KR20220000664U - 미광 안내-제거 구조를 갖는 tof 광학 센싱 모듈 - Google Patents

미광 안내-제거 구조를 갖는 tof 광학 센싱 모듈 Download PDF

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Abstract

보호 덮개판 아래에 배치되는 TOF 광학 센싱 모듈은, 기판; 캡 몸체, 및 상기 캡 몸체에 연결되는 수신 창, 전송 창 및 미광 안내-제거 구조를 갖는 캡, 상기 캡 및 상기 기판은 공통적으로 챔버 몸체를 정의하고; 및 송수신 유닛을 포함하고, 상기 송수신 유닛은 상기 기판 상에 그리고 상기 챔버 몸체 내에 배치되어, 상기 전송 창을 통해 검출 광을 출력하고, 또한 상기 수신 창을 통해 센싱 광을 수신한다. 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 보호 덮개판과 상기 캡 몸체의 외측 사이 및 상기 전송 창과 상기 수신 창 사이에 배치되고, 또한 미광이 상기 수신 창을 통해 상기 송수신 유닛에 들어가는 것을 차단한다.

Description

미광 안내-제거 구조를 갖는 TOF 광학 센싱 모듈{TOF OPTICAL SENSING MODULE WITH STRAY-LIGHT GUIDE-AWAY STRUCTURE}
이 출원은 2020년 9월 14일에 출원된, US 가출원 제 63/077,895호; 및 2021년 4월 8일에 출원된 중국 특허 출원 제 202120708972.1호의 특허의 우선의 이익을 주장하고ㅡ 그 전체 내용은 여기에 참조에 의해 반영된다.
이 개시는 비행 시간(time of flight, TOF) 광학 센싱 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미광을 멀리 보내도록 안내하는 미광 안내-제거 구조를 갖는 TOF 광학 센싱 모듈에 관한 것이다.
오늘날의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터들 또는 다른 핸드헬드 장치들에는 제스쳐 검출, 3D 이미징, 근접 검출 또는 카메라 포커싱 및 다른 기능들을 달성하기 위해 광학 모듈들이 구비되어 있다. TOF 센서는 TOF 또는 광의 위상 정보에 따라 현장(scene) 내 물체로부터 거리를 측정하기 위해 현장을 향해 근적외선 광을 방출한다. TOF 센서의 장점들은 적은 깊이 정보 계산 로딩, 강한 간섭방지 및 긴 측정 범위를 포함하고, 이로써 점차적으로 각광받고 있다.
TOF 센서의 핵심 구성요소들은, 광원, 보다 상세하게는 적외선 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser); 광센서, 보다 상세하게는 SPAD(single photon avalanche diode); 및 TDC(time-to-digital converter)를 포함한다. SPAD는 약한 광학적 신호라도 수신되는 한, 전류를 생성하는 단일 광자 검출 능력을 갖는 광전기 검출 아발란치 다이오드이다. TOF 센서 내의 VCSEL은 현장으로 펄스파를 방출하고, SPAD는 목표 물체로부터 다시 반사되는 펄스파를 수신하고, TDC는 펄스들을 방출하고 수신하는 시간 사이의 시간 간격을 기록하고, 측정되는 물체의 깊이 정보는 TOF에 따라 계산된다.
