KR20020050803A - Optical mouse - Google Patents
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Abstract
본 발명은 렌즈 자체내에 발광소자를 지지할 수 있는 구조물을 만들어 부품수를 줄이고 렌즈와 발광소자간의 위치관계를 보다 정밀하게 결정지울수 있도록하며 반사를 통한 광경로를 지양하여 광에너지의 손실을 최소화하도록 하는 광학식 마우스에 관한 것으로 특히, 빛을 발산시키는 발광소자와, 마우스 패드의 바닥면에 수직하게 위치하며 상기 발광소자에서 발산되어진 빛이 상기 바닥면에서 반사되면 해당 빛을 수광하여 판독하기 위한 이미지센서와, 상기 발광소자와 이미지센서의 동작을 제어하기 위한 신호의 흐름과 전원을 공급하기 위한 회로기판과, 상기 발광소자가 내부의 홈에 끼워져 상기 발광소자 흔들리지 않도록 고정하며 상기 발광소자에서 발상되는 빛을 집광하여 상기 바닥면으로 진행할 수 있도록 소정 각도로 기울어진 렌즈, 및 상기 렌즈를 통해 조사되어 상기 바닥면에서 반사되는 빛을 상기 이미지센서측에 전달하기 위한 수광렌즈로 구성된다.The present invention is to make a structure that can support the light emitting element in the lens itself to reduce the number of parts, to more accurately determine the positional relationship between the lens and the light emitting element, and to avoid the optical path through the reflection to minimize the loss of light energy In particular, the light emitting device for emitting light, and an image sensor for receiving and reading the light when the light emitted from the light emitting device is located perpendicular to the bottom surface of the mouse pad and reflected from the bottom surface And a circuit board for supplying power and a signal flow for controlling the operation of the light emitting device and the image sensor, and the light emitting device is fitted into an internal groove to fix the light emitting device so as not to be shaken, and to generate light from the light emitting device. A lens inclined at a predetermined angle so as to condense and proceed to the bottom surface, and It consists of a light receiving lens for transmitting the light reflected through the lens and reflected from the bottom surface to the image sensor side.
Description
본 발명은 광학식 마우스에 관한 것으로 특히, 렌즈 자체내에 발광소자를 지지할 수 있는 구조물을 만들어 부품수를 줄이고 렌즈와 발광소자간의 위치관계를보다 정밀하게 결정지울수 있도록하며 반사를 통한 광경로를 지양하여 광에너지의 손실을 최소화하도록 하는 광학식 마우스에 관한 것이다.The present invention relates to an optical mouse, and in particular, to create a structure that can support the light emitting element in the lens itself, to reduce the number of parts, to more accurately determine the positional relationship between the lens and the light emitting element and to avoid the optical path through reflection An optical mouse is provided to minimize the loss of light energy.
일반적으로, 컴퓨터의 주요 입력수단으로 사용되는 마우스에서 기계적으로 움직이는 부분, 예를 들어 볼(ball)이 있는 볼마우스는 먼지 등에 의하여 미끄러짐이 발생하고 사용자가 볼마우스를 움직일 때 그 감각을 정확하게 컴퓨터 시스템의 표시화면에 전달해주지 못하는 경우가 발생되는 문제점이 있다. 또한, 볼 및 볼과 접촉을 하고 있는 부품들의 마모에 의하여 장시간 사용이 어려운 문제점이 발생하였다.In general, a mechanically moving part of a mouse used as a main input means of a computer, for example, a ball mouse with a ball, slips due to dust, etc., and accurately senses a sense when a user moves the ball mouse. There is a problem that can not be delivered to the display screen. In addition, due to the wear of the ball and the parts in contact with the ball has a problem that is difficult to use for a long time.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광학식 마우스가 등장하였다. 이 광학식 마우스는 다수의 광센서로 이루어진 센서 어레이(array)와, 이 광센서까지 반사된 빛을 모아주는 광학 부품들과 기구 구조물로 되어 있다.In order to solve the above problems, an optical mouse has appeared. The optical mouse consists of an array of sensors consisting of a number of optical sensors, optical components and instrument structures that collect the light reflected up to the optical sensor.
