(57)【要約】  本開示は、光学システムおよびそれらの製造方法に関する。例示的なシステムは、少なくとも１つのブリッジ構造を有する第１の基板を含む。ブリッジ構造は、その上に配置された１つ以上の発光体デバイスを備えた第１の表面を有する。システムはまた、基準面を規定する実装面を有する第２の基板も含む。第２の基板は、実装面上に構造体および光学スペーサを含む。第１および第２の基板は、第１の基板の第１の表面が、基準面に対してある角度で第２の基板に面するように、合わせて結合されている。システムはまた、実装面に結合された少なくとも１つのスペーサを含む。少なくとも１つのスペーサは、１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している。【選択図】図２Ｄ
2021514069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムであって、
第１の基板であって、前記第１の基板は少なくとも１つのブリッジ構造を備え、１つ以上の発光体デバイスが前記少なくとも１つのブリッジ構造上に配置されている、第１の基板と、
第２の基板であって、前記第２の基板は実装面を有し、前記第２の基板は、前記実装面上に構造体および光学素子を備える、第２の基板と、
前記実装面に結合された少なくとも１つのスペーサと、を備え、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１の基板および前記第２の基板は合わせて結合されており、
前記少なくとも１つのスペーサは、前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、光学システム。
【請求項２】
前記第１の基板は、プリント回路基板を含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記ブリッジ構造は、少なくとも１つの切抜き部によって画定され、前記少なくとも１つの切抜き部は、前記第１の基板に開口部を含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項４】
前記ブリッジ構造は２つの切抜き部によって画定され、前記ブリッジ構造は、第１の支持端と第２の支持端との間に延在する細長い部材を備える、請求項３に記載の光学システム。
【請求項５】
前記第１および第２の支持端は平面を規定し、前記細長い部材は前記平面に対して変形可能である、請求項４に記載の光学システム。
【請求項６】
複数の切抜き部によって画定された複数のブリッジ構造を備える、請求項３に記載の光学システム。
【請求項７】
前記ブリッジ構造は長手方向軸を含み、前記ブリッジ構造は、前記長手方向軸に対して横断モードに従って屈曲するように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
【請求項８】
前記ブリッジ構造は長手方向軸を含み、前記ブリッジ構造は、前記長手方向軸に対してねじれモードに従って屈曲するように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
【請求項９】
前記実装面上の前記構造体は、光導波路を含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのスペーサは、光ファイバスペーサを含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記実装面に結合された少なくとも１つの円筒レンズをさらに備え、前記少なくとも１つの円筒レンズは、前記光ファイバスペーサの半径よりも大きい半径を有する光ファイバレンズを含む、請求項１０に記載の光学システム。
【請求項１２】
前記実装面に結合された少なくとも１つの円筒レンズをさらに備え、前記１つ以上の発光体デバイスは、前記少なくとも１つの円筒レンズに向かって発光するように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１３】
駆動回路をさらに備え、前記駆動回路は、前記１つ以上の発光体デバイスを発光させるように動作可能である、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１４】
前記駆動回路の少なくとも一部分は、前記ブリッジ構造上に配置されている、請求項１３に記載の光学システム。
【請求項１５】
光学システムを製造する方法であって、
第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することと、
前記ブリッジ構造に１つ以上の発光体デバイスを取り付けることと、
第２の基板を提供することであって、前記第２の基板は実装面を有する、提供することと、
前記第２の基板の前記実装面上に構造体および光学素子を形成することと、
前記第２の基板の前記実装面に少なくとも１つのスペーサを結合することと、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面に結合され、前記第１の基板の第２の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１および第２の基板を合わせて結合することであって、前記少なくとも１つのスペーサは前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、結合することと、を含む方法。
【請求項１６】
前記第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、前記第１の基板に少なくとも１つの切抜き部をリソグラフィで画定することを含み、前記少なくとも１つの切抜き部は前記第１の基板に開口部を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ブリッジ構造は、２つの切抜き部によって画定され、前記ブリッジ構造は、細長い部材と２つの締付け端とを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、複数の切抜き部によって画定された複数のブリッジ構造を形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの円筒レンズを前記第２の基板の前記実装面に結合することをさらに含み、前記１つ以上の発光体デバイスは、前記少なくとも１つの円筒レンズに向かって光軸に沿って配置される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１および第２の基板を合わせて結合する前に、前記第１の基板および前記第２の基板を互いに対して位置合わせすることをさらに含み、前記第１および第２の基板を合わせて結合することは、
前記第１および第２の基板の一方または両方に接着材料を塗布することと、
所定の接触力を加えることと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月１７日に出願された米国特許出願第１６／１３３，４５２号および２０１９年５月８日に出願された米国特許出願第１６／４０６，３２２号の優先権を主張し、両方の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
複雑な光学システムの光学コンポーネント間の適切な位置合わせを達成および維持することは、製造上の大きな課題となる可能性がある。例えば、一部の光学システムには、５０ミクロン、１０ミクロン、またはそれ以下の配置許容誤差に従って配置する必要がある部品が含まれている。
【発明の概要】
【０００３】
第１の態様では、光学システムが提供される。光学システムは、少なくとも１つのブリッジ構造を有する第１の基板を含む。ブリッジ構造は、第１の表面を含む。１つ以上の発光体デバイスが第１の表面上に配置される。光学システムは、第２の基板も含む。第２の基板は、基準面を規定する実装面を有する。第２の基板は、実装面上に構造体および光学スペーサを含む。第１の基板と第２の基板とは、第１の基板の第１の部分が第２の基板の実装面上の光学スペーサに結合され、第１の基板の第１の表面が、基準面に対してある角度で第２の基板の実装面に面するように、合わせて結合されている。光学システムはまたさらに、実装面に結合された少なくとも１つのスペーサを含む。少なくとも１つのスペーサは、１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している。
【０００４】
