KR20060128785A - 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치 및 이의스크롤 방법 - Google Patents

가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치 및 이의스크롤 방법 Download PDF

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KR20060128785A
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Abstract

본 발명은 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치 및 이의 스크롤 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 광학 방식 지문 추적 포인팅 장치에서 사람마다 다른 지문 특성 때문에 발생하는 문제를 방지하기 위하여 센서가 인식 가능한 패턴을 움직일 수 있는 면을 추가함으로써 포인팅 성능을 개선함은 물론 스크롤 기능을 추가하는 장치에 관한 것으로, 핸드폰 및 PDA와 같은 휴대 단말기기에 적용하여 사용자의 편의를 제공할 수 있는 포인팅 및 스크롤 기능을 갖는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치에 있어서, 상기 포인팅 장치의 외형을 이루고 있는 제1하우징과 사용자가 이동시키는 움직임에 대응하여 이동되는 대물면과 상기 대물면의 움직임에 반하는 탄성 또는 자성을 통해서 상기 대물면의 위치를 복원시키기 위한 탄성구조물과 상기 탄성구조물의 2차원 움직임에 대한 마찰력을 감소시키기 위한 와셔와 광센서 어레이가 인식 가능한 일정한 패턴을 구비하며, 광원에서 조사되는 빛을 반사하기 위한 반사체와 상기 제1하우징 하부의 일측에 위치하여 외부에서 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1스위치 및 상기 제1하우징 하부의 하부면 일측에 위치하여 상기 제1스위치에 압력을 가하기 위해 움직인 상기 제1하우징의 위치를 복원시키기 위한 탄성체로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
포인팅 장치, 대물면, 터치 센서, 탄성구조물, 스크롤

Description

가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치 및 이의 스크롤 방법{A pointing device using scrolling of variable speed and its scroll method}
도 1은 본 발명에 따른 포인팅 장치를 구비한 휴대 단말기의 일례를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 포인팅 장치의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 대물면 이동 경로를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 대물면에 포함된 조작면과 터치센서의 구성도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 포인팅 장치의 구성도,
도 6은 본 발명의 제1실시에에 따른 일부 구성요소의 결합관계를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 포인팅 장치의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 포인팅 장치를 통해 그 스크롤 속도를 사용자가 조절할 수 있는 연속 스크롤 기능을 갖는 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 대물면 120 : 탄성구조물
130 : 와셔 140 : 반사체
150 : 제1하우징 160 : 제1스위치
170 : 버튼 180 : 탄성체
190 : 제2스위치 210 : 광원
220 : 렌즈 230 : 광센서 어레이
본 발명은 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치 및 이의 스크롤 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 광학 방식 지문 추적 포인팅 장치에서 사람마다 다른 지문 특성 때문에 발생하는 문제를 방지하기 위하여 센서가 인식 가능한 패턴의 움직일 수 있는 면을 추가함으로써 포인팅 성능을 개선함은 물론 스크롤 기능을 추가하는 장치에 관한 것으로, 핸드폰 및 PDA와 같은 휴대 단말기기에 적용하여 사용자의 편의를 제공할 수 있는 포인팅 및 스크롤 기능을 갖는 장치에 관한 것이다.
종래의 광 마우스는 대물면 즉 인식 가능한 패턴 등이 고정된 상태이며 광 부위와 센서(Sensor)를 이동시킴으로써 위치 이동을 감지하였다. 상기 광 부위와 센서의 이동은 본체 자체가 이동하며, 핸드폰 및 PDA와 같이 작고 이동성이 많으며 마우스와 같은 다른 부속물의 접속이 작은 장치에 적용하기 어려운 단점이 있다. 또한 게임 등과 같은 포인터 장치의 작업을 수행하기에 본체의 이동은 번거롭다는 단점이 발생하였다.
종래 기술인 대한민국 공개특허 제2002-0073432호는 휴대용 전자 장치의 메뉴 항목 선택 제어 방법과 사용자 식별 방법 및 휴대용 전자 장치에 관한 것이다. 종래에는 특정 메뉴 항목을 하이라이트시키기 위한 메뉴 항목 포인터를 갖는 메뉴 디스플레이를 이용하여 외부적인 부가장치의 휴대 없이 전자 장치를 동작시킬 수 있으며, 전자 장치의 동작 패턴을 검출하여 특정 사용자를 확인 검증할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술은 전자 장치에 포함되어 있는 촬상 표면에 대고 문질러야만 메뉴 항목 포인터를 움직일 수 있기 때문에 원하는 항목으로 움직이기 위해서는 여러 번 문질러야 하고, 손가락이 표면 위를 신속하고 얼마나 정확하게 이동하느냐에 따라 탐지에 영향을 주는 문제점이 있었다.
