KR20160036555A - 수직 정렬 피처들을 포함하는 광 방출기 및 광 검출기 모듈들 - Google Patents

수직 정렬 피처들을 포함하는 광 방출기 및 광 검출기 모듈들 Download PDF

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Abstract

본 개시내용은 광 방출기 또는 광 검출기 등의 광전자 디바이스를 위한 매우 정밀하고 안정적인 패키징을 제공할 수 있는 다양한 모듈을 설명한다. 모듈들은, 필요에 따라, 광전자 디바이스와 광전자 디바이스 위에 배치된 광학 소자 또는 광학 어셈블리 사이에 정밀한 거리를 확립하기 위해, 모듈들의 제조 동안, 기계가공(machine)될 수 있는 수직 정렬 피처들을 포함한다.

Description

수직 정렬 피처들을 포함하는 광 방출기 및 광 검출기 모듈들{LIGHT EMITTER AND LIGHT DETECTOR MODULES INCLUDING VERTICAL ALIGNMENT FEATURES}
본 개시내용은 광 방출기 및 광 검출기 모듈들(light emitter and light detector modules)에 관한 것이다.
다양한 소비자 가전 제품들(consumer electronic products) 및 다른 디바이스들은 정밀한 광 투영 애플리케이션들을 위해 설계되는 패키징된 광 방출기 모듈을 포함한다. 이러한 모듈들의 공간적 치수는 일반적으로 광학 소자들과 광 방출 소자가, 예를 들어, 최적의 거리에 정밀하게 배치되도록 높은 정밀도로 제어될 필요가 있다. 따라서, 모듈들은 최적의 성능을 위해 매우 작은 공간적(치수) 및 광학적(예컨대, 초점 거리) 공차를 가져야 한다. 그러나, 예를 들어, 패키징된 광 방출기 모듈에서 접착제의 이용은 물론 적절한 지지 구조의 고유 제조 공차와 같은 다른 요인들은 종종 수용할 수 없는 수준으로 모듈의 공차를 확장시킨다. 전술한 이슈들은 광 검출기 모듈에도 적용가능할 수 있다.
일부 애플리케이션들의 경우, 광 방출기 모듈은 다양한 문제를 일으킬 수 있는 비교적 큰 온도 범위(예컨대, -20℃ 내지 70℃)에 걸쳐 최적의 광학 성능으로 동작할 필요가 있다. 첫 번째로, 광학 소자 및 지지 구조의 공간적 치수는 온도에 따라 달라질 수 있다. 두 번째로, 광학 소자들의 굴절률은 온도에 따라 달라질 수 있다. 후자의 이러한 변동은 초점 거리에 있어서의 변동을 유도할 수 있고, 이는 광 방출기 모듈의 성능 저하의 원인이 된다. 또한, 모듈들은 종종 우수한 열 전도를 요구한다.
본 개시내용은 광 방출 또는 광 검출 광전자 디바이스를 위한 매우 정밀하고 안정적인 패키징을 제공할 수 있는 다양한 모듈을 설명한다. 모듈은, 광전자 디바이스와 광학 소자 또는 광학 어셈블리 사이에 정밀한 거리를 확립하기 위해, 모듈들의 제조 동안, 필요한 경우, 기계가공될 수 있는 수직 정렬 피처들을 포함한다. 일부 경우에, 예를 들어, 비교적 광범위한 온도에 걸쳐서도, 광학 빔의 개선된 집속을 용이하게 하도록 도울 수 있다는 다른 피처들이 설명된다.
하나의 양태에서, 예를 들어, 광 방출기 또는 광 검출기 모듈을 제조하는 방법이 설명된다. 이 방법은 기판 상에 장착된 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸는 하우징을 제공하는 것 및 접착제를 이용하여 광전자 디바이스 위에서 제1 광학 소자를 제자리에 고정하는 것을 포함한다. 광전자 디바이스는, 예를 들어, 광 방출기 또는 광 검출기로서 구현될 수 있다. 광학 소자는 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명하다. 하나 이상의 수직 정렬 피처는 하우징의 표면으로부터 광학 소자를 분리한다. 접착제는, 그러나, 수직 정렬 피처(들)와의 계면에 전혀 제공되지 않는다. 이 방법은 광전자 디바이스 위에서 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에 몇 가지 단계들의 수행을 포함할 수 있다. 특히, 광전자 디바이스 위에서 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에, 모듈의 광축 방향에서의 높이를 나타내는 하나 이상의 측정이 실시될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 표면은, 광전자 디바이스와 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해, 측정(들)에 근거한 양만큼, 기계가공될 수 있다. 기계가공된 표면(들)은, (ⅰ) 특정한 수직 정렬 피처의 접촉 표면, 또는 (ⅱ) 광전자 디바이스 위에서 광학 소자가 제자리에 고정될 때 특정한 수직 정렬 표면의 접촉 표면과 직접 접촉하게 되는 대향하는 접촉 표면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
맞춤화된(예컨대, 기계가공된) 수직 정렬 피처들을 포함하는 광 방출기 및 광 검출기 모듈들의 다양한 배열 또한 설명된다. 예를 들어, 광 방출기 모듈 또는 광 검출기 모듈은 기판 상에 장착된 광전자 디바이스를 포함할 수 있고, 광전자 디바이스는 광을 방출하거나 광을 검출하도록 동작가능하다. 하우징은 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸고 모듈에 대해 측벽으로서 기능한다. 광학 소자는 광전자 디바이스 위에 배치되고, 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명하다. 하나 이상의 수직 정렬 피처는 하우징으로부터 광학 소자를 분리하고, 광학 소자는 하나 이상의 수직 정렬 피처와 직접 접촉한다.
다양한 구현은 다음의 장점들 중 하나 이상을 제공한다. 예를 들어, 일부의 경우에, 모듈들은 광전자 디바이스와 광학 소자 사이의 갭이 수 미크론의 원하는 최적 값 이내에 있도록(예컨대, ±5㎛이고, 일부 경우에, ±3㎛ 이내) 정밀한 z-높이를 제공할 수 있다. 특히, 원하는 z-높이를 달성하기 위해, 제조 공정 동안, 맞춤화가능한 수직 정렬 피처들이 기계가공될 수 있다. z-높이에서 접착제의 잠재적으로 불리한 결과를 피하도록 도울 수 있는 다양한 접근법이 설명된다. 유리 및/또는 자동-초점 메커니즘으로 구성된 적어도 하나의 광학 소자를 통합하는 등의 다른 피처들이 또한 z-높이에서의 오프셋에 대한 보정을 도울 수 있다. 추가적인 피처들(예컨대, 구리 합금 기판 상에 광전자 디바이스를 장착) 또한 광범위한 온도에 걸쳐 모듈이 기능을 잘하는 것을 보장하도록 도울 수 있다. 따라서, 본 개시내용에서 설명된 기법들 및 모듈들은 광학 빔의 개선된 집속을 달성 및 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 광 패턴을 투영하는 조명 프로젝터 모듈은 마스크를 포함하는 광학 소자 및 광을 방출하도록 동작가능한 광전자 디바이스를 포함하는 제1 어셈블리를 포함한다. 광전자 디바이스는 광학 소자를 통해 광을 전송하도록 배열된다. 모듈은 또한 마스크를 포함하는 광학 소자와 직접 접촉하는 하나 이상의 수직 정렬 피처를 갖는 제1 스페이서 및 하나 이상의 광학 소자를 포함하는 광학 어셈블리를 포함한다. 제1 스페이서는 또한 제1 어셈블리의 부분을 형성하고 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸는 제2 스페이서에 고정된다.
