KR100700507B1 - Micro integral optic device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 일체형 광학장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산란광의 결상렌즈로의 광로를 굽은 형태로 제공하기 위한 초소형 일체형 광학장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-small integrated optical device, and more particularly, to an ultra-small integrated optical device for providing an optical path to an imaging lens of scattered light in a curved form.

본 발명의 초소형 일체형 광학장치는 광학장치에 있어서, 빛을 방사하는 적어도 하나 이상의 광원; 상기 광원으로부터의 빛을 대물면에 집광시키고, 대물면에 위치하는 물체에 반사된 빛을 센서로 유도하기 위한 투명의 렌즈구조물; 상기 렌즈구조물의 외측에 조립되며, 상기 광원으로부터 발생한 산란광이 상기 결상렌즈에 도달하지 않도록 하는 구조를 갖는 불투명의 모듈커버구조물; 및 상기 렌즈구조물의 내측에 조립되며, 상기 광원으로부터 발생한 산란광이 상기 결상렌즈에 도달하지 않도록 하는 구조를 갖는 불투명의 센서커버구조물을 포함한다.The micro integrated optical device of the present invention is an optical device, comprising: at least one light source for emitting light; A transparent lens structure for condensing light from the light source to an object surface and for inducing light reflected by an object located on the object surface to a sensor; An opaque module cover structure assembled to an outer side of the lens structure and having a structure such that scattered light generated from the light source does not reach the imaging lens; And an opaque sensor cover structure which is assembled inside the lens structure and has a structure such that scattered light generated from the light source does not reach the imaging lens.

광학구조, 산란광, 조도, 렌즈, 포인팅장치, 광마우스, 입력장치 Optical structure, scattered light, illuminance, lens, pointing device, optical mouse, input device

Description

초소형 일체형 광학장치{Micro integral optic device}Micro integral optic device

도 1은 종래의 광학장치를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional optical device,

도 2는 종래기술의 다른 예로서, 한국공개특허 제2004-89907호의 광학구조를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing an optical structure of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-89907 as another example of the prior art;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 광학장치의 일실시예를 나타내는 분해사시도,3A and 3B are exploded perspective views showing one embodiment of the optical device according to the present invention;

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 모듈커버구조물의 일실시예를 나타내는 사시도,4A and 4B are perspective views illustrating one embodiment of a module cover structure according to the present invention;

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 렌즈구조물의 일실시예를 나타내는 사시도,5A and 5B are perspective views illustrating one embodiment of a lens structure according to the present invention;

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 센서커버구조물의 일실시예를 나타내는 사시도,6A and 6B are perspective views illustrating one embodiment of a sensor cover structure according to the present invention;

도 7은 도 3의 광학장치에 따른 일실시예를 나타내는 조명광학부 기준의 단면도,FIG. 7 is a cross-sectional view of an illumination optical unit reference showing an embodiment according to the optical device of FIG. 3;

도 8은 본 발명에 따른 조명광학부의 일실시예를 나타내는 단면도,8 is a cross-sectional view showing an embodiment of an illumination optical unit according to the present invention;

도 9는 도 3의 광학장치에 따른 일실시예를 나타내는 제1산란광차단부 기준 의 단면도,9 is a cross-sectional view of a first scattered light blocking unit reference according to an embodiment of the optical device of FIG. 3;

도 10은 본 발명에 따른 대물면 상에서의 조도를 나타내는 그래프,10 is a graph showing the roughness on the object surface according to the present invention,

도 11은 본 발명에 따른 대물면 상에서의 제2광원에 의한 조명분포도를 나타내는 그래프,11 is a graph showing an illumination distribution diagram by a second light source on an objective surface according to the present invention;

도 12a는 본 발명에 따른 일실시예의 광원배치도,12A is a light source arrangement diagram of one embodiment according to the present invention;

도 12b는 본 발명에 따른 다른 실시예의 광원배치도이다.Figure 12b is a light source arrangement of another embodiment according to the present invention.

본 발명은 초소형 일체형 광학장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산란광의 결상렌즈로의 광로를 굽은 형태로 제공하기 위한 초소형 일체형 광학장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-small integrated optical device, and more particularly, to an ultra-small integrated optical device for providing an optical path to an imaging lens of scattered light in a curved form.

도 1은 종래의 광학장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional optical device.

종래의 광학장치는 볼록렌즈 형태의 발광표면을 가지는 LED(100)에서 방사된 빛이 광학적 투명체로 제작된 렌즈 및 반사면 일체형 광학구조물(110)의 오른쪽으로 유입되어 두 번의 반사를 거쳐 물체의 표면(120)에 반사된 후 결상렌즈를 거쳐 센서로 유입되는 구성이다.Conventional optical device is the light emitted from the LED (100) having a convex lens-shaped light emitting surface is introduced into the right side of the lens and reflective surface integrated optical structure 110 made of an optical transparent through the two reflections and the surface of the object It is a configuration that is reflected to the 120 and then introduced into the sensor through the image forming lens.

종래의 광학장치에 따르면 볼록렌즈 형태를 띠는 LED 표면에서 빛이 방사됨으로써 방사패턴이 균일한 광원을 확보할 수 있고, 반사면을 단순히 광로만 계산하 여 설계하여도 무방하다. 또한, 초점심도가 큰 결상렌즈를 확보할 수 있다.According to the conventional optical device, the light is emitted from the LED surface having the convex lens shape, thereby ensuring a light source having a uniform radiation pattern, and the reflecting surface may be designed by simply calculating the optical path. In addition, an imaging lens having a large depth of focus can be secured.

그러나, 이러한 종래의 광학장치는 박형의 초소형 광학장치를 위한 광학구조로는 적합하지 않은 것이며, 이러한 광학구조를 그대로 초소형으로 만들 경우 광효율이 심각하게 떨어져 광학장치가 제대로 동작할 수 없게 되는 문제점이 있다.However, such a conventional optical device is not suitable as an optical structure for a thin ultra-compact optical device, and if such an optical structure is made into a microminiature as it is, there is a problem that the optical device cannot operate properly due to severe light efficiency. .

도 2는 종래기술의 다른 예로서, 한국공개특허 제2004-89907호의 광학구조를 나타내는 단면도이다. 여기서는 LED 대신 LED칩을 COB로 부착하기 때문에 광원에서 방사된 빛을 집속하기 위한 제1렌즈면(200)를 구비해야 하며, 물체표면으로 광로를 변화시키기 위한 반사면(210)을 포함한다. 따라서, 이러한 광학구조는 전체적으로 마우스의 크기를 줄이기 위해 동일한 평면에 센서(220)와 LED(230)를 COB로 부착하여 광학구조의 높이를 낮출 수 있다.2 is a cross-sectional view showing an optical structure of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-89907 as another example of the prior art. In this case, since the LED chip is attached to the COB instead of the LED, the first lens surface 200 for focusing the light emitted from the light source must be provided, and the reflective surface 210 for changing the optical path to the object surface is included. Therefore, such an optical structure may reduce the height of the optical structure by attaching the sensor 220 and the LED 230 to the same plane as a COB to reduce the size of the mouse as a whole.

