光发射装置的制作方法

本发明涉及一种光学装置，尤其涉及一种光发射装置。

背景技术：

3d传感技术的架构可包括多光点发射源与光传感器。多光点发射源可以包括光源与用以对光束进行分束的光学元件。一般来说，光源常采用激光光源，以使激光光束在通过上述光学元件而被分束后，仍能具有足够的强度。然而，当光学元件脱落或是破裂时，激光光束可能未经分束即射出，此时若照射至人眼，则可能造成灼伤伤害。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种光发射装置，能以较简易的方式来进行安全措施。

本发明的一实施例提出一种光发射装置，包括光源、光发散元件、导电结构以及驱动控制模块。光源用以发出光束。光发散元件设置于光束的传递路径上，其中光束通过光发散元件后用于产生彼此分离的多个光束。导电结构设置于光发散元件的第一表面上。驱动控制模块用以驱动光源，且电性连接于光源以及导电结构。

在本发明的一实施例中，上述的驱动控制模块包括电源供应器以及控制器。电源供应器用以提供电力于光源，其中导电结构、光源以及电源供应器之间形成串联回路。控制器电性连接于电源供应器。

在本发明的一实施例中，上述的驱动控制模块包括传感器、电源供应器以及控制器。传感器电性连接于导电结构，且用以感测流经导电结构的电流。电源供应器用以提供电力于光源。控制器电性连接于传感器以及电源供应器，其中当传感器感测到的电流小于安全电流时，控制器用于关闭电源供应器。

在本发明的一实施例中，上述的导电结构呈片状。

在本发明的一实施例中，上述的光发散元件具有多个光学微结构，且这些光学微结构设置于与第一表面相对的第二表面。

在本发明的一实施例中，上述的导电结构呈网状。

在本发明的一实施例中，上述的导电结构包括多个导电点以及多个导电线，且这些导电线将这些导电点相互串接。

在本发明的一实施例中，上述的光发散元件具有多个光学微结构，这些光学微结构设置于第一表面且与导电结构错开。

在本发明的一实施例中，上述的光发散元件具有多个光学微结构，且这些光学微结构设置于与第一表面相对的一第二表面。

在本发明的一实施例中，上述的导电结构在光发散元件的第二表面上的正投影与这些光学微结构错开。

在本发明的一实施例中，上述的导电结构在光发散元件的第二表面上的正投影与这些光学微结构重叠。

在本发明的一实施例中，上述的光发散元件包括绕射光学元件或透镜阵列。

基于上述，在本发明的实施例的光发射装置中，由于光发散元件上设置有导电结构，当光发散元件脱落或破裂时，可使导电结构与驱动控制模块之间电性断接。因此，可通过导电结构来得知光发散元件是否脱落或破裂，并藉此来进行安全防护的机制。如此一来，本发明的实施例的光发射装置能以较简易的方式来进行安全措施。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的光发射装置的架构示意图。

图2a为图1中的光发散元件与导电结构的上视示意图。

图2b与图2c为本发明的另一些实施例的光发散元件与导电结构的上视示意图。

图3a与图3b为本发明的另一些实施例的光发散元件与导电结构的上视示意图。

图4为本发明另一实施例的光发射装置的架构示意图。

【符号说明】

100、200：光发射装置

110：光源

120、120a：光发散元件

122a：光学微结构

130、130a、130b、130c：导电结构

132c：导电点

134c：导电线

140、240：驱动控制模块

142：电源供应器

144：控制器

150：光束整形元件

246：传感器

l、l1：光束

s1：第一表面

s2：第二表面

具体实施方式

图1为本发明一实施例的光发射装置的架构示意图。请参照图1，本实施例的光发射装置100包括光源110、光发散元件120、导电结构130以及驱动控制模块140。光源110用以发出光束l。光发散元件120设置于光束l的传递路径上，其中光束l通过光发散元件120后用于产生彼此分离的多个光束l1。导电结构130设置于光发散元件120的第一表面s1上。驱动控制模块140用以驱动光源110，且电性连接于光源110以及导电结构130。在本实施例中，光源110例如是激光(laser)光源。在其他实施例中，光源110也可以是发光二极管(light-emittingdiode，led)光源或是其他适当的发光源。在本实施例中，光发散元件120例如是绕射光学元件(diffractionopticalelement，doe)、透镜阵列(lensarray)或是其他具有分束效果的光学元件，本发明并不以此为限。

