KR101080963B1 - 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치 - Google Patents

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주재영
이선규
우도균
이차범
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 하며 물체면에서 빛을 전반사 시켜 이미지를 형성함으로써 형성되는 이미지의 명암비가 높고 해상도가 향상되는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치에 관한 것이다.
본 발명은 피사체를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자; 상기 피사체가 접촉하며, 상기 발광소자로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면; 상기 물체면에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부; 및 상기 결상부를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 수광부;를 포함한다.

Description

휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치{ULTRA THIN TYPE OPTICAL SCANNING DEVICE FOR PORTABLE INFORMATION APPLIANCE}
본 발명은 광 스캐닝 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED를 광원으로 하며 물체면에서 빛을 전반사 시켜 이미지를 형성함으로써 형성되는 이미지의 명암비가 높고 해상도가 향상되는 초박형 광 스캐닝 장치에 관한 것이다.
종래 소형 정보기기에서는 주로 키패드를 이용하여 정보를 입력하고, 컨트롤하는 방식이 채택되어 왔다. 키패드를 이용한 입력 방식은 전화번호 입력 또는 문자 전송 등과 같은 단순한 기능을 제공하였고, 이러한 키패드를 이용한 입력 방식은 종래 정보기기의 제한된 기능을 이용하기에 충분하였다.
최근에는 사용자의 편의 및 보안 등의 이유로 지문 인식이나 바코드 인식 등을 위한 광 스캐닝 장치가 개발되고 있다. 일 예로서 한국공개특허 제10-2005-0002463호에는 손가락 표면을 이용한 소형 포인팅 장치가 개시된다. 발광소자에서 발산되는 빛이 투명판의 일면에 도달하고, 상기 투명판을 통과하여, 상기 투명판의 입사면의 배면에 위치한 피사체에 도달된다. 상기 피사체에 도달된 빛은 상기 피사체에서 반사된다. 상기 피사체에서 반사된 빛은 렌즈를 통하여 수광부에 전달된다. 결국, 수광부에서 피사체의 이미지를 인식하게 된다.
그러나 종래의 광 스캐닝 장치는 적외선 LED를 사용하며, 물체면에서 흡수 및 산란되는 빛을 결상하도록 구성되어 수광부에서 형성되는 이미지의 명암비가 낮아 높은 해상도를 얻을 수 없었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전반사를 이용함으로써 발광소자에서 발산되는 빛의 손실을 최소화할 수 있으므로 큰 명암비를 얻을 수 있어 스캔되는 이미지의 해상도가 향상되는 광 스캐닝 장치 및 이를 이용한 광 포인팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 피사체를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자, 상기 피사체가 접촉하며, 상기 발광소자로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면, 상기 물체면에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부, 및 상기 결상부를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 수광부를 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 발광소자로부터 발산된 빛을 집광하여 광축에 평행하게 출사시키는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 집광 렌즈는 프레넬 렌즈일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 발광소자로부터 발산되는 빛의 경로를 상기 물체면 측으로 유도하는 광경로 변경부를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 광경로 변경부에 의해 상기 물체면 측으로 유도되는 빛은 상기 물체면에서 전반사될 수 있는 입사각을 형성하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 광경로 변경부는 본체에 일체로 형성될 수 있다.
또한 상기 발광소자는 LED, 특히 청색 LED인 것이 바람직하다.
또한 상기 물체면에서 전반사된 빛을 다시 전반사시켜 상기 결상부로 향하게 하는 재반사면을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 재반사면은 본체에 일체로 형성될 수 있다.
또한 상기 결상부는 프레넬 렌즈일 수 있으며, 어레이 렌즈일 수도 있다.
또한 상기 본체의 일측에는 조립 가이드가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 피사체를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자,
상기 피사체가 접촉하며, 상기 발광소자로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면, 상기 물체면에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부, 상기 결상부를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 수광부, 상기 이미지를 이용하여 피사체의 이동을 검출하여 좌표값으로 연산하는 연산부 및 상기 좌표값에 따라 포인터를 표시하는 표시부를 포함하는 광 포인팅 장치를 제공한다.
