KR20100054375A - 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기 - Google Patents

광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 조명을 이용하여 심미감을 제공하는 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기에 관한 것이다.
본 발명은, 적외선을 출사하는 광원; 상기 적외선 광원에 의해 조명되며, 피사체가 접촉되는 커버플레이트; 상기 커버플레이트와 결합되며 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 홀더 내부에 설치되며 피사체를 통해 반사되어 돌아오는 빛을 굴절 및 집광하는 광학부재; 상기 광학부재를 통해 집광된 빛을 검출하는 수광부로 구성된 광 조이스틱에 있어서: 상기 커버플레이트는 가시광선 및 적외선 모두가 투과되는 투명부재와, 상기 투명부재 내측에 밀착 구성되어 가시광선의 유 출입을 차단하는 불투명부재와, 상기 조명부재의 빛을 외측으로 굴절시키는 굴절부와, 상기 조명부재의 빛을 굴절부로 반사시키는 반사부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
광 조이스틱, 조명부재, 굴절부

Description

광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기{OPTICAL JOYSTICK AND PORTABLE DEVICE HAVING OPTICAL JOYSTICK}
본 발명은 외부 조명을 이용하여 심미감을 제공하는 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기에 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 광 조이스틱은 다른 입력장치보다 동작성 뿐만 아니라 슬림형의 휴대단말기에 실장이 가능한 초슬림을 제공한다.
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.
광 조이스틱은 도 1에 도시된 바와 같이 홀더(1) 내부에 집광수단(2)을 설치하고, 집광수단(2) 하부에 이미지센서(3)를 실장함으로써 적외선 광원(4)에서 방사된 빛이 커버플레이트(5)를 통과하여 피사체에 부딪힌 후 집광수단(2)을 통해 결상된다. 이렇게 결상된 빛은 이미지 센서(3)의 표면으로 전달된다.
이미지센서(3)에서는 빛의 양을 감지함과 동시에 빛을 촬상하고 변위값으로 연산하여 휴대 단말기 등의 마이컴(미도시)으로 정보를 송신함으로써 디스플레이 화면상에 커서를 생성하게 된다.
그러나, 이와 같은 원리로 작동되는 광 조이스틱은 휴대 단말기의 디스플레 이 화면상에서 피사체의 이동과 동일하게 커서를 이동시킬 수 있다는 장점은 제공할 수 있으나, 광 조이스틱 자체의 구조적 한계성으로 인해 휴대 단말기 전체의 심미감이 저하되어 소비자의 욕구를 충족시키지 못하고 있다.
즉, 종래 광 조이스틱은 광원에서 방사되는 빛이 사용자의 눈에 보이지 않는 적외선 LED를 사용하기 때문에 별도의 조명을 사용할 경우 별도의 조명에서 방사되는 빛과 교란되어 작동성이 떨어진게 된다.
따라서, 종래 광 조이스틱은 별도의 광원을 사용하지 못한 채 단순한 커버플레이트의 구조적 변경으로만 심미감을 제공할 수 있도록 되어 있어 소비자의 욕구를 충분히 충족시키지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 외부 조명을 이용한 심미감 증대를 통해 휴대 단말기의 상품성을 크게 향상시킨 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 상세한 목적은, 외부 조명으로부터 방사되는 빛의 방향을 굴절시켜 조명효과를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 색상으로 발광하는 외부 조명을 채용하여 보다 심미감을 증대시킬 수 있는 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 외부 조명으로부터 방사되는 빛이 적외선 광원과 교란되지 않도록 하여 작동성능의 저하를 예방하면서도 보다 증대된 심미감을 제공할 수 있는 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기는 외부 조명을 이용한 심미감 증대를 통해 휴대 단말기의 상품성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 외부 조명으로부터 방사되는 빛의 방향을 굴절시켜 조명효과를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 색상으로 발광하는 외부 조명을 채용하여 보다 심미감을 증대시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 적외선을 출사하는 광원; 상기 적외선 광원에 의해 조명되며, 피사체가 접촉되는 커버플레이트; 상기 커버플레이트와 결합되며 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 홀더 내부에 설치되며 피사체를 통해 반사되어 돌아오는 빛을 굴절 및 집광하는 광학부재; 상기 광학부재를 통해 집광된 빛을 검출하는 수광부로 구성된 광 조이스틱에 있어서: 상기 커버플레이트는 가시광선 및 적외선 모두가 투과되는 투명부재와, 상기 투명부재 내측에 밀착 구성되어 가시광선의 유 출입을 차단하는 불투명부재와, 상기 조명부재의 빛을 외측으로 굴절시키는 굴절부와, 상기 조명부재의 빛을 굴절부로 반사시키는 반사부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 굴절부는 투명부재와 불투명부재 중 어느 하나에 형성될 수 있는데, 상기 굴절부는 다수개의 돌기형태로 구성될 수 있다.
