KR20190063912A - 멀티 펑션 스위치 장치 - Google Patents

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KR20190063912A
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KR1020170163056A
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박문수
신민우
정태섭
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엘에스오토모티브테크놀로지스 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는, 하우징과, 적어도 일부가 하우징의 외부로 노출되도록 하우징에 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브 및 로터리 노브의 로터리 동작에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있도록 하우징에 배치되는 로터리 스위치를 구비하는 로터리 스위치부와, 적어도 일부가 하우징의 외부로 노출되도록 배치되는 터치 노브 및 터치 노브와 마주하도록 하우징의 내측에 배치되고 터치 구동전극(Tx)과 터치 구동전극(Tx)과 대응하는 터치 감지전극(Rx)을 갖는 복수의 터치 스위치가 이격 배치된 터치 스위치 패널을 구비하는 터치 스위치부를 포함한다. 본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는 종래에 비해 구성 부품의 수가 적고, 구조가 단순하며, 로터리 노브의 움직임을 위한 조작 거리 및 구성 부품 간의 필수 유격 확보에 따른 디자인 제약의 단점을 극복할 수 있다.

Description

멀티 펑션 스위치 장치{MULTI FUNCTION SWITCHING DEVICE}
본 발명은 스위치 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적용 대상 장치에 대한 다양한 작동 모드 선택을 가능하게 하는 멀티 펑션 스위치 장치에 관한 것이다.
스위치는 차량, 공작 기계, 가전기기, 단말기, 멀티미디어 기기, 게임기 등 매우 다양한 장치들에 선택 및 조작을 위한 부품으로 광범위하게 사용되고 있다.
스위치는 적용 대상 장치의 종류 등에 따라 매우 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있고, 장치의 다양한 기능적 선택이 가능하도록 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다. 대표적인 스위치로는 간단한 누름 조작이 가능한 푸시 스위치, 축방향 회전 조작이 가능한 로터리 스위치, 레버형 스위치, 다양한 운동이 가능한 스위치 노브를 갖는 통합 스위치 등이 있다.
통합 스위치의 경우, 스위치 노브의 다양한 조작에 따른 기능 선택이 가능한 다양한 구조의 것이 개발되어 사용되고 있다. 예를 들어, 차량에 사용되는 통합 스위치는 운전자가 차량의 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템 등 각종 차량용 기기의 조작을 위해 사용될 수 있다. 이러한 통합 스위치는 스위치 노브의 틸팅 디렉셔널 조작에 따른 신호를 발생하는 디렉셔널 스위치(또는 조이스틱 스위치), 스위치 노브의 푸시 조작에 따른 신호를 발생하는 푸시 스위치, 스위치 노브의 회전 조작에 따른 신호를 발생하는 로터리 스위치가 하나의 모듈로 통합된 구조를 갖는다. 차량에 사용되는 통합 스위치는 각종 기기의 조작성을 증대시킴으로써, 운전자가 운전 중 각종 기기의 조작에도 전방 주의력을 상실하지 않도록 하는 장점이 있다.
그런데 종래의 통합 스위치의 경우, 스위치 노브의 다양한 움직임에 따른 신호 발생을 위해 구성 부품의 수가 많고, 구조가 복잡한 단점이 있다. 그리고 스위치 노브의 조작에 따른 조작 거리 및 구성 부품 간의 필수 유격을 필요로 하여 디자인 설계의 제약이 따르는 문제점이 있다.
등록특허공보 제0961062호 (2010. 06. 01)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 종래에 비해 구성 부품의 수가 적고, 구조가 단순하며, 로터리 노브의 움직임을 위한 조작 거리 및 구성 부품 간의 필수 유격 확보에 따른 디자인 제약의 단점을 극복할 수 있는 멀티 펑션 스위치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는, 하우징; 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되도록 상기 하우징에 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브와, 상기 로터리 노브의 로터리 동작에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있도록 상기 하우징에 배치되는 로터리 스위치를 구비하는 로터리 스위치부; 및 적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되도록 배치되는 터치 노브와, 상기 터치 노브와 마주하도록 상기 하우징의 내측에 배치되고 터치 구동전극(Tx)과 상기 터치 구동전극(Tx)과 대응하는 터치 감지전극(Rx)을 갖는 복수의 터치 스위치가 이격 배치된 터치 스위치 패널을 구비하는 터치 스위치부;를 포함한다.
