CN201107808Y

CN201107808Y - 具有聚光结构的光感测装置

Info

Publication number: CN201107808Y
Application number: CNU2007201783678U
Authority: CN
Inventors: 黄朝钟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2017-10-10

Abstract

本实用新型公开了一种具有聚光结构的光感测装置，包括：光感测单元，包括电气基板、光感测部以及多个第一电气接点；以及光导引单元，包括：多个导电支撑座；透光板；多个第二电气接点；多个分隔部，设置于光感测单元的电气基板上，并对应光感测部，且分隔部侧面具有聚光面以及各个分隔部之间包围形成多个聚光部，该些分隔部分别对应光感测单元的光感测部的一个或多个像素，聚光面表面方向的垂直分量朝向透光板；其中光感测部包括多个感测光讯号的像素，该些分隔部的光感测部对应透光板的透光区域以及光感测单元的光感测部的一个或多个像素。本实用新型可有效增加入射光线投射至光感测装置上的像素的实际感光区域，同时可避免像素之间的漏光现象。

Description

具有聚光结构的光感测装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有聚光结构的光感测装置，尤其关于一种具有聚光功效光学结构的光感测装置。

背景技术

现有技术的具有聚光结构的光感测装置为一光学传感器，以影像用的光学传感器来说，其包括有互补金氧半传感器或电荷耦合传感器等型态。在这类光感测模块中，其通常需要进行印刷涂透光胶后，再通过烘烤，才能形成微透镜而形成光学传感器上的聚光效果。

另外，通常这类技术所制造的具有聚光结构的光感测装置的厚度较厚，较易有灰尘卡在微透镜胶上，因此不利于微型化产品的使用。

另外，一般的聚光结构是利用透镜调节入射光的路径，以对应光传感器上的感光区域，然而这类技术通常也会造成光泄漏，从而造成影像或光讯号产生光偏移或是阴影等现象。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种具有聚光结构的光感测装置，其通过分隔部的设置而可有效增加入射光线投射至光感测装置上的像素的实际感光区域，并能够避免像素之间的漏光现象。

本实用新型具有聚光结构的光感测装置的次一目的是提供具有聚光结构的光感测装置，以覆盖该光感测模块，且该光感测模块中用于光感测以及光导引的微结构皆包覆在其中，因此可避免尘粒附着于光学透镜组等微结构处。

本实用新型具有聚光结构的光感测装置的另一目的是于该光感测装置中提供多个导电支撑座，且该导电支撑座系具有支撑透光板以及反射光线的功效，因而增进光感测模块的输入光讯号能量的吸收，并可进一步通过设计该导电支撑座的厚度，使得可降低该具有聚光结构的光感测装置整体构件的尺寸，或是更容易调控该具有聚光结构的光感测装置整体构件的体积。

本实用新型的再一目的是提供具有抗反射(AR)以及抗红外线层(IR)的具聚光结构的光感测装置，因此可减少光感测模块所输入的光讯号能量损耗，并增加可见光的感测效率。

本实用新型的再一目的是提供具有简单结构，高合格率的具有聚光结构的光感测装置，因此可进一步降低该具有聚光结构的光感测装置的制造成本。

为达到上述目的，本实用新型主要为一种具有聚光结构的光感测装置，其包括：一光感测单元，其包括一电气基板、一光感测部以及多个第一电气接点，该光感测部设置在该电气基板中且感测光讯号并转换为电气数据输出，该些第一电气接点设置于该电气基板上并电气连接该光感测部；以及一光导引单元，其包括：多个导电支撑座，其分别为一导电的柱体结构，各个该导电支撑座具有一承接部，且各个导电支撑座分别固设于该电气基板上所对应的一对电气接点；一透光板，其固设于该导电支撑座的承接部的一透光体结构，并至少覆盖该光感测单元的光感测部；多个第二电气接点，其分别对应一导电支撑座的一导电体，且各个第二电气接点底部分别电气连接该导电支撑座；以及多个分隔部，其设置于该光感测单元的电气基板上，并对应该光感测部，且该些分隔部侧面具有聚光面以及各个分隔部之间包围形成多个聚光部，该些分隔部分别对应该光感测单元的光感测部的一个或多个像素，该聚光面表面方向的垂直分量朝向该透光板；其中该光感测部包括多数个感测光讯号的像素，该些分隔部的光感测部对应该透光板的透光区域以及该光感测单元的光感测部的一个或多个像素。