도 1은 종래의 TOF 광학 센싱 모듈(300)을 보여주는 대략도이다. 도 1을 참조하면, TOF 광학 센싱 모듈(300)은 보호 덮개판(400) 아래에 배치되고 또한 캡(310), 발광 유닛(320), 센서 칩(330) 및 기판(350)을 포함한다. 인쇄회로기판과 같은, 기판(350)은 하나 또는 복수의 절연 층들 및 전자전도 층들을 포함한다(미도시). 발광 유닛(320) 및 센서 칩(330)은 접착 물질을 통해 기판(350) 상에 배치된다. 발광 유닛(320) 및 센서 칩(330)은 기판(350)에 전기적으로 연결된다. 적어도 제1 화소(또는 기준 화소)(331) 및 적어도 제2 화소(또는 센싱 화소)(341)는 센서 칩(330) 상에 형성된다. 광학 센싱 모듈(300)은 광을 방출하도록 발광 유닛(320)을 제어하기 위한, 집적 회로와 같은, 제어 처리 회로를 포함하고, 광을 수신하도록 제1 화소(331)를 제어하고, 광을 수신하도록 제2 화소(341)를 제어하고 또한 제1 화소(331) 및 제2 화소(341)가 광을 수신한 후 생성되는 전기적 신호들을 처리한다. 캡(310)은 전송 창(314) 및 수신 창(312)을 가지고 또한 발광 유닛(320) 및 센서 칩(330)을 캡(310)의 챔버(315) 내 기판(350) 상에 수용하기 위해 기판(350) 위에 배치된다. 발광 유닛(320)은 검출 광(L1)을 전송 창(314) 및 보호 덮개판(400)을 통해 물체(미도시)로 출력한다. 제2 화소(341)는 보호 덮개판(400) 및 수신 창(312)을 통해 물체로부터 반사되는 센싱 광(L3)을 수신한다. 검출 광(L1)은 제1 화소(331)를 향해 이동하는 기준 광(L2)을 생성하기 위해 캡(310)에 의해 반사된다. 한편, 전송 창(314)을 통해 챔버(315)로부터 이동하는 검출 광(l1)의 일부는 보호 덮개판(400)과 캡(310) 사이에서 반사되고, 그후 수신 창(312)을 통해 챔버(315)로 들어가고, 그후 제2 화소(341)에 의해 수신되어, 이로써 제2 화소(341)의 센싱 결과를 방해하게 된다. 예를 들어, 미광(stray light, L4)은 센싱 결과를 방해한다. 그러므로, 어떻게 미광 간섭을 감소시킬지가 이 개시에 의해 해결하고자 하는 이슈이다.
그러므로 본 개시의 목적은 간섭을 효과적으로 감소시키도록 적절하게 설계되는 미광 안내-제거 구조를 갖는 TOF 광학 센싱 모듈을 제공하는 데 있다.
상기에서 확인된 목적을 달성하기 위해, 이 개시는 보호 덮개판 아래에 배치되는 TOF 광학 센싱 모듈을 제공한다. 이 TOF 광학 센싱 모듈은 기판; 캡 몸체, 및 상기 캡 몸체에 연결되는 수신 창, 전송 창 및 미광 안내-제거 구조를 갖는 캡, 상기 캡 및 상기 기판은 공통적으로 챔버 몸체를 정의하고; 및 송수신 유닛을 포함하고, 상기 송수신 유닛은 상기 기판 상에 그리고 상기 챔버 몸체 내에 배치되어, 상기 전송 창을 통해 검출 광을 출력하고, 또한 상기 수신 창을 통해 센싱 광을 수신한다. 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 보호 덮개판과 상기 캡 몸체의 외측 사이 및 상기 전송 창과 상기 수신 창 사이에 배치되고, 또한 미광이 상기 수신 창을 통해 상기 송수신 유닛에 들어가는 것을 차단한다.
상기에서 언급된 TOF 광학 센싱 모듈로, 상기 광학 센싱 모듈과 상기 보호 덮개판 사이에서의 미광이 센싱 결과에 미치는 영향은 효과적으로 감소될 수 있고, 또한 간섭도 감소될 수 있다.
상기에서 설명된 이 고안의 요약을 더 명백하고 이해가능하게 하기 위해, 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들과 관련하여 이하에서 제공될 것이다.
도 1은 종래의 TOF 광학 센싱 모듈을 보여주는 대략도이다.
도 2는 이 개시의 바람직한 일 실시예에 따른 TOF 광학 센싱 모듈을 보여주는 대략도이다.
도 3은 도 2의 TOF 광학 센싱 모듈의 변형된 일 예를 보여주는 대략도이다.
