KR100670009B1

KR100670009B1 - 문자 입력 장치

Info

Publication number: KR100670009B1
Application number: KR1020050078902A
Authority: KR
Inventors: 김일구
Original assignee: 주식회사 맥퀸트전자; 김일구
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-01-16

Abstract

본 발명은 하나 이상의 문자가 대응되며 사용자의 접촉에 따라 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 선택되는 문자를 입력하도록 구성되는 하나 이상의 키와, 상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되는 하나 이상의 상부 전극과, 상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되며 상기 다수의 키 각각에 인가되는 압력을 전달하는 돌출부와, 하나 이상의 스위치와 하나 이상의 접촉 감지 전극과 다수의 연결 도선과 신호 변환부를 포함하는 혼합 구조 스위치 매트릭스로서, 상기 스위치 각각은 상기 돌출부에 대응하여 배치되며 상기 압력에 의해서 대응되는 연결 도선들을 기계적으로 연결하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 접촉 감지 전극 각각은 상기 하나 이상의 상부 전극 각각에 대응되어 배치되어 상기 상부 전극과 접촉하는 경우 이에 대응하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 신호 변환부는 상기 하나 이상의 접촉 감지 전극에서 각각 발생하는 전기적 신호를 대응되는 다른 접촉 감지 전극에서 발생하는 전기적 신호와 논리적 연산을 수행하여 출력하며, 상기 스위치에 의해 생성된 전기적 신호와 상기 신호 변환부의 출력 신호를 접촉 감지 전극에 의해 생성된 전기적 신호를 상기 다수의 연결 도선을 통하여 출력하는 것인 혼합 구조 스위치 매트릭스와, 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스에서 출력되는 전기적 신호를 해석하여 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 사용자의 접촉에 대응되는 문자를 입력하는 문자 입력부를 포함하는 문자 입력 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 종래의 키패드 등의 문자 입력 장치에서 사용되는 스위치 매트릭스에서 메탈 돔 스위치 등의 스위치만을 사용하여 사용자의 입력을 수신함으로써 하나의 키에 대해서 대응되는 스위치의 개수에 대응하는 입력 신호만을 생성시키던 단점을 개선하여 하나의 키에 대해서 스위치뿐만 아니라 사용자의 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 접촉 감지 전극을 대응시켜 사용자의 접촉을 전기적으로 감지하고 이를 통하여 신호를 생성함으로써 하나의 키에 다수의 입력 신호를 대응시킬 수 있다.

이동통신 단말기, 리모콘, 키패드, 문자 입력, 접촉 감지 전극, 연결 도선, 신호 변환, 스위치 매트릭스

Description

문자 입력 장치{DEVICE FOR INPUTTING CHARACTER}

도 1은 종래 기술에 따른 문자 입력을 위한 키패드의 일 예를 나타내는 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 문자 입력을 위한 키패드의 다른 예를 나타내는 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 문자 입력을 위한 키패드의 또 다른 예를 나타내는 도면.

도 4a 내지 도 4b는 종래 기술에 따른 키패드의 구성을 나타내는 도면.

도 4c는 종래 기술에 따른 스위치 매트릭스의 구성을 나타내는 도면.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구성도.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 사용되는 혼합 구조 매트릭스의 구성도.

도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구현예를 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110: 키 120: 돌출부

130: 메탈 돔 스위치 140: 베이스 커버

150: 스위치 매트릭스 기판 160: 플렉서블 밴드 와이어 커넥터

170:　본체　내부　회로 180: 케이스

190: 도료막 195: 투명 케이스

210: 혼합 구조 스위치 매트릭스 220: 스위치

225: 연결 도선 235: 접촉 감지 전극

237: 전극 245: 상부 전극

본 발명은 문자 입력 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 종래의 키패드 등의 문자 입력 장치에서 사용되는 스위치 매트릭스에서 메탈 돔 스위치 등의 스위치만을 사용하여 사용자의 입력을 수신함으로써 하나의 키에 대해서 대응되는 스위치의 개수에 대응하는 입력 신호만을 생성시키던 단점을 개선하여 하나의 키에 대해서 스위치뿐만 아니라 사용자의 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 접촉 감지 전극을 대응시켜 사용자의 접촉을 전기적으로 감지하고 이를 통하여 신호를 생성함으로써 하나의 키에 다수의 입력 신호를 대응시킬 수 있는 문자 입력 장치에 관한 것이다.

키패드는 원래 통신 단말기의 숫자 입력을 위한 입력 장치로 개발되었다. 초기의 이동통신 단말기의 용도는 음성 신호의 전달이라는 점에서 고정식 전화기와 다를 바 없었고 단지 이동하는 상태에서도 통화가 가능한 휴대형이라는 기능상의 차이가 있을 뿐이었으며, 따라서 상대방의 전화번호를 입력하기 위한 장치로서 주로 3x4 형태로 키가 배열된 키패드를 사용하였다. 그러나 이동통신 단말기 관련 기술의 발달로 인하여 내장된 회로의 신호처리 능력과 그에 필요한 기억용량이 더욱 늘어나게 되었고, 따라서 단순한 음성 신호의 전달이라는 기본 기능에 부가적으로 점차 문자를 입력시켜 저장하고 처리하는 정보처리 단말기로서의 기능이 강화되어서 단문 문자 메시지 서비스(SMS)의 사용이 음성신호를 위한 사용빈도를 넘어선 상황이다.

이러한 이동통신에 사용되는 키패드는 기본적으로 숫자, 즉 전화번호를 입력하기 위한 입력 장치로써 고안된 것으로서 이를 이용하여 문자를 입력하려면 하나의 키를 여러 번 눌러가며(multi-tapping) 원하는 글자를 선택해야하는 번거로움은 피할 수 없다. 따라서 이러한 키패드를 이용하여 문자를 입력하거나 또는 별도의 키보드형 입력 장치를 부가하여 이를 이용한 문자 입력을 구현하는 기술이 개발되었다.

예컨대 주식회사 엘지이아이에 의해서 2001년 10월 27일자로 출원되고 2003년 5월 9일자로 공개된 "이동통신 단말기에서의 영문자 입력방법"이라는 명칭의 특허출원번호 제10-2001-0066524호는 각 키에서 사용빈도가 높은 문자를 기본문자로 설정하고 문자키 이외의 버튼을 범례키로 할당하여, 키와 범례키와의 조합으로 영문자를 입력할 수 있도록 하여 기본문자는 한번의 버튼터치로 입력할 수 있도록 하고, 그 외의 문자는 범례키를 한번 더 눌러서 입력할 수 있도록 구성한 기술을 개시하고 있다.

도 1은 상기 특허출원번호 제10-2001-0066524호에 개시된 영문자 입력 방법을 채택한 키패드를 나타내는 도면이다.

도시되듯이, 각 키에서 사용빈도가 높은 Q, A, E, I, L, O, R, T, Y를 기본문자로 설정하며 각 키에는 기본 문자를 포함하여 3개씩 배정하고, 범례키는 예컨대 *버튼, #버튼과 볼륨 업(up)/다운(down) 버튼 등으로 배정한다. 이 중에서 기본 문자로 배정되는 Q, A, E, I, L, O, R, T, Y는 키만을 한번 눌러서 입력하며, 그 이외의 문자는 해당 키와 미리 설정된 범례키를 눌러 입력하도록 구성된다.

