[go: up one dir, main page]

KR101912986B1 - 기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합 - Google Patents

기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합 Download PDF

Info

Publication number
KR101912986B1
KR101912986B1 KR1020157004855A KR20157004855A KR101912986B1 KR 101912986 B1 KR101912986 B1 KR 101912986B1 KR 1020157004855 A KR1020157004855 A KR 1020157004855A KR 20157004855 A KR20157004855 A KR 20157004855A KR 101912986 B1 KR101912986 B1 KR 101912986B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plastic
knob
electrode
sensor
sensor carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020157004855A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150039794A (ko
Inventor
크리스티안 쉔케비츠
링 치 다니엘 텡
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Publication of KR20150039794A publication Critical patent/KR20150039794A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101912986B1 publication Critical patent/KR101912986B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/088Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/975Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94052Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated with evaluation of actuation pattern or sequence, e.g. tapping
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94057Rotary switches
    • H03K2217/94063Rotary switches with optical detection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94057Rotary switches
    • H03K2217/94068Rotary switches with magnetic detection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94057Rotary switches
    • H03K2217/94073Rotary switches with capacitive detection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/96066Thumbwheel, potentiometer, scrollbar or slider simulation by touch switch
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K2217/9653Switches controlled by moving an element forming part of the switch with illumination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 출원은 고정된 플라스틱 센서 캐리어를 포함하는 동작 검출 장치를 개시한다. 고정된 플라스틱 센서 캐리어는 2개의 센서 캐리어 섹션과 절연 섹션을 포함한다. 캐리어 섹션은 제1 플라스틱 재료를 포함하고, 절연 섹션은 제2 플라스틱 재료를 포함한다. 절연 섹션은 2개의 인접한 센서 캐리어 섹션 사이에서 연장되고, 센서 캐리어 섹션과 적어도 하나의 절연 섹션은 플라스틱 성형 공정에 의해 일체로 형성된다. 도금된 금속 감지 표면이 센서 캐리어 섹션의 표면상에 제공된다. 표면 전극 접점이 도금된 금속 감지 표면 전극을 PCB와 연결하기 위해 제공된다. 이에 의해, 그것들은 도금된 금속 감지 표면 전극 중 적어도 2개 사이의 적어도 하나의 용량성 영역을 규정한다. 플라스틱 노브 요소가 플라스틱 센서 캐리어 상에 이동가능하게 배치되되, 절연 플라스틱 분리기 섹션과 도금된 금속 감지 표면 전극이 노브 요소에 의해 적어도 부분적으로 덮이도록 배치된다.

