二光源合一的三维成像投射装置的制作方法

本揭露是有关于一种二光源合一的三维成像投射装置。

背景技术：

随着光学技术的蓬勃发展，结构光(structuredlight)进而被应用于许多领域，例如：3d轮廓重现、距离量测、防伪辨识等领域。然而，现有的技术中，结构光的产生方式可由激光通过绕射光学元件(diffractiveopticalelement；doe)产生。

然而，若三维成像投射装置只有单一光源，由于光源与绕射光学元件之间的距离与焦距有关，且此距离会受限于光学透镜其下方的支撑件高度，因此容易产生光不足的问题，且不利3d辅助功能。

技术实现要素：

本实用新型的一技术态样为一种二光源合一的三维成像投射装置。

根据本实用新型一实施方式，一种二光源合一的三维成像投射装置包含支撑件、第一发光源、承载结构、第二发光源与光学透镜。支撑件具有底板与在底板上的侧壁，侧壁围绕出容置空间。第一发光源设置于支撑件的底板上。承载结构设置于支撑件的底板上。第二发光源设置于承载结构上，使第二发光源的位置高于第一发光源的位置。光学透镜设置于侧壁的顶面上，且覆盖第一发光源与第二发光源。

在本实用新型一实施方式中，上述光学透镜的底面具有第一绕射微结构与第二绕射微结构，第一绕射微结构与第一发光源重叠，第二绕射微结构与第二发光源重叠。

在本实用新型一实施方式中，上述第二发光源与第二绕射微结构之间的距离小于第一发光源与第一绕射微结构之间的距离。

在本实用新型一实施方式中，上述第二发光源的底面高于第一发光源的顶面。

在本实用新型一实施方式中，上述第二发光源较第一发光源接近光学透镜。

在本实用新型一实施方式中，上述承载结构包含第一导体与第二导体。第一导体位于支撑件的底板上与第二发光源下方，且电性连接第二发光源。第二导体与第一导体分开且电性连接第二发光源。第二导体位于第一导体与第一发光源之间。

在本实用新型一实施方式中，上述承载结构还包含绝缘体。绝缘体位于第一导体与第二导体之间。

在本实用新型一实施方式中，上述第一发光源与第二发光源为垂直腔表面发射激光(vcsel)。

在本实用新型一实施方式中，上述光学透镜的底面具有透明导电层，二光源合一的三维成像投射装置还包含多个导电路径。导电路径位于支撑件中，每一导电路径具有顶端与底端，顶端延伸至侧壁的顶面，底端延伸至底板的底面，其中导电路径的顶端电性连接透明导电层。

在本实用新型一实施方式中，上述二光源合一的三维成像投射装置还包含多个绝缘层。绝缘层分别围绕导电路径的顶端。

在本实用新型上述实施方式中，由于二光源合一的三维成像投射装置具有第二发光源及设置于底板上的承载结构，且第二发光源设置于承载结构上，因此第二发光源的位置会高于第一发光源的位置。如此一来，第二发光源较第一发光源接近光学透镜，且第二发光源的垂直位置只会与承载结构的高度有关，不会受限于光学透镜其下方的支撑件高度，可作为补光的光源，并用于3d辅助功能。此外，第二发光源与承载结构的配置并不会影响第一发光源与光学透镜之间的距离，因此不影响二光源合一的三维成像投射装置的主光源(即第一发光源)的焦距。

附图说明

图1绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置的上视图；

图2绘示图1的二光源合一的三维成像投射装置沿线段2-2的剖面图；

图3绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置的剖面图，其剖面位置与图2相同；

图4绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置的剖面图，其剖面位置与图2相同。

【符号说明】

100、100a、100b：二光源合一的三维成像投射装置

110：支撑件

112：底板

113：底面

114：侧壁

115：顶面

120：第一发光源

121：顶面

123：导线

130：第二发光源

132：底面

133：导线

140：承载结构

142：第一导体

144：第二导体

146：绝缘体

150：光学透镜

151：底面

152：第一绕射微结构

154：第二绕射微结构

156：透明导电层

160：导电路径

162：顶端

164：底端

170：绝缘层

2-2：线段

d：间隙

h1、h2：距离

s：容置空间

具体实施方式

以下将以附图揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

图1绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置100的上视图。图2绘示图1的二光源合一的三维成像投射装置100沿线段2-2的剖面图。同时参阅图1与图2，二光源合一的三维成像投射装置100包含支撑件110、第一发光源120、承载结构140、第二发光源130与光学透镜150。支撑件110具有底板112与在底板112上的侧壁114。支撑件110的侧壁114围绕出容置空间s。第一发光源120设置于支撑件110的底板112上。承载结构140设置于支撑件110的底板112上，且第二发光源130设置于承载结构140上。

由于承载结构140具有高度，因此第二发光源130的位置会高于第一发光源120的位置。换句话说，第二发光源130较第一发光源120接近光学透镜150。在本实施方式中，第二发光源130的底面132高于第一发光源120的顶面121。此外，光学透镜150设置于支撑件110的侧壁114的顶面115上，且光学透镜150覆盖第一发光源120与第二发光源130。

