KR101444751B1 - 전자기기 원격 제어용 리모컨 발광모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기 - Google Patents

전자기기 원격 제어용 리모컨 발광모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기기의 원격 제어를 위한 리모컨 발광모듈에 있어서 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행방향을 전향시킬 수 있도록 구조를 개선하는 한편, 이러한 리모컨 발광모듈을 스마트폰 등의 휴대 단말기에 적용하여 인체공학적으로 편안한 상태로 리모컨 기능을 사용할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 리모컨 발광모듈로서; 상기 신호광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하여 구성되는 리모컨 발광모듈을 제공한다.
한편, 본 발명은, 또 다른 구현 형태로서, 상기한 구성의 리모컨 발광모듈을 구비하여 원격 제어를 위한 신호광의 진행 방향을 신호광 출력 타입에 따라서 상향하도록 전향시키거나 하향하도록 전향시킬 수 있는 구성의 휴대단말기를 제공한다.

Description

전자기기 원격 제어용 리모컨 발광모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기{Light emitting module of remote controller capable of remote controlling electronic device and mobile terminal having the same}
본 발명은 전자기기 원격 제어 기능을 갖는 리모컨 발광모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기기의 원격 제어를 위한 리모컨 발광모듈에 있어서 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행방향을 전향시킬 수 있도록 구조를 개선함으로써, 이러한 발광모듈을 스마트폰 등의 휴대 단말기에 적용시 인체공학적으로 편안한 상태로 휴대 단말기의 리모컨 기능을 사용할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 리모컨은 각종 기기들과 다양한 무선통신방식으로 연결되어 상기 기기들을 원격에서 조정하기 위해 사용된다.
TV를 조정하기 위한 TV 리모컨은 전원버튼과 숫자버튼 및 방향키 버튼 등 다양한 키 버튼들이 구비되어 TV의 전원을 온/오프(ON/OFF)하거나 방송채널을 변경하는 등 TV와 멀리 떨어진 원격에서 TV를 조종할 수 있다.
최근에는 사용자의 편의를 위하여 그래픽 사용자 인터페이스(GUI:Graphic User Interface)가 보편화되면서 TV화면에 메뉴 및 다양한 문자와 기능 아이콘 등을 표현할 수 있게 됨으로써, TV 리모컨을 이용하여 기본보다 편리하게 원하는 기능을 설정하거나 구현할 수 있다.
한편, 누구나 한번쯤은 TV리모컨을 찾지 못하거나 리모컨배터리가 수명을 다하거나 리모컨이 고장나서 불편했던 경험이 있을 것이다.
이때, 스마트폰 등 휴대 단말기에 리모컨 기능이 탑재되어 있으면 이를 쉽게 해결할 수 있다.
국내에서는 이동통신산업이 활성화됐던 2000년대 초반에 휴대폰응용서비스에 대한 관심이 높아지면서 휴대폰의 리모컨기술 개발 및 특허출원도 활발했었다.
그러다 2000년대 중반 이후 리모컨 기술과 관련된 특허 출원건수는 줄어들었는데, 이는 휴대폰에 있는 리모컨기능이 한계가 있고 휴대전화 자판배열이 리모컨과는 달라 리모컨으로 쓰기에는 불편하다고 인식되면서 휴대폰의 리모컨 기술이 잘 활용되지 못한 것에 원인이 있다.
하지만, 2010년 이후 스마트폰시장이 갑자기 커지면서 관련 리모컨기술이 다시 주목받고 있다. 이는 스마트폰 앱 서비스가 일반화돼 리모컨용 앱을 내려받기 쉽고 스마트폰의 터치패드 화면을 리모컨형태로 갖춰 쓰기가 편하기 때문이다.
따라서, 한 때 관심을 끌지 못했던 휴대 단말기의 리모컨 기술이 스마트폰 등장과 함께 다시 주목받고 있는 실정이다.
도 1은 기존 휴대 단말기의 가전기기 제어 상태를 보여주는 개념도이고, 도 2a 및 도 2b는 기존 휴대 단말기의 리모컨 기능에 의한 가전기기 제어 범위를 설명하는 개념도로서, 스마트폰과 같은 휴대 단말기(1)는 상하 및 좌우에 있어 일정 각도 범위에서 가전기기의 원격 제어가 가능하며, 통상 좌우로는 ±30°각도 범위(α)에서 제어가능하고, 상하 각도(θ1,θ2)에 있어서는 위(θ1)로 +10°, 아래(θ2)로 -40° 각도 범위에서 제어 가능하다.
휴대 단말기를 리모컨으로 쓰는 기술을 내용별로 나누면, 휴대폰을 만능리모컨으로 쓰는 기술, 바코드 심벌을 이용하여 전자제품을 제어하는 기술, 서버에서 제어 코드나 리모컨 소프트웨어를 다운로드 받기 위한 기술이 주를 이루고 있으며, 특히 스마트TV가 보편화되면서 스마트폰을 TV리모컨으로 쓰는 사례도 크게 늘고 있다.
