KR102251234B1 - Force sensor switch with increased stroke distance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 관한 것으로서, 특히, 제 2 전극부를 베이스부의 하부에 형성하고 제 1 전극부를 제 2 전극부 측 베이스부 상부 양측에 간격을 두고 형성하며 제 1 전극확장부를 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상부에 간격을 두고 장착하여 터치 압력에 따라 가변되어 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키도록 구성됨으로써 제 1 전극 확장부의 이동 거리(스트로크 거리)를 증가시킬 수 있는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to a force sensor switch with an increased stroke distance, and in particular, a second electrode part is formed under the base part, and a first electrode part is formed at an interval on both sides of the upper part of the base part of the second electrode part, and the first electrode is extended. The moving distance (stroke distance) of the extension of the first electrode is increased by attaching the part to the second electrode part and the upper part of the first electrode part at an interval and changing the capacitance with the second electrode part by changing according to the touch pressure. It relates to a force sensor switch with increased stroke distance.
Description
본 발명은 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 관한 것으로서, 특히, 제 2 전극부를 베이스부의 하부에 형성하고 제 1 전극부를 제 2 전극부 측 베이스부 상부 양측에 간격을 두고 형성하며 제 1 전극확장부를 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상부에 간격을 두고 장착하여 터치 압력에 따라 가변되어 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키도록 구성됨으로써 제 1 전극 확장부의 이동 거리(스트로크 거리)를 증가시킬 수 있는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to a force sensor switch with an increased stroke distance, and in particular, a second electrode part is formed under the base part, and a first electrode part is formed at an interval on both sides of the upper part of the base part of the second electrode part, and the first electrode is extended. The moving distance (stroke distance) of the extension of the first electrode is increased by mounting the part to the second electrode part and the upper part of the first electrode part at an interval and changing it according to the touch pressure to change the capacitance with the second electrode part. It relates to a force sensor switch with increased stroke distance.
일반적으로 정전용량 포스 센서는 압력에 의해 가변되는 정전용량 변화를 감지하여 정압이나 동압을 측정하거나, 연속적 변화를 가지는 스위칭 신호를 생성하도록 적용된다.In general, the capacitive force sensor is applied to measure a static or dynamic pressure by detecting a change in capacitance that is varied by pressure, or to generate a switching signal having a continuous change.
정전용량 포스 센서들은 포스 터치 기능을 갖는 전자기기, 압력감응 터치패널, 자동차용 터치식 버튼, 메탈 터치패널 스위치 등에 적용되어 외부의 압력에 따라 가변 전극이 가변되어 고정전극과의 사이의 정전 용량을 변화시키고, 변화된 정전용량을 감지하여 압력신호 또는 스위칭 신호를 출력하도록 동작된다.Capacitive force sensors are applied to electronic devices with force touch functions, pressure sensitive touch panels, automotive touch buttons, and metal touch panel switches. It is operated to change and sense the changed capacitance to output a pressure signal or a switching signal.
국내 특허 출원 2018-0087426호에는 이중 탄성체 구조를 갖는 포스 센서 스위치가 개시되어 있다. 이 이중 탄성체 구조를 갖는 포스 센서 스위치는 사용자의 가압시 1단계로 제 1 전극 확장 전극부에 의해 압력을 측정하고 제 1 전극 확장 전극부가 탄성체에 맞닿으면 2단계로 탄성체의 탄성으로 압력을 측정하므로 미세 압력측정이 가능함과 아울러 압력측정 범위를 늘릴 수 있다는 뛰어난 효과가 있습니다.In Korean patent application 2018-0087426, a force sensor switch having a double elastic body structure is disclosed. The force sensor switch with the double elastic body structure measures the pressure by the first electrode extension electrode in one step when the user presses it, and measures the pressure by the elasticity of the elastic body in two steps when the first extension electrode part contacts the elastic body. Therefore, it is possible to measure fine pressure and also has an excellent effect that the pressure measurement range can be increased.
