KR20120071930A - 단말기 제어방법 및 포인팅 장치 - Google Patents

단말기 제어방법 및 포인팅 장치 Download PDF

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Abstract

포인팅 영역 상에서 피대상물의 이동에 대응하여 단말기를 제어하는 방법은, 포인팅 영역 내에 복수개의 방향전극을 제공하는 단계, 및 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동이 감지됨에 따라 발생하는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

단말기 제어방법 및 포인팅 장치{METHOD OF CONTROLLING TERMINAL DEVICE AND POINTING DEVICE}
본 발명은 터치 인식을 이용한 단말기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 디스플레이가 아닌 그 주변에 인접하게 제공되는 터치 인식 장치를 포인팅 장치로 사용하는 포인팅 장치 및 단말기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 개인휴대단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다. 종래 개인휴대단말기는 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼으로 구성된 키패드를 구비하여, 사용자가 상기 키패드의 버튼을 통해서 전화번호나 문자 등을 입력할 수 있게 한다.
근래 들어 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인휴대단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제(예를 들어, Windows CE)가 채용되고 있다. 또한, 기술의 발달과 더불어 개인휴대단말기는 다양한 부가서비스를 구비하게 되었으며, 상기 다양한 부가서비스의 편리한 운용을 위해서도 GUI를 지원하는 운영체제가 사용되기도 한다.
상기와 같이 개인휴대단말기의 사용자 인터페이스로서 GUI의 운영체제가 채용됨에 따라, 기존에는 GUI의 운영체제에 불리한 키패드 대신 광 포인팅 장치와 같은 다른 입력 장치가 채용되고 있다. 일반적으로 광 포인팅 장치는 광원으로부터 광을 조사하여 얻어진 피사체(손가락) 표면의 이미지 데이터를 소정의 광학 경로를 따라 이미지센서로 전달함으로써, PC의 마우스와 유사하게 사용될 수가 있다.
이렇게 개인휴대단말기에서 방향 전환을 위한 광 포인팅 장치가 있기는 하지만, 이들 광 포인팅 장치는 광의 이동 경로를 확보하기 위해 최소한의 두께 및 경통의 길이를 확보해야 하기 때문에 특정 두께 및 길이 이하로 형성하는 것이 제한되며, 누름을 감지하기 위한 메커니즘을 추가하는 경우 그 구조가 상당히 복잡해지는 단점이 있다. 또한, 광 포인팅 장치에서도 피사체로 광을 조사하기 위한 광원, 광을 분석하기 위한 이미지센서, 및 피사체로부터 반사된 광을 이미지 센서로 안내하기 위한 광학 경로를 제공하는 프리즘과 같은 부품 역시 개인휴대단말기 자체의 두께를 증가시키는 원인이 되고 있다.
게다가, 종래의 광 포인팅 장치는 디스플레이 상에 표시된 포인터를 이동시키는 것은 가능하지만, 그 외 컴퓨터 마우스에서와 같이 클릭을 하던지, 스크롤을 하는 등의 다양한 기능을 제공할 수가 없다.
본 발명은 단말기의 디스플레이에 인접하게 배치되는 포인팅 장치를 제공하되, 실질적으로 거의 평면으로 제공되어 실장 공간을 거의 차지하지 않는 포인팅 장치 및 그 포인팅 장치를 포함하는 단말기의 제어방법을 제공한다.
본 발명은 터치 인식을 기반으로 하되, 방향전극 또는 센서 구조를 간단하게 유지할 수 있으며, 단순히 터치 인식에 의한 이동 감지 외에 다양한 기능을 구현할 수 있는 포인팅 장치 및 단말기 제어방법을 제공한다.
