飞行时间摄像模组和电子设备制造技术

本申请实施例提供了一种TOF摄像模组和电子设备，能够以较低的成本有效改善发射模组和接收模组之间的光轴偏移。该TOF摄像模组包括：电路板，包括上表面和下表面，上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；发射器芯片，通过陶瓷基板设置在第一区域，陶瓷基板在电路板的上表面的投影面积小于上表面的面积；第一镜座，固定在陶瓷基板上，发射器芯片容纳于第一镜座内；光学器件，固定于第一镜座内且设置在发射器芯片的上方；图像传感器芯片，设置在第二区域；第二镜座，固定在电路板的上表面，图像传感器芯片容纳于第二镜座内；成像镜头，固定于第二镜座内并设置在图像传感器芯片的上方。方。方。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间摄像模组和电子设备


[0001]本申请涉及电子产品
，尤其涉及一种用于测距或3D测量的飞行时间摄像模组和电子设备。

技术介绍

[0002]飞行时间(Time of Flight，TOF)摄像模组是一种常用的深度摄像机模组，可以用于测量景深(深度)或距离信息，能够实现电子设备对目标物体的三维成像或距离检测功能。TOF摄像模组一般包括光信号发射(Tx)模组以及光信号接收(Rx)模组。
[0003]目前市面上常见的TOF的发射模组一般采用面光源TOF(Flood TOF)，但是面光源受限于发光功率和散热问题，出射光强无法做到较高，从而影响TOF检测的有效距离和检测精度。为了提升检测距离和精度，业内在尝试使用点光源TOF(Spot TOF)。但是Spot TOF中的光源经光学元件后到达目标物体的光信号为有限数量的散斑光信号，返回到诸如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor，CMOS)传感器这样的光接收单元后，其有效的光斑照射点数量与传感器的像素数量一般是有较大差异的(传感器的像素一般在十万像素以上)，所以传感器能检测到目标物体返回的光斑的像素数量相对于Flood TOF要少很多，而受限于发射单元芯片面积和工艺，散斑的数量有限，所以在Spot TOF方案中，希望每个散斑点都能在传感器端得到有效的检测，这就导致TOF摄像模组对发射模组和接收模组之间的光轴偏移角度尤其敏感，若发射模组的光轴与接收模组的光轴之间有偏移，则发射模组的部分散斑经目标物体反射后无法到达传感器，从而会影响对目标物体的三维成像或距离检测。为了解决该问题，一种解决思路是可以对安装到支架板上的发射模组的光轴和接收模组的光轴进行旋转，通过旋转模组纠正光轴偏移角度的方式使得发射模组的光轴与接收模组的光轴互相对准。然而，发射模组的光轴和接收模组的光轴的旋转角度会受到各种因素的影响，通过旋转模组的方式对光轴偏移的纠正作用有限，因此从而影响TOF摄像模组的成像功能或距离检测功能。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种TOF摄像模组和电子设备，能够以较低的成本有效改善发射模组和接收模组之间的光轴偏移。
[0005]第一方面，提供了一种TOF摄像模组，包括：电路板，包括上表面和下表面，所述上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；发射器芯片，通过陶瓷基板设置在所述第一区域，用于向目标物体发射光信号，其中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积；第一镜座，固定在所述陶瓷基板上，其中，所述发射器芯片容纳于所述第一镜座内；光学器件，固定于所述第一镜座内且设置在所述发射器芯片的上方，所述发射器芯片发射的光信号经所述光学器件后形成散斑光信号；图像传感器芯片，设置在所述电路板的上表面的第二区域，所述图像传感器芯片用于接收所述散斑光信号照射到所述目标物体后返回的深度光信号且用于将所述深度光信号转换为电信号；第二镜座，固定
在所述电路板的上表面，其中，所述图像传感器芯片容纳于所述第二镜座内；成像镜头，固定于所述第二镜座内并设置在所述图像传感器芯片的上方，用于将所述深度光信号成像至所述图像传感器芯片。
[0006]上述技术方案，发射器芯片和图像传感器芯片共用一个电路板，这样发射器芯片和图像传感器芯片在设置在电路板上时，可以参考共同的基准点(mark点)或者互相参照，有利于减小发射器芯片和图像传感器芯片之间的对位公差，从而能够大大减小发射模组的光轴和接收模组的相对光轴夹角，提升TOF摄像模组的成像功能或距离检测功能。其次能够降低电路板的成本，再次，发射模组和接收模组在组装的过程中不再需要金属支架，不仅有利于减小TOF摄像模组的支架成本，并且发射器芯片和图像传感器芯片之间也不需要额外的金属支架的组装工艺流程，也有利于减小TOF摄像模组的组装工艺成本。
[0007]进一步地，发射模组和接收模组未共用镜座，即发射模组和接收模组各自的光学组件为独立结构件，这样的话，若某个结构件发生损坏只需要更换损坏的结构件即可，无需更换整个镜座，有效减小了TOF摄像模组的成本。
[0008]发射器芯片和第一镜座通过陶瓷基板设置在电路板上，由于陶瓷基板本身为绝缘体，散热性能也好，因此通过陶瓷基板可以解决发射模组热电分离的问题。此外，只有发射器芯片设置在陶瓷基板上，图像传感器芯片设置在成本更低的电路板上，有利于进一步降低TOF摄像模组的成本。
