TWI665483B - 具有反光部之層疊光耦結構 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種具有反光部之層疊光耦結構，包括一光接收器、一絕緣層、一發光器與一反光部，其中，該光接收器之一側面由下往上依序疊加有該絕緣層、發光器與反光部，且該發光器所產生的光源能透過該絕緣層，而被該光接收器所接收，本發明之特徵在於，該反光部能直接或間接地至少局部包覆住該發光器，並能在該發光器所發出的光線非朝向該光接收器時，將前述光線反射、折射及/或散射至朝向該光接收器，如此，即能有效提高該層疊光耦結構的整體光學效率，以將該發光器所產生的光線，大量地傳送至該光接收器。
Description
本發明係關於光耦合器的結構，尤指一種在層疊光耦結構上增設有反光部的產品。
一般言，光耦合器(optical coupler，或稱光電耦合器、光隔離器及光電隔離器)是以光(如：可見光、紅外線)作為媒介來傳輸電訊號的光電轉換元件，其大致由光接收器與發光器共同封裝而成，且該光接收器與發光器兩者問除了光線之外，不做任何電氣連接。
承上，目前光耦合器普遍分為「左右式結構」與「上下式結構」，茲簡單說明如後，所謂的「左右式結構」是指發光器與光接收器兩者，分別處於光耦合器內的左右相對位置，其中，發光器與光接收器會分別設在不同支架上，且該二支架彼此相隔一間距，而不會相碰觸，如此，發光器即能朝光接收器的方向投射出光線。另外，所謂的「上下式結構」則是指發光器與光接收器兩者，分別處於光耦合器內的上下相對位置，其中，發光器與光接收器亦分別設在不同支架上，且該二支架彼此相隔一間距，而不會相碰觸，如此，發光器即能朝光接收器的方向投射出光線。然而，無論是「左右式結構」或「上下式結構」的光耦合器，普遍會面臨發光器與光接收器兩者距離過遠、對位不易及封裝對位影響良率...等困擾。
為能解決前述問題，申請人曾設計出一種層疊光耦結構，其中，申請人在發光器與光接收器兩者之間增設一絕緣層，該絕緣層能夠供該發光器的光線穿過，並投射至該光接收器上，如此，由於前述層疊光耦結構中，其光接收器與發光器兩者是由絕緣層相隔開，因此，只要控制絕緣層的厚度，便能夠有效縮減光耦合器的整體體積，且光接收器與發光器兩者對位上，亦較「上下式結構」的光耦合器的懸空對位更為容易與精準。然而，申請人發現，在實際使用上，發光器所產生的光線仍有部分非朝向光接收器，而無法被光接收器所接收，因此，如何針對提高收光效率進行改良，即成為本發明所欲解決之重要課題。
有鑑於申請人先前所設計之層疊光耦結構，仍有改進之處，因此，發明人又開發設計出本發明之一種具有反光部之層疊光耦結構，以期藉由本發明能提供使用者更為良好的產品。
本發明之一目的，係提供一種具有反光部之層疊光耦結構，包括一光接收器、一絕緣層、一發光器與一反光部，其中，該光接收器之一側面設有一光接收區域，且能被固定至一第一基板上，並能電氣連接至該第一基板的一第一接點，該絕緣層則披覆至該光接收器的一側面，且設有一透光區域，該透光區域至少能對應到該光接收器的局部光接收區域，該發光器則位在該絕緣層上，且能透過對應之透光區域，而朝對應之光接收區域方向投射光線，又，該發光器能電氣連接至一第二基板的一第二接點，本發明之特徵在於，該反光部能位在該發光器上，且直接或間接地至少局部包覆住該發光器，並能將該發光器所發出的光線反射、折射及/或散
射至該絕緣層的透光區域，如此，即能有效提高該層疊光耦結構的整體光學效率，以將該發光器所產生的光線，大量地傳送至該光接收器。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
無
1‧‧‧層疊光耦結構
11‧‧‧光接收器
111‧‧‧光接收區域
113‧‧‧第一連接腳位
12‧‧‧絕緣層
13‧‧‧發光器
131‧‧‧第二連接腳位
14‧‧‧反光部
15‧‧‧透光部
