KR102436320B1 - 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 - Google Patents

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Abstract

실시예의 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기는 기판; 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 기판과 마주보고 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부; 덮개부와 발광부 사이에 배치되며, 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및 덮개부와 수광부 사이에 배치되며, 덮개부의 외부에서 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하여, 근조도 센서에서 이격되어 있는 물체에 대한 센싱 범위를 확대하여 센싱 성능을 개선할 수 있다.

Description

근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기{PROXIMITY AND ILLUMINANCE SENSOR, PORTABLE TERMINAL INCLUDING THE SAME}
실시예는 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 근접 센서(Proximity Sensor)는 물리적인 접촉 없이 사물의 접근을 감지하는 센서로서, 감지 원리에 따라 자기 근접센서와, 초음파 근접센서, 정전형 근접센서, 유도성 근접센서, 광학 근접센서 등으로 구분된다.
이러한 근접 센서는 휴대용 단말기인 스마트 폰 등에 사용되어 사용자가 통화를 위하여 스마트폰을 신체에 접촉하는 경우, 화면이 꺼지게 하는 등의 사용자의 위치를 인식하는데 사용될 수 있다.
한편, 조도 센서(Illuminance Sensor)는 밝기를 감지하기 위한 것으로, 인간의 눈이 느낄 수 있는 가시광 영역을 빛을 감지할 수 있다. 조도 센서가 스마트폰 등의 휴대용 단말기에 사용될 경우 밝기의 변화 등을 감지하여 감지한 밝기 변화 값을 연산하여 휴대용 단말기의 다른 기능을 제어하는 데 사용될 수 있다.
이러한, 근접 센서 또는 조도 센서는 사용자의 위치나 동작을 감지하는 것으로 동시에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 소형 전자제품, 스마트 폰 등에 조도센서와 근접센서를 일체로 구현한 근조도 센서를 사용하는 추세이다.
다만, 종래의 근조도 센서는 센싱되는 범위에 제한이 있어, 제스쳐 동작을 감지하는 등의 기능을 사용하는 경우에 있어서, 센서가 배치되는 위치에 따라서 감지하는 영역의 한계를 가지는 문제점이 있다.
실시예는 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 발광부 및 수광부 상에 각각 포함하거나, 덮개부에 경사면을 형성하여 발광부에서 방출되는 빛을 물체에 전달하고 물체로부터 반사된 빛을 수광부에서 용이하게 수광하도록 하여 센싱 범위를 넓힐 수 있는 근조도 센서와 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.
실시예는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 상기 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되며, 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및 상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되며, 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하는 근조도 센서를 제공한다.
상기 제1 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면; 상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및 상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함할 수 있다.
상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
상기 제2 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면; 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면; 및 상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함할 수 있다.
상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작을 수 있다.
상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간에 레진층을 더 포함하고, 상기 레진층은 상기 발광부 및 상기 수광부와 상기 제1 광가이드 렌즈부 및 상기 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 배치될 수 있다.
다른 실시예는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 를 포함하고, 상기 덮개부는 상기 발광부와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부 및 상기 수광부와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부를 포함하는 근조도 센서를 제공한다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 각각 제1경사면과 제2경사면을 포함하고, 상기 제1경사면의 상기 기판에 대한 경사각은 상기 제2경사면의 상기 기판에 대한 경사각보다 작을 수 있다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 레진으로 채워질 수 있다.
상기 제1홈부 및 상기 제2홈부 및 상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간은 레진으로 채워질 수 있다.
상기 발광부는 적외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 수광부는 복수의 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 포토 다이오드는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드 및 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 발광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 차단벽을 포함할 수 있다.
상기 일 실시예의 근조도 센서는 몸체부를 더 포함하고, 상기 몸체부는 상기 발광부와 상기 수광부가 각각 배치되는 캐비티를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예는 디스플레이부; 상기 디스플레이부를 감싸고 배치되는 하우징부; 상기 하우징부 상에 배치되는 상술한 실시예 중 어느 한 항의 근조도 센서; 를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.
상기 근조도 센서에서 감지한 사용자의 동작에 따라 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기는 발광부 및 수광부에 대하여 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 포함하거나 덮개부에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써 상대적으로 이격된 거리에 있는 물체를 감지하고 동작을 인식할 수 있어 센싱 범위를 확대하는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예의 근조도 센서의 사시도이고,
도 2는 일 실시예의 수광부를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 일 실시예의 근조도 센서의 단면도이고,
도 4a 내지 도 4b는 일 실시예의 근조도 센서에 대한 분해 사시도 및 단면도이고,
도 5a 내지 도 5b는 1의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 수직 단면도이고,
도 6a 내지 도 6b는 광가이드 렌즈부에 대한 사시도를 포함한 도면이고,
도 7은 다른 실시예의 근조도 센서의 사시도이고,
도 8 및 도 9a 내지 도 9b는 도 7의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도이고,
도 10은 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도이고,
도 11은 DOE 렌즈의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 12는 일 실시예의 휴대용 단말기를 나타낸 도면이고,
도 13은 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서의 센싱 범위의 예시를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 “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 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
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 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예의 근조도 센서를 나타낸 도면이다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)는 기판(100), 기판 상에 배치되는 발광부(110)와 수광부(130), 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부(160), 덮개부와 발광부 사이에 배치된 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 및 덮개부와 수광부 사이에 배치된 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)에서 기판(100)은 회로 기판일 수 있다.
