KR20200019406A - 광을 산란시키는 산란 부재 및 산란 부재를 통해 산란된 광을 획득하는 수광 소자를 포함하는 전자 장치, 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 근조도 센서 및 그를 포함하는 전자 장치에서 조도 센서의 정확도를 높이고 근접 크로스토크(crosstalk) 문제를 개선하기 위한 발명이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 투명 부재; 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 상기 투명 부재를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란시키는 산란 부재; 상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자; 및 상기 수광 소자를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
상기와 같은 전자 장치는 실시예에 따라 다양할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 투명 부재; 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 상기 투명 부재를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란시키는 산란 부재; 상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자; 및 상기 수광 소자를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
상기와 같은 전자 장치는 실시예에 따라 다양할 수 있다.
Description
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 광을 산란시키는 산란 부재 및 산란 부재를 통해 산란된 광을 획득하는 수광 소자를 포함하는 전자 장치에서 조도 센서의 정확도를 높이고 근접 크로스토크(crosstalk) 문제를 개선하기 위한 발명이다.
전자 장치에 대한 물체(예: 사람)의 근접 여부를 판단하기 위해, 전자 장치에 근접 센서가 실장되고 있다. 근접 센서는 빛을 출력하는 발광 소자와 출력된 빛이 물체에 반사되어 돌아오는 것을 수신하는 수광 소자로 구성될 수 있다. 그리고 전자 장치에는 전자 장치에 입사되는 빛의 양을 통해 주변의 조도를 측정하는 조도 센서가 실장되고 있다. 조도 센서는 수광 소자로 구성될 수 있는데, 상기 근접 센서의 수광 소자와 동일 또는 인접한 위치에 실장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 조도 센서의 수광 소자는 근접 센서의 통합될 수 있다. 이러한 근접 센서와 조도 센서는 전자 장치의 비 활성 영역(inactive area)(예: Black Matrix 영역)에 실장된다.
어떤 실시예에 따르면, 근접 센서와 조도 센서의 수광 소자에서 측정되는 빛의 양은 실제 입사되는 빛의 양과 달리 측정될 수 있다. 이와 같은 경우에는 전자 장치의 주변 환경과 대비하였을 때, 기 지정된 밝기의 화면에 비해 어둡거나 밝은 화면을 출력할 수 있게 되므로 사용자에게 불편함을 초래할 수 있다. 또한, 입사되는 빛의 각도에 따라 수광 소자에 포함된 서브 픽셀들(예: R(red) 채널, G(green) 채널, B(blue) 채널, C(clear) 채널의 채널별 조도 정확도 편차가 발생하여, 부정확한 조도 값을 나타낼 수 있다.
근접 센서와 조도 센서의 수광 소자에서 측정되는 빛의 양이 실제 입사되는 빛의 양과 달리 측정될 수 있는 원인은 다양할 수 있다. 예를 들면, 수광 소자소자의 제조사 별 성능의 차이, 측정 환경에서 전자 장치의 경사도 차이, 전자 장치에 입사되는 광원의 광량의 차이 등 다양한 원인이 존재할 수 있다. 일 실시예에 따르면,
전자 장치 베젤 소형화에 따라 FOV(field of view)가 좁아져 근접 센서와 조도 센서의 수광 소자에서 측정되는 광량이 실제 입사되는 광량과 달리 측정될 수 있다. 여기서, FOV(field of view)란 수광 소자에 입사되는 광의 각도가 0도(수광 소자에 대하여 직교 방향 입사함) 일 때의 최대 조명도(max lux)값과 비교하여, 최대 조명도(max lux)의 50%에 해당하는 조명도(lux)를 갖는 각도를 말할 수 있다.
FOV는 근접 센서와 조도 센서의 수광 소자에 형성되어, 광이 입사되는 개구(opening)의 크기에 따른 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 개구 크기가 클수록 FOV는 클 수 있고, 개구 크기가 작을수록 FOV는 작을 수 있다. 그리고 FOV가 작을수록 수광 소자에서 측정되는 광량의 편차가 커서, 정확한 조명도 값을 측정하기 어려운 것으로 알려져 있다.
전자 장치 베젤 소형화 추세에 따라 근접 센서와 조도 센서가 배치될 수 있는 공간이 줄어들고, 전자 장치에서 광이 입사되는 개구의 크기 또한 작아질 수 있다. 이에 따르면, FOV 축소로 인해 전자 장치에서 적정한 정확도의 조명도를 확보하기 어려울 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치 베젤 소형화 추세에 따라 광이 입사되는 개구의 크기가 작아지더라도 적정한 정확도의 조명도를 얻을 수 있는 전자 장치 및 이를 제어하는 방법을 제공하고자 한다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재; 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 상기 투명 부재를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재; 상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자; 및 상기 수광 소자를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이; 상기 디스플레이의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 베젤; 및 상기 베젤에 배치된 센서 모듈을 포함하고, 상기 센서 모듈은, 상기 베젤의 상면에 형성된 투명 부재; 상기 투명 부재를 통해 상기 전자 장치의 외부에서 식별되는 적어도 하나의 수광 소자; 상기 투명 부재의 하부에 배치되고, 상기 전자 장치의 외부에서 상기 수광 소자로 도달하는 광을 산란시키는 산란 부재; 및 상기 수광 소자로 도달하는 광을 흡수하는 광 흡수 부재를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 전면, 후면, 및 상기 전면 및 후면을 둘러싸는 측면을 포함하고, 상기 전면에 적어도 하나의 개구가 형성된 하우징; 상기 하우징 내부에 상기 전면과 접하도록 배치된 투명 부재; 상기 적어도 하나의 개구에 대응하는 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 센서 모듈의 외부로부터 상기 개구를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재; 상기 적어도 하나의 개구 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자를 포함하는 센서 모듈을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 광이 입사되는 경로에 산란 부재를 구비함에 따라 FOV 확보가 용이하며, 이로써 광이 입사되는 개구의 크기가 작더라도 적정한 조명도(lux)를 얻을 수 있는 근조도 센서 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
산란 부재를 구비함에 따라 발생할 수 있는 크로스토크(crosstalk) 문제는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 센서 모듈 및 전자 장치의 구조와, 연결 부재를 이용하여 산란 부재가 형성된 투명 부재와 수광 소자 사이의 거리를 일정하게 유지시킴으로써 해결할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a는, 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2b는, 도 1의 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 도 4a의 전자 장치에 포함된 센서 모듈에 대한 사시도이다.
도 5는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 단면 구조를 간략히 나타내는 도면이다.
도 6은, 입사되는 광의 각도에 따른 수광 소자의 반응도를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 다양한 센서 모듈들의, 조명도의 정확도를 측정한 그래프이다.
도 8은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 수광 소자산란 부재 및 수광 소자를 포함한 전자 장치를 나타내는 개념도이다.
도 9a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 투명 부재와 산란 부재를 나타내는 개념도이다.
도 9b는, 산란 부재를 구비하지 않은 실시예에서, 투명 부재에 입사광이 투과되어 수광 소자에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9c는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 산란 부재를 구비한 전자 장치에 있어서, 투명 부재에 입사 광이 투과되어 수광 소자에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈 및 전자 장치의 내부 모습을 나타내는 단면도이다.
도 11은, 도 10과 다른 실시예에 따른, 센서 모듈 및 전자 장치의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2a는, 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 2b는, 도 1의 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 도 4a의 전자 장치에 포함된 센서 모듈에 대한 사시도이다.
도 5는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈의 단면 구조를 간략히 나타내는 도면이다.
도 6은, 입사되는 광의 각도에 따른 수광 소자의 반응도를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 다양한 센서 모듈들의, 조명도의 정확도를 측정한 그래프이다.
도 8은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 수광 소자산란 부재 및 수광 소자를 포함한 전자 장치를 나타내는 개념도이다.
