CN110594704A - 光源的保护机构 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及光源的保护机构。一种用于安装在基板上的光源的外壳，该外壳包括筒，其具有第一导电柱和第二导电柱；以及扩散器，其具有通孔或部分孔，该通孔或部分孔填充有导电塞，该导电塞电桥接第一导电柱和第二导电柱之间的电连接中的间隙。

Description

光源的保护机构
技术领域
本公开涉及包括光源的电子设备的领域，具体涉及一种安装在基板上的光源的外壳。
背景技术
对于某些应用，电子设备可以包括光源。例如，诸如接近传感器之类的测距设备通常使用激光器来生成光束，该光束瞄准图像场景中的一个或多个对象，并且反射光被用于确定对象距测距设备的距离。
光源的功率和类型将取决于具体应用，但是通常功率越高，光束越窄，可以被测量的距离越大。
被用于生成光束的光源通常由扩散器覆盖，该扩散器使光束扩散，从而在一定程度上降低其强度。如此，通常认为光束对用户无害。然而，如果从设备脱离、断开或以其他方式移除扩散器，则光源的强度可能使得其会有造成伤害的风险，例如，伤害用户眼睛。
需要一种技术解决方案，其用于降低包括这种光源的电子设备中的伤害风险。
发明内容
根据一个方面，提供了一种安装在基板上的光源的外壳，该外壳包括筒，其包括扩散器的安装件；以及扩散器，其位于安装件中。该筒包括第一导电柱和第二导电柱；以及熔断器，其电耦合第一导电柱和第二导电柱，熔断器的一部分机械地固定到扩散器上和/或熔断器被布置为将扩散器陷入安装件中。
根据一个实施例，熔断器的直径或厚度小于25μm。
根据一个实施例，熔断器是被布置为将扩散器陷入所述安装件中的线材。
根据一个实施例，熔断器通过胶被固定到扩散器上。
根据一个实施例，熔断器被布置为穿过或桥接筒的表面中的凹槽，该凹槽被部分地填充有与扩散器的下侧接触的胶。
根据一个实施例，熔断器是线材，其每个端部被焊接到第一导电柱和第二导电柱。
根据一个实施例，熔断器由金或铜制成。
根据一个实施例，筒的一端包括用于接触基板的表面，第一导电柱和第二导电柱在用于接触基板的表面和所述安装件的表面之间延伸。
根据另一方面，提供了一种电子设备，包括其上安装有光源的基板，该光源被容纳在上述外壳中。
根据另一方面，提供了一种要安装在基板上的光源的外壳的制造方法，该方法包括：提供筒，该筒包括扩散器的安装件，该筒包括第一导电柱和第二导电柱；以及将扩散器固定在安装件中，使得熔断器电连接第一导电柱和第二导电柱，并且使得熔断器的一部分机械地固定到扩散器上和/或熔断器被布置为将扩散器陷入安装件中。
根据一个方面，提供了一种安装在基板上的光源的外壳，该外壳包括筒，该筒具有第一导电柱和第二导电柱；以及扩散器，其具有一个或多个导电路径，该一个或多个导电路径被布置为当扩散器被安装在筒上时，电连接第一导电柱和第二导电柱。
根据一个实施例，扩散器包括透明元件，并且一个或多个导电路径被直接形成在透明元件的一个或多个表面上。
根据一个实施例，扩散器包括透明元件，其位于一个或多个框架部分内，并且一个或多个导电路径被形成在框架部分的一个或多个表面上。
根据一个实施例，一个或多个导电路径是通过溅射形成的导电涂层。
根据一个实施例，一个或多个导电路径包括线材，其围绕扩散器的边缘运行。
根据一个实施例，一个或多个导电路径被形成在扩散器的一个或多个侧面上，该一个或多个侧面垂直于扩散器的透射表面。
根据一个实施例，外壳还包括导电胶，其将一个或多个导电路径电连接到第一导电柱和第二导电柱。
根据一个实施例，筒的一端包括用于接触基板的表面，第一导电柱和第二导电柱在用于接触基板的表面和扩散器的安装件的表面之间延伸。
根据另一方面，提供了一种电子设备，包括其上安装有光源的基板，该光源容纳在上述外壳中。
根据另一方面，提供了一种要安装在基板上的光源的外壳的制造方法，该方法包括：提供筒，该筒具有第一导电柱和第二导电柱；将扩散器固定到筒上，该扩散器包括一个或多个导电路径，并且将扩散器固定到筒上包括使一个或多个导电路径与第一导电柱和第二导电柱电接触，使得第一导电柱和第二导电柱经由一个或多个导电路径被电连接。
根据一个方面，提供了一种安装在基板上的光源的外壳，该外壳包括筒，该筒具有第一导电柱和第二导电柱；以及扩散器，其具有通孔或部分孔，该通孔或部分孔填充有导电塞，该导电塞电桥接第一导电柱和第二导电柱之间的电连接中的间隙。
根据一个实施例，导电塞由导电胶制成。
根据一个实施例，扩散器包括透明元件，该透明元件具有穿过透明元件的所述通孔。
根据一个实施例，通孔为柱形。
根据一个实施例，通孔为锥形。
根据一个实施例，扩散器包括透明元件，该透明元件具有延伸跨过透明元件的边缘的部分孔。
根据一个实施例，部分孔的形式为锥体的一部分。
根据一个实施例，筒的一端包括用于接触基板的表面，第一导电柱和第二导电柱在用于接触基板的表面和扩散器的安装件的表面之间延伸。
根据另一方面，提供了一种电子设备，包括其上安装有光源的基板，该光源被容纳在上述外壳中。
