CN208569286U - 光电模组、深度撷取装置及电子设备 - Google Patents

光电模组、深度撷取装置及电子设备 Download PDF

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苏志仁
肖德塘
李宗政
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Abstract

本实用新型公开了一种光电模组、深度撷取装置和电子设备。光电模组包括基板、导热件、光源和光学元件。基板包括一体成型的主体部和延伸部,主体部包括相背的第一面和第二面、以及贯通第一面和第二面的通孔,延伸部与第一面结合。导热件填充在通孔内。光源用于发射激光,光源承载在导热件上以使导热件对光源进行散热。光学元件设置在延伸部上并用于将激光扩束以形成激光图案。本实用新型的导热件能够对光源进行散热,一方面,光源的温度不会过高,避免光源发射的激光功率衰减或出现光源烧毁的现象;另一方面,避免光电模组内部的温度过高而影响光学元件的光学效果。此外,光电模组无需设置另外的镜筒来安装光学元件,降低光电模组的制造成本。

Description

光电模组、深度撷取装置及电子设备
技术领域
本实用新型涉及消费性电子领域,更具体而言,涉及一种光电模组、深度撷取装置及电子设备。
背景技术
现有的投影模组是采用激光发射器作为光源,以向目标物体投射出激光图案。然而,由于激光发射器为高能量发光元件,不仅本身的功率较高,而且发射的激光能量也较高,因此,激光发射器在工作时,当投影模组内部的热量无法及时消散,使得内部温度较高时,容易导致激光发射器发射的激光功率衰减,更严重地,出现激光发射器烧毁的现象。
实用新型内容
本实用新型实施方式提供一种光电模组、深度撷取装置及电子设备。
本实用新型实施方式的光电模组包括基板、导热件、光源和光学元件。所述基板包括一体成型的主体部和延伸部,所述主体部包括相背的第一面和第二面、以及贯通所述第一面和所述第二面的通孔,所述延伸部与所述第一面结合。所述导热件填充在所述通孔内。所述光源用于发射激光,所述光源承载在所述导热件上以使所述导热件对所述光源进行散热。所述光学元件设置在所述延伸部上并用于将所述激光扩束以形成激光图案;其中,所述延伸部沿所述第一面朝向所述光源的发射方向延伸。
本实用新型实施方式的光电模组中,光源设置在基板的主体部上,并且主体部上设置有导热件,导热件能够对光源进行散热,一方面,光源的温度不会过高,避免光源发射的激光功率衰减或出现光源烧毁的现象;另一方面,避免光电模组内部的温度过高而影响光学元件的光学效果。此外,由于基板的主体部与延伸部一体成型,光学元件直接设置在延伸部上,因此光电模组无需设置另外的镜筒来安装光学元件,降低光电模组的制造成本。
在某些实施方式中,所述导热件包括相背的第一导热面和第二导热面,所述第二导热面较所述第一导热面远离所述光源,所述第二导热面的面积大于所述第一导热面的面积。
相较于导热件每一处的横截面积都相等的实施方式,即第二导热面的面积等于第一导热面的面积的实施方式,在第二导热面的面积大于第一导热面的面积的实施方式中,第二导热面的面积更大,有利于第二导热面快速将第一导热面传导的热量导出到光电模组的外部,提高了导热件的散热效率。
在某些实施方式中,所述光源承载在所述第一导热面上。
光源直接与第一导热面结合,如此,光源产生的热量可以直接传导到第一导热面,并经第一导热面传导到光电模组的外部。
在某些实施方式中,所述第一导热面开设有凹槽,所述光源收容在所述凹槽内。
光源收容在凹槽内,一方面,在凹槽的侧壁和底部的限制下,光源与基板的相对位置不容易发生改变,保证了光源发射的激光位置不会改变;另一方面,增大了光源与导热件的接触面积,从而提高了散热效率;再一方面,降低了光电模组的高度。
在某些实施方式中,所述延伸部包括远离所述第一面的顶面,所述光学元件设置在所述顶面上。
