CN111123291A - 飞行时间发射模组、飞行时间检测装置和电子设备 - Google Patents

飞行时间发射模组、飞行时间检测装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例涉及飞行时间发射模组、飞行时间检测装置和电子设备,属于电子产品技术领域,可用于距离检测、深度检测和3D成像等。该飞行时间发射模组包括:电路板;发光组件,设置于该电路板,该发光组件用于发射TOF检测所需的光;驱动组件,包括驱动单元、第一屏蔽罩和导热凝胶,该驱动单元设置于该电路板并用于驱动该发光组件发光,该驱动单元位于该第一屏蔽罩内且具有第一开孔,该导热凝胶通过该第一开孔填充在该驱动单元与该第一屏蔽罩之间。通过在屏蔽罩上开孔的方式,将导热凝胶注入到TOF发射模组的驱动单元与屏蔽罩之间,可以提高发射模组的散热效率并。

Description

飞行时间发射模组、飞行时间检测装置和电子设备
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域,尤其涉及飞行时间发射模组、飞行时间检测装置和电子设备。
背景技术
随着科学技术的发展,越来越多的具有成像功能的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中,为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利,成为当今人们不可或缺的重要工具。
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)模块以及光信号接收(Rx)模块。
目前,芯片散热一般采用在芯片表面增加导热垫的方式,散热有更高要求的会在导热垫上方再增加诸如导热铜片之类的散热器进行辅助散热,这种散热解决方案在芯片面积大,对设备体积不敏感的应用场景是比较合适的,然而对于TOF模组中的光发射模块(模组)而言,其所包含的发光芯片和驱动发光芯片的驱动芯片都是面积很小但发热量很大的元器件,因此前面所述的散热解决方案不能满足TOF模组对散热的要求,或者说会使得散热效率低而无法满足产品对散热的需求。
发明内容
本申请提供了一种TOF发射模组、TOF检测装置和电子设备,能够提高TOF发射模组的散热效率。
第一方面,提供了一种电子设备中的TOF发射模组,该TOF发射模组包括:电路板;发光组件,设置于所述电路板,所述发光组件用于发射TOF检测所需的光;驱动组件,包括驱动单元、第一屏蔽罩和导热凝胶,所述驱动单元设置于所述电路板并用于驱动所述发光组件发光,所述驱动单元位于所述第一屏蔽罩内,所述第一屏蔽罩具有第一开孔,所述导热凝胶通过所述第一开孔填充在所述驱动单元与所述第一屏蔽罩之间。
因此,本申请实施例的TOF发射模组,通过在驱动单元与屏蔽罩之间注入导热凝胶的方法,可以规避普通导热垫无法过回流焊的工艺难题,可以在屏蔽罩过回流焊焊接后,通过屏蔽罩预留孔注入导热凝胶,通过该导热凝胶能够快速将热量传导到外部空间,实现驱动芯片快速降温,解决了驱动芯片和屏蔽罩之间空气层阻挡散热的问题,提高芯片的散热效率。
结合第一方面,在第一方面的一种实现方式中,所述第一开孔位于所述第一屏蔽罩的与所述驱动单元相对的表面。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述发光组件与所述驱动单元分别固定在所述电路板的第一表面,所述电路板的第二表面与所述电子设备的主板通过贴片的方式电连接。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述TOF发射模组还包括:散热器件,设置在所述第一屏蔽罩的外表面与所述电子设备的后盖之间。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述散热器件包括导热垫和/或散热铜片。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述发光组件包括:发光单元,所述发光单元位于所述第一屏蔽罩内,所述发光单元与所述第一表面电连接,所述发光单元上方的所述第一屏蔽罩具有第二开孔,以露出所述发光单元发出的光。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述发光单元上方的所述第一屏蔽罩与所述电子设备的后盖之间设置有硅胶套,所述硅胶套具有第三开孔,以露出所述发光单元发出的光。