또 다른 종래 기술인 대한민국 공개특허 제2002-0063338호는 휴대 단말기기를 포인팅 디바이스로 활용하여 포인팅 버튼의 입력 여부를 판별하여 장치 자체가 포인팅 장치로써 사용되는 것으로, 디스플레이 공간을 최소화하여 휴대 단말기기가 소형화 되더라도 포인팅 장치의 별다른 추가 없이 사용할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술은 원하는 디스플레이 화면을 스크롤하기 위해서는 휴대 단말기기 자체를 움직여야 한다는 문제점이 있었다.
또 다른 종래 기술인 대한민국 공개특허 제2003-0075243호는 터치 스크린을 사용하는 PDA에 비해 포인트의 이동이 민첩하게 되고, 터치 스크린의 사용으로 인한 화면이 뿌옇게 되는 현상을 방지하는 광센서 마우스의 원리가 적용된 휴대 단말 기기에 관한 것이다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술은 포인터를 움직이기 위해서는 PDA 자체를 움직여서 포인트의 위치를 설정해야 하며, 설정된 프로그램을 실행시키기 위해서는 별도의 하드웨어 버튼을 더 포함해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핸드폰 및 PDA와 같이 작고 이동성이 강한 장치에 적용할 수 있는 격자 또는 인식 가능한 패턴의 이동에 의한 포인팅 장치를 구현함으로써 포인팅 장치의 구조를 대폭 줄일 수 있는 포인팅 기능과 가변속도의 스크롤 기능을 갖는 장치를 제공하는 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 지문을 인식할 수 있는 광 인식 장치를 사용하는 포인팅 장치에서 사용자의 지문의 형태에 따라 인식률이 변할 수 있는 문제점을 해결하고자 광원을 반사할 수 있는 반사체를 추가하여 포인팅 장치의 인식률을 향상시킬 수 있는 포인팅 장치를 제공하는 목적이 있다.
또한, 본 발명은 대물면에 터치센서를 포함하여 사용자의 손가락이 터치센서에 접촉하는 동작을 감지하고 대응되는 신호를 발생하는 경우, 특정 신호의 패턴을 감지하여 포인터 기능을 스크롤 기능으로 전환하여 화면의 스크롤을 가능하게 하는 스크롤 방법을 제공하는 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치에 있어서, 상기 포인팅 장치의 외형을 이루고 있는 제1하우징과 사용자가 이동시키는 움직임에 대응하여 이동되는 대물면과 상기 대물면의 움직임에 반하는 탄성 또는 자성을 통해서 상기 대물면의 위치를 복원시키기 위한 탄성구조물과 상기 탄성구조물의 2차원 움직임에 대한 마찰력을 감소시키기 위한 와셔와 광센서 어레이가 인식 가능한 일정한 패턴을 구비하며, 광원에서 조사되는 빛을 반사하기 위한 반사체와 상기 제1하우징 하부의 일측에 위치하여 외부에서 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1스위치 및 상기 제1하우징 하부의 하부면 일측에 위치하여 상기 제1스위치에 압력을 가하기 위해 움직인 상기 제1하우징의 위치를 복원시키기 위한 탄성체에 의해 달성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 포인팅 장치를 구비한 휴대 단말기의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(100)는 휴대폰, PDA, 스마트폰 등을 포함하는 휴대용 모바일기기로서 이러한 휴대용 모바일기기는 소형화를 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따른 휴대 단말기(100)는 포인팅 장치를 구비하여 고무 또는 표면 돌기 구조와 터치센서를 포함하는 대물면(110)으로 구성되어 있다. 휴대 단말기(100)는 디스플레이 장치(103)를 포함하고 있으며, 디스플레이 장치(103)에 표시되는 화면에는 포인터(105)가 표시되며, 포인터를 이동하기 위한 수단으로서 포인팅 장치를 사용하고 있다.
포인팅 장치를 이용하여 포인터(105)를 이동시키고 일반 컴퓨터의 마우스처럼 원하는 메뉴를 클릭하여 서비스를 이용할 수 있다.
