TWI707192B - 結構光投射模組及其電子裝置 - Google Patents

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馬曉梅
陳信文
張龍飛
李堃
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Abstract

一種結構光投射模組，該結構光投射模組包括一電路板、一座體、一透明導電膜、至少一導電球、至少一導電層及至少一膠體。該座體安裝於該電路板，該座體包括遠離該電路板的第一表面，該透明導電膜安裝於該第一表面，該導電層形成於該座體上，該導電層包括相對設置的一第一端部及第二端部，該第一端部藉由該導電球與該透明導電膜電連接，該第二端部電性連接該電路板，該膠體形成於該透明導電膜、該第一端部以及該導電球的連接處。

Description

結構光投射模組及其電子裝置
本發明涉及一結構光投射模組及其電子裝置。
深度相機中的核心部件是光學投射模組。光學投射模組一般由繞射元件、座體、準直鏡頭、鐳射光源及電路板等部分組成，為避免鐳射光源發出的高能量鐳射對人眼照成傷害，會在繞射組件表面增加透明導電膜，該透明導電膜連接到模組電路中，用於偵測鐳射光源發出的能量大小，當透明導電膜偵測到鐳射光源發出的能量超出安全標準後，電路板會讓鐳射光源停止工作，從而避免鐳射光源發出的高能量鐳射對人眼造成傷害。
目前光學投射模組中，透明導電膜與電路板的電連接是藉由焊錫或者導電膠來實現的。然而，在高溫和高濕的環境下，導電膠會出現電阻率變大的問題，焊錫也會出現連接不穩定的狀況，這些情況都會導致偵測過程識別率降低，從而增加高能量鐳射對人眼傷害的風險。
本發明的目的在於提供一種具有在高溫和高濕度環境下穩定地電連接透明導電膜的結構光投射模組。
另外，還有必要提供一種具有所述結構光投射模組的電子裝置。
一種結構光投射模組，包括一電路板、一座體、一透明導電膜，所述結構光投射模組還包括至少一導電球、至少一導電層及至少一絕緣膠體。
所述座體安裝於所述電路板，所述座體包括遠離所述電路板的一第一表面，所述透明導電膜安裝於所述第一表面，所述導電層形成於所述座體上，所述導電層包括相對設置的一第一端部及一第二端部，所述第一端部藉由所述導電球與所述透明導電膜電連接，所述第二端部電性連接所述電路板，所述絕緣膠體形成於所述透明導電膜、所述第一端部以及所述導電球的連接處。
進一步地，所述透明導電膜於靠近所述第一端部的位置處設有至少一焊墊，所述導電球連接於所述第一端部與所述焊墊之間。
進一步地，所述透明導電膜選自氧化銦錫膜、氧化銦鋅膜、錫酸鎘膜以及偏銦酸鎘膜中的一種或多種。
進一步地，所述導電球包括金球。所述絕緣膠體包括環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺及聚對苯二甲酸乙二醇脂介電材料中的一種或多種。
進一步地，所述座體的所述第一表面向內凹陷形成一第一容置槽，所述第一容置槽的底部開設有一通光孔，所述透明導電膜收容於所述第一容置槽中並且覆蓋所述通光孔。
進一步地，所述結構光投射模組還包括一光學繞射元件以及一玻璃片，所述光學繞射元件及所述玻璃片收容於所述第一容置槽內。其中，所述玻璃片一側藉由一第一膠層固定在所述第一容置槽底部且覆蓋所述通光孔，所述光學繞射元件藉由一第二膠層固定在所述玻璃片另一側上，所述透明導電膜設於所述光學繞射元件遠離所述玻璃片的一側。
