KR101070596B1 - 광학 박막코팅을 구비한 초슬림 광포인팅 장치 - Google Patents
광학 박막코팅을 구비한 초슬림 광포인팅 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 휴대단말기에 실장되어 피사체로서 손가락의 표면을 이용하여 휴대단말기 디스플레이 화면상의 커서를 포인팅 하며, 커서의 포인팅 하는데 있어서 외부 잡광을 흡수하고 특정 주파수 파장대역만을 반사시켜 포인터의 오동작을 방지하는 것을 목적으로 한다. 상기한 본 발명에 따르는 광 포인팅 장치는 피사체와 직접 맞닿는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트의 측면으로 광을 조사하는 광원부; 상기 커버 플레이트를 통해 상기 피사체에 의해 반사된 광의 방향을 소정 방향으로 반사하고, 상기 소정 방향의 광을 집광하고, 상기 집광된 광을 촬상하는 수광부를 포함 하는 초슬림 광포인팅 장치에 관한 것이다.
사용자 인터페이스 장치, 개인 휴대 단말기
Description
도 1 종래 기술을 나타내는 도면
도 2 적외선 파장대역만을 반사시키는 광학박막 코팅을 나타내는 개략도
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 포인팅 장치의 단면도,
도 3b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 포인팅 장치의 측면 투시도,
도 4a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 포인팅 장치의 단면도,
도 4b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 포인팅 장치의 측면 투시도,
도 5는 본 발명에 따른 포인팅 장치의 주파수 필터링에 대한 실시예를 나타내는 도면.
본 발명은 휴대단말기에 실장되는 입력장치로 사용자 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대폰과 같은 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 있다. 보다 상세하게는 종래 개인 휴대 단말기는 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. 상기 개인 휴대 단말기를 위한 윈도우즈로는 Windows CE 등이 있다. 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 선택하는 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 공개특허공보 10-2006-0011787(2006.02.03) "광포인팅 장치 및 개인 휴대단말기"가 있다. 이 발명은 피사체로서 손가락의 표면을 이용하여 포인팅을 가능하게 하는 광포인팅 장치를 제공하며, 특히 광학계의 두께를 초슬림화함과 아울러 초점거리를 충분하게 제공할 수 있는 광포인팅 장치를 제공한다.
상기한 종래의 광포인팅 기술은 커버플레이트 상의 피사체에 빛을 도달하게 하는 반사경을 이용한 광원 가이드를 포함하고 있다. 그러나 상기와 같은 광원가이드를 통해서는 광효율 뿐만 아니라 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
도1은 종래기술의 광포인팅 장치를 나타내는 도면이다.
도1을 참조하면, 광이미지 센서(111)를 햇빛이 직접 받는 야외에서 사용할 경우, 태양광(109)이 손가락(103)과 반사경(105), 렌즈(107)를 투과하여 광 이미지 센서(111)에서 전환된 신호가 외부 잡음을 발생시켜 신호대 잡음비가 저하되기 때문에 손가락의 움직임 추적이 불가능해지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점으로 장치의 오동작을 일으킬 위험성을 높인다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 광원가이드를 없애고 광원을 포인팅 장치의 측면에 구성하여 직접 피사체에 조사함으로써 광원에서 조사된 빛이 커버플레이트상의 피사체까지 광 손실없이 도달하게 한다.
도2는 광학 박막 코팅을 나타내는 도면이다.
굴절률(N)이 높은 매질과 낮은 매질을 번갈아 배치 함으로써 외부 태양광을 광학박막을 지나게 하면서 적외선만 반사 시키는 박막 코팅 방식이다.
또한 외부 잡광에 의한 광포인팅 장치의 동작성을 개선하기 위해 반사경에 굴절률이 서로 다른 투명한 물질들을 입힘으로써 표면에서의 반사율이나 투과율을 조정하여 적외선 파장대역만을 통과시켜 광포인팅 장치의 오동작을 미리 방지하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따르는 광 포인팅 장치는 피사체와 직접 맞닿는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트의 측면에 광을 직접 조사하는 광원부; 및 상기 커버 플레이트를 통해 피사체에 의해 반사된 광의 방향을 소정 방향으로 반사하고, 상기 소정 방향으로 반사하는 반사경에 광학 박막 코팅을 하고, 상기 소정 방향의 광을 집광하고, 상기 집광된 광을 촬상하는 수광부를 포함한다.