회로 기판은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있으며, 예를 들어 회로 기판은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
PCB 기판은 발광부 및 수광부를 지지하기 위한 하드 타입(Hard type)일 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 플렉서블 타입(Flexible type)일 수도 있다.
기판(100)은 후술하는 발광부(110) 또는 수광부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
발광부(110)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다.
발광부(110)는 적어도 하나의 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 등을 포함할 수 있다.
발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있으며, 반도체층의 구성에 따라 발광 파장을 달리할 수 있다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층일 수 있다.
또한, 발광부(110)는 적외선(Infrared Light) 파장 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
발광부(110)에서 방출된 빛은 근조도 센서 상의 외부의 물체에 도달되도록 전달될 수 있다.
이때, 발광부 외부의 물체는 사용자의 신체가 될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 근조도 센서는 사용자의 손 또는 얼굴 등의 신체의 근접 여부 또는 움직임을 감지하는 것일 수 있다.
수광부(130)는 기판(100) 상에서 발광부(110)와 이격되어 배치될 수 있다.
수광부(130)와 발광부(110)는 일 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 1에서는 발광부(110)와 수광부(130)는 기판(100) 상에서 x축 방향으로 나란히 배치된 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며 발광부(110)와 수광부(130)는 y축 방향으로 나란히 이격되어 배치될 수도 있다.
수광부(130)는 발광부(110)에서 방출된 빛이 외부의 물체에 도달된 후 다시 반사되어 입사되는 빛을 감지할 수 있다.
수광부(130)는 복수의 포토 다이오드(Photo diode)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드는 광학 신호를 전기적 신호로 변환하는 것일 수 있다.
수광부는 복수의 포토 다이오드에 입력되는 빛의 세기 변화 정보를 전기 신호로 변환하여 물체의 근접 여부와 물체의 움직임에 대한 정보를 추출할 수 있다.
한편, 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 수광부(130)가 4개의 포토 다이오드를 포함하는 경우, 4개의 포토 다이오드는 2행 2열로 배열될 수 있다.
이때, 행 방향으로 배열된 포토 다이오드는 가로 방향으로의 광학 신호 변화를 감지할 수 있으며, 열 방향으로 배열된 포토 다이오드는 세로 방향으로의 광학 신호의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 광학 신호의 변화는 빛의 세기 변화값일 수 있다.
즉, 근조도 센서 상의 일정 범위 내에 물체가 위치하거나, 또는 물체의 움직임이 있는 경우 포토 다이오드에 입력되는 빛의 세기가 달라질 수 있으며, 포토 다이오드는 이러한 빛의 세기를 감지하여 전기 신호로 변환할 수 있다.
근조도 센서의 실시예에서 복수의 포토 다이오드를 포함하는 일 실시예의 수광부는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드와 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 포토 다이오드는 발광부에서 방출된 적외선 광이 물체에 도달한 후 다시 반사되어 입사되는 경우의 적외선 파장 영역의 빛을 수광할 수 있다.
제1 포토 다이오드는 입력된 적외선 파장 영역의 빛에 대한 광학 신호를 전기적 신호로 변환하여 물체가 근조도 센서에서 이격된 거리를 연산할 수 있다.
제2 포토 다이오드는 외부 물체의 움직임에 따라 입력되는 가시 광선 파장 영역의 빛의 변화를 감지하여 광학 신호를 전기적 신호로 변환함으로써 외부 물체의 움직임을 인지할 수 있다.
한편, 수광부에 포함되는 제2 포토 다이오드의 개수가 많아질수록 외부 물체의 움직임에 의한 빛의 세기 변화의 감지 성능이 향상될 수 있다.
도 2는 수광부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 수광부는 하나의 제1 포토 다이오드(131)와 매트릭스 형태로 배치된 복수의 제2 포토 다이오드(133a, 133b, 133c, 133d)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 수광부에서 제2 포토다이오드를 4개 포함하는 경우를 나타내었으나, 수광부에 포함되는 제2 포토 다이오드의 개수는 증가될 수 있으며, 행 방향으로 제2 포토 다이오드 개수가 늘어나는 경우 근조도 센서에서 가로 방향의 센싱 범위가 증가될 수 있으며, 이와 비교하여 열 방향으로 제2 포토 다이오드 개수가 늘어나는 경우 이를 포함하는 근조도 센서에서 세로 방향의 센싱 범위가 증가될 수 있다.
한편, 도 2에서 제1 포토다이오드(131)와 제2 포토다이오드(133a 내지 133d)가 인접하여 나란히 배치된 수광부의 실시예를 나타내고 있으나 수광부에서 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드의 배치는 이에 한정되지 않으며, 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드는 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 예를 들어, 제1 포토 다이오드와 제2 포토 다이오드는 이격되어 배치될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서(200a)는 기판(100)과 마주보고, 발광부(110) 및 수광부(130) 상에 배치되는 덮개부(160)를 포함할 수 있다.
덮개부(160)는 발광부(110)에서 외부로 방출되는 빛과 외부에서 수광부(130)로 전달되는 빛이 투과할 수 있는 투명한 재질로 구성될 수 있다.
덮개부(160)는 투명한 재질의 플라스틱 또는 유리 재질일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 덮개부(160)는 커버 글래스일 수 있다.
