KR20110017239A - 터치형 키입력바 - Google Patents

터치형 키입력바 Download PDF

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KR20110017239A
KR20110017239A KR1020090074806A KR20090074806A KR20110017239A KR 20110017239 A KR20110017239 A KR 20110017239A KR 1020090074806 A KR1020090074806 A KR 1020090074806A KR 20090074806 A KR20090074806 A KR 20090074806A KR 20110017239 A KR20110017239 A KR 20110017239A
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Abstract

본 발명은, 빛을 직접 생성하거나 간접적으로 전달하는 광공급부; 상기 광공급부로부터 방출되어 일부분으로 입사된 빛을 내부의 도파로를 통해 나머지 부분으로 전반사시키는 도광부; 상기 도파로의 임의의 부분에서 상기 전반사하는 빛의 양 또는 파장이 변경되도록, 압력에 의해 상기 임의의 부분에 대응하는 도광부의 외면과 접촉하는 하나 이상의 터치부를 포함하며 상기 도광부 상에 형성된 터치기판; 및 상기 도광부의 측단 또는 하단에 형성되며 상기 변경된 빛의 양 또는 파장을 감지하는 하나 이상의 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바에 관한 것이다. 이에 의해 기존의 휴대폰, 디스플레이 장치 및 전자제품의 측면에 위치한 버튼식 입력 장치를 터치 방식으로 구성함과 동시에 조명까지 수행할 수 있도록 하여 미관을 향상시킬뿐만 아니라 기계식 버튼 사이에 침투할 수 있는 이물질을 제거하여 품질을 현격히 향상시킨다.
터치 패드, LED, 센서, 전반사

Description

터치형 키입력바{TOUCH TYPE KEY INPUT BAR}
본 발명은 키입력바에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 기존의 휴대폰, 디스플레이 장치 및 전자제품의 측면에 위치한 버튼식 입력 장치를 터치 방식으로 구성함과 동시에 디스플레이 기능까지 수행할 수 있도록 하여 미관을 향상시킬뿐만 아니라 기계식 버튼 사이에 침투할 수 있는 이물질을 제거하여 품질을 현격히 향상시키는 터치형 키 입력바에 관한 것이다.
현대에는 터치형 휴대폰과 같이, 버튼을 기계식으로 누르지 않고 터치만으로 키를 입력하는 기술이 보편화 되고 있다. 이와 같이 터치식으로 키를 입력하기 위해서는 터치 패드가 전자기기에 포함되어야 한다.
여기서 터치 패드는 터치 스크린 패널(TSP;touch screen panel)로서 지칭될 수도 있으며, 평판 모양의 광센서를 손가락으로 대는 것으로, 마우스 포인터의 조작을 하는 포인팅 장치의 하나이다. 더욱 상세하게는, 디스플레이의 전면에 투명하게 들어간 터치 스크린으로 휴대폰, ATM기 등 디스플레이의 입력에 사용되며, 저항막 방식, 정전방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 압력센서 방식 등이 이용된다.
메이커에 따라 슬라이드 패드, 트랙 패드라고도 지칭된다. 많은 노트북 컴퓨 터에 채용되기도 하지만, 디지털 오디오 플레이어, 휴대 전화 등의 제품에 많이 탑재되고 있다. 또한, 개인용 컴퓨터에서 쓰이는 키보드에 터치 패드 기능을 추가한 제품도 있다. 마우스, 조이스틱, 트랙볼 등의 다른 포인팅 장치에 비해 공간을 덜 차지하여 일부 사용자들에게 인기가 있으나, 사용자 환경에 따라 달라질 수 있다.
그러나, 대부분의 전자기기에는 정면에만 터치형 키패드가 탑재되고 있다.
도 1은 터치형 키패드가 정면에 탑재된 종래 기술에 따른 휴대폰의 외형 사시도이다.
도 1을 참조하면, 휴대폰에는 정면에는 전화번호 및 문자를 입력하는 키패드 및 메뉴 버튼이 존재하고 측면부 (100)에는 음량의 조절, 카메라 셔터 등 부가기능의 버튼이 위치해 있다. 이러한 측면부 (100)에 위치한 부가기능의 버튼들은 차지하는 공간이 적은 편이며 전면부의 기능에 비해 사용하는 빈도가 적은 편이다.
