KR0162394B1 - 비접촉식 스위치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉식 스위치장치에 관한 것으로, 수개의 버튼 놉이 일정 간격을 두고 형성되고, 그 버튼 놉의 배면에 크기가 각각 다른 광차단부가 각각 형성되어 캐비넷의 배면에 고정되는 버튼과, 상기 캐비넷의 내측에 설치되는 인쇄회로기판의 상면 일측에 설치되어 빛을 발산시키는 광발신부와, 수개의 광센서가 구비되어 상기 광발신부의 대향되는 인쇄회로기판의 상면 타측에 설치되는 광수신부와, 상기 광발신부 및 광수신부에 연결 접속되어 버튼의 스위칭 작용을 감지하는 마이콤으로 구성하여, 기존의 누름식 택트 스위치를 배제하는 대신에 빛을 이용한 광센서로서 스위치 기능을 수행함으로써 스위치의 동작 불량을 방지하고, 또한 버튼의 탄성력으로만 접촉없이 스위치 기능을 수행하여 스위칭 동작을 보다 부드럽게 하도록 한 것이다.

Description

비접촉식 스위치장치

제1도는 일반적인 스위치장치의 구성을 보인 사시도.

제2도 및 제3도는 일반적인 스위치장치의 구성 및 작용을 보인 단면도.

제4도는 일반적인 스위치장치에 적용되는 마이콤의 동작을 설명하기 위한 도면.

제5도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치의 구성을 보인 사시도.

제6도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치에 적용되는 광센서의 정면도.

제7도 내지 제11도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 단면도.

제12도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치의 키(KET) - 광센서의 관계를 설명하기 위한 도표.

제13도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 캐비넷 13 : 버튼

13a : 버튼 놉 16 : 광발신부

17 : 광수신부 18 : 마이콤

A1,A2,...,A5 : 광차단부 P1,P2,...,P5 : 광센서

본 발명은 각종 전자 및 전기 제품에 적용되는 스위치장치에 관한 것으로, 특히 빛을 이용한 광센서로서 스위치 기능을 수행하여 스위치의 동작 불량을 방지하고, 또한 버튼의 탄성력으로만 스위치 기능을 수행하여 스위칭 동작을 보다 부드럽게 할 수 있게 한 비접촉식 스위치장치에 관한 것이다.

일반적인 각종 전자 및 전기 제품에 적용되는 스위치장치는, 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 캐비넷(1)의 배면에 수개의 나사체결보스(2)가 형성되어 있고, 상기 나사체결보스(2)에는 하부에 수개의 버튼 놉(3a)이 일정 간격을 두고 형성된 버튼(3)이 고정나사(4)로 고정되어 있으며, 상기 캐비넷(1)의 내측에 수평 방향으로 설치되는 인쇄회로기판(5)의 상면 소정 부위에는 버튼(3)의 버튼 놉(3a)과 동일한 갯수의 택트(tact) 스위치(6)가 일정 간격을 두고 배치되어 있다.

도면중 미설명 부호 7은 마이콤(micom)을 보인 것이다.

상기와 같은 일반적인 스위치장치는, 사용자가 해당 기능을 수행하기 위하여 버튼(3)의 특정 버튼 놉(3a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(3a)이 탄성적으로 휘어지면서 인쇄회로기판(5) 상의 특정 택트 스위치(6)를 누르게 되며, 상기 버튼 놉(3a)에 가해진 외력을 제거하게 되면, 자체 탄성 복원력에 의하여 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이때, 버튼 놉(3a)에 대응하는 택트 스위치(6)는 인쇄회로기판(5) 상에 제각기 다른 경로를 통하여 마이콤(7)으로 전달되고, 그 마이콤(7)에서는 입력 신호를 감지하여 세트를 콘트롤하게 된다.

