CN217820873U - 光发射模组、深度相机及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光发射模组、深度相机及电子设备。所述光发射模组包括发光器、散热板、第一接电部以及电路板，所述散热板具有相对的第一表面、第二表面以及连接于所述第一表面和所述第二表面的侧面，所述第一表面设有所述发光器；所述第一接电部包括电导通的第一端与第二端，所述第一端设于第一表面且电连接于所述发光器，所述第二端沿所述侧面延伸；所述电路板连接于所述第二表面，所述电路板电连接于所述第二端。采用本实用新型的方案，使得发光器所产生的热量可直接通过散热板传递到电路板，散热路径短，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、深度相机及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种光发射模组、深度相机及电子设备。

背景技术

现有的光发射模组包括依次层叠的发光器、散热板、上电路板、金属支架以及与上层电路板电连接的下层电路板，由于发光器产生的热量传递到下层电路板的路径长，热量不能及时散出至模组外，温度会不断升高，从而导致光功率衰减，影响光发射模组的性能。

实用新型内容

本实用新型实施例公开了一种光发射模组、深度相机及电子设备，该光发射模组能够提高散热效率。

为了实现上述目的，本实用新型公开了光发射模组包括发光器、散热板、第一接电部以及电路板，所述散热板具有相对的第一表面、第二表面以及连接于所述第一表面和所述第二表面的侧面，所述第一表面设有所述发光器；所述第一接电部包括电导通的第一端与第二端，所述第一端设于第一表面且电连接于所述发光器，所述第二端沿所述侧面延伸；所述电路板连接于所述第二表面，所述电路板电连接于所述第二端。

作为一种可选的实施方式，所述电路板上设有电子元器件，所述散热板的所述第二表面设有避让结构，所述避让结构用于避让所述电子元器件。通过散热板的避让结构避让电路板的电子元器件，这样，散热板可以设置于电路板布置电子元器件的区域，有利于减小电路板的体积，电路板的电子元器件位于散热板的避让结构内，降低了光发射模组整体的厚度。

作为一种可选的实施方式，所述侧面设有金属化孔，所述金属化孔形成为所述第二端。如此，通过金属化孔形成第一接电部的方式，金属化孔工艺成熟，易于加工且成品率高，此外，金属化孔中填充了金属有辅助散热的功能，有利于发光器通过第一接电部散热至电路板。

作为一种可选的实施方式，当电路板贴合于所述第二表面时，所述第二端靠近所述第二表面的一端焊接于所述电路板。如此，电路板与第一接电部的第二端焊接位置位于的散热板的侧面与电路板垂直的夹角，可方便焊接的操作，同时提高了电路板与发光器电连接的可靠性。

作为一种可选的实施方式，所述电路板贴合于所述第二表面，或者，所述电路板与所述第二表面之间具有间距，所述第二端沿所述侧面延伸至所述第二表面，所述电路板上设有第二接电部，所述第二接电部电连接且抵接于所述第二端，以实现所述电路板与所述第二表面连接。如此，当散热板与电路板相贴合，电路板与第一接电部在散热板的侧面电连接，当散热板与电路板保持间隔，散热板可安装在电路板设有电子元器件的上方并保持散热板与电路板的电连接，减小电路板的第三表面的面积、提高该光发射模组的集成度，有利于减小光发射模组的体积。

作为一种可选的实施方式，所述避让结构的底面至所述第二表面的距离为t，所述电子元器件的凸出所述电路板的表面的距离为d，t-d≥0.2mm。如此，避让结构的底面与电子元器件保持间隔，在避让结构当中形成内部空间分散电子元器件生产的热量。

作为一种可选的实施方式，所述散热板包括陶瓷散热板。相对于常规的金属支架的热导系数，陶瓷散热板的热导系数较高，散热效果较好。

作为一种可选的实施方式，所述光发射模组还包括镜筒及设于镜筒内的光学元件，镜筒设置于所述第一表面且所述光学元件对应于所述发光器设置，所述光学元件接收所述发光器发射的光信号。如此，光学元件可对发光器发射的光线进行调节，便于对待测物体的探测。

本申请还公开了一种深度相机，所述深度相机包括光接收模组和如上所述的光发射模组，所述光接收模组用于接收所述光发射模组发射的光线。

采用具有该光发射模组的深度相机，该深度相机具有如上所述光发射模组全部有益效果。

本申请还公开了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的深度相机。

采用具有该深度相机的电子设备具有如上所述光发射模组全部有益效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：由于该光发射模组包括散热板和连接于散热板的电路板，第一接电部分别电连接发光器与电路板，使得发光器所产生的热量可直接通过散热板直接传递到电路板，再通过电路板传递到模组外，散热路径短，也可通过第一接电部辅助传递热量到电路板，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。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型公开的光发射模组的一种结构示意图；

