KR20100087721A - 특히 자동차용의 촉각 표면 제어 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉각 표면 제어 모듈에 있어서, 가요성 보호 층(9)과, 적어도 하나의 단안정 스위치(11)와, 적어도 하나의 광원으로부터의 광이 통과하게 하고 가요성 보호 층(9)을 배경조명하기 위한 영역을 한정하는 강성 기계적 지지 부재(13)를 포함하고, 상기 지지 부재(13)는 가요성 보호 층(9)의 변형에 의한 단안정 스위치(11)의 작동을 허용하기 위해 적어도 하나의 통로(21)를 더 포함하며, 모듈은 비압축성 재료로 제조되고 상기 강성 기계적 지지 부재(13)와 가요성 보호 층(9)의 사이에 끼워진 시트(19)를 포함하고, 시트(19)는 상기 지지 부재(13)에 결합된 힌지(25)와, 단안정 스위치(11)를 작동시키기 위해 상기 지지 부재(13)의 통로(21)에 면하여 배치된 작동 러그(29)를 갖는 선회 자유 단부(27)를 포함하는 적어도 하나의 선회 아암(arm)(23)을 한정하는 것을 특징으로 하는 촉각 표면 제어 모듈에 관한 것이다.

Description

특히 자동차용의 촉각 표면 제어 모듈{TACTILE-SURFACE CONTROL MODULE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 특히 자동차용의 터치 감응식 표면(touch-sensitive-surface) 제어 모듈에 관한 것이다.
더 엄밀하게, 그러한 모듈은 예를 들어 공기 조절 장치, 오디오 시스템, 전화 통신 시스템 또는 그 외에 네비게이션 시스템의 기능을 제어하기 위해 자동차의 2개의 전방 좌석 사이의 콘솔 상에 위치하는 제어 수단용으로 유리하게 적용된다. 본 발명은 또한 예를 들어 실내 조명, 중앙 잠금 기능, 선루프, 위험 경고등 또는 주변광을 제어하기 위해 내부 백미러의 통상 위치에 위치되는 돔(dome)이라 불리는 자동차의 영역에 적용될 수 있다. 이 모듈은 또한 윈도우-와인더(window-winder) 제어 수단, 외부 미러의 위치를 조정하는 제어 수단 또는 그 외에 모터 구동 좌석을 이동시키는 제어 수단용으로 사용될 수 있다.
야간 주행을 위해 자동차의 제어 수단을 조명할 수 있고, 조명은 후방면을 통해 이루어지는 제어 모듈이 알려져 있다. 예를 들어, 낮 주행 동안 운전자는 버튼 상의 백색 그림 문자를 명확하게 인식하고, 야간 주행 동안 배경조명(backlighting)은 운전자가 제어 수단의 위치를 용이하게 찾아내게 한다.
다른 모듈은 또한 감지가 이루어졌고 스위칭이 발생되었음을 사용자에게 알리는 것을 가능하게 하는 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 블리스터(blister)와 같은 단안정 스위치(monostable-switch) 제어 모듈이 알려져 있으며, 이것은 촉각 피드백을 사용자에게 제공하는 것을 가능하게 한다.
블리스터 또는 "블리스터 돔(blister dome)"은 압력에 의해 작동되는 단안정 스위치, 즉 안정 휴지 위치(stable rest position)와 탄성 블리스터 돔의 정상부가 힘이 가해질 때 변형하는 불안정 위치를 갖는 장치이다. 블리스터의 변형은 블리스터의 변이에 이르기까지 가해진 힘에 비례한다. 변이 동안, 블리스터는 갑자기 변형하여 사용자에의 촉각 정보 피드백의 발생을 허용하며, 예를 들어 돔과 인쇄 회로 상에 접속된 2개의 트랙(track) 사이의 블리스터 돔의 편향에 의해 스위칭 작동이 일어난 경우 스위칭 작동의 달성을 사용자에게 알린다.
그러나, 이미 배경조명 기능을 갖고 있는 제어 모듈에 촉각 피드백 장치를 통합하는 것은, 특히 촉각 피드백이 가요성 보호 층의 변형을 필요로 할 때 항상 용이한 것은 아니다.
