KR20080008064A - Touch keypad using an optical waveguide - Google Patents

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KR20080008064A
KR20080008064A KR1020060067494A KR20060067494A KR20080008064A KR 20080008064 A KR20080008064 A KR 20080008064A KR 1020060067494 A KR1020060067494 A KR 1020060067494A KR 20060067494 A KR20060067494 A KR 20060067494A KR 20080008064 A KR20080008064 A KR 20080008064A
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이유섭
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삼성전자주식회사
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Abstract

A non-contact type touch keypad using an optical waveguide is provided to decrease a thickness of the touch keypad by removing a dome switch from the touch keypad. A touch keypad includes an optical waveguide(240), at least one light extracting pattern(250), at least one light source, and at least one light detector(280). The optical waveguide includes at least one horizontal component and at least one vertical component. The light extracting pattern is formed at an intersection between the horizontal and vertical components. The light extracting pattern outputs the light from the optical waveguide to the outside. The light source inputs light to the optical waveguide. The light detector detects the light which passes through the intersection, and changes the light into an electrical signal.

Description

광도파로를 이용한 터치 키 패드{TOUCH KEYPAD USING AN OPTICAL WAVEGUIDE}Touch key pad using optical waveguide {TOUCH KEYPAD USING AN OPTICAL WAVEGUIDE}

도 1은 종래에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a keypad assembly according to the prior art,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도, 2 is a plan view showing a touch key pad according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 터치 키 패드의 일부를 A-A를 따라 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view of a portion of the touch key pad shown in FIG. 2 along A-A;

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도, 4 is a plan view illustrating a touch key pad according to a second exemplary embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 도시된 터치 키 패드의 일부를 B-B를 따라 나타낸 단면도,FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the touch key pad illustrated in FIG. 4 along B-B;

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도, 6 is a plan view showing a touch key pad according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 도 6에 도시된 터치 키 패드의 일부를 C-C를 따라 나타낸 단면도,FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion of the touch key pad illustrated in FIG. 6 along C-C;

도 8은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도, 8 is a plan view showing a touch key pad according to a fourth preferred embodiment of the present invention;

도 9는 도 8에 도시된 터치 키 패드의 일부를 D-D를 따라 나타낸 단면도,9 is a cross-sectional view of a part of the touch key pad illustrated in FIG. 8 along D-D;

도 10은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도, 10 is a plan view illustrating a touch key pad according to a fifth exemplary embodiment of the present invention;

도 11은 도 10에 도시된 터치 키 패드의 일부를 E-E를 따라 나타낸 단면도.FIG. 11 is a cross-sectional view of a portion of the touch key pad shown in FIG. 10 along E-E;

본 발명은 휴대용 무선 단말기 등에 구비되는 키 패드(keypad)에 관한 것으로서, 특히 광도파로(optical waveguide)를 이용한 터치 키 패드(touch keypad)에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keypad provided in a portable wireless terminal and the like, and more particularly, to a touch keypad using an optical waveguide.

종래의 휴대용 무선 단말기에 사용되는 키 패드는 사각 판 형상을 갖는 탄성 패드(elastic pad)와, 상기 탄성 패드의 상면으로부터 돌출되며 각각 그 상면에 문자 등이 인쇄된 복수의 키 버튼(key button)과, 상기 상면의 반대편에 위치하는 상기 탄성 패드의 하면으로부터 돌출된 복수의 돌기(protrusion)(또는 엑츄에이터(actuator))를 포함한다. 또한, 상기 휴대용 무선 단말기는 상기 키 패드를 백라이팅(backlighting)하기 위한 복수의(통상적으로 15~20개 정도) 광원들(light source)을 갖는 것이 통상적이다. Key pads used in conventional portable wireless terminals include an elastic pad having a rectangular plate shape, a plurality of key buttons protruding from an upper surface of the elastic pad, and printed with letters or the like on the upper surface of the elastic pad. And a plurality of protrusions (or actuators) protruding from the lower surface of the elastic pad located opposite the upper surface. In addition, the portable wireless terminal typically has a plurality of light sources (typically about 15 to 20) light sources for backlighting the keypad.

도 1은 종래에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 단면도이다. 상기 키 패드 어셈블리(100)는 키 패드(110)와, 스위치 기판(switch board, 150)과, 복수의 발광 다이오드(light emitting diode: LED, 170)를 포함한다. 1 is a cross-sectional view showing a keypad assembly according to the prior art. The keypad assembly 100 includes a keypad 110, a switch board 150, and a plurality of light emitting diodes (LEDs) 170.

상기 키 패드(110)는 사각 판 형상을 갖는 탄성 패드(120)와, 상기 탄성 패드(120)의 상면(122)으로부터 돌출되며 각각 그 상면에 문자 등이 인쇄된 복수의 키 버튼(140)과, 상기 상면(122)의 반대편에 위치하는 상기 탄성 패드(120)의 하면(124)으로부터 돌출된 복수의 돌기(130)를 포함한다. 상기 각 키 버튼(140)의 중 앙에 해당 돌기(130)가 정렬된다. 상기 탄성 패드(120)의 하면(124) 상에는 복수의 홈들(groove, 126)이 형성된다. 상기 홈들(126)은 상기 각 돌기(130)의 둘레에 배치되며, 상기 발광 다이오드들(170)과 상기 돌기들(130)의 간섭을 피하도록 형성된다. The key pad 110 may include an elastic pad 120 having a rectangular plate shape, a plurality of key buttons 140 protruding from an upper surface 122 of the elastic pad 120, and printed with letters or the like on the upper surface thereof. The protrusion 130 includes a plurality of protrusions 130 protruding from the lower surface 124 of the elastic pad 120 positioned opposite to the upper surface 122. The protrusion 130 is aligned at the center of each key button 140. A plurality of grooves 126 are formed on the bottom surface 124 of the elastic pad 120. The grooves 126 are disposed around the protrusions 130 and are formed to avoid interference between the light emitting diodes 170 and the protrusions 130.

상기 스위치 기판(150)은 판 형상의 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB, 155)과, 상기 키 패드(110)와 대향하는 상기 인쇄회로기판(155)의 상면 상에 형성된 복수의 돔 스위치들(160)을 구비한다. 상기 각 돔 스위치(160)는 도전성 접촉 부재(contact member, 162)와, 상기 접촉 부재(162)를 완전히 덮는 금속 돔(metal dome, 164)으로 구성된다. The switch substrate 150 includes a printed circuit board (PCB) 155 having a plate shape, and a plurality of dome switches formed on an upper surface of the printed circuit board 155 facing the keypad 110. And 160. Each dome switch 160 includes a conductive contact member 162 and a metal dome 164 that completely covers the contact member 162.

상기 복수의 발광 다이오드(170)는 상기 인쇄회로기판(155)의 상면 상에 탑재되며, 상기 각 발광 다이오드(170)는 상기 탄성 패드(120)의 해당 홈(126)에 의해 덮여지도록 위치한다. The plurality of light emitting diodes 170 are mounted on an upper surface of the printed circuit board 155, and each of the light emitting diodes 170 is positioned to be covered by a corresponding groove 126 of the elastic pad 120.

사용자가 어느 한 키 버튼(140)을 누르면, 상기 키 버튼(140)의 아래에 위치하는 상기 키 패드(110)의 부분이 상기 스위치 기판(150) 측으로 변형됨에 따라, 상기 변형된 부분에 속하는 해당 돌기(130)가 해당 돔(164)을 누르게 된다. 상기 눌려진 돔(164)은 해당 접촉 부재(162)와 전기적 접촉을 이루게 된다. When the user presses any one key button 140, the portion of the keypad 110 located below the key button 140 is deformed toward the switch substrate 150, so that the corresponding belonging to the deformed portion Protrusion 130 is pressed on the dome 164. The depressed dome 164 is in electrical contact with the contact member 162.

