KR20210131690A - 포스 센싱 장치 및 이를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치는, 판 형태의 센서 지지부, 상기 센서 지지부의 일면 측에 배치되는 적어도 하나의 포스 센서, 상기 센서 지지부의 타면 측에 배치되며 상기 센서 지지부와 일정 거리 이격 배치되는 프레임, 및 상기 센서 지지부와 상기 프레임 사이에 배치되어 상기 센서 지지부를 가압하는 가압 부재를 포함할 수 있다.

Description

포스 센싱 장치 및 이를 구비하는 전자 기기{FORCE SENSOR MODULE AND ELECTRONIC DEVICE WITH THE SAME}
본 발명은 포스 센싱 장치 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
노트북, 스마트폰, 스마트패드와 같은 휴대용 단말기들은 기본적으로 사용자에게 정보를 제공하는 디스플레이와 입력 수단이 구비된다.
이러한 휴대용 단말기들은 디자인과 방수와 방진 등의 성능을 개선하기 위해, 종래의 기계적 버튼 대신 포스 센싱 장치를 입력 수단으로 이용하는 기술이 연구되고 있다.
본 발명은 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 포스 센싱 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치는, 판 형태의 센서 지지부, 상기 센서 지지부의 일면 측에 배치되는 적어도 하나의 포스 센서, 상기 센서 지지부의 타면 측에 배치되며 상기 센서 지지부와 일정 거리 이격 배치되는 프레임, 및 상기 센서 지지부와 상기 프레임 사이에 배치되어 상기 센서 지지부를 가압하는 가압 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기는, 제1 측벽 및 상기 제1 측벽과 대면하도록 배치되며 외력에 의해 변형되는 제2 측벽을 구비하는 수용 부재 및 상기 수용 부재 내에 삽입 배치되는 포스 센싱 장치를 포함하며, 상기 포스 센싱 장치는, 상기 제1 측벽과 이격되고 적어도 일부가 상기 제2 측벽에 접촉하도록 배치되는 센서 지지부 및 상기 센서 지지부에 결합되는 적어도 하나의 포스 센서를 포함하고, 상기 포스 센서의 센싱면은 상기 제2 측벽과 대면하도록 배치되며 상기 제2 측벽과 일정거리 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치는 포스 센서와 프레임 사이에 가압 부재가 배치되므로, 포스 센서의 변위를 증가시켜 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 포스 센싱 장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 포스 센싱 장치의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 포스 센싱 장치가 탑재된 전자 기기의 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 전자 기기의 평면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포스 센싱 장치를 도시한 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 포스 센싱 장치의 분해 사시도.
도 9는 도 7에 도시된 포스 센싱 장치의 평면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기를 도시한 평면도.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치의 사시도이고 도 2는 도 1에 도시된 포스 센싱 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 포스 센싱 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 포스 센싱 장치(100)는 센서부(140), 센서 지지부(135), 프레임(110), 및 가압 부재(150)를 포함할 수 있다.
센서부(140)는 적어도 하나의 포스 센서(142)를 구비하며 포스 센싱 장치(100)가 탑재되는 전자 기기와 포스 센서(142)를 전기적으로 연결하는 연결부(145)를 포함할 수 있다.
연결부(145)로는 FPCB나 PCB와 같은 회로 기판이 이용될 수 있다.
포스 센서(142)는 다수 개가 이격 배치되어 연결부(145)의 제1면에 실장될 수 있다.
본 실시예에 따른 포스 센싱 장치(100)는 센싱 코일을 이용하는 포스 센서(142)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 포스 센서(142)는 센싱 코일과 변위 대상(예컨대, 포스 센싱 장치가 탑재되는 전자 기기의 케이스)의 거리 변화를 감지하는 센서일 수 있다.
센싱 코일의 형태는 특별히 규정되지 않으며 원 또는 사각 등 다양한 형태로 코일 패턴이 형성될 수 있다. 또한 PCB나 FPCB에 배선 패턴의 형태로 센싱 코일을 형성하거나, 칩 인덕터의 형태로 센싱 코일을 구성하는 것도 가능하다.
포스 센서(142)는 변위 대상에 가해지는 힘에 의해 변위 대상이 변형되는 것을 감지한다. 구체적으로, 사용자가 케이스의 일면(이하 가압면)을 가압하게 되면 가압면이 휘게 되고, 이에 공진용 센싱 코일과 변위 대상인 가압면 간의 거리가 변하게 된다.