또한, 휴대 단말기(100)는 다른 기능을 갖는 적어도 하나 이상의 기능 버튼(170)을 포함한다. 기능 버튼(170)은 휴대 단말기(100)의 다른 기능을 실행시키거나 실행 명령을 입력하기 위해 사용한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 포인팅 장치의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 포인팅 장치는 포인팅 장치의 외형을 이루고 있는 제1하우징(150)과 제1하우징(150) 상부에 노출되어 사용자의 손가락이 접촉되는 대물면(110)과 제1하우징(150)의 하부에서 대물면(110)의 움직임에 대응되어 움직이되, 대물면(110)으로부터 사용자의 손가락이 떨어지는 경우 대물면(110)의 위치를 복원시키기 위한 탄성구조물(120)이 구비되며, 탄성구조물(120)의 하부에는 광인식 장치의 외형을 이루고 있는 제2하우징(240)을 포함하고 있다.
또한, 제1하우징(150)의 외측에는 포인팅 장치의 다른 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 버튼(170)이 구비되어 있다.
제1하우징(150)의 상부는 탄성구조물(120)과 연결된 대물면(110)이 움직이기 위해 소정 크기의 공간이 형성되어 있으며, 사용자의 손가락이 접촉되어 움직이는 대물면(110)은 제1하우징(150) 상부의 공간 범위 내에서 전 방향으로 움직임이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 대물면 이동 경로를 나타내는 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 대물면(110)은 상하좌우 전 방향으로 이동이 가능하며, 물체의 움직임을 검출하는 광인식을 통해 포인터를 이동시킬 수 있기 때문에 원하는 방향으로 포인터를 이동할 수 있다.
또한, 대물면(110)은 사용자의 손가락 접촉에 의해 이동될 수 있으며, 사용자의 손가락이 대물면(110)에서 떨어지는 경우, 포인팅 장치에 포함된 탄성구조물에 의해 대물면(110)의 움직임에 대응되는 복원을 한다. 즉, 사용자의 손가락에 의해 움직인 대물면(110)에서 사용자의 손가락이 떨어지는 경우, 탄성구조물의 복원력에 의해 대물면(110)이 최초 위치한 곳에 해당하는 제1하우징의 중심부로 이동한다.
도 4는 본 발명에 따른 대물면에 포함된 조작면과 터치센서의 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 대물면(110)의 중앙부에는 사용자의 손가락이 접촉되어 대물면의 이동을 위한 조작면(113)이 위치하며, 조작면(113)의 외측으로 사용자의 손가락 접촉을 감지하기 위한 터치센서(115)가 위치한다.
조작면(113)은 소정의 돌기 구조 또는 손가락과의 마찰력을 높이기 위한 물질로 형성되어 대물면(110)을 움직이는 사용자의 손가락이 미끌어지는 것을 방지한다.
또한, 터치센서(115)는 사용자의 손가락 접촉을 감지할 수 있어, 사용자의 손가락이 접촉되는 경우, 포인팅 장치에 포함된 광원에 전원을 공급하여 포인팅 장치를 동작시킬 수 있으며, 사용자의 손가락이 터치센서(115)에서 떨어지는 경우, 포인팅 장치에 포함된 광원의 전원을 차단하여 포인팅 장치의 전체 동작을 정지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예(미도시)로써, 대물면의 중앙부에 사용자의 손가락 접촉을 감지하기 위한 터치센서가 위치하며, 터치센서의 외측에 사용자의 손가락이 접촉되어 대물면의 이동을 위한 조작면이 위치할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 포인팅 장치의 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 포인팅 장치의 최상부에는 사용자의 손가락이 접촉되는 대물면(110)이 위치하며, 대물면(110)의 하부에는 포인팅 장치의 외형을 형성하는 제1하우징(150)을 구비한다. 제1하우징(150)은 밑면이 터진 원기둥 형태로 형성되며, 상부면은 사용자가 이동시키는 움직임에 대응하여 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)의 일체형 구조가 움직일 수 있는 소정의 공간이 형성되어 있으며, 제1하우징(150)의 하부에는 반사체(140)로부터 반사되는 영상신호를 수신하기 위한 광센서 어레이(230)가 구비된 PCB 기판(250)이 일체형 구조로 형성되고, PCB 기판(250) 은 밑면이 터진 원기둥 형태로 형성된 제1하우징(150)의 밑면을 형성한다.
제1하우징(150) 상부에 형성된 소정 공간의 하부면에는 대물면(110)의 이동을 복원시키기 위한 탄성구조물(120)이 구비되어 있으며, 제1하우징(150)과 탄성구조물(120) 사이에는 와셔(130)가 위치한다. 탄성구조물(120)의 하부면에는 광원(210)으로부터 조사되는 빛을 반사하는 반사체(140)가 위치하고, 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 일체형으로 결합되어 사용자의 손가락이 접촉되어 이동시키는 대물면(110)의 움직임에 대응하여 움직인다.
