WO2016140493A1 - 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 - Google Patents

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윤여찬
정지혁
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LG Innotek Co Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • Embodiments relate to a sensor and a portable terminal including the same.
  • proximity sensor is a sensor that detects the approach of an object without physical contact, and according to the sensing principle, a magnetic proximity sensor, an ultrasonic proximity sensor, an electrostatic proximity sensor, an inductive proximity sensor, an optical proximity sensor, etc. Separated by.
  • the proximity sensor may be used to recognize a user's location such as turning off the screen when the user contacts the body with a smartphone for a call.
  • the illumination sensor is for detecting the brightness, it can detect light in the visible light region that the human eye can feel.
  • the illuminance sensor is used in a portable terminal such as a smartphone, it may be used to control other functions of the portable terminal by detecting a change in brightness and calculating a detected brightness change value.
  • Such a proximity sensor or an illuminance sensor may be used simultaneously to detect a user's position or motion, for example, a trend of using an illuminance sensor in which an illuminance sensor and a proximity sensor are integrally implemented in a small electronic device or a smart phone. to be.
  • the conventional roughness sensor has a limitation in the range of sensing, and when using a function such as detecting a gesture motion, there is a problem in that it has a limit of an area to be detected according to the position where the sensor is disposed.
  • the embodiment includes an optical guide lens unit having an inclined surface on the light emitting unit and the light receiving unit, respectively, or by forming an inclined surface on the cover portion to transfer the light emitted from the light emitting unit to the object and to easily receive the light reflected from the object at the light receiving unit.
  • Embodiments include a substrate; A light emitting part and a light receiving part spaced apart from each other on the substrate; A cover part facing the substrate and disposed on the light emitting part and the light receiving part; A first optical guide lens part disposed between the cover part and the light emitting part and refracting the light emitted from the light emitting part to be transmitted to the outside of the cover part; And a second light guide lens part disposed between the cover part and the light receiving part and transmitting light from the outside of the cover part to the light receiving part. It provides a sensor comprising a.
  • the first optical guide lens unit facing the substrate and having an inclination angle with respect to the substrate; A first exit surface parallel to the substrate and disposed in contact with the cover part; And a first side surface connecting the first entrance surface and the first exit surface; It may include.
  • An inclination angle of the first incident surface with respect to the first emission surface may be smaller than an inclination angle of the first side surface with respect to the first emission surface.
  • An inclination angle of the second emission surface with respect to the second entrance surface may be smaller than an inclination angle of the second side surface with respect to the second entrance surface.
  • the resin layer may further include a resin layer in a space between the substrate and the cover part, and the resin layer may surround the light emitting part, the light receiving part, the first optical guide lens part, and the second optical guide lens part.
  • Another embodiment is a substrate; A light emitting part and a light receiving part spaced apart from each other on the substrate; A cover part facing the substrate and disposed on the light emitting part and the light receiving part; It includes, The cover provides a sensor including a first groove formed in a position facing the light emitting portion and a second groove formed in a position facing the light receiving portion.
  • the first groove portion and the second groove portion may each include a first inclined surface and a second inclined surface, and the inclination angle of the first inclined surface with respect to the substrate may be smaller than the inclination angle of the second inclined surface with respect to the substrate.
  • the first and second grooves may be filled with resin.
  • the space between the first groove portion, the second groove portion, and the substrate and the cover portion may be filled with a resin.
  • the light emitting unit may include a light emitting diode emitting light in an infrared wavelength region.
  • the light receiving unit may include a plurality of photodiodes.
  • the plurality of photodiodes may include at least one of a first photodiode for receiving light in an infrared wavelength region and a second photodiode for receiving light in a visible light wavelength region.
  • the plurality of photodiodes may be arranged in a matrix form.
  • It may include a blocking wall disposed between the light emitting portion and the light receiving portion.
  • the sensor of the embodiment may further include a body portion, and the body portion may include a cavity in which the light emitting portion and the light receiving portion are disposed.
  • Another embodiment includes a light emitting part and a light receiving part disposed on the first substrate and the second substrate spaced apart from each other; And a first cover part and a second cover part which face the first substrate and the second substrate, respectively, and are disposed in front of the light emitting part and the light receiving part, and the light emitted from the light emitting part is incident to the first cover part.
  • the optical axis of provides a sensor having a normal and a slope with respect to the surface of the first cover portion.
  • the sensor further includes a first optical guide lens portion disposed between the first cover portion and the light emitting portion and refracting the light emitted from the light emitting portion toward the first cover portion, and is emitted from the light emitting portion.
  • An optical axis of light incident to the first optical guide lens unit may have a normal and an inclination with respect to a surface of the first optical guide lens unit.
  • the sensor further includes a second optical guide lens portion disposed between the cover portion and the light receiving portion and transmitting light from the outside of the cover portion to the light receiving portion, and an optical axis of light incident from the second optical guide lens portion to the light receiving portion. May have a normal and an inclination with respect to the surface of the second optical guide lens unit.
  • the first optical guide lens unit may include a first incident surface facing the light emitting unit; A first exit surface disposed in contact with the cover part; And a first side surface connecting the first entrance surface and the first exit surface; It may include.
  • An inclination angle of the first incident surface with respect to the first emission surface may be smaller than an inclination angle of the first side surface with respect to the first emission surface.
  • the second optical guide lens unit may include a second incident surface disposed in contact with the cover unit; A second emission surface facing the light receiving unit and having an inclination angle with respect to the substrate; And a second side surface connecting the second entrance surface and the second exit surface; It may include.
  • An inclination angle of the second emission surface with respect to the second entrance surface may be smaller than an inclination angle of the second side surface with respect to the second entrance surface.
  • the first substrate and the second substrate may be spaced apart from each other.
  • the first cover part and the second cover part may be integral.
  • Another embodiment is a display unit; A housing unit surrounding and disposed on the display unit; The sensor of any one of the preceding embodiments disposed on the housing portion; It provides a portable terminal comprising a.
  • It may include a control unit for controlling the display unit according to the user's motion detected by the sensor.
  • a sensor and a portable terminal including the same include an optical guide lens unit having an inclined surface with respect to the light emitting unit and a light receiving unit, or a groove having an inclined surface in a cover part to detect an object at a relatively spaced distance and perform an operation.
  • Recognition may have an effect of enlarging the sensing range.
  • FIG. 1 is a perspective view of a muscle roughness sensor of one embodiment
  • FIG. 2 is a view showing a light receiving unit according to an embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the roughness sensor of the embodiment of FIG. 1,
  • 4A to 4B are exploded perspective views and cross-sectional views of a roughness sensor of one embodiment
  • 5A-5B are vertical cross-sectional views of a roughness sensor of one embodiment of FIG. 1,
  • 6a to 6b are views including a perspective view of the optical guide lens unit
  • FIG. 7 is a perspective view of a roughness sensor in another embodiment
  • FIG. 8 and 9A to 9B are cross-sectional views of the roughness sensor of the embodiment of FIG. 7;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a roughness sensor in one embodiment
  • FIG. 11 is a view showing an embodiment of a DOE lens
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a portable terminal according to one embodiment
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a sensing range of a roughness sensor in a portable terminal according to one embodiment
  • FIG. 14C is a diagram illustrating a path of light emitted from the light emitting part in the roughness sensor of FIG. 14B.
  • the above (on) or (under) (on) or under) when described as being formed on the "on or under” of each element, the above (on) or (under) (on) or under) includes two elements in which the two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • the above (on) or (under) (on) or under) when expressed as “on” or “under”, it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • relational terms such as “first” and “second”, “upper / upper / up” and “lower / lower / lower”, etc., which are used hereinafter, refer to any physical or logical relationship or order between such entities or elements. May be used only to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a roughness sensor according to an exemplary embodiment.
  • the roughness sensor according to the present embodiment and the following embodiments may be applied to other sensors such as an iris recognition sensor.
  • embodiments are described with respect to the roughness sensor, the following configuration of the embodiment may be applied to other sensors for sensing the position or motion of the user.
  • the roughness sensor 200a includes a substrate 100, a light emitting unit 110 and a light receiving unit 130 disposed on the substrate, a cover unit 160 disposed on the light emitting unit and the light receiving unit, a cover unit, and a light emitting unit.
  • the first optical guide lens unit 140-1 disposed therebetween and the second optical guide lens unit 140-2 disposed between the cover unit and the light receiving unit may be included.
  • the substrate 100 may be a circuit board.
  • the circuit board may be a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • the circuit board may selectively use a single layer PCB, a multilayer PCB, a ceramic substrate, a metal core PCB, or the like.
  • the PCB substrate may be a hard type for supporting the light emitting part and the light receiving part, but is not limited thereto and may be a flexible type.
  • the substrate 100 may be electrically connected to the light emitting unit 110 or the light receiving unit 130, which will be described later.
  • the light emitter 110 may be disposed on the substrate 100.
  • the light emitting unit 110 may include at least one light emitting diode.
  • the light emitting diode may include a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer, and the emission wavelength may vary according to the configuration of the semiconductor layer.
  • the first conductive semiconductor layer may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductive semiconductor layer may be a p-type semiconductor layer
  • the light emitting unit 110 may include a light emitting diode that emits light in an infrared light wavelength region.
  • the light emitted from the light emitting unit 110 may be transmitted to reach an external object on the roughness sensor.
  • an object outside the light emitting unit may be a user's body.
  • the muscle roughness sensor of one embodiment may detect the proximity or movement of a body such as a user's hand or face.
  • the light receiver 130 may be spaced apart from the light emitter 110 on the substrate 100.
  • the light receiving unit 130 and the light emitting unit 110 may be arranged side by side in one direction.
  • the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130 are arranged side by side in the x-axis direction on the substrate 100, but embodiments are not limited thereto, and the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130 are not limited thereto. ) May be spaced apart side by side in the y-axis direction.
  • the light receiver 130 may detect light incident from the light emitted from the light emitter 110 by being reflected again after reaching the external object.
  • the light receiver 130 may include a plurality of photo diodes.
  • the photodiode may be to convert an optical signal into an electrical signal.
  • the light receiving unit may extract information about the proximity of the object and the movement of the object by converting the intensity change information of the light input to the plurality of photodiodes into an electrical signal.
  • the plurality of photodiodes may be arranged in a matrix form.
  • the four photodiodes may be arranged in two rows and two columns.
  • the photodiodes arranged in the row direction may sense the change in the optical signal in the horizontal direction
  • the photodiodes arranged in the column direction may sense the change in the optical signal in the longitudinal direction.