즉 예컨대 'Q'를 입력하는 경우는 1번 키를 눌러서 입력하며, 'Z'는 1번 키와 '*'키를 눌러서 입력하며, 'F'는 3번 키와 '#'키를 눌러서 입력한다.

'*'키와 '#'키는 각각 한번의 키 입력, 두 번의 키 입력에 대응되며, 기타 볼륨 업/다운 버튼을 영문/한글 변환 또는 숫자 입력 변환을 위한 기능을 수행하도록 구성된다.

이러한 구성을 통하여 최대 2번의 키입력으로 문자를 입력하는 방법이 개시가 되어 있다. 하지만 이러한 구성 역시 문자 입력을 위해서는 최대 2번까지의 버튼 입력이 필요한 단점이 있다.

또한 삼성전자 주식회사에 의해서 2001년 12월 13일자로 출원되고 2003년 6월 25일자로 공개된 "이동통신 단말기의 문자 입력 방법"이라는 명칭의 특허출원번호 제10-2001-0078905호는 특히 키패드를 이용한 한글 입력 방법에 대해서 개시하고 있다.

도 2는 상기 특허출원번호 제10-2001-0078905호에 개시된 문자 입력 방법을 채택한 키패드를 나타내는 도면이다.

상기 특허출원번호 제10-2001-0078905호에서는 사용자가 두개의 키를 순차적으로 또는 동시에 누르면 이에 대응되는 자음이 입력되도록 구성한 것이다. 즉 예컨대 자음 'ㅊ'을 입력하는 경우라면 1번 키와 4번 키를 순차적으로 또는 동시에 누르도록 하는 구성이다.

그러나 이러한 구성은 역시 하나의 문자 입력을 위해서 키를 여러 번 눌러야 하는 단점이 있다.

또한 김여일에 의해서 2001년 12월 26일자로 출원되고 2003년 7월 2일자로 공개된 "3접점 키버튼을 이용한 한글 입력 시스템 및 배열 방법"이라는 명칭의 특허출원번호 제10-2001-0084610호는 3접점 키버튼을 이용한 문자 입력방법에 대해서 개시하고 있다.

도 3은 상기 특허출원번호 제10-2001-0084610호에 개시된 문자 입력 방법을 채택한 키패드를 나타내는 도면이다.

도시되듯이, 종래의 키버튼이 아니라 3개의 접점을 가지는 키버튼을 채택하여 예컨대 2번 키버튼의 왼쪽 윗부분을 누르면 'ㄱ'이 오른쪽 윗부분을 누르면 'ㅋ'이 입력되도록 하는 구성이다.

그러나 이러한 키버튼은 비록 키버튼 입력회수가 줄어들어 빠른 속도의 한글 입력이 가능하지만 키버튼의 내구성에 문제가 있어서 오작동 또는 고장의 가능성이 높은 단점이 있다. 또한 3개의 접점을 구성하기 위해서 해당되는 키버튼에는 스위치가 3개 들어가야 하므로 해당 키버튼의 크기는 하나의 스위치가 들어가는 다른 키버튼에 비해서 커지게 되는 단점이 있다.

도 4a는 종래의 이동통신 단말기 등의 전자기기에서 사용되는 키패드의 구성을 나타내는 단면도로서, 종래의 스위치 매트릭스의 대표적인 구성인 메탈 돔 스위치를 사용한 키패드의 단면도를 도시한다.

도시되었듯이 키패드는 다수의 키버튼(110a-110d)과, 다수의 돌출부(actuator, 120a-120d)와, 메탈 돔 스위치(130a-130d)와, 베이스 커버(140)와, 스위치 매트릭스 기판(150)과, 플렉서블 밴드 와이어 커넥터(flexible band wire connector, 160)와, 본체내부회로(170)로 구성되며, 다수의 돌출부(actuator, 120a-120d)는 베이스 커버(140)에 형성되고, 다수의 메탈 돔 스위치(130a-130d)는 스위치 매트릭스 기판(150)위에, 또 다수의 키버튼(110a-110d)은 케이스(180)에 장착된다.

이와 같은 종래의 키패드에서는 사용자가 다수의 키버튼(110a-110d)중 하나를 누르면, 그 하부에 배치되어 있는 돌출부(actuator, 120a-120d)와 메탈 돔 스위치(130a-130d) 중 해당하는 돌출부와 돔이 눌리게 되어, 그에 해당하는 스위치의 연결 상태를 플렉서블 밴드 와이어 커넥터(flexible band wire connector, 160)를 통하여 본체 내부 회로(170)가 인식하는 동작 방법을 기본으로 하고 있다.

또한 도 4b는 종래의 이동통신 단말기 등의 전자 기기에서 사용되는 키패드의 다른 구성을 나타내는 단면도이다. 도시되듯이, 키패드는 베이스 커버(140)와, 스위치 매트릭스 기판(150)과, 본체 내부 회로(170)와, 플렉서블 밴드 와이어 커넥터( 160)로 구성되며, 도 4a의 키버튼(110a 내지 110d) 대신에 키에 해당되는 숫자 와 문자가 도포된 도료막(190)과 도료막을 덮는 투명 케이스(195)를 포함하고 있다.

베이스 커버(140)는 예컨대 고무 재질로 제조되며 스위치 매트릭스 기판(150)의 메탈 돔 스위치(130a 내지 130d) 부분에 대응되는 돌출부(120a 내지 120d)를 포함하여 사용자가 손가락으로 접촉하는 경우 쉽게 휘어져서 스위치 매트릭스 기판(150)의 메탈 돔 스위치(130a 내지 130d)를 접촉하도록 구성된다. 이러한 도 4b에 도시된 키패드 구성은 예컨대 모토롤라에서 출시된 Razr V3 제품에서 적용된다.

도 4c는 종래의 이동통신 단말기 등의 전자 기기에서 사용되는 스위치 매트릭스의 구성을 나타내는 도면이다.

현재의 스위치 매트릭스는 사용자가 키패드에 위치한 도 4a의 키버튼(110a 내지 110d) 또는 도 4b의 키 또는 이동 통신 단말기에서 사용되는 네비게이션 키 등을 누르면 그 밑의 돔(130a 내지 130d) 형태의 멤브레인에 압력을 가하게 되고, 이러한 압력으로 인해 다시 멤브레인 밑에 가로 방향과 세로 방향으로 매트릭스 형태로 형성된 도선 사이에 전기적 통로가 형성되도록 하여 사용자의 입력을 받아들이는 것을 기본적인 동작원리로 하고 있다.

이와 같은 동작 원리는 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만 종래의 스위치 매트릭스 중의 하나인 러버(rubber) 버튼형의 스위치 매트릭스에서도 마찬가지이다. 러버 버튼형 스위치 매트릭스에서는 멤브레인 대신에 전도성 고무가 입혀진 키버튼의 하단부가 매트릭스 형태의 도선 사이에 전기적 통로가 형성되도록 하는 것 이 차이점일 뿐 기본 동작원리는 동일하다.

