KR100899865B1

KR100899865B1 - 초슬림 광포인팅 장치

Info

Publication number: KR100899865B1
Application number: KR1020060130131A
Authority: KR
Inventors: 안건준; 배재훈; 김재동; 고희곤
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2009-05-29
Also published as: KR20080056930A

Abstract

본 발명은 휴대단말기에 실장되는 입력장치로 사용자 인터페이스 장치에 관한 것으로, 초슬림의 개인 휴대 단말기(Personal Portable Device)에 장착될 수 있는 광 포인팅 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 피사체와 접촉하는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트 측면에서 피사체에 광을 조사하는 광원부; 상기 광원부에서 조사된 광이 커버플레이트 상면의 피사체에 반사된 후 수직 하방향으로 다시 반사되고, 이 반사된 빛을 수평방향으로 반사시키는 제1 반사경; 상기 제1 반사경을 통해 반사된 빛을 집광하는 집광렌즈; 상기 집광렌즈로부터 입사된 빛을 수직 상방향으로 반사시키는 제2 반사경; 그리고 상기 제2 반사경의 상부에 광원부와 거의 동일하게 위치하며, 제 2반사경으로부터 반사된 빛을 감지하는 광이미지 센서; 를 포함하여 구비된 것을 특징으로 한다.

광포인팅 장치, 광이미지센서, 도파부재,

Description

초슬림 광포인팅 장치{ULTRA SLIM OPTICAL POINTING DEVICE}

도 1은 종래의 광포인팅 장치의 구조를 나타내는 개략 단면도.

도 2는 종래 광포인팅 장치 원리를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광포인팅 장치의 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 다른 광포인팅 장치의 다른 실시예를 보인 단면도.

도5 는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서와 광원이 실장된 상태를 보인 평면도.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101,201: 피사체 103,203: 광원부

105: 제 1반사경 107: 집광렌즈

115: 제 2반사경 117: 이미지센서

102,202: 커버플레이트 205: 제 1반사면

207: 제 1도파부재 208: 제 1볼록렌즈부

211: 제 2블록렌지부 213: 제 2도파부재

215: 제 2반사면 217: 이미지센서

301: 센싱부 303: 구동회로부

305: 리드 307: 패드

109,209,309: 인쇄회로기판 311: 와이어

본 발명은 휴대단말기에 실장되는 입력장치로 사용자 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초슬림의 개인 휴대 단말기(Personal Portable Device)에 장착될 수 있는 광 포인팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 개인 휴대 단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있으며, 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼과 방향 버튼으로 구성된 키패드를 구비하고 있다.

근래에 들어 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스 등과 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인 휴대 단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되었다.

또한 기술의 발달에 더불어 개인 휴대 단말기는 다양한 부가 서비스를 구비하게 되었으며, 상기 다양한 부가 서비스의 편리한 운용을 위해서도 GUI를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되기도 하였다.

상기한 바와 같이 개인 휴대 단말기의 사용자 인터페이스로서 GUI의 운영체제가 채용되고, 종래에는 개인 휴대 단말기에 적합한 입력 장치의 개발이 절실하게 요구됨에 따라 휴대단말기의 디스플레이 화면에서 키패드와 같은 순차적으로 선택 하는 모노 방식을 개선한 휴대단말기의 입력 장치로써 터치키, 조이스틱, 그리고 광 포인팅 장치가 등장하고 있다.

상기 입력장치에서 광포인팅 장치는 다른 입력장치보다 동작성 뿐만 아니라 슬림형의 휴대단말기에 실장이 가능한 초슬림을 제공한다.

상기 광포인팅 장치에서 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0636412호 "초슬림 광포인팅 장치 및 초슬림 광 조이스틱을 포함하는 개인 휴대단말기"가 있다. 이 발명은 피사체에서 수직으로 반사된 광을 수평으로 광경로를 변경하여 슬림형의 두께와 초점심도를 충분하게 제공할 수 있는 광포인팅 장치를 제공한다.

상기 광포인팅 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 광포인팅 기술은 이미지 센서(30)를 포인팅 장치의 반사면(28) 하부에 실장함으로써 이미지 센서(30) 상면의 반사면(28)에서 반사되어 오는 빛을 이미지 센서(30)의 센싱부에서 감지한다.

그러나 이러한 방법은 이미지 센서가 칩온보드(COB;Chip On Board)의 패키지로서, 센싱부가 노출되어 먼지와 같은 외부 요인에 의해 오염될 수 있으므로 오동작 또는 동작 불능이 발생할 수 있는 문제점을 가지고 있다.

또한 상기 광포인팅 장치에서 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0650623호의 "스위치 기능을 가지는 광학포인팅 장치" 가 있다. 이 발명은 휴대 단말기의 인쇄회로기판 또는 포인팅 장치상에 스위치를 실장하여 스위치가 압력을 받으면 선택 기능이 실행되는 포인팅 장치에 관한 것이다.

상기의 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(110)에서 조사된 광이 대물면 상의 피사체에서 반사되어 집광렌즈(120)를 통해 이미지 센서(130)로 빛을 전달하는 수직구조로 구성되고, 이와 같은 포인팅 장치 하부에 스위치(200)를 장착할 경우, 이미지센서의 위치에 있어서 기계적 충격을 받게 된다.

