KR102301395B1 - 광센서 및 그를 구비하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따르면, 조광물질이 함유된 광도파로; 상기 광도파로에 가시광을 입사하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자로부터 출사되어 상기 광도파로를 진행한 가시광을 검출하는 수광 소자를 포함하는 광센서 및 그를 구비하는 전자 장치가 개시되며, 자외선에 노출됨에 따라 조광물질에 의해 가시광에 대한 상기 광도파로의 투과율이 변화할 수 있다. 본 발명에 따른 광센서 및 그를 구비하는 전자 장치는 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 센서에 관한 것으로서, 예를 들면, 자외선 양을 검출할 수 있는 광센서에 관한 것이다.
파장이 400nm 이하인 자외선은 ISO 21348 규정에 따라 파장별로 여러 대역으로 나뉘는데, 태양광에 의해 지표면에 도달하는 자외선의 98% 이상이 UV-A영역의 자외선이다. UV-A영역의 자외선은 315nm-400nm의 파장을 가지며, 인체의 피부에 흑화 현상이나 피부 노화에 영향을 준다. 태양광에 의한 자외선 중 280nm-315nm의 파장은 UV-B영역의 자외선으로 규정된다. 태양광에 의해 지표면에 도달하는 자외선의 대략 2% 정도가 UV-B영역의 자외선이다. UV-B영역의 자외선은 인체에는 피부암이나 백내장, 홍반 현상 등 매우 심각한 영향을 준다. UV-B영역의 자외선은 오존층에 의해서 대부분 흡수되지만 최근에 오존층의 파괴에 의해 지표면에 도달하는 양과 지역이 증가하고 있어서 심각한 환경 문제로 대두되고 있다. UV-C영역의 자외선은 100nm-280nm의 파장을 가지며 대부분이 대기중에 흡수되어 지표면에 거의 도달하지 않지만, 남반구 등, 오존층이 얇아진 지역에서는 지표면까지 도달하기도 한다. 이러한 자외선이 인체에 미치는 영향을 정량화 한 것 중에 대표적인 것이 자외선의 파장별 세기에 가중치를 곱하여 적분한 것으로 정의된 자외선 지수(UV Index)이다.
대기 환경의 변화로 인해 일상 생활 속에서 자외선 노출이 증가하고 있으며, 레포츠(leisure sports) 등의 문화가 확산되면서 자외선에 노출되는 시간이 증가하고 있다. 자외선 지수는 대중에게 자외선 노출의 위험성을 알려 자외선에 과다한 노출을 방지할 수 있게 한다. 과다한 자외선 노출을 방지함으로써 대중은 건강한 삶을 영위하고 사회적으로 의료 비용의 증가를 억제할 수 있다.
자외선 지수의 산출을 위해서는 자외선 양을 검출할 수 있는 센서, 예를 들면, 광센서를 필요로 할 수 있다. 이러한 광센서로는 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 인듐 갈륨 질화물(InGaN), 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN) 등 무기물을 기반으로 하는 반도체형 자외선 센서를 예로 들 수 있다. 반도체형 자외선 센서는 밴드 갭(band gap) 등, 전기적 특성에 따라 특정 영역대 파장의 자외선을 측정하게 구성되지만, 다른 영역대 파장의 자외선을 측정하기 어렵다. 또한, 반도체형 자외선 센서는 입사각에 따라 측정 편차가 심하기 때문에 정확한 자외선 지수를 산출하는데 한계가 있다.
광센서에 광각 렌즈를 장착하여 입사각에 따른 측정 편차를 줄일 수 있다. 광각 렌즈를 부착함으로써 입사광의 굴절에 의해 입사각을 줄일 수 있기 때문이다. 광각 렌즈를 사용하여 굴절율이 클수록 입사각에 따른 상대 감도를 유지할 수 있으나, 렌즈 표면에서의 반사율이 증가하여 광센서로 입사하는 절대 광량이 감소할 수 있다. 또한, 광각 렌즈 장착으로 인해 광센서가 장착된 전자 장치, 예컨대, 자외선 지수 측정 장치의 크기가 커질 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예들은 입사각에 따른 광량 측정 편차, 예컨대 자외선 측정 편차를 줄일 수 있는 광센서 및 그를 구비하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 입사각에 따른 측정 편차를 줄이면서도 소형화가 용이한 광센서 및 그를 구비하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
이에, 본 발명의 실시예들에 따른 광센서는, 조광물질이 함유된 광도파로; 상기 광도파로에 가시광을 입사하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자로부터 출사되어 상기 광도파로를 진행한 가시광을 검출하는 수광 소자를 포함할 수 있으며,
자외선에 노출됨에 따라 조광물질에 의해 가시광에 대한 상기 광도파로의 투과율이 변화할 수 있다.
