CN215599370U - 飞行时间摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种TOF摄像模组和电子设备，能够以较低的成本有效改善发射模组和接收模组之间的光轴偏移。该TOF摄像模组包括：电路板，包括上表面和下表面，上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；发射器芯片，通过陶瓷基板设置在第一区域，陶瓷基板在电路板的上表面的投影面积小于上表面的面积；第一镜座，固定在陶瓷基板上，发射器芯片容纳于第一镜座内；光学器件，固定于第一镜座内且设置在发射器芯片的上方；图像传感器芯片，设置在第二区域；第二镜座，固定在电路板的上表面，图像传感器芯片容纳于第二镜座内；成像镜头，固定于第二镜座内并设置在图像传感器芯片的上方。

Description

飞行时间摄像模组和电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种用于测距或3D测量的飞行时间摄像模组和电子设备。

背景技术

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物体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)模组以及光信号接收(Rx)模组。

目前市面上常见的TOF的发射模组一般采用面光源TOF(Flood TOF)，但是面光源受限于发光功率和散热问题，出射光强无法做到较高，从而影响TOF检测的有效距离和检测精度。为了提升检测距离和精度，业内在尝试使用点光源TOF(Spot TOF)。但是Spot TOF中的光源经光学元件后到达目标物体的光信号为有限数量的散斑光信号，返回到诸如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)传感器这样的光接收单元后，其有效的光斑照射点数量与传感器的像素数量一般是有较大差异的(传感器的像素一般在十万像素以上)，所以传感器能检测到目标物体返回的光斑的像素数量相对于Flood TOF要少很多，而受限于发射单元芯片面积和工艺，散斑的数量有限，所以在SpotTOF方案中，希望每个散斑点都能在传感器端得到有效的检测，这就导致TOF摄像模组对发射模组和接收模组之间的光轴偏移角度尤其敏感，若发射模组的光轴与接收模组的光轴之间有偏移，则发射模组的部分散斑经目标物体反射后无法到达传感器，从而会影响对目标物体的三维成像或距离检测。为了解决该问题，一种解决思路是可以对安装到支架板上的发射模组的光轴和接收模组的光轴进行旋转，通过旋转模组纠正光轴偏移角度的方式使得发射模组的光轴与接收模组的光轴互相对准。然而，发射模组的光轴和接收模组的光轴的旋转角度会受到各种因素的影响，通过旋转模组的方式对光轴偏移的纠正作用有限，因此从而影响TOF摄像模组的成像功能或距离检测功能。

实用新型内容

本申请实施例提供一种TOF摄像模组和电子设备，能够以较低的成本有效改善发射模组和接收模组之间的光轴偏移。

第一方面，提供了一种TOF摄像模组，包括：电路板，包括上表面和下表面，所述上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；发射器芯片，通过陶瓷基板设置在所述第一区域，用于向目标物体发射光信号，其中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积；第一镜座，固定在所述陶瓷基板上，其中，所述发射器芯片容纳于所述第一镜座内；光学器件，固定于所述第一镜座内且设置在所述发射器芯片的上方，所述发射器芯片发射的光信号经所述光学器件后形成散斑光信号；图像传感器芯片，设置在所述电路板的上表面的第二区域，所述图像传感器芯片用于接收所述散斑光信号照射到所述目标物体后返回的深度光信号且用于将所述深度光信号转换为电信号；第二镜座，固定在所述电路板的上表面，其中，所述图像传感器芯片容纳于所述第二镜座内；成像镜头，固定于所述第二镜座内并设置在所述图像传感器芯片的上方，用于将所述深度光信号成像至所述图像传感器芯片。

上述技术方案，发射器芯片和图像传感器芯片共用一个电路板，这样发射器芯片和图像传感器芯片在设置在电路板上时，可以参考共同的基准点(mark点)或者互相参照，有利于减小发射器芯片和图像传感器芯片之间的对位公差，从而能够大大减小发射模组的光轴和接收模组的相对光轴夹角，提升TOF摄像模组的成像功能或距离检测功能。其次能够降低电路板的成本，再次，发射模组和接收模组在组装的过程中不再需要金属支架，不仅有利于减小TOF摄像模组的支架成本，并且发射器芯片和图像传感器芯片之间也不需要额外的金属支架的组装工艺流程，也有利于减小TOF摄像模组的组装工艺成本。

