CN104103650B - 光学模块及其制造方法以及包括光学模块的电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学模块，其包含：载体、光源、光检测器以及第一偏光器。所述载体具有第一表面，在其上沉积所述光源及所述光检测器。第一偏光器安置于所述光检测器上。从所述光源发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。

Description

光学模块及其制造方法以及包括光学模块的电子装置
技术领域
本发明涉及一种光学模块及其制造方法。本发明进一步涉及包括所述光学模块的电子装置。
背景技术
光学模块，例如接近传感器(Proximity Sensor)，可用来感测位于光学模块附近的物体。光学模块具有光源以及光学传感器，光检测器可接收或感测由光源发出并经由外部或附近的物体反射后的光、一般为红外线，从而检测到外部接近物体的存在。
串扰(cross talk)是由光源发出而直接或经由其它不同于上述物体的介质反射到达光学传感器的光，这也是导致传感器误动作的噪声。图1A所示的光学感应模块，以透明材料包覆发光元件11及光检测器12，并使用盖体16以防止由发光元件11所发出的光直接到达光检测器12的感光区123。虽然盖体16可防止由发光元件11所发射的光直接到达感光区123，但是从图1A可看出，感光区123除了接收到光D1及D2范围内的光(即光C1及C2范围内的光经物体140反射后的光)外，还会接收到由第一表面131及第二表面132所反射的光。在图1A所示的光学模块中，从发光元件11发出的光，有约80％的光会成为串扰信号。
为更清楚地显示串扰的现象，以图1B为例，图中标示出从发光元件11发出的光范围边界为C3及C4，经由第二表面132反射后到达感光区的光范围边界为D3及D4。换句话说，从发光元件发出，且介于光C3与C4间的光可能经由第二表面132反射而到达感光区123，形成串扰主要来源的一部分。另外第一表面131也会发生类似串扰的反射，原理相似故不再赘述。
图1C所示的光学模块类似于图1A所示的光学模块，不同之处在于第二介质130在第一表面131上可包括红外线吸收层133用来吸收会成为串扰的反射光(即红外线)。在图1C中，从发光元件11发出的光，虽仍有约4.5％的光会成为串扰信号，相较于图1A所示的光学模块，红外线吸收层133可相对大幅地减少串扰。虽可使用丝网印刷技术形成红外线吸收层133，然而丝网印刷技术相对来说较容易产生污染以及工艺步骤增加、成本提高。
此外，盖子的使用会增加光学模块的尺寸以及工艺的复杂度，因此增加制造光学模块的成本。
发明内容
本发明的实施例涉及一种光学模块。光学模块包含：载体、光源、光检测器以及第一偏光器。载体具有第一表面。光源位于第一表面上。光检测器位于第一表面上。第一偏光器位于光检测器上。所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
本发明的另一实施例涉及一种光学模块。光学模块包含：载体、光源、光检测器以及第一偏光器。载体具有第一表面。光检测器具有上表面以及位于上表面上的光学感测区。光检测器位于第一表面上。光源位于上表面。第一偏光器覆盖光学感测区。所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
本发明的另一实施例涉及一种电子装置。电子装置包括：光学模块及透光性板材。光学模块包含：载体、光源、光检测器以及第一偏光器。载体具有第一表面。光源位于第一表面上。光检测器位于第一表面上。第一偏光器位于光检测器上。透光性板材具有相对的第一表面及第二表面，且透光性板材的第一表面面对载体的第一表面。所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
本发明的另一实施例涉及一种光学模块的制造方法，包括：提供载体，载体具有第一表面；将光检测器置于第一表面上方；将光源置于第一表面上方；及将第一偏光器置于光检测器上。所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
本发明的另一实施例涉及一种光学模块的制造方法，包括：提供载体，载体具有第一表面；将光检测器置于第一表面上，所述光检测器具有上表面以及位于所述上表面的光学感测区；将光源置于光检测器的所述上表面上；及将第一偏光器置于光检测器上并覆盖所述光学感测区。所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
附图说明
图1A-1C为现有技术的光学模块的示意图。
图2A-2D为根据本发明一实施例的光学模块的制造方法的示意图。
图3为根据本发明另一实施例的光学模块的示意图。
图4A-4D为根据本发明另一实施例的光学模块的制造方法的示意图。
图5为根据本发明另一实施例的光学模块的示意图。
图6为根据本发明一实施例的电子装置的示意图。
具体实施方式
