KR101313623B1

KR101313623B1 - 광학 근조도 센서

Info

Publication number: KR101313623B1
Application number: KR1020120126318A
Authority: KR
Inventors: 송청담
Original assignee: (주)신오전자
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-10-02

Abstract

본 발명은 광원의 광효율을 향상시키고 EMI 특성이 향상되며 제조비용을 절감할 수 있는 광학 근조도센서에 관한 것으로, 본 발명의 센서는, IR LED칩을 실장하기 위한 제1 캐비티의 측벽을 구성하는 꼭지가 잘린 원뿔형 홀이 형성되어 있고, 꼭지가 잘린 원뿔형 홀의 측벽에 동박층과 금이 코팅되어 있는 제1 부도체 판; 상기 제1 부도체 판과 접합되어 상기 제1 캐비티를 형성하며, 상기 제1 캐비티의 바닥면에 동박층과 금이 코팅되어 꼭지가 잘린 원뿔형 측벽의 금 코팅층과 함께 반사경을 형성하는 제2 부도체 판; 상기 제1 부도체 판과 상기 제2 부도체 판에 의해 형성된 상기 제1 캐비티의 바닥면에 임베디드 마운트되어 있고, 전원이 공급되면 적외선을 방출하는 IR LED; 상기 제1 부도체 판에 실장되어 전원이 공급되면 상기 IR LED를 구동함과 아울러 적외선을 수광하여 근접을 감지하며 주변광의 조도를 감지하는 ASIC칩; 및 상기 제1 부도체 판과 결합되어 IR LED가 실장되는 제1 챔버 공간과 상기 ASIC칩이 실장될 제2 챔버 공간을 분리 형성하고, 상기 제1 챔버 공간에 IR LED를 방사하기 위한 개구부가 형성되어 있으며, 상기 제2 챔버공간에 ASIC칩의 수광부측으로 광을 인입시키기 위한 개구부가 형성된 상부 캡으로 구성된다.

Description

광학 근조도 센서{OPTICAL PROXIMITY SENSOR WITH AMBIENT LIGHT SENSOR}

본 발명은 조도센서와 근접센서 기능을 일체로 구현한 근조도 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원의 광효율을 높이고 EMI 특성이 향상되며 제조비용을 절감할 수 있는 광학 근조도센서에 관한 것이다.

일반적으로, 근접센서(Proximity Sensor)는 물리적인 접촉 없이 사물의 접근을 감지하는 센서로서, 감지원리에 따라 자기 근접센서와, 초음파 근접센서, 정전형 근접센서, 유도성 근접센서, 광학 근접센서 등으로 구분된다. 광학 근접센서(Optical Proximity Sensor)는 빛을 발생하는 발광소자와 빛을 감지하는 수광소자로 이루어지는데, 발광소자로는 주로 적외선 발광다이오드(IR LED)가 사용되고 수광소자로는 포토 트랜지스터나 포토 다이오드가 사용된다.

한편, 조도센서는 인간의 눈이 느끼는 밝기를 감지하기 위한 것으로, 가시광 영역을 감지하는 수광소자로 이루어진다. 따라서 광학 근접센서와 조도센서는 유사한 부분이 있으므로, 조도센서와 근접센서를 동시에 필요로 하는 소형 전자제품 예컨대, 스마트 폰 등에는 조도센서와 근접센서를 일체로 구현한 근조도 센서를 사용하는 추세이다.

근조도 센서는 통상 발광부와 수광부가 하나의 조립체로 구현되는데, 발광부는 적외선을 방사하고, 수광부는 사물에서 반사된 발광부의 적외선을 감지하여 근접을 검출하기 위한 적외선 수광부와 주변의 가시광선을 감지하여 조도를 검출하기 위한 가시광선 수광부로 이루어진다.

도 1은 대한민국 특허청 공개공보에 공개번호 제10-2012-0087368호로 공개된 종래 근접센서(10)의 제 1 예로서, 제 1 예의 근접센서(10)는 인쇄회로기판(11) 위에 적외선 발광소자(12)와 수광소자(13)가 배치되어 있고, 적외선을 투과할 수 있는 에폭시 봉지재를 몰드 사출하여 투광 봉지부(14)를 형성하면서 제 1 렌즈부(15)와 제 2 렌즈부(16)가 형성되어 있다. 그리고 절단장비나 절삭공구로 투광 봉지부(14)에 가로홈을 형성한 후 차광 봉지재를 충진하여 차광 봉지부(17,18)를 형성시킨다. 이와 같은 종래 제 1 예의 근접센서(10)는 사출 성형된 렌즈 몰드를 사용하여 빛의 누설을 방지하기 위한 추가적인 구성을 필요로 하는 문제점이 있다.

