KR20090037596A - 정보 입력 장치 - Google Patents

Abstract

전자 기기용 정보 입력 장치가 개시된다. 상기 정보 입력 장치는 마그네트와 대향하는 코깅플레이트의 면을 굴곡지게 형성하여 마그네트의 원주방향을 따라 마그네트와 코깅플레이트 사이의 에어갭을 정현파 형태로 형성한다. 그러면, 마그네트와 코깅플레이트 사이에서 발생되는 코깅토크가 정현파 형태로 출력되므로, 부드러운 클릭감을 느낄 수 있다.

Description

정보 입력 장치 {INFORMATION INPUT UNIT}

도 1a는 종래의 정보 입력 장치의 회전커버 부위의 사시도.

도 1b는 도 1a의 하면을 보인 분해 사시도.

도 1c는 종래의 정보 입력 장치에서 발생되는 코깅토크를 보인 그래프.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 단면도.

도 3a는 도 2에 도시된 회전커버 부위와 홀더의 분해 사시도.

도 3b는 도 3a의 하면을 보인 사시도.

도 4a 및 도 4b는 도 3a에 도시된 코깅플레이트의 "A-A"선 및 "B-B"선 단면도.

도 5는 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치에서 발생되는 코깅토크를 보인 그래프.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 코깅플레이트의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 기판 120 : 베이스

130 : 홀더 140 : 코깅플레이트

150 : 회전커버 160 : 지지프레임

170 : 지지부재 180 : 마그네트

본 발명은 전자 기기용 정보 입력 장치에 관한 것이다.

오늘날, 이동 통신 기기 등과 같은 전자 기기에는 사용자의 누름 조작에 의해 신호를 발생시키는 버튼 타입 정보 입력 장치와 사용자의 회전 조작에 의해 신호를 발생시키는 휠 타입 정보 입력 장치가 설치된다.

종래의 휠 타입 정보 입력 장치를 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.

도 1a는 종래의 정보 입력 장치의 회전커버 부위의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 하면을 보인 사시도이며, 도 1c는 종래의 정보 입력 장치에서 발생되는 코깅토크를 보인 그래프이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 홀 소자와 스위치소자 등이 설치된 기판(미도시)에 링형상의 홀더(11)가 고정된다. 상기 기판과 대향하는 홀더(11)의 일면에는 자성체인 복수의 코깅플레이트(13)가 홀더(11)의 원주방향을 따라 소정 간격으로 결합되고, 홀더(11)의 타면측에는 홀더(11)와 동심을 이루는 링형상의 회전커버(15)가 회전가능하게 결합된다.

홀더(11)와 대향하는 회전커버(15)의 일면에는 지지부재(17)가 일체로 형성되고, 지지부재(17)에는 원주방향을 따라 복수의 극을 가진 링형상의 마그네트(19)가 고정된다.

회전커버(15)를 회전시키면, 회전커버(15)와 일체로 회전하는 마그네트(19)와 홀더(11)에 고정된 코깅플레이트(13)에 의하여 코깅토크가 발생하고, 코깅토크로 인해 사용자는 클릭감을 느낀다.

이때, 마그네트(19)의 성능을 최대로 발휘하고, 편차를 최소화하기 위하여 마그네트(19)는 완전 자화된 것을 사용한다.

상기와 같은 종래의 정보 입력 장치는 코깅플레이트(13)가 편평한 판 형상으로 형성되어 소정 간격을 가지므로, 마그네트(19)의 회전방향인 마그네트(19)의 원주방향을 따라 마그네트(19)와 코깅플레이트(13) 사이의 에어갭이 균일하게 유지되다 무한대가 되는 형태이다. 이로인해, 마그네트(19)와 코깅플레이트(13)에 의하여 발생되는 코깅토크의 파형은, 도 1c에 도시된 바와 같이, 비정현파로 출력된다.

상세히 설명하면, 코깅토크는 마그네트(19)와 코깅플레이트(13) 사이의 에어갭에 반비례한다. 그리고, 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 정중앙부에 위치한 상태에서는 코깅토크가 제로인 안정된 상태이다.

