一种飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备与流程



1.本技术实施例涉及飞行时差测距领域,尤其涉及一种飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备。


背景技术:



2.飞行时差测距(tof,time of flight)模组是通过光飞行时间测量目标物与参考位置之间物距的技术。
3.飞行时差测距模组,采用驱动芯片驱动光发射器比如垂直腔面光发射器(vcsel,vertical cavity surface emitting laser)发出光源信号,光源信号再经过光学器件处理后生成调制光信号。调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离。
4.为了保证良好的测距效果,驱动芯片需要生成较大的驱动信号驱动垂直腔面光发射器,从而使得光发射器发射出足够强大的调制光信号。由此,光发射器、驱动芯片会出现过热。
5.因此,如何检测光发射器、驱动芯片是否出现过热,成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素:



6.有鉴于此,本技术实施例提供一种飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备,其检测光发射器、驱动芯片是否出现过热,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。
7.本技术实施例提供的技术方案如下:
8.一种飞行时差测距模组,其包括:
9.驱动芯片,用于生成驱动信号;
10.光源,包括光发射器以及光学器件,所述光发射器用于根据所述驱动信号生成光源信号,所述光学器件根据所述光源信号生成调制光信号,所述调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离;
11.第一温度检测模块,用于检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态,所述第一过热阈值范围为85度到125度;
12.第二温度检测模块,用于检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度。
13.可选地,所述的飞行时差测距模组还包括:感光芯片,
14.所述感光芯片,用于当所述驱动芯片处于过热状态时,控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号,或者,当所述光发射器处于过热状态时,控制所述光发射器停止生成所述光源信号。
15.可选地,所述第一温度检测模块还用于将所述第一感应信号发送至所述飞行时差
测距模组所在电子设备的主控芯片,当所述驱动芯片处于过热状态时,令所述主控芯片控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号;和/或,所述第二温度检测模块还用于将所述第二感应信号发送至所述主控芯片,当所述光发射器处于过热状态时,令所述主控芯片控制所述光发射器停止生成所述光源信号。
16.可选地,所述第一温度检测模块包括第一热敏电路、第一滤波电路、模数转换电路,所述第一热敏电路用于感应所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一滤波电路用于对所述第一感应信号进行滤波处理;所述模数转换电路用于对滤波处理后的第一感应信号进行模数转换得到第一数字信号,以与所述设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态。
17.可选地,所述第一热敏电路包括第一三极管、第二三极管:
18.所述第一三极管的发射极与第一电流源连接,所述第一三极管的基极和集电极均与所述第二三极管的集电极连接,以使得所述第一三极管在所述第一电流源驱动下工作并在所述第一三极管的基极和发射极之间形成第一电压差信号;
19.所述第二三极管的发射极与第二电流源连接,所述第二三极管的基极与所述第一三极管的发射极连接,以使得所述第二三极管在所述第二电流源以及所述第一电压差信号的驱动下工作以在所述第二三极管的基极和发射极之间形成第二电压差信号,以生成所述第一感应信号。
20.可选地,所述第一滤波电路包括滤波电阻以及滤波电容:
21.所述滤波电阻的第一端与所述第二三极管的发射极连接,所述滤波电阻的第二端与所述模数转换电路的输入端连接,以对所述第二电压差信号进行直流滤波处理;
22.所述滤波电容的第一端与所述第二三极管的集电极连接,所述滤波电容的第二端与所述模数转换电路的输入端连接,以对所述第二电压差信号进行交流滤波处理。
23.可选地,所述第一三极管、第二三极管均为具有负温度系数的双极结型晶体管,以使得所述第一数字信号的值小于所述设定的第一过热阈值时,判定所述驱动芯片处于过热状态。