덮개부(160)는 발광부 및 수광부 상에 배치되어 외부로부터 발광부와 수광부를 보호하는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 1의 일 실시예의 근조도 센서에 대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 사시도에서 AA`선으로 절단한 면에 대한 수직 단면도일 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서(200a)는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예의 근조도 센서(200a)에서 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 하부면에 부착되는 것일 수 있다.
제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110) 상에 배치되며, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)의 폭은 발광부(110)의 폭 보다 넓을 수 있다. 즉, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축 상에 배치되고, 발광부(110)를 덮을 수 있는 폭으로 구성되어 발광부에서 방출된 빛은 제1 광가이드 렌즈부(140-1)로 입사될 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130) 상에 배치되며, 수광부(130)의 폭 보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 즉, 덮개부(160)의 외부로부터 제2 광가이드 렌즈부(140-2)통하여 입사된 빛은 수광부(130)로 전달될 수 있다.
또한, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)가 더 포함될 수 있다.
격벽부(120)의 양 단부는 각각 기판(100)과 덮개부(160)와 맞닿도록 배치될 수 있다.
격벽부(120)는 광흡수성 재질로 구성될 수 있다.
즉, 격벽부(120)는 발광부(110)와 수광부(130) 사이에 배치되어 광학 배리어(Optical Barrier)의 기능을 할 수 있다.
예를 들어, 격벽부(120)는 광을 투과시키지 못하는 광차단층을 포함하여 발광부(110)로부터 수광부(130)로 직접적인 광 유출을 방지하며, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에서 광 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
한편, 일 실시예의 근조도 센서에서 발광부 및 수광부와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 둘러싸는 몸체부를 더 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 몸체부를 포함한 근조도 센서의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 4a는 일 실시예의 근조도 센서의 분해 사시도이고, 도 4b는 도 4a에서 AA`선으로 절단한 면의 수직 단면을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 몸체부(125)는 발광부(110)와 수광부(130)가 각각 배치되는 두 개의 캐비티를 갖는 박스 형태일 수 있다. 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)를 포함할 수 있으며, 격벽부(120)의 양 측면은 몸체부와 맞닿아 배치되고, 격벽부 상단면과 하단면은 각각 덮개부(160)와 기판(110)에 맞닿아 배치될 수 있다.
몸체부(125)는 광흡수성 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 몸체부(125)는 격벽부(120)와 동일한 재질로 구성될 수 있다.
몸체부(125)는 발광부(110)와 수광부(130) 및 광가이드 렌즈부(140-1. 140-2)를 감싸고 배치되어 외부광의 영향을 최소화하는 광학 배리어의 기능을 할 수 있다.
도 5a는 도 1에서 BB`직선을 포함하는 평면으로 절단된 수직 단면도를 나타낸 것이다.
도 5a의 수직 단면은 기판(100), 기판 상에 배치된 발광부(110), 발광부의 광축(O)에 대하여 경사면을 갖는 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 및 제1 광가이드 렌즈부(140-1) 상에 직접적으로 접촉하여 배치되는 덮개부(160)를 포함한 구성을 나타낼 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)와 마주보는 면이 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축(O)에 대하여 경사를 갖는 경사면을 포함하여 형성될 수 있다.
한편, 도 5b는 도 1에서 CC`의 직선을 포함하는 평면으로 절단된 수직 단면을 나타낸 것이다.
도 5b의 수직 단면은 기판(100), 기판 상에 배치된 수광부(130), 수광부의 광축(r)에 대하여 경사면을 갖는 제2 광가이드 렌즈부(140-2) 및 제2 광가이드 렌즈부(140-2) 상에 직접적으로 접촉하여 배치되는 덮개부(160)를 포함한 구성을 갖는 일 실시예의 근조도 센서를 나타낼 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130)와 덮개부(160) 사이에 배치될 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 외부에서 수광부(130)로 빛을 전달하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 광가이드 렌즈부는 외부에서 덮개부로 입사되는 빛을 굴절시켜 수광부로 전달되도록 할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 수광부(130)와 마주보는 면이 수광부(130)에 수직으로 입사되는 빛의 광축(r)에 대하여 경사를 갖는 경사면을 포함하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 광을 투과하는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등을 포함하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 굴절률이 1.4 내지 1.6일 수 있다.
도 5a 내지 도 5b에서 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 즉, 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)의 굴절률은 서로 다를 수 있다.
한편, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 일 실시예에서 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 동일한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 덮개부(160)와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 일체(一體)로 형성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 일 실시예의 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)를 상세하게 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 각각 도 5a 내지 도 5b에서 덮개부(160)를 생략한 상태에서의 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)의 사시도를 나타낸 것일 수 있다.
도 6a는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)를 상세히 나타낸 도면일 수 있다.
발광부(110) 상에 배치되는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출된 빛이 외부의 물체에 전달될 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)에서 방출되어 제1 광가이드 렌즈부로 입사된 빛을 굴절시켜 외부의 물체가 있는 방향으로 전달되도록 할 수 있다.
도 6a의 도시를 참조하면, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 기판(100)과 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면(140-1a), 기판과 평행하며 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면(140-1b)과 제1 입사면 및 제1 출사면을 잇는 제1 측면(140-1c)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 출사면(140-1b), 제1 입사면(140-1a) 및 제1 측면(140-1c)으로 이루어진 제1 광가이드 렌즈부의 수직 단면은 삼각형 형상일 수 있다.
