KR20120049630A

KR20120049630A - 다방향 입력 장치

Info

Publication number: KR20120049630A
Application number: KR1020100110986A
Authority: KR
Inventors: 박인길; 김대겸; 김영술; 김병수
Original assignee: 주식회사 이노칩테크놀로지
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-17
Also published as: EP2450777A2; EP2450777A3; CN102566652A; US20120112859A1; TW201229830A; JP2012104482A

Abstract

본 발명은 자석부와, 자석부를 수용하고, 사용자의 조작에 의해 다방향으로 이동되는 조작 부재와, 조작 부재의 적어도 일측을 감싸도록 마련되며, 탄성력에 의해 조작 부재를 초기 위치로 복귀시키는 힌지부를 포함하고, 조작 부재는 적어도 일부가 자장 차단 물질로 제작된 다방향 입력 장치가 제공된다.

Description

다방향 입력 장치{Multi-direction input device}

본 발명은 입력 장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 단말기를 포함하는 다양한 전자기기에 적용될 수 있는 다방향 입력 장치에 관한 것이다.

최근의 전자기기는 점점 다기능화 및 소형화되고 있다. 예를 들어 휴대용 전화기는 DMB 수신, 디지털 카메라, 데이터 송수신, MP3 플레이어, 인터넷 통신 등 다양한 서비스를 제공하면서도 그 사이즈는 소형화되고 있다. 이러한 전자기기의 조작을 쉽게 하기 위해 포인터 등을 이용하는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface; GUI) 방식을 이용하게 되었으며, 포인터 등의 움직임을 제어하기 위해 다방향 입력 장치가 요구되고 있다.

최근에는 센서를 이용하여 자석의 이동에 따른 자장의 변화를 감지하여 화면상의 포인터의 움직임을 제어하는 다방향 입력 장치를 사용하고 있다. 이때, 센서는 기판 상에 실장되고, 자석은 실리콘 고무를 이용하여 다방향으로 이동된 후 원위치로 복귀하게 된다. 즉, 사용자의 조작에 따라 자석은 실리콘 고무와 함께 이동하게 되고, 자석의 이동을 센서가 검출하여 화면상의 포인터의 움직임을 표시하게 된다. 이후, 사용자의 조작이 완료되면 실리콘 고무의 탄성에 의해 자석은 원위치로 복귀하게 된다. 그러나, 실리콘 고무는 기판과의 마찰로 인해 쉽게 손상되고, 그에 따라 실리콘 고무의 탄성력이 저하된다. 따라서, 자석이 신속하게 원위치로 복귀되지 않는 문제가 발생된다.

한편, 전자기기의 두께가 얇아지면서 다방향 입력 장치의 두께 또한 얇아지고 있다. 그런데, 다방향 입력 장치의 두께가 얇아지면 자석 상부에 위치하는 구조물의 두께가 얇아져 자석으로부터의 자장이 외부로 방출된다. 다방향 입력 장치로부터 방출되는 자장에 신용 카드 등이 노출되는 경우 이에 구비되는 자력선을 손상시킬 수 있다. 또한, 자장에 의해 미세한 철가루 등이 다방향 입력 장치의 내부로 끌려오게 되며, 이에 의해 다방향 입력 장치의 동작에 악영향을 미치게 된다.

본 발명은 자석이 신속하게 원위치로 복귀할 수 있고, 자석의 자장이 외부로 방출되지 못하도록 하는 다방향 입력 장치를 제공한다.

본 발명은 자석의 적어도 일부를 수용하는 조작 부재를 투자율이 우수한 물질을 이용하여 제작하고, 탄성을 가진 물질을 나선형으로 감아 조작 부재를 감싸도록 힌지부를 마련함으로써 자석의 자장이 외부로 방출되는 것을 방지하고, 힌지부의 탄성 복원력에 의한 조작 부재의 신속한 복귀가 가능한 다방향 입력 장치를 제공한다.

