TW201419505A

TW201419505A - 精巧型光電模組及其製造方法

Info

Publication number: TW201419505A
Application number: TW102123618A
Authority: TW
Inventors: Hartmut Rudmann; Markus Rossi
Original assignee: Heptagon Micro Optics Pte Ltd
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2014-05-16
Also published as: WO2014014411A1

Abstract

一種光學模組(1)包含：一第一構件(O)，其具有一實質平的第一表面，其中和該第一表面正交的方向被稱為垂直方向(z)且和該垂直方向正交的方向稱為側向(x,y)；一第二構件(P)，其具有一面向該第一表面的第二表面，其係實質平的且被實質平行於該第一表面對準；一第三構件(S)，其被包含在該第一構件(O)中或被包含在該第二構件(P)中或不同於該第一及第二構件，其包含一開口(4)，其中該第三構件是一單一部件；及一光學元件(30，32)。該第一構件(O)包含一光可穿透的透明部分(t)，且該光學元件(30，32)被附裝至該第一表面或在該第一表面處被包含在該第一構件(O)內。該光學元件(30，32)與該透明部分(t)間隔開且被設置在該開口內。各式光學配置可以此方式被實現於一微型光學封裝體(1)內。

Description

精巧型光電模組及其製造方法

本發明係有關於光學領域且更具體地係關於光學構件或光電構件的封裝及製造。更明確地，本發明係關於光學模組及關於製造光學模組的方法及包含此等光學模組的應用器具(appliance)及裝置。本發明亦關於諸申請專利範圍的開頭句子所述的方法及設備。

〔名詞定義〕

“主動式光學構件”：一種光感測器或光發射構件。例如，光二極體、影像感測器、LED、OLED、雷射晶片。一主動式光學構件可如一裸晶粒(bare die)般呈現或以一封裝體形式(如，一封裝構件)呈現。

“被動式光學構件”：一種藉由折射及/或繞射及/或(內部及/或外部)反射來將光線轉向的光學構件，譬如一鏡片、一稜鏡、一鏡子、或一光學系統，其中一光學系統是此等光學構件的集合，其亦可能包含像是光圈光闌、影像螢幕、固持件的機械元件。

“光電模組”：一種構件，其包含至少一主動式及至少一被動式光學構件。

“複製”：一種技術，一給定的結構或其負形(negative)可藉由此技術被複製。例如，蝕刻、壓花、銘印、澆鑄、模製。

“晶圓”：一種實質圓盤或板片式形狀的物件，其在一個方向(z方向或垂直方向)上的延伸相對於其在另兩個方向(x及y方向或側向)上的延伸小很多。通常，在一(非空白的)晶圓上，多個相類似的結構或物件被配置或設置於其中，典型地在一矩形的格點上。一晶圓可具有開口或孔，且一晶圓甚至可以在其側向區域的一預定的部分沒有材料。晶圓可具有任何側向形狀，其中圓的形狀及矩形是極常見的形狀。雖然在許多情境中，一晶圓被理解為主要是用半導體材料製成的，但在本專利申請案中，並不侷限於此。因此，一晶圓可以主要是由例如半導體材料、聚合物材料、包含金屬與聚合物或聚合物與玻璃的複合材料所製成。詳言之，可硬化的材料(譬如，可熱硬化或UV硬化的聚合物)都是本發明感興趣的晶圓材料。

“側向”：參見“晶圓”。

“垂直”：參見“晶圓”。

“光”：最一般性地是電磁輻射；較具體地是電磁光譜的紅外線、可見光或紫外線部分的電磁輻射。

在美國專利US 5,912,872號中，一種集成式光學設備被提出。在該光學設備的製造中，一其上有多個主動式光學構件的支撐晶圓和一具有相應的多個光學元件的透明晶圓對準。此一支撐-透明晶圓配對然後可被分切(diced)。

在美國專利公開案US 2011/0050979 A1號中，一種具有功能性元件之用於光電裝置的光學模組被揭露。該光學模組包括一具有至少一鏡片元件的鏡片基材部分、及一間隔件。該間隔件係用來在該鏡片基材和完全組裝好的光電裝置的一基礎基材部分兩者間保持一明確界定的軸向距離。為了要確保該功能性元件有改善的效能，一EMC防護件被提供。該間隔件至少部分地導電並因而形成該EMC防護件或EMC防護件的一部分。一種以晶圓尺度來製造多個該模組的方法亦被揭示在US 2011/0050979 A1中。

一種雷射功率監視器及系統可從美國專利US 6,314,223號中被知曉。在該專利中，一雷射發出光線穿過一其上有一繞射元件的基材，該繞射元件將該被發射出的雷射光的一部分反射至一光偵測器。

本發明的一個目的是要創造一種新穎的方式來製造光學模組或裝置及/或創造新穎的光學模組或裝置。此外，包含多個此種光學模組或裝置的應用器具將被提供。

本發明的另一個目的是要提供特別微小的或精巧的或微型化的光學模組或裝置及/或提供製造它們的方法。

本發明的另一個目的是要提供一種特別快的方式來製造光學模組或裝置。

本發明的另一個目的是要提供具有極低製造公差的光學模組或裝置，及一種以極高精確度製造此光學模組或裝置的方式。

本發明的另一個目的是要提供一種大量製造微型化的光學模組或裝置的方式並提供相對應的光學模組或裝置。

該等光學模組或裝置更具體地可以是光電模組。

其它的目的將從下面的描述及實施例中浮現。

這些目的中的至少一個目的係藉由本案申請專利範圍所請的設備及方法而被至少部分地被達成。

該光學模組包含：一第一構件，其具有一實質平的第一表面，其中和該第一表面正交的方向被稱為垂直方向且和該垂直方向正交的方向稱為側向；一第二構件，其具有一面向該第一表面的第二表面，其係實質平的且被實質平行於該第一表面對準；一第三構件，其被包含在該第一構件中或被包含在該第二構件中或不同於該第一及第二構件，其包含一開口，其中該第三構件是一單一部件；及一光學元件；其中該第一構件包含一光可穿透的透明部分，其中該光學元件被附裝至該第一表面或在該第一表面處被包含在該第一構件中，及其中該光學元件遠離該透明部分且位在該開口內。

此一光學模組適合以極精巧的方式實現一具有相當複雜性的系統或構造。因而可提供一經過封裝的光學或光電構件，其提供先進的功能。再者，此等光學模組可用很小的公差大量製造，這從下文中描述的製造方法中將變得更清楚。

光經由該透明區域可進入或離開或進出、進入及離開該光學模組，依據在該光學模組被實現的功能而定。當然，提供兩個或更多個透明部分於一個光學模組內是可能的。

該第一及第二表面通常朝向該光學模組的內部。

該第三構件通常被設置在該第一及第二表面之間。它可被視為一間隔件。該第三構件可被設置來確保該第一及第二構件之間一明確界定的距離及/或用來確保該第一及第二表面之間一明確界定的距離。該第三構件可另外地或額外地被設置來確保該第一及第二表面的一明確界定的相互(平行)對準。