도 1은 바닥면(surface)과 센서 어레이의 관계를 나타내는 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 광원으로부터 발산된 빛이 바닥면(surface)에 반사되고 이 센서 어레이의 광센서의 셀(cell)들이 반사된 빛을 감지하게 된다.1 is a diagram illustrating a relationship between a surface and a sensor array. Referring to FIG. 1, light emitted from a light source is reflected on a surface, and cells of an optical sensor of the sensor array sense the reflected light.
또한, 도 2는 비트맵(bitmap) 비교에 의한 트랙킹(tracking)을 나타내는 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 다수의 광센서로 이루어진 어레이의 광센서가 빛을 감지하여 생성된 비트맵(bitmap)들을 비교하여 디바이스의 움직임의 양과 방향을 컴퓨터 시스템의 커서의 움직임으로 제공하여 준다.2 is a diagram illustrating tracking by bitmap comparison. Referring to FIG. 2, an optical sensor of an array of a plurality of optical sensors compares bitmaps generated by sensing light to provide an amount and a direction of a device movement as a cursor of a computer system.
이때, 생성된 비트맵들은 2차방식(1 또는 0)으로 이루어져 있다.At this time, the generated bitmaps are composed of a secondary method (1 or 0).
한편, 도 3은 종래 기술에 의한 광학식 마우스의 구성중 수광렌즈에 관련한부분의 구성예시도로서, 마우스 패드의 바닥면(2)과 평행하게 발산하는 빛의 축이 이루어지도록 구성되는 발광소자(LED; 6)와, 상기 바닥면에 수직하게 위치하며 상기 바닥면에서 반사되어지는 빛을 수광하여 판독하기 위한 이미지센서(4)와, 상기 발광소자(LED; 6)와 이미지센서(4)의 동작을 제어하기 위한 신호의 흐름과 전원을 공급하기 위한 회로기판(PCB;3)과, 상기 발광소자(LED; 6)가 흔들리지 않도록 고정하기 위한 램프홀더(5), 및 상기 발광소자(LED; 6)에서 발산되는 빛을 집광하여 상기 바닥면(2)으로 진행할 수 있도록 하며 상기 바닥면(2)에서 반사되어진 빛들이 상기 이미지센서(4)측으로 진행할 수 있도록 빛의 전달 경로를 제어하는 기구적인 형상을 갖는 렌즈(1)로 구성된다.On the other hand, Figure 3 is an exemplary view showing the configuration of the portion related to the light receiving lens of the optical mouse according to the prior art, the light emitting device (LED) is configured so that the axis of light is emitted in parallel with the bottom surface (2) of the mouse pad 6) an image sensor 4 positioned to be perpendicular to the bottom surface to receive and read light reflected from the bottom surface, and an operation of the light emitting device (LED) 6 and the image sensor 4; A circuit board (PCB; 3) for supplying power and a signal flow to control the lamp, a lamp holder (5) for fixing the light emitting device (LED) 6 so as not to shake, and the light emitting device (LED) 6 Mechanical shape to control the light transmission path so that the light emitted from the light can be directed to the bottom surface (2) and the light reflected from the bottom surface (2) can travel to the image sensor (4) side. It consists of a lens (1) having a.
상기와 같이 구성되는 종래 광학식 마우스의 동작을 간략히 살펴보면, 발광소자(LED; 6)를 별도의 램프홀더(5)에 조립한 후 첨부한 도 3에서와 같이 회로기판(PCB;3)에 고정하고, 렌즈(1)에는 반사면을 두어 바닥면(2)과 평행하게 조사되는 빛을 상기 바닥면(2)에 수직하게 반사되도록 빛의 전달 경로를 변경하는 방식이다.Looking briefly at the operation of the conventional optical mouse configured as described above, after assembling the light emitting device (LED; 6) in a separate lamp holder (5) and fixed to the circuit board (PCB; 3) as shown in FIG. The lens 1 has a reflecting surface to change the light transmission path so that light irradiated in parallel with the bottom surface 2 is reflected perpendicularly to the bottom surface 2.
따라서, 상기 발광소자(LED; 6)에서 발광되는 빛은 바닥면(2)에 반사되면서 상기 바닥면(2)에 형성되어 있는 이미지를 캡쳐하여 이미지센서(4)측으로 진행한다. 이에 상기 이미지센서(4)에서는 입사되는 빛을 상기 렌즈(1)의 부재 일측을 수광 렌즈로 사용하여 수광한 후 이를 판독하고, 판독 결과를 신호로 전송하게 된다.Therefore, the light emitted from the light emitting element (LED) 6 is reflected on the bottom surface 2 and captures an image formed on the bottom surface 2 and proceeds to the image sensor 4 side. Accordingly, the image sensor 4 receives incident light using one member of the lens 1 as a light receiving lens, receives the light, and transmits the read result as a signal.
