KR100997213B1

KR100997213B1 - 스위치 장치 및 키패드용 스위치 매트릭스 구조

Info

Publication number: KR100997213B1
Application number: KR1020047016251A
Authority: KR
Inventors: 매애트태에사; 사욱코자리; 배해-입애헨리
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2010-11-29
Also published as: ATE467271T1; DE60332451D1; WO2003088487A1; FI20020717A0; KR20040099432A; CN1311634C; FI20020717A; US7271743B2; CN1647379A; EP1497920A1; AU2003216762A1; FI113594B; EP1497920B1; US20030193421A1

Abstract

본 발명은 조명될 광전도체 수단(2)을 포함하는 스위치 장치에 관한 것이다. 상기 스위치 장치는 또한 전도체 수단(4,4a,4b)을 포함하며, 상기 전도체 수단(4, 4a,4b)은 상기 광전도체 수단(2)으로부터 탈출하여 국부 접점(8)을 통해 상기 전도체 수단(4,4a,4b)으로 향하는 광을 부가적으로 전달하도록 의도되고, 상기 전도체 수단(4,4a,4b) 및 상기 광전도체 수단(2)은 부가적으로, 외부 힘(8)의 제어 하에서, 서로에 대해 이동하고 검출가능한 변화가 상기 점점(8)을 통해 안내되는 광에서 야기되는 방식으로 상기 접점(8)의 전개, 소실 또는 변경을 야기시키도록 구성된다.

Description

스위치 장치 및 키패드용 스위치 매트릭스 구조{A switch arrangement and a switch matrix structure for a keypad}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 스위치 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항 제14항의 전제부에 따른 키패드용 스위치 매트릭스 구조에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 첨부된 청구항 제21항의 전제부에 따른 스위치 장치를 활성화시키기 위한 방법에 관한 것이다.

서로 다른 키들, 키패드들 및 키보드들과 관련하여, 광통로들 및 광도파관들의 사용, 광전자 공학을 기초로 한 기술을 적용하는 것이 공지되어 왔다.

미국 특허공보 제4,701,747호에는 광원으로부터 방출되어 손가락으로부터 반사되는 적외광을 검출하는 발광 다이오드를 기초로 한 해결 방안이 개시되어 있다. 이러한 검출은 키스트로크(keystroke)에 해당하며, 그러한 시스템은 각각의 키용으로 구성된다. 미국 특허공보 제4,931,794호에는 발광 및 수광 요소들을 포함하는 가동 키들과 관련하여 구현되는 시스템이 또한 개시되어 있다. 아래로 눌려진 키는 이같은 키에 의해 야기되는 광의 반사 또는 광의 경로를 따라 야기되는 셰이딩(shading)을 기초로 하여 검출된다.

광전도체들은 디스플레이의 배경을 조명하기 위해서나 또는 키패드의 키 캡 스(key caps)를 조명하기 위해 사용되어 왔다. 미국 특허 제6,026,283호에는 패드 아래에 배치되고 여러 개의 발광 다이오드들을 통해 조명되는 천공된 광전도체가 제공되어 있다. 광은 상기 광전도체로부터 탈출하여 하부로부터 상기 패드를 조명한다. 상기 광전도체 하부에 놓인 회로 기판에는 상기 패드의 키들용 접점 및 스위치 표면들이 제공되어 있다. 미국 특허 제5,963,434호에는 키패드 또는 디스플레이에 대한 광 반사를 강화하도록 회로 기판 상에 그리고 디스플레이 하부에 배치되는 반사 표면을 또 포함하는 대응 구조가 개시되어 있다.

휴대용 전자 장치들, 특히 이동 전화들이 소형화됨에 따라, 상기 장치 내에 부품들을 배치시키는 것이 더욱 어려워지고 있다. 특히, 키스트로크에 관한 이동이 상기 장치의 두께를 증가시킨다. 또한, 키 접점 표면들 및 이들과 관련하여 기능을 하는 금속 키 돔(dome)들의 기능은 부식에 약한 데, 이는 그들의 신뢰도에 손상을 준다. 따라서, 기계적 구조들을 제거하고 또한 얇고 일체화된 부품들을 제공하는 데 그 목적이 있다.

정전형 기능(capacitive function)을 기초로 하는 여러 멤브레인 키들 및 해결 방안들이 공지되어 있지만, 이들은 높은 소비 전력의 문제를 수반하는 데, 배터리들에 의해 작동되는 전자 장치들용으로는 항상 적합한 것이 아니다.

