KR20150090469A - Multi channel photo sensor - Google Patents

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KR20150090469A
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최용선
한득수
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광전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a multi-channel photo sensor, and more specifically, to an optical structure of a new multi-channel photo sensor capable of simultaneously detecting two objects by using a Porro prism capable of changing an optical path at 180 degrees and a sensing method. The multi-channel photo sensor comprises: one light emitting element; one light collecting element installed and spaced from the light emitting element; and a reflecting member installed opposite to the light emitting element and the light collecting element, totally reflecting light, which enters from the light emitting element, in a first refraction surface, and totally reflecting the light, which is totally reflected in the first refraction surface, in a second refraction surface. A first channel for detecting one object is formed in the space between the light emitting element and the reflecting member, and a second channel for detecting the other object is formed in the space between the reflecting member and the light collecting element.

Description

다채널 광센서{MULTI CHANNEL PHOTO SENSOR}[0002] MULTI CHANNEL PHOTO SENSOR [0003]

본 발명은 다채널 광센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개의 물체를 동시에 감지할 수 있는 새로운 다채널 광센서에 관한 것으로서, 광경로를 180°바꿀수 있는 포로 프리즘(Porro Prism)을 이용하여 동시간에 두 물체를 감지할 수 있는 광센서의 광학적 구조 및 센싱 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel optical sensor, and more particularly, to a new multi-channel optical sensor capable of sensing two objects at the same time. The multi-channel optical sensor includes a prism To an optical structure and a sensing method of an optical sensor capable of sensing two objects at a time.

발광소자로부터 광을 발광하고 발광된 광을 수광 소자를 이용해서 수광하도록 구성하고, 광경로 상에 물체의 존부를 확인할 수 있는 광센서, 일 예로 포토인터럽터와 같은 광센서가 사용되고 있다. An optical sensor such as a photo interrupter is used which is configured to emit light from the light emitting element and to receive the light emitted by the light receiving element and to confirm presence or absence of an object on the optical path.

광전자 주식회사에 허여된 대한민국 특허 제995913호에서는 포토 인터럽터와 그 제조 방법이 개시되어 있다. 포토 인터럽터는 전극이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 상면에 부착된 발광칩과, 상기 발광칩에 대응되도록 마주보는 위치의 상기 인쇄회로 기판의 상면에 부착된 수광칩과, 상기 발광칩과 수광칩을 투명한 수지로 몰딩하여 형성되며, 상기 발광칩과 수광칩의 수직방향으로 상부에 각각 반사면을 형성하여 상기 발광칩으로부터 방출하여 나온 빛이 상기 수광칩에 입사될 수 있도록 하는 1차 몰딩부와, 상기 1차 몰딩부를 감싸도록 불투명한 수지로 몰딩하여 형성되며, 상기 발광칩의 상부에 형성된 반사면과 상기 수광칩의 상부에 형성된 반사면이 마주하는 위치에 각각 슬릿이 형성되는 2차 몰딩부를 포함하여 이루어진다. Korean Patent No. 995913 issued to Optoelectronics Co., Ltd. discloses a photointerrupter and a manufacturing method thereof. The photointerrupter includes a printed circuit board on which an electrode is formed, a light emitting chip attached to an upper surface of the printed circuit board, a light receiving chip attached to an upper surface of the printed circuit board facing the light emitting chip, And a light receiving chip, which is formed by molding with a transparent resin, and each of the light emitting chip and the light receiving chip has a reflecting surface at an upper portion in a direction perpendicular to the light receiving chip so that light emitted from the light emitting chip can be incident on the light receiving chip And a slit is formed at a position where a reflection surface formed on an upper portion of the light-emitting chip faces the reflection surface, wherein the light-emitting chip is formed by molding with opaque resin so as to surround the primary molding portion And a car molding unit.

종래 이러한 광센서는 발광 소자와 수광 소자 사이에 하나의 광 경로만 존재하여 하나의 물체만을 감지할 수 있다. In such a conventional optical sensor, only one optical path exists between the light emitting element and the light receiving element so that only one object can be detected.

