KR20110057687A - Switching unit for detecting spacial controlling motion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위치 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 적외선을 방출하는 LED와 LED의 적외선을 수광하는 수광 센서를 이용하여 반사체의 움직임에 의해 발생하는 수광 센서의 전류 변화에 따라 다양한 기능을 수행하도록 전기적 신호를 생성하고, 2차원 평면 및 3차원 공간에서 반사체의 이동을 감지하여 스위치 장치에 접촉하거나 또는 비접촉하는 방식으로 작동시킬 수 있고, 스위치 조작을 위한 반사체의 이동 상태를 시각적인 정보로 사용자에게 제공하여 사용자가 더욱 안정적으로 조작할 수 있고, 사용자에 대한 스위치 조작감을 향상시킬 수 있는 스위치 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a switch device. More specifically, by using an LED emitting infrared light and a light receiving sensor that receives the infrared light of the LED to generate an electrical signal to perform a variety of functions according to the current change of the light receiving sensor caused by the movement of the reflector, two-dimensional plane and By detecting the movement of the reflector in the three-dimensional space, it can be operated in contact with or without contact with the switch device, and the user can operate more stably by providing the user with visual information on the movement state of the reflector for manipulating the switch. The present invention relates to a switch device capable of improving a switch operation feeling for a user.
자동차 등의 차량에는, 이동 수단으로서의 기능을 넘어서 사용자로 하여금 보다 안정적이면서도 편안한 주행 상태를 제공할 수 있도록 하는 각종 편의 수단으로서 기능이 요구되고 있다. 따라서, 차량에는 다양한 편의 시설과 이를 작동 및 제어하기 위한 각종 스위치들이 구비된다.BACKGROUND ART Vehicles, such as automobiles, require functions as various convenient means for allowing a user to provide a more stable and comfortable driving state beyond the function as a moving means. Accordingly, the vehicle is equipped with various convenience facilities and various switches for operating and controlling the same.
통상적으로 대향되는 방향으로의 작동이 요구되는 경우, 예를 들어 차량의 윈도우 개폐와 같이 윈도우의 상하 방향 이동이 전단부 및 후단부의 작동에 대응하도록 하는 시소 스위치 장치 또는 슬라이딩 스위치 장치가 사용되며, 차량 룸램프의 온/오프 작동을 위해서는 룸램프의 개수에 대응하여 누름 방식으로 동작하는 버튼 스위치 장치가 사용되고 있다. 또한, 최근에는 차량에 선루프 장착율이 증가하여 선루프를 개폐하기 위한 버튼 스위치 장치가 룸램프 스위치 장치와 함께 차량 실내의 천장에 장착되고 있다.In general, when operation in opposite directions is required, a seesaw switch device or sliding switch device is used such that the vertical movement of the window corresponds to the operation of the front and rear ends, for example, opening and closing the window of the vehicle. For the on / off operation of the room lamps, a button switch device that operates in a pressing manner corresponding to the number of room lamps is used. Also, in recent years, as the sunroof mounting rate increases in a vehicle, a button switch device for opening and closing the sunroof is mounted on the ceiling of the vehicle interior together with the room lamp switch device.
이러한 스위치 장치들은 최근 차량의 각종 전자 장치 및 편의 장치 증가로 인해 더욱 증가하고 있으며, 이에 따라 차량 실내에는 여러가지 기능을 수행하기 위한 다수개의 스위치 장치가 운전석 주위 및 차량 실내의 천장 등 다양한 위치에 배치되고 있다. 따라서, 차량 실내에 너무 많은 스위치 장치들이 장착 배치되기 때문에, 그 조작이 쉽지 않을 뿐만 아니라 실내 미관에도 좋지 않은 영향을 미치고 있으며, 특히 주행 중에 스위치 장치의 조작에 의해 안전 주행 상태가 유지되지 못하는 문제가 있었다.These switch devices are increasing due to the recent increase in various electronic devices and convenience devices of the vehicle, and thus, a plurality of switch devices for performing various functions are arranged in various locations, such as around the driver's seat and the ceiling of the vehicle cabin. have. Therefore, since too many switch devices are installed in the vehicle interior, the operation is not easy and adversely affects the interior aesthetics. In particular, there is a problem that the safe driving state cannot be maintained by the operation of the switch device while driving. there was.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 2차원 평면상에서 인식률이 높고 사용이 간편한 터치 패드 방식의 스위치 장치가 다양하게 개발되고 있는데, 이러한 터치 패드 방식의 스위치 장치 또한 가격이 고가이며 제작이 용이하지 않아 널리 적용되지 못하는 문제가 있었으며, 특히, 3차원 공간에서 조작이 가능한 형태의 차량용 스위치는 더욱 그러하여 현재 적용되지 못하고 있는 실정이다.In order to solve this problem, a variety of touch pad-type switch devices having high recognition rate and easy-to-use on a two-dimensional plane have recently been developed. These touch pad-type switch devices are also widely applied because they are expensive and not easy to manufacture. There was a problem that can not be, in particular, the vehicle switch of the type that can be manipulated in the three-dimensional space is more such a situation that is not currently applied.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 빛을 방출하는 발광부와 발광부의 적외선을 수광하는 수광부를 이용하여 반사체의 움직임에 의해 발생하는 수광부의 전류 변화에 따라 다양한 기능을 수행하도록 전기적 신호를 생성하는 스위치 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide various functions according to the current change of the light receiving unit generated by the movement of the reflector using the light emitting unit emitting light and the light receiving unit receiving infrared light of the light emitting unit. It is to provide a switch device for generating an electrical signal to perform.
본 발명의 다른 목적은 2차원 평면 및 3차원 공간에서 반사체의 이동을 감지하여 스위치 장치에 접촉하거나 또는 비접촉하는 방식으로 작동시킬 수 있고, 이에 따라 하나의 스위치 장치를 통해 여러가지 기능을 수행할 수 있고 작동 방법이 용이한 스위치 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect the movement of the reflector in the two-dimensional plane and three-dimensional space to operate in a manner of contacting or non-contact with the switch device, and thus can perform various functions through a single switch device It is to provide a switch device that is easy to operate.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 스위치 장치를 통해 다양한 기능을 갖는 전기적 신호를 생성할 수 있으므로 차량 실내에 장착되는 스위치 장치의 개수를 감소시킬 수 있고 이에 따라 차량 실내의 미감을 향상시키고 더욱 안정적인 주행 조건을 제공할 수 있는 스위치 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to generate an electrical signal having a variety of functions through one switch device can reduce the number of switch devices mounted in the vehicle interior, thereby improving the aesthetics of the vehicle interior and more stable running It is to provide a switch device that can provide a condition.
본 발명의 또 다른 목적은 2차원 평면 및 3차원 공간에서 스위치 조작을 위한 반사체의 이동 상태를 시각적인 정보로 사용자에게 제공할 수 있는 동작 표시부를 장착하여, 사용자가 더욱 안정적으로 조작할 수 있고, 사용자에 대한 스위치 조작감을 향상시킬 수 있는 스위치 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is equipped with an operation display unit that can provide the user with visual information the movement state of the reflector for the switch operation in the two-dimensional plane and three-dimensional space, the user can operate more stably, It is to provide a switch device that can improve the switch operation feeling for the user.
본 발명은, 일측면에 빛이 통과할 수 있는 광학 패드가 결합되는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 광학 패드를 통과하도록 빛을 방출하는 발광부; 상기 광학 패드의 외부에 위치한 반사체에 의해 반사되는 빛을 수광하여 전류를 발생시키도록 상기 하우징 내부에 배치되는 수광부; 및 상기 발광부 및 수광부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 반사체가 이동함에 따라 상기 수광부에 입사되는 빛의 광량이 변화되어 상기 수광부로부터 발생되는 전류량이 변화하고, 상기 제어부는 상기 수광부의 전류량 변화에 따라 전기적 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치를 제공한다.The present invention, the housing is coupled to the optical pad through which light can pass; A light emitting part disposed in the housing to emit light to pass through the optical pad; A light receiving unit disposed inside the housing to receive light reflected by a reflector positioned outside the optical pad to generate a current; And a controller for controlling the operation of the light emitting unit and the light receiving unit, wherein the amount of light incident on the light receiving unit is changed as the reflector moves, so that the amount of current generated from the light receiving unit is changed, and the control unit is a current amount of the light receiving unit. It provides a switch device, characterized in that for generating an electrical signal in accordance with the change.
