KR100964166B1 - Optical joy stick and portable electronic device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 조이스틱 및 이를 갖는 전자기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대 단말기와 같은 전자기기의 사용자 인터페이스로 적용되는 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical joystick and an electronic device having the same, and more particularly, to an optical joystick applied to a user interface of an electronic device such as a portable terminal and a portable electronic device having the same.
일반적으로 휴대폰(Mobile Terminal)이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자기기는 키패드(Key pad)에 의한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다.In general, an electronic device such as a mobile terminal or a personal digital assistant (PDA) adopts a user interface using a keypad.
보다 상세하게 설명하면, 일반적인 휴대 전자기기는 숫자, 문자 또는 기호의 입력을 위한 복수개의 버튼들이 형성된 키패드를 포함하며, 사용자는 상기 키패드의 버튼을 눌러 숫자나 단어 등과 같은 원하는 데이터를 상기 휴대 전자기기에 입력하거나 버튼식 커서(Cursor)와 선택키를 눌러서 메뉴를 선택할 수 있다.In more detail, a typical portable electronic device includes a keypad having a plurality of buttons for inputting numbers, letters, or symbols, and a user presses a button on the keypad to input desired data such as numbers or words. You can select the menu by typing in or by pressing the button cursor and select keys.
상기와 같은 휴대 전자기기에는 디스플레이부가 구비되어, 사용자가 상기 키패드를 통해 입력한 데이터 및/또는 그에 관련된 정보를 표시하게 된다.The portable electronic device includes a display unit to display data input by the user through the keypad and / or related information.
근래에는 전자기기를 이용한 통신 서비스나 인터넷 서비스의 지원을 위하 여, 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.In recent years, in order to support communication services or Internet services using electronic devices, wireless Internet services such as WIBRO (Wireless Broadband) and wireless mobile communication services have been commercialized. ), Windows operating system such as Windows CE is adopted.
그리고 통신 기술의 발달과 더불어 상기 휴대 전자기기는 사용자에게 다양한 부가 서비스를 제공하고 있으며, 상기 GUI 기반의 윈도우 운영체제는 상기 휴대 전자기기에 의한 부가 서비스의 제공을 편리하게 한다.In addition, with the development of communication technology, the portable electronic device provides various additional services to the user, and the GUI-based Windows operating system facilitates the provision of the additional service by the portable electronic device.
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.A user interface for more convenient use of a general electronic device is a pointing device such as a mouse, a touchpad, a joystick, etc. Recently, a pointer such as a cursor is detected by detecting an optical signal that changes according to the movement of a finger, which is a subject. Optical joysticks that move or receive information and / or commands desired by the user have been developed and applied to electronic devices.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 광 조이스틱(10)은, 광원(11)과 커버(12), 상기 광원에서 출사된 광을 커버(12)로 안내하는 조명 가이드(미도시), 광 신호를 감지하는 이미지 센서(15), 상기 이미지 센서(15)로 광을 안내하는 결상계(14), 및 상기 조명 가이드와 결상계(14)와 상기 광원 등의 부품을 수용하는 홀더(13)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a
상기 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.The
상기 커버의 외측면(상측면)에는 전자기기의 조작을 위하여 손가락 등의 피사체(P)가 접촉되는 조작면이 형성되며, 상기 이미지 센서(15)는 입력되는 광신호의 처리를 위하여 PCB(미도시)상에 구비된다.The outer surface (upper surface) of the cover is provided with an operation surface to contact the subject (P) such as a finger for the operation of the electronic device, the
이에 따라, 상기 조작면에 피사체(P)인 손가락을 접촉시켜 움직이면, 상기 손가락의 움직임에 따라 상기 이미지 센서(15)에 입력되는 광 신호가 변화되어 상기 손가락의 움직임에 따라 상기 전자기기가 조작될 수 있다.Accordingly, when the finger, which is the subject P, moves on the operation surface, the optical signal input to the
보다 상세하게 설명하면, 상기 커버(12)의 상측면, 보다 상세하게는 조작면에 피사체(P)가 접촉되지 않은 상태에서는 상기 광원(11)에서 출사된 광이 상기 조명 가이드를 거쳐 상기 커버(12)를 투과하면서 상기 커버(12)의 외부로 방출된다.In more detail, in the state where the subject P is not in contact with the upper side of the
반면, 상기 커버(12)의 상측면에 손가락 등의 피사체가 접촉되면, 상기 광원(11)에서 출사된 광이 상기 피사체(P)에 부딪혀 반사된 후 상기 결상계(14)를 거쳐 상기 이미지 센서(15)에서 입사되고, 이에 따라 피사체의 이미지가 광신호로 촬상된다.On the other hand, when a subject such as a finger contacts the upper side of the
여기서 상기 결상계(14)는 유리나 광학 플라스틱과 같은 재질로된 프리즘과 렌즈 등 복수개의 구성을 포함하며, 상기 피사체에 반사된 광을 소정방향 반사 및 또는 굴절 시킴과 동시에 집광하여 상기 이미지 센서로 전달하고, 상기 커버(12) 외부의 상기 피사체가 움직이게 되면, 상기 피사체(12)에 반사되어 상기 이미지 센서(15)에 감지되는 광 신호도 변화된다. Here, the
그리고 상기 이미지 센서(15)가 감지한 광 신호의 변화에 따라, 상기 전자기기(1)의 디스플레이부(3)에 상기 피사체의 움직임에 따른 커서의 이동 또는 입력 정보의 내용이 표시되거나, 상기 전자기기에 문자 및 또는 숫자가 입력되거나 사용자가 원하는 컨텐츠 메뉴가 선택될 수 있다. According to the change of the optical signal detected by the
상기 이미지 센서(15)에 의한 광 신호의 검출 및 이미지의 제어방식은 컴퓨터의 광 마우스에서와 유사하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.The detection method of the optical signal by the
상술한 일반적인 광 조이스틱은 피사체의 움직임에 따라 커서, 즉 포인터를 이동시켜 휴대 전자기기를 조작하기 때문에 키패드에 의한 커서의 이동으로 휴대 전자기기를 조작하는 방식에 비해 편리한 조작을 구현할 수는 있다.Since the above-described general optical joystick operates a portable electronic device by moving a cursor, that is, a pointer according to a movement of a subject, it is possible to implement a convenient operation as compared to a method of operating a portable electronic device by moving a cursor by a keypad.
한편, 본 발명자는 상기 광 조이스틱의 표면이 발광하여 사용자가 어두운 곳에서도 광 조이스틱의 위치를 정확히 파악하여 조작에 편리함을 줄 수 있도록 함과 동시에 휴대 전자기기의 색상이나 디자인에 조화된 심미성을 가지는 광 조이스틱을 개발하게 되었다.On the other hand, the inventors of the present invention, the surface of the light joystick emits light, so that the user can accurately grasp the position of the light joystick even in a dark place to provide convenience for operation and at the same time, the light having aesthetics in harmony with the color or design of the portable electronic device Joystick was developed.
그리고 종래의 광 조이스틱은 상기 홀더(13)의 내부에 상기 조명 가이드와 결상계(14)등의 부품을 작업자가 하나씩 수작업으로 장착해서 정확한 위치에 조립해야 하는데, 상기 조명 가이드와 결상계(14) 등과 같이 광 조이스틱에 적용되는 부품은 그 크기가 매우 작아서 조립성이 떨어지는 문제점이 있으며, 상기 이미지센서(15)가 장착된 상기 PCB와 상기 홀더를 조립하는 작업 또한 부품의 크기가 작아서 광 조이스틱을 모듈화하는 작업공정이 번거롭고 작업시간이 오래 소요되는 등의 문제점이 있다. In the conventional optical joystick, the lighting guide and the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 표면이 발광하여 식별성 및 심미성이 향상된 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical joystick and a portable electronic device having the same, the surface of which emits light, and the identification and aesthetics are improved.
본 발명의 다른 목적은, 광 조이스틱의 조립이 용이한 구조의 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기를 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide an optical joystick having a structure in which an optical joystick is easily assembled and a portable electronic device having the same.
본 발명은 상술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은: 피사체의 감지를 위한 피사체 감지광을 출사하는 광원; 기판상에 실장되는 광센서; 가시광선 대역이 포함된 광을 외부로 출사하여 외측면의 적어도 일부가 발광하는 커버; 그리고 몰딩재의 내부에 일체로 패키지되며, 상기 커버 외부의 피사체에 반사되어 상기 커버 내부로 유입된 피사체 감지광을 상기 광센서로 입사시키기 위한 적어도 하나의 광 섬유를 갖는 결상 가이드를 포함하여 구성되는 광 조이스틱 및 이를 가지는 휴대 전자기기를 제공한다.The present invention to solve the above object, the present invention comprises: a light source for emitting a subject detection light for the detection of the subject; An optical sensor mounted on a substrate; A cover which emits light including the visible light band to the outside to emit at least a portion of the outer surface; And an imaging guide packaged integrally inside the molding material, the imaging guide having at least one optical fiber for injecting a subject detection light reflected by a subject outside the cover into the cover to the optical sensor. A joystick and a portable electronic device having the same are provided.
상기 커버는 적어도 하나의 조명부재에 의해 발광하도록 구성될 수도 있다.The cover may be configured to emit light by at least one lighting member.
그리고 상기 커버는; 상기 커버의 외측면을 형성하는 적어도 하나의 커버부재와, 상기 적어도 하나의 조명부재에서 조사된 조명광의 경로를 상기 커버의 외측면을 향해 변환시키기 위하여, 상기 적어도 하나의 커버부재에 구비되는 광경로변환부를 포함하여 구성된다. And the cover; At least one cover member forming the outer surface of the cover, and the optical path provided in the at least one cover member to convert the path of the illumination light emitted from the at least one lighting member toward the outer surface of the cover It is configured to include a conversion unit.
