結(jié)構(gòu)光模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)光模塊，包括光源、設(shè)置于該光源上的準(zhǔn)直光學(xué)部件、設(shè)置于該準(zhǔn)直光學(xué)部件的擴(kuò)散光學(xué)部件以及殼體。該光源提供具有一光源光束大小的一光源光束。該準(zhǔn)直光學(xué)部件準(zhǔn)直該光源光束并且輸出一準(zhǔn)直光束。該擴(kuò)散光學(xué)部件擴(kuò)散該準(zhǔn)直光束以形成一結(jié)構(gòu)光，該結(jié)構(gòu)光相對于該準(zhǔn)直光束具有一光束擴(kuò)散角，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著。至少該光源和該準(zhǔn)直光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中。其中，準(zhǔn)直光學(xué)部件發(fā)出的準(zhǔn)直光束和結(jié)構(gòu)光之間具有間距大小和光束擴(kuò)散角的關(guān)系存在，如此形成多樣的結(jié)構(gòu)光。
【專利說明】
結(jié)構(gòu)光模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種結(jié)構(gòu)光模塊，特別是關(guān)于一種用于穿戴或移動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]穿戴裝置是未來的明星產(chǎn)品，利用穿戴裝置進(jìn)行外界互動(dòng)或偵測外界情形是使用穿戴裝置的目的之一，其中，結(jié)構(gòu)光的發(fā)出和接收對于互動(dòng)和偵測功能是很重要的媒介之一，因此，如何產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光是穿戴裝置或移動(dòng)裝置等虛擬實(shí)境裝置所不可缺少的升等功能之一O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)光模塊，利用以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著的多個(gè)透鏡元件來形成結(jié)構(gòu)光，透鏡元件的排列間距大小和相對方位可豐富結(jié)構(gòu)光的多樣性。
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)光模塊，利用準(zhǔn)直光學(xué)部件搭配以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著的多個(gè)透鏡元件來形成結(jié)構(gòu)光，上述兩者和光源可置入一殼體中，使得結(jié)構(gòu)光模塊的體積微型化。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種結(jié)構(gòu)光模塊，其包括光源、設(shè)置于該光源上的準(zhǔn)直光學(xué)部件、設(shè)置于該準(zhǔn)直光學(xué)部件的擴(kuò)散光學(xué)部件以及殼體，該光源提供具有一光源光束大小的一光源光束;該準(zhǔn)直光學(xué)部件準(zhǔn)直該光源光束并且輸出一準(zhǔn)直光束;該擴(kuò)散光學(xué)部件擴(kuò)散該準(zhǔn)直光束以形成一結(jié)構(gòu)光，該結(jié)構(gòu)光相對于該準(zhǔn)直光束具有一光束擴(kuò)散角，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著，其中，該間距的一間距大小小于該光源光束大小，該光束擴(kuò)散角滿足以下的等式:
[0006]Θ = SXQn
[0007]θη=-3.63 X z3+3.69 X z2_9.383 X ζ+103
[0008]其中ζ = (ρ-0.368)/0.0665，ρ表示毫米(mm)單位的該間距大小，S表示無因次的一縮放因子，Θ表示度(degree)單位的該光束擴(kuò)散角，0?則表示當(dāng)該光源光束的一額定波長為650納米(nm)和該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件的材料為聚碳酸酯時(shí)的該光束擴(kuò)散角；至少該光源和該準(zhǔn)直光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中。
[0009]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中或設(shè)置于該殼體上。
[0010]較佳地，該結(jié)構(gòu)光模塊還包括電連接該光源的可撓性電路板，或者，該結(jié)構(gòu)光模塊還包括電連接該光源的可撓性電路板以及接觸該光源的散熱板。
[0011]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括:具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件。
[0012]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括相對于該第一表面的一第二表面，該第二表面具有一平面輪廓或結(jié)合一反射鍍膜的一平面輪廓。
[0013]較佳地，位于該第一表面上的該多個(gè)透鏡元件安排成單一方位或多個(gè)相對不同的方位，其中安排成該多個(gè)方位的該多個(gè)透鏡元件所形成的多個(gè)該結(jié)構(gòu)光具有多個(gè)方向。
[0014]較佳地，該間距具有單一數(shù)值的該間距大小、一系列遞增數(shù)值的多個(gè)該間距大小、一系列遞減數(shù)值的多個(gè)該間距大小或不同數(shù)值的多個(gè)該間距大小。
[0015]較佳地，該光源光束的波長大于650納米，且該縮放因子為介于O和I之間的數(shù)值。
[0016]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件的一折射率小于聚碳酸酯的折射率，且該縮放因子為介于O和I之間的數(shù)值。
[0017]較佳地，該光源光束的波長為650納米，該擴(kuò)散光學(xué)部件的材料為聚碳酸酯，并且該縮放因子等于I。
[0018]本實(shí)用新型還提供一種結(jié)構(gòu)光模塊，包括光源、設(shè)置于該光源上的準(zhǔn)直光學(xué)部件、設(shè)置于該準(zhǔn)直光學(xué)部件的擴(kuò)散光學(xué)部件以及殼體，該光源提供一光源光束;該準(zhǔn)直光學(xué)部件準(zhǔn)直該光源光束并且輸出一準(zhǔn)直光束;該擴(kuò)散光學(xué)部件擴(kuò)散該準(zhǔn)直光束以形成一結(jié)構(gòu)光，該結(jié)構(gòu)光相對于該準(zhǔn)直光束具有一光束擴(kuò)散角，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著，其中，該多個(gè)透鏡元件的至少一有效焦距介于-0.15到0.15之間，該擴(kuò)散光學(xué)部件的一折射率介于1.01到3.65之間，該光束擴(kuò)散角滿足以下的等式:
[0019]0 = 2Xtan_1(p/(2X |f | ))
[0020]其中ρ表示該間距的毫米(mm)單位的一間距大小，Θ表示度(degree)單位的該光束擴(kuò)散角，I f I表示該有效焦距的絕對值;至少該光源和該準(zhǔn)直光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中。
[0021]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中或設(shè)置于該殼體上。
[0022]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括:具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凹入輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凹入輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件。
[0023]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括相對于該第一表面的一第二表面，該第二表面具有一平面輪廓或結(jié)合一反射鍍膜的一平面輪廓。
[0024]較佳地，位于該第一表面上的該多個(gè)透鏡元件安排成單一方位或多個(gè)相對不同的方位，其中安排成該多個(gè)方位的該多個(gè)透鏡元件所形成的多個(gè)該結(jié)構(gòu)光具有多個(gè)方向。
[0025]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括固定于該多個(gè)透鏡元件上的一透明平面基板，并且該透明平面基板提供該第二表面。
[0026]較佳地，該間距具有單一數(shù)值的該間距大小、一系列遞增數(shù)值的多個(gè)該間距大小、一系列遞減數(shù)值的多個(gè)該間距大小或不同數(shù)值的多個(gè)該間距大小。
[0027]較佳地，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括由該多個(gè)透鏡元件組成的光學(xué)區(qū)以及位于光學(xué)區(qū)旁的非光學(xué)區(qū)，該非光學(xué)區(qū)具有一固定結(jié)構(gòu)以固定于該殼體。
[0028]較佳地，該殼體還固定該準(zhǔn)直光學(xué)部件。
[0029]較佳地，該多個(gè)透鏡元件之間設(shè)有一不連續(xù)的區(qū)域，并且該擴(kuò)散光學(xué)部件在該不連續(xù)的區(qū)域上設(shè)有衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Element，D0E)。
[0030]本實(shí)用新型利用一維重復(fù)分布的透鏡元件的間距來設(shè)計(jì)所需的結(jié)構(gòu)光樣式，并可利用安排透鏡元件的不同方位來調(diào)整結(jié)構(gòu)光發(fā)出的方位，達(dá)到產(chǎn)生多樣結(jié)構(gòu)光的目的；此夕卜，本實(shí)用新型的準(zhǔn)直光學(xué)部件、擴(kuò)散光學(xué)部件和光源可置入一殼體中，使得結(jié)構(gòu)光模塊的體積微型化。
【附圖說明】
[0031]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)光模塊實(shí)施例的元件側(cè)面示意圖。
[0032]圖2為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第一實(shí)施例部分立體示意圖。
[0033]圖3為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的第一實(shí)施例部分的第一側(cè)面示意圖。
[0034]圖4為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的第一實(shí)施例部分的第二側(cè)面示意圖。
[0035]圖5為本實(shí)用新型的間距和光束擴(kuò)散角的一關(guān)系圖。
[0036]圖6為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第二實(shí)施例部分的正面示意圖。
[0037]圖7為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第三實(shí)施例部分立體示意圖。
[0038]圖8為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第四實(shí)施例部分的正面示意圖。
[0039]圖9為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第五實(shí)施例部分立體示意圖。
[0040]圖10為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第六實(shí)施例部分立體示意圖。
[0041]圖11為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第七實(shí)施例部分立體示意圖。
[0042]圖12為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)光模塊實(shí)施例的部分元件分解示意圖。
[0043]圖13為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第八實(shí)施例部分立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下所稱的擴(kuò)散光學(xué)部件，其包括光學(xué)區(qū)和非光學(xué)區(qū)，光學(xué)區(qū)主要包括處理或轉(zhuǎn)換源自光源的光束的光學(xué)部件。相對于光學(xué)區(qū)而言，非光學(xué)區(qū)則可提供其它非處理或非轉(zhuǎn)換光束的作用，例如非光學(xué)區(qū)起固定作用的治具或結(jié)構(gòu)，或是具有起連接作用的結(jié)構(gòu)或電路區(qū)域。要說明的是，非光學(xué)區(qū)仍可具有簡單的光學(xué)性質(zhì)，例如光穿透、光折射或光反射。其次，以下所稱的光學(xué)區(qū)，其主要包括多個(gè)重復(fù)的透鏡元件，這些重復(fù)的透鏡元件主要是規(guī)則重復(fù)的且連續(xù)的，或是規(guī)則重復(fù)的但不連續(xù)的。是以，在規(guī)則重復(fù)的但不連續(xù)的透鏡元件的情形時(shí)，多個(gè)透鏡元件之間可以包括其它的光學(xué)元件，例如衍射光學(xué)元件(DiffractiveOptical Element，D0E)。要說明的是，如衍射光學(xué)元件的這些其它的光學(xué)元件亦應(yīng)滿足以下本實(shí)用新型的透鏡元件的特征或限制。
[0045]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)光模塊實(shí)施例的元件側(cè)面示意圖。參考圖1，結(jié)構(gòu)光模塊5包括一光源10、一擴(kuò)散光學(xué)部件30以及設(shè)置于光源10和擴(kuò)散光學(xué)部件30之間的一準(zhǔn)直光學(xué)部件20，其中通過準(zhǔn)直光學(xué)部件20的光心(optical centre)定義一主光軸Z(primaryoptical axis)。光源10提供具有一光源光束大小的一光源光束12，準(zhǔn)直光學(xué)部件20，例如準(zhǔn)直光透鏡與其鏡座，接收光源光束12并且準(zhǔn)直化光源光束12后輸出一圓形的準(zhǔn)直光束22，其中準(zhǔn)直光束22大致上平行主光軸Z。擴(kuò)散光學(xué)部件30接收準(zhǔn)直光束22并擴(kuò)散準(zhǔn)直光束22以形成一結(jié)構(gòu)光32，其中結(jié)構(gòu)光32為一種具有光束擴(kuò)散角的線性化光束，即結(jié)構(gòu)光32相對于準(zhǔn)直光束22具有一光束擴(kuò)散角Θ。于一實(shí)施例中，準(zhǔn)直光學(xué)部件20為一單一或復(fù)合式準(zhǔn)直鏡，擴(kuò)散光學(xué)部件30包括一光學(xué)區(qū)36和一或多個(gè)非光學(xué)區(qū)34，光學(xué)區(qū)36用以擴(kuò)散準(zhǔn)直光束22以形成結(jié)構(gòu)光32，非光學(xué)區(qū)34則可設(shè)計(jì)成其它結(jié)構(gòu)以提供其它用途。
[0046]圖2為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第一實(shí)施例部分立體示意圖，圖3為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的第一實(shí)施例部分的第一側(cè)面示意圖，以及圖4為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的第一實(shí)施例部分的第二側(cè)面示意圖。請同時(shí)參照圖1-4，擴(kuò)散光學(xué)部件30垂直于主光軸Z軸設(shè)置，擴(kuò)散光學(xué)部件30的光學(xué)區(qū)36的長度L的方向和寬度W的方向垂直于主光軸Z軸，厚度T在主光軸Z軸上延伸，其中長度L和寬度W遠(yuǎn)大于厚度T。其次，擴(kuò)散光學(xué)部件30包括多個(gè)以一間距P間隔設(shè)置的方式排列的透鏡元件38，透鏡元件38的分布是一維地重復(fù)分布著并且在擴(kuò)散光學(xué)部件30上形成一光學(xué)區(qū)36的一部分或全部，例如圖2和圖3所示在長度L方向上包括多個(gè)重復(fù)的透鏡元件38，而在圖3和圖4所示則在寬度W和在厚度T上則僅包括單一透鏡元件38。要說明的是，此處所謂的多個(gè)透鏡元件38，在實(shí)作上，可以是由單一材料一體成型，或是復(fù)合材料一體成型，或是復(fù)合材料結(jié)合成型。另外，擴(kuò)散光學(xué)部件30可包括非光學(xué)區(qū)34，光學(xué)區(qū)36和非光學(xué)區(qū)34也可以是由單一材料一體成型，或是復(fù)合材料一體成型，或是復(fù)合材料結(jié)合成型。
[0047]其次，每一透鏡元件38具有一球面或非球面表面，多個(gè)透鏡元件38構(gòu)成了一凸起輪廓，故擴(kuò)散光學(xué)部件30包括一具有該凸起輪廓的第一表面35，第一表面35亦為光學(xué)區(qū)36的表面。準(zhǔn)直光束22則由第一表面35入射擴(kuò)散光學(xué)部件30。另外，每一透鏡元件38的相對于球面或非球面表面為一平面，則擴(kuò)散光學(xué)部件30包括相對于第一表面35的一第二表面37，且第二表面37為一平坦面?？梢赃x擇的，擴(kuò)散光學(xué)部件30的光學(xué)區(qū)36的第二表面37上可以鍍上一反射鍍膜，反射鍍膜的面積可以等于或大于光學(xué)區(qū)36。
[0048]再者，光學(xué)區(qū)36的透鏡元件38的分布和幾何形狀可將入射的準(zhǔn)直光束擴(kuò)散，形成具有光束擴(kuò)散角Θ的結(jié)構(gòu)光。光束擴(kuò)散角Θ滿足以下的等式:
[0049]Θ = SX9n
[0050]θη=-3.63 X z3+3.69 X z2_9.383 X ζ+103
[°°511 其中z = (p-0.368)/0.0665，p表示毫米(mm)單位的間距大小，S表示無因次的一縮放因子，9表不度(degree)單位的光束擴(kuò)散角，θη則表不當(dāng)光源光束12的一額定波長為650納米(nm)和這些重復(fù)分布的透鏡元件38的材料為聚碳酸酯時(shí)的光束擴(kuò)散角，如圖5所示。參考圖1-5，光源光束12的額定波長為650納米，透鏡元件38的凸起深度d固定為0.22毫米，光源光束12通過準(zhǔn)直光學(xué)部件20后產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束22的一光束大小大于間距大小ρ。由圖5所示，利用本實(shí)用新型的等式，可以得到間距大小P為0.3、0.33、0.39和0.45的情形時(shí)，光束擴(kuò)散角分別為120、110、100和90度。其次，若光源光束12的波長大于650納米時(shí)，縮放因子S為介于O和I之間的數(shù)值，即光源光束愈長，間距大小ρ固定時(shí)，光束擴(kuò)散角會(huì)變小。再者，若擴(kuò)散光學(xué)部件30的折射率小于聚碳酸酯的折射率時(shí)，縮放因子S為介于O和I之間的數(shù)值。即擴(kuò)散光學(xué)部件30的折射率小于聚碳酸酯的折射率，間距大小ρ固定時(shí)，光束擴(kuò)散角會(huì)變小。反之，則縮放因子S是大于I的數(shù)值。
[0052]另外，于第一實(shí)施例中，間距包括單一間距大小ρ的數(shù)值，即這些透鏡元件38以相同的間距大小P排列，包括了采用幾何尺寸完全相同的該多個(gè)透鏡元件38，但本實(shí)用新型不以此為限，圖6為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第二實(shí)施例部分的正面示意圖。參考圖6，擴(kuò)散光學(xué)部件的光學(xué)區(qū)46包括的多個(gè)透鏡元件48的分布間距包括一系列遞增或遞減規(guī)則變化的數(shù)值的間距大小，其采用了幾何尺寸遞增或遞減的不同透鏡元件48?？梢岳斫獾?，采用一系列遞增或遞減數(shù)值的間距排列也可于一光學(xué)區(qū)46中重復(fù)著。此外，由一系列遞增或遞減數(shù)值的間距分布的透鏡元件48仍于擴(kuò)散光學(xué)部件的光學(xué)區(qū)46建構(gòu)具有凸起輪廓的第一表面，此第一表面由不同曲率的凸起組成一混合凸起輪廓。
[0053]圖7為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第三實(shí)施例部分立體示意圖。和圖2的第一實(shí)施例不同之處在于，光學(xué)區(qū)56的多個(gè)透鏡元件58是在寬度W方向上重復(fù)分布著，即透鏡元件58于垂直主光軸的平面上的方位和圖2的第一實(shí)施例不同。并且，光學(xué)區(qū)56更包括承載這些透鏡元件58的一透明平面基板54，即擴(kuò)散光學(xué)部件采用復(fù)合材料或以復(fù)合方式形成光學(xué)區(qū)56。此種態(tài)樣中，可引入透鏡元件的有效焦距f來得到光束擴(kuò)散角Θ。于第三實(shí)施例中，這些透鏡元件58的至少一有效焦距f介于-0.15到0.15之間，擴(kuò)散光學(xué)部件的一折射率介于1.01到3.65之間，則光束擴(kuò)散角Θ滿足以下的等式:
[0054]0 = 2Xtan_1(p/(2X |f | ))
[0055]其中ρ表示該間距的毫米(mm)單位的一間距大小，Θ表示度(degree)單位的該光束擴(kuò)散角，I f I表示該有效焦距的絕對值。
[0056]圖8為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第四實(shí)施例部分的正面示意圖。和圖7的第三實(shí)施例不同之處在于，光學(xué)區(qū)66包括兩種具有不同幾何尺寸和不同有效焦距的透鏡元件68，其交替地分布于一透明平面基板64上，利用0 = 2Xtan—Hp/UX |f I))代入不同的間距大小P和有效焦距，能夠得到不同幾何尺寸的透鏡元件68所提供的光束擴(kuò)散角Θ，即；
[0057]0a = 2 X tan_1(pa/(2 X | fa I ))
[0058]9b = 2 X tan_1(pb/(2 X | fb I ))
[0059]其中，p#pb表示不同的間距大小，f#fb表示不同值的有效焦距長度，則03和0_表示其對應(yīng)的光束擴(kuò)散角。
[0060]圖9為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第五實(shí)施例部分立體示意圖。和圖2的第一實(shí)施例不同之處在于，第五實(shí)施例的擴(kuò)散光學(xué)部件的光學(xué)區(qū)76包括多個(gè)平凹透鏡形式的透鏡元件78，此種情形下，擴(kuò)散光學(xué)部件具有一凹入輪廓的第一表面75和一平面狀的第二表面77。再者，平凹透鏡形式的透鏡元件78的有效焦距f為負(fù)值，可利用0 = 2Xtan—Hp/UX f
))求得光束擴(kuò)散角Θ。可以理解的，本實(shí)用新型亦可利用不同有效焦距f或不同間距大小的平凹透鏡形式的透鏡元件來重復(fù)排列，而本實(shí)用新型也可以用不同材料或不同波長或不同溫度來造成不同有效焦距f等等，如同前述平凸形式的透鏡元件，于此不贅述。
[0061]圖10為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第六實(shí)施例部分立體示意圖。和圖2的第一實(shí)施例不同之處在于，擴(kuò)散光學(xué)部件的光學(xué)區(qū)86具有的多個(gè)透鏡元件88具有相同的間距大小，但透鏡元件88具有兩個(gè)不同方位rl、r2，并且光學(xué)區(qū)86的幾何形狀為圓盤狀。因此，不同方位rl、r2的透鏡元件88能夠產(chǎn)生兩種或兩種以上不同方位的光束擴(kuò)散角。圖11為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第七實(shí)施例部分立體示意圖。和圖10的第六實(shí)施例部分不同之處在于，擴(kuò)散光學(xué)部件的光學(xué)區(qū)96具有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同間距大小的透鏡元件92和透鏡元件98，兩不同間距大小的透鏡元件92和98可以具有相同或不同的方位，于此不贅述。
[0062]圖12為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)光模塊實(shí)施例的部分元件分解示意圖。結(jié)構(gòu)光模塊81包括光源83和其連接的可撓性電路板87、散熱板9、殼體85、準(zhǔn)直光學(xué)部件82和擴(kuò)散光學(xué)部件80 ο于本實(shí)施例中，擴(kuò)散光學(xué)部件80包括可和殼體85固定的固定結(jié)構(gòu)89，固定結(jié)構(gòu)89設(shè)置于擴(kuò)散光學(xué)部件80的非光學(xué)區(qū)。此外，殼體85亦可包括固定準(zhǔn)直光學(xué)部件82的結(jié)構(gòu)，用以固定準(zhǔn)直光學(xué)部件81。因此，殼體85安置光源83、散熱板9、可撓性電路板87、準(zhǔn)直光學(xué)部件82和擴(kuò)散光學(xué)部件80，準(zhǔn)直光學(xué)部件82和擴(kuò)散光學(xué)部件80的一部分亦可整合于殼體85，成為殼體85的一部分。
[0063]圖13為本實(shí)用新型的擴(kuò)散光學(xué)部件的一第八實(shí)施例部分立體示意圖。和圖7的第三實(shí)施例部分不同之處在于，光學(xué)區(qū)91包括的多個(gè)透鏡元件93是規(guī)則重復(fù)的但不連續(xù)的，其間可形成或置入一衍射光學(xué)元件95。于本實(shí)施例中，單一的衍射光學(xué)元件95相當(dāng)于單一的透鏡元件93，因此衍射光學(xué)元件95亦具有一有效焦距，并滿足圖7的第三實(shí)施例部分中所述的光束擴(kuò)散角條件，于此不贅述。
[0064]根據(jù)上述，本實(shí)用新型利用一維重復(fù)分布的透鏡元件的間距來設(shè)計(jì)所需的結(jié)構(gòu)光樣式，并利用安排透鏡元件的不同方位來調(diào)整結(jié)構(gòu)光發(fā)出的方位，達(dá)到產(chǎn)生多樣結(jié)構(gòu)光的目的。
[0065]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用以限定本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍，因此凡其它未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，包括: 光源，其提供具有一光源光束大小的一光源光束； 設(shè)置于該光源上的準(zhǔn)直光學(xué)部件，其準(zhǔn)直該光源光束并且輸出一準(zhǔn)直光束； 設(shè)置于該準(zhǔn)直光學(xué)部件的擴(kuò)散光學(xué)部件，其擴(kuò)散該準(zhǔn)直光束以形成一結(jié)構(gòu)光，該結(jié)構(gòu)光相對于該準(zhǔn)直光束具有一光束擴(kuò)散角，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著，其中，該間距的一間距大小小于該光源光束大小，該光束擴(kuò)散角滿足以下的等式:0 = SX θηθη = -3.63 X ζ3+3.69 X ζ2_9.383 X ζ+103 其中ζ = (ρ-0.368)/0.0665，ρ表示毫米單位的該間距大小，S表示無因次的一縮放因子，Θ表示度單位的該光束擴(kuò)散角，0?則表示當(dāng)該光源光束的一額定波長為650納米和該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件的材料為聚碳酸酯時(shí)的該光束擴(kuò)散角；以及 殼體，至少該光源和該準(zhǔn)直光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中。2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中或設(shè)置于該殼體上。3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該結(jié)構(gòu)光模塊還包括電連接該光源的可撓性電路板，或者，該結(jié)構(gòu)光模塊還包括電連接該光源的可撓性電路板以及接觸該光源的散熱板。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括: 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件。5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括相對于該第一表面的一第二表面，該第二表面具有一平面輪廓或結(jié)合一反射鍍膜的一平面輪廓。6.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，位于該第一表面上的該多個(gè)透鏡元件安排成單一方位或多個(gè)相對不同的方位，其中安排成該多個(gè)方位的該多個(gè)透鏡元件所形成的多個(gè)該結(jié)構(gòu)光具有多個(gè)方向。7.如權(quán)利要求1、2或3所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該間距具有單一數(shù)值的該間距大小或不同數(shù)值的多個(gè)該間距大小;或該間距具有單一數(shù)值的該間距大小一系列遞增數(shù)值的多個(gè)該間距大小、一系列遞減數(shù)值的多個(gè)該間距大小。8.如權(quán)利要求1、2或3所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該光源光束的波長大于650納米，且該縮放因子為介于O和I之間的數(shù)值。9.如權(quán)利要求1、2或3所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件的一折射率小于聚碳酸酯的折射率，且該縮放因子為介于O和I之間的數(shù)值。10.如權(quán)利要求1、2或3所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該光源光束的波長為650納米，該擴(kuò)散光學(xué)部件的材料為聚碳酸酯，并且該縮放因子等于I。11.一種結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，包括: 光源，其提供一光源光束； 設(shè)置于該光源上的準(zhǔn)直光學(xué)部件，其準(zhǔn)直該光源光束并且輸出一準(zhǔn)直光束； 設(shè)置于該準(zhǔn)直光學(xué)部件的擴(kuò)散光學(xué)部件，其擴(kuò)散該準(zhǔn)直光束以形成一結(jié)構(gòu)光，該結(jié)構(gòu)光相對于該準(zhǔn)直光束具有一光束擴(kuò)散角，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件以每隔一間距間隔設(shè)置的方式一維地重復(fù)分布著，其中，該多個(gè)透鏡元件的至少一有效焦距介于-0.15到0.15之間，該擴(kuò)散光學(xué)部件的一折射率介于1.01到3.65之間，該光束擴(kuò)散角滿足以下的等式:θ = 2 X tan—Hp/(2 X f |)) 其中P表示該間距的毫米單位的一間距大小，θ表示度單位的該光束擴(kuò)散角，If I表示該有效焦距的絕對值；以及 殼體，至少該光源和該準(zhǔn)直光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中。12.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件設(shè)置于該殼體中或設(shè)置于該殼體上。13.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括: 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凹入輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凸起輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件;或者 具有該多個(gè)重復(fù)分布的透鏡元件構(gòu)成的一混合凹入輪廓的一第一表面，該第一表面面向該準(zhǔn)直光學(xué)部件。14.如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括相對于該第一表面的一第二表面，該第二表面具有一平面輪廓或結(jié)合一反射鍍膜的一平面輪廓。15.如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，位于該第一表面上的該多個(gè)透鏡元件安排成單一方位或多個(gè)相對不同的方位，其中安排成該多個(gè)方位的該多個(gè)透鏡元件所形成的多個(gè)該結(jié)構(gòu)光具有多個(gè)方向。16.如權(quán)利要求14所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件還包括固定于該多個(gè)透鏡元件上的一透明平面基板，并且該透明平面基板提供該第二表面。17.如權(quán)利要求11、12、13、14、15或16所述的結(jié)構(gòu)光模塊，該間距具有單一數(shù)值的該間距大小或不同數(shù)值的多個(gè)該間距大小;或該間距具有單一數(shù)值的該間距大小一系列遞增數(shù)值的多個(gè)該間距大小、一系列遞減數(shù)值的多個(gè)該間距大小。18.如權(quán)利要求11、12、13、14、15或16所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散光學(xué)部件包括由該多個(gè)透鏡元件組成的光學(xué)區(qū)以及位于光學(xué)區(qū)旁的非光學(xué)區(qū)，該非光學(xué)區(qū)具有一固定結(jié)構(gòu)以固定于該殼體。19.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該殼體還固定該準(zhǔn)直光學(xué)部件。20.如權(quán)利要求11、12、13、14、15或16所述的結(jié)構(gòu)光模塊，其特征在于，該多個(gè)透鏡元件之間設(shè)有一不連續(xù)的區(qū)域，并且該擴(kuò)散光學(xué)部件在該不連續(xù)的區(qū)域上設(shè)有衍射光學(xué)元件。
【文檔編號】G02B3/02GK205608223SQ201620147468
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】陳志隆, 顏智敏
【申請人】高準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司