KR20170076548A - 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압전 진동 부재; 상기 압전 진동 부재의 적어도 일 영역과 접촉되도록 마련된 프레임; 및 상기 압전 진동 부재의 일면 상에 마련된 연결 부재를 포함하고, 상기 압전 진동 부재는 외부로부터 인가되는 압력을 검출하여 전압을 생성하고, 외부 장치로부터 인가되는 신호에 따라 진동하는 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제시한다.
Description
본 발명은 입력 장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 입력을 검출하여 해당 기능이 수행되도록 하고 사용자의 입력에 따라 진동 피드백하여 복합 기능을 수행하는 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
이동 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입출력하는 기능, 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 전자기기이다. 또한, 이동 단말기는 기능이 다양화됨에 따라, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 방송 수신, 게임 등의 복잡한 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다. 이러한 멀티미디어 기기의 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 다양하고 새로운 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 유저 인터페이스(User Interface) 환경이 제공되고 있다.
또한, 이동 단말기는 자신의 개성을 표현하기 위한 개인 휴대품으로 여겨지면서, 다양한 디자인적 형태가 요구되고 있다. 디자인적 형태는 사용자가 이동 단말기를 좀더 편리하게 사용하기 위한 구조적인 변화 및 개량을 포함한다. 이러한 구조적인 변화 및 개량의 하나로 사용자 입력부가 고려될 수 있다.
예를 들어, 사용자 입력부는 전면에 터치 스크린으로 구현되거나 별도로 구비되는 키로 구현되어 사용자의 입력을 수신한다. 그러나, 터치 스크린은 조작 대상이 손가락이나 스타일러스 펜에 의하여 가려지는 단점이 존재한다. 이러한 단점을 없애기 위하여 단말기 바디의 전면이나 측면에 별도로 구비되는 키는 단말기의 슬림화 및 심플한 디자인을 저해한다. 따라서, 이러한 단점들을 해결할 수 있는 새로운 구조의 사용자 입력부가 고려될 수 있다.
본 발명은 적어도 둘 이상의 기능을 하는 복합 기능의 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공한다.
본 발명은 전자기기에 마련되며 입력 검출 기능 및 피드백 기능을 하는 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공한다.
본 발명은 사용자의 입력을 검출하여 소정의 신호를 생성하여 전자기기의 소정의 기능을 수행하도록 하고, 사용자의 입력 검출에 따른 진동 피드백을 발생시키는 입력 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 입력 장치는 압전 진동 부재; 상기 압전 진동 부재의 적어도 일 영역과 접촉되도록 마련된 프레임; 및 상기 압전 진동 부재의 일면 상에 마련된 연결 부재를 포함하고, 상기 압전 진동 부재는 외부로부터 인가되는 압력을 검출하여 전압을 생성하고, 외부 장치로부터 인가되는 신호에 따라 진동한다.
상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 일면과 대면하도록 마련된 제 1 커버와, 상기 압전 진동 부재의 측면과 이격되고 상기 제 1 커버의 일 영역과 접촉되도록 마련된 제 2 커버와, 상기 압전 진동 부재의 타면의 적어도 일부와 접촉되고 상기 제 2 커버의 일 영역과 접촉되도록 마련된 제 3 커버를 포함한다.
상기 연결 부재는 상기 제 1 커버와 상기 압전 진동 부재 사이에 마련된다.
상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 측면으로부터 일면의 적어도 일부를 덮도록 형성된다.
상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 타면 가장자리를 지지하도록 마련된다.
상기 압전 진동 부재는 소정 간격 이격되어 적어도 둘 이상 마련되고, 상기 둘 이상의 압전 진동 부재 상에 각각 마련되고 이들 사이를 연결하도록 배선부가 마련된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 전자기기는 프론트 케이스 및 리어 케이스를 포함하는 전자기기로서, 상기 프론트 케이스와 리어 케이스 사이의 내부에 마련되고, 적어도 일부가 상기 리어 케이스의 외측으로 노출되는 입력 장치를 포함한다.
상기 입력 장치는, 압전 진동 부재와, 상기 압전 진동 부재의 적어도 일 영역과 접촉되도록 마련된 프레임과, 상기 압전 진동 부재의 일면 상에 마련된 연결 부재를 포함한다.
상기 리어 케이스 상에 마련된 커버 케이스를 더 포함하며, 상기 커버 케이스에 개구가 형성되고 상기 프레임이 상기 개구를 통해 외부로 노출된다.
상기 커버 케이스와 상기 프레임의 적어도 일부는 동일 평면을 이룬다.
상기 연결 부재는 상기 압전 진동 부재와 상기 프레임의 적어도 일부 사이에 마련된다.
상기 연결 부재는 상기 압전 진동 부재와 상기 커버 케이스 사이에 마련된다.
상기 압전 진동 부재는 사용자로부터 인가되는 압력을 검출하여 소정 전압을 생성하여 제어부로 인가하고, 상기 제어부로부터 인가되는 신호에 따라 진동한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 입력 장치는 소정의 공간이 마련된 프레임 내부에 압전 진동 부재 및 연결 부재가 마련되고, 연결 부재가 압전 진동 부재와 프레임의 일부를 연결시킨다. 따라서, 입력 장치를 통해 사용자의 입력을 검출하여 소정의 신호를 발생시켜 전자기기가 소정의 기능을 수행하도록 하고, 전자기기로부터 인가되는 신호에 따라 진동 피드백을 발생시킨다. 즉, 프레임의 일부 및 연결 부재를 통해 사용자의 압력이 전달되어 압전 진동 부재로부터 소정의 신호가 발생되고, 연결 부재에 연결된 프레임의 일부가 압전 진동 부재의 진동 시 중량체로 작용하여 진동력을 크게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 입력 장치는 스마트 폰 등 휴대 가능한 전자기기 후면의 커버 케이스에 형성된 개구에 삽입되어 리어 케이스에 고정되거나 리어 케이스에 고정되어 커버 케이스의 내측 표면과 접촉된다. 따라서, 입력 장치가 커버 케이스의 표면보다 돌출되지 않고, 그에 따라 전자기기를 슬림하게 하고 디자인을 심플하게 할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도 및 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 입력 장치를 구비하는 전자기기의 전면 사시도 및 후면 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치가 체결된 전자기기의 일부 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시 따른 입력 장치의 단면도 및 평면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도 및 사시도.