  • the change in the optical signal may be a change in intensity of light.
  • the intensity of light input to the photodiode may vary, and the photodiode may detect the intensity of the light and convert it into an electrical signal.
  • the light receiver of an embodiment including a plurality of photodiodes includes at least one of a first photodiode receiving light in an infrared wavelength region and a second photodiode receiving light in a visible light wavelength region. can do.
  • the first photodiode may receive light in the infrared wavelength region when the infrared light emitted from the light emitter reaches the object and is then reflected and incident again.
  • the first photodiode may calculate a distance from which an object is separated from the roughness sensor by converting an optical signal for light in the infrared wavelength region into an electrical signal.
  • the second photodiode may detect a change in light in the visible light wavelength region according to the movement of the external object and convert the optical signal into an electrical signal to recognize the movement of the external object.
  • FIG. 2 is a view illustrating an embodiment of a light receiving unit.
  • the light receiving unit may include one first photodiode 131 and a plurality of second photodiodes 133a, 133b, 133c, and 133d arranged in a matrix form.
  • the number of the second photodiodes included in the light receiving unit may increase, and the number of the second photodiodes increases in the row direction.
  • the sensing range in the horizontal direction may be increased in the roughness sensor.
  • the sensing range in the vertical direction may be increased in the roughness sensor including the same.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of a light receiving unit in which the first photodiode 131 and the second photodiodes 133a to 133d are adjacent to each other and arranged side by side
  • the arrangement of the first photodiode and the second photodiode in the light receiving unit is similar thereto.
  • the first photodiode and the second photodiode may be disposed in various forms, for example, the first photodiode and the second photodiode may be spaced apart from each other.
  • the roughness sensor 200a of the embodiment may include a cover part 160 facing the substrate 100 and disposed on the light emitting part 110 and the light receiving part 130.
  • the cover unit 160 may be formed of a transparent material through which light emitted from the light emitting unit 110 to the outside and light transmitted from the outside to the light receiving unit 130 may be transmitted.
  • the cover 160 may be a plastic or glass material of a transparent material, but is not limited thereto.
  • the cover 160 may be a cover glass.
  • the cover part 160 may be disposed on the light emitting part and the light receiving part to serve to protect the light emitting part and the light receiving part from the outside.
  • FIG. 3 illustrates a cross-sectional view of a roughness sensor of the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 may be a vertical cross-sectional view of a plane taken along line AA ′ in the perspective view of FIG. 1.
  • the roughness sensor 200a of the embodiment may include a first optical guide lens unit 140-1 and a second optical guide lens unit 140-2.
  • the first optical guide lens unit 140-1 and the second optical guide lens unit 140-2 may be attached to the lower surface of the cover unit 160.
  • the first light guide lens unit 140-1 may be disposed on the light emitting unit 110, and a width of the first light guide lens unit 140-1 may be wider than that of the light emitting unit 110. That is, the first optical guide lens unit 140-1 is disposed on the optical axis of the light emitted from the light emitter 110 and has a width that can cover the light emitter 110. The light may enter the first optical guide lens unit 140-1.
  • the second light guide lens unit 140-2 may be disposed on the light receiving unit 130 and may have a width wider than that of the light receiving unit 130. That is, light incident through the second light guide lens part 140-2 from the outside of the cover part 160 may be transmitted to the light receiving part 130.
  • the partition 120 may be further included between the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130.
  • Both ends of the partition wall part 120 may be disposed to contact the substrate 100 and the cover part 160, respectively.
  • the partition 120 may be made of a light absorbing material.
  • the partition wall part 120 may be disposed between the light emitting part 110 and the light receiving part 130 to function as an optical barrier.
  • the partition wall part 120 includes a light blocking layer that does not transmit light to prevent direct light leakage from the light emitting part 110 to the light receiving part 130, and between the light emitting part 110 and the light receiving part 130. Optical interference can be prevented from occurring.
  • the muscle roughness sensor of one embodiment may further include a body portion surrounding the light emitting portion and the light receiving portion and the first and second optical guide lens.
  • FIGS. 4A to 4B are diagrams of an embodiment of a muscle roughness sensor including a body portion.
  • FIG. 4A is an exploded perspective view of a roughness sensor according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4B is a view illustrating a vertical cross section taken along the line AA ′ of FIG. 4A.
  • the body part 125 may have a box shape having two cavities in which the light emitting part 110 and the light receiving part 130 are disposed. Between the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130 may include a partition wall 120, both sides of the partition wall 120 is disposed in contact with the body portion, the top surface and the bottom surface of the partition wall portion respectively cover It may be disposed in contact with the unit 160 and the substrate 110.
  • Body portion 125 may be composed of a light absorbing material.
  • the body part 125 may be made of the same material as the partition wall part 120.
  • the body part 125 may serve as an optical barrier to surround the light emitting part 110, the light receiving part 130, and the light guide lens part 140-1.140-2 to minimize the influence of external light.
  • FIG. 5A is a vertical cross-sectional view cut in the plane including the BB ′ straight line in FIG. 1.
  • FIG. 5A illustrates a substrate 100, a light emitting unit 110 disposed on the substrate, a first optical guide lens unit 140-1 having a sloped surface with respect to the optical axis O of the light emitting unit, and a first optical guide lens.
  • a configuration including a cover part 160 disposed in direct contact with the part 140-1 may be described.
  • the first optical guide lens unit 140-1 includes an inclined surface having a surface facing the light emitting unit 110 inclined with respect to the optical axis O of the light emitted from the light emitting unit 110. Can be formed.
  • Figure 5b is a vertical cross-sectional view cut in a plane including a straight line of CC ⁇ in FIG.
  • FIG. 5B illustrates a substrate 100, a light receiving unit 130 disposed on the substrate, a second optical guide lens unit 140-2 and a second optical guide lens unit having an inclined surface with respect to the optical axis r of the light receiving unit.
  • a roughness sensor of one embodiment having a configuration including a cover portion 160 disposed in direct contact with 140-2 may be illustrated.
  • the second light guide lens part 140-2 may be disposed between the light receiving part 130 and the cover part 160.
  • the second optical guide lens unit 140-2 may transmit light from the outside of the cover unit 160 to the light receiving unit 130.
  • the second light guide lens unit may be refracted by light incident from the outside to the cover unit to be transmitted to the light receiving unit.
  • the second light guide lens unit 140-2 includes an inclined surface having a surface facing the light receiving unit 130 inclined with respect to the optical axis r of light incident perpendicularly to the light receiving unit 130. Can be formed.
  • the first and second light guide lens parts 140-1 and 140-2 may be made of a transparent material that transmits light.
  • the first and second optical guide lens units 140-1 and 140-2 may include polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polymethylmethacrylate (PMMA), or the like.
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • the first and second optical guide lens units 140-1 and 140-2 may have a refractive index of 1.4 to 1.6.
  • the cover part 160 and the first and second optical guide lens parts 140-1 and 140-2 may be formed of different materials. That is, the refractive indexes of the cover part 160 and the first and second optical guide lens parts 140-1 and 140-2 may be different from each other.
  • the cover part 160 and the first and second optical guide lens parts 140-1 and 140-2 may be made of the same material.
  • the cover part 160 and the first and second optical guide lens parts 140-1 and 140-2 may be integrally formed.
  • 6A to 6B are detailed views illustrating the first and second optical guide lens units 140-1 and 140-2 according to an embodiment.
  • 6A to 6B may illustrate perspective views of the optical guide lens parts 140-1 and 140-2 with the cover part 160 omitted from FIGS. 5A to 5B, respectively.
  • FIG. 6A may be a detailed view of the first optical guide lens unit 140-1.
  • the first light guide lens unit 140-1 disposed on the light emitting unit 110 may allow the light emitted from the light emitting unit 110 to be transmitted to an external object.
  • the first light guide lens unit 140-1 may be emitted from the light emitting unit 110 to refract the light incident to the first light guide lens unit so that the first optical guide lens unit 140-1 may be transmitted in a direction in which an external object is present.
  • the first optical guide lens unit 140-1 faces the substrate 100 and has a first incidence surface 140-1a having an inclination angle with respect to the substrate, parallel to the substrate, and covered with a lid portion.
  • the first emission surface 140-1b disposed in contact with the first entrance surface and the first side surface 140-1c connecting the first emission surface may be included.
  • a vertical cross section of the first light guide lens unit including the first emission surface 140-1b, the first entrance surface 140-1a, and the first side surface 140-1c may be triangular.
  • the length of one side of the triangle that becomes the first incident surface 140-1a in the cross section of the triangular shape may be greater than the width of the light emitting unit. That is, all of the light emitted from the light emitter may be transmitted to the first incident surface.
  • the first optical guide lens unit 140-1 may be disposed on the optical axis of the light emitting unit 110.
  • the first incident surface 140-1a may not be perpendicular to the optical axis O of the light emitted from the light emitting unit 110, and may be an inclined surface having an inclination angle with respect to the optical axis.
  • the first incident surface 140-1a may be a surface on which light emitted from the light emitter 110 is incident and has an inclination angle ⁇ in with respect to the optical axis O of the light emitted from the light emitter 110. Can be.
  • the first incident surface 140-1a may form an inclined surface in a direction facing the direction of the external object to be detected. That is, the first incident surface 140-1a may be an inclined surface inclined to face the direction in which light is emitted.
  • the first optical guide lens unit 140-1 may be an exemplary embodiment when the position of the external object to be detected is the upper right side of the drawing.
  • the refracted light is refracted again when it passes through the first optical guide lens unit and exits from the first emitting surface 140-1b, thereby causing external reflection. Can be released. That is, the light transmitted through the first optical guide lens unit 140-1 is changed by refraction of the light path, so that light may be transmitted in the upper right direction.
  • first incident surface 140-1a and the first side surface 140-1c may be inclined with respect to the first emission surface 140-1b in the first optical guide lens unit.
  • the inclination angle ⁇ 11 of the first incident surface 140-1a with respect to the first exit surface 140-1b is the inclination angle ⁇ of the first side surface 140-1c with respect to the first exit surface 140-1b. 12 ) may be less than.
  • the angle of inclination ( ⁇ 11 ) of the first incident surface with respect to the first emission surface is gentler than the angle of inclination ( ⁇ 12 ) of the first side surface, thereby increasing the area of the incident surface and being emitted from the light emitting unit 110 to the outside. Increasing the emitted light can improve the light efficiency.