또한, 반사체(140)의 하부와 제1하우징(150)의 하부에 연결된 PCB 기판(250) 사이에는 제2하우징(240)이 구비되어 있으며, 제2하우징(240) 내에는 반사체(140)의 움직임을 검출하기 위해 빛을 조사하는 광원(210)과 반사체(140)로부터 반사된 빛을 결상하는 렌즈(220)와 렌즈(220)를 통과는 빛을 감지하기 위한 광센서 어레이(230)가 구비되어 있다.
제2하우징(240)은 원통형 구조로 형성되며, 제2하우징(240)의 상부면은 광원(210)에서 반사체(140)으로 빛을 조사하기 위하여 소정 영역의 공간이 형성되어 있으며, 제2하우징(240)의 하부면은 렌즈(220)를 통과하는 빛을 감지하기 위한 광센서 어레이(230)가 PCB 기판(250)에 연결되기 위한 소정 영역의 공간이 형성되어 있다. 이때, 제2하우징(240)은 원통형 구조에 한정되지 아니하며, 삼각형 및 사각형 등의 임의의 모양으로 형성될 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 사용자가 제1하우징(150) 상부에 구비된 대물면(110)을 누르는 경우, 제1하우징(150) 및 제1하우징(150)의 하부에 연결된 PCB 기판(250)은 사용자가 누 르는 압력에 의해 압력이 작용하는 PCB 기판(250)의 아래로 움직이며, 이때 움직이는 PCB 기판(250)의 하부에 위치하여 사용자의 손가락 압력을 감지하고, 이에 대응되는 신호를 입력하기 위한 제1스위치(160)가 구비되어 있으며, 사용자의 손가락 압력에 의해 움직인 제1하우징(150) 및 PCB 기판(250)의 위치를 복원하기 위해 하나 이상의 탄성체(180)가 제1하우징(150) 하부 소정의 위치에 구비되어 있다.
또한, 제1하우징(150)의 외측에는 사용자에 의한 압력에 대응하는 움직임을 제공하기 위한 버튼(170)과 버튼(170)의 하부에는 버튼(170)의 움직임에 대응되는 신호입력을 하기 위한 하나 이상의 제2스위치(190)를 구비하고 있다.
대물면(110)은 조작면과 터치센서를 포함하고 있으며, 조작면은 사용자의 손가락이 접촉되어 대물면(110)을 움직이기 용이하도록 조작면 표면이 돌기 모양으로 형성되어 있거나, 조작면과 밀착되는 손가락이 미끄러지지 않도록 마찰력이 높은 물질로 형성되어 있다.
또한, 터치센서는 포인팅 장치를 사용하기 위해 사용자의 손가락이 대물면(110)에 접촉되는 것을 감지하기 위한 것으로서, 터치센서에서 사용자의 손가락의 접촉을 인식하는 경우, 포인팅 장치를 사용하는 것으로 인지하여 반사체(140)의 움직임을 감지하기 위해 빛을 조사하는 광원(210)을 동작시키고, 터치센서에서 사용자의 손가락이 떨어지는 경우, 포인팅 장치 내에 포함된 광원(210)의 동작을 중지시킴으로써, 포인팅 장치의 동작을 정지시킨다.
탄성구조물(120)은 제1하우징(150) 상부의 하부면에 위치하고 대물면(110)의 움직임에 반하는 탄성 또는 자성을 통해서 대물면(110)의 위치를 복원시키기 위한 것으로서, 탄성을 이용하는 경우, 고무, 실리콘 및 금속 스프링과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 자성을 이용하는 경우, 자석으로 이루어져 자성에 의해 대물면(110)이 원래 위치로 복원된다.
탄성구조물(120)은 이동 및 복원을 원활히 하기 위하여 탄성구조물(120)의 표면에 굴곡 또는 홈을 형성하여 신축성을 높일 수 있다.
제1하우징(150)과 탄성구조물(120) 사이에 위치하는 와셔(130)는 탄성구조물(120)의 탄력적인 움직임을 제공하는 것으로서, 탄성구조물(120)이 제1하우징(150)의 하부에서 대물면(110)의 움직임에 의해 2차원 이동되는 경우 제1하우징(150)과의 마찰을 줄이기 위해 구성되며, 제1하우징(150)과 탄성구조물(120)의 마찰을 줄이기 위해서 폴리 에틸렌 테레프탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리메틸 메타클리레이트, 테프론, 아크릴 등의 플라스틱 필름으로 형성된다.