그러나 탄성체에 의해 제 1 전극 확장 전극부의 이동 거리(스트로크 거리)가 짧아지므로 압력측정 범위가 줄어든다는 문제점이 있었다.However, since the moving distance (stroke distance) of the first electrode extension electrode portion is shortened by the elastic body, there is a problem that the pressure measurement range is reduced.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제 1 전극부 및 제 2 전극부의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지함과 아울러 압력측정 범위를 늘릴 수 있는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, and the stroke distance is increased, which can increase the pressure measurement range while preventing an infinite sudden increase in pressure due to contact of the first electrode part and the second electrode part. It is an object to provide a force sensor switch.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치는 베이스부; 상기 베이스부의 하부에 형성된 제 2 전극부; 상기 제 2 전극부 측 베이스부의 상부 양측에 간격을 두고 형성된 제 1 전극부; 상기 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상방으로 간격을 두고 배치되고, 양단이 상기 제 1 전극부와 전기 접속되며, 터치 압력에 따라 가변되어 상기 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키는 제 1 전극 확장 전극부; 상기 제 1 전극 확장 전극부를 수용하는 수용부; 상기 수용부의 상부를 커버링하는 덮개부; 및 상기 제 1 전극 확장 전극부와 상기 덮개부 사이에 설치되어 사용자의 터치 압력 작용시 상기 제 1 전극 확장 전극부의 상부 중앙을 가압하는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a force sensor switch having an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention includes a base portion; A second electrode part formed under the base part; First electrode portions formed at intervals on both upper sides of the base portion of the second electrode portion side; A first electrode that is disposed above the second electrode part and the first electrode part at an interval, has both ends electrically connected to the first electrode part, and is variable according to a touch pressure to change the capacitance with the second electrode part. An electrode extension electrode portion; An accommodating portion accommodating the first electrode extension electrode portion; A cover portion covering an upper portion of the receiving portion; And a pressing unit installed between the first electrode expansion electrode unit and the cover unit to press the upper center of the first electrode expansion electrode unit when a user's touch pressure is applied.
상기 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 제 1 전극 확장 전극부는 횡단면도로 볼 때 돔 형상을 가질 수 있다.In the force sensor switch with an increased stroke distance according to the embodiment, the first electrode extended electrode portion may have a dome shape when viewed in a cross-sectional view.
상기 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 제 1 전극 확장 전극부는 횡단면도로 볼 때 "┏━┓" 형상을 가질 수 있다.In the force sensor switch with an increased stroke distance according to the embodiment, the first electrode extended electrode portion may have a "┏-┓" shape when viewed in a cross-sectional view.
상기 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 제 1 전극 확장 전극부는 스테인리스스틸(SUS)로 제작될 수 있다.In the force sensor switch with an increased stroke distance according to the embodiment, the first electrode extended electrode portion may be made of stainless steel (SUS).
상기 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 덮개부는 폴리이미드 필름으로 제작될 수 있다.In the force sensor switch with an increased stroke distance according to the above embodiment, the cover portion may be made of a polyimide film.
상기 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 제 2 전극부는 셀프키 정전 방식으로 구성되고, 상기 제 1 전극부는 접지 전극일 수 있다.In the force sensor switch with an increased stroke distance according to the embodiment, the second electrode portion may be configured in a self-key electrostatic method, and the first electrode portion may be a ground electrode.
본 발명의 실시형태에 의한 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 의하면, 베이스부; 상기 베이스부의 하부에 형성된 제 2 전극부; 상기 제 2 전극부 측 베이스부의 상부 양측에 간격을 두고 형성된 제 1 전극부; 상기 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상방으로 간격을 두고 배치되고, 양단이 상기 제 1 전극부와 전기 접속되며, 터치 압력에 따라 가변되어 상기 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키는 제 1 전극 확장 전극부; 상기 제 1 전극 확장 전극부를 수용하는 수용부; 상기 수용부의 상부를 커버링하는 덮개부; 및 상기 제 1 전극 확장 전극부와 상기 덮개부 사이에 설치되어 사용자의 터치 압력 작용시 상기 제 1 전극 확장 전극부의 상부 중앙을 가압하는 가압부;를 포함하여 구성됨으로써, 제 1 전극부와 제 2 전극부의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지함과 아울러 압력측정 범위를 늘릴 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the force sensor switch having an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention, the base portion; A second electrode part formed under the base part; First electrode portions formed at intervals on both upper sides of the base portion of the second electrode portion side; A first electrode that is disposed above the second electrode part and the first electrode part at an interval, has both ends electrically connected to the first electrode part, and is variable according to a touch pressure to change the capacitance with the second electrode part. An electrode extension electrode portion; An accommodating portion accommodating the first electrode extension electrode portion; A cover portion covering an upper portion of the receiving portion; And a pressing unit installed between the first electrode expansion electrode unit and the cover unit to press the upper center of the first electrode expansion electrode unit when a user's touch pressure is applied. There is an excellent effect that the pressure measurement range can be increased as well as preventing an infinite sudden increase in pressure due to contact with the electrode.