본 발명은 약 1㎝ * 1㎝ 이내의 작은 공간에서 효율적으로 손가락 등의 움직임을 감지할 수 있으며, 돔 스위치를 이용한 버튼 등에서도 용이하게 적용될 수 있는 포인팅 장치 및 단말기 제어방법을 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 포인팅 영역 상에서 피대상물의 이동에 대응하여 단말기를 제어하는 방법은, 포인팅 영역 내에 복수개의 방향전극을 제공하는 단계, 및 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동이 감지됨에 따라 발생하는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 단말기는 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동이 감지되면 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 방향전극에서 감지되는 신호에 의한 포인터 이동 외에도 피대상물, 예를 들어 손가락이 포인팅 영역의 외부에서 내부로 진입하거나, 포인팅 영역을 횡단 또는 종단으로 통과하거나, 또는 포인팅 영역의 경계를 따라 선회하는 경우 등에 대응하여 방향 감지와는 구분될 수 있는 다른 기능을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 방향전극에 의한 방향 감지 외에도, 포인팅 영역의 경계에서의 피대상물의 이동 감지 여부에 따라 다른 다양한 기능을 수행할 수 있기 때문에, 포인팅 장치의 활용도를 높일 수 있다.
참고로, 본 발명에서 포인팅 영역의 경계라 함은 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변을 포함할 수 있다. 가령, 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동 감지는, 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변에 피대상물이 접근함에 따라 방향전극에서 발생되는 신호를 통해 이루어지거나, 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극에 피대상물이 직접 겹쳐지는 경우 방향전극에서 발생되는 신호를 통해 이루어질 수 있다. 다르게는, 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변을 포함하는 특정 절대 좌표를 정의하고, 피대상물의 접촉 좌표와 절대 좌표를 비교함으로써 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동을 감지할 수 있다.
또한, 피대상물이라 함은, 방향전극에서 측정되는 전기적 특성 변화를 야기할 수 있는 물리적 몸체로서, 정전용량의 변화를 줄 수 있는 몸체는 유기체 또는 무기체 모두 가능하다. 예를 들면, 손가락과 같은 신체 일부, 및 스타일러스 펜이나 터치 펜 등과 같은 도구, 또는 이들을 대체할 수 있는 다른 물질을 의미할 수 있다.
또한, 단말기라 함은 단말기 기능의 제어를 위해 포인팅 영역을 제공할 수 있는 장치를 의미하며, 휴대폰, 스마트폰, PDA, 노트북 등과 같이 한 장비 내에 디스플레이를 포함하는 장비를 의미할 수도 있고, 리모트 컨트롤러와 같이 메인 장비에는 디스플레이가 없지만 다른 디스플레이 장비를 제어할 수 있는 원격 제어장비도 의미할 수가 있다.
방향전극은 피대상물의 접근, 후퇴 및 통과 등에 의해서 가변되는 전기적 특성의 크기 또는 변화량에 대응하여 전기적 스칼라(물리적 측정량)을 생성할 수 있으며, 이러한 전기적 스칼라는 ㅿX,ㅿY 좌표 변화값으로 측정될 수 있다. 이러한 방향전극으로서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 센싱 메커니즘이 적용될 수 있으며, 방향전극의 센싱 메커니즘에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 포인팅 영역이라 함은, 포인팅 장치에서 피대상물의 이동을 예정하는 특정 영역을 의미할 수 있으며, 휴대단말기 등의 외관에는 포인팅 영역이 경계와 함께 정의될 수도 있지만, 다르게는 경계 없이 대략적인 위치로만 표시될 수도 있다. 포인팅 영역은 디스플레이에 인접하게 배치된 별도의 영역일 수도 있지만, 디스플레이 전부 또는 일부에 정의될 수도 있다.
한편, 특정 방향전극에서 손가락의 감지가 이루어지는 동안 발생되는 전기적 특성 변화가 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 그라운드 전극을 포함할 수 있다. 이러한 그라운드 전극은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 그라운드 전극은 각 방향전극의 사이에 평면적으로 제공될 수 있다. 다르게는, 그라운드 전극이 각 방향전극의 연결라인이 통과하기 위한 비아홀을 구비하여 각 방향전극의 하부에 제공될 수 있으며, 각 방향전극의 연결라인은 비아홀을 통과하여 그라운드 전극의 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 포인팅 영역 상에서 피대상물의 이동을 감지하기 위한 포인팅 장치는, 포인팅 영역 내에 배치되는 복수개의 방향전극을 포함하며, 포인팅 영역의 경계에서 피대상물의 이동이 감지됨에 따라 발생하는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 포인팅 장치는 단말기의 디스플레이에 인접하게 배치되어 포인터 이동 또는 메뉴의 선택 등을 위한 일반적인 방향 감지 기능을 수행하는 것 외에도, 포인팅 영역의 경계에서의 피대상물의 이동 감지 여부에 따라 스크롤, 페이지 넘김, 화면 전환, 확대/축소, 좌우 클릭 등 다양한 기능을 직관적으로 인식이 가능하도록 정의할 수가 있으며, 포인팅 장치로서 최적의 기능을 구현할 수가 있다.
