专利名称：光发射器模块以及光学式编码器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光发射器模块以及光学式编码器模块，特别涉及一种可发射出准直光的光发射器模块以及光学式编码器模块。
背景技术：
现有的光发射器模块，是在发光源上以点胶方式设置光学覆盖层，并在光学覆盖层上方设置一透镜，使光束能够准直化。然而随着光发射器模块的小型化，传统的点胶方式因误差过大，故无法与透镜搭配使光束准直化。因此，如何改善传统的光发射器模块机构以克服前述问题点，始成为一重要课题。
发明内容本发明的一目的是提供一种光发射器模块以及光学式编码器模块，以解决现有技术存在的问题。本发明提出一种光发射器模块，包括一电路板、一发光单兀以及一光学透镜。前述发光单元包括一载体、一发光晶粒以及一光学覆盖层。前述载体设置于前述电路板。前述发光晶粒设置于前述载体。前述光学覆盖层以模具成型并覆盖住前述发光晶粒。前述光学透镜以射出成型方式制作，包括一入光部、一出光部以及一支撑部。前述入光部位于该光学透镜上靠近前述发光单元的一侧，前述出光部位于该光学透镜上远离前述发光单元的一侦U。前述支撑部由前述入光部朝前述电路板方向延伸，其中前述支撑部固定于前述电路板上。于一实施例中，前述载体具有MCPCB、FR4、FR5或DBC型式的电路基板。于一实施例中，前述光学透镜还具有一保护部，位于出光部的周缘。于一实施例中，前述支撑部具有多个柱状体。于一实施例中，前述支撑部形成一环状结构。于一实施例中，前述支撑部形成有一开口。于一实施例中，前述光学覆盖层具有一出光面，其中前述出光面为平面或凸面。于一实施例中，前述发光单元还包括一反射结构，前述反射结构设置于前述载体上，且围绕前述发光晶粒。于一实施例中，前述光学覆盖层具有一出光面，前述出光面为平面、凹面、或凸面。于一实施例中，前述发光晶粒包括一晶粒基板、一发光层、一上电极以及一下电极。前述发光层设置于前述晶粒基板。前述上电极设置于前述发光层上，形成有一透光区。前述下电极连接前述晶粒基板与前述载体。于一实施例中，前述透光区的形状为圆形、椭圆形、方形或是多边形。于一实施例中，前述透光区的形状对称于一第一轴向与一第二轴向，且前述第一轴向垂直于前述第二轴向。于一实施例中，如述晶粒基板为娃基板、氣化招基板、铜基板或钥基板。[0017]于一实施例中，如述晶粒基板为监宝石基板、神化嫁基板或神化招嫁基板。本发明另提供一种光学式编码器模块，包括前述光学发射器模块，一编码移动件、一光感测器以及一外罩。前述编码移动件具有一光学遮罩。前述光感测器接收来自前述光发射器模块所发出且通过前述光学遮罩的光信号，并将所接收到的光信号转换为一电子信号。前述外罩支撑前述光发射器模块以及前述光感测器。于一实施例中，前述编码移动件为转盘式移动件或线性尺式移动件。本实用新型借由射出成型的光学透镜、模具成型的光学覆盖层以及发光晶粒的上电极的结构设计，可得到具有均匀光学性质以及高准直性的光发射器模块。

图1A表不本发明一实施例的光发射器模块不意图；图1B表示本发明另一实施例的光发射器模块示意图；图2表示本发明一实施例的发光单元示意图；图3A表示本发明另一实施例的发光单元示意图；图3B表示本发明另一实施例的发光单元示意图；图3C表示本发明另一实施例的发光单元示意图；图4A表示发光晶粒沿图4B中X1-X2方向的剖面视图；图4B表不本发明一实施例的发光晶粒俯视图；图4C表不于另一实施例的发光晶粒俯视图；图4D表不于另一实施例的发光晶粒俯视图；图4E表不于另一实施例的发光晶粒俯视图；图5A表不本发明另一实施例的发光晶粒俯视图；图5B表不本发明另一实施例的发光晶粒俯视图；图6A表不本发明一实施例的光学透镜不意图；图6B表不本发明另一实施例的光学透镜不意图；图6C表不本发明另一实施例的光学透镜不意图；以及图7表示本发明一实施例的光学式编码器模块示意图。其中，附图标记说明如下第一轴向Dl第二轴向D2光束L、L'光发射器模块10电路板20发光单元30载体40反射结构41光学覆盖层50出光面51、51a、51b、51c、51d发光晶粒60[0050]上电极61、61a发光层62晶粒基板63下电极64透光区65、65a、65b、65c光学透镜70入光部71出光部72支撑部73、73a、73b保护部74光学式编码器模块80编码移动件81光感测器82外罩8具体实施方式
