KR20100058383A - 광 조이스틱 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20100058383A
KR20100058383A KR1020080117154A KR20080117154A KR20100058383A KR 20100058383 A KR20100058383 A KR 20100058383A KR 1020080117154 A KR1020080117154 A KR 1020080117154A KR 20080117154 A KR20080117154 A KR 20080117154A KR 20100058383 A KR20100058383 A KR 20100058383A
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크루셜텍 (주)
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Abstract

본 발명은 휴대 단말기와 같은 전자기기의 사용자 인터페이스로 적용가능한 광 조이스틱 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 기판상에 실장되는 광원부재 및 이미지센서가 투명 봉지재를 통해 몰딩 구성된 하부패키지; 상기 하부패키지의 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계가 외부광차단재를 통해 몰딩 구성된 상부패키지; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광 조이스틱, 패키지, 하우징.

Description

광 조이스틱 및 그 제조방법{OPTICAL JOYSTICK AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 휴대 단말기와 같은 전자기기의 사용자 인터페이스로 적용가능한 광 조이스틱 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로 휴대폰(Mobile Terminal)이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자기기는 키패드(Key pad)에 의한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다.
보다 상세하게 설명하면, 일반적인 휴대 전자기기는 숫자, 문자 또는 기호의 입력을 위한 복수개의 버튼들이 형성된 키패드를 포함하며, 사용자는 상기 키패드의 버튼을 눌러 숫자나 단어 등과 같은 원하는 데이터를 상기 휴대 전자기기에 입력하거나 메뉴를 선택할 수 있다.
그리고 상기와 같은 휴대 전자기기에는 디스플레이부가 구비되어, 사용자가 상기 키패드를 통해 입력한 데이터 및/또는 그에 관련된 정보를 표시하게 된다.
근래에는 전자기기를 이용한 통신 서비스나 인터넷 서비스의 지원을 위하여, WIBRO(Wireless Broadband)와 같은 무선 인터넷 서비스 및 무선 이동통신 서비 스가 상용화 되었으며, 휴대폰이나 PDA 등과 같은 휴대 전자기기에는 GUI(Graphical User Interface)의 지원을 위하여 윈도우즈 CE 등과 같은 윈도우즈 운영체제가 채용되고 있다.
그리고 통신 기술의 발달과 더불어 상기 휴대 전자기기는 사용자에게 다양한 부가 서비스를 제공하고 있으며, 상기 GUI 기반의 윈도우 운영체제는 상기 휴대 전자기기에 의한 부가 서비스의 제공을 편리하게 한다.
일반적인 전자기기의 보다 편리한 사용을 위한 사용자 인터페이스로는 마우스나 터치패드나 조이스틱 등과 같은 포인팅 장치가 있으며, 근래에는 피사체인 손가락의 움직임에 따라 변화되는 광 신호를 감지함으로써 커서(cursor)와 같은 포인터를 움직이거나 사용자가 원하는 정보 및/또는 명령을 입력받는 광 조이스틱이 개발되어 전자기기에 적용되고 있다.
도 1은 종래 광 조이스틱의 작동원리를 보인 개략 단면도이다.
먼저, 종래 광조이스틱(10)은 전자기기와 별도로 구비되어 유선 또는 무선으로 연결될 수도 있으나, 전자기기의 본체에 직접 탑재될 수도 있으며, 전자기기에 일체로 구비되는 경우에는 전자기기의 슬림화를 위하여 두께가 최소화된 구조를 가지도록 설계된다.
도시된 도면을 참조하면, 종래 광 조이스틱(10)은 적외선을 방사하는 광원(1)과, 광원(1)에 의해 조명되며 피사체가 접촉되는 하우징(2)과, 하우징(2) 내부에 수용되는 홀더(3)와 홀더(3) 내부에 수용되어 피사체에 부딪힌 적외선을 결상하는 결상부재(4)와, 결상부재(4)를 통해 결상된 적외선을 수광하는 이미지센서(5) 로 구성된다.
