TWI490526B - 光學感測模組及具有該光學感測模組之電子裝置 - Google Patents

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TWI490526B
TWI490526B TW102124340A TW102124340A TWI490526B TW I490526 B TWI490526 B TW I490526B TW 102124340 A TW102124340 A TW 102124340A TW 102124340 A TW102124340 A TW 102124340A TW I490526 B TWI490526 B TW I490526B
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Jia Hong Huang
Tien Chia Liu
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Description

光學感測模組及具有該光學感測模組之電子裝置
本發明乃是關於一種感測模組及電子裝置,特別是指一種光學感測模組及電子裝置。
圖1A為傳統之電子裝置使用習知之光學感測模組進行物件感測的側面剖示圖。請參考圖1A,習知之電子裝置1000包括一顯示裝置1100以及一光學感測模組1200。顯示裝置1100具有一顯示面1120,其中顯示面用以顯示所欲呈現的畫面。光學感測模組1200具有一透鏡1210及一影像感測元件1220。一般來說,光學感測模組1200可透過透鏡1210的使用,使得光學感測模組具有一光學感測範圍1212,意即當一物件1001在進入該光學感測範圍1212內,便會被透鏡1210成像在影像感測元件1220上,如此光學感測模組1200則可透過影像感測元件1220所擷取的畫面進行例如是手勢辨識之類的判斷。
以目前的手持電子裝置1000(例如手機或平板電腦)來說,光學感測模組1200一般來說是設置於顯示裝置1100的周邊且偏向上方,此處所說的上方是指使用者正確拿取手持電子裝置1000時,位於顯示面1120上方的位置,例如目前的智慧型手機,其前置鏡頭皆是設置於顯示面的上方是相同意思的。
然而,光學感測模組1200若是用於偵測手勢動作時,根據使用者手勢揮動習慣,手勢揮動的位置通常是位於顯示面1120的正上方,如此一來,若欲提升光學感測模組1200的有效感測範圍時, 便需要將光學感測模組1200傾斜一角度θ1,使得原先光學感測範圍1212盡量落在顯示面1120的正前方,如圖1B所示。此方式雖可有效地改善光學感測模組1200偵測一般使用者習慣於顯示面1120正前方的手勢揮動動作,但是由於需要將光學感測模組1200傾斜,因此光學感測模組1200位於電子裝置1000內的空間厚度H12便會增大,由原先的所需厚度H11增加至厚度H12,如圖1A與圖1B所示。換言之,此設計將會造成電子裝置1000整體的厚度無法有效地被降低。
本發明提供一種光學感測模組,其藉由適當的的光學設計,而可有效地感測側面方向的物件。
本發明另提供一種電子裝置,其使用上述的光學感測模組可有效地提升感測顯示面正前方之物件,而仍可保持具有較薄的整體厚度。
本發明一實施例提出一種光學感測模組,其包括一第一透鏡以及一感測元件。第一透鏡具有一光軸。感測元件配置於第一透鏡之下方,其中感測元件適於接收通過第一透鏡的一物件光束。第一透鏡的光軸不通過感測元件的幾何中心。
在本發明的一實施例中,第一透鏡的光軸與感測元件的幾何中心之最短距離W1實質上介於0.2mm與0.4mm之間
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一光源,其中光源適於提供一出射於光學感測模組的照射光束。當照射光束傳遞至一物件時,物件適於將照射光束反射為物件光束。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一殼體,其中殼體具有一底面及一相對底面的入光面。感測元件及第一透鏡位於殼體內,而感測元件設置於底面。第一透鏡位於感測元件與入光面之間。在本發明的一實施例中,入光面具有一入光孔。在本發 明的一實施例中,光學感測模組更包括一光源,其中光源設置於殼體內並適於提供一出射於光學感測模組的照射光束。當照射光束傳遞至一物件時,物件適於將照射光束反射為物件光束。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一稜鏡片,具有複數個稜鏡,其中來自光源的照射光束適於依序通過一第二透鏡及第二稜鏡片而出射於光學感測模組,第二透鏡位於第二稜鏡片與光源之間。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一第二透鏡,具有一光軸並配置於光源之上方,且第二透鏡的光軸不通過光源的幾何中心,而來自光源的照射光束適於通過第二透鏡而出射於光學感測模組。
