KR20120004850U - 터치패널용 터치 펜 - Google Patents

Abstract

본 고안은 터치패널용 터치 펜에 관한 것으로, 특히, 구조가 간결, 단순하고 저렴한 비용으로 제작할 수 있고, 터치패널을 오염시키지 않고 청결하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 터치 펜을 손상 없이 안전하고 편리하게 보관할 수 있으며 내구성이 향상되도록 한 터치패널용 터치 펜을 제공하고자 하는 것이다.

본 고안에 터치패널용 터치 펜는, 정전용량식 터치패널에 사용할 수 있는 터치패널용 터치 펜에 있어서, 사용자가 잡을 수 있는 터치펜몸체; 상기 터치펜몸체의 내부에 형성되는 수용공간; 상기 수용공간에 투입, 수용되어 상기 정전용량식 터치패널에 정전용량 값을 변화시키는 도전성물질; 및 상기 수용공간에 투입된 상기 도전성 물질의 유출이 차단되도록 상기 수용공간의 유입구측에 체결되는 마개부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 터치패널용 터치 펜에 의하면, 터치펜몸체를 수용공간을 갖도록 성형하고, 내부에 물을 주입하는 방식으로 간결, 단순하게 구성할 수 있어서 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 사용 중에 마모되거나 손상되는 부분이 없으므로 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 정전용량 값을 변화시키는 물질로서 저렴하고 안전한 물을 이용할 뿐만 아니라 터치펜몸체에 내장되는 구조로서 터치패널과 직접적으로 접촉되지 않으므로 얼룩을 유발되지 않아 터치패널을 청결하게 사용할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 손상을 유발하지 않는 탄성부재가 내장된 커버부재에 터치펜몸체를 삽입 고 정하거나 이탈시키면서 사용할 수 있으므로 터치 펜을 손상 없이 안전하고 편리하게 보관할 수 있는 장점이 있다.

Description

터치패널용 터치 펜 {TOUCH PEN FOR TOUCH SENSATE PANEL}

본 고안은 터치패널용 터치 펜에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조가 간결, 단순하고 저렴한 비용으로 제작할 수 있고, 터치패널을 오염시키지 않고 청결하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 터치 펜을 손상 없이 안전하고 편리하게 보관할 수 있으며 내구성이 향상되도록 한 터치패널용 터치 펜에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰 등의 전자기기에 사용되고 있는 터치패널은 감압식 터치패널과, 정전용량식 터치패널이 적용되고 있으나, 최근에는 스마트폰, 아이패드, 등과 같이 휴대성을 극대화한 새로운 전자기기의 출현으로 별도의 터치 펜이 없어도 사용할 수 있는 정전용량식 터치패널이 널리 적용되고 있다.

정전용량식 터치패널은 미세한 전류에 따라 정전용량 패드의 정전용량 값이 변화되도록 하게 되면 신호가 입력되는 방식으로 인체는 미세한 전류가 흐르고 있으므로, 정전용량식 터치 패널은 인체의 손가락으로 입력할 수 있도록 설계 제작되어 있다. 손끝이 터치 패널에 접촉시 인체에 흐르는 미세한 전류와 손끝의 정전용량 값이 터치 패널을 구성하고 있는 정전용량 패드에 정전용량 값을 변화시켜 정전용량 값이 변화된 위치를 읽을 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 정전용량식 터치패널은 손가락으로도 신호의 입력이 가능하지만 보다 세밀하게 입력하거나 사용의 편의성 및 입력속도의 배가를 위해 여전히 터치 펜의 사용이 필수적이다. 이에 따라, 정전용량식 터치패널에 사용할 수 있는 다양한 형태의 터치 펜이 제안되어 있다.

예컨대, 정전용량식 터치패널용 터치 펜은 펜몸체의 끝 부분에 붓 형태의 미세한 털을 장착하여 미세한 털의 정전기를 이용하여 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하는 브러쉬 타입이 제안되어 있으나, 별도의 브러쉬를 장착하여야 하므로 터치 펜의 전체적인 부피가 커지게 되고 휴대가 불편할 뿐만 아니라 제작비용이 지나치게 상승되는 문제점이 있었다. 그리고, 브러쉬 부분이 쉽게 오염되므로 장시간 동안 사용할 수 없고, 신호의 입력 포인트를 정확하게 지정할 수 없는 한계점을 가지고 있다.