第２の態様では、光学システムを製造する方法が提供される。方法は、第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することを含む。ブリッジ構造は、第１の表面を備える。方法はまた、ブリッジ構造の第１の表面に１つ以上の発光体デバイスを取り付けることも含む。方法はさらに、第２の基板を提供することを含む。第２の基板は、基準面を規定する実装面を有する。方法はまたさらに、第２の基板の実装面上に構造体および光学スペーサを形成することを含む。方法はまた、少なくとも１つのスペーサを第２の基板の実装面に結合することを含む。方法はさらに、第１の基板の第１の部分が第２の基板の実装面に結合され、第１の基板の第２の部分が、第２の基板の実装面上に形成された光学スペーサに結合され、第１の基板の第１の表面が、基準面に対してある角度で第２の基板の実装面に面するように、第１および第２の基板を合わせて結合することを含む。少なくとも１つのスペーサは、１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】例示的な実施形態による、光学システムを示す。
【図２Ａ】例示的な実施形態による、光学システムの一部分を示す。
【図２Ｂ】例示的な実施形態による、光学システムの一部分を示す。
【図２Ｃ】例示的な実施形態による、光学システムの一部分を示す。
【図２Ｄ】例示的な実施形態による、光学システムを示す。
【図３Ａ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｂ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｃ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｄ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｅ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｆ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図３Ｇ】例示的な実施形態による、製造方法の１ステップを示す。
【図４】例示的な実施形態による、方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
例示的な方法、デバイス、およびシステムが本明細書において説明される。「例（ｅｘａｍｐｌｅ）」および「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という語は、本明細書においては、「例、事例、または例示としての役割を果たす（ｓｅｒｖｉｎｇ  ａｓ  ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｓｔａｎｃｅ，ｏｒ  ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）」ことを意味するために使用されることを理解されたい。本明細書において「例」または「例示的」であるとして説明される任意の実施形態または特徴は、他の実施形態または特徴よりも好ましい、または有利であると必ずしも解釈されるべきではない。本明細書において提示される主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。
【０００７】
このように、本明細書において説明される例示的な実施形態は、限定を意味するものではない。本明細書において概略説明され、図に例示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置する、置き換える、組み合わせる、分離する、および設計することができ、これらの構成のすべてが本明細書において想到される。
【０００８】
さらに、文脈が異なることを示唆していない限り、これらの図の各図に示されている特徴は、互いに組み合わせて使用することができる。このように、図は一般に、例示されるすべての特徴が実施形態ごとに必要である訳ではないという理解の下に、１つ以上の概略実施形態の構成態様として考えられるべきである。
【０００９】
Ｉ．概要
本開示は、ブリッジ構造を組み込んだ光送信機デバイスのためのシステムおよび方法を提供する。いくつかの実施例では、２つの発光体デバイス（例えば、レーザーダイオード）を、第１の基板の一部分として提供し得るブリッジ構造の一表面に沿って配置し得る。発光体デバイスのそれぞれの上面（ブリッジ構造に結合されている発光体デバイスの表面とは反対側）は、スペーサと物理的に接触し得る。スペーサは、発光体デバイスに接触圧力をかけ得る。いくつかの実施形態では、スペーサは、円筒レンズおよび導光マニホルド（例えば、導波路または光パイプ）を含む第２の基板に取り付け得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、開示されるブリッジ構造は、スペーサと接触したときに撓曲することができ、発光体デバイスの、第２の基板上の対応する円筒レンズおよび光導波路素子とのより信頼性のある位置合わせを有利に提供する。ブリッジ構造上に２つの発光体デバイスを配置することにより、両方の発光体デバイスを円筒レンズと同時に位置合わせすることができる。さらに、２つの発光体デバイス間の高さの違いは、ブリッジ構造のねじり屈曲によって補正または調整することができる。さらに、第１の基板とそれぞれの発光体デバイスとの間の接着材料の厚さのばらつきは、そのような屈曲によって緩和することができる。
【００１１】
いくつかの例示的な実施形態では、ブリッジ構造は、長さ５ｍｍ×幅１ｍｍであり得る。しかしながら、他の長さおよび幅も可能である。加えて、アスペクト比（長さ／幅）は、ブリッジ構造の所望のばね定数および／または第１の基板上の発光体デバイス間の実際のまたは予想される高さのばらつきに基づいて調整され得る。
【００１２】
またさらに、本明細書で説明するシステムおよび方法は、ブリッジ構造のばね力により、ある程度の振動絶縁を提供し得る。すなわち、第１の基板または第２の基板の一方または両方に誘発される振動は、ブリッジ構造によって少なくとも部分的に減衰され得る。
【００１３】
いくつかの実施例では、ブリッジ構造および／または第１の基板は、プリント回路基板または可撓性プリント回路基板材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、第１の基板は、約２００ミクロンの厚さであり得る。しかしながら、他の材料が企図され、可能である。ブリッジ構造は、フォトリソグラフィマスクプロセスと、それに続く異方性または等方性エッチングプロセスを使用して形成し得る。例示的な実施形態では、ブリッジ構造は、バルク基板材料からレーザーカットまたはコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）フライス加工され得る。本明細書では、他の加法的または減法的な半導体／パッケージング製造方法が企図される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、両方の発光体デバイスが、単一のＧａＮＦＥＴ駆動回路によって制御され得る。すなわち、発光体デバイスは、駆動回路内で直列または並列構成に接続され得、光送信機デバイスが動作しているときに、同時におよび／または別々に発射し得る。そのようなシナリオでは、駆動回路の少なくとも一部分をブリッジ構造に組み込み得る。
【００１５】
一対の発光体デバイスおよび対応する単一のブリッジ構造が上記で説明されているが、本明細書において複数のブリッジ構造が企図されることが理解されよう。したがって、例示的な実施形態は、２０個以上の発光体デバイスに対応する１０個以上のブリッジ構造を含み得る。いくつかの実施例では、それぞれのブリッジ構造に配置された発光体デバイスからの発光を個別に制御し得る。
【００１６】
他の態様、実施形態、および実装形態は、当業者には、以下の詳細な説明を添付の図面を適宜参照して読み取ることにより明らかになるであろう。
【００１７】
ＩＩ．例示的なシステム
図１は、例示的な実施形態による、光学システム１００を示す。光学システム１００は、さまざまなコンパクトなＬＩＤＡＲシステムにおいて利用され得る。そのようなＬＩＤＡＲシステムは、所与の環境における１つ以上のオブジェクト（例えば、距離、形状など）に関する情報（例えば、点群データ）を提供するように構成し得る。例示的な実施形態では、ＬＩＤＡＲシステムは、点群情報、オブジェクト情報、マッピング情報、または他の情報を車両に提供することができる。車両は、半自動または完全自動車両であり得る。例えば、車両は、自動運転車、自律型ドローン航空機、自律型トラック、または自律型ロボットであり得る。本明細書では、他のタイプの車両およびＬＩＤＡＲシステムが想定されている。
【００１８】
光学システム１００は、第１の基板１１０を含む。いくつかの実施例では、第１の基板１１０は、約２００ミクロンの厚さであり得る。しかしながら、他の厚さも可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、第１の基板１１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）である。いくつかの他の実施形態では、第１の基板１１０は、シリコン、ガリウムヒ素などの半導体基板材料を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の基板１１０は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）材料または窒化アルミニウムを含み得る。あるいは、第１の基板１１０は、さまざまな他の堅固および／または可撓性の材料から形成し得、それらの各々が本開示で企図される。
