KR100873422B1

KR100873422B1 - 광센서

Info

Publication number: KR100873422B1
Application number: KR1020060045842A
Authority: KR
Inventors: 가츠노리 미치야마; 다케시 츠카모토
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2008-12-11
Also published as: CN100425951C; KR20060122711A; US20060266939A1; JP2006329828A; US7402792B2; CN1869596A; JP4661364B2

Abstract

본 발명의 광센서는 하우징에 배치되는 수광소자, 상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터, 및 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함한다. 상기 광센서에 있어, 상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트를 구비하고, 상기 회전샤프트가 중심인 회전방향으로 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위한 조광기구를 구비한다. 따라서, 광센서의 감도는 높은 정확성으로 자유롭게 조절될 수 있다.

광센서, 조광기구, 수광조절장치

Description

광센서{OPTICAL SENSOR}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광센서의 각 구성요소의 구조를 개략적으로 나타낸 분해사시도.

도2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도2b는 도2a의 차광판을 나타낸 사시도.

도3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 광센서의 차광판 및 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도3b는 도3a의 차광판을 나타낸 사시도.

도4a는 본 발명의 제3실시예에 따른 광센서의 차광판 및 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도4b는 도4a의 차광판을 나타낸 사시도.

도5a는 본 발명의 제4실시예에 따른 광센서의 차광판 및 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도5b는 도5a의 차광판을 나타낸 사시도.

도6a는 본 발명의 제5실시예에 따른 광센서의 차광판 및 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도6b는 도6a의 차광판을 나타낸 사시도.

도7a 및 도7b는 본 발명의 제6실시예에 따른 광센서의 차광판 외부기어의 루트 및 크레스트와 결합되는 광센서의 결합부의 각각 결합상태를 개략적으로 나타낸 부분단면도.

도8a는 본 발명의 제7실시예에 따른 광센서의 결합부의 외부기어와 차광판의 결합상태를 개략적으로 나타낸 부분단면도이고, 도8b 및 도8c는 광센서의 결합부가 광센서의 차광판의 외부기어의 루트 및 크러스트와 각각 결합되는 상태를 나타낸 부분단면도.

도9a는 본 발명의 제8실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도9b는 도9a의 차광판을 나타낸 사시도.

도10a는 본 발명의 제9실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도10b는 도10a의 차광판을 나타낸 사시도.

도11a는 본 발명의 제10실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도10b는 도10a의 차광판을 나타낸 사시도.

도12a는 본 발명의 제11실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도12b는 도12a의 차광판을 나타낸 사시도.

도13a는 본 발명의 제12실시예에 따른 광센서의 차광판과 외부필터 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도13b는 도13a의 차광판을 나타낸 사시도.

도14는 종래기술에 따른 광센서의 일실시예의 외관을 나타낸 사시도.

도15는 종래기술에 따른 광센서의 내부구조를 나타낸 부분단면도.

도16a 및 도16b는 종래기술에 따른 광센서의 수광소자에 입사되는 광량을 조절하기 위한 방법의 일례를 나타낸 개략적인 평면도.

본 발명은 광센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 차량의 자동라이트 시스템과 자동 에어컨 시스템에 사용되고, 태양 또는 다른 광원으로부터 방사되는 광량을 검출하기 위한 광센서에 관한 것이다.

종래기술에 따른 광센서는 일본국 특개평11-72354호공보에 기재되어 있다. 일본국 특개평11-72354호공보에 기재된 상기 광센서의 개괄적인 개요는 도14 내지 도16b를 참조하여 기술한다.

도14에 나타낸 바와 같이, 상기 광센서는 사각형 센서 하우징(110)과 투명합성수지로 형성되고 상기 센서 하우징(110)의 상부에 고정되는 외부필터(150)로 이루어진다. 도15는 상기 외부필터(150)의 내부구조에 대한 평면도이다.

도15에 나타낸 바와 같이, 상기 광센서는 센서하우징(110)(도13에 나타냄)의 상면 중앙에 장착되고, 수용된 광량에 대한 전기적 신호를 출력하기 위한 수광소자(20); 및 수광소자(20)에 입사되는 광량을 조절하기 위하여, 외부필터(150)로부터 전달되고 수광소자에 입사되는 빛을 상기 수광소자(20)의 상부로부터 차단하기 위한 차광판(140)을 포함한다.

상기 차광판(140)에서, 계단식으로 연장되는 폭을 갖는 슬릿(142a, 142b, 142c)은 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛의 차단부에 형성된다. 상기 차광판(140)은 상기 슬릿(142a,142b,142c) 형성부로부터 도면의 좌측방향으로 연장되 고, 단부에 회전샤프트(141)를 구비하는 암(144a)을 포함한다. 또한, 상기 차광판(140)은 상기 슬릿(142a,142b,142c) 형성부로부터 연장되고, 도면에서 우측방향으로 형성되고, 단부가 상기 외부필터(150)의 내측벽에 형성되는 돌출부(150a) 사이에 끼워지는 암(144b)을 포함한다.

상기 수광소자(20)에 의해 검출되는 광량이 조절될 때, 즉 광센서에서 감도가 조절될 때, 우선 상기 외부필터(150)는 15도만큼 시계방향으로 회전된다. 이 경우, 도16a에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(140)의 암(144b)은 돌출부(150a) 사이에 끼워지고, 상기 차광판(140)은 외부필터(150)의 회전을 따라 회전샤프트(141)를 중심으로 15도 회전한다. 또한, 이 경우, 도15에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(140)이 슬릿(142b)폭을 갖고, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태에서 상기 차광판(140)이 슬릿(142a)폭을 갖고, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태로 전환되고, 결국, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛이 통과되는 폭은 상대적으로 좁아진다. 즉, 수광소자(20)에 의해 검출되는 광량은 외부필터(150)의 회전 전에 비하여 적어지고, 결국 광센서로서 감도는 감소된다. 이와 반대로, 상기 외부필터(150)가 반시계방향으로 15도 회전될 때, 도15에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(140)이 슬릿(142b)폭을 갖고, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태에서 상기 차광판(140)이 슬릿(142c)폭을 갖고, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태로 전환되고, 결국, 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛이 통과되는 폭은 상대적으로 증가된다. 즉, 수광소자(20)에 의해 검출되는 광량은 외부필터(150)의 회전 전에 비하여 증가되고, 결국 광센서로서 감도는 증가된다.

종래 기술에 따른 광센서는 상기 외부필터(150)를 시계 또는 반시계방향으로 회전시키는 방식으로, 상기 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 광량 즉, 광센서의 감도를 조절할 수 있다. 그러나, 외부필터(150)의 시계방향 및 반시계방향으로 총 회전범위가 상술된 바와 같이 최대 30도로 좁지만, 광센서의 감도의 조절범위는 넓다. 결국, 외부필터(150)의 회전량에 대한 광센서의 감도 변화율은 자연이 크게된다.

결국, 광센서가 차량에 탑재될 경우, 차량의 진동에 의해 외부필터의 상대각이 조금 변화될지라도, 광센서의 감도는 크게 변화될 수 있다.

또한, 사용자가 감도 설정시 외부필터(150)를 심지어 조금 회전시킬 경우, 광센서의 감도는 크게 변화된다. 결국, 사용자가 광센서의 감도를 적합하게 설정하는 것이 어렵다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 갖고 높은 정확성으로 자유롭게 감도를 조절할 수 있는 광센서를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의하면 광센서는 하우징에 배치되는 수광소자, 상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터, 및 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함한다. 상기 광센서에 있어, 상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트를 구비하고, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레에는 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위한 조광기구를 구비한다.

