CN110530611B - 校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备。校准方法包括:获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;根据当前温度获取预设的温度‑电流‑光功率关系曲线;根据当前电流值及预设的温度‑电流‑光功率关系曲线,计算当前光功率;根据预设的光功率与电流的线性函数及当前激光发射器的目标光功率,获取目标电流值;在当前光功率与目标光功率不同时,将目标电流值作为当前激光发射器的下一时刻电流值,使当前光功率达到目标光功率。本申请根据预设的温度‑电流‑光功率的关系曲线调节当前激光发射器的工作电流为目标电流值,使不同的当前激光发射器的光功率均达到目标光功率,解决光功率一致性偏差问题,保护人眼安全。
Description
技术领域
本申请涉及光学成像领域,特别涉及一种校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备。
背景技术
对于结构光设备而言,温度不同,会造成结构光设备中激光发射器的发光功率(下称光功率)不同,导致多个同型号的不同激光发射器间光功率产生一致性差异。多个同型号的手机在开启后一定时间内,每台手机中结构光设备的激光发射器(同一型号)的温度均会发生改变,导致同型号但不同手机的激光发射器的光功率不一致,产生光功率一致性偏差。光功率的一致性偏差会带来人眼安全问题,具体地,型号相同的不同手机中的激光发射器的光功率的安全阈值都是相同的,当不同手机中的激光发射器的电流恒定且均相同时,低温时激光发射器的光功率会高于高温时激光发射器的光功率,则导致低温时激光发射器的人眼安全余量较低,容易伤害人眼。
发明内容
本申请实施方式提供一种校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备。
本申请实施方式提供一种校准方法,所述校准方法包括:获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的下一时刻光功率达到所述目标光功率。
在某些实施方式中,所述校准方法还包括:选取多个测试激光发射器,在相同基准温度及相同基准电流下,多个所述测试激光发射器的光功率不同;在同一测试温度下,根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,并生成每个所述测试激光发射器在所述测试温度下的温度-电流-光功率的关系曲线;改变测试温度,继续根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,直至生成多条所述温度-电流-光功率的关系曲线,其中,每条所述温度-电流-光功率的关系曲线对应一个所述测试激光发射器及一个测试温度;所述根据所述当前温度获取预设对应的温度-电流-光功率关系曲线,包括:获取所述当前激光发射器在所述基准温度及所述基准电流下的测试光功率;根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
在某些实施方式中,所述根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,所述校准方法还包括:根据所述测试光功率在多个所述测试激光发射器的多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个所述测试激光发射器在多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线;根据所述当前温度在需要套用的所述测试激光发射器的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
在某些实施方式中,所述校准方法还包括所述获取当前激光发射器的当前温度,包括:通过温度采集电路获取所述当前激光发射器的所述当前温度。
本申请实施方式提供一种激光发射模组。所述激光发射模组包括当前激光发射器和处理器,所述处理器用于:获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的所述当前光功率达到所述目标光功率。
在某些实施方式中,所述处理器还用于:选取多个测试激光发射器,在相同基准温度及相同基准电流下,多个所述测试激光发射器的光功率不同;在同一测试温度下,根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,并生成每个所述测试激光发射器在所述测试温度下的温度-电流-光功率的关系曲线;改变测试温度,继续根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,直至生成多条所述温度-电流-光功率的关系曲线,其中,每条所述温度-电流-光功率的关系曲线对应一个所述测试激光发射器及一个测试温度;获取所述当前激光发射器在所述基准温度及所述基准电流下的测试光功率;根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
在某些实施方式中,所述处理器还用于:根据所述测试光功率在多个所述测试激光发射器的多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个所述测试激光发射器在多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线;根据所述当前温度在需要套用的所述测试激光发射器的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
在某些实施方式中,所述激光发射模组还包括温度采集电路,所述温度采集电路用于获取每个所述当前激光发射器的所述当前温度。
在某些实施方式中,所述激光发射模组还包括基板组件;所述基板组件包括:第一基板和第二基板,所述第二基板承载在所述第一基板上并开设有过孔,所述当前激光发射器安装在所述第一基板上并与所述第一基板电性连接,所述当前激光发射器收容在所述过孔内;所述温度采集电路设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面并与所述当前激光发射器电性连接。
在某些实施方式中,所述温度采集电路包括热敏电阻和信号处理子电路,所述热敏电阻与所述当前激光发射器电性连接;所述信号处理子电路与所述热敏电阻电性连接,以获取所述热敏电阻的电信号,并处理所述电信号以获取温度信息。
本申请实施方式还提供一种深度相机,所述深度相机包括激光接收模组和上述任意一个实施方式所述的激光发射模组,所述激光发射模组用于向目标物体发射激光;所述激光接收模组用于接收从所述目标物体反射回来的所述激光。
本申请实施方式还提供一种深度相机,所述深度相机包括激光发射模组、激光接收模组和处理器,所述激光发射模组包括用于发射激光的当前激光发射器;所述激光接收模组用于接收从目标物体反射回来的所述激光;所述处理器与所述当前激光发射器连接,所述处理器用于:获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的所述当前光功率达到所述目标光功率。
本申请实施方式还提供一种电子设备,所述电子设备包括壳体和上述的深度相机,所述深度相机与所述壳体结合。
本申请的校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备根据预设的温度-电流-光功率的关系曲线调节当前激光发射器的工作电流为目标电流值,使不同的当前激光发射器的光功率均达到目标光功率,解决光功率一致性偏差问题,改善用户体验和保护人眼安全。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请某些实施方式的电子设备的结构示意图;
图2是本申请某些实施方式的电子设备的结构示意图;
图3是本申请某些实施方式的深度相机的结构示意图;
图4是本申请某些实施方式的深度相机的立体装配示意图;
图5是本申请某些实施方式的深度相机的平面装配示意图;