24.可选地,所述第二温度检测模块位于所述光发射器所在电路基板外围。
25.可选地,所述第二温度检测模块包括第二热敏电路、第二滤波电路、信号比较电路;所述第二热敏电路用于感应所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二滤波电路用于对所述第二感应信号进行滤波处理;所述信号比较电路用于将滤波处理的第二感应信号与所述设定的第二过热阈值进行比对以生成对应的比对结果信号,所述比对结果信号用于判断所述光发射器是否处于过热状态。
26.可选地,所述第二热敏电路包括热敏电阻,所述热敏电阻与第三电流源连接以感应所述光发射器的温度以生成第二感应信号。
27.可选地,所述信号比较电路具有第一信号输入端、第二信号输入端、以及输出端;
28.所述第二信号输入端与参考信号源连接,所述参考信号源对应于所述设定的第二过热阈值;
29.所述第一信号输入端用于输入滤波处理的第二感应信号,并与所述参考信号源进行比对以生成所述比对结果信号;
30.所述输出端用于输出所述比对结果信号。
31.可选地,所述热敏电阻为具有负温度系数的热敏电阻,以使得当滤波处理的第二感应信号的值小于所述参考信号源时,所述输出端输出的所述比对结果信号由高电平翻转为低电平,判定所述光发射器处于过热状态。
32.一种飞行时差测距模组的过热检测方法,其包括:
33.驱动芯片生成驱动信号;
34.光源包括的光发射器用于根据所述驱动信号生成光源信号,所述光源包括的光学器件根据所述光源信号生成调制光信号,所述调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离驱动信号;
35.第一温度检测模块检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态,所述第一过热阈值范围为85度到125度;
36.第二温度检测模块检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度。
37.可选地,所述方法还包括:当所述驱动芯片处于过热状态时,控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号,和/或,当所述光发射器处于过热状态时,控制所述光发射器停止生成所述光源信号。
38.一种电子设备,包括权利要求1-12任一项所述的飞行时差测距模组。
39.根据本技术实施例提供的飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备,可以基于第一温度检测模块检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,通过将所述第一感应信号与设定的第一过热阈值进行比对从而可判断出所述驱动芯片是否处于过热状态,,所述第一过热阈值范围为85度到125度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。再者,可基于第二温度检测模块检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,通过将所述第二感应信号与设定的第二过热阈值进行比对从而可判断出所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为根据本技术实施例的一种飞行时差测距模组的结构示意图;
42.图2为根据本技术实施例的另一种飞行时差测距模组的结构示意图;
43.图3为根据本技术实施例的另一种飞行时差测距模组的结构示意图;
44.图4为本技术实施例的第一温度检测模块的结构示意图;
45.图5为本技术实施例的第二温度检测模块的结构示意图;
46.图6为本技术实施例热敏电阻的设置位置示意图;
47.图7为本技术实施例中一具体应用场景中确定光发射器的温度与第二感应信号的
关系示意图;
48.图8为本技术实施例中基于公差设定光发射器过热时的温度阈值的原理示意图;
49.图9为本技术实施例一种飞行时差测距模组的过热检测方法的流程示意图。
具体实施方式
50.下面将结合附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。为便于说明,在本技术的实施例中,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,附图示出的本技术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,而不应对本技术构成任何限定。
51.需要说明的是,在不冲突的前提下,本技术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技术的保护范围。
52.应理解,本技术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技术实施例,而非限制本技术实施例的范围。