將該第三構件設置為一單一部件可提供一更好的可製造性。

該第三構件可用一種單一材料製成，其中此材料可以是一複合材料，尤其是均質的複合材料。一聚合物材料特別適合該第三構件。

在一實施例中，該光學元件被該第三構件圍繞，尤其是在至少一個平行於該第一及第二平面的平面上。

在一個可和前面提到的實施例結合的實施例中，該光學元件是下面所列的至少一者：散光元件，如稜鏡或繞射光柵(平面或曲面；透射或反射)；光學鏡面，其中平面鏡以及曲面鏡可被設置；光發射器，如LED，OLED，雷射，尤其是VCSEL；光偵測器，如光二極體，二維度光感測器，譬如像素陣列，光偵測器構造。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第一及第二構件藉由該第三構件互連，尤其是直接互連(忽略可使用的黏結材料)。通常，該第一及第二構件係透過該第三構件相對於彼此固定。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該模組的垂直輪廓(vertical silhouette)的外邊界(即，該光學模組在一側向平面上的投影所描繪出來的形狀的外邊界)及該第一、第二及第三構件的垂直輪廓的外邊界(即，各構件在一側向平面上的投影所描繪出來的形狀的外邊界)，其每一者都描繪同一個實質的矩形形狀。這可實施一更佳的可製造性。詳言之，所有被提到的垂直輪廓可描繪一個且同一個矩形形狀。該第一、第二及第三構件的側向尺寸係實質相同。用晶圓層級來製造此等光學模組是很有可能的，這可獲得高精確度的大量製造。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該光學模組包含一至少部分反射的元件，如光學面鏡或反射性繞射光柵，且它可以是平面或曲面。該至少部分反射的元件被附裝至該第二表面或在該第二表面處被包含在該第二構件中，如以一反射性塗層的形式。一至少部分反射的元件可將該光學模組內的光重新導向，用以在該光學模組內建立一具有側向分量的光路徑，其功能性地(光學地)將該透明部分和該光學元件互連，該光學路徑特別包含至少一第一區段(光在此區段上從該第一構件前進至該第二構件)及至少一第二區段(光在此區段上從該第二構件前進至該第一構件)，該等區段中的至少一者具有一側向分量。這讓在該光學模組內實現類似於在平板形光學器件(slab optics)內所實現的光學系統成為可能。該第三構件可被設置來確保一明確界定的距離(尤其是明確界定的垂直距離)於該至少部分反射的元件和該光學元件之間及/或該至少部分反射的元件和該透明部分之間。

因此，在一參照最後被提到的實施例的實施例中，該透明部分、該至少部分反射的元件及該光學元件以一種穿過該透明部分的光可沿著一將該透明部分和該至少部分反射的元件互連以及將該至少部分反射的元件和該光學元件互連的路徑傳播的方式被相互地設置。此一光學路徑具有側向分量(lateral component)且可被視為一摺疊式光學路徑(folded optical path)。此一摺疊式光學路徑可讓在小的側向邊界內實現長的光學路徑長度(類似於俗稱的平板形光學器件內所實現者)成為可能。在平板形光學器件中，光在具有兩個描述平行的扁平區域的表面的玻璃件內傳播，該光因為總內反射全(total internal reflection)的關係而從今以後被倍增地反射這兩個表面之間。平板形光學器從更廣的觀點來看亦可被視為自由空間平面光學構件的整合。平板形光學器件的結構可例如在EP 0674 192 A2號及US 41711997號中找到。

在一參照最後被提到的實施例的實施例中，該光路徑包含至少兩個沿著不同的方向前進的路徑部分，該等不同的方向在它們各自的側分量上不相同，詳言之，該等不同的方向係在它們各自的側向分量上實質地不同。在此等實施例中，特別長的及/或特別複雜的光學路徑可被設置在該光學模組內，且這在至少考量其功能性時讓完成特別小的形狀因子(form factor)的光學模組成為可能。吾人可利用x及y方向，而不再只讓光基本上只沿著一個方向側向地傳播。在此等實施例中：該至少兩個路徑部分是光隨後會沿著它傳播的路徑部分；或該至少兩個路徑部分是光會沿著它同步傳播的路徑部分。

在第一種情況中，一或多個反射元件將該光學模組內的光重新引導，用以讓在該光學模組內部的光沿著一個x分量及y分量會改變的路徑(即，鋸齒形路徑)傳播。在第二種情況中，一或多個繞射元件將該光學模組內的光束分割成數個光束，這些數個光數沿著具有不同的x分量及y分量的方向前進。

在本發明的一特別的態樣中，該至少部分反射的元件被提供，但該光學元件則沒有被提供。提供該光學元件因而是非必要的。本發明的該特別的態樣的特殊實施例可從用來描述該光學元件被提供的實施例予以理解。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第一及第二構件的至少一者，尤其是它們兩者(即，該第一及第二構件)，至少部分是實質上用至少實質上不透明的材料來製造。當然，該透明部分不是用至少實質上不透明的材料來製造。材料的選擇可以防止所不想要之光線離開該光學模組及/或避免所不想要的光線進入該光學模組中。它對於光學地密封該光學模組有所貢獻，當然，其中該光學密封被該透明部分中斷，尤其是只被該透明部分中斷。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第三構件至少部分是實質上用至少實質上不透明的材料來製造。此材料的選擇可以防止所不想要之光線離開該光學模組及/或避免所不想要的光線進入該光學模組中。它對於光學地密封該光學模組有所貢獻。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第一、第二及第三構件是大致塊狀或板狀的形狀，可包含至少一孔洞。此等光學模組的晶圓層級製造是很有可能的。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第一及第二構件實質地是一印刷電路板或一印刷電路板組件。至少一橫跨該第一構件及該第二構件本身的電連接因而可被提供在該第一構件及/或該第二構件上。因此，一從一包含在該光學模組內的電子構件或主動式光學構件連接至該光學模組外面的電連接可被實現，該電連接垂直地跨越各個構件。這可在該光學模組內提供高度的集成性及功能性。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第三構件是用被硬化的可硬化材料製造及使用複製處理獲得的這兩種中的至少一者。這讓用有效率的方式以單一部件的形式提供該第三構件成為可能。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該光學元件是用被硬化的可硬化材料製造及使用複製處理獲得的這兩種中的至少一者。這讓獲得更好的可製造性成為可能。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該光學元件是被動式光學構件。尤其是，它可以是一至少部分反射的元件。或者，該光件是主動式光學構件。在後者的情況中，它尤其可是一光發射元件或是一光偵測元件。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該第一構件包含一不透明的遮擋部分。在此一遮擋部分中，光無法穿過該第一構件。尤其是，該透明部分被該遮擋部分包圍。更具體體地，該第一構件係實質地由一或多個遮擋部分及一或多個透明部分所構成，其中每一透明部分被至少一遮擋部分包圍(尤其是被側向地包圍)。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該透明部分係實質地用透明材料製成，尤其是例如一可固化的材料(譬如，可固化的環氧樹脂)的一被硬化之可硬化的材料。該透明部分可實質地用一固態透明材料製造。或者該透明部分可實質地是一開口(一孔洞)。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該透明部分包含一被動式光學構件，尤其是一光學結構。此一光學結構尤其可以是或包含一鏡片、一鏡片元件、一稜鏡、一透射性繞射光柵。一形成一光柵及一鏡片或一光柵及一面鏡的光學結構亦可被設置。此一光學結構能夠將光分割成沿著不同路徑傳播的並同時聚焦的光束。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該光學模組包含一附裝至該第二表面或在該第二表面處包含在該第二構件中的第二光學元件。在此例子中，稍早提到光學元件可以是一第二至少部分反射的元件。該第二光學元件可以是一被動式光學構件，尤其是一至少部分反射的元件，或該第二光學元件可以是一主動式光學構件，尤其是一光發射元件或一光偵測元件。各種從平板形光學器件知曉的功能可用此種方式被實施於該光學模組中。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，數個至少部分反射的元件可被包含在該光學模組中，它們被配置成使得在該光學模組內從該透明部分傳播至該光學模組或相反方向傳播的光係沿著一具有至少三個將該第一及第二構件互連的區段的光學路徑前進，該至少三個區段中的至少一者，尤其是每一者，具有一側向分量。典型地，光線係在該至少三個區段的每一者上在該第三構件內行進。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該光學模組包含一內部空間及一圈圍該內部空間的外殼，除了該透明部分之外該外殼都是不透明的，使得光只能經由該透明部分，或如果有至少一額外的透明部分被提供的話則是經由該等透明部分，進入或離開該內部空間。更具體地，該第一、第二及第三構件對該外殼有貢獻，更加具體地，該第一、第二及第三構件形成該外殼。該內部空間通常被包含在該開口內。因此，一極為精巧地封裝的光學模組，如光電模組，可被完成。該光學模組可以只使用極少數的部件來完成。

