KR101456971B1 - 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 센서에서 발생된 빛이 봉지재의 내부 경계면이나 윈도우 글라스의 표면 등에 반사되어 수광 센서로 유입되는 크로스톡 현상을 방지할 수 있게 하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치에 관한 것으로서, 기판의 상면 일측에 설치되고, 피사체에 빛을 조사할 수 있는 발광 센서와, 상기 기판의 상면 타측에 설치되고, 피사체에서 반사된 빛을 수광할 수 있는 수광 센서의 상방에 설치되는 봉지재; 및 상기 발광 센서와 상기 수광 센서 사이 부분과 대응되는 상기 봉지재의 표면에 설치되고, 크로스톡(cross-talk)되는 빛을 차단할 수 있도록 빛을 난반사시키는 난반사 표면부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 센서에서 발생된 빛이 봉지재와 윈도우 글라스의 표면 등에 반사되어 수광 센서로 유입되는 크로스톡 현상을 방지할 수 있게 하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 동작 감지 센서(100)는, 기판(1) 위에 설치되어 적외선 LED 등 피사체(S)에 빛을 조사하는 발광 센서(2)와 상기 피사체(S)로부터 반사된 빛을 수광하는 수광 센서(3)와 이들을 둘러싸고 빛의 경로를 형성하는 봉지재(4) 및 봉지재(4)를 덮고 발광 센서 홀(6a) 및 수광 센서 홀(6b)이 형성되는 윈도우 글라스(6) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
따라서, 종래의 동작 감지 센서(100)는 상기 발광 센서(2)에서 발생된 빛이 피사체(S)에 도달되고, 상기 피사체(S)로부터 반사된 빛의 양을 상기 수광 센서(3)에서 감지하는 방식으로 동작이나 거리를 감지할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 동작 감지 센서(100)는, 상기 발광 센서(2)에서 발생된 빛이 정상 경로(N)을 따라 상기 피사체(S)로 조사 및 반사되어 상기 수광 센서(3)로 들어가지 않고도, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 동작 감지 센서 내부에서 상기 봉지재(4)와, 상기 윈도우 글라스(6) 사이의 미세 이격 틈새(L)로 빛이 새어 나와 크로스톡 경로(A)를 따라 상기 봉지재(4)와, 상기 윈도우 글라스(6)의 표면에 반사되어 상기 피사체(S)를 거치지 않고 상기 수광 센서(3)로 유입되는 크로스톡(cross-talk) 현상이 발생될 수 있다.
이러한 크로스톡 현상은 광의 경로가 매우 짧기 때문에 피사체(S)에 반사되어 돌아오는 정상적인 빛 보다 광량이 많을 수 있어서 수광 센서(3)로 유입되는 노이즈 레벨(noise level)이 상대적으로 높아지고, 이로 인하여 오동작이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발광 센서와 수광 센서를 수용하는 봉지재에 난반사 표면부를 형성하여 크로스톡되는 빛을 원천적으로 난반사하여 제거시킴으로써 노이즈 레벨을 줄이고, 센서의 오동작을 방지할 수 있게 하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치는, 기판의 상면 일측에 설치되고, 피사체에 빛을 조사할 수 있는 발광 센서와, 상기 기판의 상면 타측에 설치되고, 피사체에서 반사된 빛을 수광할 수 있는 수광 센서의 상방에 설치되는 봉지재; 및 상기 발광 센서와 상기 수광 센서 사이 부분과 대응되는 상기 봉지재의 표면에 설치되고, 크로스톡(cross-talk)되는 빛을 차단할 수 있도록 빛을 난반사시키는 난반사 표면부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 난반사 표면부는, 요철면인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 난반사 표면부는, 적어도 거친 표면 가공층, 디퓨젼(diffusion) 코팅층, 아크(ARC) 코팅층, 다층 코팅층, 브래그 반사층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 봉지재는, 적어도 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 발광 센서는, 적외선 LED인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치는, 상기 발광 센서와 대응되는 발광 센서 홀이 