이때, 상기 수광부의 전류량 변화에 따라 사용자에게 다양한 시각적 정보를 제공하도록 상기 제어부에 의해 제어되는 동작 표시부를 더 포함할 수 있다.In this case, the display apparatus may further include an operation display unit controlled by the controller to provide various visual information to the user according to a change in the current amount of the light receiving unit.
또한, 상기 발광부는 적외선을 방출하는 적어도 하나 이상의 메인LED를 포함하고, 상기 수광부는 적외선을 수광하는 수광 센서와, 상기 반사체에 의해 반사되어 상기 수광 센서로 입사되는 적외선과 진폭 및 주파수가 동일하고 위상이 반대인 적외선을 상기 수광 센서로 직접 방출하는 보상LED를 포함하고, 상기 수광 센서는 상기 메인LED 및 보상LED로부터 방출된 적외선을 수광하여 직류 전류를 발생시키도록 구성될 수 있다.The light emitting unit may include at least one main LED that emits infrared light, and the light receiving unit may include a light receiving sensor that receives infrared light, and an infrared ray reflected by the reflector and incident on the light receiving sensor, and having the same amplitude and frequency. And a compensation LED that directly emits the opposite infrared rays to the light receiving sensor, and the light receiving sensor may be configured to receive direct current emitted from the main LED and the compensation LED to generate a direct current.
또한, 상기 제어부는 상기 반사체의 이동에 따라 발생되는 상기 수광 센서의 전류량 변화 속도가 미리 설정된 속도 범위 내에 해당되는 경우에만 전기적 신호를 생성할 수 있다.The controller may generate an electrical signal only when a rate of change in the amount of current generated by the movement of the reflector falls within a preset speed range.
또한, 상기 제어부는 상기 메인LED가 순차적으로 적외선을 방출하도록 제어 하고 각 메인LED에 의해 순차적으로 발생되는 상기 수광 센서의 전류량에 따라 상기 반사체의 위치 좌표를 감지하고, 상기 반사체의 위치 좌표에 대한 변화 경로에 따라 다양한 전기적 신호를 생성할 수 있다.In addition, the control unit controls the main LED to emit infrared light in sequence and detects the position coordinates of the reflector according to the amount of current of the light receiving sensor sequentially generated by each main LED, and changes to the position coordinates of the reflector Depending on the path, various electrical signals can be generated.
또한, 상기 동작 표시부는 상기 하우징 내부에 장착되는 적어도 하나 이상의 무드 램프와, 상기 무드 램프의 빛이 상기 하우징의 외부로 노출되도록 빛의 경로를 가이드하는 라이팅 가이드를 포함하고, 상기 무드 램프는 상기 반사체의 위치 좌표 변화에 따라 작동하도록 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.The operation display unit may include at least one mood lamp mounted inside the housing, and a lighting guide for guiding a path of light to expose the light of the mood lamp to the outside of the housing, wherein the mood lamp includes the reflector. It can be controlled by the control unit to operate in accordance with the change of the position coordinates.
또한, 상기 무드 램프는 3색 LED로 구성되고, 상기 반사체의 위치 좌표 변화에 따라 색상 또는 휘도가 변화하도록 제어될 수 있다.In addition, the mood lamp is composed of a three-color LED, it can be controlled to change the color or brightness in accordance with the change in the position coordinates of the reflector.
또한, 상기 동작 표시부는 상기 하우징 내부에 장착되는 적어도 2개 이상의 방향 램프를 더 포함하고, 상기 방향 램프는 상기 반사체가 상기 광학 패드에 접촉한 상태에서 상기 반사체의 위치 좌표 변화에 따라 선택적으로 작동하도록 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.In addition, the operation indicator further includes at least two or more direction lamps mounted inside the housing, wherein the direction lamps are configured to selectively operate according to a change in position coordinates of the reflector while the reflector is in contact with the optical pad. It may be controlled by the controller.
또한, 상기 동작 표시부는 상기 광학 패드의 일측면에 장착되어 빛이 통과할 수 있도록 형성된 OLED패널을 더 포함하고, 상기 OLED패널은 상기 반사체의 위치 좌표 변화에 따라 색상, 휘도 및 심볼 중 적어도 어느 하나 이상을 표시하는 방식으로 작동하도록 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.The operation display unit may further include an OLED panel mounted on one side of the optical pad and configured to allow light to pass therethrough, wherein the OLED panel includes at least one of color, luminance, and symbols according to a change in position coordinates of the reflector. It may be controlled by the control unit to operate in a manner of displaying an abnormality.
본 발명에 의하면, 빛을 방출하는 발광부와 발광부의 적외선을 수광하는 수 광부를 이용하여 반사체의 움직임에 의해 발생하는 수광부의 전류 변화에 따라 다양한 전기적 신호를 생성함으로써, 하나의 스위치 장치를 통해 다양한 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by using a light emitting unit for emitting light and a light receiving unit for receiving infrared light of the light emitting unit to generate a variety of electrical signals in accordance with the current changes in the light receiving unit generated by the movement of the reflector, a variety of through one switch device It has the effect of performing a function.
또한, LED와 수광 센서를 이용하여 2차원 평면 및 3차원 공간에서 반사체의 이동을 감지하도록 동작함으로써, 접촉 또는 비접촉 방식으로 모두 동작할 수 있고, 이에 따라 작동이 용이하여 사용자에게 편리하고 안정적인 주행 조건을 제공하는 효과가 있다.In addition, by operating the LED and the light receiving sensor to detect the movement of the reflector in the two-dimensional plane and three-dimensional space, it can be operated in both contact or non-contact method, accordingly easy to operate, convenient and stable driving conditions for the user Has the effect of providing.
또한, 하나의 스위치 장치를 통해 다양한 기능을 갖는 전기적 신호를 생성할 수 있으므로, 차량 실내에 장착되는 스위치 장치의 개수를 감소시킬 수 있고 이에 따라 차량 실내의 미감을 향상시키고 차량 실내의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since a single switch device can generate electrical signals having various functions, the number of switch devices mounted in the vehicle interior can be reduced, thereby improving the aesthetics of the vehicle interior and improving the freedom of design of the vehicle interior. It can be effected.
