CN109149355A - 光发射模组及其控制方法、tof深度相机和电子设备 - Google Patents

光发射模组及其控制方法、tof深度相机和电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光发射模组、光发射模组的控制方法、TOF深度相机和电子设备。光发射模组包括光源、扩散器和温度检测器。光源用于发射激光。扩散器用于扩散激光。温度检测器用于检测光源的温度以输出温度检测电信号，光源的驱动电流基于温度检测电信号进行调整。本发明实施方式的光发射模组、光发射模组的控制方法、TOF深度相机和电子设备，通过在光发射模组中设置温度检测器来检测光源的温度，并根据输出的温度检测电信号来调整光源的驱动电流，从而保证光发射模组发射的激光的功率满足深度信息的精度需求。

Description

光发射模组及其控制方法、TOF深度相机和电子设备
技术领域
本发明涉及三维成像技术领域，特别涉及一种光发射模组、光发射模组的控制方法、TOF深度相机和电子设备。
背景技术
飞行时间(Time of Flight,TOF)深度相机可通过计算光发射模组发射光信号的时刻，与光接收模组接收到光信号的时刻之间的时间差来计算被测物体的深度信息。光发射模组通常包括光源和扩散器。光源发出的光经扩散器的扩散作用后向场景中投射均匀的面光。在光源的温度升高时，光源出射的光的实际功率会受到影响。
发明内容
本发明的实施例提供了一种光发射模组、光发射模组的控制方法、TOF深度相机和电子设备。
本发明实施方式的光发射模组包括光源、扩散器和温度检测器。所述光源用于发射激光。所述扩散器用于扩散所述激光。所述温度检测器用于检测所述光源的温度以输出温度检测电信号，所述光源的驱动电流基于所述温度检测电信号进行调整。
本发明实施方式的光发射模组的控制方法，所述光发射模组包括光源，所述控制方法包括：获取所述光源的温度以输出温度检测电信号；根据所述温度检测电信号调整所述光源的驱动电流。
本发明实施方式的TOF深度相机包括上述的光发射模组和光接收模组。所述光发射模组用于发射激光。所述光接收模组用于接收由所述光发射模组发射的所述激光。
本发明实施方式的电子设备包括机壳和上述的TOF深度相机。所述TOF深度相机设置在所述机壳上。
本发明实施方式的光发射模组、光发射模组的控制方法、TOF深度相机和电子设备，通过在光发射模组中设置温度检测器来检测光源的温度，并根据输出的温度检测电信号来调整光源的驱动电流，从而保证光发射模组发射的激光的功率满足深度信息的精度需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1和图2是本发明某些实施方式的电子设备的立体结构示意图。
图3是本发明某些实施方式的TOF深度相机的立体结构示意图。
图4是本发明某些实施方式的TOF深度相机的平面结构示意图。
图5是图4中的TOF深度相机沿V-V线的截面示意图。
图6是本发明某些实施方式的光发射模组中的结构示意图。
图7是本发明某些实施方式的光发射模组中光检测器的排布示意图。
图8是本发明某些实施方式的光发射模组的结构示意图。
图9至图11是本发明某些实施方式的光发射模组中光检测元件的排布示意图。
图12至图15是本发明某些实施方式的光发射模组的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。
请一并参阅图1和图2，本发明实施方式的电子设备800包括机壳801及TOF深度相机300。电子设备800可以是手机、平板电脑、游戏机、智能手表、智能手环、头显设备、无人机等。本发明实施方式以电子设备800为手机为例进行说明，可以理解，电子设备800的具体形式不限于手机。
机壳801可以作为电子设备800的功能元件的安装载体。机壳801可以为功能元件提供防尘、防摔、防水等保护，功能元件可以是显示屏802、可见光摄像头400、受话器等。在本发明实施例中，机壳801包括主体803及可动支架804，可动支架804在驱动装置的驱动下可以相对于主体803运动，例如可动支架804可以相对于主体803滑动，以滑入主体803(如图1所示)或从主体803滑出(如图2所示)。部分功能元件(例如显示屏802)可以安装在主体803上，另一部分功能元件(例如TOF深度相机300、可见光摄像头400、受话器)可以安装在可动支架804上，可动支架804运动可带动该另一部分功能元件缩回主体803内或从主体803中伸出。当然，图1和图2所示仅仅是对机壳801的一种具体形式举例，不能理解为对本发明的机壳801的限制。
TOF深度相机300安装在机壳801上。具体地，机壳801上可以开设有采集窗口，TOF深度相机300与采集窗口对准安装以使TOF深度相机300采集深度信息。在本发明的具体实施例中，TOF深度相机300安装在可动支架804上。用户在需要使用TOF深度相机300时，可以触发可动支架804从主体803中滑出以带动TOF深度相机300从主体803中伸出；在不需要使用TOF深度相机300时，可以触发可动支架804滑入主体803以带动TOF深度相机300缩回主体中。