在本發明的一實施例中,殼體具有一相對底面且鄰近入光面的出光面。照射光束適於從出光面離開光學感測模組。在本發明的一實施例中,出光面具有一出光孔。
在本發明的一實施例中,透鏡具有一入光面、一相對入光面的出光面以及至少一連接平面,連接平面連接入光面與出光面。
本發明另一實施例提出一種光學感測模組,其包括一第一稜鏡片、一感測元件以及一第一透鏡。第一稜鏡片具有複數個稜鏡。感測元件配置於第一稜鏡片之下方,其中感測元件適於接收依序通過第一稜鏡片及第一透鏡的一物件光束。第一透鏡配置於第一稜鏡片與感測元件之間。
在本發明的一實施例中,每一第一稜鏡的角度實質上介於20度至43度之間。在本發明的一實施例中,每一第一稜鏡的角度實質上介於32度至34度之間。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一光源,其中光源適於提供一出射於光學感測模組的照射光束。當照射光束傳遞至一物件時,物件適於將照射光束反射為物件光束。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一殼體,其中殼 體具有一底面及一相對底面的入光面。感測元件及第一透鏡位於殼體內,而感測元件設置於底面。第一透鏡位於感測元件與入光面之間。在本發明的一實施例中,入光面具有一入光孔。在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一光源,其中光源設置於殼體內並適於提供一出射於光學感測模組的照射光束,其中當照射光束傳遞至一物件時,物件適於將照射光束反射為物件光束。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一第二稜鏡片,其中第二稜鏡片具有複數個第二稜鏡,其中來自光源的照射光束適於依序通過一第二透鏡及第二稜鏡片而出射於光學感測模組,第二透鏡位於第二稜鏡片與光源之間。
在本發明的一實施例中,光學感測模組更包括一第二透鏡,其中第二透鏡具有一光軸並配置於光源之上方,且第二透鏡的光軸不通過光源的幾何中心。來自光源的照射光束適於通過第二透鏡而出射於光學感測模組。
在本發明的一實施例中,殼體具有一相對底面且鄰近入光面的出光面,照射光束適於從出光面離開光學感測模組。在本發明的一實施例中,出光面具有一出光孔。
本發明另一實施例提出一種電子裝置,其包括一顯示裝置以及一光學感測模組。顯示裝置具有一顯示面。光學感測模組具有一出光面及一入光面,其中出光面與入光面位於顯示面之周邊。光學感測模組是使用前述之光學感測模組。
本發明之一實施例的光學感測模組可透過將透鏡偏移的方式改變光學感測模組的感測範圍,從而使得光學感測模組應用在電子裝置時,可在不提高電子裝置之厚度的前提下仍可呈現較佳的感測表現。此外,透過稜鏡片的光學設計改變光學感測模組的感測範圍,同樣可使光學感測模組應用在電子裝置時,仍可在不增加電子裝置之厚度之情況下呈現較佳的感測表現。
為了能更進一步瞭解本發明的技術,請參閱以下詳細說明與圖 式,相信本發明的特徵,當可由此得以具體瞭解。然而,所附圖式與附件僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
1000‧‧‧電子裝置
1100‧‧‧顯示裝置
1200‧‧‧光學感測模組
1120‧‧‧顯示面
1210‧‧‧透鏡
1220‧‧‧影像感測元件
1212‧‧‧光學感測範圍
1001‧‧‧物件
θ1‧‧‧角度
H12‧‧‧厚度
200‧‧‧光學感測模組
210‧‧‧第一透鏡
220‧‧‧感測元件
AX1‧‧‧光軸
L2‧‧‧物件光束
230‧‧‧光源
L1‧‧‧照射光束
1003‧‧‧物件
H21‧‧‧厚度
H11‧‧‧厚度
P2‧‧‧水平方向
W1‧‧‧距離
240‧‧‧殼體
242‧‧‧底面
244‧‧‧入光面
244a‧‧‧入光孔
246‧‧‧出光面
246a‧‧‧出光孔
250‧‧‧第二透鏡
AX2‧‧‧光軸
S1‧‧‧入光面
S2‧‧‧出光面
S3‧‧‧連接平面
θ2‧‧‧夾角
300‧‧‧光學感測模組
310‧‧‧第一稜鏡片
320‧‧‧感測元件
330‧‧‧第一透鏡
312‧‧‧稜鏡
θ3‧‧‧角度
340‧‧‧光源
1005‧‧‧物件
350‧‧‧殼體
352‧‧‧底面
354‧‧‧入光面
354a‧‧‧入光孔
356‧‧‧出光面
356a‧‧‧出光孔
360‧‧‧第二稜鏡片
362‧‧‧第二稜鏡
370‧‧‧第二透鏡
圖1A為傳統之電子裝置使用習知之光學感測模組進行物件感測的側面剖示圖。
圖1B為圖1A之電子裝置將光學感測模組傾斜一角度後進行物件感測的側面剖示圖。
圖2為本發明一實施之光學感測模組使用於電子裝置上的剖面示意圖。
圖3則為沿著圖2之方向P1的局部正面透視圖。
圖4為圖2之第一透鏡及第二透鏡採用其他實施態樣的示意圖。
圖5為本發明一實施之光學感測模組使用於電子裝置上的剖面示意圖。
圖6則為沿著圖5之方向P1的局部正面透視圖。
圖7為圖5及圖6所使用之稜鏡片的局部放大圖。