根据一个实施例，电子设备还包括电路，其被配置为经由第一导电柱和第二导电柱向光源供应电源电压。
根据一个实施例，电子设备还包括电路，其被配置为经由激活信号所控制的开关向光源供应电源电压，该激活信号经由第一导电柱和第二导电柱提供。
根据一个实施例，电子设备还包括电路，其被配置为基于第一导电柱和第二导电柱两端的电压降来检测扩散器与筒的脱离，并且如果检测到扩散器的脱离，则停用光源。
根据另一方面，提供了一种要安装在基板上的光源的外壳的制造方法，该方法包括：提供筒，该筒具有第一导电柱和第二导电柱；将扩散器固定在筒上；以及用导电材料填充穿过扩散器的通孔或形成在扩散器边缘中的部分孔，以形成导电塞，该导电塞电桥接第一导电柱和第二导电柱之间的电连接中的间隙。
附图说明
从以下对参考附图通过说明而非限制的方式给出的实施例的具体实施方式中，前述和其他特征和优点将变得显而易见，其中
图1A是光源的外壳的平面图；
图1B是图1A的外壳的剖视图；
图2A是根据本发明的示例实施例的光源的外壳的平面图；
图2B是根据示例实施例的图2A的外壳的剖视图；
图2C是根据另一示例实施例的图2A的外壳的剖视图；
图3A是根据本发明的另一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图3B是根据示例实施例的图3A的外壳的剖视图；
图4A是根据本发明的示例性实施例的光源的外壳的平面图；
图4B是根据示例实施例的图4A的外壳的剖视图；
图5A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图5B是根据示例实施例的图5A的外壳的剖视图；
图5C是根据示例实施例的图5A的外壳的另一剖视图；
图6A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图6B是根据示例实施例的图6A的外壳的剖视图；
图6C是根据示例实施例的图6A的外壳的扩散器的下侧的平面图；
图7A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图7B是根据示例实施例的与图7A的外壳一起使用的扩散器的平面图；
图7C是根据示例性实施例的图7A的外壳和图7B的扩散器的剖视图；
图8A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图8B是根据示例实施例的图8A的外壳的扩散器的透视图；
图8C是根据示例实施例的图8A的外壳的剖视图；
图9A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图9B是根据示例实施例的图9A的外壳的扩散器的透视图；
图9C是根据示例实施例的图9A的外壳的剖视图；
图10A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图10B是根据示例实施例的图10A的外壳的扩散器的透视图；
图10C是根据示例实施例的图10A的外壳的剖视图；
图10D是根据图10B的实施例的备选实施例的图10A的外壳的扩散器的透视图；
图11A是根据本发明的又一示例实施例的光源的外壳的平面图；
图11B是根据示例实施例的图11A的外壳的剖视图；
图12A示意性地图示了根据本公开的实施例的用于检测开路的检测电路；
图12B示意性地图示了根据本公开另一实施例的用于检测开路的检测电路；
图12C示意性地图示了根据本发明的又一实施例的用于检测开路的检测电路；以及
图13示意性地图示了根据本公开的示例实施例的包括光源的电子设备。
在各个附图中，相同的特征已经用相同的附图标记表示。
具体实施方式
在整个本公开中，术语“连接”被用于表示电路元件之间的直接电连接，而术语“耦合”被用于表示电路元件之间的电连接，该电连接可以是直接的，或者可以经由一个或多个中间元件，诸如电阻器、电容器、晶体管或缓冲器。除非另有说明，否则当使用术语“耦合”时，可以通过直接连接来实现连接。
术语“大约”在本文中被用于表示所讨论的值的容差为正负10％。
在整个本公开中，术语“筒”被用于表示形式为大致管状的元件，其横截面例如为基本上正方形或圆形，尽管其他形状也是可能的。
术语“扩散器”被用于表示由一材料形成的任何元件，该材料对其要漫射的光束的波长而言相对透明。例如，对于这些波长，扩散器的透射率为90％或更高。扩散器可以由实心单一材料形成，或者可以通过组装多种材料形成，在这种情况下，扩散器的仅一部分可能是透明的。例如，扩散器由玻璃或塑料形成。扩散器的透射表面例如为平面。可替代地，透射表面中的任一个或两个可以为非平面，以便增强扩散效果和/或执行其他光学功能。
图1A是光源的外壳100的平面图。外壳100例如包括其中安装扩散器104的外壳本体或筒102。例如，扩散器104通过胶106被固定到筒102上，该胶106部分或完全填充扩散器104和筒102之间的间隙。
