本發(fā)明涉及一照明模組，更進一步，涉及一改善照明模組發(fā)熱問題的照明模組。

背景技術：

隨著攝像模組普遍進入13M、20M等階段，傳統(tǒng)的CMOS模組向更高階段的發(fā)展進入瓶頸區(qū)，而如何突破傳統(tǒng)的影像成像方式，已經成為當前智能影像行業(yè)發(fā)展的潮流領域。

3D打印、3D建模、紅外監(jiān)控以及虹膜識別等新興領域是智能影像發(fā)展應用的重要方向。而照明模組是3D影像領域的一個關鍵的投射與發(fā)射源部件，是一種采用單點陣列或者陣列光源，且發(fā)光方向與芯片表面垂直的激光器。其具有輸出功率范圍大、上升時間短、高效率、散斑效應低等特點，能夠實現3D近距離傳感、重構等功能，應用于各種不同的技術平臺，如，智能手機、游戲主機、平板、筆記本電腦等。

參照圖1，是一傳統(tǒng)照明模組1P。通常來說，傳統(tǒng)照明模組1P包括一線路板2P、一照明芯片3P、一鏡座4P和一光學部件5P。所述照明芯片3P設置于所述線路板2P上，所述光學部件5P安裝于所述鏡座4P，所述鏡座4P安裝于所述線路板2P上，使得所述光學部件5P位于所述照明芯片3P上方。在所述照明模組1P工作的過程中，所述線路板2P上的電路提供所述照明芯片3P工作的條件，使得所述照明芯片3P產生激光，光線通過所述光學部件5P傳播至外界。

由于照明模組自身的性能要求，通常具有較大輸出功率，因此所述照明模組1P在工作的過程中，會產生巨大的熱量。而進一步了解所述照明模組1P的結構可以得到，所述照明模組1P產生熱量的部位主要在于所述照明芯片3P和所述線路板2P。所述線路板2P上設置的電路提供所述照明芯片3P工作條件，使得所述照明芯片3P產生激光，因此，所述線路板2P和所述照明芯片3P都是熱源。

繼續(xù)觀察熱量的散發(fā)方式，可以看到，由于所述線路板2P和所述照明芯片 3P產生熱量部位被所述鏡座4P以及所述光學部件5P包圍，因此在所述線路板3P和所述照明芯片3P的上方，熱量散發(fā)方式主要是通過熱量散發(fā)于所述鏡座4P內部空間后，借助所述鏡座4P和所述光學部件5P來散發(fā)于外部空間。而在這一部分散熱方式中，由于所述鏡座4P和所述光學部件5P都是不易散熱的材料制成，因此，散熱效率低，大部分的熱量積聚于所述鏡座4P和所述光學部件5P所圍城的內部空間內，嚴重影響所述照明模組1P整體的工作性能以及使用壽命。

另一方面，由于所述線路板2P下方直接接觸于外部空間，因此熱量可以通過所述線路板2P下方直接散發(fā)至外部空間?？墒乾F有的線路板，如PCB板，通常散熱性能較差，因此，實際工作中，從所述線路板2P散發(fā)的熱量較少，而熱量的積聚嚴重影響所述線路板2P上的電路元件的工作。

總體來說，照明模組工作時，產熱量大是根本問題，而相應配合部件的散熱效果差是使得熱量積聚的重要原因，因此，需要從不同的方面入手去解決照明模組的發(fā)熱問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一照明模組，其使得所述照明模組在工作的過程中產生的熱量減少，從而改善照明模組的發(fā)熱問題。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其將直流驅動方式，轉變?yōu)槊}沖驅動方式，避免長時間恒流工作產熱量大的問題。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其按照指定頻率以及曝光時間，周期性輸出，信號同步，使輸出光源信號在接收圖像上穩(wěn)定不閃爍，提高所述照明模組的工作性能，有效避免直流大電流發(fā)熱量大的問題。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其通過監(jiān)控照明模組實時溫度的變化，并且反饋溫度變化信息，從而依據反饋信息調節(jié)所述照明模組，使得整個照明模組達到溫度平衡狀態(tài)。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其增強所述照明模組的一線路板的散熱性能，從而使得所述照明模組產生的熱量可以有效地通過所述線路板散發(fā)。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其增強所述照明模組的一鏡座的散熱性能，從而使得所述照明模組產生的熱量可以有效的通過所述鏡座散發(fā)，減少熱量在所述照明模組內的積聚。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其通過從產熱量和熱量的傳遞等不同的方式的結合來改善所述照明模組的發(fā)熱問題。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一照明模組，其改善所述照明模組的發(fā)熱問題，從而使得照明模組穩(wěn)定工作，提高所述照明模組的使用壽命。