그러나, 광학장치를 박형화하기 위해 PCB상에 COB 또는 SMT가 가능한 박형 LED를 광원으로 사용하면 박형 구조의 구현은 가능하게 되나, 이러한 광원의 방사특성은 빛이 여러 방향으로 퍼지는 람베르시안(Lambertian) 형태의 방사특성을 가지므로 단순한 볼록렌즈, 평면 형태의 반사면, 그리고 출사면은 저품위 조명을 제공하게 된다. 즉, 이미지센서에서 획득되는 영상품질을 저하시키고, 센서 성능의 저하를 초래한다. However, the use of a thin LED capable of COB or SMT on the PCB as a light source to thin the optical device is possible to realize a thin structure, but the radiation characteristics of such a light source is a Lambertian type in which light spreads in various directions Because of its radiation characteristics, simple convex lenses, planar reflecting surfaces, and exit surfaces provide low quality illumination. That is, the image quality obtained by the image sensor is reduced, and the performance of the sensor is degraded.

따라서, 박형 LED의 발산형태 광을 사용하기 위해서는 이미지 획득에 필요한 지역에 균일하게 조명할 수 있도록 하는 광 가이드 기능을 갖는 광학구조물이 최적화되어야 소정의 효과를 얻을 수 있다. 또한 휴대정보기기에 사용하기 위해서는 저전력 고효율 구현이 필요하므로 광 가이드 기능을 갖는 광학구조물은 광가이드 기 능과 함께 집광기능을 가지고 있어 광효율을 개선하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to use divergent light of a thin LED, an optical structure having a light guide function for uniformly illuminating an area required for image acquisition may be optimized to obtain a predetermined effect. In addition, it is desirable to implement a low power and high efficiency for use in a portable information device, so that an optical structure having a light guide function has a light guide function and a light condensing function to improve light efficiency.

또한, 도 2의 광학구조에서와 같이 종래의 광학구조는 광경로상에 유효하지 않은 빛의 성분이 모두 잡음으로 영향을 미치게 되므로, 광원에서 방사된 빛이 광학적 투명체인 광학구조물의 몸체 내에서 산란되어 제2렌즈면(240)에 유입되는 것을 차단할 수 없다. 또한, 조리개의 예시가 없어 광원에서 방사된 빛이 직접 센서에 영향을 미치는 것도 방지할 수 없는 단점이 있다. 광원으로부터의 빛이 직접적으로 결상렌즈에 흘러든다면, 이 빛은 대물면에 반사되어 결상렌즈에 유입되는 빛에 비하여 큰 광량을 가지기 때문에 센서의 신호대 잡음비를 매우 저하시키므로 센서의 정상동작이 불가능하게 된다.In addition, as in the optical structure of FIG. 2, the conventional optical structure causes all components of light that are not valid on the optical path to affect noise, so that the light emitted from the light source is scattered in the body of the optical structure, which is an optical transparent body. As a result, it cannot be blocked from flowing into the second lens surface 240. In addition, since there is no example of the aperture, the light emitted from the light source does not directly affect the sensor. If the light from the light source flows directly into the imaging lens, the light is reflected on the object surface and has a large amount of light compared to the light entering the imaging lens. Therefore, the signal-to-noise ratio of the sensor is greatly reduced, and thus the normal operation of the sensor is impossible. do.

이는 소형 박형의 광학 방식 센서를 구현하기 위해 광원과 센서, 그리고 조명 대상물이 매우 접근하여 위치하게 되기 때문이다. 즉, 밝은 광원과 감도가 높은 센서를 매우 근접하게 설치하므로 잡광이 일부만 유입되어도 센서의 성능을 크게 저하시키거나 정상 동작을 불가능하게 한다. 따라서 밝은 광원과 감도가 높은 센서를 광학적, 전기적으로 분리하는 구조가 매우 중요한 것이다.This is because the light source, the sensor, and the object to be illuminated are very close to each other to realize a compact thin optical sensor. In other words, since a bright light source and a high-sensitivity sensor are installed very close to each other, even if only part of the light enters, the performance of the sensor may be greatly degraded or normal operation may be impossible. Therefore, a structure that optically and electrically separates a bright light source and a high sensitivity sensor is very important.

광학 조명의 경우 대물면에서의 조도는 대물면의 각 지점에서 광원까지 광학 거리 제곱에 역비례하는 조도를 제공하게 된다. 따라서 광원과 센서, 그리고 조명 대상물이 매우 접근하여 위치하게 되면서 조명이 필요한 지역 내부에서 각 지점으로부터 광원까지 거리 차이를 무시할 수 없게 된다. 예를 들어, 소형 박형의 광학시스템에서는 광원에서 가까운 쪽이 밝고 광원에서 먼 쪽이 어두워지는 문제가 발생하므로 조명균일도 품위가 떨어지며, 이는 센서의 성능 저하를 초래하게 된다.In the case of optical illumination, the illuminance at the objective will provide illuminance inversely proportional to the square of the optical distance from each point of the objective to the light source. As a result, the light source, the sensor, and the object to be illuminated are very close to each other, and the distance difference from each point to the light source in the area where lighting is required cannot be ignored. For example, in a small thin optical system, a problem arises in that the near side of the light source is darker and the far side of the light source darkens, resulting in poor illumination uniformity, which results in deterioration of the sensor performance.

이를 극복하기 위하여 광섬유다발과 같은 광가이드 구조물을 사용하여 조명이 필요한 지역들을 세분하여 직접 조명하는 방법이 있으나, 일체화 제작 및 원가 절감에 어려움이 있다.In order to overcome this problem, there is a method of subdividing the areas requiring lighting by using an optical guide structure such as an optical fiber bundle, but there is a difficulty in manufacturing and reducing costs.

따라서, 본 발명의 목적은 광학장치 내·외부의 광원에서 방사된 빛이 산란하여 직접적으로 센서에 도달하는 것을 방지하기 위한 초소형 일체형 광학장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultra-small integrated optical device for preventing light emitted from a light source inside and outside the optical device from scattering and directly reaching the sensor.