  • 6B may be a diagram illustrating the second optical guide lens unit 140-2 in detail.
  • the second optical guide lens part 140-2 is parallel to the substrate and is disposed in contact with the cover part 140-2b, and the second exit surface 140-2a facing the substrate and having an inclination angle with respect to the substrate. ) And a second side surface 140-2c connecting the second entrance surface and the second exit surface.
  • a vertical cross section of the second light guide lens unit including the second incident surface 140-2b, the second emission surface 140-2a, and the second side surface 140-2c may be triangular in shape.
  • the length of one side of the triangle serving as the second emission surface 140-2a in the triangular cross section may be greater than the width of the light receiving unit.
  • the second optical guide lens unit 140-2 may have the same shape as the first optical guide lens unit 140-1.
  • first optical guide lens unit 140-1 and the second optical guide lens unit 140-2 having the same shape may be attached to the lower surface of the cover unit 160 and are spaced apart from each other. Can be.
  • first and second light guide lens parts 140-1 and 140-2 may be integrally formed with the cover part 160 and disposed on the light emitting part 110 and the light receiving part 130.
  • the second emission surface 140-2a may be disposed to have an inclination angle with respect to the substrate while facing the light receiving unit 130 disposed on the substrate 100.
  • the second emission surface 140-2a may have an inclination angle ⁇ out with respect to the optical axis r of the light incident on the light receiving unit 130.
  • the second incidence surface 140-2b may be disposed in parallel with the substrate 100, and the second incidence surface 140-2a may face the direction of light that is reflected from an external object and is incident back to the inside.
  • An inclined surface can be formed. That is, the second emission surface 140-2a may be formed as an inclined surface facing the direction in which light is incident.
  • the second optical guide lens unit 140-2 may be an exemplary embodiment when the position of the external object to be detected is the upper right side of the drawing.
  • the light refracted passes through the second optical guide lens unit and is again refracted when it is emitted from the second emitting surface 140-2a and transmitted to the light receiving unit.
  • the light transmitted through the second light guide lens unit 140-2 may be refracted and changed so that light may be incident in a direction perpendicular to the light receiving unit 130 disposed on the substrate.
  • the second emission surface 140-1a and the second side surface 140-1c may be inclined with respect to the second entrance surface 140-2b in the second optical guide lens unit.
  • the inclination angle ⁇ 21 of the second emission surface 140-2a with respect to the second incident surface 140-2b is the inclination angle ⁇ of the second side surface 140-2c with respect to the second incidence surface 140-2b. 22 ).
  • the area of the exit surface is increased to increase the light incident on the light receiving unit 130. This can improve the detection performance of the roughness sensor.
  • the optical guide lens parts are disposed at corresponding positions on the light emitting part and the light receiving part, respectively, and one surface of the optical guide lens part forms an inclined surface, and thus the roughness sensor.
  • the sensor's monitoring performance can be improved by detecting the position and movement of not only external objects located directly above but also objects that are separated by a certain range.
  • a resin layer may be further included between the cover part and the substrate in the roughness sensor of the exemplary embodiment.
  • the resin layer may surround the light emitting part, the light receiving part, and the first and second light guide lens parts, and fill and fill an empty space between the substrate and the cover part.
  • the resin layer may function to protect the light emitting part and the light receiving part, and may be made of a transparent material through which light can pass.
  • the resin layer may be made of a polymer resin such as poly styrene (PS), poly carbonate (PC), and polymethylmethacrylate (PMMA).
  • the refractive index of the material constituting the resin layer may be smaller than the refractive indexes of the first optical guide lens unit and the second optical guide lens unit.
  • the roughness sensor 200b of the exemplary embodiment illustrated in FIG. 7 is disposed on the substrate 100, the light emitter 110 and the light receiver 130, which are spaced apart from each other on the substrate, facing the substrate, and disposed on the light emitter and the light receiver. It may be configured to include a cover 160.
  • the cover part 160 faces the first groove part 150-1 and the light receiving part 130 formed at a position facing the light emitting part 110 in the roughness sensor 200b of the exemplary embodiment. It may include a second groove 150-2 formed in the viewing position.
  • first groove part 150-1 and the second groove part 150-2 may be formed by partially removing the lower surface of the cover part.
  • the partition 120 may be disposed on the substrate 100 between the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130.
  • FIG. 8 illustrates a vertical cross section taken along line AA ′ in the example of the roughness sensor 200b of FIG. 7.
  • the first groove part 150-1 and the second groove part 150-2 formed on the lower surface of the cover part may be formed at positions facing the light emitting part 110 and the light receiving part 130, respectively. Can be.
  • Figure 9a is a view showing a vertical cross section in the case of cutting to the plane including the line BB 'in FIG.
  • 9A may be a cross-sectional view of a region in which the light emitter 110 is disposed in the embodiment of the roughness sensor.
  • a roughness sensor of one embodiment includes a cover part 160 including a substrate 100, a light emitting part 110 disposed on the substrate, and a first groove part 150-1 formed on an optical axis of the light emitting part. It may have a configuration that includes).
  • the first grooves 150-1 shown in FIG. 9A are two inclined surfaces 150 having an inclination angle based on an imaginary line L that is parallel to the substrate 100 and coincides with the lower surface of the cover portion 160. -1a, 150-1b), and the two inclined surfaces may have a shape having an asymmetrical inclination angle and length.
  • the vertical cross section of the first groove may have a triangular shape consisting of two inclined surfaces 150-1a and 150-1b having an inclination angle with respect to L and L which are imaginary lines.
  • the first inclined surface 150-1a of the two inclined surfaces forming the first groove 150-1 may be an incident surface on which light emitted from the light emitter 110 is incident.
  • the inclination angle ⁇ 31 of the first inclined surface 150-1a with respect to the lower surface of the cover part, that is, the virtual line L may be smaller than the inclination angle ⁇ 32 of the second inclined surface 150-1b.
  • the inclination angle ⁇ 31 of the first inclined surface 150-1a is made gentler than the inclination angle ⁇ 32 of the second inclined surface 150-1b, so that the area of the first inclined surface serving as the incident surface can be increased to emit light. Since the light emitted from the part can be widened, the light efficiency can be improved.
  • the first inclined surface 150-1a may be formed to be inclined to face the direction of the external object.
  • the first inclined surface 150-1a may be inclined in a direction in which light incident from the light emitting part and emitted through the cover part travels.
  • FIG. 9A may be an example in which an external object is located at the upper right of the drawing.
  • the first groove part 150-1 formed on the cover part may allow the light incident from the light emitting part 110 to be refracted to change the direction and to be emitted to the outside through the cover part 160.
  • the light emitted from the light emitting part can reach not only when the object is located on the roughness sensor but also on an object which is relatively out of the upper part of the roughness sensor.
  • the direction in which light is emitted can be adjusted to improve the sensing performance of the roughness sensor.
  • FIG. 9B illustrates a configuration of a vertical cross section cut to a plane including a CC ′ line in a region where the light receiving unit 130 is disposed in the roughness sensor 200b of FIG. 7.
  • a roughness sensor of an embodiment includes a cover part 160 including a substrate 100, a light receiving part 130 disposed on the substrate, and a second groove part 150-2 formed on an optical axis of the light receiving part. It may have a configuration including.
  • the second groove 150-2 shown in FIG. 9B has two inclined surfaces 150 having an inclination angle based on an imaginary line L parallel to the substrate 100 and coincident with the bottom surface of the cover 160. -2a, 150-2b), and the two inclined surfaces may have a shape having an asymmetrical inclination angle and length.
  • the vertical cross section of the second groove may have a triangular shape consisting of two inclined surfaces 150-2a and 150-2b having an inclination angle with respect to L and L which are imaginary lines.
  • the first inclined surface 150-2a of the two inclined surfaces forming the second groove 150-2 may be an incident surface to which light transmitted from the outside of the cover part is incident to the light receiving unit.
  • the inclination angle ⁇ 41 of the first inclined surface 150-2a with respect to the lower surface of the cover portion, ie, the virtual line L may be smaller than the inclination angle ⁇ 42 of the second inclined surface 150-2b.
  • the inclination angle ⁇ 41 of the first inclined surface 150-2a of the second groove portion is made gentler than the inclination angle ⁇ 42 of the second inclined surface 150-2b to increase the area of the first inclined surface serving as the incident surface. Since the light reflected from the external object and transmitted to the light receiving unit can be increased, the light efficiency can be improved.
  • first inclined surface 150-2a of the second groove may be formed to be inclined to face the direction in which the external object exists.
  • first inclined surface 150-2a may be inclined in a direction in which light incident through the cover part travels.
  • FIG. 9B may be an example of a case where an external object is located at the upper right of the drawing.
  • the second groove part 150-2 formed on the cover part may be refracted when the second groove part 150-2 is incident on the upper surface of the cover part 160 from outside, and may change the traveling direction of the light. It may be refracted once again at 150-2a to change direction.
  • the object is not only positioned on the roughness sensor but also on an object that is relatively out of the upper roughness sensor. It is possible to adjust the direction of the light so that the light reflected from the surface of the light incident to the light receiving unit can improve the sensing performance of the roughness sensor.
  • the first groove 150-1 and the second groove 150-2 may be empty spaces, but embodiments are not limited thereto, and the first groove 150-1 and the second groove 150-2 may be empty spaces. It can be filled with resin.
  • the space between the substrate 100 and the cover unit 160 may be an empty space or may surround the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130 and be filled with a resin.
  • the space between the substrate and the cover portion may be filled with the same resin material or may be filled with different materials.
  • the resin may be made of a polymer resin such as poly styrene (PS), poly carbonate (PC), and polymethylmethacrylate (PMMA).
  • PS poly styrene
  • PC poly carbonate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • FIG. 10 may illustrate a case in which a roughness sensor further includes a DOE (Diffractive Optical Element) lens 170.
  • DOE diffractive Optical Element
  • the DOE lens 170 may be disposed on an inclined surface of the groove part formed in the cover part 160.
  • FIG. 10 (a) further illustrates a case in which the DOE lens 170 is disposed at a position corresponding to the light emitting unit 110, and (b) illustrates a DOE lens disposed at a position corresponding to the light receiving unit 130. 170) is further included.
  • the light emitting unit may include a light emitting diode or a laser diode emitting light of a single wavelength.
  • FIG. 11 illustrates a DOE lens of an embodiment.
  • FIG. 11 shows the cut surface of a DOE lens
  • (b) shows the top view.
