投影模组、深度撷取装置及终端的制作方法

文档序号:17027512发布日期:2019-03-02 03:16阅读:122来源:国知局
投影模组、深度撷取装置及终端的制作方法

本实用新型涉及消费性电子领域,更具体而言,涉及一种投影模组、深度撷取装置及终端。



背景技术:

现有的激光投影装置可以用于人脸识别、人脸解锁等场景。激光投影装置通常采用激光光源作为光源,光源发射激光,然后激光在衍射光学元件的衍射下投射到目标物体上。由于激光的能量较高,当衍射光学元件掉落后,激光未经衍射光学元件的衍射就直接发射出去,容易灼伤用户,尤其是用户的眼睛。



技术实现要素:

本实用新型实施方式提供一种投影模组、深度撷取装置及终端。

本实用新型实施方式的投影模组包括基板组件、光源、光学元件组件和承载件。所述光源设置在所述基板组件上并用于发射激光。所述光学元件组件用于将所述激光扩束成激光图案。所述承载件承载在所述基板组件上,所述光学元件组件设置在所述承载件上。所述承载件上设置有导电件,所述导电件与所述基板组件、所述光源、所述光学元件组件形成检测回路。在所述光学元件组件脱离所述承载件及/或所述承载件脱离所述基板组件时,所述检测回路断开。

本实用新型实施方式的投影模组中,由于在承载件上设置有导电件,导电件、基板组件、光源、光学元件组件共同形成检测回路,当出现光学元件组件脱离承载件、承载件脱离基板组件中的任意一种情况时,检测回路都会断开,使得光源停止发射激光,避免激光未经光学元件组件的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组的使用安全级别。

在某些实施方式中,所述光学元件组件包括光学元件及设置在所述光学元件上的导电膜,所述导电膜接入所述检测回路,所述导电膜用于在所述光学元件破裂时断裂,以断开所述检测回路。

由于导电膜接入检测回路中,投影模组通过判断检测回路输出的电信号,除了可以检测光学元件组件是否脱离承载件以及承载件是否脱离基板组件,还可以检测光学元件是否破裂,提高检测的准确性。当光学元件破裂时,检测回路断开,使得光源停止发射激光,以防光源发射的激光在未经完好的光学元件扩束就发射出去,灼伤用户的眼睛,进一步地提高了投影模组的使用安全级别。

在某些实施方式中,所述承载件包括相背的内表面和外表面,所述光学元件包括相背的入射面和出射面,所述导电膜设置在所述出射面,所述导电件设置在所述外表面。

导电膜设置在出射面上,可以避开设置在入射面上的衍射微结构,使穿过衍射微结构的激光不受导电膜的影响。另外,在承载件的外表面形成导电件的生产工艺比较简单,便于制造,而且导电件可以用于防止外部的辐射对投影模组产生电磁干扰,即导电件具有电磁屏蔽的作用。

在某些实施方式中,所述承载件包括侧壁及自所述侧壁向所述承载件的中心延伸的顶壁,所述侧壁、所述顶壁及所述基板组件共同形成收容空间,所述光学元件组件与所述顶壁固定连接并收容在所述收容空间内,所述导电件覆盖在所述顶壁的外表面、所述侧壁的顶面、所述侧壁的外侧面及所述侧壁的底面。

在承载件的外表面(即顶壁的外表面、侧壁的顶面、外侧面及底面)形成导电件的生产工艺比较简单,便于制造,而且导电件具有电磁屏蔽的作用。此外,光学元件收容在密封的收容空间内,导电件及承载件能够防止水汽在光学元件的衍射微结构上形成水汽薄膜,影响激光扩束的效果,即导电件还具有防水的作用。

在某些实施方式中,所述承载件包括侧壁及自所述侧壁向所述承载件的中心延伸的顶壁,所述侧壁、所述顶壁及所述基板组件共同形成收容空间,所述光学元件组件与所述顶壁固定连接并收容在所述收容空间内,所述导电件覆盖在所述顶壁的底面、所述侧壁的内侧面及所述侧壁的底面。