본 발명의 상기 목적은 광학장치에 있어서, 빛을 방사하는 적어도 하나 이상의 광원; 상기 광원으로부터의 빛을 대물면에 집광시키고, 대물면에 위치하는 물체에 반사된 빛을 센서로 유도하기 위한 투명의 렌즈구조물; 상기 렌즈구조물의 외측에 조립되며, 상기 광원으로부터 발생한 산란광이 상기 결상렌즈에 도달하지 않도록 하는 구조를 갖는 불투명의 모듈커버구조물; 및 상기 렌즈구조물의 내측에 조립되며, 상기 광원으로부터 발생한 산란광이 상기 결상렌즈에 도달하지 않도록 하는 구조를 갖는 불투명의 센서커버구조물을 포함하는 초소형 일체형 광학장치에 의해 달성된다.An object of the present invention is an optical device comprising: at least one light source for emitting light; A transparent lens structure for condensing light from the light source to an object surface and for inducing light reflected by an object located on the object surface to a sensor; An opaque module cover structure assembled to an outer side of the lens structure and having a structure such that scattered light generated from the light source does not reach the imaging lens; And an opaque sensor cover structure which is assembled inside the lens structure and has a structure such that scattered light generated from the light source does not reach the imaging lens.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 광학장치의 일실시예를 나타내는 분해사시도이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 광학장치는 대물면의 물체에 반사된 빛을 감지하기 위한 센서(360) 및 광원(300)이 구비된 PCB 기판(380), 센서(360)를 보호를 보호하기 위한 센서커버구조물(370), 광원(300)에서 방사된 빛을 대물면(340)에 모아주고 대물면(340)에서 반사된 빛을 센서(360)에 모아주기 위한 렌즈구조물(330), 및 PCB 기판(380)과의 사이에 센서커버구조물(370) 및 렌즈구조물(330)을 구비하여 이들을 보호하기 위한 모듈커버구조물(390)을 포함한다.3A and 3B are exploded perspective views showing one embodiment of the optical device according to the present invention. 3A and 3B, the optical device according to the present invention includes a sensor 360 and a PCB substrate 380 having a light source 300 and a sensor 360 for detecting light reflected from an object on an object surface. Sensor cover structure 370 for protecting the protection, the lens structure for collecting the light emitted from the light source 300 to the object surface 340 and the light reflected from the object surface 340 to the sensor 360 330, and a sensor cover structure 370 and a lens structure 330 between the PCB substrate 380 and the module cover structure 390 for protecting them.

여기서, 광원(300)은 칩형태의 LED 광원으로서 복수 개의 광원을 사용할 경우 각각의 광원은 광학 특성이 다른 물체에 대한 반사 특성을 고려하여 다른 색의 LED를 사용할 수 있다. 그리고, 광원은 LED뿐 아니라, LD 또는 IR 다이오드 칩을 사용할 수 있다.Here, when the light source 300 uses a plurality of light sources as a chip-shaped LED light source, each light source may use LEDs of different colors in consideration of reflection characteristics of objects having different optical properties. The light source may use not only LED but also LD or IR diode chip.

또한, 센서(360)는 와이어 본딩(wire bonding), 플립칩(flip chip) 등의 공 정으로 PCB 기판(380)상에 부착한다.In addition, the sensor 360 is attached to the PCB substrate 380 by a process such as wire bonding or flip chip.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 모듈커버구조물의 일실시예를 나타내는 사시도이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 모듈커버구조물(390)은 렌즈구조물(330)을 안착시켜 조립되는 것으로서, 광원(300)에서 방사된 산란광이 센서(360)로 유입되는 것을 방지하기 위한 제1산란광차단부(391), 렌즈구조물(330)의 조명광학부(310)와의 조립을 위한 렌즈조립부(392), 이동을 감지할 물체가 위치하는 대물면(340) 및 PCB 기판(380)에 조립되기 위한 모듈커버지지대(393)를 포함한다.4A and 4B are perspective views showing one embodiment of the module cover structure according to the present invention. 4A and 4B, the module cover structure 390 is assembled by mounting the lens structure 330. The first cover for preventing the scattered light emitted from the light source 300 from entering the sensor 360. Scattered light blocking unit 391, the lens assembly 392 for assembling the optical structure 310 of the lens structure 330, the object surface 340 on which the object to sense the movement and the assembly to the PCB substrate 380 Module cover support 393 to be included.

한편, 모듈커버구조물(390)은 불투명 재질로 구성하여 외부에서의 산란광이 모듈커버구조물(390) 내부로 유입되어 광학장치의 성능을 저하시키는 것을 방지한다.On the other hand, the module cover structure 390 is made of an opaque material to prevent scattered light from entering the module cover structure 390 to reduce the performance of the optical device.

또한, 모듈커버구조물(390)은 제1산란광차단부(391) 및 모듈커버지지대(393)를 일체형 구조로 포함한다.In addition, the module cover structure 390 includes a first scattering light blocking unit 391 and the module cover support 393 in an integrated structure.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 렌즈구조물의 일실시예를 나타내는 사시도이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 렌즈구조물(330)은 광원(300)에서 방사된 빛의 이동로를 위한 조명광학부(310), 대물면(340)의 물체에 반사된 빛을 센서에 모아주기 위한 수광부(320), 센서커버구조물(370)과 조립되기 위한 조립홀(332) 및 PCB 기판(380)에 조립되기 위한 렌즈지지대(331)를 포함한다. 여기서, 수광부(320)는 대물면(340)에 위치한 물체에 반사된 빛을 센서(360)에 모아주기 위한 결상렌즈(321)를 포함하여 구성된다.5A and 5B are perspective views illustrating one embodiment of a lens structure according to the present invention. 5A and 5B, the lens structure 330 collects light reflected from an object of the illumination optical unit 310 and the object surface 340 for the movement path of the light emitted from the light source 300 to the sensor. It includes a light receiving unit 320, a sensor cover structure 370 and the assembling hole 332 for assembling and the lens support 331 for assembling the PCB substrate 380. Here, the light receiver 320 includes an imaging lens 321 for collecting the light reflected by the object located on the object surface 340 to the sensor 360.

한편, 렌즈구조물(330)은 조명광학부(310), 수광부(320) 및 렌즈지지대(331) 를 일체형 구조로 포함한다.Meanwhile, the lens structure 330 includes the illumination optical unit 310, the light receiving unit 320, and the lens support 331 in an integrated structure.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 센서커버구조물의 일실시예를 나타내는 사시도이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 센서커버구조물(370)은 광원(300)에서 방사된 산란광이 센서(360)로 유입되는 것을 방지하기 위한 제2산란광차단부(372), 센서(360)로 유입되는 빛의 양을 조절하기 위한 광학적 조리개 기능을 하는 개구부(371), 제1산란광차단부(391)의 산란광 차단의 기능을 보조하기 위한 보조차단부(374) 및 PCB 기판(380)에 조립되기 위한 센서커버지지대(373)를 포함한다.6A and 6B are perspective views illustrating one embodiment of a sensor cover structure according to the present invention. 6A and 6B, the sensor cover structure 370 is a second scattering light blocking unit 372 and a sensor 360 to prevent the scattered light emitted from the light source 300 from entering the sensor 360. Assembled in the opening 371 that serves as an optical aperture to adjust the amount of incoming light, the auxiliary blocking portion 374 and the PCB substrate 380 to assist the scattered light blocking function of the first scattered light blocking portion 391. Sensor cover support 371 to be included.