상기 로터리 노브는 상기 터치 노브의 주위를 둘러싸는 링 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 터치 노브와 상기 터치 스위치 패널은 이들 사이에 개재되는 접착 테이프에 의해 접착될 수 있다.
상기 터치 노브의 외면에 복수의 터치 버튼 마크가 상기 복수의 터치 스위치 각각에 대응하도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 터치 버튼 마크는 상기 터치 노브의 중앙에 배치되는 센터 마크와, 상기 센터 마크의 주위에 균등 각 분할되어 배치되는 복수의 사이드 마크를 포함하고, 상기 복수의 터치 스위치는 상기 센터 마크와 상기 복수의 사이드 마크에 각각 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 터치 스위치부는 상기 복수의 터치 스위치에 각각 대응하도록 상기 터치 노브에 배치되는 터치 노브 도전체를 포함할 수 있다.
상기 터치 구동전극과 상기 터치 감지전극과 상기 터치 노브 도전체는 상호 마주하도록 일렬로 배치되되, 상기 터치 감지전극이 상기 터치 구동전극과 상기 터치 노브 도전체 사이에 배치될 수 있다.
상기 터치 구동전극 및 상기 터치 노브 도전체는 상기 터치 감지전극보다 넓게 배치될 수 있다.
상기 터치 스위치 패널은, 상기 터치 구동전극이 배치되는 터치 구동전극 기판과, 상기 터치 감지전극이 배치되는 터치 감지전극 기판과, 그라운드 전극이 배치되는 그라운드 전극 기판과, 전기 소자가 배치되는 베이스 기판을 포함하고, 상기 터치 구동전극 기판과, 상기 터치 감지전극 기판과, 상기 그라운드 전극 기판과, 상기 베이스 기판은 겹겹이 적층되도록 배치될 수 있다.
상기 터치 노브의 아래에 상기 터치 감지전극 기판, 상기 터치 구동전극 기판, 상기 그라운드 전극 기판, 상기 베이스 기판 순서로 배치될 수 있다.
상기 터치 스위치 패널은, 상기 터치 구동전극 및 상기 터치 감지전극이 배치되는 터치 전극 기판과, 그라운드 전극이 배치되는 그라운드 전극 기판과, 전기 소자가 배치되는 베이스 기판을 포함하고, 상기 터치 전극 기판과, 상기 그라운드 전극 기판과, 상기 베이스 기판은 겹겹이 적층되도록 배치될 수 있다.
상기 터치 구동전극이 상기 터치 감지전극의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 터치 감지전극이 상기 터치 구동전극의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는, 상기 터치 노브의 터치 조작에 따른 피드백 신호를 발생하는 피드백 신호 발생부;를 포함할 수 있다.
상기 피드백 신호는 진동 신호 또는 사운드 신호일 수 있다.
상기 로터리 스위치는, 상기 로터리 노브와 함께 회전할 수 있도록 상기 로터리 노브와 연결되어 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되고 상기 로터리 노브의 회전 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 엔코더 로터 슬릿이 구비되는 엔코더 로터와, 상기 엔코더 로터가 회전하는 경우 상기 엔코더 로터 슬릿의 이동을 감지할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 로터리 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는 사용자의 터치 조작을 감지하기 위한 터치 구동전극부 및 터치 감지전극부가 전기 소자가 배치되는 베이스 기판 상에 일체형으로 배치됨으로써 종래 기술에 비해 원가 절감의 잇점이 있다.
또한 본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는 종래 기술에 비해 구성 부품의 수가 적고, 구조가 단순하며, 로터리 노브의 움직임을 위한 조작 거리 및 구성 부품 간의 필수 유격 확보에 따른 디자인 제약의 단점을 극복할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치는 종래 기술과 같은 돌출형 노브 구조를 최대한 지양함으로써, 설계 시 디자인 자유도가 향상된다. 그리고 기구적으로 복잡한 조작 구조를 배제할 수 있고, 스위칭 부품에 기구적인 작동 스트레스가 유발되지 않아 부품의 작동 마찰 및 마모로 인한 문제점이 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치의 터치 스위치부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치의 터치 스위치 패널을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치에 구비되는 터치 스위치부의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 터치 스위치 패널의 변형예 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 멀티 펑션 스위치 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치를 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치(100)는 하우징(110)과, 로터리 스위치부(120)와, 터치 스위치부(130)와, 제어부(160)와, 피드백 발생부(170)를 포함한다. 이러한 멀티 펑션 스위치 장치(100)는 차량이나 가전기기 등 다양한 장치에 적용되어 적용 대상 장치에 대한 다양한 작동 모드 선택을 가능하게 한다.