在一個可和前面提到的實施例的一或多者結合的實施例中，該模組形成一第一通道及一第二通道，該第一通道包含該光學元件，該模組包含一主動式光學構件，該主動式光學構件被包含在該第二通道內。尤其是，該光學元件是一額外的主動式光學構件。更具體地，該等主動式光學構件的一者是一偵測構件，及另一者是一發射構件。通常，此等模組包含一通道分隔器，在該模組內，該第一及第二通道被此通道通分隔器彼此分隔開。

應指出的是，提供不包含任何主動式光學構件的光學模組是可能的。提供不包含任何印刷電路板或印刷電路板組件的光學模組亦是可能的。此等“被動式”光學模組在例如光學通信裝置中很有用或作為光學通信裝置，或用來成像(imaging)，例如像是顯微鏡或單筒望遠鏡或雙筒望遠鏡；或它們可以(在光進入該模組時)只讓某些顏色的光漏出。

依據本發明的應用器具(appliance)包含多個依據本發明的光學模組。此一應用器具尤其可以是一晶圓堆疊，譬如一在該光學模組的製造期間使用的晶圓堆疊，其例如包含一具有多個第一構件的第一晶圓、一具有多個第二構件的第二晶圓及一具有多個第三構件的第三晶圓。

一種製造一裝置的方法包含下列步驟： a)提供一第一晶圓，其具有多個光可穿過的透明部分；b)提供多個光學元件；其中該等多個光學元件的每一者係被附裝至該第一晶圓或被包含在該第一晶圓中，及其中該等多個光學元件的每一者係和該等多個透明部分的任何一者間隔開。

在本發明的一個態樣中，該裝置被稱為第一晶圓；在另一個態樣中，該裝置是一光學模組；在本發明的另一個態樣中，該裝置除了其它部件之外還包含一光學模組。

該方法可被用來製造一依據本發明的裝置。

通常，該等多個光學元件的每一者係被分配該等多個透明部分的一個透明部分。

因為該等透明部分的關係，所以光可穿過該第一晶圓。光可經由該等透明的部分貫穿該第一晶圓。該等光學元件可具有在上文中和該等光學模組一起被描述的特性。

在該方法的一個實施例中，該方法包含至少一下面的步驟：n1)使用複製處理，尤其是浮凸壓印處理，來製造該第一晶圓。

藉此，當一複製步驟為了製造該第一晶圓被實施或在其製造期間被實施時，可達成高精確度的大量製造。

在該方法的一個可和前面提到的實施例相結合的實施例中，該方法包含下面的步驟：k)使用複製處理，尤其是浮凸壓印處理，來製造該等多個光學元件的每一光學元件。

複製，尤其是浮凸壓印，讓用高精確度大量製造大量微小部件成為可能。

在一可被應用於本申請案中任何提到複製處理的例子中的示範性複製處理中，一結構化表面被浮凸壓印於一液狀黏滯性的材料或可塑性變形的材料中，然後該材料藉由使用超紫外線及/或熱加以硬化，然後該結構化表面被移除。因此，該結構化表面的一複製品(replica)(其在此例子中為一負形複製品)被獲得。適合用於複製的材料為，例如，可硬化的(更具體地為可固化的)聚合物材料或其它複製材料，即可在硬化步驟中(更明確地在固化步驟中)從液狀黏滯或可塑性變形的狀態轉變為固態的材料。複製是一種習知的技術，例如參見WO 2005/083789 A2以獲得關於此技術的更多細節。

在一可和前面提到的方法實施例的一或多者結合的實施例中，該方法包含下面的步驟：m)使用複製處理，尤其是浮凸壓印處理，來製造該等多個透明部分的每一透明部分。

應指出的是，在本文中提到之“使用...來製造”等用語的步驟或處理並沒有排除在製造期間提供額外的製造步驟或處理。

在一可和前面提到的方法實施例的一或多者結合的實施例中，該方法包含下面的步驟：c)提供一第二晶圓；d)提供一第三晶圓，其中該第三晶圓被包含在該第一晶圓中或被包含在該第二晶圓中或和這兩個晶圓不同，及其中該第三晶圓包含多個開口；及e)藉由將該第一、第二及第三晶圓堆疊起來以形成一晶圓堆疊，使得該第三晶圓被設置在該第一及第二晶圓之間且該等多個光學元件的每一者被分配給該等多個開口的一個開口。

藉此，依據本發明的光學裝置可用一有效率的方式被製造。通常，該等多個光學元件的每一者係被設置在該等多個開口的一個開口內。通常，該等多個開口的每一開口係被分配給該等多個透明部分的一個透明部分且被分配給等多個光學元件的一個光學元件。

應指出的是，該裝置可以是該晶圓堆疊，但該裝置亦可以是一光學模組或一包含一光學模組以及其它構件的裝置。

在一參考該最後一個被提到的實施例的實施例中，步驟e)包含一黏結步驟，如膠黏步驟，尤其是使用聚合物材料或可硬化的材料的黏結步驟。更具體地，步驟e)可包含施加並硬化一環氧樹脂，或更明確地施加一可輻射固化的環氧樹脂。

