KR20030036979A

KR20030036979A - The apparatus of pen-type optical mouse and controlling method thereof

Info

Publication number: KR20030036979A
Application number: KR1020010067933A
Authority: KR
Inventors: 양홍영; 이승걸
Original assignee: 핑거시스템 주식회사
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-05-12
Also published as: KR100469294B1

Abstract

PURPOSE: A pen type optical mouse device and a method for controlling the same are provided to grip the mouse device easily by mounting a video sensor at an internal side surface of a main body of the pen type optical mouse device, thereby shrinking the thickness of the mouse device. CONSTITUTION: An illumination device(11) irradiates a light. An imaging system(13) focuses a light reflected from a bottom surface after a light from the illumination device(11) is irradiated on the bottom surface, changes a path of the focused light, and receives the light on a video sensor(14). The video sensor(14) is located at an inner surface of the mouse main body, senses a light inputted from the imaging system(13), converts the light into an electric signal, and supplies the electric signal to a control unit(15). The control unit(15) controls an irradiation of a light in the illumination device(11) and calculates a coordinate value of a cursor being displayed on the computer monitor using the electric signal converted in the video sensor(14). A transmission unit(16) transmits the coordinate value calculated in the control unit(15) to the computer main body.

Description

Control method of pen-type optical mouse device and pen-type optical mouse device {THE APPARATUS OF PEN-TYPE OPTICAL MOUSE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 펜형 광 마우스 장치 및 펜형 광 마우스 장치의 제어방법에 관한것으로, 특히 조명장치로부터 조사된 빛이 광 가이드에 의해 바닥면에 일정한 각도로 입사되도록 하고, 바닥면에서 반사된 빛의 경로를 변경하여 영상센서에 결상(imaging; 렌즈를 이용하여 바닥면의 영상을 영상센서에 형성하는 과정)되도록 하며, 자연스러운 필기 동작에 의해 쓰기 입력이 가능한 펜형 광 마우스 장치 및 펜형 광 마우스 장치의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a pen-type optical mouse device and a pen-type optical mouse device, in particular, the light irradiated from the lighting device is incident on the floor surface by a light guide at a predetermined angle, and the path of the light reflected from the floor surface And a method of controlling a pen-type optical mouse device and a pen-type optical mouse device capable of writing input by a natural writing operation, by imaging the image sensor (imaging). It is about.

종래의 컴퓨터용 마우스는 컴퓨터 시스템에서 디스플레이 장치에 표시되는 커서를 이용하여 위치를 지시하는 컴퓨터 주변기기로서 좌표 추출이 가능한 볼과 기능설정 버튼으로 구성되어 있다.A conventional computer mouse is a computer peripheral device that indicates a location by using a cursor displayed on a display device in a computer system, and is composed of a ball and a function setting button that can extract coordinates.

그러나, 상기와 같은 종래의 볼 타입 마우스는 매끄러운 바닥면에서는 볼의 회전이 원활하지 못하므로 사용장소에 제한을 받게 되고 볼의 원활한 회전을 위한 패드가 요구된다. 또한 마우스 패드 상에서 작동하더라도 볼의 회전에 따라 작동되는 좌표축이 정확하게 변화하지 않아 화면상의 커서의 움직임이 부드럽지 못하다는 문제점도 있다.However, in the conventional ball type mouse as described above, since the ball is not smoothly rotated on the smooth bottom surface, the place of use is limited and a pad for smooth rotation of the ball is required. In addition, even when operating on the mouse pad, there is a problem that the movement of the cursor on the screen is not smooth because the coordinate axes that operate according to the rotation of the ball do not change exactly.

그리고 볼타입 마우스를 이용하여 글자를 입력하거나 정밀 작업을 하는 경우, 마우스를 쥐고 이동시키는 상태에서 마우스 전단에 구비된 클릭버튼을 조작해야 하는데, 이 경우 마우스의 이동을 위한 동작이 번거로우면서도 좌표측정의 신속성과 정확성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 특히, 상기 마우스의 형태가 일반적인 필기 도구의 형태와 달라 자연스러운 필기나 그리기 작동이 어려운 문제점도 있었다. 그 외에도 볼 타입 마우스는 기본적으로 볼의 회전을 이용하는 것이므로 볼과 회전을 감지하는 장치 사이에 먼지 등이 낄 수 있어 내구성이 높지 않으며, 주기적으로 볼 타입 마우스 내부를 청소해야 하는 불편함이 있었다.And if you use the ball type mouse to enter letters or make precise work, you need to operate the click button provided at the front end of the mouse while holding the mouse. In this case, the movement for the mouse is cumbersome and There was a problem of speed and accuracy. In particular, the shape of the mouse is different from that of a general writing tool, which makes it difficult to perform natural writing or drawing operations. In addition, since the ball-type mouse basically uses the rotation of the ball, dust may get caught between the ball and the device that detects the rotation, so durability is not high, and there is an inconvenience of periodically cleaning the inside of the ball-type mouse.

또한, 컴퓨터용 마우스들에서 광을 이용하여 좌표를 검출하는 방법을 사용하는 광 마우스 장치로는 광센서와 패드가 결합한 마우스와 CMOS 센서를 채용한 광학식 마우스가 사용되고 있다. 상기 광센서와 패드를 이용한 광 마우스 장치는 발광소자와 수광소자로 이루어지는 좌표검출 수단과 상기 광 마우스 장치를 위한 마우스 패드가 서로 교차하는 라인 패턴으로 형성되어 있었다. 따라서 상기 광 마우스 장치도 전용 패드가 반드시 있어야만 하기 때문에 마우스 사용 범위가 제한적이라는 문제점이 있다.In addition, as an optical mouse device using a method of detecting coordinates using light in computer mice, an optical mouse employing a mouse combined with an optical sensor and a pad and an optical mouse employing a CMOS sensor are used. In the optical mouse device using the optical sensor and the pad, a coordinate detection means consisting of a light emitting element and a light receiving element and a mouse pad for the optical mouse device are formed in a line pattern crossing each other. Therefore, since the optical mouse device must have a dedicated pad, there is a problem that the range of mouse use is limited.

한편, 최근에 개발된 CMOS 센서를 채용한 광학식 마우스의 경우는 기존의 광 마우스 장치와 달리 별도의 패드가 필요 없다는 장점과 역학적인 장치를 사용하지 않기 때문에 내구성이 높다는 장점을 동시에 가지고 있다. 이러한 광학식 마우스의 원리는 2001년 5월 15일자로 등록되고 발명의 명칭이 "CMOS 디지털 광 항법 방식(CMOS DIGITAL OPTICAL NAVIGTION)"인 미국 특허 6,233,368 B1 호에 상세히 개시되어 있는바, 광학식 마우스 장치 바로 아래에 있는 바닥면 혹은 지면을 내장된 조명장치(조명용 광원과 조명계)가 조명하고, 내장된 결상계가 상기 바닥 혹은 지면의 영상을 CMOS 센서에 결상하며, 제어수단이 시간에 따른 영상 정보의 변화로부터 마우스 이동 방향 및 정도를 감지하도록 구성되어 있다. 이러한 광학식 마우스 외에도 1988년 12월 27일자로 등록되고 발명의 명칭이 "광학 트랜스레이터 장치(OPTICAL TRANSLATOR DEVICE)"인 미국 특허 4,794,384호는 광원으로부터 부분 간섭광(partially coherent light)이 바닥면에 조사되면 디텍터 어레이(detectorarray)가 바닥면으로부터 반사된 스펙클 패턴(speckle pattern)의 변화를 검출함으로써 마우스의 이동이 검출되는 구성을 가진다.On the other hand, the optical mouse employing the recently developed CMOS sensor has the advantage of not requiring a separate pad, unlike the conventional optical mouse device, and has the advantage of high durability because it does not use a mechanical device. The principle of such an optical mouse is disclosed in detail in US Pat. No. 6,233,368 B1, registered May 15, 2001 and entitled "CMOS DIGITAL OPTICAL NAVIGTION", just below the optical mouse device. A built-in lighting device (a light source and an illumination system) illuminates the floor or the ground in the image sensor, an integrated imaging system forms an image of the floor or the ground in a CMOS sensor, and the control means It is configured to detect the direction and degree of mouse movement. In addition to such an optical mouse, US Patent 4,794,384, registered on December 27, 1988 and entitled "OPTICAL TRANSLATOR DEVICE", discloses a detector when partially coherent light from a light source is irradiated to the floor. The array (detectorarray) has a configuration in which the movement of the mouse is detected by detecting a change in the speckle pattern reflected from the bottom surface.

이러한 구성은 사용 환경에 대한 제약 조건이 없다는 장점을 가지지만, 상기 마우스의 형태가 일반적인 필기도구와는 다른 형태를 가지므로 마우스 전체를 감싸는 방식으로 마우스의 이동이 수행되므로 정확한 좌표 이동이 어렵고, 그결과 그래픽 작업 또는 마우스 서명이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.This configuration has the advantage that there is no constraint on the use environment, but since the shape of the mouse is different from the general writing implements, the movement of the mouse is performed in a manner that encloses the entire mouse, so that accurate coordinate movement is difficult. As a result, there was a problem that graphic work or mouse signing was not easy.

상기와 같은 정교한 그래픽 작업이나 서명 작업에서 마우스를 이용한 정밀한 커서 제어를 실시하기 위해 펜타입 마우스가 개발되어 있다. 그 한 예로서 2000년 11월 21일자로 등록된 미국 특허 6,151,015호(이하, '015호라 함)의 "컴퓨터 포인팅 장치 종류의 펜(PEN LIKE COMPUTER POINTING DEVICE)"은 도 1에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(102), 발광소스(104), 렌즈(110), 광 모션 탐지부(108), 스위치(106), 통신 링크(116, 118), 버튼들(112, 114)을 포함한다. 상기 발광소스(104)는 빛을 발광하며, 상기 렌즈(110)는 상기 발광소스(104)로부터 발광된 빛이 바닥면으로부터 반사되어 발생하는 반사광을 결상시킨다. 그 다음, 렌즈(110)에 의해 결상된 바닥면의 영상이 상기 광 모션 탐지부(108)로 인가되면 장치의 이동에 따른 영상의 변화로부터 이동 방향 및 이동량을 구한 후 통신 링크(116, 118)를 통해 컴퓨터로 송신한다.Pen-type mouse has been developed to perform precise cursor control using a mouse in such sophisticated graphic work or signature work. As an example, "PEN LIKE COMPUTER POINTING DEVICE" of U.S. Patent No. 6,151,015 (hereinafter referred to as "015"), registered on November 21, 2000, is cylindrical as shown in FIG. Body 102, light emitting source 104, lens 110, optical motion detector 108, switch 106, communication links 116, 118, buttons 112, 114. The light emitting source 104 emits light, and the lens 110 forms the reflected light generated by the light emitted from the light emitting source 104 reflected from the bottom surface. Next, when the image of the bottom surface formed by the lens 110 is applied to the optical motion detector 108, the communication link 116 and 118 is obtained after obtaining the moving direction and the moving amount from the change of the image according to the movement of the device. Send to computer via.

그러나, 상기 '015호의 광 마우스 장치는 정교한 그래픽 작업이나 자연스러운 필기 작업에 적용하는데 있어 다음과 같은 세 가지의 문제점을 안고 있다.However, the optical mouse device of '015 has three problems in applying to sophisticated graphic work or natural handwriting work.

첫번째 문제점은 광 마우스 장치의 구경이 커 손으로 쥐기 힘들다는 것이다.도 1을 참조하면 바닥면의 영상을 캡쳐하는 광 모션 탐지부(108)는 중심축에 대해 수직방향으로 설치되어 있다. 그런데, IC칩의 일종인 상기 광 모션 탐지부(108)는 반도체 칩의 표준화된 크기를 가지므로 중심축에 대해 수직한 방향(가로방향)의 크기가, 중심에 대해 평행방향(세로방향)의 크기보다 상대적으로 크다. 따라서 도 1에 도시된 형태로 광 모션 탐지부(108)를 설치하는 경우 장치의 구경이 커지게 되므로 손으로 잡고 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있다.The first problem is that the size of the optical mouse device is large and difficult to hold by hand. Referring to FIG. 1, an optical motion detector 108 for capturing an image of the bottom surface is installed in a direction perpendicular to a central axis. However, since the optical motion detection unit 108, which is a kind of IC chip, has a standardized size of a semiconductor chip, the size of the direction (horizontal direction) perpendicular to the central axis is parallel to the center (vertical direction). Relatively larger than size Therefore, when the optical motion detection unit 108 is installed in the form shown in FIG. 1, the aperture of the apparatus is increased, which makes it difficult to hold and use the device.

두번째 문제점은 특정 바닥면에서는 마우스의 이동을 정확하게 감지하지 못한다는 것이다. 도 1을 참조하면 상기 '015호의 광 마우스 장치는 발광소스(104)로부터 발광된 빛을 바닥면으로 저각으로 전달하기 위한 수단을 포함하고 있지 않으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 발광소스(104)로부터 바닥에 조사되는 빛의 입사각(θ)이 커질 수도 있다. 이로 인하여, 상기 발광소스(104)에 의해 조사되는 바닥면이 어떠한 무늬도 갖지 않거나, 같은 색을 가진 경우에는 마우스의 이동을 감지하지 못하는 문제가 발생한다. 도 2에서 바닥면(21)은 복사용지와 같이 색깔이 균일하고 무늬가 없는 면을 확대한 것이다. 보통의 조명하에서 맨눈으로 보면, 이러한 바닥면의 요철을 확인할 수 없으나, 실제로 도 2에 도시된 바닥면(21)과 같은 미세한 요철을 가진다. 도 2에서, 발광소스(104)에서 바닥으로 조사되는 빛의 입사각(θ)이 40도 이상이 되는 경우, 상기 요철 부분의 좌, 우측 부분(24, 23) 모두 빛이 조사되므로, 렌즈를 통해서 관찰한 바닥의 영상에서는 요철의 좌, 우측 경사면(24, 23)을 구분할 수 없게 된다.The second problem is that certain floors do not accurately detect the movement of the mouse. Referring to FIG. 1, since the optical mouse device of '015 does not include a means for transferring light emitted from the light emitting source 104 to the bottom surface at a low angle, the light emitting source 104 as shown in FIG. 2. The angle of incidence θ of light irradiated to the floor may be increased. Therefore, when the bottom surface irradiated by the light emitting source 104 does not have any pattern or has the same color, there is a problem that the movement of the mouse cannot be detected. In FIG. 2, the bottom surface 21 is an enlarged surface having a uniform color and no pattern like a copy paper. When viewed with naked eyes under normal illumination, such irregularities on the bottom surface cannot be confirmed, but actually have fine irregularities such as the bottom surface 21 shown in FIG. 2. In FIG. 2, when the incident angle θ of the light irradiated from the light emitting source 104 to the floor becomes 40 degrees or more, light is irradiated to both the left and right portions 24 and 23 of the uneven portion, and thus, through the lens. In the observed floor image, the left and right inclined surfaces 24 and 23 of the unevenness cannot be distinguished.

