KR20110090530A - 광포인팅 모듈 - Google Patents

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KR20110090530A
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유승준
조광철
한승훈
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삼성전기주식회사
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    • H04M1/233—Construction or mounting of dials or of equivalent devices; Means for facilitating the use thereof including a pointing device, e.g. roller key, track ball, rocker switch or joystick

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈은 인쇄회로기판상에 장착되는 레이져광원; 상기 레이져광원으로부터 방출되는 레이져광이 투과되는 외부하우징; 상기 인쇄회로기판상에 위치하고 외부 자극에 의해 상기 외부하우징으로부터 반사되는 레이져광을 수광하여 집적회로에 전기적 신호를 전달하는 수광부; 및 상기 외부하우징 내부에 수용되고 상기 레이져광이 통과하는 통과홈이 구비되며, 상기 외부하우징 내부면에 접하는 면과 상기 통과홈의 내부면에 의해 외부광이 차폐되는 내부하우징;을 포함할 수 있다.

Description

광포인팅 모듈{0ptical pointing module}
본 발명은 광포인팅 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 잡광, 즉 방해 인자를 차단하는 광포인팅 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰이나 스마트폰 등의 개인 휴대 단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있으며, 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼과 방향 버튼으로 구성된 키패드를 구비하고 있다.
또한, 근래에는 와이브로(WIBRO: Wireless broadband) 서비스 등과 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 개인 휴대 단말기에도 사용자가 컴퓨터와 정보를 교환할 때, 그래픽을 통해 작업할 수 있는 환경인 GUI(Graphical user interface)의 운영체제가 채용되고 있다.
즉, 마우스 등을 이용하여 화면에 있는 메뉴를 선택하여 작업을 할 수 있는 GUI(Graphical user interface)의 운영체제가 개인 휴대 단말기의 사용자 인터페이스로서 이용됨에 따라 개인 휴대 단말기에 적합한 입력 장치의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
이러한 실정에 맞춰 개인 휴대 단말기의 디스플레이 화면에서 키패드와 같이 순차적으로 선택하는 모노 방식을 개선한 터치키, 조이스틱 등이 등장하고 있다.
그러나, 종래의 터치키 및 조이스틱 등은 물리적으로 일정 이상의 공간을 차지하므로 작고 얇은 소형기기에 채용되기가 곤란한 문제점이 있다.
또한, 외부의 잡광이 내부로 유입됨에 따라 정확한 위치를 연산하여 디스플레이에 전달하는데에 문제가 있다.
본 발명의 목적은 외부의 방해 인자을 차단하여 광포인팅 기능을 원활하게 하고, 개인 휴대 단말기에 채용가능하도록 소형화된 광포인팅 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈은 인쇄회로기판상에 장착되는 레이져광원; 상기 레이져광원으로부터 방출되는 레이져광이 투과되는 외부하우징; 상기 인쇄회로기판상에 위치하고 외부 자극에 의해 상기 외부하우징으로부터 반사되는 레이져광을 수광하여 집적회로에 전기적 신호를 전달하는 수광부; 및 상기 외부하우징 내부에 수용되고 상기 레이져광이 통과하는 통과홈이 구비되며, 상기 외부하우징 내부면에 접하는 면과 상기 통과홈의 내부면에 의해 외부광이 차폐되는 내부하우징;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 내부하우징은 상기 통과홈의 바닥면에 상기 레이져광원에서 방출하는 레이져광을 투과시키는 투과홀과 상기 외부하우징에서 반사되는 레이져광을 수광시키기 위한 수광홀을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 상기 수광부는 상기 외부하우징에서 반사되는 레이져광을 수광하는 이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 상기 내부하우징은 상기 수광홀과 연결되며 상기 이미지센서가 수용되는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 상기 내부하우징은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 상기 레이져광원은 수직공진 표면발광 레이져(VCSEL: Vertical-cavity surface-emitting laser)인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈은 상기 기판 하부면에 돔스위치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광포인팅 모듈에 의하면, 외부광을 차폐하는 내부하우징을 구비하여 외부 방해인자를 차단할 수 있으므로 디스플레이 상에 정확한 위치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 하부 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 레이져광이 반사되어 수광되는 작용을 도시한 개략 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 하부 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈은 외부하우징(100), 내부하우징(200), 수광부(500) 및 돔스위치(600)를 포함할 수 있다.
외부하우징(100)은 후술할 레이져광원(310)으로부터 방출되는 레이져광이 투과되며, 외부자극이 입력되는 부분이다.
상기 외부하우징(100)은 상기 광포인팅 모듈을 구성하는 상기 내부하우징(200) 및 수광부(500)를 수용하며, 일면이 개구된 캡 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 외부하우징(100)의 상부면은 빛이 투과되는 투과영역으로 이루어져 있으며, 내구성 증대 및 작업성 등을 고려하여 사출형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외부하우징(100)의 형상은 도 1 내지 도 4에서와 같은 사각형상에 한정하지 않으며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자의 수준에서 변경 가능함을 밝혀둔다.
상기 내부하우징(200)은 상기 외부하우징(100) 내부에 수용되며 상기 외부하우징(100)과 접하는 상부면에 상기 레이져광이 통과하는 통과홈(210)이 형성될 수 있다.
상기 통과홈(210)의 내부면(215)은 후술할 레이져광원(310)에서 방출되는 레이져광이 상기 외부하우징(100)에서 반사되어 집적회로(300)의 이미지센서(미도시)에 수광되는 데 있어 외부광을 차폐하는 기능을 한다.
또한, 상기 외부하우징(100) 내부면에 접하는 상기 내부하우징(200)의 외부면도 상기 통과홈(210)의 내부면(215)과 마찬가지로 외부광을 차폐하는 기능을 한다.