상기 적어도 하나의 커버부재는, 상기 광원에서 출사된 피사체 감지광을 외부로 투과시키며 상기 결상 가이드의 상측을 커버하는 베이스와, 상기 결상 가이드를 둘러싸는 테두리 프레임을 가지며 상기 조명광의 도광로를 형성하는 제1커버부재를 포함하여 구성되며; 상기 적어도 하나의 조명부재는 상기 테두리 프레임의 하단에 형성되는 플렌지에 설치되고; 상기 광경로변환부는 상기 조명광의 경로를 상기 커버의 외측면을 향해 변환시키는 광출사부와, 상기 조명부재에서 조사된 후 상기 테두리 프레임의 내부를 따라 진행하는 조명광 중 적어도 일부를 상기 광출사부를 향해 반사시키는 조명광 반사부를 포함하여 구성된다.The at least one cover member has a base that transmits the subject detection light emitted from the light source to the outside and covers the upper side of the imaging guide, and has an edge frame surrounding the imaging guide to form a light guide path of the illumination light. It comprises a first cover member; The at least one lighting member is installed on a flange formed at a lower end of the frame; The light path converting unit converts a path of the illumination light toward the outer surface of the cover, and at least a portion of the illumination light which is irradiated along the inside of the frame after being irradiated from the illumination member toward the light exit unit. It is comprised including the illumination light reflection part which reflects.
상기 광원은 적외선을 출사하며; 상기 적어도 하나의 커버부재는, 상기 광원에서 출사된 적외선을 외부로 투과시키며 상기 조명부재에서 출사된 조명광의 도광로를 형성하는 제1커버부재와, 상기 제1커버부재의 내측에 구비되는 적외선 밴드 패스용 제2커버부재를 포함하여 구성될 수도 있다. 보다 상세하게는, 상기 제2커버부재는 적외선 밴드 패스 필터층을 포함하여 구성된다.The light source emits infrared light; The at least one cover member includes a first cover member which transmits infrared rays emitted from the light source to the outside and forms a light guide path of the illumination light emitted from the lighting member, and an infrared band provided inside the first cover member. It may be configured to include a second cover member for the pass. In more detail, the second cover member includes an infrared band pass filter layer.
상기 광출사부는 상기 제1커버부재와 제2커버부재 중 어느 하나에 구비된다.The light output part is provided in any one of the first cover member and the second cover member.
본 발명에 따른 광 조이스틱은; 상기 광원에서 출사된 피사체 감지광을 상기 커버의 내측면으로 안내하며, 상기 몰딩재의 내부에 상기 결상 가이드의 함께 패키지되는 조명 가이드를 더 포함하여 구성될 수도 있다.Optical joystick according to the present invention; The object detection light emitted from the light source may be guided to the inner side of the cover, and may further include an illumination guide packaged together of the imaging guide inside the molding material.
상기 광원은 상기 기판에 실장되며; 상기 조명 가이드와 결상 가이드는 상기 몰딩재의 내부에 함께 패키지되어 상부 패키지를 형성하고; 상기 상부 패키지는, 상기 광센서와 광원이 일체로 패키지된 상기 기판의 상측에 안착되어 조립될 수도 있다.The light source is mounted on the substrate; The illumination guide and the imaging guide are packaged together inside the molding material to form an upper package; The upper package may be assembled by being mounted on the upper side of the substrate in which the optical sensor and the light source are integrally packaged.
상기와 달리, 상기 광원은 상기 기판에 실장되며; 상기 조명 가이드와 결상 가이드와 상기 광원과 상기 광센서는 상기 몰딩재의 내부에 함께 패키지되어 일체형 패키지를 형성할 수도 있다.Unlike the above, the light source is mounted on the substrate; The illumination guide, the imaging guide, the light source, and the optical sensor may be packaged together in the molding member to form an integrated package.
상기 광섬유는 다수개의 코어와 상기 다수개의 코어를 둘러싸는 클래드를 포함하여 구성될 수도 있고, 상기 광섬유가 단일 코어와 상기 단일 코어를 둘러싸는 클래드로 구성되며; 상기 결상 가이드는 다발로 된 복수 가닥의 상기 광섬유를 포함하여 구성될 수도 있다.The optical fiber may comprise a plurality of cores and a cladding surrounding the plurality of cores, the optical fiber consisting of a single core and a cladding surrounding the single core; The imaging guide may comprise a plurality of bundles of the optical fiber.
상기 결상 가이드는, 상기 기판상에 실장된 광센서와 함께 상기 몰딩재의 내부에 패키지될 수도 있다.The imaging guide may be packaged in the molding member together with an optical sensor mounted on the substrate.
한편, 상기 광원에서 출사된 피사체 감지광의 적어도 일부는 상기 커버의 내측면에 직접 도달할 수도 있다.On the other hand, at least a portion of the subject detection light emitted from the light source may reach the inner surface of the cover directly.
또한, 상기 광원은 연성기판에 의해 상기 기판에 전기적으로 연결되어 상기 커버의 내부에 상기 기판에서 이격되게 배치될 수도 있으며, 보다 상세하게는 상기 커버의 내부 일측에 구비될 수도 있다. 그리고 상기 몰딩재는 외부광의 차단이 가능한 재질을 갖는다.In addition, the light source may be electrically connected to the substrate by a flexible substrate, and may be disposed to be spaced apart from the substrate in the cover. More specifically, the light source may be provided on one side of the cover. The molding material has a material capable of blocking external light.
상기의 구성에 더하여, 상기 결상 가이드는 상기 광섬유의 입사측과 출사측 중 적어도 어느 일측에 배치되는 그린 렌즈(Grin Lens)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.In addition to the above configuration, the imaging guide may further include a green lens disposed on at least one side of the entrance side and the exit side of the optical fiber.
그리고 상기 광원은 적외선대역에 속하는 피사체 감지광을 출사하는 적외선 원을 포함하여 구성되는 것이 좋다.The light source may be configured to include an infrared light source for emitting the object detection light belonging to the infrared band.
본 발명에 따른 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the optical joystick and the portable electronic device having the same according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 따르면, 광 조이스틱의 외측표면, 보다 상세하게는 커버의 적어도 일부가 발광되므로 어두운 곳에서도 광 조이스틱의 식별성이 향상되고 발광색상을 전자기기의 디자인에 맞게 선택하여 심미감이 크게 증대될 수 있다.First, according to the present invention, since the outer surface of the optical joystick, more specifically, at least a part of the cover emits light, identification of the optical joystick is improved even in a dark place, and the aesthetics are greatly increased by selecting the emission color according to the design of the electronic device. Can be.
둘째, 본 발명에 따르면, 상기 커버가 가시광선 대역의 광에 의해 발광하는 동시에 가시광선이 커버 내부로 유입되는 것을 차단하므로 가시광선에 의한 광 조이스틱의 오작동을 방지할 수 있다.Second, according to the present invention, since the cover emits light by the light in the visible light band and prevents the visible light from flowing into the cover, malfunction of the optical joystick by the visible light can be prevented.
셋째, 본 발명에 따르면, 조명 가이드와 결상 가이드와 광센서와 광원 중 적어도 일부가 하나로 패키지 되어 조립되므로 조립공정이 단순화되고 작업성이 향상될 수 있다.Third, according to the present invention, since at least some of the illumination guide, the imaging guide, the light sensor, and the light source are packaged and assembled into one, the assembly process may be simplified and workability may be improved.
넷째, 본 발명에 따르면, 조명 가이드와 결상 가이드와 광센서와 광원 전체를 몰딩재로 일체로 패키지화하여 커버의 내측에 조립하거나, 조명 가이드와 결상 가이드를 몰딩재로 패키지하고 광센서와 광원을 이미지센서의 상부에 패키지한 후 이들을 상호 조립하므로, 조립작업시 핸들링되는 부품의 크기가 증대되어 오조립에 의한 조립불량이 방지되고 조립작업시 부품의 손상을 방지할 수 있다.Fourth, according to the present invention, the lighting guide, the imaging guide, the optical sensor and the light source as a whole packaged integrally with the molding material to assemble the inside of the cover, or the lighting guide and the imaging guide as a molding material to package the light sensor and the light source image Since they are assembled on top of the sensor and then assembled together, the size of the parts to be handled during the assembly operation is increased to prevent assembly defects due to incorrect assembly and to prevent damage to the components during assembly.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실 시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention can be specifically realized the object of the present invention. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
먼저, 도 3 내지 도 6를 참조하여, 본 발명에 따른 광 조이스틱 및 이를 가지는 휴대 전자기기의 바람직한 일 실시예를 설명한다.First, referring to FIGS. 3 to 6, a preferred embodiment of an optical joystick and a portable electronic device having the same according to the present invention will be described.
여기서, 도 3은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 광 조이스틱의 단면도이며, 도 5는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 광 조이스틱을 갖는 휴대 전자기기의 일 실시예를 나타낸 사시도이다. 3 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the optical joystick according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the optical joystick shown in Figure 3, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 3, 6 is a perspective view showing an embodiment of a portable electronic device having an optical joystick according to the present invention.
