KR20020061842A - push button switch and control method - Google Patents

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KR20020061842A
KR20020061842A KR1020010002904A KR20010002904A KR20020061842A KR 20020061842 A KR20020061842 A KR 20020061842A KR 1020010002904 A KR1020010002904 A KR 1020010002904A KR 20010002904 A KR20010002904 A KR 20010002904A KR 20020061842 A KR20020061842 A KR 20020061842A
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허광호
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주식회사티니텔
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H13/26Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/28Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs

Abstract

PURPOSE: A push button switch and method for controlling operation of the same is provided to achieve improved use convenience and simplify structure of switch, by detecting intensity of pressing button and on/off state of switch through a single switch. CONSTITUTION: A push button switch comprises a housing(40); a button(50); reaction members(60,70) interposed between the button and the housing, and which have two or more spring constants; sensor elements(LED1,LED2,LED3,PT1,PT2,PT3) arranged within the housing so as to sense the vertical movement of the button; an operating member(52) for operating sensor elements in accordance with the vertical movement of the button; and a control unit for outputting different signals indicating intensity of pressing button, by comparing the time interval between the detection of the first signal from sensor elements and the detection of the second signal from sensor elements, with a reference time.

Description

푸쉬 버튼스위치 및 그 제어방법{push button switch and control method}Push button switch and control method

본 발명은 스위치의 ON/OFF 상태와 버튼을 누르는 세기를 동시에 감지하여 출력하는데 이용할 수 있는 스위치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버튼을 누르는 세기를 감지하여 강약(强弱)에 따른 신호를 출력할 수 있도록 함으로써 주로 게임기(예; DDR게임기, 격투기 게임기)나 각종 산업 및 가정용 기기의 조작스위치, 디지털 피아노의 건반 등에 사용될 수 있도록 한 푸쉬 버튼스위치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a switch and a control method thereof that can be used to detect and output the ON / OFF state of the switch and the strength of pressing the button at the same time, and more particularly, to detect the strength of pressing the button, The present invention relates to a push button switch and a method of controlling the same, which can be used mainly for game machines (e.g., DDR game machines, martial art game machines), operation switches of various industrial and home appliances, and keyboards of digital pianos.

일반적인 푸쉬 버튼스위치의 동작은 사용자가 버튼을 누르게 되면, 접점이 붙거나 떨어지면서 스위치가 "ON" 또는 "OFF" 상태로 전환되며, 회로에 적용되는 경우 스위치 일측 단자의 전압이 하이레벨 전위(이진데이터 "0") 아니면 로우레벨의 전위(이진데이터 "1") 두 가지 상태를 검출하게 된다.In general push button switch operation, when the user presses the button, the switch is turned on or off as the contact is attached or dropped, and when applied to the circuit, the voltage at one terminal of the switch becomes a high level potential (binary). Data "0") or two low-level potentials (binary data "1") are detected.

그러나, 이와 같은 종래 푸쉬 버튼스위치는 "0" 또는 "1"과 같은 두 가지 상태밖에 검출할 수 없기 때문에 이를 게임기에 적용하는 경우 조작의 복잡성에 따라 여러 개의 버튼을 배열하여 사용하게 되는데, 이는 게임 캐릭터의 정확한 동작을 위해 키보드에 배열된 여러 버튼을 능숙하게 조작하여야 된다는 부담이 있었다.However, since the conventional push button switch can detect only two states such as "0" or "1", when it is applied to a game machine, several buttons are arranged and used according to the complexity of the operation. There was a burden of skillful manipulation of the various buttons arranged on the keyboard for the correct movement of the character.

즉, 종래 푸쉬 버튼스위치를 예를 들어서 대전게임에 적용하는 경우 펀치의 강약을 선택하기 위한 스위치와, 펀치의 종류를 선택하기 위한 스위치를 각각 별도로 두어야 하기 때문에 많은 스위치를 필요로 하게 되며, 게임기 조작패널의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었던 것이다.That is, when the conventional push button switch is applied to a competitive game, for example, a switch for selecting the strength of the punch and a switch for selecting the type of punch must be separately provided, thus requiring a large number of switches. There was a problem that the structure of the panel is complicated.

또한, 스위치를 조작하는 사람의 실제 행동과 거리가 먼 조작방식을 선택할 수밖에 없으므로, 사용자가 게임의 조작방법을 익히는데 상당한 시간을 낭비하게되었으며, 게임사용자를 확대시키는데 저해 요인으로 작용되었다.In addition, since there is no choice but to select an operation method that is far from the actual behavior of the person operating the switch, the user wastes a considerable amount of time learning the operation method of the game and acts as a deterrent to expanding the game user.

