KR20170074567A - 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치 - Google Patents

굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치에 관한 것으로, 본 발명은 회전모터; 상기 회전모터의 모터축에 결합되는 장착부재; 상기 장착부재에 결합되는 굴절부재; 상기 굴절부재로 빛을 조사하는 광발생기;를 포함하며, 상기 굴절부재는 복수 개의 측면들을 포함하며, 상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면과, 상기 제4 평면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며, 상기 곡면과 제3,4 평면에 반사코팅막이 형성되며, 상기 제3,4 평면이 상기 장착부재에 결합된다. 본 발명에 따르면, 빛의 입사각의 영역을 크게 할 뿐만 입사된 빛을 넓게 분사시킨다.

Description

굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치{REFRACTIVE MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND LIGHT DISPERSION DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 모니터, 모바일폰 등, 화면을 표시하는 제품에 사용된다. 디스플레이 장치는 액정표시소자(LCD; Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma display panel), 진공형광소자(VFD) 등이 있다.
디스플레이 장치에서 화면상 임의의 위치를 물체로 지시(또는 접촉)할 때 화면상 물체의 위치를 인식하는 방법들은, 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 방법 등 다양한 방법이 개발되고 있다.
도 1은 광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 장치(이하, 지시물체 위치인식장치라 함)의 일예가 구비된 디스플레이 장치의 일예를 도시한 정면도이다. 도 2는 지시물체 위치인식장치의 일예를 도시한 평면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 디스플레이 장치(100)는 정보를 표시하는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 감싸는 하우징(120)을 포함한다. 하우징(120)은 전면 프레임(121)과 후면 커버(미도시)를 포함한다. 전면 프레임(120)은 디스플레이 패널(110)의 가운데 영역인 화면(screen)(S)이 노출되도록 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 커버한다.
지시물체 위치인식장치의 일예로, 디스플레이 패널(110)의 화면 둘레에 위치하여 빛을 회귀 반사시키는 회귀 반사부재(200)와, 디스플레이 패널(110)의 상단에 구비되어 빛을 조사하고 그 조사된 빛이 회귀 반사부재(200)에 회귀 반사되는 빛을 검출하는 스캔 어셈블리(300)와, 스캔 어셈블리(300)에서 조사된 빛과 회귀반사부재(200)에 의해 회귀 반사된 빛을 기초로 하여 화면상의 지시물체의 위치를 감지하는 제어유닛(미도시)을 포함한다.
스캔 어셈블리(300)는 케이싱(310)과, 케이싱(310)에 결합되는 기판(320)과, 기판(320)의 한쪽면 양쪽에 각각 구비되는 빛 조사 및 감지유닛(330)을 포함한다. 빛 조사 및 감지유닛(330)은, 광발생기(331)와, 광발생기(331)에서 조사되는 빛의 일부분을 반사시키고 나머지는 투과시키는 판 형상의 하프 반사체(333)와, 기판(320)에 결합되는 회전 모터(334)와, 회전 모터(334)에 결합되어 회전 모터(334)에 의해 회전하면서 하프 반사체(333)를 통과한 빛을 방사상으로 반사시키는 회전 반사체(335)와, 하프 반사체(333)와 일정 간격을 두고 위치하며 빛을 검출하는 광검출기(336)를 포함한다. 광발생기(331)와 하프 반사체(333) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제1 집광렌즈(R1)가 구비되고, 하프 반사체(333)와 광검출기(336) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제2 집광렌즈(R2)가 구비된다.
광발생기(331)에서 조사되는 빛의 방향과 회전 반사체(335)를 회전시키는 회전 모터(334)의 모터 축의 방향은 동일하며, 광발생기(331)에서 조사되는 빛의 방향과 회전 반사체(335)에서 반사되어 나가는 빛의 방향은 거의 수직이다. 회전 반사체(335)에서 반사된 빛은 화면을 가로질러 회귀반사부재의 반사면으로 향한다.
회전 반사체(335)에서 반사된 빛이 회귀반사부재(200)로 향하기 위하여 회전 모터(334)와 회전 반사체(335)는 화면(S)보다 앞으로 나오게 된다.
지시물체 위치인식장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스캔 어셈블리(300)에서 빛이 조사되고 그 조사된 빛이 화면을 가로질러 회귀반사부재(200)에 부딪히는 작동을 설명한다.