상기한 거리 변화에 의해, 가압면 측에 발생하는 와전류의 크기가 변하게 되며, 이에 따라 센싱 코일의 인덕턴스에 변화가 발생한다. 이에 포스 센싱 장치(100)는 상기한 인덕턴스 변화를 기반으로 하여 압력의 변화를 감지하고 이를 입력 신호로 인지할 수 있다.
센서 지지부(135)는 센서부(140)에 결합되어 센서부(140)의 포스 센서(142)를 상기한 변위 대상으로부터 일정 거리 이격시킨다. 이를 위해 센서 지지부(135)는 지지판(136)과 지지 돌기(137)를 포함할 수 있다.
지지판(136)은 편평한 판 형태로 형성되며 예컨대 금속 판으로 형성될 수 있다.
지지판(136)은 연결부(145)의 제2면에 배치되어 연결부(145)에 결합될 수 있다. 안정적인 결합을 위해 지지판(136)과 연결부(145) 사이에는 접착 부재가 개재될 수 있다.
또한 지지판(136)은 후술되는 프레임(110)과 대면하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 지지판(136)은 연결부(145)와 프레임(110) 사이에서 연결부(145) 및 프레임(110)과 나란하게 배치될 수 있다.
지지판(136)에 결합되는 연결부(145)에는 포스 센서(142)가 배치된다. 이에 따라, 센서 지지부(135)는 연결부(145)를 사이에 두고 포스 센서(142)와 대면하도록 배치될 수 있다.
센서 지지부(135)는 포스 센서(142)보다 넓은 면적으로 형성된다. 여기서, 센서 지지부(135)의 면적은 후술되는 가압 부재(150)의 크기를 고려하여 규정될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 포스 센싱 장치는, 후술되는 가압 부재(150)가 센서 지지부(135)와 접촉하도록 구성된다. 이때, 가압 부재(150)는 센서 지지부(135) 중 포스 센서(142)와 대면하는 영역이 아닌, 포스 센서(142)의 외측에 배치되는 영역과 접촉한다. 따라서 센서 지지부(135) 중 포스 센서(142)의 외측에 배치되는 부분은 가압 부재(150)가 안정적으로 접촉하여 가압할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 포스 센서(142)와 대면하는 영역이란, 포스 센서(142)를 센서 지지부(135)의 일면에 투영하였을 때, 투영된 포스 센서(142)가 센서 지지부(135)와 겹치는 영역을 의미한다. 따라서 센서 지지부(135) 중 포스 센서(142)의 외측에 배치되는 부분이란, 상기한 투영된 포스 센서(142)가 센서 지지부(135)와 겹치지 않는 영역을 의미한다.
지지 돌기(137)는 센서 지지부(135)와 제2 측벽(15) 사이에 배치되어 포스 센서의 센싱면(142a)과 제2 측벽(15)을 일정거리 이격시킨다.
지지 돌기(137)는 다수개가 지지판(136)에서 지지판(136)과 직교하는 방향으로 돌출된다. 센서 지지부(135)의 일면에는 센서부(140)가 결합된다. 따라서 지지 돌기(137)는 연결부(145)와 간섭되지 않도록 센서 지지부(135)의 테두리에서 돌출되는 형태로 배치될 수 있다.
지지 돌기들(137)은 다수 개가 연결부(145)의 주변에 이격 배치되며, 이에 연결부 는 지지 돌기들(137)에 의해 구분되는 내부 영역에 배치될 수 있다. 또한 본 실시예에서 지지 돌기들(137)은 포스 센서(142)의 중심을 기준으로 선대칭 또는 점대칭 되는 위치에 각각 배치될 수 있다.
지지 돌기들(137)은 포스 센서(142)가 변위 대상을 이격시켜 포스 센서(142)가 변위 대상과 접촉되는 것을 방지하기 위해 구비된다. 따라서 지지 돌기들(137)은 포스 센서(142)가 배치된 부분에서 센서부(140)의 두께보다도 더 길게 형성된다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 포스 센싱 장치가 탑재된 전자 기기의 단면도로, 도 4는 포스 센싱 장치가 전자 기기에 결합되기 전의 단면을 도시하고 있으며, 도 5는 포스 센싱 장치가 전자 기기에 결합된 상태의 단면을 도시하고 있다.
