KR20010000442A - 광마우스용 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초점길이가 다른 복수개의 렌즈를 이용하여 수광센서에 초점이 맺히도록 함으로써 초점심도를 증가시킨 광마우스용 센서에 관한 것이다.

본 발명은 수광센서를 갖는 베이스 플레이트 위로 렌즈가 고정된 커버가 얹혀지는 구조를 갖는 광마우스에 있어서, 커버의 윗면으로 초점길이가 상이한 복수개의 렌즈를 구비하여 초점심도가 커지도록 하고, 플레이트의 윗면으로 고정된 PCB에 구비된 복수개의 수광센서로 이루어짐으로써 광마우스를 구성하는 기계적인 구조물의 정밀도를 낮추어 제품의 가격을 낮추도록 하고 아울러 투명한 바탕을 갖는 물체에서도 정확한 동작이 될 수 있도록 한 것이다.

Description

광마우스용 센서{a sencer used in light mouse}

본 발명은 광마우스용 센서에 관한 것으로서 특히 초점길이가 다른 복수개의 렌즈를 이용하여 수광센서에 정확한 초점이 맺혀지도록 함으로써 광마우스를 구성하는 기계적인 구조물의 정밀도를 낮추어 제품의 가격을 저렴하게 하고 아울러 투명한 바탕을 갖는 물체에서도 정확한 동작이 될 수 있도록 한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 광마우스용 센서(1)는 일측과 중앙으로 위치결정 돌기(2) 및 사각장공(3)을 갖는 베이스 플레이트(4)와, 베이스 플레이트(4)의 중앙에 형성된 사각장공(3) 위로 안착된 렌즈(5)와, 베이스 플레이트(4)의 위치결정 돌기(2)에 일측단이 고정됨과 동시에 렌즈(5)위로 얹혀진 보강 PCB(6) 및 PCB(6) 윗면에 전기적으로 접속, 고정되는 수광센서(7) 및 발광 LED(8) 그리고 충격 진동으로 인한 흔들림을 막는 고정클립(9)으로 이루어져 LED(8)로 부터 발생된 빛은 렌즈(5)의 경사면과 베이스 플레이트(4)로 반사되고 이어 마우스 패드(10)를 통해 마우스 표면에 위치한 수광센서(7)에 초점이 집광되도록 구성 되었다.

이러한 광마우스의 원리를 갖는 마우스(11)는 도 2,3에 도시된 바와 같이 표면(A)의 화상은 커버(12)에 고정된 렌즈(13)를 통해 베이스 플레이트(4)의 PCB(14)에 있는 수광센서(15)로 맺히게 되며 수광센서(15)에 맺힌 화상은 화상취득부(16)를 통해 그 정보가 분석되고 마우스 움직임 감지부(17)를 통해 마우스의 움직임이 감지된다. 그리고 마우스 움직임 감지부(17)와 접속된 움직임 신호 전달부(18)를 통해 마우스의 움직임 정보가 신호로 변환된 다음 컴퓨터(19)로 전달되도록 구성 되었다.

그러나 광마우스용 센서를 갖는 마우스는 제작시 기계적인 공차와 더불어 사용시 발생되는 환경적인 요인으로 인해 마우스가 놓이는 표면이 멀리있는 경우(도 3a)와 표면에 가까이 있는 경우(도 3b)를 생각할 수 있다.

즉 표면의 초점이 일치하지 않아 수광센서에 맺혀지는 화상이 흐려짐으로써 모션 벡터(Motion vector)를 찾지 못해 마우스의 동작이 일시적으로 멈추게 되는 문제점이 있었다.

또한 모션 벡터를 찾지 못할 경우에 허용되는 초점의 오차는 렌즈가 가지고 있는 초점심도와 마우스 움직임 감지부에서 사용되는 알고리즘에 의해 결정되나 오차를 줄이기 위해서는 정밀 가공을 해야함으로써 제조원가가 높아지는 또 다른 문제점이 있었다.

한편 마우스가 놓인 표면 위로 투명한 유리와 같은 물체가 있게 되면 광마우스의 초점심도를 범위를 벗어나게 됨으로써 마우스의 동작이 정지되는 되는 문제점이 있었다.

또한 수광센서를 조립된 상태로 PCB 에 삽입되는 구조로 되어 있음으로써 제작 공정상 반도체 리드 프레임의 오차와 인쇄기판 삽입시 오차 등으로 인해 허용되는 초점 조정이 더욱 난해하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서 광마우스를 구성하는 기계적인 구조물의 정밀도를 낮출수 있도록 초점길이가 다른 복수개의 렌즈를 이용하여 초점이 맺히도록 함으로써 투명한 바탕을 갖는 물체에서도 정확한 동작이 될 수 있도록 하고 아울러 광마우스를 구성하는 기계적인 구조물의 정밀도를 낮춤으로써 제품의 가격을 저렴하게 할 수 있도록 한 광마우스용 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수광센서를 갖는 베이스 플레이트 위로 렌즈가 고정된 커버가 얹혀지는 구조를 갖는 광마우스에 있어서,커버의 윗면으로 초점길이가 상이한 복수개의 렌즈를 구비하여 초점심도가 커지도록 하고, 플레이트의 윗면으로 고정된 PCB에 구비된 복수개의 수광센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 광마우스에 설치된 광센서부의 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 광마우스의 원리를 간단하게 도시한 예시도.