상기 반사된 레이져광은 상기 수광부(500)의 상기 이미지센서(미도시)에 수광되며, 상기 집적회로(300)를 통해 디스플레이(미도시) 상의 위치를 연산한다.
여기서, 상기 외부광의 유입은 상기 집적회로(300)를 통해 위치를 연산하는데 장애가 되어 상기 디스플레이(미도시) 상에 정확한 위치를 나타낼 수 없게 된다.
따라서, 상기 외부하우징(100) 내부면에 접하는 상기 내부하우징(200)의 외부면과 상기 통과홈(210)의 내부면(215)에 의해 외부광이 차폐되며, 상기 통과홈(210)에 관하여는 도 5를 참조하여 후술한다.
상기 내부하우징(200)은 상기 통과홈(210)이외에 투과홀(220), 수광홀(230) 및 수용홈(240)을 구비할 수 있다.
상기 투과홀(220)은 상기 통과홈(210)의 바닥면에 형성되고, 상기 레이져광원(310)에서 방출되는 레이져광이 상기 외부하우징(100)으로 입사되는 통로가 되며, 상기 투과홀(220)을 통과한 레이져광은 상기 외부하우징(100)의 일정 영역을 투과하게 된다.
상기 투과홀(220)의 형상은 원형 형상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수광홀(230)도 상기 통과홈(210)의 바닥면에 형성되고, 상기 외부하우징(100)을 투과하는 레이져광이 외부자극에 의해 반사되어 상기 이미지센서(미도시)에 수광되도록 하는 상기 레이져광의 통로가 되며, 사각형상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수용홈(240)은 상기 수광부(500)가 수용되는 공간으로 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다.
상기 수광부(500)는 집적회로(300)와 인쇄회로기판(400)을 포함할 수 있으며, 상기 집적회로(300)는 상기 이미지센서(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 집적회로(300)의 상기 이미지센서(미도시)는 상기 내부하우징(200)의 수광홀(230)을 통과한 레이져광을 수신하고, 디스플레이(미도시) 상의 위치값으로 연산하여 상기 디스플레이(미도시)에 정확한 위치를 표시할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(400)은 디스플레이(미도시)에 정확한 위치를 표시하기 위해 상기 집적회로(300)의 전기적 신호를 상기 디스플레이(미도시)에 전달하는 기능을 한다.
상기 인쇄회로기판(400) 상에는 레이져광의 원천이 되는 레이져광원(310) 및 적층 세라믹 콘덴서(MLCC: Multi-layer ceramic capacitor, 320)가 위치할 수 있다.
상기 레이져광원(310)은 수직공진 표면발광 레이져(VCSEL: Vertical-cavity surface-emitting laser)일 수 있다.
상기 수직공진 표면발광 레이져(310)는 전기 신호를 광 신호로 바꾸어 주는 레이저 다이오드의 하나이다.
상기 수직공진 표면발광 레이져(310)는 기존의 측면 발광 반도체(FP, DFB) 레이져를 대체할 새로운 광원으로, 적외선 발광 다이오드(LED) 센서 모듈과 같은 광전 센서를 대체하여 정밀 광전 센서의 제작을 가능하게 할 수 있다.
상기 적층 세라믹 콘덴서(320)는 콘덴서의 한 종류로 정전용량 및 정격전압의 용도에 따라 유전체 층과 전극면적을 소형 박막으로 다층화한 칩타입의 콘덴서로, 필요에 따라 안정적으로 회로에 전기를 공급하는 기능을 한다.
상기 돔스위치(600)는 상기 광포인팅 모듈에 있어 필수 구성요소는 아니나, 외부자극에 의한 정확한 상기 디스플레이(미도시) 상에 위치를 구현하기 위해서 상기 인쇄회로기판(400) 하부에 구비하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 개략 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광포인팅 모듈의 레이져광이 반사되어 수광되는 작용을 도시한 개략 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 내부하우징(200)은 상기 언급한 바와 같이 통과홈(210), 투과홀(220) 및 수광홀(230) 이외에 수용홈(240)을 구비할 수 있다.
상기 수용홈(240)은 상기 광포인팅 모듈에 있어서, 부속소자 등이 위치하는 공간으로 상기 광포인팅 모듈을 구비하는 전자장치에 따라 공간의 크기 및 부속소자의 종류 등이 다양할 수 있다.
또한, 상기 내부하우징(200)은 상기 외부하우징(100)에 수용되며 상기 통과홈(210), 상기 투과홀(220), 상기 수광홀(230) 및 상기 수용홈(240)을 제외하고는 상기 외부하우징(100)의 내면에 접하는 것이 바람직하다.
이는 상기 언급한 바와 같이 상기 외부하우징(100) 내부면에 접하는 상기 내부하우징(200)의 외부면에 의해 외부광을 차단하는 기능을 위한 것이다.
여기서, 상기 내부하우징(200)의 재질은 폴리카보네이트(Polycarbonate)가 될 수 있다.
폴리카보네이트(Polycarbonate)는 탄산염을 중합하여 만든 수지로 금속과 같이 단단하고 산과 열에 잘 견디는 성질을 가지고 있다.
도 5를 참조하면, 상기 레이져광원(310)에서 방출된 레이져광은 상기 투과홀(220)과 상기 통과홈(210)을 통과하여 상기 외부하우징(100)의 상부면을 투과한다.
여기서, 상기 외부하우징(100)의 상부면에 외부자극이 주어지면 상기 레이져광은 상기 외부하우징(100)을 투과하지 못하고 반사하게 된다.
반사된 레이져광은 상기 수광홀(230) 및 수용홈(240)을 통과하여 상기 인쇄회로기판(400) 상에 위치한 수광부(500)에 수광되게 된다.
상기 수광부(500)에 수광된 광은 상기 이미지센서(미도시)에 수광되는 데 상기 이미지센서(미도시)의 전기적 신호가 상기 집적회로(300) 및 상기 인쇄회로기판(400)을 통해 디스플레이(미도시)에 전달되는 것이다.
여기서, 상기 내부하우징(200)의 통과홈(210)의 내부면(215)에 의해 외부광(260)이 차단되며, 상기 통과홈(210)의 내부면(215) 뿐만 아니라 상기 내부하우징(200) 자체에 의해서도 외부광(260)이 차단된다.
다만, 상기 광포인팅 모듈은 크기가 매우 작으므로 상기 통과홈(210)의 상부에는 외부자극으로 인해 외부광이 유입될 가능성이 매우 희박하다.
따라서, 외부광(260)은 상기 통과홈(210)의 주변에서 입사하게 되고, 상기 외부광(260)은 상기 내부하우징(200)에 의해 상기 외부하우징(100)에서 반사되는 레이져광에 영향을 미치지 않게 되어 상기 집적회로(300)가 반사된 레이져광을 수신받아 정확한 위치값으로 연산할 수 있게 된다.
이상의 실시예를 통해, 상기 통과홈(210), 상기 투과홀(220), 상기 수광홀(230) 및 상기 수용홈(240)을 제외하고 상기 외부하우징(100)의 내부면에 접하는 상기 내부하우징(200)은 상기 레이져광원(310)으로부터 방출된 레이져광이 상기 이미지센서(미도시)에 수광되는데 있어 외부광(260)을 차단시켜준다.
따라서, 상기 레이져광을 수광한 상기 이미지센서(미도시)는 상기 집적회로(300)로 전기적 신호를 전달하고 위치값으로 연산하여 상기 디스플레이에 정확한 위치를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 광포인팅 모듈은 크기가 매우 작으므로, 소형화를 추구하는 개인 휴대 단말기에 채용이 가능하다.
100: 외부하우징 200: 내부하우징
210: 통과홈 220: 투과홀
230: 수광홀 300: 집적회로
310: 레이져광원 400: 인쇄회로기판
500: 수광부 600: 돔스위치

