KR102098400B1 - 제스처 셀 및 이를 포함하는 제스처 센서 - Google Patents

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Abstract

제스처 셀은 기판 상에 제1 방향으로 진행하며 지그재그 연결되어(zigzag connected) 배열된제1계층(n형)을 포함하는 하나의 포토 다이오드; 및 상기 포토 다이오드 상에 상기 제1 방향으로 비스듬히 배치되어 상기 제1 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학차단막(optical blind)을 포함한다. 따라서, 제스처 센서는 제스처 센서의 구조를 단순화시키고, 포토 다이오드 간에 발생할 수 있는 노이즈 전류를 제거하여 높은 센싱 효율을 제공할 수 있다.

Description

제스처 셀 및 이를 포함하는 제스처 센서{GESTURE CELL AND GESTURE SENSOR HAVING THE SAME}
본 발명은 제스처 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 형태의 포토 다이오드를 포함하고, 해당 포토 다이오드에 대한 광원의 입사각을 제한하는 광학 차단막의 구조를 단순화시킨 제스처 셀 및 이를 포함하는 제스처 센서에 관한 것이다.
제스처 센서(gesture sensor, 또는 gesture detector)는 적외선 LED와 적외선 센서를 이용하여 물체의 이동 방향을 감지하는 센서에 해당한다.
일반적으로, 제스처 센서는 모바일 IT 기기의 제어수단으로 사용되고 있다. 보다 구체적으로, 제스처 센서는 모바일 IT 기기에 탑재되어, 터치하는 방식 대신, 사용자의 손이나 또는 물체를 해당 기기와 인접한 거리에서 특정 방향으로 움직이는 방식으로 해당 기기를 동작시키거나, 또는 해당 기기로 하여금 특정 기능을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 제스처 센서는 모바일 IT 기기 뿐만 아니라 각종 전자기기에 탑재될 수 있으며, 해당 기기의 제어수단으로 광범위하게 사용될 수 있다.
제스처 센서는 주변광도 센서(ambient sensor) 및 색센서(color sensor)와 통합되어 하나의 칩 상에 구현될 수 있고, IT 기기의 디스플레이 밝기를 주변 광도에 따라 조절하거나 카메라로 촬영하는 영상을 촬영지 주변의 색에 따라 조절하는 기능 등을 제공하여 다양한 분야에서 응용이 가능하다.
미국공개특허 제2012-0280107호(2012.11.08.공개) 및 미국공개특허 제2012-0280904호(2012.11.08.공개)는 종래의 제스처 센서 기술에 대하여 개시하고 있다.
도 1은 종래의 제스처 센서에 대한 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 제스처 센서(100)는 A, B, C, D의 4개의 포토 센서들, 포토 센서들로부터 출력되는 신호를 처리하는 제어회로 및 주기적으로 광(빛)을 공급하는 LED 광원을 포함한다.
LED 광원으로부터 방사되는 광은 광원 위로 움직이는 물체와 충돌하여 반사되고, 렌즈를 통해 모아져 포토 센서에 전달된다.
도 2는 종래의 제스처 센서에 대한 구조를 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 종래의 제스처 센서의 단면도를 나타낸다. 도 2(a)를 참조하면, 종래의 제스처 센서(100)는 2개의 제스처 셀들(A셀, B셀)을 포함하고, 벽(wall)을 통해 2개의 제스처 셀들(A셀, B셀)은 공간적으로 분리하고 있다. 여기에서, 벽(wall)은 종래의 제스처 센서로 입사되는 빛의 방향을 결정할 수 있고, 2개의 제스처 셀들(A셀, B셀)은 각각 좌,우로 움직이는 동작을 검출할 수 있다.
벽(wall)은 제1 금속층(metal1)으로부터 최상위 금속층까지 중첩하여 쌓아 올려 구현되고, 각각의 금속층들은 비아(via)를 통해 연결된다. 종래의 제스처 센서(100)는 벽(wall)의 하부에 P+ 분리 확산층(isolation diffusion)을 포함하여 2개의 제스처 셀들(A셀, B셀) 사이에 발생하는 노이즈 포토 전류를 제거한다.
도 2(b)와 도 2(c)는 종래의 제스처 센서에 대한 평면도(top-down view)를 나타내며, 종래의 제스처 센서(100)는 복수의 제스처 셀들을 결합한 세그먼트를 포함하여 좌,우,상,하로 움직이는 물체의 동작을 검출할 수 있다.
이러한 종래 기술에 의한 제스처 센서(100)는 벽(wall) 양측에 서로 다른 독립된 제스처 셀들을 배치함에 따라, 제스처 셀들 사이에 노이즈 전류 발생 및 이로 인한 간섭의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 제스처 센서(100)는 벽(wall) 하부에 노이즈 전류를 제거하기 위한 부가적인 포토 다이오드를 형성하나, 다수의 셀들을 결합하여 세그먼트를 구현하는 경우 세그먼트의 면적 대비 제스처 셀의 면적이 감소하게 되고, 제스처 센서의 효율이 감소하는 문제점을 가지고 있다.
