스위치 표시 제어 장치{Display Control Device for Switch}
본 발명은 스위치 표시 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 스위치에 접근 내지 접촉하는 것을 검지하고 해당 스위치에 관한 정보를 사용자에게 표시함으로써 사용자가 조작하고자 하는 스위치에 대한 정보를 용이하게 획득할 수 있도록 구성된 스위치 표시 제어 장치에 관한 것이다.
스위치는 전기회로의 개폐나 접속상태를 변경하기 위해 사용하는 기구로서, 일반적인 스위치는 물리적 형상을 구비하고 있으므로 사용자는 스위치의 외부 형상을 시각적으로 인식하여 조작하고자 하는 스위치를 확인할 수 있다.
그러나 종래 기술에 따른 스위치는 사용자가 해당 스위치의 외부 형상을 시각적으로 인식해야 하므로 사용자가 시각을 활용할 수 없는 환경에 있는 경우 사용자는 스위치를 확인하기 어렵다. 일례로 시각장애인이 스위치를 조작하려는 경우에는 시각장애인은 스위치의 외부 형상을 인식하기 어렵다. 다른 사례로 자동차 내부의 스위치에 있어서, 스위치들은 운전자의 측면 내지 전방 아래에 위치하고 있으므로 주행 중인 운전자가 스위치를 조작하기 위해서는 시야를 스위치가 위치한 방향으로 옮겨야 하는데, 이와 같은 경우 운전자는 전방을 주시할 수 없으므로 돌발상황에 대처할 수 있는 능력이 감소하고 이는 사고 발생의 위험성을 증가시키는 요인이 된다.
사용자가 시각을 활용할 수 있는 환경에 있다고 하더라도 스위치를 인식하기에 충분한 조명이 확보되지 않은 경우에는 사용자가 조작하고자 하는 스위치를 확인하기 곤란하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래 기술에 따른 스위치는 내부에 조명을 설치하여 부족한 조명을 보완하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 종래 기술에 따른 스위치는 내부 조명을 상시 일정하게 유지해야 하므로 상당한 양의 전력을 소비하고 어두운 환경에서 특정 구역만 밝은 조명이 투사되어 사용자의 시야를 방해하는 문제점이 있다. 이는 특히 자동차와 같이 운전자를 비롯한 탑승자의 시야 확보가 안전성과 밀접한 관계를 맺고 있는 분야에서 사고로 이어지는 원인이 될 수 있다.
본 발명의 목적은 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하는 것을 검지하여 해당 스위치에 대한 정보를 영상 내지 음성으로 표시하는 스위치 표시 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 스위치를 사용하지 않는 동안 조명의 밝기를 감소 내지 차단시키고 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하면 스위치 조명의 밝기를 증가시킴으로써 스위치 조명의 밝기를 제어하는 스위치 표시 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치는 사용자가 스위치에 접근 내지 접촉하는 것을 검지하는 센서, 상기 검지신호를 입력받아 제어신호를 생성하는 제어부, 제어신호를 입력받아 상기 스위치에 관한 정보를 표시하는 표시부를 구비함으로써 사용자에게 조작하고자 하는 스위치에 대한 정보를 표시한다.