설명의 편의를 위해 전자 기기는 포스 센싱 장치(100)가 수용되는 수용 부재(10)만 도시하였다. 또한 포스 센싱 장치(100)는 도 1의 I-I'에 따른 단면을 도시하였다.
본 실시예의 수용 부재(10)는 포스 센싱 장치(100)가 수용되는 수용 공간을 구비하며, 상기 수용 공간은 제1 측벽(14), 그리고 제1 측벽(14)과 대면하도록 배치되는 제2 측벽(15)을 포함한다. 여기서 제2 측벽(15)은 외력 즉 사용자의 힘에 의해 변형되는 부분일 수 있으며, 예컨대, 전자 기기 케이스의 일부일 수 있다.
포스 센싱 장치(100)가 전자 기기에 구비되는 수용 부재(10)에 삽입되면, 센서부(140)가 결합된 센서 지지부(135)는 후술되는 가압 부재(150)에 의해 제2 측벽(15) 측으로 가압된다. 이때, 포스 센서(142)는 지지 돌기(137)에 의해 제2 측벽(15)과 일정 거리 이격된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 지지 돌기(137)는 센서부(140)의 두께보다 더 길게 돌출된다. 따라서 지지 돌기(137)의 끝단이 제2 측벽(15)에 접촉하게 되면, 포스 센서(142)와 제2 측벽(15) 사이에는 빈 공간(S)이 확보되며, 이에 포스 센서(142)의 센싱면(142a)이 제2 측벽(15)과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 지지 돌기(137)는 직사각 형상의 판형 부재로 형성되는 지지판(136)의 네 꼭지 부분에서 각각 돌출 형성된다. 또한 지지 돌기(137)는 연결부(145)와의 간섭을 방지하기 위해 연결부(145)는 지지 돌기(137)가 배치되는 홈(도 2의 146)이 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 지지 돌기(137)가 연결부(145)를 관통하여 배치되도록 구성하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 구성되는 지지 돌기들(137)은 포스 센서(142)의 각 모서리 부분에서 제2 측벽(15)을 지지하므로, 포스 센서(142) 센싱면(142a)과 전체와 제2 측벽(15) 사이의 이격 거리를 동일하게 유지할 수 있다. 따라서 포스 센서(142)가 기울어진 상태로 수용 부재(10) 내에 배치되는 등의 문제를 최소화할 수 있다.
프레임(110)은 편평한 판형 부재로 형성될 수 있으며, 제1면 및 제1면의 반대면인 제2면을 구비할 수 있다.
프레임(110)의 제1면 측에는 센서 지지부(135)가 배치된다. 프레임(110)은 센서 지지부(135)와 일정 거리 이격 배치되며, 프레임(110)과 센서 지지부(135) 사이에는 후술되는 가압 부재(150)가 배치될 수 있다.
따라서 가압 부재(150)에 가해지는 힘에 따라 프레임(110)과 센서 지지부(135) 사이의 이격 거리가 변경될 수 있다.
프레임(110)은 금속 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 전술한 바와 같이, 포스 센싱 장치(100)는 도 5의 D1 방향을 따라 전자 기기에 구비되는 수용 부재(10)에 삽입 배치될 수 있다. 이때, 조립 공차 및 제조 공차 등에 의해 포스 센서(142)와 가압면(12) 간의 거리가 일정하게 유지되지 않으면 포스 센서(142)의 센싱 효율이 저하될 수 있다.
따라서 포스 센싱 장치(100)는 포스 센서(142)와 수용 부재(10)의 제2 측벽(15) 사이에 이격 거리가 일정하게 유지되어야 하며, 이를 위해 본 실시예에 따른 포스 센싱 장치(100)는 가압 부재(150)를 구비할 수 있다.
가압 부재(150)는 프레임(110)의 제1면 측으로 돌출되도록 배치되어 포스 센서(142)가 배치된 센서 지지부(135)를 가압한다. 이에 센서 지지부(135)는 도 5의 D2 방향으로 가압되어 지지 돌기(137)가 수용 부재(10)의 제2 측벽(15)에 밀착된 상태를 유지하게 된다.
도 4를 참조하면, 센서 지지부(135)가 제2 측벽(15)에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록, 수용 부재(10) 내부 공간의 폭(W)은 포스 센싱 장치(100)의 최대 두께(도 4의 T)보다 약간 작게 구성될 수 있다.
