KR20090046587A - 접촉 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기기에 탑재되는 접촉 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 접촉 입력을 전자기기의 제어에 활용하는 입력 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 접촉 감지 장치는 전자기기의 전면에 형성된 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥에 인접하여 상기 테두리를 따라 길게 연장된 형상으로 마련된 막대형 전극부; 막대형 전극부의 길이 방향의 임의의 위치상의 사용자의 접촉을 감지하여 접촉 위치 정보를 생성하는 접촉 감지부; 및 생성된 접촉 위치 정보에 기초하여 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 스크롤이나 커서의 이동과 같은 화면 제어를 위한 편리하고 직관적인 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
접촉 감지 장치, 캐패시턴스, 디스플레이 윈도우, 베젤.

Description

접촉 감지 장치{TOUCH SENSING APPARATUS}
본 발명은 전자기기에 탑재되어, 전자기기의 제어를 위한 사용자의 접촉을 감지하는 접촉 감지 장치에 관한 것이다.
접촉 감지 장치는 전자기기에 탑재되는 입력 장치로서, 전자기기 표면의 특정 위치에 가해지는 접촉을 사용자의 입력으로서 감지하는 장치이다. 최근 들어, 휴대 전화기나 멀티미디어 플레이어 등의 전자기기의 입력 장치로서 종전의 기계식 스위치(예: 돔 스위치, 푸시 버튼)를 대신하여 접촉 감지 장치가 이용되는 사례가 늘고 있다.
접촉 감지 장치는 그것이 탑재된 전자기기의 표면에 대한 가벼운 접촉만으로도 입력이 가능하기 때문에, 일정 수준 이상의 힘이 가해져야 입력으로 인식되는 기계식 스위치에 비해 장시간 사용에 따른 사용자의 피로도가 낮고, 장치의 내구성이 뛰어나다는 장점을 갖는다. 또한, 접촉 감지 장치는 기계식 스위치와 달리 돌출형 버튼을 필요로 하지 않으므로 하우징 표면을 이음새 없이 매끄럽게 디자인하 는 것을 가능하게 한다.
도 1은 종래의 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시한다. 도 1의 전자기기는 화면을 표시하기 위한 디스플레이 윈도우(110)를 기기 전면에 가진다. 디스플레이 윈도우(110)로부터 다소 이격된 위치에는 복수의 접촉 영역(120)이 마련되어 있다.
사용자는 접촉 영역(120)에 접촉함으로써 전자기기가 각 접촉 영역(120)에 대응하는 특정한 동작을 수행하도록 지시할 수 있다. 예컨대, 좌측 상단의 접촉 영역(120)에 접촉하여 전자기기가 '취소' 동작을 수행하도록 지시하거나, 우측 상단의 접촉 영역(120)에 접촉하여 '선택' 또는 '확인' 동작을 수행하도록 지시할 수 있다.
도 1의 접촉 감지 장치는 기계식 버튼을 대체할 수 있기는 하지만, 다양한 화면 제어에 이용되기는 어렵다는 한계를 갖는다. 즉, 각 감지 영역(120)에 대응하는 특정한 동작을 수행하도록 지시하는 데에 이용될 뿐, 화면을 스크롤하거나 화면상의 커서를 이동시키는 등의 화면 제어에 이용되기는 어렵다.
도 2는 접촉 감지 기능을 갖는 다른 형태의 입력 장치를 예시한다. 도 2의 디스플레이 윈도우(110) 하단에 마련된 이 입력 장치는 터치패드(130)이다. 터치패드(130)는 커서 이동이나 문자 입력 등의 다양한 목적을 위해 이용될 수 있다. 특히, 터치패드(130) 우측 모서리에 마련된 스크롤 입력 영역(135)은 화면을 스크롤하기 위해 이용될 수 있다. 도 2의 터치패드(130)는 도 1의 접촉 감지 장치에 비해 다양한 화면 제어가 가능한 반면, 제조 단가가 높은 편이다. 또한, 터치패 드(130)를 채용할 경우 디스플레이 윈도우(110) 하단부에 접촉 영역(120)의 배치를 위한 공간을 확보할 수 없게 된다는 문제점이 있다.
디스플레이 윈도우(110)를 터치스크린으로 구성함으로써 디스플레이 윈도우(110) 하단부에 접촉 영역(120)의 배치를 위한 공간을 확보하는 동시에 다양한 화면 제어를 가능하게 하는 방법이 있지만, 터치스크린 또한 제조 단가가 매우 비싸기 때문에 일차원적인 화면 제어(예: 스크롤 제어, 커서 이동)를 필요로 하는 전자기기에는 적용되기 어렵다는 문제점이 있다.
