TWM526777U - 具有卡扣部件之結構光模組 - Google Patents

Description

具有卡扣部件之結構光模組

本案是關於一種結構光模組的領域，特別是一種具有卡扣部件之結構光模組。

隨著科技的進步，已逐漸朝微形化物件的製程發展，此亦使得雷射二極體的體積能夠越做越小。同時，由於電子裝置的功能多樣化，在產業上已經開始有把雷射二極體配置於行動電子裝置的情形及需求。此外此雷射光源也搭配其他光學件而有不同之光學功能，如發射不同的結構光以達體感互動等應用需求。

以行動電子裝置為例，目前配置有雷射二極體之行動電子裝置，其雷射二極體設置於一電路板上，而電路板之側邊向外延伸有一電性連接部以與行動電子裝置之其它電子零件作電性連接，電性連接部同時也因其結構特性而具備了使雷射二極體與該架體維持固定的相對位置的功能，或作一定位。

然而，此種透過電路板協助定位的方式的缺點是，在行動電子裝置在經歷長時間的使用之後，使用過程難免接受到多次的外力撞擊、搖擺或掉落，久而久之，電路板可能會因此導致翹曲或偏離，而再也無法與架體保持原始的相對位置。另外該雷射二極體發光模組的散熱或散熱途徑也可能因此錯位或移位導致散熱失效或效率變差。

除此之外，由於雷射二極體發光模組使用上需同時搭配透鏡單元以產生對應的結構光圖案，故於組裝時，除了需將設置有雷射二極體 的電路板固定於行動電子裝置的步驟外，另外亦需額外執行將透鏡單元設置於行動電子裝置且對準於雷射二極體的步驟，此將提高組裝上的複雜度及組裝時間，也大幅提高了人力成本。

有鑑於此，提供一種具有良好定位效果且便於組裝的雷射二極體結構光模組並確保散熱與光學效果，為此技術領域所亟需解決之目標。更有甚者如以其他光源如發光二極體(單色或多色)，有機發光二極體或熱波長熱源等作為的結構光模組也面對相同或類似之問題。

本新型之主要目的在於提供一種具有卡扣部件之雷射二極體發光模組或類似的結構光模組，卡扣部件連接於該殼體以及該電路板兩者中之任一者，並藉由結構光模組之卡扣部件使得雷射二極體結構光模組能夠組接於架體上，作一定位。

本案之一較佳實施概念，在於提供一種具有卡扣部件之結構光模組，可與一架體組接，該結構光模組包括：一殼體、一發光單元、一電路板、一透鏡單元或內有繞散或等效的光學部件以產生結構光以及至少一卡扣部件。該發光單元，容置於該殼體內，發出複數光束；該電路板，該發光單元設置於該電路板上；該透鏡單元，該些光束穿經該透鏡單元後朝外射出並與對應的光學部件產生所需的結構光；以及該至少一卡扣部件，連接於該殼體以及該電路板兩者中之任一者，其中，於該結構光模組置放於該架體之一組接區域時，該至少一卡扣部件扣合於該架體，使該結構光模組定位於該架體上。

於一較佳實施例中，該至少一卡扣部件係為一板體，連接於該電路板，其中，該板體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。

於一較佳實施例中，該至少一第一匹配部係為一定位柱，且該至少一第二匹配部係為一定位孔；抑或，該至少一第一匹配部係為一定位孔，且該至少一第二匹配部係為一定位柱。

於一較佳實施例中，該板體至少係為一金屬製成之散熱板 體。

於一較佳實施例中，該至少一卡扣部件係為一透光片體，連接於該殼體，且該透鏡單元設置於該發光單元以及該透光片體之間，其中，該透光片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。

於一較佳實施例中，該至少一卡扣部件係為一片體，連接於該殼體，且該透鏡單元鑲嵌於該片體，其中，該片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。

於一較佳實施例中，該至少一卡扣部件係為一透光片體，連接於該殼體，且該透光片體與該透鏡單元一體成形，其中，該片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。