다음과 같은 피처들 중 하나 이상이 일부 구현에 포함된다. 예를 들어, 제1 스페이서는 접착제에 의해 제2 스페이서에 고정될 수 있다. 마스크를 포함하는 광학 소자는, 각각이 광전자 디바이스 상에서 각자의 정렬 마크에 의해 정렬되는, 하나 이상의 투명 창을 가질 수 있다. 이러한 창들은 광전자 디바이스와 광학 어셈블리의 정렬을 용이하게 하도록 도울 수 있다. 마스크를 포함하는 광학 소자는 접착제에 의해 제2 스페이서에 고정될 수 있고, 각각이 제2 스페이서에 제1 스페이서를 고정하는 접착제의 적어도 일부 위에 배치되는, 하나 이상의 UV-투명 창을 포함할 수 있다. UV-투명 창은 모듈의 조립 동안 접착제의 UV-경화를 용이하게 할 수 있다. 일부 경우에, 마스크는 투명 기판 상의 블랙 크롬 마스크를 포함한다.
다른 양태들, 피처들 및 장점들은 다음의 상세한 설명, 첨부 도면들 및 청구항들로부터 명백하게 될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 패키징된 광 방출기 모듈들의 단면도이다.
도 2는 광 방출기와 커버 사이에 z-높이를 설정하는 개별 수직 정렬 피처들을 포함하는 모듈의 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 하나 이상의 수직 정렬 피처를 갖는 모듈들을 제조하는 예들을 예시한다.
도 4a 내지 도 4c는 원하는 z-높이를 얻기 위해 기계가공될 수 있는 표면들의 확대된 부분적인 묘사들이다.
도 5a는 또 다른 광 방출기 모듈의 단면도를 예시하고; 도 5b는 도 5a의 부분 확대도이다.
도 6a는 또 다른 광 방출기 모듈의 단면도를 예시하고; 도 6b는 도 6a의 부분 확대도이다.
도 7a는 또 다른 광 방출기 모듈의 단면도를 예시하고; 도 7b는 도 7a의 부분 확대도이다.
도 8a는 또 다른 광 방출기 모듈의 단면도를 예시하고; 도 8b는 도 8a의 부분 확대도이다.
도 9a는 광학 어셈블리들의 적층을 포함하는 광 방출기 모듈의 단면도를 예시하고; 도 9b 및 도 9c는 도9a의 분해도이다.
도 10a는 광학 어셈블리들의 적층을 포함하는 또 다른 광 방출기 모듈의 단면도이고; 도 10b는 도 10a의 부분 확대도이다.
도 11은 광학 어셈블리들의 적층을 포함하는 광 방출기 모듈의 추가 예를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 수직 및 측방향 정렬 피처들을 포함하는 모듈들의 부분 확대도이다.
도 13a 및 도 13b는 수직 및 측방향 정렬 피처들을 포함하는 다른 모듈들의 부분 확대도이다.
도 14는 광 방출기 모듈을 제조하기 위한 단계들을 포함하는 흐름도이다.
도 15는 유리로 구성된 적어도 하나의 광학 멤버를 포함하는 모듈의 일례를 예시한다.
도 16은 자동-초점 어셈블리를 포함하는 모듈의 일례를 예시한다.
도 17은 조명 프로젝터(illumination projector)의 일례를 예시한다.
도 18a, 도 18b, 도 18c는 도 17의 조명 프로젝터를 조립하는 일례를 예시한다.
도 19는 조명 프로젝터의 또 다른 구현을 나타낸다.
도 1a에 예시된 바와 같이, 패키징된 광 방출기 모듈(100)은 리드 프레임과 같은 기판(104) 상에 장착된 광 방출기(102)에 대한 매우 정밀하고 안정적인 패키징을 제공할 수 있다. 광 방출기(102)는 간섭성, 방향성, 스펙트럼으로 정의된 광 방출을 생성하는 유형(예컨대, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 또는 레이저 다이오드)의 것일 수 있다. 일부 구현들에서, 광 방출기(102)는 적외선(IR) 광 또는 스펙트럼의 가시 범위 내의 광을 방출하도록 동작가능하다. 광 방출기(102)의 동작 온도가 비교적 높을 수 있기 때문에, 리드 프레임 또는 다른 기판(104)은 낮은 열 팽창을 보이는 구리 합금과 같은 재료로 구성될 수 있다. 그러한 재료들은 비교적 높은 열 도전성을 가지므로, 또한, 모듈을 위한 우수한 열적 관리를 제공하도록 도울 수 있다. 예를 들어, (그의 열 도전성이 약 260W(mK)인) 구리를 주로 포함하는 기판은 열이 모듈로부터 급속히 멀리 퇴장하는 것을 용이하게 하며, 이로써 열 팽창으로 인한 치수 변화를 방지할 수 있다
광 방출기(102)와 리드 프레임(104)을 측방향으로 둘러싸는 하우징(106)은 모듈의 측벽들로서 기능한다. 바람직하게는, 하우징(106)은 또한 낮은 열 팽창을 보이는 재료(예컨대, 세라믹 필터에 의해 사출 성형된 에폭시 또는 사출 성형된 금속)으로 구성된다. 일부 경우에, 하우징의 내부 대향 표면(inner-facing surface; 107)은 기판(104)의 표면에 대해 비스듬히 기울어져 있고, 그 내부에 광 방출기(102)가 위치하는 콘(cone)- 또는 역-피라미드형 스페이스(109)를 정의한다. 투명 커버(110)일 수 있는(또는 포함할 수 있는) 회절 또는 다른 광학 소자는, 광 방출기(102) 위에 배치되고, 하우징(106)의 본체를 커버(110)로부터 분리하는 하나 이상의 수직 정렬 피처들(예컨대, 스터드들(studs) 또는 스페이서들)(108)에 의해 지지된다. 일부 경우에, 커버(110)는 유리 또는 사파이어와 같은 다른 투명 무기 재료로 구성될 수 있다. 그러한 재료들을 이용하는 것의 장점은 렌즈 재료에 비해 상대적으로 낮은 열 팽창 계수를 갖는다는 점이다. 모듈로부터 광 누설을 방지하거나 감소시키기 위해, 커버(110)의 측부 에지들(112)은 커버(110)를 측방향으로 둘러싸는 투명하지 않은 벽들(114)에 의해 차폐될 수 있다. 벽들(114)은, 예를 들어, 사출 성형에 의해 형성될 수 있고, 하우징(106)의 본체와 일체형 피스(unitary piece)로서 형성될 수 있다(그리고 그와 동일한 재료로 구성될 수 있다).