도 4는 미광 안내-제거 구조 및 캡의 조합의 변형된 일 예를 보여주는 대략도이다.
이 개시는 패키지 캡의 캡 몸체의 외측 상에 미광 안내-제거 구조를 형성하기 위해 또한 이로써 캡과 보호 덮개판 사이를 이동하는 미광의 간섭을 최소화하기 위해 바람직하게 웨이퍼-스케일 패키지 프로세스일 수 있는, 패키지 프로세스를 채택하는데, 이로 인해 센싱 화소의 신호대잡음비(SNR)은 증가되고 종래의 문제점들은 해결된다. 상세한 일 실시예에 있어서, 캡의 캡 몸체의 외측 상의 미광 안내-제거 구조는, 캡의 캡 몸체의 외측과 보호 덮개판 사이를 이동하는, 미광을, 미광이 센싱 화소에 들어가는 것을 막고 이로써 간섭을 감소시키기 위해, 센싱 화소로부터 멀리, 반사시키기 위한 각이 있는 반사 구조를 가진다.
도 2는 이 개시의 바람직한 일 실시예에 따른 TOF 광학 센싱 모듈(100)을 보여주는 대략도이다. 도 2를 참조하면, 보호 덮개판(200) 아래 배치되는 TOF 광학 센싱 모듈(100)은 캡(10), 기판(80) 및 송수신 유닛(90)을 포함한다. 캡(10)은 캡 몸체(16), 및 수신 창(12), 전송 창(14) 및 미광 안내-제거 구조(stray-light guide-away structure, 50)를 포함하고, 이 모두는 캡 몸체(16)에 연결되어 있다. 캡(10)과 기판(80)은 그 사이에 챔버 몸체(11)를 공통적으로 정의한다. 캡 몸체(16)는 챔버 몸체(11)를 정의하는 내측과 챔버 몸체(11) 외부에 배치되는 외측(13)을 가진다. 기판(80) 상에 챔버 몸체(11) 내에 배치되는 송수신 유닛(90)은 전송 창(14)을 통해 검출 광(L1)을 출력하고, 수신 창(12)을 통해 센싱 광(L3)을 수신한다. 미광 안내-제거 구조(50)는 보호 덮개판(200)과 캡 몸체(16)의 외측 사이 및 전송 창(14)과 수신 창(12) 사이에 배치되고, 또한 수신 창(12)을 통해 송수신 유닛(90)으로 미광(L4 및/또는 L5)이 들어가는 것을 차단하고 이로써 센싱 결과를 방해하는 것을 막기 위해 수신 창(12)으로부터 멀리 미광(L4 및/또는 L5)을 안내하는데, 이때 미광(L4)은 챔버 몸체(11) 내 발광 유닛(20)으로부터 발생하고, 또한 미광(L5)은 외부 환경으로부터 발생한다. 도 2의 미광(L5)은 미광 안내-제거 구조(50)의 제1 표면(51)에 의해 반사될 때 여전히 수신 창(12)에 근접한 위치를 향하는 방향으로 이동하지만, 제1 표면(51)이 틸트 각을 가지기 때문에 제1 표면(51)에 의해 반사된 후 미광(L5)은 수신 창(12)으로부터 먼 방향으로 최종적으로 이동함이 이해될 수 있다. 미광(L4) 역시 미광(L5)과 유사한 반사 조건을 가짐이 이해될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 수신 창(12) 및 전송 창(14) 각각은 측정될 광이 투과되는 광-투과 영역(light-transmission region)이다. 수신 창(12) 및 전송 창(14)은 불투명 역-U자형 구조를 갖는 캡 몸체(16)를 관통한다. 