CN102395859A - 减少镜反射的光学传感器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例，光学感测装置包括光源和光侦测器。光源包括一个或多个发光组件，光侦测器包括一个或多个光侦测组件。在光源和光侦测器之间的第一不透明光阻障部分被配置为阻挡光从光源直接传递到光侦测器。从第一不透明光阻障部分向朝向光源的方向延伸的第二不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于光学感测装置上则减少所发生的镜反射的量。如果透光盖板置于光学感测装置上，则从第一光阻障部分向朝向光侦测器的方向延伸的第三不透明光阻障部分被配置为减少会被光侦测器所侦测到的镜反射的量。

Description

减少镜反射的光学传感器
优先权声明
本申请要求下述美国专利申请的优先权：
●美国临时专利申请号61/169,236，题为“光学传感器和用于提供光学传感器的方法”(OPTICAL SENSORS AND METHODS FOR PROVIDINGOPTICAL SENSORS)，授予Lynn K.Wiese等人，递交日：2009年4月14日(代理机构案卷号：ELAN-01227US0)；
●美国临时专利申请号61/218,867，题为“减少镜反射的光学传感器”(OPTICAL SENSORS THAT REDUCE SPECULAR REFLECTIONS)，授予Lynn K.Wiese等人，递交日：2009年6月19日(代理机构案卷号：ELAN-01247US0)；
●美国专利申请号12/499,693，题为“光学传感器和用于提供光学传感器的方法”(OPTICAL SENSORS AND METHODS FOR PROVIDINGOPTICAL SENSORS)，授予Lynn K.Wiese等人，递交日：2009年7月8日(代理机构案卷号：ELAN-01227US1)；
●美国专利申请号12/499,723，题为“减少镜反射的光学传感器”(OPTICAL SENSORS THAT REDUCE SPECULAR REFLECTIONS)，授予Lynn K.Wiese等人，递交日：2009年7月8日(代理机构案卷号：ELAN-01247US1)；
●美国专利申请号12/643,831，题为“减少镜反射的光学传感器”(OPTICAL SENSORS THAT REDUCE SPECULAR REFLECTIONS)，授予Lynn K.Wiese等人，递交日：2009年12月21日(代理机构案卷号：ELAN-01247US1)；
的技术领域
本申请涉及光学传感器以及提供和/或包括光学传感器的系统和方法。
更特定言的，本申请涉及减少镜反射的光学传感器以及提供和/或包括此种光学传感器的系统和方法。
背景技术
光学传感器(例如光学接近传感器)可以包括一个或多个发光组件(例如LED)和相邻的光敏光侦测器，其中传感器可以基于来自一个或多个LED的回到传感器的反射光的大小来估计物体的接近接近程度。随着电池运作的手持式装置(例如行动电话)的出现，这些传感器的价值最近变得更为重要。举例而言，来自行动电话电池的相当多能量是用于驱动显示器，并且当行动电话或其它装置被放到使用者耳朵时(在此无论如何都无法看到它)，关闭显示器或背光是有价值的。光学接近传感器已经用于这种应有以及许多其它的应用。
举其它的例子来看，有许多其它的应用是可以用光学接近传感器来侦测物体存在而是有利的。这些应用范围涵盖：感测机械上的保护盖何时已经打开、纸张已经正确置于打印机、或者操作员的手在操作中的机器附近有危险。光学接近传感器也可以被用作为简单触碰或接近触碰所致动的开关，并且或可实施于像是以下键盘或装置的应用：所述键盘或装置具有密封的塑料壳体，但是它允许来自源的光通过并且允许在返回时由侦测器所感测。
从源到侦测器，且不投射离开封装到目标(而是从来源直接传递到侦测器)的光会减少整个装置感测距离的能力。此种光基本上侧向传递于封装里，并且被视为噪声或“光泄漏”(light leakage)而不包含信息。为了减少且最好避免光泄漏，经常使用光阻障来将光源与光侦测器隔离开。然而，目前制造光学接近传感器的技术比较复杂、昂贵，并且经常导致传感器比所期望的要大。再者，光学接近传感器构件(光源除外)经常是由一个供货商所生产的，而光源是由另一个供货商所生产，导致光源与光学接近传感器的其余构件分开安装，这增加了装置的整个占地面积、增加了复杂度和组装的成本。
光学传感器经常与盖板一起使用(例如置于盖板的后面或由盖板所覆盖)，该盖板是玻璃、塑料或一些其它保护性的透光材料。举例而言，盖板可以是覆盖行动电话、可携式音乐播放器或个人数据助理(personal data assistant，PDA)的屏幕的玻璃，或是覆盖膝上型计算机的屏幕的塑料。当此种盖板置于光学传感器上时，光学传感器经常容易受到镜反射的影响。如同期望使直接从源传递到侦测器的光最小化一样，也期望最小化镜反射，因为这样的反射射类似地减少了整个装置感测距离的能力(因为镜反射基本上是不包含信息的噪声)。
发明内容
上述许多应用会得益于减少形式因素的传感器，该传感器的简单结构可以用低成本来大量生产。相信本发明的多个实施例能提供此种简单而有成本效益的传感器。本发明进一步的实施例则减少传感器对镜反射的敏感性。
根据本发明的实施例，光学感测装置包括光源和光侦测器。光源可以包括一个或多个发光组件，而光侦测器可以包括一个或多个光侦测组件。在光源和光侦测器之间的第一不透明光阻障部分被配置为成阻挡光直接从光源传递到光侦测器。第二不透明光阻障部分则从第一不透明光阻障部分向朝向光源的方向延伸，该第二不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于光学感测装置上时减少所发生的镜反射的量。根据本发明的实施例，一部分第二不透明光阻障部分覆盖光源的一个或多个发光组件中的至少一个发光组件的至少一部分。
在一实施例中，第一不透明光阻障部分和第二不透明光阻障部分是分别形成的。第一不透明光阻障部分和第二不透明光阻障部分可以大致彼此垂直。再者，一部分的第一不透明光阻障部分可以藉由不透明的环氧树脂而连接到一部分的第二不透明光阻障部分，使得来自光源的光不会在第一和第二不透明光阻障部分之的间泄漏。
在一实施例中，第一不透明光阻障部分分隔光学感测装置的第一和第二腔穴，而光源位于第一腔穴里，并且光侦测器位于第二腔穴里。在此种实施例中，第二不透明光阻障部分覆盖第一腔穴的一部分。在一实施例中，第一和第二腔穴可以被实质填充以透光材料，该透光材料覆盖了光源和光侦测器。在此种实施例中，第二光阻障部分可以是填充在沟槽中的不透明材料，该沟槽形成于覆盖第一腔穴里的光源的透光材料中。或者，第二光阻障部分可以是沉积在覆盖第一腔穴中光源的透光材料的一部分最外侧表面上的不透明材料。在又一个实施例中，第二光阻障部分可以是覆盖第一腔穴中光源的透光材料的一部分最外侧表面的开孔板的一部分。此种开孔板也可以被用于并未填充有透光材料的腔穴。
根据一实施例，光学感测装置可以包括进一步的(例如，第三)不透明光阻障部分，该不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于光学感测装置上时会减少被光侦测器的一个或多个光侦测组件四匹侦测到的镜反射的量。此种第三不透明光阻障部分从第一光阻障部分向朝向光侦测器的方向延伸。在一实施例中，一部分的第三不透明光阻障部分覆盖光侦测器的一个或多个光侦测组件当中至少一个光侦测组件的至少一部分。第三不透明光阻障部分可以与第二不透明光阻障部分相类似的方式来形成。
本发明的多个实施例也涉及提供光学感测装置的方法。根据一实施例，形成由第一不透明光阻障部分所分隔的第一和第二腔穴。光源附连于第一腔穴里，并且光侦测器附连于第二腔穴里，使得第一不透明光阻障部分是在光侦测器和光源之间。另外，形成第二不透明光阻障部分，第二不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向第一腔穴的方向延伸。如上面所解释的，第二不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于第一和第二腔穴上时则减少镜反射的量。
