KR200176484Y1 - Photo detector for a data input device - Google Patents

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Abstract

본 고안은 신호 수신 정밀성을 향상시키기 위하여 광 센서 칩으로부터 근접 광의 간섭을 제거하는 데이터 입력 장치용 광검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a photodetector for a data input device that removes interference of proximity light from an optical sensor chip to improve signal reception precision.

본 고안은 다수개의 광투과부와 다수개의 광불투과부가 원주에 교대로 형성되고 회전 샤프트와 함께 회전되는 휠과, 상기 휠상으로 발광하는 광원과, 상기 광원으로부터 휠의 광투과부를 거친 광을 수신하기 위한 한세트의 광센서 칩을 가진 광수신부로 구성되고, 상기 광수신부에는 인접광의 간섭을 방지하기 위하여 인접광을 굴절시키도록 상기 광센서칩의 각각의 둘레의 광수신면에 2개 이상의 경사면이 형성된다.The present invention is a wheel in which a plurality of light transmitting parts and a plurality of light impermeable parts are alternately formed on the circumference and rotated together with a rotating shaft, a light source emitting light on the wheel, and for receiving light passing through the light transmitting part of the wheel from the light source. An optical receiver having a set of optical sensor chips, wherein the optical receiver is provided with two or more inclined surfaces on the optical receiving surface around each of the optical sensor chips so as to deflect the adjacent light to prevent interference of the adjacent light.

Description

데이터 입력 장치용 광검출기{ PHOTO DETECTOR FOR A DATA INPUT DEVICE }PHOTO DETECTOR FOR A DATA INPUT DEVICE}

본 고안은 광 마우스와 같은 데이터 입력 장치용 광검출기에 관한 것이며, 보다 상세히는 신호 수신 정밀성을 향상시키기 위하여 광 센서 칩으로부터 근접 광의 간섭을 제거하는 데이터 입력 장치용 광검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a photodetector for a data input device such as an optical mouse, and more particularly to a photodetector for a data input device for removing interference of proximity light from an optical sensor chip in order to improve signal reception accuracy.