즉 도 4c를 참조로 좀더 상세히 설명하면, 종래의 스위치 매트릭스는 기판 위에 다수의 연결 도선(Line1 내지 Line4, LineA 내지 LineC)이 두개의 독립적인 방향, 즉 도시된 바와 같이 x와 y방향으로 교차하며 배치되며, 해당 연결 도선의 교차점(135a 내지 125l)에 스위치, 예컨대 도 4a 또는 도 4b의 메탈 돔 스위치(130a 내지 130d)가 대응되어 배치되도록 구성된다. 이러한 메탈 돔 스위치(130a 내지 130d)는 예컨대 키패드의 키버튼에 대응되며, 사용자가 키버튼을 누르는 경우 해당 키버튼에 가해지는 물리적인 힘이 메탈 돔 스위치를 통하여 해당 교차점(135a 내지 135l)에 전기적 접촉을 일으킨다.

예컨대 도선(Line 1)과 도선(Line C)의 교차점(135c)에 키버튼이 배치된다고 하면 이 키버튼을 누름으로써 도선(Line 1)과 도선(Line C)이 접촉되어 전기적 신호를 발생시키게 되는 것이다. 즉 사용자의 기계적 접촉을 통하여 전기적 신호를 발생시키는 것이다.

이러한 종래의 스위치 매트릭스는 주로 수자가 배열되고, 거기에 몇 개의 기능성 키가 더해지는 이동통신 단말기 등의 휴대용 전자기기 또는 리모콘 등의 신호 입력 장치에 널리 쓰이고 있다.

즉 도 1 내지 도 3을 참조로 설명된 종래의 키패드를 이용한 문자 입력 방법은 도 4a 또는 도 4c에 도시된 키패드 및 스위치 매트릭스 구조를 사용함으로써, 사용자가 하나의 키를 누름으로써 구별되는 동작은 하나의 스위치의 "연결됨" 과 "연결 안 됨"이라는 단순 동작에 기초를 두고 문자 입력을 수행하는 것이다. 이와 같은 단순 기능의 키를 문자 입력에 더 효율적으로 사용하는 방법은 단순히 사용자가 어느 키를 누르고 있는가가 아니라 그보다 한 단계 더 나아가서 그 키의 어느 쪽이 눌리고 있는 지를 추가적으로 감지하는 방법이라고 할 수 있다.

예컨대 하나의 버튼에 J,K,L이라는 세 개의 글자가 배정되어 있을 때 그 키의 왼쪽으로 기울여 누르는 경우 J가 선택되고, 오른쪽으로 기울여 누르는 경우 L이 선택되고, 또 기울임 없이 누르는 경우 K가 선택되도록 하는 것이다.

즉 현재의 키패드에서 키를 다수 누르는 것(multi-tapping)에 의해 글자를 선택할 수밖에 없는 것은 하나의 키를 누를 때 하나의 신호밖에 얻을 수 없기 때문이다. 키의 왼쪽을 누르는지 오른쪽을 누르는지 알 수 있는 스위치를 만들려 하면 하나의 키 밑에 두개 또는 그 이상의 메탈 돔 스위치를 배치해야 하지만, 이러한 구성은 메탈 돔 스위치의 최대 장점인 접촉감(tactile response)을 악화시키며 입력의 정확도를 현저히 떨어뜨린다는 단점이 있다.

따라서 하나의 키에 대해서 다수의 메탈 돔 스위치를 배치하지 않고도 사용자의 접촉을 감지하여 사용자의 신호 입력에 대응하여 다수의 문자를 입력시킬 수 있는 문자 입력 장치의 필요성이 커지고 있다.

본 발명의 목적은 종래의 키패드 등의 문자 입력 장치에서 사용되는 스위치 매트릭스에서 메탈 돔 스위치 등의 스위치만을 사용하여 사용자의 입력을 수신함으로써 하나의 키에 대해서 대응되는 스위치의 개수에 대응하는 입력 신호만을 생성시키던 단점을 개선하여 하나의 키에 대해서 스위치뿐만 아니라 사용자의 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 접촉 감지 전극을 대응시켜 사용자의 접촉을 전기적으로 감지하고 이를 통하여 신호를 생성함으로써 하나의 키에 다수의 입력 신호를 대응시킬 수 있는 문자 입력 장치를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 문자가 대응되며 사용자의 접촉에 따라 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 선택되는 문자를 입력하도록 구성되는 하나 이상의 키와, 상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되는 하나 이상의 상부 전극과, 상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되며 상기 다수의 키 각각에 인가되는 압력을 전달하는 돌출부와, 하나 이상의 스위치와 하나 이상의 접촉 감지 전극과 다수의 연결 도선과 신호 변환부를 포함하는 혼합 구조 스위치 매트릭스로서, 상기 스위치 각각은 상기 돌출부에 대응하여 배치되며 상기 압력에 의해서 대응되는 연결 도선들을 기계적으로 연결하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 접촉 감지 전극 각각은 상기 하나 이상의 상부 전극 각각에 대응되어 배치되어 상기 상부 전극과 접촉하는 경우 이에 대응하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 신호 변환부는 상기 하나 이상의 접촉 감지 전극에서 각각 발생하는 전기적 신호를 대응되는 다른 접촉 감지 전극에서 발생하는 전기적 신호와 논리적 연산을 수행하여 출력하며, 상기 스위치에 의해 생성된 전기적 신호와 상기 신호 변환부의 출력 신호를 접촉 감지 전극에 의해 생성된 전기적 신호를 상기 다수의 연결 도선을 통하여 출력하는 것인 혼합 구조 스위치 매트릭스와, 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스에서 출력되는 전기적 신호를 해석하여 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 사용자의 접촉에 대응되는 문자를 입력하는 문자 입력부를 포함하는 문자 입력 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 다수의 연결 도선은 2개의 독립적인 방향으로 형성되어 다수의 교차점을 포함하는 것이고, 상기 하나 이상의 스위치는 상기 다수의 교차점 중 일부에 대응되어 배치되어 압력에 의해서 눌려지는 경우 상기 교차점에 대응되는 2개의 연결 도선을 전기적으로 연결하여 전기적 신호를 생성하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 접촉 감지 전극은 상기 하나 이상의 스위치 주위에 배치되며, 대응되는 상기 상부 전극의 접촉시 대응되는 연결 도선과의 전기적 통로를 형성하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 상부 전극 또는 상기 접촉 감지 전극 중 어느 하나는 미리 충전되며, 상기 상부 전극의 접촉시 상기 상부 전극 및 상기 접촉 감지 전극이 전기적으로 연결되어 상기 접촉을 감지하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 감지 전극은 전자회로적 스위치의 제어 노드에 연결되고, 상기 전자회로적 스위치는 상기 다수의 연결 도선의 다수의 교차점 중 상기 스위치에 대응되는 교차점이 아닌 교차점에 연결하여 상기 접촉시 상기 전자회로적 스위치가 연결된 교차점에 대응되는 2개의 연결 도선 사이의 전기적 통로를 형성하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 감지 전극은 충전된 제1 전극과 충전되지 않은 제2 전극을 구비하며, 상기 상부 전극의 접촉시 상기 상부 전극에 의해서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 전기적으로 연결되어 상기 접촉을 감지하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 인접하는 접촉 감지 전극과 공유되도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 감지 전극은 상기 스위치의 주위에 2개 이상 배치되며, 상기 2개 이상 배치되는 접촉 감지 전극 각각과 상기 스위치 사이의 거리는 서로 다르게 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 감지 전극은 상기 다수의 연결 도선 중 일부로 구성되며, 상기 하나 이상의 스위치 주위에서 대응되는 2개의 연결 도선이 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스의 표면에 2개의 레일 형태로 노출되어 상기 접촉 감지 전극을 형성하고, 상기 접촉 감지 전극은 상기 상부 전극의 접촉시 상기 대응되는 2개의 연결 도선을 전기적으로 연결시켜 상기 접촉에 대응하는 전기적 신호를 생성하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 감지 전극은, 상기 외부의 대응되는 접촉의 강도를 커패시턴스 변화를 검사하여 측정하도록 구성할 수 있다.

