KR20110075866A - 초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명효과를 통해 모듈 자체의 심미감은 물론 휴대 단말기 전체의 디스플레이 효과를 증대시킨 광 조이스틱에 관한 것이다.

본 발명은, IR존과 조명존으로 구성된 하우징; 상기 하우징과 결합되며, 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 IR존을 향해 빛을 출사하는 광원; 상기 홀더 내부에 설치되어 빛을 결상하는 결상부재; 상기 결상부재를 통해 결상된 광원을 수신받아 변위값으로 연산하는 수광센서; 그리고 인쇄회로기판에 설치되어 상기 조명존으로 빛을 출사하는 조명부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

광 조이스틱, 하우징, 조명

Description

초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기{ULTRA SLIM OPTICAL JOYSTICK AND MOBILE DEVICE HAVING IT}

본 발명은 조명효과를 통해 모듈 자체의 심미감은 물론 휴대 단말기 전체의 디스플레이 효과를 증대시킨 광 조이스틱에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰(Mobile Terminal)이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자기기의 단말기는 키패드(Key pad)에 의한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 휴대폰이나 PDA 등과 같은 단말기는 숫자, 문자 또는 기호의 입력을 위한 복수개의 버튼들이 형성된 키패드를 포함하며, 사용자는 키패드의 버튼을 눌러 숫자나 단어 등과 같은 원하는 데이터를 휴대 전자기기에 입력하거나 버튼식 커서(Cursor)와 선택버튼을 눌러서 메뉴를 선택할 수 있다.

상기와 같은 전자기기의 단말기에는 디스플레이부가 구비되어, 사용자가 키패드를 통해 입력한 데이터 및 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 서비스가 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 휴대 전자기기는 사용자에게 다양한 부가 서비스를 제공하고 있으며, GUI 기반의 윈도우 운영체제는 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 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 광 조이스틱(10)은, 광원(11)과 커버(12), 광 신호를 감지하는 이미지 센서(15), 이미지 센서(15)로 광을 안내하는 결상계(14), 및 조명 가이드와 결상계(14)와 광원 등의 부품을 수용하는 홀더(13)를 포함하여 구성된다.

광 조이스틱(10)은 전자기기(1)와 별도로 구비되어 유선 또는 무선으로 연결될 수도 있으나, 근래에는 노트북이나 휴대폰 등과 같은 전자기기의 본체(2)에 직접 탑재되기도 한다.

커버의 외측면(상측면)에는 전자기기의 조작을 위하여 손가락 등의 피사체(P)가 접촉되는 조작면이 형성되며, 이미지 센서(15)는 입력되는 광신호의 처리 를 위하여 PCB(미부호)에 구비된다.

이에 따라, 조작면에 피사체(P)인 손가락을 접촉시켜 움직이면, 손가락의 움직임에 따라 이미지 센서(15)에 입력되는 광 신호가 변화되어 손가락의 움직임에 따라 전자기기가 조작될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 커버(12)의 상측면, 조작면에 피사체(P)가 접촉되지 않은 상태에서는 광원(11)에서 출사된 광이 조명 가이드를 거쳐 커버(12)를 투과하면서 커버(12)의 외부로 방출된다.

반면, 커버(12)의 상측면에 손가락 등의 피사체가 접촉되면, 광원(11)에서 출사된 광이 피사체(P)에 부딪혀 반사된 후 결상계(14)를 거쳐 이미지 센서(15)에서 입사되고, 이에 따라 피사체의 이미지가 광신호로 촬상된다.

여기서 결상계(14)는 유리나 광학 플라스틱과 같은 재질로 된 프리즘(14a)과 렌즈(14b) 등 복수개의 구성을 포함하며, 피사체에 반사된 광을 소정방향 반사 및 또는 굴절시킴과 동시에 집광하여 이미지 센서(15)로 전달하고, 커버(12) 외부의 피사체가 움직이게 되면, 피사체(12)에 반사되어 이미지 센서(15)에 감지되는 광 신호도 변화된다.

그리고 이미지 센서(15)가 피사체의 움직임에 의한 광 신호의 변화를 감지하고, 이에 따라 전자기기(1)의 디스플레이부(3)에 커서 또는 포인터의 이동이 표시되었다.

이미지 센서(15)에 의한 광 신호의 검출 및 이미지의 제어방식은 노트북 컴퓨터에 탑재된 광 마우스에서와 유사하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

상술한 일반적인 광 조이스틱은 피사체의 움직임에 따라 커서, 즉 포인터를 이동시켜 휴대 전자기기를 조작하기 때문에, 종래의 키패드 버튼에 의한 커서의 이동으로 휴대 전자기기를 조작하는 방식에 비해 편리한 조작을 구현할 수는 있다.

