KR20180099397A - Light sensing device and Apparatus for sensing particle - Google Patents

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KR20180099397A
KR20180099397A KR1020170026813A KR20170026813A KR20180099397A KR 20180099397 A KR20180099397 A KR 20180099397A KR 1020170026813 A KR1020170026813 A KR 1020170026813A KR 20170026813 A KR20170026813 A KR 20170026813A KR 20180099397 A KR20180099397 A KR 20180099397A
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김선우
고용준
이기민
최주승
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a photosensing element which senses light reflected or scattered from an object after emitting from a light source comprises: a light transmitting member; and a light sensing part disposed on the light transmitting member and having a light transmitting region. The light sensing part may include a first electrode layer; a semiconductor layer; and a second electrode layer. The semiconductor layer includes a first semiconductor layer disposed around the light transmitting region; and a second semiconductor layer disposed outside the first semiconductor layer.

Description

광 감지 소자 및 입자 센싱 장치{Light sensing device and Apparatus for sensing particle}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a light sensing device and a particle sensing device,

실시 예는 광 감지 소자 및 입자 센싱 장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a photo sensing device and a particle sensing device.

일반적으로 먼지와 같은 입자를 센싱하는 기존의 먼지 센싱 장치의 경우, 광을 먼지를 향해 광축 방향으로 조사하고, 먼지에서 산란된 광을 광축의 측방에서 센싱하여 먼지에 대한 정보를 얻는다. 이러한 기존의 측방형 먼지 센싱 장치의 일 례가 미국 특허 번호 US7,038,189 (2006년 5월 2일 등록)에 개시되어 있다.Generally, in a conventional dust sensing apparatus for sensing particles such as dust, light is irradiated toward the dust in the direction of the optical axis, and light scattered in the dust is sensed from the side of the optical axis to obtain information on dust. One example of such a conventional lateral dust sensing device is disclosed in U.S. Patent No. 7,038,189 (Registered May 2, 2006).

이와 같이 먼지에서 산란된 광을 광축 방향의 측방에서 센싱할 경우, 센싱된 산란 광의 세기가 약해 사이즈가 작은 입자 예를 들어, 1 ㎛ 이하의 크기를 갖는 입자를 센싱하기 어려우며, 포커싱 존(focusing zone)도 좁은 문제점이 따른다.When the light scattered in the dust is sensed from the side in the optical axis direction, it is difficult to sense particles having a small size, for example, a size of 1 mu m or less because the intensity of the sensed scattered light is weak, ) Also suffers from a narrow problem.

또한, 기존의 측방형 먼지 센싱 장치의 경우, 먼지를 포함하는 공기가 지나는 경로가 열 유동에 의해 형성되어, 입자가 흐르는 영역이 집광 영역보다 커지게 되는 등 유로가 한계를 갖는다. 이로 인해, 측정되지 않는 입자들이 많아져서 입자를 센싱하는 정확도가 저하될 뿐만 아니라 열 유동을 위한 열원의 배치로 인해 먼지 센싱 장치의 전체 크기가 커지게 된다. 예를 들어, 기존의 측방형 먼지 센싱 장치의 경우 먼지 측정 오차는 30% 정도로서 매우 높은 문제점이 있다.Further, in the case of the conventional lateral type dust sensing apparatus, a path through which air including dust is formed by heat flow has a limit such that the area where the particles flow is larger than the light collecting area. As a result, the number of unmeasured particles increases and the accuracy of sensing the particles is lowered, as well as the overall size of the dust sensing device is increased due to the arrangement of heat sources for heat flow. For example, in the case of the conventional lateral type dust sensing apparatus, the dust measurement error is about 30%, which is very high.

또한, 기존의 측방형 먼지 센싱 장치의 경우, 먼지에서 산란된 광을 측방에서 센싱하므로 산란광 세기가 높지 않다. 따라서, 산란광의 세기를 높이기 위해 보다 많은 소모 전력을 필요로 하는 문제점이 있다.Further, in the case of the conventional lateral type dust sensing apparatus, the intensity of scattered light is not high because the light scattered from the dust is sensed from the side. Therefore, there is a problem that more power is required to increase the intensity of the scattered light.

또한, 기존의 측방형 먼지 센싱 장치의 경우, 입자가 지나가는 유로의 구조적인 한계로 인해, 먼지의 개수를 카운팅하기 불가하였다.In addition, in the case of the conventional lateral type dust sensing apparatus, it is impossible to count the number of dusts due to the structural limitations of the flow path of the particles.

미국 특허 번호 US7,038,189 (2006년 5월 2일 등록)U.S. Patent No. 7,038,189 (registered May 2, 2006)

실시 예는 조그마한 입자에 대한 정보를 간단한 구조로 정확하게 센싱할 수 있는 입자 센싱 장치를 제공한다.The embodiment provides a particle sensing apparatus capable of accurately sensing information on small particles with a simple structure.

실시 예에 의한 광원으로부터 방출되어 대상물로부터 반사 또는 산란된 광을 감지하는 광 감지 소자는, 투광성 부재; 및 상기 투광성 부재 상에 배치되고, 광 투과 영역을 갖는 광 감지부를 포함하고, 상기 광 감지부는 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 배치되는 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 배치되는 제2 전극층을 포함하고, 상기 반도체층은, 상기 광 투과 영역 주변에 배치되는 제 1 반도체층; 및 상기 제1 반도체층 외측에 배치되는 제2 반도체층을 포함할 수 있다.The light sensing element for sensing light emitted from the light source according to the embodiment and reflected or scattered from the object includes: a light transmitting member; And a light sensing portion disposed on the light transmitting member and having a light transmitting region, the light sensing portion including: a first electrode layer; A semiconductor layer disposed on the first electrode layer; And a second electrode layer disposed on the semiconductor layer, wherein the semiconductor layer includes: a first semiconductor layer disposed around the light-transmitting region; And a second semiconductor layer disposed outside the first semiconductor layer.

예를 들어, 상기 광 투과 영역은 상기 광원의 광축에 위치할 수 있다.For example, the light transmitting region may be located on the optical axis of the light source.

예를 들어, 상기 광 투과부는 원형 평면 형상을 갖고, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 각각 환형 평면 형상을 가질 수 있다.For example, the light transmitting portion may have a circular planar shape, and each of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may have an annular planar shape.

예를 들어, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 각각의 평면 형상이 동심원을 이룰 수 있다.For example, the planar shapes of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may be concentric.

예를 들어, 상기 동심원의 중심은 상기 광축을 지나갈 수 있다.For example, the center of the concentric circle may pass through the optical axis.

예를 들어, 상기 반도체층은 상기 제2 반도체층의 외곽에 배치되고, 상기 산란된 광을 센싱하는 제3 반도체층을 더 포함할 수 있다.For example, the semiconductor layer may further include a third semiconductor layer disposed outside the second semiconductor layer and sensing the scattered light.

예를 들어, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 다각형 평면 형상을 가질 수 있다.For example, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may have a polygonal planar shape.

실시 예에 따른 입자 센싱 장치는, 광을 방출하는 발광부; 상기 발광부 아래에서 상기 발광부의 광축과 교차하게 배치되며, 입자를 포함하는 공기가 유동하며, 상기 입자에 의해 광이 산란되는 공간을 제공하는 유로부; 상기 유로부 아래에 배치되며, 상기 산란된 광이 입사되는 수광부; 및 상기 수광부 아래에서 상기 광축에 배치되며, 상기 수광부를 통과한 광을 흡수하는 광흡수부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수광부는 투광성 부재; 및 상기 투광성 부재 상에 배치되고, 광 투과 영역을 갖는 광 감지부를 포함하고, 상기 광 감지부는 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 배치되는 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 배치되는 제2 전극층을 포함하고, 상기 반도체층은 상기 광 투과 영역 주변에 배치되는 제 1 반도체층; 및 상기 제1 반도체층 외측에 배치되는 제2 반도체층을 포함할 수 있다.A particle sensing apparatus according to an embodiment includes: a light emitting portion that emits light; A flow path disposed below the light emitting part and crossing the optical axis of the light emitting part, the air including the particles flowing and providing a space in which light is scattered by the particles; A light receiving portion disposed below the flow path portion and receiving the scattered light; And a light absorbing portion disposed on the optical axis below the light receiving portion and absorbing light passing through the light receiving portion. Here, the light-receiving unit may include a light-transmitting member; And a light sensing portion disposed on the light transmitting member and having a light transmitting region, the light sensing portion including: a first electrode layer; A semiconductor layer disposed on the first electrode layer; And a second electrode layer disposed on the semiconductor layer, wherein the semiconductor layer includes: a first semiconductor layer disposed around the light-transmitting region; And a second semiconductor layer disposed outside the first semiconductor layer.

예를 들어, 상기 입자 센싱 장치는 상기 제 1 반도체층의 출력 신호와 상기 제 2 반도체층의 출력 신호의 크기 비율을 이용하여 상기 입자의 크기를 판단하는 정보 분석부를 더 포함할 수 있다.For example, the particle sensing apparatus may further include an information analyzing unit for determining a size of the particle using a ratio of a magnitude of an output signal of the first semiconductor layer to an output signal of the second semiconductor layer.

예를 들어, 상기 광 투과 영역은 원형 평면 형상을 갖고, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 서로 동심원을 이루는 환형 평면 형상을 가질 수 있다.For example, the light transmitting region may have a circular planar shape, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may have an annular planar shape concentric with each other.

실시 예에 따른 입자 센싱 장치는 센싱되는 산란 광의 강도가 증가하여 개선된 입자의 센싱 능력을 갖고, 1 ㎛ 이하, 예를 들어 0.1 ㎛ 내지 0.8 ㎛ 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 0.5 ㎛로 매우 작은 크기의 입자도 센싱할 수 있고, 입자의 형상을 예측할 수도 있고, 광 흡수부의 설계를 용이하게 하며, 메인 빔으로 인한 산란광 검출 저하의 문제를 개선할 수 있고, 입자의 개수를 카운팅할 수 있고, 산란광의 세기를 높이기 위해 소모 전력이 많이 필요하지 않고, 전체 사이즈가 컴팩트하게 줄어들기 때문에 소형 입자 센싱 장치를 요구하는 분야 예를 들어 차량용으로 적합하게 이용될 수 있다.The particle sensing apparatus according to the embodiment has a capability of sensing the improved particles by increasing the intensity of the scattered light to be sensed and has a very small size of 1 mu m or less, for example, 0.1 mu m to 0.8 mu m, preferably 0.3 mu m to 0.5 mu m It is possible to sense the particles and to predict the shape of the particles, to facilitate the design of the light absorbing portion, to improve the problem of reduction in detection of scattered light due to the main beam, to count the number of particles, Since a large amount of power is not required to increase the strength and the entire size is compactly reduced, it can be suitably used in a field requiring a small particle sensing device, for example, for a vehicle.

또한, 동일한 입자에 대하여 서로 다른 위치에서 산란광을 수광하여 그 크기를 비교하므로, 발광소자의 열화나 광학계의 오염뿐만 아니라 구성 요소의 제조 공차에도 강건하여 높은 신뢰성을 유지할 수 있다. In addition, since scattered light is received at different positions with respect to the same particle and the size thereof is compared, it is possible to maintain high reliability because it is robust against not only the deterioration of the light emitting device, the contamination of the optical system but also the manufacturing tolerance of the component.

도 1은 실시 예에 의한 입자 센싱 장치의 개념을 설명하기 위한 개략적인 블럭도이다.
도 2a는 입자에 의해 산란된 산란광의 예시적인 프로파일을 나타낸다.
도 2b는 입자의 크기에 따른 산란광의 각도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 2c는 입자의 크기 별 산란광 분포의 일례를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 입자 센싱 장치의 일 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 유로부를 설명하기 위해, 'A1' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 입자 센싱 장치의 다른 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 유로부를 설명하기 위해 'A2' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 입자 센싱 장치의 또 다른 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 유로부를 설명하기 위해 'A3' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 'B' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 10a는 도 9에 도시된 광 감지부의 일 실시 예의 평면 형상을, 도 10b는 도 10a에 도시된 광 감지부를 J-J'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 각각 나타낸다.
도 11은 도 10a에 도시된 광 감지부를 통해 산란광을 검출하는 형태의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 12a는 정보 분석부에서 레벨링을 통한 입자 크기 분류가 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 12b는 입자 크기와 수광량 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 13a는 은 도 9에 도시된 광 감지부의 다른 실시 예의 평면 형상을, 도 13b 및 도 13c는 도 13a에 도시된 광 감지부를 K-K'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 각각 나타낸다.
도 13d는 도 9에 도시된 광 감지부의 일 실시 예에 따른 전극 배치의 평면 형상을 나타낸다.
도 14는 도 13a에 도시된 광 감지부를 통해 산란광을 검출하는 형태의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 13a에 도시된 광 감지부를 통해 출력되는 신호 크기와 입자 크기의 상관 관계의 일례를 나타낸다.
도 16은 도 9에 도시된 광 감지부의 또 다른 실시 예의 평면 형상들을 나타낸다.
도 17은 도 9에 도시된 광 감지부의 또 다른 실시 예의 평면 형상을 나타낸다.
도 18a 및 도 18b는 복수의 감지 세그먼트를 이용하여 입자의 형상을 예측함을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 1에 도시된 입자 센싱 장치의 또 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 20은 도 19에 도시된 입자 센싱 장치의 측면도를 나타낸다.
도 21은 도 19에 도시된 입자 센싱 장치의 상측 사시도를 나타낸다.
도 22는 도 19에 도시된 입자 센싱 장치의 좌측 사시도를 나타낸다.
도 23은 도 19에 도시된 I-I'선을 따라 절개한 평면도를 나타낸다.
도 24는 도 19에 도시된 'C' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 25는 도 19에 도시된 'D' 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 26은 도 1에 도시된 정보 분석부의 일 실시 예의 블럭도이다.
도 27은 도 13에 도시된 광 감지부와 산란광의 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 28은 입자의 크기별로 서로 다른 위치에 입사되는 산란광의 강도를 나타내는 그래프이다.
도 29는 도 28에 도시된 그래프에 따른 산란광 비를 입자의 크기별로 나타내는 그래프이다.
1 is a schematic block diagram for explaining the concept of a particle sensing apparatus according to an embodiment.
Figure 2a shows an exemplary profile of scattered light scattered by particles.
2B is a view for explaining an angle change of scattered light according to the size of the particles.
2C shows an example of the scattered light distribution for each particle size.
Figure 3 shows a cross-sectional view of one embodiment of the particle sensing device shown in Figure 1;
4 is an enlarged cross-sectional view of the 'A1' portion in order to explain the flow path portion shown in FIG.
Figure 5 shows a cross-sectional view of another embodiment of the particle sensing device shown in Figure 1;
6 is an enlarged cross-sectional view of the 'A2' portion in order to explain the flow path portion shown in FIG.
Figure 7 shows a cross-sectional view of another embodiment of the particle sensing device shown in Figure 1;
8 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'A3' to illustrate the flow path portion shown in FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'B' shown in FIG.
FIG. 10A is a plan view of the optical sensing unit shown in FIG. 9, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line J-J 'of the optical sensing unit shown in FIG. 10A.
11 is a perspective view illustrating an embodiment of detecting scattered light through the light sensing unit shown in FIG. 10A.
12A shows an example of a form in which particle size classification through leveling is performed in the information analysis unit.
12B is a graph showing an example of the relationship between the particle size and the amount of received light.
FIG. 13A is a plan view of another embodiment of the light sensing unit shown in FIG. 9, and FIGS. 13B and 13C are sectional views taken along line KK 'of the light sensing unit shown in FIG. .
13D shows a planar shape of the electrode arrangement according to an embodiment of the light sensing unit shown in FIG.
FIG. 14 is a perspective view illustrating an embodiment of detecting scattered light through the light sensing unit shown in FIG. 13A.
FIG. 15 shows an example of a correlation between a signal size and a particle size output through the light sensing unit shown in FIG. 13A.
Fig. 16 shows plan views of another embodiment of the light sensing unit shown in Fig.
17 shows a planar shape of another embodiment of the light sensing unit shown in Fig.
18A and 18B are diagrams for explaining the prediction of the shape of particles using a plurality of sensing segments.
Fig. 19 shows a cross-sectional view according to another embodiment of the particle sensing apparatus shown in Fig. 1. Fig.
Figure 20 shows a side view of the particle sensing device shown in Figure 19;
FIG. 21 shows an upper perspective view of the particle sensing apparatus shown in FIG. 19. FIG.
22 is a left perspective view of the particle sensing apparatus shown in Fig.
FIG. 23 is a plan view cut along the line I-I 'shown in FIG.
FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'C' shown in FIG.
25 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'D' shown in FIG.
26 is a block diagram of an embodiment of the information analysis unit shown in FIG.
27 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the light sensing unit and the scattered light shown in FIG.
28 is a graph showing the intensity of scattered light incident at different positions according to particle size.
29 is a graph showing scattering light ratios according to the graph of FIG.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the present embodiment, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) on or under includes both the two elements being directly in contact with each other or one or more other elements being indirectly formed between the two elements.

또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Also, when expressed as "on" or "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.It is also to be understood that the terms "first" and "second," "upper / upper / upper," and "lower / lower / lower" But may be used to distinguish one entity or element from another entity or element, without necessarily requiring or implying an order.

이하, 실시 예에 의한 입자 센싱 장치(100: 100A 내지 100D)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 설명의 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 입자 센싱 장치(100: 100A 내지 100D)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a particle sensing apparatus 100 (100A to 100D) according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the particle sensing apparatus 100 (100A to 100D) is described using a Cartesian coordinate system (x-axis, y-axis, z-axis), but it can be explained by other coordinate systems.

도 1은 실시 예에 의한 입자 센싱 장치(100)의 개념을 설명하기 위한 개략적인 블럭도로서, 발광부(110), 유로부(120), 수광부(130), 광 흡수(dumping)부(140), 신호 변환부(150), 정보 분석부(160), 하우징(170) 및 팬(fan)(180)을 포함할 수 있다.1 is a schematic block diagram for explaining the concept of the particle sensing apparatus 100 according to the embodiment and includes a light emitting unit 110, a channel unit 120, a light receiving unit 130, a light absorbing unit 140 A signal converting unit 150, an information analyzing unit 160, a housing 170, and a fan 180.

도 1을 참조하면, 발광부(110)는 광을 방출하는 역할을 하며, 광원부(112), 렌즈부(114) 및 발광 케이스(116)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the light emitting unit 110 may emit light, and may include a light source unit 112, a lens unit 114, and a light emitting case 116.

광원부(112)는 제1 광(L1)을 방출하는 역할을 하며 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 광원부(112)에 포함되는 광원은 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 또는 레이져 다이오드(LD:Laser Diode) 중 적어도 하나일 수 있으며, 실시 예는 광원부(112)를 구현하는 광원의 특정한 형태나 광원의 개수에 국한되지 않는다. 예를 들어, 광원부(112)를 구현하는 광원으로서, 직진성을 갖는 블루 LED, 고휘도 LED, 칩 LED, 하이프럭스 LED 또는 파워 LED 일 수 있으나, 실시 예에 의한 광원은 특정한 LED의 형태에 국한되지 않는다.The light source unit 112 serves to emit the first light L1 and may include at least one light source. The light source included in the light source unit 112 may be at least one of a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD). The light source unit 112 may include at least one of a light source, But not limited to. For example, the light source that implements the light source 112 may be a blue LED having high linearity, a high-brightness LED, a chip LED, a high-lux LED, or a power LED, but the light source according to the embodiment is not limited to a specific LED .

만일, 광원부(112)가 LED로 구현될 경우, 가시광선 파장 대역(예를 들어, 405 ㎚ 내지 660 ㎚) 또는 적외선(IR:Infrared) 파장 대역(예를 들어, 850 ㎚ 내지 940 ㎚)의 광을 방출할 수 있다. 또한, 광원부(112)가 LD로 구현될 경우 레드(red)/블루)(blue) 파장 대역(예를 들어, 450 ㎚ 내지 660 ㎚)의 광을 방출할 수 있다. 그러나, 실시 예는 광원부(112)에서 방출되는 제1 광(L1)의 특정한 파장 대역에 국한되지 않는다.If the light source unit 112 is implemented by an LED, light of a visible light wavelength band (for example, 405 nm to 660 nm) or an infrared (IR) wavelength band (for example, 850 nm to 940 nm) . ≪ / RTI > In addition, when the light source unit 112 is implemented as an LD, it can emit light in a red (blue) wavelength band (for example, 450 nm to 660 nm). However, the embodiment is not limited to a specific wavelength band of the first light L1 emitted from the light source section 112. [

또한, 발광부(110)에서 방출되는 제3 광(L3)의 세기는 3000 mcd 이상일 수 있으나, 실시 예는 방출되는 제3 광(L3)의 특정한 세기에 국한되지 않는다.Also, the intensity of the third light L3 emitted from the light emitting portion 110 may be higher than 3000 mcd, but the embodiment is not limited to the specific intensity of the third light L3 emitted.

전술한 발광부(110)의 광원의 패키징 형태는 SMD(Surface Mount Device) 타입이나 리드 타입(lead type)으로 구현될 수 있다. 여기서, SMD 타입이란, 후술되는 도 3에 도시된 바와 같이 발광부(112A)의 광원이 인쇄 회로 기판(PCB)에 솔더링을 통해 실장되는 패키징 형태를 의미한다. 또한, 리드 타입이란, 광원에서 PCB 전극에 연결할 수 있는 다리(lead)가 돌출된 패키징 형태를 의미한다. 그러나, 실시 예는 광원의 특정한 패키징 형태에 국한되지 않는다.The light source of the light emitting unit 110 may be packaged in a SMD (Surface Mount Device) type or a lead type. Here, the SMD type means a packaging type in which a light source of the light emitting portion 112A is mounted on a printed circuit board (PCB) through soldering, as shown in FIG. In addition, the lead type means a packaging type in which a lead that can be connected to a PCB electrode protrudes from a light source. However, the embodiment is not limited to a specific packaging form of the light source.