한편, 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 다방향 입력 장치는 자석부; 상기 자석부를 수용하고, 사용자의 조작에 의해 다방향으로 이동되는 조작 부재; 및 상기 조작 부재의 적어도 일측을 감싸도록 마련되며, 탄성력에 의해 상기 조작 부재를 초기 위치로 복귀시키는 힌지부를 포함하고, 상기 조작 부재는 적어도 일부가 자장 차단 물질로 제작된다.

상기 조작 부재는 내부에 공간이 마련되어 상기 자석부가 수용되는 캡부; 및 상기 캡부의 일 영역으로부터 외측으로 연장되어 마련된 평판부를 포함한다.

상기 평판부 상부의 상기 캡부 상단에 버튼부가 결합되고, 상기 평판부 하부의 상기 캡부 하단에 상기 힌지부가 결합된다.

상기 조작 부재는 상기 캡부가 상기 자장 차단 물질로 제작되거나, 상기 캡부 및 상기 평탄부가 상기 자장 차단 물질로 제작되거나, 상기 자석부와 접하는 상기 캡부의 내측에 상기 자장 차단 물질이 마련된다.

상기 자장 차단 물질은 투자율이 200 이상인 금속, 세라믹, 고무의 적어도 어느 하나로 제작된다.

상기 캡부 하단으로부터 상기 평탄부의 방향으로 연장되어 상기 힌지부의 이탈을 방지하는 고정부를 더 포함한다.

상부 케이스 및 하부 케이스가 결합되어 상기 힌지부 및 조작 부재를 내부에 수용하는 케이스부를 더 포함하며, 상기 하부 케이스의 외측에 상부로 돌출되어 상기 힌지부의 외측을 고정하는 돌출부를 더 포함한다.

상기 자석부의 하측에 마련된 액튜에이터 및 돔 스위치를 더 포함하고, 상기 돔 스위치 상에 액튜에이터가 접촉되어 접착 수단에 의해 접착 고정된다.

상기 접촉 수단은 상기 액튜에이터를 포함한 상기 돔 스위치 전체를 덮도록 마련된 테프론 테이프를 포함한다.

본 발명은 자석부의 적어도 일부를 수용하는 조작 부재를 투자율이 우수한 자장 차단 물질을 이용하여 제작하여 자석의 자장이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 다방향 입력 장치의 두께를 얇게 하면서 다방향 입력 장치에 의한 신용 카드 등의 오류를 방지할 수 있고, 외부의 물질이 다방향 입력 장치에 끌려 들어오는 것을 방지할 수 있어 다방향 입력 장치의 오류를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 탄성을 가진 물질을 나선형으로 감아 조작 부재를 감싸고 기판과 접촉되지 않도록 힌지부를 마련한다. 따라서, 힌지부가 기판과 접촉되지 않아 힌지부 및 기판의 손상을 방지할 수 있고, 힌지부의 탄성 복원력에 의한 조작 부재의 신속한 복귀가 가능하게 된다.

그리고, 자석부 하측에 위치하는 액튜에이터를 돔 스위치 상에 위치시킨 후 테프론 테이프를 이용하여 접착 고정함으로써 조작 부재의 이동 거리가 넓을 경우에도 자석부 하측에 액튜에이터가 위치하게 되어 액튜에이터를 이용한 돔 스위치의 클릭이 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 외형도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 동작에 따른 힌지부의 상태를 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 즉, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 외형도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 단면도이다. 여기서, 도 1(a)는 다방향 입력 장치의 상면도이고, 도 1(b)는 측면도이며, 도 1(c)는 저면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치의 동작에 따른 힌지부와 버튼부의 상태를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다방향 입력 장치는 자석부(400)와, 자장 차단 물질로 제작되며 사용자의 조작을 통해 자석부(400)를 이동시키는 조작 부재(300)와, 일부가 조작 부재(300)를 감싸도록 마련되어 탄성력에 의해 조작 부재(300)를 복원시키는 힌지부(500)와, 자석부(400)의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서가 마련된 기판(800)을 포함한다. 또한, 사용자의 조작에 따른 힘을 조작 부재(300)에 전달하는 버튼부(100)와, 기판(800), 힌지부(500) 등을 고정하고 조작 부재(300)의 이탈을 방지하는 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220)를 포함하는 케이스부(200)를 더 포함한다.