在本实施例中，驱动控制模块140包括电源供应器142以及控制器144。电源供应器142用以提供电力于光源110，以使光源110发出光束l。控制器144电性连接于电源供应器142，以使电源供应器142提供电力于光源110。如图1所示，导电结构130、光源110以及电源供应器142之间形成串联回路。当光发散元件120脱落时，设置于光发散元件120上的导电结构130将与电源供应器142电性断接，因此以串联形式连接的电源供应器142将无法再提供电力至光源110，可避免光源110持续发出光束l，以达到安全防护的作用。或者，当光发散元件120破裂而使设置于光发散元件120上的导电结构130形成断路时，以串联形式连接的电源供应器142也无法提供电力至光源110，可避免光源110持续发出光束l，以达到安全防护的作用。

在一实施例中，控制器144例如为中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、可程序化控制器、可程序化逻辑装置(programmablelogicdevice,pld)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明并不加以限制。此外，在一实施例中，控制器144的各功能可被实作为多个程序码。这些程序码会被储存在一个存储器中，由控制器144来执行这些程序码。或者，在一实施例中，控制器144的各功能可被实作为一或多个电路。本发明并不限制用软件或硬件的方式来实作控制器144的各功能。

此外，光发散元件120具有多个光学微结构，设置于与第一表面s1相对的第二表面s2。在本实施例中，光发散元件120的第一表面s1位于远离光源110的一侧，而光发散元件120的第二表面s2位于靠近光源110的一侧。在其他实施例中，光发散元件120的第一表面s1可以是位于靠近光源110的一侧，而光发散元件120的第二表面s2可以是位于远离光源110的一侧。

在本实施例中，光发散元件120的多个光学微结构可以是在形成导电结构130之前形成，也可以是在形成导电结构130之后形成。举例来说，可在光发散元件120的透明基板的其中一表面上先形成具有特定图案的导电结构130，接着在透明基板的另外一表面上形成光学微结构。或者，可在光发散元件120的透明基板的其中一表面上先形成光学微结构，接着在透明基板的另外一表面上形成具有特定图案的导电结构130。另外，导电结构130例如是以黄光蚀刻、底层剥离(liftoff)或金属遮罩真空镀膜的制作方式来形成。光学微结构例如是以黄光蚀刻或压印(imprinting)的制作方式来形成。

在本实施例中，光发射装置100可还包括光束整形元件150，设置于光源110与光发散元件120之间。光束整形元件150例如是用来对光源110所发出的光束l进行扩束，举例来说，光束整形元件150例如为发散透镜或其他适当的光学元件，本发明并不以此为限。

图2a为图1中的光发散元件与导电结构的上视示意图。图2b与图2c为本发明的另一些实施例的光发散元件与导电结构的上视示意图。请参照图2a至图2c，本实施例的导电结构可以是呈片状。具体来说，如图2a所示，导电结构130可以是覆盖光发散元件120的第一表面s1的大部分区域，且导电结构130具有大致上呈现矩形的形状。如图2b所示，导电结构130a可以只覆盖光发散元件120中间的一部分，且导电结构130a具有大致上呈现双箭头的形状。如图2c所示，导电结构130b可以只覆盖光发散元件120边缘的一部分，且导电结构130b具有大致上呈现l型的形状。

需说明的是，如图2a、图2b以及图2c所示的导电结构130、导电结构130a以及导电结构130b为透明导电层，其例如为铟锡氧化物(indiumtinoxide，ito)、铟锌氧化物(indiumzincoxide，izo)或其他透明导电薄膜。因此，导电结构130并不会影响光束l1(或光束l)通过。此外，导电结构130、导电结构130a以及导电结构130b与光发散元件120的多个光学微结构设置在不同表面，因此也不会影响到光发散元件120的光学性质。

图3a与图3b为本发明的另一些实施例的光发散元件与导电结构的上视示意图。请参照图3a与图3b，本实施例的导电结构呈网状。具体来说，如图3a与图3b所示，导电结构130c包括多个导电点132c以及多个导电线134c，且这些导电线134c将这些导电点132c相互串接，以形成网状线路。如图3a所示，导电结构130c的多个导电点132c以及多个导电线134c可以依照规则排列的弯折形式来串接。如图3b所示，导电结构130c的多个导电点132c以及多个导电线134c也可以采用不规则的弯折形式来串接，本发明不以此为限。

