TWI685641B

TWI685641B - 光學感測系統、光學感測組件及其製造方法

Info

Publication number: TWI685641B
Application number: TW107146917A
Authority: TW
Inventors: 林蘇逸
Original assignee: 大陸商矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2020-02-21
Also published as: US10903387B2; TW202004133A; CN108711566B; CN108711566A; US20190363216A1

Abstract

本發明公開了一種光學感測系統、光學感測組件及其製造方法。光學感測組件包括發光元件；包封發光元件的第一結構體，第一結構體的表面設置有出光面；光感測元件；以及包封光感測元件的第二結構體，第二結構體的表面設置有收光面，發光元件所發射的光經由出光面發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面到達光感測元件，光感測元件根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測，其中，出光面與收光面不平行，藉由將光學感測組件的出光面和收光面設置在不同的平面，從而減小光學串擾，提高距離檢測的準確性。

Description

光學感測系統、光學感測組件及其製造方法

本發明涉及半導體裝置技術領域，更具體地，涉及光學感測系統、光學感測組件及其製造方法。

接近檢測是在非接觸條件下檢測物體接近的技術，在工業自動控制、物聯網技術、電子遊戲等領域有著廣泛的應用。根據檢測原理的不同，接近檢測可以採用包括電容式、電感式和光電式等不同類型的感測器。光電式感測器的工作原理是將光源發射的光照射物體，經物體反射之後由光電感應裝置接收光能量並轉換成電信號。光電式感測器的檢測距離適用於各種日常應用，例如，在手機中用於檢測用戶的通話姿勢，在虛擬實境(VR)和智慧手錶中用於檢測使用者配戴設備。圖1為根據現有技術的光學感測組件的截面圖。光學感測組件100包括基板101、以及固定在基板101上的遮光蓋105、發光元件102和光電轉換電路103、以及位於基板101上方的透明覆蓋層109和遮擋層108。遮光蓋105形成分別容納發光元件102和光電轉換電路103的內部腔室。在內部腔室的頂部形成出光開口107和接收開口106。透明覆蓋層109和遮擋層108一起形成蓋板，並且限定開口112。發光元件102作為光源產生的光依次經由出光開口107和開口112照射在物體110上。光電轉換電路103包括光感測元件104，依次經由開口112和接收開口106接收來自物體的反射光，使得光感測元件104產生電信號。光學感測組件100將發光元件102和光電轉換電路103集成在同一個封裝元件中，遮光蓋105兼用作將光發射路徑和光反射路徑彼此隔開的隔板，從而可以減小元件體積。在光學感測組件100應用於手機等電子設備時，可以進一步減小電子設備的尺寸。然而，透明覆蓋層109的表面會導致光在不同折射率介質之間的反射，如圖中虛線所示。表面反射光也可以經由接收開口112到達光感測元件104，從而產生光學串擾，從而導致對物體110距離的誤判。在進一步改進的光學感測組件中，藉由將發光元件與光感晶片的距離增大來減小光學串擾，然而這種方法不僅需要增強發光元件的發光強度，而且還會導致元件成本提高或體積增大。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種光學感測組件，其藉由將出光面和收光面設置為不平行以減小光學串擾。根據本發明的第一方面，提供一種光學感測組件，包括發光元件；包封發光元件的第一結構體，第一結構體的表面設置有出光面；光感測元件；以及包封光感測元件的第二結構體，第二結構體的表面設置有收光面，發光元件所發射的光經由出光面發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面到達光感測元件，光感測元件根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測，其中，出光面與收光面不平行。較佳地，第一結構體和第二結構體並排排列設置，收光面位於第二結構體的頂面，第二結構體的頂面位於光感測元件的有源面上方，出光面至少位於第一結構體之除了與第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的一個側面上，第一結構體的側面為與第一結構體的頂面相鄰的面，第一結構體的頂面位於發光元件的有源面上方。較佳地，第一結構體包括第一遮光蓋，第一遮光蓋包括覆蓋在第一結構體的頂面的第一部分以及覆蓋在第一結構體之與第二結構體相鄰的側面上的第二部分。