检测回路设置在投影模组的内部,使得检测回路不容易受到外界的干扰。

在某些实施方式中,所述基板组件包括基板,所述基板包括相背的第一面及第二面,所述投影模组还包括基板线路,所述基板线路在所述第一面及所述第二面之间呈多层分布,所述基板线路从所述第一面暴露以用于与所述光源及所述导电件电连接,所述基板线路从所述第二面暴露以与外部电路连接。

由于基板线路为多层分布结构,相较于只有一层基板线路的方式,一方面,本实用新型实施方式的基板可以设计更多、更加紧密的电路结构,例如,投影模组可以设置更多线路以与外部的电容、电阻等元器件连接,再例如在投影模组的内部增加光感元件,以检测光源发射的激光是否处于预设的范围内。

在某些实施方式中,所述基板组件包括基板及导热件,所述基板包括相背的第一面和第二面、以及贯通所述第一面和所述第二面的通孔,所述导热件填充在所述通孔内,所述光源承载在所述导热件上。

基板上设置有导热件,导热件能够对光源进行散热,一方面,光源的温度不会过高,避免光源发射的激光功率衰减或出现光源烧毁的现象;另一方面,避免了投影模组内部的温度过高而影响光学元件的光学效果。

在某些实施方式中,所述导热件包括相背的第一导热面和第二导热面,所述第二导热面较所述第一导热面远离所述光源,所述第二导热面的面积大于所述第一导热面的面积,所述光源承载在所述第一导热面上。

光源直接与第一导热面结合,如此,光源产生的热量可以直接传导到第一导热面,并经第一导热面传导到投影模组的外部,热量传导的路径较短。

在某些实施方式中,所述导热件包括相背的第一导热面和第二导热面,所述第二导热面较所述第一导热面远离所述光源,所述第二导热面的面积大于所述第一导热面的面积,所述光源承载在所述第一导热面,所述第一导热面开设有凹槽,所述光源收容在所述凹槽内。

光源收容在凹槽内,一方面,在凹槽的侧壁和底部的限制下,光源与基板的相对位置不容易发生改变,保证了光源发射的激光位置不会改变;另一方面,增大了光源与导热件的接触面积,从而提高了散热效率;再一方面,降低了投影模组的高度。

本实用新型实施方式的深度撷取装置包括上述任一实施方式所述的投影模组和相机模组。所述投影模组用于朝目标物体发射激光图案。所述相机模组用于接收经所述目标物体调制后的激光图案。

本实用新型实施方式的深度撷取装置中,由于在投影模组的承载件上设置有导电件,导电件、基板组件、光源、光学元件组件共同形成检测回路,当出现光学元件组件脱离承载件、承载件脱离基板组件中的任意一种情况时,检测回路都会断开,使得光源停止发射激光,避免激光未经光学元件组件的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组的使用安全级别。

本实用新型实施方式的终端包括壳体和上述任一实施方式所述的深度撷取装置。所述深度撷取装置设置在所述壳体上。

本实用新型实施方式的终端中,由于在投影模组的承载件上设置有导电件,导电件、基板组件、光源、光学元件组件共同形成检测回路,当出现光学元件组件脱离承载件、承载件脱离基板组件中的任意一种情况时,检测回路都会断开,使得光源停止发射激光,避免激光未经光学元件组件的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组的使用安全级别。

本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本实用新型某些实施方式的终端的结构示意图;

图2为本实用新型某些实施方式的深度撷取装置的结构示意图;

图3为本实用新型某些实施方式的投影模组的结构示意图;

图4为本实用新型某些实施方式的投影模组的检测回路示意图;

图5为本实用新型其他实施方式的投影模组的结构示意图;

图6为本实用新型某些实施方式的光学元件组件的结构示意图;

