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TWI581026B - 光學裝置 - Google Patents

光學裝置 Download PDF

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TWI581026B
TWI581026B TW104125787A TW104125787A TWI581026B TW I581026 B TWI581026 B TW I581026B TW 104125787 A TW104125787 A TW 104125787A TW 104125787 A TW104125787 A TW 104125787A TW I581026 B TWI581026 B TW I581026B
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TW
Taiwan
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light
optical device
optical
conducting
optical element
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Application number
TW104125787A
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TW201706649A (zh
Inventor
陳志隆
顏智敏
Original Assignee
高準精密工業股份有限公司
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Publication date
Application filed by 高準精密工業股份有限公司 filed Critical 高準精密工業股份有限公司
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Priority to US14/884,304 priority patent/US20170038513A1/en
Publication of TW201706649A publication Critical patent/TW201706649A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Description

光學裝置
本發明係關於一種光學裝置，尤其關於一種具有光傳導元件的光學裝置。
光纖是一種光傳導工具，其係由玻璃或塑料等材質所製成，主要是供光束以全反射的方式傳輸於其中，且光纖具有低損耗、高頻寬、重量輕、尺寸小、不導電等優勢，現已逐漸被應用通訊、醫療、娛樂等各種領域上；例如，美國第2011/0069974專利公開案即透過在布料中設置光纖使光訊號可在布料中被傳遞。又例如由HALO BELT®公司所販售的穿戴式裝置(如皮帶、背帶)設置有可提供警示照明的光擴散光纖(light diffusion fiber,LDF)，因此使用者(特別是老幼婦孺者或運動中的人們)可藉由穿戴該穿戴式裝置來提升自我交通安全。
然而，習知應用光纖的裝置至少具有下述三缺點：第一、用以提供進入光纖之光束的發光源與光纖之間的光耦合率不佳，因此光使用效能低落；第二、用以銜接發光源與光纖的光纖連接器因其尺寸過大而佔據許多空間，不適合應用在穿戴式的產品上，特別是針對輕、薄、短小的應用；第三、習知技術採用透鏡來聚集發光源所提供的光束，使光束得以入射至光纖內，但由於透鏡具有一定的厚度，因此應用光纖的裝置的體積難以有效 縮小，亦成為不適合應用在穿戴式產品的原因之一。
根據以上的說明可知，習知光纖的應用上還具有改善的空間。
本發明之目的在提供一種光學裝置，特別是一種使發光源所提供的光束經由繞射光學元件整形後才入射至光傳導元件的光學裝置，因此光學裝置的發光源以及光傳導元件之間得以更彈性地配置。又，由於在現有技術下，繞射光學元件的厚度可在0.5公厘(mm)以下，故採用的繞射光學元件的光學裝置可減少光束傳輸時所造成的光損耗，進而提升發光源與光傳導元件之間的光耦合率，同時用以銜接發光源與光傳導元件的光耦合元件以及光學裝置的整體體積皆得以有效縮小。換言之，透過繞射光學元件可產生更多樣化的結構光(structured lighting pattern)，進而能夠提供更彈性的光耦合方式，並達成更高的光偶合率以及使光學裝置的整體體積彈性化或縮小化。
