KR20120006830A

KR20120006830A - 포인팅 디바이스

Info

Publication number: KR20120006830A
Application number: KR1020100067502A
Authority: KR
Inventors: 안건준
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-19

Abstract

본 발명은 모듈의 크기를 줄일 수 있는 포이팅 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 메인기판; 상기 메인기판에 실장되며 센서 어레이가 구비된 센서부; 상기 센서부에 실장되는 서브기판; 상기 서브기판에 실장되고, 메인기판과 전기적으로 연결되는 광원부; 상기 센서부, 서브기판, 광원부를 수용하고, 출사홀과 입사홀을 갖는 어퍼처가 구성되며: 상기 출사홀과 입사홀의 중심축은 광원부와 센서 어레이의 중심축과 각각 동일 축선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

포인팅 디바이스{POINTING DEVICE}

본 발명은 모듈의 크기를 줄일 수 있는 포이팅 디바이스에 관한 것이다.

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

보다 상세하게 설명하면, 일반적인 휴대단말기는 숫자, 문자 또는 기호의 입력을 위한 복수개의 버튼들이 형성된 키패드를 포함하며, 사용자는 상기 키패드의 버튼을 눌러 숫자나 단어 등과 같은 원하는 데이터를 상기 휴대단말기에 입력하거나 메뉴를 선택할 수 있다.

그리고 상기와 같은 휴대단말기에는 디스플레이부가 구비되어, 사용자가 상기 키패드를 통해 입력한 데이터 또는 그에 관련된 정보를 표시하게 된다.

근래에는 휴대단말기를 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 휴대단말기에는 GUI(Graphical User Interface)의 지원을 위하여 윈도우즈(Windows), 안드로이드(Android) 등과 같은 운영체제가 채용되고 있다.

그리고 통신 기술의 발달과 더불어 상기 휴대단말기는 사용자에게 다양한 부가 서비스를 제공하고 있으며, GUI 기반의 운영체제는 휴대 전자기기에 의한 부가 서비스의 제공을 편리하게 한다.

일반적인 전자기기의 보다 편리한 사용을 위한 사용자 인터페이스로는 마우스나 터치패드나 조이스틱 등과 같은 포인팅 디바이스가 있는데, 피사체인 손가락의 움직임에 따라 변화되는 신호를 감지함으로써 커서(cursor)와 같은 포인터를 움직이거나 사용자가 원하는 정보 또는 명령을 입력받을 수 있도록 전자기기에 적용되고 있다.

또한 포인팅 디바이스는 손가락의 변화를 감지하여 커서가 움직이도록 지문센서나 이미지센서 등이 적용되고, 또한 사용자가 원하는 정보를 입력할 수 있도록 돔스위치 등이 적용하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 포인팅 디바이스(100)는 메인기판(10), 메인기판(10)에 실장되는 센서부(20), 메인기판(10)의 측면에 실장되는 광원부(40), 센서부(20)와 광원부(40)를 수용하는 어퍼처(Aperture)(60)로 구성된다.

포인팅 디바이스(100)는 광원에서 출사된 빛이 어퍼처(60)를 통과하여 피사체에 도달하게 되고, 도달된 빛은 피사체에 반사되어 다시 센서로 유입된다. 그러면, 센서는 피사체 움직임에 대한 좌표를 연산하여 마이컴으로 전달하고, 이후, 마이컴은 연산된 좌표값에 대응하도록 디스플레이 상의 커서를 이동시킨다.

일반적으로, 포인팅 디바이스가 광원부에서 출사된 빛이 피사체에 반사되어 유입되는 경우, 빛의 입사각과 반사각의 합이 10도 이내일 때, 최적화된 성능이 구현된다. 다시 말해, 빛의 입사각과 반사각의 합이 10도 이내일 때 빛이 피사체에 반사되어 생성된 스펙클 패턴이 왜곡 없이 유입되어 동작감도는 물론, 각종 오동작을 방지할 수 있게 된다.