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述电路板为软硬结合板,所述软硬结合板包括:第一硬性电路板、第二硬性电路板、第三硬性电路板和U型柔性电路板,所述第一硬性电路板和所述第二硬性电路板分别设置在所述U型柔性电路板一端的上下表面,所述第三硬性电路板设置在所述U型柔性电路板另一端的下表面,U型柔性电路板用于电连接所述第一硬性电路板、所述第二硬性电路板和所述第三硬性电路板;所述发光组件设置于所述第一硬性电路板的上方,且与所述第一硬性电路板电连接;所述驱动组件设置于所述第二硬性电路板的下方,且所述驱动单元与所述第二硬性电路板电连接,以用于驱动所述发光组件发光;所述第三硬性电路板通过贴片的方式与所述电子设备的主板电连接。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述软硬结合板还包括第四硬性电路板,所述第四硬性电路板设置在所述U型柔性电路板另一端的上表面,所述TOF发射模组还包括:散热器件,位于所述第一屏蔽罩与所述第四硬性电路板之间。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述散热器件包括导热铜片。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述导热铜片的一个表面通过导热背胶与所述第一屏蔽罩贴合;和/或,所述导热铜片的另一个表面通过另一导热背胶与所述第四硬性电路板的表面贴合。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述发光组件包括:发光单元和第二屏蔽罩,所述发光单元位于所述第二屏蔽罩内,所述发光单元与所述第一硬性电路板电连接,所述第二屏蔽罩具有第四开孔,以露出所述发光单元发出的光。
结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的另一种实现方式中,所述驱动组件还包括:辅助器件,用于辅助所述驱动单元产生用于驱动发光组件的驱动信号。
第二方面,提供了一种电子设备中的TOF检测装置,该TOF检测装置包括:上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的TOF发射模组,和TOF接收模组,其中,所述TOF发射模组用于发射光信号,所述TOF接收模组用于接收由所述光信号照射物体后的返回光信号。
结合第二方面,在第二方面的一种实现方式中,所述TOF接收模组通过板对板连接器BTB与所述电子设备的主板电连接。
第三方面,提供了一种电子设备,该电子设备包括:上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的TOF发射模组;以及主板,所述TOF发射模组与所述主板电连接。
结合第三方面,在第三方面的一种实现方式中,所述电子设备还包括:硅胶套,设置在所述TOF发射模组与所述电子设备的后盖之间,所述硅胶套具有第五开孔,以露出所述发光单元发出的光。
附图说明
图1是根据本申请实施例的TOF发射模组的部分剖视图。
图2是根据本申请实施例的另一TOF发射模组的剖视图。
图3是图2示出的TOF发射模组的立体分解示意图。
图4是根据本申请实施例的再一TOF发射模组的剖视图。
图5是图4示出的TOF发射模组的立体分解示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1示出了本申请实施例的TOF发射模组100的部分剖视图。具体地,如图1所示,对于任意包括TOF检测装置的电子设备,该TOF检测装置可以包括TOF发射模组(或者称为Tx模组)和TOF接收模组(或者称为Rx模组),其中,该Tx模组用于发射光信号,该光信号照射到物体后产生返回光信号,该物体可以指待拍摄对象(或称拍摄目标、成像目标、检测目标);而Rx模组用于接收该返回光信号,或者说Rx模组用于感应返回的光信号,该返回光信号中携带有待拍摄对象的景深信息,从而能够实现电子设备对该待拍摄物体的成像功能。本申请实施例下面主要针对Tx模组进行介绍。
可选地,本申请实施例的电子设备可以为:手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、车载电子设备、医疗、航空等任意有TOF功能需求的电子设备。