為了實現以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一照明模組，其包括：

一線路板；

一光源芯片；

一支架；和

其中所述光源芯片設置于所述線路板，所述支架連接于所述線路板；

其中所述線路板上包括一工作電路，其以脈沖方式驅動所述光源芯片工作，以減少所述照明模組產生的熱量。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一微程序控制器和一光源驅動單元，所述微程序控制器傳遞脈沖信息于所述光源驅動單元，以脈沖地驅動所述光源芯片。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述微程序控制器控制所述光源驅動單元輸出指定曝光時間、頻率、脈寬波形至所述光源芯片，以驅動所述光源芯片工作。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述微程序控制器輸出PMW波形。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一輸入接口單元，電連接于所述微程序控制器，用于連接外部設備，以輸入外部指定控制信息至所述微程序控制器。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述輸入接口單元是一USB接口單元。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一電源轉換模塊，電連接所述輸入接口單元和所述微程序控制單元，以將所述輸入接口單元輸入電信息轉變適應所述微程序控制器。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一串口調試單元，電連接于所述微程序控制器，以串口調試所述微程序控制器。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一電源，電連 接所述光源驅動單元，以提供所述光源驅動單元工作電流。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述電源為12V直流電源。

根據本發(fā)明的一實施例，所述工作電路包括一溫度反饋模塊，監(jiān)測、反饋所述光源芯片的溫度信息至所述微程序控制器。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一溫度反饋模塊，監(jiān)測、反饋所述光源芯片的溫度信息至所述微程序控制器

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述工作電路包括一模數轉換模塊，電連接所述溫度反饋模塊和所述微程序控制器，將所述溫度反饋模塊的模擬電流信號轉變?yōu)閿底中盘柗答佒了鑫⒊绦蚩刂破鳌?/p>

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述光源芯片和所述微程序控制器信號同步，以使得所述光源芯片穩(wěn)定發(fā)光。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組還包括一散熱部件，設置于所述線路板下方，以快速地散發(fā)所述線路板板熱量至外部環(huán)境。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述散熱部件貼附于所述線路板下方，以快速地散發(fā)所述線路板熱量至外部環(huán)境。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述的線路板為鋁基板。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述支架具有一散熱槽，環(huán)繞于所述支架側壁內部，以增大所述支架的散熱面積。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述支架包括一凸出棱，形成所述散熱槽，所述凸出棱的截面呈直角三角結構，以補強所述支架的支撐力。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組中所述支架由鋁合金制成。

根據本發(fā)明的一實施例，所述的照明模組還包括一衍射光學部件，其組裝于所述支架并位于所述芯片上方。

附圖說明

圖1是現有照明模組示意圖。

圖2是根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的照明模組立體圖。

圖3是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的照明模組的爆炸圖

圖4是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的照明模組的電路示意圖。

圖5A、5B是上圖2中A-A線剖視圖的不同視角示意圖。

圖6是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的照明模組的部分放大圖。

圖7是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的照明模組的另一部分放大圖。

具體實施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領域技術人員能夠實現本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術方案。

如圖2至圖7所示，是根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的照明模組。所述照明模組1包括一線路板10、一光源芯片20、一支架30和一光學部件40。

所述光源芯片20設置于所述線路板10，所述光學部件40安裝于所述支架30，所述支架30連接于所述線路板10，以使得所述光學部件40位于所述照明芯片20上方。所述光學部件40是一衍射光學元件(Diffractive Optical Elements)，簡稱DOE，又稱二元光學器件，主要用于激光束整形，比如均勻化、準直、聚焦、形成特定圖案等。

所述線路板10上設置一工作電路11，所述工作電路11供所述照明芯片20工作。在所述照明模組1工作的過程中，所述工作電路11驅動所述照明芯片20工作，產生工作光線，如，激光，光線通過所述光學部件40投射至所述照明模組1的一外部環(huán)境。

