CN108027129B - 用于平移光的照明模块 - Google Patents

用于平移光的照明模块 Download PDF

Info

Publication number
CN108027129B
CN108027129B CN201680054545.8A CN201680054545A CN108027129B CN 108027129 B CN108027129 B CN 108027129B CN 201680054545 A CN201680054545 A CN 201680054545A CN 108027129 B CN108027129 B CN 108027129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
illumination
light
mask
assembly
reflective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680054545.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108027129A (zh
Inventor
德米特里·巴金
摩西·多伦
马蒂亚斯·葛鲁尔
马库斯·罗西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Sensors Singapore Pte Ltd
Original Assignee
Heptagon Micro Optics Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heptagon Micro Optics Pte Ltd filed Critical Heptagon Micro Optics Pte Ltd
Publication of CN108027129A publication Critical patent/CN108027129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108027129B publication Critical patent/CN108027129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G02B19/0066—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED in the form of an LED array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02257—Out-coupling of light using windows, e.g. specially adapted for back-reflecting light to a detector inside the housing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及可操作以增加照明源(诸如垂直腔面发射激光器或发光二极管)照亮的区域的照明模块。此类照明模块包括具有电触点的衬底、电连接到所述衬底的照明源、可操作以准直从所述照明源产生的光的准直组件、可操作以便在一定区域上平移光的平移组件以及掩模组件。在各种实现方式中，所述照明源的面积可能相当小，由此减小照明模块的成本。在一些情况下，所述照明模块的一些实现方式可以用于获取三维数据，而在其他情况下，所述照明模块的一些实现方式可以用于需要投射光的其他应用。