따라서 자외선에 노출된 양에 따라 상기 발광 소자로부터 출사되어 상기 수광 소자에 의해 검출되는 가시광의 양이 달라지며, 이를 통해 자외선 지수를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치는, 광을 투과하는 커버 부재; 상기 커버 부재에 형성된 광차단층; 상기 광차단층에 형성된 개구부; 및 상기 커버 부재의 내측에서 상기 개구부에 대응하게 배치되는 적어도 하나의 광도파로를 포함할 수 있으며,
상기 광도파로는 조광물질을 함유함으로써, 상기 개구부를 통해 자외선에 노출됨에 따라 가시광에 대한 투과율을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 광센서는 조광물질이 함유된 광도파로가 자외선 노출량에 따라 투과율을 변화시킴으로써, 자외선 지수를 용이하게 산출할 수 있다. 또한, 반도체형 자외선 센서와 달리 입사각에 따른 광량 측정 편차를 줄일 수 있으며, 소형화가 용이할 수 있다. 따라서 전자 장치, 예컨대, 이동통신 단말기 등에 탑재, 장착하는 것이 가능하다. 또한, 광센서가 복수의 광도파로를 포함한다면, 각각의 광도파로에 함유된 조광물질의 성분과 함량에 따라 서로 다른 파장 대역의 자외선 지수를 용이하게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들 중 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 부분적으로 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서에서, 광도파로의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 벤젠(benzene) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 스피로피레인(spiropyrane) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 아세트나이트릴(acetonitrile; CH3CN) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 광도파로에 함유되는 조광물질들의 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 19는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 다른 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 부분적으로 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서에서, 광도파로의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 벤젠(benzene) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 스피로피레인(spiropyrane) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 아세트나이트릴(acetonitrile; CH3CN) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 광도파로에 함유되는 조광물질들의 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 19는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 다른 구현 예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 그 순서는 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, "대략", "거의", "대체로", "실질적으로" 등의 용어는, 인용된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없으며, 허용오차, 측정 오류, 측정 정확성 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소들을 포함하는 편차 또는 변화, 특성이 제공하고자 하는 효과를 제외하지 않는 정도로 발생할 수 있다.
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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 전자 장치는 터치 패널을 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
전자 장치는 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 카메라에 의해 촬영된 영상 및/또는 센서부에 의해 검출된 위치 정보를 네트워크를 통해 서버로 전송할 수 있다. 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들 중 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들 중 하나에 따른 광센서(10)는, 기판(11) 상에 배치된 광도파로(13), 발광 소자(15) 및 수광 소자(17)를 구비할 수 있다.
상기 광도파로(13)는 일 방향으로 연장된 형상으로서, 광섬유로 이루어질 수 있으며, 조광물질(photochromic material)을 포함할 수 있다. '조광물질'이라 함은, 특정한 파장의 빛에 노출되면 파장별 흡광도가 변화하는 물질이다. 예를 들면, 조광물질은, 평상시에는 가시광선 영역의 흡광도가 낮아 투명한 상태이다가 자외선에 노출되면 가시광선 영역의 흡광도가 커져 불투명해지는 성질을 가질 수 있다. 이러한 조광물질은, 4-t-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane, AberchromeTM540, N-ethoxycinnamate-3', 3'-dimethylspiro(2H-5-nitro-1-benzopyran-2, 2'-indoline), Diarylethene, 1-phenoxyanthraquinone, 6-NO2BIPS, side-chainpolymerliquidcrystal(SPLC), bis-spiro[indoline-naphthoxazine](bis-SPO), spirooxazinemoietyanda2-methoxynaphthalenegroup(SPO-NPh), naphthoxazinespiroindoline(NOS), Spiropyran, 2'-ethylhexyl-4-methoxy-cinnamate, Heterocoerdianthroneendoperoxide(HECDPO), 1,2-dihetarylethenes 등의 화합물과 유도체 화합물, 은(Ag), 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I), 티타늄(Ti) 등을 함유할 수 있다. 유도체 화합물로는 Diarylethenes, Spiropyrans, Spirooxazines, Chromenes, Fulgides and fulgimides, Diarylethenes and related compounds, Spirodihydroindolizines, Azo compounds, Polycyclic aromatic compounds, Anils and related compounds, polycyclic quinones (periaryloxyquinones), Perimidinespirocyclohexadienones, Viologens, Triarylmethanes 계열의 화합물이 활용될 수 있다. 예컨대, 상기에서 나열한 화합물과 유도체의 결합 또는 TiO2, AgCl 중 적어도 하나를 포함하는 조광물질이 상기 광도파로에 함유될 수 있다. 일상 생활에서 볼 수 있는 제품 중에서도, 광량에 따라 변색되는 선글라스나 콘택트 렌즈에는 이러한 조광물질이 함유되어 있다.