在一參考最後兩個被提到的實施例的一者或兩者的實施例中，該方法包含下列步驟中的至少一者：n2)使用複製處理，尤其是浮凸壓印處理，來製造該第二晶圓；n3)使用複製處理，尤其是浮凸壓印處理，來製造該第三晶圓。

藉此，當一複製步驟為了製造該這兩個晶圓的一者或兩者而被實施或在其製造期間被實施時，可達成高精確度的大量製造。

在一可和前面提到的方法實施例的一者或多著相結合的實施例中，該第二晶圓包含多個至少部分反射的元件。

在一可和前面提到之包含步驟c)、d)及e)的方法實施例的一者或多者相結合的實施例中，該方法包含下列步驟：f)將該晶圓堆疊分割成多個裝置，尤其是分割成多個光學模組，更具體地為多個光電模組。

詳言之，該等裝置的每一者包含：該等多個透明部分的至少一者；該等多個光學元件的至少一者；及該等多個開口的至少一者。

詳言之，使用該方法製造的該裝置是該等光學模組或光電模組的一者。

該分割可使用已知的分切(dicing)技術，如鋸切、雷射切割及其它，來實施。

本發明包含具有依據本發明的相對應的方法的特徵的光學裝置，反之亦然，本發明包含具有依據本發明的相對應的光學裝置的特徵的方法。

該等光學裝置的好處基本上對應於相應的方法的好處，反之亦然，該等方法的好處基本上對應於相應的光學裝置的好處。

用來製造一包含光學模組的裝置的方法包含使用上述方法之一來製造該光學模組，尤其是其中該裝置包含一依據本發明的光學模組；及/或其中該裝置包含一印刷電路板，該光學模組被安裝於該印刷電路板上，其中更具體地，該裝置包含一處理單元，其操作地連接至該光學模組。

該裝置包含一光學模組，其中該光學模組是一如上文所述的光學模組，尤其是，該裝置可包含一印刷電路板，該光學模組被安裝於該印刷電路板上。

該裝置可以例如是智慧型手機、照相裝置、光學感測器、光學通信裝置。“光學通信裝置”係指一種在光學數據傳輸中，更具體地是在光學數位數據傳輸中，再更具體地是在光學長途電信數據傳輸中，使用的光學構件。通常，一光學通信裝置具有至少一用來接收光的輸入埠及至少一用來輸出光的輸出埠。典型地，在該光學通信裝置中，一些處理被施加至該被輸入的光上，該處理可以是放大、聚焦、散焦、濾波、光學濾波、分離(separating)、分割(dividing)、***(splitting)、合併的至少一種。

各式設備及方法已於上文中被描述。該光學模組和外面的世界互動。例如，它可對進入該光學模組的光作出反應，例如根據進入該光學模組的光來產生訊號。而且/或者，它可發出光，例如具有被特別定製的特性之該被發出的光、或因為該光線發射而進入該光學模組中的光可在該光學模組內被分析用以，例如根據該分析結果來產生訊號。一包含複雜的光學路徑及數個主動式及/或被動式光學構件的完整光學系統可被包含在一微型的光學封裝體內，尤其是在一微型的光電封裝體內。包含在該光學模組(其在此例子中為一光電模組)內的主動式光學構件可如裸晶粒或晶片尺度的封裝體般地被提供。可以如此作的可能性讓特別小的封裝尺寸可被實現。

其它的實施例及好處從附屬請求項及圖中浮現。

1‧‧‧光學模組

10‧‧‧裝置

9‧‧‧印刷電路板(PCB)

8‧‧‧控制單元

P‧‧‧基材

S‧‧‧分隔件

O‧‧‧光學器件構件

B‧‧‧遮擋件

20‧‧‧主動式光學構件

22‧‧‧光發射器

30‧‧‧被動式光學構件

33‧‧‧被動式光學構件

32‧‧‧被動式光學構件

7‧‧‧焊錫球

4‧‧‧開口

6‧‧‧透明元件

5‧‧‧鏡片元件

3‧‧‧透明區域

Sb‧‧‧間隔件部分

Sd‧‧‧疏遠部分

Sb‧‧‧結構部分

PW‧‧‧基材晶圓

SW‧‧‧間隔件晶圓

OW‧‧‧光學器件晶圓

BW‧‧‧遮擋晶圓

b‧‧‧遮擋部分

L‧‧‧鏡片構件

2‧‧‧晶圓堆疊

PW‧‧‧基材晶圓

SW‧‧‧間隔件晶圓

OW‧‧‧光學器件晶圓

BW‧‧‧遮擋晶圓

19‧‧‧穿孔

11‧‧‧外殼

25‧‧‧主動式光學構件

31’‧‧‧被動式光學構件

31’’’‧‧‧被動式光學構件

36‧‧‧繞射光柵

26‧‧‧偵測器配置

Sb’‧‧‧間隔件部分

Sb”‧‧‧間隔件部分

Sb’’’‧‧‧間隔件部分

Sb’’’’‧‧‧間隔件部分

t‧‧‧透明部分

t’‧‧‧透明部分

38‧‧‧稜鏡

M1‧‧‧光學面鏡

M2‧‧‧光學面鏡

M3‧‧‧光學面鏡

M4‧‧‧光學面鏡

F1‧‧‧表面

F2‧‧‧表面

Sp‧‧‧通道分隔件

4’‧‧‧開口

24‧‧‧偵測構件

在下文中，本發明藉由例子及圖式來作更詳細的描述。該等圖式以示意的方式顯示：圖1為一包含光學模組的裝置的剖面圖；圖2為圖1的光學模組的組成物的各式各樣的剖面圖；圖3為用來形成一用來製造多個圖1的光學模組的晶圓堆疊的諸晶圓的剖面圖；圖4為用來形成一用來製造多個圖1的光學模組的晶圓堆疊的剖面圖；圖5為一在印刷電路板上的光學模組的剖面圖；圖6為一包含繞射光柵的光學模組的剖面圖；圖7是在一穿過圖6的實施例的垂直剖面上的圖式的一特別的詮釋；圖8是一光學模組的側向的圖示；圖9是一穿過圖8的光學組件的一垂直剖面的圖式的第一詮釋；圖10是一穿過圖8的光學組件的一垂直剖面的圖式的第二詮釋；圖11為一光學模組的側向圖式；圖12是一穿過圖11的光學組件的一垂直剖面的圖式；圖13是一穿過圖11的光學組件的一垂直剖面的圖式；圖14是一穿過圖11的光學組件的一垂直剖面的圖式；圖15是一包含光學模組的裝置的剖面圖。

被描述的實施例是要作為例子之用，其不應被用來限制本發明。

圖1顯示一包含光學模組1的裝置10的示意剖面圖，其中該光學模組尤其是一光電模組1。該被例示的剖面是垂直剖面。圖2顯示圖1的模組的組成物的各式示意側剖面圖，其中這些側剖面的大致位置在圖1中係以s1至s5及虛線來標示。關於s4及s5，其觀看方向係以箭頭來標示。

