KR20120053787A - Touch switch sensing capacitance - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A capacitance sensing touch switch is provided to accurately sense a change of a capacitance even though an overlap unit is not flat. CONSTITUTION: At least one capacitance detecting sensor(51) senses a change of capacitance. The capacitance detecting sensor outputs a corresponding signal. A control unit controls an operation according to an output signal of the capacitance detecting sensor. At least one light emitting unit(52) emits light according to a signal of the control unit. At least one capacitance transfer unit(31) transfers the capacitance to the capacitance detecting sensor.

Description

정전용량 감지형 터치스위치{TOUCH SWITCH SENSING CAPACITANCE}Capacitive Sensing Touch Switch {TOUCH SWITCH SENSING CAPACITANCE}

본 발명은 정전용량 감지형 터치스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨트롤버튼이 형성된 오버레이부가 평면(平面)인 경우는 물론, 소정의 곡면을 가진 비평면(非平面)의 경우에도 정전용량의 변화를 정확하게 감지할 수 있는 정전용량 감지형 터치스위치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitive sensing touch switch, and more particularly, to a change in capacitance in the case of a non-planar surface having a predetermined curved surface as well as an overlay portion on which a control button is formed. The present invention relates to a capacitive sensing touch switch capable of accurately detecting.

종래의 기계식 스위치는 기계식 버튼과, 상기 기계식 버튼에 의해 동작하는 스위치로 이루어지며, 제어용 마이컴은 스위치의 온/오프에 의해 사용자로부터 명령을 입력받아 전자기기 등을 제어한다. 그런데, 기계식 스위치는 장시간 사용으로 버튼의 스위치가 파손되거나 마모가 발생하므로 키 조작시 채터링이 발생될 우려가 있다. The conventional mechanical switch is composed of a mechanical button and a switch operated by the mechanical button, the control microcomputer receives the command from the user by the on / off of the switch to control electronic devices and the like. By the way, since the mechanical switch is broken or worn out due to long use, chattering may occur during key operation.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 정전용량 감지형 터치스위치가 개시되었다. In order to overcome this problem, a capacitive sensing touch switch has been disclosed.

도 1은 종래의 정전 용량 터치 스위치를 구비하는 자동차용 미디어 재생장치의 전면부에 부착되는 오버레이부를 나타낸 것이다. 즉, 오버레이부에는 컨트롤버튼(210a 내지 210j)이 복수개 구비되어 있다. 1 illustrates an overlay portion attached to a front portion of a media player for a vehicle having a conventional capacitive touch switch. That is, the overlay unit is provided with a plurality of control buttons 210a to 210j.

도 2는 종래의 정전 용량 터치 스위치를 구비하는 자동차용 미디어 재생장치의 블록도이다. 정전 용량 터치 스위치를 구비하는 자동차용 미디어 재생장치(300)는 복수의 센서 전극(310a내지 310j)과, 복수의 정전 용량 감지부(320a 내지 320j)로 구성된 정전 용량 터치 스위치 모듈(350)과, 신호 해석부(330) 및 제어 신호 발생부(340)를 포함한다. 2 is a block diagram of a vehicular media playback device having a conventional capacitive touch switch. An automotive media player 300 having a capacitive touch switch includes a capacitive touch switch module 350 including a plurality of sensor electrodes 310a to 310j, a plurality of capacitive sensing units 320a to 320j, and The signal analyzer 330 and the control signal generator 340 are included.

정전 용량 터치 스위치 모듈(350)은 각각의 대응되는 센서 전극과 정전 용량 감지부로 구성된 정전 용량 터치 스위치가 복수로 구성된 것이다. 센서 전극(310a 내지 310j) 각각은 정전 용량의 변화를 감지하기 위하여 인체와 직접 또는 간접으로 접촉한다. 정전 용량 감지부(320a 내지 320j) 각각은 대응되는 센서 전극을 통해서 생성된 정전 용량을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환한다. 인체와의 접촉으로 생성되는 정전 용량은 대략 수 pF 정도이며, 이러한 미세한 크기의 정전 용량을 감지하기 위해서 정전 용량 감지부(320a 내지 320j)는 정전 용량의 변화에 따른 주파수의 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. The capacitive touch switch module 350 includes a plurality of capacitive touch switches each including a corresponding sensor electrode and a capacitive sensing unit. Each of the sensor electrodes 310a to 310j is in direct or indirect contact with the human body to sense a change in capacitance. Each of the capacitance sensing units 320a to 320j senses the capacitance generated through the corresponding sensor electrode and converts it into an electrical signal. The capacitance generated by contact with the human body is about several pF, and in order to detect such a small capacitance, the capacitance sensing units 320a to 320j may be configured to detect a change in frequency according to a change in capacitance. Can be.