53.还应理解,在本技术的各种实施例中,各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
54.还应理解,在本技术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,而非旨在限制本技术实施例。例如,在本技术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。
55.如本文中使用,例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种组件、组件、区、层及/或区段,但此类组件、组件、区、层及/或区段不应被此类术语限制。此类术语仅可用于彼此区分一个组件、组件、区、层或区段。例如“第一”、“第二”及“第三”的术语在本文中使用时并不暗示序列或顺序,除非由背景内容明确指示。
56.此外,为便于描述,例如“在
……
下方”、“下”、“在
……
上方”、“上”及类似物的空间相对术语可在本文中用于描述一个组件或构件与图中说明的另一组件或构件的关系。除图中描绘的定向外,空间相对术语还希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或按其它定向)且因此可同样解释本文中使用的空间相对描述符。
57.在实现本技术的过程中,发明人发现飞行时差测距模组在工作时,光发射器、驱动芯片之所以出现过热,主要原因如下:
58.(1)针对驱动芯片,由于驱动芯片生成较大的驱动信号时,需要较大的输入信号,就会出现驱动芯片温度过高,从而引起驱动芯片过热;
59.(2)针对光发射器,由于光发射器生成光功率较大的调制光信号时,就需要较大的驱动信号驱动。由此就会出现光发射器温度过高,从而引起光发射器过热。
60.根据本技术实施例提供的飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备,可以基于第一温度检测模块检测驱动芯片的温度以生成第一感应信号,通过将第一感应信号与设定的第一过热阈值进行比对从而可判断出驱动芯片是否处于过热状态,,第一过热阈值范围为85度到125度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。再者,可基于第二温度检测模块检测光发射器的温度以生成第二感应信号,通过将第
二感应信号与设定的第二过热阈值进行比对从而可判断出光发射器是否处于过热状态,第二过热阈值范围为85度到110度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。
61.本技术实施例飞行时差测距模组可安装于电子设备中,电子设备包括:便携终端、无人飞行器、平板电脑等任何电子设备,本技术实施例对此并不进行限定。
62.图1为根据本技术实施例的一种飞行时差测距模组的结构示意图;如图1所示,其包括:驱动芯片101、光源102、第一温度检测模块103a、第二温度检测模块103b。其中:
63.驱动芯片101用于生成驱动信号。具体地,本实施例中,驱动芯片101具体可以根据输入信号生成驱动信号。比如输入信号与偏置系数的乘积得到驱动信号。
64.本实施例中,输入信号的大小根据应用场景来确定。进一步地,输入信号和驱动信号均可以为电流信号。当然,此处,仅仅是电流信号为例,对输入信号和驱动信号进行说明,并非限定输入信号和驱动信号只能是电流信号。
65.光源102包括光发射器112以及光学器件122,光发射器112用于根据驱动信号生成光源信号,光学器件122根据光源信号生成调制光信号,调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离。光源102是泛光源时,则光学器件122为匀光片;光源102是点光源时,光学器件122包括透镜组以及衍射光学元件。
66.具体地,调制光信号照射目标物被反射以形成反射光信号,以使得飞行时差测距模组根据反射光信号和调制光信号的飞行时间差确定目标物和参考位置的距离。
67.本实施例中,光发射器112比如为垂直腔面光发射器vcsel。此处,需要说明的是,垂直腔面光发射器vcsel仅仅是光发射器112的一种示例,并非唯一性限定。本领域普通技术人员根据应用场景的需求,可以为其他形式的光发射器,只要是可以实现确定出目标物和参考位置的距离即可。
68.第一温度检测模块103a用于检测驱动芯片101的温度以生成第一感应信号,第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断驱动芯片101是否处于过热状态,第一过热阈值范围为85度到125度。
69.第二温度检测模块103b用于检测光发射器112的温度以生成第二感应信号,第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断光发射器112是否处于过热状态,第二过热阈值范围为85度到110度。
