KR101551632B1 - 정보 입력 장치 - Google Patents

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KR101551632B1 KR1020090000354A KR20090000354A KR101551632B1 KR 101551632 B1 KR101551632 B1 KR 101551632B1 KR 1020090000354 A KR1020090000354 A KR 1020090000354A KR 20090000354 A KR20090000354 A KR 20090000354A KR 101551632 B1 KR101551632 B1 KR 101551632B1
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한진석
김승기
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Abstract

전자 기기용 정보 입력 장치가 개시된다. 상기 정보 입력 장치는 고정부에 마그네트와 홀센서를 반경방향으로 대항되게 설치하고, 고정부에 회전가능하게 설치된 회전부에 마그네트의 자속을 흡수하는 복수의 투스요크를 설치한다. 그리하여, 회전부의 정역회전에 따라 홀센서가 투스요크에 흡수된 자속을 감지하여 회전커버의 회전방향을 감지한다. 따라서, 마그네트의 크기가 상대적으로 줄어들고 백요크가 필요 없으므로, 원가가 절감된다. 또한, 마그네트가 반경방향으로 설치되므로, 축방향으로 박형화가 가능하다.

Description

정보 입력 장치 {INFORMATION INPUT UNIT}
본 발명은 전자 기기용 정보 입력 장치에 관한 것이다.
오늘날, 이동 통신 기기 등과 같은 전자 기기에는 사용자의 누름 조작에 의해 신호를 발생시키는 버튼 타입 정보 입력 장치 또는 사용자의 회전 조작에 의해 신호를 발생시키는 휠 타입 정보 입력 장치 등이 설치된다.
종래의 휠 타입 정보 입력 장치를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 정보 입력 장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 베이스(11)에 기판(13)이 결합된다. 기판(13)의 상측에는 링형상의 홀더(15)가 고정되고, 홀더(15)에는 지지프레임(21) 및 지지부재(23)를 매개로 링형상의 회전커버(25)가 회전가능하게 결합된다.
지지부재(23)에는 원주방향을 따라 N극과 S극이 교호하는 복수의 극을 가진 링형상의 마그네트(31)가 결합되어, 회전커버(25)와 함께 회전한다. 그리고, 마그네트(31)와 지지부재(23) 사이에는 마그네트(31)의 자속이 누설되는 것을 방지하는 백요크(33)가 개재된다.
기판(13)에는 회전커버(25)와 함께 회전하는 마그네트(31)의 자속 변화를 감 지하여 회전커버(25)의 회전방향을 감지하는 한쌍의 홀센서(13a,13b)가 설치된다. 이때, 어느 하나의 홀센서(13a)와 다른 하나의 홀센서(13b)는 마그네트(31)의 N극 또는 S극를 기준으로 위상차를 가지면서 배치되어, 회전커버(25)에 회전방항에 따라 상이한 신호를 출력한다.
상기와 같은 종래의 정보 입력 장치는 마그네트(31)가 링형상으로 형성되므로 상대적으로 재료가 많이 소요되고, 백요크(33)가 별도로 필요하다. 따라서, 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 마그네트(31)와 백요크(33)가 축방향으로 적층되는 형태로 설치되므로, 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원가를 절감할 수 있는 정보 입력 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 박형화할 수 있는 정보 입력 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정보 입력 장치는, 고정부; 상기 고정부에 회전가능하게 설치된 회전부를 포함하며,
상기 고정부에는 마그네트 및 홀센서가 설치되고, 상기 회전부에는 상기 마그네트의 자속을 흡수하는 복수의 투스요크가 설치되며, 상기 홀센서는 상기 회전부가 회전함에 따라 상기 투스요크에 흡수된 자속을 감지한다.