所述的光感测单元为一互补金氧半传感器或一电荷耦合传感器。

所述的透光板的材质为可透光玻璃或压克力，且该透光板中可以进一步包括一光学层，该光学层系包括一抗反射层，该抗反射层具有降低该透光板反射光讯号能量的物理特性。另外，前述的光学层也可进一步包括一滤光膜，该抗滤光膜具有降低穿透该透光板的红外线光讯号能量的物理特性。

再者，前述的透光板进一步包括一光学透镜组，且该光学透镜组调节该透光板的光讯号路径为对应该光感测部。其中该光学透镜组可以由多个透镜所构成的透镜数组，该些透镜分别对应该些分隔部之间的聚光部，且各个透镜的布置以及曲率配合调节穿透过该透光板的光讯号路径至所对应的聚光部。

所述的各个导电支撑座分别具有聚光面，且该导电支撑座的聚光面表面方向的垂直分量朝向该透光板。另外，该些导电支撑座中的部分导电支撑座的位置对应该透光板的周边，且这些位置的第二电气接点沿着该透光板的侧面延伸至底部的导电支撑座并电气连接至该第一电气接点。

所述的透光板进一步具有多数个导通孔，该些导通孔分别贯穿该透光板，该些导电支撑座中的部分导电支撑座以及该些第二电气接点中的部分第二电气接点的位置对应该透光板的导通孔，各个导通孔分别电气连接所对应的导电支撑座与第二电气接点。

所述的电气基板为一半导体电路基板或一电路板。

因此，本实用新型的有益效果在于：可有效增加入射光线投射至光感测装置上的像素的实际感光区域，同时可避免像素之间的漏光现象；可避免尘粒附着于光学透镜组等微结构处；可减少光感测模块所输入的光讯号能量损耗；可降低该具有聚光结构的光感测装置整体构件的尺寸，或是更容易调控该具有聚光结构的光感测装置整体构件的体积；以及该具有聚光结构的光感测装置的制造过程简单，而可进一步降低成本。

附图说明

图1为本实用新型具有聚光结构的光感测装置一实施例的剖面示意图；

图2为本实用新型具有聚光结构的光感测装置中的局部组件实施例的俯视平面图；

图3为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第二实施例的剖面示意图；

图4为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第三实施例的剖面示意图；以及

图5为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第四实施例的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1光感测单元

11电气基板

12光感测部

13第一电气接点

2光导引单元

21导电支撑座

21a承接部

21b聚光面

22透光板

22a导通孔

23第二电气接点

24分隔部

24a聚光面

24b聚光部

25光学层

26反射膜

27光学透镜组

27a透镜

具体实施方式

请参考图1所显示，其为本实用新型具有聚光结构的光感测装置一实施例的剖面示意图。本实用新型主要为一光感测单元1设置一光导引单元2即构成一具有聚光结构的光感测装置。其中该光感测单元1是用以感测光讯号或影像光讯号并转换为电气数据输出，且该光导引单元2则用以将外部的光讯号或影像导引至该光感测单元1，以使得该光感测单元1可感测较强的光讯号或影像能量。

前述本实用新型具有聚光结构的光感测装置中，该光感测单元1包括一电气基板11、一光感测部12以及多个第一电气接点13，该光感测部12设置在该电气基板11中，用以感测影像的光讯号并转换为电数据输出，且该些第一电气接点13经由该电气基板11电连接该光感测部12，并用以提供作为该光感测单元1的电气传输埠。

前述的光感测单元1可为一互补金氧半导体传感器(ComplimentaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)或是一电荷耦合传感器(Charge CoupledDevice，CCD)。再者，前述的光感测单元1中的电气基板11可以为一半导体线路基板，亦即可通过半导体制造技术将该光感测部12整合于该电气基板11中。另外，该电气基板11也可以为一电路板，且可通过半导体封装技术将该光感测部12整合于该电气基板11中。