在本实施方式中，支撑件110可以为陶瓷杯体，使得支撑件110具有导热性佳、绝缘、高硬度、高熔点等优点。第一发光源120与第二发光源130可以为垂直腔表面发射激光(vcsel)，但并不用以限制本实用新型。第一发光源120与第二发光源130可分别做为二光源合一的三维成像投射装置100的主光源与辅助光源。举例来说，第二发光源130可用于补光与3d辅助等功能。

由于二光源合一的三维成像投射装置100具有第二发光源130及设置于底板112上的承载结构140，且第二发光源130设置于承载结构140上，因此第二发光源130的位置会高于第一发光源120的位置。如此一来，第二发光源130较第一发光源120接近光学透镜150，且第二发光源130的垂直位置只会与承载结构140的高度有关，不会受限于光学透镜150其下方支撑件110的高度，可作为补光的光源，并用于3d辅助功能。此外，第二发光源130与承载结构140的配置并不会影响第一发光源120与光学透镜150之间的距离，因此不影响二光源合一的三维成像投射装置100的主光源(即第一发光源120)的焦距。

在本实施方式中，光学透镜150的底面151具有第一绕射微结构152与第二绕射微结构154。第二发光源130与第二绕射微结构154之间的距离h2小于第一发光源120与第一绕射微结构152之间的距离h1。第一绕射微结构152与第一发光源120重叠，第二绕射微结构154与第二发光源130重叠。如此一来，第一发光源120的光线可通过第一绕射微结构152，第二绕射微结构154的光线可通过第二绕射微结构154，以形成多个绕射图案投射于待侦测物体的表面，例如用于人脸辨识。

此外，在本实施方式中，承载结构140包含第一导体142与第二导体144。第一导体142位于支撑件110的底板112上与第二发光源130下方，且电性连接第二发光源130。第二导体144与第一导体142分开一间隙d，且第二导体144电性连接第二发光源130。第二导体144位于第一导体142与第一发光源120之间。第一导体142与第二导体144彼此电性绝缘。第一导体142可电性连接第二发光源130的负极，而第二导体144可利用导线133连接第二发光源130的正极，但并不用以限制本实用新型。

在本实施方式中，电源装置可经由支撑件110的底板112中的导电通道电性连接第一导体142的底部与第二导体144的底部，以对第二发光源130供电。相似地，电源装置亦可经由支撑件110的底板112中的导电通道电性连接第一发光源120的负极与连接其正极的导线123，以对第一发光源120供电。

应了解到，已叙述过的元件连接关系、材料与功效将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明其他形式的二光源合一的三维成像投射装置。

图3绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置100a的剖面图，其剖面位置与图2相同。二光源合一的三维成像投射装置100a包含支撑件110、第一发光源120、承载结构140、第二发光源130与光学透镜150。与图2实施方式不同的地方在于，二光源合一的三维成像投射装置100a的承载结构140还包含绝缘体146。绝缘体146位于第一导体142与第二导体144之间，使第一导体142与第二导体144电性绝缘。也就是说，绝缘体146取代了图2的第一导体142与第二导体144之间的间隙d。

图4绘示根据本实用新型一实施方式的二光源合一的三维成像投射装置100b的剖面图，其剖面位置与图2相同。二光源合一的三维成像投射装置100b包含支撑件110、第一发光源120、承载结构140、第二发光源130与光学透镜150。与图3实施方式不同的地方在于，二光源合一的三维成像投射装置100b的光学透镜150的底面151具有透明导电层156，且二光源合一的三维成像投射装置100b还包含多个导电路径160。导电路径160位于支撑件110中。

每一导电路径160具有顶端162与底端164。导电路径160的顶端162延伸至支撑件110的侧壁114的顶面115，导电路径160的底端164延伸至底板112的底面113。当光学透镜150安装时，导电路径160的顶端162由光学透镜150覆盖而电性连接透明导电层156。当光学透镜150移除时，导电路径160的顶端162是裸露的。在本实施方式中，二光源合一的三维成像投射装置100b还包含多个绝缘层170。绝缘层170分别围绕导电路径160的顶端162。

当二光源合一的三维成像投射装置100b应用于电子装置(例如手机)中，可在电子装置设置感测单元来电性连接导电路径160的底端164，以侦测具有透明导电层156的光学透镜150的电阻。当光学透镜150受外力撞击或其他因素破裂时，感测单元便可利用导电路径160侦测到光学透镜150的电阻差异，并将此讯号传送到第一发光源120与第二发光源130的电源装置，使其对第一发光源120与第二发光源130进行断电。由于通过破裂的光学透镜150出光的光线具有过高的能量，会对人眼产生伤害。也就是说，二光源合一的三维成像投射装置100b可进一步防止第一发光源120与第二发光源130的光线通过破裂的光学透镜150直接射入人眼，避免对人眼造成伤害。

虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。