KR20180117457A - Non-contact type switching unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비접촉 스위치 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작동 노브의 작동 상태를 비접촉식으로 감지하여 작동 노브의 작동 상태에 따라 작동 신호를 발생할 수 있는 비접촉 스위치 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a contactless switch unit, and more particularly, to a contactless switch unit capable of detecting an operation state of an operation knob in a non-contact manner and generating an operation signal according to an operation state of the operation knob.
자동차 등의 차량은 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 장치와 이를 작동 및 제어하기 위한 각종 스위치들이 구비된다.BACKGROUND ART A vehicle such as an automobile has a function as a variety of convenience means for enabling a user to provide a more stable and comfortable running state beyond a function as a moving means. Accordingly, the vehicle is provided with various convenience devices and various switches for operating and controlling the same.
통상적으로, 대향되는 방향으로의 작동이 요구되는 경우, 예를 들어 차량의 윈도우 개폐의 경우, 윈도우의 상하 방향 이동이 전단부 및 후단부의 작동에 대응하도록 하는 시소 스위치 장치 또는 슬라이딩 스위치 장치가 사용된다. 운전자의 좌석 주위에는 다양한 스위치 장치 및 편의 시설이 설치되므로, 이러한 스위치 장치들은 컴팩트화가 요구되는바, 스위치 장치들간의 간섭 방지가 설계의 필수 사항이다.Typically, a seesaw switch device or a sliding switch device is used in which operation in the opposite direction is required, for example, in the case of opening and closing the window of a vehicle, the upward and downward movement of the window corresponds to the operation of the front end portion and the rear end portion . Since various switch devices and convenience facilities are installed around the driver's seat, such switch devices are required to be compact, and the prevention of interference between the switch devices is a necessity of the design.
도 1은 종래의 차량용 파워윈도우 스위치 장치를 나타낸 것이다.Fig. 1 shows a conventional power window switch device for a vehicle.
도 1에 나타낸 종래의 차량용 파워윈도우 스위치 장치는 사용자 조작을 위한 조작 노브(10)와, 조작 노브(10)와 연동하는 플런저(20)와, 기판(30) 상에 배치되는 고정 접점(40)과, 기판(30)의 상측에 배치되는 러버 패드(50)와, 고정 접점(40)과 접촉할 수 있도록 러버 패드(50)의 러버 돔에 배치되는 가동 접점(60)을 포함한다. 이러한 종래의 접촉식 스위치 장치는 플런저(20) 동작으로 접점이 도통되면 작동 신호를 발생하게 된다.1 includes a
그런데 상술한 것과 같은 종래의 스위치 장치는 복잡한 기구 설계 구조로 설계의 어려움과 기구 공간 확보를 위한 제품 높이(H)를 축소하는데 어려움이 있다. 또한 종래의 스위치 장치는 조작 시 부품 간의 마찰에 의한 마모에 의하여 장시간 사용 시 고장이나 오작동의 우려가 있다. 또한 마찰이 발생하는 부품의 동작을 원활하게 하기 위하여 사용되는 그리스 등의 윤활제가 장시간 사용 시 열화되어 윤활성이 저하되어 신호 오동작을 일으키는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 종래의 스위치 장치는 부품 간의 복잡한 연동 구조로 인해 조립이 번거롭고, 조립 시간 증대로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional switch device as described above has difficulty in designing with a complicated mechanism designing structure, and it is difficult to reduce the product height (H) for ensuring the space of the mechanism. Further, in the conventional switch device, there is a risk of failure or malfunction when the switch device is used for a long period of time due to abrasion due to friction between components during operation. Further, a lubricant such as grease used for smooth operation of the friction-causing component may be deteriorated when used for a long period of time, resulting in deterioration of lubricity, which may cause signal malfunction. In addition, the conventional switch device has a complicated interlocking structure between the parts, so that the assembly is cumbersome and the productivity is reduced due to an increase in assembly time.
이러한 문제를 해결하기 위해 부품 간의 마찰 및 마모를 줄일 수 있는 비접촉 스위치 장치에 대한 연구 개발이 꾸준히 이어지고 있다.In order to solve such problems, research and development of noncontact switch devices capable of reducing friction and wear between parts have been continuously carried out.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 광센서부를 이용하여 작동 노브의 작동 상태를 비접촉식으로 감지함으로써 단순한 구조로 구현될 수 있는 비접촉 스위치 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a contactless switch unit which can be realized with a simple structure by sensing the operation state of the operation knob in a non-contact manner by using an optical sensor unit.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은, 하우징; 사용자가 조작할 수 있도록 상기 하우징에 가동 가능하게 설치되어 복수의 조작 위치로 작동 가능한 작동 노브; 상기 작동 노브 측에 배치되는 복수의 광반사부 및 상기 하우징 내측에 배치되어 상기 복수의 광반사부와의 광학 상호 작용으로 상기 작동 노브의 작동 상태를 감지하는 광센서를 포함하는 광센서부; 및 상기 광센서와 통신 가능하게 연결되고 상기 광센서로부터의 감지 신호에 따라 작동 신호를 발생하는 제어부;를 포함하고, 상기 작동 노브에는 상기 작동 노브의 작동 상태에 따라 상기 광센서와 상기 복수의 광반사부 간의 최단 이격 거리가 변화되는 이격 거리 프로파일이 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a contactless switch unit comprising: a housing; An operation knob which is movably installed in the housing so as to be operable by a user and is operable at a plurality of operation positions; A plurality of light reflection parts disposed on the operation knob side and an optical sensor disposed on the inside of the housing to detect an operation state of the operation knob by optical interaction with the plurality of light reflection parts; And a control unit communicably connected to the optical sensor and generating an operation signal according to a detection signal from the optical sensor, wherein the operation knob is provided with an optical sensor, A separation distance profile is formed in which the shortest distance between reflectors is changed.
상기 광반사부는 상기 작동 노브의 저면으로 상기 광센서를 향하여 배치되는 반사 영역을 형성하고, 상기 광반사부의 외곽은 무반사 영역을 형성할 수 있다.The light reflection part forms a reflection area disposed on the bottom surface of the operation knob toward the optical sensor, and an outer reflection area of the light reflection part can form an anti-reflection area.
상기 작동 노브는 상기 광센서와의 최단 거리 선분에 수직하게 직선 이동 가능하게 설치될 수 있다.The operation knob may be installed so as to be linearly movable perpendicularly to the shortest distance line segment with the optical sensor.
상기 광센서는, 상기 작동 노브 측으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 작동 노브 측에서 반사되는 광을 수광하여 출력 신호를 발생하는 수광부를 포함하고, 상기 복수의 광반사부는 상기 광센서에서 조사되는 광의 입사각이 모두 동일하도록 상기 작동 노브의 직선 이동 방향에 대해 동일한 각도로 배치될 수 있다.Wherein the light sensor includes a light emitting portion that emits light toward the operation knob side and a light receiving portion that receives light reflected from the operation knob side and generates an output signal, And can be arranged at the same angle with respect to the linear movement direction of the operation knob so that the incident angles are all the same.
