KR20100110156A - Input device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입력장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 IR 을 수광하여 사용자입력의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식할 수 있는 포토 다이오드와 사용자입력시의 압력을 감지하여 -Z좌표를 인식할 수 있는 압력감지저항물질시트를 구비하여 ±X,±Y,±Z좌표를 모두 인식할 수 있는 입력장치에 관한 것이다.The present invention relates to an input device, and more particularly, a photodiode capable of receiving an IR and recognizing ± X, ± Y, + Z coordinates of a user input and a pressure at the time of user input to recognize a -Z coordinate. The present invention relates to an input device having a pressure sensitive resistive material sheet capable of recognizing ± X, ± Y and ± Z coordinates.
일반적으로 휴대용 전화기나 PDA 등의 개인 휴대 단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다. 즉, 종래의 휴대용 전화기 등은 숫자 및 문자 등을 입력하기 위해 복수 개의 스위치로 이루어진 키패드를 구비하고, 사용자가 상기 스위치를 눌러서 전화번호 또는 문자 등의 정보를 입력하는 방식을 채택하고 있다. 각각의 버튼에 대응하는 돔버튼을 버튼 아래에 구비하고 버튼이 눌려지면 돔버튼이 작동하여 정보가 입력되는 방식이 널리 채용되고 있다.In general, personal digital assistants such as portable telephones and PDAs employ a user interface using a keypad. That is, a conventional portable telephone or the like has a keypad composed of a plurality of switches for inputting numbers and letters, etc., and adopts a method in which a user inputs information such as a telephone number or a letter by pressing the switch. A dome button corresponding to each button is provided under the button, and when the button is pressed, the dome button operates to input information.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 입력장치(10)는 PCB(11)의 상부에 메탈돔(12)이 있고 접착시트(13)와 키패드(14)가 차례로 적층되어 있는 구조이다. 또는 PCB(11)의 하부에 촉감센서시트(15)가 구비되고 PCB(11)의 양면에 는 플렉서블 PCB(F-PCB)로 대체하는 구조를 가진다. F-PCB의 아래는 QTC 시트를 삽입하여 압력을 감지할 수도 있으며, 이때 프레스 가공물은 필요에 따라 삭제 또는 삽입이 가능하다. 또한 촉감센서는 외부압력이 증가하면 저항이 감소하는 특성을 이용하여 입력값을 느낄 수 있는 센서이다.4 and 5, the input device 10 according to the prior art has a
그러나, 종래기술에 따른 입력장치(10)는 IR광을 이용하여 +Z축 기준으로 0~50mm 사이의 손가락 터치 및 손동작에 의해 원하는 화면으로 이동, 확대 또는 포인팅이 가능하나, 기본화면 이하로 화면을 축소시키고자 할 경우 -Z축의 구현이 불가능하다는 단점이 있었다. 따라서, +Z축의 구현뿐 아니라 -Z축에 따른 구현도 가능한 입력장치에 대한 연구가 필요한 실정이다.However, the input device 10 according to the related art is capable of moving, enlarging or pointing to a desired screen by a finger touch and a hand gesture between 0 to 50 mm on the basis of + Z axis using IR light, but the screen is smaller than the base screen. In order to reduce this, the -Z axis could not be implemented. Therefore, there is a need for research on an input device that can be implemented along the -Z axis as well as the + Z axis.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 IR 을 수광하여 사용자입력의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식할 수 있는 포토 다이오드와 사용자입력시의 압력을 감지하여 -Z좌표를 인식할 수 있는 압력감지저항물질시트를 구비하여 ±X,±Y,±Z좌표를 모두 인식할 수 있는 입력장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is a photodiode capable of recognizing ± X, ± Y, + Z coordinates of the user input by receiving an IR and at the time of user input Equipped with a pressure-sensitive resistive material sheet capable of detecting pressure and recognizing -Z coordinates to provide an input device that can recognize ± X, ± Y, ± Z coordinates.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자의 손가락이 터치되는 커버와, 상기 손가락의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하도록 적외선을 방사하는 하나 이상의 IR 다이오드와, 상기 손가락으로부터 반사된 IR 을 수광하여 상기 손가락의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하는 포토 다이오드와, 상기 손가락에 의해 상기 커버에 인가되는 압력에 따라 상기 손가락의 -Z좌표를 인식하는 압력감지저항물질시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 입력장치를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides a cover to which the user's finger is touched, at least one IR diode emitting infrared rays to recognize the ± X, ± Y, + Z coordinate of the finger, and the finger A photodiode that receives the IR reflected from the photodiode and recognizes the ± X, ± Y, + Z coordinates of the finger, and a pressure sensing resistor that recognizes the -Z coordinate of the finger according to the pressure applied to the cover by the finger. An input device comprising a sheet of material is provided.