바람직하게는 광 포인팅 장치는 상기 발광소자로부터 발산된 빛을 집광하여 광축에 평행하게 출사시키는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는 상기 발광소자로부터 발산되는 빛의 경로를 상기 물체면 측으로 유도하는 광경로 변경부를 더 포함할 수 있으며, 상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 광경로 변경부는 본체에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 바람직하게는 상기 물체면에서 전반사된 빛을 다시 전반사시켜 상기 결상부로 향하게 하는 재반사면을 더 포함할 수 있으며, 상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 재반사면은 본체에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 발광소자에서 발산되는 빛이 물체면에서 전반사되므로 빛의 손실을 최소화할 수 있어 적은 용량의 발광소자를 이용하더라도 충분히 넓은 영역을 스캔할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 물체면에서 굴절 및 산란되는 빛은 결상되지 않고, 오직 전반사되는 빛만 결상되어 이미지가 형성되므로 종래에 비하여 큰 명암비를 가지며 해상도가 높은 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 광경로 변경부, 물체면, 재반사면, 결상부가 본체에 일체로 형성되며, 본체에는 가이드 홈이 형성됨에 따라 조립공정에서 발생할 수 있는 조립 오차를 방지할 수 있으며, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 결상부가 어레이 렌즈로 형성됨에 따라 짧은 초점거리를 가지면서도 넓은 스캔 영역에 대응할 수 있어 광 스캐닝 장치를 소형화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 스캐닝 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 스캐닝 장치의 수광부에서의 이미지 형성 예이다.
도 5는 본 발명의 광 스캐닝 장치를 이용하여 스캐닝한 피사체 및 스캐닝 된 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 스캐닝 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이며, 도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광 스캐닝 장치는 피사체(50)를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자(10)와, 발광소자(10)로부터 발산된 빛을 집광하여 광축에 평행하게 출사시키는 집광 렌즈(20)와, 광경로 변경부(30), 물체면(40), 재반사면(60), 결상부(70) 및 조립 가이드(90)가 일체로 형성되어 본체(100)와, 결상부(70)를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하기 위한 복수의 픽셀로 구성되는 수광부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본체(100)는 발광소자(10)로부터 발산되는 빛의 경로를 물체면(40) 측으로 유도하는 광경로 변경부(30)와, 피사체(50)가 접촉하며, 발광소자(10)로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면(40)과, 물체면(40)에서 전반사되는 빛을 다시 전반사시켜 결상부(70)로 향하게 하는 재반사면(60)과, 물체면(40)에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부(70)와, 본체(100)의 조립 위치를 가이드하는 조립 가이드(90)로 구성될 수 있다.
우선, 본 발명에 사용되는 발광소자(10)는 피사체(50)를 감지하기 위한 빛을 발산하는 구성요소이다. 발광소자(10)로는 LED 칩(chip)과 같은 소자가 사용될 수 있으며, 본 실시예의 경우 청색 LED가 사용될 수 있다. 청색 LED는 휘도가 높아 높은 명암비를 얻는데 효과적이다. LED는 패키지화 되어서 사용될 수 있는데, LED 패키지는 LED 칩이 놓이는 실장 기판과, LED 칩을 외부로부터 보호하기 위한 봉지제(encapsulant, 12)를 포함할 수 있다. 봉지제(12)는 에폭시 또는 실리콘 등을 포함하는 투광성이 우수한 절연성 수지일 수 있으며, 봉지제(12) 내에는 형광체 및/또는 확산제가 포함될 수 있다.
다음으로, 집광 렌즈(20)는 발광소자(10)의 광축 상에 구비되어 발광소자(10)로부터 발산된 빛을 집광시켜 광축에 팽행하게 출사시킨다. 일반적으로 LED는 지향각이 45도 이상이기 때문에 집광 효율이 떨어진다. 따라서 프레넬 렌즈 등의 집광 렌즈(20)에 의하여 여러 방향으로 흩어지는 LED의 광 플럭스가 한 방향으로 집중됨으로써 집광 효율이 향상된다.
