用于光学发射器安全的接近感测

技术领域

本公开涉及一种特别地但非排他地用于泛光照明器或投影仪中的光学发射器装置，其中光学发射器装置被配置为防止光学发射器装置在光学发射器装置的机械故障或失效的情况下发射可能对光学发射器装置附近的人造成伤害的光。

背景技术

已知光学发射器装置用于泛光照明器或用于投影仪，该光学发射器装置包括位于壳体内的光学发射器设备(诸如VCSEL)，以及相对于壳体固定的光学元件(诸如光学漫射器、透镜或透镜阵列)，使得光学元件可以将由光学发射器设备发射的光的至少一部分透射出壳体。光学发射器设备和光学元件相对于彼此保持固定的空间关系，使得入射在光学元件上的发射光在光学元件处具有期望的或预定的光场，以用于光学发射器装置的最佳光学性能。更具体地，光学发射器设备通常安装在附接到壳体的PCB上，并且光学元件通常限定在光学基板上或由光学基板限定，光学基板也附接到壳体，使得光学发射器设备和光学元件相对于彼此保持固定的空间关系。

对于一些光学发射器装置，如果发射的光直接入射在人身上而不首先透射通过光学元件，则光学发射器设备可以发射可能对光学发射器装置附近的人有害(例如，眼睛不安全)的光。例如，由光学发射器设备发射的光的时间平均光功率或时间平均光强度可能高到如果发射的光直接入射到人身上则对人有害，或者由光学发射器设备在任何时刻发射的光的峰值光功率或峰值光强度可能高到如果发射的光直接入射在人身上则对人有害。因此，已知光学发射器装置包括光学安全系统，有时称为切断或互锁系统，其包括安装在PCB上的控制器和从控制器延伸到光学基板的导电电路。在光学基板相对于壳体移动的情况下，例如由于光学基板从壳体分离，导电电路断开，控制器检测到导电电路中的断开，并且控制器关断到光学发射器设备的电力和/或电流的供应，从而防止光学发射器设备发射光，如果发射的光直接入射在人身上，则可能对人造成伤害。

这种已知的光学发射器装置需要在光学基板和壳体之间的某种导电连接以及在壳体和控制器之间的某种导电连接，以在控制器和光学基板之间限定导电电路。然而，进行这种导电连接可能是复杂和/或耗时的。例如，已知在光学基板上形成金属轨道或迹线，或者将金属轨道或迹线附接到光学基板；在壳体上形成金属轨道或迹线，或者将金属轨道或迹线附接到壳体；以及在控制板上形成金属轨道或迹线，或者将金属轨道或迹线附接到控制板。然而，在光学发射器装置的组装期间，在光学基板的金属轨道或迹线与壳体的金属轨道或迹线之间进行导电连接可能是复杂的和/或技术上具有挑战性的。类似地，在光学发射器装置的组装期间在壳体的金属轨道或迹线与控制板的金属轨道或迹线之间进行导电连接可能是复杂的和/或技术上具有挑战性的。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种光学发射器装置，包括：

壳体；

电互连构件；

安装在所述电互连构件上的光学发射器设备，所述电互连构件附接到所述壳体，使得所述光学发射器设备位于所述壳体内；

光学系统，所述光学系统包括用于透射由所述光学发射器设备发射的光的光学元件，所述光学系统附接到所述壳体，使得所述光学元件能够接收由所述光学发射器设备发射的光并将所接收的光透射出所述壳体，并且所述光学系统还包括被感测元件；以及

接近传感器，所述接近传感器安装在所述电互连构件上，用于感测所述被感测元件的接近度。

接近传感器可以被配置为生成表示接近传感器和被感测元件之间的非接触相互作用的信号。

这种光学发射器装置不需要光学系统和壳体之间或壳体和电互连构件之间的任何导电连接，以便接近传感器在电互连构件处或电互连构件上生成根据光学系统和壳体之间的空间关系而变化的信号。因此，这种光学发射器装置可以比已知的光学发射器装置制造起来更容易且耗时更少，已知的光学发射器装置需要光学系统和壳体之间的导电连接以及壳体和诸如PCB的电互连构件之间的导电连接，以便在电互连构件处或电互连构件上生成根据光学系统和壳体之间的空间关系而变化的信号。

