(57)【要約】【課題】振動力を増加させるとともに部品間の摩耗を防止するタッチスクリーン装置を提供する。【解決手段】外部入力信号を受けるタッチスクリーンパネル、前記タッチスクリーンパネルの下部に装着され、電気信号を映像信号に変換する画像表示部、前記画像表示部の下部に装着され、振動する剛性部材、前記画像表示部と前記剛性部材を連結する第１連結部材、前記剛性部材に装着され、振動を発生させる振動発生手段；前記剛性部材に装着され、質量を増加させる質量体、前記剛性部材に装着され、振動変位を増加させる弾性部材、前記剛性部材の下部に備えられる下端支持部、前記剛性部材と前記下端支持部を連結する第２連結部材、及び前記タッチスクリーンパネルと前記下端支持部を連結する第３連結部材；を含む。【選択図】図１
2011060261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部入力信号を受けるタッチスクリーンパネル；
前記タッチスクリーンパネルの下部に装着され、電気信号を映像信号に変換する画像表示部；
前記画像表示部の下部に装着され、振動する剛性部材；
前記画像表示部と前記剛性部材を連結する第１連結部材；
前記剛性部材に装着され、振動を発生させる振動発生手段；
前記剛性部材に装着され、質量を増加させる質量体；
前記剛性部材に装着され、振動変位を増加させる弾性部材；
前記剛性部材の下部に備えられる下端支持部；
前記剛性部材と前記下端支持部を連結する第２連結部材；及び
前記タッチスクリーンパネルと前記下端支持部を連結する第３連結部材；を含むことを特徴とする、タッチスクリーン装置。
【請求項２】
前記タッチスクリーンパネルと前記画像表示部は一体に構成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項３】
前記振動発生手段は、圧電またはポリマーアクチュエータあるいはモーターであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項４】
前記質量体は高密度の部材でなることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記剛性部材が上下方向に振動するとき、振動変位を増加させるコイルスプリングまたはリーフスプリングであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項６】
前記弾性部材は前記剛性部材の一側に一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項７】
前記第１連結部材、第２連結部材及び第３連結部材は、外部からの振動及び衝撃を吸収する弾性材質でなることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【請求項８】
前記弾性部材は形状が変形されることにより剛性部材の振動周波数が変わることを特徴とする、請求項１に記載のタッチスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチスクリーン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子製品を簡便に使おうとする使用者の要求に応じて、電子製品をタッチして入力するタッチスクリーンの使用が普遍化されている。タッチスクリーン装置は、タッチして入力する概念の外にも、インターフェースに使用者の直観的経験を反映し、フィードバックをより多様化するという概念が含まれる。
タッチスクリーン装置は、省スペースが可能であり、操作性の向上及び簡便性を図ることができ、仕様の変更が簡便であり、利用者の認識が高いという点の外にも、ＩＴ器機との連動性が容易であるという多くの利点がある。このような利点によって、産業、交通、サービス、医療、モバイルなどの多様な分野で幅広く利用されている。
【０００３】
図８に示すように、従来技術によるタッチスクリーン装置１０は、タッチスクリーンパネル１１、画像表示部１２、回路及び支持ケース１４が両面テープ１３を介して結合される。
両面テープ１３によって装置が皆固定されるため、タッチスクリーン装置１０が全体的に振動を具現するのに邪魔になり、振動力を増加させるために、振動子そのものの力を強く具現しなければならないことによる原価上昇及び内部空間の制約などの多くの問題点が発生している。
また、[数式１]に示すように、振動力（Ｇ）と全質量（Ｍ）は反比例の関係で、全質量（Ｍ）が小さくなれば振動力（Ｇ）が増加し、振動部分質量（ｍ）が増加するか振動変位（ｘ）が増加すれば、振動力（Ｇ）が増加する。
【０００４】
[数式１]
Ｇ＝（−ｍ＊ｘ＊ｗ2）／Ｍ
【０００５】
したがって、前記の［数式１］に基づいて、タッチスクリーン装置の全質量及び部分質量と振動変位量を調整することで、振動力（Ｇ）を増加させ、部品間の摩耗を防止することができるタッチスクリーン装置に対する研究が切実な実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、振動力を増加させるだけでなく、部品間の摩耗を防止することができるタッチスクリーン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好適な一実施例によるタッチスクリーン装置は、外部入力信号を受けるタッチスクリーンパネル；前記タッチスクリーンパネルの下部に装着され、電気信号を映像信号に変換する画像表示部；前記画像表示部の下部に装着され、振動する剛性部材；前記画像表示部と前記剛性部材を連結する第１連結部材；前記剛性部材に装着され、振動を発生させる振動発生手段；前記剛性部材に装着され、質量を増加させる質量体；前記剛性部材に装着され、振動変位を増加させる弾性部材；前記剛性部材の下部に備えられる下端支持部；前記剛性部材と前記下端支持部を連結する第２連結部材；及び前記タッチスクリーンパネルと前記下端支持部を連結する第３連結部材；を含む、タッチスクリーン装置を提供する。
