KR20130041903A - 광학 동작 엘리먼트, 더 구체적으로는 푸시버튼 또는 스위치 - Google Patents

광학 동작 엘리먼트, 더 구체적으로는 푸시버튼 또는 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광 방출형 광 전송기, 광 수신기, 광을 가이드하기에 적합한 프리즘을 포함하고 커버를 포함하며, 프리즘 (8) 은 활성 센서 영역 (13) 인 측면 (12) 을 가지며, 프리즘 (8) 은 프리즘 (8) 의 활성 센서 영역 (13) 이 커버 (2) 의 밑면에 실질적으로 평행하게 배향되도록 커버 (2) 아래에 배열되는, 광학 동작 엘리먼트, 더 구체적으로는 푸시버튼 또는 스위치에 관한 것이다. 커버 (2) 는 활성 센서 영역 (13) 위의 커버 (2) 의 영역이고 최대 99%, 최대 95%, 최대 90%, 최대 80% 또는 최대 50% 의 투과율을 갖는 센서 영역 (2a) 을 갖는다. 프리즘 (8) 및 광 전송기 (5) 는 광 전송기 (5) 에 의해 방출된 광이 프리즘 (8) 을 통해 가이드되어 활성 센서 영역 (13) 및 커버 (2) 를 통과하도록 배열된다. 광 수신기 (6) 는 물체에서 반사된 방출 광이 커버 (2) 의 센서 영역 (2a) 및 활성 센서 영역 (13) 에 입사하여 프리즘 (8) 을 통해 광 수신기 (6) 로 가이드되도록 배열되며, 반사에서의 변화가 평가 회로에 의해 식별되어 스위칭으로서 해석된다.

Description

광학 동작 엘리먼트, 더 구체적으로는 푸시버튼 또는 스위치{OPTICAL OPERATING ELEMENT, MORE PARTICULARLY PUSHBUTTON OR SWITCH}
본 발명은 광학 동작 엘리먼트에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 광 전송기, 광 수신기, 광을 가이드하기에 적합한 프리즘을 포함하고, 그리고 방사선에 비투과성이고 적어도 하나의 출사 애퍼처 (exit aperture) 를 갖는 커버를 갖는 푸시버튼 또는 스위치에 관한 것이다.
사용자에 의해 터치될 때 디바이스에서 스위칭 동작을 트리거하는 접촉 스위치들 또는 푸시버튼들이 모바일 폰들, 원격 제어 디바이스들, 가전제품들 및 리프트들과 같은 많은 전자 디바이스들 뿐만 아니라, 자동차 산업에 널리 사용되고 있다. 이 기능에 대해 용량성 스위치 및 광학 스위치 양자가 알려져 있다. 용량성 접촉 스위치들은 용량성 센서 엘리먼트의 부분으로서 사용자와 함께 커패시턴스를 발생시키며 터치될 때에 그에 따라 커패시턴스가 변화하는 센서 표면을 갖는다. 센서 표면은 대개 대응하는 출력 신호를 평가 회로로 공급하는 회로 장치와 측정 전극을 통해 커플링된다. 이로부터, 접촉 센서가 터치되고 있는지 여부에 관한 결정이 이루어질 수도 있다.
그러나, 용량성 측정 방법들은 오직 작은 범위들만을 가지며, 본질적으로 직접 접촉에 제한된다. 이 센서의 범위가 증가되면, 센서들은 대개 부정확하게 응답하거나 또는 적어도 수분, 온도 변화들 또는 표류하는 전자기 방사선에 응하지 않는다. 더욱이, 이들 센서들은 금속 또는 금속화된 표면들과 같은 도전성 표면들로 둘러싸여질 때 작동하지 않는다.
용량성 동작 엘리먼트들 이외에도, 광학 엘리먼트들이 또한 알려져 있으며, 이들에서는 가시 또는 비가시 범위, 특히 적외선 범위에서의 광의 반사가 이용된다. 따라서, 반사된 광의 양에서의 변화들을 검출하여 평가함으로써, 접촉 뿐만 아니라, 물체, 예를 들어, 손가락의 접근을 검출하는 것이 가능하다. 그 반사된 광을 분석함으로써, 반사된 광에서의 변화가 검출되며, 그 후 이것이 스위칭 또는 유사한 동작을 트리거한다. 광학 측정 방법들에 기초한 동작 엘리먼트들이 더 큰 범위를 갖지만, 이들은 또한 종종 외래 광에 의한 간섭에 민감한 단점을 갖고 있다. 이들은 또한 센서들 (광수신기들) 을 위치시키기 위한 사용자 인터페이스 뒤쪽에 소정의 설치 공간을 필요로 한다. 이들은 항상 충분한 광이 방사되고 그 반사된 광 중 상당히 많은 부분이 수신되어 광학 센서로 포워딩될 수 있는 정도까지 반투명한 사용자 인터페이스를 필요로 한다.
광학 센서들은 바람직하게는 LED들을 광원들 및 광 센서들로서 이용한다. 포토다이오드들 또는 포토엘리먼트들이 수신기들로서 이용된다. 변조된 광에 대한 포토다이오드들의 감도는 절대 휘도에 의존하며, 이 의존성은 주변 광 영향으로 불린다. 따라서, 반사 광 배리어의 수신된 신호는 측정되는 반사의 정도 뿐만 아니라, 주변 광에 의존한다. 주변 광 조건들이 너무 변하면, 수신된 신호를 신뢰성있게 평가하는 것이 불가능하다. 문서 JP 2006-164672 A 는 거울 뒤에 배열되는 광학 센서를 기술한다. 거울은 그의 은 필름에 소정 수의 애퍼처들을 가지며, 그 거울 뒤에 광학 프리즘이 광을 가이드하고 센서를 조명하도록 배열된다. 광학 센서는, 광이 은 필름의 애퍼처들 중 하나를 통해 직접 방출되고, 접근하는 물체에 의해 반사된 광이 애퍼처 바로 뒤에 포지셔닝된 수신기에 의해 수신되도록 배치된다. 방출기 및 수신기가 나란히 배열되는데, 이는 크로스토크를 초래하고 센서에 접근하는 물체가 신뢰성있게 검출될 수 없는 정도로 센서의 감도가 손상된다.