세번째 문제점은 광 마우스 장치가 바닥면으로부터 이격된 경우 커서의 위치를 추적할 수 없다는 것이다. 도 3을 참조하면, 문자나 그림을 입력하는데 있어서, 통상적으로 펜에 의한 필기 동작은 펜이 바닥면에 접촉되어 이동되는 펜다운(pen-down) 동작과, 펜이 바닥면으로부터 이격되어 이동되는 펜업(pen-up) 동작의 조합으로 이루어진다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 알파벳 대문자 "X" 자를 쓰고자 하는 경우, 펜다운 동작으로 "／"을 쓰는 단계(S1), 펜업 동작으로 펜을 이동시키는 단계(S2) 및 펜다운 동작으로 "＼"를 쓰는 단계(S3)로 이루어진다. 일반적으로 펜업 동작에서 이격 거리는 대략 3mm 이하가 된다.A third problem is that the position of the cursor cannot be tracked if the optical mouse device is spaced from the floor. Referring to FIG. 3, in inputting a character or a picture, a writing operation by a pen is typically a pen-down operation in which the pen is in contact with the bottom surface, and a pen is moved away from the bottom surface. It is a combination of pen-up operations. For example, as shown in FIG. 3, in the case of writing an uppercase letter " X ", writing "/" in a pen-down operation (S1), moving a pen in a pen-up operation (S2), and pendown In operation S3, the operation " write " In general, the separation distance in the pen-up operation is about 3 mm or less.

그런데, 상기 '015호의 광 마우스 장치를 이용하여 문자를 입력하고자 하는 경우, 먼저 마우스를 바닥면에 대고 설정버튼을 클릭한 상태에서 "／"을 끊이지 않게 연결하여 쓴 다음(S1), 설정버튼을 뗀 상태에서 마우스를 바닥면에 접촉한 채로 적당한 위치로 이동시켜야 한다(S2). 그리고, 다시 설정버튼을 누르고 마우스를 바닥면에 접촉한 채로 "＼"를 써야 한다(S3). 그런데, 여기서 문자를 입력하지 않고 마우스를 이동만 하는 때(S2)에도 좌표 추적을 위해서 마우스를 바닥면에 접촉한 상태를 계속 유지하면서 이동하여야 한다. 마우스가 바닥면으로부터 떨어져 있는 경우에는 바닥면(21)으로부터 렌즈(110)까지의 거리가 멀어지므로 펜이 바닥면(21)에 접촉된 상태에 맞추어 설계된 렌즈(110)에 의해서는 광 모션 탐지부(108)에 빛을 정확히 결상할 수 없기 때문이다. 따라서, 펜업 상태에서는 정확한 좌표값 측정이 불가능하여 자연스런 필기동작에 의한 문자나 그림 입력이 어렵게 된다.By the way, if you want to input characters using the optical mouse device of '015, first put the mouse on the floor, click the setting button, and constantly connect and write' / '(S1), and then press the setting button. The mouse should be moved to the proper position while being in contact with the floor surface (S2). Then, press the setting button again and write "＼" while keeping the mouse in contact with the floor (S3). However, even when only the mouse is moved without inputting a character (S2), the mouse must be moved while maintaining the state of contacting the floor for coordinate tracking. When the mouse is away from the bottom surface, the distance from the bottom surface 21 to the lens 110 becomes far, so that the optical motion detection unit is provided by the lens 110 designed to fit the pen in contact with the bottom surface 21. This is because the light cannot be imaged exactly at (108). Therefore, in the pen-up state, it is impossible to accurately measure the coordinates, thereby making it difficult to input characters or pictures by natural handwriting.

상기한 바와 같이 필기 동작은 마우스가 바닥면에 접촉할 때와 접촉하지 않고 이동할 때가 연속적으로 이어질 때 자연스럽게 이루어지는데, 종래의 마우스에의하면 항상 마우스를 바닥면에 접촉한 상태로 문자나 그림을 그려야 하기 때문에 필기 동작이 부자연스러우며 원하는 대로 문자를 입력하기 어렵다. 더욱이, 현대에는 인터넷상으로 거의 모든 업무가 처리되고 있는 시점에서, 문서상에 자신의 서명을 해야 할 경우가 자주 생길 수 있다. 그런데, 종래의 마우스 장치로는 서명과 같은 독특한 글씨체를 입력하는 것은 매우 어려우므로 사용자가 모니터상에 평소 자신의 서명을 제대로 재현하기는 거의 불가능하다.As described above, the writing operation is naturally performed when the mouse is not in contact with the bottom surface and when the movement is continuously performed. According to the conventional mouse, a character or picture should always be drawn while the mouse is in contact with the bottom surface. Because of this, handwriting is unnatural and it is difficult to enter characters as desired. Moreover, in modern times, when almost everything is done on the Internet, it is often necessary to have your signature on a document. However, with a conventional mouse device, it is very difficult to input a unique font such as a signature, so that it is almost impossible for a user to properly reproduce his signature on a monitor.

따라서, 문자나 그림의 자연스런 입력을 위해서는 펜의 바닥면에 대한 접촉 또는 비접촉 상태에 따른 연속적인 좌표 추적을 위해 그 위치값을 정밀하게 측정할 수 있는 수단이 필요하다.Therefore, for the natural input of characters or pictures, a means for precisely measuring the position value for continuous coordinate tracking according to the contact or non-contact state of the bottom surface of the pen is required.

또한, 정교한 그래픽 작업이나 자연스러운 필기 작업을 위해 요구되는 종래의 펜형 광 마우스 장치의 문제점을 해결한다고 하더라도, 또 다른 두가지 중요한 문제점이 예상된다. 펜형 광 마우스 장치를 실제 사용하는 경우 펜형 광 마우스 장치를 지면에 수직으로 세워 사용하기보다는 약간 기울여 사용하므로, 펜형 광 마우스 축은 지면에 수직한 법선(z축이라 명명함)에 대해 일정한 기울기를 가지게 되며, 이로 인하여 펜형 광 마우스의 y축은 기울기에 의해 영향을 받는 반면 x축은 기울기에 의해 영향을 받지 않게 된다. 즉, 펜형 광 마우스의 x축과 y축에 대한 배율이 달라지므로 예를 들어 사용자가 광 마우스 장치로 원이라는 도형을 그리면 컴퓨터로 전송되는 마우스의 이동 정보는 원이 아니라 가로 및 세로 비율이 다른 타원이 된다는 문제점이 있다. 여기서 언급한 x,y,z축의 정의는 다음과 같다. 먼저 바닥면 혹은 지면에 수직한 방향을 z축이라 하고, 지면 즉 z축에 수직한 평면을 xy평면이라 한다. 이때, 법선(z축)과 펜형 광 마우스 축이 이루는 평면에 포함되면서, xy 평면 위에 놓이는 직선 혹은 방향을 y축이라 하고, y축에 수직하면서 동시에 xy 평면에 놓이는 또 다른 방향을 x축이라 한다.Further, even if the problem of the conventional pen-type optical mouse device required for sophisticated graphic work or natural writing work is solved, two other important problems are expected. If you actually use a pen-type optical mouse device, the pen-type optical mouse device is slightly tilted rather than used vertically to the ground, so the pen-type optical mouse axis has a constant inclination with respect to the normal perpendicular to the ground (named z-axis). As a result, the y-axis of the pen-type optical mouse is affected by the tilt, while the x-axis is not affected by the tilt. That is, since the magnification of the pen-type optical mouse is different on the x-axis and the y-axis, for example, when a user draws a circle with an optical mouse device, the movement information of the mouse transmitted to the computer is not an circle but an ellipse having a different aspect ratio. There is a problem. Here, the definitions of the x, y, and z axes are as follows. First, a direction perpendicular to the floor or the ground is called the z-axis, and a plane perpendicular to the ground, that is, the z-axis, is called the xy plane. In this case, the straight line or direction lying on the xy plane while being included in the plane formed by the normal (z-axis) and the pen-shaped optical mouse axis is called the y axis, and another direction perpendicular to the y axis and at the same time on the xy plane is called the x axis. .

게다가, 바닥면의 영상을 캡쳐하는 광 모션 탐지부(108)는 자신의 수평방향과 수직방향을 마우스의 이동에 따른 기준방향으로 설정하고 있는데, 펜형 광 마우스의 형상은 기본적으로 원통형이므로 사용자가 펜형 광 마우스를 쥐는 파지 자세에 따라 펜형 광 마우스 장치 내부의 광 모션 탐지부가 기준각도로부터 회전될 수 있을 것이다. 이로 인하여, 사용자가 펜형 광 마우스를 다른 파지 자세로 잡으면 펜형 광 마우스를 수평방향으로 이동시키는 방향과 내장된 광 모션 탐지부(108)의 수평방향이 나란하지 않게 되어, 광 모션 탐지부(108)가 인식하는 마우스의 이동방향과 실제 펜형 광 마우스의 이동 궤적이 일정 각도만큼 틀어져 왜곡이 발생한다는 문제점이 있다.In addition, the optical motion detection unit 108 for capturing the image of the bottom surface sets its horizontal and vertical directions as a reference direction according to the movement of the mouse. The optical motion detector inside the pen-type optical mouse device may be rotated from the reference angle according to the holding position of the optical mouse. Thus, when the user holds the pen-type optical mouse in a different holding position, the direction in which the pen-type optical mouse is moved in the horizontal direction and the horizontal direction of the built-in optical motion detector 108 are not parallel to each other. The movement direction of the mouse and the movement trajectory of the actual pen-type optical mouse are twisted by a predetermined angle, thereby causing distortion.

상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 제1목적은 영상센서를 펜형 광 마우스 장치 본체 내부 측면에 설치함으로써 굵기가 축소되어 손으로 쥐기 쉬운 펜형 광 마우스 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, a first object of the present invention is to provide a pen-type optical mouse device, which is reduced in thickness and easily gripped by installing an image sensor on the inner side of the main body of the pen-type optical mouse device.

본 발명의 제2목적은, 조명장치에서 조사된 빛이 바닥면에 저각으로 조사되도록 광을 가이드함으로써 바닥면의 상태와 관계없이 마우스의 이동을 정확하게 감지할 수 있는 펜형 광 마우스 장치를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a pen-type optical mouse device capable of accurately detecting the movement of a mouse regardless of the state of the bottom surface by guiding the light so that the light irradiated from the lighting device is irradiated at a low angle on the bottom surface. .

본 발명의 제3목적은, 마우스가 바닥면에 접촉된 채로 이동하는 경우 및 마우스가 바닥면으로터 이격되어 이동하는 경우를 구분하여 감지하고, 감지된 접촉압력에 따라 쓰기 명령이 자동으로 인식되도록 하며, 마우스의 접촉 또는 비접촉 여부에 관계없이 연속적인 좌표추적을 수행함으로써 직접 펜으로 쓰는 것과 같이 편리하게 쓰기 또는 그리기 입력을 할 수 있는 펜형 광 마우스 장치 및 펜형 광 마우스 장치의 제어방법을 제공하는 것이다.The third object of the present invention is to distinguish and detect the case where the mouse moves while being in contact with the floor and the mouse is moved away from the floor, so that the write command is automatically recognized according to the detected contact pressure. The present invention provides a method of controlling a pen-type optical mouse device and a pen-type optical mouse device that can conveniently write or draw input such as writing with a pen by performing continuous coordinate tracking regardless of whether a mouse is touched or non-contacted. .

본 발명의 제4목적은, 사다리형 수차(trapezoidal distortion)를 최소화하는 동시에 사용자가 펜형 광 마우스를 쥐는 자세에 따라 마우스 좌표값의 왜곡을 보정함으로써, 사용자가 펜형 광 마우스를 어떤 자세로 쥐더라도 정확한 커서 이동 및 쓰기 입력을 할 수 있는 펜형 광 마우스 장치 및 펜형 광 마우스 장치의 제어방법을 제공하는 것이다.The fourth object of the present invention is to correct trapezoidal distortion at the same time and correct distortion of mouse coordinate values according to the posture of the user holding the pen-type optical mouse, so that the user can hold the pen-type optical mouse in any position. The present invention provides a pen-type optical mouse device and a control method of a pen-type optical mouse device capable of cursor movement and writing input.

도 1은 종래의 펜형 광 마우스 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional pen-type optical mouse device.

도 2는 종래의 펜형 광 마우스 장치에 있어서 조명장치에서 조사된 빛이 바닥면에 입사하는 과정을 도시한 도면이다.2 is a view illustrating a process in which light irradiated from an illumination device is incident on a bottom surface of a conventional pen-type optical mouse device.

도 3은 문자를 필기하는데 필요한 과정을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a process required for writing a character.

도 4는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 사시도이다.4 is a perspective view of a pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 내부 구성의 일 예를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of a pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 내부 구성의 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.6 is a view showing another example of the internal configuration of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating the operation of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 조명장치의 일 예를 도시한 도면이다.8 is a view showing an example of an illumination device of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 광 가이드의 일 예를 도시한 도면이다.9 is a view showing an example of the light guide of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 조명장치에서 조사된 빛이 바닥면에 입사되는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 10 is a view illustrating a process in which light emitted from an illumination device of a pen-type optical mouse device according to the present invention is incident on the bottom surface.

도 11은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 영상센서의 배열각도를 조절하여 사다리형 수차(trapezoidal distortion)를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a view for explaining a method of correcting trapezoidal distortion by adjusting an array angle of an image sensor of a pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 내부 구성의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.12 is a view showing another embodiment of the internal configuration of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 13은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치에 채용된 텔레센트릭계를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 13 is a diagram schematically showing a telecentric system employed in a pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 14는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 조명장치와 광 가이드를 일체형으로 형성한 경우의 개략적인 도면이다.Fig. 14 is a schematic view of the case where the illumination device and the light guide of the pen-type optical mouse device according to the present invention are integrally formed.

도 15는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.15 is a view showing another embodiment of the pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 16은 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치 제어방법의 흐름도이다.16 is a flowchart of a method for controlling a pen-type optical mouse device according to the present invention.

도 17은 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 방법의 흐름도이다.17 is a flowchart of a method of correcting anisotropy in magnification according to a tilt variation of a pen-type optical mouse device.

도 18은 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 또 다른 방법의 흐름도이다.18 is a flowchart of another method of correcting anisotropy of magnification according to a tilt variation of a pen-type optical mouse device.

도 19는 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.19 is a diagram for explaining a method of correcting anisotropy of magnification according to a change in inclination of a pen-type optical mouse device.

도 20은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 방법의 흐름도이다.20 is a flowchart illustrating a method of correcting distortion caused by a change in gripping position of a pen-type optical mouse device.

도 21은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 또 다른 방법의 흐름도이다.21 is a flowchart of another method of correcting distortion caused by a change in the gripping position of a pen-type optical mouse device.

도 22는 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 22 is a diagram for describing a method of correcting distortion caused by a change in a gripping position of a pen-type optical mouse device. FIG.

도 23은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 23 is a diagram for describing a method of correcting distortion caused by a change in a gripping position of a pen-type optical mouse device. FIG.

*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10,45...본체 11...조명장치10, 45 ... body 11 ... lighting equipment

12...광 가이드 13...결상계12 Optical guide 13 ...

14...영상센서 15...제어수단14 Image sensor 15 Control means

16...송신수단 17...설정버튼16.Transmission means 17 ... Settings button

18...휠 스위치 19...접촉감지수단18 ... wheel switch 19 ... contact sensing means

20,21...바닥면 30...텔레센트릭계20, 21 ... Bottom 30 ... Telecentric

40...필기구 42...압력감지수단40 Writing instruments 42 Pressure sensing means

상기 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광경로 변환기를 통해 수렴되는 반사광의 경로를 변경하여 영상센서를 펜형 광 마우스 장치 본체 내부 측면에 설치한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the first object, the present invention is characterized in that the image sensor is installed on the inner side of the main body of the pen-type optical mouse device by changing the path of the reflected light converged through the optical path converter.

상기 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광 가이드를 통해 조명장치에서 조사된 빛이 바닥면에 저각으로 조사되도록 광을 가이드하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the second object, the present invention is characterized by guiding the light so that the light irradiated from the illumination device through the light guide at a low angle to the bottom surface.