그러나, 상술한 바와 같은 키 패드 어셈블리(100)는 스위치 접점을 통해 작동하는 키 버튼(140)을 파악하므로, 기본적으로 돔 스위치(160)와, 정확한 스위치 접점을 위한 돌기(130)를 구비하여야 하며, 통상적으로 돔 스위치(160) 및 돌기(130)는 각각 0.3㎜ 정도의 높이를 갖는다. However, since the keypad assembly 100 as described above grasps the key button 140 operated through the switch contact, the dome switch 160 and the projection 130 for the correct switch contact should be basically provided. In general, the dome switch 160 and the protrusion 130 have a height of about 0.3 mm, respectively.

현재 휴대용 무선 단말기가 점점 소형 슬림(slim)화되는 추세에 있으므로, 이러한 돔 스위치 및 돌기의 높이 등을 포함하여 전체적인 키 패드 어셈블리의 두께를 최소화할 수 있는 수단이 요구된다. As portable wireless terminals are becoming more and more slim, there is a need for a means for minimizing the thickness of the entire keypad assembly, including the height of the dome switch and the protrusion.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래에 비하여 두께가 감소된 키 패드 어셈블리를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a keypad assembly with a reduced thickness as compared with the conventional.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따른 터치 키 패드는, 적어도 하나의 수평 성분과, 상기 수평 성분과 교차하는 적어도 하나의 수직 성분을 구비하며, 그 내부로 광이 진행하는 광도파로와; 상기 수평 성분 및 수직 성분의 교차부 상에 형성되며, 상기 광도파로의 내부로 진행하는 광을 상기 광도파로의 외부로 출력하는 적어도 하나의 광 추출 패턴과; 상기 광도파로의 내부로 광을 결합시키는 적어도 하나의 광원과; 상기 교차부를 통과한 광을 전기 신호로 검출하기 위한 적어도 하나의 광검출기를 포함한다. In order to solve the above problems, the touch key pad according to the first aspect of the present invention, at least one horizontal component and at least one vertical component that intersects the horizontal component, the light propagates therein An optical waveguide; At least one light extraction pattern formed on an intersection of the horizontal component and the vertical component and outputting light traveling toward the inside of the optical waveguide to the outside of the optical waveguide; At least one light source for coupling light into the optical waveguide; At least one photodetector for detecting the light passing through the intersection as an electrical signal.

이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions and configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평 면도이고, 도 3은 상기 터치 키 패드의 일부를 A-A를 따라 나타낸 단면도이다. 상기 터치 키 패드(200)는 인쇄회로기판(210)과, 평면광파회로(planar lightwave circuit: PLC, 220)와, 제1 및 제2 광원(272,274)과, 복수의 광검출기(optical detector, 280)를 포함한다. FIG. 2 is a plane view illustrating a touch key pad according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of part of the touch key pad along A-A. The touch key pad 200 may include a printed circuit board 210, a planar lightwave circuit (PLC) 220, first and second light sources 272 and 274, and a plurality of optical detectors 280. ).

상기 인쇄회로기판(210)은 상기 터치 키 패드(200)의 기저부(base part)로서 기능하며, 상기 제1 및 제2 광원(272,274)과 상기 복수의 광검출기(280)를 구동하기 위한 회로 패턴(미도시)이 그 상면에 형성되어 있다. 상기 인쇄회로기판(210)은 전체적으로 사각 판의 형태를 갖는다. The printed circuit board 210 functions as a base part of the touch keypad 200, and includes a circuit pattern for driving the first and second light sources 272 and 274 and the photodetectors 280. (Not shown) is formed on the upper surface. The printed circuit board 210 generally has a rectangular plate shape.

상기 평면광파회로(220)는 상기 인쇄회로기판(210)의 상면에 적층되며, 광 전송 매체로서 기능하며 상대적으로 높은 굴절률(refractive index)을 갖는 광도파로(240)와, 상기 광도파로(240)를 둘러싸며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드(clad, 230a,230b)와, 복수의 광 추출 패턴(light extracting pattern, 250)을 포함한다. 상기 광도파로(240)는 상기 클래드(230a,230b)의 내부에 매설되어 있다. 상기 클래드(230a,230b)는 상기 광도파로(240)의 하단을 기준으로 그 아래에 위치하는 하부 클래드(230a)와, 그 위에 위치하는 상부 클래드(230b)로 구분할 수 있다. 즉, 상기 광도파로(240)는 상기 하부 클래드(230a)의 상면에 적층되고, 상기 상부 클래드(230b)는 상기 광도파로(240)를 덮는다. 광은 상기 광도파로(240)의 길이 방향을 따라 도파하며, 서로 대향된 상기 광도파로(240)의 양 경계면(즉, 상기 클래드(230a,230b)와의 경계면) 사이에서 내부 전반사(total internal reflection) 진행한다. The planar lightwave circuit 220 is stacked on an upper surface of the printed circuit board 210, serves as an optical transmission medium, and has an optical waveguide 240 having a relatively high refractive index, and the optical waveguide 240. The cladding includes clads 230a and 230b having a relatively low refractive index and a plurality of light extracting patterns 250. The optical waveguide 240 is embedded in the clads 230a and 230b. The clads 230a and 230b may be divided into a lower clad 230a disposed below and an upper clad 230b disposed above the lower end of the optical waveguide 240. That is, the optical waveguide 240 is stacked on the upper surface of the lower clad 230a, and the upper clad 230b covers the optical waveguide 240. Light guides along the longitudinal direction of the optical waveguide 240 and is a total internal reflection between two interfaces (ie, interfaces with the claddings 230a and 230b) of the optical waveguide 240 facing each other. Proceed.

상기 광도파로(240)는 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수평 성분(horizontal component, 242)과, 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수직 성분(vertical component, 244)과, 상기 수평 성분들(242)의 입력측과 연결된 제1 입력 도파로(246)와, 상기 수직 성분들(244)의 입력측과 연결된 제2 입력 도파로(248)를 포함한다. 평면도 상에서, 상기 수평 성분들(242) 및 수직 성분들(244)은 사각 체크 무늬(다르게 말하자면, 매트릭스(matrix) 구조 또는 메쉬(mesh) 구조)를 이루도록 배치된다. 즉, 상기 각 수평 성분(242)은 상기 각 수직 성분(244)과 한 번 수직 교차하고, 상기 각 수직 성분(244)은 상기 각 수평 성분(242)과 한 번 수직 교차한다. 이때, 수평 및 수직이란 용어들은 행(line) 및 열(row)이란 용어들과 대응되는 것으로서, 반드시 상기 수평 및 수직 성분들(242,244)이 서로 90°의 각도를 이루어야 하는 것을 의미하는 것이 아님에 주의해야 한다. 또한, 교차한다는 용어의 의미는 본 실시예에서처럼 상기 수평 및 수직 성분들(242,244)이 실제로 교차하는 경우, 다른 실시예에서처럼 수평 및 수직 성분들을 가상적으로 연장하였을 때 교차하는 경우, 수평 및 수직 성분들이 상하로 배치된 상태에서 접하는 경우(이러한 경우에 수평 및 수직 성분의 경계면에 광 추출 패턴이 형성될 수 있다) 등을 포함한다. The optical waveguide 240 includes a plurality of horizontal components 242 arranged side by side at a predetermined interval, a plurality of vertical components 244 arranged side by side at a predetermined interval, and the A first input waveguide 246 connected to the input side of the horizontal components 242 and a second input waveguide 248 connected to the input side of the vertical components 244. In plan view, the horizontal components 242 and vertical components 244 are arranged to form a square checkered (in other words, a matrix structure or a mesh structure). That is, each horizontal component 242 vertically intersects each vertical component 244 once, and each vertical component 244 vertically intersects each horizontal component 242 once. In this case, the terms horizontal and vertical correspond to the terms line and row, and do not necessarily mean that the horizontal and vertical components 242 and 244 must have an angle of 90 ° to each other. Be careful. Also, the term crossing means that the horizontal and vertical components 242 and 244 actually intersect, as in this embodiment, and when the horizontal and vertical components intersect when the horizontal and vertical components virtually extend, as in other embodiments, And a case where the contact is made in a vertically arranged state (in this case, a light extraction pattern may be formed on the boundary surfaces of the horizontal and vertical components).

