KR20150026454A - 터치 입력 장치 - Google Patents

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KR20150026454A KR20130105324A KR20130105324A KR20150026454A KR 20150026454 A KR20150026454 A KR 20150026454A KR 20130105324 A KR20130105324 A KR 20130105324A KR 20130105324 A KR20130105324 A KR 20130105324A KR 20150026454 A KR20150026454 A KR 20150026454A
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Abstract

본 발명의 실시예는, 터치 스크린 패널의 터치 입력 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치는, 일 단부가 개구된 몸체와, 상기 몸체의 일 단부에 구비되며 다수의 개구부를 구비한 메쉬 형상의 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 각 개구부를 통과하여 상하 구동되는 복수의 도전성 터치 핀을 포함하는 도전체 묶음과, 상기 도전체 묶음을 상하 구동하기 위한 구동부를 포함한다.

Description

터치 입력 장치{Touch Input Device}
본 발명의 실시예는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 특히, 터치 스크린 패널의 터치 입력 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손이나 스타일러스 펜과 같은 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 장치이다.
이러한 터치 스크린 패널의 특성을 검사할 때에는, 정확한 터치 입력을 위해 사람의 손을 대신한 터치 입력 장치가 이용될 수 있다. 예컨대, 정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 특성 검사 시에는, 상기 터치 스크린 패널에 접촉되는 경우 정전용량의 변화를 야기할 수 있는 도전봉이 이용될 수 있다.
도전봉은 일례로 금속재질의 원통형 도전봉으로 구현될 수 있다. 이 경우, 터치 스크린 패널과 접촉되는 도전봉의 접촉면은 평면으로 형성된다. 따라서, 이러한 도전봉이 플렉서블 터치 스크린 패널이나 곡면을 갖는 터치 스크린 패널의 곡면 영역에 접촉되는 경우, 상기 곡면 영역에서 도전봉과 터치 스크린 패널 간의 접촉면적을 충분히 확보하기가 어려워진다. 이에 따라, 터치 입력이 감지되지 않거나 불안정한 문제가 발생할 수 있고, 이는 터치 스크린 패널의 검사 신뢰도 저하를 야기할 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 곡면을 갖는 터치 스크린 패널에 대하여 안정적인 터치 입력이 가능한 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치는, 일 단부가 개구된 몸체와, 상기 몸체의 일 단부에 구비되며 다수의 개구부를 구비한 메쉬 형상의 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 각 개구부를 통과하여 상하 구동되는 복수의 도전성 터치 핀을 포함하는 도전체 묶음과, 상기 도전체 묶음을 상하 구동하기 위한 구동부를 포함한다.
실시예에 따라, 상기 복수의 도전성 터치 핀 각각은 상기 가이드 부재의 상이한 개구부를 통과하여 독립적으로 상하 구동될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 가이드 부재는 상기 메쉬 형상의 평면을 갖도록 형성되되, 상기 도전성 터치 핀 각각의 상하 구동을 가이드하는 복수의 관을 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동부는, 상기 복수의 도전성 터치 핀에 연결되도록 상기 몸체의 내부에 수납되는 탄성부재와, 상기 탄성부재 내부의 압력을 조절하는 제어장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어장치는 유압펌프로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동부는, 각각이 하나 이상의 상기 도전성 터치 핀에 연결되도록 상기 몸체의 내부에 수납되는 복수의 피스톤 구조체와, 상기 피스톤 구조체의 상하 구동을 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 도전성 터치 핀은, 상기 피스톤 구조체에 연결되는 일단과, 상기 가이드 부재를 통과하여 입출력되되 상기 일단의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 타단을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어장치는 유압펌프로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 입력 장치는, 상기 몸체의 일 단부에 구비되어 상기 몸체의 개구 면적을 조절하기 위한 조리개와, 상기 조리개를 제어하기 위한 조리개 조절부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 가이드 부재는 접지부에 전기적으로 연결된 도전성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치는, 서로 상이한 정도로 상하 구동될 수 있는 복수의 도전성 터치 핀을 포함한 도전체 묶음을 이용하여 터치 스크린 패널로 터치 입력을 인가하도록 구성된다.