도 3은 종래의 정전 용량 터치 스위치를 구비하는 자동차용 미디어 재생장치의 정전 용량 감지부의 예시적인 블록도이다. 정전 용량 감지부(320)는, 기준 주파수 생성기(410)와, 센서 주파수 생성기(420)와, 비교기(430)를 포함한다. 기준 주파수 생성기(410)는 일정한 기준 주파수를 생성한다. 센서 주파수 생성기(420)는 일정한 기준 주파수를 생성하도록 구성되지만 상기 센서 전극에서 변화된 정전 용량에 의해서 기준 주파수와 차이가 생성되는 것인 주파수를 생성한다. 비교기(430)는 상기 기준 주파수 생성기(410) 및 상기 센서 주파수 생성기(420)의 주파수 차이를 비교하여 전기적 신호를 생성하여 출력한다.3 is an exemplary block diagram of a capacitive sensing unit of a media playback apparatus for a vehicle having a conventional capacitive touch switch. The capacitive sensing unit 320 includes a reference frequency generator 410, a sensor frequency generator 420, and a comparator 430. The reference frequency generator 410 generates a constant reference frequency. The sensor frequency generator 420 is configured to generate a constant reference frequency but generates a frequency at which a difference from the reference frequency is generated by the changed capacitance at the sensor electrode. The comparator 430 compares the frequency difference between the reference frequency generator 410 and the sensor frequency generator 420 to generate and output an electrical signal.

다시 도 2를 참조로 설명하면, 신호 해석부(330)는 상기 복수의 정전용량 감지부(320a 내지 320j) 각각에 변환된 전기적신호를 해석한다. 신호 해석부(330)는 상기 자동차용 미디어 재생장치의 각 동작 및 그에 해당되는 전기적 신호를 미리 저장하여 상기 정전 용량 감지부(320a 내지 320j) 각각에서 입력되는 전기적 신호를 해석하는 것이 바람직하다. 제어 신호 발생부(340)는 상기 신호 해석부(330)에 의해서 해석된 신호를 입력받아 자동차용 미디어 재생장치의 작동을 위한 제어 신호를 발생한다.Referring back to FIG. 2, the signal analyzer 330 analyzes the electrical signals converted into the capacitive sensing units 320a to 320j, respectively. The signal analyzer 330 preferably stores in advance each operation of the vehicle media player and an electrical signal corresponding thereto to analyze the electrical signals input from each of the capacitive sensing units 320a to 320j. The control signal generator 340 receives the signal analyzed by the signal analyzer 330 and generates a control signal for operating the vehicle media player.

그러나 위와 같은 종래의 정전용량 감지형 터치스위치는 자동차용 미디어 재생장치와 같이 오버레이부가 평면(평판)형태인 경우에는 컨트롤버튼으로부터 전달되는 정전용량을 정확히 전달하여 그 변화를 정확히 감지할 수 있으나, 소정의 곡면을 가진 비평면(非平面)의 경우에는 정전용량을 정확히 전달할 수 없는 문제점이 있다. However, the conventional capacitive sensing touch switch as described above accurately transmits the capacitance delivered from the control button when the overlay portion is flat (flat plate), such as an automobile media player, but accurately detects the change. In the case of non-planar surfaces having curved surfaces, there is a problem in that the capacitance cannot be accurately transmitted.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컨트롤버튼이 형성된 오버레이부가 평면(平面)인 경우는 물론, 소정의 곡면을 가진 비평면(非平面)의 경우에도 정전용량의 변화를 정확하게 감지할 수 있는 정전용량 감지형 터치스위치을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a capacitive overlay as well as a non-planar surface having a predetermined curved surface as well as an overlay portion having a control button. To provide a capacitive sensing touch switch that can accurately detect the change of.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 정전용량 감지형 터치스위치는 인체와 접촉하는 컨트롤버튼이 적어도 1 이상 형성되는 오버레이부; 정전용량의 변화를 감지하고 해당 신호를 출력하는 적어도 1 이상의 정전용량감지센서; 상기 정전용량감지센서의 출력신호에 따라 동작을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 신호에 따라 발광하는 적어도 1 이상의 발광부; 및 상기 정전용량을 상기 정전용량감지센서에 전달하는 적어도 1 이상의 정전용량 전달부;를 포함한다. In order to solve the above technical problem, the capacitive sensing touch switch according to the present invention includes an overlay unit in which at least one control button is formed in contact with a human body; At least one capacitance detecting sensor for detecting a change in capacitance and outputting a corresponding signal; A control unit controlling an operation according to an output signal of the capacitance detecting sensor; At least one light emitting unit emitting light in response to a signal from the controller; And at least one capacitance transfer unit for transferring the capacitance to the capacitance detection sensor.