圖2為本發明一實施之光學感測模組使用於電子裝置上的剖面示意圖,圖3則為沿著圖2之方向P1的局部正面透視圖。其中為了方便說明,圖3省略了圖2之電子裝置以及顯示裝置的繪示。請同時參考圖2與圖3,本實施之光學感測模組200包括一第一透鏡210以及一感測元件220。第一透鏡210具有一光軸AX1。在本實施例中,第一透鏡210可以是採用球面透鏡或非球面透鏡,其中本實施例是以球面透鏡作為舉例說明,但不以此為限。
感測元件220配置於第一透鏡210之下方,其中感測元件220適於接收通過第一透鏡210的一物件光束L2,如圖2與圖3所示。在本實施例中,感測元件220例如是採用互補式金屬氧化物半導體(Comple mentary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)之影像感 測器,又或者是電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)之影像感測器,其中本實施例是以CMOS影像感測器作為舉例說明,但不侷限此。具體來說,本實施例之光學感測模組200可包括一光源230,其中光源230適於提供一出射於光學感測模組200的照射光束L1,如此一來,當照射光束L1傳遞至一物件1003時,物件1003便適於將照射光束L1反射為物件光束L2。在本實施例中,物件1003是以使用者的手或是手持其他物件作為舉例說明,但不侷限於此。另外,光源230可以採用不可見光之光源,例如是紅外光或是紫外光,其中本實施例是以紅外光作為舉例說明,但並不限於此。需要說明的是,為了可感測到物件光束L2,因此感測元件220可以是選用不可見光影像感測器,如:紅外光影像感測器。
請繼續參考圖2與圖3,第一透鏡210的光軸AX1不通過感測元件220的幾何中心C1。具體來說,一般的光學設計都是將第一透鏡210的光軸AX1對準感測元件220的幾何中心C1,以使成像在感測元件上的影像具有較佳的成像品質及對稱性,其中感測元件220的幾何中心C1係指像素陣列的幾何中心。然而,本實施例之光學感測模組200為了改善先前習知技術提及之問題,因此透過將第一透鏡210的光軸AX1偏離感測元件220的幾何中心C1,使得第一透鏡210所接收物件光束L2的範圍可更靠近一電子裝置1000之顯示裝置1100的一顯示面1120的正上方,換句話說,光學感測模組200所感測的範圍相較於光學感測模組100所感測到的範圍可更佳地靠近圖2之右側方向。如此一來,便可在不增加光學感測模組200的厚度H21(即厚度H21可與厚度H11相同或相近)之下,而可在偵測一般使用者習慣於顯示面1120正前方的進行手勢揮動時具有較佳的感測表現。為了可呈現較佳的感測品質,同時避免光學感測模組200在水平方向P2上的長度過大,因此第一透鏡210的光軸AX1與感測元件220的幾何中心C1之最 短距離W1實質上可介於0.2mm與0.4mm之間。
此外,光學感測模組200可包括一殼體240,其中殼體240具有一底面242及一相對底面242的入光面244,如圖3所示。在本實施例中,感測元件220及第一透鏡210位於殼體240內,而感測元件220設置於底面242。第一透鏡210位於感測元件220與入光面244之間,其中入光面244具有一入光孔244a,以接受來自物件1003所反射的物件光束L2。
在本實施例中,上述的光源230亦可設置於殼體240內並位於底面242上,其中殼體240具有一相對底面242且鄰近入光面244的出光面246,以使光源230提供的照射光束L1可透過出光面之出光孔246a出射於光學感測模組200的照射光束L1。另外,由於光學感測模組200透過上述的光學設計使得光學感測模組200所感測的範圍可相較於光學感測模組100所感測到的範圍可更佳地靠近圖2之右側方向,因此為了可使照射光束L1同樣地可照射至相同的感測範圍,本實施例之光學感測模組200還可包括一第二透鏡250,其中第二透鏡250具有一光軸AX2並配置於光源230之上方。類似地,第二透鏡250的光軸AX2不通過光源230的幾何中心,其中光源230的幾何中心可以是指發光二極體的幾何中心位置。如此一來,來自光源230的照射光束L1在通過第二透鏡250而出射於光學感測模組200時,照射光束L1便可如同前述的感測範圍而更佳地靠近圖2之顯示面的正上方或更為右側之方向。
於另一實施例中,在不影響整體的感測品質下,為了可更為節省光學感測模組200於水平方向P2上的整體面積,因此上述的第一透鏡210與第二透鏡250可以適當地被切削不必要之部分,使得光學感測模組200於水平方向P2上的整體面積可獲得進一步的縮減。詳細來說,第一透鏡210與第二透鏡250各自具有一入光面S1、一相對入光面的出光面S2以及至少一連接平面S3,其中連接平面S3連接入光面S1與出光面S2。在本實施例中,連接平 面S3可以是一切削面。此外,為了具有較佳的成像品質及在水平方向P2上具有較小的面積,因此連接平面S3與光軸的夾角θ2實質上大於等於0度小於等於75度,如圖4所示。