즉, 대전 게임이나 기타의 게임에서 사람의 행동을 시뮬레이션하는 동작을 조작할 때 예를 들어 펀치로 상대편을 가격하는 경우 실제는 상대편을 향해 팔을 뻗는 동시에 펀치의 강약을 조절하게 되는데 비해 게임기에서의 조작은 두 개이상의 버튼을 이용하여 펀치의 종류를 선택한 후 다른 버튼을 이용하여 펀치의 강약을 선택하게 되는 조작방식으로 되어 있었기 때문에 사용이 불편하였으며, 버튼을 누를 때 펀치의 종류와 강도를 동시에 조작할 수 있는 장치를 필요로 하게 되었다.In other words, when manipulating an action that simulates a person's behavior in a competitive game or other game, for example, hitting an opponent with a punch, the player actually extends the arm toward the opponent and adjusts the strength of the punch. The operation was inconvenient because the operation method was to select the punch type using two or more buttons and then select the strength of the punch using the other buttons. It needed a device that could.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 스위치를 누를 때 "ON" 또는 "OFF" 상태뿐만 아니라 스위치를 누르는 강도를 측정하여 강도에 따른 신호를 출력할 수 있는 스위치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the switch and the switch that can output a signal according to the intensity by measuring the intensity of the switch as well as the "ON" or "OFF" state when the switch is pressed To provide a control method.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 버튼과 하우징의 사이에 설치된 적어도 두 개 이상의 스프링 상수를 갖는 반동수단; 버튼의 상하이동을 감지하도록 하우징의 내측에 일정한 거리를 두고 설치된 센서수단; 버튼의 상하이동에 따라 센서수단을 작동시키는 작동수단; 및 작동수단에 의해 작동되는 센서수단에서 1차 신호가 검출된 후 2차 신호가 검출되기까지의 시간을 기준시간과 비교하여 버튼을 누르는 세기를 각기 다른 신호로 출력하는 제어부로 구성한 스위치가 제공된다.Recoil means having at least two spring constants installed between the button and the housing to achieve the object of the present invention; Sensor means provided at a predetermined distance inside the housing to sense movement of the button; Operating means for operating the sensor means in accordance with the shanghai movement of the button; And a control unit configured to output the intensity of pressing the button as different signals by comparing the time from the detection of the primary signal to the secondary signal after the detection of the primary signal by the operation means. .

본 발명에 따른 하나의 실시형태에 따르면, 차광시간을 기준시간과 비교하여 차광시간이 기준시간 미만이면, 버튼을 강하게 누른 것으로 판정하여 출력하고, 차광시간이 기준시간 이상이면, 버튼을 약하게 누른 것으로 판정하여 강약에 따른 신호를 출력한 후 스위치가 "ON"상태인 것을 출력하고, 투광상태가 복원되면, 스위치가 "OFF"상태인 것을 출력하도록 구성하여 스위치의 제어방법이 제공된다.According to one embodiment according to the present invention, when the shading time is less than the reference time, the shading time is less than the reference time, it is determined that the button is pressed strongly, and if the shading time is more than the reference time, the button is pressed lightly. After determining and outputting the signal according to the strength and weakness, the switch is output to the "ON" state, and when the light emission state is restored, the switch is configured to output the "OFF" state to provide a control method of the switch.

도 1 은 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 구성을 보이는 단면도1 is a cross-sectional view showing the configuration of a push button switch according to the present invention

도 2 는 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 구성을 보이는 평면도Figure 2 is a plan view showing the configuration of a push button switch according to the present invention

도 3 은 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 구성을 보이는 블록도Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a push button switch according to the present invention

도 4 는 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트4 is a flowchart for explaining an operation of a push button switch according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

40 : 하우징50 : 버튼40 housing 50 button

H1,h2 : 자유높이60,70 : 스프링H1, h2: Free height 60,70: Spring

LED1,LED2,LED3 : 발광소자PT1,PT2,PT3 : 수광소자LED1, LED2, LED3: Light emitting element PT1, PT2, PT3: Light receiving element

52 : 차광판30 : 제어부52: light shield plate 30: control unit

54 : 가이드 리브44 : 가이드 홈54: guide rib 44: guide groove

LS1,LS2,LS3 : 마이크로 스위치 80 : 삼중화 스프링LS1, LS2, LS3: Micro Switch 80: Triplex Spring

90 : 푸쉬로드90: push rod

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 구성을 보이는 단면도 및 평면도로서, 이에 도시된 바와 같이 반동수단으로서 버튼(50)과 하우징(40)의 사이에 설치되고, 각각 다른 자유높이(H1)(h2)를 갖는 두 개의 스프링(60)(70)과, 센서수단으로서 하우징(40)의 내측에 일정한 거리를 두고 대향하도록 설치되는 세 개의 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3), 이 센서수단 즉, 상기 발광 및 수광소자의 작동수단으로서 버튼(50)의 하단부에 형성되고 이 버튼(50)과 함께 움직이면서 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3) 사이의 광로를 차단하는 차광판(52) 및 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)에서 1차 차광이 검출된 후 2차 차광이 검출되기까지의 차광타임을 기준시간과 비교하여 버튼(50)을 누르는 세기를 각기 다른 신호로 출력하는 제어부(30)로 구성하였다.1 and 2 are cross-sectional views and a plan view showing the configuration of a push button switch according to the present invention, which is installed between the button 50 and the housing 40 as recoil means, respectively, as shown in FIG. Two springs 60, 70 having a height H1, h2, and three light emitting elements LED1 (LED2) (LED3) which are installed to face each other at a predetermined distance inside the housing 40 as a sensor means. ) And a light receiving element PT1 (PT2) (PT3), which are formed at the lower end of the button 50 as the sensor means, that is, the actuation means of the light emitting and light receiving element, and move together with the button 50 to emit the light emitting element LED1. After the primary shading is detected at the light blocking plate 52 and the light receiving elements PT1 (PT2) and PT3 which block the optical path between the LED2 and the light receiving elements PT1 and PT2 and PT3, The control unit 30 outputs the intensity of pressing the button 50 as different signals by comparing the shading time until the shading is detected with the reference time. Configured.