이러한 종래 광 조이스틱(10)은 사용자가 하우징의 표면에 피사체(P)를 접촉시키게 되면, 피사체(P)를 향해 방사되는 적외선이 피사체(P)에 부딪힌 후 반사되어 하우징(2) 내부로 유입된다.
하우징(2) 내부로 유입된 적외선은 결상부재(4)에서 결상된 상태로 이미지센서(5)로 전달된다. 이미지센서(5)는 전달된 적외선을 영상화면으로 촬상하고, 촬상된 영상화면을 변위값으로 연산하여 전자기기의 마이컴으로 전송한다.
마이컴은 수신받은 변위값대로 디스플레이 화면상에 커서를 생성하게 된다.
따라서, 사용자는 생성된 커서를 이용하여 디스플레이된 아이콘 등을 편리하게 선택할 수 있게 된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래 광 조이스틱은 하우징과 홀더, 결상부재, 이미지센서 등을 각각 별도로 구성한 후 작업자가 일일이 조립하여 완성된 모듈을 제조해야 함으로써 작업공정이 번거로워 조립성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 종래 광 조이스틱은 하우징과 홀더, 결상부재 및 이미지센서를 각각 제조한 다음, 작업자가 별도의 도구를 이용하여 조립순서에 따라 하나씩 조립해야만 함으로써 조립성이 떨어지게 된다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서는 전체 조립공정을 자동화시켜야 하지만, 각각의 부품들 규격이 너무 작기 때문에 전체 조립공정을 자동화시키기는 어려우며 일부의 조립공정만이 자동화공정으로 전환될 수 있을 뿐이다.
따라서 종래 광 조이스틱의 조립성은 크게 개선되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 조립공정의 단순화를 통해 조립성의 향상은 물론, 슬림화된 규격으로 제품성의 향상을 기대할 수 있는 광 조이스틱 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 및 그 제조방법은 조립공정의 단순화를 통해 조립성의 향상은 물론, 슬림화된 규격으로 제품성의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 기판상에 실장되는 광원부재 및 이미지센서가 투명 봉지재를 통해 몰딩 구성된 하부패키지; 상기 하부패키지의 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계가 외부광차단재를 통해 몰딩 구성된 상부패키지; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부패키지와 상부패키지는 피사체 접촉면이 구비된 하우징 내부에 수용될 수 있는데, 상기 하우징은 광원부재의 빛이 투과되는 투과존과 투과되지 않는 비투과존으로 구성된다.
또한 상기 조명계는 수직 또는 경사지게 몰딩 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 광원부재 및 이미지센서의 사이에는 광원부재로부터 방사되는 광원을 차단하는 차단막이 구비될 수 있다. 상기 차단막은 블랙(Black) EMC일 수 있으며, 테이프(Tape) 및 광원부재와 이미지센서가 동시에 끼워지며 기판과 밀착되는 마스크로도 구성될 수 있다.
이때, 상기 하부패키지와 상부패키지 사이에는 상부패키지의 높이를 조절하는 보스 또는 개스킷 중 어느 하나가 더 구비될 수 있다.
또한 상기 결상계는 그린렌즈(Gradient Index Lens: GRIN LENS)로 구성될 수 있다.
한편, 상기 결상계는 적외선 파장대역 이외의 광 유입을 차단하는 필터가 더 구비될 수 있는데, 상기 필터는 결상계의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 코팅재일 수 있다.
또한 상기 필터는 결상계의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 테입(Tape)일 수 있다.
또한 상기 외부광차단재는 블랙(Black) EMC로 제조될 수 있다.
본 발명의 광 조이스틱은 또한 기판상에 실장되는 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계가 각각 밀착 구성되며, 이들을 감싸도록 외부광차단재가 충진되어 몰딩 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 하부패키지와 상부패키지는 피사체 접촉면이 구비된 하우징 내부에 수용될 수 있는데, 상기 하우징은 광원부재의 빛이 투과되는 투과존과 투과되지 않는 비투과존으로 구성된다.
