KR20140016098A

KR20140016098A - 입력부를 구비한 휴대 단말기와 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20140016098A
Application number: KR1020120083402A
Authority: KR
Inventors: 배유동; 이은화; 이정석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-02-07
Also published as: US20140028614A1

Abstract

본 발명은 입력부를 구비한 휴대 단말기에 관한 것으로서, 입력부를 구비한 휴대 단말기에 있어서, 상기 입력부는, 상기 휴대 단말기로 신호를 입력하는 제1센서부; 상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제2센서부; 및 상기 활성화 신호 감지 시, 상기 입력부를 구동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 그 구동방법은, 휴대 단말기의 입력부 구동방법에 있어서, 상기 입력부의 제2센서부에 근접 또는 터치에 따라 상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제1단계; 상기 활성화 신호 감지에 따라 상기 입력부에 제공되는 액추에이터가 상기 입력부를 구동시키는 제2단계; 및 구동된 상기 입력부의 눌림 또는 터치에 따라 상기 입력부에 제공되는 제1센서부가 신호 입력을 감지하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

입력부를 구비한 휴대 단말기와 이의 구동방법 {PORTABLE TERMINAL FOR HAVING INPUT DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 휴대 단말기와 동일 표면을 형성하며, 활성화 유무에 따라 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있도록 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

현재 전자기기에 정보를 입력하기 위한 버튼은, 용도에 따라 다양한 형태로 디자인되지만, 물리적인 촉감을 제공하는 버튼 기계부와 버튼의 의미를 시각적으로 표현하는 버튼 아이콘을 기본 구성으로 한다. 그리고, 상기 전자기기에 정보를 입력하기 위한 버튼으로는, 컴퓨터 키보드에 부착된 버튼, 다양한 휴대 기기(예를 들어, 폰 북, 단말기, 전자 수첩, 게임기 등)의 조작 버튼, 또는 주변에서 흔히 볼 수 있는 리모컨 및 다양한 전자 제품에 부착된 버튼 등이 있다.

한편, 현재 단말기에 구비된 버튼은, 다양한 형태 및 크기를 가지며 단말기에 구비되지만, 실질적으로는 시각(visual) 정보를 제공하는 장치와 촉각(haptic) 정보를 제공하는 장치로 구성된다. 여기서, 상기 촉각 정보를 제공하는 장치를 구비한 버튼의 일 예로는 스프링을 통해 구현한 버튼이 있으며, 상기 시각 정보를 제공하는 장치를 구비한 버튼의 일 예로는 버튼의 의미를 사용자가 인식하도록 버튼의 상부에 버튼 아이콘으로 표현한 버튼이 있다.

다시 말해, 현재 단말기의 버튼은, 전술한 바와 같이 시각 정보뿐만 아니라 촉각 정보를 함께 단말기 사용자에게 제공하는 형태가 제안되었으며, 일 예로, 돔 키(dome key) 형태를 사용하거나, 또는 정전식 소프트 키(soft key)로서 물리적인 키 동작없이 아이콘을 조작하면 입력되는 방법 등이 제안되었으며, 아울러 미국 공개 특허 US 2011/0107958에 개시된 다양한 키 버튼 느낌을 구현하기 위해 에어 펌프를 이용하여 촉각 피드백을 발생시키는 방법, 또는 미국 공개 특허 US 2008/0010593에 개시된 모터 동작에 의해 키 자체가 팝업(pop-up)되어 물리적 키 감각을 전달하는 방법 등이 제안되었다.

특히, 최근 단말기는 화면을 통한 터치 입력 방식, 더욱이 풀 화면의 터치(이하 '풀터치'라 함)를 통해 사용자가 단말기를 조작하게 되며, 이때 단말기로의 입력을 위한 단말기의 버튼 조작 시, 화면의 풀터치에 따른 입력의 에러가 발생하며, 또한 입력을 위한 버튼 조작의 불편함이 존재하는 문제점이 있다. 다시 말해, 화면의 풀터치에 의한 버튼 입력을 통해 단말기를 조작할 경우, 단말기는, 상기 화면의 풀터치를 통한 버튼 입력에 따라 시촉각 정보를 사용자에게 제공하며, 이때 상기 화면의 풀터치를 통한 버튼 입력 시, 상기 화면의 풀터치에 의한 버튼 입력의 에러가 발생할 수 있으며, 아울러 상기 화면의 풀터치에 의한 상기 버튼 입력이 불편하다.

따라서, 버튼 입력에 따라 시촉각 정보를 제공하는 단말기를 조작할 경우, 에러 없이 용이하게 단말기의 버튼 입력을 수행하며, 또한 상기 단말기의 버튼 입력에 따라 사용자에게 시촉각 정보를 제공하기 위한 방안이 필요하다.

따라서 본 발명은, 휴대 단말기의 심미감 및 고급화를 구현할 수 있으며, 외부 환경이나 잘못된 조작으로 인해 의도하지 않는 휴대 단말기의 구동을 방지할 수 있도록 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기 및 이의 구동방법을 제공하고자 한다.

