KR101414049B1 - Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors - Google Patents

Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors Download PDF

Info

Publication number
KR101414049B1
KR101414049B1 KR1020130006882A KR20130006882A KR101414049B1 KR 101414049 B1 KR101414049 B1 KR 101414049B1 KR 1020130006882 A KR1020130006882 A KR 1020130006882A KR 20130006882 A KR20130006882 A KR 20130006882A KR 101414049 B1 KR101414049 B1 KR 101414049B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
receiving element
light receiving
compensation
compensation element
Prior art date
Application number
KR1020130006882A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유남준
Original Assignee
엑센도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엑센도 주식회사 filed Critical 엑센도 주식회사
Priority to KR1020130006882A priority Critical patent/KR101414049B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101414049B1 publication Critical patent/KR101414049B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00663Production of light guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/09Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/12104Mirror; Reflectors or the like
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133Functions
    • G02B2006/12138Sensor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

According to an embodiment of the present invention, an optical waveguide (100) which induces light emitted from a compensation device (13) to a light receiving device (12) in an optical sensor structure including a light emitting device, the light receiving device (12), and the compensation device (13) emitting a light to the light receiving device (12) to compensate for an operation signal of the light receiving device (12), includes: sidewalls (19) enclosing the light receiving device (12) and the compensation device (13) and blocking a light emitted towards the side surfaces of the compensation device (13); a top portion member (20) positioned on a top portion of the compensation device (13), attached to a top end of the sidewalls (19), and reflecting a light emitted upward from the compensation device (13) into a downward direction; and a transmissive resin layer (21) coated inner surface of the top portion member (20), wherein light emitted upward from the compensation device (13) is incident on the transmissive resin layer (21) coated on the inner surface of the top portion member 20, is repeated such that the light incident on the transmissive resin layer (21) is reflected on a reflection surface (23) of the inner surface of the top portion member (20) and is totally reflected on a boundary surface (24) of the transmissive resin layer (21), and the light is then guided to the light receiving device (12) through a light output surface (22). According to the waveguide of the present invention, since a compensation light emitted from the compensation device to the light receiving unit can be transferred without leaks towards the outside, an operation of the operation detecting sensor can be precisely controlled.

Description

광센서의 외란광 영향을 제거하기 위한 패키지 구조체{PACKAGE STRUCTURE FOR ELIMINATING IMPACT OF AMBIENT LIGHT FOR OPTICAL SENSORS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a package structure for eliminating disturbance light from an optical sensor,

본 발명은 광 도파관에 관한 것으로서, 모바일 기기, 차량용 기기, 가전기기 등을 비접촉식으로 제어하는 광센서에 대한 외란광의 영향을 제거할 수 있는 광 도파관에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide, and more particularly, to an optical waveguide capable of eliminating the influence of disturbance light on an optical sensor that controls a mobile device, a vehicle device, a home appliance, and the like in a noncontact manner.

전자통신기술의 발달에 따라, 이동전화단말기, PDA, Tablet PC 등의 모바일 기기가 일상 생활 또는 직무 수행에서 필수품으로 자리를 잡아가고 있으며, 이러한 모바일 기기는 기본적인 전화통화기능 이외에도 인터넷 접속기능, 데이타 입력 및 저장기능, 정보검색기능, 음성 녹음 및 재생기능, 영상 촬영 및 재생기능 등 다양한 부가기능을 제공하고 있으며, 이러한 모바일 기기의 다양한 기능은 키버튼 또는 스크린 터치를 통하여 선택 및 제어될 수 있다.BACKGROUND ART [0002] With the development of electronic communication technology, mobile devices such as a mobile phone terminal, a PDA, and a Tablet PC have become a necessity in everyday life or duties. In addition to the basic phone call function, And a variety of additional functions such as a storage function, an information search function, a voice recording and playback function, and a video shooting and reproduction function. The various functions of the mobile device can be selected and controlled through a key button or a screen touch.

그러나, 모바일 기기의 키버튼 또는 스크린에 손가락을 직접 접촉하여 모바일 기기를 조작하기 불편한 상태에 있는 경우에는 모바일 기기의 조작에 제약이 뒤따르게 되는 문제가 있다.However, when there is an inconvenience in operating the mobile device by directly touching the key button or the screen of the mobile device, there is a problem that the operation of the mobile device is limited.

이러한 문제를 해결하기 위하여 모바일 기기의 키버튼 또는 스크린을 직접 접촉하지 않고 사용자의 모바일 기기 조작 동작을 감지하여 모바일 기기의 동작을 제어할 수 있는 동작감지센서 기술이 개발되어 왔다.In order to solve such a problem, a motion detection sensor technology has been developed which can control the operation of the mobile device by sensing the operation of the user's mobile device without directly touching the key button or screen of the mobile device.

이러한 동작감지센서들의 경우 적외선 또는 가시광선의 광원을 발광소자로 하여 투과형 또는 반사형 형태로 수신기를 배치하여, 발광소자(1)로부터 발산된 빛이 반사체(예를 들어, 사용자의 손가락)(9)에 반사되며 반사된 빛(4)을 수신기(2)가 인식하는 형태이다. 수광소자인 수신기는 일반적으로 포토다이오드, 포토트랜지스터 등을 사용하고 있으며, 수신기가 빛을 감지하면 전류를 발생시키고, 수신기에서 발생된 전류는 동작신호가 되어 제어부에 전달되어, 사용자가 원하는 모바일 기기의 동작을 제어하게 된다. 이 경우에, 발광소자로부터 발산된 빛이 직접 수신기(수광소자)로 전달되는 경우에는 동작감지센서의 기능이 저하되므로, 발광소자로부터 수광소자로 직접 전달되는 것을 방지하기 위하여, 즉 발광소자(1)로부터 수광소자(2)로 직접 전달되는 불필요한 신호(4')를 제거하기 위하여 발광소자(1)와 수광소자(2) 사이에 차폐벽(8)을 설치하거나(도 2 참조), 발광소자(1)와 수광소자(2)를 각각 차폐실(5, 6)내에 설치하는 구조가 사용된다(도 3 참조).In the case of such motion detection sensors, a receiver is disposed in a transmissive or reflective form using a light source of infrared or visible light as a light emitting element so that light emitted from the light emitting element 1 is reflected by a reflector (for example, And the reflected light 4 is recognized by the receiver 2. A receiver, which is a light-receiving element, generally uses a photodiode, a phototransistor, or the like. When a receiver senses light, a current is generated. A current generated in the receiver is transmitted as an operation signal to a controller, And controls the operation. In this case, when the light emitted from the light emitting element is directly transmitted to the receiver (light receiving element), the function of the motion detecting sensor is deteriorated. Therefore, in order to prevent the light from being directly transmitted from the light emitting element to the light receiving element, Shielding wall 8 is provided between the light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 in order to remove an unnecessary signal 4 'directly transmitted from the light-emitting element 2 to the light- A structure in which the light-receiving element 1 and the light-receiving element 2 are provided in the shielding chambers 5 and 6, respectively (see Fig. 3).

그러나, 상기와 같이 발광소자로부터 수광소자로 직접 전달되는 빛(불필요한 신호)를 차단하더라도, 수광소자는 모든 파장영역의 빛에 반응을 하기 때문에, 주변환경에 다른 광원들이 존재하게 되면 수광소자의 출력에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제점으로 인하여, 외부광원이 밝은 장소에서 비접촉식의 동작감지센서를 적용하는데 어려움이 있다.However, even if the light is directly transmitted from the light emitting element to the light receiving element as described above, the light receiving element reacts to light in all wavelength regions. Therefore, if there are other light sources in the surrounding environment, . ≪ / RTI > Due to such a problem, it is difficult to apply a non-contact type motion detection sensor in a bright place with an external light source.