較佳地，第一遮光蓋的第一部分與第二部分的內表面之相鄰的部分採用斜面或曲面，第一遮光蓋的內表面是指第一遮光蓋之靠近發光元件的面。較佳地，在第一遮光蓋的第二部分的外表面及/或第一遮光蓋的第一部分的外表面設置擋光層，第一遮光蓋的第二部分的外表面是指與第二結構體相鄰的一面，第一遮光蓋的第一部分的外表面是指第一結構體的頂面之遠離發光元件的一面。較佳地，在第一遮光蓋的第二部分的外表面及/或遮光蓋的第一部分的外表面上塗黑。較佳地，出光面與收光面所形成的夾角大於或等於90度。較佳地，第一結構體還包括覆蓋在發光元件上的第一透明體，第一遮光蓋覆蓋在第一透明體的部分表面。較佳地，第二結構體包括覆蓋在光感測元件上的第二透明體。較佳地，第一遮光蓋的第一部分還延伸到第二結構體的頂面的一部分上，且第二結構體還包括第二遮光蓋，第二遮光蓋覆蓋在第二結構體的頂面的一部分以及覆蓋在第二結構體的至少部分側面上，第一遮光蓋的第一部分與第二遮光蓋之間的區域為收光面所在的區域。較佳地，光感測元件包括光接收元件和光電轉換電路，光接收元件用於接收待測物體所反射的反射光，光電轉換電路用於將反射光轉換成電信號輸出。較佳地，至少一個發光元件和至少一個光感測元件位於同一封裝體中，封裝體包括第一結構體和第二結構體。較佳地，光學感測組件還包括一電路基板，發光元件和光感測元件分別位於電路基板的第一區域和第二區域，第一結構體覆蓋在第一區域上，以與第一區域一起包封發光元件，第二結構體覆蓋在第二區域上，以與第二區域一起包封光感測元件。較佳地，第一遮光蓋反射發光元件所發射的光。根據本發明的第二方面，提供一種光學感測組件的製造方法，包括：用第一結構體包封發光元件，第一結構體的表面設置有出光面，以及用第二結構體包封光感測元件，第二結構體的表面設置有收光面，發光元件發射的光經由出光面發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面到達光感測元件，光感測元件根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測，其中，使出光面與收光面非平行設置。較佳地，並排排列設置第一結構體和第二結構體，將收光面設置在第二結構體的頂面，第二結構體的頂面位於光感測元件的有源面上方，將出光面設置在第一結構體之除了與第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的至少一個側面上，第一結構體的側面為與第一結構體的頂面相鄰的面，第一結構體的頂面位於發光元件的有源面上方。較佳地，將至少一個發光元件和至少一個光感測元件設置於同一封裝體中，封裝體包括第一結構體和第二結構體。較佳地，將至少一個發光元件和至少一個光感測元件設置於同一封裝體中的步驟包括：提供一電路基板，將至少一個發光元件以有源面朝上的方式安裝在電路基板的第一區域上，以及將至少一個光感測元件以有源面朝上的方式安裝在電路基板的第二區域上，在第一區域上覆蓋第一結構體，以及在第二區域上覆蓋第二結構體。較佳地，在第一區域上覆蓋第一結構體，在第二區域上覆蓋第二結構體的步驟包括：在電路基板之上設置發光元件的第一遮光蓋，第一遮光蓋包括位於發光元件的有源面上的第一部分，以及位於第一區域與第二區域之間且與第一部分相連的第二部分，以及填充透明封裝料，使得透明封裝料填充第一遮光蓋和發光元件之間的空間，以形成覆蓋發光元件的第一透明體，且還使得透明封裝料覆蓋光感測元件以形成第二透明體，第一結構體包括第一遮光蓋和第一透明體，第二結構體包括第二透明體。較佳地，使第一遮光蓋的第一部分與第二部分的內表面之相鄰的部分成斜面或曲面，第一遮光蓋的內表面是指第一遮光蓋之靠近發光元件的一面。較佳地，在第一遮光蓋的第二部分的外表面及/或第一遮光蓋的第一部分的外表面上塗黑，第一遮光蓋的第二部分的外表面是指與第二結構體相鄰的一面，第一遮光蓋的第一部分的外表面是指第一結構體的頂面之遠離發光元件的一面。根據本發明的第三方面，提供一種光學感測系統，其包括上面任一項所述的光學感測組件，還包括導光組件，導光元件與光學感測系統的出光面相鄰，出光面發出的光被傳輸到導光元件中並由導光元件的第一表面發出後再被待測物體反射，第一表面與收光面平行。較佳地，導光元件還包括與第一表面相對的第二表面，第二表面上設置有導光結構，以將被傳輸到導光元件的光傳到第一表面發出。較佳地，導光結構為黏附在第二表面上的擴散材料。較佳地，導光結構為微結構。本發明公開了一種光學感測系統、光學感測組件及其製造方法。光學感測組件藉由將發光元件的出光面和光感測元件的收光面設置為不平行，並與導光元件結合的組成光學感測系統，增大了發光元件發射至待測物體的光源與光感測元件接收的光源的距離，即使光學感測組件的體積很小，也可以很大程度地減小光學串擾，提高距離檢測的準確性。