한편, 측면부 (100)를 정면부에 사용되는 방식의 터치 패드를 적용하는 경우에는, 매트릭스(matrix)법 또는 전기용량 새기 방법"(capacitive shunt method) 과 같은 복잡하고 고가의 구조가 필요하게 되어 경제적인 측면에서 바람직하지 않다.
또한, 기계식 (접촉에 의한 전기신호 변화로 신호 전달) 버튼으로 형성된 측면부 (100)의 입력부는 기능이 추가될 수록 부품의 수가 증가하게 되며 버튼이 상부로 돌출되어 있어 습기나 먼지와 같은 이물질이 침투하기 용이하다. 그 결과, 침투된 이물질로 인해 고장 또는 오동작을 발생시킬 가능성이 크다. 또한, 부품의 수 및 공정의 수가 많아 인건비 등과 같은 제조 비용이 높다는 단점이 있다.
따라서, 이러한 측면부 (100)의 입력버튼을 종래의 터치 패드보다 간단하고 경제적인 방법으로 구성하여, 측면의 미관을 향상시킴과 동시에 전자기기의 고장 및 오동작을 방지할 기술이 필요하게 되었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 종래의 전자기기의 측면에 형성된 기계식 입력방식을 터치 방식으로 전환하여 미관을 향상시킴과 아울어 전자기기의 고장율을 낮추는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 터치형 키 입력바는, 빛을 직접 생성하거나 간접적으로 전달하는 광공급부; 상기 광공급부로부터 방출되어 일부분으로 입사된 빛을 내부의 도파로를 통해 나머지 부분으로 전반사시키는 도광부; 상기 도파로의 임의의 부분에서 상기 전반사하는 빛의 양 또는 파장이 변경되도록, 압력에 의해 상기 임의의 부분에 대응하는 도광부의 외면과 접촉하는 하나 이상의 터치부를 포함하며 상기 도광부 상에 형성된 터치기판; 및 상기 도광부의 측단 또는 하단에 형성되며 상기 변경된 빛의 양 또는 파장을 감지하는 하나 이상의 광센서를 포함하여, 전자부품의 측면부분을 터치형식으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 광공급부는, 컬러 LED, RGB LED, 및 광섬유 중 적어도 하나를 포함하여, 사용자의 기호에 부합하는 광원을 선택할 수 있다.
특히, 상기 하나 이상의 터치부는, 상기 광공급부로부터 방출되는 광 파장에 반응하여 발광하는 형광물질을 포함하여, 터치시 형광물질을 발광시켜 내부 전반사 광의 양 또는 파장을 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 터치부는, 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이 루어진 요철패턴으로 구성될 수도 있으며, 특히, 상기 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴은, 구형, 렌즈, 프리즘, 피라미드, 타원, 원뿔, 원통 형상 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어져, 패턴 형상을 조절함으로써 내부 전반사 광의 양을 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 광센서는, 상기 도광부의 하단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 증가를 감지하여, 어느 키 버튼이 터치되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 터치부는, 상기 전반사하는 빛의 증가량이 상이하도록 각각 상이한 밀도의 형광물질을 가짐으로써, 형광물질의 밀도를 조절하여 내부 전반사 광의 양을 변화시킬 수 있다.
특히, 상기 하나 이상의 광센서는, 상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 증가량을 감지하여, 형광물질의 밀도를 조절하여 어느 키 버튼이 터치되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 터치부는, 상기 전반사하는 빛의 파장이 상이하도록 각각 상이한 상이한 파장의 빛을 방출하는 형광물질을 가짐으로써, 형광물질의 종류를 조절하여 내부 전반사 광의 파장을 변화시킬 수 잇다.
특히, 상기 하나 이상의 광센서는, 상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 파장을 감지하여, 형광물질의 종류를 조절하여 어느 키 버튼이 터치되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 광센서는, 상기 도광부의 하단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 감소를 감지하여, 어느 키 버튼이 터치되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 터치부는, 상기 전반사하는 빛의 감소량이 상이하도록 각각 상이한 밀도 또는 상이한 형상의 요철패턴을 가짐으로써, 패턴 형상을 조절하여 내부 전반사 광의 양을 변화시킬 수 있다.
