一种传感光源、传感器模块和电子装置的制作方法

1.本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种传感光源、传感器模块和电子装置。


背景技术：

2.随着近几年例如3d(3-dimension，三维)传感技术等传感技术的兴起，人脸支付、自动驾驶、监控安防、流量统计等应用开始普及，3d传感主要是由传感光源(或称光源投射器)和接收器件构成。而现在的人们对于个人隐私安全方面非常重视，尤其近年来更加开始注重此方面问题，各大超市，门店、商场的传统图像识流量统计系统导致的隐私侵犯问题也引起多方关注。
3.目前的传感光源多为不可见光，例如红外光，用户无法直接感知是否有相应的传感设备在收集信息。而现如今各类消费传感产品均以减小体积为前提，在传感设备上额外加装警示装置会增加产品体积与成本。
4.因此，如何低成本、小体积的实现传感器的工作警示是亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供一种传感光源、传感器模块和电子装置，旨在解决在传感设备上额外加装警示装置会增加产品体积与成本的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种传感光源，包括：
7.基板、传感光源元件以及工作状态指示元件；
8.所述传感光源元件和所述工作状态指示元件设于所述基板上，其中：
9.所述传感光源元件用于发射波长780～2500nm的光线；
10.所述工作状态指示元件与所述传感光源元件连接以检测所述传感光源元件的工作状态，当检测到所述传感光源元件工作时，所述工作状态指示元件发射波长400～779nm的光线。
11.上述传感光源被应用时，传感光源元件工作时发出可见光以提示用户或可能被探测设备所探测的对象该传感光源元件正在工作，也即应用了该传感光源元件的设备可能处于工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示。且本实施例仅需要在传感光源内部封装工作状态指示元件，无需额外装置，成本低且体积小。
12.可选地，所述工作状态指示元件与所述传感光源元件的连接包括：
13.所述工作状态指示元件与所述传感光源元件串联；
14.或，
15.所述工作状态指示元件与所述传感光源元件并联，且所述工作状态指示元件以及所述传感光源元件各自的并联支路上不设有独立使能器件或独立供电器件。
16.可选地，所述传感光源还包括第一感光芯片，所述第一感光芯片设于所述基板设有所述传感光源元件的一面，用于接收预定波长的光线并根据接收到的所述预定波长的光线产生电信号。
17.传感光源中还封装第一感光芯片，集成度更高，有利于保证最终产品的小尺寸。
18.可选地，所述基板包括感光芯片区域，多颗所述第一感光芯片设置在所述感光芯片区域内，各所述第一感光芯片之间存在间隔且所述第一感光芯片以及各所述第一感光芯片之间的间隔被封装胶所覆盖。传感光源采用较大的尺寸的感光芯片，容易导致感光芯片本身与交替的结合性差，尤其在高温下容易与封装胶产生分层；通过多颗第一感光芯片的设置，能够减小每一个第一感光芯片的尺寸，代替一颗大尺寸的感光芯片，将封装胶划分为多个更小的区域，降低感光芯片与封装胶产生分层的风险，保证产品的品质。
19.可选地，各所述第一感光芯片在所述感光芯片区域内中心对称设置。
20.中心对称设置的第一感光芯片在焊接时能够避免因中心旋转造成信号影响，保证产品的品质。可选地，所述工作状态指示元件发射的光线的波长小于577nm。
21.工作状态指示元件发出波长小于577nm，该波长范围离传感光源元件的光线的波长范围较远，降低工作状态指示元件发射的用于指示工作状态的光线对于整体产品中感光芯片的感光效果的影响。
22.可选地，所述传感光源元件包括vcsel芯片。
23.可选地，所述工作状态指示元件包括led芯片裸片。
24.基于同样的构思，本技术还提供一种传感器模块，包括上述的传感光源、第二感光芯片以及驱动器件；
25.所述第二感光芯片设于所述传感光源的封装之外，用于接收预定波长的光线并根据接收到的所述预定波长的光线产生电信号，所述预定波长包括所述传感光源元件所发射的光线的波长；
26.所述驱动器件与所述传感光源和/或所述第二感光芯片连接，用于驱动所述传感光源和/或所述第二感光芯片工作。
27.上述传感器模块的传感光源中还封装了工作状态指示元件，通过工作状态指示元件发出的可见光提示传感光源元件的工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示，且无需增加额外的警示装置，成本低、体积小。
28.基于同样的构思，本技术还提供一种电子装置，包括处理器以及传感器模块，所述传感器模块中包括上述的传感光源，传感器模块中包括至少一个感光芯片，所述处理器与所述传感器模块连接以接收所述传感器模块发送的电信号进行处理。