前述本实用新型具有聚光结构的光感测装置中，该光导引单元2包括多个导电支撑座21、一透光板22、多个第二电气接点23以及多个分隔部24。其中该些导电支撑座21分别为一导电的柱体结构，各个该导电支撑座21具有一承接部21a以及一聚光面21b，且各个导电支撑座21分别固设于该电气基板11上所对应的一第一电气接点13，使得各个导电支撑座21可分别为对应的第一电气接点13提供电气导引，以及各个导电支撑座21的聚光面21b表面方向的垂直分量朝向该透光板22，而使得入射光线与该光导引单元2中的光线会在该聚光面21b上发生反射，并使光线朝向该光感测部12入射的机率增加；该透光板22固设于该导电支撑座21的承接部21a的一透光体结构，使得该透光板22至少可覆盖该光感测单元1的光感测部12；该些第二电气接点23分别对应一导电支撑座21的一导电体，且各个第二电气接点23底部分别贯穿该透光板22而电气连接至该导电支撑座21，使得各个导电支撑座21可分别将所对应第一电气接点13的电气导引至对应的第二电气接点23；以及该些分隔部24设置于该光感测单元1的电气基板11上，并对应该光感测部12，且该些分隔部24侧面具有聚光面24a以及各个分隔部24之间包围形成多个聚光部24b，该些分隔部24分别对应该光感测单元1的光感测部12的一个或数个像素，该聚光面24a表面方向的垂直分量朝向该透光板22，而使得入射光线与该光导引单元2中的光线会在该聚光面24a上发生反射，并使光线朝向该光感测部12入射的机率增加。

请进一步参考图2所显示，其为本实用新型具有聚光结构的光感测装置中的局部组件实施例的俯视平面图。前述图1所示的分隔部24布置于该光感测单元1的光感测部12的各个像素的电路布局区域，因此不会遮蔽到该光感测部12的各个像素的实际受光区域。再者，形成斜面的各个聚光面24a以及该透光板22会将入射的光线局限在该聚光部24b，使得光线入射至所对应光感测部12的像素的机率增加。另外，该些分隔部24可以由金属材质构成，使得在实际的组件制造过程中，该些分隔部24可以和该些导电支撑座21利用相同的制作工艺完成。

前述实施例中，所述透光板22可由任何可透光的材质所构成，具体来说，这类透光材质可以选自可透光玻璃、压克力等材质。另外，该透光板22中可包括一光学层25，其具有一光学物理特性并设置于该透光板22中，且基于该光学层25的光学物理特性而使得穿透该透光板22的光讯号产生对应的物理现象。

前述的光学层25包括一抗反射膜结构，且具有抗反射的光学物理特性，因此可藉以降低外部光能量自该透光板22反射回外部的光能量。另外，该光学层25可进一步包括一滤光膜结构，该滤光膜结构具有抗红外线入射的光学物理特性，藉以降低穿透该透光板22的红外线光讯号的能量。

前述实施例中，部分的导电支撑座21的位置对应该透光板22的周边，而这些位置的第二电气接点23沿着该透光板22的侧面延伸至底部的导电支撑座21，使得该导电支撑座21电气连接至该第二电气接点23。

请参考图3所显示，其为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第二实施例的剖面示意图。基于前述的实施例，部分的导电支撑座21的位置对应该透光板22的内部，且该透光板22具有多个导通孔22a，各个导通孔22a分别对应一导电支撑座21以及第二电气接点23处，贯穿该透光板22并电气连接该导电支撑座21与该第二电气接点23。

请参考图4所显示，其为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第三实施例的剖面示意图。基于前述的实施例，光导引单元2的透光板22底部具有一反射膜26，用以让透过该透光板22的光讯号能量能在该透光板22底部反射而提升光线进入该光感测部12的机率。

请参考图5所显示，其为本实用新型具有聚光结构的光感测装置第四实施例的剖面示意图。前述实施例的透光板22中可进一步包括一光学透镜组27，该光学透镜组27由多个透镜27a所构成，具有光路径调节的光学结构，该透镜27a分别对应该些分隔部24之间的聚光部24b，使得各个透镜27a可将穿透过该透光板22的光讯号路径调节至所对应的聚光部24b。另外，前述的光学层25中的透镜可进一步设计为具有抗反射的光学结构，用以减少自该透光板22反射回外部的光讯号能量。

