KR20090113498A - Optical joystick module - Google Patents

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KR20090113498A
KR20090113498A KR1020080039246A KR20080039246A KR20090113498A KR 20090113498 A KR20090113498 A KR 20090113498A KR 1020080039246 A KR1020080039246 A KR 1020080039246A KR 20080039246 A KR20080039246 A KR 20080039246A KR 20090113498 A KR20090113498 A KR 20090113498A
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안건준
김재동
배환수
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크루셜텍 (주)
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Abstract

PURPOSE: An optical joystick module is provided to improve the operation performance of an image sensor by comprising a spill light filtering member on a surface of an image sensor. CONSTITUTION: A subject is contacted with a cover plate. A holder(20) is combined with the cover plate. A receiving space is equipped in the inside of the holder. A lighting member(30) is installed in the out side of the holder. The lighting member emits the light toward the subject. An imaging unit(40) images the light source which crashes into the subject and refracted. An image sensor(50) comprises a stray light filtering element which filters out the outside stray light.

Description

광 조이스틱 모듈{OPTICAL JOYSTICK MODULE}Optical joystick module {OPTICAL JOYSTICK MODULE}

본 발명은 휴대 단말기에 실장되어 디스플레이 화면상에 커서를 생성하는 광 조이스틱 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an optical joystick module mounted on a portable terminal and generating a cursor on a display screen.

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. In general, personal digital assistants such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) adopt a user interface using a keypad, and have a keypad composed of a plurality of buttons and direction buttons for inputting numbers and characters.

근래에는 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스 등과 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인 휴대 단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되었다. In recent years, as wireless Internet services such as WIBRO (Wireless Broadband) services have been commercialized, a Windows operating system supporting a Graphical User Interface (GUI) has been adopted for personal portable terminals.

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.In addition, with the development of technology, personal portable terminals have various additional services, and a Windows operating system supporting a GUI is also adopted for convenient operation of the various additional services.

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 선택 하는 모노 방식을 개선한 휴대단말기의 입력 장치로써 터치키, 조이스틱, 그리고 광 포인팅 장치가 등장하고 있다.As described above, the operating system of the GUI is adopted as the user interface of the personal portable terminal, and in the related art, since the development of an input device suitable for the personal portable terminal is urgently required, the mono system selects sequentially from the display screen of the portable terminal such as a keypad. Touch keys, joysticks, and optical pointing devices have emerged as input devices of the portable terminal having improved.

입력장치에서 광 조이스틱은 다른 입력장치보다 동작성 뿐만 아니라 슬림형의 휴대단말기에 실장이 가능한 초슬림을 제공한다.In the input device, the optical joystick provides not only operability than other input devices but also an ultra-slim that can be mounted in a slim portable terminal.

광 조이스틱에서 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0636412호 "초슬림 광 포인팅 장치 및 초슬림 광 조이스틱을 포함하는 개인 휴대단말기"가 있다. 이 발명은 피사체에서 수직으로 반사된 광을 수평으로 광 경로를 변경하여 슬림형의 두께와 초점심도를 충분하게 제공할 수 있는 광 포인팅 장치(광 조이스틱과 동일물품임)를 제공한다.The prior art in the optical joystick is Korean Patent No. 10-0636412 "personal portable terminal including an ultra-slim optical pointing device and an ultra-slim optical joystick". The present invention provides an optical pointing device (the same article as the optical joystick) capable of providing a slim thickness and a depth of focus sufficiently by horizontally changing the optical path of light reflected vertically from a subject.

광 조이스틱은 도 1에 도시된 바와 같이 빛을 방사는 조명부재(4)가 홀더(1) 외측에 설치되고, 홀더(1) 내부에는 집광수단(2)이 설치된다. In the light joystick, as shown in FIG. 1, an illumination member 4 for emitting light is installed outside the holder 1, and a light collecting means 2 is installed inside the holder 1.

또한 집광수단(2) 하부에는 이미지센서(3)를 실장되고 홀더를 덮는 커버플레이트(5)가 설치된다. In addition, a cover plate 5 is mounted below the light collecting means 2 to mount the image sensor 3 and cover the holder.

