KR101523296B1 - 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치 - Google Patents

미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일측이 개방된 개방부가 형성되며, 내부에 소정의 수용공간이 마련된 하우징과, 하우징의 내부에 수용되는 DLP(Digital Light Processing)엔진과, 하우징의 내부 일측면에 위치하며, 상면에 복수의 광 픽업(optical pickup)이 실장 된 기판과, 기판과 마주보며 대응하되, 하우징의 개방부를 덮는 형태로 설치되며, 상기 DLP엔진에서 출력되는 광에 포함된 기호 패턴(symbol pattern)이 디스플레이되는 반투명의 패널과, 패널의 하면에 형성되며, DLP엔진에서 출력되는 광의 진행방향을 변경하여 패널의 하면을 향해 광을 반사시키는 반투명체 및 하우징이 수직축을 기준으로 좌우로 미세 각도로 정역회전되는 것을 가능하게 하는 회전수단을 포함하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, DLP(Digital Light Processing)엔진에서 출력되는 광을 반사투과형 반투명체를 이용하여 굴절시키고, 이렇게 굴절되는 광이 패널을 통해 외부로 조사되면, 사용자에 의해 터치 되는 동시에 광 픽업으로 반사되어 광 픽업에 의해 광이 감지되는 구조를 통해 스위치를 용이하게 온/오프 제어함과 동시에 수직축을 중심으로 좌우로 미세 각도로 정역회전 할 수 있어 차량용 스위치 조작의 편리성 및 미적 요소를 향상시키는 효과가 있다.

Description

미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치{Micro angle forward/backward rotation optical switch for vehicle}
본 발명은 차량용 광 스위치에 관한 것으로, 특히 DLP(Digital Light Processing)엔진에서 출력되는 광을 반사체를 이용하여 굴절시키고, 이렇게 굴절되는 광이 외부로 조사되면 사용자에 의해 터치 되는 동시에 광센서로 반사되어 광센서에 의해 광이 감지되는 구조를 통해 스위치를 용이하게 온/오프 제어함과 동시에 수직축을 중심으로 좌우로 미세 각도로 정역회전 할 수 있는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 내부 대시보드(dashboard) 중앙에서 운전석과 조수석 사이에는 AV장치 및 공조장치 등을 제어하는 각종의 스위치류를 포함하는 컨트롤 패널 보드인 센터페시아(center fascia)가 위치하고 있다.
도 1은 종래의 차량용 스위치 장치를 나타낸 예시도 이고, 도 2는 상기 도 1의 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 차량용 스위치 장치는 하우징(1) 및 상기 하우징(1)에 설치되는 복수의 노브 장치(3)를 포함한다.
상기 노브 장치(3)는 버튼식(button type)으로 구성되며, 도 2에서와 같이 하우징 커버(1a)에 눌림 운동가능하게 설치되는 버튼(button)(5)과, 상기 버튼(5)의 푸시 로드(5a)에 눌려지면서 온/오프되는 택트 스위치(tact switch)(7)를 포함한다.
이러한 노브 장치(3)들은 버튼(5)을 눌러서 가압하면, 이에 대응되는 택트 스위치(7)가 눌려지면서 온(on) 또는 오프(off)된다.
그 결과, 택트 스위치(7)와 연결된 해당 항목의 장치가 온/오프되면서 제어된다.
한편, 각 노브 장치(3)는 심볼 표시장치(10)를 구비한다. 상기 심볼 표시장치(10)는 노브 장치(3)의 해당 항목을 표시하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 버튼(5)에 형성되는 심볼(12)과, 상기 심볼(12)을 조명할 수 있도록 하우징(1)의 내부에 설치되는 조명장치(14)로 구성된다.
상기 심볼(12)은 버튼(5)의 표면을 스프레이(spray)로 불투명하게 도포한 다음 레이저(Laser)가공 등을 통해 심볼의 모양을 투명하게 각인함으로써 형성된다.
상기 조명장치(14)는 인쇄회로기판(14a)에 설치되는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(16)로서, 인가되는 전원에 의해 발광하고, 발광 된 빛을 심볼(12)의 후면에 조사한다.