请一并参阅图3至图5，TOF深度相机300包括第一基板组件71、垫块72、光发射模组100及光接收模组200。第一基板组件71包括互相连接的第一基板711及柔性电路板712。垫块72设置在第一基板711上。光发射模组100用于向外投射激光，光发射模组100设置在垫块72上。柔性电路板712弯折且柔性电路板712的一端连接第一基板711，另一端连接光发射模组100。光接收模组200设置在第一基板711上，光接收模组200用于接收被目标空间中的人或物反射回的激光。光接收模组200包括外壳741及设置在外壳741上的光学元件742。外壳741与垫块72连接成一体。
具体地，第一基板组件71包括第一基板711及柔性电路板712。第一基板711可以是印刷线路板或柔性线路板。第一基板711上可以铺设有TOF深度相机300的控制线路等。柔性电路板712的一端可以连接在第一基板711上，柔性电路板712可以发生一定角度的弯折，使得柔性电路板712的两端连接的器件的相对位置可以有较多选择。
垫块72设置在第一基板711上。在一个例子中，垫块72与第一基板711接触且承载在第一基板711上，具体地，垫块72可以通过胶粘等方式与第一基板711结合。垫块72的材料可以是金属、塑料等。在本发明的实施例中，垫块72与第一基板711结合的面可以是平面，垫块72与该结合的面相背的面也可以是平面，使得光发射模组100设置在垫块72上时具有较好的平稳性。
光接收模组200设置在第一基板711上，且光接收模组200和第一基板711的接触面与垫块72和第一基板711的接触面基本齐平设置(即，二者的安装起点在同一平面上)。具体地，光接收模组200包括外壳741及光学元件742。外壳741设置在第一基板711上，光学元件742设置在外壳741上，外壳741可以是光接收模组200的镜座及镜筒，光学元件742可以是设置在外壳741内的透镜等元件。进一步地，光接收模组200还包括感光芯片(图未示)，由目标空间中的人或物反射回的激光通过光学元件742后照射到感光芯片中，感光芯片对该激光产生响应。在本发明的实施例中，外壳741与垫块72连接成一体。具体地，外壳741与垫块72可以是一体成型；或者外壳741与垫块72的材料不同，二者通过双色注塑等方式一体成型。外壳741与垫块72也可以是分别成型，二者形成配合结构，在组装TOF深度相机300时，可以先将外壳741与垫块72中的一个设置在第一基板711上，再将另一个设置在第一基板711上且连接成一体。
如此，将光发射模组100设置在垫块72上，垫块72可以垫高光发射模组100的高度，进而提高光发射模组100出射激光的面的高度，光发射模组100发射的激光不易被光接收模组200遮挡，使得激光能够完全照射到目标空间中的被测物体上。
请结合图6，光发射模组100包括第二基板组件51、光发射组件101和外壳52。第二基板组件51设置在垫块72上，第二基板组件51与柔性电路板712连接。光发射组件101设置在第二基板组件51上，光发射组件101用于发射激光。外壳52设置在第二基板组件51上，外壳52形成有收容空间521，收容空间521可用于收容光发射组件101。柔性电路板712可以是可拆装地连接在第二基板组件51上。光发射组件101与第二基板组件51连接。外壳52整体可以呈碗状，且外壳52的开口向下罩设在第二基板组件51上，以将光发射组件101收容在收容空间521内。在本发明实施例中，外壳52上开设有与光发射组件101对应的出光口522，从光发射组件101发出的激光穿过出光口522后发射到出去，激光可以直接从出光口522穿出，也可以经其他光学器件改变光路后从出光口522穿出。
第二基板组件51包括第二基板511及补强件512。第二基板511与柔性电路板712连接。光发射组件101及补强件512设置在第二基板511的相背的两侧。第二基板511的具体类型可以是印刷线路板或柔性线路板等，第二基板511上可以铺设有控制线路。补强件512可以通过胶粘、铆接等方式与第二基板511固定连接，补强件512可以增加第二基板组件51整体的强度。光发射模组100设置在垫块72上时，补强件512可以与垫块72直接接触，第二基板511不会暴露在外部，且不需要与垫块72直接接触，第二基板511不易受到灰尘等的污染。
补强件512与垫块72分体成型。在组装TOF深度相机300时，可以先将垫块72安装在第一基板71上，此时柔性电路板712的两端分别连接第一基板711及第二基板511，且柔性电路板712可以先不弯折。然后再将柔性电路板712弯折，使得补强件512设置在垫块72上。当然，在其他实施例中，补强件512与垫块72可以一体成型，例如通过注塑等工艺一体成型，在组装TOF深度相机300时，可以将垫块72及光发射模组100一同安装在第一基板711上。