본 실시예에서 집광 렌즈(20)로 이용되는 프레넬 렌즈는 동심원의 형태로 형성된 다수의 프레넬 패턴들로 이루어진다. 프레넬 패턴은 그 단면 형상이 톱니 형상으로 되어 있어 빛이 프레넬 패턴을 경유하면서 입사 및 전반사를 걸쳐 지향각이 조절되도록 설계된다. 본 실시예의 경우 발광소자(10)로부터 발산되는 빛이 입사 및 전반사된 후에 광축에 평행하게 진행하도록 설계된다.
본체(100)는 투광성 소재로 형성되며 각 부위에 광경로 변경부(30), 물체면(40), 재반사면(60), 결상부(70) 및 조립 가이드(90)가 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우 본체(100)는 Poly Methyl Methacrylate(PMMA)로 형성되는데, 이때 본체(100)의 재료는 PMMA에 한정되지 아니하고 다양한 광학폴리머로부터 선택될 수 있다. 발광소자(10)로부터 발산된 빛은 광경로 변경부(30)을 통해 본체(100) 내부로 진입하여, 물체면(40) 및 재반사면(60)을 거쳐 결상부를 통해 빠져나가도록 구성될 수 있다.
광경로 변경부(30)는 발광소자(10)로부터 발산되는 빛의 진행 경로를 물체면(40) 측으로 치우치도록 변경하여 임계각 이상의 입사각을 형성하여 빛이 물체면(40)에서 전반사될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 본 발명의 특징은 물체면(40)에서 빛이 전반사되도록 하여 그 전반사된 빛을 이용하여 이미지를 형성하는데 있다. 따라서 발광소자(10)에서 발산된 빛은 물체면(40)에서 전반사가 될 수 있는 각도로 입사해야 한다. 즉, 물체면(40)에 입사되는 빛은 임계각 이상의 각도로 도달되어야 한다. 따라서 본 실시예의 경우 발광소자(10)로부터 발산되는 빛은 광경로 변경부(30)에 의해 경로가 변경되어 임계각 이상의 입사각으로 물체면(40)에 입사된다.
도 2를 참조하면, 광경로 변경부(30)는 반사 코팅(32)이 형성되는 반사면(34)과 반사 코팅이 되지 않는 굴절면(36)으로 구성된다. 반사 코팅(32)은 알루미늄 등의 금속 증착을 통하여 형성될 수 있다. 광경로 변경부(30)에 반사 코팅(32)이 형성됨에 따라 발광소자(10)로부터 발산된 빛은 반사면(34)에서 반사되며, 굴절면(36)에는 반사 코팅(32)이 되지 않으므로 빛이 반사되지 않고 진행하게 된다. 즉, 발광소자(10)로부터 발산된 빛은 직진하다가 반사면(34)을 만나면서 입사각과 같은 반사각을 형성하며 반사되고, 반사된 방향으로 다시 직진하여 굴절면에서 일정한 각도로 굴절되어 진행하게 된다. 최종적으로 빛은 물체면(40)에 도달하게 되며, 이때의 입사각은 전반사 조건을 만족하는 임계각 이상의 각도를 형성하게 된다. 이 경우 임계각은 물체면(40)의 재질에 따른 굴절률과 공기의 굴절률과의 관계에 따라서 결정될 것이다. 또한 물체면(40)에 도달하는 빛이 임계각 이상의 입사각을 갖도록 광경로 변경부(30)의 반사면(34) 및 굴절면(36)이 설계될 수 있다. 한편, 반사면(34)을 거치지 않고 광경로 변경부(30)의 반사 코팅(32)이 되지 않은 굴절면(36)에 직접 입사되는 빛은 굴절만 되기 때문에 임계각 이하의 각도로 물체면(40)에 입사됨으로써 물체면(40)에서 전반사 되지 않는다.