29.上述电子装置中的传感器模块能够通过其传感光源中封装的工作状态指示元件发出的可见光提示传感光源元件的工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示，且无需增加额外的警示装置，成本低、体积小。
附图说明
30.图1为本实用新型实施例提供的传感光源的结构示意图；
31.图2为本实用新型实施例提供的传感光源的连接结构示意图一；
32.图3为本实用新型实施例提供的传感光源的连接结构示意图二；
33.图4为本实用新型实施例提供的传感光源的连接结构示意图三；
34.图5为本实用新型实施例提供的传感光源的连接结构示意图四；
35.图6为本实用新型实施例提供的第一感光芯片的布局示意图；
36.图7为本实用新型实施例提供的传感光源的封装结构示意图；
37.附图标记说明：
38.1-基板；2-传感光源元件；3-工作状态指示元件；4-第一感光芯片；40
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感光芯片区域；5-侧壁；6-盖板。
具体实施方式
39.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
41.目前的传感光源多为不可见光，用户无法直接感知是否有相应的传感设备在收集信息。但在传感设备上额外加装警示装置会增加产品体积与成本。
42.基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
43.实施例：
44.本实施例提供一种传感光源，请参见图1，该传感光源包括：基板1、传感光源元件2以及工作状态指示元件3。传感光源元件2和工作状态指示元件3都设于基板1上，且工作状态指示元件3与传感光源元件2一起封装在基板1的同一面。
45.其中，传感光源元件用于发射波长在780～2500nm之间的光线，也即传感光源元件发射的光线为不可见光，具体包括红外光。具体的波长根据实际应用场景进行选择，如在一些较短距离的传感应用中，可以选择发射 800～940nm波长的光线，例如808nm、850nm、905nm、914nm等。或是对于较远距离的传感应用场景下，选择1000～2000nm波长的光线，例如 1030nm 1047nm、1053nm、1064nm、1270nm、1320nm、1330nm、1342nm、 1550nm、1650nm等。
46.工作状态指示元件与传感光源元件连接以检测和指示传感光源元件的工作状态，当检测到传感光源元件工作时，工作状态指示元件发射波长 400～779nm的光线。
47.根据上述传感光源元件和工作状态指示元件的光线波长情况，可以理解的是，传感光源元件所发出的光线通常是人眼不可看到的光线，而工作状态指示元件发出的光线则属于可见光的范畴。在实际应用中，传感光源元件相当于传感光源的工作光源，也即提供用于进行传感、探测的光线，而工作状态指示元件则相当于通过可见光对传感光源元件是否在工作进行提示。
48.在一些实施方式中，工作状态指示元件与传感光源元件连接包括以下之一：
49.参见图2所示，一种示例中的工作状态指示元件3与传感光源元件2 之间可以串联，可以理解的是，串联连接的工作状态指示元件3与传感光源元件2是同步工作的，因而当传感光源元件2发光时，工作状态指示元件3也同步发光。
50.参见图3所示，一种示例中的工作状态指示元件3与传感光源元件2 之间可以并联，但工作状态指示元件3以及传感光源元件2各自的并联支路上不设有独立使能器件或独
立供电器件。
51.上述的独立使能器件或独立供电器件包括能够分别对工作状态指示元件3或者传感光源元件2所处的支路进行使能控制或供电的器件。但并联支路上可以设置同步动作的使能器件或供电器件，或在并联支路以外设置能够对并联支路整体进行使能或供电的器件。也就是说，工作状态指示元件3和传感光源元件2在使用时保持同步的工作或不工作即可。当传感光源中包括更多元器件时，工作状态指示元件3与传感光源元件2也可以是其他更为复杂的连接关系，但同样保持同步的工作或不工作。
52.在一些实施方式中，传感光源还包括第一感光芯片4，第一感光芯片4 用于接收预定波长的光线并根据接收到的预定波长的光线产生电信号，例如该预定波长可以包括传感光源元件2所发射的光线的波长和/或其他元件发射的光线。该第一感光芯片4用于接收传感光源元件2被外部物体反射回来的光线。
53.第一感光芯片4同样设置于基板上，且同样设于传感光源元件2的同一面。第一感光芯片4的连接方式包括以下之一：
54.第一感光芯片4与工作状态指示元件3和传感光源元件2中的至少一个串联。例如参见图4所示，在该示例中，工作状态指示元件3与传感光源元件2并联，第一感光芯片4与传感光源元件2串联。在另一些示例中，工作状态指示元件3、传感光源元件2以及第一感光芯片4可以三个均进行串联。