포토다이오드의 전송 기능이 제거된 측정 방법이 EP 0 706 648 B1 로부터 알려져 있다. 적어도 2개의 광원들이 적어도 하나의 수신기로 광을 전송하는 것을 교대로 행한다. 광원들이 수신기의 시점에서 이들이 항상 균일하게 밝도록 제어된다. 그 결과, 포토다이오드에 의해 수신되는 신호는 양쪽 신호들에 대해 동일한 크기를 갖는다. 2개의 광원들이 반대 위상의 직사각형의 광 신호들을 전송하면, 측정 경로의 조정이 제로의 수신된 신호를 야기한다. 이것의 결과는 대역통과 (bandpass) 에 의해 필터링되는 수신기 신호만이 평가되기 때문에, 수신기 증폭이 거의 무한할 수도 있다는 점이다. 광원들 중 하나가 너무 강하면, 후속 회로는 이 사실을 검출하고 그에 따라서 수신기에서의 2개의 광원들의 차동 신호가 다시 제로와 같아질 때까지 광원의 강도를 재조정한다.
문서 EP 1 671 160 B1 은 차동 광 신호를 결정하고 평가하는 방법을 개시한다. 이 방법은 EP 0 706 648 B1 에 기초하며 또한 조정 값을 조정 경로로 다시 도입하는 보상 광원을 포함한다.
반사에 기초한 광학 센서들은 항상 그 광 중 충분한 부분이 통과해서 빠져나갈 수 있는 센서 표면의 사용을 필요로 한다. 관련 분야에서는, 기능적 표면 또는 푸시버튼 표면으로서 기능하는 센서 표면만이 아주 낮은 광 투과율을 갖는 광학 동작 엘리먼트들이 상당히 요구되고 있다. 이것은 예를 들어, 낮은 투과율을 갖는 재료들 또는 큰 분산의 범위들을 갖는 재료들이 사용되고 그 결과, 재료의 외부로 반사되는 광 빔이 더 이상 평가될 수 없기 때문일 수도 있다. 또한, 미학적인 이유들로, 종종 컷아웃을 가진 오버프린트 또는 마스크를 갖는 센서 표면들을 이용하는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 캐릭터들 또는 심볼들이 컷아웃된, 금속 패널들, 금속화된 포일들 또는 진공 금속화된 표면들로 이루어지는 센서 표면들이 사용된다. 또한, 페인팅되었으며 상부에 마스크 형성으로 인해 심볼들이 시인되는 표면들이 있다. 비투과성 표면들에서의 이들 컷아웃들 또는 마스크들은 광을 출사할 수 있도록 한다. 그러나, 이들은 종종 아주 작으며, 이것은 센서 표면들의 감쇠 값들 자체가 너무 높기 때문에, 반사에 기초하는 종래의 광학 측정 방법들이 사용될 수 없다는 것을 의미한다. 더욱이, 이런 동작 표면들은 종종 일반적으로 용량성 측정 방법들 또는 다른 측정 방법들에 적합하지 않다. 또한, 종종 컷아웃의 형태가 표면 상에 조명되도록, 버튼들이 뒤쪽으로부터 광원에 의해 조명되어야 하는 것이 의도된다.
반사 측정 방법에 기초하고, 작은 마스킹 영역들을 가진 광-비투과성 표면들을 포함하는 향상된 광학 동작 엘리먼트들을 만드는 목적은 관련 분야로부터 도출되었다.
본 목적은 제 1 항의 특징들 및 제 18 항에 따른 방법을 갖는 광학 동작 엘리먼트에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 동작 엘리먼트는, 특히 스위치 또는 푸시버튼일 수도 있으며, 광 방출형 광 전송기, 광 수신기, 광을 가이드하기에 적합한 프리즘, 및 커버를 포함한다. 프리즘은 활성 센서 영역인 측면을 가지며, 프리즘의 활성 센서 영역이 커버의 밑면에 실질적으로 평행하게 배향되도록 커버 아래에 배열된다. 활성 센서 영역 위에 배열되고 프리즘의 활성 센서 영역에 대응하는 커버의 영역이 커버의 센서 영역이다. 이 커버의 센서 영역은 최대 99% 의 투과율을 갖는다. 투과율은 바람직하게는 95% 이하 또는 90% 이하이고, 특히 바람직하게는 80% 이하 또는 50% 이하이다.
커버 자체는 바람직하게는 20% 이하, 15% 이하 또는 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하 또는 2% 이하의 낮은 투과율을 갖는다. 또한, 실질적으로 방사선에 비투과성일 수도 있으므로, 바람직하게는 배출구들을 포함하는 커버의 전체 투과율이 앞에서 나타낸 값들을 갖도록, 적어도 하나의 출사 애퍼처를 가질 수도 있다. 광 전송기는 광원, 예를 들어 LED 일 수도 있다. 광 수신기는 바람직하게는 포토다이오드와 같은 광 센서이다. 광 전송기 및 수신기는 가시 또는 비가시 범위, 예를 들어 적외선 범위에서의 광으로 동작한다.
용어 "활성 센서 영역" 은 광학 평가용으로 사용되는 영역을 의미하는 것으로 해석된다. 측정 광은 활성 영역을 통과하여 방출되고, 검출되는 물체로부터 반사되는 측정 광이 그 활성 영역을 통하여 프리즘에 입사한다. 활성 센서 영역은 바람직하게는 프리즘의 전체 측면을 구성한다.
용어 "광을 가이드하기에 적합한 프리즘" 은 일반적으로 내부가 광을 전파하는데 적합한 광학체를 의미하는 것으로 해석된다. 신호 프리즘 (프리즘) 은 광을 확산하지 않으며, 따라서 프리즘에 공급되는 광이 프리즘 내부에서 하나의 경계 표면으로부터 반대 경계 표면 내부까지 직선으로 가이드되고 그 입사의 각도에 따라 그 안에서 반사되거나 또는 전송된다. 유리 본체들 또는 치수적으로 형태 안정한 플라스틱 본체들이 프리즘들로서 사용하는데 특히 적합하다.