한편, 삼각형 형상의 단면에서 제1 입사면(140-1a)이 되는 삼각형의 한 변의 길이는 발광부의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 발광부에서 방출되는 빛은 제1 입사면으로 모두 전달될 수 있다.
제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 발광부(110)의 광축 상에 배치될 수 있다.
이때, 제1 입사면(140-1a)은 발광부(110)에서 방출되는 빛의 광축(O)에 수직하지 않으며, 광축에 대하여 경사각을 갖는 경사면일 수 있다.
구체적으로, 제1 입사면(140-1a)은 발광부(110)에서 방출된 빛이 입사되는 면일 수 있으며, 발광부(110)에서 방출된 빛의 광축(O)에 대하여 경사각 θin을 가질 수 있다.
제1 입사면(140-1a)은 감지하고자 하는 외부 물체의 방향과 마주보는 방향으로 경사면을 형성할 수 있다. 즉, 제1 입사면(140-1a)은 빛이 출사되는 방향을 마주보도록 경사진 경사면일 수 있다.
예를 들어, 도 6a에서 제1 광가이드 렌즈부(140-1)는 감지하고자 하는 외부 물체의 위치가 도면의 우측 상단인 경우일 때의 실시예일 수 있다.
발광부(110)에서 방출되어 제1 입사면(140-1a)으로 입사될 때 굴절된 빛은 제1 광가이드 렌즈부를 통과하여 제1 출사면(140-1b)에서 출사될 때 다시 굴절되어 외부로 방출될 수 있다. 즉, 제1 광가이드 렌즈부(140-1)를 투과한 빛은 빛의 경로가 굴절되어 변경됨으로써, 우측 상단방향으로 빛이 전달될 수 있다.
한편, 제1 광가이드 렌즈부에서 제1 출사면(140-1b)에 대하여 제1 입사면(140-1a)과 제1 측면(140-1c)은 경사면을 이루어 형성될 수 있다.
제1 출사면(140-1b)에 대한 제1 입사면(140-1a)의 경사각(θ11) 은 제1 출사면(140-1b)에 대한 제1 측면(140-1c)의 경사각(θ12) 보다 작을 수 있다.
즉, 제1 출사면에 대한 제1 입사면의 경사각(θ11)이 제1 측면의 경사각(θ12) 보다 완만하게 함으로써, 입사면의 면적을 증가시켜 발광부(110)에서 방출되어 외부로 출사되는 빛을 증가시켜 광 효율을 개선할 수 있다.
도 6b는 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 상세히 나타낸 도면일 수 있다.
제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 기판과 평행하며 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면(140-2b), 기판과 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면(140-2a) 및 제2 입사면과 제2 출사면을 잇는 제2 측면(140-2c)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 입사면(140-2b), 제2 출사면(140-2a) 및 제2 측면(140-2c)으로 이루어진 제2 광가이드 렌즈부의 수직 단면은 삼각형 형상일 수 있다.
한편, 삼각형 형상의 단면에서 제2 출사면(140-2a)이 되는 삼각형의 한 변의 길이는 수광부의 폭보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 대응하여 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
즉, 동일한 형상의 제1 광가이드 렌즈부(140-1)와 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 덮개부(160)의 하부면에 부착되어 형성될 수 있으며, 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부(140-1, 140-2)는 덮개부(160)와 일체로서 형성되어 발광부(110) 및 수광부(130) 상단에 배치될 수 있다.
제2 출사면(140-2a)은 기판(100) 상에 배치되는 수광부(130)와 마주보고 기판에 대하여 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.
한편, 제2 출사면(140-2a)은 수광부(130)로 입사되는 빛의 광축(r)에 대하여 경사각 θout을 가질 수 있다.
제2 입사면(140-2b)은 기판(100)과 평행하게 배치될 수 있으며, 제2 출사면(140-2a)은 외부 물체에서 반사되어 다시 내부로 입사되는 빛의 방향과 마주보는 방향으로 경사면을 형성할 수 있다. 즉, 제2 출사면(140-2a)은 빛이 입사되는 방향을 마주보도록 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 6b에서 제2 광가이드 렌즈부(140-2)는 감지하고자 하는 외부 물체의 위치가 도면의 우측 상단인 경우일 때의 실시예일 수 있다.
외부의 물체에서 반사되어 제2 입사면(140-2b)으로 입사될 때 굴절된 빛은 제2 광가이드 렌즈부를 통과하여 제2 출사면(140-2a)에서 출사될 때 다시 굴절되어 수광부로 전달될 수 있다. 즉, 제2 광가이드 렌즈부(140-2)를 투과한 빛은 빛의 경로가 굴절되어 변경됨으로써, 기판 상에 배치된 수광부(130)에 수직되는 방향으로 빛이 입사될 수 있다.
한편, 제2 광가이드 렌즈부에서 제2 입사면(140-2b)에 대하여 제2 출사면(140-1a)과 제2 측면(140-1c)은 경사면을 이루어 형성될 수 있다.
제2 입사면(140-2b)에 대한 제2 출사면(140-2a)의 경사각(θ21) 은 제2 입사면(140-2b)에 대한 제2 측면(140-2c)의 경사각(θ22) 보다 작을 수 있다.
즉, 제2 입사면에 대한 제2 출사면의 경사각(θ21)이 제2 측면의 경사각(θ22) 보다 완만하게 함으로써, 출사면의 면적을 증가시켜 수광부(130)로 입사되는 빛을 증가시켜 근조도 센서의 감지 성능을 개선할 수 있다.