그러나, 종래 휴대 단말기에 설치된 광 조이스틱은 디스플레이 화면상에 커서를 생성하여 사용자가 커서를 편리하게 이동시키면서 아이콘을 선택할 수 있는 장점은 제공할 수 있으나, 광 조이스틱 자체에서 심미감이 적용된 디스플레이 효과를 기대하기 어렵다.

즉, 종래 휴대 단말기에 실장된 광 조이스틱은 디스플레이 화면상에서 커서를 생성하고 이동시키기 위한 구조적인 특성 때문에 휴대 단말기 전체의 심미감을 개선하거나 증대시키기 어렵다.

다시 말해. 휴대 단말기에 광 조이스틱을 실장 시 광 조이스틱 자체가 너무 작은 크기로 제조되기 때문에 광 조이스틱 표면에 여러 형태의 디자인을 적용하더라도 휴대 단말기 전체의 디자인을 개선하거나 증대시키기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 휴대 단말기에 실장되는 광 조이스틱 모듈 자체에 조명부재를 구성하여 심미감 증대는 물론 휴대 단말기 전체의 심미감도 증대시킨 초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기는 광 조이스틱 모듈 자체에 별도의 조명부재를 구성하여 광 조이스틱 자체에서도 심미감을 가질 수 있음은 물론, 휴대 단말기 전체의 디스플레이 효과를 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, IR존과 조명존으로 구성된 하우징; 상기 하우징과 결합되며, 내부에 수용공간이 구비된 홀더; 상기 IR존을 향해 빛을 출사하는 광원; 상기 홀더 내부에 설치되어 빛을 결상하는 결상부재; 상기 결상부재를 통해 결상된 광원을 수신받아 변위값으로 연산하는 수광센서; 그리고 인쇄회로기판에 설치되어 상기 조명존으로 빛을 출사하는 조명부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용 상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초 슬림 광 조이스틱(100)은 하우징(20)과 하우징(20)에 결합된 홀더(30)와 광원(40)과 홀더(30)에 수용된 결상부재(50)와 수광센서(60)와 하우징(20)에 빛을 조사하는 조명부재(70)를 포함하여 구 비된다.

하우징(20)은 합성수지를 사출하여 제조되며 일면이 개구되어 있다. 이러한 하우징은 IR존(22)과 조명존(24)으로 구분된다.

IR존(22)은 적외선만이 통과될 수 있도록 광학 플라스틱으로 제조되거나 투명 플라스틱에 IR Resign을 도포하여 구성될 수 있다. IR존(22)과 결합되는 조명존(24)은 IR존(22)과 이중 사출될 수 있도록 중앙부위가 관통되어 있다.

또한 IR존(22)과 조명존(24)은 각각 별도로 제조된 후 조립될 수 있으며, 조명존(24)을 먼저 사출하고 IR존(22)을 이중 사출하는 형태로도 제조될 수 있다.

이와 같이 IR존(22)과 조명존(24)이 결합되면, 이들의 각 상면은 서로 동일 평면을 유지하거나 제품 디자인을 고려하여 IR존(22)이 조명존(24)보다 높거나 낮은 높이를 유지하도록 구성할 수도 있다.

이렇게 IR존(24)과 조명존(24)의 상면을 동일 평면으로 구성하거나 서로 다른 높이로 구성하는 이유는 심미감이나 터치감을 고려하여 설계되는 측면도 있지만, 궁극적으로는 발광면적의 조절을 통해 휴대 단말기의 전체 디자인과 부합하도록 조명효과를 제공하기 위함이다.

한편, 조명존(24)의 선단부에는 적어도 한 쌍의 조명부재(70)가 수용된다. 조명부재(70)는 한 쌍의 LED로 구성될 수 있다. 조명부재(70)는 인쇄회로기판(80)에 SMT와 같은 공정으로 실장되며, 하우징(20)과의 결합 시 조명존(24)의 선단부에 수용된다.

보다 상세하게 설명하면, 조명존(24)의 선단부에는 조명부재(70)가 수용되기 위한 설치홈(24a)이 형성되어 있다. 이 설치홈(24a)은 LED의 전체 형상과 동일한 형상과 개수로 형성된다.

또한 조명존(24)에는 조명부재(70)로부터 출사되는 빛이 확산되며 진행할 수 있도록 조명확산부(24b)가 구비되어 있다. 조명확산부(24b)는 빛을 반사시키는 펄(Pearl) 분말이나 알루미늄과 같은 금속성 분말 등이 조명존의 사출 성형 시 첨가되어 조명존과 함께 사출된다.

하우징(20)에는 수용공간(32)이 구비된 홀더(30)가 결합된다. 홀더(30)는 빛이 투과되지 않는 Black EMC(Epoxy Moulding Compound)를 소재로 사출 성형될 수 있다.

홀더의 수용공간(32)에는 하우징의 IR존(22)을 향해 빛을 출사하는 광원(40)과 광원(40)에서 출사되는 빛이 IR존(22)에 접촉된 사용자 피사체에 반사되어 돌아오는 빛을 결상하는 결상부재(50)가 수용된다.