도 9a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 투명 부재와 산란 부재를 나타내는 개념도이다.
도 9b는, 산란 부재를 구비하지 않은 실시예에서, 투명 부재에 입사광이 투과되어 수광 소자에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9c는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 산란 부재를 구비한 전자 장치에 있어서, 투명 부재에 입사 광이 투과되어 수광 소자에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈 및 전자 장치의 내부 모습을 나타내는 단면도이다.
도 11은, 도 10과 다른 실시예에 따른, 센서 모듈 및 전자 장치의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a는, 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전면 사시도이다. 도 2b는, 도 2의 전자 장치(200) (예: 도 1의 전자 장치(101))의 후면 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(200) (예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제 1 면(또는 전면)(210A), 제 2 면(또는 후면)(210B), 및 제 1 면(210A) 및 제 2 면(210B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(210C)을 포함하는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 2a의 제 1 면(210A), 제 2 면(210B) 및 측면(210C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(210A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(202)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(210B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(211)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(211)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(210C)은, 전면 플레이트(202) 및 후면 플레이트(211)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는 "측면 부재")(218)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(211) 및 측면 베젤 구조(218)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(202)는, 상기 제 1 면(210A)으로부터 상기 후면 플레이트(211) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(210D)들을, 상기 전면 플레이트(202)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 3 참조)에서, 상기 후면 플레이트(211)는, 상기 제 2 면(210B)으로부터 상기 전면 플레이트(102) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(210E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(202) (또는 상기 후면 플레이트(211))가 상기 제 1 영역(210D)들 (또는 상기 제 2 영역(210E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제 1 영역(210D)들 또는 제 2 영역(210E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(200)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(218)는, 상기와 같은 제 1 영역(210D) 또는 제 2 영역(210E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(210D) 또는 제 2 영역(210E)을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는, 디스플레이(201), 오디오 모듈(203, 207, 214), 센서 모듈(204, 216, 219), 카메라 모듈(205, 212, 213), 키 입력 장치(217), 발광 소자(206), 및 커넥터 홀(208, 209) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(217), 또는 발광 소자(206))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(201)는, 예를 들어, 전면 플레이트(202)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(210A), 및 상기 측면(210C)의 제 1 영역(210D)을 형성하는 전면 플레이트(202)를 통하여 상기 디스플레이(201)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(201)의 모서리를 상기 전면 플레이트(202)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(201)의 외곽과 전면 플레이트(202)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 및 발광 소자(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 지문 센서(216), 및 발광 소자(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(201)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(204, 219)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(217)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(210D), 및/또는 상기 제 2 영역(210E)에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(203, 207, 214)은, 마이크 홀(203) 및 스피커 홀(207, 214)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(203)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(207, 114)은, 외부 스피커 홀(207) 및 통화용 리시버 홀(214)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(207, 214)과 마이크 홀(203)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(207, 214) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(204, 216, 219)은, 전자 장치(200)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(204, 216, 219)은, 예를 들어, 하우징(210)의 제 1 면(210A)에 배치된 제 1 센서 모듈(204)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(210)의 제 2 면(210B)에 배치된 제 3 센서 모듈(219)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(216) (예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(210)의 제 1 면(210A)(예: 디스플레이(201)뿐만 아니라 제 2 면(210B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(201)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(204) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(205, 212, 213)은, 전자 장치(200)의 제 1 면(210A)에 배치된 제 1 카메라 장치(205), 및 제 2 면(210B)에 배치된 제 2 카메라 장치(212), 및/또는 플래시(213)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(205, 212)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(213)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(200)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(217)는, 하우징(210)의 측면(210C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(200)는 상기 언급된 키 입력 장치(217)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(217)는 디스플레이(201) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(210)의 제 2면(210B)에 배치된 센서 모듈(116)을 포함할 수 있다.
발광 소자(206)는, 예를 들어, 하우징(210)의 제 1 면(210A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(206)는, 예를 들어, 전자 장치(200)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(205)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(206)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(208, 209)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(208), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(209)을 포함할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(100))는, 측면 베젤 구조(310), 제 1 지지부재(311)(예: 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370), 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2a, 또는 도 2b의 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지부재(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 제 1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 4a는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(400)(예: 도 2의 200)와 센서 모듈(500)(예: 도 2의 204)을 나타내는 도면이다. 도 4b는, 도 4a의 센서 모듈(500)에 대한 사시도이다.
도 4a에는, 전면 플레이트(402)에 디스플레이(401)가 장착된 전자 장치(400)가 도시된다. 도 4a를 참조하면, 전면 플레이트(402)를 전면에서 볼 때, 전면 플레이트(402) 면적의 대부분을 디스플레이(401)가 차지할 수 있다. 전면 플레이트(402)에서 디스플레이(401)의 측면 중 적어도 일부를 감싸는 부분에는 베젤(bezel)이 형성될 수 있다.
도 4a에 도시된 실시예에 따른, 센서 는, 예를 들면, 조도 센서(illuminance sensor), 근접 센서(proximity sensor), 또는 상기 조도 센서와 근접 센서를 일체로 구현한 근조도 센서(proximity-illuminance sensor)가 해당될 수 있다. 그리고, 상기 센서는 모듈화(modularization)된 센서 모듈(500)로서, 전자 장치(400)에 포함될 수 있다. 본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 근조도 센서 모듈은 근접 센서와 조도 센서가 하나의 모듈에 조합된 것일 수 있다. 근접 센서는 전자 장치와 외부 객체 간의 거리를 감지하는 역할을 할 수 있다. 근접 센서는 통화 시 화면을 오프(Off)하여 소모전류 개선, 통화시 안면 접촉에 따른 디스플레이의 오 터치 방지를 위해 사용될 수 있다. 조도 센서는 전자 장치 주변의 밝기를 읽어 주변 환경의 조도 값(illuminance value)을 출력해 디스플레이의 밝기를 조정하는 역할을 할 수 있다. 조도 센서에 있어서, 전자 장치 주변의 밝기에 따라 특정 조명도(lux)가 출력되면, 지정된 휘도 테이블(table)에 따라 디스플레이의 밝기가 변할 수 있다. 조도 센서를 이용하면 전자 장치의 화면 밝기가 최적화 됨에 따라 전자 장치를 사용 중에 사용자의 눈부심이 방지되는 한편, 필요에 따라 시인성이 높여질 수도 있으며, 배터리의 전력이 불필요하게 소모되는 것이 방지될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 도면에 도시되지는 않았으나 센서 모듈(500)은 예를 들면, 카메라 모듈(예: 도 2a 및 도 2b의 205, 212, 213)과 패키지 형태로 구비될 수도 있다.
센서 모듈(500)은 전자 장치(400)의 비활성 영역(inactive area)에 배치될 수 있다. 비활성 영역이란 예를 들면, 전면 플레이트(402)에서, 디스플레이(401)가 설치되지 않은 베젤(예: 제 1 지지부재(예: 도 3의 311) 또는 측면 베젤 구조(예: 도 3의 310)) 영역을 의미할 수 있다. 여기서, 센서 모듈(500)은, 전자 장치(400)의 상면에서 바라볼 대, 도 4a에 도시된 실시예와 같이 전면 플레이트(402)의 상단에 배치될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과할 뿐, 센서 모듈(500)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 따르면, 도면에 도시되진 않았지만, 센서 모듈(500)은 전면 플레이트(402)의 하단이나, 전자 장치(400)의 후면 플레이트(예: 도 2의 211), 및/또는 측면 베젤 구조(예: 도 2의 218)에 위치될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 센서 모듈(500)은, 제 1 개구(510)와 제 2 개구(520)가 형성된 바디부(530)를 포함할 수 있다. 여기서 개구(opening)는 리세스(recess), 홀(hole) 및 홈(groove)을 포함하는 개념일 수 있다. 어떤 실시예들에서는, 바디부(530)에는 요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 개구(510), 도는 제 2 개구(520))를 생략하거나 다른 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(500)이 조도 센서 모듈(illuminance sensor module)에 해당하는 경우 바디부(530)에는 제 1 개구(510)가 형성될 수 있고, 센서 모듈(500)이 근조도 센서 모듈(proximity-illuminance sensor module)에 해당하는 경우 바디부(530)에는 제 1 개구(510) 및 제 2 개구(520)가 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 전자 장치(400)의 전면 플레이트(402)의 적어도 일부분에 포함되는 부분일 수 있다. 이때, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 전면 플레이트(402)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전면 플레이트(402)가 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트에 해당하는 경우, 전면 플레이트(402)의 적어도 일부분은 실질적으로 투명할 수 있으며, 이에 따라 전면(502)의 적어도 일부분도 실질적으로 투명할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 전자 장치(400)의 전면 플레이트(402)와 별개로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 전면 플레이트(402)에서 실질적으로 투명한 부분의 하부에 정렬될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 전면 플레이트(402)에서 실질적으로 투명한 영역의 하부면에 인접하여 적층 배치될 수도 있다.