參照圖1，傳統(tǒng)的照明模組1P由于自身性能的要求，通常具有較大的功率，因此所述線路板2P上設置的電路工作電流較大，由于長時間持續(xù)的直流大電流供電，因此電路由于直流大電流流過產生大量熱量。而電路在驅動所述照明芯片3P工作時，將電能轉化光能的同時產生熱量，因此，所述照明模組1P內部內會積聚大量的熱量。而根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，將現有技術中的直流驅動方式轉變?yōu)槊}沖驅動方式，使得所述光源芯片20不需要在持續(xù)直流大電流的作用下工作，從熱量的產生方式上減少熱量的產生，減少所述照明模組1積聚的熱量。

如圖4所示，是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的電路示意圖。所述工作電路11包括一輸入接口單元111、一微程序控制器112、一光源驅動單元113和一輸出接口單元114。所述輸入接口單元111用于從外部輸入信息，如，通過所述輸 入接口單元111電連接于一上位機，從而獲得輸入信息。特別地，所述輸入單元111是一USB接口單元。

所述微程序控制器112電連接于所述輸入接口單元111，通過所述輸入接口單元111獲取從外部輸入的指令信息。從而通過所述微程序控制器112控制所述光源驅動單元。也就是說，用戶可以通過外部設備，通過所述輸入接口單元111向所述微程序控制器112輸入用戶指定的信息。如，曝光時間、頻率以及電流脈寬波形等。根據所述光源芯片20的不同類型，可以輸入不同的指定信息。

所述光源芯片20電連接于所述輸出接口單元114，通過所述輸出接口單元114接收所述光源驅動112發(fā)送的電信號。也就是說，所述光源芯片20通過所述輸出接口單元114獲取所述光源驅動單元112發(fā)送的電信號，從而驅動所述光源芯片20工作，產生光線。

所述工作電路11還包括一電源轉換模塊115，其設置于所述輸入接口單元111和所述微程序控制器112之間，用于轉換通過所述輸入接口單元111傳輸至所述微程序控制器112的電信號。也就是說，使得所述輸入接口單元111輸入的電信號與所述微程序控制器112額定工作狀態(tài)一致，確保其穩(wěn)定工作。

所述工作電路11還包括一電源116，所述光源驅動單元112電連接于所述電源116，從所述電源116獲取工作電能。特別的，所述電源116為12V直流電源，以適應所述光源驅動單元113的工作條件。

值得一提的是，所述微程序控制器112輸出脈沖波形，控制所述光源驅動電路，從而使得所述光源芯片20的直流驅方式轉變?yōu)槊}沖驅動方式，減少持續(xù)直流大電流工作的產生的熱量。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述微程序控制器112輸出PMW(Pulse Width Modulation脈沖寬度調制)脈沖，也就是說，可以根據需要調制輸出脈沖寬度，調節(jié)工作電流持續(xù)時間，進而使得所述照明芯片20產生的熱量可控。值得一提的是，所述微程序控制器112的輸出信息可以通過所述輸入接口單元連接所述外部設備，通過外部設備輸入，也就是說，所述微程序控制器112的信息可以根據需要確定，比如，根據所述光源芯片20的不同類型以及不同工作條件來確定。

根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例，通過所述輸入接口單元111，連接于所述外部設備，如，一上位機，輸入所述光源芯片20的工作條件，如，如曝光時間、頻率以及輸出電流的脈寬波形等。所述微程序控制器112通過一場效應管打開與 所述電源轉換模塊115的一輸入電流，從而借助所述外部設備，通過所述輸入接口單元111輸入信息，并且通過所述電源轉換模塊115轉換為所述微程序控制器112適宜的電信號。在所述照明模組1工作的過程中，所述微程序控制器112輸出脈沖電信號至所述光源驅動單元113，所述光源驅動單元113根據所述微程序控制器112的控制脈沖信號輸出指定的工作信號，如，指定曝光時間、頻率以及電流的脈寬波形，從而所述照明芯片20通過所述輸出接口單元114接收到所述光源驅動單元113輸出的工作信號，并且按照指定的條件進行工作，如，按照指定的頻率以及曝光時間周期性地輸出，然后通過VSYNC(vertical synchronization垂直同步)信號使得所述光源芯片20和所述微程序控制器112信號同步，從而使得所述照明芯片20輸出的光源信號在接收圖像上穩(wěn)定不閃爍。