이에 따라서, 동시에 2개 이상의 물체를 감시할 수 있는 새로운 광센서에 대한 요구가 계속되고 있다. Accordingly, there is a continuing need for a new optical sensor capable of monitoring two or more objects at the same time.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다채널 광센서를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a multi-channel optical sensor.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다채널 광센서를 이용하여 각 채널에서 각각물체를 감지할 수 있는 센싱 방법을 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a sensing method capable of sensing an object in each channel using a multi-channel optical sensor.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 다채널 광센서는In order to solve the above problems, a multi-channel optical sensor according to the present invention includes:

하나의 발광 소자; One light emitting element;

상기 발광 소자와 이격되어 설치되는 하나의 수광소자; 및A light receiving element disposed apart from the light emitting element; And

상기 발광 소자 및 수광 소자에 대향하여 설치되고, 상기 발광 소자에서 입사된 광을 제1 굴절면에서 전반사하고, 상기 제1 굴절면에서 전반사된 광을 제2 굴절면으로 전반사 하는 반사부재를 포함하고, And a reflective member provided to face the light emitting element and the light receiving element to totally reflect the light incident from the light emitting element on the first refracting surface and totally reflect the light totally reflected on the first refracting surface to the second refracting surface,

상기 발광 소자와 반사부재 사이에 물체를 감지하는 제1 채널이 형성되고, 상기 반사부재와 수광 소자 사이에 다른 물체를 감지하는 제2 채널이 형성되는 것을 특징으로 한다.A first channel for sensing an object is formed between the light emitting device and the reflective member and a second channel for sensing another object between the reflective member and the light receiving device.

본 발명에 있어서, 상기 발광 소자와 수광 소자는 인접하여 나란히 배치되어, 발광소자의 광축과 수광 소자의 광축이 실질적으로 평행하게 형성된다.In the present invention, the light emitting element and the light receiving element are arranged adjacent to each other, and the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element are formed substantially parallel.

본 발명에 있어서, 상기 반사부재는 2개 이상의 전반사면을 가지는 프리즘 부재이며, 바람직하게는 광이 출입하는 출입면과 출입면으로 입사되는 광을 전반사하는 제1 굴절면과 제1 굴절면에서 굴절된 광을 전반사하는 제2 굴절면이 삼각형을 이루는 포로 프리즘이다. In the present invention, the reflecting member is a prism member having two or more total reflection surfaces, preferably a first refracting surface for totally reflecting the light incident on the entrance and exit surfaces for entering and exiting the light, and a second refracting surface for refracting the light refracted at the first refracting surface Is a triangular prism.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 포로프리즘의 출입면에서 발광 소자로부터 광이 입사하는 출입부에는 광의 일부만을 투과시키는 슬릿 부재가 형성된다. 상기 슬릿은 직사각형 또는 원형 등의 형태를 가질 수 있다. In the embodiment of the present invention, a slit member for transmitting only a part of light is formed on the entrance and exit of the prism prism on which light is incident from the light emitting element. The slit may have a shape such as a rectangle or a circle.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 발광 소자와 반사 부재의 사이에는 발광 소자에서 방출되는 광이 평행성을 높이기 위한 평행 렌즈가 설치된다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 평행 렌즈부재는 LED 칩의 광축상에 존재하는 볼록렌즈로 이루어진다. 상기 볼록 렌즈는 상기 LED칩이 볼록 렌즈의 초점에 위치하도록 초점거리 이상으로 이격되며, 바람직하게는 초점거리에서 초점거리의 2배에 이르는 이격 거리를 가진다. In the practice of the present invention, a parallel lens is provided between the light emitting element and the reflecting member for enhancing the parallelism of the light emitted from the light emitting element. In a preferred embodiment of the present invention, the parallel lens member is formed of a convex lens existing on the optical axis of the LED chip. The convex lens is spaced apart from the focal distance such that the LED chip is located at the focal point of the convex lens, and preferably has a distance of two times the focal length at the focal distance.

