CN109737868A - 飞行时间模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施方式公开了一种飞行时间模组，包括基座、电路板、发射模块及驱动芯片。基座的底面的部分区域凹陷形成收容空间，电路板包括上刚板部和下刚板部，上刚板部固定于基座的顶面，下刚板部固定于基座的底面且覆盖收容空间，发射模块固定于上刚板部远离基座的一侧，驱动芯片收容于收容空间且固定于下刚板部，驱动芯片用于驱动发射模块发出检测光信号，驱动芯片在下刚板部上的投影与发射模块在下刚板部上的投影至少部分重叠。飞行时间模组还包括嵌设于基座的散热架，散热架包括吸热部及连接吸热部的散热部，吸热部位于上刚板部与基座之间，散热部暴露在基座外侧。上述飞行时间模组能够实现小型化。本申请实施方式还公开一种电子设备。

Description

飞行时间模组及电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种飞行时间模组及一种应用所述飞行时间模组的电子设备。

背景技术

电子设备实现成像功能的主要部件是摄像模组。飞行时间(time of flight，TOF)模组是一种常用的深度摄像机模组，可以用于测量景深信息。基于传统飞行时间模组的发射模块、接收模块及驱动芯片等部件大多并排放置，导致电子设备需要预留较大的安装面积，用于放置飞行时间模组，进而不利于电子设备的小型化设计。

发明内容

本申请实施例提供一种小型化的飞行时间模组及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供一种飞行时间模组，包括基座、电路板、发射模块及驱动芯片。所述基座包括相背设置的顶面和底面。所述基座的底面的部分区域凹陷形成收容空间。所述电路板包括上刚板部和下刚板部。所述上刚板部固定于所述基座的顶面。所述下刚板部固定于所述基座的底面且覆盖所述收容空间。所述发射模块固定于所述上刚板部远离所述基座的一侧。所述驱动芯片收容于所述收容空间且固定于所述下刚板部。所述驱动芯片用于驱动所述发射模块发出检测光信号。所述驱动芯片在所述下刚板部上的投影与所述发射模块在所述下刚板部上的投影至少部分重叠。

在本实施例中，由于所述上刚板部与所述下刚板部分别固定于所述基座的顶面和所述基座的底面，所述发射模块固定于所述上刚板部，所述驱动芯片固定于所述下刚板部，所述驱动芯片在所述下刚板部上的投影与所述发射模块在所述下刚板部上的投影至少部分重叠，因此所述发射模块被架高叠放于所述驱动芯片的上方，所述飞行时间模组能够与所述驱动芯片堆叠后，共同与所述接收模块并排放置，使得所述飞行时间模组的长度得以缩小，所述飞行时间模组在其安装平面上的投影面积缩小，所述电子设备用于安装所述飞行时间模组的安装面积减小，故而所述飞行时间模组及应用所述飞行时间模组的所述电子设备能够实现小型化。

可选的，所述飞行时间模组还包括嵌设于所述基座的散热架。所述散热架包括吸热部及连接所述吸热部的散热部。所述吸热部位于所述上刚板部与所述基座之间。所述上刚板部安装在所述基座时，直接搭设在所述吸热部上方。所述散热部暴露在所述基座外侧。

在本实施例中，所述发射模块是所述飞行时间模组的主要发热部件，由于所述发射模块固定于所述上刚板部，因此所述发射模块工作时散发的热量能够由所述上刚板部传递至所述吸热部，而后由所述散热部散发至所述基座外侧，从而实现散热，使得所述飞行时间模组的散热性能较好，从而具有可靠的工作环境，且使用寿命较长。

一种可选实施例中，所述上刚板部与所述下刚板部之间的距离随所述飞行时间模组的架构需求而设定。该距离最小值满足：结构尺寸(如所述基座的位于所述发射模块与所述驱动芯片之间的部分区域的厚度)及器件(如所述驱动芯片)避让高度的需求。该距离最大值则满足：所述接收模块的高度大于或等于所述发射模组的高度与所述驱动芯片的高度的和。例如，所述接收模块的所述镜头远离所述基座的顶面与所述发射模块远离所述基座的顶面齐平。其他实施例中，所述镜头的顶面也可以高于所述发射模块的顶面。

由于所述接收模块的高度大于所述发射模组的高度与所述驱动芯片的高度的和，因此所述发射模组与所述驱动芯片堆叠后，两者的高度可以小于或等于所述接收模块的高度，从而在不增加所述飞行时间模组的高度的情况下，使其长度缩小，从而有利于实现小型化。

一种可选实施例中，所述基座还包括连接于所述基座的顶面与所述基座的底面之间的周侧面，所述基座的周侧面设有散热缺口。所述散热部自所述散热缺口露出。此时，所述发射模组所产生的热量能够通过所述散热部直接从所述基座的周侧空间散发出去，散热效率高。

一种可选实施例中，所述散热部的数量为两个。两个所述散热部分别连接于所述吸热部的相背两侧。此时，所述基座的周侧面上的所述散热缺口的数量也为两个，两个所述散热缺口相背设置。

在本实施例中，所述散热架通过相背设置的两个所述散热部，能够较为均匀地利用所述基座的周侧空间进行散热，散热效率高。

一种可选实施例中，所述散热架还包括连接所述散热部的固定部。所述固定部连接于所述散热部的未与所述吸热部相接的周边边缘。所述基座包裹所述固定部。此时，所述基座可通过对所述固定部的固定，实现对所述散热部的固定，所述散热架与所述基座的结合牢固度更高。

可选的，所述散热架的所述吸热部、所述散热部及所述固定部一体成型。所述散热架可通过对一体的板件进行折弯而形成对应结构。此时，所述散热架加工难度低且成本低。

一种可选实施例中，所述电路板还包括第一补强板和第二补强板。

所述第一补强板的上表面通过粘接层固定于所述上刚板部背离所述发射模组的一侧。所述第一补强板的下表面通过粘接层固定至所述散热架的所述吸热部。即，所述第一补强板位于所述上刚板部与所述吸热部之间。所述第一补强板既可以增加所述上刚板部的结构强度，还可以将所述上刚板部的热量快速传导至所述吸热部，以增加所述飞行时间模组的散热速率。所述第一补强板可采用不锈钢材料、铝箔材料或铜材料等金属材料。