70.可选地,飞行时差测距模组根据是否出现过热而进行对应的处理时,比如若驱动芯片101处于过热状态,使得驱动芯片101停止生成驱动信号;若光发射器112处于过热状态,使得光发射器112停止生成光源信号。
71.进一步,如果仅出现述光发射器112处于过热状态,当光发射器112的温度恢复正常后,驱动芯片101恢复工作以生成驱动信号,以使得光发射器112恢复工作以根据驱动信号生成光源信号。如果仅出现述驱动芯片101处于过热状态,当驱动芯片101的温度恢复正常后,驱动芯片101恢复工作以生成驱动信号,使得光发射器112继续根据驱动信号生成光源信号。如果出现光发射器112和驱动芯片101均处于过热状态,则当光发射器112和驱动芯片101的温度恢复正常后,驱动芯片101恢复工作以生成驱动信号,以使得光发射器112恢复工作以根据光源信号生成光调制光信号。
72.进一步,当驱动芯片101停止生成驱动信号,第一温度检测模块103a持续监测驱动
芯片101的温度并生成第一感应信号,与设定的第一过热阈值进行比对以判定驱动芯片101的温度恢复正常(即低于光发射器112过热时的温度阈值)时,使得驱动芯片101恢复生成驱动信号。此处,为了避免频繁地停止和恢复生成驱动信号,设定一迟滞阈值。当驱动芯片101的温度低于光发射器112过热时的温度阈值与迟滞阈值的差值时,视为驱动芯片101的温度恢复正常。
73.类似地,当光发射器112停止生成光源信号,第二温度检测模块103b持续监测光发射器112的温度并生成第二感应信号,与设定的第二过热阈值进行比对以判定光发射器112的温度恢复正常(即低于光发射器112过热时的温度阈值)时,使得光发射器112恢复生成调制光信号。此处,为了避免频繁地停止和恢复生成光源信号,设定另一迟滞阈值,当光发射器112的温度低于光发射器112过热时的温度阈值与迟滞阈值的差值时,视为光发射器112的温度恢复正常。
74.可选地,本实施例中,使得驱动芯片101停止生成驱动信号比如可以通过不向驱动芯片101提供生成驱动信号的输入信号来实现。使得光发射器112停止生成光源信号,比如通过驱动芯片101不向光发射器提供驱动信号来实现。
75.使得驱动芯片101停止生成驱动信号、使得光发射器112停止生成光源信号的具体实现仅仅是示例,并非唯一性限定,本领域普通技术人员可以使用其他方式来实现。
76.图2为根据本技术实施例的另一种飞行时差测距模组的结构示意图;如图2所示,与上述图1相同,其包括:驱动芯片101、光源102、第一温度检测模块103a、第二温度检测模块103b,除此之外,飞行时差测距模组还包括:感光芯片104,感光芯片104用于当驱动芯片101处于过热状态时,控制驱动芯片停止生成驱动信号,或者,当光发射器112处于过热状态时,控制光发射器112停止生成光源信号。
77.可选地,本实施例中,具体可以由感光芯片104通过比对第一感应信号与设定的第一过热阈值,以判断驱动芯片101是否处于过热状态,进一步在驱动芯片101处于过热状态时,感光芯片发出控制指令,使得驱动芯片101停止生成驱动信号。
78.可选地,本实施例中,具体可以由感光芯片104通过比对第二感应信号与设定的第二过热阈值,以判断光发射器是否处于过热状态,进一步在光发射器处于过热状态时,感光芯片发出控制指令,使得光发射器停止生成光源信号。
79.图3为根据本技术实施例的另一种飞行时差测距模组的结构示意图;如图3所示,与上述图1相同,其包括:驱动芯片101、光源102、第一温度检测模块103a、第二温度检测模块103b。与上述图1不同的是,第一温度检测模块还用于将第一感应信号发送至飞行时差测距模组所在电子设备的主控芯片,当驱动芯片处于过热状态时,令主控芯片控制驱动芯片停止生成驱动信号;和/或,第二温度检测模块还用于将第二感应信号发送至主控芯片,当光发射器处于过热状态时,令主控芯片控制光发射器停止生成光源信号。
80.具体地,主控芯片通过比对第一感应信号与设定的第一过热阈值,以判断驱动芯片101是否处于过热状态,进一步在驱动芯片101处于过热状态时,主控芯片发出控制指令,使得驱动芯片101停止生成驱动信号。
81.但是,需要说明的是,上述由感光芯片或者主控芯片比对第一感应信号与设定的第一过热阈值,以判断驱动芯片101是否处于过热状态,以及在以在驱动芯片101处于过热状态时,感光芯片或者主控芯片发出控制指令,使得驱动芯片101停止生成驱动信号,仅仅
是示例,并非唯一性限定。实际上,对于本领域普通技术人员来说,根据应用场景的需求,也可以选择其他具有数据处理能力的芯片或者电路来比对第一感应信号与设定的第一过热阈值,以判断驱动芯片101是否处于过热状态,以及在以在驱动芯片101处于过热状态时,感光芯片或者主控芯片发出控制指令,使得驱动芯片101停止生成驱动信号。
82.类似地,也可以由感光芯片或者主控芯片比对第二感应信号与设定的第二过热阈值,以判断光发射器是否处于过热状态。
