KR101745435B1 - 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 관한 것으로서, 하우징과 상기 하우징 상부에 설치되는 키 캡을 포함하고, 상기 하우징 내에 설치되는 구동 장치, 광전 스위치, 이동 광학 소자와 고정 광학 소자를 더 포함하고, 상기 이동 광학 소자는 상기 구동 장치에 설치되고, 상기 광전 스위치는 PCB판, 상기 PCB판에 집적하는 SMD IR관 및 SMD PT관을 포함하고, 상기 키 캡에 압력을 가함으로써 상기 구동 장치가 상기 이동 광학 소자를 상하로 움직여 상기 이동 광학 소자와 고정 광학 소자의 상대적인 위치를 제어하도록 만들고, 상기 SMD IR관에서 방출하는 광선이 상기 SMD PT관 내에 커플링되면 광학 통로가 도통되어 상기 광전 스위치가 연결되고, 상기 SMD IR관에서 방출하는 광선이 상기 SMD PT관 내에 커플링되지 못하면 광학 통로가 끊겨 상기 광전 스위치가 차단된다. 수작업 비중 및 용접 원가를 크게 감소시킬 수 있고, 용접 위치가 정확해 생산 효율 및 품질 안정성이 높다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 문자 입력 시스템(예를 들어 컴퓨터 입력 시스템)의 키보드에 사용하는 스위치 모듈 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 문자 입력용 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 관한 것이다.
키보드는 Switch(속칭 ‘스위치 제어 원리 또는 축’)에 따라 구분할 경우 대략적으로 박막형 키보드, 전도성 고무형 키보드, 정전용량형 키보드, 기계형 키보드 및 광전 키보드 등 5가지 유형으로 나뉜다. 상기 박막형 키보드는 통상적으로 내부에 3장의 박막이 있는데 최상면은 양극 회로, 중간면은 스페이서층, 하면은 음극 회로이다. 작업원리는, 키 캡을 타격해 기계 모듈에 하방 압력을 가하면 상방과 하방의 박막이 접촉되면서 도통되는데, 이를 박막 키보드라 한다. 박막 키보드는 박막이 쉽게 마손되어 키보드 수명이 비교적 짧고 반응이 지연되는 단점이 있다. 또한 키보드 크기가 작아 키 간격이 비교적 좁기 때문에 사람-기계 기능 측면이 상대적으로 좋지 않고, 손으로 조작감이 좋이 않아 시간이 지날수록 손에 피로감이 쌓일 수 있다. 다른 두 유형인 전도성 고무형 키보드와 정전용량형 키보드는 원가와 기술 측면의 원인으로 인해 시판되는 수량이 적은데, 대부분이 TV 리모컨 및 게임용 조이스틱에 사용되는 것으로 국한돼 있다.
기계형 키보드는 현재 컴퓨터 키보드 시장의 주류로서 그 작업원리는, 키보드 바닥부에 하나의 회로판이 있고, 판에는 100여 개의 기계축이 고정되고, 각 축은 모두 독립된 스위치이고, 하방 압력을 주면 기계축이 신호를 회로판에서 컴퓨터도 전달하는 것이다. 기계 키보드는 성능이 우수하고 반응이 민감하며 손 조작감도 비교적 우수한데다 사무직에 종사하는 사람 및 게임 플레이어의 수요에 적합하다. 그러나 순수한 기계축 키보드 스위치는 다음과 같은 단점이 있다. 첫째, 순수한 기계축 키보드 스위치는 금속 접촉식 탄성 시트를 비(非)접촉 동작과 접촉시켜 회로를 도통 및 차단시키는데, 이러한 기계 접촉식 구조는 피로 손상이 쉽게 발생하고 탄성 시트 접촉점이 쉽게 마손되기 때문에 스위치를 제어할 수 없거나 오작동이 일어날 수 있어 사용수명이 충분히 길지 않다. 둘째, 금속 탄성 시트 및 접촉점은 사용 환경의 영향으로 산화 및 노화되어 접촉 불량이 발생할 수 있고, 이로 인해 스위치를 제어할 수 없거나 오작동이 일어날 수 있다. 셋째, 순수한 기계축 스위치 구조의 용접 다리는 직접 삽입형 구조이기 때문에 수작업으로 삽입재를 PCB(인쇄회로기판)에 삽입한 후 다시 용접 및 용접다리 절삭을 진행해야 하는데, 용접 생산 과정에서 삽입재가 제 위치에 삽입되지 않는 경우가 발생하기 쉽고 이로 인해 다시 제조하거나 수리 등을 진행하는 공정이 필요하다. 또한 생산 공정이 번거로워 삽입재 자동화 생산이 어려워 수작업이 필요한데, 이 때문에 생산효율성이 낮고 제조원가가 높다. 넷째, 상기 순수 기계축 스위치 구조의 키 캡 문자 조명 시스템은 직접 삽입형 LED를 사용한다. 이는 마찬가지로 수작업으로 삽입재를 PCB에 삽입한 후 다시 용접 및 용접다리 절삭을 진행해야 한다. 또한 생산 공정이 번거로워 삽입재 자동화 생산이 어려워 수작업이 필요한데, 이 때문에 재료 원가가 높고 생산효율성이 낮으며 제조비용이 비싸다.
광전 키보드는 최근 몇 년간 사용되기 시작한 새로운 형태의 키보드로서, 종래의 기계축 키보드 기술을 기반으로 새로운 광전 감응 식별 기술을 추가하고 시스템의 접촉 시트를 광전 감응 모듈로 교체해 종래의 접촉식 기계 스위치의 일부 문제를 개선했다. 광학 원리와 광전 커플링 기술을 이용해 발광소자와 수광소자에서 빛의 통로를 형성하고, 광차단재가 광학 통로를 차단 및 폐합시키는 과정에서 광 커플러를 움직여 회로 임피던스 값을 변화시켜 회로를 도통 및 차단시킨다. 이를 통해 전기--빛--전기의 변환을 구현함으로써 스위치의 온/오프를 제어하고 광전이 입력과 출력 사이에서 서로 격리되도록 만든다. 다른 키보드에 비해 광전 키보드는 아래 몇 가지 장점을 가지고 있다. 1. 광축 키보드는 최신형 축을 사용하기 때문에 통상적인 박막 키보드보다 수명이 길다. 이론상으로는 수명에 제한이 없고 연속 통전 상태에서 50000시간 사용이 가능하다. 2. 광축 키보드는 장시간 사용하더라도 키 조작감에 변화가 거의 없는데, 이는 박막과 통상적인 기계 키보드로는 얻을 수 없는 효과이다. 3. 광축 키보드는 104개 키를 무한 동시 입력할 수 있다(따라서 게임 플레이어가 사용하기 아주 적합하며, 대다수 프로게이머들은 무한 동시 입력 키보드를 사용해 수준을 향상시킬 수 있다). 4. 직접 키 캡을 교체할 수 있어 맞춤형 DIY(Do It Yourself)를 진행하기에 편리하다. 5. 광축 하부 덮개 유도 홈과 핸들 유도 기둥 접촉부위가 넓어졌으며, 몰드 미러 제작 공정을 사용해 제품 마찰력을 더욱 줄였다. 또한 내마모성이 더욱 우수하며 사용수명이 더욱 길다. 6. 품질이 우수한 피아노 선 스프링을 사용해 내피로성이 더욱 우수하고 회복력이 커 스위치 전환 동작이 빠르고 더욱 민감하며 손 조작감이 더욱 좋다. 7. 광학형에는 기계 접촉 진동 문제가 존재하지 않아 노이즈가 없고 스위치 동작 시작에 지연이 발생하지 않아 더욱 정확하고 민감한 조작이 가능하다.