현재 스마트폰을 이용한 TV리모컨용 앱의 다운로드 수는 올 10월 현재 최대 100만회 이상에 이른다. 따라서 2000년대 중반 이후 제자리걸음이었던 출원건수가 스마트TV 확산과 맞물려 다시 늘 전망이다.
최근 출원되는 스마트폰의 리모컨기술은 TV뿐만 아니라 각종 전자기기를 제어하는 리모컨으로 기능한다. 즉, 예전에는 가전기기마다 리모컨이 달라 한 가정에 여러 개의 리모컨을 가져야만 했지만 이젠 스마트폰 하나로 만능리모컨처럼 TV는 물론 PC, 오디오, 에어컨, 냉장고 등 가전기기는 물론 자동차, 카메라, 노래방기기까지 제어할 수 있게 되었다.
특히, 가정에서 쓰이는 모든 전기, 전자제품이 유무선 하나의 시스템으로 연결, 쌍방향 통신이 가능한 시스템인 홈 네크워크에서는, 단순히 가정 기기를 원격 조종하는 기능(홈 오토메이션)뿐 아니라 가전제품끼리의 데이터 송수신을 통해 정보교류, 모니터링, 보안에 이르는 첨단 기능을 자동으로 제어할 수 있다.
상기 홈 네트워크를 구성하는 여러 가전제품을 제어하기 위해서 각각의 제품마다 제 각각의 리모컨이 필요하며, 각 제품의 상태정보를 하나의 리모컨에서 확인할 수 없는 문제점이 있는바, 이러한 문제점은 휴대 단말기에 여러 제품의 리모컨 기능을 통합시킴으로써 해결할 수 있다.
따라서, 스마트폰의 리모컨 기능은 홈 네크워크의 발전과 더불어 그 사용이 증가하게 되고, 스마트폰에 붙은 센서, GPS, 카메라, 음성인식기능 등을 활용해 더욱 지능화되고 응용기술이 꾸준히 개발될 것으로 전망되고 있다.
이러한 추세로 인해 그 사용이 늘어남에도 불구, 현재의 휴대 단말기는 가전기기 및 기타 전자기기의 원격제어를 위한 리모컨 기능을 활용함에 있어, 인체공학적 측면에서 사용자에게 사용상의 불편함을 주는 구조적 문제점을 안고 있다.
기존의 스마트폰은 리모컨 기능이 수행될 수 있도록 출력되는 광신호가 스마트폰의 윗쪽의 좁은 에지면(100a)을 통해 출력되거나, 스마트폰의 배면(100b)을 통해 출력되는 구조를 취하고 있다.
특히, 배면(100b)을 통해 출력되거나 에지면을 통해 출력됨에 있어서, 상기 스마트폰의 배면(100b)으로 출력되는 광신호는 배면(100b)에 대해 직각 방향으로 출력되며, 에지면을 통해 출력되는 광신호는 에지면에 대해 직각방향(즉, 스마트폰의 전면이나 배면에 대해 평행한 방향)으로 출력되는 구조를 취하고 있다.
따라서, 통상 리모컨 기능을 사용하는 사용자는 스마트폰의 광신호가 전자기기의 포토다이오드(즉, 광신호 수신부)(미도시)로 잘 전달되도록 방향성을 맞추기 위하여 스마트폰의 파지 각도로 제어하게 된다.
이 과정에서, 기존의 스마트폰은 리모컨 기능 사용에 따른 인체공학적인 고려가 되어 있지 않아 사용자는 불편함을 겪게 되는 실정이다.
먼저, 에지면(100a)으로 광신호가 출력되는 스마트폰으로 거실이나 소파에 앉아서 스마트폰으로 TV를 조작하는 경우에는 스마트폰을 파지한 상태에서 기존의 TV용 리모컨을 조작할 때와 마찬가지로 굳이 손목을 꺾어내려 에지면(100a)에서 나오는 광신호와 TV의 포토다이오드와의 방향성이 일치하도록 해야한다.
일반 리모콘과 달리 스마트폰은 촉감을 통해 인지되는 키 패드가 존재 하지 않고, 터치 스크린 기능이 있는 디스플레이 장치에 디스플레이 되는 유저 인터페이스를 조작하여야 하기 때문에 사용자는 어느 정도 스마크폰을 세워서 유저 인터페이스를 눈으로 확인하여야 한다.
그리고, 배면(100b)으로 광신호가 출력되는 스마트폰으로 거실이나 소파에 앉아서 스마트폰으로 TV를 조작하는 경우에는 스마트폰을 파지한 상태에서 손목을 기존의 TV용 리모컨을 조작할 때와는 반대방향으로 꺾어 올려 스마트폰의 배면(100b)에서 나오는 광신호와 TV의 포토다이오드와의 방향성이 일치하도록 해야한다. 특히, 이 경우는 에지면(100a)에서 광신호가 나갈 때에 비해 훨씬 큰 크기의 각도로 손목을 꺾어 올려야 하기 때문에, 에지면을 TV로 지향시켜 제어하는 일반 리모콘의 사용자 경험(UX)을 제공할 수 없다.