於一較佳實施例中，本發明提供一種光學裝置，包括：一結構光產生單元，其係輸出一結構光；至少一光傳導元件，供該結構光之複數光束入射至該光傳導元件中並進行傳輸；以及至少一光耦合元件，用以銜接該結構光產生單元以及該至少一光傳導元件。
於一較佳實施例中，該結構光產生單元包括一發光源以及一光學元件組，且該光學元件組包括一繞射光學元件(diffractive optical element,DOE)、一折射式光學元件以及一反射式光學元件中之至少一者；其中，該發光源用以提供複數光束，而該複數光束係透過該光學元件組而形成該結構光。
於一較佳實施例中，該繞射光學元件係由一單層基材所製成，抑或是該繞射光學元件包括相互層疊之複數個基材。
於一較佳實施例中，該繞射光學元件包括至少一光學繞射薄膜。
於一較佳實施例中，該繞射光學元件更用以導引該複數光束之行進方向，以使該複數光束分別從該繞射光學元件之一相對應表面的一相對應輸出口輸出。
於一較佳實施例中，該發光源包括至少一發光單元，且該至少一發光單元包括一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)或一有機發光二極體(OLED)中之至少一者。
於一較佳實施例中，該至少一發光單元以及該至少一光傳導元件之間是屬於單一發光單元對單一光傳導元件的光耦合配置、單一發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置或多個發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置。
於一較佳實施例中，該發光源係用以輸出具有一第一波長區間之光束、具有一第二波長區間之光束以及具有熱感應波長區間之光束中之至少一者。
於一較佳實施例中，該發光源包括具有複數光源區塊之一有機發光二極體(OLED)，且該複數光束包括相對應於該複數光源區塊並具有不同顏色之光束；其中，該繞射光學元件具有複數導引區塊，用以分別引導入射至其上之該些光束依不同路徑行進並從不同位置輸出。
於一較佳實施例中，該至少一光傳導元件包括至少一光纖。
於一較佳實施例中，更包括一熱處理手段，其係供該光學裝置對其所產生之熱能進行一對流式散熱、一傳導式散熱及/或一輻射式散熱。
於一較佳實施例中，該熱處理手段係透過一白努利原理對該光學裝置所產生之熱能進行該對流式散熱。
於一較佳實施例中，該散熱手段包括一第一空氣出入口以及一第二空氣出入口，且該第一空氣出入口之一總出入口面積不同於該第二空氣出入口之一總出入口面積。
於一較佳實施例中，該散熱手段包括一導熱件，用以供該光學裝置進行該傳導式散熱；其中，該導熱件之一最大厚度在15公厘(mm)以下。
於一較佳實施例中，該散熱手段包括至少一輻射件，用以供該光學裝置進行該輻射式散熱。
於一較佳實施例中，光學裝置係應用在一通訊領域、一安全維護領域、一娛樂領域以及一醫療領域中之至少一者。
於一較佳實施例中，光學裝置係為一穿戴式裝置。
1A‧‧‧光學裝置
1C‧‧‧光學裝置
1H‧‧‧光學裝置
1D‧‧‧光學裝置
11A‧‧‧結構光產生單元
11D‧‧‧結構光產生單元
11E‧‧‧結構光產生單元
11G‧‧‧結構光產生單元
12A‧‧‧光耦合元件
12H‧‧‧光耦合元件
13‧‧‧光傳導元件
13a‧‧‧光傳導元件
13b‧‧‧光傳導元件
13c‧‧‧光傳導元件
21A‧‧‧結構光
21B‧‧‧結構光
21C‧‧‧結構光
21D‧‧‧結構光
111‧‧‧發光源
111E‧‧‧發光源
111F‧‧‧發光源
111a‧‧‧發光單元
111b‧‧‧發光單元
111c‧‧‧發光單元
111d‧‧‧光源區塊
111e‧‧‧光源區塊
111f‧‧‧光源區塊
111g‧‧‧光源區塊
112A‧‧‧繞射光學元件
112B‧‧‧繞射光學元件
112C‧‧‧繞射光學元件
112D‧‧‧繞射光學元件
112E‧‧‧繞射光學元件
112F‧‧‧繞射光學元件
112G‧‧‧繞射光學元件
121‧‧‧熱處理手段
122‧‧‧殼體
122H‧‧‧殼體
123‧‧‧耦合單元
