CN109245823A - 一种飞行时间tof模组及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞行时间TOF模组及移动终端，该TOF模组包括：光线发射芯片；所述光线发射芯片设置有用于发射红外激光的第一发射器件、用于发射可见光的第二发射器件、第一正极连接端、第一负极连接端、第二正极连接端和第二负极连接端；所述第一正极连接端和所述第一负极连接端分别与所述第一发射器件连接，所述第二正极连接端和所述第二负极连接端分别与所述第二发射器件连接。本发明保证TOF模组中的光线发射芯片具备红外激光发射和可见光发射的功能，进而保证TOF模组设置于移动终端中能够减少移动终端的盖板上的开孔数量，从而有利于移动终端盖板的一体化和简洁化。

Description

一种飞行时间TOF模组及移动终端
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种飞行时间TOF模组及移动终端。
背景技术
随着3D深度测量技术的发展，智能手机等移动终端上配备具有3D深度测量功能的摄像头模组已经成为大势所趋。移动终端上通过配备飞行时间(time of flight，简称TOF)模组实现3D深度测量，其中，TOF模组中具有垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser，简称VCSEL)，用于发射红外激光。此外，移动终端还配备具有拍摄功能的摄像头模组以及闪光灯模组等。
目前，配备TOF模组以及闪光灯模组的移动终端中，闪光灯模组是通过表面贴装技术(Surface Mount Technology，简称SMT)贴片到主板上的，而VCSEL模组是先通过SMT贴片到TOF模组的软硬结合板上再通过板对板(Board To Board，简称BTB)连接器与整机进行连接，为了保证整机中的结构强度和可制造性，闪光灯模组和VCSEL模组之间需要具有一定的间隔，导致移动终端的内部空间占用，并且在移动终端在盖板上需要分别设置对应闪光灯模组和VCSEL模组的至少两个开孔，造成移动终端的盖板上开孔数量的增加，不利于移动终端的盖板的一体化和简洁化。
发明内容
本发明实施例提供了一种飞行时间TOF模组及移动终端，以解决移动终端的内部空间占用以及移动终端的盖板上开孔数量的增加的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种飞行时间TOF模组，包括：光线发射芯片；
所述光线发射芯片设置有用于发射红外激光的第一发射器件、用于发射可见光的第二发射器件、第一正极连接端、第一负极连接端、第二正极连接端和第二负极连接端；
所述第一正极连接端和所述第一负极连接端分别与所述第一发射器件连接，所述第二正极连接端和所述第二负极连接端分别与所述第二发射器件连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种移动终端，包括如上所述的TOF模组。
本发明的上述方案中，光线发射芯片设置有用于发射红外激光的第一发射器件以及用于发射可见光的第二发射器件，使得TOF模组中的光线发射芯片具备红外激光发射和可见光发射的功能，进而使得TOF模组具备距离检测和闪光灯的功能，这样的TOF模组设置于移动终端中，有利于减少移动终端内部空间的占用，并且有利于减少移动终端的盖板上的开孔数量，从而有利于移动终端盖板的一体化和简洁化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例的光线发射芯片的示意图之一；
图2表示本发明实施例的光线发射芯片的示意图之二；
图3表示本发明实施例的TOF模组中光线发射单元的剖面图；
图4表示本发明实施例的光线发射芯片与光线发射电路板连接的示意图；
图5表示本发明实施例的TOF模组的示意图；
图6表示本发明实施例的移动终端的示意图。
附图标记说明：
1、TOF模组；
10、光线发射芯片；
11、第一区域；12、第二区域；13、第三区域；
101、第一发射器件；102、第二发射器件；103、第一正极连接端；104、第一负极连接端；105、第二正极连接端；106、第二负极连接端；
20、光线发射电路板；
30、支架；
40、光线扩散器；
50、金线；
60、红外摄像头模组；
70、TOF电路板；
2、盖板；