55.第一感光芯片4与工作状态指示元件3和传感光源元件2中的至少一个并联。参见图5所示，示例出工作状态指示元件3、传感光源元件2以及第一感光芯片4三个并联的连接方式。
56.第一感光芯片4包括但不限于pd(photo-diode，或称光电二极管)芯片，pt(photo-triode，光电三极管)芯片或其他能够检测传感光源元件2 的光线并反映为电信号的芯片中的至少一种。第一感光芯片4与工作状态指示元件3和传感光源元件2被一并封装在同个支架内，单颗传感光源的集成度更高，也更利于最终产品的整体体积的控制。
57.在环境中，还可能存在其他光线，这些光线也可能被第一感光芯片4 所接收到，而可能干扰第一感光芯片4对于光线的检测。为了更准确的实现传感检测，在第一感光芯片4接收光线的方向上，可设置对应的滤波装置，例如滤波片，滤出不需要的波长的光线，例如仅保留与传感光源元件2 和/或其他元件的发出的光线波长相同的光。另一方面，也可选择感知的波长范围在780～2500nm之内或附近的感光芯片，或通过施加偏振态来区分干扰光和传感光，从而减少传感光源元件2的光线以外的光线造成干扰，第一感光芯片4所感知的具体范围可以根据实际使用的传感光源元件2和/或传感光源中其他元件的光线的波长选择。本实施例中的传感光源中还包括工作状态指示元件3，工作状态指示元件3的光线也被排除在第一感光芯片 4所感知的范围以外，避免额外的光源导致的干扰。
58.在一些实施方式中，基板包括感光芯片区域，多颗第一感光芯片设置在感光芯片区域内，各第一感光芯片之间存在间隔且第一感光芯片以及各第一感光芯片之间的间隔被封装胶所覆盖。可以理解的是，本实施例中的封装胶为透明的胶材或一些示例中可以是混合有感光粉的透明的胶材。传感光源采用较大的尺寸的感光芯片，容易导致感光芯片本身与胶体的结合性差，尤其在高温下容易因应力作用与封装胶产生分层；通过多颗第一感光芯片的设置，能够减小每一个第一感光芯片的尺寸，代替一颗大尺寸的感光芯片，并将封装
胶划分为多个更小的区域，在相同的外部温度下，应力作用更低，降低感光芯片与封装胶产生分层的风险，保证产品的品质。
59.示例性的，多颗第一感光芯片之间可以采用并联的方式，当第一感光芯片中的至少一颗存在损坏时，其他第一感光芯片仍能够进行工作，保证传感光源的寿命。多颗第一感光芯片之间的布局方式可以是阵列排布，例如当存在四颗第一感光芯片时，可按照2*2的矩阵形式进行排列，存在六颗第一感光芯片时，可按照2*3的矩阵形式进行排列，等等。在一些实施方式中，各第一感光芯片可以呈中心对称设置，例如图6示例出各第一感光芯片4以一定的间隔在感光芯片区域40内中心对称设置时的布局方式。中心对称设置的第一感光芯片在焊接时能够避免因中心旋转造成信号影响，保证产品的品质。
60.作为另一种示例，同样是为了降低工作状态指示元件3对于整体产品的光线感知的效果的影响。工作状态指示元件3发射的光线的波长小于 577nm，也即工作状态指示元件3发射的光线为绿光、青光、蓝光、紫光中的任一种，通过选择波长与红外光的波长相差较大的上述可见光作为传感光源在工作时的指示光，降低工作状态指示元件3发射的用于指示工作状态的光线对于整体产品中感光芯片的感光效果的影响。
61.在一些实施方式中，工作状态指示元件3包括led(light emittingdiode，发光二极管)芯片，led芯片发射的光线的波长为400nm～779nm。一些具体示例中，led芯片为led芯片裸片。在实际应用中，led芯片裸片可以和传感光源元件2一起封装在基板上，也即基板相当于传感光源元件2和led芯片裸片的支架。当传感光源元件2工作时，led芯片裸片导通以发射光线；当传感光源元件2不工作时，led芯片裸片不导通。
62.另一方面，本实施例中的传感光源元件2包括但不限于vcsel (vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面发射激光器)芯片或其他各类红外半导体激光器。
63.实际应用中，本实施例的传感光源可以采用各类封装方式进行封装，下面提供一具体的示例。
64.参见图7所示，本示例中的传感光源中的传感光源元件为一种vcsel 芯片，可选的，vcsel芯片可以采用双边多条焊线的连接形式保证大功率运行。基板上设有侧壁5，传感光源元件2以及工作状态指示元件3被侧壁 5从侧面包围。侧壁5远离基板1的一侧设置有盖板6，盖板6可以是光学盖板等透光的盖板，传感光源的光线投射方向即为基板1指向盖板6的方向。传感光源元件2以及工作状态指示元件3被基板1、侧壁5以及盖板6 形成的容置空间封装，该容置空间可以是真空密闭的，也可以与外界相连通。由于工作状态指示元件3与传感光源元件2一并封装，因而工作状态指示元件2可以采用芯片裸片，保证更小的占用体积。