圖5為本發明一實施之光學感測模組使用於電子裝置上的剖面示意圖,圖6則為沿著圖5之方向P1的局部正面透視圖,而圖7為圖5及圖6所使用之稜鏡片的局部放大圖。其中為了方便說明,圖6省略了圖5之電子裝置以及顯示裝置的繪示。請同時參考圖5與圖6,本實施之光學感測模組300包括一第一稜鏡片310、一感測元件320以及一第一透鏡330。第一稜鏡片310具有複數個稜鏡312。在本實施例中,這些稜鏡312可以是連續排列或不連續排列的稜鏡條或是稜鏡柱,其中本實施例之每一稜鏡312是以連續排列的稜鏡條作為舉例說明,但不以此為限。此外,每一第一稜鏡312的角度θ3實質上可介於20度至43度之間。
感測元件320配置於第一稜鏡片310之下方,其中感測元件320適於接收依序通過第一稜鏡片310及第一透鏡330的一物件光束L2,如圖2與圖3所示。在本實施例中,感測元件320例如是採用互補式金屬氧化物半導體(Comple mentary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)之影像感測器,又或者是電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)之影像感測器,其中本實施例是以CMOS影像感測器作為舉例說明,但不侷限此。具體來說,本實施例之光學感測模組300可包括一光源340,其中光源340適於提供一出射於光學感測模組300的照射光束L1,如此一來,當照射光束L1傳遞至一物件1005時,物件1005便適於將照射光束L1反射為物件光束L2。在本實施例中,物件1005是以使用者的手或是手持其他物件作為舉例說明,但不侷限於此。另外,光源340可以採用不可見光之光源,例如是紅外光或是紫外光,其中本實施例是以紅外光作為舉例說明,但並不限於此。需要說明的是,為了可感測到物件光束L2,因此感測元件320可以是選用 不可見光影像感測器,如:紅外光影像感測器。
請繼續參考圖5與圖6,同樣地,為了改善先前習知技術提及之問題,本實施例之光學感測模組300可利用上述的第一稜鏡片310將來自一電子裝置1000之顯示裝置1100的一顯示面1120的正上方之物件光束L2折射至光學感測模組300內,意即本實施例之光學感測模組300可藉由第一稜鏡片310的設置改變整體收光方向,使其盡量偏向某方向收光,從而可以在盡量不增加光學感測模組300之整體厚度H22下,仍可具有較佳的感測表現。具體來說,每一第一稜鏡312的角度θ 3實質上介於20度至43度之間,其中當上述的角度θ 3小於20度時,物件光束L2會被第一稜鏡312折射過頭而偏離感測元件320的位置,意即物件光束L2無法被有效地傳遞至感測元件320上;同樣地,當上述的角度θ 3大於43度時,則物件光束L2會被第一稜鏡312折射的角度不夠,亦無法被有效地傳遞至感測元件320上。於一較佳的實施例中,每一第一稜鏡312的角度θ 3實質上可介於32度至34度之間。在本實施例中,第一透鏡330配置於第一稜鏡片310與感測元件320之間,用以將被第一稜鏡片310所折射的物件光束成像於感測元件320上。值得一提的是,第一透鏡330可以選擇性地採用前述光學感測模組200所使用的設計。
此外,光學感測模組300更包括一殼體350,其中殼體350具有一底面352及一相對底面352的入光面354,如圖6所示。在本實施例中,感測元件320及第一透鏡330位於殼體350內,而感測元件320設置於底面352。第一透鏡330位於感測元件320與入光面354之間,其中入光面354具有一入光孔354a,以接受來自物件1005所反射的物件光束L2。
在本實施例中,上述的光源340亦可設置於殼體350內並位於底面352上,其中殼體350具有一相對底面352且鄰近入光面354的出光面356,以使光源340提供的照射光束L1可透過出光面356 之出光孔356a出射於光學感測模組300的照射光束L1。另外,由於光學感測模組300透過上述第一稜鏡片310的光學設計可使光學感測模組300在不額外增加過多的厚度下,其所感測的範圍可相較於傳統光學感測模組100所感測到的範圍可更佳地靠近圖5之右側方向。因此,為了可使照射光束L1同樣地可照射至相同的感測範圍,本實施例之光學感測模組300還可包括一第二稜鏡片360,其中第二稜鏡片360具有複數個第二稜鏡362。如此一來,來自光源340的照射光束L1適於依序通過一第二透鏡370及第二稜鏡片360而出射於光學感測模組300時,照射光束L1便可如同前述的感測範圍而更佳地靠近圖5之顯示面的正上方或更為右側之方向。值得一提的是,第一稜鏡片310與第二稜鏡片360除了可以採用如圖6所繪示之各自形成的設計,於一實施例中,第一稜鏡片310與第二稜鏡片360亦可為一體成型,意即直接放置一稜鏡片以同時取代第一稜鏡片310與第二稜鏡片360。
在其他未繪示的實施例中,上述的光學感測模組200之第二透鏡250亦可不偏移,而改以在第二透鏡250的上方搭配使用前述第二稜鏡片360之設計藉以取代將第二透鏡250偏移的設計。類似地,上述的光學感測模組300之第二透鏡370上方亦可不放置第二稜鏡片360,而改用將第二透鏡370進行偏移之設計。