또한, 스마트폰에 리모콘 기능이 부가되는 경우에는 에지부가 제어 대상 전자기기를 지향하되, 어느 정도 디스플레이되는 유저 인터페이스를 사용자가 눈으로 확인할 수 있도록 비스듬하게 파지되는 것이 바람직하다. 그러나 종래의 리모컨 기능이 있는 스마트폰은 광신호 출력 타입과 무관하게 어느 경우라도, 손목을 꺾어 내리거나 손목을 꺾어 올리는 불편함을 감수해야만 전자기기 원격 제어를 위한 리모컨 기능이 이루어질 수 있게 되는 구조적 한계가 있다.
한국등록특허 10-1057810호(2011년08월11일) 한국등록특허 10-0678281호(2007년01월26일)
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자기기의 원격 제어를 위한 리모컨 발광모듈에 있어서 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행방향을 전향시킬 수 있도록 구조를 개선하는 한편, 이러한 리모컨 발광모듈을 스마트폰 등의 휴대 단말기에 적용하여 인체공학적으로 편안한 상태로 리모컨 기능을 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 리모컨 발광모듈로서; 상기 신호광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향(轉向)시키는 광학계를 포함하여 구성되는 리모컨 발광모듈이 제공된다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 내부에 PCB가 구비되는 단말기 본체와, 상기 단말기 본체에 설치되어서 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출사하는 리모컨 발광모듈을 포함하여 구성되는 휴대 단말기로서,
상기 리모컨 발광모듈은; 상기 신호광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하여 구성되는 휴대 단말기가 제공된다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 스마트폰의 단말기 본체에 설치된 리모컨 발광 모듈에 포함된 광학계로서, 상기 리모컨 발광모듈의 발광소자에서 나오는 신호광의 광축의 진행 방향을 45°±30°범위 내에서 전향(轉向)시켜 상기 단말기 본체 외부로 출사하는 것을 특징으로 하는 광학계가 제공된다.
본 발명에 따른 전자기기 원격 제어용 리모컨 발광모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기의 효과는 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 스마트폰 등 리모컨 기능을 구비한 휴대 단말기에 있어서 TV 등 각종 전자기기에 대한 원격제어 신호 발생을 위한 리모컨 발광모듈의 구조 개선을 통해 인체공학적으로 편안하게 리모컨 기능을 사용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은, 인체공학적으로 편안하게 리모컨 기능을 사용할 수 있도록 함으로써 휴대 단말기의 제품 신뢰성을 한층 높일 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 종래의 실장기술의 변화없이, 즉 공정 변경 없이 전향을 위한 광학계 구조 적용만으로도 신호광 전향이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 기존 휴대 단말기의 가전기기 제어 상태를 보여주는 개념도
도 2a 및 도 2b는 기존 휴대 단말기의 리모컨 기능에 의한 가전기기 제어 범위를 설명하는 개념도로서,
도 2a는 좌우 제어 범위를 보여주는 정면 구성도
도 2b는 상하 제어 범위를 보여주는 측면 구성도
도 3a 및 도 3b는 기존 휴대 단말기의 광신호 출력 방향을 보여주는 휴대 단말기의 측면도로서,
도 3a는 배면 출력 타입을 보여주는 도면
도 3b는 에지면 출력 타입을 보여주는 도면
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 광신호 출력 방향을 보여주는 휴대 단말기의 측면도로서,
도 4a는 배면 출력 타입을 보여주는 도면
도 4b는 에지면 출력 타입을 보여주는 도면
도 5는 도 4a의 요부 구성 단면도
도 6은 도 4a의 요부의 다른 실시 예에 따른 구성 단면도
도 7은 도 4a의 요부의 또 다른 실시 예에 따른 구성 단면도
도 8은 도 4b의 요부 구성 단면도
도 9는 도 4b의 요부의 다른 실시 예에 따른 구성 단면도
도 10은 도 4b의 요부의 또 다른 실시 예에 따른 구성 단면도
도 11은 다른 구조의 에지면 출력 타입 휴대 단말기에 본 발명 구조의 리모컨 발광모듈이 적용된 예를 보여주는 구성 단면도
도 12는 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑(top)면 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐(bottom)면 사시도
도 13은 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑(top)부를 보여주는 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐(bottom)부를 보여주는 사시도
도 14는 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑(top)부 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐(bottom)부 사시도
도 15는 도 12 및 도 13의 렌즈가 휴대 단말기에 적용된 예를 보여주는 구성성 단면도
도 16은 도 14의 렌즈가 휴대 단말기에 적용된 예를 보여주는 구성 단면도
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대해 첨부도면 도 4a 내지 도 16을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 휴대 단말기로서 리모컨 기능을 갖는 스마트폰을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 반드시 스마트폰과 같은 휴대 단말기에만 한정되어 적용되는 것은 아니다. 즉, 휴대 단말기가 아닌 기존의 전용 리모컨(예: TV 리모컨, 오디오 리모컨)도 전자기기의 원격제어를 위한 신호광이 에지면 출력 타입이거나 배면 출력 타입이라면 본 발명의 기술적 사상에 따른 신호광 진행 방향 전향을 위한 기술적 구성을 적용 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명의 범위는 후술하는 실시 예에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위에 의해 해석되어야 함을 전제한다.