또한 상기 오버레이부는 규칙적 또는 불규칙적인 곡면을 갖는 비평면형태인 것이 바람직하다. In addition, the overlay portion is preferably a non-planar shape having a regular or irregular curved surface.

또한 상기 복수의 정전용량 전달부는 상기 오버레이부와 대향되게 구비되는 비전도성 재질의 플레이트의 이면에 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the plurality of capacitance transfer units are preferably provided on the back surface of the plate of non-conductive material provided to face the overlay portion.

또한 상기 플레이트는 상기 오버레이부와 동일하게 평면 또는 비평면 형태로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the plate is preferably formed in the same plane or non-planar shape as the overlay portion.

또한 상기 정전용량 전달부는 상기 플레이트의 이면에 일체형성된 리브의 표면을 전도성 재질로 도금하여 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the capacitance transfer unit is preferably formed by plating the surface of the rib integrally formed on the back surface of the plate with a conductive material.

또한 상기 정전용량 전달부와 플레이트는 이중사출로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the capacitance transfer unit and the plate is preferably formed by double injection.

또한 상기 정전용량 전달부는 비전도성 재질의 플레이트의 이면에 인서트사출되어 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the capacitance transfer unit is preferably formed by insert injection into the back surface of the plate of the non-conductive material.

또한 상기 플레이트는 상기 발광부로부터 출사된 광이 상기 오버레이부에 전달하도록 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the plate is preferably formed of a transparent material to transmit the light emitted from the light emitting portion to the overlay portion.

또한 상기 플레이트에는 상기 발광부로부터 출사된 광이 상기 오버레이부의 컨트롤버튼에 전달되도록 적어도 1 이상의 홀이 형성되는 것이 바람직하다. In addition, at least one hole may be formed in the plate so that light emitted from the light emitting part is transmitted to the control button of the overlay part.

또한 상기 정전용량감지센서, 제어부 및 발광부는 하나의 PCB에 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the capacitive sensor, the control unit and the light emitting unit is preferably provided on one PCB.

또한 상기 정전용량 전달부를 고정하는 판넬이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a panel for fixing the capacitance transfer unit is further provided.

본 발명에 따르면, 컨트롤버튼이 형성된 오버레이부가 평면(平面)인 경우는 물론, 소정의 곡면을 가진 비평면(非平面)의 경우에도 정전용량의 변화를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to accurately detect the change in capacitance even in the case of the non-planar surface having a predetermined curved surface as well as the overlay portion on which the control button is formed.

도 1 내지 도 3은 종래 정전용량 감지형 터치스위치를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 정전용량 감지형 터치 스위치를 도시한 것이다. 1 to 3 show a conventional capacitive sensing touch switch.
4 and 5 illustrate a capacitive sensing touch switch according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예(1)의 구성 및 작용을 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operation of the embodiment (1) according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 오버레이부(20)와, 정전용량 감지센서(50)와, 제어부(미도시)와, 발광부(52)와, 정전용량 전달부(31)와 판넬(40)을 포함한다. 2 and 3, the embodiment 1 according to the present invention includes an overlay unit 20, a capacitive sensor 50, a controller (not shown), a light emitter 52, and a blackout And a dose delivery unit 31 and a panel 40.

상기 오버레이부(20)는 인체와 접촉하는 복수의 컨트롤버튼(21)이 형성되며, 플라스틱, 유리, 세라믹, 목재, 종이 등의 비전도성 물질로 형성되며, 가전제품이나 자동차 내부기기 등의 형상에 따라 평면(平面) 또는 비평면(非平面)으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 소정의 곡률을 갖는 곡면형태로 형성됨을 알 수 있다. The overlay unit 20 is formed with a plurality of control buttons 21 in contact with the human body, formed of a non-conductive material such as plastic, glass, ceramic, wood, paper, etc., in the shape of home appliances or automobile internal devices, etc. Accordingly, it can be seen that it can be formed in a planar or non-planar shape, and in the present embodiment, it can be seen that it is formed in a curved shape having a predetermined curvature.