83.图4为本技术实施例的第一温度检测模块的结构示意图;如图4所示,第一温度检测模块103a包括第一热敏电路113a、第一滤波电路123a、模数转换电路(图中又称之为adc)133a。第一热敏电路113a用于感应驱动芯片101的温度以生成第一感应信号。第一滤波电路123a用于对第一感应信号进行滤波处理。模数转换电路133a用于对滤波处理后的第一感应信号进行模数转换得到第一数字信号,以使得感光芯片或者主控芯片将第一数字信号与设定的第一过热阈值进行比对以判断驱动芯片101是否处于过热状态,从而可以在判定驱动芯片101处于过热状态时,快速地使得驱动芯片101停止生成驱动信号(或者又称之为驱动芯片101下电)。
84.本实施例中,将设定的第一过热阈值转换为数字信号,则可以由主控芯片或者感光芯片将第一数字信号与设定的第一过热阈值直接进行比对,以判断驱动芯片101是否处于过热状态。比如,若第一热敏电路113a为负温度系数的热敏电路,则温度越高,第一感应信号的值越小,则当第一数字信号的值小于设定的第一过热阈值时,则判定驱动芯片101处于过热状态;若第一热敏电路113a为正温度系数的热敏电路,则温度越高,则第一感应信号的值越大,当第一数字信号的值大于设定的第一过热阈值时,则判定驱动芯片101处于过热状态。
85.可替代地,在另外一实施例中,若设定的第一过热阈值为模拟信号,则第一温度检测模块103a包括上述第一热敏电路113a、第一滤波电路123a,则可通过滤波处理后的第一感应信号与设定的第一过热阈值比对得到对应的比对结果信号,将该比对结果信号输入给主控芯片或者感光芯片,如果主控芯片或者感光芯片检测到该比对结果信号发生了翻转,则判定驱动芯片101是否过热状态。比如,若第一热敏电路113a为负温度系数的热敏电路,则温度越高,则第一感应信号的值越小,则当第一感应信号的值小于设定的第一过热阈值时,主控芯片或者感光芯片检测到比对结果信号由高电平翻转为低电平,则判定驱动芯片101处于过热状态;若第一热敏电路113a为正温度系数的热敏电路,则温度越高,则第一感应信号的值越大,则当第一感应信号的值大于设定的第一过热阈值时,主控芯片或者感光芯片检测到比对结果信号由低电平翻转为高电平,则判定驱动芯片101处于过热状态。
86.可选地,第一热敏电路113a、第一滤波电路123a、模数转换电路133a比如均位于同一电路板上。
87.具体地,参见图4所示,第一热敏电路113a包括第一三极管q1、第二三极管q2,第一滤波电路123a包括滤波电阻r以及滤波电容c。
88.其中,针对第一热敏电路113a,第一三极管q1的发射极与第一电流源i1连接,第一三极管q1的基极和集电极均与第二三极管q2的集电极连接,以使得第一三极管q1在第一电流源驱动下工作并在第一三极管q1的基极和发射极之间形成第一电压差信号;第二三极管q2的发射极与第二电流源i2连接,第二三极管q2的基极与第一三极管的发射极连接,以使
得第二三极管在第二电流源以及第一电压差信号的驱动下工作以在第二三极管的基极和发射极之间形成第二电压差信号,以生成第一感应信号。
89.本实施例中,由于驱动芯片101的温度会引起第一电压差信号的变化,而第一电压差信号又输入到第二三极管的基级,进而会引起第二电压差信号的变化,同时,驱动芯片101的温度会引起第二电压差信号的变化。由此,可以通过将第二电压差信号作为第一感应信号,以准确地反映驱动芯片101的温度。
90.可选地,在图4实施例中,第一三极管、第二三极管均为具有负温度系数的双极结型晶体管,以使得第一数字信号的值小于设定的第一过热阈值时,判定驱动芯片101处于过热状态。
91.在一应用场景中,第一感应信号v
adc
为电压信号,对于负温度系数的双极结型晶体管,其基极和发射极的电压差可记为v
be
,其满足和温度之间的关系为:如下公式:
[0092][0093]
上述公式(1)中,k为玻尔兹曼常数,t为三极管的温度(与驱动芯片101的温度对应),ξ表示迁移率随温度变化的参数,eg为双极结型晶体管的负温度系数,约为-1.5mv,则输入到模数转换电路133a的电信号记为v
adc
,其大小按照下述公式(2)来确定:
[0094]vadc
=2*v
be-1.5*t(2)
[0095]
模数转换电路133a的输入电信号v
adc
实际上为第一感应信号。即第一感应信号满足上述公式(2)。
[0096]
为此,在模数转换电路133a对输入电信号v
adc
的分辨率有限,因此,在设计第一温度检测模块103a时,通过调整第一三极管、第二三极管的规格、第一电流源i1、第二电流源i2的大小,使得第一感应信号的动态范围与模数转换电路133a对输入电信号的分辨率匹配,比如第一感应信号的动态范围小于模数转换电路133a对输入电信号的分辨率,或者等于模数转换电路133a对输入电信号的分辨率,从而在驱动芯片101的全温度段内的任意温度可以实现检测,保证温度检测的精度。
[0097]