TOF检测装置一般包括合体设计和分体设计。对于合体设计,通常通过BTB连接器实现Tx模组与Rx模组组成的整体TOF模组和电子设备的主板通讯,虽然这种组装方式便于将TOF检测装置整体安装到电子设备,但是这种Rx模组和Tx模组合体形式不利于维护,任何一个损坏都会导致整个TOF模组报废,后期维护成本高。相反的,采用Rx模组和Tx模组分体设计来分别实现Rx模组和Tx模组的功能,比较灵活,同时还能克服Tx模组面临的散热、寄生电感、大批量生产良率、成本等问题,例如,Rx模组和Tx模组分体设计有利于分体散热,能降低大批量生产和维护成本。本申请实施例中的Tx模组100可以指合体设计或者分体设计中的Tx模组,本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,如图1所示,该Tx模组100包括:发光组件(图1中未示出)和驱动组件110。具体地,发光组件用于发射TOF检测所需的光;驱动组件110包括驱动单元111、第一屏蔽罩112和导热凝胶113,该驱动单元111用于驱动该发光组件发光,该驱动单元111位于该第一屏蔽罩112内,该导热凝胶113填充在该驱动单元111与该第一屏蔽罩112之间,以使得该导热凝胶113能够将该驱动单元111产生的热量传导至该第一屏蔽罩112之外。
可选地,如图1所示,导热凝胶113在工艺上可以采用针头从第一屏蔽罩112上的预留孔内注入,利用凝胶流动特性填充到驱动单元111上表面与第一屏蔽罩112之间,或者利用凝胶流动性充满第一屏蔽罩112内部空间,即可以通过在该第一屏蔽罩112上设置第一开孔114,以通过该第一开孔114注入该导热凝胶113。
可选地,该导热凝胶113可以位于驱动单元111的上表面与第一屏蔽罩112之间,例如,如图1所示,可以通过在第一屏蔽罩112的顶部设置第一开孔114,也就是在第一屏蔽罩112的与驱动单元111相对的表面设置第一开孔114,通过该第一开孔114注入导热凝胶,使得该导热凝胶113填充在驱动单元111的上表面与第一屏蔽罩112之间。或者还可以进一步将导热凝胶113填充在驱动单元111侧面与第一屏蔽罩112之间,例如,可以如图1所示,同样在第一屏蔽罩112的顶部设置第一开孔114,但与图1不同的是,可以利用凝胶流动特性,使得导热凝胶113填满驱动单元111与第一屏蔽罩112之间的全部上面和侧面空隙;或者,也可以在第一屏蔽罩112的其它位置开孔,例如在第一屏蔽罩112的侧壁开孔,利用凝胶流动特性,使得导热凝胶113填满驱动单元111与第一屏蔽罩112之间全部空隙,但本申请实施例并不限于此。
考虑到Tx模组上的驱动单元111的热量很集中,器件很小无法直接加散热器,而且为了屏蔽外部其他元器件产生的电磁干扰,驱动单元111通常需要设置屏蔽罩,采用导热垫散热又存在导热垫无法过回流焊的技术问题(如果采用导热垫散热方案的话,需要先将导热垫贴到驱动芯片上,再将屏蔽罩过回流焊焊接在驱动芯片上方,但过回流焊焊接过程温度过高,会使得导热垫在厚度方向上膨胀,从而导致屏蔽罩无法焊接到驱动芯片上),因此目前市场上Tx模组的驱动单元与屏蔽罩之间一般采用留空处理,通过空气散热达到最低散热要求,但在这样的散热结构下,会对系统的其他参数进行更多的平衡,比如会考虑将驱动单元的发光功率限制在某个量之下(也就是发光功率的设计受限于模组散热情况),而发光功率会影响到系统的检测范围(检测距离),所以散热问题也是影响目前TOF 检测或识别系统在更大检测距离的场景中应用的原因之一。而本案创造性的采用在驱动单元111与第一屏蔽罩112之间注入导热凝胶的方法,可以规避普通导热垫无法过回流焊的工艺难题,可以在屏蔽罩过回流焊焊接后,通过屏蔽罩预留孔注入导热凝胶,该导热凝胶能够填充驱动单元111与第一屏蔽罩112之间,使得驱动单元111与第一屏蔽罩112之间不存在空气间隙,通过该导热凝胶能够快速将热量传导到外部空间,实现驱动芯片快速降温,解决了驱动芯片和屏蔽罩之间空气层阻挡散热的问题,提高芯片的散热效率。进一步的也可以提升系统设计的灵活性,可以适用于更多不同检测距离要求的系统。
另外,为了进一步提高散热效率,如图1所示,还可以在第一屏蔽罩112之外设置散热器件130,例如,在第一屏蔽罩112的外表面设置散热器件130。例如,该散热器件130可以包括导热垫和/或散热铜片。这样,在第一屏蔽罩112外设置散热器件130,可以实现热量通过导热凝胶再经过散热器件向外传输,相比于不设置散热器130,只靠第一屏蔽罩112上表面的空气进行散热的情况,有利于提升散热速度;并且,驱动单元111发出的小面积的集中热量经过导热凝胶再经过大面积的散热器件,可以进一步加大散热面积。
在本申请实施例中,如图1所示,该TOF发射模组100还可以包括:电路板120,用于固定发光组件和驱动组件110,并且该发光组件与该驱动组件110之间可以通过该电路板120实现电连接。可选地,该发光组件与驱动组件110可以分别设置于电路板120的不同位置,下面将结合不同的电路板120的实施例,进行详细描述。
