KR20160126552A - 센서 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정대상물질의 탁도 및 수위 등과 같은 특성을 감지하는 센서 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 센서 모듈은 동일 기판 상에 실장되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 발광부 및 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 수광부, 기판, 발광부 및 수광부를 하우징하며, 발광부에서 발광되는 광을 반사시켜 수광부로 입사시키는 다수의 반사구역을 포함하는 하우징부, 하우징부에는 기판이 걸쳐질 수 있는 걸림구역을 포함하고, 기판에 구비된 몰딩공을 통해 하우징부의 내부로 수지를 주입시켜 몰딩되는 수지부를 포함한다.

Description

센서 모듈{SENSOR MODULE}

본 발명은 센서 모듈에 관한 것으로 보다 상세하게는, 측정대상물질의 탁도 측정 및 수위 감지를 위해 사용되는 침수형 타입의 센서 모듈에 관한 것이다.

탁도란 물의 흐림정도를 나타내는 것으로, 광의 통과를 방해하는 여러 가지 부유물질에 의하여 물의 탁해진 정도를 말하는 것이다. 탁도센서는 물에 분포된 부유물질의 분포정도를 감지한다. 수위센서는 센서외부에 물의 존부에 대한 감지를 통하여 수위를 측정 가능하게 한다.

특허문헌1은 탁도센서에 관한 것으로, 수광창 및 발광창과 하우징이 별도 부품으로 제작되어 조립됨에 따라 탁도 측정시, 하우징 내부로 수분이 유입될 수 있다는 문제점이 있다.

그리고, 특허문헌 1은 발광부가 수광부의 별개로 설치됨에 따라, 프리즘을 기준으로 발광부와 수광부를 적정 위치에 얼라인(Align)시키기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 1은 발광부를 기준으로 수광부를 적정 위치에 얼라인시키기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 1은 구조 자체가 복잡하여 제조 단가가 높고, 제공 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 1은 하우징 내부 공간에 별도 고정 장치 없이 다양한 부품이 설치되어 외부 충격에 의해 제품 불량이 쉽게 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

1.대한민국등록특허 제10-1466384

본 발명은 수광창 및 발광창과 하우징이 일체 부품으로 제작될 수 있는 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 실링 특성이 우수한 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 발광부와 수광부의 얼라인이 용이한 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 구조 및 제조 공정이 매우 단순화된 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 하우징 내부 부품이 매우 견고하게 고정될 수 있는 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 센서 모듈은 동일 기판 상에 실장되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 발광부 및 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 수광부; 상기 기판, 발광부 및 수광부를 내부로 하우징하며, 상기 발광부에서 발광되는 광을 반사시켜 상기 수광부로 입사시키는 다수의 반사구역을 포함하고, 상기 기판과 하우징부가 맞닿는 곳에 걸림구역을 구비하는 하우징부; 상기 기판에 구비된 몰딩공을 통해 상기 하우징부의 내부로 수지를 주입시켜 몰딩되는 수지부를 포함한다.

여기서, 상기 하우징부는 상기 걸림구역에서 연장되어 이루어진 고정구역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징부는 상기 걸림구역과 상기 고정구역사이에 구비되는, 상기 기판이 상기 걸림구역까지 가이드할 수 있게 하는 폭을 구비하는, 상기 기판 표면과 센서 모듈을 사용하는 전자기기표면 사이를 이격시킬 수 있는 두께를 가지는 지지구역을 포함할 수 있다.

또한, 상기 발광부에서 발광된 광이 하우징의 반사구역에 의해 반사되어 상기 수광부로 입사되면, 발광량과 수광량의 변화량을 감지하는 감지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지부는, 측정대상물질의 발광량과 수광량의 변화값을 기설정된 기준값과 비교하여 측정대상물질의 탁도 또는 측정대상물질의 존부를 감지하며, 상기 기설정된 기준값은 측정대상물질 별로 기설정되는 것을 특징으로 할 수 있는 센서 모듈을 제공한다.

