KR20100035968A - Optical pointing device and portable terminal having the same - Google Patents

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KR20100035968A
KR20100035968A KR1020080095376A KR20080095376A KR20100035968A KR 20100035968 A KR20100035968 A KR 20100035968A KR 1020080095376 A KR1020080095376 A KR 1020080095376A KR 20080095376 A KR20080095376 A KR 20080095376A KR 20100035968 A KR20100035968 A KR 20100035968A
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이정석
이도영
서성민
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: An optical pointing device and a portable terminal with the same are provided to remove a lens system which needs accurate alignment and a large space. CONSTITUTION: A light source(160) applies light with coherence to an object surface. An image sensor(170) receives light scattered from the object surface. The image sensor converts the received light into an electrical image signal. The image sensor outputs the converted image signal. A controller receives the image signals from the image sensor. The controller calculates displacement of a speckle pattern showing the image signals according to movement of the object.

Description

광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대용 단말기{OPTICAL POINTING DEVICE AND PORTABLE TERMINAL HAVING THE SAME}Optical pointing device and portable terminal having the same {OPTICAL POINTING DEVICE AND PORTABLE TERMINAL HAVING THE SAME}

본 발명은 휴대용 단말기의 입력 장치에 관한 것으로서, 특히 사용자가 손가락의 움직임을 통해 화면 상의 포인터(pointer)를 이동시키거나 클릭(click) 동작을 수행하는 것을 지원하는 광 포인팅 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device of a portable terminal, and more particularly, to an optical pointing device that supports a user to move a pointer or perform a click operation on a screen through the movement of a finger.

와이브로(wireless broadband: WiBro)와 같은 고속 휴대용 인터넷 서비스가 대중화됨에 따라, 휴대폰, PDA(personal digital assistant) 등과 같은 휴대용 단말기에서 컴퓨터용 마우스와 같은 포인팅 장치의 필요성이 점점 커지고 있다. As high-speed portable Internet services such as wireless broadband (WiBro) become popular, the need for a pointing device such as a mouse for a computer is increasing in portable terminals such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs).

주성철에 의해 발명되어 2006년 8월 28일자로 공개된 공개특허공보 제2006-94066호{광정합 필터를 내장한 포인팅 장치}는 광을 방사하는 광원; 상기 광원으로부터 방사된 광을 대물면으로 유도하고, 상기 대물면에서 반사된 광을 센서부로 집광시키기 위한 렌즈부; 상기 대물면에서 반사되어 상기 렌즈부를 통해 집광된 광을 감지하기 위한 센서부; 및 상기 센서부로 유입되는 잡광을 제거하기 위한 광 정합 필터를 포함하는 광 포인팅 장치를 개시한다. Korean Patent Publication No. 2006-94066 (pointing device with a built-in photo matching filter) invented by Ju Sung-chul and published on August 28, 2006 includes: a light source for emitting light; A lens unit for guiding light emitted from the light source to an object surface and condensing the light reflected from the object surface to a sensor unit; A sensor unit for sensing light reflected from the object surface and focused through the lens unit; And a light matching filter for removing the stray light flowing into the sensor unit.

그러나, 이러한 종래의 광 포인팅 장치는 그 부피가 크기 때문에, 휴대용 단 말기의 슬림화를 저해한다는 문제점이 있다. 상기 특허와 같이, 렌즈부를 사용하는 광 포인팅 장치는, 대물면, 렌즈부 및 센서부의 사이 간격들을 일정 크기 이상으로 유지해야 하고, 렌즈부 자체의 부피가 크기 때문에, 소형화하기 어렵다. 더욱이, 이러한 광 포인팅 장치에 클릭 동작을 위한 스위치를 더 포함시킬 경우에, 그 부피가 더욱 문제가 된다. However, since such a conventional optical pointing device has a large volume, there is a problem of inhibiting the slimming of a portable terminal. As in the above patent, the optical pointing device using the lens portion has to maintain the distance between the objective surface, the lens portion and the sensor portion to a certain size or more, and because the volume of the lens portion itself is large, it is difficult to miniaturize. Moreover, in the case of further including a switch for a click action in such an optical pointing device, its volume becomes more problematic.

따라서, 최소화된 부피를 가지면서도 포인팅 기능 및 클릭 기능을 함께 구현할 수 있는 광 포인팅 장치가 요구된다. Therefore, there is a need for an optical pointing device capable of simultaneously implementing a pointing function and a click function with a minimized volume.