所述第二补强板的上表面通过粘接层固定至所述下刚板部背离所述基座的一侧。所述第二补强板既可以增加所述下刚板部的结构强度，还能够参与所述飞行时间模组的散热工作，以提高所述飞行时间模组的散热速度。所述第二补强板可采用不锈钢材料、铝箔材料或铜材料等金属材料。所述第二补强板的材料可以与所述第一补强板的材料相同，以减少物料种类，降低所述飞行时间模组的成本。

其中，前述粘接层可通过点胶工艺或涂布工艺成型，也可采用双面胶材料。本实施例中，可在所述粘接层中添加导热颗粒(例如石墨颗粒或金属颗粒)，以提高所述粘接层的导热效率。

一种可选实施例中，所述飞行时间模组还包括散热板。所述散热板采用具有高导热率的材料，例如铜、铝箔、不锈钢等金属材料。所述散热板包括主体部及连接所述主体部的连接部。所述主体部固定于所述下刚板部远离所述基座的一侧。所述连接部接触所述散热部。所述主体部的面积大于所述连接部的面积。其中，所述主体部可以接触所述第二补强板，所述下刚板部的热量可通过所述第二补强板快速传输至所述主体部。此时，所述飞行时间模组可通过面积较大的所述散热板进行散热，从而提高所述飞行时间模组的散热效率。

一种可选实施例中，所述发射模块包括基板及发射器。所述基板固定于所述上刚板部。所述发射器固定于所述基板背离所述上刚板部的一侧。所述发射器可以为垂直腔面发射激光器。所述基板可以为陶瓷基板。所述基板将所述发射器工作时所散发的热量传递至所述上刚板部。

其中，所述发射模块还包括底座和均光片(diffuser)。所述底座可通过粘接圈固定于所述基板朝向所述发射器的一侧。该粘接圈可实现粘接及密封功能。所述底座远离所述基板的顶面设有凹陷槽，所述均光片安装于所述凹陷槽。所述均光片可通过粘接圈固定于所述凹陷槽的底壁。该粘接圈可实现粘接及密封功能。

一种可选实施例中，所述基座的顶面设有凸起的限位柱。所述吸热部设有第一孔。所述上刚板部设有连通所述第一孔的第二孔。所述限位柱伸入所述第一孔及所述第二孔。此时，所述限位柱与所述第一孔的配合，使得所述上刚板部相对所述基座及所述吸热部固定。

所述限位柱的数量可以为一个或多个。所述第一孔和所述第二孔的数量与所述限位柱的数量相适配。例如，所述限位柱数量为至少两个时，所述上刚板部安装于所述基座的顶面后，所述上刚板部不会相对所述基座的顶面转动。

其中，所述第一孔与所述发射器在所述上刚板部上的投影相错开。此时，所述发射器的热量能够更快地传递至所述吸热部。

一种可选实施例中，所述基座的顶面设有凸起的限位臂。所述限位臂呈方环形或局部方环形。所述发射模块位于所述限位臂内侧。

在本实施例中，以所述限位臂呈局部方环形为例进行说明。例如，所述限位臂包括三个依次连接的第一部分、第二部分及第三部分，第一部分与第三部分相对设置。所述第一部分远离所述第二部分的端部与所述第三部分远离所述第二部分的端部之间形成间隙。所述电路板可以自所述间隙伸入所述限位臂内侧。所述限位柱位于所述限位臂内侧。

在本实施例中，通过所述限位臂对所述发射模块的限位，使得所述发射模块能够精确地固定在所述基座上，从而保证所述发射模块的光轴精度，以提高所述飞行时间模组的识别精度。

其他实施例中，所述限位臂呈方环形时，所述限位臂设有安装孔，以使所述上刚板部能够穿过所述安装孔，伸入所述限位臂内侧。

一种可选实施例中，所述飞行时间模组还包括第一固定胶。所述第一固定胶粘接于所述限位臂与所述发射模块之间。所述第一固定胶可通过点胶工艺成型。所述第一固定胶能够增加所述发射模块与所述限位臂之间的连接牢固度，同时也能够防止水汽和灰尘进入所述限位臂与所述发射模块之间的缝隙中，从而提高所述飞行时间模组的使用寿命。

其中，所述第一固定胶还可连接在所述限位臂与所述上刚板部之间。所述第一固定胶还可连接在所述限位臂与所述第一补强板之间。所述第一固定胶还可以连接所述吸热部。所述第一固定胶中可掺杂导热颗粒(例如石墨颗粒或金属颗粒)，以提高所述第一固定胶的导热效率，使得所述飞行时间模组的散热效率更高。

一种可选实施例中，所述电路板还包括连接于所述上刚板部与所述下刚板部之间的柔板部。所述柔板部采用具有高折弯性的压延铜材质。所述柔板部可采用双层板结构，以兼顾高弯折性能与电路传输需求。其中，所述基座的周侧面还凸设有支撑块。所述支撑块背离所述周侧面的顶面为弧面。所述支撑块的顶面可用于支撑所述柔板部，以降低所述柔板部因意外弯折而发生损毁的风险。

可选的，所述飞行时间模组还包括补强胶条。所述补强胶条固定于所述上刚板部与所述柔板部的交界处，且连接所述发射模块。由于所述补强胶条连接在所述上刚板部与所述柔板部的交界处，因此所述补强胶条能够增强该交界处的结构强度，从而降低该交界处因弯折后应力集中而导致发生损坏的风险，以提高所述飞行时间模组的使用寿命。当所述补强胶条还连接所述发射模块时，增加了所述电路板与所述发射模块之间的连接牢固度，同时也能够进一步将所述交界处的弯折应力分散开，降低所述电路板发生损坏的风险。其中，所述补强胶条的横截面形状可以为三角形，以提高补强效果。其中，所述补强胶条可通过点胶方式成型。