특허공고 CN2301752Y는 광전 키보드에 관한 것으로서 도 1에서 도시하는 바와 같이 받침대에 설치하는 키 바디, 받침대와 키 바디에 설치하는 복원 스프링, 키 바디와 복원 스프링 사이에 연결되는 광 차폐판, 광 차폐판 상부에 개설하는 투광홀, 및 투광홀 양측에 설치하는 방출관 및 수신관으로 구성된다. 이는 기계형 키보드가 빈번한 사용으로 인해 기계 접촉점에 고장이 발생하는 단점을 보완했으며, 부품 선택 조립이 합리적이고 고장률이 낮으며 키보드 사용수명이 긴 등의 장점을 가지고 있다.
다른 특허공고 CN2750570Y는 작업원리가 특허공고 CN2301752Y와 기본적으로 일치하는 광학 키보드에 관한 것으로서 도 2에서 도시하는 바와 같이, 중간은 투명체(1)와 그 비(非)투명한 외측벽(2)이 쉐이프 캐비티(shape cavity)(12)의 수직벽(4)을 따라 상하로 미끄러져 움직이는 키(11)이고, 수직벽(4)의 관통홀(6)의 외측에 광센서(9)가 있고, 관통홀(6)과 광센서(9)는 서로 대응하고, 키(11) 하방에 문자 디스플레이 캐리어(10)가 있고, 키(11) 바닥부에 탄성 소자가 있다. 이것은 통상적인 키보드의 설치 방식과 같고, 키(11)에 하방 압력으로 탄성을 가해 광센서(9)의 차폐광, 투광 기능을 구현하고, 광전 입력 회로에 높고 낮은 전력 레벨을 생성해 종래의 기계형 키보드의 도전 접촉점에 먼지, 도전성 고부 노화, 접촉점 산화 등으로 인해 키보드가 민감하게 반응하지 않거나 작동하지 않는 등의 현상이 발생하는 것을 해결했다. 그러나 종래 기술의 광전 키보드에는 모두 아래와 같은 단점이 있다. 1. 방출관과 수신관 사이에 시준 및 집광 시스템의 광학 설계가 없어 방출관의 발광 각도가 비교적 크고 광 차폐판(또는 비(非)투명 외측벽)과 투광홀(또는 관통홀)의 방식은 대부분의 광선을 차단할 수 있어, 작은 일부 광만 투광홀을 통과해 수신관에 수신되기 때문에 광전 커플링 효율이 비교적 낮다. 투광홀에 정전기로 인한 먼지가 쌓이게 되면 수신관(또는 감광소자)의 감광 측정도가 급격하게 낮아지게 된다. 그 외 방출관의 발광 각도가 비교적 크고 프레넬 렌즈를 사용해 그 광각을 좁히지 않아 키 내벽의 컬러가 흰 색이거나 광 차폐판 사이즈가 비교적 작아 광을 완전하게 차폐하지 못할 경우, 미광이 비교적 커서 수신관에 발생하는 노이즈가 비교적 현저하게 나타날 수 있다. 2. 광축 기계 키보드 스위치 모듈 구조의 IR관(방출관) 및 PT관(수신관)의 부품 용접다리는 직접 삽입형 구조이기 때문에, 수작업으로 삽입재를 PCB(인쇄회로기판)에 삽입한 후 다시 용접 및 용접다리 절삭을 진행해야 하는데, 용접 생산 과정에서 삽입재 위치가 치우치는 경우가 발생하기 쉽고 이로 인해 다시 제조하거나 수리 등을 진행하는 공정이 필요하다. 또한 생산 공정이 번거로워 삽입재 자동화 생산이 어려워 수작업이 필요하고 이로 인해 생산효율성이 낮고 제조원가가 높다. 3. 상기 순수 기계축 스위치 구조의 키 캡 문자 조명 시스템은 직접 삽입형 LED를 채택한다. 이는 마찬가지로 수작업으로 삽입재를 PCB에 삽입한 후 다시 용접 및 용접다리 절삭을 진행해야 하는데, 생산 공정이 번거로워 삽입재 자동화 생산이 어려워 수작업이 필요하고 재료 원가가 높아 생산효율성이 낮고 제조원가가 높다. 4. 키보드의 수명이 길기는 하나 방수 성능이 떨어지므로 사용 시 더욱 조심해야 한다. 5. 광축 키보드의 키는 손 조작감이 단일하다.
본 발명의 목적은 수작업 비중과 용접 원가를 크게 감소시키고 용접 위치가 정확하며 생산효율성이 높고 제품의 품질 안정성이 높은 광전 일체형 기계축 키보드의 스위치 모듈을 제안함으로써 종래 기술에 존재하는 상기 결함을 극복하는 것이다.
상기 목적을 실현하기 위해 본 발명에서는 아래 기술방안을 제안한다.
광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서, 하우징과 상기 하우징 상부에 설치되는 키 캡을 포함하고, 상기 하우징 내에 설치되는 구동 장치, 광전 스위치, 이동 광학 소자와 고정 광학 소자를 더 포함하고, 상기 이동 광학 소자는 상기 구동 장치에 설치되고, 상기 광전 스위치는 PCB판, 상기 PCB판에 집적하는 표면 실장착된 적외선 다이오드인 SMD IR관 및 표면 실장착된 광전센서인 SMD PT관을 포함하고, 상기 키 캡에 압력을 가함으로써 상기 구동 장치가 상기 이동 광학 소자를 상하로 움직여 상기 이동 광학 소자와 고정 광학 소자의 상대적인 위치를 제어하도록 만들고, 상기 SMD IR관에서 방출하는 광선이 상기 SMD PT관 내에 커플링되면 광학 통로가 도통되어 상기 광전 스위치가 연결되고, 상기 SMD IR관에서 방출하는 광선이 상기 SMD PT관 내에 커플링되지 못하면 광학 통로가 끊겨 상기 광전 스위치가 차단된다.
종래 기술과 비교할 때 본 발명은 아래와 같은 유익한 효과를 가지고 있다. 즉, SMD IR관(표면 실장착된 적외선 다이오드) 및 SMD PT관(표면 실장착된 광전센서) 일체형 구조를 채택하며, 키 캡에 하방 압력을 가함으로써 구동 장치가 이동 광학 소자를 상하로 움직여 이동 광학 소자와 고정 광학 소자의 상대적인 위치를 제어하도록 만들어 광전 스위치 통로를 차단 및 연결시킨다. 본 발명에서 제안하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈 구조는 키 캡 문자 조명 도광 시스템을 더 포함하고, 상기 키 캡 문자 조명 도광 시스템은 PCB판에 집적하는 표면 실장착된 발광 다이오드인 SMD LED, 순서대로 상기 SMD LED 상방에 설치하는 집광 렌즈, 도광 기둥 및 조명 렌즈로 구성되고, 상기 키 캡 문자 조명 도광 시스템을 통해 키 캡에 조명을 비춘다. 구체적인 장점은 아래와 같다.
