WO2011078548A2 - 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기 - Google Patents

광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기 Download PDF

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Abstract

구조 및 제작공정을 간소화할 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기가 개시된다. 개인휴대단말기에 장착 가능한 광 포인팅 장치는, 금속플레이트를 절곡하여 형성되며 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 방향으로 반사하는 반사경부가 내면 적어도 일측에 구비된 광학 도파관, 반사경부에 의해 반사된 빛의 경로 상에 제공되어 빛을 집광하는 적어도 하나의 집광렌즈, 및 집광렌즈에 의해 집광된 빛을 촬상하는 이미지센서를 포함한다.

Description

광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기
본 발명은 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구조 및 제작공정을 간소화할 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 개인휴대단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다. 좀더 설명하면, 종래 개인휴대단말기는 숫자 및 문자를 입력하기 위한 복수개의 버튼으로 구성된 키패드를 구비하여, 사용자가 상기 키패드의 버튼을 입력하여 전화번호나 문장 등을 입력할 수 있게 한다.
근래 들어 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스와 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인휴대단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제(예를 들어, Windows CE)가 채용되고 있다. 또한, 기술의 발달과 더불어 개인휴대단말기는 다양한 부가서비스를 구비하게 되었으며, 상기 다양한 부가서비스의 편리한 운용을 위해서도 GUI를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되기도 하였다.
상기와 같이 개인휴대단말기의 사용자 인터페이스로서 GUI의 운영체제가 채용됨에 따라, 기존에는 GUI의 운영체제에 불리한 키패드 대신 광 포인팅 장치와 같은 다른 입력 장치가 채용되고 있다. 일반적으로 광 포인팅 장치는 광원으로부터 광을 조사하여 얻어진 피사체(손가락) 표면의 이미지 데이터를 소정의 광학 경로를 따라 이미지센서로 전달함으로써, PC의 마우스 커서(또는 포인터)와 동일한 사용성 얻을 수 있도록 구성된다.
그러나, 기존 광 포인팅 장치는 그 구조적인 특성상 두께를 일정 이상 줄이는데 한계가 있어 슬림화 및 소형화가 곤란한 문제점이 있으며, 제조 공정이 번거롭고 복잡한 문제점이 있다.
즉, 종래 광 포인팅 장치는 손가락 표면으로부터 반사된 빛을 이미지센서로 안내하기 위한 광학 경로를 정의하는 도파관이 사출 성형에 의해 형성되고, 도파관을 감싸기 위한 별도의 하우징이 구비되어야 함에 따라, 구조가 복잡하고 제조가 번거롭운 문제점이 있다. 또한, 도파관이 일정 형상 강도를 유지하기 위해서는 도파관이 일정 이상 두께를 가져야 하기 때문에 두께를 줄이는데 한계가 있어 슬림화 및 소형화가 곤란한 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 구조 및 제조공정을 간소화할 수 있으며, 슬림화 및 소형화에 기여할 수 있는 광 포인팅 장치에 대한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
본 발명은 구조 및 제조공정을 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기를 제공한다.
특히, 본 발명은 박형 금속플레이트를 이용하여 구조가 간단하고 얇은 두께를 가질 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기를 제공한다.
또한, 본 발명은 광 포인팅 장치의 소형화 및 경량화에 기여할 수 있으며, 광 포인팅 장치가 장착되는 단말기의 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 개인휴대단말기에 장착 가능한 광 포인팅 장치는, 금속플레이트를 절곡하여 형성되며 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 방향으로 반사하는 반사경부가 내면 적어도 일측에 구비된 광학 도파관, 반사경부에 의해 반사된 빛의 경로 상에 제공되어 빛을 집광하는 적어도 하나의 집광렌즈, 및 집광렌즈에 의해 집광된 빛을 촬상하는 이미지센서를 포함한다.
광학 도파관은 통상의 박형 금속플레이트를 절곡하여 형성되기 때문에 제조가 간단할 뿐만 아니라, 플라스틱보다 경도가 우수하며, 얇게 만들어도 형상 강도를 유지하기가 용이하다. 아울러, 광학 도파관은 제작공정이 비교적 간소한 통상의 판금가공에 의해 박형 금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다.
