光学感测系统、光学感测组件及其制造方法技术方案

技术编号:19265178 阅读:18 留言:0更新日期:2018-10-27 03:20
本发明专利技术公开了一种光学感测系统、光学感测组件及其制造方法。所述光学感测组件,包括发光元件,包封所述发光元件的第一结构体,所述第一结构体的表面设置有出光面,光感测元件,包封所述光感测元件的第二结构体,所述第二结构体的表面设置有收光面,所述发光元件发射的光由经所述出光面发射到所述光学感测组件之外后,被待测物体反射,被所述待测物体反射后的反射光由经所述收光面到达所述光感测元件,所述光感测元件根据接收的所述反射光对所述待测物体的距离进行感测,其中,所述出光面与所述收光面不平行,通过将光学感测组件的出光面和收光面设置在不同的平面,从而减小光学串扰,提高距离检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
光学感测系统、光学感测组件及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件
,更具体地,涉及光学感测系统、光学感测组件及其制造方法。
技术介绍
接近检测是在非接触条件下检测物体接近的技术,在工业自动控制、物联网技术、电子游戏等领域有着广泛的应用。根据检测原理的不同,接近检测可以采用不同包括电容式、电感式和光电式等不同类似的传感器。光电式传感器的工作原理是将光源发射的光照射物体,经物体反射之后由光电感应器件接收光能量并转换成电信号。光电式传感器的检测距离适合于各种日常应用,例如在手机中用于检测用户的通话姿势,在虚拟现实(VR)和智能手表中用于检测用户佩戴设备。图1为根据现有技术的光学感测组件的截面图。该光学感测组件100包括基板101、以及固定在基板101上的遮光盖105、发光元件102和光电转换电路103、以及位于基板101上方的透明覆盖层109和遮挡层108。遮光盖105形成分别容纳发光元件102和光电转换电路103的内部腔室。在内部腔室的顶部形成出光开口107和接收开口106。覆盖层109和遮挡层108一起形成盖板,并且限定开口112。发光元件102作为光源产生的光依次经由出光开口107和112照射在物体110上。光电转换电路103包括光感测元件104,依次经由开口112和接收开口106接收来自物体的反射光,使得光感测元件104产生电信号。该光学感测组件100将发光元件102和光电转换电路103集成在同一个封装组件中,遮光盖105兼用作将光发射路径和光反射路径彼此隔开的隔板,从而可以减小组件体积。在该光学感测组件100应用于手机等电子设备时,可以进一步减小电子设备的尺寸。然而,透明覆盖层109的表面会导致光在不同折射率介质之间的反射,如图中虚线所示。该表面反射光也可以经由接收开口112到达光感测元件104,从而产生光学串扰,从而导致对物体110距离的误判。在进一步改进的光学感测组件中,通过将发光元件与光感芯片的距离增大来减小光学串扰,然而这种方法不仅需要增强发光元件的发光强度,而且还会导致组件成本提高或体积增大。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种光学感测组件,其通过将出光面和收光面设置不平行以减小光学串扰。根据本专利技术的第一方面,提供一种光学感测组件,包括发光元件,包封所述发光元件的第一结构体,所述第一结构体的表面设置有出光面,光感测元件,包封所述光感测元件的第二结构体,所述第二结构体的表面设置有收光面,所述发光元件发射的光由经所述出光面发射到所述光学感测组件之外后,被待测物体反射,被所述待测物体反射后的反射光由经所述收光面到达所述光感测元件,所述光感测元件根据接收的所述反射光对所述待测物体的距离进行感测,其中,所述出光面与所述收光面不平行。优选地,所述第一结构体和所述第二结构体并排排列设置,所述收光面位于所述第二结构体的顶面,所述第二结构体的顶面位于所述光感测元件的有源面上方,所述出光面至少位于所述第一结构体的除与所述第二结构体相邻的侧面之外的剩余侧面中的一个侧面上,所述第一结构体的侧面为与所述第一结构的顶面相邻的面,所述第一结构的顶面位于所述发光元件的有源面上方。