본 발명의 실시례에 따른 상기 센서는 초음파 센서, 레이더 센서 및 정전용량센서와 같이 사용자와 센서 사이의 거리를 검지할 수 있는 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시례에 따른 상기 센서는 터치 센서와 같이 사용자의 신체가 스위치에 접촉하는 것을 검지할 수 있는 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 센서가 정전용량센서인 경우 사용자의 신체가 정전용량센서로 접근함에 따라 정전용량이 일정하게 증가하다가 접촉하면 급격하게 증가하는 특성을 이용하여 접근을 검지하는 센서 내지 접촉을 검지하는 센서로 구분하여 사용할 수 있다. 이 때 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치는 사용자 신체의 접근 내지 접촉에 따른 정전용량의 변화를 검지하기 위해 전도체로 구성되거나 전도체로 표면이 코팅된 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시례에 따른 상기 표시부는 음성표시장치 및 영상표시장치와 같이 사용자에게 스위치 외부 형상 외에 스위치를 인식할 수 있는 대체 정보를 표시할 수 있는 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시례에 따른 상기 표시부는 스위치를 인식하기 위한 조명이 확보되지 않은 경우 사용자에게 스위치를 인식하기에 적절한 조명을 제공할 수 있는 조명장치일 수 있다. 이 때 상기 제어부는 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하지 않을 경우 표시부의 전원을 차단하거나 감소시키고, 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉할 경우 표시부의 전원을 인가하거나 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시례에 따른 상기 조명장치는 LED를 이용한 조명장치이고, 상기 제어부는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 조명장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치는 사용자가 스위치의 외부 형상을 인식하기 위한 시야를 확보하기 곤란한 경우 이를 대체할 수 있는 정보를 영상 내지 음성으로 표시함으로써 사용자는 스위치에 대한 정보를 용이하게 인식할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치는 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하지 않을 경우 표시부의 전원을 차단하거나 감소시키고, 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉할 경우 이를 검지하여 표시부의 전원을 인가하거나 증가시킴으로써 상기 표시부의 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치에 대한 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치 중 센서의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치 중 표시부가 동작하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 PWM 방식에 의한 조명장치의 제어방식을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시례에 따라 영상표시장치를 이용한 스위치 표시 제어 장치를 자동차에 적용한 구체적인 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시례에 따라 조명장치를 이용한 스위치 표시 제어 장치를 자동차에 적용한 구체적인 모습을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시례에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시례에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치에 대한 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치는 사용자의 신체가 스위치(100)로 접근 내지 접촉하는 것을 검지하는 센서(200), 상기 검지신호를 입력받아 제어신호를 생성하는 제어부(300), 상기 제어신호를 입력받아 사용자가 접근 내지 접촉하는 스위치에 관한 정보를 표시하는 표시부(400)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 상기 센서(200)는 사용자의 접근을 검지하기 위하여 거리를 검지하는 센서로 구성할 수 있고, 접촉을 검지하기 위하여 터치 센서로 구성할 수도 있다. 거리를 검지하는 센서로는 일정한 파장을 송신하고 반사되는 파장을 수신하는 초음파 센서와 레이더 센서 그리고 사용자의 접근도에 따라 정전용량이 변하는 특성을 이용한 정전용량센서 등이 있다. 정전용량센서를 사용할 경우 사용자의 정전용량의 변화에 민감한 특성을 갖는 전도체를 구비할 필요가 있고, 이 때 스위치를 전도체로 구성하거나 전도체로 표면을 코딩함으로써 별도의 장치 및 공간을 줄이는 것이 바람직하다. 상기 거리를 검지하는 센서를 사용하는 경우 센서의 위치로 인하여 발생하는 오차를 줄이기 위하여 센서와 스위치의 거리를 가깝게 위치시키는 것이 바람직하다.
터치 센서로는 정전용량센서 및 감압센서 등이 있는데, 상기 센서(200)를 터치 센서로 구성할 경우 상기 정전용량센서에서 전도체로 구성되거나 표면이 전도체로 코팅된 스위치를 사용하는 것과 같이 스위치에 대한 접촉을 검지하기 위하여 터치 센서의 방식에 따라 스위치의 재질 및 표면을 가공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 상기 센서는 사용자의 접근을 검지하는 센서와 접촉을 검지하는 센서들 중 하나를 선택하여 형성할 수도 있고, 둘 이상을 선택하여 각 센서의 기능을 보완하여 형성할 수도 있다.
본 발명에 의한 상기 제어부(300)는 상기 센서(200)로부터 전기적 신호를 입력받아 일정한 기준값을 초과하면 상기 센서에 해당되는 스위치(100)에 대한 위치 및 동작기능 등과 같은 정보를 생성하여 상기 표시부(400)로 전송한다.
상기 제어부(300)는 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하지 않는 경우 표시부(400)의 전원을 차단하거나 감소시키고, 사용자가 스위치로 접근 내지 접촉하는 경우 표시부(400)의 전원을 인가하거나 증가시킴으로써 사용자가 스위치를 사용하지 않는 동안 표시부(400)에 의한 소비전력을 줄일 수 있다.
상기 표시부(400)는 음성표시장치, 영상표시장치 및 조명장치 중 하나로 구성할 수 있고, 둘 이상을 선택하여 각 표시장치의 성능을 보완하여 구성할 수도 있다.