본 발명의 일측면에 따르면, 최소화된 부피를 가지면서도 포인팅 기능 및 클릭 기능을 함께 구현할 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대용 단말기가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided an optical pointing device and a portable terminal having the same that can implement a pointing function and a click function with a minimized volume.

본 발명의 일측면에 따른 광 포인팅 장치는, 가간섭성을 가진 광을 물체 표면에 조사하는 광원과; 상기 물체 표면으로부터 산란된 광을 수신하고, 수신된 광을 전기적 이미지 신호로 변환하여 출력하는 이미지 센서와; 상기 이미지 센서로부터 이미지 신호들을 수신하고, 상기 물체의 이동에 따라 상기 이미지 신호들에 나타나는 스펙클 패턴의 변위를 산출하는 제어부를 포함한다.An optical pointing device according to an aspect of the present invention, the light source for irradiating the surface of the object with coherent light; An image sensor which receives light scattered from the surface of the object, converts the received light into an electrical image signal, and outputs the converted light; And a controller configured to receive image signals from the image sensor and calculate displacement of speckle patterns appearing on the image signals according to the movement of the object.

본 발명의 다른 측면에 따른 휴대용 단말기는, 가간섭성을 가진 광을 물체 표면에 조사하는 광원과, 상기 물체 표면으로부터 산란된 광을 수신하고, 수신된 광을 전기적 이미지 신호로 변환하여 출력하는 이미지 센서를 구비한 광 포인팅 장치와; 입력된 이미지 데이터에 따른 이미지를 화면에 표시하는 표시부와; 상기 광 포인팅 장치로부터 이미지 신호들을 수신하고, 상기 물체의 이동에 따라 상기 이미지 신호들에 나타나는 스펙클 패턴의 변위를 산출하고, 상기 산출된 변위 결과에 따른 이미지 데이터를 상기 표시부로 출력하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a portable terminal includes a light source for irradiating light having coherence to an object surface, an image for receiving scattered light from the object surface, and converting the received light into an electrical image signal and outputting the image. An optical pointing device having a sensor; A display unit which displays an image according to the input image data on a screen; And a controller configured to receive image signals from the optical pointing device, calculate displacement of speckle patterns appearing on the image signals according to movement of the object, and output image data according to the calculated displacement result to the display unit. do.

본 발명의 일 측면에 따른 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대용 단말기는 물체 표면의 거칠기에 따른 스펙클 패턴의 변위를 통해 물체 이동을 감지하기 때문에, 정밀한 정렬 및 큰 공간을 필요로 하는 렌즈계를 제거할 수 있고, 이로 인해 광 포인팅 장치 또는 휴대용 단말기의 부피 및 제조 비용을 줄이고 조립 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. The optical pointing device and the portable terminal having the same according to an aspect of the present invention detect the object movement through the displacement of the speckle pattern according to the roughness of the object surface, thereby eliminating the lens system requiring precise alignment and large space. This has the advantage that the volume and manufacturing cost of the optical pointing device or portable terminal can be reduced and the assembly efficiency can be improved.

이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions and configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 포인팅 장치를 나타내는 단면도이다. 상기 광 포인팅 장치(100)는 하우징(housing, 110)과, 기판(substrate, 120) 및 커버(cover, 130)로 이루어진 버튼(button)과, 이미지 센서(image sensor, 170)와, 광원(light source, 160)과, 스터드(stud, 150)와, 스위치 회로(switch circuit, 180)를 포함한다. 1 is a cross-sectional view showing an optical pointing device according to a preferred embodiment of the present invention. The optical pointing device 100 includes a button 110 including a housing 110, a substrate 120 and a cover 130, an image sensor 170, and a light source. source 160, stud 150, and switch circuit 180.

상기 하우징(110)은 대체로 상단 개방된 원통 형태를 가지며, 원판 형태의 기저부(112)와, 상기 기저부(112)의 가장자리로부터 대체로 수직한 방향으로 상향 연장된 측벽(114)을 포함한다. The housing 110 has a generally open top cylindrical shape, and includes a base portion 112 in the form of a disc and a side wall 114 extending upwardly in a direction substantially perpendicular to the edge of the base portion 112.