  • the DOE lens 170 may be formed of a plurality of layers.
  • the DOE lens 170 may have a structure in which two lens units are stacked.
  • a diffraction grating 175 may be formed on the inner layer of the DOE lens, and the base lens unit 172 without the pattern may be disposed on the outer layer surrounding the DOE lens.
  • the DOE lens may be additionally attached to the first and second optical guide lens parts in the roughness sensor of the embodiment of FIG. 1 described above.
  • the DOE lens may be additionally attached to at least one surface of an incident surface of the first optical guide lens unit or an exit surface of the second optical guide lens unit.
  • the DOE lens 170 By including the DOE lens 170 in the roughness sensor, it is possible to improve the light concentration in the direction in which the light incident from the light emitting part is emitted and emitted, and is also reflected from an external object to enter the inside of the roughness sensor. Sensing performance can be improved by condensing the light and focusing it on the light receiver.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a portable terminal according to one embodiment.
  • the portable terminal of one embodiment may be configured to include a roughness sensor of the above-described embodiment.
  • the portable terminal 300 may include a display unit 310, a housing unit 330 which surrounds and is disposed on the display unit, and a roughness sensor 200 of the above-described embodiment disposed on the housing unit 330. have.
  • the controller may include a controller (not shown) for controlling the display unit 310 according to a user's motion detected by the roughness sensor 200.
  • the controller may not only control the operation of the display 310, but also control the specific function of the portable terminal to be performed according to the gesture of the user detected by the roughness sensor 200.
  • the display 310 may be an output unit for outputting information processed by the portable terminal 300.
  • the display 310 may be an input unit for inputting information to the portable terminal 300.
  • the user may drive the display 310 to input information, or may display the information processed by the portable terminal to the outside in order to perform a specific function.
  • the display unit 310 may be, for example, an organic EL display (Organic Electroluminescence Display), a liquid crystal display (LCD), or the like.
  • organic EL display Organic Electroluminescence Display
  • LCD liquid crystal display
  • the display 310 may include a touch sensor so that a user can use the display as an input device.
  • the housing 330 may surround the display 310 and may be disposed.
  • the housing unit 330 may function as a support unit in which various controllers or sensors included in the portable terminal 300 as well as the display unit 310 are disposed or a guide unit for protecting them. .
  • the roughness sensor 200 may be disposed on an upper end of the display unit 310.
  • the roughness sensor 200 may be disposed on the housing part 330.
  • the housing part 330 may have a groove through which the roughness sensor 200 may be exposed.
  • the roughness sensor 200 included in the portable terminal of the exemplary embodiment includes an optical guide lens portion having an inclined surface as described above, or a groove portion having an inclined surface is formed in the cover portion, so that the roughness sensor 200 is not positioned directly on the roughness sensor. Objects can also be easily detected.
  • the external object may be the user's hand 50, and the center C of the user's fingertip may be spaced apart by d in the downward direction in which the display 310 is located in the roughness sensor 200. If present, the user's hand may be recognized and the user's hand motion may be detected.
  • the first entrance surface of the first optical guide lens unit and the second exit surface of the second optical guide lens unit may be located. It may have a slope in the direction facing the direction.
  • the XY axis direction illustrated in FIG. 1 may be included such that the roughness sensor is disposed in the portable terminal to correspond to the XY axis direction illustrated in FIG. 12.
  • the first inclined planes of the first groove 150-1 and the second groove 150-2 are disposed below the display unit. It may be arranged to have an inclination in a direction facing the user's hand located in the direction.
  • the position and the motion of the user's hand can be detected not only when the user's hand is placed directly above the muscle sensor, but also when the user moves the hand downward on the display unit. Improve user gesture sensing performance.
  • FIG. 13 is a diagram exemplarily illustrating a range of detecting a movement of a user or an object using a roughness sensor in a portable terminal according to one embodiment.
  • FIG. 13 illustrates nine cases in which a range in which the user's hand 50, which is an external object, is moved, is represented by a relative value.
  • the light guide lens unit having the inclined surface or the roughness sensor having the groove formed to have the inclined surface the fingertip of the user 50 is directed to the vertical direction of the roughness sensor In the case of the upper position, for example, (a) to (c) as well as the position of the user's hand easily in the case of (d) to (i) where the user's fingertips are located at the lower end of the display unit relatively. And motion can be detected.
  • the position of the user's hand can be detected by the intensity of light transmitted to the photodiode of the light receiving unit. Can be.
  • the performance of detecting a user's hand movement relatively moving on the display unit may be improved, and thus, the user may easily use the gesture function.
  • the user does not need to move the body over the muscle illuminance sensor in order to operate the portable terminal using the gesture function or to perform a specific function in the portable terminal when the user's body is close to the display unit.
  • motion detection may be easily performed.
  • FIGS. 14A and 14B are views showing other embodiments of a roughness sensor
  • FIG. 14C is a view showing a path of light emitted from a light emitting unit in the roughness sensor of FIG. 14B.
  • the configuration of the roughness sensor not described in FIGS. 14A and 14B may be the same as the above-described embodiments.
  • the roughness sensor of FIG. 14A has an inclined surface with respect to the light emitting portion 110 disposed on the first substrate 100a, the light receiving portion 130 disposed on the second substrate 110b, and the optical axis O of the light emitting portion. It may include a first cover portion 160a disposed in direct contact with the first optical guide lens portion 140-1, and a second cover portion 160b disposed to face the second substrate 100b. .
  • the first substrate 100a and the second substrate 100b may be spaced apart from each other, but are not limited thereto.
  • the first cover portion 160a and the second cover portion 160b may be separated from each other, but may be integrally formed. It may be arranged.
  • the first optical guide lens unit 140-1 has an inclination with respect to the optical axis O of the light emitted from the light emitting unit 110 on a surface facing the light emitting unit 110. It may include an inclined surface.
  • the first substrate 100a and the second substrate 100b may be disposed to be separated from each other with the partition portion 120 interposed therebetween, and the first cover portion 160a and the second cover portion 160b may be disposed in the above-described manner.
  • the partition wall portion 120 may be disposed to be separated from each other.
  • the second light guide lens unit may be disposed in contact with the second cover unit 160b, wherein the second light guide lens unit may be disposed with respect to the optical axis of the light receiving unit 130 similarly to the embodiment illustrated in FIG. 5B and the like. Can be inclined.
  • a path of light emitted from the light emitting unit 110 may be the same as the embodiment shown in FIG. 6A.
  • the roughness sensor of FIG. 14B includes a light emitting unit 110 disposed on the first substrate 100a, a light receiving unit 130 disposed on the second substrate 110b, and a light emitting unit 110 interposed therebetween.
  • the first cover part 160a facing the substrate 100a and the light receiving part 130 may be disposed between the second cover part 160b facing the second substrate 100b.
  • the first substrate 100a and the second substrate 100b may be disposed to be separated from each other with the partition portion 120 interposed therebetween, and the first cover portion 160a and the second cover portion 160b may be disposed in the above-described manner.
  • the partition wall portion 120 may be disposed to be separated from each other.
  • the first substrate 100a and the first cover portion 160a are not parallel to each other and are disposed with an inclination, so that the optical axis O of the light emitted from the light emitting portion 110 is the first cover. It may be disposed with a normal to a surface of the part 160a and a predetermined slope ⁇ .
  • the muscle roughness sensor and the portable terminal including the same may detect an object at a distance and recognize an operation.

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Abstract

실시예의 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기는 기판; 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 기판과 마주보고 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부; 덮개부와 발광부 사이에 배치되며, 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및 덮개부와 수광부 사이에 배치되며, 덮개부의 외부에서 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하여, 근조도 센서에서 이격되어 있는 물체에 대한 센싱 범위를 확대하여 센싱 성능을 개선할 수 있다.

Description

센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기
실시예는 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 근접 센서(Proximity Sensor)는 물리적인 접촉 없이 사물의 접근을 감지하는 센서로서, 감지 원리에 따라 자기 근접센서와, 초음파 근접센서, 정전형 근접센서, 유도성 근접센서, 광학 근접센서 등으로 구분된다.
이러한 근접 센서는 휴대용 단말기인 스마트 폰 등에 사용되어 사용자가 통화를 위하여 스마트폰을 신체에 접촉하는 경우, 화면이 꺼지게 하는 등의 사용자의 위치를 인식하는데 사용될 수 있다.
한편, 조도 센서(Illuminance Sensor)는 밝기를 감지하기 위한 것으로, 인간의 눈이 느낄 수 있는 가시광 영역을 빛을 감지할 수 있다. 조도 센서가 스마트폰 등의 휴대용 단말기에 사용될 경우 밝기의 변화 등을 감지하여 감지한 밝기 변화 값을 연산하여 휴대용 단말기의 다른 기능을 제어하는 데 사용될 수 있다.
이러한, 근접 센서 또는 조도 센서는 사용자의 위치나 동작을 감지하는 것으로 동시에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 소형 전자제품, 스마트 폰 등에 조도센서와 근접센서를 일체로 구현한 근조도 센서를 사용하는 추세이다.
다만, 종래의 근조도 센서는 센싱되는 범위에 제한이 있어, 제스쳐 동작을 감지하는 등의 기능을 사용하는 경우에 있어서, 센서가 배치되는 위치에 따라서 감지하는 영역의 한계를 가지는 문제점이 있다.
실시예는 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 발광부 및 수광부 상에 각각 포함하거나, 덮개부에 경사면을 형성하여 발광부에서 방출되는 빛을 물체에 전달하고 물체로부터 반사된 빛을 수광부에서 용이하게 수광하도록 하여 센싱 범위를 넓힐 수 있는 근조도 센서와 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.
실시예는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 상기 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되며, 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및 상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되며, 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하는 센서를 제공한다.
상기 제1 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면; 상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및 상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함할 수 있다.
상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
상기 제2 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면; 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면; 및 상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함할 수 있다.
상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간에 레진층을 더 포함하고, 상기 레진층은 상기 발광부 및 상기 수광부와 상기 제1 광가이드 렌즈부 및 상기 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 배치될 수 있다.
다른 실시예는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 를 포함하고, 상기 덮개부는 상기 발광부와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부 및 상기 수광부와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부를 포함하는 센서를 제공한다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 각각 제1경사면과 제2경사면을 포함하고, 상기 제1경사면의 상기 기판에 대한 경사각은 상기 제2경사면의 상기 기판에 대한 경사각보다 작을 수 있다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 레진으로 채워질 수 있다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부 및 상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간은 레진으로 채워질 수 있다.