또한, 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 입력부를 구비한 휴대 단말기 및 이의 구동방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기는; 입력부를 구비한 휴대 단말기에 있어서, 상기 입력부는, 상기 휴대 단말기로 신호를 입력하는 제1센서부; 상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제2센서부; 및 상기 활성화 신호 감지 시, 상기 입력부를 구동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1센서부는 상기 활성화된 상기 입력부의 접촉 또는 눌림에 의해 신호를 입력을 구현하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한다.

더 바람직하게는, 상기 제1센서부는 터치센서 또는 저항 변화형 센서를 포함하여 이루어진다.

더 바람직하게는, 상기 터치센서는, 정전 용량 방식 터치센서, 저항막 방식 터치센서로 구성된다.

더 바람직하게는, 상기 제2센서부는 상기 입력부의 표면 상에 제공되고, 근접 또는 터치에 의한 상기 활성화 신호를 감지하여 상기 입력부를 활성화한다.

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는 상기 입력부의 활성화 여부에 따라 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 외부로 돌출시킨다.

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는 상기 제1센서부의 신호 입력 및 상기 입력부들의 돌출 또는 삽입에 해당하는 조작감, 터치감을 출력한다.

더 바람직하게는, 상기 엑츄에이터는, 전압의 인가에 여부에 따라 팽창 및 수축하는 EAP 액추에이터(Electro-Active Polymer Actuator)를 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 EAP 액추에이터는, 전압의 인가에 의해 팽창하여 상기 입력부들을 상기 단말기의 표면 외부로 돌출시키고, 전압 인가의 해제에 의해 수축하여 상기 돌출된 버튼들을 상기 단말기의 내부로 삽입시킨다.

더 바람직하게는, 상기 엑츄에이터는, 전압 인가 여부에 따라 상기 입력부들을 수직 방향으로 이동시키는 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 피에조 액추에이터는, 전압의 인가에 의해 상기 입력부들을 상기 단말기의 상부로 이동시켜 상기 단말기의 표면 외부로 돌출시키고, 전압 인가의 해제에 의해 상기 돌출된 입력부들을 상기 단말기의 하부로 이동시켜 상기 단말기의 표면 내부로 삽입시킨다.

더 바람직하게는, 상기 입력부는, 상기 휴대 단말기 표면과 동일 표면을 형성하는 버튼부; 및 상기 버튼부 하부 및 상기 액추에이터 상부에 배치되어 상기 액추에이터에 의해 상승되는 버튼 구동부로 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 제2센서부는 상기 버튼부와 상기 버튼 구동부 사이에 제공된다.

더 바람직하게는, 상기 단말기 화면에 표시되는 정보나 아이콘을 터치로 이동하거나 모션으로 이동하는 경우, 제어부는 활성화된 상기 입력부를 통해 햅틱 피드백이 제공되게 상기 액추에이터를 제어하거나 활성화된 상기 입력부를 단말기 측면 표면에서 돌출되게 상기 액추에이터를 제어한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 구동방법은, 휴대 단말기의 입력부 구동방법에 있어서, 상기 입력부의 제2센서부에 근접 또는 터치에 따라 상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제1단계; 상기 활성화 신호 감지에 따라 상기 입력부에 제공되는 액추에이터가 상기 입력부를 구동시키는 제2단계; 및 구동된 상기 입력부의 눌림 또는 터치에 따라 상기 입력부에 제공되는 제1센서부가 신호 입력을 감지하는 제3단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1센서부에 감지되는 눌림 또는 접촉에 의해 상기 입력부에 제공되는 신호 입력을 제어하거나, 상기 제2센서부에 감지되는 근접 또는 접촉에 의해 상기 입력부의 활성화 신호를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는 상기 입력부의 하부에 제공되어 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 인입/인출시키는 EAP(electro-active polymer) 액추에이터(actuator)를 포함하고, 상기 제어부는 검출 값에 따라 상기 EAP 액추에이터를 팽창 및 수축시켜, 상기 입력부들을 상기 단말기로부터 돌출 및 삽입시킨다.

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는 상기 입력부의 하부에 제공되어 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 인입/인출시키는 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2입력의 감지 결과에 따라 상기 피에조 액추에이터를 통해 상기 입력부들을 수직 방향으로 이동시켜, 상기 입력부들을 상기 단말기로부터 돌출 및 삽입시킨다.

본 발명은, 화면의 터치패널 등을 통한 입력과는 다른 입력을 위한 입력부를 휴대 단말기의 측면, 구체적으로 휴대 단말기의 표면과 동일 표면을 형성하도록 제공되어, 외부 환경에 따라 잘못 발생되는 눌림 등에 의한 입력부의 오작동을 방지할 수 있는 효과가 발생한다. 또한, 입력부에 발생되는 근접이나 접촉에 따라 입력부의 활성화 여부가 정해지며, 활성화된 입력부에 발생되는 눌림이나 접촉에 따라 입력신호가 제공되어, 입력부의 접촉이나 눌림만으로 바로 입력 신호가 발생되지 않아, 입력부의 오 작동을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 입력부가 활성화되는 경우, 액추에이터에 의해 휴대 단말기의 표면을 기준으로 돌출되거나 햅틱 피드백이 제공됨으로써, 입력부의 활성화를 사용자에게 인식시킬 수 있음은 물론 사용자에게 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 된다.