미국공개특허 제2012-0280107호(2012.11.08.공개) 미국공개특허 제2012-0280904호(2012.11.08.공개)
본 발명은 단순한 구조를 가지고 센싱 효율이 높은 제스처 센서를 제공하고자 한다.
본 발명은 색센서(color sensor) 및 주변광도센서(ambient sensor)와 결합하는 경우, 각각의 센서들이 최대의 효과를 발휘할 수 있는 제스처 센서를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 제스처 셀은 기판 상에 제1 방향으로 진행하며 지그재그 연결되어(zigzag connected) 배열되고, 하나의 평면을 이루며 제1계층(n형)을 포함하는 하나의 포토 다이오드; 및 상기 포토 다이오드 상에 상기 제1 방향으로 비스듬히 배치되어 상기 제1 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학차단막(optical blind)을 포함한다.
여기에서, 상기 광학 차단막은 상호 이격되고 비스듬하게 적층된 복수의 금속층들(metal layers)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 금속층들 각각은 상기 제1 방향으로 지그재그 연결되어 배열되어 하나의 평면을 이루고, 순차적으로 제1 방향으로 비스듬히 걸쳐 적층될 수 있다. 또한, 상기 복수의 금속층들 각각은 하나의 평면을 이루고 상호 독립적일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광학 차단막은 상기 제1계층에 대한 상부 면적의 최대 3/4(75%)을 덮도록 비스듬히 배치될 수 있다.
실시예들 중에서, 제스처 센서는 상호 수직하는 방향으로 배치되어 물체 이동을 검출하는 복수의 제스처 셀들을 포함하고, 상기 제스처 셀들 각각은 기판 상에 특정 방향으로 진행하며 지그재그 연결되어 배열된 제1계층(n형)을 포함하는 하나의 포토 다이오드; 및 상기 포토 다이오드 상에 상기 특정 방향으로 비스듬히 배치되어 상기 특정 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학 차단막을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제스처 셀들은 특정 지점을 기준으로 상호 이격되어 각각 특정 방향의 물체 이동을 검출하도록 해당 방향에 배치된 4개의 제1 제스처 셀들을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 제스처 셀들은 상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제1 제스처 셀; 상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제2 제스처 셀; 상기 제스처 센서의 중심에서 하측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제3 제스처 셀; 및 상기 제스처 센서의 중심에서 상측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제4 제스처 셀을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 제스처 셀들 각각은 해당 제스처 셀과 각각 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 상기 해당 방향에 배치되는 제2 제스처 셀들을 더 포함할 수 있다.
여기에서, 제2 제스처 셀들은 상기 제1 제스처 셀의 하측에 인접하여 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀; 상기 제2 제스처 셀의 하측에 인접하여 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀; 상기 제3 제스처 셀의 우측에 인접하여 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀; 및 상기 제4 제스처 셀의 우측에 인접하여 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 제스처 센서는 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대 방향에 대한 물체 이동을 각각 측정하고, 제1 방향으로 인접하여 배치된 제1 제스처 셀과 제2 제스처 셀; 및 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향에 대한 물체 이동을 각각 측정하고, 상기 제1 제스처 셀 및 제2 제스처 셀과 제2방향으로 인접하여 배치된 제3 제스처 셀과 제4 제스처 셀을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제2 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하며, 상기 제3 제스처 셀은 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제4 제스처 셀은 상기 제3 제스처 셀의 상측에 인접하여 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 하측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제2 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 상측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하며, 상기 제3 제스처 셀은 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제4 제스처 셀은 상기 제3 제스처 셀의 우측에 인접하여 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제스처 셀들 각각은 해당 제스처 셀과 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 해당 방향에 배치되는 제스처 셀들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제스처 센서에 포함된 상기 제1 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제2 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하며, 상기 제3 제스처 셀은 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 상기 제4 제스처 셀은 상기 제3 제스처 셀의 상측에 인접하여 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하며, 상기 제1 제스처 셀의 하측에 배치되고 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀; 상기 제2 제스처 셀의 하측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀; 상기 제3 제스처 셀의 우측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀; 및 상기 제4 제스처 셀의 우측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀을 더 포함하고, 상호 같은 방향의 물체의 움직임을 측정하는 제스처 셀들은 상호 대각선 방향으로 독립적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제스처 센서들은 반시계 방향으로 90도 회전시켜 배치될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 센서는 특정 형상으로 배치된 하나의 포토 다이오드 및 광학블록을 통해 제스처 센서의 구조를 단순화시키고, 포토다이오드간에 발생할 수 있는 노이즈 전류를 제거하여 높은 효율을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 센서는 제스처 셀들의 다양한 배치(arrangement)를 통해 색센서(color sensor) 및 주변광도센서(ambient sensor)와 결합하는 경우, 각각의 센서들이 최대의 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 종래의 제스처 센서에 대한 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 제스처 센서에 대한 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 있는 제스처 셀에 대한 단면도이다.
도 5는 도 3에 있는 제스처 셀에 대한 평면도이다.
도 6은 도 3에 있는 제스처 센서의 배치를 나타내는 예시도이다.
도 7은 도 3에 있는 제스처 센서의 배치를 나타내는 다른 예시도이다.