또한, 발광부(110)가 LD로 구현될 경우, LD는 금속으로 패키징된 TO Can type일 수 있으며, 5 ㎽ 이상의 전력을 소모할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.In addition, when the light emitting unit 110 is implemented as an LD, the LD may be a TO Can type packaged with metal and may consume 5 mW or more of power, but the embodiment is not limited thereto.

렌즈부(114)는 광원부(112)와 제1 개구부(OP1) 사이에서 광축(LX)에 배치될 수 있다. 즉, 렌즈부(114)는 광원부(112)로부터 제1 개구부(OP1)를 향해 제1 광(L1)이 지나가는 경로 상에 배치될 수 있다. 렌즈부(114)는 광원부(112)에서 방출된 제1 광(L1)을 제1 개구부(OP1)로 집광(L2)시키는 역할을 한다. 또한, 렌즈부(114)는 광원부(112)로부터 방출된 제1 광(L1)을 평행광(L2)으로 변환시키는 역할을 수행할 수도 있다. 이를 위해, 렌즈부(114)는 하나의 렌즈만을 포함할 수도 있고, 광축(LX)에 배열된 복수의 렌즈를 포함할 수도 있다. 렌즈부(114)의 재료는 일반 카메라 모듈이나 LED 모듈에 적용되는 렌즈와 동일할 수 있다.The lens unit 114 may be disposed on the optical axis LX between the light source unit 112 and the first opening OP1. That is, the lens unit 114 may be disposed on a path through which the first light L1 passes from the light source unit 112 toward the first opening OP1. The lens unit 114 functions to condense the first light L1 emitted from the light source unit 112 into the first opening OP1 (L2). The lens unit 114 may also convert the first light L1 emitted from the light source unit 112 into parallel light L2. For this purpose, the lens portion 114 may include only one lens or may include a plurality of lenses arranged on the optical axis LX. The material of the lens portion 114 may be the same as that applied to a general camera module or an LED module.

발광 케이스(116)는 광원부(112) 및 렌즈부(114)를 수용하며, 제1 개구부(OP1)를 형성하는 역할을 한다. 도 1의 경우, 발광 케이스(116)는 하우징(170)의 탑부(172)와 별개인 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 후술되는 도 19, 도 20, 도 21 또는 도 22에 예시된 바와 같이 발광 케이스(116)는 하우징(170)의 탑부(172)와 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 발광 케이스(116)는 생략될 수 있다.The light emitting case 116 receives the light source unit 112 and the lens unit 114 and forms a first opening OP1. In the case of FIG. 1, the light emitting case 116 is illustrated as being separate from the top portion 172 of the housing 170, but the embodiment is not limited thereto. That is, the light emitting case 116 may be integrally formed with the top portion 172 of the housing 170, as illustrated in FIGS. 19, 20, 21, or 22 described later. In this case, the light emitting case 116 can be omitted.

또한, 발광 케이스(116)는 제1 개구부(OP1)를 포함할 수 있다. 제1 개구부(OP1)는 광원부(112)로부터 방출되어 렌즈부(114)를 통과한 제2 광(L2)이 유로부(120)의 산란부(또는, 산란 공간)(SS)로 제3 광(L3)으로서 출사되는 부분이며, 발광부(110)의 광축(LX)에 배치될 수 있다. 산란부(SS)에 대해서는 유로부(120)를 설명할 때 상세히 후술된다.Further, the light emitting case 116 may include a first opening OP1. The first opening OP1 is formed by the second light L2 emitted from the light source unit 112 and passing through the lens unit 114 into the scattering part SS of the flow path part 120 (L3), and may be disposed on the optical axis LX of the light emitting portion 110. [ The scattering unit SS will be described later in detail when the flow path unit 120 is described.

또한, 제1 개구부(OP1)는 광원부(112)로부터 방출되는 제1 광(L1)의 발광 각도(view angle)에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 일반적으로 광원부(112)가 될 수 있는 LED의 발광 각도는 광의 세기(luminous intensity)가 50%로 떨어질 때 약 15°이다. 이와 같이, LED는 빔의 파워가 중심에서 크기 때문에 제1 개구부(OP1)의 면적이 크지 않아도 원하는 세기의 광이 제1 개구부(OP1)를 통해 방출될 수 있다. 그러나, 발광 각도가 큰 경우, 원하는 세기를 갖는 제3 광(L3)이 발광부(110)에서 방출되도록 제1 개구부(OP1)의 면적을 결정한다면 광 손실이 발생하여 빛의 세기가 약해질 수 있다. 따라서, 발광 각도는 이를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면 형상을 가질 경우, 제1 개구부(OP1)의 직경이 10 ㎜보다 커지면 입자 센싱 장치(100)의 크기도 커지고 광 노이즈(noise)가 야기될 수 있다. 따라서, 제1 개구부(OP1)의 직경의 최대값은 10 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The first opening OP1 may have an area corresponding to a view angle of the first light L1 emitted from the light source unit 112. [ Generally, the emission angle of the LED, which may be the light source 112, is about 15 degrees when the luminous intensity falls to 50%. Thus, the light of the desired intensity can be emitted through the first opening OP1 even if the area of the first opening OP1 is not large because the power of the beam is large at the center. However, if the light emission angle is large, if the area of the first opening OP1 is determined so that the third light L3 having a desired intensity is emitted from the light emitting portion 110, light loss occurs and the intensity of the light is weakened have. Therefore, the light emission angle can be determined in consideration of this. For example, when the first opening OP1 has a circular planar shape, if the diameter of the first opening OP1 is larger than 10 mm, the size of the particle sensing device 100 becomes large and light noise may be caused have. Therefore, the maximum value of the diameter of the first opening OP1 may be 10 mm, but the embodiment is not limited to this.

유로부(120)는 발광부(110) 아래에서 발광부(110)의 광축(LX)과 수직하게 배치될 수 있으며, 입자를 포함하는 공기가 유동하는 경로를 제공한다. 입자를 포함하는 공기는 유로부(120)의 유입구(IH)를 향해 IN1 방향으로 유입되어 유로부(120)의 유출구(OH)를 통해 OUT1 방향으로 배출될 수 있다. 예를 들어, 입자란, 공기 중에 부유하는 파티클로서, 먼지일 수도 있고 연기일 수도 있으며 실시 예는 입자의 특정한 형태에 국한되지 않는다.The flow path portion 120 may be disposed below the light emitting portion 110 and perpendicular to the optical axis LX of the light emitting portion 110 to provide a path through which air including particles flows. The air including the particles can flow in the IN1 direction towards the inlet IH of the flow path portion 120 and can be discharged in the OUT1 direction through the outlet OH of the flow path portion 120. [ For example, particles may be particles that float in the air, may be dust or smoke, and embodiments are not limited to particular forms of particles.

유로부(120)의 유입구(IH)를 통해 IN1 방향으로 유입된 공기에 포함된 입자는 발광부(110)로부터 방출되는 제3 광(L3)에 의해 유로부(120)의 산란부(SS)에서 산란되며, 산란된 제4 광(L4)(이하, '산란광'이라 한다)이 수광부(130)로 제공될 수 있다.Particles included in the air flowing in the direction IN1 through the inlet IH of the flow path portion 120 are scattered by the third light L3 emitted from the light emitting portion 110, And scattered fourth light L4 (hereinafter, referred to as scattered light) may be provided to the light receiving unit 130. [

도 1의 경우 유로부(120)는 발광부(110) 및 수광부(130)와 각각 이격된 것으로 예시되어 있지만, 이는 실시 예에 의한 입자 센싱 장치(100)의 개념을 설명하기 위함이다. 즉, 유로부(120)가 구현되는 방식에 따라 후술되는 입자 센싱 장치(100A 내지 100D)에서와 같이 유로부(120)는 발광부(110) 및 수광부(130)와 각각 접하여 배치될 수도 있다.1, the flow path unit 120 is illustrated as being spaced apart from the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130, respectively. However, this is to explain the concept of the particle sensing apparatus 100 according to the embodiment. That is, the flow path unit 120 may be disposed in contact with the light emitting unit 110 and the light receiving unit 130, respectively, as in the particle sensing apparatuses 100A to 100D described below according to the manner in which the flow path unit 120 is implemented.

팬(180)은 유로부(120) 내에서 공기의 유동을 유도하는 역할을 한다. 즉, 팬(180)은 유로부(120) 내에서 공기의 유속을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 이를 위해, 팬(180)은 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)으로 유로부(120)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 팬(180)은 유로부(120)의 유출구(OH) 측에 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 유로부(120) 내에서 공기의 유동을 유도할 수만 있다면, 실시 예는 팬(180)의 특정한 배치 위치에 국한되지 않는다.The fan 180 serves to induce the flow of air in the flow path portion 120. That is, the fan 180 maintains a constant flow rate of the air within the flow path portion 120. To this end, the fan 180 may be disposed adjacent to the flow path portion 120 in the direction (e.g., the y-axis direction) in which the air flows. For example, as shown in FIG. 1, the fan 180 may be disposed at the outlet (OH) side of the flow path portion 120, but the embodiment is not limited thereto. That is, the embodiment is not limited to the specific arrangement position of the fan 180, as long as it can induce the flow of air in the flow passage portion 120. [

예를 들어, 유로부(120) 내에서 입자를 포함하는 공기가 5 ㎖/sec의 유속을 유지하도록 유로부(120)를 구현하거나 팬(180)의 회전 속도를 결정할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, it is possible to implement the flow path portion 120 or determine the rotation speed of the fan 180 so that air containing particles in the flow path portion 120 maintains a flow rate of 5 ml / sec. However, It is not limited.

한편, 수광부(130, 또는 광 감지 소자)는 유로부(120)를 통과한 제4 광(L4)을 입사하는 역할을 하며, 이를 위해 유로부(120) 아래에서 광축(LX)에 배치될 수 있다. 여기서, 유로부(120)를 통과한 제4 광(L4)은 산란광 또는 비산란광 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The light receiving unit 130 or the light sensing element may be disposed on the optical axis LX under the flow channel unit 120 to receive the fourth light L4 passing through the flow channel unit 120. For example, have. Here, the fourth light L4 having passed through the flow path portion 120 may include at least one of scattered light and scattered light.

이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 입자(P)에 의해 산란된 산란광의 특성을 설명한다.Hereinafter, the characteristics of the scattered light scattered by the particles P will be described with reference to Figs. 2A to 2C.

도 2a는 입자(P)에 의해 산란된 산란광의 예시적인 프로파일을 나타낸다. 또한, 도 2b는 입자의 크기에 따른 산란광의 각도 변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 2c는 입자의 크기 별 산란광 분포의 일례를 나타낸다.Figure 2a shows an exemplary profile of scattered light scattered by particles (P). FIG. 2B is a view for explaining the angle change of the scattered light according to the particle size, and FIG. 2C is an example of the scattered light distribution for each particle size.

먼저, 도 2a를 참조하면, 산란광이란 발광부(110)에서 방출된 제3 광(L3)이 유로부(120)를 통과하는 공기에 포함된 입자(P)에 의해서 산란된 광(L4)을 의미할 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 산란된 광(L4)은 입자(P)를 꼭지점으로 하여 원추형으로 확산되는 프로파일을 가질 수 있다. 비산란광이란, 발광부(110)에서 방출된 제3 광(L3)이 유로부(120)를 통과하는 입자(P)에 의해 산란되지 않고 수광부(130)로 진행하는 광을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 2A, the scattered light refers to the light L3 scattered by the particles P included in the air passing through the flow path portion 120 and the third light L3 emitted from the light emitting portion 110, It can mean. As shown in FIG. 2A, the scattered light L4 may have a cone-shaped diffuse profile with the particle P as a vertex. The non-scattered light means light that the third light L3 emitted from the light emitting portion 110 travels to the light receiving portion 130 without being scattered by the particles P passing through the flow path portion 120. [

그런데, 이러한 산란광은 입자의 크기에 따라 서로 다른 프로파일을 가질 수 있다. 그 원인은, 도 2b에 도시된 바와 같이 광원에서 출사된 광이 입자에 근접함에 따라 반사, 굴절 또는 회절되는데, 동일한 광이라도 입자의 크기에 따라 반사, 굴절 또는 회절이 발생하는 비율이나 발생 지점이 상이하기 때문이다.따라서, 도 2c의 좌측 그래프와 같이 입자 크기가 3㎛인 경우 산란광의 산란분포는 도 2a와 유사한 프로파일을 가지게 되나, 입자 크기가 0.3㎛인 경우 도 2c의 우측 그래프와 같은 프로파일을 가지게 된다. 보다 상세히, 도 2c의 각 그래프에서 원의 가장자리에는 0도 내지 360도 사이의 각도가 표시되는데, 0도는 광축 방향에 대응된다. 또한, 그래프가 원의 중심에서 가장자리로 갈수록 분포가 큼을 의미한다. 예컨대, 입자 크기가 3㎛인 경우 광축(0도)으로부터 30도 범위(즉, 330도 내지 30도) 이내에 대부분의 산란광이 분포되나, 입자 크기가 0.3㎛인 경우 산란광은 광축으로부터 30도 범위는 물론 60도 범위(즉, 300도 내지 60도)를 넘어서도 존재함을 알 수 있다.However, such scattered light can have different profiles depending on the size of the particles. As shown in FIG. 2B, the light emitted from the light source is reflected, refracted, or diffracted as it approaches the particle. Even if the same light is incident on the particle, the ratio or occurrence point of reflection, refraction, 2C, the scattering distribution of the scattered light has a profile similar to that of FIG. 2A. However, when the particle size is 0.3 μm, . More specifically, in each graph of FIG. 2C, an angle between 0 and 360 degrees is displayed at the edge of the circle, and 0 degrees corresponds to the direction of the optical axis. Also, it means that the graph goes from the center to the edge of the circle and the distribution is large. For example, when the particle size is 3 μm, most of the scattered light is distributed within the range of 30 degrees (ie, 330 to 30 degrees) from the optical axis (0 degrees). When the particle size is 0.3 μm, Of course, it can be seen that even beyond the 60 degree range (i.e., 300 degrees to 60 degrees).

다시 도 1로 돌아와, 수광부(130)는 산란광을 수광하고, 수광된 광의 전기적 신호를 신호 변환부(150)로 제공할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the light receiving unit 130 receives the scattered light, and can provide an electrical signal of the received light to the signal converting unit 150.

광 흡수부(140)는 수광부(130)를 통과한 제5 광(L5)을 흡수하는 역할을 하며, 이를 위해, 수광부(130) 아래에서 광축(LX)에 배치될 수 있다. 광 흡수부(140)는 수광부(130)에서 수광되지 않고 직진하는 불필요한 광(이하, '메인 광')을 흡수하여 가두는 일종의 암실에 해당할 수 있다.The light absorbing part 140 absorbs the fifth light L5 that has passed through the light receiving part 130 and may be disposed on the optical axis LX under the light receiving part 130. [ The light absorbing part 140 may correspond to a kind of dark room that absorbs unnecessary light which is not received by the light receiving part 130 but travels straight (hereinafter, 'main light').

하우징(170)은 발광부(110), 유로부(120), 수광부(130) 및 광 흡수부(140)를 수용하는 역할을 한다. 예를 들어, 하우징(170)은 탑부(172), 중간부(174) 및 버텀부(176)를 포함할 수 있다. 탑부(172)는 발광부(110)를 수용 가능한 부분이고, 중간부(174)는 유로부(120)와 팬(180)을 수용 가능한 부분이고, 버텀부(176)는 수광부(130)와 광 흡수부(140)를 수용 가능한 부분이다.The housing 170 serves to receive the light emitting portion 110, the flow path portion 120, the light receiving portion 130, and the light absorbing portion 140. For example, the housing 170 may include a top portion 172, a middle portion 174, and a bottom portion 176. The middle part 174 is a part capable of accommodating the flow path part 120 and the fan 180. The bottom part 176 is a part capable of receiving the light emitting part 110, Absorbing part 140 is a part that can accommodate the absorbing part 140.

도 1의 경우, 하우징(170)의 중간부(174)와 유로부(120)가 별개인 것으로 예시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 후술되는 입자 센싱 장치(100A 내지 100D)에서와 같이 하우징(170)의 중간부(174)에 의해 유로부(120A, 120B, 120C)가 형성될 수 있다.In the case of FIG. 1, the intermediate portion 174 of the housing 170 and the flow path portion 120 are illustrated as being different, but the embodiment is not limited thereto. According to another embodiment, the flow path portions 120A, 120B and 120C can be formed by the intermediate portion 174 of the housing 170 as in the particle sensing devices 100A to 100D described later.

신호 변환부(150)는 수광부(130)에서 입사된 전류 형태의 신호를 전압 형태의 신호로 변환하고, 변환된 결과를 전기적 신호로서 정보 분석부(160)로 출력할 수 있다. 경우에 따라, 신호 변환부(150)는 생략될 수 있으며, 수광부(130)가 신호 변환부(150)의 역할을 수행할 수도 있다. 이때, 수광부(130)로부터 출력되는 전기적 신호는 정보 분석부(160)로 제공될 수 있다.The signal converting unit 150 may convert a current type signal inputted from the light receiving unit 130 into a voltage type signal and output the converted result to the information analysis unit 160 as an electrical signal. In some cases, the signal converting unit 150 may be omitted, and the light receiving unit 130 may serve as the signal converting unit 150. At this time, the electrical signal output from the light receiving unit 130 may be provided to the information analysis unit 160.

정보 분석부(160)는 신호 변환부(150)(또는, 신호 변환부(150)가 생략될 경우 수광부(130))로부터 제공된 전기적 신호를 이용하여 입자(P)의 개수, 농도, 크기 또는 형상 중 적어도 하나를 분석할 수 있다.The information analyzing unit 160 analyzes the number, density, size or shape of the particles P using the electrical signal provided from the signal converting unit 150 (or the light receiving unit 130 when the signal converting unit 150 is omitted) Lt; / RTI > can be analyzed.

이하, 도 1에 도시된 입자 센싱 장치(100)의 실시 예(100A 내지 100D)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments 100A to 100D of the particle sensing apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 도 1에 도시된 입자 센싱 장치(100)의 일 실시 예(100A)의 단면도를 나타낸다. 이해를 돕기 위해, 도 3에서 광이 진행하는 모습은 음영(L)으로 표기하였다.FIG. 3 shows a cross-sectional view of one embodiment 100A of the particle sensing device 100 shown in FIG. For the sake of clarity, FIG. 3 shows the progress of the light as shading (L).

도 3에 도시된 입자 센싱 장치(100A)는 발광부(110A), 유로부(120A), 수광부(130A), 광 흡수부(140), 하우징(172, 176) 및 팬(180)을 포함하며, 도 1에 도시된 신호 변환부(150) 및 정보 분석부(160)는 생략되었다.3 includes a light emitting portion 110A, a flow path portion 120A, a light receiving portion 130A, a light absorbing portion 140, housings 172 and 176, and a fan 180 , The signal converting unit 150 and the information analyzing unit 160 shown in FIG. 1 are omitted.

도 3에 도시된 발광부(110A), 유로부(120A), 수광부(130A), 광 흡수부(140), 하우징(172, 176) 및 팬(180)은 도 1에 도시된 발광부(110), 유로부(120), 수광부(130), 광 흡수부(140), 하우징(172, 176) 및 팬(180)과 각각 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 부분에 대한 설명을 생략한다.The light emitting portion 110A, the flow path portion 120A, the light receiving portion 130A, the light absorbing portion 140, the housings 172 and 176, and the fan 180 shown in FIG. 3 correspond to the light emitting portion 110 The light receiving unit 130, the light absorbing unit 140, the housings 172 and 176, and the fan 180, the description of the overlapping portions will be omitted.

도 3을 참조하면, 광원부(112A)는 하나의 광원만을 포함한다. 렌즈부(114A)는 하나의 렌즈만을 포함한다. 렌즈(114A)는 광원(112A)과 제1 개구부(OP1) 사이에서 광축(LX)에 배치되며, 광원(112A)에서 방출된 광을 제1 개구부(OP1)로 집광시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 3, the light source unit 112A includes only one light source. The lens portion 114A includes only one lens. The lens 114A is disposed on the optical axis LX between the light source 112A and the first opening OP1 and functions to condense the light emitted from the light source 112A into the first opening OP1.

도 4는 도 3에 도시된 유로부(120A)를 설명하기 위해, 'A1' 부분을 확대 도시한 단면도로서, 설명의 편의상 도 3에 도시된 팬(180)의 도시는 도 4에서 생략되었다.4 is an enlarged cross-sectional view of the 'A1' portion in order to explain the flow path portion 120A shown in FIG. 3. For convenience of explanation, the illustration of the fan 180 shown in FIG. 3 is omitted in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 유로부(120A)는 유로 입구부(FI), 제1 유로 중간부(FII1), 산란부(SS), 제2 유로 중간부(FII2) 및 유로 출구부(FO)를 포함할 수 있다.3 and 4, the flow path portion 120A includes a flow path inlet portion FI, a first flow path intermediate portion FII1, a scattering portion SS, a second flow path middle portion FII2, FO).