优选地,所述第一结构体包括第一遮光盖,所述第一遮光盖包括覆盖在所述第一结构体的顶面的第一部分以及覆盖在所述第一结构体与所述第二结构体相邻的侧面上的第二部分。优选地,所述第一遮光盖的第一部分与第二部分的内表面相邻的部分采用斜面或曲面,所述第一遮光盖的内表面指所述第一遮光盖靠近所述发光元件的面。优选地,在所述第一遮光盖的第二部分的外表面和/或所述第一遮光盖的第一部分的外表面设置挡光层,所述第一遮光盖的第二部分的外表面是指与所述第二结构体相邻一面,所述第一遮光盖的第一部分的外表面是指所述第一结构体的顶面远离所述发光元件的一面。优选地,在第一遮光盖的第二部分的外表面和/或所述遮光盖的第一部分的外表面上涂黑。优选地,所述出光面与所述收光面形成的夹角大于等于90度。优选地,所述第一结构体还包括覆盖在所述发光元件上的第一透明体,所述第一遮光盖覆盖在所述第一透明体的部分表面。优选地,所述第二结构体包括覆盖在所述光感测元件上的第二透明体。优选地,所述第一遮光盖的第一部分还延伸至所述第二结构体的顶面的一部分上,且所述第二结构体还包括第二遮光盖,所述第二遮光盖覆盖在所述第二结构体的顶面的一部分以及覆盖在所述第二结构体至少部分侧面上,所述第一遮光盖的第一部分与第二遮光盖之间的区域为所述收光面所在的区域。优选地,所述光感测元件包括光接收元件和光电转换电路,所述光接收元件用于接收所述待测物体反射的反射光,所述光电转换电路用于将所述反射光转换成电信号输出。优选地,至少一个所述发光元件和至少一个所述光感测元件位于同一封装体中,所述封装体包括所述第一结构体和第二结构体。优选地,述的光学感测组件还包括一电路基板,所述发光元件和所述光感测元件分别位于所述电路基板的第一区域和第二区域,所述第一结构体覆盖在所述第一区域上,以与所述第一区域一起包封所述发光元件,所述第二结构体覆盖在所述第二区域上,以与所述第二区域一起包封所述光感测元件。优选地,所述第一遮光盖反射所述发光元件发射的光。根据本专利技术的第二方面,提供一种光学感测组件的制造方法,包括:用第一结构体包封发光元件,所述第一结构体的表面设置有出光面,以及用第二结构体包封光感测元件,所述第二结构体的表面设置有收光面,所述发光元件发射的光由经所述出光面发射到所述光学感测组件之外后,被待测物体反射,被所述待测物体反射后的反射光由经所述收光面到达所述光感测元件,所述光感测元件根据接收的所述反射光对所述待测物体的距离进行感测,其中,使所述出光面与所述收光面非平行设置。优选地,并排排列设置所述第一结构体和所述第二结构体,将所述收光面设置在所述第二结构体的顶面,所述第二结构体的顶面位于所述光感测元件的有源面上方,将所述出光面设置在所述第一结构体的除与所述第二结构体相邻的侧面之外的剩余侧面中的至少一个侧面上,所述第一结构体的侧面为与所述第一结构的顶面相邻的面,所述第一结构的顶面位于所述发光元件的有源面上方。优选地,将至少一个所述发光元件和至少一个所述光感测元件设置于同一封装体中,所述封装体包括所述第一结构体和所述第二结构体。优选地,将至少一个所述发光元件和至少一个所述光感测元件设置于同一封装体中的步骤包括:提供一电路基板,将至少一个所述发光元件以有源面朝上的方式安装在所述电路基板的第一区域上,以及将至少一个光感测元件以有源面朝上的方式安装在所述电路基板的第二区域上,在所述第一区域上覆盖所述第一结构体,在所述第二区域上覆盖所述第二结构体。优选地,在所述第一区域上覆盖所述第一结构体,在所述第二区域上覆盖所述第二结构体的步骤包括:在所述电路基板之上设置所述发光元件的第一遮光盖,所包括位于所述发光元件的有源面上的第一部分,位于所述第一区域与第二区域之间且与所述第一部分相连的第二部分,填充透明封装料,使得所述透明封装料填充所述第一遮光盖和所述发光元件之间的空间,以形成覆盖所述发光元件的第一透明体,且还使得所述透明封装料覆盖所述光感测元件以形成所述第二透明体,所述第一结构体包括第一遮光盖和第一透明体,所述第二结构体包括所述第二透明体。优选本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种光学感测组件,包括发光元件,包封所述发光元件的第一结构体,所述第一结构体的表面设置有出光面,光感测元件,包封所述光感测元件的第二结构体,所述第二结构体的表面设置有收光面,所述发光元件发射的光由经所述出光面发射到所述光学感测组件之外后,被待测物体反射,被所述待测物体反射后的反射光由经所述收光面到达所述光感测元件,所述光感测元件根据接收的所述反射光对所述待测物体的距离进行感测,其中,所述出光面与所述收光面不平行。