특히, 상기 하나 이상의 광센서는, 상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 감소량을 감지하여, 패턴 형상을 조절하여 어느 키 버튼이 터치되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 상기 도광부 상의 적어도 일부에 형성된 하나 이상의 광출부를 더 포함하되, 상기 하나 이상의 광출부는, 상기 도광부 상의 적어도 일부에서 상기 전반사하는 빛을 상기 도광부 외부로 방출시킴으로써, 키 버튼을 터치하지 않는 경우에도 전화난 문자 등의 신호를 사용자에게 보여주는 디스플레이 기능을 추가할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 광출부는, 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴으로 구성될 수도 있으며, 특히, 상기 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴은, 구형, 렌즈, 프리즘, 피라미드, 타원, 원뿔, 원통 형상 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어져, 패턴 형상을 조절함으로써 방출되는 광의 양을 조절할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 광출부는, 상기 도광부 외부로 방출되는 빛의 양이 상이하도록 각각 상이한 밀도 또는 상이한 형상의 요철패턴을 가짐으로써, 패턴 형상을 조절하여 각각의 광출부에서 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있다.
또한, 상기 터치기판상에 외광을 차단하는 코팅막을 형성하고, 특히 상기 코 팅막의 색상은 검은색인 것을 특징으로 하여, 외광으로 인한 노이즈를 최소화 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존의 휴대폰, 디스플레이 장치 및 전자제품의 측면에 위치한 버튼식 입력 장치를 터치 방식으로 구성함과 동시에 디스플레이 기능까지 수행할 수 있도록 하여 미관을 향상시킬뿐만 아니라 버튼 사이에 침투할 수 있는 이물질을 제거하여 품질을 현격히 향상시킨다. 또한, 구조를 단순화 시킴으로서 제조비용을 낮추어 경제성을 향상시킨다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
실시형태의 설명에 있어서, "상 (on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바의 외형 사시도이다.
도 2를 참조하면, 터치형 키 입력바는 광원 (210) 및 도광부 (220) 를 포함한다. 더욱 상세하게는, 광원 (210), 예를 들어, LED 에서 방출된 빛은 도광부 (220) 의 내부인 도파로의 일단으로부터 타단으로 전반사하며 진행한다.
도광부 (220)는 제품의 크기에 따라 상이하나 탑재될 제품의 위치에서 장축 방향으로 10mm 이상이고, 두께는 0.1mm 내지 30mm 이며, 재질은 투명한 전반사 물질인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바가 장착된 휴대폰의 외형 사시도이다.
도 3과 같이, 터치형 키 입력바는 휴대폰 본체 (230) 의 측면에 형성되어, 기존의 기계식 키 입력부를 대체한다.
여기서 광원 (210)은 빛을 직접 방출하는 수단뿐만 아니라, 다른 광원으로부터 빛을 간접적으로 전달하는 다양한 수단을 포함한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바에 부착되는 다양한 광공급부를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 빛을 직접 생성하여 공급하는 광공급부는, 예를 들어, 컬러 LED, RGB LED 를 포함하고, 다른 광원으로부터 빛을 간접적으로 전달하는 광공급부는 예를 들어, optical fiber 를 포함하지만, 반드시 이에 한정되지 않고 물리, 화학적 반응에 빛을 방출할 수 있는 모든 광공급 수단 (예를 들어, OLED, White LED, 및 CCFL 또는 이들의 조합)을 포함한다. 또한, 도면에는 다양한 광원들이 도광부의 측면에 부착된 것으로 도시되었지만, 전반사가 일어날 수 있는 다른 부분에도 부착될 수 있으며, 이 경우 방출된 빛은 나머지 부분으로 전반사하며 진행한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바의 전반사 원리를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 터치형 키 입력바는 광원 (210), 도광부 (220), 터치기판 (250), 및 터치부 (242, 244, 246, 및 248) 를 포함한다. 광원 (210)은 도 4에 설명한 바와 같고, 광원 (210)으로부터 방출된 빛은 도광부 (220) 내부의 도파로를 통해 도광부 (220) 내부 도파로의 나머지 부분으로 진행한다.
