CN114640765A - 深度相机模组及其组装方法、拍摄组件和电子设备 - Google Patents
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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Abstract
本申请公开了一种深度相机模组及其组装方法、拍摄组件和电子设备。深度相机模组包括电路板、光源、传感器、一体支架、第一光学组件及第二光学组件。电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,第一承载面到所述底面的距离与第二承载面到底面的距离不同。光源安装于第一承载面与电路板电连接,光源用于发射光线,传感器安装于电路板与电路板电连接,传感器用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号。支架安装于电路板,支架上的第一光学组件及第二光学组件设于支架上,第一光学组件与光源对应设置,用于将光源发射的光线引导至深度相机模组外,第二光学组件与传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将光线引导至传感器。
Description
技术领域
本申请涉及测距技术领域,更具体而言,涉及一种深度相机模组、深度相机模组的组装方法、拍摄组件和电子设备。
背景技术
飞行时间技术(Time of flight,ToF)是一种通过测量发射信号和被物体反射回的信号之间的时间差,通过这个时间差,计算出物体和传感器距离之间测距的技术。现有的飞行时间模组中发射端的光学中心与接收端的光学中心之间的距离过大,不利于整体模组小型化。
发明内容
本申请实施方式提供一种深度相机模组、深度相机模组的组装方法、拍摄组件和电子设备。
本申请的深度相机模组包括电路板、光源、传感器、一体支架、第一光学组件及第二光学组件。所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同。所述光源承载于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线。所述传感器安装于所述电路板,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号。所述支架安装于所述电路板,并与所述电路板形成容置腔,所述容置腔用于收容所述光源和所述传感器。第一光学组件及第二光学组件设于所述支架,所述第一光学组件与所述光源对应设置,用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件与所述传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的电子设备包括壳体及深度相机模组。所述深度相机模组与所述壳体结合。所述深度相机模组包括电路板、光源、传感器、一体支架、第一光学组件及第二光学组件。所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同。所述光源承载于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线。所述传感器安装于所述电路板,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号。所述支架安装于所述电路板,并与所述电路板形成容置腔,所述容置腔用于收容所述光源和所述传感器。第一光学组件及第二光学组件设于所述支架,所述第一光学组件与所述光源对应设置,用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件与所述传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的拍摄组件包括深度相机模组及二维相机模组,所述深度相机模组的所述传感器的中心与所述二维相机模组的中心之间的距离小于第二预设距离。所述二维相机模组用于获取二维图像,所述深度相机模组用于获取深度信息图像。所述深度相机模组包括电路板、光源、传感器、一体支架、第一光学组件及第二光学组件。所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同。所述光源承载于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线。所述传感器安装于所述电路板,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号。所述支架安装于所述电路板,并与所述电路板形成容置腔,所述容置腔用于收容所述光源和所述传感器。第一光学组件及第二光学组件设于所述支架,所述第一光学组件与所述光源对应设置,用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件与所述传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的电子设备包括壳体及拍摄组件,所述壳体与所述拍摄组件结合。所述拍摄组件包括深度相机模组及二维相机模组,所述深度相机模组的所述传感器的中心与所述二维相机模组的中心之间的距离小于第二预设距离。所述二维相机模组用于获取二维图像,所述深度相机模组用于获取深度信息图像。所述深度相机模组包括电路板、光源、传感器、一体支架、第一光学组件及第二光学组件。所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同。所述光源承载于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线。所述传感器安装于所述电路板,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号。所述支架安装于所述电路板,并与所述电路板形成容置腔,所述容置腔用于收容所述光源和所述传感器。第一光学组件及第二光学组件设于所述支架,所述第一光学组件与所述光源对应设置,用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件与所述传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的深度相机模组的组装方法,包括:提供一电路板,所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同;将光源安装于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线,将所述传感器安装于所述第二承载面,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号;将第一光学组件固定安装于一体支架;将安装有所述第一光学组件的所述支架与所述电路板固定连接,所述支架与所述电路板形成容置腔,所述光源与所述传感器收容在所述容置腔内,以使所述第一光学组件与所述光源对应,所述第一光学组件用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外;及将第二光学组件固定安装于所述支架,以使所述第二光学组件与所述传感器对应,所述第二光学组件用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的深度相机模组的组装方法,包括:提供一电路板,所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同;将光源安装于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线,将所述传感器安装于所述第二承载面,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号;将一体支架与所述电路板固定连接,所述支架与所述电路板形成容置腔,所述光源与所述传感器收容在所述容置腔内;将第一光学组件及第二光学组件固定在所述支架上,以使所述第一光学组件与所述光源对应、及所述第二光学组件与所述传感器对应,所述第一光学组件用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
