KR20140115081A

KR20140115081A - 정전식 터치펜

Info

Publication number: KR20140115081A
Application number: KR1020130029696A
Authority: KR
Inventors: 정광수
Original assignee: 정광수
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-09-30

Abstract

본 발명은 정전식 터치펜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반구형 고무팁이 캡에서 출몰되어 안전하게 보호되고, 고무팁의 내부에는 쿠션재가 내장되어 변형이 최소화되면서도 신속한 복원이 이루어져 사용이 편리한 고품질·고기능성의 터치펜에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 관으로 구성된 합성수지 몸체(10)의 내부에는 축(20)이 삽입되고, 축(20)의 상단에 연속 결합된 회전기어(12b)와 고정기어(12a)가 몸체(10)의 내벽에 형성된 가이드기어(13c)와 결합되어 축(20)이 승강되며, 축(20)의 하단에 결합된 금속 커플링(40)에는 도전성 고무팁(50)이 결합되어 외부에 씌워지는 금속 지지관(51)에 눌려져 고정되고, 축(20)의 외부에는 제1스프링(31)이 장착되어 노브(12)와 일체로 연결된 고정기어(12a) 및 회전기어(12b)가 탄력 지지되며, 몸체(10)의 하부에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)을 통해 고무팁(50)이 출몰되면서 스크린에 탄력 접촉되는 정전식 터치펜에 있어서, 상기 캡(11)은 합성수지 재질로 구성되며, 축(20)의 외부에는 금속링(30)이 장착되어 제1스프링(31)의 하부를 지탱하고, 금속링(30)의 하부에는 제2스프링(32)이 결합되어 그 하단이 금속 커플링(40)에 탄력 접촉되며, 상기 금속링(30)이 캡(11)의 상단에 걸려져 축(20)을 탄력 지지하면서 제1,2스프링(31)(32), 금속링(30), 금속 커플링(40) 및 도전성 고무팁(50)이 전기적으로 연결되어 스크린의 표면전하를 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

정전식 터치펜{a capacitive sensing touch pen}

본 발명은 정전식 터치펜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반구형 고무팁이 캡에서 출몰되어 안전하게 보호되고, 고무팁의 내부에는 쿠션재가 내장되어 변형이 최소화되면서도 신속한 복원이 이루어져 사용이 편리한 고품질·고기능성의 터치펜에 관한 것이다.

일반적으로 터치펜(touch pen)은 휴대전화, 노트북, PMP, 캠코더, 네비게이션과 같은 전자제품들의 터치스크린을 가볍게 터치하여 기기(機械)들을 작동시킬 수 있도록 한 것으로 이중에서 정전식 터치펜은 스크린의 표면전하(전류의 흐름)를 감지하기 위하여 도전성 물질이 포함된 반구형 고무팁으로 구성되어 화면에 부드럽게 접촉될 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 전술한 고무팁은 부드러운 고무재질로 구성되어 쉽게 마모되고, 변형되는 등의 폐단이 발생되었으므로 터치펜을 사용하지 않을 때에는 고무팁을 보호하는 기술의 제안이 절실히 요구되었다.

종래에는 본 출원인이 선 등록한 특허 제10-1208366호 "정전식 터치펜"(선행기술1)을 제안한 바 있고, 본 발명은 본인의 선 발명을 보완하여 개량한 기술에 관한 것이다.

상기 선행기술1의 "정전식 터치펜"은 터치펜의 고무팁이 금속 캡의 출입공을 통해 출몰되어 사용하지 않을 때는 고무팁이 금속 캡의 내부에 보관되어 고무팁을 안전하게 보호하여 손상을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 본인의 선 발명은 고무팁을 안전하게 보호할 수는 있으나, 유도전류를 발생하는 금속 스프링이 금속 캡과 연결되어 전류(電流)의 통전이 이루어지는 것이므로 합성수지 몸체의 하부에 결합되는 캡은 필히 금속으로 형성해야하는 등의 전제조건이 있었다.