한편, 센서커버구조물(370)은 제2산란광차단부(372), 보조차단부(374) 및 센서커버지지대(373)를 일체형 구조로 포함한다.On the other hand, the sensor cover structure 370 includes a second scattered light blocking portion 372, the auxiliary blocking portion 374 and the sensor cover support 373 in an integrated structure.

도 5a 내지 도 6b를 참조하여 광학장치의 구조를 살펴보면, 센서커버구조물(370)은 센서(360)에 외부의 빛이 유입되는 것을 차단하기 위해 조명광학부(310, 310') 및 수광부(320) 하측에 위치시키고, 광학적 조리개 역할을 하는 개구부(371)를 제외한 센서커버구조물(370)의 형태를 완전 밀폐형 구조로 설계하여 조리개 기능 및 센서 보호 기능을 갖는다.Looking at the structure of the optical device with reference to Figures 5a to 6b, the sensor cover structure 370 is an illumination optical unit 310, 310 'and the light receiving unit 320 to block the external light flow into the sensor 360 The sensor cover structure 370, except for the opening 371 serving as an optical aperture, is positioned at the lower side and is designed in a completely closed structure to have an aperture function and a sensor protection function.

또한, 센서커버구조물(370)은 PCB(380)에 구비된 홀에 조립되기 위한 센서커버지지대(373)를 일체형으로 구비한다.In addition, the sensor cover structure 370 is integrally provided with a sensor cover support 373 to be assembled in a hole provided in the PCB 380.

제1조명광학부(310)와 수광부(320) 사이 및 제2조명광학부(310')와 수광부(320) 사이에 센서커버구조물(370)과의 조립을 위한 한 쌍의 조립홀(332)을 구비한다. 한 쌍의 조립홀(332)에 센서커버구조물(370)에 구비된 한 쌍의 산란광차단부(372)를 끼워 조립하여 조명광학부(310, 310')의 빛이 광학장치의 광학구조 내부 를 통과하여 수광부(320)로 유입되는 것을 방지한다. 이는 빛이 통과할 수 없도록 하기 위한 불투명 재질인 한 쌍의 산란광차단부(372)가 상기 조립을 통해 제1조명광학부(310)와 수광부(320) 사이 및 제2조명광학부(310')와 수광부(320) 사이를 가로막게 되기 때문이다. A pair of assembling holes 332 are provided between the first illumination optical unit 310 and the light receiving unit 320 and the second illumination optical unit 310 ′ and the light receiving unit 320 for assembling the sensor cover structure 370. do. A pair of scattering light blocking parts 372 provided in the sensor cover structure 370 are assembled into the pair of assembling holes 332 so that the light of the illumination optics 310 and 310 'passes through the optical structure of the optical device. Thereby preventing the light from the light-receiving unit 320. This is because a pair of scattered light blocking portion 372, which is an opaque material for preventing light from passing through, is assembled between the first light optical unit 310 and the light receiving unit 320 and the second light optical unit 310 'and the light receiving unit through the assembly. This is because it is blocked between the (320).

또한, 상기 센서커버구조물(370)과 렌즈구조물(330)은 조립시 에폭시와 같은 접착제를 이용하여 접착시켜 고정할 수 있다. 조립시 에폭시와 같은 접착제를 이용하여 렌즈구조물(330)과 접착되는 센서커버구조물(370)은 광학 개구부를 포함하여 밀폐형이 되므로 모듈커버구조물(390)과 함께 산란광차단부를 구성하면서 동시에 센서를 보호하는 방수 방진기능을 제공한다.In addition, the sensor cover structure 370 and the lens structure 330 may be fixed by bonding using an adhesive such as epoxy when assembling. Since the sensor cover structure 370, which is bonded to the lens structure 330 using an adhesive such as epoxy, becomes an enclosed type including an optical opening, the scattering light blocking part is formed together with the module cover structure 390 to simultaneously protect the sensor. Provide waterproof dustproof function.

한편, 조명광학부(310, 310')와 수광부(320)를 포함하는 렌즈구조물(330)은 자신과 조립되는 센서커버구조물(370)의 하부에 위치하는 PCB(380)에 조립되기 위한 렌즈지지대(331)를 일체형으로 구비한다. 또한, 여러 기능의 구성들을 하나의 일체형 구조로 가지는 렌즈구조물(330)은 사출 구조물로서 생성함이 바람직하다.Meanwhile, the lens structure 330 including the illumination optical units 310 and 310 ′ and the light receiving unit 320 may be provided with a lens support for assembling the PCB 380 located under the sensor cover structure 370 assembled therewith. 331 is provided integrally. In addition, it is preferable that the lens structure 330 having various functional configurations in one unitary structure is generated as an injection structure.

센서커버지지대(373) 및 렌즈지지대(331)를 단순히 PCB(380)에 끼워 조립함으로써 광학장치 생산시 조립 오차를 최소화할 수 있고, 공정을 단순화할 수 있다.By simply fitting the sensor cover support 373 and the lens support 331 into the PCB 380, assembly errors can be minimized during optical device production, and the process can be simplified.

도 7은 도 3의 광학장치에 따른 일실시예를 나타내는 조명광학부 기준의 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 조명광학부의 일실시예를 나타내는 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 센서커버구조물(370)이 센서커버지지대(373)를 이용하여 광원(300) 및 센서(360)를 실장한 PCB 기판(380)상에 조립되고, 센서커버구조물(370)과 렌즈구조물(330)은 제2산란광차단부(372)가 조립홀(332)에 끼워져 상호 조립된다. 물론 이후 렌즈구조물(330)은 모듈커버구조물(390)에 덮히는 형태로 조립되어 렌즈구조물(330)로의 외부광의 유입은 차단된다.FIG. 7 is a cross-sectional view of an illumination optical unit reference showing an embodiment according to the optical device of FIG. 3, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing an embodiment of the illumination optical unit according to the present invention. Referring to FIGS. 7 and 8, the sensor cover structure 370 is assembled on the PCB substrate 380 on which the light source 300 and the sensor 360 are mounted using the sensor cover support 373, and the sensor cover structure. The 370 and the lens structure 330 are assembled to each other by fitting the second scattering light blocking portion 372 into the assembly hole 332. Of course, since the lens structure 330 is assembled to cover the module cover structure 390, the inflow of external light to the lens structure 330 is blocked.