1. SMD IR관(표면 실장착된 적외선 다이오드) 및 SMD PT관(표면 실장착된 광전센서) 일체형 구조를 채택함으로써, 이동 광학 소자와 고정 광학 소자의 상대적인 위치를 제어해 광전 스위치를 차단 및 연결한다. 본 발명 제품 구조의 광전 부품은 SMD 패키징 방식을 채택하기 때문에 전자동화 실장착 및 용접이 가능하므로 수작업 비중 및 용접 원가를 크게 감소시킬 수 있고, 용접 위치가 정확해 생산 효율 및 품질 안정성이 높다.
2. 순수 광전 소자 제어 스위치의 차단 및 연결 방식을 채택하기 때문에 기계형 금속 접촉점이 없어 접촉점이 마손되거나 산화 및 노화되는 현상이 발생하지 않아 사용수명이 길고 장시간 높은 빈도로 사용할 수 있다.
3. SMD LED(표면 실장착된 발광 다이오드)를 채택해 키 캡 문자 조명 발광을 구현한다. SMD LED는 전자동화 실장착 및 용접이 가능해 수작업 비중, 부품 및 용접 원가를 크게 줄일 수 있고, 용접 위치가 정확해 생산효율 및 품질 안정성이 높으며, 종래 기술의 직접 삽입형 LED를 사용할 필요가 없다.
4. 이동 광학 소자와 고정 광학 소자는 정밀 광학 프리즘 구조를 채택하기 때문에 비교적 정밀한 스위치 트리거 위치 제어가 가능하다. 종래 기술은 +/-0.20~0.60mm이나 본 발명의 기술은 종래 기술의 트리거 위치 정밀도보다 2 내지 6배 높은 +/-0.10mm의 스위치 트리거 위치 제어를 효과적으로 구현할 수 있어 키보드 촉감 품질 안정성이 높다.
5. 스위치 모듈은 전자 부품 및 기계 구조 분리 설계를 채택해 생산과정에서 독립적인 조립이 가능하므로 제품 판매 후 유지보수 서비스 제공이 편리하다.
이하에서는, 본 발명의 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈을 예시적인 실시형태들을 도면을 통해 보다 상세히 설명한다.
도 1은 특허공고 CN2301752Y에서 공개한 광전 키보드의 구조도이고;
도 2는 특허공고 CN2750570Y에서 공개한 광전 엿보기 방지 키보드의 구조도이고;
도 3은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 등축측(等軸側) 분해 구조도이고;
도 4는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1을 정면에서 도시한 분해 구조도이고;
도 5는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 키 캡, 상부 하우징 및 스프링 미장착 단면도이고;
도 6은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 설계 구조 원리도이고;
도 7은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 이동 광학 소자 이동 위치의 설명도이고;
도 8은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 2의 설계 구조 원리도이고;
도 9는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 3의 설계 구조 원리도이고;
도 10은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 4의 설계 구조 원리도이고;
도 11은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 5의 설계 구조 원리도이고;
도 16은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 다른 유형 문자 조명 도광 시스템의 구조 설명도이다.
도 2는 특허공고 CN2750570Y에서 공개한 광전 엿보기 방지 키보드의 구조도이고;
도 3은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 등축측(等軸側) 분해 구조도이고;
도 4는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1을 정면에서 도시한 분해 구조도이고;
도 5는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 키 캡, 상부 하우징 및 스프링 미장착 단면도이고;
도 6은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 설계 구조 원리도이고;
도 7은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 1의 이동 광학 소자 이동 위치의 설명도이고;
도 8은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 2의 설계 구조 원리도이고;
도 9는 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 3의 설계 구조 원리도이고;
도 10은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 4의 설계 구조 원리도이고;
도 11은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 실시예 5의 설계 구조 원리도이고;
도 16은 본 발명의 상기 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서 다른 유형 문자 조명 도광 시스템의 구조 설명도이다.
이하 내용은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한 것으로서 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다.
실시예 1
도 3 내지 7에서 도시하는 바와 같이, 하우징(1)과 상기 하우징(1) 상부에 설치되는 키 캡(2)을 포함하고, 상기 하우징(1) 내에 설치되는 구동 장치(3), 광전 스위치(4), 광학프리즘으로 이루어진 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)를 더 포함하고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 구동 장치(3)에 설치되고, 상기 광전 스위치(4)는 PCB판(41), 상기 PCB판(41)에 집적하는 SMD IR(42)관 및 SMD PT관(43)을 포함하며, 상기 키 캡(2)에 압력을 가하면 상기 구동 장치(3)가 상기 이동 광학 소자(14a)를 상하로 움직여 상기 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)의 상대적인 위치가 변함으로써 상기 광전스위치(4)의 연결 및 차단이 제어된다.
상기 고정 광학 소자(15)는, 하부부재(15a)와, 상기 하부부재(15a)의 상면 일측에서 상방향으로 돌출된 상부부재(15b)로 이루어진다.
상기 이동 광학 소자(14a)는 하부부재(15a)의 상면 타측에서 상하방향으로 이동되면서 상기 상부부재(15b)와 대면한다.
상기 상부부재(15b)와 이동 광학 소자(14a)에는 상호 마주보는 방향으로 각각 전반사면이 형성된다.
상기 SMD IR관(42)은 상기 상부부재(15b)가 형성된 상기 하부부재(15a)의 일측 하부에 배치되고, 상기 SMD PT관(43)은 상기 이동 광학 소자(14a)가 배치되는 상기 하부부재(15a)의 타측 하부에 배치된다.
상기 상부부재(15b)는 상기 SMD IR관(42)에서 방출된 광선을 대면하는 상기 이동 광학 소자(14a)로 반사시키고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 상부부재(15b)로부터 반사된 광선을 상기 하부부재(15a)의 타측으로 반사시킨다.
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 하부부재(15a)의 일측, 상부부재(15b), 이동 광학 소자(14a) 및 하부부재(15a)의 타측을 거쳐 상기 SMD PT관(43) 내에 모여 커플링되면 광학 통로가 도통되어 상기 광전 스위치(4)가 연결되고,
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)의 상하 이동에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하면 상기 SMD PT관(43) 내에 커플링되지 못하여 광학 통로가 차단되어 상기 광전 스위치(4)의 연결이 차단된다.
상기 고정 광학 소자(15)는, 하부부재(15a)와, 상기 하부부재(15a)의 상면 일측에서 상방향으로 돌출된 상부부재(15b)로 이루어진다.
상기 이동 광학 소자(14a)는 하부부재(15a)의 상면 타측에서 상하방향으로 이동되면서 상기 상부부재(15b)와 대면한다.
상기 상부부재(15b)와 이동 광학 소자(14a)에는 상호 마주보는 방향으로 각각 전반사면이 형성된다.
상기 SMD IR관(42)은 상기 상부부재(15b)가 형성된 상기 하부부재(15a)의 일측 하부에 배치되고, 상기 SMD PT관(43)은 상기 이동 광학 소자(14a)가 배치되는 상기 하부부재(15a)의 타측 하부에 배치된다.
상기 상부부재(15b)는 상기 SMD IR관(42)에서 방출된 광선을 대면하는 상기 이동 광학 소자(14a)로 반사시키고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 상부부재(15b)로부터 반사된 광선을 상기 하부부재(15a)의 타측으로 반사시킨다.