다른 실시예에 있어서, 캡(10)의 캡 몸체(16)는 미광 안내-제거 구조(50) 아래에 배치되고 또한 서로 다른 챔버 몸체들의 미광 간섭을 방지하도록 챔버 몸체(11)를 2 개의 광학적으로 단절된 서브-챔버 몸체들(11A 및 11B)로 분리시키기 위해 센싱 칩(45)에 접촉하는 분리 구조(17)를 더 가질 수 있다. 일 예에 있어서, 챔버 몸체(11)는 광-투과 몰딩 화합물로 만들어지는 고체이고, 캡 몸체(16)는 불투명 몰딩 화합물, 금속 등과 같은, 불투명 물질로 만들어지고, 또한 광-투과 몰딩 화합물의 챔버 몸체(11)를, 노출되어 있는 수신 창(12) 및 전송 창(14) 각각에 대응하는 광-투과 몰딩 화합물의 일부로 덮는다. 다른 예에 있어서, 챔버 몸체(11)는 1 대기압보다 낮거나 높은 압력을 갖는 공기로 채워질 수 있다. 이 실시예의 캡(10)은 미리 형성되어 기판(80)에 접착될 수 있음이 이해될 수 있다. 예를 들어, 캡(10)은 주입 성형을 이용해 기판(80) 상에 직접 부분적으로 또는 전체적으로 형성될 수 있다. 수신 창(12) 및 전송 창(14)은 속이 빈 개구부들일 수 있거나, 특정 파장들의 광학 필터들, 광 디포커싱 또는 포커싱 기능을 갖는 렌즈들 또는 회절 요소들 등과 같은, 특정 광학 기능을 갖는 광학 장치들일 수 있거나, 또는 이전의 2 개의 요소들과 같이, 복수의 광학 기능들을 갖는 요소들의 조합일 수 있다.
이 실시예에 있어서, 송수신 유닛(90)은 발광 유닛(20), 광 기준 영역(30) 및 광 센싱 영역(40)을 포함한다. 보호 덮개판(200)은 유리 덮개판이고, 또한 디스플레이, 터치 패널 등, 또는 이들의 조합일 수 있다. 광 기준 영역(30) 및 광 센싱 영역(40)은 센싱 칩(45)의 서로 다른 위치들에 배치되는데(또는 광 기준 영역(30) 및 광 센싱 영역(40)은 서로 다른 칩들 상에 배치될 수 있고), 이때 광 기준 영역(30)은 발광 유닛(20)에 근접한 한편, 광 센싱 영역(40)은 발광 유닛(20)으로부터 더 멀다.
센싱 칩(45)의 물질은 실리콘, 게르마늄, 갈륨 질화물, 실리콘 실리콘 카바이드, 갈륨 비소, 갈륨 인화물, 인화 인듐, 인듐 비소, 인듐 안티몬, 실리콘 게르마늄 합금, 갈륨 비소 인화물 합금, 알루미늄 인듐 비소 합금, 알루미늄 갈륨 비소 합금, 갈륨 인듐 비소 합금, 갈륨 인듐 인화물 합금, 갈륨 인듐 비소 인화물 합금 또는 상기에서 언급되는 물질들의 조합과 같은, 반도체 물질을 포함할 수 있다. 센싱 칩(45)은 하나 또는 복수의 전기적 구성요소들(예. 집적 회로들)을 더 포함할 수 있다. 집적 회로는 아날로그 회로 또는 디지털 회로일 수 있는데, 이것은 칩의 기능 및 전기적 설계에 따라 전기적 연결들을 달성하기 위해 칩에 구현되고 형성될 수 있고, 또한 능동 장치, 수동 장치, 전기전도 층, 유전체 층 등을 포함할 수 있다. 센싱 칩(45)은 결합 배선들 또는 전기전도성 범프들을 통해, TOF 광학 센싱 모듈(100)의 기판(80)에 전기적으로 연결되고, 이로써 발광 유닛(20), 광 기준 영역(30) 및 광 센싱 영역(40)의 작동을 제어하고 신호 처리 기능을 제공하기 위해 외부 장치 및 발광 유닛(20)에 전기적으로 연결될 수 있다.
