KR20140097770A - Sensor capable of measurement for illuminance and proximity - Google Patents

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Abstract

A sensor capable of measuring illuminance and proximity is disclosed. A light source radiates an infrared ray having a wavelength of a specific band to a subject. A photo detector detects a light reflected from the subject. A ball lens transmits the light radiated from the light source to the subject, and the photo detector collects the light reflected from the subject. A sensing unit measures current illuminance and proximity of the subject by acquiring an image of the subject inputted through the photo detector. According to the present invention, sensing distance of the subject can be improved by improving a function of a proximity sensor by inserting a lens to an illuminance sensor and the proximity sensor. Through this, the range of use of the illuminance sensor and the proximity sensor, which were concentrated in a mobile device, can be expanded to a vehicle navigation or a display monitor, etc.

Description

조도 및 근접도 측정이 가능한 센서{Sensor capable of measurement for illuminance and proximity}[0001] The present invention relates to a sensor capable of measuring illumination and proximity,

본 발명은 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 피사체의 움직임에 따라 감지할 수 있는 거리 및 성능을 향상시킬 수 있는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a sensor capable of measuring illuminance and proximity, and more particularly, to a sensor capable of measuring illuminance and proximity to improve distance and performance that can be sensed according to movement of a subject.

스마트폰의 발달로 모바일 기기에서의 근조도 센서(근접도 및 조도 측정이 가능한 센서)의 사용이 점차 증가하고 있다. 모바일 기기는 주변 환경에 따라 디스플레이의 밝기를 조절할 수 있는 기능을 지닌 조도 센서와 통화시 얼굴이 근접하는 것을 감지하여 디스플레이의 밝기를 소등하는 기능을 지닌 근접 센서를 구비하고 있다. 이는 모바일 기기의 배터리 소모량을 줄이고 오작동을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 많이 가진 근조도 센서가 특히 모바일 기기에 편중되어 있는 이유는 감지 거리의 문제 때문이다. 짧은 감지 거리로 인하여 상대적으로 감지 거리가 짧은 모바일 기기 적용이 보편화 되어 있다. 따라서 감지 거리의 성능을 올려서 적용 분야를 넓힐 필요성이 대두되고 있다.Due to the development of smart phones, the use of a muscle strength sensor (a sensor capable of measuring proximity and illuminance) in mobile devices is increasing. The mobile device includes a light sensor having a function of adjusting the brightness of the display according to the surrounding environment, and a proximity sensor having a function of detecting the proximity of the face when the call is in progress and turning off the brightness of the display. This has the advantage of reducing battery consumption and malfunction of mobile devices. One of the reasons for this is that the sensor is especially focused on mobile devices because of the problem of sensing distance. Due to the short sensing distance, the application of mobile devices with relatively small sensing distances is becoming commonplace. Therefore, it is necessary to increase the detection distance performance to widen the application field.

이와 관련된 선행기술을 구체적으로 살펴보면, 한국공개공보 제2010-0132846호(발명의 명칭 : 조도, 근접도 및 색온도 측정이 가능한 이미지 센서)에는 특정 대역의 파장을 갖는 적외선 및 가시광의 유무에 의한 출력 전압 값의 변화를 이용하여 현재의 조도, 피사체와의 근접도 및 피사체의 색온도를 측정할 수 있는 조도, 근접도 및 색온도 측정이 가능한 이미지 센서를 개시하고 있다. In detail, an image sensor capable of measuring illuminance, proximity, and color temperature is disclosed in Korean Laid-Open Publication No. 2010-0132846, which discloses an image sensor having an output voltage A degree of proximity, and a color temperature capable of measuring the current illuminance, the proximity to the subject, and the color temperature of the subject using a change in the value.

또한, 한국공개공보 제2011-0117907호(발명의 명칭 : 휴대 단말기의 근접 센싱 방법 및 장치)에는 조도 센서를 이용하여 근접 센싱 기능을 수행할 수 있는 휴대 단말기의 근접 센싱 방법 및 장치를 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0117907 (entitled " method and apparatus for sensing proximity of a mobile terminal ") discloses a proximity sensing method and apparatus for performing a proximity sensing function using an illuminance sensor .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 조도 센서와 근접 센서를 이용하여 피사체와의 감지 거리를 향상시킬 수 있는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a sensor capable of measuring illuminance and proximity which can improve a sensing distance with a subject by using an illuminance sensor and a proximity sensor.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서는 피사체로 특정 대역의 파장을 갖는 적외선을 조사하는 광원; 상기 피사체로부터 반사된 빛을 수광하는 수광부; 상기 광원으로부터 조사된 빛을 상기 피사체로 투과시키고, 상기 피사체로부터 반사된 빛을 상기 수광부로 집광하는 볼렌즈(ball lens); 및 상기 수광부를 통해 유입되는 상기 피사체의 이미지를 획득하여 현재의 조도 및 상기 피사체의 근접도를 측정하는 센싱부;를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a sensor capable of measuring illuminance and proximity, including: a light source for irradiating an infrared ray having a wavelength of a specific band to a subject; A light receiving unit for receiving light reflected from the subject; A ball lens that transmits light irradiated from the light source to the subject and condenses the light reflected from the subject to the light receiving unit; And a sensing unit for acquiring an image of the subject flowing through the light receiving unit and measuring the current illuminance and the proximity of the subject.