따라서, 사용자가 피사체를 커버플레이트(5)에 접촉시키게 되면 조명부재(4)에서 방사된 빛이 집광수단(2)을 통해 집광되고, 집광된 빛이 이미지 센서(3)에 수광된다. Therefore, when the user makes the subject contact the cover plate 5, the light emitted from the lighting member 4 is collected through the light collecting means 2, and the collected light is received by the image sensor 3.

이렇게 이미지센서(3)에 수광된 빛은 이미지센서(3)가 빛의 양을 감지함과 동시에 빛을 촬상하고 변위값으로 연산하여 휴대 단말기 등의 마이컴(미도시)으로 정보를 송신하게 된다.The light received by the image sensor 3 detects the amount of light and simultaneously captures the light, calculates the displacement, and transmits the information to a microcomputer (not shown) such as a mobile terminal.

이때, 이미지센서의 표면에는 외부광의 유입을 방지하기 위한 차폐테입이 부 착되어 있는데, 차폐테입은 작업자가 일일이 이미지센서의 표면에 핀셋과 같은 도구를 이용하여 부착하게 된다.In this case, a shielding tape is attached to the surface of the image sensor to prevent the inflow of external light. The shielding tape is attached to the surface of the image sensor by using a tool such as tweezers.

그러나, 종래 이미지센서는 표면상에 차폐테입을 작업자가 일일이 정해진 위치에 부착해야 함으로 작업성과 정확성이 떨어져 대량생산 능력이 저하되는 문제점이 있다. However, the conventional image sensor has a problem that the operator has to attach the shielding tape on the surface every day in a fixed position, the workability and accuracy is reduced, the mass production capacity is lowered.

즉, 종래 차폐테입은 이미지센서의 표면 중 빛이 수광되는 특정 부위를 제외한 나머지 위치에 부착되어야 하는데, 이때에는 이미지센서의 크기가 매우 작아 작업자가 특정부위에 차폐테입을 부착하기 어려우며 특히 손떨림이 많은 작업자의 경우 정상적인 부착이 이루어지지 않아 제품 불량이 다수 발생하는 문제점이 있는 것이다. That is, the conventional shielding tape should be attached to the rest of the surface of the image sensor except for a specific area where light is received. In this case, the size of the image sensor is very small, which makes it difficult for an operator to attach the shielding tape to a specific area, and especially, a lot of hand shaking. In the case of the worker is not a normal attachment is a problem that a large number of product defects occur.

따라서, 이와 같은 문제점으로 인해 작업성이 떨어져 대량 생산 능력이 저하되는 문제점을 발생시키게 된다.Therefore, due to such a problem, the workability is lowered, which causes a problem that the mass production capacity is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 이미지센서의 조립성을 개선하여 작업성의 향상을 통해 대량 생산 능력의 향상을 기대할 수 있는 광 조이스틱 모듈을 제공하는데 주목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical joystick module that can be expected to improve mass production capacity by improving workability by improving assembly of an image sensor.

본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈은 이미지센서의 표면으로 외부 잡광을 필터링할 수 있는 잡광여과부재를 구성하여 이미지센서의 작동성능을 향상시킬 수 있음은 물론, 작업성의 향상을 통해 대량 생산능력을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.The optical joystick module according to the embodiment of the present invention can improve the operating performance of the image sensor by constructing a light filtering member that can filter external light to the surface of the image sensor, as well as improving the workability of mass production capacity. There is an effect that can be greatly increased.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 피사체가 접촉되는 커버플레이트; 상기 커버 플레이트와 결합되며, 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 홀더의 외측면에 설치되어 피사체를 향해 빛을 방사하는 조명부재; 상기 홀더 내부에 설치되어 피사체에 부딪혀 굴절되는 광원을 결상하는 결상수단; 그리고 상기 결상수단을 통해 전달된 광원을 수신받아 변위값으로 연산하며, 외부 잡광을 걸러내는 잡광여과부재가 구비된 이미지센서; 를 포함하여 구비된 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object effectively, the present invention provides a cover plate to which the subject is in contact; A holder coupled to the cover plate and having an accommodation space therein; An illumination member installed on an outer surface of the holder to emit light toward a subject; Imaging means installed in the holder to form a light source that is refracted by hitting a subject; And receiving the light source transmitted through the imaging means to calculate the displacement value, the image sensor is provided with a light filtering member for filtering external light; Characterized in that provided with a.