여기서, 전반사 (total reflection) 원리란 빛이 특정면에서 100% 반사되는 것을 가리킨다. 예를 들어 유리에 부딪히는 빛의 입사각이 임계각보다 클 경우 빛은 그 유리를 투과하지 못하고 100% 반사된다. 즉, 빛이 광학적으로 밀한 매질(굴절률이 큰 물질)에서 소한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때, 입사각이 특정 각도 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되어 버리고 굴절광선은 존재하지 않는다. 이것이 전반사이며, 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다. 따라서 도면에 표시된 θ는 임계각 이상임을 알 수 있다.
이와 같이, 전반사하는 빛은 도광부 (220) 외부로 방출되지 않기 때문에 도광부 (220) 외부에서는 시각적으로 빛을 감지할 수 없다. 따라서, 빛의 세기는 도시된 바와 같이, 광원 (210)과의 거리에 관계없이 도광부 (220) 내부의 모든 부분에서 동일하다.
또한, 터치기판 (250)은 도광부 (220) 상에 형성되며, 터치부 (242, 244, 246, 및 248) 를 포함한다. 여기서 터치부 (242, 244, 246, 및 248) 는 손 또는 다른 가압 수단으로 터치하여 각각의 기능을 입력하는 부분이다. 예를 들어, 터치부 (242) 는 화면 밝기 업, 터치부 (244) 는 화면 밝기 다운, 터치부 (246)은 스피커 볼륨 업, 터치부 (248)은 스피커 볼륨 다운에 관한 키이다. 이러한 터치부 (242, 244, 246, 및 248) 에는 형광물질이 인쇄되거나, 물리적인 패턴이 형성되어 있다. 따라서, 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에 압력이 가해져서 (예를 들어, 손가락으로 터치) 도광부 (220)에 압력이 가해지는 경우, 도광부 (220) 내부의 전반사하는 빛의 양은 변화하게 된다. 더욱 상세하게는, 압력에 의해 형광물질과 반응하는 경우, 형광물질 (예를 들어, RGB 형광체, yellow 형광체 등) 에서 방출되는 빛으로 인해 전반사 양이 증가하게 된다. 또한, 물리적 패턴과 반응하는 경우, 전반사하는 빛이 외부로 방출하게 되어 내부의 전반사하는 빛은 감소하게 된다.
또한, 도 5에 도시된 상태는 터치기판 (250)이 도광부 (220)상에 형성되어 있지만, 아직 손으로 키를 누르지 않아, 즉, 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에 압력이 가해지지 않은 상태이다. 압력이 가해지지 않은 상태에서는, 터치기판 (250)과 도광부 (220)가 이격되어 있는 상태뿐만 아니라, 접촉되어 있는 경우에도 도광부 (220) 내부의 전반사하는 빛의 양이 변경되지 않는다. 따라서, 도광부 (220)에 압력이 가해지지 않을 정도로 터치기판 (250)이 접촉되는 것이 바람직하다.
또한, 터치기판 (250)은 필름 또는 플레이트가 될 수 있으며, 압력이 가해진 부분으로 휘어진 후, 다시 본래의 형상을 되찾을 수 있도록 플렉서블한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 터치기판 (250)을 터치시에 외광이 도광판 내부로 침투하여 센서의 감도에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 터치기판 (250)에 코팅막을 형성할 수 있다. 특히, 이러한 코팅막은 검은색의 코팅막을 선택하는 것이 외광 차단에 바람직하다.
도 6a는 터치부에 형광물질이 인쇄된 경우의 동작원리를 나타낸다.
이 경우, 도광부 (220) 아래에는 하나 이상의 광센서 (262, 264, 및 266)가 존재한다. 또한, 각각의 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에는 광원 (210)의 파장에 반응하는 형광물질이 동일한 밀도로 인쇄되어 있다. 사용자가 터치부 (244), 즉 화면 밝기 버튼을 누르는 경우, 터치부 (244)는 이에 대응하는 도광부 (220) 상의 부분에 압력을 가한다. 그 후, 광원 (210)의 파장에 반응하여 형광물질이 광을 발산하여 터치부 (244) 아래에 위치한 광센서 (264) 는 증가한 빛의 세기를 감지하게 된다. 이후, 광센서 (268)로부터 신호를 전달받은 회로 (미도시) 는 해당 광센서 (264)로 전반사한 부분을 추적하여 화면 밝기 업 버튼을 누른 것으로 인식하고 화면 밝기를 업시킨다.