한편, 이하에서는 본 발명의 기술 사상의 보다 빠른 이해를 돕기 위해 작용 효과를 먼저 설명하고, 이어서 그 작용 효과를 도출하는 구체적 구성에 대해서는 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 광신호 출력 방향을 보여주는 휴대 단말기의 측면도로서, 도 4a는 신호광이 배면(100b)으로 출력되는 타입을 보여주는 도면이고, 도 4b는 신호광이 에지면으로 출력되는 타입을 보여주는 도면이다.
참고로, 도 4a 및 도 4b는 기준면 대비 휴대 단말기의 경사각은 통상 사용자가 파지한 상태에서 터치패드 화면 또는 키 영역을 바라보게 될 때를 휴대 단말기의 측면에서 바라본 상태도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대 단말기(1)는 가전기기를 포함한 각종 기기의 제어시, 인체공학적으로 편리하게 휴대 단말기(1)를 이용하여 대상 기기를 원격제어할 수 있게 된다.
구체적으로, 도 4a를 참조하여 배면(100b)으로 광신호가 출력되는 타입의 스마트폰으로 거실이나 소파에 앉아서 스마트폰으로 TV를 조작하는 경우를 예로 들면, 기존에는 스마트폰을 파지한 상태에서 손목을 기존의 TV용 리모컨을 조작할 때와는 달리 위로 꺾어야 하지만, 본 발명에 따른 휴대 단말기(1)는 손목을 위로 꺾지 않아도 TV의 원격제어가 원활하게 이루어진다. 또한, 사용자는 디스플레이 상에 표시되는 인터페이스를 눈으로 확인하면서 터치 스크린 기능을 이용하여 TV 등의 전자 장치를 제어할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 휴대 단말기(1)는, 단말기 전면의 터치패드 화면이나 키 영역을 보면서 리모컨 기능을 사용할 경우, 리모컨 발광모듈(200)에서 나오는 신호광이 기존 신호광 출력 방향(도 4a의 점선 화살표 참조)에 비해 상향(上向) 전향되어 출력(도 4a의 실선 화살표)되도록 구성되어 있으므로, 휴대 단말기(1)의 리모컨 기능 활용을 위한 조작시 단말기 화면을 보면서 손목을 억지로 꺾지 않고 편안한 파지 상태로 사용이 가능케 하는 인체공학적 설계가 가능해진다.
한편, 도 4b를 참조하여 에지면(100a)으로 광신호가 출력되는 타입의 스마트폰으로 거실이나 소파에 앉아서 스마트폰으로 TV를 조작하는 경우를 예로 들면, 기존에는 스마트폰을 파지한 상태에서 손목을 기존의 TV용 리모컨을 조작할 때처럼 아래 방향으로 꺾어야 하지만, 본 발명에 따른 휴대 단말기(1)는 손목을 아래로 꺾지 않아도 TV의 원격제어가 원활하게 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 휴대 단말기(1)는, 단말기 전면의 터치패드 화면이나 키 영역을 보면서 리모컨 기능을 사용할 경우, 리모컨 발광모듈(200)에서 나오는 신호광이 기존 신호광 출력 방향(도 4b의 점선 화살표 참조)에 비해 하향(下向) 전향되어 출력(도 4b의 실선 화살표)되도록 구성되어 있으므로, 휴대 단말기(1)의 리모컨 기능 활용을 위한 조작시 단말기 화면을 보면서 손목을 억지로 꺾지 않고 편안한 파지 상태로 사용이 가능케 하는 인체공학적 설계가 가능해진다.
요컨대, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 두 경우 모두 인체공학적으로 휴대 단말기(1) 전면의 터치패드 화면이나 키 영역을 자연스러운 시선 각도에서 바라보면서 휴대 단말기를 편안하게 조작하여 원격으로 예시한 TV 등 원하는 전자기기를 제어할 수 있으므로 사용상 편의성이 한층 강화된다.
