KR20120059819A - Optical field sensor module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광응용 센서 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor module, and more particularly to an optical application sensor module.
광응용 센서 모듈은 광원을 활용하여 물질의 특성을 측정할 때 사용하는 장치이다. 이때, 광응용 센서 모듈은 기본적으로 광을 분사하는 발광소자와 샘플로부터 반사되는 형광을 측정하거나 샘플로부터 흡수되는 흡광을 측정하여 샘플의 상태를 측정할 수 있다.Optical application sensor module is a device used to measure the properties of a material by using a light source. In this case, the photo-application sensor module can basically measure the state of the sample by measuring the light emitting element for emitting light and the fluorescence reflected from the sample or by measuring the absorption absorbed from the sample.
이때, 광응용 센서 모듈은 발광소자의 앞쪽에 배치되는 제 1 랜즈를 통하여 광을 굴절시키고, 익사이테이션 필터(excitation filter)를 통하여 방출되는 광을 필터링하여 전달할 수 있다. In this case, the optical sensor module may be configured to refract light through the first lens disposed in front of the light emitting device, and to filter and transmit the light emitted through the excitation filter.
또한, 필터링된 광은 색선별거울(dichronic mirror)를 통하여 굴절시켜 샘플에 전다되도록 조절할 수 있다. 이때, 샘플과 색선별거울 사이에는 제 2 랜즈가 배치되어 굴절되는 광을 샘플에 전달할 수 있다. In addition, the filtered light can be adjusted to be transmitted to the sample by refracting through a dichroic mirror. In this case, a second lens may be disposed between the sample and the dichroic mirror to transmit the refracted light to the sample.
한편, 샘플에서 현광된 광은 샘플의 수직방향으로 전달될 때, 이미션 필터(emission filter)를 통과한 후 제 3 랜즈를 통과할 수 있다. 또한, 제 3 랜즈를 통과한 광은 공간필터(spatial filter)를 통과하여 최종적으로 센서에 전달되고, 센서에서 광의 특성을 측정함으로써 샘플의 상태를 정확하게 측정할 수 있다. On the other hand, the light reflected in the sample may pass through the emission filter and then pass through the third lens when transmitted in the vertical direction of the sample. In addition, the light passing through the third lens is passed through a spatial filter and finally transmitted to the sensor, and the state of the sample can be accurately measured by measuring the characteristics of the light in the sensor.
이때, 상기와 같이 구성 및 작동되는 광응용 센서 모듈의 경우 각종 장치들을 배치하기 위하여는 많은 공간이 필요하고, 각종 장치들을 구입하고 설치하는데 많은 시간과 비용이 소요된다. 특히 상기와 같은 광응용 센서는 부피가 커 사용자가 휴대하거나 이동하기가 불편하다. In this case, in the case of the optical application sensor module configured and operated as described above, a lot of space is required to arrange various devices, and a lot of time and cost are required to purchase and install various devices. In particular, such an optical application sensor is bulky and inconvenient for a user to carry or move.
본 발명의 실시예들은 휴대가 가편하도록 소형화된 광응용 센서 모듈을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide an optical application sensor module downsized to be portable.
본 발명의 일 측면은, 샘플로부터 소정간격 이격되어 배치되는 편광부와, 상기 편광부의 일면으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 수광부와, 상기 샘플에 광을 분사하도록 배치되는 발광부를 포함하는 광응용 센서 모듈을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical sensor module including a polarizer disposed at a predetermined distance from a sample, a light receiver disposed at a predetermined distance from one surface of the polarizer, and a light emitting unit disposed to inject light into the sample. Can be provided.
또한, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 발광부가 결합하여 고정되는 하우징을 더 포함할 수 있다.The light emitting unit may further include a housing to which the light emitting unit, the light receiving unit, and the light emitting unit are coupled and fixed.
또한, 상기 편광부는 편광렌즈일 수 있다. In addition, the polarizer may be a polarization lens.