其中,针对第一滤波电路123a,滤波电阻r的第一端与第二三极管的发射极连接,滤波电阻r的第二端与模数转换电路133a的输入端连接,以对第二电压差信号进行直流滤波处理;滤波电容c的第一端与第二三极管的集电极连接,滤波电容c的第二端与模数转换电路133a的输入端连接,以对第二电压差信号进行交流滤波处理。由此,通过第一滤波电路123a即实现对第一感应信号的直流滤波,也实现了交流滤波,从而消除了干扰信号,提高了通过第一感应信号反映驱动芯片101温度的准确性。
[0098]
需要说明的是,以第一滤波电路123a包括滤波电阻r以及滤波电容c为例进行说明,并非唯一性限定第一滤波电路123a只能包括滤波电阻r以及滤波电容c。实际上,对于本领域普通技术人员来说,其也可以采用其他形式的滤波电路。
[0099]
图5为本技术实施例的第二温度检测模块的结构示意图;如图5所示,第二温度检测模块103b包括第二热敏电路113b、第二滤波电路123b、信号比较电路133b;第二热敏电路113b用于感应光发射器112的温度以生成第二感应信号,第二滤波电路123b用于对第二感
应信号进行滤波处理;信号比较电路133b用于将滤波处理的第二感应信号与设定的第二过热阈值进行比对以生成对应的比对结果信号,比对结果信号用于判断光发射器112是否处于过热状态。
[0100]
可选地,图5实施例中,第二热敏电路113b包括热敏电阻r_ext,热敏电阻与第三电流源i_ctrl连接以感应光发射器112的温度以生成第二感应信号。第三电流源为恒定电流源,以提供稳定的电流信号作为激励电信号,从而使得只有光发射器112的温度会导致第二感应信号发生变化。具体地,第三电流源可以由驱动芯片101提供。
[0101]
类似上述第一滤波电路,第二滤波电路123b也包括滤波电阻r以及滤波电容c,以实现对第二感应信号进行直流滤波和交流滤波。
[0102]
信号比较电路133b具有第一信号输入端input1、第二信号输入端input2、以及输出端output。针对信号比较电路133b,第二信号输入端与参考信号源vctrl连接,参考信号源对应于光发射器112过热时的温度阈值;第一信号输入端用于输入滤波处理的第二感应信号vin,并与参考信号源进行比对以生成比对结果信号;输出端用于输出比对结果信号。信号比较电路133b比如为一比较器。参考信号源比如由驱动芯片101提供。
[0103]
可选地,本实施例中,热敏电阻为具有负温度系数的热敏电阻,使得当滤波处理的第二感应信号的值小于参考信号源时,输出端输出的比对结果信号由高电平翻转为低电平,判定光发射器112处于过热状态。由于对具有负温度系数的热敏电阻来说,热敏电阻的电阻值随着温度的升高而变小,会呈现负指数函数的形式,因此,温度越高,电阻值越小,对应的当滤波处理的第二感应信号也会变小,为此,当光发射器112的温度正常时,输出端输出高电平,当出现滤波处理的第二感应信号的值小于参考信号源,输出端输出的比对结果信号翻转为低电平,为此,即可判定光发射器112处于过热状态。
[0104]
具体地,第三电流源i_ctrl,参考信号源vctrl,第二感应信号vin,热敏电阻r_ext,之间存在如下公式(3)的数学关系:
[0105]
vin=i_ctrl*r_ext(3)
[0106]
正常情况下,当光发射器112的温度正常时,vin》vctrl,信号比较电路133b的输出端输出高电平。当光发射器112的温度过高时,对应vin《vctrl,信号比较电路133b的输出端输出低电平。主控芯片或者感光芯片持续检测输出端的输出,当检测到比对结果信号tmr_comp_out由高电平切换为低电平时,则停止驱动芯片101生成驱动信号以不供给给光发射器112。
[0107]
可替代地,若热敏电阻为具有正温度系数的热敏电阻,以使得当滤波处理的第二感应信号的值大于参考信号源时,输出端输出的比对结果信号由低电平翻转为高电平,判定光发射器112处于过热状态。另外,可以将滤波处理的第二感应信号输入到一模数转换电路133a中进行模数转换得到对应的数字信号,进而由主控芯片或者感光芯片根据该数字信号来来对过热状态进行确认。
[0108]
可选地,第二温度检测模块103b位于光发射器112所在电路基板外围从而使得第二温度检测模块103b靠近光发射器112,以准确地检测光发射器112的温度以生成第二感应信号。此处,需要说明的是,上述使得第二温度检测模块103b靠近光发射器112的方式仅仅是示例,并非唯一性限定,实际上,对于本领域普通技术人员来说,可以根据应用场景的需求,将第二温度检测模块103b设置在任意位置,只要可以准确地检测光发射器112的温度以
生成第二感应信号即可。
[0109]
图6为本技术实施例热敏电阻的设置位置示意图;如图6所示,第二温度检测模块103b中的热敏电阻在飞行时差测距模组上的位置,尽量靠近光发射器112。但是,考虑到在飞行时差测距模组中设置热敏电阻是通过焊接工艺,但是光发射器112(如vcsel)又不能承受普通焊接,且光发射器112所在的电路基板105为陶瓷基板的话,则将热敏电阻放置在陶瓷基板的外围,比如图6所示,在光发射器不靠近驱动芯片101的三边中选一处放置。
[0110]
