KR20120025325A - 휴대가 가능한 전자기기용 외장형 복합 신호 입력 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노트북, 스마트폰, 전자책 등의 중소형 전자 기기의 발전과 변화에 따라, 입력이 용이하며, 인터넷 환경, 게임환경의 조작 기능이 향상되며, 휴대가 가능한 사이즈의 Mouse, 키보드 통합 기능 장치를 제공하고자 한다. 즉, 손안에서 조작이 가능한 Mouse와 키보드 기능이 융합된 새로운 외부 입력 장치 개발에 관한 것이다.
이는 휴대성의 문제를 해결함과 동시에, 그러한 소형 제품을 조작함으로써 완성하지 못했던 조작 기능을 보완하고자 한다. 본 기술은 Mouse 입력장치의 방향이동을 조그방식으로 적용함과 동시에 키의 위치를 한정하여, 손안에 놓인 상태에서 손가락의 간단한 동작만으로 Mouse, 키보드 조작이 가능하도록 하는 것이 그 핵심적인 내용이다. 결국 아이패드나 노트북을 비롯한 키보드의 사용성이 상대적으로 줄어드는 제품이 등장하면서, 다양한 자세에서 조작이 가능하고, 휴대가 가능한 Handy Multi Input device란 개념을 도입하고 기능을 완성하고자 한다.

Description

휴대가 가능한 전자기기용 외장형 복합 신호 입력 장치{Mobile Signal Muti Input Device for Electronic Equipment}

본 발명은 노트북, 스마트폰, 전자책 등의 중소형 전자 기기의 발전과 변화에 따라, 입력이 용이한 외장형 복합 신호 입력장치의 개발로서, 각종 모바일 어플리케이션의 확장과 무선인터넷 확대로 인한 인터넷 환경, 게임 환경 등 변화에 맞추어 조작이 간편하면서 작은 사이즈의 제품으로 기존 Mouse와 키보드를 융합한 무선 입력 장치에 관한 것이다.

컴퓨터가 보급되면서부터, 이에 대한 입력 장치는 키보드와 Mouse라는 대표적인 2가지 제품으로 현재까지도 그 주류를 이어오고 있으며, 그에 대한 품질, 기능의 개선, 소형화, 기능 복합화로 발전을 해오고 있었다. 점진적인 발전의 추세를 이어오던 본 기술 시장은 2010년도를 분기점으로 큰 변화를 가져오고 있다. 현재까지의 컴퓨터, 인터넷 환경에 큰 변화가 일어나고 있는 것이다. 아이폰의 화려한 비상으로 풀터치나 와이드 화면을 장착한 스마트폰이 시장을 장악해 가고 있으며, 인터넷 사용 환경도 이러한 소형기기를 활용한 빈도수가 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 또한 아이패드의 출현은 더더욱 큰 변화를 예고하고 있는 것이다. 풀터치를 기반으로 한 이러한 제품들은 크기와 휴대성을 기본적인 특성으로 강조하는 바 기존의 입력장치를 그대로 사용하려고 기대를 하는 것은 무리가 따른다. 그 발전 방향은 손에 쥐고 조작할 수 있는 입력장치와, 거치공간에 올려놓고 조작할 수 있는 입력 장치로 분류되며, 또한 유선과 무선으로 분류되어 그 발전을 해오고 있다. 그러한 기술의 차별성은 조작의 용이성과 휴대성 등으로 바뀌어 가고 있다. 실제 많은 제조사들은 신체에 입을 수 있는 Mouse 나 각종 변형 가능한 키보드 등을 디자인하고 특허를 출원하고 있는 것으로도 알 수 있다. 또한 스마트폰이나 넷북과 같은 다양한 하드웨어의 출현과 맞물려 다양한 어플리케이션의 등장에 따라 이러한 환경의 변화에 따른 새로운 동작구조와 기능 융합의 입력장치가 요구되고 있으며, 그 가치를 인정받기 위해서는 휴대성, 사용편의성 등의 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 노트북, 스마트폰, 전자책 등의 중소형 전자 기기에 적합한 크기의 Mouse, 키보드 통합 기능 장치를 제공하고자 한다. 이를 사용하는 제품의 크기가 기존의 컴퓨터보다는 상당히 작아지는 추세에서 그러한 기기에 맞는 입력장치는 소형화, 휴대용이성, 조작간편화, 풀터치 응용성 등을 제공하는 제품이어야 한다.