Description

기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합{CAPACITIVE SENSING NODE INTEGRATION TO A SURFACE OF A MECHANICAL PART}
본 발명은 기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합에 관한 것이다.
용량성 센서(capacitive sensor)
손의 위치를 검출하기 위한 용량성 감지 장치가 흔히 터치 스크린에 사용된다. 터치스크린 패널은 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 투명한 전도체로 코팅되는, 유리와 같은 절연체를 포함한다. 인체도 또한 전기 전도체이기 때문에, 스크린의 표면에 접촉하는 것은 정전 용량의 변화로서 측정가능한, 스크린의 정전기장의 왜곡을 유발한다. 접촉의 위치를 결정하기 위해 여러 가지 기술이 사용될 수 있다. 이러한 위치는 이어서 처리를 위해 컨트롤러로 보내진다.
본 출원의 목적은 개선된 용량성 센서 장치 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 출원은 기부 플레이트에 부착하기 위한 부착 영역에 대해 고정되는 고정된 플라스틱 센서 캐리어를 포함하는 동작 검출 장치를 개시한다. 고정된 플라스틱 센서 캐리어는 2개의 센서 캐리어 섹션과 절연 섹션을 포함한다. 캐리어 섹션은 제1 플라스틱 재료를 포함하고, 절연 섹션은 제2 플라스틱 재료를 포함한다. 절연 섹션은 2개의 인접한 센서 캐리어 섹션 사이에서 연장되고, 센서 캐리어 섹션과 적어도 하나의 절연 섹션은 플라스틱 성형 공정에 의해 일체로 형성된다.
도금된 금속 감지 표면이 센서 캐리어 섹션의 표면상에 제공된다. 표면 전극 접점은 도금된 금속 표면 전극을 PCB와 연결하기 위해 제공된다. 이에 의해, 그것들은 도금된 금속 표면 전극 중 적어도 2개 사이의 적어도 하나의 전도성 영역을 규정한다. 플라스틱 노브 요소가 플라스틱 센서 캐리어 상에 이동가능하게 배치되되, 절연 플라스틱 분리기 섹션과 도금된 금속 감지 표면 전극이 노브 요소에 의해 적어도 부분적으로 덮이도록 배치된다.
유리하게는, 표면 전극은 서로 전기적으로 절연되는 표면 전극의 감지 세트와 서로 전기적으로 연결되는 표면 전극의 기준 세트로 세분된다. 기준 세트의 전기적 연결부는 또한 동작 검출 장치가 그 상에 장착되는 인쇄 회로 기판상에 제공될 수 있다.
본 출원에 따른 플라스틱 센서 캐리어를 사용함으로써, 센서 전극이 효율적으로 그리고 비용 절약 방식으로 제조될 수 있다. 특히, 이는 센서 전극의 3차원 배열에 적용된다. 일 실시 형태에서, 센서 캐리어 섹션과 절연 섹션은 시간 절약적이고 저렴한 이중 샷(double shot) 사출 성형 공정에 의해 형성된다.
도금된 금속 표면 전극은 우수한 전도율을 제공하기 위해 구리 도금을 포함할 수 있다. 또한, 도금된 금속 표면 전극은 니켈과 같은 보호 커버 금속을 포함할 수 있다. 더욱 우수한 보호를 위해, 금속 표면 전극은 또한 무전해 니켈 침지 금 도금(electroless nickel immersion gold plating) 및/또는 유기 납접가능 보존제(organic solderable preservative)를 포함할 수 있다.
적어도 2개의 캐리어 섹션은 내구성이 있는 그리고 특히 산에 의한 준비 후에 전기 또는 무전해 도금으로 도금될 수 있는 아크릴니트릴-부타디엔-스티롤을 포함할 수 있다.
본 출원에 따르면, 플라스틱 노브 요소의, 각도 위치와 같은 위치를 결정하기 위해 다양한 수단이 제공될 수 있다.
동작 검출 장치는 플라스틱 노브 요소에 부착되는 단락 스프링(short circuit spring)을 포함할 수 있다. 단락 스프링의 두 부분은 제1 사전규정된 위치 또는 위치들에서 두 전극 표면 사이의 단락을 형성하고, 단락 스프링의 두 부분은 제2 사전규정된 위치 또는 위치들에서 임의의 전극 표면 사이의 단락을 형성하지 않는다. 이러한 방식으로, 플라스틱 노브 요소의 위치가 단지 전극 표면의 전압 전위를 평가함으로써 그리고 또 다른 센서의 필요 없이 쉽게 결정될 수 있다.
또 다른 변형에 따르면, 동작 검출 장치는 LED 또는 전구(light bulb)와 같은 광원과 광 검출기를 갖춘 광 센서를 포함한다. 광원은 플라스틱 노브 요소에 부착되고, 광원은 그것이 사전결정된 위치에서 전극 표면을 조명하도록 장착된다. 광 검출기는 그것이 사전결정된 위치에서 전극 표면으로부터 반사된 광을 수광하도록 장착된다. 이에 의해, 플라스틱 노브 요소의 위치가 비접촉 센서로 결정될 수 있다.
다른 변형에 따르면, 동작 장치는 자석과 코일을 갖춘 유도성 센서(inductive sensor)를 포함한다. 자석과 코일은 플라스틱 노브 요소에 부착된다. 자석은 영구 자석에 의해, 전술된 코일에 의해, 또는 제2 코일에 의해 제공될 수 있다. 이에 의해, 플라스틱 노브 요소의 위치가 비접촉 센서로 결정될 수 있다.
또한, 동작 장치는 동작 장치가 그 상에 장착되는 회로 기판상의 센서 기어휠과 맞물리기 위해 제공되는 기어 휠을 플라스틱 노브 요소의 외면에 포함할 수 있다. 기어 휠은 회전 노브 가이드의 외벽에 그리고 회전 노브 가이드의 기저부 표면에 근접하게 배치된다.
특정 실시 형태에서, 동작 검출 장치의 외측 형상은 원추형 형상, 절두 원추형 형상, 피라미드형 형상 또는 절두 피라미드 형상을 갖는 돌출부로서 설계된다. 원추체는 다각형 단면 또는 만곡된 단면 또는 이들 둘 모두의 조합을 가질 수 있으며, 여기에서 단면의 외측 경계는 하나 이상의 곡선과 하나 이상의 직선을 포함한다. 그러한 설계는 동작 검출 장치를 손으로 취급하는 것을 용이하게 할 수 있고, 또한 동작 검출 장치의 배향에 관한 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
또 다른 변형에서, 플라스틱 노브 요소는 노브 가이드와 노브 그립을 포함하며, 여기에서 노브 그립은 노브 가이드 상에 배치된다. 이에 의해, 노브 가이드와 노브 가이드의 내부가 먼지 및 액체와 같은 불리한 영향을 미치는 것으로부터 보호될 수 있다. 노브 가이드는 또한 휠과 맞물리기 위한 치형부 기어(tooth gear)를 포함할 수 있다.
또 다른 변형에서, 중앙 버튼 반사기가 플라스틱 노브 요소 내부에 배치되고, 적어도 부분적 광 투과성 중앙 버튼 캡이 플라스틱 노브 요소 위에 제공된다. 이에 의해, 플라스틱 노브 요소가 어둠 속에서 보다 쉬운 배향을 위해 조명될 수 있다. 반사기는 플라스틱 노브 요소의 기저부에서의 조명의 광을 버튼 캡으로 지향시키는데 도움을 준다. 특히, 조명은 자동차의 키(key)가 사전결정된 위치로 돌려질 때 켜질 수 있다.
본 출원은 또한 전술된 동작 검출 장치를 갖춘 동작 검출 인터페이스 장치를 개시한다. 동작 검출 인터페이스 장치는 전도 경로를 갖춘 인쇄 회로 기판과 같은 회로 기판을 포함한다. 전도 경로는 표면 전극 접점에 전기적으로 연결되는 인터페이스 포트(interface port)에 연결된다.