이에 의해, 터치 스크린 패널의 접촉면 형상에 대응하여 각 도전성 터치 핀의 상하 구동 정도가 조절되면서 터치 스크린 패널과 터치 입력 장치 간의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 곡면을 갖는 터치 스크린 패널에 대해서도 안정적으로 터치 입력을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치는, 터치 스크린 패널을 향하는 일측에 구비되어 몸체의 개구 면적을 조절하는 조리개와 상기 조리개를 제어하는 조리개 제어부를 더 구비할 수 있다. 이에 의해, 도전체 묶음의 동작 범위를 제어할 수 있어 터치 스크린 패널과 터치 입력 장치 간의 접촉면적을 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 터치 입력 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 일 단부를 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 일 단부를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 터치 입력 장치가 터치 스크린 패널과 접촉된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 입력 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 전기적 및/또는 물리적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 일부 구성요소는 도면에서 다소 과장되어 도시될 수 있고, 본 발명과 직접적인 관계가 없는 구성요소는 도면에서 생략하기로 한다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일례를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고, 도 2a 및 도 2b는 터치 입력 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 터치 스크린 패널(10)은 활성 영역(Active Area; AA) 및 비활성 영역(Non-active Area; NA)으로 구분되는 기판(11), 상기 기판(11)의 활성 영역(AA)에 형성된 감지 전극들(12)과, 상기 기판(11)의 비활성 영역(NA)에 형성된 외곽 배선들(15)과, 상기 감지 전극들(12)과 전기적으로 연결되어 센싱 신호를 처리하는 신호 처리부(17)를 포함할 수 있다.
기판(11)은 영상 표시 영역과 중첩되고 터치 입력을 감지하기 위한 감지 전극들(12)이 형성되는 활성 영역(AA)과, 상기 활성 영역(AA)의 외곽부에 위치하고 외곽 배선들(15)이 형성되는 비활성 영역(NA)으로 구분될 수 있다.
기판(11)은 유리기판과 같은 단단한 기판이나 플렉서블한 특성을 가지는 필름 기판 등으로 구현될 수 있다. 일례로, 기판(11)은 투명하고 플렉서블한 특성을 가지면서 고 내열성 및 내 화학성의 특성을 갖는 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(Acryl), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES) 및 폴리이미드(PI)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.
감지 전극들(12)은 기판(11) 상의 활성 영역(AA)에 분산되어 배치되며, 서로 다른 방향을 따라 전기적으로 연결된 제1 감지 전극들(12a)과 제2 감지 전극들(12b)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 감지 전극들(12a)은 제1 방향(D1)을 따라 연결되도록 형성되고, 제2 감지 전극들(12b)은 상기 제1 감지 전극들(12a)의 사이에 배치되며 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 연결되도록 형성될 수 있다.
즉, 제1 감지 전극들(12a)과 제2 감지 전극들(12b)은 서로 다른 방향을 따라 교호적으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 감지 전극들(12a)은 행 방향(수평 방향)을 따라 연결되도록 형성되어 행 라인 단위로 외곽 배선들(15)과 연결되고, 제2 감지 전극들(12b)은 열 방향(수직 방향)을 따라 연결되도록 형성되어 열 라인 단위로 외곽 배선들(15)과 연결될 수 있다.
이러한 감지 전극들(12)은 빛이 투과될 수 있도록 ITO와 같은 투명전극물질로 형성될 수 있으며, 상기 도전 물질을 기판(11) 상에 증착한 다음, 포토 레지스트 방식으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
터치 감지 방식으로는 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 초음파 방식, 적외선 방식 등이 적용될 수 있다. 이중 주로 이용되는 정전용량 방식은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지전극이 주변의 다른 감지전극 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지 전극들(12a, 12b)은 동일한 재질로 형성되고, 기판(11)의 어느 일면에 다이아몬드 패턴으로 동일한 레이어에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 감지 전극들(12a) 및 제2 감지 전극들(15b)의 교차부에는 이들 사이의 전기적 안정성, 즉, 절연성을 확보하기 위한 절연막(미도시)이 구비될 수 있다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 전극들(12)의 재질, 형상 및 배치 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다.
