KR101937744B1 - 센서 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 대상물로 광을 제공하는 광원부; 기판상에 구비되며, 상기 대상물로부터 반사되는 광을 수광하여 지문을 감지하는 센서부; 상기 센서부의 측면을 지지하는 홀더부; 및 상기 센서부의 상부에 구비되며, 상기 광원부로부터 제공되는 광을 상기 대상물로 유도하는 광도파로부를 포함하는 센서 패키지를 제공한다.

Description

센서 패키지{SENSOR PACKAGE}

본 발명은 센서 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원부로부터 제공된 광을 지문으로 고르게 유도하는 광도파로부가 구비된 센서 패키지에 관한 것이다.

휴대용 전자기기는 보안이 매우 중요하다. 이에, 휴대용 전자기기에는 다양한 보안용 센서가 장착된다. 이러한 보안용 센서로는 생체인식 센서(Biometric Sensor)가 있으며, 생체인식 센서는 지문, 손등의 혈관, 목소리, 홍채 등의 생체정보로부터 사용자를 인증하게 된다. 그 중 지문센서는 손가락의 지문 감지하여 사용자를 인증하는 센서로, 이러한 지문센서는 휴대용 전자기기의 보안용 센서로 많이 사용되고 있다.

이와 같은, 지문센서는 커서와 같은 포인터의 조작을 수행하는 내비게이션 기능을 통합하기도 하는 등 그 활용 정도가 더욱 넓어지고 있는데, 이러한 형태의 지문센서를 바이오매트릭 트랙패드(BTP: Biometric Track Pad)라 한다.

일반적으로 지문센서는 정전용량식, 광학식, 초음파 방식, 열감지 방식, 비접촉 방식 등이 있으며, 그 중 정전용량식 지문센서와 광학식 지문센서가 최근 많이 사용되고 있다.

정전용량식 지문센서는 사용자의 지문으로부터 전달되는 정전용량의 크기를 측정함으로써, 사용자의 지문을 감지하게 된다.

광학식 지문센서는 광원부와 수광부를 포함하며, 광원부는 사용자의 지문으로 광을 조사하고, 수광부는 사용자의 지문으로부터 반사되는 광을 수광하여 사용자의 지문을 감지하게 된다.

그러나 종래의 광학식 지문센서는 광원부로부터 사용자의 지문으로 조사되는 광량 자체가 적어, 수광부로 전달되는 반사광이 적은 문제가 있다. 그리고 종래의 광학식 지문센서는 광원부로부터 조사되는 광이 사용자의 지문에 전체적으로 골고루 조사되지 못하는 문제가 있다.