【００１９】
第１の基板１１０は、少なくとも１つのブリッジ構造１０２を含む。ブリッジ構造１０２は、第１の表面１１２を含む。いくつかの実施形態では、ブリッジ構造１０２は、少なくとも１つの切抜き部によって画定されている。少なくとも１つの切抜き部は、第１の基板１１０に開口部を含み得る。少なくとも１つの切抜き部は、レーザー切断または機械的ルーティングによって形成され得る。追加的または代替的に、少なくとも１つの切抜き部は、リソグラフィで画定されるウェットまたはドライエッチングプロセスを使用して形成され得る。そのような実施形態では、ブリッジ構造１０２は、２つの切抜き部によって画定され得る。そのようなシナリオでは、ブリッジ構造１０２は、第１の支持端１１６と第２の支持端１１８との間に延在する細長い部材１１３を含み得る。いくつかの実施形態では、光学システム１００は、複数の切抜き部によって画定された複数のブリッジ構造１０２を含み得る。
【００２０】
１つ以上の発光体デバイス１２０が、第１の表面１１２上に配置される。発光体デバイス１２０は、赤外線波長（例えば、９０５ｎｍ）で光パルスを提供するように構成され得る。他の波長および波長範囲も可能であり、企図される。発光体デバイス１２０は、各々、１つ以上のレーザーバーまたは別のタイプの発光構造体を含み得る。いくつかの実施形態では、発光体デバイス１２０のための駆動回路および／または制御回路（例えば、パルサ回路）もまた、第１の基板１１０の第１の表面１１２に沿って配置され得る。他の実施形態では、制御回路は、他の箇所に配置され得る。
【００２１】
光学システム１００はまた、基準面を規定する実装面１３２を有する第２の基板１３０を含む。第２の基板１３０は、実装面１３２上に構造１３６および光学スペーサ１３７を含む。場合によっては、構造１３６は、フォトレジストなどのポリマー材料から形成され得る。例えば、ポリマー材料には、ＳＵ−８ポリマー、Ｋｌｏｅ  Ｋ−ＣＬネガティブフォトレジスト、Ｄｏｗ  ＰＨＯＴＯＰＯＳＩＴネガティブフォトレジスト、またはＪＳＲネガティブトーンＴＨＢフォトレジストが含まれ得る。構造１３６は、他のフォトパターン化可能ポリマー材料から形成し得ることが理解されよう。構造１３６は、厚さ４００ミクロンのフォトパターン化材料層であり得る。しかしながら、構造１３６は、異なる厚さであり得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、実装面１３２上の構造１３６は、光導波路を含み得る。例えば、光導波路は、伝搬方向に沿って光を効率的に導くように構成され得る。例えば、構造１３６は、複数の発光体デバイス１２０から発せられた光を結合するように構成され得る。そのような光の少なくとも一部分は、全内部反射および／またはエバネッセント光結合を介して、構造１３６の少なくとも一部内を導かれ得る。いくつかの実施形態では、構造１３６は、光を伝播方向に垂直に向けるように構成された１つ以上の反射面を含み得る。そのようなシナリオでは、光の少なくとも一部分は、鏡面ファセットを介して構造１３６の外に結合され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、光学スペーサ１３７は、構造１３６と第１の基板１１０との間の光学的分離を改善するために、かつ／または構造１３６の導光特性を保存するために提供され得る。例えば、いくつかのシナリオでは、光学スペーサ１３７は、構造１３６の周りに「トンネル」またはエアギャップを形成する部分的にエッチングされたステンレス鋼スペーサを含み得る。換言すれば、そのような光学スペーサ１３７は、構造１３６の領域において、第１の基板１１０と第２の基板１３０との間に直接「挟まれ」得る。すなわち、空気、または構造１３６の屈折率に対して低い屈折率を有する別の材料が、構造１３６の少なくとも一部分を取り囲み得る。そのようなシナリオでは、構造１３６は、第１の基板１１０に直接結合される必要はなく、光学スペーサ１３７を介して第１の基板１１０に間接的に結合され得る。
【００２４】
別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、光学スペーサ１３７は、第１の基板１１０が構造１３６に物理的に接触するのを防ぐように、構造１３６の周りに「足場」を提供し得る。光学スペーサ１３７は、銅、ステンレス鋼、またはコバールなどのニッケル−コバルト鉄合金から形成され得る。追加的または代替的に、光学スペーサ１３７の材料は、その熱膨張係数（ＣＴＥ）に基づいて選択され得る。具体的には、光学スペーサ１３７は、第２の基板１３０のものと同様の（例えば、１０％または１％以内の）ＣＴＥを有する材料から形成され得る。
【００２５】
第１の基板１１０と第２の基板１３０とは、第１の基板１１０の第１の部分（例えば、ブリッジ構造１０２の第１の支持端１１６）が、第２の基板１３０の実装面１３２上の光学スペーサ１３７に結合され、第１の基板１１０の第１の表面１１２が、基準面に対してある角度で第２の基板１３０の実装面１３２に面するように、合わせて結合される。
【００２６】
光学システム１００はさらに、実装面１３２に結合された少なくとも１つのスペーサ１４０を含む。少なくとも１つのスペーサ１４０は、１つ以上の発光体デバイス１２０と物理的に接触している。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ブリッジ構造１０２の第１の支持端１１６および第２の支持端１１８は、平面を規定する。そのようなシナリオでは、ブリッジ構造１０２の細長い部材１１３は、平面に対して変形可能である。
【００２８】
追加的または代替的に、ブリッジ構造１０２は長手方向軸を含み得る。そのようなシナリオでは、ブリッジ構造１０２は、長手方向軸に対して横断モードに従って屈曲するように構成され得る。
【００２９】
さらに、ブリッジ構造１０２は、長手方向軸を含み得る。そのような例示的な実施形態では、ブリッジ構造１０２は、長手方向軸に対してねじれモードに従って屈曲するように構成され得る。本開示の文脈内で、そのようなねじり屈曲は、部品の許容誤差、および他のサイズ／形状／位置合わせの不均一性を考慮して、光学システム１００の自己修正態様を提供するために重要であり得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのスペーサ１４０は、光ファイバスペーサであり得る。すなわち、スペーサ１４０は、光ファイバから形成され得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのスペーサ１４０は、４０〜６０ミクロンの直径を有する円筒形であり得る。しかしながら、少なくとも１つのスペーサ１４０の他の直径または形状が可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのスペーサ１４０は、エポキシまたは別のタイプの接着剤で実装面１３２に結合され得る。追加的または代替的に、少なくとも１つのスペーサ１４０は、少なくとも一対の３次元位置合わせ構造（例えば、本明細書の他の箇所で記載されるような３次元位置合わせ構造１４２）の間に配置され得る。少なくとも一対の３次元位置合わせ構造体は、少なくとも１つのスペーサ１４０が所定の位置に離れないように固定するように構成され得る。
【００３１】
例示的な実施形態では、光学システム１００は、実装面１３２に結合された少なくとも１つの円筒レンズ１５０を含み得る。そのようなシナリオでは、１つ以上の発光体デバイス１２０は、少なくとも１つの円筒レンズ１５０に向かって発光するように構成され得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの円筒レンズ１５０は、光ファイバレンズを含み得る。さらに、光ファイバレンズは、光ファイバスペーサの半径よりも大きな半径を有し得る。
【００３２】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの円筒レンズ１５０は、エポキシまたは別のタイプの接着剤で実装面１３２に結合され得る。追加的または代替的に、少なくとも１つの円筒レンズ１５０は、少なくとも一対の３次元位置合わせ構造体（例えば、本明細書の他の箇所で説明されるような３次元位置合わせ構造１５２）の間に配置され得る。少なくとも一対の３次元位置合わせ構造体は、少なくとも１つの円筒レンズ１５０を所定の位置に固定するように構成され得る。例示的な実施形態では、円筒レンズ１５０を利用して、発せられた光を構造１３６内に集束、発散、方向付け、および／または別様に結合し得る。いくつかの実施形態では、円筒レンズ１５０は、直径が約１００〜２００ミクロンであり得る。しかしながら、他の直径が可能であり、企図される。加えて、他の形状のレンズを、少なくとも１つの円筒レンズ１５０の代わりにまたはそれに加えて、使用し得る。
【００３３】