본 발명은 피사체로서 손가락의 표면을 이용하여 포인팅을 가능하게 하는 광 포인팅 장치를 제공하며, 특히 광학계의 두께를 약 4mm 이하로 최소화함과 아울러 초점 거리를 충분하게 제공할 수 있는 광 포인팅 장치를 제공한다.
이로서 본 발명은 초슬림의 개인 휴대 단말기의 미려한 외관을 해치지 않으면서도 편리한 포인팅을 가능하게 한다.
도2는 적외선 파장 대역만을 반사시키는 광학 박막 코팅을 나타내는 도면이다.
굴절률(N)이 높은 매질과 낮은 매질을 번갈아 배치 함으로써 외부 태양광을 광학박막을 지나게 하면서 적외선만 반사 시키는 박막 코팅 방식이다.
이러한 상기 박막 코팅 방식을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 광 포인팅 장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 포인팅 장치의 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 광 포인팅 장치의 측면 투시도이고,
상기한 도 3a 내지 도 3b을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예를 상세히 설명한다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 포인팅 장치(400)는 크게 광원부(402)와 커버 플레이트(410)와 수광부(412)로 구성된다.
상기 광원부는 SMD 타입의 IR LED(적외선 발광 다이오드; Infrared Ray Light Emitting Diode)로 고휘도의 광을 발광한다.
그리고 상기 광원부(404)는 커버플레이트(410)의 측면에서 부착되어, 광원(404)에서 발광한 광이 커버 플레이트(410)의 측부에 조사하고 이 조사된 빛이 커버플레이트(410) 상의 피사체에 반사된다. 이렇게 반사된 빛은 외부잡광과 함께 커버플레이트(410) 하면의 제1 반사경(414)에 의해 커버플레이트(410) 상면에서 수직으로 반사되는 빛을 수평방향으로 광경로를 바꾸고 바뀌어진 상기 빛을 집광렌즈(416)를 통해 빛을 집광한다.이렇게 집광된 빛은 광이미지 센서(418)로 전달된다. 이러한 외부잡광으로 인해 발생된 이미지는 이미지 센서의 감지력을 떨어뜨림으로써 장치의 오동작을 일으킨다.
상기 외부 잡광을 필터링 하기 위하여 커버플레이트(410) 하면의 반사경에 굴절률이 서로 다른 투명한 물질들을 입힘으로서 표면에서의 반사율이나 투과율을 조정할 수 있다. 이렇게 얇게 입혀진 물질을 박막이라 부르며, 이들 박막을 표면에 입힘으로써 특정 주파수 파장대역만을 반사하고 나머지 파장대역은 흡수 및 투과함으로써 외부 잡광을 차단한다.
박막은 굴절율이 높은 매질과 낮은 매질로 번갈아 코팅을 함으로써 적외선 파장대역만을 반사 시키고, 다른 파장들은 흡수하는 방식을 가진다.
그런데 상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 광이미지 센서(418)가 수평의 광 경로에 대향되게 수직으로 설치되므로 수평의 PCB에 광이미지 센서(418)을 안정적으로 장착하기가 곤란하였다.
이러한 문제를 해소하기 위한 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도 4a 와 도4b를 참조하여 상세하게 설명한다.
상기 도 4a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 포인팅 장치의 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 광 포인팅 장치의 측면 투시도이고,
상기한 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2실시예를 상세히 설명한다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 포인팅 장치(700)는 크게 광원부(702)와 커버 플레이트(710)와 수광부(712)로 구성된다.
상기 광원부는 SMD 타입의 IR LED(적외선 발광 다이오드; Infrared Ray Light Emitting Diode)로 고휘도의 광을 발광한다.