一种可选实施例中，所述基座的顶面设有凹陷的安装槽及连通所述安装槽与所述收容空间的透光孔。所述飞行时间模组还包括镜头及感光芯片。所述镜头安装于所述安装槽。所述感光芯片收容于所述收容空间且固定于所述下刚板部。所述感光芯片正对所述透光孔设置。所述感光芯片用于接收依次穿过所述镜头和所述透光孔的感应光信号。所述感应光信号为所述检测光信号被待测对象反射形成的光信号。所述检测光信号可以为红外线，所述接收模块为对应的红外摄像头。

在本实施例中，所述发射模块和所述接收模块大致并排地安装于所述基座。通过所述基座对所述发射模块和所述接收模块的固定，能够使所述发射模块的发射光轴与所述接收模块的接收光轴相互平行，且所述发射模块的发射视场与所述接收模块的发射视场之间具有较大的重叠区域，以提高所述飞行时间模组的识别精度。

在本实施例中，所述基座集成了传统摄像头模组的镜座结构，使得所述镜头能够安装于所述基座，从而无需在所述飞行时间模组中设置额外的镜座，从而节约了所述飞行时间模组的物料数量，有利于降低所述飞行时间模组的成本。

一种可选实施例中，所述基座的顶面设有凸起的固定臂。所述固定臂的内侧空间连通所述安装槽。所述固定臂呈圆环状。所述镜头螺纹连接于所述固定臂内侧。所述镜头的外侧设有外螺纹，所述固定臂内侧设有与前述外螺纹相匹配的内螺纹。所述固定臂能够用于固定所述镜头，以使所述镜头的接收光轴的安装精度足够，从而提高所述飞行时间模组的识别精度。

其中，所述固定臂的顶面(远离所述基座的底面设置)与所述限位臂的顶面(远离所述基座的底面设置)可以齐平设置。此时，所述基座的加工工艺较为简单，所述基座的加工成本较低。

可选的，所述飞行时间模组还包括第二固定胶。所述第二固定胶粘接于所述固定臂与所述镜头之间。所述第二固定胶可通过点胶工艺成型。所述第二固定胶大致呈圆环形。所述第二固定胶能够增加所述固定臂与所述镜头之间的连接牢固度，同时也能够防止水汽和灰尘经所述固定臂与所述镜头之间的缝隙进入所述飞行时间模组内部，从而提高所述飞行时间模组的使用寿命。

其中，所述第二固定胶的材料可以与所述第一固定胶的材料相同，以减少所述飞行时间模组的物料种类，降低所述飞行时间模组的成本。

一种可选实施例中，所述镜头远离所述基座的顶面与所述发射模块远离所述基座的顶面齐平。此时，所述发射模组与所述接收模块及所述驱动芯片的堆叠结构能够更好地复用所述飞行时间模组的厚度空间，使得所述飞行时间模组能够更好地实现小型化。

第二方面，本申请实施方式还提供一种电子设备，包括壳体及上述任一项所述的飞行时间模组。所述飞行时间模组位于所述壳体内侧，且所述散热部接触所述壳体。

在本实施例中，由于所述飞行时间模组的所需安装面积较小，因此有利于所述电子设备实现小型化。由于所述散热部接触所述壳体，因此所述飞行时间模组所散发的热量能够经所述散热架传递至所述壳体，从而散发至所述电子设备的外部。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的后视图；

图2是图1所示电子设备的飞行时间模组的结构示意图；

图3是图2所示飞行时间模组的部分分解示意图；

图4是图3所示飞行时间模组的基座的结构示意图；

图5是图4所示基座在另一角度的结构示意图；

图6是图3所述飞行时间模组的散热架的结构示意图；

图7是图2所示飞行时间模组沿A-A剖开的剖视图；

图8是图2所示飞行时间模组在另一角度的结构示意图；

图9是图2所示飞行时间模组的散热架与散热板的连接结构示意图；

图10是图3所示发射模块的部分分解示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施方式中的附图对本申请实施方式进行描述。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电子设备100的后视图。本申请涉及的电子设备100可以是手机、平板电脑、电子阅读器、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备等。本实施例以电子设备100是手机为例进行说明。

所述电子设备100包括壳体10和显示屏20。所述壳体10可以包括后盖101与边框102。所述边框102连接于所述后盖101的周缘。所述边框102能够与所述后盖101一体成型，也可以通过组装形成一体式结构。所述显示屏20安装于所述边框102背离所述后盖101的一侧。所述显示屏20集成显示和触控功能。

所述电子设备100还包括飞行时间(time of flight，TOF)模组30。所述飞行时间模组30安装于所述壳体10，且位于所述壳体10内侧。所述飞行时间模组30包括发射模块1和接收模块2。所述发射模块1用于发出检测光信号。所述接收模块2用于接收感应光信号。所述感应光信号为所述检测光信号被待测对象反射形成的光信号。所述感应光信号携带有所述待测对象的景深信息。通过计算所述飞行时间模组30发射所述检测光信号和接收所述感应光信号之间的时间差或相位差，能够计算所述待测对象与所述飞行时间模组30之间的距离。在本申请中，所述飞行时间模组30能够应用于测距、人脸识别、头像解锁、手势识别、物体建模、3D游戏、智能家居等环境中。

在本实施例中，所述飞行时间模组30的朝向与所述后盖101的朝向相同。定义所述发射模块1发射所述检测光信号的方向为所述飞行时间模组30的朝向。所述后盖101朝向所述电子设备100的后方位置。所述电子设备100还包括至少一个后置摄像头40。所述至少一个后置摄像头40的图像采集方向与所述后盖101的朝向相同。图1所示实施例中，后置摄像头40的数量为两个。所述至少一个后置摄像头40能够与所述飞行时间模组30共同形成所述电子设备100的摄像模组。所述后盖101开设有摄像孔1011。所述摄像模组可以通过所述摄像孔1011拍摄位于所述电子设备100后方的所述待测对象。