上記したように、少なくとも１つのスペーサ１４０および／または少なくとも１つの円筒レンズ１５０は、それぞれの光ファイバを含み得る。しかしながら、他の実施形態では、少なくとも１つのスペーサ１４０および／または少なくとも１つの円筒レンズ１５０は、ガラス（シリカ）、ポリカーボネート、ポリエチレン、フッ化物、カルコゲニド、および／または他の光学材料などの材料を含み得る。さらに他の実施形態では、少なくとも１つのスペーサ１４０は、光学材料である必要は全くない。そのようなシナリオでは、少なくとも１つのスペーサ１４０は、シリコン、セラミック、または別の光学的に不透明な材料から形成され得る。
【００３４】
さまざまな実施形態において、第１の基板１１０は、第１の基板１１０の第１の表面１１２上に１つ以上のばね構造１６０を含み得る。ばね構造１６０は、第１の基板１１０の表面に垂直な方向に順応性のあるばね様の力を提供し得る。場合によっては、複数のばね構造１６０は、複数のループ状ワイヤボンドを含み得る。本明細書では、他のタイプのばねおよび／またはばね様構造が企図される。
【００３５】
例示的な実施形態では、第１の基板１１０と第２の基板１３０とは、ａ）複数の発光体デバイス１２０のうちの少なくとも１つの発光体デバイスが少なくとも１つのスペーサ１４０と物理的に接触し、ｂ）複数のばね構造１６０のうちの少なくとも１つのばね構造が少なくとも１つの円筒レンズ１５０と物理的に接触するように、合わせて結合されている。
【００３６】
いくつかの実施形態では、光学システム１００は、駆動回路も含み得る。駆動回路は、１つ以上の発光体デバイス１２０を発光させるように動作可能である。そのようなシナリオでは、駆動回路の少なくとも一部分をブリッジ構造上に配置し得る。
【００３７】
図２Ａ〜図２Ｃは、図１を参照して図示および説明したような光学システム１００と同様または同一であり得る、光学システムのさまざまな部分を示す。図２Ａは、例示的な実施形態による、光学システムの一部分２００を示す。具体的には、図２Ａは、ブリッジ構造１０２のさまざまな図を示す。ブリッジ構造１０２は、第１の表面１１２、第１の支持端１１６、および第２の支持端１１８を含む。ブリッジ構造１０２は、２つの支持端１１６と１１８との間に延在する細長い部材１１３を含む。さらに、細長い部材１１３は、長手方向軸１１５を有する。さらに、２つ以上の発光体デバイス１２０が、ブリッジ構造１０２の第１の表面１１２に沿って細長い部材１１３に結合され得る。いくつかの実施形態では、２つ以上の発光体デバイス１２０は、長手方向軸１１５に関して対称的に配置され得る。一実施例として、２つの発光体デバイス１２０は、ブリッジ構造１０２の第１の表面１１２に沿って長手方向軸１１５から等距離に配置され得る。
【００３８】
図２Ａの斜視図に示すように、ブリッジ構造１０２および細長い部材１１３は、長手方向軸に対する横断モードに従って（例えば、長手方向軸１１５に垂直でかつ第１の表面１１２に垂直な横断軸１１７に沿って）屈曲するように構成され得る。さらに、ブリッジ構造１０２は、長手方向軸に対するねじれモードに従って（例えば、長手方向軸１１５の周りのねじれ経路１１９において）屈曲するように構成され得る。他の屈曲モードが可能であり、本開示の文脈内で企図される。
【００３９】
図２Ｂは、例示的な実施形態による、光学システムの一部分２１０のさまざまな図を示す。具体的には、光学システムは、例えば、対応する複数の細長い部材１１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃを有する複数のブリッジ構造１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃを含み得る。図示したように、細長い部材１１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃは、切抜き部１１１ａおよび１１１ｂによって画定され得る。例示的な実施形態では、切抜き部１１１ａおよび１１１ｂは、互いに対して細長い部材を物理的に画定する貫通孔を第１の基板１１０に含み得る。図２Ｂは、Ｎ個の細長い部材のためのＮ−１個の切抜き部を示しているが、切抜き部の数と細長い部材の数との間の異なる関係を利用し得ることが理解されよう。
【００４０】
示されたように、一対の発光体デバイス１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃが、各細長い部材の第１の表面１１２に結合され得る。そのような実施例では、細長い部材１１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃは、それぞれの長手方向軸１１５ａ、１１５ｂ、および１１５ｃに対して（例えば、ねじれモードおよび／または横断モードに従って）屈曲するように構成され得る。そのような方法で、高さ、配置、および／または他の不均一性の小さなばらつきを少なくとも部分的に補償して、光学システム１００における複数の発光体デバイス１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃと他の光学素子（例えば、円筒レンズ１５０および／または構造１３６）との間のより良好な位置合わせを提供し得る。
【００４１】
図２Ｃは、例示的な実施形態による、光学システムの部分２１０の斜視図を示す。図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、複数の細長い部材１１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃは、ブリッジ構造１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃの少なくとも一部分に減少した厚さを含み得るようなアンダーカット領域を含み得る。しかしながら、いくつかの実施形態は、アンダーカット領域を含む必要はない。
【００４２】
図２Ｄは、例示的な実施形態による、光学システム２３０の側面図および拡大側面図を示す。光学システム２３０は、図１を参照して図示および説明したような、光学システム１００と同様または同一であり得る。例えば、光学システム２３０は、第１の基板１１０および第２の基板１３０を含む。複数の発光体デバイス１２０が、第１の基板１１０の第１の表面１１２に沿ったブリッジ構造１０２に結合されている。図２Ｄは単一の発光体デバイス１２０を示しているが、いくつかの実施形態では、発光体デバイス１２０は、複数の発光体デバイス（例えば、２５６個以上のレーザーバー）を含み得る。例示的な実施形態では、複数の発光体デバイスは、ｙ軸に沿って「ページ内へ」延在し得る。
【００４３】
いくつかの実施形態では、複数のばね構造１６０が、第１の基板１１０の第１の表面１１２に結合され得る。図２Ｄは単一のばね構造１６０を示しているが、いくつかの実施形態では、光学システム２３０は、複数のばね構造（例えば、１０個、５０個、１００個、またはそれ以上のばね構造）を含み得る。例示的な実施形態では、複数のばね構造１６０は、ｙ軸に沿って「ページ内へ」延在し得る。
【００４４】
第２の基板１３０は、スペーサ１４０、円筒レンズ１５０、構造１３６、および光学スペーサ１３７が実装される実装面１３２を有する。例示的な実施形態では、円筒レンズ１５０は、実装面１３２に沿って、スペーサ１４０と構造１３６との間に配置され得る。スペーサ１４０および円筒レンズ１５０は、円筒形状であり、図２Ｄに示したようにｙ軸に沿って延在し得る。しかしながら、スペーサ１４０、円筒レンズ１５０、構造１３６、および光学スペーサ１３７の他の形状および配置が可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、第２の基板１３０は部分的に透明であり得る。一実施例として、第２の基板１３０は、可視波長および／または発光体デバイスによって発せられた光の波長において実質的に光学的に透明であるガラスまたは別の材料であり得る。
【００４５】
図２Ｄに示すように、第１の基板１１０は、少なくとも２つの位置で第２の基板１３０に直接結合され得、１）第１の基板１１０の第１の部分（例えば、支持端１１６に隣接するかまたはそれを含む部分）は第２の基板１３０の実装面１３２に結合され得、２）第１の基板１１０の第２の部分（例えば、支持端１１８に隣接するかまたはそれを含む部分）は第２の基板１３０上の光学スペーサ１３７に結合され得る。そのようなシナリオでは、ブリッジ構造１０２の第１の表面１１２は、実装面１３２に面する。
【００４６】
いくつかの実施形態では、第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合することは、エポキシまたは別の光学接着材料を使用して２つの基板を接着することを含み得る。図２Ｄに示すように第１の基板１１０と第２の基板１３０とを結合すると、少なくとも１つの発光体デバイス１２０の上面２２２をスペーサ１４０と物理的に接触させ得る。したがって、スペーサ１４０は、ｚ方向において発光体デバイス１２０の「ランド」またはストップとして機能するように構成され得る。すなわち、スペーサ１４０は、第１の基板１１０が第２の基板１３０に結合されたとき、発光体デバイス１２０のｚ高さを制御し得る。