根据一实施例，在形成第二不透明光阻障部分之前，第一和第二腔穴可以被实质填充以透光材料，使得透光材料覆盖光源和光侦测器。第二不透明光阻障部分然后可以藉由将不透明材料沉积于沟槽中而形成，该沟槽形成于覆盖第一腔穴中的光源的透光材料中。或者，第二不透明光阻障部分藉由将不透明材料沉积在覆盖第一腔穴中光源的透光材料的一部分最外侧表面上而形成。在另一实施例中，第二不透明光阻障部分藉由使用一部分开孔板来覆盖透光材料的一部分最外侧表面而形成。不透明的环氧树脂可以被用来附连将一部分开孔板附连至透光材料的这一部分最外侧表面，并附连至第一不透明光阻障部分的一部分最外侧部分。此种开孔板也可以被用于并未填充有透光材料的腔穴。
根据一实施例，形成第三不透明光阻障部分，第三不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向第二腔穴的方向延伸。第三不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于第一和第二腔穴上时，则减少会被光侦测器侦测到的镜反射的量。
本发明的多个实施例也涉及一种包括光源和光侦测器的装置。该装置也包括在光源和光侦测器之间的第一不透明光阻障部分，该第一不透明光阻障部分被配置为阻挡光直接从光源传递到光侦测器。该装置也包括第二不透明光阻障部分，第二不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向光源的方向延伸。另外，该装置包括置于光源和光侦测器上的透光盖。在此种实施例中，第二不透明光阻障部分被配置为减少由透光盖置于光源上所造成的镜反射的量。附带地(或可以替代地)，该装置也可以包括进一步的(例如第三)不透明光阻障部分，该不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向第二腔穴的方向延伸。第三不透明光阻障部分被配置为减少光侦测器所侦测到的镜反射的量。本发明的多个实施例也针对包括上述特征以及额外特征的系统。
本发明内容部分不是要综述本发明所有的实施例。从下述的详细叙述、附图和权利要求书中，将进一步地明确本发明的进一步和替代性的实施例以及实施例的特征、方面、优点。
附图说明
图1是根据本发明特定实施例的光学感测装置(例如接近接近感测装置)的俯视图。
图2A是根据本发明第一实施例的图1的装置的侧面图。
图2B是根据本发明第一实施例的图1和2A的装置沿着图1中虚线B-B的截面图。
图3A是根据本发明第二实施例的图1的装置的侧面图。
图3B是根据本发明第二实施例的图1和3A的装置沿着图1中虚线B-B的截面图。
图4A是根据本发明第三实施例的图1的装置的侧面图。
图4B是根据本发明第三实施例的图1和4A的装置沿着图1中虚线B-B的截面图。
图5是高阶流程图，其用于综述根据本发明实施例的提供光学感测装置的各种方法。
图6是高阶流程图，其用于综述根据本发明实施例的提供多个光学感测装置的各种方法。
图7是高阶系统方块图，其包括本发明实施例的光学传感器。
图8示出光学传感器如何被置于可造成镜反射的盖板的后面。
图9A是根据本发明实施例的包括L形阻障的光学感测装置的截面图。
图9B是根据本发明另一实施例的包括L形阻障的光学感测装置的截面图。
图9C是根据本发明实施例的包括T形阻障的光学感测装置的截面图。。
图9D是根据本发明另一实施例的包括T形阻障的光学感测装置的截面图。
图10是根据本发明实施例的包括偏心透镜的光学感测装置的截面图。
图11和12是高阶流程图，用于综述可被用来提供光学感测装置的本发明的特定实施例。
图13是替代性光学感测装置(例如接近感测装置)的俯视图，其可以得益于本发明的实施例而减少镜反射。
图14A和14B是图13所示的光学传感器的范例性替代截面图。
图15A是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为L形阻障。
图15B是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为T形阻障，。
图15C是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为L形阻障，。
图15D是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为T形阻障，。
图16A是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为L形阻障，。
图16B是根据本发明实施例的图13和14A的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为T形阻障，。
图17A是根据本发明实施例的图13和14B的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为L形阻障，。
图17B是根据本发明实施例的图13和14B的光学感测装置的截面，其中阻障被修改成为T形阻障，。
图18是使用模具多个透镜的立体图。
图19是包括图18所示的透镜中一个透镜的光学感测装置的截面。
具体实施方式
图1是根据本发明特定实施例的光学感测装置102(例如接近感测装置)的俯视图。根据本发明的第一实施例，图2A是图1的装置102的侧面图，而图2B是图1和图2A的装置102的截面图(沿着图1虚线B-B)。
如图1所示，光学感测装置102包括管芯附连基板110，虽然在图1显示为管芯附连的引线框基板，但是可以另外选择的是电路板基板或陶瓷基板，但不限于此。使用一个或多个引线框做为管芯附连基板的益处在于引线框基板典型地可以做得比电路板基板或陶瓷基板还薄，这可以减少整个装置102的厚度，这取决于使用装置102的用途可能是令人期望的。举例而言，引线框基板的厚度可以是大约0.2毫米，而电路板基板的厚度可能会是至少0.3或0.4毫米。再者，引线框基板提供比电路板基板更好的热逸散性。另外，引线框基板(如果是金属性的)对光而言是不透明的，而典型的电路板基板是有些透光的(除非使用黑色电路板，而这是难以获得的)。同时，引线框基板典型地不如电路板基板和陶瓷基板来得昂贵。
附连于管芯附连基板110的是光侦测器管芯120和光源管芯130。光侦测器管芯120(其也可以称为光传感器管芯、光子侦测器管芯或光学侦测器管芯)包括一个或多个光侦测组件，譬如但不限于：光电阻器、光伏电池、光二极管、光敏晶体管、电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)或类似组件，可以被用来产生指示所侦测到的光的大小的电流或电压。一个或多个光侦测组件形成了光侦测器管芯120的作用区域122。虽然作用区域122相对于光侦测器管芯120的其余部分的示例性位置是如图所示的，但是作用区域122的替代性位置也在本发明的范围里。举例而言，作用区域122可以比如图所示地位于更远离(或更接近)光源管芯130。
光源管芯130(其也可以称为发光管芯)包括一个或多个发光组件，譬如但不限于：发光二极管(light emitting diode，LED)、有机LED(organic light emittingdiode，OLED)、整体发射型LED、表面发射型LED、垂直腔穴表面发射型激光(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)、超明亮发光二极管(superluminescent light emitting diode，SLED)、激光二极管、像素二极管或类似组件。举例而言，LED型的光源管芯130可以包括n型硅基板，且p型层(例如砷化镓(GaAs)层)沉积在n型硅基板上。附连于p型层的电极提供LED管芯的端子中的一个，并且附连于n型基板的另一电极提供LED管芯的端子中的另一个。附连于p型层的电极可以是引线接合或者可以附连于引线接合(例如图1中附连于光源管芯130的顶部的引线接合116)。附连于n型基板的电极可以例如是导电的(例如银)环氧树脂。举例而言，导电的环氧树脂可以将n型基板的底部附连至管芯附连的引线框基板(例如图1的110)。