또, 다른 실시예에 따르면, 센서 모듈(500)의 전면(502)은 후면 플레이트(예: 도 2a의 211, 또는 도 3의 380) 및 측면 베젤 구조(예: 도 2a의 218, 또는 도 3의 310)와 일체로 형성되거나, 별개로 구성될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전면(502)에 형성된 제 1 개구(510) 및/또는 제 2 개구(520)를 통해 광이 통과할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 개구(510) 및/또는 제 2 개구(520)는, 예컨대 전면 플레이트(402)에서 실질적으로 투명한 부분에 해당될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 개구(510) 및 제 2 개구(520)는 전면 플레이트(402)와 별개로 구비되는 전면(502)에서 실질적으로 투명한 부분일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 개구(510) 및/또는 제 2 개구(520)는 지정된 광 투과율을 가질 수 있다.
도 5는, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈(500)의 단면 구조를 간략히 나타내는 도면이다. 일 실시예에 따르면, 전면(502)에 제 1 개구(510)와 제 2 개구(520)가 도시된 근조도 센서 모듈을 예로 들어 설명할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른 센서 모듈(500)은, 발광 소자(512)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 소자(512)는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수도 있다. 또는 이에 추가적으로 또는 대체적으로, 발광 소자(512)는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 상태 정보와 무관한 광(예: 적외선(infrared))을 제공할 수도 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 센서 모듈(500)은, 수광 소자(522)를 포함할 수 있다. 수광 소자(522)는 전자 장치(예: 도 4a의 400) 주변의 빛을 받아들여 전자 장치(예: 도 4a의 400) 주변 환경의 밝기를 출력하는 센서일 수 있다. 일 실시예에 따르면 수광 소자(522)는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 주변에서 입사되는 자연광을 수광할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 발광 소자(512)에서 제공된 광이 외부 객체(600)에 반사되어 전자 장치(예: 도 4a의 400)에 입사된 광을 수광할 수도 있다.
도 5에 도시된 실시예와 같이, 발광 소자(512)와 수광 소자(522)는 바디부(530)에 형성된 제 1 공간(511)과 제 2 공간(521)에 각각 배치될 수 있다. 제 1 공간(511) 및 제 2 공간(521)은 발광 소자(512) 및 수광 소자(522)에 대하여 요구되는 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 제 1 공간(511) 및 제 2 공간(521)은 서로 다른 형상과 체적을 가지도록 형성될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 수광 소자(522) 주변의 자연광 또는 수광 소자(522) 주변에 배치된 발광 소자(512)에서 가시광선 대역 및/또는 적외선(Infrared) 대역의 파장을 갖는 광이 조사되면, 조사된 광이 외부 객체에 반사되어 되돌아오는 것을 수광 소자(522)에서 수광하여, 전자 장치(예: 도 4a의 400) 주변의 조도를 측정하거나, 외부 객체의 존재 여부(유/무), 외부 객체의 근접(가까워짐/멀어짐)을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수광 소자(522)는, 광을 감지하는 포토다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다.
도 6은, 입사되는 광의 각도에 따른 수광 소자(예: 도 5의 522)의 반응도(또는 민감도)를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 입사되는 광의 다양한 각도(예: 도 5의 α)에 따라 수광 소자(예: 도 5의 522)의 반응도는 다양하게 산출될 수 있다. 여기서 각도는 도 6의 z축과 평행한 가상의 선(예: 도 5의 l)과 입사 광의 각도를 의미할 수 있다. 그리고 수광 소자(예: 도 5의 522)의 응답 특성은 조명도(lux)의 단위로 나타낼 수 있다. 센서 모듈의 성능을 표현할 때, 수광 소자(예: 도 5의 522)의 응답 특성을 중요한 척도로 활용할 수 있다.
센서 모듈(예: 도 5의 500)에 입사되는 광은, 센서 모듈(예: 도 5의 500)에 포함된 수광 소자(예: 도 5의 522)에 대하여 수직하게 입사되는 제 1 광과, 수광 소자(예: 도 5의 522)에 대하여 경사지게 입사하는 제 2 광으로 구분할 수 있으며, 센서 모듈(예: 도 5의 500)의 성능은 상기 제 2 광에 대한 반응도(또는 민감도)가 어떤지 여부에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(예: 도 5의 500)에 입사되는 광의 각도가 0도 일 때의 최대 조명도(max lux)값과 비교하여, 최대 조명도(max lux)의 50%에 해당하는 조명도(lux)를 갖는 각도를 FOV(field of view)라 할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 그래프의 FOV는 약 54도 일 수 있다. 어떤 실시예에 있어서는, FOV가 클수록 센서 모듈(예: 도 5의 500)의 성능지표가 높은 것으로 취급될 수 있고, FOV가 낮을수록 센서 모듈(예: 도 5의 500)의 성능지표가 낮은 것으로 취급될 수 있다.
센서 모듈(예: 도 5의 500)의 FOV는 수광 소자(예: 도 5의 522)를 제조하는 제조사의 사양, 개구(예: 도 5의 제 1 개구(510), 도 5의 제 2 개구(520))의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 수광 소자(예: 도 5의 522)가 복수의 서브 픽셀(예: R(red) 채널, G(green) 채널, B(blue) 채널, C(clear) 채널)로 이루어진 경우, 복수의 서브 픽셀 마다 다른 FOV를 가질 수도 있다.
도 7은, 다양한 센서 모듈(M1, M2, M3, M4)(예: 도 5의 500)들의, 조명도의 정확도를 측정한 그래프이다. 도 7의 그래프는, 본 문서에 개시된 센서 모듈(예: 도 5의 500)을 구비한 전자 장치(예: 도 4a의 400)를 실제 사용 환경에 놓은 상태에서 측정한 그래프일 수 있다. 여기서, 가로축은 측정한 횟수를 나타낼 수 있고, 세로축은 조명도의 정확도를 나타낼 수 있다. 전자 장치(예: 도 4a의 400)에 장착된 시료로서, 약 50도의 FOV를 갖는 서로 다른 두 개의 센서 모듈(M1, M2)과 약 40도의 FOV를 갖는 센서 모듈(M3), 약 41도 FOV를 갖는 센서 모듈(M4)를 사용하였다.