부언컨대, 본 발명에 따르면, 휴대 단말기(1) 등의 리모컨 기능을 사용함에 있어서 원격 제어를 위한 광신호 출력 타입에 따라, 리모컨 발광모듈(200)에서 나오는 신호광이 기존에 비해 상향 혹은 하향 전향되어 출력되도록 빔 패턴의 지향각 설계가 구현될 수 있으므로, 인체공학적으로 편안한 상태에서 리모컨 기능을 활용할 수 있게 된다. 즉, 기존과는 달리, 리모컨 기능 조작시 손목을 억지로 꺾지 않고 편안한 파지 상태로 사용이 가능하며, 특히 휴대 단말기의 경우, 터치패드 화면이나 키 영역을 보면서 리모컨 기능 조작이 가능해진다.
이하에서는, 상기한 작용 효과를 구현하기 위한 본 발명에 따른 리모컨 발광모듈의 구조 및, 이 구조가 휴대 단말기에 적용된 경우를 보다 구체적으로 상세하게 살펴본다.
1. [리모컨 발광모듈 단품의 구조]
먼저, 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 본 발명의 리모컨 발광모듈 단품의 구성 및 작용에 대해 설명한다.
전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 본 발명의 리모컨 발광모듈(200)은, 상기 신호광을 발생시키는 발광소자(210)와, 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계(220)를 포함하여 구성된다.
상기 발광소자(210)는 LED(Light Emitting Device)로서, 구체적으로 적외선을 출사하는 IR LED(Infrarde Rays Light Emitting Device)가 적용됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광학계(220)는 회절소자(Grating Element), 렌즈(Lens)(도 5 참조), 리플렉터(Reflector; 반사체), 프리즘 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
도 5를 참조하면, 발광소자(210)에서 나오는 광신호가 입사되는 렌즈의 입사부는 일반적인 볼록렌즈면 형태를 이루되 광신호가 입사되지 않는 나머지 영역은 볼록하지 않고 평면 형태를 가지며, 광신호가 외부로 나가는 렌즈의 출사부는 평면렌즈 형태를 이룬다.
그리고, 발광소자(210)는 출사되는 빛이 광학계를 구성하는 렌즈의 볼록렌즈면으로 입사되도록 렌즈의 센터에 대해 편심되어 설치된다.
그리고, 광학계(220)로서 렌즈가 적용되되, 특히 프레넬 렌즈(도 6 참조)가 적용되는 경우, 리모컨 발광모듈(200)의 전체 두께를 줄일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 발광소자(210) 전방에 리플렉터(도 7 참조)가 설치될 수 있으며, 리플렉터가 설치되는 경우에는 상기 리플렉터의 광경로 전방에 상기 리플렉터에서 반사되어 들어오는 신호광을 전향시키기 위한 광학계(220)로서 렌즈나 프리즘이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 광축은 45°±30°범위 내에서 전향되어 상기 리모컨 발광모듈(200)에서 출사되도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 기존과는 달리, 발광소자(210)에서 출사된 신호광은 광학계(220)를 통과하면서 신호광의 진행 방향이 45°±30°범위 내에서 전향되어 나오는 것이 바람직하다. 한편, 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 전향각은 상기한 각도 범위로 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이 구성되는 리모컨 발광모듈(200)은 발광소자(210)에서 출사된 신호광의 진행방향을 원하는 각도로 전향시킬 수 있게 되므로, 휴대 단말기나 특정 전자기기 전용의 리모컨장치에 적용될 경우, 인체공학적으로 편안한 파지 상태에서 원격제어 기능의 구현이 가능토록 작용한다.
2. [휴대 단말기 적용 예]
다음으로, 본 발명의 리모컨 발광모듈(200)이 휴대 단말기(1)에 적용된 경우에 대해 설명한다.
도 5 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 휴대 단말기(1)는, 내부에 PCB(110; Printed Circuit Board)가 구비되는 단말기 본체(100)와, 상기 단말기 본체(100)에 설치되어서 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출사하는 리모컨 발광모듈(200)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 리모컨 발광모듈(200)은, 상기 신호광을 발생시키는 발광소자(210)와, 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계(220)를 포함하여 구성된다.
상기 발광소자(210)는 LED로서, 구체적으로 적외선을 출사하는 IR LED가 적용됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광학계(220)는 회절소자(Grating Element), 렌즈(Lens), 리플렉터(Reflector; 반사체), 프리즘 중 적어도 어느 하나로 구성된다.
그리고, 광학계(220)로서 렌즈가 적용되되, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레넬 렌즈가 적용되는 경우, 리모컨 발광모듈(200)의 전체 두께를 줄일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 광학계(220)의 또 다른 구성으로서는, 반사체인 리플렉터(220a)와 프리즘(220b)의 조합이 있을 수 있다. 즉, 리플렉터 및 프리즘을 채용할 경우, 상기 리플렉터(220a)의 반사면에서 반사되어 입사되는 신호광에 대한 전향을 위해 리플렉터(220a)의 광경로 전방에 프리즘(220b)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 프리즘(220b) 대신 렌즈가 배치될 수도 있다.
