TW201518691A - 光學編碼器模組 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種光學編碼器模組，其提供彼此不對稱之用於光發射及光偵測之光學路徑。一旋轉式碼尺可直接位於(例如)在一反射模式中操作之該模組之成像透鏡上方。該模組可具有用於光偵測光學器件之一相對簡易光學設計，同時亦允許該碼尺相對於該模組之位置之更大機械容限。
Description
本申請案係相關於2013年10月8日申請且名稱為「Optical encoder modules that include a telecentric imaging system」之美國臨時專利申請案第61/888,171號。該相關申請案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於光學編碼器模組。
反射光學編碼器可用於偵測(例如)一旋轉碼尺(例如一圓柱形碼輪)之運動，該旋轉碼尺包括一條紋圖案以反射呈一已知場型之光。可使用一光發射器及一光偵測器來光學地偵測該碼尺之運動。由該碼尺反射之光之強度隨著該碼尺旋轉而變動。特定言之，由該碼尺上之圖案反射光，使得明亮及黑暗或高強度及低強度之一交替場型可由該偵測器偵測。可(例如)由一信號處理器將所偵測之場型轉換為指示該碼尺之移動、位置、方向或速度之一數位信號。
本發明描述一種光學編碼器模組，其中用於光發射及光偵測之光學路徑彼此不對稱。在一些實施方案中，一旋轉式碼尺可直接位於在一反射模式中操作之該模組之成像透鏡上方。該模組可具有用於光偵測光學器件之一相對簡易光學設計，同時亦允許該碼尺相對於該模組之位置之更大機械容限。
例如，在一第一態樣中，一種光學編碼器模組包括一發光元件及一或多個光偵測元件安置於其上之一基板。由一間隔物使一光學器件支架與該基板分離，其中該光學器件支架提供該發光元件上之一第一被動光學元件及該一或多個光偵測元件上之一第二被動光學元件。該第一被動光學元件及該第二被動光學元件經配置以分別用於相對於離開該模組之光之一光發射路徑及用於由該模組接收之光之一光偵測路徑，其中該光發射路徑及該光偵測路徑彼此不對稱。
在一些情況中，該光偵測路徑之中心光軸可實質上垂直於該模組之平面(例如，實質上垂直於該發光元件元件及該光偵測元件安裝於其上之表面)，而從該模組發射之光之路徑之中心光軸可相對於相同平面成一角度(即，不垂直)。例如，該光發射路徑之中心軸與該光學器件支架之平面之間之一角度可在20°至60°之範圍內。此等配置允許該碼尺直接位於(例如)該模組上方之一位置處，該位置與該光偵測路徑之中心軸相交。
一些實施方案包括以下特徵之一或多者。例如，該發光元件上之該第一被動光學元件可包括一繞射元件。在一些實施方案中，該第一被動光學元件包括一菲涅耳(Fresnel)透鏡。該(等)光偵測元件上之該第二被動光學元件可包括至少一非球面透鏡。
為有助於減少光學串擾及雜散光，該間隔物可由實質上對由該發光元件發射之光不透明之一材料組成。類似地，在一些實施方案中，該發光元件及該等光偵測元件可分別配置於藉由實質上對由該發光元件發射之光不透明之材料而至少部分彼此分離之光學通道中。
本發明亦描述一種包括一旋轉式碼尺(例如一碼輪)之反射光學編碼器，以及用於同時製造多個編碼器模組之晶圓級製造技術。
將從[實施方式]、附圖及技術方案明白其他態樣、特徵及優點。
10‧‧‧光學編碼器模組
12‧‧‧基板
14‧‧‧發光元件晶片
16‧‧‧積體電路晶片/光偵測器積體電路
18‧‧‧光偵測元件
20‧‧‧光學器件支架/光學部件
22‧‧‧被動光學元件
24‧‧‧被動光學元件/光學器件
26‧‧‧光學發射通道
28‧‧‧光學偵測通道
30‧‧‧間隔壁/間隔物