光学发射器装置可以包括用于响应于由接近传感器生成的信号来控制光学发射器设备的控制器。

控制器可以被配置为响应于由接近传感器生成的信号，例如通过切断向光学发射器设备的电力供应和/或电流供应来关断光学发射器设备。

控制器可以被配置为如果由接近传感器产生的信号落在预定的允许值范围之外，则例如通过切断向光学发射器设备的电力供应和/或电流供应来关断光学发射器设备。可以选择预定的允许值范围，使得如果光学系统相对于壳体充分移动，则控制器关断光学发射器设备。例如，可以选择预定的允许值范围，使得如果光学系统从壳体分离，同时电互连构件保持附接到壳体，则控制器关断光学发射器设备。类似地，可以选择预定的允许值范围，使得如果电互连构件相对于壳体充分移动，则控制器关断光学发射器设备。例如，可以选择预定的允许值范围，使得如果电互连构件从壳体分离，同时光学系统保持附接到壳体，则控制器关断光学发射器设备。因此，这种光学发射器装置有效地结合了光学安全系统，该光学安全系统可以帮助防止光学发射器装置在光学发射器装置的机械故障或失效的情况下发射可能对光学发射器装置附近的人造成伤害的光。

控制器可以安装在电互连构件上。

电互连构件可以包括控制板或印刷电路板(PCB)。

光学发射器设备和接近传感器可以相对于彼此具有预定的空间关系。

光学发射器设备和接近传感器可以在电互连构件上彼此相邻地定位。

光学元件和被感测元件可以相对于彼此具有预定的空间关系。

光学系统可以包括光学基板，其中光学元件由光学基板限定或限定在光学基板上。被感测元件可以限定在光学基板上或附接到光学基板。光学基板可以附接到壳体。

光学元件可以与光学基板单片集成或由光学基板的表面限定。

光学元件可以限定在形成或沉积在光学基板上的材料中或由形成或沉积在光学基板上的材料形成。

被感测元件可以限定在形成或沉积在光学基板上的材料中或由形成或沉积在光学基板上的材料形成。

光学元件和被感测元件可以彼此相邻地位于光学基板上。

光学元件和被感测元件可以至少部分地重叠。

被感测元件的至少一部分可以形成或沉积在光学元件的至少一部分上。这样的装置将允许接近传感器感测光学元件的改变或失效，即使光学基板没有改变或失效，例如即使光学基板没有从壳体分离。

光学元件的至少一部分可以形成或沉积在被感测元件的至少一部分上。这样的装置将允许接近传感器感测光学元件的改变或失效，即使光学基板没有改变或失效，例如即使光学基板没有从壳体分离。与其中被感测元件的至少一部分形成或沉积在光学元件的至少一部分上的装置相比，这种装置也可以制造起来更不复杂或更容易。

壳体可以限定第一开口和与第一开口相对的第二开口，其中电互连构件覆盖第一开口和第二开口中的一个，并且光学基板覆盖第一开口和第二开口中的另一个。

被感测元件可以包括磁性材料或由磁性材料形成，并且接近传感器可以包括磁场传感器。

接近传感器可以包括霍尔效应传感器。

接近传感器可以包括诸如光电二极管的光电检测器，并且被感测元件可以是至少部分反射的，其中光学发射器设备、光电检测器和被感测元件被布置成使得由光学发射器设备发射的光的一部分从被感测元件反射并由光电检测器检测。由被感测元件反射并且由光电检测器检测的光可以表示光学基板的在其上形成或沉积被感测元件的区域的状态或配置。例如，由被感测元件反射并且由光电检测器检测的光可以表示光学基板的在其上形成或沉积被感测元件的区域中的应力和/或应变。由被感测元件反射并且由光电检测器检测的光可以表示光学基板的在其上形成或沉积被感测元件的区域中的缺点或缺陷，诸如光学基板的在其上形成或沉积被感测元件的区域中的裂缝。

被感测元件可以包括至少部分反射的材料或由至少部分反射的材料形成。可以在至少部分反射的材料中限定一个或多个孔。一个或多个孔可以与光学发射器设备对准。一个或多个孔可以允许由光学发射器设备发射的光穿过光学元件。