请结合图6，光发射组件101包括光源10、扩散器20、镜筒30、保护罩40、驱动器61及温度检测器64。
镜筒30包括呈环状的镜筒侧壁33，环状的镜筒侧壁33围成收容腔62。镜筒侧壁33包括位于收容腔62内的内表面331及与内表面相背的外表面332。镜筒侧壁33包括相背的第一面31及第二面32。收容腔62贯穿第一面31及第二面32。第一面31朝第二面32凹陷形成与收容腔62连通的安装槽34。安装槽34的底面35位于安装槽34的远离第一面31的一侧。镜筒侧壁33的外表面332在第一面31的一端的横截面呈圆形，镜筒侧壁33的外表面332在第一面31的一端形成有外螺纹。镜筒30承载在第二基板511上，第二基板511具体可为电路板511，电路板511与镜筒30的第二面32接触以封闭收容腔62的一端。
光源10承载在电路板511上并收容在收容腔62内。光源10用于朝镜筒30的第一面31(安装槽34)一侧发射激光。光源10可以是单点光源，也可是多点光源。在光源10为单点光源时，光源10具体可以为边发射型激光器，例如可以为分布反馈式激光器(DistributedFeedback Laser，DFB)等；在光源10为多点光源时，光源10具体可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface Laser，VCSEL)，或者光源10也可为由多个边发射型激光器组成的多点光源。垂直腔面发射激光器的高度较小，采用垂直腔面发射器作为光源10，有利于减小光发射模组100的高度，便于将光发射模组100集成到手机等对机身厚度有较高的要求的电子设备800中。与垂直腔面发射器相比，边发射型激光器的温漂较小，可以减小温度对光源10的投射激光的效果的影响。
驱动器61承载在电路板511上并与光源10电性连接。具体地，驱动器61可以接收经过处理器805调制的输入信号，并将输入信号转化为恒定的电流源后传输给光源10，以使光源10在恒定的电流源的作用下朝镜筒30的第一面31一侧发射激光。本实施方式的驱动器61设置在镜筒30外。在其他实施方式中，驱动器61可以设置在镜筒30内并承载在电路板511上。
扩散器20安装(承载)在安装槽34内并与安装槽34相抵触。扩散器20用于扩散穿过扩散器20的激光。也即是，光源10朝镜筒30的第一面31一侧发射激光时，激光会经过扩散器20并被扩散器20扩散或投射到镜筒30外。
保护罩40包括顶壁41及自顶壁41的一侧延伸形成的保护侧壁42。顶壁41的中心开设有通光孔401。保护侧壁42环绕顶壁41及通光孔401设置。顶壁41与保护侧壁42共同围成安装腔43，通光孔401与安装腔43连通。保护侧壁42的内表面的横截面呈圆形，保护侧壁42的内表面上形成有内螺纹。保护侧壁42的内螺纹与镜筒30的外螺纹螺合以将保护罩40安装在镜筒30上。顶壁41与扩散器20的抵触使得扩散器20被夹持在顶壁41与安装槽34的底面35之间。
如此，通过在镜筒30上开设安装槽34，并将扩散器20安装在安装槽34内，以及通过保护罩40安装在镜筒30上以将扩散器20夹持在保护罩40与安装槽34的底面35之间，从而实现将扩散器20固定在镜筒30上。此种方式无需使用胶水将扩散器20固定在镜筒30上，能够避免胶水挥发成气态后，气态的胶水扩散并凝固在扩散器20的表面而影响扩散器20的微观结构，并能够避免扩散器20和镜筒30的胶水因老化而使粘着力下降时扩散器20从镜筒30脱落。
请一并参阅图2和图6，温度检测器64设置在电路板511上，并收容在收容腔62内。其中，温度检测器64尽量设置在靠近光源10的位置，如此，温度检测器64检测的光源10的温度较为准确。温度检测器64检测到光源10的温度后会输出温度检测电信号。电子设备800包括处理器805，处理器805接收到温度检测电信号后，可以根据温度检测电信号来调节光源10的驱动电流。
其中，温度检测器64可以为正温度系数热敏电阻器(Positive TemperatureCoefficient，PTC)、负温度系数热敏电阻器(Negative temperature Coefficient，NTC)、临界温度热敏电阻(Critical Temperature Resistor，CTR)等，在此不作限定。以温度检测器64为NTC热敏电阻为例，NTC热敏电阻的电阻值与温度变化成反比关系，即当温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值随之减小。使用时，电子设备800为NTC热敏电阻提供工作电压，NTC热敏电阻检测光源10的温度并输出温度检测电信号，温度检测电信号具体为电流。当光源10的温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值减小，此时NTC热敏电阻输出的电流会增大，处理器805接收电流并基于电流计算出光源10的温度。随后，基于温度与光源的10电光转换效率之间的映射关系来计算光源10的驱动电流，处理器805根据计算出的驱动电流形成调制的输入信号并传送给驱动器61，驱动器61将输入信号转化为恒定的电流源后传输给光源10以使光源10发射激光。其中，光源10的温度与光源10的电光转换效率之间的映射关系是通过前期大量的实验数据标定得到的。