광발생기(331)에서 조사된 빛은, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 집광렌즈(R1)를 통과한다. 제1 집광렌즈(R1)를 통과한 빛은 하프 반사체(333)에서 일부는 반사되고 나머지는 통과한다. 하프 반사체(333)를 통과한 빛은 회전 모터(334)에 의해 회전하는 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사된다. 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사된 빛은 화면(S)을 가로지르면서 휘귀반사부재(200)에 부딪혀 회귀 반사된다.
하프 반사체(333)를 통과한 빛이 회전하는 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 의해 지속적으로 반사되므로 회전 반사체(335)의 경사면(A)의 빛 입사 점을 축으로 하여 빛이 방사상으로 분사된다. 빛은, 도 4에 도시한 바와 같이, 화면(S)과 평행하고 일정 간격을 둔 가상의 평면상에서 방사상으로 분사되며, 그 방사상으로 분사된 빛은 회귀반사부재(200)에 부딪혀 회귀 반사된다. 회귀반사부재(200)에 부딪혀 회귀 반사된 빛은, 도 5에 도시한 바와 같이, 회전 반사체(335)의 경사면(A)으로 회귀된다. 회전 반사체(335)의 경사면(A)으로 회귀 반사된 빛은 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사되며 그 반사된 빛은 하프 반사체(333)에서 일부는 통과되고 나머지는 반사되어 제2 집광렌즈(R2)를 통과한다. 제2 집광렌즈(R2)를 통과한 빛은 광검출기(336)를 통해 검출된다.
위의 과정은 빛의 속도로 이루어진다. 광발생기(331)는 레이저 다이오드이므로 광발생기(331)에서 조사되는 빛은 레이저빔이다.
이와 같은 상태에서, 손가락이나 막대 등의 지시물체가 화면(S)의 한 점을 지시하거나 한 점에 접촉되면 그 물체에 조사된 빛은 산란되어 광검출기(336)에 검출되지 않으며(또는 아주 약하게 검출되며) 광검출기(336)에 빛이 검출되지 않는 것을 기초로 제어유닛에서 화면(S)상 물체의 위치를 산출하고 감지하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 지시물체 위치인식장치는 회전반사체를 회전시키는 회전모터가 외부의 충격을 받거나 장착시 회전모터의 모터축이 광발생기에서 발생되는 빛의 축과 평행하게 위치하지 않을 경우 회전반사체의 반사각이 틀어지게 되어 화면에 평행하게 빛을 분사시키지 못하게 되어 지시물체의 지시위치를 정확하게 감지하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 빛의 입사각의 영역을 크게 할 뿐만 입사된 빛을 넓게 분사시키는 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복수 개의 측면들을 포함하며, 상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면과, 상기 제4 평면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며, 상기 곡면과 제3,4 평면에 반사코팅막이 형성되는 것을 특징으로 굴절부재가 제공된다.
또한, 복수 개의 측면들을 포함하며, 상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제2 평면과, 상기 제2 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며, 상기 제2,3 평면과 곡면에 반사코팅막이 형성되는 것을 특징으로 굴절부재가 제공된다.
또한, 두께가 균일한 원판을 제작하는 단계; 상기 원판의 중심선과 평행하게 균일한 폭과 길이를 갖도록 절단하여 한쪽이 곡면이고 나머지 3개의 평면을 갖는 기본부재를 제작하는 단계; 상기 기본부재의 곡면을 제외한 나머지 세 개의 면을 가공하여 4개의 평면을 가공하는 단계;를 포함하는 굴절부재 제작방법이 제공된다.
또한, 회전모터; 상기 회전모터의 모터축에 결합되는 장착부재; 상기 장착부재에 결합되는 굴절부재; 상기 굴절부재로 빛을 조사하는 광발생기;를 포함하며, 상기 굴절부재는 복수 개의 측면들을 포함하며, 상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면과, 상기 제4 평면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며, 상기 곡면과 제3,4 평면에 반사코팅막이 형성되며, 상기 제3,4 평면이 상기 장착부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 빛분산장치가 제공된다.
상기 곡면은 볼록 곡면인 것이 바람직하다.
상기 굴절부재의 제1 평면으로 빛이 입사되는 것이 바람직하다.
본 발명은 굴절부재가 균일한 두께에 복수 개의 측면을 가지며, 그 측면들은 한 개의 곡면을 포함하게 되어 굴절부재의 제1 평면으로 입사되는 빛이 제1 평면에 대하여 경사지게 입사하여도 곡면에 의해 반사됨에 의해 화면과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 분사되므로 회전모터의 모터축이 광발생기에서 발생되는 빛과 편차가 발생되더라도 광발생기에서 발생되는 빛이 굴절부재를 통해 화면과 평행하게 방사상으로 분사시키게 된다. 이로 인하여 조립 공차가 커지게 되어 조립이 작업이 수월하게 될 뿐만 아니라 조립 생산성을 높이게 된다.