由被感测元件反射并且由光电检测器检测的光可以表示壳体内的环境。例如，由被感测元件反射并且由光电检测器检测到的光可以表示壳体内的环境的压力、温度和湿度水平中的至少一个。

被感测元件可以限定至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域。

由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学基板的区域的状态或配置，在该区域上限定至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域。例如，由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学基板中的应力和/或应变。由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学基板中的缺点或缺陷，诸如光学基板中的裂缝。

至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域可以与光学发射器设备对准。由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学元件的状态或配置。例如，由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学元件中的应力和/或应变。由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示光学元件中的缺点或缺陷，诸如光学元件中的裂缝。

由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示壳体内的环境。例如，由至少部分反射的材料的一个或多个非连续区域反射并且由光电检测器检测到的光可以表示壳体内的环境的压力、温度和湿度水平中的至少一个。

接近传感器可以包括一个或多个感测电极，并且被感测元件可以包括一个或多个被感测电极，其中一个或多个感测电极通过电绝缘体和/或介电材料与一个或多个被感测电极分离，以便在其间限定电容。

一个或多个感测电极和一个或多个被感测电极可以是导电的，例如金属的。

一个或多个感测电极可以包括一个或多个电容感测单元，并且一个或多个被感测电极可以包括浮动电极。

光学发射器设备可以包括发光二极管(LED)。

光学发射器设备可以包括激光二极管，诸如垂直腔面发射激光器(VCSEL)二极管。

光学元件可以包括光学漫射器。

光学元件可以被配置为在空间上调制由光学发射器设备发射的光。

光学元件可以被配置为在空间上调制由光学发射器设备发射的光的幅度和/或相位。

光学元件可以是折射的。

光学元件可以包括透镜。

光学元件可以包括多个透镜。

光学元件可以包括微透镜阵列。

光学元件可以是衍射的。

光学元件可以包括衍射光栅。

光学基板可以是部分反射的。

光学基板可以包括一个或多个反射部分或特征以及一个或多个透射部分或特征。

根据本公开的一个方面，提供了一种照明器，诸如泛光照明器，其包括上述任何光学发射器装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种投影仪，其包括上述任何光学发射器装置。

应当理解，本公开的前述方面中的任一个的任何一个或多个特征可以与本公开的其他前述方面中的任一个的任何一个或多个特征组合。

附图说明

现在将参考附图仅通过非限制性示例来描述光学发射器装置，在附图中：

图1是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第一光学发射器装置的示意性横截面图；

图2是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第二光学发射器装置的示意性横截面图；

图3是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第三光学发射器装置的示意性横截面图；

图4是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第四光学发射器装置的示意性横截面图；

图5是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第五光学发射器装置的示意性横截面图；

图6A是包括被感测元件和用于感测被感测元件的接近度的接近传感器的第六光学发射器装置的示意性横截面图；

图6B是图6A的第六光学发射器装置的接近传感器的电容性感测单元的示意性平面图；以及

图6C是图6A的第六光学发射器装置的被感测元件的浮动电极的下侧的示意图。

具体实施方式

首先参考图1，示出了总体上用2表示的光学发射器装置，其包括壳体4、以印刷电路板(PCB)6形式的电互连构件、以及安装在PCB 6上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)8形式的光学发射器设备。PCB 6附接到壳体4，使得VCSEL 8位于壳体4内。光学发射器装置还包括光学系统9，该光学系统9包括光学基板10和限定在光学基板10的下侧上的以光学漫射器12形式的光学元件。光学基板10附接到壳体4，其中光学基板10的下侧朝向VCSEL 8设置。漫射器12相对于VCSEL 8对准，使得漫射器12可以将由VCSEL 8发射的光透射出壳体4。光学系统9还包括以磁性元件20形式的被感测元件，其被限定在光学基板10的下侧上与漫射器12相邻。磁性元件20可以包括铁磁材料(诸如镍)的图案化层。铁磁材料层可以例如是50-60μm厚。铁磁材料层可以通过蒸发或脉冲溅射沉积或形成在光学基板10的下侧上。光学发射器装置还包括以霍尔效应传感器22形式的接近传感器，其安装在PCB 6上，与磁性元件20大致对准，用于感测磁性元件20的接近。霍尔效应传感器22被配置成生成表示霍尔效应传感器22和磁性元件20之间的磁场的信号。