图2D为根据本发明的实施例的光学模块20。参考图2D，光学模块20可至少包括载体200、光源202、光检测器203、偏光器205以及偏光器206。
载体200具有第一表面201。第一表面201可布置有接合导线焊垫(图未示)。载体200可包括驱动电路(图未示)。位于第一表面201的接合导线焊垫可电连接载体200的驱动电路。
光源202及光检测器203位于第一表面201上。光源202可以是但不限于红外线发光二极管。光检测器203可以是但不限于感测红外线的光电二极管。在本发明的实施例中，光检测器203可具有一个光学感测区204。在本发明的另一实施例中，光检测器203可具有多个光学感测区204。
在本发明的实施例中，可经由接合导线208分别将光源202及光检测器203电连接到位于载体200的第一表面201上的接合导线焊垫(图未示)。在本发明的另一实施例中，可经由接合导线208分别将光源202及光检测器203电连接到载体200的驱动电路。载体200所包括的驱动电路可驱动光源202发光。载体200所包括的驱动电路可使光检测器203将感测到的光学信号转换成电信号。
偏光器205位于光源202上。在本发明的实施例中。偏光器205覆盖至少部分光源202。在本发明的另一实施例中，偏光器205可覆盖光源202的发光区或发光面。因此，从光源202发出的光皆会通过偏光器205。
在本发明的实施例中，偏光器206位于光检测器203上。在本发明的另一实施例中，偏光器206可位于光检测器203的光学感测区204上。在本发明的另一实施例中，偏光器206覆盖光学感测区204。因此，进入光学感测区204的光应皆会通过偏光器206。
光学模块20可进一步包括透明材料207。透明材料207可包覆载体200的至少部分第一表面201、光源202、光检测器203、偏光器205、偏光器206及接合导线208。透明材料207可保护被其包覆的元件但不会影响光学模块20的光学特性。
在实施例中，偏光器205所允许通过的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向不同。在另一实施例中，偏光器205所允许通过的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向互相垂直，由于光源202发出的光应皆会通过偏光器205，覆盖光学感测区204的偏光器206会阻挡直接来自光源202的光进入光学感测区204。因此覆盖光学感测区204的偏光器206也会阻挡来自光源202且经过透明材料207、例如其上表面207a反射的光进入光学感测区204。换句话说，光学模块20所具有的偏光器205及206的搭配组合可阻挡不欲感测到的光所造成的串扰。即偏光器205及206的搭配组合可防止从光源202发出的光直接到达位于光检测器203上的光学感测区204。偏光器205及206也可防止从光源202发出的光经由透明材料207、例如是其上表面207a反射到达位于光检测器203上的光学感测区204。
参考图2A-2D，图2A-2D所示为根据本发明一实施例的光学模块的制造方法。
在图2A中，提供载体200，载体200具有第一表面201。在本发明的实施例中，载体200可以是或可以包括例如印刷电路板一类的衬底(substrate)。载体200内或载体200的第一表面201可包括迹线(trace)、接合导线焊垫(wire-bond pad)及/或导通孔(via)。载体200可由所属领域的技术人员所知可作为载体的材料组成。举例来说，载体200可以包括有机材料、高分子材料、硅、二氧化硅或其它硅化物等材料。
在本发明的实施例中，可使用导电或不导电的粘胶将光源202及光检测器203固定在载体200的第一表面201上。光源202可以是例如发光二极管。光检测器203可以是例如光电二极管。光检测器203具有光学感测区204。在本发明的实施例中，光学感测区204可为光检测器203的上表面的一部分。在本发明的另一实施例中，光学感测区204可与光检测器203的上表面具有实质上相同的大小。在本发明的另一实施例中，光学感测区204的大小可依设计需求而变化。
在图2B中，可将偏光器205置于光源202上。偏光器205覆盖光源202。可将偏光器206置于光检测器203之上。在本发明的实施例中，偏光器206覆盖光学感测区204。
在本发明的实施例中，偏光器205所允许通过的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向不同。在本发明的另一实施例中，偏光器205所允许通过的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向互相垂直。举例来说，偏光器205可允许具有垂直偏振方向(例如：垂直于图示的纸面)的光通过，偏光器206可允许具有水平偏振方向(例如：平行于图示的纸面)的光通过，反之亦然。