以下將參照所附圖式更詳細地描述本發明。在各個圖式中，相同的元件採用類似的標號來表示。為了清楚起見，圖式中的各個部分沒有按比例繪製。此外，可能未示出某些公知的部分。為了簡明起見，可以在一幅圖中描述經過數個步驟後所獲得的半導體結構。應當理解，在描述裝置的結構時，當將一層、一個區域稱為位於另一層、另一個區域“上面”或“上方”時，可以指直接位於另一層、另一個區域上面，或者在其與另一層、另一個區域之間還包含其它的層或區域。並且，如果將裝置翻轉，此一層、一個區域將位於另一層、另一個區域的“下面”或“下方”。如果為了描述直接位於另一層、另一個區域上面的情形，本文將採用“A直接在B上面”或“A在B上面並與之鄰接”的表達方式。在本申請案中，“A直接位於B中”表示A位於B中，並且A與B直接鄰接，而非A位於B中形成的摻雜區中。在本申請中，術語“沖線”是指在引線框上固定晶片以及進行打線接合之後，在注入封裝料的過程中，彼此相鄰的引線由於封裝料的衝擊而彼此接觸導致短路的現象。在下文中描述了本發明的許多特定的細節，例如，裝置的結構、材料、尺寸、處理工藝和技術，以便更清楚地理解本發明。但正如本領域的技術人士能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節來實現本發明。本發明提供的光學感測組件包括發光元件；包封發光元件的第一結構體，第一結構體的表面設置有出光面；光感測元件；以及包封光感測元件的第二結構體，第二結構體的表面設置有收光面，發光元件所發射的光經由出光面發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面到達光感測元件，光感測元件根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測，其中，出光面與收光面不平行。圖2a和2b分別為根據本發明第一實施例的光學感測組件的截面圖和俯視圖。光學感測組件200包括用於作為光源發射光的發光元件和用於檢測物體的反射光的光感測元件，例如，集成在同一個封裝元件中。如圖所示，光學感測組件200包括發光元件203，包封發光元件的第一結構體，光感測元件202，以及包封光感測元件的第二結構體。第一結構體的表面設置有出光面A，第二結構體的表面設置有收光面B，其中，出光面A與收光面B不平行。發光元件203所發射的光經由出光面A發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面B到達光感測元件202，光感測元件202根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測。光學感測組件200還包括電路基板201，第一結構體和第二結構體並排排列設置在電路基板201上，發光元件203和光感測元件202分別位於電路基板201的第一區域和第二區域，第一結構體覆蓋在第一區域上，以與第一區域一起包封發光元件203，第二結構體覆蓋在第二區域上，以與第二區域一起包封光感測元件202。電路基板201為，例如，印刷電路板，用於支撐第一結構體、第二結構體、發光元件203和光感測元件202，以及提供電路互連和外部電連接的佈線。發光元件203為，例如，選自發光二極體(LED)、雷射二極體(LD)或垂直腔面發射雷射器(VCSEL)中的任一種。光感測元件202包括光接收元件204和光電轉換電路，光接收元件204用於接收待測物體所反射的反射光，光電轉換電路用於將反射光轉換成電信號輸出。光接收元件204為，例如，選自光電二極體、光電電晶體中的任一種。例如，發光元件203和光感測元件202分別為獨立的晶片，並且採用黏接劑固定在電路基板201上，以及採用接合線與電路基板201上的佈線相連接。收光面B位於第二結構體的頂面，第二結構體的頂面位於光感測元件202的有源面上方，出光面A至少位於第一結構體之除了與第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的一個側面上，第一結構體的側面為與第一結構體的頂面相鄰的面，第一結構體的頂面位於發光元件的有源面上方。具體地，如圖2a所示，第一結構體包括第一遮光蓋206，第一遮光蓋206包括覆蓋在第一結構體的頂面的第一部分2061以及覆蓋在第一結構體之與第二結構體相鄰的側面上的第二部分2062，在第一結構體的側面形成一個出光面A。第一結構體還包括覆蓋在發光元件203上的第一透明體2051，第一遮光蓋206覆蓋在第一透明體2051的部分表面，第二結構體包括覆蓋在光感測元件202上的第二透明體2052。第一遮光蓋206由，例如，金屬或絕緣材料所形成，並且採用黏接劑或緊固件固定在電路基板201上。第一遮光蓋206採用白色遮罩，具有反射光源的作用。透明體為，例如，透明膠體。