또한, 2차원 평면 및 3차원 공간에서 스위치 조작을 위한 반사체의 이동 상태를 시각적인 정보로 사용자에게 제공할 수 있는 동작 표시부를 장착함으로써, 사용자가 더욱 안정적으로 조작할 수 있고, 사용자에 대한 스위치 조작감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by mounting an operation display unit that can provide the user with visual information the movement state of the reflector for the switch operation in the two-dimensional plane and three-dimensional space, the user can operate more stably, the user feels the switch operation There is an effect to improve.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도 록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치에 대한 내부 배치 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a perspective view schematically showing the shape of a switch device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing the internal configuration of the switch device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 Is a plan view schematically illustrating an internal arrangement state of a switch device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 적외선을 방출하는 LED와 LED의 적외선을 수광하는 수광 센서를 이용하여 반사체의 움직임에 의해 발생하는 수광 센서의 전류 변화에 따라 다양한 기능을 수행하는 방식으로 구성된다. 이때, 반사체의 움직임은 스위치 장치에 접촉된 상태에서 진행될 수도 있고 스위치 장치로부터 비접촉된 상태에서 진행될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 3차원 공간에서 반사체의 이동을 감지하고 그 이동 경로에 따라 각각 다른 기능을 수행하는 전기적 신호를 생성할 수 있으며, 이에 따라 하나의 스위치 장치를 통해 여러가지 기능을 수행할 수 있고 이러한 기능은 반사체가 스위치 장치에 접촉 또는 비접촉 상태로 이동하는 경우 모두 수행될 수 있도록 구성된다.The switch device according to an embodiment of the present invention is configured in such a manner as to perform various functions according to the current change of the light receiving sensor generated by the movement of the reflector by using the LED emitting infrared light and the light receiving sensor receiving the infrared light of the LED. do. At this time, the movement of the reflector may proceed in a state of being in contact with the switch device or may be in a state of being in non-contact with the switch device. Therefore, the switch device according to an embodiment of the present invention can detect the movement of the reflector in the three-dimensional space and generate an electrical signal that performs different functions according to the movement path, and thus through one switch device Various functions can be performed and these functions are configured to be performed both when the reflector moves in contact or non-contact state with the switch device.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 하우징(100)과, 빛을 발광하는 발광부(E)와, 빛을 수광하는 수광부(D)와, 이들을 제어하는 제어부(10)를 포함하여 구성된다. 이때, 사용자에게 다양한 시각적 정보를 제공하는 동작 표시부(800)를 더 포함할 수 있다.The switch device according to an embodiment of the present invention comprises a
하우징(100)은 내부에 수용 공간이 형성되도록 하우징 본체(110)와 하우징 덮개(120)로 분리 가능하게 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이 대략 원통형으로 형성되어 차체에 고정된다. 하우징 덮개(120)의 일측면에는 원형의 관통홀(121)이 형성되어 하우징(100) 내부 공간이 외부에 개방되도록 구성되며, 관통홀(121)은 후술할 광학 패드(400)의 결합을 위한 것으로 광학 패드(400)의 형상에 상응하여 원형 또는 사각형 등 다양한 형태로 변경 가능하다. 하우징(100) 내부에는 각종 구성 요소들을 고정 지지할 수 있도록 별도의 베이스 플레이트(130)가 장착될 수 있다.The
하우징(100) 내부에는 발광부(E), 수광부(D), 동작 표시부(800) 및 제어부(10) 등이 실장될 수 있는 PCB기판(200,200')이 장착되는데, PCB기판(200,200')은 도 2에 도시된 바와 같이 발광부(E), 수광부(D) 등이 실장되는 메인 PCB기판(200)과, 동작 표시부(800) 등이 실장되는 보조 PCB기판(200')으로 분리되어 분할 배치되도록 형성될 수 있으나, 이와 달리 하나의 PCB기판으로 형성될 수도 있다. 메인 PCB기판(200)의 일측에는 메인 PCB기판(200)과 외부 전기 장치가 서로 연결될 수 있도록 연결부(210)가 돌출되게 형성될 수 있으며, 이러한 연결부(210)에 의해 메인 PCB기판(200)의 전기적 신호가 외부 전기 장치에 전송되고, 도시되지는 않았으나 보조 PCB기판(200')의 경우에도 이러한 연결부가 형성될 수 있을 것이다.Inside the
발광부(E)는 하우징(100) 내부에 배치되어 광학 패드(400)를 통과하도록 빛을 방출하는데, 본 발명의 일 실시예에 따라 적외선을 방출하는 적어도 하나 이상의 메인LED(300)를 포함하여 구성될 수 있다. The light emitting unit E is disposed inside the
메인LED(300)는 메인 PCB기판(200)에 실장되어 적외선을 방출하는 적외선 LED 방식으로 구성된다. 이러한 적외선 LED 방식의 메인LED(300)는 적외선 방출 영역이 일정 각도 범위 내로 한정되어 방출되며, 따라서 메인LED(300)의 적외선 방출 방향에 대한 직각 방향으로 설정된 가상의 평면 상에 형성되는 메인LED(300)의 적외선 방출 영역은 원형을 나타내며 가상의 평면이 메인LED(300)로부터 멀어짐에 따라 더 넓은 원형의 영역을 나타낸다. 또한, 이러한 가상의 평면 상에 형성된 적외선 방출 영역 내에서 적외선 광량 분포는 메인LED(300)로부터 직진 방향으로 방출되는 지점에서 가장 높게 나타나며 그 가장자리로 갈수록 낮아지는 형태로 나타난다. 또한, 가상의 평면이 메인LED(300)로부터 멀어짐에 따라 가상의 평면 상에 형성되는 절대적인 광량은 감소하게 된다. 이와 같은 적외선 광량 분포는 빛의 광량이 거리에 반비례하는 일반적인 특성에 따라 당연한 결과이다. 이러한 특성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 적외선의 직진 방출 지점이 광학 패드(400)의 가장자리에 형성되도록 배치되는 것이 바람직하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED(300)는 적어도 하나 이상 배치되며 바람직하게는 4개 배치되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축의 직교하는 지점으로부터 동일 거리에 위치하도록 제 1 축 및 제 2 축 상에 각각 2개씩 배치될 수 있다. 다시 말하면, 4개의 메인LED(300)는 동일한 원주 상에 90도 각을 이루도록 2개씩 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 그러나 이러한 배치 형태 이외에도 다른 다양한 형태로 변경 가능하며, 특히 서로 동일 직선 상에 위치하도록 2개만 배치될 수도 있다.In addition, at least one
광학 패드(400)는 전술한 바와 같이 하우징(100)의 관통홀(121)을 차단하며 관통홀(121)에 결합되는데, 메인LED(300)로부터 방출되는 적외선이 광학 패드(400)를 통과하여 하우징(100) 외부로 진행되도록 중앙부의 렌즈(410)와 렌즈(410)를 감싸는 형태의 렌즈 프레임(420)으로 구성된다. 이때, 광학 패드(400)는 메인LED(300)와 일정 간격 이격되게 배치되는데, 상호 이격되는 거리는 메인LED(300)의 배치 상태에 따라 결정될 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.As described above, the
수광부(D)는 광학 패드(400)의 외부에 위치한 반사체(H)에 의해 반사되는 빛을 수광하여 전류를 발생시키도록 하우징(100) 내부에 배치되는데, 이러한 수광부(D)는 본 발명의 일 실시예에 따라 메인LED(300)의 적외선을 수광하는 수광 센서(600)와, 수광 센서(600)에 또 다른 적외선을 방출하는 보상LED(500)를 포함하여 구성될 수 있다.The light receiving unit D is disposed inside the
수광 센서(600)는 메인LED(300)로부터 방출되어 광학 패드(400)에 인접한 외부 반사체(H)에 의해 반사된 적외선을 수광하도록 메인 PCB기판(200)에 실장된다. 수광 센서(600)는 LED로부터 발광된 적외선을 수광하여 전류를 발생시키는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 포토 다이오드가 사용되는 것이 바람직하다. 수광 센서(600)의 배치 위치는 메인LED(300)와 일정 간격 이격되게 배치되는데, 다수개의 메인LED(300)가 구비되는 경우 다수개의 메인LED(300)의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 전술한 바와 같이 메인LED(300)가 동일 원주 상에 90도 각도를 이루며 4개 배치되는 경우, 수광 센서(600)는 4개의 메인LED(300)의 중심 지점에 위 치하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 전술한 제 1 축 및 제 2 축이 서로 직교하는 지점에 위치하는 것이 바람직하다. 물론, 이와 달리 수광 센서(600)가 다른 다양한 위치에 배치될 수도 있으며, 메인LED(300)의 배치 상태에 따라 다수개의 수광 센서(600)가 다양한 위치에 배치될 수도 있다.The
보상LED(500)는 메인LED(300)와 같이 메인 PCB기판(200)에 실장되어 적외선을 방출하는 적외선 LED 방식으로 구성되며, 메인LED(300)와는 별도로 수광 센서(600)에 적외선을 방출한다. 즉, 메인LED(300)로부터 방출된 적외선이 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 수광되면, 보상LED(500)는 수광 센서(600)에 의해 수광되는 반사 적외선과 동일 진폭 동일 주파수를 갖는 반대 위상의 적외선을 수광 센서(600)로 방출하도록 구성된다. 이러한 보상LED(500)에 의해 수광 센서(600)에서는 일정 크기를 갖는 직류 전류가 발생된다.
