KR101388697B1 - 옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈 - Google Patents

옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 빛을 발산하는 광원인 LED와, 상기 광원에서 발산된 빛을 굴절 및 집광하는 송광부와 수광부가 일체로 형성된 렌즈와, 상기 LED에서 발산된 빛이 투과되고, 피사체에 의해 반사되는 윈도우와, 상기 윈도우에서 반사된 빛이 입사되고, 입사된 빛을 검출하고 시그널로 출력하는 센서를 포함한다.

Description

옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈{Lens and Optical Navigation Module having the same}
본 발명은 옵티컬 네비게이션 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰이나 스마트폰 등의 개인 이동통신단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 포함하고 있으며, 상기 키패드는 숫자, 문자 및 방향에 대한 입력버튼을 구비하고 있다.
또한, 근래에는 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스와 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인 이동통신단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우즈 운영체제가 채용되고 있다.
상기한 바와 같이 개인 이동통신단말기의 사용자 인터페이스로서 GUI의 운영체제가 채용되고, 이동통신단말기에 적합하고 사용자가 편리하고 간편하게 이용할 수 있는 입력장치의 개발이 절실히 요구됨에 따라, 이동통신단말기의 디스플레이 화면상에 키패드가 디스플레이되고, 상기 키패드에 순차적으로 입력하는 터치키, 조이스틱, 광포인트 장치등이 개발되고 있는 실정이고, 이중 하나가 옵티컬 네비게이션 모듈(Optical Navigation Module)이다.
그리고 종래기술에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈(광 조이스틱 모듈이라고도 함)은 디스플레이에 생성된 커서를 제어하기 위해 원하는 아이콘 및 메뉴의 선택이 가능하도록 이동통신단말기에 채용되고 있다.
이와 같은 옵티컬 네비게이션 모듈은 접촉면에 피사체인 손가락을 접촉시켜 움직이면, 손가락의 움직임에 따라 센서에 입력되는 광신호가 변화되어 휴대단말기가 조작될 수 있도록 구현된다.
그러나, 최근 출시되는 이동통신단말기의 트렌드에 따라 많은 종류의 옵티컬 네비게이션 모듈이 개발되고는 있으나, 점점 더 슬림한 모듈이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 송광부와 수광부가 일체로 이루어진 렌즈를 구비하여 조립성이 간단하고, 설계자유도가 증가될 뿐만 아니라, 상기 송광부를 프리넬 렌즈로 적용함으로써, 보다 효율적인 빛의 틸트가 가능하고, 상기 수광부를 경사진 렌즈로 구현함으로써, 모듈의 높이를 컴팩트하게 구현할 수 있는 옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 빛을 발산하는 광원인 LED와, 상기 광원에서 발산된 빛을 굴절 및 집광하는 송광부와 수광부가 일체로 형성된 렌즈와, 상기 LED에서 발산된 빛이 투과되고, 피사체에 의해 반사되는 윈도우와, 상기 윈도우에서 반사된 빛이 입사되고, 입사된 빛을 검출하고 시그널로 출력하는 센서와, 상기 LED, 렌즈, 윈도우 및 센서를 커버하는 하우징을 포함하고, 상기 송광부는 상기 LED에 발산된 빛을 굴절시켜 윈도우로 전달하기 위해 프리넬 렌즈로 이루어진 센서를 포함한다.
삭제
또한, 상기 수광부는 상기 윈도우에서 반사된 빛을 집광시켜 상기 센서로 전달하기 위해 렌즈 장착면에 대하여 경사지도록 형성된다.
또한, 상기 LED 및 상기 센서를 부분적으로 커버하고 잡광의 유입을 차단하는 차폐부인 리드를 더 포함한다.
또한, 상기 리드는 상기 LED의 빛이 윈도우를 향해 발산되도록 오픈부인 사각형 관통부와, 상기 윈도우에서 반사 및 굴절된 빛이 센서로 입사되도록 오픈부인 원형홀이 형성된다.
또한, 상기 리드는 상기 LED와 센서를 구획하는 격벽부가 더 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 상기 하우징의 외부로 빛을 발산하기 위한 조명장치를 더 포함한다.
또한, 상기 하우징의 상부는 투명 또는 반투명재질로 이루어지고, 상기 하우징의 상부를 통해 조명장치의 빛이 외부로 발산된다.
또한, 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 상기 LED와 센서가 장착되는 인쇄회로기판을 더 포함한다.
본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈는 광원에서 발산된 빛을 굴절 및 집광하는 송광부와 수광부가 일체로 형성되고, 상기 송광부는 상기 광원에 발산된 빛을 굴절시키기 위한 프리넬 렌즈로 이루어지고, 상기 수광부는 입사되는 빛을 집광시키기 위해 경사각을 갖도록 형성된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면 송광부와 수광부가 일체로 이루어진 렌즈를 구비하여 조립성이 간단하고, 설계자유도가 증가될 뿐만 아니라, 상기 송광부를 프리넬 렌즈로 적용함으로써, 보다 효율적인 빛의 틸트가 가능하고, 상기 수광부를 경사진 렌즈로 구현함으로써, 모듈의 높이를 컴팩트하게 구현할 수 있는 옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 옵티컬 네비게이션 모듈의 일부구성을 개략적으로 도시한 정면도.
도 3은 도 1에 도시한 옵티컬 네비게이션 모듈의 렌즈를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈의 개략적인 사용상태도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈 및 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 옵티컬 네비게이션 모듈의 일부구성을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 옵티컬 네비게이션 모듈은 윈도우(110), 하우징(120), 렌즈(130), 리드(140), LED(150), 센서(160), 인쇄회로기판(170) 및 조명장치(180)를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 적층순서에 따라, 인쇄회로기판(170)의 상부에 LED(150) 및 센서(160)가 장착되고, 상기 LED(150) 및 센서(160)를 부분적으로 커버하도록 상기 리드(140)가 장착된다.
