KR101329487B1 - 광학 네비게이션을 수행하는 시스템 및 방법 - Google Patents
광학 네비게이션을 수행하는 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 광학 마우스에 포함된 광학 네비게이션 시스템의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 네비게이션 시스템의 조명 및 이미징 광학 소자에 대해 광학 축 OC와, 광학 축 OI 및 OR에 의해 정의된 평면 사이의 각도 θ를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 축 OC와 네비게이션 표면에 수직하는 축에 의해 정의된 평면과, 광학 축 OI 및 OR에 의해 정의된 평면 사이의 각도 ψ를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 조명 광학 소자의 도면,
도 6(a)는 본 발명의 실시예에 따른 광학 구성요소의 상부면을 도시하는 조명 및 이미징 광학 소자를 포함하는 광학 구성요소의 사시도,
도 6(b)는 광학 구성요소의 하부면을 도시하는 도 6(a)의 광학 구성요소의 다른 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 네비게이션을 수행하는 방법의 흐름도이다.
104 : 컴퓨터 106 : 네비게이션 또는 타겟 표면
208 : 광원 210 : 조명 광학 소자
212 : 개구부 214 : 이미징 광학 소자
216 : 이미지 센서 218 : 이미지 센서 어레이
220 : 드라이버 회로 222 : 프로세서
224 : 네비게이션 엔진
Claims (21)
- 광학 네비게이션을 수행하는 시스템으로서,
제 1 측면 상의 오목 표면 및 제 2 측면 상의 볼록 표면을 갖는 조명 광학 소자 -상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면은 상기 조명 광학 소자의 대향하는 측면들이고, 상기 조명 광학 소자는, 광 빔이 상기 오목 표면에서 수신되어 상기 조명 광학 소자 내로 투과되고 상기 광 빔이 상기 볼록 표면으로부터 네비게이션 표면을 향해 방출되도록 배향됨- 와,
상기 네비게이션 표면 상에 입사하는 상기 광 빔으로부터 광을 수신하도록 배치되는 이미지 센서 어레이 -상기 이미지 센서 어레이는 변위 추정(displacement estimation)을 위해 상기 수신된 광으로부터 이미지 데이터의 프레임을 캡쳐하도록 구성됨- 와,
상기 네비게이션 표면과 상기 이미지 센서 어레이 사이에 배치되는 이미징 광학 소자를 포함하며,
상기 이미징 광학 소자는, 상기 이미징 광학 소자의 광학 축과 상기 네비게이션 표면에 수직하는 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 1 평면을 정의하고 상기 네비게이션 표면상에 입사하는 광 빔의 광학 축과 상기 네비게이션 표면으로부터 평면 거울 반사되는 광 빔의 광학 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 2 평면을 정의하도록 배치되며, 상기 제 2 평면은 상기 이미징 광학 소자의 광학 축을 포함하지 않으며 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이의 각도는 80도 내지 100도가 되는
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 네비게이션 표면에 수직하는 방향으로 상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면을 향해 상기 광 빔을 방출하도록 구성된 광원을 더 포함하는
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면은 상기 광 빔을 편향시키고 확대하기 위한 오목 구체 표면(concave spherical surface)인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자의 상기 볼록 표면은 타원체 표면인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자는 상기 타원체 표면의 장축이 상기 오목 표면의 중앙에서 중심을 갖는 R/n 구체와 상기 오목 표면의 상기 중심과 상기 광 빔이 시작된 지점 사이의 라인 상에 존재하는 가상 이미지 지점과 교차하도록 구성되고, 여기서 R은 상기 오목 표면의 반경이고 n은 상기 조명 광학 소자의 굴절률인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자는, 상기 타원체 표면의 상기 장축과 상기 네비게이션 표면의 법선 사이의 각도가 상기 오목 표면의 편향 각도의 2배가 되도록 구성되는
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 이미징 광학 소자는, 상기 이미징 광학 소자의 광학 축이 상기 네비게이션 표면의 상기 법선으로부터 상기 타원체 표면의 상기 장축과 상기 네비게이션 표면의 상기 법선 사이의 각도와 동등한 각도만큼 경사지도록 배치되는
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 평면 및 상기 제 2 평면 사이의 각도는 90도인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 광학 네비게이션을 수행하는 방법으로서,
광원으로부터 광 빔을 방출하는 단계와,
조명 광학 소자의 오목 표면에서 상기 광 빔을 수신하는 단계와,
상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면에서 상기 광 빔을 제 1 각도만큼 편향(deflecting)시키는 단계와,