裝置10可以例如是電子裝置及/或照相裝置。它除了模組1之外還包含印刷電路板9，該模組1係安裝於該印刷電路板上。此外，安裝在該印刷電路板9上的是一積體電路8，譬如一控制單元8或控制器晶片，其透過該印刷電路板9和模組1操作地互連。例如，積體電路8可評估該模組1輸出的訊號及/或提供訊號至模組1，用以控制模組1。

模組1包含數個組成物(P、S、O、B)其彼此堆疊於一被界定為“垂直”的方向上；其對應於z方向(參見圖1)。在x-y平面上和垂直(z)方向正交的方向被稱為“側向(lateral)”。

模組1包含彼此堆疊的一基材P、一分隔件S(其亦可被稱為間隔件)、一光學器件構件(optics member)O及一非必要的遮擋件B。基材P例如是一印刷電路板組件，或只是一印刷電路板。此該印刷電路板(PCB)組件的該PCB更具體地亦被稱為一***物(interposer)。在該PCB上，一主動式光學構件20(譬如，光發射器22)被安裝於其上且一被動式光學構件30亦被安裝於其上。該被動式光學構件30更具體地可以是一反射元件33，如一面鏡化的稜鏡。在該光學器件構件O上，一被動式光學構件30被設置於其上，其更具體地是反射元件32，如一弧形面鏡。

主動式光學器件構件20的電接點透過其上附著有焊錫球7的基材P而被電連接至模組1的外面。亦可以提供接點墊於該PCB上，而不是設置焊錫球7，接點墊上不設(或在稍後的時間點設有)焊錫球。

藉此，模組1可被安裝在印刷電路板9上，例如用表面安裝技術(SMT)，並與其它電子構件(譬如，控制器8)比鄰。模組1特別適合應用在精巧的電子裝置10中，譬如在手持式通信裝置中，因為它可被設計及製造成具有極小的尺寸。

分隔件S具有一開孔4，該主動及被動光學器件構件22，32，33被設置於該開孔內。以此方式，這些物件被分隔件S側向地圍繞(參見圖1及2)。

分隔件(間隔件)S可達成數項任務。它可(透過其垂直的延伸量(extension))確保該基材P和光學器件構件O之間一明確界定的距離，這有助於在該模組內達成明確界定的光路徑。分隔件S亦可禁止該主動式光學器件構件20所產生的光經由底下的光路徑擴散至模組1外面。這是藉由讓該分隔件S形成該模組1的外壁的一部分來達成，分隔件S實質上是由不透明的材料製成。典型地，分隔件是用聚合物材料製成，尤其是可硬化的，或更具體地可固化的聚合物材料，如環氧樹脂製成。如果分隔件S實質上是由不透明的可固化材料製成的話，它可以特別是一可熱固化的材料。

光學器件構件O包含一遮擋部分b及一透明部分t，後者是要讓該主動式光學器件構件20所產生的光能夠離開該模組1。

遮擋部分b係藉由用適當的(聚合物)材料，例如和被描述的分隔件S相類似的材料，製造而實質不透光。透明部分t包含一被動式光學器件構件L，或更具體地包含例如一用於光線引導的鏡片元件L。鏡片元件L例如包含圖1所示地一和透明元件6緊密接觸的鏡片元件5。透明元件6可具有和光學器件構件O的遮擋部分b相同的垂直尺寸，使得光學器件構件O的遮擋部分b和透明元件6一起形成一(接近完美的)實心板形狀。鏡片元件5藉由折射(參見圖1)及/或藉由繞射(未示於圖1中)將光線重新導向。鏡片元件5可例如是大致外凸形狀(如圖1所示)，但鏡片元件5可被不同地塑形，例如大致內凹或部分內凹形。提供另一光學結構於透明元件6的相反側上亦是可能的(未示出)。

遮擋件B是非必要的且可遮擋所不想要的光，尤其是以一所想要的角度離開模組1的光。通常，遮擋件B將具有一透明的區域3，其可被體現為一開孔或用透明材料來體現。遮擋件B在透明區域3的外面可用一可實質地讓光衰減或遮擋光線的材料來製造，或可被設置一具有此特性的塗層，其中後者在製造上通常較複雜。該遮擋件B或更精確地該透明區域3的形狀可以和圖1及2所示的形狀不同，且其可以例如形成一圓錐狀的形狀或一截頭的角錐的形狀。

不只該透明區域3的側面形狀，該透明部分t的形狀和開孔4的形狀也可以和圖2所示的形狀不同，而具有其它的外觀，例如具有圓角化角落的多邊形或矩形或橢圓形。

回到分隔件S，它並不獨自地包含一側向地界定的區域，該分隔件S在該區域內垂直地延伸至一最大程度，亦即延伸至實質地界定該介於基材構件P和該光學器件構件O之間的垂直距離的程度、及包含側向地界定的區域，該分隔件在該區域內完全沒有材料，以形成一垂直地完全橫貫該最大的垂直延伸量的開孔。而且，有一側向地界定的區域，該分隔件S的材料(通常是不透明的材料)只沿著該最大的垂直延伸量的一部分(即，在該間隔件部分Sb的區域內)垂直地延伸。因此，間隔件部分Sb可如一用於該模組1內部的遮光件般地作用(參見圖1)。它可防止光沿著所不想要的路徑擴散。尤其是，如果該分隔件S使用複製來製造的話，則在製造性及製造步驟方面，該間隔件部分Sb提供的分隔件S的額外功能可以在幾近沒有成本下很容易達成。間隔件S之垂直地延伸至一最大程度的部分被稱為疏遠部分Sd。

該主動式光學器件構件20亦可以是一用於偵測光線的偵測構件，譬如影像偵測器或光二極體，而不是一包含一發光構件22作為主動式光學器件構件20的發光模組1。在此情況中，分隔件S亦可藉由形成為實質不透明及藉由形成該模組1的外壁的一部分及藉由形成一遮光部(即，間隔件部分Sb)而被提供來保護該偵側構件以遮擋掉不應被該偵測構件偵測的光線。再者，透明部分t然後可被提供以允許光從模組1的外面進入模組1內並到達該偵測構件。

而且，亦可在模組1中提供一發光構件及一偵測構件(未示出)。為了要達成將這些主動式光學器件構件和模組1外面的電接觸，這兩者通常將會被安裝於基材P上。此一模組可被用於例如藉由將光發射出該模組外並偵測已和模組1的環境中的一物件互動的光線來調查模組1的環境。

再者，亦可以提供依據上文中討論的原則設計的模組，其除了一或兩個主動式光學元件之外還包含一或多個額外的電子構件，譬如額外的光偵測器、及/或一或多個積體電路、及/或兩個或多個光源。

模組1是一光電構件、更精確地是一經過封裝的光電構件。模組1的垂直側壁是由物件P、S、O及B形成。一底壁是由基材P形成，及一頂壁是由遮擋件B或由遮擋件B和光學器件構件O一起形成，或在沒有遮擋壁B的情況中，其是單獨由光學器件構件O來形成。