또한, 입력부는 휴대 단말기의 측면 또는 후면으로 단말기의 내측에 배치함은 물론 버튼의 사용 전에는 단말기의 표면과 동일한 표면을 구현할 수 있도록 함으로써, 입력부들이 외부 충격이나 물리적인 힘에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 단말기 디자인을 수려하게 하거나 고급화를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기에서 입력부의 구조 및 액추에이터의 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부를 휴대 단말기에서 입력부가 활성화된 상태 및 액추에이터에 전압이 인가된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기에서 액추에이터의 다른 실시예 및 이의 활성화된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 블럭도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대 단말기의 입력부의 구동 방법을 개략적으로 나타내는 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 입력부를 구비한 휴대 단말기와 이의 구동방법에 대한 일실시예를 설명하기로 한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 1이나, 2 등과 같은 서수를 사용하고 있으나, 이는 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것이고, 그 순서는 임의로 정할 수 있으며, 후순위의 대상에 대해 선행하는 설명을 준용할 수 있다.

본 발명의 입력부는, 화면의 터치 패널 등을 통해 입력이 제공되는 단말기에서, 단말기의 터치패널의 입력을 제외한 단말기의 측면 또는 후면을 통한 입력을 구현하는 구성이다. 다시 말해 입력부(예를 들어 '버튼')는 단말기의 입력을 구현하는 터치패널 이외의 면들에 제공되는 구성이다. 즉, 상기 단말기의 측면 또는 후면에 구비된 입력부를 통해 버튼 입력을 에러 없이 용이하게 수행하며, 이러한 버튼 입력에 따라 다양한 형태의 시촉각 정보, 즉 버튼 아이콘 및 버튼 조작감과 버튼 터치감을 사용자에게 제공한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해 입력부는 단말기의 측면에 버튼이 구비되어, 버튼 입력을 에러 없이 용이하게 수행하는 경우를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 단말기의 다른 면들에 구비되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기 및 이의 구동방법에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 상기 단말기(10), 단말기(10)의 전면에 제공되는 터치패널(이하 '화면'이라고 함)을 통해 버튼 입력되어 제1입력이 실행되며, 이러한 버튼 입력을 위해 화면(11)에는 버튼 아이콘들이 표시된다. 즉, 상기 단말기(10)는 화면(11)을 통해 버튼 입력에 따른 시각 정보로 버튼 아이콘을 사용자에게 제공한다. 이러한 단말기(10)의 사이드 면을 따라 화면(11)을 통한 제1입력과는 다른 입력(이하 '제2입력'이라 함), 예를 들어 볼륨 키나, 전원 또는 기 설정된 멀티미디어 실행 등의 입력을 위한 입력부(100)들이 포함된다. 본 실시예에서 입력부(100)를 통해 제2입력을 실행하기 위해서는, 일차적으로 입력부(100)가 활성화 되어야 하며, 이차적으로 활성화 된 입력부(100)에 눌림 등과 같은 접촉압력의 입력 신호가 입력되어야 한다. 이에, 입력부(100)는 단말기(10) 표면을 기준으로 휴대 단말기(10)의 표면과 동일 평면을 형성하며 휴대 단말기의 내측으로 인입된 상태로 구비된다. 이렇게 입력부(100)의 표면이 단말기(10)의 표면과 동일한 평면에 제공되는 경우, 입력부(100)는 입력이 되지 않도록 활성화되지 않은 상태로 구비된다. 비 활성화 상태의 입력부(100)에 접촉이나 근접이 발생하는 경우에, 제2입력을 위한 입력부(100)의 구동이 ON되어, 입력부(100)가 신호 입력을 할 수 있도록 활성화될 뿐 제2입력은 발생되지 않는다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기에서 입력부의 구조 및 액추에이터의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조면, 휴대 단말기(10)의 측면에 제공되는 입력부(100)는 버튼부재(110, 이하 버튼부재는 버튼부(111)와 버튼 구동부(112)를 통칭함.)와, 제1센서부(120)와 제2센서부(140) 및 액추에이터(130, 230)를 포함한다. 입력부(100)의 표면, 구체적으로 버튼부(111)와 버튼 구동부(112) 사이로, 버튼부(111)로 근접하거나 버튼부(111)의 접촉을 감지할 수 있는 제2센서부(140)가 배치된다. 입력부(100)의 하측부, 구체적으로 버튼 구동부(112)의 하측부에는 버튼부(111)와 버튼 구동부(112)에 햅틱 피드백을 제공하거나, 버튼부(111)와 버튼 구동부(112)를 휴대 단말기(10)의 측면에서 돌출시키는 액추에이터(130, 230)가 제공된다.

