KR101396751B1

KR101396751B1 - 정전식 터치펜

Info

Publication number: KR101396751B1
Application number: KR1020120144984A
Authority: KR
Inventors: 남철환
Original assignee: 남철환
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2032-12-13

Abstract

본 발명은 스마트폰, 태플릿 PC 및 터치스크린 등의 시스템을 사용자의 의도대로 운용하기 위한 터치펜에 관한 것으로, 하나의 터치펜에서 일측에는 종이에 기록하는 볼펜심이 구비된 필기부을 설치하고, 타측에는 휴대용 정보통신기기의 정전식 패널표면에 접촉시키는 터치 드래그부를 설치하며 상기 터치 드래그부에는 터치캡이 결합된 홀더를 드래그하는 위치 또는 글씨입력하는 위치로의 이동 및 유지하도록 록크수단을 구성하여서, 사용자의 필요에 따라 하나의 터치펜을 다기능적으로 사용할 수 있는 편리함이 있고, 터치펜에 드래그기능과 글씨입력기능이 간단하면서 안정된 구성을 제공하며, 제작과 조립을 손쉽게 할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Description

정전식 터치펜{a capacitive sensing touch pen}

본 발명은 스마트폰, 태플릿 PC 및 터치스크린 등의 시스템을 사용자의 의도대로 운용하기 위한 터치펜에 관한 것이다.

스마트폰, 태플릿 PC, 터치스크린 등의 패널에는 사용상의 편의를 목적으로 정전식 스위칭 구성을 패널 내면에 갖추어 패널표면으로 도전체를 접촉시킬 때 전기적 접속을 일으켜 시스템의 온·오프 및 시스템구동조작, 파일 화면의 선택, 파일의 불러오기, 파일의 보관 및 삭제 등과 같은 운용체계를 취급하도록 구성되어 있다.

상기의 스마트폰, 태블릿PC, 터치스크린 (이하 "휴대용정보통신기기" 라 통칭한다.)의 시스템을 정전식으로 운용함에 있어서는 패널의 표면에 도전성 물체가 접촉될 때 패널에 구성된 정전식 시스템이 회로적으로 스위칭되고 이로인하여 구동시스템이 동작되는 방식이어서 패널의 표면에 도전성 물체를 접촉시킬 도구가 요구되었다.

따라서, 도전성 도구는 패널 표면에 부드럽게 접촉할 수 있는 터치부와, 터치부를 통한 정전기를 내부로 유도되어 통전되는 어스부를 갖추어야 하므로, 필기구형상과 같은 몸체의 일측에 도전성 고무캡을 설치하여 터치부를 형성하고, 필기구 형상의 몸체 내에 도전성 소재의 탄성스프링과 봉 또는 도전성 코팅을 하여 상기 고무캡과 접속되게 하여 어스부를 형성하여서 된 터치펜이 제안되었다.

이러한 터치펜은 휴대용 정보통신기기의 정전식 시스템을 운용함에 있어 터치펜의 고무캡으로 패널화면을 터치하면 스위칭 작용에 의해 화면의 전환과 저장 및 삭제 등과 같은 조작을 손쉽고 빠르며 간편하게 할 수 있게 되었다.

이와 같은 고무캡 방식의 터치펜으로는 패널에 세밀한 형태의 글씨나 기호 및 선긋기를 입력할 수가 없는 문제점이 있었다.

이것은 패널 내에 구성하는 정전식 시스템의 간극이 넓게 배치되어 있어서 글쓰기나 문자 및 기호 그리고 선긋기와 같은 좁은 간격의 표현을 전혀 할 수 없는 것일 뿐만 아니라, 넓은 간극을 스위칭 시켜야 하는 터치펜의 고무캡 또한 패널의 표면 접촉시 눌리기 때문에 세밀한 글씨와 선긋기 및 기호 입력을 위한 세밀한 접촉이 이루어 지지 않기 때문이다.

그러나, 휴대용 정보통신기기의 운용기술이 발전되어 감에 따라 패널의 정전식 시스템 기술에서 패널에 구성하는 정전식 시스템의 간극을 종래보다 좁게 형성할 수 있어서 패널의 터치에 의하여 파일의 전환 및 저장, 삭제되는 것은 물론, 해당 파일에 글씨를 입력하는 기록성과, 세밀한 선을 표현하는 선긋기도 가능하게 되었으며, 이에 따라 터치펜의 구성에도 넓은 점으로 터치되는 구성과, 세밀한 점으로 터치되는 구성이 요구되었던 것이다.

