CN208908461U - 发射模组、成像装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发射模组、成像装置及电子设备。发射模组包括光源、导热件和光学元件。光源包括发光部和围绕发光部设置的外围部。导热件设有通孔，光源填充通孔的一端以形成容纳腔。导热件围绕并导热地连接外围部，导热件和外围部共同形成容纳腔，发光部位于容纳腔内。光学元件设置在容纳腔内，光学元件位于发光部的出光侧。光学元件用于将光源发出的光线转化处理。本实用新型实施方式的发射模组中，导热件围绕并导热地连接光源的外围部，导热件和外围部共同形成容纳腔。如此，光源无需贴附在基板上，光源产生的热量可以通过导热件快速散发，散热效果好，同时整个发射模组的体积也可以缩小。

Description

发射模组、成像装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及成像技术领域，特别涉及一种发射模组、成像装置及电子设备。

背景技术

在相关技术中，发射模组的光源通过银胶贴附在基板上，再通过基板与柔性电路板连接。由于光源发射激光而导致发射模组腔体内部温度很高，因此需要及时散热。然而，光源与柔性电路板之间有多重介质，这导致光源产生的热量不能及时散发。在某些发射模组中，通过增加半导体制冷器来解决散热问题。然而，半导体制冷器的功耗较高且暂用较大的体积，这不利于发射模组降低功耗和小型化。

实用新型内容

本实用新型的实施方式提供了一种发射模组、成像装置及电子设备。

本实用新型实施方式的发射模组，包括光源、导热件和光学元件。所述光源包括发光部和围绕所述发光部设置的外围部。所述导热件设有通孔，所述光源填充所述通孔的一端以形成容纳腔。所述导热件围绕并导热地连接所述外围部，所述导热件和所述外围部共同形成所述容纳腔，所述发光部位于所述容纳腔内。所述光学元件设置在所述容纳腔内，所述光学元件位于所述发光部的出光侧。所述光学元件用于将所述光源发出的光线转化处理。

本实用新型实施方式的发射模组中，导热件围绕并导热地连接光源的外围部，导热件和外围部共同形成容纳腔。如此，光源无需贴附在基板上，光源产生的热量可以通过导热件快速散发，散热效果好，同时整个发射模组的体积也可以缩小。

在某些实施方式中，所述导热件由导热塑封材料注塑形成。如此，由导热塑封材料注塑形成导热件，成本较低，技术成熟。

在某些实施方式中，所述通孔的另一端的内侧壁沿径向向内设有凸块，所述光学元件设置在所述凸块上。如此，可以将光学元件设置在导热件与光源的外围部共同形成的容纳腔内。

在某些实施方式中，所述光学元件用于将所述发光部发射的光转化为光斑点或面光源。如此，可以向目标物体投射光斑点(散斑)或面光源以获取目标物体的深度信息。

在某些实施方式中，所述发射模组包括柔性电路板，所述光源设置在所述柔性电路板上，所述光源电连接所述柔性电路板。如此，电源可以通过柔性电路板与光源连接，为光源供电。

在某些实施方式中，所述发射模组包括设置在所述柔性电路板下方的加强板。如此，加强板可增强柔性电路板的强度。

在某些实施方式中，所述光源包括垂直腔面发射激光器。如此，采用垂直腔面发射激光器作为光源，激光的投射距离较长。

本实用新型实施方式的成像装置，包括接收模组和上述任一实施方式所述的发射模组，所述发射模组用于向目标物体发射光线，所述接收模组用于接收经所述目标物体反射的光线。

本实用新型实施方式的成像装置中，导热件围绕并导热地连接光源的外围部，导热件和外围部共同形成容纳腔。如此，光源无需贴附在基板上，光源产生的热量可以通过导热件快速散发，散热效果好，同时整个发射模组的体积也可以缩小。

在某些实施方式中，所述接收模组包括成镜头和图像传感器，所述图像传感器位于所述镜头的像侧，所述镜头用于将经所述目标物体反射的所述发射模组发射的光线汇聚到所述图像传感器。如此，图像传感器采集目标物体反射的光线。

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成像装置，所述成像装置安装在所述壳体。

本实用新型实施方式的电子设备中，导热件围绕并导热地连接光源的外围部，导热件和外围部共同形成容纳腔。如此，光源无需贴附在基板上，光源产生的热量可以通过导热件快速散发，散热效果好，同时整个发射模组的体积也可以缩小。

本实用新型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是本实用新型实施方式的发射模组的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式的发射模组的俯视图；

图3是本实用新型实施方式的成像装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施方式的电子设备的结构示意图；

图5是本实用新型实施方式的电子设备的另一结构示意图。

主要元件符号说明：

发射模组10、光源12、发光部122、外围部124、导热件14、通孔142、凸块144、容纳腔16、光学元件18、柔性电路板11、连接器112、加强板13；

成像装置100、接收模组20、处理器30、投射窗口40、采集窗口50；

电子设备1000、壳体200。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1和图2，本实用新型实施方式的发射模组10包括光源12、导热件14和光学元件18。光源12包括发光部122和围绕所述发光部122设置的外围部124。导热件14设有通孔142，光源12填充通孔142的一端以形成容纳腔16。导热件14围绕并导热地连接外围部124，导热件14和外围部124共同形成容纳腔16，发光部122位于容纳腔16内。光学元件18设置在容纳腔16内，光学元件18位于发光部122的出光侧。光学元件18用于将光源12发出的光线转化处理。

本实用新型实施方式的发射模组10中，导热件14围绕并导热地连接光源12的外围部124，导热件14和外围部124共同形成容纳腔16。如此，光源12无需贴附在基板上，光源12产生的热量可以通过导热件14快速散发，散热效果好，同时整个发射模组10的体积也可以缩小。

可以理解，在发射模组10中，光源12发射光线会产生大量热量，从而导致发射模组10腔体内部温度很高。在本实用新型中，光源12的外围部124被导热件14围绕覆盖，光源12产生的热量通过导热件14快速散发，散热效果好。由于光源12不用靠基板提供支撑，发射模组10减少了基板，可以进一步缩小整个发射模组10的体积。导热件14围绕并导热地连接外围部124，指的是，导热件14围绕除光源12的发光部122的出光面以外的其余表面。也即是说，导热件14覆盖光源12的外围部的表面。

在一个例子中，请参阅图1和图2，导热件14整体为长方体形状。导热件14的高度H为1.04mm±0.05mm，导热件14的长度L为3.00mm±0.05mm，导热件14的宽度W为2.70mm±0.05mm。如此，整个发射模组10的尺寸小，可以适用于厚度越来越薄的电子设备。

需要说明的是，本实用新型实施方式的发射模组10可以应用于发光二极管(LightEmitting Diode，LED)、汽车灯具、3D深度成像、人脸识别等领域。

在某些实施方式中，导热件14由导热塑封材料注塑形成。

如此，由导热塑封材料注塑形成导热件14，成本较低，技术成熟。可以理解，在制作导热件14时，可以将光源12放置在模具中，然后往模具中加入液化的导热塑封材料使导热塑封材料围绕光源12的外围部124并固化成型。这样形成的导热件14与光源12连接固定，可靠性高。当然，在其它实施方式中，也可以直接注塑形成设有通孔142的导热件14，通孔142的一端可形成有凹槽以放置光源12。导热塑封材料可以是添加了导热物质的环氧树脂注塑化合物(Epoxy Molding Compond，EMC)。

在某些实施方式中，通孔142的另一端的内侧壁沿径向向内设有凸块144，光学元件18设置在凸块144上。

如此，可以将光学元件18设置在导热件14与光源12的外围部124共同形成的容纳腔16内。凸块144之间具有容许光源12发射的光线通过的光路通道。径向指的是垂直于光路通道的方向。

在某些实施方式中，光学元件18用于将发光部122发射的光转化为光斑点或面光源12。

如此，可以向目标物体投射光斑点(散斑)或面光源12以获取目标物体的深度信息。可以理解，当光学元件18用于将发光部122发射的光转化为光斑点时，发射模组10应用于结构光成像装置，光学元件18为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)。当光学元件18用于将发光部122发射的光转化为面光源12时，发射模组10应用于TOF(Timeof flight，飞行时间)成像装置，光学元件18为扩散器(Diffuser)。

在某些实施方式中，发射模组10包括柔性电路板11。光源12设置在柔性电路板11上，光源12电连接柔性电路板11。

如此，电源可以通过柔性电路板11与光源12连接，为光源12供电。进一步地，利用柔性电路板11的柔软特性，可以将柔性电路板11弯曲以设置在一个较小的空间内或将柔性电路板11调整到适合与外部元件连接的位置。另外，柔性电路板11上设置有连接器112，使得柔性电路板11可以通过连接器112与外部元件进行连接。连接器112包括焊点、导线、插头、插座等起连接作用的部件，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，发射模组10包括设置在柔性电路板11下方的加强板13。

如此，加强板13可增强柔性电路板11的强度。可以理解，由于柔性电路板11的柔软特性，导致柔性电路板11受力容易产生裂缝，即难以在柔性电路板11上安装元件，因此可以将加强板13设置在柔性电路板11的下方，从而使得结合加强板13的柔性电路板11的强度足够，进而方便在柔性电路板11上进行安装元件等操作。较佳地，加强板13为具有导热性质的硬质底板。这样可以避免加强板13影响发射模组10的散热。

在某些实施方式中，光源12包括垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)。

如此，采用垂直腔面发射激光器作为光源12，激光的投射距离较长。垂直腔面发射激光器可以发射红外激光，红外光是非可见光，同时在光谱中的量最少，可以避免环境光的干扰。

请参阅图3，本实用新型实施方式的成像装置100，包括接收模组20和上述任一实施方式的发射模组10。发射模组10用于向目标物体发射光线，接收模组20用于接收经目标物体反射的光线。

本实用新型实施方式的成像装置100中，导热件14围绕并导热地连接光源12的外围部124，导热件14和外围部124共同形成容纳腔16。如此，光源12无需贴附在基板上，光源12产生的热量可以通过导热件14快速散发，散热效果好，同时整个发射模组10的体积也可以缩小。

具体地，本实用新型的成像装置100还包括处理器30，处理器30与发射模组10及接收模组20连接。处理器30用于处理经目标物体反射的光线以得到目标物体的深度信息。成像装置100上还可以形成有与发射模组10对应的投射窗口40和与接收模组20对应的采集窗口50。发射模组10可以通过投射窗口40向目标物体发射光线，接收模组20可以通过采集窗口50接收经过目标物体反射的光线。

在一个例子中，成像装置100为结构光成像装置。发射模组10向目标物体发射散斑图案，接收模组20采集经目标物体反射回来的散斑图案。然后，处理器30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包含深度信息的深度图像。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，成像装置100为TOF成像装置。发射模组10向目标物体发射光脉冲，接收模组20采集经目标物体反射回来的光脉冲。然后，处理器30计算得到光在空间中的飞行时间，并计算出对应的空间点的距离，从而得到目标物体的深度信息。

本实用新型的成像装置100可应用于人脸识别、3D建模等领域。

在某些实施方式中，接收模组20包括成镜头和图像传感器。图像传感器位于镜头的像侧，镜头用于将经目标物体反射的发射模组10发射的光线汇聚到图像传感器。

如此，图像传感器采集目标物体反射的光线。

请参阅图4和图5，本实用新型实施方式的电子设备1000，包括壳体200和上述任一实施方式的成像装置100。成像装置100安装在壳体200。

本实用新型实施方式的电子设备1000中，导热件14围绕并导热地连接光源12的外围部124，导热件14和外围部124共同形成容纳腔16。如此，光源12无需贴附在基板上，光源12产生的热量可以通过导热件14快速散发，散热效果好，同时整个发射模组10的体积也可以缩小。

可以理解，成像装置100设置在壳体200上以获取目标物体的深度信息。具体地，成像装置100可以设置在壳体200内并从壳体200暴露，壳体200可以给成像装置100提供防尘、防水、防摔等保护。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。在图4的示例中，电子设备1000为手机。在图5的示例中，电子设备1000为笔记本电脑。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“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”等的描述意指结合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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、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)

1.一种发射模组，其特征在于，包括：

光源，所述光源包括发光部和围绕所述发光部设置的外围部；

导热件，所述导热件设有通孔，所述光源填充所述通孔的一端以形成容纳腔，所述导热件围绕并导热地连接所述外围部，所述导热件和所述外围部共同形成所述容纳腔，所述发光部位于所述容纳腔内；

设置在所述容纳腔内的光学元件，所述光学元件位于所述发光部的出光侧，所述光学元件用于将所述光源发出的光线转化处理。

2.如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述导热件由导热塑封材料注塑形成。

3.如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述通孔的另一端的内侧壁沿径向向内设有凸块，所述光学元件设置在所述凸块上。

4.如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述光学元件用于将所述发光部发射的光转化为光斑点或面光源。

5.如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述发射模组包括柔性电路板，所述光源设置在所述柔性电路板上，所述光源电连接所述柔性电路板。

6.如权利要求5所述的发射模组，其特征在于，所述发射模组包括设置在所述柔性电路板下方的加强板。

7.如权利要求1所述的发射模组，其特征在于，所述光源包括垂直腔面发射激光器。

8.一种成像装置，其特征在于，包括接收模组和权利要求1-7任一项所述的发射模组，所述发射模组用于向目标物体发射光线，所述接收模组用于接收经所述目标物体反射的光线。

9.如权利要求8所述的成像装置，其特征在于，所述接收模组包括成镜头和图像传感器，所述图像传感器位于所述镜头的像侧，所述镜头用于将经所述目标物体反射的所述光线汇聚到所述图像传感器。

10.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和权利要求8或9所述的成像装置，所述成像装置安装在所述壳体。