图1B是沿着图1A中的虚线A-A截取的外壳100的剖视图，该外壳穿过筒102和扩散器104。如所图示的，外壳100例如位于基板108上，使得其覆盖也被安装在基板108上的光源110。光源110例如是激光源，或能够发射光束的其他类型的光源，诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。例如，光源110的功率范围为0.2W至2W。
筒102包括穿过其中部的开口111，该开口111准许光源110所生成的光束通过。
如在上文的背景技术部分中所解释的，扩散器104(例如，由玻璃制成)起到以下作用：保护光源110免受灰尘影响，并且扩散由光源110生成的光束，从而降低其强度。难题在于，如果扩散器104被移除或以其他方式与筒102脱离，则例如由于胶106的失效，光源110将不再被覆盖，从而使用户暴露于光束的全部强度。
现在，参照图2至图5对根据本公开的第一方面的光源的外壳及其制造方法进行描述。除非另有说明，否则图2至图5中所示的元件的结构和功能与上文所讨论的那些相同。
根据第一方面，外壳包括导电线材、条或迹线，其在这里被称为熔断器，并且如果扩散器被移除或以其他方式与外壳脱离，则被布置为断开。使用术语“熔断器”是因为该线材、带或迹线被设计为断开电连接以便提供保护机构。特别地，熔断器被配置为在由扩散器的脱离引起的机械力的情况下断开。在过电流的情况下，熔断器可能具有或没有附加熔化特性，其在任何情况下都不是其主要作用。在每个实施例中，熔断器的直径或厚度例如为25μm或更小，并且例如为15μm或更小，从而使其相对易碎，并且如果脱离扩散器则可能断开。熔断器例如由铜或金形成。
图2A是根据本公开的示例实施例的光源的外壳200的平面图。与图1A的外壳100相同，外壳200包括筒202，其顶部表面203在图2A中可见；以及扩散器204，其安装在筒202上和/或筒202中。在本文中所描述的实施例中，筒202的横截面是正方形，但在备选实施例中，其他形状也是可能的。扩散器204例如位于形成于筒202的顶部表面中的安装件内，并且通过填充扩散器204和筒202之间的间隙的胶206被固定在其安装件中。
例如，线材熔断器208、210被定位为将扩散器204保持其在筒202中或筒202上的安装件内。在图2A的示例中，线材熔断器208、210在扩散器204的周边部分处的拐角上延伸。线材熔断器208的各端例如被焊接到导电柱212和213的暴露的顶部表面，其例如通过筒202中的开口214在图2A中可见。同样，线材熔断器210的各端例如被焊接到导电柱215和216的暴露的顶部表面，其例如通过筒202中的开口214在图2A中也可见。
在一些实施例中，线材熔断器208、210各自被保护涂层(诸如黑胶)覆盖，以便保护它们免受意外损坏，该意外损坏不是由扩散器204的脱离引起的。
图2B是沿着图2A的虚线B-B截取的穿过导电柱212且跨过扩散器204的剖视图。在图2B的横截面中，假设图2A的视图是外壳200的顶部的视图。如所图示的，外壳200例如被安装在基板218上，从而覆盖类似于上文所描述的图1B的光源110的光源220。筒202包括穿过其中部的开口221，该开口221准许由光源220生成的光束通过。
导电柱212在筒202的壁内从外壳200的下侧延伸直到扩散器204的水平高度，该外壳200的下侧接触基板218。其他导电柱213、215和216(未在图2B的视图中图示)例如类似于柱212。导电柱212、213、215、216例如由铜、铝或诸如金属或金属合金之类的另一导电材料形成。
导电柱212的底部表面例如与形成在基板218的表面中的焊盘222电接触。其他导电柱213、215、216例如与类似焊盘接触(未在图2B的视图中图示)。
线材熔断器208从导电柱212的顶部表面延伸越过扩散器204的拐角。扩散器204例如位于安装件中，该安装件由筒202的顶部表面中高度为h的凹槽形成。h例如大约等于扩散器204的厚度th。
下文更详细描述的控制电路例如在基板218上和/或基板218中实现，并且经由对应焊盘222被耦合到导电柱212、213、215和216。当扩散器204处于适当位置并且线材熔断器208和210完好无损时，导电柱212和213与线材熔断器208形成第一导电回路，导电柱215和216与线材熔断器210形成第二导电回路。然而，如果扩散器204脱离，则线材熔断器208和/或210将断开，从而导致导电回路中的任一个或两个中的开路。控制电路例如通过使电流通过它们来周期性地或连续地测试导电回路，并且如果在导电回路中的任一个或两个中检测到开路，则停用光源220。
图2C是根据图2B的实施例的备选实施例的沿着图2A的线B-B截取的剖视图。图2B和图2C中的相同特征已经用相同的附图标记标记，并且不再进行详细描述。在图2B的剖视图中，假设图2A的视图是外壳200的下侧的视图。因此，在图2C的示例中，扩散器204被安装在筒202内，而非位于形成于筒202的顶部表面中的凹槽中。