좀 더 자세히 살펴보면, 일반적으로 적외선 LED에 의해 방출되는 적외선은 일정 파동을 갖는 형태로 수광 센서(600)에 전달되기 때문에, 수광 센서(600)가 적외선을 수광하여 발생하는 전류는 교류의 형태를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류 변화의 감지가 용이하도록 교류 형태의 전류를 직류로 변경하여 제어부에 전송한다. 이때, 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류를 직류의 형태로 변경할 수 있도록 보상LED(500)가 수광 센서(600)로 별도의 적외선을 방출하는데, 보상LED(500)가 방출하는 적외선은 수광 센서(600)에 직접 입사되는 적외선으로 메인LED(300)에 의해 방출 반사되는 적외선과는 동일 진폭 및 동일 주파수를 가지며 반대 위상을 갖는다. 따라서, 수광 센 서(600)에서는 메인LED(300)에 의해 방출 반사되는 적외선과 보상LED(500)에 의해 입사되는 반대 위상의 적외선에 의해 상호 보상되어 위상차가 없는 일정 크기의 직류 전류가 발생된다. 이러한 구조에 따라 이하에서 언급되는 수광 센서(600)에 의한 전류 변화는 보상LED(500)에 대한 추가적인 언급이 없더라도 직류 전류에 대한 변화를 의미하는 것으로 이해해야 할 것이다.In more detail, in general, since the infrared light emitted by the infrared LED is transmitted to the
제어부는 이러한 메인LED(300) 및 보상LED(500)의 동작을 제어한다. 즉, 제어부는 메인LED(300)의 동시 동작 또는 순차적 동작과 같은 동작 상태를 제어하고, 또한 전술한 바와 같이 메인LED(300)에 의해 방출된 적외선이 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 입사되면 이를 감지하여 보상LED(500)가 적외선을 수광 센서(600)로 방출하도록 제어한다. 이러한 제어부는 메인 PCB기판(200)에 장착되는 것이 바람직하나, 별도의 독립적인 장치로 구성될 수도 있다. 또한, 제어부는 수광 센서(600)로부터 발생된 전류 변화에 따라 각각 다른 전기적 신호를 생성하는데, 예를 들면, 수광 센서(600)로부터 발생된 전류 변화가 일정 크기 이상이 되는 경우에만 전기적 신호를 생성하거나 또는 전류 변화를 통해 반사체(H)의 위치 좌표 및 위치 좌표 변화를 파악하고 이에 따라 전기적 신호를 생성하는 등의 방식으로 동작될 수 있다. 이와 같이 제어부에 의해 생성된 전기적 신호는 차량의 ECU 또는 외부 전기 장치로 전송되어 특정 기능, 예를 들어 룸램프의 온/오프 동작 또는 선루프의 개폐 동작 기능 등이 수행되도록 사용자의 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.The controller controls the operation of the
이러한 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 사용자가 별도의 반사체(H)를 광학 패드(400)의 외부에서 광학 패드(400)에 접촉하거나 또는 비접촉한 상태로 이동함에 따라 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류가 변화되며, 이에 따라 제어부에 의해 다양한 전기적 신호가 생성되는 방식으로 동작한다.According to this configuration, the switch device according to the embodiment of the present invention receives a separate light reflector (H) as the light receiving sensor as the contact or non-contact state of the
좀 더 자세히 살펴보면, 사용자가 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 외부 반사체(H)로서 사용자의 손가락을 이용하여 광학 패드(400)의 외부에서 광학 패드(400)에 접촉 또는 비접촉 상태로 이동할 수 있는데, 이때, 반사체(H)로서 사용자의 손가락 이외에도 별도의 탐침막대 등을 이용하여 반사체(H)로서 활용될 수도 있다. 이와 같이 사용자가 반사체(H)를 이동시키면, 메인LED(300)에 의해 방출된 적외선은 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 입사되는데, 이때 메인LED(300)의 적외선 광량 분포는 전술한 바와 같이 적외선 방출 영역 내에만 존재하게 되고 이러한 적외선 방출 영역 내에서도 직진 방향에서 가장 크고 그 가장자리로 갈수록 광량의 세기가 감소하게 된다. 이는 동일한 가상 평면 상에 형성된 원형의 적외선 방출 영역 내에서의 광량 분포에 관한 것이므로, 이러한 특성은 광학 패드(400)의 표면 상에서 뿐만 아니라 광학 패드(400)의 외부 임의의 가상 평면 상에서도 동일하게 나타난다. 따라서, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉 또는 비접촉 상태에서 이동하게 되면, 이동 위치에 따라 적외선 광량 분포가 변화되기 때문에, 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 입사되는 적외선의 세기(광량)가 변화하게 된다. 또한, 이와 같은 적외선 광량 분포는 전술한 바와 같이 메인LED(300)와의 거리에 반비례하기 때문에, 반사체(H)가 메인LED(300)와의 거리를 변화시키는 형태로 이동함에 따라 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 입사되는 적외선의 세기(광량)가 변화하게 된다. 이와 같이 반사체(H)의 이동에 따라 수광 센 서(600)에 입사되는 적외선의 광량이 변화하게 되면, 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류가 변화하게 되므로, 이러한 전류 변화에 따라 제어부는 전기적 신호를 생성하게 된다.In more detail, as illustrated in FIGS. 3 and 5, the user may move the contact or non-contact state of the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 반사체(H)의 이동 형태 및 경로에 따라 다양한 종류의 전기적 신호를 생성할 수 있으므로, 여러개의 버튼 스위치 장치 또는 시소 스위치 장치 등을 통해 수행할 수 있는 다수개의 기능을 하나의 장치를 통해 수행할 수 있으므로, 차량 실내에 스위치 장치의 장착 개수가 감소되고 이에 따라 사용자의 스위치 장치에 대한 조작이 용이하게 수행될 수 있으며 안정적인 주행 조건이 제공될 수 있다.Therefore, the switch device according to an embodiment of the present invention may generate various kinds of electrical signals according to the movement type and the path of the reflector H, and thus may be performed through a plurality of button switch devices or a seesaw switch device. Since a plurality of functions can be performed through one device, the number of mounting of the switch device in the vehicle interior can be reduced, and thus the user can easily operate the switch device and provide stable driving conditions. .