可选地,作为一种实施例,可以将发光组件与驱动组件110设置在该电路板120的同一侧。例如,图2示出了本申请实施例的TOF发射模组100的另一剖视图,图3为图2所示的TOF发射模组100的立体分解图,其中,图1仅示出了Tx模组100的一部分,而图2和图3可以为该Tx模组100的一种可能的形态,将图3所示的TOF发射模组组装之后,图2所示的剖视图是沿图3虚线AB所示的方向、从上至下切割形成的截面图。如图2或者图3所示,该电路板120包括上下两个表面,这里分别称为第一表面和第二表面,其中,该发光组件与该驱动单元111分别固定在该电路板120的第一表面,也就是该发光组件与驱动单元111通过第一表面的导电器件实现电连接;而该电路板120的第二表面与所在电子设备的主板200电连接,例如,第二表面与主板200之间可以通过贴片的方式电连接。
应理解,本申请中的发光组件可以具体包括发光单元141以及第二屏蔽罩,发光单元141设置在该第二屏蔽罩内,该第二屏蔽罩可以屏蔽外部其他元器件产生的电磁干扰,避免对发光单元141的影响。在如图2或者图3所示的实施例中,由于可以将驱动单元111与发光组件设置在电路板120的同一侧,也就是可以将驱动单元111和发光单元141设置在电路板120的第一表面,此时,该发光单元141可以与驱动单元111可以位于同一屏蔽罩内,也就是驱动组件110与发光组件共用一个屏蔽罩,比如,将发光单元141也设置在第一屏蔽罩112之内,即令第一屏蔽罩与第二屏蔽罩为同一个屏蔽罩,这样可以节省空间。此时,如图2所示,可以将该第一屏蔽罩112看作位于左右两侧的两个部分,左侧对应设置驱动单元111与导热凝胶113,右侧对应设置发光单元141。
具体地,该发光单元141位于该第一屏蔽罩112内,该发光单元141与电路板120的第一表面电连接,该发光单元141用于发光;该第一屏蔽罩112对应于发光单元141的部分可以具有开孔,这里称为第二开孔143,该第二开孔143用于露出该发光单元141发出的光;或者,在第一屏蔽罩112的对应发光单元141的发光位置处,设置透明材料,以使得该发光单元141发出的光能发射出去到达检测对象或成像目标。
可选地,在驱动单元111和发光单元141位于同一屏蔽罩的情况下,为了便于散热,可以在驱动单元111与发光单元141之间填充导热凝胶,但本申请实施例并不限于此。
应理解,本申请实施例中的发光单元141可以用于发射不可见光,例如,该发光单元141可以为红外激光发射器,对应的,Rx模组可以包括感光传感器,该感光传感器可以为红外传感器。
在本申请实施例中,该发光单元141具体可以为垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL),但本申请实施例并不限于此。
可选地,该发光组件还可以包括其他元件,驱动组件110也可以包括其他元件。例如,如图3所示,在该第一屏蔽罩112内还可以设置该发光组件和/或驱动组件包括的其他元件,例如电感、电容或者电阻等,用于配合或者辅助驱动单元产生驱动发光单元所需的驱动信号。
可选地,在该第一屏蔽罩112对应于发光单元141的外表面或者说上表面,还可以设置有硅胶套150,以用于密封,并且该硅胶套150可以露出该发光单元141发出的光。例如,如图2或者图3所示,在该第一屏蔽罩112与该电子设备(比如手机)的后盖300之间还可以设置有该硅胶套150,考虑到后盖300和第一屏蔽罩112均为硬质材料,二者直接抵靠,会存在空隙,而硅胶套150相对比较软,使得该硅胶套150可以在后盖300与第一屏蔽罩112之间起到密封的作用,同时也具有防尘防水的作用。具体地,如图2或者图3所示,该硅胶套150可以具有第三开孔151,以露出该发光单元141发出的光,而后盖300中与发光单元发光位置对应部分通常为透明材料,例如玻璃,这样,在可以露出发光单元141发出的光的同时,后盖300、硅胶套150和第一屏蔽罩112三者之间没有空隙,具有防尘防水的作用,以保护发光单元141。可选地,也可以通过将硅胶套150对应发光单元141的发光位置设置透明材料,露出该发光单元141发出的光。其中,该硅胶套150可以通过双面胶粘贴在第一屏蔽罩112上表面的相应位置和/或后盖300的表面,或者直接抵靠在后盖300的表面,本申请实施例并不限于此。
可选地,第二开孔143和第三开孔151的尺寸和形状可以根据实际应用进行设置,并且第二开孔143和第三开孔151的形状和尺寸可以相同或者不同。例如,如图2和图3所示,第二开孔143和第三开孔151的形状可以均设置为矩形,也可以将第三开孔151的尺寸设置为大于第二开孔143。