상기 발광부는 적외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 수광부는 복수의 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 포토 다이오드는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드 및 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 발광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 차단벽을 포함할 수 있다.
상기 일 실시예의 센서는 몸체부를 더 포함하고, 상기 몸체부는 상기 발광부와 상기 수광부가 각각 배치되는 캐비티를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예는 서로 이격되는 제1 기판과 제2 기판에 각각 배치되는 발광부 및 수광부; 및 상기 제1 기판 및 제2 기판과 각각 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부의 전면에 배치되는 제1 덮개부 및 제2 덮개부를 포함하고, 상기 발광부로터 방출되어 상기 제1 덮개부로 입사되는 빛의 광축은, 상기 제1 덮개부의 표면에 대한 법선과 기울기는 가지는 센서를 제공한다.
센서는 상기 제1 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되고 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 제1 덮개부 방향으로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부를 더 포함하고, 상기 발광부로터 방출되어 상기 제1 광가이드 렌즈부로 입사되는 빛의 광축은 상기 제1 광가이드 렌즈부의 표면에 대한 법선과 기울기를 가질 수 있다.
센서는 상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되고 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부를 더 포함하고, 상기 제2 광가이드 렌즈부로부터 상기 수광부로 입사되는 빛의 광축은 상기 제2 광가이드 렌즈부의 표면에 대한 법선과 기울기를 가질 수 있다.
제1 광가이드 렌즈부는, 상기 발광부와 마주보는 제1 입사면; 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및 상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함할 수 있다.
제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부는, 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면; 상기 수광부와 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면; 및 상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함할 수 있다.
제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
제1 기판과 제2 기판은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 덮개부와 제2 덮개부는 일체형일 수 있다.
또 다른 실시예는 디스플레이부; 상기 디스플레이부를 감싸고 배치되는 하우징부; 상기 하우징부 상에 배치되는 상술한 실시예 중 어느 한 항의 센서; 를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.
상기 센서에서 감지한 사용자의 동작에 따라 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기는 발광부 및 수광부에 대하여 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 포함하거나 덮개부에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써 상대적으로 이격된 거리에 있는 물체를 감지하고 동작을 인식할 수 있어 센싱 범위를 확대하는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예의 근조도 센서의 사시도이고,
도 2는 일 실시예의 수광부를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 일 실시예의 근조도 센서의 단면도이고,
도 4a 내지 도 4b는 일 실시예의 근조도 센서에 대한 분해 사시도 및 단면도이고,
도 5a 내지 도 5b는 1의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 수직 단면도이고,
도 6a 내지 도 6b는 광가이드 렌즈부에 대한 사시도를 포함한 도면이고,
도 7은 다른 실시예의 근조도 센서의 사시도이고,
도 8 및 도 9a 내지 도 9b는 도 7의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도이고,
도 10은 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도이고,
도 11은 DOE 렌즈의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 12는 일 실시예의 휴대용 단말기를 나타낸 도면이고,
도 13은 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서의 센싱 범위의 예시를 나타낸 도면이고,
도 14a 및 도 14b는 근조도 센서의 다른 실시예들을 나타낸 도면이고,
도 14c는 도 14b의 근조도 센서에서 발광부에서 방출된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 “제1” 및 “제2”, “상/상부/위” 및 “하/하부/아래” 등과 같은 관계적 용어들은 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 1은 일 실시예의 근조도 센서를 나타낸 도면이다. 본 실시예와 후술하는 실시예들에 따른 근조도 센서는 홍채 인식 센서 등 다른 센서에도 적용될 수 있다. 또한, 실시예들에서는 근조도 센서에 대하여 기재하나, 실시예의 후술하는 구성은 사용자의 위치나 동작 등을 감지하는 다른 센서에도 적용될 수 있다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)는 기판(100), 기판 상에 배치되는 발광부(110)와 수광부(130), 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부(160), 덮개부와 발광부 사이에 배치된 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 및 덮개부와 수광부 사이에 배치된 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)에서 기판(100)은 회로 기판일 수 있다.
회로 기판은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있으며, 예를 들어 회로 기판은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
PCB 기판은 발광부 및 수광부를 지지하기 위한 하드 타입(Hard type)일 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 플렉서블 타입(Flexible type)일 수도 있다.
기판(100)은 후술하는 발광부(110) 또는 수광부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
발광부(110)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다.
발광부(110)는 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 등을 포함할 수 있다.
발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있으며, 반도체층의 구성에 따라 발광 파장을 달리할 수 있다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층일 수 있다.
또한, 발광부(110)는 적외선(Infrared Light) 파장 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
발광부(110)에서 방출된 빛은 근조도 센서 상의 외부의 물체에 도달되도록 전달될 수 있다.
이때, 발광부 외부의 물체는 사용자의 신체가 될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 근조도 센서는 사용자의 손 또는 얼굴 등의 신체의 근접 여부 또는 움직임을 감지하는 것일 수 있다.
수광부(130)는 기판(100) 상에서 발광부(110)와 이격되어 배치될 수 있다.
수광부(130)와 발광부(110)는 일 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 1에서는 발광부(110)와 수광부(130)는 기판(100) 상에서 x축 방향으로 나란히 배치된 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며 발광부(110)와 수광부(130)는 y축 방향으로 나란히 이격되어 배치될 수도 있다.
수광부(130)는 발광부(110)에서 방출된 빛이 외부의 물체에 도달된 후 다시 반사되어 입사되는 빛을 감지할 수 있다.
수광부(130)는 복수의 포토 다이오드(Photo diode)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드는 광학 신호를 전기적 신호로 변환하는 것일 수 있다.
수광부는 복수의 포토 다이오드에 입력되는 빛의 세기 변화 정보를 전기 신호로 변환하여 물체의 근접 여부와 물체의 움직임에 대한 정보를 추출할 수 있다.
한편, 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 수광부(130)가 4개의 포토 다이오드를 포함하는 경우, 4개의 포토 다이오드는 2행 2열로 배열될 수 있다.
이때, 행 방향으로 배열된 포토 다이오드는 가로 방향으로의 광학 신호 변화를 감지할 수 있으며, 열 방향으로 배열된 포토 다이오드는 세로 방향으로의 광학 신호의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 광학 신호의 변화는 빛의 세기 변화값일 수 있다.
즉, 근조도 센서 상의 일정 범위 내에 물체가 위치하거나, 또는 물체의 움직임이 있는 경우 포토 다이오드에 입력되는 빛의 세기가 달라질 수 있으며, 포토 다이오드는 이러한 빛의 세기를 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다.
근조도 센서의 실시예에서 복수의 포토 다이오드를 포함하는 일 실시예의 수광부는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드와 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 포토 다이오드는 발광부에서 방출된 적외선 광이 물체에 도달한 후 다시 반사되어 입사되는 경우의 적외선 파장 영역의 빛을 수광할 수 있다.
제1 포토 다이오드는 입력된 적외선 파장 영역의 빛에 대한 광학 신호를 전기적 신호로 변환하여 물체가 근조도 센서에서 이격된 거리를 연산할 수 있다.
제2 포토 다이오드는 외부 물체의 움직임에 따라 입력되는 가시 광선 파장 영역의 빛의 변화를 감지하여 광학 신호를 전기적 신호로 변환함으로써 외부 물체의 움직임을 인지할 수 있다.
한편, 수광부에 포함되는 제2 포토 다이오드의 개수가 많아질수록 외부 물체의 움직임에 의한 빛의 세기 변화의 감지 성능이 향상될 수 있다.
도 2는 수광부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 수광부는 하나의 제1 포토 다이오드(131)와 매트릭스 형태로 배치된 복수의 제2 포토 다이오드(133a, 133b, 133c, 133d)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 수광부에서 제2 포토다이오드를 4개 포함하는 경우를 나타내었으나, 수광부에 포함되는 제2 포토 다이오드의 개수는 증가될 수 있으며, 행 방향으로 제2 포토 다이오드 개수가 늘어나는 경우 근조도 센서에서 가로 방향의 센싱 범위가 증가될 수 있으며, 이와 비교하여 열 방향으로 제2 포토 다이오드 개수가 늘어나는 경우 이를 포함하는 근조도 센서에서 세로 방향의 센싱 범위가 증가될 수 있다.
한편, 도 2에서 제1 포토다이오드(131)와 제2 포토다이오드(133a 내지 133d)가 인접하여 나란히 배치된 수광부의 실시예를 나타내고 있으나 수광부에서 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드의 배치는 이에 한정되지 않으며, 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드는 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 예를 들어, 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드는 이격되어 배치될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서(200a)는 기판(100)과 마주보고, 발광부(110) 및 수광부(130) 상에 배치되는 덮개부(160)를 포함할 수 있다.
덮개부(160)는 발광부(110)에서 외부로 방출되는 빛과 외부에서 수광부(130)로 전달되는 빛이 투과할 수 있는 투명한 재질로 구성될 수 있다.
덮개부(160)는 투명한 재질의 플라스틱 또는 유리 재질일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 덮개부(160)는 커버 글래스일 수 있다.
덮개부(160)는 발광부 및 수광부 상에 배치되어 외부로부터 발광부와 수광부를 보호하는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 1의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 사시도에서 AA`선으로 절단한 면에 대한 수직 단면도일 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서(200a)는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)에서 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 하부면에 부착되는 것일 수 있다.
제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110) 상에 배치되며, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)의 폭은 발광부(110)의 폭 보다 넓을 수 있다. 즉, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축 상에 배치되고, 발광부(110)를 덮을 수 있는 폭으로 구성되어 발광부에서 방출된 빛은 제1 광가이드 렌즈부(140-1)로 입사될 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130) 상에 배치되며, 수광부(130)의 폭 보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 즉, 덮개부(160)의 외부로부터 제2 광가이드 렌즈부(140-2)통하여 입사된 빛은 수광부(130)로 전달될 수 있다.
또한, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)가 더 포함될 수 있다.
격벽부(120)의 양 단부는 각각 기판(100)과 덮개부(160)와 맞닿도록 배치될 수 있다.
격벽부(120)는 광흡수성 재질로 구성될 수 있다.
즉, 격벽부(120)는 발광부(110)와 수광부(130) 사이에 배치되어 광학 배리어(Optical Barrier)의 기능을 할 수 있다.