이와 같은 문제들로 인해 종래의 광학식 지문센서는 지문 인식률이 낮아 사용자의 지문을 정확히 감지하지 못하는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 광원부로부터 제공된 광을 지문으로 고르게 유도하는 광도파로부가 구비된 센서 패키지를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 대상물로 광을 제공하는 광원부; 기판상에 구비되며, 상기 대상물로부터 반사되는 광을 수광하여 지문을 감지하는 센서부; 상기 센서부의 측면을 지지하는 홀더부; 및 상기 센서부의 상부에 구비되며, 상기 광원부로부터 제공되는 광을 상기 대상물로 유도하는 광도파로부를 포함하는 센서 패키지를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광도파로부의 상부에 구비되는 커버부; 상기 커버부에 접촉되는 상기 대상물의 접촉 여부에 따라 상기 광원부의 작동을 제어하는 터치 감지부를 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 홀더부의 상면에 구비되어 상기 광도파로부의 측면으로 광을 제공하며, 상기 홀더부는 상기 센서부와 동일한 두께를 갖도록 이루어진다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 홀더부는 상기 기판과 광원부를 전기적으로 연결하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 홀더부는 MID(Molded Interconnect Divice), PCB(Printed Circuit Board) 및 메탈 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광도파로부는, 코어부; 상기 코어부의 상면에 구비되는 상부 피복부; 및 상기 코어부의 하면에 구비되는 하부 피복부를 포함하며, 상기 코어부는 상기 상부 피복부 및 하부 피복부보다 굴절률이 크게 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 코어부의 굴절률은 1.5 이상일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 상부 피복부에는 광 입사홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광 입사홀은 상기 상부 피복부의 가장자리에서 중심부로 갈수록 개구율이 높아지도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 미리 정해진 길이를 가지며, 상기 커버부의 양측 하단부에 결합되는 제1 차폐부재;와 미리 정해진 길이를 가지며, 상기 광도파로부의 양측 하단부에 결합되는 제2 차폐부재를 더 포함하게 된다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 센서부는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판상에 구비되며, 상기 대상물로부터 반사되는 광을 받아들이는 수광부; 상기 수광부의 상부에 구비되는 유리 기판; 및 상기 유리 기판의 상부에 구비되는 반사층을 포함하며, 상기 수광부는 상기 반사층에 형성된 핀홀로 입사되는 반사광을 수광하도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 반사층의 상부에는 색상층이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 기판과 결합되되, 상기 홀더부와 터치 감지부 사이의 수용 공간부에 배치되고, 상기 광원부의 상부에 구비된 굴절부 또는 반사부는 상기 광원부로부터 제공되는 광을 상기 광도파로부의 측면으로 입사되도록 가이드하게 된다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 센서 패키지의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 센서 패키지에는 광원부로부터 제공되는 광을 사용자의 지문으로 유도하는 광도파로부가 구비된다. 이러한 광도파로부는 전반사가 가능하도록 이루어짐에 따라, 광도파로부로 입사되는 광은 전반사를 통해 커버부에 접촉되는 사용자의 지문에 전체적으로 균일한 광이 조사되도록 광을 유도하게 된다. 따라서, 센서 패키지는 사용자의 지문 인식률을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 센서 패키지에는 터치 감지부가 구비된다. 이러한 터치 감지부는 커버부에 사용자의 손가락이 접촉된 경우에만 광원부가 작동되도록 제어하게 된다. 따라서, 광원부의 전력 사용량은 최소화될 수 있다.

본 발명에 따르면, 광 입사홀은 상부 피복부의 테두리에서 중심부로 갈수록 개구율이 높아지도록 형성된다. 이에, 커버부에 접촉되는 사용자의 지문에는 전체적으로 균일한 광이 조사될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광도파로부를 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서부를 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핀홀이 형성된 센서부를 평면에서 바라본 부분 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 패키지의 개략적인 단면 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서 패키지의 개략적인 단면 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광도파로부의 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 I-I 단면 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 패키지의 작동 상태도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 센서 패키지(1000)는 광원부(100), 센서부(200), 홀더부(300) 및 광도파로부(400)를 포함한다.

광원부(100)는 사용자의 지문 인식을 위한 광을 제공하게 된다.

이러한 광원부(100)는 홀더부(300)의 상면에 구비되어, 광도파로부(400)의 측면으로 광을 제공하게 된다. 여기서 광원부(100)는 사이드 뷰 엘이디(Side View LED)로 이루어질 수 있다. 즉, 홀더부(300)의 상면에 구비된 광원부(100)는 광을 상부로 조사하는 것이 아니라 측면에 배치된 광도파로부(400)로 조사하도록 이루어진다. 따라서, 광도파로부(400)로는 많은 광량이 전달될 수 있다. 이때, 광원부(100)로부터 제공되는 광은 적외선(IR), 근적외선(NIR), 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 등의 다양한 광이 될 수 있다.

한편, 광도파로부(400)는 광원부(100)로부터 광을 제공받은 후, 대상물(사용자의 손가락, F)로 광을 유도하게 된다.

그리고 센서부(200)는 대상물(F)로부터 반사된 광을 수광하여 사용자의 손가락 지문 정보를 파악하게 된다. 즉, 센서부(200)는 대상물(F)로부터 반사되는 광의 영상을 획득하여 지문을 감지하게 된다.

이러한 센서부(200)는 생체 정보를 측정하는 기능을 갖는 생체인식 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와는 다른 기능을 갖는 센서일 수도 있다. 이하에서의 센서부(200)는 편의상 지문 센서로 설명한다.

센서부(200)는 기판(1)상에 구비되며, 센서부(200)로부터 제공되는 지문 정보는 기판(1)을 통해 메인 보드(미도시)로 제공될 수 있다.

