一种小型化TOF电路模块及TOF模组制造技术

一种小型化TOF电路模块及TOF模组，属于TOF技术领域。本实用新型专利技术小型化TOF电路模块包括：光源单元，用于提供主动光源给目标物；感光单元，用于接收目标物的反射信号，以获得目标物距离所述电路模块的距离信息；其中，所述光源单元内的TOF光源裸封装于所述电路模块上。本实用新型专利技术TOF模组包括镜头组件，以及上述TOF电路模块；所述镜头组件将光线投射至所述TOF电路模块，以通过所述TOF电路模块获得距离信息上述摄像模组。本实用新型专利技术采用新封装形式，并在确保电气性能可靠性的前提下，实现模块及模组的尺寸小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化TOF电路模块及TOF模组
本技术属于TOF
，尤其涉及一种小型化TOF电路模块及TOF模组。
技术介绍
随着光学测量以及计算机视觉的发展，光学三维测量技术逐渐成熟，已逐渐出现在手机等消费类电子行业，安防和监控，机器人，医疗和生物等领域中，也成为当前测量领域中的热点，而这些应用过程都离不开3D摄像模组。TOF（Time-Of-Flight，飞行时间）技术是众多三维光学测量技术中较为突出的一种。TOF技术的基本原理是，主动光源发射的光线经被测物体反射后被TOF设备捕获，而后TOF设备根据光线由发出至捕获的时间差或相位差来计算被测物体的距离，以产生深度信息。此外再结合传统的相机拍摄，就可以将物体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。TOF深度相机是近些年发展起来的基于TOF技术的应用设备，其不仅能向传统的2D相机那样获得光线强度信息，还能实时获得感光器件上每个像素点到目标物体对应的距离。可是，随着智能设备的飞速发展，TOF深度相机在3D摄像等方面无法跟上智能设备的发展脚步，无法满足智能设备的需求。现有的TOF深度相机的集成度低、功能单一，是存在的一个明显问题。以深度相机在识别检测中的应用为例，在检测识别过程中，TOF深度相加需要与扫描仪、信息处理设备等相配合，测量过程与成像相互分离，处理流程复杂，相应的硬件设备较多、完全不适于应用于现有的智能设备，尤其不能满足现有技术中智能设备的轻薄化发展，如手机、平板电脑等，不能满足用于安防监控、机器人、医疗生物领域需要配置体积较小的3D摄像模组。技术专利CN206532072U公开了一种光学投影装置及其深度相机，其具体公开了光学投影装置包括光源，光源包括半导体衬底以及设置在所述半导体衬底上的光源阵列，用于发射光束；电路板，安装在所述半导体衬底上并开有通孔，所述通孔使得所述光束通过；光束生成器，安装在所述电路板上并用于接收所述光束后向外投射出图案光束。该技术专利通过将光源中的半导体衬底作为支撑底座来减小装置的厚度，进而满足智能设备体积小的需求。但仅仅是减少底座的厚度来达成光学投影装置厚度缩小的目的，对内部信号处理的稳定性及可靠性未有改进。专利技术专利申请CN106817794A公开了一种TOF电路模块及其应用。该申请通过将主动光源的驱动与控制电路与TOF电路相融合来解决额外采用驱动电路的问题。该申请通过改善电路结构的方式，主要对设备兼容性进行优化，并未对TOF电路模块基于体积小型化而进行电路可靠性的优化。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电气性能可靠性高、尺寸小型化的TOF电路模块及TOF模组。。根据上述目的，本技术提供一种小型化TOF电路模块，包括：光源单元，用于提供主动光源给目标物；感光单元，用于接收目标物的反射信号，以获得目标物距离所述电路模块的距离信息；其中，所述光源单元中的TOF光源裸封装于所述电路模块上。作为本技术优选，所述TOF光源以晶圆方式封装于所述电路模块上。作为本技术优选，所述TOF光源外设有用于提供不同发射角度的主动光源所需的光学元件。作为本技术优选，所述光学元件为光学玻璃。作为本技术优选，所述TOF光源为VCSEL。作为本技术优选，所述光源单元包括光源驱动电路，所述光源驱动电路用于驱动所述TOF光源工作。作为本技术优选，所述光源驱动电路包括缓冲器、开关器件或具有开关器件的开关电路；所述感光单元连接所述缓冲器，所述缓冲器连接所述开关器件或所述开关电路。作为本技术优选，所述开关器件为MOSFET晶体管。作为本技术优选，所述缓冲器、所述开关器件或具有开关器件的开关电路，邻近所述TOF光源设置。作为本技术优选，所述光源单元包括温度检测电路，所述温度检测电路用于检测TOF光源温度。作为本技术优选，所述温度检测电路连接于所述感光单元。作为本技术优选，所述温度检测电路包括热敏电阻。作为本技术优选，所述热敏电阻邻近所述TOF光源设置。作为本技术优选，所述光源单元包括保护电路，所述保护电路提供所述TOF光源预定的限制功率。作为本技术优选，所述保护电路包括采样电路、比较电路、电流检测开关电路；所述采样电路经所述比较电路连接所述电流检测开关电路。作为本技术优选，所述采样电路包括电流检测放大器。作为本技术优选，所述比较电路包括比较器。作为本技术优选，所述电流检测开关电路包括限流负载开关。作为本技术优选，所述光源单元还包括供电电路，所述供电电路为所述感光单元中的感光芯片供电。作为本技术优选，所述供电电路包括稳压器，所述稳压器连接外部电源。作为本技术优选，所述感光单元包括感光芯片。作为本技术优选，所述感光芯片为CMOS感光芯片。作为本技术优选，所述感光单元还包括与所述感光芯片连接的热敏电阻。作为本技术优选，所述感光单元还包括滤波电路，所述滤波电路连接于所述感光芯片的电源端。作为本技术优选，所述电路模块还包括稳压单元，用于与外部电源连接以为所述光源单元、所述感光单元分别提供可靠电源。作为本技术优选，所述稳压单元包括LDO稳压器。