하우징(110)은 하우징 베이스(111)와, 하우징 베이스(111)의 일면을 덮는 하우징 커버(113)를 포함한다. 하우징 베이스(111)와 하우징 커버(113)의 사이에 로터리 스위치부(120)와 터치 스위치부(130) 등이 설치되는 공간이 마련된다. 하우징 커버(113)의 중간에는 하우징 개구(114)가 마련된다. 하우징 개구(114)를 통해 로터리 스위치부(120)의 로터리 노브(121)와 터치 스위치부(130)의 터치 노브(131)가 하우징(110)의 외부로 노출될 수 있다.
하우징(110)은 도시된 구조 이외에, 로터리 스위치부(120)와 터치 스위치부(130)를 지지하거나 보호할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
로터리 스위치부(120)는 하우징(110)에 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브(121)와, 로터리 노브(121)의 로터리 동작에 따라 전기적 신호를 발생하는 로터리 스위치(123)를 포함한다. 로터리 스위치부(120)는 사용자가 로터리 노브(121)를 회전 조작함에 따라 적용 장치의 기능 선택을 위한 입력 신호를 발생할 수 있다.
로터리 노브(121)는 적어도 일부가 하우징(110)의 외부로 노출되도록 하우징(110)의 하우징 개구(114)에 배치된다. 로터리 노브(121)는 도시된 것과 같이, 터치 스위치부(130)의 터치 노브(131) 주위를 둘러싸는 원형 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한 로터리 노브(121)는 사용자 조작성 향상을 위해 하우징(110)의 상면으로부터 다소 돌출되도록 배치될 수 있다. 이 밖에, 로터리 노브(121)는 사용자에 의해 회전할 수 있는 다양한 다른 구조를 취할 수 있다.
로터리 스위치(123)는 로터리 노브(121)의 로터리 동작에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있도록 하우징(110)에 배치된다. 로터리 스위치(123)는 로터리 노브(121)와 함께 회전할 수 있도록 로터리 노브(121)와 연결되는 엔코더 로터(124)와, 엔코더 로터(124)의 회전을 감지할 수 있도록 하우징(110)의 내부에 배치되는 로터리 센서(127)를 포함한다. 엔코더 로터(124)는 로터리 노브(121)의 하단에 로터리 노브(121)와 동심 배치된다. 엔코더 로터(124)는 로터리 노브(121)의 회전 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 엔코더 로터 슬릿(125)을 갖는다. 로터리 센서(127)는 하우징(110)에 고정되어 엔코더 로터(124)가 회전하는 경우 엔코더 로터 슬릿(125)의 이동을 감지하여 신호를 발생할 수 있다.
로터리 스위치부(120)는 도시된 것과 같이, 로터리 노브(121)에 결합되는 엔코더 로터(124)와 엔코더 로터(124)의 회전을 감지하여 감지 신호를 발생하는 로터리 센서(127)를 포함하는 구조 이외에, 로터리 노브(121)의 회전에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
터치 스위치부(130)는 터치 노브(131)와, 터치 스위치 패널(137)을 포함한다. 이러한 터치 스위치부(130)는 사용자의 터치 동작에 따라 입력 신호를 발생한다.
터치 노브(131)는 적어도 일부가 하우징(110)의 외부로 노출되도록 배치된다. 터치 노브(131)는 링 형상의 로터리 노브(121) 내측에 배치된다. 이와 같이, 터치 노브(131)가 로터리 노브(121)의 내측에 위치함으로써 터치 노브(131)와 로터리 노브(121) 간의 콤팩트한 배치가 가능하다. 그리고 이러한 로터리 노브(121)와 터치 노브(131)의 배치는 멀티 펑션 스위치 장치(100)의 콤팩트화에 유리하다.
터치 노브(131)의 외면에는 복수의 터치 버튼 마크가 구비된다. 터치 버튼 마크는 센터 마크(132)와 사이드 마크(133)로 구분될 수 있다. 센터 마크(132)는 터치 노브(131)의 중앙에 배치되는 터치 버튼 마크이고, 사이드 마크(133)는 센터 마크(132)의 주위에 배치되는 터치 버튼 마크이다. 사이드 마크(133)는 센터 마크(132)의 주위에 균등 각 분할되어 배치될 수 있다. 터치 스위치부(130)는 사용자가 센터 마크(132)나 사이드 마크(133)를 터치할 때 각각에 대응하는 신호를 발생할 수 있다.
도면에는 하나의 센터 마크(132)와, 센터 마크(132) 주위에 네 개의 사이드 마크(133)가 90도 간격으로 배치되는 것으로 나타냈으나, 센터 마크(132)나 사이드 마크(133)의 개수나 배치 간격은 다양하게 변경될 수 있다.
터치 노브(131)의 내측에는 복수의 터치 노브 도전체(135)가 구비된다. 터치 노브 도전체(135)는 복수의 터치 버튼 마크에 대응하는 위치에 배치된다. 터치 노브 도전체(135)는 터치 스위치 패널(137)의 터치 스위치(153)와 작용하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터치 스위치 패널(137)은 터치 구동전극부(138)와, 터치 감지전극부(142)와, 그라운드 전극부(146)와, 베이스 기판(150)을 포함한다. 터치 구동전극부(138)와, 터치 감지전극부(142)와, 그라운드 전극부(146)와, 베이스 기판(150)은 겹겹이 적층되도록 배치되되, 터치 노브(131)의 아래에 터치 감지전극부(142), 터치 구동전극부(138), 그라운드 전극부(146) 및 베이스 기판(150) 순서로 배치된다.
터치 구동전극부(138)는 터치 구동전극(Tx, 139)과, 터치 구동전극(139)을 지지하는 터치 구동전극 기판(140)을 포함한다. 터치 구동전극(139)은 제어부(160)에 의해 주기적인 PWM 신호를 출력할 수 있다. 터치 구동전극(139)은 터치 감지전극 기판(144)과 마주하는 터치 구동전극 기판(140)의 일면에 복수 개가 구비된다. 복수 개의 터치 구동전극(139)은 터치 노브(131)에 구비되는 복수 개의 터치 노브 도전체(135)에 일대일로 대응하도록 배치된다.
터치 감지전극부(142)는 터치 감지전극(Rx, 143)과, 터치 감지전극(143)을 지지하는 터치 감지전극 기판(144)을 포함한다. 터치 감지전극(143)은 터치 구동전극(139)의 출력에 대응되는 신호를 입력받아 그 입력 신호의 변화량을 감지한다. 터치 감지전극(143)은 터치 노브(131)와 마주하는 터치 감지전극 기판(144)의 일면에 복수 개가 구비된다. 복수 개의 터치 감지전극(143)은 복수 개의 터치 구동전극(139)에 일대일로 대응하도록 배치된다.
터치 노브 도전체(135)와, 터치 구동전극(139)과, 터치 감지전극(143)은 상호 마주하여 중첩되도록 일렬로 배치된다. 즉, 터치 감지전극(143)이 터치 노브 도전체(135)와 터치 구동전극(139) 사이에 배치된다. 터치 감지전극(143)은 터치 노브 도전체(135) 및 터치 구동전극(139)보다 작다. 즉, 터치 노브 도전체(135) 및 터치 구동전극(139)이 터치 감지전극(143)보다 넓게 배치된다. 터치 노브 도전체(135)는 터치 구동전극(139)에서 방출되는 정전용량 성분의 신호를 반사하여 터치 감지전극(143)으로 전달하는 매개체로서의 역할뿐만 아니라, 외부의 노이즈 성분이 하단의 터치 감지전극(143)으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
터치 구동전극(139)과 터치 감지전극(143)은 사용자의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 스위치(153)를 구성한다. 즉, 터치 구동전극(139)이 주기적인 PWM 신호를 출력하고, 터치 감지전극(143)이 터치 구동전극(139)의 출력에 대응되는 신호를 입력받아 그 입력 신호의 변화량을 감지함으로써 사용자의 터치 여부 판단이 가능하다.
그라운드 전극부(146)는 그라운드 전극(147)과, 그라운드 전극(147)을 지지하는 그라운드 전극 기판(148)을 포함한다. 그라운드 전극(147)은 베이스 기판(150)에 구비되는 전기 소자(151)나 전기 배선으로부터 터치 스위치(153)로의 노이즈의 유입을 차단하는 역할을 한다. 그라운드 전극(147)은 그라운드 전극 기판(148) 상에 다양한 형태로 배치될 수 있다.
베이스 기판(150)에는 터치 구동전극(139)이나 터치 감지전극(143)과 전기적으로 연결되는 전기 소자(151) 또는 배선이 구비된다. 또한 베이스 기판(150)에는 제어부(160)나 피드백 발생부(170)가 배치될 수 있다. 베이스 기판(150)은 그 위에 차례로 적층되는 그라운드 전극부(146)와 터치 구동전극부(138) 및 터치 감지전극부(142)를 이에 배치되는 전기 소자(151)와 전기적으로 연결되도록 지지한다.
이러한 터치 스위치 패널(137)의 작용을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 터치 감지전극(143)으로 입력되는 신호는 터치 구동전극(139)에서 직접적으로 터치 감지전극(143)으로 유입되는 신호(S1)와, 터치 구동전극(139)에서 방출되어 터치 노브 도전체(135)에서 반사된 후 터치 감지전극(143)으로 유입되는 신호(S2)로 구분될 수 있다. 이렇게 터치 감지전극(143)으로 유입되는 두 개의 신호(S1)(S2)의 합이 비 동작상태에서 터치 스위치(153)의 기준 신호값이 된다. 그리고 도 7에 나타낸 것과 같이, 이러한 기준 신호값(임계값)을 기준으로 사용자에 의한 터치가 이루어질 때, 터치 감지전극(143)에서의 신호 변화량에 따라 터치 스위치(153)의 동작 여부를 확정하게 된다. 즉, 사용자가 터치 노브(131)를 터치할 때, 제어부(160)가 터치 노브 도전체(135)의 미세 유동과 해당 터치 감지전극(143)에서의 신호 변화량을 인지하여 터치 스위치(153)의 동작을 판단하고, 그에 따른 입력 신호를 발생할 수 있다. 이러한 과정에서 터치 스위치(153)에 대응하도록 배치되는 터치 노브 도전체(135)는 외부로부터 터치 감지전극(143)으로 유입되는 노이즈 성의 정전 성분을 차폐하게 되며, 상시적으로 노이즈 보다 큰 정전 성분이 터치 감지전극(143)으로 수신되도록 하여 터치 스위치(153)가 안정적으로 작동하도록 한다.
터치 노브(131)와 터치 스위치 패널(137)은 접착 테이프(155)에 의해 터치 노브(131)와 접착된다. 접착 테이프(155)는 터치 노브(131)와 터치 스위치 패널(137) 사이에 개재되어 이들 사이에 공기층이 생기지 않게 한다. 접착 테이프(155)의 두께는 50 ~ 300um가 적당하다. 접착 테이프(155)의 두께가 50um 미만일 때 오작동의 위험이 증가하고, 접착 테이프(155)의 두께가 300um를 초과하면 터치 센싱 감도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
제어부(160)는 터치 구동전극부(138)의 터치 구동전극(139)을 통해 주기적인 PWM 신호를 출력하고, 터치 감지전극(143)에서의 신호 변화량을 인지하여 터치 스위치(153)의 동작을 판단한다. 또한 제어부(160)는 터치 스위치(153)의 동작을 판단 결과에 따라 피드백 발생부(170)의 동작을 제어한다.
피드백 발생부(170)는 터치 노브(131)의 터치 조작에 따른 피드백 신호를 발생한다. 여기에서, 피드백 신호로는 진동 신호나, 사운드 신호 등 사용자가 인지할 수 있는 다양한 신호가 될 수 있다.
사용자에 의한 터치 노브(131)의 터치 시, 제어부(160)는 터치 스위치(153)의 동작을 판단하고, 터치 스위치(153)의 동작에 따라 피드백 발생부(170)를 제어하여 피드백 발생부(170)가 피드백 신호를 출력하도록 한다. 따라서 사용자가 터치 노브(131)의 터치 조작 시, 터치 조작에 따른 터치 스위치(153) 동작 여부를 감각적으로 인지할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치(100)는 사용자의 터치 조작을 감지하기 위한 터치 구동전극부(138) 및 터치 감지전극부(142)가 전기 소자(151)가 배치되는 그라운드 전극 기판(148) 상에 일체형으로 배치됨으로써 종래 기술에 비해 원가 절약의 잇점이 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치(100)는 종래 기술에 비해 구성 부품의 수가 적고, 구조가 단순하며, 로터리 노브(121)의 움직임을 위한 조작 거리 및 구성 부품 간의 필수 유격 확보에 따른 디자인 제약의 단점을 극복할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펑션 스위치 장치(100)는 종래 기술과 같은 돌출형 노브 구조를 최대한 지양함으로써, 설계 시 디자인 자유도가 향상된다. 그리고 기구적으로 복잡한 조작 구조를 배제할 수 있고, 스위칭 부품에 기구적인 작동 스트레스가 유발되지 않아 부품의 작동 마찰 및 마모로 인한 문제점이 발생하지 않는다.