버튼부재(110)는 버튼부(111)와 버튼 구동부(112)를 포함한다. 버튼부(111)는 휴대 단말기(10) 표면과 동일 표면을 형성하며, 사용자가 입력부(100)의 위치를 시각적이나 촉각적으로 확인할 수 있도록 하는 구성이다. 만약 입력부(100)가 단말기(10)의 표면에서 햅틱 피드백만 제공하도록 구성되면, 버튼부(111)는 단말기(10) 표면과 일체형으로 형성된다. 이때 버튼부(111)는 단말기(10)의 표면과 구분할 수 있으며, 버튼부(111)의 위치를 사용자가 인지할 수 있는 구성을 더 포함하는 바람직하다. 예를 들어, 버튼부(111) 상에는 엠보싱과 같이 돌기들이 형성되어, 사용자가 시각 및 촉각적으로 위치를 인지할 수 있도록 하는 구성으로 제공될 수도 있다. 또한, 버튼부(111)와 단말기(10)의 표면의 색을 달리하거나 재질 등을 달리 함으로써, 시각적으로 버튼부(111)의 위치를 확인할 수 있도록 구비되는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예에서와 같이, 입력부(100)가 단말기(10)의 표면을 기준으로 인입/인출되는 구성이라면, 버튼부(111)는 단말기(10)의 개구(10a)에 인입되어 개구(10a)의 표면을 형성하며, 후술하는 버튼 구동부(112)가 액추에이터(130, 230)에 의해 수직방향으로 이동됨으로써 단말기(10)의 표면에서 돌출되는 구성을 갖는다. 버튼 구동부(112)는 버튼부(111) 하부 및 후술하는 액추에이터(130, 230) 상부에 배치되는 구성으로, 액추에이터(130, 230)에 의해 구동되는 구성이다. 또한, 버튼 구동부(112)의 하단면은 제1센서부(120)와 반응하여 활성화 된 입력부(100)의 입력신호가 인가되는 것을 감지하게 되는 것이다.

본 실시예에서 액추에이터(130, 230)는 입력부(100)의 활성화 신호 감지 또는 입력 신호 감지에 따라 버튼 구동부(112)를 상승시키거나, 햅틱 피드백을 제공하는 구성이다. 액추에이터(130, 230)의 구동에 따라 버튼 구동부(112) 및 버튼부(111)는 휴대 단말기(10)의 표면에서 상승하거나, 액추에이터(130, 230)에서 발생되는 햅틱 피드백이 버튼 구동부(112)를 통해 버튼부(111)로 전달되는 것이다.

버튼 구동부(112)의 상측면에 제공되는 버튼부(111)가 버튼 구동부(112)에 의해 밀려 휴대 단말기(10) 표면에서 돌출된다. 본 실시예에서 버튼부(111) 및 버튼 구동부(112)는 액추에이터(130)에 의해 상승 이동되는 구성으로, 휴대 단말기(10)의 표면을 기준으로 돌출되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 버튼부(111)와 버튼 구동부(112)는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 버튼부(111)는 휴대 단말기(10) 표면과 동일 표면을 형성하며, 버튼 구동부(112)는 액추에이터(130)에서 발생되는 진동을 전달하는 구성으로 제공되면, 활성화 된 입력부(100)는 여전히 휴대 단말기(10)와 동일 표면에 제공되되 활성화 된 입력부(100)에 발생되는 접촉압력에 의해 액추에이터(130)에서 발생되는 햅틱 피드백이 사용자에게 제공됨은 물론 입력을 구현할 수 있게 되는 것이다.

제1센서부(120) 및 제2센서부(140)는 입력부(100)의 활성화 및 입력신호를 감지하는 구성이다. 즉, 제1센서부(120)는 버튼 구동부(112)의 하부에 제공되어 활성화 된 입력부(100), 구체적으로 활성화 된 상태의 버튼부(111)에 제공되는 접촉 압력에 의해 버튼 구동부(112)의 하면과 접촉 또는 접촉압력의 발생에 따라 반응하여, 입력신호의 인가를 감지한다. 제2센서부(140)는 입력부(100)로 근접하거나 접촉됨을 감지하여 입력부(100)의 활성화 신호를 감지하는 구성으로, 휴대 단말기의 버튼부(111) 하부로. 버튼부(111)와 버튼 구동부(112) 사이에 제공된다. 특히 제2센서부(140)는 버튼부(111)로 근접하거나 접촉을 감지하여 활성화 신호의 인가 여부를 감지하는 구성이다. 여기서, '활성화' 라고 얘기하는 것은 제2입력을 위해 입력부(100)의 구동이 ON되는 상태를 일컫는다. 즉, 휴대 단말기(10)에 입력부(100)를 통한 제2입력을 위해 사용자의 손가락과 같은 물체가 입력부(100)에 근접하거나, 입력부(100)에 접촉하게 되면, 후술하는 입력부(100)의 표면에 근접하게 배치되는 제2센서부(140)가 이를 인지하고, 제2센서부(140)의 감지결과에 따라 액추에이터(130, 230)가 구동됨으로써, 비로소 입력부(100)가 제2입력을 위한 준비가 완료되는 것이다.