한편, 상기 굴절부는 투명부재와 불투명부재 중 어느 하나에 상향 또는 하향 형성될 수 있다.
이때, 상기 투명부재는 외부광의 유입을 차단하는 외부광차단부를 더 포함한다.
또한 상기 투명부재는 하단부의 직경이 상측보다 넓은 단턱으로 이루어지며, 상기 단턱 내측으로 적어도 하나의 조명부재가 설치되어 커버플레이트의 상측을 향하여 빛을 방사하도록 구성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용상태 단면도이고, 도 4는 본 발명의 광 조이스틱이 휴대 단말기에 설치된 상태를 보인 작용상태 사시도이다.
본 발명의 광 조이스틱(100)은 광원(10)과 광원(10)에 의해 조명되는 커버플레이트(20)와 커버플레이트(20)의 내부에 수용되며 결합되는 홀더(40)와 홀더(40) 내부에 설치되어 광원(10)의 빛을 굴절 및 집광하는 광학부재(50)와 광학부재(50)를 통해 집광된 빛을 검출하는 수광부(60)와 커버플레이트(20)의 상측을 향하여 빛을 방사하는 조명부재(30)를 포함하여 구비된다.
광원(10)은 적어도 하나의 적외선 LED(Infrared LED)가 사용된다. 적외선 LED를 사용하는 이유는 사용자의 눈이 광원에 장시간 노출되더라도 광원에 의해 눈의 피로감이 발생되지 않도록 하기 위함이다.
광원(10)은 홀더(40)의 둘레면에 설치된다. 그러나, 반드시 홀더(40)의 둘레 면에 설치되어야 하는 것은 아니다. 즉, 광원(10)은 홀더(40)의 둘레면 중 빛이 가장 잘 조사되기 위한 위치로서 홀더(40)의 둘레면 이외에도 PCB에 직접 설치될 수도 있다.
홀더(40)의 내부에는 빛의 경로를 굴절시키는 광학부재(50)가 설치된다.
광학부재(50)는 한 쌍의 프리즘(52)과 한 쌍의 프리즘(52) 사이에 설치된 집광렌즈(54)로 구성된다. 한 쌍의 프리즘(52)과 집광렌즈(54)는 광원(10)으로부터 방사되는 빛의 진행방향에서 피사체에 부딪혀 반사되어 들어오는 빛의 경로상에 설치된다.
또한 홀더(40)의 하측에는 한 쌍의 프리즘(52)과 집광렌즈(54)를 통해 굴절 및 집광된 빛을 검출하는 수광부(60)가 설치된다. 수광부(60)는 검출된 빛의 정보를 변위값으로 연산한다.
또한 홀더(40)는 적외선 광원(10)에 의해 조명되며, 피사체가 접촉되는 커버플레이트(20)와 결합된다.
커버플레이트(20)는 적외선 및 가시광선 모두가 투과되는 투명부재(22)와 투명부재(22)의 내부에 밀착 결합되며 가시광선의 투과는 차단하고 적외선만을 투과시키는 불투명부재(27)를 포함한다.