21、对应光线发射芯片的开孔；22、对应RGB摄像头模组的开孔；23、对应红外摄像头模组的开孔。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1，本发明实施例提供了一种飞行时间TOF模组，包括：光线发射芯片10。
其中，所述光线发射芯片10设置有用于发射红外激光的第一发射器件101、用于发射可见光的第二发射器件102、第一正极连接端103、第一负极连接端104、第二正极连接端105和第二负极连接端106。
所述第一正极连接端103和所述第一负极连接端104分别与所述第一发射器件101连接，所述第二正极连接端105和所述第二负极连接端106分别与所述第二发射器件102连接。
该实施例中，第一正极连接端103和第一负极连接端104可以用作第一发射器件101的使能信号输入端(如：供电电源通过该第一正极连接端103和第一负极连接端104向该第一发射器件101供电)，还可以用作第一发射器件101的控制信号输入端(如：处理器通过该第一正极连接端103和第一负极连接端104向第一发射器件101输出控制信号，控制第一发射器件101发射光线或者停止发射光线)。
第二正极连接端105和第二负极连接端106可以用作第二发射器件102的使能信号输入端(如：供电电源通过该第二正极连接端105和第二负极连接端106向该第二发射器件102供电)，还可以用作第二发射器件102的控制信号输入端(如：处理器通过该第二正极连接端105和第二负极连接端106向第二发射器件102输出控制信号，控制第二发射器件102发射光线或者停止发射光线)。
上述方案中，光线发射芯片10设置有用于发射红外激光的第一发射器件101以及用于发射可见光的第二发射器件102，也即第一发射器件101和第二发射器件102集成于同一光线发射芯片10中，使得TOF模组中的光线发射芯片具备红外激光发射和可见光发射的功能，进而使得TOF模组具备距离检测和闪光灯的功能，这样的TOF模组设置于移动终端中，有利于减少移动终端内部空间的占用，并且有利于减少移动终端的盖板上的开孔数量，从而有利于移动终端盖板的一体化和简洁化。
作为一种实现方式，所述第一发射器件101位于所述光线发射芯片10上的第一区域11；所述第二发射器件102位于所述光线发射芯片10上的第二区域12。
具体的，第一区域11和第二区域12的形状可以是圆形、椭圆形、矩形以及其他多边形中的一种或者组合，且第一区域11和第二区域12的面积可以根据实际需求设定，例如：根据需要设置第一发射器件101的数量和/或第一发射器件101的排布方式，确定第一区域11的面积；根据需要设置第二发射器件102的数量和/或第二发射器件102的排布方式，确定第二区域12的面积。如图1给出了一种第一区域11和第二区域12的形状为矩形的示例，其中，为了保证光线发射芯片10的集成化，减小光线发射芯片10的空间占用，可以设置第一区域11和第二区域12相邻，避免第一区域11和第二区域12之间的间隙造成光线发射芯片10体积的增加。
进一步地，为了保证第一正极连接端103和第一负极连接端104与第一发射器件101之间便于连接，将第一正极连接端103和第一负极连接端104与第一发射器件101相邻设置；具体的，第一正极连接端103、第一负极连接端104和第一发射器件101包括以下连接方式：
方式一：所述第一正极连接端103和所述第一负极连接端104相邻设置。
其中，第一正极连接端103和第一负极连接端104相邻设置，且第一正极连接端103和第一负极连接端104分别与第一发射器件101相邻设置，优选地，将第一正极连接端103和第一负极连接端104设置于第一发射器件101的同一侧，有利于减小光线发射芯片10的体积。
具体的，以第一发射器件101设置在矩形的第一区域11为例说明。例如：第一正极连接端103和第一负极连接端104设置于矩形第一区域11的其中一侧边，或者第一正极连接端103设置于矩形第一区域11的第一边、第一负极连接端104设置于矩形第一区域11的第二边，其中，第一区域11的第一边和第一区域11的第二边相邻设置。
方式二：所述第一发射器件101位于所述第一正极连接端103和所述第一负极连接端104之间。
其中，第一发射器件101与第一正极连接端103相邻设置，第一发射器件101与第一负极连接端104相邻设置，且第一发射器件101位于第一正极连接端103和第一负极连接端104之间，有利于第一区域11内的多个第一发射器件101之间的排线布局。