터치 감응식 제어 표면은 그 당시 예를 들어 제어 장치의 너무 이른 마모를 야기할 수 있는 거친 부분이나 부푼 부분(bulge)을 갖는 비균일 외관일 수 있다.
본 발명의 목적은 제어 표면 전체에 걸쳐 균일 촉각 감각을 가지면서, 제어될 기능의 더 나은 식별을 위해 배경조명으로부터 이익을 얻는 촉각 피드백을 갖는 제어 모듈을 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명의 주제는 터치 감응식 표면 제어 모듈에 있어서,
- 가요성 보호 층과,
- 적어도 하나의 단안정 스위치와,
- 적어도 하나의 광원으로부터의 광이 통과하게 하고, 가요성 보호 층의 배경조명 영역을 한정하는 강성 기계적 지지체를 포함하고,
상기 지지체는 가요성 보호 층의 변형에 의한 단안정 스위치의 작동을 허용하기 위해 적어도 하나의 통로를 더 포함하며, 모듈은 비압축성 재료로 제조되고 상기 강성 기계적 지지체와 가요성 보호 층의 사이에 끼워진 플레이트를 포함하고, 플레이트는 한편으로는 상기 지지체에 조립된 힌지를 포함하고, 다른 한편으로는 단안정 스위치를 작동시키기 위해 상기 지지체의 통로에 면하여 배치된 작동 로케이터를 포함하는 선회 자유 단부를 포함하는, 적어도 하나의 선회 베인을 한정하는 것을 특징으로 하는 터치 감응식 표면 제어 모듈이다.
제어 모듈의 다른 특징에 따르면,
- 단안정 스위치는 블리스터 돔을 포함하고,
- 제어 모듈은 단안정 스위치의 아래에 배치된 감압식 센서를 더 포함하며,
- 가요성 보호 층은 바람직하게 접합에 의해 플레이트의 힌지에서 부착되며,
- 힌지는 상기 베인이 선회하게 하는 플레이트의 얇은 부분에 의해 형성되며,
- 플레이트 및/또는 지지체는 투명 또는 반투명 재료로 제조되며,
- 가요성 보호 층은 광이 적어도 부분적으로 통과하게 하는 재료로 제조된 제어 기호 또는 표시를 포함하며,
- 모듈은 공기 조절 시스템, 오디오 시스템, 네비게이션 시스템, 전화 통신 시스템, 모터 구동 윈도우 와인더 제어 수단, 외부 미러를 조정하는 제어 수단, 선루프의 위치를 조정하는 제어 수단, 실내 조명 제어 수단, 자동차의 좌석을 조정하는 제어 수단과 같은 자동차의 전기 또는 전자 부재 중 적어도 일 세트의 기능을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점이 첨부 도면에 관해서 비제한적으로 기술된 이하의 예시적인 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 장치의 예시적인 실시예의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 다른 제어 장치의 분해도,
도 3은 도 2의 장치의 상세를 나타내는 도면,
도 4는 도 2의 제어 장치의 선 Ⅲ-Ⅲ에서의 단면도,
도 5는 사용자의 손가락에 의해 작동된 도 4의 제어 장치를 나타내는 도면.
이들 도면에서, 동일 요소는 동일 참조 번호를 갖는다.
본 발명에 따른 제어 장치는, 예를 들어 공기 조절 장치, 오디오 제어 수단, 네비게이션 시스템, 전화 통신 시스템, 모터 구동 윈도우 와인더(window-winder) 제어 수단, 외부 미러를 조정하는 제어 수단, 선루프의 위치를 조정하는 제어 수단, 실내 조명 제어 수단 또는 자동차의 좌석을 조정하는 제어 수단과 같은 적어도 하나의 자동차의 전기 또는 전자 부재를 제어할 수 있다.
도 1은 제어 장치의 터치 감응식 제어 표면(3)을 도시하며, 터치 감응식 제어 표면(3)은 제어될 기능에 관한 기호(7), 문자 또는 문자들의 기입물, 또는 도형 또는 도형들을 포함하는 전기 또는 전자 제어 부재의 터치 감응식 구역 또는 선택 버튼(5)을 한정한다.
