一种TOF摄像头模组及电子设备的制作方法

一种tof摄像头模组及电子设备
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种tof摄像头模组及电子设备。


背景技术：

2.tof摄像头模组通常包括光源发射模块和感光接收模块两个部分，其中光源发射模块用于发射光线，感光接收模块用于接收光线。由于光源发射模块中发光元件的功耗较大，例如vcsel(vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面反射激光器)，其以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于发光二极管等，容易形成大面积阵列，在tof摄像头模组上有广泛应用。vcsel芯片的功率较大，但是转换效率较低，因此产生的热能较大。相关技术中，感光接收模块受热易损坏，为了避免发光元件的热量传导至感光接收模块，一般将发光元件与感光接收模块分开设置，由此需要设置两个基板分别连接光源发射模块和感光接收模块，从而导致tof摄像头模组成本较高。且，发光元件还需设置于氮化铝陶瓷基板以进行散热，氮化铝陶瓷基板比一般的基板成本更高，高成本的散热方法会进一步提高tof摄像头模组的成本，制约了tof摄像头模组的大规模应用。


技术实现要素：

3.本技术提供的一种tof摄像头模组及电子设备，解决了相关技术中vcsel芯片散热成本高的技术问题。
4.一方面，本技术提供了一种tof摄像头模组，包括：
5.基板组件，
6.壳体，设置在所述基板组件上，并形成有收容腔，所述壳体设有散热部；
7.光源发射模块，包括可发射光束的发光元件，所述发光元件与所述散热部邻近设置；
8.感光接收模块，包括可接收所述发光元件发出的光束的感光元件；
9.所述发光元件和所述感光元件均设置在所述基板组件上且均位于所述收容腔内。
10.在一些实施方式中，所述基板组件包括第一基板以及与所述第一基板一体设置的第二基板，所述第一基板的厚度小于所述第二基板的厚度，所述发光元件设置于所述第一基板上，所述感光元件设置在所述第二基板上。
11.在一些实施方式中，所述第一基板为软板，其包括延伸板，所述延伸板包括与所述第二基板相连的连接部以及与所述连接部连接并垂直的装载部，所述发光元件设置在所述装载部上，至少部分所述散热部设置在所述装载部背离所述发光元件的一侧。
12.在一些实施方式中，所述第二基板开设有镂空部，所述连接部的部分收容于所述镂空部，所述镂空部的一侧设有驱动所述发光元件的驱动芯片，至少部分所述散热部与所述驱动芯片相接触。
13.在一些实施方式中，所述散热部包括本体以及位于所述本体两侧的散热翅片，其中一侧的所述散热翅片与所述驱动芯片通过导热胶相连。
14.在一些实施方式中，所述本体设有收容所述装载部的第一容置槽，所述第一容置槽与所述装载部之间设有补强钢片，所述装载部、所述补强钢片、所述第一容置槽三者之间通过导热胶固定。
15.在一些实施方式中，所述壳体形成有与所述散热部相匹配的第二容置槽，所述散热部延伸入所述第二容置槽并与外部空气接触。
16.在一些实施方式中，所述光源发射模块还包括位于所述收容腔内的扩散器，所述扩散器平行于所述第二基板且垂直于所述发光元件。
17.在一些实施方式中，所述光源发射模块还包括邻近所述扩散器和所述发光元件设置的反射元件，所述反射元件可将所述发光元件发出的光束反射至所述扩散器；所述壳体形成有与所述反射元件相匹配的第三容置槽，所述反射元件设置在所述第三容置槽中。
18.另一方面，本技术提供了一种电子设备，包括以上所述的tof摄像头模组。
19.本技术有益效果如下：
20.本技术提供的tof摄像头模组及电子设备，由于发光元件和感光元件设置在同一个基板组件上，相较于现有技术，大大降低了成本，可促进tof摄像头模组的大规模应用；并且在壳体上设置了散热部，该散热部与发光元件邻近设置，发光元件传递给散热部的热量，也可传导给通过壳体上散热部以外的其他部分，使热量得到再次分散，即本技术直接通过壳体对发光元件进行散热，相较于现有技术，壳体的散热体积大，散热效果更好，避免发光元件与感光元件设置在同一个基板组件上导致感光元件的温度过高。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
22.图1为本实施例提供的tof摄像头模组的剖视图；
23.图2为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图一；
24.图3为图2的局部示意图
25.图4为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图二；
26.图5为本实施例提供的壳体的结构示意图；
27.图6为图5的爆炸图；
28.图7为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图三。
29.附图标记说明：