도 1에 도시한 바와같이 마우스에서 사용되는 포토 엔코더는 회전 샤프트(50)와 함께 회전하며 원주에 광투과부(61)와 광불투과부(62)가 교대로 형성되는 적어도 하나의 엔코딩 그리드 휠(60)과, 광원(70), 및 광수신부(80)로 구성된다. 상기 광수신부(80)는 휠(60)의 광투과부(61)를 통하여 광원(70)으로부터의 광을 수신하는 광센서 칩(81)으로 구성된다. 휠(60)이 회전 샤프트(50)와 함께 회전하면, 광투과부(61) 및 광불투과부(62)는 광원(70)으로부터의 광을 차단하도록 이동되고, 이것은 작업 광빔이 생성되게 한다. 광센서 칩(81)이 작업 광빔을 수신하면, 에너지가 생성된다. 휠(60)이 연속적으로 회전될 때, 웨이브가 파형 모니터를 통하여 얻어지기 때문에, 4개의 신호 (0,0);(0;1);(1;1);(1;0)가 정류 회로를 통하여 얻어진다. 그러나, 광원의 광송신면과 광수신부(80)의 광수신면이 평평한 형상이기 때문에, 방산되는 광이 생성되어, 간섭이 발생된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 휠(60)이 회전할 때, 광센서 칩(81)이 사인파(A;B)를 생성하도록 광원으로부터 작업 광빔에 의해서 유도되어, 정류회로가 스퀘어파(A1;B1)를 생성하도록 한다. 작업 광빔(71)이 광수신부(80)로 들어가면, 방산된 광(C)이 생성되어, 광센서 칩(81)에 간섭을 일으킨다. 도 4A를 참조하면, 파형(B)이 이론적으로는 사인파이지만 광센서 칩(81)은 작업 광빔(71)의 도달전에 사인파(X)를 생성하도록 방산된 광에 의해서 인가된다. 방산된 광(C)의 효과 때문에, 광센서 칩(81)은 작업 광빔(71)의 도달전에 에너지를 생성하도록 유도되고, 방산된 광(C)은 광센서 칩(81)이 작업 광빔(71)의 출발후에 에너지를 해제시킬 수 없게 한다. 상술한 문제점 때문에, 파형 모니터는 사인파(A;B)로부터 정밀한 사인파 에너지값을 얻을 수 없게 되고, 정류 회로는 스퀘어파(A1;B1)와 정확하게 동일한 스퀘어파를 생성할 수 없게 된다.As shown in FIG. 1, the photo encoder used in the mouse rotates with the rotation shaft 50 and at least one encoding grid wheel 60 in which light transmission portions 61 and light transmission portions 62 are alternately formed on a circumference. And a light source 70 and a light receiving unit 80. The light receiving unit 80 is composed of an optical sensor chip 81 for receiving light from the light source 70 through the light transmitting unit 61 of the wheel 60. When the wheel 60 rotates with the rotating shaft 50, the light transmitting portion 61 and the light impermeable portion 62 are moved to block light from the light source 70, which causes a working light beam to be generated. When the light sensor chip 81 receives the working light beam, energy is generated. When the wheel 60 is rotated continuously, four signals (0,0); (0; 1); (1; 1); (1; 0) are rectified circuits because the wave is obtained through the waveform monitor. Obtained through However, since the light transmitting surface of the light source and the light receiving surface of the light receiving portion 80 are flat, generated light is generated and interference is generated. 3 and 4, when the wheel 60 rotates, the optical sensor chip 81 is guided by the working light beam from the light source to produce sine waves A and B, so that the rectifier circuit is square wave A1. ; B1). When the working light beam 71 enters the light receiving unit 80, the scattered light C is generated, causing interference with the optical sensor chip 81. Referring to FIG. 4A, the waveform B is theoretically a sine wave, but the optical sensor chip 81 is applied by the light emitted to produce a sine wave X before reaching the working light beam 71. Because of the effect of the scattered light C, the optical sensor chip 81 is induced to generate energy before the arrival of the working light beam 71, whereby the scattered light C causes the optical sensor chip 81 to produce the working light beam 71. After the start of) the energy cannot be released. Because of the above-described problems, the waveform monitor cannot obtain accurate sinusoidal energy values from the sinusoidal waves A and B, and the rectifier circuit cannot generate square waves exactly the same as the square waves A1 and B1.

따라서, 본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 데이터 입력 장치용 광검출기를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to provide a photodetector for a data input device for overcoming the above-mentioned problems.

상기 본 고안의 목적을 달성하기 위한 데이터 입력 장치용 광검출기의 일예로서,As an example of a photodetector for a data input device for achieving the object of the present invention,

다수개의 광투과부와 다수개의 광불투과부가 원주에 교대로 형성되고 회전 샤프트와 함께 회전되는 휠과, 상기 휠상으로 발광하는 광원과, 상기 광원으로부터 휠의 광투과부를 거친 광을 수신하기 위한 한세트의 광센서 칩을 가진 광수신부로 구성되고, 상기 광수신부에는 인접광의 간섭을 방지하기 위하여 인접광을 굴절시키도록 상기 광센서칩의 각각의 둘레의 광수신면에 2개 이상의 경사면이 형성된다.A wheel in which a plurality of light transmitting parts and a plurality of light impermeable parts are alternately formed on a circumference and rotated together with a rotating shaft, a light source emitting light on the wheel, and a set of light for receiving light passing through the light transmitting part of the wheel from the light source And a light receiving portion having a sensor chip, wherein the light receiving portion is provided with two or more inclined surfaces on the light receiving surface around each of the optical sensor chips so as to deflect the adjacent light to prevent interference of the adjacent light.

도 1은 종래의 데이터 입력 장치용 광검출기를 도시한 구성도1 is a block diagram showing a conventional photodetector for a data input device

도 2는 종래의 기술에 따라 휠의 연속적인 회전으로 생성된 4개의 신호를 도시한 도면2 shows four signals generated by the continuous rotation of the wheel according to the prior art.