發光元件203作為光源產生的光經由出光面A發出到達物體表面，光接收元件204接收來自物體的反射光，藉由光電轉換電路產生電信號。與現有技術的光學感測組件100不同，光學感測組件200採用側面的出光開口，亦即，出光面A與收光面B形成一個夾角θ，夾角θ的範圍為大於或等於90度。在本實施例中，第一遮光蓋206或第一透明體2051與電路基板201的一側對齊，則夾角θ的角度為90度，而當第一遮光蓋206或第一透明體2051與基板201對齊的一側朝向光感測元件的方向發生傾斜時，亦即，第一遮光蓋或第一透明體遠離光感測元件的一側與電路基板201的水平方向的夾角α小於90度時，則夾角θ的角度也就大於90度，而當夾角θ大於150度時，出光面所發出的光與光感測元件202的收光面的法線幾乎平行，無法達成增加兩者之間距離的作用，也就無法減小光學串擾。因此，出光面A與收光面B的夾角θ的範圍較佳為不小於90度，且不大於150度。在本實施例中，光學感測組件200只有一個出光面A，為了適用於不同的應用，可以提供不同方向的出光面，如圖3a至3c所示為幾種不同出光面的光學感測組件的俯視圖，在實際的俯視圖中，遮光蓋應該全部遮擋發光元件(如圖2b所示)，而在圖3a至3c中，為了更清楚的描述出光開口的方向，發光元件被顯露出來。按照本發明在封裝體的側面設計出光面的思想，發光元件的出光面可以有三個選擇，亦即，除了發光元件與光電轉換電路相鄰的側面之外的其餘三個側面都可任意選擇。如圖3a和3b所示，光學感測組件的出光面的個數為2個，且方向都為彼此相對的兩個方向，不同的是，圖3a中的發光元件為一個，而圖3b中的發光元件為兩個。如圖3c所示，光學感測組件的出光面的個數為3個，亦即，可選擇的三個側面各有一個出光面。當然，光學感測組件的出光面的個數和方向不僅限於圖3a至3c中的這幾種，本領域的技術人士可以根據實際的應用選擇適合的出光面的個數和方向。另外，在本實施例中，至少一個發光元件203和至少一個光感測元件202位於同一封裝體中，封裝體包括第一結構體和第二結構體。如圖4所示為根據本發明第一實施例的光學感測系統的截面圖，光學感測系統300包括圖2所述的光學感測組件200以及導光元件208，導光元件208與光學感測組件200的出光面A相鄰，出光面A所發出的光被傳輸到導光元件208中並由導光元件延伸後，從第一表面C1發出再被待測物體反射，導光元件208的第一表面C1與光學感測組件收光面B平行。導光元件208還包括與第一表面C1相對的第二表面C2，第二表面C2上設置有導光結構209，以將被傳輸到導光元件208的光傳到第一表面C1發出，使得光源可以達到物體表面，並由物體反射後被光感測元件202接收產生電信號。本領域的技術人士也可藉由改變導光板的長度調整轉向導光元件208的第一表面的光源和光感測元件202所接收的光源的距離，在本實施例中，用於延伸光源的結構也不僅限於本發明提出的導光元件，其他可以獲得同樣延伸效果的結構也可被使用。另外，本發明用於使光源轉向到第一表面的導光結構可採用，例如，微結構，或油墨等擴散材料等方式實現。在本實施例中，發光元件203所發出的光源經由第一結構體側壁的出光面A發出，通過導光元件208延伸並轉向導光元件208的第一表面，使得從第一表面C1所發出的光源和光感測元件202所接收的光源之間的距離增大，且不會因為光學感測組件200的尺寸減小而減小，從而減小了光學感測組件的體積較小時產生的光學串擾，提高了距離檢測的準確性。導光元件可作一個系統中不同應用的光源距離延伸，如此可共用導光元件，並大幅降低封裝材料之成本。另外，傳統的遮光蓋採用黑色遮罩，以吸收光源的原理限制光源的行進方向，而本實施例中的白色遮光蓋具有反射能力，用於改變光源的行進方向，對光能量損耗較小，可大幅降低發光元件的驅動電流。圖5為根據本發明第二實施例的光學感測組件的截面圖。光學感測組件包括用於作為光源發射光的發光元件和用於檢測物體的反射光的光感測元件，例如，集成在同一個封裝元件中。在本實施例中，與第一實施例唯一不同的是，第一遮光蓋406的第一部分與第二部分的內表面之相鄰的部分採用斜面結構407，第一遮光蓋406的內表面是指第一遮光蓋406之靠近發光元件203的一面。斜面結構407可更有效的反射發光光源，提升發光元件的出光效率。當然，第一遮光蓋406的第一部分與第二部分的內表面之相鄰的部分還可採用曲面結構或其他可有效的反射發光光源的結構，以提升發光元件的出光效率。本實施例中的其他結構與第一實施例完全相同，在此不再贅述。與第一實施例相比，根據本發明第二實施例的光學感測組件400藉由改變第一遮光蓋的內表面的結構，使得發光光源更有效的被反射至出光開口，提高了發光元件的出光效率，提高了距離檢測的準確性。圖6為根據本發明第三實施例的光學感測組件的截面圖。