상기 제3목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 접촉감지수단에 의한 마우스의 접촉력 감지에 의해 쓰기 명령이 자동으로 인식되도록 하며, 긴 초점거리를 갖는 렌즈 또는 텔레센트릭계를 이용하여 광학계의 초점 심도를 길게 해 줌으로써, 마우스의 바닥면에 대한 접촉 여부에 관계없이 좌표측정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the third object, the present invention allows the write command to be automatically recognized by the touch force detection of the mouse by the touch sensing means, and the depth of focus of the optical system using a lens or a telecentric system having a long focal length. By lengthening, the coordinate measurement is performed regardless of whether the mouse touches the bottom surface.

상기 제4목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광경로 변환기나 영상센서 또는 둘 다의 배열각도를 조정하거나 텔레센트릭계를 이용하여 사다리형 수차를 최소화하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the fourth object, the present invention is characterized by minimizing ladder aberrations by adjusting the arrangement angle of the optical path transducer, the image sensor, or both, or by using a telecentric system.

상기 제4목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자로부터 입력된 필기습관에 따라 보정 인자를 계산하여 상기 계산된 보정 인자를 기초로 하여 마우스의 좌표값에서 배율의 이방성을 보정하거나, 기울기감지 센서로부터 감지된 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 기초로 하여 마우스의 좌표값에서 배율의 이방성을 보정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the fourth object, the present invention calculates a correction factor according to a writing habit input from a user and corrects anisotropy of magnification in coordinate values of a mouse based on the calculated correction factor, or from a tilt detection sensor. The anisotropy of the magnification is corrected based on the inclination of the detected central axis of the optical mouse device.

상기 제4목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자로부터 입력된 필기습관에 따라 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 계산하고, 상기 계산된 펜형 마우스 장치의 회전각도를 기초로 하여 마우스의 좌표값을 보정하거나, 회전각도 감지 센서로부터 감지된 펜형 마우스 장치의 회전각도를 기초로 하여 마우스의 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the fourth object, the present invention calculates the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device according to the writing habits input from the user, and coordinates of the mouse based on the calculated rotation angle of the pen-type mouse device The value may be corrected or the coordinate value of the mouse may be corrected based on the rotation angle of the pen-type mouse device detected by the rotation angle detection sensor.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4에 도시된 펜형 광 마우스 장치는 마우스 본체(10), 조명장치(11), 광 가이드(12), 결상계(13), 영상센서(14), 제어수단(15), 송신수단(16), 설정버튼(17), 휠 스위치(18) 및 접촉감지수단(19)을 포함한다.The pen-type optical mouse device shown in FIG. 4 includes a mouse body 10, an illumination device 11, an optical guide 12, an imaging system 13, an image sensor 14, a control means 15, and a transmission means 16. ), A setting button 17, a wheel switch 18 and the contact sensing means (19).

상기 펜형 마우스 본체(10)는 그 단면이 원형 또는 타원형으로 손에 쥐기 편한 형태로 제조된 펜 형상을 가지며, 바람직하게 사용자의 손가락을 파지할 수 있도록 다수의 파지부(미도시)를 포함한다.The pen-shaped mouse main body 10 has a pen shape, the cross section of which is manufactured in a shape that is easy to be held in a hand in a circular or oval shape, and preferably includes a plurality of holding parts (not shown) to hold a user's finger.

접촉감지수단(19)은 예를 들어 압력센서와 같이 마우스 본체(10) 선단이 책상면과 같은 임의의 접촉면(20)에 접촉할 때 압력을 감지하며, 조명장치(11)는 마우스 본체(10) 선단의 접촉감지수단(19)이 압력을 감지하는 경우, 즉, 펜이 바닥면에 접촉하였다는 신호에 의해 내부의 빛을 발광한다. 물론, 설정버튼(17) 또는 휠 스위치(18)를 이용하여 조명장치(11)를 동작하게 할 수 있으며, 제어수단(15)을 이용하여 마우스를 사용하지 않는 경우에는 상기 조명장치(11)를 미약하게 동작시키고 마우스를 사용하는 경우 상기 접촉감지수단(19)에 의해 압력이 감지되거나 영상센서(14)에서 영상에 어떠한 변화가 감지되는 순간 조명장치(11)를 정상적인 밝기로 동작하도록 할 수도 있다.The contact detecting means 19 detects the pressure when the tip of the mouse body 10 comes into contact with an arbitrary contact surface 20 such as a desk surface, for example, a pressure sensor, and the lighting device 11 includes the mouse body 10. When the contact detecting means 19 at the tip senses the pressure, that is, the internal light is emitted by the signal that the pen is in contact with the bottom surface. Of course, it is possible to operate the lighting device 11 by using the setting button 17 or the wheel switch 18, the control device 15 when the mouse is not used using the lighting device 11 In case of weak operation and using a mouse, the moment lighting device 11 may be operated at normal brightness when pressure is sensed by the contact detecting means 19 or when any change is sensed in the image by the image sensor 14. .

상기 광 가이드(12)는 조명장치(11)에서 조사된 빛이 바닥면(20)에 일정한 각도로 조사되도록 광을 가이드 한다. 그러나 이러한 광 가이드(12)는 경우에 따라 생략가능한데, 예를 들면 펜형 광 마우스가 책상면과 같은 임의의 바닥면에서 사용되는 경우에 광 가이드(12) 없이 펜형 광 마우스의 구현이 가능하다.The light guide 12 guides the light so that the light irradiated from the lighting device 11 is irradiated to the bottom surface 20 at a predetermined angle. However, the optical guide 12 may be omitted in some cases, for example, a pen-type optical mouse may be implemented without the optical guide 12 when a pen-type optical mouse is used on any floor surface such as a desk surface.

상기 결상계(13)는 상기 광 가이드(12)를 통해 조사된 빛이 바닥면으로부터 반사되어 발생하는 반사광을 결상시켜 영상센서(14)로 출력한다.The imaging system 13 forms the reflected light generated by the light emitted from the light guide 12 reflected from the bottom surface and outputs the reflected light to the image sensor 14.

영상센서(14)는 상기 결상계(13)에서 집속되어 결상된 빛을 수광하여 전기적 신호로 변환시켜 제어수단(15)으로 제공한다. 제어수단(15)은 영상센서(14)에서 변환된 전기적 신호에 따라 증폭, 여과작용 및 광전변환을 수행하여 모니터 상에 표시되는 커서의 좌표값을 계산한다.The image sensor 14 receives the light focused and collected in the imaging system 13, converts the light into an electrical signal, and provides the converted signal to the control means 15. The control means 15 calculates the coordinates of the cursor displayed on the monitor by performing amplification, filtration and photoelectric conversion according to the electrical signal converted by the image sensor 14.

송신수단(16)은 상기 제어수단(15)에서 계산된 좌표값 및 상기 각종 기능의 설정신호를 마우스 포트를 통해 컴퓨터 본체 내부의 제어수단으로 제공한다. 물론 송신수단(16)은 유무선 송신이 모두 가능하다. 설정버튼(17)과 휠 스위치(18)는 제어수단(15)을 통해 모니터 상에서 소정의 작업을 수행하기 위한 기능버튼들이다.The transmission means 16 provides the coordinate values calculated by the control means 15 and setting signals of the various functions to the control means inside the computer main body through the mouse port. Of course, the transmission means 16 can be both wired and wireless transmission. The setting button 17 and the wheel switch 18 are function buttons for performing a predetermined task on the monitor through the control means 15.

또한, 상기 펜형 광 마우스 장치는 바람직하게 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따른 배율의 이방성을 보정할 수 있도록 바닥면에 수직한 법선에 대한 상기 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지하는 기울기감지 센서(미도시)를 더 포함하며, 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정할 수 있도록 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 감지하는 회전각도 감지 센서(미도시)를 더 포함한다. 여기에서, 상기 기울기감지 센서로는 내장된 추에 작용하는 중력을 이용하여 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지하는 센서, 또는 밀폐된 공간에 채워진 유체의 이동, 전기용량 변화, 전류의 변화, 엔코더(encoder)에 의하여 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지하는 센서를 사용할 수 있으며, 현재 각광을 받고 있는 MEMS(Micro-electromechanical systems)기술을 적용한 센서도 사용할 수 있다.In addition, the pen-type optical mouse device preferably includes a tilt detection sensor for detecting an inclination of the central axis of the pen-type optical mouse device with respect to a normal perpendicular to the bottom surface so as to correct anisotropy of magnification according to the tilt variation of the pen-type optical mouse device ( And a rotation angle detection sensor (not shown) for detecting a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device so as to correct distortion caused by a change in the grip position of the pen-type optical mouse device. . Here, the inclination sensor is a sensor for detecting the inclination of the central axis of the pen-type optical mouse device using gravity acting on the built-in weight, or the movement of fluid filled in the enclosed space, capacitance change, current change, encoder A sensor that detects the tilt of the central axis of the pen-type optical mouse device by an encoder can be used, and a sensor employing the micro-electromechanical systems (MEMS) technology, which is currently in the spotlight, can be used.

또한, 상기 펜형 광 마우스 장치는 바람직하게 컴퓨터와 독립적으로 휴대용 입력 기기로도 활용할 수도 있는데, 이를 위하여 휴대시 펜형 광 마우스의 이동궤적을 저장할 수 있는 메모리(미도시)를 더 포함한다. 따라서, 휴대시 사용자가 상기 펜형 광 마우스 장치를 이용하여 종이나 메모지 위에 중요한 내용을 메모하면펜형 광 마우스의 이동 궤적이 벡터 이미지나 비트맵 이미지 형태로 상기 펜형 광 마우스의 메모리에 저장되며, 이렇게 저장된 정보는 나중에 컴퓨터와 무선 혹은 유선으로 연결되었을 때 특정 응용 소프트웨어를 통해 확인할 수 있다.In addition, the pen-type optical mouse device may be preferably used as a portable input device independently from a computer. For this purpose, the pen-type optical mouse device further includes a memory (not shown) capable of storing the movement trajectory of the pen-type optical mouse. Therefore, when a user notes important contents on a paper or a note paper using the pen-type optical mouse device, the movement trajectory of the pen-type optical mouse is stored in the memory of the pen-type optical mouse in the form of a vector image or a bitmap image. The information can later be viewed with certain application software when connected to the computer wirelessly or via wire.

도 5에서, 도 4와 동일한 부분은 동일한 참조부호를 사용한다.In Fig. 5, the same parts as in Fig. 4 use the same reference numerals.

조명장치(11), 광 가이드(12), 결상계(13), 영상센서(14) 및 제어수단(15)의 동작은 도 4에서 설명한 것과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.Since the operations of the lighting device 11, the light guide 12, the imaging system 13, the image sensor 14, and the control means 15 are the same as those described with reference to FIG. 4, the description thereof will be omitted.

상기 결상계(13)는 결상렌즈(13a)와 광경로 변환기인 반사경 또는 직각 프리즘(13b)을 포함한다. 결상렌즈(13a)는 조명장치(11)로부터 조사되어 광 가이드(12)를 거쳐 바닥면(20)에 조사되어 반사된 빛을 결상한다.The imaging system 13 includes an imaging lens 13a and a reflector or a right angle prism 13b which is an optical path converter. The imaging lens 13a forms the light reflected from the illuminating device 11 and irradiated to the bottom surface 20 via the light guide 12.

반사경 또는 직각 프리즘(13b)은 결상렌즈(13a)를 통과하는 빛의 경로 상에 설치되어, 조사되는 빛의 경로를 변경하여 영상센서(14)에 정확히 결상되도록 한다.The reflector or the right angle prism 13b is installed on the path of light passing through the imaging lens 13a to change the path of the irradiated light so as to accurately image the image sensor 14.

도 6의 장치는 도 5의 장치와 결상계의 구조만 다르고 나머지 요소들은 모두 동일하다. 즉, 도 6에서는, 결상계(13)의 광경로 변환기로 반사경 또는 직각 프리즘(13b) 대신에 펜타 프리즘(13c)이 구비된다.The device of FIG. 6 differs only in the structure of the imaging system from the device of FIG. 5 and all other elements are identical. That is, in FIG. 6, the penta prism 13c is provided instead of the reflector or the right angle prism 13b as the optical path transducer of the imaging system 13.

펜타 프리즘(13c)은 반사경 또는 직각 프리즘과 마찬가지로 결상렌즈(13a)를통과하는 빛의 경로 상에 설치되어, 조사되는 빛의 경로를 90˚도로 변경하여 영상센서(14)로 정확히 결상되도록 한다.The penta prism 13c is installed on the path of light passing through the imaging lens 13a similarly to the reflector or the right angle prism, so that the path of the irradiated light is changed to 90 ° so as to be accurately imaged by the image sensor 14.

그리고 광경로 변환기로 상기 펜타 프리즘(13c)을 사용하는 경우에는 영상의 좌표값이 컴퓨터 상에 디스플레이되는 커서의 좌표값과 방향이 일치하므로 좌표값 계산시 마우스의 움직이는 방향으로 좌표값을 계산하면 된다.When the penta prism 13c is used as the optical path converter, the coordinate value of the image coincides with the coordinate value of the cursor displayed on the computer. Therefore, the coordinate value may be calculated in the moving direction of the mouse when calculating the coordinate value. .

도 7에서, 사용자가 좌표 위치 입력장치를 구비한 마우스 본체(10)를 손에 펜을 잡듯이 쥐고 책상면과 같은 바닥면(20)에 접촉시키면, 펜형 광 마우스 장치 선단의 접촉감지수단(19)이 접촉 압력을 감지하며, 이때 조명장치(11)는 펜이 바닥면에 접촉하였다는 신호에 의해 내부의 빛을 발광한다.In FIG. 7, when the user holds the mouse main body 10 having the coordinate position input device as if holding a pen in his hand and contacts the bottom surface 20 such as a desk surface, the touch sensing means 19 at the tip of the pen-type optical mouse device is shown. ) Detects the contact pressure, and at this time, the lighting device 11 emits light in response to the signal that the pen is in contact with the bottom surface.

조명장치(11)의 일 예가 도 8에 도시되어 있다. 도 8에서, 조명장치(11)는 원형 또는 타원형의 PCB기판(11b), PCB기판(11b) 위에 일정한 간격으로 설치된 다수의 발광수단(11a) 및 기판(11b)에 전원을 공급하기 위한 전원선(11c)으로 구성된다. 여기서는 소형, 저휘도의 발광수단(11a)을 사용하면서도, 바닥면에 조사되는 빛의 양을 크게 하여 결상계(13)를 통해 영상센서(14)에 결상되는 반사광의 양을 크게 하기 위해 다수의 발광수단(11a)이 사용된다.An example of the lighting device 11 is shown in FIG. 8. In FIG. 8, the lighting device 11 is a circular or oval PCB substrate 11b, a plurality of light emitting means 11a and power lines for supplying power to the substrate 11b provided at regular intervals on the PCB substrate 11b. It consists of 11c. In this case, while using the light emitting means 11a having a small size and low luminance, a large amount of reflected light is formed in the image sensor 14 through the imaging system 13 by increasing the amount of light irradiated to the bottom surface. The light emitting means 11a is used.