進一步地，所述座體還包括自所述第一表面朝向所述電路板延伸形成的一第一側壁、兩個第二側壁以及一第三側壁，所述第二側壁位於所述第一側壁的兩側，所述第三側壁與所述第一側壁相對設置，所述第二側壁的高度 等於所述第一側壁的高度，所述第三側壁的高度小於所述第一側壁的高度。所述第三側壁遠離所述第一表面的端部沿平行於所述第一表面的方向延伸形成一第二表面，所述第二表面的邊緣朝向所述電路板延伸形成三個第四側壁，所述第三側壁與所述第四側壁的高度之和等於所述第一側壁的高度。
所述第四側壁、所述第二側壁高出所述第三側壁的部分以及所述第一側壁高出所述第三側壁的部分共同圍成一第二容置槽，所述通光孔貫穿所述座體並連通所述第一容置槽與所述第二容置槽，所述第一容置槽的高度與所述通光孔的高度之和等於所述第三側壁的高度。
所述結構光投射模組還包括一準直鏡頭及一鐳射光源，所述準直鏡頭收容於所述通光孔，所述鐳射光源收容於所述第二容置槽且與所述準直鏡頭對齊。
所述鐳射光源固定在所述電路板朝向所述座體的一側，所述座體固定於在所述電路板設有所述鐳射光源的一側。
進一步地，所述第一側壁與所述第二側壁的連接處凹陷形成至少一溝槽，所述溝槽自所述第一表面向所述電路板延伸且所述溝槽的高度小於所述第一側壁的高度。
所述導電層還包括設於所述第一端部與所述第二端部之間的一連接部，所述連接部固定於所述溝槽遠離所述第一側壁的底部以及所述溝槽平行於所述第一表面的側面，所述第二端部形成於所述第一側壁。
進一步地，所述電路板上鄰近所述第二端部的位置處設有至少一個接觸腳，所述第二端部與所述接觸腳電連接。
一種電子裝置，所述電子裝置包括如上所述的結構光投射模組。
本發明提供的結構光投射模組，藉由導電球來連接透明導電膜與導電層，並藉由絕緣膠體包裹連接部位，避免了使用焊錫來連接透明導電膜與 導電層，增加了其電連接的穩定性，從而增加了所述結構光投射模組的使用安全性。
100:結構光投射模組
10:電路板
11:接觸腳
20:座體
21:第一表面
211:第一容置槽
213:通光孔
215:第二容置槽
217:第三膠層
23:第一側壁
25:第二側壁
26:第三側壁
251:溝槽
27:第四表面
30:透明導電膜
31:焊墊
40:導電球
50:導電層
51:第一端部
511:連接部
53:第二端部
60:絕緣膠體
70:光學繞射元件
701:第二表面
702:第三表面
71:玻璃片
72:第一膠層
73:第二膠層
80:準直鏡頭
90:鐳射光源
200:電子裝置
圖1為本發明提供的一種結構光投射模組的結構示意圖。
圖2為圖1所示的結構光投射模組的分解圖。
圖3為圖1所示的結構光投射模組沿III-III的剖面示意圖。
圖4為圖3所示的剖面示意圖的IV區域的放大圖。
圖5為具有圖1所示的結構光投射模組的電子裝置圖。
下面將結合具體實施例附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施方式僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。
請一併參見圖1至圖4，一種結構光投射模組100，用於發射出特定樣式的結構光，所述結構光投射模組100包括一電路板10、一座體20、一透明導電膜30(參見圖3、4)、至少一導電球40(參見圖2、4)、至少一導電層50及至少一絕緣膠體60。
所述座體20安裝於所述電路板10，所述座體20包括遠離所述電路板10的一第一表面21，所述透明導電膜30安裝於所述第一表面21，所述導電層 50形成於所述座體20上，所述導電層50包括相對設置的一第一端部51及一第二端部53，所述第一端部51藉由所述導電球40與所述透明導電膜30電連接。所述導電球40位於所述透明導電膜30與所述第一端部51之間。所述第二端部53電性連接所述電路板10，所述絕緣膠體60形成於所述透明導電膜30、所述第一端部51以及所述導電球40的連接處。所述絕緣膠體60覆蓋或包裹所述連接處以保證在高溫高濕條件下穩定的電性連接。