반사경부는 별도의 증착, 코팅 등의 공정에 의해 광학 도파관의 내면에 형성될 수도 있으나, 표면이 미러 가공(Mirror Finished)된 금속플레이트의 자체 특성을 이용하여 반사경부가 제공되도록 구성할 수도 있다. 일 예로, 광학 도파관은 표면이 미러 가공된 통상의 미러 서스(SUS) 플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다. 아울러, 광학 도파관이 표면이 미러 가공된 금속플레이트로 형성될 경우, 반사경부를 제외한 여타 다른 부위에서의 난반사를 방지할 수 있도록, 금속플레이트에서 반사경부를 제외한 나머지 내면에는 통상의 흑색 도료를 이용한 흑색코팅층이 형성될 수 있다.
광학 도파관의 형상 및 크기는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 광학 도파관은 저면을 형성하는 저판, 저판의 둘레에 각각 연결되어 측벽을 형성하는 제1측벽판, 제2측벽판, 제3측벽판, 제4측벽판, 및 각 측벽판 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상면을 형성하는 상판을 포함하여 구성될 수 있으며, 저판, 제1측벽판, 제2측벽판, 제3측벽판, 제4측벽판 및 상판은 일체로 연결된 하나의 금속플레이트로 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 광학 도파관의 측벽을 형성하기 위한 각 측벽판이 저판의 둘레변 일측에 연속적으로 연결(측벽판끼리 연속적으로 연결된 형태)되도록 구성할 수도 있다.
반사경부의 위치 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 반사경부는 이미지센서의 위치 및 배치구조에 따라 단 하나만 제공될 수 있으며, 다르게는 적어도 두개 이상의 반사경부가 제공될 수도 있다. 일 예로, 제1측벽판의 내면에 제1반사경부가 형성되고, 상기 제1측벽판을 마주하는 제3측벽판의 내면에 제2반사경부가 형성될 수 있다. 그리고, 상판은 저판보다 짧은 길이를 갖도록 형성되어 광학 도파관의 상면에 개구부를 제공할 수 있고, 저판에는 통과공이 형성될 수 있다.
아울러, 광학 도파관에는 집광렌즈의 일부가 수용 지지되기 위한 지지슬롯이 형성될 수 있다. 일 예로, 서로 마주하는 제2측벽판 및 제4벽판에는 소정 폭을 갖는 지지슬롯이 각각 형성될 수 있으며, 이러한 지지슬롯은 제2측벽판 및 제4벽판의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.
그리고, 저판, 제1측벽판, 제2측벽판, 제3측벽판, 제4측벽판 및 상판 중에서 서로 인접한 판에는 상호 결속 가능한 결속돌기가 각각 형성될 수 있다. 결속돌기는 상호 결속 가능한 다양한 형태 및 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 결속돌기는 암수 형태로 형성되어 상호 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 포인팅 장치는, 광학 도파관, 집광렌즈 및 이미지센서를 포함하되, 광학 도파관은 독립적인 적어도 두개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 형성된다. 일 예로, 광학 도파관은 제1금속플레이트와 제2금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 3개 또는 4개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있으며, 광학 도파관을 형성하는 금속플레이트의 개수 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 개인휴대단말기에 의하면, 구조 및 제조공정을 간소화할 수 있으며, 원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 박형 금속플레이트를 이용하여 광학 도파관을 형성할 수 있기 때문에, 얇게 만들어도 형상 강도를 유지하기가 용이한 이점이 있다. 결과적으로 광학 도파관이 보다 슬림하게 형성될 수 있게 하며, 광 포인팅 장치의 소형화 및 슬림화에 기여할 수 있다. 따라서, 광 포인팅 장치가 장착되는 단말기의 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 광학 도파관이 복잡한 사출 성형 또는 기계가공 대신 간단한 판금가공에 의해 형성될 수 있기 때문에, 제조공정을 공정을 간소화할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 광학 도파관을 감싸기 위한 별도의 하우징을 배제할 수 있기 때문에, 구조 및 제작공정을 더욱 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치가 적용된 개인휴대단말기의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 설명하기 위한 전개도이다.