이에 따라, 동작감지센서에 대한 외부의 광원의 영향을 줄이기 위하여, 발광하는 광원에 주파수를 실어 보내거나 또는 일정한 영역대의 파장을 사용하여 필터링하는 방법 등을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법에서도 외부의 광원이 너무 강하게 되면 동작감지센서의 기능이 저하되는 문제가 발생한다.Accordingly, in order to reduce the influence of the external light source on the motion detection sensor, a method of sending a light to a light source emitting light or filtering the light using a wavelength of a certain region has been used. However, even in this method, if the external light source becomes too strong, the function of the motion detection sensor deteriorates.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 외란광의 영향을 제거하여 수광소자에 보상용 빛을 조사하는 보상소자를 사용하는 기술이 개발되었다. 이러한 보상소자(3)는 도4에 도시된 바와 같이 수광소자(2)의 측면에 배치되어 수광소자(2)에 빛을 조사함으로써, 발광소자(1)로부터 발산되어 반사체(9)에 반사된 빛에 의해 상기 수광소자(2)에 발생된 동작신호를 보정하게 된다. 상기 보상소자(3)는 별도로 장착된 센서(미도시)가 감지하는 주위환경의 밝기에 따라 수광소자(2)가 일정한 양의 빛을 감지하도록 빛(보상신호(10))을 발산하게 된다. 즉, 야외 날씨, 터널, 실내 조명의 강약 등과 같은 주위환경의 변화는 반사체(9)에 반사되어 수광소자(2)에 도달되는 빛의 강도를 수광소자(2)가 정확하게 감지하는데에 영향을 미치기 때문에, 수광소자(2)가 주위환경의 변화에 관계없이 반사체(9)에 반사되어 수광소자(2)에 도달되는 빛을 강도를 정확히 감지할 수 있도록 보상소자(3)가 제어부(미도시)의 제어에 의해 외부 빛의 양에 따라 수광소자(2)에 보상용 빛을 조사하게 된다. In order to solve the above problems, there has been developed a technique of using a compensation element for removing the influence of disturbance light and irradiating light for compensation to the light receiving element. 4, the compensation element 3 is disposed on the side surface of the light-receiving element 2 and irradiates light to the light-receiving element 2. The compensation element 3 emits light from the light-emitting element 1 and is reflected by the reflector 9 And corrects the operation signal generated in the light receiving element 2 by light. The compensation element 3 emits light (compensation signal 10) so that the light receiving element 2 senses a certain amount of light according to the brightness of the ambient environment sensed by a separately mounted sensor (not shown). In other words, a change in the surrounding environment such as outdoor weather, tunnel, and intensity of indoor illumination is reflected on the reflector 9 to affect the intensity of the light reaching the light receiving element 2 to accurately detect the light receiving element 2 The compensation element 3 is controlled by a control unit (not shown) so that the light receiving element 2 can accurately sense the intensity of light that is reflected by the reflector 9 and reaches the light receiving element 2, The light receiving element 2 is irradiated with the compensation light according to the amount of the external light.

그런데, 상기와 같이, 외란광의 영향을 제거하기 위하여 보상소자가 수광소자에 보상용 빛을 조사함으로써 수광소자(2)의 동작신호를 보정하는 경우에도, 보상소자(3)로부터 발산되는 보상용 빛 중 외부로 유출되는 빛(10')은 불필요한 신호가 된다. 이와 같이 불필요한 신호(10')가 외부로 유출되거나 유출된 빛이 다른 반사체에 방사되어 수광소자(2)로 되돌아 오는 경우에는 수광소자(2)의 동작신호를 정확하게 제어하기 어렵게 될 수 있다. 특히, 수광소자(2)는 반사체(9)에 반사된 빛을 받아들여야 하므로, 수광소자(2)의 상부는 빛이 투과할 수 있는 구조로 형성되어야 하는데, 보상소자(3)는 수광소자(2)에 인접하여 빛을 조사하기 때문에 보상소자(3)로부터 수광소자(2)를 향하여 조사된 빛의 일부가 수광소자(2)의 상부로 유출될 수 있다.As described above, even when the compensating element corrects the operation signal of the light-receiving element 2 by irradiating the light-receiving element with the compensation light in order to eliminate the influence of the disturbance light, the compensating light The light 10 'flowing out to the outside becomes an unnecessary signal. When the unnecessary signal 10 'flows out to the outside or the emitted light is radiated to the other reflector and returns to the light receiving element 2, it becomes difficult to control the operation signal of the light receiving element 2 accurately. Particularly, since the light receiving element 2 must receive the light reflected by the reflector 9, the upper part of the light receiving element 2 must be formed in a structure that allows light to pass therethrough. 2, a part of the light irradiated from the compensating element 3 toward the light receiving element 2 can flow out to the upper part of the light receiving element 2. [

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 고려하여, 본 발명에 따르면, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 외부로 유출시키지 않고 수광소자를 향하여 조사할 수 있는 광 도파관을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical sensor structure including a compensation element for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of a light emitting element, An object of the present invention is to provide an optical waveguide which guides light emitted from an element to a light receiving element, and which can radiate light emitted from a compensating element toward a light receiving element without flowing out to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관은, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 보상소자와 상기 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재; 및 상기 상부부재의 내측면에 도포되는 투광성수지층을 포함하며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면에 도포된 투광성수지층으로 입사되고, 상기 투광성수지층으로 입사된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사된 다음 상기 투광성수지층의 경계면에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면을 통하여 상기 수광소자로 유도된다.An optical waveguide according to an embodiment of the present invention includes a compensation element for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of a light emitting element, a light receiving element, and a light receiving element, To the light receiving element, the optical waveguide comprising: a sidewall surrounding the compensation element and the light reception element, the sidewall shielding light emitted to the side of the compensation element; An upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction; And a translucent resin layer applied to an inner surface of the upper member, wherein light emitted in an upward direction from the compensator is incident on a translucent resin layer coated on an inner surface of the upper member, and is incident on the translucent resin layer The light reflected from the reflection surface of the inner surface of the upper member is totally reflected at the interface of the transparent resin layer, and is guided to the light receiving element through the light exit surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 투광성수지층이 실리콘으로 이루어질 수 있다.In the optical waveguide according to an embodiment of the present invention, the light transmitting resin layer may be made of silicon.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 실리콘의 굴절율은 약 1.41이며, 임계각은 약 45.17°로 될 수 있다.In the optical waveguide according to an exemplary embodiment of the present invention, the refractive index of silicon may be about 1.41 and the critical angle may be about 45.17 degrees.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어질 수 있다.In the optical waveguide according to an embodiment of the present invention, the reflection surface of the inner surface of the upper member may be a combination of the regular reflection surface and the irregular reflection surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 측벽이 보상소자 및 수광소자가 장착되는 베이스부와 일체로 형성될 수 있다.In an optical waveguide according to an embodiment of the present invention, the side wall may be integrally formed with a base portion on which a compensation element and a light receiving element are mounted.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 상부부재가 측벽과 일체로 형성될 수 있다.In the optical waveguide according to an embodiment of the present invention, the upper member may be integrally formed with the side wall.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 상기 보상소자와 상기 수광소자 사이에 설치되는 차폐벽을 더 포함할 수 있다.The optical waveguide according to an embodiment of the present invention may further include a shielding wall provided between the compensation element and the light receiving element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관은, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 보상소자와 상기 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 및 상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재를 포함하며, 상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사되어 상기 수광소자로 유도된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical sensor structure including a light emitting element, a light receiving element, and a compensation element for emitting light to the light receiving element for correcting operation signals of the light receiving element, To the light receiving element, the optical waveguide comprising: a sidewall surrounding the compensation element and the light reception element, the sidewall shielding light emitted to the side of the compensation element; And an upper member disposed on the upper side of the compensating element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward in the upward direction from the compensating element in a downward direction, The light diffused upward from the compensation element is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member and guided to the light receiving element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관에서는, 상기 보상소자와 상기 수광소자 사이에 설치되는 차폐벽을 더 포함할 수 있다.The optical waveguide according to another embodiment of the present invention may further include a shielding wall provided between the compensation element and the light receiving element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관은, 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 설치되며, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부; 상기 베이스부에 장착되는 보상소자와 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재; 및 상기 상부부재의 내측면에 도포되는 투광성수지층을 포함하며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면에 도포된 투광성수지층으로 입사되고, 상기 투광성수지층으로 입사된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사된 다음 상기 투광성수지층의 경계면에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면을 통하여 상기 수광소자로 유도된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide provided on a display unit of a portable terminal, the optical waveguide including a compensation element for emitting light to a light receiving element to correct operation signals of the light emitting element, the light receiving element, An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element in an optical sensor structure for controlling operation of the portable terminal, the optical waveguide comprising: a base portion mounted on an upper portion of a display portion of the portable terminal; A side wall surrounding the compensating element and the light receiving element mounted on the base and shielding light emitted to the side of the compensating element; An upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction; And a translucent resin layer applied to an inner surface of the upper member, wherein light emitted in an upward direction from the compensator is incident on a translucent resin layer coated on an inner surface of the upper member, and is incident on the translucent resin layer The light reflected from the reflection surface of the inner surface of the upper member is totally reflected at the interface of the transparent resin layer, and is guided to the light receiving element through the light exit surface.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관은, 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 설치되며, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부; 상기 베이스부에 장착되는 보상소자와 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 및 상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재를 포함하며, 상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사되어 상기 수광소자로 유도된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide provided on a display unit of a portable terminal, the optical waveguide including a compensation element for emitting light to a light receiving element to correct operation signals of the light emitting element, the light receiving element, An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element in an optical sensor structure for controlling operation of the portable terminal, the optical waveguide comprising: a base portion mounted on an upper portion of a display portion of the portable terminal; A side wall surrounding the compensating element and the light receiving element mounted on the base and shielding light emitted to the side of the compensating element; And an upper member disposed on the upper side of the compensating element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward in the upward direction from the compensating element in a downward direction, The light diffused upward from the compensation element is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member and guided to the light receiving element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관은, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 보상소자가 배치되며, 상기 보상소자의 상부면 및 측면에 제 1 투광성수지층이 도포되는 제 1 광도파관부; 수광소자가 배치되며, 상기 수광소자의 상부면 및 측면에 제 2 투광성수지층이 도포되는 제 2 광도파관부; 상기 제 1 광도파관부와 상기 제 2 광도파관부 사이에 배치되며, 상기 제 1 광도파관부와 제 2 광도파관부를 연통시키는 광통로가 상부에 형성된 차폐벽을 포함하며, 상기 보상소자로부터 발산되는 빛이 상기 차폐벽 상부의 광통로를 통하여 입사되어 상기 제 2 투광성수지층에서 전반사되어 상기 수광소자로 유도된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical sensor structure including a light emitting element, a light receiving element, and a compensation element for emitting light to the light receiving element for correcting operation signals of the light receiving element, A first optical waveguide part in which a compensation element is disposed and in which a first transparent resin layer is applied to an upper surface and a side surface of the compensation element; A second optical waveguide part in which a second light transmitting resin layer is applied to an upper surface and a side surface of the light receiving element; A shielding wall disposed above the first optical waveguide part and the second optical waveguide part and having a light path formed thereon for communicating the first optical waveguide part and the second optical waveguide part, Light is incident through the light path above the shielding wall and totally reflected by the second translucent resin layer and guided to the light receiving element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관에서는, 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 설치되며, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부; 상기 베이스부에 장착되는 보상소자가 배치되며, 상기 보상소자의 상부면 및 측면에 제 1 투광성수지층이 도포되는 제 1 광도파관부; 상기 베이스부에 장착되는 수광소자가 배치되며, 상기 수광소자의 상부면 및 측면에 제 2 투광성수지층이 도포되는 제 2 광도파관부; 상기 제 1 광도파관부와 상기 제 2 광도파관부 사이에 배치되며, 상기 제 1 광도파관부와 제 2 광도파관부를 연통시키는 광통로가 상부에 형성된 차폐벽을 포함하며, 상기 보상소자로부터 발산되는 빛이 상기 차폐벽 상부의 광통로를 통하여 입사되어 상기 제 2 투광성수지층에서 전반사되어 상기 수광소자로 유도될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical waveguide comprising: a compensation element provided on a display unit of a portable terminal and emitting a light to a light receiving element to correct operation signals of the light emitting element, the light receiving element, An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element in an optical sensor structure for controlling operation of the portable terminal, the optical waveguide comprising: a base portion mounted on an upper portion of a display portion of the portable terminal; A first optical waveguide part to which a first transmissive resin layer is applied on an upper surface and a side surface of the compensating element; A second optical waveguide part in which a second light transmitting resin layer is applied to an upper surface and a side surface of the light receiving element; A shielding wall disposed above the first optical waveguide part and the second optical waveguide part and having a light path formed thereon for communicating the first optical waveguide part and the second optical waveguide part, Light can be incident through the light path above the shielding wall and totally reflected by the second translucent resin layer to be guided to the light receiving element.