커버는 낮은 투과율을 갖는 재료, 예를 들어 "블랙 패널 재료" 또는 대응하는 플라스틱 재료로 제조된다. 단지 작거나 또는 무시할 만한 투과 부분만을 갖는 염색 재료 또는 고 확산성의 재료가 또한 사용될 수도 있다. 커버는 바람직하게는 시트 금속, 진공 금속화된 포일 (foil) 또는 금속화된 포일, 또는 바니시 (varnished) 포일과 같은 광-비투과성 재료로 제조된다. 바람직하게는, 광이 커버의 이 출사 애퍼처를 통하여 출사할 수 있도록, 적어도 하나의 출사 애퍼처가 커버에 형성된다.
프리즘이 프리즘의 경계 표면이 커버와 실질적으로 평행하게 정렬되도록, 그 커버 아래에 정렬된다. 광 전송기는 광이 커버를 통해 또는, 더 바람직한 상이한 실시형태의 형태로 존재한다면 커버의 출사 애퍼처를 통해, 전송될 수 있도록, 방사된 광이 프리즘을 통해 가이드되어 그 커버에 인접한 경계 영역에서 출사하도록, 프리즘에 맞대어 배열된다.
동작 엘리먼트의 외부에서, 출사 광이 물체, 예를 들어, 손가락에 의해 반사되어, 그 반사된 광 부분이 커버 또는 출사 애퍼처를 통해 프리즘으로 다시 가이드된다. 수신기는 동작 엘리먼트 외부에서 물체에 의해 반사되는 광이 프리즘을 통과하여 수신기로 가이드되도록 배열된다. 이 반사에서의 변화는 접속된 평가 회로에서 스위칭으로서 해석된다.
이 상황에서, 커버 자체가 원하는 형태 및 광-비투과성 표면을 가질 수도 있다는 이점이 있다. 커버가 고확산성일 수도 있다. 그러나, 중요한 것은, 사용되는 프리즘이 확산성이 아니어야 하고 광 빔을 실질적으로 직선으로 가이드해야 한다는 점이다.
동작 엘리먼트가 후방 조명 (backlit) 되면, 광학 동작 엘리먼트는 조사하는 광을 산란시키는데 사용되는 확산기 엘리먼트를 포함한다. 이것은 커버의 전체 출사 애퍼처에 광이 가능한 균일하게 조사되는 것을 보장한다. 이러한 방법으로, 버튼 및 광학 동작 엘리먼트 각각이 또한 어둠 속에서 검출될 수 있도록 출사 애퍼처를 조사하는 것이 가능하다.
바람직한 실시형태에서, 커버는 복수의 출사 애퍼처들을 갖는다. 이 상황에서, 출사 애퍼처들은 그의 애퍼처 면적들의 총합이 광학 동작 엘리먼트의 커버의 면적보다 상당히 더 작게 선택된다. 따라서, 모든 출사 애퍼처들의 전체 면적은 커버에 인접한 프리즘의 경계 영역 (측면) 의 면적보다 상당히 더 작다. 출사 애퍼처들의 애퍼처 면적들의 총합은 바람직하게는 커버의 면적 또는 프리즘의 경계 영역의 최대 50 퍼센트, 특히 바람직하게는 최대 30 퍼센트, 20 퍼센트 이하, 또는 10 퍼센트 이하이다.
출사 애퍼처들의 총합이 커버 면적의 7 퍼센트 이하와 같은 면적을 갖는 실시형태들이 또한 바람직하다. 본 발명에 따른 광학 동작 엘리먼트는 애퍼처 면적들의 총합이 커버 면적의 최대 5 퍼센트, 바람직하게는 3 퍼센트 이하, 특히 바람직하게는 2 퍼센트 이하일 때 여전히 신뢰성있게 기능할 수 있다. 소정의 상황 하에서는, 이 비가 심지어 1 퍼센트 또는 0.5 퍼센트 이하일 수도 있다.
커버에 대해 10 mm × 10 mm (100 mm2) 의 밑면이 주어질 때, 모든 출사 애퍼처들의 전체 면적은 바람직하게는 10 mm2, 7 mm2, 6 mm2, 5 mm2, 3 mm2, 2 mm2 또는 1 mm2 이하이다. 본 발명에 따른 동작 엘리먼트는 심지어 이들 애퍼처 면적들로도 여전히 신뢰성있게 기능하며 모든 이벤트들에서 직접 접촉하는 물체를 검출한다. 이런 애퍼처 면적들에 의해, 출사 애퍼처들을 포함한 커버의 전체 투과율은 20% 이하 내지 5% 이하이며, 일부 경우들에서는 심지어 더 작은데, 예를 들어 3%, 2% 또는 1% 이하이다. 설령 그렇더라도 본 발명에 따른 동작 엘리먼트는 신뢰성있게 동작한다.
커버에서 출사 애퍼처들은 출사 애퍼처들 중 적어도 하나가 심볼, 숫자, 문자 또는 픽토그램 (pictogram) 의 형태가 되도록 설계된다. 또한, 복수의 배출구들이 함께 심볼, 숫자, 캐릭터 또는 픽토그램을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 문자들이 단일 또는 다수의 출사 애퍼처들에 의해 형성되는 것이 가능하다. 예를 들어, 픽토그램들 또는 심볼들, 또는 심지어 약어들, 예컨대 ABS, DTC, ESP 및 자동차 분야에서 일반적으로 사용되는 유사한 것들이 단일 또는 다수의 출사 애퍼처들에 의해 생성될 수도 있다.
특히, 자동차 분야에서는, 이들 버튼들을 백라이팅하기 위해, 출사 애퍼처가 확산기 엘리먼트에 의해 조명된다. 이 목적을 위해서, 광 방출형 광 센서 (전송기) 가 가시 범위에서 광을 방출한다면 사용될 수도 있다. 그러나, 대개, 광 전송기는 적외선에서 또는 적어도 비가시 파장 범위에서 기능하여, 백라이팅 시에 사용하기에는 적합하지 않게 된다. 이 경우, 바람직하게는, 버튼이 후방 조명되도록 확산기 엘리먼트를 조명하는 추가적인 광원이 제공된다. 백라이팅의 컬러는 고객의 희망을 반영하여 적응될 수도 있다. 또한, 백라이팅을 위해서 다수의 광원들을 사용하는 것도 가능하다. 목표된 제어를 통해 컬러를 변경하는 광원들이 또한 가능하다. 예를 들어, 버튼의 컬러는 광학 동작 엘리먼트 방향으로의 손가락과 같은 물체의 접근이 검출될 때에 변할 수도 있다.
