一种TOF模组及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于三维成像技术领域，特别涉及一种TOF模组及电子装置，其中TOF模组包括电源管理电路、光源发射电路和图像传感电路；电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射单元和图像传感单元提供相匹配的工作负载；光源发射电路用于耦合特定频率的光信号向目标物发射；图像传感电路用于接收经目标物反射回来的光信号；图像传感电路其中的两个输入端并联接入第一电源形成一个选择电路；光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信。本发明专利技术提供的技术方案具有功耗低、抗干扰性好、稳定性高、小型化、能直接输出高质量深度信息的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种TOF模组及电子装置
本专利技术属于三维成像
，特别涉及一种TOF模组及电子装置。
技术介绍
在高端消费电子领域，TOF技术以其在激光功耗、抗干扰、远距离精度等方面的明显优势日益受到市场青睐，但在工艺和产业链均离成熟尚远。TOF技术成熟面临着一系列的挑战，包括在更低的功耗、更好的抗干扰性和稳定性、更小的尺寸、直接输出高质量深度信息方面存在诸多的局限，需要在芯片设计、系统设计、制造工艺等方面全面突破才能真正兑现TOF技术承诺的优势，并实现在消费场景的普及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TOF模组及电子装置，解决现有技术在更低功耗、更好的抗干扰性和稳定性、更小的尺寸、直接输出高质量深度信息方面存在的局限。本专利技术解决其技术问题提供的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种TOF模组，包括电源管理电路、光源发射电路和图像传感电路，电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射单元和图像传感单元提供相匹配的工作负载；光源发射电路用于耦合特定频率的光信号向目标物发射；光源发射电路的两个输入端分别接入第一电源和第二电源；图像传感电路用于接收经目标物反射回来的光信号；图像传感电路的三个输入端分别接入第一电源、第三电源和第四电源，另外两个输入端并联接入第一电源形成一个选择电路，输出端与外部电子设备通过IIC连接通信输出深度信息；光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信。第二方面，本专利技术提供一种电子装置，包括本专利技术第一方面所述的TOF模组、以及控制器；TOF模组用于采集目标物的深度信息；控制器与TOF模组通过MIPI连接通信，用于获取TOF模组采集的深度信息经处理后提供给终端应用。本专利技术的有益效果包括：第一方面，本专利技术TOF模组通过电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射单元和图像传感单元提供相匹配的工作负载，从而更好的降低功耗。第二方面，本专利技术TOF模组通过图像传感电路的两个输入端并联接入电源形成一个选择电路，控制元器件在不同工作状态下选择不同的电路通信，从而降低功耗。第三方面，本专利技术TOF模组的光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信，从而能更好的抑制噪声、具有更好的数据传输速度和保持信号的完整性。第四方面，本专利技术TOF模组通过低压差线性稳压器向图像传感器提供偏置电压，能保持极低的噪音、具有较好的抗干扰性和提供稳定的传输电压，从而获得更高质量的深度数据。第五方面，本专利技术TOF模组连接的第一电源为1.8V，第二电源为3.3～3.6V，第三电源为2.8V，第四电源为1.05V，使用低电压为元器件供电，能保持较低的功耗及产生更少的热量。第六方面，本专利技术TOF模组通过光源驱动器吸收目标物发射的光电子产生电信号，激发激光发射器向目标物发射激光，并通过电子时钟控制传递同步脉冲到所述图像传感单元，使部分元器件在非工作状态下休眠，被唤醒时激活工作，从而功耗很小。第七方面，本专利技术TOF模组的光源驱动器接收光源发射器内置的光电二极管反馈激光强度信号实施激光过弱或过强保护、接收光源发射器内置的发光二级管反馈电流负载信号实施电流过载保护，从而保持TOF模组持续稳定工作，并能在激光过强时关闭激光发射器保护人眼和皮肤。第八方面，本专利技术TOF模组的图像传感电路还包括用于存储图像传感器经过标定补偿的数据的存储器，从而提高深度信息的质量。第九方面，本专利技术TOF模组的根据各个元器件的特性采用相应的较小尺寸、不同的封装方式和对应不同的连接到基板的方法，从而兼顾TOF模组保持稳定性的工作状态和小型化。第十方面，本专利技术电子装置通过处理器获取TOF模组采集的深度信息，并经处理后提供给终端应用，减少终端后台处理数据的压力，为终端直接提供高质量的深度信息。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例TOF模组的结构框图。图2是本专利技术实施例TOF模组的电路图。图3是本专利技术实施例存储器的电路图。图4是本专利技术实施例电子装置的结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式进行详细的阐述。本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术的实施方式中，为了使读者更好地理解本专利技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下实施方式的种种变化和修改，也可以实现本专利技术所要求保护的技术方案。请参考图1，本专利技术的一些实施方式提供一种TOF模组，包括电源管理电路、光源发射电路和图像传感电路，电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射电路和图像传感电路元提供相匹配的工作负载。具体地，芯片的工作电压包括核心电压和I/O电压，核心电压是指核心芯片工作时所需要的电压，I/O电压则指驱动I/O电路时所需要的工作电压。芯片采用双电压供电，并且都采用内核低电压，I/O高电压的模式，这就保证了低功耗、高驱动能力的要求。光源发射电路用于耦合特定频率的光信号向目标物发射；所述光源发射电路的两个输入端分别接入第一电源和第二电源。图像传感电路用于接收经目标物反射回来的光信号；所述图像传感电路的三个输入端分别接入第一电源、第三电源和第四电源，另外两个输入端并联接入第一电源形成一个选择电路，输出端与外部电子设备通过IIC连接通信传输深度信息。光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信。具体地，低电压差分信号(LVDS)是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，它使用幅度非常低的信号通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。它能以高达数千Mbps的速度传送串行数据。由于电压信号幅度较低，而且采用恒流源模式驱动，故只产生极低的噪声，消耗非常小的功率，甚至不论频率高低功耗都几乎不变。此外，由于LVDS以差分方式传送数据，所以不易受共模噪音影响。LVDS成为目前高速I/O接口的首选信号形式来解决高速数据传输的限制，就是因为它在传输速度、功耗、抗噪声、EMI等方面具有优势。在一些实施方式中，电源管理电路包括低压差线性稳压器；低压差线性稳压器的两个输入端分别接入第一电源和第三电源并转换成第四电源输出到图像传感单元。具体地，低压差线性稳压器(LDO)是低压差稳压器，并且是线性稳压器，只能用在降压的场景下，即输出电压只能比输入电压小，特点是是负载响应快，并且十分稳定，纹波也比较小。在一些实施方式中，第一电源输出为1.8V直流电源，第二电源输出为3.3～3.6V直流电源，第三电源输出为2.8V直流电源，第四电源输出为1.05V直流电源。在一些实施方式中，光源发射电路包括光源驱动器、光源发射器和光源驱动电路；光源驱动器吸收目标物发射的光电子产生电信号，电信号激发激光发射器向目标物发射激光，激光发射的瞬间，电信号激活光源驱动电路的电子时钟，电子时钟通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TOF模组，包括电源管理电路、光源发射电路和图像传感电路，其特征在于：/n所述电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射单元和图像传感单元提供相匹配的工作负载；/n所述光源发射电路用于耦合特定频率的光信号向目标物发射；所述光源发射电路的两个输入端分别接入第一电源和第二电源；/n所述图像传感电路用于接收经目标物反射回来的光信号；所述图像传感电路的三个输入端分别接入第一电源、第三电源和第四电源，另外两个输入端并联接入第一电源形成一个选择电路，输出端与外部电子设备通过IIC连接通信输出深度信息。/n所述光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种TOF模组，包括电源管理电路、光源发射电路和图像传感电路，其特征在于：
所述电源管理电路接入外部电源转换为第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，分别为光源发射单元和图像传感单元提供相匹配的工作负载；
所述光源发射电路用于耦合特定频率的光信号向目标物发射；所述光源发射电路的两个输入端分别接入第一电源和第二电源；
所述图像传感电路用于接收经目标物反射回来的光信号；所述图像传感电路的三个输入端分别接入第一电源、第三电源和第四电源，另外两个输入端并联接入第一电源形成一个选择电路，输出端与外部电子设备通过IIC连接通信输出深度信息。
所述光源发射电路和图像传感电路通过低电压差分信号连接通信。