본 발명에 따른 광 도파관을 이용하면, 보상소자로부터 수광소자로 조사되는 보상용 빛이 외부로 유출되지 않고 전달될 수 있어서, 동작감지센서의 동작을 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과가 얻어질 수 있다.Using the optical waveguide according to the present invention, the compensation light emitted from the compensation element to the light receiving element can be transmitted without being leaked to the outside, so that an effect of more accurately controlling the operation of the motion detection sensor can be obtained .

도 1은 종래 기술에서의 발광소자 및 수광소자를 포함하는 광센서 구조체를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에서 발광소자 및 수광소자를 포함하며, 발광소자와 수광소자 사이에 차폐벽이 설치된 광센서 구조체를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 기술에서 발광소자 및 수광소자를 포함하며, 발광소자와 수광소자가 각각 차폐실내에 설치된 광센서 구조체를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래 기술에서의 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체를 나타내는 도면이다.
도 5는 밀한매질(n1)과 소한매질(n2) 사이의 광 유도 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서의 광 유도 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관에서의 광 유도 경로를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관에서의 광 유도 경로를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 도파관에서의 광 유도 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 임계각과 굴절율의 관계를 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a light sensor structure including a light emitting element and a light receiving element in the prior art; FIG.
2 is a view showing an optical sensor structure including a light emitting element and a light receiving element in the prior art and having a shielding wall between the light emitting element and the light receiving element.
3 is a view showing an optical sensor structure including a light emitting element and a light receiving element in the prior art, in which a light emitting element and a light receiving element are provided in a shielded room, respectively.
4 is a view showing a light sensor structure including a light emitting element, a light receiving element, and a compensation element for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of the light receiving element in the prior art.
Fig. 5 is a diagram showing light induction characteristics between the dense medium n1 and the noble medium n2.
6 is a view illustrating a light guiding path in an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a light induction path in an optical waveguide according to another embodiment of the present invention.
8 is a view showing a light guiding path in an optical waveguide according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing a light guiding path in an optical waveguide according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing the relationship between the critical angle and the refractive index.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above objects, features and advantages will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 출원의 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.It is to be understood that the specific structure or functional description is illustrative only for the purpose of describing an embodiment according to the concept of the present invention and that the embodiments according to the concept of the present invention may be embodied in various forms, Should not be construed as limited to these.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 출원의 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the specification of the present application. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all changes, equivalents and alternatives included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. The terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to these terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, The second component may also be referred to as a first component.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.

본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in the specification of the present application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is to be understood that the terms such as " comprises "or" having "in this specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art, and unless otherwise expressly defined in the specification of the present application, It is not interpreted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 5는 밀한매질(n1)과 소한매질(n2) 사이의 광 유도 특성을 나타내는 도면이며; 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서의 광 유도 경로를 나타내는 도면이다.Fig. 5 is a diagram showing the light-induced characteristic between the dense medium n1 and the noble medium n2; 6 is a view illustrating a light guiding path in an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관이 적용될 수 있는 발광소자, 수광소자 및 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에 대하여 설명한다.5 and 6, an optical sensor structure including a light emitting device, a light receiving device, and a compensation device to which an optical waveguide according to an embodiment of the present invention can be applied will be described.

발광소자는, 예를 들어 적외선 다이오드를 사용할 수 있으며, 평행광을 사용하는 것이 바람직하다. 수광소자인 수신기는 일반적으로 포토다이오드, 포토트랜지스터 등을 사용하고 있으며, 수신기가 빛을 감지하면 전류를 발생시키고, 수신기에서 발생된 전류는 동작신호가 되어 제어부에 전달되어, 사용자가 원하는 모바일 기기의 동작을 제어하게 된다.As the light emitting element, for example, an infrared ray diode can be used, and parallel light is preferably used. A receiver, which is a light-receiving element, generally uses a photodiode, a phototransistor, or the like. When a receiver senses light, a current is generated. A current generated in the receiver is transmitted as an operation signal to a controller, And controls the operation.

이동전화, PDA, Tablet PC 등의 모바일 기기의 동작을 비접촉으로 제어하기 위한 광센서 구조체는 적어도 하나 이상의 발광소자(11)와 하나의 수광소자(12)로 이루어지며, 수광소자(12)의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자(12)에 보상용 빛을 발산하는 보상소자(13)가 수광소자(12)에 인접하여 배치될 수 있다.The optical sensor structure for non-contact controlling the operation of a mobile device such as a mobile phone, a PDA, and a Tablet PC includes at least one light emitting element 11 and one light receiving element 12, The compensating element 13 for emitting the compensating light to the light receiving element 12 may be disposed adjacent to the light receiving element 12 in order to correct the signal.