본 발명에 따른 정보 입력 장치는 고정부에 마그네트와 홀센서를 반경방향으로 대항되게 설치하고, 고정부에 회전가능하게 설치된 회전부에 마그네트의 자속을 흡수하는 복수의 투스요크를 설치한다. 그리하여, 회전부의 정역회전에 따라 홀센서가 투스요크에 흡수된 자속을 감지하여 회전커버의 회전방향을 감지한다. 따라서, 마그네트의 크기가 상대적으로 줄어들고 백요크가 필요 없으므로, 원가가 절감된다.
또한, 마그네트가 반경방향으로 설치되므로, 축방향으로 박형화가 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 정보 입력 장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 일부 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정보 입력 장치는 기판(110)과 베이스(120)와 홀더(130)를 가지는 고정부가 마련된다.
이하, 기판(110)을 포함한 다른 구성요소들의 방향 및 면을 지칭함에 있어서, 기판(110)의 수직방향 상측을 향하는 방향 및 면을 '상측 및 상면', 하측을 향하는 방향 및 면을 '하측 및 하면'이라 한다.
기판(110)의 하면에는 베이스(120)가 결합되고, 베이스(120)에는 복수의 꺾쇠(121)가 형성되어 기판(110)의 상면측으로 돌출된다. 이때, 꺾쇠(121)는 가상의 수직 중심선을 기준으로 방사상으로 형성된다.
홀더(130)는 링형상으로 형성되어 상기 가상의 수직 중심선과 동심을 이루며, 기판(110)의 상면측에 고정된다. 홀더(130)는 외주면측에 돌출 형성된 돌기(131)가 꺾쇠(121)에 삽입 걸리므로 인하여 기판(110)측에 고정된다.
홀더(130)의 상면측에는 홀더(130)와 동심을 이루는 링형상의 회전커버(140), 링형상의 지지프레임(150) 및 링형상의 지지부재(160)를 가지는 회전부가 정역회전가능하게 결합된다.
회전커버(140)의 하면 내주면측에는 지지프레임(150)이 결합되고, 회전커버(140)와 지지프레임(150)은 사출되는 지지부재(160)에 의하여 일체로 결합된다. 그리고, 지지프레임(150)의 외주면측이 홀더(130)의 내주면측에 정역회전가능하게 결합되어, 회전커버(140)가 홀더(130) 상에서 회전가능하게 설치되는 것이다.
지지부재(160)에는 복수의 투스요크(170)가 등간격으로 설치되고, 기판(110)의 상면에는 사각편 형상의 마그네트(112)와 홀센서(115)가 설치된다. 마그네트(112)에서 발생되는 자속은 투스요크(170)에 흡수되고, 홀센서(115)는 상기 회전부가 회전함에 따라 투스요크(170)에 흡수된 자속을 감지하여 상기 회전부의 회전방향을 감지한다.
상세히 설명하면, 기판(110)에 설치된 마그네트(112)는 원주방향을 따라 상호 간격을 가지는 동일형상 및 동일구조의 제 1 마그네트(112a)와 제 2 마그네트(112b)를 가지고, 기판(110)에 설치된 홀센서(115)는 원주방향을 따라 간격을 가지는 제 1 홀센서(115a)와 제 2 홀센서(115b)를 가진다.
이때, 제 1 마그네트(112a)와 제 1 홀센서(115a)는 동일반경방향에 설치되어 간격을 가지고, 제 2 마그네트(112b)와 제 2 홀센서(115b)는 동일반경방향에 설치되어 간격을 가진다. 그리고, 투스요크(170)는 제 1 마그네트(112a)와 제 1 홀센서(115a) 사이 및 제 2 마그네트(112b)와 제 2 홀센서(115b) 사이와 대응되는 지지부재(160)의 하면에 설치된다.
그리하여, 제 1 마그네트(112a)와 제 1 홀센서(115a) 사이 및 제 2 마그네트(112b)와 제 2 홀센서(115b) 사이에 투스요크(170)가 위치되면, 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)는 제 1 및 제 2 마그네트(112a,112b)로부터 자속을 흡수한 투스요크(170)의 자속을 감지한다.