另外,对应于图1中描述的散热器件130,如图2或者图3所示,在该第一屏蔽罩112对应于驱动单元111的外表面或者说上表面,可以设置散热器件130,以将经过导热凝胶113传输的热量继续向外传输,相比于不设置散热器130,只靠第一屏蔽罩112上表面的空气进行散热的情况,有利于提升散热速度;并且,驱动单元111发出的小面积的集中热量经过导热凝胶再经过大面积的散热器件,可以进一步加大散热面积。
具体地,如图2或者图3所示,在该第一屏蔽罩112的外表面与该电子设备的后盖300之间可以设置散热器件130,该散热器件可以包括导热垫131和/或散热铜片132,或者也可以包括铝片等其他金属热良导体。其中,该散热器件130可以通过粘贴与后盖300之间固定,或者也可以直接抵靠在后盖300;类似的,该散热器件130与下方的第一屏蔽罩112之间可以通过粘贴固件,例如可以通过双面胶粘贴,或者也可以采用其他方式固定,本申请实施例并不限于此。
将驱动组件111与发光组件141设置在电路板的同一侧可以减少该Tx模组的厚度,但是这样会使得驱动组件111与发光组件141的热量更为集中。通过在驱动组件111内设置导热凝胶,以及在其上方设置的散热器件,可以将热量传输到电子设备的后盖及外部空间,进而显著提高Tx模组的散热能力,降低使用问题,提高模组使用寿命。
可选地,作为另一实施例,该驱动组件和发光组件也可以分别设置在电路板120的上下两个表面。具体地,例如,图4示出了本申请实施例的TOF发射模组100的再一剖视图,图5为图4所示的TOF发射模组100的立体分解图,其中,图1仅示出了Tx模组100的一部分,而图4和图5可以为该Tx模组100的一种可能的形态,且该图4和图5所示的Tx模组100不同于图2和图3所示的该Tx模组100的形态。将图5所示的TOF发射模组组装之后,图4所示的剖视图是沿图5虚线AB所示的方向、从上至下切割形成的截面图。如图4或者图5所示,该电路板120可以为软硬结合板120。具体地,该软硬结合板120包括:第一硬性电路板121、第二硬性电路板122、第三硬性电路板123和U型柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)125,其中,U型FPC 125用于电连接该第一硬性电路板121、该第二硬性电路板122和该第三硬性电路板123。具体地,该第一硬性电路板121和该第二硬性电路板122分别设置在该U型FPC 125一端的上下表面,也就是该第一硬性电路板121、该U型FPC 125的一端和该第二硬性电路板122压合以形成叠层结构。并且,发光组件140设置于该第一硬性电路板121的上方,与该第一硬性电路板121电连接;而驱动组件110设置于该第二硬性电路板122的下方,与该第二硬性电路板122电连接。
另外,该第三硬性电路板123设置在该U型FPC 125另一端的下表面;该第三硬性电路板123可以包括用于将Tx模组100贴片安装到电子设备的主板200的导电端子126,即在该第三硬性电路板123的下表面设置有导电端子126,以使得该第三硬性电路板123通过贴片的方式与该电子设备的主板200电连接,从而实现该TOF发射模组与电子设备主板200之间的电连接。
可选地,本申请实施例中的贴片方式可以包括表面贴装技术(Surface MountedTechnology,SMT)。例如,可以通过在下层的第三硬性电路板123的下表面设置焊盘阵列,即导电端子126可以为焊盘阵列,通过该焊盘阵列将第三硬性电路板123焊接到电子设备的主板200上,从而实现以包括该第三硬性电路板123的软硬结合板120为载体而形成的TOF发射模组100和电子设备的主板200之间的连接,进而实现二者之间的功能通讯。
因此,本申请实施例的Tx模组,可以采用软硬结合板的折叠结构,该结构可以分为上半部分和下半部分,二者之间通过FPC电连接;该上半部分的上下表面分别用于设置发光组件和驱动组件,并实现发光组件和驱动组件之间的通信,而该下半部分能够通过最下表面的焊盘实现将Tx模组整体直接贴片到主板上。这样通过贴片的方式安装到电子设备的主板上的Tx模组有利于自动化贴片生产,便于大批量生产,降低生产成本,比采用BTB的方案节省空间和成本。
可选地,如图4或者图5所示,对应于软硬结合板120的下半部分的结构,软硬结合板120还可以包括第四硬性电路板124,该第四硬性电路板124位于该U型FPC 125另一端的上表面,与第三硬性电路板123相背设置,但本申请实施例并不限于此。