Claims (7)

  1. 인쇄회로기판상에 장착되는 레이져광원;
    상기 레이져광원으로부터 방출되는 레이져광이 투과되는 외부하우징;
    상기 인쇄회로기판상에 위치하고 외부 자극에 의해 상기 외부하우징으로부터 반사되는 레이져광을 수광하여 집적회로에 전기적 신호를 전달하는 수광부; 및
    상기 외부하우징 내부에 수용되고 상기 레이져광이 통과하는 통과홈이 구비되며, 상기 외부하우징 내부면에 접하는 면과 상기 통과홈의 내부면에 의해 외부광이 차폐되는 내부하우징;을 포함하는 광포인팅 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부하우징은 상기 통과홈의 바닥면에 상기 레이져광원에서 방출하는 레이져광을 투과시키는 투과홀과 상기 외부하우징에서 반사되는 레이져광을 수광시키기 위한 수광홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 광포인팅 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수광부는 상기 외부하우징에서 반사되는 레이져광을 수광하는 이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 광포인팅 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부하우징은 상기 수광홀과 연결되며 상기 이미지센서가 수용되는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 광포인팅 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부하우징은 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광포인팅 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이져광원은 수직공진 표면발광 레이져(VCSEL: Vertical-cavity surface-emitting laser)인 것을 특징으로 하는 광포인팅 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 하부면에 돔스위치;를 더 포함하는 광포인팅 모듈.
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