또한, 종래의 광 포인팅 장치와는 달리, 포인팅 장치가 실질적으로 거의 평면으로 제공되어 실장 공간을 거의 차지하지 않으며, 기능 개선 효과에 비해 공간을 현저하게 적게 차지한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 그라운드 전극을 이용하여 특정 방향전극에서 손가락의 감지가 이루어지는 동안 발생되는 전기적 특성 변화가 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따른 노이즈 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 약 1㎝ * 1㎝ 이내의 작은 공간에서 효율적으로 손가락 등의 움직임을 감지할 수 있으며, 돔 스위치를 이용한 버튼 등에서도 일체로 장착되어 기존의 버튼에 포인팅 장치 기능도 함께 겸비하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인팅 장치가 적용된 개인휴대단말기의 정면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 포인팅 장치의 구체적인 작동 예를 설명하기 위한 확대도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인팅 장치의 연성회로기판을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포인팅 장치의 방향전극 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인팅 장치가 적용된 개인휴대단말기의 정면도이며, 도 2 내지 도 5는 도 1의 포인팅 장치의 구체적인 작동 예를 설명하기 위한 확대도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 개인휴대단말기(100)는 정면에는 디스플레이(110)가 제공되며, 디스플레이(100) 하부에는 포인팅 영역(120)이 제공될 수 있다. 디스플레이(110)는 그 자체만으로 터치 인식이 가능할 수도 있지만, 다르게는 이미지 디스플레이만 가능하도록 제공될 수도 있다.
본 실시예에 따른 개인휴대단말기(100)에서 사용자는 포인팅 영역(120)에 손가락 끝을 올려 놓고 이동시킴으로써 화면의 포인터를 이동시키거나, 화면에서 선택된 메뉴를 이동시키거나, 손가락 이동을 화면의 포인터 이동과 매칭시켜 화면을 통해 원하는 기능을 선택 및 실행할 수가 있다.
포인팅 영역(120)이 형성된 단말기 케이스의 저면에는 소정 배열로 배치되는 복수개의 방향전극(130)이 제공된다. 상기 방향전극(130)은 포인팅 영역(120) 내에서의 손가락(또는 스타일러스 펜) 이동을 감지할 수 있으며, 포인팅 영역(120)의 경계에서 손가락의 이동이 감지되면 방향전극(130)에서 발생되는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있다.
상기 방향전극(130)의 배열 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이하에서는 3*3의 격자로 배열되는 복수개의 방향전극(130)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 참고로, 3*3로 배열된 방향전극(130)은 손가락 접촉 면적에 따른 정전용량 변화를 감지할 수 있으며, 도면에는 명확히 도시되어 있지는 않지만 이들 방향전극(130)은 1:1로 단말기의 제어 칩 또는 포인팅 장치의 마이크로 칩과 연결되어 있다.
아울러, 상기 각 방향전극(130)은 서로 동일한 크기 및 형상을 갖도록 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 각 방향전극이 서로 다른 크기 및 형상을 갖도록 제공될 수도 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 정사각형 형상을 갖는 방향전극(130)이 3*3의 격자로 배열된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 방향전극의 개수가 더 세분화되어 보다 정밀하게 손가락 이동을 감지할 수 있으며, 상기 방향전극은 원형, 비원형, 다각형 또는 여타 다른 기하학적 형상을 가질 수 있다. 이러한 방향전극이 이루는 외형 역시 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 원형, 타원형 또는 다각형 등으로 다양하게 변경될 수 있다.
다시 도면을 참조하면, 상기 방향전극(130)은 단순한 전극 구조이기 때문에 종래의 광 포인팅 장치보다는 현저히 저렴한 비용에서 제작될 수가 있다. 본 실시예의 경우, 방향전극(130)이 케이스 저면에 형성될 수 있지만, 다르게는 플렉시블 회로기판에 형성될 수 있으며, 단말기의 메인 회로기판에 연결되고, 케이스에서는 포인팅 영역의 하부에 위치하도록 장착될 수도 있다. 물론, 이때도 각 방향전극은 플렉시블 회로기판에서 동일 면 또는 상호 반대 면에 형성될 수도 있다.