또한, 상기 적어도 하나의 발광소자는 서로 상이한 파장대역의 광을 발광하고, 상기 적어도 하나의 수광소자는 대응되는 발광소자의 광만을 수광하도록 특정 파장대역만 투과시키는 코팅제가 코팅된 것을 특징으로 할 수 있는 센서 모듈을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 센서 모듈은 발광부 및 수광부를 실장하는 기판이 반사구역, 걸림구역, 지지구역 및 고정구역을 가지는 일체로 된 하우징의 내부에 걸쳐 있을 때 기판의 몰딩공을 통하여 몰딩물질을 주입하여 얻어진다.

하우징부는 반사구역, 걸림구역, 지지구역 및 고정구역이 서로 연결되어 있는 일체형 하우징이므로 스템핑 등과 같은 방식으로 원 스톱(one stop)식으로 제작될 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 센서 모듈은 발광부와 수광부가 실장된 기판을 하우징부에 걸치고 몰딩물질만 주입하면 완성될 수 있어 제작과정이 간단화 되고, 이에 따라 생산시간이 줄여지는 효과가 얻어질 수 있다.

또한, 하우징부와 기판사이에 몰딩물질을 주입하여 형성되는 수지부는 기판, 발광소자, 수광소자 및 하우징부를 견고하게 접합해주므로, 센서 모듈이 외부충격에 대하여 내성이 강한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 하우징부는 수지부 및 기판의 감싸고 있어, 수지부가 측정대상물질과 직접적인 접촉을 방지하여 측정대사물질의 수지부에 침투하여 수광부 및 발광부의 오작동의 유발을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 센서 모듈은 하우징부에 구비되는 지지구역에 의하여 발광부 수광부 기판 및 수지부가 온도가 높은 전자기기표면으로부터 이격되어 있을 수 있어 센서가 고온에 인한 오작동발생을 효과적으로 방지 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서 모듈의 사시도이다.
도 2는 도1의 센서 모듈의 상면도이다.
도 3은 도 2의 센서 모듈의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서 모듈의 광 반사경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 센서 모듈의 측단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 센서 모듈을 이용한 수위측정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 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.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 센서 모듈에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어, 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서 모듈의 사시도, 상면도 및 측단면도는 각각 도 1, 도 2 및 도 3에 표시되어 있다.

본 발명은 기본적으로, 동일 기판의 상표면에 실장되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 발광부(110), 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 수광부(120), 및 내부에 발광부 및 수광부가 실장된 기판(100)을 수용하며, 기판의 상부에 발광부(110)가 발광한 빛을 수광부(120)로 반사시키는 반사면(211 및 212)을 구비하고, 내측 공간은 몰딩물질로 충진되는 하우징부(200)를 포함하는 센서 모듈(10)이다.

따라서, 본 발명에 따른 센서 모듈(10)은 센싱 대상 매질에 투과되는 광을 사용하지 않고, 측정대상물질과과 하우징부의 반사구역의 경계면에서 반사되는 광을 사용하여 탁도 및 수위 중 적어도 하나를 감지하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 하우징 내측에 발광부와 수광부가 구비되고, 하우징 내부 공간이 몰딩물질로 충진되어 외부로부터 실링되며, 발광부에서 발광된 광이 몰딩물질을 투과하고 하우징에서 반사된 후 수광부에 전달되는 구조이면 본 발명의 범위에 속할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 센서 모듈(10)의 하우징부에 구비되는 반사구역은 발광부(110)에서 발광된 광을 수광부(120)로 반사시킬 수 있는 구조이면 족하고 반사면의 수량 또는 양태는 한정을 받지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(10)은 기판(100), 동일 기판(100)상면에 적어도 하나의 발광소자(111 내지 113)를 포함하는 발광부(110), 적어도 하나의 수광소자(121 내지 123)를 포함하는 수광부(120), 하우징부(200), 및 수지부(300)를 포함한다.