따라서, 상기 광센서에서 상기 외부필터의 회전량에 대한 광센서의 감도 조절의 분해능(resolution)은 효과적으로 증가될 수 있다. 이에 의해, 비록 광센서가 예를들어, 차량에 탑재되고, 외부필터의 상대각이 차량의 진동 또는 그와 같은 것에 의해 변화될 경우, 광센서의 감도는 결코 갑자기 변화되지 않는다. 또한, 사용자가 광센서의 감도를 설정하거나 변화시킬 경우, 사용자는 외부필터의 회전량에 따라 광센서의 감도를 점진적으로 변화시킬 수 있고, 결국, 광센서의 감도는 정확하게 설정된다. 결과적으로, 사용자는 간단한 구조로 높은 정확성을 갖고 광센서의 감도를 자유롭게 조절할 수 있다.

예를 들어, 차광부재의 샤프트는 수광소자의 수광면에 회전가능하도록 지지된다. 또한, 상기 조광기구는 차광부재의 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비될 수 있다. 상기 광센서는 상기 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 제공되는 조광부재를 이용하여 빛을 효과적으로 검출할 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 조광기구는 차광부재의 회전을 따라 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 연속적 또는 단계적으로 조절하기 위해 구비될 수 있다.

예를들어, 상기 차광부재는 불투명 디스크형 판을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 조광기구는 상기 불투명 디스크형 판을 통하고, 불투명 디스크형 판의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 폭을 갖고, 빛을 통과시키기 위한 슬릿을 구비하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 차광부재는 반투명 디스크형 필름부재를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 조광기구는 필름부재가 상기 필름부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 투명도를 갖도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 차광부재는 반투명 디스크형 수지부재를 구비할 수 있다.이 경우, 상기 조광기구는 상기 수지부재가 수지부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 두께를 갖도록 구비될 수 있다.

이에 더하여, 상기 차광부재는 반투명 돔형 수지부재를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 조광기구는 상기 반투명 수지부재가 반투명 수지부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 두께를 갖도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 차광부재는 빛이 통과되도록 관통하는 스루홀을 구비하는 불투명 디스크형 판을 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 조광기구는 상기 불투명 디스크형 판은 불투명 디스크형 판의 회전방향으로 스루홀 배열밀도가 연속적 또는 단계적으로 변화되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 상기 차광부재의 회전샤프트는 외부필터의 회전중심에 대하여 편향되는 위치에 고정될 수 있다. 이 경우, 외부필터의 회전반경은 상기 차광부재의 회전반경보다 크게 설정된다. 또한 차광부재의 외주면은 외부필터의 내주면과 소정의 마찰계수를 갖고 접한다

또한, 외부기어는 차광부재의 외주면에 구비될 수 있고, 내부기어는 외부필터의 내주면에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 외부기어와 내부기어의 치합에 의해 상기 외부필터의 회전에 따라 상기 차광부재가 회전된다. 또한, 외부기어가 내부기어와 치합되는 위치와 다른 위치에서, 상기 차광부재의 외부기어와 외부필터의 내부기어의 적어도 하나의 기어치가 탄성적으로 치합된다.

다른 실시예에 따라, 차광부재의 회전중심 및 회전반경은 외부필터의 회전중심 및 회전반경과 각각 거의 동일하다. 이 경우, 상기 차광부재의 전체 외주면은 상기 외부필터의 내주면과 그들 사이에 소정의 마찰계수를 갖고 접한다.

또한, 상기 차광부재는 외부필터의 내부장치로서 외부필터와 일체로 형성될 수 있고, 상기 외부필터는 상기 하우징의 상면에 회전가능하도록 탑재될 수 있다.

(제1실시예)

이하, 도1, 2a, 및 도2b에 나타낸 본 발명의 제1실시예에 따른 광센서에 대하여 기술한다.

보다 구체적으로 상기 제1실시예에서, 불투명 디스크형 판으로 형성되는 차광판(차광부재)는 수광소자의 수광면에 회전가능하도록 지지되는 샤프트를 구비한다. 상기 차광판은 중앙에 고정된 회전샤프트를 구비하고, 상기 차광판을 통해 빛을 통과시키기 위한 슬릿을 구비한다. 상기 슬릿은 일정범위 예를들어, 상기 회전샤프트를 중심으로 회전방향이 180도 이상의 범위에서 각각 연속적으로 폭이 변화되도록 형성된다. 또한, 상기 차광판의 회전샤프트는 외부필터의 회전중심에 대하여 편향되는 위치에 장착되고, 외부필터의 회전반경은 상기 차광판의 회전반경보다 크게 설정된다. 또한, 외부기어는 상기 차광판의 외주면에 형성되고, 내부기어는 외부필터의 내주면에 각각 형성된다. 상기 차광판은 외부필터의 회전을 따라 회전된다. 높은 정확성을 갖는 광센서로서 감도가 설정되거나 변화되도록 내부기어와 외부기어의 결합이 편향된 외부필터의 회전을 따라 상기 차광판은 회전된다.

도1은 제1실시예에 따른 광센서의 구성요소 각각에 대한 분해사시도이다. 도2a는 광센서로 사용되는 차광판 및 외부필터 사이의 관개를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도2b는 상기 차광판의 구조에 대한 사시도이다. 우선, 상기 실시예에 따른 광센서의 구조 및 기능에 대하여 도1, 도2a, 및 도2c를 참조하여 자세히 기술한다.

즉, 상기 제1실시예에 따른 광센서는 사각기둥과 같은 형상의 센서하우징(10)의 상면(10a)의 중앙으로 배치되고, 입사되는 광량에 대하여 전기적 신호를 출력하는 수광소자(20); 상기 센서하우징(10)의 상면(10a)에 배치되고, 차광판(차광부재)(40)의 회전샤프트(41)가 삽입되는 샤프트홀(31)을 구비하고, 수광소자(20)의 수광면에 대응되도록 형성되고, 상기 차광판(40)에 의해 전달되는 빛이 통과하는 원형 스루홀을 구비하는 지지판(30); 일정범위 예를들어, 중앙에 고정된 회전샤프트를 중심으로 회전하는 방향이 180도 이상의 범위에서 연속적으로 폭이 변화되도록 형성된 빛통과슬릿(조광기구) 및 외부필터(50)의 내주면에 형성된 내부기어(53)과 치합되는 외부기어(43)를 갖는 불투명 디스크형 판으로 형성되는 차광판(40); 및 상기 센서하우징(10)의 상부에 회전가능하도록 장착되고, 투명합성수지로 형성된 외부필터(50)를 포함한다.

도2a에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(40)에 형성된 슬릿(42)은 상기 회전샤프트(41)의 중앙을 중심으로 좌측에서 중앙 그리고 우측으로 폭이 W1->W2->W3 순으로 연속적으로 증가되도록 형성된다. 상기 세가지 종류의 폭(W1,W2,W3)에서, 슬릿폭(W1)은 상기 수광소자(20)의 수광면의 폭보다 좁고, 슬릿폭(W2)은 상기 수광소자(20)의 수광면의 폭과 거의 같고, 슬릿폭(W3)은 상기 수광소자(20)의 수광면의 폭보다 넓다. 결국, 상기 슬릿은 광센서 감도의 조절에 대한 분해능을 증가시키기 위해 회전샤프트의 회전F21 방향 또는 회전F22 방향으로 180도 이상의 범위에서 형성된다.

도2a에 나타낸 바와 같이, 차광판(40)의 외주면에 형성된 외부기어(43)은 외부필터(50)의 내주면에 형성된 내부기어(53)와 도면의 하부에서 치합된다. 예를들어, 상기 외부필터(50)가 회전F11의 방향(시계방향)으로 회전될 때, 상기 차광판(40)은 상기 외부필터의 회전을 따라 회전F21의 방향(시계방향)으로 회전된다. 반대로, 외부필터(50)가 회전F12의 방향(반시계방향)으로 회전될 때, 상기 차광판(40)은 상기 외부필터의 회전을 따라 회전F22의 방향(반시계방향)으로 회전된다.