즉, 제 1 전극 확장부와 제 2 전극부가 베이스부를 사이에 두고 있어 서로 접촉되지 않는 구성을 가지므로 제 1 전극부와 제 2 전극부의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지할 수 있으며, 제 1 전극 확장부의 이동 거리(스트로크 거리)를 증가시킬 수 있는 구성을 가지므로 압력측정 범위를 늘릴 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.That is, since the first electrode extension portion and the second electrode portion are interposed between the base portion and thus do not contact each other, an infinite rapid increase in pressure due to the contact between the first electrode portion and the second electrode portion can be prevented. Since it has a configuration that can increase the moving distance (stroke distance) of the electrode extension, it has an excellent effect that it can increase the pressure measurement range.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 2에서 제 1 전극 확장 전극부를 횡단면도로 볼 때 ┏━┓" 형상을 갖도록 교체했을 경우의 단면도이다.1 is an external perspective view of a force sensor switch with an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an AA cross-sectional view of FIG. 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a case in which the first electrode extension electrode part in FIG. 2 is replaced to have a ┏━┓" shape when viewed in a cross-sectional view.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이며, 도 3은 도 2에서 제 1 전극 확장 전극부를 횡단면도로 볼 때 ┏━┓" 형상을 갖도록 교체했을 경우의 단면도이다.1 is an external perspective view of a force sensor switch with an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an AA cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a first electrode extended electrode part in FIG. 2 It is a cross-sectional view when replaced to have a ┏━┓" shape.
본 발명의 실시예에 의한, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스부(100), 제 2 전극부(130), 제 1 전극부(120, 120), 제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150'), 수용부(110), 덮개부(170) 및 가압부(160)를 포함한다. The force sensor switch having an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention includes a
베이스부(100)는 본 발명의 포스 센서 스위치의 정전용량 신호의 출력을 위한 회로 패턴이 형성된 기판으로서, FPCB, PCB 및 사출 등의 다양한 형태로 제작될 수 있다.The
제 2 전극부(130) 및 제 1 전극부(120)는 정전용량부를 이루며, 제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150')에 가해지는 압력에 따라 볼륨, 밝기, 채널 변경 등의 제어를 위한 가변되는 정전용량 값을 출력하도록 구성되어 있다.The
제 2 전극부(130)는 베이스부(100)의 하부에 패턴 형성되어 있으며, 제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150')와의 거리에 따라 정전용량의 변화를 일으킨다. 제 2 전극부(130)는 베이스부(100)의 배선과 전기적으로 접속되도록 외부 전극으로 노출되어 형성된다. The
제 1 전극부(120, 120)는 제 2 전극부(130) 측 베이스부(100)의 상부 양측에 간격을 두고 패턴 형성되며, 그 제 1 전극부(120, 120) 상부에는 제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150')의 양단이 각각 전기 접속되어 있다. 제 1 전극부(120, 120)는 베이스부(100)의 배선 등의 외부 부품 또는 장치들과 전기적으로 접속되도록 외부 전극으로 노출되어 형성된다.The