32‧‧‧內壁/間隔物
34‧‧‧中心光軸
36‧‧‧中心軸
40‧‧‧旋轉式碼尺
42‧‧‧軸
100‧‧‧晶圓堆疊
102‧‧‧基板晶圓
104‧‧‧間隔物晶圓
106‧‧‧光學器件晶圓
108‧‧‧透明材料/透明區域
110‧‧‧被動光學元件/透鏡
110A‧‧‧被動光學元件/透鏡元件
110B‧‧‧透鏡元件
112‧‧‧被動光學元件/垂直線
112A‧‧‧被動光學元件/透鏡元件
112B‧‧‧透鏡元件
118‧‧‧開口
120‧‧‧部分間隔物/間隔物元件
130‧‧‧部分間隔物/間隔物元件
140‧‧‧組合之複製及真空注射工具
142‧‧‧真空密封卡盤
144A‧‧‧透鏡複製區域
144B‧‧‧透鏡複製區域
145‧‧‧第一複製材料
146‧‧‧間隔物複製區域
148‧‧‧入口
150‧‧‧真空泵
152‧‧‧出口
160‧‧‧晶圓堆疊
圖1A繪示一光學編碼器模組及碼尺之一實例。
圖1B繪示一碼尺之一透視圖。
圖2繪示使用一晶圓級程序之光學編碼器模組之製造。
圖3繪示使用另一晶圓級程序之光學編碼器模組之製造。
圖4A至圖4E繪示一晶圓級製造程序之另一實例。
如圖1A中所繪示，一光學編碼器模組10包括一發光元件晶片14(例如一發光二極體(LED)、一雷射二極體或一VCSEL)及一積體電路晶片16安裝於其上之一基板12，積體電路晶片16具有一或多個(且在一些情況中，兩個或兩個以上)光偵測元件18(例如光二極體或影像感測器，例如CMOS或CCD影像感測器)。積體電路晶片16包括用於處理由光偵測元件18偵測之信號的電路。雖然模組10之所繪示實例展示安裝於模組10內之基板12上之積體電路晶片16，但在一些實施方案中，積體電路晶片16可位於模組10外，其可有助於減小模組之佔用面積。在此等實施方案中，一或多個光偵測元件18可直接安裝或形成於基板12上(即，與積體電路晶片16分離)。無論何種情況，模組10包括一發光元件14及直接或間接安置於基板12上之一或多個光偵測元件18。
光偵測元件18可配置成(例如)一陣列。提供兩個或兩個以上光偵測元件18允許模組偵測安置於模組10上方之一旋轉碼尺40(例如一碼輪)之運動且識別隨時間之相對角位置變化。若發光元件14係一雷射二極體或VCSEL，則來自碼尺40之漫反射可產生由影像感測器記錄之一光斑圖案。對於使用光斑圖案偵測之一些實施方案，僅需要一個影像感測器來識別碼輪之方向及速率。影像感測器可記錄(例如)圖案之影像隨時間而移動之方向及距離。使用一光斑圖案偵測技術之一優點係擴展景深(即，即使碼輪之位置顯著移動，但影像可相對「清晰」)。
雖然圖1A中未繪示，但基板12之外側可包括一或多個焊料球或其他導電接點，其可(例如)藉由延伸穿過基板12之導電通孔而電耦合至發光元件14及積體電路晶片16(或光偵測元件18)。此等特徵允許模組10安裝至(例如)一印刷電路板。
一光學器件支架20配置於發光元件14及光偵測元件18上，光學器件支架20用於與光學發射通道26對準之一或多個被動光學元件22及與光學偵測通道28對準之一或多個被動光學元件24。由一間隔物30使基板12與光學器件支架20彼此分離，間隔物30橫向包圍光學發射通道26及光學偵測通道28且充當模組10之外壁。間隔物亦界定使光學發射通道26與光學偵測通道28分離之一內壁32。光學器件支架20、基板12及間隔壁30界定模組外殼。
光偵測元件18經配置以偵測由發光元件14發射之光之一波長(或波長範圍)。在一些實施方案中，發光元件14發射紅外光。然而，一般而言，由發光元件14發射之該(等)波長可在可視或不可視範圍內。
