TWI719340B - 投影機、具有投影機之電子裝置以及相關製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種投影機，其包含一基板、一雷射模組以及一透鏡模組。該雷射模組位於該基板上，且該雷射模組之一雷射二極體未被封裝於一殼體中。該透鏡模組係用來接收來自該雷射模組之該雷射二極體的一雷射光束以產生該投影機之一投影影像。

Description

投影機、具有投影機之電子裝置以及相關製造方法
本發明係關於一投影機，尤指一種具有小尺寸雷射模組的投影機。
在一工廠組裝一投影機的過程中，一封裝後的雷射被用來與一基板、一透鏡模組以及一支架(holder)來組成該投影機。由於該裝後雷射具有較大的高度，該投影機的尺寸因而受到該裝後雷射的限制。舉一傳統罐型封裝(TO-CAN package)為該封裝後的雷射的例子，該罐型封裝包含許多元件諸如一基座(header)、一子基座(submount)、一雷射二極體、一外殼(shell)、一封蓋(cap)以及許多接腳(pin)，所以該罐型封裝的高度無法大幅地降低。另外，由於一電子裝置諸如一智慧型手機或一平板電腦變得越來越薄，大尺寸的投影機無法輕易地置於該電子裝置中，導致該電子裝置及/或投影機設計上的困難。
因此，本發明的一目的在於提供一種具有小尺寸的雷射模組的投影機，以解決上述之問題。
本發明一實施例提供一種投影機，其中該投影機包含有一基板(substrate)、一雷射模組以及一透鏡模組。該雷射模組位於該基板上，且該雷射模組之一雷射二極體未被封裝於一殼體中。該透鏡模組係用來接收來自該雷射模組之該雷射二極體的一雷射光束以產生該投影機之一投影影像。
本發明一實施例提供一種用於製造一投影機的方法，其中該方法包含：提供一基板；將一雷射模組置於該基板上，其中該雷射模組的一雷射二極體未被封裝於一殼體中；提供一透鏡模組；以及組裝該基板、該雷射模組以及該透鏡模組，以使該雷射二極體所產生的一雷射光束穿透該透鏡模組以產生該投影機的一投影影像。
本發明一實施例提供一電子裝置，其中該電子裝置包含一投影機、一攝影機模組以及一處理器，而該投影機包含一基板、一雷射模組以及一透鏡模組。該雷射模組位於該基板上，且該雷射模組之一雷射二極體未被封裝於一殼體中。該透鏡模組係用來接收來自該雷射模組之該雷射二極體的一雷射光束以產生該投影機之一投影影像至一周圍環境的區域。該攝影機模組(camera module)係用來擷取該周圍環境的區域以產生影像資料。該處理器係用來分析該影像資料以取得該影像資料的深度資訊。
100、610:投影機
110、320、330:基板
120:雷射模組
130:透鏡模組
140:支架
210:子基座
212、214、510、520、530、540:電極
220:雷射二極體
222:發射點
236:金屬線
322:凸透準直鏡
340:繞射光學元件
350:間隔物
600:電子裝置
620:攝影機模組
630:處理器
第1圖為依據本發明一實施例之一投影機的示意圖。
第2圖為依據本發明一實施例所示之雷射模組。
第3圖為依據本發明一實施例所示之透鏡模組。
第4圖為依據本發明一實施例所示之投影機的剖面圖。
第5圖為依據本發明一實施例所示之投影機的尺寸以及基板的底部。
第6圖為依據本發明一實施例之一電子裝置的示意圖。
第1圖為依據本發明一實施例之一投影機100的示意圖。如第1圖所 示，該投影機100包含一基板110、一雷射模組120、一透鏡模組130以及一支架(holder)140。在本實施例中，投影機100係用來投影具有一特殊圖樣(pattern)的一影像，且投影機100位於該一電子裝置中，諸如一智慧型手機或一平板電腦中。
第2圖為依據本發明一實施例所示之雷射模組120。如第2圖所示，雷射模組120包含一子基座(submount)210以及一雷射二極體220(未封裝之裸晶)，其中子基座210可為具有電極(諸如充當一陽極的電極212以及充當一陰極的電極214)的長方體或立方體，且雷射二極體220係藉由金屬線236接合(bonded)於子基座210，而子基座210可藉由鋁、陶瓷或任一適合的材料來製造。在本實施例中，雷射模組120為具有一發射點222的一邊緣發射雷射二極體，且雷射模組120係接合於子基座210的一側面上，因此，雷射模組120可具有較小的高度，適合用於較薄的電子裝置。
第3圖為依據本發明一實施例所示之透鏡模組130，透鏡模組130包含一基板320、壓印在(imprinted on)基板320的表面上之一凸透準直鏡(convex collimator lens)322、一基板330、壓印在基板330的表面上之一繞射光學元件(diffractive optical element,DOE)340、以及間隔物(spacer)350。關於雷射模組120以及透鏡模組130的操作，雷射模組120係用來產生一雷射光束(尤其，該雷射光束為紅外光)。凸透準直鏡322係用來接收來自雷射模組120的該雷射光束以產生一準直的雷射光束(平行射線)，其中該準直的雷射光束實質上垂直於基板330及繞射光學元件340的表面。繞射光學元件340能充當一圖樣產生器，且該準直的雷射光束直接地穿透繞射光學元件340以產生一投影影像，其中該投影影像可具有繞射光學元件340所設定的一特殊圖樣。
請注意，第3圖所示之透鏡模組130只是為了說明之目的。在本發明其他實施例中，透鏡模組130可具有超過一個準直鏡(諸如兩個凸透準直鏡、或 一個凸透準直鏡搭配一個凹透鏡)，且繞射光學元件340可被壓印在基板330的另一表面上。
第4圖為依據本發明一實施例所示之投影機100的剖面圖。如第4圖所示，支架140以及雷射模組120的子基座210係黏著於(adhered on)基板110上，而雷射二極體220係在透鏡模組130的中心下方以使雷射二極體220能直接產生該雷射光束至透鏡模組130的中心。此外，子基座210並非在透鏡模組130的中心下方。
此外，本實施例之雷射模組120具有較小的尺寸/高度，投影機100之元件的組裝/組件可靈活地用於具有不同特性的元件。尤其是，傳統的罐型封裝(TO-CAN package)必須位於基板的中心下方，所以若工程師將一特殊的光學設計應用於該投影機，該投影影像將無法被精確地控制。在本發明的實施例中，因為雷射模組120係藉由黏膠固定於基板110上，雷射模組120的位置能由工程師來決定(例如並非在該基板的中心)，或者雷射模組120可具有特殊的水平旋轉角度以使該雷射光具有不同的極性。
第5圖為依據本發明一實施例所示之投影機100的尺寸以及基板110的底部。如第5圖所示，投影機100的整體尺寸為3(mm)*3(mm)*4.6(mm)，且基板110在其底部另包含有四個電極510、520、530以及540，其中電極510可充當連接至電極212的一陽極，電極520可充當連接至電極214的一陰極，且電極530以及540可充當連接至(如第1圖與第4圖所示之)該雷射二極體的散熱片(heat sinks)。
第6圖為依據本發明一實施例之一電子裝置600的示意圖。如第6圖所示，電子裝置600為一智慧型手機，且電子裝置600包含一投影機610、一攝影機模組(camera module)620以及一處理器630。在本實施例中，投影機610能藉由第1~5圖所示之投影機100來實施，且投影機610係嵌入在電子裝置600的背面， 並用來將具有一特殊圖樣的一紅外影像投影至一周圍環境的區域。然後，攝影機模組620擷取該周圍環境的區域以產生影像資料。最後，處理器630分析該影像資料以取得該影像資料的深度資訊以產生一三維影像(3D image)。在第6圖所示之實施例中，因為投影機100的尺寸較小，電子裝置600的厚度不會被投影機100限制。
總結來說，相較於使用封裝後的雷射諸如罐型封裝之傳統投影機，本發明的投影機的雷射模組被設計成較小的尺寸以利於後端產品的設計，並且該雷射模組的位置或旋轉角度在工廠的組裝過程能變得更靈活。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:投影機
110:基板
120:雷射模組
130:透鏡模組
140:支架

Claims (14)

  1. 一種投影機，包含：一基板；一雷射模組，其中該雷射模組位於該基板上，且該雷射模組之一雷射二極體未被封裝於一殼體中；以及一透鏡模組，用來接收來自該雷射模組之該雷射二極體的一雷射光束以產生該投影機之一投影影像；其中該雷射模組包含安裝(mounted)有該雷射二極體之一子基座(submount)，而該子基座係黏著(adhered)於該基板；以及該雷射二極體係在該透鏡模組的中心下方，但該子基座並非在該透鏡模組的中心下方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該雷射二極體係未封裝的一裸晶。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之投影機，其中該子基座係具有電極的長方體或立方體，且該雷射二極體係接合(bonded)於該些電極上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該雷射二極體係一邊緣發射雷射二極體，且該雷射模組係接合於該子基座的一側面上以使該雷射二極體直接產生該雷射光束至該透鏡模組的中心。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該雷射二極體係一紅外雷射二極體，該透鏡模組包含壓印(imprinted)在其上之一繞射光學元件 (diffractive optical element)，且該雷射模組所產生的該雷射光束穿透該透鏡模組以產生具有該繞射光學元件之一圖樣(pattern)的該投影影像。
  6. 一種用於製造一投影機的方法，包含：提供一基板；將一雷射二極體安裝(mount)至一子基座(submount)以形成一雷射模組，其中該雷射模組的該雷射二極體未被封裝於一殼體中；將該雷射模組置於該基板上；提供一透鏡模組；以及將該子基座黏著(adhere)於該基板並組裝該基板、該雷射模組以及該透鏡模組，以使該雷射二極體所產生的一雷射光束穿透該透鏡模組以產生該投影機的一投影影像；其中該雷射二極體係在該透鏡模組的中心下方，但該子基座並非在該透鏡模組的中心下方。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該雷射二極體係未封裝的一裸晶。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該子基座係具有電極的長方體或立方體，且該雷射二極體係接合(bonded)於該些電極上。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該雷射二極體係一邊緣發射雷射二極體，且該雷射模組係接合於該子基座的一側面上以使該雷射二極體直接產生該雷射光束至該透鏡模組的中心。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該雷射二極體係一紅外雷射二極體，該透鏡模組包含壓印(imprinted)在其上之一繞射光學元件(diffractive optical element)，且該雷射模組所產生的該雷射光束穿透該透鏡模組以產生具有該繞射光學元件之一圖樣(pattern)的該投影影像。
  11. 一種電子裝置，包含：一投影機，包含：一基板；一雷射模組，其中該雷射模組位於該基板上，且該雷射模組之一雷射二極體未被封裝於一殼體中；以及一透鏡模組，用來接收來自該雷射模組之該雷射二極體的一雷射光束以產生該投影機之一投影影像至一周圍環境的區域；一攝影機模組(camera module)，用來擷取該周圍環境的區域以產生影像資料；以及一處理器，用來分析該影像資料以取得該影像資料的深度資訊；其中該雷射模組包含安裝(mounted)有該雷射二極體之一子基座(submount)，而該子基座係黏著(adhered)於該基板；以及該雷射二極體係在該透鏡模組的中心下方，但該子基座並非在該透鏡模組的中心下方。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該雷射二極體係未封裝的一裸晶。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該雷射二極體係一邊 緣發射雷射二極體，且該雷射模組係接合於該子基座的一側面上以使該雷射二極體直接產生該雷射光束至該透鏡模組的中心。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該雷射二極體係一紅外雷射二極體，該透鏡模組包含壓印(imprinted)在其上之一繞射光學元件(diffractive optical element)，且該雷射模組所產生的該雷射光束穿透該透鏡模組以產生具有該繞射光學元件之一圖樣(pattern)的該投影影像。
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