以光源10为VCSEL为例，可以理解的是，温度升高时，VCSEL的阈值电流会升高，阈值电流的升高，会导致VCSEL激光器的能量转换效率降低，即转换成光能的电能占比减少，而转换成热能的电能占比增多，如此，电光转换效率降低。TOF深度相机300获取场景的深度信息时，TOF深度相机300的光发射模组100需要发射一定强度的激光，即光发射模组100的实际发光功率要大于或等于目标发光功率才能保证获取的深度信息具有较高的精度。而当温度升高导致光源10的电光转换效率降低时，光发射模组100发射的激光的功率可能会小于目标发光功率，导致TOF深度相机300获取的深度信息精度不高。
本发明实施方式的光发射模组100设置温度检测器64来检测光源10的温度，并根据输出的温度检测电信号来调整光源10的驱动电流，从而保证光发射模组100发射的激光的功率满足深度信息的精度需求。
请再一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，电子设备800包括存储器806，存储器806中存储有预设温度检测电信号与预设驱动电流二者之间的映射关系，预设温度检测电信号与预设驱动电流映射关系可以通过前期大量的实验数据标定得到，也可以基于设定的数学模型计算得到等，在此不作限定。处理器805接收到光检测器63输出的光检测电信号时，处理器805可以直接在映射关系中找到与光检测电信号对应的驱动电流，并基于这个驱动电流驱动光源10发射激光。如此，处理器805无需经历计算过程即可快速确定光源10的驱动电流，能加快光源10的驱动电流的调整进程。
请基于一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，光发射模组100还包括光检测器63。光检测器63设置在电路板511上，光检测器63的收光面631与扩散器20相对，光检测器63可接收由扩散器20反射的激光以形成光检测电信号。可以理解，扩散器20的透过率通常不是100％，光源10出射的激光大部分会被扩散器20扩散以出射到场景中，小部分会被扩散器20反射回收容腔62中，光检测器63可以接收被扩散器20反射回的这部分激光，并形成光检测电信号输出给处理器805。处理器805接收到光检测电信号后，可以综合温度检测电信号和光检测电信号来确定光源10的驱动电流。具体地，例如，处理器805首先根据温度检测电信号确定出光源10的驱动电流，进一步地再根据光检测电信号来修正光源10的驱动电流，最后，处理器805以修正后的驱动电流来驱动光源10发射激光。
可以理解，光源10通常都具有一定的使用寿命，随着光源10的使用时间的增长，光源10的电光转换效率通常会逐渐降低。那么，在光发射模组100使用一段时间后，处理器805若还是根据温度检测电信号确定出的驱动电流来驱动光源10发光，则由于光源10的电光转换效率降低，光源10在上述驱动电流的驱动下发射的激光的功率可能就无法达到目标发光功率的需求。因此，可以通过设置一个光检测器63来检测光源10在上述驱动电流下实际发射的激光的功率，如果检测到的发射的激光功率不满足目标发光功率的需求，则进一步地修正驱动电流，例如，调高驱动电流以使光源10发射的激光的功率可以满足目标发光功率的需求，进一步地，可以保证TOF深度相机300获取的深度信息具有较高的精度。
请还一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，处理器805可以在光源10的温度大于预设温度再开启光检测器63，以使光检测器63接收由扩散器20反射回的激光并形成光检测电信号输出，再根据输出的光检测电信号来计算光源10的驱动电流。具体地，处理器805首先控制温度检测器64检测光源10的温度并输出温度检测电信号(即电流)，处理器805根据温度检测器64的电流和供电电压计算温度检测器64的电阻，再基于电阻与温度变化关系计算出光源10的温度。随后，处理器805比较检测的温度与预设温度的大小。若温度小于或等于预设温度，则处理器805不调整光源10的驱动电流。若温度大于预设温度，则处理器805进一步控制光检测器63接收由扩散器20反射回的激光并形成光检测电信号输出，处理器805再基于光检测电信号计算驱动电流，并根据驱动电流驱动光源10发射激光。其中，处理器805基于光检测电信号计算驱动电流的方式可以是：(1)存储器806中预先存储了预设光检测电信号与预设驱动电流之间的映射关系，处理器805从预设光检测电信号与预设驱动电流的映射关系中寻找与光检测电信号对应的驱动电流；(2)处理器805基于预定的数学模型来计算驱动电流，具体地，将光检测电信号作为已知量代入预定的数学模型中以计算出未知量驱动电流。当然，处理器805基于光检测电信号计算驱动电流的方式并不限于上述两种，在此不作限定。