한편, PCB기판(11b) 상에 있는 발광수단(11a)은 여러 가지 방법으로 동작될 수 있다. 우선, 마우스를 사용하지 않는 경우에는 상술한 바와 같이 상기 제어수단(15)에 의해 상기 발광수단(11a)이 미약하게 동작되는 상태가 유지된다.그리고, 기능버튼들인 설정버튼(17)이나 휠 스위치(18)가 작동될 때 발광수단(11a)이 정상적으로 작동되도록 할 수 있다. 또는 마우스를 사용하지 않는 동안에는 미약한 빛을 내는 조건으로 발광수단(11a)을 동작시키지만, 접촉감지수단(19)에 의해 압력이 감지되거나, 영상센서(14)를 통해 어떠한 영상의 변화가 감지되는 순간 상기 제어수단(15)에 의해 발광수단(11a)이 정상적인 밝기로 동작되도록 할 수 있다. 여기에서 마우스의 미작동시에도 상기 발광수단(11a)이 미약한 빛을 유지하고 있으므로 상기 마우스를 사용하기 위해 마우스를 이동시키면 상기 영상센서(14)에서 영상의 변화가 감지되어 마우스가 정상 작동될 수 있는 상태로 전환된다.On the other hand, the light emitting means 11a on the PCB substrate 11b can be operated in various ways. First, in a case where a mouse is not used, a state in which the light emitting means 11a is weakly operated by the control means 15 is maintained as described above. Then, the setting button 17 or the wheel switch, which are function buttons, is maintained. The light emitting means 11a can be operated normally when 18 is operated. Alternatively, while the mouse is not used, the light emitting means 11a is operated under a condition of generating a weak light, but a pressure is sensed by the contact detecting means 19, or a change in any image is sensed through the image sensor 14. At the moment, the light emitting means 11a may be operated at the normal brightness by the control means 15. Here, the light emitting means 11a maintains weak light even when the mouse is not in operation. When the mouse is moved to use the mouse, the image sensor 14 detects a change in the image so that the mouse can operate normally. The state is switched to.

이밖에 상기 접촉감지수단(19)에서 감지되는 신호에 의해 발광수단(11a)에 전원을 공급 또는 차단하여 빛의 발광을 조정할 수 있도록 할 수 있다. 이렇게 하면 마우스가 사용되지 않는 동안에는 발광수단(11a)이 작동하지 않으므로 절전 효과가 있다.In addition, the light emitted from the light may be adjusted by supplying or blocking power to the light emitting means 11a by a signal detected by the contact detecting means 19. This saves power since the light emitting means 11a does not operate while the mouse is not used.

상술한 바와 같이 접촉감지수단(19)에서 접촉압력이 감지되거나 영상센서(14)에서 영상 변화가 감지되면 도 5 또는 도 6에 도시된 조명장치(11)로부터 빛이 발광된다.As described above, when the contact pressure is sensed by the touch sensing means 19 or the image change is sensed by the image sensor 14, light is emitted from the lighting device 11 illustrated in FIG. 5 or 6.

다음으로 조명장치(11)의 발광수단(11a)으로부터 발광된 빛은 광 가이드(12)를 통과하면서 바닥면에 조사된다.Next, the light emitted from the light emitting means 11a of the lighting device 11 is irradiated to the bottom surface while passing through the light guide 12.

도 9는 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치의 광 가이드의 일 예를 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 광 가이드(12)는 볼록렌즈(12a), 광 도파로(12b) 및 오목렌즈(12c)를 포함한다. 상기 볼록렌즈(12a)는 발광수단(11a)으로부터 소정의각(작게는 20˚, 크게는 140˚ 이상)을 가지고 퍼지면서 방출되는 빛을 평행광 형태로 집속한다. 상기 볼록렌즈(12a)에 의해 평행광으로 변환된 빛은 광 가이드(12)의 광 도파로(12b)를 지나게 된다. 이때, 빛이 광 가이드(12) 밖으로 새어 나가는 것을 방지하기 위해 광 도파로(12b)의 각면은 진행광에 대해 전반사 조건을 만족한다. 또한, 빛이 바닥면을 저각으로 비추도록 도 9에 도시된 바와 같이 광 도파로(12b) 내에 비스듬한 반사면을 설치한다. 그리고 광 도파로(12b)를 통해 진행된 빛은 광 가이드(12)의 최종단 즉, 오목렌즈(12c)를 통과하여 바닥면에 조명된다. 한편, 오목렌즈(12c)는 광 가이드(12)를 통과해 나가는 빛을 어느 정도 퍼지도록 하여 조명되는 지역을 원하는 크기로 해 주며 동시에 바닥면에 균일하게 조명하도록 한다.9 is a view showing an example of the light guide of the pen-type optical mouse device according to the present invention. Referring to FIG. 9, the light guide 12 includes a convex lens 12a, an optical waveguide 12b, and a concave lens 12c. The convex lens 12a focuses the light emitted in the form of parallel light while spreading from the light emitting means 11a at a predetermined angle (smaller than 20 ° and larger than 140 °). Light converted into parallel light by the convex lens 12a passes through the optical waveguide 12b of the light guide 12. At this time, each side of the optical waveguide 12b satisfies the total reflection condition with respect to the traveling light in order to prevent the light from leaking out of the light guide 12. In addition, an oblique reflective surface is provided in the optical waveguide 12b as shown in FIG. 9 so that light shines on the bottom surface at a low angle. The light propagated through the optical waveguide 12b passes through the end of the light guide 12, that is, the concave lens 12c and is illuminated on the bottom surface. On the other hand, the concave lens 12c is to spread the light passing through the light guide 12 to some extent to make the area to be illuminated to the desired size and at the same time to uniformly illuminate the floor.

광 가이드(12)로부터 나온 빛이 바닥면(20)을 비추는 각도( θ)를 저각으로 유지하는 이유를 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10에서, 바닥면(21)은 복사용지와 같이 색깔이 균일하고 무늬가 없는 면을 확대한 것으로, 보통의 조명 하에서는 이러한 바닥면(21)을 맨눈으로 보면 그 면의 요철을 확인할 수 없으나 실제로는 도 10에 도시된 바닥면(21)과 같은 미세한 요철이 존재한다. 따라서, 도 2에 도시된 것과는 달리, 조명장치(11)로부터 조사되어 광 가이드(12)를 통해 바닥면(21)에 조사되는 빛의 입사각이 저각(대개 10˚∼25˚ 정도)일 경우에는 요철 부분의 좌측 경사면(26)에는 빛이 비춰지지만, 요철 부분의 우측 경사면(25)에는 빛이 전혀 비춰지지 않게 된다. 그러므로 저각으로 빛을 조명하게 되면, 결상계(13)를 통해 영상센서(14)에 의해 감지된 바닥면의 영상은 요철 부분의 좌, 우측 경사면이 서로다른 밝기, 즉 무늬를 가진 영상으로 관찰된다.The reason why the light emitted from the light guide 12 maintains the angle θ at which the light shines from the bottom surface 20 at a low angle will be described with reference to FIG. 10. In FIG. 10, the bottom surface 21 is an enlarged surface having a uniform color and no pattern, such as a copy paper. Under normal lighting, the bottom surface 21 is not visible when the bottom surface 21 is viewed with the naked eye. There is a fine irregularities such as the bottom surface 21 shown in FIG. Therefore, unlike the case shown in FIG. 2, when the incident angle of light irradiated from the illumination device 11 and irradiated to the bottom surface 21 through the light guide 12 is a low angle (usually about 10 ° to 25 °) Although light is shining on the left inclined surface 26 of the uneven portion, no light is shining on the right inclined surface 25 of the uneven portion. Therefore, when the light is illuminated at a low angle, the image of the bottom surface detected by the image sensor 14 through the imaging system 13 is observed as the image having different brightness, that is, the pattern of the left and right slopes of the uneven portion. .

물론, 광 가이드(12)로부터 나온 빛이 바닥면(21)을 비추는 각도는 바닥면(21)과 요철부분의 간격 및 높이에 따라 영향을 받지만, 통상적인 바닥면(21)의 요철의 간격과 높이를 고려하면 25˚이하가 적당하다. 물론, 각도가 너무 낮을 경우에는 조명의 효율이 떨어지게 되며 또한 요철이 균일하지 않으면 높은 요철에 의해 낮은 요철이 가리어 영상이 효과적으로 형성되기 어려우므로 10˚이상이 적당하다.Of course, the angle at which the light from the light guide 12 shines on the bottom surface 21 is affected by the distance and height of the bottom surface 21 and the uneven portion, but the gap between the unevenness of the typical bottom surface 21 Considering the height is less than 25˚. Of course, when the angle is too low, the efficiency of illumination is reduced, and if the unevenness is not uniform, it is difficult to form a low image unevenly effectively by high unevenness, so 10 ° or more is appropriate.

다음으로, 상기 바닥면에 조사되어 반사된 반사광은 결상계(13)로 입사되어 결상된다.Next, the reflected light irradiated and reflected on the bottom surface is incident on the imaging system 13 to form an image.

바닥면에 조사되어 반사된 반사광은 결상계(13)의 결상렌즈(13a)를 통과하면서, 도 5에 도시된 바와 같이, 반사광의 경로 상에 45˚로 기울어져 설치된 광경로 변환기인 반사경 또는 직각 프리즘(13b)에 의해 경로가 변경되어 마우스 본체 측면에 부착된 영상센서(14) 표면 위에 정확히 결상된다. 즉, 광학계의 상면(image plane)이 영상센서 면과 일치한다.Reflected light irradiated and reflected on the bottom surface passes through the imaging lens 13a of the imaging system 13, and as shown in FIG. 5, a reflector or right angle that is an optical path converter installed at an angle of 45 ° on the path of the reflected light. The path is changed by the prism 13b to accurately form an image on the surface of the image sensor 14 attached to the side of the mouse body. That is, the image plane of the optical system coincides with the image sensor plane.

물론 상기 광경로 변환기는 상기의 반사경 또는 직각 프리즘(13b) 외에 다른 수단이 사용될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 결상계(13)의 광경로 변환기로 펜타 프리즘(13c)을 사용할 수도 있다.Of course, the optical path transducer may be used in addition to the reflector or the right angle prism 13b, and as shown in FIG. 6, the penta prism 13c may be used as the optical path transducer of the imaging system 13. .

광경로 변환기로 도 5에 도시된 반사경 또는 직각 프리즘(13b)을 사용하는 경우에는 영상의 좌우가 뒤바뀌어 좌표값을 마우스가 움직이는 방향과 반대방향으로 읽게 되므로 좌표값 계산시에 이를 반영해야 한다. 그러나, 도 6에 도시된 펜타프리즘(13c)을 사용하는 경우에는 영상의 좌우가 뒤바뀌지 않으므로 좌표값 계산시 마우스의 움직이는 방향으로 좌표값을 계산하면 된다. 또한 펜타 프리즘(13c)을 사용하는 경우에는 결상렌즈(13a)와 펜타 프리즘(13c) 간의 거리를 짧게 구성할 수 있으므로 펜형 광 마우스 장치의 크기를 소형화할 수 있다.In the case of using the reflector or the right angle prism 13b shown in FIG. 5 as the optical path converter, the coordinate values are read in the opposite direction to the direction in which the mouse is moved because the left and right sides of the image are reversed. However, in the case of using the pentaprism 13c shown in FIG. 6, since the left and right sides of the image are not reversed, the coordinate value may be calculated in the moving direction of the mouse when calculating the coordinate value. In addition, when the penta prism 13c is used, the distance between the imaging lens 13a and the penta prism 13c can be shortened, so that the size of the pen-type optical mouse device can be reduced.

또한, 상기 결상계(13)의 배율은 1에 가까운 값을 가지도록 바닥면(21)과 결상렌즈(13a) 사이의 광경로와 결상렌즈(13a)와 영상센서(14)사이의 거리는 거의 같아야 하며, 이 거리는 사용하는 결상렌즈(13a)의 초점 거리의 2배가 되도록 설정하여야 한다. 만일 배율이 1보다 크거나 작은 결상계(13)를 구성하는 경우, 하드웨어 측면에서 펜형 광 마우스 장치의 실제 이동거리와 영상센서(14)와 제어수단(15)에 의해 인식된 이동거리가 달라지게 되므로 마우스의 동작 정밀도가 저하되거나 비효율적이게 된다. 하지만, 마우스를 이용한 고도의 정밀 작업을 수행하는 경우에는 인위적으로 배율을 낮출 필요가 있다. 이러한 장점을 활용하기 위해 광학계의 배율을 인위적으로 조정하기 위한 방안으로 줌 렌즈를 사용하거나 바닥면과 결상렌즈(13a) 사이의 광경로와 결상렌즈(13a)와 영상센서(14) 사이의 거리를 조정하는 장치를 부가할 수 있다.In addition, the optical path between the bottom surface 21 and the imaging lens 13a and the distance between the imaging lens 13a and the image sensor 14 should be substantially the same so that the magnification of the imaging system 13 has a value close to one. This distance should be set to be twice the focal length of the imaging lens 13a to be used. If the magnification is larger than 1 or less than 1, the actual moving distance of the pen-type optical mouse device and the recognized moving distance by the image sensor 14 and the control means 15 are different from the hardware side. As a result, the movement accuracy of the mouse may be degraded or inefficient. However, when performing highly precise work using a mouse, it is necessary to artificially lower the magnification. To take advantage of these advantages, a zoom lens may be used to artificially adjust the magnification of the optical system, or the optical path between the bottom surface and the imaging lens 13a and the distance between the imaging lens 13a and the image sensor 14 may be adjusted. A device to adjust can be added.

펜형 광 마우스 장치의 결상렌즈(13a)로는 광학유리로 제작된 보통의 구면렌즈를 사용할 수 있으며, 펜형 광 마우스 장치의 소형화 및 경량화를 위해 비구면 형상을 갖는 플라스틱 사출 렌즈를 사용할 수도 있다. 비구면 볼록 렌즈를 사용하면, 결상계(13)의 구경을 더 줄일 수 있기 때문에 마우스 장치의 굵기를 작게 제조할 수 있으며, 유리 렌즈에 비해 무게를 감소시켜, 수작업 시 손에 걸리는 부하를줄일 수 있고 펜형 광 마우스 장치의 동작을 더욱 안정적으로 구현할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 결상계(13)는 종래의 광 마우스 장치에 비해 긴 초점 거리의 결상렌즈(13a)를 사용하므로, 결상계(13)의 초점심도가 깊어 유리판 아래에 있는 바닥면에 대해서도 펜형 광 마우스 장치가 정상적으로 동작할 수 있으며, 펜형 광 마우스 장치가 지면에 접촉하지 않고 약간 위에 있는 경우에도 정상적인 동작을 할 수 있다.As the image forming lens 13a of the pen-type optical mouse device, a normal spherical lens made of optical glass may be used, and a plastic injection lens having an aspherical shape may be used to reduce the size and weight of the pen-type optical mouse device. By using an aspherical convex lens, the aperture of the imaging system 13 can be further reduced, so that the thickness of the mouse device can be made smaller, and the weight can be reduced compared to the glass lens, thereby reducing the load on the hand. The operation of the pen-type optical mouse device can be implemented more stably. In particular, the imaging system 13 according to the present invention uses an imaging lens 13a having a longer focal length than that of a conventional optical mouse device, so that the depth of focus of the imaging system 13 is deep and pen-shaped on the bottom surface under the glass plate. The optical mouse device can operate normally, even when the pen-type optical mouse device is slightly above the ground without contacting the ground.