所述至少一个后置摄像头40可以包括彩色摄像头(又称RGB摄像头)、黑白摄像头、广角摄像头、变焦摄像头中的一者或多者。后置摄像头40能够与所述飞行时间模组30协同作用。例如，当所述飞行时间模组30所捕获图像与所述彩色摄像头所捕获图像相结合时，可以将所述待测对象的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的图形方式呈现出来。

在其他实施例中，所述飞行时间模组30的朝向也可以与所述显示屏20的朝向相同。所述显示屏20朝向所述电子设备100的前方位置。所述飞行时间模组30能够拍摄位于所述电子设备100前方的所述待测对象。

请一并参阅图2和图3，图2是图1所示电子设备100的飞行时间模组30的结构示意图，图3是图2所示飞行时间模组30的部分分解示意图。在本实施例中，定义所述飞行时间模组30的长度方向为X方向，所述飞行时间模组30的宽度方向为Y方向，所述飞行时间模组30的厚度方向为Z方向。所述飞行时间模组30的朝向平行于其厚度方向Z。所述飞行时间模组30的安装平面平行于长度方向X和宽度方向Y所在的XY平面。其中，所述飞行时间模组30的安装平面为其他部件用于安装所述飞行时间模组30的平面。所述飞行时间模组30安装于所述电子设备100时，XY平面可以平行或大致平行于所述显示屏20。

所述飞行时间模组30还包括基座3。所述发射模块1和所述接收模块2大致并排地安装于所述基座3。通过所述基座3对所述发射模块1和所述接收模块2的固定，能够使所述发射模块1的发射光轴与所述接收模块2的接收光轴相互平行，且所述发射模块1的发射视场与所述接收模块2的发射视场之间具有较大的重叠区域，以提高所述飞行时间模组30的识别精度。所述接收模块2包括镜头(lens)21及感光芯片(又称图像传感器)22。所述感光芯片22用于将光学信号转换成图像信号。所述检测光信号可以为红外线，所述接收模块2为对应的红外摄像头。

所述飞行时间模组30还包括电路板4、驱动芯片5及散热架6。所述发射模块1、所述驱动芯片5及所述感光芯片22固定于所述电路板4且电性连接所述电路板4。所述驱动芯片5用于驱动所述发射模块1发出检测光信号。所述驱动芯片5还用于传输同步信号至所述感光芯片22，以辅助所述感光芯片22处理所述感应光信号，从而形成准确的图像信息。

所述飞行时间模组30还包括多个匹配电子元器件7。所述多个匹配电子元器件7包括但不限于电容器、电感器、电阻器等。所述多个匹配电子元器件7能够降低驱动芯片5与所述发射模块1之间的寄生电感，以保证所述发射模块1所发出的所述检测光信号的波形完整性。

请一并参阅图2至图5，图4是图3所示飞行时间模组30的基座3的结构示意图，图5是图4所示基座3在另一角度的结构示意图。

所述基座3包括相背设置的顶面31和底面32。所述基座3的顶面31设有若干个凸起的定位结构(例如后文中提及的限位柱34、限位臂35及固定臂37)，用于固定其他部件。所述基座3的底面32的部分区域凹陷形成收容空间38，该收容空间38能够收容其他部件。

在本实施例中，定义所述飞行时间模组30的朝向为“上”，与所述飞行时间模组30的朝向相反的方向为“下”，则所述基座3的顶面31位于所述基座3的底面32的上方。“上”和“下”方位为厚度方向Z上的方位。当然，本申请中使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

所述电路板4包括上刚板部41、下刚板部42及连接于所述上刚板部41与所述下刚板部42之间的柔板部43。所述上刚板部41与所述下刚板部42几乎不可弯折。所述柔板部43可弯折。所述柔板部43发生形变时，所述上刚板部41与所述下刚板部42之间的相对位置关系能够发生变化。所述电路板4可为软硬结合印刷电路板。此时，例如所述上刚板部41与所述下刚板部42可以为软硬结合印刷电路板的硬性印刷电路板部分，所述柔板部43为软硬结合印刷电路板中的柔性印刷电路板部分。

所述上刚板部41固定于所述基座3的顶面31。所述发射模块1固定于所述上刚板部41远离所述基座3的一侧。也即，所述发射模块1固定于所述上刚板部41的上方。所述发射模块1可通过表面组装技术(surface mount technology，SMT)焊接于所述上刚板部41。所述柔板部43绕过所述基座3的周侧。所述下刚板部42固定于所述基座3的底面32且覆盖所述收容空间38。所述基座3的底面32的周缘可通过粘接圈321粘接所述下刚板部42。所述粘接圈321起到连接及密封作用。

所述驱动芯片5收容于所述收容空间38且固定于所述下刚板部42。所述驱动芯片5位于所述基座3与所述下刚板部42之间。所述驱动芯片5可通过焊接或粘接的方式固定于所述下刚板部42。所述驱动芯片5位于所述发射模块1下方。所述驱动芯片5在所述下刚板部42上的投影与所述发射模块1在所述下刚板部42上的投影至少部分重叠。本申请中，部件在所述下刚板部42上的投影，是指该部件在所述下刚板部42所在平面上的正投影。

在本实施例中，由于所述上刚板部41与所述下刚板部42分别固定于所述基座3的顶面31和所述基座3的底面32，所述发射模块1固定于所述上刚板部41，所述驱动芯片5固定于所述下刚板部42，所述驱动芯片5在所述下刚板部42上的投影与所述发射模块1在所述下刚板部42上的投影至少部分重叠，因此所述发射模块1被架高叠放于所述驱动芯片5的上方，所述飞行时间模组30能够与所述驱动芯片5堆叠后，共同与所述接收模块2并排放置，使得所述飞行时间模组30的长度(在长度方向X上的尺寸)得以缩小，所述飞行时间模组30在其安装平面(平行于XY平面)上的投影面积缩小，所述电子设备100用于安装所述飞行时间模组30的安装面积减小，故而所述飞行时间模组30及应用所述飞行时间模组30的所述电子设备100能够实现小型化。