상기 수평 성분들(242)의 출력측 끝단들과, 상기 수직 성분들(244)의 출력측 끝단들과, 상기 제1 및 제2 입력 도파로(246,248)의 입력측 끝단들은 상기 평면광파회로(220)의 측면들 상에 노출되어 있다. 상기 수평 성분들(242) 및 수직 성분들(244)의 교차부들(crossing part, 245)은 각각 그 상면이 외부에 노출되어 있다. 즉, 상기 평면광파회로(220)는 각각 상기 클래드(230a,230b)의 상면으로부터 해당 교차부(245)의 상면에 이르는 깊이를 갖는 복수의 사각 홈들(260)을 구비한다. 상기 각 홈(260)은 사각 개구를 가지며, 전체적으로 직육면체의 형태를 갖는다. 상기 광도파로(230)는 폴리머(polymer) 또는 실리콘(silicone) 재질로 형성될 수 있다. Output side ends of the horizontal components 242, output side ends of the vertical components 244, and input side ends of the first and second input waveguides 246 and 248 are side surfaces of the planar lightwave circuit 220. It is exposed on the field. Crossing parts 245 of the horizontal components 242 and the vertical components 244 are respectively exposed to an outer surface thereof. That is, the planar lightwave circuit 220 includes a plurality of rectangular grooves 260 each having a depth from the top surfaces of the clads 230a and 230b to the top surface of the intersection portion 245. Each of the grooves 260 has a rectangular opening and generally has a rectangular parallelepiped shape. The optical waveguide 230 may be formed of a polymer or silicon material.

상기 복수의 광 추출 패턴(250)은 각각 해당 교차부(245)의 상면 상에 형성되며, 상기 각 광 추출 패턴(250)에 입사된 광은 산란되며, 산란된 광의 일부는 상기 교차부(245)의 상면을 투과하여 외부로 출력된다. 상기 각 광 추출 패턴(250)은 인쇄(printing), 사진식각(photolithography), 레이징(lasing), 스템핑(stamping) 등에 의해 형성되는 스크래치(scratch), 요철, 프리즘 패턴(prism pattern) 등일 수 있다. 선택적으로, 상기 각 광 추출 패턴(250)은 주기적인 굴절률 변화를 갖는 브래그 격자(Bragg grating) 등의 형태로도 제공될 수 있으며, 이러한 굴절률 변화는 폴링(polling), 자외선 조사 등을 통해 구현될 수 있다. 또한, 선택적으로, 광 추출 패턴은 상기 교차부(245)의 하면(다르게 말하자면, 상기 하부 클래드(230a)의 상면) 상에 형성될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서, 균일한 조명을 위해 상기 광 추출 패턴(250)이 입사된 광을 산란시키는 것으로 한정하고 있으나, 이와 다르게 거울 반사를 일으키는 미러(mirror), 내부 전반사 조건을 파괴하는 굴절률(예를 들어, 상기 광도파로의 굴절률과 유사한 굴절률)을 갖는 코팅층(coating layer) 등의 형태로도 제공될 수 있다. Each of the plurality of light extraction patterns 250 is formed on an upper surface of the corresponding intersection 245, and the light incident on each of the light extraction patterns 250 is scattered, and a part of the scattered light is the intersection 245. Is transmitted through the upper surface of the The light extraction patterns 250 may be scratches, irregularities, prism patterns, etc. formed by printing, photolithography, lasing, stamping, and the like. have. Optionally, each of the light extraction patterns 250 may be provided in the form of a Bragg grating having a periodic refractive index change, and the refractive index change may be implemented through polling, ultraviolet irradiation, or the like. Can be. Also, optionally, the light extraction pattern may be formed on the bottom surface of the intersection portion 245 (in other words, the top surface of the lower clad 230a). In addition, in the present embodiment, the light extraction pattern 250 is limited to scattering the incident light for uniform illumination, but otherwise, a mirror that causes mirror reflection, and a refractive index that destroys total internal reflection conditions ( For example, it may be provided in the form of a coating layer (coating layer) having a refractive index similar to the refractive index of the optical waveguide).

상기 제1 광원(272)으로부터 출력된 광은 제1 입력 도파로(246)를 통해 상기 수평 성분들(242)에 분배되며, 상기 각 수평 성분(242)에 입력된 광은 상기 수평 성분(242)의 길이 방향을 따라 도파하며 상기 수평 성분(242)의 출력측 끝단을 통해 상기 평면광파회로(220)의 외부로 출력된다.Light output from the first light source 272 is distributed to the horizontal components 242 through a first input waveguide 246, and light input to each of the horizontal components 242 is the horizontal component 242. It is guided along the longitudinal direction of and is output to the outside of the planar lightwave circuit 220 through the output end of the horizontal component 242.

상기 제2 광원(272)으로부터 출력된 광은 제2 입력 도파로(248)를 통해 상기 수직 성분들(244)에 분배되며, 상기 각 수직 성분(244)에 입력된 광은 상기 수직 성분(244)의 길이 방향을 따라 도파하며 상기 수직 성분(244)의 출력측 끝단을 통해 상기 평면광파회로(220)의 외부로 출력된다. 상기 제1 광원(272)은 상기 제1 입력 도파로(246)의 입력측 끝단과 광학적으로 연결되며, 상기 제2 광원(274)은 상기 제2 입력 도파로(248)의 입력측 끝단과 광학적으로 연결된다. 이때, 광학적 연결은 광원과 도파로가 중간 매체(굴절률 정합 용액(index matching liquid), 광섬유(optical fiber) 등)를 사용하여 연결되는 방식, 직접 부착되는 방식, 광축 정렬된 상태에서 서로 이격되어 있는 방식 등을 포함한다. 상기 제1 입력 도파로(246)는 통상의 1×4 광스플리터(optical splitter)의 구조를 갖고, 상기 제2 입력 도파로(248)는 통상의 1×3 광스플리터의 구조를 갖는다. 상기 제1 및 제2 광원(272,274) 각각으로는 가시광 영역의 광을 방출하는 레이저 다이오드(laser diode: LD) 또는 발광 다이오드(light emitting diode: LED)를 사용할 수 있다. Light output from the second light source 272 is distributed to the vertical components 244 through a second input waveguide 248, and the light input to each vertical component 244 is the vertical component 244. It is guided along the longitudinal direction of and is output to the outside of the planar lightwave circuit 220 through the output end of the vertical component 244. The first light source 272 is optically connected to the input side end of the first input waveguide 246, and the second light source 274 is optically connected to the input side end of the second input waveguide 248. At this time, the optical connection is a method in which the light source and the waveguide are connected using intermediate media (index matching liquid, optical fiber, etc.), directly attached, and spaced apart from each other in an optical axis aligned state. And the like. The first input waveguide 246 has a structure of a conventional 1 × 4 optical splitter, and the second input waveguide 248 has a structure of a conventional 1 × 3 optical splitter. Each of the first and second light sources 272 and 274 may use a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED) that emits light in the visible region.