본 발명은 일 측면에서, 본 발명에 따른 다채널 광센서를 이용하여 2 이상의 채널에서 물체를 감지하는 방법을 제공한다. 본원 발명의 다채널 광센서는 발광소자와 반사부재 사이에 형성된 제1 채널 사이로 물체가 통과할 경우 수광소자에 광의 입사가 중단되어 이를 감지하게 되며, 또한 반사부재와 수광소자 사이에 형성된 제2 채널 사이로 물건이 통과할 경우에도 수광소자에 광의 입사가 중단되어 이를 감지하게 된다. In one aspect, the present invention provides a method for detecting an object in two or more channels using a multi-channel optical sensor according to the present invention. In the multi-channel optical sensor of the present invention, when an object passes through the first channel formed between the light emitting element and the reflecting member, the light is stopped from being incident on the light receiving element, and the second channel is formed between the reflecting member and the light receiving element. Even if the object passes through the light receiving element, the light is stopped from being incident on the light receiving element.

본 발명에 따른 광센서는 한 쌍의 발광 소자와 수광 소자를 이용해서 두 의 물체를 감지할 수 있다. 이에 따라, 동일한 수의 물체를 감지하는데 사용되는 광센서의 수가 절감되어, 전체적인 장치비의 절감과 함께 광센서의 설치에 필요한 공간을 줄일 수 있다. The optical sensor according to the present invention can detect two objects using a pair of light emitting elements and a light receiving element. This reduces the number of optical sensors used to detect the same number of objects, thereby reducing the overall equipment cost and reducing the space required for installing the optical sensor.

종래의 투과형 광센서의 경우 발광부와 수광부가 마주보고 있는 형태로써 한물체에 한에서만 감지 할 수 있는 경우인데 반해, 본 발명은 발광부의 발광 다이오드 (Light Emitting Diode)에서 발산하는 빛을 평행렌즈(Collimating lens)를 사용하여 광량을 확보함과 동시에 평행광선을 만들어 주어, 포로 프리즘(Porro Prism)을 통하여 전반사 현상을 이용해 광선을 두 경로로 나누어 줌으로써, In the case of a conventional transmission type optical sensor, a light emitting portion and a light receiving portion are facing each other and can be detected only by a single body. In contrast, in the present invention, light emitted from a light emitting diode of a light emitting portion is transmitted through a parallel lens By using a collimating lens, the light amount is secured and parallel rays are made. By dividing the light into two paths using the total reflection phenomenon through the porro prism,

동시간에 두 물체를 감지할 수 있는 광 센서를 제작할수 있다. At the same time, an optical sensor capable of detecting two objects can be manufactured.

도 1은 본 발명에 따른 2채널(Two channel) 광 센서의 광학적 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 평행 렌즈의 개념을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 발광 소자와 평행 렌즈의 작동을 나타내기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명에서 차용하는 스넬의 법칙을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 포로 프리즘에서의 광 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 장치를 광학설계프로그램인 TracePro를 이용하여 광학계 구성후 시뮬레이션한 광선추적 결과이다.
도 8은 본 발명에 따른 장치가 2채널에서 물건을 감지하는 방식을 나타내는 작동도이다. 1 is a view showing an optical structure of a two-channel optical sensor according to the present invention.
2 is a side cross-sectional view of a light emitting diode according to the present invention.
3 is an explanatory view for explaining the concept of the parallel lens of the present invention.
Fig. 4 is an explanatory view showing the operation of the light emitting device and the parallel lens of the present invention.
Fig. 5 is an explanatory view for explaining Snell's law for borrowing in the present invention.
FIG. 6 is a view showing a light flow chart in a captive prism used in the present invention. FIG.
FIG. 7 is a result of a ray tracing simulation after constructing an optical system using an optical design program TracePro according to the present invention.
8 is an operation diagram illustrating a method of detecting an object in two channels according to the present invention.