較佳地，間隔物30、32由實質上對由發光元件14發射之光及/或可由光偵測元件18偵測之光不透明之一材料組成。此一配置可有助於減少光學串擾及光學雜訊。例如，間隔物30、32可由包括一不透明填充材料(諸如碳黑、一顏料、一無機填充劑或一染料)之一聚合材料組成。基板12及光學器件支架20(除被動光學元件22、24之外)亦可由不透明材料組成。例如，基板12可由一印刷電路板(PCB)材料(諸如G10或FR4，其係賦予玻璃增強型環氧積層材料之等級編號)組成。同樣地，光學器件支架20可由(例如)具有用於被動光學元件22、24之開口之一PCB材料組成。
用於光發射(即，照明)路徑之(若干)被動光學元件22可包括一繞射元件，諸如一非涅耳透鏡。用於光偵測(即，成像)路徑之(若干)被動光學元件24可包括(例如)一或多個非球面透鏡。如圖1A中所繪示，
用於光發射及光偵測之光學路徑係不對稱的。在所繪示之實例中，光偵測通道28之光學器件24實質上直接對準於光偵測元件18上且經配置以沿具有實質上垂直於光學器件支架20之平面之一中心光軸34之一路徑接收光。相比而言，用於光發射通道26之光學元件22經配置以沿具有相對於光學器件支架20之平面形成不垂直角度θ之一中心軸36之一路徑導引由發光元件14發射之光。一般而言，光發射路徑之中心軸36與光學部件20之平面之間之角度θ取決於碼尺40與編碼器模組10之間之距離，以及發光元件14與光偵測元件18之間之距離。在一些實施方案中，角度θ係在20°至60°之範圍內。此一配置可用於(例如)具有約1mm(寬度)×約2mm(高度)×約3mm(長度)之總尺寸之一模組，其中高度量測為從模組10之底部至圓柱形碼尺40之軸42之中心。在所繪示之實例中，碼尺40具有約1.4mm之一直徑(d)(參閱圖1A及圖1B)。在一些實施方案中，光發射路徑之中心光軸與光偵測路徑之中心光軸在相距於光學部件之外表面之小於1mm之一距離處相交。模組10及碼尺40之不同尺寸可適用於其他實施方案。
所繪示之編碼器可(例如)在一漫反射模式中操作。模組10之前述配置允許沿一路徑(其中心光軸34實質上垂直於光學器件支架20之平面及基板12之平面)將由碼尺40反射之光導引朝向光偵測元件18。雖然從光發射通道26發射朝向碼尺40之光成一角度，但提供具有不對稱光學路徑之一模組可允許對光偵測光學器件實施一相對簡易光學設計，同時亦允許碼尺40相對於模組10之位置之更大機械容限。例如，對於上文所提及之特定尺寸，碼尺之軸42之位置之容限在水平(x)方向及垂直(z)方向上可為約100微米(μm)至高達數百微米，其中碼尺40之外圓周與編碼器模組10之間之標稱距離係在500μm至1mm之範圍內。對於其他實施方案，容限以及碼尺與編碼器10之間之標稱距離可為不同的。
可同時製造多個模組10，其(例如)作為一晶圓級程序之部分。一般而言，一晶圓係指一實質上呈圓盤狀或板狀之物件，其在一方向(z方向或垂直方向)上之延伸小於其在其他兩個方向(x方向及y方向)上之延伸。複數個類似結構或物件可配置於一(非空白)晶圓上或提供於其內之(例如)一矩形柵格上。一晶圓可具有開口或孔，且在一些情況中，一晶圓在其橫向區域之一主要部分中可不具有材料。根據實施方案，一晶圓可由(例如)一半導體材料、一聚合材料、一複合材料(其包含金屬及聚合物)或聚合物及玻璃材料製成。晶圓可包含可硬化材料，諸如熱固化或UV固化聚合物。在一些實施方案中，一晶圓之直徑係在5cm至40cm之間。晶圓可呈具有(例如)2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或12英寸之一直徑之圓柱形，1英寸係約2.54cm。晶圓厚度可在(例如)0.2mm至10mm之間，且在一些情況中，在0.4mm至6mm之間。不同材料及尺寸可適用於其他實施方案。