其中，所述上刚板部41在所述下刚板部42的投影至少部分落入所述下刚板部42的范围内。在所述长度方向X上，所述上刚板部41在所述下刚板部42的投影与所述下刚板部42的重叠长度可小于等于3毫米。

可以理解的，所述上刚板部41与所述下刚板部42之间的距离随所述飞行时间模组30的架构需求而设定。该距离最小值满足：结构尺寸(如所述基座3的位于所述发射模块1与所述驱动芯片5之间的部分区域的厚度)及器件(如所述驱动芯片5)避让高度的需求。该距离最大值则满足：所述接收模块2的高度(在厚度方向Z上的尺寸)大于或等于所述发射模块1的高度(在厚度方向Z上的尺寸)与所述驱动芯片5的高度(在厚度方向Z上的尺寸)的和。本实施例中，该距离的大概范围在2.5毫米至3.6毫米之间。

由于所述接收模块2的高度大于所述发射模块1的高度与所述驱动芯片5的高度的和，因此所述发射模块1与所述驱动芯片5堆叠后，两者的高度可以小于或等于所述接收模块2的高度，从而在不增加所述飞行时间模组30的高度(在厚度方向Z上的尺寸)的情况下，使其长度缩小，从而有利于实现小型化。

可选的，所述多个匹配电子元器件7位于所述基座3与所述下刚板部42之间且固定于所述下刚板部42。所述多个匹配电子元器件7收容于所述收容空间38。所述多个匹配电子元器件7可以排布于所述驱动芯片5周边。所述多个匹配电子元器件7在所述下刚板部42的投影与所述发射模块1在所述下刚板部42的投影部分重叠。所述多个匹配电子元器件7与所述驱动芯片5复用所述飞行时间模组30的厚度空间，有利于所述飞行时间模组30的小型化。其中，所述多个匹配电子元器件7可通过焊接或粘接的方式固定于所述下刚板部42。

请一并参阅图2至图6，图6是图3所述飞行时间模组30的散热架6的结构示意图。

所述飞行时间模组30还包括嵌设于所述基座3的散热架6。所述散热架6与所述基座3可通过模内注射(insert molding)工艺一体成型。此时，所述散热架6与所述基座3之间的连接牢固度高，并且制作精度高，产品良率高。所述散热架6采用具有高导热率的材料，例如铜、铝箔、不锈钢等金属材料。所述基座3采用能够通过注射工艺成型的材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)材料或聚酰胺(polyamide)材料等。

所述散热架6包括吸热部61及连接所述吸热部61的散热部62。所述吸热部61位于所述上刚板部41与所述基座3之间。所述上刚板部41安装在所述基座3时，直接搭设在所述吸热部61上方。所述散热部62暴露在所述基座3外侧。

在本实施例中，所述发射模块1是所述飞行时间模组30的主要发热部件，由于所述发射模块1固定于所述上刚板部41，因此所述发射模块1工作时散发的热量能够由所述上刚板部41传递至所述吸热部61，而后由所述散热部62散发至所述基座3外侧，从而实现散热，使得所述飞行时间模组30的散热性能较好，从而具有可靠的工作环境，且使用寿命较长。

其中，所述飞行时间模组30安装于所述壳体10内侧时，所述散热部62接触所述壳体10。此时，所述飞行时间模组30所产生的热量能够经所述壳体10散发至所述电子设备100的外部。一种实施方式中，所述散热部62可以直接接触所述壳体10的边框102(参阅图1)。另一种实施方式中，所述壳体10还包括位于所述边框102内侧的中板(图中未示出)。所述中板可与所述边框102一体成型或通过组装形成一体式的中框。所述散热部62可以接触所述中板，所述飞行时间模组30所产生的热量能够经所述中板传递至所述边框102或所述后盖101(参阅图1)，以散发至所述电子设备100的外部。再一种实施方式中，所述散热部62可以通过导热支架或导热片等导热结构，间接接触所述边框102(或所述中板)。

在本实施例中，由于所述飞行时间模组30的所述发射模块1工作时所散发的热量能够通过所述散热架6快速传递至所述电子设备100的所述壳体10，所述壳体10的散热面积大，因此所述飞行时间模组30能够实现快速散热，有利于保证所述飞行时间模组30的工作可靠性。

其中，所述基座3的顶面31被所述吸热部61覆盖的区域(也即用于支撑所述上刚板部41的区域)可以相对其他区域凹陷，以使所述吸热部61具有较为充足的排布空间，且不会过多地增加所述发射模块1的高度。

可选的，所述基座3还包括连接于所述基座3的顶面31与所述基座3的底面32之间的周侧面33。所述基座3的周侧面33设有散热缺口331。所述散热部62自所述散热缺口331露出。此时，所述发射模块1所产生的热量能够通过所述散热部62直接从所述基座3的周侧空间散发出去，散热效率高。

可选的，所述散热部62的数量为两个。两个所述散热部62分别连接于所述吸热部61的相背两侧。此时，所述基座3的周侧面33上的所述散热缺口331的数量也为两个，两个所述散热缺口331相背设置。

在本实施例中，所述散热架6通过相背设置的两个所述散热部62，能够较为均匀地利用所述基座3的周侧空间进行散热，散热效率高。

可选的，所述散热架6还包括连接所述散热部62的固定部63。所述固定部63连接于所述散热部62的未与所述吸热部61相接的周边边缘。所述基座3包裹所述固定部63。此时，所述基座3可通过对所述固定部63的固定，实现对所述散热部62的固定，所述散热架6与所述基座3的结合牢固度更高。

在本实施例中，所述散热架6的所述吸热部61、所述散热部62及所述固定部63一体成型。所述散热架6可通过对一体的板件进行折弯而形成对应结构。

请一并参阅图2、图3以及图7，图7是图2所示飞行时间模组30沿A-A剖开的剖视图。

所述电路板4还包括第一补强板44和第二补强板45。

所述第一补强板44的上表面通过粘接层441固定于所述上刚板部41背离所述发射模块1的一侧。所述第一补强板44的下表面通过粘接层442固定至所述散热架6的所述吸热部61。即，所述第一补强板44位于所述上刚板部41与所述吸热部61之间。所述第一补强板44既可以增加所述上刚板部41的结构强度，还可以将所述上刚板部41的热量快速传导至所述吸热部61，以增加所述飞行时间模组30的散热速率。所述第一补强板44可采用不锈钢材料、铝箔材料或铜材料等金属材料。