상기 기판(120)은 상기 하우징(110) 내에 수용되며, 대체로 상단 개방된 원통 형태를 갖고, 원판 형태의 기저부(122)와, 상기 기저부(122)의 가장자리로부터 대체로 수직한 방향으로 상향 연장된 측벽(124)과, 상기 기저부(122)로부터 하향 돌출된 원기둥 형태의 돌기(protrusion, 126)를 포함한다. 상기 기판(120)은 상기 돌기(126)의 하단이 상기 하우징(110)의 기저부(112)로부터 이격되도록 상기 하우징(110) 내에 배치된다. The substrate 120 is accommodated in the housing 110 and has a generally open top cylindrical shape, a base portion 122 having a disc shape, and a sidewall extending upwardly in a direction perpendicular to an edge of the base portion 122. 124 and a cylindrical projection 126 protruding downward from the base 122. The substrate 120 is disposed in the housing 110 such that the lower end of the protrusion 126 is spaced apart from the base 112 of the housing 110.

상기 커버(130)는 상기 하우징(110) 내에 수용되며, 대체로 원형 캡(circular cap)의 형태를 갖고, 원판 형태의 기저부(132)와, 상기 기저부(132)의 가장자리로부터 대체로 수직한 방향으로 하향 연장된 측벽(136)과, 상기 기저부(132)의 중앙부에 형성된 홀(134)을 포함한다. 상기 측벽(136)은 상기 기저부(132)의 외주로부터 소정 간격으로 이격되고, 상기 홀(134)에는 투명 윈도우(window, 140)가 설치된다. 상기 기판(120)은 그 측벽(124)의 내면과 상기 커버(130)의 측벽(136)의 외면이 밀착되도록 그 측벽(124)이 상기 커버(130)의 측벽(136) 둘레에 끼워져서 서로 결합되고, 상기 기판(120) 및 커버(130)의 결합체(즉, 상기 버튼)는 일체로 움직인다. The cover 130 is accommodated in the housing 110 and has a generally circular cap shape, and has a disc shaped base portion 132 and a downward direction in a generally perpendicular direction from an edge of the base portion 132. An extended sidewall 136 and a hole 134 formed in a central portion of the base 132. The side wall 136 is spaced apart from the outer circumference of the base 132 at predetermined intervals, and the hole 134 is provided with a transparent window 140. The side wall 124 is fitted around the side wall 136 of the cover 130 such that the inner surface of the side wall 124 and the outer surface of the side wall 136 of the cover 130 are in close contact with each other. The combination of the substrate 120 and the cover 130 (ie, the button) moves integrally.

상기 이미지 센서(170)는 상기 버튼(120, 130) 내부의 공간에 수용되며, 상기 기판(120)의 기저부(122) 상에 탑재된다. 상기 이미지 센서(170)는 그 상면에 노출된 수광 회로(light receiving circuit, 172)를 구비하며, 상기 수광 회로(172)는 상기 윈도우(140)와 접촉하는 손가락(10) 표면으로부터 산란된 광을 수신할 수 있도록 상기 윈도우(140)와 직접 대면하는 상태로 정렬된다. 상기 이미지 센서(170)로는 CCD(charge-coupled device) 이미지 센서, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서 등을 사용할 수 있다. The image sensor 170 is accommodated in a space inside the buttons 120 and 130, and is mounted on the base 122 of the substrate 120. The image sensor 170 has a light receiving circuit 172 exposed on its top surface, which receives light scattered from the surface of the finger 10 in contact with the window 140. It is arranged to face directly to the window 140 to receive. As the image sensor 170, a charge-coupled device (CCD) image sensor, a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor, or the like may be used.

상기 스터드(150)는 상기 버튼(120, 130) 내부의 공간에 수용되며, 대체로 원형 봉의 형태를 갖고, 상기 기판(120)의 기저부(122) 상에 탑재된다. 상기 스터 드(150)는 상기 기저부(122)에 대해 소정 각도로 경사진 상면(152)을 구비한다. The stud 150 is accommodated in a space inside the buttons 120 and 130, has a generally round rod shape, and is mounted on the base 122 of the substrate 120. The stud 150 has an upper surface 152 that is inclined at a predetermined angle with respect to the base 122.