상술한 종래 기술의 문제점에 비추어, 본 발명에서는 구조가 단순하고 제조 비용이 저렴하며, 전자기기의 화면 제어 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 접촉 감지 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 적은 공간을 차지하면서도 스크롤 제어와 커서 이동 제어 등의 화면 제어를 위해 매우 유용하게 이용될 수 있는 접촉 감지 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 접촉 감지 장치는 전자기기의 전면에 형성된 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥에 인접하여 상기 테두리를 따라 길게 연장된 형상으로 마련된 막대형 전극부; 막대형 전극부의 길이 방향의 임의의 위치상의 사용자의 접촉을 감지하여 접촉 위치 정보를 생성하는 접촉 감지부; 및 생성된 접촉 위치 정보에 기초하여 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 의하면, 상기 막대형 전극부는 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착되어, 베젤부상의 사용자의 접촉을 수용하도록 마련할 수 있다.
또한, 본 접촉 감지 장치의 제어 신호 생성부는 접촉이 감지된 위치의 슬라 이드 이동 또는 막대형 전극의 중심에 대한 접촉 위치의 상대적인 위치에 기초하여 전자기기의 화면을 스크롤하거나 화면상의 커서를 이동하는 화면 제어 신호를 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전자기기는 디스플레이 윈도우와 접촉 감지 장치를 구비한 것으로서, 상기 접촉 감지 장치는 일 방향으로 길게 연장된 형상으로 마련되어 길이 방향의 임의의 위치상의 사용자의 접촉을 감지하기 위한 막대형 전극부와, 막대형 전극부상의 접촉 위치에 기초하여 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 갖고, 이 막대형 전극부는 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착되어 베젤부상의 사용자의 접촉을 감지한다.
본 발명에 의하면 종래에 접촉 영역으로 활용되지 않던 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥을 접촉 영역으로 이용함으로써, 큰 공간을 차지하지 않으면서도 매우 편리한 화면 제어가 가능한 접촉 감지 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 상기의 구성을 갖는 접촉 감지 장치를 이용하여 화면의 스크롤 제어 및 커서 이동 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 직관적인 입력 수단을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 소프트 키 기능을 수행하기 위한 소프트 키 전극부와 스크롤 또는 커서 이동 제어 기능을 수행하기 위한 막대형 전극부를 하나의 회로기판상에 형성하고 하나의 접촉 감지부를 통해 제어함으로써 제조 단가의 큰 증 가 없이 복합적인 기능을 갖는 접촉 감지 장치를 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 접촉 감지 장치에 대해 상세히 설명한다. 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 대응하는 부분은 같은 참조번호를 이용하여 표시하고 중복되는 설명을 생략한다.
참고로, 첨부된 도면은 본 발명이 적용될 수 있는 전자기기를 예시한 것에 불과하며, 실제로는 도시된 형태의 기기에 제한되지 않음을 미리 밝혀둔다. 본 발명에 따른 접촉 감지 장치가 탑재되는 전자기기는 휴대폰, PDA(personal digital assistance), 차량용 내비게이션 장치, 디지털 카메라, PMP(portable multimedia player), 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 전자기기와, TV, 냉장고, 전자레인지, 에어컨 등의 가전 기기(리모컨 포함), 자동차, 산업용 장비, 의료용 장비 등 디스플레이 화면을 갖춘 모든 형태의 전자기기를 망라한다.
(제1 실시형태)
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 접촉 감지 장치가 전자기기에 탑재된 모습을 나타낸다. 도 3에 도시된 전자기기는 종래의 그것과 마찬가지로 기기 전면에 디스플레이 윈도우(110)를 갖고 있다. 디스플레이 윈도우(110)는 디스플레이 패널에 해당하는 크기만큼 기기의 전면 하우징을 개방하거나, 또는 해당 부분을 유리나 아크릴 등의 투명 소재로 덮음으로써 형성할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 따른 접촉 감지 장치는 디스 플레이 윈도우(110)의 우측 테두리 바깥에 인접하여 마련된 회로기판(200)을 포함한다. 구체적으로, 회로기판(200)은 디스플레이 윈도우(110)의 테두리 바깥의 베젤부의 배면에 부착된 형태로 제공되며, 상기 테두리를 따라 길게 연장된 형상으로 마련된다.
도 4는 회로기판(200)의 전면과 배면을 도시한다. 도 4(a)에 도시된 회로기판(200) 전면에는 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 일렬 배치된 복수의 전극(210)이 형성되어 있다. 도 4(a)에는 회로기판(200)상에 9개의 전극(210)이 형성된 경우가 예시된다.