한편, 도 8은 터치 스위치 패널의 변형예 나타낸 것이다.
도 8에 나타낸 터치 스위치 패널(180)은 터치 구동전극부(181)와, 터치 감지전극부(184)와, 그라운드 전극부(146)와, 베이스 기판(150)을 포함한다. 터치 구동전극부(181)와, 터치 감지전극부(184)와, 그라운드 전극부(146)와, 베이스 기판(150)은 겹겹이 적층되도록 배치된다. 여기에서, 그라운드 전극부(146)와 베이스 기판(150)은 상술한 것과 같다. 이러한 터치 스위치 패널(180)은 터치 노브(131;도 4 참조)의 아래에 터치 전극 기판(187), 그라운드 전극부(146) 및 베이스 기판(150)이 순서로 적층된 구조를 취한다.
터치 구동전극부(181)는 복수의 터치 구동전극(Tx, 182)을 포함하고, 터치 감지전극부(184)는 복수의 터치 구동전극(182)에 대응하는 복수의 터치 감지전극(Rx, 185)을 포함한다. 터치 구동전극(182)은 주기적인 PWM 신호를 출력하고, 터치 감지전극(185)은 터치 구동전극(182)의 출력에 대응되는 신호를 입력받아 그 입력 신호의 변화량을 감지한다. 복수의 터치 구동전극(182)과 복수의 터치 감지전극(185)은 일대일로 대응하도록 하나의 터치 전극 기판(187)에 배치된다. 즉, 터치 구동전극(182)과 터치 감지전극(185)은 터치 구동전극(182)이 터치 감지전극(185)의 주위를 둘러싸는 형태로 터치 전극 기판(187)의 일면에 배치된다.
터치 구동전극(182)과 터치 감지전극(185)은 사용자의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 스위치(189)를 구성한다. 즉, 터치 구동전극(182)이 주기적인 PWM 신호를 출력하고, 터치 감지전극(185)이 터치 구동전극(182)의 출력에 대응되는 신호를 입력받아 그 입력 신호의 변화량을 감지함으로써 사용자의 터치 여부를 판단할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로, 터치 감지전극(185)으로 입력되는 신호는 터치 구동전극(182)에서 직접적으로 터치 감지전극(185)으로 유입되는 신호와, 터치 구동전극(182)에서 방출되어 터치 노브(131)의 터치 노브 도전체(135)에서 반사된 후 터치 감지전극(185)으로 유입되는 신호로 구분될 수 있다. 이렇게 터치 감지전극(185)으로 유입되는 두 개의 신호의 합이 비 동작상태에서 터치 스위치(189)의 기준 신호값이 된다. 그리고 이러한 기준 신호값을 기준으로 사용자에 의한 터치가 이루어질 때, 터치 감지전극(185)에서의 신호 변화량에 따라 터치 스위치(189)의 동작 여부를 확정하게 된다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 5에는 터치 노브(131)의 아래에 터치 감지전극부(142), 터치 구동전극부(138), 그라운드 전극부(146) 및 베이스 기판(150) 순서로 배치되는 것으로 나타냈으나, 터치 감지전극부(142), 터치 구동전극부(138), 그라운드 전극부(146) 및 베이스 기판(150)의 배치 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
또한 도 8에는 터치 감지전극(185)이 원판 모양으로 이루어지고, 터치 구동전극(182)이 터치 감지전극(185)의 주위를 둘러싸는 원형 링 모양으로 이루어진 것으로 나타냈으나, 터치 구동전극(182)이나 터치 감지전극(185)의 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 다른 예로, 터치 구동전극(182)은 원형 링 모양 이외에, 다른 형태의 링 모양 또는 링 모양 이외의 다른 형태로 터치 감지전극(185)과 동일 면 상에 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 터치 감지전극이 터치 구동전극의 주위를 적어도 일부분 둘러싸는 형태로 터치 감지전극과 터치 구동전극이 하나의 터치 전극 기판(187) 상에 배치될 수도 있다.