그러나, 이러한 종래의 차량용 스위치 장치는 심볼(12)을 조명하기 위한 조명장치(14)가 노브 장치(3)마다 설치되므로, 많은 수의 발광 다이오드(16)가 필요하다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제작비용이 증가하고, 조립시에 작업공수가 증가한다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 차량용 스위치 장치는 하우징(1)이 센터페시아에 고정된 상태로 설치되기 때문에 스위치 장치의 전면부가 운전자 또는 조수석의 탑승자를 향할 수 없기에 운전자 또는 조수석 탑승자의 장치 조작이 용이하지 못한 단점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0070781호(2010년 06월 28일 공개)
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 차량에 설치되는 각종의 스위치에 있어서, DLP(Digital Light Processing)엔진에서 출력되는 광을 반사투과형 반투명체를 이용하여 굴절시키고, 이렇게 굴절되는 광이 패널을 통해 외부로 조사되면, 사용자에 의해 터치 되는 동시에 광 픽업으로 반사되어 광 픽업에 의해 광이 감지되는 구조를 통해 스위치를 용이하게 온/오프 제어함과 동시에 수직축을 중심으로 좌우로 미세 각도로 정역회전 할 수 있는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 일측이 개방된 개방부가 형성되며, 내부에 소정의 수용공간이 마련된 하우징, 상기 하우징의 내부에 수용되는 DLP(Digital Light Processing)엔진, 상기 하우징의 내부 일측면에 위치하며, 상면에 복수의 광 픽업(optical pickup)이 실장 된 기판, 상기 기판과 마주보며 대응하되, 상기 하우징의 개방부를 덮는 형태로 설치되며, 상기 DLP엔진에서 출력되는 광에 포함된 기호 패턴(symbol pattern)이 디스플레이되는 반투명의 패널, 상기 패널의 하면에 형성되며, 상기 DLP엔진에서 출력되는 광의 진행방향을 변경하여 상기 패널의 하면을 향해 광을 반사시키는 반투명체 및 상기 하우징이 수직축을 기준으로 좌우로 미세 각도로 정역회전되는 것을 가능하게 하는 회전수단을 포함한다.
상기 회전수단은 상기 하우징의 하면을 상부방향으로 관통하여 상기 하우징의 하면에 수직으로 결합 된 회전축, 상기 회전축의 하부에 결합 되어 상기 회전축을 미세 정역회전시키는 구동모터 및 상기 구동모터의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전수단은 상기 하우징의 후방에 위치하며, 외경면을 따라 복수의 치합 돌기가 형성된 구동 풀리, 상기 구동 풀리에 치합된 상태로 양단이 상기 하우징의 좌우 에지에 각각 연결된 벨트, 상기 구동 풀리에 결합 되어 상기 구동 풀리를 미세 정역회전시키는 구동모터 및 상기 구동모터의 회전 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반투명체는 상기 DLP엔진에서 발산되는 광이 반사 및 투과되는 반사투과형인 것을 특징으로 한다.
상기 반투명체는 직각이등변삼각형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 패널은 내측으로 오목한 반구형인 것을 특징으로 한다.
상기 광 픽업은 상기 패널에 디스플레이되는 기호 패턴과 서로 마주보며 대응하는 상태로 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 패널의 상측에 설치되는 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량에 설치되는 각종의 스위치에 있어서, DLP(Digital Light Processing)엔진에서 출력되는 광을 반사투과형 반투명체를 이용하여 굴절시키고, 이렇게 굴절되는 광이 패널을 통해 외부로 조사되면, 사용자에 의해 터치 되는 동시에 광 픽업으로 반사되어 광 픽업에 의해 광이 감지되는 구조를 통해 스위치를 용이하게 온/오프 제어함과 동시에 수직축을 중심으로 좌우로 미세 각도로 정역회전 할 수 있어 차량용 스위치 조작의 편리성 및 미적 요소를 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 차량용 스위치 장치를 나타낸 예시도,
도 2는 상기 도 1의 종단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 예시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 정면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 예시도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 분해 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 예시도 이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 정면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 예시도 이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치는 하우징(100), DLP엔진(200), 기판(300), 광 픽업(400), 패널(500), 반투명체(700) 및 회전수단(800)를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 하우징(100)은 일측이 개방된 개방부가 형성되며, 내부에 소정의 수용공간이 마련된다.
상기 하우징(100)은 차량의 내부 대시보드(dashboard), 센터페시아(center fascia)에 장착되는 것이 바람직하며, 상기 개방부가 차량의 내부를 향해 개방된다.
상기 DLP엔진(200)은 상기 하우징(100)의 내부에 수용되며, 후술하는 반투명체(700)를 향해 광을 조사한다.
상기 DLP(Digital Light Processing)엔진(200)은 하나하나 별도로 제어할 수 있는 약 130만개 이상의 미세 거울로 구성되어 있는 디지털 미세 거울 디바이스 (Digital Micro-Mirror Device : DMD)라는 반도체 칩을 이용한다.
이러한 DLP엔진(200)은 램프에서 나오는 백색광(Light Beam)을 RGB 필터가 코팅되어 있는 칼라휠(Color Wheel)에 통과시켜 RGB 원색광을 생성하고, 생성된 RGB 원색광을 DMD의 각 픽셀에 반사시켜 소정의 영상을 만들게 된다.