일부 경우에, 도 1b에 도시된 바와 같이, 커버(110)의 측부 에지들(112)은 투명하지 않은 캡슐화제(116) 내에 내장된다. 벽들(114) 또는 캡슐화제(116)는, 예를 들어, 하우징(106)과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 일부 경우에, 도 1c에 예시된 바와 같이, 렌즈와 같은 하나 이상의 빔 성형 엘리먼트들(118)은 커버(110)의 한쪽 또는 양쪽 표면 상에 제공된다. 빔 성형 엘리먼트들(118)과 투명 커버(110)는 함께 광학 어셈블리를 구성한다. 일부 사례에서, 커버(110)를 측방향으로 둘러싸는 측벽들(114)은 커버(110)의 외부 표면을 넘어서 확장하고 배플(baffle)로서 기능한다.
일부 구현에서, 단일 수직 정렬 피처(108)는 커버의 에지(들)의 전체 가까이에 제공된다. 다른 사례들에서, 다수(예컨대, 3개)의 개별 수직 정렬 피처들(108)이 제공될 수 있다(도 2 참조). 어쨌든, 수직 정렬 피처(들)(108)의 한가지 기능은 커버(110)와 광 방출기(102) 사이에 정밀하게 정의된 갭을 제공하는 것이다.
모듈의 제조 동안, 수직 정렬 피처들(108)은 필요에 따라, 그들의 높이를 조정하기 위해, 기계가공될 수 있고, 따라서, 커버(110)와 광 방출기(102) 사이에서 정밀한 사전-특정된 거리를 달성할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 수직 정렬 피처(들)(108)는 사출 성형에 의해 형성되고, 하우징(106)과 일체형 피스로서 형성된다(그리고 그와 동일한 재료로 구성된다)(도 3a 참조). 모듈들의 제조 동안 수직 정렬 피처(들)(108)가 기계가공되어야 할지 여부, 및 얼마나 많이 기계가공되어야 할지를 결정하기 위해 다양한 측정들이 수행될 수 있다. 일부 사례에서, 기계가공의 양은, 예를 들어, 기울기를 보정하기 위해 하나의 수직 정렬 피처(108)로부터 그 다음으로 달라질 수 있다. 수직 정렬 피처(들)(108)를 필요에 따라 원하는 높이로 기계가공한 후에, 커버(110)는 수직 정렬 피처(들)(108) 위에서 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 커버(110)와 광 방출기(102) 사이에 정확한 공간을 제공하기 위해, 커버(110)는 접착제에 의해 수직 정렬 피처(들)(108)에 부착되지 않는다. 대신에, 접착제는, 예를 들어, 커버(110)의 측부 에지들과 하우징(106) 및/또는 측벽들(114) 사이의 영역들(120)에 제공될 수 있다(도 1c 참조). 이러한 구현들 및 다른 구현들에서 적당한 접착제의 예는 UV 경화가능한 에폭시이다.
일부 사례에서, 수직 정렬 피처(들)(108)는 커버(110)의 방출기에 (예컨대, 복제에 의해) 초기에 제공된 다음, 이들을 하우징 위에서 직접 접촉하여 배치하기 전에, 필요에 따라, 원하는 높이로 기계가공된다(도 3b 참조). 이러한 기법의 장점은 수직 정렬 피처(들)(108)가 하우징(106)과는 별도로 기계가공될 수 있고, 이로써 광 방출기(102)의 가능한 오염을 피할 수 있다는 것이다.
일부 경우에, 수직 정렬 피처(들)(108)의 표면을 기계가공하는 것에 부가하여, 또는 그 대신에, 하우징(106)의 표면이 기계가공될 수 있다. 도 4a 내지 도 4c는 특정된 z-높이(즉, 광 방출기(102)와 광학 소자(110) 사이의 거리)를 달성하기 위해 기계가공될 수 있는 표면(들)(122, 124)의 예들을 예시하는 부분 확대도들이다. 표면(122)은 수직 정렬 피처(108)의 접촉 표면인 반면, 표면(124)은 대향하는 접촉 표면이다. 이러한 도면들은 또한 하우징(106) 위에서 커버(110)를 제자리에(즉, 커버(110)의 측부 에지들에서) 고정하기 위한 접착제(130)의 위치의 일례를 예시한다.
일부 사례에서, 접착제 채널(126)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 각각의 수직 정렬 피처(108)에 인접하여 제공된다. 접착제 채널(126)은 커버(110)의 방출기측 표면으로부터 하향 돌출되며 수직 정렬 피처((108)보다 약간 더 짧은 확장부(extension)(128)와 수직 정렬 피처(108) 사이에 위치된다. 확장부(128)는, 예를 들어, 사출 성형에 의해 수직 정렬 피처(108)와 일체형 피스로서 형성될 수 있고 그와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 제조 동안, 커버(110)가 하우징 위에 배치될 경우, 광 방출기(102)와 커버(110) 사이에 원하는 높이를 확립하기 위해 수직 정렬 피처(108)의 방출기측 표면이 하우징(106)의 표면과 직접 접촉하도록 배치된다. 확장부(128)의 방출기측 표면과 하우징(106)의 표면 사이의 접착제(130)는 커버(110)를 제자리에 고정시킨다.
바람직하게, 채널(126)의 형상 및 치수는 접착제(130)가 수직 정렬 피처(108)와 하우징(106)의 하부 표면 사이에 들어가는 것을 방지하도록 돕는다. 특히, 수직 정렬 피처들의 재료에 대한 접착제의 모세관력(capillary force) 및 적심성(wettability)은 접착제가 수직 정렬 피처(들)에 가까이하지 않도록 도울 수 있다. 접착제와 수직 정렬 피처간의 접촉각과, 채널 치수들은 이러한 목표를 염두에 두고 설계될 수 있다.
일부 구현에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 접착제 채널(126)에 인접한 확장부(128)는 또한 커버(110)의 측부 에지들을 측방향으로 둘러싸는 캡슐화제(116)와 일체형 피스로서 형성될(그리고 그와 동일한 재료로 구성될) 수 있다. 다른 구현들에서와 같이, 수직 정렬 피처(들)(108)의 높이는 필요에 따라, 그들의 높이를 감소시키기 위해 기계가공함으로써 맞춤화될 수 있다. 결과적인 모듈에서, 각각의 수직 정렬 피처(108)는 광 방출기(102)와 커버(110) 사이에 원하는 높이를 제공하기 위해 하우징(106) 상에 직접적으로(즉, 정렬 피처와 하우징 사이의 계면에 접착제없이) 놓여진다. 커버(110)의 측부 에지들을 캡슐화제(116)가 모듈로부터 광 누설을 방지하도록 돕기 때문에, 배플 벽들(114)은 일부 사례들에서 생략될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 일부 경우에, 커버(110)와 수직 정렬 피처(들)(108)의 측방향 정렬을 용이하게 할 수 있는, 배플 벽들(114)을 제공하는 것이 여전히 도움이 될 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 예시된 바와 같이, 일부 구현은 제2 수직 정렬 피처(들)(132)와 제2 확장부(들)(134)를 포함하고, 이들 각각은 하우징(106)의 상부 표면으로부터 돌출된다. 각각의 제2 수직 정렬 피처(132)는 커버(110)로부터 돌출되는 대응하는 수직 정렬 피처(108)와 정렬된다. 상부 및 하부 수직 정렬 피처들(108, 132)의 한쪽 또는 양쪽 표면들은, 그들이 서로 직접적으로(기계적으로) 접촉하게 되어 그들의 각각의 대향하는 표면들이 서로 접하기 전에, 필요에 따라, 원하는 높이로 기계가공될 수 있다. 또한, 각각의 제2 확장부(134)는 대응하는 확장부(128)와 정렬된다. 그러나, 확장부들(128, 134)은 서로 직접적으로 접촉되지 않는다. 대신에, 확장부들(128, 134)은 하우징(106) 위에서 커버(110)를 제자리에 고정시키기 위해 접착제(130)에 의해 서로 부착되는 상부 및 하부 부착 피처들로서 각각 기능한다. 상부 및 하부 부착 채널들(126A, 126B)은 접착제(130)가 수직 정렬 피처들(108, 132)에 너무 근접하여 흐르는 것을 방지하도록 도울 수 있다. 따라서, 상부 및 하부 수직 정렬 피처들(108, 132)의 조합된 높이는 광 방출기(102)와 커버(110) 사이에 정밀한 특정된 거리를 달성하도록 돕는 한편, 확장부들(128, 134)과 접착제(130)는 커버(110)를 하우징(106)에 고정시킨다.