버튼부(100)는 소정 두께를 갖는 대략 원형의 판(110)과, 판(110)의 하면에 마련되어 대략 원형으로 돌출된 돌출부(120)를 포함한다. 판(110)의 상면에는 손가락의 미끄러짐을 방지하기 위해 소정의 패턴이 형성될 수 있다. 판(110)은 또한 도시된 바와 같이 돌출부(120)보다 넓은 폭으로 마련될 수 있으나, 돌출부(120)와 동일한 폭으로 마련될 수도 있다. 이러한 버튼부(100)는 하측이 조작 부재(300)와 결합되어 사용자의 버튼부(100) 조작에 의해 조작 부재(300)가 이동되도록 한다. 즉, 조작 부재(300)는 중앙부에 다른 영역보다 볼록한 캡부(310)가 마련되는데, 돌출부(120)는 조작 부재(300)의 캡부(310)를 감싸도록 마련된다. 이때, 돌출부(120) 내의 판(110) 하면과 조작 부재(300)의 캡부(310) 사이에 양면 테이프 등의 접착 부재(910)가 마련되어 버튼부(100)와 조작 부재(300)가 접착 고정될 수 있다. 물론, 돌출부(120)와 캡부(310)는 접착 부재(910) 이외에도 다양한 방식으로 결합될 수 있는데, 돌출부(120)의 내측 소정 영역에 홈 또는 돌기를 마련하고, 캡부(310)의 외측에 돌기 또는 홈을 마련하여 돌출부(120)와 캡부(310)의 돌기와 홈이 서로 체결되도록 하여 결합할 수 있다. 뿐만 아니라, 돌출부(120)의 내경과 캡부(310)의 외경이 일치하도록 하여 돌출부(120)와 캡부(310)가 삽입 고정되도록 할 수도 있고, 돌출부(120)의 하면과 조작 부재(300)의 캡부(310) 외측의 평탄부(320) 사이에 접착 부재에 의해 접착될 수도 있다.

케이스부(200)는 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220)가 결합되어 마련되고, 그 내부에 소정의 공간이 마련되어 조작 부재(300), 자석부(400), 힌지부(500) 및 기판(800) 등이 수용된다. 상부 케이스(210)는 중앙부에 소정 크기의 개구(212)가 마련되고, 밑면이 제거된 대략 원형의 통 형상으로 제작된다. 즉, 상부 케이스(210)는 상부에 대략 원형으로 마련된 개구(212)와, 개구(212) 주위를 둘러싸도록 대략 원형의 소정 폭으로 마련된 상부면(214)과, 상부면(214)으로부터 하측으로 연장 형성된 측부면(216)을 포함한다. 이러한 상부 케이스(210)는 측부면(216)이 다방향 입력 장치의 두께에 대응되는 두께로 제작될 수 있다. 즉, 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220) 사이에는 조작 부재(300), 자석부(400), 힌지부(500) 및 기판(800) 등이 수용되고, 상부 케이스(210)는 이들을 수용할 수 있는 두께로 제작되므로 이들의 두께를 고려하여 상부 케이스(210)의 두께, 즉 측부면(216)의 두께를 조절할 수 있다.

하부 케이스(220)는 일 영역과 타 영역이 서로 다른 두께를 갖는 판 형상으로 제작되고, 하부면이 평면 형상으로 제작된다. 하부 케이스(220)는 중앙부에 마련된 대략 사각 형상의 홈(222)과, 홈(222) 주위에 마련되며 제 1 두께를 갖는 제 1 평면(224)과, 제 1 평면(224)의 외측에 마련되어 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 갖는 제 2 평면(226)을 포함한다. 즉, 하부 케이스(220)는 중앙부에 홈(222)이 마련되고, 내측의 두께가 외측의 두께보다 얇은 대략 원형의 판 형상으로 제작된다. 하부 케이스(220)의 내평면, 즉 제 1 평면(224) 상에는 양면 테이프 등의 접착 부재(930)를 통해 기판(800)이 접착 고정된다. 또한, 하부 케이스(220)의 홈(222)에는 기판(800)의 하부에 장착된 제어부(810)가 삽입된다. 따라서, 하부 케이스(220)의 홈(222)은 제어부(810)의 형상에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