또한, 본 발명의 굴절부재는 균일한 두께에 복수 개의 측면을 가지며, 그 측면들은 한 개의 곡면을 포함하게 되므로 굴절부재로 입사되는 빛을 넓게 퍼지게 하거나 출사되는 빛을 넓게 퍼지게 출사시켜 화면에 지시되는 지시물체의 감지 확률을 높이게 된다.
도 1은 종래 지시물체 위치인식장치의 일예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도,
도 2는 종래 지시물체 위치인식장치의 일예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 평면도,
도 3은 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 조사 상태를 도시한 평면도,
도 4는 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 분사 상태를 도시한 정면도,
도 5는 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 감지 상태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 굴절부재를 구비한 빛분산장치의 일실시예가 구비된지시물체 위치인식장치 및 그것을 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 굴절부재를 구비한 빛분산장치의 일실시예가 구비된 지시물체 위치인식장치를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 빛분산장치의 일예를 도시한 정면도,
도 9는 본 발명에 따른 빛분산장치의 일예를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 빛분산장치의 다른 일예를 도시한 정면도,
도 11은
도 11은 본 발명에 따른 굴절부재(550)의 제작방법의 일실시예를 도시한 순서도,
도 12는 본 발명에 따른 굴절부재의 제작방법의 일실시예를 제작하는 과정을 도시한 평면도,
도 13는 본 발명에 따른 굴절부재를 구비한 빛분산장치의 일실시예가 구비된지시물체 위치인식장치의 작동 상태를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 굴절부재를 구비한 빛분산장치의 일실시예가 구비된지시물체 위치인식장치 및 그것을 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도이다. 도 7은 본 발명에 따른 굴절부재를 구비한 빛분산장치의 일실시예가 구비된 지시물체 위치인식장치를 도시한 평면도이다.
도 6, 7에 도시한 바와 같이, 상기 디스플레이 장치(100)는 정보를 표시하는 디스플레이 패널(110)과, 상기 디스플레이 패널(110)을 감싸는 하우징(120)을 포함한다. 하우징(120)은 전면 프레임(121)과 후면 커버(미도시)를 포함하며, 전면 프레임(121)은 디스플레이 패널(110)의 화면(S)이 노출되도록 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 커버한다.
본 발명에 따른 빛분사장치가 구비된 지시물체 위치인식장치의 일실시예는 회귀반사부재(200), 스캔 어셈블리(500), 제어유닛(미도시)을 포함하며, 스캔 어셈블리(500)는 케이싱(510), 빛분사장치(A), 빛검출유닛(540)을 포함한다.
회귀반사부재(200)는 화면의 양쪽에 각각 위치하는 측면 반사부(210)와 화면의 아래쪽에 위치하는 하면 반사부(220)로 이루어진다. 측면 반사부(210)와 하면 반사부(220)는 각각 일정 두께를 갖는 막대 형상으로 형성되며, 측면 반사부(210)의 내측면과 하면 반사부(220)의 상측면은 회귀 반사면이다. 회귀 반사면은 빛이 입사되면 그 입사된 쪽으로 빛이 반사된다.
스캔 어셈블리(500)는 가상의 평면상에 빛을 방사상으로 조사하고, 그 조사된 빛이 회귀반사부재(200)에 의해 회귀 반사된 빛을 검출한다. 스캔 어셈블리(500)는 디스플레이 패널(110)의 상면 가운데 구비됨이 바람직하다. 스캔 어셈블리(500)를 빛분사장치(A)와 빛검출유닛(540)은 각각 두 개인 것이 바람직하다. 빛분사장치(A)와 빛검출유닛(540)은 각각 세 개 이상으로 구성될 수도 있다.
스캔 어셈블리(500)의 케이싱(510)의 한쪽면에 기판(511)이 구비된다. 케이싱(510)은 다양한 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 빛분산장치(A)는 빛을 화면(S)과 평행한 방향으로 조사하고 그 조사된 빛이 회귀반사부재(200)에 의해 반사 회귀된 빛을 굴절시킨다. 빛분산장치(A)는, 회전모터(520), 장착부재(530), 굴절부재(550), 광발생기(560)를 포함한다.