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 입력 장치의 특성 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 입력 장치를 구비하는 전자기기의 전면 사시도 및 후면 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치가 체결된 전자기기의 일부 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시 따른 입력 장치의 단면도 및 평면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도 및 사시도.
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 입력 장치의 특성 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 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.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치의 단면도이고, 도 2는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치(10)는 내부에 소정의 공간이 마련되고 적어도 일 영역이 개방된 프레임(100)과, 프레임(100) 내부에 마련된 압전 진동 부재(200)와, 압전 진동 부재(200)와 프레임(100)의 일부 사이에 마련된 연결 부재(300)를 포함할 수 있다. 또한, 프레임(100)의 적어도 일부를 통해 압전 진동 부재(200)와 연결된 배선부(400)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 압전 진동 부재(200)는 압전판(210)과, 압전판(210)의 일면에 마련된 진동판(220)을 포함할 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 입력 장치(10)는 스마트 폰 등의 전자기기에 채용되어 사용자의 누름 또는 터치 등의 압력을 감지하여 압전 진동 부재(200)가 소정의 전압을 발생시켜 전자기기의 제어부(미도시)에 인가하고, 제어부는 압전 진동 부재(200)로부터의 신호를 입력하여 소정의 기능을 수행한 후 또는 수행과 동시에 소정의 신호를 압전 진동 부재(200)에 인가하여 압전 진동 부재(200)가 진동하도록 하여 사용자에게 진동 피드백을 제공한다. 즉, 본 발명에 따른 입력 장치는 압력을 검출하는 기능과 진동 피드백을 제공하는 기능의 복합 기능을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치를 구성별로 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 프레임
프레임(100)은 내부에 소정의 공간이 마련되도록 한다. 이러한 프레임(100)은 압전 진동 부재(200)의 일면 상에 마련된 제 1 커버(110)와, 압전 진동 부재(200)의 측부에 마련된 제 2 커버(120)와, 제 1 커버(110)와 대향되어 압전 진동 부재(200)의 타면 상에 마련된 제 3 커버(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 커버(110)가 위치하는 영역을 압전 진동 부재(200)의 상면으로 칭하고, 제 3 커버(110)가 위치하는 영역을 압전 진동 부재(200)의 하면으로 칭하겠다.
제 1 커버(110)는 압전 진동 부재(200)의 일면, 예를 들어 상측을 덮도록 마련된다. 따라서, 제 1 커버(110)에 의해 입력 장치의 일측, 즉 상측 형태가 이루어지게 된다. 이러한 제 1 커버(110)는 소정의 두께를 가지며 평판 형상의 평면부(111)와, 평면부(111)의 가장자리로부터 압전 진동 부재(200) 방향, 즉 하측으로 연장된 수직부(112)와, 수직부(112)로부터 압전 진동 부재(200)와 멀어지는 방향, 즉 외측으로 연장된 연장부(113)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 커버(110)는 평면부(111)의 가장자리로부터 하측으로 소정의 단턱을 갖는 형태로 마련될 수 있다. 또한, 제 1 커버(110)는 평면부(111)가 압전 진동 부재(200)와 소정 간격 이격되어 압전 진동 부재(200)의 크기와 같거나 크게 마련될 수 있다. 또한, 수직부(112)는 평면부(110)와 압전 진동 부재(200)의 일면 사이의 높이로 마련될 수 있다. 이러한 제 1 커버(110)는 압전 진동 부재(200)의 형태로 마련될 수 있다. 즉, 제 1 커버(110)의 평면부(111)가 압전 진동 부재(200)의 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커버(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 원형으로 마련될 수 있다. 그러나, 제 1 커버(110)는 압전 진동 부재(200)의 형상 또는 입력 장치의 형상에 따라 직사각형, 정사각형, 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 제 1 커버(110)는 예를 들어 1.97×104∼0.72×106㎏/㎠의 탄성 계수를 가질 수 있다. 또한, 제 1 커버(110)는 이러한 탄성 계수를 갖는 다양한 재질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 인청동, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 철과 니켈의 합금(63.5Fe, 36Ni, 0.5Mn)(이른바 인바(INVAR)), 플라스틱 등이 이용될 수 있다. 또한, 제 1 커버(110)는 0.1㎜∼0.4㎜의 두께로 형성될 수 있다. 이러한 제 1 커버(110)는 사용자의 누름, 터치 등의 압력을 압전 진동 부재(200)로 전달하며, 압전 진동 부재(200)로부터 발생된 진동을 사용자에게 전달한다. 또한, 제 1 커버(110)는 압전 진동 부재(200)에 연결 부재(300)를 통해 중량을 제공하여 압전 진동 부재(200)의 진동력을 증대시키는 역할을 한다. 즉, 제 1 커버(110)는 압전 진동 부재(200)의 진동을 증대시키는 중량체로서 작용한다.