이 제품은 이러한 특성을 실현하고자, 손안에서 조작이 가능한 Mouse와 키보드 기능이 융합된 새로운 외부 입력 장치 개발에 관한 것이다. 이는 휴대성의 문제를 해결함과 동시에, 그러한 소형 제품을 조작함으로써 완성하지 못했던 조작 기능을 보완하고자 한다. 본 기술은 Mouse 입력장치의 방향이동을 위해 Hall IC가 적용된 조그방식을 이용함과 동시에 Mouse 키의 위치를 한정하여, 손안에 놓인 상태에서 손가락의 간단한 동작만으로 Mouse, 키보드 조작이 가능하도록 하는 것이 그 핵심적인 내용이다. 이는 아이패드를 비롯한 중소형 모바일기기나, 스마트폰을 다양한 사용 조건에서 조작이 가능하고, 휴대가 가능한 Handy Multi Input device란 개념을 도입하고 기능을 완성하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 방향신호입력을 제어하는 ‘방향버튼부(132)’와 Mouse 선택Key라고도 하며, 입력 신호를 제어하는 ‘제1기능버튼부(141)’, Mouse 메뉴Key라고도 하며, 마우스포인터의 현재 위치에서 사용 가능한 메뉴정보를 표시하거나, 별도 기능을 부여받는 ‘제2기능버튼부(142)’를 포함한다. 또한 제품을 조작 시에, 검지 손가락과 대응되는 일정한 방향과 공간에 가볍게 쥔 상태에서도 기본 Mouse의 동작이 가능하도록 '기능버튼부 안착공간(151)'을 두어 조작 편이성을 대폭 개선시킨다. 또한 상기 방향버튼부(132) 하단으로 방향신호부(131)가 위치를 하며, 그 하단에는 Dome 스위치와 같은 입력스위치를 추가하여,‘제1기능버튼부(141)’기능을‘방향버튼부(132)가 동시에 수행하게 할 수도 있도록 한다. 상기‘방향신호부(131)’은 ‘센서정지구간(231)’과 하나 이상의 센서 영역을 포함하여 위치에 따라 정지신호, 방향신호, 속도신호를 출력할 수 있게 한다. 또한 각종 키보드 자판이 배치되는 ‘키보드부(200)’가 구성되어 있어, Dome 스위치를 비롯한 접점식 스위치로 각종 키의 입력이 가능하게 한다.