65.一些示例中，工作状态指示元件3与传感光源元件2可以直接通过导线进行串联或并联连接，例如工作状态指示元件3的正极直接通过导线连接到传感光源元件2的负极或正极。一些示例中，工作状态指示元件3与传感光源元件2可以通过基板上的导电图形实现连接，例如，传感光源元件2和工作状态指示元件3并没有直接连接，其各自的电极通过导线连接到基板上对应的导电层，通过导电层实现串联或并联连接。本实施例并不限制传感光源中实现各个器件连接的具体方式。
66.本实施例的传感光源，工作状态指示元件检测传感光源元件的工作状态，当传感光源被应用时，传感光源元件工作时发出可见光以提示用户或可能被探测设备所探测的对
象该传感光源元件正在工作，也即应用了该传感光源元件的设备可能处于工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示。且本实施例仅需要在传感光源内部设置了工作状态指示元件，无需额外装置，成本低且体积小。
67.本实用新型另一可选实施例：
68.本实施例提供一种传感器模块，该传感器模块包括上述实施例的传感光源、第二感光芯片以及驱动器件，该第二感光芯片设于传感光源之外，用于接收预定波长的光线并根据接收到的预定波长的光线产生电信号，预定波长包括传感光源元件所发射的光线的波长；驱动器件与传感光源和/或第二感光芯片连接，用于驱动传感光源和/或第二感光芯片工作。示例性的，本实施例的传感器模块可以是3d传感器模块。
69.应当说明的是，本实施例中的第二感光芯片设置在传感光源之外的，也即没有与传感光源元件和工作状态指示元件封装为一个整体。与第一感光芯片类似，第二感光芯片也用于对传感光源元件发出的光线所反射回的光线进行接收，在一些实施过程中，第二感光芯片设置在传感光源的封装之外，受到工作状态指示元件的直接干扰更小，其传感精度相对较高。前述第一感光芯片和本实施例的第二感光芯片中的“第一”、“第二”仅用对设置在不同位置的感光芯片进行表述上的区分，不构成其他限定。第一感光芯片和第二感光芯片也不互相排斥，也即在同个传感器模块，既可以包括设置在传感光源上的第一感光芯片，也可以包括设置在传感光源之外的第二感光芯片。当传感器模块同时包括第一感光芯片和第二感光芯片时。由于设置的位置不同，因而受到工作状态指示元件等可能存在的其他干扰也可能不同，一些实施过程中两个感光芯片采集的数据可能存在差异，因而可以实现相互配合、补充，例如综合第一感光芯片和第二感光芯片的数据得到更准确的判断，或是第一感光芯片和第二感光芯片可以被配置为分别对应于不同的波长范围的光线进行采集等。本实施例的传感器模块使用前述实施例的传感光源，通过其中封装的工作状态指示元件发出的可见光提示传感光源元件的工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示，且无需增加额外的警示装置，成本低、体积小。
70.本实施例还提供一种电子装置，包括处理器以及传感器模块，该传感器模块包括上述实施例的传感光源，该传感器模块中还包括至少一个感光芯片，处理器与传感器模块连接以接收传感器模块发送的电信号进行处理。
71.应当说明的是，本实施例的电子装置中所包括的感光芯片包括设置在传感光源上的第一感光芯片和设置在传感光源之外的第二感光芯片中的至少一种。
72.本实施例的电子装置可以是用于流量监控、安防统计等产品的图像传感装置、红外激光雷达、深度信息采集装置、夜视装置等等。
73.本实施例的电子装置能够通过其传感光源中封装的工作状态指示元件发出的可见光提示传感光源元件的工作状态，使得用户了解到设备是否开始工作，或使被探测的对象得到提示，且无需增加额外的警示装置，成本低、体积小。
74.前述实施例中提供的传感光源可以应用于各种图像传感领域，可以制作为红外摄像头等图像传感器，具体包括但不限于深度图像传感器，例如应用在tof(time of flight，飞行时间)传感技术中。应用该传感光源的产品包括但不限于超市，门店、商场的流量统计产品，或是各类场景下的安防监控统计产品，探测雷达，终端上的深度信息采集摄像头等摄像产品，红外夜视仪等各种夜视产品。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，应当理
解的是前述实施例中的传感光源的应用并不限于上述示例的几种领域。
75.本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的装置中的功能模块/单元可以被实施为硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。
76.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。