KR102290051B1 - 차량용 입력장치 - Google Patents

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KR102290051B1
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Abstract

차량용 입력장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 입력장치는, 인스트루먼트 패널에 장착되며, 회로기판이 구비되는 메인프레임부와, 메인프레임부의 일측에 위치하는 터치패널과, 터치패널에 결합되는 터치센서가 구비되어 사용자의 터치를 감지하는 터치감지부와, 메인프레임부와 터치감지부를 연결하며, 터치감지부를 탄성 지지하는 서스펜션부와, 터치감지부 또는 서스펜션부에 연결되며, 회로기판에 의하여 제어되어 터치감지부 또는 서스펜션부를 진동시키는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 입력장치{INPUT APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 입력장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 장착되어 사용자가 장치의 작동 여부를 감지할 수 있고, 오작동을 방지할 수 있는 차량용 입력장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 인스트루먼트 패널 등에 적용되는 버튼은 차량의 오디오/비디오 장치, 네비게이션 장치, 공조 장치 등을 제어하기 위하여 적용된다.
최근에는 차량 내부의 디자인, 작동 편의성 등을 위하여 정전식/감압식 버튼이 적용되고 있으나, 정전식/감압식 버튼의 경우 사용자가 운전 중 해당 버튼의 작동 여부를 확인하기 어려운바, 사용자의 주의를 분산시키는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경 기술은 한국 공개특허공보 제2015-0103228호(2015.09.09 공개, 발명의 명칭: 차량에서의 조작 방법 및 조작 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 사용자의 버튼 사용 시 버튼의 작동 여부를 용이하게 인지할 수 있도록 하여, 사용자, 특히 운전자의 주의 분산을 방지하고, 장치의 사용 편의성을 증대시킬 수 있는 차량용 입력장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 입력장치는: 인스트루먼트 패널에 장착되며, 회로기판이 구비되는 메인프레임부; 상기 메인프레임부의 일측에 위치하는 터치패널과, 상기 터치패널에 결합되는 터치센서가 구비되어 사용자의 터치를 감지하는 터치감지부; 상기 메인프레임부와 터치감지부를 연결하며, 상기 터치감지부를 탄성 지지하는 서스펜션부; 및 상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부에 연결되며, 상기 회로기판에 의하여 제어되어 상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부를 진동시키는 진동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 터치감지부는, 터치가 입력되는 위치 및 터치 여부를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 터치감지부는, 상기 터치패널 또는 상기 터치센서에 결합되며, 상기 터치패널에 입력되는 하중이 설정값 이상인지를 측정하는 압력측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 압력측정부는, 상기 터치패널 또는 상기 터치센서에 결합되며, 상기 터치패널에 연동하여 이동하는 버튼하우징; 및 상기 회로기판에 연결되며, 상기 버튼하우징의 이동 정도에 따라 상기 버튼하우징에 의하여 가압되어 작동하는 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 스위치부는, 상기 회로기판에 연결되는 단자부; 및 상기 회로기판에서 이격되게 위치하며 상기 단자부에 결합되고, 상기 버튼하우징에 의하여 가압되면 상기 회로기판에 접하는 방식으로 상기 터치패널에 작용하는 압력이 설정값 이상인지를 측정하는 압력스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회로기판은, 상기 터치센서에서 터치 여부를 감지하고, 상기 압력측정부에서 상기 터치패널에 작용하는 압력이 설정값 이상인 것으로 측정한 경우, 상기 진동부를 제어하여 상기 터치감지부를 진동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 진동부는, 상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부에 결합되는 브리지; 및 상기 브리지에 장착되고, 상기 회로기판에 의하여 제어되어 진동하는 솔레노이드액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 입력장치는 사용자가 터치패널을 조작하면, 터치패널을 진동시켜 장치의 작동 여부를 사용자에게 인지시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 터치 입력뿐만 아니라, 버튼을 가압하는 하중이 설정값 이상인 경우에 진동이 발생되도록 하여 장치의 오조작을 방지할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 사용자, 특히 운전자의 주의가 분산되는 것을 방지하여 안전 운행을 가능하게 하고, 사용자가 버튼의 조작 여부를 즉각 확인할 수 있도록 하여 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 구성을 나타내는 구성사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 단면을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 4에서 스위치부가 가압된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에서 스위치부의 가압이 해제된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치에서 입력여부 및 하중에 따른 작동을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 작동흐름을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 입력장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 구성을 나타내는 구성사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 단면을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 단면을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 입력장치(1)는 메인프레임부(100), 터치감지부(200), 서스펜션부(300) 및 진동부(400)를 포함하여 사용자의 입력에 따라 오디오 장치, 공조 장치 등으로 예시되는 장치를 구동할 수 있는 동시에 사용자가 입력 여부를 인식할 수 있도록 한다.
메인프레임부(100)는 차량의 인스트루먼트 패널(10)에 장착되며, 회로기판(130)이 구비되어 터치감지부(200)에 입력되는 사용자의 터치에 따라 진동부(400)를 작동시켜 사용자가 장치의 작동 여부를 인식할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 메인프레임부(100)는 프레임부(110) 및 회로기판(130)을 포함한다.
프레임부(110)는 합성 수지 또는 금속 재질을 포함하여 이루어지며 대략 판 형상으로 형성되어 인스트루먼트 패널(10)의 센터페이셔(15) 등에 볼팅, 끼움 결합 등의 방식으로 결합되며, 차량용 입력장치(1)의 골격을 형성한다.
회로기판(130)은 프레임부(110)의 일측면에 본딩, 볼팅, 끼움 결합 등의 방식으로 결합되며, 터치감지부(200) 및 진동부(400)와 전기적으로 연결되어 터치감지부(200)에서 감지한 터치 여부 및 터치 위치 등에 따라 오디오 장치, 공조 장치 등으로 예시되는 장치를 작동시키고, 또한 진동부(400)를 구동하여 사용자가 터치 입력 여부를 촉감으로 확인할 수 있게 한다.
본 실시예에서 회로기판(130)에는 LED로 예시되는 발광부(135)가 구비될 수 있다. 발광부(135)는 회로기판(130)과 전기적으로 연결되며, 터치감지부(200) 측으로 발광하여 사용자가 터치감지부(200)를 조작하거나, 터치감지부(200)를 발광시켜 사용자가 터치감지부(200)의 표시를 용이하게 인식할 수 있게 한다.
터치감지부(200)는 메인프레임부(100)의 일측에 위치하며, 터치센서(230)가 구비되어 사용자의 터치를 감지한다. 본 실시예에서 터치감지부(200)는 터치패널(210)과 터치센서(230)를 포함한다.
터치패널(210)은 대략 판 형상으로 형성되고 메인프레임부(100)의 전면에 이격되게 배치되어 차량용 입력장치(1)의 전면 외관을 형성한다. 본 실시예에서 터치패널(210)은 복수 개의 영역으로 구획되어 사용자가 원하는 입력을 선택, 터치할 수 있도록 한다.
터치센서(230)는 정전식 센서 등으로 예시되어 사용자가 터치패널(210)을 터치하는 경우 이를 감지하여 회로기판(130)에 전달한다. 본 실시예에서 터치센서(230)는 터치패널(210)에서 구획된 영역에 대응되는 위치에서의 입력을 감지하여 터치가 입력되는 여부 및 터치 위치를 측정, 회로기판(130)에 전달한다.
도 5는 도 4에서 스위치부가 가압된 상태를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4에서 스위치부의 가압이 해제된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 6을 참조하면, 본 실시예에서 터치감지부(200)는 압력측정부(250)를 더 포함한다. 압력측정부(250)는 터치패널(210) 또는 터치센서(230)에 결합되어, 터치패널(210)에 입력되는 하중이 설정값 이상인지 여부를 측정, 회로기판(130)에 전달한다. 본 실시예에서 압력측정부(250)는 버튼하우징(251) 및 스위치부(253)를 포함한다.
버튼하우징(251)은 터치패널(210) 또는 터치센서(230)에 볼팅, 본딩 등의 방식으로 결합되어 터치패널(210)에 연동하여 이동하며, 이동 정도에 따라 스위치부(253)를 회로기판(130) 측으로 가압한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 7을 참조하면, 스위치부(253)는 회로기판(130)에 결합되며, 일정 하중 이상이 터치패널(210)에 작용하면, 버튼하우징(251)의 이동 거리가 증대되고, 이러한 버튼하우징(251)의 이동 정도에 따라 회로기판(130) 측으로 가압되는 방식으로 터치패널(210)이 설정값 이상으로 가압되었는지 여부를 측정, 설정값 이상으로 가압되는 경우 회로기판(130)에 해당 신호를 전달한다.
본 실시예에서 스위치부(253)는 단자부(254) 및 압력스위치(255)를 포함한다. 단자부(254)는 탄성 재질을 포함하여 이루어져, 회로기판(130)과 일정 간격 이격된 압력스위치(255)를 탄성 지지한다.
압력스위치(255)는 회로기판(130)과 이격되게 위치하며, 단자부(254)에 의하여 지지되며, 버튼하우징(251)이 회로기판(130) 측으로 이동시, 회로기판(130)에 전기적으로 연결되는 방식으로 터치감지부(200)에 입력되는 하중이 설정값 이상인지 측정, 이를 회로기판(130)에 전달한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션부를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 6 및 8을 참조하면, 서스펜션부(300)는 메인프레임부(100) 및 터치감지부(200)를 연결하며, 탄성체를 포함하여 이루어져 터치감지부(200)를 탄성 지지한다. 본 실시예에서 서스펜션부(300)는 메인프레임결합부(310), 터치감지부결합부(330) 및 탄성부(350)를 포함한다.
메인프레임결합부(310) 및 터치감지부결합부(330)는 각각 메인프레임부(100) 및 터치감지부(200)에 볼팅, 본딩 등의 방식으로 결합된다.
탄성부(350)는 두께가 대략 0.3T인 SUS 재질을 포함하여 이루어지는 것으로 예시되어, 메인프레임결합부(310)와 터치감지부결합부(330)를 연결하는 동시에, 진동부(400)의 진동에 공진되어 터치감지부(200)의 진동폭을 증대, 사용자가 터치감지부(200)의 진동을 인식할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 탄성부(350)는 'ㄱ' 형상으로 형성되어 진동부(400)의 진동 방향에 대략 평행한 방향으로 공진되어 터치감지부(200)를 진동시킨다.
진동부(400)는 회로기판(130)에 의하여 제어되어 터치감지부(200)를 진동시킨다. 본 실시예에서 진동부(400)는 터치감지부(200) 또는 서스펜션부(300)에 결합되는 브리지(410) 및 솔레노이드액추에이터(430)를 포함한다.
브리지(410)는 대략 'ㄷ' 형상으로 형성되어 전방이 개구되는 형상이며 금속 재질 또는 합성 수지 재질을 포함하여 이루어져 전방 양단부가 터치감지부(200) 또는 서스펜션부(300)에 볼팅 등의 방식으로 결합된다.
솔레노이드액추에이터(430)는 회로기판(130) 등으로부터 전기적 신호가 입력되면 진동을 발생시켜 브리지(410)를 통하여 터치감지부(200)를 직접 진동시키거나, 서스펜션부(300)를 매개로 터치감지부(200)를 간접으로 진동시켜 사용자가 진동을 인식할 수 있도록 한다.
이러한 솔레노이드액추에이터(430)의 진동 강도, 주파수, 진동 시간은 사용자가 터치패널(210) 등을 조작하여 조절할 수 있게 구비된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치에서 입력여부 및 하중에 따른 작동을 나타내는 그래프이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치의 작동흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 6, 9 및 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입력장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
사용자가 오디오 장치 또는 공조 장치와 같은 장치를 조작하기 위하여 터치패널(210)을 터치하면, 터치센서(230)에서 터치 여부 및 터치 위치를 감지하여 회로기판(130)에 전달한다.
또한, 압력측정부(250)에서는 사용자의 터치 압력/하중을 측정, 설정값 이상의 하중이 작용하는 경우 회로기판(130)에 전달한다.
본 실시예에서 차량용 입력장치(1)는 장치의 오작동 등을 방지하기 위하여 터치센서(230)에서 사용자의 터치를 인식하고, 또한 사용자의 터치가 일정 하중 이상인 경우 회로기판(130)에서 진동부(400)를 작동하여 사용자에게 장치의 작동 여부 등을 피드백할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 차량용 입력장치(1)는 사용자가 터치를 해제한 경우, 터치센서(230)를 통하여 회로기판(130)에 입력되는 터치 여부 신호가 해제되거나, 압력스위치(255)가 회로기판(130)에서 이격되는 것으로 사용자의 터치 해제를 인식하여 회로기판(130)이 진동부(400)를 작동, 사용자가 버튼에 가하는 신호를 해제한 것을 인식하였음을 사용자가 인식할 수 있게 한다.
이로써, 본 실시예에 따른 차량용 입력장치(1)는 사용자가 버튼을 조작하면, 버튼을 진동시켜 버튼의 작동 여부를 사용자에게 인지시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 차량용 입력장치(1)는 사용자의 터치 입력뿐만 아니라, 버튼을 가압하는 하중이 설정값 이상인 경우에 진동이 발생되도록 하여 장치의 오조작을 방지할 수 있다.
이에 따라 본 실시예에 따른 차량용 입력장치(1)는 사용자, 특히 운전자의 시야 분산을 방지하여 안전 운행을 가능하게 하고, 사용자가 버튼의 조작 여부를 즉각 확인할 수 있도록 하여 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 차량용 입력장치 10: 인스트루먼트 패널
15: 센터페이셔 100: 메인프레임부
110: 프레임부 130: 회로기판
135: 발광부 200: 터치감지부
210: 터치패널 230: 터치센서
250: 압력측정부 251: 버튼하우징
253: 스위치부 254: 단자부
255: 압력스위치 300: 서스펜션부
310: 메인프레임결합부 330: 터치감지부결합부
350: 탄성부 400: 진동부
410: 브리지 430: 솔레노이드액추에이터

Claims (7)

  1. 인스트루먼트 패널에 장착되며, 회로기판이 구비되는 메인프레임부;
    상기 메인프레임부의 일측에 위치하는 터치패널과, 상기 터치패널에 결합되는 터치센서가 구비되어 사용자의 터치를 감지하는 터치감지부;
    상기 메인프레임부와 터치감지부를 연결하며, 상기 터치감지부를 탄성 지지하는 서스펜션부; 및
    상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부에 연결되며, 상기 회로기판에 의하여 제어되어 상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부를 진동시키는 진동부;를 포함하고,
    상기 서스펜션부는,
    상기 메인프레임부에 결합되는 메인프레임결합부;
    상기 터치감지부에 결합되는 터치감지부결합부; 및
    상기 메인프레임결합부와 상기 터치감지부결합부를 연결하고, 'ㄱ'자 형상으로 형성되며 상기 진동부의 진동 방향으로 공진되어 상기 터치감지부를 진동시키는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 터치감지부는,
    터치가 입력되는 위치 및 터치 여부를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 터치감지부는,
    상기 터치패널 또는 상기 터치센서에 결합되며, 상기 터치패널에 입력되는 하중이 설정값 이상인지를 측정하는 압력측정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 압력측정부는,
    상기 터치패널 또는 상기 터치센서에 결합되며, 상기 터치패널에 연동하여 이동하는 버튼하우징; 및
    상기 회로기판에 연결되며, 상기 버튼하우징의 이동 정도에 따라 상기 버튼하우징에 의하여 가압되어 작동하는 스위치부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 스위치부는,
    상기 회로기판에 연결되는 단자부; 및
    상기 회로기판에서 이격되게 위치하며 상기 단자부에 결합되고, 상기 버튼하우징에 의하여 가압되면 상기 회로기판에 접하는 방식으로 상기 터치패널에 작용하는 압력이 설정값 이상인지를 측정하는 압력스위치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로기판은,
    상기 터치센서에서 터치 여부를 감지하고, 상기 압력측정부에서 상기 터치패널에 작용하는 압력이 설정값 이상인 것으로 측정한 경우, 상기 진동부를 제어하여 상기 터치감지부를 진동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  7. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동부는,
    상기 터치감지부 또는 상기 서스펜션부에 결합되는 브리지; 및
    상기 브리지에 장착되고, 상기 회로기판에 의하여 제어되어 진동하는 솔레노이드액추에이터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
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