또한, 상기 발광부는 상기 편광렌즈의 초점거리에 광을 분사할 수 있다.The light emitting part may emit light at a focal length of the polarizing lens.
또한, 상기 편광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 노이즈제거필터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a noise removing filter disposed between the polarizer and the light receiver.
또한, 상기 노이즈제거필터는 소정대역의 광만을 통과시키는 밴드패스필터일 수 있다.In addition, the noise removing filter may be a band pass filter that passes only light of a predetermined band.
또한, 상기 노이즈제거필터는 상기 발광부에서 분사되는 광이 통과하도록 홀이 형성될 수 있다.In addition, the noise removing filter may be formed to pass through the light emitted from the light emitting portion.
또한, 상기 발광부의 중심에 형성된 수직선과 상기 수광부의 중심에 형성된 수직선은 소정각도로 교차하도록 상기 발광부와 상기 수광부가 배치될 수 있다.The light emitting part and the light receiving part may be disposed such that a vertical line formed at the center of the light emitting part and a vertical line formed at the center of the light receiving part intersect at a predetermined angle.
또한, 상기 발광부는 상기 수광부 및 상기 편광부를 관통하여 상기 샘플로 광을 분사하도록 상기 수광부에 삽입되어 배치될 수 있다.The light emitting part may be inserted into the light receiving part so as to emit light to the sample through the light receiving part and the polarizing part.
또한, 상기 발광부는 복수개를 포함하고, 상기 복수개의 발광부는 상기 수광부의 중심에 형성된 수직선을 기준으로 서로 반대편에 배치될 수 있다. The light emitting units may include a plurality of light emitting units, and the plurality of light emitting units may be disposed opposite to each other based on a vertical line formed at the center of the light receiving unit.
본 발명의 실시예들은 광응용 센서 모듈을 제공함으로써 간편하고 휴대가 가능하도록 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 부품의 소형화를 통하여 광응용 센서 모듈의 소형화가 가능하고 생산단가를 낮출 수 있다.Embodiments of the present invention can be made to be simple and portable by providing a light application sensor module. In addition, embodiments of the present invention is possible to miniaturize the optical application sensor module through the miniaturization of components and to lower the production cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광응용 센서 모듈을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광응용 센서 모듈을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an optical sensor module according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating an optical sensor module according to another embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광응용 센서 모듈(100)을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an
도 1을 참고하면, 광응용 센서 모듈(100)은 샘플(S)로부터 소정간격 이격되어 배치되는 편광부(140)를 포함한다. 편광부(140)는 외부에서 소정각도로 입사되는 광 중에서 한 방향으로 반사되는 광만을 통과시킬 수 있다. Referring to FIG. 1, the optical
이때, 편광부(140)는 편광렌즈(미도시)일 수 있다. 편광부(140)는 상기 편광렌즈에 한정되지 않고 외부로부터 입사되는 광 중에서 한 방향으로 반사되는 광만을 통과시킬 수 있는 모든 장치를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 편광부(140)가 상기 편광렌즈인 경우를 중심으로 설명하기로 한다. In this case, the