이와 같은, 센서부(200)의 구체적인 설명은 후술하여 설명하기로 한다.

한편, 홀더부(300)는 센서부(200)의 측면에 구비되며, 센서부(200)를 지지하도록 이루어진다. 또한, 홀더부(300)는 센서부(200) 이외에 광도파로부(400)를 지지하도록 이루어진다.

이러한 홀더부(300)의 하면은 센서부(200)와 같이 기판(1)상에 구비된다.

여기서 홀더부(300)는 센서부(200)와 동일한 두께를 갖도록 이루어진다. 즉, 홀더부(300)의 상부에 구비되는 광원부(100)는 센서부(200)의 상부에 구비되는 광도파로부(400)와 동일한 높이를 유지한 상태에서 광도파로부(400)로 광을 제공하게 된다. 따라서, 광원부(100)로부터 광도파로부(400)로 입사되는 광량은 많아지게 된다. 이때, 광원부(100)와 광도파로부(400)의 간격이 가까울수록 광원부(100)로부터 광도파로부(400)로 입사되는 광량은 증가될 수 있다. 이에, 광도파로부(400)를 통해 대상물(F)로 유도되는 광량은 증가될 수 있다.

여기서 홀더부(300)는 센서부(200)와 동일한 두께로 이루어지지 않고, 광원부(100)의 두께를 보상할 수 있는 다양한 두께로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

이러한 홀더부(300)는 기판(1)과 광원부(100)를 전기적으로 연결하도록 이루어진다. 예로, 홀더부(300)는 MID(Molded Interconnect Divice), PCB(Printed Circuit Board), 메탈 및 합성수지 등 기판(1)과 광원부(100)를 전기적으로 연결할 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 센서 패키지(1000)에는 터치 감지부(500)가 더 포함될 수 있다. 여기서 터치 감지부(500)는 광원부(100)의 전원을 선택적으로 제어하도록 이루어진다. 즉, 터치 감지부(500)는 대상물(F)을 향해 전기적 신호를 송출하고 수신하며, 커버부(600)에 접촉되는 대상물(F)의 접촉 여부를 확인하게 된다.

예를 들면, 커버부(600)에 대상물(F)이 접촉된 경우, 터치 감지부(500)는 메인 보드로 터치 정보를 전달하게 되고, 메인 보드는 광원부(100)에 전원을 공급하게 된다. 이와 달리, 터치 감지부(500)로부터 메인 보드로 터치 정보가 전달되지 않는 경우, 광원부(100)에는 전원 공급이 이루어지지 않는다.

이와 같이, 터치 감지부(500)는 커버부(600)에 접촉되는 대상물(F)의 접촉 여부에 따라 광원부(100)의 전원을 선택적으로 제어하게 된다.

그리고 터치 감지부(500)에는 안착홈(501)이 형성된다. 이러한 안착홈(501)에는 광도파로부(400)가 삽입되어, 광도파로부(400)는 터치 감지부(500)와 유격이 발생되지 않는다.

이와 같은, 터치 감지부(500)는 광원부(100)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열성이 우수한 소재로 이루어질 수도 있다.

한편, 센서 패키지(1000)에는 커버부(600)가 더 포함될 수 있다. 이러한 커버부(600)는 광도파로부(400)의 상부에 구비되며, 광도파로부(400)로부터 대상물(F)로 유도된 광이 투과되도록 이루어진다. 이와 같은, 커버부(600)는 외부로부터 광도파로부(400)를 보호하게 된다.

여기서 커버부(600)와 광도파로부(400) 사이에는 제1 접착부재(700)가 구비되어, 커버부(600)와 광도파로부(400)는 접착될 수 있다. 이러한 제1 접착부재(700)는 광학접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive), 광학접착레진(OCR, Optically Clear Resin) 등이 될 수 있다.

한편, 커버부(600)의 양측 하단부에는 제1 차폐부재(610)가 구비되고, 광도파로부(400)의 양측 하단부에는 제2 차폐부재(440)가 구비된다.