Description

用于平移光的照明模块
技术领域
本公开涉及包括光学组件的照明模块。
背景技术
移动装置通常包含具有对应照明源的光电模块。一般来说，减小此类光电模块的成本方面存在显著的压力。所述光电模块的成本通常与在其上实现照明源的区域相关。例如，在芯片上实现垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列，所述芯片具有特定的直径。为了增加VCSEL阵列的照明区域，或者增加VCSEL照亮的区域，增加VCSEL芯片直径。然而，这种直径增加的成本可能是非常昂贵的。
发明内容
本公开描述了在不增加照明源直径的情况下增加照明源照亮的区域的照明模块。在一个方面中，例如，照明模块包括具有电触点的衬底、电连接到所述衬底的照明源。在该实例中，所述照明源可操作以产生特定波长范围的光，其中所述光具有在第一照明区域上横向延伸的第一强度分布。所述第一照明区域和所述第一强度分布限定第一质心。该实例还包括与所述第一照明区域的所述第一质心相交的照明轴。所述照明轴基本上与所述第一照明区域正交。该实现方式还包括可操作以准直从所述照明源产生的光的准直组件。所述准直组件透射准直光。所述准直光入射在平移组件上。所述平移组件可操作以平移所述准直光。所述平移组件透射平移光，其中所述平移光具有在第二照明区域上横向延伸的第二强度分布。所述第二照明区域和所述第二强度分布限定第二质心。该实现方式还包括掩模组件。所述掩模组件可操作以透射所述平移光。所述掩模组件透射掩模光，所述掩模光具有在第三照明区域上横向延伸的第三强度分布。所述第三照明区域和所述第三强度分布限定第三质心。另外，所述准直组件、所述平移组件和所述掩模组件安装在外壳内并与所述照明轴对齐。在该实现方式中，所述准直组件和所述平移组件被光学地设置在所述照明源与所述掩模组件之间，并且所述第二照明区域大于所述第一照明区域。
在另一个方面中，例如，照明模块包括具有电触点的衬底、电连接到所述衬底的照明源。所述照明源可操作以产生特定波长范围的光。所述光具有在第一照明区域上横向延伸的第一强度分布。所述第一照明区域和所述第一强度分布限定第一质心。在该实现方式中，照明轴与所述第一照明区域的所述第一质心相交，其中所述照明轴基本上与所述第一照明区域正交。所述照明模块还包括平移组件，其可操作以平移从所述照明源产生的光，其中所述平移组件透射平移光。所述照明模块还包括可操作以准直所述平移光的准直组件。所述准直组件透射准直光，其中所述准直光具有在第二照明区域上横向延伸的第二强度分布。所述第二照明区域和所述第二强度分布限定第二质心。该实现方式还包括掩模组件。所述掩模组件可操作以透射所述平移光，其中所述掩模组件透射掩模光。所述掩模光具有在第三照明区域上横向延伸的第三强度分布；所述第三照明区域和所述第三强度分布限定第三质心。在该实现方式中，所述准直组件、所述平移组件和所述掩模组件安装在外壳内并与所述照明轴对齐。所述准直组件和所述平移组件被光学设置在所述照明源与所述掩模组件之间。另外，所述第二照明区域大于所述第一照明区域。
在另一个方面中，例如，掩模组件包括掩模衬底。所述掩模组件具有第一表面和第二表面。所述掩模衬底对于特定波长范围的光是基本透明的。所述掩模组件还包括掩模层，所述掩模层具有与所述掩模衬底的所述第一表面接触的掩模表面。所述掩模表面限定多个第一掩模层区，其中每个第一掩模层区对于所述特定波长范围是基本不透明的。另外，所述掩模表面限定多个第二掩模层区，其中每个第二掩模层区对于所述特定波长范围是基本透明的。所述第一掩模层区对于所述特定波长范围是基本反光的。在该实现方式中，所述照明模块还包括反射层。所述反射层具有与所述掩模衬底的所述第二表面接触的第一反射表面以及第二反射表面。所述第一反射表面限定多个第一反射层区，其中每个第一反射层区对于所述特定波长范围是基本不透明的。另外，所述第一反射表面限定多个第二反射层区，其中每个第二反射层区对于所述特定波长范围是基本透明的。限定所述多个第一反射层区的所述反射表面对于所述特定波长范围是基本反光的。