마그네트(112)가 홀센서(115)의 외측에 위치될 수 도 있고, 내측에 위치될 수 도 있다. 미설명부호 180은 투명창이다.
상기 회전부의 회전방향 감지에 대하여 도 4a 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 기판의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 홀센서에서 감지한 투스요크의 자속량을 보인 그래프이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 마그네트(112a)와 제 2 마그네트(112b)는 투스요크(170)에 대하여 위상차를 가진다. 즉, 제 1 마그네트(112a)가 어느 하나의 투스요크(170)와 완전히 대향하거나 완전히 비대향하면, 제 2 마그네트(112b)는 다른 하나의 투스요크(170)와 일부만 대향한다.
도 4a에 도시된 상태에서, 회전커버(140)(도 3참조)를 시계방향인 정방향으로 회전시켜 지지부재(160)를 정방향으로 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 감소하고, 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 감소하다가 증가한다.
더 구체적으로는, 지지부재(160)의 회전에 의하여, 도 4a에 가는 점선으로 도시된 바와 같이, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 정도로 감소할때 까지는 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 감소하고, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 이하가 되는 순간부터 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 증가한다.
제 1 마그네트(112a)가 투스요크(170)와 투스요크(170) 사이에 완전히 위치된 상태에서, 지지부재(160)를 정방향으로 더 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 증가하고, 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 증가하다가 감소한다. 이 또한, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 정도 될때 까지는 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 증가하고, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 이상이 되는 순간부터 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 감소한다.
따라서, 지지부재(160)를 정방향으로 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적 및 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 전술한 형태로 반복적으로 변한다. 그러면, 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 각 각 감지하는 제 1 및 마그네트(112a,112b)로부터 각각 흡수한 투스요크(170)의 자속은, 도 5에 도시된 바와 같이, 정방향과 같은 형태로 변하면서 출력된다.
그리고, 도 4b에 도시된 상태에서, 지지부재(160)를 역방향으로 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 감소하고, 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 증가하다가 감소한다.
더 구체적으로는, 지지부재(160)의 회전에 의하여, 도 4b에 가는 점선으로 도시된 바와 같이, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 정도 감소할때 까지는 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 증가하고, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 이하가 되는 순간부터 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 감소한다.
제 1 마그네트(112a)가 투스요크(170)와 투스요크(170) 사이에 완전히 위치된 상태에서, 지지부재(160)를 정방향으로 더 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 증가하고, 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적은 점점 감소하다가 증가한다. 이 또한, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 정도 될때 까지는 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 감소하고, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적이 대략 1/2 이상이 되는 순간부터 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 점점 증가한다.
따라서, 지지부재(160)를 역방향으로 회전시키면, 제 1 마그네트(112a)와 투스요크(170)의 대향면적 및 제 2 마그네트(112b)와 투스요크(170)의 대향면적이 전 술한 형태로 반복적으로 변한다. 그러면, 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 각각 감지하는 제 1 및 마그네트(112a,112b)로부터 각각 흡수한 투스요크(170)의 자속은, 도 5에 도시된 바와 같이, 정방향과 같은 형태로 변하면서 출력된다.
즉, 지지부재(160)의 정방향 회전시 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 감지하는 투스요크(170)의 자속량의 변화 및 지지부재(160)의 역방향 회전시 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 감지하는 투스요크(170)의 자속량의 변화가 상호 상이하므로, 이를 통하여 지지부재(160)의 회전방향을 감지한다.
본 실시예에 따른 정보 입력 장치는 마그네트(112)의 크기가 상대적으로 작고, 백요크가 필요 없으므로, 원가가 절감된다. 그리고, 마그네트(112)와 홀센서(115)가 반경방향으로 설치되므로, 박형화가 가능하다.
본 실시예에 따른 정보 입력 장치의 동작을 도 3을 참조하여 설명한다.