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 구체적인 구성들을 좀 더 자세히 살펴보면, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED(300)는 적어도 하나 이상 바람직하게는 전술한 바와 같이 동일 원주상에 90도 간격으로 4개 배치되는데, 이러한 메인LED(300)가 각각 상호 간섭되지 않도록 별도의 프레임(700)이 장착된다. 이러한 프레임(700)은 메인 PCB기판(200)과 광학 패드(400) 사이에 장착되어 메인 PCB기판(200)에 장착되는 메인LED(300)와 광학 패드(400)의 이격 거리를 유지하는 기능을 수행하며, 메인LED(300)의 적외선이 직접 수광 센서(600)로 입사되지 않도록 수광 센서(600)와 메인LED(300)의 공간을 분리함과 동시에 각각의 메인LED(300) 상호 간에 적외선이 서로 간섭되지 않도록 각 메인LED(300)의 공간을 분리한다. 따라서, 프레임(700)에는 도 2에 도시된 바와 같이 수광 센서(600)를 감싸는 형태의 원형 분리판(710)과 각 메인LED(300)를 분리 구획하는 직선형 분리 판(720)이 형성된다. 이러한 특성에 따라 프레임(700)은 적외선을 반사하지 않고 흡수할 수 있는 재질의 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다.Next, looking at the specific configuration of the switch device according to an embodiment of the present invention in more detail, first, at least one
한편, 이러한 메인LED(300)와는 달리 보상LED(500)의 적외선은 직접 수광 센서(600)로 입사되어야 하기 때문에, 보상LED(500)에는 보상LED(500)에 의해 방출되는 적외선이 수광 센서(600)로 집중될 수 있도록 별도의 프리즘(510)이 장착될 수 있다. 이러한 프리즘(510)은 보상LED(500)의 적외선이 수광 센서(600)에 직접 입사되도록 양단이 보상LED(500)와 수광 센서(600)에 각각 근접하도록 형성되며, 투명한 재질의 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있다.On the other hand, unlike the
이러한 프레임(700) 및 프리즘(510)에 의해 메인LED(300) 및 보상LED(500)의 동작 상태는 상호 적외선의 간섭이 방지되어 더욱 정확하게 작동될 수 있다. The operation state of the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 사용자에게 다양한 시각적 정보를 제공하는 동작 표시부(800)를 더 포함하는데, 이러한 동작 표시부(800)는 수광부(D)의 전류량 변화에 따라 동작하도록 제어부(10)에 의해 제어되어, 반사체(H)의 이동 상태에 대한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다.On the other hand, the switch device according to an embodiment of the present invention further includes an operation display unit 800 for providing a variety of visual information to the user, the operation display unit 800 is a control unit to operate according to the change in the current amount of the light receiving unit (D) Controlled by (10), it is possible to visually provide the user with information about the movement state of the reflector (H).
동작 표시부(800)는 하우징(100) 내부에 장착되는 적어도 하나 이상의 무드 램프(830)와, 무드 램프(830)의 빛이 하우징(100)의 외부로 노출되도록 빛의 경로를 가이드하는 라이팅 가이드(820)를 포함하여 구성된다. 무드 램프(830)는 하우징(100) 내부에 장착되는 보조 PCB기판(200')에 장착될 수 있으며, 무드 램프(830)의 상부에는 원통형 형태의 라이팅 가이드(820)가 장착된다. 이때, 라이팅 가이드(820)의 형상은 도 2에 도시된 바와 같이 중공 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이는 무드 램프(830)의 배치 상태에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 다수개의 무드 램프(830)가 도 2에 도시된 바와 같이 보조 PCB기판(200')에 원주를 이루며 배치된 경우 라이팅 가이드(820)의 형상은 이에 대응하여 원통형으로 형성되고, 무드 램프(830)가 사각형을 이루며 배치된 경우에는 라이팅 가이드(820)의 형상은 사각통의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 라이팅 가이드(820)는 투명 재질로 빛이 투과할 수 있도록 형성되어 하우징(100)의 외측에 노출되도록 장착되는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 광학 패드(400)의 외측을 감싸는 형태로 형성되어 사용자가 조작과 함께 용이하게 시각적 정보를 제공받을 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 라이팅 가이드(820)에는 무드 램프(830) 또는 후술한 방향 램프(810)의 빛이 집중 유도될 수 있도록 다수개의 광원 집중부(821)가 원주 방향을 따라 등간격으로 배치될 수도 있다. 한편, 무드 램프(830)는 본 발명의 일 실시예에 따라 3색 LED로 구성되어 반사체(H)의 위치 좌표 변화에 따라 색상 또는 휘도가 변화하도록 제어될 수 있다.The operation display unit 800 may include at least one
또한, 동작 표시부(800)는 하우징(100) 내부에 장착되는 적어도 2개 이상의 방향 램프(810)를 더 포함할 수 있고, 이러한 방향 램프(810)는 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉한 상태에서 반사체(H)의 위치 좌표를 사용자에게 더욱 정확하게 제공하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 PCB기판(200)의 가장 자리에 4개 방향으로 배치될 수 있으며, 특히, 메인LED(300)가 배치되는 방향과 일치하도록 배치될 수 있다. 방향 램프(810)는 온/오프 방식으로 작동하며 별도의 색상 변화 등의 기능이 불필요하여 단색 LED 등이 사용될 수 있으나, 이와 달리 색상 변화 등이 가능한 3색 LED 등이 사용될 수도 있을 것이다.In addition, the operation display unit 800 may further include at least two or
아울러, 동작 표시부(800)는 광학 패드(400)의 일측면에 장착되어 빛이 통과하도록 형성되는 OLED패널(840)을 더 포함할 수 있다. OLED패널(840)은 반사체의 위치 좌표 변화에 따라 색상, 휘도 및 심볼 중 적어도 어느 하나 이상을 표시하는 방식으로 작동한다. OLED패널(840)은 별도의 전기 신호에 따라 다양한 시각적 정보를 제공하는 것으로 빛이 투과될 수 있으므로 광학 패드(400)의 표면에 결합될 수 있으며, 일반적으로 널리 상용되는 기술이므로 그 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the operation display unit 800 may further include an
이러한 무드 램프(830), 방향 램프(810) 및 OLED패널(840)은 모두 반사체(H)의 위치 좌표 변화에 따라 시각적 정보를 제공하도록 제어부(10)에 의해 제어되는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED의 배치 상태와 광량 분포 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수광 센서에 메인LED의 적외선이 수광되는 동작 상태를 개념적으로 도시한 동작 상태도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사체가 광학 패드에 접촉된 상태에서 이동할 수 있는 이동 경로의 종류를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사체가 광학 패드로부터 접촉되지 않은 상태에서 이동할 수 있는 이동 경로의 종류를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a view schematically showing an arrangement state and a light quantity distribution state of the main LED according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an operation of receiving the infrared light of the main LED to the light receiving sensor according to an embodiment of the present invention 6 is a diagram schematically illustrating a state, and FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a kind of a movement path that may be moved in a state where a reflector is in contact with an optical pad, according to an embodiment of the present invention, and FIG. In accordance with one embodiment of the present invention is a view schematically showing the type of movement path that can be moved in the state in which the reflector is not in contact with the optical pad.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED(300) 및 광학 패드(400)의 배치 상태 및 광량 분포 상태를 도시한 것으로, 메인LED(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 광학 패드(400)의 중심부에서 각각의 적외선 방출 영역이 서로 교차하도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 메인LED(300)가 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축 상에 각각 2개씩 배치되는 경우, 제 1 축 상에 배치되는 2개의 메인LED(300)를 제 1 및 제 2 메인LED(301,302)라고 하고 제 2 축 상에 배치되는 2개의 메인LED(300)를 제 3 및 제 4 메인LED(303,304)라고 하면, 제 1 및 제 2 메인LED(301,302)의 적외선 방출 영역이 광학 패드(400)의 중심부에서 서로 교차하고 제 3 및 제 4 메인LED(303,304)의 적외선 방출 영역이 광학 패드(400)의 중심부에서 서로 교차하도록 배치된다.4 illustrates an arrangement state and a light quantity distribution state of the