또한, 도2a를 통해 분명히 나타난 바와 같이, 외부필터(50)의 회전반경은 상기 차광판(40)의 회전반경보다 크고, 상기 외부기어(43)는 내부기어(53)과 치합된다. 이로 인해, 상기 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 상기 차광판(40)의 회전량은 상기 외부필터(50)의 회전중심(미도시)을 회전축으로 하는 외부필터(50)의 회전량보다 상대적으로 크다. 결국, 외부필터(50)의 회전량에 대한 광센서의 감도는 다양하게 변화된다.

다음으로, 상기와 같은 방법으로 이루어지는 광센서의 감도 설정 또는 변화 에 대하여 기술한다.

상기 광센서에 의한 감도를 설정하거나 변화시킬 때, 예를들어, 상기 외부필터(50)은 회전F11 방향으로 회전된다. 이때, 상술된 바와 같이, 상기 차광판(40)은 상기 외부필터(50)의 회전을 따라 회전되고, 상기 차광판(40)은 회전F21의 방향으로 회전된다. 그리고 이때, 도2a에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(40)는 슬릿폭(W2)을 갖고 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태에서, 슬릿폭(W1)을 갖고 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태로 전환된다. 즉, 수광소자(20)에 의해 검출되는 광량은 외부필터(50)의 회전 전에 비하여 적어지고, 결국 광센서의 감도는 감소된다. 반대로, 상기 외부필터(50)가 회전F12 방향으로 회전될 때, 상기 차광판(40)는 도2a에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(40)는 슬릿폭(W2)을 갖고 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태에서, 슬릿폭(W3)을 갖고 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 빛을 차단하는 상태로 전환된다. 즉, 수광소자(20)에 의해 검출되는 광량은 외부필터(50)의 회전 전에 비하여 커지고, 결국 광센서의 감도는 증가된다.

상기된 바와 같이, 상기 차광판(40)의 회전량은 외부필터(50)의 회전량보다 상태적으로 크다. 결국, 상기 외부필터(50)의 회전량에 따른 광센서의 감도 변화는 다양하게 변화된다. 그러나 상기된 바와 같이, 제1실시예에서 광센서로서 감도 조절에 대한 분해능은 기본적으로 증가된다. 결국, 외부필터(50)의 회전량에 대한 광센서 감도의 증가된 변화는 감도 조절의 정확성 증가와 조절조작의 즉각성 확보 사이에 균형적 해결을 찾을 수 있다.

상기된 바와 같이, 광센서의 제1실시예에 따라 다음과 같은 월등한 효과가 발생될 수 있다.

(1) 차광판(40)은 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레의 180도 이상의 범위에서 조광기구를 이루는 슬릿(42)을 구비한다. 예를들어, 상기 슬릿(42)은 180도 이상의 범위에서 차광판(40)에 형성되고, 외부필터(50)의 회전량에 대한 광센서로서 감도의 조절 또는 변화에 대한 분해능이 상당히 증가될 수 있다.

(2) 상기 차광판(40)의 회전샤프트(41)는 외부필터(50)의 회전중심에 대하여 편향된 위치에 고정되고, 외부필터(50)의 회전반경은 상기 차광판(40)의 회전반경보다 크게 설정된다. 이와 같이 이루어짐에 따라 회전샤프트(41)를 중심으로 회전하는 상기 차광판(40)의 회전량은 상기 외부필터(50)의 중앙을 중심으로 회전하는 상기 외부필터의 회전량보다 크다. 따라서, 상기 외부필터(50)의 회전량에 대한 광센서의 감도에 있어서의 변화는 증가된다. 또한, 상기 (1)의 효과에서와 같이 감도의 조절에 대한 분해능은 기본적으로 증가되고, 결국, 외부필터(50)의 회전량에 대한 광센서 감도의 증가된 변화는 감도 조절의 정확성 증가와 조절조작의 즉각성 확보 사이에 균형적 해결을 찾을 수 있다.

(3) 상기 슬릿(42)은 회전축(41)을 중심으로 회전하는 차광판(40)의 회전을 따라 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 연속적으로 조절하는 방식으로 형성된다. 이와같이 이루어지고, 광센서의 감도의 변화정도와 외부필터(50a)의 회전량 사이의 구체적인 관계가 설정될 수 있다. 따라서 사용자는 광센서의 감도를 연속적이고 쉽게 설정 또는 변화시킬 수 있다.

(4) 상기 차광판(40)은 상기된 방법에서 단지 불투명 디스크형 판에 형성되는 슬릿(42)의 단순한 구조로 형성될 수 있다. 따라서 차광판(40)은 쉽게 구현될 수 있다.

(제2실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제2실시예는 도3a 및 도3b를 참조하여 기술한다. 그리고, 상기 제1실시예와 제2실시예의 차이점을 중심으로 기술한다. 도3a는 광센서로 사용되는 차광판(40a)과 외부필터(50) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도3b는 상기 차광판의 구조를 나타낸 사시도이다. 도2a 및 도2b에서 동일부호로 나타내고 동일한 기능을 같은 구성요소는 도3a 및 도3b에서 중복기재로 생략한다.

도3a 및 도3b에 나타낸 바와 같이, 상기 광센서의 제2실시예는 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예와 유사한 방법으로 이루어진다. 그러나, 도3a 및 도3b에 나타낸 바와 같이 제2실시예에서, 상기 차광판(40a)은 반투명 디스트형 필름부재로 이루어진다. 차광판(40a)을 형성하는 상기 필름부재는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 변화하는 투명도를 갖는다.

보다 구체적으로, 도3a에 나타낸 바와 같이, 필름부재(42a)(조광기구)는 투명도가 회전샤프트(41)의 하부좌측에서 최대가 되도록 설정된다. 따라서, 필름부재(42a)를 통과하는 광량은 상기 필름부재(42a)의 하부좌측에서 최대이다. 상기 필름부재(42a)의 투명도는 도면에 나타낸 바와 같이 회전샤프트(41)의 하부시작점으로부터 화살표로 나타낸 회전F21 방향으로 점차 작아지고, 회전샤프트(41)의 하부우측에서 최소가 되도록 설정된다. 따라서, 상기 필름부재(42a)의 하부우측에서 필름부재를 통과하는 광량이 최소이다. 즉, 도3a에 나타낸 바와 같이, 상기 필름부재(42a)를 구비하는 차광판(40a)의 투명도는 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전F21 또는 F22의 방향을 따라 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 변화하고, 결국, 광센서로서 감도의 조절에 대한 분해능은 증가될 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이, 상기 필름부재(42a)는 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 변화하는 투명도를 갖는다. 따라서, 상기 차광판(40a)에서 빛의 차광도를 조절할 수 있는 범위가 최대로 구현될 수 있고, 연장될 수 있기 때문에, 결국 광센서에서 넓은 동적범위(dynamic range)가 확보될 수 있다.

상기된 제1실시예에 따른 상기(1) 내지 (3)의 효과에 더하여, 제2실시예에 따른 상기 광센서는 다음과 같은 새로운 효과가 발생 될 수 있다.

(5) 상기 차광판(40a)은 상기 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 조광기구로 구성되는 필름부재(42a)를 구비한다. 또한 구현될 수 있는 차광판(40a)의 범위가 최대로 연장될 수 있기 때문에, 결국 광센서에서 넓은 동적범위가 확보될 수 있다.

(6) 상기 차광판(40a)은 반투명 디스크형 필름부재(42a)로 형성된다. 상기 차광판(42a)은 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향으로 연속적으로 변화되도록 설정된 투명도를 갖는 필름부재(42a)를 구비한다.

