CN112965278A - 光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块 - Google Patents

光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块 Download PDF

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庄智宇
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Abstract

本发明提供一种光学膜叠层，包括绕射光学元件(DOE)、第一检测电路层、液晶可变扩散器及导电结构。第一检测电路层设置在绕射光学元件上。液晶可变扩散器设置在绕射光学元件的一侧，并且包括第一透明基板、第二检测电路层、第二透明基板、第三检测电路层及液晶层。第二检测电路层设置在第一透明基板上。第二透明基板设置在第一透明基板的一侧。第三检测电路层设置在第二透明基板上。液晶层设置在第一透明基板和第二透明基板之间。导电结构电连接至第一检测电路层、第二检测电路层及第三检测电路层。

Description

光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块
技术领域
本发明关于一种光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块。
背景技术
固态激光已广泛运用于便携式电子设备中，以作为检测所使用的光源，例如，用于脸部辨识装置、自动对焦相机等光源。脸部辨识装置的光源发射出结构光以在人脸上形成光图案，其可以借由采用设置在由固态激光发射器的激光光束的路径的绕射光学元件，以将激光光束分成许多道子光束来实现。
当光源正常运作时并没有安全上的问题。然而，如果绕射光学元件或是光源的玻璃破裂时，亦或是光源上或内部有水滴时将会改变激光光的路径，其可能造成安全上的问题。例如，使激光光束的能量可能集中在某些位置并可能伤害使用者的眼睛。
发明内容
本发明提供一种具有安全检测功能的光学膜叠层。
本发明提供一种具有安全检测功能的可变光源装置。
本发明提供一种具有安全检测功能的脸部辨识模块。
根据本发明的一实施例所提供的光学膜叠层，其包括绕射光学元件(DOE)、第一检测电路层、液晶可变扩散器及导电结构。第一检测电路层设置在绕射光学元件上。液晶可变扩散器设置在绕射光学元件的一侧，并且包括第一透明基板、第二检测电路层、第二透明基板、第三检测电路层及液晶层。第二检测电路层设置在第一透明基板上。第二透明基板设置在第一透明基板的一侧。第三检测电路层设置在第二透明基板上。液晶层设置在第一透明基板和第二透明基板之间。导电结构电连接至第一检测电路层、第二检测电路层及第三检测电路层。
根据本发明的一实施例所提供的可变光源装置，其包括光源及上述光学膜叠层。光源适于发射一光束。绕射光学元件设置在光束的路径上。液晶可变扩散器设置在光束的路径上。
根据本发明的一实施例所提供的脸部辨识模块，其包括可变光源装置和照相机。照相机设置在可变光源装置的一侧，以感测脸部反射来自光学膜叠层的光所形成的反射光束。
根据本发明一实施例所提供的光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块，由于采用导电结构电连接至分别位于绕射光学元件、第一透明基板及第二透明基板上的第一检测电路层、第二检测电路层及第三检测电路层，而可以检测到绕射光学元件、第一透明基板及第二透明基板上的破损或损坏或存在其之间的水滴。因此，可容易的实现安全的检测功能。
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，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的脸部辨识模块的剖面示意图。
图2A、2B与图2C是图1中光学膜叠层的组装流程的透视示意图。
图3A与图3B是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图。
图4是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图。
图5A至图5F分别是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图。
图6是图5A至图5F所示的光学膜叠层的组装流程的局部剖面透视图。
附图标记列表
100:脸部辨识模块
105:可变光源装置
120:照相机
130:光源
132:光束
200、200a、200b:光学膜叠层
210:绕射光学元件
211:第一通孔
212:第一检测电路层
213:金属层
220:液晶可变扩散器
221:第二检测电路层
222:第一透明基板
223:第三检测电路层
224:第二透明基板
225:液晶层
226:第二通孔
227:第三通孔
230、230a、230b:导电结构
231、235:金属胶
232:焊盘
233:紫外线胶
234:绝缘框架
50:脸部
52:反射光。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是根据本发明一实施例的脸部辨识模块的剖面示意图。图2A、2B与图2C是图1中光学膜叠层的组装流程的透视示意图。请参照图1与图2A到图2C，本实施例的脸部辨识模块100包括可变光源装置105及照相机120。可变光源装置105包括光源130及光学膜叠层200。光源130适于发射一光束132。在本实施例中，光源130为激光发射器，例如，是二极体激光、垂直共振腔面射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)或是边射型激光，且光束132为激光光束。
