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CN111665640B - 结构光投射模组及其电子装置 - Google Patents

结构光投射模组及其电子装置 Download PDF

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CN111665640B CN201910177236.5A CN201910177236A CN111665640B CN 111665640 B CN111665640 B CN 111665640B CN 201910177236 A CN201910177236 A CN 201910177236A CN 111665640 B CN111665640 B CN 111665640B
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Abstract

一种结构光投射模组，该结构光投射模组包括一电路板、一座体、一透明导电膜、至少一导电球、至少一导电层及至少一胶体。该座体安装于该电路板，该座体包括远离该电路板的第一表面，该透明导电膜安装于该第一表面，该导电层形成于该座体上，该导电层包括相对设置的一第一端部及第二端部，该第一端部通过该导电球与该透明导电膜电连接，该第二端部电性连接该电路板，该胶体形成于该透明导电膜、该第一端部以及该导电球的连接处。本发明提供的结构光投射模组，通过导电球连接透明导电膜与导电层，并通过绝缘胶体包裹连接部位，避免了使用焊锡来连接透明导电膜与导电层，增加了其电连接的稳定性，从而增加了所述结构光投射模组的使用安全性。

Description

结构光投射模组及其电子装置
技术领域
本发明涉及一结构光投射模组及其电子装置。
背景技术
深度相机中的核心部件是光学投射模块。光学投射模块一般由衍射组件、座体、准直镜头、激光光源及电路板等部分组成，为避免激光光源发出的高能量激光对人眼照成伤害，会在衍射组件表面增加透明导电膜，该透明导电膜连接到模块电路中，用于侦测激光光源发出的能量大小，当透明导电膜侦测到激光光源发出的能量超出安全标准后，电路板会让激光光源停止工作，从而避免激光光源发出的高能量激光对人眼造成伤害。
目前光学投射模块中，透明导电膜与电路板的电连接是通过焊锡或者导电胶来实现的。然而，在高温和高湿的环境下，导电胶会出现电阻率变大的问题，焊锡也会出现连接不稳定的状况，这些情况都会导致侦测过程识别率降低，从而增加高能量激光对人眼伤害的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有在高温和高湿度环境下稳定地电连接透明导电膜的结构光投射模组。
另外，还有必要提供一种具有所述结构光投射模组的电子装置。
一种结构光投射模组，包括一电路板、一座体、一透明导电膜，所述结构光投射模组还包括至少一导电球、至少一导电层及至少一绝缘胶体。
所述座体安装于所述电路板，所述座体包括远离所述电路板的一第一表面，所述透明导电膜安装于所述第一表面，所述导电层形成于所述座体上，所述导电层包括相对设置的一第一端部及一第二端部，所述第一端部通过所述导电球与所述透明导电膜电连接，所述第二端部电性连接所述电路板，所述绝缘胶体形成于所述透明导电膜、所述第一端部以及所述导电球的连接处。
进一步地，所述透明导电膜于靠近所述第一端部的位置处设有至少一焊垫，所述导电球连接于所述第一端部与所述焊垫之间。
进一步地，所述透明导电膜选自氧化铟锡膜、氧化铟锌膜、锡酸镉膜以及偏铟酸镉膜中的一种或多种。
进一步地，所述电球包括金球。所述绝缘胶体包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺及聚对苯二甲酸乙二醇脂介电材料中的一种或多种。
进一步地，所述座体的所述第一表面向内凹陷形成一第一容置槽，所述第一容置槽的底部开设有一通光孔，所述透明导电膜收容于所述第一容置槽中并且覆盖所述通光孔。
进一步地，所述结构光投射模组还包括一光学衍射元件以及一玻璃片，所述光学衍射元件及所述玻璃片收容于所述第一容置槽内。其中，所述玻璃片一侧通过一第一胶层固定在所述第一容置槽底部且覆盖所述通光孔，所述光学衍射元件通过一第二胶层固定在所述玻璃片另一侧上，所述透明导电膜设于所述光学衍射元件远离所述玻璃片的一侧。
进一步地，所述座体还包括自所述第一表面朝向所述电路板延伸形成的一第一侧壁、两个第二侧壁以及一第三侧壁，所述第二侧壁位于所述第一侧壁的两侧，所述第三侧壁与所述第一侧壁相对设置，所述第二侧壁的高度等于所述第一侧壁的高度，所述第三侧壁的高度小于所述第一侧壁的高度。所述第三侧壁远离所述第一表面的端部沿平行于所述第一表面的方向延伸形成一第二表面，所述第二表面的边缘朝向所述电路板延伸形成三个第四侧壁，所述第三侧壁与所述第四侧壁的高度之和等于所述第一侧壁的高度。