본 발명은 기존에 평평한 바닥 위를 이동하여 스크롤하던 Mouse 장치와, 바닥에 놓인 키보드 장치를 손안에 쥔 채로 동시에 조작이 가능하게 하여 스마트폰이나 전자책과 같은 중소형 전자기기 등을 보다 편안하고 다양한 사용환경에서 편리하게 이용할 수 있는 방법을 제시한다. 기존의 평평한 바닥에 두고 사용하는 키보드는 기본적인 체적이 크기 때문에 휴대가 불편하며, Mouse 기능의 조합을 위해, 스크롤 기능이 가능한 볼 방식이나, 터치패드 등을 구비하였으나, 이를 단순히 배치만 하는 방안으로는 그 조작의 편이성 또한 불편하여, 기능 조합의 효과 역시 달성할 수 없다. 본 발명의 효과에 의해 달성하고자 하는 효과는 키보드 자판의 외곽에 Magnet의 위치 감지를 원리로 하는 Hall IC 방식의 조이스틱으로 구성된 navigation키를 구비하며, 이를 작동시킴과 동시에 Mouse 왼쪽 키 기능에 상응하는 키를 검지 손가락이 위치하는 곳으로 배치를 하여 가능하게 한다. 이 기능은 기존의 제품들이 수행하지 못하는 동작을 손가락 두세 개만을 사용해도 조작이 가능하도록 해준다. 예를 들어 도 7에 있는 여러 조작 기능을 비교해 볼 수 있다. 탐색기를 비롯한 각종 2D 프로그램 및 기타 전자기기 창에 있는 여러 아이콘 또는 특정 개체들을 Mouse 왼쪽 키를 누른 상태에서 드래그(drag) 선택하여 이동 및 복사를 하는 조작은 일반 Mouse에 비해 기존의 휴대용 복합 입력 장치에서는 용이하게 조작하기 어려움을 알 수 있다. 또한 3D 설계프로그램처럼 3차원의 그래픽을 공간 내에서 회전시키는 기능 역시 기존 제품으로는 불편한 점이 있다. 조이스틱과 버튼의 위치상 두 손으로 조작해야만 어느 정도 용이한 조작이 가능하다. 그러나 본 제품은 Mouse 기본 기능 버튼을 검지 손가락에 대응하는 위치에 두어, 한 손에 쥔 상태에서 엄지는 방향을 전환하며, 자유롭게 기능버튼부를 조작할 수 있도록 했다. 이 외에도 각종 게임에서의 조작을 볼 때, 조작을 위한 손가락이나 손의 이동을 현저하게 감소시키는 효과를 달성할 수 있다. 즉 한 손으로 조이스틱 제어를 하면서 각종 자판들을 용이하게 누를 수 있도록 하는 것이다. 이 차이는 3D 설계, 디자인 프로그램이나, 스마트폰의 활성화로 인한 각종 어플리케이션과, 각종 게임 조작, 메신저를 기본으로 하는 게임 등의 어플리케이션 등에서 기존의 휴대용 키보드 입력장치가 수행하지 못했던 조작을 가능하게 해준다.

또한 조작 기능을 개선 시킴과 동시에 크기와 휴대성의 문제를 극복함에 따라, 사용자는 다양한 자세나 사용환경에서 Mouse와 키보드 조작을 수행할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 종래 휴대용 입력 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 외부 입력 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 각종 버튼 배치에 대한 예시도.
도 4는 본 발명의 부품 전개 사시도.
도 5는 본 발명의 기능 버튼부 안착공간을 나타낸 그림.
도 6는 본 발명의 사용환경에 대한 그림.
도 7은 본 발명의 Mouse와 키보드 조작 기능 개선비교를 위한 다양한 예의 그림.
도 8은 본 발명의 방향버튼부의 구성에 대한 예시도.
도 9은 본 발명의 Hall IC의 방향 인식과 정지구간 등을 나타내는 사시도

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 외부 입력 장치는 노트북, 넷북, 스마트폰, 전자책 등의 중소형 전자 기기에 적합한 사이즈의 Mouse와 키보드 복합기능을 제공한다. 손안에 쥔 상태에서 엄지와 검지 손가락의 움직임만으로 Mouse와 키보드가 처리할 수 있는 모든 동일한 신호처리를 입력할 수 있도록 하며, 동시에 자판 입력이 가능하여, 메신저나 각종 문서작업, 그리고 이를 바탕으로 한 각종 어플리케이션 활용이 가능한 기능을 탑재하면서도 휴대가 가능하도록 하는 방법을 제시하고자 한다. 이하에서는 각종 외부 입력 장치 중 Mouse와 키보드 복합 입력 장치의 대체 기능의 예를 중심으로 설명한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 문자나 숫자 외의 신호입력을 하는 키보드 자판을 포함하는 키보드부(200), Mouse의 방향신호입출력을 위한 방향신호부(131)와 방향신호를 조작하는 방향버튼부(132), Mouse 왼쪽 키라고도 하며, 입력 신호를 제어하는 제1기능버튼부(141), Mouse 오른쪽키라고도 하며, 메뉴정보의 신호를 제어하거나 별도 기능을 부여받는 제2기능버튼부(142), 각 기능버튼부가 위치하는 기능버튼부 안착공간(151), 부가기능을 하는 보조기능버튼부(210)를 포함한다.