반사체(140)는 탄성구조물(120)의 하부에 위치하여 대물면(110)의 움직임에 대응되어 이동하며, 광원(210)으로부터 조사되는 빛을 반사하는 구조로 구성되어 있으며, 반사체(140)의 움직임을 쉽게 인식할 수 있도록 반사체(140)의 하부면은 격자 또는 인식 가능한 패턴으로 구성된다.
대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 일체형으로 결합되어 2차원 평면상으로 이동되며, 탄성구조물(120)의 탄성 및 자성에 의해 움직임에 대응되는 복원을 할 수 있다.
또한, PCB 기판(250)에는 광센서 어레이(230)에서 검출하는 전기적 신호를 수신하여 반사체(140)의 움직임 정보를 추출하는 신호처리부(미도시)가 포함되어 구성된다.
PCB 기판(250) 하부에는 사용자가 대물면에 가하는 압력에 대응하여 움직이는 PCB 기판(250)을 감지하여 이에 대응되는 신호를 발생하기 위한 제1스위치(160)가 구비되어 있으며, 제1하우징(150) 하부면의 소정의 위치에는 제1스위치(160)를 누르기 위해 움직인 제1하우징(150) 및 PCB 기판(250)의 위치를 복원하기 위한 탄성체(180)가 구비되어 있다. 탄성체(180)는 제1하우징(150)의 위치를 복원하기 위한 것으로서, 고무, 실리콘고무 및 스프링 등의 탄성을 사용하는 물질로 이루어져 있다.
또한, 제1하우징(150)의 외측에는 하나 이상의 버튼(170)을 구비하고 있으며, 버튼(170)의 하부에는 하나 이상의 제2스위치(190)가 구비되어 사용자에 의해 버튼(170)이 눌리는 경우, 버튼(170)에 연결된 제2스위치(190)는 신호를 발생한다. 발생된 신호는 포인팅 장치를 사용함에 있어 클릭 기능 등의 명령을 수행하는 명령어를 발생한다.
또한, 도 5에는 도시되지 않았으나, 광원(210)에서 조사되는 빛이 광센서 어레이(230)에 직·간접적으로 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 제2하우징(240) 내부의 광원(210)과 광센서 어레이(230) 사이에 광원 차단 구조물(미도시)을 포함할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시에에 따른 일부 구성요소의 결합관계를 나타내는 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 일체형으로 결합되어 제1하우징(150)의 상부에 위치한다. 즉, 대물면은 제1하우징(150) 상부의 상부면에 위치하고, 와셔(130), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 제1하우징(150) 상부의 하부면에 위치하되, 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)로 이루어진 일체형 구조물이 제1하우징(150)의 상부에서 2차원 전 방향으로 움직일 수 있도록 제1하우징(150)의 상부를 관통하는 공간이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 탄성구조물(120)은 제1하우징(150)에 고정되어 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)로 이루어진 일체형 구조물을 통하여 포인팅 정보의 입력을 자유롭게 할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 포인팅 장치의 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 포인팅 장치의 최상부에는 사용자의 손가락이 접촉되는 대물면(110)이 위치하며, 대물면(110)의 하부에는 탄성구조물(120)과 와셔(130)가 형성되어 있으며, 와셔(130)의 하부에는 포인팅 장치의 외형을 형성하는 제1하우징(150)이 구비되고, 제1하우징 상부의 하부면에는 반사체(140)가 구비된다. 이때, 제1하우징(150)은 밑면이 터진 원기둥 형태로 형성되며, 상부면은 사용자가 이동시키는 움직임에 대응하여 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)의 일체형 구조가 움직일 수 있는 소정의 공간이 형성되어 있으며, 제1하우징(150)의 하부에는 반사체(140)로부터 반사되는 영상신호를 수신하기 위한 광센서 어레이(230)가 구비된 PCB 기판(250)이 일체형 구조로 형성되어 있다.
제1하우징(150) 상부에 형성된 소정 공간의 상부면에는 대물면(110)의 이동을 복원시키기 위한 탄성구조물(120)이 구비되어 있으며, 제1하우징(150)과 탄성구 조물(120) 사이에는 와셔(130)가 위치한다. 제1하우징(150) 상부의 하부면에는 광원(210)으로부터 조사되는 빛을 반사하는 반사체(140)가 위치하고, 대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 일체형으로 결합되어 사용자의 손가락이 접촉되어 이동시키는 대물면(110)의 움직임에 대응하여 움직인다.
또한, 반사체(140)의 하부와 제1하우징(150)의 하부에 연결된 PCB 기판(250) 사이에는 제2하우징(240)이 구비되어 있으며, 제2하우징(240) 내에는 반사체(140)의 움직임을 검출하기 위해 빛을 조사하는 광원(210)과 반사체(140)로부터 반사된 빛을 결상하는 렌즈(220)와 렌즈(220)를 통과는 빛을 감지하기 위한 광센서 어레이(230)가 구비되어 있다.