管芯附连的引线框基板110被示为包括引线框臂部112a和112b，引线框臂部112a和112b从管芯附连的引线框110的主体延伸，并且可以增加按照如下所述的方式所形成的光阻障的光阻挡能力。也示出了引线框接合焊盘114a～h(其与管芯附连的引线框110是电隔绝的)、引线接合116(其将光侦测器管芯120和光源管芯130附连至接合焊盘114a～h)。
如在图2A和2B最能看出的，透光材料140覆盖光侦测器管芯120、光源管芯130、以及管芯附连基板110(除了以下所讨论的沟槽145的地方之外)。根据特定的实施例，透光材料140可以是透光的环氧树脂(例如清澈的环氧树脂)，或者是其它透光的树脂或聚合物，其被模制(例如转移模制或铸造模制)或者以别的方式形成于光侦测器管芯120、光源管芯130、以及管芯附连基板110之上。沟槽145(也可以称为沟道)形成于光侦测器管芯和光源管芯之间的透光材料中。沟槽145可以被锯切割、刀切割或激光切割，或以另一种方式被切割。或者，可使用模具中的特征来形成(例如浇铸)沟槽，该模具中的特征被用于在管芯120和130与其两者之间的空间上形成透光材料。举例而言，沟槽145可由从模具表面机械加工所突出的薄形鳍状物而形成。
沟槽145里的是不透明材料150，不透明材料150，在光侦测器管芯和光源管芯之间提供光阻障。根据特定的实施例，不透明的材料可以是不透明的环氧树脂(例如黑色环氧树脂)或其它不透明的树脂或聚合物，其不允许发光管芯130所产生的光波长由其中通过。换言之，沟槽145里的不透明材料150所形成的光阻障避免了由光源管芯130的一个或多个发光组件所产生的光直接传递到光侦测器管芯120的一个或多个光侦测组件，并避免了由光源管芯130的一个或多个发光组件所产生的光被光侦测器管芯120的一个或多个光侦测组件所侦测到。
根据实施例，沟槽145被形成于透光材料140中，最好使得沟槽145延伸至管芯附连基板110，如图2A和2B所示。如果沟槽145并未一路延伸到管芯附连基板110，则沟槽145仍应该够深，使得当沟槽被不透明材料150占据时，可以在光源管芯130和光侦测器管芯120之间提供足够的光阻障。
现在参考图3A和3B，其分别是根据本发明第二实施例的光感测装置102’的侧视图和截面图。在此实施例中，不透明材料条154被形成于管芯附连基板110上，并且沟槽145被形成于透光材料140中，使得沟槽145最好延伸至不透明材料条154或延伸入不透明材料条154中。不透明材料条154可以包括与材料150相同的不透明材料，或包括不同的材料。在此实施例中，条154形成光源管芯130和光侦测器管芯120之间的光阻障的一部分。可以在浇铸或用其他方式形成透光材料140之前就沉积和硬化条154。
现在参考图4A和4B，其分别是根据本发明第三实施例的光感测装置102”的侧视图和截面图。在此实施例中，沟槽152被形成于管芯附连基板110中，沟槽145以透光材料140而形成于管芯附连基板110之下(或更精确地说是其之后形成的)。如图4A和4B所示，不透明材料条154是在沟槽152里并且延伸高于管芯附连基板110的平坦表面。如一并显示的，形成于透光材料140的沟槽145最好延伸至不透明材料条154或延伸入不透明材料条154中。在此实施例中，条154形成光源管芯130和光侦测器管芯120之间的部分光阻障。可以在浇铸或用其他方式形成透光材料140之前就沉积和硬化条154。
仍然参见图4A和4B，虽然也可能不含条154，但是沟槽145是形成于透光材料140中，使得在管芯附连基板110中沟槽145与沟槽152相邻且连续，由此当沟槽152被填充以不透明材料140时，基板110中的沟槽152也被填充以相同的不透明材料140。
在图2A和2B以及3A和3B的实施例中，如果沟槽145并未一路延伸至不透明材料条154，或并未一路延伸至管芯附连基板110，则沟槽145仍应该够深，使得当沟槽145被不透明材料150占据时，在光源管芯130和光侦测器管芯120之间提供足够的光阻障。
在上述实施例中，光学装置102、102’、102”被示出为包括单一管芯附连基板，光侦测器管芯120和光源管芯130二者均附连到该单一管芯附连基板。在另外可以选择的实施例中，光学装置102、102’、102”可以包括多于一个管芯附连基板，例如使得光侦测器管芯120附连到一个管芯附连基板，而光源管芯130附连到另一个(例如相邻的)管芯附连基板。在此种实施例中，沟槽145仍应该被形成于光侦测器管芯120和光源管芯130之间。
根据实施例，最终的感测装置102、102’、102”是双列扁平无引线的(dualrow flat no lead，DFN)装置，如图2A、3A、4A可见。在图2A、3A、4A中，暴露的引线框接合焊盘114能使感测装置连接到其它电路。或者，其它的焊盘、针脚、球栅或类似者可被提供以使光学传感器102、102’、102”能够连接到其它电路，如本领域技术人员所熟知的。
在上述每个实施例中，透光材料140中可以浇铸或以其他方式形成浅光学结构，以引导光的发射，并引导或限制侦测器管芯的接受角度。该光学结构可以包括但不限于：小棱镜、发散器、平滑的平坦表面、透镜、遮光器、或全息组件、以及这些的组合。举例而言，光学结构可被机械加工至模具表面，并在使用模具以浇铸或以其它方式被复制到透光材料中。
现在将使用图5的高阶流程图来叙述根据本发明的多种实施例的提供光学传感器的方法。参见图5，在步骤502，光侦测器管芯(例如120)附连于管芯附连基板(例如110)，并且光源管芯(例如130)附连于光侦测器管芯所附连的同一个管芯附连基板，或附连于另一管芯附连基板，使得光侦测器管芯和光源管芯之间有一空间。管芯120和130可以例如使用环氧树脂(视实施方式而定，可以是不导电的或导电的(例如银填充的)环氧树脂)而附连于管芯附连基板110。其它的附连技术也是可能的，并且落于本发明的范围里。
在步骤504，光侦测器管芯、光源管芯以及光侦测器管芯和光源管芯之间的空间被覆盖以透光材料(例如140)。这可以通过使用透光材料来覆盖管芯所附连至的基板的全部面而完成。如上所解释的，透光材料可以是清澈的或其它的透光环氧树脂或其它树脂或聚合物。透光材料可以例如使用浇铸模制或转移模制而形成，但不限于此。
在步骤506，沟槽(例如145)被形成于光侦测器管芯和光源管芯之间的透光材料中。如上所解释的，沟槽可以通过锯切割、刀切割或激光切割而形成，但不限于此。或者，沟槽可通过模具中用于在管芯120和130以及其两者之间的空间上形成透光材料的特征而形成(例如，浇铸)。举例而言，沟槽145可由模具表面机械加工所突出的鳍状物而形成。
在沟槽是由对透光材料进行削减而形成的情形下，光侦测器管芯和光源管芯之间的整个空间可以在步骤504被覆盖以透光材料，其后将在步骤506被削减。在沟槽是由模具中的特征而形成的情形下，光侦测器管芯和光源管芯之间的一部分空间将不会被透光材料所覆盖(由于模具中的特征的缘故)，而此部分就形成沟槽。
在步骤508，把不透明材料(例如150)放在沟槽里以在光侦测器管芯和光源管芯之间形成光阻障。如上所解释的，不透明材料例如可以是不透明的环氧树脂(例如黑色环氧树脂)或某种其它的树脂或聚合物，其对于发光管芯130所产生的光波长而言是不透明的。以此方式，所形成的光阻障避免了光源管芯(例如130)的一个或多个发光组件所产生的光直接传递到光侦测器管芯(例如120)的一个或多个侦测光的组件，并避免了光源管芯(例如130)的一个或多个发光组件所产生的光被光侦测器管芯(例如120)的一个或多个侦测光的组件所侦测到。
不透明材料可以使用准确且受控制的方式被置于沟槽里；或者可以被散布于透光材料的整个表面上以填充沟槽并且多余的部分可以被擦除或以其他方式被清除，类似于用薄泥浆填塞砖瓦。不透明材料可以例如使用来自涂覆器(例如类似于中空针头)的正压被喷射或以其他方式被配送，以在单次或多次过程中填充或实质填充沟槽，并且多余的不透明材料可以被擦除或以其他方式被移除。举例而言，可以使用自动配送系统(例如从加州Carlsbad的Asymtek所获得的那些系统)以配送不透明材料。也可以使用其它技术，并且也落于本发明的范围里。
在特定的实施例中，不透明材料填充或至少实质填充了沟槽(较佳地以防止或最小化其中的空气气泡量的方式)，以使所形成的光阻障的不透明度最大化。在一实施例中，沟道可以被填充以不透明材料，然后材料可以被硬化，使得空气气泡瓦解。之后可以再施加一个或多个层/覆层的不透明材料以填充空气气泡瓦解之后所造成的凹陷或井。