作为本技术优选，所述电路模块还包括存储单元，用于保存所述TOF光源的标定数据。作为本技术优选，所述存储单元包括存储器。作为本技术优选，所述存储器为EEPROM存储芯片。作为本技术优选，所述存储单元连接于所述感光单元。作为本技术优选，所述电路模块还包括接口单元，所述接口单元用于输出信息。作为本技术优选，所述光源单元和所述感光单元设置于至少一电路板上。作为本技术优选，所述光源单元和所述感光单元设置于堆叠排布的电路板上，且至少由两块电路板构成堆叠排布结构。作为本技术优选，堆叠排布的电路板为2层堆叠排布或3层堆叠排布的电路板。作为本技术优选，所述光源单元内的驱动电路和/或温度检测电路设于堆叠排布的电路板靠近TOF光源的位置。作为本技术优选，堆叠排布的电路板中相邻层电路板之间通过连体堆叠方式或分体堆叠方式堆叠。本技术还提供一种小型化TOF模组，包括镜头组件，以及如上所述的TOF电路模块；所述镜头组件将光线投射至所述TOF电路模块，以通过所述TOF电路模块获得距离信息。本技术具有以下有益效果:本技术一种小型化TOF电路模块以及TOF模组，封装尺寸小，确保电气性能可靠性的前提下，节省电气元器件数量并简化布线，进一步使模块或模组尺寸小型化。附图说明图1为本技术小型化TOF电路模块内光源单元的结构图；图2为本技术小型化TOF电路模块内光源驱动电路的电路图；图3为本技术小型化TOF电路模块内感光子单元及其外围电路的电路图；图4为本技术小型化TOF电路模块内稳压单元的电路图；图5为本技术小型化TOF电路模块内眼球保护电路的电路图；图6为本技术小型化TOF电路模块内存储电路的电路图；图7为本技术小型化TOF模组的结构示意图；图8为图7中TOF模组去除封装壳后的内部结构示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化TOF电路模块，其特征在于，包括：光源单元，用于提供主动光源给目标物；感光单元，用于接收目标物的反射信号，以获得目标物距离所述电路模块的距离信息；其中，所述光源单元内的TOF光源裸封装于所述电路模块上。

【技术特征摘要】
1.一种小型化TOF电路模块，其特征在于，包括：光源单元，用于提供主动光源给目标物；感光单元，用于接收目标物的反射信号，以获得目标物距离所述电路模块的距离信息；其中，所述光源单元内的TOF光源裸封装于所述电路模块上。2.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述TOF光源以晶圆方式封装于所述电路模块上。3.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述TOF光源外设有用于提供不同发射角度的主动光源所需的光学元件。4.根据权利要求3所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述光学元件为光学玻璃。5.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述TOF光源为VCSEL。6.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述光源单元包括光源驱动电路，所述光源驱动电路用于驱动所述TOF光源工作。7.根据权利要求6所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述光源驱动电路包括缓冲器、开关器件或具有开关器件的开关电路；所述感光单元连接所述缓冲器，所述缓冲器连接所述开关器件或所述开关电路。8.根据权利要求7所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述开关器件为MOSFET晶体管。9.根据权利要求7所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述缓冲器、所述开关器件或具有开关器件的开关电路，邻近所述TOF光源设置。10.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述光源单元包括温度检测电路，所述温度检测电路用于检测TOF光源温度。11.根据权利要求10所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述温度检测电路连接于所述感光单元。12.根据权利要求10所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述温度检测电路包括热敏电阻。13.根据权利要求12所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述热敏电阻邻近所述TOF光源设置。14.根据权利要求1所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述光源单元包括保护电路，所述保护电路提供所述TOF光源预定的限制功率。15.根据权利要求14所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述保护电路包括采样电路、比较电路、电流检测开关电路；所述采样电路经所述比较电路连接所述电流检测开关电路。16.根据权利要求15所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，所述采样电路包括电流检测放大器。17.根据权利要求15所述的一种小型化TOF电路模块，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑淼辉，
申请(专利权)人：余姚舜宇智能光学技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33