상기 잡광여과부재는 가시광선 파장대 850nm±100nm로 이미지센서 표면에 코팅되는 것을 특징으로 한다. The light filtering member is coated on the surface of the image sensor in the visible light wavelength range of 850nm ± 100nm.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈 중 커버플레이트를 제외한 나머지 부분을 보인 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지센서에 잡광여과부재를 구성하는 과정을 보인 예시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡광여과부재를 통해 외부 잡광이 걸러지는 상태를 보인 작용 상태 단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the remaining portion of the optical joystick module except the cover plate according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exemplary view showing a process of configuring a light filtering member in the image sensor according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a cross-sectional view of the working state showing a state in which the external light is filtered through the light filter member according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈은 커버플레이트(10)와 커버 플레이트(10)와 결합되는 홀더(20)와 홀더(20)에 설치되어 빛을 방사하는 조명부재(30)와 조명부재(30)의 빛을 결상하는 결상수단(40)과 결상수단(40)을 통해 결상된 빛을 변위값으로 연산하는 이미지센서(50)를 포함하여 구비된다. As shown, the optical joystick module according to the embodiment of the present invention is installed on the holder 20 and the holder 20 coupled to the cover plate 10 and the cover plate 10 and the illumination member 30 for emitting light And an image sensor 50 for imaging the light of the lighting member 30 and an image sensor 50 for calculating the light formed through the imaging means 40 as a displacement value.

커버 플레이트(10)는 합성수지를 사출 성형하여 일면이 개구된 캡 형상을 가진다. 이때, 커버 플레이트(10)는 빛이 투과되는 투과부(12)와 빛이 투과되지 않는 비투과부(14)로 구성된다. The cover plate 10 has a cap shape in which one surface is opened by injection molding a synthetic resin. At this time, the cover plate 10 is composed of a transmission portion 12 through which light is transmitted and a non-transmissive portion 14 through which light is not transmitted.

커버 플레이트(10)의 표면에는 외부 요인에 의한 스크레치가 발생되지 않도록 도면에는 도시하지 않았지만 코팅재가 도포되어 있다. Although not shown in the drawing, a coating material is applied to the surface of the cover plate 10 so as not to cause scratches due to external factors.

커버플레이트(10)에는 내부에 수용공간이 구비된 홀더(20)가 결합된다. 홀더는 중앙부위가 관통되어 있으며, 둘레면에 조명부재(30)가 설치되기 위한 홈(22)이 형성되어 있다. The cover plate 10 is coupled to the holder 20 having a receiving space therein. The central portion of the holder penetrates, and a groove 22 for installing the lighting member 30 is formed on the circumferential surface thereof.

조명부재(30)는 적외선 IR(Infrared) LED가 사용될 수 있다. 이러한 이유는 적외선의 경우 시각적으로 장시간 주시하더라도 눈의 피로감이 발생하지 않기 때문이다.The illumination member 30 may be an infrared IR (Infrared) LED. This is because, even in the case of infrared light, long-term visual attention does not cause eye fatigue.

조명부재(30)의 방사각은 커버 플레이트의 투과부(12)를 통해 외부로 투과될 수 있는 각도를 유지하고 있다. The radiation angle of the lighting member 30 maintains the angle that can be transmitted to the outside through the transmission portion 12 of the cover plate.

또한 홀더(20)의 내부에는 조명부재(30)의 빛이 피사체(P)에 부딪힌 다음 반사되는 빛을 결상하기 위한 결상수단(40)이 설치된다. In addition, in the holder 20, an imaging means 40 is formed to image light reflected by the light of the lighting member 30 after hitting the subject P.