한편, 광응용 센서 모듈(100)은 편광부(140)의 일면으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 수광부(120)를 포함한다. 수광부(120)는 외부로부터 입사되는 광의 세기, 파장 등을 측정하여 입사되는 광을 검출하는 모든 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 수광부(120)는 광센서(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 수광부(120)는 광다이오드(미도시)를 포함할 수 있다. On the other hand, the light
광응용 센서 모듈(100)은 샘플(S)에 광을 분사하도록 배치되는 발광부(150)를 포함한다. 발광부(150)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 발광부(150)는 LD(Laser diode), LED(Light emitting diode), 백색광원 중 하나를 포함할 수 있다. The
또한, 광응용 센서 모듈(100)은 편광부(140), 수광부(120), 발광부(150)가 결합하여 고정되는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 이때, 하우징(110)은 편광부(140) 및 수광부(120)가 내측에 배치되도록 형성되는 안착홈(113)을 포함할 수 있다. In addition, the
한편, 광응용 센서 모듈(100)은 편광부(140)와 수광부(120) 사이에 배치되는 노이즈제거필터(130)를 포함할 수 있다. 이때, 노이즈제거필터(130)는 소정대역의 광만을 통과시키는 밴드패스필터(미도시,Bandpass filter)일 수 있다. 이때, 사익 밴드패스필터는 소정대역의 파장을 갖는 광만을 통과시킴으로써 외부로부터 유입되는 노이즈를 제거할 수 있다. On the other hand, the
광응용 센서 모듈(100)은 수광부(120), 편광부(140), 노이즈제거필터(130), 발광부(150)가 결합하여 고정되는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 일부분인 소정각도를 형성하도록 굴곡지게 형성될 수 있다. The
이때, 하우징(110)은 수광부(120), 편광부(140), 노이즈제거필터(130)가 안착하는 안착부(111)를 포함할 수 있다. 안착부(111)는 수광부(120), 편광부(140), 노이즈제거필터(130)가 삽입되어 안착하도록 안착홈(113)이 형성될 수 있다. 또한, 안착부(111)는 샘플(S)과 평행하도록 형성될 수 있다. In this case, the
또한, 하우징(110)은 안착부(111)로부터 연장되어 형성되어 발광부(150)가 결합하는 지지부(112)를 포함할 수 있다. 지지부(112)는 안착부(111)로부터 소정각도를 형성하도록 결합할 수 있다. In addition, the
지지부(112)는 안착부(111)의 일측에 형성될 수 있다. 또한, 지지부(112)는 안착부(111)의 양측에 형성될 수 있다. 이때, 지지부(112)는 샘플(S) 쪽으로 굴곡지도록 지지부(112)에 결합할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 지지부(112)가 안착부(111)의 양측에 형성되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. The
한편, 광응용 센서 모듈(100)의 제조과정을 살펴보면, 수광부(120), 편광부(140), 노이즈제거필터(130)를 안착홈(113)에 삽입하여 하우징(110)에 고정시킨다. 또한, 발광부(150)를 지지부(112)에 결합시켜 고정시킨다. On the other hand, looking at the manufacturing process of the optical
이때, 발광부(150)는 단수개 또는 복수개를 하우징(110)에 설치할 수 있다. 하우징(110)에 발광부(150)를 복수개 설치하는 경우, 지지부(112)는 안착부(111)의 양측에 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 발광부(150)를 복수개 하우징(110)에 설치하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. At this time, the
각 발광부(150)는 각 지지부(112)에 안착하여 고정될 수 있다. 이때, 각 발광부(150)는 안착부(111)를 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 특히 각 발광부(150)는 수광부(120)의 중심에 형성되는 제 2 수직선(V2)으로부터 서로 반대방향에 배치될 수 있다. Each
또한, 각 발광부(150)는 수광부(120)의 수직선에 대해서 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 이때, 각 발광부(150)는 편광부(140)의 초점거리(C)에 광을 분사하도록 지지부(112)에 설치될 수 있다. 특히, 각 발광부(150)의 중심에 형성되는 제 1 수직선(V1)은 수광부(120)의 중심에 형성된 제 2 수직선(V2)과 서로 소정각도로 교차할 수 있다. In addition, the
한편, 광응용 센서 모듈(100)은 샘플(S)을 소정위치에 배치한 후, 각 발광부(150)에서 샘플(S)로 광을 분사할 수 있다. 이때, 샘플(S)은 상기에서 설명한 바와 같이 편광부(140)의 초점거리에 배치될 수 있다.On the other hand, the light