이러한 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220)는 하부 케이스(220)의 외측과 상부 케이스(210)의 내측이 결합하여 체결된다. 즉, 상부 케이스(210)의 측부면(216)의 내면과 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226)의 외측면이 결합하여 체결되며, 이들 사이에 양면 테이프 등의 접착 부재(미도시)가 마련되어 이들이 접착될 수 있다. 뿐만 아니라, 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220)는 다양한 방식으로 결합되어 고정될 수도 있는데, 예를 들어 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226)의 외측면의 적어도 일 영역에 홈 또는 돌기가 마련되고, 상부 케이스(210)의 측부면(216)의 내면의 적어도 일 영역에 돌기 또는 홈이 마련되어 홈 및 돌기가 서로 결합됨으로써 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220)가 결합될 수 있다. 또한, 상부 케이스(210)의 측부면(216)의 내경과 하부 케이스(220)의 외측면의 외경이 일치하도록 하여 이들이 삽입 고정되도록 할 수도 있다. 한편, 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220)이 결합되면 이들 사이, 즉 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226)과 상부 케이스(210)의 상부면(214)의 내측 사이에 소정 공간이 마련되고, 이 공간에서 조작 부재(300) 및 힌지부(500)가 이동하게 된다.

조작 부재(300)는 버튼부(100)와 자석부(400) 사이에 마련되며, 자석부(400)를 내부에 수용하여 사용자의 조작에 의해 자석부(400)와 함께 이동하게 된다. 조작 부재(300)는 예를 들어 중앙부에 하측이 개방되고 상측 및 측면이 밀폐되어 내부에 소정의 공간이 마련된 캡부(310)와, 캡부(310) 외측의 소정 영역, 예를 들어 중앙 영역와 접촉되어 외측으로 연장된 대략 원형의 평판부(320)를 포함한다. 캡부(310) 내에는 자석부(400)가 수납되며, 자석부(400)의 형상에 따라 캡부(310)의 형상은 변경될 수 있으나, 대략 원기둥 형상으로 마련될 수 있다. 평판부(320)는 조작 부재(300)가 상부 케이스(210)의 개구(212)를 통해 이탈되는 것을 방지한다. 또한, 캡부(310)는 평판부(320)를 중심으로 상단(312) 및 하단(314)으로 나눌 수 있는데, 상단(312)은 버튼부(100)의 돌출부(120)와 접촉되고 하단(314)은 힌지부(500)와 접촉된다. 즉, 버튼부(100)의 돌출부(120)가 캡부(310)의 상단(312)을 감싸고, 힌지부(500)의 적어도 일부가 캡부(310)의 하단(314)을 감싸도록 마련된다. 따라서, 힌지부(500)가 캡부(310)의 하단(314)에 고정된다. 이때, 힌지부(500)는 캡부(310)의 하단(314)과 평판부(320)의 밑면에 접촉되어 하단(314)을 감싸도록 마련될 수도 있다. 즉, 힌지부(500)의 접촉 영역을 조절하여 캡부(310)의 하단(314)에만 접촉되도록 할 수도 있고 캡부(310)의 하단과 평판부(320)의 밑면에 동시에 접촉되도록 할 수도 있다. 한편, 캡부(310)의 하단(314)은 상단(312)보다 폭이 넓게 제작될 수 있는데, 이는 캡부(310)의 하단(314)은 이에 고정되는 힌지부(500)의 내경에 따라 폭이 조절될 수 있기 때문이다. 이러한 조작 부재(300)는 사용자의 조작에 의해 상부 케이스(210)와 하부 케이스(220) 사이의 공간을 이동하는데, 캡부(310)의 직경은 상부 케이스(210)의 개구(212)의 직경보다 작고, 평판부(320)의 직경은 상부 케이스(210)의 내경보다 작게 제작될 수 있다. 즉, 조작 부재(300)의 이동, 회전 등의 동작은 힌지부(500)에 의해 제한되지만, 캡부(310) 및 평판부(320)가 상부 케이스(210)의 개구(212) 및 내부 공간에서 이동하기 때문에 캡부(310) 및 평판부(320)의 직경은 상부 케이스(210)의 개구(212) 및 내부 공간의 직경보다 작아야 한다. 또한, 캡부(310)와 평판부(320)의 직경의 비는 상부 케이스(210)의 개구(212)와 내부 공간의 직경의 비와 같을 수 있다. 물론, 캡부(310)와 평판부(320)의 직경의 비는 다르지만 캡부(310) 또는 평판부(320)의 이동이 제한되지 않도록 제작되어야 한다. 한편, 본 발명에 따른 조작 부재(300)는 자석부(400)의 자장이 상측으로 방출되는 것을 방지하기 위해 적어도 일부가 자장 차단 물질로 제작될 수 있다. 즉, 캡부(310)가 자장 차단 물질로 제작될 수 있고, 캡부(310) 및 평판부(320)를 포함한 조작 부재(300) 전체가 자장 차단 물질로 제작될 수도 있으며, 캡부(310)의 내측에 자장 차단 물질을 마련할 수도 있다. 자장 차단 물질로는 투자율이 높은 물질을 이용할 수 있는데, 예를 들어 투자율이 200 이상인 금속, 세라믹, 고무 등을 이용할 수 있다. 예를 들어 투자율이 높은 철(Fe)을 이용하거나, 철이 포함된 스테인레스 등의 금속, 세라믹, 고무 등을 이용할 수 있다. 이렇게 조작 부재(300)의 적어도 일부를 투자율이 높은 물질로 제작함으로써 조작 부재(300)의 두께를 두껍게 하지 않고도 자석부(400)의 자장이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있고, 자석부(400)의 자장이 하측으로 많이 전달될 수 있어 센서에 충분한 감도를 전달할 수 있어 센싱 효율을 향상시킬 수 있다.