图2是本实用新型公开的光发射模组的另一种结构示意图；

图3是本实用新型公开的电子设备的结构示意图。

主要附图标记说明：

1、光发射模组；11、发光器；12、散热板；121、第一表面；122、第二表面；123、侧面；124、避让结构；13、电路板；131、第三表面；14、第一接电部；141、第一线路141；第二线路142；第三线路143；15、第二接电部；16、电子元器件；17、焊点；18、镜筒；19、光学元件；2、光接收模组；100、深度相机；200、壳体；1000、电子设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，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。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

请参阅图1和图2，本申请实施例提出了一种光发射模组1，包括：发光器11、散热板12以及电路板13，散热板12具有相对的第一表面121、第二表面122以及连接于第一表面121和第二表面122的侧面123，该第一表面121设有发光器11；第一接电部14包括电导通的第一端与第二端，第一端设于第一表面121且电连接于所述发光器11，第二端沿侧面123延伸；电路板13连接于第二表面122，该电路板13电连接于第一接电部14的第二端。

本申请的光发射模组1仅包括散热板12和连接于散热板12的电路板13，第一接电部14沿散热板12的侧面123延伸，两端分别电连接发光器11与电路板13，在散热板12和电路板13之间未夹设其他部件，那么，该光发射模组1的散热路径为自散热板12到电路板13再至光发射模组1外，因此，该光发射模组1的散热路径短，极大地提高了散热效率，使得光发射模组1的性能更加稳定。

在一些实施例中，第一接电部14的第一端设于第一表面121，位于第一表面121的第一接电部14的第一端形成第一线路141，该第一线路141与所述发光器11电连接。该第一接电部14的第二端沿侧面123延伸形成第二线路142。该电路板13具有第三表面131，第三表面131贴设第二表面122且与第二线路142电连接(如图1所示)。或者，电路板13与第二表面122之间具有间距，电路板13具有第三表面131，也即第三表面131与第二表面122间隔设置。第一接电部14的第二端延伸至第二表面122形成第三线路143，电路板13上设有第二接电部15，所述第二接电部15电连接且抵接于第三线路143。(如图2所示)。

根据上述可以理解是，当散热板12贴设于电路板13时，通过设置于第一线路141设于第一表面121，第二线路142设于侧面123，即可实现发光器11和电路板13的电连接，散热板12和电路板13的电连接方式简单，使得发光器11所产生的热量可直接通过散热板12传递到电路板13，再从电路板13传递至光发射模组1外部，散热路径短，无需像传统方式一样，热量从散热板12的底面通过上层电路板传递至金属支架，再传递至下层电路板，最后传递到光发射模组1的外部这一热传递路径，极大地提高了散热的效率，使得光发射模组1的性能更加稳定。当散热板12和电路板13间隔设置时，第一接电部14的第二端延伸至第二表面122形成第三线路143，电路板13上设有第二接电部15，第二接电部15电连接且抵接于第三线路143。即可实现散热板12和电路板13的电连接，且由于散热板12和电路板13间隔设置，传递至散热板12的热量还可以自散热板12和电路板13之间的间隙扩散，从而进一步提高散热效率，以提高光发射模组1的性能的稳定性。

请参阅图1，由前述可以理解的是，由于电路板13的第三表面131会设置电子元器件16，当散热板12的第二表面122贴设于电路板13的第三表面131，为了实现散热板12和电路板13的连接，在一种可选的实施方式中，电路板13设置较大的尺寸，电路板13的一部分区域用于设置电子元器件16，电路板13的另一部分区域未设置电子元器件16，这样，电路板13未设置电子元器件16的区域可以用于连接散热板12。这样，电路板13和散热板12的结构简单且连接方式简单。然而，为了安装散热板12需要将电路板13的尺寸设计的较大，导致该光发射模组1的体积较大。基于此，另一种可选的实施方式中，该电路板13的第三表面131设有电子元器件16，该散热板12的第二表面122设有避让结构124，避让结构124的开口朝向电路板13，该避让结构124形成避让空间用于避让电子元器件16。如此，通过散热板12的避让结构124避让电路板12的电子元器件16，这样，散热板12可以设置于电路板13布置电子元器件16的区域，有利于减小电路板13的体积，电路板13的电子元器件16位于散热板12的避让结构124内，降低了光发射模组1整体的厚度。