이와 같이 이루어짐에 따라, 상기 차광판(40a)의 회전을 따라, 상기 수광소 자(20)의 수광면에 입사되는 광량은 필름부재(42a)의 투명도에 의해 연속적으로 조절될 수 있다. 따라서, 광센서로서 감도의 설정 또는 변화를 쉽고 매우 정확하게 할 수 있다.

(7) 또한, 필름부재(42a)의 이용은 차광판(40a)의 중량을 감소시킬 수 있고, 결국 광센서의 중량을 감소시킨다.

(8) 이에 더하여, 상기 광센서는 수광소자(20)의 수광면 전체에서 항상 입사 빛을 수용하도록 이루어진다. 결국, 광센서의 직접적인 변화없이 감도의 설정 또는 변화가 가능하게 된다.

(제3실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제3실시예는 도4a 및 도4b를 참조하여 기술한다. 그리고, 상기 제2실시예와 제3실시예의 차이점을 기술한다. 도4a는 제3실시예에 따른 광센서로 사용되는 차광판(40b) 및 외부필터(50) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도4b는 차광판(40b)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도4a 및 도4b에 나타낸 바와 같이, 제3실시예에 따른 상기 광센서는 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예와 도3a 및 도3b에 나타낸 제2실시예와 기본적으로 유사한 방법으로 이루어진다. 그러나 도4a 및 도4b에 나타낸 바와 같이 제3실시예에서, 상기 차광판(40b)은 반투명 디스크형 수지부재를 구비한다. 차광판(40b)을 형성하는 상기 수지부재는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 두께가 변화하는 확산(diffusion)판이다.

보다 구체적으로, 도4b에 나타낸 바와 같이, 확산판(조광기구)(42b)은 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 연속적으로 두께가 변화되도록 형성된다. 따라서 도4a에 나타낸 바와 같이 확산판(42b)은 설정되고, 예를들어, 도면에 나타낸 회전샤프트(41)의 하부좌측에서 두께는 최소이다. 또한, 상기 하부좌측에서 확산판(42b)을 통과하는 광량이 가장 많게 된다. 상기 확산판(42b)의 두께는 회전샤프트(41) 하부에서 시작되어 화살표로 나타낸 회전F21의 방향으로 점차 증가되고, 상기 회전샤프트(41)의 하부우측에서 최대가 되도록 형성된다. 또한, 상기 하부우측에서 상기 확산판(42b)을 통과하는 광량은 최소가 된다. 즉, 확산판(42b)을 구비하는 차광판(40a)는 도4a에 나타낸 바와 같이, 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전F21 또는 F22 방향을 따라 둘레 전체 범위에서 연속적으로 변화하는 투명도를 갖고, 결국 감도 조절에 대한 분해능은 증가될 수 있다.

상기 제3실시예에 따른 광센서는 제1실시예에 따른 상기(1) 내지 (3)의 효과및 제2실시예에 따른 상기(5) 내지 (8)효과에 더하여, 다음과 같은 새로운 효과가 발생 될 수 있다.

(9) 상기 차광판(40b)은 회전방향을 따라 연속적으로 변화하는 두께를 갖는 반투명 디스크형 수지부재로 이루어진 확산판(42b)를 구비한다. 상기 이와 같이 이루어지고, 상기 차광판(40a)의 회전을 따라, 상기 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 광량은 확산판(42b)의 두께에 따라 연속적으로 조절될 수 있다. 따라서, 광센서의 감도 설정 또는 변화를 쉽고 매우 정확하게 할 수 있다.

(4실시예)

본 발명에 따른 광센서의 제4실시예는 도5a 및 도5b를 참조하여 기술한다. 그리고, 상기 제4실시예와 제3실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도5a는 광센서로서 사용되는 차광판(40c) 및 외부필터(50) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도5b는 차광판(40c)을 나타낸 사시도이다.

도5a 및 도5b에 나타낸 바와 같이, 제4실시예에 따른 광센서는 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예와 도4a 및 도4b에 나타낸 제3실시예와 기본적으로 유사한 방법으로 이루어진다. 그러나 도5a 및 도5b에 나타낸 바와 같이 제4실시예에서, 상기 차광판은 반투명 돔형 수지부재(42c)를 구비한다. 차광판(40c)을 형성하는 수지부재(42c)는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 두께가 변화하는 확산돔이다.

즉 도5b에 나타낸 바와 같이, 차광판(40c)를 형성하는 확산돔(조광기구)는 도면에서 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 도5a에 나타낸 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전F21 또는 회전F22 방향에 따른 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 내벽(420)의 두께가 연속적으로 변화되도록 형성된다. 그리고 확산돔(42c)이 도5a에 나타난 방식으로 설정될 경우, 도면에 나타낸 회전샤프트(41)의 하부좌측에서 두께가 최대이다. 그리고, 하부좌측에서 확산돔(42c)을 통과하는 광량은 최소이다. 확산돔(42c)의 두께는 도면에서 회전샤프트(41)의 하부시작점으로부터 회전F21 방향을 나타낸 화살표 방향으로 점점 작아지고, 상기 회전샤프트(41)의 하부우측에서 최소이다. 따라서, 상기 하부우측에서 상기 확산돔(42c)를 통과하는 광량은 최대이다. 또한, 차광판(40c)은 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전 F21 또는 F22 방향을 따라 회전샤프트의 전체 둘레 범위에서 투명도가 연속적으로 변화하는 확산돔(42c)을 구비하고, 결국 광센서로서 감도 조절에 대한 분해능은 증가될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따른 상기 광센서는 제1실시예에 따른 상기(1) 내지 (3)의 효과, 제2실시예에 따른 상기(5) 내지 (8)효과와 유사한 효과 및 제3실시예에 따른 상기 (9)효과와 같거나 유사한 효과를 얻을 수 있다.

(제5실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제5실시예는 도6a 및 도6b를 참조하여 기술한다. 그리고, 상기 제5실시예와 제1실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도6a는 광센서로서 사용되는 차광판(40d) 및 외부필터(50) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도6b는 차광판(40d)를 나타낸 사시도이다.

도6a 및 도6b에 나타낸 바와 같이, 제5실시예에 따른 광센서는 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예와 기본적으로 유사한 방법으로 이루어진다. 그러나 도6a 및 도6b에 나타낸 바와 같이 제5실시예에서, 상기 차광판(40d)는 불투명 디스크형 판으로 형성된다. 또한, 상기 차광판(40d)은 빛이 통과하는 복수개의 스루홀(42d)을 구비한다. 상기 스루홀(42d)은 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향 180도 이상의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 배열밀도가 단계적으로 변화되도록 형성된다.

즉, 도6b에 나타낸 바와 같이, 조광기구로서 복수개의 스루홀(42d)을 갖는 차광판(42d)는 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전방향으로 스루홀(42d)의 배열밀도가 단계적으로 변화하는 구조를 갖는다. 따라서, 상기 차광판(40d)는 도6a에 나타낸 방식으로 설정되고, 도면에 나타낸 회전샤프트(41)의 하부좌측에서 스루홀의 배열밀도는 최대이다. 따라서 차광판(40d)의 하부좌측에서 차광판(40d)를 통과하는 광량은 최대이다. 이와같은 스루홀(42d)의 배열밀도는 회전샤프트(41)의 하부측 시작점으로부터 회전F21 방향인 화살표 방향으로 점점 작아지고, 회전샤프트(41)의 하부우측에서 최소이다. 따라서, 상기 차광판(40d)의 하부우측에서, 상기 차광판(40d)을 통과하는 광량은 최소이다. 즉, 상기 차광판(40d)의 스루홀(42d)의 배열밀도는 상기 회전샤프트(41)를 회전축으로 하는 회전F21 또는 회전F22 방향으로 180도 이상의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 단계적으로 변화되고, 결국, 감도 조절에 대한 분해능이 증가될 수 있다.