도 7의 그래프를 살펴보면, 약 50도의 FOV를 갖는 서로 다른 두 개의 센서 모듈(M1, M2)을 갖는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 경우, 다양한 측정 환경에서 조명도 정확도의 편차는 그리 크게 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다. 도 7을 참조하면, FOV가 작을수록 조명도 정확도는 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 예를 들면, 두번째 실험에서 센서 모듈(M1)의 경우 약 +3%의 조명도 정확도를 나타내는 반면, 센서 모듈(M3)의 경우 약 -40%의 조명도 정확도를 나타냄을 확인할 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 상대적으로 높은 FOV를 갖는 두 개의 센서 모듈 그룹(M1, M2)과, 상대적으로 낮은 FOV를 가지는 두 개의 센서 모듈 그룹(M3, M4)을 비교하면, 도 7에 도시되는 실시예와 같이, 상대적으로 낮은 FOV를 가지는 두 개의 센서 모듈 그룹(M3, M4)에서 조명도 정확도 편차의 절대값이 큰 것을 확인할 수 있다. 이에 따르면, 전자 장치(예: 도 4a의 400)가, 전자 장치(예: 도 4a의 400) 내부에 포함된 센서 모듈(M1, M2, M3, M4)의 FOV의 차이에 따라 실제 사용자에게 실 환경 대비 정확하지 않은 동작(예: 실 환경 대비 어둡거나 밝은 화면을 송출함)으로 구현될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 8은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 산란 부재 및 수광 소자를 포함한 전자 장치를 나타내는 개념도이다. 도 9a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 투명 부재(540)와 산란 부재(553)를 나타내는 개념도이다. 도 9b는, 산란 부재(553)를 구비하지 않은 실시예에서, 투명 부재(540)에 입사광이 투과되어 수광 소자(522)에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다. 도 9c는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 산란 부재를 구비한 전자 장치(예: 도 4a의 400)에 있어서, 투명 부재(540)에 입사 광이 투과되어 수광 소자(522)에 도달되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예:도 4a의 400)는, 투명 부재(540); 투명 부재(540)의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 투명 부재(540)를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재(553); 상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 산란 부재(553)를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자(522)를 포함할 수 있다. 그리고 전자 장치(예: 도 4a의 400)는 수광 소자(522)를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로(560)를 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 9c를 참조하면, 상술한 도 6 및 도 7의 FOV 를 개선하기 위한 방안으로서, 본 문서의 다양한 실시예들에 따른 모바일 전자 장치(예: 도 4a의 400)는 투명 부재(540)를 포함할 수 있다. 그리고 수광 소자(522)가 상기 투명 부재(540)의 일부 영역 하부에 위치할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(540)는 전면 플레이트(예: 도 4a의 402)의 적어도 일부분과 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 투명 부재(540)는, 전면 플레이트(예: 도 4a의 402)에서 실질적으로 투명한 부분이 해당될 수 있다. 다른 실시예에 따르면 투명 부재(540)는 전면(예: 도 4a의 502) 에 형성된 홀(제 1 홀(예: 도 4의 510) 또는 제 2 홀(예: 도 4의 520))에 장착될 수 있다. 예를 들면, 투명 부재(540)는 모바일 전자 장치에 사용되는 글라스(glass) 또는 글라스 플레이트일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 투명 부재(540)는 전체적으로는 불투명하게 형성된 후면 플레이트(예: 도 2a의 211)에서 일부 투명하게 형성된 부분일 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 투명 부재(540)는 측면 베젤 구조(예: 도 2a의 218)의 일부분을 구성할 수도 있다. 이하에서는, 일 예시로서 투명 부재(540)가 전면 플레이트(예: 도 4a의 402)의 적어도 일부분과 일체로 형성되는 것을 기준으로 설명할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 투명 부재(540)는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 외면을 형성하고, 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 내부에 위치하는 전자 부품들(예: 프로세서, 메모리)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 내부에 위치된 전자 부품들은 투명 부재(540)을 통해 외부로 시인(또는 식별) 될 수 있다. 일 실시예에 따르면,전자 장치(예: 도 4a의 400)의 외부에서 입사되는 광이 투명 부재(540)를 통해 전자 장치(예: 도 4a의 400) 내부로 투과될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명 부재(540) 하부에 수광 소자(522)가 위치하게 되면, 투명 부재(540)를 투과한 광은 수광 소자(522)에 수광될 수 있고, 이를 통해 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 외부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 수광 소자(522)는 투명 부재(540)의 일부 영역 아래에 정렬될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 투명 부재(540) 의 면적은 상기 수광 소자(522)의 면적에 비해 클 수 있다. 투명 부재(540)에 입사되는 광 중 일부는 수광 소자(522)에 도달할 수 있으나, 다른 일부는 차폐되어 수광 소자(522)에 도달하지 못할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수광 소자(522)는 상기 투명 부재(540)의 일부 영역에 바로 인접하여 배치되지 않을 수 있다. 수광 소자(540)는 투명 부재(540)의 아래에 형성된 공간 상에 배치되되, 투명 부재로부터 지정된 거리(예: 도 9b 및 9c의 g)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이로써 투명 부재(540)를 통해 전자 장치 내부로 입사된 광은 투명 부재로부터 소정 거리 이동하여 수광 소자에 도달될 수 있다. 도 9b에 도시되는 실시예와 같이, 제 2 광이 입사되면, 수광 소자(540)는 미소량의 입사 광에 의한 정보만 획득할 수 있다.
도 8 및 도 9c를 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도4a의 400)는, 산란 부재(553)를 포함할 수 있다. 산란 부재(553)는 투명 부재(540)의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치(예: 도 4a의 400) 외부로부터 상기 투명 부재(540)를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란시키는 물질로 구성될 수 있다. 상기 투명 부재(540)를 통해 지정된 각도로 입사된 광은 산란 부재(553)를 통과하면 난반사되어 여러 방향으로 퍼질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 산란 부재(553)는 복수의 미세 입자들의 집합으로서, 실질적으로 불투명한 물질로 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 산란 부재(553)는 도포, 증착, 또는 코팅과 같은 방법을 통해 투명 부재(540)의 일부 영역 하부면에 형성될 수 있다. 물론 투명 부재(540) 하부에 산란부재(553)를 형성하는 방법으로서, 상기 방법 이외 다른 다양한 방법이 사용될 수도 있다.