입력부(100)에 근접이나 접촉이 발생되면, 이는 제2센서부(140)에 의해 감지된다. 즉, 제2센서부(140)에 의해 입력부(100)에 활성화 신호가 유입되었음이 감지되고, 제2센서부(140)에 의한 감지 값은 제어부(150)에 유입되어 입력부(100)가 활성화 상태가 되도록 제어하게 된다. 다만, 이 상태, 즉 활성화 된 입력부(100)에 더 이상의 신호가 감지되지 않으면, 입력신호는 구현되지 않는다. 그러나, 활성화 된 입력부(100)에 접촉압력, 예를 들어 눌림이나 접촉이 발생되면, 제2센서부(140)는 활성화 된 입력부(100)에 입력신호가 발생됨을 감지하게 되고, 감지된 값은 제어부(150)에 의해 입력부(100)의 입력 신호에 따른 입력을 실행하도록 제어하게 된다. 제2센서부(140)는 터치 센서나 근접 센서로 구비되어, 입력부(100)의 활성화를 위한 근접이나 접촉을 감지한다. 이러한 제2센서부(140)에의해 활성화 신호가 감지되면, 이에 대한 감지 값이 제어부(150, 도 8 참조)로 인가되고, 제어부는 입력부(100)가 제2입력을 위해 구동이 ON되도록, 즉 활성화 상태가 되도록 제어한다. .본 실시예에서, 제어부(150)는 액추에이터(130, 230)에 의해 버튼부(111) 및 버튼 구동부(112)가 돌출되도록 액추에어터(130, 230)의 구동을 제어한다.또한, 액추에이터(130, 230)는 입력부(100)를 돌출시켜 활성화 된 상태를 표시할 수 있음은 물론 입력부(100)에 다양한 패턴의 진동이나 소리 등의 햅틱 피드백이 제공되도록 구동되는 것도 가능하다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기에서 입력부가 활성화된 상태 및 액추에이터에 전압이 인가된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 액추에이터(130, 230)는, 입력부(100)가 제2입력을 입력할 수 있는 상태가 되었음을 사용자에게 알려줌은 물론 활성화된 입력부(100)에 접촉 압력이 가해지는 경우 이에 대한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하는 구성이다. 따라서, 액추에이터(130, 230)는, 제2센서부(140)에 활성화 신호가 감지되는 경우, 시촉각적으로, 예를 들면 진동이나 소리와 같은 햅틱 피드백을 제공하거나, 물리적 변형을 발생시킨다. 즉, 액추에이터(130, 230)는 제2입력 및 입력부(100)들의 돌출과 삽입에 해당되는 조작감이나 터치감을 진동을 통해 촉각 정보로 출력한다. 액추에이터(130, 230)는 단말기(10) 표면을 중심으로 내측에 인입된 상태의 입력부(100)를 단말기(10) 표면의 외측으로 돌출되도록 인출시킨다. 인출된 입력부(100)는 활성화 된 상태로서, 입력부(100)가 단말기(10)의 표면에서 돌출된 상태에서 사용자가 입력부(100)를 눌러 접촉 압력을 발생시키면, 단말기(10)로 제2입력이 입력된다. 본 실시예에서 액추에이터(130, 230)는 EAP 액추에이터(130)(Electro-Active Polymer Actuator)나 피에조 액추에이터(230)(Piezo Actuator)를 예를 들어 설명하나(도 2 내지 도 7참조), 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 제2입력을 위해 입력부(100)를 활성시키거나, 활성화된 입력부(100)의 조작감이나 터치감을 제공할 수 있는 구성이라면 액추에이터(130, 230)는 얼마든지 변경 가능함은 물론이다.