图7至图14为本实用新型其他实施方式的投影模组的结构示意图;和

图15为本实用新型某些实施方式的光学元件的平面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外,下面结合附图描述的本实用新型的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型的实施方式,而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1,本实用新型实施方式的终端1000可以是能够获取深度的电子装置,例如手机、电脑(包括平板电脑、手提电脑等)、游戏机、头显设备、监控设备、门禁系统等。本实用新型以终端1000是手机为例进行说明。具体地,终端1000包括壳体200和深度撷取装置100。壳体200可以给设置在壳体200上的深度撷取装置100提供保护,例如可以隔离水、灰尘、电磁波等,从而延长深度撷取装置100的使用寿命。在一个例中,壳体200上开设有与深度撷取装置100对应的孔。光线可以从孔中穿出或穿入壳体200。

请参阅图2,本实用新型实施方式的深度撷取装置100可应用于人脸识别、3D建模等领域。深度撷取装置100包括投影模组10和相机模组20。投影模组10用于朝目标物体发射激光图案,例如朝用户发射激光图案。相机模组20用于接收经目标物体调制后的激光图案。深度撷取装置100还包括处理器30。处理器30用于根据相机模组20接收的激光图案以成像(深度图像)。具体地,处理器30与相机模组20及投影模组10均连接,处理器30用于处理上述激光图案以获得深度图像。深度撷取装置100上还可以形成有与投影模组10对应的投射窗口40和与相机模组20对应的采集窗口50。投影模组10可以通过投射窗口40向目标空间投射激光图案,相机模组20可以通过采集窗口50接收经过目标物体调制后的激光图案。在一个例子中,投影模组10朝目标物体发射激光图案,该激光图案为散斑图案。相机模组20通过采集窗口50采集经目标物体调制反射回来的散斑图案。具体地,处理器30通过将散斑图案与参考图案进行比对,根据该散斑图案和参考图案生成深度图像。其中,参考图案为预先采集的在不同距离下对采集模型投射的多幅散斑图像。在另一个例子中,该激光图案为具有特定的图案,即具有特定编码的编码结构光图像,处理器30通过提取激光图案中的编码结构光图像,与参考图案进行对比从而获取深度图像。其中,参考图案是由有限个具有唯一性的子图案的集合组成的编码图案,即每个子图案在参考图像中的位置都是预先确定的。在其他实施方式中,深度撷取装置100还可以为飞行时间测距模组(Time of flight,TOF)。飞行时间测距模组包括投影模组10和相机模组20。投影模组10用于朝目标物体发射信号,例如激光。相机模组20用于接收经目标物体反射后的信号。飞行时间测距模组还包括处理器30。处理器30用于根据发射信号与接收反射信号之间的时间差来计算目标物体与飞行时间测距模组之间的距离,从而获得目标物体的深度信息。

请参阅图3,本实用新型实施方式的投影模组10包括基板组件11、光源12、光学元件组件13和承载件14。光源12设置在基板组件11上并用于发射激光。光学元件组件13用于将激光扩束成激光图案。承载件14承载在基板组件11上,光学元件组件13设置在承载件14上。承载件14上设置有导电件15。导电件15与基板组件11、光源12、光学元件组件13形成检测回路。在光学元件组件13脱离承载件14及/或承载件14脱离基板组件11时,检测回路断开。

具体地,光学元件组件13的一端(图3所示的左端)与左侧的导电件15的一端电连接,左侧的导电件15的另一端与基板组件11电连接,光源12与基板组件11电连接,基板组件11与右侧的导电件15的一端连接,右侧的导电件15的另一端与光学元件组件13的另一端(图3所示的右端)电连接,最终形成光学元件组件13、导电件15、基板组件11、光源12的检测回路(如图4)。当光学元件组件13脱离承载件14时,例如光学元件组件13沿光源12的发射方向从投影模组10中脱出,检测回路断开。此外,当承载件14脱离基板组件11,光学元件组件13连同承载件14一起脱落时,检测回路也会断开。在检测回路断开时,光源12也会与光源12的电源断开,从而停止发射激光,避免激光未经光学元件组件13的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛。