본 발명의 실시예에 관한 설명은 본 발명의 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 실시예에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 센서를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 광 센서(300)는 근조도 센서(310)와 제스처 센서(320)를 포함한다.
근조도 센서(310)는 광 센서(100)의 중앙부에 배치되고, 광 필터(optical filter)가 배치된 복수의 포토 다이오드들(photodiodes)을 포함하여 주변(ambient) 조도, 특정 파장에 대한 조도 및 특정 물체의 근접 정도(proximity)를 측정할 수 있다. 여기에서, 포토 다이오드는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다이오드에 해당하고, 보다 구체적으로, 빛이 다이오드에 닿으면 전자와 양의 전하 정공이 생겨 전류가 흐르는 광전 효과를 이용한 광 검출 기능을 포함한 다이오드에 해당한다.
근조도 센서(310)는 하나의 기판(미도시)상에 복수의 포토 다이오드들이 2차원적으로 배치된 포토 다이오드 어레이를 포함한다. 여기에서, 복수의 포토 다이오드들 각각은 상호 인접하게 배치되어 일체로 구현될 수 있다.
포토다이오드들 각각은 상부에 배치된 광 필터에 따라 각각 빛의 특정 성분에 대한 광량(또는 세기)을 측정할 수 있다. 여기에서, 빛은 광 센서(300) 외부에 위치한 광원에서 생성되거나(예를 들어, 태양광), 또는 광 센서(300) 내부의 광원(미도시)에서 방사되고 광 센서(300) 외부의 물체에 의해 반사된 빛에 해당할 수 있다.
광 필터는 빛의 적외선 영역을 차단하는 적외선 차단 필터, 가시광선 영역을 차단하고 적외선 영역을 투과시키는 적외선 통과 필터(IR pass filter) 및 가시광선의 적어도 일부를 차단 또는 투과시키는 가시광 필터를 포함한다. 보다 구체적으로, 적외선 차단 필터는 빛의 적외선 성분만을 차단하는 필터에 해당하고, 일반적으로, 780~3000nm 파장에 해당하는 빛을 차단할 수 있다. 가시광선 필터는 빛의 가시광선 영역을 전부 차단하거나 또는 특정 파장 대역(예를 들어, 단색광)을 투과시킬 수 있다. 여기에서, 가시광선은 사람의 눈에 보이는 범위의 파장에 해당하고, 대체적으로 380~780nm에 해당한다. 단색광의 경우, 적색(red)은 700~610nm, 녹색(green)은 570~500nm, 청색(blue)은 500~450nm에 각각 해당한다.
근조도 센서(310)는 포토다이오드들 상에 상호 격자 형태로 배치된 이종의 광 필터를 포함할 수 있다. 즉, 근조도 센서(310)는 상호 격자 형태로 배치된 주변광도센서들, 색센서들 및 근접센서들을 포함할 수 있다. 여기에서, 주변광도센서는 적외선 차단 필터가 배치된 포토다이오드를 포함하여 가시광선의 광량을 측정하는 센서에 해당하고, 색센서는 가시광선 영역 중 특정 파장 대역을 투과시키는 색 필터가 배치된 포토다이오드를 포함하여 가시광선의 특정 파장 대역(예를 들어, 적색광)의 광량을 측정하는 센서에 해당한다. 또한, 근접센서는 적외선 통과 필터가 배치된 포토 다이오드를 포함하여 적외선의 광량을 측정하는 센서에 해당한다.
제스처 센서(320)는 근조도 센서(310)를 기준으로 상호 이격되어 상,하,좌,우 방향으로 이동하는 물체의 움직임을 검출하도록 해당 방향에 배치된 4개의 제스처 셀들(CH1 내지 CH4)을 포함한다. 즉, 제스처 센서(320)는 다이아몬드 형태로 배치된 4개의 제스처 셀들(CH1 내지 CH4)을 포함한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 센서는 4방향으로 배치된 4개의 제스처 셀들로 한정하여 설명하나, 이에 국한되지 아니하고, 제품 적용예에 따라 3개 이하 또는 5개 이상의 제스처 셀들을 포함할 수 있으며, 또한, 제스처 셀들은 도시된 바와 달리 변경하여 배치될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
제스처 셀은 앞서 설명한 포토 다이오드상에 적외선 통과 필터가 배치되어 입사되는 광의 적외선 성분을 측정하고 이를 기초로 물체의 움직임을 감지할 수 있는 적외선 센서(IR sensor)에 해당한다.
제스처 센서(320)는 4방향으로 배치된 제스처 셀들(CH1 내지 CH4) 각각에서 측정된 광량(특히, 적외선 성분의 광량) 및 이의 변화를 기초로 모든 방향에서 이동하는 물체의 움직임을 검출할 수 있다.
예를 들어, 좌에서 우측으로 물체가 이동하는 경우, 좌측에 배치된 제스처 셀(CH1)에서 측정된 광량(예를 들어, 적외선 성분의 세기)은 물체의 이동에 따라 감소하게 되는 반면, 우측에 배치된 제스처 셀(CH2)에서 측정된 광량은 증가하게 된다. 이를 기초로, 제스처 센서(320)는 물체의 이동(좌->우)을 검출할 수 있고, 이에 대한 구체적인 연산은 종래 기술에서 상세히 설명되어 있는 바 생략한다.
