CN109638634A - 一种镭射光发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镭射光发射装置，其包括：一载体，其具有一顶部、一底部以及邻近该顶部的一侧的一支撑部，且所述载体的部分的顶部涂布有一导电层；一透镜，其卡合于所述支撑部，且该透镜的一顶部涂布有一透明导电薄膜，所述透镜的顶部的所述透明导电薄膜通过一导电胶与所述载体的顶部的所述导电层电连接；以及一焊垫，其配置在所述载体的底部；其中，所述载体还包括配置在该载体的内部并连接于所述导电层以及所述焊垫之间的一金属导体。本发明减少了组件的位置对应以及黏合的次数，以降低组件脱落的风险。同时，通过载体形成支撑部来承载透镜，使透镜可快速地通过配置在载体的支撑部而能与载体卡合，从而减少透镜位移或脱落的风险。

Description

一种镭射光发射装置
技术领域
本发明涉及一种镭射光发射装置，尤其涉及一种适用于垂直共振腔面射型镭射组件(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，以下简称VCSEL)的镭射光发射装置。
背景技术
为了能更精准地辨识用户的身分，指纹、脸部、虹膜、静脉等生物辨识技术正积极地发展中，其中，脸部辨识更是关注的焦点之一。为了提升脸部辨识技术的精准度，包括垂直共振腔面射型镭射组件的镭射光发射装置广泛地的应用于脸部辨识技术中，其主要用以量测用户脸部的深度信息，以进一步建立专属于用户的脸部辨识信息。而为了避免垂直共振腔面射型镭射组件发射的镭射光线直接照射用户双眼造成伤害，镭射光发射装置通常会借由透镜将镭射光线均匀化后再照射于用户脸部，因此，如何实时掌控透镜的状态(位移或损坏)是重要的课题之一。
然而，为了能够实时掌控透镜状态，公知的镭射光发射装置通常需要利用打线的方式来建立与控制电路电连接的途径，而这种方式不仅造成了制造过程上的繁琐，暴露在外的金线更是增加了金线断裂的风险，进而导致无法正常监测透镜状态的情况发生。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种镭射光发射装置，以提高其安全保护性能。
本发明所述的一种镭射光发射装置，其包括：
一载体，其具有一顶部、一底部以及邻近该顶部的一侧的一支撑部，且所述载体的部分的顶部涂布有一导电层；
一透镜，其卡合于所述支撑部，且该透镜的一顶部涂布有一透明导电薄膜，所述透镜的顶部的所述透明导电薄膜通过一导电胶与所述载体的顶部的所述导电层电连接；以及
一焊垫，其配置在所述载体的底部；
其中，所述载体还包括配置在该载体的内部并连接于所述导电层以及所述焊垫之间的一金属导体。
在上述的镭射光发射装置中，所述载体包括：
一底部载体；
一第一侧墙，其设置于所述底部载体的一顶部，并环绕该底部载体以形成一第一开口；以及
一第二侧墙，其设置于所述第一侧墙的一顶部，并环绕该第一侧墙以形成一第二开口以及暴露出该第一侧墙的部分的顶部作为所述支撑部，其中，所述第二开口的口径大于所述第一开口的口径；
其中，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙为一体成形。
在上述的镭射光发射装置中，所述第二侧墙的顶部涂布有所述导电层。
在上述的镭射光发射装置中，所述金属导体连接于所述第二侧墙的顶部的所述导电层以及所述焊垫之间。
在上述的镭射光发射装置中，所述支撑部以及所述第二侧墙的部分的内壁涂布有所述导电层，且所述金属导体连接于所述支撑部的所述导电层以及所述焊垫之间。
上述的镭射光发射装置还包括一控制电路，其与所述焊垫电连接，以监测所述透明导电薄膜的电性变化。
本发明所述的另一种镭射光发射装置，其包括：
一载体，其具有一顶部、一底部以及邻近该顶部的一侧的一支撑部，且所述载体的部分的顶部以及该载体的部分的外壁涂布有一导电层；
一透镜，其卡合于所述支撑部，且该透镜的一顶部涂布有一透明导电薄膜；以及
一焊垫，其配置在所述载体的底部并与所述导电层连接；
其中，所述透镜的顶部的所述透明导电薄膜通过一导电胶与所述载体的顶部的所述导电层电连接。
在上述的镭射光发射装置中，所述载体包括：
一底部载体；
一第一侧墙，其设置于所述底部载体的一顶部，并环绕该底部载体以形成一第一开口；以及
一第二侧墙，其设置于所述第一侧墙的一顶部，并环绕该第一侧墙以形成一第二开口以及暴露出该第一侧墙的部分的顶部作为所述支撑部，其中，所述第二开口的口径大于所述第一开口的口径；
其中，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙为一体成形。
在上述的镭射光发射装置中，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙的外壁与所述第二侧墙的顶部涂布有所述导电层，且所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙的外壁位于同一平面。
