TW201407448A - 光源裝置及其光收發裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種光源裝置以及應用此光源裝置之光收發裝置。光收發裝置包含有基板、阻光層、發光單元、感光單元以及導光件。基板之表面具有凹槽，阻光層具有第一通孔以及第二通孔，其中阻光層之第一通孔對應基板之槽口而對應設置於基板上。發光單元設置於凹槽內，感光單元設置於第二通孔內。導光件覆蓋發光單元，且導光件具有聚合光線之效果。本發明之光收發裝置由於其發光單元設置於凹槽內，所以可以降低光收發裝置整體的厚度。

Description

光源裝置及其光收發裝置

本發明係關於一種光源裝置及其光收發裝置，特別是關於一種可檢測光收發裝置本身之光源模組發射出之反射光線之光收發裝置。

近接探測器(Proximity Sensor, PS)係為一種反射光探測系統，其所使用的光感測器，係接收經物體所反射的由發光二極體直接散發出的光線，而對應產生感測訊號，其被大量應用於許多的電子產品中，例如手機及筆記型電腦等。

然而，隨著電子產品越來越講求輕、薄、短、小之外型下，電子產品內之元件也同時需想辦法縮小其體積及厚度。

目前，近接探測器內之發光單元之發光路徑上通常需設置有聚光效果之物質或設計有聚光效果之結構，以增強發光單元光發射之強度。故，當近接探測器設置於講求薄型化之電子產品時，因為近接探測器本身需要有增強發光單元之發光強度之聚光構件，所以近接探測器本身之厚度難以在需同時兼顧發光單元之發光強度下，而再進一步縮小整體厚度。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之一目的就是在提供一種光源裝置及其光收發裝置，其可在兼顧發光強度之效能下，又進一步地縮小其裝置本體之厚度。

根據本發明之目的，提出一種光源裝置，其包含本體、發光單元以及導光件。本體之發光面具有容置空間，容置空間之底部具有凹槽，發光單元設置於凹槽內。導光件設置於容置空間內，且導光件覆蓋凹槽及發光單元，導光件之出光面係為一曲面，且發光單元與導光件之出光面之距離係小於或近似於曲面之焦距。

較佳地，曲面可為聚光結構之曲面。

較佳地，凹槽之表面可設置有反光層。

根據本發明之另一目的，提出一種光收發裝置，其包含本體、發光單元、第一導光件以及感光單元。本體之光傳輸面包含第一容置空間以及第二容置空間，其中第一容置空間之底部具有凹槽，發光單元設置於凹槽內。第一導光件設置於第一容置空間內，且覆蓋凹槽及發光單元，第一導光件之出光面係為曲面，且發光單元與第一導光件之出光面之距離係小於或近似於曲面之焦距。感光單元設置於第二容置空間之底部。

較佳地，本體可更包含基板以及阻光層。凹槽位於基板之表面。阻光層包含第一通孔以及第二通孔，第一通孔之開口大於凹槽之槽口，且第一通孔對應凹槽之槽口設置於基板上，以形成第一容置空間，第二通孔與基板之表面則形成第二容置空間。

較佳地，第一導光件可覆蓋第一通孔之內側壁面。

較佳地，曲面可為聚光結構之曲面。

較佳地，凹槽之表面可設置有反光層。

較佳地，第二導光件可覆蓋感光單元。

較佳地，第二導光件之入光面可為平面。

較佳地，光收發裝置可更包含處理單元，設置於感光單元與第二容置空間之間。

根據本發明之再一目的，提出一種光收發裝置，其包含基板、阻光層、發光單元、第一導光件以及感光單元。基板之表面具有凹槽，發光單元設置於凹槽內。阻光層面對凹槽而設置於基板上，且阻光層包含第一通孔以及第二通孔，第一通孔對應凹槽之槽口設置於基板上。第一導光件設置於第一通孔內，且第一導光件覆蓋凹槽及發光單元，第一導光件之出光面係為曲面，且發光單元之發光面與第一導光件之出光面之距離係小於或近似於曲面之焦距。感光單元設置於第二通孔內。