상기 스프링(60)(70)은 동심원 상태에서 각각 내측과 외측에 설치되고, 내측에 위치된 스프링(60)이 버튼(50)에 상시 접촉되며, 외측에 위치된 스프링(70)은 스위치가 "OFF"상태일 때 버튼(50)과 이격되도록 하우징(40)의 내측벽면에서 돌출된 스프링 시트부(45) 위에 설치하였다.The springs 60 and 70 are installed at the inner and outer sides in the concentric state, respectively, and the spring 60 positioned at the inner side is in constant contact with the button 50, and the spring 70 positioned at the outer side has the switch " It was installed on the spring seat portion 45 protruding from the inner wall surface of the housing 40 so as to be spaced apart from the button 50 in the OFF "state.

즉, 외측에 위치된 스프링(70)은 시트부(40) 위에 고정되며, 그 상단부가 버튼(50)과 이격되어 있게 된다.That is, the spring 70 located on the outside is fixed on the seat 40, the upper end is spaced apart from the button 50.

상기 버튼(50)의 외주면에 4개의 가이드 리브(54)를 방사상으로 형성하고, 하우징(40)의 내측에는 버튼(50)을 직선안내하기 위한 가이그 홈(44)을 방사상으로 4개 형성하였다.Four guide ribs 54 are radially formed on the outer circumferential surface of the button 50, and four guide grooves 44 are radially formed inside the housing 40 to linearly guide the button 50. .

한편, 첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치의 구성을 보이는 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)는 예컨대, 발광다이오드로 구성하였으며, 그 앞에는 집광효율을 높이기 위하여 콜리메이트 렌즈가 설치되고, 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)의 애노드 단자에는 각각의 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)로 흐르는 전류를 제한하기 위한 전류제한용 저항(R1)(R2)(R3)이 접속되어 있으며, 전원이 공급되면, 모든 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)가 점등되어 빛을 발하게 된다.On the other hand, Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the push button switch according to the present invention, as shown in the light emitting element (LED1) (LED2) (LED3), for example, consisting of a light emitting diode, in front of the focusing In order to increase the efficiency, a collimating lens is installed, and a current limiting resistor for limiting the current flowing to each of the light emitting elements LED1, LED2, and LED3 is provided at the anode terminals of the light emitting elements LED1, LED2, and LED3. (R1) (R2) and (R3) are connected, and when power is supplied, all the light emitting elements LED1 (LED2) (LED3) are turned on to emit light.

또한, 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 대향하도록 설치되는 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)는 예컨대, 포토트랜지스터로 구성되며, 그 앞에는 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)로부터의 빛을 집광하여 감도를 높이기 위한 렌즈가 설치되며, 컬렉터단자에는 전원에 접속되는 풀업저항(R4)(R5)(R6)이 접속되어 있으며, 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 컬렉터단자와 풀업저항(R4)(R5)(R6)의 접속점이 제어부(30)의 입력포트(IP0)(IP1)(IP2)에 접속되어 있다.Further, the light receiving elements PT1, PT2, PT3, which are installed to face the light emitting elements LED1, LED2, and LED3, are constituted of, for example, phototransistors, in front of the light emitting elements LED1, LED2, and LED3. A lens for condensing light from the light source and increasing sensitivity is provided, and pull-up resistors R4, R5, and R6 connected to the power supply are connected to the collector terminal, and the light receiving elements PT1, PT2, and PT3 are connected. The connecting terminal of the collector terminal and the pull-up resistors R4, R5, and R6 is connected to the input ports IP0, IP1, and IP2 of the controller 30.

그리고, 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)가 차광상태에서는 턴-오프되어 전원으로부터 풀업저항(R4)(R5)(R6)을 통해 제어부(30)의 입력포트(IP0)(IP1)(IP2)에는 하이레벨의 전위(이진데이터 "1")가 입력되고, 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)로 빛이 입사되는 경우에는 베이스단자가 활성화되면서 턴-온되어 전원으로부터 풀업저항(R4)(R5)(R6), 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)를 거쳐 그라운드 단자로 전류가 흘러나가면서 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 컬렉터단자가 로우레벨의 전위로 떨어지는 동시에 제어부(30)의 입력포트(IP0)(IP1)(IP2)도 로우레벨의 전위(이진데이터 "0")로 떨어지도록 구성된다.Then, when the light receiving elements PT1, PT2, and PT3 are turned off, the input ports IP0 and IP1 of the controller 30 are pulled off from the power supply via the pull-up resistors R4, R5, and R6. IP2) is input with a high level potential (binary data " 1 "), and when light is incident on the light receiving elements PT1, PT2, PT3, the base terminal is activated and turned on to turn on the pull-up resistor ( R4) (R5) (R6), current flows through the light receiving elements (PT1) (PT2) (PT3) to the ground terminal, and the collector terminals of the light receiving elements (PT1) (PT2) (PT3) At the same time, the input port IP0 (IP1) IP2 of the control unit 30 is also configured to fall to a low level potential (binary data " 0 ").