도 6b는 터치부에서 발광하는 빛의 양 또는 파장이 각각 상이하도록 형광물질이 인쇄된 경우의 동작원리를 나타낸다.
첫번째, 전반사하는 빛의 양이 상이한 경우를 설명한다. 이 경우, 도광부 (220)의 측면에는 광센서 (268)가 존재한다. 또한, 각각의 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에는 광원 (210)의 파장에 반응하는 형광물질이 인쇄되어 있다. 특히, 각각의 형광물질은 광원 (210)의 파장에 반응하여 각각 상이한 양의 빛을 발광하도록 인쇄된다. 예를 들어, 터치부 (242) 에서는 발광량 10 (상대적인 수치) 의 빛이 발광되고, 터치부 (244) 에서는 발광량 20 의 빛이 발광되고, 터치부 (246) 에서는 발광량 30 의 빛이 발광되며, 터치부 (248) 에서는 발광량 40 의 빛이 발광되도록 인쇄한다. 이는 형광 물질의 밀도를 조절함으로써 가능하다.
따라서, 사용자가 터치부 (244)를 누르는 경우, 터치부 (244)는 이에 대응하는 도광부 (220) 상의 부분에 압력을 가한다. 그 후, 광원 (210)의 파장에 반응하여 터치부 (244) 의 형광물질이 20 의 광량을 발광하면, 도광부 (220)의 측면에 위치한 광센서 (268)가 이를 감지한다. 이후, 광센서 (268)로부터 신호를 전달받은 회로 (미도시) 는 광센서 (268)에서 감지한 광량을 분석하여 화면 밝기 업 버튼을 누른 것으로 인식하고 화면 밝기를 업시킨다.
둘째, 전반사하는 빛의 파장이 상이한 경우를 설명한다. 이 경우, 도광부 (220)의 측면에는 광센서 (268)가 존재한다. 또한, 각각의 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에는 광원 (210)의 파장에 반응하는 형광물질이 인쇄되어 있다. 특히, 각각의 형광물질은 광원 (210)의 파장에 반응하여 각각 상이한 파장의 빛을 발광하도록 인쇄된다. 예를 들어, 터치부 (242) 에서는 레드 파장의 빛이 발광되고, 터치부 (244) 에서는 블루 파장의 빛이 발광되고, 터치부 (246) 에서는 그린 파장의 빛이 발광되며, 터치부 (248) 에서는 가시광선 이외의 파장의 빛이 발광되도록 한다. 이는 형광 물질의 종류를 조절함으로써 가능하다.
따라서, 사용자가 터치부 (244)를 누르는 경우, 터치부 (244)는 이에 대응하는 도광부 (220) 상의 부분에 압력을 가한다. 그 후, 광원 (210)의 파장에 반응하 여 터치부 (244) 의 형광물질이 불루 파장의 빛을 발광하면, 도광부 (220)의 측면에 위치한 광센서 (268)가 이를 감지한다. 이후, 광센서 (268)로부터 신호를 전달받은 회로 (미도시) 는 광센서 (268)에서 감지한 파장을 분석하여 화면 밝기 업 버튼을 누른 것으로 인식하고 화면 밝기를 업시킨다.
도 7a는 터치부에 물리적 패턴이 형성된 경우의 동작원리를 나타낸다.
이 경우, 도광부 (220) 아래에는 하나 이상의 광센서 (262, 264, 및 266)가 존재한다. 또한, 각각의 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에는 물리적 패턴이 형성되어 있다. 물리적 패턴은 양각 또는 음각 또는 이 둘의 조합으로 이루어 질 수 있다. 더욱 상세한 요철패턴은 도 8에 도시되어 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 요철패턴의 다양한 형태를 도시한다.