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 하부부재(15a)의 일측, 상부부재(15b), 이동 광학 소자(14a) 및 하부부재(15a)의 타측을 거쳐 상기 SMD PT관(43) 내에 모여 커플링되면 광학 통로가 도통되어 상기 광전 스위치(4)가 연결되고,
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)의 상하 이동에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하면 상기 SMD PT관(43) 내에 커플링되지 못하여 광학 통로가 차단되어 상기 광전 스위치(4)의 연결이 차단된다.
바람직하게는, 상기 구동 장치(3)는 하우징(1) 내에 설치되는 스프링(31), 키축(32)을 포함하고, 상기 스프링(31)의 일단은 하우징(1)와 접촉하고 상기 스프링(31)의 다른 일단은 키축(32)의 일단과 연결되고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 키축(32)의 하부에 고정되고, 손가락으로 키 캡(2)에 하방 압력을 가하면 스프링(31)이 아래로 압축되고 키축(32) 및 그 하부에 부착된 이동 광학 소자(14a)가 스프링을 따라 아래로 움직이고, 이동 광학 소자(14a)가 하방의 고정 광학 소자(15)를 겨냥할 때 광학 통로가 도통되고, SMD IR관(42)에서 방출한 광선이 SMD PT관(43) 내에 커플링 되면서 통로가 연결된다. 손가락을 키 캡에서 떼면 스프링(31)이 키축(32)을 위로 튕겨 올라가도록 만들고, 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)가 분리되며 SMD IR관(42)에서 방출한 광선이 SMD PT관(43) 내에 커플링되지 않아 통로가 차단된다.
즉, 상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(15)와 대면하고 있을 않을 때 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 된다.
그리고, 외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하여 상기 고정 광학 소자(15)와 대면하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(15) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 된다.
즉, 상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(15)와 대면하고 있을 않을 때 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 된다.
그리고, 외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하여 상기 고정 광학 소자(15)와 대면하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(15) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 이동 광학 소자(14a)는 광전 스위치(4)의 연결 및 차단을 제어하는 데 사용하는 광학 프리즘이다.
더 나아가, 도 5 및 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 이동 광학 소자(14a)는 디플렉팅 프리즘(deflecting prism) 구조이고, 상기 상부부재(15b)에 대면하는 수직 평면(14a1); 상기 수직평면(14a1)의 반대방향에 형성된 전반사 경사면(14a2); 및 상기 하부부재(15a)의 상면과 대면하도록 하부에 형성된 바닥면(14a3)로 구성된다.
상기 수직 평면(14a1)은 평면 미러(mirror)이나 구면 또는 비(非)구면일 수도 있고, 상기 전반사 경사면(14a2)은 경사평면이나 혼합곡면일 수도 있고, 상기 바닥면(14a3)은 평면 미러나 구면 또는 비구면일 수도 있다.
상기 고정 광학 소자(15)는 디플렉팅 프리즘 구조이고, 상기 하부부재(15a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)(151); 상기 상부부재(15b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(152); 상기 상부부재(15b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제1평면 미러(153); 상기 하부부재(15a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(154); 및 상기 집광렌즈(154)의 하부에서 상기 하부부재(15a)의 하면 타측에 형성된 평면(155)으로 이루어진다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(152)이다.
상기 프레넬 렌즈(151)는 각기 다른 투스(tooth) 간격의 프레넬로 곡면 또는 비구면 또는 각종 다양한 혼합 곡면이고, 상기 집광 렌즈(154)는 구면 또는 비구면 또는 광학 평면이고, 상기 평면(155)은 구면 또는 비구면 또는 프레넬면 또는 각종 다양한 혼합 곡면이다.
상기 수직 평면(14a1)은 평면 미러(mirror)나 구면 또는 비(非)구면으로 이루어지고, 상기 전반사 경사면(14a2)은 경사평면이나 혼합곡면으로 이루어지며, 상기 바닥면(14a3)은 평면 미러나 구면 또는 비구면으로 이루어진다.
상기 SMD IR관(42)에서 방출하는 광선은 상기 고정 광학 소자(15)의 프레넬 렌즈(151)의 시준을 거치고, 시준 후의 광선이 상기 전반사 경사면(152)에 입사되고, 전반사를 거친 후 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출된다.
상기 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)가 대면하여 정렬되면 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출한 광선이 완전히 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 상기 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 전반사되고, 전반사 후의 시준 광선이 하방을 향해 디플렉팅되고, 상기 바닥면(14a3)에서 방출되고 다시 상기 고정 광학 소자(15)로 입사되고, 상기 집광 렌즈(154)를 거쳐 모이고, 다시 상기 평면(155)에서 방출된 후 상기 SMD PT관(43)의 센서면에 모여 전류 신호를 생성한다.
상기 수직 평면(14a1)은 평면 미러(mirror)이나 구면 또는 비(非)구면일 수도 있고, 상기 전반사 경사면(14a2)은 경사평면이나 혼합곡면일 수도 있고, 상기 바닥면(14a3)은 평면 미러나 구면 또는 비구면일 수도 있다.
상기 고정 광학 소자(15)는 디플렉팅 프리즘 구조이고, 상기 하부부재(15a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)(151); 상기 상부부재(15b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(152); 상기 상부부재(15b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제1평면 미러(153); 상기 하부부재(15a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(154); 및 상기 집광렌즈(154)의 하부에서 상기 하부부재(15a)의 하면 타측에 형성된 평면(155)으로 이루어진다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(152)이다.
상기 프레넬 렌즈(151)는 각기 다른 투스(tooth) 간격의 프레넬로 곡면 또는 비구면 또는 각종 다양한 혼합 곡면이고, 상기 집광 렌즈(154)는 구면 또는 비구면 또는 광학 평면이고, 상기 평면(155)은 구면 또는 비구면 또는 프레넬면 또는 각종 다양한 혼합 곡면이다.
상기 수직 평면(14a1)은 평면 미러(mirror)나 구면 또는 비(非)구면으로 이루어지고, 상기 전반사 경사면(14a2)은 경사평면이나 혼합곡면으로 이루어지며, 상기 바닥면(14a3)은 평면 미러나 구면 또는 비구면으로 이루어진다.
상기 SMD IR관(42)에서 방출하는 광선은 상기 고정 광학 소자(15)의 프레넬 렌즈(151)의 시준을 거치고, 시준 후의 광선이 상기 전반사 경사면(152)에 입사되고, 전반사를 거친 후 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출된다.
상기 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)가 대면하여 정렬되면 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출한 광선이 완전히 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 상기 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 전반사되고, 전반사 후의 시준 광선이 하방을 향해 디플렉팅되고, 상기 바닥면(14a3)에서 방출되고 다시 상기 고정 광학 소자(15)로 입사되고, 상기 집광 렌즈(154)를 거쳐 모이고, 다시 상기 평면(155)에서 방출된 후 상기 SMD PT관(43)의 센서면에 모여 전류 신호를 생성한다.