圖2繪示用於製造多個光學編碼器模組10之一第一晶圓級程序。在此程序中，一基板晶圓102、一間隔物晶圓104及一光學器件晶圓106彼此附接以形成一晶圓堆疊100。多個發光元件14及多個光偵測器積體電路16安裝於基板晶圓102上，基板晶圓102可由(例如)一PCB材料組成。根據所欲模組設計而使發光元件14與光偵測器積體電路16彼此間隔。在一些實施方案中，發光元件14及光偵測器積體電路16配置為橫跨基板晶圓102之表面之陣列。
間隔物晶圓104可由(例如)所描述之一不透明聚合材料組成，且包括光學通道之開口118。光學器件晶圓106可由(例如)由具有填充有一透明材料108(例如玻璃或聚合物)之開口之一不透明PCB材料組成。複製之被動光學元件(例如透鏡)110、112可形成於透明區域108之一或兩側上。可(例如)使用一黏著劑來將晶圓102、104、106附接在一起，其中間隔物晶圓104使基板晶圓102與光學器件晶圓106分
離。接著，可沿垂直線112使晶圓堆疊100分離(例如，藉由分割、雷射切割或水射流切割)以形成多個個別光學編碼器模組。
在一些實施方案中，可使用(例如)一真空注射程序來使間隔物直接形成於基板晶圓102或光學器件晶圓106上以取代一分離間隔物晶圓104。接著，可由該等間隔物使基板晶圓102與光學器件晶圓106彼此附接以形成類似於上述晶圓堆疊之一晶圓堆疊。
圖3繪示用於製造多個光學編碼器模組10之另一晶圓級程序。如同圖2之前述實例，由間隔物將一基板晶圓102附接至一光學器件晶圓106。在此情況中，部分間隔物120、130(即，具有一高度之間隔物，該高度僅表示基板晶圓102與光學器件晶圓106之間之總間隔之部分)提供於基板晶圓102及光學器件晶圓106之各者上。接著，部分間隔物120及130彼此對準及附接以形成一晶圓堆疊，該晶圓堆疊隨後可經分割以形成多個個別模組10。在一些情況中，在基板晶圓102及光學器件晶圓106之各者上形成部分間隔物可允許高度控制總模組厚度。
在一些實施方案中，藉由使用間隔物晶圓而提供部分間隔物120、130，部分間隔物120、130之各者之高度表示所得晶圓堆疊中之基板晶圓102與光學器件晶圓106之間之總間隔之約一半高度。如前所述，間隔物晶圓包括對應於模組中之光學發射通道及光學偵測通道之開口。在一些實施方案中，光學器件晶圓106上之部分間隔物120之高度可不同於基板晶圓102上之部分間隔物130之高度。
亦可依其他方式提供部分間隔物120、130。例如，可使用一真空注射技術來將部分間隔物120、130直接複製於基板晶圓102及光學器件晶圓106上。
圖4A至圖4E繪示一晶圓級程序，其中使用一組合之複製及真空注射工具來使被動光學元件及部分間隔物形成於光學器件晶圓106
上。如圖4A中所展示，提供聚二甲基矽氧烷(PDMS)真空密封卡盤142及一組合之複製及真空注射工具140。工具140包括分別對應於光學器件晶圓106之透明區域108之位置的透鏡複製區域144A、144B。工具140亦包括對應於部分間隔物120之位置的間隔物複製區域146。透鏡複製區域144A、144B及間隔物複製區域146之尺寸分別對應於透鏡110、112及部分間隔物120之所要尺寸。
如由圖4A所指示，藉由在工具140之透鏡複製區域144A、144B上提供一第一複製材料145而在光學器件晶圓106之透明區域108上複製光學元件結構(例如透鏡)。複製材料145能夠從一液態或可塑性變形狀態變為一固態。複製材料之一實例係一UV固化或熱固化之透明環氧樹脂。可將複製材料145灌入或施配至工具140之透鏡複製區域144A、144B上。如圖4A中所展示，使一光學器件晶圓106與工具140之表面接觸，使得透鏡複製區域144A、144B位於光學器件晶圓106之透明區域108上。此引起複製材料145被擠壓於界定透鏡複製區域144A、144B之工具140之區域與光學器件晶圓106之表面之間。藉此，將透鏡複製區域144A、144B壓印於複製材料145上(參閱圖4B)。