상기 작동 노브에는 상기 광센서가 놓이는 가상의 평면과 평행하게 마주하도록 배치되되 상기 가상의 평면과의 이격 거리가 서로 다른 복수의 스텝부가 구비되고, 상기 복수의 광반사부는 상기 복수의 스텝부에 각각 상기 가상의 평면과 평행하게 배치될 수 있다.Wherein the operation knob is provided with a plurality of step portions arranged so as to face the imaginary plane on which the optical sensor is placed and in which the distance from the imaginary plane is different from each other, And may be disposed parallel to the virtual plane.
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향으로 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다.The plurality of light reflection parts may be spaced apart at equal intervals in a linear movement direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고, 상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향을 따라 상기 중립부의 좌우 양측에 배치될 수 있다.The operation knob may include a neutral portion facing the optical sensor and not disposed with the light reflection portion, and the plurality of light reflection portions may be disposed on both left and right sides of the neutral portion along the linear movement direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 하우징에 회전 가능하게 설치될 수 있다.The operation knob may be rotatably installed in the housing.
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향으로 동일한 각도 간격으로 이격 배치될 수 있다.The plurality of light reflection parts may be spaced apart at equal angular intervals in the rotation direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고, 상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향을 따라 상기 중립부의 좌우 양측에 배치될 수 있다.The operation knob may include a neutral portion facing the optical sensor and not disposed with the light reflection portion, and the plurality of light reflection portions may be disposed on both right and left sides of the neutral portion along the rotation direction of the operation knob.
상기 작동 노브의 제 1 회전 방향을 따라 상기 중립부의 우측에 복수의 광반사부가 배치되고, 상기 작동 노브의 제 2 회전 방향을 따라 상기 중립부의 좌측에 상기 중립부의 우측에 배치되는 것과 같은 개수의 광반사부가 배치될 수 있다.Wherein a plurality of light reflection portions are disposed on the right side of the neutral portion along a first rotation direction of the operation knob, and a number of light beams arranged on the left side of the neutral portion along the second rotation direction of the operation knob, The reflection portion can be disposed.
상기 중립부의 우측에 배치되는 복수의 광반사부가 상기 중립부로부터 각각 상기 제 1 회전 방향으로 이격된 각도 간격과, 상기 중립부의 좌측에 배치되는 복수의 광반사부가 상기 중립부로부터 각각 상기 제 2 회전 방향으로 이격된 각도 간격이 동일한 것이 바람직하다.A plurality of light reflecting portions disposed on the right side of the neutral portion are spaced apart from the neutral portion in the first rotation direction and a plurality of light reflecting portions disposed on the left side of the neutral portion are spaced apart from the neutral portion in the second rotation It is preferable that the angular intervals spaced apart from each other are the same.
상기 광센서는, 상기 작동 노브 측으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 작동 노브 측에서 반사되는 광을 수광하여 출력 신호를 발생하는 수광부를 포함하고, 상기 복수의 광반사부는 각각 상기 광센서의 광이 입사되는 위치에서 광의 입사각이 모두 동일한 것이 바람직하다.Wherein the optical sensor includes a light emitting portion that emits light toward the operation knob side and a light receiving portion that receives light reflected from the operation knob side and generates an output signal, It is preferable that the incidence angles of the light at the incident position are all the same.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고, 상기 복수의 광반사부는 상기 중립부가 상기 광센서와 마주하는 중립 각도에서 상기 광센서가 놓이는 가상의 평면에 대해 각각 기울어지게 배치될 수 있다.Wherein the operating knob includes a neutral portion facing the optical sensor and wherein the light reflecting portion is disposed at a neutral angle at which the neutral portion faces the optical sensor, Respectively.
본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은 작동 노브 측에 배치되는 복수의 광반사부와, 복수의 광반사부와의 광학 상호 작용으로 작동 노브의 작동 상태에 따라 감지 신호를 발생하는 광센서를 이용하는 비접촉 방식을 취함으로써, 종래의 접촉식 방식에 비해 제품의 높이를 줄여 콤팩트한 구조가 가능하며, 부품 수 감소 및 제조 공정 단순화를 통해 생산 단가를 낮출 수 있다.The noncontact switch unit according to the present invention includes a plurality of light reflection parts disposed on the operation knob side and a contactless method using optical sensors that generate a sensing signal in accordance with the operation state of the operation knob due to optical interaction between the plurality of light reflection parts A compact structure can be realized by reducing the height of the product as compared with the conventional contact type method, and the production cost can be lowered by reducing the number of parts and simplifying the manufacturing process.
또한 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은 종래의 접점을 이용하는 접촉식 스위치 장치에 비해 기판 상에 접점 스위치 영역을 만들지 않아도 되어 회로 설계의 효율성이 향상되며, 러버 패드 설계 시 접점부를 생략할 수 있어 제품 구조가 단순화되며, 플런저와 같은 기구 부품이 제거 되어 원가 경쟁력 있는 제품이 가능하다.Further, in the contactless switch unit according to the present invention, compared to the conventional contact switch apparatus, the contact switch region is not formed on the substrate, the efficiency of the circuit design is improved, and the contact point in the rubber pad design can be omitted, Is simplified, and equipment parts such as a plunger are removed, which makes it possible to produce a product with cost competitiveness.
또한 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은 종래의 접촉식 스위치 장치와 같이 부품 간의 마찰에 의한 마모 및 소음 문제가 발생하지 않아 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.Further, the contactless switch unit according to the present invention does not cause wear and noise problems due to friction between components as in the case of the conventional contact type switch device, thereby enhancing the reliability of the product.
도 1은 종래의 차량용 파워윈도우 스위치 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작동 노브의 저면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작동 노브 가동 상태에 따른 광센서의 전압 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작동 노브와 이에 배치되는 복수의 광반사부를 나타낸 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.Fig. 1 shows a conventional power window switch device for a vehicle.
2 is a schematic view of a contactless switch unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom view of the operation knob of the contactless switch unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a part of the configuration of the noncontact switch unit according to the embodiment of the present invention.
5 and 6 illustrate the operation of the contactless switch unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph illustrating a change in voltage of the optical sensor according to the operating state of the operation knob of the noncontact switch unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic view of a contactless switch unit according to another embodiment of the present invention.
9 shows an operation knob of the contactless switch unit and a plurality of light reflection parts disposed therein according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are for explaining the operation of the contactless switch unit according to another embodiment of the present invention.