光学元件的入射面部分与延伸部的顶面结合,光学元件可以设置在光电模组上并将光源发射的激光扩束以形成激光图案。
在某些实施方式中,所述延伸部与所述主体部共同形成收容空间,所述顶面开设有向所述收容空间内凹陷的安装槽,所述光学元件至少部分设置在所述安装槽内。
由于顶面开设有安装槽,在组装光电模组时,光学元件与安装槽的底部和侧壁(即延伸部的侧壁)相抵触,表示光学元件在延伸部内安装到位。光学元件收容在安装槽内,在安装槽的侧壁的限制下,光学元件稳定地收容在收容空间内,而且光电模组的高度也能得到降低。
在某些实施方式中,所述光电模组还包括基板线路,所述基板线路在所述第一面及所述第二面之间呈多层分布,所述基板线路从所述第一面暴露以用于与所述光源连接,所述基板线路从所述第二面暴露以与外部电路连接。
由于基板线路为多层分布结构,相较于只有一层基板线路的方式,一方面,本实用新型实施方式的基板可以设计更多、更加紧密的电路结构,例如,光电模组可以设置更多线路以与外部的电容、电阻等元器件连接,再例如在光电模组的内部增加光感元件,以检测光源发射的激光是否处于预设的范围内。
在某些实施方式中,所述光电模组还包括导电膜和导电件,所述导电膜设置在所述光学元件上,所述导电件设置在所述基板上,所述导电膜、所述导电件、所述基板线路、和所述光源电连接以共同形成检测回路。
导电膜、导电件、基板线路、光源电连接以形成检测回路。光电模组通过判断检测回路输出的电信号,可以检测到光学元件是否完好地安装在延伸部上。当检测到光学元件没有完好地安装在延伸部上时,光电模组及时关闭光源,以防光源发射的激光在未经完好的光学元件扩束就发射出去,灼伤用户的眼睛。
在某些实施方式中,所述基板包括相背的内表面和外表面,所述光学元件包括相背的入射面和出射面,所述导电膜设置在所述出射面,所述导电件设置在所述外表面。
导电膜设置在出射面,可以避开设置在入射面上的衍射微结构,使穿过衍射微结构的激光不受导电膜的影响。而且,在基板的外表面形成导电件的生产工艺比较简单,便于制造,且导电件可以用于防止外部的辐射对光电模组产生电磁干扰。
在某些实施方式中,所述基板包括相背的内表面和外表面,所述光学元件包括相背的入射面和出射面,所述导电膜设置在所述入射面,所述导电件设置在所述内表面。
检测回路设置在光电模组的内部,使得检测回路不容易受到外界的干扰。
在某些实施方式中,所述光学元件为衍射光学元件,所述衍射光学元件的入射面上设置有菲涅尔微结构,所述衍射光学元件的出射面上设置有衍射微结构,所述菲涅尔微结构用于准直所述光源发射的激光,所述衍射微结构用于将准直后的激光扩束以形成激光图案。
菲涅尔微结构能够实现激光的准直调整,如此,光电模组无需在光源的光路上设置额外的准直光学元件就能实现准直激光,不仅降低光电模组的制造成本,还进一步地减少了光电模组在出光方向上的光学路程,缩短了光电模组在出光方向上的高度,有利于光电模组的小型化。
本实用新型实施方式的深度撷取装置包括上述任一实施方式所述的光电模组和相机模组。所述光电模组用于朝目标物体发射激光图案。所述相机模组用于接收经所述目标物体调制后的激光图案。
本实用新型实施方式的深度撷取装置中,光电模组的光源设置在基板的主体部上,并且主体部上设置有导热件,导热件能够对光源进行散热,一方面,光源的温度不会过高,避免光源发射的激光功率衰减或出现光源烧毁的现象;另一方面,避免光电模组内部的温度过高而影响光学元件的光学效果。此外,由于基板的主体部与延伸部一体成型,光学元件直接设置在延伸部上,因此光电模组无需设置另外的镜筒来安装光学元件,降低光电模组的生产成本。
本实用新型实施方式的电子设备包括壳体和上述任一实施方式所述的深度撷取装置。所述深度撷取装置设置在所述壳体上。
本实用新型实施方式的电子设备中,光电模组的光源设置在基板的主体部上,并且主体部上设置有导热件,导热件能够对光源进行散热,一方面,光源的温度不会过高,避免光源发射的激光功率衰减或出现光源烧毁的现象;另一方面,避免光电模组内部的温度过高而影响光学元件的光学效果。此外,由于基板的主体部与延伸部一体成型,光学元件直接设置在延伸部上,因此光电模组无需设置另外的镜筒来安装光学元件,降低光电模组的生产成本。