在另一个方面中，例如，平移组件包括平移组件衬底，其包括第一平移组件衬底表面和第二平移组件衬底表面。所述平移组件衬底对于由所述照明源产生的所述特定波长的光是基本透明的。在该实现方式中，所述平移组件还包括多个第一反射元件，其安装在所述第二平移组件衬底表面上，其中所述多个第一反射元件内的每个第一反射元件包括相应的第一反射表面。该实现方式还包括多个第二反射元件，其中所述多个第二反射元件内的每个第二反射元件包括相应的第二反射表面。由所述照明源产生的所述特定波长的光入射在所述多个第一反射元件上。入射在所述多个第一反射元件上的光产生第一反射光，所述第一反射光从所述第二反射元件反射，由此产生第二反射光。
在以下描述中，提到构成其一部分的附图，并且其中是通过说明可以实践的具体实施方案展示的。充分详细地描述这些实施方案以使本领域技术人员能够实践本发明，并且应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方案并且可以做出结构改变。因此，可以在本发明的精神内做出各种修改。因此，其他实现方式也在权利要求的范围内。
附图说明
图1A-1B描绘可操作以增加照明源照亮的区域的两个示例性照明模块。
图2A-2B描绘可操作以产生掩模光的两个示例性掩模组件。
图3描绘平移组件的实例。
图4描绘平移组件的另一个实例。
图5描绘准直组件的实例。
具体实施方式
图1A-1B描绘可操作以增加照明源照亮的区域的两个示例性照明模块。图1A描绘照明模块100A。照明模块100A包括衬底101(诸如PCB)和照明源102(例如，发光二极管、激光器、垂直腔面发射激光器和/或任何前述示例性光源的阵列)。照明源可以通过电触点103(例如，导线、通孔、焊料凸块)与衬底101电接触。照明源102可以发射特定波长范围的光104(例如，人不能察觉的光，诸如红外光)。另外，照明源102可以操作以发射调制光，诸如在渡越时间应用中实现的强度调制光。从照明源102发射特定波长范围的光104，其中在第一照明区域106上具有第一强度分布105。第一强度分布105和第一照明区域106都可以限定第一质心107。照明模块100A还包括照明轴108。在一个实例中，照明源102可以被实现为离散VCSELS的阵列。在本实例中，离散VCSELS可以被配置成使得每个离散VCSEL以类似的强度发射特定波长范围的光104，并且离散VCSELS的阵列可以均匀地分布在第一照明区域106上。因此，在这种实例中，第一强度分布105是基本均匀的。在另一个实例中，照明源102可以如以上那样实现；然而，离散VCSELS的阵列可能没有均匀分布在第一照明区域106上。因此，在这种实例中，第一强度分布105可以是基本不均匀的。可以相对于均匀或不均匀的第一强度分布105赋予各种优点；然而，两者的优点对本发明人所属领域的技术人员来说是显而易见的。另外，照明源102可以通过孔径来表征。在一些实例中，孔径可以从0.1至0.3，而在其他实例中，孔径可以是更大的或更小的。在另一个实例中，例如当照明源102被实现为离散光源的阵列时，每个离散光源可以通过如上所述的孔径来表征。另外，每个离散照明源可以被不同地配置(例如，具有不同的孔径和/或发射角)。
照明模块100A还包括准直组件109。准直组件109可以包括一个或多个光学元件(例如，折射光学元件、衍射光学元件和/或任何前述光学元件的阵列或组合)。准直组件109可操作以产生准直光110。在图1A所描绘的示例性照明模块100A中，从照明源102产生的特定波长范围的光104可以入射在准直组件109上，准直组件109由此产生准直光110。准直光110可以入射在平移组件111上。平移组件111可以包括多个光学元件和/或反射表面(例如，折射光学元件、衍射光学元件、棱镜、反射镜和/或任何前述光学元件的任何组合或阵列)。入射在平移组件111上的准直光110可以被平移，由此产生平移光112。平移光112可在第二照明区域114上具有第二强度分布113。第二强度分布113和第二照明区域114可以限定第二质心115。照明模块100A还包括掩模组件116。掩模组件116可以包括用于修改入射在掩模组件116上的平移光112的第二强度分布113和/或第二照明区域114的元件。