제 2 커버(120)는 압전 진동 부재(200)의 측면과 이격되어 마련된다. 또한, 제 2 커버(120)는 입력 장치의 상면 및 하면의 적어도 일부를 덮도록 마련될 수 있다. 즉, 제 2 커버(120)는 압전 진동 부재(200)의 측면과 이격되어 마련되고 그로부터 상측 및 하측에 각각 연장되도록 마련될 수 있다. 또한, 제 2 커버(120)는 제 1 커버(110)의 가장자리를 따라 예를 들어 중앙부에 개구가 형성된 원형으로 마련될 수 있다. 즉, 중앙부에 개구가 형성된 링 형상의 제 2 커버(120) 내측으로 제 1 커버(110)가 마련될 수 있다. 그러나, 제 2 커버(120)는 압전 진동 부재(200)의 형상 또는 입력 장치의 형상에 따라 중앙부에 개구가 형성된 직사각형, 정사각형 등 다양한 형상의 틀 형태로 마련될 수 있다. 또한, 제 2 커버(120)는 제 1 커버(110)의 평면부(111)와 동일 평면을 이루는 제 1 평면부(121)와, 압전 진동 부재(200)의 측면과 이격되어 제 1 평면부(121)의 가장자리로부터 하측으로 연장된 수직부(122)와, 수직부(122)의 가장자리로부터 압전 진동 부재(200) 측으로 연장 형성된 제 2 평면부(123)를 포함할 수 있다. 즉, 제 2 커버(120)는 서로 대향되는 제 1 및 제 2 평면부(121, 123)와, 이들 사이에 마련된 수직부(122)를 포함할 수 있다. 따라서, 제 2 커버(120)는 대략 "ㄷ"자 형태로 마련될 수 있다. 한편, 제 1 평면부(121)의 측면은 제 1 커버(110)의 수직부(112)와 접촉되고, 하면은 제 1 커버(110)의 연장부(113)와 접촉될 수 있다. 따라서, 대략 "ㄷ"자 형태의 제 2 커버(120) 내측으로 제 1 커버(110)의 연장부(113)가 수용될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 평면부(121, 123)와 제 1 커버(110)의 수직부(112) 및 연장부(113) 사이에 접착 부재(500)가 마련되어 제 1 및 제 2 커버(110, 120)가 접합될 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 커버(110, 112)는 나사 결합 등에 의해 결합될 수도 있고, 일체로 제작될 수도 있다. 이러한 제 2 커버(120)는 탄성 계수에 따라 다양한 재질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 1.97×104∼0.72×106㎏/㎠의 탄성 계수를 가질 수 있으며, 이러한 탄성 계수를 갖는 인청동, 스테인레스 스틸, 인바(INVAR) 등으로 제작될 수 있다. 즉, 제 2 커버(120)는 제 1 커버(110)와 동일 재질로 마련될 수 있다. 또한, 제 2 커버(120)는 0.1㎜∼0.4㎜의 두께로 형성할 수 있다. 이때, 제 2 커버(120)는 제 1 평면부(121)의 두께가 수직부(122)의 두께보다 두꺼울 수 있고, 제 2 평면부(123)의 두께보다 같거나 다를 수 있다. 따라서, 제 2 커버(120)는 입력 장치의 외관을 형성하며, 충격에 의해 압전 진동 부재(200)가 이탈하거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 제 2 커버(120)는 적어도 일 영역이 절개 또는 개방되고 해당 영역으로 배선부(400)가 유입될 수 있다. 예를 들어, 제 2 커버(120)는 수직부(122)의 소정 영역에 소정 크기의 개구가 형성되고, 개구를 통해 배선부(400)가 연결될 수 있다.
제 3 커버(130)은 제 2 커버(120)의 하측에 마련된다. 즉, 제 3 커버(130)는 제 2 커버(120)의 제 2 평면부(123) 하측에 마련된다. 이러한 제 3 커버(130)는 제 2 커버(120)의 제 2 평면부(123) 하측에 마련된 제 1 평면부(131)와, 제 2 커버(120)의 제 2 평면부(123)의 내측면을 따라 상측으로 연장된 수직부(132)와, 수직부(132)의 가장자리로부터 압전 진동 부재(200) 측으로 연장된 제 2 평면부(133)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 3 커버(131)의 제 1 평면부(131)의 상면은 제 2 커버(120)의 제 2 평면부(133)의 하면과 접촉될 수 있으며, 예를 들어 접착 부재를 이용하여 접착될 수 있다. 이러한 제 3 커버(130)는 예를 들어 1.97×104∼0.72×106㎏/㎠의 탄성 계수를 가질 수 있으며, 인청동, 스테인레스 스틸, 인바(INVAR) 등으로 제작될 수 있다. 즉, 제 3 커버(130)는 제 1 및 제 2 커버(110, 120)와 동일 재질로 마련될 수 있다. 또한, 제 3 커버(130)는 0.1㎜∼0.4㎜의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 제 3 커버(130)는 제 1 및 제 2 커버(110, 120)보다 얇게 형성될 수 있고, 동일 두께로 형성될 수도 있다. 이러한 제 3 커버(130)는 압전 진동 부재(200)의 진동판(220)의 가장자리를 지지하며, 진동판(220)의 변위를 용이하게 하기 위해 용접 또는 접착 방식으로 제 2 커버(120)에 부착되며, 제 1 커버(110)와 같은 굴곡으로 인하여 구동 시 소자의 변위 공간을 확보한다.
상기한 바와 같이 프레임(100)은 제 1 커버(110)에 의해 상측이 폐쇄되고, 제 2 커버(120)에 의해 측면이 폐쇄되며, 제 3 커버(130)에 의해 하측이 일부 폐쇄되어 내부에 소정의 공간이 마련된다. 또한, 제 3 커버(130)가 하측의 일부만을 폐쇄하므로 프레임(100)은 하측에 예를 들어 원형의 개구가 형성된다.
2. 압전 진동 부재
압전 진동 부재(200)는 프레임(100) 내부의 공간 내에 마련되며, 압전판(210)과, 압전판(210)의 일면 상에 접착된 진동판(220)을 포함할 수 있다.
압전판(210)은 소정의 두께를 갖는 예를 들어 원형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 물론, 압전판(210)은 원형 뿐만 아니라 정사각형, 직사각형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수도 있다. 즉, 압전판(210)은 입력 장치의 형상에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 이러한 압전판(210)은 기판과, 기판이 적어도 일면에 형성된 압전층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압전판(210)은 기판의 양면에 압전층이 형성된 바이모프 타입으로 형성될 수도 있고, 기판의 일면에 압전층이 형성된 유니모프 타입으로 형성될 수도 있다. 압전층은 적어도 일층이 적층 형성될 수 있는데, 바람직하게는 복수의 압전층이 적층 형성될 수 있다. 또한, 압전층의 상부 및 하부에는 각각 전극이 형성될 수 있다. 즉, 복수의 압전층과 복수의 전극이 교대로 적층되어 압전판(210)이 구현될 수 있다. 여기서, 압전층은 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti), 폴리머 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 압전층은 서로 다른 방향 또는 동일 방향으로 분극되어 적층 형성될 수 있다. 즉, 기판의 일면 상에 복수의 압전층이 형성되는 경우 각 압전층은 서로 반대 방향 또는 동일 방향의 분극이 교대로 형성될 수 있다. 한편, 기판은 압전층이 적층된 구조를 유지하면서 진동이 발생할 수 있는 특성을 갖는 물질을 이용할 수 있는데, 예를 들어 금속, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 그런데, 압전판(210)은 압전층과 기판을 이용하지 않을 수 있는데, 예를 들어 중심부에 분극되지 않은 압전층이 마련되고 그 상부 및 하부에 서로 다른 방향으로 분극된 복수의 압전층이 적층되어 압전판(210)이 형성될 수 있다.