예를 들면, 산란 부재(553) 로서, 광 산란성이 높은 물질인 백색 안료(white resist)(또는 백색 잉크, 또는 백색 도료)가 사용될 수 있다. 백색 안료의 예시로서, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 탄산연, 황산바륨, 탄산칼슘 등이 이용될 수 있다. 산란 부재(553)는 미세 입자로 이루어질 수 있으며, 산란 부재(553)에 입사 광이 충돌하면, 여러 방향으로 흩어지는 산란 광이 생길 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 수광 소자(522)에는 상기 산란 광으로부터 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 주변 정보나 외부 객체(예: 도 5의 600)에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 8 내지 도 9c를 참조하면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 400)는, 투명 부재(540)의 일부 영역 및 산란 부재(553) 사이에 배치되는 광 흡수 부재(552)를 더 포함할 수 있다. 광 흡수 부재(552)는, 산란 부재(553)에 의해 반사되는 광의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 광 흡수 부재(552) 또한 도포, 증착, 또는 코팅과 같은 방법을 통해 투명 부재(540)의 일부 영역 하부면에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 흡수 부재(552)는 가시 광 영역의 빛은 흡수하고, 적외선 영역의 빛은 투과하는 물질을 포함할 수 있다. 광 흡수 부재(552)는, 예를 들면, IR(infrared) 잉크, IR(infrared) 도료, 또는 IR 필름(film)이 해당될 수 있다. 광 흡수 부재(552)는 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 외부에서 입사되는 광의 가시 광선 대역 및 산란 부재(553)에 의해 반사되는 광의 가시 광선 대역의 적어도 일부를 흡수함으로써, 전자 장치(예: 도 4a의 400) 내부에 위치한 전자 부품(예: 수광 소자)가 외부에서 시인되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 적외선 대역의 광은 대부분 투과될 수 있으므로, 외부 객체가 전자 장치에 근접하는지 여부 등은 수광 소자가 획득하는 적외선 대역의 광을 통해 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명 부재(540) 하부에는 가시 광선 및 적외선을 전면적으로 차폐하는 차폐 부재(551)가 형성될 수 있다. 상기 광 흡수 부재(552)는 차폐 부재(551)의 일부 영역에 형성되는 부재로서, 지정된 광 흡수율 및 광 투과율을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 산란 부재(553)는 투명 부재(540)의 일부 영역 아래에서, 투명 부재(540)와 인접(adjacent)하게 형성될 수 있다. 이때, 산란 부재(553)는 투명 부재(540)와 층상구조를 이룰 수 있다. 광 흡수 부재(552)를 더 포함하는 경우에는 산란 부재(553)는 광 흡수 부재(552) 및 투명 부재(540)와 함께 적층 구조를 이룰 수도 있다. 이 경우, 전자 장치(예: 도4a의 400)의 전면으로부터 투명 부재(540), 광 흡수 부재(552) 및 산란 부재(553)가 순서대로 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 400)는, 제어 회로(560)를 포함할 수 있다. 제어 회로(560)는 수광 소자(522)를 통해 획득된 산란 광에 적어도 기반하여, 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정될 수 있다. 제어 회로(560)는, 입사된 광의 밝기를 결정하여 디스플레이(예: 도 4a의 401)를 통해 컨텐츠를 표시할 때 밝기를 제어할 수 있게 되고, 이에 따라 전자 장치(예: 도 4a의 400)에 장착된 배터리의 전력 소모량을 절감할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제어 회로(560)는 회로 기판 상에 실장될 수 있으며, 프로세서, 메모리와 같은 다양한 전자 부품들 또는 이들이 조합된 구성으로 이루어 질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 프로세서는 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서는 SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제어 회로(560)는, 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 외부 객체(예: 도 5의 600)의 근접 정도를 결정할 수 있으며, 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제어 회로(미도시)는, 상기 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 외부 객체(예: 도 5의 600)에 대응하는 생체 정보를 생성할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 제어 회로(560)는 센서 모듈(500)의 외부(예: 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 인쇄 회로 기판)에 위치하고, 전도성 라인(561)을 통해 센서 모듈(500)의 내부에 배치된 수광 소자(522)와 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제어 회로(560)는 센서 모듈(500)에 통합되어 센서 모듈(500) 내부에 배치될 수도 있다.
이하, 도 10을 참조로, 인쇄 회로 기판에 실장된 센서 모듈과, 연결 부재에 대해서 설명한다.
도 10은, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 센서 모듈(700) 및 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 내부 모습을 나타내는 단면도이다. 도 11은, 도 10과 다른 실시예에 따른, 센서 모듈(예: 도 10의 700) 및 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 400)는, 인쇄 회로 기판(이하 '회로 기판'이라 함)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 회로 기판에는 센서가 실장될 수 있고, 프로세서(예: 시스템의 전반적인 구동을 관장하는 application processor), DDI(display driver IC)와 같은 다양한 전자 부품들이 실장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 회로 기판은 센서 모듈(700)의 전반적인 구동을 관장하는 센서 허브(sensor hub)와 같은 전자부품들이 실장되는 제 2 회로 기판(702)과, 프로세서(예: application processor), DDI와 같은 전자부품들이 실장되는 제 1 회로 기판(701)으로 구분될 수 있다. 회로 기판이 제 2 회로 기판(702)과 제 1 회로 기판으로 구분(701)되는 경우에는, 센서 모듈(700)는 제 2 회로 기판(702)에 실장되고, 센서 모듈(700)이 실장된 제 2 회로 기판(702)은 제 1 회로 기판(701)에 실장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 회로 기판(701)은 하나의 부품과 다른 부품 간의 전기적 인터페이스 라우팅을 위한 인터포저(interposer)일 수 있다.
도 10을 참조하면, 제 2 회로 기판(702)과 투명 부재(740) 사이에는 공간(704)이 형성될 수 있다. 여기서 공간(704)은 도 5에서 전술한 제 1 공간(511) 또는 제 2 공간(521)이 해당될 수 있다. 그리고 전자 장치(예: 도 4a의 400)는 상기 공간(704)을 형성하는 구성으로서, 브라켓(703)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수광 소자(예: 도 5의 522)는 투명 부재(740) 하부면의 적어도 일부를 지지하는 브라켓(703)과 투명 부재(740)의 하부에서 브라켓(703)에 의해 형성된 공간(704)에 위치할 수 있다. 브라켓(703)은 제 2 회로 기판(702)에 의해 지지되어 투명 부재(740)와 제 2 회로 기판(702) 사이의 갭을 형성할 수 있다. 이때 투명 부재(740)와 제 2 회로 기판(702) 사이의 갭은 브라켓(703)의 높이(H)일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서 모듈(700)은 전자 장치(예: 도 4a의 400)의 내부 공간에서 비교적 투명 부재(740)와 가까이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 센서 모듈(700)은 제 1 회로 기판(701)의 상면으로부터 상당 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 센서 모듈(700)의 하부가 안정적으로 지지되지 않을 경우, 동일한 사용 환경 내에서도 FOV 편차가 크게 나타날 수 있다.
도 10을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 4a의 400)는, 회로 기판에 배치되고 지정된 높이를 갖도록 형성된 연결 부재(705)를 더 포함할 수 있다. 연결 부재(705)는 제 2 회로 기판(702)과 제 1 회로 기판(701) 사이에 배치될 수 있다. 센서 모듈(700)이 제 1 회로 기판(701)으로부터 상당 거리만큼 이격 배치되더라도, 연결 부재(705)가 제 2 회로 기판(702)을 안정적으로 지지하기 때문에 센서 모듈(700)이 고정된 위치를 유지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 부재(705)는 제 2 회로 기판(702)과 제 1 회로 기판(701)을 전기적으로 연결하는 역할도 할 수 있다.
도 11을 참조하면, 발광 소자(721)와 수광 소자(722)가 바디부(730)의 상면에 실장되는 센서 모듈(예: 도 10의 700)과, 연결 부재(예: 도 10의 705)의 예시로서, C-Clip들(705)이 도시된다.
센서 모듈(예: 도 10의 700)이 발광 소자(721)와 수광 소자(722)를 포함하는 경우 광학 물질 인쇄층(750)은 투명 부재(740)의 일부 영역의 하부에 형성될 수 있다. 그리고 광학 물질 인쇄층(750)은 수광 소자(722)가 배치된 곳에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 광학 물질 인쇄층(750)에 산란 부재(예: 도 8의 553)가 포함되는 경우, 산란 부재 사용시 발생할 수 있는 크로스토크(crosstalk) 현상은 하기 연결 부재(예: 도 10의 705)를 사용함으로써 해결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 연결 부재(예: 도 10의 705)로서, 복수의 C-Clip들(705')이 사용될 수 있다. C-Clip은 도면에 도시된 실시예와 같이 일 측이 제 1 회로 기판(701)에 접하고, 타 측이 제 2 회로 기판(702)에 접하는 것일 수 있다. C-Clip의 구조적 탄성력을 이용하여, 수광 소자(722)와 투명 부재(740) 간의 에어 갭(air gap)(예: 도 9a, 도 9b의 g)를 유지시킴으로써 크로스토크(crosstalk) 현상을 해결할 수 있다.
도 11을 참조하면, 연결 부재(예: 도 10의 705)의 예시로서, C-Clip(705')이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 하나의 C-Clip(705')을 사용할 수 있으나, 다른 실시예에 따르면 복수의 C-Clip(705')을 사용할 수도 있다.
다음으로, [표 1] 내지 [표 4]를 참고하여, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른, 산란 부재(예: 도 9a의 553)와 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)가 구비된 전자 장치의 광 투과율에 대하여 예시적으로 설명한다. [표 1] 내지 [표 4]을 통해 설명하는 실시예에서, 투과율은 가시 광 투과율이 해당될 수 있다.