所述第四侧壁、所述第二侧壁高出所述第三侧壁的部分以及所述第一侧壁高出所述第三侧壁的部分共同围成一第二容置槽，所述通光孔贯穿所述座体并连通所述第一容置槽与所述第二容置槽，所述第一容置槽的高度与所述通光孔的高度之和等于所述第三侧壁的高度。
所述结构光投射模组还包括一准直镜头及一激光光源，所述准直镜头收容于所述通光孔，所述激光光源收容于所述第二容置槽且与所述准直镜头对齐。
所述激光光源固定在所述电路板朝向所述座体的一侧，所述座体固定于在所述电路板设有所述激光光源的一侧。
进一步地，所述第一侧壁与所述第二侧壁的连接处凹陷形成至少一沟槽，所述沟槽自所述第一表面向所述电路板延伸且所述沟槽的高度小于所述第一侧壁的高度。
所述导电层还包括设于所述第一端部与所述第二端部之间的一连接部，所述连接部固定于所述沟槽远离所述第一侧壁的底部以及所述沟槽平行于所述第一表面的侧面，所述第二端部形成于所述第一侧壁。
进一步地，所述电路板上邻近所述第二端部的位置处设有至少一个接触脚，所述第二端部与所述接触脚电连接。
一种电子装置，所述电子装置包括如上所述的结构光投射模组。
本发明提供的结构光投射模组，通过导电球来连接透明导电膜与导电层，并通过绝缘胶体包裹连接部位，避免了使用焊锡来连接透明导电膜与导电层，增加了其电连接的稳定性，从而增加了所述结构光投射模组的使用安全性。
附图说明
图1为本发明提供的一种结构光投射模组的结构示意图。
图2为图1所示的结构光投射模组的分解图。
图3为图1所示的结构光投射模组沿III-III的剖面示意图。
图4为图3所示的剖面示意图的IV区域的放大图。
图5为具有图1所示的结构光投射模组的电子装置图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001989966490000041
Figure BDA0001989966490000051
如下具体实施方式将结合上述附图说明进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合具体实施例附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请一并参见图1至图4，一种结构光投射模组100，用于发射出特定样式的结构光，所述结构光投射模组100包括一电路板10、一座体20、一透明导电膜30(参见图3、4)、至少一导电球40(参见图2、4)、至少一导电层50及至少一绝缘胶体60。
所述座体20安装于所述电路板10，所述座体20包括远离所述电路板10的一第一表面21，所述透明导电膜30安装于所述第一表面21，所述导电层50形成于所述座体20上，所述导电层50包括相对设置的一第一端部51及一第二端部53，所述第一端部51通过所述导电球40与所述透明导电膜30电连接。所述导电球40位于所述透明导电膜30与所述第一端部51之间。所述第二端部53电性连接所述电路板10，所述绝缘胶体60形成于所述透明导电膜30、所述第一端部51以及所述导电球40的连接处。所述绝缘胶体60覆盖或包裹所述连接处以保证在高温高湿条件下稳定的电性连接。
进一步地，所述绝缘胶体60的材质为绝缘树脂，其覆盖或包裹所述连接处，从而，即便所述结构光投射模组100应用于高温高湿度的环境，所述绝缘胶体60也能够将所述导电球40隔离，从而使得在高温高湿条件下所述第一端部51、所述导电球40及所述透明导电膜30稳定的电性连接。优选地，所述绝缘树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺及聚对苯二甲酸乙二醇脂等介电材料中的一种或多种。
进一步地，请参见图4，所述透明导电膜30于靠近所述第一端部51的位置处设有至少一焊垫31，所述导电球40连接于所述第一端部51与所述焊垫31之间。
其中所述透明导电膜30具有电阻属性，且所述透明导电膜30的电阻的大小随着透过其激光的强弱发生改变，所以，所述透明导电膜30可将投射到物体或人的激光强弱的信号转化为电信号，使得所述结构光投射模组100实现监测发射激光强弱的功能。
优选地，所述透明导电膜30可以选自氧化铟锡、氧化铟锌、锡酸镉或偏铟酸镉中的一种或多种；
进一步地，请参见图4，电性连接所述透明导电膜30及所述导电层50的具体步骤包括：
S1：于所述第一端部51表面靠近所述焊垫31的一侧形成所述导电球40，使得所述导电球40与所述第一端部51电性连接；