由于光发散元件120a上的导电结构130c呈网状，且导电结构130c的两端点之间的线路以串联方式连接，因此即使光发散元件120a只有局部破裂，也可以使局部破裂处的导电点132c或导电线134c形成断路，以避免光源110持续发出光束l，可进一步加强安全防护的效果。

在本实施例中，图3a与图3b中的导电点132c是以矩形为例。在其他实施例中，导电点132c也可以是圆形或其他形状。此外，导电结构130c也可以不具有导电点132c，只要导电结构130c的两端点之间的线路以串联方式连接即可。

在本实施例中，导电结构130c与光发散元件120a的多个光学微结构122a是设置于光发散元件120a的同一表面，且导电结构130c(多个导电点132c以及多个导电线134c)与这些光学微结构122a错开。举例来说，导电结构130c与光发散元件120a的多个光学微结构122a皆设置在第一表面s1，且导电结构130c与这些光学微结构122a错开。在本实施例中，导电结构130c可以为透明导电层，也可以为不透明导电层(例如为金属)，皆不会影响到光发散元件120a的光学作用。

在其他实施例中，导电结构130c与光发散元件120a的多个光学微结构122a也可以是分别设置在光发散元件120a的不同表面，且导电结构130c在垂直于光发散元件120a的另一表面上的正投影与光学微结构122a可为错开或者重叠。举例来说，导电结构130c与光发散元件120a的多个光学微结构122a可以是分别设置在光发散元件120a的第一表面s1与第二表面s2。此处，若导电结构130c在光发散元件120a的第二表面s2上的正投影与光学微结构122a错开，则导电结构130c可以为透明导电层，也可以为不透明导电层。若导电结构130c在光发散元件120a的第二表面s2上的正投影与光学微结构122a重叠，则导电结构130c可以为透明导电层。

图4为本发明另一实施例的光发射装置的架构示意图。请参照图4，本实施例的光发射装置200与图1的光发射装置100大致上相似，其主要差异在于本实施例的驱动控制模块240还包括传感器246，电性连接于导电结构130，且用以感测流经导电结构130的电流。此外，本实施例的控制器144电性连接于传感器246以及电源供应器142。当传感器246感测到的电流小于安全电流时，控制器144用于关闭电源供应器142。

详细来说，在光发射装置200正常使用的情况下，也就是光发散元件120没有脱落也没有破裂的情况下，传感器246可测得到初始电流。当光发散元件120产生破裂的情况时，导电结构130的电阻可能因为此破裂而随之增高，因此传感器246所测得的电流下降。在本实施例中，安全电流可定义为初始电流的特定比例，例如为80％。也就是说，当传感器246感测到的电流小于初始电流的80％时，传感器246传递此信息至控制器144。此时，控制器144关闭电源供应器142，使光源110停止发出光束l，以达到安全防护的作用。

在其他实施例中，安全电流也可以定义为初始电流值的其他适当比例，本发明不以此为限。

本实施例的光发散元件120与导电结构130是以图2a所示的形式为例。在其他实施例中，光发射装置200的光发散元件120与导电结构130也可以具有例如为图2b、图2c、图3a或图3b所示的形式，本发明不以此为限。

总结上述，本发明的实施例的光发射装置采用了上述两种简易的安全防护机制来搭配导电结构，以达到安全防护的作用。第一种是将导电结构130、光源110以及电源供应器142形成串联回路的设计。第二种是使用传感器246来感测流经导电结构130的电流的设计。通过上述这两种安全防护的机制，当光发散元件120脱落或破裂时，可以有效防止光源110继续发出光束l。

综上所述，在本发明的实施例的光发射装置中，由于光发散元件上设置有导电结构，当光发散元件脱落或破裂时，可使导电结构与驱动控制模块之间电性断接。因此，可通过导电结构来得知光发散元件是否脱落或破裂，并藉此来进行安全防护的机制。如此一来，本发明的实施例的光发射装置能以较简易的方式来进行安全措施。此外，当导电结构采用网状线路时，即使光发散元件只有局部破裂，也可以使局部破裂处的导电结构形成断路，以避免光源持续发出光束，可进一步加强安全防护的效果。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。