예를 들어, 격벽부(120)는 광을 투과시키지 못하는 광차단층을 포함하여 발광부(110)로부터 수광부(130)로 직접적인 광 유출을 방지하며, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에서 광 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
한편, 일 실시예의 근조도 센서에서 발광부 및 수광부와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 둘러싸는 몸체부를 더 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 몸체부를 포함한 근조도 센서의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 4a는 일 실시예의 근조도 센서의 분해 사시도이고, 도 4b는 도 4a에서 AA`선으로 절단한 면의 수직 단면을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 몸체부(125)는 발광부(110)와 수광부(130)가 각각 배치되는 두 개의 캐비티를 갖는 박스 형태일 수 있다. 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)를 포함할 수 있으며, 격벽부(120)의 양 측면은 몸체부와 맞닿아 배치되고, 격벽부 상단면과 하단면은 각각 덮개부(160)와 기판(110)에 맞닿아 배치될 수 있다.
몸체부(125)는 광흡수성 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 몸체부(125)는 격벽부(120)와 동일한 재질로 구성될 수 있다.
몸체부(125)는 발광부(110)와 수광부(130) 및 광가이드 렌즈부(140-1. 140-2)를 감싸고 배치되어 외부광의 영향을 최소화하는 광학 배리어의 기능을 할 수 있다.
도 5a는 도 1에서 BB`직선을 포함하는 평면으로 절단된 수직 단면도를 나타낸 것이다.
도 5a의 수직 단면은 기판(100), 기판 상에 배치된 발광부(110), 발광부의 광축(O)에 대하여 경사면을 갖는 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 및 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 상에 직접적으로 접촉하여 배치되는 덮개부(160)를 포함한 구성을 나타낼 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)와 마주보는 면이 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축(O)에 대하여 경사를 갖는 경사면을 포함하여 형성될 수 있다.
한편, 도 5b는 도 1에서 CC`의 직선을 포함하는 평면으로 절단된 수직 단면을 나타낸 것이다.
도 5b의 수직 단면은 기판(100), 기판 상에 배치된 수광부(130), 수광부의 광축(r)에 대하여 경사면을 갖는 제2 광가이드 렌즈부(140-2) 및 제2 광가이드 렌즈부(140-2) 상에 직접적으로 접촉하여 배치되는 덮개부(160)를 포함한 구성을 갖는 일 실시예의 근조도 센서를 나타낼 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130)와 덮개부(160) 사이에 배치될 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 외부에서 수광부(130)로 빛을 전달하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 광가이드 렌즈부는 외부에서 덮개부로 입사되는 빛을 굴절시켜 수광부로 전달되도록 할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130)와 마주보는 면이 수광부(130)에 수직으로 입사되는 빛의 광축(r)에 대하여 경사를 갖는 경사면을 포함하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 광을 투과하는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등을 포함하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 굴절률이 1.4 내지 1.6일 수 있다.
도 5a 내지 도 5b에서 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 즉, 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)의 굴절률은 서로 다를 수 있다.
한편, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 일 실시예에서 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 동일한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 일체(一體)로 형성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 일 실시예의 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)를 상세하게 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 각각 도 5a 내지 도 5b에서 덮개부(160)를 생략한 상태에서의 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)의 사시도를 나타낸 것일 수 있다.
도 6a는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)를 상세히 나타낸 도면일 수 있다.
발광부(110) 상에 배치되는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출된 빛이 외부의 물체에 전달될 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출되어 제1 광가이드 렌즈부로 입사된 빛을 굴절시켜 외부의 물체가 있는 방향으로 전달되도록 할 수 있다.
도 6a의 도시를 참조하면, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 기판(100)과 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면(140-1a), 기판과 평행하며 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면(140-1b)과 제1 입사면 및 제1 출사면을 잇는 제1 측면(140-1c)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 출사면(140-1b), 제1 입사면(140-1a) 및 제1 측면(140-1c)으로 이루어진 제1 광가이드 렌즈부의 수직 단면은 삼각형 형상일 수 있다.
한편, 삼각형 형상의 단면에서 제1 입사면(140-1a)이 되는 삼각형의 한 변의 길이는 발광부의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 발광부에서 방출되는 빛은 제1 입사면으로 모두 전달될 수 있다.
제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)의 광축 상에 배치될 수 있다.
이때, 제1 입사면(140-1a)은 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축(O)에 수직하지 않으며, 광축에 대하여 경사각을 갖는 경사면일 수 있다.
구체적으로, 제1 입사면(140-1a)은 발광부(110)에서 방출된 빛이 입사되는 면일 수 있으며, 발광부(110)에서 방출된 빛의 광축(O)에 대하여 경사각 θin을 가질 수 있다.
제1 입사면(140-1a)은 감지하고자 하는 외부 물체의 방향과 마주보는 방향으로 경사면을 형성할 수 있다. 즉, 제1 입사면(140-1a)은 빛이 출사되는 방향을 마주보도록 경사진 경사면일 수 있다.
예를 들어, 도 6a에서 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 감지하고자 하는 외부 물체의 위치가 도면의 우측 상단인 경우일 때의 실시예일 수 있다.
발광부(110)에서 방출되어 제1 입사면(140-1a)으로 입사될 때 굴절된 빛은 제1 광가이드 렌즈부를 통과하여 제1 출사면(140-1b)에서 출사될 때 다시 굴절되어 외부로 방출될 수 있다. 즉, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)를 투과한 빛은 빛의 경로가 굴절되어 변경됨으로써, 우측 상단방향으로 빛이 전달될 수 있다.
한편, 제1 광가이드 렌즈부에서 제1 출사면(140-1b)에 대하여 제1 입사면(140-1a)과 제1 측면(140-1c)은 경사면을 이루어 형성될 수 있다.
제1 출사면(140-1b)에 대한 제1 입사면(140-1a)의 경사각(θ11) 은 제1 출사면(140-1b)에 대한 제1 측면(140-1c)의 경사각(θ12) 보다 작을 수 있다.
즉, 제1 출사면에 대한 제1 입사면의 경사각(θ11)이 제1 측면의 경사각(θ12) 보다 완만하게 함으로써, 입사면의 면적을 증가시켜 발광부(110)에서 방출되어 외부로 출사되는 빛을 증가시켜 광 효율을 개선할 수 있다.
도 6b는 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 상세히 나타낸 도면일 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 기판과 평행하며 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면(140-2b), 기판과 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면(140-2a) 및 제2 입사면과 제2 출사면을 잇는 제2 측면(140-2c)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 입사면(140-2b), 제2 출사면(140-2a) 및 제2 측면(140-2c)으로 이루어진 제2 광가이드 렌즈부의 수직 단면은 삼각형 형상일 수 있다.
한편, 삼각형 형상의 단면에서 제2 출사면(140-2a)이 되는 삼각형의 한 변의 길이는 수광부의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 대응하여 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
즉, 동일한 형상의 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 하부면에 부착되어 형성될 수 있으며, 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 덮개부(160)와 일체로서 형성되어 발광부(110) 및 수광부(130) 상단에 배치될 수 있다.
제2 출사면(140-2a)은 기판(100) 상에 배치되는 수광부(130)와 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.
한편, 제2 출사면(140-2a)은 수광부(130)로 입사되는 빛의 광축(r)에 대하여 경사각 θout을 가질 수 있다.
제2 입사면(140-2b)은 기판(100)과 평행하게 배치될 수 있으며, 제2 출사면(140-2a)은 외부 물체에서 반사되어 다시 내부로 입사되는 빛의 방향과 마주보는 방향으로 경사면을 형성할 수 있다. 즉, 제2 출사면(140-2a)은 빛이 입사되는 방향을 마주보도록 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 6b에서 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 감지하고자 하는 외부 물체의 위치가 도면의 우측 상단인 경우일 때의 실시예일 수 있다.
외부의 물체에서 반사되어 제2 입사면(140-2b)으로 입사될 때 굴절된 빛은 제2 광가이드 렌즈부를 통과하여 제2 출사면(140-2a)에서 출사될 때 다시 굴절되어 수광부로 전달될 수 있다. 즉, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 투과한 빛은 빛의 경로가 굴절되어 변경됨으로써, 기판 상에 배치된 수광부(130)에 수직되는 방향으로 빛이 입사될 수 있다.
한편, 제2 광가이드 렌즈부에서 제2 입사면(140-2b)에 대하여 제2 출사면(140-1a)과 제2 측면(140-1c)은 경사면을 이루어 형성될 수 있다.
제2 입사면(140-2b)에 대한 제2 출사면(140-2a)의 경사각(θ21) 은 제2 입사면(140-2b)에 대한 제2 측면(140-2c)의 경사각(θ22) 보다 작을 수 있다.
즉, 제2 입사면에 대한 제2 출사면의 경사각(θ21)이 제2 측면의 경사각(θ22) 보다 완만하게 함으로써, 출사면의 면적을 증가시켜 수광부(130)로 입사되는 빛을 증가시켜 근조도 센서의 감지 성능을 개선할 수 있다.
즉, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 근조도 센서의 일 실시예의 경우 발광부 및 수광부 상의 대응되는 위치에 광가이드 렌즈부를 각각 배치하고, 광가이드 렌즈부의 일면이 경사면을 형성하도록 하여 근조도 센서의 바로 위에 위치하는 외부 물체뿐 아니라 일정 범위에 이격되어 있는 물체에 대하여도 위치 및 움직임을 감지할 수 있어 센서의 감시 성능을 개선할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 일 실시예의 근조도 센서에서 덮개부와 기판 사이에는 레진층이 더 포함될 수 있다.
레진층은 발광부 및 수광부와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 기판 및 덮개부 사이의 빈 공간을 채우고 배치될 수 있다.
레진층은 발광부와 수광부를 보호하는 기능을 할 수 있으며, 빛이 투과될 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레진층은 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
레진층을 이루는 물질의 굴절률은 상기 제1 광가이드 렌즈부와 상기 제2 광가이드 렌즈부의 굴절률보다 작을 수 있다.
도 7은 근조도 센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이하 일 실시예의 근조도 센서에 대한 설명에서는 상술한 실시예의 근조도 센서(200a)에 대한 설명과 중복되는 내용은 다시 기술하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)는 기판(100), 기판 상에서 서로 이격되어 배치되는 발광부(110)와 수광부(130), 기판과 마주보고 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7의 도시를 참조하며, 일 실시예의 근조도 센서(200b)에서 덮개부(160)는 발광부(110)와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부(150-1) 및 수광부(130)와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부(150-2)를 포함할 수 있다.
