KR20230089819A - 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20230089819A
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김병철
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우석대학교 산학협력단
김병철
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Abstract

본 발명은 발광소자의 발광 방향의 측방에 위치한 물체를 감지할 수 있는 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법에 관한 것으로 PCB, 상기 PCB 상에 탑재되는 발광소자와 상기 발광소자로부터 상방으로 방출된 광을 측방의 목적물 측으로 방출하는 발광미러를 포함하는 발광부, 상기 PCB 상에 탑재되는 수광소자와 상기 발광부로부터 방출되어 상기 목적물에 의하여 반사된 광을 측방으로부터 하방의 상기 수광소자로 전달하는 수광미러를 포함하는 수광부 및 상기 발광부와 상기 수광부를 덮도록 상기 PCB 상에 형성되는 몰드부를 포함한다.

Description

측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법{Reflective Sensor In The Side Mirror And Manufacturing Method Of Thereof}
본 발명은 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 발광소자의 발광 "?향?* 측방에 위치한 물체를 감지할 수 있는 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
목적물을 감지하여 그 위치를 정확히 파악하고자 광센서가 제안되어 포토인터럽터(Photo Interrupter)나 엔코더(Encoder) 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 광센서는 빛의 직진성과 반사성을 이용한 것으로 보다 구체적으로 발광소자에서 발사된 빛이 목적물에 부딪혀 반사된 다음 수광소자에 감지되도록 구성되어 발광소자에서 발사된 빛이 목적물에 반사되어 수광소자에 감지되는 시간과 빛의 양 등을 측정하여 미리 계산된 프로그램을 통해 종합함으로써 목적물의 존재 여부를 정확하게 감지하여 판단할 수 있다.
이러한 광센서의 종래기술로 대한민국 등록실용신안공보 제20-0428323호에는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 회로판(10)에 각각 실장되어 빛을 발사하는 발광소자(20)와 상기 발광소자(20)로부터 발사되어 목적물(O)에 반사된 빛을 감지하는 수광소자(30) 및 상기 발광소자(20)와 상기 수광소자(30)의 전면에 배치되어 빛을 증폭하는 렌즈(21, 31)를 포함하는 광센서가 있다.
이러한 종래의 광센서는 상기 발광소자(20)로부터 발생한 광이 상기 회로판(10)의 상측으로 발산됨에 따라 상기 회로판(10)의 대향된 목적물을 감지하기에는 용이하나 협소한 공간에서 상기 회로판(10)의 측면 측에 위치한 목적물을 감지하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0428323호(공고일 2006.10.11.)
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 비교적 경박의 소형 패키지로 제작되어 발광소자의 발광 방향의 측방의 위치한 물체를 감지할 수 있는 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.
또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서는 PCB, 상기 PCB 상에 탑재되는 발광소자와 상기 발광소자로부터 상방으로 방출된 광을 측방의 목적물 측으로 방출하는 발광미러를 포함하는 발광부, 상기 PCB 상에 탑재되는 수광소자와 상기 발광부로부터 방출되어 상기 목적물에 의하여 반사된 광을 측방으로부터 하방의 상기 수광소자로 전달하는 수광미러를 포함하는 수광부 및 상기 발광부와 상기 수광부를 덮도록 상기 PCB 상에 형성되는 몰드부를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 발광미러는 반구형의 발광구를 포함하고, 상기 수광미러는 반구형의 수광구를 포함한다.
이때, 상기 몰드부는 상기 발광구와 수광구를 회피하여 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 제조방법은 상면에 각각 형성되는 제 1리드와 제 2리드를 포함하는 PCB 상에 수광소자와 발광소자를 각각 탑재하는 실장단계, 상기 발광소자를 제 1와이어에 의하여 상기 제 1리드와 연결하고 상기 수광소자를 제 2와이어에 의하여 상기 제 2리드와 연결하는 연결단계, 상기 PCB 상에 각각 상기 발광소자와 상기 제 1와이어 및 상기 제 1리드를 덮도록 발광미러를 결합하여 발광부를 형성하고 상기 수광소자와 상기 제 2와이어 및 상기 제 2리드를 덮도록 수광미러를 결합하여 수광부를 형성하는 미러결합단계 및 상기 PCB 상에 상기 발광부와 상기 수광부를 덮도록 몰드부를 형성하여 측면 미러의 반사형 센서 패키지를 완성하는 몰드부결합단계를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서 및 이의 제조방법은 비교적 경박의 소형 패키지로 제작되어 발광소자의 발광 방향의 측방에 위치한 물체를 감지할 수 있음에 따라, 다양한 장치 등에서 물체를 감지하기 위한 센서의 실장 공간 확보에 따른 장치의 두께, 형상 등의 제약을 해소시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 근접 센서를 이용한 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3의 a, b는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 발광부 및 수광부의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 작동 원리를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 제조방법 순서를 도시한 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 전체적인 구성을 도시한 사시도이다.
또한, 도 3의 a, b는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 발광부 및 수광부의 측면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 작동 원리를 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서는 PCB(Printed Circuit Board, 이하, PCB(100))와 발광부(200)와 수광부(300) 및 몰드부(400)를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 PCB(100)는 전기부품을 실장하고, 실장한 전기부품들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성하기 위한 회로판으로 기 공지되어 있는 다양한 규격의 회로판이 적용될 수 있다.
또한, 상기 PCB(100)는 탑재되는 부품들을 회로적으로 연결하기 위한 배선이 연결되는 제 1리드(110)와 제 2리드(120)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 발광부(200)는 상기 PCB(100) 상에 탑재되는 발광소자(210)와 상기 발광소자(210)로부터 방출된 광의 방향으로 전환하는 발광미러(220)를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 발광소자(210)는 상기 PCB(100)의 상측으로 광을 방출하기 위한 수단으로 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.
