CN214255038U - 3d结构光及其激光发射模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D结构光及其激光发射模组，激光发射模组包括：支架和固定于所述支架内部的激光器；设置于所述支架内的准直镜，所述准直镜设置于所述激光器的出光侧；与所述激光器连接的电路板和与所述支架相对固定的TEC温度控制器；导热凝胶，所述导热凝胶与所述TEC温度控制器和所述激光器均接触。该激光发射模组的结构设计可以有效地解决TEC温度控制器与激光器的热传导传递较慢的问题。

Description

3D结构光及其激光发射模组

技术领域

本实用新型涉及成像技术领域，更具体地说，涉及一种3D结构光及其激光发射模组。

背景技术

随着科技的发展以及人们对美好生活的追求，加速了人们对3D视觉技术的开发和应用，目前机器人、智能安防、AR/VR、体感游戏、无人机、新零售、物流等许多行业对深度视觉的需求越来越突出。目前能够实现3D成像的技术方案主要有3D结构光、双目立体视觉等方案。其中3D结构光以其高精度、低成本、低功耗等优势脱颖而出，3D结构光包括3D结构光主要包含激光发射模组、红外接收模组和彩色成像模组等。

由于激光发射模组的激光器温飘不稳定，需使用温控***来控制LD激光器的波长。利用TEC温度控制器对激光器的温度进行控制，TEC温度控制器与激光器之间依次设置有导热硅胶、下散热垫片、导热硅脂和金属散热壳，热量在TEC温度控制器与激光器之间传递时需依次通过导热硅胶、下散热垫片、导热硅脂和金属散热壳，最终实现对激光器温度的控制。

如上所述，TEC温度控制器与激光器的热传导，需要经过4层部件(导热硅胶，下散热垫片，导热硅脂，金属散热壳)。工作伊始，激光器不能快速达到设定波长，使红外模组拍摄的红外图不能快速达到工作亮度，导致设备深度图完整性不能快速达到工作要求，最终表现为产品对外界反应慢，尤其在低温环境下。另外，热传导使用的导热硅脂在高温工作下会有少量挥发，通过模组结构的缝隙，附着到准直镜或者衍射光学元件表面，影响散斑点图，导致产品异常。且导热硅脂工作寿命一般为2年，硅脂到期后热传导热效率降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种激光发射模组，该激光发射模组的结构设计可以有效地解决TEC温度控制器与激光器的热传导传递较慢的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述激光发射模组的3D结构光。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光发射模组，包括：

支架和固定于所述支架内部的激光器；

设置于所述支架内的准直镜，所述准直镜设置于所述激光器的出光侧；

与所述激光器连接的电路板和与所述支架相对固定的TEC温度控制器；

导热凝胶，所述导热凝胶与所述TEC温度控制器和所述激光器均接触。

优选地，上述激光发射模组中，还包括设置于所述支架内的散热壳，所述激光器固定在所述散热壳内。

优选地，上述激光发射模组中，所述电路板与所述激光器的背离所述准直镜的一侧固定连接，所述TEC温度控制器位于所述电路板的背离所述激光器的一侧。

优选地，上述激光发射模组中，所述激光器、所述电路板和所述TEC温度控制器之间的间隙内填充有所述导热凝胶。

优选地，上述激光发射模组中，所述电路板与所述TEC温度控制器之间具有间隙，且所述电路板与所述TEC温度控制器之间的间隙内也填充有所述导热凝胶。

优选地，上述激光发射模组中，所述散热壳与所述支架之间通过胶水粘结。

优选地，上述激光发射模组中，所述散热壳的内壁上设置有第一支撑台，所述激光器上设置有能够与所述第一支撑台贴合的第二支撑台，所述第一支撑台与所述第二支撑台通过胶水粘结。