또한, IR 다이오드 4개가 동심원주 상에 90도 등간격으로 배치되며, 상기 포토 다이오드는 원의 중심에 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, four IR diodes are arranged at equal intervals on the concentric circumference by 90 degrees, and the photodiode is disposed at the center of the circle.
또한, 압력감지저항물질시트는 도전성 물질과 바인더가 혼합된 잉크 형태의 물질이며, QTC(Quantum Tunneling Composite) 또는 FSR(Force Sensitive Resitance)이 적용될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure-sensitive resistive material sheet is a material in the form of an ink mixed with a conductive material and a binder, characterized in that QTC (Quantum Tunneling Composite) or FSR (Force Sensitive Resitance) can be applied.
또한, 압력감지저항물질시트의 중앙부에는 사용자가 입력하는 부분으로서 탄성복원력을 가지는 도전성 재질로 이루어진 메탈돔을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the center portion of the pressure-sensitive resistive material sheet is characterized in that it further comprises a metal dome made of a conductive material having an elastic restoring force as a portion input by the user.
또한, IR 다이오드와 상기 포토 다이오드를 보호하고 IR 의 확산을 방지하기 위해 상기 커버의 하부에 링 형상으로 구비된 커버지지대를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to protect the IR diode and the photodiode and to prevent the spread of the IR characterized in that it further comprises a cover support provided in a ring shape in the lower portion of the cover.
또한, 압력감지저항물질시트와 메탈돔이 장착되는 홈이 형성된 커버테이프를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a cover tape having a groove on which the pressure sensing resistance material sheet and the metal dome are mounted.
또한, 압력감지저항물질시트는 상기 커버에 입력되는 압력이 일정시간을 초과하여 지속적으로 전해질 때 -Z 좌표를 인식할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure-sensitive resistive material sheet is characterized in that it is possible to recognize the -Z coordinates when the pressure input to the cover continuously delivered over a certain time.
또한, 메탈돔은 상기 커버에 입력되는 압력이 일정시간 이하로 지속적으로 전해질 때 압력을 인식할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the metal dome is characterized in that it can recognize the pressure when the pressure input to the cover continuously for a predetermined time or less.
또한, IR 이 발광되는 단계와, 손가락에 의해 상기 커버가 터치되는 단계와,포토 다이오드가 상기 손가락으로부터 반사된 IR 을 수광하는 단계와, ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하는 단계와, 상기 압력감지저항물질시트가 압력을 감지하는 단계 및 -Z좌표를 인식하는 단계를 포함한다.In addition, the step of emitting an IR light, the touch of the cover by a finger, the step of receiving a photodiode by the photodiode reflected from the finger, recognizing ± X, ± Y, + Z coordinates, The pressure sensing resistance material sheet includes a step of sensing pressure and a -Z coordinate.
또한, 포토 다이오드가 IR 을 비수광시, IR 다이오드로부터 IR 이 발광되는 단계 내지 손가락에 의해 커버가 터치되는 단계로 반복 수행된다. In addition, when the photodiode does not receive IR, the step is repeatedly performed in which the IR is emitted from the IR diode or the cover is touched by a finger.
또한, 압력감지저항물질시트가 압력을 감지하는 단계는, 압력이 일정시간을 초과하여 지속될 경우에만 상기 압력감지저항물질시트가 압력을 감지하고, 압력이 일정시간 이하로 지속될 경우에는 상기 메탈돔이 압력을 감지하는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of detecting the pressure by the pressure sensitive resistive material sheet, the pressure sensitive resistive material sheet detects the pressure only when the pressure lasts for a predetermined time, and the metal dome is detected when the pressure lasts for a predetermined time or less. It is characterized by detecting the pressure.
또한, 상기 감지된 압력으로 상기 손가락의 -Z좌표를 인식하는 단계가 완료된 후, 압력감지저항물질시트가 압력을 감지하는 단계를 반복 수행한다.In addition, after the step of recognizing the -Z coordinate of the finger with the detected pressure is completed, the step of detecting the pressure by the pressure-sensitive resistive material sheet is repeated.