【０００８】
前記タッチスクリーンパネルと前記画像表示部は一体に構成されることができる。
前記振動発生手段は、圧電またはポリマーアクチュエータあるいはモーターであってもよい。
前記質量体は高密度の部材でなることができる。
前記弾性部材は、前記剛性部材が上下方向に振動するとき、振動変位を増加させるコイルスプリングまたはリーフスプリングであってもよい。
前記弾性部材は前記剛性部材の一側に一体に形成されることができる。
前記第１連結部材、第２連結部材及び第３連結部材は、外部からの振動及び衝撃を吸収する弾性材質でなることができる。
前記弾性部材は形状が変形されることにより剛性部材の振動周波数が変わることができる。
【０００９】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以降の詳細な説明からより明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的で辞書的な意味に解釈されてはいけなく、発明者がその自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、剛性部材に装着される振動発生手段で発生する振動が印加される全質量（Ｍ）を減らし、振動発生手段が装着された剛性部材の部分質量（ｍ）を増加させ、振動発生手段によって振動する剛性部材の振動変位量（ｘ）を増加させる構造を持つタッチスクリーン装置を提供することで、振動力を極大化させることができる。
【００１１】
さらに、振動力を極大化させるために高価の原資材でなる振動発生手段の大きさを増やす必要がなく、振動発生手段を小型に製作することができるので、製作原価が節減される。
また、剛性部材に振動発生手段を固定させることで、落下などによる破損現象を防止し、剛性を改善させることができ、剛性部材、振動発生手段及び第１連結部材のモジュール化が可能である。
また、剛性部材に装着される弾性部材の形状を変更することで所望の周波数に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるタッチスクリーン装置の概略側断面図である。
【図２】本発明によるタッチスクリーン装置の剛性部材に質量体と振動発生手段が装着されたものを示す図である。
【図３】本発明によるタッチスクリーン装置の剛性部材に弾性部材が装着されたものを示す図である。
【図４】本発明によるタッチスクリーン装置の剛性部材の拡大図である。
【図５】本発明によるタッチスクリーン装置の剛性部材の弾性部材の他の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明による剛性部材の側断面図である。
【図７】本発明によるタッチスクリーン装置の剛性部材の弾性部材のさらに他の実施例を示す斜視図である。
【図８】従来技術によるタッチスクリーン装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の目的、利点及び特徴は添付図面を参照する以下の詳細な説明及び好適な実施例からもっと明らかになろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同じ構成要素には、たとえ異なる図面に表示されていても、できるだけ同一符号を付けることにする。また、本発明の説明において、関連の公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の好適な実施例によるタッチスクリーン装置１００を示すもので、タッチスクリーンパネル１１０、画像表示部１２０、剛性部材１３０、及び下端支持部１４０でなる。
【００１４】
本発明は振動量を最大化することができるタッチスクリーン装置１００を提供するためのもので、振動量に対する［数式１］に示すように、タッチスクリーン装置１００の全質量（Ｍ）を減少させるか、振動部の部分質量（ｍ）を増加させるか、振動変位（ｘ）を増加させることで、タッチスクリーン装置１００の振動量（Ｇ）を最大に提供することができる。
【００１５】
［数式１］
Ｇ＝（−ｍ＊ｘ＊ｗ2）／Ｍ
【００１６】
したがって、本発明は、振動量（Ｇ）を増加させるためのそれぞれの方案によるタッチスクリーン装置１００の構造を提供する。
【００１７】
図１に示すように、本発明によるタッチスクリーン装置１００は、タッチスクリーンパネル１１０と、タッチスクリーンパネル１１０の下部に装着された画像表示部１２０と、下部に第１連結部材１２１を介して連結された剛性部材１３０と、剛性部材１３０の下部に第２連結部材１３１を介して連結された下端支持部１４０とを含んでなる。
タッチスクリーンパネル１１０は透明性及び可撓性を持つもので、画像表示部１２０に表示される画像を見ながら圧迫操作する入力信号面の機能をするものであり、例えば長手方向に長い長方形の構造を持つ。