本实用新型实施方式的终端1000、深度撷取装置100和投影模组10中,由于在承载件14上设置有导电件15,导电件15、基板组件11、光源12、光学元件组件13共同形成检测回路,当出现光学元件组件13脱离承载件14、承载件14脱离基板组件11中的任意一种情况时,检测回路都会断开,使得光源12停止发射激光,避免激光未经光学元件组件13的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组10的使用安全级别。

请参阅图3,更具体地,投影模组10包括基板组件11、光源12、光学元件组件13、承载件14和导电件15。

基板组件11可以用于承载光源12。基板组件11包括基板111。基板111包括相背的第一面1111和第二面1112。第一面1111可以用于承载光源12和承载件14,第二面1112与外部电路结合,例如与终端1000的主板结合。在一个例子中,基板111的材料可以是塑料,如此,基板111质量较轻且具有足够的支撑强度。在另一个例子中,基板111的材料可以是陶瓷,如此,基板111能够较好地对光源12散热。在本实用新型实施例中,基板111采用陶瓷制成。

光源12用于发射激光。光源12设置在基板组件11上。在一个例子中,光源12可以承载在基板111的第一面1111上。光源12包括发光面121,激光从发光面121发出。光源12可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)。垂直腔面发射器包括半导体衬底及设置在衬底上的发光元件,衬底设置由多个发光元件组成的阵列激光器,具体地,多个发光元件可以以规则或者不规则的二维图案的形式排布在衬底上。采用垂直腔面发射器作为光源12,则激光图案的不相关性会更高,有利于获取高精度的深度图像。

光学元件组件13用于将激光扩束成激光图案。光学元件组件13包括光学元件131。光学元件131包括相背的入射面1311和出射面1312。光源12的发光面121朝向入射面1311。光学元件131用于将光源12发射的激光扩束以形成激光图案。在一个例子中,光学元件131为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)133。衍射光学元件133的入射面1311或出射面1312上设置有衍射微结构1313,或者衍射光学元件133的入射面1311以及出射面1312上均设置有衍射微结构1313。衍射微结构1313用于将光源12发射的激光扩束以形成激光图案。由于衍射微结构1313是基于光的衍射原理,利用计算机辅助设计,并通过半导体芯片制造工艺,在基片上或传统光学器件表面刻蚀产生的台阶型或连续浮雕结构(一般为光栅结构)。因此,衍射光学元件133是具有同轴再现和极高衍射效率的一类光学元件。在本实施例中,激光在通过衍射微结构1313时产生不同的光程差,满足布拉格衍射条件。另外,设计不同的衍射微结构1313,还能控制激光的发散角和形成光斑的形貌,以实现激光形成特定图案的功能。在另一个例子中,光学元件131还可以为光扩束器(Diffuser)。

承载件14用于承载光学元件组件13。承载件14承载在基板111上。具体地,承载件14为中空的筒状结构。承载件14包括相背的两个开口,其中一个开口与第一面1111结合,另外一个开口为投影模组10投射激光的出口。承载件14还包括侧壁141。侧壁141包括相背的顶面1411和底面1412、以及连接顶面1411和底面1412的外侧面1413和内侧面1414。顶面1411用于与光学元件131结合,底面1412与第一面1111结合,结合的方式包括胶粘、卡合等。承载件14与基板111共同形成收容空间112。光源12收容在收容空间112内,收容空间112形成激光光路的一部分。在一个例子中,承载件14的材料可以为塑料,如此,承载件14质量较轻且具有足够的支撑强度。