또한, 경우에 따라서는 포인팅 영역(120)이 버튼 형태로 제공될 수 있는데, 버튼의 내부 또는 표면에 상기 방향전극(130)들이 형성된 플렉시블 회로기판이 포함되도록 할 수가 있다. 이 경우 사용자는 버튼의 상면 또는 노출된 면 상에서 손가락을 이동시켜 포인팅 장치로 사용할 수 있으며, 다르게는 버튼을 눌러 돔 스위치 등을 작동시킬 수가 있다.
참고로, 종래의 광 포인팅 장치는 버튼 조작을 위해서 렌즈, 경통, 및 센서 등을 포함하는 포인팅 장치가 전체적으로 움직여야 하지만, 본 실시예에 따른 포인팅 메커니즘은 FPCB 상에 형성하는 것이 가능하고, 버튼에도 적용하는 것이 매우 용이하다.
도 2를 참조하면, 손가락이 포인팅 영역(120)의 외부에서 내부로 진입하는 이동을 가정할 수 있다. 손가락은 포인팅 영역(120)의 상하 또는 좌우 4 방향에서 접근할 수 있으며, 이때는 포인팅 영역(120)의 경계에서 손가락의 이동이 감지된 후, 포인팅 영역(120)의 내부에 배치되는 방향전극(130)에서 신호가 일정시간 동안 발생할 수가 있다. 이 경우 단말기는 스크롤과 같이 포인팅 장치의 일반적인 방향 감지 외의 다른 기능을 정의할 수가 있다.
참고로, 본 명세서에서 포인팅 영역의 경계라 함은 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변을 포함할 수 있다. 아울러, 본 명세서에서 "방향 감지와 구분되는 별도 기능"이란, 포인팅 장치에서 일반적으로 기대되는 방향 감지 외에 단말기 시스템 또는 특정 프로그램에서 미리 약정된 다른 기능을 의미할 수 있으며, 후술하는 스크롤, 페이지 넘김, 화면 전환, 확대/축소, 클릭 등 다양하게 선택될 수 있으며, 특정 기능의 사용자 정의, 사용자 설정, 기능의 조합 등도 미리 정의할 수가 있다. 이하, 기능을 이해하기 위해 특정 기능을 예로 들어 설명하지만, 손가락의 특정 동작과 그에 대응되는 기능이 반드시 결합되어야 하는 것은 아니다.
일 예로, 위와 같이 포인팅 영역(120)의 경계에서 손가락의 이동이 감지된 후 방향전극(130)으로부터 신호가 감지되는 경우, 손가락의 이동이 감지되는 포인팅 영역(120)의 경계의 위치에 대응하여 상하 또는 좌우 스크롤 중 하나를 선택할 수 있다. 가령, 손가락이 포인팅 영역(120)의 위쪽 경계를 통과하여 방향전극(130)에서 멈추는 경우, 단말기는 현재 표시된 화면을 아래로 스크롤 하도록 할 수가 있다. 또한, 설정에 따라서 스크롤이 진행되는 경우, 손가락이 방향전극(130) 상에 터치 상태로 유지되는 동안 실행되는 스크롤이 계속 유지될 수 있다. 물론, 손가락의 이동이 감지되는 포인트 영역의 경계의 위치에 따라 아래로 위로 혹은 좌우로 스크롤되도록 미리 정의할 수가 있다.
물론, 반대로 손가락이 포인팅 영역(120)의 내부에 있다가 외부로 이동하는 경우에도, 그에 대응되는 별도의 기능이 정의될 수도 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 손가락이 포인팅 영역(120)의 외부에서 내부로 이동하면서 스크롤 기능이 활성화된 경우에는, 지속적으로 스크롤 모드가 유지될 수 있고, 사용자의 손가락이 포인팅 영역(120) 내에서 이동하는 경우 스크롤 방향이 추가로 제어되도록 하는 것도 가능하다.