유로 입구부(FI)는 입자(P)를 포함할 수 있는 공기가 유입되는 부분으로서, 유입구(IH) 및 제1 경로를 포함할 수 있다. 여기서, 유입구(IH)는 외부로부터 IN1 방향으로 공기가 유입되는 유로부(120)의 입구에 해당하고, 제1 경로란, 유입구(IH)로부터 제1 유로 중간부(FII1) 사이에 형성된 경로에 해당한다.The flow path inlet portion FI may include an inlet port IH and a first path as a portion into which air that may contain particles P may flow. Here, the inlet IH corresponds to the inlet of the flow path portion 120 into which air flows from the outside in the IN1 direction, and the first path corresponds to a path formed between the inlet IH and the first flow path middle portion FII1 .

유로 출구부(FO)는 입자(P)를 포함할 수 있는 공기가 유출되는 부분으로서, 유출구(OH) 및 제2 경로를 포함할 수 있다. 여기서, 유출구(OH)는 공기가 OUT1 방향으로 외부로 유출되는 유로부(120)의 출구에 해당하고, 제2 경로란, 제2 유로 중간부(FII2)로부터 유출구(OH) 사이에 형성된 경로에 해당한다.The flow path outlet portion FO may include an outlet port OH and a second path as a portion through which air that may contain particles P may flow. The outlet port OH corresponds to the outlet of the flow path portion 120 through which the air flows out to the OUT1 direction and the second path corresponds to the path formed between the second flow path middle portion FII2 and the outlet port OH .

산란부(SS)는 발광부(110A)와 수광부(130A) 사이 및 유로 입구부(FI)와 유로 출구부(FO) 사이에서 광축(LX)에 위치한다. 산란부(SS)는 발광부(110A)에서 방출된 광이 입자(P)에 의해 산란되는 공간을 제공한다. 이를 위해, 산란부(SS)란, 발광부(110A)와 수광부(130A)가 서로 대향하는 방향(예를 들어, z축 방향)으로 유로부(120, 120A)에서 제1 개구부(OP1)와 중첩되는 영역으로서 정의될 수 있다.The scattering part SS is located on the optical axis LX between the light emitting part 110A and the light receiving part 130A and between the flow path inlet part FI and the flow path outlet part FO. The scattering portion SS provides a space in which the light emitted from the light emitting portion 110A is scattered by the particles P. [ To this end, the scattering portion SS is a portion in which the first opening OP1 and the second opening OP2 are formed in the flow paths 120 and 120A in the direction (for example, the z-axis direction) in which the light emitting portion 110A and the light receiving portion 130A face each other Can be defined as overlapping regions.

제1 유로 중간부(FII1)는 유로 입구부(FI)와 산란부(SS) 사이에 위치하고, 제2 유로 중간부(FII2)는 산란부(SS)와 유로 출구부(FO) 사이에 위치할 수 있다.The first flow path middle portion FII1 is located between the flow path inlet FI and the scattering portion SS and the second flow path middle portion FII2 is located between the scattering portion SS and the flow path outlet portion FO .

입자(P)를 포함하는 공기가 유로 입구부(FI)를 통해 유입된 후, 제1 유로 중간부(FII1)를 통해 산란부(SS)로 진행한 후, 제2 유로 중간부(FII2)를 거쳐서 유로 출구부(FO)를 통해 배출된다. 이와 같이 입자(P)를 포함하는 공기가 유로부(120A)로 원할히 진행하는 것을 돕기 위해 팬(180)이 배치될 수 있음은 전술한 바와 같다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 팬(180)은 유로 출구부(FO) 내에 배치될 수도 있고, 도시된 바와 달리 유로 출구부(FO)의 유출구(OH)에 인접하여 배치될 수도 있다. 또는 다른 실시 예에 의하면, 팬(180)은 유로 입구부(FI) 내에 배치되거나 유입구(IH)에 인접하여 배치될 수도 있다.The air containing the particles P flows through the flow path inlet FI and then proceeds to the scattering portion SS through the first flow path middle portion FII1 and then flows through the second flow path middle portion FII2 And then discharged through the flow path outlet (FO). As described above, the fan 180 can be disposed to help the air containing the particles P smoothly travel to the flow path portion 120A. For example, as shown in FIG. 3, the fan 180 may be disposed in the flow passage outlet FO or may be disposed adjacent to the outlet port OH of the flow passage outlet FO, as shown in FIG. 3 . Or according to another embodiment, the fan 180 may be disposed within the flow path inlet FI or adjacent the inlet IH.

입자(P)를 포함하는 공기가 유로부(120A)를 지나가는 동안 제1 개구부(OP)로부터 방출된 제3 광(L3)이 산란부(SS)에서 입자(P)와 부딪혀 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 산란하게 된다. 이때, 산란부(SS)를 지나가는 모든 입자(P)가 발광부(110A)로부터 방출되는 제3 광(L3)에 의해 부딪히도록 하기 위해, 제1 개구부(OP1)로부터 출사된 제 3광(L3)이 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축과 z축)으로 산란부(SS)에서 광 커튼을 형성하기에 적합한 면적을 제1 개구부(OP1)가 가질 수 있다.The third light L3 emitted from the first opening OP while the air containing the particles P pass through the flow path portion 120A collides with the particles P at the scattering portion SS, It is scattered in the form of bar. At this time, in order to cause all the particles P passing through the scattering portion SS to strike by the third light L3 emitted from the light emitting portion 110A, the third light L emitted from the first opening OP1 An area suitable for forming the light curtain at the scattering portion SS in a direction (for example, the x-axis and the z-axis) perpendicular to the direction (for example, the y- An opening OP1 can be provided.

또한, 유로부(120A)의 단면적(예를 들어, x축과 z축 방향의 면적)은 제1 개구부(OP1)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제1 개구부(OP1)의 x축 방향의 길이와 유로부(120A)의 x축 방향의 길이가 동일하다고 할 때, 제1 개구부(OP1)의 폭(D1)은 유로부(120A)의 높이(D2)보다 더 클 수 있다. 또는, 도 4를 참조하면, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면형상을 갖고, 유로부(120A)가 원형 측단면 형상을 가질 경우, 제1 개구부(OP1)의 직경(D1)은 유로부(120A)의 직경(D2)보다 더 클 수 있다.The sectional area (for example, the area in the x-axis and the z-axis direction) of the flow path portion 120A may be smaller than the area of the first opening OP1 (for example, the area in the x- and y-axis directions) . 4, when the length of the first opening OP1 in the x-axis direction is equal to the length of the flow path portion 120A in the x-axis direction, the width D1 of the first opening OP1 May be greater than the height D2 of the flow path portion 120A. 4, when the first opening OP1 has a circular planar shape and the flow path portion 120A has a circular cross-sectional shape, the diameter D1 of the first opening portion OP1 is smaller than the diameter D1 of the flow path portion 120A. ≪ / RTI >

이와 같이, 유로부(120A)의 단면적이 제1 개구부(OP1)의 면적보다 작을 때, 유로부(120A)를 통과하는 입자(P)를 포함하는 공기의 량이 증가하여 즉, 유로부(120A)를 통과하는 입자가 많아지게 되어, 더욱 많은 량의 입자가 센싱될 수 있다.As described above, when the cross-sectional area of the flow path portion 120A is smaller than the area of the first opening portion OP1, the amount of air containing the particles P passing through the flow path portion 120A increases, A larger amount of particles can be sensed.

또한, 유로부(120A)의 단면적은 제1 개구부(OP1)로부터 출사되는 광의 빔 사이즈보다 작을 수 있다. 이로 인해, 유로부(120A)를 통과하는 입자(P)를 포함하는 공기의 량이 증가하여 즉, 유로부(120A)를 통과하는 입자의 량이 많아지게 되어, 더욱 많은 량의 입자(P)가 센싱될 수 있다.In addition, the cross-sectional area of the flow path portion 120A may be smaller than the beam size of the light emitted from the first opening OP1. As a result, the amount of air containing the particles P passing through the flow path portion 120A increases, that is, the amount of particles passing through the flow path portion 120A increases, .

전술한 바와 같이, 유로부(120A)를 통과하는 입자(P)의 량이 많아질수록 입자(P)에 대한 정보를 보다 많이 확보할 수 있기 때문에, 입자(P)에 대한 정보를 보다 정확하게 분석할 수 있다.As described above, since the information on the particles P can be more secured as the amount of the particles P passing through the flow path portion 120A increases, the information on the particles P can be more accurately analyzed .

많은 입자(P)가 통과할 수 있도록, 도 1에 도시된 유로부(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 구성 이외에 다양한 구성을 가질 수 있다.The passage portion 120 shown in FIG. 1 may have various configurations other than the configurations shown in FIGS. 3 and 4 so that many particles P can pass through.

도 5는 도 1에 도시된 입자 센싱 장치(100)의 다른 실시 예(100B)의 단면도를 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 유로부(120B)를 설명하기 위해 'A2' 부분을 확대 도시한 단면도로서, 설명의 편의상 도 5에 도시된 팬(180)의 도시는 도 6에서 생략되었다.5 is a cross-sectional view of another embodiment 100B of the particle sensing apparatus 100 shown in Fig. 1, and Fig. 6 is an enlarged view of the 'A2' portion in order to explain the flow path portion 120B shown in Fig. As a cross-sectional view, the illustration of the fan 180 shown in Fig. 5 is omitted in Fig. 6 for convenience of explanation.

도 3에 도시된 유로부(120A)와 도 5에 도시된 유로부(120B)의 단면 형상은 서로 다르다. 이를 제외하면, 도 5에 도시된 입자 센싱 장치(100B)는 도 3에 도시된 입자 센싱 장치(100A)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다. 예를 들어, 도 4를 참조하여 전술한 산란부(SS)에 대한 정의는 도 6에 도시된 유로부(120B)에 대해서도 적용될 수 있다.The cross-sectional shapes of the flow path portion 120A shown in Fig. 3 and the flow path portion 120B shown in Fig. 5 are different from each other. Except for this, since the particle sensing apparatus 100B shown in FIG. 5 is the same as the particle sensing apparatus 100A shown in FIG. 3, the duplicate description will be omitted. For example, the definition of the scattering unit SS described above with reference to FIG. 4 can also be applied to the flow path portion 120B shown in FIG.

도 3 및 도 4의 경우, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 방향 및 z축 방향)으로, 유로 입구부(FI), 제1 유로 중간부(FII1), 산란부(SS), 제2 유로 중간부(FII2) 및 유로 출구부(FO)의 단면적은 일정하다.In the case of FIGS. 3 and 4, in the direction perpendicular to the direction in which the air flows (for example, the y axis direction) (for example, the x axis direction and the z axis direction) Sectional areas of the flow path middle portion FII1, the scattering portion SS, the second flow path middle portion FII2, and the flow path outlet portion FO are constant.

반면에, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로 제1 유로 중간부(FII1)의 단면적은 산란부(SS)에 접근할수록 감소하는 부분을 포함하고, 제2 유로 중간부(FII2)의 단면적은 산란부(SS)로부터 멀어질수록 증가하는 부분을 포함할 수 있다.On the other hand, the cross-sectional area of the first flow path middle portion FII1 in the direction perpendicular to the flow direction (for example, the y-axis direction) (for example, the x-axis and the z- And the cross-sectional area of the second flow path middle portion FII2 may include a portion that increases as the distance from the scattering portion SS increases.

예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로 제1 유로 중간부(FII1)의 단면적은 산란부(SS)에 접근할수록 감소한 후 일정해지고, 제2 유로 중간부(FII2)의 단면적은 산란부(SS)로부터 멀어질수록 일정한 후 증가할 수 있다. 또는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 달리, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로 제1 유로 중간부(FII1)의 단면적은 산란부(SS)에 접근할수록 계속해서 감소하고, 제2 유로 중간부(FII2)의 단면적은 산란부(SS)로부터 멀어질수록 계속해서 증가할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the first flow medium (for example, the first flow medium) may flow in a direction (for example, the x axis and the z axis direction) Sectional area of the second flow path middle portion FII1 is decreased and becomes constant as it approaches the scattering portion SS and the cross sectional area of the second flow path middle portion FII2 may increase after the scattering portion SS is constantly away from the scattering portion SS. Alternatively, unlike the case shown in Figs. 5 and 6, the first flow path middle portion (in the x-axis and the z-axis direction) perpendicular to the direction in which air flows (for example, The cross sectional area of the second flow path middle portion FII1 may continue to decrease as it approaches the scattering portion SS and the sectional area of the second flow path middle portion FII2 may increase continuously as the distance from the scattering portion SS increases.

또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 달리, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로, 유로 입구부(FI) 및 유로 출구부(FO) 각각의 단면적은 산란부(SS)의 단면적보다 클 수 있다.3 and 4, in the direction perpendicular to the direction in which the air flows (for example, the y-axis direction) (for example, the x-axis and the z-axis direction) And the channel outlet portion FO may be larger than the cross-sectional area of the scattering portion SS.

또한, 도 4 및 도 6에 도시된 유로부(120A, 120B)에서, 제1 유로 중간부(FII1)(또는, 제2 유로 중간부(FII2))와 산란부(SS)가 연통하는 개구 영역이 제2 개구부(OP2)라고 정의할 때, 제1 개구부(OP1)의 면적(예를 들어, x축 및 y축 방향의 면적)은 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로 제2 개구부(OP2)의 단면적보다 클 수 있다.In the flow paths 120A and 120B shown in Fig. 4 and Fig. 6, an opening area in which the first flow path middle portion FII1 (or the second flow path middle portion FII2) and the scattering portion SS communicate The area of the first opening OP1 (for example, the area in the x-axis and the y-axis direction) is defined as the direction in which the air flows (for example, the y-axis direction) Sectional area of the second opening OP2 in the vertical direction (for example, the x-axis and the z-axis direction).

예를 들어, 도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 개구부(OP1)의 x축 방향의 길이와 제2 개구부(OP2)의 x축 방향의 길이가 동일하다고 할 때, 제1 개구부(OP1)의 폭(D1)은 제2 개구부(OP2)의 높이(D4)보다 더 클 수 있다. 또는, 도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면형상을 갖고, 제2 개구부(OP2)가 원형 측단면 형상을 가질 경우, 제1 개구부(OP1)의 직경(D1)은 제2 개구부(OP2)의 직경(D2)보다 더 클 수 있다.4 and 6, when the length of the first opening OP1 in the x-axis direction is equal to the length of the second opening OP2 in the x-axis direction, the first opening OP1, The width D1 of the second opening OP2 may be larger than the height D4 of the second opening OP2. 4 and 6, when the first opening OP1 has a circular planar shape and the second opening OP2 has a circular cross-sectional shape, the diameter D1 of the first opening OP1, May be larger than the diameter D2 of the second opening OP2.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 단면 형상을 유로부(120B)가 가질 경우, 제1 및 제2 유로 중간부(FII1, FII2)의 단면적의 변화로 인해, 보다 많은 입자(P)가 유로부(120B)를 통과할 수 있어, 입자(P)를 센싱하는 정확도가 증가할 수 있다.When the flow path portion 120B has a cross-sectional shape as shown in Figs. 5 and 6, more particles P flow from the flow path 120B due to the change in sectional area of the first and second flow path middle portions FII1 and FII2, Can pass through the portion 120B, and accuracy of sensing the particles P can be increased.

도 7은 도 1에 도시된 입자 센싱 장치(100)의 또 다른 실시 예(100C)의 단면도를 나타내고, 도 8은 도 7에 도시된 유로부(120C)를 설명하기 위해 'A3' 부분을 확대 도시한 단면도로서, 설명의 편의상 도 7에 도시된 팬(180)의 도시는 도 8에서 생략되었다.7 is a cross-sectional view of another embodiment 100C of the particle sensing apparatus 100 shown in Fig. 1, and Fig. 8 is an enlarged view of the 'A3' portion in order to explain the flow path portion 120C shown in Fig. As a sectional view, for the convenience of explanation, the illustration of the fan 180 shown in Fig. 7 is omitted in Fig.

도 3에 도시된 유로부(120A)와 도 7에 도시된 유로부(120C)의 단면 형상은 서로 다르다. 이를 제외하면, 도 7에 도시된 입자 센싱 장치(100C)는 도 3에 도시된 입자 센싱 장치(100A)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.The cross-sectional shapes of the flow path portion 120A shown in Fig. 3 and the flow path portion 120C shown in Fig. 7 are different from each other. Except for this, since the particle sensing apparatus 100C shown in FIG. 7 is the same as the particle sensing apparatus 100A shown in FIG. 3, a duplicate description will be omitted.

도 3 및 도 4의 경우, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 방향 및 z축 방향)으로, 유로 입구부(FI), 제1 유로 중간부(FII1), 산란부(SS), 제2 유로 중간부(FII2) 및 유로 출구부(FO)의 단면적은 일정하다.In the case of FIGS. 3 and 4, in the direction perpendicular to the direction in which the air flows (for example, the y axis direction) (for example, the x axis direction and the z axis direction) Sectional areas of the flow path middle portion FII1, the scattering portion SS, the second flow path middle portion FII2, and the flow path outlet portion FO are constant.

반면에, 도 7 및 도 8의 경우, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로, 제1 유로 중간부(FII1)의 단면적은 산란부(SS)에 접근할수록 감소한 후 증가한다. 또한, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로, 제2 유로 중간부(FII2)의 단면적은 산란부(SS)로부터 멀어질수록 감소한 후 증가한다.On the other hand, in the case of FIGS. 7 and 8, in the direction perpendicular to the direction (for example, the y-axis direction) in which the air flows (for example, in the x- ) Decreases as it approaches the scattering section (SS), and then increases. The cross-sectional area of the second flow path middle portion FII2 in the direction perpendicular to the direction (e.g., the y-axis direction) And then increases.

또한, 도 8에 도시된 유로부(120C)의 제1 중간 유로부(FII1)(또는, 제2 중간 유로부(FII2))에서 공기가 유동하는 방향과 수직한 방향으로 가장 작은 단면적을 갖는 개구 영역이 제2 개구부(OP2)라고 정의할 때, 제1 개구부(OP1)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)은 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로 제2 개구부(OP2)의 단면적보다 클 수 있다.It is also possible to use an opening having the smallest cross-sectional area in the direction perpendicular to the direction in which the air flows in the first intermediate passage portion FII1 (or the second intermediate passage portion FII2) of the passage portion 120C shown in Fig. 8 The area of the first opening OP1 (for example, the area in the x-axis and the y-axis direction) is defined as the direction in which the air flows (for example, the y-axis direction) Sectional area of the second opening OP2 in a direction (for example, the x-axis and the z-axis direction) perpendicular to the first opening OP2.

예를 들어, 도 8를 참조하면, 제1 개구부(OP1)의 x축 방향의 길이와 제2 개구부(OP2)의 x축 방향의 길이가 동일하다고 할 때, 제1 개구부(OP1)의 폭(D1)은 제2 개구부(OP2)의 높이(D4)보다 더 클 수 있다. 또는, 도 8를 참조하면, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면형상을 갖고, 제2 개구부(OP2)가 원형 측단면 형상을 가질 경우, 제1 개구부(OP1)의 직경(D1)은 제2 개구부(OP2)의 직경(D4)보다 더 클 수 있다.8, when the length of the first opening OP1 in the x-axis direction is equal to the length of the second opening OP2 in the x-axis direction, the width of the first opening OP1 D1 may be greater than the height D4 of the second opening OP2. 8, when the first opening OP1 has a circular planar shape and the second opening OP2 has a circular cross-sectional shape, the diameter D1 of the first opening OP1 is larger than the diameter D1 of the second opening OP1, Can be larger than the diameter D4 of the opening OP2.

예를 들어, 도 4, 도 6 및 도 8에 도시된 제2 개구부(OP2)의 높이(D4)는 10.0 ㎜ 이하, 6.0 ㎜ 이하, 4.0 ㎜ 이하 또는 2.0 ㎜ 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같이, 실시 예에 의하면, 제2 개구부(OP2)의 높이(D4)가 작아지므로, 입자 센싱 장치(100A 내지 100C) 전체의 크기를 줄일 수 있다.For example, the height D4 of the second opening OP2 shown in Figs. 4, 6 and 8 may be 10.0 mm or less, 6.0 mm or less, 4.0 mm or less or 2.0 mm or less, It does not. As described above, according to the embodiment, since the height D4 of the second opening OP2 is small, the size of the entire particle sensing apparatuses 100A to 100C can be reduced.

또한, 보다 많은 입자가 유로부(120:120A, 120B, 120C)를 통과하도록 하기 위해서, 유로부(120)를 통과하는 공기의 유량의 부피 변화가 없어야 한다. 이를 위해, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 개구부(OP2)에 의해 더블 노즐(DN:Double Nozzlwe) 구조를 형성할 경우, 유로부(120C)를 통과하는 공기의 유량의 부피 변화가 있을 때에도, 공기의 유량을 측정이 용이할 정도로 조절할 수 있어, 입자(P)를 센싱하는 정확도가 증가할 수 있다. 예컨대, 더블 노즐 구조에 의해 병목 현상이 만들어지기 때문에, 보다 많은 입자(P)가 유로부(120C)를 통과할 수 있어, 입자(P)를 센싱하는 정확도가 증가할 수 있다.In order to allow more particles to pass through the flow path portions 120 (120A, 120B, and 120C), there is no change in the volume of the flow rate of the air passing through the flow path portion 120. [ 7 and 8, when a double nozzle (DN) structure is formed by the second opening OP2, the volume change of the flow rate of the air passing through the flow path portion 120C is The flow rate of the air can be adjusted so as to be easy to measure, and the accuracy of sensing the particles P can be increased. For example, since the bottleneck phenomenon is created by the double nozzle structure, more particles P can pass through the flow path portion 120C, and the accuracy of sensing the particles P can be increased.