도 2는 대한민국 특허청 공개공보에 공개번호 제10-2011-0134326호로 공개된 종래 근접센서의 제 2 예로서, 제 2 예의 근접센서(20)는 하나의 인쇄회로기판(22) 상에 제 1 컵(24)과 제 2 컵(26)을 형성한 후 제 1 컵(24)에 작동 가능하게 전자기파 송신기를 배치하고 제 2 컵(26)에 작동 가능하게 전자기파 수신기를 배치한 후 밀봉제로 밀봉하여 제조하였다. 그런데 이와 같은 종래 제 2 예의 근접센서(20)는 단일층의 PCB 판재(22)에 반사경을 형성하기 위하여 미관통 홈을 형성하는 것이 사실상 어려우며, 그 방식을 사용한다 하더라도 수율이 떨어져 경제성이 미흡한 문제점이 있다.

종래의 근조도 센서는 광원의 광효율을 높이는 방법으로 사출 성형된 렌즈와 몰드를 사용하였으나 빛의 누설(leakage)을 방지하기 위한 추가적인 조치가 필요하고, 단일층의 PCB 판재에 반사경을 형성하는 방법도 판재에 균일한 모양의 미관통홀을 형성하기 어려워 수율이 현저히 떨어져 현실성이 미흡한 문제점이 있으며, EMI를 고려하지 않고 설계되어 노이즈 환경에서 신뢰성이 떨어지고, 고가의 세라믹 기판을 사용하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 제 1 부도체 판에 관통 홀을 가공(drilling)한 후 제 2 부도체 판과 접착 후 도금 처리함으로써 반사경 홈을 정밀하면서도 간단하게 형성할 수 있고, 이에 따라 광원의 광효율성을 높이고 EMI 특성이 향상되며 공정을 개선하여 제조비용을 절감할 수 있는 광학 근조도 센서를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 센서는, IR LED칩을 실장하기 위한 제1 캐비티의 측벽을 구성하는 꼭지가 잘린 원뿔형(이하의 설명에서는 간단히 '원뿔형 홀'이라 한다) 홀이 형성되어 있고, 원뿔형 홀의 측벽에 동박층과 금이 코팅되어 있는 제1 부도체 판; 상기 제1 부도체 판과 접합되어 상기 제1 캐비티를 형성하며, 상기 제1 캐비티의 바닥면에 동박층과 금이 코팅되어 원뿔형 측벽의 금 코팅층과 함께 반사경을 형성하는 제2 부도체 판; 상기 제1 부도체 판과 상기 제2 부도체 판에 의해 형성된 상기 제1 캐비티의 바닥면에 임베디드 마운트되어 있고, 전원이 공급되면 적외선을 방출하는 IR LED; 상기 제1 부도체 판에 실장되어 전원이 공급되면 상기 IR LED를 구동함과 아울러 적외선을 수광하여 근접을 감지하며 주변광(가시광)의 조도를 감지하는 ASIC칩; 및 상기 제1 부도체 판과 결합되어 IR LED가 실장되는 제1 챔버 공간과 상기 ASIC칩이 실장될 제2 챔버 공간을 분리 형성하고, 상기 제1 챔버 공간에 IR LED를 방사하기 위한 개구부가 형성되어 있으며, 상기 제2 챔버공간에 ASIC칩의 수광부측으로 광을 인입시키기 위한 개구부가 형성된 상부 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 부도체 판은 상기 ASIC칩을 수용하기 위한 상기 제2 캐비티의 측벽용 홀이 형성되고, 상기 제2 부도체 판은 상기 제2 캐비티의 바닥면을 형성하여 상기 ASIC칩이 상기 제2 캐비티의 바닥면에 실장되어 박형화를 가능하게 한 것이고, 상기 제2 캐비티의 측벽과 바닥면에는 동박층과 금이 코팅되어 전자파 노이즈를 차폐시킬 수 있도록 된 것이며, 상기 ASIC칩은 사물에서 반사된 적외선을 수광하기 위한 적외선 감지부와, 상기 적외선 감지부의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환기와, 주변광을 감지하기 위한 조도감지부와, 상기 조도감지부의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 제2 아날로그 디지털 변환기와, 디지털로 변환된 감지신호를 처리하여 근접과 조도를 산출하기 위한 디지털신호처리부와, 상기 디지털신호처리부의 감지 데이터를 소정의 통신방식으로 외부와 통신하고 상기 적외선 발광다이오드(IR LED)를 제어하기 위한 인터페이스 및 제어부와, 상기 인터페이스 및 제어부의 제어에 따라 상기 적외선 발광 다이오드를 구동하기 위한 IR LED 구동부로 구성된다.