광 기준 영역(30) 및 광 센싱 영역(40)은 각각 하나 또는 복수의 기준 화소들 및 하나 또는 복수의 센싱 화소들을 포함하고, 이때 화소들은 1-차원 어레이 또는 2-차원 어레이로 배치된다. 기준(센싱) 화소는 기준(센싱) 광을 수신한다. 기준(센싱) 화소의 일부는 광다이오드, 아발란치 광다이오드(APD) 등과 같은, 감광 구조를 가지는데, 해당 실시예에 있어서는 SPAD이다. 기준(센싱) 화소의 다른 부분은 감광 구조에서 발생하는 전기적 신호를 처리하기 위한 센싱 회로를 가진다. 센싱 칩(45)은 예를 들어, FSI(front side illumination), BSI(back side illumination) 제조 프로세스, 또는 다른 반도체 제조 프로세스와 같은, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 제조 프로세스를 이용해 제조될 수 있다. 하지만, 이 개시는 이에 한정되지 않는다. 기판(80)은 하나 또는 복수의 절연 층들 및 하나 또는 복수의 전기전도 층들을 포함하고, 또한 인쇄회로기판, 세라믹 기판 등 중 하나일 수 있다.
발광 유닛(20)은 기판(80) 상에 배치되고, 전송 창(14) 아래에 대응하여 배치되고, 또한 검출 광(L1)을 출력한다. 검출 광(L1)은 전송 창(14)을 통해 소정 거리 만큼 이동하여 그후 목표(F)를 조사한다. 그후, 목표(F)는 검출 광(L1)을 반사시키고 또한 센싱 광(l3)을 출력하는데, 이때 목표(F)는 유기체 목표 또는 무기체 목표일 수 있다. 센싱 광(L3)의 일부는 수신 창(12)을 통해 센싱 칩(45)의 광 센싱 영역(40)에 의해 수신되고, 전기적 신호로 변환된다. 광 센싱 영역(40)은 수신 창(12) 아래에 배치되고, 전기적 센싱 신호를 생성하기 위해 수신 창(12)을 통해 센싱 광(L3)을 수신한다. 하지만, 목표(F)까지의 거리는 광 센싱 영역(40)이 기준 시간 인스턴트를 기준으로 신호를 수신하는 시간 인스턴트에 따라 계산되어야 한다. TOF 공식에 따라, 2L=CΔt가 획득되는데, 이때 L은 광학 센싱 모듈(100)로부터 목표(F)까지의 거리를 지시하고, C는 광의 속도를 지시하고, Δt는 광의 이동 시간을 지시한다(여기서는 방출 시간과 수신 시간 사이의 시간 차로 정의됨). 그러므로, 광 센싱 영역(40)이 센싱 광(L3)을 수신하는 시간 인스턴트를 획득하는 것에 더하여, 광 기준 영역(30)이 검출 광(L1)을 방출하는 시작 시간 인스턴트 또한 획득되어야 한다.
캡(10) 아래 배치되는 광 기준 영역(30)은 전기적 기준 신호를 생성하기 위해 기준 광(L2)을 수신한다. 이 실시예에 있어서, 광 기준 영역(30)은, 수신 창(12)과 전송 창(14) 사이에 배치되는, 캡(10)의 캡 몸체(16)의 불투명 영역 아래에 배치된다. 목표(F)로부터 TOF 광학 센싱 모듈(100)까지의 거리 정보는 전기적 기준 신호를 수신하는 시간과 전기적 센싱 신호를 수신하는 시간 사이의 차이에 따라 획득될 수 있다.
