KR20080082206A - 휴대 단말기의 광 포인팅 장치 - Google Patents

휴대 단말기의 광 포인팅 장치 Download PDF

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KR20080082206A
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김재동
윤정현
이광한
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Abstract

본 발명은 휴대 단말기 등에 설치된 광 포인팅 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 수용공간이 구비된 홀더와, 상기 홀더의 수용공간에 설치된 발광수단과, 상기 발광수단의 빛을 집광하는 집광부재와, 상기 집광부재를 통해 전송된 빛을 촬상하여 변위값으로 연산하는 이미지센서로 구성된 휴대 단말기의 광 포인팅 장치에 있어서: 상기 집광부재는 몸체와, 상기 몸체에 형성되어 상기 발광수단의 빛을 굴절시키는 경사면과, 상기 경사면을 통해 굴절된 빛을 모아주는 렌즈와, 상기 몸체의 외면에 형성된 플랜지로 구성된 것을 특징으로 한다.
광 포인팅, 집광부재, 렌즈

Description

휴대 단말기의 광 포인팅 장치{POINTING DEVICE OF PORTABLE APPARATUS}
도 1은 종래 휴대 단말기의 광 포인팅 장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 광 포인팅 장치를 보인 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 1실시예.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 2실시예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 3실시예.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 4실시예.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 5실시예.
<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 홀더 30: 집광부재
31: 몸체 32: 제 1도파관
33: 제 1경사면 34: 제 1렌즈부
35: 몸체 35a: 플랜지
36: 제 2도파관 37: 제 2렌즈부
38: 제 2경사면 39: 플랜지
70: 이미지센서 80: 발광수단
본 발명은 휴대 단말기 등에 설치된 광 포인팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대폰이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 개인 휴대 단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있으며, 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼과 방향 버튼으로 구성된 키패드를 구비하고 있다.
근래에는 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스 등과 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인 휴대 단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되었다.
또한 기술의 발달에 더불어 개인 휴대 단말기는 다양한 부가 서비스를 구비하게 되었으며, 상기 다양한 부가 서비스의 편리한 운용을 위해서도 GUI를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되기도 하였다.
상기한 바와 같이 개인 휴대 단말기의 사용자 인터페이스로서 GUI의 운영체제가 채용되고, 종래에는 개인 휴대 단말기에 적합한 입력 장치의 개발이 절실하게 요구됨에 따라 휴대단말기의 디스플레이 화면에서 키패드와 같은 순차적으로 선택하는 모노 방식을 개선한 휴대단말기의 입력 장치로써 터치키, 조이스틱, 그리고 광 포인팅 장치가 등장하고 있다.
입력장치에서 광포인팅 장치는 다른 입력장치보다 동작성 뿐만 아니라 슬림형의 휴대단말기에 실장이 가능한 초슬림을 제공한다.
광포인팅 장치에서 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0636412호 "초슬 림 광포인팅 장치 및 초슬림 광 조이스틱을 포함하는 개인 휴대단말기"가 있다. 이 발명은 피사체에서 수직으로 반사된 광을 수평으로 광경로를 변경하여 슬림형의 두께와 초점심도를 충분하게 제공할 수 있는 광포인팅 장치를 제공한다.
광 포인팅 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 홀더(1) 내부에 집광수단(2)을 설치하고, 집광수단(2) 하부에 이미지센서(3)를 실장함으로써 집광수단(2)을 통해 반사되는 빛을 이미지 센서(3)에서 감지하게 된다.
이미지센서에서는 빛의 양을 감지함과 동시에 빛을 촬상하여 휴대 단말기 등의 마이컴(미도시)으로 정보를 송신하게 된다.