예를 들면, 제1 및 제2 감지 전극들(12a, 12b)은 직선형의 스트라이프 패턴이 서로 다른 레이어에 배치되어 형성될 수 있고, 다른 실시예에서, 감지 전극들(12)은 투명 도전물질이 아닌 미세 금속 라인들로 구현되는 금속 메쉬(metal mesh) 패턴으로 형성될 수 있고, 또 다른 실시예에서, 제1 및 제2 감지 전극들(12a, 12b)은 기판(11)을 사이에 두고 기판(11)의 양면에 각각 형성될 수도 있다.
외곽 배선들(15)은 제1 감지 전극들(12a) 및 제2 감지 전극들(12b)을 각각 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따른 라인 단위로 외부의 구동회로와 연결하기 위해 구비된다. 예컨대, 외곽 배선들(15)은 각각 행 라인 단위 및 열 라인 단위의 제1 및 제2 감지 전극들(12a, 12b)과 전기적으로 연결되어, 이들을 패드부(PAD)를 통해 신호 처리부(17)와 같은 외부의 구동회로와 연결한다.
이러한 외곽 배선들(15)은 영상 표시 영역과 중첩되는 활성 영역(AA)을 피해 터치 스크린 패널 외곽의 비활성 영역(NA)에 배치될 수 있다. 따라서, 외곽 배선들(15)은 재료 선택의 폭이 넓어 감지 전극들(12)의 형성에 이용되는 투명전극물질 외에도 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 금속물질로 형성될 수 있다.
신호 처리부(17)는 터치 스크린 패널(10)에 터치 입력이 인가될 시 감지 전극들(12)에 의해 생성된 정전용량의 변화를 체크하여 터치 입력을 감지하고, 터치된 위치를 파악한다.
본 실시예의 터치 스크린 패널(10)은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로서, 일례로 제1 감지 전극들(12a)은 센싱 신호를 전송하는 Tx 전극으로 설정되고, 제2 감지 전극들(12b)은 상기 센싱 신호를 수신하는 Rx 전극으로 설정될 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 각각의 Tx 전극 및 Rx 전극에는 정전용량이 형성된다. 일례로 Tx 전극 및 Rx 전극 각각은 하부의 디스플레이 패널에 구비되는 전극층, 예컨대 캐소드 전극층과 정전용량을 형성함은 물론, 인접한 Tx 전극 및 Rx 전극 사이에도 정전용량이 형성된다.
이러한 터치 스크린 패널(10)에 사람의 손가락(PN)이나 별도의 터치 입력 장치(20) 등의 접촉물체가 접촉되면, Tx 전극과 Rx 전극 사이에 형성되는 정전용량이 변화한다. 여기서, 터치 입력 장치(20)는 일례로 도전봉으로 구현될 수 있다.
이러한 접촉물체가 접촉되면, Tx 전극과 Rx 전극 사이에 형성되는 정전용량이 변화하고, 상기 정전용량의 변화는 전기적 신호로써 신호 처리부(17)로 전달되어 터치 입력을 검출하는 데에 이용된다.
한편, 터치 스크린 패널(10)의 특성, 즉 터치 기능을 검사하거나 평가할 때에는, 정확한 터치 입력을 위해 사람의 손을 대신한 터치 입력 장치(20)가 주로 이용된다.
예를 들어, 터치 스크린 패널의 특성 검사 시에는, 지름 3~6mm인 금속재질의 원통형상을 갖는 도전봉 형태의 터치 입력 장치(20)가 이용될 수 있다.
이러한 터치 입력 장치(20)가 터치 스크린 패널(10)의 표면에 접촉되면 사람의 손가락으로 터치한 것과 동일한 원리로 터치 입력이 감지된다.
한편, 터치 입력 장치(20)가 원통형상의 도전봉으로 구현되는 경우, 평면형 터치 스크린 패널의 특성 검사 시에는 안정적인 터치 입력을 제공할 수 있다. 하지만, 상기 터치 입력 장치(20)가 플렉서블한 터치 스크린 패널이나 곡면을 갖는 터치 스크린 패널의 곡면 영역에 접촉되는 경우에는 터치 입력이 감지되지 않거나 불안정하게 제공될 수 있다. 또한, 터치 스크린 패널과 일체화되어 구현되거나 혹은 터치 스크린 패널 상에 구비되는 윈도우가 플렉서블한 특성을 갖도록 구현되거나 곡면 윈도우로 구현되는 경우에도 마찬가지로 터치 입력이 감지되지 않거나 불안정하게 제공될 수 있다.