본 발명의 부가적인 양태, 특징 및 이점은 대표적인 실시예의 하기 설명을 포함하고, 그 설명은 수반하는 도면들과 함께 이해되어야 한다. 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위해, 각 도면에서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 하기 실시예는 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자가 본 발명을 이해하고 용이하게 실시하기 위해 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시하기 위한 것이지, 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 당업자는 본 발명의 사상과 목적 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함을 인식할 것이다. 이하, 실시예를 통해서, 본 발명을 상세하게 설명한다.Additional aspects, features, and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention. In order to facilitate a clear understanding of the present invention, some of the elements in the figures may be exaggerated, omitted or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. The following examples are intended to illustrate the preferred embodiments of the present invention to those skilled in the art to understand the present invention and to facilitate the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. Those skilled in the art will recognize that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 2채널(Two channel) 광 센서의 광학적 구조는, LED칩이 실장된 발광다이오드로 이루어진 하나의 발광부(100)와 포토 다이오드가 실장된 하나의 수광부(200) 이루어진다. 상기 발광부(100)와 수광부(200)는 평행한 상태로 나란히 배치된다. 발광부(100)의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전기적 신호를 받아 빛을 발산하는 발광소자로써 광원의 역할을 하고, 바로 앞에 평행렌즈(Collimating lens)(300)을 배치하여 발산하는 광들을 광축과 평행한 광선을 만든다. 평행 렌즈(300)을 통과한 평행광선은 포로 프리즘(Porro Prism)(400)으로 입사되며, 입사되기 전에 슬릿(410)에 의해서 불필요한 광들을 차단하고 포로 프리즘(Porro Prism)(400)의 광학적 특성인 전반사 현상으로 인하여 출사광선이 형성된다. 형성된 출사광선은 수광부(400)의 포토 다이오드(Photo Diode)를 통해 광을 수신하여 전기적 신호로 변환한다. 발광부(100)에서 포로프리즘(400)으로 입사되는 광의 광축 a와 포로프리즘(400)에서 수광부(200)로 출사되는 광의 광축 b는 서로 평행하고, 광의 진행 방향은 반대 방향이다. 1, the optical structure of a two-channel optical sensor according to the present invention includes a light emitting unit 100 including a light emitting diode (LED) mounted thereon, and a light receiving unit 100 having a photodiode 200). The light emitting unit 100 and the light receiving unit 200 are arranged in parallel with each other. The light emitting diode of the light emitting unit 100 is a light emitting diode that emits light by receiving an electrical signal and serves as a light source. A collimating lens 300 is disposed in front of the light emitting diode 100 to emit light, To create a parallel ray. The parallel rays passing through the parallel lens 300 are incident on a proro prism 400. The parallel rays are blocked by the slit 410 before entering the prism 400 and the optical characteristics of the proro prism 400 An outgoing light ray is formed due to the total reflection phenomenon. The outgoing ray of light is received through a photodiode of the light receiving unit 400 and is converted into an electric signal. The optical axis a of the light incident on the prism prism 400 in the light emitting portion 100 and the optical axis b of the light emitted from the prism prism 400 to the light receiving portion 200 are parallel to each other and the traveling direction of the light is opposite.

도 2에서 도시된 바와 같이, 발광부(100)를 이루는 발광다이오드는 LED 발광다이오드로서, 전원을 공급하는 리드 프레임(110)과 상기 리드프레임(110)중 하나에 실장되고, 다른 리드프레임에 와이어 본딩되어 리드프레임(110)으로부터 전원을 공급받아 발광하는 LED칩(120)과 상기 LED칩(120)과 리드프레임(110)의 일부를 둘러싸는 케이스(130)과 케이스(130)의 상부에 형성되는 렌즈부(140)로 이루어진다.2, the light emitting diode constituting the light emitting unit 100 is an LED light emitting diode, which includes a lead frame 110 for supplying power and a lead frame 110 mounted on one of the lead frames 110, A case 130 which surrounds a part of the LED chip 120 and the lead frame 110 and a case 130 which is formed on an upper part of the case 130. The LED chip 120 is connected to the lead frame 110, And a lens unit 140 which is a lens unit.

상기 LED칩(120)은 다양한 파장의 광을 발광할 수 있으며, 예를 들어 자외선, 적외선, 또는 가시광선을 발광할 수 있다. The LED chip 120 may emit light of various wavelengths, for example, ultraviolet light, infrared light, or visible light.

발광부(100)은 LED 칩(120)이 실장되는 실장면에 수직하게 광축a을 형성한다. The light emitting portion 100 forms an optical axis a perpendicular to the mounting surface where the LED chip 120 is mounted.