본 발명의 광 조이스틱의 제1실시예는, 커버(100)와, 피사체 감지를 위한 피사체 감지광을 출사하는 광원(210)과, 상기 피사체에 반사된 후 입사되는 피사체 감지광을 감지하기 위한 광센서(220)와, 상기 커버 외부의 피사체에서 반사된 피사체 감지광을 상기 광센서(220)로 입사시키기 위한 결상 가이드(340)를 포함하여 구성되며, 상기 광센서(220)는 기판(230)에 전기적으로 연결된다.The first embodiment of the optical joystick of the present invention, the
본 발명에 있어서, 상기 커버(100)는 가시광선 대역이 포함된 광을 외부로 출사함으로써 외측면, 즉 상측면의 적어도 일부가 발광하며, 이에 따라 야간이나 어두운 곳에서의 식별성이 향상되어 사용자에 의한 조작성이 향상되고, 발광의 색상을 휴대 전자기기의 색상이나 디자인에 맞게 소정의 색상으로 선택함으로써 심미성이 향상될 수 있다.In the present invention, the
상기 커버(100)는 가시광선 대역이 포함된 광에 의해 발광되면 되므로, 발광 시 적외선 등 가시광선 이외의 광이 더 포함되어 있어도 무관한다.Since the
그리고 상기 커버(100)는 하나 또는 복수의 도트(dot) 형태로 부분 부분씩 반점 형태로 발광할 수도 있으나, 상기 커버(100)의 상측면 중 일부 또는 전체가 면광원 형태로 발광할 수도 있다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 커버(100)의 표면 중 휴대 전자기기(50)의 외부로 노출된 부분 전체가 발광할 수도 있고, 외부로 노출된 부분 중 일부분을 제외한 나머지 부분만이 발광할 수도 있으며, 발광하는 부분을 로고나 소정의 패턴으로 디자인할 수도 있는데, 예를 들면 상기 커버(100)의 표면 중 패턴이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분을 가시광선 차단재로 코팅하는 등의 방식으로 가능하게 된다.In more detail, the entire portion of the surface of the
상기 커버(100)는 형광물질 등을 사용하여 자체적으로 발광할 수도 있으나, 본 실시예에서는 적어도 하나의 조명부재(400)에 의해 발광하도록 구성된다. 상기 커버(100)는 가시광선 대역이 포함된 광을 외부로 출사하여 외측면의 적어도 일부가 발광한다. The
상기 커버(100)는 어두운 곳에서나 야간에만 선택적으로 발광하도록 설정될 수도 있는데, 상기 조명부재(400)가 어두운 곳이나 야간에만 작동되어 상기 커버(100)가 선택적으로 발광될 수 있다.The
상기 조명부재(400)에서 출사되는 광의 색상, 즉 상기 조명부재(400)에서 출사되는 광에 포함된 가시광선의 파장대역에 따라 상기 커버(100)의 발광색상이 구현되나, 발광색의 구현이 이에 한정되는 것은 아니고 상기 커버(100)의 표면에 색상구현을 위한 소정 색상의 물질을 도포함으로써도 원하는 색상의 구현이 가능해진 다. The emission color of the
그리고 상기 조명부재(400)의 예로는 단색광 또는 백색광을 출사하는 LED가 사용될 수 있으나 상기 조명부재(400)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 소정의 가시광을 발광하는 LED가 다수개 배치되어 상기 커버에 혼합된 색상을 구현하거나, 하나 또는 복수개씩 순차적으로 발광하여 시간에 따라 상기 커버(100)의 발광색이 변화될 수도 있다. 상기 조명부재(400)에서 출사되는 조명광은 시각적으로 인지가능한 가시광선대역에 속하는 광을 포함하면 되므로 가시광선 대역 이외의 광, 예를 들면 적외선을 더 포함하여도 무관한다. And as an example of the
본 발명에 있어서, 상기 커버(100)는 상기 커버(100)의 외측면을 형성하는 적어도 하나의 커버부재(110, 120)와 상기 적어도 하나의 조명부재(400)에서 조사된 조명광의 경로를 상기 커버(100)의 외측면을 향해 변환시키는 광경로변환부(130)를 포함하여 구성된다.In the present invention, the
본 실시예에 있어서, 상기 광경로변환부(130)는 상기 적어도 하나의 커버부재(110, 120)에 구비되어 상기 적어도 하나의 조명부재(400)에서 출사된 광, 즉 가시광선이 포함된 조명광을 상기 커버(100)의 표면으로 면광원 형태로 고르게 출사한다.In the present embodiment, the light
상기 광경로 변환부(130)는 상기 적어도 하나의 커버부재(110, 120)에 구비되어 상기 조명부재(400)에서 출사된 조명광의 경로를 상기 커버(100)의 외측면을 향해 변환시키는 광출사부를 포함하는데, 본 실시예에 있어서 상기 광출사부(131)는 상기 적어도 하나의 커버부재(110, 120)에 구비되는 출사패턴을 포함한다.The light
상기 출사패턴은 상기 조명부재(400)에서 출사된 광을 상측으로 반사 또는 굴절시켜 산란 및 확산을 통해 상기 커버(100)의 표면 중 적어도 일부가 전체적으로 면광원 형태로 발광하도록 한다. 상기 출사패턴(131)은 여러가지 형상으로 구성될 수 있으나, 돌기와 같이 돌출된 형태 또는 함몰된 형태의 도트(Dot) 형상 또는 주름진 형상의 패턴(Pattern) 등 다양한 형상이 패턴으로 구성될 수 있는데, 상기 광출사부(131)는 상기 적어도 하나의 커버부재(110, 120)의 외측면 및/또는 내측면에 형성될 수 있다.The emission pattern reflects or refracts the light emitted from the
그리고 상기 커버(100)의 외측표면 중 적어도 일부는 상기 피사체가 접촉되는 피사체 접촉면(미도시)을 이루며, 상기 피사체를 향하여 상기 광원(210)에서 출사된 빛이 하나의 부재 또는 상하방향으로 적층된 복수개의 부재들을 투과하여 상기 커버(100)의 상측으로 출사될 수도 있다.At least a part of the outer surface of the
상기 적어도 하나의 커버부재(110, 120)는, 상기 광원(210)에서 출사된 빛, 즉 피사체 감지광 전부 또는 일부를 외부로 투과시키며 상기 조명부재(400)에서 출사된 조명광의 도광로를 형성하는 커버부재(110)를 포함하여 구성되며, 상기 도광로를 형성하는 커버부재(110)의 내측에 구비되는 적외선 밴드 패스용 커버부재(120)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. The at least one
이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 도광로를 형성하는 커버부재(110)를 제1커버부재라 칭하고, 상기 적외선 밴드 패스용 커버부재(120)를 제2커버부재라 칭한다.Hereinafter, for convenience of description, the
상기 제1커버부재(110)는 상기 광원(210)에서 출사된 피사체 감지광을 외부 로 투과시키며, 상기 피사체에 반사된 피사체 감지광의 전부 또는 일부는 상기 제1커버부재(110)를 재투과하여 상기 결상 가이드(340)로 입사된다.The
상기 제1커버부재(110)는 상기 결상 가이드(340)의 상측을 커버하는 베이스(111)를 포함하여 구성되며, 상기 베이스(111)는 상기 광원에서 출사된 빛이 상기 커버(100) 외부의 피사체에 도달하도록 상기 광원에서 출사된 빛을 상하방향으로 투과시킨다. 본 발명에 따른 광 조이스틱은, 상기 광원에서 출사된 광을 상기 커버(100)의 내측면으로 안내하는 조명 가이드(310)를 더 포함하여 구성될 수도 있으며, 상기 조명 가이드(310)는 상기 광원(210)과 상기 베이스(111) 사이에 광 경로를 형성한다.The
본 실시예에 있어서 상기 베이스(111)의 상측표면에는 상기 피사체 접촉면이 형성되고, 상기 조명부재(400)에서 출사된 가사광선은 상기 베이스(111)의 내부, 상기 베이스(111)의 상측면과 저면 사이를 따라 진행하다가 상기 출사패턴(131)에서 반사되어 산란 및 확산에 의해 상기 커버의 상측면, 특히 상기 피사체 접촉면으로 면출사됨으로써 상기 베이스(111)의 표면 중 적어도 일부분, 즉 일부 또는 전체가 발광하게 된다. In the present embodiment, the subject contact surface is formed on the upper surface of the
물론, 도시되지는 않았으나 상기 출사패턴이 상기 베이스(111)의 상측면, 즉 외측면에 형성되는 경우에는 상기 조명부재(400)에서 출사된 광이 상기 베이스의 내부를 따라 진행하다가 상기 출사패턴에서 굴절 및 확산에 의해 상기 커버의 상측면 중 적어도 일부, 예를 들면 상기 피사체 접촉면이 발광될 수 있다.Of course, although not shown, when the emission pattern is formed on the upper side, that is, the outer surface of the
상술한 바와 같이 본 실시예에 있어서 상기 베이스(111)는 상기 조명부 재(400)에서 출사된 광의 통로(도광로)로서 도광판의 역할을 하게 된다. As described above, in the present embodiment, the
상기 커버(100)는 단층 또는 복층 구조가 모두 가능하며, 상기 제1커버부재(110)와 제2커버부재(120)는 각각 원판 또는 다각형의 판 등 디자인 조건이나 설계조건에 맞는 형상으로 된 플레이트 형상이나, 캡(Cap) 형상의 케이스 등 다양한 형상으로 제조될 수 있다.The
상기 제1커버부재(110)가 상술한 캡 형상으로 구성되는 경우, 상기 제1커버부재(110)는 상기 결상 가이드(340)의 둘레를 둘러싸는 테두리 프레임(112)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 본 실시예에 있어서 상기 제1커버부재(110)는 바닥면이 개구되고 내부에 중공이 형성된 형상으로서, 상기 제1커버부재(110)의 내부에 상기 결상 가이드(340) 및 상기 광센서(220)와 광원(210)이 수용되어 상기 제1커버부재(110)가 광 조이스틱의 케이스 또는 하우징으로 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 광 조이스틱이 상기 조명 가이드(310)를 더 포함하는 경우 상기 조명 가이드(310)도 상기 테두리 프레임(112)의 내부에 제공될 수 있다.When the
상기 베이스(111)와 상기 테두리 프레임(112)은 일체로 사출성형되거나 2중사출될 수도 있으며, 각각 별도로 제조된 후 조립될 수도 있다.The