本申请的深度相机模组、深度相机模组的组装方法、拍摄组件及电子设备,通过将深度相机模组中传感器及光源安装在同一块电路板上,并且第一光学组件及第二光学组件均固定安装于一体支架,相较于传统的深度相机模组(发射端与接收端都各自有单独的支架及各自单独的电路板)能够使深度相机模组结构更加紧凑,并且还能缩短深度相机模组的基线距离。另外,本申请的深度相机模组、深度相机模组的组装方法、拍摄组件及电子设备,通过将光源承载在电路板的第一承载面上,并且第一承载面与第二承载面具有一定高度差,能够在缩短深度相机模组的基线距离的同时,给需要设置在电路板上的电子器件留有更多空间,从而在缩短深度相机模组的基线距离的同时保证深度相机模组正常工作。
本申请的实施方式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,或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点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中的深度相机模组立体结构的示意图;
图2是本申请某些实施方式中的深度相机模组的结构示意图;
图3及图4是本申请某些实施方式中的深度相机模组中基线与光斑在传感器中移动距离之间的关系的示意图;
图5是现有的深度相机模组与本申请某些实施方式中的深度相机模组的结构示意图;
图6至图10是本申请某些实施方式中的深度相机模组的结构示意图;
图11是光发射模组中光学组件后焦大小与光发射模组的长、宽、高大小的关系示意图;
图12至图14是本申请某些实施方式中的飞行时间模组中第一光学组件的结构示意图;
图15及图16是本申请某些实施方式中的飞行时间模组中第二光学组件的结构示意图;
图17及图18是本申请某些实施方式中的电子设备的结构示意图;
图19是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的流程示意图
图20是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的结构示意图;
图21是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的流程示意图;
图22是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的结构示意图;
图23是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的流程示意图;
图24是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的结构示意图;
图25是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的流程示意图;
图26是本申请某些实施方式中的深度相机模组的组装方法的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请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申请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限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1及图2,本申请实施方式提供一种深度相机模组100。深度相机模组100包括电路板10、光源30、传感器40、一体支架50、第一光学组件60及第二光学组件70。电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同。光源30安装于电路板10的第一承载面12,并与电路板10电连接,光源30用于发射光线。传感器40安装于电路板10,并与电路板10电连接,传感器40用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号。支架50安装于电路板10,并与电路板10形成容置腔503,容置腔503用于收容光源30及传感器40。第一光学组件60及第二光学组件70均设于一体支架50,其中,第一光学组件60与光源30对应设置,并且第一光学组件60用于将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外;第二光学组件70与传感器40对应设置,并且第二光学组件70用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将接收到的光线引导至传感器40。
典型的深度相机模组中的发射端与接收端是独立的两个模块,二者都各自有单独的支架及各自单独的电路板。也即,发射端包括第一电路板及第一支架,第一光学组件设于第一支架中,光源设于第一电路板上;接收端包括第二电路板及第二支架,第二光学组件设于第二支架中,传感器设于第二电路板上。
本申请中的深度相机模组100,通过将传感器40及光源30安装在同一块电路板10上,并且第一光学组件60及第二光学组件70均固定安装于一体支架50,相较于传统的深度相机模组(发射端与接收端都各自有单独的支架及各自单独的电路板)能够使深度相机模组100结构更加紧凑,并且还能缩短深度相机模组100的基线距离。其中,将传感器40和光源30光学中心之间的距离定义为基线,下文中出现的基线也做相同解释,不再赘述。另外,本申请的深度相机模组100通过将光源30承载在电路板10的第一承载面12上,并且第一承载面12与第二承载面13具有一定高度差,能够在缩短深度相机模组100的基线距离的同时,给需要设置在电路板10上的电子器件81(如图5所示)留有更多空间,从而在缩短深度相机模组100的基线距离的同时保证深度相机模组100正常工作。
需要说明的是,在本申请实施例中的深度相机模组100是基于飞行时间技术(Timeof flight,ToF)来获取待测物体的深度信息。其中,飞行时间技术是基于发射光线与接收到待测物反射回来的光线之间的时间差,计算待测物的深度信息。因此,在设计过程中,希望光斑照射到接收端中传感器的位置尽量不要发生变化,如此有利于简化传感器读出电路的设计。
由于在本申请中能够缩短深度相机模组100的基线距离,如此有利于深度相机模组100获取待测物的深度信息。具体地,当光线投射出去,被目标反射回接收端,可以被接收端中的传感器40的某一像素或数个像素接收到。针对同一个像素,当目标物体与模组的距离改变时,该像素最终投射在上的位置也会发生变化。例如,如图3所示,D点发射一束激光,当目标在F位置时,激光被反射经过接收端的焦点C点,最终照射在传感器40的像面(AB点所在平面)的A点;当目标在E位置时,经过接收端镜头组(即第二光学组件70)焦点C点后照射在传感器40的B点。由此可见,同一束激光,由于目标物体距离模组的距离不同,最终有可能被传感器40的不同区域/像素接收。定义上述在传感器40上的移动距离差为Ldisparity,接收端镜头(即第二光学组件70)焦距为f,光发射模组的光学中心与光接收模组的光学中心之间的距离为基线Lbaseline,目标物体与激光雷达测距模组的距离为Lrange,上述参数遵从以下关系:也即是说,在接收端镜头(即第二光学组件70)焦距f及目标物体与激光雷达测距模组的距离Lrange一定的情况下,传感器40上的移动距离差Ldisparity与基线Lbaseline呈正比。假设基线Lbaseline为3mm(现有的深度相机模组中基线的典型值为10mm),第二光学组件70的等效焦距为1.63mm,传感器40中像素的尺寸为10um.当前被测物体距离发生变化,光斑在传感器40上的移动关系如图4所示。可以理解,在基线Lbaseline影响下,主要对于近距离测距(如小于2m)激光光斑位置有影响。由于深度相机模组100是基于发射光线与接收到待测物反射回来的光线之间的时间差,计算待测物的深度信息。从图4中可以看到,当目标距离为0.3m时,发射模组与光接收模组的中心距离较小(为3mm)时,光斑位置仅移动了约2.5个像素,但是发射模组与光接收模组的中心距离较大(为10mm),光斑位置移动了约8个像素。由此,可以证明缩短深度相机模组100的基线距离有利于深度相机模组100获取待测物的深度信息。