进一步地，发射模组和接收模组未共用镜座，即发射模组和接收模组各自的光学组件为独立结构件，这样的话，若某个结构件发生损坏只需要更换损坏的结构件即可，无需更换整个镜座，有效减小了TOF摄像模组的成本。

发射器芯片和第一镜座通过陶瓷基板设置在电路板上，由于陶瓷基板本身为绝缘体，散热性能也好，因此通过陶瓷基板可以解决发射模组热电分离的问题。此外，只有发射器芯片设置在陶瓷基板上，图像传感器芯片设置在成本更低的电路板上，有利于进一步降低TOF摄像模组的成本。

在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积的15％。

在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积为所述上表面的面积的9％。

在一些可能的实施例中，所述光学器件包括整形镜头，所述整形镜头为塑料材质的准直镜，所述整形镜头包括3片透镜或1片透镜。

在一些可能的实施例中，所述光学器件还包括：衍射光学元件，设置在所述整形镜头上方。

通过配置衍射光学元件，有助于对整形镜头发出的整形光信号进行空间调制，以形成多个区域的散斑光信号，扩大了TOF摄像模组的测量范围，提高了三维成像或距离检测的精度。

在一些可能的实施例中，所述陶瓷基板的表面为平面。

在一些可能的实施例中，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。将第一区域的面积设置为小于第二区域的面积，也就是将陶瓷基板的尺寸设置的较小，由于陶瓷基板的成本较高，因此将陶瓷基板的尺寸设置的较小能够进一步降低TOF摄像模组的生产成本。

在一些可能的实施例中，还包括：辅助器件，设置在所述电路板的第三区域，用于辅助所述发射器芯片产生所述光信号，其中，所述第三区域分别与所述第一区域和所述第二区域不重叠。辅助器件设置在成本较低的电路板，进一步降低了TOF摄像模组的成本。

在一些可能的实施例中，所述第三区域位于所述电路板的上表面。

在一些可能的实施例中，所述第一区域和所述第三区域在第一方向上的尺寸大于所述第二区域在所述第一方向上的尺寸，其中，所述第一方向为与所述图像传感器芯片的光轴中心点和所述发射器芯片的光轴中心点的连线垂直的方向。

在一些可能的实施例中，至少部分所述第三区域位于所述电路板的下表面。

在一些可能的实施例中，还包括屏蔽罩，至少部分所述辅助器件设置在所述屏蔽罩内。

在一些可能的实施例中，所述屏蔽罩具有开孔，以通过所述开孔注入导热硅脂。

上述技术方案，通过开孔将导热硅脂注入到屏蔽罩内，从而导热硅脂能够快速将屏蔽罩内的热量传导到外部空间，实现辅助芯片快速降温，提高了TOF摄像模组的散热效率。

在一些可能的实施例中，还包括：散热器件，设置在所述屏蔽罩的外表面。

在屏蔽罩外设置散热器件，使得热量通过导热硅脂再经过散热器件向外传输，有利用提升散热速度。并且，驱动芯片发出的小面积的集中热量经过导热硅脂再经过大面积的散热器件，可以进一步加大散热面积。

在一些可能的实施例中，所述散热器件包括导热垫和/或散热铜片。

在一些可能的实施例中，在所述陶瓷基板先固定在所述电路板的第一区域后，所述发射器芯片再固定在所述陶瓷基板上。

在一些可能的实施例中，所述电路板为柔性电路板或者软硬结合板或者印刷电路板。

在一些可能的实施例中，所述发射器芯片通过芯片粘接工艺固定到所述陶瓷基板，所述图像传感器芯片通过芯片粘接工艺固定到所述第二区域。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的飞行时间TOF摄像模组，所述TOF摄像模组用于测量目标物体的深度信息；控制单元，用于根据所述深度信息对所述电子设备的至少一项功能进行操作控制。