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.
100 : 멀티 펑션 스위치 장치 110 : 하우징
111 : 하우징 베이스 113 : 하우징 커버
120 : 로터리 스위치부 121 : 로터리 노브
123 : 로터리 스위치 130 : 터치 스위치부
131 : 터치 노브 132 : 센터 마크
133 : 사이드 마크 135 : 터치 노브 도전체
137, 180 : 터치 스위치 패널 138, 181 : 터치 구동전극부
139, 182 : 터치 구동전극 142, 184 : 터치 감지전극부
143, 185 : 터치 감지전극 146 : 그라운드 전극부
147 : 그라운드 전극 150 : 베이스 기판
153, 189 : 터치 스위치 155 : 접착 테이프
160 : 제어부 170 : 피드백 발생부

Claims (16)

  1. 하우징;
    적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되도록 상기 하우징에 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브와, 상기 로터리 노브의 로터리 동작에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있도록 상기 하우징에 배치되는 로터리 스위치를 구비하는 로터리 스위치부; 및
    적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되도록 배치되는 터치 노브와, 상기 터치 노브와 마주하도록 상기 하우징의 내측에 배치되고 터치 구동전극(Tx)과 상기 터치 구동전극(Tx)과 대응하는 터치 감지전극(Rx)을 갖는 복수의 터치 스위치가 이격 배치된 터치 스위치 패널을 구비하는 터치 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터리 노브는 상기 터치 노브의 주위를 둘러싸는 링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 노브와 상기 터치 스위치 패널은 이들 사이에 개재되는 접착 테이프에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 노브의 외면에 복수의 터치 버튼 마크가 상기 복수의 터치 스위치 각각에 대응하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 터치 버튼 마크는 상기 터치 노브의 중앙에 배치되는 센터 마크와, 상기 센터 마크의 주위에 균등 각 분할되어 배치되는 복수의 사이드 마크를 포함하고,
    상기 복수의 터치 스위치는 상기 센터 마크와 상기 복수의 사이드 마크에 각각 대응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스위치부는 상기 복수의 터치 스위치에 각각 대응하도록 상기 터치 노브에 배치되는 터치 노브 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치 구동전극과 상기 터치 감지전극과 상기 터치 노브 도전체는 상호 마주하도록 일렬로 배치되되,
    상기 터치 감지전극이 상기 터치 구동전극과 상기 터치 노브 도전체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치 구동전극 및 상기 터치 노브 도전체는 상기 터치 감지전극보다 넓게 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스위치 패널은,
    상기 터치 구동전극이 배치되는 터치 구동전극 기판과,
    상기 터치 감지전극이 배치되는 터치 감지전극 기판과,
    그라운드 전극이 배치되는 그라운드 전극 기판과,
    전기 소자가 배치되는 베이스 기판을 포함하고,
    상기 터치 구동전극 기판과, 상기 터치 감지전극 기판과, 상기 그라운드 전극 기판과, 상기 베이스 기판은 겹겹이 적층되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 노브의 아래에 상기 터치 감지전극 기판, 상기 터치 구동전극 기판, 상기 그라운드 전극 기판, 상기 베이스 기판 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스위치 패널은,
    상기 터치 구동전극 및 상기 터치 감지전극이 배치되는 터치 전극 기판과,
    그라운드 전극이 배치되는 그라운드 전극 기판과,
    전기 소자가 배치되는 베이스 기판을 포함하고,
    상기 터치 전극 기판과, 상기 그라운드 전극 기판과, 상기 베이스 기판은 겹겹이 적층되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 구동전극이 상기 터치 감지전극의 주위를 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 감지전극이 상기 터치 구동전극의 주위를 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 노브의 터치 조작에 따른 피드백 신호를 발생하는 피드백 신호 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 진동 신호 또는 사운드 신호인 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터리 스위치는,
    상기 로터리 노브와 함께 회전할 수 있도록 상기 로터리 노브와 연결되어 상기 하우징의 내부에 회전 가능하게 배치되고 상기 로터리 노브의 회전 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 엔코더 로터 슬릿이 구비되는 엔코더 로터와,
    상기 엔코더 로터가 회전하는 경우 상기 엔코더 로터 슬릿의 이동을 감지할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 로터리 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 펑션 스위치 장치.
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