하우징부(200)는 내부로 기판(100), 발광부(110) 및 수광부(120)를 하우징하며, 발광부(110)에서 발광되는 광을 반사시켜 수광부(120)로 입사시키는 반사구역(211 및 212)을 포함하고, 여기서, 반사구역(211 및 212)은 발광부(110)에서 발광된 광이 수광부(120)로 수광될 수 있게 하는 구조를 가진다.또한, 기판(100)과 하우징부(200)는 수지부(300)에 의하여 접합된다.

수지부(300)를 형성하는 바람직한 실시방법 중 하나는 기판(100)에 적어도 하나의 몰딩공(130)을 통하여 하우징부(200)내부로 몰딩물질을 주입하는 것이다.

본 발명에 따른 몰딩공(130)은 센서 모듈(10)의 수지부(300)의 형성을 위하여 사용되면 족하지 어떤 위치에 한정되지 않는다. 따라서 몰딩공(130)은 하우징부(200)에도 구비될 수 있고, 몰딩공(130)의 수량은 한정 받지 않는다. 이외에, 이미 하우징내부에 몰딩물질을 수용하고 있는 하우징부에 기판을 설치하는 경우에는 몰딩물질이 몰딩공(130)을 통하여 주입이 아닌 방출이 되기도 한다.

상술한 몰딩공(130)이 구비되는 본 발명에 따른 실시예 중 가장 바람직한 경우는 기판(100)에 적어도 하나의 몰딩공(130)을 설치하는 경우가 될 수 있다.

이때, 하우징부(200)내부가 상부를 향하게 하고, 발광부(110)와 수광부(120)가 하우징부(200)내부를 향하여 노출될 수 있도록 기판(100)을 하우징부(200)에 설치한다.

이때 기판(100)의 상표면은 걸림구역(230)과 밀착하여 하우징부(200)의 내부에 걸려 있게 된다. 다음으로, 기판(100)의 몰딩공(130)으로 몰딩물질을 주입하여 기판(100)과 하우징부(200)를 접합한다. 이에 따라, 수지부(300)가 형성된다.

상술한 걸림구역(230)은 기판(100)을 걸어주는 역할을 할 수만 있으면 되고, 즉, 걸림구역(130)과 기판(100)이 접하는 면이 3개 또는 3개 이상 또는 걸림구역(130)과 기판(100)이 접하는 점이 3개 또는 3개 이상이로써 기판(100)이 안정하게 걸려 있을 수만 있으면 된다. 또한, 걸림구역(130)의 양태는 제한을 받지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 걸림구역(130)의 기능은 하우징부(200)의 특정한 양태에 의하여 실현될 수도 있다. 하우징부(200)가 수렴하는 양태를 가질 때 별도의 걸림구역(130)을 설치할 필요가 없이 기판은(100) 하우징부에 걸릴 수 있다.

상술한 걸림구역(230)을 이용하여 기판(100)을 걸쳐놓고 몰딩공(130)으로 몰딩물질을 주입시킬 때 기판(100)이 움직일 수 있다. 이때, 기판(100)의 측면과 밀착하여 기판(100)이 움직이지 않게 고정해주는 지지구역(240)을 구비할 수 있다. 지지구역(240)은 기판을 고정시킬 수 있어 몰딩과정이 보다 더 용이하고 안정하게 진행되도록 한다.

또한 지지구역(240)은 기판(100)과 가까운 부분은 협하고 기판(100)과 먼 부분은 광한 양태를 가짐으로 기판(100)을 걸림구역(230)으로 가이드하는 역할을 할 수도 있다.

여기서 지지구역(240)은 몰딩광정 즉, 수지부(300)형성 과정에 기판(100)이 움직이지 않게 안정적으로 잡아주는 역할을 할 수 있으면 족하고 그 양태는 한정을 받지 아니한다.