또한 상기 결상계는 그린렌즈(Gradient Index Lens)일 수 있으며, 상기 외부 광차단재는 블랙(Black) EMC로 구성될 수 있다.
상기 조명계는 수직 또는 경사지게 몰딩 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 광 조이스틱은 기판상에 광원부재와 이미지센서를 실장하는 단계; 상기 상기 광원부재와 이미지센서를 투명 봉지재와 차단막으로 몰딩하여 하부패키지를 제조하는 단계; 상기 광원부재와 이미지센서와 대응하도록 조명계와 결상계를 외부광차단재로 몰딩하여 상부패키지를 제조하는 단계; 를 포함하며 상기 상부패키지와 하부패키지가 감싸여지도록 투과존과 비투과존으로 구성된 하우징을 결합하는 단계; 를 더 포함한다.
또한 기판상에 광원부재와 이미지센서를 실장하는 단계; 상기 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계를 각각 밀착 하는 단계; 상기 광원부재 및 이미지센서와 조명계 및 결상계가 밀착된 후 외부광차단재를 충진시켜 몰딩하는 단계; 를 포함하며 상기 외부광차단재가 몰딩된 후 투과존과 비투과존으로 구성된 하우징을 결합하는 단계; 를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱에 하우징이 결합된 상태를 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용상태 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 다른 실시예를 보인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따 른 광 조이스틱에 하우징이 결합된 상태를 보인 다른 실시예이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱이 제조되는 과정을 보인 순서도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 다른 실시예가 제조되는 과정을 보인 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱(100)은 하부패키지(20)와 상부패키지(40)를 포함하며, 하부패키지(20)와 상부패키지(40)를 수용하는 하우징(50)을 더 포함한다.
하부패키지(20)는 기판(22)과 기판(22)에 SMT와 같은 공정을 통해 실장되는 광원부재(24)와 광원부재(24)와 동일한 SMT공정으로 실장되는 이미지센서(26)와 이들을 몰딩하는 투명봉지재(28)를 포함한다.
광원부재(24)는 적외선을 출사하는 LED가 SMT공정을 통해 기판(22)에 실장된다. 또한 이미지센서(26)는 수광되는 빛을 연속적으로 촬상하고, 촬상된 영상화면의 변화를 변위값으로 연산하는 역할을 하며, 광원부재(24)와 이격된 상태로 기판(22)에 실장된다.
기판(22)에 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 실장된 후에는 투명봉지재(28)가 이들을 덮으면서 설치된다. 즉, 투명봉지재(28)는 액상의 Clear EMC(Epoxy Molding Compound)가 고형화된 것으로, 미리 가공된 몰드를 기판(22)에 밀착시킨 후 몰드(미도시)와 기판(22) 사이에 액상의 EMC를 주입하여 성형된다.
또한 광원부재(24) 및 이미지센서(26)의 사이에는 광원부재(24)로부터 방사되는 빛을 차단하는 차단막(29)이 구비될 수 있다. 차단막(29)은 빛이 투과되지 않 는 블랙(Black) EMC일 수 있으며, 빛이 투과되지 않는 테이프(Tape) 또는 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 동시에 끼워지며 기판(22)과 밀착되는 마스크로도 구성될 수 있다.
이렇게 하부패키지(20)가 제조되면 상부패키지(40)가 하부패키지(20)의 상측으로 적층된다. 하부패키지(20)와 상부패키지(40)의 접합은 하부패키지(20)나 상부패키지(40)에 각각 돌기(42)나 홈(28a)을 형성한 후 결합할 수도 있으며, 별도의 양면테이프를 이들 사이에 각각 부착하고 접합할 수도 있다. 물론, 전술하지는 않았지만 이러한 접합방법이 아닌 다른 형태의 접합도 가능하다.