바람직하게는 도 7에서 도시하는 바와 같이, 상기 이동 광학 소자(14a)의 이동 범위는 다음과 같다. 즉, 상방의 위치는 스프링(31)이 느슨한 상태이고 키축(32)이 정지한 상승 위치이고, 광학 통로는 비도통 상태이다. 키축(32)에 트리거 광학 통로가 도통되기 시작하는 임계위치 지점까지 하방 압력이 가해지면, 즉 광학 통로가 도통 상태가 되면, 키축(32) 하방 압력의 이동 행정 범위는 0.15 내지 10mm이고, 그 광학 통로 도통의 공차는 +/-0.10mm이다. 도 7 중간의 점선 위치인 키축(32)의 중간 위치는 키축(32)의 하방 압력 2.00 내지 2.20mm 행정에서 트리거 광학 통로가 도통되기 시작하는 임계위치 지점이고, 키축(32) 하방의 위치는 키축(32) 하방 압력 4.00mm에서의 극한 위치이고, 광학 통로는 도통 상태가 된다.
하우징(1) 내에 설치되고 키 캡(2) 표면의 문자를 비추는 문자 조명 도광 시스템(6)을 더 포함하고, 상기 문자 조명 도광 시스템(6)은 PCB판(41)에 집적하는 표면 실장착된 발광 다이오드인 SMD LED(19), 순서대로 상기 SMD LED(19) 상방에 설치되는 집광 렌즈(156), 도광 기둥(157) 및 조명 렌즈(158)로 구성되고, SMD LED(19)에서 방출된 광선은 집광 렌즈(156)를 거쳐 도광 기둥(157)으로 모이고, 다시 도광 기둥 상방의 조명 렌즈(158)에서 굴절 출력되어 광각이 2θ인 출사각을 형성한다. 키 캡 높낮이 및 문자 크기에 따라 조명 렌즈(158)의 호도를 적절히 조절해 2θ의 크기를 제어하는데, 통상적인 상황에서 2θ는 60 내지 160도이다. 여기에서 바람직하게는 집광 렌즈(156)는 프레넬 렌즈이고, 2θ의 각도가 비교적 크기 때문에 집광 렌즈(156) 및 상방의 조명 렌즈(158)는 다르게 선택할 수 있는데, 이는 평면일 수도, 심지어 오목면일 수도 있다. 이는 도 7에서 도시하는 바와 같다. 그 외 고정 광학 소자(15)의 프레넬 렌즈(151)의 투스도 가공 정밀도의 상황에 따라 도 5 및 6에서 도시하는 바와 같이 거친 투스(rough tooth)로 설계하거나 도 7에서 도시하는 바와 같이 가는 투스(fine tooth)로 설계할 수 있다.
상기 SMD IR관(42), SMD PT관(43) 및 SMD LED(19)의 상면에는 모두 실리카겔이 패키징 되어 있다.
실시예 2
도 8에서 도시하는 바와 같이, 상기 고정 광학 소자(15)는 시준 및 디플렉팅 프리즘 구조의 하나의 프리즘(25)으로서, 상기 하부부재(25a)의 하면 일측에 형성된 평면(251); 상기 상부부재(25b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(252); 상기 상부부재(25b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 비구면 렌즈(253); 상기 하부부재(25a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(254); 및 상기 집광렌즈(254)의 하부에서 상기 하부부재(25a)의 하면 타측에 형성된 평면(255);으로 구성된다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(252)이다.
본 실시예에 있어서, 이동 광학 소자(14a) 및 키 캡(2) 표면의 문자에 조명을 비추는 데 사용하는 키 캡 문자 조명 시스템(6)은 실시예 1과 동일하다. 고정 광학 소자(15)의 설계는 다른데, 종래의 시준에 사용하는 프레넬 렌즈(151)를 평면(251)으로, 제1 평면 미러(153)를 시준 작용의 비구면 렌즈(253)로 바꾸었고, 전반사 경사면(252)은 실시예 1과 동일하다. 비구면의 프레넬 렌즈 가공이 더욱 쉽고 가공 절삭도구에 대한 정밀도 기준이 비교적 낮기 때문에, 실시예 2는 가공 공정에 대한 기준을 낮출 수 있어 가공 원가가 절감된다. 그러나 비구면 렌즈의 초점 거리가 비교적 길고 개구수 각도가 비교적 작기 때문에 커플링 효율이 실시예 1보다 낮다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(252)이다.
본 실시예에 있어서, 이동 광학 소자(14a) 및 키 캡(2) 표면의 문자에 조명을 비추는 데 사용하는 키 캡 문자 조명 시스템(6)은 실시예 1과 동일하다. 고정 광학 소자(15)의 설계는 다른데, 종래의 시준에 사용하는 프레넬 렌즈(151)를 평면(251)으로, 제1 평면 미러(153)를 시준 작용의 비구면 렌즈(253)로 바꾸었고, 전반사 경사면(252)은 실시예 1과 동일하다. 비구면의 프레넬 렌즈 가공이 더욱 쉽고 가공 절삭도구에 대한 정밀도 기준이 비교적 낮기 때문에, 실시예 2는 가공 공정에 대한 기준을 낮출 수 있어 가공 원가가 절감된다. 그러나 비구면 렌즈의 초점 거리가 비교적 길고 개구수 각도가 비교적 작기 때문에 커플링 효율이 실시예 1보다 낮다.
실시예 3
도 9에서 도시하는 바와 같이 상기 고정 광학 소자(15)는 시준 및 디플렉팅 프리즘 구조의 하나의 프리즘(35)이며, 본 실시예에 있어서 이동 광학 소자(14a) 및 키 캡(2) 표면의 문자를 비추는 데 사용하는 키 캡 문자 조명 시스템(6)은 실시예 1과 동일하다.
상기 고정 광학 소자(35)는, 상기 하부부재(35a)의 하면 일측에 형성된 평면의 입광면(351); 상기 상부부재(35b)의 일측 상면에 형성된 전반사 곡면(352); 상기 상부부재(35b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제2 평면 미러(353); 상기 하부부재(35a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(354); 및 상기 집광렌즈(354)의 하부에서 상기 하부부재(35a)의 하면 타측에 형성된 평면(355);으로 구성된다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)과 상기 전반사 곡면(352)이다.
SMD IR관에서 입사되는 광선에 대해 시준 작용을 일으키지 않고, 전반사 곡면(352)은 경사진 X와 Y 방향 비대칭의 자유 곡면이고, 이는 비축(off-axis)의 2차 곡면 또는 이중 테이퍼 계수 곡면이고, 동시에 광학 통로 디플렉팅과 시준 작용을 일으키고, 전반사 곡면(352)에 의해 전반사를 거친 모든 광선은 제2 평면 미러(353)의 방향에 수직으로 평행 방출된다. 이동 광학 소자(14a)는 키 정지 위치에서 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 도통되기 시작한다. 키 하방압력 행정이 2.00 내지 4mm일 때 광학 통로는 모두 도통 상태에 놓인다. 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(35)가 완전히 정렬되면 제2 평면 미러(353)에서 방출되는 평행 광선이 완전히 이동 광학 소자의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 반사되고, 반사 후의 시준 광선은 하방을 향해 디플렉팅되고, 평면(14a3)에서 방출되고, 다시 고정 광학 소자(35) 내로 입사되고, 그 집광 렌즈(354)를 거쳐 모이고, 다시 평면(355)에서 방출된 후 SMD PT관의 센싱면에 모여 가장 강한 전류 신호를 생성한다.