자석부(400)은 조작 부재(300)의 캡부(310) 내부에 적어도 일부가 수용되며, 상하 착자된 대략 원기둥 형상의 자석을 이용할 수 있다. 즉, 자석부(400)는 조작 부재(400)의 캡부(310)의 형상과 대응되는 형상으로 제작될 수 있고, 적어도 일부가 캡부(310) 내에 수용될 수 있다. 그런데, 조작 부재(300)는 적어도 캡부(310)가 자장 차단 물질로 제작되기 때문에 자석부(400)의 자장을 완전하게 차단하기 위해서는 자석부(400) 전체가 캡부(310) 내에 수용되는 것이 바람직하다. 또한, 자석부(400)는 직경이 캡부(310)의 내경과 일치하도록 하여 자석부(400)가 캡부(400) 내에서 움직이지 않도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 자석부(400)는 단면 다극(2극, 4극, 8극) 착자 또는 단면 이형 다극 착자된 자석을 이용할 수도 있고, 사각, 타원형 및 다각형 형상의 자석을 이용할 수도 있다. 그러나, 다양한 형상의 자석을 이용하더라도 자석부(400)의 직경이 조작 부재(300)의 캡부(310)의 내경과 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 자석부(400)는 사용자의 조작에 의해 조작 부재(300)와 함께 이동하고, 자석부(400)의 이동에 의한 자장의 변화를 기판(800) 상의 센서가 감지하여 자석부(400)의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 자석부(400)의 하측에는 테프론 테이프(920) 및 액튜에이터(600)가 마련될 수 있다.