상기 광원(160)은 상기 버튼(120, 130) 내부의 공간에 수용되며, 상기 스터드(150)의 경사진 상면(152) 상에 탑재된다. 상기 광원(160)은 가간섭성(coherence)을 갖는 광을 출력하고, 상기 광원(160)은 그 광축이 상기 윈도우(140)를 향하도록 정렬된다. 상기 광원(160)으로는 가간섭성 광을 출력할 수 있는 통상의 레이저 다이오드를 사용할 수 있으며, 예를 들어 빅셀이라고 흔히 칭하는 수직공동 표면방출 레이저(vertical cavity surface emitting laser: VCSEL)를 사용할 수 있다. The light source 160 is accommodated in a space inside the buttons 120 and 130 and is mounted on the inclined top surface 152 of the stud 150. The light source 160 outputs light having coherence, and the light source 160 is aligned such that its optical axis faces the window 140. As the light source 160, a conventional laser diode capable of outputting coherent light may be used. For example, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) commonly referred to as a bicell may be used. .

상기 스위치 회로(180)는 상기 버튼(120, 130)과 상기 하우징(110)의 기저부(112) 사이의 공간에 수용되며, 상기 하우징(110)의 기저부(112) 상에 배치되고, 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB, 182) 및 돔 시트(dome sheet, 186)를 포함한다. The switch circuit 180 is accommodated in a space between the buttons 120 and 130 and the base 112 of the housing 110, is disposed on the base 112 of the housing 110, and a printed circuit board. (printed circuit board: PCB, 182) and dome sheet (186).

상기 인쇄회로기판(182)은 그 상면 상에 형성된 도전성 접촉 부재(conductive contact member, 184)를 구비하며, 상기 접촉 부재(184)는 돔(188)과 함께 스위치를 구성한다. 또한, 상기 스위치(184,188)는 상기 돌기(126)와 축정렬된다. 이때, 축정렬은 서로의 중심축들이 서로 일치하도록 정렬되는 것을 말한다. The printed circuit board 182 includes a conductive contact member 184 formed on an upper surface thereof, and the contact member 184 constitutes a switch together with the dome 188. In addition, the switches 184 and 188 are axially aligned with the protrusion 126. At this time, the axis alignment means that the central axes of each other are aligned to coincide with each other.

상기 돔 시트(186)는 상기 인쇄회로기판(182)의 상면에 부착되고, 반구 형상을 갖는 도전성 돔(188)을 구비하며, 상기 돔(188)은 상기 접촉 부재(184)를 완전히 덮는다. The dome sheet 186 is attached to an upper surface of the printed circuit board 182 and includes a conductive dome 188 having a hemispherical shape, and the dome 188 completely covers the contact member 184.

상기 광 포인팅 장치(100)는 사용자 조작에 따른 클릭 신호 또는 이미지 신호를 출력한다. The optical pointing device 100 outputs a click signal or an image signal according to a user's manipulation.

사용자가 손가락(10)으로 상기 버튼(120, 130)을 누르면, 상기 버튼(120, 130)이 아래로 이동하고, 상기 돌기(126)가 상기 돔(188)을 누르게 된다. 상기 눌려진 돔(188)은 상기 접촉 부재(184)와 전기적 접촉을 이루게 되고, 상기 인쇄회로기판(182)은 이러한 전기 접촉에 의해 발생된 클릭 신호를 출력한다.When the user presses the buttons 120 and 130 with the finger 10, the buttons 120 and 130 move downward, and the protrusion 126 presses the dome 188. The pressed dome 188 is in electrical contact with the contact member 184, and the printed circuit board 182 outputs a click signal generated by the electrical contact.

사용자가 손가락(10)을 상기 윈도우(140)와 접촉시킨 상태에서, 상기 광원(160)으로부터 출력된 가간섭성 광이 상기 사용자의 손가락(10)에 조사되면, 상기 손가락(10)의 거친 표면에서 산란된 광이 상기 수광 회로(172)에 입사하게 된다. 상기 이미지 센서(170)에 의해 검출된 이미지에는 스페클(speckle) 패턴이라고 칭하는 불규칙한 반점들로 보여지는 간섭(interference) 패턴이 형성된다. When the user touches the finger 10 with the window 140 and the coherent light output from the light source 160 is irradiated on the finger 10 of the user, the rough surface of the finger 10 Light scattered at is incident on the light receiving circuit 172. In the image detected by the image sensor 170, an interference pattern, which is viewed as irregular spots called a speckle pattern, is formed.