우선, 액추에이터(130, 230)가 EAP 액추에이터(130)로 구비된 상태를 살펴본다(도 2 내지 도 5 참조). EAP 액추에이터(130)는 입력부(100)의 하부, 구체적으로 버튼 구동부(112)의 하부 둘레부에 도넛 형상으로 제공된다. EAP 액추에이터(130)의 일측은 EAP 액추에이터(130)에 전압을 인가하는 기판(131)이 연결되고, 기판(131)이 메인 회로 기판(12)에 연결된다. EAP 액추에이터(130)에 전압이 인가되면, EAP 액추에이터(130)는 수축/팽창하는 현상이 발생함은 물론 입력부(100)가 제2입력이 가능한 상태가 되도록 활성화시킨다. 이에, EAP 액추에이터(130)의 수축/팽창 현상이 반복되면 입력부(100)에 진동과 같은 햅틱 피드백이 제공되고, 이에 반해 팽창된 상태를 유지하면, 입력부(100)를 밀어 올려 입력부(100)가 돌출된 상태를 유지할 수 있도록 한다. 만약 입력부(100)에 입력 상태가 제거되면, EAP 액추에이터(130)에 인가되었던 전압이 해제된다. 이에 EAP 액추에이터(130)는 수축되어 원 상태로 돌아간다. 즉, EAP 액추에이터(130)에 의해 수축/팽창이 반복되어 햅티 피드백이 제공되는 경우라면, 햅틱 피드백이 정지되고, 팽창되어 입력부(100)가 돌출되는 경우라면 EAP 액추에이터(130)는 수축하면서 입력부(100)를 단말기(10)의 내측면으로 인입시켜 단말기(10) 표면과 동일면을 형성한다. 이에 입력부(100)는 비활성화된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기에서 액추에이터의 다른 실시예 및 이의 활성화된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 액추에이터(230)가 피에조 액추에이터(230)로 구비된 상태를 살펴본다. 피에조 액추에이터(230)는 입력부(100)의 하면에 배치되어 전압이 인가되지 않으면, 입력부(100)는 단말기(10)의 측면 주위 표면과 동일 평면을 유지하도록 배치된다. 이에, 제2센서부(140)가 입력부(100)로 근접되거나 접촉되는 것을 감지하면, 감지 값이 제어부(150)에 인지된다. 감지 값이 제어부(150)에 인가됨으로써, 제어부(150)가 피에조 액추에이터(230)가 구동되도록 제어한다. 피에조 액추에이터(230)가 구동됨으로써, 버튼 입력을 위한 입력부(100)를 활성화시킴은 물론 입력부(100)를 단말기(10) 표면의 외측으로 돌출되도록 밀어 올린다. 또한 입력부(100)에 근접되거나 접촉 등이 제거되면, 피에조 액추에이터(230)는 원 상태로 복귀되고, 밀어올리던 입력부(100)를 원위치로 이동시킨다. 이에 입력부(100)는 단말기(10) 표면과 동일 평면 상으로 이동되고, 입력부(100)는 비활성화된 상태로 돌아간다.

입력부(100)의 하면으로 인쇄회로기판(131) 상에는 입력부(100)와 접촉되거나 입력부(100)의 접촉압력에 의해 제2입력을 감지하는 제1센서부(140)가 더 포함된다(도 2, 4 및 도 6, 7 참조). 즉, 활성화된 입력부(100)에 접촉 압력이 인가되면, 입력부(100)의 하면, 구체적으로 버튼 구동부(112)의 하면이 제1센서부(120)와 접촉되거나, 제1센서부(140)가 버튼부(111) 및 버튼 구동부(112)에 인가되는 접촉 압력의 변화를 감지하여, 제2입력에 대한 신호가 전달된다. 이러한 제1센서부(140)는 저항 센서 등을 포함하여 이루어진다.

따라서, 휴대 단말기(10)의 평상시, 버튼 구동부(112)는 단말기(10)의 측면의 표면 내측에 인입되고, 버튼부(111)는 단말기(10)의 내측면과 동일면을 형성한다. 이 상태에서, 버튼부(111)에 터치나 또는 근접되면 제2센서부(140)는 입력부(100)로 활성화 신호가 제공되는 것을 감지하게 된다. 활성화 신호가 제2센서부(140)에 감지되면, 감지 값은 제어부(150)에 인가된다. 제어부(150)는 액추에이터(130, 230)가 구동되도록 제어하여 햅틱 피드백이나 돌출 등의 물리적 변형을 발생시킴은 물론 입력부(100)를 활성화시킨다. 이에, 사용자는 입력부(100)가 제2입력을 할 수 있는 상태로 활성화되었음을 인지할 수 있다. 활성화된 입력부(100)에 사용자의 손 등이 접촉되거나 눌림 등의 접촉 압력을 가하면 입력부(100) 하면에 배치되는 제1센서부(140)는 이에 대한 입력 신호가 유입되는 것을 감지하게 된다. 제1센서부(120)에 입력 신호가 감지됨으로써, 제어부(150)는 입력 신호에 따른 구동을 하도록 단말기(10)를 제어하게 된다. 즉, 활성화 된 입력부(100)의 접촉압력을 통해 제2입력이 인가됨으로써, 휴대 단말기(10)는 다양한 기능이 실행될 수 있도록 한다.

예를 들어, 카메라 촬영 모드가 활성화된 상태에서 사용자가 입력부(100)로 손가락 등을 근접하거나 접촉시키면, 입력부(100)가 단말기(10) 표면에서 돌출되거나, 측면의 표면과 동일표면을 이루면서 입력부(100) 상에서 진동을 발생시킴으로써 사용자에게 활성화됨을 인식시키게 된다. 이후, 사용자가 입력부(100)에 접촉 압력을 가하게 되면, 입력부(100)의 하부에 제공되는 제1센서부(140)와 반응하여 촬영을 수행하게 되는 것이다.