상기 광도파로(13)는 조광물질을 함유함으로써, 자외선에 노출됨에 따라 가시광에 대한 투과율이 변화될 수 있다. 조광물질의 성분과 함량에 따라, 상기 광도파로(13)에 조사됐을 때 변색되는 자외선의 파장 대역이 서로 다를 수 있다. 또한, 자외선 노출량에 따라 가시광에 대한 상기 광도파로(13)의 투과율은 달라질 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 가시광을 출사하여 상기 광도파로(13)로 입사시키는 소자로서, 상기 광도파로(13)의 일단에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(15)는 레이저 다이오드(laser diode; LD), 표면 발광 레이저 다이오드(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL), 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 포함할 수 있다. 도 1에서 상기 발광 소자(15)는 상기 기판(11) 상에서 상기 광도파로(13)와 거의 동일한 높이에 배치되므로, 측면 발광 다이오드로 이루어질 수 있다. 상기 발광 소자(15)에 의해 입사된 가시광은 상기 광도파로(13)를 진행하게 된다.
상기 수광 소자(17)는 상기 발광 소자(15)로부터 출사되어 상기 광도파로(13)를 진행한 가시광을 검출하기 위한 것으로서, 상기 광도파로(13)의 타단에 배치될 수 있다. 상기 수광 소자(17)는 포토 다이오드(photo diode; PD)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(15)에 의한 가시광의 출력은 거의 일정하게 유지되지만, 가시광에 대한 상기 광도파로(13)의 투과율에 따라 상기 수광 소자(15)에서 검출되는 가시광의 양이 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 광도파로(13)가 자외선에 노출된다면, 가시광에 대한 상기 광도파로(13)의 투과율은 낮아지고, 상기 수광 소자(17)로부터 검출되는 가시광의 양이 낮아질 수 있다. 자외선 지수를 산출하고자 하는 시점에서, 상기 수광 소자(17)에서 검출되는 가시광의 양으로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다. 예컨대, 자외선 지수가 낮은 환경이라면, 가시광에 대한 상기 광도파로(13)의 투과율이 높아져, 상기 수광 소자(17)는 상기 발광 소자(15)로부터 출사된 가시광의 대부분, 예를 들면, 90% 이상을 검출할 수 있다. 반면에, 자외선 지수가 높은 환경이라면, 가시광에 대한 상기 광도파로(13)의 투과율이 낮아지면서, 상기 수광 소자(17)로부터 검출되는 가시광의 양이 적어질 수 있다. 따라서 상기 수광 소자(17)로부터 검출되는 가시광의 양으로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다.
상기 광센서(10)는 복수의 상기 광도파로(13), 발광 소자(15) 및 수광 소자(17)로 이루어질 수 있다. 이때, 각각의 상기 광도파로(13)에 함유된 조광물질의 성분과 함량은 서로 다를 수 있다. 상기 광도파로(13)들에 함유된 조광물질의 성분과 함량이 다르다면, 각각의 상기 광도파로(13)는 서로 다른 파장의 자외선에 의해 가시광에 대한 투과율이 변화할 수 있다. 따라서 상기 광도파로(13)의 수에 따라 상기 광센서(10)는 서로 다른 복수의 파장 영역에서 각각의 자외선 지수를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다. 도 3과 도 4는 본 발명의 실시예들 중 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
본 실시예를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해될 수 있는 구성들에 대해서는 그 상세한 설명이 생략될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 조광물질의 성분, 발광 소자나 수광 소자의 종류에 대해서는 그 상세한 설명이 생략될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광센서(20)는 기판(21)의 일면에 형성된 광도파로 홈(29)을 포함하고, 광도파로(23)가 상기 광도파로 홈(29) 내에 형성될 수 있다. 상기 광센서(20)의 발광 소자(25)와 수광 소자(27)는 각각 상기 기판(21)의 일면 상에 장착될 수 있다. 상기 기판(21) 상에서 상기 광도파로 홈(29)은 복수로 제공될 수 있으며, 각각의 광도파로 홈(29)에 형성되는 광도파로(23)는 서로 다른 성분 또는 함량의 조광물질을 함유할 수 있다.
상기 광도파로(23)는 양단에 각각 입광면(23a)과 출광면(23b)이 제공될 수 있다. 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)은 상기 광도파로(23)의 길이 방향, 예컨대, 도 3에서 수평 방향에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 본 실시예를 설명함에 있어, '입광면'과 '출광면'이라 칭하기는 하나, 반드시 상기 입광면(23a)을 통해 상기 광도파로(23)로 가시광이 입사하거나, 상기 출광면(23b)을 통해 상기 광도파로(23)로부터 가시광이 출사될 필요는 없다. 예컨대, 상기 광도파로(23)의 구조와 상기 발광 소자(25) 및 수광 소자(27)의 배치에 따라, 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 가시광을 반사할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)에 의해 가시광이 굴절되어 상기 광도파로(23)로 입사하거나 상기 광도파로(23)로부터 출사할 수 있다.