도 2는 상기 이미지 센서(170)에서 검출된 이미지를 나타내는 도면이다. 도 2를 참고하면, 밝고 어두운 픽셀들이 불규칙한 반점들로 보여지는 간섭 패턴을 형성한 것을 알 수 있다. 이러한 간섭 현상에 대해 개략적으로 살펴보자면, 상기 광원(160)으로부터 출력된 가간섭성 광이 손가락(10) 표면에 입사되면, 손가락(10) 표면의 단차로 인해 상기 수광 회로(172)의 어느 한 픽셀에 입사되는 광선들은 서로 다른 광경로를 갖게 된다. 이러한 경로차가 상기 광의 파장의 정수배에 해당하면 보강 간섭(constructive interference)이 발생하고, 정수배 + 0.5배가 되면 상쇄 간섭(destructive interference)이 일어난다. 모든 물체의 표면은 어느 정도의 단차가 있으며, 이러한 단차들이 파장에 비해 아주 작지 않으면 상기 표면에 의한 스펙클 패턴이 발생한다. 2 is a diagram illustrating an image detected by the image sensor 170. Referring to FIG. 2, it can be seen that bright and dark pixels form an interference pattern that is seen as irregular spots. As an overview of the interference phenomenon, when the coherent light output from the light source 160 is incident on the surface of the finger 10, one of the light receiving circuits 172 may be caused due to the step of the surface of the finger 10. The light rays incident on the pixels have different light paths. When such a path difference corresponds to an integer multiple of the wavelength of light, constructive interference occurs, and when an integer multiple + 0.5 times, destructive interference occurs. The surface of every object has some degree of step, and if these steps are not very small relative to the wavelength, speckle pattern by the surface occurs.

사용자가 손가락(10)을 상기 윈도우(140)와 접촉시킨 상태에서 그 손가락(10)을 이동시키면, 상기 이미지 센서(170)에 의해 검출되는 스펙클 패턴도 함께 이동하게 된다. 본 발명은 이러한 스펙클 패턴의 이동 방향 및 이동 거리(즉, 변위)를 측정함으로써, 사용자가 의도하는 포인팅 변위를 파악한다. When the user moves the finger 10 while the finger 10 is in contact with the window 140, the speckle pattern detected by the image sensor 170 also moves. The present invention determines the pointing displacement intended by the user by measuring the moving direction and the moving distance (ie, displacement) of the speckle pattern.

도 3은 손가락 이동에 따른 스펙클 이미지의 변위를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)는 손가락 이동 전에 검출된 이미지를 나타내고, 도 3의 (b)는 손가락 이동 후에 검출된 이미지를 나타낸다. 도 3의 (a)를 참고하면, 스펙클 패턴을 구성하는 특정 픽셀이 x축 상의 a1 위치와 y축 상의 b1 위치에 위치하고 있음을 알 수 있다. 도 3의 (b)를 참고하면, 손가락 이동에 따라서, 스펙클 패턴을 구성하는 상기 특정 픽셀이 x축 상의 a1 위치로부터 a2 위치로 이동하고, y축 상의 위치 변화는 없음을 알 수 있다. 즉, 손가락 이동에 따라서, 스펙클 패턴 전체가 -x 축 방향으로 2 픽셀만큼 이동한 것을 알 수 있다. 3 is a view for explaining the displacement of the speckle image according to the movement of the finger. FIG. 3A shows an image detected before finger movement, and FIG. 3B shows an image detected after finger movement. Referring to FIG. 3A, it can be seen that a specific pixel constituting the speckle pattern is located at a1 on the x axis and b1 on the y axis. Referring to FIG. 3B, it can be seen that the specific pixel constituting the speckle pattern moves from the position a1 on the x axis to the position a2 as the finger moves, and there is no change in position on the y axis. In other words, it can be seen that as the finger moves, the entire speckle pattern is moved by 2 pixels in the -x axis direction.

도 4는 도 1에 도시된 광 포인팅 장치를 구비한 휴대용 단말기를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 휴대용 단말기(200)의 주요 회로 구성을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a portable terminal having the optical pointing device illustrated in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram illustrating a main circuit configuration of the portable terminal 200 illustrated in FIG. 4.

도 4를 참고하면, 상기 휴대용 단말기(200)의 전면에는 표시부(display, 210), 키패드(keypad, 220) 등이 배치되고, 상기 광 포인팅 장치(100)는 상기 키 패드(220)와 함께 상기 표시부(210)의 아래에 전면 배치된다.Referring to FIG. 4, a display unit 210, a keypad 220, and the like are disposed on a front surface of the portable terminal 200, and the optical pointing device 100 is located together with the keypad 220. The front surface of the display unit 210 is disposed below.