본 발명은 패널의 터치를 통해 화면의 전환은 물론 글씨의 입력도 기능한 휴대용 통신 정보기기에 하나의 터치펜으로 화면의 전환과 세밀한 글씨의 입력이 가능한 터치펜을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 도전성 터치 캡이 장착된 홀더가 압접봉이 설치된 터치펜 몸체의 고정대에서 전후방향으로 이동되게 설치하며, 홀더와 고정대에는 이동 전 또는 이동 후 위치에 머무르는 록크수단을 구비하여서 패널에 표시되는 화면운용의 목적에 따라서 터치펜의 용도를 홀더의 이동으로 선정하여 용도에 맞는 터치캡을 제공하여 패널 상에 넓은 접촉과 좁은 접촉을 선택적으로 이루어 화면의 전환은 물론 세밀한 글씨 및 기호의 입력도 가능하게 한다.

본 발명은 사용자의 판단에 따라 터치펜의 홀더를 이동시켜서 휴대용정보통신기기의 정전식 패널에 표시되는 화면의 운용에 맞는 터치캡을 선택적으로 제공함이 가능한 이점이 있고, 이러한 이점은 하나의 터치펜으로 화면의 전환과 저장 및 삭제하는 용도와 선택된 파일에 글씨를 쓰거나, 선을 긋거나하는 등의 기록하는 용도로써 사용할 수 있어 터치펜을 사용하기에 편리함이 있을 뿐만 아니라, 터치캡과 함께 구비된 볼펜심으로는 종이에 기록을 할 수 있으므로 하나의 터치펜으로 일반적인 종이에 기록함과, 휴대용정보통신기의 패널조작 운용과 기록 등을 할 수 있는 등의 편리함을 제공한다.

도 1은 본 발명에 대한 터치 펜의 내부구조를 보인 반 단면도.
도 2는 본 발명 중 터치 드래그부의 확대 단면도로 드래그 상태도.
도 3은 도2의 터치 드래그부에 대한 글씨입력을 위한 상태도.
도 4는 본 발명 중 볼펜을 사용하기 위해 뚜껑을 분리한 상태도.
도 5는 본 발명 중 터치 드래그부에 대한 일 실시 예 중 드래그 상태도.
도 6은 도 5의 드래그부에 대한 글씨입력을 위한 상태도.

본 발명은 첨부하는 도 1 내지 도 6의 예시에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 대한 터치 펜의 내부구조를 보인 반 단면도인데, 터치펜(100)은 통상적인 필기구의 형상과 매우 유사한 형상을 이룬다.

상기의 터치펜(100)은 일반 필기구의 몸체와 같이 원통형 몸체(110)를 소정의 길이로 형성하여서 일측에 일반 기록을 위한 필기부(200)를 구비하고, 타측에는 정전식 패널을 터치 및 드래그하는 터치 드래그부(400)를 구비한다,

상기 필기부(200)는 몸체(110)의 내부로 삽입되는 볼펜심(210)과, 상기 볼펜심(210)의 선단에 끼워져서 몸체(110)에 고정되는 촉캡(220)과, 상기 촉캡(220)을 관통하여 돌출되는 볼펜촉(213)의 선단을 보호하며 촉캡(220)에서 착탈되는 뚜껑(300)으로 이루어진다.

상기 몸체(110)의 타측단에 구비하는 터치 드래그부(400)는 몸체(110)의 타측단 속으로 일부가 끼워져 볼펜심(210)을 받쳐주며, 후술하는 홀더(420)가 장착되는 헤드(411)를 구비한 고정대(410)와, 상기 고정대(410)의 헤드(411) 선단에 장착되는 압접봉(415), 그리고 상기 압접봉(415)를 통해 삽입되어 헤드(411)에 장착되는 탄성부재(500)와, 상기 고정대(410)의 헤드(411)에서 도전성 고무재로 된 터치캡(430)과 함께 이동하며 상기 헤드(411)에서 슬라이딩되며 소정의 위치에서 정지하는 홀더(420)로 이루어진다.

상기 터치 드래그부(400)의 구성을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면, 터치펜(100)의 몸체(110) 타단에 고정되어서 볼펜심(210)을 받쳐주는 고정대(410)는 홀더(420)가 장착되는 헤드(411)를 구비하며, 상기 헤드(411)의 선단 중앙에는 헤드(411)의 직경보다 작은 직경으로 된 지지부(412)를 소정의 길이로 돌출형성하고, 상기 지지부(412)의 중앙으로 핀홀(413)을 형성한다.