可以理解的是，当光源10的温度较低，例如小于预设温度时，光源10的电光转换效率并不会降低。因此，可以在温度大于或等于预设温度再调整光源10的驱动电流，如此，无需持续调节光源10的驱动电流，可以减小TOF深度相机300的功耗。
请一并参阅图2、图6和图7，在某些实施方式中，光检测器63包括多个，多个光检测器63设置在电路板511上，并环绕光源10的光轴呈中心对称分布。多个光检测器63可以输出多个光检测电信号，处理器805接收到多个光检测电信号后，处理器805先计算出多个光检测电信号的均值，再基于温度检测电信号和光检测电信号的均值来调整光源10的驱动电流。可以理解，如果仅设置一个光检测器63，则光检测器63仅能接收到某个特定位置处的光信号。如果设置多个光检测器63，则多个光检测器63可以检测到多个位置处的光信号。相比于一个位置处的光检测电信号，多个位置处的光检测电信号能够更加客观地表征光源10发射的激光的强度。进一步地，多个光检测器63环绕光轴呈中心对称分布后输出的多个光检测电信号表征的光源10的实际发光功率更为准确。因此，处理器805可以基于温度检测电信号和更为准确的光检测电信号来调整光源10的驱动电流。
请一并参阅图2和图8，在某些实施方式中，镜筒30的内表面331开设有凹槽36。光检测器63设置在凹槽36内。光检测器63的收光面631可以与内表面331齐平，或者光检测器63的收光面631高于内表面331。此时，光检测器63可以接收到光源10发射的激光、扩散器20反射的激光中的至少一种。也即是说，光检测器63可能仅接收到光源10发射的激光，也可能仅接收到扩散器20反射的激光，还可能同时接收到光源10发射的激光和扩散器20反射的激光。光检测器63输出光检测电信号。处理器805接收到光检测电信号后，根据温度检测电信号和光检测电信号来调整光源10的驱动电流。将光检测器63设置在凹槽36内，可以使光检测器63接收到更多激光，从而输出的光检测电信号可以更准确地衡量光源10的实际发光功率，进一步地，处理器805可以基于温度检测电信号和更为准确的光检测电信号来调整光源10的驱动电流。
其中，光检测器63的个数可以为一个或多个。光检测器63为一个时，内表面331开设有一个凹槽36，光检测器63设置在凹槽36内。光检测器63的个数为多个时，内表面331开设有多个凹槽36，多个光检测器63与多个凹槽36一一对应，多个光检测器63分别设置在对应的多个凹槽36内，多个光检测器63环绕光源10的光轴呈中心对称设置。多个光检测器63环绕光轴呈中心对称设置的方式使得多个光检测器63可以接收到多个位置处的激光，输出的多个光检测电信号可以更加客观地表征光源10发射的激光的强度，处理器805可以基于温度检测电信号和更为准确的光检测电信号来调整光源10的驱动电流。
请一并参阅图6、以及图9至图11，在某些实施方式中，光源10包括多个发光元件11，多个发光元件11划分为多个发光元件组，每个发光元件组可以独立控制。光检测器10包括多个光检测元件，多个光检测元件与多个发光元件组一一对应。光检测元件的设置位置可以是：(1)每个光检测元件设置在对应的发光元件组的中心位置(图9所示)；(2)每个光检测元件设置在对应的发光元件组的顶角位置(图10所示)；(3)每个光检测元件设置在与对应的发光元件组的边界相邻的位置(图11所示)。温度检测器64可以设置在光源10的中心位置处。
以图9为例，光源包括四个发光元件组，分别为组I、组II、组III、组IV，光检测器63包括四个光检测元件，分别为光检测元件A、光检测元件B、光检测元件C和光检测元件D，其中，光检测元件A主要接收组I的发光元件11发射的激光，光检测元件B主要接收光组II的发光元件11发射的激光，光检测元件C主要接收组III的发光元件11发射的激光，光检测元件D主要接收组IV的发光元件11发射的激光。
光发射模组100工作时，温度检测器64检测光源10的温度。相较于温度检测器64设置在与光源10邻接的位置的情况，温度检测器64设置在光源10的中心位置处时，温度检测器64检测到的光源10的温度更为准确。处理器805接收到温度检测电信号后，若温度检测电信号大于或等于预设温度，则处理器805控制四个光检测元件A-D同时开启，每个光检测元件主要接收的是与自身对应的发光元件组中的发光元件11发射的激光，如此，四个光检测元件可以输出四个光检测电信号，四个光检测电信号分别为：与组A对应的光检测电信号IA、与组II对应的光检测电信号IB、与组III对应的光检测电信号IC、与组IV对应的光检测电信号ID。随后，处理器805根据光检测电信号IA计算组I的发光元件11的驱动电流I驱A，根据光检测电信号IB计算组II的发光元件11的驱动电流I驱B，根据光检测电信号IC计算组III的发光元件11的驱动电流I驱C，根据光检测电信号ID计算组IV的发光元件11的驱动电流I驱D。最后，处理器根据驱动电流I驱A控制组I的发光元件11发射激光，并同时根据驱动电流I驱B控制组II的发光元件11发射激光，同时根据驱动电流I驱C控制组III的发光元件11发射激光，以及同时根据驱动电流I驱D控制组IV的发光元件11发射激光。