이에 포스 센싱 장치(100)는 가압 부재(150)가 탄성 변형된 상태로 수용 부재(10) 내부 공간에 삽입 배치되며, 센서 지지부(135)는 가압 부재(150)의 복원력에 의해 제2 측벽(15)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
여기서 수용 부재(10) 내부 공간의 폭(W)은 제1 측벽(14)과 제2 측벽(15) 사이의 최단 거리를 의미한다. 또한 포스 센싱 장치(100)의 두께(T)는 프레임(110)의 외부면과 지지 돌기(137) 끝단 사이의 최단 거리를 의미한다.
본 실시예의 프레임(110)은 가압 부재(150)의 형상을 따라 프레임을 부분적으로 절개하여 가압 부재(150)를 형성할 수 있다. 따라서 본 실시예의 가압 부재(150)는 절개된 프레임(110) 일부를 절곡하여 센서부(140) 측으로 돌출시킨 부분으로 규정될 수 있다.
이에 가압 부재(150)는 일측이 프레임(110)에 고정된 판 스프링 또는 외팔보 스프링(cantilever spring)의 형태로 형성되며 프레임(110)과 일체로 형성될 수 있다. 또한 가압 부재(150)의 일단은 프레임(110)에 연결되고 타단은 프레임이 형성하는 평면으로부터 일정 거리 이격 배치될 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 별도의 부재로 가압 부재(150)를 마련한 후, 프레임(110)의 제1면에 부착하거나 프레임(110)에 끼움 결합하여 이용하는 것도 가능하다.
도 2 및 도 5를 참조하면 본 실시예의 가압 부재(150)는 센서 지지부(135)와 접촉하는 부분이 곡면으로 형성되며 센서 지지부(135)와 선(line) 접촉하도록 구성된다. 이에 센서 지지부(135)와의 마찰력을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며 접촉면을 편평한 판 형상으로 형성하여 면 접촉하도록 구성하거나, 접촉면에 적어도 하나의 돌기를 배치하여 점 접촉하도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.
가압 부재(150)는 다수 개가 이격 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 실시예의 포스 센싱 장치는 2개의 가압 부재(150)가 하나의 센서 지지부(135)를 가압하도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 하나 또는 세 개 이상의 가압 부재(150)가 센서 지지부(135)를 가압하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한 가압 위치도 필요에 따라 변경될 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 가압 부재(150)는 포스 센서(142)와 대면하지 않는 영역에서 센서 지지부(135)와 접촉하도록 배치될 수 있다.
가압 부재(150)가 포스 센서(142)와 대면하는 영역에 배치되는 경우, 가압 부재(150)에서 가해지는 힘은 포스 센서(142)에 직접 전달될 수 있으며, 이로 인해 포스 센서(142)가 변형될 수 있다.
또한 가압 부재(150)가 포스 센서(142)와 대면하는 영역에 배치되면, 각 가압 부재(150)에서 제공되는 탄성력에 차이가 있는 경우, 각 포스 센서(142)들과 가압면(12) 간의 이격 거리도 다를 수 있다.
그러나 본 실시예의 포스 센싱 장치(100)는 포스 센서(142)가 배치된 영역이 아닌, 포스 센서(142)의 주변 영역에 해당하는 영역을 가압 부재(150)가 가압하도록 배치하므로, 포스 센서(142)가 변형되는 것을 방지하며, 포스 센서들(142)과 가압면(12) 간의 거리도 일정하기 유지할 수 있다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 가압 부재의 가압력에 가해지더라도 센서 지지부(135)에 휨이 전혀 발생하지 않는 경우, 가압 부재(150)를 포스 센서(142)와 대면하는 영역에 배치할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 포스 센싱 장치는 전자 기기에 구비되는 수용 부재(10)에 삽입되는 방식으로 전자 기기에 결합된다. 따라서 조립 및 결합이 매우 용이하다.
또한 가압 부재(150)를 이용하여 포스 센서(142)의 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 개시된 가압 부재(150)를 생략하는 경우, 포스 센서(142)와 가압면(12) 간의 거리가 일정하게 유지되기 어려우므로 센싱 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 센서 지지부(135)와 프레임(110) 사이에 탄성이 없는 구조물을 삽입하여 센서 지지부(135)를 수용 부재(10)의 제2 측벽(15)에 밀착시키는 등의 방법이 고려될 수 있다.