도 3은 종래의 기술에 따라 광수신부에서 방산된 광의 간섭을 도시한 도면3 is a diagram illustrating interference of light emitted from a light receiving unit according to the related art.

도 4는 종래의 기술에 따라 광수신부에 의해서 발생된 이론적 사인파와 스퀘어파를 도시한 파형도4 is a waveform diagram showing a theoretical sine wave and a square wave generated by the light receiving unit according to the related art.

도 4a는 종래의 기술에 따라 광수신부에 의해서 발생된 스퀘어파 및 사인파의 정확한 파형도4A is an accurate waveform diagram of a square wave and a sine wave generated by a light receiving unit according to the related art.

도 5는 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기가 광마우스에 설치된 상태를 도시한 사시도5 is a perspective view showing a state in which a photodetector for a data input device according to the present invention is installed in an optical mouse

도 5a는 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기의 배열을 도시한 도 5의 일부확대도FIG. 5A is a partially enlarged view of FIG. 5 illustrating an arrangement of a photodetector for a data input device according to the present invention. FIG.

도 6은 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기의 휠의 연속적 회전에 따라 생성된 4개의 신호를 도시한 도면6 is a view showing four signals generated by the continuous rotation of the wheel of the photodetector for a data input device according to the present invention

도 7은 본 고안에 따른 광수신부의 광센서 칩상에 투사된 작업 광빔의 광로도7 is an optical path diagram of a working light beam projected onto an optical sensor chip of a light receiving unit according to the present invention;

도 8은 본 고안 및 종래의 기술 사이에 발생된 사인파 및 스퀘어파를 도시한 비교 파형도8 is a comparative waveform diagram showing a sine wave and a square wave generated between the present invention and the prior art;

도 9는 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기의 확대 사시도9 is an enlarged perspective view of a photodetector for a data input device according to the present invention;

도 10은 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기의 다른 형태의 사시도10 is a perspective view of another form of the photodetector for a data input device according to the present invention

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 광원 2 : 휠1: light source 2: wheel

3 : 광수신부 11 : 작업 광빔3: light receiving unit 11: working light beam

12 : 경사면 20 : 볼12: slope 20: ball

21 : 회전 샤프트 22 : 광투과부21: rotating shaft 22: light transmission portion

23 : 광불투과부 31 : 광센서 칩23: light impermeable part 31: optical sensor chip

32 : 경사면32: slope

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기는 광원(1), 휠(2) 및 적어도 하나의 광수신부(3)로 구성된다.5 to 8, the photodetector for a data input device according to the present invention includes a light source 1, a wheel 2, and at least one light receiver 3.