图6是图5所示的深度相机沿VI-VI线的截面示意图;
图7是本申请某些实施方式的深度相机的平面装配示意图;
图8及图9是本申请某些实施方式的深度相机的立体分解示意图;
图10及图11是本申请某些实施方式的深度相机的垫块组件及光发射器的立体分解示意图。
图12是本申请某些实施方式的深度相机的结构示意图;
图13是本申请某些实施方式的校准方法的流程示意图;
图14是本申请某些实施方式的校准方法的流程示意图;
图15a是本申请某些实施方式的校准方法的场景示意图;
图15b是本申请某些实施方式的校准方法中测试激光发射器的温度-电流-光功率关系示意图;
图15c是本申请某些实施方式的校准方法中测试激光发射器的温度-电流-光功率关系示意图;
图16是本申请某些实施方式的校准方法的流程示意图;
图17是本申请某些实施方式的校准方法的流程示意图;
图18是本申请某些实施方式的温度采集电路的示意图;
图19是本申请某些实施方式的激光发射模组的部分立体结构示意图;
图20是本申请某些实施方式的激光发射模组的部分立体结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中,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。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
请参阅图1和图2,本申请实施方式提供一种电子设备1000。电子设备1000包括壳体200和深度相机100。电子设备1000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、游戏机、智能手表、智能手环、头显设备、无人机、数字相机(Digital Still Camera,DSC)、数字摄录像机(Digital Video Camcorder,DVC)、行车记录器等监视设备以及其它具备照相机或摄录像机等电子设备。本申请实施方式以电子设备1000是手机为例进行说明,可以理解,电子设备1000的具体形式不限于手机。
壳体200可以作为电子设备1000的功能元件的安装载体。壳体200可以为功能元件提供防尘、防摔、防水等保护,功能元件可以是深度相机100、显示屏210、处理芯片219、受话器等。在本申请实施例中,壳体200包括主体215及可动支架217,可动支架217在驱动装置的驱动下可以相对于主体215运动,例如可动支架217可以相对于主体215滑动,以从主体215滑出(如图1所示)或滑入主体215(如图2所示)。部分功能元件(例如显示屏210)可以安装在主体215上,另一部分功能元件(例如深度相机100、受话器)可以安装在可动支架217上,可动支架217运动可带动该另一部分功能元件缩回主体215内或从主体215中伸出。当然,图1和图2所示仅是对壳体200的一种具体形式举例,不能理解为对本申请的壳体200的限制。
深度相机100安装在壳体200上。具体地,深度相机100安装在可动支架217上。用户在需要使用深度相机100时,可以触发可动支架217从主体215中滑出以带动深度相机100从主体215中伸出;在不需要使用深度相机100时,可以触发可动支架217滑入主体215以带动深度相机100缩回主体215中。在其他实施方式中,壳体200上可以开设有通光孔,深度相机100不可移动地设置在壳体200内并与通光孔对应,以采集图像信息;或者,显示屏210可以开设有通光孔,深度相机100设置在显示屏210的下方并与通光孔对应,以采集图像信息。
请参阅图3,在一个实施例中,深度相机100包括激光发射模组30、激光接收模组40和处理器70。激光发射模组30包括用于发射激光的当前激光发射器31,处理器70与当前激光发射器31连接。激光接收模组40用于接收从目标物体反射回来的激光。处理器70用于校准由于温度引起的当前激光发射器31的光功率有偏差的问题。具体地,处理器70用于:获取当前激光发射器31的当前温度Tn和当前电流值In;根据当前温度Tn获取预设的温度-电流-光功率关系曲线Sn;根据当前电流值In及预设的温度-电流-光功率关系曲线Sn,计算当前激光发射器31在当前温度Tn下的当前光功率Pn;根据预设的光功率与电流的线性函数(LIV曲线)及当前激光发射器31的目标光功率Pt,获取当前激光发射器31的目标电流值It;在当前光功率Pn与目标光功率Pt不同时,将目标电流值It作为当前激光发射器31的下一时刻电流值In+1,以使当前激光发射器31的当前光功率Pn达到目标光功率Pt。本实施方式中,处理器70位于激光发射模组30的外部,处理器70、激光发射模组30、及激光接收模组40共同构成电子设备1000中的深度相机100,处理器70可以是电子设备1000中的应用处理器。此时,处理器70不仅可以根据上述校准方法校准电子设备1000中激光发射模组30的激光发射器31的光功率,当激光发射模组30损坏而更换了新的激光发射模组后,处理器70还可采用同样的校准方法校准更换后的激光发射模组的激光发射器的光功率,使得多个不同的激光发射模组中的激光发射器在相同温度下的光功率一致,改善用户体验及保护人眼安全。
激光发射模组30可以为结构光模组或飞行时间模组。结构光模组利用结构光测距的原理获取深度,飞行时间模组利用飞行时间(Time of Flight,TOF)测距的原理获取深度。可以理解地,当激光发射模组30为结构光模组时,温度的不同导致光功率不同,光功率产生一致性差异,造成不同电子设备1000的成像时散斑点能量密度不同,进而造成不同电子设备1000作用距离不同,影响用户体验。当激光发射模组30为飞行时间模组时,温度的不同导致光功率不同,当光功率高时,飞行时间模组作用距离长;当光功率低时,飞行时间作用距离短,进而影响用户体验。
具体地,请参阅图4至图7,深度相机100包括电路板组件10、机壳50、垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40。深度相机100可以是利用结构光测距的原理获取深度、或者深度相机100可以是利用飞行时间(Time of Flight,TOF)测距的原理获取深度,本申请实施例以深度相机100利用飞行时间测距的原理获取深度作为例子进行说明。
请参阅图4至图6,电路板组件10可以用于承载机壳50、垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40。电路板组件10可以用于电连接电子设备1000的主板与垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40。电路板组件10包括柔性电路板11及补强板12。柔性电路板11上铺设有线路,垫块组件20及激光接收模组40可以设置在柔性电路板11的一侧上,线路与垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40均电性连接。补强板12可以设置在柔性电路板11的另一侧上,补强板12可以由钢等具有较大的硬度的材料制成,以提高电路板组件10的整体强度,且便于线路与垫块组件20及激光接收模组40电连接。
请参阅图5及图6,机壳50设置在电路板组件10上,机壳50可以连接在电路板组件10上,例如机壳50通过胶粘接在电路板组件10上。机壳50可以用于形成深度相机100的外壳的一部分,垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40可以至少部分收容在机壳50内。
机壳50可以是一个一体成型的整体。机壳50上可以开设有多个腔体,不同的腔体可以用于收容上述的垫块组件20、激光发射模组30及激光接收模组40中的不同的元件。机壳50与电路板组件10围成第一收容腔51及第二收容腔52,第一收容腔51可以与第二收容腔52间隔,第一收容腔51也可以与第二收容腔52连通。
在本申请实施例中,机壳50包括第一子壳体54及第二子壳体55,第一子壳体54与第二子壳体55可以由一体成型的工艺制造而成,例如通过一次铸造形成第一子壳体54及第二子壳体55,或者通过一次切削加工形成第一子壳体54及第二子壳体55。第一子壳体54与电路板组件10共同围成第一收容腔51,第一子壳体54上形成通光口541,通光口541与第一收容腔51相通,第二子壳体55与电路板组件10共同围成第二收容腔52。