【００４７】
一実施例として、ブリッジ構造１０２は、力を均衡させるように、その長手方向軸に対して屈曲し得る。換言すれば、ブリッジ構造１０２は、長手方向軸に対して横断モードおよび／またはねじれモードに従って屈曲し得る。
【００４８】
発光体デバイス１２０は、エピタキシャル成長レーザーダイオード領域２２４を含み得る。レーザーダイオード領域２２４は、特定の発光パターンで光子が放出される半導体材料を含み得る。発光体デバイス１２０のｚ高さを制御することにより、エピタキシャル成長レーザーダイオード領域２２４の発光パターン２２６の位置を、円筒レンズ１５０と相互作用するように配置することができる。すなわち、発光体デバイス１２０または円筒レンズ１５０のいずれかを動かすことにより、それらの相対的位置を互いに対して調整することができる。追加的または代替的に、円筒レンズ１５０の直径を（例えば、異なる直径の光ファイバを選択することによって）変化させて、所望の焦点を得ることができる。
【００４９】
さらに、第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合すると、ばね構造１６０を円筒レンズ１５０に物理的に接触させ得る。すなわち、ばね構造１６０の少なくとも一部分が、円筒レンズ１５０の外面を下方に（−ｚ方向に）押し得る。そうすることで、ばね構造１６０は、円筒形レンズ１５０を所望の位置に保持および／または配置するのを助け得る。
【００５０】
ＩＩＩ．例示的方法
図３Ａ〜図３Ｇは、１つ以上の例示的な実施形態による、製造方法のさまざまなステップを示す。さまざまなステップのうちの少なくともいくつかは、本明細書において提示される順序とは異なる順序で実行し得ることが理解されよう。さらに、ステップは、追加、除外、入れ替え、および／または反復し得る。図３Ａ〜図３Ｇは、図４に関連して図示および説明されるような方法４００に関連して説明されるステップまたはブロックのうちの少なくともいくつかに対する例示として役立ち得る。さらに、図３Ａ〜図３Ｇのいくつかのステップは、図１および図２Ｄを参照して図示および説明されたような、光学システム１００を提供するように実行され得る。
【００５１】
図３Ａは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３００を示す。ステップ３００は、第１の基板１１０を提供することを含む。図示したように、第１の基板１１０は、第１の表面１１２を含み得る。第１の基板１１０は、少なくとも１つのブリッジ構造１０２を形成するように成形され得る。ブリッジ構造１０２は、第１の支持端１１６と第２の支持端１１８との間に延在する細長い部材１１３を含み得る。いくつかの実施形態では、細長い部材１１３は、レーザー切断、機械的ルーティング、および／またはドライまたはウェットエッチングプロセスなどの方法を使用して、第１の基板１１０の少なくとも一部分を除去することによって形成され得る。いくつかの実施例では、細長い部材１１３は、第１の表面１１２の（例えば、ｘ−ｙ平面の）切抜き部によって画定され得る。追加的または代替的に、細長い部材１１３は、第１の基板１１０の裏側部分が部分的または完全に除去されているアンダーカット部分によって画定され得る。ブリッジ構造１０２は、追加的または代替的に、付加技術（３Ｄプリンティングなど）を使用して形成され得る。
【００５２】
１つ以上の発光体デバイス１２０が、第１の表面１１２上に配置され得る。図３Ａは単一の発光体デバイス１２０を示しているが、さらなる発光体デバイスを（例えば、ｙ軸に沿って延びる）「ページ内への」方向に沿って設け得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、エピタキシャル成長レーザーダイオード領域２２４が、発光体デバイス１２０の上面２２２の下の既知の距離に配置され得る。複数のばね構造１６０を第１の表面１１２上に配置し得る。例えば、ばね構造１６０は、ワイヤボンダを使用して第１の表面１１２に塗布されたワイヤボンドを含み得る。
【００５３】
図３Ｂは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３１０を示す。ステップ３１０は、第２の基板１３０を提供することを含む。第２の基板１３０は、実装面１３２および裏面２３４を含む。いくつかの実施形態では、第２の基板１３０は、部分的または完全に透明であり得る。例えば、第２の基板１３０は、可視光および／または発光体デバイスによって放射される光の波長に対して実質的に透明であるガラスまたは別の材料から形成され得る。
【００５４】
図３Ｃは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３２０を示す。ステップ３２０は、実装面１３２上に構造１３６および光学スペーサ１３７を形成することを含む。いくつかの実施形態では、構造１３６を形成することは、感光性レジスト材料を画定するための１つ以上のフォトリソグラフィ露光を含み得る。いくつかの実施形態では、構造１３６は、例えば全内部反射を介して光を導くように構成された光導波路であり得る。本明細書で説明するように、光学スペーサ１３７は、ステンレス鋼または同様の特性を有する他の材料から形成され得る。
【００５５】
図３Ｄは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３３０を示す。ステップ３３０は、スペーサ１４０を第２の基板１３０の実装面１３２に結合することを含む。いくつかの実施形態では、スペーサ１４０を実装面１３２に結合することは、ピックアンドプレースシステムを使用してスペーサ１４０を実装面１３２に沿った所望の位置に配置することを含み得る。追加的または代替的に、スペーサ１４０は、エポキシまたは別の接着材料を使用して実装面１３２に結合され得る。
【００５６】
いくつかの実施形態では、スペーサ１４０が実装面１３２に沿って配置される前または後に、３次元位置合わせ構造１４２を実装面に適用し得る。位置合わせ構造１４２は、スペーサ１４０を適切に配置する助けとなり得、かつ／またはその位置を維持する助けとなり得る。場合によっては、位置合わせ構造１４２は、スペーサ１４０のためのスロットを形成するように配置され得る。換言すれば、位置合わせ構造１４２は、スペーサ１４０を把持して、それを所定の位置に固着または締着させ得る。位置合わせ構造１４２は、フォトリソグラフィを使用して画定され得る。例えば、位置合わせ構造１４２は、感光性材料で形成され得る。
【００５７】
図３Ｅは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３４０を示す。ステップ３４０は、円筒レンズ１５０を第２の基板１３０の実装面１３２に結合することを含む。いくつかの実施形態では、円筒レンズ１５０を実装面１３２に結合することは、ピックアンドプレースシステムを使用して円筒レンズ１５０を実装面１３２に沿った所望の位置に配置することを含み得る。追加的または代替的に、円筒レンズ１５０は、エポキシまたは別の接着材料を使用して実装面１３２に結合され得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、円筒レンズ１５０が実装面１３２に沿って配置される前または後に、３次元位置合わせ構造１５２を実装面に適用し得る。位置合わせ構造１５２は、円筒レンズ１５０を適切に配置する助けとなり得、かつ／またはその位置を維持する助けとなり得る。場合によっては、位置合わせ構造１５２は、円筒レンズ１５０のためのスロットを形成するように配置され得る。換言すれば、位置合わせ構造１５２は、円筒レンズ１５０を把持して、それを所定の位置に固着または締着させ得る。位置合わせ構造１５２は、フォトリソグラフィを使用して画定され得る。例えば、位置合わせ構造１５２は、感光性材料で形成され得る。
【００５９】
図３Ｆは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３５０を示す。ステップ３５０は、第１の基板１１０が第２の基板１３０に結合されることを含む。例えば、ブリッジ構造１０２の第１の支持端１１６は、第２の基板１３０の実装面１３２に結合され得、ブリッジ構造１０２の第２の支持端１１８は、光学スペーサ１３７に結合され得る。そうすることで、第１の基板１１０の第１の表面１１２は、実装面１３２に面する。
【００６０】
第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合するとき、１つ以上の発光体デバイス１２０は、スペーサ１４０と物理的に接触し得る。すなわち、複数の発光体デバイス１２０のそれぞれの上面２２２は、スペーサ１４０を押し得る。さらに、第１の基板１１０と第２の基板１３０を結合した結果として、円筒レンズ１５０は、ばね構造１６０と物理的に接触し得る。いくつかの実施形態では、バネ構造１６０は、円筒レンズ１５０の表面に順応して力を提供するように屈曲し得る。
【００６１】