상기 발광 소자(25)와 수광 소자(27)는 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)에 인접하는 위치에서 각각의 광축이 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 도 3은, 가시광의 입사 또는 출사가 상기 광도파로(23)의 상면에서 이루어지며, 상기 입광면(23a)과 출광면(23b)에 의해 가시광이 반사되는 구조를 예시하고 있다. 이때, 상기 발광 소자(25)는 표면 발광 다이오드로 구성될 수 있다.
상기 발광 소자(25)로부터 출사된 가시광은 상기 광도파로(23)의 일단에서 상면을 통해 입사하여 상기 입광면(23a)에 의해 반사된 후, 상기 광도파로(23)를 진행할 수 있다. 가시광이 상기 광도파로(23)의 타단에 이르면, 상기 출광면(23b)이 가시광을 반사하여 상기 광도파로(23)의 상면으로 출사할 수 있다. 상기 수광 소자(27)는 상기 광도파로(23)의 타단에서 상기 광도파로(23)의 상면으로 출사하는 가시광을 검출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 광도파로(23)가 자외선에 노출되면, 함유된 조광물질의 성분과 함량 및 자외선의 파장에 따라 가시광에 대한 상기 광도파로(23)의 투과율이 변화할 수 있다. 가시광에 대한 상기 광도파로(23)의 투과율이 변화함에 따라 상기 수광 소자(27)로부터 검출되는 가시광의 양이 달라질 수 있다. 따라서 상기 수광 소자(27)로부터 검출되는 가시광의 양으로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 나타내는 사시도이다.
본 실시예를 설명함에 있어, 상기 전자 장치(100)는 이동통신 단말기를 예로 들어 설명하겠지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
예컨대, 전자 장치는, 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 또는 산업용 또는 가정용 로봇 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
도 5를 참조하면, 상기 전자 장치(100)는 하우징(101)의 전면에 설치된 디스플레이 장치(111), 키패드(113), 수화부(115)를 구비할 수 있다. 상기 디스플레이 장치(111)는 터치 패널이 통합된 터치스크린으로 이루어질 수 있다. 상기 키패드(113)는 상기 디스플레이 장치(111)의 하부에 위치되며, 홈 버튼, 메뉴 버튼, 및 뒤로 가기 버튼의 배열로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(101)의 측면에는 전원 키(17), 이어잭 소켓(19) 등이 배치될 수 있다. 상기 전원 키(17), 이어잭 소켓(19) 등의 위치는 전자 장치의 디자인에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자의 신체 접근 여부를 감지하는 근접 센서, 상기 디스플레이 장치(111)의 밝기를 자동으로 조절하기 위한 조도 센서(121), 상기 전자 장치(100)의 위치와 그 변화 등을 감지하는 지자기 센서/자이로 센서/GPS모듈 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 광센서(20)는 상기 근접 센서 또는 조도 센서(121)와 함께 상기 수화부(115)에 인접하게 설치될 수 있다.
이하에서, 상기 전자 장치(100)에 상기 광센서(20)가 설치된 구성에 대하여 도 6을 참조하여 더 상세하게 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서를 구비하는 전자 장치를 부분적으로 절개하여 나타내는 단면도이다.
상기 전자 장치(100)의 디스플레이 장치(111)는, 커버 부재(111a), 디스플레이 유닛(111b) 및 광차단층(111c)을 포함할 수 있다.
상기 커버 부재(111a)는 상기 디스플레이 유닛(111b)을 보호함과 아울러 상기 디스플레이 유닛(111b)을 통해 출력되는 화면을 투과시킬 수 있다. 따라서 상기 커버 부재(111a)는 투명한 재질, 예컨대, 투명 아크릴과 같은 합성 수지로 제작될 수 있으며, 유리 재질로 제작될 수도 있다. 상기 커버 부재(111a)에는 터치 패널을 통합되어 상기 디스플레이 장치(111)는 입력 장치로 활용될 수도 있다. 상기 커버 부재(111a)를 상기 하우징(101)에 결합함에 있어, 결합 구조물 등을 은폐할 수 있도록 상기 커버 부재(111a)의 가장자리에는 광차단층(111c)이 형성될 수 있다. 상기 광차단층(111c)은 색상을 가진 도료를 도포하여 형성할 수 있다. 상기 광차단층(111c)에는 상기 광센서(20)의 광도파로(23)가 노출될 수 있도록 개구부(111d)가 형성될 수 있다.