본 발명에 있어서, 상기 조명부재(400)는 다양한 위치에 배치될 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 테두리 프레임(112)의 하단에 설치되는 경우를 제시하며, 보다 상세하게는 상기 테두리 프레임(112)의 하단에 방사상으로 돌출된 플렌지(112a)를 형성하고, 상기 조명부재(400)는 상기 플렌지(112a)에 설치되나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the
본 실시예에 있어서 상기 조명부재(400)는 상기 기판(230)상에 결합된 상태로 상기 플렌지(112a)에 설치되는데, 도시되지는 않았으나 상기 플렌지(112a)의 바닥에는 상기 조명부재(400)의 설치를 위한 설치홈이 형성되어 상기 기판(230)과 상기 커버(100)가 조립됨에 따라 상기 조명부재(400)가 상기 설치홈의 내부에 삽입되어 설치된다.In the present embodiment, the
그리고 상기 조명부재(400)에서 출사된 광은 상기 테두리 프레임(112)의 내부를 투과하여 상방으로 진행하게 되는데, 상기 조명부재(400)에서 출사된 광의 경로 변화를 위하여 상기 광경로변환부(130)는 조명광 반사부(132)를 더 포함한다.In addition, the light emitted from the
상기 조명광 반사부(132)는 상기 조명부재(400)에서 출사된 후 상기 테두리 프레임의 내부를 따라 진행하는 광 중 적어도 일부를 상기 광출사부(131)를 향해 수평방향으로 반사시킨다. 상기 조명광 반사부(132)는 상기 테두리 프레임의 상단 둘레를 따라 형성되며 사선방향으로 경사진 단면을 가지는 반사면을 포함하여 구성되며, 상기 조명부재(400)에서 출사된 광의 적어도 일부는 수평방향으로 반사되고 나머지는 그대로 상기 커버의 외부로 방출된다.The illumination
이에 따라, 상기 조명광 반사부(132)에서 반사된 광은 상기 커버의 외측면(상측면), 보다 상세하게는 상기 베이스(111)의 상측면을 향하여 광경로가 변환되도록 상기 광출사부(131)에 의해 반사되어 산란 및 확산에 의해 상기 커버(100)의 상측면이 발광된다.Accordingly, the light emitted from the illumination
그리고 상기 광원(210)은 제한이 없으나 본 실시예에서는 적외선대역에 속하는 피사체 감지광을 출사하는 적외선원으로 구성되며, 상기 커버(100)의 적어도 일 부는 상기 광원(210)에서 출사된 적외선의 투과가 가능하게 구성된다. 상기 적외선원으로는 적외선 LED 등이 있다.And the
이 때, 상기 커버(100)는 상기 광원(210)에서 출사되는 적외선을 투과시키고, 상기 가시광선대역이 상기 커버(100)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 것이 좋다. 그 이유는 상기 커버(100)의 내부로 적외선 이외의 광선대역이 유입되어 상기 광센서(220)로 입사되면 광 조이스틱의 작동성능이 저하되기 때문이다.In this case, the
보다 상세하게는, 상기 베이스(111)는 적외선 대역 이외의 광선이 상하방향으로 투과되는 것을 차단하기 위하여 적외선 밴드 패스 필터를 포함하여 구성될 수도 있는데, 도시되지는 않았으나 상기 적외선 밴드 패스 필터는 상기 베이스(111)의 저면에 적외선 밴드 패스 필터의 역할을 하는 물질이 코팅되거나 동일한 기능을 하는 필름이 부착되는 등의 방식으로 구성될 수도 있다.More specifically, the
물론 상기 제1커버부재의 베이스(111)가 적외선 대역에 속하는 광이 투과 가능한 광투과영역(111a)과 적외선 대역 및 가시광선 대역이 상기 베이스(111)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 광차단영역(미도시)으로 구획될 수도 있다. 상기 광차단영역은 상기 베이스(111), 보다 바람직하게는 상기 베이스의 저면에 광차단물질을 코팅하거나 광차단필름이나 테이프를 부착하는 등의 방식으로 형성될 수 있으며, 상기 광투과영역(111a)은 적외선 대역 및 가시광선 대역을 모두 투과시킬 수도 있고 적외선 대역만을 투과시킬 수도 있으나, 적외선 대역에 속하는 광만을 투과시키는 것이 바람직하다.Of course, the
그리고 상기 광투과영역(111a)과 상기 광차단영역을 서로 다른 재질을 사용 하여 이중사출함으로써 상기 베이스(111)를 형성할 수도 있다. The base 111 may be formed by double-injecting the
상기 제1커버부재의 상기 베이스(111)와 상기 테두리 프레임(112)은 투시가능한 재질의 부재, 예를 들면 투명부재로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 베이스(111)만 투시가능한 재질로 제조되고 상기 테두리 프레임(112)은 광차단이 가능한 불투명부재로 제조될 수도 있다. 물론, 상기 베이스(111) 중에서 상기 적외선이 투과하는 부분, 즉 광투과영역만 투명부재로 제조될 수도 있다.The
상기 제1커버부재(110)가 전체적으로 투명부재로 제조되는 경우, 상기 제1커버부재(110)의 둘레, 보다 상세하게는 상기 테두리 프레임(112)의 외주면에는 전체적으로 가시광선 및 적외선 등 외부광을 차단하기 위한 외부광차단부(미도시)가 구비되는 것이 좋다. 상기 외부광차단부(미도시)는 상기 테두리 프레임(112)의 둘레면에 광차단재를 코팅하거나 박막의 광차폐필름을 부착하는 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다.When the
그리고 상기 커버(100)는 상기 제1커버부재(110)의 내측에 상기 제2커버부재(120)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 상기 제2커버부재(120)는 원판 또는 다각형의 판 등 디자인 조건이나 설계조건에 맞는 형상으로 된 플레이트 형상이나, 캡(Cap) 형상의 케이스 등 다양한 형상으로 제조될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 제2커버부재(120)가 캡 형상의 케이스로 제조된 경우를 설명한다. The
본 실시예에 있어서 상기 제2커버부재(120)는 적외선 대역에 속하는 광만을 투과시키기 위한 적외선 밴드 패스 필터의 기능을 하며, 상기 제2커버부재(120)는 적외선 밴드에 속하는 광선만을 투과시키는 적외선 광학 플라스틱 재질로 제조되어 일반적으로 불투명한 재질로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이 적외선 밴트 패스 필터층(123)을 포함하여 구성될 수도 있다.In the present embodiment, the
상기 적외선 밴드 패스 필터층(123)은 박막의 필름이나 적외선 밴드 패스 물질이 도포되어 고형화된 코팅층 등의 방식으로 형성될 수 있다.The infrared band
상기 제2커버부재(120)는 상기 제1커버부재의 베이스(111)의 내측, 즉 하측에 나란하게 적층되는 내부 베이스(121)를 더 포함하여 구성되며, 본 실시예에 있어서 상기 적외선 밴드 패스 필터층(123)는 상기 내부 베이스(121)의 일측면에 구비되나 이에 한정되는 것은 아니다.The
물론, 상기 내부 베이스(121)가 전체적으로 상하방향의 적외선 투과가 가능하게 구성될 수도 있지만, 상기 내부 베이스(121)의 일부분을 통해서만 적외선 등의 피사체 감지광이 투과되도록 구성될 수도 있는데, 이러한 경우 상기 내부 베이스(121)가 광투과영역(121a)과 광차단영역(미도시)을 가진다. 그리고 상기 광원(210)에서 출사된 피사체 감지광의 일부 또는 전체 또는 대부분이 상기 광투과영역(121a)로 직접 조사되거나, 상술한 바와 같이 상기 조명 가이드(310)이 구비된 경우에는 상기 조명 가이드를 통해 상기 광원에서 출사된 피사체 감지광은 상기 광투과영역(121a)으로 조사된다.Of course, the
이 때 상기 적외선 밴드 패스 필터층(123)은 상기 광투과영역(121a)과 겹쳐지는 것이 바람직하며, 상기 광투과영역(121a)은 적외선 밴드만 패스시키는 광학 플라스틱으로 제조될 수도 있다. 상기 광차단영역은 상기 내부 베이스(121)의 일측면에 광 차폐필름을 부착하거나 광차폐물질을 코팅하는 등 다양한 방식으로 형성되 어 가시광선 및 적외선 등의 광선을 차단할 수도 있고, 서로 다른 재질을 사용하여 상기 광차단영역과 상기 광투과영역(121a)을 이중사출로 일체화할 수도 있다.In this case, the infrared band
상기 제2커버부재(120)는 상기 제1커버부재(110)의 내측에 밀착 결합된다. 이들은 각기 별도로 제조된 후 상호 결합될 수 있으나, 이중 사출방식으로 일체로 결합될 수도 있다.The
한편, 상기 커버(100)의 발광을 위하여 상기 조명부재(400)의 조명광을 상기 커버(100)의 상측표면으로 출사시키는 상기 광출사부(131), 즉 상기 출사패턴은 상기 제1커버부재(110) 및/또는 상기 제2커버부재(120)에 구비될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 제1커버부재(110)와 상기 제2커버부재(120)의 밀착면상에 구비된다.On the other hand, the
즉, 상기 광출사부(131)는 상기 제1커버부재(110) 및 상기 제2커버부재(120) 중 적어도 어느 일측에 구비되어 상기 조명부재(400)의 조명광을 상방으로 출사시키며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2커버부재, 보다 상세하게는 상기 내부 베이스(121)의 상측면에 상기 출사패턴을 형성함으로써 상기 제2커버부재(120)에 상기 광출사부(131)가 구비될 수 있다.That is, the
상기 광출사부(131)는 엠보싱과 같은 복수개의 돌기들을 포함하여 구성되나 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1커버부재(110)와 상기 제2커버부재(120)가 밀착결합될 수 있도록 상기 제1커버부재(110)의 내측면, 보다 상세하게는 상기 베이스(111)의 내측면(밑면)에는 상기 돌기들에 대응되는 복수의 홈들이 형성되는 것이 좋다.The
그리고 상기 제2커버부재(120)는 상기 테두리 프레임(112)의 내측에 제공되 어 상기 조명 가이드와 결상 가이드 등의 부품을 둘러싸는 내부 테두리(122)를 더 포함하여 구성될 수 도 있으며, 상기 내부 테두리(122)는 가사광선을 차단할 수 있도록 광차단재질로 제조되거나 필름이나 코팅층으로 된 광차폐층을 갖는 것이 좋다. 물론, 상기 내부 테두리(122)는 적외선도 차폐하는 등 외부광을 전체적으로 차단하는 것이 바람직하다.The