상기와 같이 동작하는 종래 광학식 마우스에서는 발광소자와 상기 발광소자의 고정을 위해 별도의 구조물인 램프홀더를 사용하여야하기 때문에 부품의 수가증가하고, 바닥면과 평행하기 조사되는 빛을 바닥면에서 반사시킨 후 이 반사빛이 이미지센서측으로 진행하도록 하기 위해 최소 두 개의 반사면을 갖고 있어야 하므로 그 구조가 복잡하며, 렌즈의 반사면에서의 광에너지 손실이 증가한다는 문제점을 내포하고 있었다.In the conventional optical mouse operating as described above, since the lamp holder, which is a separate structure, must be used for fixing the light emitting device and the light emitting device, the number of parts increases and the light irradiated in parallel with the bottom surface is reflected from the bottom surface. Since the reflected light must have at least two reflective surfaces in order to proceed to the image sensor side, the structure is complicated, and the light energy loss at the reflective surface of the lens is increased.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 렌즈 자체내에 발광소자를 지지할 수 있는 구조물을 만들어 부품수를 줄이고 렌즈와 발광소자간의 위치관계를 보다 정밀하게 결정지울수 있도록하며 반사를 통한 광경로를 지양하여 광에너지의 손실을 최소화하도록 하는 광학식 마우스를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object is to make a structure that can support the light emitting element in the lens itself to reduce the number of parts and to determine the positional relationship between the lens and the light emitting element more precisely It is to provide an optical mouse to avoid the optical path through the reflection to minimize the loss of light energy.
도 1은 바닥면(surface)과 센서 어레이의 관계를 나타내는 도면.1 is a diagram showing a relationship between a surface and a sensor array.
도 2는 비트맵 비교에 의한 트랙킹(tracking)을 나타내는 도면.2 shows tracking by bitmap comparison.
도 3은 종래 기술에 의한 광학식 마우스의 구성중 수광렌즈에 관련한 부분의 구성예시도.Fig. 3 is an example of the configuration of a part related to the light receiving lens of the optical mouse according to the prior art.
도 4는 본 발명에 따른 광학식 마우스의 구성중 수광렌즈에 관련한 부분의 구성예시도.4 is an exemplary view of the configuration of a part related to the light receiving lens of the optical mouse according to the present invention;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11 : 바닥면 12 : 수광렌즈11: bottom surface 12: light receiving lens
13 : 베이스 14 : 회로기판(PCB)13 base 14 circuit board (PCB)
15 : 이미지센서 16 : 렌즈15: image sensor 16: lens
17 : 발광소자(LED)17: light emitting device (LED)
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고아학식 마우스의 특징은, 빛을 발산시키는 발광소자와; 마우스 패드의 바닥면에 수직하게 위치하며 상기 발광소자에서 발산되어진 빛이 상기 바닥면에서 반사되면 해당 빛을 수광하여 판독하기 위한 이미지센서와; 상기 발광소자와 이미지센서의 동작을 제어하기 위한 신호의 흐름과 전원을 공급하기 위한 회로기판과; 상기 발광소자가 내부의 홈에 끼워져 상기 발광소자 흔들리지 않도록 고정하며 상기 발광소자에서 발상되는 빛을 집광하여 상기 바닥면으로 진행할 수 있도록 소정 각도로 기울어진 렌즈; 및 상기 렌즈를 통해 조사되어 상기 바닥면에서 반사되는 빛을 상기 이미지센서측에 전달하기 위한 수광렌즈를 포함하는 데 있다.Features of the orphan mouse according to the present invention for achieving the above object, the light emitting device for emitting light; An image sensor positioned perpendicular to the bottom surface of the mouse pad and receiving and reading the light when the light emitted from the light emitting element is reflected from the bottom surface; A circuit board for supplying power and a signal flow for controlling the operation of the light emitting device and the image sensor; A lens inclined at a predetermined angle so that the light emitting device is fitted into an internal groove to fix the light emitting device so that the light emitting device is not shaken, and collects light generated by the light emitting device and proceeds to the bottom surface; And a light receiving lens for transmitting the light reflected through the lens and reflected from the bottom surface to the image sensor.