所述第二补强板45的上表面通过粘接层451固定至所述下刚板部42背离所述基座3的一侧。所述第二补强板45既可以增加所述下刚板部42的结构强度，还能够参与所述飞行时间模组30的散热工作，以提高所述飞行时间模组30的散热速度。所述第二补强板45可采用不锈钢材料、铝箔材料或铜材料等金属材料。所述第二补强板45的材料可以与所述第一补强板44的材料相同，以减少物料种类，降低所述飞行时间模组30的成本。

其中，前述粘接层(441/442/451)可通过点胶工艺或涂布工艺成型，也可采用双面胶材料。本实施例中，可在所述粘接层(441/442/451)中添加导热颗粒(例如石墨颗粒或金属颗粒)，以提高所述粘接层的导热效率。

可选的，所述电路板4的所述柔板部43采用具有高折弯性的压延铜材质。所述柔板部43可采用双层板结构，以兼顾高弯折性能与电路传输需求。其中，所述基座3的周侧面33还凸设有支撑块332。所述支撑块332背离所述周侧面33的顶面3321为弧面。所述支撑块332的顶面3321可用于支撑所述柔板部43，以降低所述柔板部43因意外弯折而发生损毁的风险。

可选的，所述电路板4还包括连接刚板部46及连接柔板部47。所述连接柔板部47连接在所述连接刚板部46与所述下刚板部42之间。所述电路板4还包括电连接器48。所述电连接器48固定于所述连接刚板部46。所述电连接器48用于实现所述飞行时间模组30与其他部件的通信连接和电源连接。所述电连接器48可以为板对板连接器(Board-to-boardConnectors)。所述连接柔板部47采用具有高折弯性的压延铜材质。

其中，所述电路板4还包括第三补强板49。所述第三补强板49固定于所述连接刚板部46背离所述电连接器48的一侧。所述第三补强板49可采用不锈钢材料、铝箔材料或铜材料等金属材料。所述第三补强板49能够增加所述连接刚板部46的结构强度。

可选的，所述飞行时间模组30还包括补强胶条410。所述补强胶条410固定于所述上刚板部41与所述柔板部43的交界处，且连接所述发射模块1。由于所述补强胶条410连接在所述上刚板部41与所述柔板部43的交界处，因此所述补强胶条410能够增强该交界处的结构强度，从而降低该交界处因弯折后应力集中而导致发生损坏的风险，以提高所述飞行时间模组30的使用寿命。当所述补强胶条410还连接所述发射模块1时，增加了所述电路板4与所述发射模块1之间的连接牢固度，同时也能够进一步将所述交界处的弯折应力分散开，降低所述电路板4发生损坏的风险。其中，所述补强胶条410的横截面形状可以为三角形，以提高补强效果。其中，所述补强胶条410可通过点胶方式成型。

其中，所述连接柔板部47与所述下刚板部42的交界处也可设置与所述补强胶条410相似的另一补强胶条420。该补强胶条420可以增加所述连接柔板部47与所述下刚板部42的交界处的结构强度。该补强胶条420还可连接所述基座3。

请一并参阅图3、图7至图9，图8是图2所示飞行时间模组30在另一角度的结构示意图，图9是图2所示飞行时间模组30的散热架6与散热板8的连接结构示意图。

所述飞行时间模组30还包括散热板8。所述散热板8采用具有高导热率的材料，例如铜、铝箔、不锈钢等金属材料。所述散热板8包括主体部81及连接所述主体部81的连接部82。所述主体部81固定于所述下刚板部42远离所述基座3的一侧。所述连接部82接触所述散热部62。所述主体部81的面积大于所述连接部82的面积。其中，所述主体部81可以接触所述第二补强板45，所述下刚板部42的热量可通过所述第二补强板45快速传输至所述主体部81。此时，所述飞行时间模组30可通过面积较大的所述散热板8进行散热，从而提高所述飞行时间模组30的散热效率。

其中，所述散热板8可接触所述电子设备100的后盖101(或中板)，从而通过所述电子设备100的壳体10进行散热。

其中，所述散热板8的所述主体部81和所述连接部82可以为一体成型结构。所述散热板8可通过对一体的板件进行折弯而形成对应结构。

请一并参阅图3、图4以及图6，所述基座3的顶面31设有凸起的限位柱34。所述吸热部61设有第一孔611。所述上刚板部41设有连通所述第一孔611的第二孔411。所述限位柱34伸入所述第一孔611及所述第二孔411。此时，所述限位柱34与所述第一孔611的配合，使得所述上刚板部41相对所述基座3及所述吸热部61固定。

所述限位柱34的数量可以为一个或多个。所述第一孔611和所述第二孔411的数量及位置与所述限位柱34的数量及位置相适配。例如，所述限位柱34数量为至少两个时，所述上刚板部41安装于所述基座3的顶面31后，所述上刚板部41不会相对所述基座3的顶面31转动。

同样的，所述第一补强板44上同样设有连通所述第一孔611和所述第二孔411的第三孔。所述限位柱34穿过所述第三孔。

其中，所述第一孔611与所述发射模块1的发射器12在所述上刚板部41上的投影相错开。此时，所述发射器12的热量能够更快地传递至所述吸热部61。

请一并参阅图2至图4以及图7，所述基座3的顶面31设有凸起的限位臂35。所述限位臂35呈方环形或局部方环形。所述发射模块1位于所述限位臂35内侧。所述上刚板部41同样位于所述限位臂35内侧。

在本实施例中，以所述限位臂35呈局部方环形为例进行说明。例如，所述限位臂35包括三个依次连接的第一部分、第二部分及第三部分，第一部分与第三部分相对设置。所述第一部分远离所述第二部分的端部与所述第三部分远离所述第二部分的端部之间形成间隙。所述电路板4可以自所述间隙伸入所述限位臂35内侧。所述限位柱34位于所述限位臂35内侧。