따라서, 기계적 충격에 의해 이미지센서가 오동작 또는 동작불능의 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 두께를 보다 슬림화시킬 수 있으면서도 외부요인에 의한 이미지 센서의 오동작 또는 동작불능의 문제점을 예방할 수 있는 초슬림형 광포인트 장치를 제공하는데 주 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 피사체와 접촉하는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트 측면에서 피사체에 광을 조사하는 광원부; 상기 광원부에서 조사된 광이 커버플레이트 상면의 피사체에 반사된 후 수직 하방향으로 다시 반사되고, 이 반사된 빛을 수평방향으로 반사시키는 제1 반사경; 상기 제1 반사경을 통해 반사된 빛을 집광하는 집광렌즈; 상기 집광렌즈로부터 입사된 빛을 수직 상방향으로 반사시키는 제2 반사경; 그리고 상기 제2 반사경의 상부에 광원부와 거의 동일하게 위치하며, 제 2반사경으로부터 반사된 빛을 감지하는 광이미지 센서; 를 포함하여 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설 명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광포인팅 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 다른 광포인팅 장치의 다른 실시예를 보인 단면도이며, 도5 는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서와 광원이 실장된 상태를 보인 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초슬림 광포인팅장치는 커버플레이트(102)와 광원부(103)와 제 1반사경(105)과 집광렌즈(107)와 제 2반사경(115)과 광이미지센서(117)를 포함하여 구비된다.

이때, 본 발명은 도면에는 도시하지 않았지만 휴대단말기에 실장되어 엘시디 상에서 포인터의 이동 및 클릭이 가능한 키모듈이다.

또한 상기의 광 포인팅 장치 키모듈은 키패드 러버 및 액츄에이터 또는 돔스위치를 포함하고, 4방향 키와 내비게이션 키를 모두 사용할 수 있는 키형태로 구성될 수 있다.

커버플레이트(102)는 휴대 단말기 등의 방향키가 도시된 대략 사각 박스형태로 구성될 수 있으며, 피사체(손가락 등)가 직접 접촉되는 구역이다.

이러한 커버플레이트(102)의 측면에는 광원부(103)가 위치되며, 광원부(103)에서 빛을 피사체(101)에 조사하게 된다. 광원부는 본 발명에서 도면에는 도시하지 않았지만 LED를 발광원으로 사용하였음을 밝혀둔다.

또한 도 3 및 도 4에는 광원부(103)의 위치가 커버플레이트(102)의 하측에 위치한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 실제 제품에서는 광원부(103)가 커버플레이트(102)의 측 하부에 위치되어 발광하면서 빛을 피사체(101)에 조사하게 된다.

또한 커버플레이트(102)의 하측에는 제 1반사경(105)이 설치되어 있다. 제 1반사경(105)은 광원부(103)를 통해 피사체(101)에서 반사된 빛이 수직으로 유입된 후 수평으로 조사될 수 있도록 구비된다.

그리고, 제 1반사경(105)이 설치된 위치에서 소정거리 이격된 반대편에는 제 2반사경(115)이 제 1반사경(105)과 동일한 각도를 유지하면서 마주보며 설치되어 있다.

제 2반사경(115)은 제 1반사경(105)을 통해 수평으로 조사되는 빛이 다시 수직방향으로 반사되도록 구비된다.

이때, 제 1반사경(105)과 제 2반사경(115) 사이에는 집광렌즈(107)가 설치되어 있는데, 집광렌즈(107)는 제 1반사경(105)을 통해 반사되는 빛이 분산되지 않도록 집광하는 역할을 한다.

또한 집광렌즈(107)를 통해 모아진 빛은 제 2반사경(115)을 통해 광이미지 센서(117)로 반사된다. 광이미지센서(117)는 제 2반사경(115)의 상측에 설치될 수 있으며, 제 2반사경(115)을 통해 제공되는 빛의 조도감지로 피사체(101)의 위치를 인식하게 된다.

그런데, 광이미지 센서(117)는 제 2반사경(115) 상측에 독립적으로 설치되어 제 2반사경(115)으로부터 제공되는 수광을 감지한 후 인쇄회로기판(109)에 수신된 정보를 유선 또는 무선을 통해 제공할 수도 있으나, 이러한 경우 부피확장에 따른 초슬림화가 어렵기 때문에 인쇄회로기판(109) 저면에 일체로 설치되는 것이 바람직하겠다.

따라서, 광이미지센서(117)의 위치가 제 2반사경(115) 상측에 인쇄회로기판(109)과 일체화 될 경우 광원부의 위치와 거의 동일한 위치에 배치될 수 있어 광포인팅 장치의 두께를 보다 슬림화시킬 수 있게 된다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 초슬림 광포인팅 장치의 다른 실시예를 도시한 것으로, 제 1 및 제 2반사면과 볼록렌즈를 일체화시킨 상태를 보이고 있다.