이러한 제1 차폐부재(610)는 미리 정해진 길이를 가지며, 커버부(600)의 양측 하단부에 구비된다. 그리고 제2 차폐부재(440)는 미리 정해진 길이를 가지며, 광도파로부(400)의 하부에 구비된다.

이와 같은, 제1 차폐부재(610)와 제2 차폐부재(440)는 광원부(100) 및 홀더부(300) 등의 구성품이 외부에서 보이지 않도록 차폐(遮蔽)하도록 이루어진다. 그리고 제2 차폐부재(440)는 광원부(100)로부터 제공되는 광이 직접적으로 센서부(200)로 유입되는 것을 방지하기도 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광도파로부를 보여주는 예시도이다.

이러한 광도파로부(400)는 센서부(200)의 상부에 구비되며, 광원부(100)로부터 제공된 광을 대상물(F)로 유도하도록 이루어진다.

도 5를 참고하면, 광도파로부(400)는 코어부(410)와 상부 피복부(420) 및 하부 피복부(430)를 포함한다. 이때, 상부 피복부(420)는 코어부(410)의 상면에 구비되고, 하부 피복부(430)는 코어부(410)의 하면에 구비된다.

이러한 광도파로부(400)는 코어부(410)가 상부 피복부(420) 및 하부 피복부(430)에 비해 굴절률이 크도록 이루어진다. 예로, 코어부(410)는 굴절률이 1.5 이상으로 이루어지고, 상부 피복부(420) 및 하부 피복부(430)는 굴절률이 1.5 미만으로 이루어질 수 있다.

이러한 코어부(410)는 굴절률이 1.5 이상인 폴리실록산(Polysiloxane) 계열, 폴리이미드(Polyimide) 계열, 석영 유리 및 기타 고분자 등 다양한 투명 소재로 이루어질 수 있다. 그리고 상부 피복부(420) 및 하부 피복부(430)는 굴절률이 1.5 미만인 투명 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같은, 코어부(410)와 상부 피복부(420) 및 하부 피복부(430)는 투명한 소재로 이루어지되, 특정 물질로 한정되지는 않는다.

그리고 광도파로부(400)는 전반사(total reflection)가 가능하도록 이루어진다.

구체적으로, 광원부(100)로부터 코어부(410)의 내부로 입사되는 광은 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해 가상의 법선(N)을 기준으로 입사각이 임계각(α)보다 큰 광은 코어부(410)와 상부 피복부(420) 또는 코어부(410)와 하부 피복부(430)의 경계면에서 전반사가 이루어진다.

그리고 가상의 법선(N)을 기준으로 입사각이 임계각(α)보다 작은 광은 코어부(410)와 상부 피복부(420) 또는 코어부(410)와 하부 피복부(430)의 경계면에서 일부는 투과하고, 반사되도록 이루어진다. 따라서, 코어부(410)의 내부로 입사되는 광 중 입사각이 임계각(α)보다 작은 광은 상부 피복부(420)를 투과하여 대상물(F)로 유도될 수 있다.

이와 같이, 광도파로부(400)는 코어부(410)의 내부로 입사되는 광에 대해 전반사가 가능하도록 이루어짐에 따라, 광원부(100)로부터 광도파로부(400)로 입사된 광은 광도파로부(400)의 길이 방향에 대해 전체적으로 균일하게 분포될 수 있다. 따라서, 광도파로부(400)는 대상물(F)을 향해 전체적으로 균일한 광이 조사되도록 광을 유도하게 된다. 이에, 수광부(220)로 반사되는 광량은 많아지게 되어, 수광부(220)는 대상물(F)에 대한 지문 인식률이 높아지게 된다.

여기서 광도파로부(400)는 상부 피복부(420)와 하부 피복부(430)의 구성없이 코어부(410)만으로도 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서부를 보여주는 예시도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핀홀이 형성된 센서부를 평면에서 바라본 예시도이다.

도 6과 도 7을 참고하면, 센서부(200)는 베이스 기판(210), 수광부(220), 유리 기판(230) 및 반사층(240)을 포함한다.

베이스 기판(210)은 기판(1)상에 구비된다. 이러한 베이스 기판(210)은 기판(1)과 전기적으로 연결된다.