이때, 제2하우징(240)은 원통형 구조로 형성되며, 제2하우징(240)의 상부면은 광원(210)에서 반사체(140)로 빛을 조사하기 위하여 소정 영역의 공간이 형성되어 있으며, 제2하우징(240)의 하부면은 렌즈(220)를 통과하는 빛을 감지하기 위한 광센서 어레이(230)가 PCB 기판(250)에 연결되기 위한 소정 영역의 공간이 형성되어 있다.
또한, 사용자가 포인팅 장치의 최상부에 구비된 대물면(110)을 누르는 경우, 제1하우징(150) 및 제1하우징(150)의 하부에 연결된 PCB 기판(250)은 사용자가 누르는 압력에 의해 압력이 작용하는 PCB 기판(250)의 아래로 움직이며, 이때 움직이는 PCB 기판(250)의 하부에 위치하여 사용자의 손가락 압력을 감지하고, 이에 대응되는 신호를 입력하기 위한 제1스위치(160)가 구비되어 있으며, 사용자의 손가락 압력에 의해 움직인 제1하우징(150) 및 PCB 기판(250)의 위치를 복원하기 위해 하 나 이상의 탄성체(180)가 제1하우징(150) 하부 소정의 위치에 구비되어 있다.
또한, 제1하우징(150)의 외측에는 사용자에 의한 압력에 대응하는 움직임을 제공하기 위한 버튼(170)과 버튼(170)의 하부에는 버튼(170)의 움직임에 대응되는 신호입력을 하기 위한 하나 이상의 제2스위치(190)를 구비하고 있다.
대물면(110)은 조작면과 터치센서를 포함하고 있으며, 조작면은 사용자의 손가락이 접촉되어 대물면(110)을 움직이기 용이하도록 조작면 표면이 돌기 모양으로 형성되어 있거나, 조작면과 밀착되는 손가락이 미끄러지지 않도록 마찰력이 높은 물질로 형성되어 있다.
또한, 터치센서는 포인팅 장치를 사용하기 위해 사용자의 손가락이 대물면(110)에 접촉되는 것을 감지하기 위한 것으로서, 터치센서에서 사용자의 손가락의 접촉을 인식하는 경우, 포인팅 장치를 사용하는 것으로 인지하여 반사체(140)의 움직임을 감지하기 위해 빛을 조사하는 광원(210)을 동작시키고, 터치센서에서 사용자의 손가락이 떨어지는 경우, 포인팅 장치 내에 포함된 광원(210)의 동작을 중지시킴으로써, 포인팅 장치의 동작을 정지시킨다.
탄성구조물(120)은 대물면(110) 하부에 위치하고 대물면(110)의 움직임에 반하는 탄성 또는 자성을 통해서 대물면(110)의 위치를 복원시키기 위한 것으로서, 탄성을 이용하는 경우, 고무, 실리콘 및 금속 스프링과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 자성을 이용하는 경우, 자석으로 이루어져 자성에 의해 대물면(110)이 원래 위치로 복원된다.
탄성구조물(120)은 이동 및 복원을 원활히 하기 위하여 탄성구조물(120)의 표면에 굴곡 또는 홈을 형성하여 신축성을 높일 수 있다.
제1하우징(150)과 탄성구조물(120) 사이에 위치하는 와셔(130)는 탄성구조물(120)의 탄력적인 움직임을 제공하는 것으로서, 탄성구조물(120)이 제1하우징(150)의 상부에서 대물면(110)의 움직임에 의해 2차원 이동되는 경우 제1하우징(150)과의 마찰을 줄이기 위해 구성되며, 제1하우징(150)과 탄성구조물(120)의 마찰을 줄이기 위해서 폴리 에틸렌 테레프탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리메틸 메타클리레이트, 테프론, 아크릴 등의 플라스틱 필름으로 형성된다.
반사체(140)는 제1하우징(150) 상부의 하부면에 위치하여 대물면(110)의 움직임에 대응되어 이동하며, 광원(210)으로부터 조사되는 빛을 반사하는 구조로 구성되어 있으며, 반사체(140)의 움직임을 쉽게 인식할 수 있도록 반사체(140)의 하부면은 격자 또는 인식 가능한 패턴으로 구성된다.
대물면(110), 탄성구조물(120) 및 반사체(140)는 일체형으로 결합되어 2차원 평면상으로 이동되며, 탄성구조물(120)의 탄성 및 자성에 의해 움직임에 대응되는 복원을 할 수 있다.