진동판(220)은 적어도 일부가 프레임(100)에 고정될 수 있다. 즉, 진동판(220)은 가장자리의 소정 폭이 프레임(100)의 제 3 커버(130), 구체적으로 제 3 커버(130)의 제 2 평면부(133) 상에 고정될 수 있다. 따라서, 진동판(220)은 가장자리가 제 2 평면부(133) 상에 고정되어 나사를 이용하여 체결되거나 접착제를 이용하여 접착될 수 있다. 그런데, 진동판(220)은 나사를 이용하여 체결됨으로써 큰 진동이나 충돌로 인한 충격 또는 고온으로 인한 열충격에도 견고하게 고정될 수 있다. 이렇게 진동판(220)이 프레임(100)에 고정되고 압전판(210)은 프레임(100)의 제 1 커버(110)와 대면하지 않는 진동판(220)의 일면에 마련될 수 있다. 물론, 압전판(310)은 프레임(100)의 제 1 커버(110)와 대면하는 진동판(220)의 타면에 접착제를 이용하여 접착될 수도 있다. 이러한 진동판(320)은 금속, 플라스틱 등을 이용하여 제작할 수 있고, 서로 다른 이종의 소재를 적층하여 적어도 2중 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 진동판(220)은 인청동, 스테인레스, 인바(INVAR) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 진동판(220)은 1.97×104∼0.72×106㎏/㎠의 탄성 계수를 가질 수 있다. 이때, 압전판(210)는 진동판(220)보다 작게 마련될 수 있다. 또한, 진동판(220)은 압전판(210)과 접착된 영역 이외의 소정 영역이 굴곡지게 형성될 수도 있다. 즉, 압전판(210)와 접착된 영역 외측의 진동판(220)은 소정의 굴곡, 예를 들어 하측으로 구부러진 후 다시 상측으로 구부러진 형상을 가질 수 있다. 또한, 굴곡 영역의 외측으로 다시 평탄하게 형성되고, 이 영역이 프레임(100)에 접촉될 수 있다. 다시 말하면, 진동판(220)은 압전판(210)과 접촉되는 제 1 영역 및 프레임(100)과 접촉되는 제 2 영역은 평판 형상으로 마련되고, 제 1 및 제 2 영역 사이에는 굴곡진 제 3 영역이 마련되어 제작될 수 있다.
한편, 압전 진동 부재(200)는 적어도 일부에 방수층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 방수층은 파릴렌(parylene) 등의 방수 재료를 이용하여 코팅될 수 있다. 파릴렌은 압전판(210)가 진동판(220) 상에 접합된 상태에서 압전판(210)의 상면 및 측면과 압전판(210)에 의해 노출된 진동판(220)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. 즉, 파릴렌은 압전판(210) 및 진동판(220)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. 또한, 파릴렌은 압전판(210)이 진동판(220) 상에 접합된 상태에서 압전판(210)의 상면 및 측면과 진동판(220)의 상면, 측면 및 하면에 형성될 수 있다. 즉, 파릴렌은 압전판(210) 및 진동판(220)의 상면, 측면 및 하면에 형성될 수 있다. 이렇게 파릴렌이 압전판(210) 및 진동판(220)의 적어도 일면에 형성됨으로써 압전 진동 부재(200)로의 습기 침투를 방지할 수 있고 산화를 방지할 수 있다. 또한, 진동판(220)의 경도 증가에 의한 응답 속도를 향상시킬 수도 있다. 그리고, 파릴렌의 코팅 두께에 따라 공진 주파수를 조절할 수 있다. 물론, 파릴렌은 압전판(210)에만 코팅될 수도 있는데, 압전판(210)의 상면, 측면 및 하면에 코팅될 수 있고, 압전판(210)와 연결되어 압전판(210)에 전원을 공급하기 위한 FPCB 등의 전원 라인에 코팅될 수도 있다. 파릴렌이 압전판(210)에 형성됨으로써 압전판(210)의 수분 침투를 방지할 수 있고 산화를 방지할 수 있다. 또한, 형성 두께를 조절함으로써 공진 주파수를 조절할 수 있다. 이러한 파릴렌은 압전판(210) 또는 진동판(220)의 재질과 특성에 따라 두께를 다르게 하여 코팅될 수 있는데, 압전판(210) 또는 진동판(220)의 두께보다 얇게 형성될 수 있으며, 예를 들어 0.1㎛∼10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이렇게 파릴렌을 코팅하기 위해 예를 들어 파릴렌을 기화기(Vaporizer)에서 1차 가열하여 기화시켜 다이머(dimer) 상태로 만든 후 2차 가열하여 모노머(Monomer) 상태로 열분해시키고, 파릴렌을 냉각시키면 파릴렌은 모노머 상태에서 폴리머 상태로 변환되어 압전 진동 부재(200)의 적어도 일면 상에 코팅될 수 있다. 한편, 파릴렌 등의 방수층은 압전 진동 부재(200) 상의 연결 부재(300) 상에도 형성될 수 있고, 프레임(100)의 적어도 일부 상에도 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 압전 진동 부재(200)는 사용자의 누름 또는 터치 등의 압력을 검출하여 소정의 전압을 생성하여 전자기기의 제어부로 전달하고, 제어부로부터 인가되는 소정의 신호에 따라 진동을 발생시키게 된다. 즉, 사용자의 압력을 압전판(210)이 검출하여 소정의 전압을 생성하여 제어부로 전달하고, 제어부로부터 인가되는 소정의 신호에 따라 압전판(210)이 진동하고 진동판(220)이 진동을 증폭시켜 사용자에게 전달하게 된다. 따라서, 압전 진동 부재(200)는 햅틱 피드백 기능을 갖는 압력 센서로 기능할 수 있다.