可替代地,在其他一实施例中,也可以光关断驱动信号以使得光发射器112不再接收驱动信号。
[0111]
图7为本技术实施例中一具体应用场景中确定光发射器的温度与第二感应信号的关系示意图。图8为本技术实施例中基于公差设定光发射器过热时的温度阈值的原理示意图。本应用场景中,仍以热敏电阻为负温度系数的热敏电阻为例。
[0112]
在电路设计时,为了兼顾过热状态的判断和支持飞行时差测距模组的正常工作,一方面,考虑到飞行时差测距模组中各种结构件的耐温要求,要保证各结构件的热损伤温度的最低,比如飞行时差测距模组中透镜塑料在高于110℃会变形,因此,光发射器112过热时的温度阈值优选低于110℃。另外,考虑要支持飞行时差测距模组的正常工作,光发射器112平均发射功率要有达到足够的强度。为此,飞行时差测距模组整体就会存在一定温升,平均发射功率越强,模组自身的温升就越大,为此,如果温升在20℃左右,要保证飞行时差测距模组能在60℃的环境温度正常工作,光发射器112过热时的温度阈值要高于85℃。据此,在理论上,假设光发射器112的温度超过93℃时,则光发射器112处于过热状态;此时,理论上,93℃对应的参考信号源约为0.29v,由于光发射器112的温度,第二感应信号越小,因此,当第二感应信号的值小于0.29v,则光发射器112处于过热状态。
[0113]
实际上,考虑到第三电流源、参考信号源会存在公差等因素,第三电流源在其标称值(又称之理论值)的基础上会存在上下限值,参考信号源在其标称值的基础上会存在上下限值(又称之为最大值,最小值),因此,可以确定出光发射器112过热时在其标称值(又称之理论值)的基础上会存在上下限(分别温度阈值最大值、温度阈值最大值),推而广之,可以在该温度上下限限定的范围选取任意一个温度阈值作为光发射器112过热时的温度阈值。
[0114]
同时,考虑到兼容常见的热敏电阻的阻值在10kω和100kω之间,可以对第三电流源、参考信号源进行调整,使得第二感应信号的变化范围处于驱动芯片101的电源域的中心范围内;同时,考虑到兼容热敏电阻的阻值能匹配的温度范围,调整参考信号源时,其变化范围优选位于第二感应信号的变化范围内较中心的位置。
[0115]
可替代地,在其他实施例中,可以参照上述第一温度检测模块103a的结构来实现第二温度检测模块103b。
[0116]
可选地,当光发射器112处于过热状态,或者,驱动芯片101处于过热状态时,生成飞行时差测距模组工作异常的通知,暂停相关飞行时差测距模组的上层应用。
[0117]
图9为本技术实施例一种飞行时差测距模组的过热检测方法的流程示意图;应用于本技术实施例任一飞行时差测距模组,飞行时差测距模组包括驱动芯片、光发射器、第一温度检测模块、第二温度检测模块,方法包括:
[0118]
s901、驱动芯片生成驱动信号;
[0119]
s902、光源包括的光发射器用于根据驱动信号生成光源信号,光源包括的光学器
件根据光源信号生成调制光信号,调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离驱动信号;
[0120]
s903a、第一温度检测模块检测驱动芯片的温度以生成第一感应信号,第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断驱动芯片是否处于过热状态;
[0121]
本实施例中,第一过热阈值范围为85度到125度;
[0122]
s903b、第二温度检测模块检测光发射器的温度以生成第二感应信号,第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断光发射器是否处于过热状态;
[0123]
本实施例中,第二过热阈值范围为85度到110度。
[0124]
此处,需要说明的是,上述步骤s903a和步骤s903b之间在其他实施例中可以是并行执行,也可以是步骤s903a在步骤s903b之后执行。
[0125]
可选地,在一实施例中,方法还包括:当驱动芯片处于过热状态时,控制驱动芯片停止生成驱动信号,和/或,当光发射器处于过热状态时,控制光发射器停止生成光源信号。
[0126]
需要指出,根据实施的需要,可将本技术实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤,也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤,以实现本技术实施例的目的。
[0127]
以上实施方式仅用于说明本技术实施例,而并非对本技术实施例的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本技术实施例的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本技术实施例的范畴,本技术实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