在一些实现方式中，第二照明区域114可以入射在掩模组件116上。因此，掩模组件116可能以掩模光117的形式透射平移光112。也就是说，入射在掩模组件116上(在第二照明区域114上)的平移光112可以被修改，使得掩模光117可以在第三照明区域119上具有第三强度分布118。第三强度分布118和第三照明区域119可以限定第三质心120。照明源102、准直组件109、平移组件111和掩模组件116可以安装在外壳121中。外壳121可以由对于从照明源102产生的特定波长范围的光104基本上不透明的材料构成。例如，外壳121可以由具有不透明的有机物(诸如炭黑)或无机填充材料的环氧树脂构成。
图1B描绘照明模块的另一个实例。照明模块100B包括以上相对于图1A所描绘的照明模块100A描述的所有部件；然而，准直组件109的位置和平移组件111的位置被调换。因此，由照明源102产生的特定波长范围的光104入射在平移组件111上。平移组件111产生平移光112，其中平移光112入射在准直组件109上。准直组件109产生准直光110，并且准直光110入射在掩模组件116上。可以相对于准直组件109和平移组件111的布置赋予各种优点；然而，两者的优点对本发明人所属领域的技术人员来说是显而易见的。
图2A-2B描绘可操作以产生掩模光的两个示例性掩模组件。图2A描绘第一示例性掩模组件116A。例如，第一示例性掩模组件116A可以在如图1A和图1B所描绘的照明模块100A或照明模块100B中实现。第一示例性掩模组件116A包括掩模衬底217。掩模衬底217包括第一表面218和第二表面219。另外，掩模衬底217对特定波长范围的光可以是基本透明的，所述特定波长范围的光例如是在以上实例中实现的从照明源102产生的特定波长范围的光104(如图1A、图1B所描绘的)。第一示例性掩模组件116A还包括掩模层221。掩模层221包括与掩模衬底217的第一表面218接触的掩模表面222。掩模表面222限定多个第一掩模层区223。多个第一掩模层区223内的每个第一掩模层区224对于上述特定波长范围可以是基本不透明的。另外，掩模表面222限定多个第二掩模层区225。多个第二掩模层区225内的每个第二掩模层区226对于上述特定波长范围的光可以是基本透明的。另外，限定多个第一掩模层区223的掩模表面222对于上述特定波长范围的光可以是基本反光的。多个第一掩模层区223和多个第二掩模层区225可以被实现为孔阵列(例如，多个第二掩模层区225)和掩模表面222的限定孔的外围边缘的材料区(例如，多个第一掩模层区223)。然而，多个第一掩模层区223和多个第二掩模层区225的其他实例在所附权利要求的范围内。例如，掩模表面222可以包括一系列狭缝(例如，多个第二掩模层区225)和掩模表面222的限定狭缝的外围边缘的材料区(例如，多个第一掩模层区223)。
第一示例性掩模组件116A还包括反射层227。反射层227包括与掩模衬底217的第二表面219接触的第一反射表面228。反射层227还包括第二反射表面229。第一反射表面228限定多个第一反射层区230。多个第一反射层区230内的每个第一反射层区231对于上述特定波长范围的光可以是基本不透明的。另外，第一反射表面228限定多个第二反射层区232。多个第二反射层区232内的每个第二反射层区233对于上述特定波长范围的光可以是基本透明的。另外，限定多个第一反射层区230的第一反射表面228对于上述特定波长范围的光可以是基本反光的。多个第一反射层区230和多个第二反射层区232可以被实现为孔阵列(例如，多个第二反射层区232)，并且材料包括限定孔的外围边缘的材料(例如，多个第一反射层区230)。在图2A所示的示例性实现方式中，如上所述的，特定波长范围的光入射在第一示例性掩模组件116A上。在图2A中描绘直接透射而无反射的光234。在一些实现方式中，直接透射而无反射的光234可以通过发射角235来表征。另外，光236可以在掩模衬底217内被内反射(即，被重新引导)。反射光236的一部分可以在反射之后透射通过多个第二掩模层区225。然而，反射光236的较小部分可以在反射之后透射通过多个第二反射层区232。在一些情况下，反射光236的透射通过多个第二反射层区232的部分可以少至反射光236的透射通过多个第二掩模层区225的部分的10％。