각 발광부(150)에서 분사된 광은 샘플(S)에 포함된 형광물질에 충돌하여, 상기 형광물질에서 반사되는 형광이 편광부(140)로 입사할 수 있다. 이때, 편광부(140)는 상기에서 설명한 바와 같이 특정 파장의 광만을 통과시킬 수 있다. Light emitted from each
편광부(140)를 통과한 형광은 노이즈제거필터(130)를 통과할 수 있다. 이때, 발광부(150)에서 분사되는 광의 일부가 편광부(140)를 통과한 형광과 함께 노이즈제거필터(130)로 입사될 수 있다. Fluorescence passing through the
노이즈제거필터(130)는 발광부(150)에서 분사되는 광의 일부를 차단할 수 있다. 이때, 노이즈제거필터(130)는 상기에서 설명한 바와 같이 특정영역의 광만을 투과시킴으로써 발광부(150)에서 분사되는 광의 일부를 차단할 수 있다. The
한편, 노이즈제거필터(130)를 통과한 형광은 수광부(120)에 입사되고, 수광부(120)는 형광의 특성을 측정하여 샘플(S)의 상태를 측정할 수 있다. On the other hand, the fluorescence passing through the
따라서 광응용 센서 모듈(100)은 효과적으로 샘플(S)의 상태를 정확하고 신속하게 측정할 수 있다. 또한, 광응용 센서 모듈(100)은 별도의 구성을 부가하지 않고, 수광부(120), 발광부(150), 편광부(140), 노이즈제거필터(130)를 포함하여, 구조가 간단하고 저비용으로 제작할 수 있다. Therefore, the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광응용 센서 모듈(200)을 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating an
도 2를 참고하면, 광응용 센서 모듈(200)은 수광부(220), 발광부(250), 편광부(240) 및 노이즈제거필터(230)를 포함할 수 있다. 이때, 수광부(220), 발광부(250), 편광부(240) 및 노이즈제거필터(230)는 상기 도 1의 수광부(120), 발광부(150), 편광부(140) 및 노이즈제거필터(130)와 유사하게 형성되므로 상기 도 1에서 설명한 바와 상이한 것을 중심으로 설명하기로 한다. Referring to FIG. 2, the light
한편, 수광부(220), 편광부(240), 노이즈제거필터(230)는 하우징(210)의 안착부(211)에 배치될 수 있다. 이때, 하우징(210)은 상기 도 1의 지지부(112)를 포함하지 않고 안착부(211)만을 구비할 수 있다. Meanwhile, the
발광부(250)는 수광부(220)에 삽입되어 배치될 수 있다. 이때, 발광부(250)는 수광부(220)의 중심으로부터 이때, 발광부(250)로부터 분사되는 광은 수광부(220)를 통과하도록 제 1 홀(221)이 형성될 수 있다. 또한, 노이즈제거필터(230)에는 수광부(220)를 통과한 광이 통과하도록 제 2홀(231)이 형성될 수 있다. The
한편, 광응용 센서 모듈(200)의 작동을 살펴보면, 작동이 시작될 때 발광부(250)에서 광이 분사될 수 있다. 발광부(250)에서 분사된 광은 제 1 홀(221)을 통과하여 노이즈제거필터(230)에 도달할 수 있다. On the other hand, looking at the operation of the
이때, 광은 제 2홀(231)을 통하여 편광부(240)로 전달된다. 또한, 광의 일부는 상기 도 1에서 설명한 바와 같이 노이즈제거필터(230)에 의하여 제거될 수 있다.In this case, the light is transmitted to the
한편, 편광부(240)를 통과한 광은 직진하여 샘플(S)에 도달할 수 있다. 이때, 상기에서 설명한 바와 같이 광은 상기 형광물질에 충돌하여 형광을 방출할 수 있다. On the other hand, the light passing through the
외부로 방출된 형광은 다시 편광부(240)를 통하여 특정 방향의 광만을 통과시킴으로써 편광부(240)를 통과한 형광이 노이즈제거필터(230)에 수직하게 입사될 수 있다. Since the fluorescence emitted to the outside passes only the light in a specific direction through the
이때, 노이즈제거필터(230)는 형광과 샘플(S)로부터 반사되는 광의 일부가 입사되면, 반사되는 광의 일부를 제거할 수 있다. 광의 일부가 제거된 형광은 노이즈제거필터(230)를 통과하여 수광부(220)로 입사될 수 있다. 이때, 수광부(220)는 통과된 형광을 측정하여 샘플(S)의 특성 및 상태를 측정할 수 있다. In this case, when the fluorescence and a part of the light reflected from the sample S are incident, the
따라서 광응용 센서 모듈(200)은 수광부(220), 발광부(250), 편광부(240), 노이즈제거필터(230)를 통하여 간편하고 휴대 가능하도록 소형화가 가능하다. 또한, 광응용 센서 모듈(200)은 상기와 같은 과정을 통하여 정확하고 정밀한 측정이 가능하다. Therefore, the