本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本实用新型某些实施方式的电子设备的结构示意图;
图2为本实用新型某些实施方式的深度撷取装置的结构示意图;
图3为本实用新型某些实施方式的光电模组的结构示意图;
图4至图10为本实用新型其他实施方式的光电模组的结构示意图;和
图11为本实用新型某些实施方式的光学元件的平面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外,下面结合附图描述的本实用新型的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型的实施方式,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1,本实用新型实施方式的电子设备1000包括壳体200和深度撷取装置100。电子设备1000可以是监控相机、手机、平板电脑、手提电脑、游戏机、头显设备、门禁系统、柜员机等,本实用新型实施例以电子设备1000是手机为例进行说明,可以理解,电子设备1000的具体形式可以是其他,在此不作限制。深度撷取装置100设置在壳体200上以获取深度信息,具体地,深度撷取装置100可以设置在壳体200内并从壳体200暴露,壳体200可以给深度撷取装置100提供防尘、防水、防摔等保护。在一个例子中,壳体200上开设有与深度撷取装置100对应的孔,以使光线从孔中穿出或穿入壳体200。
请参阅图2,本实用新型实施方式的深度撷取装置100包括光电模组10、相机模组20和处理器30。光电模组10用于朝目标物体发射激光图案。相机模组20用于接收经目标物体调制后的激光图案。处理器30用于根据相机模组20接收的激光图案以成像(深度图像)。具体地,处理器30与相机模组20及光电模组10均连接,处理器30用于处理上述激光图案以获得深度图像。深度撷取装置100上还可以形成有与光电模组10对应的投射窗口40和与相机模组20对应的采集窗口50。光电模组10可以通过投射窗口40向目标空间投射激光图案,相机模组20可以通过采集窗口50接收经过目标物体调制后的激光图案。在一个例子中,光电模组10朝目标物体发射激光图案,该激光图案为散斑图案。相机模组20通过采集窗口50采集经目标物体调制反射回来的散斑图案。具体地,处理器30通过将散斑图案与参考图案进行比对,根据该散斑图案和参考图案的差异以生成深度图像。其中,参考图案为预先采集的在不同距离下对采集模型投射的多幅散斑图像。在另一个例子中,该激光图案为具有特定的图案即具有特定编码的编码结构光图像,处理器30通过提取激光图案中的编码结构光图像,与参考图案进行对比从而获取深度图像。其中,参考图案是由有限个具有唯一性的子图案的集合组成的编码图案,即每个子图案在参考图像中的位置都是预先确定的。本实用新型的深度撷取装置100可应用于人脸识别、3D建模等领域。
请参阅图3,本实用新型实施方式的光电模组10包括基板11、导热件12、光源13和光学元件14。基板11包括一体成型的主体部111和延伸部112。主体部111包括相背的第一面1111和第二面1112、以及贯通第一面1111和第二面1112的通孔1113。延伸部112与第一面1111结合。导热件12填充在通孔1113内。光源13用于发射激光,光源13承载在导热件12上以使导热件12对光源13进行散热。光学元件14设置在延伸部112上并用于将激光扩束以形成激光图案;其中,延伸部112沿第一面1111朝向光源13的发射方向延伸。