この構成では、エピタキシャル成長レーザーダイオード領域２２４が円筒レンズ１５０に対して均一かつより確実に配置され得、レーザーダイオード領域２２４は、円筒レンズ１５０によって速軸平行化される光を放射する。
【００６２】
いくつかの実施形態では、第１の基板１１０は、それに加えられた１つ以上の物理的な力により屈曲し得る。例えば、第１の表面１１２および第２の表面１１４は、第１の基板１１０の結合前状態に対して屈曲し得る。すなわち、第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合する前に、第１の基板１１０は実質的に平面であり得る。しかしながら、第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合した後、第１の基板１１０の少なくとも一部分は、スペーサ１４０によって発光体デバイス１２０の上面２２２に加えられる力および／またはばね構造１６０によって円筒レンズ１５０に加えられる力、およびその逆のバランスをとるために屈曲し得る。
【００６３】
より具体的には、ブリッジ構造１０２は、力によって屈曲および／または撓曲し得る。例えば、ブリッジ構造１０２は、発光体デバイス１２０のさまざまな高さに対応するように、細長い部材１１３の長手方向軸の周りでねじれ得る。追加的または代替的に、第１の基板１１０を第２の基板１３０に結合するときに加えられる物理的な力により、ブリッジ構造１０２は、実装面１３２から離れるように屈曲し得る。
【００６４】
いくつかの実施例では、第１の基板１１０および／またはブリッジ構造１０２は、それを第２の基板１３０と結合する前に「事前屈曲」され得る。そのようなシナリオでは、第１の基板１１０および／またはブリッジ構造１０２を、第２の基板１３０により順応して結合するように、熱および／または圧力で塑性変形させ得る。例えば、第１の基板１１０の第１の締付け端１１６および第１の基板１１０の第２の締付け端１１８は、第２の基板１３０に結合した後の層間剥離の問題を低減するように事前屈曲され得る。第１の基板１１０、ブリッジ構造１０２、第２の基板１３０、および／または光学システム１００の他のコンポーネントにかかる物理的応力を低減または排除するために、他の「事前屈曲」ステップが企図される。
【００６５】
図３Ｇは、例示的な実施形態による、製造方法の１ステップ３６０を示す。ステップ３６０は、１つ以上の発光体デバイス１２０に、発光パターン３６２に従って発光せることを含み得る。発光パターン３６２の少なくとも一部分は、円筒レンズ１５０と相互作用して、集束光３６４を形成し得る。そのようなシナリオでは、集束光３６４は、構造１３６に結合され、誘導光３６６としてｘ方向に沿って構造１３６内を伝播し得る。誘導光３６６は、例えば、１つ以上の光検出器（例えば、カメラ）を使用して、光学システム内の他の箇所で結像され得る。ステップ３６０は、例えば、製造中の較正ステップとして利用され得るし、または光学システム１００のコンポーネントの適切な位置合わせをチェックするために、通常動作中に定期的に利用され得る。
【００６６】
図４は、例示的な実施形態による、方法４００を示す。方法４００は、製造方法のプロセスフローを表し得、少なくとも部分的には、図３Ａ〜図３Ｇを参照して図示および説明した製造ステップまたは段階のうちのいくつかまたはすべてにより実行され得る。方法４００は、本明細書において明示的に開示されたものよりも少ないまたは多いステップまたはブロックを含み得ることが理解されよう。さらに、方法４００のそれぞれのステップまたはブロックは、任意の順序で実行され得、各ステップまたはブロックは、１回以上実行され得る。いくつかの実施形態では、方法４００およびそのステップまたはブロックは、図１および図２Ａ〜図２Ｄを参照して図示および説明されたような、光学システム１００と同様または同一であり得る光学システムを提供するために実行され得る。
【００６７】
ブロック４０２は、第１の表面を有する第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することを含む。いくつかの実施例では、第１の基板は、プリント回路基板を含み得る。しかしながら、他の材料が企図される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、第１の基板に少なくとも１つの切抜き部をリソグラフィで画定することを含み得る。少なくとも１つの切抜き部は、第１の基板に開口部を含み得る。例えば、ブリッジ構造は、２つの切抜き部によって画定され得る。そのようなシナリオでは、ブリッジ構造は、細長い部材と２つの締付け端を含み得る。
【００６９】
さらに、いくつかの実施形態では、第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、複数の切抜き部によって画定される複数のブリッジ構造を形成することを含み得る。
【００７０】
ブロック４０４は、１つ以上の発光体デバイスをブリッジ構造の第１の表面に取り付けることを含む。いくつかの実施形態では、方法４００は、ピックアンドプレースシステムを使用して、発光体デバイスを第１の表面上に配置することを含み得る。いくつかのシナリオでは、発光体デバイスは、エポキシ、インジウム共晶材料、または別のタイプの接着材料で第１の表面に接着され得る。
【００７１】
ブロック４０６は、基準面を規定する実装面を有する第２の基板を提供することを含む。以下に説明するように、第２の基板は、第２の基板を第１の基板と位置合わせするための位置合わせ窓を提供するように透明である少なくとも１つの部分を含み得る。
【００７２】
ブロック４０８は、第２の基板の実装面上に構造体および光学スペーサを形成することを含む。いくつかの実施形態では、第２の基板の実装面上に構造体を形成することは、フォトリソグラフィで画定可能な材料で構造体を画定するためにフォトリソグラフィックプロセスを実行することを含む。いくつかの実施形態では、構造体は、ＳＵ−８または別の光学材料から形成され得る光導波路を含み得る。本明細書の他の箇所で説明したように、光学スペーサはステンレス鋼から形成され得、構造の周りにエアギャップを維持するための足場を提供し得る。
【００７３】
ブロック４１０は、少なくとも１つのスペーサを第２の基板の実装面に結合することを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのスペーサを実装面に結合することは、ピックアンドプレース機械を使用して少なくとも１つのスペーサを第２の基板上の所望の位置に配置することを含み得る。本明細書の他の箇所で説明したように、少なくとも１つのスペーサは、光ファイバを含み得る。しかしながら、他の材料および形状が可能であり、企図される。
【００７４】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのスペーサを第２の基板の実装面に結合することは、少なくとも１つのスペーサを第２の基板の実装面上の複数の３次元位置合わせ構造体に結合することを含み得る。
【００７５】
ブロック４１２は、第１の基板の第１の部分が第２の基板の実装面に結合され、第１の基板の第２の部分が第２の基板の実装面上に形成された光学スペーサに結合され、第１の基板の第１の表面が、基準面に対してある角度で第２の基板の実装面に面するように、第１および第２の基板を合わせて結合することを含む。そのようなシナリオでは、少なくとも１つのスペーサが１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触する。
【００７６】
いくつかの実施形態では、第２の基板の実装面上に形成された構造体は、光導波路であり得る。そのようなシナリオでは、第１および第２の基板を合わせて結合することは、複数の発光体デバイスのうちの少なくとも１つの発光体デバイスを少なくとも１つの円筒レンズを介して光導波路に光学的に結合することを含み得る。
【００７７】
例示的な実施形態では、第１および第２の基板を合わせて結合することは、１つ以上の発光体デバイスを少なくとも１つのスペーサと物理的に接触させることを含む。
【００７８】
方法４００は、少なくとも１つの円筒レンズを第２の基板の実装面に結合することをさらに含み得る。そのようなシナリオでは、１つ以上の発光体デバイスは、少なくとも１つの円筒レンズに向かって光軸に沿って配置され得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの円筒レンズを第２の基板の実装面に結合することは、少なくとも１つの円筒レンズを第２の基板の実装面上の複数の３次元位置合わせ構造体に結合することを含み得る。
【００７９】
いくつかの実施形態では、方法４００は、第１および第２の基板を合わせて結合する前に、第１の基板および第２の基板を互いに対して位置合わせすることをさらに含み得る。そのようなシナリオでは、第１および第２の基板を合わせて結合することは、接着材料を第１および第２の基板の一方または両方に塗布し、所定の接触力（例えば、１〜１００Ｎ、またはそれ以上）を加えることを含み得る。
【００８０】
