光投射器及其制造方法以及TOF模组与流程

光投射器及其制造方法以及tof模组
技术领域
1.本发明涉及一投射器，特别涉及一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供一光场调制单元，所述光场调制单元能够同时起到偏折光源的光束方向和匀光作用。


背景技术：

2.近年来，应用于三维传感技术的tof(time-of-flight)模组，依靠小体积、低误差、抗干扰能力强以及能够直接输出深度数据等优势而被广泛地应用于智能手机等电子设备。从技术实现的角度来分类，tof模组被区分为直接测距dtof模组和非直接测距itof模组，其中对于直接测距dtof模组来说，其通过发射和接收光并测量光子飞行时间来确定距离，相应地，对于非直接测距itof模组来说，其通过测量发射波形和接收波形的相位差换算飞行时间来确定距离。
3.相对于非直接测距itof模组，直接测距dtof模组通过对光进行高频调制之后再进行发射的方式，使得直接测距dtof模组具有非常高的脉冲重频，脉宽能够的达到ns-ps量级，如此能够在极短的时间内获得很高的单脉冲能量，在保持电源低耗能的同时增加信噪比，实现远距离的探测，减少环境光对测距精度的影响和降低对检测器件的灵敏度和信噪比的要求，同时直接测距dtof模组因具有高频率、窄脉宽的特性而使其平均能量小，从而有利于确保人眼安全。并且，直接测距dtof模组直接通过测量光子飞行时间确定距离的方式，因无需换算而能够进一步节省算力和具有更快的响应速度，因此直接测距dtof模组被广泛地应用于民用电子设备。
4.tof模组需要提供匀光片来对光源产生的光进行匀光，现有的匀光片大部分是基于散射原理来对光源产生的光进行匀光的，其主要是在匀光片基材中加入化学颗粒作为散射粒子，使光在经过匀光层时不断地在两个折射率相异的介质中发生偏折、反射和散射，这种方式容易造成光能利用率低、光场不可控、很难灵活地按照指定要求形成指定的光场分布、容易出现光场不均匀和“热点”现象。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供一光场调制单元，所述光场调制单元能够同时起到偏折光源的光束方向和匀光作用。
6.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光场调制单元包括一透镜和至少一匀光部，所述透镜的进光侧和出光侧中的至少一个被一体地形成有所述匀光部，如此在一个光源产生的光自所述透镜的进光侧射入和自所述透镜的出光侧射出时，所述光场调制单元能够同时起到偏折光的光束方向和匀光作用。
7.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述匀光部是微透镜阵列，如此在所述光源产生的光穿过所述匀光部时能够产生不同方向的偏折
而藉由所述匀光部实现对光的匀光效果。
8.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光场调制单元的微透镜阵列能够根据实际情况进行设计，如此通过调整微透镜阵列的形状和排布的方式能够调整匀光角度、光场的空间和能量分布，从而提高对匀光角度和匀光效果的调整的灵活性。
9.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供一外壳，所述光源和所述光场调制单元分别被保持在所述外壳的调制空间，其中所述外壳被设置使所述光场调制单元被可靠地保持在所述光源的光路径，和能够避免环境光对所述光投射器的影响而保证所述光投射器的可靠性。
10.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供一胶合层，以用于粘接所述光场调制单元和所述外壳的内壁，如此所述胶合层能够保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间和保持所述光场调制单元于所述光源的光路径。
11.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光场调制单元提供一接合部，所述接合部凸出于所述透镜的外侧面，所述胶合层被设置粘接所述光场调制单元的所述接合部和所述外壳的内壁，如此在形成所述胶合层的过程中能够避免胶水流动至所述透镜的出光面而提高所述光投射器的良率。
12.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供至少一卡固部，所述卡固部被设置用于保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间和保持所述光场调制单元于所述光源的光路径。
13.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光投射器提供至少一支撑部，所述支撑部的两端分别连接所述光场调制单元和用于贴装所述光源的一线路板，如此藉由所述支撑部保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间和保持所述光场调制单元于所述光源的光路径。例如，在一个实施例中，所述支撑部自所述透镜一体地向下延伸，并且所述支撑部的低端部抵接所述线路板，在另一个实施例中，所述支撑部的高端部向上延伸以抵接所述透镜，和所述支撑部的低端部向下延伸以抵接所述线路板。
14.本发明的一个目的在于提供一光投射器及其制造方法以及tof模组，其中所述光场调制单元的所述透镜的外侧面和所述外壳的内壁分别设有螺纹结构，两者能够相互螺接而保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间和保持所述光场调制单元于所述光源的光路径。