또한, 상기 헤드(411) 외둘레 면에는 록크수단으로 홀더(420)의 이동위치를 결정하는 홈을 형성하는데, 바람직하기로는 드래그 위치용 홈 (411A)과, 글씨입력위치용 홈(411B)을 선정하여 오목하게 반원형으로 파내어 형성한다.

상기 헤드(411)의 지지부(412)에 설치되는 압접봉(415)은 일단이 상기 지지부(412)에 삽입되고, 타단은 지지부(412)에서 돌출되게 하되, 터치캡(430)이 글씨입력위치용 홈(411B)에 이를 때 터치캡(430)의 내면에 접촉되어 터치캡(430)의 선단이 돔형상에서 팽이 형상으로 변형시키기에 충분한 길이로 형성한다. 그리고, 지지부(412)에는 탄성력을 홀더(420)에 제공하는 탄성부재(500)가 설치된다.

상기 홀더(420)는 도전성 합성수지재를 캡형상으로 형성하여 그 내경에 록크수단으로 상기 헤드(411)의 래그위치용 홈(411A)과 글씨입력위치용 홈(411B)에 각각 형합되는 돌출테(423)을 형성하고, 상기 홀더(420)의 타측단에는 압접봉(415)과 헤드(411)의 지지부(412)가 삽입되어 홀더(420)의 이동시 안내하는 축수부(425)를 돌출형성한다.

상기 축수부(425)에는 터치캡(430)이 설치되는 결합홈(427)을 파내어 형성하고, 터치캡(430)의 위치에는 상기 결합홈(427)에 끼워맞춤형태로 결합되는 결합테 (431)를 형성한다.

상기 결합테(431)가 내측으로 돌출하고 터치캡(430)의 선단은 돔형상으로 형성하되, 선단의 중앙부위를 그 주변 두께에서 볼록하게 돌출시켜 돌부(433)를 형성한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 터치펜(100)의 몸체(110)에서 홀더 (420)를 목적에 따라 선택적으로 이동시킬 수 있어서 터치펜(100)을 두가지 기능으로 사용함이 가능하다.

즉, 도 2에서 이동홀더(420)는 화면을 불러오기, 전환, 저장 및 삭제 등을 하기 위한 드래그위치용 홈(411A)에 놓인 것이고, 도3에서 홀더(420)는 세밀한 글씨와 문자,점,선 등을 표시할 수 있는 글씨입력위치용 홈(411B)에 놓인 것을 표시하고 있다.

상기 홀더(420)가 드래그 위치용 홈(411A)에 있을 때, 선단의 터치캡(430)과 헤드(411)의 지지부(412)에 설치된 압접봉(415)사이에는 공간이 형성된 상태이며, 이때 이동홀더(420)의 돌출테(423)가 드래그 위치용 홈(411A)에 결합된 상태로 있게 된다.

상기의 홀더(420)상태에서 사용자는 터치펜(100)의 몸체(110)를 잡고 휴대용 정보통신기기의 패널에 터치펜(100)의 터치캡(430)을 접촉시킨다. 상기의 터치캡 (430)은 패널에 닿으면서 터치펜(100)을 잡은 사용자의 힘에 의해 터치캡(430)은 가상선으로 표시한 상태와 같이 변형되므로 패널에 닿는 면적이 변형된 형태만큼 증가되는 상태를 이루고, 동시에 패널에서의 스위칭면적도 넓어지게 되어서 화면을불러오기, 저장, 삭제등과 같은 작업을 하기에 적당한 환경을 제공하게 된다.

휴대용 정보통신기기를 사용하는 과정에서 현재의 페이지에 세밀한 글씨를 입력하고자 하거나 선을 긋거나, 점을 찍어야 하는 경우, 사용자는 드래그 위치용 홈(411A)에 위치한 홀더(420)을 잡고 필기부(200)쪽으로 당긴다.

상기의 당기는 동작에 의해 록크수단인 돌출테(423)는 헤드(411)의 록크수단인 드래그 위치용 홈(411A)에서 벗어나게 되고, 동시에 탄성부재(500)는 이동되는 홀더(420)에 의해 압축되는 상태가 되며 축수부(425)는 압접봉(415)과 헤드(411)의 지지부(412)를 따라 이동하는 것이고, 이때 압접봉(415)의 선단이 홀더(420)의 터치캡(430) 내부에 닿으면서 홀더(420)의 이동은 계속된다.