따라서, 입력부(100)의 접촉이나 근접이 발생하는 경우, 바로 제2입력에 따른 기능을 수행하는 것이 아니라 활성화된 상태를 유지하게 됨으로써, 오접촉이나 오근접에 의한 제2입력을 실행하는 오류 발생을 방지할 수 있게 된다. 또한, 활성화된 입력부(100)에 햅틱 피드백이나 물리적 변형을 발생시킬 수 있어, 사용자에게 제2입력되는 것을 시촉각적으로 제공할 수 있게 된다.

이와 같은 입력부를 구비한 휴대 단말기의 구동방법을 도 8 및 도 9를 참조하여 살펴본다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 블럭도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력부를 구비한 휴대 단말기의 구동 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 단말기(10) 화면(11)의 터치에 의해 버튼 입력되는 버튼 아이콘 및 단말기(10)의 측면에 구현된 입력부(100)의 버튼 정보를 설정한다(S10).

휴대 단말기(10)의 측면에 제공되는 입력부(100)를 통해 입력을 실행시키기 위해 사용자는 손가락 등을 버튼부(111)에 접촉시키거나 버튼부(111)에 근접시킨다. 이에, 버튼부(111)의 하부에 제공되는 제2센서부(140)는 버튼부(111)로 근접되거나 접촉되는 활성화 신호를 감지하게 된다(S100). 활성화 신호가 제2센서부(140)에 감지되면, 감지된 값은 제어부(150)에 인가되고, 제어부(150)는 이에 따라 액추에이터(130, 230)가 구동되도록 액추에이터(130, 230)를 제어한다.

이에, 버튼 구동부(112)의 하부에 제공되는 액추에이터(130, 230)에 전압이 인가되고, 이에 액추에이터(130, 230)는 버튼 구동부(112)에 휴대 단말기 측면의 외측 방향으로 힘을 가하여, 버튼부(111)를 휴대 단말기(10)의 측면에서 돌출시킨다. 이에, 입력부(100)는 입력될 수 있는 활성화 상태가 되는 것이다. 이때, 버튼부(111) 및 버튼 구동부(112)가 휴대 단말기(10)의 측면에서 돌출되지 않는, 즉 활성화 된 상태에서도 휴대 단말기(10) 측면과 동일 평면을 형성하는 경우, 액추에이터(130, 230)는 사용자에게 진동 등의 햅틱피드백을 제공하게 되고, 사용자에게 입력부(100)가 활성화 된 상태임을 인식할 수 있게 할 수 있다.

사용자는 활성화된 입력부(100), 구체적으로 휴대 단말기의 측면에서 돌출된 버튼부(111)를 누르거나 접촉하는 등의 접촉 압력을 가하며, 제1센서부(140)는 입력부(100)에 가해지는 접촉 압력을 감지하게 되고, 이에 따른 제2입력이 실행된다(S300). 즉, 제1센서부(120)에 감지된 입력신호 값은 제어부(150)에 인가되고, 제어부(150)는 액추에이터(130, 230) 및 입력신호에 따른 휴대 단말기(10)의 실행을 제어하게 된다. 이에, 액추에이터는 진동 또는 소리를 제공하여, 사용자에게 햅틱 피드백을 제공함은 물론 휴대 단말기(10)에 버튼 입력에 따른 제2입력이 실행된다. 구체적으로, 액추에이터(130, 230)에 의해 돌출된 상태의 입력부(100)라면 사용자의 접촉 압력에 의해 눌려지면서, 입력부(100)의 하면이 제1센서부(140)와 접촉이 발생한다. 이로 인해 제1센서부(140)에 감지된 값에 의해 입력부(100)에 의한 제2입력에 따른 단말기(10)의 기 설정된 멀티미디어 기능 등이 실행되는 것이다. 또한, 입력부(100)가 단말기(10) 내측에 인입된 상태로, 액추에이터(130, 230)에 의해 햅틱 피드백이 제공되는 경우라면, 입력부(100)에 접촉 압력을 가함으로써 제1센서부(140)가 이를 감지하고, 제1센서부(140)에 감지된 값에 의해 제2입력에 의한 기능을 실행하게 되는 것이다. 이때 액추에이터(130, 230)가 구동되어 소리나 진동 등의 다양한 햅틱 피드백을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 소정시간 등 입력부(100)에 근접이나 접촉과 같은 버튼 입력이 수행되지 않으면, 활성화된 입력부(100)가 비활성화된다. 즉, 액추에이터(130, 230)에 인가되던 전압이 해제되고 이에, 액추에이터(130, 230)에 의해 표면에서 돌출되는 입력부(100)는 원위치된다. 구체적으로 입력부가 단말기(10) 표면에서 돌출되는 경우라면, 단말기(10) 측면과 동일 높이를 형성하도록 입력부(100)가 단말기(10) 내측에 인입된다. 또한, 단말기(10) 표면과 동일 표면을 형성하며 햅틱 피드백을 제공하는 경우, 액추에이터(130, 230)에 인가되던 전압이 해제되어 입력부(100)가 비활성화되는 것이다.