도 5를 참고하면, 상기 휴대용 단말기(200)는 키패드(220), 광 포인팅 장 치(100), 이미지신호 처리부(image signal processor: ISP, 230), 표시부(210) 및 제어부(240)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the portable terminal 200 includes a keypad 220, an optical pointing device 100, an image signal processor (ISP) 230, a display unit 210, and a controller 240. do.

상기 키패드(220)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들과 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 제공하고, 사용자에 의해 생성된 키신호(S1)를 상기 제어부(240)로 출력한다.The keypad 220 provides keys for inputting numeric and text information and function keys for setting various functions, and outputs a key signal S1 generated by a user to the controller 240.

상기 광 포인팅 장치(100)는 사용자의 손가락 누름에 의해 생성된 스위치 회로(180)로부터의 클릭 신호(S2)를 상기 제어부(240)로 출력하고, 이미지 센서(170)로부터의 이미지 신호(S3)를 상기 이미지신호 처리부(230)로 출력한다. The optical pointing device 100 outputs the click signal S2 from the switch circuit 180 generated by the user's finger press to the controller 240, and the image signal S3 from the image sensor 170. Is output to the image signal processor 230.

상기 이미지신호 처리부(230)는 상기 광 포인팅 장치(100)로부터 입력되는 이미지 신호(S2)를 프레임(frame) 단위로 처리하며, 처리된 이미지 프레임을 임시 저장한다. The image signal processor 230 processes the image signal S2 input from the optical pointing device 100 in units of frames, and temporarily stores the processed image frame.

상기 제어부(240)는 상기 이미지신호 처리부(230)에 저장된 이미지 프레임들(S4)을 독취 및 비교함으로써 스펙클 패턴의 변위를 산출하고, 상기 산출된 변위 결과에 따라 화면 상의 커서(cursor)가 이동할 수 있도록 상기 표시부(210)를 제어하기 위한 이미지 데이터를 출력한다. The controller 240 calculates the displacement of the speckle pattern by reading and comparing the image frames S4 stored in the image signal processor 230, and moves a cursor on the screen according to the calculated displacement result. Image data for controlling the display unit 210 may be output.

상기 표시부(210)는 상기 제어부(240)로부터 입력된 이미지 데이터에 따른 이미지를 화면에 표시한다. 상기 표시부(210)로는 액정 유닛(liquid crystal unit)과 상기 액정 유닛에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함하는 통상의 액정표시장치를 사용할 수 있다.The display unit 210 displays an image according to the image data input from the controller 240 on the screen. As the display unit 210, a conventional liquid crystal display including a liquid crystal unit and a backlight unit for irradiating light to the liquid crystal unit may be used.

본 발명에 따른 광 포인팅 장치는, 스터드의 사용 여부, 스터드의 위치 및 형태, 광원의 위치 등에 따라서 다양하게 변형될 수 있다. 이하 상술하는 본 발명의 변형예들에서는, 동일 소자에 대해 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The optical pointing device according to the present invention may be variously modified depending on whether or not the stud is used, the position and shape of the stud, the position of the light source, and the like. In the following modifications of the present invention, the same reference numerals are used for the same elements, and overlapping descriptions will be omitted.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 다양한 변형예들을 나타내는 도면들이다. 6 to 8 are views showing various modifications of the optical pointing device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 제1 변형예를 나타내는 도면이다. 6 is a view showing a first modification of the optical pointing device according to the present invention.

기판(120)의 기저부(122) 상에 탑재된 스터드(150a)의 상면(152a)은 상기 기저부(122)와 평행하고, 광원(160)은 상기 스터드(150a)의 상면(152a) 상에 탑재된다. 상기 광원(160)은 소정 발산각을 가지므로, 상기 광원(160)의 광축이 반드시 윈도우(140)를 향하도록 정렬될 필요는 없으나, 상기 광원(160)의 발산각 내에 상기 윈도우(140)의 적어도 일부를 위치시킬 필요가 있다. 상기 광원(160)의 광축이 상기 윈도우(140)를 향하지 않으므로, 손가락(10)의 표면으로부터 산란된 광이 집중되는 위치도 도 1의 경우와 비교하여 횡방향으로 이동하게 되며, 광 수신 효율을 높이기 위해, 상기 이미지 센서(170)의 수광 회로(172)는 상기 집중 위치에 놓여지도록 배치된다. The top surface 152a of the stud 150a mounted on the base 122 of the substrate 120 is parallel to the base 122, and the light source 160 is mounted on the top surface 152a of the stud 150a. do. Since the light source 160 has a predetermined divergence angle, the optical axis of the light source 160 does not necessarily have to be aligned to face the window 140, but the light source 160 does not have to be aligned within the divergence angle of the light source 160. At least part of it needs to be located. Since the optical axis of the light source 160 does not face the window 140, the position where the light scattered from the surface of the finger 10 is concentrated also moves in the lateral direction as compared with the case of FIG. 1. To increase, the light receiving circuit 172 of the image sensor 170 is arranged to be placed in the concentrated position.