삭제

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 상부 전극과 상기 접촉 감지 전극 각각은 상기 키의 하부 표면의 좌측면 또는 우측면 또는 상측면 또는 하 측면 부분에 대응되도록 배치되어 상기 키의 좌, 우, 상, 하 방향 중 하나 이상의 방향에서의 상기 상부 전극의 접촉을 감지하도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 다수의 키는 버튼 형식으로 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 다수의 키는 숫자 또는 문자를 사용자의 접촉을 통하여 입력하도록 표면에 다수의 숫자 또는 문자가 대응되는 판 형태로 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 돌출부는, 상기 다수의 키 중 하나의 키에 대해서 하나 이상의 상부 전극이 대응되는 경우 상기 하나의 키에 대해서 대응된 하나 이상의 상부 전극이 동시에 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스의 대응되는 감지 전극에 접촉하지 않도록 돌출되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 키는 전도성 물질로 구성되거나 또는 전도성 물질이 도포되어 상기 상부 전극과 일체화되도록 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 상기 문자 입력 장치는 12개의 키가 3x4 배열로 이루어진 키패드이고, 상기 12개의 키에 대해서 상기 스위치가 하나씩 대응되며, 상기 12개의 키 각각에 대해서 하나 이상의 상기 접촉 감지 전극이 대응되도록 구성할 수 있다.

이하, 본 발명의 문자 입력 장치를 도면을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 5a는 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구성도이다.

도시되듯이 본 발명에 따른 문자 입력 장치는, 키(110)와, 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)와, 돌출부(120)와, 상부 전극(245a 내지 245b)을 포함한다. 또한 내부 회로(170) 또는 혼합 구조 스위치 매트릭스(210) 내에는 도시되지는 않았지만 문자 입력부를 포함한다.

키(110)는 종래의 키패드에서 사용되는 키버튼이지만, 하나 이상의 문자가 대응되어 있으며, 사용자의 접촉에 따라 대응되는 문자 중에서 하나의 문자를 선택하여 입력할 수 있도록 구성된다. 키(110)는 버튼 형태의 키일 수 있다.

혼합 구조 스위치 매트릭스(210)는 내부에 압력에 의해서 접촉되는 스위치(220)와 감지 전극(235a 내지 235b)을 포함한다.

도 5a에서 키(110)와, 상부 전극(245a 내지 245b)은 하나 이상을 포함하지만 설명의 편의상 하나의 키와 2개의 상부 전극만을 도시한다.

상부 전극(245a 내지 245b)은 키(110) 각각에 대응되어 하나 이상 배치되며, 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과 접촉하는 경우 전기적 신호를 발생시킨다. 상부 전극(245a 내지 245b)은 도시되듯이 키(110)에 직접적으로 배치될 수 있으며 이 경우 베이스커버(140)의 일부분을 제거하여 상부 전극(245a 내지 245b)이 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)에 접촉할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한 베이스커버(140)가 유연성이 있는 경우, 베이스커버(140)에 배치될 수 있으며, 이 경우에도 상부 전극(245a 내지 245b)을 포함하는 키(110)가 특정 방향으로 눌려지는 경우 대응되는 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)에 접촉할 수 있도록 구성된다.

돌출부(120)는 키(110)에 대응되어 배치되며 키(110)에 인가되는 압력을 혼합구조 스위치 매트릭스(210)에 전달한다. 돌출부(120)는 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)의 스위치(220)에 대응되어 배치되며, 사용자가 키(110)를 누르는 경우 인가되는 압력을 스위치(220)에 전달하여 전기적 신호를 발생시킨다.

돌출부(120)는, 키(110)에 대해서 대응된 두개의 상부 전극(245a, 245b)이 동시에 대응되는 감지 전극(235a 내지 235b)에 접촉하지 않을 정도로 돌출되는 것이 바람직하다. 즉 돌출부(120)의 높이를 일정 수준 이상으로 유지하여 사용자가 키(110)의 왼쪽을 누르는 경우라면 상부 전극(245a)만이 접촉 감지 전극(235a)에 접촉하고 사용자가 키(110)의 오른 쪽을 누르는 경우라면 상부 전극(245b)만이 접촉 감지 전극(235b)에 접촉하도록 구성할 수 있다.

혼합 구조 스위치 매트릭스(210)는 하나 이상의 스위치(220)와, 하나 이상의 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과, 도시되지는 않았지만 다수의 연결 도선을 포함한다.

스위치(220)는 돌출부(120)에 대응하여 배치되며, 돌출부(120)에 의해서 압력이 전달되는 경우 스위치(220)에 대응되는 연결 도선들을 기계적으로 연결하여 전기적 신호를 생성한다.

접촉 감지 전극(235a 내지 235b) 각각은 상부 전극(245a 내지 245b) 각각에 대응되어 배치되어 상부 전극(245a 내지 245b)과 접촉하는 경우 이에 대응하여 전기적 신호를 생성한다. 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 스위치(220) 주위에 배 치되며, 예컨대 상부 전극(245a 내지 245b)이 접촉하는 경우 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)에 대응하여 연결된 연결 도선에 전기적 통로를 형성한다.

혼합 구조 스위치 매트릭스(210)는 스위치(220)에 의해 생성된 전기적 신호와 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)에 의해 생성된 전기적 신호를 내부의 다수의 연결 도선을 통하여 출력한다.

또한 문자 입력부(도시되지 않음)는 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)에서 출력되는 전기적 신호를 해석하여 키(110)에 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 사용자의 접촉에 대응되는 문자를 선택하여 입력한다. 문자는 예컨대 영문이나 한글, 일문 등의 다양한 문자를 대응시킬 수 있다.

도 5b는 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 다른 구성도이다.

도 5b는 도 4b를 참조로 설명된 종래의 키패드에 대응되는 구성으로서, 도시되듯이 키버튼(110) 대신에 숫자 또는 문자를 사용자의 접촉을 통하여 입력하도록 표면에 다수의 숫자 또는 문자가 대응되는 판 형태인 베이스 커버(140)와 도료막(190)을 통해서 구현되는 것이 차이점이며, 기타 구성 요소는 동일하다.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 문자 입력 장치에 있어서, 혼합 구조 스위치 매트릭스의 구성예를 나타내는 도면이다.