这种光学发射器装置2不需要光学系统9和壳体4之间或壳体4和PCB6之间的任何导电连接，以便霍尔效应传感器22在PCB 6处或PCB 6上生成信号，该信号根据光学系统9和壳体4之间的空间关系而变化。因此，这种光学发射器装置2可以比已知的光学发射器装置制造起来更容易且耗时更少，已知的光学发射器装置需要光学系统和壳体之间的导电连接以及壳体和诸如PCB的电互连构件之间的导电连接，以便在PCB处或PCB上生成信号，该信号根据光学系统和壳体之间的空间关系而变化。

光学发射器装置2还包括安装在PCB 6上的控制器24。控制器24被配置为接收由霍尔效应传感器22生成的信号并且响应于由霍尔效应传感器22生成的信号来控制VCSEL 8。具体地，控制器24被配置为响应于由霍尔效应传感器22生成的信号，例如通过切断向VCSEL8的电力供应和/或电流供应来关断VCSEL 8。具体地，控制器24被配置为如果由霍尔效应传感器22产生的信号落在预定的允许值范围之外，则例如通过切断向VCSEL 8的电力供应和/或电流供应来关断VCSEL 8。可以选择预定的允许值范围，使得如果光学系统9相对于壳体4充分移动，则控制器24关断VCSEL 8。例如，可以选择预定的允许值范围，使得如果光学系统9从壳体4分离，同时PCB6保持附接到壳体4，则控制器24关断VCSEL 8。类似地，可以选择预定的允许值范围，使得如果PCB 6相对于壳体4充分移动，则控制器24关断VCSEL 8。例如，可以选择预定的允许值范围，使得如果PCB 6从壳体4分离，同时光学系统9保持附接到壳体4，则控制器24关断VCSEL 8。因此，这种光学发射器装置2有效地结合了光学安全系统，该光学安全系统可以帮助防止光学发射器装置2在光学发射器装置2发生机械故障或失效的情况下发射可能对光学发射器装置2附近的人造成伤害的光。

如果需要校准，则可以在将光学系统9附接到壳体4之前测量由霍尔效应传感器22产生的信号。如果光学系统9稍后失效或损坏，例如光学基板10失效或损坏或从壳体4分离，则由霍尔效应传感器22产生的信号改变并且控制器24关断VCSEL 8。

图2示出了总体上用102表示的第二光学发射器装置，其包括壳体104、以印刷电路板(PCB)106形式的电互连构件、以及安装在PCB 106上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)108形式的光学发射器设备。PCB 106附接到壳体104，使得VCSEL 108位于壳体104内。光学发射器装置102还包括光学系统109，该光学系统109包括光学基板110和限定在光学基板110的下侧上的以光学漫射器112形式的光学元件。光学基板110附接到壳体104，其中光学基板110的下侧朝向VCSEL 108设置。光学系统109还包括以磁性元件120形式的被感测元件。与图1的光学发射器装置2不同，在图2的光学发射器装置102中，磁性元件120被限定在漫射器112上。磁性元件120可以包括铁磁材料(诸如镍)的图案化层。铁磁材料层可以例如是50-60μm厚。铁磁材料层可以通过蒸发或脉冲溅射沉积或形成在漫射器112上。此外，磁性元件120限定孔121。光学基板110相对于壳体104对准，使得孔121与VCSEL 108对准，以使来自VCSEL 108的光透射通过漫射器112并离开壳体104。光学发射器装置102还包括以霍尔效应传感器122形式的接近传感器，其安装在PCB 106上，与磁性元件120大致对准，用于感测磁性元件120的接近。霍尔效应传感器122被配置成生成表示霍尔效应传感器122和磁性元件120之间的磁场的信号。光学发射器装置102还包括安装在PCB 106上的控制器124。控制器124被配置成接收由霍尔效应传感器122生成的信号并且响应于由霍尔效应传感器122生成的信号来控制VCSEL 108。