도 7은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 제2 변형예를 나타내는 도면이다. 7 is a view showing a second modification of the optical pointing device according to the present invention.

스터드(150b)는 이미지 센서(170)의 상면 상에 탑재되고, 수광 회로(172)의 옆에 배치된다. 상기 스터드(150b)의 상면(152b)은 상기 이미지 센서(170)의 상면에 대해 경사져 있고, 광원(160)은 상기 스터드(150b)의 경사진 상면(152b) 상에 탑재된다. 상기 광원(160)은 그 광축이 상기 윈도우(140)를 향하도록 정렬된다. The stud 150b is mounted on the top surface of the image sensor 170 and is disposed beside the light receiving circuit 172. The top surface 152b of the stud 150b is inclined with respect to the top surface of the image sensor 170, and the light source 160 is mounted on the inclined top surface 152b of the stud 150b. The light source 160 is aligned such that its optical axis faces the window 140.

도 8은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 제3 변형예를 나타내는 도면이다. 8 is a view showing a third modification of the optical pointing device according to the present invention.

이미지 센서(170)의 상면에 연성 인쇄회로기판(flexible PCB: FPCB, 150c)이 부착되고, 상기 연성 인쇄회로기판(150c) 상에 광원(160)이 탑재되고, 상기 광원(160)은 수광 회로(172)의 옆에 배치된다. 상기 광원(160)의 광축은 상기 윈도우(140)를 향하지 않으나, 상기 광원(160)의 발산각 내에 상기 윈도우(140)의 적어도 일부가 위치된다. A flexible printed circuit board (FPCB) 150c is attached to an upper surface of the image sensor 170, a light source 160 is mounted on the flexible printed circuit board 150c, and the light source 160 is a light receiving circuit. It is disposed next to 172. The optical axis of the light source 160 does not face the window 140, but at least a part of the window 140 is positioned within the divergence angle of the light source 160.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

예를 들어, 광 포인팅 장치(100)가 제어부를 포함하지 않는 것으로 예시하였으나, 상기 광 포인팅 장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같은 제어부를 자체적으로 구비할 수 있고, 이러한 경우에 상기 광 포인팅 장치(100)는 사용자의 손가락 이동에 따른 포인팅 신호를 휴대용 단말기로 출력할 수 있다. For example, although the optical pointing device 100 is illustrated as not including a control unit, the optical pointing device 100 may include a control unit as shown in FIG. 5, and in this case, the optical pointing device may be provided. The device 100 may output a pointing signal according to a user's finger movement to the portable terminal.

또한, 이러한 포인팅 신호는 화면 상의 커서를 이동시키는데만 사용되는 것이 아니라, 화면의 줌-인 또는 줌-아웃 등의 다양한 제어 동작에 이용될 수 있다. In addition, the pointing signal is not only used to move the cursor on the screen but may be used for various control operations such as zoom-in or zoom-out of the screen.

또한, 광 포인팅 장치(100)는 버튼(120, 130)에 복원력을 제공하기 위한 탄성 수단을 더 구비할 수 있고, 예를 들자면, 스위치 회로(180) 옆의 공간에 스프링과 같은 탄성체를 배치하거나, 버튼(120, 130)과 하우징의 연결 부분을 탄성 물질로 형성하는 등 버튼에 복원력을 제공하는 통상의 탄성 수단들이 적용될 수 있다. In addition, the optical pointing device 100 may further include elastic means for providing a restoring force to the buttons 120 and 130. For example, the optical pointing device 100 may include an elastic body such as a spring in a space next to the switch circuit 180, or Ordinary elastic means for providing a restoring force to the button, such as forming the connecting portion of the button (120, 130) and the housing may be applied.