이때, 각 메인LED(300)의 적외선 광량 분포는 예를 들어 제 1 및 제 2 메인LED(301,302)의 광량 분포는 도 4에 도시된 바와 같이 메인LED(300)의 직진 방향으로부터 동일 평면 상의 적외선 방출 영역의 가장자리로 갈수록 점점 감소하는 형태로 나타난다. 이 경우 제 1 및 제 2 메인LED(300)는 직진 방출 방향이 광학 패드(400)의 가장자리에 위치하도록 배치되기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이 광학 패드(400)의 중심부분에서 광량이 감소하며 상호 교차하는 영역이 발생하도록 배치된다. 따라서, 제 1 및 제 2 메인LED(300)를 연결하는 직선 상의 적외선 광량 분포는 광학 패드(400)의 양측 가장자리에서 최대값을 나타내며 중심부에서 최소값을 나타낸다.In this case, the infrared light quantity distribution of each
또한 이러한 메인LED(300)의 배치 상태는 광학 패드(400)와 메인LED(300)의 이격 거리를 결정하게 된다. 즉, 메인LED(300)의 적외선 방출 영역은 전술한 바와 같이 일정 방출 각도를 가지며 공간상으로 확대되어 가는 영역의 형태로 나타나기 때문에, 2개의 메인LED(300), 예를 들어 전술한 제 1 및 제 2 메인LED(300)의 적외선 방출 영역은 제 1 및 제 2 메인LED(300)로부터 적외선 방출 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서부터 서로 교차하게 된다. 따라서, 이러한 교차 영역이 광학 패드(400)의 중심부에서 형성될 수 있도록 광학 패드(400)가 배치되기 때문에, 광학 패드(400)와 메인LED(300)와의 이격 거리는 이러한 조건에 따라 실험적으로 또는 기하학적 계산에 의해 결정된다.In addition, the arrangement state of the
도 5는 이러한 구조에 따라 메인LED(300)에 의해 방출된 적외선이 반사체(H)에 의해 반사되어 수광 센서(600)로 입사되는 방식을 개념적으로 도시한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉한 상태에서 광학 패드(400)의 가장자리에 위치하게 되면, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 메인LED(300)의 적외선이 반사체(H)에 의해 반사되며 수광 센서(600)로 입사된다. 이 상태에서 반사체(H)가 광학 패드(400)의 중심부 측으로 이동하게 되면, 제 1 메인LED(300)의 광량이 감소하므로 수광 센서(600)에 입사되는 적외선 광량이 감소하여 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류의 크기가 감소하게 된다. 이후 계속 진행하여 반사체(H)가 광학 패드(400)의 맞은편 가장자리로 이동하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 메인LED(300)에 근접하게 이동하게 되므로 제 2 메인LED(300)의 적외선 광량이 증가하게 되어 다시 적외선 반사량 및 수광 센서(600)에 의한 전류 발생량이 증가하게 된다.FIG. 5 conceptually illustrates a method in which infrared light emitted by the
이러한 수광 센서(600)의 전류 발생량 변화는 제어부에 의해 감지되어 전류 변화의 형태에 따라 상응하는 전기적 신호가 생성된다. 즉, 이와 같은 형태의 수광 센서(600)의 전류 변화는 예를 들면 반사체(H)가 광학 패드(400) 상에서 횡단 방향으로 이동하는 경우에 발생되므로, 반사체(H)의 이동에 따라 수광 센서(600)에 의해 발생될 수 있는 전류 변화를 미리 설정하여 데이터 베이스화한 후 이에 상응하는 전기적 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 이 경우 미리 설정된 전류 변화 데이터를 데이터 베이스화하여 저장하지 않고 별도의 조건을 수식으로 처리하는 방식으로 구성될 수도 있다.The change in the current generation amount of the
이때, 제어부에 의해 생성되는 전기적 신호는 전술한 방식에 따라 반사체(H)가 이동하여 발생된 전류 변화가 미리 설정된 전류 변화 정도에 해당하는 경우에 생성되는 것이므로, 반사체(H)가 사용자의 의도와 상관없이 이동하는 경우에도 전기적 신호가 발생될 수 있다. 즉, 광학 패드(400)를 통과하는 적외선 방출 영역이 형성되는 공간에서 반사체(H)의 이동은 사용자의 스위치 작동 의도와 상관없이 전기적 신호를 생성시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 반사체(H)의 이동에 따라 발생되는 수광 센서(600)의 전류 변화 속도가 미리 설정된 속도 범위 내에 해당되는 경우에만 전기적 신호를 생성하도록 구성된다. 다시 말하면, 제어부는 반사체(H)의 이동이 사용자의 의도에 의한 것인지 또는 의도하지 않은 것인지 구별할 수 있도록 구성되는 것이 바람직한데, 본 발명의 일 실시예에 따라 일정 속도 이상의 반사체(H) 이동의 경우에만 사용자의 의도가 있는 경우로 파악하여 이 경우에만 전기적 신호를 생성하도록 구성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 차량 내부에서 의도하지 않은 반사체(H)의 이동에 의해 서는 전기적 신호 및 기능이 발휘되지 않는 안정적인 작동 구조를 갖는다.In this case, the electrical signal generated by the control unit is generated when the current change generated by the movement of the reflector H according to the above-described method corresponds to a preset current change degree, so that the reflector H is in accordance with the intention of the user. Regardless of the movement, an electrical signal can be generated. That is, the movement of the reflector H in the space where the infrared emission region passing through the
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 다양한 전기적 신호가 생성될 수 있는데, 이외에도 좀 더 다양한 전기적 신호가 생성될 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따라 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉 또는 비접촉한 상태에서 반사체(H)의 위치 좌표를 감지하고, 반사체(H)의 위치 좌표에 대한 변화 경로에 따라 다양한 전기적 신호를 생성하는 방식으로 구성될 수도 있다. 또한, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉/비접촉한 상태에서 각각 서로 다른 동작 상태에 따라 전기적 신호가 생성되도록 구성되거나 또는 서로 동일한 동작 상태에 대해 서로 다른 기능의 신호가 발생되도록 구성될 수도 있는 등 다양하게 변경 가능하다.According to this structure, the switch device according to an embodiment of the present invention may generate various electrical signals. In addition, the reflector H may include an optical pad according to an embodiment of the present invention to generate more various electrical signals. The position coordinates of the reflector H may be detected in contact or non-contact with the 400, and may be configured in a manner of generating various electrical signals according to a change path with respect to the position coordinates of the reflector H. In addition, in the state in which the reflector H is in contact / non-contact with the
예를 들어, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하면, 제어부는 다수개의 메인LED(300)가 순차적으로 적외선을 방출하도록 제어한다. 이러한 제어 방식을 갖는 제어부는 순차적으로 수광 센서(600)의 전류 변화를 발생시키는 메인LED(300)를 검출함으로써 반사체(H)의 위치 좌표를 감지할 수 있고, 즉, 각 메인LED(300)에 의해 순차적으로 발생되는 수광 센서(600)의 전류량에 따라 반사체(H)의 위치 좌표를 감지할 수 있고, 이러한 반사체(H)의 위치 좌표에 대한 변화 경로에 따라 각각 다양한 전기적 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.For example, when the reflector H contacts the
좀 더 자세히 살펴보면, 예를 들어 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 4 메인LED(301,302,303,304)가 구비된 상태에서 4개의 메인LED(300)가 동시에 작동하는 경우, 반사체(H)가 광학 패드(400)를 횡단하는 형태로 이동하게 되 면, 4개의 메인LED(301,302,303,304)는 상호 대칭으로 형성되기 때문에 반사체(H)의 이동 경로가 다르더라도 동일한 전류 변화가 발생된다. 즉, 반사체(H)가 제 1 메인LED(301)로부터 제 2 메인LED(302) 방향으로 이동하는 경우와 제 3 메인LED(303)로부터 제 4 메인LED(304) 방향으로 이동하는 경우 모두 동일한 전류 변화가 발생되고 이에 따라 제어부에 의해 발생되는 전기적 신호는 모두 동일하게 발생하게 되므로, 상대적으로 더욱 다양한 전기적 신호를 생성할 수 없게 된다.In more detail, for example, as shown in FIGS. 2 and 6, when the four
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 이러한 반사체(H)의 이동 경로가 변화하는 경우에도 각각 다른 전기적 신호가 생성될 수 있도록 4개의 메인LED(301,302,303,304)를 순차적으로 동작 제어한다. 이와 같이 순차적으로 메인LED(300)를 제어하게 되면, 전술한 제 1 메인LED(301)로부터 제 2 메인LED(302) 방향의 반사체(H) 이동과 제 3 메인LED(303)로부터 제 4 메인LED(304) 방향의 반사체(H) 이동이 제어부에 의해 시간적으로 구별되기 때문에, 반사체(H)의 이동 경로에 따라 각각 다른 전기적 신호가 생성될 수 있다. 즉, 메인LED(300)에 의해 동일한 전류 변화가 발생되더라도 이러한 전류 변화가 4개의 메인LED(301,302,303,304) 중 어느 메인LED에 의해 발생된 것인지 시차적으로 파악될 수 있기 때문에, 반사체(H)의 이동 경로가 파악되며 이에 따라 다른 전기적 신호가 생성될 수 있다.Accordingly, the controller according to an embodiment of the present invention sequentially controls the four