수광부(220)는 베이스 기판(210)상에 구비되며, 대상물(F)로부터 반사되는 광을 받아들이도록 이루어진다. 이러한 수광부(220)는 대상물(F)으로부터 반사되는 광을 수광하여 대상물(F)의 지문을 감지하게 된다. 즉, 수광부(220)는 대상물(F) 지문으로부터 반사되는 광의 영상을 획득하여 지문을 감지하게 된다. 이러한 수광부(220)는 포토다이오드(photodiode)로 이루어질 수 있다.

그리고 수광부(220)의 상부에는 유리 기판(230)이 구비된다. 여기서 수광부(220)와 유리 기판(230) 사이에는 제2 접착부재(250)가 구비되어, 수광부(220)와 유리 기판(230)은 접착될 수 있다. 이러한 제2 접착부재(250)는 광학접착필름(OCA), 광학접착레진(OCR) 등이 될 수 있다.

여기서 유리 기판(230)은 반사층(240)과 수광부(220)의 간격을 조절하도록 이루어진다. 이러한 유리 기판(230)의 두께는 500㎛로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

반사층(240)은 유리 기판(230)의 상부에 구비된다. 이러한 반사층(240)에는 핀홀(241)이 형성되어, 대상물(F)로부터 반사되는 반사광은 핀홀(241)을 통해 수광부(220)로 입사될 수 있다. 이러한 반사층(240)에 형성된 핀홀(241)은 반사층(240)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 복수개로 형성될 수 있으며, 각 핀홀(241) 간의 간격은 다양하게 이루어질 수 있다. 이러한 핀홀(241)은 센서부(200)의 두께 및 반사광의 광량 등을 고려하여 다양한 크기로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 수광부(220)는 반사층(240)에 복수개로 형성된 핀홀(241)을 통해 입사되는 반사광으로부터 사용자의 지문을 인식하게 된다. 여기서, 반사층(240)은 핀홀(241)로 입사되는 광만을 수광부(220)로 전달하고, 이외의 광은 반사시키도록 이루어진다.

이러한 반사층(240)에는 색상이 더 부가될 수 있다. 즉, 반사층(240)에 부가되는 색상은 센서 패키지(1000)가 장착되는 전자기기의 케이스 인쇄층(미도시)과 동일 색상으로 이루어질 수 있다. 이에, 전자기기에 센서 패키지(1000)를 장착함에 있어, 센서 패키지(1000)는 케이스 인쇄층과 이질감이 발생되지 않는다.

여기서 케이스 인쇄층 색상이 흰색으로 이루어진 경우, 반사층(240)의 상부에는 흰색의 색상층(260)을 더 구비하게 된다. 왜냐하면, 메탈 소재의 반사층(240)에 흰색 도료를 증착시키더라도 반사층(240)의 색상은 흰색이 될 수 없기 때문이다. 따라서, 케이스 인쇄층이 흰색으로 이루어진 경우에는 반사층(240)의 상부에 흰색의 색상층(260)을 더 구비시키게 된다.

예를 들어, 케이스 인쇄층 색상이 골드, 실버, 그레이의 경우에는, 반사층(240)에 해당 색상의 도료를 증착시킬 수도 있다. 이 경우, 반사층(240)의 상부에는 별도의 색상층(260)이 구비되지 않아도 된다. 또는, 반사층(240)에 해당 도료를 증착시키지 않고, 반사층(240)의 상부에 골드, 실버, 그레이의 해당 색상층(260)을 추가로 구비시킬 수도 있음은 물론이다.

이와 같이, 센서부(200)의 반사층(240) 또는 색상층(260)은 케이스 인쇄층과 동일한 색상으로 이루어져, 센서 패키지(1000)가 전자기기에 장착된 상태에서도 센서 패키지(1000)는 전자기기의 케이스와 이질감이 발생되지 않는다.