일 예에 있어서, 발광 유닛(20)은 특정 주파수 또는 주파수 범위를 갖는 광(예. 적외선(IR) 광)을 방출하도록 구성된다. 일부 예들에 있어서, 발광 유닛(20)은 VCSEL 또는 적외선 LED와 같은, 발광 다이오드(LED)이다. 발광 유닛(20)은 접착 물질을 통해 기판(80)의 상부 표면에 부착될 수 있고, 또한 예를 들어, 결합 배선들 또는 전기전도성 범프들을 통해 기판(80)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 더하여, 발광 유닛(20)으로부터 출력되는 검출 광(L1)의 일부는 보호 덮개판(200)에 의해 반사되고, 미광(L4)이 이로써 생성된다. 미광(L4)이 광 센싱 영역(40)에 의해 감지되어 이로써 센싱 광(L3)의 실제 센싱 결과에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 이 실시예는 보호 덮개판(200)과 외측(13) 사이 및 전송 창(14)과 수신 창(12) 사이에 미광 안내-제거 구조(50)를 배치함으로써 구현된다. 미광 안내-제거 구조(50)의 각도는 이에 한정되지는 않고, (a) 수신 창(12)으로부터 먼 방향으로 미광(L4)을 반사시키고; 또한 (b) 보호 덮개판(200)을 통한 전송 방향으로 미광(l4)을 반사시키는 것을 포함하여, 미광(L4)을 수신 창(12)으로부터 멀리 안내하고 또한 미광(L4)이 수신 창(12)을 통해 광 센싱 영역(40)에 들어가는 것을 방지하도록 설계될 수 있다.
이 예에 있어서, 도시된 센싱 광(L3)은 (광 센싱 영역(40)의 센싱 화소에 수직하는) 입사 법선에 대하여 대칭이고 또한 입사 법선에 대하여 동일한 각도로 좌측 경계 및 우측 경계를 가지지만, 이 개시는 이에 한정되지 않는다. 다른 예에 있어서, 센싱 광은 입사 법선에 대하여 비대칭이고 또한 입사 법선에 대하여 서로 다른 각도들로 좌측 경계 및 우측 경계를 가질 수 있다. 또 다른 예에 있어서, 센싱 광의 각도 범위는 입사 법선의 좌측 또는 우측에만 배치된다.
이 예에 있어서, 미광 안내-제거 구조(50)는 수신 창(12)에서 전송 창(14)까지 가늘어지는, 웨지 구조이다. 도 2의 단면도에 있어서, 미광 안내-제거 구조(50)는 삼각 형태를 가진다. 하지만, 실제 미광 안내-제거 구조(50)는 3-차원 비탈 구조와 유사할 수 있다. 미광 안내-제거 구조(50)의 제1 표면(51)은 미광(L4)을 수신 창(12)으로부터 멀리 반사시킴이 이해될 수 있다. 제1 표면(51)은 경사진 표면이지만, 또한 제1 표면(51)은 수신 창(12)에서 전송 창(14)까지 경사진 굽은 표면, 톱니 표면 등일 수 있기 때문에, 이 개시는 이에 한정되지 않는다. 기하학상, 제1 표면(51)의 법선(51N)은 제1 사분면(I) 및 제3 사분면(III)에서 예각들(θ, 0 < θ < 90°)을 형성하기 위해 전송 창(14)의 법선(14N)과 교차하고, 이때 법선은 하나의 표면에 대하여 정의된다. 법선(51N)은 도 2의 점(P)에서 법선(14N)과 교차하고, 제1 사분면(I), 제2 사분면(II), 제3 사분면(III) 및 제4 사분면(IV)은 원점으로 제공되는 점(P)에 대하여 정의된다. 제1 표면(51)은 반사 능력을 감소시키고 광-흡수 특성을 증가시키기 위해 높은 광-흡수 물질로 만들어지거나 또는 거친 표면을 가질 수 있다. 경사진 표면은 거시적으로 경사진 표면이지만 미시적으로 거친 구조일 수 있고, 또한 미광의 일부를 반사시키고 미광의 다른 부분을 흡수할 수 있음이 이해될 수 있다. 이에 더하여, 미광 안내-제거 구조(50)는 제1 표면(51)에 연결되는 경사진 표면이고 또한 광 센싱 영역(40)의 시계(field of view, FOV)를 정의하는 제2 표면을 더 포함할 수 있다. 이 광 센싱 영역(40)의 FOV는 수신 창(12)과 관련하여 미광 안내-제거 구조(50)에 의해 더 정의될 수 있다. 즉, 도 2의 센싱 광(L3)의 우측 경계의 최대 각도는 제2 표면(52)에 의해 제한될 수 있다.