그 외에, 정전용량식 터치패널용 터치 펜은 고무에 카본과 같은 도전성 물질을 혼합하여 성형한 터치부재를 펜몸체의 단부에 결합한 것이 제안되어 있으나, 터치부재가 터치패널상에 접촉되는 과정에서 이물질이 묻어나게 되고 이로 인한 얼룩이 발생하어 오염되므로 깨끗한 영상을 제공할 수 없고, 사용자가 지속적으로 패널표면을 닦아내야 하는 등 사용상에 불편함이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0984666호에는 도1에 도시된 바와 같이 펜 몸체(110), 내부 코어(120) 및 터치 몸체(130)를 구비하고, 펜 몸체(110)의 단부에 탄성 재질로 형성된 터치 몸체(130)가 제공되며, 펜 몸체(110) 및 터치 몸체(130) 사이에는 내부 코어(120)가 개재된 형 태의 터치 펜이 개시되어 있다.

하지만, 전술한 등록번호 제10-0984666호는 터치패널과 접촉되는 터치 몸체(130) 부분이 여전히 가요성을 갖는 고무 재질로 형성되어 사용시 얼룩을 발생시켜 터치패널을 오염시키는 단점을 가지고 있다.

그리고 전술한 터치 펜(100)은, 펜몸체(110)를 제작하고, 이 펜몸체에 내부 코어(120)를 제작, 결합하여야 할 뿐만 아니라, 내부 코어(120)에 다시 터치 몸체(130)를 제작 설치하여야 하므로, 제조시에 많은 금형을 필요로 하고, 제작과정이 복잡하여 제조원가 지나치게 상승되므로 소비자 부담이 상승되는 단점을 가지고 있다.

또한, 전술한 터치 펜(100)은 사용시에 압력을 받게 되는 터치 몸체(130) 부분이 가요성을 갖는 소재로 형성되어 그 사용기간이 한정되어 있고, 터치 몸체(130) 부분이 독립부재로서 펜몸체(110)에 별도로 결합되는 구조로서 사용시에 과도한 압력이 작용될 경우 변형되면서 이탈되므로 내구성이 낮은 한계점을 가지고 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 구조가 간결, 단순하고 저렴한 비용으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 터치패널을 오염시키지 않고 청결하게 사용할 수 있도록 한 터치패널용 터치 펜을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 터치 펜을 손상 없이 안전하고 편리하게 보관할 수 있고, 내구성이 향상되도록 한 터치패널용 터치 펜을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 터치패널용 터치 펜은 정전용량식 터치패널에 사용할 수 있는 터치패널용 터치 펜에 있어서, 사용자가 잡을 수 있는 터치펜몸체; 상기 터치펜몸체의 내부에 형성되는 수용공간; 상기 수용공간에 투입, 수용되어 상기 정전용량식 터치패널에 정전용량 값을 변화시키는 도전성물질; 및 상기 수용공간에 투입된 상기 도전성 물질의 유출이 차단되도록 상기 수용공간의 유입구측에 체결되는 마개부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도전성 물질은 물로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 터치펜몸체는 상기 수용공간이 일자형으로 형성되도록 환봉 형상으로 형성되고, 그 사출성형시에 마스터비치에 항균 및 살균물질, 음이온 발생물질, 원적외선 방사물질 중에서 적어도 한 가지 이상이 포함되어 성형되며, 상기 마개부재는 상기 유입구측에 삽입되는 삽입부와, 이 삽입부의 후부에 일체로 형성되는 마개몸체로 구성되되, 상기 삽입부가 상기 유입구측에 탄성적으로 압입되도록 상기 삽입부로부터 상기 마개몸체의 내부 중심을 향해 전광후협 구조로 요입되는 탄성홈이 형성될 수 있다.

상기 터치펜몸체의 후부가 삽입 및 이탈 가능하게 형성되고, 후단에 연결줄이 삽입되는 연결홀이 형성된 커버부재; 및 상기 커버부재의 내부에 삽입되는 상기 터치펜몸체의 외면을 탄성적으로 지지하도록 상기 커버부재의 내부에 설치되는 탄 성부재를 구비할 수 있다.