상기 고정 광학 소자(35)는, 상기 하부부재(35a)의 하면 일측에 형성된 평면의 입광면(351); 상기 상부부재(35b)의 일측 상면에 형성된 전반사 곡면(352); 상기 상부부재(35b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제2 평면 미러(353); 상기 하부부재(35a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(354); 및 상기 집광렌즈(354)의 하부에서 상기 하부부재(35a)의 하면 타측에 형성된 평면(355);으로 구성된다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)과 상기 전반사 곡면(352)이다.
SMD IR관에서 입사되는 광선에 대해 시준 작용을 일으키지 않고, 전반사 곡면(352)은 경사진 X와 Y 방향 비대칭의 자유 곡면이고, 이는 비축(off-axis)의 2차 곡면 또는 이중 테이퍼 계수 곡면이고, 동시에 광학 통로 디플렉팅과 시준 작용을 일으키고, 전반사 곡면(352)에 의해 전반사를 거친 모든 광선은 제2 평면 미러(353)의 방향에 수직으로 평행 방출된다. 이동 광학 소자(14a)는 키 정지 위치에서 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 도통되기 시작한다. 키 하방압력 행정이 2.00 내지 4mm일 때 광학 통로는 모두 도통 상태에 놓인다. 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(35)가 완전히 정렬되면 제2 평면 미러(353)에서 방출되는 평행 광선이 완전히 이동 광학 소자의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 반사되고, 반사 후의 시준 광선은 하방을 향해 디플렉팅되고, 평면(14a3)에서 방출되고, 다시 고정 광학 소자(35) 내로 입사되고, 그 집광 렌즈(354)를 거쳐 모이고, 다시 평면(355)에서 방출된 후 SMD PT관의 센싱면에 모여 가장 강한 전류 신호를 생성한다.
실시예 4
도 10에서 도시하는 바와 같이 상기 고정 광학 소자(15)는 시준 및 디플렉팅 프리즘 구조의 하나의 프리즘(45)이며, 본 실시예에 있어서 이동 광학 소자(14a) 및 키 캡(2) 표면의 문자를 비추는 데 사용하는 키 캡 문자 조명 시스템(6)은 실시예 1과 동일하다.
상기 고정 광학 소자(45)는, 상기 하부부재(45a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(451); 상기 상부부재(45b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(452); 상기 상부부재(45b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 수직평면(453); 상기 하부부재(45a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 평면 형상의 입사면(454); 및 상기 입사면(454)의 하부에서 상기 하부부재(45a)의 하면 타측에 형성되고 집광용 프레넬 렌즈로 이루어진 입사면(455);으로 구성된다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(452)이다.
SMD IR관에서 입사되는 광선에 대해 시준 작용을 일으키고, 전반사 경사면(452)은 경사 평면이고, 광학 통로를 디플렉팅시키는 작용을 일으키고, 전반사 경사면(452) 반사를 거친 모든 광선은 수직 평면(453)의 방향에 수직으로 평행 방출된다. 이동 광학 소자(14a)는 키 정지 위치에서 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 도통되기 시작한다. 키 하방압력 행정이 2.00 내지 5mm일 때 광학 통로는 모두 도통 상태에 놓인다. 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(45)가 완전히 정렬되면 수직 평면(453)에서 방출되는 광선이 완전히 이동 광학 소자의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 반사되고, 반사 후의 시준 광선은 하방을 향해 디플렉팅되고, 평면(14a3)에서 방출되고, 다시 고정 광학 소자(45) 내로 입사된다. 본 실시예에 있어서, 입사면(454)은 평면으로, 입사면(455)은 집광용 프레넬 렌즈로 바꾸었는데, 이는 광선을 SMD PT관(18)의 센싱면에 모아 가장 강한 전류 신호를 생성한다.
상기 고정 광학 소자(45)는, 상기 하부부재(45a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(451); 상기 상부부재(45b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(452); 상기 상부부재(45b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 수직평면(453); 상기 하부부재(45a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 평면 형상의 입사면(454); 및 상기 입사면(454)의 하부에서 상기 하부부재(45a)의 하면 타측에 형성되고 집광용 프레넬 렌즈로 이루어진 입사면(455);으로 구성된다.
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(452)이다.
SMD IR관에서 입사되는 광선에 대해 시준 작용을 일으키고, 전반사 경사면(452)은 경사 평면이고, 광학 통로를 디플렉팅시키는 작용을 일으키고, 전반사 경사면(452) 반사를 거친 모든 광선은 수직 평면(453)의 방향에 수직으로 평행 방출된다. 이동 광학 소자(14a)는 키 정지 위치에서 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 도통되기 시작한다. 키 하방압력 행정이 2.00 내지 5mm일 때 광학 통로는 모두 도통 상태에 놓인다. 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(45)가 완전히 정렬되면 수직 평면(453)에서 방출되는 광선이 완전히 이동 광학 소자의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 반사되고, 반사 후의 시준 광선은 하방을 향해 디플렉팅되고, 평면(14a3)에서 방출되고, 다시 고정 광학 소자(45) 내로 입사된다. 본 실시예에 있어서, 입사면(454)은 평면으로, 입사면(455)은 집광용 프레넬 렌즈로 바꾸었는데, 이는 광선을 SMD PT관(18)의 센싱면에 모아 가장 강한 전류 신호를 생성한다.
실시예 5
상기 실시예 1 내지 4에 있어서, 키가 완전히 느슨해져 스프링(31)이 압축되지 않고 이동 광학 소자(14a) 지점이 최상방에 위치할 때, 광학 통로는 모두 차단 상태에 놓이며, 키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 도통되기 시작한다.
즉, 상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(55)의 최상방에 위치하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(55) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 된다.
그리고, 외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 된다.
키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 4mm 내에 있을 때, 광학 통로는 도통 상태에 놓인다. 본 실시예에서는 도통 상태와 차단 상태를 바꾸어 키가 완전히 느슨하고 이동 광학 소자(14a) 지점이 최상방에 위치할 때, 광학 통로 지점이 도통 상태에 놓인다. 키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 차단되기 시작하다. 키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 4mm일 때, 광학 통로는 모드 차단 상태에 놓인다. 도 11은 본 실시예의 스위치 설계 원리를 도시한 것으로서, 모든 시준, 디플렉팅, 및 집광 시스템은 구체적으로 실시예 1과 기본적으로 동일하다. 도 11에서 도시하는 바와 같이 상기 고정 광학 소자(15)는 시준 및 디플렉팅 프리즘 구조의 하나의 프리즘(55)이고, 그 입사면(551)은 프레넬 렌즈이고, 입사면(552)은 전반사 곡면이고, 입사면(553)은 수직 평면이고, 입사면(554)은 집광 비구면 렌즈이고, 입사면(555)은 평면이다. 유일하게 구분되는 것은 우측 프리즘의 반사 경사면(552)이 실시예 1보다 2mm 높다는 것이다. 키가 완전히 느슨해지면 수직 평면(553)에서 방출되는 평행광이 이동 광학 소자(14a) 내로 입사되고, 전반사 디플렉팅 및 집광을 거친 후 SMD PT관(43) 내로 모여 전류 신호를 생산하며 광학 통로가 도통 상태에 놓인다. 키 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 수직 평면(553)에서 방출되는 평행광이 이동 광학 소자(14a) 내로 입사되지 않고, SMD PT관(43) 내에 광점이 생산하는 전류 신호가 없어 광학 통로가 차단 상태에 놓인다.