상기 렌즈부(130)은 LED칩에서 발광하는 광이 광축a을 따라 직진할 수 있도록 광축으로 볼록한 돔 형태를 이룬다.The lens unit 130 has a dome shape convex to the optical axis so that the light emitted from the LED chip can travel straight along the optical axis a.

도 1에서 도시한 바와 같이, 발광 다이오드(100)의 전방에 설치되는 평행렌즈(Collimating lens)(300)는 볼록렌즈로서 도 3에서 도시된 바와 같은 광 경로를 가진다. (a) 광선은 볼록렌즈와 평행하게 입사하는 광선으로 렌즈 통과후에 굴절하여 초점을 통과하며, (b) 광선은 볼록렌즈의 중심을 지나는 광선으로 중심 c로 입사한 광선은 그대로 직진하고, (c) 광선은 렌즈의 초점을 지나 입사하는 광선으로 초점을 통과하여 렌즈 통과후 광축과 평행하게 진행한다. 이를 이용하여, 발광 다이오드(100)의 전방에 광축에 평행렌즈(300)인 볼록렌즈를 설치하고, 볼록렌즈를 LED 칩과 초점거리만큼 이격시켜, LED 칩에서 발광된 광원이 볼록렌즈를 통과한 후 평행광을 이루게 된다. As shown in FIG. 1, a collimating lens 300 installed in front of the light emitting diode 100 has a light path as shown in FIG. 3 as a convex lens. (b) the ray is a ray passing through the center of the convex lens, the ray incident on the center c is straightened as it is, and (c) the ray is parallel to the convex lens, ) A ray passes through the focal point of the lens through the focal point and travels parallel to the optical axis after passing through the lens. A convex lens, which is a parallel lens 300, is disposed on the optical axis in front of the light emitting diode 100. The convex lens is spaced apart from the LED chip by a focal distance so that the light emitted from the LED chip passes through the convex lens Thereby forming a parallel light.

도 4에서 도시된 바와 같이, 렌즈의 크기와 초점거리를 이용하여 LED chip에서 발산하는 광의 수광각을 알 수 있다. 수광각은 하기 식(1)을 이용해서 알 수 있다. As shown in FIG. 4, the light receiving angle of the light emitted from the LED chip can be determined using the lens size and the focal length. The acceptance angle can be found by using the following equation (1).

Figure pat00001
(1)
Figure pat00001
(One)

여기서, D 는 렌즈의 직경이고, f는 렌즈의 초점거리이다. Here, D is the diameter of the lens, and f is the focal length of the lens.

본 발명에서, 상기 볼록렌즈는 직경이 2 mm이며, 초점 거리가 4.146 mm인 양면 볼록렌즈를 설치할 경우, 수용할 수 있는 최대 수광각은 12.96°이다. 발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 고유의 배광 분포를 갖는데, 본 발명에서 배광분포가 작은 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 사용하는 것이 광량을 확보하는데 유리하다.In the present invention, when the convex lens is a double-convex lens having a diameter of 2 mm and a focal length of 4.146 mm, the maximum acceptance angle of the convex lens is 12.96 °. A light emitting diode has a unique light distribution. In the present invention, it is advantageous to use a light emitting diode having a small light distribution distribution to secure a light amount.

도 1에서 도시된 바와 같이, 반사부재로 포로프리즘(400)이 사용된다. 포로프리즘(400)에서의 광현상은 다음과 같이 설명된다. As shown in Fig. 1, a prism prism 400 is used as a reflecting member. The light phenomenon in the prism prism 400 is explained as follows.