투명부재(22)는 바닥면이 개구되며 내부에 수용공간이 구비되어 있다. 투명부재(22)의 바닥면은 상측보다 확장된 내경으로 구성되어 있어서 전체 형상을 보면 상측 부분과 하측 부분이 단턱을 이루고 있다.
또한 투명부재(22)의 둘레면에는 외부로부터 유입되는 가시광선 및 적외선을 차단하는 외부광차단부(23)가 구비되어 있다. 여기서 외부광차단부(23)는 빛의 유입을 차단하기 위한 코팅이나 테입 형태 등 어느 것이든 적용 가능하다.
또한 투명부재(22)의 내측에는 불투명부재(27)가 밀착 결합되어 있다. 이들은 각기 별도로 제조되어 결합될 수 있으나, 제조 공정의 간소화를 위해 이중 사출되는 것이 바람직하겠다.
불투명부재(27)는 가시광선의 투과를 차단하고 적외선의 유 출입은 허용한다. 또한 불투명부재(27)의 내면 상측에는 소정 부위를 제외하고 적외선 및 가시광선 모두를 차단하는 차폐테입(28)이 부착되어 있다. 여기서, 불투명부재(27)의 내면 상측에는 차폐테입(28)이 아닌 차폐테입(28)과 동일한 기능을 구현하면서도 동일한 면적으로 인쇄도 가능하다.
또한 투명부재(22)의 하측 또는 불투명부재(27)의 내측에는 가시광선 및 적외선을 상측으로 방사하는 조명부재(30)가 설치된다. 조명부재(30)는 적어도 하나의 LED가 사용될 수 있으며, 서로 다른 색상으로 다수개 배치될 수 있다.
이때, 커버플레이트(20)에는 조명부재(30)로부터 방사되는 빛을 커버플레이트(20)의 상측으로 굴절시키는 굴절부(29)가 형성되어 있다. 굴절부(29)는 엠보와 같이 돌기형상으로 구성될 수 있으며, 커버플레이트(20)를 구성하는 투명부재(22)와 불투명부재(27)의 밀착면상에 형성될 수 있다.
본 발명에서는 굴절부(29)가 투명부재(22)와 불투명부재(27) 중 어느 하나에 구성될 수 있으나 불투명부재(27)에 굴절부(29)를 형성한 것을 실시예로 설명한다.
굴절부(29)를 불투명부재(27)에 구성할 경우는 커버플레이트(20)의 상측을 향하여 굴절부(29)의 만곡점이 위치하도록 구성하고, 투명부재(22)의 내측면에 굴절부(29)와 대응하는 홈(미도시)을 형성하여 불투명부재(27)와 투명부재(22)를 결합하게 된다.
여기서, 투명부재(22)와 불투명부재(27)의 상단에는 조명부재(30)의 빛을 굴절부(29)로 반사시키는 반사부(25)가 형성되어 있다. 반사부(25)는 프리즘의 원리와 같이 빛의 각도를 수직방향에서 수평방향으로 굴절시키는 역할을 한다. 따라서, 빛이 수직방향에서 반사부(25)로 유입되었다면, 유입된 빛이 반사부(25)를 통해 수평방향으로 굴절된다.
이와 같이 굴절부(29)가 불투명부재(27)와 투명부재(22) 사이에 위치하게 되면, 조명부재(30)에서 발광되는 빛이 투명부재(22)를 따라 투명부재(22) 상측까지 이동하여 일부는 외부로 방사되고, 일부는 굴절부(29)에 부딪히면서 외부로 방사된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.
조명부재(30)에서 빛이 방사되기 시작하면, 빛은 투명부재(22)를 따라 커버플레이트(20)의 상측방향으로 이동하기 시작한다. 커버플레이트(20)의 상측으로 이동한 빛은 반사부(25)를 통해 굴절부(29)를 향하여 반사되고, 반사된 빛이 굴절부(29)를 지나면서 커버플레이트(20)의 외부로 방사된다.