本领域普通技术人员将理解，图2的光学发射器装置102可能是有利的，因为由霍尔效应传感器122产生的信号不仅可以在光学基板110失效或损坏或从壳体104分离的情况下变化，而且即使光学基板110没有失效或损坏或从壳体104脱离，由霍尔效应传感器122产生的信号也可以在漫射器112的在磁性元件120与光学基板110之间的部分失效或损坏或从光学基板110分离的情况下变化。

此外，由霍尔效应传感器122生成的信号取决于霍尔效应传感器122和磁性元件120之间的距离，该距离继而取决于漫射器112的位于霍尔效应传感器122和磁性元件120之间的部分的厚度。此外，漫射器112的位于霍尔效应传感器122和磁性元件120之间的部分的厚度可以由于壳体104内的环境的任何变化而扩张或收缩，例如由于壳体104内的环境的温度、压力和湿度中的至少一个的任何变化。因此，由霍尔效应传感器122生成的信号可表示壳体104内的环境。此外，控制器124可被配置为监测由霍尔效应传感器122产生的信号，并且响应于由霍尔效应传感器122产生的信号的任何变化(由于壳体104内的环境的任何变化而产生)来调整和/或关断向VCSEL 108的电力供应和/或电流供应。

图3示出了总体上用202表示的第三光学发射器装置，其包括壳体204、以印刷电路板(PCB)206形式的电互连构件、以及安装在PCB 206上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)208形式的光学发射器设备。PCB 206附接到壳体204，使得VCSEL 208位于壳体204内。光学发射器装置202还包括光学系统209，该光学系统209包括光学基板210和附接到光学基板210的下侧的以光学漫射器212形式的光学元件。光学基板210附接到壳体204，其中光学基板210的下侧朝向VCSEL 208设置。光学系统209还包括限定在光学基板210的下侧上的以磁性元件220形式的被感测元件。磁性元件220可以包括铁磁材料(诸如镍)的图案化层。铁磁材料层可以例如是50-60μm厚。铁磁材料层可以通过蒸发或脉冲溅射沉积或形成在光学衬底210的下侧上。磁性元件220限定孔221。光学基板210相对于壳体204对准，使得孔221与VCSEL 208对准，以使来自VCSEL 208的光透射通过漫射器212并离开壳体204。与图2的光学发射器装置102不同，在图3的光学发射器装置202中，漫射器212被限定在磁性元件220上。光学发射器装置202还包括以霍尔效应传感器222形式的接近传感器，其安装在PCB 206上，与磁性元件220大致对准，用于感测磁性元件220的接近。霍尔效应传感器222被配置成生成表示霍尔效应传感器222和磁性元件220之间的磁场的信号。光学发射器装置202还包括安装在PCB 206上的控制器224。控制器224被配置成接收由霍尔效应传感器222生成的信号并且响应于由霍尔效应传感器222生成的信号来控制VCSEL 208。

本领域普通技术人员将理解，图3的光学发射器装置202可能是有利的，因为由霍尔效应传感器222产生的信号不仅可以在光学基板210失效或损坏或从壳体204分离的情况下变化，而且即使光学基板210没有失效或损坏或从壳体204脱离，由霍尔效应传感器222产生的信号也可以在漫射器212的在霍尔效应传感器222与磁性元件220之间的部分失效或损坏或从光学基板210分离的情况下变化。

此外，在光学基板210的下侧上形成磁性元件220并且然后在磁性元件220上形成漫射器212也可以比如图2的光学发射器装置102的情况所需的在漫射器112上形成磁性元件120更简单。

图4示出了总体上用302表示的第四光学发射器装置，其包括壳体304、以印刷电路板(PCB)306形式的电互连构件、以及安装在PCB 306上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)308形式的光学发射器设备。PCB 306附接到壳体304，使得VCSEL 308位于壳体304内。光学发射器装置302还包括光学系统309，该光学系统309包括光学基板310和附接到光学基板310的下侧的以光学漫射器312形式的光学元件。光学基板310附接到壳体304，其中光学基板310的下侧朝向VCSEL 308设置。光学系统309还包括在光学基板310的下侧上限定的以反射元件320形式的被感测元件。反射元件320可以包括诸如银、金或铝的金属或由诸如银、金或铝的金属形成。反射元件320限定孔321。光学基板310相对于壳体304对准，使得孔321与VCSEL 308对准，以使来自VCSEL 308的光透射通过漫射器312并离开壳体304。