먼저, 도 5에서 도시된 바와 같이, 빛은 직진성을 갖고 있지만 어떠한 매질을 만났을 때, 광학현상(굴절,반사)등이 일어난다. 광선이 다른 매질로 입사할 때 굴절되는 정도는 하기 식 (2)으로 표현되는 스넬의 법칙을 통해서 예측할 수 있다. First, as shown in FIG. 5, light has a linearity, but optical phenomena (refraction, reflection) occur when a medium is encountered. The extent to which a ray refracts when entering a different medium can be predicted by Snell's law, which is expressed by the following equation (2).

n1sinθ1=n2sinθ2 (2) n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 (2)

여기서, n1 은 입사공간의 굴절률, θ1 입사각, n2 는 출사공간의 굴절률, θ2 는 출사공간의 굴절률이다. 공기중의 굴절률은 n1 =1이고 물의 굴절률 n2 =1.5이다. 굴절현상은 굴절률이 작은 매질에서 큰 매질로 광선이 이동할때 굴절이 일어나며, 전반사 현상은 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 광선이 이동할때 전반사가 일어난다. 전반사가 일어날수 있는 입사각을 임계각이라 하며, 출사각이 90°가 되는 시점부터 전반사가 일어나게 된다. 스넬의 법칙에 따라, 1sinθ1=1.5sin90°이므로, 입사각(θ1)은 41.81°이상에서 전반사 현상이 일어난다. Here, n 1 is the refractive index of the incident space, θ 1 is the incident angle, n 2 is the refractive index of the exit space, and θ 2 is the refractive index of the exit space. The refractive index in air is n 1 = 1 and the refractive index of water is n 2 = 1.5. Refraction occurs when light travels from a medium with a small index of refraction to a medium with a large index of refraction. Total reflection occurs when the light travels from a medium with a large index of refraction to a medium with a small index of refraction. The incidence angle at which total internal reflection can occur is referred to as a critical angle, and the total internal reflection occurs from the time when the angle of incidence becomes 90 degrees. According to Snell's law, 1 sin θ 1 = 1.5 sin is 90 °, so that total reflection occurs at an incident angle θ 1 of 41.81 ° or more.

다음, 도 6에서 도시된 바와 같이, 스넬의 법칙을 이용하여 본 발명에 따른 포로 프리즘(Porro Prism)의 광학적 현상을 살펴보면, 포로 프리즘(Porro Prism)내에서 광축과 평행한 상태로 들어오는 광선은 제1 굴절면(410)으로 입사하게 되며, 이 때 프리즘의 굴절률 n1=1.51이고, 공기중의 굴절률 n2=1이다. 스넬의 법칙에 대입하면 입사각이 41.47°이상일 경우 전반사가 일어나고, 평행광으로 들어오기 때문에 입사각은 45°이므로 전반사가 일어나, 제2 굴절면(420)으로 향하게 되고, 똑같은 조건으로 제2 굴절면에서 전반사가 일어나서 수광소자 쪽으로 광선이 향하게 된다. 입사각에 따라 광선의 경로가 바뀌기 때문에 포로 프리즘(Porro Prism)을 사용하기 위해 평행렌즈(Collimating lens)를 사용하여 평행광을 만드는 이유이다.Next, as shown in FIG. 6, the optical phenomenon of the Porro Prism according to the present invention using the Snell's law will be described. In the Porro Prism, a ray entering in a state parallel to the optical axis Refraction index n1 of the prism is 1.51 and the refractive index n2 of the air is 1. When the incident angle is equal to or greater than 41.47 degrees, the total reflection occurs. Since the incident angle is 45 degrees, the total angle of incidence is 45 degrees, and the total refraction occurs toward the second refracting surface 420. On the same condition, The light is directed toward the light receiving element. This is why the collimating lens is used to make the parallel light to use the Porro Prism because the path of the light changes according to the incident angle.

도 7에서는 본 발명을 광학설계프로그램인 TracePro를 이용하여 광학계 구성후 시뮬레이션한 광선추적 결과이다.
FIG. 7 shows the results of the ray tracing simulation after constructing the optical system using the optical design program TracePro.