21‧‧‧第一基板
211‧‧‧第一接點
22‧‧‧第二基板
221‧‧‧第二接點
A1‧‧‧第一傳輸線
A2‧‧‧第二傳輸線
第1圖係本發明之層疊光耦結構的一實施例；及第2圖係本發明之層疊光耦結構的另一實施例。
本發明係一種具有反光部之層疊光耦結構，請參閱第1圖，在一實施例中，該層疊光耦結構1包括一光接收器11、一絕緣層12、一發光器13與一反光部14，其中，該光接收器11之一側面設有一光接收區域111，以能接收外界傳來之光線。又，該光接收器11能被固定(如：焊接、嵌插或黏貼...等)至一第一基板21(如：電路板、支架...等)上，且其上能設有一第一連接腳位113，該第一連接腳位113能透過一第一傳輸線A1，電氣連接(如：打線接合(Wire bonding))至該第一基板21的一第一接點211。
復請參閱第1圖所示，該絕緣層12能披覆至該光接收器11的一側面，且設有一透光區域，該透光區域至少能對應到該光接收器11的局部光接收區域111，其中，本發明之絕緣層12能夠採用下列結構：(1)該絕緣層12整體為透光材質(如：玻璃、塑料、絕緣油、雲母(MICA)、碳化矽(SiC)、氮化矽(Si3N4)...等)製成，以自然形成該透光區域；(2)該絕緣層12整體為不透光材質製成，且對應到全部或局部光接收區域
111的位置，係開設有鏤空孔，以形成該透光區域；(3)該絕緣層12整體為透光材質製成，且對應到全部或局部光接收區域111以外的位置，披覆有不透光膜層；(4)該絕緣層12由不透光材質與透光材質兩者結合而成，且透光材質位於對應全部或局部光接收區域111的位置，以形成該透光區域。
復請參閱第1圖所示，該發光器13(如：LED)係位在絕緣層12上，為能達成良好絕緣效果，該發光器13之面積不大於絕緣層12之面積，又，在該實施例中，該發光器13能透過一透光黏膠固定至該絕緣層12上，但在本發明之其它實施例中，並不以此為限，業者能根據產品需求，採用其它固定方式。該發光器13能透過對應的透光區域，而朝對應之光接收區域111方向投射光線，意即，只要該發光器13所產生之光線能穿透絕緣層12，並被對應的光接收器11所接收到即可，至於光接收區域111、透光區域及發光器13的發光範圍則能根據實際產品需求進行調整，合先陳明。另外，該發光器13上能設有一第二連接腳位131，該第二連接腳位131能透過一第二傳輸線A2，電氣連接(如：打線接合)至一第二基板22的一第二接點221。
再者，復請參閱第1圖所示，在該實施例中，該反光部14係位在該發光器13上，且完全包覆住該發光器13，使得該發光器13所發出的光線，尤其是，原先非朝向該絕緣層12之透光區域的光線，能夠經由反射、折射與散射等方式，轉而朝向該絕緣層12的透光區域，進而被該光接收器11所接收，如此，透過前述整體結構，不僅能擁有層疊光耦結構的益處(如：體積小、對位容易與精準)，同時，能夠提高光學效率，令該發光器13所發出的光，能夠大量地被該光接收器11所接收。惟，在本發明之其它實施例
中，該反光部14亦能夠僅包覆住該發光器13的局部區域，只要其能夠將發光器12所發出的光線反射、折射及/或散射至該絕緣層12的透光區域，並被光接收器11接收即可。
承上，復請參閱第1圖所示，該反光部14的材質至少能不吸收該發光器13之發光波長(如580nm~660nm的任一波長)，以對前述發光波長進行反光(即，對光線反射、折射與散射)，舉例而言，發光器13所產生之可見光(Visible light)的波長為620nm，則反光部14只需要能不吸收620nm的波長即可，此種設計，對於僅有局部包覆住發光器13的反光部14來說，能夠避免外界光線因反光而過度干擾光接收器11的接收效果。在此特別一提者，本發明之反光部14除了能不吸收固定波長外，亦能夠是不吸收部分波長區域(如：620nm~660nm)，以能進行反光。