較佳地，第一通孔之開口大於凹槽之槽口。

承上所述，依本發明之光源裝置及其光收發裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)由於光源裝置以及光收發裝置之發光單元設置於基板之凹槽中，加上導光件可具有增強光線強度之效果，所以本發明之發光裝置及其光收發裝置在縮小化整體厚度的同時，可維持適當的發光強度。

(2)由於光收發裝置中覆蓋感光單元之導光件具有平坦的入光面，因此相較於曲面，本發明之光收發裝置具有較大的感測視角。

(3)由於光收發裝置中發光單元以及感光單元間可以反光材料或阻光材料加以阻隔，因此發光單元之光線不會經由基板或阻光層散射至感光單元上，所以本發明除了整體厚度縮小，仍具有良好的感測靈敏度。

為利貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之光源裝置以及光收發裝置之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同或相似的元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之光源裝置之第一實施例之剖面示意圖。圖中，光源裝置10包含有本體100、發光單元110以及導光件120。本體100之發光面101具有容置空間102，且容置空間102之底部103具有凹槽104。其中，本實施例之本體100更包含基板105以及側牆106，側牆106設置於基板105上以形成容置空間102，但不限於此。在本發明之其它實施例中，本體100可為一體成形之構件，如第2圖之光源裝置20所示。

發光單元110設置於凹槽104內，而具有曲面之出光面121之導光件120設置於發光單元110上。其中，本實施例之導光件120之出光面121為具有聚光效果之曲面，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，導光件121之曲面可為具有散光效果之曲面。

導光件120設置於容置空間102內，且導光件120覆蓋凹槽104以及發光單元110，但不限於此。在本發明之其它實施例中，導光件120可設置於發光單元110之光路通過範圍上，以進一步達到增進光線強度或發散光線之效果。

其中，發光單元110與導光件120之出光面102之距離係相當或近似於導光件120之曲面之焦距。如此一來，本實施例之光源裝置10可容納於極小的空間中。舉例而言，本實施例之基板105可為印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)，而光源裝置10可設置於電子產品如智慧型手機或平板電腦中，且由於發光單元110設置於基板105之凹槽104內，因此可達到進一步縮小電子產品厚度之功效。另外，因為導光件120之設置，本實施例之發光單元110所發射之光源可適當的被增強。

值得一提的是，本實施例之發光單元110係設置於導光件120之曲面之焦點上，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，發光單元110可設置於導光件120之曲面之焦點內，而再更進一步縮小光源裝置10之整體厚度，且仍可達到適當的增強發光單元110發出之光線強度的效果。

另外，為了增進發光單元110之光線利用率，凹槽104之表面可設置反光層107，反光層107之材料可如銅、金或鋁等，用以反射光線，但不限於此。在本發明之其它實施例中，凹槽104之表面可設置阻光材料阻隔光線，或吸光材料吸收光線，以免光線從基板105漏出。

請參考第3圖，其係為本發明之光收發裝置之第一實施例之剖面示意圖。如圖所示，光收發裝置30包含本體300、發光單元310、第一導光件320以及感光單元340。

本體300之光傳輸面301包含第一容置空間302以及第二容置空間303，且第一容置空間302之底部304具有凹槽305，使得第一容置空間302具有階梯狀之底部304。

更具體而言，本實施例之本體300包含基板306以及阻光層307。其中，凹槽305位於基板306之表面。阻光層307包含第一通孔308以及第二通孔309。其中，第一通孔308之開口大於凹槽305之槽口，且第一通孔308對應凹槽305之槽口而設置於基板306上，以形成第一容置空間302。第二通孔309則與基板306之表面形成第二容置空間303。

值得一提的是，本實施例之本體300具有基板306以及阻光層307之層狀結構，但不限於此。在本發明之其它實施例中，本體300可為一體成形，如第4圖之光收發裝置50所示。

發光單元310設置於凹槽305內，其中，本實施例之發光單元310可為發光二極體晶粒(light emitting diode die)，但不以此為限。

第一導光件320設置於第一容置空間302內，且第一導光件320覆蓋凹槽305以及發光單元310。其中，本實施例之第一導光件320之出光面321為聚光曲面，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，第一導光件320之出光面321可為散光之曲面，本發明出光面321作為聚光或散光可由產品實際需求而決定。