於一較佳實施例中，該至少一第一匹配部係為一定位柱，且該至少一第二匹配部係為一定位孔；抑或，該至少一第一匹配部係為一定位孔，且該至少一第二匹配部係為一定位柱。

於一較佳實施例中，該電路板係為一軟性電路板，該軟性電路板包括一端子，該端子由該電路板側邊向外延伸，以與該架體之一電子零件作電性連接。

於一較佳實施例中，該卡扣部件具有向外延伸之兩延伸端部，該兩延伸端部之輪廓配合於該架體之一容置凹穴之輪廓，藉使該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該結構光模組之該卡扣部件嵌合於該架體之容置凹穴之中。

1‧‧‧結構光模組

11‧‧‧殼體

111‧‧‧上開口端

112‧‧‧下開口端

12‧‧‧發光單元

13‧‧‧電路板

130‧‧‧端子

14‧‧‧透鏡單元

14’‧‧‧透鏡單元

14”‧‧‧透鏡單元

16‧‧‧卡扣部件

16a‧‧‧第一匹配部

16b‧‧‧延伸端部

17‧‧‧片體

17a‧‧‧第一匹配部

18‧‧‧透光片體

18a‧‧‧第一匹配部

19‧‧‧散熱板體

2‧‧‧架體

2a‧‧‧第二匹配部

2b‧‧‧內側壁

20‧‧‧組接區域

3‧‧‧結構光模組

30‧‧‧透光片體

31‧‧‧殼體

32‧‧‧發光單元

33‧‧‧電路板

34‧‧‧透鏡單元

35‧‧‧板體

350‧‧‧延伸部

350a‧‧‧第一匹配部

4‧‧‧架體

4a‧‧‧第二匹配部

40‧‧‧組接區域

5‧‧‧結構光模組

50‧‧‧透光片體

51‧‧‧殼體

52‧‧‧發光單元

53‧‧‧電路板

54‧‧‧透鏡單元

56‧‧‧第一卡扣部件

56a‧‧‧第一匹配部

57‧‧‧第二卡扣部件

57a‧‧‧第三匹配部

6‧‧‧架體

6a‧‧‧第二匹配部

6b‧‧‧第四匹配部

60‧‧‧組接區域

圖1係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例之立體示意圖。

圖2係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例之分解示意圖。

圖3係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例與一架體組裝之側面示意圖。

圖4係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例與一架體組裝之另一實施態樣之側面示意圖。

圖5係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例與一架體組裝之再一實施態樣之側面示意圖。

圖6係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例之立體示意圖。

圖7係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例之分解示意圖。

圖8係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例與一架體組裝之側面示意圖。

圖9係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例之立體示意圖。

圖10係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例之分解示意圖。

圖11係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例與一架體組裝之剖面示意圖。

圖1係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例之立體示意圖；圖2係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例之分解示意圖。如圖1及圖2所示，外形上來看，本案結構光模組1包括一殼體11、一電路板13以及一卡扣部件16。殼體11係為由四面環側壁所圍繞而形成上下貫穿之中空殼體，殼體11以其下開口端112組接於電路板13上。電路板13包括一端子130，端子130由電路板13側邊向外延伸，以便與其它電子零件作電性連接，而電路板13為一軟性電路板或一般形式之電路板。

於第一實施例中，卡扣部件16連接於殼體11之上開口端 111，其中，卡扣部件16突出形成有至少一第一匹配部16a，並以至少一第一匹配部16a作為與一架體(如後述)扣合之結構。另產生結構光的光學部件、或繞射光學片、或其他等效形式光學片，係可以佈建於卡扣部件16之中心等區域。至於卡扣部件16不一定為一體成型之單一部件，亦可以為多種樣式的接合或黏合部件。並且，卡扣部件16不一定為單一材質部件，亦可以為多種材質的複合部件，其中有透光與不透光材質，或散熱或導熱材質。

圖3係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例與一架體組裝之側面(cross section)示意圖，並請合併參考圖3。本案結構光模組1更包括一發光單元12以及一透鏡單元14。其中，發光單元12設置於電路板13上，且容置於殼體11內。透鏡單元14亦容置於殼體11內，並且透鏡單元14以其環周邊緣接抵固定於殼體11之內側表面，而被安排設置於發光單元12上方，藉此，發光單元12所發出之複數光束，會穿經透鏡單元14並繼續朝往上開口端111往外射出，另產生結構光的光學部件、或繞射光學片、或其他等效形式光學片，係可以佈建於卡扣部件16之中心等區域，如此本案之具有卡扣部件之結構光模組即能執行基本之照射功能。