이 경우 가압면(12)이 가압되더라도 지지 돌기들(137)이나 센서 지지부(135)는 제1 측벽(14) 측으로 이동하지 않으며, 이에 따라 제2 측벽(15) 중 지지 돌기들(137) 사이에 배치되는 협소한 영역만을 변형시켜야만 센싱이 가능하다. 이로 인해 가압면(12)이 쉽게 변형되지 않으며, 변위도 매우 작아 센싱 감도가 저하될 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 포스 센싱 장치는 포스 센서(142)와 프레임(110) 사이에 가압 부재(150)를 배치하여 포스 센서(142)의 센싱 감도를 향상시킨다.
도 6은 도 5에 도시된 전자 기기의 평면도로, (a)는 가압면(12)에 힘이 가해지기 전의 상태를 도시하고 있고, (b)는 가압면(12)에 힘이 가해진 상태를 도시하고 있다.
본 실시예와 같이 포스 센서(142)와 프레임(110) 사이에 가압 부재(150)를 배치하게 되면, 센서 지지부(135)와 제1 측벽(14) 사이의 거리는 D1을 유지한다. 그리고 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 사용자가 가압면(12, 즉 제2 측벽)을 가압하는 경우, 가압력에 가압 부재(150)가 압축된다. 이 과정에서 포스 센서(142)와 센서 지지부(135)는 수용 부재(10)의 제1 측벽(14) 측으로 이동되어 센서 지지부(135)와 제1 측벽(14) 사이의 거리는 D2로 축소된다.
이처럼 본 실시예의 포스 센싱 장치는 외력에 의해 포스 센서(142)와 센서 지지부(135)는 제1 측벽(14) 측으로 이동될 수 있다. 따라서 가압 부재가 없는 경우에 비해 상대적으로 넓은 범위로 제2 측벽(15)을 변형시킬 수 있으며, 가압면(12)의 변형도 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 전체적인 변위를 증가시킬 수 있어 센싱 감도를 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 포스 센싱 장치는 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포스 센싱 장치를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 포스 센싱 장치의 분해 사시도이며, 도 9는 도 7에 도시된 포스 센싱 장치의 평면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예의 포스 센싱 장치(200)는 전술한 센서 지지부(135)를 적어도 하나 포함하는 지지 부재(130)를 구비한다.
지지 부재(130)는 편평한 판 형태로 형성되며 프레임(110)과 밀착 결합되는 프레임 결합부(134) 및 프레임(110)과 일정 거리 이격 배치되는 센서 지지부(135)를 포함할 수 있다.
지지 부재(130)는 적어도 한 곳이 절곡되어 굴곡지게 형성될 수 있다. 그리고 이러한 굴곡에 의해 프레임 결합부(134)와 센서 지지부(135)가 구분될 수 있다.
상기한 굴곡은 센서 지지부(135)와 프레임(110)을 일정 거리 이격시키는 형태로 형성될 수 있다.
센서 지지부(135)의 세부 구성은 전술한 실시예와 유사하게 구성되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
프레임 결합부(134)는 센서 지지부(135)에서 연장되어 프레임(110)의 일면에 결합된다. 따라서 프레임 결합부(134)는 일면에는 프레임(110)에 결합되고 프레임 결합부(134)의 타면에는 연결부(145)가 결합될 수 있다.
프레임 결합부(134)는 프레임(110)이나 연결부(145)와 유사한 폭으로 형성될 수 있으며, 프레임(110)에 고정될 수 있다. 이를 위해 프레임(110)과 프레임 결합부(134) 사이에는 접착 부재가 개재될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 실시예의 포스 센싱 장치는 적어도 하나의 버튼(170, button)을 포함할 수 있다.
버튼(170)은 프레임 결합부(134)의 일측에 배치될 수 있으며, 포스 센서(142)와 구별되는 별도의 다른 입력 장치로 이용될 수 있다.
본 실시예의 버튼(170)은 기계적으로 동작하는 푸시 버튼(Push button)이 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 터치 방식의 버튼이나 휠(wheel)을 이용한 입력 장치를 이용하는 등 외부에서 입력되는 다양한 신호를 감지할 수만 있다면 다양한 장치가 이용될 수 있다.
버튼(170)은 제2 측벽(15)을 관통하여 전자 기기의 케이스 외부로 노출될 수 있다. 이에 사용자는 직접 버튼(170)과 접촉하여 버튼(170)을 조작할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 수용 부재(10) 내부에 배치되도록 구성될 수도 있다.