상기 복수의 광검출기(280)는 상기 수평 성분들(242) 및 수직 성분들(244)의 출력측 끝단들과 일대일 광학적으로 연결되며, 상기 각 광검출기(280)는 해당 수평 성분(242) 또는 수직 성분(244)의 출력측 끝단으로부터 출력되는 광을 수신하고, 수신된 광을 전기 신호로 변환한다. 상기 각 광검출기(280)로는 포토다이오드(photodiode: PD)를 사용할 수 있다. The plurality of photodetectors 280 are optically connected one-to-one with the output ends of the horizontal components 242 and the vertical components 244, and each photodetector 280 is a corresponding horizontal component 242 or vertical. The light output from the output end of the component 244 is received and converted into a electrical signal. As each photodetector 280, a photodiode (PD) may be used.

보는 방향에서, 위에서부터 아래로 행 번호를 할당하고, 좌에서부터 우로 열 번호를 할당한다. In the viewing direction, assign row numbers from top to bottom, and assign column numbers from left to right.

사용자가 1행 3열의 홈(260)의 상단을 손가락(F)으로 막은 경우에, 1행 3열의 교차부(245)의 상면으로부터 상향으로 출력된 광은 상기 손가락(F)에 의해 반사되고, 반사된 광의 일부는 상기 교차부(245)의 내부로 다시 결합된 후 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 이러한 경우에, 1행의 광검출기(280)와 3열의 광검출기(280)의 출력 파워가 증가하게 되므로, 사용자가 1행 3열의 홈(260)을 누르는 것을 감지할 수 있다. When the user blocks the upper end of the groove 260 in one row and three columns with the finger F, the light output upward from the upper surface of the intersection 245 in the first row and three columns is reflected by the finger F, Some of the reflected light is coupled back into the intersection 245 and then proceeds along the original waveguide direction. In this case, since the output power of the photodetector 280 in one row and the photodetector 280 in three columns is increased, it is possible to sense that the user presses the grooves 260 in one row and three columns.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도이고, 도 5는 상기 터치 키 패드의 일부를 B-B를 따라 나타낸 단면도이다. 상기 터치 키 패드(300)는 인쇄회로기판(310)과, 평면광파회로(320)와, 제1 및 제2 광원(362,364)과, 복수의 광검출기(370)를 포함한다. 상기 터치 키 패드(300)는 도 2에 도시된 터치 키 패드(200)와 유사한 구성을 가지며, 다만 평면광파회로(320)의 구성에 있어서만 차이가 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 4 is a plan view illustrating a touch keypad according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the touch keypad along B-B. The touch key pad 300 includes a printed circuit board 310, a planar lightwave circuit 320, first and second light sources 362 and 364, and a plurality of photodetectors 370. The touch key pad 300 has a configuration similar to that of the touch key pad 200 shown in FIG. 2. However, since the touch key pad 300 differs only in the configuration of the planar optical wave circuit 320, redundant description thereof will be omitted.

상기 평면광파회로(320)는 상기 인쇄회로기판(310)의 상면에 적층되며, 상기 인쇄회로기판(310)의 상면에 적층되며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드(330)와, 상기 클래드(330)의 상면에 적층되며, 광 전송 매체로서 기능하고, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 광도파로(340)와, 복수의 광 추출 패턴(350)을 포함한다. The planar lightwave circuit 320 is stacked on an upper surface of the printed circuit board 310, is laminated on an upper surface of the printed circuit board 310, and has a cladding 330 having a relatively low refractive index, and the clad 330. An optical waveguide 340 and a plurality of light extraction patterns 350 are stacked on an upper surface of the optical waveguide and function as an optical transmission medium and have a relatively high refractive index.

상기 광도파로(340)는 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수평 성분(342)과, 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수직 성분(344)과, 상기 수평 성분들(342)의 입력측과 연결된 제1 입력 도파로(346)와, 상기 수직 성분들(344)의 입력측과 연결된 제2 입력 도파로(348)를 포함한다. 평면도 상에서, 상기 수평 성분들(342) 및 수직 성분들(344)은 메쉬 구조를 이루도록 교차한다. 상기 수평 성분들(342)의 출력측 끝단들과, 상기 수직 성분들(344)의 출력측 끝단들과, 상기 제1 및 제2 입력 도파로(346,348)의 입력측 끝단들은 상기 평면광파회로(340)의 측면들 상에 노출되어 있다. The optical waveguide 340 includes a plurality of horizontal components 342 arranged side by side at a predetermined interval, a plurality of vertical components 344 disposed side by side at a predetermined interval, and the horizontal components 342. A first input waveguide 346 connected to an input side of the second input waveguide 346 and a second input waveguide 348 connected to the input side of the vertical components 344. In plan view, the horizontal components 342 and vertical components 344 intersect to form a mesh structure. Output side ends of the horizontal components 342, output side ends of the vertical components 344, and input side ends of the first and second input waveguides 346 and 348 are side surfaces of the planar lightwave circuit 340. It is exposed on the field.

상기 복수의 광 추출 패턴(350)은 각각 해당 교차부(345)의 하면 상에 형성되며, 상기 각 광 추출 패턴(350)에 입사된 광은 산란되며, 산란된 광의 일부는 상기 교차부(345)의 상면을 투과하여 외부로 출력된다. Each of the plurality of light extraction patterns 350 is formed on a lower surface of the corresponding intersection 345, and light incident on each of the light extraction patterns 350 is scattered, and a part of the scattered light is the intersection 345. Is transmitted through the upper surface of the

보는 방향에서, 위에서부터 아래로 행 번호를 할당하고, 좌에서부터 우로 열 번호를 할당한다. In the viewing direction, assign row numbers from top to bottom, and assign column numbers from left to right.

사용자가 1행 3열의 교차부(345)의 상면을 손가락(F)으로 누른 경우에, 1행 3열의 교차부(345)의 상면에 입사된 광은 상기 손가락(F)에 의해 의해 반사되고, 반사된 광의 일부는 상기 교차부(345)의 내부로 다시 결합된 후 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 이러한 경우에, 1행의 광검출기(370)와 3열의 광검출기(370)의 출력 파워가 증가하게 되므로, 사용자가 1행 3열의 교차부(345)를 눌렀음을 감지할 수 있다.When the user presses the upper surface of the intersection 345 in one row and three columns with a finger F, the light incident on the upper surface of the intersection 345 in one row and three columns is reflected by the finger F, Some of the reflected light is coupled back into the intersection 345 and then proceeds along the original waveguide direction. In this case, since the output power of the photodetector 370 in one row and the photodetector 370 in three rows is increased, it is possible to sense that the user has pressed the intersection 345 in one row and three columns.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도이고, 도 7은 상기 터치 키 패드의 일부를 C-C를 따라 나타낸 단면도이다. 상기 터치 키 패드(400)는 인쇄회로기판(410)과, 평면광파회로(420)와, 제1 및 제2 광원(482,484)과, 복수의 광검출기(490)와, 복수의 키 버튼(key button, 470)을 포함한다. 상기 터치 키 패드(400)는 도 2에 도시된 터치 키 패드(200)와 유사한 구성을 가지며, 다만 평면광파회로(420)의 구성과 키 버튼들(470)을 더 포함한다는 점에 있어서만 차이가 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. FIG. 6 is a plan view illustrating a touch key pad according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of part of the touch key pad taken along line C-C. The touch key pad 400 includes a printed circuit board 410, a planar lightwave circuit 420, first and second light sources 482 and 484, a plurality of photodetectors 490, and a plurality of key buttons. button, 470). The touch key pad 400 has a similar configuration to the touch key pad 200 shown in FIG. 2, except that the touch key pad 400 further includes a configuration of the planar lightwave circuit 420 and key buttons 470. Therefore, duplicate description will be omitted.