또 다른 실시 형태에서, 동작 검출 인터페이스 장치는 PCB에 부착되는 래칭 스프링(latching spring)과 플라스틱 노브 요소의 기저부 단부에 있는 복수의 돌출부를 포함하며, 여기에서 래칭 스프링은 돌출부 중 적어도 2개 사이에 맞물린다. 래칭 스프링은 플라스틱 노브 요소를 규정된 위치에서 유지시키고, 노브 요소의 사용자에게 촉각 피드백을 제공한다.
다른 실시 형태에서, 동작 검출 인터페이스 장치는 래칭 스프링, 래칭 요소 및 플라스틱 노브 요소의 기저부 단부에 있는 복수의 돌출부를 포함한다. 래칭 스프링은 PCB에 부착되고, 래칭 요소는 돌출부와 래칭 스프링 사이에 배치된다. 래칭 요소는 돌출부 중 적어도 2개 사이에 맞물린다. 쉽게 변형되지 않는 래칭 요소를 제공함으로써, 래칭 메커니즘이 내구성 있게 만들어질 수 있다.
또한, 동작 검출 인터페이스 장치는 PCB 상에 장착되는 휠과 휠의 동작을 검출하기 위한 검출 수단을 포함할 수 있으며, 이때 휠은 노브 요소 상의 기어와 맞물리고, 검출 수단은 PCB 상의 전도 경로에 전기적으로 연결된다.
본 출원은 또한 전술된 동작 검출 배열을 갖춘 그리고 복수의 인터페이스 포트를 구비한 전자 평가 유닛을 갖춘 동작 검출 장치를 개시한다. 인터페이스 포트는 PCB의 전도 경로와 전기적으로 연결된다. 전자 평가 유닛은 표면 전극의 상태를 평가하기 위한 수단을 포함한다. 또한, 그것은 프로브 신호(probe signal)를 표면 전극으로 보내는 수단을 또한 포함할 수 있다.
특히, 전자 평가 유닛은 인터페이스 포트를 통해 전극 표면으로부터 신호의 강도와 지속 시간을 평가함으로써 의도적인 손 접촉을 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 또한, 전자 평가 유닛은 인터페이스 포트를 통해 전극 표면으로부터 신호를 평가함으로써 손가락 위치를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
또한, 전자 평가 유닛은 손의 접근 중에 그리고 손 접촉 중에 인터페이스 포트를 통해 전극 표면으로부터 신호의 강도를 평가함으로써 손이 재료, 예를 들어 글러브(glove)에 의해 덮여 있는지를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 접근과 접촉은 신호의 패턴과 시간 의존성에 의해 검출된다. 이는 겨울 동안 자동차의 객실에서 특히 유리하다.
또한, 전자 평가 유닛은 전극 표면 중 2개 사이의 단락을 검출함으로써 그리고 전극 표면 사이의 단락의 부재(absence)를 검출함으로써 노브 요소의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 단락은 예를 들어 전압 차이를 측정함으로써 검출될 수 있다.
또한, 전자 평가 유닛은 PCB의 전도 경로를 통해 코일로부터 전기 신호를 평가함으로써 노브 요소의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 여기에서 코일은 노브 요소에 부착된다.
또한, 전자 평가 유닛은 PCB의 전도 경로를 통해 광 검출기로부터 전기 신호를 평가함으로써 노브 요소의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 이때 광 검출기는 노브 요소에 부착된다.
또한, 본 출원은 전술된 동작 검출 장치를 갖춘 차량, 특히 승용차와 같은 동력화된 차량을 개시하며, 여기에서 동작 검출 장치는 차량의 객실 내에 제공되는 조작 패널 내에 통합되고, 동작 검출 장치의 전자 평가 유닛은 기후 적응 장치(climatization device), 승객 정보 및/또는 오락 장치, 윈도우 리프터(window lifter), 후사경 조절 장치, 슬라이딩 루프 모터 등과 같은 차량의 장치에 전기적으로 연결된다.
또한, 본 출원은 실린더형 용량성 센서 장치를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 제1 샷 성형 플라스틱 부품(first shot moulded plastic part)이 사출 성형된다. 도금가능(platable) 플라스틱 재료가 제공되고, 제2 샷 성형 플라스틱 부품(second shot moulded plastic part)이 도금가능 플라스틱 재료로부터 사출 성형된다. 제2 샷 성형 플라스틱 부품은 금속화 단계에서 도금된다. 여기에서, 제2 샷 성형 플라스틱 부품을 성형하기 위한 몰드 폼(mould form)은 제2 샷 성형 부품이 스트립형 도금가능 영역을 포함하도록 설계된다. 스트립형 도금가능 영역에 대한 전기 접점이 형성된다. 특히, 스트립형 영역은 실린더의 대칭축에 평행하게 정렬될 수 있다. 제1 샷 성형 플라스틱 부품과 제2 샷 성형 플라스틱 부품의 사출 성형은 동시에 또는 또한 차례로 수행될 수 있다.
본 출원에 의하면, 개선된 용량성 센서 장치 및 이를 제조하기 위한 방법이 제공된다.
본 출원은 이제 하기의 도면에 관하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 출원에 따른 용량성 감지 노브를 도시한다.
도 2는 도 1의 용량성 감지 노브의 분해도를 도시한다.
도 3은 도 2의 용량성 감지 노브의 전기 회로를 도시한다.
도 4는 도 2의 용량성 감지 노브의 제2 전기 회로 레이아웃을 도시한다.
도 5는 용량성 감지 노브의 기저부 부분의 부분도를 도시한다.
도 6은 용량성 감지 노브를 통한 단면도를 도시한다.
도 7은 도 2의 커패시터 장치와 함께 사용하기 위한 다양한 위치 센서를 도시한다.
도 8은 용량성 감지 노브에 대한 상태도를 도시한다.
하기의 설명에서는, 본 출원의 실시 형태를 설명하기 위해 세부 사항이 제공된다. 그러나, 이러한 실시 형태가 그러한 세부 사항 없이 실시될 수 있는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
본 출원에 따른 용량성 감지 노브(10)는 회로 기판(12)에 연결되는, 스트립형 센서 전극(13)의 실린더형 센서 장치(11)를 포함한다. 센서 전극(13)은 또한 센서 표면(13)으로 알려져 있다. 실린더형 회전 노브 가이드(14)가 실린더형 센서 장치(11) 주위에 동심으로 배치된다. 둥근 래치 돌출부(16)가 실린더형 회전 노브 가이드의 기저부 외주에 제공된다.
치형부 기어(tooth gear)(17)가 실린더형 노브 가이드(14)의 외면에 제공된다. 치형부 기어(17)는 회로 기판(12) 상의 인코더(19) 상에 지지되는 디스크형 인코더 기어(18)와 접촉한다. 실린더형 회전 노브 그립(20)이 실린더형 노브 가이드(14) 주위에 동심으로 배치된다. 실린더형 노브 그립(20)은 외부로 돌출되는 하부 림(15)과 내부로 돌출되는 상부 림(9)을 포함한다. 커버 링(23)이 실린더형 노브 가이드의 하부 링(15) 상에 지지된다. 커버 링(23)은 전방 플레이트(21)의 실린더형 개구 내에 끼워맞추어진다.
실린더형 중앙 버튼 반사기(22)가 실린더형 센서 장치(11), 회전 노브 가이드(14) 및 회전 노브 그립(20)의 내부에 동심으로 배치된다. 외부로 돌출되는, 중앙 버튼 반사기(22)의 상부 림(24)이 상부 림(24) 상에 등거리로 배치되는 4개의 캐치(catch)(15)를 포함한다. 중앙 버튼 캡(26)이 중앙 버튼 홀더(24) 위에 제공된다. 중앙 버튼 캡(26)은 중앙 버튼 반사기(22)의 캐치(25) 내에 끼워맞추어지는 하부 림(27)을 포함한다.