由上可以看到，所述微程序控制器112采用脈沖驅動工作的方式，使得所述照明芯片20不需要持續(xù)處于大電流工作，從而使得產熱率降低，從而從熱量的產生根源上解決所述照明模組1的發(fā)熱問題。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，參照圖4，所述工作電路包括一溫度反饋模塊117，如圖4中示意NTC，用于監(jiān)測、反饋所述光源芯片20的實時溫度。所述溫度反饋模塊117監(jiān)測、反饋的所述光源芯片20的溫度變化信息傳遞至所述微程序控制器112。所述微程序控制器112根據所述溫度反饋模塊117反饋的信息調整傳輸至所述光源驅動模塊113的控制信息，從而調整所述光源芯片20的工作電流值的大小，使得所述光源芯片20的溫度處于平衡范圍內。

值得一提的是，所述溫度反饋模塊117監(jiān)測、反饋的信息是模擬電流信號，而所述微程序控制器需要接收的是數字信號，因此所述工作電路包括一模數轉換模塊118，如圖4中示意ADC，電連接所述溫度反饋模塊117和所述微程序控制器112，通過所述模數轉換模塊118將所述溫度反饋模塊117的模擬電流信號轉變?yōu)閿底中盘柡蠓答佒了鑫⒊绦蚩刂破?12，提供所述微程序控制器112控制依據。所述微程序控制器112根據接收到的反饋信息調整輸出至所述光源驅動單元113的控制信號，如，調整所述光源驅動單元113的輸出電流大小，從而使得所述照明模組1處于溫度平衡狀態(tài)。

由此也可以看到，所述工作電路11改變了傳統(tǒng)照明模組電路的工作方式，使得所述照明模組1不需要持續(xù)處于直流大電流條件下工作，調節(jié)所述照明模組1的工作條件，使得所述光源芯片20產生的熱量可控，從熱量產生的環(huán)節(jié)解決 所述照明模組1的發(fā)熱問題。另一方面，通過所述溫度反饋模塊117實時監(jiān)測并且反饋所述光源芯片20的溫度信息，反饋至所述微程序控制器112，進而根據反饋信息調節(jié)所述微程序控制器112的輸出信息，從而通過反饋調節(jié)的方式解決所述照明模組20的發(fā)熱問題。

所述工作電路11還包括一串口調試單元119，用于連接外部設備，以通過串口調試所述微程序控制器112。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述照明芯片20是一VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔面發(fā)射激光)芯片，以產生特定要求的光線，如，編碼激光。

由上可以看到，通過所述工作電路11的改進，從熱源途徑解決所述照明模組1的發(fā)熱問題，使得所述照明模組的產熱率降低，并且控制溫度在預定范圍。進一步，根據本發(fā)明的一實施例，從熱量散發(fā)途徑來考慮解決所述照明模組1的發(fā)熱問題。

由前述可知，所述線路板10和所述照明芯片20產生的熱量，一方面散發(fā)至所述支架30和所述光學部件40所形成的一內部環(huán)境，而所述內部環(huán)境的這一部分熱量需要借助所述支架30和所述光學部件40散發(fā)至所述照明模組1所述外部環(huán)境；另一方面，所述線路板10下方置于所述外部空間100，因此，通過所述線路板10直接散發(fā)。而在傳統(tǒng)的照明模組中，兩種散熱途徑的散熱效率都比較低，使得熱量容易在所述內部環(huán)境內積聚，影響照明模組的工作性能和使用壽命。

參照圖6，根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述照明模組1包括一散熱部件50，其具有良好的散熱性能，設置于所述線路板10下方。也就是說，通過所述線路板10的熱傳遞將熱量傳輸至所述外部空間100的傳遞途中，先經過所述散熱部件50的熱傳遞作用再散發(fā)至所述外部空間100。而由于所述散熱部件50具有良好的散熱性能，因此散熱效率較高，所述線路板10傳遞至所述散熱部件50的熱量，快速地散發(fā)至所述外部空間100，而不會在所述線路板10附近位置積聚，因此可以使得所述線路板10的熱量散發(fā)出來，從而從所述線路板10這一散熱途徑上提高所述照明模組1的發(fā)熱問題，使得所述光源部件20產生的熱量通過所述線路板10散發(fā)的效率增加，減少熱量在所述照明模組1的積聚。

更進一步，根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述散熱部件50貼附于所述線路板10下方，以使得所述線路板10的熱量能夠及時地通過所述散熱部件50散發(fā)。 所述散熱部件50為一板狀部件，形狀和所述線路板10一致，增大散熱面積，同時使得所述散熱部件50不會影響所述照明模組1的整體外觀形狀。