회전모터(520)는 모터축을 포함하며, 회전모터(520)의 구동에 의해 모터축이 회전한다.
장착부재(530)는 회전모터(520)의 모터축에 결합된다.
굴절부재(550)는, 도 8, 9에 도시한 바와 같이, 장착부재(530)에 결합된다. 굴절부재(550)의 제1 실시예로, 굴절부재(550)는 균일한 두께와 복수 개의 측면들을 포함한다. 굴절부재(550)의 측면은 평면인 제1 평면(551)과, 제1 평면(551)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면(552)과, 곡면(552)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면(553)과, 제3 평면(553)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면(554)과, 제4 평면(554)과 제1 평면(551)을 연결하는 제5 평면(555)을 포함하며, 곡면, 제3,4 평면(552)(553)(554)에 반사코팅막(C)이 형성된다. 제1 평면(551)과 곡면(552) 사이각은 112.5도이고, 곡면(552)과 제3 평면(553)의 사이각은 112.5도이고, 제3 평면(553)과 제4 평면(554) 사이각은 112.5도이고, 제4 평면(554)과 제5 평면(555) 사이각은 112.5도인 것이 바람직하다. 곡면(552)의 직선 거리는 제1 평면(551)의 길이와 같은 것이 바람직하다. 곡면(552)은 볼록 곡면인 것이 바람직하다. 곡면(552)은 오목 곡면이 될 수도 있다.
굴절부재(550)의 제3,4 평면(553)(554)이 장착부재(530)에 결합된다. 한편, 굴절부재(550)의 제3 평면(553) 또는 제4 평면(554)이 장착부재(530)에 결합될 수도 있다. 이때, 굴절부재(550)의 제1 평면(551)이 광발생기(560)쪽과 대면된다. 굴절부재(550)의 무게중심 선상에 모터축이 위치하는 것이 바람직하다. 장착부재(530)의 일측이 모터축에 결합되고 장착부재(530)에 굴절부재(550)가 고정 결합된다. 굴절부재(550)와 장착부재(530)는 접착제에 의해 결합됨이 바람직하다. 굴절부재(550)와 장착부재(530)는 기타 결합수단(미도시)에 의해 결합될 수도 있다. 장착부재(530)의 다른 일예로, 장착부재(530)는 접착재일 수도 있다. 광발생기(560)에서 빛을 조사하게 되면 굴절부재(550)의 제1 평면(551)으로 입사되고 그 제1 평면(551)으로 입사된 빛은 제4 평면(554)과 곡면(552)으로 반사되어 제5 평면(555)을 통해 투사된다. 즉, 제1 평면(551)으로 입사되는 빛은 제1 평면(551)의 직각 방향 쪽인 제5 평면(555)을 통해 투사(출사)된다. 회전모터(520)가 굴절부재(550)를 회전시키게 되면 제5 평면(555)을 통해 분사되는 빛이 가상의 평면 상에 방사상으로 분사된다.
굴절부재(550)의 제2 실시예로, 도 10에 도시한 바와 같이, 굴절부재(550)의 제2 실시예는, 균일한 두께와 복수 개의 측면들을 포함하며, 측면은 평면인 제1 평면(551)과, 제1 평면(551)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제2 평면(552)과, 제2 평면(552)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면(553)과, 제3 평면(553)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면(554)과, 곡면(554)과 제1 평면(551)을 연결하는 제5 평면(555)을 포함하며, 제2,3,평면과 곡면(552)(553)(554)에 반사코팅막(C)이 형성된다. 즉, 굴절부재(550)의 제2 실시예는 제1 실시예의 굴절부재(550)에서 곡면(552)이 제2 평면이고, 제4 평면(554)이 곡면으로 형성된 것이다.
굴절부재의 제2 실시예는 제3 평면의 일부분과 곡면의 일부분이 장착부재(530)에 결합된다. 이때, 제1 평면(551)이 광발생기(560) 쪽과 대면된다. 한편, 굴절부재(550)의 제3 평면(553) 또는 곡면(554)이 장착부재(530)에 결합될 수도 있다. 장착부재(530)의 일측이 모터축에 결합되고 장착부재(530)에 굴절부재(550)가 고정 결합된다. 굴절부재(550)와 장착부재(530)는 접착제에 의해 결합됨이 바람직하다. 광발생기(560)에서 빛을 조사하게 되면 굴절부재(550)의 제1 평면(551)으로 입사되고 그 제1 평면(551)으로 입사된 빛은 곡면(554)과 제2 평면(552)으로 반사되어 제5 평면(555)을 통해 투사된다. 즉, 제1 평면(551)으로 입사되는 빛은 제1 평면(551)과 직각 방향 쪽인 제5 평면(555)을 통해 투사(출사)된다. 회전모터(520)가 굴절부재(550)를 회전시키게 되면 제5 평면(555)을 통해 분사되는 빛이 가상의 평면 상에 방사상으로 분사된다.