따라서, 본 실시예의 입력부는 단말기의 표면에 동일 평면을 형성하고 있어, 디자인의 고급화는 물론 오작동을 방지할 수 있다. 또한, 활성화된 입력부에 다양한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 된다.

100: 입력부 111: 버튼부
112: 버튼 구동부 120: 제1센서부
130, 230: 액추에이터 140: 제2센서부
150: 제어부

Claims

입력부를 구비한 휴대 단말기에 있어서, 상기 입력부는,
상기 휴대 단말기로 신호를 입력하는 제1센서부;
상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제2센서부; 및
상기 활성화 신호 감지 시, 상기 입력부를 구동시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제1센서부는 상기 활성화된 상기 입력부의 접촉 또는 눌림에 의해 신호를 입력을 구현하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제1센서부는 터치센서 또는 저항 변화형 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제3항에 있어서, 상기 터치센서는,
정전 용량 방식 터치센서, 저항막 방식 터치센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제2센서부는 상기 입력부의 표면 상에 제공되고, 근접 또는 터치에 의한 상기 활성화 신호를 감지하여 상기 입력부를 활성화하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제5항에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 입력부의 활성화 여부에 따라 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 외부로 돌출시키는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제6항에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 제1센서부의 신호 입력 및 상기 입력부들의 돌출 또는 삽입에 해당하는 조작감, 터치감을 출력하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제7항에 있어서, 상기 엑츄에이터는,
전압의 인가에 여부에 따라 팽창 및 수축하는 EAP 액추에이터(Electro-Active Polymer Actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제8항에 있어서, 상기 EAP 액추에이터는,
전압의 인가에 의해 팽창하여 상기 입력부들을 상기 단말기의 표면 외부로 돌출시키고, 전압 인가의 해제에 의해 수축하여 상기 돌출된 버튼들을 상기 단말기의 내부로 삽입시키는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제7항에 있어서, 상기 엑츄에이터는,
전압 인가 여부에 따라 상기 입력부들을 수직 방향으로 이동시키는 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제9항에 있어서, 상기 피에조 액추에이터는,
전압의 인가에 의해 상기 입력부들을 상기 단말기의 상부로 이동시켜 상기 단말기의 표면 외부로 돌출시키고, 전압 인가의 해제에 의해 상기 돌출된 입력부들을 상기 단말기의 하부로 이동시켜 상기 단말기의 표면 내부로 삽입시키는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제6항에 있어서, 상기 입력부는,
상기 휴대 단말기 표면과 동일 표면을 형성하는 버튼부; 및
상기 버튼부 하부 및 상기 액추에이터 상부에 배치되어 상기 액추에이터에 의해 상승되는 버튼 구동부로 형성되는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제12항에 있어서,
상기 제2센서부는 상기 버튼부와 상기 버튼 구동부 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
제3항에 있어서,
상기 단말기 화면에 표시되는 정보나 아이콘을 터치로 이동하거나 모션으로 이동하는 경우, 제어부는 활성화된 상기 입력부를 통해 햅틱 피드백이 제공되게 상기 액추에이터를 제어하거나 활성화된 상기 입력부를 단말기 측면 표면에서 돌출되게 상기 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 입력부를 구비한 휴대 단말기.
휴대 단말기의 입력부 구동방법에 있어서,
상기 입력부의 제2센서부에 근접 또는 터치에 따라 상기 입력부의 활성화 신호를 감지하는 제1단계;
상기 활성화 신호 감지에 따라 상기 입력부에 제공되는 액추에이터가 상기 입력부를 구동시키는 제2단계; 및
구동된 상기 입력부의 눌림 또는 터치에 따라 상기 입력부에 제공되는 제1센서부가 신호 입력을 감지하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 입력부 구동방법.
제15항에 있어서,
상기 제1센서부에 감지되는 눌림 또는 접촉에 의해 상기 입력부에 제공되는 신호 입력을 제어하거나, 상기 제2센서부에 감지되는 근접 또는 접촉에 의해 상기 입력부의 활성화 신호를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 입력부 구동방법.
제16에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 입력부의 하부에 제공되어 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 인입/인출시키는 EAP(electro-active polymer) 액추에이터(actuator)를 포함하고,
상기 제어부는 검출 값에 따라 상기 EAP 액추에이터를 팽창 및 수축시켜, 상기 입력부들을 상기 단말기로부터 돌출 및 삽입시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 입력부 구동방법.
제16항에 있어서,
상기 액추에이터는 상기 입력부의 하부에 제공되어 상기 입력부를 상기 휴대 단말기의 표면을 기준으로 인입/인출시키는 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2입력의 감지 결과에 따라 상기 피에조 액추에이터를 통해 상기 입력부들을 수직 방향으로 이동시켜, 상기 입력부들을 상기 단말기로부터 돌출 및 삽입시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 입력부 구동방법.