在另外的例子中,机壳50包括多个分体设置的子壳体,每个子壳体可以单独与电路板组件10连接,例如一个子壳体用于收容激光发射模组30、另一个子壳体用于收容激光接收模组40,两个子壳体可以分别通过胶粘接在电路板组件10上,在需要维修或更换激光发射模组30时,可以拆开其中一个子壳体,而不影响另一个子壳体及激光接收模组40。
请参阅图6、图10及图11,垫块组件20设置在柔性电路板11上。垫块组件20与柔性电路板11电性连接。垫块组件20包括垫块21及导电件22。
垫块21设置在柔性电路板11上,垫块21与柔性电路板11的相对位置可以是固定的,例如将垫块21粘接在柔性电路板11上。垫块21可以收容在第一收容腔51内,以避免垫块21从柔性电路板11上脱落后掉出,当然,垫块21也可以不是收容在机壳50内。垫块21可以是绝缘的,例如垫块21可以是PCB板、陶瓷块等。垫块21包括第一面211及第二面212,其中,第一面211与第二面212相背。垫块21设置在柔性电路板11上时,第一面211设置在柔性电路板11上,第二面212与柔性电路板11形成一定的高度差,使得设置在第二面212上的元件与直接设置在柔性电路板11上的元件相比,设置在第二面212上的元件相对于柔性电路板11被垫高,通过选用不同高度的垫块21,可以适应不同元件在高度上的布置需求。垫块21上开设导电孔213,导电孔213贯穿第一面211及第二面212。导电孔213可以在垫块21的与外周壁相间隔的位置上开设,导电孔213也可以在垫块21的外周壁上开设。
导电件22设置在导电孔213内。导电件22具体可以是导电银浆、导电陶瓷等任意可以导电的材料,导电件22可以填充在导电孔213内并从第一面211及第二面212露出。导电件22的从第一面211露出的部分可以用于与柔性电路板11电性连接,导电件22的从第二面212露出的部分可以用于与设置在第二面212上的元件电性连接,以使导电件22用于将该元件与柔性电路板11电性连接。依据设置在第二面212上的元件的布线需求,导电孔213的数量及导电孔213的位置可以任意设置,而不限于本申请附图所示的实施例中的举例。
请参阅图4及图6,激光发射模组30设置在第二面212上,激光发射模组30通过导电件22与电路板组件10电性连接,激光接收模组40设置在柔性电路板11上。可以理解,由于第一面211与柔性电路板11结合,激光接收模组40设置在柔性电路板11上,故激光接收模组40与第一面211在柔性电路板11上的设置高度基本相同,而同时垫块21具有一定的厚度,即,第二面212与第一面211具有一定的高度差,因此,激光发射模组30的设置高度要高于激光接收模组40的设置高度。在具体设置时,可以将激光发射模组30与激光接收模组40中自身高度较小的一个设置在第二面212上,自身高度较大的一个设置在柔性电路板11上,以减小激光发射模组30与激光接收模组40相对于柔性电路板11的高度差,避免激光接收模组40遮挡到激光发射模组30发射或接收光信号,即,避免激光发射模组30发射到外界的光信号缺失或者接收到的从外界反射回的光信号缺失,并最终使得深度相机100获得的深度信息较完整。
请参阅图6、图10及图11,激光发射模组30设置在第二面212上。在本申请实施例中,激光发射模组30与垫块21均收容在第一收容腔51内。激光发射模组30包括激光发射器31、支架32及扩散器33(diffuser)。
支架32设置在第二面212上。支架32可以通过胶35粘接在第二面212上,支架32与第二面212共同围成安装空间321,安装空间321内可以用于设置激光发射器31。支架32上还可以开设有出光口322,出光口322与安装空间321连通,出光口322可用于供激光发射器31发出的光穿过。
激光发射器31收容在安装空间321内,激光发射器31可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),激光发射器31可以以方波的形式向外发出带有均匀光斑的红外激光的光信号,光信号穿过出光口322后可以到达扩散器33。激光发射器31可以设置在第二面212上,激光发射器31可以与导电件22电连接,并通过导电件22使得激光发射器31与柔性电路板11电连接,以避免使用过于长或过于复杂的连接线路连接激光发射器31与柔性电路板11,减少连接线路的寄生电感,有利于激光发射器31打出理想的方波,提升最终获取的深度信息的精度。在一个例子中,激光发射器31的引脚可以直接与从第二面212露出的导电件22电连接,在另一个例子中,可以通过打线(Wire Bonding)的方式将激光发射器31与导电件22电连接。
扩散器33设置在支架32上,具体地,扩散器33可以通过胶35粘结在支架32上。扩散器33可以由透明的玻璃或者树脂等材料制成。扩散器33可以位于安装空间321外,例如,扩散器33可以完全覆盖出光口322。从激光发射器31发出的光信号穿过出光口322后到达扩散器33,扩散器33可以将光信号的视角范围增大,以使激光发射模组30发出的光信号照射到更大的范围。穿过扩散器33的光信号可以进一步穿过通光口541,穿过通光口541后,光信号进入深度相机100外。
需要提到的是,当需要在机壳200上设置开孔以供激光发射模组30发出的光信号穿出时,将激光发射模组30垫高,可以减小激光发射模组30与机壳200上的开孔之间的距离,由于激光发射模组30发出的光信号为发散的光信号,故减小激光发射模组30与机壳200上的开孔之间的距离后可允许开孔的尺寸更小,对电子设备1000的外观的影响较小。
请参阅图6、图8、图10及图11,激光接收模组40设置在电路板组件10上,激光接收模组40上形成有入光口411,外界的光信号穿过入光口411后进入激光接收模组40。在本申请实施例中,形成通光口541的平面可以与形成入光口411的平面齐平,使得穿过通光口541进入外界的光信号不会被激光接收模组40遮挡,从外界穿入入光口411的光信号不会被激光发射模组30遮挡。
激光接收模组40与激光发射模组30设置在同一个柔性电路板11上,使得激光接收模组40与激光发射模组30的位置相对固定,不需要额外再使用支架32对激光接收模组40及激光发射模组30进行固定。在安装深度相机100时,可以将深度相机100整体安装在机壳200内,而不需要分别安装激光接收模组40及激光发射模组30后再进行标定。另外,深度相机100还可包括连接器60,连接器60连接在电路板组件10上,连接器60与电子设备1000的主板电连接。连接器60的数量可以是单个,单个连接器60同时与激光发射模组30及激光接收模组40电性连接,不需要设置多个连接器60。激光接收模组40包括感光件42、镜筒41及透镜43。
感光件42可以设置在柔性电路板11上并与柔性电路板11电连接,感光件42收容在第二收容腔52内。感光件42可以是光电传感器,感光件42接收到光信号后,感光件42将光信号转化为电信号,以便于进一步通过电信号来计算深度信息。
透镜43可以安装在镜筒41内。上述的入光口411开设在镜筒41上。光信号从入光口411进入后,可以进一步穿过透镜43,以将光信号汇聚到感光件42上。镜筒41可以与机壳50可拆卸地安装,具体地,镜筒41可以与第二子壳体55可拆卸地安装。在本申请实施例中,机壳50还开设有安装槽53,安装槽53可以用于安装镜筒41。安装槽53的位置可以与第二收容腔52的位置对应。镜筒41的外壁形成有外螺纹,安装槽53的内壁形成有内螺纹,镜筒41与机壳50通过外螺纹与内螺纹可拆卸地连接,例如将镜筒41旋入安装槽53内,或者将镜筒41从安装槽53内旋出。
在安装深度相机100时,可以先将垫块组件20及感光件42先固定在电路板组件10的柔性电路板11上,同时电连接导电件22与柔性电路板11、感光件42与柔性电路板11;然后将激光发射模组30安装在垫块21的第二面212上,同时电连接激光发射器31与导电件22;然后将机壳50固定在电路板组件10上,使得激光发射模组30与垫块组件20收容在第一收容腔51内,感光件42收容在第二收容腔52内;最后可将装有透镜43的镜筒41旋入安装槽53内,以完成整个深度相机100的组装。当然,装有透镜43的镜筒41也可以先旋入安装槽53内,再将安装有镜筒41的机壳50固定在电路板组件10的柔性电路板11上。在需要时,可以单独将镜筒41与机壳50分离,而不需要先将机壳50与电路板组件10分离。