상기 제5실시예의 광센서에 따라, 제1실시예의 효과(1) 내지 (3)에 더하여 하기와 같은 새로운 효과를 더 얻을 수 있다.

(10) 상기 차광판(50d)은 불투명 디스크형 판으로 형성된다. 상기 차광판(40d)는 배열밀도가 회전방향으로 단계적으로 변화되도록 형성된 스루홀(42d)을 구비한다. 이와같이 이루어지고, 상기 차광판(40d)의 회전에 의해 수광소자(20)의 수광면으로 입사되는 광량은 빛 통과를 위한 스루홀(42d)의 배열밀도에 따라 단계적으로 조절된다. 따라서 광센서로서 감도의 설정 또는 변화를 쉽고 매우 정확하게 할 수 있다. 또한 조광기구로서 스루홀(42d)을 구비하는 차광판(40d)는 예를들어, 펀칭에 의해 구현될 있기 때문에 차광판(40d)은 쉽게 형성될 수 있다.

(제6실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제6실시예는 도7a 및 도7b를 참조하여 기술한다. 그리고, 상기 제6실시예와 제1실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도7a 및 도7b에 나타낸 바와 같이 제6실시예에 의한 광센서에서, 외부필터와 차광판의 결합에 관한 기본구조는 도1 내지 도6a 및 도6b에 나타낸 제1 내지 제5실시예의 구조와 유사하다. 그러나 도7a 및 도7b에 나타낸 제6실시예에서 결합부(60)를 갖는 지지판(30a)가 구비된다. 상기 차광판(40a 내지 40d)의 외부기어(43)가 외부필터(50)의 내부기어(53)와 치합되는 위치와 다른 위치에서, 상기 외부기어(43)의 기어치는 지지판(30a)의 결합부(30)과 탄성적으로 치합된다.

따라서, 이와 같은 방식으로 이루어지는 광센서에서 감도의 설정 또는 변화는 하기와 같이 형성될 수 있다. 즉, 외부필터(50)가 화살표 F1으로 나타낸 바와 같이, 시계 또는 반시계방향으로 회전될 때, 상기 차광판(40)(40a 내지 40d)는 상기 외부필터(50)의 회전을 따라 화살표 F2로 나타낸 바와 같이 회전되고, 결국 수광소자(미도시)에 입사되는 광량은 연속적으로 조절된다.

그러나, 상기 결합부(60) 자신의 탄성변형 때문에, 지지판(30a)에 형성된 결합부(60)의 돌출부가 외부기어(43)의 기어치의 루트(root)와 접하는 상태와, 결합부(60)의 돌출부가 외부기어(43)의 기어치의 크레스트(crest)와 접하는 상태가 서로 반복된다. 따라서, 상기 차광판(40) 및 외부필터(50)는 광센서의 감도 설정 또는 변화를 위해 회전조작시 적합한 회전저항을 발생한다.

따라서, 상기 제6실시예의 광센서에 의해 상기 제1 내지 제5실시예에 의하여 발생된 각각의 효과에 더하여 하기의 새로운 효과가 발생 될 수 있다.

(11) 제6실시예에서 상기 차광판(40a 내지 40d)의 외부기어(43)가 외부필터(50)의 내부기어(53)와 치합되는 치합위치와 다른 위치에서, 결합부(60)를 갖는 지지판(30a)는 상기 외부기어(43)의 기어치와 탄성적으로 치합된다. 이로인해, 상 기 외부필터(50)의 회전과 효과적으로 조합되는 차광판의 회전을 따라, 결합부(60)의 돌출부는 외부기어(43)의 기어치의 크레스트와 루트에 탄성적으로 결합된다. 따라서 상기 외부필터(50)는 회전작동을 따라 적합한 회전저항을 발생한다. 결국, 이와같은 광센서가 예를들어 차량에 장착될 때, 차량의 진동 또는 그와 같은 것에 의해 야기되는 의도되지 않은 감도의 변화는 억제될 수 있다. 또한 예를들어, 사용자가 감도를 설정 또는 변화시킬 때, 사용자는 적합한 클릭감을 얻을 수 있다.

(제7실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제7실시예는 도8a 및 도8b를 참조하여 기술한다. 그리고, 제7실시예와 상기된 제6실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도8a, 도8b 및 도8c에 나타낸 바와 같이, 결합부(60a)는 광센서에 구비된다. 즉, 도8a는 차광판(40)과 외부기어(43)의 결합방법을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도8b 및 도8c는 상기 차광판(40)(40a-40d)가 외부기어(43)와 치합되고, 외부기어(43)로부터 이탈되는 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도8a 내지 도8c에 나타낸 바와 같이, 제7실시예에서, 상기 차광판(40a 내지 40d)의 외부기어(43)가 외부필터(50)의 내부기어(53)와 치합되는 위치와 다른 위치에서, 결합부(60a)를 갖는 지지판(30b)는 상기 외부기어(43)의 기어치와 탄성적으로 치합된다.

또한, 이와같이 이루어지는 광센서에서, 감도의 설정 또는 변화를 위해, 화살표 F1으로 나타낸 외부필터(50)의 회전을 따라, 상기 차광판(40)(40a 내지 40d)가 화살표 F2로 나타낸 방향으로 회전될 때, 상기 회전저항이 발생된다. 즉, 본 발 명의 제7실시예에서, 지지판(30b)에 형성된 상기 결합부(60a)의 탄성변형 때문에, 도8b에 나타낸 결합부(60a)가 외부기어(43)의 기어치의 루트(root)와 접하는 상태와, 결합부(60a)가 외부기어(43)의 기어치의 크레스트(crest)와 접하는 상태가 서로 반복된다. 따라서, 사용자가 광센서의 감도 설정 또는 변화를 위해 회전조작시, 상기 차광판(40) 및 외부필터(50)에 의해 적합한 회전저항 또는 클릭감을 얻을 수 있다.

상기된 같이, 제7실시예의 광센서에 의해 상기 제6실시예의 효과와 같거나 유사한 효과가 발생 될 수 있다.

예를들어, 상기 제1실시예 내지 제7실시예는 하기와 같은 방법으로 적합하게 변형될 수 있다.

상기 제6실시예 또는 제7실시예는 상기 차광판(40a 내지 40d)의 외부기어(43)가 외부필터(50)의 내부기어(53)와 치합위치와 다른 위치에서, 결합부(60)를 갖는 지지판(30a 또는 30b)는 상기 외부기어(43)의 기어치와 탄성적으로 치합되고, 이로 인해, 결합부(60 또는 60a)의 탄성변형에 의해 차광판(40)와 외부기어(43)에 회전저항이 적용된다. 그러나 결합부(60,60a)와 기어의 결합은 탄성결합방식으로 한정되지 않는다. 또한 적합한 구조의 적용이 가능하다. 예를 들어, 중앙에 개방부가 형성되는 실린더의 바닥부로 볼이 삽입되고 실린더에 삽입되는 스프링에 의해 상기 볼이 가압되는 구조의 결합부가 제공된다. 또한, 실린더의 바닥면으로부터 노출된 볼은 상기 기어의 기어치와 탄성적으로 치합된다. 또한, 상기 차광판(40)의 외부기어(43)에서 외부필터(50)의 내부기어(53)가 결합될 수 있다 또한, 상기 결합 부는 조합되어 사용될 수 있다. 즉, 외부기어가 내부기어와 치합되는 위치와 다른 위치에서 상기 차광부재(40)(40a 내지 40d)와 외부필터(50)는 적어도 하나의 기어치가 탄성적으로 치합될 때, 다른 부가 적합하게 변화될 수 있다.