具体的，以第一发射器件101设置在矩形的第一区域11为例说明。例如：第一正极连接端103设置于矩形第一区域11的第一边，第一负极连接端104设置于矩形第一区域11的第三边，其中，矩形第一区域11的第一边和矩形第一区域11的第三边相对设置；或者第一正极连接端103设置于矩形第一区域11的第二边，第一负极连接端104设置于矩形第一区域11的第四边，其中，矩形第一区域11的第二边和矩形第一区域11的第四边相对设置。
更进一步地，为了保证第二正极连接端105和第二负极连接端106与第二发射器件102之间便于连接，将第二正极连接端105和第二负极连接端106与第二发射器件102相邻设置；具体的，第二正极连接端105、第二负极连接端106和第二发射器件102包括以下连接方式：
方式一：所述第二正极连接端105和所述第二负极连接端106相邻设置。
其中，第二正极连接端105和第二负极连接端106相邻设置，且第二正极连接端105和第二负极连接端106分别与第二发射器件102相邻设置，优选地，将第二正极连接端105和第二负极连接端106设置于第二发射器件102的同一侧，有利于减小光线发射芯片10的体积。
具体的，以第二发射器件102设置在矩形的第二区域12为例说明。例如：第二正极连接端105和第二负极连接端106设置于矩形第二区域12的其中一侧边，或者第二正极连接端105设置于矩形第二区域12的第一边、第二负极连接端106设置于矩形第二区域12的第二边，其中，第二区域12的第一边和第二区域12的第二边相邻设置。
方式二：所述第二发射器件102位于所述第二正极连接端105和所述第二负极连接端106之间。
其中，第二发射器件102与第二正极连接端105相邻设置，第二发射器件102与第二负极连接端106相邻设置，且第二发射器件102位于第二正极连接端105和第二负极连接端106之间，有利于第二区域12内的多个第二发射器件102之间的排线布局。
具体的，以第二发射器件102设置在矩形的第二区域12为例说明。例如：第二正极连接端105设置于矩形第二区域12的第一边，第二负极连接端106设置于矩形第二区域12的第三边，其中，矩形第二区域12的第一边和矩形第二区域12的第三边相对设置；或者第二正极连接端105设置于矩形第二区域12的第二边，第二负极连接端106设置于矩形第二区域12的第四边，其中，矩形第二区域12的第二边和矩形第二区域12的第四边相对设置。
作为另一种实现方式，如图2，所述第一发射器件101和所述第二发射器件102位于所述光线发射芯片10上的第三区域13。
具体的，第三区域13可以是圆形、椭圆形、矩形以及其他多边形中的一种，且第三区域13的面积可以根据实际需求设定。例如：根据需要设置第一发射器件101和第二发射器件102的数量以及排布方式，确定第三区域13的面积。优选的，第三区域13的形状为矩形，多个第一发射器件101呈矩阵排列，多个第二发射器件102呈矩阵排列在第一发射器件101的矩阵间隙内。
进一步地，为了保证第一正极连接端103和第一负极连接端104与第一发射器件101之间便于连接，将第一正极连接端103和第一负极连接端104与第一发射器件101相邻设置；具体的，第一正极连接端103、第一负极连接端104和第一发射器件101包括以下连接方式：
方式一：所述第一正极连接端103和所述第一负极连接端104相邻设置。
其中，第一正极连接端103和第一负极连接端104相邻设置，且第一正极连接端103和第一负极连接端104分别与第一发射器件101相邻设置，优选地，将第一正极连接端103和第一负极连接端104设置于第一发射器件101的同一侧，有利于减小光线发射芯片10的体积。具体设置方式可参见上述实施例，这里不再赘述。
方式二：所述第一发射器件101位于所述第一正极连接端103和所述第一负极连接端104之间。
其中，第一发射器件101与第一正极连接端103相邻设置，第一发射器件101与第一负极连接端104相邻设置，且第一发射器件101位于第一正极连接端103和第一负极连接端104之间，有利于第三区域13内的多个第一发射器件101之间的排线布局。具体设置方式可参见上述实施例，这里不再赘述。
更进一步地，为了保证第二正极连接端105和第二负极连接端106与第二发射器件102之间便于连接，将第二正极连接端105和第二负极连接端106与第二发射器件102相邻设置；具体的，第二正极连接端105、第二负极连接端106和第二发射器件102包括以下连接方式：