综上,本申请实施方式的深度相机100及电子设备1000中,由于激光发射模组30设置在垫块21的第二面212上,并通过导电件22将激光发射模组30与电路板组件10电性连接,垫块21垫高激光发射模组30的高度,减小激光发射模组30与激光接收模组40之间的高度差,避免激光接收模组40遮挡到激光发射模组30发射或接收光信号,深度相机100获得的深度信息较完整。
请参阅图6、图10及图11,在某些实施方式中,垫块21还开设有导热孔214,导热孔214贯穿第一面211及第二面212。垫块组件20还包括导热件23,导热件23填充在导热孔214内。激光发射器31设置在导热件23上。激光发射器31在工作时会产生热量,而如果热量不能及时地散去,可能会影响激光发射器31发射的光信号的强度、频率等参数,而将激光发射器31设置在导热件23上,导热件23可以较快速地将激光发射器31产生的热量传导到电路板组件10上,并进一步通过电路板组件10将热量传导至外界。
具体地,导热件23填充在导热孔214内,导热件23具体可以由铜、银等导热性能较佳的材料制成。导热件23从第一面211及第二面212露出,以便于导热件23的一端与激光发射器31接触,另一端与电路板组件10接触。激光发射器31在第二面212的正投影可以完全落入至导热件23上,以使激光发射器31与导热件23的接触面积较大,提高导热效率。在一个例子中,导热孔214的数量为多个,多个导热相互间隔设置,每个导热孔214内设置的导热件23均与激光发射器31接触;在另一个例子中,导热孔214的数量为单个,单个导热孔214的中空的体积可以设置得较大,例如大于上述开设多个导热孔214时,多个导热孔214的中空的体积的总和,如此,以使单个导热孔214内可以设置更大量的导热件23,提高导热效率。
进一步地,导热孔214还可以开设成上小下大的形状,即,导热孔214的靠近第二面212的一端的大小可以与激光发射器31在第二面212的正投影的面积基本相同,靠近第一面211的一端的大小可以设置得较大,以加大导热件23与电路板组件10的接触面积,提高导热效率。
请参阅图6、图10及图11,在某些实施方式中,激光发射模组30还可包括光电探测器34,光电探测器34设置在第二面212上,导电孔213用于供导电件22穿过以电连接光电探测器34与电路板组件10。光电探测器34可以位于上述安装空间321内,光电探测器34可用于检测激光发射器31发出的光信号的强弱,具体地,激光发射器31发出的光信号一部分可能由扩散器33反射并由光电探测器34接收,光电探测器34依据接收的光信号生成电信号,依据电信号强弱、频率等可以判断激光发射器31的发光的状态,以在监测到激光发射器31非正常发光时,判断激光发射器31异常并关闭激光发射器31。
光电探测器34与导电件22可以通过打线的方式电连接,或者光电探测器34的引脚与导电件22直接接触。另外,与光电探测器34对准的位置还可以开设有上述的导热孔214,导热孔214内的导热件23可以用于将光电探测器34工作产生的热量迅速地传导至电路板组件10上,以确保光电探测器34正常工作。
请参阅图12,在另一个实施例中,处理器70位于激光发射模组30的内部,即,处理器70为激光发射模组30内部的一个处理芯片,属于激光发射模组30的一部分,此时,激光发射模组30及激光接收模组40共同构成电子设备1000中的深度相机100。
请结合图13,本申请实施方式还提供一种激光发射模组30的校准方法。校准方法包括:
0131:获取当前激光发射器31的当前温度和当前电流值;
0132:根据当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;
0133:根据当前电流值及预设的温度-电流-光功率关系曲线,计算当前激光发射器31在当前温度下的当前光功率;
0134:根据预设的光功率与电流的线性函数及当前激光发射器31的目标光功率,获取当前激光发射器31的目标电流值;
0135:在当前光功率与目标光功率不同时,将目标电流值作为当前激光发射器31的下一时刻电流值,以使当前激光发射器31的当前光功率达到目标光功率。
本申请实施方式的激光发射模组30的校准方法可由包含有处理器70的激光发射模组30(处理器70位于激光发射模组30的内部)或包含有处理器70的深度相机100(处理器70位于激光发射模组30的内部,也可以位于激光发射模组30的外部)实现。此时,处理器70可用于执行0131、0132、0133、0134和0135中的方法。
也即是说,处理器70可以用于:获取当前激光发射器31的当前温度Tn和当前电流值In;根据当前温度Tn获取预设对应的温度-电流-光功率关系曲线Snn;根据当前电流值计算当前激光发射器31在当前温度Tn下的当前光功率Pn;根据预设的光功率与电流的线性函数及当前激光发射器31的目标光功率Pt,获取当前激光发射器31的目标电流值It;在当前光功率Pn与目标光功率Pt不同时,将目标电流It值作为当前激光发射器31的下一时刻电流值In+1,并循环执行上述步骤直至当前激光发射器31的当前光功率Pn达到目标光功率Pt。(此处的Tn、In、Pn和Snn表示在当前激光发射器31在被用户应用的时间Tn时的当前温度、当前电流、当前光功率和预设对应的温度-电流-光功率关系曲线)
具体地,若当前时刻为t0时刻,处理器70可以先获取当前激光发射器31的当前温度T0及当前电流I0,其中,处理器70在获取当前激光发射器31的当前温度T0时,可以是温度检测器直接检测到当前温度T0,然后处理器70从温度检测器读出该当前温度T0;或,先通过温度采集电路(后文中将详细介绍)获取当前激光发射器31中的电信号(如电阻信号、电流信号、或电压信号),该电信号传输给处理器70后由处理器70进行处理以间接获取当前激光发射器31的当前温度T0。处理器70在获取当前激光发射器31的当前电流I0时,可以是电流计直接检测到当前电流I0,然后处理器70从电流计读出该当前电流I0。
在获取当前激光发射器31的当前温度T0和I0后,处理器70根据当前温度T0获取预设的温度-电流-光功率关系曲线S0。需要说明的是,电子设备1000中还包括与处理器70连接的存储器,存储器中存储着多条现有的温度-电流-光功率关系曲线San、Sbn、……、Snn,其中,多条现有的温度-电流-光功率关系曲线San(包括Sa1、Sa2、Sa3等)描述的都是同一个激光发射器a的,多条现有的温度-电流-光功率关系曲线Sbn(包括Sb1、Sb2、Sb3等)描述的都是同一个激光发射器b的,且每条温度-电流-光功率关系曲线(Sa1、Sa2、Sa3)对应不同温度,每条温度-电流-光功率关系曲线(Sb1、Sb2、Sb3)也对应不同温度,例如,假设针对某一个激光发射器而言,有n条温度-电流-光功率关系曲线,分别为S01、S02、S03、S04、…、S0n条,其中S01对应温度T01,S02对应温度T02,S03对应温度T03,S04对应温度T04,……S0n对应温度T0n,若当前温度T0=T01,则获取的S0为S01;若当前温度T0=T02,则获取的S0为S02;若当前温度T0=T03,则获取的S0为S03;若当前温度T0=T04,则获取的S0为S04;若当前温度T0=T0n,则获取的S0为S0n。然后,处理器70根据当前电流值I0及预设的温度-电流-光功率关系曲线S0,计算当前激光发射器31在当前温度T0下的当前光功率P0。其中,温度-电流-光功率关系曲线S0代表的是关于温度、电流、光功率三者关系的函数,如图15b或15c所示,横坐标为电流,纵坐标为光功率。
接着,处理器70根据当前激光发射器31预设的光功率与电流的线性函数(即光功率与电流呈线性关系,具体为光功率与电流成正相关)及当前激光发射器31的目标光功率Pt,获取当前激光发射器31的目标电流值It。
最后,在当前光功率P0与目标光功率Pt不同时,将目标电流值It作为当前激光发射器31的下一时刻(t1时刻)电流值I1,以使当前激光发射器31的下一时刻的光功率P1能够达到目标光功率Pt。