도 1과 도 2의 실시 형태에서, 실린더형 센서 장치(11)는 도금가능(platable) 부분과 도금불가(non-platable) 부분을 포함하는 이중 샷(double shot) 플라스틱 부품에 의해 제공된다. 여기에서, 이중 샷 플라스틱 부품은 이중 샷 사출 성형 공정에 의해 제조되는 플라스틱 부품을 지칭한다. 특히, 센서 전극(13)과 센서 전극(13)에 대한 전기 연결부는 도금가능 부분 상에 제공되고, 센서 전극에 대한 스캐폴드(scaffold)를 형성하는, 센서 전극 사이의 비-전도성 연결 영역은 도금불가 부분 상에 제공된다.
도금가능 부분은 크롬과 같은 전도성 재료로 도금된다. 대안적으로, 도금가능 부분은 또한 무전해 도금 또는 갈바닉 도금(galvanic plating)과 같은 금속화 공정에서 적용되는 임의의 다른 재료로 도금될 수 있다. 당업계에서, 무전해 도금은 또한 화학 또는 자기 촉매 도금으로 알려져 있고, 갈바닉 도금은 또한 전기 도금으로 알려져 있다.
일 실시 형태에서, 실린더형 센서 장치의 센서 전극(13)은, 플라스틱 부품의 비-센서 영역을 마스킹하고 마스킹 물질을 제거하며 나머지 영역을 도금함으로써 생성된다. 여기에서, 적합한 파장의 광에 의한 조명 후에 도금가능해지는 광-활성화가능 플라스틱이 사용될 수 있다. 마스킹 물질 대신에, 마스크가 플라스틱 부품의 부분을 선택적으로 조명하기 위해 사용될 수 있다.
본 출원에 따른 용량성 센서 장치를 위한 제조 방법은 흔히 센서 전극을 갖춘 탄성 포일을 제공하는 것보다 실현하기에 더욱 저렴하다. 이는 특히 용량성 센서가 실린더, 피라미드, 웨지 등과 같은 만곡된 또는 돌출된 표면상에 제공되는 상황에서 적용된다.
본 출원에 따른 이중-샷 성형 제조 공정에서, 제1 샷(first shot)은 폴리카보네이트와 같은 도금불가 재료를 포함하고, 제2 샷(second shot)은 용량성 센서에 대한 기부를 형성하는, 팔라듐으로 도핑된 폴리카보네이트/아크릴니트릴-부타디엔-스티롤(PC/ABS)과 같은 도금가능 등급 재료를 포함한다. 크롬산 에칭 단계 중에, 도금가능 제2 샷 재료의 표면이 활성화된다. 금속화 단계에서, 센서 전극은 무전해 구리 도금으로 금속화된다. 구리는 또한 무전해 니켈 침지 금(electroless nickel immersion gold, ENIG) 도금으로 덮일 수 있으며, 여기에서 표면은 염화 팔라듐과 같은 귀금속의 용액으로 활성화된다.
다른 실시 형태에 따르면, 실린더형 용량성 센서를 위한 제조 공정은 1-샷 사출 성형과 레이저 활성화를 포함한다. 성형 단계에서, 도핑된 열가소성 수지가 사출 성형된다. 레이저 활성화의 단계에서, 레이저 빔이 첨가제로 도핑된 열가소성 수지를 활성화시킨다. 환원 구리 도금을 위한 촉매로서의 역할을 하는 금속 핵이 형성된다. 레이저는 또한 금속화 중에 구리가 적소에 유지되는 미시적으로 거친 표면을 생성한다. 금속화의 단계는 세정 단계와 무전해 구리 도금욕(electroless copper bath)에 의한 도금을 포함하는 도금 단계를 포함한다. 피니싱(finishing) 단계에서, 구리 표면은 니켈, 금, Sn, Ag, Pd/Au, 유기 납접가능 보존제(organic solderable preservative, OSP) 또는 다른 것들과 같은 커버 금속으로 도금된다.
도 1에 도시된 조립된 상태에서, 중앙 버튼 반사기(22)는 회전 노브 가이드(14) 상에 놓인다. 중앙 버튼 반사기(22)와 중앙 버튼 캡(26)의 하부 림(27)은 회전 노브 그립(20)에 의해 덮인다. 실린더형 센서 어레이(11)의 센서 전극(13)은 연결 라인을 통해 평가 유닛에 연결된다. 연결 라인과 평가 유닛은 도 1과 도 2에 도시되지 않는다. 작동 중에, 중앙 버튼 반사기(22)는 도 1과 도 2에 도시되지 않은 램프의 광을 반사한다. 예를 들어, 램프는 중앙 버튼 반사기의 내부에 배치될 수 있고, 중앙 버튼 캡(26)을 통해 광을 반사할 수 있다.
회전 노브 그립(20)이 돌려지면, 회로 기판(12)에 대해 고정된 실린더형 센서 어레이(11)에 대해 회전 노브 가이드(14), 중앙 버튼 반사기(22) 및 중앙 버튼 캡이 회전 노브 그립(20)과 함께 회전한다. 기어(17)가 인코더 기어(18)를 돌리고, 인코더(19)가 기어(17)의 움직임에 의존하는 전기 신호를 발생시킨다.
또한, 실린더형 센서 장치(11)의 개별 센서 전극(13)의 전압이 평가 유닛에 의해 측정된다. 전도성 물체, 전기적으로 대전된 물체 또는 유전 특성을 갖는 물체가 회전 노브 그립(20)에 접근하면, 물체와 인접 센서(11) 사이의 전기장과 인접 센서(11) 상의 전하가 변한다. 전하의 변화는 평가 유닛에 의해 검출되는 전압의 변화를 유발한다. 이러한 방식으로, 평가 유닛은 물체의 존재를 검출할 수 있다. 검출된 전압 패턴을 평가함으로써, 평가는 또한 수개의 물체의 존재와 그들 물체의 움직임을 검출할 수 있다. 특히, 물체는 사용자의 손의 손가락일 수 있다.
평가 유닛은 센서(11)와 같은, 그것에 연결된 센서와 함께 인간 기계 인터페이스(human machine interface, HMI)를 형성한다. 본 출원에 따르면, 사용자의 손가락의 검출은 장치의 조명, 사용자에게 또는 다른 사람들에게 유용한 메뉴 스크린으로의 스위칭과 같은 다양한 기능을 작동시킬 수 있다.
평가 유닛은 또한 클릭, 더블-클릭 또는 손가락의 서로에 대한 움직임과 같은 손가락의 동작 패턴을 검출할 수 있고, 이러한 동작 패턴에 특수한 기능을 부여할 수 있다. 하나의 그러한 동작 패턴은 엄지손가락을 적소에 유지시키면서 다른 손가락을 회전 버튼 그립(20) 주위로 또는 회전 버튼 그립(20)으로부터 멀어지게 그리고 그것을 향해 이동시킴으로써 생성될 수 있다.
특히 자동차 환경에서, 다수의 기능을 갖춘 버튼을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이에 의해, 운전자가 손을 하나의 위치에 유지시키면서 다양한 기능을 조작하는 것이 가능하다. 특히 자동차 라디오의 튜닝 버튼(tuning button)에 대해, 돌리는 동작이 이용가능한 주파수를 통한 수동 브라우징(browsing)을 위해 사용될 수 있고, 클릭 동작이 주파수 스윕(frequency sweep)을 정지시키고 작동시키기 위해 사용될 수 있으며, 다른 동작이 라디오 스테이션(radio station)의 저장된 주파수를 저장하고 삭제하기 위해 사용될 수 있다. 손가락의 상대적인 움직임이 라우드스피커(loudspeaker) 음량을 조절하기 위해 사용될 수 있는 한편, 다른 손가락 움직임이 교통 메시지 모드, 라우드스피커 음량 분포 등과 같은 다양한 모드로 그리고 그것으로부터 스위칭하기 위해 사용될 수 있다.