상기 음성표시장치는 시각을 대체하여 음성으로 스위치(100)에 대한 정보를 제공할 수 있도록 구성된 장치로서, 상기 제어부(300)로부터 제어신호를 입력 받아 상기 스위치(100)가 수행하는 동작의 내용 등을 담은 정보를 음성으로 제공한다. 이로써 시각을 활용할 수 없는 사용자, 예컨데 시각장애인 내지 주행 중인 자동차의 운전자는 스위치의 형상을 보거나 동작시켜 보지 않더라도 스위치가 수행하는 동작의 내용을 확인할 수 있다.
상기 영상표시장치는 사용자가 시각적으로 확인하기 용이한 위치에 있는 영상표시장치로 상기 스위치(100)에 대한 정보를 이미지로 표시하는 장치이다. 상기 영상표시장치는 사용자가 시각을 활용할 수 있으나 스위치에 대해 직접적인 시야를 확보하기 곤란한 경우 스위치에 대한 외부 형상을 대체하여 스위치에 대한 정보를 제공할 수 있다. 상기 영상표시장치는 사용자가 용이하게 시야를 확보할 수 있거나 자주 시청할 수 있는 장치를 활요하는 것이 바람직하며, 구체적인 실시례는 하기 도 5 내지 6을 통해 후술하고자 한다.
도 2는 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치 중 센서의 동작을 나타내는 도면이다. 도 2a에 도시한 바와 같이 스위치(100)에 설치된 센서(201)는 사용자의 신체(500)가 스위치에 접근하면 접근 거리에 따른 전기적 신호의 변화를 검지하는 것을 특징으로 한다. 접근 거리에 따른 전기적 신호의 변화를 검지하는 센서는 초음파 센서 및 레이더 센서와 같이 특정 파장을 송수신하여 거리를 측정하는 센서, 사용자의 신체가 접근함에 따라 정전용량이 변하는 특성을 이용한 정전용량센서 중 어느 하나를 선택하여 형성할 수 있다. 상기 센서를 정전용량센서로 형성할 경우 스위치(100)는 전도체로 구성되거나 표면에 필름 내지 도료를 이용하여 전도체를 코팅하는 것이 바람직하다. 이를 통해 정전용량의 변화를 감지하기 위한 별도의 장치와 공간을 줄일 수 있다.
도 2b에 도시한 바와 같이 상기 센서는 사용자의 신체(500)가 스위치(100)에 접촉하는 것을 검지하는 터치 센서(202)로 형성할 수 있다. 상기 터치 센서(202)는 정전용량센서로 형성할 수 있다. 상기 터치 센서(202)가 정전용량센서인 경우 스위치(100)는 전도체로 구성되거나 표면에 필름 내지 도료를 이용하여 전도체를 코팅하는 것과 같이 상기 터치 센서(202)의 동작 방식에 따라 스위치(100)의 재질 및 표면을 가공하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치 중 표시부가 동작하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 3a에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 표시부는 음성표시장치(301)로 형성할 수 있다. 상기 표시부를 음성표시장치(301)로 구성하면 야간과 같이 조명이 부족하거나 시각장애인과 같이 사용자가 시각을 사용할 수 없는 환경에 있다고 하더라도 해당 스위치에 대한 정보를 용이하게 인식할 수 있다.
도 3b에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 표시부는 영상표시장치(411)로 형성할 수 있다. 상기 영상표시장치(411)는 사용자가 용이하게 시야를 확보할 수 있는 곳에 위치하는 것이 바람직하고, 스위치의 정보를 표시하기 위한 별도의 영상표시장치로 구성할 수도 있고 사용자가 다른 목적으로 시청하는 영상표시장치의 주화면(412)에 오버레이(413)로 표시할 수도 있다.
도 3c에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 표시부는 조명장치(421)로 형성할 수 있다. 상기 조명장치(421)는 스위치(100)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 복수의 스위치(100)로 형성된 경우 각 스위치마다 개별적으로 조명장치(421)가 구비되어 독립적으로 제어할 수 있고, 동일한 블록을 단위로 1개 이상의 조명장치를 구비하여 동일하게 제어할 수도 있다.