모바일 기기에 장착된 광센서 구조체의 발광소자(11)로부터 빛이 지속적으로 발산되며, 이 빛이 사용자의 신체 등(예들 들어, 사용자의 손가락)에 반사되어 반사된 빛을 수광소자(12)가 인식하게 되면, 수광소자(12)는 전류를 발생시키고, 수광소자(12)에서 발생된 전류는 동작신호가 되어 제어부(미도시)로 전달된다. 여기서, 발광소자(11)로부터 발산되는 광은, 예를 들어 적외선 870nm의 광을 적용할 수 있으며, 수광소자(12)는 포토다이오드, 포토트랜지스터 등이 이용될 수 있다.The light is continuously emitted from the light emitting element 11 of the optical sensor structure mounted on the mobile device and the light is reflected by the user's body or the like The light receiving element 12 generates a current, and the current generated in the light receiving element 12 becomes an operation signal and is transmitted to a control unit (not shown). Here, the light emitted from the light emitting element 11 may be, for example, infrared light of 870 nm, and the light receiving element 12 may be a photodiode, a phototransistor, or the like.

그리고, 주변환경에 다른 광원들이 존재하게 되면 수광소자(12)의 출력에 영향을 미치게 되므로, 외란광의 영향을 제거하기 위하여 수광소자(12)에 보상용 빛을 조사하는 보상소자(13)가 이용되며, 수광소자(12)의 측면에 배치된다. 상기 보상소자(13)는 별도로 장착된 센서(미도시)가 감지하는 주위환경의 밝기에 따라 수광소자(12)가 일정한 양의 빛을 감지하도록 빛을 발산하게 된다. 즉, 야외 날씨, 터널, 실내 조명의 강약 등과 같은 주위환경의 변화에 관계없이 발광소자(11)에 발산된 빛이 반사체(미도시)에 반사되어 수광소자(2)에 도달되는 빛을 강도를 정확히 감지할 수 있도록 보상소자(13)가 제어부(미도시)의 제어에 의해 외부 빛의 양에 따라 수광소자(12)에 보상용 빛을 조사하게 된다.When other light sources exist in the surrounding environment, the output of the light receiving element 12 is influenced. Therefore, in order to eliminate the influence of the disturbance light, a compensation element 13 for irradiating light for compensation to the light receiving element 12 is used And is disposed on the side surface of the light receiving element 12. [ The compensation element 13 emits light so that the light receiving element 12 senses a certain amount of light according to the brightness of the ambient environment sensed by a separately mounted sensor (not shown). That is, light emitted to the light emitting element 11 is reflected by a reflector (not shown) and reaches the light receiving element 2, regardless of changes in the surrounding environment such as outdoor weather, tunnel, The compensation element 13 irradiates the light receiving element 12 with the compensation light according to the amount of the external light under the control of the control unit (not shown).

본 발명에서는, 보상소자(13)로부터 조사되는 보상용 빛이 외부로 유출되지 않고 수광소자(12)에 안내될 수 있도록 보상소자(13)와 수광소자(12) 사이에 광 도파관(100)이 제공된다.The optical waveguide 100 is provided between the compensation element 13 and the light receiving element 12 so that the compensation light emitted from the compensation element 13 can be guided to the light receiving element 12 without flowing out to the outside / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)은, 발광소자, 수광소자(12) 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자(13)를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛을 수광소자(12)에 유도하는 광 도파관(100)으로 이루어진다. 상기 보상소자(12)와 상기 수광소자(13)를 둘러싸며, 상기 보상소자(12)의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽(19); 상기 보상소자(13)의 상부에 위치되어 상기 측벽(19)의 상단에 부착되며, 상기 보상소자(13)로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재(20); 및 상기 상부부재(20)의 내측면에 도포되는 투광성수지층(21)을 포함한다. 상기 보상소자(13)로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재(20)의 내측면에 도포된 투광성수지층(21)으로 입사되고, 상기 투광성수지층으로 입사된 빛이 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에서 반사된 다음 상기 투광성수지층(21)의 경계면(24)에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면(22)을 통하여 상기 수광소자(12)로 유도된다.An optical waveguide 100 according to an embodiment of the present invention includes a light emitting element, a light receiving element 12, and an optical sensor 12 including a compensation element 13 for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of the light receiving element. And an optical waveguide 100 for guiding the light emitted from the compensation element 13 to the light receiving element 12 in the structure. A side wall (19) surrounding the compensation element (12) and the light receiving element (13) and shielding light emitted to the side of the compensation element (12); An upper member 20 positioned on the upper side of the compensation element 13 and attached to an upper end of the side wall 19 to reflect light emitted upward from the compensation element 13 in a downward direction; And a translucent resin layer (21) applied to the inner surface of the upper member (20). Light emitted upward from the compensating element 13 is incident on the translucent resin layer 21 coated on the inner surface of the upper member 20 and light incident on the translucent resin layer is incident on the upper member 20 And is then totally reflected on the interface 24 of the transparent resin layer 21 and then guided to the light receiving element 12 through the light exit surface 22 .

상기와 같이 상부부재(20)의 내측면에 투광성 수지층(21)을 도포할 경우, 투광성 수지층의 외부는 투광성 수지층 보다는 소한매질인 공기층이므로, 보상소자(13)로부터 발산되어 투광성 수지층(21)으로 입사된 다음 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에서 반사되어 투광성 수지층의 경계면(24)을 향하는 빛의 입사각이 수지층의 임계각(θc) 보다 클 때는 내부전반사(TIR : Total Internal Reflection)에 의해 외부로 유출되지 않고 내부로 반사된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 굴절율이 높은 매질(n1)에서 굴절율이 낮은 매질(n2)로 광이 진행할 때, 일정 각도 이상으로 입사되면 제 1 매질에서 제 2 매질로 광이 이동하지 못하고 제 1 매질로 되돌아 가는 '내부전반사(TRI)' 현상이 발생되며, 내부 전반사가 발생되기 시작하는 광의 입사각도를 임계각(Critical Angle : θc)이라 한다.When the translucent resin layer 21 is applied to the inner surface of the upper member 20 as described above, since the outside of the translucent resin layer is an air layer which is a less medium than the translucent resin layer, When the incident angle of the light reflected by the reflective surface 23 of the inner surface of the upper member 20 and directed to the interface 24 of the translucent resin layer is greater than the critical angle c of the resin layer, It is reflected to the inside without being leaked to the outside by total internal reflection (TIR). That is, as shown in FIG. 5, when the light advances from the medium (n1) having a high refractive index to the medium (n2) having a low refractive index, light is not moved from the first medium to the second medium when the light is incident at a certain angle or more The total internal reflection (TRI) phenomenon occurs, which is returned to the first medium, and the incidence angle of the light at which total internal reflection starts to occur is referred to as a critical angle (θc).

임계각(θc)과 굴절율의 관계는 아래의 식으로 주어진다.The relationship between the critical angle c and the refractive index is given by the following equation.

θc = arcsin(n2/n1)θc = arcsin (n2 / n1)

여기서, n1은 밀한매질의 굴절율이고, n2는 소한매질의 굴절율이다.Here, n1 is the refraction index of the dense medium, and n2 is the refraction index of the refraction medium.

도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 임계각(θc)과 굴절율의 관계에서, 밀한매질의 굴절율(n1)이 커질 수록 임계각(θc)은 작아진다. 따라서, 밀한매질의 굴절율이 클 수록 임계각(θc)이 작아져서, 보상소자로부터 밀한매질로 발산되는 빛은 밀한매질 내부에서 전반사되는 되는 빛들이 많아지기 때문에 고굴절율의 재질을 사용할 수록 광도파로의 광전달 효율을 높일 수 있다.As can be seen from Fig. 10, in the relationship between the critical angle? C and the refractive index, the critical angle? C becomes smaller as the refractive index n1 of the dense medium becomes larger. Therefore, as the refractive index of the dense medium increases, the critical angle c decreases, and the light emitted from the compensating element to the dense medium becomes more refracted within the dense medium. Therefore, as the material of high refractive index is used, The transmission efficiency can be increased.

본 발명에 적용된 상기 투광성수지층(21)은 실리콘층으로 이루어질 수 있다. 상기 실리콘층은 굴절율이 약 1.41이며, 임계각이 약 45.17이다. 또한, 상기 투광성수지층(21)에는 에폭시가 이용될 수 있으며, 투광성이 있는 다른 수지도 이용될 수 있다.The translucent resin layer 21 applied to the present invention may be formed of a silicon layer. The silicon layer has a refractive index of about 1.41 and a critical angle of about 45.17. Further, epoxy may be used for the light-transmitting resin layer 21, and other transparent resin may be used.