그리고, 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 광축은 45°±30°범위 내에서 전향되어 상기 리모컨 발광모듈(200)에서 출사되도록 구성된다. 즉, 기존 휴대 단말기와는 달리 발광소자(210)에서 출사된 신호광은 광학계(220)를 통과하면서 신호광의 진행 방향이 45°±30°범위 내에서 전향되어 나오는 것이 바람직하다. 한편, 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 전향각은 상기한 각도 범위로 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 휴대 단말기(1)가 에지면 출력 타입인 경우, 상기 발광소자(210)는 상기 단말기 본체(100)의 에지면(100a)에서 휴대 단말기의 전면과 평행한 방향으로 신호광을 출력하고, 상기 광학계(220)는 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 하향 전향시키도록 구성된다.
그리고, 상기와는 달리, 본 발명의 휴대 단말기(1)가 배면(100b) 출력 타입인 경우, 상기 발광소자(210)는 상기 단말기 본체(100)의 배면(100b)에 수직한 방향으로 상기 신호광을 출력하고 상기 광학계(220)는 상기 발광소자(210)에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 상향 전향시키도록 구성된다.
이때, 상기 발광소자(210)는 통상 도 5 내지 도 9에 도시한 바와 같이 PCB(110)에 표면에 직접 실장되나, 설계 내용에 따라 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 PCB(110)에 FPCB(111; Flexible Printed Circuit Board)로 연결되어 단말기 본체(100)의 일측에 고정될 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 원격 제어용 리모컨 발광모듈이 에지면 출력 타입의 휴대 단말기에 적용된 경우를 보여주는 것으로서, 도 8은 광학계(220)로서 렌즈가 적용된 경우이고, 도 9는 광학계(220)로서 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 적용된 경우이다.
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이, 광학계(220)의 또 다른 구성으로서는, 상기 리플렉터(220a)의 반사면에서 반사되어 입사되는 신호광에 대한 전향을 위해 리플렉터(220a)의 광경로 전방에 프리즘(220b)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 프리즘(220b) 대신 렌즈가 배치될 수도 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 휴대 단말기(1)는 전술한 바와 같이, 발광소자(210)에서 출사된 신호광의 진행방향을 광학계(220)를 통해 원하는 각도로 전향시켜 출사할 수 있게 되며, 이로써 사용자는 휴대 단말기의 원격 제어 기능을 인체공학적으로 편안한 사용 상태에서 구현할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 원격 제어용 리모컨 발광모듈(200) 및 이를 구비한 휴대 단말기(1)는 발광소자(210)에서 출사되는 신호광을 발광소자에 대한 실장 기술(예: 실장 형태, 실장 공정)의 변화없이 전자기기의 신호수신부의 사양에 맞추어 지향각 빔 패턴을 설계하고 이에 맞춰 광학계(220)로 신호광의 방향을 전향시킬 수 있으며, 이를 통해 전자기기의 신호수신부인 포토다이오드와 방향성을 맞추기 위해 손목을 꺾어야만 하는 불편함 없이 인체공학적으로 편안한 파지 자세에서 휴대 단말기의 터치패드 화면이나 키 영역을 보면서 전자기기의 원격 제어가 손쉽게 이루어지게 되는 효과를 제공하게 된다.
3. [렌즈 형상 및 구조 예]
도 12는 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 다른 실시 예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑부를 바라본 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐부를 바라본 사시도이다.
한편, 도 13은 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑부 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐부 사시도이다.
도 12와 도 13의 구조 예에 따른 렌즈(220c)는, 기본적으로 렌즈 탑부(220c-2)와 렌즈 바탐부(220c-3)의 구조는 공히 볼록렌즈로 동일하며, 플랜지부(220c-1)의 형태에서만 차이가 있다.
즉, 도 12의 렌즈는 플랜지부(220c-1)가 원형이고, 도 13의 렌즈는 플랜지부(220c-1)가 사각형으로서 휴대 단말기 내부에 렌즈가 고정될 때 내부 구조물과의 관계에 따라 원형 또는 사각형으로 유연하게 설계되어 질 수 있다.
한편, 이들 도면을 참조하면, 본 구조 예에 따른 렌즈(220c)는, 그 형상적 특징이 플랜지부(220c-1)를 기준으로 발광소자(210)로부터의 신호광 입사부인 렌즈 바탐부(220c-3)와 신호광 출사부인 탑부(220c-2)가 모두 볼록렌즈를 이루고 있다.
따라서, 상기 렌즈 바탐부(220c-3)의 볼록렌즈는 발광소자(210)에서 나오는 광을 집광하게 되며, 렌즈(220c)의 곡률 반경(R)에 따라 집광 정도가 조절된다.
