发光装置及其光学投影模组制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种光学投影模组，由发光装置及光学器件组成。发光装置包括：底座，用于支撑及散热，所述底座相对立的两个表面分别有凹槽与凸起；光源，用于发射光束，所述光源安装在所述底座的凹槽中；电路板，用于控制光源发光，所述电路板设置有通孔；所述底座通过凸起安装到所述电路板的通孔中。本实用新型专利技术提出的光学投影模组具有高散热、高稳定性，且体积小可以被集成到微型计算设备中。

Light emitting device and optical projection module thereof

The utility model provides an optical projection module, which is composed of a luminous device and an optical device. A light emitting device includes: a base for supporting and cooling, with a groove and convex surface of the base are respectively two opposite; light source for emitting a light, the light source is installed in the groove of the base; the circuit board is used to control the light source, the circuit board is provided with a through hole of the base; through the projection mounted to the through holes of the circuit board. The optical projection module provided by the utility model has the advantages of high heat dissipation, high stability and small volume, and can be integrated into the micro computing device.

【技术实现步骤摘要】
发光装置及其光学投影模组
本技术涉及电子及光学元器件制造领域，尤其涉及一种发光装置及其光学投影模组。
技术介绍
深度相机可以获取目标的深度信息借此实现3D扫描、场景建模、手势交互，与目前被广泛使用的RGB相机相比，深度相机正逐步受到各行各业的重视。例如利用深度相机与电视、电脑等结合可以实现体感游戏以达到游戏健身二合一的效果。另外，谷歌的tango项目致力于将深度相机带入移动设备，如平板、手机，以此带来完全颠覆的使用体验，比如可以实现非常真实的AR游戏体验，可以使用其进行室内地图创建、导航等功能。深度相机中的核心部件是光学投影模组，随着应用的不断扩展，光学投影模组将向越来越小的体积以及越来越高的性能上不断进化。一般地，光学投影模组组由电路板、光源以及光学器件等部件组成，目前晶圆级大小的垂直腔面发射激光器（VCSEL）阵列光源使得光学投影模组的体积可以减小到被嵌入到手机等微型电子设备中。一般地，将VSCEL制作在半导体衬底上，并将半导体衬底与柔性电路板（FPC）进行连接，为了解决散热问题，还可以引入半导体致冷器（TEC）。TEC可以很好的对光源发热进行控制，但由于本身的功耗较高，且占用较大的体积，使得这种形式的光学投影模组的体积以及功耗仍不理想。除了深度相机中的光学投影模组，在其他的芯片与电路板结合的领域，也同样面临着体积与散热的问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中芯片与电路板结合时的体积与散热的问题，提出一种发光装置及其光学投影模组，能够同时兼顾体积与散热的问题。本技术提供一种发光装置，包括：底座，用于支撑及散热，所述底座相对立的两个表面分别有凹槽与凸起；光源，用于发射光束，所述光源安装在所述底座的凹槽中；电路板，用于控制光源发光，所述电路板设置有通孔；所述底座通过凸起安装到所述电路板的通孔中。在一些实施方案中，所述底座包括陶瓷基底，所述陶瓷基底开有通孔，以使得所述电路板与所述光源电连接。在一些实施方案中，所述光源包括VCSEL阵列光源,所述VCSEL阵列光源包括半导体基底以及VCSEL光源，所述VCSEL光源以不规则图案排列在所述半导体基底上。在一些实施方案中，所述电路板包括柔性电路板、印制电路板以及软硬结合电路板的一种或组合。本技术还提供一种光学投影模组，包括如上所述的发光装置，用于发射光束；光学器件，包括：透镜，用于接收及准直所述光束；衍射光学元件，用于将所述光束经扩束后形成固定的光束图案并向外发射；镜筒，用于固定所述透镜及所述衍射光学元件，且与所述发光装置连接。在一些实施方案中，所述透镜包括微透镜阵列。与现有技术相比，本技术的有益效果有：本技术提供发光装置，通过在具有支撑及散热功能的底座两面分别设置凹槽以及凸起，分别用于放置芯片以及与电路板连接，如此可以充分减小装置的整体体积，同时芯片与散热部件直接接触连接，散热部件同时起到支撑芯片的作用，保证给芯片提供最大限度的散热。