需先說明者為，發光單元12可以係為一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)、一有機發光二極體(OLED)、一熱光源(thermal source)、或上述光源之混合，於此不作一限制。

接者介紹本案結構光模組1與一架體2相互組裝的情形，於此先說明的是，接下來所指的架體2係指行動電子裝置內之中框，不過當然實際架構組件並不僅限於此例舉。

請繼續參閱圖1至圖3，架體2具有一第二匹配部2a，且第二匹配部2a之外形被設計成配合於卡扣部件16之第一匹配部16a，第一匹配部16a係可容置於第二匹配部2a，以供執行卡扣之功能。進一步而言，架體2預先設計形成有一組接區域20，當一組裝人員欲將結構光模組1裝配於架體2時，該組裝人員即把結構光模組1擺至架體2之組接區域20，而卡扣部件16之第一匹配部16a即會扣接於架體2之第二匹配部2a，而使結構光模組1定位於架體2上，如此一來，於結構光模組1與架體2接合後， 藉由第一匹配部16a與第二匹配部2a之扣接關係，就能達到使結構光模組1避免相對架體2位移之限位成效。

較佳地，架體2上具有一容置凹穴之外形，容置凹穴之外形實質上配合於結構光模組1之外形，藉使結構光模組1放置於架體2之組接區域20時，結構光模組1亦嵌合於架體2之容置凹穴。舉例來說，卡扣部件16之結構體設計為具有向外延伸之兩延伸端部16b，至於兩延伸端部16b之輪廓係配合於架體2之容置凹穴之內側壁2b之輪廓，藉此，結構光模組1置放於架體2之組接區域20時，結構光模組1之卡扣部件16之兩延伸端部16b即可抵頂於架體2之內側壁2b，而有加強定位之效果。

另一方面，為了提昇散熱效率，本案結構光模組1更包括一散熱板體19，散熱板體19之長度及寬度相近於電路板13，並以其具有最大表面積之表面貼附於電路板13上，以期短時間內就能大幅接收來自電路板13之熱，其後再把熱進一步地迅速排出揮散至外界環境。較佳地，散熱板體19係為金屬製成或其他等效之散熱介質製成之一散熱板體。

除此之外，於本實施例中，關於本案結構光模組之透鏡單元與卡扣部件之間有三種不同結構組合之實施態樣，將一一詳述如下。

如圖3所示，於透鏡單元一透鏡單元之較佳實施態樣中，卡扣部件16係為一透光片體，連接設置於殼體11，而透鏡單元14係設置於發光單元12以及透光片體之間，使得自發光單元12發出之光束，會依序穿經透鏡單元14以及透光片體而後向外射出。其中，透鏡單元14可以為準直透鏡，透光片體可以為繞射片，但於此並不作一限制。透光片體之第一匹配部16a係為定位柱，其數量為兩個；相應地，架體2之第二匹配部2a係為定位孔，其數量亦相應配置有兩個。於結構光模組1置放於架體2之組接區域20時，兩個定位柱穿設於兩個定位孔，而使結構光模組1扣接定位於架體2上。當然，第一匹配部16a及第二匹配部2a之形成方向或位置，以及第一匹配部16a及第二匹配部2a之數量(亦可以是三個、四個或以上)僅為一例舉，於此不作限制。另一方面，若將第一匹配部16a配置為定位孔，將第二匹配部2a配置為定位柱，亦能達到相同的機制成效，不再贅述。