즉, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 근조도 센서의 일 실시예의 경우 발광부 및 수광부 상의 대응되는 위치에 광가이드 렌즈부를 각각 배치하고, 광가이드 렌즈부의 일면이 경사면을 형성하도록 하여 근조도 센서의 바로 위에 위치하는 외부 물체뿐 아니라 일정 범위에 이격되어 있는 물체에 대하여도 위치 및 움직임을 감지할 수 있어 센서의 감시 성능을 개선할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 일 실시예의 근조도 센서에서 덮개부와 기판 사이에는 레진층이 더 포함될 수 있다.
레진층은 발광부 및 수광부와 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 기판 및 덮개부 사이의 빈 공간을 채우고 배치될 수 있다.
레진층은 발광부와 수광부를 보호하는 기능을 할 수 있으며, 빛이 투과될 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레진층은 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
레진층을 이루는 물질의 굴절률은 상기 제1 광가이드 렌즈부와 상기 제2 광가이드 렌즈부의 굴절률보다 작을 수 있다.
도 7은 근조도 센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이하 일 실시예의 근조도 센서에 대한 설명에서는 상술한 실시예의 근조도 센서(200a)에 대한 설명과 중복되는 내용은 다시 기술하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)는 기판(100), 기판 상에서 서로 이격되어 배치되는 발광부(110)와 수광부(130), 기판과 마주보고 발광부 및 수광부 상에 배치되는 덮개부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7의 도시를 참조하며, 일 실시예의 근조도 센서(200b)에서 덮개부(160)는 발광부(110)와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부(150-1) 및 수광부(130)와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부(150-2)를 포함할 수 있다.
즉, 제1홈부(150-1)와 제2홈부(150-2)는 덮개부의 하부면 일부 영역이 음각으로 제거되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 발광부(110)와 수광부(130) 사이에는 격벽부(120)가 기판(100) 상에 배치될 수 있다.
도 8은 도 7의 근조도 센서(200b) 실시예에서 AA`선으로 절단한 경우의 수직 단면을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 덮개부의 하부면에 형성된 제1홈부(150-1)과 제2홈부(150-2)는 각각 발광부(110) 및 수광부(130)와 대응되어 마주보는 위치에 형성될 수 있다.
한편, 도 9a는 도 7에서 BB`선을 포함하는 면으로 절단된 경우의 수직 단면을 나타낸 도면이다.
도 9a는 일 실시예의 근조도 센서의 실시예에서 발광부(110)가 배치된 영역의 단면을 나타내는 것일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서는 기판(100), 기판 상에 배치된 발광부(110) 및 발광부의 광축 상에 형성된 제1홈부(150-1)를 포함하는 덮개부(160)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 9a에 도시된 제1홈부(150-1)는 기판(100)과 평행하고 덮개부(160)의 하부면과 일치하는 가상의 선(L)을 기준으로 하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-1a, 150-1b)을 가지며, 두 개의 경사면은 서로 비대칭적인 경사각과 길이를 갖는 형상일 수 있다.
예를 들어, 제1홈부의 수직 단면은 가상의 선인 L과 L에 대하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-1a, 150-1b)으로 이루어진 삼각형 형상일 수 있다.
도 9a를 참조하면, 제1홈부(150-1)를 형성하는 두 개의 경사면 중 제1 경사면(150-1a)은 발광부(110)에서 방출된 빛이 입사되는 입사면일 수 있다.
덮개부의 하부면 즉, 가상의 선인 L에 대한 제1 경사면(150-1a)의 경사각 θ31은 제2 경사면(150-1b)의 경사각 θ32 보다 작을 수 있다.
즉, 제1 경사면(150-1a)의 경사각(θ31)을 제2 경사면(150-1b)의 경사각(θ32)보다 완만하게 하여 입사면이 되는 제1 경사면의 면적을 크게 할 수 있어 발광부에서 방출된 빛이 입사되는 면적을 넓힐 수 있어 광효율을 개선할 수 있다.
이때, 제1 경사면(150-1a)은 외부의 물체가 있는 방향과 마주볼 수 있게 경사를 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 경사면(150-1a)은 발광부로부터 입사되어 덮개부를 통하여 출사되는 빛이 진행되는 방향으로 경사진 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9a의 실시예는 외부의 물체가 도면의 오른쪽 상단에 위치하는 경우의 예시일 수 있다.
덮개부에 형성된 제1홈부(150-1)는 발광부(110)에서 입사된 빛이 굴절되어 방향이 변환되도록 하고, 덮개부(160)를 통하여 외부로 출사되도록 할 수 있다.
즉, 덮개부에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써, 근조도 센서 위에 물체가 위치하는 경우뿐 아니라, 상대적으로 근조도 센서의 상부에서 벗어난 위치에 있는 물체로 발광부에서 방출된 빛이 도달할 수 있도록 빛이 출사되는 방향을 조절할 수 있어 근조도 센서의 센싱 성능을 향상할 수 있다.
도 9b는 도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)에서 수광부(130)가 배치되는 영역에서 CC`선을 포함하는 면으로 절단된 수직 단면의 구성을 나타낸 것일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 일 실시예의 근조도 센서는 기판(100), 기판 상에 배치된 수광부(130) 및 수광부의 광축 상에 형성된 제2홈부(150-2)를 포함하는 덮개부(160)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 9b에 도시된 제2홈부(150-2)는 기판(100)과 평행하고 덮개부(160)의 하부면과 일치하는 가상의 선(L)을 기준으로 하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-2a, 150-2b)을 가지며, 두 개의 경사면은 서로 비대칭적인 경사각과 길이를 갖는 형상일 수 있다.