进一步地，该避让结构124位于第二表面122的中部。如此，便于散热板12的四个侧面123与电路板13相贴合，可根据需要设计相应的侧面123与电路板13电连接。换言之，可以在散热板12的任意的一个侧面123设置第一线路14与电路板13电连接，第一线路14的具体设置位置可以根据需要进行自由选择。此外，避让结构124位于第二表面122的中部，相较于位于第二表面122的边缘而言，散热板12的结构强度更强。

进一步地，避让结构124的底面125至第二表面122距离为t，电子元器件16的凸出电路板13的表面的距离为d，t-d≥0.2mm，如图1当中的标识所示。如此，避让结构124的底面125与电子元器件16保持间隔，在避让结构当中形成内部空间分散电子元器件生产的热量，同时电子元器件组装的公差为0.2mm，预留了电子元器件16组装的公差，保证电路板13安装的可靠性。

一些实施例中，侧面123开设有金属化孔，该金属化孔形成为第二线路142。通过金属化孔形成第二线路142的方式，金属化孔工艺成熟，易于加工且成品率高，此外，在散热板12的批量生产中，一个整板可以设置多个散热板12，那么相邻的两个散热板12之间设置金属化通孔，通过铣切划分为多个散热板12时，在相邻两个散热板12共用的金属化通孔的位置进行铣切，以使每个散热板12的侧边形成金属化半孔，这样，有利于简化加工流程。可以理解的是，在其他实施方式中，第二线路142还可以不用设置金属化孔而仅通过电镀、蚀刻等方式形成于侧面123。

一些实施例中，电路板13设有第三表面131，该第三表面131贴合于散热板12的第二表面122，第二线路142靠近第二表面122的一端焊接于第三表面131。这样，在第二线路142靠近第二表面122的一端和第三表面131之间形成焊点17，焊点17位于的侧面123与第三表面131垂直的夹角，可方便焊接的操作，同时提高了电路板13与发光器11电连接的可靠性。进一步地，本申请焊点17对应的第二线路142和对应的第三表面131分别设置一个焊盘，焊盘之间通过焊锡进行电连接，相对于常规的导电线路而言，焊盘焊接的接触面积大，方便焊接且连接比较牢固。当然，在其他实施例中还可以通过其他的方式实现第二线路142和第三表面131的电连接，比如，通过导电胶将第二线路142和第三表面131电连接。

请参阅图2，由前述可知，在一些实施例中，散热板12和电路板13间隔设置，为了减小电路板13的体积，进而减小该发射模组1的体积，一些实施例中，电路板13设有电子元器件16，由前述可以理解的是，当第一接电部14的另一端延伸至第二表面122时，电路板13还设有第二接电部15，第二接电部15电连接且抵接于所述第一接电部14的另一端，以实现所述电路板13与所述发光器11的电连接。当散热板12与电路板13之间的间距大于电子元器件16的高度，散热板12可安装在电路板13设有电子元器件16的上方并保持散热板12与电路板13的电连接，从而实现减小电路板13的第三表面131的面积，进而减小电路板13和光发射模组1的体积。

可选地，第二接电部15可以为焊点、接电元器件等结构，从而实现电路板13与发光器11之间的电连接。可以理解的是，第二接电部15可以有多种形式，可以根据具体需求选择合适的第二接电部15，本实施例对此不做具体限定。

为了提高散热板12与电路板13之间电连接的稳定性，一些实施例中，第一接电部14的另一端和第三表面131分别设置一个焊盘，接电结构15连接于两个焊盘之间，比如，当第二接电部15为焊点时，在第三线路143的焊盘和第三表面131的焊盘之间焊接形成焊点，或者，当第二接电部15为接电元器件时，可以将接电元器件设置于两个焊盘之间。相对于常规的导电线路而言，焊盘焊接的接触面积大，方便焊接且连接比较牢固。

具体地，焊接可以通过表面贴装技术(Surface Mount Technology,SMT)实现，这样，加工难度较低，贴合良率高且容易实现自动化。

进一步地，为了提高对散热板12的支撑的稳定性，可以在散热板12和电路板13之间设置多个第二接电部15，以提高对散热板12的支撑强度，比如，散热板12为方形时，第二接电部15可以设置于散热板12的第二表面122的两相对侧的位置，当然，多个第二接电部15呈环形排列设置于散热板12和电路板13之间，进而提高对散热板12的支撑强度。只要第二接电部15能够稳定支撑于散热板12和电路板13之间即可，本实施例中对于第二接电部15的具体设置数量以及位置不做具体限定。

一些实施例中，发光器11可以是激光发射器，激光发射器可为垂直腔面激光发射器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，发光器11也可以为LED灯，本实施方式中，发光器11为激光发射器。激光发射器包括半导体衬底及设置在衬底上的发光元件，衬底可以设置单个发光元件，也可以设置由多个发光元件组成的阵列激光器。