图2B描绘掩模组件的另一个实例。第二示例性掩模组件116B包括以上相对于图2A所描绘的第一示例性掩模组件116A描述的所有部件；然而，第二示例性掩模组件116B还包括微透镜阵列239。微透镜阵列239内的每个微透镜240可操作以便将特定入射角的光聚焦到特定发射角。每个微透镜240可以通过孔径来表征。在一些实例中，孔径可以从1至0.3，而在其他实例中，每个孔径可以是更大的或更小的。另外，每个微透镜240可以被不同地配置(例如，具有不同的孔径和/或发射角，或者可以被配置为具有不同的焦距)。通常，每个微透镜240可以设置在相应的第二反射层区233上。每个微透镜240可以被配置成使光聚焦通过相应的第二反射层区233，使得每个第一反射层区231的横向尺寸可以是尽可能大的，从而使得几乎没有反射光236透射通过多个第二反射层区232。
图3描绘平移组件的实例。第一示例性平移组件111A包括平移组件衬底312。平移组件衬底312包括第一平移组件衬底表面316和第二平移组件衬底表面317。平移组件衬底312对于由上述照明源产生的特定波长的光是基本透明的。第一示例性平移组件111A还包括安装在第二平移组件衬底表面317上的多个第一反射元件313。多个第一反射元件313内的每个第一反射元件314包括相应的第一反射表面315。每个第一反射元件314可以用任何数量的光学元件和组合来实现，光学元件诸如是凹抛物面镜、凸抛物面镜、棱镜以及具有基本反射表面的折射光学元件和/或衍射光学元件。第一示例性平移组件111A还包括多个第二反射元件318。多个第二反射元件318内的每个第二反射元件319可以包括相应的第二反射表面320。多个第二反射元件318可操作以反射从多个第一反射元件313反射的光。另外，每个第二反射元件319可以用任何数量的光学元件和组合来实现，光学元件诸如是凹抛物面镜、凸抛物面镜、棱镜以及具有基本反射表面的折射光学元件和/或衍射光学元件。另外，多个第一反射元件313和多个第二反射元件318被配置成使得由上述照明源产生的特定波长的光入射在多个第一反射元件上从而产生第一反射光，所述第一反射光从第二反射元件反射从而产生第二反射光。第二反射光被引导通过平移组件衬底312。
在一些实现方式中，第一平移组件衬底表面316和第二平移组件衬底表面317可以被配置成使得它们对于由照明源产生的特定波长的光是基本透明的。然而，在其他实现方式中，第一平移组件衬底表面316和/或第二平移组件衬底表面317可以被配置成使得只有具有特定入射角的光(由照明源产生)可以透射通过平移组件衬底312、第一平移组件衬底表面316和/或第二平移组件衬底表面317。
图4描绘平移组件的另一个实例。图4中描绘第二示例性平移组件111B。第二示例性平移组件111B包括多个反射元件412。多个反射元件412内的每个反射元件413包括反射表面414。多个反射元件412可操作以反射特定波长范围的光(例如，如从上述照明源102产生)。第二示例性平移组件111B还包括透明区415。如上所述，透明区415可以被配置成使得一部分光416直接透射而不从任何反射表面414反射。然而，在其他情况下，如上所述，一部分光被反射从而限定反射光417。反射光417可以进一步从其他反射表面反射并且从第二示例平移组件111A透射，作为在反射之后透射的光418。
图5描绘准直组件的实例。图5中描绘第一示例性准直组件109A。当照明源102(如上所述)包括离散光源(诸如垂直腔面发射激光器510)的阵列时，可以实现第一示例性准直组件109A。在此类实现方式中，微透镜511可以光学地设置在相应的垂直腔面发射激光器510上。多个微透镜511形成微透镜阵列512。在此类实现方式中，每个微透镜511可以被配置成准直由每个垂直腔面发射激光器510发射的光。尽管图5所描绘的每个微透镜511基本相同，但是在其他实现方式中，每个微透镜511可以相对于微透镜阵列512中的其他微透镜不同地配置。