141‧‧‧導熱件
142‧‧‧輻射件
211‧‧‧光束
211a‧‧‧光束
211b‧‧‧光束
211c‧‧‧光束
1111‧‧‧光束
1111a‧‧‧光束
1111b‧‧‧光束
1111c‧‧‧光束
1112‧‧‧發光面
1121‧‧‧導引區塊
1122‧‧‧導引區塊
1123‧‧‧導引區塊
1124‧‧‧基材
1125‧‧‧基材
1221‧‧‧第一空氣出入口
1222‧‧‧第二空氣出入口
O1‧‧‧輸出口
O2‧‧‧輸出口
O3‧‧‧輸出口
P1‧‧‧路徑
P2‧‧‧路徑
P3‧‧‧路徑
T‧‧‧厚度
圖1：係為本發明光學裝置於一第一較佳實施例之方塊概念示意圖。
圖2：係為圖1所示光學裝置之結構光產生單元之概念側視圖。
圖3A：係為本發明光學裝置於一第二較佳實施例之結構光產生單元的概念上視圖。
圖3B：係為圖3A所示結構光產生單元的概念側視圖。
圖4：係為本發明光學裝置於一第三較佳實施例之結構概念示意圖。
圖5：係為圖4所示光學裝置之結構光產生單元所輸出之結構光的概念示意圖。
圖6A：係為呈帶狀(stripe-like)之結構光的一較佳概念示意圖。
圖6B：係為呈渦流環狀(vortex ring)之結構光的一較 佳概念示意圖。
圖6C：係為呈網格狀之結構光的一較佳概念示意圖。
圖6D：係為呈多條線光源平行排列狀之結構光的一較佳概念示意圖。
圖6E：係為呈多個點光源排列成矩形狀之結構光的一較佳概念示意圖。
圖6F：係為呈矩形面光源狀之結構光的一較佳概念示意圖。
圖7：係為本發明光學裝置於一第四較佳實施例之結構概念示意圖。
圖8：係為本發明光學裝置於一第五較佳實施例之結構光產生單元的概念示意圖。
圖9：係為有機發光二極體(OLED)的一較佳概念示意圖。
圖10：係為本發明光學裝置於一第六較佳實施例之結構光產生單元的概念上視圖。
圖11：係為圖10所示繞射光學元件之光導引路徑的概念示意圖。
圖12：係為本發明光學裝置於一第六較佳實施例之結構光產生單元的概念示意圖。
圖13：係為本發明光學裝置於一第七較佳實施例之概念示意圖。
請參閱圖1與圖2，圖1為本發明光學裝置於一第一較佳實施例之方塊概念示意圖，圖2為圖1所示光學裝置之結構光產生單元之概念側視圖。光學裝置1A包括結構光產生單元11A、光耦合元件12A以及光傳導元件13，且結構光產生單元11A 係用以輸出結構光21A(structure light)，而光耦合元件12A包括殼體122以及位於殼體內的耦合單元123；其中，耦合單元123是用以銜接結構光產生單元11A以及光傳導元件13，使得結構光產生單元11A所輸出之結構光21A的複數光束211得以入射至光傳導元件13；此外，結構光21A的複數光束211於入射至光傳導元件13後大都是以全反射的方式傳輸於光傳導元件13中。於本較佳實施例中，光傳導元件13係可為一光纖或其本身可向外提供照明的一光擴散光纖(light diffusion fiber,LDF)，但並不以此為限，而光擴散光纖的技術係為熟知本技藝人士所知悉，如Corning®公司所揭露，在此即不再予以贅述。
再者，結構光產生單元11A包括發光源111以及光學元件組，且光學元件組包括繞射光學元件112A(diffractive optical element,DOE)、折射式光學元件以及反射式光學元件中的至少一者，而發光源111用以提供複數光束1111，且該些光束1111係透過光學元件組而形成結構光21A。於本較佳實施例中，發光源111所提供的複數光束1111是於通過繞射光學元件112A後形成結構光21A，但不以此為限，亦可變更設計為發光源111所提供的複數光束1111是通過折射式光學元件以及反射式光學元件後形成結構光。
此外，繞射光學元件112A可為設置在結構光產生單元11A上之一可撓的光學繞射薄膜，但不以此為限，且其係依據實際應用需求而被設計，以對通過其中的該些光束1111進行光束整形(beam shaping)，使得輸出的結構光21A得以彈性變化。例如，結構光21A的複數光束211可被準確地聚集而導入至光傳導元件13中；其中，如何透過設計繞射光學元件112A而使得通過其中並輸出的結構光21A符合使用者的需求，係為熟知本技藝人士所知悉，故在此即不再予以贅述。