可以每隔一个固定周期来获取当前温度与当前电流,若当前时刻为t3时刻,处理器70可以先获取当前激光发射器31的当前温度T3及当前电流I3,其中,处理器70在获取当前温度T3及当前电流I3同前描述,在此不再赘述。在获取当前激光发射器31的当前温度T3和I3后,处理器70根据当前温度T3获取预设的温度-电流-光功率关系曲线S3。同样地,S3是从n条温度-电流-光功率关系曲线S31、S32、S33、S34、…、S3n(为同一个激光发射器的多条关系曲线)中选取的,其中S31对应温度T31,S32对应温度T32,S33对应温度T33,S34对应温度T34,……S3n对应温度T3n,若当前温度T3=T31,则获取的S3为S31;若当前温度T3=T32,则获取的S3为S32;若当前温度T3=T33,则获取的S3为S33;若当前温度T3=T34,则获取的S3为S34;若当前温度T3=T3n,则获取的S3为S3n。然后,处理器70根据当前电流值I3及预设的温度-电流-光功率关系曲线S3,计算当前激光发射器31在当前温度T3下的当前光功率P3。最后,在当前光功率P3与目标光功率Pt不同时,将目标电流值It作为当前激光发射器31的下一时刻(t4时刻)电流值I4,以使当前激光发射器31的下一时刻光功率P4能够达到目标光功率Pt。
若当前时刻为t5时刻,处理器70可以先获取当前激光发射器31的当前温度T5及当前电流I5,其中,处理器70在获取当前温度T5及当前电流I5同前描述,在此不再赘述。在获取当前激光发射器31的当前温度T5和I5后,处理器70根据当前温度T5获取预设的温度-电流-光功率关系曲线S5。同样地,S5是从n条温度-电流-光功率关系曲线S51、S52、S55、S54、…、S5n(为同一个激光发射器的多条关系曲线)中选取的,其中S51对应温度T51,S52对应温度T52,S55对应温度T55,S54对应温度T54,…,S5n对应温度T5n,若当前温度T5=T51,则获取的S5为S51;若当前温度T5=T52,则获取的S5为S52;若当前温度T5=T55,则获取的S5为S55;若当前温度T5=T54,则获取的S5为S54;若当前温度T5=T5n,则获取的S5为S5n。然后,处理器70根据当前电流值I5及预设的温度-电流-光功率关系曲线S5,计算当前激光发射器31在当前温度T5下的当前光功率P5。最后,在当前光功率P5与目标光功率Pt不同时,将目标电流值It作为当前激光发射器31的下一时刻(t6时刻)电流值I6,以使当前激光发射器31的下一时刻光功率P6能够达到目标光功率Pt。
在本申请实施方式中,目标光功率Pt的选取需要同时满足如下两个条件:①当前激光发射器31在目标光功率Pt下能够支持电子设备1000在当前温度Tn下保证当前所用的应用能够正常工作。例如,当前所用的应用可以是摄像头或受话器等,当前激光发射器31在达到目标光功率Pt时能够保证摄像头或受话器等应用同时正常运行。②目标光功率Pt对应的电流It不能超过当前激光发射器31正常工作的电流范围,以保证利用当前激光发射器31的光功率与电流呈线性关系计算得到的电流It在当前激光发射器31正常工作的电流范围内。
可以理解地,目标光功率Pt的选取不能过高也不能过低,需满足目标光功率Pt对应的电流It为当前激光发射器31正常工作时的电流范围内、且满足当前电子设备1000的所用应用正常工作,以提升人眼安全余量,保证人眼安全。另外,使不同的当前激光发射器31的当前光功率Pn在任何温度下均为目标光功率Pt,解决了温度造成的激光发射器的光功率一致性偏差问题,
综上,本申请实施方式的校准方法、激光发射模组、深度相机和电子设备根据预设的温度-电流-光功率的关系曲线调节当前激光发射器31的工作电流为目标电流值,可以有效避免由于温度变化导致的当前激光发射器31与其他同型号激光发射器之间的光功率产生偏差,提升了人眼安全余量,保证人眼安全。
请一并参阅图14和15a,校准方法还包括:
01421:选取多个测试激光发射器119,在相同基准温度及相同基准电流下,多个测试激光发射器119的光功率不同;
01422:在同一测试温度下,根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,并生成每个测试激光发射器119在测试温度下的温度-电流-光功率的关系曲线;
01423:改变测试温度,继续根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,直至生成多条温度-电流-光功率的关系曲线,其中,每条温度-电流-光功率的关系曲线对应一个测试激光发射器119及一个测试温度;
所述根据当前温度获取预设对应的温度-电流-光功率关系曲线(即0132),包括:
01424:获取当前激光发射器119在基准温度及基准电流下的测试光功率;
01425:根据测试光功率及当前温度在多条温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的温度-电流-光功率关系曲线。
其中,图14中的0141、0143、0144和0145的内容及具体实施细节,可以参照本申请说明书中对0131、0133、0134和0135的描述,在此不再赘述。
在某些实施方式中,处理器70可用于执行01421、01422、01423、01424和01425中的方法。
请参阅表1,处理器70可以用于:选取多个测试激光发射器119,例如选取第一测试激光发射器1191、第二测试激光发射器1192、…、及第n测试激光发射器119n,在相同基准温度T基及相同基准电流I基下,多个测试激光发射器119的光功率P不同,即P基1、P基2、…、P基n中的任意两个均不相同。
表1
名称 | 温度 | 电流 | 功率 |
第一测试激光发射器1191 | T<sub>基</sub> | I<sub>基</sub> | P<sub>基1</sub> |
第二测试激光发射器1192 | T<sub>基</sub> | I<sub>基</sub> | P<sub>基2</sub> |
…… | …… | …… | …… |
第n测试激光发射器119n | T<sub>基</sub> | I<sub>基</sub> | P<sub>基n</sub> |
请参阅表2,处理器70还可以用于在同一测试温度T测1下,根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,并生成每个测试激光发射器119在测试温度T测1下的温度-电流-光功率的关系曲线Sa1、Sb1、…、Sn1,其中,Sa1为第一测试激光发射器1191在测试温度T测1下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测a11、I测a12、I测a13、…、I测a1n及与I测a11、I测a12、I测a13、…、I测a1n分别对应的P测a11、P测a12、P测a13、…、P测a1n拟合形成;Sb1为第二测试激光发射器1192在测试温度T测1下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测b11、I测b12、I测b13、…、I测b1n及与I测b11、I测b12、I测b13、…、I测b1n分别对应的P测b11、P测b12、P测b13、…、P测b1n拟合形成;Sn1为第n测试激光发射器119n在测试温度T测1下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测n11、I测n12、I测n13、…、I测n1n及与I测n11、I测n12、I测n13、…、I测n1n分别对应的P测n11、P测n12、P测n13、…、P测n1n拟合形成。