광원(40)은 적외선을 출사하는 IR LED가 사용될 수 있으며, 설계 사항에 따라 IR LD가 사용될 수도 있다.

여기서 광원(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 홀더(30) 내부가 아닌 홀더(30)의 외측에 결합되어 하우징의 IR존(22)을 향해 빛을 출사하도록 구성될 수도 있다.

또한 결상부재(50)는 빛을 결상하는 집광렌즈(52)가 사용될 수 있으며, 설계 사항에 따라 빛의 경로를 변경해야 하는 경우 선택적으로 프리즘(54)을 더 사용할 수도 있다.

또한 결상부재(50)에는 집광렌즈(52)를 통과한 빛 중 분산되어 진행하는 빛 들을 차단하기 위한 스탑(56)이 더 구비될 수 있다. 즉, 스탑(56)은 중앙부위에 통공(56a)이 천공되어 있어서 통공(56a)을 통과하지 않는 빛이 더 이상 진행하지 못하도록 차단하는 역할을 한다.

또한 홀더(30)에는 인쇄회로기판(80)에 실장되어 결상부재(50)를 통해 결상된 빛을 수광받는 수광센서(60)가 결합된다.

수광센서(60)는 결상된 빛을 연속적으로 촬상하고, 촬상된 빛의 변화를 변위값으로 연산하여 휴대 단말기의 마이컴(미도시)으로 전송하게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기의 작용에 대하여 설명한다.

인쇄회로기판(80)에 설치된 조명부재(70)에 전원이 공급되면, 조명부재(70)는 빛을 발광하기 시작한다. 조명부재(70)는 상부면의 면적이 하우징의 설치홈(24a) 내면보다 작거나 같도록 되어 있어 출사되는 빛 중 거의 대부부이 조명존(24)으로 조사된다.

이렇게 조명존(24)으로 조사된 빛은 조명존(24) 내부에 포함된 조명확산부(24b)를 통해 조명존(24) 외측으로 유도된다.

이에 따라, 조명존(24)은 유도된 빛을 통해 시각적으로 전체면이 고르게 빛나는 조명효과를 기대할 수 있게 된다.

한편, 광원(40)에서 출사된 빛은 IR존(22)을 향해 조명된다. 조명된 빛은 IR존(22)을 투과하여 외부로 조사되며, 사용자의 피사체가 IR존(22)에 접촉될 경우 빛은 피사체에 부딪힌 다음 다시 IR존(22)을 투과하여 결상부재(50)로 유입된다.

결상부재(50)는 유입된 빛을 한 쌍의 프리즘(54)과 집광렌즈(52)를 통해 결상된다. 이때, 결상되지 않은 잡광들은 스탑(56)을 통해 차단된다.

스탑(56)을 통해 차단되지 않고 결상된 빛들은 수광센서(60)로 전송되며, 수광센서(60)가 전송된 빛들을 변위값으로 연산한 다음 휴대 단말기의 마이컴으로 전송하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 초 슬림 광 조이스틱(100)은 최소한의 두께를 유지하면서도 하우징(20) 자체에서 조명효과를 기대할 수 있어 심미감이 크게 개선될 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 초 슬림 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 단말기에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 휴대 단말기에 광 조이스틱이 설치된 상태를 보인 사시도.

도 2는 종래 광 조이스틱이 작동되는 과정을 보인 작용 상태도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱을 보인 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 조이스틱의 작용 상태도.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 하우징 22: IR존

24: 조명존 24a: 설치홈

24b: 조명확산부 30: 홀더

32: 수용공간 40: 광원

50: 결상부재 52: 집광렌즈

54: 프리즘 56: 스탑

56a: 통공 60: 수광센서

70: 조명부재 80: 인쇄회로기판

100: 광 조이스틱

Claims (8)

1. IR존과 조명존으로 구성된 하우징;

   상기 하우징과 결합되며, 내부에 수용공간이 구비된 홀더;

   상기 IR존을 향해 빛을 출사하는 광원;

   상기 홀더 내부에 설치되어 빛을 결상하는 결상부재;

   상기 결상부재를 통해 결상된 광원을 수신받아 변위값으로 연산하는 수광센서; 그리고

   인쇄회로기판에 설치되어 상기 조명존으로 빛을 출사하는 조명부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조명존은 중앙부위가 관통되며, 관통부위에 IR존이 이중 사출된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 조명부재는 하우징에 수용되는 적어도 한 쌍의 LED인 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징은 조명부재의 빛이 확산되어 진행하도록 조명확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징은 조명부재가 수용되는 설치홈이 구비된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 IR존과 조명존은 각 상면이 서로 동일평면을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 IR존과 조명존은 각 상면이 서로 다른 높이를 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광 조이스틱.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광 조이스틱이 탑재된 휴대 단말기.

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