進一步地，所述絕緣膠體60的材質為絕緣樹脂，其覆蓋或包裹所述連接處，從而，即便所述結構光投射模組100應用於高溫高濕度的環境，所述絕緣膠體60也能夠將所述導電球40隔離，從而使得在高溫高濕條件下所述第一端部51、所述導電球40及所述透明導電膜30穩定的電性連接。優選地，所述絕緣樹脂選自環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺及聚對苯二甲酸乙二醇脂等介電材料中的一種或多種。
進一步地，請參見圖4，所述透明導電膜30於靠近所述第一端部51的位置處設有至少一焊墊31，所述導電球40連接於所述第一端部51與所述焊墊31之間。
其中所述透明導電膜30具有電阻屬性，且所述透明導電膜30的電阻的大小隨著透過其鐳射的強弱發生改變，所以，所述透明導電膜30可將投射到物體或人的鐳射強弱的信號轉化為電信號，使得所述結構光投射模組100實現監測發射鐳射強弱的功能。
優選地，所述透明導電膜30可以選自氧化銦錫、氧化銦鋅、錫酸鎘或偏銦酸鎘中的一種或多種；進一步地，請參見圖4，電性連接所述透明導電膜30及所述導電層50的具體步驟包括： S1：於所述第一端部51表面靠近所述焊墊31的一側形成所述導電球40，使得所述導電球40與所述第一端部51電性連接；S2：將所述透明導電膜30的覆蓋在所述導電球40之上並使得所述焊墊31與所述導電球40接觸；S3：向所述第一端部51及所述焊墊31施加超聲波或者加熱，使得所述導電球40與所述第一端部51及所述焊墊31接觸的地方形成共晶；S4：向所述導電球40周圍注入絕緣膠水，所述絕緣膠水固化後形成所述絕緣膠體60，所述絕緣膠體60包裹所述導電球40並覆蓋所述焊墊31及所述第一端部51以保證所述電連接的穩定性。
進一步地，所述導電球40為金球；所述絕緣膠體60為絕緣樹脂，其選自環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺及聚對苯二甲酸乙二醇脂介電材料中的一種或多種。
進一步地，請參見圖2，所述座體20的所述第一表面21向內凹陷形成一第一容置槽211，所述第一容置槽211的底部開設有一通光孔213，所述透明導電膜30收容於所述第一容置槽211中並且覆蓋所述通光孔213。
進一步地，所述結構光投射模組100還包括一光學繞射元件70以及一玻璃片71，所述光學繞射元件70及所述玻璃片71依次收容於所述第一容置槽211內；進一步地，所述光學繞射元件70包括靠近物側的一第二表面701及與所述第二表面701相對的一第三表面702，所述透明導電膜30藉由蒸鍍、附著或貼附的方式形成於所述光學繞射元件70的第二表面701或所述第三表面702。在本實施例中，所述透明導電膜30設於所述第三表面702(參圖3、4)，在其他實施例中，所述透明導電膜30可設於所述第二表面701。
進一步地，所述玻璃片71藉由一第一膠層72固定連接於所述透明導電膜30，所述玻璃片71遠離所述第三表面702的一側藉由一第二膠層73固定在所述第一容置槽211的底面且覆蓋所述通光孔213。