또한, PCB 기판(250)에는 광센서 어레이(230)에서 검출하는 전기적 신호를 수신하여 반사체(140)의 움직임 정보를 추출하는 신호처리부(미도시)가 포함되어 구성된다.
PCB 기판(250) 하부에는 사용자가 대물면에 가하는 압력에 대응하여 움직이는 PCB 기판(250)을 감지하여 이에 대응되는 신호를 발생하기 위한 제1스위치(160)가 구비되어 있으며, 제1하우징(150) 하부면의 소정의 위치에는 제1스위치(160)를 누르기 위해 움직인 제1하우징(150) 및 PCB 기판(250)의 위치를 복원하기 위한 탄성체(180)가 구비되어 있다. 이때, 탄성체(180)는 제1하우징(150) 및 PCB 기판(250)의 위치를 복원하기 위한 것으로서, 고무, 실리콘고무 및 스프링 등의 탄성을 사용하는 물질로 이루어져 있다.
또한, 제1하우징(150)의 외측에는 하나 이상의 버튼(170)을 구비하고 있으며, 버튼(170)의 하부에는 하나 이상의 제2스위치(190)가 구비되어 사용자에 의해 버튼(170)이 눌리는 경우, 버튼(170)에 연결된 제2스위치(190)는 신호를 발생한다. 발생된 신호는 포인팅 장치를 사용함에 있어 클릭 기능 등의 명령을 수행하는 명령어를 발생한다.
탄성구조물(120)은 제1하우징(150)의 외측에 하나 이상으로 구비된 버튼(170)의 상부까지 형성되어, 포인팅 장치의 상부를 전체적으로 덮고 있는 형상을 하고 있도록 형성된다.
또한, 도 7에는 도시되지 않았으나, 광원(210)에서 조사되는 빛이 광센서 어레이(230)에 직·간접적으로 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 제2하우징(240) 내부의 광원(210)과 광센서 어레이(230) 사이에 광원 차단 구조물(미도시)을 포함할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 포인팅 장치를 통해 그 스크롤 속도를 사용자가 조절할 수 있는 연속 스크롤 기능을 갖는 순서도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 포인팅 장치의 대물면의 움직임을 통해서 지속적인 움직임 데이터가 입력되고(S810), 터치센서 입력이 있는 경우(S820), 포인팅 장치는 포인팅 모드로 작동되어 움직임 정보를 출력하고(S830), 움직임 데이터가 없으나(S840) 터치센서를 통하여 사용자의 접촉 입력이 있는 경우(S850), 스크롤 모드로 전환한다. 이때 스크롤 속도는 포인팅 모드의 마지막 움직임 데이터로 설정함으로써, 사용자가 스크롤 속도 및 방향을 조정할 수 있도록 한다.(S860).
즉, 자동 스크롤의 방향과 속도는 사용자가 제공하는 마지막 움직임 데이터를 사용하므로 사용자가 스크롤 방향 또는 속도를 다시 조절하고자 할 경우는 대물면, 탄성구조물, 및 반사체의 일체형 구조물을 자유롭게 움직일 수 있는 범위안으로 잠시 왔다가 원하는 방향과 속도로 조정함으로써, 자동 스크롤의 방향과 속도를 쉽게 바꿀 수 있다.
또한, 움직임 데이터가 0인 경우(S870), 포인팅 장치는 지속적으로 스크롤 모드로 유지하며(S860), 0이 아닌 유효한 움직임 데이터가 입력되면(S870) 포인팅 장치는 스크롤 모드에서 포인팅 모드로 자동 전환된다(S830).