上述的镭射光发射装置还包括一控制电路，其与所述焊垫电连接，以监测所述透明导电薄膜的电性变化。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过采用一体成形的载体，从而减少组件的位置对应以及黏合的次数，以降低组件脱落的风险。同时，通过载体形成支撑部来承载透镜，使透镜可快速地通过配置在载体的支撑部而能与载体卡合，从而减少透镜位移或脱落的风险。另外，还通过顶部涂布黏着剂的方式，可以更快速地将透镜以及载体彼此黏合。同时，还可以通过涂布导电层的方式使组件之间彼此电连接，从而实时感测透镜状态，以在透镜位移或毁损时及时关闭雷射光发射组件以保护人眼。
附图说明
图1是本发明的镭射光发射装置的结构立体图；
图2是本发明的镭射光发射装置的实施例一的结构剖面示意图；
图3是本发明的镭射光发射装置的实施例二的结构剖面示意图；以及
图4是本发明的镭射光发射装置的实施例三的结构剖面示意图。
其中：
1 镭射光发射装置
10 底部载体
11 通孔
12 金属导体
20 第一侧墙
21 第一开口
22 容置空间
30 第二侧墙
31 第二开口
32 支撑部
33 导电层
40 电子组件
50 透镜
51 透明导电薄膜
60、60a、60b、60c 焊垫
70 控制电路
80 导电胶
T1、T2 厚度
101、201、301 顶部
102、202、302 底部
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
请参考图1以及图2，图1为根据本发明实施例的镭射光发射装置的结构立体图，图2为根据本发明实施例一的镭射光发射装置的结构剖面示意图。
雷射光发射装置1为一载体，其包括底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30，且底部载体10具有顶部101以及底部102、第一侧墙20具有顶部201以及底部202以及第二侧墙30具有顶部301以及底部302，顶部101、201、301分别位于底部102、202、302的相对侧。
第一侧墙20设置并环绕于底部载体10的顶部101，且第一侧墙20的底部202与部分的底部载体10的顶部101相连接并暴露出部分的底部载体10的顶部101，以在靠近第一侧墙20的顶部201的一侧形成第一开口21以及在第一开口21与底部载体10的部分顶部101之间形成容置空间22。
第二侧墙30设置并环绕于第一侧墙20的顶部201，第二侧墙30的底部302与部分的第一侧墙20的顶部201相连接并暴露出部分的第一侧墙20的顶部201，以在靠近第二侧墙30的顶部301的一侧形成第二开口31，以及在第二开口31与第一开口21之间的第二侧墙30的内壁与第一侧墙20的内壁之间形成支撑部32，即，支撑部32为被第二侧墙30所围绕且暴露的第一侧墙20的部分顶部201。
第二侧墙30的厚度T2小于第一侧墙20的厚度T1，第二侧墙30的外壁不突出于第一侧墙20的外壁，且第二开口31的口径大于第一开口21的口径(换言之，第二侧墙30的内壁与第一侧墙20的内壁不在同一平面，且第一侧墙20的内壁内缩于第二侧墙30的内壁)，因此形成支撑部32。以图2为例，支撑部32为第一侧墙20以及第二侧墙30所形成的L形支撑部32，且本发明不以此为限制。
在此实施例中，第二侧墙30的外壁与第一侧墙20的外壁位于同一平面(即，第二侧墙30的外壁与第一侧墙20的外壁彼此对齐)。在另一实施例中，第二侧墙30的外壁与第一侧墙20的外壁不位于同一平面(即，第二侧墙30的外壁与第一侧墙20的外壁之间未对齐，而具有间隔距离)。
所述第二侧墙30的至少部分顶部301涂布有导电层33，其中，导电层33的材料为金属，一般为铜金属，且本发明不以此为限制。
容置空间22用于容置配置于底部载体10的顶部101的至少一电子组件40，且容置空间22可用于将电子组件40所发射的部分光线反射至第一开口21的方向，其中电子组件40为一垂直共振腔面射型镭射组件，光线例如为镭射光，且本发明不以此为限制。
底部载体10还具有多个通孔11，因此配置于容置空间22的电子组件40可通过通孔11与配置在底部载体10的底部102的焊垫(solder pad)60电连接(如图2所示的焊垫60a)，其中，焊垫60可为表面黏着组件(Surface Mounted Devices，SMD)，且本发明不以此为限制。
