集成化激光投射模组制造技术

本申请公开了一种激光投射模组，其包括模组壳体、光学元件、发光芯片和柔性电路板，模组壳体包括保持架和连接至保持架的一个开口端的基板，其中，所述发光芯片和所述柔性电路板的主体部分分别直接设置在所述基板的顶面上，并且所述发光芯片至少部分地通过所述基板电连接至所述柔性电路板。这样的激光投射模组消除了现有技术中对于用于将发光芯片连接至柔性电路板的连接板的需要，简化了结构。

Integrated laser projection module

【技术实现步骤摘要】
集成化激光投射模组
本技术涉及一种集成化的激光投射模组，特别是一种可用于结构光三维传感技术的激光投射模组。
技术介绍
近些年来，结构光三维传感技术在消费电子、机器人、物流、工业检测等领域的应用越来越广泛。用于产生结构光的激光投射模组是结构光三维传感系统中的核心部件，其结构和功能对于结构光三维传感技术的实现有很大的影响。图1示出了一种现有的结构光激光投射模组，其具有框形的保持架1。保持架1的一端安装有诸如DOE(衍射光学元件，DiffractiveOpticalElement)之类的用于基于激光产生结构光的光学元件2，另一端上贴附有柔性电路板3。柔性电路板3的与保持架1相反的一侧设置有基板4。基板4通常具有较好的刚性和散热性能，用于保持柔性电路板3的相应部分的平整性以及增强散热。发光芯片5，例如VCSEL(垂直腔表面发射激光器,VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)，经由连接板6安装并电连接到柔性电路板3上。可以看到，如图1所示的现有激光投射模组中，为了实现发光芯片与柔性电路板的电连接，专门设置了连接板。这增加了模组的体积、工艺复杂程度和制作成本。同时，由于保持架1粘接在柔性电路板上，而柔性电路板本身的刚性和稳定性是较差的，因此模组本身的结构稳定性不足。此外，这样的激光投射模组只具有基本的投射功能，在使用时需要配合外围的电路和其它元器件一起使用。这就造成了投射模组在使用时，整个系统结构过于复杂，使用上不便利且成本高等问题。总之，现有的激光投射模组还存在较多亟待改进之处。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种激光投射模组，其至少部分地克服了现有的激光投射模组中的不足。根据本技术实施例的一种激光投射模组包括：模组壳体，包括保持架和连接至保持架的一个开口端的基板；光学元件，安装至所述保持架的另一个开口端；发光芯片，设置在所述模组壳体内，用于发射激光；和柔性电路板，包括设置在所述模组壳体内的主体部分和从主体部分延伸到所述模组壳体外的延伸部分。所述发光芯片和所述柔性电路板的主体部分分别直接设置在所述基板的顶面上，并且所述发光芯片至少部分地通过所述基板电连接至所述柔性电路板。优选地，所述激光投射模组还可以包括设置在所述模组壳体内的、用于驱动所述发光芯片的驱动芯片，该驱动芯片直接设置在所述基板的顶面上并且通过所述基板电连接至所述柔性电路板。优选地，所述激光投射模组还可以包括设置在所述模组壳体内的测光元件和/或测温元件，所述测光元件和/或测温元件直接设置在所述基板的顶面上并且通过所述基板电连接至所述柔性电路板。所述测光元件和/或测温元件可以连接至所述驱动芯片，从而将其所测得的信号输出给所述驱动芯片。在一些实施例中，所述基板同时提供通往所述柔性电路板的正、负极性的电连接。优选地，所述基板的顶面形成有导电线路层。所述导电线路层可以包括至少一条导电线路以及形成在每一条所述导电线路两端的焊盘。在一些实施例中，所述基板包括金属层、形成在该金属层上的绝缘层、以及形成在该绝缘层上的所述导电线路层。在另一些实施例中，所述基板包括陶瓷层和形成在该陶瓷层上的所述导电线路层，并且所述陶瓷层中形成有散热过孔。优选地，所述柔性电路板的主体部分具有小于所述基板的外形尺寸，所述基板与所述保持架之间直接密封连接。所述保持架上可以形成有供所述柔性电路板的延伸部分穿过的开口，该开口处优选利用密封胶被密封。优选地，所述基板与所述保持架的所述一个开口端具有大致相同的外形尺寸。所述发光芯片可以为VCSEL芯片。所述光学元件可以为衍射光学元件。根据本技术实施例的新型激光投射模组，通过将发光芯片等器件直接安装在基板上并至少部分地经由基板实现电连接，消除了现有技术中对于用于将发光芯片连接至柔性电路板的连接板的需要，简化了结构。根据本技术一些实施例的激光投射模组还集成了具有其它功能的元器件，实现了高度集成化的、使用便利的激光投射模组。此外，根据本技术实施例的激光投射模组还改进了模组封装结构。