附图说明

图1是发射模组和接收模组的光轴之间有偏移的示意性图。

图2是对发射模组的光轴和接收模组的光轴进行旋转的示意性图。

图3是本申请实施例的TOF摄像模组的示意性结构图。

图4是本申请实施例的TOF摄像模组的立体结构示意图。

图5是图4所示的TOF摄像模组的俯视图。

图6是本申请实施例的TOF摄像模组的生产工艺主流程图。

图7是本申请实施例的电子设备的示意性框图。

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。

对于任意TOF摄像模组来说，TOF摄像模组可以包括TOF发射模组(或者称为发射单元)和TOF接收模组(或者称为接收单元)，其中，该发射模组用于发射光信号，该光信号照射到目标物体后返回到接收模组以产生深度光信号，该目标物体可以指待拍摄对象(或称拍摄目标、成像目标、检测目标)；而接收模组用于接收该深度光信号，或者说接收模组用于感应返回的光信号，该深度光信号中携带有待拍摄对象的景深信息，从而能够实现对目标物体的成像功能或者测距功能。

TOF可以分为Flood TOF和Spot TOF。其中Flood TOF中的光源经光学元件后投射到达目标物体的光信号为较为均匀的面光，而Spot TOF中的光源经光学元件后到达目标物体的光信号为散斑光信号，即一系列光斑组成的阵列，或称为斑点光。本申请实施例的技术方案应用于Spot TOF。在Spot TOF中，光源发出的光信号经过光学元件最终形成散斑光信号投射到目标物体。

如前所述，TOF摄像模组对发射模组和接收模组之间的光轴偏移角度比较敏感，若发射模组的光轴与接收模组的光轴之间有偏移，即发射模组的发射器芯片和接收模组的图像传感器芯片之间有对位公差，则会影响接收模组接收到的深度光信号，从而影响电子设备对目标物体的成像效果或测距效果。

如图1所示，图像传感器芯片相对于接收端电路板有γ₁的夹角，发射器芯片相对于发射端电路板有γ₂的夹角，图像传感器芯片和发射器芯片之间的夹角γ＝γ₁+γ₂，换句话说，发射模组和接收模组之间的光轴偏移角度为γ。假设发射模组向目标物体发射经过高频调制的窄脉冲散斑光信号，该散斑光信号包括64*9＝576个斑点光，若发射模组的光轴与接收模组的光轴是对准的，则接收模组可以接收到576个经目标物体反射的斑点光，从而接收模组可以基于接收到的576个斑点光对目标物体进行成像或测距。然而，图1所示的模组结构可能会导致部分斑点光丢失，接收模组接收到的经目标物体反射的斑点光会小于576个，接收模组基于接收到的部分斑点光对目标物体进行深度计算可能导致成像或测距的准确性下降。

一种常见的TOF摄像模组通常是包含独立的发射模组和接收模组，一个完整的发射模组包括发射器芯片、发射端电路板、发射端光学器件等，而接收模组包括传感器芯片、接收端电路板、接收端光学器件等，两个模组各自组装好之后再安装到同一个金属支架上，在这个模组结构的基础上，为了保证图1所示的接收模组和发射模组之间的光轴没有偏移，即为了减小图像传感器芯片与发射器芯片之间的对位公差，可以对发射模组的光轴和接收模组的光轴进行旋转，以使发射模组的光轴与接收模组的光轴互相对准，具体可参考图2。然而，发射模组的光轴和接收模组的光轴的旋转角度会受到各种因素的影响，比如，受到用于安装发射模组和接收模组的金属支架的限制或终端电子设备的内部空间限制，使得发射模组和接收模组不能随意通过旋转的方式消除光轴偏移，影响TOF摄像模组的成像功能或测距功能。

鉴于此，本申请实施例提出了一种TOF摄像模组，能够以较低的成本有效减小发射模组和接收模组之间的相对光轴夹角，以改善TOF摄像模组的成像功能或测距功能。

以下，结合图3至图5，详细介绍本申请实施例的TOF摄像模组。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

图3是本申请实施例的TOF摄像模组100的示意性结构图。该TOF摄像模组100可以包括电路板110、发射器芯片120、图像传感器芯片130、第一镜座140、第二镜座150、光学器件160、成像镜头170和陶瓷基板180。