지지구역(240)은 기판(100)의 하부를 향하여 연장될 수 있고, 따라서, 지지구역(240)의 존재로 인하여 기판(100)하부에 지지구역(240)의 높이 정도의 공간이 형성될 수 있다. 기판(100)의 하부의 공간은 기판 하부 표면 또는 몰딩공(130) 표면에 여유 공간을 제공해줄 수 있어 주변이 매끄럽게 처리되지 아니하여도 됨으로 센서 모듈을 제작하는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 기판(100) 하부의 공간은 기판(100)을 외부로부터 실링될 수 있게 실링물질로 밀봉할 수 있는 공간으로도 활용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 센서 모듈은 가전제품에 사용될 수 있어, 사용되는 분야의 온도가 높을 수 있다. 이때, 고온으로 인하여 기판(100)에 구비되는 발광부(110) 및 수광부(120) 등의 오작동이 일으킬 수 있다. 여기서, 기판(100) 하부의 공간은 기판(100)과 가전제품 표면이 이격되게 할 수 있어, 고온을 차단함으로써, 고온으로 인한 오작동을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 하우징부(200)는 기판(100)의 하부 위치에 구비되는 고정구역(250)을 포함한다. 고정구역(250)은 지지구역(240)에서 측방으로 연장되고 하우징부(200)의 하단에 위치한다. 또한, 도면에서 표시된 바와 같이 고정구역(250)은 고정공(500)을 다수 구비할 수 있다. 따라서, 고정구역(250)은 센서 모듈(10)이 별도의 고정수단이 필요없이 센서 모듈(10)을 고정할 수 있는 고정수단이면 되고 그양태는 도 1 내지 3에 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 반사구역(211 및 212)은 연결구역(221 및 222)에 의하여 걸림구역(230)과 연결되어 있다. 본 발명에 따른 센서 모듈의 연결구역(221 및 222)은 반사구역(211 및 212)과 걸림구역(230) 또는 지지구역(240)또는 고정구역(250)을 연결시켜줄 수만 있으면 되고 그 양태는 도면의 한정을 받지 아니한다.

또한, 본 발명에 따른 센서 모듈(10)은 연결구역(221 및 222)이 구비되지 아니할 수 도 있어, 반사구역(211 및 212)이 직접 걸림구역(230) , 또는 지지구역(240), 또는 고정구역(250)으로 연장되어 일체된 하우징부(200)를 이룰 수 있다.

도 1내지 도 3을 참고하면, 하우징부(200)는 일체로 연결되어 구성된 하우징이고, 하우징부(200)내부의 기판(100), 발광부(110) 및 수광부(120)를 감싸고, 수지부(300)에 의하여 기판(100), 발광부(110) 및 수광부(120)와 견고하게 접합 고정된다.

달리 표현하면, 기판(100)이 걸쳐진 하우징부(200)는 수지부(300)가 형성되는 틀이기도 하다. 따라서, 기판(100), 발광부(110), 수광부(120) 및 하우징부(200)는 수지부(300)에 의하여 강고하게 고정된 일체가 되고, 또한, 기판(100)과 하우징부(200)는 견고하게 접합되어 외부 물리적 충격에 대하여 내성이 강하다.

또한, 상술한바에 따르면, 하우징부(200)는 수지부(300), 발광부(110) 수광부(120) 및 기판(100)을 감싸고 있어, 수지부(300)가 측정대상물질과 직접 접촉하지 않으므로 측정대상물질이 수지부(300)를 침투하여 발광부(110) 및 수광부(120)의 오작동이 유발하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 하우징부(200)는 온도에 강한 재료를 선택하여 재작될 수 있으므로, 발광부(110), 수광부(120) 및 기판(100)이 고온으로부터 보호해줄 수 있어, 센서 모듈(10)이 응용되는 온도범위가 보다 더 넓어질 수 있다.