方法４００は、ブリッジ構造上または他の箇所に配置され得る制御回路（例えば、パルサ回路）に発光体デバイスを電気的に接続することをさらに含み得る。例えば、発光体デバイスをそれぞれの制御回路に電気的に接続することは、ワイヤまたはリボンボンダシステムを使用してそれらの間に１つ以上のワイヤボンドを形成することを含み得る。
【００８１】
方法４００は、第１の基板の第１の表面上に複数のばね構造を形成することを含み得る。そのようなシナリオでは、第１および第２の基板を合わせて結合することは、複数のばね構造のうちの少なくとも１つのばね構造を少なくとも１つの円筒レンズと物理的に接触させることを含み得る。場合によっては、複数のばね構造は、複数のループ状ワイヤボンドを含み得る。すなわち、方法４００は、複数のループ状ワイヤボンドを第１の基板の第１の表面に（例えば、ワイヤボンディングシステムを用いて）適用するステップを含み得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、第１および第２の基板を合わせて結合することは、第１の基板の第１の部分または第２の基板の実装面の少なくとも一方に接着材料を塗布することを含み得る。そのようなシナリオでは、方法４００は、第１の基板の第２の部分または第２の基板の実装面上に形成された光学スペーサの少なくとも一方に接着材料を塗布することを含み得る。さらに、方法４００は、第１の基板の第１の部分が第２の基板の実装面に接着され、第１の基板の第２の部分が第２の基板の実装面に形成された光学スペーサに接着されるように接着材料を硬化することを含み得る。
【００８３】
方法４００は、第１および第２の基板を互いに結合する前に、第１の基板および第２の基板を互いに対して位置合わせすることを含み得る。例えば、第２の基板が透明部分を含むいくつかの実施形態では、第１の基板および第２の基板を互いに対して位置合わせすることは、第２の基板の透明部分を通して第１の基板の少なくとも一部分を撮像することを含み得る。さらに、そのようなシナリオでは、第１の基板および第２の基板を互いに対して位置合わせすることは、第１および第２の基板の所望の位置合わせを達成するために、第２の基板に対する第１の基板の位置を調整することを含み得る。
【００８４】
追加または任意選択で、第１および第２の基板を合わせて結合することは、第１の基板の第２の表面に所定の力（例えば、１ニュートン〜１００ニュートン）を加えることを含み得る。他の力の値が企図され、可能である。
【００８５】
図に示されている特定の配置は、限定であるとみなされるべきではない。他の実施形態は、所定の図に示される各構成要素をより多く、またはより少なく含むことができることを理解されたい。さらに、図示の構成要素のうちのいくつかの構成要素は、組み合わせることができる、または省略することができる。なおもさらには、例示的な実施形態は、図に示されていない構成要素を含むことができる。
【００８６】
情報の処理を表すステップまたはブロックは、本明細書において説明される方法または技術の特定の論理機能を実行するように構成することができる回路に対応することができる。代替的に、またはさらに、情報の処理を表すステップまたはブロックは、モジュール、セグメント、物理コンピュータ（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））、またはプログラムコードの一部（関連データを含む）に対応することができる。プログラムコードは、特定の論理機能または処理を方法または技術において実行するプロセッサにより実行可能な１つ以上の命令を含むことができる。プログラムコードおよび／または関連データは、ディスク、ハードドライブ、または他の記憶媒体を含む、ストレージデバイスのような任意のタイプのコンピュータ可読媒体に格納することができる。
【００８７】
コンピュータ可読媒体は、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような、データを短期間にわたって格納するコンピュータ可読媒体のような非一時的なコンピュータ可読媒体を含むこともできる。コンピュータ可読媒体は、プログラムコードおよび／またはデータを長期間にわたって格納する非一時的なコンピュータ可読媒体も含むこともできる。このように、コンピュータ可読媒体は、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）のような補助ストレージまたは長期永続的ストレージを含むことができる。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性または不揮発性ストレージシステムとすることもできる。コンピュータ可読媒体は、例えばコンピュータ可読記憶媒体、または有形のストレージデバイスであると考えることができる。
【００８８】
さまざまな例および実施形態が開示されてきたが、他の例および実施形態が当業者には明らかであろう。開示されたさまざまな例および実施形態は、例証の目的のためであり、限定することを意図されておらず、その真の範囲は、以下の特許請求の範囲により示される。
【図１】
2021514069.tif 000003
【図２Ａ】
2021514069.tif 000004
【図２Ｂ】
2021514069.tif 000005
【図２Ｃ】
2021514069.tif 000006
【図２Ｄ】
2021514069.tif 000007
【図３Ａ】
2021514069.tif 000008
【図３Ｂ】
2021514069.tif 000009
【図３Ｃ】
2021514069.tif 000010
【図３Ｄ】
2021514069.tif 000011
【図３Ｅ】
2021514069.tif 000012
【図３Ｆ】
2021514069.tif 000013
【図３Ｇ】
2021514069.tif 000014
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月20日(2020.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムであって、
第１の基板であって、前記第１の基板は少なくとも１つのブリッジ構造を備え、１つ以上の発光体デバイスが前記少なくとも１つのブリッジ構造上に配置されている、第１の基板と、
第２の基板であって、前記第２の基板は実装面を有し、前記第２の基板は、前記実装面上に構造体および光学素子を備える、第２の基板と、
前記実装面に結合された少なくとも１つのスペーサと、を備え、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１の基板および前記第２の基板は合わせて結合されており、
前記少なくとも１つのスペーサは、前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、光学システム。
【請求項２】
光学システムであって、
第１の基板であって、前記第１の基板は少なくとも１つのブリッジ構造を備え、前記ブリッジ構造は第１の表面を備え、１つ以上の発光体デバイスが前記第１の表面上に配置されている、第１の基板と、
第２の基板であって、前記第２の基板は基準面を規定する実装面を有し、前記第２の基板は、前記実装面上に構造体および光学スペーサを備える、第２の基板と、
前記実装面に結合された少なくとも１つのスペーサと、を備え、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記光学スペーサに結合され、前記第１の基板の前記第１の表面が前記基準面に対してある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１の基板および前記第２の基板は合わせて結合されており、
前記少なくとも１つのスペーサは、前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、光学システム。
【請求項３】
光学システムであって、
第１の基板であって、前記第１の基板は少なくとも１つのブリッジ構造を備え、１つ以上の発光体デバイスが前記少なくとも１つのブリッジ構造上に配置されている、第１の基板と、
第２の基板であって、前記第２の基板は実装面を有する、第２の基板と、
前記実装面に結合された少なくとも１つのスペーサと、を備え、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、
前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面し、
前記少なくとも１つのスペーサは、前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、光学システム。
【請求項４】
前記第１の基板は、プリント回路基板を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学システム。
【請求項５】
前記ブリッジ構造は、少なくとも１つの切抜き部によって画定され、前記少なくとも１つの切抜き部は、前記第１の基板に開口部を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学システム。