도 8a 및 8b는, 각각이 하우징(106)의 상부 표면으로부터 돌출하는 제2 수직 정렬 피처(들)(132) 및 제2 확장부(들)(134)을 포함하는 또 다른 모듈의 일례를 예시한다. 따라서, 도 7a 및 7b에서의 모듈과 같이, 도 8a 및 8b에서의 모듈은 상부 및 하부 수직 정렬 피처들 모두를 포함한다. 또한, 도 8a 및 8b에서의 모듈의 커버(110)의 측부 에지들은, 수직 정렬 피처(108) 및 확장부(128)와 일체형 피스(unitary piece)로서 형성될(그리고 그와 동일한 재료로 구성될) 수 있는 불투명한 재료(116)에 의해 측방향으로 캡슐화된다. 커버(110)의 측부 에지들을 캡슐화제(116)는 모듈로부터의 광 누설을 방지하도록 돕기 때문에, 일부 사례들에서 방지벽들(baffle walls)(114)이 생략될 수 있다.
맞춤화가능한 수직 정렬 피처들은 또한 다수의 광학 어셈블리들을 차례로 적층하는데 이용될 수 있다. 도 9a에 일례가 예시되는데, 이는 제1 및 제2 광학 어셈블리들(140, 142)의 적층을 포함하는 모듈을 도시한다. 광학 어셈블리들(140, 142)은, 상부 어셈블리(142)의 투명판(110)의 방출기측(emitter-side) 표면 상에 있는 하나 이상의 맞춤화가능한 수직 정렬 피처(들)(148)에 의해 서로로부터 분리될 수 있다. 수직 정렬 피처(들)(148)의 방출기측 표면은 하부 어셈블리(140)의 투명판(110)의 상부 표면 상에 직접(즉, 접착제 없이) 놓인다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 일부 구현들에서, 하부 광학 어셈블리(140)는 하우징(106)으로부터 확장되는 수직 정렬 피처(들)(132) 상에 배치되고, 후속하여 상부 어셈블리(142)는 하부 어셈블리(140) 상에 배치된다. 광학 어셈블리들(140, 142)은, 도 4a에 예시된 바와 같이, 예를 들어, 모듈의 상부 측벽들(114)과 광학 소자들(110)의 측부 에지들 사이에 접착제를 이용하여 제자리에 고정될 수 있다. 광학 어셈블리들(140, 142)을 하우징(106) 위에 배치하기 이전에, 광 방출기(102)로부터의 거리가 특정된 값에 따르도록 수직 정렬 표면들(122, 124, 150) 중 하나 이상이 기계가공된다(machined). 일부 구현들에서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 광학 어셈블리들(140, 142)은 차례로 적층될 수 있고, 그 다음에 전체 적층이 수직 정렬 피처(들)(132) 상에 배치될 수 있다.
일부 경우들에, 도 10a에 도시된 바와 같이, 상부 광학 어셈블리(142)의 수직 정렬 피처들(148)은, 하부 광학 어셈블리(140)의 수직 정렬 피처들(108)이 하부 레지(ledge)(154) 상에 놓이듯이, 하우징(106)의 상부 레지(152) 상에 직접 놓일 수 있다. 도 10b에 예시된 바와 같이, 광 방출기(102)와 각각의 광학 어셈블리 사이에 원하는 상대적 거리를 제공하기 위해 광학 어셈블리들(140, 142)을 위치시키기 이전에, 수직 정렬 피처들(108, 148) 또는 레지들(152, 154)의 하나 이상의 표면들(122, 124, 150, 156)이 필요에 따라 기계가공될 수 있다. 광학 어셈블리들(140, 142)은, 예를 들어, 하우징(106)의 내부 대면 표면(들)(inner-facing surface(s))과 광학 어셈블리들의 측부 에지들 사이의 접착제(130)에 의해 제자리에 고정될 수 있다.
도 11에 예시된 바와 같이, 광학 어셈블리들(140, 142)의 적층은 또한 도 7a 및 8a와 관련하여 설명된 피처들 중 일부(즉, 수직 정렬 피처(108/148) 및 투명판(110)의 방출기측으로부터 돌출하는 대응하는 확장부(128/158) 사이에 형성된 접착제 채널)를 이용하여 하우징 상에 배치될 수 있다. 또한, 일부 경우들에서, 광학 소자들(110)의 측부 에지들은, 도 8a과 관련하여 전술한 바와 같이, 불투명한 재료에 의해 캡슐화될 수 있다. 수직 정렬 피처들(108, 132, 148)의 접촉 표면들(122, 124, 150) 중 하나 이상은, 광 방출기(102)와 각각의 광학 어셈블리 사이에서 원하는 거리를 달성하기 위해 광학 어셈블리들(140, 142)을 위치시키기 이전에, 필요에 따라 기계가공될 수 있다. 전술한 예들에서와 같이, 접촉 표면들(122, 124, 150)에서는 접착제가 없고, 이는 방출기(102)까지의 거리가 정밀하게 확립되도록 허용한다. 그 대신에, 접착제는 확장부들(134, 128, 158)의 표면들에 제공될 수 있다.
수직 정렬 피처들(예컨대, 108, 132)에 부가하여, 일부 구현들은, 예를 들어, 도 12a 및 12b에 예시된 바와 같이, 측방향 정렬 피처들(160)을 포함한다. 측방향 정렬 피처(160)는, 예를 들어, 하우징(106) 및 하부 수직 정렬 피처(132)와 일체형 피스로서 형성될(그리고 그와 동일한 재료로 구성될) 수 있다. 특히, 측방향 정렬 피처(160)는 하부 수직 정렬 피처(132) 옆으로 하우징으로부터 돌출하는 확장부의 형태를 취할 수 있다. 측방향 정렬 피처(들)(160)은 하부 수직 정렬 피처(들)(132) 상으로의 상부 수직 정렬 피처(들)(108)의 배치를 용이하게 할 수 있다. 결과적인 모듈에서, 각각의 측방향 정렬 피처(160)의 측면은 대응하는 상부 수직 정렬 피처(108)의 측면과 직접 접촉한다. 또한, 측방향 정렬 피처(들)(160)은 표면들(122, 124)의 기계가공으로부터 야기되는 작은 입자들(small particles)로부터 광 방출기(102)를 보호하도록 도울 수 있다. 일부 경우들에서, 광학 어셈블리들의 적층이 제공될 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 상부 광학 소자(110A)는 수직 정렬 피처(즉, 스터드 또는 스페이서)(148)에 의해 하부 광학 소자(110B)로부터 분리될 수 있다. 수직 정렬 피처(148)의 접촉 표면(150)은, 광 방출기(102)와 상부 광학 소자(110A) 사이에서 원하는 거리를 달성하기 위해 접촉 표면이 하부 광학 소자(110B)와 접촉하게 되기 전에 기계가공될 수 있다. 다른 사례들에서, 도 13b에 예시된 바와 같이, 양쪽 커버들(110A, 110B)의 측부 에지들은 불투명한 재료(116)에 의해 측방향으로 캡슐화될 수 있다. 여기에서도, 캡슐화제(116)는 확장부(128) 및 수직 정렬 피처(108)와 일체형 피스로서 형성될(그리고 그와 동일한 재료로 구성될) 수 있다. 일부 경우들에서, 측방향 정렬 피처(160)는 생략될 수 있다.
전술한 설명으로부터 명백하듯이, 수직 정렬 피처들, 또는 레지(들)의 접촉 표면들 및 그들이 놓이는 다른 표면들은 모듈에서 광학 소자와 광 방출기 사이에서 정밀하게 정의된 거리를 달성하기 위해 기계가공될 수 있다. 필요로 될 수 있는 임의의 기계가공의 정도는, 예를 들어, 제조 프로세스 동안에 이루어진 다양한 측정들에 근거한 것일 수 있다. 일부 경우들에서, 전체 프로세스는 자동화될 수 있다.
전술한 구현들에서, 수직 정렬 피처들(예컨대, 108, 132, 148)은, 예를 들어, 단일의 연속적인 스페이서로서 또는 다수의 개별 스터드들/스페이서들로서 구현될 수 있다(도 2 참조).
전술한 다양한 예들에 의해 나타낸 바와 같이, 모듈들의 제조 동안에, 광 방출기(102) 위에서 광학 소자(예컨대, 커버(110) 또는 광학 어셈블리(140, 142))를 제자리에 고정하기 이전에 하나 이상의 측정들이 실시될 수 있다(도 14, 블록(202) 참조). 측정들은 모듈의 광축의 방향에서의 높이(즉, 도 1의 화살표(111)와 평행함)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 측정(들)은 광학 소자의 초점-거리 측정을 포함할 수 있고, 및/또는 하우징 및/또는 수직 정렬 피처들의 높이는 기계가공 이전에 또는 그 동안에 광학적으로 측정될 수 있다. 광학 측정(들)에 근거하여, 필요에 따라, 하나 이상의 표면들이 기계가공되어 광 방출기와 광학 소자 사이에 정밀하게 특정된 거리를 확립할 수 있다(블록(204)). 기계가공된 표면들은 수직 정렬 피처의 접촉 표면 및/또는 수직 정렬 피처에 대한 대향하는 접촉 표면(즉, 광 방출기 위에서 광학 소자가 제자리에 고정될 때 수직 정렬 피처의 접속 표면에 접하는 표면)을 포함할 수 있다. 광 방출기 위에서 광학 소자가 제자리에 고정될 때 수직 정렬 피처의 접촉 표면에 접하는 표면이 "대향하는 접촉 표면"으로서 지칭될 수 있지만, 표면들이 기계가공될 때 그 표면이 반드시 수직 정렬 피처의 접촉 표면에 대향할 필요는 없다. 기계가공을 수행한 후에(만약 있는 경우), 광학 소자는, 하나 이상의 수직 정렬 피처(들)가 모듈의 하우징으로부터 광학 소자를 분리하도록 광 방출기 위에 배치되고, 광학 소자는 제자리에 고정된다(블록(206)). 접착제는 수직 정렬 피처들과의 계면에서 전혀 이용되지 않는다. 그 대신에, 광학 소자는 다른 위치들에(예컨대, 광학 소자의 측부 에지들을 따라 또는 별도의 접착제 부착 표면에) 접착제를 제공함으로써 하우징에 고정될 수 있다. 일부 구현들에서, 다수의 모듈들이 웨이퍼-레벨 프로세스를 이용하여 병렬로 제조될 수 있다.
일부 구현들에서, 전술한 바와 같은 수직 정렬 피처들을 포함하는 모듈은 또한 광범위한 온도 범위에 걸쳐 비교적 안정적인 정밀 패키징된(precision packaged) 광 방출기 모듈을 제공하기 위한 다른 피처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 소자(예컨대, 110, 140, 142)는, 일부 구현들에서, 열적으로 유도된 치수 변화들(예컨대, z-높이에서의 변화들)을 감소시키기 위해 중합체 재료로 구성될 수 있고, 광학 소자들 중 하나 이상은 유리로 구성될 수 있고, 이는 통상적으로 다수의 중합체들보다는 더 낮은 열 팽창을 갖는다. 도 15에 일례가 예시되는데, 이는 중합체 재료로 구성된 제1 광학 소자(140)를 포함하는 모듈을 도시한다. 모듈은 또한 유리 렌즈로 구성된 제2 광학 소자(142)를 포함한다.
열 팽창에 의해 야기된 치수 변화를 한층 더 완화하기 위해서, 일부 구현들은 자동-초점 메커니즘(164)(도 16 참조)을 포함한다. 자동-초점 메커니즘(164)은 예를 들어 튜닝가능 렌즈 또는 압전 소자로서 구현될 수 있다. 자동-초점 메커니즘은 광 방출기 모듈에 대해 매우 정확하고 정밀한 광학 성능을 제공하기 위해서 맞춤화가능한 수직 정렬 피처들 및/또는 유리 광학 소자와 함께 또는 단독으로 이용될 수 있다. 전술한 다양한 구현들에서 설명된 다른 피처들도 또한 동일한 모듈에 조합될 수 있다.
다양한 전기적 접속들이 광 방출기(102)로 또는 광 방출기로부터 제공될 수 있다. 이러한 전기적 접속들은, 예를 들어, 하우징(106)의 내부 또는 외부 표면 상의 전기 도전성 코팅의 형태의 접속들, 및/또는 하우징(106)을 통한 도전성 비아들을 포함할 수 있다. 배선은 예를 들어 방출기(102)와 기판(104) 사이에 전기적 접속들을 제공할 수 있다. 기판(104)의 후면 상의 전기적 패드들 또는 다른 접속들은, 예를 들어 인쇄 회로 보드 상에 광 방출기 모듈과 함께 장착될 수 있는 다른 디바이스들 또는 모듈들에 대한 접속들을 용이하게 할 수 있다.
일부 구현들에서, 모듈은 마스크(예컨대, 투명 기판(110) 상의 블랙 크롬 마스크)를 갖는 광학 소자를 포함할 수 있다. 이러한 구현의 예가 상세하게 후술된다.