请继续参阅图1及图2,在一些实施例中,传感器40的中心与光源30的中心之间的距离小于第一预设距离。如此有利于深度相机模组100获取待测物的深度信息。在一些实施例中,第一预设距离可以为5mm,也即传感器40的中心与光源30的中心之间的距离小于5mm。例如,传感器40的中心与光源30的中心之间的距离可以为4mm、3.5mm、2mm等在此不作限制。当然,在一些实施例中,传感器40的中心与光源30的中心之间的距离也可以等于5mm。优选地,在一些实施例中,传感器40的中心与光源30的中心之间的距离可以为3.6mm。
在一些实施例中,电路板10可以用于对设置在其上的传感器40及光源30散热,如此在深度相机模组100正常工作时,传感器40及光源30产生的热量可以通过电路板10散发出去,以避免深度相机模组100内部温度过高,烧坏深度相机模组100内部的其他元器件,从而延长深度相机模组100的使用寿命。具体地,在一些实施例中,电路板10可以是软硬结合电路板,也可以是高温共烧陶瓷线路板,在此不作限制,只需要能够对设置在其上的传感器40及光源30进行散热即可。
请参阅图2,电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同。也即第一承载面12与第二承载面13之间具有高度差。由于通常在光源30周围还会设置其他的电子器件81,电子器件81需要与光源30之间有一定的间隔(如图5左侧所示),而将光源30设置在第一承载面12,且第一承载面12与第二承载面13之间存在高度差,能够缩短电子器件81与光源30横向间距的同时,还能够避免电子器件81与光源30接触(如图5右侧所示)。如此能够在缩短深度相机模组100的基线距离的同时,给需要设置在电路板10上的电子器件81(如图5所示)留有更多空间,从而在缩短深度相机模组100的基线距离的同时保证深度相机模组100正常工作。
需要说明的是,在一些实施例中,深度相机模组100还包括电子器件81,电子器件81设于第二承载面13。电子器件81与光源30之间的距离小于预设阈值。如此能够缩短电子器件81与光源30横向间距的同时,还能够避免电子器件81与光源30接触,从而缩短深度相机模组100的基线距离。其中,电子器件81可以是用于控制光源30发射时间间隔的寄存器;或者,电子器件81还可以是数模转换器或模数转换器等,在此不作限制。
具体地,请参阅图2及图6,在一些实施例中,第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13到底面11的距离,光源30承载于第一承载面12上。如此不仅有利于缩短深度相机模组100的基线距离,还能够在光源30与第一光学组件60之间的间距不改变的前提下,降低光深度相机模组100的整体厚度。当然,在一些实施例中,如图7所示,第一承载面12到底面11的距离也可以大于第二承载面13到底面11的距离,也有利于缩短深度相机模组100的基线距离。
光源30与电路板10电连接,电路板10能够为光源30提供电量,以使光源30能够发射光线。具体地,请参阅图8至图10,在一些实施例中,光源30包括相背的第一侧31及第二侧32,其中第二侧32安装与第一承载面12。光源30远离电路板10的一侧设有第一焊盘91,即光源30的第一侧31设有第一焊盘91。深度相机模组100还包括电连接线82,第一焊盘91用于通过电连接线82与电路板10上的第二焊盘92电连接,以使光源30与电路板10电连接。
示例地,请参阅图8,在一些实施例中,电连接线82的一端与光源30的第一侧31电连接,另一端与位于第一承载面12的焊盘电连接。也即,第二焊盘92设于第一承载面12上,电连接线82的一端与第一焊盘91电连接,另一端与第二焊盘92电连接,以使光源30与电路板10电连接。如此,一方面,能够实现光源30与电路板10之间的电连接;另一方面,由于光源30设置在第一承载面12,第一承载面12与第二承载面13具有高度差,能够在保证电子器件81与光源30之间间隔的前提下,缩短电子器件81与光源30横向间距,以缩短深度相机模组100的基线距离;再一方面,由于第二焊盘92设于第一承载面12,相较于第二焊盘92设于第二承载面13,电连接线82无需伸至第二承载面13,有利于降低电路板10的线路布局的复杂程度。
在一些实施例中,在光源30的出光方向上,第一焊盘91与第二焊盘92之间的距离大于或小于光源30相背两侧之间的距离。也即,在光源30的出光方向上,第一焊盘91与第二焊盘92之间的间距大于或小于光源30第一侧31与第二侧32之间的距离。可以理解,当第二焊盘92与光源30的第二侧32设置在同一水平面时,在光源30的出光方向上,设于光源30的第一侧31的第一焊盘91与第二焊盘92之间的间距,一定是等于第一侧31与第二侧32之间的距离的。第二焊盘92与位于光源30第一侧31的第一焊盘91电连接,若此时第二焊盘92与光源30直接接触,很容易会出现短路等故障,导致深度相机模组100不能正常工作。因此,需要使第二焊盘92与光源30之间保持一定的间距。然而,在本实施例中,由于在光源30的出光方向上,第一焊盘91与第二焊盘92之间的距离大于或小于光源30相背两侧之间的距离,因此第二焊盘92与光源30的第二侧32并没有设置在同一水平面上,也即第二焊盘92光源30的第二侧32之间存在高度差。此时,即便缩短第二焊盘92与光源30之间的横向间距,第二焊盘92也不会直接与光源30接触,如此能够在保证深度相机模组100正常工作的同时,进一步缩短深度相机模组100的基线距离。
示例地,请参阅图9,在一些实施例中,在光源30的出光方向上,第一承载面12与第二承载面13之间的距离为第一距离,光源30相背两侧之间的距离为第二距离。在第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13的距离的情况下,第一焊盘91与第二焊盘92之间的距离等于第一距离与第二距离之间的差值。具体地,如图9所示,第二焊盘92设于第二承载面13上,电连接线82的一端与光源30的第一侧31电连接,另一端与位于第二承载面13上的第二焊盘92电连接,以使光源30与10电连接。也即,电连接线82的一端与第一焊盘91电连接,另一端与第二焊盘92电连接。由于本实施例中将光源30承载在电路板10的第一承载面12上,通过电连接线82将光源10与位于第二承载面13上的第二焊盘92电连接,并且第一承载面12与第二承载面13具有一定高度差,如此相较于将第二焊盘92设于第一承载面13,能够在保证光源30与电路板10正常电连接的情况下,缩短第二焊盘92与光源30之间的横向距离,从而进一步缩短度相机模组100的基线距离。
需要说明的是,当光源30通过电连接线82与位于第二承载面13的第二焊盘92电连接时,在一些实施例中,在光源30的出光方向上,光源30远离第一承载面12的一侧与第二承载面13之间的距离在预设范围内。也即,在光源30的出光方向上,光源30的第一侧31与第二承载面13之间的距离在预设范围内。通常采用金线作为电连接线82,而基于目前的工艺技术金线具有极限曲率,也即金线的曲率不能够过大。而在本实施例中,由于在光源30的出光方向上,光源30的第一侧31与第二承载面13之间的距离在预设范围内,如此能够使连接第一焊盘91及第二焊盘92的电连接线82的曲率维持在一定范围内,即不会超出金线的极限曲率,从而有利于降低制造深度相机模组100的难度。特别地,在一些实施例中,光源30的第一侧31与第二承载面13接近齐平,如此更有利于降低制造深度相机模组100的难度。
当然,在一些实施例中,在第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13的距离的情况下,第一焊盘91与第二焊盘92之间的距离还可以等于第一距离与第二距离之间的和。如此也能够在保证光源30与电路板10正常电连接的前提下,缩短第二焊盘92与光源30之间的横向距离,从而进一步缩短度相机模组100的基线距离。
请参阅图10,在一些实施例中,电路板10还包括连接第一承载面12与第二承载面13的连接面14。第二焊盘92还可以设于连接面14上,电连接线82的一端与光源30的第一侧31电连接,另一端与位于连接面14上的第二焊盘92电连接,以使光源30与10电连接。也即,电连接线82的一端与第一焊盘91电连接,另一端与第二焊盘92电连接。如此也能够在保证光源30与电路板10正常电连接的前提下,缩短第二焊盘92与光源30之间的横向距离,从而进一步缩短度相机模组100的基线距离。