도 4는 PWM 방식에 의한 조명장치의 제어방식을 나타낸 도면이다. 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 표시부가 LED 조명장치인 경우 상기 조명장치의 밝기조절을 위하여 PWM 방식으로 제어할 수 있다. PWM 방식은 LED 조명장치에 인가되는 일정 주기의 전원에서 전압은 일정하게 유지하고 온전압의 비율을 조절하여 밝기를 조절하는 방식이다. 도 4a에 도시한 바와 같이 밝기를 감소시키는 경우 하이(High) 전압의 비율은 줄이는 대신 로우(Low) 전압의 비율을 높이고, 도 4b에 도시한 바와 같이 밝기를 증가시키는 경우에는 하이(High) 전압의 비율을 높이는 대신 로우(Low) 전압의 비율을 줄인다.
도 5는 본 발명의 실시례에 따라 영상표시장치를 이용한 스위치 표시 제어 장치를 자동차에 적용한 구체적인 모습을 나타내는 도면이다. 도 5a에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 실시례에 따르면 운전자(500)가 자동차 내부의 스위치(100)에 접촉하면 센서(200)가 이를 검지한다. 상기 센서(200)는 운전자(400)의 접근 또는 접촉을 검지하는 센서로 형성할 수 있으나, 운전자가 조작하려는 특정 스위치의 정보만을 표시하기 위해서는 접촉을 검지하는 정전용량센서로 형성하는 것이 바람직하다. 이 때 상기 스위치(100)는 정전용량의 변화를 검지하기 위해 전도체로 구성되거나 표면을 전도체 필름 내지 도료로 코팅하는 것이 바람직하다.
도 5b에 도시한 바와 같이 운전자(500)가 스위치(100)를 접촉하면 센서(미도시)가 이를 검지하고 제어부(미도시)는 해당 스위치에 관한 정보를 포함한 제어신호를 전송하여 표시부(414, 415)를 통해 표시한다. 상기 표시부는 자동차의 전면 유리에 투사되는 헤드업 디스플레이(414, HUD, Head-UP Display) 내지 네비게이션의 디스플레이(415)로 구성될 수 있다.
도 5c에 도시한 바와 같이 상기 표시부는 운전석 내지 조수석(601)의 뒷면에 설치된 영상표시장치(416)로 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시례에 따라 조명장치(421)를 이용한 스위치 표시 제어 장치를 자동차에 적용한 구체적인 모습을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이 좌석에 앉은 탑승자(500)가 도어 내지 암레스트(604)에 설치된 스위치를 조작하고자 접근할 경우 센서(200)가 이를 검지한다. 상기 센서(200)는 사용자의 접근을 검지하는 센서 내지 접촉을 검지하는 센서 중 어느 하나를 선택하여 형성할 수 있다. 상기 센서(200)가 탑승자(400)의 접근 내지 접촉을 검지하면 제어부(미도시)는 해당 스위치(100)의 정보를 포함한 제어신호를 전송하여 조명장치(421)의 밝기를 제어한다.
본 발명에 의한 스위치 표시 제어 장치의 실시례에 따르면 운전자를 비롯한 주행 중인 자동차의 탑승자는 전방을 주시한 상태에서 전면 유리에 투사되거나 전방에 위치한 디스플레이를 통해 접촉한 스위치를 확인하여 불필요한 기능의 작동 없이 원하는 스위치를 조작할 수 있고, 야간 주행 시 스위치에 조명장치가 설치되어 있다고 하더라도 조작하지 않을 때에는 조명장치의 밝기가 감소되거나 꺼져 있으므로 소비전력도 감소되고 시야를 방해할 우려가 없다.
100: 스위치
200: 센서
201: 거리를 검지하는 센서
202: 터치 센서
300: 제어부
400: 표시부
401: 음성표시장치
411: 영상표시장치
412: 주화면
413: 스위치 정보가 표시된 오버레이 화면
414: 헤드업 디스플레이(HUD, Head-Up Display)
415: 네비게이션 디스플레이
416: 시트에 설치된 디스플레이
421: 조명장치
500: 사용자의 신체
601: 운전석 내지 조수석
602: 암레스트 |