值得一提的是，本實施例之發光單元310係設置於第一導光件320之出光面321之焦點上，但不限於此。在本發明之其它實施例中，發光單元310可設置於第一導光件320之出光面321之焦點內，以更進一步縮小光收發裝置30整體之厚度。

發光單元310設置於第一導光件320之出光面321之焦點上或近似於焦點之位置時，可較有效地增強發光單元310發出之光線，使得本實施例之感裝裝置30因為發光單元310放置於第一導光件320之出光面321之焦點上，所以可具有較強的發射光源，又因為發光單元310位於基板306之凹槽305內，所以可有效地縮小光收發裝置30整體之厚度。

感光單元340設置於第二容置空間303之底部，以感測從外部環境中反射回至光收發裝置30之發光單元310發射出之光線。為使更於理解，以應用本實施例之光收發裝置30之智慧型手機為例。由於智慧型手機多為觸控式螢幕，所以當使用者需要用手機接聽電話時，可能會因為螢幕碰觸臉頰而導致一些手機之誤動作。此時，本實施例之光收發裝置30可利用發光單元310發出之光線，由臉頰反射回來後，由感光單元340所感測，而處理單元350再根據感測訊號而使得智慧型手機再接近人臉時可以通知手機之處理器自動關閉其螢幕之觸控功能，達到智能化控制之效果。

由於本實施例之發光單元310設置於基板306之凹槽305中，因此本實施例之感裝裝置30可進一步縮小其厚度，適於應用於日益講求薄形化之電子產品中。如本實施例中光收發裝置30應用於智慧型手機內部時，除了其發光單元310之設置於基板306之凹槽305內可減少智慧型手機之厚度，其第一導光件320更可加強發光單元310發出之光線強度，以增進感光單元340感測反射光之敏感度。

值得注意的是，本實施例並非限定於應用在智慧型手機上，其餘薄型化之電子產品如平板電腦等，也可應用本實施例之感測裝置30以達到智能化控制螢幕明亮程度之功效。另外，非薄型化之電子產品也可應用本實施例之感測裝置30，如免觸控開關可利用反射光之探測原理而實施電源之導通與否，或者如桌上型電腦或筆記型電腦可在無人使用時自動關閉，進而增加安全防護。

接著，請繼續參考第3圖。為了使凹槽內部之發光單元310發出之光線可更進一步地被有效利用，凹槽305之表面可設置有反光層317，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，當基板306非為完全不透光之基材時，凹槽305之表面可設置吸光材料或阻光材料，以免發光單元310發出之光線由基板306漏射出去。

光收發裝置30可更包含第二導光件330，並覆蓋感光單元340。其中，本實施例之第二導光件330之入光面331為平面，以增加感光單元340之接收視角。

更詳細而言，當本實施例之光收發裝置30於實際應用時，通常會再設置其它透明層狀結構333於其上，如第5圖所示。此時，若第二導光件330之入光面331為凸面3311(圖中虛線部分)，則其所能接收之光線為L₁至L₂範圍內之光線，但若第二導光件330之入光面331為平面，則可接收之光線為L₃至L₄範圍內之光線。由此可知，當第二導光件330之入光面331為平面時，其光吸收之範圍較大。

光收發裝置30更包含處理單元350，設置於感光單元340與第二容置空間303之底部3031之間，且電性連接感光單元340，以對感光單元340所接收之光線進行分析處理。其中，在本發明之其它實施例中，處理單元350可只電性連接於感光單元340，而非設置於光收發裝置30內。

值得注意的是，本實施例之處理單元350可同時具有環境光感測(Ambient Light Sensor, ALS)以及近接感測(Proximity Sensor, PS)之演算功能，但並不限於此。在本發明之其它實施例中，處理單元350可只具有環境光感測之演算功能、近接感測之演算功能、或颜色感測之演算功能(RGB color sensor)或具有以上之演算功能之組合。

第一導光件320覆蓋於第一通孔308之內側壁面，形成阻隔牆322，此阻隔牆322可於本實施例之光收發裝置30在充模形成阻光層307時，防止阻光層307於充模形成之過程中填充至第一導光件320之出光面321上。