응용에 따라, 다양한 방법이 커패시터 표면상의 전하를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이완 발진기(relaxation oscillator)가 사용된다. 다른 실시 형태에서, 전류 대 전압 위상 변이 측정(current versus voltage phase shift measurement), 저항기-커패시터 충전 타이밍(resistor-capacitor charge timing), 용량성 브리지 디바이더(capacitive bridge divider), 전하 이동(charge transfer), 점근법(successive approximation), 시그마-델타 변조기(sigma-delta modulator), 전하-축적 회로(charge-accumulation circuit), 전계 효과(field effect), 상호 정전 용량(mutual capacitance), 또는 주파수 편이(frequency shift)가 사용될 수 있다.
글러브 검출 모드(glove detection mode)에서, 용량성 센서 어레이는 자동차의 승객이 글러브를 착용하고 있는지를 검출하도록 구성될 수 있고, 이러한 경우에, 센서 어레이의 감도가 예를 들어 커패시터 전극(13)에 공급되는 교류 검출 신호를 증가시킴으로써 증가된다. 글러브 검출은 내부 온도 센서로부터의 온도 신호에 의존할 수 있다. 예를 들어, 글러브 검출은 단지 냉온(cold temperature)에 대해서만 활성화될 수 있다.
실린더형 용량성 센서 장치의 커패시터 전극은 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 일 실시 형태에서, 커패시터는 2개의 인접한 커패시터 표면에 의해 형성된다. 커패시터의 인접한 커패시터 표면 중 하나는 접지 전위(ground potential)에 연결되는 반면, 인접 커패시터 표면 중 다른 하나는 마이크로프로세서의 전압 측정 입력부에 연결된다. 대안적으로, 반도체 스위치와 같은 스위치가 상이한 커패시터 표면을 동일한 전압 측정 입력부에 연결하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 마이크로프로세서의 전압 측정 입력부의 개수가 실린더형 용량성 센서 어레이의 커패시터의 개수보다 적게 만들어질 수 있다. 이어서 커패시터의 정전 용량 측정이 스위치를 사용하여 커패시터를 차례로 스캐닝함으로써 수행된다.
도 3과 도 4는 용량성 감지 노브(10)에 대한 상이한 회로 레이아웃을 도시한다. 간단함을 위해, 단지 소수의 커패시터 전극만이 도 3과 도 4에 도시된다.
도 3에 도시된 제1 실시 형태에서, 접지-연결된 커패시터 전극은 접지 전위에 연결되는, 회로 기판(12) 상의 라인에 별도로 연결된다. 제1 실시 형태는 보다 적은 연결 라인이 회로 기판(12) 상에 요구되는 이점을 갖는다. 반면에, 제2 실시 형태는 회로 기판(12)의 설계에 의해 커패시터의 배선을 결정하도록 또는 심지어 회로 기판(12) 상의 스위치를 작동시킴으로써 배선을 동적으로 변화시키도록 허용한다.
전극 접점(56, 57, 58, 59)은 감지 전극(29, 31)과 접지 전극(28, 30)을 회로 기판(12)에 연결하기 위해 제공된다.
도 3은 도 2에 도시된 것과 유사한 용량성 감지부를 포함하는 전기 회로를 도시한다. 예를 들어, 도 3은 4개의 인접한 센서 전극(28, 29, 30, 31)을 도시한다. 센서 전극(28, 29, 30, 31)은 각각 센서 전극(28 및 29, 29 및 30, 30 및 31)을 포함하는 3개의 커패시터의 커패시터 판에 해당한다. 또한, 그것들은 도 2의 센서 전극(13)에 해당한다. 센서 전극(13) 사이의 정전 용량이 도 3에 커패시터 기호에 의해 기호화된다. 센서 전극(13)의 배열은 원형이며, 따라서 센서 전극(31)이 센서 전극(28)에 인접하고, 제4 커패시터가 센서 전극(31, 28) 사이에 형성된다.
도 3의 배열에서, 센서 전극은 접지와 정전 용량 감지 장치(32)의 전압 감지 입력부에 교대로 연결된다. 하나 거른 센서 전극(29, 31)이 정전 용량 감지 장치(32)의 별개의 전압 감지 입력부(68, 69)에 연결되는 반면, 접지 전위는 정전 용량 감지 장치(32)의 기준 입력부(70)에 연결된다. 감지 입력부와 기준 입력부는 또한 인터페이스 포트(interface port)로 지칭된다.
특히, 센서 전극(29)은 전압 감지 입력부(29)에 연결되고, 센서 전극(31)은 정전 용량 감지 장치(32)의 전압 감지 입력부(34)에 연결된다. 정전 용량 감지 장치(32)는 정전 용량 감지 장치(32)와 함께 인쇄 회로 기판(36) 상에 배치되는 결정 논리부(35)에 연결된다.
정전 용량 측정 중에, 전류 신호가 전압 감지 입력부 중 하나를 통해 커패시터 전극에 제공된다. 전류 신호를 제공한 후에, 응답 신호가 전압 감지 입력부에서 검출된다. 결정 논리부(35)는 정전 용량의 변화를 평가하고, 손가락 거리 및/또는 위치를 결정한다.
도 4는 접지 전위에 연결되는 기준 전극이 플라스틱 부품 상에서 서로 연결되는 제2 레이아웃을 도시한다. 도 3과 유사하게, 기준 전극은 서로 그리고 접지 전위에 대해 전기적으로 절연되는 감지 전극 사이에 배치된다.
도 4의 실시 형태에서, 접지-연결된 커패시터 전극은 예를 들어 플라스틱 부품의 전도성 부품에 의해 또는 전도성 스트립에 의해 복합 접지 전극(67)에 서로 연결된다. 복합 접지 전극(67)은 전극 접점(68)을 통해, 접지 전위에 연결되는 회로 기판(12) 상의 연결 라인에 연결된다. 또 다른 전극 접점(60, 61, 62)이 감지 전극(60, 61, 62)을 회로 기판에 연결하기 위해 제공된다. 또 다른 접점(63)이 복합 접지 전극(67)을 정전 용량 감지 장치(32)에 연결하기 위해 제공된다.
변형된 실시 형태에서, 복합 접지 전극은 정전 용량 감지 장치(32)를 통해 접지될 수 있다. 이러한 경우에, 접점(68)은 생략될 수 있다. 또 다른 변형에서, 복합 접지 전극(67)과 정전 용량 감지 장치(32)는 별도로 접지된다. 이러한 경우에, 접점(63)은 생략될 수 있다. 유사한 대안이 도 3의 실시 형태에 적용된다.
도 3의 실시 형태와 유사하게, 센서 전극(64)은 감지 입력부(71, 72, 73)에 연결되고, 복합 접지 전극은 기준 입력부(74)에 연결된다.
도 5는 용량성 감지 노브의 기저부 영역의 사시 단면도를 도시한다. 센서 전극(13)은 전방 플레이트(21)의 도금된 부분 상에 장착된다. 접점은 열 적층되거나 달리 장착되고, 전방 플레이트에 전기적으로 연결된다. 접점 스프링(38)은 공차와 높이 차이를 상쇄시키기 위한 수단을 제공한다. 원형 래치 스프링(39)이 래치 풋(latch foot)(16) 아래에 제공된다. 원형 래치 스프링(39)은 직접적으로 또는 도 1에 도시되지 않은 실린더형 케이싱을 통해 간접적으로 회로 기판(12)에 부착된다. 예를 들어, 원형 래치 스프링(39)의 부착은 스크류 연결로서 도시된다.
정전 용량 감지 노브(10)의 래치 위치에서, 원형 래치 스프링(39)은 래치 풋(16) 사이의 공간 내에 맞물린다. 이에 의해, 정전 용량 감지 노브(10)는 그것이 돌려지지 않을 때 수개의 래치 위치 중 하나를 취한다. 특히, 정전 용량 감지 노브(10)는 자동차의 진동에 의해 위치 밖으로 이동되지 않는다. 사용자는 정전 용량 감지 노브(10)를 하나의 래치 위치로부터 인접한 래치 위치로 이동시키기 위해 스프링 저항을 극복할 필요가 있다. 이에 의해, 원형 래치 스프링(39)은 사용자에게 촉각 피드백을 제공하고, 돌리는 각도의 더욱 우수한 제어를 제공한다. 이는 예를 들어 자동차 라디오의 돌리는 노브에 유용할 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 촉각 피드백은 래치 풋(16)과 정합하는 표면 형태를 갖는 원형 플라스틱 부품에 의해 제공된다. 이러한 플라스틱 부품은 스프링에 의해 회로 기판(12)으로부터 래치 풋(16)을 향해 가압된다. 이러한 방식으로, 스프링은 래치 풋의 형태와 정합할 필요가 없고, 스프링의 지속적인 변형이 기능에 단지 미미하게만 영향을 미친다.