상기 출사부(131)를 이루는 출사패턴은 상기 피사체 감지광이 상기 커버(100)의 외부로 유출되는 과정에서 산란되거나 과도하게 굴절되는 것을 최소화하기 위하여, 상기 커버 중에서 상기 피사체 감지광이 유출입되는 부분의 적어도 일부, 예를 들면 상기 광투과영역을 제외한 부분에 형성되는 것이 바람직하다.The emission pattern constituting the
한편, 상기 결상 가이드(340)는 몰딩재(330)의 내부에 일체로 패키지(Package)되는데, 본 실시예에서는 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 상기 몰딩재(330)에 의해 상호 일체로 패키지되어 모듈화된 상태로 상기 광 조이스틱의 내부에 구비되며, 상기 광원(210)은 커버의 내부 다양한 위치에 제공될 수 있다.On the other hand, the
본 실시예에서는 상기 광원(210)이 상기 광센서(220)와 일체로 패키지되며, 상기 광센서(220)는 상기 기판(230)과 분리형 또는 일체로 결합된 상태로 전기적으로 연결되는데, 본 실시예에서는 상기 광원(210)이 상기 광센서(220)와 함께 상기 기판(230)상에 실장되며 상기 광센서(220)와 일체로 상기 기판(230)상에 패키지되어 상기 광 조이스틱의 일부를 이룬다.In this embodiment, the
여기서 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)와 함께 상기 몰딩재의 내부에 전체가 일체로 패키지 되어 일체형 패키지로서 모듈화 될 수도 있고, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 상기 몰딩재에 의해 상호 일체로 패키지된 상부 패키지를 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)가 기판상에 일체로 패키지된 하부 패키지상에 안착시켜 상기 상부 패키지와 상기 하부 패키지를 조립할 수도 있다.Here, the
본 실시예에서는 상기 조명 가이드(310)와 상기 몰딩재(330)에 의해 일체로 패키지된 결상 가이드(340)와 상기 조명 가이드(310)를 갖는 상부 패키지(300)와 상기 기판에 실장되는 광원(210)과 상기 광원(210)과 일체로 패키지된 상기 광센서(220)를 갖는 하부 패키지(200)를 각각 제조한 후 이들을 상호 조립한 예를 설명한다.In the present embodiment, the
상기 광센서(220)와 상기 광원(210)은 SMT(Surface Mount Technology)와 같은 표면실장기술 등의 공정을 통해 회로기판 예를 들면 PCB 등과 같은 기판(230) 상에 실장된다.The
그리고 상기 광센서(220)와 광원(210)이 상기 기판상에 실장됨으로써 일체로 패키지되었다고 볼 수도 있고, 본 실시예에서와 같이 상기 기판상에 실장된 상기 광센서(220)와 광원(210)가 몰딩재(240)에 의해 상기 몰딩재의 내부에 상호 일체로 패키지되는 방식이 있으며, 상기 몰딩재(240, 330)로는 EMC(Epoxy Molding Compound) 등이 있다.In addition, the
보다 상세하게 설명하면, 상기 기판(230)에 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)가 상호 이격된 위치에 실장된 후에 상기 몰딩재(240)로 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)를 도포하여 고형화 함으로써 이들 두 구성이 일체로 패키지된다. 즉, 미리 가공된 소정형상의 몰드(틀)를 상기 기판(230) 상에 밀착시킨 후 몰드(미도시)에 액상의 EMC를 충진시킨후 상기 EMC가 굳으면 본 실시예에 따른 상기 하부 패키지(200)가 형성된다. In more detail, the
설명의 편의를 위하여, 상기 광원(210)과 광센서(220)를 일체로 패키지하는 몰딩재(240)를 제1몰딩재라 칭하고, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)를 일체로 패키지 하는 몰딩재(330)를 제2몰딩재라고 칭한다. For convenience of description, the
상기 제1몰딩재(230)로는 투명한 또는 투시가능한 몰딩재, 예를 들면 Clear EMC 등이 적용될 수도 있으며, 이러한 경우 상기 광원(210)과 상기 광센서(220) 사이에는 광차단을 위한 광차단막 또는 광차단벽(250)이 구비되는 것이 좋으나, 상기 제1몰딩재가 투명한 재질에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라 상기 광원(210)에서 출사된 적외선이 상기 광센서(220)로 직접 입사되는 것이 방지된다.As the
상기 광차단막(250)은 빛이 투과되지 않는 블랙(Black) EMC 또는 빛이 투과되지 않는 차폐 테이프(Tape), 예를 들면 아미드 테이프(Amid Tape)이나 필름 또는 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)가 끼워지는 홀이 형성된 마스크 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다. The
상기 광센서(220)는 입사되는 빛을 감지하여 연속적으로 피사체의 이미지를 촬상하고, 촬상된 영상화면의 변화는 변위값으로 연산된다. 상기 광센서(220)는 다수개의 픽셀(pixel)들이 구비된 촬상영역을 가지며, 상기 촬상영역에 상기 피사체에 반사된 빛이 입사됨에 따라 상기 피사체의 이미지가 촬상된다.The
상기 하부 패키지(200)와는 별도로, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)는 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)에 각각 대응되도록 상기 제2몰딩재(330)에 의해 상기 제2몰딩재의 내부에 패키지되어 상기 상부 패키지(300)를 형성한다.Apart from the
상기 제2몰딩재(330)는 상기 제1몰딩재(240)와 동일한 재질을 가질 수도 있으며, 본 실시예에서 상기 제2몰딩재(330)는 외부광의 차단이 가능한 재질을 갖는다. 외부광 차단이 가능한 상기 제2몰딩재(330)의 일 예로는 블랙(Black) EMC 등이 있으며, 미리 가공된 몰드(틀)에 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)를 배치하고 상기 제2몰딩재(330)를 충진시켜 고형화함으로써 상기 상부 패키지(300)가 형성된다. The
보다 상세하게 설명하면, 상기 상부 패키지(300)가 상기 하부 패키지(200) 상에 안착될 때 상기 조명 가이드(310)의 입사측이 상기 광원(210)의 상측에 위치하고 상기 결상 가이드(340)의 출사측이 상기 광센서(220)의 상측에 위치되도록, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)를 정렬한 후 상기 제2몰딩재(330)를 사용하여 일체로 패키지한다.In more detail, when the
상기와 같이 제2몰딩재(330)에 의해 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 일체로 패키지되면, 상기 상부 패키지(300)의 표면, 특히 상측표면을 매끄럽게 처리하는 공정, 예를 들면 폴리싱공정을 수행할 수도 있다. When the
그리고 상기 하부 패키지(200)와 상부 패키지(300)가 완성되면, 상기 상부 패키지(300)가 하부 패키지(200)의 상측에 적층된다. 상기 하부 패키지(200)와 상 부 패키지(300)의 결합은, 상기 하부 패키지(200)나 상부 패키지(300)에 돌기와 홈(241, 331)을 형성한 후 결합할 수도 있으며, 양면테이프나 접착용 수지 등을 이용하여 이들을 상호 고정하는 등 다양한 방식으로 이들을 결합할 수 있다.When the
이와 같이 상기 하부 패키지(200)가 상부 패키지(300)와 상호 결합되어 일체로 모듈화되면, 상기 커버(100)와 결합되어 상기 기판이 상기 커버(100)의 바닥을 형성한다.When the
본 실시예에 있어서 상기 조명 가이드(310)는 전반사에 의해 빛을 안내하는 도파관을 포함하여 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기 제2몰딩재(330)의 내부에 패키지된 상태에서 상기 광원(210)의 피사체 감지광을 상기 커버(100)측으로 안내할 수 있는 광학부재라면 족하다. 상기 조명 가이드(310)는 상기 피사체 감지광이 전반사에 의해 상기 커버의 상부 내측면에 도달하도록 벽면(내벽면 및/또는 외벽면)에 반사율이 높은 코팅재가 도포되는 것이 바람직하다.In the present embodiment, the
그리고 상기 결상 가이드(340)는 상기 광원(210)에서 출사된 후 상기 피사체에 반사된 빛을 상기 광센서(220)에 결상시키기 위한 것으로, 본 발명에서는 광섬유(341)를 포함하여 구성된다.The
상기 광섬유(341)는 광신호나 빛을 전달하는 매개체로서 상기 피사체 감지광을 상기 광센서로 전달하기 위한 통로역할을 한다. 상기 광섬유(341)는 코어의 지름의 크기에 따라 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유로 구분된다.The
상기 광섬유(341)는 광전송의 통로를 형성하는 적어도 하나의 코어(core)와 상기 적어도 하나의 코어를 둘러싸는 클래드(Clad)로 구성된다. 본 발명에 있어서 상기 광섬유(341)는 복수개의 코어(341a)와 상기 코어를 둘러싸는 클래드(341b)로 구성되는 복심코어 광섬유 또는 다심코어 광섬유이거나, 상기 클래드의 내부에 단일 즉 하나의 코어가 구비된 단심코어 광섬유일 수도 있다.The
일반적으로 상기 광센서(220)의 전체 픽셀영역이 상기 단일코어 광섬유의 단면적보다 넓으므로, 상기 광섬유(341)가 단일코어 광섬유인 경우 상기 결상 가이드(340)는 다발로 된 복수가닥의 상기 단일코어 광섬유를 포함하여 구성된다. 물론, 상기 다심코어 광섬유 또한 상기 전체 픽셀영역의 넓이에 대응하여 다발로 될 수도 있다. In general, since the entire pixel area of the
다만, 상기 결상 가이드(340)가 다발로 된 상기 단심코어 광섬유를 포함하여 구성되는 경우, 상기 결상 가이드(340)에서 상기 단심코어 광섬유의 수만큼 존재하는 클래드가 차지하는 면적이 넓어지게 되고, 이러한 경우 상기 광센서(220)에 구비된 픽셀들 중 상기 피사체 감지광이 도달하지 못하는 음영영역이 증가하게 되어 광 조이스틱 조작의 정밀도나 민감도가 저하된다. However, when the