그런데, 광 포인팅 장치에 설치된 집광수단은 한쌍의 집광렌즈로 이루어져 홀더 내부에 설치되지만, 외부로부터 광 포인팅 장치에 충격이 가해지면 한쌍의 집광렌즈들은 홀더 내부에서 안정된 설치상태를 유지하기 어려운 문제점이 있다.
즉, 한쌍의 집광렌즈는 발광수단을 통해 피사체에 반사되어 유입되는 빛을 수직으로 굴절시키기 위한 경사면이 형성되어 있는데, 이 경사면의 경우 발광수단과 가까운 위치의 집광렌즈가 먼 위치의 집광렌즈보다 홀더 내부와의 접촉면적이 작아 외부 충격이 가해지면 홀더 내부에서 쉽게 유동되어 광초점이 흐트러지게 되는 문제점을 내포하고 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 휴대 단말기 등에 적용된 광 포인팅 장치의 내부에서 집광렌즈가 보다 안정된 설치상태를 유지할 수 있도록 하여 내구성 향상을 기대할 수 있도록 하는데 주목적이 있다.
본 발명의 상세한 목적은, 집광렌즈의 접촉면적 증대를 통해 안정된 설치상태를 확보할 수 있도록 하는데 있다.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 수용공간이 구비된 홀더와, 상기 홀더의 수용공간에 설치된 발광수단과, 상기 발광수단의 빛을 집광하는 집광부재와, 상기 집광부재를 통해 전송된 빛을 촬상하여 변위값으로 연산하는 이미지센서로 구성된 휴대 단말기의 광 포인팅 장치에 있어서: 상기 집광부재는 몸체와, 상기 몸체에 형성되어 상기 발광수단의 빛을 굴절시키는 경사면과, 상기 경사면을 통해 굴절된 빛을 모아주는 렌즈와, 상기 몸체의 외면에 형성된 플랜지로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 집광부재는 투명소재로서 몸체의 일측에 경사면이 형성되고, 상기 경사면 반대편에 렌즈가 형성되며, 상기 경사면 및 렌즈와 직각을 이루는 면상에 플랜지가 돌출 형성될 수 있다.
또한 상기 집광부재는 투명소재로서 몸체의 양측에 경사면이 형성되고, 상기 각 경사면 사이에 렌즈가 형성되며, 상기 경사면 및 렌즈와 직각을 이루는 면상에 플랜지가 돌출 형성될 수 있다.
이때, 상기 플랜지는 삼각형, 사각형, 다각형, 원형 기둥 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 홀더의 수용공간에는 플랜지와 대응하는 홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 집광부재의 몸체는 사각, 원형, 다각형 기둥 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 플랜지는 몸체 양측면에 각각 돌출 형성될 수 있다.
또한 상기 홀더의 수용공간에는 몸체 양측면에 각각 돌출 형성된 플랜지가 끼워지기 위한 슬라이드홈이 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 광 포인팅 장치를 보인 개략 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 1실시예이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 2실시예이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 3실시예이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 4실시예이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 집광렌즈의 제 2도파관을 보인 제 5실시예이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 광 포인팅 장치는 수용공간이 구비된 홀더와, 홀더의 수용공간에 설치된 발광수단과 발광수단의 빛을 집광하는 집광부재와 집광부재로부터 빛을 수신받는 이미지센서를 포함하여 구비될 수 있다.
홀더(10)는 휴대 단말기의 아이키(I-KEY)의 설계구조에 따라 전체 형상이 결정되며, 내부에 발광수단과 집광부재 등이 설치되기 위한 수용공간이 형성되어 있다.
홀더(10)의 재질은 합성수지와 같이 중량이 가벼우면서 성형이 용이한 소재를 사용하여 구성될 수 있다. 이러한 홀더(10)는 피사체가 접촉되는 상부캡과 하부 캡으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 하부캡을 홀더(10)로 통칭하여 설명한다.
수용공간의 형상은 발광수단(80)의 경우 보통 LED렌즈를 사용하게 된다. 따라서, 규격화된 LED렌즈의 형상에 맞추어 규격이 형성될 수 있으며, LED를 사용하지 않고 백라이트와 같은 조명을 사용하게 될 경우 백라이트의 규격에 부합되도록 설계 변경될 수 있다.
또한 수용공간에 실장되는 집광부재(30)는 발광수단의 빛이 피사체(사용자 손가락 등)에 부딪힌 후 복귀하는 빛을 집광하기 위해 구비된 것으로, 투명 합성수지재 또는 유리재가 사용될 수 있다.
집광부재(30)는 몸체(31)(36)와 경사면(38)(33), 집광렌즈(34)(37) 그리고 플랜지(39)(35)를 포함하는 제 1도파관(32) 및 제 2도파관(36)으로 구성될 수 있다.
제 1도파관(32)과 제 2도파관(36)은 전체 형상이 동일하게 형성된 한 쌍일 수 있으며, 설계상에 따라 제 1도파관(32)과 제 2도파관(36)의 전체 형상과 모양이 서로 달라질 수도 있다.