다음으로 물체면(40)은 피사체(50)와 접촉하는 부분으로서 발광소자(10)로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사 또는 굴절된다. 도 3에 도시된 바와 같이 요철면을 가지는 피사체(50)가 물체면(40)에 접촉하게 되면 물체면(40)은 피사체(50)가 접촉하는 영역(42)과 접촉하지 않는 영역(44)으로 구분된다. 이때 물체면(40) 중 피사체(50)가 접촉하지 않는 영역(44)에서는 발광소자(10)로부터 발산된 빛(94) 전반사되어 다시 진행하나, 물체면(40) 중 피사체(50)가 접촉하는 영역(42)에서는 빛(92)의 일부는 피사체(50)로 흡수되고 일부는 산란 및 반사된다. 즉, 피사체(50)와 접촉되지 않는 물체면(44)에 입사되는 빛은 전반사되어 다시 결상부(70)로 진행하나, 피사체(50)와 접촉되는 물체면(42)에 입사되는 빛은 흡수, 굴절되거나 산란되어 결상부(70)로 진행하지 못한다. 이는 물체면(40) 중 피사체(50)가 접촉하지 않는 영역에는 물체면(40)보다 굴절률이 작은 공기층이 접하기 때문에 전반사가 일어날 수 있으나, 물체면(40)의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 피사체(50)가 접촉하는 영역에서는 빛이 물체면(40)에서 전반사되지 못하기 때문이다.
다음으로 재반사면(60)은 물체면(40)에서 전반사되는 빛을 다시 전반사하여 빛의 경로를 결상부(70)로 향하게 한다. 본 실시예의 경우 재반사면(60)이 구비되었으나 이는 필수적인 구성요소는 아니며, 필요에 따라서는 생략 가능하다. 재반사면(60)이 생략되는 경우 물체면(40)에서 전반사되는 빛은 직접 결상부(70)로 진행된다.
결상부(70)는 물체면(40)에서 전반사되는 빛을 집속하여 수광부(80)에 전달하는데, 광 스캐닝 장치의 소형화를 위해서는 짧은 초점거리를 가지는 렌즈가 사용되는 것이 바람직하다. 또한 결상부(70)는 스캐닝 되는 이미지의 크기에 대응하기 위하여 어레이 렌즈로 형성될 수 있으며, 이때 어레이 렌즈는 매트릭스 구조로 형성될 수 있다.
결상부(70)는 구면 및 비구면 프레넬 렌즈(fresnel lens), 구면 렌즈 및 비구면 렌즈 중 어느 하나에 해당될 수 있다. 특히, 장치의 소형화를 위해서는 결상부(70)에 이용되는 렌즈는 짧은 초점거리를 가져야 하므로 하이브리드 회절 렌즈(hybrid diffraction lens), 멀티 레벨 렌즈(multi level lens)와 같은 평면렌즈가 이용되는 것이 바람직하다.
다음으로 수광부(80)는 결상부(70)를 통하여 물체면(40)에서 전반사된 빛을 전달받고, 전달된 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 촬상소자로서, 복수의 픽셀로 구성되는 CMOS, CCD 등이 이용될 수 있다. 수광부(80)에는 물체면(40)에서 전반사 된 후 재반사면(60)에서 다시 한번 전반사 된 빛이 이미지로 형성되는데, 수광부(80)가 재반사면(60)에 대해 경사지게 형성됨에 따라 작은 이미지 센서로 넓은 스캔 영역에 대응할 수 있게 된다. 실제 본 실시예의 경우 물체면(40)의 스캔 영역의 길이는 2.8mm이나 본체(100)의 두께는 1.5 mm, 수광부(80)의 길이는 0.9mm로 형성됨으로써 광 스캔 장치의 소형화를 이룰 수 있게 된다.
한편 실제 물체면(40)에서 전반사되어 결상부(70)로 입사되는 빛은 결상부(70)에 정확하게 수직으로 입사되는 빛과 경사지게 입사되는 빛이 혼재될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 광 스캐닝 장치의 수광부에서의 이미지 형성 예를 도시하는 도 4의 도시와 같이, 본 발명의 경우 결상부(70)로 입사되는 빛의 입사각의 편차가 광축을 중심으로 +/- 15도를 넘지 않아 수광부(80)에 형성되는 이미지의 해상도가 종래에 비하여 매우 높은 장점이 있다.