首先请参照本实用新型图1A，本发明一实施例的光发射器模块10包含有一电路板20、一发光单兀30以及一光学透镜70。发光单兀30包括有一载体40、一光学覆盖层50以及一发光晶粒60，发光晶粒60设置于载体40上，并且被光学覆盖层50所覆盖。在此实施例中，载体40的材质可具有氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、铜或招，或是具有 MCPCB (Metal-core Printed Circuit Board)、FR4、FR5、DBC (Direct BondCopper)等型式的电路基板。光学透镜70形成有入光部71、出光部72以及支撑部73，其中支撑部73固定在电路板20上，且入光部71、出光部72以及支撑部73可借由射出成型的方式制作。在图1A中,光学透镜70的材质可具有聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)或玻璃。以模具成型的光学覆盖层50与射出成型的光学透镜70，可使发光单元30所射出的光束L的角度偏差值小于5°以内，以得到具有高准直性的光束L。图1B的光学透镜70更具有一保护部74，位于出光部72的周缘。保护部74的高度略高于出光部72的顶点。保护部74可减少出光部72的刮伤或损伤，并在光发射器模块10操作时，阻挡外部的脏污沾附于出光部72。请参照本实用新型图2,前述光学覆盖层50的出光面51a也可为一平面。如图3A至图3C所不,载体40上方可设置有反射结构41,该反射结构41围绕发光晶粒60，且在内侧形成有可反光的斜面，如此可使得发光晶粒60从侧向射出的光也能被反射并向上射出，以提升光束L的强度。应了解的是，前述光学覆盖层50的出光面除了可为51b所示的凸面、51c所示的平面等形状的外(图3A、图3B)，更可以形成一凹面(如图3c的 51d)。接着请参照图4A，在本发明一实施例的发光晶粒60当中，上电极61设置于发光层62上，发光层62设置于晶粒基板63上，下电极64则设置于晶粒基板63下方并连接载体40。在此实施例中，晶粒基板63可为不透光基板，例如硅(Silicon)基板、氮化铝(AlN)基板、铜(Copper)基板或钥(Molybdenum)基板。于另一实施例当中，晶粒基板63也可为透光基板，例如蓝宝石(Sapphire)基板、砷化镓(GaAs)基板或砷化铝镓(AlGaAs)基板。如图4A及图4B所示，上电极61中央形成有一中空的圆形透光区65。然而，如图4C至图4E所示，前述透光区65也可为方形、椭圆形、或是多边形(分别如65a、65b及65c所示)，只要该透光区65的形状对称于第一轴向Dl或第二轴向D2即可。本实施例借由设置上电极61并形成中空的透光区65，可使光束L从形状对称的透光区65穿出，并使光束L的均匀性能够提高。然而，上电极61也可具有其他不同形状，如图5A所示，上电极61以第一、第二轴向D1、D2的交点为中心形成一圆形结构，并且从该圆形结构的边缘朝发光晶粒60的四个角落分别延伸出四个长条形结构。此外，如图5B所示，上电极61a也可在其圆形结构周围形成有四个T状部分，该些T状部分与圆形结构的边缘相连接。需特别说明的是，图5A及图5B中透光区65的形状相对于第一、第二轴向D1、D2均为轴对称，且借此可使得经过透光区65的光束L强度更加均匀，以提高光束L的光学性能一致性。接着请参照图6A至图6C，如图6A所示，本发明一实施例的光学透镜70的支撑部73具有多个柱状体，光学透镜70可借由支撑部73固定于电路板20，以稳定地将经过光学透镜70的光束L形成准直光。然而，如图6B所示的支撑部73a，由入光部71的边缘朝电路板20方向延伸并形成一环状结构，使光学透镜70能更稳固的站立于电路板20上。此外，如图6C所示，支撑部73b具有C型结构，并在其一侧形成一开口，借此可强化光发射器模块10的散热效能。请参照本实用新型图7，本发明一实施例的光学式编码器模块80包括前述光发射器模块10、一转盘式(Wheel)编码移动件81、一光感测器(Photo Detector) 82、以及一外罩83。外罩83支撑光发射器模块10以及光感测器82，其中具有高直准性、且光学性能一致的光束L从光发射器模块10射出后，通过编码移动件81上特定的光学遮罩后并形成光束L'，光束L'可被光感测器82所接受，此时光束L'的信号可转变成电子信号，并可根据该电子信号对编码移动件81进行位置判读。此外，该编码移动件81也为线性尺(Linear Ruler)式移动件。