30.100-基板组件，110-第一基板，111-连接部，112-装载部，113-金线，114-主板，120-第二基板，121-镂空部，123-第一硬板，124-第二硬板，1241-连接器，125-驱动芯片，126-外挂元件，200-壳体，210-散热部，211-散热翅片，212-本体，221-第三容置槽，222-第一容置槽，223-第二容置槽，223a-副槽，224-通光孔，300-光源发射模块，310-发光元件，320-扩散器，330-反射元件，331-第一路径，332-第二路径，400-感光接收模块，410-感光元件，420-镜头，500-滤光片，600-第一补强钢片，700-第二补强钢片。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
32.本技术提供了一种tof摄像头模组，图1为本实施例提供的tof摄像头模组的剖视图，图2为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图一，结合图1及图2，本实施例提供的tof摄像头模组包括基板组件100、设置在基板组件100上的壳体200、光源发射模块300和感光接收模块400，其中，壳体200形成有收容腔，光源发射模块300、感光接收模块400均位于该收容腔内。
33.光源发射模块300包括用于发射光束的发光元件310，壳体200包括散热部210，发光元件310与散热部210邻近设置，以对发光元件310进行散热。感光接收模块400用于获取待测物体反射回来的光束，基于获取的光束形成待测物体的图像，其包括用于接收反射光束的感光元件410。
34.本实施例提供的tof摄像头模组，在壳体200上设置了散热部210，并利用该散热部210对发光元件310进行散热，发光元件310传递给散热部210的热量，也可传导给通过壳体200上散热部210以外的其他部分，使热量得到再次分散，即本技术直接通过壳体200对发光元件310进行散热，相较于现有技术，壳体200的散热体积大，散热效果更好，并且成本比氮化铝陶瓷基板更低，可促进tof摄像头模组的大规模应用。
35.本实施例中，摄像模组中各部件之间的固定方式可以是胶水贴合、卡扣结构固定或螺纹固定等，本实施例对此不作限制，也不再一一列举。
36.需要说明的是，壳体200中，散热部210需使用导热系数较高的材料，例如金属材料，而散热部210以外的部分，为节省成本，可使用塑料制成，并且可根据实际情况分配壳体200中的金属部分和塑料部分的占比，金属部分占比越多，散热效果则越好。
37.图3为图2的局部示意图，图4为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图二，结合图1-图4，本实施例中基板组件100包括第一基板110以及与第一基板110一体设置的第二基板120，发光元件310设置于第一基板110上，感光元件410设置在第二基板120上，第一基板110的厚度小于第二基板120的厚度，以减小发光元件310的热量传递。
38.在一些实施方式中，第一基板110为可变形的软板，能适应不同的位置而随意折叠设置。具体地，第一基板110包括一延伸板，延伸板包括与第二基板120相连接的连接部111，以及与连接部111连接并垂直的装载部112，发光元件310设置在装载部112上，至少部分散热部210设置在装载部112背离发光元件310的一侧，以对发光元件310进行散热。
39.进一步地，第二基板120开设有镂空部121，延伸板延伸出第二基板120的镂空部121的至少一侧内壁，且连接部111的部分收容于镂空部121中。镂空部121的设置使得发光元件310对感光元件410的热量传递路径仅位于延伸板上，由于第一基板110较薄，因此发光元件310产生的热量大部分可通过散热部210传递出去，少量传递至第二基板120，因此不会造成感光元件410温度过高。
40.结合图3，第一基板110还包括与延伸板一体成型的主板114，延伸板设置于主板114的一端，第二基板120包括第一硬板123和第二硬板124，壳体200设置于第一硬板123上，
且感光元件410以及镂空部121设置于第一硬板123，主板114的一端层压于第一硬板123中，以使延伸板延伸出第二基板120的镂空部121的至少一侧内壁，主板114的另一端层压于第二硬板124中，且第二硬板124设置有连接至终端设备的连接器1241，第一基板110以及第二基板120通过层压工艺等一系列工艺形成了一个新型的软硬结合板。
41.具体地，本实施例中第一基板110的厚度为0.07-0.12mm，即发光元件310对感光元件410的热量传递路径只有0.07-0.12mm的软板，该厚度的软板对发光元件310的热量传递形成一个热量阻断，进一步避免发光元件310与感光元件410共基板设置导致感光元件410的温度过高。