接著請參考第6圖，其係為本發明之光收發裝置之第三實施例之剖面示意圖。如圖所示，光收發裝置40包含基板420、阻光層430、發光單元310、第一導光件440以及感光單元340。其中，基板420之表面具有凹槽405，而發光單元310設置於凹槽405內，感光單元340設置於第二通孔409內。本實施例之基板可為印刷電路板，但並不限於此。

阻光層430面對凹槽405而設置於基板420上，且阻光層430具有第一通孔408以及第二通孔409。其中，第一通孔408對應凹槽405之槽口而設置於基板420上。

發光單元310以及感光單元340之配置與功效與第一實施例相似，在此便不贅述。其中，本實施例之處理單元350係設置於感光單元340以及基板420之間，且處理單元350之配置與功效係與前述實施例相似，在此便不贅述。

第一導光件440設置於第一通孔408內，且第一導光件440覆蓋凹槽405及發光單元310。其中，第一導光件440之出光面421為聚光曲面，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，第一導光件440之出光面421可為散光之曲面。

值得一提的是，本實施例之發光單元310之發光面與第一導光件440之出光面421之距離大小係約為出光面421之焦距大小，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，發光單元310之發光面與第一導光件440之出光面421之距離大小可小於出光面421之焦距大小。

由於本實施例之發光單元310位於基板420之凹槽405內，所以光收發裝置40整體之厚度可降低。除此之外，由於第一導光件440之出光面421具有聚合光線之效果，因此本實施例之光收發裝置除具有較薄之厚度外，其發光單元310發出之光線強度也可被適當的增強。

為使發光單元310發出之光線可被有效的利用，本實施例之凹槽405之表面可設置有反光層417，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，當基板420為可透光之基板時，凹槽405之表面可設置有吸光材料或阻光材料，以免光線藉由基板420透射至感光單元340。

值得注意的是，本實施例之第一通口408之開口大於凹槽405之槽口，但不以此為限。在本發明之其它實施例中，第一通口408之開口可約略等於凹槽405之槽口，如第7圖之光收發裝置60所示。

第二導光件450覆蓋感光單元340以及處理單元350，不同於第一實施例之第二導光件450之入光面431切齊於阻光層430之表面，本實施例之第二導光件450之入光面係略低於阻光層430之表面，而位於第二通孔409內。另外，本實施例之第一導光件440與第一實施例之第一導光件320之不同在於本實施例之第一導光件440並未覆蓋第一通孔408之內側壁面。

綜上所述，本發明之光源裝置以及光收發裝置將發光單元設置於基板內，相較於習知將發光單元設置於基板上可更進一步地縮小光源裝置以及光收發裝置之厚度，使得應用本發明之光源裝置或光收發裝置之電子產品可進一步地降低其厚度。除此之外，本發明除了可縮小裝置本體之厚度外，光源裝置以及光收發裝置由於其導光件可具有聚光效果之曲面，因此發光單元發出之光源可被適當地增強。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10、20．．．光源裝置

30、40、50、60．．．光收發裝置

100、300．．．本體

101．．．發光面

102．．．容置空間

103、304、3031．．．底部

104、305、405．．．凹槽

105、306、420．．．基板

106．．．側牆

107、317、417．．．反光層

110、310．．．發光單元

120．．．導光件

121、321、421．．．出光面

301．．．光傳輸面

302．．．第一容置空間

303．．．第二容置空間

307、430．．．阻光層

308、408．．．第一通孔

309、409．．．第二通孔

320、440．．．第一導光件

322．．．阻隔牆

330、450．．．第二導光件

333．．．透明層狀結構

331、431．．．入光面

3311．．．凸面

340．．．感光單元

350．．．處理單元

511．．．頂抵部

L1、L2、L3、L4．．．光線

第1圖其係為本發明之光源裝置之第一實施例之剖面示意圖。
第2圖其係為本發明之光源裝置之第二實施例之剖面示意圖。
第3圖其係為本發明之光收發裝置之第一實施例之剖面示意圖。
第4圖其係為本發明之光收發裝置之第二實施例之剖面示意圖。
第5圖其係為本發明之光收發裝置之第一實施例之光路示意圖。
第6圖其係為本發明之光收發裝置之第三實施例之剖面示意圖。
第7圖其係為本發明之光收發裝置之第四實施例之剖面示意圖。