이상, 본 특허의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 특허의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 특허를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 특허의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As mentioned above, although the embodiment of this patent was described, the person of ordinary skill in the pertinent art can add, change, delete, add, etc. a component within the range which does not deviate from the idea of this patent described in a claim. The present patent may be modified and modified in various ways, which will also be included within the scope of the present patent.
100, 200 : 광응용 센서 모듈
110, 210 : 하우징
120, 220 : 수광부
130, 230 : 노이즈제거필터
140, 240 : 편광부
150, 250 : 수광부100, 200: Optical application sensor module
110, 210: Housing
120, 220: light receiver
130, 230: noise reduction filter
140, 240: polarizer
150, 250: light receiver
Claims (8)
상기 편광부의 일면으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 수광부와,
상기 샘플에 광을 분사하도록 배치되는 발광부를 포함하는 광응용 센서 모듈.A polarizer disposed at a predetermined interval from the sample;
A light receiving unit spaced apart from one surface of the polarizer by a predetermined distance;
And a light emitting part arranged to inject light onto the sample.
상기 편광부는 편광렌즈인 광응용 센서 모듈.The method according to claim 1,
The polarizing unit is a light application sensor module polarized lenses.
상기 발광부는 상기 편광렌즈의 초점거리에 광을 분사하는 광응용 센서 모듈.The method according to claim 2,
The light emitting unit is a light application sensor module for emitting light to the focal length of the polarizing lens.
상기 편광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 노이즈제거필터를 더 포함하는 광응용 센서 모듈.The method according to claim 1,
And a noise removing filter disposed between the polarizer and the light receiver.
상기 노이즈제거필터는 소정대역의 광만을 통과시키는 밴드패스필터인 광응용 센서 모듈.The method of claim 4,
The noise removing filter is a band pass filter for passing only light of a predetermined band.
상기 발광부의 중심에 형성된 제 1 수직선과 상기 수광부의 중심에 형성된 제 2 수직선은 소정각도로 교차하도록 상기 발광부와 상기 수광부가 배치되는 광응용 센서 모듈.The method according to claim 1,
And a first vertical line formed at the center of the light emitting unit and a second vertical line formed at the center of the light receiving unit such that the light emitting unit and the light receiving unit are disposed to cross at a predetermined angle.
상기 발광부는 상기 수광부 및 상기 편광부를 관통하여 상기 샘플로 광을 분사하도록 상기 수광부에 삽입되어 배치되는 광응용 센서 모듈.The method according to any one of claims 1 to 6,
And the light emitting part is inserted into the light receiving part so as to emit light through the light receiving part and the polarizing part to the sample.
상기 발광부는 복수개를 포함하고,
상기 복수개의 발광부는 상기 수광부의 중심에 형성된 제 2 수직선을 기준으로 서로 반대편에 배치되는 광응용 센서 모듈.The method according to claim 1,
The light emitting unit includes a plurality,
And the plurality of light emitting parts are disposed opposite to each other based on a second vertical line formed at the center of the light receiving part.
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