綜上所述,本發明之一實施例的光學感測模組至少具有下列優點。首先,透過將透鏡偏移的方式改變光學感測模組的感測範圍,可使得光學感測模組應用在電子裝置時,可在不提高電子裝置之厚度的前提下仍可呈現較佳的感測表現。此外,同樣透過稜鏡片的光學設計改變光學感測模組的感測範圍,亦可使光學感測模組應用在電子裝置時,仍可在不增加電子裝置之厚度之情況下呈現較佳的感測表現。
以上所述僅為本發明的實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1000‧‧‧電子裝置
1100‧‧‧顯示裝置
1120‧‧‧顯示面
200‧‧‧光學感測模組
210‧‧‧第一透鏡
220‧‧‧感測元件
AX1‧‧‧光軸
L2‧‧‧物件光束
1003‧‧‧物件
H21‧‧‧厚度
W1‧‧‧距離

Claims (23)

  1. 一種光學感測模組,包括:一光源,適於提供出射於該光學感測模組之一照射光束;一第一透鏡,具有一光軸;以及一感測元件,與該光源於一預設方向相距一預設距離並配置於該第一透鏡之下方,且該第一透鏡的該光軸不通過該感測元件的像素陣列之一幾何中心並從該幾何中心沿垂直該預設方向偏移一距離,其中該感測元件適於接收通過該第一透鏡的一物件光束。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學感測模組,其中該距離之一最短距離實質上介於0.2mm與0.4mm之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學感測模組,其中當該光源之該照射光束傳遞至一物件時,該物件適於將該照射光束反射為該物件光束。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學感測模組,更包括:一殼體,具有一底面及一相對該底面的入光面,其中該感測元件及該第一透鏡位於該殼體內,該感測元件設置於該底面,且該第一透鏡位於該感測元件與該入光面之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光學感測模組,其中該入光面具有一入光孔。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之光學感測模組,其中該光源設置於該殼體內;當該光源之該照射光束傳遞至一物件時,該物件適於將該照射光束反射為該物件光束。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學感測模組,更包括:一第二稜鏡片,具有複數個稜鏡,其中來自該光源的該照射光束適於依序通過一第二透鏡及該第二稜鏡片而出射於該光學感測模組,該第二透鏡位於該第二稜鏡片與該光源之間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之光學感測模組,更包括:一第二透鏡,具有一光軸並配置於該光源之上方,且該第二透鏡的該光軸不通過該光源的幾何中心,而來自該光源的該照射光束適於通過該第二透鏡而出射於該光學感測模組。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之光學感測模組,其中該殼體具有一相對該底面且鄰近該入光面的出光面,該照射光束適於從該出光面離開該光學感測模組。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學感測模組,其中該出光面具有一出光孔。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學感測模組,其中該第一透鏡具有一入光面、一相對該入光面的出光面以及至少一連接平面,該連接平面連接該入光面與該出光面。
  12. 一種光學感測模組,包括:一光源,適於提供出射於該光學感測模組之一照射光束;一第一稜鏡片,具有複數個第一稜鏡,並用以折射一物件反射該光源之該照射光束的一物件光束;一感測元件,配置於該第一稜鏡片之下方;以及一第一透鏡,配置於該第一稜鏡片與該感測元件之間,其中該光源不配置於該第一稜鏡片之下方以使出射於該光學感測模組之該照射光束不通過該第一稜鏡片,該感測元件適於接收依序通過該第一稜鏡片及該第一透鏡的該物件光束。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學感測模組,其中每一該些第一稜鏡的角度實質上介於20度至43度之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之光學感測模組,其中每一該些第一稜鏡的角度實質上介於32度至34度之間。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之光學感測模組,其中當該照射光束傳遞至該物件時,該物件適於將該照射光束反射為該物件光束。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之光學感測模組,更包括:一殼體,具有一底面及一相對該底面的入光面,其中該感測元件及該第一透鏡位於該殼體內,該感測元件設置於該底面,且該第一透鏡位於該感測元件與該入光面之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之光學感測模組,其中該入光面具有一入光孔。