光学膜叠层200包括绕射光学元件210、第一检测电路层212、液晶可变扩散器220及导电结构230(如图2C所示)。绕射光学元件210设置在光束132的路径上。第一检测电路层212设置在绕射光学元件210上。液晶可变扩散器220包括第一透明基板222、第二检测电路层221及第二透明基板224、第三检测电路层223及液晶层225。第二检测电路层221设置在第一透明基板222上。第二透明基板224设置在第一透明基板222的一侧。第三检测电路层223设置在第二透明基板224上。液晶层225设置在第一透明基板222和第二透明基板224之间。导电结构230电连接至第一检测电路层212、第二检测电路层221以及第三检测电路层223。
在本实施例中，绕射光学元件210将从光源130发射的光束132绕射以使光束132成为结构光。液晶可变扩散器220的液晶层225可以在穿透状态和散射状态中切换。当液晶层225切换到穿透状态时，结构光可穿透液晶可变扩散器220，从液晶可变扩散器220产生的光束132是结构光，其照射到用户脸部50上，以在用户脸部50上形成光图案。另一方面，当液晶层225切换到散射模式时，结构光被液晶层225散射以形成泛光，从液晶可变扩散器220发射的光束132是泛光，其照射到用户脸部50上，以在脸部50上提供均匀的照明。
液晶可变扩散器220还可以分别在液晶层225的两个相对侧上具有两个电极层，以便通过在两个电极层之间施加电压差以切换液晶层225的状态。此外，液晶可变扩散器220还可具有两个取向层，其分别与液晶层225的两个相对侧接触，以控制液晶层225中液晶分子的初始取向。
第一检测电路层212具有分布在绕射光学元件210表面上的感测线。如果绕射光学元件210破损或损坏，感测线亦会破损，并且第一检测电路层212的电容大小会改变，因此可以检测到绕射光学元件210的破损或损坏。相似地，第二检测电路层221具有分布在第一透明基板222表面上的感测线，因此可以通过感测到第二检测电路层221的电容大小的改变来检测第二检测电路层221的破损或损坏。此外，第三检测电路层223具有分布在第二透明基板224表面上的感测线，从而可以通过感测第三检测电路223的电容的变化来检测第二透明基板224的破损或损坏。此外，如果在绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224中的任何一个上存在水滴，则绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224的总电容大小会改变，从而可以检测到可变光源装置105上或内部存在的水滴。
照相机120设置在可变光源装置105的一侧，用以感测脸部50反射来自光学膜叠层200的光束132所形成的反射光52。因此，耦合到照相机120的处理器可以根据照相机120感测到的脸部50的图像来识别出脸部50。
在本实施例中的光学膜叠层200、可变光源装置105及脸部辨识模块100，由于采用导电结构230电连接至分别位于绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224上的第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223，而可以检测到绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224上的破损或损坏或存在其之间的水滴。因此，可容易的实现安全的检测功能。
在本实施例中，绕射光学元件210具有至少一个第一通孔211，第一透明基板222具有第二通孔226以及第二透明基板224具有第三通孔227。第一通孔211、第二通孔226及第三通孔227彼此连通。导电结构230位于第一通孔211、第二通孔226及第三通孔227的内部。
在组装光学膜叠层200时，在绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224分别钻出第一通孔211、第二通孔226及第三通孔227，图2A示出了其中的绕射光学元件210及第一通孔211。接着，在第一通孔211、第二通孔226及第三通孔227的内壁涂上金属层213，其中图2B示出了部份绕射光学元件210以示出涂在第一通孔211侧壁的金属层213。在本实施例中，金属层213，例如，黄金层。接着，请参照图2C，绕射光学元件210通过透明胶，例如，光学透明胶。接着，金属胶，例如，银胶，接着填入第一通孔211、第二通孔226及第三通孔227，以使第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223彼此电连接。在本实施例中，第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223可以由氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)，或任何其它适合的透明导电材料制成。
图3A与图3B是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图。请参照图3A及3B，本实施例中的光学膜叠层200a与图2C中的光学膜叠层200相似，且两者之间的主要差异如下。请参照图3A，当组装光学膜叠层200a时，绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224以绕射光学元件210的边缘与第一透明基板222的边缘不对齐的方式接在一起、以及第一透明基板222的边缘与第二透明基板224的边缘以不对齐的方式接在一起。因此，在本实施例中，在绕射光学元件210之后端，第二透明基板224暴露出第二检测电路层221的边缘，且第一透明基板222暴露出第一检测电路层212的边缘，且第一透明基板222与第二透明基板224接在一起。