안정된 상태에서, 회전커버(15)를 일방향으로 회전시켜 마그네트(19)를 회전시키면, 마그네트(19)의 회전에 저항하여 안정된 상태를 유지하려는 코깅토크가 증가한다. 그후, 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 일단부에 위치되면 코깅토크가 최대(도 1c의 a 지점)가 되고, 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 일단부를 벗어나면 코깅토크가 감소한다. 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 일단부를 벗어나서 마그네트(19)의 N극 또는 S극만이 코깅플레이트(13)와 작용하는 경우에는 코깅토크가 제로(도 1c의 b 지점)인 불안정한 상태이다.

불안정한 상태에서 마그네트(19)를 회전방향으로 더 회전시키면, 마그네트(19)의 회전방향으로 더 회전되어 안정을 유지하려는 코깅토크가 증가한다. 그후, 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 타단부에 위치되면 코깅토크가 최대(도 1c의 c 지점)가 되고, 마그네트(19)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(13)의 타단부에서 중앙부측으로 이동함에 따라 코깅토크가 감소하여 안정된 상태(도 1c의 d)를 유지한다.

종래의 정보 입력 장치는 코깅플레이트(13)와 마그네트(19) 사이의 에어갭이 균일하게 유지되다 갑자기 무한대로 변경되므로, 에어갭이 무한대인 도 1c의 a∼c 구간에서 코깅토크가 급격하게 변한다. 이로인해, 부드러운 클릭감을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부드러운 클릭감과 얻을 수 있는 정보 입력 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보 입력 장치는, 스위치소자와 홀소자가 설치된 기판; 상기 기판에 배치된 홀더; 상기 홀더에 회전가능하게 설치되며 가압하면 상기 스위치소자를 구동시키는 회전커버; 상기 회전커버에 고정되며 원주방향으로 복수의 극을 가지는 링형상의 마그네트; 상기 마그네트와 대향되게 상기 홀더에 결합되며, 상기 마그네트와 대향하는 일면은 상기 마그네트의 원주방향을 따라서는 굴곡지게 형성되고 상기 마그네트의 반경방향을 따라서는 균일하게 형성된 자성체의 코깅플레이트(Cogging Plate)를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 정보 입력 장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정보 입력 장치는 기판(110)을 가진다. 기판(110)의 수직방향 일면에는 기판(110)에 수직하는 가상의 수직선을 중심으로 원주방향으로 소정 간격으로 스위치소자(111) 및 홀소자(미도시) 등과 같은 복수의 부품들이 설치된다.

기판(110)의 수직방향 타면에는 베이스(120)가 결합되는데, 상기 가상의 수직선을 중심으로 베이스(120)의 동일 원주상에는 복수의 꺾쇠(121)가 형성되어, 기판(110)의 수직방향 일면측으로 돌출된다.

이하, 기판(110)의 수직방향 일면을 '상면'이라 하고, 타면을 '하면'이라 한다. 또한, 다른 구성요소들에 대한 상면 및 하면도 기판(110)과 대응되게 명명한다.

기판(110)의 상면에는 상기 가상의 수직선과 동심을 이루는 링형상의 홀더(130)가 고정된다. 홀더(130)는 비자성체로 형성되며, 외주면측에 돌출 형성된 돌기(131)가 꺾쇠(121)에 삽입 걸리므로 인하여 기판(110)에 고정된다.

홀더(130)의 하면에는 자성체의 코깅플레이트(Cogging Plate)(140)가 홀 더(130)의 원주방향으로 소정 간격을 가지면서 복수개 결합되는데, 코깅플레이트(140)는 후술할 마그네트(180)와 작용하여 코깅토크를 발생한다.

홀더(130)의 상면측에는 홀더(130)와 대응되게 형성되어 홀더(130)와 동심을 이루는 링형상의 회전커버(150)가 회전가능하게 결합된다.

상세히 설명하면, 회전커버(150)의 하면 내주면측에는 지지프레임(160)이 결합되는데, 회전커버(150)와 지지프레임(160)은 사출되는 지지부재(170)에 일체로 결합된다. 그리고, 지지프레임(170)의 외주면측이 홀더(130)의 내주면측에 회전가능하게 결합되어, 회전커버(150)가 홀더(130) 상에서 회전가능하게 설치된다.