电路板110包括上表面和下表面，上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域。发射器芯片120通过陶瓷基板180设置在电路板的第一区域，用于向目标物体发射光信号，陶瓷基板180在电路板110的上表面的投影面积小于电路板110的上表面的面积。第一镜座140固定在陶瓷基板180上，发射器芯片120容纳于第一镜座140内。光学器件160固定于第一镜座140内且设置在发射器芯片120的上方，发射器芯片120发射的光信号经光学器件160后形成散斑光信号。

图像传感器芯片130设置在电路板110的上表面的第二区域，其中，图像传感器芯片130用于接收散斑光信号照射到目标物体后返回的深度光信号且用于将深度光信号转换为电信号。第二镜座150固定在电路板110上，其中，图像传感器芯片130容纳于第二镜座150内。需要说明的是，本申请实施例的镜座也可以称为支架或holder。成像镜头170固定于第二镜座150内并设置在图像传感器芯片130的上方，用于将深度光信号成像至图像传感器芯片130。

电路板110电连接于连接器。这样，电路板110能够通过连接器将TOF摄像模组与外部电路电性连接。可选地，电路板110可以是柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。由于FPC较软，因此如图4所示，当电路板110为FPC时，TOF摄像模组100还可以包括补强件111，以支撑FPC。其中，补强件111可以为但不限于钢片补强。当然，电路板110也可以为印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)或者软硬结合板。其中，在电路板110为软硬结合板时，TOF摄像模组100也可以包括补强件，以提高TOF摄像模组100的平整度。

陶瓷基板180的表面设置有电路，用于将发射器芯片120与电路板110电连接。示例性地，陶瓷基板180为一个平板，即陶瓷基板180的表面为平面，陶瓷基板180与第一镜座150为两个独立的结构。其中，陶瓷基板180在电路板110的上表面的投影面积可以小于电路板110的上表面的面积的15％。例如，陶瓷基板180在电路板110的上表面的投影面积为电路板110的上表面的面积的9％。由于陶瓷基板的成本较高，因此陶瓷基板在电路板110的上表面的投影面积仅为电路板上表面的面积的9％，能够进一步减小TOF摄像模组的成本。

可选地，第一区域小于第二区域，即陶瓷基板在电路板110的上表面的投影面积小于接收模组在电路板110的上表面的投影面积。由于陶瓷基板的成本较高，因此将陶瓷基板的尺寸设置的较小同样能够降低TOF摄像模组的生产成本。

发射器芯片120可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser,VCSEL)、发光二极管(Light Emitting Diodes,LED)等光源或多个上述光源组合成的阵列，用于发出光信号。该光信号可以是经光学调制、处理或控制的携带空间光学图案的光信号，可以是经光学调制、处理或控制的分区域照明的光信号，也可以是经光学制、处理或控制的周期性照明的光信号，或上述光信号的组合。VCSEL是一种半导体二极管激光器，发射的激光束一般从顶表面并且以基本垂直的方式离开该器件，VCSEL具有体积小、功率大、光束发散角小、运行稳定等诸多优势，本申请实施例以VCSEL为示例进行说明。具体的，发射器芯片120可以是单芯片多点发光的VCSEL芯片，多个发光点呈二维矩阵排列，对应的发射出多束激光信号，形成矩阵式激光信号阵列。

在本申请实施例中，陶瓷基板180可以先设置在电路板110上，之后发射器芯片120再设置在陶瓷基板180上。作为一种示例，陶瓷基板180可以通过表面贴装技术(SurfaceMounted Technology，SMT)贴片到电路板110上，例如，可以通过在陶瓷基板180的下表面设置焊盘阵列，通过焊盘阵列将陶瓷基板180焊接到电路板110上。之后，可以通过芯片粘接(Die Bond，DB)工艺将发射器芯片120粘接到陶瓷基板180上。