여기서, 광학장치가 한 쌍의 광원 및 조명광학부를 구비할 경우를 살펴보면 다음과 같다.Here, the case in which the optical device includes a pair of light sources and an illumination optical unit is as follows.

제1조명광학부(310)는 제1광원(300)에서 방사된 빛을 집광하여 대물면(340)으로 전달하기 위한 3개의 광학면을 갖는 프리즘 구조로 형성된다.The first illumination optical unit 310 is formed in a prism structure having three optical surfaces for collecting and transmitting the light emitted from the first light source 300 to the objective surface 340.

또한, 제1조명광학부(310)와 동일한 구조에 동일한 기능을 수행하며, 대물면(340)을 기준으로 제1조명광학부(310)와 대향되어 구비되는 제2조명광학부(310')는 제1조명광학부(310) 및 수광부(320)와 일체형 구조로 형성된다.In addition, the second lighting optical unit 310 ′ which performs the same function as the first lighting optical unit 310 and is provided to face the first lighting optical unit 310 based on the objective surface 340 may have a first light. The illumination optical unit 310 and the light receiving unit 320 is formed in an integrated structure.

제1조명광학부(310)를 기준으로 살펴보면, 제1조명광학부(310)는 제1광원(300)에서 방사된 빛을 1차적으로 모아 평행광으로 만드는 프리즘 구조의 제1입사렌즈(311), 제1입사렌즈(311)로부터 평행광을 입사받아 2차적으로 모아 반사하는 제1반사렌즈(312) 및 제1반사렌즈(312)에 반사된 빛을 모아 대물면(340)에 비춰주는 제1출사렌즈(313)를 포함한다.Referring to the first illumination optical unit 310, the first illumination optical unit 310 primarily collects the light emitted from the first light source 300 to form a parallel light and includes a first incident lens 311 having a prism structure, A first reflecting light reflected by the first reflecting lens 312 and the first reflecting lens 312 and receiving the parallel light incident from the first incident lens 311 and reflecting it on the objective surface 340; An exit lens 313 is included.

여기서, 제1입사렌즈(311)는 모든 방향으로 퍼지는 제1광원(300)의 빛을 모을뿐 아니라, 제1광원(300)의 빛이 평형성을 갖도록 하는 빔포밍(beam forming) 기능을 수행할 수 있는 구조로 구성되고, 제1반사렌즈(312)는 제1입사렌즈(311)를 통과한 빛의 경로를 바꾸어 주며, 좌우로 퍼지는 빛의 성분을 중앙으로 모아주는 기능을 하는 구조로 구성되며, 제1출사렌즈(313)는 최종적으로 제1조명광학부(310)가 목표로 하는 대물면(340)에 빛이 모이게 하는 구조로 구성된다. 즉, 제1조명광학 부(310)는 입체의 x, y, z축이 있을 경우, 제1입사렌즈(311)가 x축으로 퍼지는 빛을 모아주고, 이 빛을 반사하기 위한 제1반사렌즈(312)는 y축으로 퍼지는 빛을 모아주며, 제1출사렌즈(313)는 다시 z축으로 퍼지는 빛을 대물면(340)에 모이게 하는 구조로 구성된다.Here, the first incident lens 311 not only collects the light of the first light source 300 spreading in all directions, but also performs a beam forming function to make the light of the first light source 300 have an equilibrium. The first reflecting lens 312 is configured to change the path of the light passing through the first incident lens 311, and is composed of a structure that collects the components of light spread from side to side in the center. The first exit lens 313 has a structure that causes light to finally converge on the objective surface 340 targeted by the first illumination optical unit 310. That is, when there are three-dimensional x, y, and z axes, the first illumination optical unit 310 collects light spread by the first incident lens 311 on the x axis, and reflects the light. Reference numeral 312 collects light spreading along the y-axis, and the first exit lens 313 is configured to collect light spreading along the z-axis on the objective surface 340.

또한, 제1조명광학부(310)의 제1입사렌즈(311), 제1반사렌즈(312) 및 제1출사렌즈(313)는 각각 구면, 비구면의 구형, 실린더형 및 토로이달(torroidal)형 중 어느 하나로 구성할 수 있다.In addition, the first incident lens 311, the first reflecting lens 312, and the first emitting lens 313 of the first illumination optical unit 310 are spherical, aspheric spherical, cylindrical, and toroidal type, respectively. It can be configured as either.

제1조명광학부(310)에 포함되는 3가지의 렌즈는 각각의 위치에서 무차별적인 방향으로 퍼지는 제1광원(300)의 빛을 모아 대물면(340)으로 보내는 기능을 함으로써, 광경로상의 무효한 빛을 유효한 빛으로 바꾸어 준다. 따라서, 칩 형태의 LED를 광원으로 사용할 때 발생하는 문제를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 광원에서 방사되는 빛의 효율을 최대화하여 광원의 광량을 낮추고, 이로 인해 광학장치의 소모전력을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.The three lenses included in the first illumination optical unit 310 collect light of the first light source 300 spreading indiscriminately at each position and send the light to the objective surface 340, thereby invalidating the light path. Change the light to a valid light. Therefore, the problem that occurs when using a chip-shaped LED as a light source can be minimized, and the light quantity of the light source is lowered by maximizing the efficiency of light emitted from the light source, thereby reducing the power consumption of the optical device. Can be.

센서커버구조물(370)은 투명하지 않은 재질로 구비되어 밝은 광원과 높은 감도의 센서를 광학적 또는 전기적으로 분리시킨다. 또한, 센서커버구조물 외부의 광원(300, 300')에서 방사되는 빛으로부터 센서(360)를 암실형태로 격리시키며, 광원(300, 300')에서 방사된 빛이 산란하여 센서(360)로 유입되는 것을 방지하기 위한 제2산란광차단부(372)를 일체형 구조로 포함한다.The sensor cover structure 370 is made of a non-transparent material to optically or electrically separate the bright light source and the high sensitivity sensor. In addition, the sensor 360 is isolated from the light emitted from the light sources 300 and 300 'outside the sensor cover structure in a dark room, and the light emitted from the light sources 300 and 300' is scattered and introduced into the sensor 360. The second scattering light blocking part 372 to prevent the unit is included in an integrated structure.

즉, 광원(300, 300')에서 방사되는 빛이 직접적으로 결상렌즈(321)에 유입되면, 이 빛은 대물면(340)에 반사되어 결상렌즈(321)에 유입되는 빛에 비하여 더욱 큰 광량을 가지므로 소량의 광량일지라도 장치의 광학성능에 악영향을 미치게 되기 때문이다.That is, when light emitted from the light sources 300 and 300 ′ directly flows into the imaging lens 321, the light is reflected by the objective surface 340 to have a greater amount of light than the light flowing into the imaging lens 321. This is because even a small amount of light adversely affects the optical performance of the device.