회전커버(140)에 의하여 지지부재(160)가 회전하면, 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 감지하는 투스요크(170)의 자속량이 변한다. 그러면, 제품의 제어회로에서 제 1 및 제 2 홀센서(115a,115b)에서 감지한 자속량에 따라 회전커버(140)의 회전방향 및 회전량 등을 검출하고, 회전커버(140)의 회전방향과 회전량에 따라, 상기 제품의 표시부에서 스크롤 바가 이동하여 소망하는 그림이나 기호를 명시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 입력 장치의 평면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 마그네트(212)는 호형상으로 형성되어 1개 설치된다. 이 때, 제 1 홀센서(215a)는 마그네트(212)의 일단부측과 동일반경방향에 설치되고, 제 2 홀센서(215b)는 마그네트(212)의 타단부측과 동일반경방향에 설치된다.
그리고, 마그네트(212)의 일단부측과 타단부측은 투스요크(270)에 대하여 위상차를 가진다. 즉, 마그네트(212)의 일단부측이 어느 하나의 투스요크(270)와 완전히 대향하거나 완전히 비대향하면 타단부측은 다른 하나의 투스요크(270)와 일부만 대향한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정보 입력 장치의 단면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 지지부재(360)에 결합된 복수의 투스요크(370)는 홀센서(315)와 마그네트(312)의 상면측을 덮는형태로 설치된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1은 종래의 정보 입력 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 일부 분해 사시도.
도 3은 도 2의 결합 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 기판의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 입력 장치의 홀센서에서 감지한 투스요크의 자속량을 보인 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보 입력 장치의 평면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정보 입력 장치의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 기판 120 : 베이스
130 : 홀더 140 : 회전커버
150 : 지지프레임 170 : 투스요크

Claims (19)

  1. 고정부;
    상기 고정부에 회전가능하게 설치된 회전부를 포함하고,
    상기 고정부에는 마그네트 및 홀센서가 대향 설치되며,
    상기 회전부에는 상기 마그네트의 자속을 흡수하는 복수의 투스요크가 설치되고,
    상기 마그네트의 일단부측이 상기 복수의 투스요크 중 어느 하나와 대향하거나 완전히 비대향하면 타단부측은 상기 복수의 투스요크 중 다른 하나와 일부만 대향하도록 위상차를 가지며,
    상기 홀센서는 상기 회전부가 회전함에 따라 상기 투스요크에 흡수된 자속을 감지하는 정보 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트와 상기 홀센서는 동일반경방향에 배치된 정보 입력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 마그네트와 상기 홀센서가 설치된 기판과 상기 기판에 결합된 홀더를 가지는 정보 입력 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전부는 상기 홀더에 정역회전가능하게 결합된 링형상의 지지프레임, 상기 지지프레임에 결합된 링형상의 회전커버, 상기 회전커버 및 상기 지지프레임 을 일체로 결합하며 상기 투스요크가 결합되는 지지부재를 가지는 정보 입력 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 투스요크는 등간격으로 배치된 정보 입력 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마그네트는 1개 설치된 정보 입력 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마그네트는 호형상인 정보 입력 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀센서는 상기 마그네트의 일단부측과 동일반경방향에 설치된 제 1 홀센서와 상기 마그네트의 타단부측과 동일반경방향에 설치된 제 2 홀센서를 가지는 정보 입력 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 마그네트는 원주방향을 따라 상호 간격을 가지는 제 1 마그네트와 제 2 마그네트를 가지는 정보 입력 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마그네트는 사각편 형상인 정보 입력 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 홀센서는 상기 제 1 및 제 2 마그네트와 동일반경방향에 각각 설치된 제 1 및 제 2 홀센서를 가지는 정보 입력 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 11항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투스요크는 상기 마그네트와 상기 홀센서 사이의 상기 회전부 부위에 설치된 정보 입력 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 11항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투스요크는 상기 마그네트와 상기 홀센서를 덮는 형태로 상기 회전부 부위에 설치된 정보 입력 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 11항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 홀센서의 내측에 위치된 정보 입력 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 11항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 홀센서의 외측에 위치된 정보 입력 장치.
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