힌지부(500)는 일부가 조작 부재(300)의 캡부(310) 하단(314)을 감싸고 외측으로 회전하면서 복수의 패턴이 감기는 나선형으로 마련된다. 힌지부(500)는 복수의 패턴 사이의 간격이 패턴이 반복될수록 다르게 제작될 수 있는데, 예를 들어 내경으로부터 패턴이 좁아졌다가 넓어졌다를 반복하여 제작될 수 있다. 또한, 힌지부(500)는 내경측이 외경측보다 상부에 위치하도록 내경으로부터 외경으로 패턴이 반복될수록 패턴이 하측으로 점차 내려가도록 제작될 수 있다. 그러나, 힌지부(500)는 내경측과 외경측이 동일한 높이로 제작될 수도 있다. 이 외경보다 상측에 위치하는 힌지부(500)는 중심의 내경이 캡부(310)의 하단(314)의 외경과 동일하거나 이보다 작게 제작되어 힌지부(500)가 캡부(310)의 하단(314)을 감싸도록 한다. 이때, 힌지부(500)를 캡부(310) 하단(314)에 견고하게 고정하기 위해 이들 사이에 접착 수단을 마련하여 접착할 수 있다. 또한, 힌지부(500)의 중심의 내경이 캡부(310)의 하단(314)의 외경보다 작을 경우 힌지부(500)의 탄성력을 이용하여 캡부(310)의 하단(314)에 고정될 수 있다. 힌지부(500)는 외측이 상부 케이스(210)의 측부면(216) 내측과 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226) 사이에 접촉되어 마련될 수 있다. 즉, 힌지부(500)는 캡부(310)의 하단(314)으로부터 외측으로 회전하는 나선형으로 마련되어 외측이 상부 케이스(210)의 측부면(216)의 내측과 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226) 사이에 접촉되어 마련될 수 있다. 힌지부(500)는 금속 등의 탄성을 갖는 물질을 나선형으로 감아 제작할 수 있다. 한편, 힌지부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 조작 부재(300)가 이동하면 이동 방향의 힌지부(500)의 패턴 사이가 압축되고 이동 방향과 반대 방향의 힌지부(500)의 패턴 사이는 이완되어 힌지부(500)를 변형시키게 된다. 이때, 힌지부(500)는 외측으로 신장되려는 탄성력을 가지고 있어 조작 부재(300)의 이동 방향과 반대 방향의 힌지부(500)는 조작 부재(300)의 이동 방향으로 이동되지 않고 현재 접촉된 상태를 유지하게 된다. 이동 조작 후에는 힌지부(500)의 탄성 복원력에 의해 압축된 패턴 사이가 원래 상태로 이완되어 조작 부재(300)가 초기 위치로 자동 복귀될 수 있다. 이러한 힌지부(500)는 조작 부재(300)의 이동을 설정된 범위 내에서 제한할 수 있는 탄성 변형력을 가지도록 제작된다. 따라서, 조작 부재(300)은 자석부(400)을 내부에 수납하여 좌우 방향, 상하 방향 등 다방향으로 이동하고 힌지부(500)의 탄성 복원력에 의해 초기 위치로 자동 복귀하게 된다. 한편, 힌지부(500)의 외측과 접촉되는 상부 케이스(210)의 측부면(216)의 내측 및 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226)의 적어도 하나에 고정 수단(미도시)을 마련하여 힌지부(500)의 외측을 고정할 수도 있다.