도 9는 도 3의 광학장치에 따른 일실시예를 나타내는 제1산란광차단부 기준의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 이는 두 개의 광원과 두 개의 조명광학부를 포함하는 광학장치의 경우를 나타내고 있다.9 is a cross-sectional view of a first scattered light blocking unit reference according to an embodiment of the optical apparatus of FIG. 3. 9 illustrates a case of an optical device including two light sources and two illumination optical units.

이러한 광학장치의 경우 대물면(340)을 기준으로 대칭되는 위치에 위치하는 두 개의 광원(300, 300') 및 조명광학부(310, 310')로 인해 두 개의 제2산란광차단부(372)를 구비하였다.In the case of such an optical device, two second scattering light blocking parts 372 are formed due to two light sources 300 and 300 'and illumination optical units 310 and 310' positioned at symmetrical positions with respect to the objective surface 340. Equipped.

따라서, 제2산란광차단부가 위치하는 일측의 축상으로부터 센서에 유입될 수 있는 산란광은 한 쌍의 산란광차단부를 통해 차단하고, 제2산란광차단부가 위치하는 일측의 축이 아닌 다른 이측의 축으로부터 센서에 유입될 수 있는 산란광은 제1산란광차단부를 통해 차단한다.Therefore, the scattered light which can flow into the sensor from one axis on which the second scattered light shield is located is blocked through the pair of scattered light shield, and the sensor from the other side axis other than the axis of one side where the second scattered light shield is located. Scattered light that may be introduced is blocked through the first scattered light blocking unit.

제1산란광차단부는 센서커버구조물에 일체형 구조로 구비되며, 센서의 위치를 아래방향으로 간주할 때 오목한 형태로 구성된다. 즉, 렌즈구조물의 외곽과 결상렌즈 사이에 오목한 형태의 제1산란광차단부를 구비하여 산란광의 결상렌즈로의 광로를 굽은 형태로 제공함으로써 광학장치 내부의 산란광이 결상렌즈를 거쳐 센서로 유입되는 것을 방지한다.The first scattering light blocking unit is provided in the sensor cover structure as an integrated structure, and is configured in a concave shape when the position of the sensor is regarded as a downward direction. That is, by providing a concave first scattered light blocking portion between the outer portion of the lens structure and the image forming lens in a curved form to the scattering light to the image forming lens to prevent the scattered light in the optical device to enter the sensor through the image forming lens. do.

이는 도 9에서와 같이 렌즈구조물 외곽으로부터의 산란광이 오목한 형태의 제1산란광차단부에 부딪쳐 광량이 상쇄되기 때문이다.This is because the scattered light from the outside of the lens structure hits the first scattered light blocking portion of the concave shape as shown in FIG.

또한, 센서커버구조물도 제1산란광차단부와 함께 산란광을 차단하기 위해 개 구부와 개구부 외곽 사이를 오목한 형태로 형성한다. 여기서 센서커버구조물은 오목한 부분을 기준으로 개구부 반대쪽 끝에 볼록한 형태의 보조차단부를 형성하여 이 부분을 통과할 산란광이 결상렌즈로 유입되는 각을 줄여주어 산란광의 차단을 돕는다.In addition, the sensor cover structure also forms a concave shape between the opening and the outside of the opening to block the scattered light together with the first scattered light blocking portion. In this case, the sensor cover structure forms an auxiliary block of convex shape at the opposite end of the opening based on the concave portion to reduce the angle of scattered light passing through the portion to the imaging lens to help block the scattered light.

한편, 제1산란광차단부의 위치에 해당하는 렌즈구조물의 일부분은 정밀가공 또는 방전가공으로 형성한다. On the other hand, a portion of the lens structure corresponding to the position of the first scattered light blocking portion is formed by precision machining or discharge machining.

센서커버구조물과 모듈커버구조물은 반사계수가 낮은 소재를 사용한다. 예를들어 흑색이 바람직하며, 구체적으로 이들의 소재는 PMMA, PC(Poly-Carbonate), 아세탈 및 광학유리 중 어느 하나가 바람직하다. 또한, 센서커버구조물과 모듈커버구조물은 방전가공 또는 샌드볼라스트와 같은 방법으로 표면을 거칠게 처리하여 산란광을 흡수하거나 더욱 산란시켜 충분히 약화시키는 구조로 구성한다.The sensor cover structure and the module cover structure are made of a material having a low reflection coefficient. For example, black is preferred, and specifically, their materials are preferably any one of PMMA, poly-carbonate (PC), acetal, and optical glass. In addition, the sensor cover structure and the module cover structure is composed of a structure that absorbs the scattered light by further roughening the surface by a method such as electric discharge machining or sand ballast to sufficiently weaken.

도 10은 본 발명에 따른 대물면 상에서의 조도를 나타내는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 대물면에 도달하는 제1광원 및 제2광원의 빛은 그 도달거리에 따라 조도의 차이를 보이게 된다.10 is a graph showing the roughness on the objective surface according to the present invention. Referring to FIG. 10, the light of the first light source and the second light source reaching the objective surface may show a difference in illuminance according to the reaching distance.

제1조명광학부의 경우, 제1광원으로부터의 빛은 제1조명광학부를 거쳐 대물면에 도달하고, 대물면에 도달한 빛은 대물면의 중심점을 기준으로 도 10 그래프의 A 곡선과 같은 조도 관계를 보인다. In the case of the first illumination optical part, light from the first light source reaches the objective surface through the first illumination optical part, and the light reaching the objective surface has the same illuminance relationship as the curve A of FIG. 10 based on the center point of the objective surface. Seems.

즉, 그래프의 중심점(0.0)이 대물면의 중심점일 때, 제1조명광학부와 가까운 쪽의 대물면상에 도달하는 제1광원에서 발생한 빛의 조도가 제1조명광학부와 먼 쪽의 대물면상에 도달하는 제1광원에서 발생한 빛의 조도보다 높게 나타난다.That is, when the center point (0.0) of the graph is the center point of the objective surface, the illuminance of light generated from the first light source reaching the object surface closer to the first illumination optical unit reaches the objective plane farther from the first illumination optical unit. It is higher than the illuminance of the light generated from the first light source.

이에, 대물면상에서의 조도의 균일화를 위해 제1조명광학부와 대향되는 제2조명광학부를 구비시킨다. Thus, a second illumination optical unit facing the first illumination optical unit is provided for uniformity of illuminance on the object surface.