如圖4所示，圖4係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第 一實施例與一架體組裝之另一實施態樣之側面示意圖。於另一透鏡單元之較佳實施態樣中，卡扣部件係為一片體17，片體17可以為透光或不透光，其連接設置於殼體11，其中，透鏡單元14’鑲嵌於片體17中，且自發光單元12發出之光束，會穿經鑲嵌於片體17之透鏡單元14’後向外射出。其中，透鏡單元14’可以為繞射片，但於此並不作一限制。片體17之第一匹配部17a係為定位柱，其數量為兩個；相應地，形成於架體2之第二匹配部2a係為定位孔，其數量相應於定位柱而配置有兩個。於結構光模組1置放於架體2之組接區域20時，兩個定位柱穿設於兩個定位孔，藉使結構光模組1扣接定位於架體2上。當然，第一匹配部17a及第二匹配部2a之數量以及透鏡單元14’之外形僅為一例舉，而不作限制。另一方面，若將第一匹配部17a配置為定位孔，將第二匹配部2a配置為定位柱，亦能達到相同的機制成效，不再贅述。

如圖5所示，圖5係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第一實施例與一架體組裝之再一實施態樣之側面示意圖。於再一透鏡單元之較佳實施態樣中，卡扣部件係為一透光片體18，連接設置於殼體11，其中，透光片體18與透鏡單元14’’係為一體成形，且自發光單元12發出之光束，會直接穿經與透光片體18一體成形之透鏡單元14’’後向外射出。其中，透鏡單元14’可以為繞射片，但於此並不作一限制。透光片體18之第一匹配部18a係為定位柱，其數量為兩個；相應地，架體2之第二匹配部2a係為定位孔，其數量相應於定位柱配置有兩個。於結構光模組1置放於架體2之組接區域20時，兩個定位柱穿設於兩個定位孔，藉使結構光模組1扣接於架體2上。當然，第一匹配部18a及第二匹配部2a之數量以及透鏡單元14’之外形僅為一例舉，而不作限制。另一方面，若將第一匹配部18a配置為定位孔，將第二匹配部2a配置為定位柱，亦能達到相同的機制成效。

圖6係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例之立體示意圖；圖7係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例之分解示意圖；圖8係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第二實施例與一架體組裝之側面示意圖，並請合併參閱圖6至圖8。相似於第一實施例之必要 元件，第二實施例之結構光模組3包括一殼體31、一發光單元32、一電路板33、一透鏡單元34以及一卡扣部件。而第二實施例異於第一實施例者在於，第二實施例之卡扣部件係為一板體35，較佳為一金屬製成之散熱板體，並以其最大表面積之表面貼附於電路板33之表面上，以期短時間內就能快速把熱排出揮散至外界環境。第二實施例之板體35因具有兩延伸部350，故相較於第一實施例之板體19具有更長之長度，第二實施例之兩延伸部350分別形成有一第一匹配部350a，用以與架體4組接，因此於結構光模組3置放於架體4之一組接區域40時，板體35之第一匹配部350a扣接於架體4之第二匹配部4a。

詳細而言，形成於延伸部350之第一匹配部350a係為定位孔，其數量為兩個；相應地，形成於架體4之第二匹配部4a係為定位柱，其數量相應於定位孔而配置有兩個。於結構光模組3置放於架體4之組接區域40時，兩個定位柱穿設於兩個定位孔，而使結構光模組3扣接於架體4上。當然，第一匹配部350a以及第二匹配部4a之數量僅為一例舉，不作限制。另一方面，若將第一匹配部350a配置為定位柱，將第二匹配部4a配置為定位孔，亦能達到相同的機制成效。至於第二實施例中與第一實施例其它具有相同功能及構造之元件，於此就不再贅述。

圖9係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例之立體示意圖；圖10係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例之分解示意圖；圖11係為本案具有卡扣部件之結構光模組之第三實施例與一架體組裝之側面示意圖，請合併參閱圖9至圖11。第三實施例相似於第一實施例以及第二實施例，且可以說第三實施例是第一實施例與第二實施例組合之組合實施例。如圖9至圖11所示，第三實施例之結構光模組包括一殼體51、一發光單元52、一電路板53、一透鏡單元54以及一第一卡扣部件56以及一第二卡扣部件57。第一卡扣部件56係第一實施例中，連接設置於殼體之卡扣部件；第二卡扣部件係第二實施例中，連接設置於電路板之卡扣部件。