도 6은 정전 용량 감지 노브(10)의 기저부 섹션의 평면도를 도시한다. 명확함을 위해, 도 5에서 상대 반경 방향 거리가 과장되었다.
전도성 재료로 제조되는 단락 스프링(40)이 회전 노브 가이드(14)의 내벽에 부착된다. 단락 스프링(40)의 치수는 수개의 사전결정된 위치 중 하나에서, 단락 스프링의 제1 부분이 제1 센서 전극(13)에 접촉하고 단락 스프링의 제2 부분이 제2 전극(13)에 접촉하도록 형성된다. 유리하게는, 단락 스프링(40)의 높이는 손가락의 위치가 회전 노브 그립(15)의 외측 표면상에 놓이도록 2개의 인접한 전극(13) 사이의 거리보다 작게 형성된다.
선택적으로, 래치 스프링(41)이 회전 노브 가이드(14)의 내벽 상에 제공될 수 있다. 래치 스프링(41)의 치수는 수개의 사전결정된 위치 중 하나에서, 래치 스프링(41)의 제1 부분이 2개의 인접한 센서 전극(13) 사이의 간극 사이에 맞물리고 래치 스프링(41)의 제2 부분이 2개의 인접한 센서 전극(13) 사이의 간극 내에 맞물리도록 형성된다. 단락 스프링(40)과 달리, 래치 스프링(41)은 전도성 재료를 포함할 필요가 없다. 래치 스프링(41)은 도 4의 원형 래치 스프링(39)에 더하여 또는 원형 래치 스프링(39) 대신에 제공될 수 있다.
작동 중에, 2개의 인접한 전극 표면(13)은 용량성 감지 노브가 사전결정된 위치 중 하나에 도달할 때 단락된다. 이에 의해, 인접한 전극 표면(13)이 동일한 전기 전위 상으로 강제된다. 특히 하나 거른 전극 표면이 접지 전위에 연결되는 회로 레이아웃에 대해, 2개의 인접한 전극 표면(13)이 접지 전위를 취한다. 정전 용량 감지 장치(32)는 인접한 전극 표면의 어느 쌍이 동일한 전위 상에 있는지를 검출하고, 결정 논리부(35)는 용량성 감지 노브(10)의 각도 위치를 계산하기 위해 이러한 정보를 사용한다.
커패시터 신호의 또 다른 평가 방법에 따르면, 접지와 감지 전극 사이의 전위가 사전결정된 최소값과 사전결정된 최대값 사이에 있으면 손가락 검출이 유발되고, 그렇지 않으면 손가락 접촉 신호가 유발되지 않는다. 또한, 평가 방법이 용량성 감지 버튼의 의도적인 접촉과 의도하지 않은 접촉 사이를 식별할 수 있다. 이러한 식별은 검출된 손가락의 개수 및/또는 접촉의 길이에 기초하여 행해질 수 있다. 예를 들어, 용량성 감지 노브(10)와의 접촉이 손가락 검출의 개수가 2개 내지 4개일 때 의도적인 것으로 그리고 그렇지 않을 때 의도하지 않은 것으로 분류될 수 있다.
도 7은 용량성 센서 어레이(11)와 함께 사용하기 위한 또 다른 유형의 위치 센서(42, 43, 44)를 도시한다. 위치 센서는 유도성 센서(42), 포토다이오드 및 광 요소를 갖춘 광 센서(43), 및 용량성 센서(44)를 포함한다. 도 6과 유사하게, 위치 센서(42, 43, 44)는 회전 노브 가이드(14)의 내벽에 배치된다. 센서(42, 43, 44)는 비접촉식으로 작동하지만, 그것들은 회전하는 회전 노브 가이드(14)에 대한 별개의 전류 공급을 필요로 한다. 포토다이오드의 직접 조명을 제공하기 위해 광원과 포토다이오드 사이에 간격(separation)이 제공된다.
예를 들어, 도 8은 용량성 감지 노브(10)의 상태도를 도시한다. 오프 상태(45)에서, 공기 조화 장치 또는 자동차 라디오와 같은 시스템이 꺼진다. 자동차 점화 장치가 켜질 때, 시스템은 전이부(transition)(47)를 통해 대기 상태(46)로 변한다. 점화 장치가 꺼질 때, 시스템은 전이부(48)를 통해 대기 상태(46)로부터 오프 상태(45)로 변한다. 대기 상태(46)에서는, 시스템 디스플레이가 꺼지거나 어두워진다. 의도적인 손가락 접촉이 검출되면, 시스템은 전이부(50)를 통해 대기 상태(46)로부터 디스플레이가 조명되는 작동 상태(active state)(49)로 변한다. 명령 수신이 없는 사전결정된 기간 후에, 시스템은 다시 전이부(51)를 통해 작동 상태(49)로부터 대기 상태(46)로 변한다.
시스템이 작동 상태(49)에서 또 다른 센서 신호를 수신하면, 그것은 전이부(52)를 통해 스캐닝 상태(50)로 변한다. 스캐닝 상태(50)에서, 시스템은 예를 들어 이동하는 단락을 추적함으로써 용량성 감지 노브(10)의 동작을 스캐닝하며, 여기에서 단락은 단락 스프링의 사전결정된 위치에 의해 유발된다. 노브 회전 또는 사전결정된 손가락 접촉 패턴과 같은 명령 신호가 검출되면, 시스템은 전이부(54)를 통해, 라디오 음량 또는 주파수와 같은 시스템 파라미터가 조절되는 명령 실행 상태(53)로 변한다. 파라미터를 조절한 후에, 시스템은 다시 전이부(55)를 통해 작동 모드(49)로 변한다.
구분자(delimiter)
위의 설명이 많은 구체적인 사항을 포함하지만, 이것들은 본 실시 형태의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 단지 예측가능한 실시 형태의 예시를 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 특히, 본 실시 형태의 전술된 이점은 본 실시 형태의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 단지 기술된 실시 형태가 실시되는 경우에 가능한 달성을 설명하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 실시 형태의 범위는 주어진 실시예보다는 특허청구범위와 그 등가물에 의해 결정되어야 한다.
10: 용량성 감지 노브 11: 실린더형 센서 장치
12: 회로 기판 13: 스트립형 센서 전극
14; 실린더형 회전 노브 가이드 15: 안내 링
16: 둥근 래치 풋 17: 치형부 기어
18: 디스크형 인코더 기어 19: 인코더
20: 실린더형 회전 노브 그립 21: 전방 플레이트
22: 중앙 버튼 반사기 23: 커버 링
24: 상부 림 25: 캐치
26: 중앙 버튼 캡 27:하부 림
28: 센서 전극 29: 센서 전극
30: 센서 전극 31: 센서 전극
32: 정전 용량 감지 장치 33: 전압 감지 입력부
34: 전압 감지 입력부 35: 결정 논리부
36: 인쇄 회로 기판 37: 기저부 플레이트
38: 접촉 스프링 39: 원형 래치 스프링
40: 단락 스프링 41: 래치 스프링
42, 43, 44: 위치 센서 45: 오프 상태
46: 대기 상태 47: 상태 전이부
48: 상태 전이부 49: 작동 상태
50: 상태 전이부 51: 상태 전이부
52: 상태 전이부 53: 명령 실행 상태
54: 상태 전이부 55: 상태 전이부
56 내지 59: 전극 접점 64 내지 67: 전극
68 내지 70: 인터페이스 포트 71 내지 74: 인터페이스 포트