특히, 상기 렌즈 바탐부(220c-3)의 센터와 렌즈 탑부(220c-2)의 센터는 일치되지 않고 편심되도록 형성된다. 이는, 우선 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 렌즈 탑부(220c-2) 센터가 편심(shift) 됨으로써, 휴대 단말기에 적용시 원격 제어 대상에 대한 전향각 조절 기능이 가능하게 하기 위함이다.
그리고, 렌즈 바탐부(220c-3)의 센터와 렌즈 탑부(220c-2)의 센터가 편심(shift) 됨으로써 광의 효율이 증대되는데, 증대되는데, 이는 내부 전반사(TIR)를 없애 렌즈 내부에서 흡수되는 광량을 최소화함에 따라 외부로 출사되는 신호광의 광량이 극대화되기 때문이다.
한편, 도 15는 도 12 및 도 13의 개시된 구조의 렌즈(220c)가 휴대 단말기에 적용된 예를 보여주는 요부 구성 단면도로서, 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 발광소자(210) 센터는 편심(shift)되어 있다. 또한, 발광소자(210)는 렌즈 바탐부(220c-3)의 센터를 기준으로 한쪽 영역만을 사용하도록 설치된다.
그리고, 상기 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 발광소자(210) 센터와의 편심 정도는, 상기 렌즈 탑부(220c-2)와 발광소자(210) 센터와의 편심 정도 보다 크다.
이와 같이 구성된 본 구조예에 따르면, 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 발광소자(210) 센터는 편심(shift)됨으로써, 원격 제어를 위한 신호광이 전향되도록 한다.
특히, 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 발광소자(210) 센터의 편심 정도에 따라서 전향각의 크기 조절이 가능하다. 즉, 리모컨 기능이 수행되도록 출사되는 신호광의 전향각은 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 발광소자(210) 센터의 편심 정도에 따라 그 크기가 달라진다.
상기 렌즈 바탐부(220c-3)의 볼록렌즈는 발광소자(210)에서 나오는 광을 집광하게 되며, 렌즈의 곡률 반경(R)에 따라 집광 정도가 조절되는데, 상기 렌즈 탑부(220c-2)도 볼록렌즈로 되어 있어 렌즈 바탐부(220c-3)에서 집광된 광을 더욱 집광시키게 되며, 따라서 광선이 서로 교차(cross)되어 출사된 광선이 오히려 넓게 퍼지게 된다. 즉, 렌즈 바탐부(220c-3)와 렌즈 탑부(220c-2) 모두 볼록렌즈일 경우, 렌즈(220c)에서 출사되어 나오는 광 분포가 향상될 수 있으며, 이에 따라 휴대 단말기를 이용한 가전기기의 원격 제어 범위 상하 및 좌우에 걸쳐서 더욱 넓어지게 된다.
한편, 도 14는 본 발명의 리모컨 발광모듈에 적용되는 광학계의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, (가)는 렌즈 탑부 사시도이고, (나)는 렌즈 바탐부 사시도이고, 도 16은 도 14의 렌즈가 휴대 단말기에 적용된 예를 보여주는 구성 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 구조 예에 따른 렌즈(220c)는, 플랜지부(220c-1)를 기준으로 렌즈 바탐부(220c-3)는 볼록렌즈를 이루고, 렌즈 탑부(220c-2)는 오목렌즈로 이루어지며, 따라서, 휴대 단말기에 적용되면 도 16에 도시된 바와 같이 신호광의 진행이 이루어지게 된다.
즉, 렌즈 바탐부(220c-3)가 볼록렌즈로 구성되고, 렌즈 탑부(220c-2)가 오목렌즈로 구성되면, 렌즈 바탐부(220c-3)의 볼록렌즈는 발광소자(210)로부터 나와 입사되는 광을 집광하게 되며, 오목렌즈는 광이 분포되며, 렌즈 탑부(220c-2)가 오목렌즈로 구성되면 가장 광분포가 좁아지는 형태를 보이게 된다.
이상에서와 같이, 본 구조 예의 렌즈(220c)는, 발광소자(210) 센터와 렌즈 바탐부(220c-3) 센터가 편심되고, 렌즈 바탐부(220c-3) 센터와 렌즈 탑부(220c-2) 센터가 편심되도록 구성되며, 상기 렌즈 바탐부(220c-3)의 볼록렌즈의 곡률반경 및 발광소자(210)와의 편심 정도가 동일하다고 가정할 때, 렌즈 탑부(220c-2)가 볼록렌즈로 구성되면 광 분포가 넓어지며, 렌즈 탑부(220c-2)가 평면렌즈로 구성되면 노말(Normal)하게 광이 분포되며, 렌즈 탑부(220c-2)가 오목렌즈로 구성되면 가장 광분포가 좁아지는 형태를 보이게 된다.