즉, 제1홈부(150-1)와 제2홈부(150-2)는 덮개부의 하부면 일부 영역이 음각으로 제거되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)가 기판(100) 상에 배치될 수 있다.
도 8은 도 7의 근조도 센서(200b) 실시예에서 AA`선으로 절단한 경우의 수직 단면을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 덮개부의 하부면에 형성된 제1홈부(150-1)과 제2홈부(150-2)는 각각 발광부(110) 및 수광부(130)와 대응되어 마주보는 위치에 형성될 수 있다.
한편, 도 9a는 도 7에서 BB`선을 포함하는 면으로 절단된 경우의 수직 단면을 나타낸 도면이다.
도 9a는 일 실시예의 근조도 센서의 실시예에서 발광부(110)가 배치된 영역의 단면을 나타내는 것일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서는 기판(100), 기판 상에 배치된 발광부(110) 및 발광부의 광축 상에 형성된 제1홈부(150-1)를 포함하는 덮개부(160)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 9a에 도시된 제1홈부(150-1)는 기판(100)과 평행하고 덮개부(160)의 하부면과 일치하는 가상의 선(L)을 기준으로 하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-1a, 150-1b)을 가지며, 두 개의 경사면은 서로 비대칭적인 경사각과 길이를 갖는 형상일 수 있다.
예를 들어, 제1홈부의 수직 단면은 가상의 선인 L과 L에 대하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-1a, 150-1b)으로 이루어진 삼각형 형상일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 제1홈부(150-1)를 형성하는 두 개의 경사면 중 제1 경사면(150-1a)은 발광부(110)에서 방출된 빛이 입사되는 입사면일 수 있다.
덮개부의 하부면 즉, 가상의 선인 L에 대한 제1 경사면(150-1a)의 경사각 θ31은 제2 경사면(150-1b)의 경사각 θ32 보다 작을 수 있다.
즉, 제1 경사면(150-1a)의 경사각(θ31)을 제2 경사면(150-1b)의 경사각(θ32)보다 완만하게 하여 입사면이 되는 제1 경사면의 면적을 크게 할 수 있어 발광부에서 방출된 빛이 입사되는 면적을 넓힐 수 있어 광효율을 개선할 수 있다.
이때, 제1 경사면(150-1a)은 외부의 물체가 있는 방향과 마주볼 수 있게 경사를 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 경사면(150-1a)은 발광부로부터 입사되어 덮개부를 통하여 출사되는 빛이 진행되는 방향으로 경사진 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9a의 실시예는 외부의 물체가 도면의 오른쪽 상단에 위치하는 경우의 예시일 수 있다.
덮개부에 형성된 제1홈부(150-1)는 발광부(110)에서 입사된 빛이 굴절되어 방향이 변환되도록 하고, 덮개부(160)를 통하여 외부로 출사되도록 할 수 있다.
즉, 덮개부에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써, 근조도 센서 위에 물체가 위치하는 경우뿐 아니라, 상대적으로 근조도 센서의 상부에서 벗어난 위치에 있는 물체로 발광부에서 방출된 빛이 도달할 수 있도록 빛이 출사되는 방향을 조절할 수 있어 근조도 센서의 센싱 성능을 향상할 수 있다.
도 9b는 도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)에서 수광부(130)가 배치되는 영역에서 CC`선을 포함하는 면으로 절단된 수직 단면의 구성을 나타낸 것일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서는 기판(100), 기판 상에 배치된 수광부(130) 및 수광부의 광축 상에 형성된 제2홈부(150-2)를 포함하는 덮개부(160)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 9b에 도시된 제2홈부(150-2)는 기판(100)과 평행하고 덮개부(160)의 하부면과 일치하는 가상의 선(L)을 기준으로 하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-2a, 150-2b)을 가지며, 두 개의 경사면은 서로 비대칭적인 경사각과 길이를 갖는 형상일 수 있다.
예를 들어, 제2홈부의 수직 단면은 가상의 선인 L과 L에 대하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-2a, 150-2b)으로 이루어진 삼각형 형상일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제2홈부(150-2)를 형성하는 두 개의 경사면 중 제1 경사면(150-2a)은 덮개부의 외부에서 수광부로 전달되는 빛이 입사되는 입사면일 수 있다.
덮개부의 하부면 즉, 가상의 선인 L에 대한 제1 경사면(150-2a)의 경사각 θ41은 제2 경사면(150-2b)의 경사각 θ42 보다 작을 수 있다.
즉, 제2홈부의 제1 경사면(150-2a)의 경사각(θ41)을 제2 경사면(150-2b)의 경사각(θ42 )보다 완만하게 하여 입사면이 되는 제1 경사면의 면적을 크게 할 수 있어 외부의 물체에서 반사되어 수광부로 전달되는 빛이 입사되는 면적을 넓힐 수 있어 광효율을 개선할 수 있다.
이때, 제2홈부의 제1 경사면(150-2a)은 외부의 물체가 있는 방향과 마주보도록 경사를 이루어 형성될 수 있다. 또한, 제1 경사면(150-2a)은 덮개부를 통하여 입사되는 빛이 진행되는 방향으로 경사진 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9b의 실시예는 외부의 물체가 도면의 오른쪽 상단에 위치하는 경우의 예시일 수 있다.
덮개부에 형성된 제2홈부(150-2)는 외부에서 덮개부(160)의 상부면에 입사될 때 굴절되어 빛의 진행 방향이 변환될 수 있고, 덮개부를 투과하여 수광부로 출사되도록 제1 경사면(150-2a)에서 다시 한번 굴절되어 방향이 변환될 수 있다.
즉, 덮개부에 수광부와 수직 방향으로 대응되는 위치에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써, 근조도 센서 위에 물체가 위치하는 경우뿐 아니라, 상대적으로 근조도 센서의 상부에서 벗어난 위치에 있는 물체에 대해서도 물체의 표면에서 반사된 빛이 수광부로 입사될 수 있도록 빛의 진행 방향을 조절할 수 있어 근조도 센서의 센싱 성능을 향상할 수 있다.
제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)는 빈 공간일 수 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)는 레진으로 채워질 수 있다.
또한, 기판(100)과 덮개부(160) 사이의 공간은 빈 공간이거나, 또는 발광부(110) 및 수광부(130)를 감싸고 레진으로 채워질 수 있다.
한편, 제1홈부 및 제2홈부가 레진으로 채워지는 경우에 있어서, 기판 및 덮개부 사이의 공간과 동일한 레진 물질로 채워지거나 또는 서로 다른 물질로 채워질 수 도 있다.
예를 들어, 레진은 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
도 10은 일 실시예의 근조도 센서에서 DOE(Diffractive Optical Element; 회절광학소자) 렌즈(170)를 더 포함하는 경우를 나타내는 것일 수 있다.
도 10을 참조하면 DOE렌즈(170)는 덮개부(160)에 형성된 홈부의 경사면에 배치될 수 있다.
도 10에서 (a)는 발광부(110)와 대응되는 위치에 배치된 DOE렌즈(170)를 더 포함한 경우를 나타낸 것이고, (b)는 수광부(130)와 대응되는 위치에 배치된 DOE렌즈(170)를 더 포함한 경우를 나타낸 것이다.
즉, 도 10에 도시된 일 실시예에서, 발광부 및 수광부의 광축 상에 DOE렌즈를 더 포함하도록 함으로써, 발광부에서 방출되는 빛을 집광하고 또한 수광부로 전달되는 빛을 집광하여 전달할 수 있어 광효율을 증가시키며, 센서의 감지 성능을 향상할 수 있다.
DOE렌즈를 포함하는 근조도 센서의 실시예에 있어서, 발광부는 단일 파장의 빛을 발광하는 발광 다이오드 또는 레이져 다이오드를 포함할 수 있다.
도 11은 일 실시예의 DOE렌즈를 나타낸 도면이다.
도 11의 (a)는 DOE렌즈의 절단면을 나타낸 것이고, (b)는 평면도를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예의 DOE렌즈(170)는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
도 11의 (a)의 단면도를 참조하면, DOE렌즈(170)는 두 개의 렌즈부가 적층된 구조일 수 있다. 이때, DOE렌즈의 내층에는 회절패턴(Diffraction grating, 175)이 형성되고 이를 둘러싼 외층에는 패턴이 형성되지 않은 베이스 렌즈부(172)가 배치될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, DOE렌즈는 상술한 도 1의 실시예의 근조도 센서에서 제1 및 제2 광가이드 렌즈부에 추가로 부착되어 배치될 수 있다.
예를 들어, DOE렌즈는 제1 광가이드 렌즈부의 입사면 또는 제2 광가이드 렌즈부의 출사면 중 적어도 하나의 면에 추가로 부착될 수 있다.
이러한, DOE렌즈(170)를 근조도 센서에 포함함으로써, 발광부로부터 입사되는 빛을 집광하여 출사되는 방향으로의 광 집중도를 향상할 수 있으며, 또한 외부의 물체에서 반사되어 근조도 센서 내부로 입사되는 빛을 집광시키고 수광부로 집중되도록 하여 센싱 성능을 향상할 수 있다.
도 12는 일 실시예의 휴대용 단말기를 나타낸 도면이다.
일 실시예의 휴대용 단말기는 상술한 실시예의 근조도 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예의 휴대용 단말기(300)는 디스플레이부(310), 디스플레이부를 감싸고 배치되는 하우징부(330), 하우징부(330)상에 배치되는 상술한 일 실시예의 근조도 센서(200)를 포함할 수 있다.
또한, 근조도 센서(200)에서 감지한 사용자의 동작에 따라 디스플레이부(310)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(미도시)는 디스플레이부(310)의 동작을 제어할 뿐 아니라, 근조도 센서(200)에서 감지한 사용자의 제스쳐에 따라 휴대용 단말기의 특정 기능이 수행되도록 제어할 수도 있다.
디스플레이부(310)는 휴대용 단말기(300)에서 처리되는 정보를 출력하는 출력부일 수 있다. 또한, 디스플레이부(310)는 휴대용 단말기(300)로 정보를 입력하는 입력부일 수 있다.
즉, 사용자가 특정 기능을 수행하기 위하여 디스플레이부(310)를 구동하여 정보를 입력하거나, 휴대용 단말기에서 처리된 정보가 외부로 표시되도록 할 수 있다.
디스플레이부(310)는 예를 들어, 유기 EL 디스플레이(Ｏrganic Ｅlectro Ｌuminescence Ｄisplay), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD) 등이 사용될 수 있다.