도 3은 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광 포인팅 장치가 적용된 개인휴대단말기의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 설명하기 위한 전개도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 포인팅 장치(20)는 통상의 개인휴대단말기(10)에 적용될 수 있다. 일 예로, 본 발명의 광 포인팅 장치(20)는 PDA(personal digital assitants), PMP(portable multimedia player), 셀룰러 폰(cellular phone), 타블릿 피씨(tablet PC), 팜 피씨(palm PC), 스마트 폰(Smart phone), 핸드헬드(handheld) PC, MP3 플레이어 등과 같이 디스플레이부가 구비된 개인휴대단말기의 입력장치로 사용될 수 있으며, 이러한 단말기의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 디스플레이부(12)가 구비된 개인휴대단말기(10)에서, 광 포인팅 장치(20)를 이용하여 피사체(예를 들어 손가락) 표면의 움직임 방향, 속도, 거리에 대한 정보를 검출하고, 이 정보에 의해 디스플레이부(12)에 표시되는 포인터가 변화하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광 포인팅 장치(20)는 광학 도파관(30), 집광렌즈(40) 및 이미지센서(50)를 포함한다.
상기 광학 도파관(30)은 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 경로를 따라 이미지센서(50)로 안내하기 위해 제공된다. 상기 광학 도파관(30)의 내면 적어도 일측에는 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 방향으로 반사시키기 위한 적어도 하나 이상의 반사경부가 제공되며, 이러한 광학 도파관(30)은 박형 금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다.
상기 광학 도파관(30)은 통상의 박형 금속플레이트를 절곡하여 형성되기 때문에 제조가 간단할 뿐만 아니라, 플라스틱보다 경도가 우수하며, 얇게 만들어도 형상 강도를 유지하기가 용이하다. 아울러, 상기 광학 도파관(30)은 제작공정이 비교적 간소한 통상의 판금가공에 의해 박형 금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다.
상기 반사경부는 별도의 증착, 코팅 등의 공정에 의해 광학 도파관의 내면에 형성될 수도 있으나, 표면이 미러 가공(Mirror Finished)된 금속플레이트의 자체 특성을 이용하여 반사경부가 제공되도록 구성할 수도 있다. 일 예로, 상기 광학 도파관(30)은 표면이 미러 가공된 통상의 미러 서스(SUS) 플레이트를 절곡하여 형성될 수 있다. 아울러, 광학 도파관(30)이 표면이 미러 가공된 금속플레이트로 형성될 경우, 반사경부를 제외한 여타 다른 부위에서의 난반사를 방지할 수 있도록, 금속플레이트에서 반사경부를 제외한 나머지 내면에는 통상의 흑색 도료를 이용한 흑색코팅층(30a)이 형성될 수 있다.
상기 광학 도파관(30)의 형상 및 크기는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이하에서는 상기 광학 도파관(30)이 대략 평행사변형 단면 형상을 갖는 육면체 형태로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
일 예로, 상기 광학 도파관(30)은 저면을 형성하는 저판(31), 상기 저판(31)의 둘레에 각각 연결되어 측벽을 형성하는 제1측벽판(32), 제2측벽판(33), 제3측벽판(34), 제4측벽판(35), 및 상기 각 측벽판(32~35) 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상면을 형성하는 상판(36)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 저판(31), 제1측벽판(32), 제2측벽판(33), 제3측벽판(34), 제4측벽판(35) 및 상판(36)은 일체로 연결된 하나의 금속플레이트로 제공될 수 있다.
상기 제1측벽판(32) 및 제3측벽판(34)은 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제2측벽판(33) 및 제4측벽판(35)은 서로 마주하도록 배치된다. 상기 제2측벽판(33) 및 제4측벽판(35)은 저판(31)의 상부측으로 저판(31)에 대해 대략 수직하게 절곡될 수 있고, 상기 제1측벽판(32) 및 제3측벽판(34)은 저판(31)의 상부측으로 저판(31)에 대해 소정 각도(일 예로, 45도)로 경사지게 배치되도록 절곡될 수 있다. 상기 상판(36)은 제3측벽판(34)의 단부에 연결될 수 있으며 저판(31)에 대해 대략 평행하게 배치되도록 제3측벽판(34)에 대해 소정 각도로 절곡될 수 있다. 따라서, 광학 도파관(30)은 대략 평행사변형 단면 형상을 갖는 육면체 형태로 제공될 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 저판(31)의 각 둘레변에 제1측벽판(32) 내지 제4측벽판(35)이 각각 연결되고, 제3측벽판(34)의 단부에 상판(36)이 연결된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 광학 도파관의 측벽을 형성하기 위한 각 측벽판이 저판의 둘레변 일측에 연속적으로 연결(측벽판끼리 연속적으로 연결된 형태)되도록 구성할 수도 있으며, 상판도 제3측벽판 대신 다른 측벽판에 연결될 수 있다.