하기 [표 1]은, 다양한 실시예들에 따른 센서 별(Sample #1 내지 #4) FOV를 비교한 값을 나타낼 수 있다. 하기 표에서, 세로 축의 파라미터(R/G/B/C)는 서브 픽셀(또는 채널)을 나타낼 수 있고, 가로 축의 파라미터(상/하/좌/우)는 전자 장치에서 광의 입사 방향을 나타낼 수 있다.
| Sample#1 | 상 | 하 | 좌 | 우 | AVG |
| R | 40˚ | 40˚ | 41˚ | 37˚ | 39.5˚ |
| G | 48˚ | 48˚ | 48˚ | 47˚ | 47.7˚ |
| B | 47˚ | 45˚ | 47˚ | 45˚ | 46˚ |
| C | 47˚ | 46˚ | 47˚ | 45˚ | 46.2˚ |
| Sample#2 | 상 | 하 | 좌 | 우 | AVG |
| R | 37˚ | 36˚ | 35˚ | 37˚ | 36.2˚ |
| G | 47˚ | 43˚ | 44˚ | 46˚ | 45˚ |
| B | 40˚ | 37˚ | 38˚ | 38˚ | 38.2˚ |
| C | 46˚ | 43˚ | 43˚ | 45˚ | 44.2˚ |
| Sample#3 | 상 | 하 | 좌 | 우 | AVG |
| R | 50˚ | 53˚ | 51˚ | 45˚ | 49.7˚ |
| G | 45˚ | 45˚ | 43˚ | 44˚ | 44.2˚ |
| B | 43˚ | 43˚ | 43˚ | 43˚ | 43˚ |
| C | 33˚ | 50˚ | 47˚ | 43˚ | 43.2˚ |
| Sample#4 | 상 | 하 | 좌 | 우 | AVG |
| R | 57˚ | 57˚ | 60˚ | 57˚ | 57.7˚ |
| G | 46˚ | 46˚ | 48˚ | 46˚ | 46.5˚ |
| B | 53˚ | 52˚ | 55˚ | 57˚ | 54.2˚ |
| C | 55˚ | 52˚ | 57˚ | 53˚ | 54.2˚ |
상기 [표 1]을 살펴보면, 다양한 실시예들에 있어서, 각 실시예에 따른 센서별 FOV 편차 이외에도, 각 서브 픽셀(RGBC)별 또는 광의 입사 방향별 FOV 편차가 발생함을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 서브 픽셀(RGBC)의 필터 특성에 따라 포토 다이오드 응답도(photodiode responsivity)가 변화되어, 빛이 입사되는 각도에 따른 각 서브 픽셀(RGBC)별 편차가 발생할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 광이 입사되는 경로 상에 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 형성되어, 입사된 광을 고르게 분산시켜 주게 되므로 상기 각 서브 픽셀(RGBC)별 편차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
아래에서는, [표 2] 내지 [표 4]를 참조로, 우(right)측광의 광원이 제공되는 환경에서, FOV의 지정된 설계 평균 값이 50도인 센서 모듈에, 다양한 실시예에 따른 광 투과율을 갖는 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 형성된 전자 장치의 실제 측정 FOV를 나타낼 수 있다. 아래에서는, 광 투과율 100% White ink(no-ink)일 때와, 광 투과율 50%인 White ink, 광 투과율 30%인 White ink를 예시로 들 수 있다. 동일한 실험 환경 아래 각 실시예에 따른 FOV 평균 값을 측정하여 비교할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명 부재(540)의 하부에 코팅되는 용제 내에 산란 부재(예: White ink)의 함량을 점차 높이게 되면, 광 투과율은 점차 낮아질 수 있다.
하기 [표 2]는, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 광 투과율이 100%인 상태, 즉 no-ink에서의 실제 측정 FOV를 나타낼 수 있다.
| No-ink투과율 100% |
측정 FOV(우) 평균 : 44도 | 수평 | |||
| 각도 | -55 | -50 | -45 | -40 | 0 |
| C | 745 | 1050 | 1478 | 1828 | 2855 |
| C/수평C | 26% | 37% | 52% | 64% | 100% |
| R | 440 | 669 | 976 | 1279 | 2382 |
| R/수평R | 18% | 28% | 41% | 54% | 100% |
| G | 961 | 1341 | 1849 | 2256 | 3300 |
| G/수평G | 29% | 41% | 56% | 68% | 100% |
| B | 572 | 808 | 1125 | 1396 | 2155 |
| B/수평B | 27% | 37% | 52% | 65% | 100% |
하기 [표 3]은, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 인쇄되는 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 예시로서, 광 투과율이 50%인 산란 부재(예: 50% 투과율 White ink)를 사용하였을 때의 실제 측정 FOV 값을 나타낼 수 있다.
| White ink 투과율50% | 측정 FOV(우) 평균 : 45도 | 수평 | |||
| 각도 | -55 | -50 | -45 | -40 | 0 |
| C | 594 | 801 | 1085 | 1328 | 2090 |
| C/수평C | 28% | 38% | 52% | 64% | 100% |
| R | 385 | 535 | 742 | 945 | 1671 |
| R/수평R | 23% | 32% | 44% | 57% | 100% |
| G | 748 | 999 | 1340 | 1623 | 2455 |
| G/수평G | 30% | 41% | 55% | 66% | 100% |
| B | 448 | 602 | 815 | 1000 | 1562 |
| B/수평B | 29% | 39% | 52% | 64% | 100% |
하기 [표 4]는, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 인쇄되는 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 예시로서, 광 투과율이 30%인 산란 부재(예: 30% 투과율 White ink)를 사용하였을 때의 실제 측정 FOV 값을 나타낼 수 있다.
| White ink 투과율30% | 측정 FOV(우) 평균 : 45도 | 수평 | |||
| 각도 | -55 | -50 | -45 | -40 | 0 |
| C | 545 | 709 | 923 | 1116 | 1750 |
| C/수평C | 31% | 41% | 53% | 64% | 100% |
| R | 366 | 486 | 640 | 795 | 1359 |
| R/수평R | 27% | 36% | 47% | 58% | 100% |
| G | 678 | 880 | 1135 | 1368 | 2077 |
| G/수평G | 33% | 42% | 55% | 66% | 100% |
| B | 409 | 531 | 690 | 837 | 1302 |
| B/수평B | 31% | 41% | 53% | 64% | 100% |
상기 [표 2] 내지 [표 4]를 살펴보면, 산란 부재(예: 도9a의553)의 광 투과율이 100% 인 경우에, 실제 측정된 FOV는 44도로서, 설계 평균 50도에 미치지 못함을 확인할 수 있다. 그리고 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 광 투과율이 각각 50% 및 30%인 경우 실제 측정된 FOV는 각각 45도로서, 설계 평균 50도에 미치지 못함을 확인할 수 있다. (여기서 FOV 측정 값이 FOV 평균에 미치지 못하는 지 여부는 예시적으로, 2% 오차 기준에 따름.)
하기 [표 5] 내지 [표 6]을 참조로, 우(right)측광의 광원이 제공되는 환경에서 FOV의 지정된 설계 평균 값이 50도인 센서 모듈에, 다양한 실시예에 따른 광 투과율을 갖는 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 형성된 전자 장치의 실제 측정 FOV를 나타낼 수 있다. 투명 부재(예: 도 8의 540)에 인쇄되는 산란 부재(예: 도 8의 553)의 예시로서, 투과율 10%인 White ink와, 투과율 1%인 White ink를 예시로 들 수 있다. 동일한 실험 환경 아래, 각 실시예에 따른 FOV 평균 값을 측정하여 비교할 수 있다.