また、タッチスクリーンパネル１１０は、例えば、外部フィルム層、ＩＴＯフィルム層、及びベースフィルム層を積層してなる。
【００１８】
ここで、外部フィルム層は移動通信端末機の前面部に搭載されるもので、タッチ入力可能な表示領域（ｖｉｅｗｉｎｇ ａｒｅａ）と、表示領域の周辺部に形成されるデッドスペース領域（ｄｅａｄ ｓｐａｃｅ ａｒｅａ）とに区分できる。一方、外部フィルム層は画像表示部１２０の画面が透視できるように、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）のような透明フィルム素材でなる。
【００１９】
ＩＴＯフィルム層（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ ｆｉｌｍ）は詳細に示されていないが、上下部に２層のフィルム層が積層されてなり、その間には間隔を一定に維持するためのドットスペーサが備えられている。それぞれのフィルム層には縁部に沿って伝導性Ｘ軸パターンとＹ軸パターンが形成されている電極膜が備えられ、Ｘ軸パターンとＹ軸パターンは絶縁体（図示せず）によって電気的に分離されている。電極膜はＦＰＣケーブルを介してＩＴＯフィルム層の外部に露出されて携帯用端末機に電気的に連結される。
【００２０】
ベースフィルム層はタッチパネルの全体を支持する役目をするもので、例えば透過率及びタッチ応答速度に優れたガラス基板が使用できる。
タッチスクリーンパネル１１０の下部には画像表示部１２０が装着されている。画像表示部１２０は印加電圧による液晶の透過度の変化を用いて、各種の装置で発生する種々の電気的な情報を視覚情報に変化させて伝達する装置であり、１層以上の層でなっている。
タッチスクリーンパネル１１０と画像表示部１２０は一体に構成されることもできる。
画像表示部１２０の下部には振動を発生させる剛性部材１３０が装着され、剛性部材１３０には振動を発生させる振動発生手段１３２が装着されている。剛性部材１３０に装着された振動発生手段１３２の装着位置、形状及び特性は図２を参照して以下に詳細に説明する。
剛性部材１３０は画像表示部１２０の下部に第１連結部材１２１を介して連結される。第１連結部材１２１はタッチスクリーンパネル１１０及び画像表示部１２０を剛性部材１３０からシステム的に分離させることができ、システム的設計による除去も可能である。
【００２１】
第１連結部材１２１は好ましくはダンパー材質でなるもので、外部からの曲げによる振動及び衝撃を絶縁し、固体及び液体で製作されたジェル形態のダンパーを含む。第１連結部材１２１は液体材質の塗布、ＵＶの照射などによって形成されたジェル形態のダンパーを活用してシステム的に質量を分ける。
剛性部材１３０の下部には第２連結部材１３１で連結された下端支持部１４０が備えられる。
下端支持部１４０は回路基板またはケースなどでなっており、第２連結部材１３１は剛性部材１３０と下端支持部１４０をシステム的に分離させることができ、システム的設計による除去も可能である。
【００２２】
第２連結部材１３１は好ましくはダンパー材質でなるもので、外部からの曲げによる振動及び衝撃を絶縁し、固体及び液体で製作されたジェル形態のダンパーを含む。第２連結部材１３１は液体材質の塗布、ＵＶの照射などによってジェル形態のダンパーを活用してシステム的に質量を分ける。
また、タッチスクリーンパネル１１０と下端支持部１４０を連結する第３連結部材１２２はタッチスクリーンパネル１１０と下端支持部１４０をシステム的に分離させることができ、システム的設計による除去も可能である。
【００２３】
第３連結部材１２２は好ましくはダンパー材質でなるもので、外部からの曲げによる振動及び衝撃を絶縁し、固体及び液体で製作されたジェル形態のダンパーを含む。第３連結部材１２２は液体材質の塗布、ＵＶの照射などによってジェル形態のダンパーを活用してシステム的に質量を分ける。
下端支持部１４０から分離された剛性部材１３０には振動発生手段１３２が装着される。振動発生手段１３２で発生する振動は第２連結部材１３１によって下端支持部１４０に伝達されないので、振動する全質量（Ｍ）は減少する。
【００２４】
したがって、［数式１］によって、振動する全質量（Ｍ）が減少することによって、使用者がタッチする上部構造の振動量（Ｇ）が増加するので、使用者が感じる振動感が極大化する。
図２に示すように、剛性部材１３０には振動を発生させる振動発生手段１３２が装着される。
振動発生手段１３２としては、外部電源によって長手方向に収縮または膨脹することによって振動感を印加するとともに薄型化が可能である圧電（またはポリマー）アクチュエータあるいはモーターが使用できる。
振動発生手段１３２は形状の制限はないが、一般に薄いストリップ状に備えられ、装着位置にも制限はないが、一般的に剛性部材１３０の縁部に装着できる。
剛性部材１３０の縁部に第２連結部材１３１が装着され、剛性部材１３０と下端支持部１４０が分離され、剛性部材１３０に振動発生手段１３２が固定されることによって、落下などによる破損を防止し、剛性を改善させる。
また、剛性部材１３０には振動発生手段１３２の質量とともに質量体１３３が装着されることで、振動発生手段１３２によって振動する剛性部材１３０の質量を増加させることにより、振動量を極大化させ、質量偏心による振動力を活用する（数式１参照）。
【００２５】