예를 들어, 제2홈부의 수직 단면은 가상의 선인 L과 L에 대하여 경사각을 갖는 두 개의 경사면(150-2a, 150-2b)으로 이루어진 삼각형 형상일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제2홈부(150-2)를 형성하는 두 개의 경사면 중 제1 경사면(150-2a)은 덮개부의 외부에서 수광부로 전달되는 빛이 입사되는 입사면일 수 있다.
덮개부의 하부면 즉, 가상의 선인 L에 대한 제1 경사면(150-2a)의 경사각 θ41은 제2 경사면(150-2b)의 경사각 θ42 보다 작을 수 있다.
즉, 제2홈부의 제1 경사면(150-2a)의 경사각(θ41)을 제2 경사면(150-2b)의 경사각(θ42 )보다 완만하게 하여 입사면이 되는 제1 경사면의 면적을 크게 할 수 있어 외부의 물체에서 반사되어 수광부로 전달되는 빛이 입사되는 면적을 넓힐 수 있어 광효율을 개선할 수 있다.
이때, 제2홈부의 제1 경사면(150-2a)은 외부의 물체가 있는 방향과 마주보도록 경사를 이루어 형성될 수 있다. 또한, 제1 경사면(150-2a)은 덮개부를 통하여 입사되는 빛이 진행되는 방향으로 경사진 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9b의 실시예는 외부의 물체가 도면의 오른쪽 상단에 위치하는 경우의 예시일 수 있다.
덮개부에 형성된 제2홈부(150-2)는 외부에서 덮개부(160)의 상부면에 입사될 때 굴절되어 빛의 진행 방향이 변환될 수 있고, 덮개부를 투과하여 수광부로 출사되도록 제1 경사면(150-2a)에서 다시 한번 굴절되어 방향이 변환될 수 있다.
즉, 덮개부에 수광부와 수직 방향으로 대응되는 위치에 경사면을 갖는 홈부를 형성함으로써, 근조도 센서 위에 물체가 위치하는 경우뿐 아니라, 상대적으로 근조도 센서의 상부에서 벗어난 위치에 있는 물체에 대해서도 물체의 표면에서 반사된 빛이 수광부로 입사될 수 있도록 빛의 진행 방향을 조절할 수 있어 근조도 센서의 센싱 성능을 향상할 수 있다.
제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)는 빈 공간일 수 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)는 레진으로 채워질 수 있다.
또한, 기판(100)과 덮개부(160) 사이의 공간은 빈 공간이거나, 또는 발광부(110) 및 수광부(130)를 감싸고 레진으로 채워질 수 있다.
한편, 제1홈부 및 제2홈부가 레진으로 채워지는 경우에 있어서, 기판 및 덮개부 사이의 공간과 동일한 레진 물질로 채워지거나 또는 서로 다른 물질로 채워질 수 도 있다.
예를 들어, 레진은 PS(Poly styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Polymethylmethacrylate) 등의 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
도 10은 일 실시예의 근조도 센서에서 DOE(Diffractive Optical Element; 회절광학소자) 렌즈(170)를 더 포함하는 경우를 나타내는 것일 수 있다.
도 10을 참조하면 DOE렌즈(170)는 덮개부(160)에 형성된 홈부의 경사면에 배치될 수 있다.
도 10에서 (a)는 발광부(110)와 대응되는 위치에 배치된 DOE렌즈(170)를 더 포함한 경우를 나타낸 것이고, (b)는 수광부(130)와 대응되는 위치에 배치된 DOE렌즈(170)를 더 포함한 경우를 나타낸 것이다.
즉, 도 10에 도시된 일 실시예에서, 발광부 및 수광부의 광축 상에 DOE렌즈를 더 포함하도록 함으로써, 발광부에서 방출되는 빛을 집광하고 또한 수광부로 전달되는 빛을 집광하여 전달할 수 있어 광효율을 증가시키며, 센서의 감지 성능을 향상할 수 있다.
DOE렌즈를 포함하는 근조도 센서의 실시예에 있어서, 발광부는 단일 파장의 빛을 발광하는 발광 다이오드 또는 레이져 다이오드를 포함할 수 있다.
도 11은 일 실시예의 DOE렌즈를 나타낸 도면이다.
도 11의 (a)는 DOE렌즈의 절단면을 나타낸 것이고, (b)는 평면도를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예의 DOE렌즈(170)는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
도 11의 (a)의 단면도를 참조하면, DOE렌즈(170)는 두 개의 렌즈부가 적층된 구조일 수 있다. 이때, DOE렌즈의 내층에는 회절패턴(Diffraction grating, 175)이 형성되고 이를 둘러싼 외층에는 패턴이 형성되지 않은 베이스 렌즈부(172)가 배치될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, DOE렌즈는 상술한 도 1의 실시예의 근조도 센서에서 제1 및 제2 광가이드 렌즈부에 추가로 부착되어 배치될 수 있다.
예를 들어, DOE렌즈는 제1 광가이드 렌즈부의 입사면 또는 제2 광가이드 렌즈부의 출사면 중 적어도 하나의 면에 추가로 부착될 수 있다.