在步骤502之后但在步骤504、506、508之前，可以执行引线接合或类似处理以把管芯(例如120和130)连接至接合焊盘(例如114)。在步骤504、506、508之前(并且在步骤502之前或之后)，不透明材料条(例如154)可以bei形成于管芯附连基板上，如上面参考图3A、3B、4A、4B所述的，以当在透光材料(例如140)中锯切割、刀切割或激光切割出沟槽时允许深度控制有一些溢出(亦即增加容许公差)，同时仍允许完全的光学阻障，只要切割沟槽使得沟槽延伸至不透明材料条或延伸入不透明材料条中即可。此种不透明材料条(例如154)例如可以使用自动配送系统(例如从加州Carlsbad的Asymtek所获得的那些系统)来形成。同时，如上面参考图4A和4B所讨论的，沟槽(例如152)可以被形成于管芯附连基板110中(例如被蚀刻于基板110中)，并且沟槽可以被或可以不被不透明材料条(例如154)所覆盖。也可以使用沟槽(例如152)以增加沟槽切割深度的容许公差。
本发明特定实施例的优点在于多个光学传感器可以使用成本和时间效益的方式来产生，如现在将参考图6的高阶流程图所综述的。参见图6，在步骤602，多个光侦测器管芯和多个光源管芯被附连于一个或多个管芯附连基板，使得每一个光侦测器管芯和对应的一个光源管芯之间有预定量的空间。举例而言，1000个光侦测器管芯和1000个对应的光源管芯可以被附连于2X 6英寸的排成行与列(例如20行X 50列)的引线框管芯附连基板，使得每一个光侦测器管芯和对应的一个光源管芯之间有预定量的空间(例如1毫米)。
在步骤604，使用以上参考步骤504所描述的其中一种技术，将光侦测器管芯、光源管芯以及它们之间至少部分的空间覆盖以透光材料。举例而言，可以使用相同的模制过程在同时对所有的管芯和其间的空间加以覆盖。这可以通过使用透光材料覆盖管芯所附连到的基板的整个面来完成。
在步骤606，形成透光材料中的沟槽，使得沟槽被形成于每一个光侦测器管芯和对应的一个光源管芯之间。如上面所解释的，可以使用锯切割、刀切割或激光切割或类似处理来形成此种沟槽。在光侦测器管芯和光源管芯以行与列的形式被附连的情形下，将需要进行相对较少的切割以在所有光源和对应的光侦测器之间形成沟槽。举例而言，在有20行X 50列的管芯对的情形下(其中管芯对是一个光侦测器管芯和对应的一个光源管芯)，将需要少至20个切割来为所有1000个管芯对形成沟槽。精确的切割数量取决于管芯附连基板上的管芯对的排列。如上面所解释的，或者可以使用模具的特征(用于在管芯上形成透光材料)来形成沟槽。在光侦测器管芯和光源管芯以行与列的方式附连的情形下，将需要相对较少的模具特征以在所有的光源和对应光侦测器之间形成沟槽。举例而言，在有20行X 50列的管芯对的情形下，可以使用少至20个的藉由模具表面机械加工所突出的鳍状物来为所有1000个管芯对形成沟槽。模具特征的精确数量取决于管芯附连基板上的管芯对的排列。
在沟槽是藉由切割透光材料而形成的情形下，每个管芯对之间的整个空间可以在步骤604覆盖以透光材料，其之后将在步骤606被切割。在沟槽是藉由模具的特征而形成的情形下，每个管芯对之间的一部分空间将不会被透光材料所覆盖(由于模具特征的缘故)，而此部分就形成沟槽。
在步骤608，把不透明材料(例如150)放在沟槽里，以在每一个光侦测器管芯和对应的一个光源管芯之间形成光阻障。把不透明材料放在沟槽里的范例性技术在上述的对步骤508的讨论有所提供。如果使用精确的配送机来把不透明材料配送到沟槽里，则将需要较少的配送机通过次数来填充所有的光源和对应光侦测器之间的沟槽。举例而言，在有20行X 50列的管芯对的情形下，可以使用少至20次的配送机通过次数来为所有1000个管芯对填充沟槽。精确的次数将取决于管芯附连基板上的管芯对的排列。
在步骤602之后但是在步骤604、606、608之前，可以执行引线接合或类似处理以把管芯连接到接合焊盘(例如114)。在步骤604、606、608之前(以及在步骤602之前或之后)，不透明材料条(例如154)可以被形成于管芯附连基板上，如上面参考图3A、3B、4A、4B所述的，当在透光材料(例如140)中锯切割、刀切割或激光切割出沟槽时，允许深度控制有一些溢出(亦即增加容许公差)，同时仍允许完全的光学阻障，只要切割沟槽使得沟槽延伸至不透明材料条或延伸入不透明材料条中即可。在光侦测器管芯和光源管芯以行与列的方式附连的情形下，将需要形成较少数量的条。举例而言，在有20行X 50列的管芯对的情形下，将需要形成少至20个不透明材料条以用于所有1000个管芯对。条的精确数目将取决于管芯附连基板上的管芯对的排列。同时，如上面参考图4A和4B所讨论的，沟槽(例如152)可被形成于管芯附连基板110中(例如被蚀刻于基板110中)，并且沟槽可以被或可以不被不透明材料条(例如154)所覆盖，以增加沟槽切割深度的容许公差。在光侦测器管芯和光源管芯以行与列的方式附连的情形下，管芯将需要在附连基板中形成较少数量的沟槽。举例而言，在有20行X 50列的管芯对的情形下，将需要在管芯附连基板中形成少至20个沟槽以用于所有1000个管芯对。
上述光学传感器可以提供接近感测能力以及其它能力，譬如但不限于侦测周围光线。举例而言，光侦测器管芯120可以包括电路以当光学传感器不被用于侦测接近度时可侦测周围光线。光侦测器管芯120也可以包括电路以区分从光源管芯130所发出的光(其被反射回来朝向光侦测器管芯)和周遭光(例如由太阳或人工光源所产生以用来照亮空间)。
上述光学传感器102、102’、102”可以使用于多样的系统，包括但不限于：行动电话、便携式计算机、便携式视频播放器、手持式装置以及类似设备。参见图7所示的系统700，举例而言，光学传感器102、102’或102”可以被用做为接近传感器以控制子系统706(例如触控屏、显示屏、背光、虚拟滚轮、虚拟键盘、导向触控板，等)是否被使能或禁用。举例而言，光学传感器102、102’或102”可以侦测物体708(例如人的手指)何时正在接近，并且基于该侦测来使能(或禁用)子系统706。
当被用做为接近传感器时，从光源管芯130的发光组件所发出的光(或者至少部分的此种光)将被存在的任何物体(例如708)所反射，并且由光侦测器管芯120的光侦测器组件所接收。光侦测器管芯120可以将反射光(可能也有周围光线)转换成为电流，并且可以使用电阻器和/或其它组件(例如跨阻放大器)来将此种电流转换成为电压。光源管芯120所接收的反射光强度一般是以大约1/(4*X^2)的速率而降低，其中X是物体708和传感器102、102’或102”之间的距离。然而，如刚才提到的，所有接收的光也可能包括周围光线(其可以来自日光、卤素光、白炽光、荧光，等)。可以使用多种技术来过滤或分离周围光线响应，其某些范例被揭示于美国专利申请第12/101,047号(题为“接近传感器和感测接近度的方法”(PROXIMITY SENSORS AND METHODS FORSENSING PROXIMITY)，2008年4月10日申请)，其结合在此作为参考。
系统700可以包括一个或多个驱动器702(例如LED驱动器或激光驱动器)，用于驱动光源管芯130的发光组件。光学传感器102、102’或102”的一个或多个指示侦测光的输出可以被提供给处理器和/或电路704(例如，可以包括一个或多个比较器)。处理器和/或电路704举例而言可以将传感器102、102’或102”的输出与一个或多个阈值进行比较，以确定物体是否是在子系统706应该被使能(或被禁用，视期望而定)的范围内，或者确定是否已经按下触控键(例如触控键盘的触控键)。可以使用多个阈值，并且基于所侦测到的物体的接近度而可以发生多于一个的可能响应。举例而言，如果物体是在第一接近范围里则可以发生第一响应，并且如果物体是在第二接近范围里则可以发生第二响应。对于物体接近度的其它响应也是有可能的。系统700可以进一步地或替代地选择使用光学传感器(例如102、102’或102”)来侦测物体的瞬间运动，这有助于在传感器范围里分辨静止物体(例如椅子)与非静止物体。也可以使用分时多任务和/或过滤，使得光学传感器102、102’或102”也可以被用做为周围光线传感器。当使用做为周围光线传感器时，光学传感器102、102’或102”可以被用来例如控制显示器的亮度、控制房间或其它空间的照明…等。这些只是光学传感器102、102’、102”的一些范例性用途，并非意图涵盖所有的用途。