在本发明的实施例中，偏光器205可允许具有垂直偏振方向的光通过，偏光器206可允许具有水平偏振方向的光通过。光源202所发射的光仅有垂直偏振方向的光可通过偏光器205，因此光源202所发出的光在通过偏光器205可能会损失一半的强度。仅有水平偏振方向的光可通过偏光器206进入光学感测区204。
在本发明的实施例中，可使用胶材(图未示)将偏光器205及206分别贴合并固定于光源202及光学感测区204。胶材可为但不限于环氧树脂(epoxy)或硅氧树脂(silicone)。
偏光器205及206可由耐热材料所组成，例如可选用耐高温的金属形成偏光器205及206。因虽然在光学模块20的制造过程中(如下文所述的压模步骤)，温度可高达150℃到180℃，但由于偏光器205及206由耐热材料所组成，例如可选用宝来(Polatechno)公司出品的ProFluxTM偏光器，其为适合用于红外线偏振化的耐高温到200℃的金属偏光器，因此可以避免偏光器205及206的变形或性能遭到破坏。
可使用表面安装技术(surface mounted technology,SMT)将包括偏光器205及206的载体200固定到其它电路板或装置上。为避免表面安装技术工艺中温度过高而损坏偏光器205及206，可使用操作温度低于200℃的低温锡膏，例如是选用仲悦有限公司出品的NC-SNQ81的锡膏、其最高操作温度低于180℃，将包括偏光器205及206的载体200固定到其它电路板或装置上。换句话说，可将SMT工艺中的最高温度控制在200℃以下以避免偏光器205及206受损。
在图2C中，使用接合导线208分别将光源202及光检测器203电连接到位于载体200的第一表面201上的接合导线焊垫或电连接到载体200所包括的驱动电路(图未示)。
在图2D中，利用压模技术使透明材料207包覆载体200的至少部分第一表面201、光源202、光检测器203、偏光器205、偏光器206及接合导线208，以形成光学模块20。在实施例中，透明材料207可为但不限于包括环氧树脂的透明封装材料。
在本发明的另一实施例中，可在图2A-2D所示的制造过程中同时形成多个、至少一列/排或至少一个二维度阵列(array)的光学模块20。可使用切割技术(singulation)将所述多个、至少一列/排或至少一个二维度阵列(array)的光学模块20进行切割以形成如图2D所示的多个单一的光学模块20。
图3为根据本发明的另一实施例的光学模块。图3所揭示的光学模块30与图2D的光学模块20类似，其不同之处为在光学模块30中，光源302取代了光学模块20的光源202及偏光器205。光源302可发出具有特定偏振方向的光。在本发明的实施例中，光源302可以是例如发射红外线的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
在本发明的实施例中，光源302所发射的光的偏振方向不同于覆盖光学感测区204的偏光器206所允许通过的光的偏振方向。在本发明的另一实施例中，光源302所发射的光的偏振方向垂直于覆盖光学感测区204的偏光器206所允许通过的光的偏振方向。举例来说，光源302发射具垂直偏振方向(例如：垂直于图示的纸面)的光，偏光器206允许具有水平偏振方向(例如：平行于图示的纸面)的光通过，反之亦然。
由于光源302发出的光的偏振方向与覆盖光学感测区204的偏光器206所允许通过的光偏振方向互相垂直，因此，偏光器206会阻挡直接来自光源302的光进入光学感测区204。偏光器206也会阻挡来自光源302且经过透明材料207、例如其上表面207a反射的光进入光学感测区204。换句话说，光学模块30所具有的偏光器206可阻挡不欲感测到的光所造成的串扰(cross-talk)。即偏光器206可防止从光源302发出的光直接或经由透明材料207、例如其上表面207a反射到达光学感测区204。
图4D为根据本发明另一实施例的光学模块。图4所揭示的光学模块40与图2D的光学模块20类似，其不同之处在于在光学模块40中，光源202及覆盖光源202的偏光器205位于光检测器203的上表面，而非第一表面201上，且光源202未覆盖光学感测区204。在图4D所示的光学模块40中，由于光源202及覆盖光源202的偏光器205堆叠(stack)于光检测器203的上表面，因此光学模块40的尺寸可以小于光学模块20的尺寸。从包覆用的透明材料的耗费来说，光学模块30的成本可以小于光学模块20的成本。
另一方面，虽然光源202及光学感测区204之间的距离相对变小，但由于光源202及光学感测区204上分别布置有偏光器205及206，因此，覆盖光学感测区204的偏光器206会阻挡直接来自光源202的光进入光学感测区204或阻挡来自光源202且经过透明材料207反射的光进入光学感测区204。换句话说，虽然光学模块40的尺寸相对较小，但光学模块40所具有的偏光器205及206仍可阻挡不必要的串扰。即可防止从光源202发出的光直接或经由透明材料207反射到达光学感测区204。