이러한, DOE렌즈(170)를 근조도 센서에 포함함으로써, 발광부로부터 입사되는 빛을 집광하여 출사되는 방향으로의 광 집중도를 향상할 수 있으며, 또한 외부의 물체에서 반사되어 근조도 센서 내부로 입사되는 빛을 집광시키고 수광부로 집중되도록 하여 센싱 성능을 향상할 수 있다.
도 12는 일 실시예의 휴대용 단말기를 나타낸 도면이다.
일 실시예의 휴대용 단말기는 상술한 실시예의 근조도 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예의 휴대용 단말기(300)는 디스플레이부(310), 디스플레이부를 감싸고 배치되는 하우징부(330), 하우징부(330)상에 배치되는 상술한 일 실시예의 근조도 센서(200)를 포함할 수 있다.
또한, 근조도 센서(200)에서 감지한 사용자의 동작에 따라 디스플레이부(310)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(미도시)는 디스플레이부(310)의 동작을 제어할 뿐 아니라, 근조도 센서(200)에서 감지한 사용자의 제스쳐에 따라 휴대용 단말기의 특정 기능이 수행되도록 제어할 수도 있다.
디스플레이부(310)는 휴대용 단말기(300)에서 처리되는 정보를 출력하는 출력부일 수 있다. 또한, 디스플레이부(310)는 휴대용 단말기(300)로 정보를 입력하는 입력부일 수 있다.
즉, 사용자가 특정 기능을 수행하기 위하여 디스플레이부(310)를 구동하여 정보를 입력하거나, 휴대용 단말기에서 처리된 정보가 외부로 표시되도록 할 수 있다.
디스플레이부(310)는 예를 들어, 유기 EL 디스플레이(Ｏrganic Ｅlectro Ｌuminescence Ｄisplay), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD) 등이 사용될 수 있다.
한편, 디스플레이부(310)에는 터치(Touch) 센서가 포함되어 사용자가 디스플레이부를 입력 장치로 사용할 수 있도록 할 수 있다.
하우징부(330)는 디스플레이부(310)를 감싸고 배치될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 하우징부(330)는 디스플레이부(310) 뿐 아니라 휴대용 단말기(300)에 포함될 수 있는 각종 제어부 또는 센서부 등이 배치되는 지지부 또는 이들을 보호하는 가이드부의 기능을 할 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서(200)는 디스플레이부(310)의 상단에 배치될 수 있다.
근조도 센서(200)는 하우징부(330) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 하우징부(330)에는 근조도 센서(200)가 노출될 수 있는 홈이 형성되어 있을 수 있다.
일 실시예의 휴대용 단말기에 포함되는 근조도 센서(200)는 상술한 바와 같이 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부를 포함하거나 또는 덮개부에 경사면을 갖는 홈부가 형성되어 있어 근조도 센서의 위에 직접적으로 위치하지 않는 물체의 경우도 용이하게 감지할 수 있다.
예를 들어, 도 12에서 외부의 물체는 사용자의 손(50)일 수 있으며, 사용자의 손끝 중심(C)은 근조도 센서(200)에서 디스플레이부(310)가 있는 아래 방향으로 d만큼 이격되어 있는 경우에도 사용자의 손을 인식하고 또한 사용자의 손 동작을 감지할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 광가이드 렌즈부를 포함하는 일 실시예의 근조도 센서의 경우, 제1 광가이드 렌즈부의 제1 입사면과 제2 광가이드 렌즈부의 제2 출사면은 사용자의 손이 위치하는 방향을 마주보는 방향으로 경사를 갖는 것일 수 있다.
즉, 다시 도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 XY축 방향은 도 12에 도시된 XY축 방향에 대응하도록 근조도 센서가 휴대용 단말기에 배치되도록 포함될 수 있다.
따라서, 상대적으로 근조도 센서에서 Y축의 아래 방향으로 사용자의 손이 위치하는 경우에도 용이하게 사용자 손의 위치 및 움직임을 감지할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 일 실시예의 근조도 센서(200b)가 휴대용 단말기에 포함되는 경우에 있어서도 제1홈부(150-1) 및 제2홈부(150-2)의 제1경사면이 디스플레이부의 아래 방향에 위치하는 사용자의 손을 마주보는 방향으로 경사를 가지도록 배치될 수 있다.
따라서, 근조도 센서의 바로 위에 사용자의 손을 위치하는 경우뿐 아니라 근조도 센서의 위치보다 아래 방향, 즉 디스플레이부 상에서 손을 움직이는 경우에도 사용자의 손의 위치 및 동작을 감지할 수 있어 휴대용 단말기의 사용자 제스쳐 센싱 성능을 개선할 수 있다.
도 13은 일 실시예의 휴대용 단말기에서 근조도 센서를 이용하여 사용자 또는 물체의 움직임을 감지하는 범위를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 외부 물체인 사용자의 손(50)이 움직인 범위를 상대적인 수치로 나타낸 9가지 경우를 도시한 것이다.
도 13에서 (e)의 경우 사용자의 손끝이 휴대용단말기(300)의 디스플레이부 중심에 위치하는 경우로 이때의 위치를 (0,0)으로 할 때, 각각 디스플레이부의 가로 방향으로 움직임을 -50 에서 +50의 범위로 하고, 디스플레이부의 세로 방향의 움직임을 -50에서 +50으로 하여 각 경우를 도 13의 (a) 내지 (i)에서 나타내었다.