상기 평면광파회로(420)는 상기 인쇄회로기판(410)의 상면에 적층되며, 광 전송 매체로서 기능하며 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 광도파로(440)와, 상기 광도파로를 둘러싸며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드(430a,430b)와, 복수의 광 추출 패턴을 포함한다. 상기 광도파로(440)는 상기 클래드(430a,430b)의 내부에 매설되어 있으며, 상기 클래드(430a,430b)는 상기 광도파로(440)의 하단을 기준으로 하여 하부 및 상부 클래드(430a,430b)로 분류될 수 있다. The planar lightwave circuit 420 is stacked on an upper surface of the printed circuit board 410 and functions as an optical transmission medium and has a relatively high refractive index and a relatively low refractive index surrounding the optical waveguide. Clads (430a, 430b) having a, and comprises a plurality of light extraction patterns. The optical waveguide 440 is buried in the cladding 430a and 430b, and the cladding 430a and 430b is disposed on the lower and upper cladding 430a and 430b based on the lower end of the optical waveguide 440. Can be classified as

상기 광도파로(440)는 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수평 성분(442)과, 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수직 성분(444)과, 상기 수평 성분들(442)의 입력측과 연결된 제1 입력 도파로(446)와, 상기 수직 성분들(444)의 입력측과 연결된 제2 입력 도파로(448)를 포함한다. 평면도 상에서, 상기 수평 성분들(442) 및 수직 성분들(444)은 메쉬 구조를 이루도록 교차한다. 상기 수평 성분들(442)의 출력측 끝단들과, 상기 수직 성분들(444)의 출력측 끝단들과, 상기 제1 및 제2 입력 도파로(446,448)의 입력측 끝단들은 상기 평면광파회로(420)의 측면들 상에 노출되어 있다. 상기 수평 성분들(442) 및 수직 성분들(444)의 교차부들(445)은 각각 그 상면이 외부에 노출되어 있다. 즉, 상기 평면광파회로(420)는 각각 상기 클래드(430a,430b)의 상면으로부터 해당 교차부(445)의 상면에 이르는 깊이를 갖는 복수의 사각 홈(460)을 구비한다. 상기 각 홈(460)은 사각 개구를 가지며, 전체적으로 직육면체의 형태를 갖는다.The optical waveguide 440 includes a plurality of horizontal components 442 disposed side by side at a predetermined interval, a plurality of vertical components 444 disposed side by side at a predetermined interval, and the horizontal components 442. A first input waveguide 446 connected to the input side of the second input waveguide 446 and a second input waveguide 448 connected to the input side of the vertical components 444. In plan view, the horizontal components 442 and vertical components 444 intersect to form a mesh structure. Output side ends of the horizontal components 442, output side ends of the vertical components 444, and input side ends of the first and second input waveguides 446 and 448 are side surfaces of the planar lightwave circuit 420. It is exposed on the field. Intersections 445 of the horizontal components 442 and the vertical components 444 have their top surfaces exposed to the outside, respectively. That is, the planar lightwave circuit 420 includes a plurality of rectangular grooves 460 each having a depth from the top surfaces of the clads 430a and 430b to the top surface of the intersection 445. Each groove 460 has a rectangular opening and has a rectangular parallelepiped shape as a whole.

상기 복수의 광 추출 패턴(450)은 각각 해당 교차부(445)의 상면 상에 형성되며, 상기 각 광 추출 패턴(450)에 입사된 광은 산란되며, 산란된 광의 일부는 상기 교차부(445)의 상면을 투과하여 외부로 출력된다. Each of the plurality of light extraction patterns 450 is formed on an upper surface of the corresponding intersection 445, and the light incident on each of the light extraction patterns 450 is scattered, and a part of the scattered light is the intersection 445. Is transmitted through the upper surface of the

상기 복수의 키 버튼(470)은 각각 해당 홈(460)의 상단을 덮도록 상기 상부 클래드(430b)의 상면에 부착되며, 상기 각 키 버튼(470)은 전체적으로 사각 캡(cap)의 형상을 가지며, 경사부(inclined part, 474)와 평탄부(flat part, 472)를 갖는 오목한 몸체(body, 472,474)와, 상기 몸체(472,474)의 개방된 하단으로부터 바깥으로 연장된 플랜지(flange, 476)로 구성된다. 상기 각 광 추출 패턴(450)에 의해 상기 교차부(445)의 상면을 투과한 산란 광은 해당 키 버튼(470)의 주변을 사각으로 조명한다. 상기 산란 광의 일부는 상기 키 버튼(470)에 입사하고, 상기 키 버튼(470)에 의해 반사된 산란 광의 일부는 상기 교차부(445)의 내부로 다시 결합된 후 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 상기 각 키 버튼(470)은 사용자의 조작에 따라 그 하단을 중심으로 상하 역전되는 형상으로 변형될 수 있다. 상기 각 키 버튼(470)은 반사율 및 탄성율이 높은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 상기 각 키 버튼(470)의 평탄부(472)의 하면은 반사면으로서 기능한다. Each of the plurality of key buttons 470 is attached to an upper surface of the upper clad 430b so as to cover an upper end of the corresponding groove 460, and each of the key buttons 470 has a shape of a rectangular cap as a whole. A concave body 472,474 having an inclined part 474 and a flat part 472, and a flange 476 extending outward from the open lower ends of the bodies 472,474. It is composed. The scattered light transmitted through the upper surface of the intersection 445 by the light extraction patterns 450 illuminates the periphery of the key button 470 in a square. A part of the scattered light is incident on the key button 470, and a part of the scattered light reflected by the key button 470 is combined back into the intersection 445 and then proceeds along the original waveguide direction. . Each of the key buttons 470 may be deformed to be inverted up and down about its lower end according to a user's manipulation. Each of the key buttons 470 may be made of a metal material having high reflectance and elasticity. The lower surface of the flat portion 472 of each key button 470 functions as a reflective surface.

이해의 편이를 위해, 보는 방향에서, 위에서부터 아래로 행 번호를 할당하고, 좌에서부터 우로 열 번호를 할당한다. For ease of understanding, in the viewing direction, assign row numbers from top to bottom and column numbers from left to right.

사용자가 1행 3열의 키 버튼(470)의 상면을 손가락으로 누른 경우에, 1행 3 열의 키 버튼(470)은 상하 역전되는 형상으로 변형되며, 이로 인해 상기 키 버튼(470)의 몸체(472,474)가 상기 교차부의 상면에 보다 가까워지므로, 상기 키 버튼(470)에 의해 반사된 후 상기 교차부(445)의 내부로 다시 결합되는 광의 양이 증가하게 된다. 상기 결합된 광은 상기 교차부(445)의 내부에서 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 이러한 경우에, 1행의 광검출기(490)와 3열의 광검출기(490)의 출력 파워가 증가하게 되므로, 사용자가 1행 3열의 키 버튼(470)을 눌렀음을 감지할 수 있다.When the user presses the upper surface of the key buttons 470 in the first row and the third column with the fingers, the key buttons 470 in the first row and the third column are deformed to be inverted up and down, and thus the bodies 472 and 474 of the key buttons 470. ) Is closer to the upper surface of the intersection, so that the amount of light reflected by the key button 470 and then recombined into the intersection 445 is increased. The combined light travels along the original waveguide direction inside the intersection 445. In this case, since the output power of the photodetector 490 in one row and the photodetector 490 in three rows is increased, it is possible to sense that the user has pressed the key button 470 in the first row and three columns.