앞서 설명한 길게 연장된 형상의 회로기판(200)과 이 회로기판(200)의 전면에 길이 방향을 따라 복수의 위치에 형성된 전극(210)으로 이루어지는 부분을 후술하는 소프트 키 전극부와 구별하기 위해 '막대형 전극부'라고 부른다. 막대형 전극부는 통상 사각형인 디스플레이 윈도우(110)의 테두리를 따라 일(一)자 형상으로 마련되지만, 디스플레이 윈도우(110)의 테두리가 굽어 있다면, 테두리를 따라 굽은 형상으로 마련될 수도 있다. 또한, 둘 이상의 연결된 모서리(예: 우측 모서리와 하측 모서리)를 따라 'ㄴ'자 또는 'ㄷ'자 형상으로 마련될 수도 있다.
각각의 전극(210)은 회로기판(200)의 전면에 구리 등의 전도성 물질을 일정한 면적으로 접착, 증착 또는 도포함으로써 형성된다. 도 4(a)에 도시되어 있는 것처럼 회로기판(200)의 전면에는 회로부품이 실장되지 않는다. 이것은 전극(210)이 형성된 회로기판(200)의 전면을 베젤부 배면에 보다 확실히 밀착시키기 위한 것이다. 이렇게 함으로써 회로기판(200)을 베젤부 배면에 견고하게 부착할 수 있고, 실제로 접촉이 발생하는 베젤부 전면과 전극(210)이 형성된 회로기판(200)의 전면간의 거리를 최소화함으로써 접촉 감도의 저하를 막을 수 있다. 또한, 베젤부 배면에 대한 밀착성을 더욱 높이기 위해 회로기판(200)을 연성 회로기판으로 형성할 수 있다. 연성 회로기판을 이용하면, 특히 베젤부의 배면이 평면이 아닌 곡면으로 되어 있는 경우에도 회로기판(200)을 곡면 전체를 따라 균일하게 밀착시킬 수 있다.
한편, 도 4(b)에 도시된 회로기판(200)의 배면에는 센서 칩(220)이 실장된다. 센서 칩(220)의 단자는 회로기판(200) 배면의 배선 패턴(230)을 통해 전면에 형성된 전극(210)에 일대일로 연결되어 있다. 센서 칩(220)은 전극(210)에 대한 사용자의 접촉을 감지하기 위한 일련의 전기 회로로 구성되어 있다. 이처럼 센서 칩(220)의 접촉 감지 회로를 각 전극(210)에 개별적으로 연결하는 물리적, 논리적 구조를 '센싱 채널'이라고 한다. 이하에서는 전극(210)에 연결된 센서 칩(220)의 각 단자를 해당 단자에 대응하는 센싱 채널 명으로 호칭하도록 한다.
한편, 센서 칩(220)은 각 전극(210)에 대한 접촉을 감지하여 접촉이 발생한 위치에 관한 정보를 전자기기내의 다른 부분으로 전달하기 위해 마련된 커넥터(240)에 연결된다. 또한, 커넥터(240)는 회로기판(200) 외부의 전원을 센서 칩(220)에 연결하는 역할도 한다.
센서 칩(220)의 내부 구성은 도 5에 도시되어 있다. 센서 칩(220)에는 우선 각 전극(210)에 인가된 접촉을 감지하기 위한 접촉 감지부(222)가 포함된다. 접촉 감지부(222)는 센싱 채널 ch1, ch2, …, ch9을 통해 막대형 전극부의 9개의 전극(210)에 각각 연결된다. 접촉 감지부(222)는 각 센싱 채널을 통해 각 전극(210)에 접촉이 인가되었는지 여부를 감지하고, 접촉이 인가된 전극(210)을 식별한다. 이처럼 접촉 감지부(222)는 막대형 전극부의 길이 방향의 임의의 위치에 인가된 접촉을 감지하고 해당 접촉에 관계된 접촉 위치 정보를 생성한다.
접촉 감지부(222)는 예컨대 인체 등의 접촉에 의해 나타나는 캐패시턴스 측정값의 변화를 이용하여 접촉을 감지한다. 구체적으로, 접촉 감지부(222)는 인체의 접촉에 의해 영향을 받는 캐패시턴스 값을 직접 측정하거나, 캐패시턴스 값에 의존하는 변수인 캐패시터 양단의 전압 등을 측정할 수 있다. 접촉 감지부(222)는 이 외에도 다양한 접촉 감지 원리를 채택하여 구성될 수 있는데, 저항막에 접촉이 인가되는 경우에 나타나는 전압 분배 효과를 이용하는 저항 방식, 인체의 접촉시와 비접촉시에 나타나는 열 전달 특성의 차이를 통해 접촉을 감지하는 열감지 방식 등이 그 예이다.