光学器件160包括整形镜头，整形镜头用于对发射器芯片120发出的光信号进行光路整形，以得到整形光信号，例如将VCSEL发出的光信号转化为准直光信号。示例性地，整形镜头可以为准直镜、投影物镜或任何能达到光束整形效果的光学元件。本申请实施例以准直镜为示例。通过配置准直镜，在调光***中能够改变光束的直径和发散角，使光束变为准直平行光束，使光束能量更集中，从而能够获得细小的高功率密度光斑。进一步地，由于在发射模组的高度与接收模组的高度接近甚至齐平的情况下发射器芯片120发射的信号可以达到最大数量，并且准直镜的光学特性决定了准直镜具有一定的口径和厚度。因此，将整形镜头设置为准直镜，TOF摄像模组无需额外增加其他结构即可使发射模组的高度与接收模组的高度接近，有利于减小TOF摄像模组的成本。

其中，整形镜头可以包括1片透镜。此时，整形镜头的成本可以达到最小，从而能够进一步降低TOF摄像模组的成本。或者，整形镜头可以由多个透镜沿光轴前后排列成透镜组，例如，整形镜头可以包括3片普通透明材料形成的透镜。当整形镜头包括3片透镜时TOF摄像模组的性能较好。

可选地，整形镜头的形状可以为方形或者其他形状，本申请实施例对此不作具体限定。

可选地，整形镜头可以是玻璃材质或者塑料材质。考虑到在整形镜头为塑料材质的情况下整形镜头不耐高温，热变形温度在120度温度左右。由于陶瓷基板180可以通过SMT工艺贴片到电路板110，SMT工艺所需的温度一般在200度以上。此外，通常情况下整形镜头通过镜筒(barrel)固定在镜座内，且镜筒通常为聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)材质，PC材质的耐温在200度以下。若整形镜头先通过镜筒固定在第一镜座140内且第一镜座140设置在陶瓷基板180上，然后陶瓷基板180再设置在电路板110上，可能会使整形镜头和镜座受到损坏。

因此，为了防止整形镜头和镜座受到高温损坏，在本申请实施例中，陶瓷基板180先安装到电路板110上，且发射器芯片120再设置在陶瓷基板180上之后，整形镜头再通过镜筒容纳于第一镜座140内，最后，第一镜座140再设置在陶瓷基板180上，从而可以有效保护整形镜头和第一镜座140。

成像镜头170可以包括一个透镜或多个透镜组成的透镜组，多个透镜沿光轴前后排列成透镜组，将从目标物体处反射和/或散射后形成的深度光信号成像至图像传感器芯片130。可选地，成像镜头170为塑料材质，当然也可以是其他材质的光学镜头。

其中，在图像传感器芯片130设置在电路板110上之后，成像镜头170再容纳于第二镜座150内。

进一步地，光学器件160还可以包括滤光片，位于第二镜座150内且设置在图像传感器芯片130和成像镜头170之间。

进一步地，光学器件160还可以包括光信号复制元件，该光信号复制元件固定于第一镜座140内且设置在准直镜上方，用于将准直光信号复制以得到散斑光信号。可选地，光信号复制元件可以为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)、微透镜阵列(Micro Lens Array,MLA)、光栅或者其他任何可以形成斑点光的光学元件中的至少一个或多种光学元件的组合。本申请实施例以DOE为示例进行说明。DOE通常为玻璃或塑胶材质，用于将发射器芯片120发射的光束以一定的倍数复制后向外投射成多个区域的散斑光信号。DOE的衍射能力决定了TOF摄像模组的测量范围。本实施例通过配置光信号复制元件能够对散斑光信号进行空间调制，扩大了TOF摄像模组的测量范围，提高了深度测量的测量精度。

作为示例而非限定，若发射器芯片120能够发射20个光斑构成光信号，光信号经准直镜后转化为准直光信号，若光信号复制元件是一个3x3的DOE，能够对光斑实现3x3的复制，最终将得到由180个光斑构成的散斑光信号投射至目标物体上。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围。

可选地，如图4和图5所示，TOF摄像模组100还可以包括辅助器件190，用于辅助发射器芯片120产生光信号。辅助器件190可以包括驱动芯片，驱动芯片用于驱动发射器芯片发光。除此之外，辅助器件190还可以包括其他元件，例如电感、电容、电阻以及升压型变换器(boost)等。