본 발명에 따른 근조도 센서는 근접센서와 조도센서를 일체로 구현하여 컴팩트한 구조를 가능하게 하고, 도전층에 의해 내부 소자들을 차폐하여 강한 노이즈 환경에서도 EMI 특성이 향상되며, 적외선 반사가 탁월한 금 코팅이 용이하고 제조공정을 단순화시켜 비용을 절감할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제 1 부도체 판에 관통 홀을 가공한 후 제 2 부도체 판과 접착 후 도금 처리함으로써 반사경 홈을 정밀하면서도 간단하게 형성할 수 있고, 이에 따라 광원의 광효율성을 높이고 EMI 특성이 향상되며 공정을 개선하여 제조비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 근조도 센서는 상부 캡으로서 러버나 실리콘 혹은 폼 혹은 스폰지를 사용할 경우 기구와 밀착성이 향상되고 충격에 의해 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있는 부가적인 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 근조도 센서는 금 코팅과 렌즈 구조를 통해 광효율을 높혀 적은 광량에서도 빠르게 광을 축적하여 인티그레이션 시간을 줄여 반응속도를 빠르게 할 수 있다.

도 1은 종래의 근조도 센서의 제 1 예를 도시한 개략도,
도 2는 종래의 근조도 센서의 제 2 예를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 근조도 센서의 제조 절차를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 광학 근조도 센서의 구성 블럭도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 3은 본 발명에 따른 근조도 센서의 제조 절차를 도시한 개략도이다.

본 발명에 따른 근조도 센서의 제조절차는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 부도체 판재를 준비한 후 실장공간을 위한 홀을 형성하고 경우에 따라 홀의 측벽에 금을 코팅하는 제1 서브 어셈블리 과정(S1~S3)과, 제 2 부도체 판재를 준비한 후 쓰루홀 가공하고 실장공간의 바닥면을 형성하는 동박에 금을 코팅하며 외부와 접속을 위한 패드를 형성하여 제2 부도체 판의 바닥면 일부에 LED칩을 실장하고 제2 부도체 판의 바닥면 다른 일부에 ASIC를 실장하고 와이어 본딩하며, 필요에 따라 몰딩하면서 렌즈를 형성하는 제2 서브 어셈블리 과정(S4~S10)과, 제1 부도체 판과 제2 부도체 판을 결합한 후 필요에 따라 상부 캡(커버)을 부착하는 메인 어셈블리 과정(S11,S12)으로 구성된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)으로 FR-4 기판을 사용할 수 있다. 제1 서브 어셈블리 과정에서는 FR-4 기판으로 된 제 1 부도체판(110)을 준비한 후, 관통 홀을 형성하여 IR LED칩과 ASIC칩을 실장하기 위한 공간의 측벽을 형성한다, 그리고 필요에 따라 EMI 차폐 성능을 향상시키기 위하여 측벽에 도금하여 제1 부도체 판(110)을 완성한다.

또한 제2 서브 어셈블리 과정에서는 FR-4 PCB 기판으로 제2 부도체 판(120)을 준비한 후 실장공간의 바닥면을 형성할 동박 영역에 금을 코팅하고 쓰루홀을 가공한 후 패드를 형성하고, 제1 실장공간 위치에 IR LED칩을 실장하고 제2 실장공간위치에 ASIC칩을 실장한 후 와이어 본딩하고, 실장공간을 몰딩시켜 렌즈를 형성한다.

그리고 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)을 접합하여 IR LED칩을 보호하기 위한 제1 캐비티(C1)과, ASIC칩을 실장하기 위한 제2 캐비티(C2)를 형성시킨 후 필요에 따라 상부 캡(130)을 부착하여 조립체를 완성한다. 상부 캡(130)은 플라스틱(Plastic)이나 러버(Rubber), 실리콘, 폼(Foam), 스폰지, 수지, 금속 재질로 구현될 수 있으며, 러버와 실리콘, 폼, 스폰지의 경우 기구 밀착성이 향상되는 부가적인 효과를 얻을 수 있다. 그리고 비아홀 가공기술을 이용하므로 금 코팅이 용이하고, 세라믹 기판을 사용하지 않으므로 제조원가를 줄일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 근조도 센서는 금 코팅과 렌즈 구조를 통해 광효율을 높혀 적은 광량에서도 빠르게 광을 축적하여 인티그레이션 시간을 줄여 반응속도를 빠르게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도이다.