補充說明的是，繞射光學元件112A是利用光的繞射原理來設計，其是一種相位型光學元件，主要製作方式有半導體 製程(semiconductor processing)、直接刻畫(direct writing)、全像術(holography)、鑽石切削(point diamond turning)等；較佳者，但不以此為限，繞射光學元件112A可以下列關係式來定義：Φ(r)=ΣΦi，且i=1,2,…N；其中，r2=x2+y2； i=(j+k)2+j+3k；j=o-k； 其中，Φ(r)為相位函數，r為徑向量，dor為繞射階次(diffraction order)，λ為通過其中之光束的波長，dfi為繞射係數。惟，上述關係式亦為熟知本技藝人士所知悉，在此即不再予以贅述。
於本較佳實施例中，發光源111是單一發光單元，其可為雷射二極體(LD)、發光二極體(LED)或類似於雷射二極體、發光二極體等半導體類的其它發光元件，且發光源111所提供的光束1111可為具有第一波長區間的光束以及具有第二波長區間的光束中之至少一者。舉例來說，發光源111所提供的光束1111可為可見光束、不可見光束以及具有熱感應波長之光束中之至少一者；其次，發光源111以及光傳導元件13之間是屬於一對一的光耦合配置，亦即繞射光學元件112A被設計為驅使發光源111所提供的光束1111於通過繞射光學元件112A後所形成之結構光21A 是聚集在同一聚集處，並進而入射至光傳導元件13中。
請參閱圖3A與圖3B，圖3A為本發明光學裝置於一第二較佳實施例之結構光產生單元的概念上視圖，圖3B為圖3A所示結構光產生單元的概念側視圖。其中，本較佳實施例之光學裝置大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，因應實際的應用需求，發光源111設置於繞射光學元件112B的下方，且發光源111所提供的複數光束1111是往上方的繞射光學元件112B行進；其中，繞射光學元件112B被設計為驅使發光源111所提供的複數光束1111於入射至繞射光學元件112B時改變行進方向，使得該些光束1111從繞射光學元件112B的側邊輸出並形成結構光21B，以進而入射至光傳導元件13；因此，繞射光學元件112B亦具有導光的效果。
惟，上述僅為透過繞射光學元件對光束1111進行導光的一種實施例，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計；舉例來說，繞射光學元件可被設計為驅使發光源111所提供的複數光束1111於入射至繞射光學元件時改變行進方向，使得該些光束1111從繞射光學元件之預定表面(可為任一表面)的預定輸出口輸出並形成結構光。
請參閱圖4與圖5，圖4為本發明光學裝置於一第三較佳實施例之結構概念示意圖，圖5為圖4所示光學裝置之結構光產生單元所輸出之結構光的概念示意圖。其中，本較佳實施例之光學裝置1C大致類似於本案第一與第二較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，且為了更請出說明本較佳實施例，圖4中光學裝置1C的部份元件並未繪出。
本較佳實施例與前述第一與第二較佳實施例不同之處在於，光學裝置1C包括多個光傳導元件13a~13c，且發光源111以及該些光傳導元件13a~13c之間是屬於單一發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置(圖4所示為一對三的光耦合配置)，亦即繞 射光學元件112C被設計為驅使發光源111所提供的光束1111於通過繞射光學元件112C後所形成之結構光21C是聚集在多個聚集處，且被聚集在不同聚集處的光束211a~211c可供分別入射至不同的光傳導元件13a~13c，例如，光束211a是入射至光傳導元件13a，光束211b是入射至光傳導元件13b，而光束211c是入射至光傳導元件13c。
當然，上述形成三個聚集處的結構光21C僅為結構光的一種實施態樣，在單一發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置上，可透過對繞射光學元件進行設計，使得結構光產生單元所輸出的結構光具有各種不同的實施態樣，以符合實際應用上的需求。