본 발명에 따른 입력장치는 IR 을 수광하여 사용자입력의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식할 수 있는 포토 다이오드와 사용자입력시의 압력을 감지하여 -Z좌표를 인식할 수 있는 압력감지저항물질시트를 구비하여 ±X,±Y,±Z좌표를 모두 인식할 수 있는 입력장치를 제공할 수 있다.The input device according to the present invention receives a IR photodiode capable of recognizing ± X, ± Y, + Z coordinates of the user input and a pressure-sensitive resistor that can recognize the -Z coordinate by sensing the pressure at the user input By providing a material sheet, an input device capable of recognizing all ± X, ± Y, and ± Z coordinates can be provided.
이와 같은 입력장치는 포인팅 기능과 스크롤기능 뿐 아니라 IR 광에 의한 터치기능 또한 모두 수행할 수 있어 광 스위치, 광 근접센서, 차량용 GPS 등 동작인식용 입력장치들에 광범위하게 이용될 수 있다.Such an input device can perform both a pointing function and a scroll function, as well as a touch function by IR light, and thus can be widely used in motion recognition input devices such as an optical switch, an optical proximity sensor, and a vehicle GPS.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력장치(100)에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 입력장치(100)는 사용자의 터치가 입력되는 커버(110), IR 을 방사하여 사용자의 터치에 IR 을 반사하는 IR 다이오드(121), IR 다이오드(121)로부터 반사된 IR 을 수광하여 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하는 포토 다이오드(122), 사용자의 터치에 따른 압력을 감지할 수 있는 압력감지저항물질시트(130)로 구비된다.As shown in Figures 1 to 3, the
커버(110)는 사용자의 손가락이 터치되는 반투명재질이다. 커버(110)의 하부에는 커버지지대(111)가 설치되어 커버(110)를 지지하고 PCB(120)의 상부에 장착되는 것을 용이하게 한다. 커버지지대(111)는 커버(110)와 PCB(120)를 지지하기 용이한 원통형상으로, 다이오드를 보호하고 IR 의 확산을 방지한다.The
IR 다이오드(121)는 손가락의 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하도록 적외선을 방사하며 PCB(120)의 동심원주 상에 하나 이상 등간격으로 PCB(12) 상면에 구비되며, 바람직하기로 90도 등간격으로 4개가 구비된다.The
IR 다이오드(121)는 항상 IR 이 방사되어 사용자가 커버(110)에 입력시에IR 이 반사되나, 사용자의 손가락이 터치될 때만 IR 이 방사되어 절전할 수 있도록 설 정할 수도 있다.The
포토 다이오드(122)는 IR 다이오드(121)로부터 반사된 IR 을 수광하여 -Z좌표만을 제외한 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식한다. 포토다이오드(122)는 PCB(120)의 중앙부에 1개가 구비된다. The
보정 다이오드(123)는 포토 다이오드(122)가 IR 을 인식하는데 방해가 되는 외부광 및 잡광 들을 보정시키며 PCB(120)의 외주부에 구비된다.The
압력감지저항물질시트(Pressure sensitive resistance Sheet;130)는 사용자의 손가락에 의해 커버에 인가되는 압력에 따라 손가락의 -Z좌표를 인식한다. 압력감지저항물질시트(130)는 압력을 감지할 수 있는 도전성 물질과 바인더(binder)가 혼합된 잉크 형태의 물질로써 PCB(120)의 하부에 구비된다.The pressure
압력감지저항물질시트(130)에 터치의 압력이 전해지면, 그 내부에 도전성 물질들이 서로 접하면서 전체적으로 저항값이 감소한다. 또한, 압력감지저항물질시트(130)의 일면에 가하는 압력을 점차 증가시키면, 그 내부에 도전성 물질이 서로 접하는 양이 증가하면서 일정한 수준까지 계속적으로 저항이 감소한다. When the pressure of the touch is transmitted to the pressure-sensitive
압력감지저항물질시트(130)는 사용자터치에 따른 압력이 일정시간을 초과하여 계속해서 지속될 때만 -Z방향의 좌표가 인식된다.The pressure sensitive
또한, 압력감지저항물질시트(130)는 압력의 크기에 따라 영문과 한글전환이 가능하고, 영문의 대소문자가 구분되며 한글의 자모전환이 가능한 기능을 가질 뿐 아니라, 포인팅(pointing) 기능과 스크롤(scroll) 기능을 수행할 수 있다.In addition, the pressure-sensitive
압력감지저항물질은 예컨대, QTC(Quantum Tunneling Composite) 또는 FSR(Force Sensitive Resitance)이 적용된다.As the pressure-sensitive resistive material, for example, QTC (Quantum Tunneling Composite) or FSR (Force Sensitive Resitance) is applied.