상기 고정대(410)의 헤드(411)를 따라 이동하는 홀더(420)가 헤드(411)의 록크수단인 글씨입력 위치용 홈(411B)에 이르면 홀더(420)의 돌출테(423)는 글씨 입력용 홈(411B)으로 결합되는 상태가 되며, 이때 홀더(420)의 선단에 링으로 고정된 터치캡(430)은 압접봉(415)의 접촉에 의해 돔형상에서 팽이형상으로 변형된다. 즉 홀더(420)가 이동 중에 글씨 입력 위치용 홈(411B)에 도달하기 전 압접봉(415)이 터치캡(430)내면에 닿은 상태가 되고, 압접봉(415)이 닿은 상태에서 더 이동하여 글씨입력위치용 홈(411B)에 도달하므로 전도성 고무재인 터치캡(430)이 당겨져 외형은 변형되는 것이다.

이처럼 글씨입력위치용 홈(411B)에 홀더(420)가 이동하면 터치캡(430)은 압접봉(415)에 탄력적으로 닿아있는 상태를 유지하며 내부에 공간이 없는 상태로 되므로 패널에 터치캡(430)을 접촉시킬 때 터치캡(430)은 변형되지 않고 그 선단에 돌출될 돌부(433)가 패널의 표면에 닿게 된다.

이때 돌부(433)가 패널에 접촉되는 면적은 작은 점형태를 이루게 되므로 정전식 패널에서 좁은 간격으로의 스위칭 역할을 이루어 문자, 기호, 선등을 표현할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 터치펜(100)은 글씨, 문자 기호, 선등을 표현함에 있어 터치캡(430)에서 돌출된 돌부(433)가 압접봉(415)의해 팽창된 상태에서 패널의 표면과 접촉하므로 표현되는 글자와 문자, 기호 및 선 두게 등을 균일한 두께로 표현되는 것이다.

(실시예 1)

상기의 몸체(110)의 일측에 고정대(410)를 설치하고 고정대(410)의 헤드 (411)에서 홀더(420)가 드래그 위치와 글씨입력 위치를 이동하도록 하는 구성을 형성함에 있어서는 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 도 5와 도 6의 구성으로 실시할 수 있다.

즉, 터치펜(100)을 형성하는 몸체(110)에는 일측에 볼펜심(210)이 구비된 필기부(200)를 형성하고, 타측에는 휴대용정보통신기기의 정전식 패널조작용 터치 드래그부(400)를 형성한다.

상기 터치드래그부(400)는 상기 몸체(110)에 설치하는 고정대(410)와, 고정대(410)에서 소정의 범위를 이동하는 홀더(420)로 이루어지고, 상기 고정대(410)에는 홀더(420)의 이동조절을 위한 헤드(411)와, 터치캡(430)의 가변을 위한 지지부 (412)를 형성하여서, 헤드(411)에 록크수단으로서 위치조절부(411C)를 나사식으로 형성하고, 지지부(412)에는 압접봉(415)과 탄성부재(500)를 설치한다.

또한, 상기 고정대(410)에 결합되어 소정의 범위를 이동하는 홀더(420)는 캡 형상으로 일측은 고정대(410)의 헤드(411)에 씌워지며 위치조절부(411A)와 나사식 결합을 이루는 록크수단으로 위치조절부(423A)를 형성한다. 그리고 타측에는 압접봉(415)과 지지부(412)를 따라 이동하는 축수부(425)를 형성하고, 상기 축수부(425)에는 선단에 돌부(433)를형성한 터치캡(430)를 설치한다.

상기와 같은 실시예 1의 구성에서 홀더(420)와 헤드(411)는 각각의 위치조절부(411C)(423A)에 의하여 상호 맞물림 상태로 있게 되며, 이러한 맞물림 상태는 드래그 위치로서 도 5에 도시한 터치캡(430)을 패널에 접촉시키면 터치펜(100)에 가해지는 힘과 터치캡(430)의 내부의 공간에 의해 도 5의 가상선과 같이 변형되어 접촉면적이 넓어지게 된다. 이러한 접촉에 의해 파일의 불러오기 저장, 삭제 등의 작업이 이루어지는 것이다.

드래그 과정에서 현재의 파일에 기록을 남기거나, 입력을 해야하는 경우 홀더(420)를 돌리면 상호 맞물린 위치조절부(411C)(423A)가 나사식 이동을 하게 되고이에 따라 탄성부재(500)는 압축되고, 홀더(420)와 축수부(425)는 고정대(410)의 헤드(411)와 지지부(412)를 따라 이동하여 압접봉(415)이 터치캡(430)의 내면에 닿게 된다.