3. 연결 부재
연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200)와 프레임(100) 사이에 마련된다. 즉, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200)의 진동판(220)과 프레임(100)의 제 1 커버(110) 사이에 마련된다. 이때, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200)의 중앙부와 제 1 커버(110)의 중앙부 사이에 마련될 수 있다. 한편, 연결 부재(300)는 진동판(220) 및 제 1 커버(110)의 형상을 따라 대략 원형으로 마련될 수 있다. 그러나, 연결 부재(300)는 직사각형, 정사각형, 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 형상에 특별한 제약이 없다. 이러한 연결 부재(300)는 진동판(220)의 중앙부에 마련될 수 있으며, 진동판(220) 면적의 5% 내지 50%의 면적으로 형성될 수 있다. 연결 부재(300)의 면적이 진동판(220) 면적의 50%를 초과하면 진동판(220)의 진동을 억제시킬 수 있으며, 진동판(220) 면적의 5% 미만이면 사용자의 압력을 압전 진동 부재(200)에 제대로 전달하지 못하거나 압전 진동 부재(200)의 진동을 제 1 커버(110)로 제대로 전달하지 못하여 제 1 커버(110)의 중량을 진동판(220)에 제대로 실어줄 수 없다. 한편, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200) 및 프레임(100)의 적어도 하나에 접착 또는 그 이외의 방식으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200)에 고정되고 프레임(100)에 고정되지 않고 접촉될 수 있고, 프레임(100)에 고정되고 압전 진동 부재(200)에 고정되지 않고 접촉될 수도 있다. 그러나, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200) 및 프레임(100)에 모두 고정되어 안정적으로 고정되는 것이 바람직하다. 여기서, 연결 부재(300)를 압전 진동 부재(200) 및 프레임(100)에 고정하기 위해 양면 테이프 등의 접착제를 이용할 수 있고, 이때 양면 테이프 등의 접착제는 0.05㎜∼1.0㎜의 두께로 마련될 수 있다. 물론, 연결 부재(300)를 고무, 실리콘 등의 접착 물질로 형성함으로써 그 자체가 압전 진동 부재(200) 및 프레임(100)과 접착될 수 있다. 이러한 연결 부재(300)는 PET, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 고무, 실리콘, 포론(PORON) 등으로 마련될 수 있다. 또한, 연결 부재(300)는 20 내지 90의 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(300)가 폴리카보네이트 또는 PET로 제작된 경우 경도가 50 내지 90일 수 있고, 실리콘으로 제작된 경우 경도가 45 내지 70일 수 있으며, 포론으로 제작된 경우 경도가 20 내지 70일 수 있다. 이렇게 연결 부재(300)를 마련함으로써 제품의 낙하 또는 충격 시 제품의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 압전 진동 부재(300)의 진동을 집중시켜 손실없이 진동력을 전달시킬 수 있고, 압력 인가 시 소자측에 힘을 집중시켜 전압 출력을 더욱 수월하게 할 수 있다. 그리고, 중량체로 작용하는 제 1 커버(110)의 중량을 압전 진동 부재(200)에 전달하여 압전 진동 부재(200)의 진동력을 증대시키는 매개 역할을 한다.
4.
배선부
배선부(400)는 압전 진동 부재(200)로부터 발생된 전압을 전자기기의 제어부(미도시) 등에 전달하고 제어부로부터의 신호를 압전 진동 부재(200)에 인가하기 위해 마련될 수 있다. 즉, 배선부(400)는 압전 진동 부재(200)와 전자기기의 제어부 사이에 마련되어 압전 진동 부재(200)에서 발생된 전압을 제어부로 전달하고, 제어부로부터의 신호를 압전 진동 부재(200)에 공급하여 압전 진동 부재(200)가 햅틱 디바이스로서 기능하도록 한다. 또한, 배선부(400)는 프레임(100)의 일부를 통해 압전 진동 부재(200)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 프레임(100)의 제 2 커버(120)의 적어도 일부에 형성된 개구를 통해 압전 진동 부재(200)와 연결될 수 있다. 이러한 배선부(400)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 이루어질 수 있다. 즉, 플렉서블한 필름 상에 적어도 하나의 도전 라인이 형성되어 배선부(400)가 형성될 수 있다. 또한, 배선부(400)는 입력 장치가 장착되는 전자기기, 예를 들어 이동 단말기와 연결되어 이동 단말기와 입력 장치 사이의 전원 및/또는 신호를 전달한다.
한편, 본 발명의 입력 장치를 구성하는 각 구성 요소는 접착 부재 등을 이용하여 접착될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커버(110)와 제 2 커버(120)가 접착 부재(500)에 의해 접착될 수 있고, 제 2 커버(120)와 제 3 커버(130)가 접착 부재(500)에 의해 접착될 수 있다. 또한, 진동판(220)이 제 3 커버(130)와 접착 부재에 의해 접착될 수 있고, 연결 부재(300)가 제 1 커버(110)와 진동판(220)의 적어도 어느 하나와 접착 부재에 의해 접착될 수 있다. 또한, 입력 장치를 전자기기에 고정하기 위해 제 3 커버(130)의 하면에 접착 부재(500)가 마련될 수 있다. 물론, 접착 부재 이외에 다른 방법으로 접합할 수 있으며, 예컨데 용접 방식으로 커버들끼리 접합할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치는 소정의 공간이 마련된 프레임(100) 내부에 압전 진동 부재(200) 및 연결 부재(300)가 마련될 수 있다. 또한, 연결 부재(300)는 압전 진동 부재(200)와 프레임(100)의 일부를 연결시킨다. 따라서, 연결 부재(300)에 의해 사용자의 압력이 압전 진동 부재(200)에 전달될 수 있으며, 연결 부재(300)와 연결된 프레임(100)의 일부가 중량체로 작용하도록 하여 압전 진동 부재(200)의 진동력을 크게 할 수 있고, 연결 부재(300)를 통해 압전 진동 부재(200)의 진동이 프레임(100)에 전달될 수 있다. 이러한 입력 장치는 압전 진동 부재(200)가 사용자의 누름 또는 터치 등의 압력을 검출하여 소정의 전압을 생성하고, 이러한 전압이 배선부(400)를 통해 제어부에 공급된 후 제어부로부터 배선부(400)를 통해 압전 진동 부재(200)에 신호가 공급되어 압전 진동 부재(200)가 햅틱 피드백 기능을 하도록 한다. 즉, 본 발명의 입력 장치는 압력 센서와 햅틱 디바이스의 기능을 동시에 구현한다.