15.根据本发明的一个方面，本发明提供一光投射器，其包括：
16.至少一光源；
17.一外壳；
18.一线路板，其中所述光源被贴装于所述线路板；和
19.一光场调制单元，其中所述光场调制单元包括一透镜和至少一匀光部，所述透镜具有一进光侧和对应于所述进光侧的一出光侧，所述透镜的所述进光侧和所述出光侧中的至少一个被一体地形成有所述匀光部，其中所述光源被保持在所述透镜的所述进光侧，其中所述外壳具有一调制空间以及与连通所述调制空间的一投射通道，所述光场调制单元被
保持于所述外壳的所述调制空间，并且所述外壳的所述投射通道对应于所述透镜的所述出光侧。
20.根据本发明的一个实施例，其中所述外壳具有连通所述调制空间的一底部开口，所述外壳以所述线路板封闭所述外壳的所述底部开口的方式被贴装于所述线路板，以保持所述光源于所述外壳的所述调制空间。
21.根据本发明的一个实施例，所述光场调制单元被固定于所述外壳的内壁，以通过所述外壳保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间。
22.根据本发明的一个实施例，所述光投射器进一步包括至少一支撑部，所述支撑部的相对两端分别被连接于所述透镜和所述线路板，以通过所述支撑部保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间。
23.根据本发明的一个实施例，所述光投射器进一步包括一胶合层，其中所述胶合层形成于所述光场调制单元和所述外壳的内壁之间，以固定所述光场调制单元于所述外壳的内壁。
24.根据本发明的一个实施例，所述光投射器进一步包括一保持环，其中所述保持环被设置于所述光场调制单元和所述外壳的内壁之间，以固定所述光场调制单元于所述外壳的内壁。
25.根据本发明的一个实施例，所述光场调制单元进一步包括一接合部，所述接合部于所述透镜的所述出光侧自所述透镜的所述外侧面一体地向外延伸，所述胶合层被设置用于粘接所述接合部和所述外壳的内壁。
26.根据本发明的一个实施例，所述光场调制单元进一步包括至少一定位凸起，所述定位凸起自所述接合部的顶壁一体地向上延伸，相应地，所述外壳具有至少一定位槽，所述定位槽由所述外壳的内壁内凹形成且位于所述投射通道的侧部，其中所述光场调制单元的所述定位凸起被固定于所述外壳的所述定位槽。
27.根据本发明的一个实施例，所述光场调制单元包括一个所述定位凸起，所述定位凸起呈环形而环绕于所述透镜的所述出光侧，相应地，所述外壳具有一个所述定位槽，所述定位槽呈环形而环绕于所述投射通道。
28.根据本发明的一个实施例，所述保持环具有弹性。
29.根据本发明的一个实施例，所述保持环的相对两侧均具有粘性。
30.根据本发明的一个实施例，所述支撑部呈环形而环绕于所述光源的四周，并且所述支撑部具有一高端部和对应于所述高端部的一低端部，所述支撑部的所述高端部向上延伸以抵接所述透镜的端面的方式被连接于所述透镜，和所述低端部向下延伸以抵接所述线路板的方式被连接于所述线路板。
31.根据本发明的一个实施例，所述支撑部呈环形，其中所述支撑部自所述透镜的端面一体地向下延伸而被连接于所述线路板，并且所述支撑部环绕于所述光源的四周。
32.根据本发明的一个实施例，所述光投射器进一步包括一密封部，其中所述密封部被设置于所述光场调制单元和所述外壳之间，以密封形成于所述光场调制单元和所述外壳之间的缝隙。
33.根据本发明的一个实施例，所述匀光部是微透镜阵列；其中所述透镜的所述进光侧表面的面型是平面或曲面，所述透镜的所述出光侧表面的面型是平面或曲面；其中所述
透镜的所述进光侧被一体地形成有所述匀光部，或者所述透镜的所述出光侧被一体地形成有所述匀光部，或者所述透镜的所述进光侧和所述出光侧分别被一体地形成有所述匀光部。
34.依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一tof模组，其包括：
35.一光接收器；和
36.一光投射器，其中所述光投射器和所述光接收器被邻近地设置，并且包括：
37.至少一光源；
38.一外壳；
39.一线路板，其中所述光源被贴装于所述线路板；和
40.一光场调制单元，其中所述光场调制单元包括一透镜和至少一匀光部，所述透镜具有一进光侧和对应于所述进光侧的一出光侧，所述透镜的所述进光侧和所述出光侧中的至少一个被一体地形成有所述匀光部，其中所述光源被保持在所述透镜的所述进光侧，其中所述外壳具有一调制空间以及与连通所述调制空间的一投射通道，所述光场调制单元被保持于所述外壳的所述调制空间，并且所述外壳的所述投射通道对应于所述透镜的所述出光侧。
41.依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一光投射器的制造方法，其中所述制造方法包括如下步骤：
42.(a)贴装一光源于一线路板；
43.(b)以一外壳的一投射通道对应于一光场调制单元的一透镜的出光侧的方式保持所述光场调制单元于所述外壳的一调制空间；以及
44.(c)以所述线路板封闭所述外壳的一底部开口的方式贴装所述外壳于所述线路板，以保持所述光源于所述外壳的所述调制空间，如此制得所述光投射器。
45.根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，形成一胶合层于所述外壳的内壁和所述光场调制单元之间，以保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间。