지지부재(170)의 하면에는 원주방향을 따라 복수의 극을 가진 링형상의 마그네트(180)가 고정되어 코깅플레이트(140)와 대향한다. 마그네트(180)는 홀더(130) 및 회전커버(150)와 동심을 이룬다.

회전커버(150)의 회전에 의하여 마그네트(180)가 회전하면, 상기 홀소자가 마그네트(180)의 자속 변화를 검출하여 회전커버(150)의 회전방향 및 회전량 등을 검출한다. 그러면, 기판(110)과 연결된 제품의 제어회로에서, 회전커버(150)의 회전방향과 회전량에 따라, 상기 제품의 표시부의 스크롤 바를 이동하여 소망하는 데이터를 명시한다. 그리고, 회전커버(150)의 누름에 의해 스위치소자(111)가 온(On) 하고, 스위치소자(111)의 신호가 상기 제어회로에 출력되어 입력된 스크롤의 방향 및 스크롤의 량을 확정하는 것이다.

도 2의 미설명부호 190은 투명창이다.

회전커버(150)를 회전시키면, 회전커버(150)와 일체로 회전하는 마그네 트(180)와 홀더(130)에 고정된 코깅플레이트(140)에 의하여 코깅토크가 발생하고, 사용자는 상기 코깅토크로 인해 클릭감을 느낀다.

본 실시예에 따른 정보 입력 장치는 부드러운 클릭감을 느낄 수 있도록 마련되는데, 이를 도 3a 내지 도 4b를 참조하여 설명한다.

도 3a는 도 2에 도시된 회전커버 부위와 홀더의 분해 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 하면을 보인 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 도 3a에 도시된 코깅플레이트의 "A-A"선 및 "B-B"선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 마그네트(180)와 대향하는 코깅플레이트(140)의 상면은 홀더(130)의 원주방향을 따라서는 굴곡지게 형성되고, 홀더(130)의 반경방향을 따라서는 균일하게 형성된다. 더 구체적으로는, 코깅플레이트(140)의 상면은 홀더(130)의 원주방향측 일단부에서 타단부로 갈수록 마그네트(180)와 점점 가까와지는 형태로 돌출되었다가 다시 점점 멀어지는 형태로 형성된다. 즉, 코깅플레이트(140)의 상면은 홀더(130)의 원주방향을 따라 중앙부측이 상기 마그네트측으로 돌출된 볼록한 형상으로 형성된다.

코깅플레이트(140)의 상면의 형상으로 인하여, 코깅플레이트(140)와 마그네트(180) 사이의 마그네트(180)의 원주방향으로의 에어갭은 대략 정현파 형태를 이루고, 이로인해 코깅플레이트(140)와 마그네트(180)에 의하여 발생되는 코깅토크의 파형도, 도 5에 도시된 바와 같이, 정현파 형태로 출력된다.

상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 정중앙부에 위치한 상태는 코깅토크가 제로인 안 정된 상태이다.

안정된 상태에서, 마그네트(180)를 회전시키면, 마그네트(180)의 회전에 저항하여 안정된 상태를 유지하려는 코깅토크가 증가한다. 그후, 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 일단부에 위치되면 코깅토크가 최대(도 5의 A 지점)가 되고, 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 일단부를 벗어나면 코깅토크가 감소한다. 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 일단부를 벗어나서 마그네트(180)의 N극 또는 S극만이 코깅플레이트(140)와 작용하는 경우에는 코깅토크가 제로(도 5의 B 지점)인 불안정한 상태이다.

불안정한 상태에서 마그네트(180)를 회전방향으로 더 회전시키면, 마그네트(180)의 회전방향으로 더 회전되어 안정을 유지하려는 코깅토크가 증가한다. 그후, 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 타단부에 위치되면 코깅토크가 최대(도 5의 C 지점)가 되고, 마그네트(180)의 N극과 S극의 경계 부위가 코깅플레이트(140)의 타단부에서 중앙부측으로 이동함에 따라 코깅토크가 감소하여 안정된 상태(도 5의 D)를 유지한다.