光學感測組件包括用於作為光源發射光的發光元件和用於檢測物體的反射光的光電轉換電路，例如，集成在同一個封裝元件中。在本實施例中，與第一實施例唯一不同的是，第一遮光蓋506的第一部分5061還延伸至第二結構體的頂面的一部分上，且第二結構體還包括第二遮光蓋507，第二遮光蓋507覆蓋在第二結構體的頂面的第一部分5071以及覆蓋在第二結構體之至少部分側面上的第二部分5072，第一遮光蓋506的第一部分5061與第二遮光蓋507的第一部分5071之間的區域為收光面B所在的區域。光學感測組件500藉由減小收光面的面積以減小由於第一遮光蓋506的部分透光性所引起的光學串擾，提高了距離檢測的準確性。本實施例中的其他結構與第一實施例完全相同，在此不再贅述。圖7a和7b為根據本發明第四實施例的光學感測組件的截面圖。光學感測組件包括用於作為光源發射光的發光元件和用於檢測物體的反射光的光電轉換電路，例如，集成在同一個封裝元件中。在本實施例中，與第一實施例不同的是，在第一遮光蓋206的第二部分的外表面D2及/或第一遮光蓋206的第一部分的外表面D1設置擋光層，第一遮光蓋206的第二部分的外表面D2是指與第二結構體相鄰的一面，第一遮光蓋206的第一部分的外表面D1是指第一結構體的頂面之遠離發光元件的一面。本實施例中的其他結構與第一實施例完全相同，在此不再贅述。具體地，在圖7a中，將第一遮光蓋206的第二部分的外表面D2塗黑，以用於減小由於透光所引起的光學串擾，在圖7b中，將第一遮光蓋206的第二部分的外表面D2和第一遮光蓋206的第一部分的外表面D1都塗黑，以進一步的防止透光所引起的光學串擾，提高距離檢測的準確性。本申請還提出了一種光學感測組件的製造方法，包括：用第一結構體包封發光元件203，第一結構體的表面設置有出光面A，以及用第二結構體包封光感測元件202，第二結構體的表面設置有收光面B，發光元件所發射的光經由出光面發射到光學感測組件之外後，被待測物體反射，被待測物體反射後的反射光經由收光面到達光感測元件，光感測元件根據所接收的反射光對待測物體的距離進行感測，其中，使出光面與收光面非平行設置。進一步地，並排排列設置第一結構體和第二結構體，將收光面設置在第二結構體的頂面，第二結構體的頂面位於光感測元件的有源面上方，將出光面設置在第一結構體的除與第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的至少一個側面上，第一結構體的側面為與第一結構體的頂面相鄰的面，第一結構體的頂面位於發光元件的有源面上方。進一步地，將至少一個發光元件和至少一個光感測元件位於同一封裝體中，封裝體包括第一結構體和第二結構體。進一步地，將至少一個發光元件和至少一個光感測元件位於同一封裝體中的步驟包括：提供一電路基板，將至少一個發光元件以有源面朝上的方式安裝在電路基板的第一區域上，以及將至少一個光感測元件以有源面朝上的方式安裝在電路基板的第二區域上，在第一區域上覆蓋第一結構體，以及在第二區域上覆蓋第二結構體。進一步地，在第一區域上覆蓋第一結構體，在第二區域上覆蓋第二結構體的步驟包括：在電路基板之上設置發光元件的第一遮光蓋，第一遮光蓋包括位於發光元件的有源面上的第一部分，及位於第一區域與第二區域之間且與第一部分相連的第二部分，填充透明封裝料，使得透明封裝料填充第一遮光蓋和發光元件之間的空間，以形成覆蓋發光元件的第一透明體，且還使得透明封裝料覆蓋光感測元件以形成第二透明體，第一結構體包括第一遮光蓋和第一透明體，第二結構體包括第二透明體。進一步地，使第一遮光蓋的第一部分與第二部分的內表面之相鄰的部分成斜面或曲面，第一遮光蓋的內表面是指第一遮光蓋之靠近發光元件的一面。進一步地，在第一遮光蓋的第二部分的外表面及/或第一遮光蓋的第一部分的外表面上塗黑，第一遮光蓋的第二部分的外表面是指與第二結構體相鄰一面，第一遮光蓋的第一部分的外表面是指第一結構體的頂面之遠離發光元件的一面。本申請案公開了一種光學感測系統、光學感測組件及其製造方法。光學感測組件藉由使發光元件的出光面和光感測元件的收光面設置為不平行，並與導光元件結合的組成光學感測系統，增大了發光元件所發射至待測物體的光源與光感測元件所接收的光源之間的距離，即使光學感測組件的體積很小，也可以很大程度地減小光學串擾，提高距離檢測的準確性。應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。依照本發明實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制本發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人士能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。