도 3을 참조하면, 손가락이 포인팅 영역(120)을 횡단 또는 종단하는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우 포인팅 영역(120)의 경계 일측에서 손가락의 이동이 감지된 후, 방향전극(130)을 통해서 이동이 감지되고, 그 다음 다시 반대편 포인팅 영역(120)의 경계에서 손가락의 이동이 감지될 수 있다. 이때도 역시 단말기는 화면 전환이나 페이지 넘김 등과 같이 직관적으로 이해될 수 있는 별도의 기능을 수행하도록 할 수가 있다.
일 예로, 도시된 바와 같이, 포인팅 영역(120)의 좌측 경계에서 손가락의 이동이 감지된 후, 방향전극(130)으로부터 신호가 감지되고, 반대편 포인팅 영역(120)의 우측 경계에서 손가락의 이동이 차례대로 감지될 수 있다. 이때 단말기는 현재 활성화된 화면 또는 텍스트의 화면 전환 및 페이지 넘김 중 선택된 기능을 수행하도록 할 수가 있다. 물론, 반대의 경우 반대 방향의 화면 전환이나 페이지 넘김이 정의될 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 손가락이 경사진 방향 또는 대각선 방향으로 통과하는 경우도 가정할 수 있으며, 이 경우 역시 손가락이 통과되는 포인팅 영역(120)의 경계의 위치에 따라 좌우 클릭이나 확대 축소, 명령 실행이나 취소 등 다양한 기능을 정의할 수가 있다.
도 4를 참조하면, 손가락이 포인팅 영역(120)의 경계를 따라 선회하는 경우를 가정할 수 있다. 즉, 손가락이 포인팅 영역(120)의 경계를 따라 선회하는 경우 포인팅 영역(120)의 경계에서 포인팅 영역(120)의 경계를 따른 손가락의 이동이 감지될 수 있으며, 이 경우 역시 다양한 기능이 실행될 수 있다.
일 예로, 포인팅 영역(120)의 경계에서 포인팅 영역(120)의 경계를 따라 손가락의 이동이 순차적으로 감지되는 경우, 단말기에서의 확대/축소의 기능을 수행할 수 있으며, 이미지 또는 웹 화면의 수평 수직 회전, 볼륨의 강약 조절, 재생 속도의 방향 및 빠르기 조절, 동영상의 포워드 및 리워드 조절 등이 다양하게 정의될 수 있다.
이 외에도 방향 감지에 따른 상하 조절과 구분하여 가속화될 수 있는 메뉴 이동 등으로 정의될 수 있으며, 일 예로 다수의 곡이 저장된 플레이 리스트에서 원하는 곡을 빠르게 선곡할 때 사용될 수가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 포인팅 장치는 컴퓨터의 마우스와 비슷한 기능을 수행할 수 있으며, 일반적인 컴퓨터 마우스에서 사용하는 PS/2 프로토콜을 이용할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 일반 컴퓨터의 마우스에서 작용하는 좌 클릭 및 우 클릭을 적용할 수 있다. 일 예로, 포인팅 영역(120)의 경계에서 소정 시간 동안의 손가락 접촉에 의해서 클릭에 대응하는 동작을 감지할 수 있다. 사용자가 손가락으로 포인팅 영역(120)의 경계를 클릭과 같이 터치하는 경우를 가정할 수 있는데, 이때 단말기는 좌측 또는 우측 포인팅 영역(120)의 경계의 감지 여부에 따라 컴퓨터의 좌측 클릭 및 우측 클릭에 대응하는 명령을 구분할 수 있다. 물론, 위/아래 포인팅 영역(120)의 클릭 역시 이용이 가능하므로, 그 활용도는 컴퓨터의 마우스 이상이 될 수가 있다.
또한, 포인팅 영역(120)의 경계를 통한 클릭 신호의 회수에 따라 1회 클릭 또는 더블 클릭 등을 구분할 수 있으며, 이러한 구분을 통해 일반 사용자가 익숙한 컴퓨터 사용환경을 소형 단말기에서도 동일하게 적용할 수가 있다.