图4A-4D为根据本发明的另一实施例的光学模块的制造方法。在图4A中，提供载体200、光源202以及光检测器203，各自可使用如同图2A-2D所示的制造方法中所提及的载体200、光源202以及光检测器203。载体200具有第一表面201。在本发明的实施例中，可使用导电或不导电的粘胶将光检测器203固定在载体200的第一表面201上，并且将光源202固定在光检测器203上且未覆盖光学感测区204的位置。
在图4B中，将偏光器205固定于光源202上，以覆盖光源202。可将偏光器206固定于光检测器203的光学感测区204上，以覆盖光学感测区204。
在本发明的实施例中，将偏光器205及206分别固定于光源202及光学感测区204的步骤是使用胶材进行贴合固定。胶材可为但不限于环氧树脂或硅氧树脂。
在图4C中，使用接合导线208分别将光源202及光检测器203电连接到位于载体200的第一表面201上的接合导线焊垫或电连接到载体200所包括的驱动电路(图未示)。
在图4D中，使用透明材料207包覆载体200的至少部分第一表面201、光源202、光检测器203、偏光器205、偏光器206及接合导线208，以形成光学模块40。
虽然图式中没有绘制，但在本发明的另一实施例中，可在图4A-4D所示的制造过程中同时形成多个、至少一列/排或至少一个二维度阵列(array)的光学模块40，再使用切割技术将其切割成如图4D所示的多个单一的光学模块40。
图5为根据本发明另一实施例的光学模块。图5所揭示的光学模块50与图4D的光学模块40类似，其不同之处在于在光学模块50中，光源302取代了光学模块40的光源202及偏光器205。光源302可发出具有特定偏振方向的光。在本发明的实施例中，光源302可以是例如发射红外线的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
在实施例中，光源302所发射的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向不同。在另一实施例中，光源302所发射的光的偏振方向与偏光器206所允许通过的光的偏振方向互相垂直。举例来说，光源302发射具垂直偏振方向(例如：垂直于图示的纸面)的光，偏光器206允许具有水平偏振方向(例如：平行于图示的纸面)的光通过，反之亦然。
由于光源302发出的光的偏振方向与覆盖光学感测区204的偏光器206所允许通过的光偏振方向互相垂直，因此，覆盖光学感测区204的偏光器206会阻挡直接来自光源302的光进入光学感测区204或阻挡来自光源302且经过透明材料207、例如其上表面207a反射的光进入光学感测区204。换句话说，光学模块50所具有的偏光器206可阻挡不欲感测到的光所造成的串扰，即可防止从光源302发出的光直接或经由透明材料207、例如是其上表面207a反射到达光学感测区204。
图6为根据本发明一实施例的电子装置。参考图6，电子装置6包括光学模块60及透光性板材620。
在图6所示的实施例中，光学模块60可为或可类似于图2D所示的光学模块20。在本发明的另一实施例中，光学模块60可为或可类似于图3、图4D或图5所示的光学模块30、40或50。
透光性板材620具有彼此相对的第一表面621及第二表面622。在本发明的实施例中，透光性板材620可为但不限于玻璃片620，例如：智能手机的显示屏幕的表面玻璃。玻璃片620的第二表面622上包括四分之一波片623(1/4λ waveplate)。四分之一波片623可包括双折射材料。可使用覆层(coating)方式将四分之一波片623形成在第二表面622上，例如是以化学气相沉积(CVD)的工艺采多次镀膜方式形成多层膜的四分之一波片623、也可以直接将四分之一波片623成品贴于玻璃620上表面。在另一实施例中，也可将四分之一波片623形成在第一表面621上。
在本发明的实施例中，当具偏振特性的光进入四分之一波片623时，光可分解成快轴及慢轴的向量。如果入射光与快轴或慢轴的夹角为0度，那么射出四分之一波片623的光具有线性偏振特性。如果入射光与快轴及慢轴的夹角为45度，那么射出四分之一波片623的光具有圆偏振特性。如果入射光与快轴或慢轴的夹角为0到45度，那么离开四分之一波片的光具有椭圆偏振特性。
在实施例中，四分之一波片623可改变穿透其的光的偏振态。明确地说，四分之一波片623可改变自从二表面622出射或入射到第二表面622出射的光的偏振态。从第一表面621进入透光性板材620的线性偏振光在从第二表面622离开透光性板材620并穿透四分之一波片623后会成为圆偏振光，反之亦然，圆偏振光在穿透四分之一波片623后从第二表面622进入透光性板材620时会成为线性偏振光。
如图6所示，在本发明的实施例中，光源202可至少发出光L1、L2、L3及L4。偏光器205仅允许在垂直方向(如图6示，即垂直于图示纸面的方向)偏振的光通过。因此离开偏光器205的光L1、L2、L3及L4为垂直偏振光。