바람직한 실시형태에서, 확산기 엘리먼트는 광을 가이드하는 프리즘이 커버와 확산기 엘리먼트 사이에 위치되도록 배열된다. 따라서, 확산기 엘리먼트로부터 출사하는 확산 광이 프리즘을 통하여 직선으로 포워딩됨으로써, 표현되는 출사 애퍼처들 및 심볼들 각각이 고르게 조명되는 것을 보장한다. 백라이팅은 실제 측정을 방해하지 않는다. 앞에서 설명한 바와 같이, 그것은 심지어 측정 신호 또는 측정 신호의 부분일 수도 있다.
바람직한 실시형태에서, 프리즘은 웨지 (wedge) 의 형태로 있다. 예를 들어, 프리즘은 광학 특수 형태의 기하학적 본체 "프리즘" 인 것으로 해석될 수도 있다. 그 경우, 삼각형 밑면을 가진 직립 (straight) 프리즘이다. 대안적인, 또한 바람직한 것은, 웨지 형태의 프리즘이다. 이 경우, 프리즘은, 프리즘의 2개의 경계 영역들이 90 도의 각도를 둘러싸는 것이 바람직하다. 프리즘의 밑면은 특히 바람직하게는 이등변 직각 삼각형이다.
웨지-형태의 프리즘 상의 경계 영역들 중의 하나는 바람직하게는 커버에 평행하게 배열된다. 90 도의 각도로 연결된 프리즘의 제 2 경계 영역은, 커버로부터 수직으로 연장된다. 전송기 및/또는 수신기는 이 경계 영역의 측면 상에 배열된다. 바람직하게는, 양쪽의 전송기 및 광 수신기는 이 측면 상에 배열된다. 전송기 및 수신기는 바람직하게는 나란히 또는 다른 하나의 위에 하나씩 배열된다. 이것은 또한 광학 동작 엘리먼트들이 출사 애퍼처들 아래에 위치될 필요가 없기 때문에, 동작 엘리먼트의 구조물 깊이를 작게 유지하는 능력을 제공한다.
바람직한 실시형태에서, 광학 동작 엘리먼트는 바람직하게는 보상 LED 로서 구성되는 보상 광원을 갖는다. 평가 회로는 바람직하게는 보상 회로를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 보상 LED 는 커버에 90 도 각도로, 그리고 수신기 및 전송기에 인접한 경계 영역에 90 도 각도로, 배열되는 프리즘의 측면 상에 배열된다. 보상 광원은 포토다이오드를 간접 조사하도록 수신 다이오드 (포토다이오드) 에 대해 포지셔닝된다. 광 전송기에 의해 방출되어 물체로부터 반사되는 광을 보상 광원으로부터 수신되는 광을 비교함으로써, 포토다이오드의 전송 기능을 보상하고 조정하는 조정이 이루어질 수도 있다. 이 방법은 EP 1 671 160 B1 및 EP 706 648 B1 에 더욱 더 자세하게 설명되어 있다. 이 정도로, 인용된 특허들의 내용이 이 설명의 목적에 포함된다.
커버의 출사 애퍼처들이 작기 때문에, 센서가 극히 민감해야 하며, 광 전송기 및 포토다이오드를 포함하는 측정 장치가 낮은 기본 커플링을 가지고 있어야 하며, 각각 "기본 커플링" 은 동작 엘리먼트의 외부에 어떤 물체도 없는 경우 광 전송기로부터 광 수신기로 되돌아간 후 수신되어 평가되는 광의 부분을 의미하는 것으로 해석된다. 이 문제를 해결하는 다른 알려진 접근법들에서와 마찬가지로, 대부분의 광학 측정 신호 (전송기에 의해 방출되는 광) 만이 오직 비-확산하는 프리즘을 통과하고, 임의의 추가적인 강하게 확산하는 층들을 통과할 필요가 없기 때문에, 이 기본 커플링이 낮게 유지될 수도 있다. 이것은 기능적 광 신호에서의 최소의 변화들을 해결할 수 있도록 하기 위해서 필수적인 높은 감도를 달성하기 위한 유일한 방법이다.
본 발명의 상황에서, 커버의 내측 후면, 즉, 프리즘에 인접한 커버의 표면의 적합한 처리에 의해 기본 커플링을 향상시키는 것이 가능하다는 것이 발견되었다. 이 목적을 위해, 내측 후면은 가능한 적은 신호가 반사되어 포토다이오드로 되돌아가도록 처리된다. 출사 애퍼처들을 통해 외부로 탈출하지 않아야 하는, 측정에 사용되는 방출 광의 전체 부분이 가능한 완전히 흡수되거나, 또는 적어도 포토다이오드 방향으로 반사되지 않아야 한다. 이를 위해서, 커버의 후면은 조면 가공되고 (rough-ened), 지지 (backing) 또는 접착 층이 제공되거나, 또는 페인팅될 수도 있다.
본 발명을 도면들의 특정의 실시형태들을 참조하여 더욱 더 자세하게 설명한다. 본원에서 나타내는 특수한 특징들은 본 발명의 바람직한 변형예들을 생성하는데 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수도 있다. 설명되는 구성들은 전체 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 제한을 나타내지 않는다.
도 1a 내지 도 1c 는 프리즘 및 확산기 엘리먼트를 갖는 동작 엘리먼트의 상세도들을 나타낸다.
도 2 는 확산기 엘리먼트를 갖는 동작 엘리먼트의 대안적인 실시형태를 나타낸다.
도 3 은 광학 동작 엘리먼트의 또 다른 대안적인 실시형태를 나타낸다.
도 4 는 적어도 하나의 출사 애퍼처를 각각 가진 총 4개의 버튼들을 갖는 동작 엘리먼트의 일 실시형태를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c 는 도 1c 에 따라서 복수의 출사 애퍼처들 (10) 을 갖는 커버 (2) 를 가진 광학 동작 엘리먼트 (100) 를 나타낸다. 출사 애퍼처들 (10) 은 단어 ABS 를 형성하며 일반적으로 자동차 산업 또는 자동차 분야에 사용된다.