应理解,本申请实施例中的硬性电路板可以为印制电路板(Printed CircuitBoard,PCB)。例如,软硬结合板120中的第一硬性电路板121、第二硬性电路板122、第三硬性电路板123和第四硬性电路板124都可以为PCB。另外,对于本申请实施例中的第一硬性电路板121、第二硬性电路板122、第三硬性电路板123和第四硬性电路板124中的任意一个电路板而言,可以是一个单层的电路板,或者也可以是一个多层电路板,或者也可以是一个多层电路板中的任意一层或者多层。
例如,第一硬性电路板121和第二硬性电路板122可以为独立的两个电路板;或者第一硬性电路板121、中间柔性电路板125和第二硬性电路板122也可以为同一个多层电路板中的三部分,其中,该多层电路板中包括的柔性电路板为本申请实施例中的柔性电路板125,该多层电路板中位于柔性电路板上部分的一层或者多层电路板为本申请实施例中的第一硬性电路板121,该多层电路板中位于柔性电路板下部分的一层或者多层电路板为本申请实施例中的第二硬性电路板122。与之类似的,第三硬性电路板123与第四硬性电路板124也可以为独立的两个电路板,或者,第三硬性电路板123、中间柔性电路板125和第四硬性电路板124也可以为同一个多层电路板中的三部分,在此不再赘述。
可选地,本申请实施例中的软硬结合板120上半部分的第一硬性电路板121和第二硬性电路板122的形状和面积均可以设置为相同的,例如,设置为尺寸完全相同的矩形;类似的,软硬结合板120下半部分的第三硬性电路板123和第四硬性电路板124的形状和面积也可以设置为相同的,例如,设置为尺寸完全相同的矩形。另外,该上半部分的两个硬性电路板与下半部分的两个硬性电路板的形状与面积也可以均设置为相同的;该上半部分与下半部分可以平行设置,并且二者保持正对,即上半部分的两个硬性电路板沿着竖直方向在下半部分的两个硬性电路板所在表面上的投影,与该下半部分的两个硬性电路板完全重合,以使得在竖直空间上,上下两部分的硬性电路板占用的空间大小一致,不会造成下半部分的硬性电路板占用空间更大的问题。
应理解,如图4或者图5所示,本申请实施例中的发光组件140可以具体包括发光单元141和屏蔽罩142,为了便于区别,这里将该发光组件140中包括的屏蔽罩142称为第二屏蔽罩142,发光单元141设置在该第二屏蔽罩142内,该第二屏蔽罩142可以屏蔽外部其他元器件产生的电磁干扰,避免对发光单元141的影响。具体地,该发光单元141位于该第二屏蔽罩142内,该发光单元141与该第一硬性电路板121电连接,该发光单元141用于发光;该第二屏蔽罩142可以具有开孔144,这里称为第四开孔144,该第四开孔用于露出该发光单元141发出的光;或者,在第二屏蔽罩142的对应发光单元141的发光位置处,设置透明材料,以露出该发光单元141发出的光。
其中,图4或者图5所示的发光单元141与图2和图3中描述的发光单元141类似,适用于图2和图3中描述的发光单元141的相关描述,例如,该图4和图5中的发光单元可以为VCSEL,为了简洁,在此不再赘述。
可选地,该发光组件140还可以包括其他元件,例如,如图4或者图5所示,在该第二屏蔽罩142内还可以设置该发光组件140包括的其他元件,例如电感、电容或者电阻等,用于配合或者辅助发光单元发光。
可选地,在该第二屏蔽罩112的外表面或者说上表面,还可以设置有硅胶套150,以用于密封,并且该硅胶套150可以露出该发光单元141发出的光。例如,如图4或者图5所示,在该第二屏蔽罩142与该电子设备(比如手机)的后盖300之间还可以设置有该硅胶套150,考虑到后盖300和第二屏蔽罩142均为硬质材料,二者直接抵靠,会存在空隙,而硅胶套150相对比较软,该硅胶套150可以在后盖300与第二屏蔽罩142之间起到密封的作用,同时也具有防尘防水的作用。具体地,如图4或者图5所示,该硅胶套150可以具有第五开孔152,以露出该发光单元141发出的光,而后盖300中与发光单元发141光位置对应部分通常为透明材料,例如玻璃,这样,在可以露出发光单元141发出的光的同时,后盖300、硅胶套150和第二屏蔽罩142三者之间没有空隙,具有防尘防水的作用,以保护发光单元141。可选地,也可以通过将硅胶套150对应发光单元141的发光位置设置透明材料,露出该发光单元141发出的光。其中,该硅胶套150可以通过双面胶粘贴在第二屏蔽罩142上表面和/或后盖300的表面,或者直接抵靠在后盖300的表面,本申请实施例并不限于此。