以下再以圖6A~圖6F舉例說明結構光的6種實施態樣，但實際應用上並不以此為限，圖6A示意了結構光產生單元所輸出的結構光為帶狀(stripe-like)的結構光，圖6B示意了結構光產生單元所輸出的結構光為渦流環狀(vortex ring)的結構光，圖6C示意了結構光產生單元所輸出的結構光為網格狀的結構光，圖6D示意了結構光產生單元所輸出的結構光為多條線光源平行排列狀的結構光，圖6E示意了結構光產生單元所輸出的結構光為多個點光源排列成矩形狀的結構光，圖6F示意了結構光產生單元所輸出的結構光為矩形面光源狀的結構光。
請參閱圖7，其為本發明光學裝置於一第四較佳實施例之結構概念示意圖。其中，本較佳實施例之光學裝置1D大致類似於本案前述各較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，且為了更請出說明本較佳實施例，圖7中光學裝置1D的部份元件並未繪出。而本較佳實施例與前述各較佳實施例不同之處在於，發光源111包括複數個發光單元111a~111c，該些發光單元111a~111c依據實際應用需求而呈規則性排列(如矩陣形式排列)或呈不規則排列，且任一發光單元111a~111c可為雷射二極體(LD)、發光二極體(LED)或類似於雷射二極體、發光二極體等半導體類的其它發光 元件，而該些發光單元111a~111c所提供的光束1111a~1111c亦可包括具有第一波長區間的光束以及具有第二波長區間的光束中之至少一者。
其次，發光源111以及該些光傳導元件13a~13c之間是屬於多個發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置(圖7所示為三對三的光耦合配置)，亦即繞射光學元件112D被設計為驅使多個發光單元111a~111c所提供的光束於通過繞射光學元件112D後所形成之結構光21D是聚集在多個聚集處上，且被聚集在不同聚集處的光束211a~211c可供分別入射至不同的光傳導元件13a~13c；其中，在多個發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置上，同樣是可透過對繞射光學元件112D進行設計，使得結構光產生單元11D所輸出的結構光21D具有各種不同的實施態樣(可如圖5、圖6A~圖6G所示，但不以此為限)，以符合實際應用上的需求。補充說明的是，若是該些發光單元111a~111c為可分別提供紅色光束、綠色光束以及藍色光束的發光單元，則結構光產生單元11D可輸出具有混光色彩的結構光21D。
請參閱圖8，其為本發明光學裝置於一第五較佳實施例之結構光產生單元的概念示意圖。其中，本較佳實施例之光學裝置大致類似於本案前述各較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述各較佳實施例不同之處在於，結構光產生單元11E的發光源111E係為一面光源形式的發光源，如圖9所示之有機發光二極體(OLED)，且發光面1112為曲面，但不以此為限，例如發光面1112亦可為平面。
請參閱圖10與圖11，圖10為本發明光學裝置於一第六較佳實施例之結構光產生單元的概念上視圖，圖11為圖10所示繞射光學元件之光導引路徑的概念示意圖。本較佳實施例之光學裝置大致類似於本案第二及第五較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與本案第二及第五較佳實施例不同之處在於，面光源形式的發光源111F設置於繞射光學元件 112F的下方，並具有用以提供不同顏色光束的多個光源區塊(圖10中光源區塊111d代表用以提供第一顏色光束的光源區塊，光源區塊111e代表用以提供第二顏色光束的光源區塊，光源區塊111f代表用以提供第三顏色光束的光源區塊，光源區塊111g代表用以提供第四顏色光束的光源區塊)，且繞射光學元件112F被設計為驅使每一光源區塊111d~111g所提供的光束(圖未示)於入射至繞射光學元件112F時分別被繞射光學元件112F所引導而依預定的路徑行進，使得每一光源區塊111d~111g所提供的光束可分別從繞射光學元件112F之相對應的輸出口輸出。
詳言之，於本較佳實施例中，入射至繞射光學元件112F之導引區塊1121的光束會被繞射光學元件112F所引導而依路徑P1行進，並從繞射光學元件112F之側邊的輸出口O1輸出；而入射至繞射光學元件112F之導引區塊1122的光束會被繞射光學元件112F所引導而依路徑P2行進，並從繞射光學元件112F之側邊的輸出口O2輸出；又，入射至繞射光學元件112F之導引區塊1123的光束會被繞射光學元件112F所引導而依路徑P3行進，並從繞射光學元件112F之側邊的輸出口O3輸出。