상부패키지(40)는 하부패키지(20)의 광원부재(24)와 이미지센서(26)에 대응하도록 조명계(42)와 결상계(44)를 몰딩하는 외부광차단재(46)를 포함한다.
조명계(42)는 전반사가 진행되는 도파관으로서 수직방향 또는 일정각도 경사지게 구성될 수 있다. 그러나, 조명계(42)의 배치상태는 수직방향보다 일정각도 경사지게 구성하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 이유에 대해서는 후술하기로 한다.
또한 결상계(44)는 광원부재(24)에서 방사되는 빛을 결상시키기 위한 것으로, 막대형으로 이루어지며 피치에 따라 결상되는 위치를 조절할 수 있는 그린렌즈(Gradient Index Lens)나 볼록렌즈 등 빛을 결상시키는 다양한 렌즈가 적용될 수 있다. 본 발명에서는 결상계(44)를 그린렌즈로 적용하여 도시하였다.
또한 조명계(42)와 결상계(44)는 외부광의 유입을 차단하는 외부광차단재(46)를 통해 몰딩된다. 외부광차단재(46)는 블랙 EMC라고도 하는 액상의 소재를 미리 가공된 몰드에 조명계와 결상계(44)가 덮어지도록 주입하여 성형된 것이다.
여기서, 외부광차단재(46)의 외면은 표면이 매끄럽게 유지될 수 있도록 폴리싱과 같은 공정이 진행될 수 있다.
이와 같이 하부패키지(20)와 상부패키지(40)가 접합되면, 상부패키지(40)의 표면에 피사체(P)가 접촉될 수 있다. 피사체(P)가 상부패키지(40)에 접촉되면 광원부재(24)에서 방사되는 빛은 조명계(42)를 통과한 후 피사체(P)로 전달된다.
이때, 피사체(P)가 사용자의 손가락일 경우 빛은 피사체의 표면을 투과하여 피사체(P) 내부로 진행하게 되고, 피사체(P) 내부에서 피나 뼈와 같은 물질과 부딪히면서 하측으로 반사된다.
반사된 빛은 다시 피사체(P)의 표면을 통과하여 결상계(44)로 유입되고, 유입된 빛이 결상계(44)를 통과하면서 결상된 상태로 이미지센서(26)에 전달된다.
도면에는 도시하지 않았지만 이미지센서(26)는 전달받은 빛을 촬상하고, 촬상된 영상화면을 실시간으로 비교하여 영상화면에 차이가 발생된 만큼을 변위값으로 연산한다. 연산된 변위값은 휴대 단말기의 마이컴(미도시)으로 전송되고, 마이컴이 휴대 단말기의 디스플레이 화면상에 커서를 형성하게 된다.
그런데, 이렇게 광원부재의 빛이 이미지센서(26)로 전달되는 과정에서는 조명계(42)의 위치가 매우 중요하게 작용할 수 있다.
다시 말해서, 조명계(42)의 위치가 수직으로 배치된 경우에는 빛의 중심은 그대로 외부로 방사되고 전반사를 일으키는 주변광만이 결상계(44)의 축선방향까지 진행한 다음 피사체(P)의 내부에서 하측으로 굴절됨에 따라 결상계(44)로 유입되는 빛이 적어 작동성능이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서는 광원부재(24)의 소비전력을 증가시켜 빛의 세기를 높이면 되지만 전력소모가 많기 때문에 매우 비효율적이다.
따라서, 광원부재(24)에서 방사되는 빛이 거의 전량 결상계(44)로 유입될 수 있도록 조명계(42)를 경사지게 구성하면 결상계(44)가 수직으로 배치되어 발생되는 문제점을 효과적으로 보완할 수 있게 된다.