该辅助器件190设置在电路板110的第三区域，第三区域分别与第一区域和第二区域不重叠。再次参考图4和图5，第三区域可以位于电路板110的上表面。此时，第一区域和第三区域在第一方向上的尺寸可以大于第二区域在第一方向上的尺寸，第一方向为与图像传感器芯片130的光轴中心点和发射器芯片120的光轴中心点(Baseline)的连线垂直的方向。

或者，至少部分第三区域可以位于电路板110的下表面。其中，位于电路板110下表面的第三区域可以设置在电路板110下表面的任何区域，比如，可以是如图5所示的那样与第一区域相对的区域，或者，也可以是与第二区域相对的区域。

通过将至少部分第三区域设置在电路板的下表面，可以节省电路板的上表面的空间，有利于减小电路板的尺寸，从而进一步减小TOF摄像模组的尺寸。

应理解，在本申请实施例中，“第一”、“第二”和“第三”仅仅为了区分不同的对象，但并不对本申请实施例的范围构成限制。

为了屏蔽外部其他元器件产生的电磁干扰，TOF摄像模组100还可以包括屏蔽罩，其中，至少部分辅助器件190设置在屏蔽罩内。例如，驱动芯片和boost器件可以设置在屏蔽罩内。

也就是说，屏蔽罩只屏蔽第三区域内的热量而对其他区域(如第一区域)不做屏蔽处理，如此可以减小屏蔽罩的尺寸和生产成本。进一步地，由于屏蔽罩只屏蔽第三区域的热量，因此发射模组和屏蔽罩为两个独立的组件并且位于电路板的不同区域，在屏蔽罩通过SMT工艺安装在电路板110上时不必考虑发射模组中的整形镜头和镜座是否会受到高温损坏的问题。在这种情况下，本申请实施例对屏蔽罩和发射模组的安装顺序不做具体限定。比如，屏蔽罩可以先于陶瓷基板180贴片到电路板110上，或者，也可以是发射模组整体通过陶瓷基板180贴片到电路板110上之后屏蔽罩再安装在电路板110上。

在设置了屏蔽罩之后，屏蔽罩会影响到屏蔽罩内的元器件的散热。例如，驱动芯片设置在屏蔽罩内，驱动芯片的热量很集中，且驱动芯片很小无法直接加散热器。基于此，可选地，屏蔽罩可以设置有开孔，以通过该开孔注入导热硅脂。例如，导热硅脂在工艺上可以采用针头从屏蔽罩上的开孔内注入，利用硅脂流动特性充满屏蔽罩的内部空间或者填充到屏蔽罩的部分空间，比如，导入硅脂可以填充到驱动芯片与屏蔽罩之间。

其中，开孔可以位于屏蔽罩的顶部或者侧壁。开孔的尺寸和形状可以根据实际应用进行设置，本申请实施例对此不作具体限定。

上述技术方案，通过开孔将导热硅脂注入到屏蔽罩内，从而导热硅脂能够快速将屏蔽罩内的热量传导到外部空间，实现了屏蔽罩内的元器件的快速降温，提高了TOF摄像模组的散热效率。

为了进一步提高散热效率，还可以在屏蔽罩之外设置散热器件，例如，在屏蔽罩的外表面设置散热器件。例如，该散热器件可以包括导热垫和/或散热铜片。这样，在屏蔽罩外设置散热器件，使得热量通过导热硅脂再经过散热器件向外传输，有利用提升散热速度。并且，驱动芯片发出的小面积的集中热量经过导热硅脂再经过大面积的散热器件，可以进一步加大散热面积。

上文详细介绍了TOF摄像模组100的结构，下面将结合图6对TOF摄像模组100的制作工艺流程进行描述。

如图6所示，接收模组采用的是常规调焦工艺，发射模组采用的是自动对准(Active Alignment，AA)工艺。

陶瓷基板180先通过SMT工艺贴片到电路板110上，具体而言，如前述内容所述，可以通过在陶瓷基板180的下表面设置焊盘阵列，通过焊盘阵列将陶瓷基板180焊接到电路板110上。