그러나 상기 결상 가이드(340)가 적어도 하나의 상기 다심코어 광섬유를 포함하여 구성되는 경우에 상기 클래드(341b)가 차지하는 면적이 동일 굵기의 상기 단심코어 광섬유 다발에 비해 현저히 감소되고 코어의 수가 증가될 수 있으므로, 상기 피사체 감지광이 도달하지 못하는 음영영역이 최소화될 수 있어서 광 조이스틱 조작의 정밀도나 민감도가 향상된다.However, when the
즉, 상기 결상 가이드(340)가 상기 다심코어 광섬유를 포함하여 구성되는 경우, 상기 광센서(220)의 픽셀영역 내에 보다 많은 코어(341a)들이 위치되므로, 단 위 픽셀당 매칭(Matching)되는 코어의 수가 증가하게 되고, 이에 따라 상기 피사체의 움직임이 보다 정확하게 촬상될 수 있다.That is, when the
물론, 상기 결상 가이드(340)가 상기 단일코어 광섬유와 상기 다심코어 광섬유의 혼용으로 이루어질 수도 있다.Of course, the
한편, 상기 피사체에 반사된 피사체 감지광을 상기 광센서로 입사시키는 결상 가이드(340)는 상기 광섬유(341)와 이웃하는 렌즈부를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 상기 렌즈부는 그린렌즈(Gradient Index Lens)나 볼록렌즈나 고굴절 렌즈 등 빛을 결상시키는 다양한 렌즈가 적용될 수 있으며, 상기 그린렌즈는 피치에 따라 상기 피사체의 이미지가 결상되는 위치를 조절할 수 있다. On the other hand, the
상기 렌즈부, 보다 상세하게는 상기 그린렌즈는 상기 광섬유(341)의 입사측과 출사측 중 적어도 어느 일측에 배치될 수 있으므로, 상기 광섬유(341)를 사이에 두고 상기 광섬유의 양측에 각각 상기 그린렌즈가 구비될 수도 있고, 상기 그린렌즈를 사이에 두고 상기 그린렌즈의 양측에 각각 상기 광섬유가 배치될 수도 있다.The lens unit, more specifically, the green lens may be disposed on at least one of the incidence side and the outgoing side of the
그리고 상기 광섬유(341)에서 출사된 피사체 감지광이 상기 광센서로 직접 입사되는 경우, 상기 피사체 감지광의 누설이나 손실을 방지하기 위하여 상기 광섬유의 출사측 단부는 상기 광센서(220)의 픽셀영역에 연접되는 것이 바람직하다.When the subject detection light emitted from the
상기 조명 가이드(310)는 상기 결상 가이드(340)와 나란하게, 즉 평행하게 될 수도 있으나, 이러한 경우 상기 조명 가이드(310)에서 출사되어 상기 피사체에 의해 반사된 빛의 일부만이 상기 결상 가이드(340)로 유입되므로 상기 광센서(220)로 입사되는 광량이 감소하여 광 조이스틱의 성능이 저하된다. The
상기 조명 가이드(310)의 배치방향은 상기 기판(230)에 대하여 수직방향 또는 일정각도 경사지게 배치될 수 있다. 그러나, 상기 조명 가이드(310)의 배치상태는 상기 기판에 대하여 수직방향보다 일정각도 경사지게 구성하는 것이 바람직하다.The direction in which the
다시 말해서 상기 조명 가이드(310)가 상하방향으로 수직하게 배치되고 상기 결상 가이드(340)도 상하 방향으로 수직하게 배치되는 경우처럼 양 부재가 서로 나란하게 된 경우, 상기 피사체에 반사된 빛의 극히 일부만이 상기 결상 가이드(340)로 유입되거나 상기 결상 가이드로 유입되는 광량이 제로(0)가 될 수도 있다.In other words, when both members are parallel to each other, such as when the
이러한 문제점을 보완하기 위하여 상기 광원의 세기를 높이면 되나 전력소모가 증가하고 비용이 비싼 문제점이 있다. 따라서, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)는 상부, 즉 출사측으로 갈수록 상기 결상 가이드의 입사측에 점점 가까워지도록 배치되는 것이 좋다. 예를 들면 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)의 연장선, 예를 들면 축선이 상호 교차하도록 배치되는 것이 좋다. In order to compensate for this problem, the intensity of the light source may be increased, but there is a problem in that power consumption is increased and cost is high. Accordingly, the
구체적 예로서, 상기 결상 가이드(340)이 상하방향으로 수직하게 배치된 경우 상기 조명 가이드(310)는 상기 결상 가이드쪽으로 기울어지게, 즉 경사지게 배치되면, 상기 조명 가이드(310)에서 출사된 빛의 대부분이 상기 피사체에 반사된 후 상기 결상 가이드(340)로 입사될 수 있다. As a specific example, when the
상기 조명 가이드(310)의 출사측과 상기 결상 가이드(340)의 입사측은 상호 이격되게 배치될 수도 있고 서로 접촉하여 맞닿도록 배치될 수도 있다. 그리고 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 모두 경사지게 기울어지게 배치될 수도 있다.The exit side of the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 커버(100)에 피사체가 접촉되면, 상기 광원(210)에서 방사되는 빛이 상기 조명 가이드(310)를 통과한 후 피사체로 전달된다. When the subject comes into contact with the
그리고 상기 피사체에 부딪혀 반사된 피사체 감지광은 상기 커버(100)를 투과하여 상기 커버의 내부로 유입된 후 상기 결상 가이드(220)를 거쳐 상기 광센서(220)로 입사된다. In addition, the object detection light reflected by hitting the subject passes through the
상기 광센서(220)는 입사된 빛을 촬상하고, 촬상된 영상화면이 실시간으로 비교되어 영상화면에 차이가 발생된 변위값이 연산되며, 연산된 변위값은 휴대 전자기기의 마이컴(미도시)으로 전송되고, 상기 마이컴에 의해 휴대 전자기기(50)의 디스플레이 화면(51)상에 커서의 이동이 표시된다. The
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 광원(210)이 전술한 바와 같이 적외선을 출사하는 경우, 상기 결상 가이드(340)에는 적외선 파장대역 이외의 광 유입을 차단하는 적외선밴드패스 필터가 더 구비될 수도 있다. On the other hand, although not shown, when the
상기 적외선밴드패스 필터는 상기 결상 가이드(340)의 입사측 및/또는 출사측에 구비될 수 있으며, 필름이나 테입 또는 적외선밴드 패스 물질을 상기 코팅물질 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다.The infrared band pass filter may be provided at the incidence side and / or the exit side of the
도 8은 상기 상부 패키지(300)와 하부패키지(200)로 각각 제조된 본 발명의 광 조이스틱이 조립되는 과정을 보인 것이다. 8 illustrates a process of assembling the optical joystick of the present invention manufactured by the
먼저 상기 광원(210)과 광센서(220)가 상기 기판(230)상에 각각 일정거리 이 격된 위치에 SMT 공정으로 설치되고, 상기 광원(210)과 광센서(220)가 실장된 기판(230)에 몰드를 설치하고 액상의 제1몰딩재(240)를 상기 몰드에 주입하여 상기 하부 패키지(200)를 제조한다. 이 때 상기 기판(230)상에는 상기 조명부재(400)가 실장되나, 상기 조명부재가 상기 기판상에 실장되지 않고 상기 커버(100)에 직접 설치되는 등 상기 조명부재(400)의 위치에는 제한이 없으나, 본 실시예에서 상기 조명부재(400)는 상기 기판(230)의 가장자리를 따라 복수개가 이격 배치된다.First, the
그리고 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)이 설계조건에 따른 소정위치에 배치된 후 상기 제2몰딩재(330)로 일체화하여 상기 상부 패키지(300)를 제조한다. 여기서, 상기 상부 패키지(300)와 하부 패키지(200)에는 정확한 결합이 이루어질 수 있도록 이들이 접합되는 면에 돌기(331)와 홈(241)이 형성된다. After the
상기 상부 패키지(300)와 하부 패키지(200)의 제조 순서는 상관이 없으며 상기 상부 패키지가 먼저 제조될 수 도 있고 동시에 제조될 수도 있다. 그리고 상기 상부 패키지(300)와 하부 패키지(200)가 상호 결합된 후에는 상기 커버(100)의 내부에 조립된다.The manufacturing order of the
상기와 같은 구성의 광 조이스틱을 갖는 휴대 전자기기(50)의 일 예로서 휴대폰이 도 6에 도시되어 있으며, 상기 휴대 전자기기(50)는 휴대폰이나 PDA나 리모콘이나 네이게이션 등 다양하며, 특히 디스플레이화면이 구비된 전자기기로서 포인터의 사용이 필요한 전자기기에는 일반적으로 적용가능하다.As an example of the portable
그리고 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예에서 설명된 내용은 이하에서 설명되는 다른 실시예들에서 각각 설명되는 내용과 상충되거나 다른 부분을 제 외하고 다른 실시예들 각각에 동일하게 적용될 수 있으며, 동일 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.In addition, the contents described in the first embodiment of the optical joystick according to the present invention may be equally applied to each of the other embodiments except for a portion that is conflicted with or different from those described in the other embodiments described below. The same code | symbol is used about the same structure.