請一併參見圖2及圖3，所述座體20還包括自所述第一表面21的邊緣朝向所述電路板10延伸形成的一第一側壁23、兩個第二側壁25以及一第三側壁26，所述第二側壁25位於所述第一側壁23的兩側，所述第三側壁26與所述第一側壁23相對設置，所述第二側壁25的高度等於所述第一側壁23的高度，所述第三側壁26的高度小於所述第一側壁23的高度；所述第三側壁26遠離所述第一表面21的端部沿平行於所述第一表面21的方向遠離所述第一側壁23延伸形成一第四表面27，所述第四表面27的邊緣朝向所述電路板10延伸形成三個第四側壁29，所述第三側壁26與所述第四側壁29的高度之和等於所述第一側壁23的高度；所述第四側壁29、所述第二側壁25高出所述第三側壁26的部分以及所述第一側壁23高出所述第三側壁26的部分共同圍成一第二容置槽215。所述通光孔213貫穿所述座體20並連通所述第一容置槽211與所述第二容置槽215，所述第一容置槽211的高度與所述通光孔213的高度之和等於所述第三側壁26的高度；所述結構光投射模組100還包括一準直鏡頭80及一鐳射光源90；所述準直鏡頭80收容於所述通光孔213，所述鐳射光源90收容於所述第二容置槽215且與所述準直鏡頭80對齊。
優選地，所述準直鏡頭80一體成型於所述通光孔213中，所述鐳射光源90為垂直腔面發射雷射器(VCSEL)。
進一步地，所述鐳射光源90固定在所述電路板10朝向所述座體20的一側，所述座體20固定於所述電路板10設有所述鐳射光源90的一側。優選地， 所述座體20藉由一第三膠層217固定於所述電路板10，所述電路板10可為陶瓷電路板。
進一步地，參見圖3，所述第一側壁23與所述第二側壁25的連接處凹陷形成至少一溝槽251，所述溝槽251自所述第一表面21向所述電路板10延伸且所述溝槽251的高度小於所述第一側壁23的高度。
所述導電層50還包括設於所述第一端部51與所述第二端部53之間的一連接部511，所述連接部511大致呈L型，所述連接部511形成於所述溝槽251遠離所述第一側壁23的底部以及所述溝槽251平行於所述第一表面21的側面；所述連接部511於靠近所述透明導電膜30的一端垂直朝向所述透明導電膜30延伸形成所述第一端部51，所述第一端部51形成於與所述焊墊31對應位置處，所述連接部511於遠離所述透明導電膜30的另一端朝向所述電路板10延伸形成所述第二端部53，所述第二端部53形成於所述第一側壁23。優選地，其中所述導電層50的材料選自銅、鋁、銀、金等導電金屬，所述導電層50藉由鐳射成型技術(LDS)或注塑成型技術形成。
進一步地，所述電路板10上鄰近所述第二端部53的位置處設有至少一個接觸腳11，所述第二端部53與所述接觸腳11電連接。優選地，所述第二端部53與所述接觸腳11藉由焊錫或導電膠實現電連接。
請參見圖5，一種電子裝置200，所述電子裝置200包括如上所述的結構光投射模組100。所述電子裝置200可以是深度相機、智慧手機、智慧手環、智慧手錶、平板電腦、智慧眼鏡、智慧頭盔、體感遊戲裝置中的一種。
本發明提供的結構光投射模組，藉由導電球來連接透明導電膜與導電層，並藉由絕緣膠體包裹連接部位，避免了使用焊錫來連接透明導電膜與導電層，增加了其電連接的穩定性，從而增加了所述結構光投射模組的使用安全性。
另外，本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
100:結構光投射模組
10:電路板
11:接觸腳
20:座體
23:第一側壁
25:第二側壁
27:第四表面
29:第四側壁
50:導電層
51:第一端部
511:連接部
53:第二端部
70:光學繞射元件
701:第二表面

Claims (10)