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之光學感測模組,其中該光源設置於該殼體內。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之光學感測模組,更包括:一第二稜鏡片,具有複數個第二稜鏡,其中來自該光源的該照射光束適於依序通過一第二透鏡及該第二稜鏡片而出射於該光學感測模組,該第二透鏡位於該第二稜鏡片與該光源之間。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之光學感測模組,更包括:一第二透鏡,具有一光軸並配置於該光源之上方,且該第二透鏡的該光軸不通過該光源的幾何中心,而來自該光源的該照射光束適於通過該第二透鏡而出射於該光學感測模組。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之光學感測模組,其中該殼體具有一相對該底面且鄰近該入光面的出光面,該照射光束適於從該出光面離開該光學感測模組。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之光學感測模組,其中該出光面具有一出光孔。
  23. 一種具有一光學感測模組之電子裝置,包括:一顯示裝置,具有一顯示面;以及該光學感測模組,具有一出光面及一入光面,該出光面與該入光面位於該顯示面之周邊,其中該光學感測模組是使用如申請專利範圍第1或12項所述之光學感測模組。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679753B (zh) * 2014-11-20 2018-05-08 日月光半导体制造股份有限公司 光学模块、其制造方法及电子装置
TWI547850B (zh) * 2015-08-12 2016-09-01 原相科技股份有限公司 可提高信噪比以降低能源消耗的光學偵測裝置
CN106468975A (zh) * 2015-08-19 2017-03-01 原相科技股份有限公司 藉由提高信噪比而降低能源消耗的光学侦测装置
DE102017111202A1 (de) * 2017-05-23 2018-11-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Sensor und biosensor
CN110456367A (zh) * 2018-05-07 2019-11-15 光宝新加坡有限公司 具有双发射器的近接感应模块
US11143551B2 (en) * 2018-05-18 2021-10-12 Hana Microelectronics, Inc. Proximity sensor with infrared ink coating
US11520074B2 (en) 2018-09-14 2022-12-06 Hana Microelectronics, Inc. Proximity sensor with light blocking barrier comprising a gap having a cross-section with parallel walls between emitter and detector
US11567198B2 (en) 2019-03-25 2023-01-31 Hana Microelectronics Inc. Proximity sensor with light inhibiting barrier comprising a gap having a cross-section with parallel walls substantially perpendicular to the top surface of an optically transmissive material
DE102022115810A1 (de) 2022-06-24 2024-01-04 IDloop GmbH Vorrichtung zur kontaktlosen aufnahme von biometriedaten von hautbereichen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW419610B (en) * 1999-01-12 2001-01-21 Sharp Kk Optical transmission and receiving module
JP2002072028A (ja) * 2000-09-01 2002-03-12 Sharp Corp 光送受信システム及びそれのための光送受信モジュールと光ケーブル