도 17은 조명 프로젝터(illumination projector; 400)의 또 다른 예를 예시한다. 고품질 광 투영/조명을 생성하기 위해서, 바람직하게는 다음과 같이 정밀 정렬이 제공되어야 한다: (1) 광학 어셈블리(420)의 초점 거리는 마스크(412)의 평면 상에 있어야 하고, (2) 어셈블리(420)의 (중심) 광축(422)은 방출기(예컨대, VCSEL(102))의 (중심) 광축(424)과 일치해야 한다. 위에서 논의된 바와 같이, 접착제 층들의 두께는 정밀하게 제어될 수 없다. 따라서, 광학 어셈블리(420)는, 높이 Z(즉, 마스크(412)와 광학 어셈블리 사이의 거리)가 직접적인 기계적 접속을 통해 정밀하게 정의되는 것을 허용하는 수직 정렬 피처들(416A)을 갖는 제1 스페이서(406A)를 구비한다. 또한, 광학 어셈블리(420)는 광 방출 소자(예컨대, VCSEL(102))를 위한 하우징의 부분을 형성하는 제2 스페이서(406B)와 제1 스페이서(406A) 사이에 도포된 접착제(417A)를 통해 제자리에 고정될 수 있다. 제1 스페이서(406A)는 도 17의 예에서와 같이 광학 어셈블리(420)의 렌즈 배럴(442)과는 별개로 형성될 수 있거나, 또는 도 19의 예에서와 같이 렌즈 배럴(442)과 일체형 단일 피스로서 형성될 수 있다.
VCSEL(102)의 광축(424)과 어셈블리(420)의 광축(422)을 정렬하는데 있어서 한가지 과제는, 조립 동안, 마스크(412)를 포함하는 광학 소자는 VCSEL 어셈블리에 부착되는 한편, 광학 어셈블리(420)는 후속하여 VCSEL/마스크 어셈블리에 부착되는 것이다. 따라서, 문제점이 발생할 수 있는데, 그 이유는 VCSEL(102)이 정렬을 위해 마스크(412)를 통해 보여질 수 없기 때문이다. 이러한 이슈를 완화하기 위해서, 광학 어셈블리(420)가 VCSEL 어셈블리(450)에 부착될 때 VCSEL(102) 상의 정렬 마크들(428)이 보여질 수 있도록 마스크(412)를 포함하는 광학 소자에 투명 정렬 창들(418)이 통합될 수 있다. 따라서, 광학 어셈블리(20)는 VCSEL(102)에 대해 정밀하게 정렬될 수 있다.
도 18a, 도 18b 및 도 18c는 모듈(400)을 조립하기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다. VCSEL(102)은, 예를 들어 서브-마운트(432) 상의 금속(예컨대, 구리) 트레이스(430)를 포함할 수 있는 서브-마운트 어셈블리 상에 장착된다. 금속 트레이스(430) 상에서의 VCSEL(102)의 수평 정렬을 용이하게 하기 위해서, 금속 트레이스(430)의 VCSEL측 표면 상에 정렬 피처들(429)이 제공될 수 있다.
도 18a에 추가로 도시된 바와 같이, 제2 스페이서(406B)의 표면(416B)이 금속 트레이스(430)의 VCSEL측 표면에 접한다(즉, 이 표면과 직접 기계적으로 접촉한다). 요구되는 경우, 표면(416B)은 더 정밀한 수직 정렬을 제공하기 위해서 사전에 기계가공될 수 있다. 따라서, 스페이서(406B)는 수직 정렬 피처들(즉, 표면(416B))을 포함한다. 또한, 스페이서(406B)는 접착제(417C)에 의해 서브-마운트(432)에 고정될 수 있다. 유리하게는, 예시된 예에서, 접착제(417C)는 VCSEL(102)에 아주 근접하지는 않다. 또한, 스페이서(406B)와 금속 트레이스(430) 사이의 직접적인 기계적 접촉은 가변 높이/두께의 개재하는 층이 존재하지 않으므로 더 우수한 높이 정확도를 초래할 수 있다.
도 18a에 추가로 도시된 바와 같이, VCSEL(102)을 측방향으로 둘러싸는 제2 스페이서(406B)는 VCSEL/서브-마운트 어셈블리로부터 마스크(412)를 분리한다. 마스크(412)를 포함하는 광학 소자는 예를 들어 UV 방사선에 의해 경화될 수 있는 접착제(417B)에 의해 제2 스페이서(406B)에 고정될 수 있다. 마스크(412)에서의 UV-투명 창들(419)은 UV 방사선을 이용하여 접착제(417B)가 경화되는 것을 허용한다. 도 18a는 결과적인 VCSEL 어셈블리(450)를 도시한다.
도 18b에 도시된 바와 같이, 광학 어셈블리(420)는 투명 커버(110) 위에서 배럴(442)에 의해 유지되는 하나 이상의 광학 소자(예컨대, 렌즈)(440)를 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 제1 스페이서(406A)는 투명 커버(110)를 측방향으로 둘러싼다. 다른 경우에, 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 스페이서(406A)는 배럴(442)과 단일 피스로서 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 투명 커버(110)는 생략될 수 있다.
광학 어셈블리(420)와 마스크(412) 사이의 거리는, 광학 어셈블리(420)의 초점 거리가 마스크(412)의 평면과 일치하도록 주의깊게 제어되어야 한다. 따라서, 일부 경우에, 스페이서(406A)의 높이는 예를 들어 도 18b에서 수평 파선들(446)에 의해 나타낸 바와 같이 기계가공에 의해 맞춤화될 수 있다. 기계가공은 필요한 경우에 경사(tilt)를 보정하기 위해 또한 이용될 수 있다. 일부 경우에, 스페이서(406A)는, 그러한 추가의 치수 맞춤화가 불필요하도록 충분한 정확도로 제조될 수 있다. 따라서, 제1 스페이서(406A)는 수직 정렬 피처들(즉, 표면(416A))을 포함한다.
다음에, 광학 어셈블리(420)는 VCSEL 어셈블리(450)에 부착된다. 광학 어셈블리(420)의 (중심) 광축(422)의 위치가 결정된다. 또한, 예를 들어 VCSEL(102)의 표면 상의 정렬 마크들(428) 및 정렬 창들(418)을 이용하여, VCSEL(102)의 (중심) 광축(424)의 위치가 결정된다. 광학 어셈블리(420)는 하나 이상의 정렬 마크, 예를 들어 렌즈들(440) 상의 하나 이상의 정렬 마크(448)를 또한 포함할 수 있다. 다음에, 2개의 어셈블리(420, 450)는 예를 들어 에폭시와 같은 접착제(417A)(도 18a 참조)에 의해 서로 고정될 수 있다(도 18c 참조). 특히, 제1 및 제2 스페이서(406A, 406B)는 에폭시(417A)를 통해 서로 고정될 수 있다. 스페이서(406A)의 수직 정렬 피처들(즉, 표면(416A))은, 높이 Z(도 17)를 정밀하게 정의하기 위해서 그리고 광학 어셈블리(420)와 마스크(412) 사이의 거리를 정밀하게 고정하기 위해서 마스크(412)의 광학 어셈블리측 표면에 접한다(즉, 이 표면과 직접 기계적으로 접촉한다).
전술한 예들은 광 방출기를 포함하는 모듈들의 맥락에서 설명되지만, 일부 구현들에서 모듈은 광 검출기와 같은 상이한 타입의 활성 광전자 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(102)가 광 방출기인 것 대신에, 그것은 감광 소자들(즉, 픽셀들)의 어레이를 포함하는 이미지 센서일 수 있다. 광 검출기를 포함하는 모듈들의 맥락에서, 전술한 다양한 피처들은 예를 들어 렌즈의 초점 거리가 이미지 센서 상에 있도록 적절한 z-높이를 확립하는데 있어서 유리할 수 있다. 다른 피처들(예컨대, 투명 커버(110)의 측부 에지들을 둘러싸는 불투명 캡슐화제(116)를 제공하는 것)은 미광이 이미지 센서 상에 충돌하는 것을 방지하는데 있어서 유용할 수 있다.
"투명(transparent)", "투명하지 않은(non-transparent)" 및 "불투명(opaque)"과 같은 용어들은 광전자 디바이스에 의해 검출가능하거나 방출되는 광의 파장(들)과 관련하여 본 개시내용에서 이용된다. 따라서, 본 개시내용의 맥락에서, 투명하지 않거나 불투명한 재료 또는 컴포넌트는 다른 파장들의 광이 거의 또는 전혀 감쇠하지 않고 통과하는 것을 허용할 수 있다. 마찬가지로, 광전자 디바이스에 의해 검출가능하거나 방출되는 광에 투명한 재료 또는 컴포넌트는 다른 파장들의 광이 통과하는 것을 허용하지 않을 수 있거나 또는 이러한 다른 파장들의 광을 상당히 감쇠할 수 있다.
여기에 설명된 모듈들은 광범위의 소비자 제품들 및/또는 다른 전자 디바이스들, 이를테면, 그 중에서도, 바이오 디바이스들, 모바일 로봇들, 감시 카메라들, 캠코더들, 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들 및 데스크톱 컴퓨터들에 통합될 수 있다.
다른 구현들은 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (43)

  1. 광 방출기 또는 광 검출기 모듈을 제조하는 방법으로서,
    기판 상에 장착된 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸는 하우징을 제공하는 단계 - 상기 광전자 디바이스는 광을 방출하거나 광을 검출하도록 동작가능함 - ; 및
    접착제를 이용하여 상기 광전자 디바이스 위에서 제1 광학 소자 멤버를 제자리에 고정하는 단계 - 상기 광학 소자는 상기 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명함 -
    를 포함하고,
    하나 이상의 수직 정렬 피처가 상기 하우징의 표면으로부터 상기 광학 멤버를 분리하고, 상기 접착제는 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처와의 계면에 전혀 제공되지 않으며,
    상기 방법은, 상기 광전자 디바이스 위에서 상기 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에,
    상기 모듈의 광축 방향에서의 높이를 나타내는 하나 이상의 측정을 실시하는 단계; 및
    상기 광전자 디바이스와 상기 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해 상기 하나 이상의 측정에 근거한 양만큼 적어도 하나의 표면을 기계가공하는 단계의 수행을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 기계가공된 표면은,
    특정한 수직 정렬 피처의 접촉 표면, 또는
    상기 광전자 디바이스 위에서 상기 광학 소자가 제자리에 고정될 때, 상기 특정한 수직 정렬 표면의 상기 접촉 표면과 직접 접촉하게 되는, 대향하는 접촉 표면 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처는 상기 광학 소자의 표면 상에 제공되고, 상기 수직 정렬 피처들 중 적어도 하나의 접촉 표면은, 상기 광전자 디바이스와 상기 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해, 상기 광전자 디바이스 위에서 상기 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에, 상기 하나 이상의 측정에 근거한 양만큼 기계가공되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처가 상기 하우징의 표면으로부터의 확장부들로서 제공되고, 상기 수직 정렬 피처들 중 적어도 하나의 접촉 표면은, 상기 광전자 디바이스와 상기 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해, 상기 광전자 디바이스 위에서 상기 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에, 상기 하나 이상의 측정에 근거한 양만큼 기계가공되는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 디바이스 위에서 상기 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에, 상기 하나 이상의 측정에 근거한 양만큼, 상기 대향하는 접촉 표면을 기계가공하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자의 측부 에지들이 상기 접착제에 의해 상기 하우징의 내부 대면 표면에 부착되도록 접착제를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광전자 디바이스에 더 가까운 상기 광학 소자의 측면으로부터 돌출하는 확장부가 상기 하우징의 표면에 부착되도록 접착제를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 확장부는 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처와는 상이한 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광전자 디바이스에 더 가까운 상기 광학 소자의 측면으로부터 돌출하는 제1 확장부가 상기 하우징의 표면으로부터 돌출하는 제2 확장부에 부착되도록 접착제를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 확장부 및 상기 제2 확장부는 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처와는 상이한 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제를 이용하여 상기 제1 광학 소자 위에서 제2 광학 소자를 제자리에 고정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 광학 소자는 상기 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명하고, 하나 이상의 제2 수직 정렬 피처는 상기 제2 광학 소자를 상기 제1 광학 소자로부터 분리하고, 상기 접착제는 상기 하나 이상의 제2 수직 정렬 피처와의 계면에 전혀 제공되지 않으며,
    상기 방법은, 상기 제1 광학 소자 위에서 상기 제2 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에,
    상기 광전자 디바이스와 상기 제2 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해 적어도 하나의 표면을 기계가공하는 단계의 수행을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 기계가공된 표면은,
    특정한 제2 수직 정렬 피처의 접촉 표면, 또는
    상기 제1 광학 소자 위에서 상기 제2 광학 소자가 제자리에 고정될 때, 상기 특정한 제2 수직 정렬 표면의 상기 접촉 표면과 직접 접촉하는, 대향하는 제2 접촉 표면 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2 수직 정렬 피처는 상기 제2 광학 소자의 표면 상에 제공되고, 상기 제2 수직 정렬 피처들 중 적어도 하나의 접촉 표면은, 상기 광전자 디바이스와 상기 제2 광학 소자 사이에 특정된 거리를 달성하기 위해, 상기 제2 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에 기계가공되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 광학 소자 위에서 상기 제2 광학 소자를 제자리에 고정하기 전에, 상기 대향하는 제2 접촉 표면을 기계가공하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 광 방출기 또는 광 검출기 모듈로서,
    기판 상에 장착된 광전자 디바이스 - 상기 광전자 디바이스는 광을 방출하거나 광을 검출하도록 동작가능함 - ;
    상기 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸고 상기 모듈에 대한 측벽들로서 기능하는 하우징;
    상기 광전자 디바이스 위의 광학 소자 - 상기 광학 소자는 상기 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명함 - ; 및
    상기 광학 소자를 상기 하우징으로부터 분리하는 하나 이상의 수직 정렬 피처 - 상기 광학 소자는 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처와 직접 접촉함 -
    를 포함하는 모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처는 상기 하우징과 동일한 재료로 구성되는 모듈.
  13. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처는 상기 하우징과 일체형 피스(unitary piece)로서 형성되는 모듈.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 소자의 측부 에지들은 접착제에 의해 상기 하우징의 내부 대면 표면에 부착되는 모듈.
  15. 제11항에 있어서, 상기 모듈은 상기 광학 소자를 측방향으로 둘러싸는 투명하지 않은 측벽들을 포함하는 모듈.
  16. 제11항에 있어서, 상기 광학 소자의 측부 에지들은 투명하지 않은 재료로 측방향으로 캡슐화되는 모듈.
  17. 제11항에 있어서, 상기 하우징의 표면을 향하는 방향이지만 그에 도달하지는 않는 상기 광학 소자의 표면으로부터 하향 돌출하는 적어도 하나의 확장부를 더 포함하고, 각각의 확장부는 접착제에 의해 상기 하우징의 표면에 부착되는 모듈.
  18. 제17항에 있어서, 상기 확장부는 상기 하나 이상의 수직 정렬 피처 중 적어도 하나와 일체형 피스로서 형성되고 그와 동일한 재료로 구성되는 모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광학 소자의 측부 에지들은, 상기 확장부와 일체형 피스로서 형성되고 그와 동일한 재료로 구성되는 투명하지 않은 재료로 측방향으로 캡슐화되는 모듈.
  20. 제11항에 있어서, 각각이 상기 하우징으로부터 돌출하고, 각각이 상기 광학 소자로부터 돌출하는 상기 수직 정렬 피처들 중 대응하는 하나와 정렬되어 그와 직접 접촉하는, 하나 이상의 제2 수직 정렬 피처를 포함하는 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 하우징을 향하는 방향으로 상기 커버의 측부 표면으로부터 하향 돌출하는 적어도 하나의 확장부; 및
    상기 광학 소자를 향하는 방향으로 상기 하우징으로부터 돌출하는 적어도 하나의 제2 확장부 - 각각의 제2 확장부는 상기 광학 소자로부터 돌출하는 확장부들 중 대응하는 하나에 접착제에 의해 부착됨 - 를 포함하는 모듈.
  22. 제21항에 있어서, 각각의 제2 수직 정렬 피처 및 각각의 제2 확장부는 상기 하우징과 일체형 피스로서 형성되고 그와 동일한 재료로 구성되는 모듈.
  23. 제22항에 있어서, 상기 광학 소자로부터 돌출하는 각각의 수직 정렬 피처는 상기 광학 소자로부터 돌출하는 확장부들 중 대응하는 하나와 일체형 피스로서 형성되고 그와 동일한 재료로 구성되는 모듈.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 소자는 투명하지 않은 재료에 의해 측방향으로 캡슐화되는 모듈.
  25. 제11항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 소자는 상기 광전자 디바이스 위에 배치된 제1 광학 어셈블리의 부분인 모듈.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 광학 어셈블리 위에 배치된 제2 광학 소자를 더 포함하고, 상기 제2 광학 소자는 상기 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명한 것인 모듈.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제2 광학 소자는 상기 제1 광학 어셈블리의 상기 광학 소자 및 상기 제2 광학 소자와 직접 접촉하는 하나 이상의 수직 정렬 피처에 의해 상기 제1 광학 어셈블리의 상기 광학 소자로부터 분리되는 모듈.
  28. 제11항에 있어서, 상기 하우징은 제1 내부 레지 및 제2 내부 레지를 포함하고, 상기 수직 정렬 피처들은 상기 제1 레지와 상기 광학 소자 사이에 배치되고 상기 제1 레지 및 상기 광학 소자와 직접 접촉하며,
    상기 모듈은,
    상기 광전자 디바이스 위의 제2 광학 소자 - 상기 제2 커버는 상기 광전자 디바이스에 의해 방출되거나 검출가능한 광에 실질적으로 투명함 - , 및
    상기 제2 레지와 상기 제2 광학 소자 사이에 배치되고 상기 제2 레지 및 상기 제2 광학 소자와 직접 접촉하는 하나 이상의 제2 수직 정렬 피처를 더 포함하는 모듈.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제2 레지는 상기 제1 레지보다 더 큰 둘레를 갖고, 상기 제1 레지보다 상기 광전자 디바이스로부터 더 멀리 위치하는 모듈.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 양쪽 광학 소자의 측부 에지들은 접착제에 의해 상기 하우징의 각각의 내부 대면 표면들에 부착되는 모듈.
  31. 제11항에 있어서, 상기 광학 소자로부터 돌출하는 상기 수직 정렬 피처들 중 대응하는 하나의 측부 표면에 접하는 측부 표면을 갖는 하나 이상의 측방향 정렬 피처를 포함하며, 각각의 측방향 정렬 피처는 상기 하우징으로부터 돌출하고, 상기 하우징과 일체형 피스로서 형성되고 그와 동일한 재료로 구성되는 모듈.
  32. 제11항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 구리 합금으로 구성되는 모듈.
  33. 제11항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 세라믹 필러에 의해 사출 성형된 에폭시 또는 사출 성형된 금속으로 구성되는 모듈.
  34. 제11항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 디바이스는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 또는 레이저 다이오드를 포함하는 모듈.
  35. 제11항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 디바이스는 이미지 센서를 포함하는 모듈.
  36. 제11항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 소자는 유리로 구성되는 모듈.
  37. 제11항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 자동-초점 메커니즘을 더 포함하는 모듈.
  38. 광 패턴을 투영하는 조명 프로젝터 모듈로서,
    광을 방출하도록 동작가능한 광전자 디바이스와,
    마스크를 포함하는 광학 소자 - 상기 광전자 디바이스는 상기 광학 소자를 통해 광을 전송하도록 배열됨 - 를 포함하는 제1 어셈블리; 및
    하나 이상의 광학 소자와,
    상기 마스크를 포함하는 상기 광학 소자와 직접 접촉하는 하나 이상의 수직 정렬 피처를 갖는 제1 스페이서를 포함하는 광학 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 제1 스페이서는 또한 상기 제1 어셈블리의 부분을 형성하고 상기 광전자 디바이스를 측방향으로 둘러싸는 제2 스페이서에 고정되는 조명 프로젝터 모듈.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제1 스페이서는 접착제에 의해 상기 제2 스페이서에 고정되는 조명 프로젝터 모듈.
  40. 제38항 또는 제39항에 있어서, 상기 마스크를 포함하는 상기 광학 소자는, 각각이 상기 광전자 디바이스 상에 각각의 정렬 마크에 의해 정렬되는 하나 이상의 투명 창을 갖는 조명 프로젝터 모듈.
  41. 제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크를 포함하는 상기 광학 소자는 접착제에 의해 상기 제2 스페이서에 고정되고, 상기 마스크를 포함하는 상기 광학 소자는, 각각이 상기 제2 스페이서에 상기 제1 스페이서를 고정하는 상기 접착제의 적어도 일부 위에 배치되는 하나 이상의 UV-투명 창을 더 포함하는 조명 프로젝터 모듈.
  42. 제38항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크는 투명 기판 상에 블랙 크롬 마스크를 포함하는 조명 프로젝터 모듈.
  43. 제38항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 어셈블리는 렌즈 배럴 내에 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 제1 스페이서와 상기 렌즈 배럴은 단일 일체형 피스를 형성하는 조명 프로젝터 모듈.
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