【技术特征摘要】
1.一种光学感测组件,包括发光元件,包封所述发光元件的第一结构体,所述第一结构体的表面设置有出光面,光感测元件,包封所述光感测元件的第二结构体,所述第二结构体的表面设置有收光面,所述发光元件发射的光由经所述出光面发射到所述光学感测组件之外后,被待测物体反射,被所述待测物体反射后的反射光由经所述收光面到达所述光感测元件,所述光感测元件根据接收的所述反射光对所述待测物体的距离进行感测,其中,所述出光面与所述收光面不平行。2.根据权利要求1所述的光学感测组件,其特征在于,所述第一结构体和所述第二结构体并排排列设置,所述收光面位于所述第二结构体的顶面,所述第二结构体的顶面位于所述光感测元件的有源面上方,所述出光面至少位于所述第一结构体的除与所述第二结构体相邻的侧面之外的剩余侧面中的一个侧面上,所述第一结构体的侧面为与所述第一结构体的顶面相邻的面,所述第一结构的顶面位于所述发光元件的有源面上方。3.根据权利要求2所述的光学感测组件,其特征在于,所述第一结构体包括第一遮光盖,所述第一遮光盖包括覆盖在所述第一结构体的顶面的第一部分以及覆盖在所述第一结构体与所述第二结构体相邻的侧面上的第二部分。4.根据权利要求3所述的光学感测组件,其特征在于,所述第一遮光盖的第一部分与第二部分的内表面相邻的部分采用斜面或曲面,所述第一遮光盖的内表面指所述第一遮光盖靠近所述发光元件的面。5.根据权利要求3所述的光学感测组件,其特征在于,在所述第一遮光盖的第二部分的外表面和/或所述第一遮光盖的第一部分的外表面设置挡光层,所述第一遮光盖的第二部分的外表面是指与所述第二结构体相邻一面,所述第一遮光盖的第一部分的外表面是指所述第一结构体的顶面远离所述发光元件的一面。6.根据权利要求5所述的光学感测组件,其特征在于,在所述第一遮光盖的第二部分的外表面和/或所述遮光盖的第一部分的外表面上涂黑。7.根据权利要求1所述的光学感测组件,其特征在于,所述出光面与所述收光面形成的夹角大于等于90度。8.根据权利要求3所述的光学感测组件,所述第一结构体还包括覆盖在所述发光元件上的第一透明体,所述第一遮光盖覆盖在所述第一透明体的部分表面。9.根据权利要求1所述的光学感测组件,所述第二结构体包括覆盖在所述光感测元件上的第二透明体。10.根据权利要求3所述的光学感测组件,其特征在于,所述第一遮光盖的第一部分还延伸至所述第二结构体的顶面的一部分上,且所述第二结构体还包括第二遮光盖,所述第二遮光盖覆盖在所述第二结构体的顶面的一部分以及覆盖在所述第二结构体至少部分侧面上,所述第一遮光盖的第一部分与第二遮光盖之间的区域为所述收光面所在的区域。11.根据权利要求1所述的光学感测组件,其特征在于,所述光感测元件包括光接收元件和光电转换电路,所述光接收元件用于接收所述待测物体反射的反射光,所述光电转换电路用于将所述反射光转换成电信号输出。12.根据权利要求1所述的光学感测组件,其特征在于,至少一个所述发光元件和至少一个所述光感测元件位于同一封装体中,所述封装体包括所述第一结构体和第二结构体。13.根据权利要求1所述的光学感测组件,还包括一电路基板,所述发光元件和所述光感测元件分别位于所述电路基板的第一区域和第二区域,所述第一结构体覆盖在所述第一区域上,以与所述第一区域一起包封所述发光元件,所述第二结构体覆盖在所述第二区域上,以与所述第二区域一起包封所述光感测元件。14.根据权利要求3所述的光学感测元件,所述第一遮光盖反射所述发光元...

【专利技术属性】
技术研发人员:林苏逸
申请(专利权)人:矽力杰半导体技术杭州有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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