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 광학식 마우스의 구성중 수광렌즈에 관련한 부분의 구성예시도로서, 빛을 발산시키는 발광소자(LED; 17)와, 마우스 패드의 바닥면(11)에 수직하게 위치하며 상기 발광소자(LED; 17)에서 발산되어진 빛이 상기 바닥면(11)에서 반사되면 해당 빛을 수광하여 판독하기 위한 이미지센서(15)와, 상기 발광소자(LED; 17)와 이미지센서(15)의 동작을 제어하기 위한 신호의 흐름과 전원을 공급하기 위한 회로기판(PCB;14)과, 상기 발광소자(LED; 17)가 내부의 홈에 끼워져 상기 발광소자(LED; 17) 흔들리지 않도록 고정하며 상기 발광소자(LED; 17)에서 발상되는 빛을 집광하여 상기 바닥면(11)으로 진행할 수 있도록 소정 각도로 기울어진 렌즈(16), 및 상기 렌즈(16)를 통해 조사되어 상기 바닥면(2)에서 반사되는 빛을 상기 이미지센서(15)측에 전달하기 위한 수광렌즈(12)로 구성된다.4 is an exemplary configuration diagram of a part related to a light receiving lens of the optical mouse according to the present invention, and is located perpendicular to the bottom surface 11 of the light emitting element (LED) 17 and the mouse pad. When light emitted from the light emitting device (LED) 17 is reflected from the bottom surface 11, an image sensor 15 for receiving and reading the corresponding light, the light emitting device (LED) 17, and the image sensor 15 A circuit board (PCB) 14 for supplying power and a signal flow to control the operation of the light emitting device 17 and the light emitting device 17 are fitted into an internal groove to fix the light emitting device 17 so as not to shake. The lens 16 inclined at a predetermined angle so as to collect light generated by the light emitting element 17 and proceed to the bottom surface 11, and is irradiated through the lens 16 to the bottom surface 2. Receiving light for transmitting the light reflected from the) to the image sensor 15 side It consists's 12.
이때, 미설명 참조번호 13은 마우스 하우징의 베이스를 표시하고 있다.In this case, reference numeral 13 denotes a base of the mouse housing.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광학식 마우스의 동작을 간략히 살펴보면 우선, 빛을 발산시키는 발광소자(LED; 17)를 렌즈(16)에 구비되어 있는 안착홈에 끼워 상기 발광소자(LED; 17)를 고정시킨 후 첨부한 도 4에서와 같이 회로기판(PCB;14)에 고정시킨다.Looking briefly at the operation of the optical mouse according to the present invention configured as described above, first, the light emitting device (LED; 17) for emitting light is inserted into the mounting groove provided in the lens 16, the light emitting device (LED; 17) After fixing the fixed to the circuit board (PCB) (14) as shown in FIG.
이후, 상기 발광소자(LED; 17)에서 발광되는 빛은 종래 반사면에서 반사되어지는 것과 달리 직접 바닥면(11)에 조사되어진다. 또한, 상기 바닥면(11)에 조사되는 상기 렌즈(16)에서 집광되어 조사되는 빛이 상기 바닥면(11)에 형성되어 있는 이미지를 캡쳐하여 이미지센서(15)측으로 진행한다.Subsequently, the light emitted from the light emitting device (LED) 17 is directly irradiated to the bottom surface 11 unlike the conventional reflection on the reflective surface. In addition, the light collected and irradiated from the lens 16 irradiated to the bottom surface 11 captures an image formed on the bottom surface 11 and proceeds to the image sensor 15 side.
이에 상기 이미지센서(15)에서는 입사되는 빛을 수광렌즈(12)를 통해 수광한 후 이를 판독하고, 판독 결과를 신호로 전송하게 된다.Accordingly, the image sensor 15 receives the incident light through the light receiving lens 12, reads the light, and transmits the read result as a signal.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광학식 마우스를 제공하면 렌즈 자체내에 발광소자를 지지할 수 있는 구조물을 만들어 부품수를 줄이고 렌즈와 발광소자간의 위치관계를 보다 정밀하게 결정지울수 있도록한다.When the optical mouse according to the present invention as described above is provided, a structure capable of supporting the light emitting device in the lens itself is provided to reduce the number of parts and to more accurately determine the positional relationship between the lens and the light emitting device.
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