도 3 내지 도 8에 도시된 유로부(120A, 120B, 120C)의 구조는 일 례들에 불과하다. 즉, 유로부(120A, 120B, 120C)를 통해 보다 많은 공기가 유입될 수 있다면, 실시 예는 유로부(120)의 특정한 례에 국한되지 않는다.The structures of the flow paths 120A, 120B, and 120C shown in Figs. 3 to 8 are merely one example. That is, the embodiment is not limited to the specific example of the flow path portion 120, as long as more air can flow through the flow path portions 120A, 120B, and 120C.

한편, 수광부(130)는 입자(P)에서 산란된 광을 정확하게 감지하기 위해 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 수광부(130A)는 도 1에 도시된 수광부(130)의 일 실시 예에 해당한다.Meanwhile, the light receiving unit 130 may have various structures in order to accurately detect light scattered by the particles P. The light receiving unit 130A shown in FIGS. 3, 5, and 7 corresponds to the light receiving unit 130 shown in FIG.

도 9는 도 3에 도시된 'B' 부분을 확대 도시한 단면도이다.9 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'B' shown in FIG.

도 3 및 도 9를 참조하면, 수광부(130A)는 투광성 부재(132) 및 광 감지부(134)를 포함할 수 있다. 또한, 수광부(130A)는 광 가이드부(136A)를 더 포함할 수도 있으나, 경우에 따라, 광 가이드부(136A)는 생략될 수도 있다.3 and 9, the light receiving unit 130A may include a light transmitting member 132 and a light sensing unit 134. [ The light receiving portion 130A may further include a light guide portion 136A, but in some cases, the light guide portion 136A may be omitted.

투광성 부재(132)는 광을 투광시킬 수 있는 재질로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 유리로 구현될 수 있다. 투광성 부재(132)는 제1 면(132-1) 및 제2 면(132-2)을 포함할 수 있다. 제1 면(132-1)은 산란부(SS)와 대향하는 투광성 부재(132)의 윗면(즉, 탑면)에 해당하고, 제2 면(132-2)은 제1 면(132-1)의 반대측 면으로서 투광성 부재(132)의 아랫면(즉, 바닥면)에 해당할 수 있다.The light-transmissive member 132 may be formed of a material capable of transmitting light, and may be embodied as glass, for example. The light transmitting member 132 may include a first surface 132-1 and a second surface 132-2. The first surface 132-1 corresponds to the top surface (i.e., the top surface) of the light transmitting member 132 facing the scattering section SS and the second surface 132-2 corresponds to the first surface 132-1. (That is, the bottom surface) of the light transmitting member 132 as the opposite surface of the light transmitting member 132. [

광 감지부(134)와 광 가이드부(136A)는 투광성 부재(132)의 광축 주변에 배치될 수 있다. 광 감지부(134)와 광 가이드부(136A)는 투광성 부재(132)의 서로 상반되는 면에 배치될 수도 있고, 동일한 면에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 광 감지부(134)는 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치되고, 광 가이드부(136A)는 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)에 배치될 수 있다. 또는, 도 9에 도시된 바와 달리, 광 감지부(134)는 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)에 배치되고, 광 가이드부(136A)는 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치될 수도 있다. 이와 달리, 광 감지부(134)와 광 가이드부(136A)는 모두 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1) 또는 제2 면(132-2)에 배치될 수도 있다. 예컨대, 광 감지부(134)는 내측 격벽(136-1, 136-2)과 외측 격벽(136-3, 136-4) 사이에 배치될 수도 있다.The light sensing part 134 and the light guide part 136A may be disposed around the optical axis of the light transmitting member 132. [ The light sensing part 134 and the light guide part 136A may be disposed on the opposite surfaces of the light transmitting member 132 or on the same surface. 9, the light sensing part 134 is disposed on the second surface 132-2 of the light transmissive member 132, and the light guiding part 136A is disposed on the second surface 132-2 of the light transmissive member 132. [ And may be disposed on the first surface 132-1. 9, the light sensing portion 134 is disposed on the first surface 132-1 of the light transmitting member 132 and the light guiding portion 136A is disposed on the second surface 132-1 of the light transmitting member 132, May be disposed on the surface 132-2. Alternatively, both the light sensing portion 134 and the light guide portion 136A may be disposed on the first surface 132-1 or the second surface 132-2 of the light transmitting member 132. [ For example, the light sensing part 134 may be disposed between the inner partitions 136-1 and 136-2 and the outer partitions 136-3 and 136-4.

상술한 바와 같이, 광 감지부(134)와 광 가이트부(136A)는 다양한 배치 관계를 가질 수 있으나, 어느 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.As described above, the light sensing unit 134 and the lightguide unit 136A may have various arrangements, but the following description can be applied to any case.

광 감지부(134)는 투광성 부재(132) 아래(또는 위)에서 광축(LX)의 주변에 배치되며, 산란부(SS)에서 입자(P)에 의해 산란된 후 수광 입사부(OP3)를 통해 입사된 광을 센싱할 수 있다. 수광 입사부에 대해서는 후술된다.The light sensing part 134 is disposed around the optical axis LX under (or above) the light transmitting member 132 and is scattered by the particles P at the scattering part SS and then received by the light receiving part OP3 It is possible to sense the incident light. The light receiving incidence portion will be described later.

도 10a는 도 9에 도시된 광 감지부의 일 실시 예의 평면 형상을, 도 10b는 도 10a에 도시된 광 감지부를 J-J'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 각각 나타낸다.FIG. 10A is a plan view of the optical sensing unit shown in FIG. 9, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line J-J 'of the optical sensing unit shown in FIG. 10A.

도 10a도 10a를 참조하면, 광 감지부(134A)는 포토 다이오드(134-2)를 포함할 수 있다. 또한, 포토 다이오드(134-2)의 내측 가장자리에 의해 광 투과 영역(134-1)이 정의될 수 있다. Referring to FIG. 10A and FIG. 10A, the light sensing unit 134A may include a photodiode 134-2. Further, the light-transmitting region 134-1 can be defined by the inner edge of the photodiode 134-2.

또한, 도 10b를 참조하면, 포토 다이오드(134-2)는 제1 전극(1010), 반도체층 (1020) 및 제2 전극(1030)을 포함할 수 있다. 제1 전극(1010), 반도체층 (1020) 및 제2 전극(1030)은 두께 방향(즉, Z축)으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.Referring to FIG. 10B, the photodiode 134-2 may include a first electrode 1010, a semiconductor layer 1020, and a second electrode 1030. FIG. The first electrode 1010, the semiconductor layer 1020, and the second electrode 1030 may be at least partially overlapped in the thickness direction (i.e., the Z axis).

반도체층(1020)은 PN, PIN 또는 Avalanche 다이오드가 박막 형태로 배치될 수 있으며, PIN 다이오드로 구성되는 경우, P층(1022), 활성(Intrinsic)층(1024) 및 N층(1026)을 포함할 수 있다. P층(1022) 및 N층(1026)은 Z축 방향으로 15 내지 20nm의 두께를, 활성층(1024)은 Z축 방향으로 200 nm 내지 600nm의 두께를 가질 수 다. 또한, 제1 전극(1010)은 투광성을 가질 수 있으며, GAZO, GZO, ITO 등의 물질을 포함할 수 있고, 제2 전극(1030)은 Al, Ti, TiN, Ag, Au 등의 금속 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 전극(1010)을 “투명 전극”이라 칭할 수 있으며, 제2 전극(1030)을 “금속 전극”이라 칭할 수도 있다. 제1 전극(1010) 및 제2 전극(1030)의 Z축 방향으로의 두께는 100um 내지 1mm일 수 있다. 물론, 전술된 각 층의 두께는 예시적인 것으로 실시 예는 이에 한정되지 아니하며, 상술한 구조의 포토 다이오드(134-2)는 증착이나 인쇄 등의 방식으로 제조될 수 있다.The semiconductor layer 1020 may include a P layer 1022, an active layer 1024, and an N layer 1026 when the PN, PIN, or Avalanche diode may be disposed in the form of a thin film. can do. The P layer 1022 and the N layer 1026 may have a thickness of 15 to 20 nm in the Z axis direction and the active layer 1024 may have a thickness of 200 to 600 nm in the Z axis direction. The first electrode 1010 may have a light transmitting property and may include a material such as GAZO, GZO and ITO. The second electrode 1030 may include a metal material such as Al, Ti, TiN, Ag, . Therefore, the first electrode 1010 may be referred to as a " transparent electrode ", and the second electrode 1030 may be referred to as a " metal electrode ". The thickness of the first electrode 1010 and the second electrode 1030 in the Z-axis direction may be 100 μm to 1 mm. Of course, the thicknesses of the respective layers described above are exemplary and the embodiments are not limited thereto, and the photodiode 134-2 having the above-described structure can be manufactured by a method such as vapor deposition or printing.

한편, 포토 다이오드(134-2)는 투광성 부재(132)가 기판 역할을 수행할 수 있는데, 포토 다이오드(134-2)가 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2) 상에 배치되는 경우 제1 전극층(1010)의 상면이 투광성 부재(132)의 제2면(132-2)과 접하게 된다. 이와 달리 포토 다이오드(134-2)가 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1) 상에 배치되는 경우 제2 전극층(1030)의 저면이 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)과 접하게 된다.On the other hand, the photodiode 134-2 can perform the role of the light-transmitting member 132 as a substrate, and the photodiode 134-2 is disposed on the second surface 132-2 of the light-transmitting member 132 The upper surface of the first electrode layer 1010 is brought into contact with the second surface 132-2 of the light transmitting member 132. [ When the photodiode 134-2 is disposed on the first surface 132-1 of the light transmissive member 132, the bottom surface of the second electrode layer 1030 contacts the first surface 132- 1).

광 투과 영역(134-1)은 산란부(SS)를 통과한 메인 광을 통과시켜 광 흡수부(140)로 보내기 위해, 광축(LX)에 위치하며 포토 다이오드(134-2)의 반도체 층(1020) 및 제2 전극(1030)이 배치되지 않는 영역을 의미할 수 있다. 실시 예에 따라, 제1 전극(1010)이 도10b의 J방향(즉, 광축 방향)으로 연장되는 경우, 광 투과 영역(134-1)은 제1 전극(1010)의 적어도 일부를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극이 광축까지 연장되어 원형 평면 형상을 갖는 경우, 광 투과 영역(134-1) 전체에 제1 전극(1010)이 포함될 수도 있다.The light transmitting region 134-1 is located on the optical axis LX and is connected to the semiconductor layer 134-2 of the photodiode 134-2 so as to pass the main light passing through the scattering portion SS to the light absorbing portion 140. [ 1020 and the second electrode 1030 are not disposed. According to the embodiment, when the first electrode 1010 extends in the J direction (i.e., the optical axis direction) of FIG. 10B, the light transmitting region 134-1 may include at least a part of the first electrode 1010 have. For example, when the first electrode extends to the optical axis and has a circular planar shape, the first electrode 1010 may be included in the entire light transmitting region 134-1.

또한, 광 투과 영역(134-1)은 광 흡수부(140)의 광 입구(OPL)를 덮을 수 있다. 이와 같이, 광 투과 영역(134-1)이 광 입구(OPL)를 덮을 경우, 광 흡수부(140)로 이물질의 침투가 방지될 수 있고, 산란부(SS)를 통과한 입자(P)가 광 흡수부(140)로 진입하는 것을 방지할 수 있어, 유로부(120)에서의 입자(P)의 흐름이 원활해지고 측정 오차도 줄어들 수도 있다.Further, the light transmitting region 134-1 may cover the light entrance OPL of the light absorbing portion 140. As described above, when the light transmitting region 134-1 covers the light entrance OPL, the penetration of foreign matter into the light absorbing portion 140 can be prevented, and the particles P passing through the scattering portion SS It is possible to prevent the particle P from flowing into the light absorbing portion 140, and flow of the particles P in the flow path portion 120 can be smooth and measurement error may be reduced.

또한, 포토 다이오드(134-2)를 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치할 경우, 이물질로 인한 포토 다이오드(132-2)의 손상도 막을 수 있다.In addition, when the photodiode 134-2 is disposed on the second surface 132-2 of the light transmitting member 132, damage to the photodiode 132-2 due to foreign matter can be prevented.

포토 다이오드(134-2)는 광 투과 영역(134-1)의 주변에 배치되고, 입자(P)에 의해 산란된 광을 센싱하는 역할을 한다. 여기서 주변에 배치된다고 함은, 광 투과 영역(134-1)의 외측(외곽)을 포토 다이오드(134-2)가 전체적으로 둘러싼 형태로 배치됨을 의미할 수 있으나, 반드시 포토 다이오드(134-2)가 닫힌 곡선 또는 닫힌 직선으로 에워싼 형태를 의미하는 것은 아니며, 포토 다이오드의 외측을 향해 열린 부분(예컨대, 후술할 도 17의 각 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24)의 사이 영역)을 하나 이상 가질 수도 있다. The photodiode 134-2 is disposed around the light transmission region 134-1 and serves to sense the light scattered by the particles P. [ Here, when the photodiode 134-2 is arranged around the photodiode 134-2, it means that the photodiode 134-2 is disposed on the outer side (outside) of the light transmission region 134-1 as a whole, But does not mean a shape enclosed by a closed curve or a closed straight line, but a portion opened toward the outside of the photodiode (for example, each segment 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, The region between the two regions.

포토 다이오드(134-2)는 일반적인 포토 다이오드의 구조에서 광을 흡수하는 액티브(active) 영역에 해당한다. 예를 들어, 포토 다이오드(134-2)는 380 ㎚ 내지 1100 ㎚ 파장 대역의 광을 검출할 수 있으나, 실시 예는 포토 다이오드(134-2)에서 검출할 수 있는 특정한 파장 대역에 국한되지 않는다. 또한, 산란광이 잘 센싱될 수 있도록, 포토 다이오드(134-2)는 660 ㎚의 파장 대역에서 0.4A/W의 감도를 갖거나, 450 ㎚에서 0.3 A/W의 감도를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The photodiode 134-2 corresponds to an active region for absorbing light in the structure of a general photodiode. For example, the photodiode 134-2 can detect light in the 380 nm to 1100 nm wavelength band, but the embodiment is not limited to a specific wavelength band that can be detected by the photodiode 134-2. The photodiode 134-2 may have a sensitivity of 0.4 A / W at a wavelength band of 660 nm or a sensitivity of 0.3 A / W at 450 nm so that scattered light can be well sensed, Is not limited to this.

도 10a을 참조하면, 광 감지부(134A)의 폭(W1)은 5 ㎜ 내지 20 ㎜ 예를 들어, 7 ㎜ 내지 15 ㎜, 바람직하게는 8 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.10A, the width W1 of the light sensing portion 134A may be between 5 mm and 20 mm, for example between 7 mm and 15 mm, preferably between 8 mm and 10 mm, It does not.

또한, 광 투과 영역(134-1)의 폭(W2)은 3 ㎜ 내지 18 ㎜ 예를 들어, 5 ㎜ 내지 13 ㎜ 바람직하게는 7 ㎜ 내지 9 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The width W2 of the light transmitting region 134-1 may be 3 mm to 18 mm, for example, 5 mm to 13 mm, and preferably 7 mm to 9 mm, but the embodiments are not limited thereto.

또한, 포토 다이오드(134-2)의 평면상에서의 폭(W3)은 0.1 ㎜ 내지 5 ㎜ 예를 들어, 1 ㎜ 내지 3 ㎜ 바람직하게는 1.5 ㎜ 내지 2.5 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.In addition, the width W3 of the photodiode 134-2 on the plane may be 0.1 mm to 5 mm, for example, 1 mm to 3 mm, preferably 1.5 mm to 2.5 mm, Do not.

도 10a에 도시된 포토 다이오드(134-2)의 평면 형상은 환형, 즉, 원형 고리 형상이지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 광 감지부(134)가 광 투과 영역(134-1)를 포함할 수 있다면, 포토 다이오드(134-2)는 다양한 평면 형상을 가질 수 있다.The planar shape of the photodiode 134-2 shown in Fig. 10A is an annular shape, that is, a circular ring shape, but the embodiment is not limited to this. For example, if the light sensing portion 134 can include the light transmitting region 134-1, the photodiode 134-2 can have various planar shapes.

예를 들어, 도시되지는 아니하였으나 포토 다이오드(134-2)의 평면 형상은 다각형 고리 형상일 수도 있고, 타원형 고리 형상일 수도 있다. 도 11은 도 10a에 도시된 광 감지부를 통해 산란광을 검출하는 형태의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.For example, although not shown, the planar shape of the photodiode 134-2 may be a polygonal ring shape or an elliptical ring shape. 11 is a perspective view illustrating an embodiment of detecting scattered light through the light sensing unit shown in FIG. 10A.

도 10a와 같이 환형 평면 형상을 갖는 포토 다이오드(134-2)가 사용되는 경우, 도 11과 같이 입자(P)에 의해 광이 산란된 산란광의 적어도 일부(SL)가 포토 다이오드(134-2)에 수광될 수 있다. 11A, at least a part SL of the scattered light scattered by the particles P is incident on the photodiode 134-2, as shown in FIG. 11, Lt; / RTI >

포토 다이오드(134-2)는 수광된 산란광(SL)의 크기에 대응되는 신호를 출력하게 되며, 신호의 크기를 이용하여 정보 분석부(160)는 입자의 크기 분류를 수행할 수 있다. 이를 도 12a를 참조하여 설명한다.The photodiode 134-2 outputs a signal corresponding to the magnitude of the received scattered light SL, and the information analyzer 160 can perform particle size classification using the magnitude of the signal. This will be described with reference to FIG. 12A.

도 12a는 정보 분석부에서 레벨링을 통한 입자 크기 분류가 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.12A shows an example of a form in which particle size classification through leveling is performed in the information analysis unit.

도 12a를 참조하면, 정보 분석부(160)는 미리 결정된 신호 크기와 입자 크기의 대응 관계에 따라 레벨링을 통해 입자의 크기를 분류할 수 있다. 이러한 레벨링은 신호의 세기와 입자의 크기가 비례 관계임을 전제로 한다.Referring to FIG. 12A, the information analyzer 160 may classify the sizes of particles through leveling according to a correspondence relationship between a predetermined signal size and a particle size. This leveling assumes that the intensity of the signal and the size of the particle are proportional.

그러나, 전방 산란 방식에서는, 입자의 크기에 따라 입자의 후방(즉, 입자에서 광원을 바라보는 방향)에서 발생하는 후방 산란과의 간섭 현상이 발생하여 신호의 세기와 입자의 크기가 항상 비례하지는 않을 수 있다. 이를 도 12b를 참조하여 설명한다.However, in the forward scattering method, the intensity of the signal and the size of the particle are not always proportional to each other due to the interference with the back scattering occurring in the backward direction of the particle (that is, the direction in which the particle looks at the light source) . This will be described with reference to FIG. 12B.

도 12b는 입자 크기와 수광량 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.12B is a graph showing an example of the relationship between the particle size and the amount of received light.

도 12b를 참조하면, 입자의 크기가 0.5㎛부터 3㎛까지 커져감에 따라, 포토 다이오드(134-2)에서의 수광량은 대체로 커지는 경향을 보인다. 그러나, 1㎛ 부근과 1.5㎛ 부근과 같이, 후방 산란과의 간섭 현상에 의한 딥(dip) 구간이 발생한다. 결국, 동일한 크기의 수광량에 둘 이상의 입자 크기가 대응되는 경우에는 정보 분석부(160)가 판단한 입자 크기에 오류가 있을 수 있게 된다.Referring to FIG. 12B, as the particle size increases from 0.5 μm to 3 μm, the amount of light received by the photodiode 134-2 tends to increase largely. However, as in the vicinity of 1 mu m and around 1.5 mu m, a dip section due to interference with back scattering occurs. As a result, when two or more particle sizes correspond to a light receiving amount of the same size, there is an error in the particle size judged by the information analyzing unit 160.

그런데, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 전술한 바와 같이, 입자(P)의 크기에 따라 산란광 프로파일, 즉, 산란광의 각도와 강도 변화가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 산란광 프로파일의 변화와 입자 크기의 관계에서 착안하여, 동일 입자에 의해 산란된 산란광을 서로 다른 위치에서 측정하고, 측정 결과를 서로 비교하여 입자의 크기를 판단할 것을 제안한다.However, as described above with reference to FIGS. 2A to 2C, the scattered light profile, that is, the angle and intensity of the scattered light changes depending on the size of the particles P. Therefore, in an embodiment of the present invention, scattering light scattered by the same particles is measured at different positions while paying attention to the relationship between the change of the scattered light profile and the particle size, and the measurement results are compared with each other to determine the particle size Lt; / RTI >

먼저, 산란광을 서로 다른 위치에서 측정하기 위한 수광부 구조를 설명한다.First, the structure of the light receiving portion for measuring the scattered light at different positions will be described.

도 13a는 은 도 9에 도시된 광 감지부의 다른 실시 예의 평면 형상을 나타낸다.13A shows a planar shape of another embodiment of the light sensing unit shown in FIG.