然后,改变测试温度为T测2,继续根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,直至生成多条温度-电流-光功率的关系曲线Sa2、Sb2、…、Sn2,其中,Sa2为第一测试激光发射器1191在测试温度T测2下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测a21、I测a22、I测a23、…、I测a2n及与I测a21、I测a22、I测a23、…、I测a2n分别对应的P测a21、P测a22、P测a23、…、P测a2n拟合形成;Sb2为第二测试激光发射器1192在测试温度T测2下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测b21、I测b22、I测b23、…、I测b2n及与I测b21、I测b22、I测b23、…、I测b2n分别对应的P测b21、P测b22、P测b23、…、P测b2n拟合形成;Sn2为第n测试激光发射器119n在测试温度T测2下的温度-电流-光功率的关系曲线,通过I测n21、I测n22、I测n23、…、I测n2n及与I测n21、I测n22、I测n23、…、I测n2n分别对应的P测n21、P测n22、P测n23、…、P测n2n拟合形成。
继续改变测试温度为T测3,根据光功率P与电流I的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,直至生成多条温度-电流-光功率的关系曲线Sa3、Sb3、…、Sn3,其中,Sa3为第一测试激光发射器1191在测试温度T测3下的温度-电流-光功率的关系曲线;Sb3为第二测试激光发射器1192在测试温度T测3下的温度-电流-光功率的关系曲线;Sn3为第n测试激光发射器119n在测试温度T测3下的温度-电流-光功率的关系曲线,Sb3、…、Sn3拟合形成方式同前,不再赘述。依次继续测试,可以获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,直至生成多条温度-电流-光功率的关系曲线San、Sbn、…、Snn。
表2
其中,多个测试激光发射器119可以是与当前激光发射器31完全不同的激光发射器,也可以是:多个测试激光发射器119中包括有当前激光发射器31。多个测试激光发射器119用于确定当前激光发射器31的预设的温度-电流-光功率关系曲线Snn。本申请实施方式中,测试激光发射器119为出厂前的用于测试用的激光发射器,而当前激光发射器31为用户正在使用的电子设备中的激光发射器。
在一个例子中,基准温度T基可以是在室温(25℃)条件下,基准电流I基可以是10mA,选取的第一测试激光发射器1191、第二测试激光发射器1192、第三测试激光发射器1193、……、及第n测试激光发射器119n在室温(25℃)、电流为10mA时的光功率从大到小分别为4mV、4.5mV、5mV、5.5mV……10mV,且选取的多个测试激光发射器119中每5个测试激光发射器119的光功率是相同的,以保证选取的测试激光发射器119的样本的全面性。
更具体地,请参阅图15a,将多个(例如1个、2个、3个……n个)电子设备1000放置在温箱内,电子设备1000可以包括电子设备1001、电子设备1002、电子设备1003……电子设备100n,其中,电子设备1001安装有第一测试激光发射器1191,电子设备1002安装有第二测试激光发射器1192,电子设备1003安装有第三测试激光发射器1193,……,电子设备100n安装有测试第n激光发射器119n。在其他实施方式中,还可以将多个(例如1个、2个、3个……n个)测试激光发射器119直接放置在温箱内。
首先,在同一测试温度如20℃下,根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,并生成每个测试激光发射器119在测试温度T下的温度-电流-光功率的关系曲线。例如,以第一测试激光发射器1191为例,温度T为20℃时,假定电子设备1001的工作电流I分别为0mA、5mA、10mA、15mA、20mA和25mA,根据光功率与电流的线性函数(光功率与电流正相关),如线性函数为P=I*0.5-1,可以获取第一测试激光发射器1191在工作电流I为5mA、10mA、15mA、20mA和25mA时分别对应的光功率为1.5mV、4mV、6.5mV、9mV和11.5mV。由此可以得到第一测试激光发射器1191在温度T为20℃时,第一测试激光发射器1191的温度-电流-光功率曲线(如图15b中的曲线Sa3所示)。第二测试激光发射器1192、第三测试激光发射器1193、……、第n测试激光发射器119n获取对应的温度-电流-光功率曲线Sb3、Sc3、……、Sn3的方法与测试激光发射器1191相同,在此不再赘述。
改变测试温度,继续根据光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个测试激光发射器119的光功率,直至生成多条温度-电流-光功率的关系曲线。其中,每条温度-电流-光功率的关系曲线对应一个测试激光发射器119及一个测试温度T。将温箱的测试温度从低温调节至高温,每隔固定温度(例如10℃)测试一次此时不同工作电流的测试激光发射器119的光功率。例如,改变测试温度分别为-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃……50℃,即在不同温度(-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃……50℃)条件下且不同工作电流I(如0mA、5mA、10mA、15mA、20mA和25mA),分别得到任一温度T下不同工作电流时的测试激光发射器119的光功率。然后,将相应的温度、工作电流及光功率数据记录在表格中,最终得到多条温度-电流-光功率的关系曲线。如图15b和图15c所示分别为本申请实施方式的两个不同的第一测试激光发射器1191和第二测试激光发射器1192在不同温度下对应的温度-电流-光功率的关系曲线,其中,图15b为第一测试激光发射器1191对应测试温度分别为-20℃、0℃、20℃和50℃时的对应电流及对应光功率得到的4条曲线Sa1、Sa2、Sa3、Sa4,图15c为第二测试激光发射器1192对应测试温度分别为-20℃、0℃、20℃和50℃时的对应电流及对应光功率得到的4条曲线Sb1、Sb2、Sb3、Sb4。
在生成多条温度-电流-光功率的关系曲线San、Sbn、…、Snn之后,处理器70还用于获取当前激光发射器31在基准温度T基及基准电流I基时的测试光功率P测。例如,在基准温度为室温(25℃),基准电流为10mA时,获取当前激光发射器31的测试光功率P测为4.8mV。
最后,处理器70还用于依据测试光功率P测及当前温度Tn在多条温度-电流-光功率的关系曲线San、Sbn、…、Snn中选取一条以作为预设的温度-电流-光功率关系曲线。例如,若此时当前激光发射器31的当前温度为50℃,且当前激光发射器31在基准温度T基为室温(25℃)和基准电流I基为10mA时的测试光功率P测为4.8mV,当前激光发射器31的测试光功率P测4.8mV与第二测试激光发射器1192在基准温度T基2为室温(25℃)和基准电流I基2为10mA时的光功率P基2为4.5mV相接近,因此先选取第二测试激光发射器1192对应的曲线(即15c中的曲线Sb1、Sb2、Sb3、Sb4),进一步由于当前激光发射器31的当前温度Tn为50℃,因此选取图15c中的曲线Sb4作为预设的温度-电流-光功率关系曲线。
请参阅图16,在某些实施方式中,校准方法还包括:
016251:根据测试光功率在多个测试激光发射器119的多个温度下的多条温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个测试激光发射器119在多个温度下的多条温度-电流-光功率的关系曲线;
016252:根据当前温度在需要套用的测试激光发射器119的多条温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的温度-电流-光功率关系曲线。
其中,图16中的0161、0163、0164和0165的内容及具体实施细节,可以参照本申请说明书中对0131、0133、0134和0135的描述,在此不再赘述。图16中的01621、01622、01623和01624的内容及具体实施细节,可以参照对申请说明书中对01421、01422、01423和01424的描述,在此不再赘述。