신호 프리즘으로서 구성되는 프리즘 (8) 은 커버 (2) 의 밑면 (11) 상에 배열된다. 신호 프리즘 (8) 은 직각을 둘러싸는 2개의 측면들 (12) 을 가진 웨지 (wedge) 형태이다. 측면들 (12) 중 하나는 활성 센서 영역 (13) 이다. 따라서, 센서 영역 (12) 의 전체 영역이 활성 센서 영역 (13) 이다. 그것은 커버 (2) 에 인접한다. 이 측면 (12) (활성 센서 영역 (13)) 은 커버 (2) 의 밑면 (11) 에 평행하게 위치된다. 커버 (2) 는 바람직하게는 프리즘 (8) 의 측면 (12) 에 그 밑면과 맞대어 있다. 그 결과, 2개의 영역들이 접촉하고 있다. 활성 센서 영역 (13) 에 대응하는 커버의 영역이 커버 (2) 의 센서 영역 (2a) 이다. 센서 영역 (2a) 의 표면 영역은 활성 센서 영역 (13) 의 표면 영역과 동일한 사이즈이다. 센서 영역 (2a) 은 광을 전송하고 물체로부터 반사되는 그 전송된 광을 수신하도록 기능한다. 따라서, 센서 영역 (2a) 은 바람직하게는 센서 영역 (13) 에 놓여있는 영역이다.
전송기 LED 의 형태를 갖는 광 전송기 (5), 및 포토다이오드의 형태를 갖는 수신기 (6) 가 제 2 면 표면 (12) 상에 배열된다. 전송기 LED (5) 에 의해 프리즘을 통해 전송된 광은 경계 표면 (3) 으로부터 반사되어 프리즘 (8) 내부에서 커버 (2) 방향으로 나아간다. 커버 (2) 에서, 그 광은 바람직하게는 모두 커버 (2) 의 센서 영역 (2a) 에 배열되는 출사 애퍼처들 (10) 을 통해 출사하고, 동작 엘리먼트 (100) 외측에 위치된 물체 또는 동작 엘리먼트 (100) 에 접근하는 물체에 의해 반사될 수도 있다. 반사된 광은 커버 (2) 의 출사 애퍼처들 (10) 을 통해 신호 프리즘 (8) 의 활성 센서 영역 (13) 에 입사하고, 또한 경계 표면 (3) 에 의해 반사되어 포토다이오드 (6) 로 나아간다. 물체로부터의 반사의 변화에 기초하여, 본원에서 나타내지 않은 평가 회로는 물체가 예를 들어, 커버 (2) 가 외부로부터 터치되는 방법으로, 접근한다는 것을 검출한다. 이 변화는 평가 회로에 의해 동작 엘리먼트의 구동으로서 해석되고 평가된다. 동작 엘리먼트의 실시형태에 따라서, 이것은 푸시버튼 또는 스위치로서 기능할 수도 있다.
보상 LED 로서 설계되는 보상 광원 (7) 은 웨지-형태의 신호 프리즘 (8) 의 경사진 측면들 중 하나 상에 포지셔닝된다. 보상 LED (7) 는 포토다이오드 (6) 에 의해 간접적으로 수신되는 (그리고, 그에 따라 감쇠되는) 광을 전송한다. 따라서, (보상 LED 및 전송기 LED 로부터의) 합산된 (순수) 수신된 신호가 보상 LED 와 전송기 LED 를 비교하여 제어함으로써 제로로 보정된다. 이 상황에서, 보상 LED 에 의해 전송된 광은 전송기 LED 에 의해 방출되는 광에 대해 180 도 만큼 위상-오프셋된다. 따라서, 포토다이오드 (6) 및 본원에서 나타내지 않은 후속 증폭기 및 평가 회로의 전송 기능을 보상하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 동작 엘리먼트 (100) 는 비-확산성 신호 프리즘 (8) 에 더해, 확산기 엘리먼트 (4) 가 또한 존재하며, 도 1 에 나타낸 실시형태에서는 웨지-형태의 조명 확산기 (4) 의 형태를 갖는다는 이점을 갖고 있다. 광원인 조명 소스 (1) 는 광을 조명 확산기 (4) 로 전송한다. 광이 커버 (2) 의 활성 센서 영역 (13) 및 출사 애퍼처들 (10) 로부터 출사할 때 확산된다. 이러한 방법으로, 전체 출사 애퍼처 면적이 고르게 조명된다. 따라서, 심볼들 또는 아이콘들로서 설계된 출사 애퍼처들 (10) 이 시인될 수 있도록, 조명되는 버튼을 생성하는 것이 가능하다.
확산기 엘리먼트 (4) 가 신호 프리즘 (8) 아래에 배열되기 때문에, 전송기 LED 에 의해 방출되는 측정 광의 광학 경로가 산란 매질들에 의해 방해를 받지 않는다.
도 2 는 웨지-형태의 신호 프리즘 (8), 센서 영역 (2a) 을 가진 커버 (2) 및 확산기 엘리먼트 (4) 를 갖는 동작 엘리먼트 (100) 를 통한 단면을 나타낸다. 커버 (2) 는 활성 센서 영역 (13) 을 형성하는 측면 (12) 이 커버의 센서 영역 (2a) 과 접촉한다. 이 경우, 확산기 엘리먼트 (4) 는 평행 플레이트 (직사각형의 고체) 로서 배열되며 신호 프리즘 (8) 의 경계 표면 (3) 에 접한다. 광원 (1) 은 확산기 엘리먼트 (4) 아래에 배열된다. 이런 확산기 엘리먼트는 대개 버튼 및 그 버튼 상에 출사 애퍼처들 (10) 의 형태로 생성되는 심볼들을 균일하게 백라이팅하기에 충분하다. 웨지-형태가 아닌 확산기 엘리먼트 (4) 에 의해, 바람직하게는 또한 LED 인 광원 (1) 이 최소 공간 요건으로 포지셔닝될 수도 있다.