US20090278033A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Kye Systems Corp. Optical trace detecting module
TWM448798U (zh) * 2012-08-10 2013-03-11 Meicer Semiconductor Inc 光學元件封裝模組

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559639A (en) * 1992-04-20 1996-09-24 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Beam receiving position adjusting device
JP3406656B2 (ja) * 1992-12-19 2003-05-12 ペンタックス株式会社 測距装置
JP2001245217A (ja) * 2000-03-02 2001-09-07 Olympus Optical Co Ltd 小型撮像モジュール
CN1225111C (zh) * 2000-03-02 2005-10-26 奥林巴斯光学工业株式会社 小型摄像模块
TWI258023B (en) * 2001-11-07 2006-07-11 Ibm A prism sheet, a back-light unit using said prism sheet, and a transmission type liquid crystal display device
CN1618008A (zh) * 2002-02-08 2005-05-18 罗伯特-博希股份公司 角度和扭矩的光学传感器
US6975410B1 (en) * 2002-04-15 2005-12-13 Sturgill Dennis T Measuring device
CN1761990A (zh) * 2002-12-20 2006-04-19 Itac***公司 光标控制设备
US7557935B2 (en) * 2003-05-19 2009-07-07 Itzhak Baruch Optical coordinate input device comprising few elements
US6862147B1 (en) * 2003-10-23 2005-03-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Decentered field lens with tilted focal plane array
US7119319B2 (en) * 2004-04-08 2006-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing element and its design support method, and image sensing device
US8049806B2 (en) * 2004-09-27 2011-11-01 Digitaloptics Corporation East Thin camera and associated methods
KR100601708B1 (ko) * 2004-11-17 2006-07-18 삼성전자주식회사 반사형 콜리메이터를 구비한 조명장치 및 이를 채용한화상투사장치
JP2006278576A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置、半導体レーザ装置の製造方法および光ピックアップ装置
DE102005031710B4 (de) * 2005-07-05 2014-12-24 Sick Ag Optoelektronischer Sensor
TWI288973B (en) * 2005-09-27 2007-10-21 Visera Technologies Co Ltd Image sensing device and manufacture method thereof
US7699227B2 (en) * 2006-01-13 2010-04-20 Hand Held Products, Inc. Optical reader
JP2008054030A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両周辺監視装置
US7847255B2 (en) * 2006-11-16 2010-12-07 Pilkington North America, Inc. Multi-mode rain sensor
CH698965B1 (de) * 2006-11-16 2009-12-15 Baumer Electric Ag Optischer Sensor und Verfahren zum Homogenisieren eines Lichtstrahls.