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 2차원 포인팅 기능과 가변속도의 스크롤 기능을 갖는 장치는 격자 또는 유사한 인식 가능한 패턴을 이용하여 휴대 단말기기와 같은 포인팅 장치에 적용함으로써, 포인팅 장치의 구조를 축소시켜 소형화가 가능하고, 기존의 장치에 적용이 쉬우며, 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광원을 반사할 수 있는 격자 또는 인식가능한 패턴으로 구성된 반사체를 추가하여 포인팅 장치의 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치센서에 입력되는 사용자의 손가락 접촉을 감지하여 일정한 패턴의 접촉이 입력되는 경우, 디스플레이 화면의 스크롤을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치에 있어서,
    상기 포인팅 장치의 외형을 이루고 있는 제1하우징;
    사용자가 이동시키는 움직임에 대응하여 이동되는 대물면;
    상기 대물면의 움직임에 반하는 탄성 또는 자성을 통해서 상기 대물면의 위치를 복원시키기 위한 탄성구조물;
    상기 탄성구조물의 2차원 움직임에 대한 마찰력을 감소시키기 위한 와셔;
    광센서 어레이가 인식 가능한 일정한 패턴을 구비하며, 광원에서 조사되는 빛을 반사하기 위한 반사체;
    상기 제1하우징 하부의 일측에 위치하여 외부에서 가해지는 압력을 감지하기 위한 제1스위치; 및
    상기 제1하우징 하부의 하부면 일측에 위치하여 상기 제1스위치에 압력을 가하기 위해 움직인 상기 제1하우징의 위치를 복원시키기 위한 탄성체
    를 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물면은 제1하우징 상부의 상부면에 위치하는 것을 특징으로 하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성구조물은 상기 제1하우징 상부의 하부면에 위치하고, 상기 와셔는 상기 제1하우징 상부의 하부면과 상기 탄성구조물의 상부면 사이에 위치하고, 상기 반사체는 상기 탄성구조물의 하부면에 위치하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 포인팅 장치는
    상기 제1하우징에 외측면에 위치하고, 상기 사용자에 의한 압력에 대응하는 움직임을 제공하기 위한 하나 이상의 버튼; 및
    상기 버튼의 하부에 위치하고, 상기 버튼의 움직임에 대응하는 신호를 입력하기 위한 하나 이상의 제2스위치
    를 더 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물면, 탄성구조물 및 반사체가 일체형 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1하우징 내부에 광인식 장치를 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1하우징 내부에 포함된 광인식 장치는
    상기 반사체에 빛을 조사하는 광원;
    상기 반사체에서 반사되는 영상을 결상하기 위한 렌즈;
    상기 렌즈를 통과하는 영상을 받아서 영상의 움직임을 전기적 신호로 변환하는 광센서어레이; 및
    상기 광인식 장치의 외부를 감싸는 제2하우징
    을 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광인식 장치는
    상기 제2하우징 내부 또는 외부에 위치하여 상기 전기적 신호를 수신하여 영상의 움직임 정보를 추출하는 신호처리부
    를 더 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성구조물은 상기 제1하우징 내부 또는 외부에 포함되어, 상기 대물면의 움직임에 따라 2차원 평면상으로 플렉시블한 움직임을 제공하는 것을 특징으로 하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성구조물은 고무, 실리콘고무 및 자석 중 어느 하나를 사용하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔는 상기 탄성구조물의 움직임에 대한 상기 제1하우징과의 마찰을 감소시키기 위해 폴리 에틸렌 테레프탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리메틸 메타클리레이트, 테프론 및 아크릴 중 어느 하나의 플라스틱 필름을 사용하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 대물면은
    상기 사용자가 포인팅 장치를 움직이기 위해 사용자의 손가락이 접촉하는 조작면; 및
    상기 사용자의 손가락이 접촉되는 것을 감지하기 위한 터치센서
    를 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 조작면은 상기 사용자 손가락의 미끄러짐을 방지하기 위해 상기 조작면의 표면이 돌기 모양으로 형성되거나, 마찰력이 높은 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 터치센서는 상기 사용자의 손가락 접촉을 감지하여, 상기 사용자의 손가락이 접촉되는 경우, 광원을 동작시켜 상기 포인팅 장치의 사용이 가능하게 하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치.
  15. 2차원 포인팅 장치의 스크롤 방법에 있어서,
    터치센서에 입력되는 신호에 대응하여 상기 2차원 포인팅 장치의 포인터를 포인팅 모드로 전환하는 단계;
    상기 포인팅 장치의 상기 포인터 움직임 및 상기 터치센서에 입력되는 신호를 검출하여 스크롤 모드로 전환하는 단계;
    상기 스크롤 모드에서 상기 포인터의 움직임 및 상기 터치센서에 입력되는 신호를 검출하여 포인팅 장치를 종료하는 단계
    를 포함하는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치의 스크롤 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 포인팅 모드에서 상기 포인터 움직임의 데이터가 0이고 터치센서에 신호가 입력되는 경우에 상기 포인팅 장치의 포인터가 상기 스크롤 모드로 전환되는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치의 스크롤 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스크롤 모드에서 상기 포인터 움직임의 데이터가 입력되는 경우, 상기 포인팅 장치의 포인터가 상기 포인팅 모드로 재전환되며, 상기 포인터 움직임의 데이터가 0이고 상기 터치센서에 신호가 입력되는 경우는 상기 포인팅 장치의 스크롤 기능이 지속되는 가변속도의 스크롤 기능을 구비한 포인팅 장치의 스크롤 방법.
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