본 발명에 따른 광학 근조도 센서(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, IR LED칩(140)을 실장하기 위한 제1 캐비티(112)의 측벽을 구성하는 원뿔형 홀이 형성되어 있고, 원뿔형 홀의 측벽(114)에 동박층과 금이 코팅되어 있는 제1 부도체 판(110)과, 제1 부도체 판(110)과 접합되어 제1 캐비티(112)를 형성하며, 제1 캐비티의 바닥면(122)에 동박층과 금이 코팅되어 원뿔형 측벽의 금 코팅층과 함께 반사경을 형성하는 제2 부도체 판(120)과, 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)에 의해 형성된 제1 캐비티(112)의 바닥면에 임베디드 마운트되어 있고, 전원이 공급되면 적외선을 방출하는 IR LED(140)와, 제1 부도체 판(110)에 실장되어 전원이 공급되면 IR LED(140)를 구동함과 아울러 적외선을 수광하여 근접을 감지하며 주변광의 조도를 감지하는 ASIC칩(150)과, 제1 부도체 판(110)과 결합되어 IR LED(140)가 실장되는 제1 챔버(C1) 공간과 ASIC칩(150)이 실장될 제2 챔버(C2) 공간을 격벽(136)으로 분리 형성하고, 제1 챔버(C1) 공간에 IR LED(140)의 빛을 방사하기 위한 개구부(132)가 형성되어 있으며, 제2 챔버(C2) 공간에 ASIC칩(150)의 수광부측으로 광을 인입시키기 위한 개구부(134)가 형성된 상부 캡(130)으로 구성된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근조도 센서(100)는 제1 부도체 판(110)에 원뿔 형태로 구멍을 형성한 후 사선 형태의 측벽(114)에 동 도금을 하고, 제2 부도체 판(120)의 상면에 동박층(122)을 형성한 후 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)을 일체로 결합하여 금 도금을 시행하여 반사경 형태를 갖춘 일종의 스템(stem) 구조를 PCB 일체형으로 제작하고, IR LED(140)를 제1 캐비티(112)에 임베디드 형태로 마운트한 것이다.

이렇게 구성한 제1 캐비티(112)의 IR LED(140)에서 발광된 빛은 원뿔 형태의 반사경에서 반사되므로 발광된 빛을 상부 캡(130)의 개구부(Apature;132)로 통과시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러 상기 스템(stem) 구조가 금속으로 구성되므로 측면과 하면으로 IR LED(140)에서 발광된 빛이 ASIC칩(150)의 포토 센서로 누설(leakage)되어 크로스 토크(cross talk)되는 것도 방지할 수 있다.

제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)은 PCB에 사용되는 재질을 사용하며, 예컨대 FR-4를 들 수 있고, 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)이 PCB일 경우 두 판(110,120)을 접착하여 사용한다. IR LED(140)가 실장된 제1 챔버(C1) 공간과, ASIC칩(150)이 실장된 제2 챔버(C2) 공간은 집광 효율을 높이기 위하여 몰딩 혹은 렌즈를 설치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학 근조도 센서는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 부도체 판(110)은 IR LED를 수용하기 위한 제1 캐비티(112)의 원뿔형 측벽(114a)과 ASIC칩(150)을 수용하기 위한 제2 캐비티(118)의 직벽형 측벽(114b)용 홀이 형성되고, 제2 부도체 판(120)은 제1 캐비티(112)의 바닥면(122a)과 제2 캐비티(118)의 바닥면(122b)을 각각 형성하여 ASIC칩(150)도 제2 캐비티(118)의 바닥면(122b)에 실장되어 박형화를 가능하게 한 것이다.