상기 광센서(20)는, 상기 광차단층(111d)에 마주보는 상태로 상기 기판(21)이 상기 커버 부재(111a)의 내측면에 배치될 수 있다. 상기 광도파로(23)는 상기 개구부(111d)에 대응하게 위치되며, 상기 발광 소자(25)와 수광 소자(27)는 상기 개구부(111d)의 외측에서 상기 광차단층(111c) 상에 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(25)로부터 출사된 가시광은 상기 입광면(23a)에 의해 반사 또는 굴절되어 상기 광도파로(23)를 진행할 수 있다.
상기 전자 장치(100)는 상기 광센서(20)를 통해 자외선 지수를 산출할 수 있으며, 산출된 자외선 지수를 상기 디스플레이 장치(111)를 통해 출력할 수 있다. 상기 전자 장치(100)에 탑재된 어플리케이션에 따라서는 산출된 자외선 지수를 서비스 업자에게 송신하고, 서비스 업자는 수신된 자외선 지수를 종합하여 자외선 지수를 포함하는 각종 생활 정보 등을 사용자에게 제공할 수 있다. 어플리케이션에 따라서는 그 자체에 저장된 정보와 현재 시점에서 산출된 자외선 지수에 따라 상기 전자 장치(100)를 통해 사용자에게 각종 생활 정보를 출력할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서에서, 광도파로의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 조광물질을 함유하는 광도파로는 투명한 상태(transparent)에서 자외선에 노출되면 불투명한 상태(opaque)로 변화하며, 불투명한 상태에서 가시광 또는 열에 노출되면 다시 투명한 상태로 변화할 수 있다. 도 8을 참조하면, 상기와 같은 조광물질을 함유하는 광센서, 예컨대, 광도파로는 투명한 상태에서 자외선에 대한 상대 흡광도(UA)가 높으면서 가시광선 영역의 빛에 대한 상대 흡광도는 낮을 수 있다. 이러한 조광물질은 자외선에 노출될 경우, 다른 파장의 빛, 예를 들면 가시광선 영역의 빛에 대한 상대 흡광도(VA)가 높아질 수 있다. 따라서 상기와 같은 조광물질을 함유하는 광도파로가 자외선에 노출되면 가시광선 영역의 빛에 대한 투과율이 낮아질 수 있다.
조광물질의 조성에 따른 상대 흡광도의 더 구체적인 예들이 도 9 내지 도 11을 통해 도시되어 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 벤젠(benzene) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
벤젠 계열 화합물로 이루어진 조광물질은 대략 400nm 파장의 자외선에 노출되어 대략 700nm 파장의 빛에 대한 상대 흡광도가 높아질 수 있다. 따라서 벤젠 계열의 화합물을 조광물질로 사용하여 UV-A 영역의 자외선 세기를 산출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 스피로피레인(spiropyrane) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
스피로피레인 계열 화합물로 이루어진 조광물질은 대략 260nm 파장의 자외선에 노출되어 대략 630nm 파장의 빛에 대한 상대 흡광도가 높아질 수 있다. 따라서 스피로피레인 계열의 화합물을 조광물질로 사용하여 200~300nm 파장을 가지는 MU-V 영역의 자외선 또는 UV-B 영역의 자외선 세기를 산출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 조광물질로서 아세트나이트릴(acetonitrile; CH3CN) 계열 화합물이 사용된 광센서의 상대 흡광도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
아세트나이트릴 계열 화합물로 이루어진 조광물질은 대략 370nm 파장의 자외선에 노출되어 대략 650nm 파장의 빛에 대한 상대 흡광도가 높아질 수 있다. 따라서 아세트나이트릴 계열의 화합물을 조광물질로 사용하여 UV-A 영역의 자외선 세기를 산출할 수 있다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 광센서의 광도파로에 함유되는 조광물질들의 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 bis-thien-3-yl-perfluorocyclopentene 화합물의 구조를, 도 13은 Spiro-mero 화합물의 구조를, 도 14는 Dithienylethene 화합물의 구조를, 도 15는 Azobenzene 화합물의 구조를, 도 16과 도 17은 Dithienylethene 화합물의 또 다른 구조를 각각 도시하고 있다.
상기와 같은 조광물질을 이루는 화합물에 결합하는 유도체 화합물에 따라 자외선 또는 가시광에 대한 상대 흡광도가 달라질 수 있다.
도 16에 도시된 Dithienylethene 화합물에 CH3 유도체 화합물이 결합한 조광물질은, 투명한 상태에서 352nm 파장의 자외선에 노출되면 662nm 파장의 빛에 대한 상대 흡광도가 높아질 수 있다.
도 17에 도시된 Dithienylethene 화합물에 결합하는 유도체 화합물(Rx)의 종류와, 그에 따른 상대 흡광도가 높은 빛의 파장이 다음의 [표 1]과 같이 측정되었다.