与现有技术相比，本技术的发光装置具有高导热、高稳定、高可靠性以及体积小的优势，从而可以被集成到微型的计算设备中。附图说明图1是本技术一个实施方案中的深度相机系统的侧视图。图2是本技术一个实施方案中的光学投影模组的侧视图。图3是本技术一个实施方案中的垂直腔面激光发射器的结构示意图。图4是本技术一个实施方案中的VCSEL芯片正视图。具体实施方式为了使本技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”或“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术实施例和简化描述，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技术的限制。本技术提出一种散热性能好以及体积小的芯片嵌入装置。在后面的说明中将以深度相机的投影模组为例进行说明，但并不意味着这种方案仅能应用在深度相机中，任何其他装置中凡是直接或间接利用该方案都应被包含在本技术的保护范围中。图1所示的基于结构光的深度相机侧面示意图。深度相机10主要组成部件有光学投影模组13、采集模组14、主板12以及处理器11，在一些深度相机中还配备了RGB相机16。光学投影模组13、采集模组14以及RGB相机16一般被安装在同一个深度相机平面上，且处于同一条基线，每个模组或相机都对应一个进光窗口17。一般地，处理器11被集成在主板12上，而光学投影模组13与采集模组14通过接口15与主板连接，在一种实施例中所述的接口为FPC接口。其中，光学投影模组用于向目标空间中投射经编码的结构光图案，采集模组采集到该结构光图像后通过处理器处理以得到目标空间的深度图像。在一个实施例中，结构光图像为红外散斑图案，图案具有颗粒分布相对均匀但具有很高的局部不相关性，这里的局部不相关性指的是图案中各个子区域都具有较高的唯一性。对应的采集模组14为红外相机。基于时间飞行法原理（TOF）的深度相机的主要组成部分也是投影模组与采集模组，与结构光原理的深度相机不同的是其投影模组用于发射记时的光脉冲，采集模组采集到该光脉冲后就可以得到光在空间中的飞行时间，再利用处理器计算出对应的空间点的距离。目前单一的深度相机由于体积较大，大都是作为独立的外设，通过USB等数据接口与其他设备如电脑、手机等连接，并将其获取的深度等信息传输给其他设备进行进一步的处理。随着深度相机的应用越来越广泛，将深度相机与其他设备进行集成、整合将会是未来的发展方向。在主板与处理器的集成方面可以将深度相机的主板、处理器与电脑手机等设备的主板、处理器进行整合；在采集模组与光学投影模组的集成方面，目前电脑等大型设备都有相关的方案，然而对于手机等微型设备，只有体积小的光学投影模组才能满足要求，另外由于光学投影模组的功耗较大、发热较多，因此拥有较高的散热性也非常有必要。本技术的重点将是提出一种拥有高散热性及小体积的发光装置及其光学投影模组。接下来根据本技术的实施例方案对光学投影模组进行详细说明。图2是根据本技术实施例的光学投影模组的示意图。光学投影模组13包括发光装置与光学器件组成，其中发光装置由底座131、电路板132以及光源134组成，光学器件由镜筒137、透镜135以及衍射光学元件（DOE）136组成。光学器件与发光装置之间是由镜筒137与底座131连接。发光装置中的光源132发出的光束经透镜135准直或汇聚后由DOE136向空间中发射，一般地透镜135位于光源134以及衍射光学元件136之间，典型地，透镜135与光源132之间的距离近似等于透镜的焦距。在其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，其特征在于，包括：底座，用于支撑及散热，所述底座相对立的两个表面分别有凹槽与凸起；光源，用于发射光束，所述光源安装在所述底座的凹槽中；电路板，用于控制光源发光，所述电路板设置有通孔；所述底座通过凸起安装到所述电路板的通孔中。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，其特征在于，包括：底座，用于支撑及散热，所述底座相对立的两个表面分别有凹槽与凸起；光源，用于发射光束，所述光源安装在所述底座的凹槽中；电路板，用于控制光源发光，所述电路板设置有通孔；所述底座通过凸起安装到所述电路板的通孔中。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述底座包括陶瓷基底。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述陶瓷基底开有通孔，以使得所述电路板与所述光源电连接。4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述光源包括VCSEL阵列光源。5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述VCSE...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫敏，许星，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44