46.根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，设置一保持环于所述外壳的内壁和所述光场调制单元之间，以保持所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间。
47.根据本发明的一个实施例，在上述方法中，首先施胶于所述外壳的内壁和/或所述光场调制单元的一接合部，其次装配所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间，再次固化胶水而允许胶水形成所述胶合层，如此形成所述胶合层于所述外壳的内壁和所述光场调制单元之间。
48.根据本发明的一个实施例，在上述方法中，以所述光场调制单元的至少一定位凸起和所述外壳的至少一定位槽相互配合的方式引导所述光场调制单元被装配于所述外壳的所述调制空间的正确位置；或者以所述光场调制单元的至少一定位槽和所述外壳的至少一定位凸起相互配合的方式引导所述光场调制单元被装配于所述外壳的所述调制空间的正确位置；或者以所述光场调制单元的至少一定位凸起和至少一定位槽以及所述外壳的至少一定位槽和至少一定位凸起相互配合的方式引导所述光场调制单元被装配于所述外壳的所述调制空间的正确位置。
49.根据本发明的一个实施例，在上述方法中，首先倒置地放置所述外壳，其次装配所述光场调制单元于所述外壳的所述调制空间，再次施胶于所述光场调制单元和所述外壳的
内壁之间，接着固化胶水而允许胶水形成所述胶合层，如此形成所述胶合层于所述外壳的内壁和所述光场调制单元之间。
50.根据本发明的一个实施例，在上述方法中，通过所述光场调制单元的一环形的定位凸起和所述外壳的一环形的定位槽形成的嵌合结构阻止胶水流动至所述透镜的出光侧；或者通过所述光场调制单元的一环形的定位槽和所述外壳的一环形的定位凸起形成的嵌合结构阻止胶水流动至所述透镜的出光侧。
51.依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一光投射器的制造方法，其中所述制造方法包括如下步骤：
52.(a)贴装一光源于一线路板；和
53.(b)允许至少一支撑部单元的高端部向上延伸以被连接于一光场调制单元和一低端部向下延伸以被连接于所述线路板而保持所述光场调制单元于所述光源的光路径，如此制得所述光投射器。
54.根据本发明的一个实施例，所述支撑部呈环形而环绕于所述光源的四周，并且所述支撑部的所述高端部向上延伸以抵接所述光场调制单元的一透镜的端面的方式被连接于所述透镜，和所述低端部向下延伸以抵接所述线路板的方式被连接于所述线路板。
55.根据本发明的一个实施例，所述支撑部呈环形，并且所述支撑部的所述高端部和所述透镜是一体式结构，所述低端部向下延伸以抵接所述线路板的方式被连接于所述线路板。
56.根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)之后，所述制造方法进一步包括步骤：(c)以一外壳的一投射通道对应于所述透镜的出光侧的方式罩设所述外壳于所述光场调制单元和所述光源的外部，以保持所述光场调制单元和所述光源于所述外壳的一调制空间。
57.根据本发明的一个实施例，在所述步骤(c)之后，所述制造方法进一步包括步骤：形成一密封部于所述外壳和所述光场调制单元之间，以密封形成于所述光场调制单元和所述外壳之间的缝隙。
附图说明
58.图1是依本发明的一较佳实施例的一光投射器的立体示意图。
59.图2是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的分解示意图。
60.图3是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的剖视示意图。
61.图4是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的制造过程示意图。
62.图5是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的一个变形示例的分解示意图。
63.图6是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的上述变形示例的剖视示意图。
64.图7是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的另一个变形示例的分解示意图。
65.图8是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的上述变形示例的制造过程示意图。
66.图9是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的另一个变形示例的分解示意
图。
67.图10是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的上述变形示例的剖视示意图。
68.图11是依本发明的上述较佳示例的所述光投射器的上述变形示例的制造过程示意图。
69.图12是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的另一个变形示例的分解示意图。
70.图13是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的上述变形示例的剖视示意图。
71.图14是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的另一变形示例的分解示意图。
72.图15是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的上述变形示例的剖视示意图。