그리고 펜형 광 마우스 장치를 실제 사용하는 경우, 펜형 광 마우스 장치를 지면에 수직으로 세워 사용하기보다는 약간 기울여 사용하게 되는데 이때 결상계(13)의 측면에서 보면 사다리형 수차가 발생할 수 있다. 이러한 수차가 발생하면, 펜형 광 마우스 장치의 이동 방향에 따라, 이동 거리를 다르게 감지하는 문제가 발생하거나, 동작이 비정상적일 수 있으므로, 결상렌즈(13)는 사다리형 수차가 최소화된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 도 11에 도시된 바와 같이, 펜형 광 마우스를 자연스런 상태로 잡았을 때 광 마우스 본체(10)가 기울어짐에 따라 영상센서(14)에 대해 바닥면(20)이 상대적으로 기울어져 있다고 생각할 수 있다. 이때 바닥면(20)으로부터 반사된 광이 결상렌즈(13a')를 통과해 영상센서(14)에 수광될 때 상기 바닥면(20)이 기울어진 정도를 고려하여 상기 영상센서(14)를 기울여 놓음으로써 사다리형 수차를 최소화 할 수 있다. 즉, 바닥면(20)이 기울어진 것에 대해 대칭적으로 영상센서(14)의 위치를 조절하는 것이다. 또는, 상기 광경로 변환기(13b)(13c)의 위치를 조절하거나, 상기 영상센서(14)와 상기 광경로 변환기의 위치를 같이 조절하여 사다리형 수차를 최소화할 수 있다.In addition, when the pen-type optical mouse device is actually used, the pen-type optical mouse device is tilted slightly rather than used vertically on the ground, and a ladder aberration may occur when viewed from the side of the imaging system 13. When such aberration occurs, there may be a problem of detecting a moving distance differently depending on the moving direction of the pen-type optical mouse device, or the operation may be abnormal. Therefore, the imaging lens 13 may use a ladder-type aberration minimized. desirable. As shown in FIG. 11, it may be considered that the bottom surface 20 is relatively inclined with respect to the image sensor 14 as the optical mouse body 10 is inclined when the pen-shaped optical mouse is held in a natural state. At this time, when the light reflected from the bottom surface 20 passes through the imaging lens 13a 'and is received by the image sensor 14, the image sensor 14 is tilted in consideration of the degree of inclination of the bottom surface 20. Laying out minimizes ladder aberrations. That is, the position of the image sensor 14 is symmetrically adjusted with respect to the inclined bottom surface 20. Alternatively, the ladder aberration may be minimized by adjusting the positions of the optical path transducers 13b and 13c or by adjusting the positions of the image sensor 14 and the optical path transducer together.

다음으로, 상기 결상렌즈(13a)와 광경로 변환기로 이루어진 결상계(13)에 의해 결상된 바닥면의 영상은 영상센서(14)에 의해 전기적인 신호로 변환되어 제어수단(15)으로 전송된다.Next, an image of the bottom surface formed by the imaging system 13 including the imaging lens 13a and the optical path converter is converted into an electrical signal by the image sensor 14 and transmitted to the control means 15. .

영상센서(14)는 수렴되는 반사광의 경로를 수직으로 변경하는 결상계(13)의 광경로 변환기에 의해 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 펜형 광 마우스 장치 본체 내부 측면에 설치할 수 있다. 따라서, 영상센서(14)의 가로방향의 길이가 펜형 광 마우스 장치의 직경보다 크더라도 마우스 장치의 본체 내부 어느 곳에나 설치할 수 있으므로 펜형 광 마우스 장치의 굵기를 축소하여 구성할 수 있다.The image sensor 14 may be installed on the inner side of the main body of the pen-type optical mouse device as shown in FIG. 5 or 6 by the optical path converter of the imaging system 13 which vertically changes the path of the reflected light converged. Therefore, even if the horizontal length of the image sensor 14 is larger than the diameter of the pen-type optical mouse device, since it can be installed anywhere inside the main body of the mouse device, the thickness of the pen-type optical mouse device can be reduced.

제어수단(15)이 상기 전기적 신호를 이용하여 마우스의 움직임, 즉, 이동방향 및 거리에 따라 변환되는 x, y 좌표값을 계산한 후 송신수단(16)을 통해 컴퓨터로 전송하면, 컴퓨터는 모니터 상에 디스플레이되는 커서의 위치, 움직임을 표시하게 된다.When the control means 15 calculates the x and y coordinate values converted according to the movement of the mouse, that is, the moving direction and the distance using the electrical signal, and transmits the data to the computer through the transmission means 16, the computer monitors. The position and movement of the cursor displayed on the screen are displayed.

상기 펜형 광 마우스 장치의 움직임에 따라 영상센서(14)와 제어수단(15)이 펜형 광 마우스 장치의 이동방향 및 거리를 인식하는 원리는 다음과 같다.According to the movement of the pen-type optical mouse device, the image sensor 14 and the control means 15 recognize the movement direction and distance of the pen-type optical mouse device as follows.

펜형 광 마우스 장치는 일반적으로 매초 1500 장 정도의 바닥면(21)의 영상을 결상계(13)를 통해 순차적으로 받아들이며, 상기의 바닥면(21)의 영상은 내부적으로 18×18 pixel로 구성되어 있다. 특정무늬(반드시 무늬일 필요는 없으며, 흠집이나 색깔이 변하는 부분이라도 관계없음)가 있는 바닥면(21)을 마우스를 통해 관찰하는 경우에 관찰된 영상 내의 어딘가에 특정 무늬에 해당하는 부분이 존재한다. 따라서, 펜형 광 마우스 장치를 이동하게 되면 매 시간별로 관찰되는 영상에서 특정 무늬 부분의 위치도 마우스 이동 방향과 속도에 비례하여 이동할 것이므로, 특정 무늬 부분이 어느 방향으로 얼마나 이동했는지를 판단하면 펜형 광 마우스 장치의 이동방향 및 이동거리를 인식할 수 있다.Generally, the pen-type optical mouse device sequentially receives about 1500 images of the bottom surface 21 per second through the imaging system 13, and the images of the bottom surface 21 are internally composed of 18 × 18 pixels. have. When the bottom surface 21 having a specific pattern (not necessarily a scratch or color changing part) is observed through a mouse, a portion corresponding to the specific pattern exists somewhere in the observed image. Therefore, when the pen-type optical mouse is moved, the position of the specific pattern part in the image observed every time will also move in proportion to the direction and speed of the mouse movement. The direction and distance of movement of the device can be recognized.

다음으로, 사용자는 펜형 광 마우스 장치를 이동시킴으로써 커서를 원하는 위치에 이동시킨 후, 펜 부분에 장착된 설정버튼(17)을 눌러 모니터 화면상의 아이콘 또는 프로그램 등을 선택 또는 실행할 수 있다.Next, the user can move the cursor to a desired position by moving the pen-type optical mouse device, and then press or press the setting button 17 mounted on the pen portion to select or execute an icon or a program on the monitor screen.

설정버튼(17) 및 휠 스위치(18)는 통상의 마우스의 클릭 장치와 동일한 방식으로 동작된다. 따라서, 설정버튼(17)이나 휠 스위치(18)를 이용하여 아이콘이나 워드프로세서 프로그램의 문장 또는 글자를 선택할 수 있다. 예컨대, 상기 커서가 원하는 아이콘 등에 위치하면, 하나의 버튼을 눌러 프로그램을 실행시키는 등의 동작을 수행하며, 다른 하나는 버튼을 눌러 메뉴 창이 뜨게 하여 메뉴에 있는 기능들을 수행하도록 할 수 있다. 또한 상단에 위치한 휠 스위치를 이용하여 화면을 상하로 조정할 수 있다.The setting button 17 and the wheel switch 18 are operated in the same manner as the click device of a conventional mouse. Therefore, a sentence or letter of an icon or word processor program can be selected using the setting button 17 or the wheel switch 18. For example, when the cursor is located at a desired icon or the like, an operation of pressing a button to execute a program may be performed, and the other may press a button to bring up a menu window to perform functions in a menu. You can also adjust the screen up and down using the wheel switch located at the top.

다음은, 본 발명에 따른 텔레센트릭계(Telecentric system)를 채용한 펜형 광 마우스 장치에 대해 설명한다.Next, a pen-type optical mouse device employing a telecentric system according to the present invention will be described.

전술한 바와 같이, 펜에 의한 필기 동작은 펜이 바닥면에 접촉되어 이동되는 펜다운(pen-down) 동작과, 펜이 바닥면으로부터 이격되어 이동되는 펜업(pen-up) 동작의 조합으로 이루어진다. 즉, 자연스런 문자나 그림의 입력을 위해서는 이러한 펜다운 동작 또는 펜업 동작이 펜형 광 마우스 장치에 의해서도 동일하게 이루어져야 한다. 따라서, 문자나 그림의 자연스런 입력을 위해서는 필기 동작의 펜다운 동작 또는 펜업 동작을 판별하는 단계와, 펜다운 동작시에는 그 이동경로를 따라 좌표추적과 동시에 문자나 그림이 그려지고 펜업 동작시에는 그 이동경로를 따라 좌표추적이 가능하도록 제어하는 단계가 요구된다.As described above, the writing operation by the pen is a combination of a pen-down operation in which the pen is moved in contact with the bottom surface, and a pen-up operation in which the pen is moved away from the bottom surface. . In other words, the pen-down operation or the pen-up operation should be performed by the pen-type optical mouse device in order to input natural characters or pictures. Therefore, for the natural input of a character or a picture, a step of determining a pen-down operation or a pen-up operation of a writing operation, and during a pen-down operation, a character or a picture is drawn simultaneously with the coordinate tracking along the movement path, It is required to control the coordinate tracking along the movement path.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 펜형 광 마우스 장치는, 도 12에 도시된 바와 같이, 조명장치(11), 광 가이드(12), 텔레센트릭계(30), 영상센서(14) 및 제어수단(15)을 포함한다.Pen-type optical mouse device according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 12, the lighting device 11, the light guide 12, the telecentric system 30, the image sensor 14 and the control means And (15).

상기 텔레센트릭계(30)는 렌즈(31)와, 조리개(32), 반사경(33)을 구비하고, 상기 조리개(32)를 통과한 광은 반사경(33)에 의해 반사되어 영상센서(14)로 수광된다. 여기서, 상기 텔레센트릭계(30)는 초점심도가 길며, 결상계의 배율이 상기 펜형 광 마우스 장치와 바닥면 사이의 거리에 영향을 적게 받는다. 또한, 바닥면(20)이 마우스에 대해 상대적으로 기울어져 있는 경우 텔레센트릭계(30)는 상기 바닥면(20)의 한 점과 렌즈(31) 간의 거리에 관계없이 배율이 일정하므로 영상센서(14)에서 감지되는 마우스의 이동량을 바닥면(20)의 기울기 정도에 따라 보정할 필요가 없다. 더욱이, 도 13에 도시된 바와 같이 물체면(35)이 광축에 대해 수직하지 않은 경우에도 영상센서(14)에서 측정되는 상의 높이는 렌즈(31)로 입사되는 주광선의 높이에 비례하므로 사다리형 수차가 적게 발생된다. 따라서, 펜형 광 마우스를 바닥면에 대해 기울여 사용하더라도 사다리형 수차의 영향을 적게 받는다.The telecentric system 30 includes a lens 31, an aperture 32, and a reflecting mirror 33, and the light passing through the aperture 32 is reflected by the reflecting mirror 33 to be an image sensor 14. ) Is received. Here, the telecentric system 30 has a long depth of focus, and the magnification of the imaging system is less affected by the distance between the pen-type optical mouse device and the bottom surface. In addition, when the bottom surface 20 is inclined relative to the mouse, the telecentric system 30 has an image sensor because the magnification is constant regardless of the distance between a point of the bottom surface 20 and the lens 31. It is not necessary to correct the amount of movement of the mouse detected at 14 according to the degree of inclination of the bottom surface 20. Furthermore, even when the object surface 35 is not perpendicular to the optical axis as shown in FIG. 13, the height of the image measured by the image sensor 14 is proportional to the height of the chief ray incident on the lens 31, so that the ladder aberration is Less frequently. Therefore, even if the pen-type optical mouse is used tilted with respect to the floor surface, it is less affected by the ladder aberration.

하지만, 앞서도 상술한 바와 같이 상기 영상센서(14)를 상기 바닥면(20) 또는 물체면(35)의 기울어진 정도에 대응되게 배치하여 사다리형 수차를 최소할 수있다. 또한, 상기 광경로 변환기 예컨대, 반사경(33)의 위치 및 각도를 조절하거나 상기 영상센서(14)와 반사경(33)의 위치 및 각도를 함께 조절하여 사다리형 수차를 최소화할 수 있다.However, as described above, the image sensor 14 may be disposed corresponding to the inclination degree of the bottom surface 20 or the object surface 35 to minimize ladder-type aberration. In addition, the ladder aberration may be minimized by adjusting the position and angle of the optical path converter, for example, the reflector 33, or by adjusting the position and angle of the image sensor 14 and the reflector 33 together.

또한, 본 발명에서는 상기 조명장치(11)와 광 가이드(12) 사이의 간격이나 배열 각도 등은 광축 정렬 및 광효율 등에 큰 영향을 미치므로 매우 중요하다. 광효율이 낮으면 더 높은 전력의 조명장치를 사용해야 하므로 소비전력이 높아질 뿐만 아니라, 결합되지 않은 빛이 마우스 본체 내부로 전파되면서 산란을 일으킬 수 있고 이에 따라 영상센서가 잘못된 신호를 받을 수 있다. 따라서, 도 14에 도시된 바와 같이 조명장치(11')와 광 가이드(12')를 일체로 형성하여 광축 정렬의 문제로 해결함과 아울러 생산성도 높이고 광마우스 장치를 소형화하는데도 일조할 수 있다.In addition, in the present invention, the distance between the illumination device 11 and the light guide 12 and the arrangement angle are very important because they have a great influence on optical axis alignment and light efficiency. If the light efficiency is low, higher power lighting devices must be used, and power consumption is increased, and uncombined light propagates inside the mouse body, which may cause scattering, thereby causing the image sensor to receive an incorrect signal. Accordingly, as shown in FIG. 14, the illumination device 11 ′ and the light guide 12 ′ may be integrally formed to solve the problem of optical axis alignment, and may also increase productivity and reduce the size of the optical mouse device.

이상과 같이 긴 초점 심도의 장점에 의해 본 발명의 펜형 광 마우스 장치를 바닥면에 접촉시키거나 비접촉상태에서 이동시키거나 마우스 장치의 바닥면과의 접촉 여부에 관계없이 안정적으로 위치 변화를 검출할 수 있다. 즉, 상기 펜형 광 마우스 장치는 바닥면과의 접촉여부에 관계없이 영상센서에 바닥면의 영상이 맺치게 되어 언제나 정밀한 좌표 측정이 가능하게 되므로, 자연스런 필기동작에 있어 필수 조건으로 요구되는 펜다운 동작과 펜업 동작을 제약없이 수행할 수 있게 된다.As described above, the advantage of the long depth of focus makes it possible to stably detect positional changes regardless of whether the pen-type optical mouse device of the present invention is brought into contact with the bottom surface, moved in a non-contact state, or whether it is in contact with the bottom surface of the mouse device. have. In other words, the pen-type optical mouse device is connected to the image sensor on the bottom surface regardless of whether the contact with the bottom surface is always possible to measure precise coordinates, pen-down operation required as a necessary condition for natural writing operation And pen-up operation can be performed without restriction.

또한, 상기 펜형 광 마우스 장치는 바람직하게 바닥면에 수직한 법선에 대한 상기 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지하는 기울기감지 센서(미도시) 및 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 감지하는 회전각도 감지센서(미도시)를 더 포함하며, 휴대시 펜형 광 마우스의 이동궤적을 저장할 수 있는 메모리(미도시)를 더 포함한다.In addition, the pen-type optical mouse device preferably detects an inclination sensor (not shown) for detecting an inclination of the central axis of the pen-type optical mouse device with respect to a normal perpendicular to the bottom surface, and a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device. It further comprises a rotation angle sensor (not shown), and further comprises a memory (not shown) for storing the movement trajectory of the pen-type optical mouse when carrying.

더욱이, 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치는 실제로 문자나 그림을 종이에 쓰거나 그리면서 모니터상에 출력할 수 있도록 필기구를 더 구비할 수 있다.Moreover, the pen-type optical mouse device according to the present invention may further include a writing instrument so that a character or a figure can be output on a monitor while writing or drawing on paper.