在一些实施例中,传感器40直接安装在电路板10的第二承载面13,并与电路板10电连接。当然,在一些实施例中,电路板10也可以设有自第二承载面13向底面11凹陷的凹槽(图未示),传感器40收容于凹槽内。如此在传感器40与第二光学组件70之间的距离不改变的前提下,将传感器40设于凹槽内相较于直接将传感器40设于电路板10的第二承载面13,有利于使深度相机模组100的整体厚度减小。
请参阅图2,一体支架50固定安装于电路板10,并与电路板10形成容置腔503。容置腔503用于收容光源30和传感器40固定于支架50中的第一光学组件60能够与光源30对应,固定于支架50中的第二光学组件70能够与传感器40对应。其中,在一些实施例中,容置腔503的数量可以为1个,此时光源30与传感器40均收容于该容置腔503内;或者,在一些实施例中,容置腔503的数量还可以为两个,此时光源30和传感器40分别收容于不同容置腔503内。
具体地,请参阅图1及图2,在一些实施例中,一体支架50包括第一支撑件51、第二支撑件52及连接第一支撑件51及第二支撑件52的连接组件53。第一支撑件51及第二支撑件52间隔设置,并且分别固定于电路板10。其中,第一支撑件51与第二支撑件52可以通过不同的连接方式与电路板10的固定连接,当然第一支撑件51与第二支撑件52也可以通过相同的连接方式与电路板10固定连接,在此不作限制。此外,连接的方式包括但不限于粘接、卡接、螺纹连接等。
更具体地,第一支撑件51相较于第二支撑件52更靠近光源30,在一些实施例中,第一支撑件51与第二支撑件52均承载于第二承载面13。特别地,如图6所示,在一些实施例中,当第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13到底面11的距离时,第一支撑件51承载于第一承载面12,第二支撑件52承载于第二承载面。
连接组件53连接于第一支撑件51和第二支撑件52,连接组件53包括第一安装孔531及第二安装孔532。其中,第一安装孔531用于安装第一光学组件60,第二安装孔532用于安装第二光学组件70。示例地,第一安装孔531为轴线垂直于电路板10的通孔,以便于实现光束的传播,第一光学组件60设置在第一安装孔531内,并且第一光学组件60通过胶结剂与第一安装孔531固定连接,第一光学组件60的光轴与光源30的光轴相重合,以在支架50和电路板10固定连接后实现第一光学元组件与光源30的对应设置,以使第一光学组件60能够将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外侧。当然,第一光学组件60还可以通过其他方式安装固定于第一安装孔531内,在此不作限制。
第二安装孔532为轴线垂直于电路板10的通孔,以便于实现光束的传播,并且第二光学组件70与第二安装孔532连接,在支架50和电路板10固定连接后,能够使第二光学元组件与光源30的对应设置,以使待测物反射回的光线经由第二光学组件70引导至传感器40。
需要说明的是,在一些实施例中,深度相机模组100还包括滤光片84,滤光片84设于第二光学组件70与传感器40之间,滤光片84用于过滤预定波长范围以外的光线。具体地,在一些实施例中,滤光片84及第二光学组件70均安装在支架50的第二安装孔532内,以使待测物反射回的光线依次经过第二光学组件70及滤光片84后进入传感器40。
请参阅图8,在一些实施例中,第一光学组件60包括准直透镜61及第二衍射光学元件62,准直透镜61相较于第二衍射光学元件62更靠近光源30。准直透镜61用于准直光源30发射的光线,并将准直后的光线引导至第二衍射光学元件62。第二衍射光学元件62用于接收的光线进行复制后向深度相机模组100外投射。
在一些实施例中,光源30发射的光线形成平面图案。示例地,光源30包括多个发光元件(图未示),多个发光元件均能够发射光束,并且多个发光元件发射的光束形成平面图案。请参阅图2、图12至图14,第一光学组件60可以包括第一衍射光学元件63。第一衍射光学元件63设有集成微结构631,集成微结构631能够准直平面图案、及对平面图案进行复制,以向深度相机模组100外出射散斑图案。由于第一衍射光学元件63上的集成微结构631能够准直平面图案、及对平面图案进行复制以出射散斑图案,相较于采用不同光学元件分别实现准直及复制功能,本申请的深度相机模组100能够在不影响投射散斑图像的光学效果的前提下,还能够缩小深度相机模组100的体积,及降低深度相机模组100的制造成本。
此外,在保持第一光学组件60与第二承载面13之间的距离不变的情况下,第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13到底面11的距离,且光源30设于第一承载面12,相较于将光源30直接设置在第二承载面13,需要第一光学组件60具有更大的后焦。并且由于光源30周边的电子器件81及金线也会导致需要第一光学组件60的后焦变大。请参阅图11,可以理解,第一光学组件60的后焦越大,由光源30及第一光学组件60组合而成的光发射模组的体积越大,从而深度相机模组100的体积也越大。而在本实施例中采用设有集成微结构631同时实现传统的透镜组及衍射元件的功能,如此能够最大程度的释放光发射模组的空间,对于压缩深度相机模组100的基线极具帮助。也即,第一衍射光学元件63上的集成微结构631能够准直平面图案、及对平面图案进行复制以出射散斑图案,相较于采用不同光学元件分别实现准直及复制功能,能够进一步缩短深度相机模组100的基线。
具体地,集成微结构631可以由虚拟的基于相位的第一微结构和虚拟的第二微结构融合形成。其中,第一微结构用于对光线进行准直,第二微结构用于对接收到的光线形成的光斑起复制作用。例如,在一些实施例中,第一微结构为n台阶的衍射透镜的微结构或超透镜的微结构,其中n大于等于。如此第一微结构能够用于对光线进行准直。再例如,在一些实施例中,第二微结构为基于光栅的衍射微结构或基于超透镜的衍射微结构。如此第二微结构能够用于对接收到的光线形成的光斑起复制作用。
进一步地,请参阅图12及图13,第一衍射光学元件63包括相背的第一面6301及第二面6302,其中第一面6301朝向光源30,第二面6302远离光源30。也即光源30发射的光线会入射第一衍射光学元件63的第一面6301后由第一衍射光学元件63的第二面6302出射。集成微结构631可以设置在第一衍射光学元件63的第一面6301和/或第二面6302。例如,请参阅图12,在一些实施例中,集成微结构631可以设于第一衍射光学元件63的第一面6301,相较于设置在第一衍射光学元件63的第二面6302,有利于防止集成微结构631划伤、及避免水分及灰尘进入集成微结构631,从而延长深度相机模组100的使用寿命。再例如,请参阅图13,在一些实施例中,集成微结构631也可以设于第一衍射光学元件63的第二面6302。由于强光直接入射至集成微结构631可能会出现眩光,并且杂散光比较厉害,会影响深度相机模组100的检测精度。因此,本实施将集成微结构631设于远离光源30的第二面6302,能够在缩小深度相机模组100的体积的同时,还避免出现眩光及减少杂散光,有利于提升深度相机模组100的检测精度。当然,在一些实施例中,第一衍射光学元件63的相背两面均设置有集成微结构631,在此不作限制。
请参阅图14,在一些实施方式中,第一衍射光学元件63包括第一层632及第二层633,第一层632相较于第二层633更靠近光源30。集成微结构631位于第一层632及第二层633形成的密封腔634内。由于集成微结构631收容在密封腔634内,能够避免水分和灰尘进入集成微结构631中,有利于延长深度相机模组100的使用寿命。需要说明的是,第一衍射光学元件63的第一层632及第二层633可以是塑料材质。当然,第一衍射光学元件63的第一层632及第二层633也可以是其他能够防水防尘的材质,在此不作限制。
在一些实施方式中,集成微结构631的空隙之间设置有填充物635(如图12所示)。如此,一方面,能够避免水分及灰尘进入集成微结构631的空隙之间,从而延长深度相机模组100的使用寿命;另一方面,还能够避免光源30发射的光束由集成微结构631的空隙之间直接射入人眼,从而提高深度相机模组100的安全性。需要说明的是,在一些实施例中,填充物635可以包括有机物或二氧化硅。