형성되고, 상기 수광 센서와 대응되는 수광 센서 홀이 형성되는 윈도우 글라스;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치는, 상기 봉지재의 상방에 설치되고, 상기 발광 센서 홀과 상기 수광 센서 홀 사이에 대응되는 상기 윈도우 글라스의 하면에 형성되는 제 2 난반사 표면부;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 크로스톡되는 빛을 원천적으로 난반사 제거하여 노이즈 레벨을 줄이고, 센서의 오동작을 방지하여 제품의 정밀성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 동작 감지 센서를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 크로스톡 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 도 4의 난반사 표면부의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 2는 도 1의 크로스톡 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 도 4의 난반사 표면부의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(1000)를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(1000)는, 기판(10), 발광 센서(20), 수광 센서(30)의 상방에 설치되는 봉지재(40) 및 난반사 표면부(50) 및 윈도우 글라스(60)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판(10)은 상기 발광 센서(20) 및 상기 수광 센서(30)를 지지하는 기판으로 상기 발광 센서(20)에 전원을 인가하고, 상기 수광 센서(30)로부터 감지 신호를 인가받을 수 있도록 각종 회로층 및 단자들이 설치될 수 있다.
또한, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광 센서(20)는, 상기 기판(10)의 상면 일측에 설치되고, 피사체(S)에 빛을 조사할 수 있는 LED 등의 발광 소자일 수 있고, 인체의 동작을 주로 감지하기 위해서 상기 발광 센서(20)는 적외선 LED인 것이 가능하다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수광 센서(30)는 상기 기판(10)의 상면 타측에 설치되고, 피사체(S)에서 반사된 빛을 수광할 수 있는 수광 소자일 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 봉지재(40)는, 상기 발광 센서(20)과 상기 수광 센서(30)의 상방에 설치되는 불투명 재질인 것으로서, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 난반사 표면부(50)는, 상기 발광 센서(20)과 상기 수광 센서(30) 사이 부분과 대응되는 상기 봉지재(40)의 표면에 설치되고, 크로스톡(cross-talk)되는 빛을 차단할 수 있도록 빛을 난반사시키는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 울퉁불퉁한 요철면(51)이 적용될 수 있다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(1000)를 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광 센서(20)에서 발생되어 상기 봉지재(4)와, 상기 윈도우 글라스(6) 사이의 미세 이격 틈새(L)로 빛이 새어 나온다 하더라도 상기 난반사 표면부(50)에 의해서 난반사 및 산란되어 상기 수광 센서(30) 방향으로 반사되지 않고 광량이 줄어들거나 소멸될 수 있다.
도 5 내지 도 9는 도 4의 난반사 표면부의 다양한 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
한편, 상기 난반사 표면부(50)는, 도 5의 거친 사포나 거친 식각에 의해 형성되는 거친 표면 가공층(52), 도 6의 산란체(53-1)가 포함된 바인더에 의해 도포되는 디퓨젼(diffusion) 코팅층(53), 도 7의 아크(ARC)로 표면을 깍아내거나 덧붙여서 형성되는 아크(ARC) 코팅층(54), 도 8의 반사표면을 여러층 형성하는 다층 코팅층(55), 도 9의 서로 다른 반사율을 갖는 반사층들을 교대로 반복하여 형성하는 브래그 반사층(56) 등 각종 표면 처리층에 의해 형성될 수 있다.