즉, 상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(55)의 최상방에 위치하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(55) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 된다.
그리고, 외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 된다.
키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 4mm 내에 있을 때, 광학 통로는 도통 상태에 놓인다. 본 실시예에서는 도통 상태와 차단 상태를 바꾸어 키가 완전히 느슨하고 이동 광학 소자(14a) 지점이 최상방에 위치할 때, 광학 통로 지점이 도통 상태에 놓인다. 키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 트리거 광학 통로가 차단되기 시작하다. 키축(32) 하방 압력이 2.00 내지 4mm일 때, 광학 통로는 모드 차단 상태에 놓인다. 도 11은 본 실시예의 스위치 설계 원리를 도시한 것으로서, 모든 시준, 디플렉팅, 및 집광 시스템은 구체적으로 실시예 1과 기본적으로 동일하다. 도 11에서 도시하는 바와 같이 상기 고정 광학 소자(15)는 시준 및 디플렉팅 프리즘 구조의 하나의 프리즘(55)이고, 그 입사면(551)은 프레넬 렌즈이고, 입사면(552)은 전반사 곡면이고, 입사면(553)은 수직 평면이고, 입사면(554)은 집광 비구면 렌즈이고, 입사면(555)은 평면이다. 유일하게 구분되는 것은 우측 프리즘의 반사 경사면(552)이 실시예 1보다 2mm 높다는 것이다. 키가 완전히 느슨해지면 수직 평면(553)에서 방출되는 평행광이 이동 광학 소자(14a) 내로 입사되고, 전반사 디플렉팅 및 집광을 거친 후 SMD PT관(43) 내로 모여 전류 신호를 생산하며 광학 통로가 도통 상태에 놓인다. 키 하방 압력이 2.00 내지 2.20mm 행정일 때 수직 평면(553)에서 방출되는 평행광이 이동 광학 소자(14a) 내로 입사되지 않고, SMD PT관(43) 내에 광점이 생산하는 전류 신호가 없어 광학 통로가 차단 상태에 놓인다.
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실시예 10
상기 모든 실시예에 있어서 상기 문자 조명 도광 시스템(6)의 SMD LED(19)(단색 또는 적녹청(3)색) 광원은 모두 PCB판(41)에 위치하고, 그 방출되는 광선은 집광 렌즈를 거쳐 도광 기둥 내에 모이며, 다시 도광 기둥 상방의 조명 렌즈에서 굴절 출력되어 광각이 2θ인 출사광을 형성하고, 키 캡(2)의 문자를 비춘다. 본 실시예에서는 다른 유형의 문자 조명 도광 시스템을 제안하였다. 도 16에서 도시하는 바와 같이 SMD LED(19)(단색 또는 적녹청(3)색) 광원을 PCB판(41)에 설치하고, 키축(32)의 하방 중심 위치에 있는 키축(32)의 중심축은 투명 또는 반투명의 소재로 제작해 그 자체를 하나의 도광관으로 만들고, SMD LED(19)에서 방출하는 광을 곧바로 키축(32) 내에 커플링시키고, 키축(32), 도광관은 입사광선을 혼합해 위 방향으로 전달하고, 그 상방에서 방출해 상방의 키 캡(2)을 비춘다.
상기 실시예는 본 발명의 비교적 바람직한 실시예에 불과하므로 본 발명의 보호범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 기본 정신과 실질적 원리를 기반으로 진행한 모든 변경, 수식, 대체, 조합, 간소화 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 속한다.
Claims (20)
- 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈에 있어서,
하우징(1)과 상기 하우징(1) 상부에 설치되는 키 캡(2)을 포함하고, 상기 하우징(1) 내에 설치되는 구동 장치(3), 광전 스위치(4), 광학프리즘으로 이루어진 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15,25,35,45,55)를 더 포함하고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 구동 장치(3)에 설치되고, 상기 광전 스위치(4)는 PCB판(41), 상기 PCB판(41)에 집적하는 SMD IR(42)관 및 SMD PT관(43)을 포함하며, 상기 키 캡(2)에 압력을 가하면 상기 구동 장치(3)가 상기 이동 광학 소자(14a)를 상하로 움직여 상기 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15,25,35,45,55)의 상대적인 위치가 변함으로써 상기 광전스위치(4)의 연결 및 차단이 제어되되,
상기 구동 장치(3)는 상기 하우징(1) 내에 설치되는 스프링(31), 키축(32)을 포함하고, 상기 스프링(31)의 일단은 상기 하우징(1)과 접촉하고 상기 스프링(31)의 다른 일단은 상기 키축(32)의 일단과 연결되고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 키축(32)의 하부에 고정되며,
상기 고정 광학 소자(15,25,35,45,55)는, 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)와, 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 상면 일측에서 상방향으로 돌출된 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)로 이루어지고,
상기 이동 광학 소자(14a)는 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 상면 타측에서 상하방향으로 이동되면서 상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)와 대면하며,
상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)와 이동 광학 소자(14a)에는 상호 마주보는 방향으로 각각 전반사면이 형성되고,
상기 SMD IR관(42)은 상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)가 형성된 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 일측 하부에 배치되고,
상기 SMD PT관(43)은 상기 이동 광학 소자(14a)가 배치되는 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 타측 하부에 배치되며,
상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)는 상기 SMD IR관(42)에서 방출된 광선을 대면하는 상기 이동 광학 소자(14a)로 반사시키고, 상기 이동 광학 소자(14a)는 상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)로부터 반사된 광선을 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 타측으로 반사시키며,
상기 이동 광학 소자(14a)는,
상기 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b)에 대면하는 수직 평면(14a1); 상기 수직평면(14a1)의 반대방향에 형성된 전반사 경사면(14a2); 및 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 상면과 대면하도록 하부에 형성된 바닥면(14a3)로 구성되며,
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 일측, 상부부재(15b,25b,35b,45b,55b), 이동 광학 소자(14a) 및 하부부재(15a,25a,35a,45a,55a)의 타측을 거쳐 상기 SMD PT관(43) 내에 모여 커플링되면 광학 통로가 도통되어 상기 광전 스위치(4)가 연결되고,
상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)의 상하 이동에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하면 상기 SMD PT관(43) 내에 커플링되지 못하여 광학 통로가 차단되어 상기 광전 스위치(4)의 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(15,25,35,45)와 대면하고 있을 않을 때 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 되며,
외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하여 상기 고정 광학 소자(15,25,35,45)와 대면하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(15,25,35,45) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 이동 광학 소자(14a)가 상승하여 상기 고정 광학 소자(55)의 최상방에 위치하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 고정 광학 소자(55) 및 상기 이동 광학 소자(14a)를 모두 통과한 후 상기 SMD PT관(43)으로 입사되어 상기 광학 통로가 연결된 상태가 되며,
외력에 의해 상기 이동 광학 소자(14a)가 하강하면 상기 SMD IR관(42)에서 방출되는 광선이 상기 이동 광학 소자(14a)를 통과하지 못하여 상기 SMD PT관(43)으로 입사되지 못하고 상기 광학 통로가 차단된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 고정 광학 소자(15)는,
상기 하부부재(15a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)(151);