请参阅图15及图16,在一些实施例中,第二光学组件70包括相位型透镜71,相位型透镜71用于接收被物体反射回的至少部分光线并调节从相位型透镜71出射至传感器40的光线的相位。由于本实施例中的通过设置能够调节光线相位的相位型透镜71来代替传统折射透镜组,如此能够降低深度相机模组100的体积,还能够提升光线到达传感器40的照度,有利于传感器40接收光线,以提升深度相机模组100的检测精度。
需要说明的是,在一些实施例中,光线经过相位型透镜71到达传感器40的照度大于或等于98%。具体地,相位型透镜71包括衬底711及设置在衬底711上的相位微结构712。相位结构用于调节从相位型透镜71出射至传感器40的光线的相位。
更具体地,衬底711包括相背的第一面7111与第二面7112,第一面7111相较于第二面7112更远离传感器40。相位微结构712可以设置在衬底711的第一面7111和/或第二面7112。例如,请参阅图15,在一些实施例中,相位微结构712可以设置在衬底711的第一面7111上。由于相位微结构712对从相位型透镜71出射至传感器40的光线的相位进行调节,相较于光线直接穿过透镜后出射至传感器40,能够提升光线到达影像传感的照度。再例如,请参阅图16,在一些实施例中,相位微结构712也可以设置在衬底711的第二面7112上。由于强光直接入射至行为微结构可能会出现眩光,并且杂散光比较厉害,不利于传感器40接收光线,从而会影响深度相机模组100的检测精度。因此,本实施例将相位微结构712设置在衬底711的第二面7112,相较于将微结构设置在衬底711的第一面7111,能够在提升光线到达传感器40的照度的同时,避免出现眩光及减少杂散光,有利于传感器40接收光线,以提升深度相机模组100的检测精度。当然,在一些实施例中,衬底711的相背两面可以均设置有相位微结构712,在此不作限制。
需要说明的是,在一些实施例中,相位型透镜71为平面相位透镜,此时相位微结构712包括纳米微结构;或者,在一些实施例中,相位型透镜71为菲涅尔透镜,此时相位微结构712包括环形的菲涅尔微结构,在此不作限制。
请参阅图17,本申请实施方式还提供一种电子设备1000。电子设备1000包括壳体200及上述任意一项实施例中所述的深度相机模组100,深度相机模组100与壳体200结合。需要说明的是,电子设备1000可以是手机、电脑、平板电脑、智能手表、智能穿戴设备等,在此不作限制。
本申请中的电子设备1000,通过将深度相机模组100中的传感器40及光源30安装在同一块电路板10上,并且第一光学组件60及第二光学组件70均固定安装于一体支架50,相较于传统的深度相机模组(发射端与接收端都各自有单独的支架及各自单独的电路板)能够使深度相机模组100结构更加紧凑,并且还能缩短深度相机模组100的基线距离。另外,本申请的深度相机模组100通过将光源30承载在电路板10的第一承载面12上,并且第一承载面12与第二承载面13具有一定高度差,能够在缩短深度相机模组100的基线距离的同时,给需要设置在电路板10上的电子器件81(如图5所示)留有更多空间,从而在缩短深度相机模组100的基线距离的同时保证深度相机模组100正常工作。
请参阅图18,本申请实施方式还提供一种拍摄组件300。拍摄组件300包括二维相机模组301及上述任意一项实施例中所述的深度相机模组100。二维相机模组301用于获取二维图像,深度相机模组100用于获取深度信息图像。深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离小于第二预设距离。由于深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离小于第二预设距离,如此能够使深度相机模组100的视场与二维相机模组301的视场相接近,从而有利于拍摄组件300同时获取同一视场下的二维图像及深度信息图像。其中,二维相机模组301可以是彩色相机模组,此时获取的二维图像为彩色图像;或者,二维相机模组301也可以是黑白相机模组,此时获取的二维图像为黑白图像,在此不作限制。
需要说明的是,在一些实施例中,第二预设距离可以为2cm。也即深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离小于2cm。例如,度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离可以为1.8cm、1.3cm、1cm、0.8cm等,在此不作限制。当然,在一些实施例中,深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离也可以为2cm。优选地,在一些实施例中,深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离为1.5cm,如此即能够保持深度相机模组100的视场与二维相机模组301的视场相接近,又能够使深度相机模组100与与二维相机模组301之间保持一定距离,以避免深度相机模组100在工程过程中产生的温度影响二维相机模组301正常工作。
在一些实施例中,在拍摄组件300工作时,深度相机模组100的温度小于预设温度。其中,在一些实施例中,预设温度可以为60℃。也即,在拍摄组件300工作时,深度相机模组100的温度小于60℃。例如,在拍摄组件300工作时,深度相机模组100的温度可以为55℃、50℃、48℃、45℃、42℃、35℃、30℃等。由于深度相机模组100的温度小于预设温度,能够避免深度相机模组100的温度过高,影响设置在其周围的元件(例如二维相机模组301)的正常工作。优选地,在一些实施例中,在拍摄组件300工作时,深度相机模组100的温度稳定在45℃左右。
请参阅图18,本申请实施方式还提供一种电子设备1000。电子设备1000包括壳体200及上述任意一项实施例中所述的拍摄组件300,拍摄组件300与壳体200结合。需要说明的是,电子设备1000可以是手机、电脑、平板电脑、智能手表、智能穿戴设备等,在此不作限制。
本申请中的电子设备1000,通过在拍摄组件300中设置深度相机模组100的传感器40的中心与二维相机模组301的中心之间的距离小于第二预设距离。如此能够使深度相机模组100的视场与二维相机模组301的视场相接近,从而有利于电子设备1000同时获取同一视场下的二维图像及深度信息图像。
请参阅图2、图19及图20,本申请实施方式提供一种深度相机模组100的组装方法。组装方法包括:
011:提供一电路板10,电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同;
012:将光源30安装于第一承载面12,并与电路板10电连接,光源30用于发射光线,将传感器40安装于第二承载面13,并与电路板10电连接,传感器40用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号;
013:将第一光学组件60固定安装于一体支架50;
014:将安装有第一光学组件60的支架50与电路板10固定连接,支架50与电路板10形成容置腔503,光源30与传感器40收容在容置腔503内,以使第一光学组件60与光源30对应,第一光学组件60用于将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外;
015:将第二光学组件70固定安装于支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应,第二光学组件70用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将光线引导至传感器40。
本申请中的深度相机模组100的组装方法,通过将深度相机模组100中传感器40及光源30安装在同一块电路板10上,并且第一光学组件60及第二光学组件70均固定安装于一体支架50,相较于传统的深度相机模组(发射端与接收端都各自有单独的支架及各自单独的电路板)能够使深度相机模组100结构更加紧凑,并且还能缩短深度相机模组100的基线距离。此外,该组装方法有利于消除深度相机模组100的组装公差。
具体地,请结合图20,提供一电路板10、光源30及传感器40,其中,光源30用于发射光线,传感器40用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号。电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同。也即第一承载面12与第二承载面13之间具有高度差。例如,在一些实施例中,第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13到底面11的距离。再例如,在一些实施例中,第一承载面12到底面11的距离大于第二承载面13到底面11的距离。