하지만, 종래의 포인팅 디바이스에는 광원부가 메인기판의 측단에 실장되고, 센서부가 중앙부분에 위치해 서로 이격된 상태가 된다. 이로 인해 종래의 포인팅 디바이스는 피사체에 출사된 빛의 입사각과 반사각의 합이 10도 이상으로 유지 되어 피사체 표면에 생성된 스펙클 패턴이 센서부에 일부만 유도되거나, 전혀 센서부에 유도되지 않게 된다. 그 결과, 종래의 포인팅 디바이스는 센서부에서 왜곡된 스펙클 패턴이 유입되어 각종 오동작의 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 피사체에 출사된 빛의 입사각과 반사각의 합을 최소한으로 유지하여 스펙클 패턴을 센서부의 수직방향으로 유도하는데 목적이 있다.

본 발명은 피사체에 출사된 빛의 입사각과 반사각을 최소한으로 줄임으로써, 피사체 표면에 생성된 스펙클 패턴을 센서부에 수직방향으로 유도할 수 있어 감도 향상은 물론 각종 오동작을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 포인팅 디바이스의 단면도.
도 2은 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 단면도.
도 3는 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 분리 사시도.
도 4은 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 작용 상태도.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은 메인기판; 상기 메인기판에 실장되며 센서 어레이가 구비된 센서부; 상기 센서부에 실장되는 서브기판; 상기 서브기판에 실장되고, 메인기판과 전기적으로 연결되는 광원부; 상기 센서부, 서브기판, 광원부를 수용하고, 출사홀과 입사홀을 갖는 어퍼처가 구성되며: 상기 출사홀과 입사홀의 중심축은 광원부와 센서 어레이의 중심축과 각각 동일 축선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2은 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 단면도이고, 도 3는 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 분리 사시도이며, 도 4은 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 포인팅 디바이스의 작용 상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 포인팅 디바이스(100)는 메인기판(10), 메인기판(10)에 실장되는 센서부(20), 센서부(20)에 실장되는 서브기판(30), 서브기판(30)에 실장되는 광원부(40)로 구성된다.

메인기판(10)은 일반적인 리지드피시비(Rigid PCB)로 구성되는데, 제조환경에 따라 플렉서블피시비(Flexible PCB)로 구성될 수 있다.

메인기판(10)에는 센서부(20)가 실장된다. 센서부(20)는 레이저 네비게이션 센서(Laser Navigation Sensor)일 수 있다. 이러한 레이저 네비게이션 센서는 광원부(40)에서 출사된 빛이 피사체(P)에 반사될 경우 이때 발생 된 스펙클 패턴(Speckle Patern)을 감지하여 피사체(P)의 움직임을 감지하게 된다.

센서부(20)에는 서브기판이 실장된다. 서브기판은 인쇄회로기판 또는 도전 에폭시 중 어느 하나일 수 있으며, 본 실시예에서는 인쇄회로기판을 채용하였다.

서브기판(30)에는 DAF(Die Attach Film)(32)가 접착된 상태로 센서부(20)에 설치될 수 있다. 이때, DAF(32)는 서로 다른 반도체 부품이 적층 구성될 수 있도록 하는 접착부재이다.

이러한 서브기판(30)에는 광원부(40)가 실장된다. 광원부(40)는 적외선, 가시광선, 레이저 다이오드 중 어느 하나 일수 있으며, 본 발명에서는 직진성이 강한 레이저를 채용하였다. 여기서, 레이저는 수직공동 면발광 레이저(Vertical Cavity Surface Laser; VCSEL), 에지 에미션 레이저(Edge Emission Laser;EEL), 가간섭성 가스 레이저, 가간섭성 고체상태 레이저 중 어느 하나 일 수 있다.

이처럼 광원부(40)가 센서부(20)와 일체형으로 구성되면, 모듈 외곽의 크기가 줄어들어 휴대단말기에 보다 용이하게 실장될 수 있다.