또한, 본 발명에서는 보상소자(13)로부터 수광소자(12)로 직접적으로 조사되는 빛의 세기가 너무 강하면 오히려 주위환경 변화에 따라 수광소자(12)의 동작신호를 보정하는 보상소자(13)의 기능이 저하될 수 있으므로, 보상소자(13)로부터 수광소자(12)로 빛이 직접 조사되지 않도록 상기 보상소자(13)와 상기 수광소자(12) 사이에 사이에 상단부가 개구되어 광통로가 형성된 소정 높이의 차폐벽(14)을 설치할 수 있다.In the present invention, if the intensity of the light directly irradiated from the compensation element 13 to the light receiving element 12 is too strong, the compensation element 13 for correcting the operation signal of the light receiving element 12 The upper end portion is opened between the compensating element 13 and the light receiving element 12 so that the light is not directly irradiated from the compensating element 13 to the light receiving element 12, A shielding wall 14 having a predetermined height can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관에서는, 상기 차폐벽(14)은 상기 보상소자(13)로부터 상기 보상소자의 폭만큼 떨어져서 위치되며, 상기 차폐벽(14)의 높이(h4)는 상기 보상소자(13)의 높이(h3)의 약 1.5배로 설정될 수 있다. 이와 같이 차폐벽(14)의 높이를 설정할 경우, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛 중 입사각이 약 47°~ 55°의 빛이 수광소자(12)로 유도될 수 있다.In the optical waveguide according to an embodiment of the present invention, the shielding wall 14 is located away from the compensating element 13 by the width of the compensating element, and the height h4 of the shielding wall 14 is less than the height Can be set to about 1.5 times the height (h3) of the element (13). When the height of the shielding wall 14 is set as described above, light having an incident angle of about 47 to 55 out of the light emitted from the compensating element 13 can be guided to the light receiving element 12. [

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)에서의 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)은 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 보상소자(13)로부터 발산되어 수광소자(12)로 유도되는 빛의 양을 조절할 수 있도록 설계될 수 있다.The reflection surface 23 of the inner surface of the upper member 20 in the optical waveguide 100 according to the embodiment of the present invention is formed of a combination of the regular reflection surface and the irregular reflection surface and is emitted from the compensation element 13, Can be designed to adjust the amount of light that is guided to the light source (12).

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)에서, 측벽(19)은 보상소자 및 상기 수광소자가 장착되는 베이스부(17)와 일체로 형성될 수 있다. 이 경우에, 내측면에 투광성수지층(21)이 도포된 상부부재(20)가 베이스부(17)와 일체로 형성된 측벽(19)의 상부에 부착된다. 상부부재(20)와 측벽(19)의 부착은 접착제에 의한 부착과 같은 공지의 방식을 이용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the optical waveguide 100 according to the embodiment of the present invention, the side wall 19 may be formed integrally with the base portion 17 on which the compensation element and the light receiving element are mounted. In this case, an upper member 20 coated with a light-transmitting resin layer 21 on the inner side is attached to the upper portion of the side wall 19 formed integrally with the base portion 17. The attachment of the upper member 20 and the side wall 19 is performed using a known method such as adhesion by an adhesive agent, so that detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)에서, 상부부재(20)가 측벽(19)이 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우에 내측면에 투광성수지층(21)이 도포된 상부부재(20)와 일체로된 측벽(19)이 베이스부(17)에 부착된다. 측벽(19)와 베이스부(18)의 부착은 접착제에 의한 부착과 같은 공지의 방식을 이용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the optical waveguide 100 according to an embodiment of the present invention, the upper member 20 and the side wall 19 may be integrally formed. In this case, a side wall 19 integrated with the upper member 20 to which the translucent resin layer 21 is applied is attached to the base portion 17 on the inner side. Attachment of the side wall 19 and the base portion 18 is performed by a known method such as adhesion by an adhesive agent, so a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)의 작용을 설명한다.Next, the operation of the optical waveguide 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)에서는, 상부부재(20)의 내측면에 투광성수지층(21)을 도포하므로, 투광성수지층(21)의 외부는 소한매질인 공기층이므로, 보상소자(13)로부터 발산되어 투광성 수지층(21)으로 입사된 다음 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에서 반사되어 투광성 수지층의 경계면(24)을 향하는 빛의 입사각이 수지층의 임계각(θc) 보다 클 때는 내부전반사(TIR : Total Internal Reflection)에 의해 외부로 유출되지 않고 내부로 반사된다. 이와 같이, 투광성수지층(21)으로 입사된 빛이 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에서 반사된 다음 투광성수지층(20)의 경계면(24)에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면(22)으로 유되된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광출구면(22)은 안쪽으로 경사져 형성되기 때문에 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에 반사되어 광출구면(22)을 향하는 빛은 거의 수직으로 입사되므로, 입사각이 수지층의 임계각(θc)보다는 훨씬 작게 되어 내부전반사를 일으키지 않고 그대로 수지층의 경사 경계면(22)을 통과하여 수광소자(12)로 향하게 된다. 이에 따라, 이에 따라, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛의 일부가 외부의 물체에 반사되어 수광소자(12)로 입사되는 현상을 방지할 수 있게 된다.In the optical waveguide 100 according to the embodiment of the present invention, since the translucent resin layer 21 is applied to the inner surface of the upper member 20, the outer portion of the translucent resin layer 21 is an air layer, The incident angle of the light that is diverged from the element 13 and is incident on the translucent resin layer 21 and then reflected by the reflection surface 23 of the inner side surface of the upper member 20 and directed to the interface 24 of the translucent resin layer, Is larger than the critical angle (? C) of the stratum, it is reflected to the inside without flowing out to the outside due to total internal reflection (TIR). The light incident on the translucent resin layer 21 is reflected by the reflective surface 23 on the inner side of the upper member 20 and then is totally reflected on the boundary surface 24 of the translucent resin layer 20, The light exit surface 22 is evacuated. 6, since the light exit surface 22 is inclined inward, the light reflected by the reflection surface 23 of the inner surface of the upper member 20 and directed toward the light exit surface 22 is almost The incident angle is much smaller than the critical angle c of the resin layer so that it passes through the inclined interface 22 of the resin layer as it is without causing total internal reflection and is directed to the light receiving element 12. [ Accordingly, it is possible to prevent a phenomenon that a part of the light emitted from the compensation element 13 is reflected by an external object and is incident on the light receiving element 12.

이어서, 도 6를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관의 제조 방법을 설명한다.6, a method of manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 베이스(17)에 수광소자(12)와 보상소자(13)가 장착하고, 베이스(17)에 장착된 수광소자(12)와 보상소자(13)의 둘러싸는 측벽(19)을 장착한다. 여기서, 수광소자(12) 및 보상소자(13)를 베이스(17)에 장착하는 기술과 측벽(19)을 베이스(17)에 장착하는 기술은 공지의 기술을 이용할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 상기 측벽(19)은 상기 베이스(17)에 일체로 형성될 수도 있다. 상기 베이스(17)의 상면에서 상기 수광소자(12) 및 보상소자(13)를 둘러싸는 측벽(19)의 높이(hw)는 상기 보상소자(13)의 높이(h3)의 약 1.5배 ~ 2.5배로 설정될 수 있다. 이와 같이 측벽(19)의 높이를 설정할 경우, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛 중 입사각이 약 47°~ 55°의 빛이 수광소자(12)로 유도될 수 있다. 다음에, 보상소자(13)의 상부에 위치되어 측벽(19)의 상단에 부착시키는 상부부재(20)의 내측면에 투광성수지층(21)을 도포한다. 이 투광성수지층(21)의 두께(t)는 상기 보상소자(13)의 높이(h3)의 약 0.5배 ~ 2배로 설정될 수 있다. 이와 같이 투광성수지층(21)의 두께를 설정할 경우, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛 중 입사각이 약 47°~ 55°의 빛이 수광소자(12)로 유도될 수 있다.The light receiving element 12 and the compensation element 13 are mounted on the base 17 and the side wall 19 surrounding the compensation element 13 and the light receiving element 12 mounted on the base 17 are mounted . The technique of mounting the light receiving element 12 and the compensation element 13 on the base 17 and the technique of mounting the side wall 19 on the base 17 can be well known in the art, do. The side wall 19 may be integrally formed with the base 17. The height hw of the side wall 19 surrounding the light receiving element 12 and the compensating element 13 on the upper surface of the base 17 is about 1.5 to 2.5 times the height h3 of the compensating element 13. [ Times. When the height of the side wall 19 is set as described above, light having an incident angle of about 47 ° to 55 ° among the light emitted from the compensation element 13 can be guided to the light receiving element 12. Next, the translucent resin layer 21 is applied to the inner surface of the upper member 20, which is located on the upper side of the compensation element 13 and attached to the upper end of the side wall 19. [ The thickness t of the translucent resin layer 21 may be set to about 0.5 to 2 times the height h3 of the compensating element 13. [ When the thickness of the light-transmitting resin layer 21 is set as described above, light having an incident angle of about 47 to 55 degrees out of the light emitted from the compensation element 13 can be guided to the light-receiving element 12. [

상기 상부부재(20)의 내측면은 기본적으로 정면사면으로 형성되지만, 투광성수지층(21)을 도포하기 전에 정반사면과 난반사면의 조합으로 형성될 수 있다. The inner surface of the upper member 20 is basically formed as a front slope surface, but may be formed by a combination of a regular reflection surface and a diffusely reflecting surface before applying the translucent resin layer 21.