如可在圖2中清楚看出地，這四個物件P、S、O及B因為上述的原因，因此亦可被稱為外殼構件(構成模組1的外殼)，它們全都具有相同的外側面形狀及外側面尺寸。這和一種可行的且極有效率的模組1製造方法有關，該方法將於下文中參考圖3及4更詳細地說明。這些外殼構件P、S、O及B通常全都是大致塊狀或板狀形狀，或更常的是大致矩形的平行四邊形，可能具有孔洞或開孔(譬如遮擋件B及分隔件S就有)或(垂直的)突出部(譬如光學器件構件O因為光學結構5的關係而有突出部)。

被動式構件32及33及主動式光學器件構件22被設置成使得光可沿著互連這些構件的光學路徑及透明的部分t在該模組1內傳播。被設置成與光學元件32(被動式構件32及33)分開的透明的部分t讓該光學路徑具有一(延著x方向的)側向分量。

包含在模組1內的主動式電子構件20(譬如圖1所示的例子中的發光件22)可以是封裝的或未封裝的電子構件。為了接觸該基材P，可使用打線接合(wire bonding)技術或覆晶技術或任何其它已知的表面安裝技術，或甚至傳統的穿孔技術。提供主動式光學器件構件作為裸晶粒(bare die)或晶圓尺度的封裝體可讓設計特別小的模組1成為可能，而且還可讓以不同方式封裝的主動式光學器件構件被包含在模組1內。

圖3顯示用來形成一晶圓堆疊2之諸晶圓的示意剖面圖，該晶圓堆疊係用來製造多個示於圖1及2中的模組。(實際上)完全以晶圓尺度(wafer-scale)來製造該等模組1是可行的，當然具有後續的分割步驟。雖然圖3 及4只顯示提供三個模組1，但通常在一個晶圓堆疊中在每一側方向上可提供至少10個、或至少30個或甚至多於50個的模組。每一個晶圓的典型尺度為：側向地至少5公分或10公分、及高達30公分或40公分或甚至50公分；及垂直地(在沒有構件被設置在該基材晶圓PW時測量)至少0.2公釐至0.4公釐或甚至1公釐，及高達6公釐或10公釐或甚至20公釐。

四片晶圓(或沒有遮擋晶圓時：三片晶圓)足夠製造多個示於圖1中的模組：一片基材晶圓PW，一片間隔件晶圓SW，一片光學器件晶圓OW，及非必要的遮擋晶圓BW。每一片晶圓包含多個包含在相應的模組1內之相應的構件(參見圖1及2)，其通常被設置在一矩形的柵格上，其彼此之間典型地具有一很小的距離以用於晶圓分割步驟。

基材晶圓PW可以是一PCB組件，其包含一標準PCB材料(譬如，FR4)的PCB，其一側上設有焊錫球7且有一或多個光學元件(在圖1中：主動式光學器件構件22及被動式光學器件構件32)被連接至(如，焊接至或黏合至)其另一側。該等光學元件可被置於該基材晶圓PW上，例如藉由使用標準的取放機器實施的取放操作(pick-and-place)。相類似地，被動式光學器件構件32可被設置在光學器件晶圓OW上。然而，亦可使用複製方法來製造該被動式光學器件構件32。

當光學元件被設置於一晶圓上時，確保它們彼此被夠精確地放置是很重要的。

為了要提供最大保護以防止所不想要的光擴散，所有晶圓PW、SW、OW、BW可實質地用不透光的材料製成，但在透明的區域除外，譬如透明的部分t及透明的區域3。

晶圓SW及BW及晶圓OW的全部或一部分可用複製來製造或至少用複製來製造。在一示範性的複製處理中，一結構化的表面被凸浮壓印到一液狀黏滯性的材料或可塑性變形的材料，然後該材料被硬化，譬如使用超紫外線或加熱予以固化，然後該結構化表面被移除。因此，該結構化表面的一複製品(replica)(其在此例子中為一負形複製品)被獲得。適合用於複製的材料為，例如，可硬化的(更具體地為可固化的)聚合物材料或其它複製材料，即可在硬化步驟中(更明確地為在固化步驟中)從液狀黏滯或可塑性變形的狀態轉變為固態的材料。複製是一種習知的技術，例如參見WO 2005/083789 A2以獲得關於此技術的更多細節。

在光學器件晶圓WO的例子中，複製，如凸浮壓印或模製，可被用來獲得不透明的部分(遮擋部分b)。亦可在應出現透明部分的地方藉由鑽孔或蝕刻來提供孔洞。

接下來，一如此被獲得之包含遮擋部分b的先驅物晶圓設有鏡片構件L及被動式光學器件構件22。前者可藉由複製來完成，如將鏡片部分L形成為一單一部件，如美國公開案第US 2011/0043923 A1號中所描述者。然而，該等鏡片構件L亦可從一半完成的(semi-finished)部件開始製造，該半完成的部件是一晶圓其包含在孔洞內的透明元件6，該等透明區域3是由這些孔洞所界定。這在等鏡片構件L每一者都具有至少一個頂點(apex)，且這些頂點都位在該光學器件晶圓OW的垂直剖面外面的時候特別有用。此一半完成的部件(通常且在圖中所示的示範性例子中)是一平的圓盤狀晶圓，其在透明區域3沒有貫穿該晶圓的孔洞且沒有或只有很淺的表面皺紋，此等表面皺紋通常是下凹的，即不超過該等遮擋部分b所界定的晶圓表面。

一如上文所述的半完成的部件可從一平的先驅物晶圓(其典型地是由單一組成材料製成)開始被製造，該先驅物晶圓在應該要有透明部分t的地方具有孔洞或開孔，然後使用例如一配給處理將該等孔洞用透明材料填滿，並例如使用一類似於在覆晶技術中用於底膠填充(underfilling)處理的配給器來將該先驅物晶圓上的該等孔洞一個接著一個地填滿，或例如使用刷塗(squeegee)處理(如，網版印刷所使用者)或一具有數個輸出材料的中空針頭的配給器來一次填充數個孔洞。在該配給期間，該晶圓可被置於一例如用矽製成之平的支撐板上。必須要小心處理以防止氣泡或空穴形成於該被配給的材料中，因為這將會讓所製造的鏡片構件L的光學特性變差。例如，吾人實施該配給的方式可使得該晶圓材料的弄濕(wetting)是在該晶圓的邊緣及底下的支撐板(或在一靠近此邊緣的地方)開始，藉由適當地引導一輸出該材料的中空針頭靠近此邊緣來達成。接下來，該被配給的材料被熱或UV輻射固化，用以獲得被硬化的透明材料。

此方式可能形成的外凸的新月形(meniscus)可用研磨予以平坦化，用以獲得一透明元件6，其具有被調整至該晶圓厚度的平行表面。然後，藉由複製，光學結構5(鏡片元件5)被施加至光學器件晶圓OW的一側或兩側(頂側及底側)上。在該等透明元件的下凹的新月形的情況中，該複製可實施於這些皺紋上，其中所施用的複製材料需要作相應的調整。