73.图16是依本发明的上述较佳实施例的所述光投射器的另一变形示例的剖视示意图。
74.图17是依本发明的一较佳实施例的一tof模组的立体示意图。
具体实施方式
75.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
76.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
77.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
78.参考本发明的说明书附图之附图1至图4，依本发明的一较佳实施例的一光投射器100在接下来的描述中被揭露和被阐述，其中所述光投射器100包括一光源10和一光场调制单元20，所述光场调制单元20被设置用于同时提供偏折所述光源10产生的光束方向和匀光作用。
79.具体地，所述光场调制单元20包括一透镜21和至少一匀光部22，其中所述透镜21具有一进光侧211和对应于所述进光侧211的一出光侧212，所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212中的至少一个被一体地形成有所述匀光部22，其中所述光源10被保持在所述透镜21的所述进光侧211。所述光源10产生的光能够自所述透镜21的所述进光侧211射入和自所述透镜21的所述出光侧212射出，并且在这个过程中，所述透镜21和所述匀光部22相
互配合允许所述光场调制单元20同时提供偏折所述光源10的光束方向和匀光作用。
80.值得一提的是，所述光源10的类型在本发明的所述光投射器100中不受限制，其只要能够产生所需探测光即可，例如所述光源10可以是但不限于垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting lase)，从而所述光场调制单元20在对所述光源10产生的光进行匀光的同时能够偏折所述光源10各分区的光束方向和调整所述光源10各分区的发散角范围，使得所述光源10各分区发出的光经过所述光场调制单元20之后能够均匀照明该分区对应的区域，并保证具有足够高的窗口效率。
81.值得一提的是，尽管在附图3示出的所述光投射器100的这个具体示例中，所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212均被一体地形成有所述匀光部22，本领域技术人员可以理解的是，在本发明的所述光投射器100的其他示例中，所述光投射器100可以仅在所述透镜21的所述进光侧211形成所述匀光部22而没有在所述透镜21的所述出光侧212形成所述匀光部22，或者所述光投射器100可以仅在所述透镜21的所述出光侧212形成所述匀光部22而没有在所述透镜21的所述进光侧211形成所述匀光部22。
82.另外，所述透镜21的所述进光侧211表面和所述出光侧212表面的面型在本发明的所述光投射器100中不受限制，例如所述透镜21的所述进光侧211表面和所述出光侧212表面的面型可以是平面或者曲面，并且在所述透镜21的所述进光侧211表面和所述出光侧212表面的面型被设计为曲面时，所述透镜21的所述进光侧211表面和所述出光侧212表面的面型可以被设计为球面或者非球面。
83.继续参考附图1至图4，所述光场调制单元20的所述匀光部22是微透镜阵列，如此在所述光源10产生的光穿过所述光场调制单元20的所述匀光部22时能够产生不同方向的偏折而藉由所述匀光部22实现对光的匀化效果。在本发明中，所述光场调制单元20的用于形成所述匀光部22的微透镜阵列的形状和排布可以根据实际情况进行设计，如此通过调整用于形成所述匀光部22的微透镜阵列的形状和排布的方式能够调整匀光角度、光场的空间和能量分布，从而提高对匀光角度和匀光效果的调整的灵活性。
84.值得一提的是，用于形成所述匀光部22的微透镜阵列可以是凸透镜组成的微透镜阵列，也可以是凹透镜组成的微透镜阵列，其根据需要被设计。另外，对于在所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212均被一体地形成有所述匀光部22的所述光场调制单元20而言，一体地形成于所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212的所述匀光部22的类型可以相同，也可以不同，例如在所述光投射器100的一个较佳示例中，一体地形成于所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212的所述匀光部22均是由凸透镜组成的微透镜阵列；在所述光投射器100的另一个较佳示例中，一体地形成于所述透镜21的所述进光侧211和所述出光侧212的所述匀光部22均是由凹透镜组成的微透镜阵列；在所述光投射器100的另一个较佳示例中，一体地形成于所述透镜21的所述进光侧211的所述匀光部22是由凸透镜组成的微透镜阵列，而一体地形成于所述透镜21的所述出光侧212的所述匀光部22是由凹透镜组成的微透镜阵列；在所述光投射器100的另一个较佳示例中，一体地形成于所述透镜21的所述进光侧211的所述匀光部22是由凹透镜组成的微透镜阵列，而一体地形成于所述透镜21的所述出光侧212的所述匀光部22是由凸透镜组成的微透镜阵列。
85.继续参考附图1至图4，在本发明的所述光投射器100中，所述光场调制单元20通过允许所述匀光部22一体地形成于所述透镜21而允许所述匀光部22的微透镜结构沿着所述