도시된 형상을 포함하여, 구형, 렌즈, 프리즘, 피라미드, 타원, 원뿔, 원통 형상 등 다양한 패턴이 형성될 수 있다. 특히, 요철패턴 형상의 양각 부분이 도광부 (220) 를 향하도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 패턴의 형상으로 발광되는 빛은 광원에서 방출되는 빛의 색상에 따라 발광하게 된다.
다시 도 7a를 참조하면, 사용자가 터치부 (244)를 누르는 경우, 터치부 (244)는 이에 대응하는 도광부 (220) 상의 부분에 압력을 가한다. 이 경우, 요철패턴 형상의 양각 부분이 도광부 (220) 에 압력을 가하여, 해당 부분에서 전반사하는 빛 입사각을 전반사의 임계값을 벗어나게 한다. 따라서, 해당 부분으로 향하는 빛은 전반사 하지 못하고 밀착된 터치부 (244)를 통해 터치기판 (250)의 외부로 방출 하게 된다. 그 결과, 터치부 (244)와 밀착한 도광부 (220) 면에서 반사된 빛의 세기는 도시된 바와 같이 감소한다.
따라서, 도광부 (220) 아래에 위치한 광센서 (266) 는 감소한 빛의 세기를 감지하게 된다. 이후, 광센서 (266)로부터 신호를 전달받은 회로 (미도시) 는 해당 광센서 (266) 로 전반사한 부분을 추적하여 화면 밝기 업 버튼을 누른 것으로 인식하고 화면 밝기를 업시킨다.
도 7b는 터치부에서 출광하는 광량이 각각 상이하도록 요철패턴이 형성된 경우의 동작원리를 나타낸다.
이 경우, 도광부 (220)의 측면에는 광센서 (268)이 존재한다. 또한, 각각의 터치부 (242, 244, 246, 및 248)에는 상이한 요철패턴의 형상이 형성되어 있다. 예를 들어, 터치부 (242) 에서는 출광량이 10 (상대적인 절대값) 이 되도록 요철패턴이 형성되고, 터치부 (244) 에서는 출광량이 20 이 되도록 요철패턴이 형성되고, 터치부 (246) 에서는 출광량이 30 이 되도록 형성되며, 터치부 (248) 에서는 출광량이 40 이 되도록 요철패턴이 형성된다. 이는 요철패턴의 밀도 또는 형상을 조절함으로써 가능하다.
더욱 상세하게는 광원(210) 에서 방출하는 광량이 100인 경우 이론적인 전반사는 손실없이 광센서(268)에 100이 도달하게 된다. 그러나, 실질적으로는 도광부 (220)의 공간상 또는 재질상 100의 양이 그대로 광센서 (268)에 도달하지 못한다. 이 경우 자연적인 손실을 10으로 가정하면, 전반사하여 광센서(268)에 도달한 빛의 양은 90이 된다. 이 경우, 터치부(242)를 누르면 요철패턴에 의해 10이 손실되며 자연적으로 10이 손실됨으로써, 결론적으로 광센서(268)에는 80의 빛의 양이 도달하게 된다. 이와 마찬가지로 터치부(244)를 누르면 요철패턴에 의해 20이 손실되며 자연적으로 10이 손실됨으로써 광센서(268)에는 70의 빛의 양이 도달하게 된다.
이러한 동작 원리는 다른 터치부(246 및 248)에도 동일하게 적용된다. 즉, 터치부 (246)를 누르면 광센서 (268)는 60의 빛의 양을 감지하고, 터치부 (248)를 누르면 광센서 (268)는 80의 빛의 양을 감지한다. 그 결과, 최종 광센서에 도달되는 빛의 양이 달라지게 되어, 이러한 광 손실을 식별함으로써 어느 부분이 터치되었는지 식별할 수 있다.
또한, 도 6a 내지 도 7b 의 원리 중 하나 이상을 이용하여 전면부의 숫자 키를 입력하는 것이 가능하다. 이 경우, 기존의 기계식 입력 방식에 비해 고장율을 줄일 수 있다. 또한 기존의 복잡한 내부 구조의 터치 패드 방식에 비해 간단하게 키 입력이 가능하다.