이하, 제스처 셀들(CH1 내지 CH4)의 구조에 대해서 상세히 설명한다.
도 4는 도 3에 있는 제스처 셀에 대한 단면도이다.
보다 구체적으로, 도 4(a)는 좌측에서 우측으로 이동하는 물체의 움직임을 감지하기 위한 제스처 셀 CH1의 개략적인 단면도를 나타내고, 도 4(b)는 도 3의 A-A'를기준으로 제스처 셀 CH1 및 CH2에 대한 개략적인 단면도를 나타내며, 도 4(c) B-B'를 기준으로 제스처 셀 CH3 및 CH4의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 4(a) 내지 도 4(c)에서 도시된 바와 같이, 우측에서 좌측으로 이동하는 물체의 움직임을 감지하기 위한 제스처 셀 CH2는 제스처 셀 CH1을 반시계 방향으로 180도 회전시킨 구조와 동일하고, 하측에서 상측으로 이동하는 물체의 움직임을 감지하기 위한 제스처 셀 CH3은 제스처 셀 CH1을 반시계 방향으로 90도 회전시킨 구조와 동일하고, 상측에서 하측으로 이동하는 물체의 움직임을 감지하기 위한 제스처 셀 CH4는 제스처 셀 CH2를 반시계 방향으로 90도 회전시켜 배치한 구조와 동일하다.도 4(a)를 참조하면, 제스처 셀은 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함한다. 여기에서, 포토 다이오드는 기판(P-substrate) 상에 배치된 2개의 계층(P+ 및 DNW: Deep N well)을 포함한다. 여기에서, 제1 계층(DNW)은 PN 다이오드의 음극(cathode)에 해당하고, 제2 계층(P+, P+ diffusion)은 양극(anode)에 해당한다.
포토 다이오드는 앞서 설명한 바와 같이 P측에 음의 전압을 걸었을 때, 포토 다이오드 상에 흐르는 전류가 빛이 닿는 양에 따라 변화하는 것을 기초로 물체의 거리 및 이동을 측정할 수 있다.
광학 차단막(optical blind)은 포토 다이오드 상에 배치되어 포토 다이오드에 대한 광원의 입사각을 결정 또는 제한하는 구조체에 해당한다. 보다 구체적으로, 광학 차단막은 포토 다이오드 상에 상기 제1 방향(예를 들어, 좌측)으로 비스듬히 배치되어 상기 제1 방향에서 입사되는 광원만을 상기 포토 다이오드로 유도할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 차단막은 상호 이격되고 비스듬하게 적층된 복수의 금속층들(metal layers)을 포함하여 광원의 입사각을 결정할 수 있다.
다시 말해, 광학 차단막은 물체로부터 반사되어 입사되는 특정한 방향의 빛을 포토 다이오드로 입사될 수 있도록 하위 금속층부터 최상위 금속층까지(M1 내지 TM) 해당 특정한 방향으로 겹쳐서 쌓아올린 구조에 해당한다. 금속층들은 상호 직접적으로 연결되지 않고, 상호 이격되어 배치될 수 있다.
다시 도 4(a)를 참조하면, 제스처 셀 CH1에서 P+ 층 위에 제1 금속층(M1)이 배치되고, 광원의 입사각을 좌측 방향으로 제한하기 위하여 제1 금속층(M1)에서 좌측으로 비스듬히 적층된 제2 금속층(M2)을 포함한다. 이와 마찬가지로, 제3 금속층(M3) 및 제4 금속층(TM, top metal layer)은 하부에 위치한 금속층에 대하여 좌측으로 비스듬하게 적층된다. 이에 따라, 포토 다이오드의 좌측 방향에서 입사되는 광만이 포토 다이오드에 도달할 수 있다.
광학 차단막은 제스처 센서를 기준으로 적절한 범위 내에 존재하는 물체(Object)의 움직임만을 감지하기 위하여 특정 경사를 갖도록 배치될 수 있으며, 특히, 감지하고자 하는 해당 방향으로 41도 내지 100도 범위 내에 존재하는 물체(Object)에 의해 반사되어 입사되는 광만을 포토다이오드로 유도하도록 배치되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 광학 차단막은 제1 계층(DNW) 면적의 최대 3/4(75%)을 덮도록 비스듬히 배치될 수 있다. 기판과 수직방향으로 광이 입사하는 경우, 비스듬히 배치된 광학 차단막에 따라 제1 계층의 적어도 1/4(25%)만이 광에 노출될 수 있다.
특히, 도 3에서와 같이 4개의 제스처 센서들(320)을 포함하고 제1 계층이 광에 노출된 면적이 제1 계층 전체 면적의 1/4(25%)에 해당하는 경우, 제스처 센서는 4개의 제스처 센서에서 측정된 광량에 대한 합 연산(1/4 * 4 = 1)만으로, 즉, 추가적인 연산 없이 해당 물체의 거리를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 금속층들 각각은 하나의 평면을 이루고 상호 독립적으로 배치될 수 있다. 이를 통해, 광학 차단막은 종래의 기술에서 복수의 금속층간을 연결하기 위해 사용하는 비아(via)를 포함하지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 금속층들은 도 5와 관련하여 후술하는 금속층들 각각의 특정 형상을 통해 종래의 기술에서 사용되는 별도의 비아(via) 없이, 상호 이격되어 배치될 수 있으며, 이를 통해, 다음의 효과를 가질 수 있다. 여기에서, 비아(via)는 금속층간의 전기적인 연결을 위해 사용되는 구성요소에 해당한다.