본 실시예에 따른 정보 입력 장치는 마그네트의 원주방향을 따라 코깅플레이트(140)의 중앙부에서부터 양단부측으로 갈수록 에어갭이 점점 증가하는 형태가 된다. 그러므로, 에어갭의 변화가 급격하게 발생하는 것이 아니라, 서서히 선형적으로 변하므로, 도 5의 A∼C 구간에서 코깅토크가 서서히 변한다.

따라서, 발생되는 코깅토크의 파형도 정현파 형태로 출력되므로, 사용자는 부드러운 클릭감을 느끼게 된다.

여기서, 홀더(130)와 회전커버(150)와 마그네트(180)는 동심을 이루므로, 홀더(130)의 원주방향은 회전커버(150) 및 마그네트(180)의 원주방향임과 동시에 회전커버(150) 및 마그네트(180)의 회전방향을 말한다.

코깅플레이트(140)의 견고한 결합을 위하여 홀더(130)의 하면에는 코깅플레이트(140)와 대응되는 형상으로 형성되어 코깅플레이트(140)가 안치되는 안치홈(133)이 형성된다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 코깅플레이트의 사시도로서, 이를 설명한다.

도 6a에 도시된 코깅플레이트(240)는 도 3a에 도시된 코깅플레이트(140)의 하면을 상면과 동일한 형태로 굴곡지게 형성한 것이다.

도 6b에 도시된 코깅플레이트(340)는 마그네트(180)(도 3a참조)와 대향하는 상면이 편평하게 형성되되, 마그네트(180)의 원주방향을 따라 중앙부측을 기준으로 양단부측이 기판(110)(도 2참조)측인 하측으로 경사지게 형성된다.

즉, 코깅플레이트(340)는 마그네트(180)의 원주방향을 따라 "

"형상을 이루므로, 이 또한 코깅플레이트(340)와 마그네트(180) 사이의 마그네트(180)의 원주방향으로의 에어갭은 대략 정현파 형태를 이룬다. 그러므로, 전술한 바와 같이 부드러운 클릭감을 느끼게 되는 것이다.

도 6c에 도시된 코깅플레이트(440)는 도 6b에 도시된 코깅플레이트(340)의 하면을 상면과 동일한 형태로 굴곡지게 형성한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정보 입력 장치는 마그네트와 대향하는 코깅플레이트의 면을 굴곡지게 형성하여 마그네트의 원주방향을 따라 마그네트와 코깅플레이트 사이의 에어갭을 정현파 형태로 형성한다. 그러면, 마그네트와 코깅플레이트 사이에서 발생되는 코깅토크가 정현파 형태로 출력되므로, 부드러운 클릭감을 느낄 수 있다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (5)

1. 스위치소자와 홀소자가 설치된 기판;

   상기 기판에 배치된 홀더;

   상기 홀더에 회전가능하게 설치되며 가압하면 상기 스위치소자를 구동시키는 회전커버;

   상기 회전커버에 고정되며 원주방향으로 복수의 극을 가지는 링형상의 마그네트;

   상기 마그네트와 대향되게 상기 홀더에 결합되며, 상기 마그네트와 대향하는 일면은 상기 마그네트의 원주방향을 따라서는 굴곡지게 형성되고 상기 마그네트의 반경방향을 따라서는 균일하게 형성된 자성체의 코깅플레이트(Cogging Plate)를 포함하는 정보 입력 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코깅플레이트의 일면은 상기 마그네트의 원주방향을 따라 중앙부측이 상기 마그네트측으로 돌출된 볼록한 형상인 정보 입력 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코깅플레이트의 일면은 편평하게 형성되되, 상기 마그네트의 원주방향을 따라 중앙부측을 기준으로 양단부측이 상기 기판측으로 경사진 정보 입력 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 코깅플레이트의 타면은 일면과 동일한 형상인 정보 입력 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중, 어느 한 항에 있어서,

   상기 홀더에는 상기 코깅플레이트가 안치되는 안치홈이 형성된 정보 입력 장치.

Images