由于材料種類極大影響散熱性能，但同時由于各種電子器件向輕薄化發(fā)展，因此所述散熱部件50的選擇需要在良好的散熱性能的基礎上，不適宜具有太大質量。根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述散熱部件50為一鋁基板。所述光源芯片20和所述線路板10處的熱量通過所述鋁基板快速地散發(fā)至所述外部環(huán)境中，同時由于所述鋁基板的密度較小，因此質量較輕，不會太大增加所述照明模組1的質量。值得一提的是，所述鋁基板由于具有較好的柔韌性，易于加工生產，熱膨脹較小，因此易于加工貼附于所述線路板10。

另一方面，在所述線路板10的上方，熱量通過所述支架30和所述光學部件40散發(fā)。由于所述支架30和所述光學部件40相對密封，因此沒有直接的熱量散發(fā)途徑，熱量積聚在所述照明模組1的所述內部環(huán)境。而且由于在現有照明模組中采用的材質為傳統(tǒng)塑料材質，散熱性能較差。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述支架30具有一環(huán)形的側壁31，環(huán)繞于所述光學部件40，支撐連接于所述線路板10。所述側壁具有一散熱槽311，連通于所述內部環(huán)境，向所述側壁31的外部方向凹陷。所述散熱槽31由多個內壁形成，從而增大了所述支架30的散熱面積，提高所述照明模組1的散熱效率。值得一提的是，所述散熱槽31向所述支架30側壁外方向凹陷，因此使得所述支架30的側壁部分位置的厚度減小，從而使得所述內部環(huán)境中的熱量易于通過所述支架30的側壁散發(fā)至所述外部環(huán)境。

更進一步，所述支架30的所述側壁31具有多個所述散熱槽311，進一步增加所述支架30的散熱面積，以增強所述支架30的散熱性能。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述散熱槽311環(huán)繞設置于所述支架30的所述側壁31，進一步增大散熱面積，從而使得所述內部環(huán)境相對的不同位置的所述支架30的散熱性能都得以提高，同時方便所述支架30的加工生產。特別地，多個所述散熱槽311并排設置環(huán)繞設置于所述支架的所述側壁31內，充分利用所述支架30的所述側壁，從不同方面增強所述支架30的散熱性能，使得所述光源部件20和所述線路板10產生的熱量，易于通過所述支架30散發(fā)至所述外部環(huán)境。

根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述散熱槽311由一凸出棱312形成，且所述 凸出棱312截面為直角三角結構，這使得在增大所述支架30的散熱面積、減小所述支架30的所述側壁311的部分厚度的同時，通過所述側壁311上的所述凸出棱312增強所述支架30的力學效果，使得所述支架30得以良好地支撐所述光學部件40。

本領域的技術人員應當理解的是，所述散熱槽31的形狀的數量僅作為舉例，不是本發(fā)明的限制。所述散熱槽31可以根據需要設置為不同形狀，如，鋸齒狀，圓弧狀。

另一方面，由于現有的塑料材質散熱性能較差，其在厚度較小時，不能滿足力學性能要求。根據本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述支架30采用鋁合金制成，從而從整體上增強所述支架30的散熱性能。而且由于鋁合金具有良好的可塑性，易于加工成不同的形狀，因此方便生產。且相對塑料材質，當厚度較小時，鋁合金仍舊具有較好的剛性，因此能夠滿足小厚度的力學性能。比如，當所述支架30的側壁開所述凹槽時，塑料材質可能會不能滿足力學支撐要求，可是鋁合金材質的所述支架30不會影響。此外，鋁合金材質的密封較小，因此，使得所述支架30的質量減輕，更加符合所述照明模組1向輕薄化方向發(fā)展的趨勢。

值得一提的是，在生產加工時，所述支架30可以采用模具一體成型，采用鋁合金材質，并且在所述支架30的側壁一次行程所述凸出角312和所述散熱槽311，從而從不同方面增強所述支架30的散熱性能，從而使得所述光源芯片20和所述線路板10產生的熱量易于通過所述支架30散發(fā)至所述外部環(huán)境，熱量不易在所述內部環(huán)境100積聚，解決所述照明模組1的發(fā)熱問題。

本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經完整并有效地實現。本發(fā)明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實施方式可以有任何變形或修改。