도 5를 참조하면, 제1 부도체 판(110)에 원뿔 형태로 구멍을 형성한 후 사선 형태의 측벽(114a)에 동 도금을 하고, 제2 부도체 판(120)의 상면에 동박층(122a)을 형성한 후 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)을 일체로 결합하여 금도금을 시행하여 반사경 형태를 갖춘 일종의 스템 구조를 PCB 일체형으로 제작하고, IR LED(140)를 제1 캐비티(112)에 임베디드 형태로 마운트한다. 이렇게 구성한 제1 캐비티의 IR LED(140)에서 발광된 빛은 원뿔 형태의 반사경에서 반사되므로 발광된 빛을 상부 캡(130)의 개구부(Apature;132)로 통과시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러 스템 구조가 금속으로 구성되므로 측면과 하면으로 IR LED(140)에서 발광된 빛이 ASIC칩(150)의 포토 센서로 누설(leakage)되어 크로스 토크(cross talk)되는 것도 방지할 수 있다.

또한 제1 부도체 판(110)에 직벽으로 홀을 가공하여 포토센서와 프로세서를 포함하는 ASIC(150)을 실장하기 위한 제2 캐비티(118)의 측벽(114b)을 형성하고, 제2 부도체 판(120)의 상면과 접합되어 제2 캐비티의 바닥면(122b)을 형성한 후 제2 캐비티(118)에 임베디드 형태로 ASIC칩(150)을 마운트하여 제1 실시예보다 박형화를 가능하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학 근조도 센서의 측단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 근조도 센서는 제2 캐비티(118)의 측벽(114b)과 바닥면(122b)에는 동박층과 금이 코팅되고, 비아홀(124b)을 통해 제2 캐비티(118)를 형성하는 도금층을 접지단자(126-2)로 연결하므로써 전자파 노이즈를 차폐시킬 수 있도록 된 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 근조도 센서는 제1 부도체 판(110)에 원뿔 형태로 구멍을 형성한 후 사선 형태의 측벽(114b)에 동 도금을 하고, 제2 부도체 판(120)의 상면에 동박층을 형성한 후 제1 부도체 판(110)과 제2 부도체 판(120)을 일체로 결합하여 금 도금을 시행하여 반사경 형태를 갖춘 일종의 스템 구조를 PCB 일체형으로 제작하고, IR LED(140)를 제1 캐비티(112)에 임베디드 형태로 마운트한다.

이렇게 구성한 제1 캐비티의 IR LED(140)에서 발광된 빛은 원뿔 형태의 반사경에서 반사되므로 발광된 빛을 상부 캡(130)의 개구부(Apature;132)로 통과시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러 스템 구조가 금속으로 구성되므로 측면과 하면으로 IR LED(140)에서 발광된 빛이 ASIC칩(150)의 포토 센서로 누설(leakage)되어 크로스 토크(cross talk)되는 것도 방지할 수 있다.

이와 같이 제3 실시예에서는 주변으로부터 전자파 노이즈가 유입되는 경우에는 제2 캐비티(118)의 측면(114b)에 동 도금을 하고, 제2 캐비티의 바닥면(122b)의 동박재와 더불어 금 도금을 시행하여 포토 센서를 포함한 ASIC(150)을 임베디드 형태로 위치시키고, 주변을 금속으로 에워쌈으로써 ASIC칩(150)에 들어오는 전자파 등의 유입을 최소하며, 박형화를 가능하게 한다.

도 7은 본 발명에 따른 광학 근조도 센서의 구성 블럭도이다.

본 발명에 따른 근조도 센서는 도 7에 도시된 바와 같이, 적외선을 방사하는 적외선 발광다이오드(IR LED;140)와, 사물에서 반사된 적외선을 수광하기 위한 적외선 감지부(151)와, 적외선 감지부(151)의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(152)와, 주변광의 조도를 감지하기 위한 조도감지부(153)와, 조도감지부의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(154)와, 디지털로 변환된 감지신호를 처리하여 근접과 조도를 산출하기 위한 디지털 신호 처리부(155)와, 디지털 신호 처리부의 감지 데이터를 소정의 통신방식으로 외부와 소통하고 IR LED 구동부(157)를 제어하기 위한 인터페이스 및 제어부(156)와, 적외선 발광 다이오드(140)를 구동하기 위한 IR LED 구동부(157)로 구성된다. 여기서, IR 감지부(151)와, ADC(152,154), 조도감지부(153), DSP(155), 인터페이스 및 제어부(156), IR LED 구동부(157)는 ASIC칩(150)으로 구현되는 것이 바람직하고, 인터페이스 및 제어부(156)는 I²C 인터페이스 방식으로 외부의 컨트롤러(42)와 통신한다.