透镜21的所述进光侧211表面和/或所述出光侧212表面设置的方式，在所述光源10各分区产生的光自所述透镜21的所述进光侧211射入后，所述光场调制单元20能够同时起到偏折所述光源10的光束中心方向和匀光作用，并且所述光场调制单元20是通过用于形成所述匀光部22的微透镜阵列的自身表面的微结构实现对光的折射作用的，不存在现有技术中散射型匀光片中散射粒子对光的吸收，因此本发明的所述光投射器100的光能利用率能够被大幅度地提高。
86.在本发明的所述光投射器100中，所述光源10的分区方式包括但不限于被均匀分区或者非均匀分区等，其中均匀分区是指每个分区的形状大小都相同，反之则为非均匀分区。而均匀分区的分区数量和排布方式也可以根据实际需求进行确定。具体地，所述光源10的分区方式可以是但不限于2*2、4*4、2*6或者1*12等。相应地，所述光场调制单元20的所述匀光部22也可以被分区设置，其分区数量和形状与所述光源10的分区数量和形状一致，从而分别对所述光源10的相应区域产生的光进行调整和匀化。
87.继续参考附图1至图4，所述光场调制单元20的所述透镜21是一个回转体，其中所述透镜21在所述进光侧211的直径尺寸小于所述透镜21在所述出光侧212的直径尺寸，如此使得所述透镜21的外侧面213倾斜地延伸，并且所述透镜21的所述外侧面213的倾斜角度配合光束路径方向。
88.继续参考附图1至图4，所述光投射器100进一步包括一外壳30，其中所述外壳30具有一调制空间31和连通所述调制空间31的一投射通道32，其中所述光源10和所述光场调制单元20分别被保持在所述外壳30的所述调制空间31，以使所述外壳30环绕于所述光源10和所述光场调制单元20的四周，如此所述外壳30能够避免环境光对所述光投射器100的影响，从而保证所述光投射器100的可靠性和稳定性。所述外壳30的所述投射通道32对应于所述光场调制单元20，如此在所述光源10产生的光被所述光场调制单元20调制后能够经所述外壳30的所述投射通道32被投射。
89.可以理解的是，在本发明的所述光投射器100中，所述外壳30不透光，如此所述外壳30能够避免环境光进入所述外壳30的所述调制空间31而影响所述光投射器100，从而保证所述光投射器100的可靠性和稳定性。
90.进一步地，所述光投射器100包括一驱动单元40，所述驱动单元40包括一线路板41，所述光源10被贴装于所述驱动单元40的所述线路板41。所述外壳30进一步具有一底部开口33，所述底部开口33连通所述调制空间31，其中所述外壳30以所述线路板41封闭所述外壳30的所述底部开口33的方式被贴装于所述线路板41，并且被贴装于所述线路板41的所述光源10被保持在所述外壳30的所述调制空间31。
91.参考附图3和图4，所述光投射器100进一步包括一胶合层50，所述胶合层50被设置用于粘接所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁，如此保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31和保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径。
92.换言之，在本发明的所述光投射器100中，所述光源10通过所述驱动单元40的所述线路板41被保持在所述外壳30的所述调制空间31，所述光场调制单元20通过所述胶合层50被保持在所述外壳30的所述调制空间31和被保持在所述光源10的光路径，如此在所述光源10产生的光被所述光场调制单元20调制后能够经所述外壳30的所述投射通道32被投射。
93.在本发明的所述光投射器100的一个较佳示例中，所述胶合层50可以形成于所述
光场调制单元20的所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁之间，如此所述胶合层50通过粘接所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁的方式保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31和保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径。在本发明的所述光投射器100的另一个较佳示例中，参考附图1至图4，所述光场调制单元20进一步包括一接合部23，所述接合部23于所述透镜21的所述出光侧212自所述透镜21的所述外侧面213一体地向外延伸，以允许所述接合部23凸出于所述透镜21的所述外侧面213，其中所述胶合层50被设置用于粘接所述接合部23和所述外壳30的内壁，以保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31和保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径。例如，所述胶合层50可以被设置用于粘接所述接合部23的外壁和所述外壳30的内壁，或者所述胶合层50可以被设置用于粘接所述接合部23的外壁和所述外壳30的内壁以及粘接所述接合部23的顶壁和所述外壳30的内壁。在本发明的所述光投射器100中，通过允许所述光场调制单元20提供所述接合部23的方式，在粘接所述光场调制单元20于所述外壳30时能够避免胶水流动至所述透镜21的所述出光侧212而提高所述光投射器100的良率。
94.继续参考附图1至图4，所述驱动单元40进一步包括至少一光电二极管42和至少一驱动器43，其中所述光电二极管42和所述驱动器43分别被贴装于所述线路板41，以对所述光源10的工作过程进行控制。优选地，所述光电二极管42可以被保持在所述外壳30的所述调制空间31并位于所述光源10的一侧，所述驱动器43可以被贴装于所述线路板41的背离所述光源10的一侧。
