TWI666936B - Light sensor - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可薄型化光之受光部分的光感測器。該光感測器是一種設置於機器，並具有將相對於機器來自外部的光加以受光的受光元件，並檢測上述受光之光的狀態，又，線狀光波導是連接於上述受光元件且可進行光傳播，該光波導之前端部形成為來自上述機器外部之光的入射部。

Description

光感測器 發明領域
本發明是有關於一種檢測光之明亮度或顏色等的光感測器。
發明背景
習知以來，提案有一種檢測光之明亮度或顏色等之狀態的光感測器(例如，參照專利文獻1)。如圖5所示，該光感測器具有受光元件4，並在將該受光元件4之受光部分朝向檢測之光的方向之狀態下被設置於機器。且，將該光以上述受光元件4受光，便可檢測該光之明亮度或顏色等。上述光感測器例如設置於電視機，便可檢測放置該電視機之房間的明亮度，並根據該已檢測之房間的明亮度，適當地調整電視機畫面之明亮度。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]特開2013-191834號公報
發明概要
對於上述電視機等之機器，會要求薄型化。然而，對於上述光感測器之光的受光，當直接使用上述受光元件4時，根據該受光元件4本身的大小，對於設置該受光元件4之部分的薄型化就會有極限，而無法充分因應上述機器之進一步的薄型化要求。且，上述受光元件4安裝於電子基板(未圖示)，又，該電子基板亦成為薄型化的妨礙。進而，上述受光元件4通常以與上述電子基板一起固定於機殼等之固定構件51的狀態，來使用作為上述光感測器，故，因此只有該固定構件51的部分變得更大。上述受光元件4之尺寸包含安裝該受光元件4之電子基板，例如寬度W0為1.0mm以上，厚度T0為0.3mm以上，又，圖5所示之上述固定構件51的尺寸中，將上述受光元件4與上述電子基板一起固定之部分的寬度W1為1.6mm以上，厚度T1為0.53mm以上，期望可更加薄型化。
本發明是有鑑於上述事實而成者，其目的在於提供一種可薄型化光所受光部分的光感測器。
為了達成上述目的，本發明之光感測器構造成具有：受光元件、線狀光波導，又，上述線狀之光波導連結於上述受光元件且可進行光傳播，且上述線狀光波導之前端部形成為光的入射部，且，該光感測器是設置於機器，並使相對於機器來自外部的光從上述入射部入射且以上述受光元件受光，來檢測該受光之光的狀態。
而，本發明中，所謂「光之狀態」是包含光之明 亮度(強度)、色(波長)等的意味。
本發明之光感測器並非以受光元件來將光加以受光者，取而代之，是用線狀光波導之前端部來將光加以受光，以謀求光之受光部分的薄型化。即，連接於受光元件之線狀光波導之前端部形成為光入射部。在此，因光波導可形成為較薄，故，光之受光部分(光波導之光入射部)比起習知之光的受光部分(受光元件)，可更加薄型化。且，本發明之光感測器從上述光之受光部分因上述光波導而連接有受光元件，故，可將該受光元件配置於不會影響機器之薄型化之處。由此來看，設置本發明之光感測器的機器可謀求薄型化。
特別是，其具有固定上述光波導之光入射部的固定構件，並在上述受光元件從上述固定構件分開地配置時，該固定構件之部分會成為光之受光部分。且，由於該固定構件可對應於上述光波導之光入射部的厚度薄型化，因此可達到上述光之受光部的薄型化。又，對於上述光之受光部分之機器的設置，藉由將上述固定構件設置於而變為可能，便可容易化該設置。且，上述受光元件從上述固定構件分開地配置，故，便可容易地將該受光元件配置於不影響機器薄型化之處。
2‧‧‧光波導
2a‧‧‧下包層
2b‧‧‧核心
2c‧‧‧上包層
4‧‧‧受光元件
5、51‧‧‧固定構件
6B‧‧‧光路變換構件
7B、10B‧‧‧光路變換部
T、T0、T1‧‧‧厚度
W、W0、W1‧‧‧寬度
圖1是示意地顯示本發明之光感測器之第1實施形態，(a)是其之平面圖，(b)是其之縱截面圖。
圖2是示意地顯示本發明之光感測器之第2實施形態，(a)是其之平面圖，(b)是其之縱截面圖。
圖3是示意地顯示本發明之光感測器之第3實施形態的縱截面圖。
圖4是示意地顯示上述光感測器之受光元件之連接形態的變形例的縱截面圖。
圖5是示意地顯示習知之光感測器的截面圖。
接著，將本發明之實施形態根據圖式來詳細地說明。