이때, 반사체(H)의 이동 경로를 파악하는 방식은 메인LED(300)가 순차적으로 작동하기 때문에, 수광 센서(600)에서 순차적으로 발생되는 전류량이 어느 메인LED(300)에 의해 발생된 전류량인지 알 수 있고, 이와 같이 메인LED(300)에 의해 발생되는 수광 센서(600)의 전류량은 전술한 바와 같이 반사체(H)와 메인LED(300) 와의 거리에 따라 일정하게 변화하게 되므로, 이러한 전류량을 통해 반사체(H)의 위치 좌표를 감지할 수 있다. 따라서, 반사체(H)의 이동 경로는 반사체(H)의 위치 좌표에 대한 변화 경로를 통해 파악할 수 있다.In this case, since the
이상에서와 같이 반사체(H)의 위치 좌표 및 위치 좌표 변화 경로를 파악하는 방식은 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉한 상태에서 이루어지는 것이 그 정확도 면에서 더욱 유리하지만, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하지 않은 경우에도 마찬가지 방식으로 반사체(H)의 위치 좌표를 파악할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하지 않은 상태에서도 일정 가상 평면상에서 직선 운동 또는 회전 운동하는 반사체(H)의 이동 경로에 따라 다양한 전기적 신호가 발생되도록 구성할 수 있다.As described above, the method of grasping the position coordinates and the position coordinate change path of the reflector H is more advantageous in terms of accuracy in the state where the reflector H is in contact with the
특히, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하지 않은 상태에서는 반사체(H)의 이동 경로가 더욱 다양해질 수 있는데, 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)를 향해 근접 또는 원격 이동하는 이동 경로를 가질 수 있고, 이를 통해 또 다른 전기적 신호가 생성되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 반사체(H)의 근접/원격 이동에 따라 전기적 신호가 생성되는 경우에는 반사체(H)의 이동 방향에 대한 직각 방향의 위치 좌표를 감지할 필요가 없으므로, 다수개의 메인LED(300)가 모두 동시에 적외선을 방출하도록 제어할 수도 있다.In particular, in a state in which the reflector H is not in contact with the
좀 더 자세히 살펴보면, 전술한 바와 같이 메인LED(300)의 적외선 광량 분포는 메인LED(300)의 거리에 반비례하는 관계를 나타내기 때문에, 메인LED(300)가 동시에 작동하는 상태에서 반사체(H)가 메인LED(300)에 근접하게 이동하거나 또는 멀 어지는 방향으로 원격 이동하게 되면, 적외선 광량 분포에 따라 반사체(H)에 반사되는 적외선의 광량이 변화되어 수광 센서(600)에 입사되는 적외선 광량이 변화하게 되고 이에 따라 수광 센서(600)에 의해 발생되는 전류가 변화하게 된다. 이러한 전류 변화에 따라 제어부가 각각 다른 전기적 신호를 생성한다. 즉, 반사체(H)가 광학 패드(400) 측으로 근접 이동하게 되면, 메인LED(300)와의 거리가 근접하게 되므로 전류 변화가 증가하는 형태로 나타나고 이러한 전류 변화에 따라 예를 들어 룸램프를 오프시키는 전기적 신호가 발생되도록 구성될 수 있으며, 반사체(H)가 광학 패드(400)로부터 멀어지는 쪽으로 원격 이동하게 되면, 메인LED(300)와의 거리가 멀어지게 되므로 전류 변화가 감소하는 형태로 나타나고 이러한 전류 변화에 따라 예를 들어 룸램프를 온시키는 전기적 신호가 발생되도록 구성될 수 있다. 이때, 룸램프를 온/오프시키는 전기적 신호는 예를 들어 설명한 것으로 전기적 신호는 이외에도 다른 다양한 기능을 갖도록 변경될 수 있다.In more detail, as described above, since the infrared light quantity distribution of the
한편, 이와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)에 비접촉된 상태에서 반사체(H)의 이동을 감지하는 구성의 경우에도 전술한 바와 같이 반사체(H)와 광학 패드(400)와의 거리에 따른 전류 변화의 정도를 미리 설정하고 설정된 범위 내에서 반사체(H)의 이동에 따른 전류 변화가 감지되는 경우에만 전기적 신호가 생성될 수 있도록 제한되는 것이 바람직하며, 이에 따라 사용자가 의도하지 않은 반사체(H)의 이동에 의해 전기적 신호가 생성되는 것이 방지되어 더욱 안정적인 동작이 가능할 것이다.On the other hand, in the case of the configuration that detects the movement of the reflector H in a state in which the reflector (H) is in non-contact with the
이상에서는 메인LED(300)의 작동 상태에 대해 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉되는 경우 다수개의 메인LED(300)가 순차적으로 작동하고, 비접촉되는 경우 동시에 작동하는 형태로 설명하였으나, 이는 하나의 예시에 해당한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 반사체(H)와 광학 패드(400)의 접촉 여부와 무관하게 다수개의 메인LED(300)를 순차적으로 작동하도록 제어하여 전술한 바와 마찬가지 방식으로 전기적 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 즉, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉되거나 접촉되지 않거나 무관하게 메인LED(300)가 순차적으로 작동하도록 하여, 전술한 바와 마찬가지 방식으로 반사체(H)의 동일 평면상의 이동 경로를 감지하고 동일 평면상의 이동 경로에 따라 각각 다른 전기적 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 이와 같이 메인LED(300)가 순차적으로 작동하도록 구성되는 경우에도, 반사체(H)의 광학 패드(400)에 대한 근접 이동 및 원격 이동에 따른 수광 센서(600)의 전류 변화가 전술한 바와 마찬가지 방식으로 발생되기 때문에, 이러한 이동 경로에 따라 각각 다른 전기적 신호가 아울러 생성되도록 구성될 수도 있다.In the above, when the reflector H is in contact with the
이러한 구성에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 메인LED(300)가 각각 순차적으로 1회 적외선을 방출한 후 각각 동시에 적외선을 방출하는 방식의 사이클을 반복하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 메인LED(301), 제 2 메인LED(302), 제 3 메인LED(303) 및 제 4 메인LED(304)가 순차적으로 각각 적외선을 방출하고 이후 제 1 내지 제 4 메인LED(301,302,303,304) 모두 동시에 적외선을 방출하는 5단계 적외선 방출 방식으로 동작할 수 있다. 이러한 5단계의 적외선 방출은 하나의 사이클을 이루는 것으로 이러한 사이클이 계속 반복적으로 수 행되도록 제어된다. 따라서, 메인LED(300)가 순차적으로 작동하는 구성에 의해 반사체(H)의 동일 평면상의 이동 경로가 감지되도록 하고, 메인LED(300)가 동시 작동하는 구성에 의해 광학 패드(400)에 대한 원근 이동의 경로가 감지되도록 하는 방식으로 구성될 수 있다. In addition to such a configuration, the switch device according to an embodiment of the present invention may be configured to repeat the cycle of the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 작동 방법이 용이하며 특히 하나의 스위치 장치를 통해 다양한 기능을 갖는 전기적 신호를 생성할 수 있으므로 차량 실내에 장착되는 스위치의 개수를 감소시킬 수 있고 이에 따라 차량 실내의 미감을 향상시키고 더욱 안정적인 주행 조건을 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the switch device according to an embodiment of the present invention is easy to operate, and in particular, a single switch device can generate electrical signals having various functions, thereby reducing the number of switches mounted in the vehicle interior. It is possible to thereby improve the aesthetics of the interior of the vehicle and provide more stable driving conditions.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 표시부의 무드 램프와 방향 램프의 동작 상태를 표시하기 위한 도 1의 "A-A"선 단면도 및 평면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 표시부의 OLED패널과 방향 램프의 동작 상태를 표시하기 위한 도 1의 "A-A"선 단면도 및 평면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view and a plan view taken along line “AA” of FIG. 1 for displaying an operation state of a mood lamp and a direction lamp of an operation display unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an operation according to an embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional view and a plan view of the line “AA” of FIG. 1 for displaying the operating states of the OLED panel and the direction lamp of the display unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치는 전술한 바와 같이 동작 표시부(800)가 장착될 수 있는데, 이러한 동작 표시부(800)는 반사체(H)의 위치 좌표 변화에 따라 다양한 시각적 정보를 제공하도록 제어부(10)에 의해 제어된다.As described above, the switch device according to the exemplary embodiment may be equipped with the operation display unit 800. The operation display unit 800 may be configured to provide various visual information according to a change in the position coordinate of the reflector H. Controlled by (10).