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了一种现有的结构光激光投射模组；图2A和图2B示出了根据本技术第一实施例的激光投射模组的一个示例，其中图2B是图2A在位置A-A处截取的剖视图；图3示出了图2A和图2B所示激光投射模组的一个变型例；图4示出了图2A和图2B所示激光投射模组的另一个变型例；图5A示出了根据本技术第二实施例的激光投射模组的一个示例，图5B示出了可用于图5A所示激光投射模组中的基板的一个示例；图6示出了根据本技术第三实施例的激光投射模组的一个示例；图7A和图7B示出了根据本技术第四实施例的激光投射模组的一个示例，其中图7B是图7A在位置B-B处截取的剖视图；图8示出了可用于图7A和图7B所示激光投射模组的基板的一个示例；图9示出了可用于图7A和图7B所示激光投射模组的柔性电路板的一个示例；图10A和图10B示出了可用于根据本技术实施例的激光投射模组的基板的不同构造的两个示例；以及图11示出了根据本技术第五实施例的激光投射模组的一个示例。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。图2A和图2B示出了根据本技术第一实施例的激光投射模组的一个示例，其中图2B是图2A在位置A-A处截取的俯视剖视图。如图所示，激光投射模组100包括模组壳体10、安装在模组壳体10的开口端上的光学元件20、设置在模组壳体10内的发光芯片30以及用于提供模组内外电连接的柔性电路板40。其中，模组壳体10包括保持架11和连接至保持架11的一个开口端的基板12，光学元件20安装至保持架11的另一个开口端。柔性电路板40包括设置在模组壳体10内的主体部分41和从主体部分41延伸到模组壳体10外的延伸部分42。根据本技术实施例，发光芯片30和柔性电路板40的主体部分41均直接设置在基板12的顶面上，并且发光芯片30至少部分地通过基板12电连接至柔性电路板40。可以看到，根据本技术实施例的激光投射模组中，发光芯片被直接设置在基板上，并经由基板实现与柔性电路板的连接。这样，相对于图1所示现有的激光投射模组而言，省略了连接板，简化了结构。这相应地使得能够简化模组的组装工艺并降低制作成本，而且有利于模组的小型化和轻型化。光学元件20包括用于基于发光芯片30所发射的激光产生所需要的结构光的元器件，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投射模组，包括：/n模组壳体，包括保持架和连接至保持架的一个开口端的基板；/n光学元件，安装至所述保持架的另一个开口端；/n发光芯片，设置在所述模组壳体内，用于发射激光；和/n柔性电路板，包括设置在所述模组壳体内的主体部分和从主体部分延伸到所述模组壳体外的延伸部分，/n其特征在于，所述发光芯片和所述柔性电路板的主体部分分别直接设置在所述基板的顶面上，并且所述发光芯片至少部分地通过所述基板电连接至所述柔性电路板。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光投射模组，包括：
模组壳体，包括保持架和连接至保持架的一个开口端的基板；
光学元件，安装至所述保持架的另一个开口端；
发光芯片，设置在所述模组壳体内，用于发射激光；和
柔性电路板，包括设置在所述模组壳体内的主体部分和从主体部分延伸到所述模组壳体外的延伸部分，
其特征在于，所述发光芯片和所述柔性电路板的主体部分分别直接设置在所述基板的顶面上，并且所述发光芯片至少部分地通过所述基板电连接至所述柔性电路板。


2.如权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，该激光投射模组还包括设置在所述模组壳体内的、用于驱动所述发光芯片的驱动芯片，该驱动芯片直接设置在所述基板的顶面上并且通过所述基板电连接至所述柔性电路板。


3.如权利要求2所述的激光投射模组，其特征在于，该激光投射模组还包括设置在所述模组壳体内的测光元件和/或测温元件，所述测光元件和/或测温元件直接设置在所述基板的顶面上并且通过所述基板电连接至所述柔性电路板。


4.如权利要求3所述的激光投射模组，其特征在于，所述测光元件和/或测温元件连接至所述驱动芯片，从而将其所测得的信号输出给所述驱动芯片。


5.如权利要求1-4中任一项所述的激光投射模组，其特征在于，所述基板同时提供通往所述柔性电路板的正、负极性的电连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：苑京立，朱庆峰，田克汉，尹晓东，杨兴朋，张国伟，蒋超，
申请(专利权)人：北京驭光科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11