在某些实施方式中,处理器70可用于执行016251和016252中的方法。
也即是说,处理器70可以用于:根据测试光功率在多个测试激光发射器119的多个温度下的多条温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个测试激光发射器119在多个温度下的多条温度-电流-光功率的关系曲线;根据当前温度Tn在需要套用的测试激光发射器119的多条温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的温度-电流-光功率关系曲线。
具体地,请结合图15a、图15b和图15c,若第一测试激光发射器1191在基准温度T基1为25℃及基准电流I基1为10mA时的光功率P基1为5.1mV,第二测试激光发射器1192在基准温度T基2为25℃及基准电流I基2为10mA时的光功率P基2为4.6mV。假设当前激光发射器31在基准温度T基为25℃及基准电流I基为10mA时的测试光功率P测为5.0mV。首先,由于5.0mV与P基1(5.1mV)更接近,因此选取第一测试激光发射器1191中的多条曲线中的一条曲线(Sa1、Sa2、Sa3、Sa4、……、或San)作为当前激光发射器31的温度-电流-光功率关系曲线。其次,假设当前激光发射器31的当前温度Tn为50℃,则选定第一测试激光发射器1192的温度T为50℃时的温度-电流-光功率关系曲线作为当前激光发射器31的温度-电流-光功率关系曲线(即图15b中的曲线Sa4)。
请参阅图17及图18,在某些实施方式中,校准方法还包括:
01711:通过温度采集电路80获取当前激光发射器31的当前温度。
其中,图17中的0172、0173、0174和0175的内容及具体实施细节,可以参照本申请说明书中对0131、0133、0134和0135的描述,在此不再赘述。
请参阅图6及图18,在某些实施方式中,激光发射模组30还可包括温度采集电路80。温度采集电路80可用于执行01711中的方法。也即是说,温度采集电路80可以用于获取当前激光发射器31的当前温度。
具体地,温度采集电路80包括热敏电阻81和信号处理子电路82。热敏电阻81与当前激光发射器31电性连接,信号处理子电路82与热敏电阻81电性连接,以获取热敏电阻81的电信号,并处理电信号以获取温度信息。此处的电信号包括电阻值、电流值或电压值中的任意一种或多种,本申请实施方式中以电信号是电压值为例。信号处理子电路82包括电源821、上拉电阻822、模数转换器(ADC)823。电源821与上拉电阻822相连接,且上拉电阻822与热敏电阻81相连接,在上拉电阻822和热敏电阻81的中间设置连接模数转换器823。本申请实施方式中,由于热敏电阻81与当前激光发射器31电性连接,当前激光发射器31的温度变化会引起温度采集电路80中的热敏电阻81的电阻值的变化,进而导致热敏电阻81的电压值发生变化,因此温度采集电路80可以通过模数转换器823读取热敏电阻81的分压,判断当前激光发射器31的当前温度。
具体地,假设温度采集电路80通过模数转换器823读取热敏电阻81上的分压为5mV、6mV、7mV、8mV、9mV和10mV时,分别对应当前激光发射器31的当前温度为10℃、14℃、18℃、22℃、26℃和30℃,则当温度采集电路80通过模数转换器823读取热敏电阻81的分压为7mV时,可以判断当前激光发射器31的当前温度为18℃。
请参阅图19,在某些实施方式中,激光发射模组110可以不局限于上述实施方式的设置在垫块组件上,激光发射模组110可以是一个单独的模组,而不与激光接收模组如上实施方式一样共用一个电路板组件。此时,激光发射模组110除了包括激光发射器111、支架、及扩散器之外,还包括基板组件170。基板组件170包括第一基板171和第二基板172。第二基板172承载在第一基板171上并开设有过孔173。当前激光发射器111安装在第一基板171上并与第一基板171电性连接,当前激光发射器111收容在过孔173内。温度采集电路180设置在第二基板172的远离第一基板171的表面并与当前激光发射器111电性连接。
第一基板171可以是散热基板或导热基板,包括金属基板(如铜基板)或陶瓷基板。当前激光发射器111和第二基板172均放置在第一基板171上,由于热敏电阻181设置在第二基板172上,即相当于当前激光发射器111和热敏电阻181共用第一基板171,可以保证当前激光发射器111和热敏电阻181的温度几乎一致,从而确保通过读取热敏电阻181的分压能够准确判断当前激光发射器111的当前温度。在当前激光发射器111与第一基板171的相接面上可设置散热性很好的导电材料(如图19的导电银浆174),一方面导电银浆174可使得当前激光发射器111与第一基板171电性连接,另一方面当前激光发射器111工作产生的热量可以通过导电银浆174导入第一基板171中,使得当前激光发射器111的散热性能更好,并可以通过适当增大第一基板171的面积提升散热性能,如第一基板171的面积比第二基板172的面积大一些,可以有效提升第一基板171的散热性能,使得当前激光发射器111更高效地散热。此外,在第一基板171与电子设备1000相连的地方也使用导热性能好的导热材料(如图19中的导热硅胶175)连接到电子设备1000的中框,并且电子设备1000的中框也可以使用散热性能好的导热材料(如铝合金)来增强散热。导热硅胶175设置在第一基板171(电路板)上,导电硅胶175与第二基板172和激光发射器111分别位于第一基板171(电路板)的相背两侧,即导电硅胶175与第二基板172位于第一基板171(电路板)的相背两侧,且导电硅胶175与激光发射器111也位于第一基板171(电路板)的相背两侧。
第二基板172也可以是散热基板或导热基板,包括金属基板(如铜基板)或陶瓷基板。当前激光发射器111与导热性能较好的第二基板172电性连接,这可以使得当前激光发射器111的电信号(电流信号或电压信号)能通过第二基板172传递至设置在第二基板172上的热敏电阻181,从而更加准确地判断当前激光发射器111的温度概况。
请结合图6,在其他实施方式中,图19所示的激光发射模组110可以通过导热硅胶175直接设置在垫块21的第二面212上,此时,导热硅胶175开孔并填充与导电件22电连接的导电元件,导电元件与导电件22一起用于电性连接第一基板171与柔性电路板11。或者,第一基板171为柔性电路板,柔性部分直接弯折与柔性电路板11电性连接,此时,垫块组件20不包括导电件22,对应地,垫块21可以不开设导电孔213,垫块21只起到垫高及导热的作用。
请参阅图20,在某些实施方式中,激光发射模组220可以不局限于上述实施方式的设置在垫块组件上,激光发射模组220可以是一个单独的模组,而不与激光接收模组如上实施方式一样共用一个电路板组件。此时,激光发射模组220除了包括激光发射器221、支架、及扩散器之外,还包括基板组件270。激光发射模组220还包括基板组件270。基板组件270包括第三基板271。第三基板271可以是散热基板或导热基板,包括金属基板(如铜基板)或陶瓷基板。此时,温度采集电路280设置在第三基板271上并与当前激光发射器221电性连接。当前激光发射器221和热敏电阻281共同设置在第三基板271上,且当前激光发射器221与第三基板271之间可以涂有导热性能好的导电材料(如图20中的导电银浆274)。本申请实施方式中,当前激光发射器221和热敏电阻281共用第三基板271,可以保证当前激光发射器221和热敏电阻281的温度几乎一致,从而确保通过读取热敏电阻281的分压能够准确判断当前激光发射器221的当前温度。
请结合图6,在其他实施方式中,图20所示的激光发射模组220可以通过导电银浆直接设置在垫块21的第二面212上,导电银浆274具有导电性并与导电件22电性连接,此时,导电银浆274与导电件22一起可用于电性连接第三基板271与柔性电路板11。或者,第三基板271为柔性电路板,柔性部分直接弯折与柔性电路板11电性连接,此时,垫块组件20不包括导电件22,对应地,垫块21可以不开设导电孔213,垫块21只起到垫高及导热的作用。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