도 6a에 도시되듯이, 예시적인 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)는, 연결 도선(225a 내지 225d)과, 스위치(220)와, 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)을 포함한다. 본 발명에 따른 혼합 구조 스위치 매트릭스는 다수의 연결 도선과 다수의 접촉 감지 전극과 다수의 스위치를 포함하지만 설명의 편의상 4개의 연결 도선(225a 내 지 225d)과, 1개의 스위치(220)와, 2개의 감지 전극(235a 내지 235b)만을 도시한다.

연결 도선(225a 내지 225d)은 2개의 독립적인 방향, 예컨대 x, y 방향으로 형성된다.

스위치(220)는 도시되듯이 연결 도선(225a 내지 225b)의 교차점에 대응되어 배치되며, 압력에 의해서 눌려지는 경우 대응되는 2개의 연결 도선(225a 내지 225b)을 접촉시켜서 전기적 신호를 생성한다. 스위치(220)는 예컨대 종래의 스위치 매트릭스에서 사용되는 메탈 돔 스위치나 러버 스위치일 수 있다.

접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 연결 도선(225a, 225c, 225d)을 사용하여 스위치(220) 주위에 구성된다. 예컨대 접촉 감지 전극 부분(235a)에서 대응되는 2개의 연결 도선, 예컨대 연결 도선(225a, 225c)은 혼합 구조 스위치 매트릭스 표면에 2개의 레일 형태로 노출된다. 이러한 노출된 2개의 레일 형태의 연결 도선(225a, 225c)은 대응되는 상부 전극이 접촉하는 경우 서로 전기적으로 연결되어 접촉에 대응하는 전기적 신호를 생성한다.

즉 스위치(220)가 외부의 압력에 의해서 눌려지는 경우 대응되는 연결 도선을 전기적으로 연결시켜서 신호를 생성하는 구성인 반면, 감지 전극 부분(235a)은 대응되는 연결 도선(225a, 2225c)이 노출되어 도체, 즉 상부 전극에 의해서 접촉되는 경우 서로 전기적으로 연결되는 것에 의해서 전기적 신호를 생성한다.

스위치(220)에 대응하는 부분과 감지 전극에 대응하는 부분(235a 내지 235b)을 제외하면, 연결 도선(225a 내지 225d)은 외부와 전기적으로 절연되어 서로 간의 전기적 연결 통로가 없도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 6b는 혼합 구조 스위치 매트릭스의 또 다른 구성예이다. 도 6a에 도시된 예시적인 혼합 구조 스위치 매트릭스에서 연결 도선을 사용하여 접촉 감지 전극을 구성하였지만, 연결 도선과는 별도로 접촉 감지 전극을 포함할 수 있으며, 이러한 구성이 도 6b에 도시된다.

도시되듯이, 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 스위치(220) 주위에 하나 이상 배치되며, 상부 전극이 접촉하는 경우 전기적 신호를 생성한다.

접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 연결 도선(225a 내지 225b)이 아닌 별도의 도체, 즉 전극(237a 내지 237d)을 사용하여 구성될 수 있다. 즉 접촉 감지 전극(235a 내지 250b)은 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)의 표면에 2개의 레일 형태로 노출되는 2개의 전극(237a 내지 237b, 237c 내지 237d)으로 구성되며, 각 접촉 감지 전극 구성에서 2개의 전극 중 하나는 접지되고 나머지 하나는 미리 소정의 전압으로 충전되어 있다. 따라서 상부 전극이 접촉하면, 2개의 전극이 서로 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 발생시킨다.

접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과 연결 도선(225a 내지 225b) 사이는 절연막 등에 의해서 절연되어 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과 연결 도선연결 도선(225a 내지 225b) 사이의 전기적 연결을 방지한다. 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과 연결 도선연결 도선(225a 내지 225b)이 서로 접촉되면 사용자가 의도하지 않는 전기적 신호가 생성될 수 있기 때문이다. 또한 스위치(220)에 대응하는 부분을 제외하면, 연결 도선(225a 내지 225b)은 외부와 전기적으로 절연되는 것이 바람 직하다.

또한 다수의 스위치와 다수의 접촉 감지 전극이 포함되는 경우 접촉 감지 전극은 일부분이 서로 공유될 수 있다. 예컨대 인접한 접촉 감지 전극에 있어서, 각 접촉 감지 전극이 각각 2개씩의 전극을 가지는 경우 2개의 전극 중 하나는 접지되고 나머지 하나는 미리 소정의 전압으로 충전되므로, 이 경우 충전되는 전극 또는 접지되는 전극을 공유하여 접촉 감지 전극 구성을 단순화할 수 있다.

또는 도 6b에 도시된 구성예 이외에도, 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 도체로 구성되어, 예컨대 상부 전극(245a 내지 245b) 또는 접촉 감지 전극(235a 내지 235b) 중 어느 하나를 미리 충전시킨 후, 상부 전극(245a 내지 245b)이 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)과 접촉하는 경우의 방전 여부를 검사하여 접촉을 감지할 수 있다. 또한 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)은 상부 전극(245a 내지 245b)과의 접촉시 커패시턴스의 변화를 검사하여 접촉의 강도를 측정할 수도 있다.

또한 이동통신 단말기 등에 있어서 잡음 등의 문제와 외부의 정전기 등에 의해서 내부의 회로가 파손되는 가능성이 있으므로, 외부의 전기적 신호가 직접적으로 이동통신 단말기 내부의 회로에 인가되는 구성을 회피하는 설계를 취하는 경우가 많다. 따라서 접촉 감지 전극(235a 내지 235b)에 의해서 발생하는 신호를 내부의 회로에서 수신하여 사용할 수 도 있지만, 이를 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)에서 연결 도선을 통하여 신호를 다시 생성하도록 구성할 수도 있다. 즉 혼합 구조 스위치 매트릭스(210)는 다수의 접촉 감지 전극에서 각각 발생하는 전기적 신호를 대응되는 다른 접촉 감지 전극에서 발생하는 전기적 신호와 논리적 연산을 수행하 여 출력하는 신호 변환부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있으며 이러한 신호 변환부는 이후 도 7a를 참조로 상세히 설명한다.

예컨대 도 6b의 혼합 구조 스위치 매트릭스 구성에서, 감지 전극(235a) 옆에 연결 도선(225b)과 평행한 연결 도선(225e)을 배치한 경우에 연결 도선(225a)와 연결 도선(210e)의 교차점에 전자회로적 스위치, 예컨대 전달 게이트(transmission gate)를 사용하여 연결하고 상부 전극이 접촉하는 경우 생성되는 전기적 신호를 전달 게이트의 제어 노드 부분에 인가하여 연결 도선(225a)과 연결 도선(225e)이 전기적으로 연결되도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 외부의 잡음이나 정전기의 내부 회로 유입 가능성을 줄여준다.

또한 도 6a 내지 도 6b를 참조로 설명된 본 발명의 혼합 구조 스위치 매트릭스에서 접촉 감지 전극은 스위치(220)의 주위에 2개 이상 배치될 수 있다. 예컨대 하나의 스위치에 2개 또는 4개의 접촉 감지 전극이 배치될 수 있다. 또한 이 경우 스위치와 각 접촉 감지 전극 사이의 거리는 동일할 수 있지만, 서로 다를 수 있다. 특히 거리가 서로 다른 경우는 후술하지만 신호 입력에 있어서 유연성을 가져올 수 있다.