镭射光发射装置1还具有至少一金属导体12，金属导体12配置在同一侧的底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30的内部且电连接于导电层33与焊垫60(如图2所示的焊垫60b或60c)之间。换言之，金属导体12贯穿位于同一侧的底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30，且电连接于导电层33与焊垫60之间。以图2为例，金属导体12配置在图中左半侧(右半侧)的底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30的内部，且电连接于左半侧(右半侧)的导电层33与焊垫60b(焊垫60c)之间。金属载体12例如为导电铜金属，且本发明不以此为限制。
支撑部32用于承载并容置一透镜50，透镜50与支撑部32彼此卡合，其中透镜50为绕射光学透镜(Diffractive optical element，DOE)或微透镜(Micorlens)，且本发明不以此为限制。
在此实施例中，透镜50的至少部分顶部501(即邻近第二开口31并远离第一开口21的一侧)涂布有透明导电薄膜51，其中，透明导电薄膜51可为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、CTO薄膜(Cd2SnO4)或CIO薄膜(Cdln2O4)，且本发明不以此为限制。
在此实施例中，与支撑部32卡合的透镜50的顶部501与第二侧墙30的顶部301位于同一平面。
在此实施例中，第二侧墙30的顶部301的导电层33部分地与透镜50的顶部501的透明导电薄膜51通过导电胶80彼此黏合。进一步地来说，导电胶80可涂布于透镜50的顶部501的一部份并与透明导电薄膜51电连接，使得透镜50的透明导电薄膜51通过导电胶80与第二侧墙30的顶部301部分地黏合，并与第二侧墙30的顶部301的导电层33电连接，其中，导电胶80为金属导电胶，且本发明不以此为限制。
在一实施例中，镭射光发射装置1还包括控制电路70或外接控制电路70，且焊垫60(如图2中的60a、60b、60c)与控制电路70电连接，即，镭射光发射装置1可为成品(包括控制电路70)或半成品(外接控制电路70)，且本发明不以此为限制。控制电路70可通过焊垫60b、60c以及彼此电连接的透明导电薄膜51、导电胶80、金属导体12来实时监测透明导电薄膜51的电阻值是否发生变化，进而判断透镜50是否位移或损坏。举例来说，控制电路70可在焊垫60b、60c之间提供一电流值并监控焊垫60b、60c之间的电压值以判断透明导电薄膜51的电阻值是否发生变化。当控制电路70根据电压值的变化判断透镜50已位移或损坏，则控制电路70立即通过焊垫60a控制电子组件40使其关闭，以避免未均匀化的镭射光直接射入人眼造成伤害。即，本发明的镭射光发射装置1可通过控制电路70监测透明导电薄膜51的电性变化(两焊垫间的电压值、电流值、电阻值或电容值等的变化)来有效监控透镜50的状态。
在一实施例中，底部载体10以及第一侧墙20为陶瓷支架或铜支架，第二侧墙30的材料为PPA树脂(Polyphthalamide)、LEP(Light Emitting PVC)、或环氧树脂(Epoxy)，或金属材料侧墙等材料，且本发明不以此为限制。
在一实施例中，金属导体12、底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30为一体成形，且本发明不以此为限制。
在一实施例中，底部载体10可以为圆形、椭圆形、四边形或多边形的其中一种形状，第一侧墙20、第二侧墙30以及透镜50对应于底部载体10而形成圆形、椭圆形、四边形或多边形的第一开口21、第二开口31以及透镜50，且本发明不以此为限制。
第一开口21以及第二开口31的口径可根据第一开口21以及第二开口31的实施形式(圆形、椭圆形、四边形或多边形)而为长度、宽度、面积、直径或长轴，且本发明不以此为限制。
请参考图3，图3为根据本发明实施例二的镭射光发射装置的结构剖面示意图。图3与图2的差别在于，在图3中，导电层33除了涂布于第二侧墙30的至少部分顶部301之外，导电层33还涂布于第二侧墙30的至少部份内壁以及支撑部32。同时，由于导电层33涂布于第二侧墙30的至少部份内壁以及支撑部32，因此金属导体12可配置于底部载体10以及第一侧墙20的内部，且与涂布有导电层33的支撑部32以及焊垫60(60b、60c)电连接。在此实施例中的金属导体12的长度短于图2实施例中的金属导体12的长度。
请参考图4，图4为根据本发明实施例三的镭射光发射装置的结构剖面示意图。图4与图2的差别在于，在图4中，导电层33除了涂布于第二侧墙30的至少部分顶部301之外，导电层33还涂布于底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30的至少部份外壁，且与焊垫60(60b、60c)电连接。在此实施例中，由于导电层33可直接沿着底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30的至少部份外壁与焊垫60(60b、60c)电连接，因此，此实施例无须额外配置前述的金属导体12。