좀더 자세히 말하면, 메인기판(10)에 실장되어 있던 광원부(40)가 센서부(20)에 실장되면서, 광원부(40)가 차지하던 메인기판(10) 부분을 줄일 수 있게 되어 전체적인 모듈의 크기 또한 줄일 수 있다. 따라서, 휴대단말기에 실장시 많은 부피를 차지 않고도 구성될 수 있다.

또한, 광원부(40)와 센서부(20)가 일체형으로 구성되면, 광원부에서 피사체로 출사된 빛이 반사되어 센서부로 유입되는 경우, 출사된 빛의 입사각과 반사각의 합이 10°이내가 될 수 있다. 이에 따라, 피사체 표면에 생성된 스펙클 패턴이 센서 에레이(22) 영역에 거의 수직으로 유도될 수 있어 포인팅 디바이스의 감도향상은 물론 각종 오작동을 줄일 수 있다.

그리고, 서브기판(30)과 광원부(40)가 메인기판(10)에 와이어본딩 된다. 본 실시예에서는 와이어 본딩으로 전기적 연결을 하였지만, 이에 한정하지 않고 범프(Bump) 등으로 전기적 연결을 할 수 있다.

또한, 메인기판(10), 센서부(20), 서브기판(30), 광원부(40)를 수용할 수 있는 어퍼처(Aperture)(60)가 구성된다. 어퍼처(60)는 빛의 광량을 조절하는 것으로, 광원부(40)에서 출사되는 빛과 피사체(P)에 반사되어 유입되는 빛이 통과되도록 각각 출사홀(62)과 입사홀(64)이 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 포인팅 디바이스에 대한 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

사용자가 휴대단말기의 포인팅 디바이스(100)를 사용하게 되면, 휴대단말기의 배터리로부터 전원이 메인기판(10)을 통해 센서부(20), 서브기판(30), 광원부(40)로 공급된다.

이후, 광원부(40)에서는 빛이 어퍼처(60)의 출사홀(62)을 통해 피사체인 손가락으로 출사된다. 손가락에서 반사된 빛은 다시 어퍼처(60)의 입사홀(64)을 통해 센서부(20)의 센서 어레이(22)로 유입된다. 이 과정에서 센서부(20)는 손가락 표면에서 반사된 스펙클 패턴을 인지하게 된다.

여기서, 어퍼처(60)의 출사홀(62)과 입사홀(64)의 중심축은 광원부와 센서 어레이의 중심축과 각각 동일 축선상에 위치하게 된다. 이로 인해, 입사홀(64)을 통해 유입되는 스페클 패턴의 빛이 센서 어레이에 거의 수직방향으로 도달하게 된다.

한편, 센서부(20)는 스펙클 패턴을 통해 손가락 움직임의 좌표를 연산하게 된다. 이후, 센서부(20)는 연산된 좌표값을 마이컴(미도시)으로 전달하게 되고, 마이컴은 연산된 좌표값에 대응하도록 디스플레이 상의 커서를 이동시키게 된다.

포인팅 디바이스:100 메인기판:10
센서부:20 센서 어레이:22
서브기판:30 DAF:32
광원부:40 와이어본딩:50
어퍼처:60 출사홀:62
입사홀:64

Claims

메인기판;
상기 메인기판에 실장되며 센서 어레이가 구비된 센서부;
상기 센서부에 실장되는 서브기판;
상기 서브기판에 실장되고, 메인기판과 전기적으로 연결되는 광원부;
상기 센서부, 서브기판, 광원부를 수용하고, 출사홀과 입사홀을 갖는 어퍼처가 구성되며:
상기 출사홀과 입사홀의 중심축은 광원부와 센서 어레이의 중심축과 각각 동일 축선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 서브기판은 인쇄회로기판, 도전 에폭시 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부는 적외선, 가시광선, 레이저 다이오드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부가 빛을 출사하여 피사체에서 반사될 경우, 빛의 입사각과 반사각의 합은 10°이내인 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.