또한 접촉 감지 전극 부분(235a 내지 235b)을 제외한 부분은 도시되지는 않았지만 절연 커버를 사용하여 덮여져 있어서 외부의 도체가 접촉하여 전기적 연결이 이루어지는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구현예를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구현예로서 각 키에 대해서 두개의 접촉 감지 전극이 배치된 구현예와 예시적인 단면도이다.

도 7의 (a)에 되시되듯이 0번 내지 #키의 12개의 키에 대해서 두개의 접촉 감지 전극(SP11 내지 SP46)이 배치되며, 각 키에는 다수의 문자가 대응된다. 예컨대 1번 키에 대해서라면 a, b, c 3개의 문자가 대응될 수 있다. 이 경우, 1번 키의 가운데 부분을 누르면, 본 발명에 따른 문자 입력 장치에서 스위치(220a) 부분이 눌려지고 따라서 전기적 신호가 발생한다. 이러한 스위치에 의해서 발생하는 전기적 신호를 "주입력"에 대응하는 신호라 하자. 또한 1번 키의 왼쪽 부분을 누르면, 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 접촉 감지 전극(SP11)에서 전기적 접촉이 발생하여 전기적 신호가 발생한다. 마찬가지로 1번 키의 오른쪽 부분을 누르면, 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 접촉 감지 전극(SP12)에서 전기적 접촉이 발생하여 전기적 신호가 발생한다. 이러한 키의 왼쪽 또는 오른쪽을 눌러서 접촉 감지 전극에 의해서 발생하는 전기적 신호를 "부입력"에 대응하는 전기적 신호라 하자.

이와 같이 종래의 문자 입력 장치, 즉 키패드의 스위치 매트릭스에서는 1번 키에 대응해서는 하나의 전기적 신호가 발생하던 것에 비해서 도 7에 도시된 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 경우, 각 키에 대해서 1개의 주입력과 2개의 부입력 등 3가지의 전기적 신호가 생성된다. 따라서 이러한 주입력과 부입력에 각 문자를 미리 대응시켜 놓으면 주입력 또는 부입력에 따라서 대응된 문자를 원터치로 입력하는 것이 가능하다.

또한 이러한 3가지의 전기적 신호를 생성하기 위해서 메탈 돔 스위치 등을 쓰는 경우라면 키의 크기가 더 커지게 되지만 본 발명에 따른 문자 입력 장치에서는 단순히 상부 전극과 접촉하도록 구성된 접촉 감지 전극을 포함하므로 키의 크기를 증가시키지 않고서도 다수의 신호를 생성하도록 구성하는 것이 가능하다.

한편 도 7의 (b)에 도시되듯이, 각 키(110a 내지 110c)에 대해서 상부 전극(245aa 내지 245cb)이 두개씩 배치되며, 대응하여 접촉 감지 전극(235aa 내지 235cb)이 배치된다. 이러한 구성에서 예컨대 상부 전극(245aa 내지 245cb)이 미리 충전된 후 이후 접촉시 방전되는 것을 측정하여 접촉을 감지할 수 있다.

또한 도시되듯이 스위치(220a 또는 220c)는 접촉 감지 전극(235aa 또는 235cb)쪽에 가깝게 배치되고, 스위치(220b)는 두 접촉 감지 전극(235ba 내지 235bb)의 가운데에 배치되도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 키를 눌렀을 때 특히 스위치(220a 또는 220c)에 대해서 대응되는 접촉 감지 전극(235aa 내지 235ab 또는 235ca 내지 235cb)이 동시에 접촉하지 않도록 보장해준다.

이 경우 키 사이의 간격이 좁은 경우를 가정하다.

키(110a)의 왼쪽을 누르면 접촉 감지 전극(235aa)에서 신호가 발생한다. 또한 오른 쪽을 누르면 접촉 감지 전극(235ba 및 235ab)에서 신호가 발생한다. 그러나 가운데 부분을 누르면 스위치(220a)의 배치상 접촉 감지 전극(235aa) 보다는 접촉 감지 전극(235ba)에서 신호가 발생하며, 접촉 감지 전극(235ab)에서는 신호가 발생하지 않는다.

또한 키(110b)의 왼쪽을 누르면 옆의 키(110a)도 누르게 되어서 접촉 감지 전극(235ba 및 235ab)에서 신호가 발생하게 되고, 키(110b)의 오른쪽을 누르면 접 촉 감지 전극(235bb 및 235ca)에서 신호가 발생하게 된다.

또한 키(110c)의 오른쪽을 누르면 접촉 감지 전극(235cb)에서 신호가 발생한다. 또한 왼쪽을 누르면 접촉 감지 전극(235bb 및 235ca)에서 신호가 발생한다. 그러나 가운데 부분을 누르면 스위치(220c)의 배치상 접촉 감지 전극(235cb) 보다는 접촉 감지 전극(235ca)에서 신호가 발생하며, 접촉 감지 전극(235bb)에서는 신호가 발생하지 않는다.

따라서 키(110a 내지 110c) 사이의 간격이 넓은 경우와는 다르게 키(110a 내지 110c) 사이의 간격이 좁은 경우는 이러한 신호들을 정리하는 것이 필요하다. 또한 키(110a 내지 110c) 사이의 간격이 넓은 경우라도 예컨대 전자회로적 스위치를 통하여 교차점에 대응시키는 구성의 경우에는 이러한 신호의 정리 작업이 필요하다. 이러한 역할을 신호 변환부에서 수행한다.

필요한 신호는 키의 왼쪽이 눌렸는지 또는 오른쪽이 눌렸는지를 나타내는 것이므로, 키(110a)의 왼쪽을 나타내는 신호는 접촉 감지 전극(235aa)에서 발생한다. 이를 α라고 하자. 또한 스위치(220a)에서 발생하는 신호를 S1이라 하자.

또한 키(110a)의 오른쪽을 나타내는 신호는 접촉 감지 전극(235ab 및 235ba)에서 발생한다. 따라서 접촉 감지 전극(235ab)으로부터만 신호가 발생하면 무시하고, 접촉 감지 전극(235ab 및 235ba)에서 동시에 신호가 발생하면 그 출력신호를 β라고 하자. β신호는 접촉 감지 전극(235ab 및 235ba) 각각에서 발생하는 신호의 AND 연산을 통해서 가능하다.

이 경우, 키(110a)에 Q, W, E의 세 글자가 배열되어 있다고 하면, 문자 Q는 S1+α[즉 스위치(220a)에서 발생하는 신호와 α신호가 동시에 입력되는 경우], 문자 W는 S1[즉 스위치(220a)에서 발생하는 신호], 문자 E는 S1+β 신호에 대응된다.