따라서, 터치펜의 외장(外裝)을 구성하는 몸체와 캡이 서로 다른 재질로 구성되어 사출성형에 의한 제작으로는 몸체와 캡을 일시에 성형할 수 없었으므로 전체적인 제작이 까다롭고 제조원가가 높아지는 등의 문제점이 발생되었다.

특히, 캡과 몸체가 서로 다른 재질로 구성된 경우에는 기타 필기구의 몸체와 캡을 성형하는 기존의 금형을 적극 활용할 수 없었으므로 별도의 금형의 제작에 소요되는 비용이 상당하였으며, 몸체와 캡이 서로 다른 이질감을 나타내므로 전체적인 터치펜의 외관을 미려하게 유지할 수 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 반구형 고무팁이 캡에서 출몰되어 안전하게 보호되는 한편, 터치펜의 몸체와 캡이 동일재질의 합성수지로 구성되어 제작이 간편하면서도 비용이 절감되는 고품질·고기능성의 터치펜을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 관으로 구성된 합성수지 몸체(10)의 내부에는 축(20)이 삽입되고, 축(20)의 상단에 연속 결합된 회전기어(12b)와 고정기어(12a)가 몸체(10)의 내벽에 형성된 가이드기어(13c)와 결합되어 축(20)이 승강되며, 축(20)의 하단에 결합된 금속 커플링(40)에는 도전성 고무팁(50)이 결합되어 외부에 씌워지는 금속 지지관(51)에 눌려져 고정되고, 축(20)의 외부에는 제1스프링(31)이 장착되어 노브(12)와 일체로 연결된 고정기어(12a) 및 회전기어(12b)가 탄력 지지되며, 몸체(10)의 하부에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)을 통해 고무팁(50)이 출몰되면서 스크린에 탄력 접촉되는 정전식 터치펜에 있어서, 상기 캡(11)은 합성수지 재질로 구성되며, 축(20)의 외부에는 금속링(30)이 장착되어 제1스프링(31)의 하부를 지탱하고, 금속링(30)의 하부에는 제2스프링(32)이 결합되어 그 하단이 금속 커플링(40)에 탄력 접촉되며, 상기 금속링(30)이 캡(11)의 상단에 걸려져 축(20)을 탄력 지지하면서 제1,2스프링(31)(32), 금속링(30), 금속 커플링(40) 및 도전성 고무팁(50)이 전기적으로 연결되어 스크린의 표면전하를 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 노브(12)를 눌러 터치펜의 고무팁(50)이 캡(11)의 출입공(11a)에 돌출된 상태에서는 터치펜으로 사용하고, 고무팁(50)이 캡(11)의 내부로 진입된 상태에서는 외부의 충격이나 마찰로부터 고무팁(50)의 손상 및 마모를 방지하여 안전하게 보호할 수 있는 동시에 터치펜의 외장(外裝)을 구성하는 몸체(10)와 캡(11)은 동일한 재질인 합성수지로 형성된 것이므로 전체적인 터치펜의 제작비용을 저렴하게 유지할 수 있고, 외관이 미려한 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고품질·고기능성의 터치펜을 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예를 예시한 결합단면도,
도 4a와 도 4b는 본 발명의 작동상태를 예시한 일부 확대단면도,
도 5는 본 발명의 일부를 확대한 분해 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 결합단면도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 합성수지 몸체(10)는 손으로 잡을 수 있도록 원통형 관으로 구성되어 있고, 몸체(10)의 내부에는 축(20)이 삽입되어 있다.

상기 축(20)의 상부에는 회전기어(12b)와 고정기어(12a)가 연속 결합되어 있고, 몸체(10)의 내벽에 형성된 가이드기어(13c)에 기어들이 결합되어 축(20)이 몸체(10)의 내부에서 승강 작동된다.

상기 축(20)의 하단에는 금속 커플링(40)이 결합되어 있고, 금속 커플링(40)에는 도전성 고무팁(50)이 결합되어 외부에 씌워지는 금속 지지관(51)에 눌려져 고정된다.

상기 축(20)의 외부에는 제1스프링(31)이 장착되어 있고, 제1스프링(31)에 의하여 축(20), 노브(12)와 일체로 형성된 고정기어(12a) 및 회전기어(12b)가 탄력적으로 지지되어 있다.

상기 몸체(10)의 하부에는 캡(11)이 나사 결합되어 있고, 캡(11)의 출입공(11a)을 통해 고무팁(50)이 출몰되면서 스크린에 탄력적으로 접촉된다.

상기 회전기어(12b)와 고정기어(12a)의 결합에 의하여 노브(12)를 눌러주면 축(20)이 승강되면서 고무팁(50)이 캡(11)의 하부로 출몰되는 정전식 터치펜은 본인의 선 발명에서 이미 밝혀진 공지의 기술사상이다.

그러나, 본 발명에 있어서 가장 중요한 특징은 캡(11)의 재질이 비전도성인 합성수지로 구성되더라도 유도전류에 의한 전하의 발생으로 터치스크린을 작동할 수 있도록 한 것에 있다.

즉, 상기 캡(11)은 합성수지 재질로 구성되어 있고, 축(20)의 외부에는 금속링(30)이 장착되어 제1스프링(31)의 하부를 지탱하고 있으며, 금속링(30)의 하부에는 제2스프링(32)이 결합되어 그 하단이 금속 커플링(40)에 탄력적으로 접촉되어 있다.

상기 제1스프링(31)은 축(20)의 상부에 형성된 걸림돌기(21)에 걸려져 상부로의 이탈이 방지될 수 있도록 구성되어 있고, 제1스프링(31)의 하부에 금속링(30)과 제2스프링(32)이 연속 장착되어 있다.

상기 금속링(30)은 제1,2스프링(31)(32)들 사이에 위치하여 축(20)의 외부에 결합되고, 금속링(30)은 캡(11)의 상단에 걸려져 축(20)을 탄력적으로 지지함과 동시에 노브(12)를 눌러 축(20)을 하강시키면 제1스프링(31)은 압축되고, 제2스프링(32)은 인장(引仗)되면서 고무팁(50)이 캡(11)의 출입공(11a)을 통해 돌출되도록 한다.

상기 제1스프링(31), 금속링(30), 제2스프링(32), 금속 커플링(40) 및 도전성 고무팁(50)은 차례로 결합되어 전류가 통전(通電)되는 구조이므로 고무팁(50)이 눌려지면 유전체(誘電體) 역할을 하는 제1,2스프링(31)(32)들이 스크린 표면의 전류를 전달받아 일시 흡수하므로 전하의 변화가 스크린에 전달되는 것이다.

따라서, 외부 몸체(10)와 하부의 캡(11)을 합성수지로 형성하더라도 제1,2스프링(31)(32)이 유전체(誘電體) 역할을 하여 유도전류에 의한 스크린의 표면전하를 감지할 수 있는 것으로서 전자제품들의 스크린을 가볍게 터치하여 기기(機械)들을 작동시킬 수 있는 것이다.

상기 제1,2스프링(31)(32)3들의 유전체에 의한 유도전류는 단극유도(unipolar induction)를 이용하였고, 단극유도는 유전체(誘電體)인 금속 원통(中空圓筒)을 축방향의 자기장 속에서 회전시키면, 원통 내에서 유도기전력이 발생되면서 반지름 방향의 분극(分極)이 형성되어 유도전류가 흐르는 현상으로 이때 발생되는 유도기전력은 유전체 원통 내의 자기력선속을 φ, 회전축의 각 속도를 ω라고 하면, 유도되어 발생하는 전압 V=φω/2π(MKSA 단위계)가 된다.

따라서, 유전체(誘電體) 역할을 하는 제1,2스프링(31)(32)들이 도전성 고무팁(50)과 전기적으로 연결되어 유도전류(誘導電流)에 의한 전하를 발생시킬 수 있는 것이므로 외부의 몸체(10) 및 캡(11)을 합성수지로 형성하여 터치펜의 색상과 무늬를 다양하게 형성할 수 있는 것이므로 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있다.

한편, 경우에 따라서는 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 몸체(10)의 내부에 도전성 물질을 접착안료에 혼합하여 도포(塗布)한 전도성 코팅막(10a)을 형성하면 유도전류(誘導電流)에 의한 전하의 발생효과를 더욱 높여줄 수 있는 것으로서, 본발 명에 의한 유도전류의 생성은 보다 다양하게 실시할 수 있다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은 도 4a에서 도시한 바와 같이, 노브(12)를 눌러 터치펜의 고무팁(50)이 캡(11)의 출입공(11a)에 돌출된 상태에서는 터치펜으로 사용하고, 도 4b에서 도시한 바와 같이 노브(12)의 작동에 의하여 고무팁(50)이 캡(11)의 내부로 진입된 상태에서는 외부의 충격이나 마찰로부터 고무팁(50)의 손상 및 마모를 방지하여 안전하게 보호할 수 있는 동시에 터치펜의 외장(外裝)을 구성하는 몸체(10)와 캡(11)은 동일한 재질인 합성수지로 형성할 수 있는 것이므로 터치펜의 제작이 간편하면서도 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고품질의 터치펜을 제공할 수 있는 것이다.

특히, 캡(11)과 몸체(10)가 동일한 재질로 형성되는 경우에는 기타 필기구의 몸체와 캡을 성형하는 기존의 금형을 적극 활용할 수 있는 것이므로 별도의 금형 제작에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있을 뿐 아니라 외장(外裝)을 구성하는 몸체와 캡이 이질감이 없이 전체적인 터치펜의 외관을 미려하게 유지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 금속 커플링(40)에는 공기 유통공(41)이 수직으로 뚫려져 외부의 공기가 고무팁(50) 내부로 유통되고, 고무팁(50)의 내부에는 탄성체 볼(60)이 삽입되어 고무팁(50)이 눌려졌을 때 신속한 복원이 이루어지도록 하고, 고무팁(50)이 과도하게 찌그려지는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

10 : 몸체 10a : 코팅막
11 : 캡 11a : 출입공
12 : 노브 12a : 회전기어
12b : 고정기어 12c : 가이드기어
20 : 축 21 걸림돌기
30 : 금속링 31 : 제1스프링
32 : 제2스프링 40 : 커플링
41 : 유통공 50 : 고무팁
51 : 지지관 60 : 탄성체 볼

Claims

관으로 구성된 합성수지 몸체(10)의 내부에는 축(20)이 삽입되고, 축(20)의 상단에 연속 결합된 회전기어(12b)와 고정기어(12a)가 몸체(10)의 내벽에 형성된 가이드기어(13c)와 결합되어 축(20)이 승강되며, 축(20)의 하단에 결합된 금속 커플링(40)에는 도전성 고무팁(50)이 결합되어 외부에 씌워지는 금속 지지관(51)에 눌려져 고정되고, 축(20)의 외부에는 제1스프링(31)이 장착되어 노브(12)와 일체로 연결된 고정기어(12a) 및 회전기어(12b)가 탄력 지지되며, 몸체(10)의 하부에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)을 통해 고무팁(50)이 출몰되면서 스크린에 탄력 접촉되는 정전식 터치펜에 있어서,
상기 캡(11)은 합성수지 재질로 구성되며, 축(20)의 외부에는 금속링(30)이 장착되어 제1스프링(31)의 하부를 지탱하고, 금속링(30)의 하부에는 제2스프링(32)이 결합되어 그 하단이 금속 커플링(40)에 탄력 접촉되며,
상기 금속링(30)이 캡(11)의 상단에 걸려져 축(20)을 탄력 지지하면서 제1,2스프링(31)(32), 금속링(30), 금속 커플링(40) 및 도전성 고무팁(50)이 전기적으로 연결되어 스크린의 표면전하를 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.
제 1항에 있어서,
상기 금속 커플링(40)에는 공기 유통공(41)이 수직으로 뚫려져 외부의 공기가 고무팁(50) 내부로 유통되고, 고무팁(50)의 내부에는 탄성체 볼(60)이 삽입되어 고무팁(50)이 눌려졌을 때 신속한 복원이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.
제 1항에 있어서,
상기 몸체(10)의 내부에 전도성 코팅막(10a)을 형성하여 유도전류(誘導電流)에 의한 전하의 발생효과를 더욱 높여줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.