优选地，上述激光发射模组中，所述支架内设置有卡槽，所述准直镜的背离激光器的一侧上设置有能够卡在所述卡槽内的卡凸；

所述准直镜的靠近激光器的一侧与所述散热壳相抵。

优选地，上述激光发射模组中，还包括设置于所述准直镜的背离激光器的一侧的衍射光学元件。

一种3D结构光，包括如上述中任一项所述的激光发射模组。

本实用新型提供的激光发射模组包括支架、激光器、准直镜、电路板、TEC温度控制器和导热凝胶。

其中，激光器固定在支架内部。准直镜也设置在支架内部，并且准直镜位于激光器的出光侧。电路板与激光器连接，具体地，电路板与支架相对固定。TEC温度控制器也与支架相对固定。具体地，TEC温度控制器可以与支架固定连接，或者TEC温度控制器可以与其它部件固定连接以使TEC温度控制器与支架相对固定。导热凝胶与TEC温度控制器和激光器均接触，即TEC温度控制器和激光器之间通过导热凝胶进行热传递。

应用上述实施例提供的激光发射模组时，由于设置了与TEC温度控制器和激光器均接触的导热凝胶，如此TEC温度控制器和激光器之间的热传导仅需通过导热凝胶，不必再经过导热硅胶、下散热垫片、导热硅脂等多层传热介质，且导热凝胶柔软具有较好的表面亲和性，可塑性好，使热传导效率显著提升，从而使激光器的温度快速达到工作要求的温度，提高产品对外界反应。另外，本申请提供的激光发射模组中不再使用导热硅脂传热，进而避免了导热硅脂挥发后附着到准直镜或者衍射光学元件表面，导致产品异常的情况。导热凝胶性质稳定寿命可达10年，大大提高产品了的使用稳定性。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种3D结构光，该3D结构光包括上述任一种激光发射模组。由于上述的激光发射模组具有上述技术效果，具有该激光发射模组的3D结构光也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光发射模组的剖视图。

在图1中：

1-衍射光学元件、2-准直镜、3-散热壳、4-激光器、5-电路板、6-导热凝胶、7-TEC温度控制器、8-支架。

具体实施方式

本实用新型的第一个目的在于提供一种激光发射模组，该激光发射模组的结构设计可以有效地解决TEC温度控制器与激光器4的热传导传递较慢的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述激光发射模组的3D结构光。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。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。

请参阅图1，本实用新型提供的激光发射模组包括支架8、激光器4、准直镜2、电路板5、TEC温度控制器7和导热凝胶6。

其中，激光器4固定在支架8内部。准直镜2也设置在支架8内部，并且准直镜2位于激光器4的出光侧。电路板5与激光器4连接，具体地，电路板5与支架8相对固定。TEC温度控制器7也与支架8相对固定。具体地，TEC温度控制器7可以与支架8固定连接，或者TEC温度控制器7可以与其它部件固定连接以使TEC温度控制器7与支架8相对固定。导热凝胶6与TEC温度控制器7和激光器4均接触，即TEC温度控制器7和激光器4之间通过导热凝胶6进行热传递。

应用上述实施例提供的激光发射模组时，由于设置了与TEC温度控制器7和激光器4均接触的导热凝胶6，如此TEC温度控制器7和激光器4之间的热传导仅需通过导热凝胶6，不必再经过导热硅胶、下散热垫片、导热硅脂等多层传热介质，且导热凝胶6柔软具有较好的表面亲和性，可塑性好，使热传导效率显著提升，从而使激光器4的温度快速达到工作要求的温度，提高产品对外界反应。另外，本申请提供的激光发射模组中不再使用导热硅脂传热，进而避免了导热硅脂挥发后附着到准直镜2或者衍射光学元件1表面，导致产品异常的情况。导热凝胶6性质稳定寿命可达10年，大大提高产品了的使用稳定性。

具体地，导热凝胶6可以压缩至非常小的厚度，导热凝胶6的厚度可以不高于0.1mm，在此不作限定。

为了进一步提高散热效果，上述激光发射模组中还包括设置于支架8内的散热壳3，激光器4固定在散热壳3内。散热壳3与支架8固定连接，散热壳3可以为金属散热壳，以提高散热效果。

如图1所示，具体地，电路板5与激光器4的背离准直镜2的一侧固定连接，TEC温度控制器7位于电路板5的背离激光器4的一侧。换言之，电路板5位于激光器4与TEC温度控制器7之间。

激光器4、电路板5和TEC温度控制器7之间的间隙内填充有所述导热凝胶6。即导热凝胶6可以填充至电路板5、激光器4、TEC温度控制器7和散热壳3围成的间隙内，以使导热凝胶6既与激光器4的背离准直镜2的一侧接触又与TEC温度控制器7的散热面接触，实现激光器4与TEC温度控制器7之间的热传导。