從一包含該間隔件晶圓SW及該遮擋晶圓BW這兩者的特殊種類的光學器件晶圓被提供的角度來看，該間隔件晶圓SW及/或該遮擋晶圓BW有可能是過時的(obsolete)，即在此情況中，各種晶圓都是該光學器件晶圓的一部分。此光學器件晶圓(“組合式光學器件晶圓”)包含該間隔件晶圓SW及/或該遮擋晶圓BW的特性及功能。製造此“組合式光學器件晶圓”可使用一特殊的先驅物晶圓來實施，一特殊的半完成的部件係以該先驅物晶圓為基礎被製造。此一先驅物晶圓及半完成的部件分別具有至少一結構化的表面，其通常具有至少一者突出部，其分別垂直地延伸超過將被設置在該先驅物晶圓內且出現在該半完成的部件內的透明元件的兩個表面。將圖4中的晶圓OW及SW(或晶圓OW及BW，或晶圓OW及SW及BW) 看作是一個單一部件，可輕易地看出來用於製造圖1的模組的光學器件晶圓(“組合式光學器件晶圓”)以及一相對應之半完成的部件是長什麼樣子。

大致上，作為上文所述的部分變化，間隔件晶圓SW可以是基材晶圓PW的一部分。在此情況中，基材晶圓PW將不再是用標準的PCB材料製造，而是用複製材料來製造。

為了要形成一晶圓堆疊2，該等晶圓被對準且藉由使用一可熱固化的環氧樹脂而被黏結在一起。確保在基材晶圓PW上的每一光學元件(譬如，主動式光學器件構件22及被動式光學器件構件33)被夠精確地分配給光學器件晶圓OW的光學元件(譬如，被動式光學器件構件32)及透明部分t是很關鍵的重點。

圖4顯示一被如此獲得之用於製造多個圖1所示的模組1的晶圓堆疊2的剖面圖。該薄薄的矩形虛線是使用分切鋸片或雷射切割來實施分割的地方。

多數對準步驟是在晶圓層級被實施的事實讓以相當簡單且極快速的方式達成良好的光學元件對準成為可能。因此，一用於模組1內部的光線之明確地界定的光學路徑可被實現。整體製程很快速且精確。因為該晶圓尺度製造的關係，所以只需要很少的製造步驟來製造多個模組1。

接在前面提出的概念之後，各式其它光學模組1可被建造及製造。在下文中，一些例子被描述。

圖5顯示一在印刷電路板9上的光學模組1的剖面圖。和圖1的模組相反地，該透明部分t並沒有被設置在該光學器件構件O上，而是設置在基材構件P上。當該光學模組被安裝於PCB 9上時，一穿孔19被提供於其上，用以讓光經由該穿孔及經由透明部分t進入(或離開)該光學模組1。穿孔19可如一遮光板(baffle)般地作用，用以限制光線可進入該光學模組1內的角度範圍。因為安裝在一PCB上可達到的定位精確度非常有限(以光學的標準而言)，所以穿孔19將被設計為具有一側向的延伸量，其大於該透明部分t具有的側向延伸量。

再者，透明部分t的另一可能的變化被例示於圖5中。在該被例示的例子中，透明部分t只是該模組1的外殼11上的一個開口。一類似於圖1至4中的透明元件6的透明元件亦可被提供在該透明部分t內；這對於防止所不想要的顆粒(譬如，灰塵)進入模組1內將由所幫助。和圖1至4的例子相類似地，該模組1的外殼11係實質地由構成構件O、S、P(在圖1至4中亦包含非必要的構件B)所構成。

圖5的模組1的主動式光學構件25可以例是一畫素陣列，例如一影像感測器。被動式光學組件30可以例如是一稜鏡上的光柵。間隔件部分Sb對於防止以所不想要的方式進入到該模組1內的雜散光被主動式光學構件25偵測到是有所貢獻的。

藉此，圖5中的模組1可被例如用來光譜地分析進入模組1內的光。該主動式光學構件25所獲得的訊號可透過焊錫球7被送至一和該PCB 9操作地相連的評估單元，例如饋送至一類似於圖1中的構件8的積體電路。

在圖5的不同的詮釋中，主動式光學構件20是一光發射器，及被動式光學構件30是一反射元件。在此例子中，模組1可以是一用來投射影像的投影機。例如，光發射器20可以是一用來在同一時間產生一全影像訊框(full image frame)的多畫素光發射器，且該被動式光學構件30將會是一面鏡。然而，該光發射器20亦可以在同一時間只產生一個畫素或一全影像訊框的一部分，且該被動式光學構件30可以是一數位微型面鏡裝置，其藉由後續地將該光發射器20所發出的光導引至不同的方向上來產生一全影像。在這些情形的任何一種情形中，在該透明部分t內的一或多個鏡片可達成一更佳的影像品質。

另一個光學模組1以剖面圖的形式被例示於圖6中。在該光學模組中，透明部分t包含一鏡片構件L其包含透明元件6，在該透明元件6的兩個相反的表面的每一表面上附裝了一鏡片元件5，例如藉由晶圓層級複製來製造。一光二極體的配置26(如，一直線配置)被安排在基材構件P上。此外，三個被動式光學構件30，31’，31’’’被設置該基材構件P上。被動式光學構件30是一反射繞射光柵36，及被動式光學構件30’，30’’’被體現為光學面鏡。光柵36可使用複製(尤其是晶圓層級的複製)來製造、或它可以是一(預先製造的)光柵，藉由例如取放操作(pick-and-place)來放置。三個被動式光學構件31，31”，31””被設置該光學器件構件O上，它們被體現為光學面鏡。

面鏡(或它的至少一部分)可以是被取放操作放置在各構件上之預先製造的面鏡、或可以藉由施用一塗層於各個構件上(分別在構件O及P上)來實施。

(經由透明部分t)進入模組1中的光可沿著一依照光柵36、面鏡31、31’、31”、31’’’、31””及偵測器配置26的順序前進的光路徑傳播。數個間隔件部分，即Sb、Sb’、Sb”、Sb’’’、Sb””，擋住雜散光朝向該偵測器配置26傳播。在第一種詮釋圖6的方式中，圖6中所示的光學構件係實質地沿著一個一般的x-z平面被設置。在此例子中，圖6中所示的光學模組1通常將會是一相當細長的形狀，它在y方向上的延伸量只構成它在x方向上的延伸量的一小部分(參見圖6左下角的座標系統)。由在該光學模組1內傳播的光所描繪出的光路徑係沿x方向前進。

然而，如圖7中所例示的，亦可應用於y方向上的特定用途。在一第二詮釋中，圖7顯示在一穿過圖6的實施例的垂直剖面上的圖式。圖6中的點線及開放箭頭(open arrow)標示取得該剖面的大致位置。在圖6中所例示的實施例的此一特殊的詮釋中，由在該光學模組1內傳播的光所描繪出的光路徑在x方向及y方向這兩個方向上具有實質的分量。藉此可達成光在該光學模組1內部傳播所遵循的光路徑的一相當長的路徑長度。各種形塑一光束的方式可因而被實現。

