光感测装置和电子设备的制作方法

本发明涉及光电传感技术领域，更具体地，涉及一种光感测装置和电子设备。

背景技术：

在手机等具有显示系统的电子设备中，通常会设置有接近光感测装置，以感测物体接近显示屏的距离。目前，大部分接近光感测装置被放置在手机边缘的外框下面，且在外框与接近光光测装置的位置对应处设置通光孔或缝隙，接近光感测装置中的发光元件的光通过外框上的通光孔或缝隙发出后，会被接近显示屏的物体所反射，被物体反射的光由经通光孔或缝隙到达接近光感测装置中的光感测区，以被光感测元件转换成电信号，再根据电信号获得物体接近显示屏的距离。

然而，在将接近光感测装置放置在外框下的对应位置时，可能会放置偏离，或者在电子设备使用过程中发生一些撞击，使得接近光感测装置的位置发生偏离，那么发光元件与通光孔或缝隙之间的位置关系也会偏离理想的位置关系，这就会造成发光元件发出的光可能不能全部通过通光孔或缝隙发出，而会被外框遮挡部分，那么被物体反射回的光的能量也会相应减小，而通光孔或缝隙下的感光区的面积不会随之增加，这就会使得光感测元件的有效感测值减小，导致很难精准的判断物体的接近程度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种新的光感测装置和电子设备，以在发光元件的光被遮挡时，提高感测精度。

一种光感测装置，设置于一壳体下方，所述壳体具有第一透光区域和第二透光区域，其特征在于，包括：

发光元件，

感光元件，具有感光区，

所述发光元件发出的光由经所述第一透光区域发出到所述壳体之外，

所述感光元件用于感测由经所述第二透光区域到达所述感光区的光，其中，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系与预定的位置关系之间的偏移量越大，使得所述发光元件发出的光被所述壳体遮挡得越多时，位于所述第二透光区域下方的这一部分感光区的面积越大。

优选地，当所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系使得所述发光元件发出的光不会被所述壳体遮挡时，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为预定的位置关系。

优选地，所述感光区的长度方向与第一轴平行，

所述第一透光区域向所述第二透光区域延伸的方向与第二轴平行，

所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时，所述第一轴与第二轴之间的夹角为预定夹角。

优选地，所述预定夹角为90度。

优选地，当所述第一轴与第二轴之间的夹角小于所述预定夹角时，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系偏离所述预定位置关系，且所述第一轴与第二轴之间的夹角比所述预定夹角小得越多，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置与所述预定位置关系之间的偏移量越大，

其中，所述第一轴与第二轴之间的夹角不小于60度且不大于90度。

优选地，所述感光区至少包含一段不等宽区，在沿所述第一轴的方向上，所述不等宽区远离所述第二透光区域处的宽度大于靠近所述第二透光区域处的宽度。

优选地，所述感光区包含两段所述不等宽区和位于两段所述不等宽区之间的中间区。

优选地，当所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定的位置关系时，所述中间区全部位于所述第二透光区下方。

优选地，至少一段所述不等宽区与所述中间区分离设置。

优选地，在沿所述第一轴的方向，所述中间区各处的宽度均相同。

优选地，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时，所述感光区关于所述第二轴对称。

优选地，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时，所述发光元件的中心和所述感光区的中心连线位于所述第二轴上。

优选地，所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时，所述第一透光区域和第二透光区域均关于所述第二轴对称。

优选地，所述第一透光区域和第二透光区域连通设置。

优选地，还包括设置在所述发光元件和感光元件之间的挡光部件。

优选地，所述发光元件为发光二极管或垂直腔面发射激光器。

优选地，所述感光元件为光电二极管。

优选地，还包括信号处理单元，

所述发光元件发出到所述壳体之外的光被接近所述壳体的物体反射后，再穿过所述第二透光区域到达所述感光区，以被所述光感测元件转换成电信号，

所述信号处理单元用于处理所述电信号，以获得所述物体接近所述壳体的距离。

优选地，所述感光元件与所述信号处理单元集成在同一半导体衬底上。

优选地，还包括用于包封所述发光元件和光感元件的封装胶体。

一种电子设备，其特征在于包括权利要求1-20中任意一项所述的光感测装置和壳体，

所述光感测装置位于所述壳体下方。

优选地，所述壳体为所述电子设备的显示屏，所述光感测装置位于所述显示屏的现实区域下方。

由上可见，在本发明提供的光感测装置中，当发光元件的光被壳体遮挡得越多时，位于所述第二透光区域下方的这一部分感光区的面积会相应的变得越大，这样就可以补偿感光元件的感测值，使得其不会因为发光元件发出的光被壳体遮挡而比实际的降低太多，从而造成感测精准度不高的后果，从而提高了所述电子设备的性能。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有的一种光感测装置的俯视图；