도 8은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도이고, 도 9는 상기 터치 키 패드의 일부를 D-D를 따라 나타낸 단면도이다. 상기 터치 키 패드(500)는 인쇄회로기판(510)과, 평면광파회로(520)와, 제1 및 제2 광원(572,574)과, 복수의 광검출기(580)를 포함한다. 상기 터치 키 패드(500)는 도 2에 도시된 터치 키 패드(200)와 유사한 구성을 가지며, 다만 평면광파회로(520)의 구성과 키 버튼들(560)을 더 포함한다는 점에 있어서만 차이가 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 8 is a plan view illustrating a touch key pad according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of part of the touch key pad along D-D. The touch key pad 500 includes a printed circuit board 510, a planar lightwave circuit 520, first and second light sources 572 and 574, and a plurality of photodetectors 580. The touch key pad 500 has a similar configuration to the touch key pad 200 shown in FIG. 2, except that the touch key pad 500 further includes a configuration of the planar lightwave circuit 520 and key buttons 560. Therefore, duplicate description will be omitted.

상기 평면광파회로(520)는 상기 인쇄회로기판(510)의 상면에 적층되며, 상기 인쇄회로기판(510)의 상면에 적층되며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드(530)와, 상기 클래드(530)의 상면에 적층되며, 광 전송 매체로서 기능하고, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 광도파로(540)와, 복수의 광 추출 패턴(550)을 포함한다. The planar lightwave circuit 520 is stacked on an upper surface of the printed circuit board 510, is laminated on an upper surface of the printed circuit board 510, and has a cladding 530 having a relatively low refractive index, and the clad 530. An optical waveguide 540 and a plurality of light extraction patterns 550 are stacked on the upper surface of the optical waveguide and function as an optical transmission medium and have a relatively high refractive index.

상기 광도파로(540)는 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수평 성분(542)과, 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수직 성분(544)과, 상기 수평 성분들(542)의 입력측과 연결된 제1 입력 도파로(546)와, 상기 수직 성분들(544)의 입력측과 연결된 제2 입력 도파로(548)를 포함한다. 평면도 상에서, 상기 수평 성분들(542) 및 수직 성분들(544)은 메쉬 구조를 이루도록 교차한다. 상기 수평 성분들(542)의 출력측 끝단들과, 상기 수직 성분들(544)의 출력측 끝단들과, 상기 제1 및 제2 입력 도파로(546,548)의 입력측 끝단들은 상기 평면광파회로(520)의 측면들 상에 노출되어 있다. The optical waveguide 540 includes a plurality of horizontal components 542 disposed side by side at a predetermined interval, a plurality of vertical components 544 disposed side by side at a predetermined interval, and the horizontal components 542. A first input waveguide 546 connected to an input side of the second input waveguide 546, and a second input waveguide 548 connected to an input side of the vertical components 544. In plan view, the horizontal components 542 and the vertical components 544 intersect to form a mesh structure. Output side ends of the horizontal components 542, output side ends of the vertical components 544, and input side ends of the first and second input waveguides 546 and 548 are side surfaces of the planar lightwave circuit 520. It is exposed on the field.

상기 복수의 광 추출 패턴(550)은 각각 해당 교차부(545)의 하면 상에 형성되며, 상기 각 광 추출 패턴(550)에 입사된 광은 산란되며, 산란된 광의 일부는 상기 교차부(545)의 상면을 투과하여 외부로 출력된다. Each of the plurality of light extraction patterns 550 is formed on a bottom surface of the corresponding intersection 545, and light incident on each of the light extraction patterns 550 is scattered, and a part of the scattered light is the intersection 545. Is transmitted through the upper surface of the

상기 복수의 키 버튼(560)은 각각 해당 교차부(545)의 상단을 덮도록 상기 평면광파회로(520)의 상면에 부착되며, 상기 각 키 버튼(560)은 전체적으로 사각 캡의 형상을 가지며, 경사부(564)와 평탄부(562)를 갖는 오목한 몸체(562,564)와, 상기 몸체(562,564)의 개방된 하단으로부터 바깥으로 연장된 플랜지(566)로 구성된다. 상기 각 광 추출 패턴(550)에 의해 상기 교차부(545)의 상면을 투과한 산란 광은 해당 키 버튼(560)의 주변을 사각으로 조명한다. 상기 산란 광의 일부는 상기 키 버튼(560)에 입사하고, 상기 키 버튼(560)에 의해 반사된 산란 광의 일부는 상기 교차부(545)의 내부로 다시 결합된 후 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 상기 각 키 버튼(560)은 사용자의 조작에 따라 그 몸체(562,564)의 평탄부(562)가 상기 교차부(545)의 상면과 밀착되도록 변형될 수 있다. 상기 각 키 버튼(560)은 금속 재질로 이루어질 수 있다. Each of the plurality of key buttons 560 is attached to an upper surface of the planar lightwave circuit 520 so as to cover an upper end of the corresponding intersection 545, and each of the key buttons 560 has a shape of a rectangular cap as a whole. Concave bodies 562 and 564 having inclined portions 564 and flat portions 562 and flanges 566 extending outward from the open lower ends of the bodies 562 and 564. The scattered light transmitted through the upper surface of the intersection 545 by the light extraction patterns 550 illuminates the periphery of the key button 560 in a square. A part of the scattered light is incident on the key button 560, and a part of the scattered light reflected by the key button 560 is coupled back into the intersection 545 and then proceeds along the original waveguide direction. . Each of the key buttons 560 may be modified such that the flat portions 562 of the bodies 562 and 564 are in close contact with the upper surface of the crossing portion 545 according to a user's manipulation. Each key button 560 may be made of a metal material.

이해의 편이를 위해, 보는 방향에서, 위에서부터 아래로 행 번호를 할당하고, 좌에서부터 우로 열 번호를 할당한다. For ease of understanding, in the viewing direction, assign row numbers from top to bottom and column numbers from left to right.

사용자가 1행 3열의 키 버튼(560)의 상면을 손가락으로 누른 경우에, 1행 3열의 키 버튼(560)의 몸체부(562,564)는 그 평탄부(562)가 1행 3열의 교차부(545)의 상면과 밀착되도록 변형되며, 이로 인해 상기 키 버튼(560)에 의해 반사된 후 상기 교차부(545)의 내부로 다시 결합되는 광의 양이 증가하게 된다. 상기 결합된 광은 상기 교차부(545)의 내부에서 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 이러한 경우에, 1행의 광검출기(580)와 3열의 광검출기(580)의 출력 파워가 증가하게 되므로, 사용자가 1행 3열의 키 버튼(560)을 눌렀음을 감지할 수 있다.When the user presses the top surface of the key buttons 560 in one row and three columns with a finger, the body parts 562 and 564 of the key buttons 560 in one row and three columns have a flat portion 562 at the intersection of the first row and three columns ( It is deformed to be in close contact with the upper surface of the 545, thereby increasing the amount of light reflected by the key button 560 and then coupled back into the intersection 545. The combined light travels along the original waveguide direction inside the intersection 545. In this case, since the output power of the photodetector 580 in one row and the photodetector 580 in three rows is increased, it is possible to sense that the user has pressed the key button 560 in one row and three columns.