본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서에 의하면, 조도 센서와 근접 센서에 렌즈를 삽입하여 근접 센서의 기능을 향상시킴으로서 피사체와 감지 거리를 향상시킬 수 있다. 이를 통해 모바일 기기에만 편중되어 적용되었던 조도 센서와 근접 센서의 적용 범위를 차량용 내비게이션이나 디스플레이 모니터 등으로 확대시킬 수 있다. According to the sensor capable of measuring the illuminance and the proximity according to the present invention, by inserting a lens into the illuminance sensor and the proximity sensor, the function of the proximity sensor is improved, and the sensing distance with the subject can be improved. Through this, it is possible to extend the application range of the illuminance sensor and the proximity sensor, which have been applied only to mobile devices, to a car navigation system or a display monitor.

도 1은 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a configuration of a sensor capable of measuring illuminance and proximity according to the present invention.

이하에서 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서(100)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서(100)는 렌즈(110), 광원(120), 수광부(130), 구동IC(140) 및 센싱부(150)를 포함한다. 본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서(100)는 칩온보드(chip on board) 타입의 패키지 구조를 가질 수 있다. 1 is a view showing a configuration of a sensor 100 capable of measuring illuminance and proximity according to the present invention. 1, a sensor 100 capable of measuring illuminance and proximity according to the present invention includes a lens 110, a light source 120, a light receiving unit 130, a driving IC 140, and a sensing unit 150 do. The sensor 100 capable of measuring the illuminance and the proximity according to the present invention may have a chip on board type package structure.

본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서(100)는 조도 및 근접도를 측정할 수 있는 센서 패키지에 광학 시뮬레이션을 통한 렌즈 설계로 발광부(광원,120)와 수광부(130)에 렌즈(110)를 포함하는 구조이며, 이때, 피사체의 감지 거리에 따라 렌즈(110)의 종류는 달라질 수 있다. 바람직하게는, 사용되는 렌즈(110)는 볼렌즈(ball lens)일 수 있고, 볼렌즈(ball lens)는 글래스 렌즈(glass lens)로 이루어질 수 있다. The sensor 100 capable of measuring the illuminance and the proximity according to the present invention is a sensor package that can measure the illuminance and the proximity of the lens 100. The sensor 100 includes a light emitting unit (light source) 120 and a light receiving unit 130 110, and the type of the lens 110 may vary depending on the sensing distance of the subject. Preferably, the lens 110 used may be a ball lens, and the ball lens may be a glass lens.

본 발명에 따른 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서(100)는 광원(120)에서 렌즈(110)를 통해 발광하여 피사체(160)를 감지하고, 다시 렌즈(110)를 통해 빛이 수광부(130)에 입력되어 피사체의 존재 유무를 판별한다. 이때, 피사체의 접근 거리에 따라 수광부(130)에서 출력 전류가 가변하므로, 피사체(160)의 접근 거리를 판별할 수 있다. 광원(120)은 피사체(160)로 특정 대역의 파장을 갖는 적외선을 조사한다. 이때, 광원(120)는 850nm의 파장을 갖는 적외선을 피사체로 조사하는 적외선 발광 다이오드(LED)로 구성되는 것이 바람직하다. The sensor 100 capable of measuring the illuminance and the proximity according to the present invention emits light through the lens 110 in the light source 120 to sense the subject 160 and then transmits the light through the lens 110 to the light- And determines whether or not the subject exists. At this time, since the output current varies in the light receiving unit 130 according to the approach distance of the subject, the approach distance of the subject 160 can be determined. The light source 120 irradiates the subject 160 with infrared rays having a wavelength of a specific band. At this time, the light source 120 is preferably composed of an infrared light emitting diode (LED) that emits infrared rays having a wavelength of 850 nm as an object.