技术特征:


1.一种飞行时差测距模组,其特征在于,包括:驱动芯片,用于生成驱动信号;光源,包括光发射器以及光学器件,所述光发射器用于根据所述驱动信号生成光源信号,所述光学器件根据所述光源信号生成调制光信号,所述调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离;第一温度检测模块,用于检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态,所述第一过热阈值范围为85度到125度;第二温度检测模块,用于检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度。2.根据权利要求1所述的飞行时差测距模组,其特征在于,还包括:感光芯片,所述感光芯片,用于当所述驱动芯片处于过热状态时,控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号,或者,当所述光发射器处于过热状态时,控制所述光发射器停止生成所述光源信号。3.根据权利要求1所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第一温度检测模块还用于将所述第一感应信号发送至所述飞行时差测距模组所在电子设备的主控芯片,当所述驱动芯片处于过热状态时,令所述主控芯片控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号;和/或,所述第二温度检测模块还用于将所述第二感应信号发送至所述主控芯片,当所述光发射器处于过热状态时,令所述主控芯片控制所述光发射器停止生成所述光源信号。4.根据权利要求1所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第一温度检测模块包括第一热敏电路、第一滤波电路、模数转换电路,所述第一热敏电路用于感应所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一滤波电路用于对所述第一感应信号进行滤波处理;所述模数转换电路用于对滤波处理后的第一感应信号进行模数转换得到第一数字信号,以与所述设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态。5.根据权利要求4所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第一热敏电路包括第一三极管、第二三极管:所述第一三极管的发射极与第一电流源连接,所述第一三极管的基极和集电极均与所述第二三极管的集电极连接,以使得所述第一三极管在所述第一电流源驱动下工作并在所述第一三极管的基极和发射极之间形成第一电压差信号;所述第二三极管的发射极与第二电流源连接,所述第二三极管的基极与所述第一三极管的发射极连接,以使得所述第二三极管在所述第二电流源以及所述第一电压差信号的驱动下工作以在所述第二三极管的基极和发射极之间形成第二电压差信号,以生成所述第一感应信号。6.根据权利要求5所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第一滤波电路包括滤波电阻以及滤波电容:所述滤波电阻的第一端与所述第二三极管的发射极连接,所述滤波电阻的第二端与所述模数转换电路的输入端连接,以对所述第二电压差信号进行直流滤波处理;所述滤波电容的第一端与所述第二三极管的集电极连接,所述滤波电容的第二端与所
述模数转换电路的输入端连接,以对所述第二电压差信号进行交流滤波处理。7.根据权利要求6所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第一三极管、第二三极管均为具有负温度系数的双极结型晶体管,以使得所述第一数字信号的值小于所述设定的第一过热阈值时,判定所述驱动芯片处于过热状态。8.根据权利要求1所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第二温度检测模块位于所述光发射器所在电路基板外围。9.根据权利要求1所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第二温度检测模块包括第二热敏电路、第二滤波电路、信号比较电路;所述第二热敏电路用于感应所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二滤波电路用于对所述第二感应信号进行滤波处理;所述信号比较电路用于将滤波处理的第二感应信号与所述设定的第二过热阈值进行比对以生成对应的比对结果信号,所述比对结果信号用于判断所述光发射器是否处于过热状态。10.根据权利要求9所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述第二热敏电路包括热敏电阻,所述热敏电阻与第三电流源连接以感应所述光发射器的温度以生成第二感应信号。11.根据权利要求10所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述信号比较电路具有第一信号输入端、第二信号输入端、以及输出端;所述第二信号输入端与参考信号源连接,所述参考信号源对应于所述设定的第二过热阈值;所述第一信号输入端用于输入滤波处理的第二感应信号,并与所述参考信号源进行比对以生成所述比对结果信号;所述输出端用于输出所述比对结果信号。12.根据权利要求11所述的飞行时差测距模组,其特征在于,所述热敏电阻为具有负温度系数的热敏电阻,以使得当滤波处理的第二感应信号的值小于所述参考信号源时,所述输出端输出的所述比对结果信号由高电平翻转为低电平,判定所述光发射器处于过热状态。13.一种飞行时差测距模组的过热检测方法,其特征在于,包括:驱动芯片生成驱动信号;光源包括的光发射器用于根据所述驱动信号生成光源信号,所述光源包括的光学器件根据所述光源信号生成调制光信号,所述调制光信号用于确定目标物和参考位置的距离驱动信号;第一温度检测模块检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,所述第一感应信号用于与设定的第一过热阈值进行比对以判断所述驱动芯片是否处于过热状态,所述第一过热阈值范围为85度到125度;第二温度检测模块检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,所述第二感应信号用于与设定的第二过热阈值进行比对以判断所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度。14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:当所述驱动芯片处于过热状态时,控制所述驱动芯片停止生成所述驱动信号,和/或,当所述光发射器处于过热状态时,控制所述光发射器停止生成所述光源信号。
15.一种电子设备,包括权利要求1-12任一项所述的飞行时差测距模组。

技术总结


本申请提供一种飞行时差测距模组、及其的过热检测方法及电子设备,可以基于第一温度检测模块检测所述驱动芯片的温度以生成第一感应信号,通过将所述第一感应信号与设定的第一过热阈值进行比对从而可判断出所述驱动芯片是否处于过热状态,所述第一过热阈值范围为85度到125度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。再者,可基于第二温度检测模块检测所述光发射器的温度以生成第二感应信号,通过将所述第二感应信号与设定的第二过热阈值进行比对从而可判断出所述光发射器是否处于过热状态,所述第二过热阈值范围为85度到110度,以保证飞行时差测距模组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。组可以根据是否出现过热而进行对应的处理。


技术研发人员:

吴一潇 余忠毅 陈琛

受保护的技术使用者:

深圳市汇顶科技股份有限公司

技术研发日:

2022.09.01

技术公布日:

2022/11/25

本文发布于:2024-09-22 03:45:53,感谢您对本站的认可!

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