質量体１３３は高密度の部材が主に使用され、一例としてタングステンが使用される。質量体１３３は剛性部材１３０のいずれの位置にも装着可能である。すなわち、装着位置に制限はなく、剛性部材１３０の中央部に装着されることもできる。
剛性部材１３０の縁部には第２連結部材１３１が設けられることにより、下端支持部１４０から離隔されるようにするとともに振動の際に下端支持部１４０に対して緩衝作用をする。
【００２６】
このように、本発明によるタッチスクリーン装置１１０は、剛性部材１３０に質量体１３３を装着して振動部材の部分質量（ｍ）を増加させることで振動量（Ｇ）を増加させる構造を提供することができる。
【００２７】
図３は剛性部材１３０に弾性部材１３５が設けられたものを示すもので、剛性部材１３０の縁部及び中央部に形成される。
弾性部材１３５は、剛性部材１３０が上下方向に駆動されるとき、摩耗を最小化し、振動変位（ｘ）を増加させることで振動力（Ｇ）を極大化させる（数式１参照）。
弾性部材１３５は、装着位置に制限なしに、剛性部材１３０のいずれの位置にも装着可能であり、変位増加が可能なすべての弾性材質が使用できる。
ここで、剛性部材１３０の中央部に装着された弾性部材１３５は、振動の際に上下に動く振動発生手段１３２が他の部材と接触して発生する騷音や外部衝撃による摩耗などを防止する。
【００２８】
また、弾性部材１３５の形状を変更することで周波数を変更させることができ、弾性部材１３５に液体や固体のダンパーなどをさらに付着して振動時の緩衝効果を極大化させることもできる。
ここで、弾性部材１３５はコイルスプリングまたはリーフスプリングで具現することができる。
【００２９】
図４は、剛性部材１３０に第２連結部材１３１、振動発生手段１３２、質量体１３３及び弾性部材１３５がすべて装着されたものを示す図である。
図５は剛性部材１３０に板状弾性部材１３６が形成されたものを示す図で、上下振動の際、板が長手方向に収縮または膨脹しながら弾性を発揮する。
図６は、剛性部材１３０に振動発生手段１３２と弾性部材１３５が装着され、縁部に第２連結部材１３１が装着された構造の側断面図である。
図６に示す構造は一実施例として示すもので、振動発生手段１３２と弾性部材１３５の形状や大きさに制限はなく、剛性部材１３０に装着される位置の限定もない。
図７は剛性部材１３０が自ら弾性エネルギーを提供することができる剛性部材１３０の構造を示すもので、部分剛性部材の剛性を確保するとともに振動変位（ｘ）を増加させるために、剛性部材１３０の縁部に弾性形状部１３７を一体に形成することにより剛性部材１３０が全体的に動くことができる空間を確保する。
【００３０】
前記のような本発明によるタッチスクリーン装置１００は、剛性部材１３０に装着される振動発生手段１３２から発生する振動が印加される全質量（Ｍ）を減らし、振動発生手段１３２が装着されて振動する剛性部材１３０の部分質量（ｍ）を増加させ、振動発生手段１３２によって振動する剛性部材１３０の振動変位（ｘ）を増加させる構造を提供することにより、振動力を極大化させることができる。
【００３１】
さらに、振動力を極大化させるために高価の原資材でなる振動発生手段１３２の大きさを増やす必要がなく、振動発生手段１３２を小型に製作することができるので、製作原価が節減される。
また、剛性部材１３０に振動発生手段１３２を固定させることにより、落下などによる破損現象を防止し剛性を改善させることができ、剛性部材１３０、振動発生手段１３２及び第１連結部材１３０のモジュール化が可能である。
また、剛性部材１３０に装着される弾性部材１３５、１３６と弾性形状部１３７の形状を変更することで所望の周波数に変更することもできる。
【００３２】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明によるタッチスクリーン装置はこれに限定されなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を持った者によって多様な変形及び改良が可能であろう。本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の範疇内に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって明らかに決まるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、電子製品をタッチして入力するタッチスクリーンに適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１１０    タッチスクリーンパネル
１２０    画像表示部
１２１    第１連結部材
１３０    剛性部材
１３１    第２連結部材
１３２    振動発生手段
１３３    質量体
１３５    弾性部材
【図１】
2011060261.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011060261.tif 000007
【図６】
2011060261.tif 000008
【図７】
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【図８】
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