접촉 감지부(222)로부터 출력되는 접촉 위치 정보는 센서 칩(220)의 외부에 마련된 제어 신호 생성부(300)로 전달되거나, 또는 센서 칩(220) 내부에 마련된 이동 정보 생성부(224)로 전달된다. 이동 정보 생성부(224)는 사용자가 우측 베젤부 상에 접촉을 유지한 상태로 디스플레이 윈도우(110)의 테두리를 따라 베젤부 위로 접촉체를 슬라이드 이동하는 경우, 그 이동을 감지하여 이동 방향이나 이동 속도에 관한 정보를 생성한다. 이동을 감지하기 위해 이동 정보 생성부(224)는 시간에 따라 복수 회에 걸쳐 생성된 접촉 위치 정보를 참조한다. 이동 정보 생성부(224)는 이 복수의 접촉 위치 정보로부터 시간에 따라 접촉이 감지되는 전극(210)이 일정한 방향으로 변경되는지를 식별한다. 예컨대 시간 t0에서 접촉이 감지된 전극(210)이 E3이고, 시간 (t0+Δt), (t0+2Δt)에서 각각 전극(210) E4, E5 위치에서 접촉이 감지된 경우에, 이동 정보 생성부(224)는 v=2d/2Δt의 속도와 아래쪽 방향으로의 슬라이드 이동을 식별할 수 있다. d는 인접한 두 전극간의 거리를 의미한다.
제어 신호 생성부(300)는 이동 정보 생성부(224)로부터 입력된 이동 방향 및 이동 속도 등의 정보, 또는 접촉 감지부(222)로부터 직접 입력된 접촉 위치에 관한 정보에 기초하여 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성한다. 이하에서는 제어 신호를, 전자기기의 화면을 스크롤하거나 화면상의 커서를 이동하는 화면 제어 신호에 국한하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명에서의 제어 신호는 오디오 볼륨의 조정, 카메라의 줌 조정 등 다양한 형태의 기기 제어를 위한 신호를 포함한다.
도 5에서 제어 신호 생성부(300)는 센서 칩(220)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있다. 실제로 제어 신호 생성부(300)는 센서 칩(220)과 별도로 마련되며 센서 칩(220)과 커넥터(240)를 통해 연결되는 별개의 컨트롤러, 예를 들어 전자기기의 메인 컨트롤러에 펌웨어 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있다.
도 6 및 도 7은 제어 신호 생성부(300)에 의해 화면 제어가 수행되는 과정을 예시한 것으로서, 슬라이드 이동 형태의 접촉을 통한 화면 제어의 경우를 보이고 있다. 도 6과 도 7은 공통적으로 화면에 복수의 항목을 포함하는 목록이 표시되어 있는 경우를 도시한다.
도 6에 도시된 것처럼 사용자가 접촉 위치(410)에서 접촉 위치(420)로 접촉을 유지한 상태로 슬라이드 이동하는 경우에, 이동 정보 생성부(224)는 슬라이드 이동이 감지되었다는 것과 이동 방향이 아래쪽 방향이라는 내용을 포함한 이동 정보를 제어 신호 생성부(300)로 전달한다. 이러한 이동 정보에 기초하여 제어 신호 생성부(300)는 화면에 표시되지 않은 1번~7번 이후의 항목들이 화면에 표시되도록 목록 표시 화면을 아래쪽으로 스크롤하도록 하는 제어 신호를 생성한다. 이 제어 신호에 의해 궁극적으로 화면이 아래쪽 방향으로 스크롤되게 되는데, 그 구체적인 과정은 본 발명과는 무관하므로 이에 대한 설명을 생략한다. 스크롤 가능한 목록과 함께 표시되는 화면 우측의 스크롤 바(112)는 상술한 슬라이드 이동 형태의 접촉에 의해 아래쪽 방향으로 이동하게 된다.