액튜에이터(600)는 자석부(400)와 돔 스위치(700)의 사이에 마련되며, 액튜에이터(600) 상에는 테프론 테이프(920)가 마련되는데, 테프론 테이프(920)는 액튜에이터(600)와 돔 스위치(700)를 덮도록 마련된다. 액튜에이터(600)는 사용자의 메뉴 선택을 위한 버튼부(100)의 누름 동작, 즉 클릭 동작 시 돔 스위치(700)에 사용자의 힘을 제공하고, 이에 따라 돔 스위치(700)가 하측의 기판(800)과 전기적으로 접촉하게 된다. 또한, 테프론 테이프(920)는 액튜에이터(600)를 사이에 두고 돔 스위치(700)와 접착되어 액튜에이터(600)를 고정하게 되며, 테프론 테이프(920)는 클릭 동작을 부드럽게 하여 사용자가 조작감을 느끼도록 한다. 즉, 액튜에이터(600)가 자석부(400)의 하측에 부착되어 자석부(400) 및 조작 부재(300)와 함께 이동하는 경우에는 조작 부재(300)의 이동 거리가 넓을 경우 액튜에이터(600)를 이용하여 돔 스위치(700)를 클릭하기 어려웠으나, 액튜에이터(600)를 테프론 테이프(920)를 이용하여 돔 스위치(700) 상에 부착하는 경우 조작 부재(300)의 이동 거리가 넓을 경우에도 자석부(400) 하측에 액튜에이터(600)가 위치하게 되어 액튜에이터(600)를 이용하여 돔 스위치(700)를 클릭하기 용이하게 된다. 한편, 액튜에이터(600) 및 돔 스위치(700)와 접촉되는 그 하측의 기판(800)에는 돔 스위치(700) 및 액튜에이터(600)에 전원 또는 신호를 인가하기 위한 배선 패턴이 마련된다.

돔 스위치(700)는 기판(800) 상에 마련되며, 상부에 액튜에이터(600)가 마련된다. 돔 스위치(700)는 기판(800)의 중심 영역에서 기판(800)과 소정 간격 이격되고 기판(800)의 외주 영역에서 기판(800)과 맞닿는 돔 형상으로 마련된다. 이러한 돔 스위치(700)는 사용자의 클릭 등의 동작에 따라 선택된 동작을 위한 전기 신호를 발생시킨다. 즉, 돔 스위치(700)와 기판(800)의 접촉에 의해 사용자의 선택된 동작을 위한 전기 신호가 발생된다. 물론, 돔 스위치(700) 이외에 다양한 형태의 스위치가 이용될 수 있으며, 예를 들어 클릭감이 있는 스위치들을 이용할 수 있다. 이러한 돔 스위치(700)는 필요에 따라 생략 가능하다.

기판(800)은 자석부(400)의 이동에 의한 자장의 변화를 검출하기 위한 센서를 포함하여 다양한 회로 패턴이 마련된다. 기판(800)으로는 인쇄 회로 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 기판(800)의 형상은 다방향 입력 장치가 적용되는 전자 장치에 따라 다양한 형상으로의 변형이 가능하다. 기판(800)의 하측에는 제어부(810)가 마련될 수 있으며, 제어부(810) 내에 복수의 센서가 마련될 수 있다. 즉, 복수의 센서는 제어부(810)와 단일 칩으로 구성될 수 있다. 물론, 센서는 제어부(810)와 별도로 기판(800) 상부의 외곽에 마련될 수도 있다. 이러한 센서는 각기 자석부(400)의 X축 방향의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 X 좌표치를 출력하는 자기 센서와, Y축 방향의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 Y 좌표치를 출력하는 자기 센서를 포함한다. 한편, 제어부(810)는 센서의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 기능을 한다. 여기서, 제어부(810)에 마련된 복수의 센서는 자석부(400)의 중심점 영역에서 서로 대칭되도록 배치하는 것이 바람직하다. 센서로는 홀 소자, 반도체 자기 저항 소자, 감자성체 자기 저항 소자 또는 GMR(Giant Magneto Resistive) 소자 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 센서는 자장의 변화에 따라 그 전기적 특성이 변화하는 소자를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 캡부(310)의 하단(314)에 고정된 힌지부(500)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 캡부(310)의 하단(314)으로부터 외측으로 돌출된 고정부(316)가 마련될 수도 있고, 힌지부(500)의 외측이 조작 부재(300)의 이동에 따라 움직이지 않도록 하부 케이스(220)의 제 2 평면(226)으로부터 상측으로 돌출된 돌출부(228)가 마련될 수 있다. 여기서, 고정부(316) 및 돌출부(228)는 적어도 2 영역 이상 마련될 수 있다. 또한, 돌출부(228)는 조작 부재(300)의 이동에 방해가 되지 않도록 힌지부(500)의 패턴의 높이와 같거나 이보다 낮은 높이로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 다방향 입력 장치는 휴대용 단말기를 포함하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 즉, 휴대용 전화기는 물론 디지털 카메라, 캠코더, MP3, PMP, PDA, GPS, 노트북, 게임기, 리모콘, 전자 사전 등의 다양한 종류의 전자 장치에 사용될 수 있다. 이러한 전자 장치는 화상을 표시하는 화면 표시부를 구비하고, 상기 화면 표시부 내에는 포인터 또는 커서가 마련된다. 전자 장치는 화면 표시부 내의 포인터 또는 커서는 입력 장치를 통해 인가된 입력 신호에 따라 이동한다. 이러한 입력 장치로 다방향 입력 장치가 사용될 수 있다. 즉, 다방향 입력 장치의 센서 출력(좌표 신호)은 제어부에 인가되고, 제어부에 의해 화면 표시부 내의 포인터 또는 커서를 이동시킨다.