12 schematically shows a contactless switch unit according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the contactless switch unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작동 노브의 저면을 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a bottom view of the operation knob of the noncontact switch unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the contactless switch unit according to an embodiment of the present invention. Fig. 8 is a block diagram showing a part of the configuration of the noncontact switch unit according to the embodiment; Fig.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(100)은 하우징(110)과, 하우징(110)에 가동 가능하게 설치되는 작동 노브(120)와, 작동 노브(120)의 작동 상태를 감지하기 위한 광센서부(140)와, 광센서부(140)로부터 신호를 수신하여 작동 신호를 발생하는 제어부(150)를 포함한다. 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(100)은 작동 노브(120)의 작동 상태를 비접촉식으로 감지할 수 있는 광센서부(140)를 이용하는 비접촉식 구조를 취하여 응용 장치를 작동시킬 수 있는 작동 신호를 발생할 수 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛이 차량용 파워윈도우 장치에 적용되어 윈도우의 업(up)-다운(down) 제어에 이용되는 것으로 예를 들어 설명한다.The
하우징(110)은 부품을 수용할 수 있는 내부 공간을 갖는다. 하우징(110)의 상면에는 개구(111)가 구비되고, 개구(111)를 통해 작동 노브(120)의 일부분이 하우징(110)의 외측으로 노출된다.The
하우징(110)은 도시된 것과 같이 상면에 개구(111)가 마련된 구조 이외에, 응용 장치에 고정되어 광센서(146)와 작동 노브(120) 등의 부품을 지지할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.The
하우징(110)의 내측에는 기판(115)이 설치된다. 기판(115)은 광센서(146)와 결합되어 광센서(146)와 전기적으로 연결된다. 기판(115)에는 제어부(150) 등 각종 전장품이나 전기 회로가 구비될 수 있다. 기판(115)의 상면에는 러버 패드(117)가 배치된다. 러버 패드(117)는 기판(115)의 상면을 덮어 기판(115) 및 광센서(146)를 보호할 수 있다. 러버 패드(117)는 광센서(146)에서 발생하는 광이 작동 노브(120) 측으로 조사되고 작동 노브(120) 측으로부터 반사되는 광이 다시 광센서(146)에 도달할 수 있도록 광이 투과할 수 있는 투명 또는 반투명한 소재로 이루어지는 것이 좋다. 광의 원활한 출사 또는 입사를 위해 러버 패드(117)의 일측에 광이 통과할 수 있는 구멍이 마련될 수도 있다.A
작동 노브(120)는 사용자가 조작할 수 있도록 하우징(110)에 가동 가능하게 설치되며, 사용자 조작에 의해 복수의 조작 위치로 작동할 수 있다. 여기에서 조작 위치는 작동 노브(120)의 직선 이동 위치이다. 즉, 작동 노브(120)는 광센서(146)와의 최단 거리 선분(Lm)에 수직한 방향, 즉 기판(115)의 상면과 평행한 방향으로 직선 이동할 수 있다. 작동 노브(120)는 사용자가 조작할 수 있도록 하우징(110)의 외측으로 노출되는 조작부(121)와, 조작부(121)와 결합되어 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)를 지지하는 광반사부 고정부(122)를 포함한다.The
광반사부 고정부(122)의 외면에는 작동 노브(120)의 작동 상태에 따라 광센서(146)와 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144) 간의 최단 이격 거리가 변화되는 이격 거리 프로파일(123)이 형성된다. 즉, 광반사부 고정부(122)의 저면에는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면(기판(115)의 상면)과의 이격 거리가 서로 다른 복수의 스텝부(124)(125)(126)(127)가 마련된다.The shortest distance between the
복수의 스텝부(124)(125)(126)(127)는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면과 평행하게 마주하도록 배치되며, 각 스텝부(124)(125)(126)(127)에 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)가 하나씩 배치된다. 따라서 작동 노브(120)의 조작 위치에 따라 광센서(146)와 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144) 간의 최단 이격 거리가 변화하게 된다. 각각의 스텝부(124)(125)(126)(127)는 광반사부(141)(142)(143)(144)의 배치를 통해 광반사부(141)(142)(143)(144)가 위치하는 반사 영역(131)과, 광반사부(141)(142)(143)(144) 외곽의 무반사 영역(132)으로 구분될 수 있다. 반사 영역(131)은 광센서(146)에서 조사되는 광이 반사되는 영역이고, 무반사 영역(132)은 광 반사가 거의 발생하지 않는 부분이다. 광반사부 고정부(122)의 저면을 광 반사를 억제시킬 수 있도록 어두운 계통의 색상으로 하여 무반사 영역(132)을 형성할 수 있다.125, 126 and 127 are disposed so as to face parallel to the virtual plane on which the
광반사부 고정부(122)의 저면 일측에는 광센서(146)와 마주하되 광반사부(141)(142)(143)(144)가 배치되지 않아 광 반사가 거의 발생하지 않는 중립부(128)가 마련된다. 중립부(128)가 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)는 출력 신호를 발생하지 않으며, 이 위치가 작동 노브(120)의 중립 위치가 된다.The
도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 하우징(110)이나 작동 노브(120)에는 작동 노브(120)를 중립 위치로 원상 복귀시킬 수 있는 복귀장치가 구비될 수 있다. 사용자에 의해 움직여 조작 위치가 변한 작동 노브(120)는 복귀장치에 의해 중립 위치로 원상 복귀될 수 있다. 복귀장치는 스프링의 탄성력을 이용하는 구조도 등 통상적으로 알려진 다양한 구조로 구비될 수 있다.Although not shown in the drawings, the
광센서부(140)는 작동 노브(120) 측에 배치되는 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)와, 하우징(110) 내측에 배치되어 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)와의 광학 상호 작용으로 작동 노브(120)의 작동 상태를 감지하는 광센서(146)를 포함한다.The
복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)는 작동 노브(120)의 스텝부(124)(125)(126)(127)에 각각 배치되어 각 스텝부(124)(125)(126)(127) 상에 반사 영역(131)을 형성한다. 광반사부(141)(142)(143)(144)는 다양한 방법으로 스텝부(124)(125)(126)(127)에 마련될 수 있다. 예를 들어, 광 반사 효율이 좋은 밝은 색상의 도료를 코팅하는 방법이나, 광 반사 효율이 좋은 소재로 이루어진 광반사체를 작동 노브(120)에 부착하는 방법이나, 광 반사 효율이 좋은 소재로 이루어진 광반사부 고정부를 광 흡수 물질로 코팅하여 무반사 영역을 만들고 무반사 영역을 부분적으로 제거하는 방법을 통해 광반사부를 형성할 수 있다.The plurality of
복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)는 작동 노브(120)의 조작 위치에 따라 광센서(146)와 마주하는 위치로 이동할 수 있다. 광반사부(141)(142)(143)(144)가 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)의 광이 광반사부(141)(142)(143)(144)로 입사되어 광센서(146) 측으로 반사될 수 있다. 각각의 광반사부(141)(142)(143)(144)가 배치되는 스텝부(124)(125)(126)(127)는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면과의 이격 거리가 서로 다르므로, 각 광반사부(141)(142)(143)(144)는 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)로부터의 이격 거리가 서로 다르다.The plurality of
복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)는 작동 노브(120)의 각 스텝부(124)(125)(126)(127)에 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면과 평행하게 배치된다. 이를 통해 각 광반사부(141)(142)(143)(144)가 광센서(146)와 마주하는 위치에 이동했을 때, 광센서(146)에서 조사되는 광을 다시 광센서(146) 측으로 원활하게 반사시킬 수 있다. 물론, 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)는 도시된 것과 같은 배치 각도 이외에, 광센서(146)에서 조사되는 광의 입사각이 모두 동일하도록 작동 노브(120)의 직선 이동 방향에 대해 동일한 각도로 배치될 수 있다.The plurality of