본 발명의 한 목적은 위에서 언급된 문제들을 해결하도록 종래 기술에서의 개선점을 달성하는 것이다. 여러 키들, 키패드들 또는 키보드들용으로 신규한 유형의 스위치 구조를 구성하는 데 그 목적이 있다. 따라서, 논의되고 있는 여러 전자 장치들, 바람직하게는 휴대용 장치들은 특히 이동 전화들 및 PDA 장치들 또는 이들의 컴비네이션들이다. 또한, 스위치 매트릭스 구조는 특히 이같은 장치들용으로 제공된다.

본 발명에 따른 스위치 장치는 청구항 제1항의 특징부에 언급된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 키패드 스위치 매트릭스는 청구항 제14항의 특징부에 언급된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 방법은 청구항 제21항의 특징부에 언급된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 예로서 사용하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 스위치가 정지 상태에 있을 때 스위치 장치의 동작 원리 및 구조를 축소된 방식으로 보여주는 도면이다.

도 2는 누르는 힘에 적용을 받을 경우 도 1의 스위치 장치를 보여주는 도면이다.

도 3은 각각의 스위치가 정지 상태에 있을 때, 측면에서 바라본 여러 스위치들에 의해 형성된 스위치 구조의 동작 원리 및 구조를 축소된 방식으로 보여주는 도면이다.

도 4는 여러 스위치들 중 하나가 누르는 힘에 적용을 받을 경우 도 3의 구조를 보여주는 도면이다.

도 5는 키패드 부품 및 스위치 매트릭스 구조를 분해도로 보여주는 도면이 다.

도 1 및 도 2는 누름으로써 활성화되는 것이 바람직한 스위치용으로 의도된 스위치 장치(1)를 보여주는 도면들이다. 적어도 하나의 그같은 스위치는 대개, 누름으로써 활성화되도록 키들, 누름 버튼들, 선택기들 또는 기타 전자 장치들의 제어 수단과 관련하여 제공된다. 키보드들 및 키패드들은 한 세트의 그같은 스위치들을 포함하는 데, 이 경우 하나의 스위치가 각각의 키에 대응함으로써, 눌려졌던 키를 개별적으로 식별하는 것이 가능하다. 이러한 구조 및 스위치는, 휴대용 전자 장치, 특히 이동 전화들, PDA 장치들 및 이들의 컴비네이션들에서 특히 유용하다. 상기 장치의 제어 요소는 하나의 눌려진 키가 나머지 키들과는 독립적으로 식별될 수 있는 그러한 방식으로 구성되고 상기 장치의 기능들이 필요에 따라 결정된다. 대개는, 키의 누름으로, 또한 상기 장치의 디스플레이 상에 숫자 또는 문자와 같은 기호가 표시된다.

상기 장치(1)는 광전도체 수단(2), 특히 예를 들면, LED 수단(3)에 의해 조명되는 광전도체를 포함한다. 상기 광전도체(2)는 바람직한 형상으로 제공되며, 그의 치수들은 상기 장치의 치수들 및 형상에 의존한다. 단일의 키에 있어서, 상기 광전도체(2)는 대개 평면이고 편평하며, 필요한 경우 가요성이 있는 것이 적합하고, 사용하기에 가능한 한 적정하고 적합하게 광을 이동시키기 위해 그의 재료 및 피막이 결정된다. 또한, 곡선 또는 원형 구조들이 구현가능한 데, 그 이유는 전자 장치들의 설계들이 또한 다양하게 될 수 있으며 그들의 내부 구조들 및 공간들이 다양하게 될 수 있기 때문이다. 상기 광전도체(2)는 예를 들면 반사면들에 적어도 부분적으로 피복되거나, 또는 가시광이 사용될 경우, 예를 들면 키 또는 키패드의 조명을 위해 광이 적어도 부분적으로 상기 광전도체(2)의 상부면 및 하부면으로부터 탈출할 수 있게 되는 것이 가능하다.