한편, 상기 저판(31), 제1측벽판(32), 제2측벽판(33), 제3측벽판(34), 제4측벽판(35) 및 상판(36) 중에서 서로 인접한 판에는 상호 결속 가능한 결속돌기(38a,38b)가 각각 형성될 수 있다. 상기 결속돌기(38a,38b)는 상호 결속 가능한 다양한 형태 및 구조로 제공될 수 있는 바, 이하에서는 결속돌기(38a,38b)가 암수 형태로 형성되어 상호 결합되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 일 예로, 상판(36)의 양 측단에는 수 형태의 결속돌기(38a)가 형성될 수 있고, 제2측벽판(33) 및 제4측벽판(35)의 상단에는 상판(36)의 결속돌기(38a)가 결속되기 위한 암 형태의 결속돌기(38b)가 형성될 수 있다. 같은 방식으로 제1측벽판(32)의 양 측단에는 암 형태의 결속돌기(38b)가 형성될 수 있고, 제2측벽판(33) 및 제4측벽판(35)의 측단에는 제1측벽판(32)의 결속돌기(38b)가 결속되기 위한 수 형태의 결속돌기(38a)가 형성될 수 있다.
아울러, 상기 반사경부의 위치 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 반사경부는 이미지센서(50)의 위치 및 배치구조에 따라 단 하나만 제공될 수 있으며, 다르게는 적어도 두개 이상의 반사경부가 제공될 수도 있다. 이하에서는 상기 제1측벽판(32)의 내면에 제1반사경부(32a)가 형성되고, 상기 제1측벽판(32)을 마주하는 제3측벽판(34)의 내면에 제2반사경부(34a)가 형성되며, 상기 상판(36)은 저판(31)보다 짧은 길이(L2<L1)를 갖도록 형성되어 광학 도파관(30)의 상면에 개구부(36a)를 제공하고, 상기 저판(31)에는 통과공(31a)이 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 제1측벽판(32) 및 제3측벽판(34)을 제외한 여타 다른 판들의 내면에는 모두 흑색코팅층(30a)이 형성되어 있다.
이와 같이 상기 광학 도파관(30)은 금속플레이트를 절곡하여 형성되기 때문에, 그 두께를 2㎜ 이하로 슬림하게 형성하는 것이 가능하며, 피사체로부터 반사된 빛이 제1반사경부(32a)에 의해 수평으로 전환될 수 있기 때문에 충분한 초점 심도를 위한 광 경로의 길이(15~30㎜)가 확보될 수 있다.
한편, 상기 집광렌즈(40)는 반사경부에 의해 반사된 빛의 경로 상에 제공되어 반사되는 빛을 집광할 수 있다. 이하에서는 하나의 집광렌즈(40)가 제1반사경부(32a) 및 제2반사경부(34a)의 사이에 배치된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 집광렌즈(40)로서는 입사면과 출사면이 볼록한 형태의 렌즈가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 복수개의 집광렌즈가 연속적으로 배치될 수도 있다. 또한, 상기 집광렌즈(40)의 주연부에는 난반사를 방지하기 위한 흑칠막(41)이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 광학 도파관(30)에는 집광렌즈(40)의 일부가 수용 지지되기 위한 지지슬롯(33a,35a)이 형성될 수 있다. 일 예로, 서로 마주하는 제2측벽판(33) 및 제4벽판에는 소정 폭을 갖는 지지슬롯(33a,35a)이 각각 형성될 수 있으며, 이러한 지지슬롯(33a,35a)은 제2측벽판(33) 및 제4벽판의 일부를 제거하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 집광렌즈(40)의 양 측단은 각 지지슬롯(33a,35a)에 끼워져 광학 도파관(30) 내부에 지지될 수 있다.