한편, 하부패키지(20)와 상부패키지(40)가 적층 구성된 광 조이스틱(100)은 피사체가 투과될 수 있다는 전제조건이 있다. 이러한 전제조건은 피사체(P)가 사용자의 손가락일 경우로 한정될 수 있는데, 사용자가 피사체(P)에 장갑과 같은 보온부재를 착용한 경우 빛이 보온부재를 투과하지 못함으로 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서는 조명계(42)와 결상계(44) 그리고 이들과 밀착된 피사체(P) 사이에 소정의 간격이 형성될 경우 조명계(42)를 통과한 빛이 결상계(44)로 유입될 수 있게 됨에 따라 상기한 문제점은 해결될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상부패키지(40) 및 하부패키지(20)를 내부에 수용하면서 피사체(9)와 상부패키지(40) 사이에 공간을 제공하는 하우징(50)을 제안한다.
하우징(50)은 광원부재(24)의 빛이 투과되면서 피사체(P)가 직접 접촉되는 투과존(52)과 비투과존(54)으로 구성된다.
투과존(52)은 편평한 플레이트 형상을 가지며 적외선이 투과되는 광학플라스틱이나 투명글라스 또는 투명플라스틱에 적외선패스층(52a)이 구비된 형태로 제조될 수 있다.
이때, 투과존(52)이 투명한 글라스나 투명한 플라스틱으로 구성된 경우에는 결상계(44)에 적외선 파장대역 이외의 광 유입을 차단하는 필터(44a)가 더 구비될 수 있다.
필터(44a)는 결상계(44)의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 코팅재일 수 있으며, 결상계의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 테입(Tape)으로도 구성될 수 있다.
비투과존(54)은 투과존(52)을 지지하면서 상부 및 하부패키지(40)(20)의 외면을 보호하는 역할을 한다.
하우징(50)이 상부 및 하부 패키지(40)(20)에 설치된 상태에서 피사체(P)가 투과존(52)에 접촉되면, 빛은 조명계(42)를 통과하면서 전반사되고 전반사된 빛이 피사체(P) 표면에서 반사된 후 결상계(44)로 유입된다.
즉, 피사체(P)에 장갑과 같은 보온부재가 착용된 경우 조명계(42) 상단부와 피사체(P) 사이에는 투과존(52) 두께만큼의 간격이 확보되어 있기 때문에 피사체(P)에 부딪힌 빛이 굴절되면서 결상계(44)로 유입될 수 있게 된다.
따라서, 피사체(P)가 투과존(52)에 그대로 접촉되거나 보온부재를 착용하더라도 빛은 결국 결상계(44) 내부로 유입될 수 있게 된다.
또한 상부패키지(40)와 하부패키지(20) 사이에는 상부패키지(40)의 높이를 조절할 수 있도록 보스 또는 개스킷(60) 중 어느 하나가 더 구비될 수 있다. 본 발명에서는 개스킷(60)이 적용된 상태로 도면에 도시하였다.
다시 말해서, 상부패키지(40)와 하부패키지(20)가 결합된 높이는 초슬림을 목적으로 최대한 슬림하게 제조되어 있으나, 이러한 목적과는 다르게 이들이 결합 된 높이보다 높은 높이로 구성될 경우 상부패키지(40)와 하부패키지(20) 사이에 보스나 개스킷(60)이 설치될 수도 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 다른 실시예로서 상부패키지(40)와 하부패키지(20)로 분할 구성된 광 조이스틱(100)을 일체형으로도 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인 광 조이스틱(100)은 기판(22)에 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 실장되고, 광원부재(24) 및 이미지센서(26)와 대응하도록 조명계(42) 및 결상계(44)를 배치시킨 다음, 이들을 모두 감싸도록 외부광차단재(46)를 충진시켜 구성할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 기판(22)에 각각 SMT와 같은 공정을 통해 실장된 후에는 광원부재(24)와 이미지센서(26)와 대응하도록 조명계(42) 및 결상계(44)를 배치시킨다. 이후, 미리 가공된 몰드를 이들이 모두 감싸지도록 밀착시킨 다음 몰드에 액상의 외부광차단재(46)를 충진시키게 되면, 외부광차단재(46)가 고형화되면서 전체 외형을 형성하게 된다.