이때, 상기 탄성부재는 금속박판이 둥글게 말려진 형상의 탄성몸체에 원주방향으로 천공된 복수의 절개공, 및 상기 절개공 사이사이에 탄성을 갖도록 내측을 향해 만곡된 다수의 탄성편이 형성된 구조로 구성할 수 있다.

상기와 같은 본 고안에 따른 터치패널용 터치 펜에 의하면, 터치펜몸체를 수용공간을 갖도록 성형하고, 내부에 물을 주입하는 방식으로 간결, 단순하게 구성할 수 있어서 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 사용 중에 마모되거나 손상되는 부분이 없으므로 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 정전용량 값을 변화시키는 물질로서 저렴하고 안전한 물을 이용할 뿐만 아니라 터치펜몸체에 내장되는 구조로서 터치패널과 직접적으로 접촉되지 않으므로 얼룩을 유발되지 않아 터치패널을 청결하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 손상을 유발하지 않는 탄성부재가 내장된 커버부재에 터치펜몸체를 삽입 고정하거나 이탈시키면서 사용할 수 있으므로 터치 펜을 손상 없이 안전하고 편리하게 보관할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도8에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도8에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명 은 간략히 하거나 생략하고 본 고안과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

첨부도면 도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 외관 구조를 나타낸 사시도, 도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜를 나타내는 분리 사시도, 도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜을 설명하기 위한 절개 사시도, 도5는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 마개부재를 설명하기 위한 단면도이다.

도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 터치패널용 터치 펜은 정전용량 값이 변화되도록 미세한 전류를 인가하는 정전용량식 터치패널(미도시)에 신호가 입력되도록 하는 것으로, 터치펜몸체(10), 수용공간(20), 도전성물질(30), 및 마개부재(40)로 구성되어 있다.

터치펜몸체(10)는 사용시에 사용자가 손가락으로 잡을 수 있는 몸체 부분으로, 본 실시예에서는 대략 환봉 형상으로 형성되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 삼각형, 원추형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

그리고, 터치펜몸체(10)는 사용자의 손 부분을 살균할 수 있는 항균 및 살균물질, 음이온을 발생하는 음이온 발생물질, 원적외선을 방출하는 원적외선 방사물질 중에서 적어도 한 가지 이상의 기능성 물질이 포함되어 있다.

이러한, 기능성 물질은 터치펜몸체(10)의 사출을 위한 마스터 배치(master batch)에 항균 및 살균물질, 음이온 발생물질, 원적외선 방사물질이 포함되도록 하여 사출 성형하게 되면 자연스럽게 터치펜몸체 내에 잔류하게 된다. 그리고, 항균 및 살균물질로는 숯 분말, 은 나노입자, 등이 적용될 수 있고, 음이온 발생물질로 는 토르말린 입자, 전기석 입자, 등이 적용될 수 있으며, 원적외선 방사물질은 황토 입자 등 각종 세라믹 입자가 적용될 수 있다.

수용공간(20)은 터치펜몸체(10)의 내부에 형성되는 공간으로 본 실시예에서는 터치펜몸체가 환봉 형상으로 형성되어 있으므로 그 내부 중심에 길이방향을 따라 일자형으로 형성되게 되고, 그 후부에는 후술되는 마개부재(40)가 설치되는 입구부가 형성되어 있다.

도전성물질(30)은 수용공간(20)에 투입, 수용되어 정전용량식 터치패널에 정전용량 값을 변화시키는 작용을 수행하는 물질로서, 이러한 물질로는 터치스크린 패널의 표면에 정전용량의 변화를 줄 수 있는 물질(도전성을 띄는 물질, 고유전율 특성을 갖는 물질)이라면 금속나노입자, 금속산화물입자, 이산화티탄(TiO2)이나 티탄산바륨(BaTiO3) 등과 같은 고형 물질로도 구성할 수 있지만, 본 고안에서는 액상의 도전성물질을 적용한다. 특히, 본 실시예에서는 정전용량 값을 변화 작용이 비교적 우수하고 가격이 저렴하며 쉽게 구할 수 있는 물을 투입하여 구성한다.