한편, 도 15 및 도 16에서는, 렌즈(220c)의 구조에 있어서 렌즈 바탐부(220c-3)가 완전한 볼록렌즈 형태를 이루는 것을 예시하고 있으나, 본 발명의 렌즈 구조는 이에 한정되지 않는다. 즉, 렌즈는 그 구조에 있어서, 상기 렌즈 바탐부(220c-3)의 센터를 기준으로 발광소자(210)로부터 신호광이 입사되지 않는 영역(즉, 도 15의 렌즈 바탐부 센터 우측 영역)은 볼록하지 않은 평면 구조(도 5 참조)여도 무방하다.
본 발명은 상기한 실시 예 이외에도 본 발명의 기술사상의 범주에서 벗어나지 않는 한, 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술한 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있음은 물론이다.
1:휴대 단말기 100:단말기 본체
100a:에지면 100b:배면
110:PCB 111:FPCB
200:리모컨 발광모듈 210:발광소자
220:광학계 220a:리플렉터
220b:프리즘 220c:렌즈
220c-1:렌즈 플랜지부 220c-2:렌즈 탑부
220c-3:렌즈 바탐부

Claims (16)

  1. 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈로서;
    상기 신호광을 발생시키는 발광소자와,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하며,
    상기 발광 소자는 스마트 폰의 제1면이 향하는 방향으로 상기 신호광을 출력하고,
    상기 광학계는 상기 신호광의 진행 방향을 상기 제1면에 대하여 미리 정해진 각도만큼 전향시키되,
    상기 제1면은 스마트폰 본체의 에지면이며,
    상기 광학계는 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 상기 에지면에 수직한 방향에 대해 하향 전향시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈.
  2. 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출력하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈로서;
    상기 신호광을 발생시키는 발광소자와,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하며,
    상기 발광 소자는 스마트 폰의 제1면이 향하는 방향으로 상기 신호광을 출력하고,
    상기 광학계는 상기 신호광의 진행 방향을 상기 제1면에 대하여 미리 정해진 각도만큼 전향시키되,
    상기 제1면은 스마트폰 본체의 배면이며,
    상기 광학계는 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 상기 배면에 수직한 방향에 대해 상향 전향시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학계는,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 광축이 45°±30°범위 내에서 전향(轉向)되어 출력되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학계는 회절소자(Grating Element), 렌즈(Lens), 리플렉터(Reflector), 프리즘 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 리모컨 발광모듈.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 단말기 본체와, 상기 단말기 본체에 설치되어서 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출사하는 리모컨 발광모듈을 포함하여 구성되는 휴대 단말기로서;
    상기 리모컨 발광모듈은;
    상기 신호광을 발생시키는 발광소자와,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하며,
    상기 발광 소자는 스마트 폰의 제1면이 향하는 방향으로 상기 신호광을 출력하며,
    상기 광학계는 상기 신호광의 진행 방향을 상기 제1면에 대하여 미리 정해진 각도만큼 전향시키되,
    상기 제1면은 스마트폰 본체의 에지면이며,
    상기 광학계는 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 상기 에지면에 수직한 방향에 대해 하향 전향시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  8. 단말기 본체와, 상기 단말기 본체에 설치되어서 전자기기의 원격 제어를 위한 신호광을 출사하는 리모컨 발광모듈을 포함하여 구성되는 휴대 단말기로서;
    상기 리모컨 발광모듈은;
    상기 신호광을 발생시키는 발광소자와,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 전향시키는 광학계를 포함하며,
    상기 발광 소자는 스마트 폰의 제1면이 향하는 방향으로 상기 신호광을 출력하며,
    상기 광학계는 상기 신호광의 진행 방향을 상기 제1면에 대하여 미리 정해진 각도만큼 전향시키되,
    상기 제1면은 스마트폰 본체의 배면이며,
    상기 광학계는 상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 진행 방향을 상기 배면에 수직한 방향에 대해 상향 전향시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 광학계는 회절소자(Grating Element), 렌즈(Lens), 리플렉터(Reflector, 반사체), 프리즘 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 광학계는,
    상기 발광소자에서 출력되는 신호광의 광축이 45°±30°범위 내에서 전향(轉向)되어 출력되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 광학계는 렌즈로서,
    발광소자에서 나온 광신호가 입사되는 렌즈 바탐부와 상기 광신호가 출사되는 렌즈 탑부가 모두 볼록렌즈 형상을 이루며, 상기 렌즈 바탐부의 센터와 렌즈 탑부의 센터는 일정거리 편심된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  14. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 광학계는 렌즈로서,
    발광소자에서 나온 광신호가 입사되는 렌즈 바탐부는 볼록렌즈 형상을 이루고, 상기 광신호가 출사되는 렌즈 탑부는 평면렌즈 혹은 오목렌즈 형상을 이루며, 상기 렌즈 바탐부의 센터와 렌즈 탑부의 센터는 일정거리 편심된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 발광소자의 센터는 상기 렌즈 바탐부 센터로부터 편심(shift)되게 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 발광소자의 센터는 상기 렌즈 바탐부 센터로부터 편심(shift)되게 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
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