상기 이미지센서(50)로서는 집광된 빛을 촬상 가능한 통상의 이미지센서(50)가 사용될 수 있으며, 이미지센서(50)의 종류 및 장착위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 이미지센서(50)는 통과공(31a) 하부에 인접하도록 광학 도파관(30)의 외측에 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 이미지센서가 광학 도파관의 내측에 제공될 수 있고, 다르게는 제2반사경부를 배제하고 제2반사경부의 위치에 이미지센서를 배치할 수도 있다.
한편, 상기 파사체로 빛을 조사하기 위한 광원(미도시)으로서는 통상의 광원이 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 광원으로서는 LED(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode) 등이 사용될 수 있다. 아울러, 상기 광원은 광학 도파관 내부에 제공될 수 있으며, 다르게는 광학 도파관의 외부에 제공될 수도 있다.
그리고, 상기 광학 도파관(30)의 개구부(36a) 상부에는 커버글라스(21)가 제공될 수 있으며, 피사체는 커버글라스(21)에 접촉될 수 있다. 커버글라스(21)는 투명한 재질의 글라스로서, 광원으로부터 광을 배면으로 공급받아 상면으로 투과시킬 수 있다. 따라서, 커버글라스(21)의 상면에 피사체가 밀착되는 경우, 커버글라스(21)의 상면으로 투과된 빛은 피사체의 표면에 의해 반사될 수 있고, 반사된 빛은 커버글라스(21)의 상면으로부터 배면으로 투과될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 피사체의 표면으로부터 반사된 빛은 상기 개구부(36a)를 통과하며 제1반사경부(32a)로 안내될 수 있고, 상기 제1반사경부(32a)에 의해 수평한 방향으로 반사된 빛은 집광렌즈(40)를 통해 집광된 후 제2반사경부(34a)로 안내될 수 있으며, 상기 제2반사경부(34a)에 의해 하방으로 반사된 빛은 통과공(31a)을 통과하며 이미지센서(50)로 안내될 수 있다. 그 후, 이미지센서(50)는 집광된 빛을 촬상하고 그 촬상 정보를 움직임 검출을 위한 이미지 처리부(미도시)로 전달할 수 있고, 이미지 처리부는 촬상 정보를 통해 손가락 표면의 움직임 방향, 속도, 거리를 검출하여 포인트 정보로서 출력할 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 광학 도파관(30)의 하나의 금속플레이트를 절곡하여 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 독립적인 적어도 두개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 광학 도파관을 형성할 수도 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 포인팅 장치의 구조를 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 포인팅 장치는, 광학 도파관(30'), 집광렌즈(40) 및 이미지센서(도 4의 50 참조)를 포함하되, 광학 도파관(30')은 독립적인 적어도 두개 이상의 금속플레이트(130,230)를 절곡하여 형성된다. 이하에서는 상기 광학 도파관(30)이 제1금속플레이트(130)와 제2금속플레이트(230)를 절곡하여 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 광학 도파관(30')은 두개의 박형 금속플레이트(130,230)를 절곡하여 형성되기 때문에 제조가 간단할 뿐만 아니라, 플라스틱보다 경도가 우수하며, 얇게 만들어도 형상 강도를 유지하기가 용이하다.
또한, 상기 광학 도파관(30')의 내면 적어도 일측에는 빛을 소정 방향으로 반사하기 위한 반사경부(도 4의 32a 및 34a 참조)가 형성된다. 상기 반사경부는 별도의 증착, 코팅 등의 공정에 의해 광학 도파관(30')의 내면에 형성될 수도 있으나, 표면이 미러 가공(Mirror Finished)된 금속플레이트의 자체 특성을 이용하여 반사경부가 제공되도록 구성할 수도 있다.
일 예로, 상기 제1금속플레이트(130)와 제2금속플레이트(230)로서는 표면이 미러 가공된 통상의 미러 서스(SUS) 플레이트가 사용될 수 있다. 아울러, 반사경부를 제외한 여타 다른 부위에서의 난반사를 방지할 수 있도록, 제1 및 제2금속플레이트(130,230)에서 반사경부를 제외한 나머지 내면에는 통상의 흑색 도료를 이용한 흑색코팅층(30a)이 형성될 수 있다.