例如，筒202在其顶端包括唇部230，其朝向筒202的轴线延伸。扩散器204例如被保持抵靠该唇部230的下侧232，并且通过扩散器204的边缘和筒202的内部表面之间的胶206固定就位。导电柱212例如形成在筒202的内表面上，并且在一些实施例中形成为表面镀层，诸如通过被称为LDS(激光直接结构化)的技术。线材熔断器210例如被焊接到导电柱212的横向侧面，并且延伸跨过扩散器204的下侧的拐角，在该拐角处，该线材熔断器210以类似方式被焊接到柱213(未在图2C中图示)。因此，线材熔断器208和210将扩散器204保持在其在筒202中的安装件中，并且被定位为使得如果扩散器204与筒202脱离，则它们可能会断开。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，虽然图2A、图2B和图2C图示了其中存在两个线材熔断器208、210和四个导电柱212、213、215和216的实施例，但是在一些实施例中仅可能提供线材熔断器208、210中的一个线材熔断器，并且导电柱的数量可以被减少到两个。在这种情况下，线材熔断器例如在扩散器的整个宽度或长度上延伸，以便避免在没有断开线材熔断器的情况下移除扩散器的风险。可替代地，可以提供附加线材熔断器和导电柱，例如，扩散器204的每个拐角处定位一个线材熔断器和导电柱。
图3A是根据本公开的另一示例实施例的光源的外壳300的平面图。在图3A中，扩散器204在筒202上的位置由虚线矩形表示。与图2B的实施例相同，扩散器204位于筒202的顶部表面203中的凹槽中。凹槽例如包括表面302，其基本上平行于筒202的顶部表面203，并且从内表面304向外延伸，该内表面304向上延伸到筒202的中间。表面302被一侧上的较深凹槽306隔断，在该较深凹槽中，导电柱212和213的顶部表面可见。例如，线材熔断器308在该凹槽306中在导电柱212、213的顶部表面之间延伸，并且例如被焊接到导电柱212、213的顶部表面中的每个顶部表面，以便将柱212和213电连接在一起。线材熔断器308位于扩散器204的周边部分。
图3B是运行通过筒202且通过凹槽306和线材熔断器308的沿着线C-C截取的图3A的外壳300的剖视图。线材熔断器308例如穿过胶点314，该胶点314被粘结到扩散器204的下侧。因此，如果扩散器204与筒202脱离，则胶点314将与扩散器204一起移动，从而断开熔断器308。在一些实施例中，胶点314没有接触凹槽306的一个、一些或所有表面，从而降低了如果脱离扩散器204则胶点314保留在凹槽306中的风险。凹槽306的深度tr例如为0.5至1mm。
外壳300的制造方法例如包括：形成筒202，该筒202包括线材熔断器308，该线材熔断器308连接导电柱212，213。胶点314然后沉积在扩散器204的下侧的适当位置，并且在胶硬化之前，扩散器204然后位于其在筒202中的安装件中，使得线材熔断器进入胶点314。胶点314例如通过冷却、暴露于空气或通过激活(例如，使用UV光)硬化。附加胶例如被用于将扩散器204固定到筒202上。
虽然在图3A和图3B的实施例中，存在单对导电柱212、213和单个线材熔断器208，但是在备选实施例中，可以存在一个或多个附加导电柱对，该一个或多个附加导电柱对通过位于类似于凹槽306的其他凹槽中的附加线材熔断器链接，这些凹槽例如形成在筒202的其他侧面中。
图4A是根据另一示例实施例的光源的外壳400的平面图。
图4A中的箭头221表示开口，其向上运行到筒202的中间并且准许光源所生成的光束通过。在图4A的示例中，筒202包括两对导电柱，即第一对212、213位于开口221的相对侧上、以及第二对215、216也位于开口221的相同相对侧上。导电柱212、213、215和216的顶部表面例如基本上与相对于筒202的顶部表面203凹陷的表面401齐平。线材熔断器402电连接导电柱212、213，并且其各端例如被焊接到这些柱的顶部表面。线材熔断器404电连接导电柱215、216，并且其各端例如被焊接到这些柱的顶部表面。线材熔断器402、404中的每个线材熔断器例如通过对应胶点406、408附接到扩散器204的下侧。更具体地，线材熔断器402、404在扩散器的相对周边部分处附接到扩散器204的下侧。
图4B是运行通过导电柱212、213，通过线材熔断器402并且通过胶点406的沿着线D-D截取的图4A的外壳的剖视图。如所图示的，柱212、213的顶部表面和扩散器204的下侧之间例如存在间隙，其填充有胶410，该胶用于将扩散器固定在其筒202中的安装件中。
外壳400的制造方法例如包括：形成筒202，其中线材熔断器402和404被焊接在导电柱212、213之间。然后，胶点406和408例如被沉积在扩散器204的下侧的适当位置中。然后，在胶硬化之前，扩散器204位于筒202中的其安装件中，使得线材熔断器402、404分别进入胶点406、408。胶点406、408例如通过冷却，暴露于空气或通过激活(例如，使用UV光)硬化。当扩散器被放置在其安装件内时，附加胶410例如被沉积在凹陷表面404上，以便将扩散器204固定到筒202。