또한 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)는 작동 노브(120)의 직선 이동 방향을 따라 중립부(128)의 좌우 양측에 각각 동일한 개수 및 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 도면과 같이 중립부(128)의 우측에 두 개의 광반사부(141)(142)가 이격 배치되고, 중립부(128)의 좌측에 두 개의 광반사부(143)(144)가 이격 배치될 수 있다. 그리고 중립부(128)의 우측에 배치되는 두 광반사부(141)(142) 사이의 이격 거리와 중립부(128)의 좌측에 배치되는 두 광반사부(143)(144) 사이의 이격 거리는 같다. 물론, 광반사부의 설치 개수나 배치 간격은 다양하게 변경될 수 있다.The plurality of
본 실시예에서, 중립부(128)의 우측에 배치되는 두 광반사부(141)(142)는 윈도우 다운 동작 신호 발생에 이용될 수 있고, 중립부(128)의 좌측에 배치되는 두 광반사부(143)(144)는 윈도우 업 동작 신호 발생에 이용될 수 있다. 이러한 광반사부(141)(142)(143)(144)에 따른 동작 신호 발생 방법에 대해서는 후술하기로 한다.The two
광센서(146)는 하우징(110)의 내측에 작동 노브(120)와 마주하도록 배치된다. 광센서(146)는 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)와의 광학 상호 작용으로 작동 노브(120)의 작동 상태를 감지하고, 작동 노브(120)의 작동 상태에 따라 출력 신호를 발생한다. 광센서(146)는 작동 노브(120) 측으로 광을 조사하는 발광부(147)와, 작동 노브(120) 측에서 반사되는 광을 수광하여 출력 신호를 발생하는 수광부(148)를 포함한다. 수광부(148)는 발광부(147)가 광을 조사한 대상물에서 반사되는 광을 수광하고, 반사 광의 세기에 따라 출력 신호를 발생한다.The
예를 들어, 광센서(146)와 대상물까지의 거리가 상대적으로 먼 경우, 발광부(147)에서 광이 조사된 후 대상물에서 반사된 반사 광이 수광부(148)에 도달하기까지의 시간은 상대적으로 길고, 수광부(148)에 수광되는 광의 세기는 상대적으로 약하다. 반면, 광센서(146)와 대상물까지의 거리가 상대적으로 짧은 경우, 발광부(147)에서 광이 조사된 후 대상물에서 반사된 반사 광이 수광부(148)에 도달하기까지의 시간은 상대적으로 짧고, 수광부(148)에 수광되는 광의 세기는 상대적으로 강하게 나타난다.For example, when the distance between the photosensor 146 and the object is relatively long, the time taken for the reflected light reflected by the object to reach the light-receiving
수광부(148)는 이에 입사되는 광의 세기가 강한 경우 상대적으로 높은 출력 전압을 발생하고, 입사되는 광이 세기가 약한 경우 상대적으로 낮은 출력 전압을 발생한다. 따라서 광센서(146)는 수광부(148)가 수광하는 광의 세기에 따라 다양한 전기적 신호를 발생할 수 있다.The
광센서(146)를 구성하는 발광부(147)로는 Infrad LED 등 광을 발생할 수 있는 다양한 발광 소자가 이용될 수 있다. 그리고 수광부(148)는 Photo diode 등 광을 감지하여 전기적 신호로 변환할 수 있는 광전 소자가 이용될 수 있다.As the
제어부(150)는 광센서(146)와 통신 가능하게 연결되고 광센서(146)의 출력 신호에 따라 작동 신호를 발생한다. 또한 파워윈도우 장치를 작동시키기 위해 차량에 설치되는 출력부(80)와 통신 가능하게 연결되어 출력부(80)에 작동 신호를 송신한다. 제어부(150)에는 연산부(152)와 저장부(154)가 연결될 수 있다. 연산부(152)는 제어부(150)로부터 광센서(146)의 감지 신호를 수신하여 감지 신호에 따른 제어값을 연산하여 제어부(150)에 제공할 수 있다. 저장부(154)는 광센서(146)의 감지 신호에 따른 작동 신호를 매칭하여 저장할 수 있고, 제어부(150)로부터 수신한 데이터를 업데이트하여 저장할 수 있다.The
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(100)의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the
도 5에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)가 사용자에 의해 도면상 좌측 방향으로 이동하는 경우, 광센서부(140)는 윈도우 다운 동작에 관련한 신호를 발생할 수 있다. 먼저, 도 5의 (a)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)가 좌측 방향으로 일정 거리 이동하여 중립부(128)의 우측으로 첫 번째로 위치하는 광반사부(141)가 광센서(146)와 마주하는 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(141)에서 수광부(148) 측으로 반사된다. 그리고 수광부(148)는 광반사부(141)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다.As shown in FIG. 5, when the
이때, 광반사부(141)와 광센서(146) 간의 최단 이격 거리와 수광부(148)에서 발생하는 전압은 도 7에 나타낸 그래프에서 '스위치1'로 표시한 부분으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 광반사부(141)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 1단 다운 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다. 여기에서, 윈도우의 1단 다운 동작은 윈도우를 수동으로 다운시키는 동작이 될 수 있다.At this time, the shortest distance between the
사용자가 도 5의 (b)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)를 좌측 방향으로 일정 거리 더 이동시키면 중립부(128)의 우측으로 두 번째로 위치하는 광반사부(142)가 광센서(146)와 마주하게 된다. 이 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(142)에서 수광부(148) 측으로 반사되며, 수광부(148)는 광반사부(142)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 도 5의 (b)의 경우, 도 5의 (a)의 경우와 비교하여, 광센서(146)와 광반사부(142) 간의 최단 이격 거리가 상대적으로 길어져 발광부(147)에서 조사된 광이 광반사부(142)에서 반사되어 수광부(148)에 도달하기까지의 시간은 상대적으로 길어지고, 수광부(148)에 수광되는 광의 세기 역시 상대적으로 약하게 나타난다.5 (b), when the
이때, 광반사부(142)와 광센서(146) 간의 최단 이격 거리와 수광부(148)에서 발생하는 전압은 도 7에 나타낸 그래프에서 '스위치3'으로 표시한 부분으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 광반사부(142)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 2단 다운 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다. 여기에서, 윈도우의 2단 다운 동작은 윈도우를 자동으로 풀 다운시키는 동작이 될 수 있다.At this time, the shortest distance between the
한편, 도 6에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)가 사용자에 의해 도면상 우측 방향으로 이동하는 경우, 광센서부(140)는 윈도우 업 동작에 관련한 신호를 발생할 수 있다. 먼저, 도 6의 (a)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)가 우측 방향으로 일정 거리 이동하여 중립부(128)의 좌측으로 첫 번째로 위치하는 광반사부(143)가 광센서(146)와 마주하는 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(143)에서 수광부(148) 측으로 반사되고, 수광부(148)는 광반사부(143)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 도 5에 나타낸 경우와 비교하여, 광센서(146)와 광반사부(143) 간의 최단 이격 거리는 도 5의 (a)의 경우보다는 길고 도 5의 (b)의 경우보다는 짧으므로, 수광부(148)에 수광되는 광의 세기는 도 5의 (a)의 경우보다는 약하고 도 5의 (b)의 경우보다는 세다.On the other hand, as shown in FIG. 6, when the
이때, 광반사부(143)와 광센서(146) 간의 최단 이격 거리와 수광부(148)에서 발생하는 전압은 도 7에 나타낸 그래프에서 '스위치2'로 표시한 부분으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 광반사부(143)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 1단 업 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다. 여기에서, 윈도우의 1단 업 동작은 윈도우를 수동으로 업시키는 동작이 될 수 있다.At this time, the shortest distance between the