이 예에서, 터치 감응식 제어 표면(3)은 11개의 버튼(5)을 포함하고, 버튼(5)의 위에는 자동차의 전방 및 후방의 안개등, 위험 경고등, 내부 잠금, 팬 조정을 위한 제어 수단 또는 온도 제어 수단이 기호로 나타내져 있다.
기호(7)는 배경조명이 가해질 때에만 제 1 실시예에 따라 또는 제 2 실시예에 따라 영구적으로 보일 수 있다.
이 목적을 위해, 터치 감응식 표면(3)은 가요성 보호 및 장식 층(9)을 포함하며, 보호 및 장식 층(9)은 국부적으로 압력을 전달하는 것을 가능하게 하고 광이 적어도 부분적으로 통과하게 하는 재료로 제조된 기호(7)를 포함한다.
제 1 변형예에 따르면, 가요성 층(9)은 예를 들어 실리콘으로 제조된다.
제 2 변형예에 따르면, 가요성 층(9)은 예를 들어 폴리카보네이트의 플라스틱 필름으로 제조된다. 기호/표시(7)는 플라스틱 필름의 하면에 스크린 프린팅함으로써 형성될 수 있다.
제 3 변형예에 따르면, 이 가요성 층(9)은 독일 특허 공보 제 DE2613024 호, 제 DE19702957 호, 제 DE19705536 호, 제 DE19935386 호, 유럽 특허 공보 제 EP0803711 호 또는 국제 공개 공보 제 WO2005/035299 호에 기재되어 있는 "블랙 패널(Black Panel)" 기술에 따라 제조된다. 이 경우, 숫자, 문자 또는 그림 문자와 같은 기호/표시(7)는 배경조명에 의해서만 눈에 보이도록 제조된다. 따라서, 광원의 부존재시, 보호 층(9)은 터치 감응식 표면 상에 표시 또는 기재물이 없는 상태로 균일하게 보인다. 이 경우, 가요성 보호 층(9)은 유리하게 폴리카보네이트의 시트로 제조된다.
도 2에서 더 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 분해 상태에서, 제어 장치(1)는, 가요성 보호 층(9)의 아래에, 플레이트(19), 강성 기계적 지지체(13) 및 적어도 하나의 단안정(monostable) 스위치(11)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(15)이 바람직하게 단안정 스위치(11)의 아래에 배치되고, 베이스(17)에 의해 지지된다.
단안정 스위치(11)는 제어 부재의 전기 스위칭을 알리는 사용자에의 촉각 피드백의 발생을 허용한다.
바람직하게, 단안정 스위치(11)는 블리스터 돔(blister dome)을 포함한다.
3개의 블리스터 돔(11)이 도 2, 도 4 및 도 5에서 식별될 수 있다. 블리스터 돔(11)은 탄성이 있고 바람직하게 금속성이다. 예를 들어, 블리스터 돔(11)은 대체적인 형상이 사실상 오목하고, 블리스터 돔(11)의 베이스는 적어도 3개의 균일하게 분포된 러그(lug)를 포함한다.
스위칭은 예를 들어 돔의 정상부와 인쇄 회로 기판(15) 상에 접속된 2개의 트랙(track) 사이의 블리스터 돔(11)의 편향에 의해 발생하고, 블리스터 돔(11)의 변형은 사용자에의 촉각 피드백을 발생시킨다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따르면, 제어 모듈(1)은 유리하게 단안정 스위치(11)의 아래에 배치된 감압식 센서(pressure-sensitive sensor)(도시되지 않음)를 포함한다.
이 센서는 그것의 두께를 약간 감소시킴으로써 지지 및/또는 가해진 압력의 위치를 확인하기 위해 사용될 수 있는 전기 신호로 귀착되는 압축에 민감하다. 이 센서는 바람직하게 FSR-기술 센서이다.
또한, 센서는 특수한 전기적 기능을 제어하기 위해 센서의 압축 동안 전기 접촉을 형성하는 것을 가능하게 한다.
기계적 지지체(13)는 예를 들어 플라스틱으로 제조되고, 발광 다이오드와 같은 적어도 하나의 광원으로부터의 광이 통과하게 하여, 가요성 보호 층(9)의 기호(7) 또는 문자(들)의 기입물의 배경조명의 영역을 한정한다.