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所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种校准方法,其特征在于,包括:
获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;
根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;
根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;
根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;
在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的下一时刻光功率达到所述目标光功率,使不同的当前激光发射器的当前光功率在任何温度下均为所述目标光功率。
2.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,所述校准方法还包括:
选取多个测试激光发射器,在相同基准温度及相同基准电流下,多个所述测试激光发射器的光功率不同;
在同一测试温度下,根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,并生成每个所述测试激光发射器在所述测试温度下的温度-电流-光功率的关系曲线;
改变测试温度,继续根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,直至生成多条所述温度-电流-光功率的关系曲线,其中,每条所述温度-电流-光功率的关系曲线对应一个所述测试激光发射器及一个测试温度;
所述根据所述当前温度获取预设对应的温度-电流-光功率关系曲线,包括:
获取所述当前激光发射器在所述基准温度及所述基准电流下的测试光功率;
根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
3.根据权利要求2所述的校准方法,其特征在于,所述根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,包括:
根据所述测试光功率在多个所述测试激光发射器的多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个所述测试激光发射器在多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线;
根据所述当前温度在需要套用的所述测试激光发射器的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
4.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,所述获取当前激光发射器的当前温度,包括:
通过温度采集电路获取所述当前激光发射器的所述当前温度。
5.一种激光发射模组,其特征在于,所述激光发射模组包括当前激光发射器和处理器,所述处理器用于:
获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;
根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;
根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;
根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;
在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的所述当前光功率达到所述目标光功率,使不同的当前激光发射器的当前光功率在任何温度下均为所述目标光功率。
6.根据权利要求5所述的激光发射模组,其特征在于,所述处理器还用于:
选取多个测试激光发射器,在相同基准温度及相同基准电流下,多个所述测试激光发射器的光功率不同;
在同一测试温度下,根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,并生成每个所述测试激光发射器在所述测试温度下的温度-电流-光功率的关系曲线;
改变测试温度,继续根据所述光功率与电流的线性函数,获取不同工作电流下每个所述测试激光发射器的光功率,直至生成多条所述温度-电流-光功率的关系曲线,其中,每条所述温度-电流-光功率的关系曲线对应一个所述测试激光发射器及一个测试温度;
所述根据所述当前温度获取预设对应的温度-电流-光功率关系曲线,包括:
获取所述当前激光发射器在所述基准温度及所述基准电流下的测试光功率;
根据所述测试光功率及所述当前温度在多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
7.根据权利要求6所述的激光发射模组,其特征在于,所述处理器还用于:
根据所述测试光功率在多个所述测试激光发射器的多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中确定出需要套用的一个所述测试激光发射器在多个温度下的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线;
根据所述当前温度在需要套用的所述测试激光发射器的多条所述温度-电流-光功率的关系曲线中选取一条以作为预设的所述温度-电流-光功率关系曲线。
8.根据权利要求5所述的激光发射模组,其特征在于,所述激光发射模组还包括温度采集电路,所述温度采集电路用于获取每个所述当前激光发射器的所述当前温度。
9.根据权利要求8所述的激光发射模组,其特征在于,所述激光发射模组还包括基板组件;所述基板组件包括:
第一基板;及
第二基板,所述第二基板承载在所述第一基板上并开设有过孔,所述当前激光发射器安装在所述第一基板上并与所述第一基板电性连接,所述当前激光发射器收容在所述过孔内;
所述温度采集电路设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面并与所述当前激光发射器电性连接。
10.根据权利要求9所述的激光发射模组,其特征在于,所述温度采集电路包括:
热敏电阻,所述热敏电阻与所述当前激光发射器电性连接;及
信号处理子电路,所述信号处理子电路与所述热敏电阻电性连接,以获取所述热敏电阻的电信号,并处理所述电信号以获取温度信息。
11.一种深度相机,其特征在于,包括:
权利要求5至10的任意一项所述激光发射模组,所述激光发射模组用于向目标物体发射激光;和
激光接收模组,所述激光接收模组用于接收从所述目标物体反射回来的所述激光。
12.一种深度相机,其特征在于,包括:
激光发射模组,所述激光发射模组包括用于发射激光的当前激光发射器;
激光接收模组,所述激光接收模组用于接收从目标物体反射回来的所述激光;及
与所述当前激光发射器连接的处理器,所述处理器用于:
获取当前激光发射器的当前温度和当前电流值;
根据所述当前温度获取预设的温度-电流-光功率关系曲线;
根据所述当前电流值及预设的所述温度-电流-光功率关系曲线,计算所述当前激光发射器在所述当前温度下的当前光功率;
根据预设的光功率与电流的线性函数及所述当前激光发射器的目标光功率,获取所述当前激光发射器的目标电流值;
在所述当前光功率与所述目标光功率不同时,将所述目标电流值作为所述当前激光发射器的下一时刻电流值,以使所述当前激光发射器的所述当前光功率达到所述目标光功率,使不同的当前激光发射器的当前光功率在任何温度下均为所述目标光功率。
13.一种电子设备,其特征在于,包括:
权利要求11或权利要求12所述的深度相机;和
壳体,所述深度相机与所述壳体结合。
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