[표 1]에 나타낸 바와 같이, 조광물질을 이루는 화합물은 동일하다 하더라도 유도체 화합물의 종류에 따라 상대 흡광도가 높은 파장이 서로 다를 수 있다. 따라서 조성이 서로 다른 조광물질이 각각 함유된 복수의 광도파로가 배치된 광센서를 배치하면, 서로 다른 복수의 파장 대역에서 각각 자외선 세기를 산출할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서를 나타내는 구성도이다. 도 19는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18과 도 19를 참조하면, 상기 광센서(30)는, 기판(31)의 일면에 발광 소자(35)와 수광 소자(37)가 각각 장착되며, 광도파로(33)가 상기 기판(31)의 일면에 돌출하게 형성될 수 있다. 상기 발광 소자(35)와 수광 소자(37)는 상기 광도파로(33) 내에 각각 배치될 수 있다. 상기 광도파로(33)는 조광물질, 예컨대, 빛에 노출되어 색상이 변화하는 물질을 함유할 수 있다. 이러한 조광물질은 그 조성에 따라 각기 다른 파장의 빛에 의해 색상이 변화될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 자외선에 색상이 변화하는 조광물질이 상기 광도파로(33)에 함유될 수 있다. 조광물질이 자외선에 노출됨에 따라 상기 광도파로(33)는 그 색상이 변화하면서 가시광에 대한 투과율(또는, 흡광도)이 변화할 수 있다. 상기 발광 소자(35)는 상기 광도파로(33)의 내부로 가시광을 출사하며, 상기 수광 소자(37)는 상기 발광 소자(35)로부터 출사된 가시광을 검출할 수 있다. 상기 광도파로(33)의 가시광에 대한 투과율이 변화된다면, 상기 수광 소자(37)로부터 검출되는 가시광의 양이 달라지며, 이를 통해 상기 광센서(30)는 자외선 지수를 산출할 수 있다.
상기 광센서(30)는 상기 광도파로(33)의 표면에 형성된 차광막(39a)을 더 포함할 수 있다. 상기 차광막(39a)은 외부로부터 상기 수광 소자(37)로 입사되는 다른 빛, 예컨대, 가시광을 차단할 수 있다. 아울러, 상기 차광막(39a)은 상기 발광 소자(35)로부터 출사된 빛을 반사하여 상기 광도파로(33)의 내부로 진행하게 할 수 있다. 예컨대, 상기 차광막(39a)은 외부의 광이 상기 광도파로(33)로 입사하는 것은 차단하면서, 상기 발광 소자(35)로부터 출사된 광을 상기 광도파로(33) 내부에서 진행하도록 할 수 있다. 다만, 상기 광센서(30)는 상기 차광막(39a)의 적어도 일부분을 제거하여 형성된 개구부(39b)를 포함함으로써, 상기 광도파로(33)의 일부분을 외부로 노출시킬 수 있다. 상기 개구부(39b)를 통해 상기 차광막(39a) 외부의 빛(예: 자외선)이 상기 광도파로(33)의 일부분에 조사되어 상기 광도파로(33)에 함유된 조광물질을 변색시킬 수 있다. 상기 개구부(39b)를 통해 상기 광도파로(33)로 입사한 외부의 빛이 상기 수광 소자(37)에 도달하지 않도록 상기 개구부(39b)의 위치가 적절하게 설정될 수 있다.
상기 개구부(39b)를 통해 상기 광도파로(33)로 입사한 빛은 조광물질을 변색시켜 상기 광도파로(33)의 일부분(P)은 가시광에 대한 투과율이 변화할 수 있다. 상기 광도파로(33)의 일부분(P)의 가시광에 대한 투과율이 변화함에 따라, 상기 발광 소자(35)로부터 출사되어 상기 수광 소자(37)에서 감지되는 가시광의 양이 변화되고, 상기 광센서(30)는 상기 수광 소자(37)에서 감지되는 가시광의 변화로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 도면이다. 도 21은 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 구현 예를 나타내는 단면도이다.