이러한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입력 장치는 스마트 폰 등의 휴대 가능한 전자기기의 후면에 마련될 수 있다. 이렇게 입력 장치가 후면에 마련되는 전자기기를 도 3 및 도 4를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명에 따른 입력 장치가 적용되는 전자기기의 전면 사시도 및 후면 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 입력 장치가 체결된 전자기기의 일부 단면도이다.
도 3을 참조하면, 전자기기(1000)는 외관을 이루는 케이스(1100)를 포함한다. 케이스(1100)는 프론트 케이스(1110), 리어 케이스(1120) 및 커버 케이스(1130)를 포함할 수 있다. 케이스(1100)는 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수도 있다. 프론트 케이스(1110)와 리어 케이스(1120)의 사이에 형성된 공간에는 회로 기판 등 각종 부품이 내장될 수 있다. 또한, 프론트 케이스(1110)와 리어 케이스(1120) 사이 또는 프론트 케이스(1110)과 디스플레이부(1310) 사이의 외측 영역에 진동 장치가 마련될 수 있다. 진동 장치는 사용자의 터치 입력 등에 따른 진동 피드백을 제공하는 것으로, 진동 모터, 압전 진동 장치 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 압전 진동 장치를 이용할 수 있다. 여기서, 프론트 케이스(1110) 측에 마련되는 압전 진동 장치로는 도 1 및 2를 이용하여 설명된 본 발명의 입력 장치를 이용할 수도 있다.
한편, 프론트 케이스(1110)에는 디스플레이부(1310), 음향 출력 모듈(1320), 카메라 모듈(1330a) 등이 배치될 수 있다. 또한, 프론트 케이스(1110) 및 리어 케이스(1120)의 측면에는 마이크(1340), 측면 입력부(1350), 인터페이스(1360) 등이 배치될 수 있다. 디스플레이부(1310)는 프론트 케이스(1110)의 전면의 대부분을 차지한다. 즉, 디스플레이부(1310)는 전자기기 바디의 전면에 배치되어 시각 정보를 출력하도록 형성된다. 디스플레이부(1310)의 상측에는 음향 출력 모듈(1320)과 카메라 모듈(1330a)이 배치되고, 하측에는 전면 입력부(1370)가 배치된다. 또한, 디스플레이부(1310)는 터치 센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있다. 이때, 사용자의 입력 또는 터치에 반응하여 디스플레이부(1310)에 접촉되어 마련된 압전 진동 장치가 피드백을 제공할 수 있다. 한편, 터치 센서가 구성되는 경우 단말기 전면에 전면 입력부(1370)가 없는 구성도 가능하게 된다. 이 경우 이동 단말기(1000)는 단말기 바디에 대한 입력 조작이 디스플레이부(1310)와 본 발명의 입력 장치를 이용하여 가능하도록 구성될 수 있다. 한편, 전면 입력부(1370)는 터치키, 푸쉬키 등으로 구성될 수 있으며, 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식이 채용될 수 있다. 그리고, 측면 입력부(1350)는 음향 출력 모듈(1320)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다.
단말기 바디의 후면, 즉 리어 케이스(1120)에는 카메라 모듈(1330b)이 추가로 장착될 수 있다. 카메라 모듈(1330b)은 카메라 모듈(1330a)과 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라 모듈(1330a)과 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다. 카메라 모듈(1330b)에 인접하게는 플래시(미도시)가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(1000)에 전원을 공급하기 위한 배터리(1200)가 장착된다. 배터리(1200)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다. 또한, 단말기 바디의 후면에는 본 발명의 입력 장치를 이용하는 후면 입력부(1400)가 배치된다. 후면 입력부(1400)는 예를 들어 카메라 모듈(1330b)에 인접하게 위치할 수 있다. 즉, 리어 케이스(1120)와 커버 케이스(1130) 사이에는 배터리(1200) 및 본 발명의 입력 장치를 이용한 후면 입력부(1400)가 마련될 수 있다. 본 발명의 입력 장치는 리어 케이스(1120)의 소정 영역에 적어도 일부가 삽입되고 커버 케이스(1130)에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 커버 케이스(1130)의 소정 영역에 개구가 형성되고, 개구를 통해 입력 장치(10)의 제 1 커버(110)가 노출될 수 있다. 이때, 커버 케이스(1130)의 외측 표면과 입력 장치의 상측 표면을 동일 평면을 이룰 수 있다. 즉, 입력 장치가 커버 케이스(1130) 외측으로 돌출되지 않는다.
