激光投射器和结构光设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光投射器和结构光设备，其能够在降低产品成本的同时，满足产品的散热需求。该激光投射器包括：填孔式线路板，其中该填孔式线路板包括线路板主体、贯穿该线路板主体的多个过孔以及被填充于该过孔的导热元件；激光发射元件，其中该激光发射元件被可通电地设置于该填孔式线路板，用于通过该导热元件将经由该激光发射元件产生的热量传导出去；以及投射镜头，其中该投射镜头被对应地设置于该激光发射元件的发射路径，用于调制经由该激光发射元件发射的激光以进行投射。由该激光发射元件发射的激光以进行投射。由该激光发射元件发射的激光以进行投射。

【技术实现步骤摘要】
激光投射器和结构光设备


[0001]本技术涉及结构光
，特别是涉及一种低成本且高效散热的激光投射器和结构光设备。

技术介绍

[0002]随着刷脸支付或智能门锁类等商业应用的普及，客户越来越需求低成本、高质量的结构光方案。而激光投射器作为结构光产品的核心器件，其性能的好坏将直接决定着结构光产品的质量。由于激光投射器会随着温度的升高而性能劣化，主要体现在光电转换效率降低，甚至会在温度超过70℃时出现产品损坏的风险，因此行业通用的做法是采用陶瓷基板进行散热。
[0003]然而，一方面现有的激光投射器需要陶瓷基板开模，这对产品灵活性不高，同时单价也非常高；另一方面在组装激光投射器时，需要先将VCSEL(英文：Vertical Cavity Surface Emitting Laser；中文：垂直腔面发射激光器)通过W/B工艺连接到陶瓷基板上，再将陶瓷基板和软板通过贴附工艺组合在一起(此过程不适合小型化的模组设计)，最后进行其他部件的装配，这使得现有的激光投射器的成本非常高，造成其成本在结构光产品中的占比居高不下，这也是现有的结构光产品价格昂贵的主要原因之一，不利于结构光产品的推广和普及。