버튼(170)은 연결부(145) 중 프레임 결합부(134)와 결합되는 부분에 배치되어 실장될 수 있다. 또한 본 실시예에서 버튼(170)의 두께는 포스 센서(142)보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 센서부(140)는 버튼(170)이 실장된 부분의 두께가 포스 센서(142)가 실장된 부분의 두께보다 더 크게 형성될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 포스 센싱 장치(100)는 버튼(170)이 실장된 부분의 전체 두께(T1, 이하 제1 두께)가 포스 센서(142)가 배치된 부분의 전체 두께(T2, 이하 제2 두께)와 동일하거나 더 크게 형성될 수 있다.
제1 두께(T1)와 제2 두께(T2)가 동일한 경우, 버튼(170)은 수용 부재(10) 내부에 배치될 수 있으며, 사용자는 제2 측벽(15)을 가압하여 상기 버튼(170)을 동작시킬 수 있다. 또한 제1 두께(T1)가 제2 두께(T1)보다 큰 경우, 버튼(170)은 수용 부재(10)의 제1 측벽(14)을 관통하여 전자 기기의 외부로 노출될 수 있다. 이 경우 사용자는 직접 버튼(170)을 조작할 수 있다
한편, 포스 센싱 장치(200)가 버튼(170)을 구비하는 경우, 버튼(170)과 포스 센서(142)의 두께 차이로 인하여 포스 센서(142)와 수용 부재(10) 사이에 빈 공간이 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 포스 센싱 장치(200)는 상기한 빈 공간에 가압 부재(150)가 배치되므로, 포스 센서(142)가 배치된 부분도 유격(裕隔) 없이 수용 부재(10) 내에 견고하게 삽입 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기를 도시한 평면도로, 도 6에 대응하는 평면을 도시하고 있다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 포스 센싱 장치(300)는 하나의 센서 지지부(135)에 2개의 포스 센서(142)가 배치되며, 2개의 포스 센서(142)들 사이의 경계를 따라 추가적으로 지지 돌기(137)가 배치된다. 따라서 하나의 지지판(136)에 6개의 지지 돌기(137)가 구비될 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 포스 센싱 장치는 수용 부재(10)의 제2 측벽(15)이 지지 돌기들(137)에 의해 지지된다. 따라서 어느 하나의 포스 센서(142)를 동작시키기 위해 사용자가 가압면(12)을 가압하더라도 해당 포스 센서(142)와 대면하는 제2 측벽(15)만 변형될 뿐, 다른 포스 센서(142)와 대면하는 제2 측벽(15)은 포스 센서(142)와의 이격 거리가 유지된다.
이에 포스 센서(142)의 센싱 감도를 유지하면서 포스 센서(142)의 집적도를 높일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 하나의 센서 지지부(135)에 2개의 포스 센서(142)가 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 포스 센서(142)를 배치하거나, 하나의 지지판(136) 상에 2차원 배열 형태로 다수의 포스 센서(142)를 배치하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
예컨대, 전술한 실시예들에서는 가압 부재가 프레임과 일체로 형성되는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 센서 지지부와 일체로 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한 전술한 실시예들에서는 지지 돌기가 센서 지지부에서 돌출되는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 수용 부재에서 돌출되도록 구성하거나 독립된 별도의 부재로 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.
더하여 각 실시예들은 서로 조합될 수 있다. 예컨대, 전술한 실시예들에 개시된 센서 지지부들은 하나의 포스 센싱 장치에 서로 복합적으로 적용될 수 있다.