상기 정전용량 감지센서(51)는 상기 컨트롤버튼(21)을 통해 전달된 정전용량의 변화를 감지하고 해당 신호를 출력한다. The capacitive sensor 51 detects a change in capacitance delivered through the control button 21 and outputs a corresponding signal.

상기 제어부는 상기 정전용량 감지센서(51)의 출력신호를 해석하고 해당 동작의 제어신호를 발생한다. The controller interprets an output signal of the capacitive sensor 51 and generates a control signal of a corresponding operation.

상기 발광부(52)는 LED 등으로 형성되며, 상기 제어부의 제어신호에 따라 발광한다. The light emitting unit 52 is formed of an LED or the like, and emits light according to a control signal of the controller.

본 실시예에서 상기 정전용량감지센서(51)와 제어부와 발광부(52)는 하나의 PCB(50)에 구비된다. In the present embodiment, the capacitive detection sensor 51, the control unit, and the light emitting unit 52 are provided in one PCB 50.

특히, 본 발명에 의한 실시예(1)는 정전용량 감지센서(51)와 전기적으로 접촉하여 정전용량을 전달하는 정전용량 전달부(31)가 구비된다. 상기 정전용량 전달부(31)는 상기 오버레이부(20)와 동일한 형태 즉, 곡면형태로 대향되게 형성되는 비전도성 재질의 플레이트(30)와 연결형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 플레이트(30)의 이면에는 복수개의 리브가 형성되도록 하고, 상기 리브의 표면에 전도성 재질이 도금되도록 이중사출하여 정전용량 전달부(31)를 형성한다. 또한 상기 플레이트(30)에는 발광부(52)에서 출사된 광이 오버레이부(20)에 도달하도록 복수개의 홀(32)이 형성되어 있다. 또한 상기 플레이트(30)는 광전달이 원활하도록 투명재질로 형성하는 것이 바람직하다. In particular, the embodiment (1) according to the present invention is provided with a capacitance transfer unit 31 for transmitting the capacitance in electrical contact with the capacitance detecting sensor 51. The capacitive transfer part 31 is connected to the plate 30 of a non-conductive material which is formed to face the same shape as that of the overlay part 20, that is, a curved shape. In more detail, a plurality of ribs are formed on the rear surface of the plate 30, and the capacitive transfer unit 31 is formed by double injection so that a conductive material is plated on the surface of the ribs. In addition, a plurality of holes 32 are formed in the plate 30 so that the light emitted from the light emitting unit 52 reaches the overlay unit 20. In addition, the plate 30 is preferably formed of a transparent material to facilitate light transmission.

상기 판넬(40)은 복수의 정전용량 전달부(31)를 고정하고, 각 부를 보호하는 역할을 하며, 발광부(52)에서 출사된 광이 통과하도록 홀(41)이 형성된다. The panel 40 fixes a plurality of capacitive transmission parts 31 and protects each part, and a hole 41 is formed to allow light emitted from the light emitting part 52 to pass therethrough.

또한 본 실시예는 상기 오버레이부(20) 등을 보호하는 전면커버(10) 및 하우징(60)을 포함한다.In addition, the present embodiment includes a front cover 10 and a housing 60 to protect the overlay unit 20 and the like.

이하에서는 본 발명에 의한 실시예의 작동상태를 설명한다. Hereinafter will be described the operating state of the embodiment according to the present invention.

먼저, 사용자가 손가락 등을 컨트롤버튼(21) 중 어느 하나를 접촉하면, 인체의 정전용량이 정전용량 전달부(31)를 통해 정전용량 감지센서(51)로 전달된다. First, when a user touches one of the control buttons 21 with a finger or the like, the capacitance of the human body is transmitted to the capacitance detecting sensor 51 through the capacitance transmitting unit 31.

상기 정전용량 감지센서(51)에서는 정전용량의 변화를 감지하고 해당신호를 출력하고, 각 컨트롤버튼(21)에 해당하는 동작을 제어한다. The capacitive sensor 51 detects a change in capacitance, outputs a corresponding signal, and controls an operation corresponding to each control button 21.