可选地,第四开孔144和第五开孔152的尺寸和形状可以根据实际应用进行设置,并且第四开孔144和第五开孔152的形状和尺寸可以相同或者不同。例如,如图4和图5所示,第四开孔144和第五开孔152的形状可以均设置为矩形,也可以将第五开孔152的尺寸设置为大于第四开孔144。
可选地,在竖直方向上,该驱动单元111与发光单元141可以对齐设置,也就是将驱动单元111设置于发光单元141的正下方,这样可以尽可能的减小该Tx模组100的厚度,进而减小Tx模组100的体积,但这样会是的该驱动单元111与发光单元141的热量较为集中,不利于散热。相反的,在竖直方向上,如图4或者图5所示,该驱动单元111与发光单元141也可以错开设置,也就是将驱动单元111设置在该发光单元141的斜下方,这样虽然使得Tx模组100的厚度不能达到最小,但是可以有利于驱动单元111与发光单元141的散热,使得二者散热较为分散。
在本申请实施例中,驱动单元111与发光单元141分别设置在软硬结合板120的一端的上下两个硬性电路板的表面,两个硬性电路板之间通过FPC实现电气与信号通讯,这样能够灵活应用软硬结合板,并且,在空间上拉近了驱动单元111与发光单元141之间的距离,即驱动单元111与发光单元141之间的通信线路的距离为二者垂直方向的距离,该距离可以缩短到1mm以内,这样能够大大减小驱动单元111与发光单元141之间通讯线路上的寄生电感,从而提高驱动单元111与发光单元141的总体性能。例如,对于如图2或者图3所示的方案,将驱动单元111与发光单元141并排放置的方案,驱动单元111与发光单元141之间的通信线路的距离取决于二者之间的水平间隔距离,但是考虑干扰以及散热等问题,驱动单元111与发光单元141之间的距离不宜过近;再例如,对于将驱动单元111设置在第四硬性电路板124的方案,驱动单元111与发光单元141之间的通信线路的距离则增加为从驱动单元111所在的U型FPC 125的一端到达发光单元141所在的U型FPC 125的另一端,驱动单元111与发光单元141之间通信距离的增加会使得寄生电感明显增大,也就是降低了驱动单元111与发光单元141的总体性能。
可选地,对应于图1中描述的散热器件130,如图4或者图5所示,为了提高驱动组件110和发光组件140的散热能力,可以在驱动组件110的第一屏蔽罩112与下方第四硬性电路板124之间设置散热器件130,以将经过导热凝胶113传输的热量继续向外传输,相比于不设置散热器130,只靠第一屏蔽罩112外表面的空气进行散热的情况,有利于提升散热速度;并且,驱动单元111发出的小面积的集中热量经过导热凝胶再经过大面积的散热器件,有利于加大散热面积,提高散热效率;而且在最下方的第三硬性电路板123通过焊盘焊接到主板200上时,还能够充分利用主板200良好散热功能,将上方的驱动组件110和发光组件140上热量传导到主板200上,实现良好散热功能。
在本申请实施例的该散热器件130可以包括导热铜片134,或者也可以为其他热的良导体器件,利用其具有导热、均热效果,能够将芯片小面积的热量迅速传导到大面积的散热器件130上,再传导到下方的硬性电路板,再传递到主板200或者中框等外围空间,起到迅速散热和降温效果。
可选地,如图4或者图5所示,本申请实施例的该导热铜片134的一个表面可以通过导热背胶133与第一屏蔽罩112贴合;和/或,该导热铜片134的另一个表面可以通过另一导热背胶135与该第四硬性电路板124的上表面贴合。
因此,本申请实施例的Tx模组,包括发光组件和驱动组件,通过在驱动组件包括的驱动单元与屏蔽罩之间注入导热凝胶的方法,将芯片热量主要通过导热凝胶传导屏至蔽罩外,再由屏蔽罩传导到散热器、电子设备的主板或者后盖,再充分利用主板或者后盖的良好散热功能,起到迅速散热、降温效果。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,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单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种电子设备中的飞行时间TOF发射模组,其特征在于,包括:
电路板;
发光组件,设置于所述电路板,所述发光组件用于发射TOF检测所需的光;
驱动组件(110),包括驱动单元(111)、第一屏蔽罩(112)和导热凝胶(113),所述驱动单元(111)设置于所述电路板并用于驱动所述发光组件发光,所述驱动单元(111)位于所述第一屏蔽罩(112)内,所述第一屏蔽罩(112)具有第一开孔(114),所述导热凝胶(113)通过所述第一开孔(114)填充在所述驱动单元(111)与所述第一屏蔽罩(112)之间。