이어서, 투광성수지층(21)이 내측면에 도포된 상부부재(20)를 보상소자(13)의 상부에서 측벽(19)의 상단에 부착시킨다. 상부부재(20)를 측벽(19)에 부착하는 기술을 공지의 기술을 이용할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Then, the upper member 20, to which the translucent resin layer 21 is applied to the inner surface, is attached to the upper end of the side wall 19 at the upper portion of the compensation element 13. A known technique can be used for attaching the upper member 20 to the side wall 19, and a description thereof will be omitted.

여기에서, 상기 상부부재(20)를 상기 측벽(19)에 부착시키는 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 상기 상부부재(20)와 상기 측벽(19)을 일체로 형성할 수도 있다. 이러한 경우에는 베이스(17)에 수광소자(12)와 보상소자(13)를 장착한 다음에, 일체로 형성된 상부부재(20)와 측벽(19)을 베이스(17)에 부착시키게 된다. Although the upper member 20 is attached to the side wall 19, the present invention is not limited thereto. The upper member 20 may be integrally formed with the side wall 19 have. In this case, the light receiving element 12 and the compensation element 13 are mounted on the base 17, and then the integrally formed upper member 20 and the side wall 19 are attached to the base 17.

본 발명에 따른 광 도파관을 이용하면, 종래의 광센서의 외란광 영향을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 이론상으로 200,000 lux까지 동작될 수 있는 광학센서의 설계가 가능하며, 미세공정의 적용을 통하여 광센서구조체의 소형화가 가능하게 될 수 있다.By using the optical waveguide according to the present invention, it is possible to dramatically reduce the influence of disturbance light of a conventional optical sensor, and it is possible to design an optical sensor that can operate up to 200,000 lux theoretically. The sensor structure can be miniaturized.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관은 스마트폰, 터치폰과 같은 이동전화단말기, PDA, Tablet PC 등의 모바일 기기에 적용될 수 있다.Meanwhile, the optical waveguide according to another embodiment of the present invention can be applied to mobile devices such as a smart phone, a mobile phone terminal such as a touch phone, a PDA, and a Tablet PC.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관(200)이 도시된다. 도 7의 광 도파관(200)은 발광소자, 수광소자(12) 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자(13)를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛을 수광소자(12)에 유도하는 광 도파관으로 이루어진다. 상기 보상소자(13)와 상기 수광소자(12)를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽(19); 및 상기 보상소자(13)의 상부에 위치되어 상기 측벽(19)의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재(20)를 포함한다. 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 상기 보상소자(13)로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면에서 반사되어 상기 수광소자(12)로 유도될 수 있다. 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관(200)은 상부부재(20)의 내측의 반사면(23)을 정반사면과 난반사면의 조합으로 형성함으로써, 이러한 조합에 따라 보상하고자 하는 적정광량을 매우 간단한 구성으로 조절할 수 있으므로, 실제작시에 단순화가 가능하여 개발비용 등이 절감되며, 상부부재(20)와 측벽(19)을 일체형으로 제작하는 경우에 박막화 및 소형화에 유리하다. Referring to FIG. 7, an optical waveguide 200 according to another embodiment of the present invention is shown. 7 includes a light emitting element, a light receiving element 12 and a compensating element 13 for emitting light to the light receiving element for correcting an operation signal of the light receiving element. In the optical sensor structure, And an optical waveguide for guiding the light emitted from the light receiving element 12 to the light receiving element 12. A side wall (19) surrounding the compensation element (13) and the light reception element (12) and shielding light emitted to the side of the compensation element; And an upper member 20 disposed on the upper side of the compensation element 13 and attached to the upper end of the side wall 19 to reflect light upward in the upward direction from the compensation element. The reflective surface 23 of the inner surface of the upper member 20 is formed by a combination of a regular reflective surface and a diffusive reflective surface so that light emitted upward from the compensating element 13 is reflected by the inner surface of the upper member 20 And can be reflected by the reflecting surface and guided to the light receiving element 12. [ The optical waveguide 200 according to another embodiment of the present invention may be configured such that the reflection surface 23 inside the upper member 20 is formed of a combination of the regular reflection surface and the irregular reflection surface, It is possible to simplify the manufacturing process and reduce the development cost. In addition, when the upper member 20 and the side wall 19 are integrally formed, it is advantageous for thinning and miniaturization.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 휴대단말기의 디스플레이부(미도시) 상부에 설치되며, 발광소자(11), 수광소자(12) 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자(13)를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서, 상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부(17); 상기 베이스부에 장착되는 보상소자(13)와 수광소자(12)를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽(19); 상기 보상소자(13)의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재(20); 및 상기 상부부재의 내측면에 도포되는 투광성수지층(21)을 포함하며, 상기 보상소자(13)로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재(20)의 내측면에 도포된 투광성수지층(21)으로 입사되고, 상기 투광성수지층(21)으로 입사된 빛이 상기 상부부재(20)의 내측면의 반사면(23)에서 반사된 다음 상기 투광성수지층(21)의 경계면(24)에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면(22)을 통하여 상기 수광소자(12)로 유도될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a light emitting element 11, a light receiving element 12, and a light receiving element are provided on a display unit (not shown) The optical waveguide includes a compensation element (13) for guiding light emitted from a compensation element in an optical sensor structure for controlling the operation of the portable terminal. The optical waveguide includes a base (17); A side wall (19) surrounding the compensation element (13) and the light receiving element (12) mounted on the base portion and shielding light emitted to the side of the compensation element; An upper member 20 positioned on the upper side of the compensation element 13 and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction; And a translucent resin layer (21) applied to the inner surface of the upper member, wherein light emitted in an upward direction from the compensating element (13) is applied to a translucent resin layer The light incident on the translucent resin layer 21 is reflected by the reflection surface 23 of the inner surface of the upper member 20 and then reflected on the boundary surface 24 of the translucent resin layer 21 The total reflection operation can be repeated to be guided to the light receiving element 12 through the light exit surface 22.

상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관의 기본 구성, 작용 및 제조방법은 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관(100)의 기본 구성과 작용 및 제조 방법이 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The basic structure, action and manufacturing method of the optical waveguide according to another embodiment of the present invention are similar to those of the optical waveguide 100 according to the embodiment of the present invention described above, The description is omitted.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관(300)이 도시된다. 도 8의 광 도파관(300)은 발광소자, 수광소자(12) 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자(13)를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛을 수광소자(12)에 유도하는 광 도파관(300)으로 이루어진다. 상기 광 도파관(300)은 제 1 광도파관부(A)와 제 2 광도파관부(B)를 포함하며, 상기 제 1 광도파관부(A)와 제 2 광도파관부(B) 사이에 배치되며 이들 제 1 및 제 2 광도파관부들(A, B)을 서로 연통시키는 광통로가 상부에 형성된 차폐벽(14)을 포함한다. 상기 제 1 광도파관부(A)에는 보상소자(13)가 배치되며, 상기 보상소자의 상부면 및 측면에 제 1 투광성수지층(15)이 도포된다. 상기 제 2 광도파관부(B)에는 수광소자(12)가 배치되며, 상기 수광소자의 상부면 및 측면에 제 2 투광성수지층(15')이 도포된다.Referring to FIG. 8, an optical waveguide 300 according to another embodiment of the present invention is shown. 8 includes a light emitting element, a light receiving element 12 and a compensation element 13 that emits light to the light receiving element for correcting an operation signal of the light receiving element. In the optical sensor structure, And an optical waveguide 300 for guiding the light emitted from the light receiving element 12 to the light receiving element 12. The optical waveguide 300 includes a first optical waveguide portion A and a second optical waveguide portion B and is disposed between the first optical waveguide portion A and the second optical waveguide portion B And a shielding wall 14 formed on top of the optical path for communicating the first and second optical waveguide portions A and B with each other. A compensation element 13 is disposed in the first optical waveguide portion A and a first transparent resin layer 15 is coated on the upper surface and side surfaces of the compensation element. A light receiving element 12 is disposed on the second optical waveguide portion B and a second light transmitting resin layer 15 'is coated on the upper surface and the side surface of the light receiving element.