그리고 상기 광원부는 커버플레이트의 측면에 부착되어, 광원(704)에서 발광한 광이 커버 플레이트(710)의 측부에 조사하고 이 조사된 빛이 커버플레이트(710) 상의 피사체에 반사된다. 이렇게 반사된 빛은 외부잡광과 함께 커버플레이트(710) 하면에 위치한 제1 반사경(714)에 의해 커버플레이트(710) 상면에서 수직으로 반사되는 빛을 수평방향으로 광경로를 바꾸고 바뀌어진 상기 빛을 집광렌즈(716)를 통해 빛을 집광한다. 이러한 집광된 빛은 제2 반사경(718)을 통해 다시 수직 방향으로 광경로를 바꿔 제2 반사경(718) 하면의 광이미지 센서로 전달된다. 이러한 외부잡광으로 인해 발생된 이미지는 이미지 센서의 감지력을 떨어뜨림으로써 장치의 오동작을 일으킨다.
외부 잡광을 필터링 하기 위하여 커버플레이트 하면의 제1반사경(714) 또는 제2반사경(718)에 굴절률이 서로 다른 투명한 물질들을 입힘으로서 표면에서의 반사율이나 투과율을 조정할 수 있다. 이렇게 얇게 입혀진 물질을 박막이라 부르며, 이들 박막을 표면에 입힘으로써 특정 주파수 파장대역만을 반사하고 나머지 파장대역은 흡수함으로써 외부 잡광을 차단한다.
박막은 굴절율이 높은 매질과 낮은 매질로 번갈아 코팅을 함으로써 적외선 파장대역만을 반사 시키고, 다른 파장들은 흡수하는 방식을 가진다.
도 5는 광학 박막 코팅을 함으로써 적외선 파장되역만을 반사하는 실시예를 나타낸다.
상기한 본 발명은 피사체로서 손가락의 표면을 이용하여 포인팅하는데 있어서, 광포인팅 장치의 커버플레이트 측면에 광원을 부착하여 광원에서 발광된 광이 커버플레이트 측부로 조사되고 조사된 빛이 수평의 광 경로를 형성하여 광학계의 두께를 최소화함과 아울러 초점 거리를 충분하게 제공하는 광포인팅 장치에 있어서, 상기의 광경로를 수평으로 바꿔주는 반사경에 광학 박막 코팅을 함으로써 광 경로상에서 광의 손실을 최소화할 수 있게 하는 이점이 있다.
또한 본 발명은 수평의 광 경로를 형성하더라도 광 이미지 센서를 수평의 PCB에 안정적으로 장착 가능하게 할 수 있게 하는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (4)
- 피사체와 직접 맞닿는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트의 측부에서 광을 조사하는 광원부; 및 상기 커버 플레이트를 통해 피사체에 의해 반사된 광을 집광하여 촬상하는 수광부를 포함하고,상기 수광부는,상기 피사체에 의해 반사된 광을 특정 방향으로 반사하는 하나 이상의 반사경을 구비하고, 상기 반사경에는 상기 피사체에 의해 반사된 광의 특정 파장은 반사하고, 상기 특정 파장에 속하지 않는 광의 파장은 흡수 또는 투과하는 광학 박막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 광포인팅 장치.
- 제1항에 있어서,상기 광학 박막은 서로 다른 굴절율을 갖는 복수 개의 박막이 교차 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광포인팅 장치.
- 제1항에 있어서,상기 수광부는,상기 커버 플레이트를 통해 피사체에 의해 반사된 광을 수평 방향으로 반사하는 반사경;상기 반사경에 의해 반사된 광의 경로 상에 설치되어 상기 반사경에 의해 반사된 광을 집광하는 하나 이상의 집광 렌즈; 및상기 집광 렌즈를 통과한 광을 촬상하는 광이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 광포인팅 장치.
- 제1항에 있어서,상기 수광부는,상기 커버 플레이트를 통해 피사체에 의해 반사된 광을 수평 방향으로 반사하는 제1반사경;상기 제1반사경에 의해서 반사된 광의 경로 상에 설치되어 상기 제1반사경에 의해 반사된 광을 집광하는 하나 이상의 집광 렌즈;상기 집광 렌즈를 통과한 광을 하방으로 반사하는 제2반사경; 및상기 제2반사경에 의해 반사된 광을 촬상하는 광이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 광포인팅 장치.
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- 2006-12-11 KR KR1020060125238A patent/KR101070596B1/ko active IP Right Grant
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| JPH11305940A (ja) | 1998-04-20 | 1999-11-05 | Fujitsu General Ltd | 光ポインティング入力システム |
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