도 3 은 푸시버튼으로서 설계된 도 1 의 동작 엘리먼트 (100) 의 개선의 단면을 나타낸다. 동작 엘리먼트 (100) 는 바람직하게는 상부가 개방된 직육면체 또는 입방체의 형태인 캡슐 (200) 에 배열된다. 그 밑면 상에 애퍼처가 제공되며, 그 밑면을 통해 조명 소스 (1) 로부터의 광이 확산기 (4) 로 방사될 수도 있다. 측면들 중 하나 상에 애퍼처들이 제공된다. 광 전송기 (5) 및 광 수신기 (6) 는 애퍼처들 뒤에 배열된다. 전송기 LED (5) 로부터의 광이 이들 애퍼처들을 통해 신호 프리즘 (6) 으로 전송되며, 반사된 광이 대응하는 애퍼처 뒤에서 포토다이오드 (6) 에 의해 수신된다. 추가적인 애퍼처가 본원에서 나타내지 않은 측면 상에 제공되며, 그 뒤에 보상 LED (7) 가 광을 직접 포토다이오드 (6) 로 전송하도록 포지셔닝된다.
도 3 의 단면에서, 동작 엘리먼트 (100) 는 커버 (2) 가 출사 애퍼처들 (10) 의 영역에 나타나도록 절단된다. 아이콘, 심볼, 또는 하나 이상의 문자들을 형성하는 개개의 출사 애퍼처들 (10) 을 상부에서 명확히 볼 수 있다.
요약하면, 해결해야 할 기술적인 목적 및 솔루션 엘리먼트들 뿐만 아니라 본 발명에 따른 동작 엘리먼트의 개개의 이점들이 다시 제공된다. 그렇게 함에 있어, 앞에서 인용한 유럽 특허들 EP 1 671 160 B1 및 EP 706 648 B1 에서 설명된 HALIOS 방법을 참조한다. HALIOS 방법은 포토다이오드의 전송 기능, 및 측정 및 보상 회로의 전송 기능을 보상하는 보상 방법을 포함한다. 추가적인 세부 사항들은 대응하는 특허들로부터 얻을 수도 있다. HALIOS 칩은 Elmos 사에 의해 제조되어, 보호 이름 "HALIOS" 하에서 시판되는 전자 칩이다.
본 발명은 센서 표면 (버튼) 이 터치될 때, 심지어 터치되기 전에도, 즉, 센서 표면으로부터 일정 거리에 있을 때, 물체, 특히 손 또는 손가락의 검출에 관한 것이다. 이것은 맨 앞에서 사전검출로 불렀다. 이러한 방법으로, 버튼 기능들을 활성화하고, 그리고 적용가능한 경우 (선택적으로 원할 경우) 제어 백라이팅을 제어하는 것이 가능하다. 예를 들어, 백라이팅의 휘도가 손가락이 버튼에 접근하자마자, 증가되거나 또는 줄어들 수도 있다.
이에 의해, 일반적으로, 낮은 측정 광 투과율 및/또는 높은 산란 값들을 가진 재료들의 사용 및/또는 버튼의 작은 전달 (특히 IR-투과) 영역들 (노출된 영역들) 로 인해, 관련된 기능적 표면 또는 버튼 표면의 광 투과율이 낮은 내지 아주 낮다. 센서 표면 (센서 커버) 에 오버프린트 또는 컷아웃/마스크 (문자, 숫자 심볼 …) 가 제공될 수도 있으며, 이때, 특히, 종래의 광학 측정 방법들에 대해 감쇠 값들이 아주 높거나 또는 (용량성 방법들과 같은) 다른 측정 원리들에 기본적으로 적합하지 않은, 시트 금속 패널들, (금속화된) 포일들, 진공 금속화, 페인트들, 또는 심지어 블랙 패널 재료들이 사용될 수도 있다. 물체가 존재하는지 여부에 관한, 획득되어야 하는 정보는 반사의 정도에 기초한 범위 정보이다. 이 정보는 심지어 표면이 후면으로부터 조명되더라도 정확하게 획득된다. 백라이팅은 측정을 방해하지 않으며; 심지어 측정 신호 또는 측정 신호의 부분일 수도 있다. 또한, (다양한 형태로 된) 필드에서의 비교적 많은 개수의 버튼들을 배열하거나 또는 조합하고, (아마도, HALIOS? 전치-증폭기와 함께) 단일 HALIOS? 칩으로 동시에 모든 기능들을 활성화하는 것이 가능하다.
낮은 높이를 가진 고감도 후방 조명 HALIOS 심볼 버튼:
광학 반사, 광학 커플링 및 확산 백그라운드 조명용으로 사용되는 수동 광학 구성요소들은 깨끗하거나 또는 착색되지만 어느 경우에서도 확산시키지 않는 신호 프리즘 및 조명 확산기를 포함한다. 도 1a - 도 1c 에서, 이들은 구성요소들 8 및 4 이다. 검출 (측정 기능) 을 위한 구성요소들은, HALIOS 방법에 따라서, 전송 LED (5), 보상 LED (7) 및 수신기 다이오드 (6) 를 포함한다. 전송 LED (5) 및 수신 포토다이오드 (6) 는, 도면에 나타낸 바와 같이, 전반사에 의해 굴절된 방사/수신 로브 (lobe) (그의 광학 시계들 (optical fields of view)) 가 센서 표면 및 커버 (2) 에서 각각 거의 완전히 중첩하며 센서 표면 및 커버 (2) 가 각각 뒤쪽으로부터 충분히 조명되도록 신호 프리즘에 배열된다. 신호 프리즘 상의 보상 LED (7) 의 적합한 포지셔닝에 의해, 보상 LED (7) 는 또한 (다른 효과들 중에서) 센서의 필요 감도 (해상도) 를 보장하기 위해서, HALIOS 제어 루프에서 적절한 광학 커플링과 통합된다. 신호 프리즘 아래에 장착된 (예를 들어, 웨지- 또는 플레이트-형태의) 조명 확산기가 그의 후면으로부터 조명 소스 (1) 에 의해 조사받고, 이 조명을 (비-확산성) 신호 프리즘 (8) 을 통해 표면 (심볼 영역) 으로 포워딩하여, 최종적으로 이 영역이 (확산하여) 후방 조명되며 시인된다. 스위치 오프될 때의 색조, 강도, 외관에 관한 요건들과 일반적인 설계 쟁점들, 및 활성화 기간에 따라서, 조명 확산기 (4) 및 분리된 "별개의" 광원 (1) (대안적으로, 복수개) 이 또한 예를 들어, 적합한 (이미 독립적으로 및 균일하게 발광하는) OLED (유기 LED) 를 가진, 단일의 대면적 조명 엘리먼트에 결합될 수도 있다.