후면 입력부(1400)는 이동 단말기(1000)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 음향 출력 모듈(1320)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 또는 디스플레이 모듈(1310)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다. 또한, 본 발명의 입력 장치는 후면 입력부(1400)의 일부를 구성하여 사용자의 명령 입력에 반응하여 진동을 제공할 수 있다. 즉, 커버 케이스(1130)의 소정 영역에 입력 장치가 마련됨으로써 사용자의 입력, 즉 터치 또는 가압 압력에 따라 압전 진동 부재(200)의 압전판(210) 및 진동판(220)으로부터 소정의 진동이 발생되어 사용자에게 피드백될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 따른 입력 장치의 단면도로서, 휴대 가능한 전자기기의 리어 케이스에 장착된 입력 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입력 장치는 압전판(210) 및 진동판(220)을 포함하는 압전 진동 부재(200)와, 압전 진동 부재(200) 상에 마련된 연결 부재(300)와, 압전 진동 부재(200)의 가장자리를 지지하는 지지부(600)를 포함할 수 있다. 압전 진동 부재(200) 및 연결 부재(300)의 구성은 본 발명의 일 실시 예에서 설명된 내용과 중복되므로 그 상세한 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 일 실시 예와 다른 내용을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
리어 케이스(1120)의 상측에 압전 진동 부재(200) 및 연결 부재(300)가 마련되고, 연결 부재(300)가 커버 케이스(1130)와 접촉될 수 있다. 또한, 이때, 압전 진동 부재(200)는 진동판(220)이 리어 케이스(1120)와 대면하고 그 상측에 압전판(210)이 마련될 수 있다. 또한, 압전 진동 부재(200)의 가장자리, 즉 진동판(220)의 가장자리에는 압전 진동 부재(200)를 지지하는 지지부(600)가 마련될 수 있다. 지지부(600)는 압전 진동 부재(200)를 지지하고 압전 진동 부재(200)를 외측에서 커버할 수 있다. 이러한 지지부(600)는 진동판(220)의 형상을 따라 대략 원형으로 형성되며, 진동판(220)의 가장자리를 소정 폭으로 지지할 수 있다. 또한, 지지부(600)는 소정의 두께로 형성되어 지지부(600)에 의해 진동판(220)과 리어 케이스(1120)는 소정의 간격을 유지할 수 있다. 지지부(600)는 예를 들어 0.1㎜∼0.5㎜의 두께로 형성되며, 그에 따라 리어 케이스(1120)와 진동판(220)은 0.1㎜∼0.5㎜의 간격을 유지할 수 있다. 이렇게 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입력 장치는 상측을 커버하는 프레임의 일부를 구비하지 않고, 측부의 일부를 지지한다. 즉, 연결 부재(300)가 커버 케이스(1130)와 연결됨으로써 커버 케이스(1130)의 일부가 입력 장치의 상측을 커버하는 커버 부재로 작용할 수 있고, 중량체로 작용할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입력 장치는 소정 간격 이격되어 적어도 둘 이상 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 소정 간격 이격되어 제 1 및 제 2 입력 장치(10a, 10b)가 마련될 수 있다. 또한, 서로 이격된 제 1 및 제 2 입력 장치(10a, 10b) 각각의 압전판(210)과 연결되도록 배선부(400), 즉 FPCB가 형성될 수 있다. 배선부(400)는 제 1 및 제 2 입력 장치(10a, 10b) 각각의 압전판(210)과 연결되도록 마련된 제 1 및 제 2 배선부(410a, 410b)와, 제 1 및 제 2 배선부(410a, 410b)을 연결시키는 연결부(420)와, 제 1 및 제 2 배선부(410a, 410b)의 적어도 어느 하나로부터 연장되어 패드부(610)와 연결되는 연장부(430)를 포함할 수 있다. 여기서, 패드부(610)는 전자기기와 연결되고, 패드부(610)를 통해 전자기기의 전원 또는 신호가 배선부(400)를 거쳐 제 1 및 제 2 입력 장치(10a, 10b)에 인가될 수 있다.
상기 본 발명의 실시 예들은 스마트 폰 등의 휴대 가능한 전자기기의 커버 케이스(1130) 또는 리어 케이스(1120)에 입력 장치가 마련된 경우를 설명하지만, 본 발명의 입력 장치는 노트북 컴퓨터의 마우스 패드, 터치 스크린 등에 부착될 수 있고, 온/오프 기능을 갖는 버튼으로 기능할 수 있다. 즉, 본 발명의 입력 장치는 이를 채용하는 전자기기의 어느 영역에나 마련될 수 있고, 사용자의 누름 또는 터치를 감지하여 소정 전압을 생성하는 압력 센서로서의 기능과, 사용자에게 피드백을 제공하는 햅틱 디바이스로서의 기능을 동시에 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입력 장치는 압전 진동 부재(200)를 보호하기 위한 커버 부재(700)가 적어도 일부 형성될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 연결 부재(300)와 이격되어 압전 진동 부재(200)의 적어도 일부를 커버하도록 커버 부재(700)가 마련될 수 있다. 이러한 커버 부재(700)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임(100)의 제 1 커버(110)의 형상을 일부 변형하여 형성할 수 있다. 즉, 커버 부재(700)는 프레임(100)의 형상을 변형한 프레임(100)의 일종일 수 있다. 이때, 커버 부재(700)의 상측 표면과 연결 부재(300)의 상측 표면은 동일 평면을 이룰 수 있다. 이러한 커버 부재(700)는 인청동, 스테인레스 스틸, 인바 등으로 제작될 수 있다. 이렇게 커버 부재(700)가 마련됨으로써 어셈블리 공정에서 압전 진동 부재(200)의 파손을 줄일 수 있으며, 조립 시 커버 부재(700)의 접합면이 용접 또는 접착제에 의해 부착될 수 있다. 한편, 커버 부재(700)는 본 발명의 제 1 실시 예에서 설명된 프레임(100)의 제 1 커버(110)를 변형하여 형성할 수도 있다. 즉, 커버 부재(700)는 프레임(100)의 적어도 일부를 변형하여 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압전 진동 장치의 단면도이고, 도 9는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압전 진동 장치는 압전판(210) 및 진동판(220)을 포함하는 압전 진동 부재(200)와, 압전 진동 부재(200)의 일 면 상에 마련된 연결 부재(300)와, 진동판(220)의 가장자리를 따라 마련된 모듈 프레임(800)을 포함할 수 있다.
압전판(210), 진동판(220) 및 연결 부재(300)는 소정의 두께를 갖는 대략 원형으로 마련되고, 모듈 프레임(800)은 진동판(220)의 가장자리를 따라 마련된다. 즉, 모듈 프레임(800)은 중앙부가 개구된 원형의 링 형상을 마련될 수 있다. 이러한 모듈 프레임(800)은 프레임(100)의 형상을 변형하여 형성할 수 있다. 즉, 압전 진동 부재(200)의 하측에 마련된 제 2 커버(120)의 일부 또는 제 3 커버(130)의 일부를 이용하여 모듈 프레임(800)을 형성할 수 있다. 따라서, 모듈 프레임(800)은 프레임(100)의 형상을 변형한 프레임(100)의 일종이라 할 수 있다. 이러한 모듈 프레임(800)에는 진동판(220)이 부착되고, 모듈 프레임(800) 사이의 진동판(220) 상측에는 압전판(210)이 마련될 수 있다. 또한, 압전판(210)의 상측 중앙부에는 연결 부재(300)가 마련될 수 있다. 이때, 연결 부재(300)는 모듈 프레임(800)의 표면보다 돌출되도록 마련될 수 있다. 그러나, 모듈 프레임(800)에 접착 부재가 마련되어 커버 케이스(1130)에 부착될 때 연결 부재(300)의 표면이 커버 케이스(1130)에 접촉될 수 있다. 즉, 연결 부재(300)는 접착 부재가 모듈 프레임(800) 상에 마련되었을 때 접착 부재와 동일 평면을 이룰 수 있다. 한편, 모듈 프레임(800)은 본 발명의 제 1 실시 예에서 설명된 프레임(100)의 제 2 커버(120)를 변형하여 형성할 수도 있다. 즉, 모듈 프레임(800)는 프레임(100)의 적어도 일부를 변형하여 형성할 수 있다.