100：光學感測組件 101：基板 102：發光元件 103：光電轉換電路 104：光感測元件 105：遮光蓋 106：接收開口 107：出光開口 108：遮擋層 109：透明覆蓋層 110：物體 112：開口 200：光學感測組件 201：電路基板 202：光感測元件 203：發光元件 204：光接收元件 206：第一遮光蓋 208：導光組件 209：導光結構 2051：第一透明體 2052：第二透明體 2061：第一部分 2062：第二部分 300：光學感測系統 400：光學感測組件 406：第一遮光蓋 407：斜面結構 500：光學感測組件 506：第一遮光蓋 507：第二遮光蓋 5061：第一部分 5071：第一部分 5072：第二部分 A：出光面 B：收光面 C1：第一表面 C2：第二表面 D1：外表面 D2：外表面

藉由以下參照所附圖式對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特徵和優點將更為清楚，在圖式中：圖1為根據現有技術的光學感測組件的截面圖。圖2a和2b分別示出根據本發明第一實施例的光學感測組件的截面圖和俯視圖。圖3a至3c為幾種不同出光面方向的光學感測組件的俯視圖。圖4為根據本發明第一實施例的光學感測系統的截面圖。圖5為根據本發明第二實施例的光學感測組件的截面圖。圖6為根據本發明第三實施例的光學感測組件的截面圖。圖7a和7b分別為根據本發明第四實施例的光學感測組件的截面圖。