도 10은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 터치 키 패드를 나타내는 평면도이고, 도 11은 상기 터치 키 패드의 일부를 E-E를 따라 나타낸 단면도이다. 상기 터치 키 패드(600)는 인쇄회로기판(610)과, 평면광파회로(620)와, 제1 및 제2 광원(682,684)과, 복수의 광검출기(690)와, 키 시트(670)를 포함한다. 상기 터치 키 패드(600)는 도 2에 도시된 터치 키 패드(200)와 유사한 구성을 가지며, 다만 평면광파회로(620)의 구성과 키 시트(670)를 더 포함한다는 점에 있어서만 차이가 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. FIG. 10 is a plan view illustrating a touch keypad according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view of part of the touch keypad along E-E. The touch keypad 600 includes a printed circuit board 610, a planar lightwave circuit 620, first and second light sources 682 and 684, a plurality of photodetectors 690, and a key sheet 670. Include. The touch key pad 600 has a configuration similar to the touch key pad 200 shown in FIG. 2, except that the touch key pad 600 further includes a configuration of the planar light wave circuit 620 and a key sheet 670. Therefore, duplicate description will be omitted.

상기 평면광파회로(620)는 상기 인쇄회로기판(610)의 상면에 적층되며, 광 전송 매체로서 기능하며 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 광도파로(640)와, 상기 광도파로(640)를 둘러싸며 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래드(630a,630b)와, 복수의 광 추출 패턴(650)을 포함한다. 상기 광도파로(640)는 상기 클래 드(630a,630b)의 내부에 매설되어 있다. 상기 클래드(630a,630b)는 상기 광도파로(640)의 하단을 기준으로 그 아래에 위치하는 하부 클래드(630a)와, 그 위에 위치하는 상부 클래드(630b)로 구분할 수 있다. The planar lightwave circuit 620 is stacked on an upper surface of the printed circuit board 610 and functions as an optical transmission medium and surrounds the optical waveguide 640 having a relatively high refractive index and surrounding the optical waveguide 640. The cladding includes a cladding 630a and 630b having a low refractive index and a plurality of light extraction patterns 650. The optical waveguide 640 is embedded in the clads 630a and 630b. The clads 630a and 630b may be divided into a lower clad 630a disposed below and an upper clad 630b disposed below the lower end of the optical waveguide 640.

상기 광도파로(640)는 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수평 성분(642)과, 기설정된 간격으로 서로 나란하게 배치된 복수의 수직 성분(644)과, 상기 수평 성분들(642)의 입력측과 연결된 제1 입력 도파로(646)와, 상기 수직 성분들(644)의 입력측과 연결된 제2 입력 도파로(648)를 포함한다. 평면도 상에서, 상기 수평 성분들(642) 및 수직 성분들(644)은 메쉬 구조를 이루도록 교차하며, 이러한 교차부마다 사각 홈(660)이 형성되어 있다. 상기 각 홈(660)은 사각 개구를 가지며, 전체적으로 직육면체의 형태를 갖는다.The optical waveguide 640 includes a plurality of horizontal components 642 disposed in parallel with each other at a predetermined interval, a plurality of vertical components 644 disposed in parallel with each other at a predetermined interval, and the horizontal components 642. A first input waveguide 646 connected to an input side of the second input waveguide 646 and a second input waveguide 648 connected to the input side of the vertical components 644. In the plan view, the horizontal components 642 and the vertical components 644 intersect to form a mesh structure, and rectangular grooves 660 are formed at each of these intersections. Each groove 660 has a rectangular opening and has a rectangular parallelepiped shape as a whole.

상기 수평 성분들(642)의 출력측 끝단들과, 상기 수직 성분들(644)의 출력측 끝단들과, 상기 제1 및 제2 입력 도파로(646,648)의 입력측 끝단들은 상기 평면광파회로(620)의 측면들 상에 노출되어 있다. 상기 홈들(660)은 각각 상기 상부 클래드(630b)의 상면으로부터 상기 하부 클래드(630a)의 상면에 이르는 깊이를 갖는다. Output side ends of the horizontal components 642, output side ends of the vertical components 644, and input side ends of the first and second input waveguides 646 and 648 are side surfaces of the planar lightwave circuit 620. It is exposed on the field. The grooves 660 each have a depth from an upper surface of the upper clad 630b to an upper surface of the lower clad 630a.

상기 복수의 광 추출 패턴(650)은 각각 해당 홈(660)의 저면(다르게 말하자면, 상기 홈(660)의 저면을 이루는 상기 하부 클래드(630a) 부분의 상면) 상에 형성되며, 상기 각 광 추출 패턴(650)에 입사된 광은 산란되며, 산란된 광의 일부는 상기 홈(660)을 통해 외부로 출력된다. Each of the plurality of light extraction patterns 650 is formed on a bottom surface of the groove 660 (in other words, an upper surface of a portion of the lower clad 630a forming the bottom surface of the groove 660). Light incident on the pattern 650 is scattered, and a part of the scattered light is output to the outside through the groove 660.

상기 키 시트(670)는 사각 평판 형태의 탄성 패드(elastic pad, 672)와, 상기 탄성 패드(672)의 상면으로부터 돌출된 복수의 키 버튼(674)과, 상기 복수의 키 버튼(674)과 일대일 정렬되도록 상기 탄성 패드(672)의 하면으로부터 돌출된 복수의 돌기(676)를 포함한다. 이때, 상기 각 돌기(676)의 일부는 해당 홈(660)에 일부 삽입되어 있으며, 이때 광도파로(640)의 가상 연장선 상에 위치하지 않는다. 즉, 상기 각 돌기(676)의 하단은 상기 광도파로(640)의 상면과 동일한 또는 보다 높은 위치에 정렬된다. 상기 각 홈(660) 내로 방출된 광은 해당 키 버튼(674)을 직접 조명하거나 해당 광 추출 패턴에 의해 산란된 후 상기 키 버튼(674)을 조명한다. The key sheet 670 may include an elastic pad 672 having a rectangular flat plate shape, a plurality of key buttons 674 protruding from an upper surface of the elastic pad 672, and a plurality of key buttons 674. It includes a plurality of protrusions 676 protruding from the lower surface of the elastic pad 672 to be aligned one-to-one. In this case, a part of each protrusion 676 is partially inserted into the groove 660, and is not located on the virtual extension line of the optical waveguide 640. That is, the lower end of each projection 676 is aligned at the same or higher position than the top surface of the optical waveguide 640. Light emitted into each of the grooves 660 directly illuminates the corresponding key button 674 or is scattered by the corresponding light extraction pattern to illuminate the key button 674.

이해의 편이를 위해, 보는 방향에서, 위에서부터 아래로 행 번호를 할당하고, 좌에서부터 우로 열 번호를 할당한다. For ease of understanding, in the viewing direction, assign row numbers from top to bottom and column numbers from left to right.