여기서, 몰딩은 카스팅 몰딩(casting molding) 또는 트랜스퍼 몰딩(transfer molding) 방식으로 수행될 수 있고, 수지부(300)를 형성하는 몰딩재료는 실리콘 또는 엑포시 레진을 사용할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 센서 모듈의 제작과정은 사출하는 방식으로 하우징부(200)를 한 번에 형성하는 단계; 발광부(110)와 수광부(120)를 가지는 기판(100)을 하우징부(200)의 걸림구역(230)에 걸치는 단계; 몰딩물질을 기판에 설치된 몰딩공(130)을 통하여 주입하는 단계로 이루어질 수 있다. 이에, 따라 센서 모듈을 제작하는 과정이 현저하게 간단화 되어, 제품의 일드가 향상될 수있고, 상품생산단가도 절감될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 보다 더 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 광경로에 대하여 도 4를 참조하면서 설명하도록 한다.

도 4에서 제시된 바와 같이, 센서 모듈(10)의 발광부(110)에서 발광된 광 L1이 수지부(300)을 투과하여 제1반사구역(211)을 향해 전파된다. 광L1은 수지부(300)와 제1반사구역(211)이 이루는 경계면에서 굴절되어 광L2가 된다. 광L2는 제1반사구역(211)과 하우징부(200)외부의 물질과 이루어지는 경계면에서 하우징부(200)외부 측정측정물질의 특성에 의하여 반사되어 광L3을 이룬다. 이때, 하우징부(200)외부 측정측정물질이 탁도에 따라 반사되는 광량이 변화한다. 측정측정물질에 의하여 반사되는 광L3은 제1반사구역(211)과 수지부(300)가 이루는 경계면에서 굴절되어 L4가 되고 제2반사구역(212)으로 전파된다.

제2반사구역으로 전파된 광L4는 도 4에서 표시된 바와 같이 제2반사구역(212)에 의하여 굴절되어 광5가 생성되고, 굴절광 광L5는 하우징부(200)외부의 측정대상물질의 특성의 의하여 반사되어 광L6으로 된다. 이때, 하우징부(200)외부 측정측정물질이 탁도에 따라 반사되는 광량이 변화한다. 측정측정물질에 의하여 반사되는 광L6은 굴절되어 광L7이 생되어 수광부(120)로 수광이 된다. 또한, 상술한 광이 굴절 될 때 마다 일 부 반사되는 광도 존재하지만, 여기서는 상세한 설명을 간략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 발광부(110)에서 발광되는 광이 외부 측정대상물질에 의하여 반사되는 번수가 많을수록 측정대상물질에 대한 측정이 정확해 진다. 따라서, 측정대상물질에 의한 반사하는 번수는 센서 모듈(10) 반사구역(211 및 212)의 양태에 의한 반사면의 수량에 따라 조절이 가능 할 수 있다. 따라서, 측정대상물질에 대한 측정의 정확도를 조절 할 수 있다.

본 발명에 따른 센서 모듈(10)은 센서 모듈(10) 외부의 측정대상물질의 특성에 따라 발광부(110)의 발광량 및 수광부(120)의 수광량의 변화량이 발생한다. 센서 모듈(10)은 상술한 변화량에 따라 측정대상물질의 탁도, 존재여부 등 특성을 감지 할 수 있는 감지부(400)를 포함 할 수도 있다.

감지부(400)는 발광부(110)에서 발광되는 발광량과 수광부(120)에서 수광한 수광량의 변화값과 기설정된 기준값을 비교하여 측정대상물질의 탁도 또는 존부 등과 같은 특성을 감지할 수 있다.

또한, 센서 모듈(10)에 감지부(400)를 구비하지 않고, 센서 모듈(10)을 이용하는 외부 전자기기(1)에서 감지부(400)의 기능을 수행 할 수도 있다. 여기서, 외부전자기기는 세탁기, 식기세척기 등과 같이 탁도감지 또는 수위측정이 필요한 전자기기가 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른, 센서 모듈(10)은 기설정된 기준값을 이용하여 측정대상물질의 특성을 감지할 수 있는 것은 물론이고, 측정대상물질 별로 기준값을 설정하여 다양한 종류의 측정대상물질의 특성을 측정하는데 활용될 수 있다.