첫째, 제스처 센서의 제조 공정을 단순화 시킬 수 있다. 종래의 제스처 셀은 하나의 제스처 셀의 동일 평면 상에 상호 분리된 복수의 금속층들(예를 들어, 8개)을 각각 배치시키고, 또한, 복수의 금속층들 각각의 상부에 다수의 금속층들(예를 들어, 4개 레벨)과 이에 대응하는 비아(3개)를 번갈아 적층시키는 반면(총 8 *(4 + 3) = 56회 배치), 본 발명의 제스처 셀은 하나의 제스처 셀에 특정 형상을 통해 하나의 평면을 이루는 금속층들(예를 들어, 4개 레벨)만을 적층시킴에 따라, 제스처 센서의 제조 공정을 크게 단순화시킬 수 있다(56회 -> 4회).
둘째, 금속층 표면의 평탄도(flatness)가 개선을 통해 외부에서 입력되는 광의 (금속층에 의한) 반사도가 개선되어 광 노이즈를 제거할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 금속층 사이에 비아가 존재하는 경우, 비아의 부피와 무게에 의해 금속층 표면에 굴곡이 발생할 수 있고, 이 굴곡에 의해 입사되는 광에 난반사가 발생하여 요구되지 않는 광, 즉, 포토 다이오드에 영향을 줄 수 있는 광 노이즈가 발생할 수 있는 반면, 본 발명의 제스처 셀은 비아를 포함하지 않고 상호 이격되어 금속층들을 적층시킴에 따라 금속층 각각의 평탄도 개선 및 광 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
셋째, 광 노이즈를 제거할 수 있다. 예를 들어, 광 노이즈가 포토 다이오드로 입사되고 포토 다이오드 표면 또는 금속층 표면에서 재반사되어 광학 차단막 사이로 입사될 수 있다. 이 때, 비아가 존재하면, 비아에 의해 노이즈 광의 재반사가 발생하고, 포토 다이오드에 입사되는 노이즈가 증가할 수 있으나, 비아가 존재하지 않는 경우 광 노이즈는 광학 차단막의 금속층들 사이를 통해 외부로 반사되어 제거될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 도 4(a)와 마찬가지로, 제스처 셀 CH2에서 P+ 층 위에 제1 금속층(M1)이 배치되고, 광원의 입사각을 우측 방향으로 제한하기 위하여 제1 금속층(M1)에서 우측으로 비스듬히 적층된 제2 금속층(M2)을 포함한다. 이와 마찬가지로, 제3 금속층(M3) 및 제4 금속층(TM, top metal layer)는 하부에 위치한 금속층에 대하여 우측으로 비스듬하게 적층된다. 이에 따라, 포토 다이오드의 우측 방향에서 입사되는 광만이 포토 다이오드에 도달할 수 있다.
도 4(c)를 참조하면, 도 4(b)와 마찬가지로, 제스처 셀들 CH3 및 CH4는 제스처 셀들 CH1 및 CH2와 동일한 구조를 갖고 반시계 방향으로 90도 회전되어 배치됨에 따라, 포토 다이오드의 하측에서 입사되는 광 및 상측에서 입사되는 광만을 측정할 수 있다.
도 5는 도 3에 있는 제스처 셀에 대한 평면도이다.
도 5(a)를 참조하면, 제스처 셀은 기판 상에 제1 방향(수평 방향, 좌측 또는 우측)으로 진행하며 지그재그 연결되어(zigzag connected) 배열된 제1 계층(DNW)을 포함하는 단일의 포토 다이오드를 포함한다.
보다 구체적으로, 제1 계층(DNW)은 기판의 좌측 상단으로부터 우측 하단까지 구불구불한 형태로 배열된다. 포토 다이오드는 제1 계층이 배열된 나머지 공간에 배치된 제2 계층(P+)을 포함한다.
즉, 제스처 셀은 복수의 단위 셀들로 구분되어 결합된 형태가 아닌 단일 형태의 포토 다이오드를 포함한다. 이를 통해, 제스처 셀은 종래의 제스처 셀에서 가지고 있던 노이즈 전류의 문제점을 해결하고, 제스처 셀의 구조를 단순화시킬 수 있다.
제스처 셀은 포토 다이오드 상에 제1방향(수평 방향, 좌측 또는 우측)으로 비스듬히 배치되어 제1 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학 차단막을 포함한다.
여기에서, 광학 차단막은 복수의 금속층들(metal layers)이 특정 방향으로 비스듬히 적층되어 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 금속층들 각각은 제1방향으로(예를 들어, 좌측을 향해 진행하며) 지그재그 배열되어 하나의 평면을 이루고, 순차적으로 제1 방향으로(예를 들어, 좌측으로) 비스듬히 걸려 적층될 수 있다.