도 8에서는 본 발명에 따른 2채널 광소자를 이용하는 방법을 나타낸다. 도 8에서 도시한 바와 같이, 두 채널의 상부에는 프린터 잉크의 제1 노즐(810)과 제2 노즐(820)이 위치한다. 프린터에서 잉크 노즐의 토출 상태를 점검하기 위해서, 제1 8 shows a method of using a two-channel optical device according to the present invention. As shown in FIG. 8, the first nozzle 810 and the second nozzle 820 of the printer ink are located on the upper portions of the two channels. In order to check the ejection state of the ink nozzles in the printer,

노즐(810)에서 제1 채널(C1)로 잉크를 토출한 후 토출 여부를 확인할 수 있으며, 제2 노즐(820)에서 제2 채널(C2)로 잉크를 토출한 후 토출 여부를 확인할 수 있다. It is possible to confirm whether the ink is ejected after the ink is ejected from the nozzle 810 to the first channel C1 and whether the ink is ejected after the ink is ejected from the second nozzle 820 to the second channel C2.

100: 발광부
200: 수광부
300: 반사부재
400: 평행렌즈
500: 슬릿100:
200:
300: reflective member
400: parallel lens
500: slit

Claims (9)

하나의 발광 소자;
상기 발광 소자와 이격되어 설치되는 하나의 수광소자; 및
상기 발광 소자 및 수광 소자에 대향하여 설치되고, 상기 발광 소자에서 입사된 광을 제1 굴절면에서 전반사하고, 상기 제1 굴절면에서 전반사된 광을 제2 굴절면으로 전반사 하는 반사부재를 포함하고,
상기 발광 소자와 반사부재 사이에 물체를 감지하는 제1 채널이 형성되고, 상기 반사부재와 수광 소자 사이에 다른 물체를 감지하는 제2 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.One light emitting element;
A light receiving element disposed apart from the light emitting element; And
And a reflecting member provided to face the light emitting element and the light receiving element to totally reflect the light incident from the light emitting element on the first refracting surface and totally reflect the light totally reflected on the first refracting surface to the second refracting surface,
Wherein a first channel for sensing an object is formed between the light emitting device and the reflective member, and a second channel for sensing another object between the reflective member and the light receiving device. 제1항에 있어서,
상기 반사부재는 2개 이상의 전반사면을 가지는 프리즘 부재인 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.The method according to claim 1,
Wherein the reflective member is a prism member having two or more total reflection surfaces. 제1항에 있어서,
상기 반사부재는 포로 프리즘인 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.The method according to claim 1,
Wherein the reflective member is a prism prism. 제3항에 있어서,
포로프리즘의 출입면에서는 발광 소자로부터 광이 입사하는 영역에서 슬릿 부재가 존재하는 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.The method of claim 3,
Wherein a slit member exists in a region where light is incident from the light emitting element at an entrance surface of the captive prism. 제1항에 있어서,
상기 발광 소자는 LED칩을 포함하고, LED칩의 상단에 돔형 렌즈가 있는 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting device includes an LED chip, and a dome-shaped lens is disposed on an upper end of the LED chip. 제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 발광 소자의 상단에 발광소자에서 발광되는 광의 평행성을 향상시키는 평행 렌즈가 존재하는 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.6. The method according to claim 1 or 5,
And a parallel lens for improving the planarity of light emitted from the light emitting device is present on the upper end of the light emitting device. 제6항에 있어서,
상기 평행 렌즈는 발광 렌즈의 광축에 존재하는 양면 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.The method according to claim 6,
Wherein the parallel lens is a double-convex lens existing on the optical axis of the emission lens. 제7항에 있어서, 상기 볼록 렌즈는 초점거리 이상으로 LED칩에서 이격된 것을 특징으로 하는 다채널 광센서.8. The multi-channel optical sensor according to claim 7, wherein the convex lens is spaced apart from the LED chip by more than a focal distance. 제1항에 있어서,
상기 다채널 광센서는 제1 채널 또는 제2 채널에 물체가 존재할 때, 수광 소자에서 발생되는 수광량의 변화를 전기적 신호로 변환시켜 감지하는 것을 특징으로 하는 광센서.The method according to claim 1,
Wherein the multi-channel optical sensor converts a change in the amount of received light generated in the light receiving element into an electrical signal when an object exists in the first channel or the second channel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08119493A (en) * 1994-10-27 1996-05-14 Canon Inc Document end detector
JP2004077332A (en) * 2002-08-20 2004-03-11 Moritex Corp Sebum quantity measuring instrument and observation device for skin

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