상기 방향버튼부(132)는 사용자가 손가락을 갖다 대어 방향이동을 수행한다. 보통 사용자의 엄지 손가락이 조작을 하기 편리한 곳에 위치한다. 또한 방향버튼부(132)와 동일한 축의 하단에 돔 스위치와 같은 접점스위치부(220)를 추가하면, 방향이동과 동시에 압력을 가하여 접점 신호를 전달하는 기능도 수행할 수 있게 된다. 종래기술의 Mouse의 방향이동기능과 선택Key의 기능을 이 버튼으로 동시에 구현할 수도 있는 것이다. 상기 방향버튼부(132) 하단으로는 방향신호부(131)가 위치를 하게 되며, 이곳에서 2차원에서의 이동을 감지하여 출력하게 된다. 이때 대표적인 원리로는 Hall IC 방식, 접점 접촉 방식의 조이스틱 등이 있다. 이들은 중앙에 Mouse 커서(cursor)가 정지해 있도록 출력되는 센서정지구간(231)을 가지며, 센서정지구간(231)을 벗어나게 되면 그 외부에서 지정되는 방향으로 신호를 내보내게 된다. 특히 이는 볼(Ball) 방식이나, 광학(Optical) 방식과는 달리 연속 반복 동작 없이 한 번의 동작으로 화면 끝까지 Mouse 커서를 이동시킬 수 있게 되며, 조작이 간편해진다. 도 9을 보면, Hall IC 방식에서의 센서정지구간(231)의 개념을 볼 수 있으며, 이는 Mouse 동작의 중심점 역할을 하는 기능을 하게 된다. 볼 방식이나 광학(Optical) 방식은 이러한 중심적 역할을 하는 곳이 없어, 인간의 공간 인지력 중심에 문제를 일으키기도 한다. 또한 센서영역1(232), 센서영역2(233) 등과 같이 센서의 공간을 분해하여, Mouse 커서 이동속도의 변화를 주는 기능까지 수행할 수 있게 된다. 이러한 센서영역 분해는 센서중심을 기준으로 거리와 각도 기준으로 해상도를 조절하여, 그 센서의 정밀도와 반응속도 등을 조절할 수 있게 된다. 이러한 방향버튼부(132)를 기준으로 하여 설정되는 ‘기능버튼부 안착공간(151)’은 도 5에서 보는 바와 같이 방향버튼부를 조작하는 곳과 반대쪽 방향부터 상 측면방향까지 이르는 지역에 배치가 된다. 기능버튼부 안착공간(151)에는 제1기능버튼부(141) 또는 제2기능버튼부(142)와 스크롤버튼부(143)까지 배치할 수 있어, 방향제어와 동시에 마우스 입력, 스크롤 등이 수행되기 용이한 구조를 형성하게 된다. 기능버튼부 안착공간(151)을 이와 같이 한정함으로써, 사용자는 엄지 손가락으로 마우스 커서의 이동을 제어함과 동시에 검지 손가락으로 마우스의 다른 키들을 조작할 수 있게 해준다. 이러한 기능의 개선은 게임환경이나 디자인, 설계 환경에서 기존의 복합 입력장치가 원활히 수행하지 못하는 신호 입력을 완벽하게 수행할 수 있도록 해준다. 특히 키보드부(200)와의 조합으로 각종 문서작업이나 채팅 환경을 기반으로 하는 게임이나 각종 어플리케이션에서 그 효과를 발휘하게 된다. 요즘의 인터넷 게임 환경은 기본적으로 사용자 간의 채팅을 기반으로 구성이 되기에, 그러한 조작이 손 안에서 가능하다면 큰 강점을 가지게 된다. 그리고 PCB(161)상에는 각종 스위치가 위치한 곳과 다른 곳에 Chip들이 실장된다. 이 PCB(161)에는 키보드부(200) 하단에 위치되는 돔스위치와 같은 각종 접점 스위치와, 자판의 조명을 위한 LED, 또한 LED 자동 제어를 위한 조도센서 등이 위치하며, 그 외 방향입력장치의 신호처리를 위한 IC와 무선통신을 위한 회로부품들, 배터리를 위주로 구성된다. 키보드부(200)에는 각종 문자나 숫자를 입력할 수 있는 자판들이 위치하며, 그 하단으로 돔 스위치를 대표적으로 포함하는 접점형 스위치들이 배치되어 기능을 한다. 도 6에서와 같이 사람이 사용 시에 상기 방향버튼부(132)는 엄지손가락에 자연스럽게 위치하며, 각각의 기능버튼부(140)는 검지 손가락에 자연스럽게 위치하게 되어 가볍게 손에 쥔 상태로 Mouse의 가장 중요한 스크롤과 버튼 입력 조작이 가능해진다. 이는 버튼 입력을 위해 손가락을 이동시킬 필요가 없어지며, 신속한 신호 입력을 가능하게 해 준다. 또한 양손으로 쥔 상태에서는 자판 입력과 Mouse 조작을 최소한의 손가락 이동만으로 자유로운 수행이 가능해진다.