接着，请参照图3B，金属胶，例如，银胶，配置在绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224的边缘以形成与第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223接触的导电结构230a。举例来说，导电结构230a与第一检测电路层212及第二检测电路层221所暴露出的边缘以及第三检测电路层223边缘的顶表面直接接触。
图4是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图。请参照图4，本实施例的组装流程与图3所示的组装流程相似。请参照图3A及图3B，且两者之间的主要差异如下。在本实施例中，当组装光学膜叠层时，绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224可具有不同程度的去角，因此绕射光学元件210的至少一个角不与第一透明基板222相对的一角对齐，以及第一透明基板222相对的角不与第二透明基板224相对的角对齐。因此，在本实施中，在绕射光学元件210之后端，第二透明基板224暴露出第二检测电路层221的至少一个角，以及第一透明基板222暴露出第一检测电路层212的相对的一角，且第一透明基板222及第二透明基板224接在一起。
接着，金属胶，例如银胶，配置在绕射光学元件210、第一透明基板222及第二透明基板224的角以形成与第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223接触的导电结构230。举例来说，导电结构230与第一检测电路层212、第二检测电路层221被暴露出的角以及第三检测电路层223顶表面的角直接接触。
图5A至图5F分别是根据本发明另一实施例的光学膜叠层的组装流程的透视示意图，图6是图5A至图5F所示的光学膜叠层的组装流程的局部剖面透视图。请参照图5A至图5F及图6，在本实施例中的光学膜叠层200b与图2C中的光学膜叠层200相似，且两者之间的主要差异如下。在本实施例中，光学膜叠层200b还包括绝缘框架234，且绕射光学元件210与液晶可变扩散器220分别设置在绝缘框架234的相对两侧。导电结构230b包括至少一个固定于绝缘框架234，并且电连接至第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223的导线框架。在本实施例中，导线框架和绝缘框架234通过嵌件成型方法制成，并且导线框架的一部分被绝缘框架234所包覆。
在本实施例中，当组装光学膜叠层200b时，请参照图5A，金属胶(例如银胶)配置在导线框架的焊盘232上，并且将紫外线(UV)胶配置在绝缘框架234的其中一侧。接着，请参照图5B，液晶可变扩散器220借由紫外线(UV)胶组装在绝缘框架234上，且第二检测电路层221借由金属胶电连接至焊盘232。接着使紫外线(UV)胶固化。接着，请参照图5C，金属胶231(例如银胶)被配置在导线框架上及第三检测电路层223以使第三检测电路层223电连接至导线框架。接着，请参照图5D，将绝缘框架234翻转，将紫外线(UV)胶233配置在绝缘框架234的另一侧。接着，请参照图5E，将绕射光学元件210组装在绝缘框架234上。接续请参照图5F，金属胶235(例如银胶)被配置在第一检测电路层212及导线框架上，因此第一检测电路层212借由金属胶235电连接至导线框架，而完成光学膜叠层200b的组装。因此，导线框架及导电结构230b的金属胶235将第一检测电路层212、第二检测电路层221及第三检测电路层223电连接在一起。
根据本发明一实施例的光学膜叠层、可变光源装置及脸部辨识模块，由于采用导电结构电连接至分别配置于绕射光学元件、第一透明基板及第二透明基板上的第一检测电路层、第二检测电路层及第三检测电路层，而可以检测到绕射光学元件、第一透明基板及第二透明基板上的破损或损坏或存在其之间的水滴。因此，可容易的实现安全的检测功能。
虽然本发明已以实施例公开，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (17)

1.一种光学膜叠层，其特征在于，包括：
一绕射光学元件；
一第一检测电路层，设置于所述绕射光学元件上；
一液晶可变扩散器，设置在所述绕射光学元件的一侧，且包括：
一第一透明基板；
一第二检测电路层，设置在所述第一透明基板上；
一第二透明基板，设置在所述第一透明基板的一侧；
一第三检测电路层，设置在所述第二透明基板上；
一液晶层，设置在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间；以及
一导电结构，电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层以及所述第三检测电路层。
2.根据权利要求1所述的光学膜叠层，其特征在于，所述绕射光学元件具有一第一通孔，所述第一透明基板具有一第二通孔，以及所述第二透明基板具有一第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔及所述第三通孔彼此连通，所述导电结构位于所述第一通孔、所述第二通孔及所述第三通孔内。
3.根据权利要求1所述的光学膜叠层，其特征在于，所述绕射光学元件的一边缘不与所述第一透明基板的一边缘对齐，所述第一透明基板的一边缘不与所述第二透明基板的一边缘对齐，且所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
4.根据权利要求1所述的光学膜叠层，其特征在于，所述绕射光学元件的一角不与所述第一透明基板的一角对齐，所述第一透明基板的一角不与所述第二透明基板的一角对齐，以及所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
5.根据权利要求1所述的光学膜叠层，其特征在于，还包括一绝缘框架，其特征在于，所述绕射光学元件与所述液晶可变扩散器分别设置在所述绝缘框架的相对两侧，以及所述导电结构还包括一导线框架，固定于所述绝缘框架且电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层。
6.一种可变光源装置，其特征在于，包括：
一光源，适于发射一光束；以及
一光学膜叠层，包括：
一绕射光学元件，设置在所述光束的路径上；
一第一检测电路层，设置在所述绕射光学元件上；
一液晶可变扩散器，设置在所述绕射光学元件的一侧与所述光束的路径上，所述液晶可变扩散器还包括：
一第一透明基板；
一第二检测电路层，设置在所述第一透明基板上；
一第二透明基板，设置在所述第一透明基板的一侧；
一第三检测电路层，设置在所述第二透明基板上；以及
一液晶层，设置在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间；以及
一导电结构，电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层以及所述第三检测电路层。
7.根据权利要求6所述的可变光源装置，其特征在于，所述绕射光学元件具有一第一通孔，所述第一透明基板具有一第二通孔，以及所述第二透明基板具有一第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔及所述第三通孔彼此连通，所述导电结构位于所述第一通孔、所述第二通孔及所述第三通孔内。
8.根据权利要求6所述的可变光源装置，其特征在于，所述绕射光学元件的一边缘不与所述第一透明基板的一边缘对齐，所述第一透明基板的一边缘不与所述第二透明基板的一边缘对齐，且所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
9.根据权利要求6所述的可变光源装置，其特征在于，所述绕射光学元件的一角不与所述第一透明基板的一角对齐，所述第一透明基板的一角不与所述第二透明基板的一角对齐，以及所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
10.根据权利要求6所述的可变光源装置，其特征在于，还包括一绝缘框架，其中所述绕射光学元件与所述液晶可变扩散器分别设置在所述绝缘框架的相对两侧，以及所述导电结构还包括一导线框架，固定于所述绝缘框架且电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层。
11.根据权利要求6所述的可变光源装置，其特征在于，所述光源为激光发射器。
12.一种脸部辨识模块，其特征在于，包括：
一种可变光源装置，包括：
一光源，适于发射一光束；以及
一光学膜堆叠，包括：
一绕射光学元件，设置在所述光束的路径上；
一第一检测电路层，设置在所述绕射光学元件上；
一液晶可变扩散器，设置在所述绕射光学元件的一侧与所述光束的路径上，所述液晶可变扩散器还包括：
一第一透明基板；
一第二检测电路层，设置在所述第一透明基板上；
一第二透明基板，设置在所述第一透明基板的一侧；
一第三检测电路层，设置在所述第二透明基板上；以及
一液晶层，设置在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间；以及
一导电结构，电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层以及所述第三检测电路层；以及
一照相机，设置在所述可变光源装置的一侧，用以感测一脸部反射来自所述光学膜叠层的所述光束所形成的一反射光。
13.根据权利要求12所述的脸部辨识模块，其特征在于，所述绕射光学元件具有一第一通孔，所述第一透明基板具有一第二通孔，以及所述第二透明基板具有一第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔彼此连通，所述导电结构位于所述第一通孔、所述第二通孔及所述第三通孔内。
14.根据权利要求12所述的脸部辨识模块，其特征在于，所述绕射光学元件的一边缘不与所述第一透明基板的一边缘对齐，所述第一透明基板的一边缘不与所述第二透明基板的一边缘对齐，且所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
15.根据权利要求12所述的脸部辨识模块，其特征在于，所述绕射光学元件的一角不与所述第一透明基板的一角对齐，所述第一透明基板的一角不与所述第二透明基板的一角对齐，以及所述导电结构与所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层接触。
16.根据权利要求12所述的脸部辨识模块，其特征在于，还包括一绝缘框架，其中所述绕射光学元件与所述液晶可变扩散器分别设置在所述绝缘框架的相对两侧，以及所述导电结构还包括一导线框架，固定于所述绝缘框架且电连接至所述第一检测电路层、所述第二检测电路层及所述第三检测电路层。
17.根据权利要求12所述的可变光源装置，其特征在于，所述光源为激光发射器。
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