导电件15设置在承载件14上。导电件15的两端可以分别通过导电材料(例如导电胶)与基板组件11以及光学元件组件13电连接,从而形成导电件15、基板组件11、光源12、光学元件组件13的检测回路。在正常情况下,检测回路的电阻值较小,检测回路输出的电信号较大,例如电流较大。当检测回路的任意一处位置出现断路时,例如当承载件14从基板组件11上脱落,造成导电件15与基板组件11的连接位置出现断路时,或者当光学元件组件13从承载件14上脱落,造成导电件15与光学元件组件13的连接位置出现断路时,检测回路的电阻都无穷大,使得检测回路输出的电信号均较小,例如电流较小。如此,投影模组10可以通过判断检测回路输出的电信号,来判断光学元件组件13是否完好地安装在承载件14或者承载件14是否完好地安装在基板组件11上。在一个例子中,导电件15为导电层。导电层由金属制成。导电层可以通过电镀的方式覆盖在承载件14的表面上。如此,一方面,导电层能提高检测回路检测的准确性,另一方面,由于金属具有屏蔽作用,导电层覆盖承载件14上可以有效降低外界电磁波对光源12造成干扰,即导电件15具有电磁屏蔽的作用。

本实用新型实施方式的投影模组10中,由于在承载件14上设置有导电件15,导电件15、基板组件11、光源12、光学元件组件13共同形成检测回路,当出现光学元件组件13脱离承载件14、承载件14脱离基板组件11的任意一种情况时,检测回路都会断开,使得光源12停止发射激光,避免激光未经光学元件组件13的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组10的使用安全级别。此外,当导电件15为导电层时,导电件15还能够对投影模组10内部的光源12起到防电磁干扰的功能。

请参阅图3,在某些实施方式中,投影模组10还包括基板线路16。基板线路16在基板111的第一面1111及第二面1112之间呈多层分布。基板线路16从第一面1111暴露以用于与光源12及导电件15电连接,基板线路16从第二面1112暴露以与外部电路连接。光源12通过打线与第一面1111上的基板线路16连接。第二面1112上形成有焊盘,基板线路16可以通过焊盘与外部电路(例如终端1000的主板)连接。由于基板线路16为多层分布结构,相较于只有一层基板线路的方式,一方面,本实用新型实施方式的基板111可以设计更多、更加紧密的电路结构,例如,投影模组10可以设置更多线路以与外部的电容、电阻等元器件连接,再例如在投影模组10的内部增加光感元件,以检测光源12发射的激光是否处于预设的范围内。

请参阅图5,在某些实施方式中,光学元件组件13还包括设置在光学元件131上的导电膜132。导电膜132接入检测回路,导电膜132用于在光学元件131破裂时断裂,以断开检测回路。

具体地,光学元件131的表面形成有导电膜132。导电膜132的分布可以为平面均匀、栅条状分布、蜿蜒状分布、穿插栅条状分布中的一种或多种的组合。如图6,导电膜132呈蜿蜒状分布。导电膜132的一端(图5所示的左端)与左侧的导电件15的一端电连接,左侧的导电件15的另一端与基板线路16电连接,光源12连接在基板线路16上,基板线路16还与右侧的导电件15的一端连接,右侧的导电件15的另一端与导电膜132的另一端(图5所示的右端)电连接,最终形成检测回路。当光学元件131从承载件14上脱落或者承载件14从基板111上脱落时,检测回路会断开,则检测回路输出的电信号较弱,比如电流较小或为零。另外,当检测回路的其他位置为通路,且光学元件131为完好状态时,导电膜132的电阻较小,则检测回路输出的电信号较强。当检测回路的其他位置为通路,且光学元件131出现破裂时,导电膜132也会破裂,此时导电膜132的电阻也较大,则检测回路输出的电信号也较弱。因此,投影模组10通过判断检测回路输出的电信号,不仅可以检测到光学元件131是否安装在承载件14上以及检测承载件14是否安装在基板组件11上,还可以检测光学元件131是否破裂,提高检测的准确性。当光学元件131破裂时,检测回路断开,使得光源12停止发射激光,以防光源12发射的激光在未经完好的光学元件131扩束就发射出去,灼伤用户的眼睛,进一步地提高了投影模组10的使用安全级别。在本实施例中,导电膜132可以为氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)、纳米银丝、金属银线中的任意一种。氧化铟锡、纳米银丝、金属银线均具有良好的透光率及导电性能,可实现通电后的电信号输出,同时不会对光学元件131的出光光路产生遮挡。

