KR20180117457A

KR20180117457A - 비접촉 스위치 유닛

Info

Publication number: KR20180117457A
Application number: KR1020170050596A
Authority: KR
Inventors: 박재혁
Original assignee: 엘에스오토모티브테크놀로지스 주식회사
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-10-29

Abstract

본 발명은 광센서부를 이용하여 작동 노브의 작동 상태를 비접촉식으로 감지함으로써 단순한 구조로 구현될 수 있는 비접촉 스위치 유닛을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛은, 하우징과, 사용자가 조작할 수 있도록 하우징에 가동 가능하게 설치되어 복수의 조작 위치로 작동 가능한 작동 노브와, 작동 노브 측에 배치되는 복수의 광반사부 및 하우징 내측에 배치되어 복수의 광반사부와의 광학 상호 작용으로 작동 노브의 작동 상태를 감지하는 광센서를 포함하는 광센서부와, 광센서와 통신 가능하게 연결되고 광센서로부터의 감지 신호에 따라 작동 신호를 발생하는 제어부를 포함하고, 작동 노브에는 작동 노브의 작동 상태에 따라 광센서와 복수의 광반사부 간의 최단 이격 거리가 변화되는 이격 거리 프로파일이 형성된다.

Description

비접촉 스위치 유닛{NON-CONTACT TYPE SWITCHING UNIT}

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.

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.

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.

도 1은 종래의 차량용 파워윈도우 스위치 장치를 나타낸 것이다.

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.

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.

이러한 문제를 해결하기 위해 부품 간의 마찰 및 마모를 줄일 수 있는 비접촉 스위치 장치에 대한 연구 개발이 꾸준히 이어지고 있다.

등록특허공보 제0947171호 (2010. 03. 12.) 등록실용신안공보 제0461441호 (2012. 07. 12.)

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.

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.

상기 광반사부는 상기 작동 노브의 저면으로 상기 광센서를 향하여 배치되는 반사 영역을 형성하고, 상기 광반사부의 외곽은 무반사 영역을 형성할 수 있다.

상기 작동 노브는 상기 광센서와의 최단 거리 선분에 수직하게 직선 이동 가능하게 설치될 수 있다.

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.

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.

상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향으로 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다.

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.

상기 작동 노브는 상기 하우징에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향으로 동일한 각도 간격으로 이격 배치될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이하, 본 발명에 따른 비접촉 스위치 유닛을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(100)의 작용에 대하여 설명한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이하에서는, 본 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛(200)의 작용에 대하여 설명한다.

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.

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.

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.

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.

본 발명에 있어서, 회전형 작동 노브의 구체적인 구조나, 회전 범위, 이에 구비되는 광반사부의 개수나 배치 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다.

도 12는 본 발명의 회전형 작동 노브가 변형된 또 다른 실시예에 따른 비접촉 스위치 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.

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.

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.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

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.

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.

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.

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.

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, 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 : 회전축

Claims

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 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
제 1 항에 있어서,
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.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 노브는 상기 광센서와의 최단 거리 선분에 수직하게 직선 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
제 3 항에 있어서,
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.
제 3 항에 있어서,
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.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 직선 이동 방향으로 동일한 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
제 3 항에 있어서,
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.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 노브는 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
제 8 항에 있어서,
상기 복수의 광반사부는 상기 작동 노브의 회전 방향으로 동일한 각도 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 스위치 유닛.
제 8 항에 있어서,
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.
제 10 항에 있어서,
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.
제 11 항에 있어서,
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.
제 8 항에 있어서,
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.
제 13 항에 있어서,
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.