도 7 을 보면, 기존에 나와 있는 Mouse 기능을 포함하는 키보드 제품들이 용이하게 동작을 시키지 못하는 조작 기능들을 본 특허의 적용장치로는 가능함을 확인할 수 있다. 본 기술의 적용을 통해, 기존 제품이 용이하게 수행하지 못하던, 설계, 디자인, 게임의 다양한 입력 상황을 본 기술이 접목된 제품으로는 용이하게 조작할 수 있도록 한 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : 외장형 신호입력장치
110 : 상부 케이스 120 : 하부 케이스
131 : 방향신호부 132 : 방향버튼부
140 : 기능버튼부 141 : 제1기능버튼부
142 : 제2기능버튼부 143 : 스크롤버튼부
151 : 기능 버튼부 안착공간 161 : PCB
200 : 키보드부 210 : 보조기능버튼부
220 : 접점 스위치부
230 : Hall IC Sensor 231 : 센서정지구간
232 : 센서영역1 233 : 센서영역2
234 : Hall IC Magnet

Claims (6)

1. 전자기기의 외부 입력장치에 있어서,
   제품 상단에 위치하여 자판 입력을 위한 키보드부(200);
   상기 키보드부(200)와 동일 평면에 위치하여 방향 신호를 제어하는 방향버튼부(132);
   Mouse의 입력기능 특히 좌측 키의 기능을 가지는 제1기능버튼부(141)를 가지며,
   이때 상기 제1기능버튼부(141)는 방향버튼부(132)의 반대면과 정면에 위치하는 기능버튼부 안착공간(151)에 위치하는 것을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방향버튼부(132)에 대응하는 방향신호부(131)는 Hall IC 방식으로 자석의 이동을 감지하는 방식을 채택하여,
   센서 중심에 이동이 없는 센서정지구간(231)이 확보되고, 최소 1개 이상의 센서 영역 구분에 따라 Mouse 커서 이동 속도를 지정하거나, 속도의 차이를 가질 수 있음을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 방향신호부(131)는 접점 방식의 조이스틱 방식을 채택하여,
   센서 중심에 이동이 없는 정지 구간(231)이 확보되고, 접점에 따라 4개에서 8개의 방향 인식 및 동작이 가능함을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   Mouse 스크롤키에 해당하는 스크롤버튼부(143)를 가지며,
   이때 상기 스크롤버튼부(143)는 방향버튼부(132)의 반대면과 정면에 위치하는 기능버튼부 안착공간(151)에 위치하는 것을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   이는 블루투스 HID(Human Interface Device) Mouse & Keyboard 인터페이스로 무선 조작이 가능함을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 키보드부(200)의 조명은 조도센서에 위해 일정 밝기에서는 동작하지 않도록 하여 전력을 절감함을 특징으로 하는 외부입력장치.
   
   
   
   

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