이때, 기준값은 측정대상물질의 표준물질에 의하여 얻은 변화값이 될 수 있다. 여기서, 측정대상물질의 표준물질은 측정대상물질의 부유물질(불순물)이 분포되지 않은 경우의 측정대상물질이다. 즉, 상술한 측정대상물질이 물 일 때, 측정대상물질의 표준물질은 순수한 물이 될 수 있다.

또한, 측정대상물질의 특성에 대하여 소략하게 측정할 때에는 장파장대역을 발광하는 발광소자(111 내지 113 중 어느 하나)를 사용할 수 있고, 세부적으로 측정할 때에는 단파장대역을 발광하는 발광소자(111 내지 113 중 어느 하나)를 선택하여 사용할 수 있다. 여기서 측정대상물질에 대하여 존재여부, 소략한 측정, 및 세부적인 측정을 하나의 센서 모듈(10)로 실현할 수 있다. 상술한 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 도 5를 참조하면서 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 센서 모듈의 측단면도이다. 도 5의 실시예의 광경로는 본 발명의 기술적사상을 표시한 것으로써, 실질적인 광 경로보다 간소화하어 표시된 것이다. 도 5를 참조하면, 상술한 다기능 센서 모듈(10)은 파장대가 상이한 발광소자(111 내지 113)를 설치하여 측정대상물질에 대하여 감지할 수 있다. 이때 수광소자(121 내지 123)는 특정 파장대의 광만 수광할 수 있게 코팅제로 코팅 처리될 수 있다.

도 5는, 파장대가 상이한 발광소자(111 내지 113)와 특정 파장대의 광만 수광할 수 있게 코팅제로 코팅된 수광소자(121 내지 123)가 반사구역(211 및 212), 연결구역(221 및 222), 결림구역(230), 지지구역(240) 및 고정구역(250)을 포함하는 하우징부(200)내부에 설치되어 있는 실시예 이다. 본 발명에 따른 센서 모듈(10)은 도 5에 한정되지 아니한다. 즉, 파장대가 상이한 발광소자 및 특정 파장대의 광만 수광할 수 있게 코팅제로 코팅된 수광소자의 수량은 한정되지 아니한다.

또한, 파장대가 상이한 발광소자 및 특정 파장대의 광만 수광할 수 있게 코팅제로 코팅된 수광소자를 수용하는 하우징부(200)는 도 5에 한정되지 아니한다. 즉, 하우징부(200)은 반사구역(211 및 222)과 이하 구성요소중 적어도 하나를 구비하면 된다. 즉, 상술한 하우징부(200)는 연결구역(221 및 222), 결림구역(230), 지지구역(240) 및 고정구역(250)중 적어도 하나의 구성요소와 반사구역(211 및 222)을 구비하는 하우징부(200)이면 된다.

또한, 측정대상물질에 대하여 감지하는 감도를 향상시키기 위하여, 하우징부(200) 및 수지부(300)의 재료 및 양태를 한정할 수 도 있다. 본 발명에 따른 실시예에서는 하우징부(200)의 굴절률이 수지부(300)의 굴절률과 같거나 수지부(300)의 굴절률보다 큰 재료를 선택한 것이다.

상술한, 발광부(110)의 발광소자는 발광 시 광의 방향성이 우수한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 발광소자(111 내지 113) 및 수광소자(121 내지 123)는 칩 온 보드(chip on board)방식으로 실장 될 수 있고, 인쇄회로기판(printed circuit board)이 발광소자(111 내지 113) 및 수광소자(121 내지 123)를 실장하는 기판(100)이 될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 센서 모듈을 이용한 수위측정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참고하면, 센서 모듈(10)은 상술한 외부 전자기기(1)에 적용된 경우이다. 도 6에서는 다수 개의 센서 모듈(10a 내지 10c)을 이용하여 측정대상물질의 존부감지센서 즉, 수위측정센서로 이용할 수도 있다. 여기서, 3개의 센서 모듈을 이용하는 것을 실시예로 설명하고 있으나, 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 센서 모듈의 개수에 따라 수위측정레벨을 세분화할 수 있다.