이는 도전봉 형태의 터치 입력 장치(20)가 플렉서블 터치 스크린 패널이나 곡면을 갖는 터치 스크린 패널 상의 곡면 영역에 접촉되는 경우, 상기 곡면 영역에서 도전봉과 터치 스크린 패널 간의 접촉면적이 감소될 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에서는 곡면을 갖는 터치 스크린 패널에 대하여 안정적인 터치 입력이 가능한 터치 입력 장치를 개시하기로 하며, 이에 대한 구체적인 실시예는 도 3 내지 도 7을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 일 단부를 예시적으로 도시한 평면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 일 단부를 예시적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 6은 도 3에 도시된 터치 입력 장치가 터치 스크린 패널과 접촉된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치(20)는, 몸체(21)와, 상기 몸체(21)의 일 단부에 구비되는 가이드 부재(22)와, 상기 가이드 부재(22)의 각 개구부를 통과하는 복수의 도전성 터치 핀(23)을 포함하는 도전체 묶음과, 상기 도전체 묶음을 상하 구동하기 위한 구동부(24)를 포함한다.
또한, 본 실시예에 의한 터치 입력 장치(20)는, 상기 도전성 터치 핀들(23)이 출입하는 몸체(21)의 개구된 일 단부에 구비되는 조리개(27) 및 조리개 조절부(28)를 더 포함할 수 있다.
이러한 터치 입력 장치(20)는 플렉서블 혹은 곡면 터치 스크린 패널(10)(혹은 터치 스크린 패널과 일체로 구비되거나 터치 스크린 패널 상에 구비되는 플렉서블 혹은 곡면 윈도우)에도 안정적인 터치 입력을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 몸체(21)는 접촉영역(Contact Area; CA) 측의 일 단부가 개구된다. 이에 의해, 복수의 도전성 터치 핀(23)이 몸체(21)의 개구 영역을 통과하여 상하 구동되면서 터치 스크린 패널(10)에 터치 입력을 제공할 수 있다.
이러한 몸체(21)는 일례로 사람의 손가락과 유사한 정도의 길이 및 굵기를 갖도록 형성될 수 있고, 그 내부는 가이드 부재(22) 및 복수의 도전성 터치 핀(23) 등을 수용하기에 적합한 공동(cavity)을 가질 수 있다. 예를 들어, 몸체(21)는 원통형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 용도나 원하는 스펙에 따라 다양하게 변경 설계될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 몸체(21)는 복수의 파트들로 구성될 수 있고, 상기 파트들이 상호 체결되는 부분들에는 나사산들 또는 플랜지 구조가 형성되어 상호 간에 결합과 해제가 용이하도록 설계될 수 있다.
가이드 부재(22)는 몸체의 개구된 일 단부에 구비되며, 도전성 터치 핀들(23)로 구성되는 도전체 묶음이 통과할 수 있도록 다수의 개구부를 구비할 수 있다.
예를 들어, 가이드 부재(22)는 터치 스크린 패널(10)을 향하는 평면이 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 메쉬 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
그리고, 복수의 도전성 터치 핀(23)을 포함하는 도전체 묶음은 가이드 부재(22)의 메쉬 구조에 의해 형성되는 개구부를 통해 상하 구동될 수 있다.
즉, 가이드 부재(22)는 복수의 도전성 터치 핀(23)이 통과하는 입구에 설치되어 상기 도전성 터치 핀(23) 각각의 상하 구동(상하 이동)을 가이드할 수 있다. 이를 위해, 가이드 부재(22)는 일례로 도 3의 단면 구조에 도시된 바와 같이 소정 높이를 갖는 복수의 관을 구비할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 가이드 부재(22)는 복수의 도전성 터치 핀(23)이 통과하는 입구에 설치된 그물망으로 형성될 수도 있다.