또한, 상기 장치(1)는 상기 광전도체 수단(2)으로부터 탈출하는 광을 전달하도록 의도된 전도체 수단(4)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 부품(4)은 누름의 결과로서 다른 방식으로 일부 압축 또는 변형되는 가요성이 있는 투명한 고무 또는 다른 적합한 플라스틱 재료로 제조된다. 또한, 사용되는 플라스틱 또는 고무 재료가, 사용되는 광은 투과하고 또한 가시광은 투과할 수 없는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 특히 소위 IR 블랙(IR black) 재료가 구현가능하다. 상기 부품의 형상은 예를 들면, 각뿔 형상, 원뿔 형상, 핀 형상, 구면 형상, 또는 편평하거나 탭들이 있는 고무 시트 형상이다. 상기 광전도체(2), 상기 전도체(4) 및 이들 모두 중 어느 하나가 누름(6)의 결과로서 서로를 향해 이동될 경우 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4) 사이에는 접점, 즉, 국부 접점(8)이 형성된다. 누름은 도 2에서 화살표(6)로 표시되어 있는 데, 이 경우, 누름(6)은 또한 하방 작용 힘을 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 누름(6) 이전에는 어떠한 접점도 형성되지 않았지만, 상기 광전도체(2)로부터 특히 상기 전도체(4)로의 광 탈출을 효율적으로 감소시키는 공극(air gap; 7)이 전도체(2,4)들 간에 존재한다. 상기 전도체(4)는 바람직한 형상, 즉, 상기 접점(8)의 바람직한 형상에 따른 바람직한 형상을 지니도록 설계되어 있다. 상기 접점(8)이 이루어질 경우, 광은 특히 전도체(4)로 용이하게 탈출될 수 있는 데, 이는 상기 접점(8)에 의해 야기된 광의 특성들에 있어서의 광도의 증가 또는 다른 변화 또는 또한 상기 구현예에 의존하여 광의 이동에 대한 시작 또는 종료일 수 있는 상기 접점(8)에서의 변화를 검출하도록 상기 전도체(4)와 관련하여 배치된 센서(5)를 통해 검출될 수 있다. 상기 전도체(4)의 목적은 상기 센서(5)에 광을 전달하는 것이다. 또한, 상기 전도체(4) 수단은, 특히 전달 거리가 멀거나 또는 이와는 달리 구조상의 이유로 필요할 경우 전달용 광전도체를 포함할 수도 있다.

상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4)가 서로에 대하여 눌려지게 될 경우, 상기 전도체(4)의 선단 형상에 의존하여, 특히 상기 전도체(4)의 선단이 쐐기, 원, 각주 또는 각뿔의 형상을 지닐 경우에, 접점 부위(8)의 크기 및 치수들이 변경된다. 따라서, 형성되는 접점 부위(8)의 크기가 상기 전도체(4) 내의 광 진입을 제한한다. 광을 계속 측정하고 그후에 특정의 기능을 활성화시키기 위해 스위치(1)가 충분한 힘(6)으로 눌려지도록 기능이 해석될 수 있는 극한 값을 정의하는 것이 가능하다. 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4)가 서로 계속적인 접촉을 이루고 있을 수 있는 데, 이 경우 광의 안내가 상기 접점(8)의 형성에 의존하지는 않지만, 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4)가 서로를 향해 이동할 경우, 상기 접점(8)의 크기가 변함으로써 또한 광 탈출량이 변하고, 이러한 변화가 검출된다. 상기 전도체(4)는 또한 압축될 경우, 광이 또한 검출될 수 있는 충분한 광도의 증가를 야기시키는 상기 전도체(4)를 통한 짧은 이동 거리를 지니는 그러한 방식으로 배치될 수도 있다. 선택될 실시예가 예를 들면 이용가능한 부품들에 따라서 그리고, 용도, 센서 감도 및 변화의 크기에 기초하여 결정된다.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4)가 서로 계속적인 접촉을 이루고 있는 데, 이 경우의 목적은 국부 접점(8)을 통해 상기 센서(5)에 광을 전도 및 전달하는 것이다. 따라서, 누름(6)으로 말미암아 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체(4)가 서로로부터 벗어나고 심지어는 접점(8)이 소실되는 데, 이 경우 필요할 경우 검출 및 해석될 수 있는 광이 더 이상 상기 센서(5)로 탈출하지 않는다. 변형적으로는, 상기 접점(8)의 변화가 광도의 감소 또는 다른 검출가능한 변화를 야기시키지만, 앞서 언급된 방식과는 반대인 방식으로 광도의 감소 또는 다른 검출가능한 변화를 야기시킨다. 따라서, 상기 접점(8)의 치수들 또는 높이에 있어서의 변화는 예를 들면, 이때 스위치의 누름(6)으로서 해석될 수 있는 설정 극한값보다 낮은 광도의 감소를 야기시킨다. 따라서, 상기 변화는 탈출 광의 감소이거나 또는 총체적인 광 이동의 종료이다.