하기 [표 5]은, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 광 투과율이 10%인 상태(예: 광 투과율 10%의 white ink)에서의 실제 측정 FOV를 나타낼 수 있다.
| White ink 투과율 10 % | 측정 FOV(우) 평균: 48도 | 수평 | |||
| 각도 | -55 | -50 | -45 | -40 | 0 |
| C | 396 | 486 | 600 | 717 | 1042 |
| C/수평C | 38% | 47% | 58% | 69% | 100% |
| R | 277 | 340 | 421 | 507 | 759 |
| R/수평R | 36% | 45% | 55% | 67% | 100% |
| G | 488 | 596 | 735 | 880 | 1265 |
| G/수평G | 39% | 47% | 58% | 70% | 100% |
| B | 293 | 357 | 443 | 529 | 770 |
| B/수평B | 38% | 46% | 58% | 69% | 100% |
하기 [표 6]은, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 인쇄되는 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 예시로서, 광 투과율이 1%인 산란 부재(예: 1% 투과율 White ink)를 사용하였을 때의 실제 측정 FOV 값을 나타낼 수 있다.
| White ink 투과율1% | 측정 FOV(우) 평균: 50도 | 수평 | |||
| 각도 | -55 | -50 | -45 | -40 | 0 |
| C | 211 | 254 | 310 | 366 | 503 |
| C/수평C | 42% | 50% | 62% | 73% | 100% |
| R | 160 | 192 | 235 | 277 | 379 |
| R/수평R | 42% | 51% | 62% | 73% | 100% |
| G | 259 | 311 | 381 | 448 | 614 |
| G/수평G | 42% | 51% | 62% | 73% | 100% |
| B | 141 | 168 | 207 | 244 | 335 |
| B/수평B | 42% | 50% | 62% | 73% | 100% |
상기 [표 5] 및 [표 6]을 살펴보면, 산란 부재(예: 도 9a의 553)로서, 광 투과율 10%일 때(10% 투과율 White ink)일 때, 설계 평균 50도에 근접한 48도의 FOV가 측정되었으며, 광 투과율 1%일 때(1% 투과율 White ink)의 실시예에서는, 설계 평균 50도의 FOV가 측정됨을 확인할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 광 투과율 0% 초과 1% 미만인 산란 부재(예: 도 9a의 553)를 사용할 수도 있다. 다만, 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 광 투과율 0% 초과 1% 미만을 달성하려면, 투명 부재(예: 도 9a의 540)에 코팅되는 용제 내 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 함량이 과도히 높아지므로 투명 부재(에: 도 9a의 540) 외부로 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 과도히 노출될 우려(외부 시인성)가 발생할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 광 투과율은 1% 이상 10% 이하로 지정될 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 광이 입사되는 경로에 산란 부재를 구비함에 따라 FOV 확보가 용이하며, 이로써 광이 입사되는 개구의 크기가 작더라도 높은 조명도를 얻을 수 있는 근조도 센서 및 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 투과율은 가시 광선(예: 550nm의 대역)의 투과율을 의미할 수 있다. 광 투과율은 투명 부재(예: 도 9a의 540) 하부에 코팅되는 용제 내에 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 함량이 높을수록 낮아질 수 있다. 전술한 바와 같이 산란 부재(예: 도 9a의 553)의 함량을 높일 때, 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 전자 장치 외부에서 시인되는 문제가 발생될 수 있다. 이는 전자 장치의 외관의 미려함을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 가시 광 대역의 투과율은 낮고, 적외선 대역의 투과율은 높은 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)를 상기 산란 부재(에: 도9a의 553)의 상부에 배치시킬 수 있다. 산란 부재(예: 도 9a의 553)는 가시 광 대역에서 전자 장치 외부에서 시인되므로 상기 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)를 이용하여 이를 해소할 수 있다. 예를 들면, 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)는 가시 광 대역(예: 550nm)의 투과율은 0% 초과 7% 이하의 투과율을 가지도록 지정되며, 적외선 대역(예: 940nm)의 투과율은 85%이상 100% 미만의 투과율을 가질 수 있다.
하기 [표 7]은 IR ink의 다양한 가시 광 투과율에 따른, haze value 변화를 나타내는 예시이다.
| Haze value | IR ink 투과율 100% |
IR ink 투과율 10% |
IR ink 투과율 9% |
IR ink 투과율 8% |
IR ink 투과율 7% |
IR ink 투과율 5% |
IR ink 투과율 3% |
IR ink 투과율 1% |
| White ink 투과율 40% |
85 | 85 | 84 | 79 | 64 | 52 | 18 | 5 |
| White ink 투과율 20% |
96 | 96 | 95 | 93 | 77 | 64 | 31 | 8 |
| White ink 투과율 10% |
100 | 100 | 100 | 98 | 91 | 77 | 55 | 27 |
| White ink 투과율 5% |
100 | 100 | 100 | 99 | 95 | 80 | 69 | 39 |
상기 [표 7]을 살펴보면, IR ink의 가시 광 투과율이 낮을수록 haze value가 낮아짐을 확인할 수 있다. haze value 가 낮아진다는 것은 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 전자 장치의 외부에서 보이지 않는다는 것일 수 있다. 따라서, 산란 부재(에: 도 9a의 553) 전자 장치에 구비함에 따른 외부 시인성 문제를 상기 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)를 통해 해소할 수 있다. 상기 [표 7]을 살펴보면, 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)의 가시 광 대역(예: 550nm)의 투과율이 0% 초과 7% 이하로 지정될 경우, 산란 부재에 따른 외부 시인성 문제를 효과적으로 개선할 수 있음을 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 산란 부재(예: 도 9a의 553)를 구비함에 따라 발생할 수 있는 크로스토크(crosstalk) 문제는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 센서 모듈 및 전자 장치의 구조와, 연결 부재(예: 도 10의 705)를 이용하여 산란 부재(예: 도 9a의 553)가 형성된 투명 부재(예: 도 10의 740)와 수광 소자(예: 도 9c 522)의 사이의 거리를 일정하게 유지시킴으로써 해결될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 4a의 400)에 있어서, 투명 부재(예: 도 8의 540); 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 상기 투명 부재를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재(예: 도 8의 553); 상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자(예: 도 8의 522); 및 상기 수광 소자를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로(예: 도 8의 560)를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지정된 파장의 광을 출력하기 위한 발광 소자를 더 포함하고, 상기 입사된 광은 상기 발광 소자를 통해 출력된 상기 지정된 파장의 광이 외부 객체(예: 도 5의 600)에 반사된 반사광을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제어 회로는, 상기 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 상기 외부 객체의 근접 정도를 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 상기 제어 회로는, 상기 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 상기 외부 객체에 대응하는 생체 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산란 부재는 상기 투명 부재에 인접(adjacent)하여 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산란 부재는, 광을 산란 시키기 위한 백색 안료를 포함하고, 상기 백색 안료가 상기 일부 영역에 코팅될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산란 부재는 550nm 대역의 광에 대하여, 1% 이상 10% 이하인 광 투과율을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 투명 부재의 상기 일부 영역 및 상기 산란 부재 사이에 배치되고, 상기 산란 부재에 의해 반사되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수 부재(예: 도 9a의 552)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 흡수 부재는 상기 광 흡수 부재는 가시광 대역의 광은 투과를 막아 상기 투명 부재 내측의 시인성을 낮추고, 적외선 대역의 광은 투과시키는 물질일 수 있다. 