제4도는 상기한 마이콤(7)의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 통상적으로 키메트릭스(keymatrix)를 이용하여 키스캔(keyscan)할 경우, 출력수×입력수=키(key)수가 된다. 즉, 6키를 사용하려면, 출력 2×입력 3=6키로 구성하거나, 출력 3×입력2=6키로 구성하여야 하므로, 예를 들어, 출력 2×입력3=6키의 경우, 먼저 출력 1을 인에이블(enable)하고, 출력 2를 디서블(disable) 한 후, 입력(입력1, 입력2, 입력3)을 읽어 키 1~3까지 입력 여부를 체크하고, 출려 2를 인에이블 하고 출력 1을 디서블 한 후, 입력(입력1, 입력2, 입력3)을 읽어 키 4~6까지를 체크할 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 스위치장치에 있어서는, 버튼 놉(3a)과 택트 스위치(6)의 거리가 멀거나, 세트의 운반 도중에 충격을 받거나, 또는 버튼 놉(3a)을 심하게 눌러 제3도에 도시한 바와 같이, 버튼 놉(3a)의 하단부가 택트 스위치(6)를 타고 넘어가 최초의 위치로 복귀되지 않을 경우에는 해당 택트 스위치(6)를 제대로 작동시키지 못하게 되는 단점이 있었다. 또한, 버튼 놉(3a)과 택트 스위치(6)의 거리가 짧을 경우에도 버튼 놉(3a)이 해당 택트 스위치(6)를 제대로 작동시키지 못하게 되는 등, 버튼 놉(3a)과 택트 스위치(6)의 거리를 정확하게 유지하기가 용이하지 못하여 스위치의 작동에 따른 오동작의 염려를 배제하지 못하였다.

뿐만 아니라, 버튼 놉(3a)에 의한 택트 스위치(6)의 누름시, 버튼 놉(3a)의 탄성력과, 택트 스위치(6)의 자체 동작력을 합한 힘으로 버튼 놉(3a)을 눌러야 택트 스위치(6)가 작동하게 되므로, 버튼(3)의 누름 동작이 부드럽지 못한 등의 여러 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 기존의 누름식 택트 스위치를 배제하는 대신에 빛을 이용한 광센서로서 스위치 기능을 수행하여 스위치의 동작 불량을 방지할 수 있도록 한 비접촉식 스위치장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 버튼의 탄성력으로만 접촉없이 스위치 기능을 수행함으로써 스위칭 동작을 보다 부드럽게 할 수 있도록 한 비접촉식 스위치장치를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 수개의 버튼 놉이 일정 간격을 두고 형성되고 그 버튼 놉의 배면에 크기가 각각 다른 광차단부가 각각 형성되어 캐비넷의 배면에 고정되는 버튼과, 상기 캐비넷의 내측에 설치되는 인쇄회로기판의 상면 일측에 설치되어 빛을 발산시키는 광발신부와, 수개의 광센서가 구비되어 상기 광발신부의 대향되는 인쇄회로기판의 상면 타측에 설치되는 광수신부와, 상기 광발신부 및 광수신부에 연결 접속되어 버튼의 스위칭 작용을 감지하는 마이콤으로 구성함을 특징으로 하는 비접촉식 스위치장치가 제공된다.

상기 광수신부의 광센서는 버튼의 크기가 각각 다른 광차단부에 의하여 광발신부의 빛을 차단시킬 수 있도록 버트 놉의 회전 궤적을 따라 대각선 방향으로 배치된다.

이하, 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명에 의한 스위치장치의 구성을 보인 사시도이고, 제6도는 본 발명에 의한 스위치장치에 적용되는 광센서의 정면도이며, 제7도 내지 제11도는 본 발명에 의한 스위치장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치는, 캐비넷(11)의 배면에 수개의 나사체결보스(12)가 형성되어 있고, 상기 나사체결보스(12)에는 하부에 수개의 버튼 놉(13a)이 일정 간격을 두고 형성되고 그 버튼 놉(13a)의 배면에 크기가 각각 다른 광차단부(A1)(A2)...(A5)가 형성된 버튼(13)이 고정나사(14)로 고정되어 있으며 상기 캐비넷(11)의 내측에 수평 방향으로 설치되는 인쇄회로기판(15)의 상면 일측에는 빛을 발산시키는 광발신부(16)가 고정되어 있고, 그 반대측에는 수개의 광센서(P1)(P2)...(P5)가 구비된 광수신부(17)가 고정되어 있으며, 그 광발신부(16) 및 광수신부(17)는 마이콤(18)에 각각 접속되어 있다.

상기 광수신부(17)의 광센서(P1)(P2)...(P5)는 버튼(13)의 크기가 각각 다른 광차단부(A1)(A2)...(A5)에 의하여 광발신부(16)의 빛을 차단시킬 수 있도록 버튼 놉(13a)의 회전 궤적을 따라 대각선 방향으로 배치되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치에 의하면, 사용자가 캐비넷(11)의 전면으로 돌출되는 버튼(13)의 버튼 놉(13a)을 누르지 않은 상태에서는 각 버튼 놉(13a)의 배면에 형성된 광차단부(A1)(A2)...(A5)가 광수신부(17)의 광센서(P1)(P2)...(P5) 중, 어느 하나라도 지나지 않게 되므로 광수신부(17)는 이를 무신호로 인식하여 전자 및 전기 제품의 콘트롤 동작을 정지시키게 된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 특정 기능 선택을 위하여 특정 버튼 놉(13a), 예를 들어, 제7a도 및 제7b도에 도시한 바와 같이, 가장 큰 크기의 광차단부(A1)가 형성된 버튼 놉(13a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(13a)의 광차단부(A1)가 광수신부(17)의 모든 광센서(P1)(P2)...(P5)를 가리게 되므로, 광발신부(16)로부터 발신되어 광수신부(17)로 향하는 빛이 모두 차단되는 것이다.