30．．．光收發裝置

300．．．本體

301．．．光傳輸面

302．．．第一容置空間

303．．．第二容置空間

304、3031．．．底部

305．．．凹槽

306．．．基板

307．．．阻光層

308．．．第一通孔

309．．．第二通孔

310．．．發光單元

317．．．反光層

320．．．第一導光件

330．．．第二導光件

321．．．出光面

322．．．阻隔牆

331．．．入光面

340．．．感光單元

350．．．處理單元

Claims (19)

1. 一種光源裝置，其包含：
   一本體，該本體之發光面具有一容置空間，該容置空間之底部具有一凹槽；
   一發光單元，係設置於該凹槽內；以及
   一導光件，係設置於該容置空間內，且該導光件覆蓋該凹槽及該發光單元，該導光件之出光面係為一曲面，且該發光單元與該導光件之出光面之距離係小於或近似於該曲面之焦距。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光源裝置，其中該曲面係為一聚光結構之曲面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光源裝置，其中該凹槽之表面係設置有一反光層。
4. 一種光收發裝置，其包含：
   一本體，該本體之光傳輸面係包含一第一容置空間以及一第二容置空間，其中該第一容置空間之底部具有一凹槽；
   一發光單元，係設置於該凹槽內；
   一第一導光件，係設置於該第一容置空間內，該第一導光件覆蓋該凹槽及該發光單元，該第一導光件之出光面係為一曲面，且該發光單元與該第一導光件之出光面之距離係小於或近似於該曲面之焦距；以及
   一感光單元，係設置於該第二容置空間之底部。
   
5. 如申請專利範圍第4項所述之光收發裝置，其中該本體更包含一基板以及一阻光層，該凹槽係位於該基板之表面，該阻光層係包含一第一通孔以及一第二通孔，該第一通孔之開口大於該凹槽之槽口，且該第一通孔對應該凹槽之槽口設置於該基板上，以形成該第一容置空間，該第二通孔與該基板之表面形成該第二容置空間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光收發裝置，其中該第一導光件覆蓋該第一通孔之內側壁面。
7. 如申請專利範圍第4項所述之光收發裝置，其中該曲面係為一聚光結構之曲面。
8. 如申請專利範圍第4項所述之光收發裝置，其中該凹槽之表面係設置有一反光層。
9. 如申請專利範圍第4項所述之光收發裝置，更包含一第二導光件，該第二導光件係覆蓋該感光單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光收發裝置，其中該第二導光件之入光面係為一平面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光收發裝置，更包含一處理單元，係設置於該感光單元與該第二容置空間之底部之間。
12. 一種光收發裝置，其包含：
    一基板，該基板之表面具有一凹槽；
    一阻光層，係面對該凹槽而設置於該基板上，該阻光層包含一第一通孔以及一第二通孔，且該第一通孔對應該凹槽之槽口設置於該基板上；
    一發光單元，係設置於該凹槽內；
    一第一導光件，係設置於該第一通孔內，且該第一導光件覆蓋該凹槽及該發光單元，該第一導光件之出光面係為一曲面，且該發光單元之發光面與該第一導光件之出光面之距離係小於或近似於該曲面之焦距；以及
    一感光單元，係設置於該第二通孔內。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光收發裝置，其中該第一通孔之開口大於該凹槽之槽口。
14. 如申請專利範圍第12項所述之光收發裝置，其中該第一導光件覆蓋該第一通孔之內側壁面。
15. 如申請專利範圍第12項所述之光收發裝置，其中該曲面係為一聚光結構之曲面。
16. 如申請專利範圍第12項所述之光收發裝置，其中該凹槽之表面係設置有一反光層。
17. 如申請專利範圍第12項所述之光收發裝置，更包含一第二導光件，該第二導光件係覆蓋該感光單元。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光收發裝置，其中該第二導光件之入光面係為一平面，且該平面係切齊該阻光層之表面。
19. 如申請專利範圍第18項所述之光收發裝置，更包含一處理單元，係設置於該感光單元與該基板之間。