상기 상부부재(15b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(152);
상기 상부부재(15b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제1평면 미러(153);
상기 하부부재(15a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(154); 및
상기 집광렌즈(154)의 하부에서 상기 하부부재(15a)의 하면 타측에 형성된 평면(155)으로 이루어지며,
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(152)인 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 4항에 있어서,
상기 SMD IR관(42)에서 방출하는 광선은 상기 고정 광학 소자(15)의 프레넬 렌즈(151)의 시준을 거치고, 시준 후의 광선이 상기 전반사 경사면(152)에 입사되고, 전반사를 거친 후 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출되고,
상기 이동 광학 소자(14a)와 고정 광학 소자(15)가 대면하여 정렬되면 상기 제1 평면 미러(153)에서 방출한 광선이 완전히 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직 평면(14a1) 내로 입사되고, 다시 상기 전반사 경사면(14a2)을 거쳐 전반사되고, 전반사 후의 시준 광선이 하방을 향해 디플렉팅되고, 상기 바닥면(14a3)에서 방출되고 다시 상기 고정 광학 소자(15)로 입사되고, 상기 집광 렌즈(154)를 거쳐 모이고, 다시 상기 평면(155)에서 방출된 후 상기 SMD PT관(43)의 센서면에 모여 전류 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 삭제
- 제 4항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈(151)는 각기 다른 투스(tooth) 간격의 프레넬로 곡면 또는 비구면 또는 각종 다양한 혼합 곡면이고,
상기 집광 렌즈(154)는 구면 또는 비구면 또는 광학 평면이고,
상기 평면(155)은 구면 또는 비구면 또는 프레넬면 또는 각종 다양한 혼합 곡면인 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 4항에 있어서,
상기 수직 평면(14a1)은 평면 미러(mirror)나 구면 또는 비(非)구면으로 이루어지고,
상기 전반사 경사면(14a2)은 경사평면이나 혼합곡면으로 이루어지며,
상기 바닥면(14a3)은 평면 미러나 구면 또는 비구면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 고정 광학 소자(25)는,
상기 하부부재(25a)의 하면 일측에 형성된 평면(251);
상기 상부부재(25b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(252);
상기 상부부재(25b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 비구면 렌즈(253);
상기 하부부재(25a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(254); 및
상기 집광렌즈(254)의 하부에서 상기 하부부재(25a)의 하면 타측에 형성된 평면(255);으로 구성되며,
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(252)인 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 고정 광학 소자(35)는,
상기 하부부재(35a)의 하면 일측에 형성된 평면의 입광면(351);
상기 상부부재(35b)의 일측 상면에 형성된 전반사 곡면(352);
상기 상부부재(35b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 제2 평면 미러(353);
상기 하부부재(35a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 집광 렌즈(354); 및
상기 집광렌즈(354)의 하부에서 상기 하부부재(35a)의 하면 타측에 형성된 평면(355);으로 구성되며,
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)과 상기 전반사 곡면(352)이고,
상기 전반사 곡면(352)은 비축(off-axis)의 2차 곡면 또는 이중 테이퍼 계수 곡면이고, 상기 전반사 곡면(352)은 동시에 광학 통로 디플렉팅 및 시준 작용을 일으키고, 상기 전반사 곡면(352)에 의해 전반사를 거친 모든 광선은 상기 제2 평면 미러(353)의 방향에 수직으로 방출되는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 고정 광학 소자(45)는,
상기 하부부재(45a)의 하면 일측에 형성된 프레넬 렌즈(451);
상기 상부부재(45b)의 일측 상면에 형성된 전반사 경사면(452);
상기 상부부재(45b)의 타측에 형성되어 상기 이동 광학 소자(14a)의 수직평면(14a1)과 대면하는 수직평면(453);
상기 하부부재(45a)의 상면 타측에 형성되어 상기 바닥면(14a3)과 대면하는 평면 형상의 입사면(454); 및
상기 입사면(454)의 하부에서 상기 하부부재(45a)의 하면 타측에 형성되고 집광용 프레넬 렌즈로 이루어진 입사면(455);으로 구성되며,
상기 전반사면은 상기 전반사 경사면(14a2)와 상기 전반사 경사면(452)인 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 하우징(1) 내에 설치되고 상기 키 캡(2) 표면의 문자를 비추는 데 사용하는 문자 조명 도광 시스템(6)을 더 포함하고, 상기 문자 조명 도광 시스템(6)은 상기 PCB판(41)에 집적하는 SMD LED(19, 표면 실장착된 발광 다이오드), 순서대로 상기 SMD LED(19) 상방에 설치되는 집광 렌즈(156), 도광 기둥(157) 및 조명 렌즈(158)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 제 13항에 있어서,
상기 SMD LED(19)가 방출하는 광선은 상기 집광 렌즈(156)를 거쳐 상기 도광 기둥(157) 내로 모이고, 다시 상기 도광 기둥(157) 상부의 조명 렌즈(158)에서 굴절 출력되고, 상기 조명 렌즈(158)에서 방출되는 광선 각도가 60 내지 160도인 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 하우징(1) 내에 설치되고 상기 키 캡(2) 표면의 문자를 비추는 데 사용하는 문자 조명 도광 시스템(6)을 더 포함하고, 상기 문자 조명 도광 시스템(6)은 SMD LED(19)를 키축(32)의 하방 중심 위치에 놓고, 상기 키축(32)이 중심 축은 투명 또는 반투명의 재료로 제작해 그 자체를 하나의 도광관으로 만들고, 상기 SMD LED(19)에서 방출하는 광은 곧바로 상기 키축(32) 내로 커플링되고, 상기 키축(32), 도광관이 입사광선을 혼합한 후 위 방향으로 전달하고, 그 상방에서 방출하는 구조로 설계할 수도 있는 것을 특징으로 하는 광전 일체형 기계축 키보드 스위치 모듈.
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| TWI685868B (zh) * | 2019-05-14 | 2020-02-21 | 群光電子股份有限公司 | 鍵盤 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2301752Y (zh) * | 1997-06-06 | 1998-12-23 | 石文广 | 光电式键盘 |
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|---|---|---|---|---|
| EP0004520A1 (fr) * | 1978-03-24 | 1979-10-03 | International Business Machines Corporation | Clavier à matrice d'éléments diviseurs de faisceaux lumineux |
| DE3700856A1 (de) * | 1987-01-14 | 1988-07-28 | Telefunken Electronic Gmbh | Optoelektronische tastatur |
| CN87215026U (zh) * | 1987-11-01 | 1988-11-16 | 杨晓宇 | 光电式键盘 |
| US5266949A (en) * | 1990-03-29 | 1993-11-30 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Lighted electronic keyboard |
| JP3533328B2 (ja) * | 1998-02-02 | 2004-05-31 | 株式会社河合楽器製作所 | 電子鍵盤楽器用光電センサー |
| US7151596B2 (en) * | 2002-07-05 | 2006-12-19 | Olympus Optical Co., Ltd. | Deflection angle detecting device |
| WO2005050846A1 (de) * | 2003-11-20 | 2005-06-02 | Preh Gmbh | Bedienelement |
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| US7855715B1 (en) * | 2005-07-27 | 2010-12-21 | James Harrison Bowen | Switch with depth and lateral articulation detection using optical beam |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2301752Y (zh) * | 1997-06-06 | 1998-12-23 | 石文广 | 光电式键盘 |
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