기본 커플링의 감소를 통한, 본 발명에 따른 동작 엘리먼트의 고감도:
대개 광학 측정 신호가 그 후 (비-확산성) 신호 프리즘만을 통과하기 때문에 (그리고, 다른 접근법들에서와 같이, 더 이상 강하게 산란하는 층들을 통과할 필요가 없기 때문에), 기본 커플링이 낮게 유지될 수도 있다. 이것은 의도되는 높은 감도에 필수적인 전제 조건이며, 따라서, 그 기능 신호에서 최소의 변화들이 결정될 수도 있다. 낮은 기본 커플링에 대한 요건은, 심볼 표면의 (내측) 후면이 가능한 한 작은 (기본 커플링) 신호로서 포토다이오드로 복귀되어야 한다는 것을 암시한다. 이것은 심볼 표면의 출사 애퍼처를 통해 외부로 탈출하지 못하는 모든 전송된 측정 광이 가능한 한 완전히 흡수되거나 또는 적어도 포토다이오드 방향으로 반사되지 않아야 한다는 것을 의미한다. 이 목적을 위해, 심볼의 후면은 적당하게 처리되어야 한다 (조면 가공되거나, 지지 또는 접착 층이 제공되거나, 페인팅되어야 한다). 균일한 백그라운드 광 및 측정 광으로 심볼 표면을 충분히 균일하게 조명한다. 이것은 더 낮은 구조물 높이들을 가능하게 한다. 측정과 연관되는 것들로부터 백라이팅하는 구성요소들의 공간 분리는 심볼 표면 아래에서 (즉, 신호 프리즘 없이) 모든 구성요소들의 배열에 존재할 수 있는 (기하학적인) 공간 제약을 제거한다. 여러 구성요소들은 서로 (광학적으로, 전기적으로) 방해하거나, 음영을 지우거나 또는 심지어 간섭할 것이며, 그들을 최적으로 포지셔닝하는 것이 불가능할 것이다. 이들 공간 충돌들은 오직 더 큰 구조물 높이들에 의해서만 완화될 수 있을 것이다. 결국, 더 큰 구조물 높이들은 산란하는 매질들 및/또는 덜 양호한 각도들 (이들이 기본 커플링을 발생시키기 때문에) 및 기타 등등을 통해, 더 긴 광 경로들을 초래한다.
커버 (2) 가 적어도 하나의 출사 애퍼처를 각각 갖는 복수의 버튼들을 포함하면, 제 1 전송기로부터의 광이 제 1 출사 애퍼처를 통해 출사할 수 있으며 제 2 광 전송기로부터의 광이 제 2 출사 애퍼처를 통해 출사할 수 있다. 도 4 는 총 4개의 버튼들을 가진 키패드를 갖는, 본 발명에 따른 동작 엘리먼트 (100) 의 일 실시형태를 나타낸다. 버튼들 각각은 심볼, 문자, 캐릭터, 숫자 또는 픽토그램을 나타내는, 커버 (2) 의 하나 이상의 출사 애퍼처들 (10) 을 가질 수도 있다. 단일체 또는 모듈 광 가이드 구조체 (30) 내에 앞에서 설명한 복수의 (개개의) 버튼 기능들을 제공함으로써, (단일) HALIOS 칩에 의해 전체적으로 그리고 동시에 평가될 수도 있는 키패드 (스위치 어레이) 가 발생된다. 따라서, 전송하는 LED들 (5) (및 백라이팅 소스들) 의 개수는 버튼 기능들의 개수와 정확히 일치한다. 광 가이드 구조체 (30) 는, 하나의 프리즘 (8) 이 각각의 버튼 (31) 아래에 포지셔닝되고 전송기 LED (5) 에 의해 방출되는 (가시 또는 비가시) 광이 버튼 (31) 으로 가이드되거나 또는 각각의 버튼 커버의 출사 애퍼처 (10) 를 통과하도록 구성된다. 물체에 의해 반사된 광은 포토다이오드 (6) 로 나아가도록 프리즘 (8) 에 의해 광 도파관 (30) 으로 공급된다. 포토다이오드 (6), 보상 LED (7) 및 HALIOS 칩은 단지 각각의 (완전한) 스위치 어레이에 대해 한번 제공되어야 한다. 도 4 에서 예시적인 목적들을 위해 도시되는 2 × 2 버튼들의 스위치 어레이는 많은 상이한 방법들로 변화될 수도 있다. 여러 버튼 배열들이 가능하며, 예를 들어, 선형, 곡면, 아크-형, 다양하게 설계되는 표면들 (커버들) 또는 어레이들, 및 기타 등등이 가능하다. 미리 정의된 경계 조건들 (기하학적 구조, 감도, 응답 시간) 에 따라서, 단일 HALIOS 칩에 의해 평가되는 채널들 (버튼들) 의 개수는 가능하다면 (HALIOS) 전치 증폭기를 이용하여 멀티플렉싱함으로써 8개 또는 12개까지 증가될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 광 방출형 광 전송기, 광 수신기, 광을 가이드하기에 적합한 프리즘을 포함하고 커버를 갖는, 특히, 푸시버튼 또는 스위치와 같은 광학 동작 엘리먼트로서,
    - 상기 프리즘 (8) 은, 활성 센서 영역 (13) 인 측면 (12) 을 갖고,
    - 상기 프리즘 (8) 은 상기 프리즘 (8) 의 상기 활성 센서 영역 (13) 이 상기 커버 (2) 의 밑면에 실질적으로 평행하게 배향되도록 상기 커버 (2) 아래에 배열되고,
    - 상기 커버 (2) 는, 상기 활성 센서 영역 (13) 위의 상기 커버 (2) 의 영역이고 최대 99%, 최대 95%, 최대 90%, 최대 80% 또는 최대 50% 의 투과율을 갖는 센서 영역 (2a) 을 갖고,
    - 상기 프리즘 (8) 및 상기 광 전송기 (5) 는 상기 광 전송기 (5) 에 의해 방출된 광이 상기 프리즘 (8) 을 통해 가이드되어 상기 활성 센서 영역 (13) 및 상기 커버 (2) 를 통과하도록 배열되며,
    - 상기 광 수신기 (6) 는 물체로부터 반사되고 상기 커버 (2) 의 센서 영역 (2a) 을 통해 상기 활성 센서 영역 (13) 에 입사하는 전송된 광이 상기 광 수신기 (6) 로 가이드되도록 배열되며, 상기 반사에서의 변화가 평가 회로에 의해 검출되어 스위칭으로서 해석되는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 (2) 는 광-비투과성이고, 방출된 광을 통과시킬 수 있는 적어도 하나의 출사 애퍼처 (exit aperture; 10) 를 가지며,
    상기 커버 (2) 의 상기 출사 애퍼처 (10) 는 상기 커버 (2) 의 면적보다 적어도 50% 작은 애퍼처 면적을 갖고,