如圖7中所示，選擇間隔件部分Sb、Sb’、Sb”...沿著y軸的實質上任何適當的延伸量是可能的。但在圖6所示的垂直延伸量下，間隔件部分Sb、Sb’、Sb”...沿著y軸的的延伸量亦可完全地橫貫(traverse)該開口4沿著y軸的延伸量(這和圖7中所示不一樣)。反之亦然地，如圖7所示，間隔件部分Sb、Sb’、Sb”...沿著y軸的延伸量亦可完全橫貫開口4沿著z軸的垂直延伸量(這和圖6所示的不同)。當然，大致上，且對於任何實施例而言，間隔件部分，譬如間隔件部分Sb、Sb’、Sb”...，不只可以是矩形形狀，其還可以是許多其它形狀，譬如楔形及彎角形狀。

圖8是另一光學模組1的側視式，在此圖中兩個側向方向都被利用，更具體地，在該模組1內的光傳播不只沿著一個側向方向發生，而是在兩個側向方向都具有實質的分量。更具體地，在圖8中，已經由該透明部分t進入到該光學模組1內的光在繞射光柵36被繞射，然後該在該光學模組1內部的傳播方向和光的波長有關。因此，如圖8所示，沿著不同(側向)方向的光路徑傳播的光在例如白光或不同波長的光的另一混合物進入該光學模組1時可被同步呈現。

在第一種詮釋中，圖8的實施例是一完全的被動式光學模組1。圖9顯示在此第一種詮釋中一穿過圖 8的光學模組的垂直剖面。圖8中的點線及開放箭頭標示取得該剖面的位置。在右手邊有四個透明部分t’(參見圖8)，被繞射的光可經由這些地方離開該光學模組1。離開各個透明部分t’的光的顏色(或波長)在這四個透明部分t’處將會不同。稜鏡38被提供來將該光線重新導向。

吾人亦可讓光經由基材構件P(未示於圖7及8中)離開而不是經由光學器件構件O離開。在此情形中，一或多個至少部分反射的元件(譬如，光學面鏡)可被設置在該光學器件構件O內或設置於光學器件構件O上，用以將被繞射的光朝向其上設有透明部分t’的該基材構件S反射。

當然，完全被動式的光學模組亦可被設置在光只實質地沿著一個包含該垂直軸(z軸)的平面傳播的例子中。完全被動式的光學模組，如上文中提到的，在光學通信裝置中很有用或作為光學通信裝置很有用。或者，該等完全被動式的光學模組可構成顯微鏡或單筒望遠鏡或雙筒望遠鏡，或它們之一的一部分。或者，它們可以(在光進入該模組時)只讓某些顏色的光漏出；或在不同地方讓某些顏色的光漏出。而且，一光電模組可構成一光學通信裝置或它的一部分。

圖10是在一第二詮釋中一穿過圖8的光學模組的一垂直剖面的圖式。在此例子中，光學模組1是一光電模組。四個光偵測元件26(譬如，光二極體)被設置來偵測被繞射之不同波長的光。光經由基材構件S進入光學模組1。

在任一詮釋中，圖8的實施例可構成一(簡單的)分光儀。在該第一詮釋中，偵測可用肉眼來實施，或離開該光學模組1之被繞射的光可被一或多個額外的裝置進一步處理或分析。

應指出的是，在圖9及10以及下面的圖12，13及14中，構件O、S及P在圖中並未被清楚地區別。如之前提到的，光學器件構件O及分隔構件S或基材構件P及分隔構件S可以是單一部件。當然，它們亦可以是分開的部件，例如在其它圖中所示，如圖1至6及圖15(參見下文)。通常，可在任何被描述的實施例中提供下列任一者：一分開的分隔構件S；或一包含在該光學器件構件O中的分隔構件S；或一包含在該基材構件P中的分隔構件S。

圖11至14顯示另一個可利用一光學模組中多於一個側向方向的例子。圖11是一相應的光學模組1的側視圖，圖12至14是穿過圖11的光學模組1的不同垂直剖面的圖式。取得該等垂直剖面的位置係用點線及開放箭頭標示於圖11中。

光經由透明部分t進入圖11至14的光學模組1中，然後被四個被動式光學構件30，更具體地被光學面鏡M1、M2、M3、M4，反射。一精心製造的成像及/或光束塑形因而可被獲得。然後，該光撞到該主動式光學構件 20上，更具體地撞到一光偵測器上，如撞到一影像偵測器上。此光學模組1因而可構成例如一照相裝置。

應指出的是，該分隔構件S在此實施例中被特別地塑形。它的一部分可被視為一遮光部，其防止所不想要的光撞到該主動式光學構件20上。因此，此部分的功能至少類似於圖6及7中的間隔件部分Sb，Sb’，...的功能。如圖14中可看到的，此部分可從光學器件構件O的一表面F1延伸至該基材構件S的表面F2。

圖15是一包含光學模組1的裝置10的剖面圖。在許多態樣中，此光學模組1類似圖1的光學模組且參考其元件標號。圖15的光學模組1包含兩個分開的通道：一個發射通道(在圖15的右手邊)及一偵測通道(在圖15的左手邊)。該間隔件構件S的間隔件部分Sp將兩個通道光學地分開；其因而可被稱為通道分隔器Sp。因此，在兩個通道之間沒有串音(因為該通道分隔器Sp是不透明的)。分隔構件S包含兩個分開的開口4及4’，每一個通道各有一個開口。該發射通道包含一發射構件22，其作為主動式光學構件20，例如一LED。該偵測通道包含數個偵測構件24(譬如，光二極體)作為主動式光學構件20，其中一多畫素偵測器亦可被設置。偵測通道更包含該被動式光學構件30，更具體地，一繞射光柵36及一光學面鏡32。而且，一類似於圖5及6的間隔件部分Sb的間隔件部分Sb可被設置在該偵測通道內作為一遮光件。

該發射構件22發出的光穿過包含鏡片構件 L(其通常是用於形成光束)的透明部分t。如果從該光學模組1中發出的光和一外面的物件發生互動的話，則該光的一部分可最終進入該光學模組1，更具體地進入該偵測通道。該光然後被該繞射光柵36繞射且至少部分地被該動式光學構件30反射，然後至少部分地再次撞到一或多個偵測構件24上。

被如此地偵測到的光的量及其在該等偵測構件24上的分佈可得出關於該外面的物件的顏色及/或位置的結果，其中此位置被稱為該外面的物件相關於該光學模組1的相對位置。此一光學模組1可以例如是一近接感測器(proximity sensor)及/或一(簡單的)分光儀(其具有自己的光源)。

從上文中可清楚地瞭解的是，許多種光學配置可在本發明的框架下被實現，例如，各式大致上特別適合使用平板形光學器件來實施的配置。而且，標準的光學設備可用微型化及大量製造的方式來實現，被動式以及主動式光學模組可被設置於該等光學設備中。

各式光學配置可藉由本發明以微型光學封裝體(模組1)的方式來實現。