상기 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)는 적어도 두 개이상 설치되어야 한다.At least two light emitting devices LED1, LED2, and LED3 and light receiving devices PT1, PT2, and PT3 should be installed.

위와 같이 하우징(40)과 버튼(50), 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3) 그리고 제어부(30)가 하나의 스위치모듈로 구성된다.As described above, the housing 40 and the button 50, the light emitting device LED1 (LED2) (LED3) and the light receiving device PT1 (PT2) (PT3) and the control unit 30 is composed of a single switch module.

상기 제어부(30)는 예를 들어서, 내부에 프로그램 메모리(ROM), 데이터 메모리(RAM), 입/출력인터페이스회로, 카운터, 타이머 등이 내장된 임베디드 형태의 마이크로콘트롤러로 구성될 수 있으며, 그 출력단에는 스위치의 ON/OFF상태를 "1" 또는 "0"의 상태로 출력할 수 있는 출력포트(OP0), 버튼(50)을 누르는 강약신호를 "1" 또는 "0"의 상태로 출력하기 위한 출력포트(OP1), 정상/에러신호를 "1" 또는 "0"의 상태로 출력하기 위한 출력포트(OP2)가 구비된다.For example, the controller 30 may be configured as an embedded microcontroller having a program memory (ROM), a data memory (RAM), an input / output interface circuit, a counter, a timer, and the like. Output port (OP0) that can output the ON / OFF state of the switch in the state of "1" or "0", and for outputting the intensity signal pressing the button 50 in the state of "1" or "0". An output port OP1 and an output port OP2 for outputting a normal / error signal in a state of "1" or "0" are provided.

또한, 제어부(30)는 차광시간을 기준시간과 비교하여 차광시간이 기준시간 미만이면, 버튼을 강하게 누른 것으로 판정하여 출력하고, 차광시간이 기준시간 이상이면, 버튼을 약하게 누른 것으로 판정하여 강약에 따른 신호를 출력한 후 스위치가 "ON"상태인 것을 출력하고, 투광상태가 복원되면, 스위치가 "OFF"상태인 것을출력하도록 구성하였다.In addition, the control unit 30 compares the shading time with the reference time and determines that the button is pressed strongly when the shading time is less than the reference time, and outputs it. After outputting the signal according to the configuration, it is configured to output that the switch is in the "ON" state.

그리고, 사용자가 버튼(50)을 계속해서 누르고 있게 되면, 문제가 발생된 것으로 판단하기 위하여 투광상태가 복원되기까지의 시간이 제한시간 이상이 되면, 에러신호를 출력하도록 구성하였다.When the user keeps pressing the button 50, it is configured to output an error signal when the time until the light emission state is restored exceeds a time limit in order to determine that a problem has occurred.

도면중 미설명 부호 X-Tal은 제어부(30)의 클럭 입력단자에 접속되는 발진소자를 나타낸 것이며, C1,C2는 콘덴서를 나타낸 것이다.In the figure, reference numeral X-Tal denotes an oscillation element connected to the clock input terminal of the controller 30, and C1 and C2 denote capacitors.

한편, 도 5에 도시된 다른 실시예에 따르면, 반동수단으로서 도 1에 도시된 두 개의 스프링(60)(70) 대신에 세 개의 스프링 상수를 갖는 삼중화 코일 스프링(80)이 적용되어 있다. 이 스프링(80)은 도시된 것처럼, 스프링 상수가 각기 다른 세 개의 부분(80A)(80B)(80C)으로 이루어진다.On the other hand, according to another embodiment shown in FIG. 5, instead of the two springs 60 and 70 shown in FIG. 1, the triplex coil spring 80 having three spring constants is applied as the recoil means. This spring 80 consists of three parts 80A, 80B and 80C, each having a different spring constant, as shown.

즉, 스프링(80)은 중간부분(80B)보다 스프링 코일의 직경이 작은 상단부분(80A), 중간부분(80B) 그리고 중간부분(80B)으로부터 점차 스프링 직경이 작아지는 하단부분(80C)으로 이루어지며, 따라서 중간부분(80B)과 비교할 때 상단부분(80A)은 코일의 직경이 작으므로 스프링 상수가 작고, 하단부분(80C)은 스프링의 반경이 점차 작아지므로 스프링 상수가 점점 커지도록 되어 있다.That is, the spring 80 is composed of an upper end portion 80A having a smaller diameter of the spring coil than the middle portion 80B, an intermediate portion 80B, and a lower portion 80C gradually decreasing in diameter from the middle portion 80B. Therefore, compared with the middle portion 80B, the upper portion 80A has a smaller coil constant because the diameter of the coil is smaller, and the lower portion 80C has a smaller radius of the spring so that the spring constant becomes larger.