【請求項６】
前記ブリッジ構造は２つの切抜き部によって画定され、前記ブリッジ構造は、第１の支持端と第２の支持端との間に延在する細長い部材を備える、請求項５に記載の光学システム。
【請求項７】
前記第１および第２の支持端は平面を規定し、前記細長い部材は前記平面に対して変形可能である、請求項６に記載の光学システム。
【請求項８】
複数の切抜き部によって画定された複数のブリッジ構造を備える、請求項５に記載の光学システム。
【請求項９】
前記ブリッジ構造は長手方向軸を含み、前記ブリッジ構造は、前記長手方向軸に対して横断モードに従って屈曲するように構成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記ブリッジ構造は長手方向軸を含み、前記ブリッジ構造は、前記長手方向軸に対してねじれモードに従って屈曲するように構成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記実装面上の前記構造体は、光導波路を含む、請求項１又は２に記載の光学システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのスペーサは、光ファイバスペーサを含む、請求項１又は２に記載の光学システム。
【請求項１３】
前記実装面に結合された少なくとも１つの円筒レンズをさらに備え、前記少なくとも１つの円筒レンズは、前記光ファイバスペーサの半径よりも大きい半径を有する光ファイバレンズを含む、請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１４】
前記実装面に結合された少なくとも１つの円筒レンズをさらに備え、前記１つ以上の発光体デバイスは、前記少なくとも１つの円筒レンズに向かって発光するように構成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学システム。
【請求項１５】
駆動回路をさらに備え、前記駆動回路は、前記１つ以上の発光体デバイスを発光させるように動作可能である、請求項１又は２に記載の光学システム。
【請求項１６】
前記駆動回路の少なくとも一部分は、前記ブリッジ構造上に配置されている、請求項１５に記載の光学システム。
【請求項１７】
前記実装面上に結合される光導波路をさらに備える、請求項３に記載の光学システム。
【請求項１８】
前記実装面に結合された少なくとも１つの円筒レンズをさらに備え、前記少なくとも１つのスペーサは、光ファイバスペーサを備え、前記少なくとも１つの円筒レンズは、前記光ファイバスペーサの半径よりも大きい半径を有する光ファイバレンズを含む、請求項３に記載の光学システム。
【請求項１９】
駆動回路をさらに備え、前記駆動回路は、前記１つ以上の発光体デバイスを発光させるように動作可能であり、前記駆動回路の少なくとも一部分は、前記ブリッジ構造上に配置されている、請求項３に記載の光学システム。
【請求項２０】
光検出測距（ＬＩＤＡＲ）システムであって、
光学システムを備え、前記光学システムは、
第１の基板であって、前記第１の基板は少なくとも１つのブリッジ構造を備え、１つ以上の発光体デバイスが前記少なくとも１つのブリッジ構造上に配置されている、第１の基板と、
第２の基板であって、前記第２の基板は実装面を有する、第２の基板と、
前記実装面に結合された少なくとも１つのスペーサと、を備え、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、
前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面し、
前記少なくとも１つのスペーサは、前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、ＬＩＤＡＲシステム。
【請求項２１】
前記ＬＩＤＡＲシステムは車両に結合され、前記ＬＩＤＡＲシステムは、前記車両の周囲の環境に関する情報を提供するように構成される、請求項２０に記載のＬＩＤＡＲシステム。
【請求項２２】
光学システムを製造する方法であって、
第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することと、
前記ブリッジ構造に１つ以上の発光体デバイスを取り付けることと、
第２の基板を提供することであって、前記第２の基板は実装面を有する、提供することと、
前記第２の基板の前記実装面上に構造体および光学素子を形成することと、
前記第２の基板の前記実装面に少なくとも１つのスペーサを結合することと、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面に結合され、前記第１の基板の第２の部分が前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合され、前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１および第２の基板を合わせて結合することであって、前記少なくとも１つのスペーサは前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、結合することと、を含む方法。
【請求項２３】
光学システムを製造する方法であって、
第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することであって、前記ブリッジ構造は第１の表面を備える、形成することと、
前記ブリッジ構造の前記第１の表面に１つ以上の発光体デバイスを取り付けることと、
第２の基板を提供することであって、前記第２の基板は基準面を規定する実装面を有する、提供することと、
前記第２の基板の前記実装面上に構造体および光学スペーサを形成することと、
前記第２の基板の前記実装面に少なくとも１つのスペーサを結合することと、
前記第１の基板の第１の部分が前記第２の基板の前記実装面に結合され、前記第１の基板の第２の部分が前記第２の基板の前記実装面上に形成された前記光学スペーサに結合され、前記第１の基板の前記第１の表面が前記基準面に対してある角度で前記第２の基板の前記実装面に面するように、前記第１および第２の基板を合わせて結合することであって、前記少なくとも１つのスペーサは前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、結合することと、を含む方法。
【請求項２４】
光学システムを製造する方法であって、
第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することと、
前記ブリッジ構造に１つ以上の発光体デバイスを取り付けることと、
第２の基板を提供することであって、前記第２の基板は実装面を有する、提供することと、
前記第２の基板の前記実装面に少なくとも１つのスペーサを結合することと、
前記第１の基板の第１の部分を前記第２の基板の前記実装面に結合すること、
前記第１の基板の第２の部分を前記第２の基板の前記実装面上の前記少なくとも１つのスペーサに結合することであって、前記第１の基板がある角度で前記第２の基板の前記実装面に面し、前記少なくとも１つのスペーサは前記１つ以上の発光体デバイスと物理的に接触している、結合することと、を含む方法。
【請求項２５】
前記第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、前記第１の基板に少なくとも１つの切抜き部をリソグラフィで画定することを含み、前記少なくとも１つの切抜き部は前記第１の基板に開口部を含む、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ブリッジ構造は、２つの切抜き部によって画定され、前記ブリッジ構造は、細長い部材と２つの締付け端とを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の基板に少なくとも１つのブリッジ構造を形成することは、複数の切抜き部によって画定された複数のブリッジ構造を形成することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
少なくとも１つの円筒レンズを前記第２の基板の前記実装面に結合することをさらに含み、前記１つ以上の発光体デバイスは、前記少なくとも１つの円筒レンズに向かって光軸に沿って配置される、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１および第２の基板を合わせて結合する前に、前記第１の基板および前記第２の基板を互いに対して位置合わせすることをさらに含み、前記第１および第２の基板を合わせて結合することは、
前記第１および第２の基板の一方または両方に接着材料を塗布することと、
所定の接触力を加えることと、を含む、請求項２２〜２４の何れか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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