42.结合图1-图3，光源发射模块300还包括位于收容腔内的扩散器320，扩散器320平行于第二基板120且垂直于发光元件310。扩散器320用于对发光元件310发出的光束进行扩散，使得光束形成一个均匀的面光源。扩散器320的材料需选择光透过率高的材料，如玻璃，将化学颗粒作为散射粒子，发光元件310反射的光线在经过扩散层时会不断的穿过，在此同时光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，进而形成光学扩散的效果。感光接收模块400还包括镜头420，镜头420与感光元件410相对设置，镜头420以及扩散器320可并排设置于壳体200上。
43.图5为本实施例提供的壳体200的结构示意图，结合图1及图5，壳体200上设有通光孔224，镜头420和感光元件410正对通光孔224设置，以形成光学通路，使光线从镜头420穿过后到达感光元件410以进行光电转换。优选的，本实施例中发光元件310可以为vcsel芯片，感光元件410可以为cmos芯片(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体存储器)。
44.在一些实施方式中，镜头420与感光元件410之间还设有滤光片500以过滤多余光线，且第二基板120背离镜头420的一面设置有第一补强钢片600以保护整个模组。
45.图6为图5的爆炸图，结合图5及图6，本实施例中散热部210为散热片，散热部210设置在壳体200的内壁上。即本实施例中通过将散热部210与壳体200集成的方式，形成了可散热的新型壳体。优选的，散热片可采用铝合金散热片，当然也可使用铜制散热片，本实施例对此不作限制。铝合金散热片为等横截面的拉伸模具成型，模具成本相对低廉，比起相关技术中采用的氮化铝陶瓷基板，大大节省了成本。
46.如图2及图4所示，镂空部121的一侧设有用于驱动发光元件310的驱动芯片125，至少部分散热部210与驱动芯片125相接触。发光元件310与驱动芯片125为摄像模组的主要热源，本实施例中的散热部210由于同时与发光元件310与驱动芯片125接触，因此可同时给发光元件310与驱动芯片125进行散热。
47.结合图5及图6，散热部210包括本体212以及位于本体212两侧的散热翅片211，其中一侧的散热翅片211与驱动芯片125通过导热胶相连，以对驱动芯片125进行散热。
48.在一些实施方式中，本体212设有收容装载部112的第一容置槽222，以使装载部112安装更为稳固。由于发光元件310通过多根金线113与装载部112信号连接，而第一基板110为软板，材质较脆弱，为保证强度，本实施例中装载部112与第二容置槽223之间还设有第二补强钢片700。装载部112、第二补强钢片700、第一容置槽222三者之间通过导热胶固定。
49.结合图2及图4，第二基板120上还设有外挂元件126，外挂元件126包括电阻元件、
电容元件、电感元件以及存储器元件中的一个或是多个。外挂元件126设置在镂空部121的另一侧，为避免散热部210破坏其它电子元器件，设置在镂空部121另一侧的散热翅片211与外挂元件126之间设有间隙。
50.值得一提的是，散热翅片211的长度可以根据热源的功耗大小来进行增减，并且为保证散热效果，散热部210的体积可以设置为发光元件310的50-150倍。
51.为减小模组的体积，并且使散热部210安装更稳固，如图5至图6所示，本实施例中壳体200形成有与散热部210相匹配的第二容置槽223，散热部210恰好延伸入第二容置槽223并与外部空气接触。第二容置槽223包括相对设置的两个副槽223a，以分别容纳散热部210两侧的散热翅片211。
52.图7为本实施例提供的tof摄像头模组的局部示意图三，结合图1-图7，由于扩散器320与发光元件310垂直设置，因此发光元件310发出的光束无法直接通过扩散器320扩散开来，因此，本实施例中光源发射模块300还包括反射元件330，反射元件330邻近扩散器320、发光元件310设置，以将发光元件310发出的光束反射至扩散器320。具体地，请结合图1、图5及图6所示，壳体200形成有与反射元件330相匹配的第三容置槽221，反射元件330设置在第三容置槽221中。明显的是，第三容置槽221设置在两个副槽223a之间。
53.反射元件330为全反射棱镜，且棱镜的截面为等腰直角三角形，等腰直角三角形的斜边相对发光元件310设置，且与第二基板120形成45
°
夹角。发光元件310所发出的光束先通过第一路径331发射到反射元件330上，再由反射元件330的斜面经第二路径332反射到扩散器320上，其中，第一路径331与第二路径332垂直。
54.本实施例还提供了一种电子设备，包括以上的tof摄像头模组。该电子设备可以为手机、汽车、智能门锁、扫地机器人等，当然也可以为其它电子设备，本实施例对此不作限制。
55.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
56.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。