将光源30安装于第一承载面12,并与电路板10电连接。由于通常在光源30周围还会设置其他的电子器件81,电子器件81需要与光源30之间有一定的间隔(如图5左侧所示),而将光源30设置在第一承载面12,且第一承载面12与第二承载面13之间存在高度差,能够缩短电子器件81与光源30横向间距的同时,还能够避免电子器件81与光源30接触(如图5右侧所示)。如此能够在缩短深度相机模组100的基线距离的同时,给需要设置在电路板10上的电子器件81(如图5所示)留有更多空间,从而在缩短深度相机模组100的基线距离的同时保证深度相机模组100正常工作。
具体地,在一些实施例中,可以将光源30通过粘胶安装于第一承载面12。随后,可以通过金线绑定工艺实现光源30与电路板10电连接。示例地,如图8至图10所示,光源30包括相背的第一侧31及第二侧32,其中第二侧32与电路板10结合,第一侧31设有第一焊盘91。电路板10上设有第二焊盘92,还提供电连接线82,通过电连接线82将第一焊盘91与第二焊盘92电连接,以实现光源30与电路板10的电连接。其中,第二焊盘92可以设置在第一承载面12、第二承载面13及连接面14中的任何一个上,在此不作限制。
将传感器40安装于第二承载面13,并与电路板10电连接。具体地,在一些实施例中,可以将传感器40通过粘胶安装至第二承载面13。之后可以通过金线绑定工艺实现传感器40与电路板10电连接,也即通过导线(例如金线,或其他可导电的引线)连接传感器40上的焊盘与电路板10上的焊盘,以使传感器40与电路板10电连接。
将第一光学组件60固定安装于一体支架50。具体地,将第一光学组件60安装至支架50的第一安装孔531内。例如,在一些实施例中,第一光学组件60可以通过胶粘的方式固定在第一安装孔531内。
请参阅图20,在一些实施例中,支架50包括相背的第一侧501及第二侧502,在将支架50与电路板10组装后,第一侧501相较于第二侧502更靠近电路板10。第一光学组件60包括准直透镜61及第二衍射光学元件62,准直透镜61用于准直光源30发射的光线,第二衍射光学元件62用于接收准直后的光线,并对接收到的光线进行复制后向深度相机模组100外投射。此时,在一些实施例中,将第一光学组件60固定安装于一体支架50包括:沿支架50的第二侧502向第一侧501的方向,依次将第二衍射光学元件62及准直透镜61固定安装至支架50的第一安装孔531内。
具体地,沿支架50的第二侧502向第一侧501的方向,将第二衍射光学元件62放置第一安装孔531内,之后将第二衍射光学元件62与第一安装孔531固定连接。例如,在一些实施例中,第二衍射光学元件62可以通过粘胶与第一安装孔531贴合。随后沿相同的方向,即依旧沿支架50的第二侧502向第一侧501的方向,将准直透镜61放置第一安装孔531内,之后将第二衍射光学元件62与第一安装孔531固定连接。同样地,在一些实施例中,准直透镜61也可以通过粘胶与第一安装孔531贴合。如此便将第一光学组件60固定安装至支架50。需要说明的是,在安装准直透镜61时,需要先根据第一安装孔531内的第二衍射光学元件62进行对位,在完成对位后再将准直透镜61固定,以使经过准直透镜61准直后的光线能够顺利进入至第二衍射光学元件62。
随后将安装有第一光学组件60的支架50安装至设有传感器40及光源30的电路板上,支架50与电路板10形成容置腔503(如图2所示),光源30与传感器40收容在容置腔503内,以使第一光学组件60与光源30对应,第一光学组件60用于将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外。示例地,在一些实施例中,通过对准工艺(Active Alignment,AA制程,下同,在此不再赘述)将安装在支架50上的第一光学组件60与设于电路板10上的光源30进行对位,在完成对位后将支架50固定在电路板10,及第一光学组件60与光源30对应。需要说明的是,在一些实施例中,通过对准工艺对位第一光学组件60和光源30,并逐渐调整第一光学组件60和光源30之间的相对位置,以使得第一光学组件60和光源30逐渐接近正对设置。在调整第一光学组件60和光源30之间的相对位置满足第一光学组件60和光源30的对位精度后,将支架50与电路板10固定,保证连接的稳定性。
在安装好第一光学组件60后,将第二光学组件70安装于支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应,第二光学组件70用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将光线引导至传感器40。示例地,在一些实施例中,通过对准工艺将第二光学组件70与设于电路板10上的传感器40进行对位,在完成对位后将第二光学组件70安装在支架50的第二安装孔532内,以使第二光学组件70与传感器40对应。由于通常在深度相机模组100组装的过程中,若需要将接收端的第二光学组件70对齐到深度相机模组100中时,需要结合发射端(即由光源30及第一光学组件60组合而成的光发射模组)投射的散斑来进行误差修正,较为复杂,而本实施例中,通过对准工艺将第二光学组件70与设于电路板10上的传感器40进行对位,能够记载尽量消除平移、旋转、倾斜带来的影响的同时,降低深度相机模组100组装的难度。
在一些实施例中,在将安装有第一光学组件60的支架50与电路板10固定连接之前,组装方法还包括:将滤光片84安装于支架50的第二安装孔532内,滤光片84用于过滤预定波长范围以外的光线。具体地,在一些实施例中,在将安装有第一光学组件60的支架50安装于电路板10之前,还可以将滤光片84安装于支架50的第二安装孔532内,随后再将安装有第一光学组件60及滤光片84的支架50安装于电路板10。其中,安装滤光片84可以在安装第一光学组件60之前,也可以在安装第一光学组件60之后,在此不作限制。
请参阅图2、图21及图22,本申请实施方式还提供一种深度相机模组100的组装方法。组装方法包括:
021:提供一电路板10,电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同;
022:将光源30安装于第一承载面12,并与电路板10电连接,光源30用于发射光线,将传感器40安装于第二承载面13,并与电路板10电连接,传感器40用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号;
0242:将一体支架50与电路板10固定连接,支架50与电路板10形成容置腔503,光源30与传感器40收容在容置腔503内;
024:将第一光学组件60及第二光学组件70固定在支架50上,以使第一光学组件60与光源30对应、及第二光学组件70与传感器40对应,第一光学组件60用于将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外,第二光学组件70用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将光线引导至传感器40。
本申请中的深度相机模组100的组装方法,通过将深度相机模组100中传感器40及光源30安装在同一块电路板10上,并且第一光学组件60及第二光学组件70均固定安装于支架50,相较于传统的深度相机模组(发射端与接收端都各自有单独的支架及各自单独的电路板)能够使深度相机模组100结构更加紧凑,并且还能缩短深度相机模组100的基线距离。此外,该组装方法有利于消除深度相机模组100的组装公差。
具体地,请结合图22,提供一电路板10、光源30及传感器40,其中,光源30用于发射光线,传感器40用于接收被物体反射回的至少部分光线并转换为电信号。电路板10包括底面11、第一承载面12及第二承载面13,第一承载面12到底面11的距离与第二承载面13到底面11的距离不同。也即第一承载面12与第二承载面13之间具有高度差。例如,在一些实施例中,第一承载面12到底面11的距离小于第二承载面13到底面11的距离。再例如,在一些实施例中,第一承载面12到底面11的距离大于第二承载面13到底面11的距离。