광원(도시되지 않음)은 인쇄 회로 기판(15)에 의해 지지된다. 바람직하게, 배경조명 영역당 하나의 광원이 제공된다.
만약 저출력 발광 다이오드를 사용하는 것이 요구된다면, 광원에 의해 발광된 광 출력을 감소시키기 않기 때문에 투명 지지체(13)가 바람직하다.
만약 더 균일하고 균질의 조명을 획득하는 것이 요구된다면, 특히 만약 배경조명 구역의 크기가 광원의 크기에 비해 크다면, 반투명 또는 심지어 유백색(milky)의 지지체(13)가 광원에 의해 발광된 광을 균질화하기 위해 바람직하다.
지지체(13)는 또한 가요성 보호 층(9)의 변형에 의한 단안정 스위치(11)의 작동을 허용하기 위해 적어도 하나의 통로(21)(도 2에 도시된 예에서는 3개)를 포함한다.
또한, 모듈(1)은 강성 기계적 지지체(13)와 가요성 보호 층(9) 사이에 끼워진, 비압축성 재료로 제조된 플레이트(19)를 포함한다. "비압축성"은 사용자가 플레이트(19)를 압축함으로써 그것의 두께를 감소시킬 수 없는 것을 의미한다.
도 3, 도 4 및 도 5에서 더 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 플레이트(19)는 적어도 하나의 선회 베인(23)을 한정하며, 선회 베인(23)은 한편으로는 지지체(13)에 조립된 힌지(25)를 포함하고, 다른 한편으로는 단안정 스위치(11)를 작동시키기 위해 지지체(13)의 통로(21)에 면하여 배치된 작동 로케이터(locator)(29)를 포함하는 선회 자유 단부(27)를 포함한다.
베인(23)의 단부(27)의 선회는 단안정 스위치(11)가 지지체(13)의 통로(21)에 면하여 배치된 작동 로케이터(29)에 의해 스위칭되게 한다.
베인(23)은 터치 감응식 제어 표면(3)의 제어 부재를 선택하기 위한 버튼(5)의 아래에 배치되고, 사실상 버튼(5)과 동일 치수를 갖는다.
바람직하게, 힌지(25)는 플레이트(19)와 동일 재료로 제조되고, 베인(23)이 선회하게 하는 플레이트(19)의 단면의 얇은 부분(31)에 의해 형성된다.
힌지(25)에 의한 선회의 이 실시예는 버튼(5)의 표면 상의 사용자의 손가락(33)의 위치에 관계없이 아래에 배치된 단안정 스위치(11)를 작동시키는 것을 가능하게 한다.
이 배열은 예를 들어 길이가 40 mm 정도, 더 바람직하게 길이가 10 mm 정도의 기다란 버튼(5)을 제조하기에 특히 적합하다. 가요성 보호 층(9)은 예를 들어 바람직하게 접합에 의해 힌지(25)에서 플레이트(19)의 고정 구역에 부착된다.
반대로, 가요성 보호 층(9)은 베인(23)이 선회하게 하기 위해 베인(23)에서 자유로운 상태로 되어 있다.
가요성 보호 층(9)의 변형은 그 다음에 베인(23)의 전체에 걸쳐서 수행된다.
플레이트(19)는 바람직하게 광이 통과하게 하는, 즉 투명 또는 반투명 재료로 제조되고, 바람직하게 폴리카보네이트로 제조된다.
베인(23)은 따라서 도 4 또는 도 5의 좌측에 도시된 상승 휴지 위치(rest position)(사실상 수평 위치)와 도 5의 우측에 도시된 작동 위치(휴지 위치보다 약간 낮은 위치) 사이에서 선회에 의해 이동가능하다.
작동 위치는 예를 들어 손가락(33)의 끝으로 베인(23)을 누름으로써 달성된다.
가요성 층(9)은 베인(23)이 단안정 스위치(11)의 작동을 향해 그리고 따라서 특정 제어의 개시를 향해 선회하게 하기 위해 탄성적으로 약간 변형된다.
예로서, 작동 위치를 향해 내려가기 위해 자유 단부(27)의 이동은 1 mm 미만의 사이이고, 예를 들어 0.4 내지 0.5 mm이다. 바람직하게, 작동 위치는 압력이 가해질 때 얻어지는 이동 말단 위치이다.