제1 내지 제5실시예에 따른 구조에서 상기 외부기어(43)는 차광판(40(40a 내지 40d)의 외주면에 형성되고, 내부기어(53)는 외부필터(50)의 내주면에 형성되고, 상기 외부기어(43) 및 내부기어(53)의 편향되게 치합된 상태에서 상기 차광판(40)(40a 내지 40d)는 외부필터(50)의 회전을 따라 회전된다. 이와 같은 구조에서, 또한 바람직한 구조로 상기 차광판(45)(45a 내지 45d)의 외주면(48)은 외부필터(50a)의 내주면는 외부필터(50)의 회전을 따른 차광판(40)(40a 내지 40d)에 의해 야기되는 그들 사이에서 발생되는 소정 마찰계수을 갖고 접하도록 형성된다.

(제8실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제8실시예는 도9a 및 도9b를 참조하여 기술한다. 그리고, 제8실시예와 제1실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도9a는 광센서로 사용되는 차광판(45)와 외부필터(50a) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도9b는 차광판(45)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도9a 및 도9b에 나타낸 바와 같이, 제8실시예에 의한 광센서는 기본적으로 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예와 유사한 방식으로 이루어진다. 그러나, 도9a 및 도9b에 나타낸 바와 같이, 제8실시예에서 상기 수광소자(20)는 편향부에 고정되고, 차광판(45)의 회전중심 및 회전반경은 외부필터(50a)의 회전중심 및 회전반경과 동일하도록 설정되고, 상기 차광판(45)의 전체 외주면은 외부필터(50a)의 내주면과 그들 사이에서 발생하는 소정의 마찰계수를 갖고 접하도록 형성된다.

보다 구체적으로, 도9a에 나타낸 바와, 차광판(45)에 형성된 슬릿(47)은 도면의 좌측에서 상측으로 그리고 우측으로 회전샤프트(46)를 중심으로 연속적으로 폭이 W1-> W2-> W3로 증가되도록 형성된다. 이와 같은 3종류의 폭(W1, W2 및 W3)에서 슬릿폭(W1)은 수광소자(20)의 수광면의 폭보다 좁고, 상기 슬릿폭(W2)은 수광소자(20)의 수광면의 폭과 거의 같고, 상기 슬릿폭(W3)은 수광소자(20)의 수광면의 폭보다 넓다. 상기 슬릿(47)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전F11 또는 F12 방향으로 180도 이상의 범위로 형성되고, 광센서로서 감도 조절에 대한 분해능은 증가된다.

도9a에 나타낸 바와 같이, 상기 회전중심(회전샤프트(46)) 및 차광판(45)의 회전반경은 외부필터(50a)의 회전중심 및 회전반경과 일치하도록 설정되고, 차광판(45)의 전체 외주면은 외부필터(50a)의 내주면(58)과 소정의 마찰계수를 갖고 접한다. 따라서, 외부필터(50a)의 회전은 차광판(45) 및 외부필터(50a)의 내주면 사이에서 발생하는 소정의 마찰계수의 작용에 의해 상기 차광판(45)의 회전과 서로 연관된다.

본 발명의 제8실시예에 따른 광센서에 따라, 다음과 같은 뛰어난 효과가 발생된다.

(1) 상기 차광판(45)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전방향으로 180도 이상의 범위에서 조광기구로 구성되는 슬릿(47)을 구비한다. 예를들어, 상기 슬릿(47)은 180도 이상의 넓은 범위에서 차광판(45)에 형성된다. 결국, 외부필터(50a)의 회전량에 대하여 광센서로서 감도의 조절 또는 변형에 대한 분해능은 상당히 증가될 수 있다.

(2) 상기 수광소자(20)가 편향된 위치로 고정되고, 회전중심 및 차광판(45)(회전샤프트(46))의 회전반경은 회전중심 및 외부필터(50a)의 회전반경과 동일하게 설정된다. 이와 같은 경우 상기 외부필터(50a)의 회전중심을 회전축으로 하는 외부필터의 회전량은 차광판(45)의 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 차광판의 회전량과 기본적으로 같다. 따라서, 상기 제8실시예의 증가된 효과(1)는 직접 제공될 수 있다. 그리고 제8실시예에 따른 광센서는 감도 조절의 정확성이 효과적이다. 또한 상기 외부필터(50a)는 차광판(45)와 거의 동일한 크기 및 동축으로 배열될 수 있기 때문에 상기 광센서의 크기는 감소될 수 있다.

(3) 상기 슬릿(47)은 차광판(45)의 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전을 따라 수광소자(20)의 수광면으로 입사되는 광량을 연속적으로 조절하도록 형성된다. 이와 같이 이루어짐에 따라, 광센서의 감도 변화도와 외부필터(50a)의 회전 사이에 소정관계를 설정할 수 있다. 결국, 상기 사용자는 광센서로서 감도를 연속적이고 쉽게 설정 또는 변화시킬 수 있다.

(4) 상기 차광판(45)는 상기 슬릿(47)이 단지 상술된 방법의 불투명 디스크형 판으로 형성되는 간단한 구조로 형성될 수 있다. 따라서 차광판(45)는 쉽게 구현될 수 있다.

(제9실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제9실시예는 도10a 및 도10b를 참조하여 기술한다. 그리고, 제9실시예와 제8실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도10a는 광센서로 사용되는 차광판(45a)와 외부필터(50a) 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도10b는 차광판(45)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도10a 및 도10b에 나타낸 바와 같이, 제9실시예에 의한 광센서는 기본적으로 도1, 도2a 및 도2b에 나타낸 제1실시예 및 도9a와 도9b에 나타낸 제8실시예와 유사한 방식으로 이루어진다. 그러나, 도10a 및 도10b에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(45a)는 반투명 디스트형 필름부재(47a)를 구비한다. 상기 차광판(45a)을 형성하는 필름부재(47a)는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 연속적으로 변화되도록 설정되는 투명도를 갖는다.

보다 구체적으로, 도10a에 나타낸 바와 같이, 상기 필름부재(조광기구)(47a)는 도면에 나타낸 회전샤프트(46)의 하부좌측에서 최대로 설정된 투명도를 갖는다. 따라서, 필름부재(47a)의 하부좌측에서 필름부재(47a)를 통과하는 광량은 최대이다. 상기 필름부재(47a)의 투과량은 도면에 나타낸 회전샤프트(46)의 하부좌측시작점으로 부터 회전 F11방향으로 나타낸 화살표방향으로 점차 적어지도록 설정된다. 따라서 상기 필름부재(47a)의 하부우측에서 필름부재(47a)를 통과하는 광량은 최소이다. 즉, 필름부재(47a)를 갖는 차광판(45a)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전F11 또는 회전F12 방향으로 회전샤프트의 전체 둘레 범위에서 도10a에 개략적으로 나타낸 바와 연속적으로 변화하는 투명도를 갖고, 결국 광센서의 감도의 조절에 대한 분해능이 증가될 수 있다.

또한, 상기된 바와 같이, 상기 필름부재(47a)는 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 전체 둘레 범위에서 연속적으로 변화하는 투명도를 갖는다. 따라서, 상기 차광판(45a)에서 조절될 수 있는 빛의 차단도의 범위는 최대한 연장되도록 구현될 수 있고, 결국 광센서로서 넓은 동적범위를 얻을 수 있다.

상기된 본 발명의 제9실시예에 따른 광센서에서 상기 제8실시예의 효과 (1) 내지 (3)에 더하여 다음과 같은 새로운 효과를 얻을 수 있다.

(5) 상기 차광판(45a)은 차광판(45a)의 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 조광기구로 구성된 필름부재(47a)를 구비한다. 이에 따라, 상기 차광판(45a)의 범위는 최대한 연장되도록 구현될 수 있고, 결국 광센서로서 넓은 동적범위를 얻을 수 있다.

(6) 상기 차광판(45a)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전방향으로 투명도가 연속적으로 변화되도록 설정된 필름부재(47a)를 갖는다. 이와 같이 이루어지고, 상기 차광판(45a)의 회전에 따른 필름부재(47a)의 투명도에 의해 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 광량은 연속적으로 조절될 수 있다.