이러한 반사층(240) 또는 색상층(260)의 색상은 흰색, 골드, 실버 및 그레이로 한정되지 않으며, 다양한 색상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 패키지의 개략적인 단면 예시도로, 도 1 내지 도 7에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8에서 보는 바와 같이, 제2 실시예에 따른 센서 패키지(1100)는 굴절부(800)를 포함한다. 이러한 굴절부(800)는 광원부(100)로부터 제공되는 광을 광도파로부(400)의 측면으로 입사되도록 가이드하게 된다. 다시 말해서, 굴절부(800)는 광원부(100)로부터 제공되는 광의 굴절을 통해 광도파로부(400)로 광을 입사시킨다. 이와 같은, 굴절부(800)는 프리즘(prism)이 될 수 있다.

센서 패키지(1100)에는 수용 공간부(S)가 형성된다. 이때, 수용 공간부(S)는 홀더부(300')와 터치 감지부(500')가 이격된 사이의 공간이다. 여기서 광원부(100)는 수용 공간부(S)에 배치된 상태에서 기판(1)과 결합이 이루어진다.

이때, 광원부(100)는 탑 뷰 엘이디(Top View LED)로 이루어질 수 있다. 즉, 기판(1)상에 구비되는 광원부(100)는 홀더부(300')의 상면에 지지되는 굴절부(800)를 향해 광을 조사하도록 이루어진다.

따라서, 광원부(100)로부터 제공되는 광은 굴절부(800)를 통해 광도파로부(400)로 입사될 수 있다.

여기서 터치 감지부(500')는 측면 지지부(510)와 상부 지지부(520)로 이루어짐에 따라, 광원부(100)로부터 조사되는 광은 센서 패키지(1100)의 외부로 새어나가는 것이 방지될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 센서 패키지의 개략적인 단면 예시도로, 도 1 내지 도 8에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 제3 실시예에 따른 센서 패키지(1200)는 반사부(900)를 포함한다. 이러한 반사부(900)는 광원부(100)로부터 제공되는 광을 광도파로부(400)의 측면으로 입사되도록 가이드하게 된다. 다시 말해서, 반사부(900)는 광원부(100)로부터 제공되는 광의 반사를 통해 광도파로부(400)로 광을 입사시킨다.

여기서 제3 실시예에 따른 센서 패키지(1200)는 제2 실시예에 따른 센서 패키지(1100)의 굴절부(800)가 반사부(900)로 변경된 차이만 있을 뿐이다. 이러한 반사부(900)는 광원부(100)로부터 제공되는 광을 광도파로부(400)로 집속하도록 반사면이 구면 형태로 이루어질 수도 있다. 이외에도, 반사부(900)의 반사면은 평면, 비구면 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서, 비구면은 구면이 아닌 곡면을 총칭하는 것으로서, 포물면, 쌍곡면, 타원면 등의 차수가 2차 이상인 곡면이 될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광도파로부의 예시도로, 도 1 내지 도 7에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호에 의해 지칭되는 구성들은 동일한 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10에서 보는 바와 같이, 상부 피복부(420)에는 광 입사홀(421)이 형성될 수 있다. 여기서 코어부(410)로 입사된 광은 광도파로부(400')를 경유하는 과정에서 광 입사홀(421)을 통해 대상물(F)로 유도될 수 있다.

이러한 광 입사홀(421)은 상부 피복부(420)에 형성되되, 상부 피복부(420)의 가장자리에서 중심부(C)로 갈수록 개구율(aperture ratio)이 높아지도록 이루어짐이 바람직하다. 이에, 광도파로부(400')로부터 대상물(F)을 향해 유도되는 광은 대상물(F)에 균일하게 조사될 수 있다.

구체적으로, 광원부(100)로부터 광도파로부(400')로 광이 입사됨에 있어, 광도파로부(400')의 가장자리는 광도파로부(400')의 중심부(C)보다 광량이 많다. 따라서, 상부 피복부(420)의 위치에 따른 광 입사홀(421)의 개구율 조정을 통해 광도파로부(400')는 대상물(F)로 균일한 광이 조사될 수 있도록 광을 유도하게 된다.

예를 들어, 도 10의 (a)는 광 입사홀(421)의 크기가 동일한 상태에서 상부 피복부(420)의 가장자리에서 중심부(C)로 갈수록 광 입사홀(421) 간의 간격이 점점 좁아지도록 이루어진 형태이다.