사용자가 도 6의 (b)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(120)를 우측 방향으로 일정 거리 더 이동시키면 중립부(128)의 좌측으로 두 번째로 위치하는 광반사부(144)가 광센서(146)와 마주하게 된다. 이 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(144)에서 수광부(148) 측으로 반사되며, 수광부(148)는 광반사부(144)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 도 6의 (b)의 경우, 도 6의 (a)의 경우와 비교하여, 광센서(146)와 광반사부(144) 간의 최단 이격 거리가 상대적으로 길어져 수광부(148)에 수광되는 광의 세기 역시 상대적으로 약하게 나타난다.6 (b), when the
이때, 광반사부(144)와 광센서(146) 간의 최단 이격 거리와 수광부(148)에서 발생하는 전압은 도 7에 나타낸 그래프에서 '스위치4'로 표시한 부분으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 광반사부(144)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 2단 업 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다. 여기에서, 윈도우의 1단 업 동작은 윈도우를 자동으로 풀 업시키는 동작이 될 수 있다.At this time, the shortest distance between the
상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(100)은 작동 노브(120) 측에 배치되는 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)와, 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)와의 광학 상호 작용으로 작동 노브(120)의 작동 상태에 따라 감지 신호를 발생하는 광센서(146)를 이용하는 비접촉 방식을 취한다. 따라서 종래의 접촉식 방식에 비해, 제품의 높이를 줄여 콤팩트한 구조가 가능하며, 부품 수 감소 및 제조 공정 단순화를 통해 생산 단가를 낮출 수 있다. 그리고 종래의 접점을 이용하는 접촉식 스위치 장치에 비해 기판(115) 상에 접점 스위치 영역을 만들지 않아도 되어 회로 설계의 효율성이 향상되며, 러버 패드 설계 시 접점부를 생략할 수 있어 제품 구조가 단순화되며, 플런저와 같은 기구 부품이 제거 되어 원가 경쟁력 있는 제품이 가능하다. 또한 접촉식 스위치 장치와 같이 부품 간의 마찰에 의한 마모 및 소음 문제가 발생하지 않아 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.The
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛의 작동 노브와 이에 배치되는 복수의 광반사부를 나타낸 것이다.8 is a schematic view of a noncontact switch unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows an operation knob of the contactless switch unit according to an embodiment of the present invention and a plurality of light reflectors disposed therein .
본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(200)은 하우징(110)과, 하우징(110)에 가동 가능하게 설치되는 작동 노브(220)와, 작동 노브(220)의 작동 상태를 감지하기 위한 광센서부(240)와, 광센서부(240)로부터 신호를 수신하여 작동 신호를 발생하는 제어부(150;도 4 참조)를 포함한다. 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(200)은 일부 구성이 상술한 비접촉 스위치 유닛(100)과 유사하고, 작동 노브(220)가 회전형 구조를 취하는 점 등에서 차이가 있다. 이하에서, 앞서 설명한 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛은 차량용 파워윈도우 장치에 적용되어 윈도우의 업-다운 제어에 이용되는 것으로 예를 들어 설명한다.The
작동 노브(220)는 사용자가 조작할 수 있도록 하우징(110)에 가동 가능하게 설치되며, 사용자 조작에 의해 복수의 조작 위치로 작동할 수 있다. 여기에서 조작 위치는 작동 노브(220)의 회전 각도 변화에 따른 회전각 위치이다. 즉, 작동 노브(120)는 광센서(146)와의 최단 거리 선분(Lm)에 대해 수직인 회전 중심축을 중심으로 제 1 회전 방향(예를 들어, 도면상 반시계 방향) 및 제 2 회전 방향(예를 들어, 도면상 시계 방향)으로 회전할 수 있다. 하우징(110) 또는 작동 노브(220)에는 작동 노브(220)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(230)이 구비될 수 있다. 작동 노브(220)는 사용자가 조작할 수 있도록 하우징(110)의 외측으로 노출되는 조작부(221)와, 조작부(221)와 결합되어 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)를 지지하는 광반사부 고정부(222)를 포함한다.The
광반사부 고정부(222)의 외면에는 작동 노브(220)의 작동 상태에 따라 광센서(146)와 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244) 간의 최단 이격 거리가 변화되는 이격 거리 프로파일(223)이 형성된다. 즉, 광반사부 고정부(222)의 외측 둘레에는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면(기판(115)의 상면)과의 이격 거리가 서로 다른 복수의 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)이 마련된다.The shortest distance between the
광반사부 고정부(222)의 일측에는 광센서(146)와 마주하되 광반사부(241)(242)(243)(244)가 배치되지 않아 광 반사가 거의 발생하지 않는 중립부(228)가 마련된다. 중립부(228)가 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)는 출력 신호를 발생하지 않으며, 이 위치가 작동 노브(220)의 중립 각도가 된다. 중립부(228)가 광센서(146)와 마주하는 중립 각도에서 복수의 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)은 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 기울어지게 배치되며, 각 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)에 위치하는 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244) 역시 상기 가상의 평면에 대해 기울어지게 배치된다.The
각 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)에 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)가 하나씩 배치된다. 따라서 작동 노브(220)의 조작 위치에 따라 광센서(146)와 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244) 간의 최단 이격 거리가 변화하게 된다.A plurality of
도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 각각의 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)은 광반사부(241)(242)(243)(244)의 배치를 통해 광반사부(241)(242)(243)(244)가 위치하는 반사 영역과, 광반사부(241)(242)(243)(244) 외곽의 무반사 영역으로 구분될 수 있다.Although not shown in detail in the drawings, each of the light reflection part seating surfaces 224, 225, 226, and 227 is formed by arranging the
또한 하우징(110)이나 작동 노브(220)에는 작동 노브(220)를 중립 각도로 원상 복귀시킬 수 있는 복귀장치가 구비될 수 있다. 사용자에 의해 움직여 조작 위치가 변경된 작동 노브(220)는 복귀장치에 의해 중립 위치로 원상 복귀될 수 있다.The
광센서부(240)는 작동 노브(220) 측에 배치되는 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)와, 하우징(110) 내측에 배치되어 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)와의 광학 상호 작용으로 작동 노브(220)의 작동 상태를 감지하는 광센서(146)를 포함한다. 광센서(146)는 앞서 설명한 것과 같다.The
복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)는 작동 노브(220)의 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)에 각각 배치되어 각 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227) 상에 반사 영역을 형성한다. 광반사부(241)(242)(243)(244)는 앞서 설명한 것과 같이 다양한 방법으로 광반사부 안착면(224)(225)(226)(227)에 마련될 수 있다.The plurality of