한편 도 9에 도시된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제2실시예서와 같이, 상기 광원(210)에서 출사된 피사체 감지광을 상기 커버의 내측면으로 안내하는 조명 가이드(310a)는 그 출사측이 상기 결상 가이드(340)의 입사측에 접촉되어 상기 결상 가이드(340)에 의해 지지되는 형태로 경사지게 배치될 수도 있다. On the other hand, as shown in the second embodiment of the optical joystick according to the present invention shown in Figure 9, the
이러한 경우 상기 조명 가이드(310a)의 출사측과 상기 결상 가이드(340)의 입사측이 인접하게 되므로 상기 피사체에서 반사된 피사체 감지광의 상기 결상 가이드(340)로의 입사율이 향상될 수 있고, 상기 커버의 두께를 최소화 할 수 있다.In this case, since the exit side of the
한편, 전술한 제1실시예에서 설명된 발명의 내용 중 상기 조명 가이드(310a)의 배치구조를 제외한 부분은 본 발명의 제2실시예에 전체적으로 동일하게 적용될 수 있으므로, 그에 대한 반복적인 설명을 생략하며 동일 구성에 대해서는 동일 도면 부호를 사용한다. 그리고 상기 제2실시예에서 설명된 내용은 이하에서 설명되는 다른 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있으며 이에 대한 반복 설명은 생략한다.On the other hand, part of the contents of the invention described in the above-described first embodiment except for the arrangement structure of the
다음으로, 도 10 내지 도 12을 참조하여, 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제3실시예 내지 제5실시예를 설명한다. 본 실시예들은 각각 전술한 제1실시예서 설명된 상기 커버(100)와 상기 광원(210)과 상기 조명 가이드(310)가 동일하게 적용될 수 있으며, 상기 피사체에 반사된 피사체 감지광을 상기 광센서(220)로 입사시키는 결상 가이드(340a, 340b)는 광섬유(341)와 상기 광섬유에 이웃하는 렌즈부(342)를 포함하여 구성된다.Next, with reference to Figs. 10 to 12, the third to fifth embodiments of the optical joystick according to the present invention will be described. The embodiments of the present invention may be equally applicable to the
상기 렌즈부(342)는 그린렌즈(Gradient Index Lens)나 볼록렌즈나 고굴절 렌즈 등 빛을 결상시키는 다양한 렌즈가 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 렌즈부(342)에 상기 그린렌즈를 적용하여 피치에 따라 상기 피사체의 이미지가 결상되는 위치를 조절할 수 있다. The
상기 렌즈부, 보다 상세하게는 상기 그린렌즈(342)는 상기 광섬유(341)의 입사측과 출사측 중 적어도 어느 일측에 배치될 수 있으므로, 도시되지는 않았으나 상기 광섬유(341)를 사이에 두고 상기 광섬유(341)의 양측에 각각 상기 그린렌즈(342)가 구비될 수도 있고, 상기 그린렌즈(342)를 사이에 두고 상기 그린렌즈(342)의 양측에 각각 상기 광섬유(341)가 배치될 수도 있다.The lens unit, and more specifically, the
상기 렌즈부(342)와 상기 광섬유(341)가 연접하는 경우 상기 렌즈부와 상기 광섬유의 연접부를 감싸서 광누설을 방지하는 튜브(미도시)가 구비되는 것이 좋다.When the
그리고 도 12에 도시된 제5실시예서와 같이, 상기 제1몰딩재(240)에 의해 상기 광센서(220)와 광원(210)이 일체화 된 하부 패키지(200a)의 상측 표면, 보다 상세하게는 상기 광원(210)과 광센서(220)의 상측에 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340, 340a, 340b)의 설치를 위한 적어도 하나의 설치홈(241, 242)을 형성할 수도 있다.And, as in the fifth embodiment shown in FIG. 12, the upper surface of the
이에 따라, 상기 설치홈(241, 242)에 상기 조명 가이드(310)의 입사측과 결상 가이드(340, 340a, 340b)의 출사측를 삽입하여 정렬시킨 후 상부 패키지(300a)의 형성을 위한 몰드를 설치하고 상기 제2몰딩재(330)를 상기 몰드에 충진하여 상기 상부 패키지(330a)를 형성할 수 있다. Accordingly, the mold for forming the
상기 설치홈(241, 242)은 상기 제1몰딩재(240)에 의해 상기 하부 패키지(200a)가 형성된 상태에서 상기 광원(210)의 상측과 상기 광센서(220)의 상측을 제거하여 형성하거나, 상기 제1몰딩재(240)에 의한 패키징 공정에서 상기 광원(210)의 상측과 상기 광센서(220)의 상측에 상기 설치홈 형성을 위한 성형부재를 올리고 상기 하부 패키지가 완성된 후 상기 성형부재를 제거하면 상기 설치홈(241, 242)이 형성된다.The
그리고, 전술한 제1실시예에서 설명된 발명의 내용 중 본 실시예들에서 설명되지 않은 내용은, 상기 제3실시예 내지 제5실시예에 전체적으로 동일하게 적용될 수 있으므로, 그에 대한 반복적인 설명을 생략하며 동일 구성에 대해서는 동일 도면 부호를 사용한다.In addition, since the contents of the present invention described in the first embodiment are not described in the present embodiments, the same may be applied to the third to fifth embodiments as a whole. The same reference numerals are used for the same configuration.
물론, 전술한 제2실시예에서와 같이 상기 제3실시예 내지 제5실시예 각각의 조명 가이드(310)는 그 출사측이 상기 결상 가이드(340)의 입사측에 접촉되어 상기 결상 가이드(340, 340a, 340b)에 의해 지지되는 형태로 경사지게 배치될 수도 있으며, 상기 광원은 시각적 피로감을 줄일 수 있도록 전술한 적외선 LED 등의 적외선원을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제3실시예 내지 제5실시예에서 설명된 내용은 이하에서 설명되는 다른 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다. Of course, as in the above-described second embodiment, the
다음으로 도 13에 도시된 본 발명에 따른 제6실시예를 참조하면, 본 발명에 따른 광 조이스틱은, 상기 기판(230)으로부터 상부 패키지(300b)의 상단면까지의 높이(또는 두께) 조절을 위하여 상기 상부 패키지(300b)와 하부패키지(200b) 사이 에 구비되는 적어도 하나의 스페이서(Spacer; 500)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. Next, referring to the sixth embodiment according to the present invention illustrated in FIG. 13, the optical joystick according to the present invention adjusts the height (or thickness) from the
상기 상부 패키지(300)는 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)가 일체로 패키지 된 것을 말하며, 상기 하부 패키지(200)는 상기 광센서(220)와 상기 광원(210)이 상기 기판(230)상에 일체로 패키지 된 것을 말한다.The
상기 광 조이스틱은 휴대 전자기기의 슬림화 추세에 맞추어 얇게 제조되는 것이 좋으나, 설계조건 상 상기 기판(230)으로부터 상기 상부 패키지(300b)의 상단면까지 일정 높이 이상이 되어야 할 경우 상기 상부 패키지(300b)와 상기 하부 패키지(200b) 개스킷 등과 같은 스페이서(500)가 게재될 수도 있으며, 상기 스페이서(500)는 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드의 설치를 위해 상하방향으로 관통된 관통홀을 가지며, 가시광선이나 적외선 등의 광선을 차단하는 차광성 재질로 제조되는 것이 좋다. The optical joystick may be manufactured to be thin in accordance with the trend of slimming of portable electronic devices. However, when the optical joystick has to have a predetermined height or more from the
물론, 전술한 제1실시예 내지 제5실시예에서 설명된 내용 중 본 실시예들에서 설명되지 않은 내용은, 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제6실시예에 전체적으로 동일하게 적용될 수 있으므로, 그에 대한 반복적인 설명을 생략하며 동일 구성에 대해서는 동일 도면 부호를 사용한다.Of course, the contents not described in the present embodiments among the contents described in the first to fifth embodiments described above may be equally applied to the sixth embodiment of the optical joystick according to the present invention. Repeated description is omitted and the same reference numerals are used for the same configuration.
상술한 제1내지 제6실시예에서와 같이 상기 상부 패키지(300, 300a, 300b)와 하부 패키지(200, 200a, 200b)는 각각 별도로 제조된 후 조립될 수도 있으나, 도 14 및 도 15에 도시된 제7실시예에서와 같이, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340, 340a, 340b)와 상기 광센서(220)와 광원(210)이 몰딩재(610)에 의해 일체 화된 일체형 패키지(600)가 형성될 수도 있다. As in the first to sixth embodiments, the
보다 상세하게 설명하면, 상기 기판(230)에 상기 광원(210)과 광센서(220)가 실장되고, 상기 광원(210) 및 광센서(220)에 대응되도록 상기 조명 가이드(310) 및 결상 가이드(340, 340a, 340b)를 배치시킨 다음, 상기 몰딩재(610)를 사용하여 이들 모두를 일체로 패키지한다. In more detail, the
다시 말해서, 상기 광원(210)과 광센서(220)가 상기 기판(230)에 각각 SMT 등의 공정을 통해 실장된 후에 상기 광원(210) 및 광센서(220)에 대응되도록 상기 조명 가이드(310) 및 결상 가이드(340, 340a, 340b)를 배치시키고, 미리 가공된 소정형상 예를 들면 사각틀 형상의 몰드를 상기 기판의 상부에 배치시킨 후 상기 몰드에 액상의 EMC를 충진하여 고형화하면 상기 일체형 패키지(600)가 형성된다. 상기 몰딩재(610)는 외부광의 차단이 가능한 재질로 구성될 수도 있으며, 그 예로는 전술한 블랙 EMC 등이 있다.In other words, after the
다음으로 도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)가 실장되어 일체로 된 상기 기판(230)의 상부에 마스크(Mask)가 적층되고, 상기 마스크(260)는 상기 광원(210)과 광센서(220)가 삽입되도록 상하방향으로 관통된 삽입홀(261, 262)을 가지며, 상기 마스크(260)는 차광성 재질, 예를 들면 차광 플라스틱이나 유리 또는 금속판 등으로 제조될 수 있으며 상기 광원(210)에서 출사되는 빛이 상기 광센서(220)로 유입되는 것을 방지한다. Next, referring to FIGS. 16 and 17, a mask is stacked on the
그리고 상기 마스크(260)가 상기 광원(210)과 상기 광센서(220)가 실장되어 일체로 된 상기 기판(230)의 상부에 마스크(Mask)가 적층되면 하부 패키지(200c)가 형성되며, 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340, 340a, 340b)가 제2몰딩재(330)에 의해 일체로 패키지되어 형성된 상부 패키지(300c)를 상기 마스크(260)의 상측에 안착시킨 후 상기 커버(100)와 결합함으로써 광 조이스틱이 조립된다. In addition, when the
한편, 상기 적외선 밴드 패스 필터층(123)은 상기 커버(100)에 구비되지 않고 상기 일체형 패키지(600) 또는 상부 패키지(300, 300a, 300b, 300c)의 상측면에 구비될 수도 있다.The infrared band
다음으로 도 18 내지 도 20을 참조하여 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제9실시예 내지 제11실시예를 설명한다.Next, the ninth to eleventh embodiments of the optical joystick according to the present invention will be described with reference to FIGS. 18 to 20.