然后，发射器芯片120通过DB工艺粘接到陶瓷基板180上，图像传感器芯片130同样通过DB工艺粘接到电路板110上。在发射器芯片120和图像传感器芯片130均通过DB工艺粘接到电路板110上时，发射器芯片120和图像传感器芯片130可以参照共同的mark点进行粘接，能够大大减小发射器芯片120和图像传感器芯片130的对位公差，从而减小光轴的旋转角度。

或者，发射器芯片120和图像传感器芯片130可以互相参照。比如，图像传感器芯片130参照发射器芯片120的粘贴位置粘贴在电路板110上，该方式同样可以减小发射器芯片120和图像传感器芯片130的对位公差。

接下来，使用打线设备并通过焊接线(Wire bond，WB)工艺将发射器芯片120与陶瓷基板180进行电路连接。例如，通过金线将发射器芯片120上的焊盘和陶瓷基板180上的焊盘进行连接。同样，图像传感器芯片130也通过WB工艺与电路板110进行电连接。

接下来为成像镜头170预锁附步骤，具体来说就是成像镜头170通过镜筒固定在第二镜座150内。可选地，在成像镜头170固定在第二镜座150内之前，滤光片可以先固定在第二镜座150内。

之后为支架安装(Holder Mount，HM)和调焦步骤，也就是说，将上个步骤得到的预锁附组件(即安装有成像镜头170的第二镜座150)设置在电路板110上，并通过成像镜头170和第二镜座150之间的螺纹将成像镜头170调整到最佳成像位置附近的某一固定位置，即将成像镜头170调整到某一固定高度。

然后，将光学器件160安装在第一镜座140内。具体地，可以将整形镜头安装在第一镜座140内后，DOE再组装在带整形镜头的第一镜座140内，之后，安装有DOE和整形镜头的第一镜座140安装在陶瓷基板180上。

最后，利用AA工艺对光学器件160和发射器芯片120进行调整，使得光学器件160与发射器芯片120对准，以保证发射器芯片120发射的光信号都可以经光学器件160后形成散斑光信号。

在利用AA工艺对光学器件160和发射器芯片120进行调整的过程中，还可以通过图像传感器芯片130实时采图以对AA工艺进行优化。具体来说，在利用AA工艺对光学器件160和发射器芯片120进行调整时，图像传感器芯片130可以实时地采集深度光信号，以确定发射模组的视场是否与接收模组的视场匹配，即通过采集到的有效斑点光的数量确定图像传感器芯片130是否都采集到了所有的深度光信号。若图像传感器芯片130采集到所有的深度光信号，则可以确定光学器件160和发射器芯片120调整到了最佳位置。若图像传感器芯片130未采集到所有的深度光信号，则可以确定光学器件160和发射器芯片120还未调整到最佳位置，继续采用AA工艺对光学器件160和发射器芯片120进行调整。

本申请实施例，发射器芯片和图像传感器芯片共用一个电路板，并设置在该电路板的相同表面上，这样发射器芯片和图像传感器芯片在设置在电路板上时，可以参考共同的mark点或者互相参照，有利于减小发射器芯片和图像传感器芯片之间的对位公差，从而能够大大减小发射模组的光轴和接收模组的光轴的旋转角度，提升TOF摄像模组的成像功能或距离检测功能。其次相对于发射器芯片和图像传感器芯片分别设置在不同的电路板上的方案，本申请实施例的TOF摄像模组只包括一个电路板，能够降低电路板物料和工序的成本，再次，发射模组和接收模组在组装的过程中不再需要金属支架，不仅有利于减小TOF摄像模组的支架成本，并且发射器芯片和图像传感器芯片之间也不需要额外的金属支架的组装工艺流程，也有利于减小TOF摄像模组的组装工艺成本。

进一步地，发射模组和接收模组未共用镜座，即发射模组和接收模组各自的光学组件为独立结构件，这样的话，若某个结构件发生损坏只需要更换损坏的结构件即可，无需更换整个镜座，有效减小了TOF摄像模组的成本。

此外，发射器芯片和第一镜座通过陶瓷基板设置在电路板上，由于陶瓷基板本身为绝缘体，散热性能也好，因此通过陶瓷基板可以解决发射模组热电分离的问题。此外，只有发射器芯片设置在陶瓷基板上，图像传感器芯片设置在成本更低的电路板上，有利于进一步降低TOF摄像模组的成本。综合而言可以兼顾发射模组的散热和模组的整体成本。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，该电子设备200可以包括TOF摄像模组210和控制单元220。