즉, 제2조명광학부와 먼 쪽의 대물면상은 제1조명광학부를 기준으로 할 때 제1조명광학부와 가까운 쪽의 대물면상에 해당하므로 제1조명광학부로부터의 높은 조도의 빛과 제2조명광학부로부터의 낮은 조도의 빛이 서로 합쳐지고, 제2조명광학부와 가까운 쪽의 대물면상은 제1조명광학부와 먼 쪽의 대물면상에 해당하므로 제1조명광학부로부터의 낮은 조도의 빛과 제2조명광학부로부터의 높은 조도의 빛이 서로 합쳐져, 대물면상에서의 조도의 균일화를 이루게 된다.That is, since the object surface far from the second lighting optical part corresponds to the object surface near the first lighting optical part based on the first lighting optical part, the high illuminance light from the first lighting optical part and the second lighting optical part Low light from the light is merged with each other, and the object surface on the side closer to the second lighting optics corresponds to the object surface on the far side of the first lighting optics, and therefore the low illumination light and the second illumination optics from the first lighting optics. The high intensity light from the light is merged with each other to achieve uniformity of light intensity on the object surface.

따라서, 대향되는 제1, 2조명광학부를 통해 대물면상에서 조도의 균일화를 이룬 빛이 센서에 도달하게 되어 광학장치의 광 효율을 극대화할 수 있게 된다.Accordingly, light having a uniform illuminance on the object surface reaches the sensor through opposing first and second illumination optical units, thereby maximizing optical efficiency of the optical device.

도 11은 본 발명에 따른 대물면 상에서의 제2광원에 의한 조명분포도를 나타내는 그래프이다. 도 11을 참조하면, 그래프는 제2조명광학부를 거쳐 대물면상에 도달한 제2광원에서 발생한 빛의 조명분포도를 나타내는 것으로서, 그래프의 좌측부분은 녹색을 나타내며 그래프의 우측부분은 붉은색을 나타내고 있음을 알 수 있다.11 is a graph showing an illumination distribution diagram by a second light source on an objective surface according to the present invention. Referring to FIG. 11, the graph shows an illumination distribution of light generated from the second light source reaching the object surface through the second illumination optical unit, and the left part of the graph represents green and the right part of the graph represents red. It can be seen.

즉, 녹색을 나타내는 그래프의 좌측부분은 제2조명광학부로부터 먼 쪽의 대물면상의 조도를 나타내는 부분으로 상대적으로 낮은 조도를 나타내고 있으며, 붉은색을 나타내는 그래프의 우측부분은 제2조명광학부로부터 가까운 쪽의 대물면상의 조도를 나타내는 부분으로 상대적으로 높은 조도를 나타내고 있음을 알 수 있다.In other words, the left part of the graph showing green indicates the illuminance on the object surface far from the second illumination optical part, and the lower part shows the relatively low illuminance, and the right part of the graph showing the red color is the one near the second illumination optical part. It can be seen that the relatively high illuminance is shown as the part showing the illuminance on the object surface.

따라서, 이러한 대물면상에서의 조도의 불균일화로 인한 광효율을 저하를 방지하기 위해 대물면을 기준으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 조명광학부를 구비시킴으로써 대물면상에서의 조도의 균일화를 이루어 광학장치의 광 효율을 극대화시킨다.Therefore, in order to prevent a decrease in the light efficiency due to the unevenness of illumination on the objective surface, a pair of illumination optical units are disposed to be opposed to the objective surface, so that the illumination efficiency on the objective surface is made uniform. Maximize.

도 12a는 본 발명에 따른 일실시예의 광원배치도이고, 도 12b는 본 발명에 따른 다른 실시예의 광원배치도이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 발명의 광학장치는 대물면상에서의 조도의 균일화를 위해 적어도 두 개의 조명광학부(310)를 구비함이 바람직하다.12A is a light source arrangement diagram of one embodiment according to the present invention, and FIG. 12B is a light source arrangement diagram of another embodiment according to the present invention. 12A and 12B, the optical apparatus of the present invention preferably includes at least two illumination optical units 310 for uniformity of illuminance on the object surface.

일예로, 상기 도 7에서와 같이 두 개의 조명광학부(310)를 구비하여 대물면상에서의 조도의 균일화를 이루기 위해서는 결상렌즈(321)를 기준으로 두 개의 조명광학부(310)가 서로 대향되게 배치하고, 세 개의 조명광학부(310)를 구비하여 대물면상에서의 조도의 균일화를 이루기 위해서는 결상렌즈(321)를 기준으로 세 개의 조명광학부(310)가 상호 일정한 각을 유지하여 배치함에 바람직하다.For example, as shown in FIG. 7, two illumination optical units 310 are disposed to face each other based on the imaging lens 321 to achieve uniformity of illuminance on the object surface with two illumination optical units 310. In order to achieve uniformity of illuminance on the object surface by providing three illumination optical units 310, three illumination optical units 310 may be arranged to maintain a constant angle with respect to the imaging lens 321.

이때, 광원(300)은 조명광학부(310)와 동일 개를 구비하여 하나의 조명광학부에 하나의 광원을 구비시키는 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that the light source 300 includes the same dog as the illumination optical unit 310 and includes one light source in one illumination optical unit.

한편, 조명광학부(310)가 복수 개일 경우, 하나의 광원(300)만을 구비시켜 조명광학부(310)와 동일 개의 광원(300)을 구비시킬 경우와 동일한 광학장치의 성능을 기대할 수 있다. 이는 하나의 광원(300)으로부터의 빛을 광섬유를 이용하여 복수 개의 조명광학부(310) 각각에 공급해 줌으로써 가능하다.On the other hand, when there are a plurality of illumination optical unit 310, it is possible to expect the performance of the same optical device as having only one light source 300 to be provided with the same light source 300 and the illumination optical unit 310. This is possible by supplying light from one light source 300 to each of the plurality of illumination optical units 310 using an optical fiber.

본 발명의 광학장치는 박형 및 소형의 광학 방식센서에서 문제가 되는 조명 품질저하와 발광부의 빛이 직간접 경로로 결상계 및 센서에 유입되어 센서의 성능을 저하시키는 것을 방지하는 구조를 구현하였고, 또한 센서커버구조물, 렌즈구조물 및 모듈커버구조물이 일체형 구조로 형성됨으로써 낮은 경비로 생산할 수 있다.The optical device of the present invention implements a structure that prevents deterioration of the performance of the sensor by deteriorating the illumination quality and the light emitted from the light emitting part, which is a problem in the thin and compact optical sensor, by entering the imaging system and the sensor in a direct or indirect path. The sensor cover structure, the lens structure and the module cover structure can be produced at low cost by forming an integrated structure.

따라서, 본 발명의 광학장치를 초소형 광학방식의 광학장치 센서모듈로 사용하여 초소형 포인팅장치 또는 입력장치를 구현할 수 있다. Therefore, the micro-pointing device or the input device can be realized by using the optical device of the present invention as the optical device sensor module of the micro-optical method.