화면 제어의 두 번째 형태로서 도 7은 화면상의 커서를 이동하는 경우를 보이고 있다. 도 7의 화면에는 목록에 포함되는 복수의 항목 중에서 1번 항목이 선택된 것으로 반전 표시되어 있다. 이 경우, 커서는 1번 항목 위에 위치해 있다. 전자기기에 방향 키가 별도로 제공되는 경우라면, 상하 방향 키를 조작함으로써 항목 선택을 위한 커서를 상하로 이동할 수 있겠지만, 본 발명에 따른 접촉 감지 장치를 이용하면 더욱 손쉬운 제어가 가능하다. 즉, 사용자는 베젤부상의 접촉 위치(410)에서 접촉 위치(420)로 슬라이드 이동 형태의 접촉을 인가하고, 제어 신호 생성부(300)는 도 6에서와 같은 과정에 의해 커서를 2번, 3번 항목 순으로 아래쪽 방향으로 이동하도록 제어하는 신호를 생성한다.
살펴 본 바와 같이, 도 6과 도 7의 예에서 스크롤 방향과 커서 이동 방향은 슬라이드 이동 방향에 의해 결정된다. 이에 더해, 제어 신호 생성부(300)는 이동 정보에 포함된 슬라이드 이동 속도를 참조하여 스크롤 속도와 커서의 이동 속도를 결정할 수 있다. 즉, 베젤부상을 빠르게 슬라이드 이동하는 경우에 스크롤되는 양 또는 커서의 이동량이 많아지도록 할 수 있다.
도 8 및 도 9는 화면 제어를 수행하는 다른 방식을 예시한 것으로서, 접촉 위치에 기초하여 화면의 스크롤 제어와 커서의 이동 제어를 수행하는 것을 각각 보이고 있다. 도 6 및 도 7과 마찬가지로 도 8 및 도 9에도 상하 방향으로 배열된 복수의 항목을 포함하는 목록이 표시되어 있다.
도 8에는 스크롤 바(112)가 상하 방향의 중간 쯤에 위치해 있다. 이것은 화면에 표시된 3번~9번 항목 이전에 1번 및 2번 항목과, 9번 항목 이후에 몇 개의 항목이 목록에 포함되어 있다는 것을 나타낸다. 베젤부상의 접촉 위치(430)에서 사용자의 접촉이 감지된 경우에, 접촉 감지부(222)는 이 접촉 위치(430)에 관한 정보를 제어 신호 생성부(300)로 전달한다. 해당 접촉 위치(430)에서 소정 시간동안 접촉이 유지되는 경우에, 제어 신호 생성부(300)는 접촉 위치(430)가 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치에 대해 상대적으로 위쪽에 위치해 있다는 것을 식별하고, 목록 표시 화면을 위쪽 방향으로 스크롤하도록 하는 제어 신호를 생성한다. 이에 따라 화면에는 1번 및 2번 항목이 표시되고 8번 및 9번 항목이 표시되지 않게 된다. 또한 스크롤 바(112)도 화면상에서 현재보다 위쪽 방향으로 이동한다. 같은 방식으로, 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치에 대해 상대적으로 아래쪽에 위치한 접촉 위치(440)에서 접촉이 감지되면 화면은 아래쪽 방향으로 스크롤된다.
도 9에는 목록상의 3번 항목이 선택된 것으로 표시되어 있다. 선택된 3번 항목을 가리키는 커서를 위쪽 방향으로 이동시키기 위해 사용자는 접촉 위치(430)에 대해 일정 시간동안 접촉을 유지한다. 이 때, 제어 신호 생성부(300)는 접촉 감지부(222)로부터 입력된 접촉 위치(430)에 관계된 정보를 참조하여 커서를 위쪽 방향으로 이동시킴으로써 커서가 1번 또는 2번 항목에 위치하도록 한다. 마찬가지로 접촉 위치(440)에 접촉이 인가된 경우에는 커서를 아래쪽 방향으로 이동시킨다.
살펴 본 바와 같이, 도 8과 도 9의 예에서 스크롤 방향과 커서의 이동 방향은 접촉 위치(430, 440)가 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치로부터 어느 쪽으로 편향되어 있는지에 따라 결정된다. 이에 더해, 제어 신호 생성부(300)는 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치로부터 접촉 위치(430, 440)까지의 거리 d1, d2에 따라 스크롤 속도와 커서의 이동 속도를 결정할 수 있다. 즉, 거리 d1, d2와 화면이 스크롤되는 양 또는 커서의 이동량이 비례하도록 설정할 수 있다.
지금까지 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시형태에 따른 접촉 감지 장치와 이 장치를 이용한 화면 제어에 대해 설명하였다. 살펴본 바와 같이, 전극(210)이 형성된 회로기판(200)을 디스플레이 윈도우(110)의 우측 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착하여 베젤부를 접촉면으로서 활용하게 되면, 상하 방향으로의 화면 스크롤 또는 커서의 이동과 같은 일차원적인 화면 제어를 간편하게 수행할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면 접촉 입력을 위해 디스플레이 윈도우(110)의 우측 베젤부의 좁은 공간을 활용함으로써, 전자기기의 케이스 전면의 나머지 공 간을 다른 목적을 위해 활용하는 것이 가능해진다. 혹은 이 공간을 제거함으로써 전자기기를 소형화할 수 있게 된다.