圖1(a)是顯示本發明之光感測器之第1實施形態的平面圖，圖1(b)是其之縱截面圖。該實施形態之光感測器具有：安裝於電子基板(未圖示)之受光元件4、其中一端面連接於該受光元件4且可光傳播的線狀光波導2、及以從該光波導2之另一端面(前端面)使光可入射之狀態將上述光波導2之另一端部(前端部)固定的固定構件5。且，上述光感測器設置於機器，又，來自該機器外部之光入射至上述光波導2之核心2b的前端面入射並通過其之核心2b之中，並以上述受光元件4來受光(參照圖示之一點虛線的箭頭)。進而，上述光波導2之其中一端側(連接有受光元件4之側)從上述固定構件5突出，且上述受光元件4從上述固定構件5分開地配置。又，該實施形態中，上述光波導2比起受光元件4與電子基板之合計厚度，形成為厚度更薄。
更詳細說明時，在本實施形態中，上述線狀光波 導2在下包層2a表面的中央，形成成為光路之1條上述核心2b，並在上述下包層2a表面形成有上包層2c而被覆該核心2b。像這樣的光波導2具有自由地彎曲之彈性。且，各層之厚度例如設定成下包層2a在1~50μm之範圍內，核心2b在1~100μm之範圍內，上包層2c在1~50μm之範圍內(距核心2b上面的厚度)。
又，上述固定構件5是在使光從上述光波導2之核心2b前端面(光入射面)可入射之狀態下，將該核心2b前端部(光入射部)固定者。且，由於該固定構件5可與上述光波導2前端部(光入射部)之厚度對應而薄型化，故可使上述光之受光部分薄型化。藉此，便可謀求設置上述光感測器之機器的薄型化。
例如當使下包層2a之厚度為25μm，使核心2b之厚度為50μm，使上包層2c之厚度(距核心2b上面之厚度)為25μm，製作具有厚度0.1mm之前端部的光波導2時，就可使上述固定構件5之寬度W為0.8mm。該固定構件5之寬度W與習知之固定受光元件4之前述固定構件51(參照圖5)之寬度W1(1.6mm以上)比較時，就成為更加薄型化者。
進而，上述受光元件4是以上述光波導2連接，並從上述固定構件(光之受光部分)5突伸出，故，將該受光元件4從上述固定構件5分開，便可安裝於不影響機器薄型化之電子基板。以該點來看，亦有助於上述機器之薄型化。
而，作為上述下包層2a、核心2b及上包層2c之形成材料、例如可舉例有：環氧基、壓克力、尼龍、聚亞醯 胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等之高分子樹脂、或矽系樹脂等，並利用根據該形成材料之製法，便可製作上述線狀光波導2。又，上述核心2b之折射率設定成比上述下包層2a及上包層2c之折射率更大。該折射率之調整例如可調整各形成材料之種類的選擇或組成比率來進行。又，作為上述固定構件5之形成材料，可舉例有感光性樹脂或熱硬化性樹脂、金屬等，並利用該形成材料之製法，便可製作該固定構件5。
圖2(a)是顯示本發明之光感測器之第2實施形態的平面圖，圖2(b)是其之縱截面圖。該實施形態之光感測器在光波導2前端面設置將光路變換90°的三稜鏡等的光路變換構件6B，來形成光波導2前端部。上述光路變換構件6B可用接著劑與光波導2接著，或是用轉移成形與光波導2一體成形來設置。且，上述光路變換構件6B之一部份的面〔圖2(b)中為上面〕成為光入射面。又，上述前端部之光波導2的部分與入射之光(參照圖示之鏈線的箭頭)以直角〔圖2(b)中為左方〕來延伸。此以外之部分與上述第1實施形態相同，對於相同的部分賦予相同的符號。
該實施形態中，例如當使光波導2之厚度為0.1mm時，就可使固定該光波導2前端部之固定構件5之部分的厚度T為0.33mm。該固定構件5之部分的厚度T當與習知之固定受光元件4之前述固定構件51(參照圖5)之部分的厚度T1(0.53mm以上)比較時，就會是更加薄型化者。且，與上述第1實施形態相同地，便可謀求設置上述光感測器之 機器的薄型化。
圖3是將本發明之光感測器之第3實施形態顯示的縱截面圖。該實施形態之光感測器在光波導2前端部形成有將光路變換90°之光路變換部7B。該光路變換部7B成為相對於光波導2之長邊方向(光之傳播方向)有45°的傾斜面，並在與該傾斜面之核心2b對應的部分，光會反射並將光路變換90°(參照圖示之鏈線的箭頭)。上述傾斜面可將光波導2前端部用切割刀或雷射加工等來切削藉此而形成。且，上述前端部之光波導2之部分會與入射之光以直角(圖3中為左方)來延伸。此以外之部分與圖2(a)、(b)所示之前述第2實施形態相同，對於相同的部分，賦予相同的符號。
該實施形態中，與上述第2實施形態相同地，例如當使光波導2之厚度為0.1mm時，就可使固定該光波導2前端部之固定構件5之部分的厚度T為0.33mm，與習知之前述固定構件51(參照圖5)之部分的厚度T1(0.53mm以上)比較時，成為薄型化者。且，與上述第2實施形態相同地，可謀求設置上述光感測器之機器的薄型化。