또한, 포인팅 영역(120)의 경계를 통한 클릭이 일정 시간 지속되는 경우, 짧은 시간 클릭과 구분될 수 있는 다른 기능이 수행될 수 있도록 설계될 수 있으며, 예를 들어 약 1초 이상 클릭의 접촉 상태가 유지되면 복사 등이 가능한 모드로 전환되고, 그 이후 방향전극(130)으로 손가락을 이동시켜 복사 영역을 조절하도록 할 수도 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 포인팅 영역의 경계에서의 손가락의 이동 감지를 통해 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 포인팅 영역의 경계에서의 손가락의 이동 감지를 통해 방향전극에 의한 방향 감지 기능도 보조할 수 있다.
한편, 손가락과 같은 피대상물이 포인팅 영역(120)의 내부에서 이동하는 도중 포인팅 영역(120)의 외부로 벗어나는 것에 대응하여, 방향 감지에 따른 포인터 또는 메뉴 이동 중 포인팅 영역(120)의 경계에서 신호가 감지되는 경우, 방향전극(130)에 의한 포인터 또는 메뉴 이동 기능이 전부 또는 부분적으로 제한되도록 프로그램을 조절할 수가 있으며, 방향전극(130)의 바깥 부분에서 발생할 수 있는 오작동을 최소화할 수도 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인팅 장치의 연성회로기판을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 이전 실시예에서 설명한 3*3 격자 배열의 방향전극(130)을 포함하는 포인팅 장치의 연성회로기판 구조가 개시되어 있다. 각 방향전극(130)들은 우측의 마이크로 칩(10)에 1:1로 전기적으로 연결되며, 통상의 연결 단자들을 통해서 단말기의 메인 회로기판과 연결될 수가 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 3*3 격자 배열의 방향전극을 포함하는 포인팅 장치의 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 도 7과 같이, 5*5 격자 배열의 방향전극(130)이 사용될 수 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 각 방향전극(130)들은 우측의 마이크로 칩(10)에 1:1로 전기적으로 연결되며, 통상의 연결 단자들을 통해서 단말기의 메인 회로기판과 연결될 수가 있다. 다르게는 방향전극이 2*2 격자 배열, 4*4 격자 배열 또는 6*6 이상의 격자 배열을 갖도록 제공될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 원형 형상을 갖는 방향전극(230)이 원형 배열로 배치된 포인팅 장치의 연성회로기판 구조가 개시되어 있다.
이하에서는 방향전극이 포인팅 영역(220)의 내부에 배치되는 원형 형상의 중심전극(232) 및 상기 중심전극(232)을 중심으로 방사 방향을 따라 등각도로 배열되는 원형 형상의 방사전극(234)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 도 9와 같이, 중심전극을 기준으로 2열 이상의 방사전극이 배치되도록 구성할 수도 있다. 상기 각 방향전극(230)들은 우측의 마이크로 칩에 1:1로 전기적으로 연결되며, 통상의 연결 단자들을 통해서 단말기의 메인 회로기판과 연결될 수가 있다.
아울러, 도 8 및 도 9와 같이 방향전극(230)이 원형으로 배치되는 경우에도, 포인팅 영역(220)의 경계에서 손가락의 이동이 감지되면 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 포인팅 영역이 대략 1㎝ * 1㎝ 이내와 같이 매우 작은 공간으로 제공될 경우, 방향전극은 격자 배열보다 원형 배열(방사상 배열)로 배치되는 것이 유리하다. 즉, 원형 배열의 경우, 중심전극을 기준으로 각 방사전극은 모두 대칭적으로 배치(중심전극에 대한 이격 거리가 동일)될 수 있기 때문에, 손가락의 이동을 보다 효율적으로 감지할 수 있다.
도 10을 참조하면, 국화 형상으로 배열되는 방향전극(330)을 포함하는 포인팅 장치의 구조의 연성회로기판 구조가 개시되어 있다.
방향전극은 포인팅 영역(320)의 내부에 배치되는 중심전극(332) 및 중심전극(332)을 중심으로 방사 방향을 따라 등각도로 배열되는 방사전극(334)을 포함하되, 상기 방사전극(334)은 중심전극(332)에 인접한 일단에서 타단으로 갈수록 확장된 크기를 갖도록 제공되어, 상기 중심전극(332)과 함께 대략 국화 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에서도 전술한 바와 마찬가지로, 포인팅 영역(320)의 경계에서 손가락의 이동이 감지되면 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있다. 아울러, 상기와 같이 국화 형상으로 배열되는 방향전극(330)은 중심전극(332)에 대해 각 방사전극(334)이 보다 인접하게 배치될 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 8 및 도 10과 같이, 상기 복수개의 방향전극 중 손가락의 감지가 이루어지는 방향전극에 인접한 다른 방향전극의 연결라인이 전기적으로 차폐시키기 위한 그라운드 전극(236,336)이 제공될 수 있다.