광발생기(560)는 굴절부재(550)와 대면되게 위치하며, 광발생기(560)에서 발생되는 빛은 굴절부재(550)로 조사된다. 광발생기(560)는 레이저빔을 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
광발생기(560)와 굴절부재(550) 사이에 하프반사체(570)가 위치하는 것이 바람직하다.
빛검출유닛(540)은 케이싱(510)의 내부에 구비되며, 회귀반사부재(200)를 통해 회귀 반사된 빛을 검출한다. 빛검출유닛(540)은 하프 반사체(570)와 일정 간격을 두고 위치하며 빛을 검출하는 광검출기(541)와, 하프 반사체(570)에서 반사되는 빛을 평행하게 유도하는 집광렌즈(542)를 포함한다.
제어유닛(미도시)은 스캔 어셈블리(500)의 빛분산장치(A)에서 조사되는 빛과 스캔 어셈블리(500)의 빛검출유닛(540)에서 검출되는 빛을 기초로 하여 화면(S)의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출(감지)한다. 제어유닛은 마이콤을 포함한다.
도 11은 본 발명에 따른 굴절부재(550)의 제작방법의 일실시예를 도시한 순서도이다. 도 12는 본 발명에 따른 굴절부재의 제작방법의 일실시예를 제작하는 과정을 도시한 평면도이다.
도 11, 12에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 굴절부재의 제작방법의 일실시예는, 먼저, 두께가 균일한 원판(10)을 제작하는 단계(S10)가 진행된다. 원판(10)은 투영재료이다. 원판(10)을 제작한 후 원판(10)의 중심선과 평행하게 균일한 폭과 길이를 갖도록 절단하여 한쪽이 곡면(555)이고 나머지 3개의 평면을 갖는 기본부재(20)를 제작하는 단계(S20)가 진행된다. 기본부재(20)를 제작한 후 기본부재(20)의 곡면(552)을 제외한 나머지 세 개의 면을 가공하여 서로 둔각을 갖는 4개의 평면을 가공하는 단계(S30)가 진행된다. 이와 같은 과정을 거쳐 제작된 굴절부재(550)는 균일한 두께와 다섯 개의 측면들을 포함한다.
굴절부재(550)의 측면은 평면인 제1 평면(551)과, 제1 평면(551)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면(552)과, 곡면(552)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면(553)과, 제3 평면(553)과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면(554)과, 제4 평면(554)과 제1 평면(551)을 연결하는 제5 평면(555)을 포함하며, 제1 평면(551)과 곡면(552) 사이각은 112.5도이고, 곡면(552)과 제3 평면(553)의 사이각은 112.5도이고, 제3 평면(553)과 제4 평면(554) 사이각은 112.5도이고, 제4 평면(554)과 제5 평면(555) 사이각은 112.5도인 것이 바람직하다. 곡면(552)의 직선 거리는 제1 평면(551)의 길이와 같은 것이 바람직하다. 곡면(552)은 볼록 곡면인 것이 바람직하다. 굴절부재(550)의 곡면, 제3,4 평면(552)(553)(554)에 반사코팅막(C)을 형성한다.
이하, 본 발명에 따른 굴절부재 및 그 제작방법 및 그것을 구비한 빛분산장치의 작용과 효과를 설명한다.