상기 제1금속플레이트(130)와 제2금속플레이트(230)가 절곡되어 형성되는 광학 도파관(30')의 형상 및 크기는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 광학 도파관(30')은 저면을 형성하는 저판(131), 상기 저판(131)의 둘레에 각각 연결되어 측벽을 형성하는 제1측벽판(132), 제2측벽판(133), 제3측벽판(234), 제4측벽판(135), 및 상기 각 측벽판(132,133,234,135) 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상면을 형성하는 상판(236)을 포함하여 구성될 수 있는 바, 제1금속플레이트(130)는 저판(131), 제1측벽판(132), 제2측벽판(133) 및 제4측벽판(135)으로 구성될 수 있고, 제2금속플레이트(230)는 제3측벽판(234) 및 상판(236)으로 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1금속플레이트와 제2금속플레이트가 다른 형상 및 구조로 구성될 수 있으며, 제1금속플레이트와 제2금속플레이트의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 제1측벽판(132) 및 제3측벽판(234)은 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제2측벽판(133) 및 제4측벽판(135)은 서로 마주하도록 배치된다. 상기 제2측벽판(133) 및 제4측벽판(135)은 저판(131)의 상부측으로 저판(131)에 대해 대략 수직하게 절곡될 수 있고, 상기 제1측벽판(132) 및 제3측벽판(234)은 저판(131)의 상부측으로 저판(131)에 대해 소정 각도(일 예로, 45도)로 경사지게 배치되도록 절곡될 수 있다. 상기 상판(236)은 제3측벽판(234)의 단부에 연결될 수 있으며 저판(131)에 대해 대략 평행하게 배치되도록 제3측벽판(234)에 대해 소정 각도로 절곡될 수 있다. 따라서, 광학 도파관(3'0)은 대략 평행사변형 단면 형상을 갖는 육면체 형태로 제공될 수 있다.
아울러, 상기 반사경부의 위치 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 제1측벽판(132)의 내면에 제1반사경부(도 4의 32a 참조)가 형성될 수 있고, 상기 제1측벽판(132)을 마주하는 제3측벽판(234)의 내면에 제2반사경부(도 4의 34a 참조)가 형성될 수 있으며, 상기 상판(236)은 저판(131)보다 짧은 길이를 갖도록 형성되어 광학 도파관(30')의 상면에 개구부(236a)를 제공하고, 상기 저판(131)에는 통과공(131a)이 형성될 수 있다. 아울러, 제1측벽판(132) 및 제3측벽판(234)을 제외한 여타 다른 판들의 내면에는 모두 흑색코팅층(도 2의 30a 참조)이 형성되어 있다.
또한, 상기 저판(131), 제1측벽판(132), 제2측벽판(133), 제3측벽판(234), 제4측벽판(135) 및 상판(236) 중에서 서로 인접한 판에는 상호 결속 가능한 결속돌기(138a,138b,238a)가 각각 형성될 수 있다. 상기 결속돌기(138a,138b,238a)는 상호 결속 가능한 다양한 형태 및 구조로 제공될 수 있는 바, 이하에서는 결속돌기(138a,138b,238a)가 암수 형태로 형성되어 상호 결합되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 일 예로, 상판(236)의 양 측단에는 수 형태의 결속돌기(238a)가 형성될 수 있고, 제2측벽판(133) 및 제4측벽판(135)의 상단에는 상판(236)의 결속돌기(238a)가 결속되기 위한 암 형태의 결속돌기(138b)가 형성될 수 있다. 같은 방식으로 제1측벽판(132)의 양 측단에는 암 형태의 결속돌기(138b)가 형성될 수 있고, 제2측벽판(133) 및 제4측벽판(135)의 측단에는 제1측벽판(132)의 결속돌기(138b)가 결속되기 위한 수 형태의 결속돌기(138a)가 형성될 수 있다. 또한, 저판(131)의 측단에는 암 형태의 결속돌기(138b)가 형성될 수 있고, 제3측벽판(234)의 측단에는 저판(131)의 결속돌기(138b)와 결속되기 위한 수 형태의 결속돌기(238a)가 형성될 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 다른 실시예에서는 광학 도파관(30')이 두개의 금속플레이트를 절곡하여 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 3개 또는 4개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 형성될 수 있으며, 광학 도파관(30')을 형성하는 금속플레이트의 개수 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 광 포인팅 장치는 PDA, PMP, 셀룰러 폰, 타블릿 피씨, 팜 피씨, 스마트 폰, 핸드헬드 PC, MP3 플레이어 등과 같이 디스플레이부가 구비된 개인휴대단말기의 입력장치로 널리 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 개인휴대단말기에 장착 가능한 광 포인팅 장치에 있어서,