상기 압접봉(415)이 터치캡(430)의 내면에 닿는 상태에서 계속 홀더(420)를 회전시키면 홀더(420)는 글씨입력 위치에 도달되며, 압접봉(415)에 의해 도 6과 같이 터치캡(430)의 외형은 변형되어 돔형상에서 팽이형상으로 된다.

상기 글씨입력위치에서 터치캡(430)은 압접봉(415)이 터치캡(430)내면에 닿아 있어서 사용자가 터치펜(100)을 잡고 패널에 터치캡(430)을 접촉시키면 외형상이 바뀌지 않은 상태에서 패널과 접촉되는 부분이 매우 좁은 상태로 이루어진다. 따라서 정정식 패널에서의 스위칭 작용도 폭이 좁게 이루어져 글씨를 쓰거나, 기호 및 문자 , 그리고 선을 긋는 작업을 수월하게 할 수 있게 되며, 터치캡(430)의 선단에 돌출시킨 돌부(433)에 의해 더욱 효율적으로 글씨 입력 작업을 할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 하나의 터치펜(100)에서 일측에는 종이에 기록하는 볼펜심(210)이 구비된 필기부(200)을 설치하고, 타측에는 휴대용 통신기기의 정전식 패널을 조작하는 터치드래그부(400)를 설치하며 상기 터치 드래그부(400)에서는 터치캡(430)이 형성된 홀더(420)를 드래그하는 위치와, 글씨입력하는 위치로 이동되게 구성하므로 사용자의 필요에 따라 하나의 터치펜(100)으로 다기능적으로 사용할 수 있는 편리함이 있고, 드래그기능과 글씨입력기능이 간단하면서 안정된 구성을 제공하여 제작과 조립을 손쉽게 할 수 있는 이점이 있는 것이다.

100 : 터치펜 110 : 몸체 200 : 필기부
210 : 볼펜심 213 : 볼펜촉 220 : 촉캡
300 : 뚜껑 400 : 터치 드래그부 410 : 고정대
411 : 헤드 411A : 드래그위치용 홈 411B : 글씨입력위치용 홈
415 : 압접봉 420 : 홀더 430 : 터치캡
431 : 결합테 433 : 돌부 500 : 탄성부재

Claims

도전성 터치 캡이 장착된 홀더를 압접봉이 설치된 터치펜 몸체의 고정대에서 탄성부재의 탄력을 포함하여 소정범위로 이동되게 구성하며, 홀더와 고정대 사이에는 이동 전위치 또는 이동 후 위치에 머무르는 록크수단을 구비하여서 홀더의 이동으로 압접봉과 접촉되어 터치캡의 형상이 가변되고, 가변된 터치캡의 형상에 의해 패널과의 접촉면적이 상이하여 드래그와 글씨입력을 겸하도록 하는 정전식 터치펜.
상기 1항에 있어서, 상기 터치펜은 몸체와; 상기 몸체 일측에 종이에 기록하는 볼펜심(210)이 구비된 필기부(200)와: 상기 몸체의 타측에는 휴대용 정보통신기기의 정전식 패널표면에 접촉시키는 도전성 터치캡을 구비한 터치드래그부(400)와: 상기 터치 드래그부(400)는 몸체에 고정되어 홀더와 압접봉 및 탄성부재를 설치하는 헤드가 일체로 구비된 고정대, 상기 홀더의 선단에 고정한 도전성 터치캡, 상기 홀더와 고정대 사이에 설치하는 록크수단은 드래그하는 이동 전위치와, 글씨입력하는 이동 후 위치를 헤드에 오목하게 형성하는 홈과 홀더의 내경에서 돌출시킨 돌출테로 구비한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.
상기 1항에 있어서, 상기 홀더와 고정대 사이에 설치하는 록크수단은 드래그하는 이동 전위치와, 글씨입력하는 이동 후 위치를 나사산으로 된 위치조절부를 홀더의 내경과 고정대의 헤드에 형성하여 상호 맞물림을 이루도록 구비한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.
상기 2항에 있어서, 상기 도전성 터치캡의 선단 중앙에는 볼록하게 돌출시킨 돌부를 더 형성함을 특징으로 하는 정전식 터치펜.
상기 2항에 있어서, 상기 탄성부재는 헤드의 지지부와 홀더의 축수부 사이의 공간으로 탄성력을 보유한 상태로 설치한 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜.