KR102575145B1

KR102575145B1 - 입력용 스위치 및 이의 작동 방법

Info

Publication number: KR102575145B1
Application number: KR1020180046937A
Authority: KR
Inventors: 이수혁
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2023-09-06
Also published as: KR20190123148A

Abstract

본 발명은 입력용 스위치 및 이의 작동 방법에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 카메라의 영상 인식과 온오프(on/off) 터치 인식 센서의 조합을 이용함으로써 소프트웨어(software)를 이용한 하나의 부품으로 다양한 사양의 구현이 가능한 입력용 스위치 및 이의 작동 방법에 관한 발명이다.

Description

입력용 스위치 및 이의 작동 방법{Input switch and operation method thereof}

일반적으로, 차량의 실내에는 운전자 또는 탑승객들이 차량 기능을 조작하기 위한 다수의 스위치가 구비되어 있다.

차량의 기능이 다양화됨에 따라 기능을 조작하기 위한 스위치의 개수가 증대되며, 옵션 사양 유무에 따라 스위치 어셈블리의 종류가 대폭 증대된다.

기존에는 스위치의 조작 입력을 인식하기 위해 접점식/다이얼/텀블러/터치스크린 등의 다양한 종류의 스위치가 사용되고 있다.

상기 접점식 스위치는 다수의 기능을 구현하기 위하여 기능의 개수만큼 접점 구조와 전기 배선이 필요하며, 입력 신호를 처리하기 위한 별도의 제어기를 필요로 한다. 또한, 옵션 사양이 증가될 경우, 스위치의 물리적 배열이 어려우며 미사용 스위치 공간이 발생하여 미관이 저해되는 문제가 있다.

상기 터치스크린 스위치의 경우, 소프트웨어를 통하여 다양한 종류와 사양의 스위치 구현이 가능하지만 평면 디스플레이 적용에 의하여 디자인 자유도가 떨어지며 부품가가 비교적 높은 문제가 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1781345호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 카메라의 영상 인식과 온오프(on/off) 터치 인식 센서의 조합을 이용함으로써 소프트웨어(software)를 이용한 하나의 부품으로 다양한 사양의 스위치 어셈블리 구현이 가능한 입력용 스위치 및 이의 작동 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력용 스위치에 있어서,

전면은 스위치의 개수에 따라 분할되어 복수 개의 분할 면적을 가지며, 각각의 분할 면적에는 구현하고자 하는 스위치 기능의 심볼(symbol)이 프린팅되는 스위치커버;

차량 내부에서 스위치커버의 전면 전체가 시야각 안에 들어오도록 설치되는 카메라;를 포함하며,

카메라의 영상 인식 신호와 스위치커버의 터치감지센서 신호를 이용하여 조작자의 스위치 조작을 인식하는 것을 특징으로 한다.

분할 면적 각각에 구현되는 스위치 기능 정보는 스위치맵으로 구성되어 제어기에 저장되는 것을 특징으로 한다.

스위치맵은,

분할 면적 각각의 스위치 기능 정보가 입력되는 물리적 좌표;

분할 면적의 중앙 부분이며, 조작자가 어느 하나의 분할 면적 터치 시 조작자의 동작을 확정 인식하는 타겟존(target zone);

분할 면적에서 타겟존을 둘러싸는 부분이며, 조작자의 분할 면적 터치 시 조작자의 동작을 오동작으로 인식하는 그레이존(gray zone);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

스위치맵은 영상인식을 통해 저장되는 것을 특징으로 한다.

스위치맵은 제어기에 입력되어 저장되는 것을 특징으로 한다.

타겟존 상에서 움직이는 조작자의 궤적 정보를 이용하여 해당 스위치 기능의 다이얼을 조절하는 것을 특징으로 한다.

카메라는 복수 개 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력용 스위치의 작동 방법에 있어서,

필요한 스위치의 개수에 따라 스위치커버의 전면을 분할하는 스위치커버 분할 단계;

스위치커버의 분할 면적 각각의 스위치 기능에 따라 스위치 맵을 구축하는 스위치맵 구축 단계;

제어기에서 카메라를 이용한 영상신호를 습득하여 조작자의 손이 스위치커버 위에 위치하는지 판단하는 손 위치 판단 단계;

조작자의 손 위치가 분할 면적의 타겟존 또는 그레이존 중 어느 부분에 위치하는지 확인하는 분할 면적 위치 확인 단계;

스위치커버의 터치감지센서를 이용하여 조작자의 손이 스위치커버를 터치하고 있는지 확인하는 터치 감지 단계;

제어기에서 분할 면적에 해당하는 스위치 기능의 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.

터치감지센서는 어느 하나의 분할 면적에 대한 터치 여부를 감지하는 것이 아닌 스위치커버에 대한 터치 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

분할 면적 위치 확인 단계에서, 조작자의 손 위치가 그레이존에 위치하면 다음 단계는 진행되지 않는 것을 특징으로 한다.

터치 감지 단계에서 조작자가 스위치커버를 터치하고 있지 않으면 다음 단계는 진행되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다양한 사양의 스위치 어셈블리를 하나의 커버 위에 프린팅하는 것만으로 구현함으로써 사양의 단순화가 가능한 효과가 있다.

따라서 여러 종류의 스위치 배열에 따른 금형 개발이 불필요해지고, 다수의 스위치 간의 접점과 이에 따른 다수의 와이어링의 삭제가 가능한 효과가 있다.

또한, 터치 여부 및 손의 움직임을 이용함으로써 단순한 스위치 온오프 뿐만 아니라 음향의 볼륨 및 조명의 밝기 조절 등과 같은 패턴을 인식할 수 있는 다목적 입력기로 기능이 확장될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커버의 전면부.
도 2는 본 발명에 따른 커버와 카메라의 위치 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 커버의 스위치 맵 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 입력용 스위치의 작동 순서도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1에는 본 발명에 따른 커버의 전면부가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 커버와 카메라의 위치 개념도가 도시되어 있다.

본 발명의 입력용 스위치는 스위치커버와 카메라를 포함하여 구성된다.

상기 스위치커버(2)는 전면 측이 조작자에게 노출되도록 상기 차량 내부에 장착되는 것으로, 상기 스위치커버(2)의 전면 면적은 제작자가 의도하는 스위치의 개수에 따라 분할되어 복수 개의 분할 면적(4)으로 구성된다. 각각의 상기 분할 면적(4)에는 각각의 상기 분할 면적(4)이 구현하고자 하는 스위치 기능의 심볼(symbol) 또는 명칭이 프린팅된다.

상기 스위치커버(2)에는 터치감지센서가 내장되어 있는 것으로, 상기 터치감지센서는 어느 하나의 상기 분할 면적(4)에 대한 터치 여부를 감지하는 것이 아닌 상기 스위치커버(2)에 대한 터치를 감지하게 된다.

상기 카메라(6)는 조작자의 스위치 기능 조작 시 상기 스위치커버(2) 상에서의 상기 조작자의 움직임을 영상으로 인식하여 상기 분할 면적(4) 중 어떤 분할 면적(4)의 스위치 기능을 조작하는지 판단하기 위한 것으로, 상기 차량 내부에서 상기 스위치커버(2)의 전면 전체가 시야각 안에 들어오도록 설치되어야 한다.

따라서 상기 카메라(6)는 상기 스위치커버(2)의 전면에 위치할 수 있으며 필요에 따라 상기 스위치커버(2)의 측면 또는 배면부에도 장착 가능하다.

상기 카메라(6)는 한 개만 설치될 수도 있으며 필요에 따라 복수 개 설치될 수도 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 커버의 스위치 맵 개념도가 도시되어 있다.

상기 분할 면적(4) 각각에 구현되는 스위치 기능 정보는 스위치맵(8)으로 구성되어 차량의 제어기에 저장된다.

상기 스위치맵(8)은 상기 분할 면적(4) 각각의 스위치 기능 정보가 입력되는 물리적 좌표, 상기 분할 면적(4)의 중앙 부분이며 조작자가 어느 하나의 상기 분할 면적(4) 터치 시 상기 조작자의 동작을 확정 인식하는 타겟존(target zone) (10), 상기 분할 면적(4)에서 상기 타겟존(10)을 둘러싸는 부분이며 상기 조작자의 상기 분할 면적(4) 터치 시 상기 조작자의 동작을 오동작으로 인식하는 그레이존(gray zone) (12)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 스위치커버(2) 전면의 전체 면적이 필요한 스위치의 개수에 따라 복수 개의 분할 면적(4)으로 분할되었을 때, 상기 분할 면적(4) 각각의 물리적 위치는 상기 물리적 좌표로 저장되고, 각각의 상기 분할 면적(4)은 상기 타겟존(10)과 상기 그레이존(12)을 갖게 된다.

상기 조작자가 원하는 스위치 기능의 구현을 위하여 어느 하나의 상기 분할 면적 터치 시 상기 카메라(6)가 상기 조작자의 손의 위치를 영상으로 인식하여 상기 조작자가 상기 타겟존(10)을 터치하였을 경우, 상기 조작자의 동작을 확정 인식하게 된다.

하지만 상기 그레이존(12)을 터치하였을 경우, 상기 조작자의 동작을 오동작으로 인식하여 스위치 조작을 위한 동작으로 인식하지 않게 된다.

상기 스위치맵(8)은 제어기에 저장될 때 직접 입력되어 저장될 수도 있으며, 영상 인식을 통해 저장될 수도 있다.

상기 스위치커버(2) 전면의 면적을 분할하는 복수 개의 상기 분할 면적(4)의 크기는 모두 같을 수도 있지만, 서로 다른 크기로 구성하여 비교적 넓은 분할 면적(4) 부분에는 다이얼 기능이 필요한 스위치 기능을 구현할 수도 있다.

상기 다이얼 기능은 상기 조작자의 움직임 궤적 정보를 이용하는 것으로, 상기 조작자가 어느 하나의 상기 분할 면적(4)의 상기 타겟존(10) 상에 손가락을 위치시킨 뒤 왼쪽/오른쪽 또는 상하방향으로 손가락을 움직이면서 궤적 정보를 생성하면, 상기 카메라(6)는 이를 영상 인식하여 볼륨 또는 밝기 등 해당 스위치의 다이얼을 조절하게 된다.

즉, 스위치 기능이 온오프(on/off)와 같은 단순한 동작만으로 구현 가능할 경우, 해당하는 스위치 기능이 구현되는 상기 분할 면적(4)의 크기가 다른 상기 분할 면적(4)의 크기 보다 작게 구성되어도 온오프를 위한 조작자의 동작에는 불편함이 없다.

하지만 볼륨 및 조명의 밝기 등 단계적인 다이얼 동작이 포함되는 스위치 기능이 구현되어야 하는 경우, 상기 분할 면적(4)의 상기 타겟존(10) 상에서 상기 조작자의 손가락 움직임이 가능해야 하기 때문에 다이얼 동작이 포함되는 스위치 기능이 구현되는 상기 분할 면적(4)의 크기를 다른 분할 면적(4)의 크기보다 크게 구성할 수도 있다.

도 4에는 본 발명에 따른 입력용 스위치의 작동 순서도가 도시되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 입력용 스위치를 작동시키기 위한 작동 방법은,

필요한 스위치의 개수에 따라 스위치커버(2)의 전면을 분할하는 스위치커버 분할 단계;

상기 스위치커버(2)의 분할 면적(4) 각각의 스위치 기능에 따라 스위치 맵을 구축하는 스위치맵 구축 단계;

제어기에서 카메라(6)를 이용한 영상신호를 습득하여 조작자의 손이 상기 스위치커버(2) 위에 위치하는지 판단하는 손 위치 판단 단계;

상기 조작자의 손 위치가 상기 분할 면적의 타겟존(10) 또는 그레이존(12) 중 어느 부분에 위치하는지 확인하는 분할 면적(4) 위치 확인 단계;

상기 스위치커버(2)의 터치감지센서를 이용하여 상기 조작자의 손이 상기 스위치커버(2)를 터치하고 있는지 확인하는 터치 감지 단계;

상기 제어기에서 상기 분할 면적(4)에 해당하는 스위치 기능의 신호를 출력하는 단계;를 포함하여 진행된다.

먼저, 제작자가 의도하는 필요한 스위치의 개수에 따라 상기 스위치커버(2)의 전면을 복수 개의 분할 면적(4)으로 분할한다. 이때 각각의 상기 분할 면적(4)의 크기는 서로 같을 수도 있고 필요에 따라 서로 다른 크기로 구성될 수도 있다.

상기 스위치커버(2)가 분할되면 각각의 상기 분할 면적(4)에는 해당하는 스위치 기능의 심볼 또는 명칭이 프린팅되고, 상기 분할 면적(4) 각각의 스위치 기능에 따라 상기 스위치 맵(8)을 구축하게 된다.

이후 상기 조작자가 상기 스위치커버(2) 상의 스위치를 조절하기 위해 상기 조작자의 손을 상기 스위치커버(2) 상에 위치시키면, 상기 제어기에서 상기 카메라(6)를 이용한 영상신호를 습득하여 상기 조작자의 손 위치를 판단하게 된다.

상기 카메라(6)의 영상신호를 통해 습득한 정보를 통해 상기 조작자의 손 위치가 상기 조작자가 의도하는 상기 분할 면적(4)의 타겟존(10) 또는 그레이존(12) 중 어느 부분에 위치하는지 확인하게 되고, 상기 조작자의 손이 상기 타겟존(10) 상에 위치한다고 확인되면 상기 스위치커버(2)의 상기 터치감지센서를 이용하여 상기 조작자의 손이 상기 스위치커버(2)를 터치하고 있는지 확인하게 된다.

상기 조작자의 손이 상기 스위치커버(2)를 터치하고 있다고 확인되면 상기 제어기에서 상기 분할 면적(4)에 해당하는 스위치 기능의 신호를 출력하게 된다.

상기 분할 면적 위치 확인 단계에서, 상기 조작자의 손이 상기 그레이존 (12)상에 위치한다고 확인되면 다음 단계는 진행되지 않고, 상기 조작자의 손가락이 위치하는 상기 분할 면적에 해당하는 스위치 기능은 상기 제어기에서 출력되지 않는다.

또한, 상기 분할 면적(4) 위치 확인 단계에서 상기 조작자의 손이 상기 타겟존(10) 상에 위치한다고 확인되더라도 상기 터치 감지 단계에서 상기 조작자가 상기 스위치커버(2)를 터치하고 있지 않으면 상기 조작자의 손가락이 위치하는 상기 분할 면적(4)에 해당하는 스위치 기능은 상기 제어기에서 출력되지 않는다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 입력용 스위치는 상기 카메라를 통한 영상을 이용하여 상기 스위치커버의(2) 중 어떤 부분 면적의 스위치 기능을 조작하는지 여부를 판단하고, 상기 스위치커버의 터치감지센서 신호를 이용하여 조작자의 스위치 조작을 인식하게 되는 것으로, 상기 스위치커버는 터치 감지와 피드백만을 처리할 뿐 실제 조작 기능은 영상으로 판독하게 된다.

상기와 같이 다양한 사양의 스위치 어셈블리를 하나의 커버 위에 프린팅하는 것만으로 구현함으로써 사양의 단순화가 가능한 효과가 있다.

따라서 여러 종류의 스위치 배열에 따른 금형 개발이 불필요해지고, 다수의 스위치 간의 접점과 이에 따른 다수의 와이어링의 삭제가 가능해진다.

이상에서 설명된 본 발명의 입력용 스위치 및 이의 작동 방법의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2 : 스위치커버
4 : 분할 면적
6 : 카메라
8 : 스위치맵
10 : 타겟존(target zone)
12 : 그레이존(gray zone)

Claims

차량의 기능을 조작하기 위한 입력용 스위치에 있어서,
전면의 면적은 스위치의 개수에 따라 분할되어 복수 개의 분할 면적을 가지며, 각각의 상기 분할 면적에는 구현하고자 하는 스위치 기능의 심볼(symbol)이 프린팅되는 스위치커버;
상기 차량 내부에서 상기 스위치커버의 전면 전체가 시야각 안에 들어오도록 설치되는 카메라;
상기 분할 면적 각각에 구현되는 스위치 기능 정보는 영상 인식을 통해 입력되어 제어기에 저장된 스위치맵;을 포함하며,
상기 카메라의 영상 인식 신호와 상기 스위치커버의 터치감지센서 신호를 이용하여 조작자의 스위치 조작을 인식하고,
상기 스위치맵은,
상기 분할 면적 각각의 스위치 기능 정보가 입력되는 물리적 좌표;
상기 분할 면적의 중앙 부분이며, 조작자가 어느 하나의 상기 분할 면적 터치 시 상기 조작자의 동작을 확정 인식하는 타겟존(target zone);
상기 분할 면적에서 상기 타겟존을 둘러싸는 부분이며, 상기 조작자의 상기 분할 면적 터치 시 상기 조작자의 동작을 오동작으로 인식하는 그레이존(gray zone);을 포함하는 것
을 특징으로 하는 입력용 스위치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 타겟존 상에서 움직이는 상기 조작자의 궤적 정보를 이용하여 해당 스위치 기능의 다이얼을 조절하는 것을 특징으로 하는 입력용 스위치.
제1항에 있어서,
상기 카메라는 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 입력용 스위치.
입력용 스위치의 작동 방법에 있어서,
필요한 스위치의 개수에 따라 스위치커버의 전면의 면적을 분할하는 스위치커버 분할 단계;
상기 스위치커버의 분할 면적 각각의 스위치 기능에 따라 영상 인식을 통해 입력되어 스위치 맵을 구축하는 스위치맵 구축 단계;
제어기에서 카메라를 이용한 영상신호를 습득하여 조작자의 손이 상기 스위치커버 위에 위치하는지 판단하는 손 위치 판단 단계;
상기 조작자의 손 위치가 상기 분할 면적의 타겟존 또는 그레이존 중 어느 부분에 위치하는지 확인하는 분할 면적 위치 확인 단계;
상기 스위치커버의 터치감지센서를 이용하여 상기 조작자의 손이 상기 스위치커버를 터치하고 있는지 확인하는 터치 감지 단계;
상기 제어기에서 상기 분할 면적에 해당하는 스위치 기능의 신호를 출력하는 단계;
를 포함하는 입력용 스위치의 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 터치감지센서는 어느 하나의 상기 분할 면적에 대한 터치 여부를 감지하는 것이 아닌 상기 스위치커버에 대한 터치 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 입력용 스위치의 작동방법.
제8항에 있어서,
상기 분할 면적 위치 확인 단계에서, 상기 조작자의 손 위치가 그레이존에 위치하면 다음 단계는 진행되지 않는 것을 특징으로 하는 입력용 스위치의 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 터치 감지 단계에서 상기 조작자가 상기 스위치커버를 터치하고 있지 않으면 다음 단계는 진행되지 않는 것을 특징으로 하는 입력용 스위치의 작동 방법.