즉, 제 1반사면(205)과 제 1볼록렌즈부(209) 그리고 제 2반사면(215)과 제 2볼록렌즈부(211)는 각각 제 1도파부재(207)와 제 2도파부재(213)로 구성될 수 있다.

제 1도파부재(207)는 제 1반사면(205)과 제 1볼록렌즈(211)가 각각 분리된 상태로 구성될 수 있으며, 제 1반사면(205)과 제 1볼록렌즈(211)가 일체로 형성된 도파관으로 구성될 수 있다.

그런데, 제 1도파부재(207)를 구성하는데 있어 전자의 경우 조사되는 빛이 후자의 경우보다 분산될 우려가 있음으로 후자의 경우와 같이 도파관으로 구성하는 것이 바람직하겠다.

제 2도파부재(213)는 제 1도파부재(207)와 같이 제 2반사면(215)과 제 2볼록렌즈부(211)로 구성되어 제 1도파부재(207)와 마주보며 구성될 수 있다.

따라서, 제 1도파부재(207)를 투과한 빛은 제 2볼록렌즈부(211)를 투과하면서 제 2반사면(215)을 통해 빛의 방향을 수직으로 변각시키게 된다.

제 2도파부재(213)를 통해 변각된 빛은 제 2도파부재(213) 상측에 위치한 광이미지 센서(217)로 빛을 주사하게 되고, 광이미지 센서(217)는 이 빛의 조도를 감 지하게 된다.

물론, 본 발명의 다른 실시예에서도 광이미지센서(217)는 인쇄회로기판(209)과 일체 또는 분리된 상태로 설치될 수 있다.

또한 도 5는 본 발명에 따른 광포인팅 장치를 평면에서 바라본 상태를 도시한 것으로, 인쇄회로기판(Prindted Circuit Board)은 에프피씨비(FPCB:Flexible Printed Circuit Board) 또는 알에프피씨비(RFPCB:Rigid Flexible Printed Circuit Board)중 설계상 또는 제조상의 이유로 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.

그리고 인쇄회로기판(309)은 리드(305)를 포함하며, 리드(305)와 이미지센서의 패드(307)가 본딩와이어(311)로 연결될 수 있다.

그리고, 본딩와이어(311)는 금재질의 세선으로 구성되고, 이미지 센서는 이미지를 센싱하는 센싱부(301)와 센싱부(301)를 구동시키는 구동회로부(303)로 이루어진다.

또한 이미지센서의 패드(307)와 인쇄회로기판(309)의 리드단자(305)는 전기적으로 연결된다.

따라서, 본 발명의 초슬림 광 포인팅 장치는 두께를 보다 슬림화시킬 수 있으며, 이미지 센서로 가해지는 외부 충격 또는 충격으로 인한 오염을 효과적으로 방지하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 초슬림 광포인트 장치에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론 이다.

Claims

피사체와 접촉하는 커버 플레이트;

상기 커버 플레이트 측면에서 피사체에 광을 조사하는 광원부;

상기 광원부에서 조사된 광이 커버플레이트 상면의 피사체에 반사된 후 수직 하방향으로 다시 반사되고, 이 반사된 빛을 수평방향으로 반사시키는 제1 반사경;

상기 제1 반사경을 통해 반사된 빛을 집광하는 집광렌즈;

상기 집광렌즈로부터 입사된 빛을 수직 상방향으로 반사시키는 제2 반사경; 그리고

상기 제2 반사경의 상부에 광원부와 거의 동일하게 위치하며, 제 2반사경으로부터 반사된 빛을 감지하는 광이미지 센서; 를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
피사체와 접촉하는 커버 플레이트;

상기 커버 플레이트 측면에서 피사체에 광을 조사하는 광원부;

상기 광원부에서 조사된 광이 커버플레이트 상면의 피사체에 반사된 후 수직 하방향으로 다시 반사되고, 이 반사된 빛을 수평방향으로 반사시키는 제1 반사면과, 상기 제1 반사면을 통해 반사된 빛을 집광하는 제1 평볼록렌즈부가 구비된 제 1도파부재;

상기 제1 평볼록렌즈부와 마주보며 설치된 제2 평볼록렌즈부와, 상기 제2 평볼록렌즈부로부터 입사된 빛을 수직 상방향으로 반사시키는 제2 반사면이 구비된 제2 도파부재;

상기 제2 반사면의 상부에 광원부와 거의 동일하게 위치한 광이미지 센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 광원부의 광원은 SMD 타입의 적외선 발광다이오드(Infrared Ray Light Emitting Diode) 인 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1도파부재는 제 1반사면과 제 1평볼록렌즈부가 일체로 형성된 도파관인 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1도파부재는 제 1반사면과 제 1평볼록렌즈부가 분리 구성된 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 2도파부재는 제 2평볼록렌즈와 제 2반사면이 일체로 형성된 도파관인 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 2도파부재는 제 2평볼록렌즈와 제 2반사면이 분리 구성된 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 광원부는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 에 실장되어 커버플레이트 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치
제1항 또는 제2항에 있어서,

광이미지 센서는 CMOS 또는 CCD 중의 하나임을 특징으로 하는 초슬림 광 포인팅 장치.