또한, 도 6에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 센서수단으로서 상기 실시예에서 사용된 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3) 대신에 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)가 적용되며, 이에 따라 작동수단도 차광판(52) 대신에 푸쉬로드(90)가 사용된다.Further, according to another embodiment of the present invention shown in Fig. 6, instead of the light emitting element LED1 (LED2) (LED3) and the light receiving element PT1 (PT2) (PT3) used in the above embodiment as the sensor means The micro switches LS1, LS2, and LS3 are applied thereto, and thus, the push rod 90 is used in place of the light shielding plate 52.

이때, 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)는 도 6에 도시된 것처럼,푸쉬로드(90)에 의해 ON/OFF 전환되는 리미트 스위치로서, 절곡과 원상회복이 용이한 연질의 탄력적인 재료로 되어 있으며, 하우징(40)의 내주면을 따라 일정 간격을 두고 상하로 배열되어 있다. 또한 푸쉬로드(90)는 버튼(50)의 바닥면에서 하향 연장되어 버튼(50)의 이동에 따라 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)를 ON/OFF 작동시키도록 되어 있다.At this time, the micro switch (LS1) (LS2) (LS3), as shown in Figure 6, is a limit switch that is switched ON / OFF by the push rod 90, made of a flexible elastic material that is easy to bend and restore It is arranged up and down at regular intervals along the inner peripheral surface of the housing (40). In addition, the push rod 90 extends downward from the bottom surface of the button 50 so as to turn on / off the micro switches LS1, LS2 and LS3 according to the movement of the button 50.

본 발명에 따른 푸쉬 버튼스위치는 예를 들어서 DDR(dance dance revolution)음악게임기, 슈팅게임기, 스포츠 게임기, 어드벤처 게임기, 격투기 게임기, 디지털 피아노의 건반 또는 각종 산업용 기기와 가정용 기기에 등에 적용될 수 있다.The push button switch according to the present invention can be applied to, for example, a dance dance revolution (DDR) music game machine, a shooting game machine, a sports game machine, an adventure game machine, a martial arts game machine, a keyboard of a digital piano, or various industrial devices and home appliances.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 스위치가 "OFF" 상태로 있을 때 사용자가 버튼(50)을 누르게 되면, 버튼(50)과 함께 차광판(52)이 하강하게 되며, 차광판(52)이 첫 번째 발광소자(LED1)와 수광소자(PT1) 사이를 지나게 되면, 첫 번째 발광소자(LED1)와 수광소자(PT1) 사이의 광로가 차단된다.When the user presses the button 50 when the switch is in the "OFF" state, as shown in FIG. 1, the light blocking plate 52 is lowered together with the button 50, and the light blocking plate 52 is first When passing between the light emitting device LED1 and the light receiving device PT1, the optical path between the first light emitting device LED1 and the light receiving device PT1 is blocked.

이때 사용자가 버튼을 세게 누르거나 약하게 누르면, 그 누르는 강도에 따라 버튼(50)이 움직이는 속도에 차이가 있게 되는데, 제어부(30)에서는 이 속도차를 첫 번째 발광소자(LED1)와 두 번째 발광소자(LED2) 간의 차광시간으로 간주하여 이용하게 된다.At this time, when the user presses the button hard or weakly, there is a difference in the speed at which the button 50 moves according to the intensity of the pressing. The controller 30 uses the speed difference as the first light emitting device (LED1) and the second light emitting device. It is regarded as the light shielding time between the LEDs.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 최상단에 설치되어 있는 첫 번째발광소자(LED1)와 수광소자(PT1) 사이의 광로가 차단되면, 수광소자(PT1)인 포토트랜지스터가 턴-오프되는 동시에 컬렉터단자가 하이레벨의 전위로 되어 제어부(30)의 입력포트(OP0)에는 하이레벨의 전위(이진데이터 "1")가 입력된다.That is, as shown in FIG. 3, when the optical path between the first light emitting device LED1 and the light receiving device PT1 installed at the top is blocked, the phototransistor which is the light receiving device PT1 is turned off and at the same time the collector terminal. Becomes a high level potential and a high level potential (binary data " 1 ") is input to the input port OP0 of the controller 30.