몸체(31)(35)는 도 3내지 도 7에 도시된 바와 같이, 발광수단(80)의 빛 투과율이 높으면서 취성이 낮은 합성수지재 또는 유리재가 사용될 수 있다. 몸체(31)(35)의 전체 형상은 사각, 원형, 다각형 기둥 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
이러한 몸체(31)(35)는 홀더의 수용공간 형상과 대응하도록 제조되며, 조립 성 향상을 위해 각 모서리부위는 라운딩처리나 모깍기 처리될 수 있다.
또한 몸체(31)(35)의 일측면에는 경사면(33)(38)이 형성되어 있다. 경사면(33)(38)의 각도는 홀더(10)에 접촉된 피사체의 위치와 이미지센서(70)의 위치에 따라 설정될 수 있는데, 본 발명에서는 피사체 위치가 제 1 도파관(32)의 수직 상 방향에 있고 이미지센서(70)의 위치가 제 2도파관(36)의 하방향에 있음으로 경사면의 각도를 45°로 설정하였다.
이러한 이유는 휴대 단말기 등에 광 포인팅 장치를 실장 시 피사체에 부딪힌 발광수단(80)의 빛을 수직방향에서 수평방향으로 굴절시키기 위함이다.
몸체(31)(35)의 타측면에는 볼록한 집광렌즈(34)(37)가 일체로 형성되어 있다. 집광렌즈(34)(37)는 경사면을 통해 굴절된 빛을 집광하는 역할을 한다.
그리고, 몸체의 경사면(33)(38)과 집광렌즈(34)(37)와 직각을 이루는 면상에는 플랜지(35a)(39)가 돌출 형성되어 있다. 플랜지(35a)(39)는 집광부재(30)가 홀더의 수용공간에 설치되었을 때 외부충격이 가해지더라도 집광부재(30)가 안정된 설치상태를 유지할 수 있도록 형성된 것이다.
플랜지(35a)(39)는 몸체(31)(35)의 일측면 또는 양측면에 각각 형성될 수 있다. 플랜지(35a)(39)의 형상은 홀더의 수용공간에 결합 시 조립성을 증대시키도록 사각, 원형, 반원형, 다각형 등 다양한 형태로 구현가능하다.
이때, 홀더(10)의 수용공간에는 플랜지(35a)(39)와 대응하는 홈(미도시)이 마련되어 있다. 홈은 플랜지의 개수 및 형상에 따라 가공 및 설계된다.
집광부재(30)는 제 1도파관(32)과 제 2도파관(36)이 서로 마주보는 형태로 홀더(10)의 수용공간에 설치되며, 이들은 각 집광렌즈(34)(37)에서 빛이 모아지는 거리를 감안하여 서로 소정거리 이격된 위치에 설치된다.
한편, 홀더(10)에 설치된 집광부재(30)의 하측 또는 상측에는 이미지센서(70)가 설치된다. 이미지센서(70)는 수용공간에 설치된 제 2도파관(36)의 상측 또는 하측에 설치될 수 있으며, 제 2도파관(36)을 통해 제공된 빛을 촬상하여 피사체의 이동을 감지하게 된다.
제 2도파관(36)을 통해 굴절되어 유입되는 빛을 초당 1/1300 내지 1/1500번에 걸쳐 촬상하게 된다.
이렇게 이미지센서(70)에서 촬상된 빛은 좌표값으로 연산되고 도면에는 도시하지 않았지만, 각종 휴대기기들의 마이컴으로 전송되어 디스플레이 화면을 통해 나타나게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 기술적 특징 및 작용상태를 설명하면 다음과 같다.
집광부재(30)의 설치는 핀셋과 같은 별도의 도구를 이용하여 제 1도파관(32) 및 제 2도파관(36)의 몸체(31)(35)를 잡고 홀더의 수용공간에 제 1 및 제 2도파관(32)(36)을 맞추면서 플랜지(35a)(39)가 홈에 끼워지도록 삽입하면 된다.
플랜지(35a)(39)가 홈에 끼워질때에는 집광부재(30)의 각 모서리부위가 모깍기 또는 라운딩 처리되어 있어 집광부재(30)가 수용공간의 내벽면을 따라 부드럽게 슬라이딩된다.
이렇게 집광부재(30)가 홀더(10)의 수용공간에 설치되면, 외부로부터 충격이 홀더(10)에 가해지더라도 홈에 결합된 플랜지(35a)(39)를 통해 안정적인 설치상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 집광부재(30)가 홀더의 수용공간에 설치된 후 사용자가 피사체를 홀더(10)에 접촉시키게 되면, 발광수단(80)의 빛은 피사체에 반사된 후 제 1도파관의 경사면(33)으로 유입된다.
제 1도파관의 경사면(33)으로 유입된 빛은 직각을 이루면서 제 1렌즈부(34)를 통해 모아지게 되고, 제 2도파관의 제 2렌즈부(37)로 이동하게 된다.
빛이 제 2렌즈부(37)로 이동된 후에는 제 2경사면(38)에서 어느 정도 더 모아진 상태가 되고, 제 2경사면(38)은 모아진 빛을 이미지센서(70)로 전달하게 된다.
이미지센서(70)에서는 제 2경사면(38)으로부터 굴절되면서 제공된 빛을 촬상하여 피사체의 움직임을 변위값으로 변환하게 되고, 변환된 변위값은 휴대 단말기 등의 마이컴으로 송신된다.
따라서, 본 발명에 따른 휴대 단말기의 광 포인팅 장치는 휴대 단말기 등에 적용된 광 포인팅 장치의 내부에서 집광렌즈가 보다 안정된 설치상태를 유지할 수 있도록 하여 내구성 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 광 포인팅 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (8)