离开偏光器205的光L1可被透明材料207上表面反射成反射光L1'。由于反射光L1'仍为垂直偏振光，因此可允许水平(如图6示，即平行于图示纸面的方向)偏振光通过的偏光器206会阻挡反射光L1'进入光学感测区204。换句话说，应视为噪声而不欲感测到的反射光L1'无法通过偏光器206而进入光学感测区204被感测到。
离开偏光器205的光L2可被第一表面621反射成反射光L2'。由于反射光L2'仍为垂直偏振光，因此可允许水平偏振光通过的偏光器206会阻挡反射光L2'进入光学感测区204。换句话说，应视为噪声而不欲感测到的反射光L2'无法通过偏光器206而进入光学感测区204被感测到。
离开偏光器205的光L3可被第二表面622反射成反射光L3'。由于反射光L3'仍为垂直偏振光，因此可允许水平偏振光通过的偏光器206会阻挡反射光L3'进入光学感测区204。换句话说，应视为噪声而不欲感测到的反射光L3'无法通过偏光器206而进入光学感测区204被感测到。
离开偏光器205的光L4则在通过四分之一波片623后成为具有右旋(righthandedness)方向(如图6示，即顺时针方向)的圆偏振光L4'。换句话说，光L4在离开第二表面622而穿过四分之一波片623后，其偏振态从线性垂直偏振被改变成右旋圆偏振。
具有右旋方向的圆偏振光L4'可经由位于电子装置6(例如：智能手机)外部的物体630反射。光L4'经由物体(例如用户人脸表面)630反射后会变成具有左旋方向的圆偏振光L4″。具有左旋方向的圆偏振光L4″在穿过四分之一波片623且从透光性板材520的第二表面622进入时，会被转换成具水平方向的线性偏振光L4″′。
覆盖光学感测区204的偏光器206可允许具有水平方向的线性偏振光通过。因此具水平方向的线性偏振光L4″′可通过偏光器206而到达光学感测区204而被感测到。光检测器203接收到光L3″′后可进一步将其转换成电信号。
偏光器205、偏光器206以及四分之一波片623的布置可使电子装置6接收来自光源202并且经由外部物体630所反射光。上述布置可使电子装置6在没有遮光盖(shielding)的情况下也不会受到串扰的影响。由于没有遮光盖，因此相较于现有技术可以大幅减少光学模块60或是电子装置6的体积、降低工艺的复杂度及制造光学模块的成本。此外，由于不需如现有技术使用丝网印刷技术来制造红外线吸收层，故可降低使用丝网印刷技术所产生的污染以及制造成本。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。此外，上述所使用的“可具有”、“可包括”、“可使用”等词也全部并非用以限制本发明。本发明领域的技术人员仍可在不背离本发明的教导与揭露下进行许多变化与修改。因此，本发明的范围并非限定于已揭露的实施例而是包括不背离本发明的其它变化与修改，其是如随附权利要求书所涵盖的范围。

Claims (32)

1.一种电子装置，包含：
载体，所述载体具有第一表面；
光源，所述光源位于所述第一表面上方；
光检测器，所述光检测器位于所述第一表面上方；
第一偏光器，所述第一偏光器位于所述光检测器上，其中所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直；
以及
透光性板材，所述透光性板材具有相对的第一表面及第二表面，所述透光性板材的第一表面面对所述载体的第一表面，且所述透光性板材的第二表面上设有四分之一波片，其中从所述光源发出的光处于第一偏振态，所述光源发出的光通过所述四分之一波片后转变为第二偏振态，所述第一偏振态不同于所述第二偏振态。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述透光性板材包括玻璃。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一偏振态为线性偏振，且所述第二偏振态为圆偏振。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述光源发出的光通过所述四分之一波片后被物体反射而具有第三偏振态，所述第三偏振态的偏振方向与所述第二偏振态的偏振方向相反，所述光被所述物体反射后从所述四分之一波片进入所述透光性板材且从所述透光性板材的第一表面离开后处于第四偏振态，所述第三偏振态不同于所述第四偏振态。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述第三偏振态为圆偏振，且所述第四偏振态为线性偏振。
6.根据权利要求4所述的电子装置，其中所述第四偏振态的偏振方向与所述第一偏振态的偏振方向实质上互相垂直。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述光源为垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述光检测器具有至少一个光学感测区，且其中所述第一偏光器覆盖所述至少一个光学感测区。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述光检测器具有上表面以及位于所述上表面的光学感测区。