具体地,在光源13工作时,由于导热件12具有良好的导热性能,导热件12将光源13产生的热量快速传导到光电模组10的外部,一方面,光源13的温度不会过高,避免光源13发射的激光功率衰减或出现光源13烧毁的现象;另一方面,避免光电模组10内部的温度过高而影响光学元件14的光学效果。此外,由于光学元件14是设置在基板11的延伸部112上,因此光电模组10无需设置另外的镜筒来安装光学元件14,降低光电模组10的生产成本。
本实用新型实施方式的电子设备1000、深度撷取装置100和光电模组10中,光源13设置在基板11的主体部111上,并且主体部111上设置有导热件12,导热件12能够对光源13进行散热,一方面,光源13的温度不会过高,避免光源13发射的激光功率衰减或出现光源13烧毁的现象;另一方面,避免光电模组10内部的温度过高而影响光学元件14的光学效果。此外,由于基板11的主体部111与延伸部112一体成型,光学元件14直接设置在延伸部112上,因此光电模组10无需设置另外的镜筒来安装光学元件14,降低光电模组10的生产成本。
请参阅图3,更具体地,光电模组10包括基板11、导热件12、光源13和光学元件14。
基板11可以用于承载光源13和光学元件14。具体地,基板11包括主体部111和延伸部112。主体部111和延伸部112一体成型。在一个例子中,基板11的材料可以是塑料,如此,基板11质量较轻且具有足够的支撑强度。在另一个例子中,基板11的材料可以是陶瓷,如此,不仅主体部111能够较好地对光源13散热,延伸部112也能将光电模组10内部的热量传导到光电模组10的外部。在本实用新型实施例中,基板11采用陶瓷制成。
主体部111用于承载光源13。主体部111包括相背的第一面1111和第二面1112。光源13承载在第一面1111上。主体部111还包括贯通第一面1111和第二面1112的通孔1113。通孔1113的数量可以为一个,也可以为多个,例如两个、三个、四个等。通孔1113的位置与光源13的位置对应。
延伸部112用于承载光学元件14。延伸部112沿第一面1111朝向光源13的发射方向延伸。延伸部112包括相背的两个开口,其中一个开口与第一面1111结合,另外一个开口为光电模组10投射激光的出口,光电模组10内的热量也可以通过该开口传导到光电模组10的外部。具体地,延伸部112为中空的筒状结构。延伸部112还包括远离第一面1111的顶面1121,顶面1121可以用于与光学元件14结合。延伸部112与主体部111共同形成收容空间113。光源13收容在收容空间113内,收容空间113形成激光光路的一部分。
导热件12填充在通孔1113内。导热件12的数量与通孔1113的数量对应。例如,通孔1113的数量为一个,导热件12的数量也为一个。通孔1113的数量为多个,导热件12的数量也为多个。当然,也可以是一部分通孔1113内填充有导热件12,另一部分通孔1113未填充导热件12。另外,通孔1113的横截面积与导热件12的横截面积对应。在一个例子中,导热件12的横截面积略大于光源13底部的面积,通孔1113的横截面积也略大于光源13底部的面积。如此,导热件12与光源13的接触面积较大,导热件12能快速地将光源13产生的热量导出。在本实施例中,导热件12的材料可以是金属,例如铜、铝、铜合金、铝合金、及不锈钢中的至少一种。本实用新型实施例中,导热件12采用纯铜制成,由于纯铜的散热性能优异,对光电模组10内部的散热性能更好。在一个例子中,导热件12可以与基板11共同烧结成型。
光源13用于发射激光。光源13可以在设置主体部111上。进一步地,光源13承载在导热件12上以使导热件12对光源13进行散热。光源13可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)或边发射型激光器。导热件12的横截面积与光源13底部的面积对应,当光源13为垂直腔面发射器时,光源13的底部的面积较大,对应地,导热件12的横截面积也可以设置得较大。当光源13为边发射型激光器时,光源13的底部的面积较小,对应地,导热件12的横截面积也可以设置得较小。在一个例子中,可以根据光源13的发光功率采用不同厚度的基板11和导热件12。例如,当光源13的发光功率较小时,主体部111和导热件12的厚度可以较大,延伸部112的厚度可以较小,则光源13的发光面131更接近图2所示的投射窗口40,从而保证从投射窗口40发出的激光图案不会太弱。
光学元件14用于将光源13发射的激光扩束以形成激光图案。具体地,光学元件14包括相背的入射面141和出射面142。当光学元件14设置在延伸部112上时,光源13的发光面131朝向入射面141。请参阅图3,在一个例子中,光学元件14设置在延伸部112的顶面1121上,具体地,入射面141可以部分与顶面1121结合。入射面141与顶面1121结合的方式包括胶合、卡合等。如此,光学元件14可以设置在光电模组10上并将光源13发射的激光扩束以形成激光图案。请参阅图4,在另一个例子中,顶面1121开设有向收容空间113内凹陷的安装槽1122,光学元件14至少部分设置在安装槽1122内。光学元件14部分与安装槽1122结合,结合的方式包括胶合、卡合等。由于顶面1121开设有安装槽1122,在组装光电模组10时,光学元件14与安装槽1122的底部和侧壁(即延伸部112的侧壁)相抵触,表示光学元件14在延伸部112内安装到位。光学元件14收容在安装槽1122内,在安装槽1122的侧壁的限制下,光学元件14稳定地收容在收容空间113内,而且光电模组10的高度也能得到降低。在一个例子中,光学元件14为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)143。衍射光学元件143的入射面141或出射面142上设置有衍射微结构144。衍射微结构144用于将光源13发射的激光扩束以形成激光图案。由于衍射微结构144是基于光的衍射原理,利用计算机辅助设计,并通过半导体芯片制造工艺,在基片上或传统光学器件表面刻蚀产生的台阶型或连续浮雕结构(一般为光栅结构)。因此,衍射光学元件143是具有同轴再现和极高衍射效率的一类光学元件。在本实施例中,激光在通过衍射微结构144时产生不同的光程差,满足布拉格衍射条件。此外,设计不同的衍射微结构144,还能控制激光的发散角和形成光斑的形貌,以实现激光形成特定图案的功能。在另一个例子中,光学元件14还可以为光扩束器(Diffuser)。
综上,本实用新型实施方式的光电模组10中,光源13设置在基板11的主体部111上,并且主体部111上设置有导热件12,导热件12对光源13进行散热,一方面,光源13的温度不会过高,避免光源13发射的激光功率衰减或出现光源13烧毁的现象,另一方面,避免光电模组10内部的温度过高,影响光学元件14的光学效果。此外,相较于现有技术中,电路板与散热基板贴合并在电路板开孔,光源直接设置在散热基板的散热方式,本实用新型实施方式的光电模组10不用封装电路板和散热基板,避免了在高温封装过程中出现电路板绝缘漆被破坏或者变色的现象,而且本实用新型实施方式的光电模组10的主体部111和延伸部112一体成型,也避免了出现散热基板掉落的问题。
请参阅图3,在某些实施方式中,导热件12包括相背的第一导热面121和第二导热面122。第一导热面121为导热件12承载光源13的端面,第二导热面122为导热件12远离光源13的端面,即第二导热面122较第一导热面121远离光源13。在一个例子中,在沿第二面1112指向第一面1111的方向上,导热件12每一处的横截面积都可以相等,如图3和图4的实施例,第一导热面121的面积等于第二导热面122的面积。在另一个例子中,导热件12每一处的横截面积也可以不相等,如图5和图6的实施例,第二导热面122的面积大于第一导热面121的面积。相较于导热件12每一处的横截面积都相等的实施方式,即第二导热面122的面积等于第一导热面121的面积的实施方式,在第二导热面122的面积大于第一导热面121的面积的实施方式中,第二导热面122的面积更大,有利于第二导热面122快速将第一导热面121传导的热量导出到光电模组10的外部,提高了导热件12的散热效率;再一方面,降低了光电模组10的高度。
请参阅图5,在某些实施方式中,导热件12为一体结构,导热件12还包括侧面123,侧面123连接第一导热面121和第二导热面122。侧面123可以为阶梯面,例如侧面123与第一导热面121、侧面123与第二导热面122共同形成两个阶梯面。当然,侧面123也可以为倾斜面,对应的导热件12的剖面为梯形。请参阅图6,在其他实施方式中,导热件12为分体结构,导热件12可以由至少两个子导热件124堆叠而成。每个子导热件124的形状可以一致,例如均为圆柱状、长方体等。在一个例子中,每个子导热件124的材料可以一致,例如均由铜制成。在另一个例子中,每个子导热件124的材料也可以不一致。例如靠近光源13的子导热件124由导热系数大的材料制成,远离光源13的子导热件124由导热系数较小的材料制成,例如,顶部的子导热件124由铜制成,底部的子导热件124由铝制成。如此,相较于所有的子导热件124均由导热系数较小、成本较低的材料制成,采用多材料混用的方式,即同时采用导热系数大的材料和导热系数大的材料制成的子导热件124,导热件12整体的散热效率更高;另外,相较于所有的子导热件124均由导热系数大、成本高的材料制成,采用多材料混用的方式,即同时采用成本高的材料和成本低的材料制成的子导热件124,导热件12整体的制造成本更低。
请参阅图5,在某些实施方式中,光源13直接承载在第一导热面121上,并可以通过胶合、焊接等方式固定在第一导热面121上。第一导热面121可以与第一面1111齐平,也可以与第一面1111不齐平,例如第一导热面121可以高于第一面1111,也可以低于第一面1111。光源13直接与第一导热面121结合,如此,光源13产生的热量可以直接传导到第一导热面121,并经第一导热面121传导到光电模组10的外部。请参阅图7,在其他实施例中,第一导热面121开设有凹槽125,光源13收容在凹槽125内。光源13与凹槽125的底部结合的方式可以为胶合、焊接等。光源13的发光面131可以与第一面1111齐平,也可以与第一面1111不齐平。光源13收容在凹槽125内,一方面,在凹槽125的侧壁和底部的限制下,光源13与基板11的相对位置不容易发生改变,保证了光源13发射的激光位置不会改变;另一方面,增大了光源13与导热件12的接触面积,从而提高了散热效率。
请参阅图3,在某些实施方式中,光电模组10还包括基板线路15。基板线路15在基板11的第一面1111及第二面1112之间呈多层分布。基板线路15从第一面1111暴露以用于与光源13连接,基板线路15从第二面1112暴露以与外部电路连接。光源13通过打线与第一面1111上的基板线路15连接。第二面1112上形成有焊盘,基板线路15可以通过焊盘与外部电路(例如电子设备1000的主板)连接。由于基板线路15为多层分布结构,相较于只有一层基板线路的方式,一方面,本实用新型实施方式的基板11可以设计更多、更加紧密的电路结构,例如,光电模组10可以设置更多线路以与外部的电容、电阻等元器件连接,再例如在光电模组10的内部增加光感元件,以检测光源13发射的激光是否处于预设的范围内。
请参阅图8,在某些实施方式中,光电模组10还包括导电膜16和导电件17。导电膜16设置在光学元件14上,导电件17设置在基板11上。导电膜16、导电件17、基板线路15、和光源13电连接并共同形成检测回路。检测回路用于检测光学元件14是否完好地安装在延伸部112上。
具体地,光学元件14的表面形成有导电膜16。导电膜16的一端(图8所示的左端)与左侧的导电件17的一端电连接,左侧的导电件17的另一端与基板线路15的一端电连接,光源13连接在基板线路15上,基板线路15的另一端与右侧的导电件17的一端连接,右侧的导电件17的另一端与导电膜16的另一端(图8所示的右端)电连接,最终形成检测回路。当光学元件14为完好状态时,导电膜16的电阻较小,则检测回路输出的电信号较强,比如电流较大。当光学元件14破裂时,导电膜16也会破裂,此时导电膜16的电阻较大,则检测回路输出的电信号较弱,比如电流较小。此外,当光学元件14从延伸部112上脱落时,检测回路也会断开,则检测回路输出的电信号也较弱,比如电流也较小或为零。因此,光电模组10通过判断检测回路输出的电信号,可以检测到光学元件14是否完好地安装在延伸部112上。当检测到光学元件14没有完好地安装在延伸部112上时,光电模组10及时关闭光源13,以防光源13发射的激光在未经完好的光学元件14扩束就发射出去,灼伤用户的眼睛。在本实施例中,导电膜16可以为氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)、纳米银丝、金属银线中的任意一种。氧化铟锡、纳米银丝、金属银线均具有良好的透光率及导电性能,可实现通电后的电信号输出,同时不会对光学元件14的出光光路产生遮挡。
请继续参阅图8,在某些实施方式中,基板11包括相背的内表面114和外表面115。光学元件14包括相背的入射面141和出射面142。导电膜16设置在出射面142,导电件17设置在外表面115。
具体地,导电膜16覆盖在出射面142上,导电件17设置在外表面115上。基板11形成有基板线路15,基板线路15从基板11内伸出与导电件17电连接,从而形成导电膜16、导电件17、光源13、基板线路15的检测回路;或者导电件17穿入基板11内与基板线路15电连接。在图8所示的实施例中,导电件17仅设置在延伸部112的外表面115,基板线路15从延伸部112伸出以与导电件17连接,例如基板线路15从延伸部112与主体部111结合的第一面1111伸出与导电件17连接。在图9所示的实施例中,导电件17可以设置在主体部111的外表面115,基板线路15从主体部111伸出以与导电件17连接,例如基板线路15从第二面1112伸出与导电件17连接。导电膜16设置在出射面142上,可以避开设置在入射面141上的衍射微结构144,使穿过衍射微结构144的激光不受导电膜16的影响。而且,在基板11的外表面115形成导电件17的生产工艺比较简单,便于制造,且导电件17可以用于防止外部的辐射对光电模组10产生电磁干扰,即导电件17具有电磁屏蔽的作用。
请参阅图10,在某些实施方式中,基板11包括相背的内表面114和外表面115。光学元件14包括相背的入射面141和出射面142。导电膜16设置在入射面142,导电件17设置在内表面114上。具体地,在形成衍射微结构144后,导电膜16覆盖在衍射微结构144上。导电件17沿着延伸部112的内表面114延伸,从而与导电膜16、光电模组10内部的基板线路15、光源13共同形成设置在光电模组10内部的检测回路。检测回路设置在光电模组10的内部,使得检测回路不容易受到外界的干扰。
在某些实施方式中,导电件17可以为导电电极。导电电极的数量为多个。多个导电电极间隔分布在延伸部112上。多个导电电极与导电膜16、基板线路15、光源13形成多个检测回路,提高检测的准确性。在其他实施方式中,导电件17为导电层。导电层由金属制成。导电层覆盖在基板11的内表面114或外表面115上,如此,不仅能提高检测的准确性,还能对光电模组10内部的光源13和光学元件14起到防水和防电磁干扰的功能。
请参阅图11,在某些实施方式中,光学元件14为衍射光学元件143,衍射光学元件143的入射面141上设置菲涅尔微结构145,出射面142上设置衍射微结构144。菲涅尔微结构145能够用于准直光源13发射的激光,衍射微结构144用于将准直后的激光扩束以形成激光图案。菲涅尔微结构145能够实现激光的准直调整,如此,光电模组10无需在光源13的光路上设置额外的准直光学元件就能实现准直激光,不仅降低光电模组10的制造成本,还进一步地减少了光电模组10在出光方向上的光学路程,缩短了光电模组10在出光方向上的高度,有利于光电模组10的小型化。在一个例子中,衍射微结构144为纳米级衍射微结构,菲涅尔微结构145为纳米级菲涅尔微结构。由于本实用新型实施方式的衍射微结构144为纳米级的衍射微结构,相比于一般衍射光学结构的微米级别的衍射微结构而言,纳米级衍射微结构可以更加精确的控制激光的发散角和形成光斑的形貌,以将激光扩束以形成特定的激光图案。而且,纳米级别的衍射微结构的光栅结构的密度更大,相较于一般的微米级别的衍射结构,可以将一束激光扩束为更多束激光以形成更为精细的激光图案。此外,由于本实用新型实施方式的菲涅尔微结构145为纳米级的菲涅尔微结构,纳米级的菲涅尔微结构比普通的菲涅尔结构的结构更为精细,精度更高,光学性能(例如聚光性)更好。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光电模组,其特征在于,包括:
基板,所述基板包括一体成型的主体部和延伸部,所述主体部包括相背的第一面和第二面、以及贯通所述第一面和所述第二面的通孔,所述延伸部与所述第一面结合;
导热件,所述导热件填充在所述通孔内;
光源,所述光源用于发射激光,所述光源承载在所述导热件上以使所述导热件对所述光源进行散热;和
光学元件,所述光学元件设置在所述延伸部上并用于将所述激光扩束以形成激光图案;其中,所述延伸部沿所述第一面朝向所述光源的发射方向延伸。
2.根据权利要求1所述的光电模组,其特征在于,所述导热件包括相背的第一导热面和第二导热面,所述第二导热面较所述第一导热面远离所述光源,所述第二导热面的面积大于所述第一导热面的面积。
3.根据权利要求2所述的光电模组,其特征在于,所述光源承载在所述第一导热面上;或
所述第一导热面开设有凹槽,所述光源收容在所述凹槽内。
4.根据权利要求1所述的光电模组,其特征在于,所述延伸部包括远离所述第一面的顶面,所述光学元件设置在所述顶面上;或
所述延伸部与所述主体部共同形成收容空间,所述顶面开设有向所述收容空间内凹陷的安装槽,所述光学元件至少部分设置在所述安装槽内。
5.根据权利要求1所述的光电模组,其特征在于,所述光电模组还包括基板线路,所述基板线路在所述第一面及所述第二面之间呈多层分布,所述基板线路从所述第一面暴露以用于与所述光源连接,所述基板线路从所述第二面暴露以与外部电路连接。
6.根据权利要求5所述的光电模组,其特征在于,所述光电模组还包括导电膜和导电件,所述导电膜设置在所述光学元件上,所述导电件设置在所述基板上,所述导电膜、所述导电件、所述基板线路、和所述光源电连接以共同形成检测回路。
7.根据权利要求6所述的光电模组,其特征在于,所述基板包括相背的内表面和外表面,所述光学元件包括相背的入射面和出射面,所述导电膜设置在所述出射面,所述导电件设置在所述外表面;或
所述导电膜设置在所述入射面,所述导电件设置在所述内表面。
8.根据权利要求1所述的光电模组,其特征在于,所述光学元件为衍射光学元件,所述衍射光学元件的入射面上设置有菲涅尔微结构,所述衍射光学元件的出射面上设置有衍射微结构,所述菲涅尔微结构用于准直所述光源发射的激光,所述衍射微结构用于将准直后的激光扩束以形成激光图案。
9.一种深度撷取装置,其特征在于,包括:
权利要求1至8任意一项所述的光电模组,所述光电模组用于朝目标物体发射激光图案;和
相机模组,所述相机模组用于接收经所述目标物体调制后的激光图案。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;和
权利要求9所述的深度撷取装置,所述深度撷取装置设置在所述壳体上。
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WO2020038078A1 (zh) * 2018-08-23 2020-02-27 南昌欧菲生物识别技术有限公司 光电模组、深度撷取装置和电子设备

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