결상수단(40)은 빛의 각도를 수평방향에서 다시 수직방향으로 굴절시키는 한 쌍의 프리즘(42)과 한 쌍의 프리즘(42) 사이에 설치되어 빛을 집광하는 집광렌즈(44)를 포함한다. 집광렌즈(44)는 한 쌍의 프리즘(42)과 일체형 또는 분리형 중 어느 하나로 구성할 수 있다. The imaging means 40 includes a pair of prisms 42 for refracting the angle of light from the horizontal direction to the vertical direction and a condenser lens 44 which is installed between the pair of prisms 42 to condense the light. . The condenser lens 44 may be configured as either a pair of prisms 42 or an integrated or separate type.

결상수단(40)을 통해 집광된 빛은 이미지센서(50)로 전달된다. The light collected through the imaging means 40 is transmitted to the image sensor 50.

이미지센서(50)는 수광된 빛을 변위값으로 연산하여 휴대 단말기의 마이컴(미도시)으로 전송하는 역할을 한다. The image sensor 50 calculates the received light as a displacement value and transmits the received light to a microcomputer (not shown) of the portable terminal.

즉, 이미지센서(50)의 기능은 수광된 빛을 촬상하여 변위값으로 연산하고 연산된 변위값을 휴대 단말기의 마이컴으로 송신함으로써, 마이컴이 휴대 단말기의 디스플레이 화면상에 커서를 생성하게 되는 것이다. That is, the function of the image sensor 50 is to capture the received light, calculate it as a displacement value, and transmit the calculated displacement value to the microcomputer of the mobile terminal, so that the microcomputer generates a cursor on the display screen of the mobile terminal.

그런데, 이미지센서(50)는 결상수단(40)을 통해 빛이 수광되는 과정에서 외부 잡광이 유입되면 오동작이 발생할 수 있다. However, the image sensor 50 may malfunction when external light is introduced in the process of receiving light through the image forming means 40.

이를 방지하기 위하여 본 발명의 이미지센서(50) 표면에는 외부 잡광을 걸러내기 위한 잡광여과부재(60)가 도포된다. In order to prevent this, the surface of the image sensor 50 of the present invention is coated with a light filtering member 60 for filtering external light.

잡광여과부재(60)는 다양한 형태의 방법이 적용될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 적외선 밴드 패스 필터 코팅(Infraled bandpass filter coating)이 적용되도록 하였다. The light filtering member 60 may be applied in various ways, but in the embodiment of the present invention, an infrared bandpass filter coating is applied.

밴드 패스 필터 코팅은 박막의 계면에서 발생하는 반사의 간섭 현상을 이용해, 선택 반사에 의한 빛의 여과를 이용하여 소망한 파장만을 여과시킨 필터이다. The band pass filter coating is a filter in which only a desired wavelength is filtered by filtration of light by selective reflection by using an interference phenomenon of reflection occurring at an interface of a thin film.

색 유리 필터, 젤라틴 필터 등에 비교해 밝고, 파장폭의 매우 좁은 단색광을 임의의 파장으로 얻을 수 있는 장점이 있다. Compared to a color glass filter, a gelatin filter, etc., there is an advantage that a very narrow monochromatic light having a wavelength width can be obtained at an arbitrary wavelength.

따라서 이러한 밴드 패스 필터의 장점을 이용하게 되면, 잡광여과부재(60)는 파장대를 가시광선 850nm±100nm의 범위 내에서 빛이 투과하도록 구성할 수 있게 된다. Therefore, by using the advantages of the band pass filter, the light filtering member 60 can be configured to transmit light in the wavelength band within the range of visible light 850nm ± 100nm.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈은 다음과 같은 작용을 한다. The optical joystick module according to the embodiment of the present invention configured as described above functions as follows.

조명부재(30)로부터 빛이 커버플레이트(10)에 접촉된 피사체(P)에 부딪혀 수직 하방향으로 진행되면, 한 쌍의 프리즘(42) 중 진행되는 빛 하측에 설치된 프리즘이 빛을 수평방향으로 굴절시키게 된다. When the light from the lighting member 30 hits the subject P in contact with the cover plate 10 and proceeds vertically downward, a prism installed under the light traveling among the pair of prisms 42 moves the light in the horizontal direction. Will be refracted.