따라서, 광원으로부터의 광을 위한 광 가이드로서 사용된 지지체(13)는 제어 버튼의 기울임을 위해 변형하게 하면서 플레이트(19)를 유지하는 것을 또한 가능하게 한다.
얻어진 제어 모듈(1)은 따라서 연속적이고 완전히 평탄한 터치 감응식 제어 표면(3)을 가요성 보호 층(9) 상에 유지하면서 배경조명 및 촉각 피드백 기능을 포함한다. 이렇게 하여, 터치 감응식 표면(3)이, 예를 들어 버튼(5)의 배치와 같은 인간공학적인 이유 때문에 의도적으로 제조된 것을 제외하고, 거친 부분 또는 구멍을 포함하지 않는다는 것이 이해될 수 있다.
가요성 보호 층(9)의 변형에 의한 단안정 스위치(11)의 작동을 허용하기 위해 적어도 하나의 통로(21)를 포함하는 지지체(13)와, 강성 기계적 지지체(13)와 가요성 보호 층(9)의 사이에 끼워진 플레이트(19)를 포함하는 터치 감응식 표면 제어 모듈(1)로서, 플레이트(19)는 적어도 하나의 선회 베인(23)을 한정하고, 선회 베인(23)의 단부는 단안정 스위치(11)를 작동시키기 위해 상기 지지체(13)의 통로(21)에 면하여 배치된, 상기 터치 감응식 표면 제어 모듈(1)은 촉각 피드백을 갖고 후방조명되며 비균일부를 갖지 않는 제어 표면(3)을 구비한 제어 모듈(1)을 얻는 것을 가능하게 한다는 것이 이해될 수 있다.

Claims (8)

  1. 가요성 보호 층(9)과,
    적어도 하나의 단안정(monostable) 스위치(11)와,
    적어도 하나의 광원으로부터의 광이 통과하게 하고, 상기 가요성 보호 층(9)의 배경조명 영역을 한정하는 강성 기계적 지지체(13)를 포함하는, 터치 감응식 표면 제어 모듈에 있어서,
    상기 지지체(13)는 상기 가요성 보호 층(9)의 변형에 의한 상기 단안정 스위치(11)의 작동을 허용하기 위해 적어도 하나의 통로(21)를 더 포함하며,
    상기 모듈은 비압축성 재료로 제조되고 상기 강성 기계적 지지체(13)와 상기 가요성 보호 층(9)의 사이에 끼워진 플레이트(19)를 포함하고, 상기 플레이트(19)는 한편으로는 상기 지지체(13)에 조립된 힌지(25)를 포함하고, 다른 한편으로는 상기 단안정 스위치(11)를 작동시키기 위해 상기 지지체(13)의 통로(21)에 면하여 배치된 작동 로케이터(29)를 포함하는 선회 자유 단부(27)를 포함하는, 적어도 하나의 선회 베인(23)을 한정하는 것을 특징으로 하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단안정 스위치(11)는 블리스터 돔(blister dome)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단안정 스위치(11)의 아래에 배치된 감압식 센서(15)를 더 포함하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 보호 층(9)은 바람직하게 접합에 의해 상기 플레이트(19)의 힌지(25)에서 부착된
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힌지(25)는 상기 베인(23)이 선회하게 하는 상기 플레이트(19)의 얇은 부분에 의해 형성된 것을 특징으로 하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트(19) 및/또는 상기 지지체(13)는 투명 또는 반투명 재료로 제조된
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 보호 층(9)은 상기 광이 적어도 부분적으로 통과하게 하는 재료로 제조된 제어 기호 또는 표시(7)를 포함하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 조절 시스템, 오디오 시스템, 네비게이션 시스템, 전화 통신 시스템, 모터 구동 윈도우 와인더(window-winder) 제어 수단, 외부 미러를 조정하는 제어 수단, 선루프의 위치를 조정하는 제어 수단, 실내 조명 제어 수단, 자동차의 좌석을 조정하는 제어 수단과 같은 자동차의 전기 또는 전자 부재 중 적어도 일 세트의 기능을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는
    터치 감응식 표면 제어 모듈.
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