10: 전자 기기의 수용 부재
100, 200, 300: 포스 센싱 장치
110: 프레임
130: 지지 부재
134: 프레임 결합부
135: 센서 지지부
137: 지지 돌기
140: 센서부
142: 포스 센서
145: 연결부
150: 지지부
170: 버튼

Claims (16)

  1. 판 형태의 센서 지지부;
    상기 센서 지지부의 일면 측에 배치되는 적어도 하나의 포스 센서;
    상기 센서 지지부의 타면 측에 배치되며 상기 센서 지지부와 일정 거리 이격 배치되는 프레임; 및
    상기 센서 지지부와 상기 프레임 사이에 배치되어 상기 센서 지지부를 가압하는 가압 부재;
    를 포함하는 포스 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포스 센서는, 상기 포스 센서의 센싱면과 나란하게 배치되는 가압면과의거리 변화를 기반으로 입력 신호를 인지하고,
    상기 센서 지지부와 상기 가압면 사이에 배치되어 상기 포스 센서의 센싱면과 상기 가압면을 이격시키는 다수의 지지 돌기를 더 포함하는 포스 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 센서 지지부,
    상기 포스 센서가 안착되는 지지판을 포함하며,
    상기 다수의 지지 돌기는 상기 지지판에서 돌출 형성되는 포스 센싱 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 다수의 지지 돌기는,
    상기 포스 센서의 중심을 기준으로 선대칭 또는 점대칭 되도록 배치되는 포스 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가압 부재는,
    외팔보 형태로 상기 프레임에서 돌출 형성되는 포스 센싱 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가압 부재는,
    상기 센서 지지부와 접촉하면 면이 곡면으로 형성되는 포스 센싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 지지부에서 연장되어 상기 프레임의 일면에 결합되는 프레임 결합부를 더 포함하는 포스 센싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임 결합부의 일측에 배치되는 적어도 하나의 버튼을 더 포함하는 포스 센싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버튼이 배치된 부분의 두께는 상기 포스 센서가 배치된 부분보다 두껍게 형성되는 포스 센싱 장치
  10. 제2항에 있어서,
    상기 센서 지지부는 일면 측에 다수의 포스 센서가 배치되고,
    상기 다수의 지지 돌기 중 적어도 하나는 상기 다수의 포스 센서들 사이의 경계를 따라 배치되는 포스 센싱 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 가압 부재는,
    상기 센서 지지부 중 상기 포스 센서와 대면하지 않는 부분과 접촉하도록 배치되는 포스 센싱 장치.
  12. 제1 측벽 및 상기 제1 측벽과 대면하도록 배치되며 외력에 의해 변형되는 제2 측벽을 구비하는 수용 부재; 및
    상기 수용 부재 내에 삽입 배치되는 포스 센싱 장치;
    를 포함하며,
    상기 포스 센싱 장치는,
    상기 제1 측벽과 이격되고 적어도 일부가 상기 제2 측벽에 접촉하도록 배치되는 센서 지지부; 및
    상기 센서 지지부에 결합되는 적어도 하나의 포스 센서;
    를 포함하고,
    상기 포스 센서의 센싱면은 상기 제2 측벽과 대면하도록 배치되며 상기 제2 측벽과 일정거리 이격 배치되는 전자 기기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센서 지지부와 상기 제2 측벽 사이에 배치되어 상기 포스 센서의 센싱면과 상기 제2 측벽을 이격시키는 다수의 지지 돌기를 더 포함하는 전자 기기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 센서 지지부에서 연장되는 프레임 결합부; 및
    상기 프레임 결합부의 일측에 배치되는 적어도 하나의 버튼;
    을 더 포함하는 전자 기기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 버튼은,
    상기 제2 측벽을 관통하여 적어도 일부가 상기 제2 측벽의 외부로 노출되는 전자 기기.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 센서 지지부를 상기 제2 측벽 측으로 가압하는 가압 부재를 더 포함하는 전자 기기.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010243468A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Seiko Epson Corp 圧力検出モジュール
CN207902420U (zh) * 2018-01-02 2018-09-25 北京汽车股份有限公司 踏板力传感器安装支座
JP2019207120A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 ファナック株式会社 変位検出方式の力センサ
KR20200009204A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 주식회사 와이즈터치 압력터치센서

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7784366B2 (en) 2008-07-29 2010-08-31 Motorola, Inc. Single sided capacitive force sensor for electronic devices
CN102195015B (zh) * 2010-03-18 2014-04-16 深圳富泰宏精密工业有限公司 电池盖组件及具有电池盖组件的便携式电子装置
EP3165997B1 (en) * 2015-11-04 2020-05-27 Alpine Electronics, Inc. Automotive input apparatus comprising a touch sensitive input device
KR20170097925A (ko) * 2016-02-19 2017-08-29 (주)와이솔 이동통신 단말기의 사이드 버튼 구조
KR102268788B1 (ko) * 2018-02-14 2021-06-24 주식회사 하이딥 측면에 압력센서 및 터치센서를 구비한 휴대용 단말기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010243468A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Seiko Epson Corp 圧力検出モジュール
CN207902420U (zh) * 2018-01-02 2018-09-25 北京汽车股份有限公司 踏板力传感器安装支座
JP2019207120A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 ファナック株式会社 変位検出方式の力センサ
KR20200009204A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 주식회사 와이즈터치 압력터치센서

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