可以理解，由于每个发光元件11的制造工艺不同，可能导致各个发光元件11具有不同的电光转换效率，并且各个发光元件11在使用一段时间后，电光转换效率的降低量也可能不同。那么，如果不对光源10中的多个发光元件11进行分组，而是直接根据检测的整个光源10的所有发光元件11发出的光信号来确定出一个驱动电流，并基于这个驱动电流驱动所有发光元件11发射激光，可能会导致部分发光元件11发射的激光较强，而部分发光元件11发射的激光较弱，导致整个光源10发射的激光的均匀性较差，那么出射到场景中的激光不是均匀的面光，而是某些区域的光较强，某些区域的光较弱，最终会导致整幅深度图像中，不同区域的深度信息具有不同的获取精度，影响获取的深度图像的质量。
本发明实施方式的光发射模组100将多个发光元件11划分为多个发光元件组，并分别检测每个发光元件组的发光元件11的激光的强度，输出对应每个发光元件组的光检测电信号，在后续使用中即可基于光检测电信号调节与光检测电信号对应的发光元件组的发光元件11的驱动电流，可以提升光发射模组100发射的激光的均匀性，进一步提升获取的深度图像的质量。
请再一并参阅图2至图5，在某些实施方式中，垫块72与第一基板711结合的一侧开设有容纳腔723。TOF深度相机300还包括设置在第一基板711上的电子元件77。电子元件77收容在容纳腔723内。电子元件77可以是电容、电感、晶体管、电阻等元件。电子元件77可以与铺设在第一基板711上的控制线路电连接，并用于或控制激光投射模组100或光接收模组200工作。电子元件77收容在容纳腔723内，合理利用了垫块72内的空间，不需要增加第一基板711的宽度来设置电子元件77，有利于减小TOF深度相机300的整体尺寸。容纳腔723的数量可以是一个或多个，容纳腔723可以是互相间隔的。在安装垫块72时，可以将容纳腔723与电子元件77的位置对准并将垫块72设置在第一基板711上。
请继续参阅图2至图5，在某些实施方式中，垫块72开设有与至少一个容纳腔723连接的避让通孔724，至少一个电子元件77伸入避让通孔724内。可以理解，需要将电子元件77收容在避让通孔内时，要求电子元件77的高度不高于容纳腔723的高度。而对于高度高于容纳腔723的电子元件，可以开设与容纳腔723对应的避让通孔724，电子元件77可以部分伸入避让通孔724内，以在不提高垫块72的高度的前提下布置电子元件77。
请还参阅图2至图5，在某些实施方式中，第一基板组件711还包括加强板713，加强板713结合在第一基板711的与垫块72相背的一侧。加强板713可以覆盖第一基板711的一个侧面，加强板713可以用于增加第一基板711的强度，避免第一基板711发生形变。另外，加强板713可以由导电的材料制成，例如金属或合金等，当TOF深度相机300安装在电子设备800上时，可以将加强板713与机壳801电连接，以使加强板713接地，并有效地减少外部元件的静电对TOF深度相机300的干扰。
请再参阅图2至图5，在其他实施方式中，TOF深度相机300还包括连接器76，连接器76连接在第一基板组件71上并用于与TOF深度相机300外部的电子元件(如处理器805等)电性连接。
请一并参阅图6和图12，本发明还提供一种光发射模组100的控制方法。光发射模组100为上述任意一项实施方式的光发射模组100。控制方法包括：
01：获取光源10的温度以输出温度检测电信号；
02：根据温度检测电信号调整光源10的驱动电流。
请一并参阅图2和图6，步骤01可以由温度检测器64实现。步骤02可以由处理器805实现。也即是说，温度检测器64可用于获取光源10的温度以输出温度检测电信号。处理器805可用于根据温度检测电信号调整光源10的驱动电流。
具体地，以温度检测器64为NTC热敏电阻为例，TOF深度相机工作时，电子设备800为NTC热敏电阻提供工作电压，NTC热敏电阻检测光源10的温度并输出温度检测电信号，温度检测电信号具体为电流。当光源10的温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值减小，此时NTC热敏电阻输出的电流会增大，处理器805接收电流并基于电流计算出光源10的温度。随后，基于温度与光源的10电光转换效率之间的映射关系来计算光源10的驱动电流，处理器805根据计算出的驱动电流形成调制的输入信号并传送给驱动器61，驱动器61将输入信号转化为恒定的电流源后传输给光源10以使光源10发射激光。其中，光源10的温度与光源10的电光转换效率之间的映射关系是通过前期大量的实验数据标定得到的。