  1. 수용공간이 구비된 홀더와, 상기 홀더의 수용공간에 설치된 발광수단과, 상기 발광수단의 빛을 집광하는 집광부재와, 상기 집광부재를 통해 전송된 빛을 촬상하여 변위값으로 연산하는 이미지센서로 구성된 휴대 단말기의 광 포인팅 장치에 있어서:
    상기 집광부재는 몸체와, 상기 몸체에 형성되어 상기 발광수단의 빛을 굴절시키는 경사면과, 상기 경사면을 통해 굴절된 빛을 모아주는 렌즈와, 상기 몸체의 외면에 형성된 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 집광부재는 투명소재로서 몸체의 일측에 경사면이 형성되고, 상기 경사면 반대편에 렌즈가 형성되며, 상기 경사면 및 렌즈와 직각을 이루는 면상에 플랜지가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 집광부재는 투명소재로서 몸체의 양측에 경사면이 형성되고, 상기 각 경사면 사이에 렌즈가 형성되며, 상기 경사면 및 렌즈와 직각을 이루는 면상에 플랜지가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지는 삼각형, 사각형, 다각형, 원형 기둥 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 홀더의 수용공간에는 플랜지와 대응하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 집광부재의 몸체는 사각, 원형, 다각형 기둥 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지는 몸체 양측면에 각각 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 홀더의 수용공간에는 몸체 양측면에 각각 돌출 형성된 플랜지가 끼워지기 위한 슬라이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 광 포인팅 장치.
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KR1020070022711A KR20080082206A (ko) 2007-03-08 2007-03-08 휴대 단말기의 광 포인팅 장치

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