漫射器312被限定在反射元件320上。光学发射器装置302还包括安装在PCB 306上的以光电检测器(诸如光电二极管322)形式的接近传感器，用于接收从反射元件320反射的光。光电二极管322被配置为生成表示由VCSEL 308发射并由反射元件320反射的光的信号。光学发射器装置302还包括安装在PCB 306上的控制器324。控制器324被配置为接收由光电二极管322生成的信号并且响应于由光电二极管322生成的信号来控制VCSEL308。

本领域普通技术人员将理解，图4的光学发射器装置302可以是有利的，因为由光电二极管322生成的信号不仅可以在光学基板310失效或损坏或从壳体304分离时变化，而且即使光学基板310没有失效或损坏或从壳体304脱离，由光电二极管322生成的信号也可以在漫射器312在光电二极管322和反射元件320之间的部分失效或损坏或从光学基板310分离时变化。

此外，由光电二极管322产生的信号不仅取决于光电二极管322和反射元件320之间的距离，而且还取决于漫射器312的位于光电二极管322和反射元件320之间的部分的特性，包括厚度。此外，漫射器312的位于光电二极管322和反射元件320之间的部分的特性(包括厚度)可以由于壳体304内的环境的任何变化而变化，例如由于壳体304内的环境的温度、压力和湿度中的至少一个的任何变化。因此，由光电二极管322生成的信号可以表示壳体304内的环境。另外，控制器324可以被配置为监测由光电二极管322生成的信号，并且响应于由于壳体304内的环境的任何变化而引起的由光电二极管322生成的信号的任何变化，调整和/或关断向VCSEL 308的电力供应和/或电流供应。

另外，由光电二极管322生成的信号表示由VCSEL 308发射的光功率，例如与由VCSEL 308发射的光功率成比例。因此，控制器324可以被配置为监测由光电二极管322生成的信号，并且调整向VCSEL 308的电功率供应和/或电流供应，以改变由VCSEL 308发射的光功率。

图5示出了总体上用402表示的第五光学发射器装置，其包括壳体404、以印刷电路板(PCB)406形式的电互连构件、以及安装在PCB 406上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)408形式的光学发射器设备。PCB 406附接到壳体404，使得VCSEL 408位于壳体404内。光学发射器装置402还包括光学系统409，该光学系统409包括光学基板410和附接到光学基板410的下侧的以光学漫射器412形式的光学元件。光学基板410附接到壳体404，其中光学基板410的下侧朝向VCSEL 408设置。光学系统409还包括在光学基板410的下侧上限定的以反射元件420形式的被感测元件。反射元件420可以包括诸如银、金或铝的金属或由诸如银、金或铝的金属形成。反射元件420限定孔421和位于孔421内的多个非连续反射区域423。光学基板410相对于壳体404对准，使得孔421与VCSEL 408对准，以使来自VCSEL408的光透射通过漫射器412并离开壳体404。

漫射器412被限定在反射元件420上。光学发射器装置402还包括安装在PCB 406上的以光电检测器(诸如光电二极管422)形式的接近传感器，用于接收从反射元件420反射的光。光电二极管422被配置为生成表示由VCSEL 408发射并由反射元件420反射的光的信号。光学发射器装置402还包括安装在PCB 406上的控制器424。控制器424被配置为接收由光电二极管422生成的信号并且响应于由光电二极管422生成的信号来控制VCSEL408。

本领域普通技术人员将理解，图5的光学发射器装置402可以是有利的，因为由光电二极管422生成的信号不仅可以在光学基板410失效或变得损坏或从壳体404分离的情况下变化，而且即使光学基板410没有失效或损坏或从壳体404脱离，由光电二极管422生成的信号也可以在漫射器412在光电二极管422和反射元件420之间的部分失效或变得损坏或从光学基板410分离的情况下变化。