또한, 상기 스위치(1)는 상기 전도체(4)가 개별 부품, 예를 들면, 광전도체(2) 또는 상기 센서(5)와 접촉을 이루고 있지 않은 일체화된 가요성 기판인 방식으로 구성될 수 있다. 상기 접점(8)은 먼저 누름(6)의 결과로 형성되고 광이 우선 상기 전도체(4)로 탈출한 다음에 상기 센서(5)로 탈출한다. 상기 광은 또한 개별 광전도체를 통해 상기 센서(5)로 안내될 수 있는 데, 이 경우 상기 센서(5)는 상기 광전도체(2) 또는 다른 구조 하부에 배치될 필요가 있는 것이 아니라 예를 들면 높이를 감소시키기 위해 측면에 배치될 필요가 있다. 더 이격된 상기 센서(5)의 배치는 또한 사용되는 회로 기판의 부품들의 배치를 고려하여 볼 때 필요할 수 있다.

상기 광전도체(2)가 상기 전도체(4)를 향하거나 또는 상기 전도체(4)로부터 이격되게 상기 누름(6)의 결과로서 이동하도록 의도된 경우, 이는 필요할 경우 원하는 위치들에 지지되는 가요성 재료로 적합하게 제조된다. 상기 광전도체(2)는 예를 들면 단단한 평면 필름이다. 이러한 방식으로, 상기 광전도체(2)는 그의 원래 위치, 즉, 그의 정지 위치로 복귀하게 되는 데, 이 경우에는 키패드 또는 키가 힘, 예를 들면, 손가락의 힘에 적용을 받지 않은 경우이다.

변형적으로, 상기 전도체(4) 및 상기 센서 수단(5)은 상기 광전도체(2)를 향해서나 또는 상기 광전도체(2)와 이격되게 이동되는 기판 또는 가요성 회로 기판 상에 배치된다. 따라서, 서로로부터 원하는 간격을 두고 상기 전도체(4) 및 상기 광전도체(2)를 유지하는 예를 들면, 핀들, 지지 구조들 따위가 상기 회로 기판에 제공된다. 그와 동시에, 상기 지지는 대형 키보드의 경우에 매우 넓은 부위에 걸쳐서가 아니라 국부적으로 누름(6)이 이루어지는 것을 보장한다. 상기 접점의 폭은 또한 상기 구조의 전체 치수 및 사용되는 재료의 가요성에 영향을 받고, 상기 누름이 국부적인 것이 바람직하고 예를 들면, 손가락의 선단 부위보다 작은 폭을 지닌다. 따라서, 누름(6)은 이러한 것이 바람직하지 않는 한 여러 전도체(4)의 동시 기능을 야기시키지 않는다. 따라서, 상기 접점(6)은 원하는 위치에서 그리고 원하는 폭으로, 예를 들면, 상기 전도체(4) 또는 상기 센서(5)에 정면으로 유도된다. 상기 광전도체(2) 상에는, 대개 예를 들면 이동 전화의 키패드에 대응하는 인쇄된 기호들이 제공되어 있는 다른 층들, 예를 들면 보호용 평면 필름 또는 층이 존재하는 데, 이 경우 누름(6)이 정확히 정면 지점에 겨누어질 수 있다. 상기 전도체(4)는 또한 상기 센서(5) 다음의 회로 기판 상에 직접 배치될 수도 있고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서(5) 상에 직접 배치될 수 있지만 여전히 상기 광 전도체(2) 및 상기 회로 기판 사이에 배치될 수 있다.

상기 광전도체(2)의 기본 동작 그 자체가 공지되어 있으며, 그의 기능은 상기 광전도체(2) 내에서의 적외(IR)광과 같은 비-가시광 또는 가시광의 반사 및 이동에 기초한다. 상기 광전도체(2)의 표면층들은 상기 광전도체(2)로부터의 광 탈출에 영향을 주는 데 사용될 수 있다. 재료들의 굴절율들, 계면들 및 접점들과 아울러 광의 이동에 영향을 주는 다른 재료들은 그 자체로 공지되어 있으며 광의 이동, 전달 및 탈출을 제어하는 데 사용된다.