마개부재(40)는 수용공간(20)에 투입된 도전성 물질(30)의 유출이 차단되도록 수용공간(20)의 유입구측에 체결되는 부재로서, 유입구측에 삽입되는 삽입부(41)와, 이 삽입부(41)의 후부에 일체로 형성되는 마개몸체(42)로 구성되어 있다.

그리고, 마개부재(40)는 도5에 도시된 바와 같이 수용공간(20)을 용이하게 밀폐시킬 수 있다면 다양한 형태로 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 삽입부(41)가 유입구측에 탄성적으로 압입될 수 있도록 하기 위해, 삽입부로부터 마개몸체(42)의 내부 중심을 향해 전광후협(입구측은 넓고 내측은 좁은 구조) 구조로 요입 되는 탄성홈(43)이 형성되어 기밀작용을 효과적으로 수행할 수 있도록 되어 있다.

한편, 본 고안에 따른 터치패널용 터치 펜은 마개부재(40)를 분리, 가능하게 구성함에 따라 정전용량식 터치패널의 용량, 규격의 변경 등의 이유로 도전성물질을 교환하고자 하는 경우에 적절하게 대응할 수 있는 장점을 가지고 있다.

첨부도면, 도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 나타낸 사시도, 도7은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 나타내는 분리 사시도, 도8은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 설명하기 위한 절개 사시도이다.

도6 내지 도8을 참조하면, 변형예에 따른 터치패널용 터치 펜은 터치펜몸체(10), 수용공간(20), 도전성물질(30), 및 마개부재(40)를 구비하되, 커버부재(50)와 탄성부재(60)를 더 구비한다.

커버부재(50)는 터치패널용 터치 펜을 터치패널이 장착된 스마트폰 등에 연결줄(70)을 매개로 연결, 고정하기 위한 구성으로, 터치펜몸체(10)의 후부가 삽입 및 이탈 가능하게 형성되어 있다. 그리고, 커버부재(50)는 터치펜몸체(10) 부분이 삽입되도록 삽입홀(51)이 형성된 원통형 구조로서, 그 후단에 연결줄(70)이 삽입되는 연결홀(52)이 천공되어 있다.

탄성부재(60)는 커버부재(50)의 삽입홀(51) 내부로 삽입된 터치펜몸체(10)의 외면을 탄성적으로 지지하는 구성으로, 터치펜몸체(10)의 삽입된 상태를 유지할 수 있는 부재라면 제한 없이 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 탄성부재(60)를 터치펜몸체(10)의 삽입시 그 외면을 손상 없이 압지(압력으로 지지함)하고 터치펜몸체 (10)의 이탈시에 부드럽게 미끄러지듯 이탈되도록 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해, 탄성부재(60)는 금속박판을 둥글게 굴곡 시킨 형상의 탄성몸체(61)에 원주방향으로 복수의 절개공(62)이 천공되어 있고, 이 절개공(62) 사이사이에 해당되는 부분에는 탄성을 갖는 다수의 탄성편(63)이 형성된 구조로 되어 있다.

그리고, 탄성편(63)은 터치펜몸체(10)와의 접촉시에 손상을 주지 않고 탄성력을 인가할 수 있도록 내측을 향해 만곡된 만곡부(63a)가 형성되어 있다.

한편, 전술한 터치펜몸체(10), 마개부재(20), 및 커버부재(50)는 사출성형방식에 의해 제조하게 되므로 ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 등 다양한 사출성형용 수지가 선택되어 성형될 수 있지만, 본 실시예에서는 PET(poly ethylene terephthalate)를 이용하여 성형한다.

이하, 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 작용을 간략하게 설명한다.

도3에 도시된 바와 같이 먼저, 터치펜몸체(10)에 형성된 수용공간(20)으로 물(30, 도전성물질)을 주입하고 마개부재(40)를 수용공간(20)의 후부 유입구측으로 압입하게 되면 도4에 나타난 바와 같이 삽입부(41)가 유입구측에 삽입됨과 동시에 탄성홈(43)에 의한 탄성작용으로 그 외주면이 유입구측의 내주면에 밀착되면서 기밀이 유지되게 결합된다.