굴절된 빛은 집광렌즈(44)를 통해 집광되면서 다시 한 쌍의 프리즘(42) 중 다른 하나의 프리즘을 통해 수직 하방향으로 굴절된다.The refracted light is focused through the condenser lens 44 and again refracted vertically through the other prism of the pair of prisms 42.

한 쌍의 프리즘(42)을 통해 굴절된 빛은 이미지센서(50)의 표면으로 전달된다. 이때 태양광이나 실내등과 같은 외부광이 조명부재의 빛과 함께 코팅여과부재(60)로 유입되면, 가시광선 파장대 850nm±100nm의 범위를 벗어나는 빛들은 잡광여과부재(60)를 통해 필터링된다. Light refracted through the pair of prisms 42 is transmitted to the surface of the image sensor 50. At this time, when external light such as sunlight or indoor light is introduced into the coating filtration member 60 together with the light of the lighting member, the light outside the visible light wavelength range of 850nm ± 100nm is filtered through the light filtering member 60.

잡광여과부재(60)에 의해 필터링 되지 않은 빛은 이미지센서(50)의 표면으로 전달되어 변위값으로 연산되며, 연산된 빛은 휴대 단말기의 마이컴으로 송신된다. Light that is not filtered by the light filtering member 60 is transmitted to the surface of the image sensor 50 and calculated as a displacement value, and the calculated light is transmitted to the microcomputer of the mobile terminal.

따라서, 디스플레이 화면상에서 이동하는 커서는 잡광여과부재(60)에서 필터링 된 데이터에 따라 이동하게 됨으로 동작성이 크게 향상될 수 있게 된다.Therefore, the cursor moving on the display screen is moved according to the data filtered by the light filtering member 60, thereby greatly improving operability.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다. Although the optical joystick module according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art can apply and modify the optical joystick module.

도 1은 종래 광 조이스틱 모듈을 보인 예시 단면도.1 is an exemplary cross-sectional view showing a conventional optical joystick module.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 모듈 중 커버플레이트를 제외한 나머지 부분을 보인 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing the remaining portion of the optical joystick module except the cover plate according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이미지센서에 잡광여과부재를 구성하는 과정을 보인 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing a process of configuring a light filtering member in the image sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡광여과부재를 통해 외부 잡광이 걸러지는 상태를 보인 작용 상태 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the operation state showing a state that the external light is filtered through the light filter member according to an embodiment of the present invention.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for each major part of drawing>

10: 커버플레이트 12: 투과부10: cover plate 12: transmissive portion

14: 비투과부 20: 홀더14: non-permeable 20: holder

30: 조명부재 40: 결상수단30: lighting member 40: imaging means

42: 한 쌍의 프리즘 44: 집광렌즈42: pair of prisms 44: condenser lens

50: 이미지센서 60: 잡광여과부재50: image sensor 60: light filtering member

P: 피사체P: Subject

Claims (2)

피사체가 접촉되는 커버플레이트;A cover plate to which the subject is in contact; 상기 커버 플레이트와 결합되며, 내부에 수용공간이 구비된 홀더;A holder coupled to the cover plate and having an accommodation space therein; 상기 홀더의 외측면에 설치되어 피사체를 향해 빛을 방사하는 조명부재;An illumination member installed on an outer surface of the holder to emit light toward a subject; 상기 홀더 내부에 설치되어 피사체에 부딪혀 굴절되는 광원을 결상하는 결상수단; 그리고Imaging means installed in the holder to form a light source that is refracted by hitting a subject; And 상기 결상수단을 통해 전달된 광원을 수신받아 변위값으로 연산하며, 외부 잡광을 걸러내는 잡광여과부재가 구비된 이미지센서; 를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 모듈.An image sensor provided with a light filtering member for receiving a light source transmitted through the imaging means and calculating a displacement value and filtering external light; Optical joystick module comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 잡광여과부재는 가시광선 파장대 850nm±100nm로 이미지센서 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 모듈.The light filter member is characterized in that the optical joystick module is coated on the surface of the image sensor in the visible light wavelength range of 850nm ± 100nm.
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