도 3은 도 2의 TOF 광학 센싱 모듈의 변형된 일 예를 보여주는 대략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2와 유사한 예각(θ)이 또한 정의될 수 있고, 캡(10)은 보호 덮개판(200)과 캡 몸체(16)의 외측(13) 사이에 배치되는 제2 미광 안내-제거 구조(60)를 더 포함하여, 이로써 수신 창(12)은 제2 미광 안내-제거 구조(60)와 미광 안내-제거 구조(50) 사이에 배치되게 된다. 제2 미광 안내-제거 구조(60)는 수신 창(12)으로부터 멀리 미광(L5)을 안내하기 위한 제1 표면(61); 및 미광 안내-제거 구조(50)의 제2 표면(52)과 함께 광 센싱 영역(40)의 FOV를 완벽하게 정의하기 위한 제2 표면(62)을 가진다.
이에 더하여, 캡(10)은 보호 덮개판(200)과 캡 몸체(16)의 외측(13) 사이에 배치되는 제3 미광 안내-제거 구조(70)를 더 포함하여, 이로써 전송 창(14)은 제3 미광 안내-제거 구조(70)와 미광 안내-제거 구조(50) 사이에 배치되게 된다. 제3 미광 안내-제거 구조(70)는 미광(L5)을 전송 창(14) 및 수신 창(12)으로부터 멀리 안내하기 위한 제1 표면(71); 및 발광 유닛(20)의 방출 각의 범위의 일부를 정의하기 위한 제2 표면(72)을 가진다.
도 4는 미광 안내-제거 구조와 캡의 조합의 변형된 일 예를 보여주는 대략도이다. 도 4를 참조하면, 캡(10)의 불투명한 캡 몸체(16) 및 미광 안내-제거 구조(50)는 동일한 물질로 형성되는 일체형 구조(one-piece structure)를 형성한다. 따라서, 패키지 몰드가 설계되고 제조된 후, 패키지 물질은 패키지 몰드를 이용해 편리하게 통합 구조를 형성하는 데 이용될 수 있다.
상기의 실시예들 모두는 다양한 조합 효과를 제공하기 위해 적절하게 상호 결합, 교체 또는 변형될 수 있음에 유의해야 한다. TOF 광학 센싱 모듈은 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터, 카메라 및/또는 의류, 신발, 시계, 안경 또는 다른 임의의 착용가능한 구조에 부착될 수 있는 웨어러블 컴퓨터 장치와 같은 다양한 전자 장치들에 적용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, TOF 광학 센싱 모듈 또는 전자 장치 그 자체는 증기선 및 차량과 같은 교통 수단들, 로봇 또는 다른 이동가능한 구조 또는 기계에 설치될 수 있다.
상기에서 언급된 TOF 광학 센싱 모듈로, 챔버 몸체 내 검출 광에 의해 유도되고 또한 지속적으로 광학 센싱 모듈과 보호 덮개판 사이에서 반사되는, 미광의 센싱 결과에 미치는 영향은 효과적으로 감소될 수 있고, 이로써 간섭도 효과적으로 감소될 수 있다.
이 개시는 예들을 통해 또한 바람직한 실시예들 측면에서 설명되었지만, 이 개시는 이에 한정되지 않음이 이해되어야 한다. 이와 달리, 다양한 변형들을 커버하고자 한다. 그러므로 첨부된 청구항들의 범위는 이러한 모든 변형들을 포괄하도록 최광의의 해석에 부합되어야 한다.