그리고 상기 리드(140)의 상부에는 상기 LED(150)와 대향되도록 상기 렌즈(130)가 장착되고, 상기 윈도우(110)는 상기 렌즈의 상부에 위치되도록 상기 하우징(120)에 장착되고, 상기 하우징(120)은 렌즈(130), 리드(140), LED(150), 센서(160) 및 조명장치(180)를 커버하도록 상기 인쇄회로기판(170)에 결합된다.
또한, 상기 조명장치(180)는 인쇄회로기판(170)에 장착된다.
보다 구체적으로, 상기 LED(150)는 광원으로서 적외선을 발산하는 IR LED(150)로 구현될 수 있다.
그리고 상기 센서(160)는 상기 LED(150)에서 발산된 빛이 윈도우를 통해 반사 및 굴절되어 입사되는 빛을 포토다이오드가 검출하고, 제어부가 시그널로 출력하고, 프로세싱하여 피사체의 움직인 방향으로 커서를 움직인다.
이를 위해 상기 센서는 일체 또는 별도로 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 조명장치(180)는 빛을 하우징의 외부로 발산시키기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈(100)은 조명장치에서 발산된 빛을 상기 하우징의 외부로 고르게 발산시키기 위한 빛확산부재(미도시)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고 상기 빛확산부재는 상기 조명장치(180)과 하우징 사이에 구비된다. 또한, 상기 조명장치(180)는 LED로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 빛확산부재(미도시)는 상기 조명장치(180)에서 발산된 빛을 하우징의 둘레를 통해 외부로 고루게 발산시키기 위한 것으로 하우징과 조명장치 사이에 구비된다.
또한, 상기 빛확산부재는 빛의 진행방향을 전환 및 확산시키기 위한 돌기부가 형성될 수 있다.
그리고 상기 리드(140)는 잡광의 유입을 차단하기 위한 차폐부로서 구현되고, 오픈부인 사각형 관통부(141)과 원형홀(142)이 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 사각형 관통부(141)를 통해 상기 LED(150)의 빛이 윈도우(110)를 향해 발산되고, 상기 윈도우에서 반사 및 굴절된 빛은 상기 원형홀(142)를 통해 상기 센서(160)에 입사된다.
또한, 상기 리드(140)는 상기 LED(150)와 센서(160)를 구획하는 격벽부(143)가 형성된다.
또한, 본 발명에 옵티컬 네비게이션 모듈(100)의 리드(140)는 조명장치(180)의 빛을 외부로 발산하기 위한 조명 관통부(미도시)가 더 형성될 수 있다.
그리고 렌즈(130)는 상기 LED(150)에서 발산된 빛을 굴절시키고, 윈도우에서 반사된 빛을 집광하기 위한 것이다.
보다 구체적으로 도 3은 도 1에 도시한 옵티컬 네비게이션 모듈의 렌즈를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(130)는 송광부(131)와 수광부(132)로 이루어진다.
또한, 상기 송광부(131)는 LED(150)에서 발산된 빛을 굴절시켜 윈도우(110)로 송부하기 위한 것이고, 도 3에 도시한 바와 같이 프리넬 렌즈(Fresnel Lens)로 이루어진다. 또한, 상기 송광부(131)는 도시한 바와 달리 여러개의 동심링으로 나누어 설계된 프리넬 렌즈로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 수광부(132)는 윈도우(110)에서 반사된 빛을 집광시켜 상기 센서(160)에 송부하기 위한 것으로 상기 렌즈의 장착면에 대하여 경사지도록 형성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(130)는 송광부(131)와 수광부(132)가 일체로 이루어짐에 따라, 조립성이 간단하고, 설계자유도가 증가될 뿐만 아니라, 상기 송광부(131)를 프리넬 렌즈로 적용함으로써, 보다 효율적인 빛의 틸트가 가능하고, 상기 수광부(132)를 경사진 렌즈로 구현함으로써, 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈의 높이를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.
그리고 상기 윈도우(110)는 상기 LED(150)에서 발산된 빛이 투과 및 반사되고, 가시광선의 유입을 차단한다.
그리고 상기 하우징(120)은 전술한 바와 같이, 상기 렌즈(130), 리드(140), LED(150), 센서(160) 및 조명장치(180)를 커버하도록 상기 인쇄회로기판(170)에 결합되고, 상기 조명장치(180)에서 발산된 빛을 옵티컬 네비게이션 모듈의 외부로 발산시킨다.
이를 위해 상기 하우징(120)은 부분적으로 투명 또는 반투명재질로 이루어질 수 있다. 이를 위해 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 윈도우가 결합되는 상부의 가자장자리(121)만이 투명 또는 반투명재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 하우징은 다른 실시예로서, 하우징 전체가 투명 또는 반투명재질로 이루어지고 부분적으로 차폐부가 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈의 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와같이, 상기 옵티컬 네비게이션 모듈(100)은 LED(150)에서 발산된 빛은 리드(140)의 사각형 관통부(141)를 통해 렌즈(130)의 송광부(131)로 입사되고, 프레널 렌즈인 상기 송광부(131)를 통해 빛이 굴절되어 윈도우(110)로 입사된다.
그리고 윈도우(110)에서 사용자의 신체 일부 등인 피사체(200)에 의해 빛은 반사되어 렌즈(130)의 수광부(132)를 통해 집광되고, 집광된 빛은 리드(140)의 원형홀(142)을 통해 센서(160)에 입사된다.
이와같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 송광부와 수광부가 일체로 이루어진 렌즈를 포함하여 이루어짐에 따라, 조립성이 간단하고, 설계자유도가 증가될 뿐만 아니라, 상기 송광부를 프리넬 렌즈로 적용함으로써, 보다 효율적인 빛의 틸트가 가능하고, 상기 수광부를 경사진 렌즈로 구현함으로써, 모듈의 높이를 컴팩트하게 구현할 수 있게된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 옵티컬 네비게이션 모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
100 : 옵티컬 네비게이션 모듈 110 : 윈도우
120 : 하우징 130 : 렌즈
131 : 송광부 132 : 수광부
140 : 리드 141 : 사각형 관통부
142 : 원형홀 143 : 격벽부
150 : LED 160 : 센서 170 : 인쇄회로기판 180 : 조명장치