在本实施例中，通过所述限位臂35对所述发射模块1的限位，使得所述发射模块1能够精确地固定在所述基座3上，从而保证所述发射模块1的光轴精度，以提高所述飞行时间模组30的识别精度。

其他实施例中，所述限位臂35呈方环形时，所述限位臂35设有安装孔，以使所述上刚板部41能够穿过所述安装孔，伸入所述限位臂35内侧。

可选的，所述飞行时间模组30还包括第一固定胶91。所述第一固定胶91粘接于所述限位臂35与所述发射模块1之间。所述第一固定胶91可通过点胶工艺成型。所述第一固定胶91能够增加所述发射模块1与所述限位臂35之间的连接牢固度，同时也能够防止水汽和灰尘进入所述限位臂35与所述发射模块1之间的缝隙中，从而提高所述飞行时间模组30的使用寿命。

其中，所述第一固定胶91还可连接在所述限位臂35与所述上刚板部41之间。所述第一固定胶91还可连接在所述限位臂35与所述第一补强板44之间。所述第一固定胶91还可以连接所述吸热部61。所述第一固定胶91中可掺杂导热颗粒(例如石墨颗粒或金属颗粒)，以提高所述第一固定胶91的导热效率，使得所述飞行时间模组30的散热效率更高。

请一并参阅图2至图4以及图7，可选的，所述基座3的顶面31设有凹陷的安装槽311及连通所述安装槽311与所述收容空间38的透光孔36。所述镜头21安装于所述安装槽311。即，所述镜头21自所述基座3的顶面31一侧通过所述安装槽311安装至所述基座3。所述镜头21相对所述基座3的顶面31凸出。所述感光芯片22收容于所述收容空间38且固定于所述下刚板部42。所述感光芯片22位于所述基座3与所述下刚板部42之间。所述感光芯片22可通过焊接和粘接的方式固定于所述下刚板部42。所述感光芯片22正对所述透光孔33设置。所述透光孔33在所述感光芯片22上的正投影能够全部落入所述感光芯片22的范围内。所述感光芯片22用于接收依次穿过所述镜头21和所述透光孔36的感应光信号。所述感应光信号为所述检测光信号被待测对象反射形成的光信号。

在本实施例中，所述基座3集成了传统摄像头40模组的镜座结构，使得所述镜头21能够安装于所述基座3，从而无需在所述飞行时间模组30中设置额外的镜座，从而节约了所述飞行时间模组30的物料数量，有利于降低所述飞行时间模组30的成本。

可选的，所述基座3的顶面31设有凸起的固定臂37。所述固定臂37的内侧空间371连通所述安装槽311。所述内侧空间371与所述安装槽311共同形成所述镜头21的安装空间。所述固定臂37呈圆环状。所述镜头21螺纹连接于所述固定臂37内侧。所述镜头21的外侧设有外螺纹，所述固定臂37内侧设有与前述外螺纹相匹配的内螺纹(图中未示出)。所述固定臂37能够用于固定所述镜头21，以使所述镜头21的接收光轴的安装精度足够，从而提高所述飞行时间模组30的识别精度。

其中，所述固定臂37的顶面372(远离所述基座3的底面32设置)与所述限位臂35的顶面351(远离所述基座3的底面32设置)可以齐平设置。此时，所述基座3的加工工艺较为简单，所述基座3的加工成本较低。

可选的，所述接收模块2的所述镜头21远离所述基座3的顶面211与所述发射模块1远离所述基座3的顶面132齐平。此时，所述发射模块1与所述接收模块2及所述驱动芯片5的堆叠结构能够更好地复用所述飞行时间模组30的厚度空间(也即厚度方向Z上的空间)，使得所述飞行时间模组30能够更好地实现小型化。其他实施例中，所述镜头21的顶面211也可以高于所述发射模块1的顶面132。

可选的，所述飞行时间模组30还包括第二固定胶92。所述第二固定胶92粘接于所述固定臂37与所述镜头21之间。所述第二固定胶92可通过点胶工艺成型。所述第二固定胶92大致呈圆环形。所述第二固定胶92能够增加所述固定臂37与所述镜头21之间的连接牢固度，同时也能够防止水汽和灰尘经所述固定臂37与所述镜头21之间的缝隙进入所述飞行时间模组30内部，从而提高所述飞行时间模组30的使用寿命。

其中，所述第二固定胶92的材料可以与所述第一固定胶91的材料相同，以减少所述飞行时间模组30的物料种类，降低所述飞行时间模组30的成本。

可选的，所述镜头21包括镜筒212及固定在所述镜筒212内侧的镜片组213。所述镜片组213可通过粘接方式固定在所述镜筒212内侧，以形成一体式镜头。所述镜片组213包括沿所述镜头21的光轴依次间隔排布的多个透镜。相邻的透镜之间设置有隔圈。隔圈既可以保持透镜光学间隔，还可以保证光路在隔圈同光孔径范围内。当然，隔圈也可避免相邻的两个透镜之间直接接触而产生磨损。隔圈可采用麦拉片，也即聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。其中，所述感光芯片22的中心对齐所述镜头21的光轴，以更好地采集图像，提高所述接收模块2的拍摄质量。

可选的，所述接收模块2还包括滤光片23。所述滤光片23收容于所述收容空间38且覆盖所述透光孔36。所述滤光片23位于所述镜头21与所述感光芯片22之间。所述滤光片23可通过粘接圈粘接至所述基座3。

请一并参阅图7和图10，图10是图3所示发射模块1的部分分解示意图。

所述发射模块1包括基板11及发射器12。所述基板11固定于所述上刚板部41。所述基板11可通过表面贴装技术焊接于所述上刚板部41。所述基板11与所述上刚板部41之间形成焊接层111。所述发射器12固定于所述基板11背离所述上刚板部41的一侧。所述发射器12可以为垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting Laser，VCSEL)。所述基板11可以为陶瓷基板。所述基板11将所述发射器12工作时所散发的热量传递至所述上刚板部41。