복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)는 작동 노브(220)의 조작 위치에 따라 광센서(146)와 마주하는 위치로 이동할 수 있다. 광반사부(241)(242)(243)(244)가 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)의 광이 광반사부(241)(242)(243)(244)로 입사되어 광센서(146) 측으로 반사될 수 있다. 각 광반사부(241)(242)(243)(244)는 광센서(146)와 마주하는 위치에서 광센서(146)와의 최단 이격 거리가 서로 다르다.The plurality of
복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)는 작동 노브(220)의 회전 방향을 따라 중립부(228)의 좌우 양측에 두 개씩 배치된다. 즉, 작동 노브(220)의 제 1 회전 방향을 따라 중립부(228)의 우측에 두 개의 광반부(241)(242)가 배치되고, 작동 노브(220)의 제 2 회전 방향을 따라 중립부(228)의 좌측에 두 개의 광반부(243)(244)가 배치된다. 중립부(228)의 우측에 배치되는 복수의 광반부(241)(242)가 중립부(228)로부터 제 1 회전 방향으로 이격된 각도 간격과, 중립부(228)의 좌측에 배치되는 복수의 광반부(243)(244)가 중립부(228)로부터 제 2 회전 방향으로 이격된 각도 간격은 동일한 것이 좋다. 또한 복수의 광반사부(241)(242)(243)(244)는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 각각 적절한 기울기로 기울어지게 배치되는 것이 좋다.A plurality of
구체적으로, 도 9에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)가 중립 각도에 위치할 때, 중립부(228)의 우측으로 첫 번째 위치하는 광반사부(241)가 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 기울어진 각도(αd1)와, 중립부(228)의 우측으로 두 번째 위치하는 광반사부(242)가 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 기울어진 각도(αd2)는 서로 다르다. 중립부(228)의 우측으로 첫 번째 위치하는 광반사부(241)가 기울어진 각도(αd1)는 작동 노브(220)의 회전 중심(C)을 통과하여 광반사부(241)와 직교하는 선분(L1)이 작동 노브(220)의 중심 선분(Lc)에 대해 기울어진 각도(θd1)와 같다. 여기에서, 작동 노브(220)의 중심 선분(Lc)은 작동 노브(220)의 회전 중심(C)을 통과하여 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면과 직교하는 가상의 선분이다.9, when the
그리고 중립부(228)의 우측으로 두 번째 위치하는 광반사부(242)의 기울기(αd2)는 작동 노브(220)의 회전 중심(C)을 통과하여 광반사부(242)와 직교하는 선분(L2)이 작동 노브(220)의 중심 선분(Lc)에 대해 기울어진 각도(θd2)와 같다.The inclination? D2 of the
또한 중립부(228)의 좌측으로 첫 번째 위치하는 광반사부(243)가 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 기울어진 각도(αu1)와, 중립부(228)의 좌측으로 두 번째 위치하는 광반사부(244)가 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면에 대해 기울어진 각도(αu2)는 서로 다르다. 중립부(228)의 좌측으로 첫 번째 위치하는 광반사부(243)가 기울어진 각도(αu1)는 작동 노브(220)의 회전 중심(C)을 통과하여 광반사부(243)와 직교하는 선분(L3)이 작동 노브(220)의 중심 선분(Lc)에 대해 기울어진 각도(θu1)와 같다. 그리고 중립부(228)의 좌측으로 두 번째 위치하는 광반사부(244)의 기울기(αu2)는 작동 노브(220)의 회전 중심(C)을 통과하여 광반사부(244)와 직교하는 선분(L4)이 작동 노브(220)의 중심 선분(Lc)에 대해 기울어진 각도(θu2)와 같다.The
이와 같은 작동 노브(220) 상에서 광반사부(241)(242)(243)(244)의 배치를 통해 각 광반사부(241)(242)(243)(244)가 광센서(146)와 마주하는 위치에 이동했을 때, 각 광반사부(241)(242)(243)(244)는 광센서(146)가 놓이는 가상의 평면과 평행하게 놓일 수 있다.242 and 244 through the arrangement of the
본 실시예에서, 중립부(228)의 우측에 배치되는 두 광반사부(241)(242)는 윈도우 다운 동작 신호 발생에 이용될 수 있고, 중립부(228)의 좌측에 배치되는 두 광반사부(243)(244)는 윈도우 업 동작 신호 발생에 이용될 수 있다.In this embodiment, two
이하에서는, 본 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(200)의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the
도 10에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)가 사용자에 의해 제 2 회전 방향으로 회전하는 경우, 광센서부(140)는 윈도우 다운 동작에 관련한 신호를 발생할 수 있다. 먼저, 도 10의 (a)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)가 제 2 회전 방향으로 일정 각도 회전하여 중립부(228)의 우측으로 첫 번째로 위치하는 광반사부(241)가 광센서(146)와 마주하는 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(241)에서 수광부(148) 측으로 반사된다. 그리고 수광부(148)는 광반사부(241)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 이와 같이, 광반사부(241)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 1단 다운 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다.10, when the
사용자가 도 10의 (b)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)를 제 2 회전 방향으로 일경 각도 더 회전시키면 중립부(128)의 우측으로 두 번째로 위치하는 광반사부(242)가 광센서(146)와 마주하게 된다. 이 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(242)에서 수광부(148) 측으로 반사되며, 수광부(148)는 광반사부(242)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 도 10의 (b)의 경우, 도 10의 (a)의 경우와 비교하여, 광센서(146)와 광반사부(242) 간의 최단 이격 거리가 상대적으로 길어져 수광부(148)에 수광되는 광의 세기가 상대적으로 약하게 나타나며, 이에 따라 수광부(148)에서 상대적으로 낮은 전압이 발생한다. 수광부(148)는 발생 전압에 따른 감지 신호를 제어부(150)로 전송하고, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 2단 다운 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다.10 (b), when the
한편, 도 11에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)가 사용자에 의해 제 1 회전 방향으로 회전하는 경우, 광센서부(140)는 윈도우 업 동작에 관련한 신호를 발생할 수 있다. 먼저, 도 11의 (a)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)가 제 1 회전 방향으로 일정 하여 중립부(228)의 좌측으로 첫 번째로 위치하는 광반사부(243)가 광센서(146)와 마주하는 경우, 광센서(146)의 발광부(147)에서 조사되는 광이 광반사부(243)에서 수광부(148) 측으로 반사되고, 수광부(148)는 광반사부(243)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 도 10에 나타낸 경우와 비교하여, 광센서(146)와 광반사부(243) 간의 최단 이격 거리는 도 10의 (a)의 경우보다는 길고 도 10의 (b)의 경우보다는 짧으며, 수광부(148)는 입사 광의 세기에 따른 전압을 발생한다. 이렇게 광반사부(243)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 1단 업 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 11, when the
사용자가 도 11의 (b)에 나타낸 것과 같이, 작동 노브(220)를 제 1 회전 방향으로 일정 각도 더 회전시키면 중립부(228)의 좌측으로 두 번째로 위치하는 광반사부(244)가 광센서(146)와 마주하게 된다. 이 경우, 광센서(146)의 광이 광반사부(244)에서 수광부(148) 측으로 반사되며, 수광부(148)는 광반사부(244)에서 반사되는 광을 수광하여 광의 세기에 따라 전압을 발생하게 된다. 이때, 광센서(146)와 광반사부(244) 간의 최단 이격 거리가 도 10의 (b)의 경우보다 길어져 수광부(148)에 수광되는 광의 세기가 상대적으로 약하게 나타난다. 이렇게 광반사부(244)와 연계하여 수광부(148)에서 발생하는 전압은 광센서(146)의 감지 신호로 제어부(150)로 전송되며, 제어부(150)는 그 감지 신호에 따라 윈도우를 2단 업 동작시키기 위한 작동 신호를 출력부(80)에 전송할 수 있다. When the user further rotates the