이때 제어부(30)는 도 4의 단계 S10에서 1차 차광이 검출된 것으로 판정하게 되는데, 이때 다시 제어부(30)는 단계 S12에서 내장된 타이머를 가동시켜서 차광타임의 측정을 시작하게 되고, 차광판(52)에 의해 두 번째 발광소자(LED2)와 수광소자(PT2) 사이의 광로가 차단되면, 이번에도 두 번째 수광소자(PT2)인 포토트랜지스터가 턴-오프되는 동시에 컬렉터단자가 하이레벨의 전위로 되어 제어부(30)의 또 다른 입력포트(OP1)에는 하이레벨의 전위(이진데이터 "1")가 입력된다.At this time, the control unit 30 determines that the primary shading is detected in step S10 of FIG. 4. In this case, the control unit 30 starts the measurement of the shading time by operating the built-in timer in step S12. 52) When the optical path between the second light emitting element LED2 and the light receiving element PT2 is blocked, the phototransistor, which is the second light receiving element PT2, is turned off at the same time, and the collector terminal becomes a high level potential. Another input port OP1 of the controller 30 is input with a high level potential (binary data “1”).

이 과정에서 제어부(30)는 단계 S14에서 2차 차광이 검출된 것으로 판정하여 차광타임의 측정을 마치게 되고, 단계 S16에서 측정된 차광타임과 미리 정해진 기준시간의 대소를 비교하게 된다. 이때 차광타임이 기준시간보다 작은 경우에는 사용자가 버튼(50)을 강하게 누른 것으로 판정하여 단계 S20에서 제어부(30)의 출력포트(OP1)를 통해서 예컨대, 이진데이터 "1"의 신호를 출력하게 되고, 만일 차광타임이 기준시간과 같거나 큰 경우에는 단계 S18에서 사용자가 버튼(50)을 약하게 누른 것으로 판정하여 제어부(30)의 출력포트(OP1)를 통해서 예컨대, 이진데이터 "0"의 신호를 출력하게 된다.In this process, the controller 30 determines that the secondary shading is detected in step S14, and finishes measuring the shading time, and compares the shading time measured in step S16 with the magnitude of the predetermined reference time. In this case, when the light shielding time is smaller than the reference time, it is determined that the user presses the button 50 strongly and outputs a signal of, for example, binary data "1" through the output port OP1 of the controller 30 in step S20. If the shading time is equal to or greater than the reference time, it is determined in step S18 that the user presses the button 50 lightly, and through the output port OP1 of the controller 30, for example, a signal of binary data " 0 " Will print.

이후 제어부(30)는 단계 S22에서 스위치가 "ON"상태인 것을 알리기 위해 또 다른 출력포트(OP0)를 통해 이진데이터 "1"의 신호를 출력하게 된다.Thereafter, the controller 30 outputs a signal of binary data “1” through another output port OP0 to inform that the switch is in the “ON” state in step S22.

한편, 제어부(30)는 사용자가 버튼(50)을 필요이상으로 계속 누르고 있는 경우 이를 에러신호로 판정하기 위한 단계를 수행하게 되는데, 먼저 단계 S24에서 매우 짧은 시간동안의 지연시간을 두고 모든 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 광로가 복원될 때까지 반복해서 조사하면서 단계 S28에서 횟수를 카운트하게 되고, 다시 단계 S32에서 카운트된 횟수가 미리 정해진 제한횟수와 같거나 이를 초과하는 경우 너무 긴 시간동안 버튼(50)을 누르고 있는 것으로 판정하여 출력포트(OP2)를 통해서 에러신호를 출력하게 되며, 만일 카운트 된 횟수가 제한횟수에 이르기 전에 모든 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 광로가 복원되면, 단계 S30에서 출력포트(OP0)을 통해 이진데이터 "0"을 출력하여 스위치가 다시 "OFF"상태로 복원되었다는 것을 출력하게 된다.On the other hand, the control unit 30 performs a step for determining if the user keeps pressing the button 50 more than necessary as an error signal. First, all the light emitting devices with a very short delay time in step S24 The number of times is counted in step S28 while repeatedly irradiating until the optical paths of (LED1) (LED2) (LED3) and light receiving element PT1 (PT2) (PT3) are restored. If it is equal to or exceeds the predetermined limit, it is determined that the button 50 is pressed for a long time, and an error signal is output through the output port OP2. When the optical paths of the elements LED1 (LED2) (LED3) and the light receiving elements (PT1) (PT2) (PT3) are restored, the binary data "0" is output through the output port OP0 in step S30, and the switch is again " Restored to the OFF "state Is output.

즉, 스위치의 투광상태로의 복원은 여러 가지로 검출할 수 있게 되는데, 앞서 설명한 모든 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 광로가 복원되면서 모든 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)의 컬렉터단자에서 검출되는 신호가 로우레벨의 신호가 검출되면, 모든 광로가 복원된 것으로 간주할 수 있게 되며, 또 다른 방식은 최하단에 위치된 세 번째 수광소자(PT3)인 포토트랜지스터의 컬렉터단자의 전위가 하이레벨로 되었다가 다시 로우레벨의 전위로 복귀되는 시간을 측정하여 제한시간을 초과하는 가의 여부를 판단하게 되면, 에러를 검출할 수 있게 된다.That is, the restoration of the switch to the light-transmitting state can be detected in various ways. As the light paths of all the light emitting devices LED1, LED2, and LED3 and the light receiving devices PT1, PT2, and PT3 are restored, When a signal detected at the collector terminals of all the light receiving elements PT1, PT2, and PT3 has a low level signal, all the optical paths can be regarded as being restored, and another method is the third located at the lowermost level. When the potential of the collector terminal of the phototransistor, which is the light receiving element PT3, becomes high and then returns to the low level, the error can be detected by determining whether the time limit is exceeded. .