图5A是根据又一示例实施例的光源的外壳500的平面图。
在图5A的示例中，筒202的顶侧包括凹陷地区502，该凹陷地区502在与开口221相邻形成的唇部504和筒202的顶部表面之间的筒周围延伸。导电柱212、213在开口221的相对侧上的凹陷地区中可见，并且导电轨道例如形成在凹槽中，该凹槽围绕筒运行并且电连接导电柱212、213。该导电轨道例如包括导电条510和512，其沿着筒202的侧面运行，这些侧面没有包括柱212、213；以及熔断器514、516、518和520。熔断器514、516、518和520的形式例如为形成在筒202上的导电条或迹线。例如，熔断器514将导电柱212连接到导电条510，熔断器516将导电条510连接到导电柱213，熔断器518将导电柱212连接到导电柱213，以及熔断器520将导电条512连接到导电柱213。对应胶点522将每个熔断器的一部分固定到扩散器204的下侧。更进一步地，在一些实施例中，熔断器514到520中的每个熔断器被悬挂在地区502中的对应凹槽524上。
图5B是图示了延伸跨过筒202并且穿过导电柱212和213的沿着图5A的虚线E-E截取的外壳500的剖视图。在图5B的示例中，导电柱212、213的顶部例如包括悬垂区域528，使得柱212、214的顶部表面比其余的导电柱宽。更进一步地，扩散器204例如搁置在唇部504的顶部上，并且该唇部504例如用来在凹陷地区502中维持胶珠526。
图5C是通过熔断器514、518并且通过导电柱212延伸跨过筒202的壁的沿着图5A中的虚线F-F截取的外壳500的剖视图。如所图示的，熔断器中的每个熔断器通过的胶点522例如与已经部分进入凹槽524的胶珠526的各部分相对应。通过选择适当体积的胶，可以例如选择胶点522的尺寸使得胶与凹槽524的边缘具有相对低的接触。这样，如果扩散器204脱离，则胶将保持粘结到筒202的风险较小。
使用如关于图2至图5所描述的一个或多个熔断器的优点在于：它们提供了相对低成本和可靠机构，用于在扩散器脱离的情况下断开电连接。
现在，参照图6至图9对根据本公开的第二方面的光源的外壳及其制造方法进行描述。除非另有说明，否则图6至图9中所示的元件的结构和功能与上文所讨论的那些相同。
根据第二方面，形成在外壳的筒中的导电柱通过接触形成在扩散器204上的导电涂层而电连接。
图6A是根据示例实施例的光源的外壳600的平面图。与图2至图5的实施例相同，扩散器204位于安装件中，并且搁置在相对于筒202的顶部表面203凹陷的区域602上。
图6B是穿过筒202并且穿过导电柱212、213的沿着图6A中所示的虚线G-G截取的外壳600的剖视图。与图5B的实施例相同，导电柱212、213的顶部例如包括悬垂区域602，使得柱212、214的顶部表面比其余的导电柱宽。导电柱212的顶部表面例如与形成在扩散器204的下侧605上的触点604电连接。同样，导电柱213的顶部表面例如与形成在扩散器204的下侧605上的触点606电连接。在一些实施例中，柱212、213和触点604、606之间的相应电连接仅由表面之间的直接物理接触产生，而在其他实施例中，表面可以使用导电胶被固定在一起。
图6C是根据示例实施例的扩散器204的下侧605的平面图。触点604和606例如是正方形的，尽管其他形状也是可能的。在图6C的实施例中，触点604和606通过贴近扩散器204的边缘运行的一对导电轨道608和610电连接，以便避免干扰穿过扩散器的中心部分的光束。触点604、606和轨道608、610例如由相同的导电涂层实现，例如使用光刻工艺形成。导电涂层例如是铜、金、ITO(氧化铟锡)或其他金属或金属合金制成。
图7A是根据另一示例实施例的扩散器没有就位的外壳700的平面图。筒202例如包括导电柱212和213。柱212被耦合到沿着筒202的顶部表面203运行的导电轨道702。同样，柱213被耦合到沿着筒202的顶部表面203运行的导电轨道704。例如，筒202是正方形的，并且导电轨道702、704相对于筒202的中间的开口221例如沿着筒202的相对侧基本上彼此平行地运行。
图7B是扩散器204的下侧的平面图。在该示例中，扩散器204包括由透明材料(诸如玻璃)形成的窗口706、以及固定到窗口706的边缘的部分框架部分708和710。例如，部分框架部分已经被包覆模制到窗口706。部分框架部分708、710中的每个部分框架部分例如具有分别沿着其运行的导电轨道712、714，该轨道712、714彼此基本上平行。
图7C是穿过导电柱212并且沿着导电轨道702的沿着图7A的虚线H-H截取的筒202和扩散器204的剖视图。当组装时，导电轨道702和704例如基本上垂直于导电轨道712和714运行，并且轨道702和704在其末端附近接触轨道712和714。在一些实施例中，扩散器204的部分框架部分708、710被粘合到筒202的顶部表面203，并且轨道702、704与轨道712、714之间的物理接触确保电连接。在备选实施例中，导电胶可以被用于将轨道712和714连接到轨道702和704。因此，当扩散器204原位固定到筒202上时，扩散器204的导电轨道712、714例如在轨道702和704之间形成电连接。然而，如果扩散器204与筒202脱离，则连接会丢失。
图8A是根据又一示例实施例的光源的外壳800的平面图。在图8A的示例中，导电柱212和213形成在筒202的相对侧中，并且例如基本上延伸到筒202的顶部表面203。柱212、213通过形成在扩散器204的边缘上的导电涂层802电连接在一起。
图8B更详细地图示了扩散器204。可以看出，导电涂层802例如围绕扩散器204的整个边缘延伸。该涂层例如通过溅射形成。在一些实施例中，涂层由铜、金、铝或其他金属或金属合金形成。
图8C是通过导电柱212和213穿过筒202的沿着图8A中所示的线I-I截取的外壳800的剖视图。可以看出，导电柱212和213例如延伸到基本上与扩散器204的顶部齐平的水平高度，导致扩散器204上的电涂层802与导电柱212、213之间的接触面积相对较大。在一些实施例中，导电胶可以附加地被用于将导电柱212、213电连接到涂层802。
图9A是根据又一示例实施例的光源的外壳900的平面图，该平面图类似于图8A的平面图。然而，在图9A中，图8A的导电涂层802用导电线材902替换。
图9B是图9A的扩散器204的透视图，并且更详细地图示了线材902。线材902例如完全围绕扩散器204的边缘缠绕。在一些实施例中，线材位于形成于扩散器204的边缘中的凹槽中。
图9C是通过导电柱212和213穿过筒202的沿着图9A中所示的线J-J截取的外壳900的剖视图。在一些实施例中，线材902夹在扩散器204的边缘和导电柱212、213的边缘之间，从而确保其间的电连接相对较好。在一些实施例中，导电胶可以被用于改善电连接。
在扩散器204上使用导电轨道以便在穿过筒的导电柱之间产生电连接的优点在于可以相对便宜地形成导电轨道。更进一步地，因为这些导电轨道形成扩散器204的一部分，所以在脱离扩散器204的情况下可以可靠地断开电连接。
现在，参考图10和图11对根据本发明第三方面的光源的外壳及其制造方法进行描述。除非另有说明，否则图10和图11中所示的元件的结构和功能与上文所讨论的那些相同。
根据第三方面，形成在外壳的筒中的导电柱通过导电轨道和被附接到扩散器的导电塞电连接。
图10A是根据示例实施例的光源的外壳1000的平面图。扩散器204类似于图8A至图8C的实施例的扩散器，除了扩散器204的边缘上的导电涂层1002被例如由形成于导电柱212、213上方的区域中扩散器204的边缘中的部分孔1003、1004或凹槽产生的间隙隔断。“部分孔”是指延伸跨过扩散器204的整个厚度但是与扩散器204的边缘重叠的孔。每个部分孔1003、1004例如是基本上半柱形的并且宽度wco介于0.1mm和1mm之间。更进一步地，筒202的顶部表面203包括类似的部分孔1006、1008，其与扩散器204的那些部分孔对齐，以便形成孔或空隙，其例如为基本上柱形。孔或空隙填充有导电材料以形成导电塞1010、1012。例如，塞1010、1012由导电胶形成。
图10B是根据示例实施例的图10A的扩散器204的透视图。部分孔1003、1004例如通过首先在扩散器204的整个边缘周围沉积导电涂层1002然后局部填充或钻孔以形成部分孔1003、1004而形成。
图10C是通过导电塞1010和1012穿过筒202的沿着图10A中所示的线K-K截取的外壳1000的剖视图。可以看出，塞1010和1012分别确保涂层1002和导电柱212和213之间的电连接。因此，如果扩散器204与筒202脱离，则导电柱212、213之间的电连接会被破坏。
虽然图10A和图10B提供了形状为半柱形的部分孔的示例，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，部分孔和导电塞1010、1012的其他形状也是可能的，其示例现在将参考图10D进行描述。
图10D是根据另一示例实施例的其中部分孔1003和1004不再是半柱形而是半锥形的图10A的扩散器204的透视图。筒202的顶部部分中的部分孔1006和1008也例如具有对应半锥形形状，使得限定了锥形孔或空隙。这例如有助于用导电材料填充空隙以形成导电塞1010、1012的操作。更进一步地，在扩散器204与筒202脱离的情况下，部分孔1003、1004的半锥形形状将促使塞1010和1012与扩散器204保持在一起。
图11A是根据另一示例实施例的光源的外壳1100的平面图。筒202包括围绕其上部部分运行的凹陷表面1102，该凹陷表面1102相对于筒的顶部表面203凹陷。该凹陷表面1102为扩散器204提供安装件。更进一步地，导电柱212、213的顶部表面例如与该凹陷表面1102基本上齐平，并且形成在表面1102上的导电轨道部分地连接导电柱212、213，例如，导电轨道1104在筒的一侧上围绕表面1102延伸，并且除了间隙1106之外，连接导电柱212、213。同样，导电轨道1108在筒的相对侧上围绕表面1102延伸，并且除了间隙1110之外，连接导电柱212、213。间隙1106和1110例如由附接到扩散器204的导电材料填充，该导电材料例如具有由图11A中的虚线圆圈1112和1114指示的覆盖区。
图11B是通过轨道1104、1108中的间隙1106、1110穿过筒202的沿着图11A中所示的线L-L截取的外壳1100的剖视图。如所图示的，桥接间隙的导电材料的形式例如为如图11B所表示的导电塞1120、1122，其形状例如为锥形。这些塞例如通过填充在扩散器204中钻出的锥形通孔而形成。
例如，图11A和图11B的外壳1100的制造方法包括：形成筒202，该筒202具有导电轨道1104和1108；以及形成扩散器204，该扩散器204具有锥形通孔。然后，在筒202中安装扩散器204，并且例如用胶固定。然后，例如沉积导电材料以填充扩散器204中的锥形通孔，从而桥接间隙1106、1110并且在导电柱212、213之间产生电连接。例如，导电材料是导电胶。
图10和图11的实施例的优点在于使用导电塞来桥接导电轨道中的间隙提供了一种简单有效的技术，其用于在产生电连接的同时，将扩散器固定到筒上，如果扩散器与筒脱离，则会失去该电连接。
现在，参考图12A、图12B和图12C对用于检测导电柱212、213之间的开路以及用于作为响应而控制光源220的电路的示例进行描述。这些电路可以例如用上文所描述的图2至图11的外壳中的任一外壳实现。
图12A、图12B和图12C示意性地图示了电路1200的不同实施例，该电路1200在基板218中和/或上实现，并且被配置为检测扩散器204与筒202的脱离。
在图12A的示例中，电路1200包括晶体管1201，例如，NMOS晶体管，其与电源电压轨VDD和接地轨之间的导电回路1202串联耦合。导电回路1202与由导电柱212、213形成的回路和形成在或固定到扩散器204上的导电线材或轨道相对应。导电回路1202和晶体管1201之间的中间节点1204被耦合到控制电路(CTRL)1206，该控制电路还控制晶体管1201的栅极和光源220。
在操作中，控制电路1206例如周期性地激活晶体管1201，如果控制电路不是处于开路，则使电流流过导电回路1202。因此，节点1204处的电压将朝向电源电压VDD上升并且基于导电回路1202的相对电阻值和晶体管1201的导通电阻而稳定在一定水平。控制电路1206例如被配置为比较节点1204处的电压与阈值电平，并且如果超过该阈值，则激活光源220，或者如果它已经接通，则维持光源220的激活。然而，如果控制电路1206在晶体管1220被激活时检测到节点1204处的电压下降或保持低电平，则这指示导电回路1202中的开路，并且控制电路1206被配置为作为响应而停用光源220。
在图12B的示例中，电路1200简单地经由导电回路1202将光源220耦合到电源电压轨VDD。当扩散器204正确就位时，该导电回路1202的电阻例如被配置为6欧姆或更小，并且在一些实施例中为3欧姆或更小。如果扩散器204脱离导致导电回路1202中的开路，则光源220会与电源电压断开连接。
在图12C的示例中，电路1200包括开关1208，其由经由导电回路1202接收的激活信号控制。例如，激活信号与电源电压VDD相对应。开关1208将光源220耦合到电源电压轨VDD。在正常条件下，导电回路1202将电压VDD供应给开关1208，开关1208因此导通并且使光源220被激活。然而，如果扩散器204脱离导致导电回路1202中的开路，则开关1208将变为不导通，从而停用光源220。
图12C的实施例相对于图12B的实施例的优点在于流过导电回路1202的电流相对较低，从而导致低功耗。
图13示意性地图示了包括光源模块1302的电子设备1300，该光源模块1302包括光源，其被安装在基板上并且被容纳在如上文在本文中所描述的外壳中。设备1300例如是能够捕获图像场景的一个或多个范围和/或深度图的测距设备或成像设备。设备1300例如包括由SPAD(单光子雪崩二极管)阵列或其他类型的深度感测元件阵列形成的图像传感器1304。图像传感器1304例如被配置为在由图像场景中的一个或多个对象反射之后接收由光源模块1302生成的光。光源模块1302和图像传感器1304例如被耦合到处理设备1306，该处理设备1306被配置为控制由模块1302发射到图像场景中的激光束并且处理来自图像传感器1304的读数以便提取一个或多个范围和/或深度图。
设备1300例如是测距设备、3D数字相机、网络摄像头、移动电话或智能电话、或具有测距能力的其他设备。
已经如此描述了至少一个说明性实施例，本领域技术人员将容易想到各种变更、修改和改进。例如，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以基于诸如导电路径的期望电阻和设计对假检测的期望稳健性之类的因素来选择在外壳的筒中形成的导电柱的数量和导电柱之间的电连接的数量。
更进一步地，虽然已经描述了可以通过在筒202中的通孔中沉积材料来形成导电柱，但是可以设想其他形式的导电柱，诸如由线材、引脚、表面涂层等形成的柱。
更进一步地，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在备选实施例中，可以以任何组合来组合关于各种实施例描述的各种特征。例如，可以设想使用连接第一对导电柱的熔断器和连接第二对导电柱的导电轨道以便提供两个独立的验证机构的设计。
可以组合上文所描述的各种实施例以提供其他实施例。根据上文的具体实施方式，可以对实施例进行这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中所公开的特定实施例，而是应当被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求享有其权利的全部范围的等同物。因而，权利要求不受本公开的限制。

Claims (20)

1.一种安装在基板上的光源的外壳，所述外壳包括：
筒，具有第一导电柱和第二导电柱；以及
扩散器，具有填充有导电塞的通孔，其中包括所述导电塞的导电路径将所述第一导电柱和所述第二导电柱电耦合在一起。
2.根据权利要求1所述的外壳，其中所述导电塞由导电胶制成。
3.根据权利要求1所述的外壳，其中所述扩散器包括透明元件，所述透明元件具有穿过所述透明元件的所述通孔。
4.根据权利要求3所述的外壳，其中所述通孔具有柱形形状。
5.根据权利要求3所述的外壳，其中所述通孔具有锥形形状。
6.根据权利要求1所述的外壳，其中所述通孔位于所述扩散器的一侧，并且所述导电塞被暴露在所述扩散器的所述一侧处。
7.根据权利要求6所述的外壳，其中所述通孔形成部分锥形形状或部分柱形形状。
8.根据权利要求1所述的外壳，其中所述筒包括在一端处的表面，所述表面被配置为耦合到所述基板，所述第一导电柱和所述第二导电柱在所述表面和所述扩散器的安装件的表面之间延伸。
9.一种电子设备，包括：
基板；
光源，被耦合到所述基板；以及
外壳，其包括：
外壳本体，具有开口，所述光源位于所述外壳本体的所述开口中；
第一导电柱和第二导电柱，被耦合到所述外壳本体；以及
扩散器，被耦合到所述外壳本体的表面，所述扩散器包括通孔和在所述通孔中的导电塞，
其中包括所述导电塞的导电路径将所述第一导电柱和所述第二导电柱耦合在一起。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述第一导电柱和第二导电柱分别位于所述外壳本体的第一开口和第二开口中。
11.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述导电塞填充所述通孔。
12.根据权利要求9所述的电子设备，还包括电路，所述电路被配置为通过所述第一导电柱和所述第二导电柱向所述光源供应电源电压。
13.根据权利要求9所述的电子设备，还包括电路，所述电路被配置为通过由激活信号控制的开关向所述光源供应电源电压，所述激活信号经由所述第一导电柱和第二导电柱被提供。
14.根据权利要求9所述的电子设备，还包括电路，所述电路被配置为基于所述第一导电柱和所述第二导电柱两端的电压降来检测所述扩散器从所述筒的脱离，并且如果检测到所述扩散器的脱离，则停用所述光源。
15.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述导电路径包括所述扩散器的外周边上的导电涂层。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述导电塞是第一导电塞，所述第一导电塞被耦合到所述第一导电柱，所述外壳还包括第二导电塞，所述第二导电塞被耦合到所述第二导电柱，其中所述导电涂层将所述第一导电塞和所述第二导电塞耦合在一起。
17.一种方法，包括：
形成筒，所述筒具有第一导电柱和第二导电柱；
将扩散器固定到所述筒上；以及
用导电材料填充穿过所述扩散器的通孔以形成导电塞，所述导电塞形成导电路径的一部分，所述导电路径将所述第一导电柱和所述第二导电柱电耦合在一起。
18.根据权利要求17所述的方法，其中填充所述通孔包括：填充在所述扩散器的外周边处的通孔，使得所述导电材料在所述扩散器的所述外周边处被暴露。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：在所述扩散器的周边周围形成导电涂层，其中导电涂层形成所述导电路径的一部分。
20.根据权利要求19所述的方法，其中填充所述通孔包括：填充穿过所述扩散器的第一通孔和第二通孔。
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