도 13a를 참조하면, 본 실시 예에 따른 광 감지부(134B)는 도 11에 도시된 광 감지부(134A)와 비교하여, 광 투과 영역(134-1)을 정의하는 포토 다이오드(134-2)의 주변에 배치된 포토 다이오드(134-3)를 더 포함한다. 이하의 기재에서, 편의상 광 투과 영역(134-1)을 정의하는 포토 다이오드(134-2)를 “제1 포토 다이오드”라 칭하고, 제1 포토 다이오드(134-2) 주변에 배치되는 포토 다이오드(134-3)를 “제2 포토 다이오드”로 칭하기로 한다. 이때, 각 포토 다이오드(134-2 및 134-3)는 하나의 제1 전극을 공유할 수도 있고, 각각이 별도의 제1 전극을 가질 수 있기 때문에 도 13에 도시된 평면 형상은 적어도 각 포토 다이오드(134-2 및 134-3)의 반도체층의 평면 형상에 대응되는 것으로 볼 수도 있다.13A, the light sensing unit 134B according to the present embodiment is different from the light sensing unit 134A shown in FIG. 11 in that a photodiode 134-2 defining the light transmitting region 134-1 And a photodiode 134-3 disposed around the photodiode 134-3. In the following description, the photodiode 134-2 defining the light transmitting region 134-1 is referred to as a "first photodiode" for convenience, and the photodiode 134-2 disposed around the first photodiode 134-2 134-3 will be referred to as " second photodiode ". At this time, since each of the photodiodes 134-2 and 134-3 may share one first electrode and each of them may have a separate first electrode, the planar shape shown in Fig. And the planar shape of the semiconductor layers of the first and second semiconductor layers 134-2 and 134-3.

제1 포토 다이오드(134-2)와 제2 포토 다이오드(134-3)는 각각 환형 평면 형상을 가질 수 있으며, 제1 포토 다이오드(134-2)의 외측 가장자리와 제2 포토 다이오드(134-3)의 내측 가장자리는 소정 거리(G1)만큼 이격될 수 있다. 이러한 경우 각각의 평면 형상은 서로 동심원을 이룰 수 있다. 이때, 동심원의 중심으로 광축이 지나갈 수 있다. The first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 may have an annular planar shape and the outer edge of the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 May be spaced apart by a predetermined distance G1. In this case, the respective planar shapes may be concentric with each other. At this time, the optical axis can pass through the center of the concentric circle.

제1 포토 다이오드(134-2)의 외경(W1)이나 폭(W3) 등은 도 10a을 참조하여 설명한 값과 같을 수도 있고 상이할 수도 있다. 예를 들어, 포토 다이오드의 각부의 크기는 아래 표 1과 같은 값을 가질 수 있으나, 실시 예는 이제 한정되지 않고 보다 다양한 크기를 가질 수도 있음은 당업자에 자명하다.The outer diameter W1 and the width W3 of the first photodiode 134-2 may be the same as or different from the values described with reference to Fig. For example, it is apparent to those skilled in the art that the size of each part of the photodiode may have a value as shown in Table 1 below, but the embodiment is not limited to this and may have a different size.

길이(mm)Length (mm) 최소값Minimum value 최대값Maximum value W1W1 22 88 W2W2 1One 66 W3W3 0.50.5 3.53.5 W5W5 44 1010 G1G1 0.20.2 1One

도 13b 및 도 13c는 도 13a에 도시된 광 감지부를 K-K'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 각각 나타낸다.13B and 13C are cross-sectional views of the light sensing unit shown in FIG. 13A taken along line K-K ', respectively.

먼저 도 13b를 참조하면, 제1 포토 다이오드(134-2)와 제2 포토 다이오드(134-3)는 각각이 반도체층과 제2 전극을 별도로 갖되, 하나의 제1 전극(1010)을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제1 포토 다이오드(134-2)는 제1 전극(1010) 아래에 제1 반도체층(1020-1)과 제2-1 전극(1030-1)을 가질 수 있으며, 제2 포토 다이오드(134-3)는 동일한 제1 전극(1010) 아래에 제2 반도체층(1020-2)과 제2-2 전극(1030-2)을 가질 수 있다.First, referring to FIG. 13B, the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 have a separate semiconductor layer and a second electrode, respectively, but share one first electrode 1010 . For example, the first photodiode 134-2 may have a first semiconductor layer 1020-1 and a second-1 electrode 1030-1 under the first electrode 1010, The diode 134-3 may have a second semiconductor layer 1020-2 and a second -2 electrode 1030-2 under the same first electrode 1010. [

도 13b에 도시된 바와 달리, 도 13c에 도시된 바와 같이 제1 포토 다이오드(134-2)와 제2 포토 다이오드(134-3)는 각각이 별도의 제1 전극을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 포토 다이오드(134-2)는 제1-1 전극(1010-1) 아래에 제1 반도체층(1020-1)과 제2-1 전극(1030-1)을 가질 수 있으며, 제2 포토 다이오드(134-3)는 제1-2 전극(1010-2) 아래에 제2 반도체층(1020-2)과 제2-2 전극(1030-2)을 가질 수 있다.한편, 광 감지부가 복수의 포토 다이오드를 포함하는 경우, 광 감지부는 각 전극이 신호 변환부(150)나 정보 분석부(160)와 전기적으로 연결되도록 하기 위한 본딩(bonding)이 수행될 부분, 예컨대 본딩 패드(bonding pad)를 더 포함할 수 있다. 이를 도 13d를 참조하여 설명한다.13B, the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 may have separate first electrodes, as shown in FIG. 13C. For example, the first photodiode 134-2 may have a first semiconductor layer 1020-1 and a second-1 electrode 1030-1 under the first electrode 1010-1 And the second photodiode 134-3 may have a second semiconductor layer 1020-2 and a second -2 electrode 1030-2 under the first 1-2 electrode 1010-2. In the case where the light sensing part includes a plurality of photodiodes, the light sensing part may include a part where bonding is performed so that each electrode is electrically connected to the signal converting part 150 or the information analyzing part 160, (bonding pad). This will be described with reference to FIG. 13D.

전술한 광 감지부는 도 13d는 도 9에 도시된 광 감지부의 일 실시 예에 따른 전극 배치의 평면 형상을 나타낸다. 도 13d에서는 광 감지부가 도 13b에 도시된 단면 형상을 갖는 경우, 즉, 제1 전극이 공유되는 경우를 가정한다.FIG. 13D is a plan view of the electrode arrangement according to an embodiment of the light sensing unit shown in FIG. In FIG. 13D, it is assumed that the light sensing unit has the cross-sectional shape shown in FIG. 13B, that is, the first electrode is shared.

도 13d를 참조하면, 제1 전극(1010)과 제2-2 전극(1030-2)은 투광성 부재(132)의 평면상에서 일 가장자리 영역으로 연장된 제1 본딩 패드(1011) 및 제2 연장부(1030-21)를 거쳐 연장된 제2-2 본딩 패드(1030-22)를 각각 포함할 수 있다. 다만, 제2-1 전극(1030-1)은 제2-2 전극(1030-2)으로 인해 절곡되어 제2-2 전극(1030-2)과 Z축 상에서 이격되도록 투광성 부재(132)의 가장자리로 연장되거나, 와이어 본딩을 하지 않는 이상 바로 제2-1 전극(1030-1)에 대한 본딩 패드가 투광성 부재(132)의 가장자리 영역으로 연장되기 어렵다. 따라서, 박막 적층방식으로 제2-1 전극(1030-1)과 제2-1 전극(1030-1)에 대한 본딩 패드를 함께 형성하기 위해서는 제2-1(1030-1) 전극이 적어도 제2 포토 다이오드(134-3)와 전기적으로 연결되지 않아야 한다. 예컨대, 이를 위해 도 13d에 도시된 바와 같이 제2-1 전극(1030-1)이 제2-1 본딩 패드(1030-12)로 연장되는 제1 연장부(1030-11) 주변에는 제1 전극(1010), 제2 반도체층(1020-2) 및 제2-2 전극(1030-2)이 배치되지 않을 수 있다. 또는, 제1 연장부(1030-11)는 제1 전극(1010), 제 2 포토다이오드(134-3)의 제2 반도체층(1020-2) 또는 제2-2 전극(1030-2)과 전기적 연결을 차단하는 절연층(미도시) 상에 배치될 수도 있다.Referring to FIG. 13D, the first electrode 1010 and the second -2 electrode 1030-2 include a first bonding pad 1011 extending to one edge region on the plane of the light-transmitting member 132, (2-2) bonding pads 1030-22 extending through the first and second bonding pads 1030-21, respectively. However, the second-first electrode 1030-1 is bent due to the second-second electrode 1030-2, and is disposed on the edge of the light-transmitting member 132 so as to be spaced apart from the second- The bonding pad for the second-first electrode 1030-1 is hardly extended to the edge region of the light-transmitting member 132 unless the wire-bonding is performed. Therefore, in order to form bonding pads for the second-1 electrode 1030-1 and the second-1 electrode 1030-1 together in the thin-film lamination method, the second-1 (1030-1) It should not be electrically connected to the photodiode 134-3. For example, as shown in FIG. 13D, the first electrode 1030-1 may extend around the first extension 1030-11 extending to the second-1 bonding pad 1030-12, The first semiconductor layer 1010, the second semiconductor layer 1020-2, and the second -2 electrode 1030-2 may not be disposed. Alternatively, the first extended portion 1030-11 may include a first electrode 1010, a second semiconductor layer 1020-2 or a second-electrode 1030-2 of the second photodiode 134-3, And may be disposed on an insulating layer (not shown) that cuts off an electrical connection.

도 14는 도 13a에 도시된 광 감지부를 통해 산란광을 검출하는 형태의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.FIG. 14 is a perspective view illustrating an embodiment of detecting scattered light through the light sensing unit shown in FIG. 13A.

도 13a와 같이 평면 형상이 동심원을 이루는 복수의 포토 다이오드가 사용되는 경우, 도 14와 같이 입자(P)에 의해 광이 산란된 산란광의 제1 부분 산란광(SLB)은 제1 포토 다이오드(134-2)에서 수광되고, 산란광의 제2 부분 산란광(SLA)은 제2 포토 다이오드(134-3)에서 수광된다. 여기서, 제1 부분 산란광(SLB)의 진행 방향이 광원의 광축과 이루는 각도는, 제2 부분 산란광(SLA)의 진행 방향이 광원의 광축과 이루는 각도보다 작다. 따라서, 입자(P)의 크기에 따라 산란광의 프로파일이 광축으로부터 넓은 각도로 분산되어 있는 경우에는 제2 부분 산란광(SLA)의 강도가 상대적으로 크고, 산란광의 프로파일이 광축으로부터 좁은 각도로 분산되어 있는 경우에는 제2 부분 산란광(SLA)의 강도가 상대적으로 약해질 수 있다. 이에 따른 제1 포토 다이오드(134-2)와 제2 포토 다이오드(134-3)의 출력 신호 크기를 도 15를 참조하여 설명한다.When a plurality of photodiodes whose planar shapes are concentric with each other are used as shown in FIG. 13A, the first partial scattered light SLB of light scattered by the particles P as shown in FIG. 14 is incident on the first photodiodes 134- 2, and the second partial scattered light SLA of the scattered light is received by the second photodiode 134-3. Here, the angle formed by the traveling direction of the first partial scattered light SLB and the optical axis of the light source is smaller than the angle formed by the traveling direction of the second partial scattered light SLA with the optical axis of the light source. Therefore, when the profile of the scattered light is dispersed at a wide angle from the optical axis according to the size of the particles P, the intensity of the second partial scattered light SLA is relatively large and the profile of the scattered light is dispersed at a narrow angle from the optical axis The intensity of the second partial scattered light (SLA) can be relatively weakened. The magnitude of the output signals of the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 will be described with reference to FIG.

도 15는 도 13a에 도시된 광 감지부를 통해 출력되는 신호 크기와 입자 크기의 상관 관계의 일례를 나타낸다. FIG. 15 shows an example of a correlation between a signal size and a particle size output through the light sensing unit shown in FIG. 13A.

도 15에서 (a)는 입자 크기가 0.3㎛인 경우, (b)는 입자 크기가 3㎛인 경우를 가정한다. 또한, 각각의 경우에 따른 산란광 프로파일은 도 2c에 대응되는 것으로 가정한다. 아울러, 그래프의 “A”는 제2 포토 다이오드(134-3)의 출력 신호를, “B”는 제1 포토 다이오드(134-2)의 출력 신호를 각각 나타낸다.In Fig. 15 (a), when the particle size is 0.3 탆, (b) assumes that the particle size is 3 탆. It is also assumed that the scattered light profile according to each case corresponds to Fig. 2C. In addition, "A" in the graph represents the output signal of the second photodiode 134-3 and "B" represents the output signal of the first photodiode 134-2.

도 15의 (a)와 (b)를 서로 비교하면, 공통적으로 “B” 값이 “A”값보다 큰 것으로 나타난다. 그러나, “A”값과 “B”값의 상대적인 크기 비율은 입자 크기가 0.3㎛인 경우보다 입자 크기가 3㎛일 때 “B”값의 비율이 “A”값보다 큰 것으로 나타난다.15 (a) and 15 (b) are compared with each other, it is common that the value of "B" is larger than the value of "A". However, the ratio of the relative sizes of the values of "A" and "B" appears to be larger than the value of "A" when the particle size is 3 μm than when the particle size is 0.3 μm.

따라서, 정보 분석부(160)는 상대적으로 신호 크기가 큰 “B” 값을 기본적으로 이용하여 입자의 크기를 판단하되, 도 12b를 참조하여 전술한 바와 같이 동일 수광량(즉, 신호 크기)에 대응되는 입자 크기가 복수개인 경우, “B” 값과 “A” 값의 크기 비율을 통해 복수개의 입자 크기 중 해당하는 입자 크기를 판단할 수 있게 된다. 만일, 광학계가 오염되거나 광원이 열화되어 광량이 감소함에 따라 각 포토 다이오드(134-2/3)에 수광되는 산란광이 감소하더라도, 본 입자 크기 판단 방법이 적용된다면 입자의 크기에 따른 “A”값과 “B”값의 상대적인 크기 비율은 유지되기 때문에 수광량 변동에 따른 측정 오차가 보정될 수 있다.Therefore, the information analyzing unit 160 basically determines the size of the particle using the relatively large value of the signal " B ", and corresponds to the same amount of received light (i.e., signal size) as described above with reference to FIG. 12B Quot; B " value and the " A " value, it is possible to determine the corresponding particle size among a plurality of particle sizes. Even if the scattered light received by each photodiode 134-2 / 3 decreases as the optical system becomes contaminated or the light source deteriorates and the amount of light decreases, if the present particle size determination method is applied, an " A " value And " B " values are maintained, the measurement error due to the change in the amount of received light can be corrected.

입자 크기별 “A”값과 “B”값의 크기 및 상대적인 크기 비율은 도 27 내지 도 29를 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.The magnitude and the relative size ratio of the " A " value and the " B " value for each particle size will be described later in more detail with reference to FIGS. 27 to 29.

일 실시 예에 의하면, 광 감지부는 도 13에 도시된 포토 다이오드의 개수보다 더 많은 포토 다이오드를 포함할 수 있으며, 평면 형상 또한 동심원 형태와 상이한 형태를 가질 수도 있다. 이를 도 16을 참조하여 설명한다. According to an embodiment, the light sensing unit may include more photodiodes than the number of the photodiodes shown in FIG. 13, and the planar shape may have a shape different from the concentric shape. This will be described with reference to FIG.

도 16은 도 9에 도시된 광 감지부의 또 다른 실시 예의 평면 형상들을 나타낸다.Fig. 16 shows plan views of another embodiment of the light sensing unit shown in Fig.

도 16의 (a)를 참조하면, 광 감지부는 광 투과 영역(134-1) 주변에 배치되는 제1 포토 다이오드(134-2), 제1 포토 다이오드(134-2) 주변에 배치되는 제2 포토 다이오드(134-3) 및 제2 포토 다이오드(134-3) 주변에 배치되는 제3 포토 다이오드(134-4)를 포함할 수 있다. 여기서 각 포토 다이오드의 평면 형상은 서로 동심원을 이룰 수 있다. 이와 같이 제3 포토 다이오드가 추가로 배치되는 경우 하나의 입자에서 산란된 산란광에 대한 총 3개의 서로 다른 신호 값의 크기 비율을 통해 보다 정확한 입자 크기 보정이 가능하다.Referring to FIG. 16A, the light sensing unit includes a first photodiode 134-2 disposed around the light transmission region 134-1, a second photodiode 134-2 disposed around the first photodiode 134-2, And a third photodiode 134-4 disposed around the photodiode 134-3 and the second photodiode 134-3. Here, the planar shapes of the respective photodiodes may be concentric with each other. When the third photodiodes are further disposed, more accurate particle size correction is possible through the ratio of the sizes of three different signal values to scattered light scattered by one particle.

또한, 도 16의 (b)를 참조하면, 광 감지부에 2개의 포토 다이오드(134-2’ 및 134-3’)가 배치되되, 각각의 평면 형상은 중심을 공유하는 다각형 고리 형상일 수 있다. 아울러, 도 16의 (c)와 같이 도 16의 (b)에 도시된 광 감지부에 포토 다이오드(134-4’)가 추가로 배치되어, 광 감지부가 총 3개의 포토 다이오드를 가질 수도 있다. 물론, 이러한 포토 다이오드 개수와 평면 형상은 예시적인 것으로, 실시 예는 이에 한정되지 아니함은 당업자에 자명하다.16B, two photodiodes 134-2 'and 134-3' are disposed in the light sensing unit, and each of the planar shapes may be a polygonal loop having a common center . In addition, as shown in FIG. 16C, a photodiode 134-4 'may be additionally disposed in the light sensing unit shown in FIG. 16B so that the photo sensing unit may have three photodiodes in total. Of course, it is apparent to those skilled in the art that the number of the photodiodes and the planar shape are illustrative, and the embodiments are not limited thereto.

도 17은 도 9에 도시된 광 감지부의 또 다른 실시 예의 평면 형상을 나타낸다.17 shows a planar shape of another embodiment of the light sensing unit shown in Fig.

제1 포토 다이오드(134-2)와 제2 포토 다이오드(134-3)는 동일 평면상에서 서로 이격되어 배치된 복수의 감지 세그먼트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 예시된 광 감지부(134C)와 같이 제1 포토 다이오드(134-2)는 서로 이격되어 배치된 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24)를 포함할 수 있고, 제2 포토 다이오드(134-3)는 서로 이격되어 배치된 복수의 감지 세그먼트(134-31, 134-32, 134-33, 134-34)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 포토 다이오드(134-2)의 세그먼트들 간의 간격(G2)는 제2 포토 다이오드(134-3)의 세그먼트들 간의 간격(G3)과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 또한, 도 17에 예시된 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)는 등간격 또는 서로 다른 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 포토 다이오드(134-2)의 예를 들어, 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24)의 이격된 간격(G2)이 클수록, 신호 레벨이 증가하여 디자인 자유도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 간격(G)은 0.01 ㎜ 내지 1 ㎜ 예를 들어, 0.1 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 바람직하게는 0.15 ㎜ 내지 0.25 ㎜일 수 있으나 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 may include a plurality of sensing segments spaced apart from each other on the same plane. For example, like the light sensing portion 134C illustrated in FIG. 17, the first photodiode 134-2 includes a plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134 -24), and the second photodiode 134-3 may include a plurality of sensing segments 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 spaced from one another . At this time, the gap G2 between the segments of the first photodiode 134-2 may be equal to or different from the gap G3 between the segments of the second photodiode 134-3. In addition, the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 illustrated in Fig. Spaced apart from each other. The greater the spaced distance G2 of the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24 of the first photodiode 134-2, the greater the signal level The degree of design freedom can be increased. For example, the spacing G may be from 0.01 mm to 1 mm, for example from 0.1 mm to 0.5 mm, preferably from 0.15 mm to 0.25 mm, although the embodiments are not limited in this respect.

또한, 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)는 서로 동일한 평면적을 가질 수도 있고, 서로 다른 평면적을 가질 수도 있다.In addition, the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 may have the same planarity with each other, It may have a planar surface.

또한, 도 10a, 도13, 도 16 및 도 17에 예시된 광 감지부(134A 내지 134C)는 평면상에서 대칭으로 배치될 수도 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 광 감지부(134A 내지 134C)는 평면상에서 비대칭으로 배치될 수도 있다.In addition, the light sensing portions 134A to 134C illustrated in Figs. 10A, 13, 16, and 17 may be arranged symmetrically on a plane, but the embodiments are not limited thereto. According to another embodiment, the light sensing portions 134A through 134C may be arranged asymmetrically in a plane.

또한, 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)는 평면상에서 대칭 또는 비대칭으로 배치될 수 있다.Further, the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 may be arranged symmetrically or asymmetrically in a plane .

도13, 도 16 및 도 17에 도시된 각 포토 다이오드 및 각 세그먼트의 크기와 기능은 도 10a에서 설명한 내용이 적용될 수 있다.The magnitudes and functions of each photodiode and each segment shown in FIGS. 13, 16 and 17 can be applied as described in FIG. 10A.

예를 들어, 제1 포토 다이오드(134-2) 및 제2 포토 다이오드(134-3)와 마찬가지로 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) 각각은 380 ㎚ 내지 1100 ㎚ 파장 대역의 광을 검출할 수 있으나, 실시 예는 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)에서 검출할 수 있는 특정한 파장 대역에 국한되지 않는다. 또한, 산란광이 잘 센싱될 수 있도록, 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) 각각은 660 ㎚의 파장 대역에서 0.4A/W의 감도를 갖거나, 450 ㎚에서 0.3 A/W의 감도를 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, as in the case of the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3, a plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) may detect light in the 380 nm to 1100 nm wavelength band, but embodiments may include multiple sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134 -24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34). Also, each of the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 may be 660 The sensitivity can be 0.4 A / W in the wavelength band of 400 nm, or the sensitivity can be 0.3 A / W at 450 nm, but the embodiment is not limited thereto.