1: 정전용량 감지형 터치센서 10: 커버
20: 오버레이부 21: 컨트롤버튼
30: 플레이트 31: 정전용량 전달부
32: 홀 40: 판넬
41: 홀 50: PCB
51: 정전용량 감지센서 52: 발광부
60: 하우징1: capacitive touch sensor 10: cover
20: overlay unit 21: control button
30: plate 31: capacitance transfer unit
32: hole 40: panel
41: hole 50: PCB
51: capacitive sensor 52: light emitting unit
60: housing

Claims (11)

인체와 접촉하는 컨트롤버튼이 적어도 1 이상 형성되는 오버레이부;
정전용량의 변화를 감지하고 해당 신호를 출력하는 적어도 1 이상의 정전용량감지센서;
상기 정전용량감지센서의 출력신호에 따라 동작을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 신호에 따라 발광하는 적어도 1 이상의 발광부; 및
상기 정전용량을 상기 정전용량감지센서에 전달하는 적어도 1 이상의 정전용량 전달부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
An overlay unit having at least one control button contacting the human body;
At least one capacitance detecting sensor for detecting a change in capacitance and outputting a corresponding signal;
A control unit controlling an operation according to an output signal of the capacitance detecting sensor;
At least one light emitting unit emitting light in response to a signal from the controller; And
And at least one capacitance transfer unit configured to transfer the capacitance to the capacitance detection sensor.
제1항에 있어서,
상기 오버레이부는 규칙적 또는 불규칙적인 곡면을 갖는 비평면형태인 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 1,
The overlay portion is a capacitive sensing touch switch, characterized in that the non-planar shape having a regular or irregular curved surface.
제2항에 있어서,
상기 복수의 정전용량 전달부는 상기 오버레이부와 대향되게 구비되는 비전도성 재질의 플레이트의 이면에 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 2,
The capacitive transfer unit is a capacitive sensing touch switch, characterized in that provided on the back surface of the non-conductive material plate provided to face the overlay.
제3항에 있어서,
상기 플레이트는 상기 오버레이부와 동일하게 평면 또는 비평면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 3,
The plate is a capacitive sensing touch switch, characterized in that formed in the same plane or non-planar shape as the overlay portion.
제3항에 있어서,
상기 정전용량 전달부는 상기 플레이트의 이면에 일체형성된 리브의 표면을 전도성 재질로 도금하여 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 3,
The capacitive transfer unit is a capacitive sensing touch switch, characterized in that formed by plating the surface of the rib integrally formed on the back surface of the plate with a conductive material.
제5항에 있어서,
상기 정전용량 전달부와 플레이트는 이중사출로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 5,
The capacitive transfer unit and the plate is a capacitive sensing touch switch, characterized in that formed by double injection.
제3항에 있어서,
상기 정전용량 전달부는 비전도성 재질의 플레이트의 이면에 인서트사출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 3,
The capacitive transfer unit is a capacitive sensing touch switch, characterized in that the insert is formed by insert injection into the back surface of the non-conductive material.
제3항에 있어서,
상기 플레이트는 상기 발광부로부터 출사된 광이 상기 오버레이부에 전달하도록 투명재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 3,
The plate is a capacitive sensing touch switch, characterized in that formed in a transparent material to transmit the light emitted from the light emitting portion to the overlay.
제3항에 있어서,
상기 플레이트에는 상기 발광부로부터 출사된 광이 상기 오버레이부의 컨트롤버튼에 전달되도록 적어도 1 이상의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 3,
And at least one hole is formed in the plate such that light emitted from the light emitting part is transmitted to the control button of the overlay part.
제1항에 있어서,
상기 정전용량감지센서, 제어부 및 발광부는 하나의 PCB에 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 1,
The capacitive sensing sensor, the control unit and the light emitting unit is provided on one PCB, the capacitive sensing touch switch.
제1항에 있어서,
상기 정전용량 전달부를 고정하는 판넬이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량 감지형 터치스위치.
The method of claim 1,
A capacitive sensing touch switch, characterized in that further provided with a panel for fixing the capacitive transfer unit.
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KR101507111B1 (en) * 2013-06-28 2015-03-30 실력산업 (주) A touch switch
KR102314122B1 (en) * 2021-02-03 2021-10-15 장유진 Contactless switch apparatus and system including the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101507111B1 (en) * 2013-06-28 2015-03-30 실력산업 (주) A touch switch
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