그리고, 도6에 도시된 바와 같이 커버부재(50)의 삽입홀(51) 내경보다 작은 직경을 갖도록 탄성부재(60)의 탄성몸체(61)를 눌러 가압하게 되면 둥글게 말려지면서 내경이 축소되는 형태로 변형된다. 이러한 상태로 탄성부재(60)를 삽입홀(51) 측으로 삽입하게 되면 눌려져 수축되어 있던 탄성몸체(61)의 양단부가 탄성에 의해 펼쳐져 커버부재(50)의 내주면에 밀착 고정되면서 조립이 완료된다.

이와 같이 상태에서 터치펜몸체(10)를 삽입홀(51) 내부로 삽입하게 되면 탄성편(63)의 만곡부(63a)가 터치펜몸체(10)의 외면을 압지하게 되어 터치 펜 부분을 고정하게 된다.

그리고, 터치 펜 부분을 분리하고자 하는 경우에는 터치펜몸체(10) 부분을 반대방향으로 당겨내게 되면 탄성편(63)의 만곡부(63a)가 눌려지면서 압지되어 있던 터치펜몸체(10)가 부드럽게 미끄럼 이동되면서 이탈된다.

상술한 바와 같은, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

[부호의 설명]

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:터치펜몸체 20:수용공간

30:도전성물질 40:마개부재

41:삽입부 42:마개몸체

43:탄성홈 50:커버부재

51:삽입홀 52:연결홀

60:탄성부재 61:탄성몸체

62:절개공 63:탄성편

70:연결줄

도1은 종래 터치패널용 터치 펜을 설명하기 위한 도면,

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 외관 구조를 나타낸 사시도,

도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜를 나타내는 분리 사시도,

도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜을 설명하기 위한 절개 사시도,

도5는 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 마개부재를 설명하기 위한 단면도,

도6은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 나타낸 사시도,

도7은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 나타내는 분리 사시도

도8은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치패널용 터치 펜의 변형예를 설명하기 위한 절개 사시도이다.

Claims (5)

1. 정전용량식 터치패널에 사용할 수 있는 터치패널용 터치 펜에 있어서,

   사용자가 잡을 수 있는 터치펜몸체;

   상기 터치펜몸체의 내부에 형성되는 수용공간;

   상기 수용공간에 투입, 수용되어 상기 정전용량식 터치패널에 정전용량 값을 변화시키는 도전성물질; 및

   상기 수용공간에 투입된 상기 도전성 물질의 유출이 차단되도록 상기 수용공간의 유입구측에 체결되는 마개부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널용 터치 펜.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도전성 물질은 물인 것을 특징으로 하는 터치패널용 터치 펜.
3. 제2항에 있어서,

   상기 터치펜몸체는 상기 수용공간이 일자형으로 형성되도록 환봉 형상으로 형성되고, 그 사출성형시에 마스터비치에 항균 및 살균물질, 음이온 발생물질, 원적외선 방사물질 중에서 적어도 한 가지 이상이 포함되어 성형되며,

   상기 마개부재는 상기 유입구측에 삽입되는 삽입부와, 이 삽입부의 후부에 일체로 형성되는 마개몸체로 구성되되, 상기 삽입부가 상기 유입구측에 탄성적으로 압입되도록 상기 삽입부로부터 상기 마개몸체의 내부 중심을 향해 전광후협 구조로 요입되는 탄성홈이 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널용 터치 펜.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 터치펜몸체의 후부가 삽입 및 이탈 가능하게 형성되고, 후단에 연결줄이 삽입되는 연결홀이 형성된 커버부재; 및

   상기 커버부재의 내부에 삽입되는 상기 터치펜몸체의 외면을 탄성적으로 지지하도록 상기 커버부재의 내부에 설치되는 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 터치패널용 터치 펜.
5. 제4항에 있어서,

   상기 탄성부재는 금속박판이 둥글게 말려진 형상의 탄성몸체에 원주방향으로 천공된 복수의 절개공, 및 상기 절개공 사이사이에 탄성을 갖도록 내측을 향해 만곡된 다수의 탄성편이 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널용 터치 펜.

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