도 5(b)를 참조하면, 복수의 금속층들 각각은 포토 다이오드에 배치된 제1 계층과 유사하게, 제1 방향(으로(예를 들어, 좌측을 향해) 진행하며 지그재그 배열된다(zigzag arranged).
일 실시예에서, 금속층은 제1 계층과 최소한의 부분만이 중첩되도록 제1 계층보다 긴 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 금속층은 제1 계층을 에워싸는 제2 계층의 길이(상하 길이)와 동일하게 형성될 수 있고, 따라서, 금속층은 제1 계층의 부분과 최소한의 면적만 중첩되어 포토 다이오드를 통한 센싱 효율을 높일 수 있다.
광학 차단막을 구성하는 금속층 또한 포토 다이오드와 유사하게 단일 형태로 구현되어, 금속층들 간에 별도의 비아(via)를 필요로 하지 않을 수 있다. 즉, 금속층의 일부분(예를 들어, 구부러진 가장자리(edge))만을 고정시켜 상호 이격시켜 배치시킬 수 있고, 따라서, 종래의 제스처 셀에서 사용되던 비아를 제거할 수 있다. 이에 따른 효과는 앞서 설명한 바와 같다.
제스처 센서는 상호 수직하는 방향으로 배치되어 특정 방향으로의 물체 이동을 검출하는 복수의 제스처 셀들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제스처 셀들은 상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제1 제스처 셀, 상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제2 제스처 셀, 상기 제스처 센서의 중심에서 하측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제3 제스처 셀 및 상기 제스처 센서의 중심에서 상측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제4 제스처 셀을 포함할 수 있다.
도 6은 도 3에 있는 제스처 센서의 배치를 나타내는 예시도이다.
도 6(a)을 참조하면, 제스처 센서는 사각형의 빈 공간을 에워싸는 형태로 배치된 4개의 제1 제스처 셀들을 포함한다.
보다 구체적으로, 좌측에서 우측으로 움직이는 물체를 검출할 수 있는 제스처 셀(CH1)은 도면 가운데의 특정 지점의 좌측에 배치되고, 우측에서 좌측으로 움직이는 물체를 검출할 수 있는 제스처 셀(CH2)는 특정 지점의 우측에 배치된다. 이와 유사하게, 하측에서 상측으로 움직이는 물체를 검출할 수 있는 제스처 셀(CH3) 및 상측에서 하측으로 움직이는 물체를 검출할 수 있는 제스처 셀(CH4)은 각각 특정 지점의 하단 및 상단에 배치된다. 여기에서, 제스처 셀 CH1은 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 제스처 셀 CH2는 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함한다. 이와 마찬가지로, 제스처 셀 CH3는 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고, 제스처 셀 CH4는 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함한다. 앞서 도 4에서 설명한 바와 같이, 제스처 셀 CH2 내지 CH4는 동일한 구조를 가지는 제스처 셀 CH1을 각각 반시계 방향으로 90도 간격으로 순차적으로 회전시켜 배치한 것과 같다.
이러한 배치를 통해, 제스처 센서는 4방향에서 물체의 움직임을 즉각적으로 감지할 수 있으며, 제스처 센서가 에워싸고 있는 빈 공간에 앞서 설명한 근조도 센서(주변조도센서, 색센서 및 근접센서)를 배치하여 각각의 센서들이 최대의 효과를 발휘하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 제스처 셀들 각각은 해당 제스처 셀과 각각 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 상기 해당 방향에 배치되는 제2 제스처 셀들을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제스처 센서는 상기 제1 제스처 셀(CH1)의 하측에 인접하여 배치되고 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀(CH2), 상기 제2 제스처 셀(CH2)의 하측에 인접하여 배치되고 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀(CH1), 상기 제3 제스처 셀(CH3)의 우측에 인접하여 배치되고 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀(CH4) 및 상기 제4 제스처 셀(CH4)의 우측에 인접하여 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀(CH3)을 더 포함할 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 도 6(a)와 비교하여 각각의 제스처 셀들의 면적(또는 크기)는 반으로 줄어들고, 이로 인해 발생하는 공간에 해당 셀과 반대 방향의 물체 이동을 검출하는 제스처 셀들이 각각 배치된다.
보다 구체적으로, 좌측에 배치된 제스처 셀(CH1)은 좌측 상단에 배치되고, 좌측 하단에는 다른 제스처 셀(CH2)이 배치된다. 이와 유사하게, 우측에 배치된 제스처 셀(CH2) 또한 우측 상단에 배치되고, 우측 하단에는 다른 제스처 셀(CH1)이 배치된다. 상측 및 하측에 배치된 제스처 셀들(CH3, CH4)과 해당 공간을 분할하여 배치된다.
이와 같이, 보다 균등하게 배치된 제스처 셀들을 통해, 제스처 센서는 이동하는 물체에 대한 정보를 균일하게 획득하여 센싱 효율을 높일 수 있다. 또한, 소비 전력 감소를 위해 특정 위치의 셀(예를 들어, 상단)만을 동작시키는 경우에도, 해당 영역(예를 들어, 상단 영역)뿐만 아니라 반대 영역(예를 들어, 하단 영역)에서의 물체 이동을 즉각적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.