본 발명에 있어서, 회전형 작동 노브의 구체적인 구조나, 회전 범위, 이에 구비되는 광반사부의 개수나 배치 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다.In the present invention, the specific structure of the rotary operation knob, the rotation range, the number of light reflection parts provided therein, the arrangement structure, and the like can be variously changed.
도 12는 본 발명의 회전형 작동 노브가 변형된 또 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.12 schematically shows a contactless switch unit according to another embodiment in which the rotary operation knob of the present invention is modified.
도 12에 나타낸 비접촉 스위치 유닛(300)은 하우징(110)과, 작동 노브(320)와, 광센서부(340)와, 제어부(150)를 포함한다. 광센서부(340)는 광센서(146)와, 작동 노브(320)에 구비되는 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)를 포함한다.The
작동 노브(320)는 복수의 광반사부(141)(142)(143)(144)가 하나씩 배치되는 복수의 스텝부(124)(125)(126)(127)가 마련된 계단형 구조를 갖는 것으로, 그 구체적인 구성은 도 2에 나타낸 작동 노브(120)와 같다. 다만, 본 실시예에 따른 작동 노브(320)는 회전축(330)을 중심으로 회전하는 점에서 차이가 있다.The
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to those described and illustrated above.
예를 들어, 광센서(146)는 도시된 것과 같이 발광부(147)와 수광부(148)가 기판(115) 위에 나란하게 배치되는 구조 이외에, 작동 노브 측에 배치되는 복수의 광반사부와의 광학 상호 작용으로 작동 노브의 작동 상태를 감지하고, 감지 신호를 발생할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.For example, the
또한 광센서는 시간을 앞서 설명한 것과 같이, 작동 노브 측으로부터 반사되는 광의 세기에 따라 감지 신호를 발생하는 구성 이외에, 광 출사 후 반사 광을 수광하기까지의 소요 시간에 따라 감지 신호를 발생하는 구성 등 작동 노브에 구비되는 광반사부와의 광학 상호 작용으로 작동 노브의 작동 상태를 감지하고, 그에 따라 출력 신호를 발생할 수 있는 다양한 다른 구성으로 변경될 수 있다.In addition to the configuration in which the light sensor generates a sensing signal in accordance with the intensity of light reflected from the operation knob side as described above, a configuration for generating a sensing signal in accordance with the time required for receiving the reflected light after the light emerges It can be changed into various other configurations capable of sensing the operating state of the operation knob by optical interaction with the light reflection portion provided in the operation knob and thereby generating an output signal.
또한 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은 도 2에 나타낸 슬라이딩 방식의 스위치나 도 8에 나타낸 회전형 또는 시소형 스위치 이외에, 푸시형 스위치 등 다양한 움직임을 나타내는 작동 노브를 갖는 다양한 형태의 스위치에 적용될 수 있다.Further, the noncontact switch unit according to the present invention can be applied to various types of switches having an operation knob indicating various movements such as a push type switch, in addition to the sliding type switch shown in Fig. 2, the rotary type or seesaw type switch shown in Fig. 8 .
또한 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은 앞서 설명한 것과 같은 차량의 파워윈도우용 스위치 이외에, 다양한 응용 제품에 적용되어 응용 제품의 다양한 기능을 작동시키기 위한 작동 신호를 발생하는데 이용될 수 있다.Further, the contactless switch unit according to the present invention can be applied to various application products in addition to the switch for power window of the vehicle as described above, and can be used to generate operation signals for operating various functions of the application product.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Those skilled in the art will appreciate that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.
100, 200, 300 : 비접촉 스위치 유닛
110 : 하우징
115 : 기판
117 : 러버 패드
120, 220, 320 : 작동 노브
121, 221 : 조작부
122, 222 : 광반사부 고정부
123, 223 : 이격 거리 프로파일
124~127 : 스텝부
128, 228 : 중립부
131 : 반사 영역
132 : 무반사 영역
140, 240, 340 : 광센서부
141~144, 241~244 : 광반사부
146 : 광센서
147 : 발광부
148 : 수광부
150 : 제어부
152 : 연산부
154 : 저장부
200 : 출력부
224~227 : 광반사부 안착면
230, 330 : 회전축100, 200, 300: contactless switch unit 110: housing
115: substrate 117: rubber pad
120, 220, 320:
122, 222: light reflection
124 to 127:
131: reflection area 132: non-reflection area
140, 240, 340:
146: optical sensor 147:
148: light receiving section 150:
152: operation unit 154:
200:
230, and 330:
Claims (14)
사용자가 조작할 수 있도록 상기 하우징에 가동 가능하게 설치되어 복수의 조작 위치로 작동 가능한 작동 노브;
상기 작동 노브 측에 배치되는 복수의 광반사부 및 상기 하우징 내측에 배치되어 상기 복수의 광반사부와의 광학 상호 작용으로 상기 작동 노브의 작동 상태를 감지하는 광센서를 포함하는 광센서부; 및
상기 광센서와 통신 가능하게 연결되고 상기 광센서로부터의 감지 신호에 따라 작동 신호를 발생하는 제어부;를 포함하고,
상기 작동 노브에는 상기 작동 노브의 작동 상태에 따라 상기 광센서와 상기 복수의 광반사부 간의 최단 이격 거리가 변화되는 이격 거리 프로파일이 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
housing;
An operation knob which is movably installed in the housing so as to be operable by a user and is operable at a plurality of operation positions;
A plurality of light reflection parts disposed on the operation knob side and an optical sensor disposed on the inside of the housing to detect an operation state of the operation knob by optical interaction with the plurality of light reflection parts; And
And a control unit connected to the optical sensor and capable of generating an operation signal according to a detection signal from the optical sensor,
Wherein the operation knob is formed with a separation distance profile in which the shortest distance between the optical sensor and the plurality of light reflection parts is changed according to the operation state of the operation knob.
