本发明涉及一种微型生物智能结构光模组及其制造工艺，属于摄像模组制造技术领域。
背景技术：
激光从激光器发出经过透镜后汇聚成宽度很窄的光带，称为结构光。结构光是深度相机一种主流技术，可用于人机交互、生物特征智能识别、三维建模、AR、安防和辅助驾驶等多个应用场景。目前，微型生物智能结构光模组(尺寸在5.0mm×5.0mm×4.7mm以下)加工过程中，尤其是在激光二极管(LD)与透镜聚焦时，容易造成准直光斑变大或变小，从而导致聚焦模糊，影响成像质量，由于两个部件在装配过程中无法确认聚焦效果，导致不良产生及物料报废问题。其次，激光二极管与透镜聚焦后，再与衍射光学元件(DOE)组装时，容易产生聚焦激光通过DOE衍射出来图像偏移，影响成像质量，在组装过程中无法确定两个部件最后成像效果，导致图像偏移及物料报废问题。因此，在生物智能结构光模组制造过程中往往因聚焦模糊、图像偏移问题的产生使得物料报废，需要不断采购新物料生产，影响客户交期。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是提供一种结构光模组及其制造工艺，以消除模组制造过程中的聚焦模糊问题及图像偏移问题。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种微型生物智能结构光3D影像模组，包括激光二极管、透镜、铜件底座、柔性电路板、散热片、塑料底座和衍射光学元件；所述铜件底座一体成型，为中空圆柱状，所述激光二极管和透镜分别嵌入在所述铜件底座的两端；所述塑料底座中间设有一个圆柱状的铜件底座容置腔，顶端设有一个用于容置所述衍射光学元件的衍射光学元件容置凹槽，底端设有一个用于容置所述散热片的散热片容置凹槽；所述激光二极管的引脚焊接在柔性电路板上，所述散热片位于所述激光二极管和柔性电路板下方；所述铜件底座和所述塑料底座上分别设有柔性电路板让位槽。
作为优选，所述铜件底座包括中空圆柱状主体和设在所述主体端部的圆柱形凸缘，所述主体内一端设置圆柱状透镜组装区，另一端设置圆柱状激光二极管组装区，所述主体、透镜组装区和激光二极管组装区的轴线在同一直线上；所述凸缘位于设有激光二极管组装区的一端；所述凸缘上设有散热片组装区和柔性电路板让位槽。
作为优选，所述凸缘上设有沿径向向外凸出的定位块。
作为优选，所述定位块与凸缘端面齐平。
作为优选，所述激光二极管、透镜、铜件底座和塑料底座的轴线在同一直线上。
一种微型生物智能结构光3D影像模组的制造工艺，包括如下步骤：
将透镜装入铜件底座中，确认透镜与铜件底座水平，点胶固定透镜和铜件底座；
将装有透镜的铜件底座组件固定，将激光二极管点亮推入铜件底座的激光二极管组装区，使激光经过透镜后投射光斑最小，完成对焦，点胶固定激光二极管和铜件底座；
组装柔性电路板并焊接激光二极管引脚，组装散热片，得到激光二极管半成品；
将衍射光学元件装入塑料底座，点胶固定衍射光学元件和塑料底座；
将装有衍射光学元件的塑料底座组件固定，使用3轴调整夹子固定激光二极管半成品，点亮激光二极管，将激光经过衍射光学元件后投射光斑图案到图纸上，通过3轴调整夹子调整图案的水平和垂直方向的黑边偏移，偏移量达到设定的范围内后，将激光二极管半成品的散热片与塑料底座点胶固定。
作为优选，激光二极管组装和对焦方法为：将装有透镜的铜件底座组件固定在调焦治具的铜件组件固定块上，将激光二极管装在调焦治具的LD定位点亮座上，保证激光二极管和透镜同轴，点亮激光二级管，操作调焦治具的同轴丝杆运动装置向前推动激光二极管使与透镜聚焦，确定激光经过透镜后在图纸上准直光斑在设定的范围内，点胶固定。
有益效果：本发明提供的结构光模组通过一体成型的铜件底座固定激光二级管和透镜，使得激光二级管和透镜的组装方便，可以快速的进行产品聚焦和组装，提高效率。并且激光二极管与透镜聚焦后的半成品再与装有DOE的塑料底座组装时能够有效控制图像偏移量，保证产品的成像质量。本发明模组设计合理，组装方法简单，可控，有效保证了产品的质量，避免了物料报废，提高了生产效率和产品良率。
附图说明
图1为本发明实施例的组装结构示意图。
图2为本发明实施例中的激光二极管与透镜组装示意图。
图3为本发明实施例中的激光二极管半成品结构示意图。
图4为本发明实施例中的铜件底座结构示意图。
图5为图4的右视图。
图6为本发明实施例的制造工艺方法流程图。
图7为本发明实施例中采用的调焦治具结构示意图。
图8为图7中的LD定位点亮座结构示意图。
图9为图7中的铜件组件结构示意图。