도 3 및 도 4에서는, 지지 수단(10)에 대한 천공부를 지닌 균일한 층판상 부분일 수도 있는 회로 기판(9)을 또한 보여주는 보다 큰 키패드(17)와 관련하여 도 1 및 도 2의 스위치가 적용된다. 상기 지지 수단(10)은 위에서 언급된 바와 같이, 서로로부터 간격을 두고 상기 전도체(4) 및 상기 광전도체(2)를 유지한다. 상기 지지 수단(10)은 또한 여러 접점들의 동시 발생을 방지한다. 도 3 및 도 4는 또한 상기 광전도체(2)를 조명하기 위한 수단(3), 예를 들면 LED 부품(3)을 보여주는 도면들이다. 또한, 충분하고 균일하며 상기 광전도체(2)로부터의 광의 소실 및 탈출을 고려하는 광도를 제공하도록 상기 광전도체(2)의 상이한 측면들 상에 여러개의 LED 부품(3)들이 존재할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 부품들이 평면이거나 적층을 이루고 있지만, 이들의 형상은 또한 스위치 또는 키의 배치 및 전자 장치의 설계에 의존하여 보다 가변적일 수 있다. 따라서, 상기 부품들은 지지 구조(11) 상에 배치 되며, 상기 지지 구조(11)는 또한 전자 장치의 외부 하우징 또는 다른 몸체 또는 프레임 구조일 수 있다. 또한, 상기 지지 구조(11)는 균일한 격자 구조, 예를 들면 동일한 것 하부에 배치되는 균일한 회로 기판(9)으로 이루어질 수 있다. 더군다나, 상기 격자 구조는 서로 다른 구조들을 지지하기 위한 여러 지지 수단을 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4의 구조는 또한 도 5에 도시되어 있으며 또한 전자 장치 내측에 배치되는 특수 설치 프레임(12) 내에 배치될 수 있다. 상기 프레임(12)은 원하는 위치에 상기 부품들을 유지하며 예를 들면 상기 키패드가 전체 중 일부로서 설치될 수 있다.

도 5는 이동 전화의 키패드 부품(18)인 특정 실시예를 보여주는 도면이다. 이러한 경우에, 상기 구조들은 평면 구조들이지만, 이들의 형상은 그 동작을 복잡하게 하지 않고서도 원하는 대로 변경될 수 있다. 이는 특히 외부 층(13)이 다음으로 이어지는 이동 전화의 외부면의 볼록하고 둥근 형상들에 관련된다. 상기 외부 층(13)은 또한 투명하거나 매팅(matting)된 것일 수 있다. 상기 외부 층(13)에는 도 2 및 도 4에 도시된 누름(6)이 보다 정밀하게 정확하고 원하는 지점에 겨누어질 수 있도록 이동 전화의 키패드의 기호들이 제공된다. 상기 키패드 부품(18)은 또한 위에서 언급된 동작을 지니는 광전도체 수단(2)을 포함한다. 이러한 맥락에서, 상기 광전도체(2)는 층판상의 가요성 부품인 단단하고 얇은 층이다. 이러한 실시예에 있어서, 키패드 부품(18)의 상이한 평면층들은 형상 면에서 실질적으로 나란하거나 또는 동일하다. 상기 광전도체(2) 및 상기 전도체 수단(4) 간의 간격은 일정한 것이 바람직하지만, 이 또한 가변적인 데, 이러한 것이 예를 들면 전도체 수단(4) 또 는 예상가능한 지지 수단의 구조에서 고려된다.

이러한 경우에는, 상기 전도체 수단(4)이 접점층(4a) 및 광전도체(4b)를 통해 형성되고, 이 경우 상기 키패드(18)에 특정의 광전도체 및 스위치 매트릭스 구조(4b)를 제공하는 것이 가능한 데, 이 중 하나의 특정 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 따라서, 상기 전도체 수단(4)에는 상기 구조(4b)가 제공되어 있으며, 이러한 구성은 주어진 센서(5)에 광을 안내하는 데 사용되는 데, 그 이유는 현재 동일한 광전도체(4b)에 접속된 센서(5)가 여러개 존재하기 때문이다. 선택된 센서(5)는 누름의 위치, 특히 접점의 위치에 의존한다. 상기 매트릭스(4b)는 직선의 열(row; 4b')들 및 행(column; 4b")들로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 광이 직접 상기 열(4b') 또는 상기 행(4b")을 따라 상기 센서(5)들로, 예를 들면 상기 열(4b')의 단부에 각각의 열(4b')용으로 제공된 센서(5')로, 그리고 상기 행( 4b")의 단부에 각각의 행(4b")용으로 제공된 센서(5")로 이동할 수 있게 된다.