惟，上述僅為一實施例，並不以此為限，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而對發光源之光源區塊的顏色分佈、繞射光學元件及其所引導的光路徑、輸出口的位置進行均等的變更設計。
請參閱圖12，其為本發明光學裝置於一第六較佳實施例之結構光產生單元的結構概念示意圖。其中，本較佳實施例之光學裝置大致類似於本案前述各較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，且為了更請出說明本較佳實施例，圖12中光學裝置結構光產生單元11G的部份元件並未繪出。而本較佳實施例與前述各較佳實施例不同之處在於，前述各較佳實施例中的繞射光學元件是以單層基材製成，而本較佳實施例之繞射光學元件112G則包括層疊的複數個基材1124、1125(如複數個光學繞射薄膜，但 不以此為限)，且該些基材係分別對通過其中的光束1111進行光束整形，使得結構光產生單元11G輸出的結構光(圖未示)更能夠彈性變化。
請參閱圖13，其為本發明光學裝置於一第七較佳實施例之概念示意圖。其中，本較佳實施例之光學裝置大致類似於本案前述各較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述各較佳實施例不同之處在於，光學裝置1H更包括一熱處理手段，其係供光學裝置1H對其所產生的熱能進行對流式散熱、傳導式散熱及/或輻射式散熱，因此光學裝置1H更能應用在穿戴式的產品上。
詳言之，於本較佳實施例中，熱處理手段包括形成於光耦合元件12H之殼體122H的第一空氣出入口1221與第二空氣出入口1222、用以貼覆於耦合單元123的導熱件141以及設置於殼體122H上的多個輻射件142，且第一空氣出入口1221的總出入口面積不同於第二空氣出口1222的總出入口面積，以利光耦合元件12H透過白努利原理對發光源(未示於圖13)所產生的熱能進行對流式散熱。
又，貼覆於耦合單元123的導熱件141則供發光源所產生的熱能透過傳導的方式向外散熱；較佳者，導熱件141的最大厚度T在15公厘(mm)以下，但不以此為限。此外，設置於殼體122H上的多個輻射件142則供光耦合元件12H以輻射的方式散熱；較佳者，該些輻射件142為黑色或其它偏黑體(blackbody)顏色，並以凸點矩陣(dot array)形式排列分佈或以條矩陣(stripe array)形式排列分佈，但不以上述的數量、顏色或排列分佈方式為限。
惟，上述僅為一實施例，熟知本技藝人士可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計；舉例來說，可變更設計空氣出入口的數量或每一空氣出入口的形狀與所設置的位置，抑或是變更設計導熱件的形狀、數量或所設置的位置，如將導熱件 設置於其它非發光源之熱源的鄰近處。此外，雖然圖13是示意將熱處理手段應用在光耦合元件12H上，但並不以此為限，其亦可依據實際應用需求而應用在光學裝置的其它元件上。
綜合以上各較佳實施例的說明，本發明光學裝置中發光源所提供的光束是經由繞射光學元件的整形後才入射至光傳導元件，因此光學裝置的發光源以及光傳導元件之間得以更彈性地配置；又，由於在現有技術下，繞射光學元件的厚度可在0.5公厘(mm)以下，故採用繞射光學元件的光學裝置可減少光束傳輸時所造成的光損耗，進而提升發光源與光傳導元件之間的光耦合率，同時用以銜接發光源與光傳導元件的光耦合元件以及光學裝置的整體體積皆得以有效縮小。換言之，透過繞射光學元件可產生更多樣化的的結構光(structured lighting pattern)，進而能夠提供更彈性的光耦合方式，並達成更高的光耦合率以及使光學裝置的整體體積彈性化或縮小化。
根據以上的說明可知，本發明光學裝置體積小、散熱佳，無論是在應用在通訊、安全、娛樂、醫療等領域上，皆適用於各種穿戴式裝置，因此極具產業利用價值。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
1A‧‧‧光學裝置
11A‧‧‧結構光產生單元
12A‧‧‧光耦合元件
13‧‧‧光傳導元件

Claims (15)