도시되지는 않았으나, 도 16에 도시된 각 광 감지부에 포함되는 포토 다이오드도 도 17과 유사하게 복수의 세그멘트로 구분될 수 있음은 물론이다.Although not shown, it is needless to say that the photodiodes included in each light sensing unit shown in FIG. 16 may be divided into a plurality of segments similarly to FIG.

도 17에 예시된 바와 같이, 제1 포토 다이오드(134-2) 및 제2 포토 다이오드(134-3)가 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)로 이격되어 배치될 경우, 정보 분석부(160)는 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) 각각에서 센싱된 결과의 상대적 크기를 이용하여 입자의 형상을 예측할 수 있다.As illustrated in Figure 17, the first photodiode 134-2 and the second photodiode 134-3 are coupled to a plurality of sense segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134 134-22, 134-23, 134-24, 134-23, 134-24, 134-23, 134-33, 134-34, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34), the shape of the particle can be predicted using the relative size of the sensed result.

도 18a 및 도 18b는 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)를 이용하여 입자(P)의 형상을 예측함을 설명하기 위한 도면이다.Figures 18A and 18B show a method for detecting particle P using a plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24, 134-31, 134-32, 134-33, 134-34, And the shape of the light beam is predicted.

도 18a를 참조하면, 입자(P)의 형상이 대칭형 예를 들어 구형일 경우, 광축(또는 광 투과 영역)으로부터 동일한 거리에 위한 복수의 감지 세그먼트(예를 들어, 134-21, 134-22, 134-23, 134-24 또는 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)에서 감지된 산란 광의 세기는 서로 동일하다. 이와 같이, 복수의 감지 세그먼트(예를 들어, 134-21, 134-22, 134-23, 134-24 또는 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)에서 감지된 광의 세기가 서로 동일할 경우, 정보 분석부(160)는 입자(P)가 대칭 형상을 갖는 것으로 결정할 수 있다.18A, a plurality of sensing segments (for example, 134-21, 134-22, and 134-24) for the same distance from the optical axis (or the light transmission region) when the shape of the particles P is symmetrical, 134-23, 134-24 or 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) have the same intensity of scattered light. As such, the intensity of light sensed in multiple sense segments (e.g., 134-21, 134-22, 134-23, 134-24 or 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) If they are the same, the information analysis unit 160 can determine that the particles P have a symmetrical shape.

반면에, 도 18b를 참조하면, 입자(P)의 형상이 비대칭형 예를 들어 비구형일 경우, 광축(또는 광 투과 영역)으로부터 동일한 거리에 위한 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24 또는 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)에서 감지된 산란광의 세기는 서로 다르다. 이와 같이, 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24 또는 134-31, 134-32, 134-33, 134-34)에서 감지된 광의 세기가 서로 다를 경우, 정보 분석부(160)는 입자(P)가 비대칭 형상을 갖는 것으로 결정할 수 있다.18B, a plurality of sensing segments 134-21, 134-22, and 134-24 for the same distance from the optical axis (or light transmitting region), when the shape of the particles P is asymmetric, for example, 134-23, 134-24 or 134-31, 134-32, 134-33, 134-34) have different intensities of scattered light. As such, when the intensity of the light sensed by the plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23, 134-24 or 134-31, 134-32, 134-33, 134-34 is different, The information analysis unit 160 may determine that the particles P have an asymmetric shape.

그 밖에도 입자의 다양한 형상을 예측하기 위해, 복수의 감지 세그먼트의 분할된 형태가 개수가 변할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that, in order to predict various shapes of the particles, the number of the divided shapes of the plurality of sensing segments may vary.

발광부(110A)의 광원(112A)과 마찬가지로 전술한 수광부(130A)의 포토 다이오드(134-2 내지 134-3’, 134-21 내지 134-34’)의 패키징 형태는 SMD 형태나 리드 타입으로 구현될 수 있다. 그러나, 실시 예는 포토 다이오드(134-2 내지 134-3’, 134-21 내지 134-34’)의 특정한 패키징 형태에 국한되지 않는다.The packaging form of the photodiodes 134-2 to 134-3 'and 134-21 to 134-34' of the above-described light receiving portion 130A like the light source 112A of the light emitting portion 110A may be an SMD type or a lead type Can be implemented. However, the embodiment is not limited to the specific packaging form of the photodiodes 134-2 to 134-3 ', 134-21 to 134-34'.

한편, 수광 입사부는 산란부(SS)와 수광부(130A) 사이에 배치되어 수광부(130A)로 입사되는 광의 량을 조정하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 수광 입사부는 광축(LX)에 배치된 제3 개구부(OP3)를 포함할 수 있다.On the other hand, the light receiving incidence portion is disposed between the scattering portion SS and the light receiving portion 130A, and can adjust the amount of light incident on the light receiving portion 130A. 3, 5, and 7, the light receiving incidence portion may include a third opening OP3 disposed on the optical axis LX.

제3 개구부(OP3)는 산란부(SS)에서 입자(P)에 의해 산란된 광의 전체량의 20% 내지 80%를 수광부(130A)로 입사시키기에 적합한 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)을 가질 수 있다.The third opening OP3 is an area suitable for entering 20% to 80% of the total amount of light scattered by the particles P in the scattering part SS to the light receiving part 130A Axial area).

예를 들어, 산란부(SS)에서 입자(P)에 의해 산란된 광 중에서 광축(LX)을 기준으로 산란부(SS)의 중심에서 후술되는 제5 개구부(OP5)까지가 좌우 12°일 경우, 즉, 도 3, 도 5 및 도 7에 각각 도시된 소정 각도(θ)가 24°일 경우 입자(P)에서 산란된 전체 광의 20%가 수광부(130A)로 입사될 수 있으며, 소정 각도(θ)가 60°(즉, 광축(LX)을 기준으로 좌우 30°)일 경우 입자(P)에서 산란된 전체 광의 50%가 수광부(130A)로 입사될 수 있다. 이를 고려할 때, 실시 예에 의하면, 제3 개구부(OP3)는 입자(P)에 의해 산란된 광 중에서 광축(LX)을 기준으로 좌우 합한 각도 즉, 소정 각도(θ)가 24° 내지 60° 예를 들어, 광축(LX)을 기준으로 좌우 30°의 범위에 있는 광이 수광부(130A)로 입사되기에 적합한 면적을 가질 수 있다. 이와 같이, 제3 개구부(OP3)의 면적을 조정함으로써, 수광부(130A)로 입사되는 광의 량이 조정될 수 있음을 알 수 있다.For example, in the light scattered by the particles P from the scattering unit SS, the distance from the center of the scattering unit SS to the fifth opening OP5, which will be described later, with respect to the optical axis LX is 12 degrees , That is, 20% of the total light scattered in the particles P can be incident on the light receiving portion 130A when the predetermined angle? Shown in FIGS. 3, 5 and 7 is 24 °, 50% of the total light scattered in the particles P can be incident on the light receiving portion 130A when the angle? is 60 degrees (i.e., left and right 30 degrees with respect to the optical axis LX). In consideration of this, in the third opening OP3, the left angle of the light scattered by the particles P with respect to the optical axis LX, that is, the predetermined angle? Is 24 ° to 60 ° The light receiving portion 130A can have an area suitable for the light in the range of 30 degrees to the left and right with respect to the optical axis LX. As described above, it can be seen that the amount of light incident on the light receiving portion 130A can be adjusted by adjusting the area of the third opening OP3.

또한, 도 4, 도 6 및 도 8을 참조하면, 제3 개구부(OP3)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)은 제1 개구부(OP1)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)과 다를 수 있다. 예를 들어, 제3 개구부(OP3)가 원형 평면 형상을 가질 경우, 제3 개구부(OP3)의 직경(D3)이 10 ㎜보다 클 경우 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)의 면적보다 많은 산란 광이 유입되어 광 노이즈가 발생할 수 있다. 또한, 제3 개구부(OP3)의 직경(D3)이 2 ㎜보다 작을 경우 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)에서 산란광을 받는 량이 줄어들어 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)에서 감지된 신호의 크기가 작을 수 있다. 따라서, 제3 개구부(OP3)의 직경(D3)은 2 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.4, 6 and 8, the area of the third opening OP3 (for example, the area in the x-axis and the y-axis direction) is larger than the area of the first opening OP1 (for example, the area in the x-axis direction and the y-axis direction). For example, when the third opening OP3 has a circular planar shape and the diameter D3 of the third opening OP3 is larger than 10 mm, the photodiodes 134-2, 134-21 to 134-24, Scattered light may be introduced into the photodiode, resulting in light noise. Further, when the diameter D3 of the third opening OP3 is smaller than 2 mm, the amount of scattered light received by the photodiodes 134-2 and 134-21 to 134-24 is reduced and the photodiodes 134-2 and 134-21 To 134-24 may be small in size. Therefore, the diameter D3 of the third opening OP3 may be 2 mm to 10 mm, but the embodiment is not limited to this.

또한, 도 6 및 도 8에 예시된 바와 같이, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로, 유입구(IH) 및 유출구(OH) 각각의 단면적은 제1 개구부(OP1) 면적보다 크고 제2 개구부(OP2)의 단면적보다 클 수 있다.Further, as illustrated in Figs. 6 and 8, inlets IH and IH are formed in a direction perpendicular to the direction (for example, the y-axis direction) in which the air flows (for example, Sectional area of each of the outlets OH may be larger than the area of the first opening OP1 and larger than the sectional area of the second opening OP2.

또는, 공기가 유동하는 방향(예를 들어, y축 방향)과 수직한 방향(예를 들어, x축 및 z축 방향)으로, 유로 입구부(FI)의 제1 경로 및 유로 출구부(FO)의 제2 경로 각각의 가장 넓은 단면적은 제1 개구부(OP1)의 면적보다 크고 제2 개구부(OP2)의 단면적보다 클 수 있다.Alternatively, the first path of the flow path inlet portion FI and the flow path outlet portion FO (first flow path) of the flow path inlet portion FO in the direction perpendicular to the direction (e.g., the y-axis direction) May be larger than the area of the first opening OP1 and larger than the sectional area of the second opening OP2.

예를 들어, 유입구(IH) 및 유출구(OH) 각각의 x축 길이와 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2) 각각의 x축 길이가 동일할 때, 유입구(IH) 및 유출구(OH) 각각의 z축 방향으로의 높이(D2)는 제1 개구부(OP1)의 y축 방향으로의 폭(D1)보다 크고, 제2 개구부(OP2)의 z축 방향으로의 높이(D4)보다 클 수 있다.For example, when the x-axis length of each of the inlet IH and the outlet OH is equal to the x-axis length of each of the first opening OP1 and the second opening OP2, the inlet IH and the outlet OH The height D2 in the z-axis direction is larger than the width D1 in the y-axis direction of the first opening OP1 and larger than the height D4 in the z-axis direction of the second opening OP2 .

또한, 예를 들어, 유로 입구부(FI)와 유로 출구부(FO)와 제2 개구부(OP2) 각각이 원형 측단면 형상을 갖고, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면 형상을 가질 경우, 유입구(IH) 및 유출구(OH) 각각의 직경(D2)은 제1 개구부(OP1)의 직경(D1)보다 크고 제2 개구부(OP2)의 직경(D4)보다 클 수 있다.For example, when the flow path inlet portion FI, the flow path outlet portion FO, and the second opening portion OP2 each have a circular cross-sectional shape and the first opening portion OP1 has a circular planar shape, The diameter D2 of each of the inlet port IH and the outlet port OH may be larger than the diameter D1 of the first opening OP1 and larger than the diameter D4 of the second opening OP2.

또는, 예를 들어, 유입구(IH) 및 유출구(OH) 각각의 x축 길이와 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2) 각각의 x축 길이가 동일할 때, 제1 경로 및 제2 경로 각각의 z축 방향으로의 가장 높은 높이는 제1 개구부(OP1)의 y축 방향으로의 폭(D1)보다 크고 제2 개구부(OP2)의 z축 방향으로의 높이(D4)보다 클 수 있다.Or, for example, when the x-axis length of each of the inlet IH and the outlet OH is equal to the x-axis length of each of the first opening OP1 and the second opening OP2, The highest height in the z-axis direction of each of the paths may be greater than the width D1 in the y-axis direction of the first opening OP1 and greater than the height D4 in the z-axis direction of the second opening OP2.

또한, 예를 들어, 유로 입구부(FI), 유로 출구부(FO) 및 제2 개구부(OP2) 각각이 원형 측단면 형상을 갖고, 제1 개구부(OP1)가 원형 평면 형상을 가질 경우, 제1 경로 및 제2 경로 각각에서 가장 큰 직경은 제1 개구부(OP1)의 직경(D1)보다 크고 제2 개구부(OP2)의 직경(D4)보다 클 수 있다.For example, when each of the flow path inlet portion FI, the flow path outlet portion FO and the second opening portion OP2 has a circular cross-sectional shape and the first opening portion OP1 has a circular planar shape, The largest diameter in each of the first path and the second path may be larger than the diameter D1 of the first opening OP1 and larger than the diameter D4 of the second opening OP2.

한편, 다시 도 9를 참조하면, 광 가이드부(136A)는 산란부(SS)에서 산란된 광을 광 감지부(134)로 가이드는 역할을 한다. 이를 위해, 예를 들어 광 가이드부(136A)는 내측 격벽(136-1, 136-2)과 외측 격벽(136-3, 136-4)을 포함할 수 있다. 만일, 내측 격벽(136-1, 136-2)이 원형 평면 형상을 가질 경우 내측 격벽(136-1, 136-2)은 일체이고, 외측 격벽(136-3, 136-4)이 원형 평면 형상을 가질 경우 외측 격벽(136-3, 136-4)은 일체일 수 있다.Referring again to FIG. 9, the light guide part 136A serves to guide the light scattered by the scattering part SS to the light sensing part 134. As shown in FIG. For this purpose, for example, the light guide portion 136A may include inner side walls 136-1 and 136-2 and outer side walls 136-3 and 136-4. If the inner partitions 136-1 and 136-2 have a circular planar shape, the inner partitions 136-1 and 136-2 are integral, and the outer partitions 136-3 and 136-4 are circular, The outer side walls 136-3 and 136-4 may be integral with each other.

내측 격벽(136-1, 136-2)은 광축(LX)과 나란한 방향(예를 들어, z축 방향)으로 광 흡수부(140)의 광입구(OPL)와 중첩되는 제4 개구부(OP4)를 정의할 수 있다. 내측 격벽(136-1, 136-2)은 제3 개구부(OP3)를 통과한 산란된 광이 제5 개구부(OP5)로 진행하고, 제3 개구부(OP3)를 통과한 메인 광이 제4 개구부(OP4)로 진행함을 허용하는 높이(H1)를 가질 수 있다. 즉, 내측 격벽(136-1, 136-2)은 메인 광과 산란광을 분리하는 역할을 한다.The inner side walls 136-1 and 136-2 have a fourth opening OP4 overlapping the light entrance OPL of the light absorbing portion 140 in a direction parallel to the optical axis LX Can be defined. The scattered light having passed through the third opening OP3 proceeds to the fifth opening OP5 and the main light passing through the third opening OP3 passes through the third opening OP3, Lt; RTI ID = 0.0 > OP1. ≪ / RTI > That is, the inner partitions 136-1 and 136-2 serve to separate the main light and the scattered light.

외측 격벽(136-3, 136-4)은 광축(LX)과 나란한 방향(예를 들어, z축 방향)으로 포토 다이오드(134-2)와 중첩되는 제5 개구부(OP5)를 내측 격벽(136-1, 136-2)과 함께 정의할 수 있다.The outer side walls 136-3 and 136-4 are connected to the fifth opening OP5 overlapping the photodiode 134-2 in the direction parallel to the optical axis LX -1, 136-2).

제5 개구부(OP5)의 폭(W4)은 2 ㎜ 내지 6 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The width W4 of the fifth opening OP5 may be 2 mm to 6 mm, but the embodiment is not limited to this.

전술한 바와 같이 내측 격벽(136-1, 136-2)과 외측 격벽(136-3, 136-4)이 배치될 경우, 도 3에 화살표로 표기한 바와 같이, 제3 개구부(OP3)로 입사된 산란광이 광 감지부(134)의 포토 다이오드(134-2)로 진행할 수 있으며, 제3 개구부(OP3)로 입사된 메인 광이 광 흡수부(140)를 향해 진행할 수 있다.When the inner partitions 136-1 and 136-2 and the outer partitions 136-3 and 136-4 are disposed as described above, as indicated by the arrow in FIG. 3, the third part OP3 The main scattered light can proceed to the photodiode 134-2 of the light sensing part 134 and the main light incident on the third opening OP3 can travel toward the light absorbing part 140. [

한편, 수광부(130A)는 감지 지지부(138)를 더 포함할 수도 있으나, 경우에 따라, 감지 지지부(138)는 생략될 수도 있다.Meanwhile, the light receiving portion 130A may further include the sensing support portion 138, but in some cases, the sensing support portion 138 may be omitted.

감지 지지부(138)는 광 감지부(134)를 지지하는 역할을 하며, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(170)의 버텀부(176)와 별개로 구현될 수도 있고 도시된 바와 달리 하우징(170)의 버텀부(176)와 일체로 구현될 수도 있다.The sensing support portion 138 serves to support the light sensing portion 134 and may be implemented separately from the bottom portion 176 of the housing 170 as shown in FIG. And the bottom portion 176 of the first embodiment.

한편, 일 실시 예에 의하면, 도 3에 예시된 바와 같이 광 흡수부(140)는 흡수 케이스(142) 및 돌출부(144)를 포함할 수 있다. 흡수 케이스(142)는 수광부(130A)를 통과한 광이 입사되는 광 입구(OPL)를 정의하며, 수광부(130A)를 통과한 메인 광을 수용하는 역할을 한다. 이를 위해, 흡수 케이스(142)의 내벽은 광 흡수성을 갖는 물질로 도포될 수 있다. 도 3의 경우, 흡수 케이스(142)와 하우징(170)의 버텀부(176)는 별개인 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 후술되는 입자 센싱 장치(100D)에서와 같이, 하우징(170)의 버텀부(176)와 흡수 케이스(142)는 일체형일 수 있다. 즉, 하우징(170)의 버텀부(176)는 흡수 케이스(142)의 역할도 수행할 수 있다.3, the light absorbing part 140 may include an absorption case 142 and a protrusion 144. The light absorbing part 140 may be formed of a transparent material. The absorption case 142 defines a light entrance OPL through which the light passing through the light receiving unit 130A is incident and serves to receive the main light passing through the light receiving unit 130A. To this end, the inner wall of the absorption case 142 can be coated with a material having a light absorbing property. In the case of FIG. 3, the absorption case 142 and the bottom portion 176 of the housing 170 are illustrated as being distinct, but the embodiment is not limited in this respect. That is, as in the particle sensing device 100D described later, the bottom portion 176 of the housing 170 and the absorption case 142 may be integrated. That is, the bottom portion 176 of the housing 170 can also serve as the absorption case 142.

또한, 돌출부(144)는 흡수 케이스(142)의 바닥면으로부터 광 입구(OPL)를 향해 돌출된 형상을 가질 수 있다. 또한, 돌출부(144)의 폭은 흡수 케이스(142)의 바닥면으로부터 광입구(OPL)로 갈수록 좁아질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이 돌출부(144)는 원(추)형 단면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같이, 돌출부(144)가 배치될 경우, 광 입구(OPL)로 입사된 메인 광이 흡수 케이스(142)의 내벽에서 반사되어 광 입구(OPL)로 빠져 나가는 것이 방지되고, 광 입구(OPL)를 통해 입사된 메인 광을 흡수 케이스부(142)의 내벽으로 반사시킴으로써, 광 입구(OPL)로 입사된 메인 광의 흡수율을 개선시킬 수 있다.In addition, the protruding portion 144 may have a shape protruding from the bottom surface of the absorption case 142 toward the light inlet OPL. Further, the width of the protrusion 144 may become narrower from the bottom surface of the absorption case 142 toward the light inlet OPL. For example, as illustrated in FIG. 3, projections 144 may have a circular cross-sectional shape, but embodiments are not limited in this respect. When the protrusion 144 is disposed, the main light incident on the light entrance OPL is prevented from being reflected by the inner wall of the absorption case 142 and escaping to the light entrance OPL, The absorption of the main light incident on the light entrance OPL can be improved by reflecting the main light incident through the light entrance OPL to the inner wall of the absorption case part 142. [

도 19는 도 1에 도시된 입자 센싱 장치(100)의 또 다른 실시 예(100D)에 의한 단면도를 나타내고, 도 20은 도 19에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 측면도를 나타내고, 도 21은 도 19에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 상측 사시도를 나타내고, 도 22는 도 19에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 좌측 사시도를 각각 나타내고, 도 23은 도 19에 도시된 I-I'선을 따라 절개한 평면도를 나타낸다.Fig. 19 shows a sectional view of the particle sensing device 100 shown in Fig. 1 by another embodiment 100D, Fig. 20 shows a side view of the particle sensing device 100D shown in Fig. 19, 19 shows an upper perspective view of the particle sensing device 100D shown in Fig. 19, Fig. 22 shows a left perspective view of the particle sensing device 100D shown in Fig. 19, Fig.

도 19 내지 도 23에서 도 3 내지 도 18b에 도시된 바와 다른 부분에 대해서만 살펴본다. 따라서, 이하에서 설명되는 다른 부분 이외에 도 19 내지 도 22에 대해 설명되지 않은 부분은 도 3 내지 도 18b에 대한 설명이 적용될 수 있음은 물론이다.Only the portions other than those shown in Figs. 19 to 23 and Figs. 3 to 18B will be described. Therefore, it is a matter of course that the description of FIGS. 3 to 18B can be applied to the parts not described with reference to FIGS. 19 to 22 other than the other parts described below.