10.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述光源位于所述光检测器的上表面。
11.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一偏光器覆盖所述光学感测区。
12.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述第一偏光器完全覆盖所述光学感测区。
13.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括第二偏光器，所述第二偏光器位于所述光源上，其中通过所述第二偏光器的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
14.根据权利要求13所述的电子装置，其中所述光源具有至少一个发光区，且其中所述第二偏光器覆盖所述至少一个发光区。
15.一种电子装置的制造方法，其包括：
提供载体，所述载体具有第一表面；
将光检测器置于所述第一表面上方；
将光源置于所述第一表面上方；
将第一偏光器置于所述光检测器上，
其中所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直；以及
将透光性板材置于所述光源及所述光检测器上方，所述透光性板材具有相对的第一表面及第二表面，所述透光性板材的第一表面面对所述载体的第一表面，其中所述透光性板材的第二表面上设有四分之一波片，从所述光源发出的光处于第一偏振态，所述光源发出的光通过所述四分之一波片后转变为第二偏振态，所述第一偏振态不同于所述第二偏振态。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将所述光源及所述光检测器与所述载体电连接。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述光源为垂直腔面发射激光器。
18.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将第二偏光器置于所述光源上，其中通过所述第二偏光器的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述光检测器具有至少一个光学感测区，且其中将所述第一偏光器置于所述光检测器上的步骤包括将所述第一偏光器置于所述光检测器的所述至少一个光学感测区上。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述光源具有至少一个发光区，且其中将所述第二偏光器置于所述光源上的步骤包括使所述第二偏光器覆盖所述至少一个发光区。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一偏光器及所述第二偏光器是由耐热材料所组成。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一偏光器及所述第二偏光器包括金属。
23.根据权利要求18所述的方法，进一步包括使用透明材料包覆所述光源、所述光检测器、所述第一偏光片、所述第二偏光器及至少部分所述载体的第一表面。
24.一种电子装置的制造方法，其包括：
提供载体，所述载体具有第一表面；
将光检测器置于所述第一表面上，所述光检测器具有上表面以及位于所述上表面的光学感测区；
将光源置于所述光检测器的所述上表面；
将第一偏光器置于所述光检测器上并覆盖所述光学感测区，
其中所述光源所发出的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直；以及
将透光性板材置于所述光源及所述光检测器上方，所述透光性板材具有相对的第一表面及第二表面，所述透光性板材的第一表面面对所述载体的第一表面，其中所述透光性板材的第二表面上设有四分之一波片，从所述光源发出的光处于第一偏振态，所述光源发出的光通过所述四分之一波片后转变为第二偏振态，所述第一偏振态不同于所述第二偏振态。
25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括将所述光源及所述光检测器与所述载体电连接。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述光源为垂直腔面发射激光器。
27.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括将第二偏光器置于所述光源上，其中通过所述第二偏光器的光的偏振方向与通过所述第一偏光器的光的偏振方向实质上互相垂直。
28.根据权利要求24所述的方法，其中将第一偏光器置于所述光检测器上的步骤包括使所述第一偏光器完全覆盖所述光学感测区。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述光源具有至少一个发光区，且其中将所述第二偏光器置于所述光源上的步骤包括使所述第二偏光器覆盖所述至少一个发光区。