즉, 손가락이 특정 방향전극에 위치하는 경우 해당 방향전극 또는 그 주변으로 정전용량 등 전기적 특성에 변화를 줄 수 있으며, 이러한 전기적 특성 변화가 손가락의 감지가 이루어지는 방향전극에 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미칠 경우, 손가락 이동의 계산에서 노이즈가 발생될 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 그라운드 전극을 이용하여, 특정 방향전극에서 손가락의 감지가 이루어지는 동안 발생되는 전기적 특성 변화가 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 그라운드 전극(236,336)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다.
일 예로, 도 8과 같이, 그라운드 전극(236)은 각 방향전극(232,234)의 사이에 평면적으로 제공될 수 있으며, 상기 그라운드 전극(236)에 의해 특정 방향전극(232,234)에서 손가락의 감지가 이루어지는 동안 발생되는 전기적 특성 변화가 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
다르게는 도 10과 같이, 그라운드 전극(336)은 각 방향전극(332,334)의 연결라인(334a)이 통과하기 위한 비아홀(336a)을 구비하여 각 방향전극(332,334)의 하부에 제공될 수 있으며, 상기 각 방향전극(332,334)의 연결라인(334a)은 비아홀(336a)을 통과하여 그라운드 전극(336)의 하부에 배치될 수 있다. 이와 같이, 각 방향전극(332,334)의 연결라인(334a)은 그라운드 전극(336)의 하부에 배치되기 때무에, 특정 방향전극(332,334)에서 손가락의 감지가 이루어지는 동안 발생되는 전기적 특성 변화가 인접한 다른 방향전극의 연결라인에 영향을 미치는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포인팅 장치의 방향전극 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 개인휴대단말기도 기판(435) 상에서 포인팅 영역(420)을 제공하며, 방향전극을 이용하여 포인팅 영역(320)의 경계에서 손가락의 이동이 감지되면 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있다.
포인팅 영역(420) 내에는 방향전극이 제공되는 바, 상기 방향전극은 평면적으로 포인팅 영역(420) 내에 배치되는 복수개의 상부전극(432), 및 상기 상부전극(432)과 전기적으로 분리되며 상부전극(432)의 하부에 위치하는 하부전극층(434)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부전극층(434)은 기판(435)의 저면에 형성되며, 외부로부터 전달되는 펄스 신호를 전면적으로 발생시킬 수 있다. 손가락이 특정 상부전극(432)에 위치하는 경우 그 상부전극(432) 또는 그 주변으로 정전용량 등 전기적 특성에 변화를 줄 수 있으며, 이때 다른 상부전극에 비해 변화된 펄스 신호를 수신하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 포인팅 장치는 피대상물의 이동을 감지할 수가 있다.