US7684053B2 (en) * 2006-12-12 2010-03-23 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Optical displacement sensor and distance measuring apparatus
US8279178B2 (en) * 2007-11-30 2012-10-02 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. System and method for performing optical navigation using horizontally oriented imaging lens
TWI397716B (zh) * 2008-04-08 2013-06-01 Pixart Imaging Inc 影像偵測裝置
US8204283B2 (en) * 2009-01-16 2012-06-19 Gingy Technology Inc. Fingerprint input module
WO2010124028A2 (en) * 2009-04-21 2010-10-28 Vasylyev Sergiy V Light collection and illumination systems employing planar waveguide
US8619029B2 (en) * 2009-05-22 2013-12-31 Motorola Mobility Llc Electronic device with sensing assembly and method for interpreting consecutive gestures
US8294105B2 (en) * 2009-05-22 2012-10-23 Motorola Mobility Llc Electronic device with sensing assembly and method for interpreting offset gestures
US8766808B2 (en) * 2010-03-09 2014-07-01 Flir Systems, Inc. Imager with multiple sensor arrays
EP2495593B1 (en) * 2009-10-30 2019-12-25 Optoelectronics Co., Ltd. Optical information reader
US8232883B2 (en) * 2009-12-04 2012-07-31 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical proximity sensor with improved shield and lenses
CN102129163A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 成像装置
MX2012012818A (es) * 2010-06-29 2013-01-24 Sicpa Holding Sa Metodo y dispositivo para la medicion de las propiedades opticas de una marca opticamente variable aplicada a un objeto.
WO2012017267A1 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 Nokia Corporation Optical proximity sensing
GB2486000A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 St Microelectronics Res & Dev Optical proximity detectors with arrangements for reducing internal light propagation from emitter to detector
GB2485996A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 St Microelectronics Res & Dev A combined proximity and ambient light sensor
KR20120071637A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 삼성전기주식회사 렌즈 모듈
CN103534056B (zh) * 2011-05-19 2016-01-13 村田机械株式会社 激光加工机
US9366752B2 (en) * 2011-09-23 2016-06-14 Apple Inc. Proximity sensor with asymmetric optical element
TWI567953B (zh) * 2011-12-20 2017-01-21 新加坡恒立私人有限公司 光電模組及包含該模組之裝置
KR101630558B1 (ko) * 2012-03-28 2016-06-14 후지쯔 가부시끼가이샤 촬상 장치
US8925815B2 (en) * 2012-09-05 2015-01-06 Symbol Technologies, Inc. Checkout system for and method of preventing a customer-operated accessory reader facing a bagging area from imaging targets on products passed through a clerk-operated workstation to the bagging area
US20140130855A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 University Of Delaware Dispersive optical systems and methods and related electricity generation systems and methods
US9263618B2 (en) * 2013-03-05 2016-02-16 Apple Inc. Proximity sensor module with light reflector
US9784838B1 (en) * 2014-11-26 2017-10-10 Apple Inc. Compact scanner with gimbaled optics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW419610B (en) * 1999-01-12 2001-01-21 Sharp Kk Optical transmission and receiving module
JP2002072028A (ja) * 2000-09-01 2002-03-12 Sharp Corp 光送受信システム及びそれのための光送受信モジュールと光ケーブル
US20090278033A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Kye Systems Corp. Optical trace detecting module
TWM448798U (zh) * 2012-08-10 2013-03-11 Meicer Semiconductor Inc 光學元件封裝模組

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