其中，所述发射模块1还包括底座13和均光片(diffuser)14。所述底座13可通过粘接圈131固定于所述基板11朝向所述发射器12的一侧。该粘接圈131可实现粘接及密封功能。所述底座13远离所述基板11的顶面132(也即所述发射模块1的顶面132)设有凹陷槽133，所述均光片14安装于所述凹陷槽133。所述均光片14可通过粘接圈141固定于所述凹陷槽133的底壁。该粘接圈可132实现粘接及密封功能。

所述底座13、所述基板11及所述均光片14共同围设成容纳空间15。所述底座13还设有连通所述凹陷槽133与所述容纳空间15的通孔16。所述发射器12收容于所述容纳空间15。所述发射器12正对所述通孔16设置。

所述发射模块1还可包括光电二极管(photo diode，PD)17和负温度系数(negative temperature coefficient，NTC)器件18。所述光电二极管17和所述负温度系数器件18固定于所述基板11朝向所述发射器12的一侧，且收容于所述容纳空间15。

其中，所述光电二极管17为人眼安全和皮肤安全的监控器件，同时负责自动功率控制。所述光电二极管17用于监控所述发射模块1的所述容纳空间15内的光线变化，并将接收到的光线转换为对应的电流信号后传输至所述驱动芯片5。若所述均光片14出现丢失或者破裂，则会导致所述容纳空间15内的光线出现变化。此时，所述光电二极管17接收到的光线出现变化，所述光电二极管17会及时将接收光线转化为电流信号，并传输至所述驱动芯片5。所述驱动芯片5还用于比对所述电流信号与设定的阈值。当所述电流信号大于设定的阈值时，则关闭所述飞行时间模组30，以避免所述发射模块1发出的光线超标而对人眼安全有损伤。

所述负温度系数器件18用于为监控所述发射器12的实时温度，并将数据实时传送给所述驱动芯片5。因为所述发射器12在温度超过某个设定温度(例如70℃)时，光效率会大幅衰减，对深度精度损失很大，因此系统必须对其实时进行监控。当所述驱动芯片5收到所述负温度系数器件18检测的信号，得知温度将要达到设定温度时，会通过一些手段控制温度的上升。例如降低电流输出，或者通过预设程序，使所述负温度系数器件18所检测的温度达到预定温度(该温度通常高于设定温度)时，关闭所述飞行时间模组30。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种飞行时间模组，其特征在于，包括基座、电路板、发射模块及驱动芯片，所述基座包括相背设置的顶面和底面，所述基座的底面的部分区域凹陷形成收容空间，所述电路板包括上刚板部和下刚板部，所述上刚板部固定于所述基座的顶面，所述下刚板部固定于所述基座的底面且覆盖所述收容空间，所述发射模块固定于所述上刚板部远离所述基座的一侧，所述驱动芯片收容于所述收容空间且固定于所述下刚板部，所述驱动芯片用于驱动所述发射模块发出检测光信号，所述驱动芯片在所述下刚板部上的投影与所述发射模块在所述下刚板部上的投影至少部分重叠；

所述飞行时间模组还包括嵌设于所述基座的散热架，所述散热架包括吸热部及连接所述吸热部的散热部，所述吸热部位于所述上刚板部与所述基座之间，所述散热部暴露在所述基座外侧。

2.如权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述基座还包括连接于所述基座的顶面与所述基座的底面之间的周侧面，所述基座的周侧面设有散热缺口，所述散热部自所述散热缺口露出。

3.如权利要求2所述的飞行时间模组，其特征在于，所述散热部的数量为两个，两个所述散热部分别连接于所述吸热部的相背两侧。

4.如权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述散热架还包括连接所述散热部的固定部，所述基座包裹所述固定部。

5.如权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述飞行时间模组还包括散热板，所述散热板包括主体部及连接所述主体部的连接部，所述主体部固定于所述下刚板部远离所述基座的一侧，所述连接部接触所述散热部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的飞行时间模组，其特征在于，所述发射模块包括基板及发射器，所述基板固定于所述上刚板部，所述发射器固定于所述基板背离所述上刚板部的一侧。

7.如权利要求1至5中任一项所述的飞行时间模组，其特征在于，所述基座的顶面设有凸起的限位柱，所述吸热部设有第一孔，所述上刚板部设有连通所述第一孔的第二孔，所述限位柱伸入所述第一孔及所述第二孔。

8.如权利要求1至5中任一项所述的飞行时间模组，其特征在于，所述基座的顶面设有凸起的限位臂，所述限位臂呈方环形或局部方环形，所述发射模块位于所述限位臂内侧。

9.如权利要求1至5中任一项所述的飞行时间模组，其特征在于，所述电路板还包括连接于所述上刚板部与所述下刚板部之间的柔板部，所述飞行时间模组还包括补强胶条，所述补强胶条固定于所述上刚板部与所述柔板部的交界处，且连接所述发射模块。

10.如权利要求1至5中任一项所述的飞行时间模组，其特征在于，所述基座的顶面设有凹陷的安装槽及连通所述安装槽与所述收容空间的透光孔；

所述飞行时间模组还包括镜头及感光芯片，所述镜头安装于所述安装槽，所述感光芯片收容于所述收容空间且固定于所述下刚板部，所述感光芯片正对所述透光孔设置，所述感光芯片用于接收依次穿过所述镜头和所述透光孔的感应光信号，所述感应光信号为所述检测光信号被待测对象反射形成的光信号。

11.如权利要求10所述的飞行时间模组，其特征在于，所述基座的顶面设有凸起的固定臂，所述固定臂的内侧空间连通所述安装槽，所述镜头螺纹连接于所述固定臂内侧。

12.如权利要求10所述的飞行时间模组，其特征在于，所述镜头远离所述基座的顶面与所述发射模块远离所述基座的顶面齐平。

13.一种电子设备，其特征在于，包括壳体及如权利要求1至12中任一项所述的飞行时间模组，所述飞行时间模组位于所述壳体内侧，且所述散热部接触所述壳体。