现参见图8，光学传感器(例如102、102’、102”)可以与盖板802一起使用(例如置于盖板的后面或被盖板覆盖)，该盖板可以由例如玻璃、塑料或一些其它保护性的透光材料所制成。此种盖板802包括近表面804和远表面806，两者之间是板802的厚度。虽然近表面804被示为离开光学传感器(例如102、102’或102”)的顶面，但近表面也可以接触(亦即，邻靠着)光学传感器的顶面。盖板802可以是例如覆盖行动电话、个人音乐播放器或个人数据助理(PDA)的屏幕的玻璃，或是覆盖膝上型计算机的屏幕的塑料，但不限于此。
示例性光线803也被示于图8中。如从图8中可以理解到的，至少某些光线或部分的光线由于镜反射而可被反射回来朝向光侦测器管芯120的作用区域122。如同期望最小化从源直接传递到侦测器的光一样，也期望最小化镜反射，因为这种反射类似地减少了整个装置感测距离的能力(因为镜反射基本上是不包含信息的噪声)。为了减少并且最好避免镜反射被光侦测器管芯120(更特定的说，是光侦测器管芯120的作用区域122)所侦测到，根据本发明的特定实施例，可以使用替代性的光阻障，如下文将会叙述的。
参见图9A，根据本发明的实施例，光阻障950a包括第一部分952(类似于阻障150)，其以与光阻障150相同的方式来防止光源管芯130所产生的光直接行进至光侦测器管芯120。另外，光阻障950a包括减少镜反射的第二部分954。此第二部分954从第一部分延伸，并在光源管芯120上形成搁架，并且在一实施例中，覆盖光源管芯120的至少一部分发光组件，如图9所示。也如图9A所示，光阻障950a可以被认为是“L形”，因为第一和第二部分952和954合起来像字母“L”。在特定的实施例中，光阻障950a的第二部分954垂直于第一部分952。
如比较图8和图9A可以理解到的，如果传感器与盖板(例如802)一起使用，则光阻障950a的第二部分954会减少镜反射的量，藉此减少(并且较佳地最小化)光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的光量(这些光否则将归因于镜反射)。以此方式，光阻障950a的第二部分954增加传感器902a的敏感度。以另一种方式来说，光阻障950a的第二部分954增加了将由光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的真正是由在盖板802远侧的物体所反射(相对于从盖板802本身的反射)的光的百分比。
参见图9B，根据本发明的实施例，光阻障950b包括第一部分952(类似于阻障150)、第二部分954(其减少镜反射的方式与参考图9A所述的相同)、第三部分956(其减少所侦测到的镜反射)。第三部分956在光侦测器管芯130上形成搁架，并且在一实施例中，覆盖至少一部分的作用区域122，如图9B所示。也如图9B所示，此种光阻障950b可以被认为是“T形”，这是因为第一、第二、第三部分952、954、956合起来像字母“T”。在特定的实施例中，光阻障950b的第二部分952和第三部分954都是垂直于第一部分952。在另一实施例中，阻障包括部分952和956，但是不包括部分952；在该情况中，阻障可以是可为L形。
如比较图8和图9B可以理解到的，光阻障950b的第三部分956减少光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的镜反射的量，并因此增加了传感器的敏感度。以另一种方式来说，光阻障950b的第三部分956阻挡了，否则如果不包括第三部分956则这至少一些镜反射会被光侦测器管芯120的作用区域122侦测到。
可以使用L形的光阻障950a或T形的光阻障950b来取代任何之前讨论图式所示的阻障150，因此可以与或不与沟槽152(形成于管芯附连基板110中)和/或不透明的材料条154(形成于阻障底下)一起使用。L形光阻障950a或T形光阻障950b可以在步骤506和508(或步骤606和608)期间至少部分地形成。举例而言，在步骤506(或步骤606)中，在光侦测器管芯和光源管芯之间的透光材料中(例如藉由锯切割、刀切割或激光切割)形成沟槽(例如145)之前、之后或期间，相邻的浅沟槽也可以被形成于沟槽145的一侧(或二侧)上，其中相邻的沟槽具有第二和/或第三部分954和/或956所期望的尺寸。或者，在使用模具的情形下，通过模具的对应特征可形成与阻障950a(或950b)的第一部分952相对应的沟槽145以及与阻障950a(或950b)的第二部分954相对应的相邻沟槽(以及可选择地与第三部分956相对应的另一相邻沟槽)。当把不透明材料放在所形成的沟槽里时，就可以在步骤508或608内完成了阻障950a(或950b)的形成。
在图9A和9B，光阻障950a(或950b)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)的最外侧表面被示为实质齐平于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)。现参见图9C和9D的传感器902c和902d，在替换实施例中，阻障950c(或950d)的第一部分952可以采用与形成阻障150相同的方式来形成，如上所述，并且第二部分954(以及可选择地第三部分956)可以被形成于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)上。可以使用与形成阻障第一部分952相同的不透明材料来形成第二部分954(以及可选择地第三部分956)，或者可以使用不同的不透明材料。阻障950c(或950d)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)可以在一次或多次过程中被形成于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)上，例如，使用自动配送系统(例如可从加州Carlsbad的Asymtek所获得的那些系统)和/或使用掩模(类似于平板印刷掩模)或筛网(类似于丝网)来完成，但不限于此。换言之，阻障950c(或950d)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)基本上可以被印刷或以其他方式在透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)上沉积成所期望的图案，而部分的图案与阻障950c(或950d)的第一部分952的最外侧表面(亦即，顶表面)交迭。在此种实施例中，第二部分954(以及可选择地第三部分956)依然从第一部分952延伸。
对于图9C和9D的实施例，在步骤508(图5)之后或在步骤608和610(图6)之间，第二部分954(以及可选择地第三部分956)可以被形成于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)上。
在进一步的实施例中，透镜1010被至少部分置于光源管芯130的发光组件之上，并相对于发光组件的中心而言是偏心的。更详细的说，透镜1010的中心以离开阻障950的第一部分952的方向进行偏移，如图10所示，其中线1012代表发光组件的中心。通过将光源管芯130所输出的光(或至少一部分的该种光)重新引导至偏离光侦测器管芯120的方向，偏心透镜1010可减少镜反射的量(并因此减少了光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的否则会归因于镜反射的光量)，因此增加了传感器的敏感度。如图10所示，偏心透镜1010可以使用图9A的L形阻障950a，或者可替换地使用图9C的L形阻障950c。在其它实施例中，偏心透镜1010可以与图9B和9D的T形阻障950b和950d一起使用。在其它另外的实施例中，偏心透镜1010可以与图3A、3B、4A、4B、7、8所示的阻障150一起使用。