图中：10-衍射光学元件，20-塑料底座，30-透镜，40-铜件底座，50-激光二极管，60-柔性电路板，70-散热片，410-铜件主体，411-透镜组装区，412-激光二极管组装区，420-凸缘，421-散热片组装区，422-定位块，423-让位槽，810-LD定位点亮座，811-LD固定柱，812-LD定位孔，820-铜件组件固定块，821-透光通孔，822-卡槽，830-同轴丝杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-3所示，本发明实施例公开的一种微型生物智能结构光3D影像模组，包括激光二极管50、透镜30、铜件底座40、柔性电路板60(FPC)、散热片70、塑料底座20和衍射光学元件10。其中，铜件底座40为中空圆柱状一体成型的铜件底座40，激光二极管50和透镜30分别嵌入在铜件底座40的两端。塑料底座20中间设有一个圆柱状的铜件底座容置腔，顶端设有一个用于容置衍射光学元件10的衍射光学元件容置凹槽，底端设有一个用于容置散热片70的散热片容置凹槽。激光二极管50的引脚焊接在柔性电路板60上，散热片70位于激光二极管50和柔性电路板60下方。铜件底座40和塑料底座20上分别设有柔性电路板让位槽。
如图4、5所示，铜件底座40包括中空圆柱状的铜件主体410和设在主体一端的圆柱形的凸缘420，主体410内一端设置圆柱状透镜组装区411，另一端设置圆柱状激光二极管组装区412，主体410、透镜组装区411和激光二极管组装区412的轴线在同一直线上，以保证安装后透镜30和激光二极管50同轴。凸缘420位于设有激光二极管组装区412的一端，凸缘420上设有散热片组装区421和柔性电路板让位槽423。凸缘420上还设有沿径向向外凸出的定位块422，以便组装时固定铜件底座40。定位块422与凸缘420端面齐平，为倒角矩形片状。
如图6所示，本发明实施例公开的一种微型生物智能结构光3D影像模组的制造工艺，包括如下步骤：
(1)将透镜30装入铜件底座40中，并确认透镜30与铜件底座40水平，然后点胶固定透镜30和铜件底座40。
(2)将装有透镜30的铜件底座40组件固定，将激光二极管50点亮推入铜件底座40的激光二极管组装区，使激光经过透镜30后投射光斑最小，完成对焦，点胶固定激光二极管50和铜件底座40。激光二极管50与透镜30倾斜(轴线之间的距离)在25微米以下。
(3)组装FPC60并焊接激光二极管50引脚，引脚剪切，点散热硅脂，组装散热片70，得到激光二极管半成品。
(4)将衍射光学元件10装入塑料底座20，点胶固定衍射光学元件10和塑料底座20；
(5)将装有DOE的塑料底座20组件固定，使用3轴调整夹子固定激光二极管半成品，点亮激光二极管，将激光经过DOE后投射光斑图案到距离1m的图纸上，用3D影像模组拍摄，通过3轴调整夹子调整图案的水平和垂直方向的黑边偏移，画面图案偏移量达到设定的可控范围内(X:15像素Y:50像素)后，将激光二极管半成品的散热片70与塑料底座20点胶固定。
如图7-9所示，上述步骤(2)中可采用专用的调焦治具进行组装，调焦治具包括铜件组件固定块820、LD定位点亮座810和同轴丝杆运动装置；铜件组件固定块820用于固定装有透镜的铜件组件，LD定位点亮座810可在同轴丝杆运动装置的带动下向靠近或远离铜件组件固定块820的方向运动；LD定位点亮座810上设有LD固定柱811和LD定位孔812，LD固定柱811内设有用于点亮激光二极管的导线引脚；铜件组件固定块820上设有圆形透光通孔821，圆形透光通孔821与LD固定柱811同轴；铜件组件固定块820上在通孔周围，面向LD定位点亮座810的一侧设有用于固定铜件组件的卡槽822，卡槽822底部设有矩形状的与铜件底座凸缘上的定位块匹配的限位槽。其中，同轴丝杆运动装置包括底板、第一挡板、第二挡板、导轨、滑块、同轴丝杆830、导杆和把手；第一挡板和第二挡板分别位于底板两端，导轨位于底板上表面，同轴丝杆830穿过第一挡板，一端连接把手，另一端连接滑块，滑块可在同轴丝杆830的带动下沿底板上的导轨在第一挡板和第二挡板之间往复运动；导杆穿过滑块，一端与第一挡板固定相连，另一端与第二挡板固定相连；LD定位点亮座810位于滑块上部，铜件组件固定块820位于第二挡板上部。具体操作方法为将装有透镜的铜件底座组件固定在调焦治具的铜件组件固定块820上，将激光二极管装在调焦治具的LD定位点亮座810上，保证激光二极管和透镜同轴，点亮激光二级管，操作调焦治具的同轴丝杆运动装置向前推动激光二极管使与透镜聚焦，确定激光经过透镜后在图纸上准直光斑在设定的范围内，点胶固定。该调焦治具能够有效控制激光二极管与透镜之间距离与倾斜、快速使产品聚焦及组装，降低产品偏心造成不良发生。
本发明实施例设计了合理的模组结构和制作工艺方法，通过一体成型铜件底座和激光二极管调焦治具来调节激光二级管与透镜同轴及偏移、距离产生的模糊不良以及激光二极管半成品与DOE组件组装图像偏移问题。有效保证了产品的质量，避免了物料报废，提高了生产效率和产品良率。