前述实施例中，该些透镜27a构成一透镜数组，且该些透镜27a可为选自玻璃、塑料或液体中的任一材质所构成。另外，该光学透镜组27的透镜27a可以为一液晶透镜，并通过适当的电场控制，而获得等同于光学镜面的光学折射效果，因而使得各个透镜27a可将穿透过该透光板22的光讯号路径调节至所对应的聚光部24b。再者，各个透镜27a的布置位置以及曲率配合调节穿透过该透光板22的光讯号路径至所对应的聚光部24b。

另外，该光学层25可进一步包括一滤光膜，并用以减少穿透该透光板22的红外线光讯号能量。

以上已将本实用新型作一详细说明，但以上所述仅为本实用新型的一较佳实施例，当不能限定本实用新型实施的范围。即凡在本实用新型的申请范围内所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本实用新型的专利保护范围之内。

Claims

1.一种具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，包括：

一光感测单元，其包括一电气基板、一光感测部以及多个第一电气接点，该光感测部设置在该电气基板中且感测光讯号并将其转换为电气数据输出，该些第一电气接点设置于该电气基板上，并电气连接该光感测部；以及

一光导引单元，其包括：

多个导电支撑座，其分别为一导电的柱体结构，各个该导电支撑座具有一承接部，且各个导电支撑座分别固设于该电气基板上所对应的一对电气接点；

一透光板，其固设于该导电支撑座的承接部的一透光体结构，并至少覆盖该光感测单元的光感测部；

多个第二电气接点，其分别对应一导电支撑座的一导电体，且各个第二电气接点底部分别电气连接该导电支撑座；以及

多个分隔部，其设置于该光感测单元的电气基板上，并对应该光感测部，且该些分隔部侧面具有聚光面以及各个分隔部之间包围形成多个聚光部，该些分隔部分别对应该光感测单元的光感测部的一个或多个像素，该聚光面表面方向的垂直分量朝向该透光板；

其中该光感测部包括多个感测光讯号的像素，该些分隔部的光感测部对应该透光板的透光区域以及该光感测单元的光感测部的一个或多个像素。

2.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述透光板的材质为可透光玻璃或压克力。

3.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述透光板中进一步包括一光学层，该光学层包括一抗反射层，该抗反射层具有降低该透光板反射光讯号能量的物理特性。

4.如权利要求3所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述光学层进一步包括一滤光膜，且该滤光膜具有降低穿透该透光板的红外线光讯号能量的物理特性。

5.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述各个导电支撑座分别具有聚光面，且该导电支撑座的聚光面表面方向的垂直分量朝向所述透光板。

6.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述透光板进一步包括一光学透镜组，且该光学透镜组调节该透光板的光讯号路径为对应该光感测部。

7.如权利要求6所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述光学透镜组是由多个透镜所构成的透镜数组，该些透镜分别对应该些分隔部之间的聚光部，且各个透镜的布置以及曲率配合调节穿透过该透光板的光讯号路径至所对应的聚光部。

8.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述导电支撑座中的部分导电支撑座的位置对应该透光板的周边，且这些位置的第二电气接点沿着该透光板的侧面延伸至底部的导电支撑座，并电气连接至所述第一电气接点。

9.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述透光板进一步具有多个导通孔，该些导通孔分别贯穿该透光板，该些导电支撑座中的部分导电支撑座以及该些第二电气接点中的部分第二电气接点的位置对应该透光板的导通孔，各个导通孔分别电气连接所对应的导电支撑座与第二电气接点。

10.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述光感测单元为一互补金氧半传感器。

11.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述光感测单元为一电荷耦合传感器。

12.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述电气基板为一半导体电路基板。

13.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述电气基板为一电路板。

14.如权利要求1所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述分隔部的材质为导电金属。

15.如权利要求14所述的具有聚光结构的光感测装置，其特征在于，所述分隔部的材质与该导电支撑座材质相同。