또한, 모듈 프레임(800)은 적어도 일 영역이 터진 구조로 형성될 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 링 형상으로 마련되면 일부 영역이 제거된 형태로 모듈 프레임(800)이 구성될 수 있다. 이렇게 제거된 영역을 통해 FPCB 등으로 이루어진 배선부(400)가 인입되고 모듈 프레임(800) 내측에 FPCB가 마련될 수 있다. 즉, FPCB는 링 형상으로 마련되어 모듈 프레임 내측에 마련되고 이로부터 모듈 프레임의 개구를 통해 외부로 연장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압전 진동 장치의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압전 진동 장치는 압전판(210) 및 진동판(220)을 포함하는 압전 진동 부재(200)와, 진동판(220)의 가장자리를 따라 마련된 모듈 프레임(800)을 포함할 수 있다.
압전판(210), 진동판(220)은 소정의 두께를 갖는 대략 원형으로 마련되고, 모듈 프레임(800)은 진동판(220)의 가장자리를 지지하도록 마련된다. 즉, 모듈 프레임(800)은 중앙부가 개구된 원형의 링 형상을 마련될 수 있다. 이러한 모듈 프레임(800)에는 진동판(220)이 부착되고, 모듈 프레임(800) 사이의 진동판(220) 상측에는 압전판(210)이 마련될 수 있다. 즉, 모듈 프레임(800)의 상측에 진동판(220)이 부착되고, 진동판(220)의 하측에 압전판(210)이 부착될 수 있다. 또한, 진동판(220)의 상측 중앙부와 모듈 프레임(800)이 상측에 접착제(900)가 마련될 수 있다. 진동판(220)의 상측 중앙부에 마련된 접착제는 전자기기의 커버 케이스(1130)과 부착되고 압전 진동 부재(200)의 진동을 전달하는 연결 부재의 기능을 한다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이 접착제가 진동판(220)의 상면 전체 및 모듈 프레임(800)의 상면 전체에 형성될 수도 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 압전 진동 장치의 특성 그래프로서, 도 12는 커버 케이스의 두께에 따른 진동 가속도를 도시한 그래프이고, 도 13은 100g 지그를 올려놓은 상태의 진동 가속도를 도시한 그래프이며, 도 14는 전압 출력 특성 그래프이다. 도 12(a)에 도시된 바와 같이 커버 케이스가 0.2㎜일 때 진동 가속도는 0.591G이고, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 커버 케이스가 0.25㎜일 때 진동 가속도는 0.478G이며, 도 12(c)에 도시된 바와 같이 커버 케이스가 0.3㎜일 때 진동 가속도는 0.507G이다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이 100gf를 가했을 때 3Vpp 이상의 전압이 출력된다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 프레임
200 : 압전 진동 부재
300 : 연결 부재 400 : 배선부
500 : 접착 부재
300 : 연결 부재 400 : 배선부
500 : 접착 부재
Claims (13)
- 압전 진동 부재;
상기 압전 진동 부재의 적어도 일 영역과 접촉되도록 마련된 프레임; 및
상기 압전 진동 부재의 일면 상에 마련된 연결 부재를 포함하고,
상기 압전 진동 부재는 외부로부터 인가되는 압력을 검출하여 전압을 생성하고, 외부 장치로부터 인가되는 신호에 따라 진동하는 입력 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 일면과 대면하도록 마련된 제 1 커버와, 상기 압전 진동 부재의 측면과 이격되고 상기 제 1 커버의 일 영역과 접촉되도록 마련된 제 2 커버와, 상기 압전 진동 부재의 타면의 적어도 일부와 접촉되고 상기 제 2 커버의 일 영역과 접촉되도록 마련된 제 3 커버를 포함하는 입력 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 제 1 커버와 상기 압전 진동 부재 사이에 마련된 입력 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 측면으로부터 일면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 입력 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 프레임은 상기 압전 진동 부재의 타면 가장자리를 지지하도록 마련된 입력 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 압전 진동 부재는 소정 간격 이격되어 적어도 둘 이상 마련되고, 상기 둘 이상의 압전 진동 부재 상에 각각 마련되고 이들 사이를 연결하도록 배선부가 마련된 입력 장치.
- 프론트 케이스 및 리어 케이스를 포함하는 전자기기로서,
상기 프론트 케이스와 리어 케이스 사이의 내부에 마련되고, 적어도 일부가 상기 리어 케이스의 외측으로 노출되는 입력 장치를 포함하는 전자기기.
- 청구항 7에 있어서, 상기 입력 장치는,
압전 진동 부재와,
상기 압전 진동 부재의 적어도 일 영역과 접촉되도록 마련된 프레임과,
상기 압전 진동 부재의 일면 상에 마련된 연결 부재를 포함하는 전자기기.
- 청구항 8에 있어서, 상기 리어 케이스 상에 마련된 커버 케이스를 더 포함하며, 상기 커버 케이스에 개구가 형성되고 상기 프레임이 상기 개구를 통해 외부로 노출된 전자기기.
- 청구항 9에 있어서, 상기 커버 케이스와 상기 프레임의 적어도 일부는 동일 평면을 이루는 전자기기.
- 청구항 8에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 압전 진동 부재와 상기 프레임의 적어도 일부 사이에 마련된 전자기기.
- 청구항 9에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 압전 진동 부재와 상기 커버 케이스 사이에 마련된 전자기기.
- 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 진동 부재는 사용자로부터 인가되는 압력을 검출하여 소정 전압을 생성하여 제어부로 인가하고, 상기 제어부로부터 인가되는 신호에 따라 진동하는 전자기기.
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