以光源10为VCSEL为例，可以理解的是，温度升高时，VCSEL的阈值电流会升高，阈值电流的升高，会导致VCSEL激光器的能量转换效率降低，即转换成光能的电能占比减少，而转换成人能的电能占比增多，如此，电光转换效率降低。TOF深度相机300获取场景的深度信息时，TOF深度相机300的光发射模组100需要发射一定强度的激光，即光发射模组100的实际发光功率要大于或等于目标发光功率才能保证获取的深度信息具有较高的精度。而当温度升高导致光源10的电光转换效率降低时，光发射模组100发射的激光的功率可能会小于目标发光功率，导致TOF深度相机300获取的深度信息精度不高。
本发明实施方式的光发射模组100的控制方法，通过设置温度检测器64来检测光源10的温度，并根据输出的温度检测电信号来调整光源10的驱动电流，从而保证光发射模组100发射的激光的功率满足深度信息的精度需求。
请一并参阅图6和图13，在某些实施方式中，步骤02根据温度检测电信号调整光源10的驱动电流包括：
021：获取预设温度检测电信号与预设驱动电流之间的映射关系；和
022：根据温度检测电信号和映射关系确定光源10的驱动电流。
请一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，步骤021和步骤022均可以由处理器805实现。也即是说，处理器805可用于获取预设温度检测电信号与预设驱动电流之间的映射关系、以及根据温度检测电信号和映射关系确定光源10的驱动电流。
具体地，电子设备800包括存储器806，存储器806中存储有预设温度检测电信号与预设驱动电流二者之间的映射关系，预设温度检测电信号与预设驱动电流映射关系可以通过前期大量的实验数据标定得到，也可以基于设定的数学模型计算得到等，在此不作限定。处理器805接收到光检测器63输出的光检测电信号时，处理器805可以直接在映射关系中找到与光检测电信号对应的驱动电流，并基于这个驱动电流驱动光源10发射激光。如此，处理器805无需经历计算过程即可快速确定光源10的驱动电流，能加快光源10的驱动电流的调整进程。
请一并参阅图6和图14，在某些实施方式中，步骤02根据温度检测电信号调整光源10的驱动电流还包括：
023：接收光源10发射的激光以形成光检测电信号；
024：在确定驱动电流后，根据光检测电信号修正驱动电流。
请一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，步骤023可以由光检测器63实现，步骤034可以由处理器805实现。也即是说，光检测电信号63可用于接收光源10发射的激光以形成光检测电信号。处理器805可用于在确定驱动电流后，根据光检测电信号修正驱动电流。
具体地，光发射模组100中扩散器20的透过率通常不是100％，光源10出射的激光大部分会被扩散器20扩散以出射到场景中，小部分会被扩散器20反射回收容腔62中，光检测器63可以接收被扩散器20反射回的这部分激光，并形成光检测电信号输出给处理器805。处理器805接收到光检测电信号后，可以综合温度检测电信号和光检测电信号来确定光源10的驱动电流。具体地，例如，处理器805首先根据温度检测电信号确定出光源10的驱动电流，进一步地再根据光检测电信号来修正光源10的驱动电流，最后，处理器805以修正后的驱动电流来驱动光源10发射激光。
可以理解，光源10通常都具有一定的使用寿命，随着光源10的使用时间的增长，光源10的电光转换效率通常会逐渐降低。那么，在光发射模组100使用一段时间后，处理器805若还是根据温度检测电信号确定出的驱动电流来驱动光源10发光，则由于光源10的电光转换效率降低，光源10在上述驱动电流的驱动下发射的激光的功率可能就无法达到目标发光功率的需求。因此，可以通过设置一个光检测器63来检测光源10在上述驱动电流下实际发射的激光的功率，如果检测到的发射的激光功率不满足目标发光功率的需求，则进一步地修正驱动电流，例如，调高驱动电流以使光源10发射的激光的功率可以满足目标发光功率的需求，进一步地，可以保证TOF深度相机300获取的深度信息具有较高的精度。
请一并参阅图6和图15，在某些实施方式中，步骤02根据温度检测电信号调整光源10的驱动电流包括：
025：根据温度检测电信号计算光源10的温度；
026：判断温度是否大于预设温度；
027：在温度大于所述预设温度时，接收光源10发射的激光以形成光检测电信号；和
028：根据光检测电信号计算驱动电流。
请一并参阅图2和图6，在某些实施方式中，步骤025、步骤026和步骤028均可以由处理器805实现。步骤027可以由光检测器63实现。也即是说，处理器805可用于根据温度检测电信号计算光源10的温度、以及判断温度是否大于预设温度。光检测器63可用于在温度大于所述预设温度时，接收光源10发射的激光以形成光检测电信号。处理器805还可用于根据光检测电信号计算驱动电流。