도 20과 도 21을 참조하면, 상기 광센서(40)는 기판(41)의 일면에 돌출하게 형성된 광도파로(43)를 포함하고, 발광 소자(45)와 수광 소자(47)가 상기 광도파로(43)의 내부에서 서로 대응하게 장착될 수 있다. 상기 광센서(40)는 차광막의 기능을 제공하는 커버 부재(49a)를 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(49a)는 상기 기판(41)의 일면에서 상기 광도파로(43)의 적어도 일부분을 감싸게 장착될 수 있다. 예컨대, 상기 커버 부재(49a)는 상기 광도파로(43)의 둘레를 감싸게 장착되며 그 상단은 개구부로 이루어질 수 있다. 상기 커버 부재(49a)의 개방된 상단에는 필터(49b)가 장착될 수 있다. 상기 필터(49b)는 자외선은 투과시키면서 가시광을 반사시킬 수 있다. 예컨대, 외부의 가시광은 상기 필터(49b)에 의해 반사되어 상기 광도파로(43)로 입사할 수 없고, 상기 광도파로(43)에 함유된 조광물질을 변색시키는 파장의 빛(예: 자외선)을 투과시킬 수 있다. 상기 발광 소자(45)에 의해 출사되어 상기 광도파로(43)의 내부에서 진행하는 가시광 또한 상기 필터(49b)에 의해 반사되어 상기 수광 소자(47)로 입사할 수 있다. 이와 같이, 선행 실시예의 차광막과 개구부는 본 실시예의 상기 커버 부재(49a)와 필터(49b)로 구현될 수 있다.
상기 필터(49b)를 투과하여 상기 광도파로(43)로 입사한 빛(예: 자외선)은 조광물질을 변색시켜 상기 광도파로(43)의 적어도 일부분(P)의 가시광에 대한 투과율을 변화시킬 수 있다. 상기 광센서(40)는 가시광에 대한 상기 광도파로(43)의 투과율 변화로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다. 상기 필터(49b)는, 상기 광도파로(43)에 함유된 조광물질을 변색시키는 파장의 빛(예: 자외선)을 투과시키고, 다른 파장의 빛은 상기 커버 부재(49a)와 필터(49b)에 의해 차단될 수 있다. 따라서 상기 수광 소자(47)는 외부의 환경에 영향을 받지 않고 상기 발광 소자(45)로부터 출사된 빛(예: 가시광)을 검출할 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 광센서의 다른 구현 예를 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 광센서(50)는 선행 실시예의 광센서(40)와 유사하면서, 하나의 기판에 복수의 광도파로를 배치한 점에서 차이가 있다. 따라서 본 실시예에 따른 광센서를 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고, 그 상세한 설명 또한 생략할 수 있음에 유의한다.
도 22를 참조하면, 상기 광센서(50)는, 기판(41)의 일면에 적어도 하나, 예를 들면, 한 쌍의 광도파로(43)들이 서로 나란하게 배치될 수 있다. 각각의 상기 광도파로(43)는 발광 소자(45)와 수광 소자(47)를 수용하고 있으며, 커버 부재(49a)에 의해 서로 격리될 수 있다. 상기 커버 부재(49a)는 상기 광도파로(43)들을 각각 수용하면서 상기 광도파로(43)들을 서로에 대하여 분리시킬 수 있다. 상기 커버 부재(49a)의 상단에는 필터(49b)가 결합하여 각각의 상기 광도파로(43)들에 함유된 조광물질을 변색시키는 파장의 빛(예: 자외선)만 투과시킬 수 있다. 예컨대, 상기 필터(49b)는 가시광이나 적외선을 차단하거나 반사하고, 자외선만 투과시킬 수 있다. 각각의 상기 발광 소자(45)로부터 출사된 가시광은 상기 커버 부재(49a)와 필터(49b)에 의해 차단 또는 반사되어 각각이 배치된 상기 광도파로(43)의 내부에서 진행하면서 상기 수광 소자(47)에 의해 검출될 수 있다.
각각의 상기 광도파로(43)에 함유된 조광물질의 조성은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 상기 광도파로(43)들 중 하나에는 UV-A 영역의 자외선에 의해 변색되는 조광물질이 함유되어 있다면, 다른 하나에는 UV-B 영역의 자외선에 의해 변색되는 조광물질이 함유되어 있을 수 있다. 예컨대, 본 실시예에 따른 광센서(50)는 서로 다른 복수의 파장 영역의 자외선 지수를 각각 산출할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
예컨대, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 광센서 자체에 발광 소자가 탑재된 구성이 예시되지만, 조도 센서가 설치된 전자 장치에 탑재된다면, 광센서에 발광 소자가 반드시 설치될 필요는 없다. 예를 들어, 조도 센서와 광센서의 수광 소자는 모두 태양광에 의한 가시광을 검출할 수 있다. 다만, 수광 소자는 조광물질이 함유된 광도파로를 투과하는 가시광(태양광에 의한 가시광)을 검출할 수 있다. 따라서 조도 센서에서 검출된 가시광의 양과 수광 소자로부터 검출된 가시광의 양을 비교하여 광도파로의 투과율을 산출할 수 있으며, 광도파로의 투과율로부터 자외선 지수를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 광센서는 디스플레이 장치의 일측에서 광차단층 상에 배치된 구성이 예시되고 있지만, 전자 장치의 측면이나 배면에 설치될 수도 있다.
