一种光学模组及其一体成型的制备方法、TOF测距装置与流程

一种光学模组及其一体成型的制备方法、tof测距装置
技术领域
1.本发明涉及飞行时间测距(tof)光学元器件领域，具体涉及一种光学模组及其一体成型的制备方法、tof测距装置。


背景技术：

2.飞行时间技术(time of flight，tof)是一种通过测量发射信号和被物体反射回的信号之间的时间差，通过这个时间差，计算出物体和传感器距离之间测距的技术。
3.在飞行时间测距(tof)光学模组的制备过程中，传统技术通常采用(1)胶水贴合工艺技术，但是，该技术组装流程复杂、生产时间长，且针对复杂结构，该技术存在贴合次数多、产品良率低及掉落的风险，不同材料间多次烘烤还存在可靠性的问题；针对异型光学元器件，该技术存在点胶空间不足，吸嘴无足够吸取位置而带来的产品可靠性问题；或采用(2)晶圆表面镀膜技术，但是，该技术中现有的设备无法满足tof光学元器件模组的精度要求且窄带工艺难以控制。


技术实现要素：

4.基于上述原因，本发明的目的在于提供一种光学模组及其一体成型的制备方法、tof测距装置，以克服现有光学元器件封装技术的缺陷，采用一体成型的注塑工艺，简化了组装流程、节省了装配工作量、提升了产品良率、降低了部件掉落风险、加强了产品的可靠性。
5.为实现上述的技术目的，本发明采取如下的技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种光学模组一体成型的制备方法，包括以下步骤：
7.s1：提供光学元器件i和光学元器件ii，置于料板上；
8.s2：通过采用机械手臂配合夹具吸取所述光学元器件i和光学元器件ii放置于注塑模具模腔内的预设位置；
9.s3：向所述模腔注入注塑材料，并进行固化处理；
10.s4：脱模，得到由光学元器件i-iii组成的光学模组，其中，所述光学元器件iii包裹所述光学元器件i和光学元器件ii的非工作区域。
11.进一步地，光学元器件i和光学元器件ii为滤光片，光学元器件iii为壳体。
12.进一步地，光学元器件iii顶部设置有放置槽i和放置槽ii，用于放置光学元器件i和光学元器件ii。
13.进一步地，放置槽i和放置槽ii底部中心均设有环形贯穿孔。
14.进一步地，壳体底部设置有空腔i和空腔ii，与壳体顶部的放置槽i和放置槽ii相对应。
15.进一步地，注塑材料为工程类塑料或工业化液晶聚合物。
16.第二方面，本发明提供了一种光学模组，采用第一方面所述的制备方法制备而成。
17.第三方面，本发明提供了一种tof测距装置，包括：基板，具有相对设置的上表面和
下表面；
18.第二方面所述的光学模组，所述光学器件iii底部设有空腔i、空腔ii、位于所述空腔i和所述空腔ii之间的挡光墙，所述光学器件iii顶部设有放置槽i和放置槽ii，所述放置槽i和所述放置槽ii分别与所述空腔i和所述空腔ii相对设置，所述光学器件i和所述光学器件ii分别设于所述放置槽i和所述放置槽ii，所述光学元器件iii设于所述基板上表面，所述空腔i和空腔ii与所述基板之间构成内部空腔i和内部空腔ii；
19.激光发射芯片，设于所述基板上表面、并位于所述内部空腔i内；
20.信号处理芯片设于所述基板上表面、并位于所述内部空腔ii内；所述激光发射芯片发射光信号至所述光学器件i，经所述光学器件i校准后传播至待测物体，所述待测物体反射光信号至光学器件ii，经所述光学器件ii校准后传播至所述信号处理芯片，所述信号处理芯片根据接收到的经所述光学器件ii校准后的光信号计算得到所述待测物体的距离。
21.根据上述的技术方案，本发明具有如下优点：
22.本发明通过采用一体成型的注塑工艺，对多个光学元器件进行封装，克服了现有技术存在的缺陷，简化了组装流程、节省了装配工作量、提升了产品良率、降低了部件掉落风险、加强了产品的可靠性。
附图说明