一些实施例中，为了提高散热板12的绝缘性能和散热性能，散热板12采用陶瓷散热板。陶瓷散热板由陶瓷材料制成，陶瓷材料包括氮化铝(AlN)单层板、氮化铝(AlN)多层共烧线路板、氧化铝(Al2O3)单层板、氧化铝(Al2O3)多层共烧线路板、及低温共烧陶瓷多层线路板中的任意一种。在本实用新型提供的实施例中，散热板2采用氮化铝陶瓷基板。氮化铝(AlN)单层板的热导系数高达170W/(m·K)，氮化铝(AlN)单层板的热导系数较高，高导热率使得散热效率高，而且单层线路板工艺简单，成本低。

一些实施例中，电路板13可以为硬质电路板或软硬结合板。本实施例中电路板13为硬质电路板，硬质电路板具有一定的硬度，可对散热板12起到良好的支撑作用。

一些实施例中，该光发射模组1还包括镜筒18及设于镜筒18内的光学元件19，镜筒18设置于散热板2的第一表面121且光学元件19对应于发光器11设置，以接收发光器11发射的信号。

本实施例中的光学元件19为扩散器，将发光器11发射的激光扩散为面光。如此，光学元件19可对发光器11发射的光线进行调节，对待测物发射面光，可保证远距离探测光线强度不会出现衰减。

请参阅图3，本申请还公开了一种深度相机100，该深度相机100包括光接收模组2和如上所述的光发射模组1。光发射模组1用于向待测物发射光线，所述光接收模组2用于接收经所述待测物反射的光线，该光接收模组2感测待测物体的深度信息。上述深度相机100可以为3D景深摄像模组，例如结构光投射模组、飞行时间(Time of Flight，TOF)成像模组等；本实施例具体是飞行时间成像模组，采用具有该光发射模组1的深度相机100，具有如上所述光发射模组1全部有益效果。

本申请还公开了一种电子设备1000，所述电子设备1000包括如上所述的深度相机100。

本申请的电子设备1000包括壳体200和深度相机100。深度相机100设置在壳体200内，壳体200可以给深度相机100提供防尘、防水、防摔等保护。壳体200上开设有与深度相机100对应的通孔，以使深度相机100通过该通孔接收或者发射光线。

电子设备1000可以是手机、平板电脑、手提电脑、游戏机、头显设备、门禁系统、柜员机等，本发明实施例以电子设备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。采用具有该深度相机100的电子设备1000，具有如上所述光发射模组1全部有益效果。

以上对本实用新型实施例公开的光发射模组、深度相机及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的光发射模组、深度相机及电子设备及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种光发射模组，其特征在于，包括：

发光器；

散热板，所述散热板具有相对的第一表面、第二表面以及连接于所述第一表面和所述第二表面的侧面，所述第一表面设有所述发光器；

第一接电部，所述第一接电部包括电导通的第一端与第二端，所述第一端设于第一表面且电连接于所述发光器，所述第二端沿所述侧面延伸；以及

电路板，所述电路板连接于所述第二表面，所述电路板电连接于所述第二端。

2.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述电路板上设有电子元器件，所述散热板的所述第二表面设有避让结构，所述避让结构用于避让所述电子元器件。

3.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述侧面设有金属化孔，所述金属化孔形成为所述第二端。

4.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述电路板贴合于所述第二表面；或者；

所述电路板与所述第二表面之间具有间距，所述第二端沿所述侧面延伸至所述第二表面，所述电路板上设有第二接电部，所述第二接电部电连接且抵接于所述第二端，以实现所述电路板与所述第二表面连接。

5.根据权利要求4所述的光发射模组，其特征在于，当所述电路板贴合于所述第二表面时，所述第二端靠近所述第二表面的一端焊接于所述电路板。

6.根据权利要求2所述的光发射模组，其特征在于，所述避让结构的底面至所述第二表面的距离为t，所述电子元器件的凸出所述电路板的表面的距离为d，t-d≥0.2mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的光发射模组，其特征在于，所述散热板包括陶瓷散热板。

8.根据权利要求1-6任一项所述的光发射模组，其特征在于，所述光发射模组还包括镜筒及设置于所述镜筒内的光学元件，所述镜筒设置于所述第一表面且所述光学元件对应于所述发光器设置，所述光学元件接收所述发光器发射的光信号。

9.一种深度相机，其特征在于，所述深度相机包括光接收模组以及权利要求1-8任一项所述的光发射模组，所述光接收模组用于接收所述光发射模组发射的光线。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求9所述的深度相机。

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