즉, 광원으로부터 조사된 빛(예를 들어, 적외선)이 피사체(160)에 반사되고, 반사된 빛은 수광부(130)에 의해 집광된다. 수광부(130)는 활성 영역(active area)의 크기에 따라 감지 영역 및 성능에 제한이 되어 왔으나, 본 발명의 경우 렌즈(110) 통한 집광 구조로 되어 있어 활성 영역이 상대적으로 작아도 성능에는 큰 지장이 없다. 수광부(130)의 활성 영역(active area)은 수광부(130)의 제품 성능에 큰 영향을 미치며 수광부(130)는 Pin PD(PhotoDiode)나 GaAs PD(PhotoDiode) 등을 사용하여 민감도가 높은 포토다이오드(PD)를 사용하거나 구동 IC(140)와 포토다이오트(PD)를 집적(integration)시킨 PDIC를 사용할 수 있다. That is, light (for example, infrared light) emitted from a light source is reflected by the subject 160, and the reflected light is condensed by the light receiving unit 130. The light receiving unit 130 has been limited in terms of the sensing area and the performance depending on the size of the active area. However, since the light receiving unit 130 has the light collecting structure through the lens 110 in the present invention, none. The active area of the light receiving unit 130 greatly affects the product performance of the light receiving unit 130 and the light receiving unit 130 uses a photodiode (PD) or a photodiode (GaAs PD) PD or a PDIC in which a driving IC 140 and a photodiode PD are integrated can be used.

또한, 렌즈(110)를 고정시키기 위해 PC 재질의 사출물에 삽입하여 실장될 수 있다. 이러한 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 익히 알려져 있는 사항이므로 상세한 설명은 생략한다. In addition, the lens 110 may be inserted into an injection molded product of a PC to fix the lens 110. Such a method is well known to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

센싱부(150)는 수광부(130)를 통해 유입되는 피사체(160)의 이미지를 획득하여 현재의 조도 및 피사체(160)의 근접도를 측정하게 된다. 즉, 상술한 바와 같이 광원(120)에서 렌즈(110)를 통해 피사체(160)를 향해 발광된 빛이 피사체(160)에 반사되어 렌즈(110)를 통해 수광부(130)에 입력되고, 이를 통해 피사체(160)의 존재 유무를 판별하게 된다. 나아가, 피사체(160)의 접근 거리에 따라 수광부(130)에서 출력 전류가 가변하게 되므로 이를 통해 접근 거리를 판별할 수 있다.The sensing unit 150 acquires an image of the object 160 flowing through the light receiving unit 130 and measures the current illuminance and the proximity of the object 160. That is, as described above, the light emitted from the light source 120 toward the subject 160 through the lens 110 is reflected by the subject 160 and input to the light receiving unit 130 through the lens 110, The presence or absence of the subject 160 is determined. Further, since the output current varies in the light receiving unit 130 according to the approach distance of the subject 160, the approach distance can be determined through the output current.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

100 : 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서
110 : 렌즈
120 : 광원
130 : 수광부
140 : 구동 IC
150 : 피사체100: Sensor capable of measuring illumination and proximity
110: lens
120: Light source
130:
140: Driving IC
150: Subject

Claims (5)

피사체로 특정 대역의 파장을 갖는 빛을 조사하는 광원;
상기 피사체로부터 반사된 빛을 수광하는 수광부;
상기 광원으로부터 조사된 빛을 상기 피사체로 투과시키고, 상기 피사체로부터 반사된 빛을 상기 수광부로 집광하는 볼렌즈(ball lens); 및
상기 수광부를 통해 유입되는 상기 피사체의 이미지를 획득하여 현재의 조도 및 상기 피사체의 근접도를 측정하는 센싱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서.A light source for irradiating light having a wavelength of a specific band to a subject;
A light receiving unit for receiving light reflected from the subject;
A ball lens that transmits light irradiated from the light source to the subject and condenses the light reflected from the subject to the light receiving unit; And
And a sensing unit for acquiring an image of the subject flowing through the light receiving unit and measuring the current illuminance and the proximity of the subject. 제 1항에 있어서,
상기 수광부는 PIN 포토다이오드(PIN PHOTODIODE) 또는 GaAs 포토다이오드를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서. The method according to claim 1,
Wherein the light receiving unit is configured by using a PIN photodiode or a GaAs photodiode. 제 1항에 있어서,
상기 수광부는 구동 IC와 포토다이오드를 집적시킨 포토다이오드IC(PHOTODIODE IC)를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서. The method according to claim 1,
Wherein the light receiving unit is formed by using a photodiode IC integrated with a driving IC and a photodiode. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼렌즈는 글래스 렌즈(glass lens)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the ball lens is made of a glass lens. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼렌즈는 상기 광원과 상기 수광부 위에 폴리카보네이트(PC) 재질의 사출물과 결합되어 실장되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 조도 및 근접도 측정이 가능한 센서.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the ball lens is mounted on the light source and the light receiving unit by being coupled with an injection molded product of polycarbonate (PC) material.

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