此外，由光电二极管422产生的信号不仅取决于光电二极管422和反射元件420之间的距离，而且还取决于漫射器412的位于光电二极管422和反射元件420之间的部分的特性，包括厚度，以及取决于反射元件420的非连续反射区域423的特性，包括水平间隔。此外，漫射器412的位于光电二极管422和反射元件420之间的部分的特性(包括厚度)和反射元件420的非连续反射区域423的特性(包括水平间隔)可以由于壳体404内的环境的任何变化而变化，例如由于壳体404内的环境的温度、压力和湿度中的至少一个的任何变化。因此，由光电二极管422生成的信号可以表示壳体404内的环境。另外，控制器424可以被配置为监测由光电二极管422生成的信号，并且响应于由于壳体404内的环境的任何变化而引起的由光电二极管422生成的信号的任何变化，调整和/或关断向VCSEL 408的电力供应和/或电流供应。

另外，由光电二极管422生成的信号表示由VCSEL 408发射的光功率，例如与由VCSEL 408发射的光功率成比例。因此，控制器424可以被配置为监测由光电二极管422生成的信号，并且调整向VCSEL 408的电功率供应和/或电流供应，以改变由VCSEL 408发射的光功率。

现在参照图6A，图中示出了总体上用502表示的第六光学发射器装置，它包括壳体504、以印刷电路板(PCB)506形式的电互连件和安装在PCB506上的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)508形式的光学发射器设备。PCB506附接到壳体504，使得VCSEL 508位于壳体504内。光学发射器装置502还包括光学系统509，该光学系统509包括光学基板510和附接到光学基板510的下侧的以光学漫射器512形式的光学元件。光学基板510附接到壳体504，其中光学基板510的下侧朝向VCSEL 508设置。光学系统509还包括在光学基板510的下侧上限定的以浮动电极520形式的被感测元件。如图6C所示，浮动电极520限定孔521。光学基板510相对于壳体504对准，使得孔521与VCSEL 508对准，以使来自VCSEL 508的光透射通过漫射器512并离开壳体504。

漫射器512限定在浮动电极520上。光学发射器装置502还包括安装在PCB 506上的以一个或多个电容发送电极522形式的接近传感器。感测电极522在图6B中示出。感测电极522被配置为生成表示感测电极522和浮动电极520之间的电容的信号。光学发射器装置502还包括安装在PCB 506上的控制器524。控制器524被配置为接收由感测电极522生成的信号并且响应于由感测电极522生成的信号来控制VCSEL 508。

本领域普通技术人员将理解，图6A的光学发射器布置502可为有利的，因为由发送电极522产生的信号不仅可在光学衬底510失效或变得损坏或从壳体504分离的情况下变化，而且即使光学基板510没有失效或损坏或从壳体504脱离，由发送电极522产生的信号也可在漫射器512在发射电极522与浮动电极520之间的部分失效或变得损坏或从光学衬底510分离的情况下变化。

此外，由发送电极522产生的信号不仅取决于发送电极522与浮动电极520之间的距离，而且还取决于漫射器512的位于发送电极522与浮动电极520之间的部分的性质，包含厚度。此外，漫射器512的位于发送电极522与浮动电极520之间的部分的性质(包含厚度)可由于壳体504内的环境的任何改变(例如，由于壳体504内的环境的温度、压力及湿度中的至少一者的任何改变)而变化。因此，由发送电极522生成的信号可以表示壳体504内的环境。另外，控制器524可以被配置为监测由发送电极522生成的信号，并且响应于由于壳体504内的环境的任何变化而引起的由发送电极522生成的信号的任何变化来调整和/或关断向VCSEL 508的电力供应和/或电流供应。

本领域普通技术人员将理解，对上述光学发射器装置的各种修改是可能的。例如，光学发射器装置可以使用任何类型的光学发射器设备，而不是使用VCSEL。例如，光学发射器装置可以使用不同种类的激光二极管或LED。

光学元件可以被配置为在空间上调制由光学发射器设备发射的光。光学元件可以被配置为在空间上调制由光学发射器设备发射的光的幅度和/或相位。

光学元件可以是折射的。

光学元件可以包括透镜。

光学元件可以包括多个透镜。

光学元件可以包括微透镜阵列。

光学元件可以是衍射的。

光学元件可以包括衍射光栅。

光学基板可以是部分透明或半透明的。

光学基板可以包括玻璃或由玻璃形成。

在一些实施例中，光学元件可以与光学基板单片集成或由光学基板的表面限定。在一些实施例中，光学元件可以限定在形成或沉积在光学基板上的材料中或由形成或沉积在光学基板上的材料形成。