여기서, 결상계(44)는 그린렌즈(Gradient Index Lens)일 수 있으며, 사출 볼록렌즈로도 사용될 수 있다.
또한 조명계(42)는 수직 또는 수평방향으로 설치될 수 있다.
또한 외부광차단재(46)는 블랙(Black) EMC(Epoxy Molding Compound)가 사용될 수 있다.
이렇게 외부광차단재(46)를 통하여 전체 외형이 구성된 후에는 피사체(P) 접촉면이 구비된 투과존(42)과 비투과존(54)으로 구분 형성된 하우징(50)이 결합된 다. 하우징(50)은 피사체(P)와 외부광차단재(46) 상면과의 이격공간을 제공하게 된다.
따라서, 피사체(P)에 장갑과 같은 보온부재가 착용되었다 하더라도 광원부재(24)에서 방사되는 빛이 조명계(42)를 거쳐 피사체(P)의 표면에 부딪힌 후 결상계(44)로 유입되고, 유입된 빛이 결상되면서 이미지센서(26)로 전달될 수 있게 된다.
한편, 도 8에는 상부패키지(40)와 하부패키지(20)로 각각 제조된 본 발명의 광 조이스틱이 조립되는 과정을 보인 순서도를 보인 것이다.
도시된 순서에 따르면, 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 기판(22)상에 각각 일정거리 이격된 위치에 SMT 공정으로 각각 설치된다.
이들이 기판(22)에 설치된 후에는 미리 가공된 몰드를 기판(22)과 밀착시킨 후 액상의 투명봉지재(28)를 몰드에 주입하여 하부패키지(20)를 제조한다.
하부패키지(20)가 제조된 후에는 광원부재(24)와 이미지센서(26)에 대응하도록 조명계(42)와 결상계(44)를 외부광차단재(46)로 몰딩 구성한 상부패키지(40)를 제조한다.
이때, 상부패키지(40)와 하부패키지(20)에는 정확한 결합이 이루어질 수 있도록 각각 마주보면 면상에 돌기(42)나 홈(28a)이 형성된다.
이렇게 상부패키지(40)와 하부패키지(20)가 제조되어 적층 결합된 후에는 투과존(52)과 비투과존(54)으로 구성되며 상부패키지(40)와 하부패키지(20)를 수용하는 하우징(50)이 결합된다.
또한 도 9는 본 발명의 광 조이스이 일체형으로 제조되는 과정을 보인 순서도이다.
도시된 순서에 따르면, 기판(22)상에 광원부재(24)와 이미지센서(26)가 각각 이격된 위치에 SMT공정으로 실장된다.
광원부재(24)와 이미지센서(26)가 실장된 후에는 이들과 대응하도록 조명계(42) 및 결상계(44)가 각각 밀착 고정된 다음 미리 가공된 몰드(미도시)를 기판(22)과 밀착시킨다.
몰드가 밀착된 후에는 액상의 외부광차단재(46)를 몰드에 주입하여 고형화시킨다.
이렇게 액상의 외부광차단재(46)가 몰드내에서 고형화된 후에는 투과존(52)과 비투과존(54)으로 구성된 하우징(50)을 결합한다.
이와 같이, 본 발명의 광 조이스틱(100)은 상부패키지(40)와 하부패키지(20)로 분할 구성되어 조립되거나 상부패키지(40)와 하부패키지(20)로 분할 구성되지 않고 일체형으로 제조될 수 있다.
또한 전술한 두가지 형태로 제조된 광 조이스틱에 하우징(50)을 결합하여 사용할 경우 피사체(P)와 조명계(42) 및 결상부재(44) 사이에 빛이 굴절되기 위한 공간이 확보될 수 있게 됨에 따라 피사체(P)에 장갑과 같은 보온부재가 착용되더라도 작동성능의 저하가 발생되지 않게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱 및 그 제조방법에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함 은 물론이다.