가이드 부재(22)는 일례로 도전성 물질로 형성될 수 있고, 이 경우 접지부 등에 전기적으로 연결됨에 의해 손가락과 유사한 정도의 터치 입력이 터치 스크린 패널(10)에 제공되도록 할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 의한 가이드 부재(22)가 반드시 도전성 물질로 형성되어야 하는 것은 아니며, 이는 비도전성 물질로 변경 설계될 수도 있다.
이러한 가이드 부재(22)의 개구부를 통과하는 도전체 묶음은 상기 가이드 부재(22)의 각 개구부를 통과하여 상하 구동되는 복수의 도전성 터치 핀(23)으로 구성된다. 그리고, 도전성 터치 핀(23) 각각은 독립적인 상하 구동이 가능한 미세 도전체로 형성될 수 있다. 예컨대, 도전성 터치 핀(23) 각각은 도전성 심(lead)의 형태로 구체화되어 실시될 수 있다.
이러한 복수의 도전성 터치 핀(23) 각각은, 일례로 도 5에 도시된 바와 같이 가이드 부재(22)의 서로 다른 개구부를 통과하여 독립적으로 상하 구동될 수 있다. 즉, 도전성 터치 핀(23) 각각은 서로 다른 정도로 상하 구동될 수 있는 것으로, 특히 터치 스크린 패널(10)과의 접촉면 형상에 대응하여 상하 구동될 수 있다.
구동부(24)는 복수의 도전성 터치 핀(23)으로 구성되는 도전체 묶음을 상하 구동할 수 있도록 설계된다.
예를 들어, 본 실시예에 의한 구동부(24)는, 복수의 도전성 터치 핀(23)에 연결되도록 몸체(21)의 내부에 수납되는 탄성 부재(25)와, 상기 탄성 부재(25) 내부의 압력을 조절하는 제어장치(26)를 포함할 수 있다. 한편, 편의상 본 실시예에서는 하나의 탄성 부재(25)에 모든 도전성 터치 핀들(23)이 연결되어 상하 구동되는 실시예를 개시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 몸체(21)의 내부에는 복수의 탄성 부재가 구비되고, 도전성 터치 핀들(23)은 어느 하나의 탄성 부재에 연결되어 상하 구동되도록 설계될 수도 있다.
탄성 부재(25)는 탄성력을 갖는 모든 기구적 구성을 포함할 수 있다. 일례로 탄성 부재(25)는 내부에 공기 또는 유체가 충진되어 상기 공기 또는 유체의 압력에 의해 탄성력이 유지되도록 형성될 수 있다. 이러한 탄성 부재(25)는 제어장치(26)에 의해 제어되면서 형상이나 내부 압력 등이 변형되면서, 이에 연결된 도전성 터치 핀들(23)이 상하 구동되도록 한다.
제어장치(26)는 탄성 부재(25)의 형상이나 내부 압력 등을 조절하기 위한 것으로, 일례로 탄성 부재(25) 내부의 압력을 조절하는 유압펌프로 구성될 수 있다.
조리개(27)는 몸체(21)의 개구된 일 단부에 구비되어 상기 몸체(21)의 개구 면적, 즉 접촉영역(CA)을 조절한다.
일례로, 조리개(27)는 접촉 영역(CA)의 외곽을 커버하는 여러 장으로 된 섹터들(미도시)로 구성될 수 있으며, 이러한 섹터들이 모이고 흩어지면서 접촉 영역(CA)을 개폐할 수 있다.