Claims (26)

  1. 동작 검출 장치(10)로서,
    - 고정된 플라스틱 센서 캐리어(11)로서,
    - 제1 플라스틱 재료를 포함하는 적어도 2개의 센서 캐리어 섹션과 제 2 플라스틱 재료를 포함하는 적어도 하나의 절연 섹션 - 적어도 하나의 절연 섹션은 2개의 인접한 센서 캐리어 섹션 사이에서 연장되고, 적어도 2개의 센서 캐리어 섹션과 적어도 하나의 절연 섹션은 플라스틱 성형 공정에 의해 일체로 형성됨 - ;
    - 센서 캐리어 섹션의 표면상에 제공되는 도금된 금속 표면 전극(13);
    - 도금된 금속 표면 전극(13)을 PCB(12)와 연결하기 위한 표면 전극 접점(56 내지 59; 60 내지 63)
    을 포함하는 상기 고정된 플라스틱 센서 캐리어(11); 및
    - 절연 플라스틱 분리기 섹션과 도금된 금속 표면 전극(13)이 플라스틱 노브 요소(14, 20)에 의해 적어도 부분적으로 덮이도록 플라스틱 센서 캐리어(11) 상에 이동가능하게 배치되는 상기 플라스틱 노브 요소(14, 20)를 포함하며;
    단락 스프링(40)을 포함하고, 단락 스프링(40)은 플라스틱 노브 요소에 부착되며, 단락 스프링(40)의 두 부분은 제1 사전규정된 위치에서 두 전극(13) 표면 사이의 단락을 형성하고, 단락 스프링(40)의 두 부분은 제2 사전규정된 위치에서 임의의 전극(13) 표면 사이의 단락을 형성하지 않는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  2. 제1항에 있어서,
    센서 캐리어 섹션과 절연 섹션은 이중 샷 사출 성형 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도금된 금속 표면 전극(13)은 구리 도금을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도금된 금속 표면 전극(13)은 니켈 도금을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도금된 금속 표면 전극(13)은 무전해 니켈 침지 금 도금을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도금된 금속 표면 전극(13)은 유기 납접가능 보존제를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 2개의 캐리어 섹션은 아크릴니트릴-부타디엔-스티롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    동작 검출 장치(10)의 외측 형상은 원추형 형상, 절두 원추형 형상, 피라미드형 형상 및 절두 피라미드형 형상으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    동작 검출 장치(10)는 광원과 광 검출기를 갖춘 광 센서를 포함하고, 광원은 플라스틱 노브 요소에 부착되며, 광원은 그것이 사전결정된 위치에서 전극 표면을 조명하도록 장착되고, 광 검출기는 그것이 사전결정된 위치에서 전극 표면으로부터 반사된 광을 수광하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    동작 장치는 유도성 센서를 포함하고, 유도성 센서는 자석과 코일을 포함하며, 자석과 코일은 플라스틱 노브 요소에 부착되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    동작 검출 장치(10)는 기어 휠을 포함하고, 기어 휠은 회로 기판상의 센서 기어 휠과 맞물리기 위해 제공되며, 기어 휠은 회전 노브 가이드의 외벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    플라스틱 노브 요소(14, 20)는 노브 가이드(14)와 노브 그립(20)을 포함하고, 노브 그립(20)은 노브 가이드(14) 상에 배치되며, 노브 가이드는 치형부 기어(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    플라스틱 노브 요소(14, 20) 내부에 중앙 버튼 반사기(24)가 배치되고, 플라스틱 노브 요소(14, 20) 위에 중앙 버튼 캡(26)이 제공되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치(10).
  15. 제1항에 따른 동작 검출 장치와 복수의 인터페이스 포트(68 내지 70; 71 내지 74)를 포함하는 전도 경로를 갖춘 PCB를 포함하는 동작 검출 인터페이스 장치로서, 표면 전극 접점은 인터페이스 포트와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 인터페이스 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    PCB에 부착되는 래칭 스프링과 플라스틱 노브 요소의 기저부 단부에 있는 복수의 돌출부를 추가로 포함하고, 래칭 스프링은 돌출부 중 적어도 2개 사이에 맞물리는 것을 특징으로 하는 동작 검출 인터페이스 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    래칭 스프링과 래칭 요소와 플라스틱 노브 요소의 기저부 단부에 있는 복수의 돌출부를 추가로 포함하고, 래칭 스프링은 PCB에 부착되며, 래칭 요소는 돌출부와 래칭 스프링 사이에 배치되고, 래칭 요소는 돌출부 중 적어도 2개 사이에 맞물리는 것을 특징으로 하는 동작 검출 인터페이스 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    PCB 상에 장착되는 휠과 휠의 동작을 검출하기 위한 검출 수단을 추가로 포함하고, 휠은 노브 요소(14, 20) 상의 기어와 맞물리며, 검출 수단은 PCB 상의 전도 경로에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 인터페이스 장치.
  19. 제10항에 따른 동작 검출 배열과 복수의 인터페이스 포트를 갖춘 전자 평가 유닛(36)을 포함하는 동작 검출 장치로서, 인터페이스 포트는 PCB의 전도 경로와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    전자 평가 유닛은 인터페이스 포트를 통해 전극 표면으로부터 신호의 강도와 지속 시간을 평가함으로써 의도적인 손 접촉을 검출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    전자 평가 유닛은 인터페이스 포트를 통해 전극 표면으로부터 신호를 평가함으로써 손가락 위치를 검출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    전자 평가 유닛은 전극 표면 중 2개 사이의 단락을 검출함으로써 그리고 전극 표면 사이의 단락의 부재를 검출함으로써 노브 요소(14, 20)의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  23. 제19항에 있어서,
    전자 평가 유닛은 PCB의 전도 경로를 통해 코일로부터 전기 신호를 평가함으로써 노브 요소(14, 20)의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함하고, 코일은 노브 요소(14, 20)에 부착되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    전자 평가 유닛은 PCB의 전도 경로를 통해 광 검출기로부터 전기 신호를 평가함으로써 노브 요소(14, 20)의 회전 위치를 검출하기 위한 수단을 포함하고, 광 검출기는 노브 요소(14, 20)에 부착되는 것을 특징으로 하는 동작 검출 장치.
  25. 제19항에 따른 동작 검출 장치를 갖춘 차량으로서, 동작 검출 장치는 차량의 객실 내의 조작 패널 내에 통합되고, 동작 검출 장치의 전자 평가 유닛은 차량의 장치에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량.
  26. 삭제
KR1020157004855A 2012-07-30 2012-07-30 기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합 Expired - Fee Related KR101912986B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2012/053883 WO2014020376A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Capacitive sensing node integration to a surface of a mechanical part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150039794A KR20150039794A (ko) 2015-04-13
KR101912986B1 true KR101912986B1 (ko) 2018-10-29