도 10의 (b)는 광 입사홀(421) 간의 간격이 동일한 상태에서 상부 피복부(420)의 가장자리에서 중심부(C)로 갈수록 광 입사홀(421)의 크기가 점점 커지도록 이루어진 형태이다.

이와 같이, 광 입사홀(421)은 상부 피복부(420)의 가장자리에서 중심부(C)로 갈수록 개구율이 높아지도록 조정됨에 따라, 광도파로부(400')는 대상물(F)로 균일한 광이 조사되도록 광을 유도하게 된다. 즉, 상부 피복부(420)의 가장자리에서 중심부(C)로 갈수록 광 입사홀(421)의 크기는 점점 커지거나, 인접한 광 입사홀(421) 간의 간격은 점점 좁아지도록 이루어진다.

다만, 이는 본 발명의 바람직한 일실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이러한 실시예의 기재 범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 광원부 200: 센서부
241: 핀홀 300, 300': 홀더부
400, 400': 광도파로부 410: 코어부
420: 상부 피복부 421: 광 입사홀
430: 하부 피복부 440: 제2 차폐부재
500, 500': 터치 감지부 600: 커버부
610: 제1 차폐부재 800: 굴절부
900: 반사부 1000, 1100, 1200: 센서 패키지

Claims (13)

1. 대상물로 광을 제공하는 광원부;
   기판상에 구비되며, 상기 대상물로부터 반사되는 광을 수광하여 지문을 감지하는 센서부;
   상기 센서부의 측면을 지지하는 홀더부; 및
   상기 센서부의 상부에 구비되며, 상기 광원부로부터 제공되는 광을 상기 대상물로 유도하는 광도파로부를 포함하고,
   상기 광도파로부는 코어부 및 상기 코어부의 상면에 구비되는 상부 피복부를 포함하며,
   상기 상부 피복부에는 광 입사홀이 형성되고, 상기 광 입사홀은 상기 상부 피복부의 가장자리에서 중심부로 갈수록 개구율이 높아지도록 이루어진 것인 센서 패키지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광도파로부의 상부에 구비되는 커버부;
   상기 커버부에 접촉되는 상기 대상물의 접촉 여부에 따라 상기 광원부의 작동을 제어하는 터치 감지부를 더 포함하는 센서 패키지.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 광원부는 상기 홀더부의 상면에 구비되어 상기 광도파로부의 측면으로 광을 제공하며, 상기 홀더부는 상기 센서부와 동일한 두께를 갖는 것인 센서 패키지.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 홀더부는 상기 기판과 광원부를 전기적으로 연결하도록 이루어진 것인 센서 패키지.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 홀더부는 MID(Molded Interconnect Divice), PCB(Printed Circuit Board) 및 메탈 중 어느 하나로 이루어진 것인 센서 패키지.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 광도파로부는,
   상기 코어부의 하면에 구비되는 하부 피복부를 더 포함하며,
   상기 코어부는 상기 상부 피복부 및 하부 피복부보다 굴절률이 크게 형성된 것인 센서 패키지.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 코어부의 굴절률은 1.5 이상인 것인 센서 패키지.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 제2항에 있어서,
    미리 정해진 길이를 가지며, 상기 커버부의 양측 하단부에 결합되는 제1 차폐부재;와
    미리 정해진 길이를 가지며, 상기 광도파로부의 양측 하단부에 결합되는 제2 차폐부재를 더 포함하는 센서 패키지.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판상에 구비되며, 상기 대상물로부터 반사되는 광을 받아들이는 수광부;
    상기 수광부의 상부에 구비되는 유리 기판; 및
    상기 유리 기판의 상부에 구비되는 반사층을 포함하며, 상기 수광부는 상기 반사층에 형성된 핀홀로 입사되는 반사광을 수광하도록 이루어진 것인 센서 패키지.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 반사층의 상부에는 색상층이 더 구비되는 센서 패키지.
    
13. 제2항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 기판과 결합되되, 상기 홀더부와 터치 감지부 사이의 수용 공간부에 배치되고, 상기 광원부의 상부에 구비된 굴절부 또는 반사부는 상기 광원부로부터 제공되는 광을 상기 광도파로부의 측면으로 입사되도록 가이드하는 것인 센서 패키지.

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