(7) 또한, 필름부재(47a)의 사용으로 차광판(45a)의 중량이 감소될 수 있고, 결국 광센서의 중량이 감소된다.

(8) 그리고, 상기 광센서는 수광소자(20)의 수광면으로 항상 입사빛이 수용하도록 구성된다. 따라서, 광센서의 직접적 변화없이 감도의 설정 및 변화가 가능하다.

(제10실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제10실시예는 도11a 및 도11b를 참조하 여 기술한다. 그리고, 제10실시예와 제9실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도11a는 광센서로 사용되는 차광판(45b)와 외부필터(50a)의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도11b는 상기 차광판(45b)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도11a 및 도11b에 나타낸 바와 같이, 제10실시예에 의한 광센서는 기본적으로 제1실시예 및 제9실시예와 유사한 방식으로 이루어진다. 그러나, 제10실시예에서 상기 차광판(45b)는 반투명 디스크형 수지부재로 형성된다. 상기 차광판(45b)을 형성하는 수지부재는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 두께가 연속적으로 변화하는 확산판이다.

보다 구체적으로, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 상기 확산판(조광기구)(47b)은 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로 두께가 연속적으로 변화되도록 형성된다. 따라서, 상기 확산판(47b)는 도11a에 나타낸 바와 같이 설정되고, 결국 도면에 나타낸 회전샤프트(46)의 하부좌측에서 두께가 최소이다. 따라서, 도11a의 하부좌측에서 상기 확산판(47b)를 통해 통과하는 광량은 최대이다. 상기 확산판 (47b)의 두께는 도면에 나타낸 회전샤프트(46)의 하부시작점으로부터 화살표방향으로 나타낸 회전F11의 화살표 방향으로 점차 증가되고, 회전샤프트(46)의 하부우측에서 최대이다. 따라서, 도11a의 하부우측에서 상기 확산판(47b)를 통해 통과하는 광량은 최소이다. 즉, 차광판은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전 F11 또는 F12 방향으로 회전샤프트의 전체 둘레 범위에서 도11a에 개략적으로 나타낸 바와 같이 투명도가 연속적으로 변하는 빛확산판(47b)을 구비하고, 결국 감도 조절 대한 분해능은 강화될 수 있다.

본 발명의 제10실시예에 따른 광센서에서 상기 제8실시예의 효과 (1) 내지 (3) 및 제9실시예에 따른 (5) 내지 (8)과 유사한 효과에 더하여 다음과 같은 새로운 효과를 얻을 수 있다.

(9) 상기 차광판(45b)은 두께가 회전방향으로 연속적으로 변화하는 반투명 디스크형 수지부재로 형성된 확산판(47b)로 형성된다. 이와같이 이루어지고, 차광판(45b)의 회전에 의해, 상기 수광소자(20)의 수광면에 입사되는 광량은 확산판(47b)의 두께를 따라 연속적으로 조절될 수 있다. 따라서, 광센서로서 감도의 설정 또는 변화를 쉽고 매우 정확하게 할 수 있다.

(제11실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제11실시예는 도12a 및 도12b를 참조하여 기술한다. 그리고, 제11실시예와 제10실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도12a는 광센서로 사용되는 차광판(45c)과 외부필터(50a)의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도12b는 상기 차광판(45c)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도12a 및 도12b에 나타낸 바와 같이, 제11실시예에 의한 광센서는 기본적으로 제1실시예 및 제10실시예와 유사한 방식으로 이루어진다. 그러나, 제11실시예에서 상기 차광판(45c)은 반투명 돔형 수지부재(47c)를 구비한다. 상기 차광판(45c)을 형성하는 수지부재는 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 두께가 연속적으로 변화하는 확산돔(47c)이다.

즉, 도12b에 나타낸 바와 같이, 차광판(45c)를 형성하는 확산돔(47c)(조광기구)는 도면에서 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 도12a에 나타낸 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전F11 또는 회전F12 방향으로의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 내벽(470)의 두께가 연속적으로 변화되도록 형성된다. 따라서, 확산돔(42c)가 12a에 나타난 방식으로 설정될 될 경우, 도면에 나타낸 회전샤프트(41)의 하부좌측에서 두께는 최대이다. 그리고, 하부좌측에서 확산돔(47c)을 통과하는 광량은 최소이다. 확산돔(47c)의 두께는 도면에서 회전샤프트(46)의 하부시작점으로부터 회전F11 방향을 나타낸 화살표 방향으로 점차 작아지고, 상기 회전샤프트(46)의 하부우측에서 최소이다. 따라서, 상기 하부우측에서 상기 확산돔(47c)를 통과하는 광량은 최대이다. 또한, 차광판(45c)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전 F11 또는 F12 방향으로 회전샤프트의 둘레 전체 범위에서 투명도가 연속적으로 변화하는 확산돔(47c)를 구비하고, 결국 감도 조절에 대한 분해능이 증가될 수 있다.

본 발명의 제11실시예에 따른 상기 광센서는 제8실시예에 따른 상기(1) 내지 (3)의 효과, 제9시예에 따른 상기(5) 내지 (8)효과와 유사한 효과 및 제10실시예에 따른 상기 (9)효과와 같거나 유사한 효과를 얻을 수 있다.

(제12실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 광센서의 제12실시예는 도13a 및 도13b를 참조하여 기술한다. 그리고, 제12실시예와 제8실시예의 차이점을 주로 기술한다. 도13a는 광센서로 사용되는 차광판(45d)과 외부필터(50a)의 관계를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도13b는 상기 차광판(45d)의 구조를 나타낸 사시도이다.

도13a 및 도13b에 나타낸 바와 같이, 제12실시예에 의한 광센서는 기본적으로 제5실시예 및 제8실시예와 유사한 방식으로 이루어진다. 그러나, 제12실시예에서 상기 차광판(45d)은 불투명 디스크형 판으로 형성된다. 또한, 상기 차광판에서, 스루홀(47d)은 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로 배열밀도가 단계적으로 변화되도록 형성된다.

즉, 도13b에 나타낸 바와 같이, 조광기구로서 복수개의 스루홀(47d)을 구비하는 차광판(45d)은 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전방향으로 스루홀(47d)의 배열밀도가 단계적으로 변화하는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 차광판(45d)는 도13a에 나타낸 방식으로 설정되고, 도면에 나타낸 회전샤프트(46)의 하부좌측에서 스루홀(47d)의 배열밀도는 최대이다. 따라서 도13a의 하부좌측에서 차광판(45d)을 통과하는 광량은 최대이다. 이와같은 스루홀(47d)의 배열밀도는 회전샤프트(46)의 하부측 시작점으로부터 회전F11 방향인 화살표 방향으로 점차 작아지고, 회전샤프트(46)의 하부우측에서 최소이다. 따라서, 도13a의 하부우측에서, 상기 차광판(45d)을 통과하는 광량은 최소이다. 즉, 도13a에 나타낸 바와 같이, 상기 차광판(45d)의 스루홀(47d)의 배열밀도는 상기 회전샤프트(46)를 회전축으로 하는 회전F11 또는 회전F12 방향으로 회전샤프트의 둘레의 넓은 범위에서 단계적으로 변화되고, 결국, 감도 조절에 대한 분해능이 증가될 수 있다.

상기 제12실시예의 광센서에 따라, 제8실시예의 효과(1) 내지 (3)에 더하여 하기와 같은 새로운 효과를 더 얻을 수 있다.