Claims (33)

1.一种照明模块，所述照明模块包括：
衬底，其具有电触点；
照明源，其电连接到所述衬底，其中所述照明源可操作以产生特定波长范围的光；
所述光具有在第一照明区域上横向延伸的第一强度分布；
所述第一照明区域和所述第一强度分布限定第一质心；
照明轴，其与所述第一照明区域的所述第一质心相交，其中所述照明轴基本上与所述第一照明区域正交；
准直组件，其可操作以准直从所述照明源产生的光，所述准直组件透射准直光；
平移组件，其可操作以平移所述准直光，所述平移组件透射平移光；
所述平移光具有在第二照明区域上横向延伸的第二强度分布；
所述第二照明区域和所述第二强度分布限定第二质心；
掩模组件，其可操作以透射所述平移光，所述掩模组件透射掩模光；
所述掩模光具有在第三照明区域上横向延伸的第三强度分布；
所述第三照明区域和所述第三强度分布限定第三质心；
所述准直组件、所述平移组件和所述掩模组件安装在外壳内并与所述照明轴对齐，其中所述准直组件和所述平移组件被光学地设置在所述照明源与所述掩模组件之间；并且
其中所述第二照明区域大于所述第一照明区域。
2.一种照明模块，所述照明模块包括：
衬底，其具有电触点；
照明源，其电连接到所述衬底，其中所述照明源可操作以产生特定波长范围的光；
所述光具有在第一照明区域上横向延伸的第一强度分布；
所述第一照明区域和所述第一强度分布限定第一质心；
照明轴，其与所述第一照明区域的所述第一质心相交，其中所述照明轴基本上与所述第一照明区域正交；
平移组件，其可操作以平移从所述照明源产生的光，所述平移组件透射平移光；
准直组件，其可操作以准直所述平移光，所述准直组件透射准直光；
所述准直光具有在第二照明区域上横向延伸的第二强度分布；
所述第二照明区域和所述第二强度分布限定第二质心；
掩模组件，其可操作以透射所述平移光，所述掩模组件透射掩模光；
所述掩模光具有在第三照明区域上横向延伸的第三强度分布；
所述第三照明区域和所述第三强度分布限定第三质心；
所述准直组件、所述平移组件和所述掩模组件安装在外壳内并与所述照明轴对齐，其中所述准直组件和所述平移组件被光学地设置在所述照明源与所述掩模组件之间；并且
其中所述第二照明区域大于所述第一照明区域。
3.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述掩模组件包括：
掩模衬底，其具有第一表面和第二表面，所述掩模衬底对特定波长范围的光是基本透明的；
掩模层，其具有与所述掩模衬底的所述第一表面接触的掩模表面，所述掩模表面限定：多个第一掩模层区，其中每个第一掩模层区对于所述特定波长范围是基本不透明的；以及多个第二掩模层区，其中每个第二掩模层区对于所述特定波长范围是基本透明的，其中限定所述第一掩模层区的所述掩模表面对于所述特定波长范围是基本反光的；以及
反射层，其具有与所述掩模衬底的所述第二表面接触的第一反射表面和第二反射表面，所述第一反射面限定多个第一反射层区和多个第二反射层区；并且
其中每个第一反射层区对于所述特定波长范围是基本不透明的，并且每个第二反射层区对于所述特定波长范围是基本透明的，限定所述多个第一反射层区的所述反射表面对于所述特定波长范围是基本反光的。
4.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述平移组件包括：
平移组件衬底，其包括第一平移组件衬底表面和第二平移组件衬底表面，其中所述平移组件衬底对于由所述照明源产生的所述特定波长的光是基本透明的；
多个第一反射元件，其安装在所述第二平移组件衬底表面上，其中所述多个第一反射元件内的每个第一反射元件包括相应的第一反射表面；
多个第二反射元件，其中所述多个第二反射元件内的每个第二反射元件包括相应的第二反射表面，所述多个第二反射元件可操作以反射从所述多个第一反射元件反射的光；并且
其中由所述照明源产生的特定波长的光入射在所述多个第一反射元件上从而产生第一反射光，所述第一反射光从所述第二反射元件反射从而产生第二反射光。
5.如权利要求4所述的照明模块，其中所述第一反射元件是凸抛物面镜。
6.如权利要求4所述的照明模块，其中所述第二反射元件是凹面抛物面镜。
7.如权利要求4所述的照明模块，其中所述第一和第二平移衬底表面对于由所述照明源产生的所述特定波长的光是基本透明的。
8.如权利要求4所述的照明模块，其中所述第一和第二平移衬底表面可操作以透射由所述照明源产生的具有特定入射角的所述特定波长的光。
9.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述平移组件包括：
多个反射元件，所述多个反射元件内的每个反射元件具有相应的反射表面；
其中由所述照明源产生的所述特定波长的光入射在所述多个反射元件上，入射在所述多个反射元件上的所述光是所述平移光的一部分。
10.如权利要求9所述的照明模块，其中所述多个反射元件还包括对于由所述照明源产生的所述特定波长的光是基本透明的透明区；入射在所述透明区上的所述光是所述平移光的一部分。
11.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述准直组件还包括折射光学元件和/或衍射光学元件。
12.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述照明源包括离散光源的阵列，其中相对于所述离散光源的阵列的每个光源设置准直透镜。
13.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述照明源还包括离散照明源的阵列，每个离散照明源具有第一数值孔径。
14.如权利要求13所述的照明模块，其中所述离散照明源的阵列包括激光器阵列。
15.如权利要求14所述的照明模块，其中所述离散照明源的阵列包括垂直腔面发射激光器阵列。
16.如权利要求13所述的照明模块，其中所述第一数值孔径在约0.1至约0.3之间。
17.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述特定波长范围对于人类的视觉感知是基本不可见的。
18.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述特定波长范围包括红外范围。
19.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述特定波长范围包括850nm。
20.如权利要求1或2所述的照明模块，其中在所述第一照明区域上横向延伸的所述第一强度分布是均匀分布的。
21.如权利要求1或2所述的照明模块，其中在所述第一照明区域上横向延伸的所述第一强度分布是不均匀分布的。
22.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述光的部分产生离散特征，所述离散特征聚焦在与所述照明模块相距一定距离的位置处。
23.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述准直组件还包括多个光学元件。
24.如权利要求23所述的照明模块，所述平移组件还包括多个光学棱镜。
25.如权利要求23所述的照明模块，所述平移组件还包括多个折射光学元件和/或衍射光学元件。
26.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述第二照明区域入射在所述掩模组件上。
27.如权利要求1或2所述的照明模块，其中所述第二照明区域在所述区域上具有均匀的强度分布。
28.如权利要求3所述的照明模块，其中所述多个第一和第二掩模层区规则地分布在所述掩模表面上。
29.如权利要求3所述的照明模块，其中所述多个第一和第二掩模层区不规则地分布在所述掩模表面上。
30.如权利要求3所述的照明模块，其中所述多个第一和第二反射层区规则地分布在所述掩模表面上。
31.如权利要求3所述的照明模块，其中所述多个第一和第二反射层区不规则地分布在所述掩模表面上。
32.如权利要求3所述的照明模块，其中所述掩模组件还包括微透镜阵列，所述微透镜设置在所述反射层上。
33.如权利要求32所述的照明模块，其中所述微透镜阵列内的每个所述微透镜可操作以引导光通过相应的反射层区。
CN201680054545.8A 2015-08-28 2016-08-25 用于平移光的照明模块 Active CN108027129B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562211528P 2015-08-28 2015-08-28
US62/211,528 2015-08-28
PCT/SG2016/050412 WO2017039536A1 (en) 2015-08-28 2016-08-25 Illumination modules for translating light