도 15을 참조하면, 본 발명의 펜형 광 마우스 장치의 본체(45) 내부에 필기구(40)을 구비하고, 상기 필기구의 후단에 압력감지수단(42)을 설치한다. 그리고, 조명장치(11), 광 가이드(12), 텔레센트릭계(30), 영상센서(14) 등은 앞서 설명한 것과 동일한 기능을 하므로 자세한 설명은 생략한다. 한편, 상기 조명장치(11)로부터 출사된 빛이 바닥면(20)에 조사되고 바닥면(20)으로부터 반사된 빛이 상기 텔레센트릭계(30)를 통해 영상센서(14)로 집속되도록 광경로 상의 상기 본체(45)에 구멍(50)이나 투명창이 구비된다.Referring to FIG. 15, the writing instrument 40 is provided inside the main body 45 of the pen-type optical mouse device of the present invention, and the pressure sensing means 42 is provided at the rear end of the writing instrument. Since the lighting device 11, the light guide 12, the telecentric system 30, the image sensor 14, and the like have the same function as described above, a detailed description thereof will be omitted. On the other hand, the light emitted from the illumination device 11 is irradiated to the bottom surface 20 and the light reflected from the bottom surface 20 is focused so as to focus the image sensor 14 through the telecentric system 30 A hole 50 or a transparent window is provided in the main body 45 on the furnace.

여기서, 상기 필기구(40)를 이용하여 종이에 실제로 문자나 그림을 그리면서 쓰기 입력을 할 수 있으므로, 모니터를 보지 않고도 종이에 실제로 씌어지는 상태를 직접 확인하면서 입력할 수 있어 편리하다. 특히, 이러한 필기구를 채용한 펜형 광 마우스 장치는 회의나 토론시에 유용하게 이용할 수 있다.Here, since writing can be input while actually writing a character or a picture on paper using the writing instrument 40, it is convenient to input while checking the state actually written on the paper without looking at the monitor. In particular, the pen-type optical mouse device employing such a writing instrument can be usefully used in meetings and discussions.

이밖에 상기 필기구(40)는 선택키(44)의 작동에 의해 필기구의 팁(41)이 본체(45) 내부로 출입 가능하게 되어 있어 필기구의 사용여부를 선택할 수 있도록 되어 있다. 상기 필기구(40)의 사용시 필기구의 바닥면에 대한 압력이 상기 압력감지수단(42)에 전달되어 쓰기 입력이 수행된다. 상기 필기구(40)의 미사용시에는 필기구의 팁(41)이 상기 본체(45) 내부로 들어가 있는 상태에서 상기 본체(45) 선단부에 설치된 압력 전달부(43)에 의해 상기 압력감지수단(42)으로 압력이 전달되도록 할 수 있다. 또는, 상기 필기구(40)의 미사용시 압력을 감지하기 위해 상기 본체(45) 선단부에 별도의 접촉감지수단(미도시)을 구비할 수 있다. 또는, 잉크가 들어 있는 펜촉과 잉크가 들어있지 않은 펜촉을 마련하고 양쪽 펜촉 모두에 접촉감지수단을 구비한다.In addition, the writing instrument 40 allows the tip 41 of the writing instrument to be moved in and out of the main body 45 by the operation of the selection key 44, so that the writing instrument can be selected. When the writing instrument 40 is used, the pressure on the bottom surface of the writing instrument is transmitted to the pressure sensing means 42 to perform a writing input. When the writing instrument 40 is not in use, the pressure sensing means 42 is provided by a pressure transmitting part 43 installed at the tip of the main body 45 while the tip 41 of the writing instrument enters the main body 45. Pressure can be transmitted. Alternatively, a separate contact detecting means (not shown) may be provided at the front end of the main body 45 to detect the pressure when the writing instrument 40 is not in use. Alternatively, an ink nib and an ink nib are provided and contact sensing means are provided on both nibs.

또한, 상기 필기구(40)는 교체 가능함은 물론이다. 상기 필기구(40)의 잉크를 전부 소모한 경우에는 필기구(40)만을 교체하여 사용할 수 있다.In addition, the writing instrument 40 is, of course, replaceable. When the ink of the writing instrument 40 is exhausted, only the writing instrument 40 may be replaced.

소정 시간 동안 외부로부터 입력이 없는 경우 상기 제어수단(15)에 의해 상기 조명장치(11)를 최소 밝기로 동작시킨다(S10).When there is no input from the outside for a predetermined time, the control unit 15 operates the lighting device 11 to the minimum brightness (S10).

사용자가 마우스 본체(10)를 책상면과 같은 바닥면(20)에 접촉시키면 상기 접촉감지수단(19)이 접촉압력을 감지하여 상기 조명장치(11)를 정상작동 상태로 활성화시키거나, 또는 사용자가 마우스 본체(10)를 이동시키면 영상센서(14)가 영상의 변화를 감지하여 상기 조명장치(11)를 정상작동 상태로 활성화시키거나, 또는 사용자가 설정버튼(17)이나 휠 스위치(18)를 선택한 경우 상기 조명장치(11)를 정상작동 상태로 활성화시킨다(S20~S30).When the user touches the mouse body 10 to the bottom surface 20 such as a desk surface, the touch sensing means 19 detects the contact pressure to activate the lighting device 11 in a normal operating state, or the user Moves the mouse body 10, the image sensor 14 detects a change in the image and activates the lighting device 11 in a normal operation state, or the user sets the setting button 17 or the wheel switch 18. If it is selected to activate the lighting device 11 in a normal operating state (S20 ~ S30).

그 다음, 소정 대기시간이 경과되었는지 체크하여 소정 대기시간 내에 외부로부터 다른 입력이 없으면 다시 상기 조명장치(11)를 최소 밝기로 동작시킨다(S40).Then, it is checked whether a predetermined waiting time has elapsed, and if there is no other input from the outside within the predetermined waiting time, the lighting device 11 is operated again at the minimum brightness (S40).

상기 접촉감지수단(19)이 접촉압력을 감지한 경우에는 감지된 접촉압력(P)의크기가 소정 기준 압력(P0) 이상 이상인지를 확인하는 데(S50), 상기 기준 압력(P0)은 일반적으로 사람이 쓰기 동작을 할 때 요구되는 바닥면(20)에 대한 최소한의 압력으로, 광마우스를 상기 기준 압력(P0)보다 작은 압력으로 바닥면(20)에 접촉시키거나 광마우스가 바닥면(20)으로부터 이격되었을 때에는 쓰기 명령으로 인식되지 않으며, 이 상태에서 마우스를 이동시킬 때에는 커서만 이동되게 된다. 따라서, 쓰기 동작 외에 커서를 이동시키고자 할 때 마우스를 바닥면(20)에 약하게 접촉시킨 상태로 이동시키는 것도 가능하다. 또한, 상기 기준 압력(P0)이 0으로 설정된 경우에는 상기 펜형 광 마우스가 바닥면에 접촉되기만 하면 그 접촉력의 크기에 관계없이 쓰기 명령으로 인식되며, 개인의 펜에 대한 악력(握力)차에 관계없이 실제 쓰기 동작을 할 때와 동일한 동작으로 쓰기 입력을 할 수 있는 이점이 있다.When the contact detecting means 19 detects the contact pressure, it is checked whether the detected contact pressure P is greater than or equal to a predetermined reference pressure P0 (S50), and the reference pressure P0 is generally In this case, the optical mouse is brought into contact with the bottom surface 20 at a pressure less than the reference pressure P0 at a minimum pressure on the bottom surface 20 required when a person writes. 20) It is not recognized as a write command when it is separated from it, and only the cursor is moved when the mouse is moved in this state. Accordingly, when the cursor is to be moved in addition to the writing operation, the mouse may be moved in a state in which the mouse is in weak contact with the bottom surface 20. In addition, when the reference pressure P0 is set to 0, the pen-type optical mouse is recognized as a write command irrespective of the magnitude of the contact force as long as the pen-type optical mouse contacts the bottom surface, and is related to the grip force difference for the individual pen. There is an advantage that the write input can be performed in the same operation as when the actual write operation is performed.

상기 감지된 접촉압력의 크기가 소정 기준 압력 이상이면 쓰기 명령을 제어수단(15)으로 전송하는 동시에 제어수단(15)에 의하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한 후 입력된 문자나 도형에 대한 기록정보를 처리하여 송신수단(16)으로 출력함으로써 입력된 문자나 도형을 모니터에 출력한다(S60~S80). 여기에서, 상기 문자나 도형에 대한 기록정보는 상기 접촉감지수단(19)에 의하여 감지된 접촉압력의 크기에 따라 변화되며, 상기 접촉감지수단(19)에 의하여 감지된 접촉압력의 대소에 따라 화면에 표시되는 문자나 도형의 굵기가 조절된다.When the magnitude of the detected contact pressure is greater than or equal to a predetermined reference pressure, a write command is transmitted to the control means 15, and the coordinates according to the movement of the mouse are calculated by the control means 15, and then the input of the character or figure is input. By processing the record information and outputting it to the transmission means 16, the input characters or figures are output to the monitor (S60 to S80). Here, the recording information about the character or figure is changed according to the magnitude of the contact pressure detected by the contact sensing means 19, and the screen is changed according to the magnitude of the contact pressure detected by the contact sensing means 19. The thickness of characters or figures displayed on the screen is controlled.

만약 상기 감지된 접촉압력의 크기가 소정 기준 압력 이하이면 커서이동 명령을 제어수단(15)으로 전송하는 동시에 제어수단(15)에 의하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한 후 송신수단(16)으로 커서의 위치이동을 출력하여 커서의 위치이동을 모니터에 출력한다(S90~S110).If the magnitude of the detected contact pressure is equal to or less than a predetermined reference pressure, the cursor movement command is transmitted to the control means 15, and the control means 15 calculates the coordinate value according to the movement of the mouse and then the transmission means 16. By outputting the position movement of the cursor to the monitor outputs the position movement of the cursor (S90 ~ S110).

이와 같이 상기 접촉감지수단(19)은 모니터상에 쓰기 입력이 되도록 명령하는 기능버튼으로서의 역할을 한다. 즉, 상기 마우스 본체(45)의 바닥면(20)에 대한 접촉 여부를 감지하여 접촉 상태(ON 상태)에서는 쓰기 입력이 되고, 비접촉 상태(OFF 상태)에서는 쓰기 입력 없이 좌표 측정과 함께 커서만 이동되는 것이다. 이밖에, 상기 접촉감지수단(19)은 일반적인 ON-OFF 스위치로 대체될 수도 있다.In this way, the contact sensing means 19 serves as a function button for instructing a write input to the monitor. That is, by detecting whether the mouse body 45 is in contact with the bottom surface 20, a write input is made in the contact state (ON state), and in the non-contact state (OFF state), only the cursor is moved together with the coordinate measurement without writing input. Will be. In addition, the contact sensing means 19 may be replaced by a general ON-OFF switch.

다음은, 본 발명의 펜형 광 마우스 장치를 이용하여 실제 쓰기 입력을 하는 경우를 살펴보기로 한다. 예를 들어, 알파벳 대문자 "X"를 입력시키는 경우 앞서 설명한 바와 같이(도 3참조), 펜다운 상태에서의 "／"와(S1), 펜업 상태에서의 이동(S2) 그리고 펜다운 상태에서의 '＼'(S3)를 조합하여야 한다. 여기에서, 펜다운 상태에서 이동시킬 때에는 바닥면에 대해 일정한 압력이 가해지므로 접촉감지수단(19)에 의해 펜다운 동작 상태인 것이 감지된다. 그러면, 쓰기 명령이 자동 인식되어 쓰기가 실행된다.Next, a case of actually writing input using the pen-type optical mouse device of the present invention will be described. For example, in the case of inputting the capital letter " X " as described above (see FIG. 3), "/" in the pendown state (S1) and movement in the penup state (S2) and in the pendown state 'S' (S3) must be combined. Here, when moving in the pendown state, since a constant pressure is applied to the bottom surface, it is detected by the contact detecting means 19 that the pendown operation state. Then, the write command is automatically recognized and writing is executed.

그리고, 펜이 바닥면으로부터 이격되어 이동될 때에는 상기 접촉감지수단(19)에 의해 감지되는 압력이 없으므로 펜업 동작 상태임을 인식할 수 있다. 이때에는 쓰기 명령이 없는 것이므로 좌표 추적만 수행되는데, 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치는 초점심도가 긴 텔레센트릭계(30)에 의해 상기 렌즈(31)와 바닥면(20) 사이의 거리가 다소 멀어지더라도 상기 바닥면(20)으로부터 반사된 빛이 상기 영상센서(14)에 결상되는 데에는 영향이 없다. 또한, 텔레센트릭계 대신 초점 길이가 긴 렌즈를 사용함으로써 펜형 광 마우스가 바닥면으로부터 이격된 상태에서 영상센서(14)에 바닥면의 영상이 감지되도록 할 수 있다.When the pen is moved away from the bottom surface, it is possible to recognize that there is no pressure detected by the contact detecting means 19 so that the pen is in an operation state. At this time, since there is no write command, only coordinate tracking is performed. In the pen-type optical mouse device according to the present invention, the distance between the lens 31 and the bottom surface 20 is increased by a telecentric system 30 having a long depth of focus. Even if it is slightly further away, the reflected light from the bottom surface 20 has no effect on the image sensor 14 is formed. In addition, by using a lens having a long focal length instead of the telecentric system, the image of the bottom surface may be sensed by the image sensor 14 while the pen-type optical mouse is spaced apart from the bottom surface.

이와 같이 문자나 그림의 입력 명령은 펜형 광 마우스 장치의 바닥면에 대한 압력 여부에 의해 자동으로 제어되므로 사용자는 평소 종이에 글씨를 쓰거나 그림을 그리는 것처럼 하여 자연스럽게 컴퓨터 모니터 상에 문자나 그림을 출력할 수 있다.As such, the command for inputting a character or a picture is automatically controlled by the pressure on the bottom surface of the pen-type optical mouse device, so that a user can naturally print a character or a picture on a computer monitor by writing or drawing on a paper. Can be.

상술한 바와 같이, 본 발명의 펜형 광 마우스 장치에서는 마우스의 펜다운 동작과 펜업 동작을 구별하여 인식할 수 있고 마우스의 접촉 여부에 관계없이 텔레센트릭계에 의해 좌표 측정이 가능하므로 자연스런 필기 동작에 의해 용이하게 쓰기 입력이 가능하다.As described above, in the pen-type optical mouse device of the present invention, the pen-down operation and the pen-up operation of the mouse can be distinguished and recognized, and the coordinate measurement can be performed by the telecentric system regardless of the contact of the mouse. This enables easy write input.

도 17은 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 방법의 흐름도이고, 도 18은 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 또 다른 방법의 흐름도이며, 도 19는 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따라 배율의 이방성을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 17 is a flowchart of a method of correcting anisotropy of magnification according to a tilt variation of a pen-type optical mouse device, and FIG. 18 is a flowchart of another method of correcting anisotropy of magnification according to a tilt variation of a pen-type optical mouse device. Is a view for explaining a method of correcting the anisotropy of magnification according to the inclination variation of the pen-type optical mouse device.

도 19에 표시된 바와 같이, 펜형 광 마우스를 지면에 기울여 사용하는 경우 펜형 광 마우스의 x방향, y방향에 대한 배율이 달라지는데, 이러한 배율의 이방성으로 인한 문제점을 다음과 같은 방법에 의하여 보정할 수 있다.As shown in FIG. 19, when the pen-type optical mouse is tilted to the ground, the magnification of the pen-type optical mouse in the x-direction and the y-direction is changed. Problems caused by the anisotropy of the magnification can be corrected by the following method. .

우선, 사용자가 컴퓨터 프로그램을 통하여 자신의 필기습관을 입력하였는지 체크하여(S210), 사용자의 필기습관이 입력된 경우 사용자로부터 입력된 필기습관에 따라 보정 인자를 계산한다(S220).First, the user checks whether his or her writing habit is input through a computer program (S210). When the user's writing habit is input, a correction factor is calculated according to the writing habit input from the user (S220).

더 자세히 설명하자면, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 모니터 화면에 길이가같고 서로 수직인 x축 방향의 직선과 y축 방향의 직선을 표시한 후, 사용자에게 상기 직선을 따라 마우스를 이동시키도록 요구한다. 여기서 언급한 x,y,z축의 정의는 다음과 같다. 먼저 바닥면 혹은 지면에 수직한 방향을 z축이라 하고, 지면 즉 z축에 수직한 평면을 xy 평면이라 한다. 이때, 법선(z축)과 펜형 광 마우스 축이 이루는 평면에 포함되면서, xy 평면 위에 놓이는 직선 혹은 방향을 y축이라 하고, y축에 수직하면서 동시에 xy 평면에 놓이는 또 다른 방향을 x축이라 한다.More specifically, a computer program is used to display a straight line in the x-axis direction and a straight line in the y-axis direction that are the same length and perpendicular to each other on the monitor screen, and then the user is asked to move the mouse along the straight line. Here, the definitions of the x, y, and z axes are as follows. First, the direction perpendicular to the floor or the ground is called the z-axis, and the plane perpendicular to the ground, that is, the z-axis, is called the xy plane. In this case, the straight line or direction lying on the xy plane while being included in the plane formed by the normal (z-axis) and the pen-shaped optical mouse axis is called the y axis, and another direction perpendicular to the y axis and at the same time on the xy plane is called the x axis. .

먼저 사용자에게 마우스를 x축 방향으로 그려진 선의 시작점으로부터 끝점까지 이동시키도록 요구하여 그 동안 컴퓨터로 전송된 마우스의 이동 정보 중에서 x 좌표의 변화량 Δx을 모두 합산한다:.First, ask the user to move the mouse from the start point to the end point of the line drawn in the x-axis direction, and then add up the amount of change Δx of the x coordinate in the movement information of the mouse transmitted to the computer: .

그 다음, 사용자에게 마우스를 y축 방향으로 그려진 선의 시작점으로부터 끝점까지를 이동시키도록 요구하여 그 동안 컴퓨터로 전송된 마우스의 이동 정보 중에서 y 좌표의 변화량 Δy을 모두 합산한다:.Next, ask the user to move the mouse from the start point to the end point of the line drawn in the y-axis direction, and then add up all the amount of change Δy of the y coordinate in the mouse's movement information sent to the computer: .

화면상에 그려진 x축 방향의 직선과 y축 방향의 직선의 길이가 동일하고 펜형 광 마우스의 배율이 방향과 무관하게 일정하다면 측정된 x_total,y_total은 같은 값을 가져야 하지만, 펜형 광 마우스 장치가 바닥면에 대하여 소정 각도 기울어져 있기 때문에 상기 x_total,y_total의 길이는 서로 다를 것이다.If the length of the straight line in the x-axis direction and the straight line in the y-axis direction on the screen are the same and the magnification of the pen-type optical mouse is constant regardless of the direction, the measured x _{total and} y _total should have the same value. Since x is inclined at an angle with respect to the bottom surface, the lengths of x _{total and} y _total will be different.

따라서, 이러한 배율의 이방성으로 인해 x축 방향, y축 방향 중 어느 한쪽의 직선의 길이를 인위적으로 확대 혹은 축소해 줄 필요가 있으며, y축 방향의 길이를 변화시켜 배율의 이방성을 보정하고자 한다면 y축 좌표에 대한 보정 인자(m)를 구한다. 여기에서, 보정 인자(m)는 다음 식(1)과 같이 주어진다.Therefore, due to the anisotropy of the magnification, it is necessary to artificially enlarge or reduce the length of either straight line in the x-axis direction or the y-axis direction, and to correct the anisotropy of the magnification by changing the length in the y-axis direction, Find the correction factor (m) for the axis coordinates. Here, the correction factor m is given by the following equation (1).

‥‥‥‥‥‥(1) ‥‥‥‥‥‥(One)

그 다음, 영상센서(14)가 영상변화를 감지하였는지 체크하여(S230), 상기 영상센서(14)가 영상변화를 감지한 경우 영상센서(14)에서 변환된 전기적 신호를 이용하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한다(S240).Then, it is checked whether the image sensor 14 detects the image change (S230), and when the image sensor 14 detects the image change, the image sensor 14 uses the electric signal converted by the image sensor 14 to move the mouse. Calculate the coordinate value according to (S240).

상기 계산된 보정 인자를 기초로 하여 상기 마우스의 좌표값에서 배율의 이방성을 보정하는데(S250), 다음의 식에 의하여 상기 계산된 마우스의 좌표값에서 y축 방향의 이동량 Δy를 상기에서 계산된 보정 인자(m)를 이용하여 Δy_new로 변환하여 배율의 이방성을 보정한다. 여기에서, Δy_new는 다음 식(2)와 같이 주어진다.The anisotropy of the magnification is corrected at the coordinate value of the mouse on the basis of the calculated correction factor (S250), and the correction amount calculated in the y-axis direction from the calculated coordinate value of the mouse is calculated by the following equation. Correct the anisotropy of the magnification by converting it to Δy _new using the factor m. Here, Δy _new is given by the following equation (2).

‥‥‥‥‥‥(2) ‥‥‥‥‥‥(2)

그 다음, 상기 보정된 마우스의 좌표값을 송신수단(16)으로 출력한다(S260).Then, the coordinate value of the corrected mouse is output to the transmitting means 16 (S260).

만약 사용자가 컴퓨터 프로그램을 통하여 자신의 필기습관을 입력하지 않은 경우에는, 일반 사용자의 필기습관에 따라 미리 결정된 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기 값을 기초로 하여 상기 계산된 마우스의 좌표값에서 배율의 이방성을 보정한다. 예를 들어, 일반 사용자의 필기습관에 따라 미리 결정된 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기가 θ이면, y축 방향의 배율은 x축 방향의 배율에 비해 cos θ만큼 축소되므로, 제어수단(15)에 의하여 계산된 마우스의 좌표값에서 y축 방향의 이동량 Δy를 다음 식(3)을 이용하여 Δy_new로 변환하여 배율의 이방성을 보정한 후, 상기 보정된 마우스의 좌표값을 송신수단(16)으로 출력한다. 여기에서, Δy_new는 다음 식(3)과 같이 주어진다.If the user does not input his or her writing habit through the computer program, the anisotropy of the magnification in the calculated coordinate value of the mouse is based on the inclination value of the central axis of the pen-type optical mouse device determined according to the writing habit of the general user. Calibrate For example, if the tilt of the central axis of the pen-type optical mouse device predetermined according to the writing habits of the general user is θ, the magnification in the y-axis direction is reduced by cos θ as compared with the magnification in the x-axis direction, and thus the control means 15 controls After converting the amount of movement Δy in the y-axis direction to Δy _new using the following equation (3), correcting the anisotropy of the magnification, outputting the corrected mouse coordinate value to the transmission means 16. do. Here, Δy _new is given by the following equation (3).

‥‥‥‥‥‥(3) ‥‥‥‥‥‥ (3)

상기와 같은 방법에 의하여 펜형 광 마우스를 지면에 기울여 사용할 때 발생하는 배율의 이방성 문제를 해결할 수도 있지만, 이하에 설명하는 바와 같이 바닥면에 수직한 법선에 대한 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지하는 기울기감지 센서에 의하여 배율의 이방성 문제를 해결하는 것도 가능하다.Although the anisotropy of magnification that occurs when the pen-type optical mouse is tilted to the ground may be solved by the above method, as described below, the tilt of the central axis of the pen-type optical mouse device with respect to the normal perpendicular to the bottom surface may be detected. It is also possible to solve the anisotropy of magnification by the tilt sensor.

우선, 기울기감지 센서를 이용하여 바닥면에 수직한 법선에 대한 상기 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기를 감지한다(S310).First, a tilt of the central axis of the pen-type optical mouse device with respect to a normal perpendicular to the bottom surface is detected using a tilt sensor (S310).

그 다음, 영상센서(14)가 영상변화를 감지하였는지 체크하여(S320), 상기 영상센서(14)가 영상변화를 감지한 경우 상기 영상센서(14)에서 변환된 전기적 신호를 이용하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한다(S330).Next, by checking whether the image sensor 14 detects an image change (S320), and when the image sensor 14 detects an image change, the movement of the mouse using the electrical signal converted by the image sensor 14 is performed. Calculate the coordinate value according to (S330).

상기 계산된 마우스의 좌표값에서 상기 기울기감지 센서로부터 감지된 펜형 광 마우스 장치 중심축의 기울기(θ)를 기초로 하여 배율의 이방성을 보정하는데(S340), 상기 마우스의 좌표값에서 y축 좌표의 변화량 Δy를 상기 식(3)을 이용하여 Δy_new로 변환하여 배율의 이방성을 보정한 후, 상기 보정된 마우스의 좌표값을 송신수단으로 출력한다(S350).The anisotropy of the magnification is corrected based on the inclination (θ) of the central axis of the pen-type optical mouse device detected from the inclination sensor in the calculated coordinate value of the mouse (S340). After correcting the anisotropy of the magnification by converting Δy into Δy _new using Equation (3), the corrected mouse coordinate value is output to the transmitting means (S350).

또한, 펜형 광 마우스를 지면에 기울여 사용하는 경우 바닥면과 결상렌즈 사이의 거리가 변하게 되어 영상이 결상렌즈에 정확히 결상되지 못할 수도 있다. 이로 인한 영상의 흐려짐을 최소화하기 위해서는 펜형 광 마우스 내부에 설치된 결상계가 펜형 광 마우스의 중심축에서 가능한 가까운 곳을 결상하여야 하는데, 유한 직경을 가진 결상계가 펜형 광 마우스 장치 중심축의 가까운 곳을 결상하기 위해서는 결상계의 중심축이 펜형 광 마우스 장치의 중심축에 대해 일정 각도 이상 기울어져야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 펜형 광 마우스 장치에서는 펜형 광 마우스 장치의 중심축에 대하여 결상계의 중심축을 소정 각도(대략 6°)내외로 기울여 배치함으로써 기울기 변동에 따른 영상의 흐려짐을 최소화할 수 있다.In addition, when the pen-type optical mouse is used at an angle to the ground, the distance between the bottom surface and the imaging lens is changed, so that an image may not be accurately formed on the imaging lens. In order to minimize the blurring of the image, the imaging system installed inside the pen-type optical mouse should be imaged as close as possible to the central axis of the pen-type optical mouse. In order to achieve this, the central axis of the imaging system should be inclined at least a certain angle with respect to the central axis of the pen-type optical mouse device. Therefore, in the pen-type optical mouse device according to the present invention, by blurring the central axis of the imaging system within a predetermined angle (about 6 °) with respect to the central axis of the pen-type optical mouse device, it is possible to minimize the blurring of the image due to the tilt variation.

도 20은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 방법의 흐름도이고, 도 21은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 또 다른 방법의 흐름도이며, 도 22 및 도 23은 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.20 is a flowchart of a method for correcting distortion according to a change in gripping position of a pen-type optical mouse device, and FIG. 21 is a flowchart of another method for correcting distortion according to a change in gripping position of a pen-type optical mouse device. FIGS. 22 and FIG. 23 is a diagram for explaining a method of correcting distortion caused by a change in the gripping position of a pen-type optical mouse device.

도 22(a)는 펜형 광 마우스를 정상적으로 파지한 경우의 단면도이고, 도 22(b)는 펜형 광 마우스를 비정상적으로 파지한 경우의 단면도이다. 도 22(a)에 표시된 바와 같이, 펜형 광 마우스를 정상적으로 파지한 경우 펜형 광 마우스의 중심축(도면에서 x축)에 대해 영상센서(14)가 인식하는 마우스의 이동방향(점선)이 평행하므로 실제 마우스의 이동방향(실선)과 영상센서(14)가 인식하는 마우스의 이동방향(점선)이 일치한다.FIG. 22A is a cross-sectional view when the pen-type optical mouse is normally gripped, and FIG. 22B is a cross-sectional view when the pen-type optical mouse is abnormally gripped. As shown in FIG. 22A, when the pen-type optical mouse is normally held, the moving direction (dotted line) of the mouse recognized by the image sensor 14 is parallel to the central axis (x-axis) of the pen-type optical mouse. The movement direction (solid line) of the mouse and the movement direction (dotted line) of the mouse recognized by the image sensor 14 coincide.

그러나, 도 22(b)에 표시된 바와 같이, 펜형 광 마우스를 비정상적으로 파지한 경우, 펜형 광 마우스의 중심축(도면에서 x축)에 대해 영상센서(14)가 인식하는 마우스의 이동방향(점선)이 일정 각도 만큼 틀어지게 된다. 이로 인하여, 영상센서(14)가 인식하는 마우스의 이동방향(점선)과 실제 펜형 광 마우스의 이동방향(실선)이 일정 각도만큼 틀어지게 되므로, 틀어진 각도 만큼 이동방향이 잘못 인식되어 왜곡이 발생될 수 있다.However, as shown in Fig. 22 (b), when the pen-type optical mouse is abnormally gripped, the moving direction of the mouse recognized by the image sensor 14 with respect to the central axis (x-axis in the figure) of the pen-type optical mouse (dotted line). ) Will be distorted by a certain angle. As a result, since the moving direction (dotted line) of the mouse recognized by the image sensor 14 and the moving direction (solid line) of the actual pen-type optical mouse are distorted by a predetermined angle, the moving direction is incorrectly recognized by the distorted angle and distortion may occur. Can be.

이러한 펜형 광 마우스 장치의 파지위치 변화에 따른 왜곡은 이하에서 설명될 방법에 의하여 보정이 가능하다.The distortion caused by the change of the gripping position of the pen-type optical mouse device can be corrected by the method described below.

도 20을 참조하면, 먼저 사용자가 컴퓨터 프로그램을 통하여 자신의 필기습관을 입력하였는지 체크하여(S410), 사용자의 필기습관이 입력된 경우 사용자로부터 입력된 필기습관에 따라 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 계산한다(S420).Referring to FIG. 20, first, a user checks whether a user inputs his or her writing habit through a computer program (S410), and when a user's writing habit is input, according to the writing habit input from the user, the reference angle of the pen-type mouse device is used. Calculate the rotation angle for (S420).

사용자의 필기습관 입력과 관련하여, 사용자는 컴퓨터 프로그램 안내에 따라 펜형 광 마우스를 x축 방향으로 이동시켜 모니터 화면에 일정 길이 이상의 수평선을 긋는다. 이때, 펜형 광 마우스의 파지위치가 기준각도로부터 벗어나 있다면, 모니터 화면에는 기준각도로부터 벗어난 각도 φ만큼 기울어진 사선이 그려질 것이다. 따라서, 상기 x축 방향의 직선과 이 사선과의 기울기를 구함으로써, 간단하게 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 산출할 수 있다. 여기에서, 기준각도란 영상센서가 인식하는 수평방향이 펜형 광 마우스를 수평방향으로 이동시키는 방향과 평행한 상태에서의 펜형 광 마우스 장치의 회전각도를 의미한다.In relation to the user's writing habit input, the user moves the pen-type optical mouse in the x-axis direction according to a computer program guide to draw a horizontal line of a predetermined length or more on the monitor screen. At this time, if the gripping position of the pen-type optical mouse is out of the reference angle, an inclined diagonal line is drawn on the monitor screen by an angle φ that is out of the reference angle. Therefore, by obtaining the inclination between the straight line in the x-axis direction and the oblique line, it is possible to simply calculate the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device. Here, the reference angle refers to the rotation angle of the pen-type optical mouse device in a state where the horizontal direction recognized by the image sensor is parallel to the direction in which the pen-type optical mouse is moved in the horizontal direction.