请继续参阅图5,在某些实施方式中,承载件14包括相背的内表面142和外表面143,光学元件131包括相背的入射面1311和出射面1312。导电膜132设置在出射面1312,导电件15设置在外表面143。

具体地,导电膜132覆盖在出射面1312上,导电件15设置在外表面143上。基板111形成有基板线路16,基板线路16从第一面1111伸出与导电件15电连接,从而形成导电膜132、导电件15、基板线路16、光源12的检测回路。在图5所示的实施例中,导电件15设置在承载件14的外表面143,例如侧壁141的顶面1411、外侧面1413及底面1412。导电膜132设置在出射面1312上,可以避开设置在入射面1311上的衍射微结构1313,使穿过衍射微结构1313的激光不受导电膜132的影响。另外,在承载件14的外表面143形成导电件15的生产工艺比较简单,便于制造,而且导电件15可以用于防止外部的辐射对投影模组10产生电磁干扰,即导电件15具有电磁屏蔽的作用。

请参阅图7,在某些实施方式中,承载件14包括侧壁141及自侧壁141向承载件14的中心延伸的顶壁144,侧壁141、顶壁144及基板组件11共同形成收容空间112,光学元件组件13与顶壁144固定连接并收容在收容空间112内,导电件15覆盖在顶壁144的外表面1441、侧壁141的顶面1411、侧壁141的外侧面1413及侧壁141的底面1412。

具体地,承载件14除了包括筒状的侧壁141,还包括自侧壁141向承载件14的中间延伸的顶壁144。顶壁144与光学元件组件13的边缘固定连接。在一个例子中,顶壁144与光学元件组件13的边缘密封连接,以使光学元件131收容在密封的收容空间112内。导电膜132覆盖在光学元件131的出射面1312上,导电件15依次覆盖在顶壁144的外表面1441、侧壁141的顶面1411、外侧面1413及底面1412上。光学元件组件13与顶壁144的底面1442上的导电件15电连接,基板线路16从第一面111伸出与侧壁141的底面1412上的导电件15电连接,从而形成导电膜132、导电件15、基板线路16、光源12的检测回路。导电膜132设置在出射面1312上,可以避开设置在入射面1311上的衍射微结构1313,使穿过衍射微结构1313的激光不受导电膜132的影响。另外,在承载件14的外表面143(即顶壁144的外表面1441、侧壁141的顶面1411、外侧面1413及底面1412)形成导电件15的生产工艺比较简单,便于制造,而且导电件15具有电磁屏蔽的作用。此外,光学元件131收容在密封的收容空间112内,导电件15及承载件14能够防止水汽在光学元件131的衍射微结构1313上形成水汽薄膜,影响激光扩束的效果,即导电件15还具有防水的作用。

请参阅图8,在某些实施方式中,承载件14包括侧壁141及自侧壁141向承载件14的中心延伸的顶壁144,侧壁141、顶壁144及基板组件11共同形成收容空间112,光学元件组件13与顶壁144固定连接并收容在收容空间112内,导电件15覆盖在顶壁144的底面1442、侧壁141的内侧面1414及侧壁141的底面1412。

具体地,承载件14除了包括筒状的侧壁141,还包括自侧壁141向承载件14的中间延伸的顶壁144。顶壁144与光学元件组件13的边缘固定连接。在一个例子中,顶壁144与光学元件组件13的边缘密封连接,以使光学元件131收容在密封的收容空间112内。导电膜132覆盖在光学元件131的出射面1312上。导电件15依次覆盖在顶壁144的底面1442、内侧面1414及底面1412上。光学元件组件13与顶壁144的底面1442上的导电件15电连接,基板线路16从第一面1111伸出与侧壁141的底面1412上的导电件15电连接,从而形成设置在投影模组10内部的导电膜132、导电件15、基板线路16、光源12的检测回路。检测回路设置在投影模组10的内部,使得检测回路不容易受到外界的干扰。另外,导电膜132设置在出射面1312上,可以避开设置在入射面1311上的衍射微结构1313,使穿过衍射微结构1313的激光不受导电膜132的影响。