(제2 실시형태)
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 적용한 전자기기를 도시한다. 앞서 설명한 제1 실시형태와 마찬가지로 디스플레이 윈도우(110)의 우측 테두리 바깥의 베젤부 배면에 회로기판(200)이 부착되어 있다. 다만, 본 실시형태에서는 회로기판(200)이 부착된 베젤부에 일련의 광 투과 패턴(255)이 형성되어 있다. 광 투과 패턴(255)은 막대형 전극부의 길이 방향을 따라 복수의 위치에 광을 투과시키는 영역을 개방하거나 실크스크린 인쇄하는 방법에 의해 형성할 수 있다.
도 11에는 회로기판(200)의 전면 및 배면 구조가 도시되어 있다. 도 11에서는 도면이 쓸데없이 복잡해지는 것을 막기 위해 배선 패턴(230)과 커넥터(240)의 도시를 생략하였다. 그러나, 본 실시형태에 있어서도 배선 패턴(230)과 커넥터(240)는 제1 실시형태에서와 동일하거나 혹은 이에 대응하는 형태로 마련되어 있다. 도 11(a)의 회로기판(200) 전면은 제1 실시형태의 그것과 동일하다. 그러나 도 11(b)의 회로기판(200) 배면에는 각 전극(210)에 대응하는 위치에 발광소자(250)가 실장되어 있다는 점에서 제1 실시형태와 차이가 있다.
각 발광소자(250)는 대응하는 전극(210)에 접촉이 인가된 경우에 발광하도록 제어되며, 발광된 빛은 광투과 패턴(255)을 통해 외부로 방출된다. 즉, 막대형 전극부상의 특정 위치에 접촉이 인가되면, 해당 위치에 배치된 발광소자(250)가 발 광하도록 제어되는 것이다. 이 경우, 외부로 방출된 광은 접촉 입력에 대한 피드백으로서 사용자에게 제공된다. 따라서 본 실시형태에 의하면 사용자 인터페이스의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이와 달리, 발광소자(250)와 광투과 패턴(255)을 스크롤 바(112)을 대신하는 용도로 활용할 수도 있다. 화면상의 스크롤 바(112)의 표시 위치에 대응하는 발광소자(250)가 발광하도록 제어함으로써 그렇게 할 수 있다. 이 경우, 스크롤 바(112)를 표시하기 위해 사용되던 화면상의 영역을 추가로 확보함으로써 영상의 표시를 위한 보다 넓은 화면을 제공할 수 있다.
도 12의 블럭도에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 발광소자(250)의 발광을 제어하는 발광 제어부(226)가 센서 칩(220)에 추가로 포함된다. 발광 제어부(226)는 E1~E9의 각 전극(210)에 대응하는 발광소자(250)를 발광/소광하도록 제어하기 위한 발광 제어 채널 lc1~lc9을 갖는다. 발광 제어부(226)는 각 발광 제어 채널을 통해 발광 제어 신호를 출력함으로써 각 발광소자(250)를 발광 또는 소광한다.
(제3 실시형태)
도 13은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 접촉 감지 장치가 전자기기에 적용된 모습을 예시한다. 본 실시형태에서는 디스플레이 윈도우(110)의 우측과 하측의 서로 연결된 두 모서리를 따라 'ㄴ'자 형상으로 마련된 회로기판(200)이 해당 모서리의 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착되어 있다.
이 회로기판(200)의 전면 및 배면의 모습이 도 14 및 도 15에 각각 도시되 어 있다. 도 14 및 도 15에서도 배선 패턴(230)과 커넥터(240)는 생략되어 있는데, 이 역시 도시를 단순화하기 위한 것이다. 도 15에 도시된 회로기판(200) 배면에는 센서 칩(220)이 실장되어 있어 제1 실시형태의 그것과 구성이 크게 다르지 않다. 그러나 도 14에 도시된 회로기판(200) 전면에는 막대형 전극부(202)의 전극(210) E1~E9 외에, 디스플레이 윈도우(110)의 하측 베젤부 위치하는 세 개의 전극(215) E10, E11, E12가 형성되어 있다. 이 세 개의 전극(215)과 이 전극(215)들이 형성된 가로로 길게 연장된 회로기판(200)을 포함하는 부분을 소프트 키 전극부(204)라고 한다.