而，上述第1~第3實施形態中，已將受光元件4與光波導2之其中一端面連接，但如圖4中縱截面圖所示，亦可在光波導2形成將光路變換90°之光路變換部10B，並將上述受光元件4與該光路變換部10B對應之部分連接。上述光路變換部10B是與圖3所示之前述第3實施形態之光入射部的光路變換部7B相同者。
又，上述第1~第3實施形態中，對於固定光波導2 之前端部，使用了固定構件5，但該固定構件5之形狀亦可為圖示者以外，可根據設置該固定構件5之機器而適宜設定。進而，亦可不使用上述固定構件5，固定於機器。
且，上述第1~第3之實施形態之光感測器例如可作為照度感測器、RGB感測器等來使用。
接著，針對實施例，與習知例合併地說明。但，本發明並不限於實施例。
[實施例]
〔下包層及上包層之形成材料〕
藉由混合脂肪族變性環氧基樹脂(DIC社製、EPICLONEXA-4816)80重量份、脂肪族環氧基樹脂(DAICEL社製、EHPE-3150)20重量份、光酸產生劑(ADEKA社製、SP170)2重量份、及乳酸乙酯(武藏野化學研究所社製、溶劑)40重量份，調製出下包層及上包層之形成材料。
〔核心之形成材料〕
藉由混合鄰甲酚酚醛樹脂環氧丙基醚(新日鐵住金化學社製、YDCN-700-10)50重量份、二苯氧基乙醇芴二環氧丙基醚(大阪Gas Chemicals社製、OGSOLEG)50重量份、光酸產生劑(ADEKA社製、SP170)1重量份、乳酸乙酯(武藏野化學研究所社製、溶劑)15重量份，調製出核心之形成材料。
〔光波導〕
使用上述形成材料，在厚度25μm之帶狀(寬度0.1mm)之下包層表面的中央，沿著其之長邊方向，形成1條厚度50μm之帶狀(寬度50μm)核心，並在上述下包層之表面形成 上包層(距核心上面之厚度25μm、寬度0.1mm)而被覆該核心。藉此，獲得了厚度0.1mm、寬度0.1mm之線狀光波導。
〔受光元件〕
作為受光元件，準備京SEMI社製之KPDG006HA1，安裝於電子基板。該受光元件之尺寸包含電子基板，寬度W0為1.0mm、厚度T0為0.35mm(參照圖5)。
〔實施例1〕
〔光感測器〕
使用上述光波導、受光元件，製作出圖1(a)、(b)所示之光感測器。而，固定構件為合成樹脂製。
〔實施例2〕
〔光感測器〕
與上述實施例1相同地，製作出圖2(a)、(b)所示之光感測器。
〔實施例3〕
〔光感測器〕
與上述實施例1相同地，製作出圖3所示之光感測器。
〔習知例〕
準備好圖5所示之習知的光感測器。
〔光感測器中光之受光部分的尺寸測定〕
檢測上述實施例1~3及習知例之光感測器之固定構件的尺寸。其結果，實施例1之固定構件之寬度W為0.8mm，實施例2之固定構件之部分的厚度T為0.33mm，實施例3之固定構件之部分的厚度T為0.33mm。又，習知例之固定構 件之部分的寬度W1為1.6mm，厚度T1為0.53mm。
從上述尺寸測定之結果來看，可得知實施例1之固定構件之寬度W比習知例之固定構件的寬度W1更窄，實施例2、3之固定構件的厚度T比習知例之固定構件的厚度T1更薄。且，從上述固定構件之部分成為光之受光部分來看，可得知實施例1~3中，與習知例比較，光之受光部分已薄型化。
又，已確認完成上述實施例1~3之光感測器中光之受光已矯正的情形。
上述實施例中，已針對本發明之具體的形態來顯示，但上述實施例單純只是例示，而非限定地解釋。該業者可謀求明顯的各種變形在本發明之範圍內。
[產業上之可利用性]
本發明之光感測器設置於機器，可利用於檢測光之明亮度或顏色等。

Claims (2)

  1. 一種光感測器，其具有：受光元件、具備有核心、下包層以及上包層的線狀光波導、及固定構件，又，該光感測器之特徵在於：上述線狀之光波導是連接於上述受光元件且可進行光傳播，上述線狀光波導之前端部形成為光的入射部，上述光的入射部比上述受光元件更薄型化，並且固定於上述固定構件，上述固定構件的光入射部分是朝著外部開口，上述受光元件配置為遠離上述固定構件，且，該光感測器設置於機器，並使相對於該機器來自外部的光從上述線狀光波導之光的入射部入射且以上述受光元件受光，來檢測該受光之光的狀態。
  2. 如請求項1之光感測器，其中上述固定構件具有內部空間，上述光的入射部之光入射面位於該內部空間。
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