S2：将所述透明导电膜30的覆盖在所述导电球40之上并使得所述焊垫31与所述导电球40接触；
S3：向所述第一端部51及所述焊垫31施加超声波或者加热，使得所述导电球40与所述第一端部51及所述焊垫31接触的地方形成共晶；
S4：向所述导电球40周围注入绝缘胶水，所述绝缘胶水固化后形成所述绝缘胶体60，所述绝缘胶体60包裹所述导电球40并覆盖所述焊垫31及所述第一端部51以保证所述电连接的稳定性。
进一步地，所述导电球40为金球；所述绝缘胶体60为绝缘树脂，其选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺及聚对苯二甲酸乙二醇脂介电材料中的一种或多种。
进一步地，请参见图2，所述座体20的所述第一表面21向内凹陷形成一第一容置槽211，所述第一容置槽211的底部开设有一通光孔213，所述透明导电膜30收容于所述第一容置槽211中并且覆盖所述通光孔213。
进一步地，所述结构光投射模组100还包括一光学衍射元件70以及一玻璃片71，所述光学衍射元件70及所述玻璃片71依次收容于所述第一容置槽211内；
进一步地，所述光学衍射元件70包括靠近物侧的一第二表面701及与所述第二表面701相对的一第三表面702，所述透明导电膜30通过蒸镀、附着或贴附的方式形成于所述光学衍射元件70的第二表面701或所述第三表面702。在本实施例中，所述透明导电膜30设于所述第三表面702(参图3、4)，在其他实施例中，所述透明导电膜30可设于所述第二表面701。
进一步地，所述玻璃片71通过一第一胶层72固定连接于所述透明导电膜30，所述玻璃片71远离所述第三表面702的一侧通过一第二胶层73固定在所述第一容置槽211的底面且覆盖所述通光孔213。
请一并参见图2及图3，所述座体20还包括自所述第一表面21的边缘朝向所述电路板10延伸形成的一第一侧壁23、两个第二侧壁25以及一第三侧壁26，所述第二侧壁25位于所述第一侧壁23的两侧，所述第三侧壁26与所述第一侧壁23相对设置，所述第二侧壁25的高度等于所述第一侧壁23的高度，所述第三侧壁26的高度小于所述第一侧壁23的高度；所述第三侧壁26远离所述第一表面21的端部沿平行于所述第一表面21的方向远离所述第一侧壁23延伸形成一第四表面27，所述第四表面27的边缘朝向所述电路板10延伸形成三个第四侧壁29，所述第三侧壁26与所述第四侧壁29的高度之和等于所述第一侧壁23的高度；
所述第四侧壁29、所述第二侧壁25高出所述第三侧壁26的部分以及所述第一侧壁23高出所述第三侧壁26的部分共同围成一第二容置槽215。所述通光孔213贯穿所述座体20并连通所述第一容置槽211与所述第二容置槽215，所述第一容置槽211的高度与所述通光孔213的高度之和等于所述第三侧壁26的高度；
所述结构光投射模组100还包括一准直镜头80及一激光光源90；所述准直镜头80收容于所述通光孔213，所述激光光源90收容于所述第二容置槽215且与所述准直镜头80对齐。
优选地，所述准直镜头80一体成型于所述通光孔213中，所述激光光源90为垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
进一步地，所述激光光源90固定在所述电路板10朝向所述座体20的一侧，所述座体20固定于所述电路板10设有所述激光光源90的一侧。优选地，所述座体20通过一第三胶层217固定于所述电路板10，所述电路板10可为陶瓷电路板。
进一步地，参见图3，所述第一侧壁23与所述第二侧壁25的连接处凹陷形成至少一沟槽251，所述沟槽251自所述第一表面21向所述电路板10延伸且所述沟槽251的高度小于所述第一侧壁23的高度。
所述导电层50还包括设于所述第一端部51与所述第二端部53之间的一连接部511，所述连接部511大致呈L型，所述连接部511形成于所述沟槽251远离所述第一侧壁23的底部以及所述沟槽251平行于所述第一表面21的侧面；
所述连接部511于靠近所述透明导电膜30的一端垂直朝向所述透明导电膜30延伸形成所述第一端部51，所述第一端部51形成于与所述焊垫31对应位置处，所述连接部511于远离所述透明导电膜30的另一端朝向所述电路板10延伸形成所述第二端部53，所述第二端部53形成于所述第一侧壁23。优选地，其中所述导电层50的材料选自铜、铝、银、金等导电金属，所述导电层50通过激光成型技术(LDS)或注塑成型技术形成。
进一步地，所述电路板10上邻近所述第二端部53的位置处设有至少一个接触脚11，所述第二端部53与所述接触脚11电连接。优选地，所述第二端部53与所述接触脚11通过焊锡或导电胶实现电连接。