또한, 제어부(240)가 운영 프로그램 등의 데이터를 저장하기 위한 메모리를 내장하거나, 상기 휴대용 단말기(200)가 별도의 메모리를 더 포함할 수 있다. In addition, the controller 240 may include a memory for storing data such as an operating program, or the portable terminal 200 may further include a separate memory.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 포인팅 장치를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing an optical pointing device according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 이미지 센서에서 검출된 이미지를 나타내는 도면,FIG. 2 is a diagram illustrating an image detected by the image sensor illustrated in FIG. 1;

도 3은 손가락 이동에 따른 스펙클 이미지의 변위를 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining the displacement of the speckle image according to the finger movement,

도 4는 도 1에 도시된 광 포인팅 장치를 구비한 휴대용 단말기를 나타낸 도면, 4 is a view showing a portable terminal having the optical pointing device shown in FIG.

도 5는 도 4에 도시된 휴대용 단말기의 주요 회로 구성을 나타내는 도면,5 is a view showing the main circuit configuration of the portable terminal shown in FIG.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 다양한 변형예들을 나타내는 도면들.6 to 8 show various modifications of the optical pointing device according to the present invention.

Claims (7)

광 포인팅 장치에 있어서, In the optical pointing device, 가간섭성을 가진 광을 물체 표면에 조사하는 광원과;A light source for irradiating the surface of the object with light having coherence; 상기 물체 표면으로부터 산란된 광을 수신하고, 수신된 광을 전기적 이미지 신호로 변환하여 출력하는 이미지 센서와;An image sensor which receives light scattered from the surface of the object, converts the received light into an electrical image signal, and outputs the converted light; 상기 이미지 센서로부터 이미지 신호들을 수신하고, 상기 물체의 이동에 따라 상기 이미지 신호들에 나타나는 스펙클 패턴의 변위를 산출하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.And a controller configured to receive image signals from the image sensor and calculate displacement of speckle patterns appearing on the image signals according to movement of the object. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광원 및 이미지 센서를 수용하는 버튼과;A button to receive the light source and the image sensor; 상기 버튼의 아래에 배치되고, 상기 버튼의 누름에 의해 동작하는 스위치를 구비한 스위치 기판을 더 포함함을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.And a switch substrate disposed below the button, the switch substrate having a switch operated by pressing the button. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 버튼은 그 상단에 형성된 투명한 윈도우를 구비함을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.And the button has a transparent window formed on top thereof. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 광원의 광축이 상기 윈도우를 향하도록 상기 광원을 경사지게 지지하는 스터드를 더 포함함을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.And a stud for tilting the light source such that the optical axis of the light source faces the window. 휴대용 단말기에 있어서, In a portable terminal, 가간섭성을 가진 광을 물체 표면에 조사하는 광원과, 상기 물체 표면으로부터 산란된 광을 수신하고, 수신된 광을 전기적 이미지 신호로 변환하여 출력하는 이미지 센서를 구비한 광 포인팅 장치와;An optical pointing device having a light source for irradiating light having coherence to an object surface, an image sensor for receiving the light scattered from the object surface, converting the received light into an electrical image signal, and outputting the light; 입력된 이미지 데이터에 따른 이미지를 화면에 표시하는 표시부와;A display unit which displays an image according to the input image data on a screen; 상기 광 포인팅 장치로부터 이미지 신호들을 수신하고, 상기 물체의 이동에 따라 상기 이미지 신호들에 나타나는 스펙클 패턴의 변위를 산출하고, 상기 산출된 변위 결과에 따른 이미지 데이터를 상기 표시부로 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.And a controller configured to receive image signals from the optical pointing device, calculate displacement of speckle patterns appearing on the image signals according to movement of the object, and output image data according to the calculated displacement result to the display unit. Portable terminal, characterized in that. 제5항에 있어서, 상기 이미지 데이터는 상기 화면 상의 커서를 이동시키기 위한 데이터임을 특징으로 하는 휴대용 단말기.The portable terminal of claim 5, wherein the image data is data for moving a cursor on the screen. 제5항에 있어서, 상기 광 포인팅 장치는,The method of claim 5, wherein the optical pointing device, 상기 광원 및 이미지 센서를 수용하는 버튼과;A button to receive the light source and the image sensor; 상기 버튼의 아래에 배치되고, 상기 버튼의 누름에 의해 동작하는 스위치를 구비하며, 상기 버튼의 누름에 의해 발생하는 클릭 신호를 상기 제어부로 출력하는 스위치 기판을 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.And a switch substrate disposed below the button and having a switch operated by pressing the button, and outputting a click signal generated by pressing the button to the controller.
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