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108027129A CN108027129A (zh) 2018-05-11
CN108027129B true CN108027129B (zh) 2020-05-15

Family

ID=58188152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680054545.8A Active CN108027129B (zh) 2015-08-28 2016-08-25 用于平移光的照明模块

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10761192B2 (zh)
KR (1) KR102609838B1 (zh)
CN (1) CN108027129B (zh)
TW (1) TWI689682B (zh)
WO (1) WO2017039536A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI645637B (zh) * 2017-10-18 2018-12-21 華立捷科技股份有限公司 面射型雷射裝置及其製造方法
CN112219154B (zh) * 2018-05-17 2023-05-05 Pcms控股公司 基于衍射元件的3d显示定向背光
US11137246B2 (en) * 2019-01-31 2021-10-05 Himax Technologies Limited Optical device
TWI775528B (zh) * 2021-07-12 2022-08-21 宏碁股份有限公司 照明模組及電子裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382657A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 上海神猎光机电科技有限公司 红外夜视激光探照器
CN101382247A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 斯坦雷电气株式会社 车灯单元
CN102494299A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 中国科学院半导体研究所 半导体激光照明光源
CN103292232A (zh) * 2012-03-05 2013-09-11 王玉林 Led机车前照灯模块
CN103591522A (zh) * 2012-11-09 2014-02-19 上海吕巷汽车零部件有限公司 后视镜投影照地灯
CN103851542A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 法雷奥照明公司 用于光学装置、特别是用于照明和/或信号指示的光导