상기 DLP엔진(200)은 디스플레이 해상도와 일치하는 수백만 개의 마이크로 미러(Micro mirror)가 집적된 DMD(DigitalMicro - mirror Device)를 포함하며, 디엠디(DMD) 각각의 미러를 제어하기 위한 신호처리 칩(chip)들로 구성된다.
이와 같은 DLP 방식은 상기 DMD에 빛을 반사시켜 그 빛의 반사 여부에 따라, 영상이 구현되는 것이므로 극히 미세한 거울에 램프에서 나온 빛을 반사하여 각각의 거울에 해당되는 픽셀의 밝기를 제어하는 구조로 이루어진다.
상기 DLP엔진(200)은 텍사스 인스트루먼트 사가 개발한 DMD(Digital Micro mirror Device) 소자를 사용하고 있다.
여기서, 상기 DMD(Digital Micro mirror Device)라 함은, 미세 구동거울을 집적한 반도체 광 스위치로서, SRAM(Static Random Access Memory)의 1셀의 상부에 미세한 알루미늄 합금 거울이 설치되어 있으며, 상기 미세 거울은 하부의 메모리의 정전계작용에 의하여 작동하게 된다.
상기 기판(300)은 상기 하우징(100)의 내부에 위치하며, 상기 하우징(100)의 길이방향을 따라 마련된다.
그리고, 상면에는 광검출기(photodetector)(미도시)가 구비된 복수의 광 픽업(optical pickup)(400)이 실장 된다.
상기 광검출기(photodetector)는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 트랜스듀서를 일컫는다.
즉, 광신호를 검출하여 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 하는 소자를 말하며, 빛의 강도를 전기 신호로 변환 검출하는 장치이다.
상기 광 픽업(optical pickup)(400)은 CD 및 레이저디스크 등의 광학디스크에 기록된 pit(요철)을 빛에 의해 독해하여 전기신호로 변환하는 장치에 주로 적용된다.
상기 패널(500)은 상기 기판(300)과 마주보며 대응하는 상태로 상기 하우징(100)의 개방부를 덮는 형태로 설치되는데, 상기 DLP엔진(200)에서 출력되는 광에 포함된 기호 패턴(symbol pattern)(600)이 디스플레이 가능하게 반투명으로 이루어진다.
이때, 상기 기호 패턴(600)이란 글자, 숫자, 기호 및 도형 등과 같은 다양항 패턴을 일컫는다.
여기서, 광 픽업(400)은 상기 패널(500)에 디스플레이되는 기호 패턴(600)과 서로 마주보며 대응하는 상태로 위치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 패널(500)은 내측으로 오목한 반구형인 것이 바람직하다.
상기 반투명체(700)는 상기 DLP엔진(200)에서 발산하는 광의 진행방향을 변경하여 상기 패널(500)을 향해 광을 반사시키는 역할을 한다.
한편, 상기 반투명체(700)는 상기 DLP엔진(200)에서 발산되는 광이 반사 및 투과되는 반사투과형인 것이 바람직하다.
즉, 상기 DLP엔진(200)에서 출력되는 광의 약 50%정도가 반사되고, 나머지 약 50%정도가 투과되는 것이다.
여기서, 반투명체(700)는 직각이등변삼각형으로 이루어지는데, 경사면의 내측에 상기 광이 입력되는 동시에 상기 패널(500)의 하면을 향해 광이 반사된다.
한편, 상기 패널(500)의 상측에 스크린(화면)(900)이 더 구비될 수 있다. 상기 스크린(900)은 패널(500)에 디스플레이되는 기호 패턴(600)의 해당정보 및 사용자의 터치 제어로 인해 발생 되는 다양한 정보 값들을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 역할을 한다.
그리고, 상기 회전수단(800)은 상기 하우징(100)이 수직축을 기준으로 좌우로 미세 각도로 정역회전되는 것을 가능하게 한다.
상기 회전수단(800)은 회전축(810), 구동모터(820) 및 제어부(830)를 구비한다. 이는 회전수단(800)의 제1실시예이다.
상기 회전축(810)은 상기 하우징(100)의 하면을 상부방향으로 관통하여 상기 하우징(100)의 하면에 수직으로 결합 된다.
상기 구동모터(820)는 상기 회전축(810)의 하부에 결합 되어 상기 회전축(810)을 미세 정역회전시킨다.
상기 제어부(830)는 상기 구동모터(820)의 회전 각도를 제어하는데, 사용자가 직접 수동으로 터치하는 방식일 수 있고, 무선으로 원격제어할 수 있는 리모트 컨트롤러 방식 일 수 있다.
한편, 상기 회전수단(800)은 구동 풀리(840), 벨트(850), 구동모터(860) 및 제어부(870)를 구비한다. 이는 회전수단(800)의 제2실시예이다.
상기 구동 풀리(840)는 상기 하우징(100)의 후방에 위치하며, 외경면을 따라 복수의 치합 돌기가 형성된다.