소프트 키 전극부(204)에 포함된 전극(215)은 화면 하단부에 표시되는 팝업 메뉴(114)에 대한 소프트 키 기능을 수행하기 위해 마련되어 있다. 즉, 각 전극(215)은 각각의 팝업 메뉴(114)에 대응하며, 사용자는 팝업 메뉴(114)에 표시되는 기능을 수행하기 위해 해당 전극(215)에 대응하는 베젤부상의 위치에 접촉을 인가한다.
도 16에 도시되어 있는 것처럼, 접촉 감지부(222)는 막대형 전극부(202)의 각 전극(210)에 연결되는 센싱 채널 ch1~ch9 외에, 소프트 키 전극부(204)의 전극(215)에 대한 접촉을 감지하기 위해 별도의 센싱 채널 ch10~ch12를 마련하고 있다. 센싱 채널 ch10~ch12를 통해 소프트 키 전극부(204)의 전극(215)에 대한 접촉이 감지되면, 접촉 감지부(222)는 접촉이 감지된 위치에 관한 정보를 생성하여 이동 정보 생성부(224)와 제어 신호 생성부(300)로 전달한다.
도 13 내지 도 16을 통해 설명한 본 실시형태에 의하면, 많은 수의 전자기 기에 채용되는 소프트 키 방식의 입력을 접촉 감지 장치로서 구현하는 데 있어서, 극히 미미한 추가 비용만으로 일차원적인 화면 제어 기능이 부가된 접촉 감지 장치를 구현하는 것이 가능해진다.
(제4 실시형태)
도 17은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 접촉 감지 장치가 전자기기에 적용된 모습을 도시한다. 본 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 이루는 회로기판(200)은 전자기기의 전면 하우징의 베젤부 대신 케이스의 측면에 마련된다. 즉, 케이스 측면의 하우징 배면에 전극(210)이 형성된 회로기판(200)의 전면이 부착된다. 이러한 구성에 의해 베젤부의 폭을 좁게 하여 보다 큰 디스플레이 윈도우(110)를 확보할 수 있다. 또한, 전자기기를 한 손으로 파지할 수 있는 경우라면 엄지 손가락으로 손쉽게 접촉을 인가할 수 있다는 장점이 있다. 본 실시형태에서의 회로기판(200)의 구성은 제1 실시형태의 그것과 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
이상 구체적인 구성요소 등의 특정 사항들과 한정된 실시형태 및 도면에 의해 본 발명의 구성을 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 형태의 수정 및 변형을 가할 수 있다. 따라서, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 대상은 본 발명의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래의 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시하는 도면이다.
도 2는 터치패드를 장착한 전자기기의 모습을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 접촉 감지 장치의 전면 및 배면을 각각 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 접촉 감지 장치에서 전극부를 제외한 나머지 기능 블럭들 간의 연결 관계를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6 및 도 8은 도 3의 접촉 감지 장치를 이용하여 화면을 스크롤하는 여러 가지 방법을 예시하는 것이다.
도 7 및 도 9는 도 3의 접촉 감지 장치를 이용하여 화면상의 커서를 상하 방향으로 이동시키는 여러 가지 방법을 예시하는 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시하는 도면이다.
도 11은 도 10의 접촉 감지 장치의 전면 및 배면을 각각 도시한 것이다.
도 12는 도 10의 접촉 감지 장치에서 전극부를 제외한 나머지 기능 블럭들 간의 연결 관계를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시하는 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 접촉 감지 장치의 전면 및 배면을 각각 도시한 것이다.