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1549879B1 (en) * 2002-06-20 2008-05-14 Eveready Battery Company, Inc. Lighting device with adjustable spotlight beam
WO2005084213A2 (en) * 2004-02-27 2005-09-15 Luxint, Inc. Light recycler and color display system including same
JP4616119B2 (ja) * 2005-08-05 2011-01-19 オリンパス株式会社 マルチビーム生成器、それを用いたマルチビーム光源および空間光伝送装置
JP4955978B2 (ja) 2005-10-20 2012-06-20 株式会社エンプラス 撮像レンズ
KR100689836B1 (ko) * 2005-12-23 2007-03-08 삼성전자주식회사 보조 포토 마스크를 갖는 노광장비 및 이를 이용하는노광방법
JP2008210712A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Harison Toshiba Lighting Corp 照明装置及び照明システム
CN101855902A (zh) 2007-09-25 2010-10-06 以克斯普雷有限公司 微投影仪
JP5424267B2 (ja) * 2010-08-06 2014-02-26 株式会社ブイ・テクノロジー マイクロレンズ露光装置
GB2484713A (en) * 2010-10-21 2012-04-25 Optovate Ltd Illumination apparatus
DE102011012297B4 (de) * 2011-02-24 2022-12-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beleuchtungsvorrichtung
DE102011052802B4 (de) 2011-08-18 2014-03-13 Sick Ag 3D-Kamera und Verfahren zur Überwachung eines Raumbereichs
US8675706B2 (en) * 2011-12-24 2014-03-18 Princeton Optronics Inc. Optical illuminator
US9395066B2 (en) * 2012-01-13 2016-07-19 Laser Devices, Inc. Adjustable beam illuminator
TW201417250A (zh) * 2012-07-17 2014-05-01 海特根微光學公司 光學模組，特別是光電模組，及其製造方法
US8870390B2 (en) 2012-09-11 2014-10-28 Omnivision Technologies, Inc. Low Z-height projection system for projecting structured light for 3D imaging
TWI499146B (zh) 2012-12-17 2015-09-01 Ind Tech Res Inst 光束產生裝置
US9608181B2 (en) * 2012-12-20 2017-03-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules with masking feature for reducing the visibility of interior components
WO2015119571A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Stacks of arrays of beam shaping elements including stacking, self-alignment and/or self-centering features
US10371954B2 (en) 2014-06-10 2019-08-06 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optoelectronic modules including hybrid arrangements of beam shaping elements, and imaging devices incorporating the same
WO2016003367A1 (en) 2014-07-02 2016-01-07 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Techniques for reducing distortion of optical beam shaping elements
US9507143B2 (en) * 2014-09-19 2016-11-29 Intel Corporation Compact illumination system
US10359637B2 (en) 2014-11-21 2019-07-23 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optical pattern projection
US9553423B2 (en) * 2015-02-27 2017-01-24 Princeton Optronics Inc. Miniature structured light illuminator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382657A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 上海神猎光机电科技有限公司 红外夜视激光探照器
CN101382247A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 斯坦雷电气株式会社 车灯单元
CN102494299A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 中国科学院半导体研究所 半导体激光照明光源
CN103292232A (zh) * 2012-03-05 2013-09-11 王玉林 Led机车前照灯模块
CN103591522A (zh) * 2012-11-09 2014-02-19 上海吕巷汽车零部件有限公司 后视镜投影照地灯
CN103851542A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 法雷奥照明公司 用于光学装置、特别是用于照明和/或信号指示的光导

Also Published As

Publication number Publication date
US10761192B2 (en) 2020-09-01
WO2017039536A1 (en) 2017-03-09
TW201725344A (zh) 2017-07-16
TWI689682B (zh) 2020-04-01
KR102609838B1 (ko) 2023-12-06
US20180252799A1 (en) 2018-09-06
CN108027129A (zh) 2018-05-11
KR20180048759A (ko) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10088140B2 (en) Eye-safe optoelectronic module
US11095365B2 (en) Wide-angle illuminator module
CN104360571B (zh) 光学设备和成像系统
CN108027129B (zh) 用于平移光的照明模块
US9740019B2 (en) Integrated structured-light projector
US9825425B2 (en) Integrated structured-light projector comprising light-emitting elements on a substrate
CN110537304B (zh) 固有安全的包括垂直腔表面发射激光器的激光器布置结构
US9091413B2 (en) Integrated photonics module for optical projection
US11009631B2 (en) Microlens array diffusers
US11592726B2 (en) Lighting device comprising LED and grating
US10663744B2 (en) Optical projector device
US11199398B2 (en) Laser projection module, depth camera and electronic device
JP2007265688A (ja) コリメーションレンズ及びこれを用いた照明装置
RU2674061C2 (ru) Лазерный прибор, содержащий оптически накачиваемый лазер с протяженным резонатором
CN113767249A (zh) 照明装置
KR20200047432A (ko) 광학 소자 및 광학 시스템
CN113776023A (zh) 用于汽车的灯以及包括该灯的汽车
RU2010154659A (ru) Светоизлучающее устройство и способ излучения света
US20220373159A1 (en) Laser Light Source Having Diffuser Element And Light Diverging Optic
KR20120138634A (ko) 광학렌즈 및 이를 이용한 발광모듈
CN218956928U (zh) 散斑投射模组和深度相机
US10886689B2 (en) Structured light sensing assembly
US11026303B2 (en) Illuminator
US10302279B2 (en) Light conversion modules having a laser diode light conversion assembly and long pass filter reflecting light back to the light conversion assembly
WO2022258585A1 (en) An optical front-end device for optical wireless communication

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant