CN208955019U - 光发射模组及成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光发射模组及成像设备，光发射模组包括发光芯片、基板以及电路板。其中，基板具有一安装面，安装面上设有第一引脚区和第二引脚区；发光芯片的引脚与第一引脚区的相应引脚电性连接；电路板的引脚与第二引脚区的相应引脚电性连接；第一引脚区的引脚通过引线与第二引脚区相应的引脚电性连接，且第一引脚区与第二引脚区相隔一定距离，使得电路板的引脚与第二引脚区的相应引脚电性连接时，电路板不遮盖第一引脚区的引脚。在本实用新型中，由于电路板设置在基板的正面，故发光芯片产生的热量传递至基板后，可以直接从基板背面传递至光发射模组外，极大地提高了散热的效率，使得光发射模组的性能更加稳定。

Description

光发射模组及成像设备

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，特别是涉及一种光发射模组及成像设备。

背景技术

光发射模组在通电后发出光线，比如，VCSEL发射模组(VCSEL为Vertical CavitySurface Emitting Laser的缩写，中文名称为垂直腔面发射激光器)，LED发射模组(LED为Light Emitting Diode的缩写，中文名称为发光二极管)等。光发射模组主要包括有发光组件、基板以及电路板。其中，发光芯片封装在基板的正面，基板的背面通过SMT(SMT为Surface Mount Technology的缩写，中文名称为表面贴装技术)设在电路板的正面，同时为了增加电路板的强度，电路板背面还设置有补强钢板。

对于这种结构，发光组件产生的热量散播路径主要是：发光组件-基板-焊点-电路板-补强钢板-光发射模组外部。而在实际工作过程中热量从基板与电路板之间的焊点到电路板，再到补强钢板这一路径中的传递速率很低，所以在发光芯片持续工作时，发光芯片的热量不能及时散出去，温度会不断升高，从而导致光功率衰减等问题，严重影响了光发射模组的性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种光发射模组及成像设备，旨在解决现有光发射模组散热效率低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种光发射模组，包括：发光芯片、基板以及电路板；其中，所述基板具有一安装面，所述安装面上设有第一引脚区和第二引脚区；所述发光芯片的引脚与所述第一引脚区的相应引脚电性连接；所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接；所述第一引脚区的引脚通过引线与所述第二引脚区相应的引脚电性连接，且所述第一引脚区与所述第二引脚区相隔一定距离，使得所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接时，所述电路板不遮盖所述第一引脚区的引脚。

本实用新型实施例提供的光发射模组，由于电路板设置在基板的正面，所以发光芯片所产生的热量传递至基板后，可以直接从基板背面传递至光发射模组外，无需像传统方式一样，省去了“热量从基板背面传递至焊点，再传递至电路板，再传递至补强板”这一热传递路径，极大地提高了散热的效率，使得光发射模组的性能更加稳定。

进一步的，所述光发射模组还包括：投影组件；其中，所述基板具有安装面，所述安装面上设有用于安装所述投影组件的第一安装区，以及用于安装所述电路板的第二安装区；所述第一引脚区设于所述第一安装区，所述发光芯片的引脚与所述第一引脚区的相应引脚电性连接；所述第二引脚区设于所述第二安装区，所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接；所述第一引脚区的引脚通过引线与所述第二引脚区相应的引脚电性连接，且所述第一引脚区与所述第二引脚区相隔一定距离，使得所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接时，所述电路板不遮盖所述第一引脚区的引脚。

本实用新型实施例提供的光发射模组，由于电路板设置在基板的正面，所以发光芯片所产生的热量传递至基板后，可以直接从基板背面传递至光发射模组外，无需像传统方式一样，省去了“热量从基板背面传递至焊点，再传递至电路板，再传递至补强板”这一热传递路径，极大地提高了散热的效率，使得光发射模组的性能更加稳定。

进一步的，所述投影组件包括：镜头及底座；所述底座安装在所述第一安装区，所述镜头安装在所述底座上，其中，所述底座与所述基板接触的一端和安装镜头的一端向背设置，且所述镜头、所述底座以及所述基板围成一空腔；所述发光芯片位于所述空腔内，并与所述镜头相对，以便使所述发光芯片发出的光线通过所述镜头传出所述发光组件。

进一步的，所述第一安装区和所述第二安装区不相交，以便使所述底座与所述基板之间不堆叠所述电路板，从而降低整个光发射模组的厚度。

进一步的，所述底座与所述基板接触的一端设有所述引线的避空缺口，以避免所述底座安装在所述第一安装区后对所述引线造成干扰，提高第一引脚区的引脚与第二引脚区的引脚之间电连接的可靠性。

进一步的，所述投影组件还包括密封件，用于在所述底座安装在所述第一安装区后，密封所述避空缺口，避免外界光或灰尘等进入底座内部，提高光发射模组的性能。

进一步的，所述引线为设置在所述安装面上的印刷电路，从而提高第一引线区的引脚与第二引线去的引脚之间电连接的可靠性。

进一步的，所述基板为陶瓷基板，以便提高基板的绝缘性能。

此外，本申请实施例还提供了一种成像设备，所述成像设备包括接收模组以及上述任一实施例所述的光发射模组。

附图说明

图1为本实用新型提供的光发射模组的结构示意图；

图2为本实用新型提供的光发射模组的基板的主视图；

图3为本实用新型提供的光发射模组的基板的结构示意图；

图4为本实用新型提供的光发射模组另一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型提供的光发射模组的爆炸视图；

图6为本实用新型提供的光发射模组的剖面视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于、安装于，或者设于”另一个元件等类似语言时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接或相接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

如图1至图3所示，在本实用新型提供的实施例中，该光发射模组包括：

发光芯片1、基板2以及电路板3。其中，基板2具有安装面21，安装面21设有第一引脚区211和第二引脚区212；发光芯片1的引脚与第一引脚区211的相应引脚电性连接，电路板3的引脚与第二引脚区212的相应引脚电性连接。另外，第一引脚区211的引脚通过引线22与第二引脚区212相应的引脚电性连接，且第一引脚区211与第二引脚区212相隔一定距离，使得电路板3的引脚与第二引脚区212的相应引脚电性连接时，电路板3不遮盖第一引脚区211的引脚。

在本实施例中，设定基板2的安装面21为正面，基板2上与安装面21相背的端面为背面，第一引脚区211和第二引脚区212均设置在基板2的正面，则发光模组组装后，发光芯片1和电路板3都安装在基板2的正面，所以发光芯片1所产生的热量传递至基板2后，可以直接从基板2的背面向光发射模组外传递，省去了“基板传递至焊点，再传递至电路板，然后再传递至补强板”这一热传递路径，极大地提高了散热的效率，使得光发射模组的性能更加稳定。

另外，由于电路板3设置在基板2的正面，故相对于传统的光发射模组来说，本方案所提供的光发射模组在总厚度上至少减少了一个电路板的厚度，达到了光发射模组厚度小型化的目的。此外，由于第一引脚区211与第二引脚区212相隔一定距离，使得光发射模组组装后电路板3不遮盖第一引脚区211的引脚，因此无需在电路板3上设置避空位来避让安装在第一引线区211的发光芯片等元器件，不会增大电路板3外形、尺寸等设计生产的难度，避免电路板3的生产设计成本增大。

在本实施例中，光发射模组在通电后发出光线，可应用于摄像头、投影仪等成像设备，比如，光发射模组可以是VCSEL或者边发射激光器(英文名称为Edge Emitting Laser,缩写为EEL)等作为投影设备的光发射源，或作为摄像头的补光灯等；光发射模组也可以用于发光照明，比如LED发射模组等。与之相对应的，发光芯片可以是VCSEL芯片、EEL芯片、LED芯片等。

在本实施例中，发光芯片1的引脚可以通过SMT与第一引脚区211的相应引脚焊接在一起。同样的，电路板3上的引脚也可以通过SMT与第二引脚区212的相应引脚焊接在一起，此外，在本实施例中，电路板3上用于与第二引脚区212的引脚相接的引脚设置在电路板3的背面(在本实施例中，电路板3设有线路用于设置各种电子元器件的端面为正面，与正面相背的端面为背面)，这样可在光发射模组与其他部件装配时，有效避免损坏电路板3正面的电子元器件。

在本实用新型提供的实施例中，引线22为设置在安装面21上的印刷电路，这样可以提高第一引脚区211的引脚与第二引脚区212相应引脚之间电连接的可靠性。当然，在本实用新型提供的其他实施例中，引线22也可以直接采用铜线等导电线，本实用新型在此不做过多说明。

在本实用新型提供的实施例中，为了提高基板2的绝缘性能，基板2采用陶瓷基板。进一步的，为了提高陶瓷基板的导热性能，在本实用新型提供的实施例中，基板3采用氧化铝陶瓷基板。

如图3所示，在本实用新型提供的实施例中，基板2上设有散热片23，以提高基板2的散热性能，具体的，散热片23通过胶粘方式设置在基板2的背面上。可以理解的，在本实用新型提供的其他实施例中，散热片23也可以是设置在基板2的其他位置。另外，作为优选的，散热片23采用铜片，以提高散热片的性价比，使得在保证散热片23散热效率的前提下，降低散热片23的成本。

在本实用新型提供的实施例中，电路板3采用FPC板(FPC为Flexible PrintedCircuit的缩写，中文名称为柔性电路板)，由于FPC板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，故采用FPC板，可以提高光发射模组的性能。可以理解的，在本实用新型提供的其他实施例中，电路板3也可以采用PCB板(PCB为Printed Circuit Board的缩写，中文名称为印制电路板)等。

本实用新型实施例还提供了另一种光发射模组，该光发射模组进一步包括设置在上述光发射模组上的投影组件4，其中，如图4和图5所示，该光发射模组具体包括：投影组件4、发光芯片1、基板2以及电路板3。其中，如图2所示，基板2具有安装面21；安装面设有第一安装区213和第二安装区214，第一安装区213设有用于安装投影组件4，第二安装区214用于安装电路板3。另外，第一安装区213设有第一引脚区211，发光芯片1的引脚与第一引脚区211的相应引脚电性连接；第二安装区214设有第二引脚区212，电路板3的引脚与第二引脚区212的相应引脚电性连接。此外，第一引脚区211的引脚通过引线22与第二引脚区212相应的引脚电性连接，且第一引脚区211与第二引脚212区相隔一定距离，使得电路板3的引脚与第二引脚区212的相应引脚电性连接时，电路板3不遮盖第一引脚区211的引脚。

如图4所示，投影组件4包括：镜头41及底座42，底座42安装在第一安装区213，镜头41安装在底座42上。其中，底座42用于与基板2接触的一端和用于安装镜头41的一端向背设置，且镜头41、底座42以及基板2围成一空腔；发光芯片1位于空腔内，并与镜头41相对，以便使发光芯片1发出的光线通过镜头41传出发光组件。在本实施例中，底座42通过胶水粘接在基板2上。另外，为了使底座42与基板2之间的组装更方便，基板2上还设有限位结构24。具体的，如图3所示，在本实施例中，限位结构24为设置在安装面21上的两个圆柱凸起，这两个圆柱凸起的中轴线均与安装面21垂直，且在两个中轴线安装面21上的投影不在同一直线上，安装时，将底座42的侧壁与两个圆柱凸起的侧壁贴紧便可完成对底座42的定位。当然在本实用新型提供的其他实施例中，限位结构24也可以是其他设置方式，本实用新型在此不做过多说明。

进一步的，在本实用新型提供的实施例中，第一安装区213和第二安装区214不相交，这样可以使得安装在第一安装区213的底座42与安装在第二安装区214的电路板3之间不产生重叠，即使得整个光发射模组中底座42与基板2之间不堆叠电路板3，降低整个光发射模组的厚度。

如图6所示，在本实用新型提供的实施例中，底座42用于与基板2接触的一端设有引线的避空缺口421，以避免底座42安装在第一安装区213后对引线22造成挤压等干扰。

如图6所示，在本实用新型提供的实施例中，投影组件还包括密封件43，用于在底座42安装于第一安装区211时，密封避空缺口421。从而避免外界灰尘或者光线等从避空缺口421处进入底座42内部，提高光发射模组的工作性能。其中，在本实施例中，密封件42为不透光胶水，通过不透光胶水密封避空缺口421，不仅可以起到密封作用，还等起到补强作用，提高底座42与基板2之间的连接强度。可以理解的，在本实用新型提供的其他实施例中，密封件43也可以是橡胶垫等，本实用新型在此不做过多限制说明。

进一步，本申请实施例还公开了一种成像设备，所述成像设备包括接收模组以及本文任一实施例所述的光发射模组。这样可以利用发射模组发出光线然后经过被测物的反射返回到接收模组中进行成像。

其中，成像设备可以是摄像头、投影仪等产品，比如，例如：在3D成像设备中，所述光发射模组用于发出激光并照射在目标物体上，成像设备中的接收模组通过接收经过目标物发射的激光而获取得到目标物的深度图像信息，其中上述成像设备既可以采用TOF(TOF为time of flight的缩写，中文名称为飞行时间)成像原理，也可以采用结构光成像原理等其他方式，本实施例不做限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光发射模组，其特征在于，包括：

发光芯片、基板以及电路板；

其中，所述基板具有安装面，所述安装面上设有第一引脚区和第二引脚区；

所述发光芯片的引脚与所述第一引脚区的相应引脚电性连接；所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接；

所述第一引脚区的引脚通过引线与所述第二引脚区相应的引脚电性连接，且所述第一引脚区与所述第二引脚区相隔一定距离，使得所述电路板的引脚与所述第二引脚区的相应引脚电性连接时，所述电路板不遮盖所述第一引脚区的引脚。

2.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，光发射模组还包括：投影组件；

所述安装面上设有用于安装所述投影组件的第一安装区，以及用于安装所述电路板的第二安装区；其中，所述第一引脚区设于所述第一安装区，所述第二引脚区设于所述第二安装区。

3.根据权利要求2所述的光发射模组，其特征在于，所述投影组件包括：

镜头及底座；

所述底座安装在所述第一安装区，所述镜头安装在所述底座上，其中，所述底座与所述基板接触的一端和安装镜头的一端向背设置，且所述镜头、所述底座以及所述基板围成一空腔；

所述发光芯片位于所述空腔内，并与所述镜头相对，以便使所述发光芯片发出的光线通过所述镜头传出所述发光组件。

4.根据权利要求3所述的光发射模组，其特征在于，所述第一安装区和所述第二安装区不相交，以便使所述底座与所述基板之间不堆叠所述电路板。

5.根据权利要求3所述的光发射模组，其特征在于，所述底座与所述基板接触的一端设有所述引线的避空缺口，以避免所述底座安装在所述第一安装区后对所述引线造成干扰。

6.根据权利要求5所述的光发射模组，其特征在于，所述投影组件还包括密封件，用于在所述底座安装在所述第一安装区后，密封所述避空缺口。

7.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述引线为设置在所述安装面上的印刷电路。

8.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述基板为陶瓷基板。

9.一种成像设备，其特征在于，所述成像设备包括接收模组以及权利要求1-8任一项所述的光发射模组。