즉, 조명부재(30)에서 방사되는 빛은 이동경로상에 위치한 반사부(25)를 거쳐 굴절부(29) 예를 들어 굴절부(29)가 엠보형태로 구성된 경우 일부는 굴절부(29) 의 표면에서 부딪힌 다음 커버플레이트(20)의 상측방향으로 방사되고, 일부는 굴절부(29)를 투과하면서 계속 빛을 외부로 방사하게 된다.
이러한 형태로 조명부재(30)의 빛이 굴절부(29)를 통과하면서 연속적으로 커버플레이트(20)의 외측으로 빛을 방사하게 되면, 커버플레이트(20)의 색상이 조명부재(30)의 발광색상과 동일하게 발광하게 됨에 따라 커버플레이트(20) 자체의 심미감이 크게 증대될 수 있게 된다.
한편, 조명부재(30)에서 방사되는 조명과는 별도로 광원(10)에서 방사되는 빛은 커버플레이트(20)를 투과하여 커버플레이트(20)에 접촉된 피사체에 부딪힌 다음 커버플레이트(20)의 내부로 다시 들어오게 된다. 이렇게 반사되어 유입된 빛은 홀더(40) 내부에 수용된 한 쌍의 프리즘(52)과 집광렌즈(54)를 통해 집광되면서 수광부(60)로 전달된다.
수광부(60)로 전달된 광원(10)의 빛은 변위값으로 연산되고, 연산된 변위값을 휴대 단말기(200)의 마이컴으로 전송하여 휴대 단말기의 디스플레이(210) 화면상에 커서(C)를 생성하게 된다.
이와 같이 본 발명의 광 조이스틱(100)은 조명부재(30)로부터 방사되는 빛을 효과적으로 외부에 방사시킬 수 있어 조명부재(30)의 발광 색상에 따라 보다 증대된 심미감을 가질 수 있으며, 특히 조명부재(30)를 커버플레이트의 투명부재(22)에 다양한 색상으로 다수개를 설치할 경우 더욱 다양한 조명효과를 기대할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 및 광 조이스틱이 구비된 휴 대 단말기에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 종래 광 조이스틱의 작동 원리를 보인 개념 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용상태 단면도.
도 4는 본 발명의 광 조이스틱이 휴대 단말기에 설치된 상태를 보인 작용상태 사시도.
<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 광원 20: 커버플레이트
22: 투명부재 23: 외부광차단부
25: 반사부 27: 불투명부재
28: 차폐테입 29: 굴절부
30: 조명부재 40: 홀더
50: 광학부재 52: 한 쌍의 프리즘
54: 집광렌즈 60: 수광부
100: 광조이스틱 200: 휴대단말기
210: 디스플레이 C: 커서

Claims (7)

  1. 적외선을 출사하는 광원; 상기 적외선 광원에 의해 조명되며, 피사체가 접촉되는 커버플레이트; 상기 커버플레이트와 결합되며 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 홀더 내부에 설치되며 피사체를 통해 반사되어 돌아오는 빛을 굴절 및 집광하는 광학부재; 상기 광학부재를 통해 집광된 빛을 검출하는 수광부로 구성된 광 조이스틱에 있어서:
    상기 커버플레이트의 상측을 향하여 가시광선 및 적외선 빛을 방사하는 조명부재를 포함하며,
    상기 커버플레이트는 가시광선 및 적외선 모두가 투과되는 투명부재와, 상기 투명부재 내측에 밀착 구성되어 가시광선의 유 출입을 차단하는 불투명부재와, 상기 조명부재의 빛을 외측으로 굴절시키는 굴절부와, 상기 조명부재의 빛을 굴절부로 반사시키는 반사부; 로 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 굴절부는 투명부재와 불투명부재 중 어느 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 굴절부는 다수개의 돌기인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 굴절부는 투명부재와 불투명부재 중 어느 하나에 상향 또는 하향 형성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 투명부재는 외부광의 유입을 차단하는 외부광차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 투명부재는 하단부의 직경이 상측보다 넓은 단턱으로 이루어지며, 상기 단턱 내측으로 적어도 하나의 조명부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  7. 제 1항의 광 조이스틱이 구비된 휴대 단말기.
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