在图10中，透镜1010被示为凸的。然而，可以使用替代性的正透镜或会聚透镜。当光侦测器管芯、光源管芯和其间的空间被覆盖以透光材料(例如140)时，透镜1010或替代性透镜可以作为步骤504(或604)的一部分(或在步骤504或604之后)被形成。举例而言，在使用浇铸模具或转移模具来形成透光材料的情形下，透镜可以藉由模具的特征来形成。在其它实施例中，透镜被机械加工在透光材料140的顶面中。在其它另外的实施例中，透镜是分开形成的，并且例如使用清澈的或其它透光的环氧树脂而被附连至透光材料140的顶面。
上面参考图8～10所解释的是如何使用L形阻障(例如950a或950c)、T形阻障(例如950b或950d)、以及偏心透镜(例如1010)来改善一开始参考图1～7所述的光学传感器102、102’、102”的性能(例如，通过减少可能的镜反射效应来改善敏感度)。上面也已描述了用于形成多种不透明光阻障的特定技术。本发明的进一步实施例针对L形阻障(类似于950a或950c)、T形阻障(类似于950b或950d)的使用和/或偏心透镜(例如类似于1010)的使用，并带有包括光源和光侦测器的任何光学传感器，而不论传感器的阻障和剩余部分是如何制造的。举例而言，在光源和光侦测器被放置于阻障的第一部分(类似于952)的相对侧之上的之前或之后，L形阻障(类似于950a或950c)或T形阻障(类似于950b或950d)可以使用射出成型或一些其它的模制方法来形成。举另一例子来看，至少一部分的光源可以被(相对于光源的一个或多个发光组件的中心而言)偏心的透镜所覆盖，使得透镜的中心偏移离开不透明光阻障的第一部分(类似于952)的方向，而不论传感器的阻障和剩余部分是如何制造。换言之，减少镜反射、以及减少镜反射的量(如果透光盖置于光学传感器上便会被光侦测器所侦测到的镜反射的量)的技术可以被应用于替代性的光学传感器，而仍落于本发明特定实施例的范围里。包括传感器902a、902b、902c或902d或刚才上述的替代性传感器的系统可以类似于参考图7所述的系统700，但不限于此。
图11和12用于综述本发明的可以用来提供光学感测装置的特定实施例。在这些图中，取决于实施例，步骤可以用不同的次序来执行和/或特定的步骤可以被执行而其它的步骤则不被执行。举例而言，参见图11，步骤1106可以在步骤1108之后执行，或者根本就不执行。再举另一例，可能形成光阻障的所谓的第一、第三部分，而不形成第二部分。又再举另一例，在图12中，步骤1202、1204、1206可以同时执行。进一步举一例，在图12中，可以执行步骤1204、1206、1208当中的仅一步或二步。这些仅仅是一些范例而已，并非意图涵盖所有的范例。
图13是替代性光学感测装置1302(例如接近感测装置)的俯视图，该替代性光学感测装置1302可以得益于本发明的减少镜反射的实施例。图14A和14B是图13的装置1302沿着虚线B-B的替代性截面图。在这些图和下面进一步讨论的图中，与先前的附图所讨论的组件相同或相似的组件被以相同的方式来标记，且不会再进行详细解释，因为它们已经在上面讨论过了。
参见图13，光学感测装置1302被示为包括不透明的边壁1304，不透明的边壁1304被模制在围绕着引线框或其它的管芯附连基板110。另外，光学感测装置1302的阻障150也是由相同的不透明材料所模制，并且可以与边壁1304同时形成。再者，如可以从图13看出，不透明的材料也可以位于多个接合焊盘114之间。多种模制技术(例如射出成型)可以被用于形成边壁1304、阻障150、以及接合焊盘114之间的材料。不透明材料可以是不透明的环氧树脂(例如黑色环氧树脂)，或不允许发光管芯130所产生的光波长通过的其它不透明的树脂或聚合物。举更特定的示例来说，不透明材料可以是模制化合物，例如黑色液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)。
图14A和14B是图13所示的光学传感器1302的替代性截面图，因此被标号为1302a和1302b。如可以从这些图看出的，不透明的边壁1304和不透明的阻障150形成一对相邻的腔穴。其中一个腔穴里附连了光侦测器管芯120，而在另一腔穴里附连了光源管芯130。在图14A所示的实施例中，二个腔穴中每一个都被填充以透光材料140，其如上所述可以是清澈的环氧树脂或其它的透光树脂或聚合物，且以模制(例如转移模制或铸造模制)或以其它方式形成于光侦测器管芯120、光源管芯130、管芯附连基板110上。根据实施例，当以透光材料填充腔穴时，腔穴被略微过填充，使得当透光材料硬化时，硬化的透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)实质上齐平于不透明光阻障150和边壁1304的最外侧表面(亦即，顶表面)。
在图14B的实施例中，不是以透光材料来填充腔穴，而是改为提供在光侦测器管芯120和光源管芯130上提供共形覆层1440。共形覆层可以是共形的硅覆层，但是可替换地(或附带地)可包括例如，丙烯酸酯、环氧树脂、胺基甲酸酯和/或对二甲苯的共形覆层。共形覆层1440上面可能会有空气间隙1442，如图14B所示。
基于上面参考图8所讨论的相同原因，如果光学传感器1302是置于盖板(其由玻璃、塑料或一些其它保护性的透光材料所做成)之后或被盖板所覆盖，则至少一些光线或部分的光线由于镜反射的缘故而可以反射回来朝向光侦测器管芯120的作用区域122。为了减少并且最好避免光侦测器管芯120(更特定而言是光侦测器管芯120的作用区域122)侦测到镜反射，可以加入上面参考图9A～9D所讨论类型的一个或多个搁架，现在将更详细地叙述。
参见图15A的光学感测装置1502a，光阻障150可以被修改(例如被添附)以提供上述图9A所介绍的光阻障950a。如参考图9A所解释的，光阻障950a包括第一部分952(类似于阻障150)，第一部分952以与光阻障150相同的方式来避免光源管芯130所产生的光直接行进到光侦测器管芯120。另外，光阻障950a包括减少镜反射的第二部分954。第二部分954从第一部分延伸并在光源管芯120上形成搁架，并且在一实施例中覆盖光源管芯120的至少一部分的发光组件，如图所示。光阻障950a可以被认为是“L形”，这是因为第一和第二部分952和954合起来像字母“L”。在特定的实施例中，光阻障950a的第二部分954垂直于第一部分952。
如上面所解释的，光阻障950a的第二部分954减少了镜反射的量，藉此减少(并且较佳地最小化了)如果传感器与盖板(例如802)一起使用则光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的否则归因于镜反射的光量。以此方式，光阻障950a的第二部分954增加了传感器的敏感度。以另一种方式来说，光阻障950a的第二部分954增加了将由光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的真正是由在盖板802远侧的物体所反射(相对于从盖板802本身反射)的光的百分比。
参见图15B的光学感测装置1502b，根据本发明的实施例，光阻障950b包括第一部分952(类似于阻障150)、第二部分954(其以与参考图9A所述的方式相同的方式来减少镜反射)、第三部分956(其以与参考图9B所述的方式相同的发那来减少所侦测到的镜反射)。第三部分956在光侦测器管芯130上形成搁架，并且在一实施例中覆盖至少一部分的作用区域122，如图所示。此种光阻障950b可以被视为“T形”，这是因为第一、第二、第三部分952、954、956合起来像字母“T”。在特定的实施例中，光阻障950b的第二部分952和第三部分954都垂直于第一部分952。在另一实施例中，阻障包括部分952和956，但是不包括部分952，而在此情况下，阻障可以是L形。
光阻障950b的第三部分956减少了光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的镜反射的量，藉此增加了传感器的敏感度。以另一种方式来说，光阻障950b的第三部分956阻挡至少一些镜反射(如果不包括第三部分956则这些镜反射会被光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到)。