图2为沿图1中a1a2切线方向的剖面图；

图3为沿图1中b1b2切线方向的剖面图；

图4为沿图1中沿c1c2切线方向的剖面图；

图5为发光元件发出的光被壳体遮挡部分的示意图；

图6为依据本发明实施例一的光感测装置的俯视图；

图7为依据本发明实施例二的光感测装置的俯视图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的组成部分采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的结构。在下文中描述了本发。明的许多特定的细节，例如每个模块或流程，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图1为现有的一种光感测装置的俯视图，图2为沿图1中a1a2切线方向的剖面图，图3为沿图1中b1b2切线方向的剖面图，图4为图1中沿c1c2切线方向的剖面图。如图1-图4所示，现有的光感测装置主要包括电路基板11、感光元件12、发光元件13、挡光部件14以及信号处理芯片15。其中，发光元件13和信号处理芯片15均放置在电路基板11上，光感测元件12被集成在信号处理芯片15上，挡光部件14设置在感光元件12和发光元件13之间。所述光感测装置放置在壳体17下方，壳体17上设置有缝隙16，缝隙16具有第一透光区域i和第二透光区域ii。其中，发光元件13发出的光el由经第一透光区域i发出到壳体17之外，壳体外的光，例如光el由经靠近壳体17的物体反射后形成的反射光rl穿过第二透光区域ii到达光感测元件12的感光区，以被光感测元件12所感测，以将光信号转换成电信号，信号处理芯片15处理所述电信号，以获得所述物体靠近壳体17的距离。

为了尽量减小壳体边框的尺寸，缝隙16一般不会设置得很大，这就需要使得发光元件13与第一透光区域i之间的位置关系设定得合适，使得发光元件13发出的光el全部能通过面积尽可能小的第一透光区域i，为此，通常需要使得发光元件13位于第一透光区域i下的正中间，而感光元件12的感光区也位于第二透光区域ii下的正中间，例如使缝隙16关于发光元件13的中心与感光元件12的中心连线对称。然而，在实际安置所述光感测装置的过程中发光元件13与第一透光区域i之间位置关系可能会偏离设定的预定位置关系，如图5所示，那么发光元件13发出的光el就会被壳体17遮挡部分，而无法全部由第一透光区域i发出，而图1所示的光感测装置中，当发光元件13与第一透光区域i之间的位置关系偏离预定位置关系时，感光元件12与第二透光区域ii之间的位置关系也会发生偏离。然而，由于图1中，感光元件12的感光区各处的宽度均相同，那么当感光元件12与第二透光区域ii之间的位置关系也会发生偏离时，位于第二透光区域ii下方的感光区域的面积不会增加，且还可能会随着感光元件12与第二透光区域ii之间的位置关系的偏离而减小，那么此时感光元件12产生的所述电信号的值也会降低，使得信号处理芯片根据所述电信号获得的物体接近壳体17的距离并非是真实距离。

基于图1所示的光感测装置的不足之处，本发明提供了一种新的光感测装置。图6为依据本发明实施例一的光感测装置的俯视图。图7为依据本发明实施例二的光感测装置的俯视图。下面将结合图6、图7来具体阐述本发明提供的光感测装置。

如图6所示，实施例一中的光感测装置与图1所示的光感测装置大致结构相同，其沿ab轴的剖面图与图2相同。如图6和图2所示，实施例一的光感测装置设置在壳体17中，壳体17可以为诸如手机等电子设备的显示屏，所述显示屏包括显示区域和边框，边框上设置有缝隙16，光感测装置被放置在缝隙16下方，缝隙16与图1中的缝隙16一样，也具有第一透光区域i和第二透光区域ii，即第一透光区域i和第二透光区域ii连通设置，在其它实施例中，第一透光区域i和第二透光区域ii非连通设置，即缝隙16还可以由两个通光孔替代，其中一个通光孔用作所述第一透光区域，另一个通光孔用作所述第二透光区域。

实施例一中的光感测装置同样也包括发光元件13和感光元件12，感光元件12具有感光区，发光元件13发出的光由经所述第一透光区域发出到壳体17之外，此后可以被靠近壳体的物体反射，反射光由经所述第二透光区域到达所述感光区，以被感光元件12所感测，从而将光信号转换成电信号。