200：光學感測組件 201：電路基板 202：光感測元件 203：發光元件 204：光接收元件 206：第一遮光蓋 2051：第一透明體 2052：第二透明體 2061：第一部分 2062：第二部分 A：出光面 B：收光面

Claims

一種光學感測組件，包括：發光元件；包封該發光元件的第一結構體，該第一結構體的表面設置有出光面；光感測元件；以及包封該光感測元件的第二結構體，該第二結構體的表面設置有收光面，其中，該發光元件所發射的光經由該出光面發射到該光學感測組件之外後，被待測物體反射，其中，被該待測物體反射後的反射光經由該收光面到達該光感測元件，該光感測元件根據所接收的該反射光對該待測物體的距離進行感測，其中，該出光面與該收光面不平行，並且其中，該出光面至少位於該第一結構體之除了與該第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的一個側面上，該第一結構體的側面為與該第一結構體的頂面相鄰的面，該第一結構體的頂面位於該發光元件的有源面上方。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，該第一結構體和該第二結構體並排排列設置，該收光面位於該第二結構體的頂面，該第二結構體的該頂面位於該光感測元件的有源面上方。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，該第一結構體包括第一遮光蓋，該第一遮光蓋包括覆蓋在該第一結構體的該頂面的第一部分以及覆蓋在該第一結構體之與該第二結構體相鄰的側面上的第二部分。
根據申請專利範圍第3項所述的光學感測組件，其中，該第一遮光蓋的該第一部分與該第二部分之內表面相鄰的部分採用斜面或曲面，該第一遮光蓋的該內表面是指該第一遮光蓋之靠近該發光元件的面。
根據申請專利範圍第3項所述的光學感測組件，其中，在該第一遮光蓋的該第二部分的外表面及/或該第一遮光蓋的該第一部分的外表面設置擋光層，該第一遮光蓋的該第二部分的該外表面是指與該第二結構體相鄰的一面，該第一遮光蓋的該第一部分的該外表面是指該第一結構體的該頂面之遠離該發光元件的一面。
根據申請專利範圍第5項所述的光學感測組件，其中，在該第一遮光蓋的該第二部分的該外表面及/或該第一遮光蓋的該第一部分的該外表面上塗黑。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，該出光面與該收光面形成的夾角大於或等於90度。
根據申請專利範圍第3項所述的光學感測組件，其中，該第一結構體還包括覆蓋在該發光元件上的第一透明體，該第一遮光蓋覆蓋在該第一透明體的部分表面。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，該第二結構體包括覆蓋在該光感測元件上的第二透明體。
根據申請專利範圍第3項所述的光學感測組件，其中，該第一遮光蓋的該第一部分還延伸至該第二結構體的該頂面的一部分上，且該第二結構體還包括第二遮光蓋，該第二遮光蓋覆蓋在該第二結構體的該頂面的一部分以及覆蓋在該第二結構體的至少部分側面上，該第一遮光蓋的該第一部分與該第二遮光蓋之間的區域為該收光面所在的區域。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，該光感測元件包括光接收元件和光電轉換電路，該光接收元件用於接收該待測物體所反射的反射光，該光電轉換電路用於將該反射光轉換成電信號輸出。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，其中，至少一個該發光元件和至少一個該光感測元件位於同一封裝體中，該封裝體包括該第一結構體和該第二結構體。