    금속플레이트를 절곡하여 형성되며, 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 방향으로 반사하는 반사경부가 내면 적어도 일측에 구비된 광학 도파관;
    상기 반사경부에 의해 반사된 빛의 경로 상에 제공되어 상기 빛을 집광하는 적어도 하나의 집광렌즈; 및
    상기 집광렌즈에 의해 집광된 빛을 촬상하는 이미지센서;
    를 포함하는 광 포인팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 도파관은 표면이 미러 가공(Mirror Finished)된 금속플레이트를 절곡하여 형성되며,
    상기 금속플레이트에서 상기 반사경부를 제외한 나머지 내면에는 흑색코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 도파관은 하나의 금속플레이트 또는 독립적인 적어도 두개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광학 도파관은,
    저면을 형성하는 저판, 상기 저판의 둘레에 각각 연결되어 측벽을 형성하는 제1측벽판, 제2측벽판, 제3측벽판, 제4측벽판, 및 상기 각 측벽판 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상면을 형성하는 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1측벽판의 내면에는 제1반사경부가 형성되고, 상기 제1측벽판을 마주하는 상기 제3측벽판의 내면에는 제2반사경부가 형성되며,
    상기 제1반사경부에 의해 반사된 빛은 상기 집광렌즈를 통해 집광된 후 상기 제2반사경부에 의해 상기 이미지센서로 반사되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상판은 상기 저판보다 짧은 길이를 갖도록 형성되어 상기 광학 도파관의 상면에 개구부를 제공하고, 상기 저판에는 통과공이 형성되며,
    상기 피사체의 표면으로부터 반사된 빛은 상기 개구부를 통과하며 상기 제1반사경부로 안내되고, 상기 제2반사경부에 의해 반사된 빛은 상기 통과공을 통과하며 상기 이미지센서로 안내되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 각각의 판 중에서 서로 인접한 판에는 상호 결속 가능한 결속돌기가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 광학 도파관에는 상기 집광렌즈의 일부가 수용 지지되기 위한 지지슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 금속플레이트는 판금가공에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 피사체로 빛을 조사하기 위한 광원은 상기 광학 도파관의 내부 또는 외부에 제공되고,
    상기 이미지센서는 상기 광학 도파관의 내부 또는 외부에 제공되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 집광렌즈의 주연부에는 흑칠막이 형성된 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
  12. 광 포인팅 장치를 구비하는 개인휴대단말기에 있어서,
    피사체가 접촉되는 커버글라스;
    상기 커버글라스의 저면으로 빛을 조사하는 광원;
    금속플레이트를 절곡하여 형성되며, 피사체의 표면으로부터 반사된 빛을 소정 방향으로 반사하는 반사경부가 내면 적어도 일측에 구비된 광학 도파관;
    상기 반사경부에 의해 반사된 빛의 경로 상에 제공되어 상기 빛을 집광하는 적어도 하나의 집광렌즈; 및
    상기 집광렌즈에 의해 집광된 빛을 촬상하는 이미지센서;
    를 포함하는 개인휴대단말기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광학 도파관은 표면이 미러 가공(Mirror Finished)된 금속플레이트를 절곡하여 형성되며,
    상기 금속플레이트에서 상기 반사경부를 제외한 나머지 내면에는 흑색코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광학 도파관은 하나의 금속플레이트 또는 독립적인 적어도 두개 이상의 금속플레이트를 절곡하여 형성된 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광학 도파관은,
    저면을 형성하는 저판, 상기 저판의 둘레에 각각 연결되어 측벽을 형성하는 제1측벽판, 제2측벽판, 제3측벽판, 제4측벽판, 및 상기 각 측벽판 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상면을 형성하는 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
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