将光源30安装于第一承载面12,并与电路板10电连接;及将传感器40安装于第二承载面13,并与电路板10电连接。光源30及传感器40的具体安装方式,与上文实施例中光源30及传感器40的具体安装方式相同,在此不作赘述。
随后将支架50与电路板10固定连接,支架50与电路板10形成容置腔503(如图2所示),光源30与传感器40收容在容置腔503内。具体地,将支架50固定安装在电路板10支架50与电路板10形成容置腔503,光源30与传感器40收容在容置腔503内。需要说明的是,此时需要使支架50的第一安装孔531与光源30对应,以便光源30发射的光线能够通过第一安装孔531射出;使支架50的第二安装孔532与传感器40对应,以便被待测物反射回的至少部分光线能够通过第二安装孔532射入传感器40。
在支架50与电路板10组装完成后,将第一光学组件60及第二光学组件70固定在支架50上,以使第一光学组件60与所述光源30对应、及第二光学组件70与传感器40对应,第一光学组件60用于将光源30发射的光线引导至深度相机模组100外,第二光学组件70用于接收被物体反射回的至少部分光线,并将光线引导至传感器40。
具体地,请参阅图23及图24,在一些实施例中,将第一光学组件60及第二光学组件70固定在支架50上,以使第一光学组件60与光源30对应、及所述第二光学组件70与所述传感器40对应,可以包括:
0241:将第一光学组件60固定安装于支架50,以使第一光学组件60与光源30对应;及将第二光学组件70固定安装于设有第一光学组件60的支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应。
在支架50与电路板10组装完成后,在一些实施例中,先将第一光学组件60固定安装于支架50,以使第一光学组件60与光源30对应。示例地,将第一光学组件60放置支架50的第一安装孔531内,之后将第一光学组件60与光源30进行对齐校准。例如,在一个例子中,该步骤需要将第一光学组件60与光源30进行平移、倾斜、旋转的AA(Active Alignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准。在对齐校准之后,将第一光学组件60通过胶粘与支架50固定连接。如此便将第一光学组件60固定安装于支架50,且第一光学组件60与光源30对应,此时光源30发射的光线能够通过第一光学组件60出射至深度相机模组100外。当然第一光学组件60也可以通过其它方式与支架50固定连接,在此不作限制。
请参阅图24,在一些实施例中,支架50包括相背的第一侧501及第二侧502,在将支架50与电路板10组装后,第一侧501相较于第二侧502更靠近电路板10。第一光学组件60包括准直透镜61及第二衍射光学元件62,准直透镜61用于准直光源30发射的光线,第二衍射光学元件62用于接收准直后的光线,并对接收到的光线进行复制后向深度相机模组100外投射。此时,在一些实施例中,将第一光学组件60固定安装于支架50包括:沿支架50的第一侧501向第二侧502的方向,依次将准直透镜61及第二衍射光学元件52固定安装至支架50的第一孔内。
具体地,沿支架50的第一侧501向第二侧502的方向,将准直透镜61放置第一安装孔531内,之后将准直透镜61与光源30进行对齐校准。例如,在一个例子中,该步骤需要将第一光学组件60与光源30进行平移、倾斜、旋转的AA对齐校准。在对齐校准之后,将准直透镜61与支架50固定连接。之后在沿支架50的第一侧501向第二侧502的方向,将第二衍射光学元件62组装进第一安装孔531内。该步骤中需要进行倾斜和旋转AA对齐校准。在对齐校准之后,将第二衍射光学元件62与支架50固定连接,如此便将第一光学组件60固定安装于支架50。一方面,由于在本实施例中,准直透镜61与第二衍射光学元件62均是沿支架50的第一侧501向第二侧502的方向组装进第一安装孔531内的,相较于倒装(即沿支架50的第二侧502向第一侧501的方向组装进第一安装孔531),更有利于自动化组装;另一方面,若是直接将设有第二衍射光学元件62及准直透镜61的支架50安装到电路板10上,由于第二衍射光学元件62及准直透镜61已经组装完成,在结合光源30进行对齐校准时,无法消除第二衍射光学元件62及准直透镜61之间的倾斜和/或旋转误差。然而,在本实施例中,由于是先将支架50与设有光源30的电路板10组装后,再依次装配准直透镜61及第二衍射光学元件62,相较于直接将设有第二衍射光学元件62及准直透镜61的支架50安装到电路板10上,有利于减小深度相机模组100的组装公差。
随后,将第二光学组件70固定安装于设有第一光学组件60的支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应。示例地,将第二光学组件70放置支架50的第二安装孔532内,之后对第二光学组件70进行对齐校准,例如,在一个例子中,该步骤需要将第二光学组件70与传感器40进行平移、倾斜、旋转的AA(Active Alignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准;或者,该步骤需要将第二光学组件70与光发射模组进行平移、倾斜、旋转的AA(ActiveAlignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准,其中光发射模组由第一光学组件60及光源30组合而成。在对齐校准之后,将第二光学组件70通过胶粘与支架50固定连接。如此便将第二光学组件70固定安装于支架50,且第二光学组件70与传感器40对应,此时被待测物反射回的至少部分光线能够通过第二光学组件70入射至传感。当然第二光学组件70也可以通过其它方式与支架50固定连接,在此不作限制。
在一些实施例中,也可以先安装第二光学组件70再安装第一光学组件60。具体地,请参阅图25及图26,在一些实施例中,将第一光学组件60及第二光学组件70固定在支架50上,以使第一光学组件60与光源30对应、及所述第二光学组件70与所述传感器40对应,还可以包括:
0242:将第二光学组件70固定于支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应;及将第一光学元件固定安装于设有第二光学组件70的支架50,以使第一光学组件60与光源30对应。
在支架50与电路板10组装完成后,在一些实施例中,先将第二光学组件70固定安装于支架50,以使第二光学组件70与传感器40对应。示例地,将第二光学组件70放置支架50的第二安装孔532内,之后将第二光学组件70与传感器40进行对齐校准。例如,在一个例子中,该步骤需要将第一光学组件60与传感器40进行平移、倾斜、旋转的AA(ActiveAlignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准。在对齐校准之后,将第二光学组件70通过胶粘与支架50固定连接。如此便将第二光学组件70固定安装于支架50,且第二光学组件70与传感器40对应,此时经过第二光学组件70的光线能够入射至传感器40。当然第二光学组件70也可以通过其它方式与支架50固定连接,在此不作限制。
随后,将第一光学组件60固定安装于设有第二光学组件70的支架50,以使第一光学组件60与光源30对应。示例地,将第一光学组件60放置支架50的第一安装孔531内,之后对第一光学组件60进行对齐校准,例如,在一个例子中,该步骤需要将第一光学组件60与光源30进行平移、倾斜、旋转的AA(Active Alignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准;或者,该步骤需要将第一光学组件60与光接收模组进行平移、倾斜、旋转的AA(ActiveAlignment,AA)对齐校准中的至少一种对齐校准,其中光接收模组由第二光学组件70及传感器40组合而成。在对齐校准之后,将第一光学组件60通过胶粘与支架50固定连接。如此便将第一光学组件60固定安装于支架50,且第一光学组件60与光源30对应。此时光源30发射的光线能够通过第一光学组件60出射,并且被待测物反射回的至少部分光线能够通过第二光学组件70入射至传感。当然第一光学组件60也可以通过其它方式与支架50固定连接,在此不作限制。