조리개 조절부(28)는 상기 조리개(27)를 제어하기 위한 장치로서, 일례로 단부에 구비된 손잡이를 사용자가 수동으로 회전시켜 조리개(27)의 개폐 정도를 조절할 수 있도록 설계될 수 있다. 또한, 다른 실시예로서 조리개 조절부(28)는 외부로부터 공급되는 제어신호에 따라 자동으로 조리개(27)의 개폐 정도를 조절하도록 설계될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치(20)는 일례로 터치 스크린 패널(10)의 검사나 평가 시에 이용되는 터치 검사 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치(20)는 독립적으로 상하 구동되는 복수의 도전성 터치 핀(23)이 터치 스크린 패널(10)과 접촉되면서 터치 입력을 인가하는 것으로, 이에 의해 곡면 터치 스크린 패널(10)에 대해서도 안정적인 터치 입력을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 터치 입력 장치(20)가 곡면 터치 스크린 패널(10)과 접촉될 때, 상호 간의 접촉 영역에서 상기 터치 스크린 패널(10)의 곡면 형상에 대응되어 도전성 터치 핀들(23)의 상하 구동 정도가 조절되면서 접촉면적을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 터치 스크린 패널(10)의 표면 형태에 맞는 도전봉을 선택하는 등 도전봉을 교체하지 않고도, 상기 터치 스크린 패널(10)의 표면 형상을 따라 상하 구동이 독립적으로 조절되는 도전성 터치 핀들(23)에 의해 다양한 형태의 표면을 갖는 터치 스크린 패널(10)에 안정적으로 터치 입력을 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 입력 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 7을 설명할 때, 도 3과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 입력 장치(20')에 있어서, 도전성 터치 핀들(23')을 상하 구동하기 위한 구동부(24')는, 복수의 피스톤 구조체(29)와, 상기 피스톤 구조체(29)의 상하 구동을 제어하는 제어장치(26)를 포함한다.
피스톤 구조체(29) 각각은 하나 이상의 도전성 터치 핀(23')에 연결되도록 몸체(21)의 내부에 수납되어, 자신에 연결된 도전성 터치 핀(23')을 상하 구동시킨다.
이를 위해, 피스톤 구조체(29) 각각은 단동 혹은 복동 실린더(Single or Double Acting Cylinder)로 구현될 수 있는 실린더(291)와, 상기 실린터(291) 내에서 상하 이동되는 피스톤 헤드(292)와, 상기 피스톤 헤드(292)에 연결되는 피스톤 로드(293)와, 상기 피스톤 로드(293)에 감긴 스프링(294)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 피스톤 구조체(29) 각각은 제어장치(26)에 의해 제어되면서 상하 구동된다.
도전성 터치 핀(23') 각각은 피스톤 구조체(29)의 일단, 특히 피스톤 로드(293)의 일단에 연결되어, 피스톤 구조체(29)의 상하 구동에 연동되어 상하로 이동된다.
이러한 도전성 터치 핀(23') 각각은 터치 스크린 패널(10)과의 접촉 면적이 최대화되는 형상으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 도전성 터치 핀(23') 각각은, 피스톤 구조체(29)에 연결되는 일단과, 가이드 부재(22)를 통과하여 입출력되는 타단을 구비하되, 접촉영역(CA) 측의 타단의 단면적이, 피스톤 구조체(29)에 연결되는 일단의 단면적보다 넓게 형성될 수 있다.
제어장치(26)는 피스톤 구조체(29)의 상하 구동을 유도할 수 있는 모든 기계적 구성을 포함한다. 일례로, 제어장치(26)는 피스톤 헤드(292)가 배치되는 피스톤 구조체(29)의 후면 측을 가압하는 가압장치로 구성되거나, 혹은 피스톤 구조체(29)에 전면 및/또는 후면 측에 소정의 압력을 인가하기 위한 유압펌프로 구성될 수 있다.
일례로, 제어장치(26)가 유압펌프로 구성되고 실린더(291)가 단동 실린더로 구성되는 경우, 유압펌프를 통해 단동 실린더의 후면(상면) 측에 압력이 인가되면 피스톤 헤드(292) 및 피스톤 로드(293)가 터치 스크린 패널(10) 측의 하부로 전진 이동하면서 도전성 터치 핀들(23')이 터치 스크린 패널(10)에 접촉될 수 있다. 이 경우 유압펌프에 의한 압력이 제거되면 스프링(294)의 탄성에 의해 피스톤 헤드(292) 및 피스톤 로드(293)가 상부 측으로 후진 이동하면서 터치 입력을 제거할 수 있다.