其中，该TOF摄像模组210可以为前述实施例中的TOF摄像模组100，用于测量目标物体的深度信息，控制单元220可以接收该深度信息以对电子设备200的至少一项功能进行操作控制，例如可以根据测得的人脸的深度信息进行基于距离的拍照辅助对焦，或者根据该深度信息对电子设备进行解锁，等等。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以包括能实现完整或部分功能的设备，例如智能手机、智能手表或智能眼镜等；也可以包括只专注于某一类应用功能，且需要和其它设备例如智能手机等配合使用的设备，例如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。

需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

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，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置，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***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

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申请实施例方案的目的。

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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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，或者该技术方案的全部或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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种飞行时间TOF摄像模组，其特征在于，包括：

电路板，包括上表面和下表面，所述上表面至少包括互不交叠的第一区域和第二区域；

发射器芯片，通过陶瓷基板设置在所述第一区域，用于向目标物体发射光信号，其中，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积；

第一镜座，固定在所述陶瓷基板上，其中，所述发射器芯片容纳于所述第一镜座内；

光学器件，固定于所述第一镜座内且设置在所述发射器芯片的上方，所述发射器芯片发射的光信号经所述光学器件后形成散斑光信号；

图像传感器芯片，设置在所述电路板的上表面的第二区域，所述图像传感器芯片用于接收所述散斑光信号照射到所述目标物体后返回的深度光信号且用于将所述深度光信号转换为电信号；

第二镜座，固定在所述电路板的上表面，其中，所述图像传感器芯片容纳于所述第二镜座内；

成像镜头，固定于所述第二镜座内并设置在所述图像传感器芯片的上方，用于将所述深度光信号成像至所述图像传感器芯片。

2.根据权利要求1所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积小于所述上表面的面积的15％。

3.根据权利要求2所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板在所述电路板的上表面的投影面积为所述上表面的面积的9％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述光学器件包括整形镜头，所述整形镜头为塑料材质的准直镜，所述整形镜头包括3片透镜或1片透镜。

5.根据权利要求4所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述光学器件还包括：

衍射光学元件，设置在所述整形镜头上方。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述陶瓷基板的表面为平面。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，还包括：

辅助器件，设置在所述电路板的第三区域，用于辅助所述发射器芯片产生所述光信号，其中，所述第三区域分别与所述第一区域和所述第二区域不重叠。

9.根据权利要求8所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述第三区域位于所述电路板的上表面。

10.根据权利要求9所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述第一区域和所述第三区域在第一方向上的尺寸大于所述第二区域在所述第一方向上的尺寸，其中，所述第一方向为与所述图像传感器芯片的光轴中心点和所述发射器芯片的光轴中心点的连线垂直的方向。

11.根据权利要求8所述的TOF摄像模组，其特征在于，至少部分所述第三区域位于所述电路板的下表面。

12.根据权利要求8所述的TOF摄像模组，其特征在于，还包括屏蔽罩，至少部分所述辅助器件设置在所述屏蔽罩内。

13.根据权利要求12所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述屏蔽罩具有开孔，以通过所述开孔注入导热硅脂。

14.根据权利要求12所述的TOF摄像模组，其特征在于，还包括：

散热器件，设置在所述屏蔽罩的外表面。

15.根据权利要求14所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述散热器件包括导热垫和/或散热铜片。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，在所述陶瓷基板先固定在所述电路板的第一区域后，所述发射器芯片再固定在所述陶瓷基板上。

17.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述电路板为柔性电路板或者软硬结合板或者印刷电路板。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的TOF摄像模组，其特征在于，所述发射器芯片通过芯片粘接工艺固定到所述陶瓷基板，所述图像传感器芯片通过芯片粘接工艺固定到所述第二区域。

19.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至18中任一项所述的TOF摄像模组，所述TOF摄像模组用于测量目标物体的深度信息；

控制单元，用于根据所述深度信息对所述电子设备的至少一项功能进行操作控制。

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