请参见图5，一种电子装置200，所述电子装置200包括如上所述的结构光投射模组100。所述电子装置200可以是深度相机、智能手机、智能手环、智能手表、平板电脑、智能眼镜、智能头盔、体感游戏设备中的一种。
本发明提供的结构光投射模组，通过导电球来连接透明导电膜与导电层，并通过绝缘胶体包裹连接部位，避免了使用焊锡来连接透明导电膜与导电层，增加了其电连接的稳定性，从而增加了所述结构光投射模组的使用安全性。
另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种结构光投射模组，包括一电路板、一座体、一透明导电膜，其特征在于，所述结构光投射模组还包括至少一导电球、至少一导电层及至少一绝缘胶体；
所述座体安装于所述电路板，所述座体包括远离所述电路板的一第一表面，所述透明导电膜安装于所述第一表面，所述导电层形成于所述座体上，所述导电层包括相对设置的一第一端部及一第二端部，所述导电球位于所述透明导电膜与所述第一端部之间，所述第一端部通过所述导电球与所述透明导电膜电连接，所述第二端部电性连接所述电路板，所述绝缘胶体形成于所述透明导电膜、所述第一端部以及所述导电球的连接处；
所述座体的所述第一表面向内凹陷形成一第一容置槽，所述第一容置槽的底部开设有一通光孔，所述透明导电膜收容于所述第一容置槽中并且覆盖所述通光孔。
2.如权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述透明导电膜于靠近所述第一端部的位置处设有至少一焊垫，
所述导电球连接于所述第一端部与所述焊垫之间。
3.如权利要求2所述的结构光投射模组，其特征在于，所述透明导电膜选自氧化铟锡膜、氧化铟锌膜、锡酸镉膜以及偏铟酸镉膜中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的结构光投射模组，其特征在于，所述导电球包括金球；所述绝缘胶体包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺及聚对苯二甲酸乙二醇脂介电材料中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的结构光投射模组，其特征在于，所述结构光投射模组还包括一光学衍射元件以及一玻璃片，所述光学衍射元件及所述玻璃片收容于所述第一容置槽内；其中，所述玻璃片一侧通过一第一胶层固定在所述第一容置槽底部且覆盖所述通光孔，所述光学衍射元件通过一第二胶层固定在所述玻璃片另一侧上，所述透明导电膜设于所述光学衍射元件远离所述玻璃片的一侧。
6.如权利要求5所述的结构光投射模组，其特征在于，所述座体还包括自所述第一表面朝向所述电路板延伸形成的一第一侧壁、两个第二侧壁以及一第三侧壁，所述第二侧壁位于所述第一侧壁的两侧，所述第三侧壁与所述第一侧壁相对设置，所述第二侧壁的高度等于所述第一侧壁的高度，所述第三侧壁的高度小于所述第一侧壁的高度；所述第三侧壁远离所述第一表面的端部沿平行于所述第一表面的方向延伸形成一第二表面，所述第二表面的边缘朝向所述电路板延伸形成三个第四侧壁，所述第三侧壁与所述第四侧壁的高度之和等于所述第一侧壁的高度；
所述第四侧壁、所述第二侧壁高出所述第三侧壁的部分以及所述第一侧壁高出所述第三侧壁的部分共同围成一第二容置槽，所述通光孔贯穿所述座体并连通所述第一容置槽与所述第二容置槽，所述第一容置槽的高度与所述通光孔的高度之和等于所述第三侧壁的高度；
所述结构光投射模组还包括一准直镜头及一激光光源，所述准直镜头收容于所述通光孔，所述激光光源收容于所述第二容置槽且与所述准直镜头对齐；
所述激光光源固定在所述电路板朝向所述座体的一侧，所述座体固定于在所述电路板设有所述激光光源的一侧。
7.如权利要求6所述的结构光投射模组，其特征在于，所述第一侧壁与所述第二侧壁的连接处凹陷形成至少一沟槽，所述沟槽自所述第一表面向所述电路板延伸且所述沟槽的高度小于所述第一侧壁的高度；
所述导电层还包括设于所述第一端部与所述第二端部之间的一连接部，所述连接部固定于所述沟槽远离所述第一侧壁的底部以及所述沟槽平行于所述第一表面的侧面，所述第二端部形成于所述第一侧壁。
8.如权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述电路板上邻近所述第二端部的位置处设有至少一个接触脚，所述第二端部与所述接触脚电连接。
9.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1至8任意一项所述的结构光投射模组。
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