方式一：所述第二正极连接端105和所述第二负极连接端106相邻设置。
其中，第二正极连接端105和第二负极连接端106相邻设置，且第二正极连接端105和第二负极连接端106分别与第二发射器件102相邻设置，优选地，将第二正极连接端105和第二负极连接端106设置于第二发射器件102的同一侧，有利于减小光线发射芯片10的体积。具体设置方式可参见上述实施例，这里不再赘述。
方式二：所述第二发射器件102位于所述第二正极连接端105和所述第二负极连接端106之间。
其中，第二发射器件102与第二正极连接端105相邻设置，第二发射器件102与第二负极连接端106相邻设置，且第二发射器件102位于第二正极连接端105和第二负极连接端106之间，有利于第三区域13内的多个第二发射器件102之间的排线布局。具体设置方式可参见上述实施例，这里不再赘述。
需要说明的是，在同一光线发射芯片10中，第一正极连接端103和第一负极连接端104可以采用上述方式一和方式二中的一种，第二正极连接端105和第二负极连接端106也可以上述方式一和方式二中的一种。当然，以矩形第三区域为例说明，当第一正极连接端103和第一负极连接端104采用上述方式二，以及第二正极连接端105和第二负极连接端106也采用上述方式二的情况下，可以将第一正极连接端103和第二负极连接端106相对设置，以及将第二正极连接端105和第一负极连接端104相对设置，也即第一正极连接端103和第二正极连接端105位于第三区域的第一侧，第一负极连接端104和第二负极连接端106位于第三区域上与第一侧相对设置的第二侧，且第一正极连接端103和第一负极连接端104呈对角设置，第二正极连接端105和第二负极连接端106呈对角设置。具体的正、负极连接端的设置方式可以根据第一发射器件101和第二发射器件102的排线布局方式确定，本发明不以此为限。
如图3，本发明实施例提供了一种TOF模组中的光线发射单元，该光线发射单元包括如上所述的光线发射芯片10，以及光线发射电路板20、支架30和光线扩散器40。
所述光线发射芯片10和所述支架30设置在所述光线发射电路板20上，且所述光线发射芯片10位于所述支架30内；所述光线扩散器40设置于所述支架30上，并与所述光线发射芯片10之间具有间隙，且所述光线发射芯片10位于所述光线扩散器40在所述光线发射电路板20上的投影区域内。
具体的，可以通过芯片粘接(Die bond，简称DB)工艺，将光线发射芯片10粘接到光线发射电路板20上；或者通过焊接线(Wire bond，简称WB)工艺，将光线发射芯片10装到光线发射电路板20上后，使用打线设备进行电路连接，例如：通过金线50将光线发射芯片10装到光线发射电路板20上。如图4，给出了一种光线发射芯片10通过WB工艺装到光线发射电路板20上的示意图，其中，光线发射芯片10的两侧通过金线50装到光线发射电路板20上。
该实施例中，光线发射芯片10位于光线扩散器40在光线发射电路板20上的投影区域内，以使光线扩散器40能够对光线发射芯片10中的第一发射器件101发射的红外激光和/或第二发射器件102发射的可见光进行扩散，并且通过支架30对光线扩散器40起到支撑作用，以使光线扩散器40与光线发射芯片10之间形成间隙，保证光线扩散器40能够实现光线扩散的功能。
如图5，本发明实施例还提供了一种TOF模组，其中，TOF模组1包括：如上所述的光线发射单元，以及红外摄像头模组60和TOF电路板70。
所述红外摄像头模组60和所述光线发射单元中的光线发射电路板20设置在所述TOF电路板70上。
其中，TOF电路板70可以为软硬结合板。红外摄像头模组60通过DB/WB工艺组装到TOF电路板70上，光线发射电路板20通过SMT贴片到TOF电路板70上。
该实施例中，TOF模组具备红外激光发射和可见光发射的功能，也即TOF模组具备距离检测和闪光灯的功能，这样的TOF模组设置于移动终端中，有利于减少移动终端内部空间的占用，并且有利于减少移动终端的盖板上的开孔数量，从而有利于移动终端盖板的一体化和简洁化。
如图6，本发明实施例还提供了一种移动终端，包括如上所述的TOF模组1，以及盖板2。
所述盖板2上设有对应光线发射芯片的开孔21；所述第一发射器件101和第二发射器件102在所述盖板2上的投影位于所述开孔21内。
具体的，所述盖板2可以是电池盖板(移动终端中相对于显示屏幕而言的后盖)或者显示屏幕盖板。