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)에 비접촉한 상태에서 광학 패드(400)에 근접 이동하며 광학 패드(400)에 접촉하는 경우, 반사체(H)가 근접 이동함에 따라 무드 램프(830)는 도 8의 (a),(b)와 같이 동일 색상 으로 휘도가 증가하도록 구성되고, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉함에 따라 무드 램프(830)는 도 8의 (c)와 같이 색상이 변화하도록 구성될 수 있다. 물론, 이는 예시적인 것으로 색상 변경 없이 휘도만 증가하게 할 수도 있고, 중간 단계에서 색상이 변경되도록 할 수도 있는 등 다양하게 변경 가능하다. 한편, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하면, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 반사체(H)의 접촉 위치 좌표에 따라 가장 근접한 방향 램프(810)가 온 상태가 되도록 구성될 수 있다. 이때, 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉한 상태에서 이동하게 되면, 반사체(H)의 변경된 위치 좌표에 따라 가장 근접한 또 다른 방향 램프(810)가 온 상태가 될 것이다.For example, as shown in FIG. 8, when the reflector H moves in close proximity to the
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 반사체(H)가 광학 패드(400)에 근접 이동함에 따라 무드 램프(830)와는 별개로 OLED패널(840)이 마찬가지 방식으로 휘도 또는 색상 변화하도록 구성될 수도 있으며, 이 경우에도 반사체(H)가 광학 패드(400)에 접촉하게 되면, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 반사체(H)의 위치 좌표에 따라 가장 근접한 방향 램프(810)가 온 상태가 되도록 작동할 수 있다. 한편, 도 8 및 도 9에는 무드 램프(830)와 OLED패널(840)이 각각 별개로 작동하는 것으로 도시되었으나, 무드 램프(830)와 OLED패널(840)은 동시에 작동하도록 구성될 수도 있으며, 특히, OLED패널(840)의 경우에는 색상 및 휘도 변화 뿐만 아니라 별도의 심볼 또한 다양하게 형성할 수 있으므로, 반사체(H)의 위치 변화에 따른 다양한 심볼을 표시하는 방식으로 무드 램프(830)와 병행 사용될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 9, as the reflector H moves closer to the
이러한 동작 상태에 따라 사용자가 반사체(H)를 3차원 공간에서 이동시킬 때, 사용자는 반사체(H)의 이동 상태를 동작 표시부(800)를 통해서 용이하게 인식할 수 있고, 이에 따라 더욱 안정적으로 조작할 수 있을 뿐만 아니라 그 조작감 또한 향상될 수 있을 것이다.When the user moves the reflector H in the three-dimensional space according to the operation state, the user can easily recognize the movement state of the reflector H through the operation display unit 800, thereby operating more stably. Not only can it be done, but also its operation feeling can be improved.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 개략적인 기능 블록도이다.10 is a schematic functional block diagram of a switch device according to an embodiment of the present invention.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 스위치 장치에 대한 구성 요소들의 동작 상태를 종합적으로 살펴보면, 도 10에 도시된 바와 같이 차량 내부에 별도로 형성된 전원 입력부(20)로부터 제어부(10)로 전원이 공급되면, 제어부(10)는 발광부(E) 및 수광부(D)를 제어하여 반사체(H)의 이동에 따른 다양한 전기적 신호를 생성한다. 이러한 전기적 신호는 전술한 바와 같이 예를 들어 룸 램프 작동, 썬루프 개폐 등의 특정 기능을 수행하도록 기능 동작부(40)에 전송되고, 이러한 기능을 디스플레이하는 별도의 모니터 UI(User Interface)(30)를 제어하도록 기능한다. 또한, 반사체(H)의 이동에 따른 조작 상태를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있도록 별도의 동작 표시부(800)가 제어부(10)에 의해 제어되는데, 동작 표시부(800)는 전술한 바와 같이 무드 램프(830), 방향 램프 및 OLED패널(840)을 포함할 수 있으며, 각각 발광부(E) 및 수광부(D)를 통해 파악된 반사체(H)의 위치 좌표에 따라 작동하도록 제어된다.Looking at the operating state of the components for the switch device according to the present invention described above, as shown in Figure 10, when the power is supplied to the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으 로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 예를 들어 상기 실시예들에서 스위치 장치는 차량에 장착되는 것을 기준으로 설명되었으나 상기와 같은 구성을 취하는 범위에서 제어 모듈 유니트 등 각종 전기 제어 장치에 장착될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. For example, in the above embodiments, the switch device has been described on the basis of being mounted on a vehicle. However, the switch device may be mounted on various electric control devices such as a control module unit within the above-described configuration. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 형상을 개략적으로 도시한 사시도,1 is a perspective view schematically showing the shape of a switch device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 분해사시도,2 is an exploded perspective view schematically showing an internal configuration of a switch device according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치에 대한 내부 배치 상태를 개략적으로 도시한 평면도,3 is a plan view schematically illustrating an internal arrangement state of a switch device according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인LED의 배치 상태와 광량 분포 상태를 개략적으로 도시한 도면,4 is a view schematically showing an arrangement state and a light amount distribution state of a main LED according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 수광 센서에 메인LED의 적외선이 수광되는 동작 상태를 개념적으로 도시한 동작 상태도,5 is an operating state diagram conceptually showing an operating state in which infrared light of the main LED is received by the light receiving sensor according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사체가 광학 패드에 접촉된 상태에서 이동할 수 있는 이동 경로의 종류를 개략적으로 도시한 도면,FIG. 6 is a view schematically illustrating the types of movement paths in which the reflector may move in contact with the optical pad according to one embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사체가 광학 패드로부터 접촉되지 않은 상태에서 이동할 수 있는 이동 경로의 종류를 개략적으로 도시한 도면,FIG. 7 is a view schematically illustrating the types of movement paths through which the reflector may move without being contacted from the optical pad according to one embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 표시부의 무드 램프와 방향 램프의 동작 상태를 표시하기 위한 도 1의 "A-A"선 단면도 및 평면도,8 is a cross-sectional view and a plan view of the “A-A” line of FIG. 1 for displaying the operating states of the mood lamp and the directional lamp of the operation display unit according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 표시부의 OLED패널과 방향 램프의 동작 상태를 표시하기 위한 도 1의 "A-A"선 단면도 및 평면도,FIG. 9 is a cross-sectional view and a plan view of the “A-A” line of FIG. 1 for displaying an operating state of an OLED panel and a direction lamp of an operation display unit according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 장치의 개략적인 기능 블록도이 다.10 is a schematic functional block diagram of a switch device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 하우징 200: 메인 PCB기판100: housing 200: main PCB board
300: 메인LED 400: 광학 패드300: main LED 400: optical pad
500: 보상LED 600: 수광 센서500: compensation LED 600: light receiving sensor
700: 프레임 800: 동작 표시부700: frame 800: operation display unit
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2013027889A1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | (주)하이소닉 | Motion sensing switch |
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Publication number | Publication date |
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KR101116997B1 (en) | 2012-03-16 |
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