이러한 적층구조 역시 전술한 실시예에서 설명된 방향전극 구조보다는 다소 복잡하지만, 방향 감지와 구분될 수 있는 별도의 기능, 예를 들어 스크롤, 화면 전환, 페이지 넘김, 회전, 확대/축소, 속도나 볼륨 조절 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
물론, 여기서도 상부전극(432)은 단말기의 제어 칩 또는 포인팅 장치의 마이크로 칩과 1:1로 연결되어 있으며, 하부전극층(434)은 하나의 넓은 전극으로서 단말기의 제어 칩 또는 포인팅 장치의 마이크로 칩과 연결되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 개념에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 ： 개인휴대단말기 110 ： 디스플레이
120 ： 포인팅 영역 130 ：방향전극

Claims (25)

  1. 포인팅 영역 상에서 피대상물의 이동에 대응하여 단말기를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 포인팅 영역 내에 복수개의 방향전극을 제공하는 단계; 및
    상기 포인팅 영역의 경계에서 상기 피대상물의 이동이 감지됨에 따라 발생하는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행하는 단계;
    를 포함하는 단말기 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅 영역의 경계는 상기 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피대상물이 상기 포인팅 영역의 외부에서 내부로 진입하는 것에 대응하여, 상기 포인팅 영역의 경계에서 상기 피대상물의 이동이 감지되면, 상기 방향 감지와 구분되는 별도 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피대상물이 상기 포인팅 영역의 경계를 따라 선회하는 것에 대응하여, 상기 포인팅 영역의 경계를 따른 상기 피대상물의 이동이 감지되는 경우, 상기 방향 감지와 구분되는 별도 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피대상물이 상기 포인팅 영역의 경계를 클릭과 같이 터치하는 것에 대응하여, 상기 포인팅 영역의 경계에서 상기 피대상물의 이동이 감지됨에 따른 신호가 1회 또는 그 이상 단속적으로 감지되는 경우, 상기 방향 감지와 구분되는 별도 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피대상물이 상기 포인팅 영역 내부에서 이동하는 것에 대응하여, 상기 방향전극으로부터의 신호가 감지되는 경우, 상기 방향 감지에 따른 포인터 또는 메뉴 이동 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방향전극은 상기 포인팅 영역의 형상에 따라 원형, 타원형 또는 다각형 중 어느 하나의 외형을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방향전극은 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방향전극은 격자형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방향전극은 평면적으로 상기 포인팅 영역 내에 배치되는 복수개의 상부전극, 및 상기 상부전극과 전기적으로 분리되며 상기 상부전극의 하부에 위치하는 하부전극층을 포함하며,
    상기 하부전극층으로부터 전달되는 펄스 신호 및 상기 상부전극으로부터의 신호를 이용하여 상기 피대상물의 이동 방향을 감지하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 방향전극 중 상기 피대상물의 감지가 이루어지는 방향전극에 인접한 다른 방향전극의 연결라인을 전기적으로 차폐하는 그라운드 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 그라운드 전극은 상기 각 방향전극의 사이에 평면적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 그라운드 전극은 상기 각 방향전극의 연결라인이 통과하기 위한 비아홀을 구비하여 상기 각 방향전극의 하부에 제공되며,
    상기 각 방향전극의 연결라인은 상기 비아홀을 통과하여 상기 그라운드 전극의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 단말기 제어방법.
  14. 포인팅 영역 상에서 피대상물의 이동을 감지하기 위한 포인팅 장치에 있어서,
    상기 포인팅 영역 내에 배치되는 복수개의 방향전극을 포함하며,
    상기 포인팅 영역의 경계에서 상기 피대상물의 이동이 감지됨에 따라 발생하는 신호에 대응하여 방향 감지와 구분되는 다른 기능을 수행할 수 있는 포인팅 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 포인팅 영역의 경계는 상기 복수개의 방향전극 중 최외곽에 배치되는 방향전극의 주변을 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 방향전극은 동일 기판 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 방향전극은 누름 가능한 버튼 내부에 제공되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 방향전극은 상기 포인팅 영역의 형상에 따라 원형, 타원형 또는 다각형 중 어느 하나의 외형을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 방향전극은 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 방향전극은 격자형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 방향전극은 평면적으로 상기 포인팅 영역 내에 배치되는 복수개의 상부전극, 및 상기 상부전극과 전기적으로 분리되며 상기 상부전극의 하부에 위치하는 하부전극층을 포함하며,
    상기 하부전극층으로부터 전달되는 펄스 신호 및 상기 상부전극으로부터의 신호를 이용하여 상기 피대상물의 이동 방향을 감지하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 방향전극 중 상기 피대상물의 감지가 이루어지는 방향전극에 인접한 다른 방향전극의 연결라인을 전기적으로 차폐하는 그라운드 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 그라운드 전극은 상기 각 방향전극의 사이에 평면적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 그라운드 전극은 상기 각 방향전극의 연결라인이 통과하기 위한 비아홀을 구비하여 상기 각 방향전극의 하부에 제공되며,
    상기 각 방향전극의 연결라인은 상기 비아홀을 통과하여 상기 그라운드 전극의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 방향전극이 형성된 연성회로기판; 및
    상기 연성회로기판에 장착되어 상기 복수개의 방향전극으로부터 감지되는 신호에 따라 독립된 명령 신호를 생성하는 방향 감지용 칩;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
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