2.根据权利要求1所述的TOF发射模组,其特征在于,所述第一开孔(114)位于所述第一屏蔽罩(112)的与所述驱动单元(111)相对的表面。
3.根据权利要求1或2所述的TOF发射模组,其特征在于,
所述发光组件与所述驱动单元(111)分别固定在所述电路板(120)的第一表面,所述电路板(120)的第二表面与所述电子设备的主板通过贴片的方式电连接。
4.根据权利要求3所述的TOF发射模组,其特征在于,还包括:
散热器件(130),设置在所述第一屏蔽罩(112)的外表面与所述电子设备的后盖之间。
5.根据权利要求4所述的TOF发射模组,其特征在于,所述散热器件(130)包括导热垫(131)和/或散热铜片(132)。
6.根据权利要求3所述的TOF发射模组,其特征在于,所述发光组件包括:发光单元(141),
所述发光单元(141)位于所述第一屏蔽罩(112)内,所述发光单元(141)与所述第一表面电连接,
所述发光单元(141)上方的所述第一屏蔽罩(112)具有第二开孔,以露出所述发光单元(141)发出的光。
7.根据权利要求6所述的TOF发射模组,其特征在于,所述发光单元(141)上方的所述第一屏蔽罩(112)与所述电子设备的后盖之间设置有硅胶套(150),所述硅胶套(150)具有第三开孔,以露出所述发光单元(141)发出的光。
8.根据权利要求1或2所述的TOF发射模组,其特征在于,所述电路板(120)为软硬结合板,所述软硬结合板包括:第一硬性电路板(121)、第二硬性电路板(122)、第三硬性电路板(123)和U型柔性电路板(125),
所述第一硬性电路板(121)和所述第二硬性电路板(122)分别设置在所述U型柔性电路板(125)一端的上下表面,所述第三硬性电路板(123)设置在所述U型柔性电路板(125)另一端的下表面,U型柔性电路板(125)用于电连接所述第一硬性电路板(121)、所述第二硬性电路板(122)和所述第三硬性电路板(123);
所述发光组件设置于所述第一硬性电路板(121)的上方,且与所述第一硬性电路板(121)电连接;
所述驱动组件(110)设置于所述第二硬性电路板(122)的下方,且所述驱动单元(111)与所述第二硬性电路板(112)电连接,以用于驱动所述发光组件发光;
所述第三硬性电路板(123)通过贴片的方式与所述电子设备的主板电连接。
9.根据权利要求8所述的TOF发射模组,其特征在于,所述软硬结合板还包括第四硬性电路板(124),所述第四硬性电路板(124)设置在所述U型柔性电路板(125)另一端的上表面,
所述TOF发射模组还包括:
散热器件(130),位于所述第一屏蔽罩(112)与所述第四硬性电路板(124)之间。
10.根据权利要求9所述的TOF发射模组,其特征在于,所述散热器件(130)包括导热铜片(134)。
11.根据权利要求10所述的TOF发射模组,其特征在于,所述导热铜片(134)的一个表面通过导热背胶与所述第一屏蔽罩(112)贴合;和/或,
所述导热铜片(134)的另一个表面通过另一导热背胶与所述第四硬性电路板(124)的表面贴合。
12.根据权利要求8所述的TOF发射模组,其特征在于,所述发光组件包括:发光单元(141)和第二屏蔽罩(142),
所述发光单元(141)位于所述第二屏蔽罩(142)内,所述发光单元与所述第一硬性电路板(121)电连接,
所述第二屏蔽罩(142)具有第四开孔,以露出所述发光单元(141)发出的光。
13.根据权利要求1或2所述的TOF发射模组,其特征在于,所述驱动组件(110)还包括:
辅助器件,用于辅助所述驱动单元(111)产生用于驱动发光组件的驱动信号。
14.一种电子设备中的飞行时间TOF检测装置,其特征在于,包括:
如权利要求1至13中任一项所述的TOF发射模组;和
TOF接收模组,
其中,所述TOF发射模组用于发射光信号,所述TOF接收模组用于接收由所述光信号照射物体后的返回光信号。
15.根据权利要求14所述的TOF检测装置,其特征在于,所述TOF接收模组通过板对板连接器BTB与所述电子设备的主板电连接。
16.一种电子设备,其特征在于,包括:如权利要求1至13中任一项所述的TOF发射模组。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
硅胶套(150),设置在所述TOF发射模组与所述电子设备的后盖之间,所述硅胶套(150)具有第五开孔,以露出所述发光单元(141)发出的光。
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