    상기 광 전송기 (5) 및 상기 프리즘 (8) 은 상기 광 전송기 (5) 로부터의 광이 상기 적어도 하나의 출사 애퍼처 (10) 를 통해 출사하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    조사된 광을 산란시키는 확산기 엘리먼트 (4) 로서, 상기 확산기 엘리먼트 (4) 로 광 조사되는 광은 상기 커버 (2) 의 상기 출사 애퍼처 (10) 를 통해 확산하는 방식으로 출사하여 상기 광학 동작 엘리먼트 (100) 의 백라이팅을 가능하게 하는, 상기 확산기 엘리먼트 (4) 를 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버 (2) 는 복수의 출사 애퍼처들 (10) 을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출사 애퍼처들 (10) 의 애퍼처 면적들의 총합이 상기 커버 (2) 의 면적의 30 퍼센트 이하이고, 바람직하게는 20 퍼센트 이하, 10 퍼센트 이하, 7 퍼센트 이하, 5 퍼센트 이하, 3 퍼센트 이하 또는 2 퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출사 애퍼처들 (10) 의 상기 애퍼처 면적들의 총합이 10 mm2 이하, 7 mm2 이하, 5 mm2 이하, 3 mm2 이하 또는 2 mm2 이하인 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출사 애퍼처들 (10) 중 적어도 하나는 심볼, 숫자, 문자 또는 픽토그램 (pictogram) 의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 출사 애퍼처들 (10) 이 함께 심볼, 문자, 숫자 또는 픽토그램을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 동작 엘리먼트 (100) 를 조명하는 추가적인 광원 (1) 으로서, 상기 추가적인 광원 (1) 은 상기 추가적인 광원 (1) 에 의해 방출된 광이 상기 확산기 엘리먼트 (4) 에서 확산하여 산란된 후 상기 프리즘 (8) 을 통해 상기 커버 (2) 의 상기 출사 애퍼처 (10) 로 가이드되도록 배열되는, 상기 추가적인 광원 (1) 을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광 방출하는 광원 (1) 이 상기 광학 동작 엘리먼트 (100) 를 백라이팅하는데 사용되고,
    바람직하게는, 상기 광 전송기 (5) 에 의해 전송되는 광의 일부는, 상기 광의 산란된 부분이 상기 커버 (2) 의 상기 출사 애퍼처 (10) 를 통해 출사하기 전에, 상기 확산기 엘리먼트 (4) 에서 확산하여 산란되는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리즘 (8) 은 웨지 (wedge) 의 형태로 배열되고,
    상기 측면들 (12) 중의 하나는 상기 커버 (2) 에 실질적으로 평행하게 정렬되며,
    바람직하게는, 상기 광 전송기 (5) 및/또는 상기 광 수신기 (6) 는 상기 웨지-형태의 프리즘 (8) 의 측면들 중의 하나 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프리즘 (8) 은 삼각형 밑면을 가진 직립 프리즘 (8) 이고, 2개의 측면들 (12) 이 직각을 이루며,
    이들 측면들 (12) 중 하나의 측면이 상기 커버 (2) 에 평행하게 배열되고,
    상기 광 전송기 (5) 및/또는 상기 광 수신기 (6) 가 이들 측면들 (12) 중 다른 측면 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 동작 엘리먼트는, 바람직하게는 LED 의 형태로 있고 바람직하게는 광을 상기 프리즘 (8) 을 통해 상기 광 수신기 (6) 로 전송하는 보상 광원 (7) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 평가 회로는 상기 커버 (2) 의 상기 출사 애퍼처 (10) 근처에서 물체의 포지션 및/또는 움직임을 검출할 수 있도록 하는 보상 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 동작 엘리먼트는 복수의 광 방출형 광 전송기들 (5) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 커버 (2) 는 복수의 출사 애퍼처들 (10) 을 포함하고,
    제 1 광 전송기 (5) 로부터의 광이 제 1 출사 애퍼처 (10) 를 통해 출사하며,
    제 2 광 전송기 (5) 로부터의 광이 제 2 출사 애퍼처 (10) 를 통해 출사하는 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 커버 (2) 의 투과율은 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 5% 이하 또는 2% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 동작 엘리먼트.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 동작 엘리먼트 (100) 를 갖는 광전 수단에 의해 물체의 움직임 및/또는 포지션을 검출하는 방법으로서,
    - 적어도 하나의 광 전송기 (5) 에 의해 광 빔을 방출하는 단계,
    - 방출된 광을 프리즘 (8), 및 커버 (2) 의 출사 애퍼처 (10) 를 통해 가이드하는 단계로서, 상기 광은 상기 출사 애퍼처 (10) 를 통과하는, 상기 방출된 광을 가이드하는 단계,
    - 물체가 상기 출사 애퍼처 (10) 의 근처에서 상기 광학 동작 엘리먼트 (100) 외측으로 이동되거나 포지셔닝된 결과로서, 상기 출사 애퍼처 (10) 를 통해 복귀되는 광을 수신하는 단계,
    - 반사된 빔을 상기 프리즘 (8) 을 통해 광 수신기 (6) 로 가이드하는 단계, 및
    - 상기 물체의 움직임 및/또는 포지션을 결정하는 평가 회로에 의해 상기 광 수신기 (6) 에서의 광학 입력 신호를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 움직임 및/또는 포지션을 검출하는 방법.
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