如图6，盖板2上设有对应RGB摄像头模组的开孔22、对应光线发射芯片10的开孔21以及对应红外摄像头模组60的开孔23。
其中，光线发射芯片10具有发射红外激光的第一发射器件101，以及发射可见光的第二发射器件102，用于在光线或照明条件不良的场景下(如：夜间拍摄场景)，作为闪光灯为RGB摄像头的拍摄提供照明。
具体的，RGB摄像头模组和TOF模组1通过BTB连接到移动终端的主板上，通过主板向TOF模组1中的光线发射芯片10发送控制信号，控制光线发射芯片10中的第一发射器件101在发射红外激光时停止发射，或者在未发射时进行发射红外激光，以及控制光线发射芯片10中的第二发射器件101在发射可见光的情况下停止发射，或者在未发射时进行发射可见光。
这样，光线发射芯片10中集成了可见光和红外激光的发射功能，实现发射红外激光的第一发射器件101和发射可见光的第二发射器件102可以共用盖板2上的同一个开孔，减少了盖板2上的开孔数量，从而有利于移动终端盖板的一体化和简洁化。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞行时间TOF模组，其特征在于，包括：光线发射芯片(10)；
所述光线发射芯片(10)设置有用于发射红外激光的第一发射器件(101)、用于发射可见光的第二发射器件(102)、第一正极连接端(103)、第一负极连接端(104)、第二正极连接端(105)和第二负极连接端(106)；
所述第一正极连接端(103)和所述第一负极连接端(104)分别与所述第一发射器件(101)连接，所述第二正极连接端(105)和所述第二负极连接端(106)分别与所述第二发射器件(102)连接。
2.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述第一发射器件(101)位于所述光线发射芯片(10)上的第一区域(11)；
所述第二发射器件(102)位于所述光线发射芯片(10)上的第二区域(12)。
3.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述第一发射器件(101)和所述第二发射器件(102)位于所述光线发射芯片(10)上的第三区域(13)。
4.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述第一正极连接端(103)和所述第一负极连接端(104)相邻设置；或者，
所述第一发射器件(101)位于所述第一正极连接端(103)和所述第一负极连接端(104)之间。
5.根据权利要求1所述的TOF模组，其特征在于，所述第二正极连接端(105)和所述第二负极连接端(106)相邻设置；或者，
所述第二发射器件(102)位于所述第二正极连接端(105)和所述第二负极连接端(106)之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的TOF模组，其特征在于，还包括：光线发射电路板(20)、支架(30)和光线扩散器(40)；
所述光线发射芯片(10)和所述支架(30)设置在所述光线发射电路板(20)上，且所述光线发射芯片(10)位于所述支架(30)内；
所述光线扩散器(40)设置于所述支架(30)上，并与所述光线发射芯片(10)之间具有间隙，且所述光线发射芯片(10)位于所述光线扩散器(40)在所述光线发射电路板(20)上的投影区域内。
7.根据权利要求6所述的TOF模组，其特征在于，还包括：红外摄像头模组(60)和TOF电路板(70)；
所述红外摄像头模组(60)和所述光线发射电路板(20)设置在所述TOF电路板(70)上。
8.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的TOF模组(1)。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，还包括盖板，所述盖板(2)上设有对应光线发射芯片(10)的开孔(21)；
所述第一发射器件(101)和第二发射器件(102)在所述盖板(2)上的投影位于所述开孔(21)内。
10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述盖板(2)为电池盖板或者显示屏幕盖板。
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