또한, 상기 발광소자(210)는 제 1와이어(211)에 의하여 상기 제 1리드(110)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제 1와이어(211)는 구리 등을 포함한 다양한 도체일 수 있으며, 금(au)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광미러(220)는 전체적으로 직욕면체의 형상으로 형성되며, 후단 측에 형성되는 제 1반사부(221)와 전단 측에 형성되는 반구 형상의 발광구(222)를 포함하여 상기 발광소자(210)를 덮도록 상기 PCB(100) 상에 결합된다.
보다 구체적으로 상기 발광미러(220)는 후단 하측에 상기 발광소자(210)가 위치하도록 형성되고, 상기 발광소자(210)로부터 상측으로 방출된 광이 상기 제 1반사부(221)에 의하여 전방 측으로 반사되어 상기 발광구(222)를 통하여 방출된다.
이때, 상기 발광소자(210)로부터 방출된 광은 도 3의 a에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제 1반사부(221)를 포함하여 상기 발광미러(220) 내부에서 수차례 반사되어 상기 발광구(222)에 의히여 측방으로 균일하게 방출될 수 있다.
이를 위하여 상기 발광미러(220)는 상기 제 1반사부(221)를 포함하여 표면에 금속 또는 크리스털 재질의 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 접착제 등에 의하여 상기 PCB(100) 상에 고정될 수 있다.
또한, 상기 발광미러(220)는 상기 PCB(100) 상에 형성된 홀을 관통하여 상기 PCB(100)의 배면 측에서 융착되는 복수 개의 다리부(미도시)에 의하여 상기 PCB(100) 상에 고정될 수도 있다.
한편, 상기 수광부(300)는 상기 PCB(100) 상에 탑재되는 수광소자(310)와 상기 발광부(200)로부터 방출되어 감지 대상인 목적물(O)에 반사된 광을 상기 수광소자(310)로 전달하는 수광미러(320)를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 수광소자(310)는 상기 발광소자(210)로부터 방출되어 상기 목적물(O)에 반사된 광을 측정할 수 있는 형태로 변환하기 위한 수단으로 포토 다이오드(Photo Diode) 등일 수 있다.
또한, 상기 수광소자(310)는 제 2와이어(311)에 의하여 상기 제 2리드(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서 상기 제 2와이어(311)는 구리 등을 포함한 다양한 도체일 수 있으며, 금(au)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 수광미러(320)는 상기 발광미러(220)와 동일 또는 유사한 형상으로 형성되며, 후단 측에 형성되는 제 2반사부(321)와 전단 측에 형성되는 반구 형상의 수광구(322)를 포함하여 상기 수광소자(310)를 덮도록 상기 PCB(100) 상에 결합된다.
보다 구체적으로 상기 수광미러(320)는 후단 하측에 상기 수광소자(310)가 위치하도록 형성되고 상기 수광구(322) 측으로부터 입사된 광이 상기 제 2반사부(321)에 의하여 하방으로 반사되어 상기 수광소자(310)로 입사된다.
이때, 상기 수광구(322)로부터 입사된 광은 도 3의 b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 수광미러(320) 내부에서 수차례 반사되어 상기 제 2반사부(321)를 통하여 상기 수광소자(310)로 전달된다.
이를 위하여 상기 수광미러(320)는 상기 제 2반사부(321)를 포함하여 표면에 금속 또는 크리스털 재질의 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 접착제 등에 의하여 상기 PCB(100) 상에 고정될 수 있다.
또한, 상기 수광미러(320)는 상기 발광미러(200)와 마찬가지로 상기 PCB(100)를 관통하여 융착되는 복수 개의 다리부를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 몰드부(400)는 상기 발광부(200)와 상기 수광부(300)를 외부로부터 보호하기 위한 수단으로 전체적으로 직육면체 형상이고, 불투광성 수지로 몰딩된 사출물인 것이 바람직하다.
보다 바람직하게 상기 몰드부(400)는 상기 발광구(222)와 상기 수광구(322)를 제외하고 상기 발광부(200)와 수광부(300)를 모두 덮도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 몰드부(400)는 접착제 등에 의히여 상기 PCB(100) 상에 고정될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 작동 방법을 설명하면 하기와 같다.
우선, 상기 발광소자(210)로부터 기 설정된 시간 간격 마다 또는 연속하여 상측으로 발생되는 광이 상기 발광미러(220) 내부에서 반사되어 상기 발광구(222)를 통하여 측방으로 균일하게 방출된다.
이때, 상기 발광구(222)를 통하여 방출된 광이 탐지의 대상이 되는 목적물(O)에 도달하는 경우, 반사되어 상기 수광미러(320) 측으로 입사된다.
보다 구체적으로 상기 목적뮬(O)에 반사된 광은 상기 수광구(322)를 통하여 상기 수광미러(320) 내로 입사된 후, 상기 수광미러(320) 내부에서 반사되어 상기 제 2반사부(321)를 통하여 상기 수광소자(310)로 전달된다.
이후, 상기 수광소자(310)로 전달된 광은 측정할 수 있는 전기적 신호 등의 형태로 변환되어 상기 목적물(O)의 세부적인 위치와 거리 등을 감지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서는 비교적 경박 소형으로 제작되어 협소한 공간에 설치가 용이하며. 상기 발광소자(210)의 발광 방향의 측방에 위치한 목적물을 감지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 제조방법 순서를 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서의 제조방법은 실장단계(S100)와 연결단계(S200)과 미러결합단계(S300) 및 몰드부결합단계(S400)을 포함한다.
보다 구체적으로 상기 실장단계(S100)는 상기 PCB(100) 상면에 상기 발광소자(210)와 상기 수광소자(310)를 각각 탑재하는 딘계이다.
이때, 상기 발광소자(210)는 상기 제 1리드(110)에 인접하도록 탑재되고, 상기 수광소자(310)는 상기 제 2리드(120)에 인접하도록 탑재되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결단계(S200)는 상기 발광소자(210)를 상기 제 1와이어(211)에 의하여 상기 제 1리드(110)와 연결하고, 상기 수광소자(310)를 상기 제 2와이어(311)에 의하여 상기 제 2리드(120)와 연결하는 단계이다.
또한, 상기 미러결합단계(S300)은 상기 PCB(100) 상에 각각 상기 발광소자(210)와 상기 제 1와이어(211) 및 상기 제 1리드(120)를 덮도록 상기 발광미러(220)를 결합하여 상기 발광부(200)를 형성하고, 상기 수광소자(310)와 상기 제 2와이어(311) 및 상기 제 2리드(120)를 덮도록 상기 수광미러(320)를 결합하여 상기 수광부(300)를 형성하는 단계이다.
이때, 상기 발광미러(220)와 상기 수광미러(320)는 각각 투명 에폭시를 포함하여 다양한 투광성 합성수지 재질이 적용될 수 있다.
또한, 상기 몰드부결합단계(S400)은 상기 PCB(100) 상에 상기 발광부(200)와 상기 수광부(300)를 덮도록 상기 몰드부(400)를 형성하여 본 발명에 따른 측면 미러의 반사형 센서 패키지를 완성하는 단계이다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
O. 목적물
100. PCB
110. 제 1리드
120. 제 2리드
200. 발광부
210. 발광소자
211. 제 1와이어
220. 발광미러
221. 제 1반사부
222. 발광구
300. 수광부
310. 수광소자
311. 제 2와이어
320. 수광미러
321. 제 2반사부
322. 수광구
400. 몰드부
S100. 실장단계
S200. 연결단계
S300. 미러결합단계
S400. 몰드부결합단계