实施例一与图1所示的现有的光感测装置不同之处在于，在实施例一中，感光元件12的感光区是一个特殊设计的感光区，当发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系与预定的位置关系之间的偏移量越大，使得发光元件13发出的光被壳体17遮挡得越多时，位于所述第二透光区域下方的这一部分感光区的面积越大。即在实施例一中，位于所述第二透光区域下方的这一部分感光区的面积的大小并非是一直不变的，而是会根据发光元件13发出的光被壳体17遮挡的情况而发生相应的改变，发光元件13发出的光被壳体17遮挡得越多，实施例一中的感光区域在位于所述第二透光区域下方这一部分(能够接收由经第二透光区域照进来的光的部分)的面积就越大，这样就可以补偿感光元件12的感测值，使得其不会因为发光元件13发出的光被壳体17遮挡而比实际的降低太多，从而造成感测精准度不高的后果。由此，可见，与现有技术不同的是，在实施例一中，当发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系为预定的位置时，即当发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系使得发光元件17发出的光不会被所述壳体遮挡时，感光元件12的感光区并非全部位于第二透光区域下方，而是还有部分会延伸到第二透光区域之外。

如图6所示，第一轴cd为与感光元件12的感光区的长度方向平行的轴，第二轴ab为与所述第一透光区域向所述第二透光区域延伸的方向平行的轴，例如，所述第一透光区域的中心向所述第二透光区域的中心第一连线与第二轴ab平行，且在发光元件13与所述第一透光区域的位置关系为预定位置关系时，发光元件13的中心与感光元件12的感光区的中心第二连线也与第二轴ab平行，且在第一轴cd方向上，第二轴ab、所述第一连线、第二连线处于同一位置，即所述第一透光区域和第二透光区域均关于第二轴ab对称，而所述发光元件13和所述感光元件12的感光区也均关于第二轴对称。

当发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时第一轴cd与第二轴ab之间的夹角为预定夹角，例如该预定夹角通常为90度或接近90度。而当第一轴cd与第二轴ab之间的夹角小于所述预定夹角时，发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系偏离所述预定位置关系，且第一轴cd与第二轴ab之间的夹角比所述预定夹角小得越多，所述发光元件13与所述第一透光区域之间的位置与所述预定位置关系之间的偏移量越大，那么位于所述第二透光区域下方的这一部分所述感光区的面积也会随之越大。其中，所述第一轴与第二轴之间的夹角不小于60度且不大于90度。

如图6所示，所述感光区至少包含一段不等宽区，在沿第一轴cd的方向上，所述不等宽区远离所述第二透光区域处的宽度大于靠近所述第二透光区域处的宽度。即当发光元件13与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定位置关系时，在沿第一轴cd的方向上，对于位于第二透光区域之外的这一部分所述感光区而言，远离第二轴ab处的宽度大于靠近第二轴ab处的宽度。因此，当发光元件13与所述第一透光区域的位置关系发生偏离时，第一轴cd和第二轴ab之间的夹角会偏离使得原本位于所述第二透光区域之外的这一部分宽度较宽的感光区也会随之偏移到所述第二透光区域之内，使得位于所述第二透光区域内的这一部分感光区的面积增加，以对感光元件12的感测值进行补偿。在实施例一中，所述感光区包含两段所述不等宽区和位于两段所述不等宽区之间的中间区。当所述发光元件与所述第一透光区域之间的位置关系为所述预定的位置关系时，所述中间区全部位于所述第二透光区下方，且在沿所述第一轴的方向，所述中间区各处的宽度均相同。

此外，在实施例一中的光感测装置同样可以包括挡光部件14、信号处理单元15以及电路基板11。挡光部件14设置在所述发光元件13和感光元件12之间，发光元件13为发光二极管或垂直腔面发射激光器，感光元件12可以为光电二极管。发光元件13发出到壳体17之外的光被接近壳体的物体反射后，再穿过所述第二透光区域到达所述感光区，以被所述光感测元件12转换成电信号，信号处理单元15用于处理所述电信号，以获得所述物体接近所述壳体的距离。其中，在本实施例中，发光元件12与信号处理单元15被集成在同一半导体衬底上后，再与发光元件13共同放置在电路基板11上，以通过电路基板实现各个输入输出端子之间的互连，在其它实施例中，发光元件13与信号处理单元15也可以由不同的半导体衬底形成。此外，为了保护发光元件和感光元件不容易被物理损伤，在所述光感测装置中还包括用于包封发光元件13和感光元件12的封装胶体(图6中未画出)。

如图7所示，实施例二与实施例一的不同之处在于，所述感光区中的至少一段所述不等宽区与所述中间区分离设置，例如所述感光区中的两段所述不等宽区均与所述中间区分离设置，这样在当发光元件13发出的光被壳体17遮挡部分时，所述第二透过区域下方的这一部分所述感光区的面积会迅速随之增加，使得光感测元件12的感测值更精准。此外，使所述不等宽区与所述中间区分离设置，还可以使得所述不等宽区与所述中间区之间的位置用于制作其它元件，可以节约芯片的面积。

此外本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包含任意一项依据本发明实施例提供的光感测装置和壳体，其中所述光感测装置位于所述壳体下方。所述壳体为所述电子设备的显示屏，所述光感测装置位于所述显示屏的现实区域下方。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。