일 실시예에서, 복수의 제스처 셀들은 제1 방향 및 제1 방향의 반대 방향의 물체 이동을 각각 측정하고 제1 방향으로 인접하여 배치된 제1 제스처 셀 및 제2 제스처 셀; 및 제1 방향과 수직하는 제2 방향 및 제2 방향의 반대 방향의 물체 이동을 각각 측정하고 제1 제스처 셀 및 제2 제스처 셀과 제2 방향으로 인접하여 배치된 제3 제스처 셀 및 제4 제스처 셀을 포함할 수 있다.
도 7은 도 3에 있는 제스처 센서의 배치를 나타내는 다른 예시도이다.
도 7(a)를 참조하면, 각각 상하 방향으로 이동하는 물체를 감지하는 제3 제스처 셀(CH3) 및 제4 제스처 셀(CH4)가 인접하여 상하 방향으로 배치되고, 각각 좌우 방향으로 이동하는 물체를 감지하는 제1 제스처 셀(CH1) 및 제2 제스처 셀들(CH2)는 각각 제3 제스처 셀(CH3) 및 제4 제스처 셀(CH4)의 좌우측에 배치된다.
도 7(b)를 참조하면, 도 7(a)와 달리, 제1 제스처 셀(CH1) 및 제2 제스처 셀이 인접하여 좌우측으로 배치되고, 제3 제스처 셀(CH3)및 제4 제스처 셀(CH4)이 제1 제스처 셀(CH1) 및 제2 제스처 셀(CH2)의 상하측에 배치된다. 또한, 도 7(b)의 제스처 센서는 도 7(a)에 도시된 제스처 센서를 반시계 방향으로 90도 회전시켜 구현할 수 있다.
이를 통해, 제스처 센서의 공간 사용 효율을 높일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제4 제스처 셀 각각은
해당 제스처 셀과 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 해당 방향에 배치되는 제5 내지 제8 제스처 셀들을 더 포함할 수 있다.
도 7(c)를 참조하면, 도 7(a)를 기초로 도 6(b)에서 설명한 바와 같이 해당 제스처 셀의 공간을 분할하여, 해당 제스처 셀과 해당 제스처 셀의 반대 방향의 물체 이동을 감지하는 제스처 셀을 한 쌍으로 하여 배치한 구조에 해당한다.
도 7(a)의 제1 제스처 셀을 분할하여 제1 및 제5 제스처 셀을 한 쌍으로 하여 배치하고, 제2 내지 제4 제스처 셀들 또한 각각 제6 내지 제8 제스처 셀들과쌍을 이루어 배치된다.
보다 구체적으로, 제스처 센서는 제1 제스처 셀(CH1)의 하측에 배치되고 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀(CH2), 제2 제스처 셀(CH2)의 하측에 배치되고 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀(CH1), 상기 제3 제스처 셀(CH3)의 우측에 배치되고 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀(CH4) 및 제4 제스처 셀(CH4)의 우측에 배치되고 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀(CH3)을 더 포함하고, 상호 같은 방향의 물체의 움직임을 측정하는 제스처 셀들은 상호 대각선 방향으로 독립적으로 배치될 수 있다.
도 7(d)를 참조하면, 도 7(c)와 마찬가지로, 제1 내지 제4 제스처 셀의 공간을 분할하여 제5 내지 제8 제스처 셀과 쌍을 이루어 배치된 구조를 나타내고 있다. 또한, 도 7(d)의 제스처 센서는 도 7(c)에 도시된 제스처 센서를 반시계 방향으로 90도 회전시켜 구현할 수 있다.
이를 통해, 제스처 센서는 보다 균등하게 물체 이동에 대한 정보를 수신할 수 있다.
다른 관점에서, 도 7(c)와 도 7(d)를 설명하면, 제스처 센서는 상호 인접하여 배치된 복수의 제스처 셀들(CH1 내지 CH4)을 포함하는 제1 제스처 셀 그룹을 포함하고, 제1 제스처 셀 그룹은 특정 점을 기준으로 좌측 상단에 배치되고 좌측 방향에 대한 물체의 움직임을 측정하는 제1 제스처 셀(CH1), 특정 점을 기준으로 좌측 하단에 배치되고 우측 방향에 대한 물체의 움직임을 측정하는 제2 제스처 셀(CH2), 특정 점을 기준으로 우측 하단에 배치되고 하측 방향에 대한 물체의 움직임을 측정하는 제3 제스처 셀(CH3) 및 특정 점을 기준으로 우측 상단에 배치되고 상측 방향에 대한 물체의 움직임을 측정하는 제4 제스처 셀(CH4)을 포함한다.
즉, 특정 영역(예를 들어, 정사각형) 내의 제1 내지 제4 제스처 셀들(CH1 내지 CH4)을 하나의 제스처 셀 그룹으로 정의할 수 있고, 제스처 센서는 각각 다른 각도로 회전시켜 상호 상,하,좌,우측에 배치된 복수의 제스처 셀 그룹을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제스처 센서는 제1 제스처 셀 그룹의 우측 또는 좌측 방향에 인접하여 배치된 제2 제스처 셀 그룹을 더 포함하고, 상기 제2 제스처 셀 그룹은 상기 제1 제스처 셀 그룹을 반시계 방향으로 180도 회전시켜 구현할 수 있다.