상술한 일 실시예의 휴대용 단말기(300)의 경우, 경사면을 갖는 광가이드 렌즈부 또는 경사면을 갖도록 형성된 홈부를 갖는 근조도 센서를 포함함으로써, 사용자(50)의 손끝이 근조도 센서의 수직 방향으로의 상부에 위치하는 경우, 예를 들어 (a) 내지 (c)의 경우뿐 아니라, 상대적으로 디스플레이부의 하단에 사용자의 손끝이 위치하는 (d) 내지 (i)의 경우에서도 용이하게 사용자의 손의 위치와 움직임을 감지할 수 있다.
이때, 사용자 손의 위치는 수광부의 포토 다이오드로 전달되는 빛의 세기로 감지할 수 있으며, 예를 들어, 복수의 포토 다이오드에서 각각 입력되는 빛의 세기 정보의 변화로부터 사용자의 손의 움직임을 감지할 수 있다.
따라서, 일 실시예의 휴대용 단말기의 경우 상대적으로 디스플레이부 상에서 움직이는 사용자의 손 동작을 감지하는 성능이 개선되어 사용자가 용이하게 제스쳐 기능을 사용하는 효과를 가질 수 있다.
즉, 제스쳐 기능을 이용하여 휴대용 단말기를 동작시키거나 사용자의 신체가 디스플레이부에 근접하는 경우 휴대용 단말기에서 특정 기능을 시행하도록 하기 위하여 근조도 센서 위로 사용자가 신체를 이동할 필요가 없으며, 디스플레이부 상에서 움직일 경우 용이하게 동작 감지가 가능할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.
110 : 발광부 130 : 수광부
140-1, 140-2 : 광가이드 렌즈부 150-1, 150-2 : 홈부
160 : 덮개부
200, 200a, 200b : 근조도 센서
300 : 휴대용 단말기

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부;
    상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부;
    상기 덮개부와 상기 발광부 사이에 배치되며, 상기 발광부에서 방출된 빛을 굴절시켜 상기 덮개부의 외부로 전달하는 제1 광가이드 렌즈부; 및
    상기 덮개부와 상기 수광부 사이에 배치되며, 상기 덮개부의 외부에서 상기 수광부로 빛을 전달하는 제2 광가이드 렌즈부; 를 포함하고,
    상기 제1 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제1 입사면을 포함하고,
    상기 제2 광가이드 렌즈부는 상기 기판과 마주보고 상기 기판에 대하여 경사각을 갖는 제2 출사면을 포함하고,
    상기 제1 입사면과 상기 제2 출사면 각각에 배치된 DOE 렌즈를 더 포함하는 근조도 센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 광가이드 렌즈부는
    상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제1 출사면; 및
    상기 제1 입사면과 상기 제1 출사면을 잇는 제1 측면; 을 포함하는 근조도 센서.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 입사면의 경사각은 상기 제1 출사면에 대한 상기 제1 측면의 경사각보다 작은 근조도 센서.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2 광가이드 렌즈부는
    상기 기판과 평행하며 상기 덮개부와 접하여 배치되는 제2 입사면; 및
    상기 제2 입사면과 상기 제2 출사면을 잇는 제2 측면; 을 포함하는 근조도 센서.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 출사면의 경사각은 상기 제2 입사면에 대한 상기 제2 측면의 경사각보다 작은 근조도 센서.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 기판과 상기 덮개부 사이의 공간에 레진층을 더 포함하고,
    상기 레진층은 상기 발광부 및 상기 수광부와 상기 제1 광가이드 렌즈부 및 상기 제2 광가이드 렌즈부를 감싸고 배치되는 근조도 센서.
  7. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 발광부 및 수광부; 및
    상기 기판과 마주보고 상기 발광부 및 상기 수광부 상에 배치되는 덮개부; 를 포함하고,
    상기 덮개부는 상기 발광부와 마주보는 위치에 형성된 제1홈부 및 상기 수광부와 마주보는 위치에 형성된 제2홈부를 포함하고,
    상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 각각 제1경사면과 제2경사면을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 경사면 각각에 배치된 DOE 렌즈를 더 포함하는 근조도 센서.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1경사면의 상기 기판에 대한 경사각은 상기 제2경사면의 상기 기판에 대한 경사각보다 작은 근조도 센서.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제1홈부 및 상기 제2홈부는 레진으로 채워진 근조도 센서.
  10. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 수광부는 복수의 포토 다이오드를 포함하며,
    상기 복수의 포토 다이오드는 적외선 파장 영역의 광을 수광하는 제1 포토 다이오드 및 가시 광선 파장 영역의 광을 수광하는 제2 포토 다이오드 중 적어도 하나를 포함하는 근조도 센서.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 복수의 포토 다이오드는 매트릭스 형태로 배치된 근조도 센서.
  12. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 배치되는 격벽부를 포함하는 근조도 센서.
  13. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 몸체부를 더 포함하며,
    상기 몸체부는 상기 발광부와 상기 수광부가 각각 배치되는 캐비티를 포함하는 근조도 센서.
  14. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부를 감싸고 배치되는 하우징부; 및
    상기 하우징부 상에 배치되는 제 1항 또는 제 7항의 근조도 센서; 를 포함하는 휴대용 단말기.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 근조도 센서에서 감지한 사용자의 동작에 따라 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는 휴대용 단말기.
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