根據申請專利範圍第1項所述的光學感測組件，還包括一電路基板，該發光元件和該光感測元件分別位於該電路基板的第一區域和第二區域，該第一結構體覆蓋在該第一區域上，以與該第一區域一起包封該發光元件，該第二結構體覆蓋在該第二區域上，以與該第二區域一起包封該光感測元件。
根據申請專利範圍第3項所述的光學感測組件，其中，該第一遮光蓋反射該發光元件所發射的光。
一種光學感測組件的製造方法，包括：用第一結構體包封發光元件，該第一結構體的表面設置有出光面；以及用第二結構體包封光感測元件，該第二結構體的表面設置有收光面，其中，該發光元件所發射的光經由該出光面發射到該光學感測組件之外後，被待測物體反射，其中，被該待測物體反射後的反射光經由該收光面到達該光感測元件，該光感測元件根據所接收的該反射光對該待測物體的距離進行感測，其中，使該出光面與該收光面非平行設置，並且其中，將該出光面設置在該第一結構體之除了與該第二結構體相鄰的側面之外的剩餘側面中的至少一個側面上，該第一結構體的側面為與該第一結構體的頂面相鄰的面，該第一結構體的該頂面位於該發光元件的有源面上方。
根據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，並排排列設置該第一結構體和該第二結構體，將該收光面設置在該第二結構體的頂面，該第二結構體的該頂面位於該光感測元件的有源面上方。
根據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，將至少一個該發光元件和至少一個該光感測元件設置於同一封裝體中，該封裝體包括該第一結構體和該第二結構體。
根據申請專利範圍第17項所述的方法，其中，將至少一個該發光元件和至少一個該光感測元件設置於同一封裝體中的步驟包括：提供一電路基板；將至少一個該發光元件以其有源面朝上的方式安裝在該電路基板的第一區域上，以及將至少一個光感測元件以其有源面朝上的方式安裝在該電路基板的第二區域上；在該第一區域上覆蓋該第一結構體；以及在該第二區域上覆蓋該第二結構體。
根據申請專利範圍第18項所述的方法，其中，在該第一區域上覆蓋該第一結構體，以及在該第二區域上覆蓋該第二結構體的步驟包括：在該電路基板之上設置該發光元件的第一遮光蓋，該第一遮光蓋包括位於該發光元件的該有源面上的第一部分，以及位於該第一區域與該第二區域之間且與該第一部分相連的第二部分；以及填充透明封裝料，使得該透明封裝料填充該第一遮光蓋和該發光元件之間的空間，以形成覆蓋該發光元件的第一透明體，且還使得該透明封裝料覆蓋該光感測元件以形成第二透明體，其中，該第一結構體包括該第一遮光蓋和該第一透明體，其中，該第二結構體包括該第二透明體。
根據申請專利範圍第19項所述的方法，其中，使該第一遮光蓋的該第一部分與該第二部分的內表面相鄰的部分成斜面或曲面，該第一遮光蓋的該內表面是指該第一遮光蓋之靠近該發光元件的一面。
根據申請專利範圍第19項所述的方法，其中，在該第一遮光蓋的該第二部分的外表面及/或該第一遮光蓋的該第一部分的外表面上塗黑，該第一遮光蓋的該第二部分的外表面是指與該第二結構體相鄰的一面，該第一遮光蓋的該第一部分的外表面是指該第一結構體的頂面之遠離該發光元件的一面。
一種光學感測系統，包括如申請專利範圍第1至14項中的任一項所述的光學感測組件，還包括導光組件，該導光元件與該光學感測系統的出光面相鄰，該出光面所發出的光被傳輸到該導光元件中並由該導光元件的第一表面發出後再被該待測物體反射，該第一表面與該收光面平行。
根據申請專利範圍第22項所述的光學感測系統，其中，該導光元件還包括與該第一表面相對的第二表面，該第二表面上設置有導光結構，以將被傳輸到該導光元件的光傳到至該第一表面發出。
根據申請專利範圍第23項所述的光學感測系統，其中，該導光結構為黏附在該第二表面上的擴散材料。
根據申請專利範圍第23項所述的光學感測系統，其中，該導光結構為微結構。