또한, 도 5에 도시된 다른 실시예에 의하면, 반동수단으로서 스프링(80) 하나만 사용되더라도, 스프링 자체가 위에서 아래로 내려갈수록 점차 커지는 삼중의 스프링 상수를 가지므로 도 1의 실시예에서 스프링을 세 개 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있는데, 즉 약한 힘에 의해서 버튼(50)이 타격되는 경우에는 스프링 상수가 가장 작은 스프링(80)의 상단부분(80A)이 주로 압축 변형되어 첫 번째 발광소자(LED1)만이 차광되며, 중간 힘에 의해서는 중간부분(80B)까지, 강한 힘에 의해서는 하단부분(80C)까지 압축되어 발광소자 및 수광소자들 사이를 차광할 수 있게 되므로 차광되는 소자의 개수와 차광시간차를 조합함으로써 더욱 다양한 제어신호를 출력할 수 있게 된다.In addition, according to another embodiment shown in FIG. 5, even when only one spring 80 is used as the recoil means, since the spring itself has a triple spring constant that gradually increases from the top to the bottom, the spring is counted in the embodiment of FIG. When the button 50 is hit by a weak force, the upper portion 80A of the spring 80 having the smallest spring constant is mainly compressed and deformed, so that the first light emitting device ( Only LED1) is shielded and is compressed to the middle portion (80B) by the middle force, and to the lower portion (80C) by the strong force to shield between the light emitting element and the light receiving element, so the number of elements to be blocked and By combining the light shielding time difference, more various control signals can be output.

또한, 센서수단으로서 발광 및 수광소자 대신에 도 6에 도시된 바와 같은 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)와 이 스위치들을 순차적으로 절환시키는 푸쉬로드(90)로 구성되는 리미트 스위치를 이용하여서도 상기한 도 1 및 도 5의 실시예에 적용된 반동수단에 의한 것과 동일한 다양한 제어신호의 출력이 가능하다.In addition, instead of the light-emitting and light-receiving elements, as a sensor means, a limit switch composed of micro switches LS1, LS2, LS3 as shown in FIG. 6 and a push rod 90 for sequentially switching these switches is used. It is possible to output the same various control signals as by the recoil means applied to the embodiment of FIGS. 1 and 5 described above.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 모듈화된 하나의 스위치를 통해 버튼을 누르는 세기와 스위치의 ON/OFF 상태를 모두 검출하여 출력할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 이것이 적용되는 게임기나 각종 산업 및 가정용 기기 등의 사용이 보다 편리하게 되는 동시에 스위치의 구조를 보다 간단하게 할 수 있는 효과가 있으며, 기존과 같이 여러 버튼을 사용하지 않고도 버튼 하나로 조작이 가능하기 때문에 조작법을 보다 빠르고 쉽게 익힐 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to detect and output both the strength of pressing a button and the ON / OFF state of the switch through a single modular switch. It is more convenient to use and at the same time has the effect of simplifying the structure of the switch, as it can be operated with a single button without using multiple buttons as in the past, there is an effect that can learn the operation method more quickly and easily.

Claims (8)