30.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一偏光器及所述第二偏光器是由耐热材料所组成。
31.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一偏光器及所述第二偏光器包括金属。
32.根据权利要求27所述的方法，进一步包括使用透明材料包覆所述光源、所述光检测器、所述第一偏光片、所述第二偏光器及至少部分所述载体的第一表面。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10884551B2 (en) 2013-05-16 2021-01-05 Analog Devices, Inc. Integrated gesture sensor module
CN108734074B (zh) * 2017-04-18 2022-02-18 金佶科技股份有限公司 指纹识别方法以及指纹识别装置
US9590129B2 (en) * 2014-11-19 2017-03-07 Analog Devices Global Optical sensor module
US9752925B2 (en) * 2015-02-13 2017-09-05 Taiwan Biophotonic Corporation Optical sensor
JP6753653B2 (ja) * 2015-06-23 2020-09-09 ローム株式会社 近接センサ及びそれを用いた電子機器
US10061057B2 (en) * 2015-08-21 2018-08-28 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Molded range and proximity sensor with optical resin lens
US10508935B2 (en) * 2015-10-15 2019-12-17 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Optical module and manufacturing process thereof
US11717178B2 (en) * 2016-01-25 2023-08-08 Kyocera Corporation Measurement sensor package and measurement sensor
US10521118B2 (en) * 2016-07-13 2019-12-31 Sandisk Technologies Llc Methods, systems, and computer readable media for write classification and aggregation using host memory buffer (HMB)
CN106584996B (zh) * 2016-12-06 2019-02-12 Oppo广东移动通信有限公司 盖板以及移动终端
CN107703639A (zh) * 2017-09-13 2018-02-16 维沃移动通信有限公司 一种光学式装置及移动终端
CN111567145B (zh) * 2018-01-02 2023-04-18 昕诺飞控股有限公司 具有运动传感器的照明设备
US10712197B2 (en) 2018-01-11 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimited Company Optical sensor package
CN108181628A (zh) * 2018-01-23 2018-06-19 上海兰宝传感科技股份有限公司 一种基于tof的抗干扰测距传感器
CN108417644B (zh) * 2018-03-20 2020-07-03 烟台艾睿光电科技有限公司 一种红外探测器的封装结构以及封装方法
DE102018125050A1 (de) * 2018-10-10 2020-04-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Sensor
JP7206489B2 (ja) 2019-03-07 2023-01-18 ミツミ電機株式会社 光学モジュール及び光学式エンコーダ
CN113678019A (zh) * 2019-04-02 2021-11-19 ams传感器新加坡私人有限公司 使用偏振光的光学传感器模块
CN111077510B (zh) * 2019-12-16 2022-12-02 上海禾赛科技有限公司 一种激光雷达的接收端和激光雷达