因此，結合前兩實施例所述之兩卡扣部件，於第三實施例中，當把結構光模組5設置至架體6之組接區域60時，第一卡扣部件56 之第一匹配部56a即會扣接於架體6之第二匹配部6a，同時，第二卡扣部件57之第三匹配部57a扣接於架體6之第四匹配部6b而使結構光模組5定位於架體6上，如此一來，就能大幅提昇避免結構光模組5相對於架體6位移之限位成效。至於其它相同功能及構造之元件，已於第一及第二實施例中詳述，故於此就不再贅述。

綜上所述，本案之結構光模組因為額外具有至少一卡扣部件，因此結構光模組可以十分穩固地與架體作組合，故即便經歷了長時間的使用或受外力撞擊，結構光模組仍保持與架體的處於出廠時之相對位置確保結構光圖案與系統其他模組的相對位置的穩定性。除此之外，本案之結構模組是將整個模組直接扣合於架體，組裝人員已毋需再執行將透鏡單元設置於行動電子裝置且對準於發光單元的步驟，因而大幅降低了組裝上的複雜度及組裝時間，而能減省成本。此外，散熱與相關散熱路徑藉也由此強固能得到確保。

上述實施例僅為例示性說明本新型之原理及其功效，以及闡釋本新型之技術特徵，而非用於限制本新型之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本新型之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本新型所主張之範圍。因此，本新型之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧殼體

12‧‧‧發光單元

13‧‧‧電路板

14‧‧‧透鏡單元

16‧‧‧卡扣部件

16a‧‧‧第一匹配部

16b‧‧‧延伸端部

19‧‧‧散熱板體

2‧‧‧架體

2a‧‧‧第二匹配部

2b‧‧‧內側壁

20‧‧‧組接區域

Claims (13)

1. 一種具有卡扣部件之結構光模組，可與一架體組接，該結構光模組包括：一殼體；一發光單元，容置於該殼體內，發出複數光束；一電路板，該發光單元設置於該電路板上；一透鏡單元，該些光束穿經該透鏡單元後朝外射出產生結構光；以及至少一卡扣部件，連接於該殼體以及該電路板兩者中之任一者，其中，於該結構光模組置放於該架體之一組接區域時，該至少一卡扣部件扣合於該架體，使該結構光模組定位於該架體上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少一卡扣部件係為一板體，連接於該電路板，其中，該板體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少一第一匹配部係為一定位柱，且該至少一第二匹配部係為一定位孔；抑或，該至少一第一匹配部係為一定位孔，且該至少一第二匹配部係為一定位柱。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該板體係為金屬製成之一散熱板體，或其他等效之散熱介質製成之一散熱板體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少一卡扣部件係為對應該些光束的一透光片體，連接於該殼體，且該透鏡單元設置於該發光單元以及該透光片體之間，其中，該透光片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少 一卡扣部件係為一片體，連接於該殼體，且該透鏡單元鑲嵌於該片體，其中，該片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少一卡扣部件係為對應該些光束的一透光片體，連接於該殼體，且該透光片體與該透鏡單元一體成形，其中，該透光片體具有至少一第一匹配部，於該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該至少一第一匹配部扣接於該架體之一至少一第二匹配部。
8. 如申請專利範圍第5、6或7項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該至少一第一匹配部係為一定位柱，且該至少一第二匹配部係為一定位孔；抑或，該至少一第一匹配部係為一定位孔，且該至少一第二匹配部係為一定位柱。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該電路板係為一軟性電路板或一般形式之電路板，該些電路板包括一端子，該端子由該電路板側邊向外延伸，以與該架體之一電子零件作電性連接。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該卡扣部件具有向外延伸之兩延伸端部，該兩延伸端部之輪廓配合於該架體之一容置凹穴之輪廓，藉使該結構光模組置放於該架體之該組接區域時，該卡扣部件以其兩延伸端部嵌合於該架體之該容置凹穴之中。
11. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該發光單元係為一雷射二極體(LD)、一發光二極體(LED)、一有機發光二極體(OLED)、一熱光源(thermal source)、或上述光源之混合。
12. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該卡扣部件非為單一部件，而為多種樣式的接合或黏合部件。
13. 如申請專利範圍第1項所述之具有卡扣部件之結構光模組，其中該卡扣部件非為單一材質部件，而為多種材質的複合部件，其中有透光與不透光材質，或散熱或導熱材質。