도 18을 참조하면, 제9실시예에 따른 광 조이스틱은, 상술한 제1실시예에서 설명된 커버(100)와 상기 기판(230)과 상기 광센서(220)와 몰딩재(610a)에 의해 상기 광센서(220)와 일체로 패키지된 상기 결상 가이드(340)를 포함하여 구성될 수도 있다. 즉 상기 결상 가이드(340)가 상기 상기 몰딩재(610a)의 내부에 상기 광센서(200)와 함께 패키지된다.Referring to FIG. 18, the optical joystick according to the ninth embodiment is formed by the
그리고 상기 기판(230)에 상기 피사체 감지광을 출사하는 광원(210a)과 상기 광센서(220)가 설치되고, 상기 광센서(220)의 상측에 상기 결상 가이드(340)를 위치시킨 다음 상기 몰딩재를 상기 광센서(220)와 상기 결상 가이드(340)의 외부에 도포하여 광센서-결상 가이드 일체형 패키지(600a)를 형성한다.The
여기서, 상기 몰딩재(610a)는 외부광의 차단이 가능한 재질을 갖는 것이 좋은데, 전술한 블랙 EMC 등과 같이 광차단이 가능한 재질의 몰딩재를 사용하여 광센서-결상 가이드 일체형 패키지(600a)를 형성한다. 그리고 상기 광원은 적외선원을 포함하여 구성될 수도 있다. Here, the
도 19 및 도 20에는, 상술한 제1실시예에서 설명된 커버(100)와 상기 기판(230)과 광원(210b)과 상기 광센서(220)와 몰딩재(610a)에 의해 상기 광센서(220)와 일체로 패키지된 상기 결상 가이드(340)를 포함하여 구성된 광 조이스틱의 제10실시예와 제11실시예가 각각 도시되어 있다.19 and 20, the optical sensor (not shown) is formed by the
다시 말해서, 상기 결상 가이드(340)가 상기 상기 몰딩재(610a)의 내부에 상기 광센서(200)와 함께 패키지되어 광센서-결상 가이드 일체형 패키지(600a)가 형성되며, 상기 광원은 적외선원을 포함하여 구성될 수도 있다. 그리고 광 조이스틱의 제8실시예와 제9실시예는 상기 기판(230)과 피사체 감지광을 출사하는 광원(210b)이 연성기판(231)에 의해 전기적으로 연결된 구조를 갖는다.In other words, the
상기와 같이 연성기판(231)으로 상기 광원(210b)과 상기 기판(230)을 연결하는 경우, 상기 광원(210b)의 설치자유도가 향상되므로, 광 조이스틱의 설계상 최적의 위치, 예를 들면 다른 부품(결상 가이드의 구조나 위치 및/또는 커버의 구조 등)과의 관계 등을 고려한 최적의 위치에 상기 광원(210b)이 구비될 수 있다.When the
그리고 상기 제10실시예와 제11실시예에 따른 광 조이스틱에 있어서, 상기 광원(210b)은 상기 기판에서 이격된 상태로 상기 커버(100)의 내부에 배치되는데, 보다 상세하게는 상기 커버(100)의 내부 일측에 제공되며, 상기 연성기판(231)에 연결되어 상기 커버의 내측면, 특히 피사체 접촉면의 하측을 향해 피사체 감지광을 출사한다.In the optical joystick according to the tenth and eleventh embodiments, the
여기서, 상기 제10실시예에 따른 광 조이스틱의 광원(210b)은 상기 광센서- 결상 가이드 일체형 패키지의 일측에 구비되며, 보다 상세하게는 상기 커버의 상측면 하부에 인접하여 배치된다. 여기서 상기 광원(210b)은 상기 몰딩재(610a)에 거치되어 지지될 수도 있다. Here, the
그리고 상기 제11실시예에 따른 광 조이스틱의 광원(210b)은, 상기 연성기판(231)에 연결되어 상기 커버(100)의 내측벽에 구비되며, 상기 결상 가이드(340)의 상측방향으로 상기 피사체 감지광을 출사한다. In addition, the
상기 광 조이스틱의 제7실시예 내지 제9실시예에는 전술한 실시예들에서 설명된 조명 가이드가 구비되지 않고, 상기 광원(210b)에서 출사된 피사체 감지광, 예를 들면 상기 적외선의 전부나 일부, 특히 대부분이, 거울이나 반사판 또는 도파관 등의 조명 가이드를 거치지 않고 상기 커버(100)의 내측면에 직접 도달한 후, 상기 커버, 특히 상기 광투과영역(111a, 121a)를 상방으로 투과하여 상기 피사체에 부딪힌다.The seventh to ninth embodiments of the optical joystick are not provided with the illumination guides described in the above-described embodiments, and all or part of the object detection light emitted from the
물론 도시되지는 않았으나, 상기 광 조이스틱의 제9실시예 내지 제11실시예가 별도의 조명 가이드를 더 포함하여 구성될 수도 있으며 이는 광원의 설치위치나 광원의 세기 등을 고려하여 조명 가이드의 설치여부를 고려할 수 있다..Although not shown, the ninth to eleventh embodiments of the optical joystick may further include a separate lighting guide, which may be installed in consideration of the installation position of the light source or the intensity of the light source. Can be considered.
그러나, 상기 광원(210a, 210b)에서 출사되는 피사체 감지광이 상기 조명 가이드를 통하지 않고 그대로 직접 상기 커버의 내측면, 특히 상기 광투과영역으로 출사되면, 상기 조명 가이드의 제조/설치비용을 절감할 수 있다. However, when the subject detection light emitted from the
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1실시예를 기준으로 광 조이 스틱의 작동을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, referring to FIGS. 3 to 6, the operation of the light joy stick will be described based on the first embodiment of the present invention.
상기 조명부재(400)에서 조명광이 출사되면, 상기 조명광은 상기 제1커버부재(110)의 테두리 프레임(112)을 내부를 투과하여 상방으로 진행하다가 상기 조명광의 적어도 일부가 상기 조명광 반사부(132)에서 대략 수평방향으로 상기 광출사부(131)를 향해 반사되어 상기 베이스(111)의 내부를 따라 진행하며, 다른 일부는 상기 제1커버부재의 상측으로 출사된다.When the illumination light is emitted from the
그리고 상기 조명광 반사부(132)에서 반사된 조명광은 상기 광출사부에서 반사되어 산란 및 확산에 의해 상기 제1커버부재(110)의 상측면으로 면광원 형태로 출사되어 상기 커버(100)의 외측면 중 적어도 일부가 발광하게 된다.The illumination light reflected by the illumination
한편, 상기 광원(210)에서 방사되는 빛은 상기 조명 가이드(310)를 거쳐 상기 커버(100)를 투과하여 상방으로 방사되는데, 상기 커버(100)의 외부에 피사체가 있는 경우에는 상기 조명 가이드(310)에서 출사된 빛이 상기 피사체에 부딪혀 반사된 후 상기 결상 가이드(340)로 입사되며, 상기 결상 가이드는 상기 피사체에 반사된 빛을 상기 광센서(220)로 전달한다.On the other hand, the light emitted from the
그리고 시간별로 변화되는 상기 광센서(220)의 입사광의 변위값에 따라 상기 휴대 전자기기(50)의 디스플레이 화면(51)상에서 커서 또는 포인터의 이동이 구현된다.The movement of the cursor or the pointer is implemented on the
상기 광원(210)에서 출사되는 빛이 적외선인 경우 상기 조명 가이드(310)와 결상 가이드(340)를 거쳐 상기 광센서(220)로 유입되는 빛이 적외선 대역에 한정되도록 상기 커버(100) 및/또는 상기 결상 가이드 및/또는 상기 상부패키지(300, 300a, 300b, 300c) 또는 상기 일체형 패키지(600) 또는 상기 광센서-결상 가이드 일체형 패키지에 전술한 적외선밴드 패스 필터층이 구비되는 것이 바람직하다.When the light emitted from the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
도 1은 종래의 광 조이스틱의 일 예를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional optical joystick.
도 2는 종래의 광 조이스틱이 탑재된 휴대 전화기의 일 예를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view illustrating an example of a mobile phone in which a conventional optical joystick is mounted.
도 3은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예를 나타낸 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 광 조이스틱의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the light joystick shown in FIG. 3.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 광 조이스틱을 갖는 휴대 전자기기의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing an embodiment of a portable electronic device having an optical joystick according to the present invention.
도 7은 도 3에 도시된 광 조이스틱에 피사체인 손가락이 접촉된 상태를 나타낸 단면도 및 확대 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view and an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which a finger as a subject contacts a light joystick illustrated in FIG. 3.
도 8은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정 모식도이다.8 is a process schematic diagram schematically showing a process of manufacturing a first embodiment of an optical joystick according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제2실시예를 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제3실시예를 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제4실시예를 나타낸 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제5실시예를 나타낸 단면도이다.12 is a sectional view showing a fifth embodiment of an optical joystick according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제6실시예를 나타낸 단면도이다.13 is a sectional view showing a sixth embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제7실시예를 나타낸 단면도이다.14 is a sectional view showing a seventh embodiment of an optical joystick according to the present invention.
도 15는 도 14에 도시된 광 조이스틱을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정 모식도이다.FIG. 15 is a process schematic diagram schematically showing a process of manufacturing the optical joystick shown in FIG. 14.
도 16은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제8실시예를 나타낸 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing an eighth embodiment of an optical joystick according to the present invention.
도 17는 도 16에 도시된 광 조이스틱을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정 모식도이다.FIG. 17 is a process schematic diagram schematically showing a process of manufacturing the optical joystick shown in FIG. 16.
도 18은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제9실시예를 나타낸 단면도이다.18 is a sectional view showing a ninth embodiment of an optical joystick according to the present invention.
도 19는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제10실시예를 나타낸 단면도이다.19 is a sectional view showing a tenth embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 20은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제11실시예를 나타낸 단면도이다.20 is a cross-sectional view showing an eleventh embodiment of the optical joystick according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100: 커버 110: 제1커버부재100: cover 110: first cover member
120: 제2커버부재 200: 하부 패키지120: second cover member 200: lower package
210: 광원 220: 광센서210: light source 220: light sensor
230: 기판 240: 제1몰딩재230: substrate 240: first molding material
250: 광차단막 300: 상부 패키지250: light blocking film 300: upper package
310: 조명 가이드 330: 제2몰딩재310: lighting guide 330: second molding material
340, 340a, 340b: 결상가이드 341: 코어340, 340a, 340b: Opening guide 341: Core
342: 크래드 600, 600a: 일체형 패키지342: clad 600, 600a: integrated package
Claims (18)
Priority Applications (1)
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KR1020080124232A KR100964166B1 (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Optical joy stick and portable electronic device having the same |
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ID=42370120
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KR (1) | KR100964166B1 (en) |
Citations (3)
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KR100616744B1 (en) | 2005-02-25 | 2006-08-28 | (주)모비솔 | Pointing device using holographic optical element |
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KR100883410B1 (en) | 2006-07-20 | 2009-02-17 | 주식회사 애트랩 | Sensor module for mouse and the same method for manufacturing |
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2008
- 2008-12-08 KR KR1020080124232A patent/KR100964166B1/en active IP Right Grant
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