상기 벨트(850)는 상기 구동 풀리(840)에 치합된 상태로 양단이 상기 하우징(100)의 좌우 에지에 각각 연결된다.
상기 구동모터(860)는 상기 구동 풀리(840)에 결합 되어 상기 구동 풀리(840)를 미세 정역회전시킨다.
상기 제어부(870)는 상기 구동모터(860)의 회전 각도를 제어하는데, 상술한 회전수단(800)의 제1실시예와 마찬가지로 사용자가 직접 수동으로 터치하는 방식일 수 있고, 무선으로 원격제어할 수 있는 리모트 컨트롤러 방식 일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치를 나타낸 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 하우징(100) 내부에 수용된 DLP엔진(200)에서 발산되는 광은 상기 하우징(100) 내부에 설치된 반투명체(700)를 향해 조사된다.
그리고, 상기 반투명체(700)를 향해 조사되는 광이 패널(500)을 향해 반사되는데, 이렇게 반사된 광은 반투명의 패널(500)을 관통하면서 패널(500)에 다양한 기호 패턴(600)으로 디스플레이된다.
이렇게 외부로 발산되는 광은 사용자에 눈에 기호 패턴(600)으로 인식되기 때문에 해당하는 기호 패턴(600) 부분에 손가락을 접촉하면, 기호 패턴(600)을 통해 발산되는 광이 사용자의 손가락에 의해 반사되고, 이렇게 반사된 광은 반대편에 위치한 광 픽업(400)으로 반사되는 것이다.
즉, 상기 광 픽업(400)에 의해 감지된 광에 의해 연결된 해당 항목의 장치가 온/오프되면서 제어되는 것이다.
그리고, 상기 회전수단(800)을 통해 상기 하우징(100)이 수직축을 중심으로 좌우로 미세 정역회전이 가능하여 본 발명의 차량용 광 스위치가 운전자 또는 조수석 탑승자를 향하게 할 수 있어 조작의 용이성을 향상시키는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100: 하우징
200: DLP엔진
300: 기판
400: 광 픽업
500: 패널
600: 기호 패턴
700: 반투명체
800: 회전수단
810: 회전축
820, 860: 구동모터
830, 870: 제어부
840: 구동 풀리
850: 벨트
900: 스크린

Claims (8)

  1. 일측이 개방된 개방부가 형성되며, 내부에 소정의 수용공간이 마련된 하우징(100);
    상기 하우징(100)의 내부에 수용되는 DLP(Digital Light Processing)엔진(200);
    상기 하우징(100)의 내부 일측면에 위치하며, 상면에 복수의 광 픽업(optical pickup)(400)이 실장 된 기판(300);
    상기 기판(300)과 마주보며 대응하되, 상기 하우징(100)의 개방부를 덮는 형태로 설치되며, 상기 DLP엔진(200)에서 출력되는 광에 포함된 기호 패턴(symbol pattern)(600)이 디스플레이되는 반투명의 패널(500);
    상기 패널(500)의 하면에 형성되며, 상기 DLP엔진(200)에서 출력되는 광의 진행방향을 변경하여 상기 패널(500)의 하면을 향해 광을 반사시키는 반투명체(700); 및
    상기 하우징(100)이 수직축을 기준으로 좌우로 미세 각도로 정역회전되는 것을 가능하게 하는 회전수단(800)을 포함하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전수단(800)은,
    상기 하우징(100)의 하면을 상부방향으로 관통하여 상기 하우징(100)의 하면에 수직으로 결합 된 회전축(810);
    상기 회전축(810)의 하부에 결합 되어 상기 회전축(810)을 미세 정역회전시키는 구동모터(820); 및
    상기 구동모터(820)의 회전 각도를 제어하는 제어부(830)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전수단(800)은,
    상기 하우징(100)의 후방에 위치하며, 외경면을 따라 복수의 치합 돌기가 형성된 구동 풀리(840);
    상기 구동 풀리(840)에 치합된 상태로 양단이 상기 하우징(100)의 좌우 에지에 각각 연결된 벨트(850);
    상기 구동 풀리(840)에 결합 되어 상기 구동 풀리(840)를 미세 정역회전시키는 구동모터(860); 및
    상기 구동모터(860)의 회전 각도를 제어하는 제어부(870)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반투명체(700)는 상기 DLP엔진(200)에서 발산되는 광이 반사 및 투과되는 반사투과형인 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반투명체(700)는 직각이등변삼각형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패널(500)은 내측으로 오목한 반구형인 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광 픽업(400)은 상기 패널(500)에 디스플레이되는 기호 패턴(600)과 서로 마주보며 대응하는 상태로 위치하는 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패널(500)의 상측에 설치되는 스크린(900)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 각도로 정역회전이 가능한 차량용 광 스위치.
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