상기와 같이 제 1 광도파관부(A) 및 제 2 광도파관부(B)를 투광성 수지층으로 도포할 경우, 투광성 수지층의 상부는 투광성 수지층 보다는 소한매질인 공기층이므로, 보상소자(13)로부터 발산된 빛의 수지층을 향한 입사각이 수지층의 임계각(θc) 보다 클 때는 내부전반사에 의해 외부로 유출되지 않고 내부로 반사된다.When the first optical waveguide portion A and the second optical waveguide portion B are coated with the light transmitting resin layer as described above, since the upper portion of the light transmitting resin layer is an air layer which is a less medium than the light transmitting resin layer, When the angle of incidence of the light emitted from the light emitting device toward the resin layer is larger than the critical angle? C of the resin layer, the light is reflected to the inside without being leaked to the outside due to total internal reflection.

도 8의 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 도파관(300)에서는, 상기 차폐벽(14)은 상기 보상소자(13)로부터 상기 보상소자의 폭만큼 떨어져서 위치되며, 상기 제 1 투광성수지층(A)의 높이(h3 + t3) 및 제 2 투광성수지층(B)의 높이(h2 + t2)는 상기 보상소자의 높이(h3)의 약 2배이고, 상기 차폐벽(14)의 높이(h4)는 상기 보상소자(13)의 높이(h3)의 약 1.5배로 설정될 수 있다. 이와 같이 차폐벽(14), 제 1 투광성수지층(A) 및 제 2 투광성수지층(B)의 치수를 설정할 경우, 보상소자(13)로부터 발산되는 빛 중 입사각이 약 47°~ 55°의 빛이 수광소자(12)로 유도될 수 있다. 또한, 상기 제 1 투광성수지층(15)에서 상기 보상소자(13)에서 발산되는 빛 중 임계각(θc) 보다 작은 각도의 빛은 상기 제 1 투광성수지층(15)을 통과하여 외부로 유출되므로, 이러한 임계각((θc) 이하의 각도로 입사되는 빛이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 제 1 투광성수지층(15) 상부면에 불투명층이 설치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 투광성수지층(15) 상부면을 불투명재질로 코팅하거나 상부면에 불투명커버를 설치할 수도 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같은 광 도파관(400)에서는, 제 1 투광성수지층(15)의 상측에서 측벽(19)의 상단에 상부부재(20)를 부착시켜서, 임계각((θc) 이하의 각도로 입사되어 제 1 투광성수지층(15)의 경계면을 통과하는 빛을 차단할 수 있다. In the optical waveguide 300 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the shielding wall 14 is located apart from the compensation element 13 by a width of the compensation element, and the first transparent resin layer A (H3 + t3) of the shielding wall 14 and the height h2 + t2 of the second transparent resin layer B are about twice the height h3 of the compensating element and the height h4 of the shielding wall 14 is Can be set to about 1.5 times the height (h3) of the compensating element (13). When the dimensions of the shielding wall 14, the first translucent resin layer A and the second translucent resin layer B are set as described above, the light emitted from the compensation element 13 has an incident angle of about 47 to 55 degrees The light can be guided to the light receiving element 12. The light emitted from the compensating element 13 in the first translucent resin layer 15 at a smaller angle than the critical angle? C flows out through the first translucent resin layer 15, An opaque layer may be provided on the upper surface of the first transparent resin layer 15 in order to prevent light incident at an angle of less than the critical angle θc from flowing out to the outside of the first transparent resin layer 15. For example, The upper surface of the first transparent resin layer 15 may be coated with an opaque material or the opaque cover may be provided on the upper surface of the first transparent resin layer 15. In the optical waveguide 400 as shown in FIG. The upper member 20 may be attached to the upper end of the first transparent resin layer 19 so as to block light passing through the interface of the first transparent resin layer 15 at an angle less than the critical angle? C.

한편, 최근에는 차량용 계기장치, 내비게이션, 공조기 조절장치, 오디오 및 동영상 재생장치 등의 차량용 기기에 첨단 IT 기술이 접목되면서 차량용 기기의 동작을 비접촉식으로 제어할 수 있는 광센서 구조체가 많이 적용되고 있으며, 주거 또는 사무용 건물내의 가전장치, 공조기 조절장치, 보안장치 등에도 동작을 비접촉식으로 제어할 수 있는 광센서 구조체가 많이 적용되고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광센서 구조체에서 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관은 상기와 같은 차량용 기기 및 주거 또는 사무용 건물내의 가전장치, 공조기 조절장치, 보안장치 등의 동작을 제어할 수 있는 제어장치에 적용될 수 있다.In recent years, optical sensor structures that can control the operation of a vehicle device in a non-contact manner have been widely applied to automotive devices such as vehicle instrument devices, navigation devices, air conditioner control devices, audio and video reproducing devices, A photo sensor structure capable of controlling the operation in a non-contact manner has been widely applied to home appliances in residential or office buildings, air conditioner control devices, security devices, and the like. Therefore, the optical waveguide for guiding the light emitted from the compensation element in the optical sensor structure according to the present invention to the light receiving element controls the operation of the home appliance, the air conditioner control device, the security device, and the like in the above- The present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 광도파관은 보상소자로부터 조사되는 빛이 외부로 유출되지 않고 전량 수광소자로 유도할 수 있는 광학시스템 뿐아니라, 하나의 발광소자로부터 조사되는 빛을 전량 다른 수광소자로 유도할 필요가 있는 광학시스템에도 적용될 수 있다.The optical waveguide according to the present invention needs not only an optical system capable of guiding all the light irradiated from the compensation element to the light receiving element without flowing out to the outside but also need to guide all the light irradiated from one light emitting element to another light receiving element The present invention can be applied to an optical system having an optical system.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Will be clear to those who have knowledge of.

1, 11 : 발광소자 2, 12 : 수광소자
3, 13 : 보상용 광원 7, 17 : 베이스
8, 18 : 격벽 9 : 반사체
14 : 차폐벽 15, 15', 21 : 투광성수지층
16 : 광흡수형 수지층 19 : 측벽
20 : 상부부재 22 : 광출구면
23 : 반사면 24 : 투광성수지층의 경계면
100, 200, 300, 400 : 광 도파관
A : 제 1 광도파관부 B : 제 2 광도파관부
h2 : 수광소자의 높이 h3 : 보상용 광원의 높이
h4 : 차폐벽의 높이 hw : 차폐벽의 높이
t : 투광성수지층의 두께 t2 : 수광소자 상부수지층 두께
t3 : 보상용 광원 상부의 수지층 두께 w4 : 차폐벽의 폭
n1, n2 : 굴절율
1, 11: light emitting element 2, 12: light receiving element
3, 13: a light source for compensation 7, 17:
8, 18: partition wall 9: reflector
14: shielding walls 15, 15 ', 21: translucent resin layer
16: light absorbing resin layer 19: side wall
20: upper member 22: light outlet face
23: Reflecting surface 24: Interface surface of translucent resin layer
100, 200, 300, 400: optical waveguide
A: first optical waveguide part B: second optical waveguide part
h2: Height of the light receiving element h3: Height of the light source for compensation
h4: height of shielding wall hw: height of shielding wall
t: Thickness of light-transmitting resin layer t2: Thickness of resin layer above light-receiving element
t3: thickness of the resin layer above the light source for compensation w4: width of the shielding wall
n1, n2: refractive index

Claims (11)