需要说明的是,当第一光学组件60包括准直透镜61及第二衍射光学元件62时,准直透镜61及第二衍射光学元件62的具体安装方法,与上述实施例中准直透镜61及第二衍射光学元件62的具体安装方法相同,在此不再赘述。
在一些实施例中,在将第一光学组件60及第二光学组件70固定在支架50之前,组装方法还包括:将滤光片84安装于支架50的第二安装孔532内,滤光片84用于过滤预定波长范围以外的光线。具体地,在一些实施例中,在将支架50与电路板10固定连接之前,还可以将滤光片84安装于支架50的第二安装孔532内,随后再将安装有滤光片84的支架50安装于电路板10。当然,在一些实施例中,也可以在将支架50与电路板10固定连接之后,在安装第二光学组件70之前安装滤光片84,在此不作限制,只需要滤光片84在第二光学组件70之前安装至支架50即可。
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 (16)
1.一种深度相机模组,其特征在于,包括:
电路板,所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同;
光源,所述光源承载于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线;
传感器,所述传感器安装于所述电路板,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号;
一体支架,所述支架安装于所述电路板,并与所述电路板形成容置腔,所述容置腔用于收容所述光源和所述传感器;及
设于所述支架上的第一光学组件及第二光学组件,所述第一光学组件与所述光源对应设置,用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件与所述传感器对应设置,用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
2.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述传感器的中心与所述光源中心之间的距离小于第一预设距离。
3.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述光源远离所述电路板的一侧设有第一焊盘,所述第一焊盘用于与所述电路板上的第二焊盘电连接,以使所述光源与所述电路板电连接;其中,在所述光源的出光方向上,所述第一焊盘与所述第二焊盘之间的距离大于或小于所述光源的相背两侧之间的距离。
4.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述光源包括相背的第一侧及第二侧,所述第二侧安装于所述第一承载面,所述深度相机模组还包括电连接线,
所述电连接线的一端与所述第一侧电连接,另一端与位于所述第一承载面上的第二焊盘电连接;或
所述电连接线的一端与所述第一侧电连接,另一端与位于所述第二承载面上的第二焊盘电连接;或
所述电连接线的一端与所述第一侧电连接,另一端与位于连接面上的第二焊盘电连接,其中所述连接面连接所述第一承载面与所述第二承载面。
5.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述支架包括第一支撑件、第二支撑件、及连接所述第一支撑件及所述第二支撑件的连接组件,其中,所述第一支撑件及所述第二支撑件分别固定于所述电路板,所述连接组件包括:
第一安装孔,用于安装所述第一光学组件及
第二安装孔,用于安装所述第二光学组件。
6.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述光源发射的光线形成平面图案,所述第一光学组件包括:
第一衍射光学元件,所述衍射光学元件设有集成微结构,所述集成微结构能够准直所述平面图案、及对所述平面图案进行复制,以向所述飞行模组外出射散斑图案。
7.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述第一光学组件包括:
准直透镜,用于准直所述光源发射的光线;及
第二衍射光学元件,用于接收准直后的所述光线,并对接收到的所述光线进行复制后向所述深度相机模组外投射。
8.根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述第二光学组件包括:
相位型透镜,所述相位型透镜用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并调节从所述相位型透镜出射至所述传感器的光线的相位。
9.根据根据权利要求1所述的深度相机模组,其特征在于,所述深度相机模组还包括滤光片,所述滤光片设于所述第二光学组件与所述传感器之间,所述滤光片用于过滤预定波长范围以外的光线。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;及
权利要求1-9任意一项所述的深度相机模组,所述壳体与所述深度相机模组结合。
11.一种拍摄组件,其特征在于,包括:
二维相机模组,用于获取二维图像;及
权利要求1-9任意一项所述的深度相机模组,所述深度相机模组用于获取深度信息图像,所述深度相机模组的所述传感器的中心与所述二维相机模组的中心之间的距离小于第二预设距离。
12.根据权利要求11所述的拍摄组件,其特征在于,在所述拍摄组件工作时,所述深度相机模组的温度小于预设温度。
13.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;及
权利要求11或12所述的拍摄组件,所述壳体与所述拍摄组件结合。
14.一种深度相机模组的组装方法,其特征在于,包括:
提供一电路板,所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同;
将光源安装于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线,将所述传感器安装于所述第二承载面,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号;
将第一光学组件固定安装于一体支架;
将安装有所述第一光学组件的所述支架与所述电路板固定连接,所述支架与所述电路板形成容置腔,所述光源与所述传感器收容在所述容置腔内,以使所述第一光学组件与所述光源对应,所述第一光学组件用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外;
将第二光学组件固定安装于所述支架,以使所述第二光学组件与所述传感器对应,所述第二光学组件用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
15.一种深度相机模组的组装方法,其特征在于,包括:
提供一电路板,所述电路板包括底面、第一承载面及第二承载面,所述第一承载面到所述底面的距离与所述第二承载面到所述底面的距离不同;
将光源安装于所述第一承载面,并与所述电路板电连接,所述光源用于发射光线,将所述传感器安装于所述第二承载面,并与所述电路板电连接,所述传感器用于接收被物体反射回的至少部分所述光线并转换为电信号;
将一体支架与所述电路板固定连接,所述支架与所述电路板形成容置腔,所述光源与所述传感器收容在所述容置腔内;
将第一光学组件及第二光学组件固定在所述支架上,以使所述第一光学组件与所述光源对应、及所述第二光学组件与所述传感器对应,所述第一光学组件用于将所述光源发射的光线引导至所述深度相机模组外,所述第二光学组件用于接收被物体反射回的至少部分所述光线,并将所述光线引导至所述传感器。
16.根据权利要求15所述的组装方法,其特征在于,所述将第一光学组件及第二光学组件固定在所述支架上,以使所述第一光学组件与所述光源对应、及所述第二光学组件与所述传感器对应,包括:
将所述第一光学组件固定安装于所述支架,以使所述第一光学组件与所述光源对应;及将所述第二光学组件固定安装于设有所述第一光学组件的所述支架,以使所述第二光学组件与所述传感器对应;或
将所述第二光学组件固定于所述支架,以使所述第二光学组件与所述传感器对应;及将所述第一光学元件固定安装于设有所述第二光学组件的所述支架,以使所述第一光学组件与所述光源对应。
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