在特定的实施例中，(L或T形光阻障的)第一部分952和/或第三部分956可以藉由对图14A所示阻障150的一侧(或二侧)上的透光材料140进行锯切割、刀切割或激光切割出浅沟槽(也称为沟渠)而形成。此种浅的沟槽应该具有第二和/或第三部分954和/或956所期望的尺寸。或者，在使用模具的情形下，对应于阻障950a(或950b)的第二部分954的沟槽和/或对应于阻障950a(或950b)的第三部分956的沟槽可以由模具的对应特征来形成。例如藉由切割或模具所形成的沟槽然后可以被填充以不透明材料，以形成阻障950a(或950b)的第二部分954和/或第三部分956。用于形成阻障150/952的相同的不透明材料可以被用来形成第二部分954(以及可选择地第三部分956)，或者可以使用不同的不透明材料。
在图15A和15B中，光阻障950a(或950b)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)的最外侧表面被示为实质上齐平于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶编码)。现参见图15C和15D的光学感测装置1502c和1502d，在替换实施例中，第二部分954(以及可选择地第三部分956)可以采用与上面参考图9C和9D所讨论的方式相类似的方式而形成于透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)的上面。阻障950c(或950d)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)可以在单次或多次过程中被形成在透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)的上面，例如，使用自动配送系统和/或使用掩模(类似于平板印刷掩模)或筛网(类似于丝网)来完成，但不限于此。换言之，阻障950c(或950d)的第二部分954(以及可选择地第三部分956)基本上可以在透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)上被印刷或沉积成所期望的图案，而部分的图案与阻障950c(或950d)的第一部分150/952的最外侧表面(亦即，顶表面)相交迭。在该实施例中，第二部分954(以及可选择地第三部分956)仍然从第一部分952延伸。被用于形成阻障的第一部分150/952的相同的不透明材料可以被用来形成第二部分954(以及可选择地第三部分956)，或者可以使用不同的不透明材料。
参见图16A和16B的光学感测装置1602a和1602b，在本发明的进一步实施例中，包括阻障部分954和/或956的大致平坦的开孔板1604a或1604b可以附连于传感器。举例而言，开孔板1604a或1604b可以附连于不透明的边壁1304、阻障部分150/952的暴露的最外侧边缘(亦即，顶边缘)、透光材料140的一部分最外侧表面(亦即，顶表面)。开孔板例如可以是蚀刻的金属板或模制的塑料板(其被预先形成并然后在封装之前或封装之后才被粘合至传感器)。此种开孔板可以在锯开多个传感器(例如200个传感器)之前被附连于多个传感器。模制的塑料开孔板1604a或1604b例如可以由不透明的液晶聚合物(LCP)所制成，但不限于此。蚀刻的金属开孔板1604a或1604b例如可以由镀镍或镀镍钯的铜所制成，其被化学处理而变黑，但不限于此。为了使在开孔板底下从光源130泄漏至光侦测器120的光最小化，用于附连开孔板的材料应该是不透明的环氧树脂，并且最好是黑色的环氧树脂。
图17A和17B示出开孔板1604a或1604b可以被附连至传感器1702a或1702b，传感器1702a或1702b包括在光侦测器管芯120和光源管芯130上的共形覆层1440，而非腔穴填充以透光材料140(如图16A和16B所示)。在图17A和17B的实施例中，开孔板1604a或1604b可以被附连至不透明的边壁1304以及阻障部分150/952的暴露的最外侧边缘(亦即，顶边缘)，并且共形覆层1440和阻障部分954和/或956之间可以有空气间隙1442。
与上面参考图10所讨论的透镜1010相类似的偏心透镜也可以被加入图15A～15D和16A～16B的光学感测装置，以将光源管芯130所输出的光(或至少部分的这种光)重新引导至偏离光侦测器管芯120的方向。如上面所解释的，此种透镜可以被用来减少镜反射的量(藉此减少光侦测器管芯120的作用区域122所侦测到的否则被归因于镜反射的光量)，因此增加了传感器的敏感度。这种透镜也可通过聚焦更多的光成为共同光束，从而增加了光源管芯130所产生的光束强度。参见图18，根据一实施例，多个透镜1810可以被浇铸在模具中，然后被以锯切割或以其它方式分隔开(沿着图18的虚线)以提供多个单个透镜。如图19所示，单个透镜1810然后可以使用透光的环氧树脂(例如清澈的环氧树脂)被粘至透光材料140的最外侧表面(亦即，顶表面)之上，以提供光学感测装置1902。虽然图19示出了单个透镜1810被加入图16A所原始示出的光学装置，但是这种透镜也可以被加入多种其它光学装置的实施例中。
本发明的实施例也针对提供上述光学感测装置的方法。根据一实施例，形成由第一不透明光阻障部分(例如150/952)所分开的第一和第二腔穴。光源(例如130)被附连至第一腔穴里，而光侦测器(例如120)被附连至第二腔穴里，使得第一不透明光阻障部分是在光侦测器和光源之间的。另外，形成第二不透明光阻障部分(例如954)，第二不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向第一腔穴的方向延伸。如上面所解释的，如果透光盖板(例如806)被置于第一和第二腔穴上，则第二不透明光阻障部分被配置为减少镜反射的量。
根据一实施例，在形成第二不透明光阻障部分之前，第一和第二腔穴可以被实质填充以透光材料(例如140)，使得透光材料覆盖光源和光侦测器。然后可以通过在覆盖第一腔穴的光源的透光材料中所形成的沟槽中沉积不透明材料来形成第二不透明光阻障部分，例如上面参考图15A所讨论的。或者，可以通过在覆盖第一腔穴的光源的透光材料的一部分最外侧表面上沉积不透明材料来形成第二不透明光阻障部分，例如上面参考图15C所讨论的。在另一实施例中，通过使用开孔板的一部分来覆盖透光材料的一部分最外侧表面而形成第二不透明光阻障部分，例如上面参考图16A和17A所讨论的。不透明的环氧树脂可以被用来将一部分的开孔板附连至透光材料的一部分最外侧表面以及附连至第一不透明光阻障部分的一部分最外侧部分。这种开孔板也可以被用于腔穴并未被实质填充以透光材料的情形，例如上面参考图17A所讨论的。
根据一实施例，形成第三不透明光阻障部分(例如956)，第三不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向第二腔穴的方向延伸。如果透光盖板被置于第一和第二腔穴上，则第三不透明光阻障部分被配置为减少会被光侦测器的一个或多个光侦测组件所侦测到的镜反射的量。
本发明的多个实施例也针对包括光源、光侦测器、以及光源和光侦测器之间的第一不透明光阻障部分的装置，该第一不透明光阻障部分被配置为阻挡光从光源直接传递到光侦测器。该装置也包括第二不透明光阻障部分，该第二不透明光阻障部分从第一不透明光阻障部分向朝向光源的方向延伸。另外，该装置包括置于光源和光侦测器上的透光盖。在此种实施例中，第二不透明光阻障部分被配置为减少由置于光源上的透光盖所造成的镜反射的量。该装置也可以包括第三不透明光阻障部分以减少光侦测器所侦测到的镜反射的量。
前面叙述的是本发明较佳的实施例。已经提供这些实施例以便示范和说明，但不是要穷举或限制本发明于揭示的精确形式。对于本领域熟练技术人员显然将知道有许多修改和变化。选择实施例来叙述以便最能描述本发明的原理及其实际应用，藉此使其它本领域熟练技术人员能够了解本发明。相信稍微修改和变化是在本发明的精神和范围里。本发明的范围意图由下述的权利要求书及其等效物来界定。

Claims (30)

1.一种光学感测装置，包括：
光源，包括一个或多个发光组件；
光侦测器，包括一个或多个光侦测组件；
第一不透明光阻障部分，被配置为阻挡光从所述光源直接传递到所述光侦测器，所述第一不透明光阻障部分是在所述光源和所述光侦测器之间的；以及