메탈돔(140)은 압력감지저항물질시트(130)의 중앙부에 위치되며 사용자가 누르는 부분인 입력버튼으로서 탄성복원력을 가지는 도전성 재질로 이루어진다. The
메탈돔(140)은 사용자입력의 압력지속시간이 일정시간 이하일 경우에만 1차 입력버튼으로서의 역할을 수행하고, 압력지속시간이 일정시간을 초과하면 압력감지저항물질시트(130)에서 압력을 감지하며 -Z 좌표를 인식하게 된다The
또한, 사용자가 버튼을 누르면 1차적인 입력기능이 수행되고, 계속 버튼을 누른다면 화면스크롤이 가능하다. 버튼을 누를시의 세기에 따라 화면 스크롤이 빠르게 혹은 느리게 수행된다.In addition, when the user presses the button, the primary input function is performed, and if the user presses the button continuously, the screen scrolling is possible. Depending on how hard you press the button, the screen scrolls faster or slower.
커버테이프(150)는 압력감지저항물질시트(130)와 메탈돔(140)이 부착되는 부분으로, 커버테이프(150)의 상부에는 압력감지저항물질시트(130)와 메탈돔(140)이 장착될 수 있도록 압력감지저항물질시트(130)와 메탈돔(140)의 형상과 위치에 맞게 홈이 형성되어 있다. The
이와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 입력장치(100)의 입력방법은 도 3에 보여지는 바와 같이, IR 다이오드로부터 IR 이 발광되는 단계와, 손가락에 의해 커버(110)가 터치되는 단계와, 포토 다이오드(122)가 손가락으로부터 반사된 IR 을 수광하는 단계와, ±X,±Y,+Z 좌표를 인식하는 단계와, 압력감지저항물질시트(130)가 압력을 감지하는 단계와, 감지된 압력으로 상기 손가락의 -Z좌표를 인식하는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 3, an input method of the
포토 다이오드(122)가 IR 을 비수광시, IR 다이오드로부터 IR 이 발광되는 단계 내지 손가락에 의해 커버(110)가 터치되는 단계로 반복 수행된다. 또한,압력감지저항물질시트(130)가 압력을 감지하는 단계는, 압력이 일정시간을 초과하여 지속될 경우에만 상기 압력감지저항물질시트(130)가 압력을 감지하고, 압력이 일정시간 이하로 지속될 경우에는 상기 메탈돔(140)이 압력을 감지하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 감지된 압력으로 상기 손가락의 -Z좌표를 인식하는 단계가 완료된 후, 압력감지저항물질시트(130)가 압력을 감지하는 단계를 반복 수행한다.When the
이와 같이, 본 발명에 따른 입력장치(100)는 사용자의 손가락으로부터 반사된 IR 을 수광하여 ±X,±Y,+Z 좌표를 인식할 수 있는 포토 다이오드(122)와 손가락의 압력을 감지하여 -Z좌표를 인식할 수 있는 압력감지저항물질시트(130)를 구비하여 ±X,±Y,±Z좌표를 모두 인식할 수 있다.As such, the
또한, 본 발명에 따른 입력장치(100)는 광 스위치, 광 근접센서, 차량용 GPS 등의 동작인식용 입력장치에 광범위하게 이용될 수 있다.In addition, the
도 1은 본 발명에 따른 입력장치의 분해도;1 is an exploded view of an input device according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 입력감지저항물질시트의 상세도;2 is a detailed view of an input sensing resistance material sheet according to the present invention;
도 3는 본 발명에 따른 입력장치의 작동 흐름도;3 is an operation flowchart of an input device according to the present invention;
도 4은 종래기술에 따른 입력장치의 분해도이다.4 is an exploded view of an input device according to the prior art.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100: 입력장치 110: 커버100: input device 110: cover
120: PCB 121: IR 다이오드120: PCB 121: IR diode
122: 포토 다이오드 123: 보정 다이오드122: photodiode 123: correction diode
130: 압력감지저항물질시트 140: 메탈돔 130: pressure sensitive resistance sheet 140: metal dome
150: 커버테이프150: cover tape
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |