[实用新型]光学模块

说明书

技术领域

本实用新型整体涉及衍射光学器件，并具体地涉及监控衍射光学元件(DOE)的性能。

背景技术

光学模块非常普遍地用于消费电子设备中。例如，几乎所有当前的便携式电话和计算机都包括微型相机模块。还期望微型光学投影模块越来越多地在用于各种目的的便携式消费设备中使用。

此类投影模块可被用于例如将结构光的图案投射到对象上用于3D映射(也称为深度映射)的目的。就这一点而言，美国专利申请公布2008/0240502描述了一种照明组件，其中诸如激光二极管或LED的光源用光学辐射来透射透明物，以便将图案投影到对象上。(在本说明书和权利要求书中使用的术语“光学”和“光”一般指任何和所有可见光、红外和紫外线辐射。)图像捕获组件捕获投影到对象上的图案的图像，并且处理器处理该图像以便重建对象的三维(3D)映射。

在一些应用中，光学投影仪可通过一个或多个衍射光学元件(DOE)来投射光。例如，美国专利申请公布2009/0185274描述了用于投影图案的装置，该装置包括两个DOE，这两个DOE一起被配置为衍射输入光束以便至少部分地覆盖表面。DOE的组合减少了零级(无衍射)光束中的能量。在一个实施方案中，第一DOE生成多个光束的图案，并且第二DOE用作图案生成器以在每个光束上形成衍射图案。

又如，美国专利9,091,413描述了光子模块，该光子模块在单个的集成封装中包括光电部件和光学元件(折射的和/或图案化的)。根据本实用新型人，这些模块可被低成本地大量生产，同时提供良好的光学质量和高可靠性。它们可用作图案化光的投影仪，例如在如上所述的3D映射应用中，但它们也可用于使用光学投影和感测的包括自由空间光学通信的各种其它应用中。

实用新型内容

本文下面描述的本实用新型的实施方案提供了对衍射光学元件(DOE)的完整性的电容监控。

因此，根据本实用新型的实施方案，提供了一种光学模块，其包括第一透明衬底和第二透明衬底，位于所述第一透明衬底和所述第二透明衬底之间的间隔件，该间隔件保持所述第一透明衬底靠近所述第二透明衬底，以及第一衍射光学元件(DOE)和第二衍射光学元件(DOE)位于该第一透明衬底和该第二透明衬底的相应的面上。至少第一电容电极和第二电容电极分别设置在第一透明衬底和第二透明衬底上靠近第一DOE和第二DOE。电路被耦接以测量至少第一电容电极和第二电容电极之间的电容的变化。

在公开的实施方案中，该模块包括位于透明衬底的一个或多个外表面上的导电屏蔽涂层。

在一个实施方案中，该第一电容电极和该第二电容电极包括平面电极。在另选的实施方案中，该第一电容电极和该第二电容电极包括叉指式电极。

在公开的实施方案中，该模块包括电导体，该电导体包含导电环氧树脂，该电导体沉积在透明衬底的一个或多个侧表面上并将电路耦接到第一电容电极和第二电容电极。另选地或附加地，该模块包括电导体，该电导体沉积在穿过透明衬底的一个或多个通路内部并将电路耦接到第一电容电极和第二电容电极。

在一些实施方案中，该模块包括位于对DOE中的变化不敏感的位置中的至少一个附加的参考电容电极对，其中该电路附加地被耦接到该参考电容电极并被配置为将在第一电容电极和第二电容电极之间测得的电容中测得的变化与从参考电容电极读取的参考电容值进行比较。

在一些实施方案中，间隔件在第一透明衬底和第二透明衬底之间形成气密密封部。附加地或另选地，间隔件包含导电材料，该间隔件被连接到地电位。

在一个实施方案中，电极沉积在衬底的相应的面上，并且DOE形成在电极上方。另选地，电极沉积在DOE上方。

根据本实用新型的一个实施方案，还提供了一种用于生产光学模块的方法。该方法包括提供第一透明衬底和第二透明衬底并在第一透明衬底和第二透明衬底的相应的面上形成第一DOE和第二DOE。第一透明导电电极和第二透明导电电极分别形成在第一透明衬底和第二透明衬底上方，使得DOE和电极相互靠近。第一透明衬底和第二透明衬底键合在一起以形成键合的衬底对，在该键合的衬底对中第一DOE和第二DOE相互对准，其中第一透明衬底靠近并平行于第二透明衬底。电路被耦接以测量第一电容电极和第二电容电极之间的电容。