电路板5与TEC温度控制器7之间可以具有间隙，电路板5与TEC温度控制器7之间的间隙内也填充有导热凝胶6。如此设置，也可以实现TEC温度控制器7对电路板5的温度控制，防止电路板5温度过高，工作稳定性降低。

在一具体实施例中，散热壳3与支架8之间通过胶水粘结。当然，散热壳3与支架8之间也可以过盈配合卡接或者螺纹连接，在此不作限定。

另外，散热壳3的内壁上设置有第一支撑台，激光器4上设置有能够与第一支撑台贴合的第二支撑台，第一支撑台与第二支撑台通过胶水粘结。当然，激光器4与散热壳3之间也可以卡接、螺纹连接等，在此不作限定。

如图1所示，支架8内设置有卡槽，准直镜2的背离激光器4的一侧上设置有能够卡在卡槽内的卡凸。准直镜2的靠近激光器4的一侧与散热壳3相抵，准直镜2的靠近激光器4的一侧与散热壳3的顶端相抵。如此设置，实现了对准直镜2的限位。或者，准直镜2也可以粘结在支架8内部，在此不作限定。

上述激光发射模组还可以包括设置于准直镜2的背离激光器4的一侧的衍射光学元件1。激光器4发出具有一定角度的红外光达到准直镜2，准直镜2将红外光准直成平行光达到衍射光学原件，衍射光学原件衍射微结构将平行光衍射成散斑点图。衍射光学元件1可以与支架8通过胶水粘结，在此不作限定。

基于上述实施例中提供的激光发射模组，本实用新型还提供了一种3D结构光，该3D结构光包括上述实施例中任意一种激光发射模组。由于该3D结构光采用了上述实施例中的激光发射模组，所以该3D结构光的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。

Claims (10)

1.一种激光发射模组，其特征在于，包括：

支架(8)和固定于所述支架(8)内部的激光器(4)；

设置于所述支架(8)内的准直镜(2)，所述准直镜(2)设置于所述激光器(4)的出光侧；

与所述激光器(4)连接的电路板(5)和与所述支架(8)相对固定的TEC温度控制器(7)；

导热凝胶(6)，所述导热凝胶(6)与所述TEC温度控制器(7)和所述激光器(4)均接触。

2.根据权利要求1所述的激光发射模组，其特征在于，还包括设置于所述支架(8)内的散热壳(3)，所述激光器(4)固定在所述散热壳(3)内。

3.根据权利要求2所述的激光发射模组，其特征在于，所述电路板(5)与所述激光器(4)的背离所述准直镜(2)的一侧固定连接，所述TEC温度控制器(7)位于所述电路板(5)的背离所述激光器(4)的一侧。

4.根据权利要求3所述的激光发射模组，其特征在于，所述激光器(4)、所述电路板(5)和所述TEC温度控制器(7)之间的间隙内填充有所述导热凝胶(6)。

5.根据权利要求3所述的激光发射模组，其特征在于，所述电路板(5)与所述TEC温度控制器(7)之间具有间隙，且所述电路板(5)与所述TEC温度控制器(7)之间的间隙内也填充有所述导热凝胶(6)。

6.根据权利要求2所述的激光发射模组，其特征在于，所述散热壳(3)与所述支架(8)之间通过胶水粘结。

7.根据权利要求2所述的激光发射模组，其特征在于，所述散热壳(3)的内壁上设置有第一支撑台，所述激光器(4)上设置有能够与所述第一支撑台贴合的第二支撑台，所述第一支撑台与所述第二支撑台通过胶水粘结。

8.根据权利要求2所述的激光发射模组，其特征在于，所述支架(8)内设置有卡槽，所述准直镜(2)的背离激光器(4)的一侧上设置有能够卡在所述卡槽内的卡凸；

所述准直镜(2)的靠近激光器(4)的一侧与所述散热壳(3)相抵。

9.根据权利要求1所述的激光发射模组，其特征在于，还包括设置于所述准直镜(2)的背离激光器(4)的一侧的衍射光学元件(1)。

10.一种3D结构光，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的激光发射模组。

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