한 실시예에서, 누름으로 말미암아 광이 단지 2개의 행(4b")만으로(또는 단지 2개의 열(4b')만으로) 전도되는 데, 이 경우 기능이 개별적으로나 또는 열(4b')과 함께 제공되는 상기 행(4b")의 기능과는 다른 기호로서 해석될 수 있다. 상기 센서(5',5")를 통해, 현재 어느 열(4b') 및 행(4b")이 눌려졌는 지를 검출하는 것이 용이한 데, 이 경우 어느 한 기호 지점이 눌려졌는 지의 여부가 결정될 수 있으며, 결과적으로 상기 장치의 원하는 기능이 원하는 대로 결정 및 해석될 수 있다. 서로에 대하여 직각인 것이 바람직한 열(4b')들 및 행(4b")들은 이러한 경우에 단단한 재료로 형성되며 상기 광전도체(4b)는 천공들을 통해 망상 구조를 형성한다. 교차점들은 상기 접점이 유도되는 것으로 의미되는 지점들로서 의도되고, 결과적으로는 광이 상기 행(4b") 및 상기 열(4b') 모두를 통해 가능한 한 직접적으로 2개의 대응하는 센서(5',5")로 전파할 수 있게 된다. 그러나, 접점이, 예를 들면, 2개의 행(4b")들 사이에서 유도되지만 여전히 한 열(4b') 상에서 유도될 경우, 광은 어느 한 행(4b")의 센서(5")로 직접 이동가능하지 않으며, 결과적으로는 광도의 변화가 검출될 수도 없고 그 변화가 충분하지도 않을 것이다. 따라서, 접점은 임의의 점이 예를 들면 손가락을 통해 의도적으로 내리 눌려졌던 그러한 방식으로 해석될 수 없다. 도 5의 키패드 부품(18)은 명백히 누름으로부터 초래된 접점에 기초하지만, 또한 위에서 언급되었던 다른 원리들을 적용하는 것이 가능하다.

상기 매트릭스 광전도체(4b)는 회로 기판(9)의 상부에 배치되며, 상기 회로 기판(9)은 또한 다른 전자 부품, 상기 광원(3) 및 상기 센서(5)를 포함한다. 필요하다면, 반사층 또는 필름(14)이 상기 광전도체(4b) 및 상기 회로 기판(9) 사이에 배치된다. 상기 회로 기판(9)은 또한, 상기 키패드의 다른 조명을 위해 의도된 LED 부품(15)으로서, 상기 매트릭스 구조(4b)와는 별도로 상기 매트릭스 구조(4b)의 개구에 배치되고, 대개는 가시광의 범위에서 기능을 하는 LED 부품(15)을 수용한다. 필요하다면, 상기 접점층(4a) 또는 상기 광전도체(2) 중 어느 하나를 지지하는 위에서 언급된 지지 구조가, 필요할 경우, 또한 이들 위치들에 배치된다. 후자의 경우에는, 상기 지지 구조(7)들이 상기 접점층(4a)을 통해 연장된다. 상기 접점층(4a)의 기능들은 상기 전도체 수단(4)에 대해 위에서 언급된 것과 상기 국부 접점(8)의 전개와 관련된 것에 대응한다. 상기 접점층(4a)이 또한 상기 매트릭스 광전 도체(4b) 상에 지지될 경우, 이것에는 제2의 보다 짧은 지지 구조들이 제공될 수 있는 데, 이들은 또한 상기 매트릭스(4b)의 개구들을 통해 연장된다. 따라서, 상기 스위치 또는 상기 키의 누름으로 말미암아, 광을 부가적으로 상기 센서 수단(5)으로 전도하는 전도체 수단(4a,4b)으로 상기 광전도체(2)로부터의 광이 탈출하기 전에, 서로의 상부에 2개의 접점들이 전개된다. 상기 매트릭스 광전도체(4b) 및 상기 다른 부품들은 상기 프레임(12) 내에 배치되고, 상기 프레임(12)은 또한 상기 회로 기판(9)에 접속되어 하나의 유닛으로서 설치되도록 전자 장치들에 대한 일체화된 부품을 형성한다.