尽管在所有前述实施例中PCB被用作电互连构件，但是可以替代地使用任何形式的电互连构件，例如可以替代地使用控制板。

尽管在所有前述实施例中将控制器描述为安装在PCB上，但是控制器可以与PCB分开提供，同时仍然被配置为与光学发射器设备和接近传感器通信，以响应于由接近传感器生成的信号来控制光学发射器设备。在一些实施例中，控制器可以位于壳体外部。

磁性元件120和220中的一个或两个可以由对于来自VCSEL 108、208的光透明的材料形成。透明磁性元件120、220的使用将避免需要在磁性元件120、220中限定孔121、221以透射来自VCSELs 108、208的光。

除了如参考图4和图5所描述的那样在光学基板310、410的下侧上形成反射元件320、420并且然后在反射元件320、420上形成漫射器312、412外，漫射器312、412可以形成在光学基板310、410的下侧上，并且反射元件320、420然后可以形成在漫射器312、412上。

反射元件320、420可以是高反射的或者可以仅是部分反射的。

本公开的实施例可以在许多不同的应用中采用，包括在泛光照明器中或在投影仪中。

尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本公开，但是应当理解，这些实施例仅是说明性的，并且权利要求不限于这些实施例。本领域技术人员将能够鉴于本公开对所描述的实施例进行修改和替代，这些修改和替代被认为落入所附权利要求的范围内。本说明书中公开或示出的每个特征可以并入任何实施例中，无论是单独的还是与本文公开或示出的任何其他特征的任何适当组合。特别地，本领域普通技术人员将理解，上面参考附图描述的本公开的实施例的一个或多个特征当与本公开的实施例的一个或多个其他特征隔离使用时可以产生效果或提供优点，并且除了上述本公开的实施例的特征的特定组合之外，特征的不同组合是可能的。

技术人员将理解，在前述说明书和所附权利要求中，诸如“上方”、“沿着”、“侧面”等的位置术语是参考概念性图示(诸如附图中所示的那些概念性图示)来进行的。这些术语是为了便于参考而使用的，但不旨在具有限制性质。因此，这些术语应被理解为是指当处于如附图所示的取向时的物体。

当关于本公开的实施例的特征使用时，术语“包括”的使用不排除其他特征或步骤。当关于本公开的实施例的特征使用时，术语“一”或“一个”的使用不排除实施例可以包括多个这样的特征的可能性。

权利要求中的附图标记的使用不应被解释为限制权利要求的范围。

附图标记列表

2光学发射器装置；

4壳体；

6PCB；

8VCSEL；

9光学系统；

10光学基板；

12光学漫射器；

20磁性元件；

22霍尔效应传感器；

24控制器；

102 光学发射器装置；

104 壳体；

106PCB；

108VCSEL；

109 光学系统；

110 光学基板；

112 光学漫射器；

120 磁性元件；

121磁性元件120中的孔；

122 霍尔效应传感器；

124 控制器；

202 光学发射器装置；

204 壳体；

206PCB；

208VCSEL；

209 光学系统；

210 光学基板；

212 光学漫射器；

220 磁性元件；

221磁性元件220中的孔；

222 霍尔效应传感器；

224 控制器；

302 光学发射器装置；

304 壳体；

306PCB；

308VCSEL；

309 光学系统；

310 光学基板；

312 光学漫射器；

320 反射元件；

321反射元件320中的孔；

322 光电二极管；

324 控制器；

402 光学发射器装置；

404 壳体；

406PCB；

408VCSEL；

409 光学系统；

410 光学基板；

412 光学漫射器；

420 反射元件；

421反射元件420中的孔；

422光电二极管；

423反射元件420的非连续反射区域；

424 控制器；

502 光学发射器装置；

504 壳体；

506PCB；

508VCSEL；

509 光学系统；

510 光学基板；

512 光学漫射器；

520 浮动电极；

521浮动电极520中的孔；

522感测电极；以及

524控制器。