도 6을 살펴보면, 제1센서 모듈(10a)은, 센서(10a)의 외부환경이 공기이고, 센서 모듈(10a)의 발광부(110)에서 발사되는 광이 반사구역(211 및 212)에서 반사되어 수광부(120)로 수광된다. 즉, 발광부(110)의 발광량과 수광부(120)의 수광량의 변화값과 기준값에 의하여 감지부(400)는 제1센서 모듈(10a)의 외부에는 물이 존재한지 아니하다고 감지할 수 있다.

또한, 제2센서 모듈(10b)는, 센서(10b)의 외부환경이 물이고, 센서 모듈(10b)의 발광부(110)에서 발사되는 광이 반사구역(211 및 212)에서 반사되어 수광부(120)로 수광된다. 즉, 발광부(110)의 발광량과 수광부(120)의 수광량의 변화값과 기준값에 의하여 감지부(400)는 제2센서 모듈(10b)의 외부에는 물이 존재한다는 것으로 감지할 수 있다. 또한, 발광부(110)의 발광량과 수광부(120)의 수광량의 변화 값을 기저장되어 있는 순수한 물 일 경우의 기준값과 비교하여 측정대상물질속에 부유물질의 분포정도 즉, 탁도도 감지할 수 있다.

제3센서 모듈(10c)는 제2센서 모듈(10b)과 같이, 발광부(110)의 발광량과 수광부(120)의 수광량의 변화값과 기준값에 의하여 감지부(400)는 제3센서 모듈(10c)의 외부에는 물이 존재한다는 것으로 감지할 수 있다. 또한, 발광부(110)의 발광량과 수광부(120)의 수광량의 변화 값을 기저장되어 있는 순수한 물 일 경우의 기준값과 비교하여 측정대상물질속에 부유물질의 분포정도 즉, 탁도도 감지할 수 있다.

감지부(400)는 상술한 3개 센서 모듈(10a 내지 10c)에서 얻은 데이터를 통하여 전자기기내부의 물의 탁도와 수위를 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 모듈(10)은 측정대상물질의 탁도 및 수위 등 특성을 동시에 감지할 수 있는 것과 같이 일센서 다기능의 특징을 가지게 된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 : 센서 모듈
100 : 기판 110 : 발광부
111 내지 113 : 발광소자
120 : 수광부 121 내지 123 : 수광소자
130 : 몰딩공 200 : 하우징부
211 : 제1반사구역 212 : 제2반사구역
221 : 제1연결부 222 : 제2연결부
230 : 걸림부 240 : 지지부
250 : 연장부 300 : 수지부
400 : 감지부 500 : 고정부

Claims (6)

1. 동일 기판의 상표면에 실장되는 적어도 하나의 발광소자를 포함하는 발광부 및 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 수광부;
   내부에 상기 발광부 및 수광부가 실장된 기판을 수용하며, 상기 기판의 상부에 상기 발광부가 발광한 빛을 수광부로 반사시키는 반사면을 구비하고, 내측 공간은 몰딩물질로 충진되는 하우징부를 포함하는 센서 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판에 상기 몰딩물질이 통과할 수 있는 몰딩공이 적어도 하나가 구비되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징부는, 상기 기판의 상표면 또는 상표면의 외곽에 밀착되고, 상기 발광부 및 수광부가 상기 반사면을 향해 노출되게 하는 걸림구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 하우징부는,
   상기 기판의 측면 또는 측면외곽에 밀착되고, 기판의 하부로 연장되는 지지구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   하우징부하단에 구비되고, 하표면이 기판 하표면의 하부에 있는 고정구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 발광소자는 복수이며, 상기 복수의 발광소자 각각은 서로 상이한 파장대역의 광을 발광하고, 상기 수광소자는 상기 발광소자와 동일한 수로 구비되며, 상기 복수의 수광소자 각각은 대응되는 발광소자가 발광하는 광 만을 투과시키는 코팅제가 코팅된 것을 특징으로 하는 센서 모듈.

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