综上所述，本实用新型借由射出成型的光学透镜70、模具成型的光学覆盖层50以及发光晶粒60的上电极61的结构设计，可得到具有均匀光学性质以及高准直性的光发射器模块10，并可将该光发射器模块10应用于光学式编码器模块80，使光感测器82所接受到的信号精确度能够更为提高，以避免编码移动件81的错误定位。虽然本实用新型以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求1.一种光发射器模块，其特征在于，包括 一电路板； 一发光单兀，包括 一载体，设置于该电路板； 一发光晶粒，设置于该载体；以及 一光学覆盖层，以模具成型并覆盖住该发光晶粒；以及 一光学透镜，以射出成型方式制作，包括 一入光部，位于该光学透镜上靠近该发光单元的一侧； 一出光部，位于该光学透镜上远离该发光单元的一侧；以及 一支撑部，由该入光部朝该电路板方向延伸，其中该支撑部固定于该电路板上。
2.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该载体包含MCPCB、FR4、FR5或DBC型式的电路基板。
3.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该支撑部具有多个柱状体。
4.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该支撑部形成一环状结构。
5.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该支撑部形成有一C型结构。
6.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该光学覆盖层具有一出光面，其中该出光面为平面或凸面。
7.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该发光单元还包括一反射结构，该反射结构设置于该载体上，且围绕该发光晶粒。
8.如权利要求7所述的光发射器模块，其特征在于，该光学覆盖层具有一出光面，该出光面为平面、凹面、或凸面。
9.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该光学透镜还包含一保护部，位于该出光部的周缘。
10.如权利要求1所述的光发射器模块，其特征在于，该发光晶粒包括 一晶粒基板； 一发光层，设置于该晶粒基板上； 一上电极，设置于该发光层上，形成有一透光区以及 一下电极，连接该晶粒基板与该载体。
11.如权利要求10所述的光发射器模块，其特征在于，该透光区的形状为圆形、椭圆形、方形或是多边形。
12.如权利要求10所述的光发射器模块,其特征在于,该透光区的形状对称于一第一轴向与一第二轴向，且该第一轴向垂直于该第二轴向。
13.如权利要求10所述的光发射器模块，其特征在于，该晶粒基板为硅基板、氮化铝基板、铜基板或钥基板。
14.如权利要求10所述的光发射器模块，其特征在于，该晶粒基板为蓝宝石基板、砷化镓基板或砷化铝镓基板。
15.—种光学式编码器模块,其特征在于,包括 如权利要求1的光学发射器模块 一编码移动件，具有一光学遮罩；一光感测器，接收来自该光发射器模块所发出且通过该光学遮罩的光信号，并将所接收到的光信号转换为一电子信号；以及 一外罩，支撑该光发射器模块以及该光感测器。
16.如权利要求15所述的光学式编码器模块，其特征在于，该编码移动件为转盘式移动件或线性尺式移动件。
专利摘要一种光发射器模块以及光学式编码器模块，光发射器模块包括一电路板、一发光单元以及一光学透镜。该发光单元包括一载体、一发光晶粒以及一光学覆盖层。该载体设置于该电路板上。该发光晶粒设置于载体上。该光学覆盖层以模具成型并覆盖住该发光晶粒。该光学透镜以射出成型方式制作，包括一入光部、一出光部以及一支撑部。该入光部位于该光学透镜上靠近该发光单元的一侧，该出光部位于该光学透镜上远离该发光单元的一侧。该支撑部从该入光部朝该电路板方向延伸，并固定于该电路板上。本实用新型能够得到具有均匀光学性质以及高准直性的光发射器模块。
文档编号G01D5/26GK202836590SQ20122052044
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者王宏洲, 陈绍尤, 蔡淑惠 申请人:台达电子工业股份有限公司