  1. 一種光學裝置，包括：一結構光產生單元，包括一發光源以及一光學元件組，且該發光源用以提供複數光束，而該光學元件組包括一繞射光學元件(diffractive optical element,DOE)、一折射式光學元件以及一反射式光學元件中之至少一者；其中，該複數光束包括具有一第一波長區間之光束、具有一第二波長區間之光束以及具有熱感應波長區間之光束中之至少一者，且該複數光束係透過該光學元件組而形成一結構光；至少一光傳導元件，供該結構光之複數光束入射至該光傳導元件中並進行傳輸；以及至少一光耦合元件，用以銜接該結構光產生單元以及該至少一光傳導元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該繞射光學元件係由一單層基材所製成，抑或是該繞射光學元件包括相互層疊之複數個基材或反射或部分反射的基材。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該繞射光學元件包括至少一光學繞射薄膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該繞射光學元件更用以導引該複數光束之行進方向，以使該複數光束分別從該繞射光學元件之一相對應表面的一相對應輸出口輸出。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該發光源包括至少一發光單元，且該至少一發光單元包括一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)或一有機發光二極體(OLED)中之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學裝置，其中該至少一發光單元以及該至少一光傳導元件之間是屬於單一發光單元對單一光傳導元件的光耦合配置、單一發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置或多個發光單元對多個光傳導元件的光耦合配置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該發光源包括具有複數光源區塊之一有機發光二極體(OLED)，且該複數光束包括相對應於該複數光源區塊並具有不同顏色之光束；其中，該繞射光學元件具有複數導引區塊，用以分別引導入射至其上之該些光束依不同路徑行進並從不同位置輸出。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，其中該至少一光傳導元件包括至少一光纖。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，更包括一熱處理手段，其係供該光學裝置對其所產生之熱能進行一對流式散熱、一傳導式散熱及/或一輻射式散熱。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學裝置，其中該熱處理手段係透過一白努利原理對該光學裝置所產生之熱能進行該對流式散熱。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之光學裝置，其中該散熱手段包括一第一空氣出入口以及一第二空氣出入口，且該第一空氣出入口之一總出入口面積不同於該第二空氣出入口之一總出入口面積。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之光學裝置，其中該散熱手段包括一導熱件，用以供該光學裝置進行該傳導式散熱；其中，該導熱件之一最大厚度在15公厘(mm)以下。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之光學裝置，其中該散熱手段包括至少一輻射件，用以供該光學裝置進行該輻射式散熱。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，係應用在一通訊領域、一安全維護領域、一娛樂領域以及一醫療領域中之至少一者。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置，係為一穿戴式裝置。
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