사용자가 1행 3열의 키 버튼(674)의 상면을 손가락으로 누른 경우에, 1행 3열의 돌기(676)는 하향으로 이동하고, 상기 광도파로(640)의 가상 연장선 상에 위치하게 된다. 이로 인해, 1행 3열의 홈(660) 내로 방출된 광이 상기 광도파로(640)로 다시 결합되는 비율이 증가하게 된다. 상기 결합된 광은 상기 광도파로(640)의 내부에서 원래의 도파 방향을 따라 진행한다. 이러한 경우에, 1행의 광검출기(690)와 3열의 광검출기(690)의 출력 파워가 증가하게 되므로, 사용자가 1행 3열의 키 버튼(674)을 눌렀음을 감지할 수 있다.When the user presses the upper surface of the key buttons 674 in the first row and the third column with a finger, the projections 676 in the first row and the third column move downward and are positioned on the virtual extension line of the optical waveguide 640. As a result, the rate at which light emitted into the grooves 660 of the first row and the third column is coupled back to the optical waveguide 640 increases. The combined light travels along the original waveguide direction inside the optical waveguide 640. In this case, since the output power of the photodetector 690 in one row and the photodetector 690 in three rows is increased, it is possible to sense that the user has pressed the key button 674 in one row and three columns.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

예를 들어, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 각 키 버튼(470)이 상부 클래드(430b)의 상면에 부착되는 것으로 예시하였으나, 제5 실시예에서와 같이, 복수의 키 버튼(470)을 갖는 키 시트가 제공될 수도 있다. For example, in the third embodiment of the present invention, each key button 470 is illustrated as being attached to the upper surface of the upper clad 430b, but as in the fifth embodiment, the plurality of key buttons 470 A key sheet having may be provided.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 숫자, 문자, 기호 등의 정보를 표시하는 수단에 대해 언급하지 않았으나, 제3 내지 제5 실시예의 경우에 이러한 정보는 키 버튼의 상단에 표시될 수 있고, 제2 실시예의 경우에 평면광파회로의 상면에 투명층을 적층하고 상기 투명층의 상면에 이러한 정보를 표시할 수 있으며, 제1 실시예의 경우에 홈을 투명층으로 채우고 상기 투명층의 상면에 이러한 정보를 표시할 수 있다. 이때, 이러한 투명층은 클래드의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖도록 하는 것이 바람직하다. In addition, in the embodiments of the present invention, although no reference is made to means for displaying information such as numbers, letters, symbols, etc., in the case of the third to fifth embodiments, such information may be displayed on the top of the key button, In the second embodiment, a transparent layer may be stacked on the top surface of the planar lightwave circuit and the information may be displayed on the top surface of the transparent layer. In the first embodiment, the groove may be filled with the transparent layer and the information may be displayed on the top surface of the transparent layer. Can be. At this time, the transparent layer is preferably to have a refractive index similar to the refractive index of the clad.

상술한 바와 같이, 본 발명에 광도파로를 이용한 터치 키 패드는 스위치 접점 방식을 피함으로써, 돔 스위치 등이 필요치 않으므로, 종래에 비해 두께를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다. As described above, the touch key pad using the optical waveguide according to the present invention has the advantage that the thickness can be reduced as compared with the prior art because the dome switch is not required by avoiding the switch contact method.

Claims (8)

적어도 하나의 수평 성분과, 상기 수평 성분과 교차하는 적어도 하나의 수직 성분을 구비하며, 그 내부로 광이 진행하는 광도파로와;An optical waveguide having at least one horizontal component and at least one vertical component intersecting the horizontal component, the optical waveguide propagating therein; 상기 수평 성분 및 수직 성분의 교차부 상에 형성되며, 상기 광도파로의 내부로 진행하는 광을 상기 광도파로의 외부로 출력하는 적어도 하나의 광 추출 패턴과;At least one light extraction pattern formed on an intersection of the horizontal component and the vertical component and outputting light traveling toward the inside of the optical waveguide to the outside of the optical waveguide; 상기 광도파로의 내부로 광을 결합시키는 적어도 하나의 광원과;At least one light source for coupling light into the optical waveguide; 상기 교차부를 통과한 광을 전기 신호로 검출하기 위한 적어도 하나의 광검출기를 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And at least one photodetector for detecting light passing through the intersection as an electrical signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광도파로는 복수의 수평 성분과, 각각 상기 각 수평 성분과 교차하는 복수의 수직 성분을 구비하며, The optical waveguide includes a plurality of horizontal components and a plurality of vertical components each crossing the horizontal components, 상기 터치 키 패드는 복수의 광 추출 패턴을 포함하고, The touch key pad includes a plurality of light extraction patterns, 상기 광 추출 패턴들은 수평 성분들 및 수직 성분들의 교차부들 상에 일대일 형성됨을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And the light extraction patterns are formed one-to-one on intersections of horizontal and vertical components. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원 및 광검출기를 구동하기 위한 인쇄회로기판과;A printed circuit board for driving the light source and the photodetector; 상기 인쇄회로기판 상에 적층되며, 상기 광도파로와, 상기 광도파로가 그 상면에 적층되며 상기 광도파로보다 낮은 굴절률을 갖는 하부 클래드를 구비한 평면광파회로를 더 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And an optical waveguide stacked on the printed circuit board, the optical waveguide and the optical waveguide having a lower cladding laminated on the upper surface of the optical waveguide and having a lower refractive index than the optical waveguide. Touch Keypad. 제3항에 있어서, 상기 평면광파회로는, The planar lightwave circuit of claim 3, 상기 광도파로를 덮는 상부 클래드와;An upper cladding covering the optical waveguide; 상기 상부 클래드의 상면으로부터 상기 교차부의 상면까지 연장된 홈을 더 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And a groove extending from an upper surface of the upper cladding to an upper surface of the crossing portion. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 광 추출 패턴은 상기 교차부의 하면 상에 형성됨을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And the light extraction pattern is formed on a lower surface of the intersection. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 반사면을 구비하고, 상기 홈의 상단을 덮도록 상기 상부 클래드의 상면 상에 배치되며, 사용자의 작동에 따라 상기 반사면이 상기 광 추출 패턴과 가까워지도록 변형되는 키 버튼을 더 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And a key button having a reflective surface and disposed on an upper surface of the upper clad to cover an upper end of the groove, and deforming the reflective surface to be close to the light extraction pattern according to a user's operation. Touch key pad using optical waveguide. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 반사면을 구비하고, 상기 교차부의 상면 상에 배치되며, 사용자의 작동에 따라 상기 반사면이 상기 광 추출 패턴과 가까워지도록 변형되는 키 버튼을 더 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.A touch key pad having a reflective surface, disposed on an upper surface of the intersection portion, and further including a key button deformed to bring the reflective surface closer to the light extraction pattern according to a user's operation. . 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 평면광파회로는 상기 광도파로를 덮는 상부 클래드와, 상기 상부 클래드의 상면으로부터 상기 교차부의 하면까지 연장된 홈을 더 포함하고,The planar optical wave circuit further includes an upper cladding covering the optical waveguide and a groove extending from an upper surface of the upper cladding to a lower surface of the intersection portion, 상기 광 추출 패턴은 상기 교차부의 하면 상에 형성되며,The light extraction pattern is formed on the lower surface of the intersection portion, 상기 홈에 삽입되는 돌기를 구비하며, 사용자의 작동에 따라 상기 돌기가 상기 광 추출 패턴과 가까워지도록 변형되는 키 시트를 더 포함함을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 터치 키 패드.And a key sheet provided with a protrusion inserted into the groove, the key sheet being deformed to approach the light extraction pattern according to a user's operation.
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US9157815B2 (en) 2011-06-17 2015-10-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for sensing pressure using optical waveguide and method thereof
WO2021051748A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-25 上海交通大学 Grating touch screen based on lattice structure distribution

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9157815B2 (en) 2011-06-17 2015-10-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for sensing pressure using optical waveguide and method thereof
US9323392B2 (en) 2011-06-17 2016-04-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for sensing pressure using optical waveguide and method thereof
WO2021051748A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-25 上海交通大学 Grating touch screen based on lattice structure distribution
US11429228B2 (en) 2019-09-16 2022-08-30 Shanghai Jiao Tong University Grating touch screen based on lattice structure distribution

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