한편, 디스플레이부(310)에는 터치(Touch) 센서가 포함되어 사용자가 디스플레이부를 입력 장치로 사용할 수 있도록 할 수 있다.
하우징부(330)는 디스플레이부(310)를 감싸고 배치될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 하우징부(330)는 디스플레이부(310) 뿐 아니라 휴대용 단말기(300)에 포함될 수 있는 각종 제어부 또는 센서부 등이 배치되는 지지부 또는 이들을 보호하는 가이드부의 기능을 할 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서(200)는 디스플레이부(310)의 상단에 배치될 수 있다.
근조도 센서(200)는 하우징부(330) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 하우징부(330)에는 근조도 센서(200)가 노출될 수 있는 홈이 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예의 휴대용 단말기에 포함되는 근조도 센서(200)는 상술한 바와 같이 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 포함하거나 또는 덮개부에 경사면을 갖는 홈부가 형성되어 있어 근조도 센서의 위에 직접적으로 위치하지 않는 물체의 경우도 용이하게 감지할 수 있다.
예를 들어, 도 12에서 외부의 물체는 사용자의 손(50)일 수 있으며, 사용자의 손끝 중심(C)은 근조도 센서(200)에서 디스플레이부(310)가 있는 아래 방향으로 d만큼 이격되어 있는 경우에도 사용자의 손을 인식하고 또한 사용자의 손 동작을 감지할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 포함하는 일 실시예의 근조도 센서의 경우, 제1 광가이드 렌즈부의 제1 입사면과 제2 광가이드 렌즈부의 제2 출사면은 사용자의 손이 위치하는 방향을 마주보는 방향으로 경사를 갖는 것일 수 있다.
즉, 다시 도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 XY축 방향은 도 12에 도시된 XY축 방향에 대응하도록 근조도 센서가 휴대용 단말기에 배치되도록 포함될 수 있다.
따라서, 상대적으로 근조도 센서에서 Y축의 아래 방향으로 사용자의 손이 위치하는 경우에도 용이하게 사용자 손의 위치 및 움직임을 감지할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)가 휴대용 단말기에 포함되는 경우에 있어서도 제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)의 제1경사면이 디스플레이부의 아래 방향에 위치하는 사용자의 손을 마주보는 방향으로 경사를 가지도록 배치될 수 있다.
따라서, 근조도 센서의 바로 위에 사용자의 손을 위치하는 경우뿐 아니라 근조도 센서의 위치보다 아래 방향, 즉 디스플레이부 상에서 손을 움직이는 경우에도 사용자의 손의 위치 및 동작을 감지할 수 있어 휴대용 단말기의 사용자 제스쳐 센싱 성능을 개선할 수 있다.
도 13은 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서를 이용하여 사용자 또는 물체의 움직임을 감지하는 범위를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 외부 물체인 사용자의 손(50)이 움직인 범위를 상대적인 수치로 나타낸 9가지 경우를 도시한 것이다.
도 13에서 (e)의 경우 사용자의 손끝이 휴대용단말기(300)의 디스플레이부 중심에 위치하는 경우로 이때의 위치를 (0,0)으로 할 때, 각각 디스플레이부의 가로 방향으로 움직임을 -50 에서 +50의 범위로 하고, 디스플레이부의 세로 방향의 움직임을 -50에서 +50으로 하여 각 경우를 도 13의 (a) 내지 (i)에서 나타내었다.
상술한 일 실시예의 휴대용 단말기(300)의 경우, 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부 또는 경사면을 갖도록 형성된 홈부를 갖는 근조도 센서를 포함함으로써, 사용자(50)의 손끝이 근조도 센서의 수직 방향으로의 상부에 위치하는 경우, 예를 들어 (a) 내지 (c)의 경우뿐 아니라, 상대적으로 디스플레이부의 하단에 사용자의 손끝이 위치하는 (d) 내지 (i)의 경우에서도 용이하게 사용자의 손의 위치와 움직임을 감지할 수 있다.
이때, 사용자 손의 위치는 수광부의 포토 다이오드로 전달되는 빛의 세기로 감지할 수 있으며, 예를 들어, 복수의 포토 다이오드에서 각각 입력되는 빛의 세기 정보의 변화로부터 사용자의 손의 움직임을 감지할 수 있다.
따라서, 일 실시예의 휴대용 단말기의 경우 상대적으로 디스플레이부 상에서 움직이는 사용자의 손 동작을 감지하는 성능이 개선되어 사용자가 용이하게 제스쳐 기능을 사용하는 효과를 가질 수 있다.
즉, 제스쳐 기능을 이용하여 휴대용 단말기를 동작시키거나 사용자의 신체가 디스플레이부에 근접하는 경우 휴대용 단말기에서 특정 기능을 시행하도록 하기 위하여 근조도 센서 위로 사용자가 신체를 이동할 필요가 없으며, 디스플레이부 상에서 움직일 경우 용이하게 동작 감지가 가능할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 근조도 센서의 다른 실시예들을 나타낸 도면이이고, 도 14c는 도 14b의 근조도 센서에서 발광부에서 방출된 빛의 경로를 나타낸 도면이다. 도 14a 및 도 14b에서 기재되지 아니한 근조도 센서의 구성은, 상술한 실시예들과 동일할 수 있다.
도 14a의 근조도 센서는, 제1 기판(100a) 상에 배치된 발광부(110), 제2 기판(110b) 상에 배치된 수광부(130), 발광부의 광축(O)에 대하여 경사면을 갖는 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 상에 직접 접촉하여 배치되는 제1 덥개부(160a), 및 제2 기판(100b)과 마주보고 배치되는 제2 덥개부(160b)를 포함할 수 있다. 제1 기판(100a)과 제2 기판(100b)은 이격되어 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않으며, 제1 덮개부(160a)와 제2 덮개부(160b)는 서로 분리되어 도시되고 있으나 일체형으로 배치될 수도 있다.
도 5a 등에 도시된 것과 유사하게, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)와 마주보는 면이 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축(O)에 대하여 경사를 갖는 경사면을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 기판(100a)과 제2 기판(100b)은 격벽부(120)를 사이에 두고 서로 분리되어 배치될 수 있고, 제1 덮개부(160a)와 제2 덮개부(160b)는 상기의 격벽부(120)를 사이에 두고 서로 분리되어 배치될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 덮개부(160b)와 접촉하며 제2 광가이드 렌즈부가 배치될 수도 있고, 이때 제2 광 가이드 렌즈부는 도 5b 등에 도시된 실시예와 유사하게 수광부(130)의 광축에 대하여 경사면을 질 수 있다.
도 14a에서, 발광부(110)에서 방출되는 빛의 경로는 도 6a에 도시된 실시예와 동일할 수 있다.
도 14b의 근조도 센서는, 제1 기판(100a) 상에 배치된 발광부(110), 제2 기판(110b) 상에 배치된 수광부(130), 발광부(110)를 사이에 두고 제1 기판(100a)과 마주보는 제1 덮개부(160a) 및 수광부(130)를 사이에 두고 제2 기판(100b)과 마주보는 제2 덮개부(160b)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 기판(100a)과 제2 기판(100b)은 격벽부(120)를 사이에 두고 서로 분리되어 배치될 수 있고, 제1 덮개부(160a)와 제2 덮개부(160b)는 상기의 격벽부(120)를 사이에 두고 서로 분리되어 배치될 수 있다.
도 14c에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100a)과 제1 덥개부(160a)는 평행하지 않고 기울기를 가지고 배치되어, 발광부(110)로부터 방출되는 빛의 광축(O)은 제1 덮개부(160a)의 표면에 대한 법선(normal)과 기설정된 기울기(θ)를 가지고 배치될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예에 따른 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기는 이격된 거리에 있는 물체를 감지하고 동작을 인식할 수 있다.

Claims (22)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부;
    상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부;
    상기 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되며, 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및
    상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되며, 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하는 센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 광가이드 렌즈부는
    상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면;
    상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및
    상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함하는 센서.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작은 센서.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2 광가이드 렌즈부는
    상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면;
    상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면; 및
    상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함하는 센서.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작은 센서.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간에 레진층을 더 포함하고,
    상기 레진층은 상기 발광부 및 상기 수광부와 상기 제1 광가이드 렌즈부 및 상기 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 배치되는 센서.
  7. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 및
    상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 를 포함하고,
    상기 덮개부는 상기 발광부와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부 및 상기 수광부와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부를 포함하는 센서.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 각각 제1경사면과 제2경사면을 포함하고,
    상기 제1경사면의 상기 기판에 대한 경사각은 상기 제2경사면의 상기 기판에 대한 경사각보다 작은 센서.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 레진으로 채워진 센서.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 수광부는 복수의 포토 다이오드를 포함하며,
    상기 복수의 포토 다이오드는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드 및 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함하는 센서.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치된 센서.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 격벽부를 포함하는 센서.
  13. 제 7항에 있어서, 몸체부를 더 포함하며,
    상기 몸체부는 상기 발광부와 상기 수광부가 각각 배치되는 캐비티를 포함하는 센서.
  14. 제1 기판과 제2 기판에 각각 배치되는 발광부 및 수광부; 및
    상기 제1 기판 및 제2 기판과 각각 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부의 전면에 배치되는 제1 덮개부 및 제2 덮개부를 포함하고,
    상기 발광부로터 방출되어 상기 제1 덮개부로 입사되는 빛의 광축은, 상기 제1 덮개부의 표면에 대한 법선과 기울기는 가지는 센서.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되고 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 제1 덮개부 방향으로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부를 더 포함하고, 상기 발광부로터 방출되어 상기 제1 광가이드 렌즈부로 입사되는 빛의 광축은 상기 제1 광가이드 렌즈부의 표면에 대한 법선과 기울기를 가지는 센서.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되고 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부를 더 포함하고, 상기 제2 광가이드 렌즈부로부터 상기 수광부로 입사되는 빛의 광축은 상기 제2 광가이드 렌즈부의 표면에 대한 법선과 기울기를 가지는 센서.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 제1 광가이드 렌즈부는,
    상기 발광부와 마주보는 제1 입사면;
    상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및
    상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함하는 센서.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작은 센서.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 제2 광가이드 렌즈부는,
    상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면;
    상기 수광부와 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면; 및
    상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함하는 센서.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작은 센서.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판은 서로 이격되는 센서.
  22. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 덮개부와 제2 덮개부는 일체형인 센서.
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