Claims (14)

  1. 보호 덮개판 아래에 배치되는 비행시간(TOF) 광학 센싱 모듈에 있어서,
    기판,
    캡 몸체, 및 상기 캡 몸체에 연결되는 수신 창, 전송 창 및 미광 안내-제거 구조를 갖는 캡, 상기 캡 및 상기 기판은 공통적으로 챔버 몸체를 정의하고; 및
    송수신 유닛을 포함하고, 상기 송수신 유닛은 상기 기판 상에 그리고 상기 챔버 몸체 내에 배치되어, 상기 전송 창을 통해 검출 광을 출력하고, 또한 상기 수신 창을 통해 센싱 광을 수신하고, 여기서 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 보호 덮개판과 상기 캡 몸체의 외측 사이 및 상기 전송 창과 상기 수신 창 사이에 배치되고, 또한 미광이 상기 수신 창을 통해 상기 송수신 유닛에 들어가는 것을 차단하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 송수신 유닛은
    상기 전송 창 아래에 배치되고 또한 상기 전송 창을 통해 목표를 조사하는 검출 광을 출력하여, 상기 목표가 상기 센싱 광을 출력하도록 하는 발광 유닛, 여기서 상기 검출 광은 상기 미광을 생성하기 위해 상기 보호 덮개판에 의해 반사되고; 및
    상기 수신 창 아래에 배치되고 또한 전기 센싱 신호를 생성하기 위해 상기 수신 창을 통해 상기 센싱 광을 수신하는 광 센싱 영역을 포함하고, 여기서 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 미광이 상기 수신 창을 통해 상기 광 센싱 영역으로 들어가는 것을 차단하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 검출 광은 기준 광을 생성하기 위해 상기 캡 안에서 반사되고, 또한 상기 송수신 유닛은
    상기 캡 아래에 배치되고 또한 전기적 기준 신호를 생성하기 위해 상기 기준 광을 수신하는 광 기준 영역을 더 포함하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 수신 창으로부터 멀리 상기 미광을 반사시키는 제1 표면을 포함하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 표면은 상기 수신 창에서 상기 전송 창까지 하측으로 기울어진 경사진 표면인, TOF 광학 센싱 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 표면의 법선은 제1 사분면 및 제3 사분면에서 예각들(θ, 0 < θ < 90°)을 형성하도록 상기 전송 창의 법선과 교차하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 제1 표면에 연결되는 제2 표면을 더 포함하고, 상기 제2 표면은 상기 송수신 유닛의 광 센싱 영역의 시계의 일부를 정의하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 표면은 경사진 표면인, TOF 광학 센싱 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 미광 안내-제거 구조는 상기 수신 창에서 상기 전송 창으로 가늘어지는 웨지 구조인, TOF 광학 센싱 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 캡은 상기 보호 덮개판과 상기 외측 사이에서 상기 외측 상에 배치되는 제2 미광 안내-제거 구조를 더 포함하고, 이로써 상기 수신 창은 상기 제2 미광 안내-제거 구조와 상기 미광 안내-제거 구조 사이에 배치되고, 상기 제2 미광 안내-제거 구조는 상기 수신 창으로부터 멀리 상기 미광을 안내하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡은 상기 보호 덮개판과 상기 외측 사이에서 상기 외측 상에 배치되는 제3 미광 안내-제거 구조를 더 포함하고, 이로써 상기 전송 창은 상기 제3 미광 안내-제거 구조와 상기 미광 안내-제거 구조 사이에 배치되고, 상기 제3 미광 안내-제거 구조는 상기 전송 창과 상기 수신 창으로부터 멀리 상기 미광을 안내하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 캡 몸체와 상기 미광 안내-제거 구조는 동일한 물질로 형성되는 일체형 구조를 형성하는, TOF 광학 센싱 모듈.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 캡 몸체는 상기 챔버 몸체를 2 개의 서브-챔버 몸체들로 분리시키는 분리 구조를 가지고 또한 광학적으로 상기 2 개의 서브-챔버 몸체들을 서로 단절시키는, TOF 광학 센싱 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 분리 구조는 상기 미광 안내-제거 구조 아래에 배치되는, TOF 광학 센싱 모듈.
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