CA3107271A1 (en) * 2020-01-31 2021-07-31 Thorlabs, Inc. Low artifact, high speed, balanced optical detector array
KR20220008160A (ko) * 2020-07-13 2022-01-20 삼성전자주식회사 생체 신호 감지 센서, 센서 어레이 및 센서 시스템
DE102022115651A1 (de) 2022-06-23 2023-12-28 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronischer sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101755224A (zh) * 2007-07-19 2010-06-23 水资源技术(株) 获取地下管道三维地理信息的装置和使用光学流量传感器的非接触式计程仪以及它们的使用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0170675B1 (ko) * 1995-06-30 1999-04-15 김광호 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎
DE19924470A1 (de) * 1999-05-28 2000-09-21 Balluff Gebhard Feinmech Reflexionslichtschranke und Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum sowie Reflektoreinheit für eine solche Reflexionslichtschranke
US7278624B2 (en) * 2005-04-25 2007-10-09 Masco Corporation Automatic faucet with polarization sensor
US7714265B2 (en) * 2005-09-30 2010-05-11 Apple Inc. Integrated proximity sensor and light sensor
US7304294B2 (en) * 2006-02-09 2007-12-04 Avago Technologis General Ip (Singapore) Pte Ltd Reflective encoder with reduced background noise
JP4158828B2 (ja) * 2006-10-30 2008-10-01 オムロン株式会社 回帰反射型光電センサ、回帰反射型光電センサのセンサ本体および回帰反射部
US8432537B2 (en) * 2008-06-16 2013-04-30 Duhane Lam Photoelastic coating for structural monitoring
US8324602B2 (en) 2009-04-14 2012-12-04 Intersil Americas Inc. Optical sensors that reduce specular reflections
US8461513B2 (en) * 2010-09-28 2013-06-11 Texas Advanced Optoelectronic Solutions, Inc. Method and apparatus for device with minimized optical cross-talk
JP2012113280A (ja) * 2010-11-05 2012-06-14 Asahi Kasei E-Materials Corp ワイヤグリッド偏光子および光センサー
WO2012168333A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Ams Ag Optical proximity sensor comprising a linear polarizer for reducing optical crosstalk
US9123190B2 (en) * 2013-01-31 2015-09-01 Eastman Kodak Company Method for authenticating an object

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101755224A (zh) * 2007-07-19 2010-06-23 水资源技术(株) 获取地下管道三维地理信息的装置和使用光学流量传感器的非接触式计程仪以及它们的使用

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