Claims (10)

  1. 빛을 발산하는 광원인 LED;
    상기 광원에서 발산된 빛을 굴절 및 집광하는 송광부와 수광부가 일체로 형성된 렌즈;
    상기 LED에서 발산된 빛이 투과되고, 피사체에 의해 반사되는 윈도우;
    상기 윈도우에서 반사된 빛이 입사되고, 입사된 빛을 검출하고 시그널로 출력하는 센서; 및
    상기 LED, 렌즈, 윈도우 및 센서를 커버하는 하우징을 포함하고,
    상기 송광부는 상기 LED에 발산된 빛을 굴절시켜 윈도우로 전달하기 위해 프리넬 렌즈로 이루어진 옵티컬 네비게이션 모듈.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광부는
    상기 윈도우에서 반사된 빛을 집광시켜 상기 센서로 전달하기 위해 렌즈 장착면에 대하여 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED 및 상기 센서를 부분적으로 커버하고 잡광의 유입을 차단하는 차폐부인 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 리드는 상기 LED의 빛이 윈도우를 향해 발산되도록 오픈부인 사각형 관통부와, 상기 윈도우에서 반사 및 굴절된 빛이 센서로 입사되도록 오픈부인 원형홀이 형성된 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 리드는 상기 LED와 센서를 구획하는 격벽부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  7. 청구항 1 있어서,
    상기 하우징의 외부로 빛을 발산하기 위한 조명장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  8. 청구항 7 있어서,
    상기 하우징의 상부는 투명 또는 반투명재질로 이루어지고, 상기 하우징의 상부를 통해 조명장치의 빛이 외부로 발산되는 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  9. 청구항 1 있어서,
    상기 LED와 센서가 장착되는 인쇄회로기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 네비게이션 모듈.
  10. 광원에서 발산된 빛을 굴절 및 집광하는 송광부와 수광부가 일체로 형성되고,
    상기 송광부는 상기 광원에 발산된 빛을 굴절시키기 위한 프리넬 렌즈로 이루어지고, 상기 수광부는 입사되는 빛을 집광시키기 위해 경사각을 갖도록 형성된 옵티컬 네비게이션 모듈용 렌즈.
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