제스처 셀 그룹 내 제스처 셀들의 배치는 제품 적용예에 따라 앞서 설명한 바와 달리 배치될 수 있음은 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 종래의 제스처 센서
300 : 광 센서
310 : 근조도 센서
320 : 제스처 셀

Claims (15)

  1. 기판 상에 제1 방향으로 진행하며 지그재그 연결되어(zigzag connected) 배열된 제1계층(n형)을 포함하는 하나의 포토 다이오드; 및
    상기 포토 다이오드 상에 상기 제1 방향으로 비스듬히 배치되어 상기 제1 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학 차단막(optical blind)을 포함하며,
    상기 광학차단막은 각각 하나의 평면을 이루고 상호 독립적으로 비스듬하게 적층된 복수의 금속층들(metal layers)을 포함하는 제스처 셀.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 금속층들 각각은
    상기 제1 방향으로 지그재그 연결되어 배열되어 하나의 평면을 이루고, 순차적으로 제1 방향으로 비스듬히 걸쳐 적층된 것을 특징하는 제스처 셀.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 금속층들 각각은
    하나의 평면을 이루고 상호 독립적인 것을 특징으로 하는 제스처 셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 차단막은
    상기 제1계층에 대한 상부 면적의 최대 3/4(75%)을 덮도록 비스듬히 배치된 것을 특징으로 하는 제스처 셀.
  6. 상호 수직하는 방향으로 배치되어 물체 이동을 검출하는 복수의 제스처 셀들을 포함하고,
    상기 제스처 셀들 각각은
    기판 상에 특정 방향으로 진행하며 지그재그 연결되어 배열된 제1계층(n형)을 포함하는 하나의 포토 다이오드; 및
    상기 포토 다이오드 상에 상기 특정 방향으로 비스듬히 배치되어 상기 특정 방향에서 입사되는 광원을 상기 포토 다이오드로 유도하는 광학 차단막을 포함하며,
    상기 광학차단막은 각각 하나의 평면을 이루고 상호 독립적으로 비스듬하게 적층된 복수의 금속층들(metal layers)을 포함하는 제스처 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 제스처 셀들은
    특정 지점을 기준으로 상호 이격되어 각각 특정 방향의 물체 이동을 검출하도록 해당 방향에 배치된 4개의 제1 제스처 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 제스처 셀들은
    상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제1 제스처 셀;
    상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제2 제스처 셀;
    상기 제스처 센서의 중심에서 하측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제3 제스처 셀; 및
    상기 제스처 센서의 중심에서 상측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제4 제스처 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 제스처 셀들 각각은
    해당 제스처 셀과 각각 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 상기 해당 방향에 배치되는 제2 제스처 셀들을 더 포함하는 제스처 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 제스처 셀의 하측에 인접하여 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀;
    상기 제2 제스처 셀의 하측에 인접하여 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀;
    상기 제3 제스처 셀의 우측에 인접하여 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀; 및
    상기 제4 제스처 셀의 우측에 인접하여 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  11. 제6항에 있어서, 상기 복수의 제스처 셀들은
    제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대 방향에 대한 물체 이동을 각각 측정하고, 제1 방향으로 인접하여 배치된 제1 제스처 셀과 제2 제스처 셀; 및
    상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향 및 상기 제2 방향의 반대 방향에 대한 물체 이동을 각각 측정하고, 상기 제1 제스처 셀 및 제2 제스처 셀과 제2방향으로 인접하여 배치된 제3 제스처 셀과 제4 제스처 셀을 포함하는 제스처 센서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 좌측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고,
    상기 제2 제스처 셀은 상기 제스처 센서의 중심에서 우측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하며,
    상기 제3 제스처 셀은 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하고,
    상기 제4 제스처 셀은 상기 제3 제스처 셀의 상측에 인접하여 상기 제1 및 제2 제스처 셀들 사이에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 제스처 셀들 각각은
    해당 제스처 셀과 반대 방향의 물체 이동을 검출하고, 상기 해당 제스처 셀과 쌍을 이루어 해당 방향에 배치되는 제스처 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 제스처 셀의 하측에 배치되고, 각각 우측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제5 제스처 셀;
    상기 제2 제스처 셀의 하측에 배치되고, 각각 좌측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제6 제스처 셀;
    상기 제3 제스처 셀의 우측에 배치되고, 각각 상측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제7 제스처 셀; 및
    상기 제4 제스처 셀의 우측에 배치되고, 각각 하측 방향으로 배열된 포토 다이오드와 광학 차단막을 포함하는 제8 제스처 셀을 더 포함하고,
    상호 같은 방향의 물체의 움직임을 측정하는 제스처 셀들은 상호 대각선 방향으로 독립적으로 배치된 것을 특징으로 하는 제스처 센서.
  15. 제12항 또는 제14항에 있어서, 상기 제스처 센서는
    반시계 방향으로 90도 회전시킨 것을 특징으로 하는 제스처 센서.

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