제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150')는 제 2 전극부(130) 및 제 1 전극부(120, 120)의 상방으로 간격을 두고 배치되고, 양단이 제 1 전극부(120, 120)와 각각 전기 접속되며, 도 2와 같이 돔 형상을 갖는 구조(150) 또는 도 3과 같이 횡단면도로 볼 때 "┏━┓" 형상을 갖는 구조(150')로 구성할 수 있다. 제 1 전극 확장 전극부(150 또는 150')는 사용자의 터치 압력에 따라 가변되어 제 2 전극부(130)와의 정전용량을 변화시킨다. The first electrode
제 1 전극 확장 전극부(150, 150')의 제 2 전극부(130)와의 관련 동작에 대해 좀 더 상세하게 설명하면, 제 1 전극 확장부(150, 150')와 제 2 전극부(130)가 베이스부(100)를 사이에 두고 있어 서로 접촉되지 않으므로 제 1 전극부(120, 120)와 제 2 전극부(130)의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지할 수 있으며, 제 1 전극 확장부(150, 150')의 이동 거리(스트로크 거리)를 증가시킬 수 있어 제 2 전극부(130)와의 정전용량 변화 범위를 늘릴 수 있고, 이에 따라 압력측정 범위를 늘릴 수 있다.In a more detailed description of the operation of the first electrode extended
수용부(110)는 제 1 전극 확장 전극부(150, 150)가 수용되게 되며, 덮개부(170)가 상부를 커버링(covering)하고 있다. The
덮개부(170)는 수용부(110)의 상부를 커버링하며, 위로 볼록한 형상을 이루며, 하부 중앙부에는 제 1 전극 확장 전극부(150, 150')와의 사이에 가압부(160)가 장착되어 있다. 덮개부(170)는 예컨대, 폴리이미드 필름으로 제작된다. The
가압부(160)는 제 1 전극 확장 전극부(150, 150')와 덮개부(170) 사이에 설치되어 사용자의 터치 압력 작용시 제 1 전극 확장 전극부(150, 150')의 상부 중앙을 가압하는 역할을 한다.The
위와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치에 의하면, 베이스부; 상기 베이스부의 하부에 형성된 제 2 전극부; 상기 제 2 전극부 측 베이스부의 상부 양측에 간격을 두고 형성된 제 1 전극부; 상기 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상방으로 간격을 두고 배치되고, 양단이 상기 제 1 전극부와 전기 접속되며, 터치 압력에 따라 가변되어 상기 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키는 제 1 전극 확장 전극부; 상기 제 1 전극 확장 전극부를 수용하는 수용부; 상기 수용부의 상부를 커버링하는 덮개부; 및 상기 제 1 전극 확장 전극부와 상기 덮개부 사이에 설치되어 사용자의 터치 압력 작용시 상기 제 1 전극 확장 전극부의 상부 중앙을 가압하는 가압부;를 포함하여 구성됨으로써, 제 1 전극부와 제 2 전극부의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지함과 아울러 압력측정 범위를 늘릴 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the force sensor switch having an increased stroke distance according to an embodiment of the present invention configured as described above, the base portion; A second electrode part formed under the base part; First electrode portions formed at intervals on both upper sides of the base portion of the second electrode portion side; A first electrode that is disposed above the second electrode part and the first electrode part at an interval, has both ends electrically connected to the first electrode part, and is variable according to a touch pressure to change the capacitance with the second electrode part. An electrode extension electrode portion; An accommodating portion accommodating the first electrode extension electrode portion; A cover portion covering an upper portion of the receiving portion; And a pressing unit installed between the first electrode expansion electrode unit and the cover unit to press the upper center of the first electrode expansion electrode unit when a user's touch pressure is applied. There is an excellent effect that the pressure measurement range can be increased as well as preventing an infinite sudden increase in pressure due to contact with the electrode.
즉, 제 1 전극 확장부와 제 2 전극부가 베이스부를 사이에 두고 있어 서로 접촉되지 않는 구성을 가지므로 제 1 전극부와 제 2 전극부의 접촉으로 인한 압력의 무한 급증을 방지할 수 있으며, 제 1 전극 확장부의 이동 거리(스트로크 거리)를 증가시킬 수 있는 구성을 가지므로 압력측정 범위를 늘릴 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.That is, since the first electrode extension portion and the second electrode portion are interposed between the base portion and thus do not contact each other, an infinite rapid increase in pressure due to the contact between the first electrode portion and the second electrode portion can be prevented. Since it has a configuration that can increase the moving distance (stroke distance) of the electrode extension, it has an excellent effect that it can increase the pressure measurement range.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.In the drawings and specification, an optimal embodiment has been disclosed, and specific terms are used, but these are used only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and are used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Was not done. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 베이스부
110: 수용부
120: 제 1 전극부
130: 제 2 전극부
150, 150': 제 1 전극 확장 전극부
160: 가압부
170: 덮개부100: base portion
110: receiving part
120: first electrode unit
130: second electrode unit
150, 150': first electrode extension electrode part
160: pressurization unit
170: cover
Claims (6)
상기 베이스부의 하부에 형성된 제 2 전극부(130);
상기 제 2 전극부 측 베이스부의 상부 양측에 간격을 두고 형성된 제 1 전극부(120, 120);
상기 제 2 전극부 및 제 1 전극부의 상방으로 간격을 두고 배치되고, 양단이 상기 제 1 전극부와 전기 접속되며, 터치 압력에 따라 가변되어 상기 제 2 전극부와의 정전용량을 변화시키는 제 1 전극 확장 전극부(150);
상기 제 1 전극 확장 전극부를 수용하는 수용부(110);
상기 수용부의 상부를 커버링하는 덮개부(170); 및
상기 제 1 전극 확장 전극부와 상기 덮개부 사이에 설치되어 사용자의 터치 압력 작용시 상기 제 1 전극 확장 전극부의 상부 중앙을 가압하는 가압부(160);를 포함하며,
상기 제 1 전극 확장 전극부와 상기 제 2 전극부가 상기 베이스부를 사이에 두고 있어 서로 접촉되지 않는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치.
A base portion 100;
A second electrode part 130 formed under the base part;
First electrode portions 120 and 120 formed at intervals on both upper sides of the base portion of the second electrode portion side;
A first electrode that is disposed above the second electrode part and the first electrode part at an interval, has both ends electrically connected to the first electrode part, and is variable according to a touch pressure to change the capacitance with the second electrode part. An electrode extension electrode unit 150;
An accommodating part 110 accommodating the first electrode extension electrode part;
A cover portion 170 covering an upper portion of the receiving portion; And
A pressing unit 160 installed between the first electrode expansion electrode unit and the cover unit to press the upper center of the first electrode expansion electrode unit when a user's touch pressure is applied, and
A force sensor switch having an increased stroke distance, wherein the first electrode extended electrode portion and the second electrode portion are interposed between the base portion and thus do not contact each other.
상기 제 1 전극 확장 전극부는 횡단면도로 볼 때 돔 형상을 갖는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치.
The method of claim 1,
The force sensor switch having an increased stroke distance, wherein the first electrode extended electrode portion has a dome shape as viewed in a cross-sectional view.
상기 제 1 전극 확장 전극부는 횡단면도로 볼 때 "┏━┓" 형상을 갖는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치.
The method of claim 1,
The force sensor switch having an increased stroke distance, wherein the first electrode extended electrode part has a "┏━┓" shape when viewed in a cross-sectional view.
상기 제 1 전극 확장 전극부는 스테인리스스틸(SUS)로 제작되는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치.
The method of claim 1,
The first electrode extended electrode portion is made of stainless steel (SUS), a force sensor switch with an increased stroke distance.
상기 덮개부(170)는 폴리이미드 필름으로 제작되는, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치.
The method of claim 1,
The cover part 170 is made of a polyimide film, a force sensor switch with an increased stroke distance.
상기 제 2 전극부(130)는 셀프키 정전 방식으로 구성되고,
상기 제 1 전극부(120, 120)는 접지 전극인, 스트로크 거리가 증가된 포스 센서 스위치. The method of claim 1,
The second electrode unit 130 is configured in a self-key electrostatic method,
The first electrode portions 120 and 120 are ground electrodes, a force sensor switch having an increased stroke distance.
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