도 7을 참조하면, IR 감지부(151)는 근접을 감지하기 위한 적외선 포토 다이오드이고, 조도감지부(153)는 주변 광의 조도를 감지하기 위한 포토 다이오드이며, 인터페이스 및 제어부(156)와 컨트롤러(42)는 인터럽트선(INTB), SCL선, SDA선을 통해 데이터를 교환한다.

본 발명에 따른 근조도 센서(100)는 스마트폰(40)의 터치패널 근처에 설치되어 통화자의 얼굴이 근접하는 것을 감지하여 불필요한 터치감지를 일시 정지시키고, 손의 움직임(motion)을 감지하여 해당 기능을 처리하며, 주위의 조도를 감지하여 디스플레이의 밝기를 최적의 상태로 조절할 수 있게 한다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

110: 제1 부도체 판 112: 제1 캐비티
114: 캐비티의 측벽 118: 제2 캐비티
120: 제2 부도체 판
122: 캐비티의 바닥면 124: 비아홀
126-1~126-4: 접속단자 130: 상부 캡
132: 제1 개구부 134: 제2 개구부
140: IR LED 150: ASIC
C1: 제1 챔버 C2: 제2 챔버

Claims

IR LED칩을 실장하기 위한 제1 캐비티의 측벽을 구성하는 꼭지가 잘린 원뿔형 홀이 형성되어 있고, 꼭지가 잘린 원뿔형 홀의 측벽에 동박층과 금이 코팅되어 있는 제1 부도체 판;
상기 제1 부도체 판과 접합되어 상기 제1 캐비티를 형성하며, 상기 제1 캐비티의 바닥면에 동박층과 금이 코팅되어 꼭지가 잘린 원뿔형 측벽의 금 코팅층과 함께 반사경을 형성하는 제2 부도체 판;
상기 제1 부도체 판과 상기 제2 부도체 판에 의해 형성된 상기 제1 캐비티의 바닥면에 임베디드 마운트되어 있고, 전원이 공급되면 적외선을 방출하는 IR LED;
상기 제1 부도체 판에 실장되어 전원이 공급되면 상기 IR LED를 구동함과 아울러 적외선을 수광하여 근접을 감지함과 동시에 주변광의 조도를 감지하는 ASIC칩; 및
상기 제1 부도체 판과 결합되어 IR LED가 실장되는 제1 챔버 공간과 상기 ASIC칩이 실장될 제2 챔버 공간을 분리 형성하고, 상기 제1 챔버 공간에 IR LED를 방사하기 위한 개구부가 형성되어 있으며, 상기 제2 챔버공간에 ASIC칩의 수광부측으로 광을 인입시키기 위한 개구부가 형성된 상부 캡을 포함하는 광학 근조도 센서.
제1항에 있어서, 상기 제1 부도체 판은 상기 ASIC칩을 수용하기 위한 상기 제2 캐비티의 측벽용 홀이 형성되고, 상기 제2 부도체 판은 상기 제2 캐비티의 바닥면을 형성하여 상기 ASIC칩이 상기 제2 캐비티의 바닥면에 실장되어 박형화를 가능하게 한 것을 특징으로 하는 광학 근조도 센서.
제2항에 있어서, 상기 제2 캐비티의 측벽과 바닥면에는 동박층과 금이 코팅되어 전자파 노이즈를 차폐시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학 근조도 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ASIC칩은
사물에서 반사된 적외선을 수광하기 위한 적외선 감지부와,
상기 적외선 감지부의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환기와,
주변광을 감지하기 위한 조도감지부와,
상기 조도감지부의 아날로그 감지신호를 디지털로 변환하는 제2 아날로그 디지털 변환기와,
디지털로 변환된 감지신호를 처리하여 근접과 조도를 산출하기 위한 디지털신호처리부와,
상기 디지털신호처리부의 감지 데이터를 소정의 통신방식으로 외부와 통신하고 상기 적외선 발광다이오드(IR LED)를 제어하기 위한 인터페이스 및 제어부와,
상기 인터페이스 및 제어부의 제어에 따라 상기 적외선 발광 다이오드를 구동하기 위한 IR LED 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 광학 근조도 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티에는 광효율을 향상시키기 위해 몰딩되어 렌즈부가 형성된 것을 특징으로 하는 광학 근조도 센서.
제1항에 있어서, 상기 상부 캡은
도전성 플라스틱이나 러버, 실리콘, 폼, 스폰지, 수지, 금속 중 어느 하나로 이루어지고, 러버와 실리콘, 폼, 스폰지의 경우 기구 밀착성이 향상된 것을 특징으로 하는 광학 근조도 센서.