발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서,
상기 보상소자와 상기 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽;
상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재; 및
상기 상부부재의 내측면에 도포되는 투광성수지층을 포함하며,
상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면에 도포된 투광성수지층으로 입사되고, 상기 투광성수지층으로 입사된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사된 다음 상기 투광성수지층의 경계면에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면을 통하여 상기 수광소자로 유도되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
1. An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element in an optical sensor structure comprising a compensation element for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of a light emitting element, a light receiving element and a light receiving element,
A side wall surrounding the compensation element and the light-receiving element to block light emitted to the side of the compensation element;
An upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction; And
And a translucent resin layer applied to the inner surface of the upper member,
Wherein the light emitted from the compensation element is incident on the translucent resin layer coated on the inner surface of the upper member, the light incident on the translucent resin layer is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member, And the light is guided to the light-receiving element through the light exit surface by repeating the operation of total reflection at the interface of the light-transmitting resin layer.
제 1 항에 있어서,
상기 투광성수지층이 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 도파관.
The method according to claim 1,
Wherein the light transmitting resin layer is made of silicon.
제 2 항에 있어서,
상기 실리콘의 굴절율은 1.41이며, 임계각은 45.17°인 것을 특징으로 하는 광 도파관.
3. The method of claim 2,
Wherein the refractive index of the silicon is 1.41 and the critical angle is 45.17 DEG.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 도파관.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the reflection surface of the inner surface of the upper member is formed by a combination of a regular reflection surface and a diffusive reflection surface.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측벽이 상기 보상소자 및 상기 수광소자가 장착되는 베이스부와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 광 도파관.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the side wall is formed integrally with a base portion on which the compensation element and the light receiving element are mounted.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부부재가 상기 측벽과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 광 도파관.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the upper member is formed integrally with the side wall.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보상소자와 상기 수광소자 사이에 차폐벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a shielding wall is provided between the compensation element and the light receiving element.
발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서,
상기 보상소자와 상기 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 및
상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재를 포함하며,
상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사되어 상기 수광소자로 유도되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
1. An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element in an optical sensor structure comprising a compensation element for emitting light to a light receiving element for correcting operation signals of a light emitting element, a light receiving element and a light receiving element,
A side wall surrounding the compensation element and the light-receiving element to block light emitted to the side of the compensation element; And
And an upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction,
The reflection surface of the inner surface of the upper member is formed by a combination of the regular reflection surface and the irregular reflection surface so that the light emitted upward from the compensation element is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member to be guided to the light reception element Characterized by a light waveguide.
제 8 항에 있어서,
상기 보상소자와 상기 수광소자 사이에 차폐벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
9. The method of claim 8,
And a shielding wall is provided between the compensation element and the light receiving element.
휴대단말기의 디스플레이부 상부에 설치되며, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서,
상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부;
상기 베이스부에 장착되는 보상소자와 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽;
상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재; 및
상기 상부부재의 내측면에 도포되는 투광성수지층을 포함하며,
상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면에 도포된 투광성수지층으로 입사되고, 상기 투광성수지층으로 입사된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사된 다음 상기 투광성수지층의 경계면에서 전반사되는 동작을 반복하여 광출구면을 통하여 상기 수광소자로 유도되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
A light sensor structure for controlling the operation of a portable terminal, the light sensor comprising: a compensation element which is provided above a display unit of the portable terminal and emits light to the light receiving element to correct operation signals of the light emitting element, An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element,
A base unit mounted on an upper portion of the display unit of the portable terminal;
A side wall surrounding the compensating element and the light receiving element mounted on the base and shielding light emitted to the side of the compensating element;
An upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction; And
And a translucent resin layer applied to the inner surface of the upper member,
Wherein the light emitted from the compensation element is incident on the translucent resin layer coated on the inner surface of the upper member, the light incident on the translucent resin layer is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member, And the light is guided to the light-receiving element through the light exit surface by repeating the operation of total reflection at the interface of the light-transmitting resin layer.
휴대단말기의 디스플레이부 상부에 설치되며, 발광소자, 수광소자 및 수광소자의 동작신호를 보정하기 위하여 수광소자에 빛을 발산하는 보상소자를 포함하며, 휴대단말기의 동작을 제어하는 광센서 구조체에서, 보상소자로부터 발산되는 빛을 수광소자에 유도하는 광 도파관에 있어서,
상기 휴대단말기의 디스플레이부 상부에 장착되는 베이스부;
상기 베이스부에 장착되는 보상소자와 수광소자를 둘러싸며, 상기 보상소자의 측면으로 발산되는 빛을 차단하는 측벽; 및
상기 보상소자의 상부에 위치되어 상기 측벽의 상단에 부착되며, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산되는 빛을 하측 방향으로 반사시키는 상부부재를 포함하며,
상기 상부부재의 내측면의 반사면이 정반사면과 난반사면의 조합으로 이루어져서, 상기 보상소자로부터 상측 방향으로 발산된 빛이 상기 상부부재의 내측면의 반사면에서 반사되어 상기 수광소자로 유도되는 것을 특징으로 하는 광 도파관.
A light sensor structure for controlling the operation of a portable terminal, the light sensor comprising: a compensation element which is provided above a display unit of the portable terminal and emits light to the light receiving element to correct operation signals of the light emitting element, An optical waveguide for guiding light emitted from a compensation element to a light receiving element,
A base unit mounted on an upper portion of the display unit of the portable terminal;
A side wall surrounding the compensating element and the light receiving element mounted on the base and shielding light emitted to the side of the compensating element; And
And an upper member positioned on the upper side of the compensation element and attached to an upper end of the side wall to reflect light emitted upward from the compensation element in a downward direction,
The reflection surface of the inner surface of the upper member is formed by a combination of the regular reflection surface and the irregular reflection surface so that the light emitted upward from the compensation element is reflected by the reflection surface of the inner surface of the upper member to be guided to the light reception element Characterized by a light waveguide.
KR1020130006882A 2013-01-22 2013-01-22 Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors KR101414049B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130006882A KR101414049B1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130006882A KR101414049B1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101414049B1 true KR101414049B1 (en) 2014-07-02

Family

ID=51740867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130006882A KR101414049B1 (en) 2013-01-22 2013-01-22 Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101414049B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101774222B1 (en) 2015-03-02 2017-09-04 엑센도 주식회사 Device for non contact user interface
KR101836673B1 (en) 2016-07-25 2018-03-08 현대자동차주식회사 New concept compensation led structures for compensating ambient light
WO2023085630A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 퀀텀매트릭스 주식회사 Sterilization device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294836A (en) 2004-04-01 2005-10-20 Vishay Semiconductor Gmbh Sensor structure
JP4574098B2 (en) 2000-01-18 2010-11-04 ライメ、ゲルト Optoelectronic switch for evaluating changes in movement
JP4649467B2 (en) 2007-12-17 2011-03-09 株式会社東芝 Optical biosensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4574098B2 (en) 2000-01-18 2010-11-04 ライメ、ゲルト Optoelectronic switch for evaluating changes in movement
JP2005294836A (en) 2004-04-01 2005-10-20 Vishay Semiconductor Gmbh Sensor structure
JP4649467B2 (en) 2007-12-17 2011-03-09 株式会社東芝 Optical biosensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101774222B1 (en) 2015-03-02 2017-09-04 엑센도 주식회사 Device for non contact user interface
KR101836673B1 (en) 2016-07-25 2018-03-08 현대자동차주식회사 New concept compensation led structures for compensating ambient light
WO2023085630A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 퀀텀매트릭스 주식회사 Sterilization device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3716253B1 (en) Terminal device
EP3694192B1 (en) Electronic device with display screen, infrared sensor and light sensor
CN109074488B (en) Fingerprint module and electronic equipment
US9588224B2 (en) Proximity-sensing device
JP2009176271A (en) Optical joy stick and portable electronic equipment which includes it
CN109618025B (en) Electronic equipment
JP2011049473A (en) Light detector, and electronic apparatus
KR102535160B1 (en) Electronic Devices and Control Methods of Electronic Devices
KR101414050B1 (en) Structure and method for eliminating impact of ambient light for optical sensors
TWI570400B (en) Optical detecting device capable of preventing light leakage
CN108073305B (en) Portable electronic device and near-distance optical sensing module thereof
KR101414049B1 (en) Package structure for eliminating impact of ambient light for optical sensors
WO2015174117A1 (en) Light-detecting device
CN116456010B (en) Electronic equipment
CN111294435B (en) Mobile terminal
JP6170392B2 (en) Electronics
TWI589906B (en) Portable electronic device and proximity optical sensor module thereof
WO2015025593A1 (en) Proximity sensor
KR101021072B1 (en) Optical Joy Stick and Portable Electronic Device Having the Same
KR20150018352A (en) Device for non contact user interface
CN112729533A (en) Optical sensor module
JP6017054B2 (en) Display device
JP6191208B2 (en) Electronic equipment
CN113890908B (en) Electronic equipment
JP3758181B2 (en) Infrared switch device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190624

Year of fee payment: 6