10, 20: 광센서 11, 21: 기판
13, 23: 광도파로 15, 25: 발광 소자
17: 27: 수광소자 100: 전자 장치
13, 23: 광도파로 15, 25: 발광 소자
17: 27: 수광소자 100: 전자 장치
Claims (22)
- 광센서에 있어서,
조광물질이 함유된 광도파로;
상기 광도파로에 가시광을 입사하는 발광 소자;
상기 발광 소자로부터 출사되어 상기 광도파로를 진행한 가시광을 검출하는 수광 소자;
상기 발광 소자와 상기 수광 소자가 일면에서 배치된 기판으로서, 상기 광도파로가 상기 기판의 일면에 돌출하게 형성되며, 상기 발광 소자와 상기 수광 소자가 상기 광도파로 내에 각각 배치된 상기 기판;
상기 광도파로의 표면에 형성되어 외부로부터 상기 수광 소자로 입사되는 가시광을 차단하는 차광막을 포함하고,
상기 차광막의 적어도 일부분이 제거되어 상기 광도파로를 외부로 노출시키며,
상기 차광막의 제거된 부분을 통해 자외선에 노출됨에 따라 조광물질에 의해 가시광에 대한 상기 광도파로의 투과율이 변화하고,
상기 발광 소자로부터 출사된 가시광은 상기 광도파로를 진행하면서 상기 차광막에 의해 반사되어 상기 수광 소자로 입사하는 광센서.
- 제1 항에 있어서, 상기 조광물질은,
Diarylethenes, Spiropyrans, Spirooxazines, Chromenes, Fulgides and fulgimides, Diarylethenes and related compounds, Spirodihydroindolizines, Azo compounds, Polycyclic aromatic compounds, Anils and related compounds, polycyclic quinones (periaryloxyquinones), Perimidinespirocyclohexadienones, Viologens, Triarylmethanes 계열의 유도체 화합물을 포함하는 광센서.
- 제1 항에 있어서, 상기 조광물질은,
4-t-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane, AberchromeTM540, N-ethoxycinnamate-3', 3'-dimethylspiro(2H-5-nitro-1-benzopyran-2, 2'-indoline), Diarylethene, 1-phenoxyanthraquinone, 6-NO2BIPS, side-chainpolymerliquidcrystal(SPLC), bis-spiro[indoline-naphthoxazine](bis-SPO), spirooxazinemoietyanda2-methoxynaphthalenegroup(SPO-NPh), naphthoxazinespiroindoline(NOS), Spiropyran, 2'-ethylhexyl-4-methoxy-cinnamate, Heterocoerdianthroneendoperoxide(HECDPO), 1,2-dihetarylethenes 중 적어도 하나를 포함하는 광센서.
- 제1 항에 있어서, 상기 조광물질은 TiO2과 AgCl 중 적어도 하나를 포함하는 광센서.
- 제1 항에 있어서, 상기 발광 소자는, 레이저 다이오드(laser diode; LD), 표면 발광 레이저 다이오드(vertical cavity surface emitting laser; VCSEL), 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 포함하는 광센서.
- 제1 항에 있어서, 상기 수광 소자는 포토 다이오드(photo diode; PD)를 포함하는 광센서.
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- 광센서에 있어서,
조광물질이 함유된 광도파로;
상기 광도파로에 가시광을 입사하는 발광 소자;
상기 발광 소자로부터 출사되어 상기 광도파로를 진행한 가시광을 검출하는 수광 소자;
상기 발광 소자와 수광 소자가 일면에서 배치된 기판으로서, 상기 광도파로가 상기 기판의 일면에 돌출하게 형성되며, 상기 발광 소자와 상기 수광 소자가 상기 광도파로 내에 각각 배치된 상기 기판;
적어도 상기 광도파로의 둘레를 감싸게 배치된 커버 부재;
상기 커버 부재의 상단에 형성되어 상기 광도파로를 외부로 노출시키는 개구부; 및
상기 개구부에 장착되는 필터를 포함하고,
상기 커버 부재는 외부로부터 상기 수광 소자로 입사되는 가시광을 차단하고,
상기 필터는 상기 광도파로에 함유된 조광물질을 변색시키는 파장의 자외선을 투과시키고 다른 파장의 빛을 차단하고,
상기 필터를 투과한 자외선에 노출됨에 따라 조광물질에 의해 가시광에 대한 상기 광도파로의 투과율이 변화하고,
상기 발광 소자로부터 출사된 가시광은 상기 광도파로를 진행하면서 상기 필터에 의해 반사되어 상기 수광 소자로 입사하는 광센서.
- 제14 항에 있어서, 복수의 상기 발광 소자와, 복수의 상기 수광 소자가 상기 커버 부재의 내부에 각각 서로 대응하게 배치된 광센서.
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- 전자 장치에 있어서,
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 광센서를 포함하는 전자 장치. - 삭제
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