또한 광학 방식의 지문 센서로 소형화할 경우에도 조명품질의 저하나 산란광으로 인한 센서의 성능 저하를 막을 수 있게 되므로, 본 발명의 광학장치를 초소형 광학방식의 센서모듈로 사용하여 초소형 지문 센싱 장치의 구현이 가능하다. 이러한 초소형 지문 센싱 장치는 PC나 휴대형 단말기에서 보안기능을 강화하는데 실용적인 솔루션을 제공할 수 있게 한다. In addition, even when miniaturized by an optical fingerprint sensor, it is possible to prevent deterioration of the sensor due to light quality or scattered light. Therefore, the microfingerprint sensing device is realized by using the optical device of the present invention as a microscopic sensor module. This is possible. Such a small fingerprint sensing device can provide a practical solution for enhancing security functions in a PC or a portable terminal.

더 나아가서 소형 박형의 포인팅장치나 입력장치를 구현하여 시계형, 반지형, 단추형 등 무선입력장치의 구현이 가능하다. Furthermore, it is possible to implement a wireless input device such as a watch type, a ring type, a button type by implementing a small thin pointing device or input device.

또한, 본 발명의 광학장치는 노트북이나 초소형 노트북 타블렛(tablet) PC등에 내장되어 적은 공간에서 고성능의 포인팅기능을 구현할 수 있으며, 소형의 고성능 포인팅장치를 내장하거나 부착하는 유무선 키보드에 사용할 수 있다.In addition, the optical device of the present invention can be implemented in a notebook or a small notebook tablet PC (tablet), such as to implement a high-performance pointing function in a small space, it can be used in a wired or wireless keyboard to embed or attach a small high-performance pointing device.

본 발명의 광학장치는 소형의 박형 포인팅기능을 구현할 수 있어 기존 단말기들의 네비게이션(navigation) 키기능을 대치하거나 포인팅기능을 추가하는 장치로서 활용될 수 있으며, 휴대형 게임기기에서도 소형 포인팅장치로서 적용이 가능하다. Optical device of the present invention can implement a small thin pointing function can be used as a device to replace the navigation (navigation) key functions of the existing terminals or add a pointing function, can be applied as a small pointing device in a portable game machine Do.

또한, 본 발명의 광학장치를 홈네트워크 환경에서의 원격제어장치에 적용하 여 다기능 고성능의 원격제어장치를 구현할 수 있다. In addition, by applying the optical device of the present invention to a remote control device in a home network environment, it is possible to implement a multifunctional high performance remote control device.

본 발명의 광학장치를 이용한 초소형 포인팅장치는 Kiosk 등 여러 사람이 접근하고 사용하는 기기에 내장되어 그 성능을 고도화하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The ultra-small pointing device using the optical device of the present invention can be embedded in a device that is accessed and used by many people, such as Kiosk, to improve its performance and improve reliability.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various modifications and variations are possible without departing from the spirit of the present invention and equivalents of the claims to be described below.

따라서, 본 발명의 초소형 일체형 광학장치는 산란광의 결상렌즈로의 광로를 굽은 형태로 제공함으로써 산란광이 결상렌즈를 거쳐 센서로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the micro-integrated optical device of the present invention has an effect of preventing scattered light from entering the sensor through the imaging lens by providing the optical path of the scattered light to the imaging lens in a bent form.

Claims (7)

광학장치에 있어서,In the optical device, 빛을 방사하는 적어도 하나 이상의 광원;At least one light source emitting light; 상기 광원에서 방사된 빛의 이동로를 위한 조명광학부 및 대물면에 위치하는 물체에 반사된 빛을 센서에 모아주기 위한 수광부를 일체형 구조로 구비하는 투명의 렌즈구조물;A transparent lens structure including an illumination optical unit for moving the light emitted from the light source and a light receiving unit having an integrated structure for collecting light reflected from an object located on an object surface in a sensor; 상기 렌즈구조물의 외측에 조립되며, 상기 광원과 상기 센서 사이에 위치하여 상기 광원에서 방사된 산란광이 상기 센서에 유입되지 않도록 하기 위한 제1산란광차단부를 일체형 구조로 구비하는 불투명의 모듈커버구조물; 및An opaque module cover structure which is assembled to the outside of the lens structure and has a first scattered light blocking unit as a unitary structure positioned between the light source and the sensor so that scattered light emitted from the light source does not enter the sensor; And 상기 렌즈구조물의 내측에 조립되며, 상기 광원과 상기 센서 사이에 위치하여 상기 광원에서 방사된 산란광이 상기 센서에 유입되지 않도록 하기 위한 제2산란광차단부를 일체형 구조로 구비하는 불투명의 센서커버구조물An opaque sensor cover structure, which is assembled inside the lens structure and has a second scattering light blocking unit, which is disposed between the light source and the sensor and prevents scattered light emitted from the light source from entering the sensor. 을 포함하며,Including; 상기 제1산란광차단부는 상기 모듈커버구조물의 내측 상부의 상기 모듈커버구조물의 외곽과 상기 대물면 사이에 돌출된 형태로 구비되는 초소형 일체형 광학장치.And the first scattering light blocking unit protrudes between the outer surface of the module cover structure and the object surface of the upper portion of the module cover structure. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서커버구조물의 외측 상부는 상기 센서커버구조물과 개구부 사이가 'U'자형 구조인 초소형 일체형 광학장치.The outer upper portion of the sensor cover structure is a miniature integrated optical device having a 'U' shaped structure between the sensor cover structure and the opening. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 렌즈구조물의 상부는 상기 렌즈구조물의 외곽과 결상렌즈 사이가 'U'자형 구조인 초소형 일체형 광학장치.The upper portion of the lens structure is a micro-integrated optical device having an 'U' shaped structure between the outside of the lens structure and the imaging lens. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 렌즈구조물의 외곽과 결상렌즈 사이 부분은 정밀가공 또는 방전가공으로 형성하는 산란광 차단구조를 구비한 초소형 일체형 광학장치.An ultra-small integrated optical device having a scattered light blocking structure formed between the outer portion of the lens structure and the image forming lens by precision machining or discharge machining. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 센서커버구조물 및 모듈커버구조물의 소재는 PMMA, PC, 아세탈 및 광학유리 중 어느 하나인 산란광 차단구조를 구비한 초소형 일체형 광학장치.The sensor cover structure and the material of the module cover structure is a compact integrated optical device having a scattered light blocking structure of any one of PMMA, PC, acetal and optical glass. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 센서커버구조물 및 모듈커버구조물은 방전가공 또는 샌드볼라스트 방법으로 형성하는 산란광 차단구조를 구비한 초소형 일체형 광학장치.The sensor cover structure and the module cover structure is a micro-integrated optical device having a scattered light blocking structure formed by the discharge processing or sand ballast method.
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