상기 조명 광학 소자의 볼록 표면에서 상기 오목 표면으로부터의 상기 광 빔을 제 2 각도만큼 굴절시키는 단계 -상기 굴절시키는 단계는 상기 볼록 표면에서 상기 광 빔을 콜리메이팅(collimating)하는 것을 포함함- 와,
상기 볼록 표면으로부터 네비게이션 표면을 향해 상기 광 빔을 방출하는 단계와,
이미지 센서 어레이에서 상기 네비게이션 표면 상에 입사하는 상기 광 빔으로부터 광을 수신하여, 변위 추정을 위해 상기 수신된 광으로부터 이미지 데이터의 프레임을 캡쳐하는 단계와,
상기 네비게이션 표면과 상기 이미지 센서 어레이 사이에 배치되는 이미징 광학 소자에서 상기 네비게이션 표면으로부터의 광을 수신하는 단계를 포함하며,
상기 이미징 광학 소자에서 상기 네비게이션 표면으로부터의 광을 수신하는 단계에서, 상기 이미징 광학 소자는 상기 이미징 광학 소자의 광학 축과 상기 네비게이션 표면에 수직하는 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 1 평면을 정의하고 상기 네비게이션 표면상에 입사하는 광 빔의 광학 축과 상기 네비게이션 표면으로부터 평면 거울 반사되는 광 빔의 광학 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 2 평면을 정의하도록 배치되며, 상기 제 2 평면은 상기 이미징 광학 소자의 광학 축을 포함하지 않으며 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이의 각도는 80도 내지 100도가 되는
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 광 빔을 방출하는 단계는 상기 네비게이션 표면에 수직하는 방향으로 상기 광원으로부터 상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면을 향해 상기 광 빔을 방출하는 단계를 포함하는
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면은 상기 광 빔을 편향시키고 확대하기 위한 오목 구체 표면인
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자의 상기 볼록 표면은 타원체 표면인
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 광 빔을 굴절시키는 단계는 상기 타원체 표면의 장축에 평행한 방향으로 상기 조명 광학 소자의 상기 볼록 표면에서 상기 오목 표면으로부터의 상기 광 빔을 굴절시키는 단계를 포함하는
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 광 빔을 굴절시키는 단계는 상기 조명 광학 소자의 상기 볼록 표면에서 상기 오목 표면으로부터의 상기 광 빔을 상기 제 1 각도의 2배인 상기 제 2 각도만큼 굴절시키는 단계를 포함하는
광학 네비게이션 수행 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이의 각도는 90도인
광학 네비게이션 수행 방법.
- 삭제
- 광학 네비게이션을 수행하는 시스템으로서,
네비게이션 표면에 수직하는 방향으로 상기 네비게이션 표면을 향해 광 빔을 방출하도록 구성된 광원과,
제 1 측면 상의 오목 표면 및 제 2 측면 상의 볼록 표면을 갖는 조명 광학 소자 -상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면은 상기 조명 광학 소자의 대향하는 측면들이고, 상기 조명 광학 소자는, 상기 광원으로부터의 상기 광 빔이 상기 오목 표면에서 수신되어 상기 조명 광학 소자 내로 투과되고 상기 광 빔이 상기 볼록 표면으로부터 네비게이션 표면을 향해 방출되도록 배향됨- 와,
상기 네비게이션 표면 상에 입사하는 상기 광 빔으로부터 광을 수신하도록 배치되는 이미지 센서 어레이 -상기 이미지 센서 어레이는 상기 수신된 광으로부터 이미지 데이터의 프레임을 캡쳐하도록 구성되고, 상기 이미지 데이터의 프레임은 변위 추정을 위해 사용됨- 와,
상기 네비게이션 표면과 상기 이미지 센서 어레이 사이에 배치되는 이미징 광학 소자를 포함하며,
상기 이미징 광학 소자는, 상기 이미징 광학 소자의 광학 축과 상기 네비게이션 표면에 수직하는 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 1 평면을 정의하고 상기 네비게이션 표면상에 입사하는 광 빔의 광학 축과 상기 네비게이션 표면으로부터 평면 거울 반사되는 광 빔의 광학 축이 상기 네비게이션 표면에 수직하는 제 2 평면을 정의하도록 배치되며, 상기 제 2 평면은 상기 이미징 광학 소자의 광학 축을 포함하지 않으며 상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이의 각도는 80도 내지 100도가 되는
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 18 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자의 상기 오목 표면은 오목 구체 표면이고, 상기 조명 광학 소자의 상기 볼록 표면은 타원체 표면인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 19 항에 있어서,
상기 조명 광학 소자는, 상기 타원체 표면의 장축이 상기 오목 표면의 중앙에서 중심을 갖는 R/n 구체와 상기 오목 표면의 상기 중심과 상기 광 빔이 시작된 지점 사이의 라인 상에 존재하는 가상 이미지 지점과 교차하도록 구성되고, 여기서 R은 상기 오목 표면의 반경이고 n은 상기 조명 광학 소자의 굴절률인
광학 네비게이션 수행 시스템.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면 사이의 각도는 90도인
광학 네비게이션 수행 시스템.
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