23.图1为本发明的实施例所示的示例性的光学模组一体成型的制备方法的流程图；
24.图2为本发明的壳体的正面立体结构示意图；
25.图3为本发明的壳体的背面立体结构示意图；
26.图4为本发明的滤光片的立体结构示意图；
27.图5为本发明的tof测距装置的剖面图。
28.附图标号说明：
29.1.壳体；2.滤光片；31.放置槽i；32.放置槽ii；4.环形贯穿孔；51.空腔i；52.空腔ii；61.内部空腔i；62.内部空腔ii；7.基板；8.信号处理芯片；9.激光发射芯片。
具体实施方式
30.下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.第一方面，本发明的实施例提供了一种光学模组一体成型的制备方法，如图1所示，该方法包括：
32.s1：提供光学元器件i和光学元器件ii，置于料板上；
33.s2：通过采用机械手臂配合夹具吸取所述光学元器件i和光学元器件ii放置于注塑模具模腔内的预设位置；
34.s3：向所述模腔注入注塑材料，并进行固化处理；
35.s4：脱模，得到由光学元器件i-iii组成的光学模组，其中，所述光学元器件iii包裹所述光学元器件i和光学元器件ii的非工作区域。
36.其中，光学元器件iii为壳体1。如图2所示，壳体1顶部左右分别设有开口向上的光
学元器件放置槽i 31和放置槽ii 32；放置槽i 31和放置槽ii 32底部中心均设有环形贯穿孔4；如图3所示，壳体1底部左右设置有与壳体1顶部放置槽i 31和放置槽ii 32相对应的空腔i 51和空腔ii 52，用于后期放置传感器芯片8。
37.光学元器件i和光学元器件ii为滤光片2，主要起到过滤干扰波段光纤的作用，滤光片2为方体或圆柱体，如图4所示，优选是方体，其尺寸大小与光学元器件iii上设置的光学元器件放置槽i 31和放置槽ii 32相适应。
38.本发明中所用注塑材料为工程类塑料或工业化液晶聚合物，优选为工业化液晶聚合物，进一步优选为聚酰胺类工程技术塑料。
39.具体的，所述步骤s2中，所述夹具为吸取光学器件的专有夹具。
40.第二方面，本发明的实施例还提供了一种光学模组，该光学模组通过采用第一方面实施例所述的制备方法制备而成。
41.第三方面，本发明的实施例还提供了一种tof测距装置，参见图3和图5，该tof测距装置包括：
42.基板7，具有相对设置的上表面和下表面；
43.第二方面实施例所述的光学模组，所述光学器件iii底部设有空腔i 51、空腔ii 52、位于所述空腔i 51和所述空腔ii 52之间的挡光墙，所述光学器件iii顶部设有放置槽i和放置槽ii，所述放置槽i和所述放置槽ii分别与所述空腔i 51和所述空腔ii 52相对设置，所述光学器件i和所述光学器件ii分别设于所述放置槽i和所述放置槽ii，所述光学元器件iii设于所述基板上表面，所述空腔i和空腔ii与所述基板之间构成内部空腔i 61和内部空腔ii 62；
44.激光发射芯片9，设于所述基板7上表面、并位于所述内部空腔i 61内；
45.信号处理芯片8，设于所述基板7上表面、并位于所述内部空腔ii 62内；
46.所述激光发射芯片9发射光信号至所述光学器件i，经所述光学器件i校准后传播至待测物体，所述待测物体反射光信号至光学器件ii，经所述光学器件ii校准后传播至所述信号处理芯片8，所述信号处理芯片8根据接收到的经所述光学器件ii校准后的光信号计算得到所述待测物体的距离。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
48.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。另外，本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。