接著，(例如)藉由UV固化或熱固化而固化(即，硬化)第一複製材料145。就UV固化複製材料而言，將UV輻射導引於第一複製材料處以硬化複製材料。UV輻射可從工具側入射(在該情況中，複製工具140需要對UV輻射透明)或從光學器件晶圓側入射。就熱固化複製材料而言，可藉由熱固化而硬化所注射之材料。
將一第二複製材料注入至真空密封卡盤142之一入口148中以形成部分間隔物120。該第二複製材料能夠從一液態或可塑性變形狀態變為一固態。該第二複製材料之一實例係實質上對由發光元件14發射及/或可由光偵測元件18偵測之光之波長不透明之一UV固化或熱固化聚合物。提供於真空密封卡盤142之出口152附近之一真空泵150促進
該第二複製材料流入至複製工具140之間隔物複製區域146中且填充複製工具140之間隔物複製區域146。就UV固化複製材料而言，將UV輻射導引於該第二複製材料處以固化(即，硬化)該複製材料。UV輻射可從工具側入射(在該情況中，複製工具140需要對UV輻射透明)或從光學器件晶圓側入射。就熱固化複製材料而言，可藉由熱固化而硬化所注射之材料。所注射之複製材料可形成間隔物結構之一連續柵格，使得複製之間隔物元件120形成於光學器件晶圓106之不透明區域上。
在形成複製透鏡元件110A、112A及真空注射部分間隔物120之後，從工具140移除光學器件晶圓106(參閱圖4C)。在一些實施方案中，一第二組透鏡元件110B、112B形成於光學器件晶圓106之透明區域108之第二側上(參閱圖4C)。可亦(例如)藉由一複製技術而形成第二組透鏡元件110B、112B。
如圖4D中所展示，在基板晶圓102之表面上提供部分間隔物130。如上文所解釋，可藉由將一間隔物晶圓(其具有對應於光學發射通道及光學偵測通道之開口)附接至基板晶圓102而提供部分間隔物130。替代地，可使用一真空注射技術來將部分間隔物130直接複製於基板晶圓102之表面上。
接著，如圖4E中所展示，光學器件晶圓106及基板晶圓102係對準的且部分間隔物120、130之自由端彼此附接(例如使用一黏著劑)以形成一晶圓堆疊160。接著，可使晶圓堆疊160沿線112分離(例如，藉由分割)以形成多個光學編碼器模組。
晶圓堆疊中之相鄰模組之間之間隔物(即，104、120、130)可具有大於(例如，約兩倍)其他間隔物之厚度之一厚度。因此，當將晶圓堆疊分離成個別模組時，所得間隔物之厚度將彼此大致相同。例如，在圖1中，內部間隔壁32之厚度可大致相同於外部間隔壁30之厚度。
因此，製造複數個光學編碼器模組之一晶圓級方法可包括：提
供包括透明區域108之一光學器件晶圓106，該光學器件晶圓在各透明區域上具有一各自被動光學元件110A、112A，其中由一各自間隔物元件120使相鄰被動光學元件彼此分離，其中該等被動光學元件配置成對，各對包括一第一類型之一第一被動光學元件112A及一第二類型之一第二被動光學元件110A。該方法可進一步包括：提供包括一表面(其上安裝複數個發光元件14及複數個積體電路晶片16)之一基板晶圓102，其中各積體電路包括一或多個(且在一些情況中，兩個或兩個以上)光偵測元件，基板晶圓102進一步包括從該表面延伸之複數個間隔物元件130。光學器件晶圓106上之各間隔物元件120之一自由端附接至基板晶圓102上之一對應間隔物元件130之一自由端以形成一晶圓堆疊160，使得各發光元件14與第一被動光學元件112A之一對應者對準。各個積體電路晶片16之光偵測元件與第二被動光學元件110A之一對應者對準。接著，可將晶圓堆疊160分離成複數個光學編碼器模組，其中各光學編碼器模組包括一發光元件14及一積體電路晶片16，且其中第一被動光學元件112A及第二被動光學元件110A分別提供用於光發射及光偵測之不對稱光路徑。
如上文所提及，在一些實施方案中，光偵測元件可直接安裝或形成於基板晶圓102上以取代將積體電路晶片16(其包括光偵測元件18)安裝於基板晶圓102上。在此等實施方案中，一積體電路晶片16(其包括用於隨後處理來自(若干)光偵測元件18之信號的電路)可與(例如)一光學編碼器模組一起安裝於一共同印刷電路板上。
其他實施方案係在技術方案之範疇內。
10‧‧‧光學編碼器模組
12‧‧‧基板
14‧‧‧發光元件晶片
16‧‧‧積體電路晶片/光偵測器積體電路
18‧‧‧光偵測元件
20‧‧‧光學器件支架/光學部件
22‧‧‧被動光學元件
24‧‧‧被動光學元件/光學器件
26‧‧‧光學發射通道
28‧‧‧光學偵測通道
30‧‧‧間隔壁/間隔物
32‧‧‧內壁/間隔物
34‧‧‧中心光軸
36‧‧‧中心軸
40‧‧‧旋轉式碼尺
42‧‧‧軸
Claims (26)
- 一種光學編碼器模組，其包含：一基板，其上安置一發光元件及一或多個光偵測元件；及一光學器件支架，其藉由一間隔物而與該基板分離，其中該光學器件支架提供該發光元件上之一第一被動光學元件及該一或多個光偵測元件上之一第二被動光學元件，其中該第一被動光學元件及該第二被動光學元件經配置以分別用於相對於離開該模組之光之一光發射路徑及由該模組接收之光之一光偵測路徑，其中該光發射路徑及該光偵測路徑彼此不對稱。
- 如請求項1之光學編碼器模組，其中該光偵測路徑之一中心光軸實質上垂直於該發光元件及該一或多個光偵測元件安置於其上之該基板。
- 如請求項2之光學編碼器模組，其中該光發射路徑之一中心光軸相對於該發光元件及該一或多個光偵測元件安置於其上之該基板成一不垂直角度。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該光發射路徑之一中心軸與該光學器件支架之一平面之間之一角度係在20°至60°之一範圍內。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該光發射路徑之該中心光軸與該光偵測路徑之該中心光軸在相距於該第二被動光學元件之小於1mm之一距離處相交。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該發光元件上之該第一被動光學元件包括一繞射元件。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該發光元件上 之該第一被動光學元件包括一菲涅耳(Fresnel)透鏡。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該一或多個光偵測元件上之該第二被動光學元件包括至少一非球面透鏡。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該間隔物由實質上對由該發光元件發射之光不透明之一材料組成。
- 如請求項1至3中任一項之光學編碼器模組，其中該發光元件配置於一第一光學通道中，且該至少一或多個光偵測元件配置於一第二光學通道中，該第二光學通道藉由實質上對由該發光元件發射之光不透明之材料而與該第一光學通道至少部分分離。
- 一種反射光學編碼器，其包含：一旋轉式碼尺；及一模組，其包含：一基板，其上安置一發光元件及一或多個光偵測元件；及一第一被動光學元件，其安置於該發光元件上以將光從該發光元件導引朝向該碼尺；及一第二被動光學元件，其安置於該一或多個光偵測元件上以將由該碼尺反射之光導引朝向該一或多個光偵測元件，其中離開該模組之光之一中心光軸及進入該模組之光之一中心光軸彼此不對稱。
- 如請求項11之反射光學編碼器，其中由該碼尺反射朝向該第二被動光學元件之光之一中心光軸實質上垂直於該發光元件及該一或多個光偵測元件安置於其上之該基板。
- 如請求項12之反射光學編碼器，其中離開該模組之光之該中心光軸係相對於該發光元件及該一或多個光偵測元件安置於其上之該基板成一不垂直角度。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其仲離開該模組之 該光之該中心軸與該第一光學元件及該第二光學元件之一平面之間之一角度係在20°至60°之一範圍內。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其中該碼尺與該第二被動光學元件之間之一距離小於1mm。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其中該發光元件上之該第一被動光學元件包括一繞射元件。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其中該發光元件上之該第一被動光學元件包括一菲涅耳透鏡。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其中該一或多個光偵測元件上之該第二被動光學元件包括至少一非球面透鏡。
- 如請求項11至13中任一項之反射光學編碼器，其中該發光元件配置於一第一光學通道中，且該一或多個光偵測元件配置於一第二光學通道中，該第二光學通道藉由實質上對由該發光元件發射之光不透明之材料而與該第一光學通道至少部分分離。
- 一種製造複數個光學編碼器模組之晶圓級方法，該方法包含：提供包括透明區域之一光學器件晶圓，該光學器件晶圓在各透明區域上具有一各自被動光學元件，其中由一各自間隔物元件使相鄰被動光學元件彼此分離，其中該等被動光學元件配置成對，各對包括一第一類型之一第一被動光學元件及一第二類型之一第二被動光學元件；提供包括一表面之一基板晶圓，複數個發光元件及複數個光偵測元件群組安置於該表面上，各群組包括一或多個光偵測元件，該基板晶圓進一步包括從該表面延伸之複數個間隔物元件；及將該光學器件晶圓上之各間隔物元件之一自由端附接至該基板晶圓上之一對應間隔物元件之一自由端以形成一晶圓堆疊， 使得各發光元件與該等第一被動光學元件之一對應者對準，且其中光偵測元件之各群組與該等第二被動光學元件之一對應者對準；及將該晶圓堆疊分離成複數個光學編碼器模組，其中各光學編碼器模組包括一發光元件及一或多個光偵測元件，且其中該第一被動光學元件及該第二被動光學元件分別提供用於光發射及光偵測之不對稱光路徑。
- 如請求項20之晶圓級方法，其中包括：藉由使用一真空注射技術而使該等間隔物元件形成於該光學器件晶圓上。
- 如請求項20之晶圓級方法，其包括：藉由一複製技術而使該等被動光學元件形成於該光學器件晶圓之該等透明區域上。
- 如請求項20至22中任一項之晶圓級方法，其包括：將一組合之複製及真空注射工具以於該光學器件晶圓上形成該等間隔物元件及該等被動光學元件。
- 如請求項20至22中任一項之晶圓級方法，其中各第一被動元件包括一繞射元件且各第二被動光學元件包括至少一非球面透鏡。
- 如請求項20至22中任一項之晶圓級方法，其包括：藉由一複製技術而使該等間隔物元件形成於該基板晶圓上。
- 如請求項20至22中任一項之晶圓級方法，其包括：將一間隔物晶圓附接至該基板晶圓以在該基板晶圓上提供該等間隔物元件。
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