다른 예로, 제어장치(26)가 역시 유압펌프로 구성되고 실린더(291)는 복동 실린더로 구성되는 경우, 유압펌프를 통해 복동 실린더의 후면(상면) 측에 압력이 인가되면 피스톤 헤드(292) 및 피스톤 로드(293)가 터치 스크린 패널(10) 측의 하부로 전진 이동하면서 도전성 터치 핀들(23')이 터치 스크린 패널(10)에 접촉될 수 있다. 그리고, 유압펌프를 통해 복동 실린더의 전면(하면) 측에 압력이 인가되면 피스톤 헤드(292) 및 피스톤 로드(293)가 상부 측으로 후진 이동하면서 터치 입력을 제거할 수 있다. 이 경우, 스프링(294)은 구비되지 않을 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 피스톤 구조체(29)를 이용하여 복수의 도전성 터치 핀(23')을 상하 구동시킨다. 이때, 하나의 피스톤 구조체(29)는 하나의 도전성 터치 핀(23')만을 상하 구동시키도록 설계되거나, 혹은 하나의 피스톤 구조체(29)가 인접한 두 개 이상의 도전성 터치 핀(23')을 상하 구동시키도록 설계될 수도 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의한 터치 입력 장치(20, 20')는, 서로 상이한 정도로 상하 구동될 수 있게 설계된 복수의 도전성 터치 핀(23, 23')을 포함한 도전체 묶음을 이용하여 터치 스크린 패널(10)로 터치 입력을 인가하도록 구성된다.
이에 의해, 터치 스크린 패널(10)의 접촉면 형상에 대응하여 각 도전성 터치 핀(23, 23')의 상하 구동 정도가 조절되면서 터치 스크린 패널(10)과 터치 입력 장치(20, 20') 간의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 곡면을 갖는 터치 스크린 패널(10)에 대해서도 안정적인 터치 입력이 가능한 터치 입력 장치(20, 20')를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 입력 장치(20, 20')는, 터치 스크린 패널(10)을 향하는 일측에 구비되어 몸체(21)의 개구 면적을 조절하는 조리개(27)와 상기 조리개(27)를 제어하는 조리개 제어부(29)를 더 구비할 수 있다. 이에 의해, 도전체 묶음의 동작 범위를 제어할 수 있어 터치 스크린 패널(10)과 터치 입력 장치(20, 20') 간의 접촉면적을 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 터치 스크린 패널 11: 기판
12: 감지전극들 15: 외곽배선들
20, 20': 터치 입력 장치 21: 몸체
22: 가이드 부재 23, 23': 도전성 터치 핀
24: 구동부 25: 탄성부재
26: 제어장치 27: 조리개
28: 조리개 조절부 29: 피스톤 구조체

Claims (10)

  1. 일 단부가 개구된 몸체와,
    상기 몸체의 일 단부에 구비되며, 다수의 개구부를 구비한 메쉬 형상의 가이드 부재와,
    상기 가이드 부재의 각 개구부를 통과하여 상하 구동되는 복수의 도전성 터치 핀을 포함하는 도전체 묶음과,
    상기 도전체 묶음을 상하 구동하기 위한 구동부를 포함하는 터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도전성 터치 핀 각각은 상기 가이드 부재의 상이한 개구부를 통과하여 독립적으로 상하 구동되는 터치 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 메쉬 형상의 평면을 갖도록 형성되되, 상기 도전성 터치 핀 각각의 상하 구동을 가이드하는 복수의 관을 구비하는 터치 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 복수의 도전성 터치 핀에 연결되도록 상기 몸체의 내부에 수납되는 탄성부재와, 상기 탄성부재 내부의 압력을 조절하는 제어장치를 포함하는 터치 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는 유압펌프로 구성되는 터치 입력 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 각각이 하나 이상의 상기 도전성 터치 핀에 연결되도록 상기 몸체의 내부에 수납되는 복수의 피스톤 구조체와, 상기 피스톤 구조체의 상하 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 터치 입력 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 터치 핀은, 상기 피스톤 구조체에 연결되는 일단과, 상기 가이드 부재를 통과하여 입출력되되 상기 일단의 단면적보다 넓은 단면적을 갖는 타단을 포함하는 터치 입력 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어장치는 유압펌프로 구성되는 터치 입력 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 일 단부에 구비되어 상기 몸체의 개구 면적을 조절하기 위한 조리개와, 상기 조리개를 제어하기 위한 조리개 조절부를 더 포함하는 터치 입력 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 접지부에 전기적으로 연결된 도전성 물질로 형성되는 터치 입력 장치.
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