도 1은 종래 광 조이스틱의 작동원리를 보인 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱에 하우징이 결합된 상태를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용상태 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱에 하우징이 결합된 상태를 보인 다른 실시예.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱이 제조되는 과정을 보인 순서도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 다른 실시예가 제조되는 과정을 보인 순서도.
<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 하부패키지 22: 기판
24: 광원부재 26: 이미지센서
28: 투명봉지재 29: 차단막
40: 상부패키지 42: 조명계
44: 결상계 44a: 필터
46: 외부광차단재 50: 하우징
52: 투과존 52a: 적외선패스층
54: 비투과존 60: 개스킷
100: 광조이스틱 P: 피사체

Claims (25)

  1. 기판상에 실장되는 광원부재 및 이미지센서가 투명 봉지재를 통해 몰딩 구성된 하부패키지;
    상기 하부패키지의 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계가 외부광차단재를 통해 몰딩 구성된 상부패키지; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부패키지와 상부패키지는 피사체 접촉면이 구비된 하우징 내부에 수용된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하우징은 광원부재의 빛이 투과되는 투과존과 투과되지 않는 비투과존으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조명계는 수직 또는 경사지게 몰딩 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조명계는 광원부재의 빛이 전반사를 이루며 진행되도록 내면이나 외면에 반사율이 높은 코팅재가 도포된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부재 및 이미지센서의 사이에는 광원부재로부터 방사되는 광원을 차단하는 차단막이 구비된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차단막은 블랙(Black) EMC인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 차단막은 테이프(Tape)인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 차단막은 광원부재와 이미지센서가 동시에 끼워지며 기판과 밀착되는 마스크인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 하부패키지와 상부패키지 사이에는 상부패키지의 높이를 조절하는 보스 또는 개스킷 중 어느 하나가 더 구비된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 결상계는 그린렌즈(Gradient Index Lenses: GRIN LENS)인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  12. 제 1항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 결상계는 적외선 파장대역 이외의 광 유입을 차단하는 필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 필터는 결상계의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 코팅재인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 필터는 결상계의 상면, 하면, 전면 중 어느 하나에 구성된 테입(Tape)인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 외부광차단재는 블랙(Black) EMC인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  16. 기판상에 실장되는 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계가 각각 밀착 구성되며, 이들을 감싸도록 외부광차단재가 충진되어 몰딩 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 하부패키지와 상부패키지는 피사체 접촉면이 구비된 하우징 내부에 수용된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 하우징은 광원부재의 빛이 투과되는 투과존과 투과되지 않는 비투과존으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 결상계는 그린렌즈(Gradient Index Lenses: GRIN LENS)인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 외부광차단재는 블랙(Black) EMC인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 조명계는 수직 또는 경사지게 몰딩 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
  22. 기판상에 광원부재와 이미지센서를 실장하는 단계;
    상기 상기 광원부재와 이미지센서를 투명 봉지재와 차단막으로 몰딩하여 하부패키지를 제조하는 단계;
    상기 광원부재와 이미지센서와 대응하도록 조명계와 결상계를 외부광차단재로 몰딩하여 상부패키지를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 제조방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 상부패키지와 하부패키지가 감싸여지도록 투과존과 비투과존으로 구성된 하우징을 결합하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 제조방법.
  24. 기판상에 광원부재와 이미지센서를 실장하는 단계;
    상기 광원부재 및 이미지센서와 대응하도록 조명계 및 결상계를 각각 밀착 하는 단계;
    상기 광원부재 및 이미지센서와 조명계 및 결상계가 밀착된 후 외부광차단재 를 충진시켜 몰딩하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 제조방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 외부광차단재가 몰딩된 후 투과존과 비투과존으로 구성된 하우징을 결합하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱 제조방법.
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