도 16은 도 13의 접촉 감지 장치에서 전극부를 제외한 나머지 기능 블럭들 간의 연결 관계를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 접촉 감지 장치를 전자기기에 적용한 모습을 예시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 디스플레이 윈도우 200: 회로기판
202: 막대형 전극부 204: 소프트 키 전극부
210, 215: 접촉 전극 220: 센서 칩
222: 접촉 감지부 224: 이동 정보 생성부
226: 발광 제어부 230: 배선 패턴
240: 커넥터 250: 발광소자
300: 제어 신호 생성부

Claims (25)

  1. 전자기기의 제어에 이용되는 접촉 감지 장치에 있어서,
    상기 전자기기의 전면에 형성된 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥에 인접하여 상기 테두리를 따라 길게 연장된 형상으로 마련된 막대형 전극부;
    상기 막대형 전극부의 길이 방향의 임의의 위치상의 사용자의 접촉을 감지하여 접촉 위치 정보를 생성하는 접촉 감지부; 및
    상기 접촉 위치 정보에 기초하여 상기 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 상기 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착되어, 상기 베젤부상의 사용자의 접촉을 수용하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 상기 베젤부 배면에 밀착하여 부착되는 것을 특징으 로 하는 접촉 감지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 상기 디스플레이 윈도우의 일측 모서리를 따라 일(一)자 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 막대형 전극부의 길이 방향의 복수의 위치에 마련되어 상기 베젤부에 형성된 광투과 패턴을 통해 광을 방출하는 발광소자
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    감지된 접촉 위치에 대응하는 발광소자의 발광 또는 소광을 제어하는 발광 제어 신호를 생성하는 발광 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 상기 전자기기의 케이스의 일 측면에 마련되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 감지부는 상기 막대형 전극부가 형성된 회로기판의 배면에 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 길이 방향으로 소정 간격을 두고 일렬 배치된 복수의 접촉 전극을 갖는 회로기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 전극 중에서 접촉이 감지되는 전극이 시간에 따라 변경되는 것으로부터 접촉이 감지된 위치의 슬라이드 이동에 관한 정보를 생성하는 이동 정보 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 회로기판은 연성 회로기판인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 상기 전자기기의 화면을 스크롤하거나 화면상의 커서를 이동하는 화면 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 접촉이 감지된 위치의 슬라이드 이동의 방향에 따라 스크롤 방향 또는 커서 이동 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 상기 슬라이드 이동의 속도에 따라 스크롤 속도 또는 커서 이동 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 접촉이 감지된 위치가 상기 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치로부터 어느 쪽으로 편향되어 있는지에 따라 스크롤 방향 또는 커서 이동 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 상기 막대형 전극부의 길이 방향의 중앙 위치로부터 접촉이 감지된 위치까지의 거리에 따라 스크롤 속도 또는 커서 이동 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 전자기기의 화면에 표시되는 팝업 메뉴에 대한 소프트 키 기능을 수행하는 하나 이상의 접촉 전극을 갖는 소프트 키 전극부를 더 포함하고,
    상기 접촉 감지부는 상기 소프트 키 전극부의 하나 이상의 접촉 전극에 대한 사용자의 접촉을 감지하는 것
    을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 막대형 전극부는 상기 디스플레이 윈도우의 일측 모서리를 따라 마련되고, 상기 소프트 키 전극부는 상기 디스플레이 윈도우의 타측 모서리를 따라 마련되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 막대형 전극부와 상기 소프트 키 전극부는 하나의 회로기판상에 형성되며, 상기 회로기판은 상기 디스플레이 윈도우의 연결된 두 모서리를 따라 'ㄴ'자 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 감지부는 상기 막대형 전극부에 대한 사용자의 접촉에 따른 캐패시턴스 측정값의 변화에 기초하여 상기 접촉을 감지하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  21. 디스플레이 윈도우와 접촉 감지 장치를 구비한 전자기기에 있어서,
    상기 접촉 감지 장치는 일 방향으로 길게 연장된 형태로 마련되어 길이 방향의 임의의 위치상의 사용자의 접촉을 감지하기 위한 막대형 전극부와, 상기 막대형 전극부상의 접촉 위치에 기초하여 상기 전자기기의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 갖고,
    상기 막대형 전극부는 상기 디스플레이 윈도우의 테두리 바깥의 베젤부 배면에 부착되어 상기 베젤부상의 사용자의 접촉을 감지하는 것
    을 특징으로 하는 전자기기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 베젤부에는 상기 막대형 전극부의 길이 방향을 따라 광투과 패턴이 형성되어 있고,
    상기 접촉 감지 장치는 상기 막대형 전극부의 길이 방향을 따라 복수의 위치에 마련되어 상기 광투과 패턴을 통해 광을 방출하는 발광소자를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전자기기.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 막대형 전극부상의 임의의 위치에 접촉이 인가되면, 해당 위치에 배치된 발광소자가 발광하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는 상기 전자기기의 화면을 스크롤하거나 화면상의 커서를 이동하는 화면 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 전자기기의 화면에 표시되는 팝업 메뉴에 대한 소프트 키 기능을 수행하는 하나 이상의 접촉 전극을 갖는 소프트 키 전극부를 더 포함하고,
    상기 소프트 키 전극부와 상기 막대형 전극부는 하나의 회로기판상에 형성되는 것
    을 특징으로 하는 전자기기.
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KR101891642B1 (ko) * 2017-04-20 2018-08-27 주식회사 바이오로그디바이스 피부 접촉 인식 장치

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