95.附图4示出的所述光投射器100的制造过程为：
96.(i)贴装所述光源10于所述线路板41；
97.(ii)形成所述胶合层50于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间，以保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31；以及
98.(iii)以所述线路板41封闭所述外壳30的底部开口33的方式贴装所述外壳30于所述线路板41，以使所述光源10被保持在所述外壳30的所述调制空间31和使所述光场调制单元20被保持在所述光源10的光路径，从而制得所述光投射器100。
99.值得一提的是，在本发明的所述光投射器100的另一个制造过程中，所述步骤(ii)可以在所述步骤(i)之前，从而首先形成所述胶合层50于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间而保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31，其次贴装所述光源10于所述线路板41。在本发明的所述光投射器100的另一个制造过程中，所述步骤(i)和所述步骤(ii)分别在不同的工位被同时进行，从而在一个工位贴装所述光源10于所述线路板41的同时，在另一个工位形成所述胶合层50于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间而保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。
100.进一步地，在所述步骤(ii)中，首先施胶于所述光场调制单元20和/或所述外壳30的内壁，其次装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31，以在胶水固化形成所述胶合层50后，允许所述胶合层50粘接所述光场调制单元20和所述外壳30。优选地，胶水被施加于所述光场调制单元20的所述接合部23，例如胶水被施加于所述接合部23的外壁和/或顶壁而使胶水远离一体地形成于所述透镜21的所述出光侧212的所述匀光部22，如此在装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31的过程中和在固化胶水的过程中，能够避免胶水流动至所述透镜21的所述出光侧212。
101.另外，在装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31的过程中需要调整所述光场调制单元20相对于所述外壳30的倾斜度，如此能够保证所述光场调制单元20的光轴和所述光源10的光轴重合而进一步保证所述光投射器100的可靠性，由于被施加于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间的胶水具有流动性，从而在调整所述光场调制单元20相对于所述外壳30的倾斜度之后和在固化胶水之前，胶水能够适应性地流动而填充在形成于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间的缝隙，如此在胶水固化而形成所述胶合层50后，所述胶合层50不仅能够粘接所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁而使所述光场调制单元20被可靠地保持在所述外壳30的所述调制空间31，而且所述胶合层50能够保证所述光场调制单元20和所述外壳30被可靠地保持在调整后的位置。
102.附图5和图6示出了所述光投射器100的一个变形示例，与附图1至图4示出的所述光投射器100不同的是，在附图5和图6示出的这个所述光投射器100中，所述光场调制单元20进一步包括至少一定位凸起24，所述定位凸起24自所述接合部23的顶壁一体地向上延伸，相应地，所述外壳30具有一定位槽34，所述定位槽34位于所述投射通道32的侧部，并且所述定位槽34由所述外壳30的内壁内凹形成而允许所述定位槽34连通所述调制空间31，其中所述光场调制单元20的所述定位凸起24的形状、尺寸和位置对应于所述外壳30的所述定位槽34的形状、尺寸和位置，以用于引导所述光场调制单元20被装配于所述外壳30的正确位置，也即，所述光场调制单元20的所述定位凸起24能够被安装于所述外壳30的所述定位槽34。优选地，所述外壳30的所述定位槽34能够形成一个容胶槽，以在胶接所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31时，胶水能够被容纳于所述外壳30的所述定位槽34而避免胶水流动至所述光场调制单元20的所述透镜21的所述出光侧212。
103.在附图5和图6示出的所述光投射器100的这个具体示例中，所述光场调制单元20的所述定位凸起24的数量是多个，并且多个所述定位凸起24分别以相互间隔的方式自所述接合部23的顶壁一体地向上延伸，相应地，所述外壳30的所述定位槽34的数量是多个，并且多个所述定位槽34相互间隔，其中所述光场调制单元20的每个所述定位凸起24分别被安装于所述外壳30的每个所述定位槽34。而在本发明的所述光投射器100的另外一个示例中，所述光场调制单元20的所述定位凸起24的数量是一个，并且所述定位凸起24呈环形而环绕在所述透镜21的所述出光侧212的四周，相应地，所述外壳30的所述定位槽34的数量是一个，并且所述定位槽34呈环形而环绕在所述投射通道32的四周，其中所述光场调制单元20的所述定位凸起24被安装于所述外壳30的所述定位槽34。