먼저, 디스플레이 장치(100)의 상단부에 구비된 스캔 어셈블리(500)의 빛분산장치(A)에서 빛(이하, 레이저빔이라 함)을 조사하여 화면(S)과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 조사한다. 즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 빛분산장치(A)의 광발생기(560)에서 빛을 조사하게 되면 그 조사된 빛은 하프 반사체(570)를 통해 굴절부재(550)로 제1 평면(551)으로 입사되고 제4 평면(554)과 곡면(552)을 통해 반사되어 제5 평면(555)을 통해 투사되며, 회전모터(520)의 회전에 따라 제5 평면(555)을 통해 투사되는 빛은 가상의 평면상에 방사상으로 분사된다. 즉, 굴절부재(550)의 제5 평면(555)을 통해 분사되는 빛은 화면과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 분사된다. 한편, 굴절부재(550)의 제1 평면(551)으로 입사되는 빛의 입사각이 제1 평면(551)에 경사지게 입사하게 되어도 그 입사된 빛은 굴절부재(550)의 곡면(552)에 의해 반사됨에 의해 제5 평면을 통해 화면과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 분사된다. 굴절부재(550)의 제5 평면(555)을 통해 분사되는 빛은 회귀반사부재에서 반사되고, 그 반사된 빛은 굴절부재(550)의 제5 평면(555)을 통해 입사되며 제5 평면(555)을 통해 입사된 반사 빛은 곡면(552)과 제4 평면(554)을 통해 반사되어 제1 평면(551)으로 투사된다. 제1 평면(551)으로 투사된 반사 빛은 하프 반사체(570)를 통해 일부는 통과되고 나머지는 반사되어 광검출기(541)를 통해 검출된다. 위의 과정은 빛의 속도로 이루어진다.
이와 같은 상태에서, 손가락이나 막대 등의 지시물체가 화면(S)의 한 점을 지시하거나 한 점에 접촉되면 그 물체에 조사된 레이저빔은 산란되어 광검출기(541)에 검출되지 않게 되며(또는 아주 약하게 검출되며) 광검출기(541)에 레이저빔이 검출되지 않는 것을 기초로 제어유닛에서 화면(S)상 물체의 위치를 산출하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 굴절부재(550)가 균일한 두께에 복수 개의 측면을 가지며, 그 측면들은 한 개의 곡면(552)(554)을 포함하게 되어 굴절부재(550)의 제1 평면(551)으로 입사되는 빛이 제1 평면(551)에 대하여 경사지게 입사하여도 곡면(552)(554)에 의해 반사됨에 의해 화면과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 분사되므로 회전모터(520)의 모터축이 광발생기(560)에서 발생되는 빛과 편차가 발생되더라도 광발생기(560)에서 발생되는 빛이 굴절부재(550)를 통해 화면과 평행하게 방사상으로 분사시키게 된다. 이로 인하여 조립 공차가 커지게 되어 조립이 작업이 수월하게 될 뿐만 아니라 조립 생산성을 높이게 된다.
또한, 본 발명의 굴절부재(550)는 균일한 두께에 복수 개의 측면을 가지며, 그 측면들은 한 개의 곡면(552)(554)을 포함하게 되므로 굴절부재(550)로 입사되는 빛을 넓게 퍼지게 하거나 출사되는 빛을 넓게 퍼지게 출사시켜 화면에 지시되는 지시물체의 감지 확률을 높이게 된다.
520; 회전모터 530; 장착부재
550; 굴절부재 560; 광발생기

Claims (6)

  1. 복수 개의 측면들을 포함하며,
    상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면과, 상기 제4 평면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며,
    상기 곡면과 제3,4 평면에 반사코팅막이 형성되는 것을 특징으로 굴절부재.
  2. 복수 개의 측면들을 포함하며,
    상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제2 평면과, 상기 제2 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며,
    상기 제2,3 평면과 곡면에 반사코팅막이 형성되는 것을 특징으로 굴절부재.
  3. 두께가 균일한 원판을 제작하는 단계;
    상기 원판의 중심선과 평행하게 균일한 폭과 길이를 갖도록 절단하여 한쪽이 곡면이고 나머지 3개의 평면을 갖는 기본부재를 제작하는 단계;
    상기 기본부재의 곡면을 제외한 나머지 세 개의 면을 가공하여 4개의 평면을 가공하는 단계;를 포함하는 굴절부재 제작방법.
  4. 회전모터;
    상기 회전모터의 모터축에 결합되는 장착부재;
    상기 장착부재에 결합되는 굴절부재;
    상기 굴절부재로 빛을 조사하는 광발생기;를 포함하며,
    상기 굴절부재는
    복수 개의 측면들을 포함하며,
    상기 복수 개의 측면들은 평면인 제1 평면과, 상기 제1 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 곡면과, 상기 곡면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제3 평면과, 상기 제3 평면과 둔각을 이루도록 연장 형성된 제4 평면과, 상기 제4 평면과 제1 평면을 연결하는 제5 평면을 포함하며,
    상기 곡면과 제3,4 평면에 반사코팅막이 형성되며,
    상기 제3,4 평면이 상기 장착부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 빛분산장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 곡면은 볼록 곡면인 것을 특징으로 하는 빛분산장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 굴절부재의 제1 평면으로 빛이 입사되는 것을 특징으로 하는 빛분산장치.
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