다음으로 조립 가이드(90)는 기판 등에 형성될 수 있는 가이드 돌기의 형상에 대응되는 홈 형상으로 형성되어 본체(100)를 기판 등에 용이하게 조립할 수 있게 한다. 본 발명의 광 스캐닝 장치는 광경로 변경부(30), 물체면(40), 재반사면(60) 및 결상부(70)는 본체(100)에 일체로 형성되나 발광소자(10), 집광 렌즈(20) 및 수광부(80)는 본체(100)와 개별적으로 형성될 수 있다. 이와 같이 발광소자(10) 등이 본체(100)와 개별적으로 형성되는 경우 발광소자(10), 집광 렌즈(20), 광경로 변경부(30) 및 결상부(70), 수광부(80)의 위치를 정렬시켜 주어야 한다. 따라서 기판 상에 가이드 돌기가 형성되고, 기판상의 적절한 위치에 집광 렌즈(20) 등을 배치한 후, 기판의 돌기가 본체(100)의 홈에 삽입되도록 본체(100)를 기판에 조립하면 각 구성요소를 간단하고 정확하게 정렬할 수 있다.
또한 조립 가이드(90)는 물체면(40)에서 전반사되지 않고 산란 및 반사됨으로써 피사체(50)의 이미지 형성에 불필요한 빛이 결상부(70)로 입사하는 것을 방지하는 장벽역할도 함께 수행한다. 물체면(40)의 피사체(50) 비접촉 영역에서 산란 및 반사되는 빛이 조립 가이드(90)에 의해 결상부(70)로 입사되는 것이 방지됨으로써 수광부(80)에서 형성되는 피사체(50)의 이미지의 해상도가 향상된다.
이하, 전술한 구성요소를 참조하여 본 실시예에 따른 광 스캐닝 장치의 작동과정을 설명한다.
발광소자(10)에서 발산된 빛은 집광 렌즈(20)에 의해 집광되어 광축에 평행하게 진행하게 된다. 집광 렌즈(20)를 거친 빛은 광경로 변경부(30)에 의해 반사 및 굴절되는 과정을 거쳐 경로가 변경되어 임계각 이상의 각도로 물체면(40)에 도달한다. 물체면(40)에 도달한 빛 중, 피사체(50)가 접촉된 영역(42)에 입사되는 빛은 흡수 및 산란되고, 피사체(50)가 접촉되지 않는 영역(44)에 입사되는 빛은 전반사되어 다시 진행하게 된다. 물체면(40)에서 전반사된 빛(94)은 재반사면(60)에 의하여 다시 전반사되어 결상부(70) 측으로 안내되고, 결상부(70)에 의해 수광부(80)로 전달되어 수광부(80)에 이미지를 형성하게 된다.
위와 같은 구성에 의하여 최종적으로 수광부(80)에 형성되는 이미지는 물체면(40)에서 전반사된 빛에 의해 형성된다. 물체면(40)에서 일어나는 전반사 현상은 피사체(50)가 접촉하지 않는 영역(44)에서 일어나므로 수광부(80)에 입사되는 빛은 피사체(50)가 물체면(40)에 접촉하지 않는 영역에 대한 정보를 담고 있게 된다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이, 수광부(80)에는 물체면(40)에 피사체(50)가 접촉되지 않고 공기가 접촉되는 영역이 밝게 감지되고, 피부 등의 피사체(50)가 접촉되는 영역으로부터는 빛이 전반사되지 않아 어둡게 감지된다. 따라서 본 발명에 의해 형성되는 피사체(50)의 이미지는 물체면(40)에 피사체(50)가 접촉하는 영역이 반전된 형상으로 형성된다.
본 발명에 의한 광 스캐닝 장치는 물체면(40)에서 굴절 및 산란되는 빛(92)은 결상되지 않고, 오직 전반사되는 빛(94)만 결상된다. 또한 종래의 난반사를 이용한 방식이 아니라 전반사를 이용함으로써 발광소자(10)에서 방사되는 빛의 손실을 최소화할 수 있으므로 큰 명암비를 얻을 수 있어 스캔되는 이미지의 해상도가 향상된다. 나아가 발광소자(10)로서 청색 LED를 사용하는 경우 명암비를 극대화할 수 있다.
한편 본 발명의 광 스캐닝 장치의 물체면(40)에 접촉하는 피사체(50)가 사람의 손가락인 경우 본 발명을 이용하여 지문을 스캐닝 할 수 있으며, 피사체(50)가 마이크로 바코드인 경우 바코드를 스캐닝 할 수 있다. 그러나 본 발명의 광 스캐닝 장치는 이와 같은 용도에 한정되지 않고 광 포인팅 장치 등의 다양한 용도로 활용될 수 있다.