104.值得一提的是，在本发明的所述光投射器100的另外一些示例中，所述定位凸起24可以形成于所述外壳30的内壁，所述定位槽34可以形成于所述接合部23的顶壁；或者在本发明的所述光投射器100的另外一些示例中，一部分所述定位凸起24和一部分所述定位槽34可以形成于所述外壳30的内壁，另一部分所述定位凸起24和另一部分所述定位槽34可以形成于所述接合部23的顶壁。
105.附图7和图8示出了所述光投射器100的一个变形示例，与附图5和图6示出的所述光投射器100不同的是，在附图7和图8示出的这个所述光投射器100中，所述光场调制单元20的所述定位凸起24的数量是一个，并且所述定位凸起24呈环形而环绕在所述透镜21的所述出光侧212的四周，相应地，所述外壳30的所述定位槽34的数量是一个，并且所述定位槽34呈环形而环绕在所述投射通道32的四周，其中所述光场调制单元20的所述定位凸起24被
安装于所述外壳30的所述定位槽34，其中所述胶合层50形成于所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁之间以及形成于所述接合部23的外壁和所述外壳30的内壁之间。
106.具体地，附图8示出了形成所述胶合层50于所述光场调制单元20和所述外壳30的内壁之间的过程，首先，以所述外壳30的所述投射通道32朝下的方式倒置所述外壳30；其次，以所述光场调制单元20的所述定位凸起24被安装于所述外壳30的所述定位槽34的方式装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31；再次，施胶于所述光场调制单元20的所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁之间以及所述接合部23的外壁和所述外壳30的内壁之间，此时所述光场调制单元20的所述定位凸起24和所述外壳30的所述定位槽34形成的嵌合结构能够阻止胶水流动至所述透镜21的所述出光侧212；接着，固化胶水而允许胶水形成所述胶合层50，如此所述胶合层50能够粘接所述光场调制单元20于所述外壳30的内壁而保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。
107.附图9至图11示出了所述光投射器100的一个变形示例，与附图1至图4示出的所述光投射器100不同的是，在附图9至图11示出的这个所述光投射器100中，所述光投射器100可以不设置所述胶合层50。具体地，所述光投射器100进一步包括一保持环60，其中所述保持环60被设置填充在所述光场调制单元20的所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁之间，以保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。更具体地，所述保持环60具有弹性而使所述保持环60能够被挤压变形，例如所述保持环60可以由橡胶材料或者硅胶材料等材料制成而使得所述保持环60具有弹性，其中所述外壳30的内壁和所述透镜21的所述外侧面213分别在所述保持环60的相对两侧挤压所述保持环60而使所述保持环60产生变形，如此通过增大所述保持环60和所述外壳30的内壁之间的摩擦力以及增大所述保持环60和所述透镜21的所述外侧面213之间的摩擦力的方式藉由所述保持环60保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。
108.进一步地，所述保持环60的相对两侧具有粘性，以在所述外壳30的内壁和所述透镜21的所述外侧面213分别在所述保持环60的相对两侧加压所述保持环60而使所述保持环60产生变形的同时，所述保持环60的外侧能够被粘接于所述外壳30的内壁，和所述保持环60的内侧能够被粘接于所述透镜21的所述外侧面213，如此所述保持环60能够可靠地保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。
109.参考附图11，所述保持环60是一个预制件，如此在组装所述光投射器100的过程中，首先，套装所述保持环60于所述透镜21的所述外侧面213；其次，以所述保持环60的外侧接触所述外壳30的内壁的方式装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31，如此藉由所述保持环60可靠地保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。在本发明的所述光投射器100的另外一些示例中，可以首先装配所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31，其次装配所述保持环60于所述透镜21的所述外侧面213和所述外壳30的内壁之间，以藉由所述保持环60可靠地保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。
110.附图12和图13示出了所述光投射器100的一个变形示例，与附图1至图4示出的所述光投射器100不同的是，在附图12和图13示出的这个所述光投射器100中，所述光投射器100可以不设置所述胶合层50。具体地，所述光场调制单元20的所述透镜21的所述外侧面213可以设有螺纹结构，相应地，所述外壳30的内壁设有螺纹结构，其中所述透镜21的螺纹