(10) 상기 차광판(45d)은 불투명 디스크형 판으로 형성된다. 상기 차광판(45d)는 배열밀도가 회전방향으로 단계적으로 변화되도록 형성된 스루홀(47d)을 구비한다. 이와같이 이루어지고, 상기 차광판(45d)의 회전에 의해 수광소자(20)의 수광면으로 입사되는 광량은 빛 통과를 위한 스루홀(47d)의 배열밀도에 따라 단계적으로 조절된다. 따라서 광센서로서 감도의 설정 또는 변화를 쉽고 매우 정확하게 할 수 있다. 또한 조광기구로서 스루홀(47d)을 구비하는 차광판(45d)은 펀칭에 의해 형성되어, 쉽게 구현될 수 있다.

또한, 상기 제8실시예 내지 제12실시예는 하기와 같은 방법으로 적합하게 변형될 수 있다.

상기 제8실시예 내지 제12실시예에서, 상기 차광판(45)(45a 내지 45d)의 회전중심 및 회전반경은 상기 외부필터(50a)의 회전중심 및 회전방향과 일치하도록 설정된다. 또한, 상기 차광판(45)(45a 내지 45d)의 외주면(48)은 외부필터(50a)의 내주면과 소정 마찰계수을 갖고 접하도록 형성된다. 그러나, 상기 차광판(45)(45a 내지 45d)는 외부필터(50a)의 내부구조로서 외부필터(50a)와 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이 이루어짐에 따라, 상기 외부필터(50a)의 회전량은 차광판(45)의 회전량과 완전동일하게 될 수 있다.

(다른실시예)

본 발명이 첨부된 도면에 따른 적합한 실시예를 통해 기술되더라도, 본 발명의 기술분야에서 다양하게 변화되고 변형될 수 있음은 자명한 사실이다.

예를들어, 각각의 실시예는 상기 차광판(40)(40a 내지 40d)를 지지하기 위한 회선샤프트(41 또는 46)가 삽입되는 샤프트홀(31) 및 수광소자(20)의 수광면에 대응되고, 상기 차광판에 의해 빛이 전달되는 원형스루홀을 포함하는 지지판(30 또는 30a)를 포함한다. 그러나, 상기 샤프트홀(31) 및 결합부(60,60a)(도7a,7b,8a 및 8b)가 센서하우징(10)의 상면(10a)에 형성될 경우, 상기 지지판(30 또는 30a)를 생 략한 구성으로 이루어질 수 있다. 반대로, 상기 회전샤프트(41 또는 46)는 지지판(30,30a) 또는 센서하우징(10)의 상면(10a)에 구비되고, 회전샤프트의 베어링은 차광판(40 또는 45)에 형성된 수 있다.

제7실시예 및 제12실시예를 제외한 본 발명의 각 실시예는 차광판(40)(40a 내지 40c) 또는 차광판(45)(45a 내지 45c)의 회전방향으로 연속적으로 조광기구의 기능을 갖는 구조를 구비한다. 그러나, 상기 조광기구는 단계적으로 빛을 조절하는 구조를 구비할 수도 있다.

상기 각각의 실시예에 있어, 차광판(40)(40a 내지 40c) 또는 차광판(45)(45a 내지 45c)는 수광소자(20)의 수광면에 회전가능하도록 자유롭게 지지되는 샤프트를 구비하지만, 상기 차광판을 지지하는 구조는 이에 제한되지 않는다. 즉, 단지 상기 차광판은 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로 180도 이상으로 회전각의 범위에서 지지되는 샤프트를 구비할 경우 및 조광기구의 빛조절기능이 만족될 경우, 상기 구조는 적합하게 변형될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

본 발명은 간단한 구조를 갖고 높은 정확성으로 자유롭게 광센서의 감도를 설정 또는 조절할 수 있는 광센서를 제공하는 효과를 갖는다.

Claims

하우징;

상기 하우징에 배치되는 수광소자;

상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터; 및

상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함하고,

상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 빛의 양을 조절하기 위한 조광기구를 포함하며,

상기 조광기구는 상기 차광부재의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비되고,

상기 차광부재의 회전샤프트는 상기 외부필터의 회전중심으로부터 편향된 위치에 고정되고,

상기 외부필터의 회전반경은 상기 차광부재의 회전반경보다 큰

광센서.
삭제
삭제
삭제
삭제
하우징;

상기 하우징에 배치되는 수광소자;

상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터; 및

상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함하고,

상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 빛의 양을 조절하기 위한 조광기구를 포함하며,

상기 조광기구는 상기 차광부재의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비되고,

상기 차광부재는 반투명 디스크형 필름부재를 포함하며;

상기 조광기구는 상기 필름부재가 필름부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 투명도를 갖도록 하여 구비되는

광센서.
하우징;

상기 하우징에 배치되는 수광소자;

상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터; 및

상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함하고,

상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 빛의 양을 조절하기 위한 조광기구를 포함하며,

상기 조광기구는 상기 차광부재의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비되고,

상기 차광부재는 반투명 디스크형 수지부재를 포함하며;

상기 조광기구는 상기 수지부재가 수지부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 두께를 갖도록 하여 구비되는

광센서.
하우징;

상기 하우징에 배치되는 수광소자;

상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터; 및

상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함하고,

상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 빛의 양을 조절하기 위한 조광기구를 포함하며,

상기 조광기구는 상기 차광부재의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비되고,

상기 차광부재는 반투명 돔형 수지부재를 포함하며;

상기 조광기구는 상기 반투명 수지부재가 반투명 수지부재의 회전방향으로 연속적 또는 단계적으로 변화하는 두께를 갖도록 하여 구비되는

광센서.
하우징;

상기 하우징에 배치되는 수광소자;

상기 하우징의 부착면에 회전가능하도록 탑재되는 외부필터; 및

상기 수광소자의 수광면에 입사되는 광량을 조절하기 위해 상기 외부필터의 회전을 따라 회전하는 차광부재를 포함하고,

상기 차광부재는 중앙에 고정되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 회전축으로 하는 회전방향으로의 회전샤프트의 둘레 범위에서 상기 수광소자의 수광면에 입사되는 빛의 양을 조절하기 위한 조광기구를 포함하며,

상기 조광기구는 상기 차광부재의 회전샤프트의 둘레 전체 범위에 구비되고,

상기 차광부재는 빛이 통과되도록 관통하는 스루홀을 구비하는 불투명 디스크형 판을 포함하며;

상기 조광기구는 상기 불투명 디스크형 판이 불투명 디스크형 판의 회전방향으로 스루홀 배열밀도가 연속적 또는 단계적으로 변화되도록 하여 구비되는

광센서.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 차광부재의 회전샤프트는 상기 외부필터의 회전중심으로부터 편향된 위치에 고정되고,

상기 외부필터의 회전반경은 상기 차광부재의 회전반경보다 큰

광센서.
제10항에 있어서,

상기 차광부재의 외주면은 상기 외부필터의 내주면과 마찰을 통해 접하는

광센서.
제10항에 있어서,

상기 차광부재의 외주면에 구비되는 외부기어; 및

상기 외부필터의 내주면에 구비되는 내부기어를 더 포함하고,

상기 차광부재는, 상기 외부기어와 내부기어의 치합에 의해 상기 외부필터의 회전에 따라 회전되는

광센서.
제12항에 있어서,

상기 외부기어가 내부기어와 치합되는 위치와 다른 위치에서 상기 차광부재의 외부기어와 외부필터의 내부기어의 적어도 하나의 기어치가 탄성적으로 치합되는 치합부재를 더 포함하는

광센서.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 차광부재의 회전중심 및 회전반경은 외부필터의 회전중심 및 회전반경과 각각 동일한

광센서.
제14항에 있어서,

상기 차광부재의 전체 외주면은 상기 외부필터의 내주면과 마찰을 통해 접하는

광센서.
제14항에 있어서,

상기 차광부재는 외부필터의 내부장치로서 외부필터와 일체로 형성되는

광센서.
제1항, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외부필터는 상기 수광소자가 배치되는 상기 하우징의 상부에 탑재되는

광센서.