Family

ID=50027330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157004855A Expired - Fee Related KR101912986B1 (ko) 2012-07-30 2012-07-30 기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9488460B2 (ko)
EP (1) EP2880668B1 (ko)
JP (1) JP6042542B2 (ko)
KR (1) KR101912986B1 (ko)
CN (1) CN104718592B (ko)
WO (1) WO2014020376A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121775B3 (de) 2011-12-21 2013-01-31 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt Steuersystem
KR101655165B1 (ko) * 2014-10-23 2016-09-07 현대자동차 주식회사 노브 조작성 평가 시스템
DE102014222515A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Continental Automotive Gmbh Bedienvorrichtung und Bedienverfahren
US9714973B2 (en) * 2014-11-21 2017-07-25 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Short circuit detection module
US9766705B2 (en) * 2015-06-15 2017-09-19 Motorola Solutions, Inc. Stationary interface control and method for using the same
EP3157265B1 (en) 2015-09-30 2019-10-23 Apple Inc. Wireless earbuds with electronic contacts
DE102015119701A1 (de) * 2015-11-15 2017-05-18 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Verfahren für den Betrieb einer kapazitiven Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs
CN105988120B (zh) * 2015-12-30 2020-06-02 小米科技有限责任公司 激光测距设备及自动清洁设备
US10317926B2 (en) * 2016-02-25 2019-06-11 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for controlling an electronic device using a rotary control
JP6342453B2 (ja) * 2016-07-07 2018-06-13 本田技研工業株式会社 操作入力装置
KR102301646B1 (ko) * 2016-07-20 2021-09-13 쌩-고벵 글래스 프랑스 무접촉식으로 기능을 제어하기 위한 정전용량식 스위칭영역을 갖는 창유리
KR101817526B1 (ko) * 2016-09-26 2018-01-11 현대자동차주식회사 다이얼 조작장치 및 이를 갖는 차량
FR3057683B1 (fr) * 2016-10-14 2020-11-06 Renault Sas Interface electronique de saisie a detection capacitive
JP7122312B2 (ja) * 2017-01-25 2022-08-19 ベーア-ヘラー サーモコントロール ゲーエムベーハー 自動車用の操作装置
CN111164551B (zh) * 2017-10-11 2023-08-29 三菱电机株式会社 旋钮以及输入装置
WO2019073545A1 (ja) * 2017-10-11 2019-04-18 三菱電機株式会社 操作入力装置
US11221692B2 (en) * 2017-10-11 2022-01-11 Mitsubishi Electric Corporation Knob and input device
WO2019202370A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 HELLA GmbH & Co. KGaA A hand throttle sensor
JP2020008990A (ja) * 2018-07-04 2020-01-16 富士通コンポーネント株式会社 スイッチシステム
US11172101B1 (en) 2018-09-20 2021-11-09 Apple Inc. Multifunction accessory case
EP3699737A1 (en) * 2019-02-25 2020-08-26 Defond Electech Co., Ltd A control knob with motion sensing for controlling operation of a machine
DE112020003126T5 (de) * 2019-06-28 2022-05-05 Alps Alpine Co., Ltd. Eingabevorrichtung
GB2586961B (en) * 2019-08-23 2022-07-13 Tangi0 Ltd Control system for vehicle interior
US11469061B2 (en) 2020-02-26 2022-10-11 GE Precision Healthcare LLC Control device sensor rotation
TWI762992B (zh) * 2020-08-06 2022-05-01 宏碁股份有限公司 旋鈕輸入裝置
US11209919B1 (en) * 2021-03-03 2021-12-28 Himax Technologies Limited Knob device applicable to touch panel
CN115394577B (zh) * 2022-10-26 2023-02-28 珠海翔翼航空技术有限公司 一种基于特定触摸姿态的深水按键开关及其控制方法
DE102023110914A1 (de) * 2023-04-27 2024-10-31 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Dreheingabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US12260032B1 (en) 2023-08-24 2025-03-25 Novatek Microelectronics Corp. Knob apparatus and operation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008132930A1 (ja) 2007-04-19 2008-11-06 Hosiden Corporation 回転入力装置及びそれを使った回転検出装置
US20120188200A1 (en) 2009-08-07 2012-07-26 Didier Roziere Device and method for control interface sensitive to a movement of a body or of an object and control equipment integrating this device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233593A (en) * 1978-06-12 1980-11-11 General Electric Company Capacitive touch control and display
US7200009B2 (en) * 2003-07-01 2007-04-03 Nokia Corporation Integrated electromechanical arrangement and method of production
EP1605484A1 (en) * 2004-06-08 2005-12-14 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Rotary switching element
JP4652186B2 (ja) * 2005-09-16 2011-03-16 株式会社ユーシン ロータリーエンコーダー及びタッチセンサー付き回転操作ノブ
JP4588676B2 (ja) * 2006-08-14 2010-12-01 アルプス電気株式会社 多方向入力装置
DE102006054764A1 (de) * 2006-11-14 2008-05-15 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät und Bedienverfahren
DE102007003012A1 (de) * 2007-01-20 2008-09-04 Nsm-Löwen Entertainment Gmbh Bedienelement
US8766910B2 (en) * 2007-07-04 2014-07-01 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive sensing control knob
JP4990811B2 (ja) * 2008-02-08 2012-08-01 ホシデン株式会社 回転スイッチ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008132930A1 (ja) 2007-04-19 2008-11-06 Hosiden Corporation 回転入力装置及びそれを使った回転検出装置
US20120188200A1 (en) 2009-08-07 2012-07-26 Didier Roziere Device and method for control interface sensitive to a movement of a body or of an object and control equipment integrating this device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2880668A1 (en) 2015-06-10
WO2014020376A1 (en) 2014-02-06
EP2880668A4 (en) 2016-05-11
JP2015532740A (ja) 2015-11-12
CN104718592B (zh) 2018-03-23
EP2880668B1 (en) 2018-01-03
JP6042542B2 (ja) 2016-12-14
KR20150039794A (ko) 2015-04-13
US20150241195A1 (en) 2015-08-27
US9488460B2 (en) 2016-11-08
CN104718592A (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101912986B1 (ko) 기계 부품의 표면에 대한 용량성 감지 노드 통합
JP5855007B2 (ja) ドアハンドル
JP4652186B2 (ja) ロータリーエンコーダー及びタッチセンサー付き回転操作ノブ
CN102560960B (zh) 洗衣机
CN103947113B (zh) 操作装置
US20020126094A1 (en) Input device with capacitive antenna
CN104995840A (zh) 物理力电容式触摸传感器
JP6633105B2 (ja) タッチスイッチユニット及びそれを備える車両室内照明装置
JP5183078B2 (ja) 人体接近検出装置
KR101905851B1 (ko) 정전식 스위치
EP4105071B1 (en) Automobile seat adjustment switch based on 3d touch control
US20160149571A1 (en) Touch- and/or proximity-sensitive input device, and household appliance having the input device
KR101857326B1 (ko) 터치 방식의 차량용 룸램프 모듈
JP5246750B2 (ja) 機器制御装置
CN105730320B (zh) 开关装置
CN112306279A (zh) 触摸感测装置以及包括所述触摸感测装置的电子装置
JP5615560B2 (ja) 電化製品用の操作装置
KR20180073792A (ko) 터치 방식의 차량용 룸램프 모듈
KR100872742B1 (ko) 자동차용 파워 윈도우 스위치 모듈
JP2013073711A (ja) 回転操作スイッチ及びこれを用いた近接検知装置
JP6392504B2 (ja) コントロールパネル
JP2005005058A (ja) 導電体検出スイッチ
JP2004020210A (ja) 静電容量式センサ
CN112130705B (zh) 触控结构、电子装置及触控结构的驱动方法
CN214033025U (zh) 一种洗衣机

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20150225

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20170626

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180117

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180725

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20181023

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20181023

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211014

Start annual number: 4

End annual number: 4

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20230803