在图4的实施例中，为了便于导电层33的涂布，底部载体10、第一侧墙20以及第二侧墙30的外壁可位于同一平面(即，底部载体10的外壁、第二侧墙30的外壁与第一侧墙20的外壁彼此对齐)。
综以所述，由于本发明的载体可以为一体成形，因此可以有效减少组件的位置对应以及黏合的次数以降低组件脱落的风险，并可使得透镜50快速地通过配置于支撑部32来与载体卡合，从而有效减少透镜50位移或脱落的情况发生。本发明还通过在顶部涂布导电胶80的方式，从而可以更快速地将透镜50与载体彼此黏合。另外，通过导电胶80，透明导电薄膜51可通过导电层33与焊垫60(60b以及60c)电连接，而无须透过打线所制的金线来与焊垫60电连接，从而有效避免了暴露在外的金线断裂的情况，以使得镭射光发射装置1可稳定地监控透镜50状态。
因此，本发明的镭射光发射装置1不仅具有简单的结构，还可以提升透镜50配置的稳固度，同时还可以保护人眼不受透镜50的损坏而造成伤害，大幅增进镭射光发射装置1在商业上的效益。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种镭射光发射装置，其特征在于，所述装置包括：
一载体，其具有一顶部、一底部以及邻近该顶部的一侧的一支撑部，且所述载体的部分的顶部涂布有一导电层；
一透镜，其卡合于所述支撑部，且该透镜的一顶部涂布有一透明导电薄膜，所述透镜的顶部的所述透明导电薄膜通过一导电胶与所述载体的顶部的所述导电层电连接；以及
一焊垫，其配置在所述载体的底部；
其中，所述载体还包括配置在该载体的内部并连接于所述导电层以及所述焊垫之间的一金属导体。
2.根据权利要求1所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述载体包括：
一底部载体；
一第一侧墙，其设置于所述底部载体的一顶部，并环绕该底部载体以形成一第一开口；以及
一第二侧墙，其设置于所述第一侧墙的一顶部，并环绕该第一侧墙以形成一第二开口以及暴露出该第一侧墙的部分的顶部作为所述支撑部，其中，所述第二开口的口径大于所述第一开口的口径；
其中，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙为一体成形。
3.根据权利要求2所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述第二侧墙的顶部涂布有所述导电层。
4.根据权利要求3所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述金属导体连接于所述第二侧墙的顶部的所述导电层以及所述焊垫之间。
5.根据权利要求3所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述支撑部以及所述第二侧墙的部分的内壁涂布有所述导电层，且所述金属导体连接于所述支撑部的所述导电层以及所述焊垫之间。
6.根据权利要求1所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述装置还包括一控制电路，其与所述焊垫电连接，以监测所述透明导电薄膜的电性变化。
7.一种镭射光发射装置，其特征在于，所述装置包括：
一载体，其具有一顶部、一底部以及邻近该顶部的一侧的一支撑部，且所述载体的部分的顶部以及该载体的部分的外壁涂布有一导电层；
一透镜，其卡合于所述支撑部，且该透镜的一顶部涂布有一透明导电薄膜；以及
一焊垫，其配置在所述载体的底部并与所述导电层连接；
其中，所述透镜的顶部的所述透明导电薄膜通过一导电胶与所述载体的顶部的所述导电层电连接。
8.根据权利要求7所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述载体包括：
一底部载体；
一第一侧墙，其设置于所述底部载体的一顶部，并环绕该底部载体以形成一第一开口；以及
一第二侧墙，其设置于所述第一侧墙的一顶部，并环绕该第一侧墙以形成一第二开口以及暴露出该第一侧墙的部分的顶部作为所述支撑部，其中，所述第二开口的口径大于所述第一开口的口径；
其中，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙为一体成形。
9.根据权利要求8所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙的外壁与所述第二侧墙的顶部涂布有所述导电层，且所述底部载体、第一侧墙以及第二侧墙的外壁位于同一平面。
10.根据权利要求7所述的镭射光发射装置，其特征在于，所述装置还包括一控制电路，其与所述焊垫电连接，以监测所述透明导电薄膜的电性变化。
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