此外，當物體能完全吸收光線，而沒有反射光線時，其會呈黑色；反之，當物體沒有吸收光線，而完全反射光線，則呈白色，因此，本發明之反光部14能夠呈白色態樣，以達到較良好的反光效果，在該實施例中，該反光部14能夠為白色的聚醋酸乙烯酯(Polyvinyl acetate，又稱白膠)、環氧樹脂(epoxy)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、碳酸鈣(CaCO3)或矽酸鈣(Ca2SiO4)之白色態樣的材料所構成，但不以此為限。又，該反光部14內能包含複數個顆粒(如白膠內所含有之顆粒)，且該等顆粒能夠對光線進行反射、折射或散射，在該實施例中，各該顆粒的大小為0.1微米(um)至100微米(um)之間較佳，且各該顆粒的折射率都相同，但是，在本發明之其它實施例中，該反光部14內亦能夠包含兩種以上不同折射率的顆粒，或者，當該反光部14是由基材(matrix)混合顆粒(particle)所組成時，該顆粒與基材
兩者的折射率能不相同，進而能形成本發明所需之反光部14，合先敘明。
再者，該反光部14能夠由單一種材料或複數種材料所構成，且其材質能夠為導電材質(如：金屬)或不導電材質(如：樹脂)所製成，或是由不導電材質搭配導電顆粒所構成，在實際使用上，該反光部14之大部分材料以非導電材質構成較佳，主要在於，光偶合器需要良好的電氣隔離，而任何導電材質都會將隔離問題複雜化，因此，若以導電材質製成該反光部14，則會造成絕緣耐壓隔離方面的困擾，提高設計上的難度
復請參閱第1圖所示，在該實施例中，該反光部14為白膠時，其能夠直接包覆住該發光器13，但本發明並不侷限第1圖的態樣，請參閱第2圖所示，在本發明之另一實施例中，該發光器13之全部或局部區域能夠先被一透光部15(如：透光膠)所包覆後，才在該透光部15的外緣披覆該反光部14，使得該反光部14能間接包覆住該發光器13，如此，該發光器13之光線在穿透該透光部15後，仍能夠經由該反光部14的反光效果，而再度投射至該絕緣層12的透光區域。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
Claims (8)
- 一種具有反光部之層疊光耦結構，包括：一光接收器，其一側面設有一光接收區域，且能被固定至一第一基板上，並能電氣連接至該第一基板的一第一接點；一絕緣層，係披覆至該光接收器的一側面，且設有一透光區域，該透光區域至少能對應到該光接收器的局部光接收區域；一發光器，係位在該絕緣層上，且能透過對應之透光區域，而朝對應之光接收區域方向投射光線，該發光器能電氣連接至一第二基板的一第二接點；一反光部，係位在該發光器上，且直接或間接地至少局部包覆住該發光器，並能將該發光器所發出的光線反射、折射及/或散射至該絕緣層的透光區域；及一透光部，係位在該發光器與該反光部兩者之間，且至少局部包覆住該發光器。
- 如請求項1所述之層疊光耦結構，其中，該反光部之材質至少能不吸收該發光器之發光波長，以對前述發光波長進行反光。
- 如請求項2所述之層疊光耦結構，其中，該反光部內包含複數個顆粒，該等顆粒能夠對光線進行反射、折射或散射。
- 如請求項3所述之層疊光耦結構，其中，各該顆粒的大小為0.1微米至100微米之間。
- 如請求項4所述之層疊光耦結構，其中，至少一部分顆粒的折射率不同於其餘部分顆粒的折射率。
- 如請求項5所述之層疊光耦結構，其中，該反光部呈白色態樣。
- 如請求項6所述之層疊光耦結構，其中，該反光部之材料為聚醋酸乙烯酯、環氧樹脂、二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣或矽酸鈣之白色態樣的材料。
- 如請求項1至6任一項所述之層疊光耦結構，其中，該反光部不為導電材質製成。
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