광원(1)은 휠(2)에 인접하게 위치하고, 휠(2)상으로 발광하도록 제어된다. 휠(2)은 회전 샤프트(21)에 고정적으로 장착되고, 상기 회전 샤프트(21)는 볼(20)과 같은 구동 부재에 의해서 회전된다. 휠(2)은 다수개의 광투과부(22)와 다수개의 광불투과부(23)가 그 원주에 교대로 형성된다. 볼(20)이 수동으로 회전되면, 휠(2)은 회전 샤프트(21)와 함께 회전되어, 광원(1)으로부터의 광빔을 광투과부(22)와 광불투과부(23)로 조사하게 한다. 광수신부(3)는 광투과 재질로 이루어지고 휠(2) 주위에 배치되고, 광원(1)으로부터 휠(2)의 광투과부(22)를 통하여 통과한 작업 광빔(11)을 수신하기 위하여 수직으로 이격된 광센서 칩(31)을 가진다. 광수신부(2)는 각각의 광센서 칩(31) 주위의 광수신면에서 적어도 2개의 경사면(32)으로 구성된다. 경사면(32)은 광제거 또는 광반사 재질의 층으로 코팅되어, 작업 광빔(11)이 광수신부(3)의 광수신면상으로 투사될 때(도 7참조) 인접 광이 경사면(32)에 의해서 바깥쪽으로 굴절하게 할 수 있다. 그러면, 엔코더는 신호로부터 인접 광의 간섭을 제거할 수 있게 된다.The light source 1 is located adjacent to the wheel 2 and is controlled to emit light on the wheel 2. The wheel 2 is fixedly mounted to the rotary shaft 21, which is rotated by a drive member such as the ball 20. In the wheel 2, a plurality of light transmitting portions 22 and a plurality of light impervious portions 23 are alternately formed on the circumference thereof. When the ball 20 is manually rotated, the wheel 2 is rotated together with the rotating shaft 21 to irradiate the light beam from the light source 1 to the light transmitting portion 22 and the light transmitting portion 23. The light receiving portion 3 is made of a light transmitting material and is disposed around the wheel 2 and is vertical to receive the working light beam 11 passed from the light source 1 through the light transmitting portion 22 of the wheel 2. Has an optical sensor chip 31 spaced apart. The light receiving portion 2 is composed of at least two inclined surfaces 32 at the light receiving surface around each optical sensor chip 31. The inclined surface 32 is coated with a layer of light removing or light reflecting material so that when the working light beam 11 is projected onto the light receiving surface of the light receiving portion 3 (see FIG. 7), adjacent light is caused by the inclined surface 32. It can be deflected outward. The encoder can then remove the interference of adjacent light from the signal.

휠(2)이 회전 샤프트(21)와 함께 회전할 때, 광원(1)으로부터의 광은 휠(2)의 광투과부(22)와 광불투과부(23)에 의해서 투과되거나 투과되지 않게 되어, 작업 광빔(11)이 광수신부(3)의 광수신면상으로 제공된다. 작업 광빔(11)이 하나의 광센서 칩(31)에 도착하면, 에너지가 생성된다. 휠(2)이 연속적으로 회전되면, 사인파는 파형 모니터를 통하여 얻어질 수 있고, 4개의 신호(0,0);(0;1);(1;1);(1;0)가 정류 회로를 통하여 얻어진다(도 6 참조).When the wheel 2 rotates with the rotating shaft 21, the light from the light source 1 is transmitted or not transmitted by the light transmitting portion 22 and the light impermeable portion 23 of the wheel 2, thereby working The light beam 11 is provided on the light receiving surface of the light receiving portion 3. When the working light beam 11 arrives at one optical sensor chip 31, energy is generated. When the wheel 2 is rotated continuously, a sine wave can be obtained through the waveform monitor, and four signals (0,0); (0; 1); (1; 1); (1; 0) are rectified circuits. Obtained through (see FIG. 6).

도 8을 다시 참조하면, 휠(2)의 광투과부(22)와 광불투과부(23)는 교대로 광원(1)으로부터의 광을 차단하고, 사인파는 파형 모니터를 통하여 얻어지고, 스퀘어파는 정류회로를 통하여 얻어지며, 파형(D;D1)은 이론적인 사인파 및 스퀘어파이고, 파형(E;E1)은 사인파 및 스퀘어파이고, 파형(F;F1)은 사인파 및 스퀘어파이다.Referring again to FIG. 8, the light transmitting portion 22 and the light impervious portion 23 of the wheel 2 alternately block light from the light source 1, a sine wave is obtained through the waveform monitor, and the square wave is a rectifying circuit. The waveforms D and D1 are theoretical sine and square waves, the waveforms E and E1 are sine and square waves, and the waveforms F and F1 are sine and square waves.