Claims (4)

  1. PCB;
    상기 PCB 상에 탑재되는 발광소자와 상기 발광소자로부터 상방으로 방출된 광을 측방의 목적물 측으로 방출하는 발광미러를 포함하는 발광부;
    상기 PCB 상에 탑재되는 수광소자와 상기 발광부로부터 방출되어 상기 목적물에 의하여 반사된 광을 측방으로부터 하방의 상기 수광소자로 전달하는 수광미러를 포함하는 수광부; 및
    상기 발광부와 상기 수광부를 덮도록 상기 PCB 상에 형성되는 몰드부;를 포함하는 측면 미러의 반사형 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발광미러는 반구형의 발광구를 포함하고,
    상기 수광미러는 반구형의 수광구를 포함하는 측면 미러의 반사형 센서.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 몰드부는
    상기 발광구와 수광구를 회피하여 형성되는 측면 미러의 반사형 센서.
  4. 상면에 각각 형성되는 제 1리드와 제 2리드를 포함하는 PCB 상에 수광소자와 발광소자를 각각 탑재하는 실장단계;
    상기 발광소자를 제 1와이어에 의하여 상기 제 1리드와 연결하고, 상기 수광소자를 제 2와이어에 의하여 상기 제 2리드와 연결하는 연결단계;
    상기 PCB 상에 각각 상기 발광소자와 상기 제 1와이어 및 상기 제 1리드를 덮도록 발광미러를 결합하여 발광부를 형성하고, 상기 수광소자와 상기 제 2와이어 및 상기 제 2리드를 덮도록 수광미러를 결합하여 수광부를 형성하는 미러결합단계; 및
    상기 PCB 상에 상기 발광부와 상기 수광부를 덮도록 몰드부를 형성하여 측면 미러의 반사형 센서 패키지를 완성하는 몰드부결합단계;를 포함하는 측면 미러의 반사형 센서 패키지의 제조방법.
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