키(110b)에 R, T, Y의 세 글자가 배열되어 있는 경우를 가정하자. 스위치(220b)에서 발생하는 신호를 S2라 하면, R은 왼쪽 글자이므로 S2+β[접촉 감지 전극(235ab 및 235ba)에서 신호가 발생하여 AND 연산으로 구해지는 신호 및 스위치(220b)에서 발생하는 신호]에 대응되고, T는 S2에 대응되고, W는 접촉 감지 전극(235bb 및 235ca)에서 발생하여 AND 연산으로 구해지는 신호 및 S2에 대응된다.

접촉 감지 전극(235bb 및 235ca)에서 발생하여 AND 연산으로 구해지는 신호는 이후 혼합 구조 스위치 매트릭스에서의 신호 처리를 줄이기 위해서 신호 α와 함께 연산하여 생각할 할 수 있다. 즉 α는 접촉 감지 전극(235bb 및 235ca)에서 발생하는 신호의 AND 연산값에다가 접촉 감지 전극(235aa)에서 발생하는 신호를 OR 연산한 것으로 구성할 수 있다.

이 경우, 문자 R는 S2+β[즉 스위치(220b)에서 발생하는 신호와 β신호가 동시에 입력되는 경우], 문자 T는 S2[즉 스위치(220a)에서 발생하는 신호], 문자 Y는 S2+α의 신호에 대응된다.

마찬가지로 키(220c)에 문자 U, I, O가 대응되는 경우를 가정하자.

이 경우, 키(220c)의 왼쪽에서는 α신호가 발생하고, 키(220c)의 오른쪽에서는 접촉 감지 전극(235cb)에 의해서 신호가 발생한다.

이 접촉 감지 전극(235cb)에 의해서 발생하는 신호 역시 이후 혼합 구조 스위치 매트릭스에서의 신호 처리를 줄이기 위해서 신호 β와 함께 연산하여 생각할 할 수 있다. 즉 β는 접촉 감지 전극(235ab 및 235ba)에서 발생하는 신호의 AND 연산값에다가 접촉 감지 전극(235cb)에서 발생하는 신호를 OR 연산한 것으로 구성할 수 있다.

이 경우, 문자 U는 S3+α, 문자 I는 S3[즉 스위치(220c)에서 발생하는 신호], 문자 O는 S3+β의 신호에 대응된다.

이와 같이 신호 변환부를 통하여, 각 접촉 감지 전극에서 생성되는 AND 및 OR 연산을 통해서 형성된 α, β신호와 각 스위치에서 발생하는 신호를 조합하면 각 키에 대해서 3개씩 대응된 문자 중에서 원하는 문자를 선택할 수 있다. 따라서 α, β 신호를 전자회로적 스위치, 예컨대 전달 게이트의 제어 노드에 인가하면 해당 접촉을 감지할 수 있다. 이러한 신호 변환부를 포함하는 구성은 각 접촉 감지 전극에 대해서 별도로 연결 도선의 교차점에 대응시키는 구성보다 연결 도선의 개수를 감소시킨다. 즉 3x4 키패드에 있어서 각 키에 대해서 2개씩의 접촉 감지 전극이 대응된다면, 이를 위하여 총 6개의 연결 도선을 추가하여 24개의 교차점이 더 필요하지만, 신호 변환부를 포함하는 경우 왼쪽 또는 오른쪽에 대응하는 2개의 교차점만이 필요하게 된다.

또한 예컨대 키(110a)의 오른쪽을 누를때 접촉 감지 전극(235ab 및 235ba)에서 신호가 발생한다. 이 경우 사용자가 키(110a)의 오른쪽을 누르면서 순차적으로 키(110b)의 왼쪽이 눌려지게 되므로, 접촉 감지 전극(235ab)에서 먼저 신호가 발생하고 이후 접촉 감지 전극(235ba)에서 신호가 발생할 수 있다. 따라서 α, β 의 생성시 이러한 가능성을 고려하여 동작의 신뢰성을 높일 수 있으며, 특히 어느 감 지 전극에서 신호가 먼저 발생하는지를 검사하여 키(110a)의 오른쪽이 눌려졌는지 또는 키(110b)의 왼쪽이 눌려졌는지를 감지할 수 있다. 또한 이러한 신호 변환부를 포함하는 구성은 예컨대 하나의 키(110b)에 대해서 스위치(220b)만을 누르려고 하였는데 접촉 감지 전극(235ba 및 235bb)이 동시에 눌려지는 경우에 도 적용이 가능하다. 이 경우 접촉 감지 전극(235ba 및 235bb)이 동시에 눌려지면 키(110b)에 대응하는 스위치(220b)만이 눌려진 것으로 해석이 가능할 것이므로, 문자 입력시의 오류 가능성을 줄이게 된다.

도 7에서는 하나의 키에 2개의 접촉 감지 전극이 대응한 구성을 도시하였지만, 하나의 키에 예컨대 4개의 접촉 감지 전극이 대응된다면, 해당 키에서는 1개의 주입력과 4개의 부입력에 각각 문자를 대응시킬 수 있을 것이다. 이 경우 예컨대 종래의 이동통신 단말기의 네비게이션 키를 대체하여 이를 키를 사용하여 구현이 가능할 것이다. 또한 'ㅏ', 'ㅓ', 'ㅗ', 'ㅜ'의 한글 모음을 이 4개의 부입력에 대응시킨다면 한번의 접촉으로 모음 4개 중에서 선택하여 입력이 가능하도록 구성할 수 있다. 이러한 경우에는 예컨대 연결 도선의 교차점에 접촉 감지 전극을 대응시키는 구성이라면 4개의 교차점에만 대응시키면 된다.

도 8은 본 발명에 따른 문자 입력 장치의 구현예로서 각 키에 대해서 한개의 접촉 감지 전극이 배치된 구현예와 예시적인 단면도이다.

도 8의 (a)에 되시되듯이 0번 내지 #키의 12개의 키에 대해서 한개의 접촉 감지 전극(SP'11 내지 SP'43)이 배치되며, 각 키에는 2개의 문자가 대응된다. 예컨대 1번 키에 대해서라면 a, b 2개의 문자가 대응될 수 있다. 이 경우, 1번 키의 가 운데 부분을 누르면, 본 발명에 따른 문자 입력 장치에서 스위치 부분이 눌려지고 따라서 전기적 신호가 발생한다. 또한 1번키의 오른쪽을 누르면 접촉 감지 전극(SP'11)에 의해서 전기적 신호가 발생한다. 따라서 2개의 문자를 키를 한번 누르는 것에 의해서 입력하는 구성이 가능하다.

도 8의 (b)에 도시되듯이, 각 키(110a 내지 110c)에 대해서 상부 전극(245a 내지 245c)이 하나씩 배치되며, 대응하여 접촉 감지 전극(237a 내지 237e)이 배치된다. 도 7의 (b)의 경우와는 다르게 접촉 감지 전극은 2개의 전극으로 구성되어 하나가 충전되도록 구성한 것이며, 또한 상부 전극(235a 내지 235b)에 대응하는 접촉 감지 전극(237a 내지 237c)은 일부 전극이 공유된다. 예컨대 전극(237b)이 충전되어 있어서 상부 전극(235a 또는 235b)이 접촉시 대응되는 전극(237a 또는 237c)과의 전기적 통로를 형성하는 것이다.