도 7 및 도 8을 다시 참고하면, 작업 광빔(11)이 광수신부(3)의 광수신면상으로 투사되면, 인접 광은 광수신부(3)의 경사면(32)에 의해서 바깥쪽으로 굴절되어, 작업 광빔(11)이 광센서 칩(31)을 터치하지 않을 때; 및 작업 광빔(11)이 광센서 칩(31)으로부터 제거될 때, 어떠한 에너지도 간섭으로 인하여 생성되지 않게 된다. 그러므로, 광센서 칩(31)에서 생성된 파형은 파형(E;E1)과 대략 동일하게 얻어져서, 엔코더는 인접광의 간섭을 처리할 수 있게되어 정밀한 신호를 얻을 수 있게 된다.Referring again to FIGS. 7 and 8, when the working light beam 11 is projected onto the light receiving surface of the light receiving portion 3, adjacent light is refracted by the inclined surface 32 of the light receiving portion 3 to work. When the light beam 11 does not touch the optical sensor chip 31; And when the working light beam 11 is removed from the photosensor chip 31, no energy is generated due to the interference. Therefore, the waveform generated by the photosensor chip 31 is obtained approximately the same as the waveforms E; E1, so that the encoder can handle the interference of adjacent light, so that a precise signal can be obtained.

도 9를 참조하면, 광원(1)은 발광면에 적어도 2개의 경사면(12)으로 구성되어, 광원(1)은 광수신부(3)의 광센서 칩(31)상으로 하나 또는 다수개의 광빔을 발광하도록 제어될 수 있다.Referring to FIG. 9, the light source 1 is composed of at least two inclined surfaces 12 on the light emitting surface, and the light source 1 emits one or a plurality of light beams onto the optical sensor chip 31 of the light receiving unit 3. Can be controlled to emit light.

도 10은 본 고안의 다른 형태를 도시하며, 광원(1)과 광수신부(3)가 2개의 대향하는 면에서 휠(2)로부터 이격되어 있다.10 shows another form of the present invention, in which the light source 1 and the light receiving portion 3 are spaced apart from the wheel 2 on two opposing sides.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기는 방산된 광을 굴절시켜, 광센서 칩은 작업 광빔의 도달전에 에너지를 생성하지 않게 되고, 파형 모니터는 사인파로부터 정밀한 사인파 에너지값을 얻을 수 있게 되고, 정류 회로는 스퀘어파와 정확하게 동일한 스퀘어파를 생성할 수 있게 된다.As described above, the photodetector for the data input device according to the present invention refracts scattered light, so that the optical sensor chip does not generate energy before reaching the working light beam, and the waveform monitor can obtain a precise sine wave energy value from the sine wave. The rectifier circuit can generate a square wave that is exactly the same as the square wave.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 데이터 입력 장치용 광검출기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing a photodetector for a data input device according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, the present invention claimed in the following utility model registration claims Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention.

Claims (3)

다수개의 광투과부와 다수개의 광불투과부가 원주에 교대로 형성되고 회전 샤프트와 함께 회전되는 휠과, 상기 휠상으로 발광하는 광원과, 상기 광원으로부터 휠의 광투과부를 거친 광을 수신하기 위한 한세트의 광센서 칩을 가진 광수신부로 구성되고,A wheel in which a plurality of light transmitting parts and a plurality of light impermeable parts are alternately formed on a circumference and rotated together with a rotating shaft, a light source emitting light on the wheel, and a set of light for receiving light passing through the light transmitting part of the wheel from the light source It consists of a light receiver with a sensor chip, 상기 광수신부에는 인접광의 간섭을 방지하기 위하여 인접광을 굴절시키도록 상기 광센서칩의 각각의 둘레의 광수신면에 2개 이상의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 데이터 입력 장치용 광검출기.And the at least two inclined surfaces are formed at the light receiving part on the light receiving surface around each of the optical sensor chips so as to deflect the adjacent light to prevent interference of the adjacent light. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2개 이상의 경사면은 광반사 재질의 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 데이터 입력 장치용 광검출기.And the at least two inclined surfaces are coated with a layer of light reflection material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 상기 광수신부상의 각각의 광센서칩 둘레에 2개 이상의 경사면에 대응하는 원주에서 2개 이상의 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 입력 장치용 광검출기.And the light source comprises two or more inclined surfaces in a circumference corresponding to two or more inclined surfaces around each optical sensor chip on the light receiving portion.
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