[0009]在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积的15％。
[0010]在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积为所述上表面的面积的9％。
[0011]在一些可能的实施例中，所述光学器件包括整形镜头，所述整形镜头为塑料材质的准直镜，所述整形镜头包括3片透镜或1片透镜。
[0012]在一些可能的实施例中，所述光学器件还包括：衍射光学元件，设置在所述整形镜头上方。
[0013]通过配置衍射光学元件，有助于对整形镜头发出的整形光信号进行空间调制，以形成多个区域的散斑光信号，扩大了TOF摄像模组的测量范围，提高了三维成像或距离检测的精度。
[0014]在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板的表面为平面。
[0015]在一些可能的实施例中，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。将第一区域的面积设置为小于第二区域的面积，也就是将陶瓷基板的尺寸设置的较小，由于陶瓷基板的成本较高，因此将陶瓷基板的尺寸设置的较小能够进一步降低TOF摄像模组的生产成本。
[0016]在一些可能的实施例中，还包括：辅助器件，设置在所述电路板的第三区域，用于辅助所述发射器芯片产生所述光信号，其中，所述第三区域分别与所述第一区域和所述第二区域不重叠。辅助器件设置在成本较低的电路板，进一步降低了TOF摄像模组的成本。
[0017]在一些可能的实施例中，所述第三区域位于所述电路板的上表面。
[0018]在一些可能的实施例中，所述第一区域和所述第三区域在第一方向上的尺寸大于所述第二区域在所述第一方向上的尺寸，其中，所述第一方向为与所述图像传感器芯片的
光轴中心点和所述发射器芯片的光轴中心点的连线垂直的方向。
[0019]在一些可能的实施例中，至少部分所述第三区域位于所述电路板的下表面。
[0020]在一些可能的实施例中，还包括屏蔽罩，至少部分所述辅助器件设置在所述屏蔽罩内。
[0021]在一些可能的实施例中，所述屏蔽罩具有开孔，以通过所述开孔注入导热硅脂。
[0022]上述技术方案，通过开孔将导热硅脂注入到屏蔽罩内，从而导热硅脂能够快速将屏蔽罩内的热量传导到外部空间，实现辅助芯片快速降温，提高了TOF摄像模组的散热效率。
[0023]在一些可能的实施例中，还包括：散热器件，设置在所述屏蔽罩的外表面。
[0024]在屏蔽罩外设置散热器件，使得热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间TOF摄像模组，其特征在于，包括：电路板，包括上表面和下表面，所述上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；发射器芯片，通过陶瓷基板设置在所述第一区域，用于向目标物体发射光信号，其中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积；第一镜座，固定在所述陶瓷基板上，其中，所述发射器芯片容纳于所述第一镜座内；光学器件，固定于所述第一镜座内且设置在所述发射器芯片的上方，所述发射器芯片发射的光信号经所述光学器件后形成散斑光信号；图像传感器芯片，设置在所述电路板的上表面的第二区域，所述图像传感器芯片用于接收所述散斑光信号照射到所述目标物体后返回的深度光信号且用于将所述深度光信号转换为电信号；第二镜座，固定在所述电路板的上表面，其中，所述图像传感器芯片容纳于所述第二镜座内；成像镜头，固定于所述第二镜座内并设置在所述图像传感器芯片的上方，用于将所述深度光信号成像至所述图像传感器芯片。2.根据权利要求1所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积的15％。3.根据权利要求2所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积为所述上表面的面积的9％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述光学器件包括整形镜头，所述整形镜头为塑料材质的准直镜，所述整形镜头包括3片透镜或1片透镜。5.根据权利要求4所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述光学器件还包括：衍射光学元件，设置在所述整形镜头上方。6.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板的表面为平面。7.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。8.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，还包括：辅助器件，设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾媛媛，阎小霞，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：