상기 광반사부는 상기 작동 노브의 저면으로 상기 광센서를 향하여 배치되는 반사 영역을 형성하고,
상기 광반사부의 외곽은 무반사 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the light reflection part forms a reflection area disposed on the bottom surface of the operation knob toward the optical sensor,
And the outer periphery of the light reflection portion forms an anti-reflection area.
상기 작동 노브는 상기 광센서와의 최단 거리 선분에 수직하게 직선 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the operation knob is installed so as to be linearly movable in a direction perpendicular to the shortest distance line segment with the optical sensor.
상기 광센서는, 상기 작동 노브 측으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 작동 노브 측에서 반사되는 광을 수광하여 출력 신호를 발생하는 수광부를 포함하고,
상기 복수의 광반사부는 상기 광센서에서 조사되는 광의 입사각이 모두 동일하도록 상기 작동 노브의 직선 이동 방향에 대해 동일한 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method of claim 3,
Wherein the optical sensor includes a light emitting portion that emits light toward the operation knob side and a light receiving portion that receives light reflected from the operation knob side and generates an output signal,
Wherein the plurality of light reflection parts are arranged at the same angle with respect to the linear movement direction of the operation knob so that the incident angles of the light emitted from the photosensor are all the same.
상기 작동 노브에는 상기 광센서가 놓이는 가상의 평면과 평행하게 마주하도록 배치되되 상기 가상의 평면과의 이격 거리가 서로 다른 복수의 스텝부가 구비되고,
상기 복수의 광반사부는 상기 복수의 스텝부에 각각 상기 가상의 평면과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method of claim 3,
Wherein the operation knob is provided with a plurality of step portions disposed so as to face the imaginary plane on which the optical sensor is placed and in which the distance from the imaginary plane is different,
Wherein the plurality of light reflecting portions are disposed in parallel with the virtual plane in the plurality of step portions, respectively.
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향으로 동일한 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of light reflecting portions are spaced apart at equal intervals in a linear movement direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고,
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향을 따라 상기 중립부의 좌우 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method of claim 3,
Wherein the operation knob has a neutral portion facing the optical sensor and the light reflection portion is not disposed,
Wherein the plurality of light reflection portions are disposed on both left and right sides of the neutral portion along a linear movement direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the operation knob is rotatably installed in the housing.
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향으로 동일한 각도 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of light reflection parts are spaced apart at equal angular intervals in the rotation direction of the operation knob.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고,
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향을 따라 상기 중립부의 좌우 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
9. The method of claim 8,
Wherein the operation knob has a neutral portion facing the optical sensor and the light reflection portion is not disposed,
Wherein the plurality of light reflection portions are disposed on both left and right sides of the neutral portion along the rotation direction of the operation knob.
상기 작동 노브의 제 1 회전 방향을 따라 상기 중립부의 우측에 복수의 광반사부가 배치되고, 상기 작동 노브의 제 2 회전 방향을 따라 상기 중립부의 좌측에 상기 중립부의 우측에 배치되는 것과 같은 개수의 광반사부가 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
11. The method of claim 10,
Wherein a plurality of light reflection portions are disposed on the right side of the neutral portion along a first rotation direction of the operation knob, and a number of light beams arranged on the left side of the neutral portion along the second rotation direction of the operation knob, Wherein the reflection portion is disposed on the side of the contact portion.
상기 중립부의 우측에 배치되는 복수의 광반사부가 상기 중립부로부터 각각 상기 제 1 회전 방향으로 이격된 각도 간격과, 상기 중립부의 좌측에 배치되는 복수의 광반사부가 상기 중립부로부터 각각 상기 제 2 회전 방향으로 이격된 각도 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
12. The method of claim 11,
A plurality of light reflecting portions disposed on the right side of the neutral portion are spaced apart from the neutral portion in the first rotation direction and a plurality of light reflecting portions disposed on the left side of the neutral portion are respectively spaced apart from the neutral portion by the second rotation And the angular intervals are the same.
상기 광센서는, 상기 작동 노브 측으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 작동 노브 측에서 반사되는 광을 수광하여 출력 신호를 발생하는 수광부를 포함하고,
상기 복수의 광반사부는 각각 상기 광센서의 광이 입사되는 위치에서 광의 입사각이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
9. The method of claim 8,
Wherein the optical sensor includes a light emitting portion that emits light toward the operation knob side and a light receiving portion that receives light reflected from the operation knob side and generates an output signal,
Wherein each of the plurality of light reflection parts has the same incident angle of light at a position where light of the photosensor is incident.
상기 작동 노브는 상기 광센서와 마주하되 상기 광반사부가 배치되지 않는 중립부를 구비하고,
상기 복수의 광반사부는 상기 중립부가 상기 광센서와 마주하는 중립 각도에서 상기 광센서가 놓이는 가상의 평면에 대해 각각 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.14. The method of claim 13,
Wherein the operation knob has a neutral portion facing the optical sensor and the light reflection portion is not disposed,
Wherein the plurality of light reflecting portions are arranged to be inclined with respect to a virtual plane in which the light sensor is placed at a neutral angle at which the neutral portion faces the light sensor.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170050596A KR20180117457A (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Non-contact type switching unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170050596A KR20180117457A (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Non-contact type switching unit |
Publications (1)
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---|---|
KR20180117457A true KR20180117457A (en) | 2018-10-29 |
Family
ID=64101322
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KR1020170050596A KR20180117457A (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Non-contact type switching unit |
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---|---|
KR (1) | KR20180117457A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021201537A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | 엘에스일렉트릭(주) | Entrance and exit position detection device for power device, and entrance and exit monitoring system including same |
-
2017
- 2017-04-19 KR KR1020170050596A patent/KR20180117457A/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021201537A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | 엘에스일렉트릭(주) | Entrance and exit position detection device for power device, and entrance and exit monitoring system including same |
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