第二不透明光阻障部分，被配置为如果透光盖板置于光学感测装置上则减少镜反射的量，所述第二不透明光阻障部分从所述第一不透明光阻障部分向朝向所述光源的方向延伸。
2.如权利要求1所述的光学感测装置，其中一部分的第二不透明光阻障部分覆盖光源的一个或多个发光组件中至少一个发光组件的至少一部分。
3.如权利要求1所述的光学感测装置，其中：
所述第一不透明光阻障部分和所述第二不透明光阻障部分是分别形成的；
所述第一不透明光阻障部分和所述第二不透明光阻障部分大致上彼此垂直；以及
一部分的第一不透明光阻障部分由不透明的环氧树脂连接至一部分的第二不透明光阻障部分，使得来自所述光源的光不会在第一和第二不透明光阻障部分之间泄漏。
4.如权利要求1所述的光学感测装置，其中：
所述第一不透明光阻障部分分隔开光学感测装置的第一腔穴和第二腔穴；
所述光源位于所述第一腔穴里；
所述光侦测器位于所述第二腔穴里；以及
所述第二不透明光阻障部分覆盖着一部分的第一腔穴。
5.如权利要求4所述的光学感测装置，其中所述第一腔穴和第二腔穴被实质填充以覆盖着所述光源和所述光侦测器的透光材料。
6.如权利要求5所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分包括不透明材料，所述不透明材料填充覆盖所述第一腔穴中的所述光源的所述透光材料中所形成的沟槽。
7.如权利要求5所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分包括不透明材料，所述不透明材料被沉积在覆盖所述第一腔穴中的所述光源的所述透光材料的一部分最外侧表面之上。
8.如权利要求7所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分包括一部分的开孔板，所述一部分的开孔板覆盖在覆盖所述第一腔穴中的所述光源的所述透光材料的一部分最外侧表面。
9.如权利要求4所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分包括一部分的开孔板，所述一部分的开孔板覆盖一部分的第一腔穴。
10.如权利要求1所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分包括一部分的开孔板。
11.如权利要求1所述的光学感测装置，其进一步包括第三不透明光阻障部分，所述第三不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于所述光学感测装置上则减少被所述光侦测器的一个或多个光侦测组件所侦测到的镜反射的量，所述第三不透明光阻障部分从所述第一光阻障部分向朝向所述光侦测器的方向延伸。
12.如权利要求11所述的光学感测装置，其中一部分的第三不透明光阻障部分覆盖所述光侦测器的一个或多个光侦测组件当中的至少一个光侦测组件的至少一部分。
13.如权利要求12所述的光学感测装置，其中：
所述第一不透明光阻障部分分隔开所述光学感测装置的第一腔穴和第二腔穴；
所述光源位在所述第一腔穴里；
所述光侦测器位在所述第二腔穴里；以及
所述第二不透明光阻障部分覆盖一部分的第一腔穴；以及
所述第三不透明光阻障部分覆盖一部分的第二腔穴。
14.如权利要求13所述的光学感测装置，其中所述第二光阻障部分和所述第三光阻障部分包括一部分的开孔板，所述一部分的开孔板覆盖一部分的第一腔穴和第二腔穴。
15.如权利要求1所述的光学感测装置，其中所述第一不透明光阻障部分和所述第二不透明光阻障部分是由相同的材料所连续形成的。
16.如权利要求1所述的光学感测装置，其进一步包括：
透镜，其覆盖至少一部分的光源；
其中所述透镜相对于所述光源的一个或多个发光组件的中心而言是偏心的，使得所述透镜的中心偏移离开所述第一不透明光阻障部分的方向；以及
其中如果所述透光盖板置于所述光学感测装置上，则所述透镜被配置为减少会被所述光侦测器所侦测到的镜反射的量。
17.一种用于包括光源和光侦测器的光学感测装置的方法，包括：
(a)提供第一不透明光阻障部分，所述第一不透明光阻障部分分隔开所述光源和所述光侦测器；以及
(b)形成第二不透明光阻障部分，所述第二不透明光阻障部分从所述第一不透明光阻障部分向朝向所述光源的方向延伸，其中如果所述透光盖板置于所述光学感测装置上，则所述第二不透明光阻障部分被配置为减少镜反射的量。
18.如权利要求17所述的方法，其中步骤(a)包括：
(a.1)形成第一腔穴和第二腔穴，所述第一腔穴和第二腔穴由所述第一不透明光阻障部分所分隔开；以及
(a.2)将所述光源附连至所述第一腔穴里并将所述光侦测器附连至所述第二腔穴里，使得所述第一不透明光阻障部分是在所述光侦测器和所述光源之间的。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：在步骤(a.1)和(a.2)之后而在步骤(b)之前，以透光材料实质填充所述第一腔穴和第二腔穴，使得透光材料覆盖所述光源和所述光侦测器。
20.如权利要求19所述的方法，其中步骤(b)包括通过将不透明材料沉积于沟槽中而形成所述第二不透明光阻障部分，所述沟槽被形成在覆盖所述第一腔穴中的所述光源的透光材料之中。
21.如权利要求19所述的方法，其中步骤(b)包括通过将不透明材料沉积在覆盖所述第一腔穴中所述光源的透光材料的一部分最外侧表面上，来形成所述第二不透明光阻障部分。
22.如权利要求19所述的方法，其中步骤(b)包括使用一部分的开孔板来覆盖透光材料的一部分最外侧表面而形成所述第二不透明光阻障部分。
23.如权利要求22所述的方法，其中步骤(b)进一步包括使用不透明的环氧树脂将一部分的开孔板附连至透光材料的一部分最外侧表面以及附连至所述第一不透明光阻障部分的一部分最外侧部分。
24.如权利要求19所述的方法，其中步骤(b)包括使用一部分的开孔板来覆盖一部分的第一腔穴而形成所述第二不透明阻障部分。
25.如权利要求24所述的方法，其中步骤(b)进一步包括使用不透明的环氧树脂将一部分的开孔板附连至所述第一不透明光阻障部分的最外侧部分。
26.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
(c)形成第三不透明光阻障部分，所述第三不透明光阻障部分从所述第一不透明光阻障部分向朝向所述光侦测器的方向延伸，其中所述第三不透明光阻障部分被配置为如果透光盖板置于光学感测装置上则减少被所述光侦测器的一个或多个光侦测组件所侦测到的镜反射的量。
27.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
(c)使用透镜来覆盖至少一部分的光源，所述透镜相对于所述光源的一个或多个发光组件的中心而言是偏心的，使得所述透镜的中心偏移离开所述第一不透明光阻障部分的方向。
28.一种装置，包括：
光源，包括一个或多个发光组件；
光侦测器，包括一个或多个光侦测组件；
第一不透明光阻障部分，被配置为阻挡光从所述光源直接传递到所述光侦测器，所述第一不透明光阻障部分是在所述光源和所述光侦测器之间的；以及
第二不透明光阻障部分，从所述第一不透明光阻障部分向朝向所述光源的方向延伸；以及
透光盖，置于所述光源和所述光侦测器之上；
其中所述第二不透明光阻障部分被配置为减少所述透光盖置于所述光源上所造成的镜反射的量。
29.如权利要求28所述的装置，其中一部分的第二不透明光阻障部分覆盖所述光源的一个或多个发光组件当中至少一个发光组件的至少一部分。
30.一种系统，包括：
光源，包括一个或多个发光组件；
驱动器，被配置为驱动所述光源；
光侦测器，包括一个或多个光侦测组件，并且被配置为产生指示所侦测的光量的信号；
处理器和/或电路，被配置为依赖指示所侦测的光量的所述信号来侦测物体的接近度；
子系统，被配置为基于所侦测的物体的接近度而被使能或被禁用；
第一不透明光阻障部分，被配置为阻挡光从所述光源直接传递到所述光侦测器，所述第一不透明光阻障部分是在所述光源和所述光侦测器之间的；
第二不透明光阻障部分，从所述第一不透明光阻障部分向朝向所述光源的方向延伸；以及
透光盖，置于所述光源和所述光侦测器之上；
其中所述第二不透明光阻障部分被配置为减少所述透光盖置于所述光源上所造成的镜反射的量。
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