结构和所述外壳30的螺纹结构相互配合而能够保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31。换言之，所述光场调制单元20能够被螺接于所述外壳30而使所述光场调制单元20被保持在所述外壳30的所述调制空间31和使所述光场调制单元20被保持在所述光源10的光路径。
111.附图14和图15示出了所述光投射器100的一个变形示例，与附图1至图4示出的所述光投射器100不同的是，在附图14和图15示出的这个所述光投射器100中，所述光投射器100可以不设置所述胶合层50。具体地，所述光投射器100进一步包括至少一支撑部70，所述支撑部70具有一高端部71和对应于所述高端部71的一低端部72，其中所述支撑部70的所述高端部71向上延伸以被连接于所述光场调制单元20的所述透镜21，和所述低端部72向下延伸以被连接于所述线路板41，如此藉由所述支撑部70保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31和保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径。换言之，本发明的所述光场调制单元20可以不通过所述外壳30被保持在所述光源10的光路径，而是通过所述支撑部70被保持在所述光源10的光路径。优选地，所述光投射器100进一步包括一密封部80，其中所述密封部80被设置于所述光场调制单元20和所述外壳30之间，以密封形成于所述光场调制单元20和所述外壳30之间的缝隙，如此一方面可以阻止灰尘等污染物进入所述外壳30的所述调制空间31，另一方面可以避免环境光对所述光投射器100造成不良影响。
112.优选地，所述支撑部70呈环形，其中所述支撑部70以环绕所述光源10的方式被设置于所述透镜21和所述线路板41之间而保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径。
113.在附图14和图15示出的所述光投射器100的这个较佳示例中，所述支撑部70是一个独立部件，其中所述支撑部70的所述高端部71向上延伸以抵接所述透镜21的端面的方式被连接于所述透镜21，和所述低端部72向下延伸以抵接所述线路板41的方式被连接于所述线路板41。可选地，在附图16示出的所述光投射器100的另一个较佳示例中，所述支撑部70和所述透镜21是一体式结构，即，所述支撑部70自所述透镜21的端面一体地向下延伸而被连接于所述线路板41。
114.依本发明的另一个方面，本发明进一步提供所述光投射器100的制造方法，其中所述制造方法包括如下步骤：
115.(a)贴装所述光源10于所述线路板41；
116.(b)以所述外壳30的所述投射通道32对应于所述光场调制单元20的所述透镜21的所述出光侧212的方式保持所述光场调制单元20于所述外壳30的所述调制空间31；以及
117.(c)以所述线路板41封闭所述外壳30的所述底部开口33的方式贴装所述外壳30于所述线路板41，以保持所述光源10于所述外壳30的所述调制空间31，如此制得所述光投射器100。
118.依本发明的另一个方面，本发明进一步提供所述光投射器100的制造方法，其中所述制造方法包括如下步骤：
119.(a)贴装所述光源10于所述线路板41；和
120.(b)允许所述支撑部70的所述高端部71向上延伸以被连接于所述光场调制单元20和所述低端部72向下延伸以被连接于所述线路板41而保持所述光场调制单元20于所述光源10的光路径，如此制得所述光投射器100。
121.优选地，在所述步骤(b)之后，所述制造方法进一步包括步骤：(c)以所述外壳30的
所述投射通道32对应于所述透镜21的所述出光侧212的方式罩设所述外壳30于所述光场调制单元20和所述光源10的外部，以保持所述光场调制单元20和所述光源10于所述外壳30的所述调制空间31，如此能够避免环境光对所述光投射器100的影响而保证所述光投射器100的可靠性和稳定性。
122.优选地，在所述步骤(c)之后，所述制造方法进一步包括步骤：形成所述密封部80于所述外壳30和所述光场调制单元20之间，以密封形成于所述光场调制单元20和所述外壳30之间的缝隙，如此一方面可以阻止灰尘等污染物进入所述外壳30的所述调制空间31，另一方面可以避免环境光对所述光投射器100造成不良影响。
123.附图17示出了根据本发明的一较佳实施例的一tof模组，其中所述tof模组包括所述光投射器100和一光接收器200，所述光投射器100和所述光接收器200被相邻地设置。在使用所述tof模组时，所述光投射器100能够向一目标物体300投射被调制后的光，所述光接收器200能够接收被所述目标物体300反射的光，通过计算光子飞行时间的方式能够计算所述目标物体300和所述tof模组之间的距离。所述tof模组可以被应用于一个电子设备，所述电子设备的类型在本发明中不受限制，例如所述电子设备可以是智能手机、平板电脑等。换言之，本发明进一步提供一电子设备，所述电子设备包括一设备本体和被设置于所述设备本体的所述tof模组，其中所述tof模组包括邻近设置的所述光投射器100和所述光接收器200，其中所述光投射器100用于向所述目标物体300投射被调制后的光，所述光接收器200用于接收被所述目标物体300反射的光，以在后续通过计算光子飞行时间的方式能够计算所述电子设备和所述目标物体300之间的距离。
124.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
125.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。