각 키(110a 내지 110c)를 통해서 신호를 입력될 수 있는 경우는 스위치(220a 내지 220c)가 눌려지는 경우와 접촉 감지 전극(237a 내지 237e)에서 신호가 발생하는 경우이다.

예컨대 키(110a)의 왼쪽이 눌려지고 동시에 스위치(220a)가 눌려지면, 대응되는 접촉 감지 전극이 없으므로 스위치(220a)가 눌려진 경우에 해당한다. 그러나 키(110a)의 오른쪽이 눌려진 경우는 대응되는 접촉 전극(237a 내지 237b)에 의해서 신호가 발생한다.

비록 본 발명이 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 스위치 매트릭스에서 스위치만을 사용하여 사용자의 입력을 수신함으로써 하나의 키에 대해서 대응되는 스위치의 개수에 대응하는 입력 신호만을 생성시키던 단점을 개선하여 하나의 키에 대해서 스위치뿐만 아니라 사용자의 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 감지 전극을 대응시켜 사용자의 접촉을 전기적으로 감지하고 이를 통하여 신호를 생성함으로써 하나의 키에 다수의 입력 신호를 대응시킬 수 있다. 또한 이러한 본 발명에 따른 스위치 매트릭스를 키패드에 적용하는 경우 키를 한번 누르는 것에 의해서 원하는 문자를 입력할 수 있고 다수의 키들의 동시에 누르는 것에 의해서 대응되는 한글 문자 또는 일본 문자 등의 다수의 문자를 입력할 수 있어서 문자 입력의 속도와 효율성이 증가한다.

Claims

하나 이상의 문자가 대응되며 사용자의 접촉에 따라 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 선택되는 문자를 입력하도록 구성되는 하나 이상의 키와,

상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되는 하나 이상의 상부 전극과,

상기 하나 이상의 키 각각에 대응되어 배치되며 상기 다수의 키 각각에 인가되는 압력을 전달하는 돌출부와,

하나 이상의 스위치와 하나 이상의 접촉 감지 전극과 다수의 연결 도선과 신호 변환부를 포함하는 혼합 구조 스위치 매트릭스로서, 상기 스위치 각각은 상기 돌출부에 대응하여 배치되며 상기 압력에 의해서 대응되는 연결 도선들을 기계적으로 연결하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 접촉 감지 전극 각각은 상기 하나 이상의 상부 전극 각각에 대응되어 배치되어 상기 상부 전극과 접촉하는 경우 이에 대응하여 전기적 신호를 생성하고, 상기 신호 변환부는 상기 하나 이상의 접촉 감지 전극에서 각각 발생하는 전기적 신호를 대응되는 다른 접촉 감지 전극에서 발생하는 전기적 신호와 논리적 연산을 수행하여 출력하며, 상기 스위치에 의해 생성된 전기적 신호와 상기 신호 변환부의 출력 신호를 접촉 감지 전극에 의해 생성된 전기적 신호를 상기 다수의 연결 도선을 통하여 출력하는 것인 혼합 구조 스위치 매트릭스와,

상기 혼합 구조 스위치 매트릭스에서 출력되는 전기적 신호를 해석하여 상기 대응되는 하나 이상의 문자 중에서 사용자의 접촉에 대응되는 문자를 입력하는 문자 입력부를 포함하는 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 다수의 연결 도선은 2개의 독립적인 방향으로 형성되어 다수의 교차점을 포함하는 것이고,

상기 하나 이상의 스위치는 상기 다수의 교차점 중 일부에 대응되어 배치되어 압력에 의해서 눌려지는 경우 상기 교차점에 대응되는 2개의 연결 도선을 전기적으로 연결하여 전기적 신호를 생성하는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 접촉 감지 전극은 상기 하나 이상의 스위치 주위에 배치되며, 대응되는 상기 상부 전극의 접촉시 대응되는 연결 도선과의 전기적 통로를 형성하는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 상부 전극 또는 상기 접촉 감지 전극 중 어느 하나는 미리 충전되며, 상기 상부 전극의 접촉시 상기 상부 전극 및 상기 접촉 감지 전극이 전기적으로 연결되어 상기 접촉을 감지하는 것인 문자 입력 장치.
제2항에 있어서,

상기 접촉 감지 전극은 전자회로적 스위치의 제어 노드에 연결되고, 상기 전자회로적 스위치는 상기 다수의 연결 도선의 다수의 교차점 중 상기 스위치에 대응 되는 교차점이 아닌 교차점에 연결하여 상기 접촉시 상기 전자회로적 스위치가 연결된 교차점에 대응되는 2개의 연결 도선 사이의 전기적 통로를 형성하는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉 감지 전극은 충전된 제1 전극과 충전되지 않은 제2 전극을 구비하며,

상기 상부 전극의 접촉시 상기 상부 전극에 의해서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 전기적으로 연결되어 상기 접촉을 감지하는 것인 문자 입력 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 인접하는 접촉 감지 전극과 공유되는 것인 문자 입력 장치.
제1 항에 있어서,

상기 접촉 감지 전극은 상기 스위치의 주위에 2개 이상 배치되며, 상기 2개 이상 배치되는 접촉 감지 전극 각각과 상기 스위치 사이의 거리는 서로 다른 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉 감지 전극은 상기 다수의 연결 도선 중 일부로 구성되며,

상기 하나 이상의 스위치 주위에서 대응되는 2개의 연결 도선이 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스의 표면에 2개의 레일 형태로 노출되어 상기 접촉 감지 전극을 형성하고, 상기 접촉 감지 전극은 상기 상부 전극의 접촉시 상기 대응되는 2개의 연결 도선을 전기적으로 연결시켜 상기 접촉에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉 감지 전극은, 상기 외부의 대응되는 접촉의 강도를 커패시턴스 변화를 검사하여 측정하는 것인 문자 입력 장치.
(삭제)
제1항에 있어서,

상기 상부 전극과 상기 접촉 감지 전극 각각은 상기 키의 하부 표면의 좌측면 또는 우측면 또는 상측면 또는 하측면 부분에 대응되도록 배치되어 상기 키의 좌, 우, 상, 하 방향 중 하나 이상의 방향에서의 상기 상부 전극의 접촉을 감지하는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 다수의 키는 버튼 형식으로 구성되는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 다수의 키는 숫자 또는 문자를 사용자의 접촉을 통하여 입력하도록 표면에 다수의 숫자 또는 문자가 대응되는 판 형태인 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 돌출부는, 상기 다수의 키 중 하나의 키에 대해서 하나 이상의 상부 전극이 대응되는 경우 상기 하나의 키에 대해서 대응된 하나 이상의 상부 전극이 동시에 상기 혼합 구조 스위치 매트릭스의 대응되는 감지 전극에 접촉하지 않도록 돌출되는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 키는 전도성 물질로 구성되거나 또는 전도성 물질이 도포되어 상기 상부 전극과 일체화되는 것인 문자 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 문자 입력 장치는 12개의 키가 3x4 배열로 이루어진 키패드이고,

상기 12개의 키에 대해서 상기 스위치가 하나씩 대응되며, 상기 12개의 키 각각에 대해서 하나 이상의 상기 접촉 감지 전극이 대응되는 것인 문자 입력 장치.