请参阅图9,在某些实施方式中,基板组件11还包括导热件113,基板111还包括贯通第一面1111和第二面1112的通孔1113。导热件113填充在通孔1113内,光源12承载在导热件113上。

具体地,通孔1113的数量可以为一个,也可以为多个,例如两个、三个、四个等。导热件113填充在通孔1113内。导热件113的数量与通孔1113的数量对应。例如,通孔1113的数量为一个,导热件113的数量也为一个。通孔1113的数量为多个,导热件113的数量也为多个。当然,也可以是一部分通孔1113内填充有导热件113,另一部分通孔1113未填充导热件113。另外,通孔1113的横截面积与导热件113的横截面积对应。导热件113的横截面积与光源12底部的面积对应,当光源12为垂直腔面发射器时,光源12的底部的面积较大,对应地,导热件113的横截面积也可以设置得较大。当光源12为边发射型激光器时,光源12的底部的面积较小,对应地,导热件113的横截面积也可以设置得较小。如此,导热件113与光源12的接触面积对应,导热件113能快速地将光源12产生的热量导出。在一个例子中,可以根据光源12的发光功率采用不同厚度的基板111和导热件113。例如,当光源12的发光功率较小时,基板111和导热件113的厚度可以较大,承载件14的厚度可以较小,则光源12的发光面121更接近图2所示的投射窗口40,从而保证从投射窗口40发出的激光图案不会太弱。在本实施例中,导热件113的材料可以是金属,例如铜、铝、铜合金、铝合金、及不锈钢中的至少一种。本实用新型实施例中,导热件113采用纯铜制成,由于纯铜的散热性能优异,对投影模组10内部的散热性能更好。在一个例子中,导热件113可以与基板111共同烧结成型。

因此,基板111上设置有导热件113,导热件113能够对光源12进行散热,一方面,光源12的温度不会过高,避免光源12发射的激光功率衰减或出现光源12烧毁的现象;另一方面,避免投影模组10内部的温度过高而影响光学元件131的光学效果。

请参阅图10,在某些实施方式中,导热件113包括相背的第一导热面1131和第二导热面1132。第一导热面1131为导热件113承载光源12的端面,第二导热面1132为导热件113远离光源12的端面,即第二导热面1132较第一导热面1131远离光源12。在一个例子中,在沿第二面1112指向第一面1111的方向上,导热件113每一处的横截面积都可以相等,如图9的实施例,第一导热面1131的面积等于第二导热面1132的面积。在另一个例子中,导热件113每一处的横截面积也可以不相等,如图9的实施例,第二导热面1132的面积大于第一导热面1131的面积。相较于导热件113每一处的横截面积都相等的实施方式,即第二导热面1132的面积等于第一导热面1131的面积的实施方式,在第二导热面1132的面积大于第一导热面1131的面积的实施方式中,第二导热面1132的面积更大,有利于第二导热面1132快速将第一导热面1131传导的热量导出到投影模组10的外部,提高了导热件113的散热效率。