도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 입자 센싱 장치(100A, 100B, 100C)에서 광원부(112A)의 패키징 형태가 SMD 타입인 반면, 도 19 내지 도 22에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 광원부(112A)는 돔 형태(또는, Through hole type) 형태의 LED일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 돔 타입의 발광부(110B)의 직경(φ)은 3 ㎜ 내지 5 ㎜이고, view angle은 20°이하 일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.In the particle sensing apparatuses 100A, 100B and 100C shown in FIGS. 3, 5 and 7, the packaging type of the light source unit 112A is SMD type, while the particle sensing apparatus 100D shown in FIGS. The light source portion 112A may be a dome-shaped (or Through hole type) LED, but the embodiment is not limited thereto. For example, the diameter φ of the dome type light emitting portion 110B may be 3 mm to 5 mm, and the view angle may be 20 ° or less, but the embodiment is not limited thereto.

또한, 포토 다이오드(134-2 내지 134-3’)의 동작 온도는 -10 ℃ 내지 50 ℃일 수 있으나, 실시 예는 포토 다이오드(134-2 내지 134-3’)의 특정한 동작 온도에 국한되지 않는다.In addition, although the operating temperatures of the photodiodes 134-2 to 134-3 'may be -10 ° C to 50 ° C, the embodiments are not limited to the specific operating temperatures of the photodiodes 134-2 to 134-3' Do not.

도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 입자 센싱 장치(100A, 100B, 100C)의 렌즈부(114A)는 하나의 렌즈만을 포함하는 반면, 도 19 내지 도 22에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 렌즈부(114B)는 제1 및 제2 렌즈(114B-1, 114B-2)를 포함한다. 제1 렌즈(114B-1)는 광원부(112B)로부터 방출된 광을 평행광으로 변환시키는 역할을 하고, 제2 렌즈(114B-2)는 제1 렌즈(114B-1)로부터 출사되는 평행광을 제1 개구부(OP1)로 집광시키는 역할을 수행할 수 있다.The lens portion 114A of the particle sensing devices 100A, 100B, and 100C shown in Figs. 3, 5, and 7 includes only one lens, whereas the particle sensing device 100D shown in Figs. The lens portion 114B of the second lens 114B includes the first and second lenses 114B-1 and 114B-2. The first lens 114B-1 serves to convert the light emitted from the light source portion 112B into parallel light and the second lens 114B-2 serves to convert the parallel light emitted from the first lens 114B- And can condense light to the first opening OP1.

도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 입자 센싱 장치(100A, 100B, 100C)의 경우, 하우징(170)의 탑부(172)와 발광 케이스(116)가 별개인 반면, 도 19 내지 도 22에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 경우 하우징(170)의 탑부(172)와 발광 케이스(116)는 일체형이다. 즉, 하우징(170)의 탑부가 발광 케이스(116)의 역할을 수행함을 알 수 있다.In the case of the particle sensing apparatuses 100A, 100B and 100C shown in Figs. 3, 5 and 7, the tower portion 172 of the housing 170 and the light emitting case 116 are different, In the case of the particle sensing device 100D shown, the top portion 172 of the housing 170 and the light emitting case 116 are integral. That is, it can be seen that the top portion of the housing 170 serves as the light emitting case 116.

도 19 내지 도 22에 도시된 입자 센싱 장치(100D)의 유로부(120C)는 도 7 및 도 8에 도시된 유로부(120C)와 마찬가지로 더블 노즐(DN)의 구조를 가질 수 있다. 따라서, 도 19 내지 도 22에 도시된 유로부(120C)의 중복되는 설명을 도 7 및 도 8에 대한 유로부(120C)의 설명으로 대신한다.The flow path portion 120C of the particle sensing device 100D shown in Figs. 19 to 22 may have the structure of the double nozzle DN like the flow path portion 120C shown in Figs. 7 and 8. Therefore, the description of the flow path portion 120C shown in Figs. 19 to 22 is replaced with the description of the flow path portion 120C shown in Figs. 7 and 8.

도 24는 도 19에 도시된 'C' 부분을 확대 도시한 단면도이다.FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'C' shown in FIG.

도 24를 참조하면, 수광 입사부(190)는 광 유도부(192), 커버 투광부(194) 및 광 차단부(196)를 포함할 수 있다.24, the light receiving incidence portion 190 may include a light guiding portion 192, a cover light projecting portion 194, and a light intercepting portion 196. [

광 유도부(192)는 산란부(SS)와 수광부(130B) 사이에 배치되어, 제3 개구부(OP3)를 정의할 수 있다. 여기서, 제3 개구부(OP3)의 특징은 도 3을 참조하여 전술한 제3 개구부(OP3)의 특징과 동일할 수 있다. 즉, 제3 개구부(OP3)는 산란부(SS)에서 입자(P)에 의해 산란된 광의 전체량의 20% 내지 80%가 수광부(130B)로 입사되기에 적합한 면적(예를 들어, x축 방향으로의 길이와 y축 방향으로의 폭을 갖는 면적)을 가질 수 있다. 또한, 입자(P)에 의해 산란된 광 중에서 광축(LX)을 기준으로 산란부(SS)의 중심에서 제5 개구부(OP5)까지가 좌우 합한 소정 각도(θ)가 24° 내지 60°예를 들어 60°의 범위에 있는 광이 수광부(130B)로 입사되기에 적합하도록, 제3 개구부(OP3)는 면적을 가질 수 있다. 이와 같이, 제3 개구부(OP3)의 면적을 조정함으로써, 수광부(130B)로 입사되는 광의 량이 조정될 수 있음을 알 수 있다.The light guide portion 192 may be disposed between the scattering portion SS and the light receiving portion 130B to define a third opening OP3. Here, the characteristic of the third opening OP3 may be the same as the characteristic of the third opening OP3 described above with reference to Fig. That is, the third opening OP3 is formed in such a manner that 20% to 80% of the total amount of light scattered by the particles P in the scattering section SS is an area suitable for entering the light receiving section 130B Direction and a width in the y-axis direction). In the light scattered by the particles P, the predetermined angle? From the center of the scattering portion SS to the fifth opening OP5 with respect to the optical axis LX is 24 ° to 60 ° The third opening OP3 may have an area such that the light in the range of 60 DEG is suitable for being incident on the light receiving portion 130B. As described above, it is understood that the amount of light incident on the light-receiving portion 130B can be adjusted by adjusting the area of the third opening OP3.

또한, 제3 개구부(OP3)의 면적은 제1 개구부(OP1)의 면적과 다를 수 있다. 예를 들어, 제3 개구부(OP3)가 원형 평면 형상을 가질 경우, 제3 개구부(OP3)의 직경(D3)은 2 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The area of the third opening OP3 may be different from the area of the first opening OP1. For example, when the third opening OP3 has a circular planar shape, the diameter D3 of the third opening OP3 may be 2 mm to 10 mm, but the embodiment is not limited to this.

예를 들어, 제1 개구부(OP1)의 면적이 제3 개구부(OP3)의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 발광부(110B)로부터 발생한 광의 초점이 산란부(SS)의 중앙보다 멀게 형성되어 메인 빔으로 인한 측정 오류를 줄일 수 있다.For example, the area of the first opening OP1 may be larger than the area of the third opening OP3. In this case, the focal point of the light emitted from the light emitting portion 110B is formed to be farther from the center of the scattering portion SS, so that a measurement error due to the main beam can be reduced.

광 차단부(196)는 산란부(SS)와 광 유도부(192) 사이에 배치되어 제6 개구부(OP6)를 정의할 수 있다. 제6 개구부(OP6)의 폭(W7)을 조정함으로써, 메인 광이 포토 다이오드(134-2)로 입사됨을 차단하거나, 수광부(130B)로 입사되어 광 흡수부(140)로 진행하는 메인 광의 량을 조정할 수 있다. 이와 같이 광 차단부(196)가 배치됨으로써 메인 광이 제5 개구부(OP5)를 통해 광 감지부(134)의 포토 다이오드(134-2)로 진행함이 차단될 수 있다. 여기서, 광 감지부(134)는 모듈 형태로 구현될 수 있다.The light blocking portion 196 may be disposed between the scattering portion SS and the light guide portion 192 to define a sixth opening OP6. The width W7 of the sixth opening OP6 is adjusted so that the main light is prevented from entering the photodiode 134-2 or the amount of main light incident on the light receiving portion 130B and traveling to the light absorbing portion 140 Can be adjusted. By disposing the light intercepting portion 196 as described above, the main light can be prevented from proceeding to the photodiode 134-2 of the light sensing portion 134 through the fifth opening OP5. Here, the light sensing unit 134 may be implemented in a module form.

또한, 커버 투광부(194)는 제3 개구부(OP3)와 제6 개구부(OP6) 사이에 배치될 수 있다. 커버 투광부(194)는 수광부(130B)로 이물질이 입사됨을 차단하는 역할을 한다. 커버 투광부(194)가 배치됨으로써, 산란부(SS)를 지나가는 입자(P)가 수광부(130B)로 침투하는 것을 방지할 수 있어 유로부(120C)에서 입자(P)의 흐름이 원활해질 수 있고 측정 오차를 줄일 수 있다. 이 경우 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)과 제2 면(132-2) 중 어느 면에 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)를 형성하더라도 이물질로 인한 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)의 손상도 막을 수 있다.Further, the cover transparent portion 194 may be disposed between the third opening OP3 and the sixth opening OP6. The cover transparent portion 194 serves to prevent foreign matter from entering the light receiving portion 130B. The arrangement of the cover transparent portion 194 prevents the particles P passing through the scattering portion SS from penetrating into the light receiving portion 130B so that the flow of the particles P in the flow path portion 120C can be smooth And the measurement error can be reduced. In this case, even if the photodiodes 134-2 and 134-21 to 134-24 are formed on either the first surface 132-1 or the second surface 132-2 of the light transmitting member 132, The damage of the photodiodes 134-2 and 134-21 to 134-24 can also be prevented.

도 25는 도 19에 도시된 'D' 부분을 확대 도시한 단면도이다.25 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'D' shown in FIG.

도 25에 도시된 광 감지부(134)와 광 가이드부(136B)는 투광성 부재(132)의 광축 주변에 배치될 수 있다. 광 감지부(132)와 광 가이드부(136B)는 투광성 부재(132)의 서로 상반되는 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 광 감지부(134)는 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치되고, 광 가이드부(136B)는 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)에 배치될 수 있다. 또는, 도 25에 도시된 바와 달리, 광 감지부(134)는 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)에 배치되고, 광 가이드부(136B)는 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치될 수도 있다. 여기서, 제1 면(132-1)과 제2 면(132-2)은 도 9에 대한 전술한 설명에서 정의된 바와 같다. 이하, 광 감지부(134)는 투광성 부재(132)의 제2 면(132-2)에 배치되고, 광 가이드부(136B)는 투광성 부재(132)의 제1 면(132-1)에 배치되는 것으로 설명하지만 그 반대의 경우에도 하기의 설명은 적용될 수 있다.The light sensing part 134 and the light guide part 136B shown in Fig. 25 may be disposed around the optical axis of the light transmitting member 132. [ The light sensing part 132 and the light guide part 136B may be disposed on mutually opposing surfaces of the light transmitting member 132. [ 25, the light sensing portion 134 is disposed on the second surface 132-2 of the light transmitting member 132, and the light guide portion 136B is disposed on the second surface 132-2 of the light transmitting member 132 And may be disposed on the first surface 132-1. 25, the light sensing portion 134 is disposed on the first surface 132-1 of the light transmissive member 132 and the light guiding portion 136B is disposed on the second surface 132-1 of the light transmissive member 132, May be disposed on the surface 132-2. Here, the first surface 132-1 and the second surface 132-2 are as defined in the above description of FIG. The light sensing portion 134 is disposed on the second surface 132-2 of the light transmissive member 132 and the light guiding portion 136B is disposed on the first surface 132-1 of the light transmissive member 132 The following explanation can be applied to the case of the reverse.

내측 격벽(136-1, 136-2)의 구조가 다름을 제외하면, 도 25에 도시된 단면은 도 9에 도시된 단면과 동일하다. 따라서, 도 9에 도시된 단면과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하였으며 간략히 설명하며, 다른 부분에 대해서만 다음과 같이 중점적으로 설명한다.The cross section shown in Fig. 25 is the same as the cross section shown in Fig. 9, except that the structures of the inner side walls 136-1 and 136-2 are different. Therefore, the same reference numerals are used for the same parts as those shown in Fig. 9, and a brief explanation will be given below.

내측 격벽(136-1, 136-2)은 제3 개구부(OP3)를 통과한 산란된 광이 제5 개구부(OP5)로 진행하고, 제6 개구부(OP6)를 통과한 메인 광이 제4 개구부(OP4)로 진행함을 허용하는 높이(H2)를 가질 수 있다. 예를 들어, 높이(H2)는 3.3 ㎜ 일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The scattered light having passed through the third opening OP3 proceeds to the fifth opening OP5 and the main light passing through the sixth opening OP6 passes through the fourth opening Lt; RTI ID = 0.0 > (OP4). ≪ / RTI > For example, the height H2 may be 3.3 mm, but the embodiment is not limited to this.

내측 격벽(136-1, 136-2) 각각은 제4 개구부(OP4)를 정의하는 내측부(136-11, 136-21) 및 내측부(136-11, 136-21)로부터 연장되어 외측 격벽(136-3, 136-4)과 함께 제5 개구부(OP5)를 정의하는 외측부(136-12, 136-22)를 포함할 수 있다. 원형 평면 형상을 갖는 제4 개구부(OP4)의 직경은 메인 빔의 포커싱 사이즈보다 커야 한다. 만일, 제4 개구부(OP4)의 직경이 2 ㎜보다 작을 경우 메인 빔의 전부가 제4 개구부(OP4)를 통과하지 못해 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)로 입사됨으로써 포토 다이오드(134-2, 134-21 내지 134-24)에서 산란 광이 센싱되지 못할 수도 있다. 또한, 제4 개구부(OP4)의 직경이 6 ㎜보다 클 경우, 슬릿의 구현이 어려울 수 있다. 따라서, 제4 개구부(OP4)의 직경은 2 ㎜ 내지 6 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Each of the inner side walls 136-1 and 136-2 extends from the inner side 136-11 and 136-21 defining the fourth opening OP4 and the inner side 136-11 and 136-21, -3, 136-4, and a lateral portion 136-12, 136-22 defining a fifth opening OP5. The diameter of the fourth opening OP4 having a circular planar shape should be larger than the focusing size of the main beam. If the diameter of the fourth opening OP4 is smaller than 2 mm, the whole of the main beam can not pass through the fourth opening OP4 and is incident on the photodiodes 134-2 and 134-21 to 134-24, Scattered light may not be sensed in the diodes 134-2 and 134-21 to 134-24. Further, when the diameter of the fourth opening OP4 is larger than 6 mm, implementation of the slit may be difficult. Therefore, the diameter of the fourth opening OP4 may be 2 mm to 6 mm, but the embodiment is not limited to this.

제5 개구부(OP5)의 폭(W4)은 1 ㎜ 내지 6 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The width W4 of the fifth opening OP5 may be 1 mm to 6 mm, but the embodiment is not limited to this.

또한, 제5 개구부(OP5)의 폭(W4)은 외측부(136-12, 126-22)의 폭(W6)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제5 개구부(OP5)의 폭(W4)은 1.1 ㎜이고, 외측부(136-12, 136-22)의 폭(W6)은 0.8 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The width W4 of the fifth opening OP5 may be larger than the width W6 of the outer side portions 136-12 and 126-22. For example, the width W4 of the fifth opening OP5 may be 1.1 mm and the width W6 of the outer portions 136-12 and 136-22 may be 0.8 mm, but the embodiments are not limited thereto.

또한, 내측 격벽(136-1, 136-2)의 외측부(136-12, 136-22)와 내측부(136-11, 136-21)는 일체로 형성될 수 있다.The outer side portions 136-12 and 136-22 and the inner side portions 136-11 and 136-21 of the inner side walls 136-1 and 136-2 may be integrally formed.

또한, 투광성 기판(132)의 제1 면(132-1)으로부터 제3 개구부(OP3)로 갈수록 외측부(136-12, 136-22) 또는 내측부(136-11, 136-21) 중 적어도 하나의 단면 폭은 감소할 수 있다. 즉, 내측부(136-11, 136-21)와 외측부(136-12, 136-22)의 구분은 산란된 빛이 각도를 가지고 포토 다이오드(134)로 잘 입사되게 하는 것이므로, 이와 같이 삼각형 단면 형상을 가질 수 있다.It is preferable that at least one of the outer side portions 136-12 and 136-22 or the inner side portions 136-11 and 136-21 from the first surface 132-1 to the third opening portion OP3 of the transparent substrate 132 The cross-sectional width can be reduced. That is, the distinction between the inner portions 136-11 and 136-21 and the outer portions 136-12 and 136-22 is such that the scattered light is incident on the photodiode 134 at an angle, Lt; / RTI >

또한, 도 25에 도시된 제4 개구부(OP4)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)은 도 24에 도시된 제6 개구부(OP6)의 면적(예를 들어, x축과 y축 방향의 면적)보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같이, 제4 개구부(OP4)의 면적보다 제6 개구부(OP6)의 면적을 크게 할 경우, 메인 빔이 포토 다이오드(134-2)로 진행하는 것이 더욱 잘 차단될 수 있다.The area of the fourth opening OP4 shown in Fig. 25 (for example, the area in the x-axis and the y-axis direction) is the same as the area of the sixth opening OP6 shown in Fig. 24 And the area in the y-axis direction), but the embodiment is not limited to this. As described above, when the area of the sixth opening OP6 is made larger than the area of the fourth opening OP4, the progress of the main beam to the photodiode 134-2 can be further blocked.

산란부(SS)는 복수의 개구부와 접할 수 있다. 즉, 산란부(SS)는 발광부(110A)와 제1 개구부(OP1)를 통해 연통하고, 제1 유로 중간부(FII1)(또는, 제2 유로 중간부(FII2))와 제2 개구부(OP2)를 통해 연통하고, 수광부(130A, 130B)와 제3 개구부(OP3) 또는 제6 개구부(OP6)를 통해 연통할 수 있다.The scattering portion SS can be in contact with a plurality of openings. That is, the scattering portion SS communicates with the light emitting portion 110A through the first opening OP1, and the first flow path middle portion FII1 (or the second flow path middle portion FII2) and the second opening portion OP2 and communicates with the light receiving portions 130A, 130B through the third opening OP3 or the sixth opening OP6.

도 26은 도 1에 도시된 정보 분석부(160)의 일 실시 예의 블럭도로서, 증폭부(162) 및 제어부(164)를 포함할 수 있다. FIG. 26 is a block diagram of an embodiment of the information analysis unit 160 shown in FIG. 1, and may include an amplification unit 162 and a control unit 164.

증폭부(162)는 수광부(130A, 130B)(또는, 신호 변환부(150))로부터 입력단자 IN2를 통해 입사된 전기적 신호를 증폭하고, 증폭된 결과를 제어부(164)로 출력할 수 있다. 제어부(164)는 증폭부(162)에서 증폭된 아날로그 신호와 펄스 폭 변조(PWM:Pulse Width Modulation) 기준 신호를 비교하고, 비교된 결과를 이용하여 입자(P)의 개수, 농도, 크기 또는 형상 중 적어도 하나를 분석하고, 분석된 결과를 출력단자 OUT2를 통해 출력할 수 있다.The amplifying unit 162 amplifies the electrical signal input from the light receiving units 130A and 130B (or the signal converting unit 150) via the input terminal IN2 and outputs the amplified result to the control unit 164. The control unit 164 compares the analog signal amplified by the amplifying unit 162 with a pulse width modulation (PWM) reference signal and outputs the number, density, size or shape of the particles P , And output the analyzed result through the output terminal OUT2.

전술한 실시 예에 의한 입자 센싱 장치(100, 100A 내지 100D)는 다음과 같은 효과를 갖는다.The particle sensing apparatuses 100, 100A to 100D according to the above-described embodiments have the following effects.

먼저, 팬(180)을 마련함으로써, 유로 입구부(FI)로 유입된 공기가 산란부(SS)를 거쳐서 유로 출구부(FO)로 유동하도록 공기의 흐름이 유도될 수 있다. 따라서, 공기에 포함된 많은 입자(P)가 유로부(120)로 유입되어 센싱될 수 있어, 입자(P)의 센싱 능력이 개선될 수 있다.First, by providing the fan 180, the flow of air can be induced so that the air introduced into the flow path inlet portion FI flows to the flow path outlet portion FO through the scattering portion SS. Therefore, many particles P contained in the air can flow into the flow path portion 120 and can be sensed, so that the sensing ability of the particles P can be improved.

또한, 기존의 경우, 광을 광축 방향으로 먼지를 향해 조사하고, 먼지에서 산란된 광을 광축의 측방에서 센싱하여 먼지에 대한 정보를 분석하였다. 이러한 기존의 측방형 먼지 센싱 장치와 달리, 실시 예에 의한 입자 센싱 장치는 입자(P)를 포함하는 공기가 유동하는 경로에 위치한 산란부(SS)로 광을 광축 방향으로 조사하고, 입자(P)에서 산란된 광을 광축 방향의 측방이 아니라 광축 방향과 나란한 방향에서 센싱하여 입자(P)에 대한 정보를 분석한다. 이와 같이, 실시 예에 의한 입자 센싱 장치는 전방형 입자 센싱 장치이다.Also, in the conventional case, the light was irradiated toward the dust in the direction of the optical axis, and the light scattered in the dust was sensed from the side of the optical axis to analyze the dust information. Unlike the conventional lateral type dust sensing apparatus, the particle sensing apparatus according to the embodiment irradiates light in the direction of the optical axis with the scattering unit SS located in the path through which the air including the particles P flows, ) In the direction parallel to the direction of the optical axis rather than the side scattered in the direction of the optical axis. Thus, the particle sensing apparatus according to the embodiment is a front particle sensing apparatus.