본 실시 예에 따른 전자 장치에서 사용될 수 있는 다방향 입력 장치는 이에 한정되지 않고, 화면상의 커서를 움직이기 위한 다양한 센서와 센서 구동을 위한 장치들이 더 추가될 수 있다. 예를 들어 광 센서를 이용하여 조작 부재의 움직임을 감지하여 화면의 커서를 이동시킬 수 있다.

본 발명은 상기에서 서술된 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허청구범위에 의해서 이해되어야 한다.

100 : 버튼부 200 : 케이스부
300 : 조작 부재 400, 450 : 자석부
500, 550 : 힌지부 600, 650 : 액튜에이터
700 : 돔 스위치 800 : 기판

Claims

자석부;
상기 자석부를 수용하고, 사용자의 조작에 의해 다방향으로 이동되는 조작 부재; 및
상기 조작 부재의 적어도 일측을 감싸도록 마련되며, 탄성력에 의해 상기 조작 부재를 초기 위치로 복귀시키는 힌지부를 포함하고,
상기 조작 부재는 적어도 일부가 자장 차단 물질로 제작된 다방향 입력 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 조작 부재는 내부에 공간이 마련되어 상기 자석부가 수용되는 캡부; 및
상기 캡부의 일 영역으로부터 외측으로 연장되어 마련된 평판부를 포함하는 다방향 입력 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 평판부 상부의 상기 캡부 상단에 버튼부가 결합되고, 상기 평판부 하부의 상기 캡부 하단에 상기 힌지부가 결합되는 다방향 입력 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 조작 부재는 상기 캡부가 상기 자장 차단 물질로 제작되거나, 상기 캡부 및 상기 평탄부가 상기 자장 차단 물질로 제작되거나, 상기 자석부와 접하는 상기 캡부의 내측에 상기 자장 차단 물질이 마련되는 다방향 입력 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 자장 차단 물질은 투자율이 200 이상인 금속, 세라믹, 고무의 적어도 어느 하나로 제작되는 다방향 입력 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 캡부 하단으로부터 상기 평탄부의 방향으로 연장되어 상기 힌지부의 이탈을 방지하는 고정부를 더 포함하는 다방향 입력 장치.
제 1 항에 있어서, 상부 케이스 및 하부 케이스가 결합되어 상기 힌지부 및 조작 부재를 내부에 수용하는 케이스부를 더 포함하며, 상기 하부 케이스의 외측에 상부로 돌출되어 상기 힌지부의 외측을 고정하는 돌출부를 더 포함하는 다방향 입력 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자석부의 하측에 마련된 액튜에이터 및 돔 스위치를 더 포함하고, 상기 돔 스위치 상에 액튜에이터가 접촉되어 접착 수단에 의해 접착 고정되는 다방향 입력 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 접촉 수단은 상기 액튜에이터를 포함한 상기 돔 스위치 전체를 덮도록 마련된 테프론 테이프를 포함하는 다방향 입력 장치.