도 3은 종래 기술에 따른 광마우스의 신호전달체계를 도시한 블록도.

도 4a,b는 종래 기술에 따른 기계적인 공차와 광마우스 사용시 발생하는 초점의 변화를 도시한 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 광센서부의 종단면도.

도 6은 본 발명에 따른 광센서부의 평면도.

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 광센서부의 평면도.

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 구조를 도시한 광센서부의 종단면도.

도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 예시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명〉

21:플레이트 22:PCB 23,24:수광센서

27:커버 25,26:렌즈

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 광마우스에 설치된 광센서부의 종단면도로서 광마우스(20)를 개략적으로 설명하면 하부에 구비된 플레이트(21)와 플레이트(21) 윗면으로 고정되는 PCB(22)에 부착된 수광센서(23)(24) 및 복수개의 렌즈(25)(26)를 갖는 커버(27)로 구성된다.

여기에서 상기 수광센서(23)(24)는 복수개의 렌즈(25)(26)를 통해 비치는 빛을 감지하기 위해 렌즈(25)(26)의 갯수와 동일하도록 PCB(22) 위에 구비되어 있다.

상기 커버(27)에 고정된 렌즈(25)(26)는 각각 그 초점길이를 다르게 구비하여 초점심도(Depth of focus)가 커지도록 하는 것이 바람직하며 도 6에 도시된 바와 같이 평면에서 볼 경우에는 좌우로 복수개를 구비하여 사용할 수 도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 렌즈(25)(26)를 사각형태로 배열시켜 사용할 수 도 있다.

이러한 광마우스(20)는 동작되는 초점의 길이가 길어 마우스을 구성하는 구조물의 정밀도를 필요 이상으로 정밀하게 가공할 할 필요가 없음으로써 마우스의 제작단가를 낮출 수 있도록 되어 있으며 또한 투명한 바탕을 갖는 물체의 윗면에서도 정확한 동작이 되도록 되어 있다.

한편 도 8에 도시된 바와 같이 초점길이가 상이한 복수개의 렌즈(25)(26)를 커버(27)에 대해 소정 각도를 갖도록 비스듬하게 설치하여 사용할 경우에는 플레이트(21)에 고정된 다른 하나의 수광센서(28)에 빛이 집광되도록 함으로써 수광센서(28)의 갯수를 줄여 제작비용을 낮출 수 있도록 사용할 수 있다.

이와 같이 렌즈(25)(26)를 비스듬하게 설치된 광마우스가 표면(B)에 놓여 있을 경우에는 좌측 렌즈(25)에 의해서 표면의 화상이 수광센서(28)에 정확히 잡히게 되는 반면 표면(B)에 놓일 경우에는 우측에 있는 렌즈(26)를 통해 맺혀지는 화상은 초점이 흩어지게 된다.

이런 두개의 화상이 수광센서(28)에 중복되어 잡히지만 광마우스의 응용에서는 단순히 초점이 잡혀진 화상의 움직임만을 찾음으로써 그 방향을 정확하게 감지할 수 있게 된다.

한편 도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 예시도로서 렌즈(26)(27)를 커버(27)과 일체가 되도록 구비함과 동시에 플레이트(21) 윗면에 또 다른 수광센서(28)(29)를 갖는 PCB(22)를 와이어 본딩(30)으로 직접 고정하고 또한 상기 커버(27)와 플레이트(21)가 맞닿는 부위에 실링부(31)를 갖도록 구비함으로써 외부로 부터 이 물질인 먼지와 습기가 유입되는 것을 막아 센서의 신뢰성을 향상시켜 사용 할 수 도 있다.

그리고 수광센서를 구비한 PCB를 와이어 본딩으로 고정하였으나 수광센서 뿐아니라 발광소자를 끼워 고정할 수 도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 초점길이가 다른 복수개의 렌즈를 이용하여 수광센서에 정확히 화상이 맺혀지도록 함으로써 초점의 불일치로 인해 모션 벡터를 찾지 못해 마우스의 동작이 정지되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 또한 마우스를 구성하고 있는 구조물의 정밀도를 낮추게 하여 제조원가를 낮추도록 한 이점이 있다.

또한 마우스가 놓인 표면에 투명한 유리와 같은 물체가 있어도 광마우스의 초점심도가 넓음으로써 마우스의 동작이 끊이지 않고 원활하게 이어지는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 수광센서를 갖는 플레이트 위로 렌즈가 고정된 커버가 얹혀지도록 구비된 구조를 갖는 광마우스에 있어서,

   커버(27)의 윗면으로 초점길이가 상이한 복수개의 렌즈(25)(26)를 구비하여 초점심도가 커지도록 하고, 플레이트(21)의 윗면으로 고정된 PCB(22)에 구비된 복수개의 수광센서(23)(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 광마우스용 센서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커버(27)에 구비된 복수개의 렌즈(25)(26)는 플레이트(21)에 구비된 하나의 수광센서(28)에 집광되도록 커버(27)의 윗면에 대해 소정의 각도를 갖도록 기울어져 구비된 것을 특징으로 하는 광마우스용 센서.
3. 제 1항에 있어서, 상기 렌즈(26)(26)를 커버(27)과 일체가 되도록 구비하며 플레이트(21) 윗면에 다른 수광센서(28)(29)를 와이어 본딩(30)으로 고정하고 상기 커버(27)와 플레이트(21)가 맞닿는 부위로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 하는 실링부(31)를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 광마우스용 센서.