  1. 一種結構光投射模組，包括一電路板、一座體、一透明導電膜，其中，所述結構光投射模組還包括至少一導電球、至少一導電層及至少一絕緣膠體；所述座體安裝於所述電路板，所述座體包括遠離所述電路板的一第一表面，所述透明導電膜安裝於所述第一表面，所述導電層形成於所述座體上，所述導電層包括相對設置的一第一端部及一第二端部，所述第一端部藉由所述導電球與所述透明導電膜電連接，所述第二端部電性連接所述電路板，所述絕緣膠體形成於所述透明導電膜、所述第一端部以及所述導電球的連接處。
  2. 如請求項第1項所述之結構光投射模組，其中，所述透明導電膜於靠近所述第一端部的位置處設有至少一焊墊，所述導電球連接於所述第一端部與所述焊墊之間。
  3. 如請求項第2項所述之結構光投射模組，其中，所述透明導電膜選自氧化銦錫膜、氧化銦鋅膜、錫酸鎘膜以及偏銦酸鎘膜中的一種或多種。
  4. 如請求項第2項所述之結構光投射模組，其中，所述座體的所述第一表面向內凹陷形成一第一容置槽，所述第一容置槽的底部開設有一通光孔，所述透明導電膜收容於所述第一容置槽中並且覆蓋所述通光孔。
  5. 如請求項第2項所述之結構光投射模組，其中，所述座體的所述第一表面向內凹陷形成一第一容置槽，所述第一容置槽的底部開設有一通光孔，所述透明導電膜收容於所述第一容置槽中並且覆蓋所述通光孔。
  6. 如請求項第5項所述之結構光投射模組，其中，所述結構光投射模組還包括一光學繞射元件以及一玻璃片，所述光學繞射元件及所述玻璃片收容於所述第一容置槽內；其中，所述玻璃片一側藉由一第一膠層固定在所述第一容置槽底部且覆蓋所述通光孔，所述光學繞射元件藉由一第二膠層固定在 所述玻璃片另一側上，所述透明導電膜設於所述光學繞射元件遠離所述玻璃片的一側。
  7. 如請求項第6項所述之結構光投射模組，其中，所述座體還包括自所述第一表面朝向所述電路板延伸形成的一第一側壁、兩個第二側壁以及一第三側壁，所述第二側壁位於所述第一側壁的兩側，所述第三側壁與所述第一側壁相對設置，所述第二側壁的高度等於所述第一側壁的高度，所述第三側壁的高度小於所述第一側壁的高度；所述第三側壁遠離所述第一表面的端部沿平行於所述第一表面的方向延伸形成一第二表面，所述第二表面的邊緣朝向所述電路板延伸形成三個第四側壁，所述第三側壁與所述第四側壁的高度之和等於所述第一側壁的高度；所述第四側壁、所述第二側壁高出所述第三側壁的部分以及所述第一側壁高出所述第三側壁的部分共同圍成一第二容置槽，所述通光孔貫穿所述座體並連通所述第一容置槽與所述第二容置槽，所述第一容置槽的高度與所述通光孔的高度之和等於所述第三側壁的高度；所述結構光投射模組還包括一準直鏡頭及一鐳射光源，所述準直鏡頭收容於所述通光孔，所述鐳射光源收容於所述第二容置槽且與所述準直鏡頭對齊；所述鐳射光源固定在所述電路板朝向所述座體的一側，所述座體固定於在所述電路板設有所述鐳射光源的一側。
  8. 如請求項第7項所述之結構光投射模組，其中，所述第一側壁與所述第二側壁的連接處凹陷形成至少一溝槽，所述溝槽自所述第一表面向所述電路板延伸且所述溝槽的高度小於所述第一側壁的高度；所述導電層還包括設於所述第一端部與所述第二端部之間的一連接部，所述連接部固定於所述溝槽遠離所述第一側壁的底部以及所述溝槽平行於所述第一表面的側面，所述第二端部形成於所述第一側壁。
  9. 如請求項第1項所述之結構光投射模組，其中，所述電路板上鄰近所述第二端部的位置處設有至少一個接觸腳，所述第二端部與所述接觸腳電連接。
  10. 一種電子裝置，包括如請求項第1項至請求項第9項任意一項所述之結構光投射模組。
TW108109100A 2019-03-08 2019-03-18 結構光投射模組及其電子裝置 TWI707192B (zh)

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