具体地，处理器805首先控制温度检测器64检测光源10的温度并输出温度检测电信号(即电流)，处理器805根据温度检测器64的电流和供电电压计算温度检测器64的电阻，再基于电阻与温度变化关系计算出光源10的温度。随后，处理器805比较检测的温度与预设温度的大小。若温度小于或等于预设温度，则处理器805不调整光源10的驱动电流。若温度大于预设温度，则处理器805进一步控制光检测器63接收由扩散器20反射回的激光并形成光检测电信号输出，处理器805再基于光检测电信号计算驱动电流，并根据驱动电流驱动光源10发射激光。其中，处理器805基于光检测电信号计算驱动电流的方式可以是：(1)存储器806中预先存储了预设光检测电信号与预设驱动电流之间的映射关系，处理器805从预设光检测电信号与预设驱动电流的映射关系中寻找与光检测电信号对应的驱动电流；(2)处理器805基于预定的数学模型来计算驱动电流，具体地，将光检测电信号作为已知量代入预定的数学模型中以计算出未知量驱动电流。当然，处理器805基于光检测电信号计算驱动电流的方式并不限于上述两种，在此不作限定。
可以理解的是，当光源10的温度较低，例如小于预设温度时，光源10的电光转换效率并不会降低。因此，可以在温度大于或等于预设温度再调整光源10的驱动电流，如此，无需持续调节光源10的驱动电流，可以减小TOF深度相机300的功耗。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光发射模组，其特征在于，所述光发射模组包括：
光源，所述光源用于发射激光；
扩散器，所述扩散器用于扩散所述激光；和
温度检测器，所述温度检测器用于检测所述光源的温度以输出温度检测电信号，所述光源的驱动电流基于所述温度检测电信号进行调整。
2.根据权利要求1所述的光发射模组，其特征在于，所述光发射模组还包括：
镜筒，所述镜筒包括相背的第一面及第二面，所述镜筒开设有贯穿所述第一面与所述第二面的收容腔，所述第一面朝所述第二面凹陷形成与所述收容腔连通的安装槽，所述扩散器安装在所述安装槽内；
电路板，所述镜筒承载在所述电路板上，所述光源及所述温度检测器均设置在所述电路板上并收容在所述收容腔内。
3.根据权利要求2所述的光发射模组，其特征在于，所述光发射模组还包括：
光检测器，所述光检测器设置在所述电路板上，所述光检测器用于接收由所述扩散器反射的激光以形成光检测电信号，所述光源的驱动电流基于所述温度检测电信号和所述光检测电信号进行调整。
4.根据权利要求2所述的光发射模组，其特征在于，所述镜筒还包括位于所述收容腔内的内表面及与所述内表面相背的外表面，所述内表面上开设有凹槽；所述光发射模组还包括：
光检测器，所述光检测器设置在所述凹槽内，所述光检测器用于接收所述光源发射的激光和/或由所述扩散器反射的激光以形成光检测电信号，所述光源的驱动电流基于所述温度检测电信号和所述光检测电信号进行调整。
5.一种光发射模组的控制方法，其特征在于，所述光发射模组包括光源，所述控制方法包括：
获取所述光源的温度以输出温度检测电信号；和
根据所述温度检测电信号调整所述光源的驱动电流。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述温度检测电信号调整所述光源的驱动电流的步骤包括：
获取预设温度检测电信号与预设驱动电流之间的映射关系；和
根据所述温度检测电信号和所述映射关系确定所述光源的驱动电流。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述温度检测电信号调整所述光源的驱动电流的步骤还包括：
接收所述光源发射的激光以形成光检测电信号；
在确定所述驱动电流后，根据所述光检测电信号修正所述驱动电流。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述温度检测电信号调整所述光源的驱动电流的步骤包括：
根据所述温度检测电信号计算所述光源的温度；
判断所述温度是否大于预设温度；
在所述温度大于所述预设温度时，接收所述光源发射的激光以形成光检测电信号；和
根据所述光检测电信号计算所述驱动电流。
9.一种TOF深度相机，其特征在于，包括：
权利要求1至4任意一项所述的光发射模组，所述光发射模组用于发射激光；和
光接收模组，所述光接收模组用于接收由所述光发射模组发射的所述激光。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
机壳；和
权利要求9所述的TOF深度相机，所述TOF深度相机设置在所述机壳上。
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