请参阅图10,在某些实施方式中,导热件113为一体结构,导热件113还包括导热侧面1133,导热侧面1133连接第一导热面1131和第二导热面1132。导热侧面1133可以为阶梯面,例如导热侧面1133与第一导热面1131、导热侧面1133与第二导热面1132共同形成两个阶梯面。当然,导热侧面1133也可以为倾斜面,对应的导热件113的剖面为梯形。请参阅图11,在其他实施方式中,导热件113为分体结构,导热件113可以由至少两个子导热件1134堆叠而成。每个子导热件1134的形状可以一致,例如均为圆柱状、长方体等。在一个例子中,每个子导热件1134的材料可以一致,例如均由铜制成。在另一个例子中,每个子导热件1134的材料也可以不一致。例如靠近光源12的子导热件1134由导热系数大的材料制成,远离光源12的子导热件1134由导热系数较小的材料制成,例如,顶部的子导热件1134由铜制成,底部的子导热件1134由铝制成。如此,相较于所有的子导热件1134均由导热系数较小、成本较低的材料制成,采用多材料混用的方式,即同时采用导热系数大的材料和导热系数大的材料制成的子导热件1134,导热件113整体的散热效率更高;另外,相较于所有的子导热件1134均由导热系数大、成本高的材料制成,采用多材料混用的方式,即同时采用成本高的材料和成本低的材料制成的子导热件1134,导热件113整体的制造成本更低。

请参阅图10,在某些实施方式中,光源12直接承载在第一导热面1131上,并可以通过胶合、焊接等方式固定在第一导热面1131上。第一导热面1131可以与第一面1111齐平,也可以与第一面1111不齐平,例如第一导热面1131可以高于第一面1111,也可以低于第一面1111。光源12直接与第一导热面1131结合,如此,光源12产生的热量可以直接传导到第一导热面1131,并经第一导热面1131传导到投影模组10的外部,热量传导的路径较短。请参阅图12,在其他实施方式中,第一导热面1131开设有凹槽1135,光源12收容在凹槽1135内。光源12与凹槽1135的底部结合的方式可以为胶合、焊接等。光源12的发光面121可以与第一面1111齐平,也可以与第一面1111不齐平。光源12收容在凹槽1135内,一方面,在凹槽1135的侧壁和底部的限制下,光源12与基板111的相对位置不容易发生改变,保证了光源12发射的激光位置不会改变;另一方面,增大了光源12与导热件113的接触面积,从而提高了散热效率;再一方面,降低了投影模组10的高度。

以图13所示的投射模组10为例,当光学元件组件13脱离承载件14时,例如光学元件组件13沿光源12的发射方向从投影模组10中脱出,检测回路断开。再以图14所示的投射模组10为例,当承载件14脱离基板组件11,光学元件组件13连同承载件14一起脱落时,检测回路也会断开。因此,本实用新型实施方式的投影模组10能够在检测回路断开时,光源12也停止发射激光,避免激光未经光学元件组件13的衍射就直接发射出去,灼伤用户的眼睛,提高了投影模组10的使用安全级别。

请参阅图15,在某些实施方式中,光学元件131为衍射光学元件133,衍射光学元件133的入射面1311上设置菲涅尔微结构1314,出射面1312上设置衍射微结构1313。菲涅尔微结构1314能够用于准直光源12发射的激光,衍射微结构1313用于将准直后的激光扩束以形成激光图案。菲涅尔微结构1314能够实现激光的准直调整,如此,投影模组10无需在光源12的光路上设置额外的准直光学元件就能实现准直激光,不仅降低投影模组10的制造成本,还进一步地减少了投影模组10在出光方向上的光学路程,缩短了投影模组10在出光方向上的高度,有利于投影模组10的小型化。在一个例子中,衍射微结构1313为纳米级衍射微结构,菲涅尔微结构1314为纳米级菲涅尔微结构。由于本实用新型实施方式的衍射微结构1313为纳米级的衍射微结构,相比于一般衍射光学结构的微米级别的衍射微结构而言,纳米级衍射微结构可以更加精确的控制激光的发散角和形成光斑的形貌,以将激光扩束以形成特定的激光图案。而且,纳米级别的衍射微结构的光栅结构的密度更大,相较于一般的微米级别的衍射结构,可以将一束激光扩束为更多束激光以形成更为精细的激光图案。另外,由于本实用新型实施方式的菲涅尔微结构1314为纳米级的菲涅尔微结构,纳米级的菲涅尔微结构比普通的菲涅尔结构的结构更为精细,精度更高,光学性能(例如聚光性)更好。

在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

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