그러므로, 도 3의 정상 경로(N)를 따라 상기 피사체(S)에 반사된 빛들만 상기 수광 센서(30)로 유입되는 반면, 크로스톡 경로를 갖는 빛들은 모두 난반사 및 산란되어 소멸되기 때문에 상기 수광 센서(30)로 들어오는 노이즈의 레벨을 크게 줄일 수 있어서 센서의 오동작을 방지할 수 있고, 이로 인하여 제품의 정밀도와, 성능과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 윈도우 글라스(60)는, 상기 봉지재(40)의 상방에 설치되는 것으로서, 상기 발광 센서(20)과 대응되는 발광 센서 홀(60a)이 형성되고, 상기 수광 센서(30)과 대응되는 수광 센서 홀(60b)이 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(2000)를 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 10의 광경로를 나타내는 확대 단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(2000)는, 상기 발광 센서 홀(60a)과 상기 수광 센서 홀(60b) 사이에 대응하는 상기 윈도우 글라스(60)의 하면에 형성되는 제 2 난반사 표면부(70)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치(2000)를 설명하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 발광 센서(20)에서 발생되어 상기 봉지재(4)와, 상기 윈도우 글라스(6) 사이의 미세 이격 틈새(L)로 빛이 새어 나온다 하더라도 상기 봉지재(40)의 상기 난반사 표면부(50)에 도달된 빛은 1차로 상기 난반사 표면부(50)에 의해서 난반사 및 산란되어 상기 수광 센서(30) 방향으로 반사되지 않고 광량이 줄어들거나 소멸될 수 있고, 일부 빛이 상기 윈도우 글라스(60)에 도달된다 하더라도 상기 제 2 난반사 표면부(70)에 의해 완전히 소멸될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
N: 정상 경로
L: 미세 이격 틈새
B: 크로스톡 경로
S: 피사체
10: 기판
20: 발광 센서
30: 수광 센서
40: 봉지재
50: 난반사 표면부
1000, 2000: 크로스톡 방지 장치
51: 요철면
52: 거친 표면 가공층
53: 디퓨젼 코팅층
53-1: 산란체
54: 아크 코팅층
55: 다층 코팅층
56: 브래그 반사층
60: 윈도우 글라스
60a: 발광 센서 홀
60b: 수광 센서 홀
70: 제 2 난반사 표면부
L: 미세 이격 틈새
B: 크로스톡 경로
S: 피사체
10: 기판
20: 발광 센서
30: 수광 센서
40: 봉지재
50: 난반사 표면부
1000, 2000: 크로스톡 방지 장치
51: 요철면
52: 거친 표면 가공층
53: 디퓨젼 코팅층
53-1: 산란체
54: 아크 코팅층
55: 다층 코팅층
56: 브래그 반사층
60: 윈도우 글라스
60a: 발광 센서 홀
60b: 수광 센서 홀
70: 제 2 난반사 표면부
Claims (7)
- 기판의 상면 일측에 설치되고, 피사체에 빛을 조사할 수 있는 발광 센서와, 상기 기판의 상면 타측에 설치되고, 피사체에서 반사된 빛을 수광할 수 있는 수광 센서의 상방에 설치되는 봉지재; 및
상기 발광 센서와 상기 수광 센서 사이 부분과 대응되는 상기 봉지재의 표면에 설치되고, 크로스톡(cross-talk)되는 빛을 차단할 수 있도록 빛을 난반사시키는 난반사 표면부;
를 포함하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 난반사 표면부는, 요철면인 것인 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 난반사 표면부는, 적어도 거친 표면 가공층, 디퓨젼(diffusion) 코팅층, 아크(ARC) 코팅층, 다층 코팅층, 브래그 반사층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 봉지재는,
적어도 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 센서는, 적외선 LED인 것인 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 센서와 대응되는 발광 센서 홀이 형성되고, 상기 수광 센서와 대응되는 수광 센서 홀이 형성되는 윈도우 글라스;
를 더 포함하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 봉지재의 상방에 설치되고, 상기 발광 센서 홀과 상기 수광 센서 홀 사이에 대응되는 상기 윈도우 글라스의 하면에 형성되는 제 2 난반사 표면부;
를 더 포함하는 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020130050954A KR101456971B1 (ko) | 2013-05-06 | 2013-05-06 | 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101456971B1 true KR101456971B1 (ko) | 2014-11-04 |
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| KR1020130050954A KR101456971B1 (ko) | 2013-05-06 | 2013-05-06 | 동작 감지 센서의 크로스톡 방지 장치 |
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