본 실시예에 있어서, 상기 프레임(12)은 직사각형이며 나머지 부품들은 위치 설정을 위한 여러 안내용 그루브(groove)들 또는 클램프들이 제공될 수 있는 측면 에지들 간에 배치된다. 또한, 상기 부품(18) 및 상기 장치의 다른 부품들 간의 전기 신호들의 전달을 위한 바람직한 커넥터들, 인터페이스들 또는 접점면들이 상기 회로 기판(9) 상에 배치된다. 상기 전자 장치는 상기 키보드의 누름들을 해석하고 원하는 기능들을 개시하는 것이 가능하도록 구성된다. 상기 회로 기판(9)의 구조가 또한 제공되어 있는 것과는 다를 수 있는 데, 이 경우 예를 들면, 상기 광원(3)은 상기 회로 기판(9)의 표면 상에 배치되는 것과는 달리, 다른 부분에 배치될 수 있다. 더욱이, 상기 부품들은 누름이 예를 들면 외부면(13)에 직접 겨누어지는 것이 아니라, 눌려지는 가동 키 및 결과적으로는 키스트로크를 이동시키는 가동 키를 포함하는 구조 상에 통상의 키패드가 존재하도록 배치될 수 있다. 결과적으로, 상기 키는 상기 전도체(4 또는 4a)와 접촉하도록 부가적으로 눌려지는 광전도체(2)를 누 르도록 그의 하부 부분에 배치된다. 상기 키 또는 다른 한 가동 구조의 누름으로 말미암아 외부 힘 또는 힘 작용이 원하는 대로 본 발명에 따른 스위치를 부가적으로 활성화시킨다.

본 발명은 단지 위에서 언급된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 수정될 수 있다.