즉,가시광 대역은 투과율은 낮고, 적외선 대역의 투과율은 높을 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 흡수 부재는 550nm 대역의 광에 대하여 0% 초과 7% 이하인 광 투과율을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 수광 소자와 상기 투명 부재 간의 이격 거리를 유지시키기 위한 연결 부재(예: 도 10의 705)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 회로 기판(예: 도 10의 701); 및 상기 수광 소자가 실장되는 제 2 회로 기판(예: 도 10의 702)을 포함하고, 상기 연결 부재는 상기 제 1 회로 기판 및 상기 제 2 회로 기판을 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 연결 부재는 일 측이 상기 제 1 회로 기판에 접하고, 타 측이 상기 제 2 회로 기판에 접하는 C형 클립(C-Clip)일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 연결부재는 복수의 C형 클립들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 적어도 일부분이 상기 투명 부재와 상기 제 2 회로 기판 사이에 배치되는 브라켓(예: 도 10의 703)을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(예: 도 4a의 401); 상기 디스플레이의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 베젤; 및 상기 베젤에 배치된 센서 모듈(예: 도 4a의 500)을 포함하고, 상기 센서 모듈은, 상기 베젤의 상면에 형성된 투명 부재(예: 도 9c의 540); 상기 투명 부재를 통해 상기 전자 장치의 외부에서 식별되는 적어도 하나의 수광 소자(예: 도 9c의 522)를 포함하고, 상기 투명 부재의 하부에 배치되고, 상기 전자 장치의 외부에서 상기 수광 소자로 도달하는 광을 산란시키는 산란 부재(예: 도 9c의 553); 및 상기 수광 소자로 도달하는 광을 흡수하는 광 흡수 부재(예: 도 9c의 552)를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 흡수 부재는 상기 투명 부재와 상기 산란 부재 사이에 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 산란 부재는 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 형성된 것으로서, 550nm 대역의 광에 대하여, 1% 이상 10% 이하인 광 투과율을 갖도록 형성되고, 상기 광 흡수 부재는 상기 산란 부재가 형성된 위치에 대응하여 형성된 것으로서, 550nm 대역의 광에 대하여 0% 초과 7% 이하인 광 투과율을 갖도록 형성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따르면, 전면(예: 도 5의 502), 후면(예:상기 전면에 반대인 면), 및 상기 전면 및 후면을 둘러싸는 측면을 포함하고, 상기 상면에 적어도 하나의 개구(예: 도 5의 510, 520)가 형성된 하우징(예: 도 5의 530); 상기 하우징 내부에 상기 전면과 접하도록 배치된 투명 부재(예: 도 8의 540); 상기 적어도 하나의 개구에 대응하는 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 센서 모듈의 외부로부터 상기 개구를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재(예: 도 8의 553)의 ; 상기 적어도 하나의 개구 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자(예: 도 8의 552)를 포함하는 센서 모듈을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 투명 부재의 상기 일부 영역 및 상기 산란 부재 사이에 배치되고, 상기 산란 부재에 의해 반사되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수 부재를 더 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
400 : 전자 장치
401 : 디스플레이
402 : 전면 플레이트
500, 700 : 센서 모듈
510 : 제 1 개구
512, 712 : 발광 소자
520 : 제 2 개구
522, 722 : 수광 소자
530 : 바디부
540 : 투명 부재
550, 750 : 인쇄층(또는 광학 필름 층)
551 : 차폐 부재
552 : 광 흡수 부재
553 : 산란 부재
401 : 디스플레이
402 : 전면 플레이트
500, 700 : 센서 모듈
510 : 제 1 개구
512, 712 : 발광 소자
520 : 제 2 개구
522, 722 : 수광 소자
530 : 바디부
540 : 투명 부재
550, 750 : 인쇄층(또는 광학 필름 층)
551 : 차폐 부재
552 : 광 흡수 부재
553 : 산란 부재
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
투명 부재;
상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 전자 장치 외부로부터 상기 투명 부재를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재;
상기 일부 영역의 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자; 및
상기 수광 소자를 통해 획득된 상기 산란 광에 적어도 기반하여, 상기 입사된 광의 밝기를 결정하도록 설정된 제어 회로를 포함하는 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
지정된 파장의 광을 출력하기 위한 발광 소자를 더 포함하고,
상기 입사된 광은 상기 발광 소자를 통해 출력된 상기 지정된 파장의 광이 외부 객체에 반사된 반사광을 포함하는 전자 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 상기 외부 객체의 근접 정도를 결정하도록 설정된 전자 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 입사된 광의 밝기에 적어도 기반하여 상기 외부 객체에 대응하는 생체 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 산란 부재는 상기 투명 부재에 인접(adjacent)하여 배치되는 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 산란 부재는, 광을 산란 시키기 위한 백색 안료를 포함하고, 상기 백색 안료가 상기 일부 영역에 코팅된 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 산란 부재는 550nm 대역의 광에 대하여, 1% 이상 10% 이하인 광 투과율을 갖는 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명 부재의 상기 일부 영역 및 상기 산란 부재 사이에 배치되고,
상기 산란 부재에 의해 반사되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수 부재를 더 포함하는 전자 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 광 흡수 부재는 가시광 대역의 광은 투과를 막아 상기 투명 부재 내측의 시인성을 낮추고, 적외선 대역의 광은 투과시키는 물질인 전자 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 광 흡수 부재는 550nm 대역의 광에 0% 초과 7% 이하의 광 투과율을 갖는 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 수광 소자와 상기 투명 부재 간의 이격 거리를 유지시키기 위한 연결 부재를 더 포함하는 전자 장치. - 제 11 항에 있어서,
제 1 회로 기판; 및
상기 수광 소자가 실장되는 제 2 회로 기판을 포함하고,
상기 연결 부재는 상기 제 1 회로 기판 및 상기 제 2 회로 기판을 사이를 전기적으로 연결하는 전자 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 연결 부재는 일 측이 상기 제 1 회로 기판에 접하고, 타 측이 상기 제 2 회로 기판에 접하는 C형 클립(C-Clip)인 전자 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 연결 부재는 복수의 C형 클립(C-Clip)들을 포함하는 전자 장치. - 제 14 항에 있어서,
적어도 일부분이 상기 투명 부재와 상기 제 2 회로 기판 사이에 배치되는 브라켓을 포함하는 전자 장치. - 전자 장치에 있어서,
디스플레이;
상기 디스플레이의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 베젤; 및
상기 베젤에 배치된 센서 모듈을 포함하고,
상기 센서 모듈은,
상기 베젤의 상면에 형성된 투명 부재;
상기 투명 부재를 통해 상기 전자 장치의 외부에서 식별되는 적어도 하나의 수광 소자를 포함하고,
상기 투명 부재의 하부에 배치되고, 상기 전자 장치의 외부에서 상기 수광 소자로 도달하는 광을 산란시키는 산란 부재; 및
상기 수광 소자로 도달하는 광을 흡수하는 광 흡수 부재를 포함하고,
상기 광 흡수 부재는 상기 투명 부재와 상기 산란 부재 사이에 형성되는 전자 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 산란 부재는 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 형성된 것으로서, 550nm 대역의 광에 대하여, 1% 이상 10% 이하인 광 투과율을 갖도록 형성되는 전자 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 광 흡수 부재는 상기 산란 부재가 형성된 위치에 대응하여 형성된 것으로서, 550nm 대역의 광에 대하여 0% 초과 7% 이하인 광 투과율을 갖도록 형성되는 전자 장치. - 센서 모듈에 있어서,
전면, 후면, 및 상기 전면 및 후면을 둘러싸는 측면을 포함하고, 상기 전면에 적어도 하나의 개구가 형성된 하우징;
상기 하우징 내부에 상기 전면과 접하도록 배치된 투명 부재;
상기 적어도 하나의 개구에 대응하는 상기 투명 부재의 일부 영역 아래에 배치되고, 상기 센서 모듈의 외부로부터 상기 개구를 통해 지정된 각도로 입사된 광을 산란 시키는 산란 부재;
상기 적어도 하나의 개구 아래에 배치되고, 상기 산란 부재를 통해 상기 광의 적어도 일부가 산란된 산란 광을 획득하도록 설정된 수광 소자를 포함하는 센서 모듈. - 제 19 항에 있어서,
상기 투명 부재의 상기 일부 영역 및 상기 산란 부재 사이에 배치되고,
상기 산란 부재에 의해 반사되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수 부재를 더 포함하는 센서 모듈.
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