특히 본 발명의 광 스캐닝 장치는 디스플레이 장치와 연계되어서 포인팅 장치로도 이용될 수 있다. 이때 광 스캐닝 장치의 구성에 더하여, 수광부에 형성되는 이미지를 이용하여 피사체의 이동을 검출하여 좌표값으로 연산하는 연산부(110) 및 연산부(110)의 연산에 의해 산출되는 좌표값에 따라 포인터를 표시하는 표시부(120), 즉 디스플레이 장치가 구비될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의하여 사용자가 손가락을 물체면 상에서 움직이면 수광부에 형성되는 이미지 정보를 토대로 연산부(110)에서 손가락의 움직임 여부, 이동 방향 및 이동 속도 등을 산출하여 좌표값을 연산한다. 연산부(110)에 연결된 표시부(120)는 이 좌표값을 토대로 화면상의 포인터를 손가락의 움직임에 대응하여 표시할 수 있다. 본 발명은 종래에 비하여 작고 슬림한 구조로 형성될 수 있어 스마트폰과 같은 소형화된 이동통신 단말기 및 게임 단말기의 사용에 적합하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 발광소자 12 : 봉지제
20 : 집광 렌즈 30 : 광경로 변경부
32 : 반사 코팅 34 : 반사면
36 : 굴절면 40 : 물체면
42 : 피사체 접촉 영역 44 : 피사체 비접촉 영역
50 : 피사체 60 : 재반사면
70 : 결상부 80 : 수광부
90 : 조립 가이드 100 : 본체
110 : 연산부 120 : 표시부

Claims (19)

  1. 피사체를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자;
    상기 피사체가 접촉하며, 상기 발광소자로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면;
    상기 물체면에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부;
    상기 결상부를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 수광부; 및
    상기 물체면에서 전반사된 빛을 다시 전반사시켜 상기 결상부로 향하게 하는 재반사면
    을 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자로부터 발산된 빛을 집광하여 광축에 평행하게 출사시키는 집광 렌즈를 더 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는 프레넬 렌즈인 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자로부터 발산되는 빛의 경로를 상기 물체면 측으로 유도하는 광경로 변경부를 더 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광경로 변경부에 의해 상기 물체면 측으로 유도되는 빛은 상기 물체면에서 전반사될 수 있는 입사각을 형성하는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 LED인 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 LED는 청색 LED인 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결상부는 프레넬 렌즈인 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결상부는 어레이 렌즈인 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 광경로 변경부는 본체에 일체로 형성되는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 재반사면은 본체에 일체로 형성되는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 본체의 일측에는 조립 가이드가 형성되는 휴대정보기기용 초박형 광 스캐닝 장치.
  14. 피사체를 감지하기 위한 빛을 발산하는 발광소자;
    상기 피사체가 접촉하며, 상기 발광소자로부터 발산된 빛이 도달하여 전반사되는 물체면;
    상기 물체면에서 전반사되는 빛을 집속하여 전달하는 결상부;
    상기 결상부를 통하여 전달되는 빛을 이용하여 이미지를 형성하는 수광부;
    상기 이미지를 이용하여 피사체의 이동을 검출하여 좌표값으로 연산하는 연산부;
    상기 좌표값에 따라 포인터를 표시하는 표시부; 및
    상기 물체면에서 전반사된 빛을 다시 전반사시켜 상기 결상부로 향하게 하는 재반사면
    을 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 포인팅 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광소자로부터 발산된 빛을 집광하여 광축에 평행하게 출사시키는 집광 렌즈를 더 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 포인팅 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 발광소자로부터 발산되는 빛의 경로를 상기 물체면 측으로 유도하는 광경로 변경부를 더 포함하는 휴대정보기기용 초박형 광 포인팅 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 광경로 변경부는 본체에 일체로 형성되는 휴대정보기기용 초박형 광 포인팅 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 물체면, 상기 결상부 및 상기 재반사면은 본체에 일체로 형성되는 휴대정보기기용 초박형 광 포인팅 장치.
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