技术实现思路

[0004]本技术的一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其能够在降低产品成本的同时，满足产品的散热需求。
[0005]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器能够利用填孔式线路板来替代现有的陶瓷基板+软板的组合线路板，以便在保持较好的散热性能的同时，减少组装工艺，降低成本。
[0006]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器中所述填孔式线路板能够采用通用的线路板设计，只需要增加过孔并填充导热元件就能够实现较好的散热效果，这有助于大幅地降低产品成本。
[0007]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器中所述填孔式线路板的设计与普通FR4设计无区别，相比于陶瓷基板其单价得以大幅地降低。
[0008]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器中所述填孔式线路板能够通过增加大量的过孔，并在过孔内填镀铜，以大大增加线路板的导热性能，满足产品的散热要求。
[0009]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器中所述填孔式线路板能够采用实铜将过孔填满，并且
所述过孔的孔径能够达到200um，以便实现高效的散热。
[0010]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中，在本技术的一实施例中，所述激光投射器中所述填孔式线路板能够在VCSEL的正下方和与VCSEL相连的电源正极和地极处设置过孔，从而大幅地增加散热面积和体积，提高散热效率。
[0011]本技术的另一优势在于提供一种激光投射器和结构光设备，其中为了达到上述目的，在本技术中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本技术成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种简单的激光投射器和结构光设备，同时还增加了所述激光投射器和结构光设备的实用性和可靠性。
[0012]为了实现本技术的上述至少一优势或其他优点和目的，本技术提供了一种激光投射器，包括：
[0013]填孔式线路板，其中所述填孔式线路板包括线路板主体、贯穿所述线路板主体的多个过孔以及被填充于所述过孔的导热元件；
[0014]激光发射元件，其中所述激光发射元件被可通电地设置于所述填孔式线路板，用于通过所述导热元件将经由所述激光发射元件产生的热量传导出去；以及
[0015]投射镜头，其中所述投射镜头被对应地设置于所述激光发射元件的发射路径，用于调制经由所述激光发射元件发射的激光以进行投射。
[0016]根据本申请的一个实施例，所述填孔式线路板具有贴装区域、连接区域以及位于所述贴装区域和所述连接区域之间的延伸区域，其中所述激光发射元件被对应地贴装于所述填孔式线路板的所述贴装区域，并且所述填孔式线路板的所述贴装区域布设有所述过孔，以使所述激光发射元件至少接触部分所述导热元件。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述填孔式线路板的所述线路板主体包括第一覆铜层、第二覆铜层以及被叠置于所述第一覆铜层和所述第二覆铜层之间的主体层，其中所述过孔贯穿所述线路板主体的所述主体层，并且被填充于所述过孔的所述导热元件接触所述第一覆铜层和所述第二覆铜层。
[0018]根据本申请的一个实施例，所述线路板主体的所述第一覆铜层和所述第二覆铜层自所述贴装区域延伸至所述连接区域，并且所述填孔式线路板的所述连接区域和所述延伸区域布设有所述过孔。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述线路板主体的所述第一覆铜层包括被间隔地布置的正极覆铜部和负极覆铜部，并且所述激光发射元件的正负极分别对应地电连接于所述正极覆铜部和所述负极覆铜部。
[0020]根据本申请的一个实施例，所述线路板主体进一步包括被叠置于所述第一覆铜层外侧的第一阻焊层和被叠置于所述第二覆铜层外侧的第二阻焊层。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述导热元件为铜材，并且所述铜材填满所述过孔。
[0022]根据本申请的一个实施例，所述激光发射元件为VCSEL，并且所述VCSEL被焊接于所述填孔式线路板的所述贴装区域。
[0023]根据本申请的一个实施例，所述投射镜头包括镜座和被组装于所述镜座的准直镜和衍射光学元件，其中所述镜座被对应地安装于所述填孔式线路板，并且所述准直镜位于所述激光发射元件和所述衍射光学元件之间的光路中。
[0024]根据本申请的另一方面，本申请进一步提供了一种结构光设备，包括：
[0025]上述任一项所述的激光投射器；
[0026]激光接收器；以及
[0027]设备主体，其中所述激光投射器和所述激光接收器被对应地设置于所述设备主体。
附图说明
[0028]图1为根据本技术的一个实施例的激光投射器的立体示意图；
[0029]图2示出了根据本技术的上述实施例的所述激光投射器的爆炸示意图；
[0030]图3示出了根据本技术的上述实施例的所述激光投射器的局部剖视示意图；
[0031]图4示出了根据本技术的上述实施例的所述激光投射器中填孔式线路板的局部放大示意图；
[0032]图5示出了根据本技术的上述实施例的所述填孔式线路板中过孔的分布示意图；
[0033]图6示出了根据本技术的上述实施例的所述填孔式线路板的线路排布示意图；
[0034]图7为根据本技术的一个实施例的结构光设备的框图示意图。
[0035]主要元件符号说明：1、激光投射器；10、填孔式线路板；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光投射器，其特征在于，包括：填孔式线路板，其中所述填孔式线路板包括线路板主体、贯穿所述线路板主体的多个过孔以及被填充于所述过孔的导热元件；激光发射元件，其中所述激光发射元件被可通电地设置于所述填孔式线路板，用于通过所述导热元件将经由所述激光发射元件产生的热量传导出去；以及投射镜头，其中所述投射镜头被对应地设置于所述激光发射元件的发射路径，用于调制经由所述激光发射元件发射的激光以进行投射。2.如权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述填孔式线路板具有贴装区域、连接区域以及位于所述贴装区域和所述连接区域之间的延伸区域，其中所述激光发射元件被对应地贴装于所述填孔式线路板的所述贴装区域，并且所述填孔式线路板的所述贴装区域布设有所述过孔，以使所述激光发射元件至少接触部分所述导热元件。3.如权利要求2所述的激光投射器，其特征在于，所述填孔式线路板的所述线路板主体包括第一覆铜层、第二覆铜层以及被叠置于所述第一覆铜层和所述第二覆铜层之间的主体层，其中所述过孔贯穿所述线路板主体的所述主体层，并且被填充于所述过孔的所述导热元件接触所述第一覆铜层和所述第二覆铜层。4.如权利要求3所述的激光投射器，其特征在于，所述线路板主体的所述第一覆铜层和所述第二覆铜层自所述贴装区域延伸至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王定国，蔡赞赞，乐叶武，
申请(专利权)人：余姚舜宇智能光学技术有限公司，
类型：新型
国别省市：