이하, 입자의 크기별로 서로 다른 복수의 포토 다이오드 입사되는 산란광의 크기와 산란광의 상대적 크기 비율을 도 27 내지 도 29를 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the magnitude of scattered light and the relative size of scattered light incident on a plurality of photodiodes different in size according to particle sizes will be described in more detail with reference to FIGS. 27 to 29. FIG.

먼저, 도 27을 참조하여 실시 예에 따른 입자의 크기별로 서로 다른 복수의 포토 다이오드에 입사되는 산란광의 크기가 측정되는 환경을 설명한다.First, referring to FIG. 27, an environment in which the magnitude of scattered light incident on a plurality of different photodiodes according to the particle size according to the embodiment is measured will be described.

도 27은 도 13에 도시된 광 감지부와 산란광의 관계를 설명하기 위한 단면도이다.27 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the light sensing unit and the scattered light shown in FIG.

도 27은 도 3에서 ‘A’ 부분과 ‘B’ 부분에 해당하는 부분의 일부를 재구성한 것으로, 별도의 언급이 없는 한 여기서 설명되지 않은 부분은 도 3에 관련된 기재에서 참조될 수 있으며, 광 감지부의 평면 형상은 도 13과 동일한 것으로 가정한다.FIG. 27 is a reconstruction of a portion corresponding to portions 'A' and 'B' in FIG. 3. Unless explained otherwise, a portion not described here can be referred to in the description related to FIG. 3, It is assumed that the planar shape of the sensing portion is the same as in Fig.

도 27을 참조하면, 먼저 입자(P)가 유로부(120)의 산란부(SS)의 중앙에 존재하는 경우를 가정한다. 여기서 입자(P)가 산란부(SS)의 중앙에 위치한다고 함은, 입자(P)가 Z축을 기준으로 광축(LX) 상에 위치함을 의미할 수 있다. 또한, 유로부(120)를 X-Z 평면을 따라 절개한 단면을 Y축 방향에서 보았을 때 유로부(120)가 원형 단면을 가지는 것으로 가정하는 경우, 입자(P)는 원형 단면의 중앙에 위치함을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 27, it is assumed that the particles P exist in the center of the scattering portion SS of the flow path portion 120. Here, the fact that the particles P are positioned at the center of the scattering portion SS can mean that the particles P are located on the optical axis LX with respect to the Z axis. When the cross section of the flow path portion 120 along the XZ plane is viewed from the Y axis direction and the flow path portion 120 has a circular cross section, the particles P are located at the center of the circular cross section It can mean.

이러한 위치에서 입자(P)에 의해 광이 산란되는 경우, 산란광의 제1 부분 산란광(SLB)은 제1 포토 다이오드(134-2)에서 수광되고, 산란광의 제2 부분 산란광(SLA)은 제2 포토 다이오드(134-3)에서 수광된다. When light is scattered by the particles P at this position, the first partial scattered light SLB of the scattered light is received by the first photodiode 134-2, and the second partially scattered light SLA of the scattered light is received by the second photodiode 134-2. And is received by the photodiode 134-3.

상술한 구성 요소들간의 배치 관계에서, 도 28 내지 도 29에 적용되는 가정은 다음과 같다.In the arrangement relationship among the above-described components, the assumptions applied to Figs. 28 to 29 are as follows.

제1 부분 산란광(SLB)의 진행 방향이 광원의 광축과 이루는 각도(θA)는 60도 내지 65도인 것으로 가정한다. 또한, 제2 부분 산란광(SLA)의 진행 방향이 광원의 광축과 이루는 각도(θB)는 이하의 설명에서 20도 내지 25도인 것으로 가정한다. 아울러, 입자(P)는 폴리스티렌(Polystyrene) 성분으로, 1기압 25℃ 환경에서 470㎚ 파장의 광을 산란시키는 것으로 가정한다.It is assumed that the angle? A formed by the propagation direction of the first partial scattered light SLB with the optical axis of the light source is 60 degrees to 65 degrees. It is also assumed that the angle? B formed by the traveling direction of the second partial scattered light SLA with the optical axis of the light source is 20 to 25 degrees in the following description. In addition, it is assumed that the particles (P) are polystyrene components and scatter light having a wavelength of 470 nm in an environment of 25 at 1 atm.

도 28은 입자의 크기별로 서로 다른 위치에 입사되는 산란광의 강도를 나타내는 그래프이고, 도 29는 도 28에 도시된 그래프에 따른 산란광 비를 입자의 크기별로 나타내는 그래프이다.FIG. 28 is a graph showing the intensity of scattered light incident at different positions according to particle size, and FIG. 29 is a graph showing the scattered light ratio according to the graph shown in FIG.

도 28을 참조하면, 상술한 환경에서 입자 크기별로 제1 부분 산란광(SLB)의 크기(B) 및 제2 부분 산란광(SLA)의 크기(A)가 도시된다. 제2 부분 산란광(SLA)은 입자의 크기가 커질수록 계속 증가하는 경향을 보이나, 제1 부분 산란광(SLB)은 대체로 증가하는 경향을 보이되 0.5 ㎛ 에서 1㎛ 크기 사이 구간에서는 감소하는 경향(즉, 딥구간 존재)을 보인다. 이러한 차이는 제1 포토 다이오드(134-2)로 입사되는 제1 부분 산란광(SLB)은 전방 산란 패턴에 가깝고, 제2 포토 다이오드(134-3)로 입사되는 제2 부분 산란광(SLA)은 측방 산란 패턴에 가깝기 때문에, 각 산란 패턴의 특징이 그대로 나타나는 데서 기인한다. 즉, 전방 산란 패턴은 1㎛ 이하의 입자에 의한 산란광 강도의 절대치가 큰 장점이 있으나 입자 크기가 커짐에도 산란광 강도가 역전되는 딥 구간이 존재한다. 그에 비해 측방 산란 패턴은 입자 크기에 따라 산란광의 크기도 선형성을 가지나, 1㎛ 이하의 입자에서 산란광 강도의 절대치가 작아 신호 대 노이즈 비(SNR)를 높이기 어렵다. 28, the magnitude (B) of the first partial scattering light (SLB) and the magnitude (A) of the second partial scattering light (SLA) are shown for each particle size in the above-described environment. The second partial scattering light (SLA) tends to increase as the particle size increases, but the first partial scattering light (SLB) generally tends to increase and tends to decrease in the interval between 0.5 μm and 1 μm , And a deep section is present). The difference is that the first partial scattered light SLB incident on the first photodiode 134-2 is close to the forward scattering pattern and the second partial scattered light SLA incident on the second photodiode 134-3 is reflected toward the side Because the scattering patterns are close to each other, the characteristics of each scattering pattern appear as they are. That is, although the forward scattering pattern has an advantage that the absolute value of the scattered light intensity by particles of 1 탆 or less is large, there is a deep section in which the scattered light intensity reverses even if the particle size is large. On the other hand, the side scattering pattern has a linearity in the size of the scattered light depending on the particle size, but the absolute value of the scattered light intensity is small in particles having a size of 1 탆 or less, and it is difficult to increase the signal-to-noise ratio (SNR).

따라서, 제1 포토 다이오드(134-2)만 존재하는 경우 입자 크기가 0.5 ㎛ 에서 1㎛ 사이 구간에서는 신호 크기만으로 입자 크기를 측정했다면 측정 오류가 발생할 수 있는 구간이다. 그러나, 도 29에서와 같이 입자 크기별 산란광 크기의 비율, 즉, 산란광비((B-A)/A)를 보면, 입자 크기별로 적게는 소수점대 음수에서 7.0 이상대까지 그 차이가 명확하게 드러난다. 따라서, “A”값, “B”값 및 “산란광비”를 조합하는 경우 보다 정확한 입자 크기 판단이 가능해진다. 예컨대, 제2 포토 다이오드(134-3)에서 검출된 산란광(SLA)의 크기가 약 1.4e-14W이고, 제1 포토 다이오드(134-2)에서 검출된 산란광(SLB)의 크기가 약 1e-13W인 경우, 산란광비가 7.4가 되므로, 정보 분석부(160)는 해당 입자의 크기가 0.5㎛ 인 것으로 판단할 수 있다.Therefore, if only the first photodiode 134-2 is present and the particle size is measured only by the signal size in the interval between 0.5 mu m and 1 mu m, a measurement error may occur. However, as shown in FIG. 29, the scattering light ratio ((B-A) / A) of the particle size shows clearly the difference from the smallest to the large to the large to small. Therefore, it is possible to judge the particle size more accurately than when combining the "A" value, the "B" value and the "scattered light ratio". For example, when the magnitude of the scattered light SLA detected by the second photodiode 134-3 is about 1.4e-14W and the magnitude of the scattered light SLB detected by the first photodiode 134-2 is about 1e- 13W, the scattering light ratio becomes 7.4, so that the information analyzing unit 160 can determine that the particle size is 0.5 탆.

상술한 실시 예에 따른 입자 센싱 장치는 다음과 같은 장점이 있다.The particle sensing apparatus according to the above-described embodiment has the following advantages.

먼저, 광 감지부를 구성하는 포토 다이오드의 형상에 자유도가 높으며, 패터닝, 증착, 인쇄 등 다양한 방식으로 형성되므로 다중 수광 소자로 제작이 용이하다. First, the degree of freedom in the shape of the photodiode constituting the light sensing part is high and it is formed in a variety of ways such as patterning, evaporation, and printing, so that it is easy to manufacture a light receiving element.

또한, 포토 다이오드의 수광 각에 따른 산란 특성으로 광학계의 열화에도 입자 크기 보정이 가능하며, 이러한 효과는 포토 다이오드의 개수가 증가할수록 향상된다. 이로 인해, 입자 센싱 장치가 다른 장치에 장착될 때 생기는 교정과정이 생략될 수 있으므로 시간과 비용이 절약될 수 있다. In addition, it is possible to correct the particle size even with deterioration of the optical system due to the scattering characteristic according to the light receiving angle of the photodiode, and this effect is improved as the number of the photodiodes increases. This saves time and money since the calibration process that occurs when the particle sensing device is mounted to another device can be omitted.

또한, 실시 예의 경우, 포토 다이오드(예를 들어, 134-2)를 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24)로 분할하고, 분할된 복수의 감지 세그먼트(134-21, 134-22, 134-23, 134-24)에서 감지된 상대적 크기를 이용하여 입자의 형상을 예측할 수도 있다.Further, in the case of the embodiment, the photodiode (for example, 134-2) may be divided into a plurality of sensing segments 134-21, 134-22, 134-23 and 134-24, 134-21, 134-22, 134-23, 134-24), the shape of the particles can be predicted.

만일, 광 흡수부(140)가 수광부(130: 130A, 130B) 위에 배치될 경우, 광 흡수부(140)에서 흡수되지 못한 메인 광이 수광부(130: 130A, 130B)에 흡수됨으로써 광 노이즈가 야기될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 광 흡수부(140)의 매우 정교한 설계가 요구된다. 또한, 조립 공차, 렌즈 위치 공차 등 여러 요인에 의한 공차를 반영하기 매우 까다로워진다.If the light absorbing part 140 is disposed on the light receiving part 130A or 130B, the main light that has not been absorbed by the light absorbing part 140 is absorbed by the light receiving part 130A or 130B, A highly sophisticated design of the light absorbing portion 140 is required to prevent this. In addition, it is very difficult to reflect tolerances due to various factors such as assembly tolerance and lens position tolerance.

반면에, 실시 예의 경우, 투광성을 갖는 광 투과 영역(134-1)를 포함하는 광 감지부(134)를 사용하고, 광 흡수부(140)를 수광부(130: 130A, 130B)의 아래에 배치함으로써, 수광부(130: 130A, 130B) 위에 배치할 때보다 광 흡수부(140)의 설계가 쉬워지며, 메인 빔으로 인한 산란광 검출 저하의 문제를 개선할 수 있다.On the other hand, in the embodiment, the light sensing portion 134 including the light transmitting region 134-1 having the light transmitting property is used, and the light absorbing portion 140 is disposed under the light receiving portion 130 (130A, 130B) The light absorbing portion 140 can be designed more easily than when arranged on the light receiving portion 130 (130A, 130B), and the problem of the detection of scattered light due to the main beam can be improved.

실시 예의 경우, 팬(180)을 구비하거나 유로부(120)의 구조를 변경하여 즉, 유로부(120)의 단면적보다 제1 개구부(OP1)의 면적을 크게 한다든지 더블 노즐 구조를 갖도록 하므로, 입자(P)를 포함하는 공기를 열 유동에 의해 흘리는 측방형과 비교할 때, 실시 예의 경우 측정되는 입자(P)가 많아지고 광 커튼을 산란부(SS)에 형성함으로써 유로부(120)를 흐르는 모든 입자를 센싱할 수 있으므로, 기존과 달리 입자(P)의 개수를 카운팅할 수 있는 등, 센싱하는 정확도가 개선된다.Since the fan 180 is provided or the structure of the flow path portion 120 is changed so that the area of the first opening OP1 is larger than the cross sectional area of the flow path portion 120 or the double nozzle structure is provided, When the air containing the particles P is compared with the lateral type flowed by the heat flow, in the case of the embodiment, since the particles P to be measured are increased and the light curtains are formed in the scattering portion SS, Since all particles can be sensed, the accuracy of sensing is improved, for example, the number of particles (P) can be counted.

또한, 실시 예의 경우, 전술한 바와 같이 측방형보다 센싱하는 산란광의 세기가 높으므로, 산란광의 세기를 높이기 위해 소모 전력이 많이 필요하지 않은 장점이 있다.In addition, in the embodiment, as described above, since the intensity of the scattered light sensed than the lateral type is high, there is an advantage that a large power consumption is not required to increase the intensity of the scattered light.

또한, 광 가이드부(136A, 136B)를 포토 다이오드(134-2)의 상부에 배치함으로써, 산란광이 포토 다이오드(134-2)에서 더욱 잘 센싱되도록 할 수 있어, 감지되는 광의 강도를 개선될 수 있다.By arranging the light guide portions 136A and 136B at the upper portion of the photodiode 134-2, the scattered light can be more easily sensed by the photodiode 134-2 and the intensity of sensed light can be improved have.

아울러, 넓은 영역에 걸쳐 단일의 포토 다이오드를 배치하여 수광량을 증가시킬 수 있다. 또한, 일반적인 포토 다이오드 소자와는 달리 제어 회로와 연결하기 용이한 구조로 만들 수 있어, 해당 광 감지 소자가 적용된 센싱 장치의 내부 구조를 간결하게 할 수 있으므로 전체적 부피를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, a single photodiode can be disposed over a large area to increase the amount of received light. Also, unlike a general photodiode device, the structure can be easily connected to a control circuit, and the internal structure of the sensing device to which the photo-sensing device is applied can be simplified, thereby reducing the overall volume.

전술한 실시 예에 의한 입자 센싱 장치는, 가전용 및 산업용 공기청정기, 공기정화기, 공기 세정기, 공기 냉각기, 에어컨에 적용될 수도 있고, 빌딩용 공기 질 운영 시스템(Air Quality management system), 차량용 실내/외 공조 시스템 또는 차량용 실내 공기질 측정 장치에 적용될 수 있다. 그러나, 실시 예에 의한 입자 센싱 장치(100, 100A 내지 100D)는 이러한 례에 국한되지 않고 다양한 분야에 적용될 수 있음은 물론이다.The particle sensing apparatus according to the above embodiments can be applied to home and industrial air cleaners, air purifiers, air cleaners, air coolers, air conditioners, air quality management systems for buildings, It can be applied to an air conditioning system or an indoor air quality measurement apparatus for a vehicle. However, it is needless to say that the particle sensing apparatuses 100, 100A to 100D according to the embodiments are not limited to these examples and can be applied to various fields.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100, 100A 내지 100D: 입자 센싱 장치 110, 110A, 110B: 발광부
120, 120A, 120B, 120C: 유로부 130, 130A, 130B: 수광부
140: 광 흡수부 150: 신호 변환부
160: 정보 분석부 170: 하우징
180: 팬(fan)
100, 100A to 100D: particle sensing devices 110, 110A, 110B:
120, 120A, 120B, 120C: a flow path portion 130, 130A, 130B:
140: light absorbing part 150: signal converting part
160: information analysis unit 170: housing
180: fan

Claims (10)

광원으로부터 방출되어 대상물로부터 반사 또는 산란된 광을 감지하는 광 감지 소자에 있어서,
투광성 부재; 및
상기 투광성 부재 상에 배치되고, 광 투과 영역을 가지는 광 감지부를 포함하되,
상기 광 감지부는,
제1 전극층;
상기 제1 전극층 상의 반도체층; 및
상기 반도체층 상의 제2 전극층을 포함하고,
상기 반도체층은,
상기 광 투과 영역 주변에 배치되는 제1 반도체층; 및
상기 제1 반도체층 외측에 배치되는 제2 반도체층을 포함하는 광 감지 소자.
1. A photo-sensing device for sensing light emitted from a light source and reflected or scattered from an object,
A light transmitting member; And
And a light sensing part disposed on the light transmitting member and having a light transmitting area,
The photo-
A first electrode layer;
A semiconductor layer on the first electrode layer; And
And a second electrode layer on the semiconductor layer,
Wherein:
A first semiconductor layer disposed around the light transmission region; And
And a second semiconductor layer disposed outside the first semiconductor layer.
제1 항에 있어서,
상기 광 투과 영역은 상기 광원의 광축에 위치하는, 광 감지 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the light transmitting region is located on an optical axis of the light source.
제2 항에 있어서,
상기 광 투과부는 원형 평면 형상을 갖고,
상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 각각 환형 평면 형상을 갖는, 광 감지 소자.
3. The method of claim 2,
Wherein the light transmitting portion has a circular planar shape,
Wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer each have an annular planar shape.
제3 항에 있어서,
상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 각각의 평면 형상이 동심원을 이루는, 광 감지 소자.
The method of claim 3,
Wherein the planar shapes of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are concentric with each other.
제4 항에 있어서,
상기 동심원의 중심은 상기 광축을 지나가는 광 감지 소자.
5. The method of claim 4,
And the center of the concentric circle passes through the optical axis.
제1 항에 있어서, 상기 반도체층은,
상기 제2 반도체층의 외곽에 배치되고, 상기 산란된 광을 센싱하는 제3 반도체층을 더 포함하는, 광 감지 소자.
The semiconductor device according to claim 1,
And a third semiconductor layer disposed outside the second semiconductor layer and sensing the scattered light.
제1 항에 있어서, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 다각형 평면 형상을 갖는, 광 감지 소자.The photo-sensing device according to claim 1, wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer have a polygonal planar shape. 광을 방출하는 발광부;
상기 발광부 아래에서 상기 발광부의 광축과 교차하게 배치되며, 입자를 포함하는 공기가 유동하며, 상기 입자에 의해 광이 산란되는 공간을 제공하는 유로부;
상기 유로부 아래에 배치되며, 상기 산란된 광이 입사되는 수광부; 및
상기 수광부 아래에서 상기 광축에 배치되며, 상기 수광부를 통과한 광을 흡수하는 광흡수부를 포함하고,
상기 수광부는,
투광성 부재; 및
상기 투광성 부재 상에 배치되고, 광투과 영역을 가지는 광 감지부를 포함하되,
상기 광 감지부는,
제1 전극층;
상기 1전극층 상의 반도체층; 및
상기 반도체층 상의 제2 전극층을 포함하고,
상기 반도체층은,
상기 광 투과 영역 주변에 배치되는 제1 반도체층; 및
상기 제1 반도체층 외측에 배치되는 제2 반도체층을 포함하는 입자 센싱 장치.
A light emitting portion for emitting light;
A flow path disposed below the light emitting part and crossing an optical axis of the light emitting part, the air including the particles flowing and providing a space in which light is scattered by the particles;
A light receiving portion disposed below the flow path portion and receiving the scattered light; And
And a light absorbing portion disposed on the optical axis below the light receiving portion and absorbing light passing through the light receiving portion,
The light-
A light transmitting member; And
And a light sensing part disposed on the light transmitting member and having a light transmitting area,
The photo-
A first electrode layer;
A semiconductor layer on the one-electrode layer; And
And a second electrode layer on the semiconductor layer,
Wherein:
A first semiconductor layer disposed around the light transmission region; And
And a second semiconductor layer disposed outside the first semiconductor layer.
제8 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층의 출력 신호와 상기 제 2 반도체층의 출력 신호의 크기 비율을 이용하여 상기 입자의 크기를 판단하는 정보 분석부를 더 포함하는, 입자 센싱 장치.
9. The method of claim 8,
And an information analyzer for determining the size of the particle using a ratio of a magnitude of an output signal of the first semiconductor layer to an output signal of the second semiconductor layer.
제8 항에 있어서,
상기 광 투과 영역은 원형 평면 형상을 갖고,
상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 서로 동심원을 이루는 환형 평면 형상을 갖는, 입자 센싱 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the light transmitting region has a circular planar shape,
Wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer have an annular planar shape concentric with each other.
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US7038189B2 (en) 2003-03-25 2006-05-02 Sharp Kabushiki Kaisha Optoelectronic dust sensor and air conditioning equipment in which such optoelectronic dust sensor is installed

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