하우징(40)과 버튼(50)을 갖는 스위치에 있어서,In a switch having a housing 40 and a button 50, 상기 버튼(50)과 하우징(40)의 사이에 설치된 적어도 두 개 이상의 스프링 상수를 갖는 반동수단(60)(70);Reaction means (60) (70) having at least two spring constants installed between the button (50) and the housing (40); 상기 버튼(50)의 상하이동을 감지하도록 상기 하우징(40)의 내측에 일정한 거리를 두고 설치된 센서수단(LED1)(LED2)(LED3)(PT1)(PT2)(PT3);Sensor means (LED1) (LED2) (LED3) (PT1) (PT2) (PT3) installed at a predetermined distance inside the housing (40) so as to sense the movement of the button (50); 상기 버튼(50)의 상하이동에 따라 상기 센서수단(LED1)(LED2)(LED3)(PT1) (PT2)(PT3)을 작동시키는 작동수단(52); 및Operating means 52 for actuating the sensor means LED1, LED2, LED3, PT1, PT2, PT3 according to the movement of the button 50; And 상기 작동수단(52)에 의해 작동되는 상기 센서수단(LED1)(LED2)(LED3)(PT1) (PT2)(PT3)에서 1차 신호가 검출된 후 2차 신호가 검출되기까지의 시간을 기준시간과 비교하여 상기 버튼(50)을 누르는 세기를 각기 다른 신호로 출력하는 제어부(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 스위치.Based on the time from the detection of the primary signal in the sensor means LED1 (LED2) (LED3) (PT1) (PT2) (PT3) operated by the operating means (52) to the detection of the secondary signal. And a control unit (30) for outputting the intensity of pressing the button (50) in comparison with time as different signals. 제 1 항에 있어서, 상기 반동수단은 동심원 상태에서 각각 내측과 외측에 설치되고, 내측에 위치된 스프링(60)이 버튼(50)에 상시 접촉되며, 외측에 위치된 스프링(70)은 스위치가 "OFF"상태일 때 버튼(50)과 이격되도록 설치된 각각 다른 자유높이(H1)(h2)를 갖는 복수의 스프링(60)(70)인 것을 특징으로 하는 스위치.The method of claim 1, wherein the recoil means are respectively installed on the inner and outer sides in the concentric state, the spring 60 is located in the inner contact with the button 50 at all times, the spring 70 is located on the outside of the switch And a plurality of springs (60) (70) each having a different free height (H1) (h2) installed so as to be spaced apart from the button (50) when in the "OFF" state. 제 1 항에 있어서, 상기 반동수단은 코일의 굵기나 권취 반경의 차이로 인해적어도 두 개 이상의 스프링 상수를 갖는 다중화 스프링(80)인 것을 특징으로 하는 스위치.2. A switch according to claim 1, characterized in that the recoil means is a multiplexed spring (80) having at least two spring constants due to the difference in coil thickness or winding radius. 제 1 항에 있어서, 상기 센서수단은 상기 하우징(40)의 내측에 일정한 거리를 두고 대향하도록 설치되는 복수의 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)로 구성되며, 상기 작동수단은 상기 버튼(50)을 따라 이동되어 발광소자(LED1)(LED2)(LED3)와 수광소자(PT1)(PT2)(PT3) 사이를 지나면서 빛을 차단하는 차광판(52)이며, 상기 제어부(30)는 상기 수광소자(PT1)(PT2)(PT3)에서 1차 차광이 검출된 후 2차 차광이 검출되기까지의 차광타임을 기준시간과 비교하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 스위치.The light emitting device (LED1) (LED2) (LED3) and the light receiving device (PT1) (PT2) (PT3) of claim 1, wherein the sensor means are provided to face each other at a predetermined distance inside the housing (40). And the operating means is moved along the button 50 to block light while passing between the light emitting device LED1 (LED2) (LED3) and the light receiving device PT1 (PT2) (PT3). (52), wherein the control unit 30 is configured to compare the shading time until the second shading is detected after the first shading is detected by the light receiving elements PT1, PT2, PT3. Featuring switch. 제 1 항에 있어서, 상기 센서수단은 상기 하우징(40)의 내주면을 따라 일정한 거리를 두고 설치되는 복수의 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)로 구성되며, 상기 작동수단은 상기 마이크로 스위치(LS1)(LS2)(LS3)를 ON/OFF시키도록 상기 버튼(50)의 외주면에서 연장된 푸쉬로드(90)이며, 상기 제어부(30)는 상기 1차 마이크로 스위치(LS1)가 ON된 후 2차 마이크로 스위치(LS2)가 ON되기까지의 시간을 기준시간과 비교하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 스위치.The method of claim 1, wherein the sensor means is composed of a plurality of micro switches (LS1) (LS2) (LS3) provided at a predetermined distance along the inner peripheral surface of the housing 40, the operating means is the micro switch ( The push rod 90 extends from the outer circumferential surface of the button 50 so as to turn on / off LS1) LS2 and LS3, and the controller 30 is set to 2 after the primary micro switch LS1 is turned on. And the time until the difference microswitch LS2 is turned on is compared with the reference time. 제 1 항에 있어서, 상기 버튼(50)의 외주면에 가이드 리브(54)를 형성하고, 하우징(40)의 내측에는 버튼(50)을 직선안내하기 위한 가이드 홈(44)을 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 스위치.The method of claim 1, wherein a guide rib 54 is formed on the outer circumferential surface of the button 50, and a guide groove 44 for linearly guiding the button 50 is formed inside the housing 40. Featuring switch. 차광시간을 기준시간과 비교하여 차광시간이 기준시간 미만이면, 버튼을 강하게 누른 것으로 판정하여 출력하고, 차광시간이 기준시간 이상이면, 버튼을 약하게 누른 것으로 판정하여 강약에 따른 신호를 출력한 후 스위치가 "ON"상태인 것을 출력하고, 투광상태가 복원되면, 스위치가 "OFF"상태인 것을 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스위치의 제어방법.When the shading time is less than the reference time, comparing the shading time with the reference time, it is determined that the button is pressed strongly and output.If the shading time is more than the reference time, it is determined that the button is pressed lightly. Outputs the state of "ON", and outputs that the switch is in the "OFF" state when the light emission state is restored. 제 7 항에 있어서, 투광상태가 복원되기까지의 시간이 제한시간 이상이 되면, 에러신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스위치의 제어방법.8. The control method according to claim 7, wherein an error signal is outputted when the time until the light emission state is restored exceeds a time limit.
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KR101069148B1 (en) * 2010-03-26 2011-09-30 주식회사 스페이스솔루션 The contacting switch having high safety
KR102166795B1 (en) * 2019-04-12 2020-10-16 전영환 Touch switch

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