도 9는 요철패턴이 형성된 도광부의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 도광부 자체에 요철패턴이 형성되어 있다. 이 경우, 손가락 등으로 압력을 가하지 않는 경우에도, 도광부 내에서 전반사하는 빛은 요철패턴이 형성된 부위로 항상 출광하게 된다. 따라서, 광원을 제어함으로써, 외관상 디스플레이 표시를 조절할 수 있다.
특히, 도광부 자체에 형성된 요철패턴을 휴대폰에 적용하는 경우, 기능적인 면뿐만 아니라 미감적인 면에서 뛰어난 효과를 발생할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설 명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 터치형 키패드가 정면에 탑재된 종래 기술에 따른 휴대폰의 외형 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바의 외형 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바가 장착된 휴대폰의 외형 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바에 부착되는 다양한 광공급부를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 터치형 키 입력바의 전반사 원리를 나타내는 사시도이다.
도 6a는 터치부에 형광물질이 인쇄된 경우의 동작원리를 나타낸다.
도 6b는 터치부에서 발광하는 빛의 양 또는 파장이 각각 상이하도록 형광물질이 인쇄된 경우의 동작원리를 나타낸다.
도 7a는 터치부에 물리적 패턴이 형성된 경우의 동작원리를 나타낸다.
도 7b는 터치부에서 출광하는 광량이 각각 상이하도록 요철패턴이 형성된 경우의 동작원리를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 요철패턴의 다양한 형태를 도시한다.
도 9는 요철패턴이 형성된 도광부의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100: 종래 휴대폰의 측면부 210: 광원
220: 도광부 230: 휴대폰 본체
242, 244, 246, 248: 터치부 250: 터치기판
262, 264, 266, 268: 광센서

Claims (19)

  1. 빛을 직접 생성하거나 간접적으로 전달하는 광공급부;
    상기 광공급부로부터 방출되어 일부분으로 입사된 빛을 내부의 도파로를 통해 나머지 부분으로 전반사시키는 도광부;
    상기 도파로의 임의의 부분에서 상기 전반사하는 빛의 양 또는 파장이 변경되도록, 압력에 의해 상기 임의의 부분에 대응하는 도광부의 외면과 접촉하는 하나 이상의 터치부를 포함하며 상기 도광부 상에 형성된 터치기판; 및
    상기 도광부의 측단 또는 하단에 형성되며 상기 변경된 빛의 양 또는 파장을 감지하는 하나 이상의 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광공급부는,
    컬러 LED, RGB LED, 및 광섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치부는,
    상기 광공급부로부터 방출되는 광 파장에 반응하여 발광하는 형광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치부는,
    양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴으로 구성된 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴은,
    구형, 렌즈, 프리즘, 피라미드, 타원, 원뿔, 원통 형상 중 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광센서는,
    상기 도광부의 하단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 증가를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치부는,
    상기 전반사하는 빛의 증가량이 상이하도록 각각 상이한 밀도의 형광물질을 갖는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광센서는,
    상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 증가량을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치부는,
    상기 전반사하는 빛의 파장이 상이하도록 각각 상이한 파장의 빛을 방출하는 형광물질을 갖는 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광센서는,
    상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 파장을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광센서는,
    상기 도광부의 하단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 감소를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치부는,
    상기 전반사하는 빛의 감소량이 상이하도록 각각 상이한 밀도 또는 상이한 형상의 요철패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광센서는,
    상기 도광부의 측단에 형성되어 상기 전반사하는 빛의 감소량을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 도광부 상의 적어도 일부에 형성된 하나 이상의 광출부를 더 포함하되,
    상기 하나 이상의 광출부는,
    상기 도광부 상의 적어도 일부에서 상기 전반사하는 빛을 상기 도광부 외부로 방출시키는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광출부는,
    양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴으로 구성된 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 양각 또는 음각 또는 이들의 조합으로 이루어진 요철패턴은,
    구형, 렌즈, 프리즘, 피라미드, 타원, 원뿔, 원통 형상 중 적어도 하나 이상 의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광출부는,
    상기 도광부 외부로 방출되는 빛의 양이 상이하도록 각각 상이한 밀도 또는 상이한 형상의 요철패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  18. 제 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 터치기판상에 외광을 차단하는 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 코팅막의 색상은 검은색인 것을 특징으로 하는 터치형 키 입력바.
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