Claims

조명될 광전도체 수단(2)을 포함하는 스위치 장치에 있어서, 상기 스위치 장치(1)는 전도체 수단(4,4a,4b)을 또 포함하며, 상기 전도체 수단(4,4a,4b)은 상기 광전도체 수단(2)으로부터 탈출하여 국부 접점(8)을 통해 상기 전도체 수단(4,4a, 4b)으로 향하는 광을 부가적으로 전달하도록 의도되고, 상기 전도체 수단(4,4a, 4b) 및 상기 광전도체 수단(2)은 또한, 외부 힘(6)의 제어 하에서, 서로에 대해 이동하며 그리고 검출가능한 변화가 상기 국부 접점(8)을 통해 안내되는 광에서 야기되는 방식으로 상기 국부 접점(8)의 전개, 소실 또는 변화를 야기시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항에 있어서, 상기 스위치 장치(1)는 센서 수단(5,5',5")을 또 포함하며, 상기 센서 수단(5,5',5")은 상기 전도체 수단(4,4a,4b)으로부터 나오는 광을 검출하도록 의도되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항에 있어서, 상기 전도체 수단(4,4a,4b) 및 상기 광전도체 수단(2)은, 외부 힘의 작용으로, 서로를 향하거나 또는 서로로부터 이격되게 이동하고, 상기 외부 힘의 작용이 종료된 이후에는 상기 이동을 복귀하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항에 있어서, 상기 국부 접점(8)은 상기 외부 힘의 작용으로 유도 또는 소실되도록 구성되며, 상기 검출가능한 변화는 광의 온(on) 또는 오프(off) 스위칭인 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항에 있어서, 상기 국부 접점(8)의 폭은 상기 외부 힘의 작용으로 변화하도록 구성되며, 상기 검출가능한 변화는 광의 증가 또는 감소인 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제2항에 있어서, 상기 스위치 장치(1)는 회로 기판(9)을 또 포함하며, 상기 회로 기판(9)의 표면 상에 상기 센서 수단(5,5',5")이 배치되고, 상기 센서 수단(5,5',5")은 하나 이상의 광 센서들을 포함하며, 상기 광전도체 수단(2)은 판형상(plate-like)의 광전도체를 포함하고, 상기 광전도체 수단(2)은 상기 회로 기판(9)으로부터 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 전도체 수단(4,4a,4b)은, 상기 회로 기판(9)으로부터 상기 광전도체로의 방향으로 연장되는 하나 이상의 접점 수단으로서, 상기 전도체 수단(4,4a,4b)으로서 작용하며 각각의 접점 수단과의 접속을 이루어 위치된 상기 광 센서로 광을 전달하도록 구성되는 하나 이상의 접점 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제6항에 있어서, 상기 스위치 장치는 상기 광전도체 수단(2)을 조명하도록 의도된 적어도 하나의 광원(3)을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제6항에 있어서, 상기 회로 기판(9), 상기 광전도체 수단(2) 및 상기 전도체 수단(4,4a,4b)이 한 프레임(12)에 접속되며, 상기 회로 기판(9), 상기 광전도체 수단(2) 및 상기 전도체 수단(4,4a,4b)은 설치될 일체화된 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 힘은 손가락의 누름, 키, 또는 다른 가동 구조를 통해 생성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도체 수단(4,4a,4b)은 교차하는 열(4b')들 및 행(4b")들로 이루어져 있는 매트릭스 구조(4b)를 포함하며, 각각의 열(4b') 및 행(4b")에는 개별 센서 수단(5,5',5")이 제공되고, 상기 열 및 행의 교차점에 형성되는 접점(8)이 상기 열(4b') 및 상기 행(4b") 모두를 따라 광을 안내하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 광이 적외광과 같은 비-가시광 또는 가시광인 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제2항에 있어서, 상기 광전도체 수단(2)은 층판상의 제1 광전도체를 포함하며, 상기 전도체 수단(4,4a,4b)은 층판상의 광전도체 매트릭스(4b), 및 상기 광전도체(2) 및 상기 광전도체 매트릭스(4b) 사이에 배치되고 상기 광전도체(2)로부터 상기 광전도체 매트릭스(4b)로 그리고 부가적으로는 상기 센서 수단(5)으로 광을 전환하도록 의도되는 층판상의 접점 기판(4a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
제1항에 있어서, 상기 스위치 장치는 누름 기능에 대응하는 가시적 기호를 포함하며 상기 광전도체 수단(2) 상에 배치되는 층판상의 층(13)을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치.
키패드용 스위치 매트릭스 구조에 있어서, 상기 키패드용 스위치 매트릭스 구조(18)는 교차하는 열(4b')들 및 행(4b")들로 형성되는 매트릭스 광전도체(4b)를 포함하고, 상기 광전도체(4b)는 상기 열(4b')들 및 행(4b")들을 따라 센서 수단(5, 5',5")으로 광을 전달하도록 구성되며, 상기 광은 국부 접점(8)을 통해 상기 광전도체(4b)에 안내된 광인 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제14항에 있어서, 상기 키패드용 스위치 매트릭스 구조는 각각의 열(4b') 및 각각의 행(4b")을 따라 이동하는 광을 검출하기 위한 센서 수단(5,5',5")을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제15항에 있어서, 상기 키패드용 스위치 매트릭스 구조는 회로 기판(9) 상에 배치되며, 상기 회로 기판(9)은 상기 센서 수단(5,5',5")을 수용하고 적어도 하나의 광원(3)을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제14항에 있어서, 상기 매트릭스 광전도체(4)는 망상 및 층판상의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제14항에 있어서, 상기 키패드용 스위치 매트릭스 구조(18)의 적어도 하나의 층은 조명형 광전도체(2)를 포함하며, 상기 조명형 광전도체(2)는 외부 힘의 제어 하에서, 상기 매트릭스 광전도체(4b)에 접점(8)을 형성하도록 구성되고, 상기 접점의 목적은 상기 광전도체(2)로부터 상기 매트릭스 광전도체(4b)로의 광 탈출을 수행하는 것이며, 상기 외부 힘이 종료된 이후에는, 복귀하여 상기 접점(8)을 소실하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키패드용 스위치 매트릭스 구조는 이동 전화에 배치되는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접점(8)은 상기 열(4b')들 및 상기 행(4b")들 간의 교차점들에 겨누어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 키패드용 스위치 매트릭스 구조.
조명될 광전도체 수단(2)을 포함하는 스위치 장치를 활성화시키는 방법에 있어서, 전도체 수단(4,4a,4b)을 통해 상기 광전도체 수단(2)으로부터 탈출하는 광을 전달하는 단계를 포함하며, 이러한 광은 국부 접점(8)을 통해 상기 전도체 수단(4, 4a,4b)에 안내되고, 동시에 외부 힘(6)의 영향으로, 상기 전도체 수단(4,4a,4b) 및 상기 광전도체 수단(2)이 서로에 대해 이동하여 상기 접점(8)이 전개, 소실 또는 변경되게 하는 방식으로 안내된 광에서 검출가능한 변화가 유도되는 것을 특징으로 하는 스위치 장치의 활성화 방법.
제21항에 있어서, 센서 수단(5,5',5")을 사용하여 상기 전도체 수단(4,4a,4b)으로부터 나오는 광 및 상기 광의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치의 활성화 방법.