2.根据权利要求1所述TOF模组，其特征在于，所述电源管理电路包括低压差线性稳压器；所述低压差线性稳压器的两个输入端分别接入第一电源和第三电源并转换成第四电源输出到图像传感单元。


3.根据权利要求1所述TOF模组，其特征在于，所述第一电源输出为1.8V直流电源，所述第二电源输出为3.3～3.6V直流电源，所述第三电源输出为2.8V直流电源，所述第四电源输出为1.05V直流电源。


4.根据权利要求1所述TOF模组，其特征在于，所述光源发射电路包括光源驱动器、光源发射器和光源驱动电路；
所述光源驱动器吸收目标物发射的光电子产生电信号，所述电信号激发激光发射器向目标物发射激光，激光发射的瞬间，所述电信号激活光源驱动电路的电子时钟，所述电子时钟通过所述低电压差分信号传递同步脉冲到所述图像传感单元。


5.根据权利要求1所述TOF模组，其特征在于，所述低电压差分信号接口通过时钟控制实现光源发射电路和图像传感电路之间进行IIC/SPI通信。


6.根据权利要求4所述TOF模组，所述光源发射器包括分别与光源驱动器连接的光电二极管和发光二级管；
所述光源驱动器接收光电二极管反馈的激光强度信号实施激光过强或过弱保护；
所述光源驱动器接收发光二级管反馈的电流负载信号实施电流过载保护。


7.根据权利要求1所述TOF模组，其特征在于，所述图像传感单元包括图像传感器，所述图像传感器与所述选择电路连接；所述选择电路为IIC/SPI通信选...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄欢，付兵，邓明育，全世红，苏洪志，
申请(专利权)人：深圳荆虹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44