그 다음, 상기 영상센서(14)가 영상변화를 감지하였는지 체크하여(S430), 상기 영상센서(14)가 영상변화를 감지한 경우 상기 영상센서(14)에서 변환된 전기적 신호를 이용하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한 후(S440), 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 기초로 하여 상기 마우스의 좌표값을 보정한다(S450).Next, by checking whether the image sensor 14 detects an image change (S430), and when the image sensor 14 detects an image change, the image sensor 14 uses an electrical signal converted by the image sensor 14 of the mouse. After calculating the coordinate value according to the movement (S440), the coordinate value of the mouse is corrected based on the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device (S450).

이하 상기 펜형 마우스 장치의 회전각도를 기초로 하여 상기 마우스의 좌표값을 보정하는 것을 더 자세히 설명한다.Hereinafter, the correction of the coordinate value of the mouse on the basis of the rotation angle of the pen-type mouse device will be described in more detail.

도 23에 표시된 바와 같이 펜형 광 마우스가 A점(x₀, y₀)으로부터 각각 x축, y축방향으로 Δx, Δy 만큼 이동하여 B'(x', y')점으로 이동한 경우, x' = x₀+ Δx , y' = y₀+ Δy 가 된다.As shown in FIG. 23, when the pen-type optical mouse moves from the point A (x ₀ , y ₀ ) to the B '(x', y ') point by Δx and Δy in the x-axis and y-axis directions, respectively, x '= x ₀ + Δx, y' = y ₀ + Δy.

상기 컴퓨터 프로그램을 이용하여 구한 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도가 φ라면, 펜형 광 마우스의 파지위치 변화에 따른 왜곡을 보정한 새로운 좌표값 B(x_c, y_c)은 다음 식(4)와 같이 주어진다.If the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device obtained using the computer program is φ, the new coordinate value B (x _c , y _c ) correcting the distortion according to the change of the gripping position of the pen-type optical mouse is expressed by the following equation (4). Is given by

‥‥‥‥‥‥(4) ‥‥‥‥‥‥(4)

한편, 마우스는 상대 좌표 방식을 사용하기 때문에 현재 마우스의 위치 정보를 컴퓨터로 전송하는 것이 아니라, 이전 위치로부터 마우스의 이동량을 전송한다. 그러므로 위 식에서 보정된 좌표값 B(x_c, y_c) 대신에 보정된 이동량 Δx_c, Δy_c를 구해야 한다.On the other hand, since the mouse uses a relative coordinate system, the mouse does not transmit the position information of the current mouse to the computer, but the mouse movement amount from the previous position. Therefore, instead of the corrected coordinate values B (x _c , y _c ) in the above equation, the corrected movement amounts Δx _c and Δy _c should be obtained.

Δx_c= x_c- x_{0 ,}Δy_c= y_c- y₀의 관계식에 따라 펜형 광 마우스의 파지위치가 기준각도에서 φ만큼 회전된 경우 회전에 따른 왜곡을 보정한 이동량 Δx_c, Δy_c은 다음 식(5)와 같이 주어진다.According to the relationship of Δx _c = x _c -x _{0 and} Δy _c = y _c -y ₀ , the amount of movement Δx _c , Δy _c that corrects the distortion due to rotation is It is given by the following equation (5).

‥‥‥‥‥‥(5) ‥‥‥‥‥‥ 5

따라서, 이동전의 점을 기준점으로 설정할 필요가 없으며, 동시에 기준점에 대한 좌표값을 기억하고 있을 필요도 없게 된다. 다시 말해 펜형 광 마우스 장치의 이동에 따른 이동량 정보와 현재 기준각도에 대한 회전각도만 주어진다면, 위 식을 통해 펜형 광 마우스의 파지위치 변화에 따른 마우스 좌표값의 왜곡을 보정할 수 있다.Therefore, it is not necessary to set the point before the movement as the reference point, and at the same time, there is no need to store the coordinate values for the reference point. In other words, if only the movement amount information according to the movement of the pen-type optical mouse device and the rotation angle with respect to the current reference angle are given, the distortion of the mouse coordinate value according to the change of the grip position of the pen-type optical mouse can be corrected through the above equation.

그 다음, 상기 보정된 마우스의 좌표값을 상기 송신수단으로 출력한다(S460).Then, the coordinate value of the corrected mouse is output to the transmitting means (S460).

상기와 같은 방법에 의하여 펜형 광 마우스의 파지위치 변화에 따른 마우스 좌표값의 왜곡을 보정할 수도 있지만, 이하에 설명하는 바와 같이 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 감지하는 회전각도 감지 센서에 의하여 펜형 광 마우스의 파지위치 변화에 따른 마우스 좌표값의 왜곡을 보정하는 것도 가능하다.Although the distortion of the mouse coordinate value according to the change of the gripping position of the pen-type optical mouse can be corrected by the method as described above, a rotation angle detection sensor which detects the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device as described below. It is also possible to correct the distortion of the mouse coordinate value according to the change in the gripping position of the pen-type optical mouse.

도 21를 참조하면, 우선 회전각도 감지 센서에 의하여 상기 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 감지하는데(S510), 상기 회전각도 감지 센서는상기 기울기감지 센서와 단지 중심축이 다를 뿐 동일한 원리로 동작한다.Referring to FIG. 21, first, the rotation angle detection sensor detects a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device (S510). The rotation angle detection sensor has the same principle as the tilt detection sensor but only a different central axis. It works.

그 다음, 상기 영상센서가 영상변화를 감지하였는지 체크하여(S520), 상기 영상센서가 영상변화를 감지한 경우 상기 영상센서에서 변환된 전기적 신호를 이용하여 마우스의 이동에 따른 좌표값을 계산한 후(S530), 상기 회전각도 감지 센서로부터 감지된 펜형 마우스 장치의 기준각도에 대한 회전각도를 기초로 하여 상기 계산된 마우스의 좌표값을 보정하고 상기 보정된 마우스의 좌표값을 송신수단으로 출력한다(S540~S550). 여기에서, 회전각도 감지 센서로부터 감지된 펜형 마우스 장치의 회전각도를 기초로 하여 마우스의 좌표값을 보정하는 절차는 상기에서 설명한 것과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.Next, by checking whether the image sensor detects an image change (S520), when the image sensor detects an image change, calculates a coordinate value according to the movement of the mouse by using the electrical signal converted from the image sensor. In operation S530, the calculated coordinate value of the mouse is corrected based on the rotation angle with respect to the reference angle of the pen-type mouse device detected by the rotation angle detection sensor, and the coordinate value of the corrected mouse is output to the transmission means (S530). S540 ~ S550). Here, the procedure of correcting the coordinate value of the mouse based on the rotation angle of the pen-type mouse device detected from the rotation angle detection sensor is the same as described above, and thus description thereof will be omitted.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

본 발명의 펜형 광 마우스 장치 및 펜형 광 마우스 장치의 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the control method of the pen-type optical mouse device and the pen-type optical mouse device of the present invention, the following effects are obtained.

첫째, 광 가이드를 통해 발광수단으로부터 조사된 빛을 바닥면으로 저각으로 전달하면서 빛이 주변으로 확산되지 않도록 하여 반사되는 반사광을 크게 함으로써 거의 모든 바닥면에서 정상적으로 동작할 수 있으며, 별도의 마우스 패드 없이 마우스를 동작시킬 수 있는 장점이 있다.First, it transmits the light emitted from the light emitting means through the light guide to the bottom surface and prevents the light from diffusing to the surrounding area so that the reflected light is enlarged so that it can operate normally on almost all the bottom surfaces without a separate mouse pad. It has the advantage of operating the mouse.

둘째, 광경로 변환기를 통해 수렴되는 반사광의 경로를 수직으로 변경하여 영상센서를 펜형 광 마우스 장치 본체 내부 측면에 설치할 수 있으므로 영상센서의크기에 관계없이 펜형 광 마우스 장치의 직경을 렌즈의 직경보다 약간 큰 정도로 형성할 수 있어, 펜형 광 마우스 장치의 굵기를 손에 쥐기 용이한 크기로 축소하여 구성할 수 있다.Second, since the image sensor can be installed on the inner side of the pen-type optical mouse device by vertically changing the path of reflected light converged through the optical path converter, the diameter of the pen-type optical mouse device is slightly smaller than the diameter of the lens regardless of the size of the image sensor. It can be formed to a large extent, and can be configured by reducing the thickness of the pen-type optical mouse device to a size that is easy to hold in the hand.

셋째, 보통의 결상렌즈 대신에 줌렌즈를 사용하거나, 결상계의 배치를 조정하는 기능을 부과함으로써, 마우스의 동작 정밀도를 조정할 수 있게 되며 고정밀 작업에 적합하도록 하는 가변성을 부여할 수 있다.Third, by using a zoom lens instead of a normal imaging lens or by imposing a function of adjusting the placement of the imaging system, it is possible to adjust the operation precision of the mouse and to impart variability suitable for high-precision work.

넷째, 렌즈 구경에 비해 긴 초점거리를 갖는 렌즈 또는 텔레센트릭계를 이용하여 초점심도를 길게 함으로써 마우스의 펜다운 동작과 펜업 동작을 구별하여 인식함과 아울러 마우스의 바닥면에 대한 접촉 여부에 관계없이 좌표측정을 할 수 있어 자연스런 필기 동작에 의해 쓰기 입력을 할 수 있다.Fourth, by using a lens or telecentric system that has a longer focal length than the lens aperture, the depth of focus is increased to distinguish the pen-down and pen-up movements of the mouse and to determine whether the mouse touches the bottom surface. Coordinates can be measured without writing, allowing natural writing.

다섯째, 광경로 변경 수단이나 영상센서 또는 둘 다의 배열 각도를 조정하거나, 텔레센트릭계를 이용함으로써 펜형 광 마우스를 지면에 대해 기울여 사용하더라도 사다리형 수차의 영향을 적게 받는다.Fifth, even when the pen-type optical mouse is tilted with respect to the ground by adjusting the arrangement angle of the optical path changing means, the image sensor, or both, or by using a telecentric system, the ladder aberration is less affected.

여섯째, 접촉감지수단에 의한 마우스의 접촉력 감지에 의해 쓰기 명령이 자동으로 인식되도록 함으로써 자연스럽고 간편하게 쓰기 입력이 가능하다.Sixth, the writing command is naturally and easily inputted by allowing the writing command to be automatically recognized by the touch force detection of the mouse by the touch sensing means.

일곱째, 펜형 광 마우스 장치의 기울기 변동에 따른 배율의 이방성을 보정할 수 있으며, 펜형 광 마우스의 파지위치 변화에 따른 마우스 좌표값의 왜곡을 보정할 수 있으므로, 사용자가 펜형 광 마우스를 어떤 자세로 쥐더라도 정확한 커서 이동 및 쓰기 입력을 할 수 있다.Seventh, the anisotropy of the magnification according to the tilt variation of the pen-type optical mouse device can be corrected, and the distortion of the mouse coordinate value according to the change of the gripping position of the pen-type optical mouse can be corrected, so that the user may Even if the cursor moves and writes correctly.

Claims

A pen-type optical mouse device for displaying the position of a cursor on a computer monitor by detecting movement of a mouse using reflected light,

Pen-type mouse body;

Lighting device for irradiating light;

An imaging system for focusing the light reflected from the bottom surface after the light from the lighting device is irradiated onto the bottom surface, and changing the path of the focused light to receive the image sensor;

An image sensor positioned on an inner surface of the mouse body and detecting light incident from the imaging system and converting the light into an electrical signal and providing the control signal to a control means;

Control means for controlling light to be irradiated from the illumination device and calculating coordinate values of a cursor displayed on a computer monitor by using the electrical signal converted by the image sensor; And

And a transmitting means for transmitting the coordinate values calculated by the control means to a computer main body.

The pen-type optical mouse device according to claim 1, further comprising contact sensing means at the tip of the pen-type mouse body.

The pen-type optical mouse device according to claim 1, wherein the central axis of the imaging system is inclined at a predetermined angle with respect to the central axis of the pen-type optical mouse device.

The pen-type optical mouse device according to claim 1, further comprising a tilt sensor for sensing an inclination of a central axis of the pen-type optical mouse device with respect to a normal perpendicular to a bottom surface.

The pen-type optical mouse device of claim 1, further comprising a rotation angle detection sensor configured to detect a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device.

The pen-type optical mouse device according to claim 1, further comprising a memory for storing a movement trajectory of the pen-type optical mouse device.

The pen-type optical mouse device according to claim 1, wherein a plurality of gripping parts are formed on the pen-type mouse body to hold a user's finger.

In the control method of a pen-type optical mouse device having a mouse body, an illumination device, an imaging system, an image sensor, a control means, a transmission means, a setting button, and a contact sensing means,

Checking whether a user inputs his writing habit through a computer program (S210);

Calculating a correction factor according to the writing habit input from the user when the writing habit of the user is input (S220);

Checking whether the image sensor detects an image change (S230);

Calculating a coordinate value according to the movement of the mouse by using the electrical signal converted by the image sensor when the image sensor detects an image change (S240);

Correcting the anisotropy of the magnification at the coordinate value of the mouse based on the calculated correction factor (S250); And

And outputting the corrected coordinates of the mouse to the transmitting means (S260).

The method of claim 8, wherein when the user does not input his or her writing habit through a computer program, the calculated coordinate value of the mouse is based on a tilt value of the central axis of the pen-type optical mouse device determined according to the writing habit of the general user. The control method of the pen-type optical mouse device, characterized in that for correcting the anisotropy of magnification.

In the control method of a pen-type optical mouse device having a mouse body, an illumination device, an imaging system, an image sensor, a control means, a transmission means, a setting button, and a tilt detection sensor,

Detecting an inclination of a central axis of the pen-type optical mouse device with respect to a normal perpendicular to a bottom surface by using the inclination sensor (S310);

Checking whether the image sensor detects an image change (S320);

Calculating coordinate values according to the movement of the mouse by using the electrical signal converted by the image sensor when the image sensor detects an image change (S330);

Correcting the anisotropy of magnification based on the inclination of the central axis of the pen-type optical mouse device detected from the inclination sensor in the coordinate value of the mouse (S340); And

And outputting the corrected coordinates of the mouse to the transmitting means (S350).

Checking whether a user inputs his writing habit through a computer program (S410);

Calculating a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device according to the writing habit input by the user when the writing habit of the user is input (S420);

Checking whether the image sensor detects an image change (S430);

Calculating coordinate values according to the movement of the mouse by using the electrical signal converted by the image sensor when the image sensor detects an image change (S440);

Correcting coordinate values of the mouse based on a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device (S450); And

And outputting the corrected coordinates of the mouse to the transmitting means (S460).

In the control method of a pen-type optical mouse device having a mouse body, a lighting device, an imaging system, an image sensor, a control means, a transmission means, a setting button, a rotation angle detection sensor,

Detecting a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device by the rotation angle detection sensor (S510);

Checking whether the image sensor detects an image change (S520);

Calculating coordinate values according to the movement of the mouse by using the electrical signal converted by the image sensor when the image sensor detects an image change (S530);

Correcting the calculated coordinate values of the mouse based on a rotation angle with respect to a reference angle of the pen-type mouse device detected by the rotation angle detection sensor (S540); And

And outputting the corrected coordinates of the mouse to the transmitting means (S550).