또한, 제8도에 도시한 바와 같이, 다음 크기의 광차단부(A2)가 형성된 버튼 놉(13a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(13a)의 광차단부(A2)가 광수신부(17)의 광센서(P2)(P3)...(P5)를 가리게 되며, 제9도에 도시한 바와 같이, 그 다음 크기의 광차단부(A3)가 형성된 버튼 놉(13a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(13a)의 광차단부(A3)가 광수신부(17)의 광센서(P3)(P4)(P5)를 가리게 되고, 제10도에 도시한 바와 같이, 그 다음 크기의 광차단부(A4)가 형성된 버튼 놉(13a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(13a)의 광차단부(A4)가 광수신부(17)의 광센서(P4)(P5)를 가리게 되며, 제11도에 도시한 바와 같이, 가장 작은 크기의 광차단부(A5)가 형성된 버튼 놉(13a)을 누르게 되면, 그 버튼 놉(13a)의 광차단부(A5)가 광수신 부(17)의 광센서(P5)를 가리게 된다.

이와 같이, 광발신부(16)에서 발산되는 빛이 버튼 놉(13a)의 각기 다른 크기를 갖는 광차단부(A1)(A2)...(A5)에 의하여 광수신부(17)의 광센서(P1)(P2)...(P5)에 선택적으로 감지되어 각각 다른 신호를 마이콤(18)에 입력함으로써 제품을 콘트롤하게 되는 것이다.

한편, 제12도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치를 구성하는 광센서(P1)(P2)...(P5)에서의 빛 감지 유, 무에 따른 키의 배열을 보인 것이고, 제13도는 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치의 광수신부(17)의 입력 신호에 따른 마이콤(18)의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 광발신부(16)으로부터 빛이 발산되면, 소정 시간이 경과된 후, 광수신부(17)의 광센서(P1)(P2)...(P5)에서 빛을 감지하게 되며, 그 광센서(P1)(P2)...(P5)의 입력 신호에 따라 그 해당 키 1,2,...5를 처리 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 비접촉식 스위치장치는, 수개의 버튼 놉이 일정 간격을 두고 형성되고, 그 버튼 놉의 배면에 크기가 각각 다른 광차단부가 각각 형성되어 캐비넷의 배면에 고정되는 버튼과, 상기 캐비넷의 내측에 설치되는 인쇄회로기판의 상면 일측에 설치되어 빛을 발산시키는 광발신부와, 수개의 광센서가 구비되어 상기 광발신부의 대향되는 인쇄회로기판의 상면 타측에 설치되는 광수신부와, 상기 광발신부 및 광수신부에 연결 접속되어 버튼의 스위칭 작용을 감지하는 마이콤으로 구성하여, 기존의 누름식 택트 스위치를 배제하는 대신에 빛을 이용한 광센서로서 스위치 기능을 수행함으로써 스위치의 동작 불량을 방지하고, 또한 버튼의 탄성력으로만 접촉없이 스위치 기능을 수행하여 스위칭 동작을 보다 부드럽게 하는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수개의 버튼 놉이 일정 간격을 두고 형성되고, 그 버튼 놉의 배면에 크기가 각각 다른 광차단부가 각각 형성되어 캐비넷의 배면에 고정되는 버튼과, 상기 캐비넷의 내측에 설치되는 인쇄회로기판의 상면 일측에 설치되어 빛을 발산시키는 광발신부와, 수개의 광센서가 구비되어 상기 광발신부의 대향되는 인쇄회로기판의 상면 타측에 설치되는 광수신부와, 상기 광발신부 및 광수신부에 연결 접속되어 버튼의 스위칭 작용을 감지하는 마이콤으로 구성함을 특징으로 하는 비접촉식 스위치장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광수신부의 광센서는 버튼의 크기가 각각 다른 광차단부에 의하여 광발신부의 빛을 차단시킬 수 있도록 버튼 놉의 회전 궤적을 따라 대각선 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치장치.