CN109031329A - 一种飞行时间测距模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种飞行时间测距模组及电子设备，飞行时间测距模组包括：基板；支撑架，所述支撑架包括支撑部和安装部，所述支撑部的一端固定在所述基板上，另一端连接并支撑所述安装部，以使所述安装部与所述基板之间存在空隙；所述安装部上设置有接收器固定结构和发射器固定结构；发射器和接收器，所述发射器通过所述发射器固定结构固定于所述安装部上，所述接收器通过所述接收器固定结构固定于所述安装部上。本发明提供的模组和设备用以解决现有技术中由于飞行时间测距模组往往包括较多部件，在安装于手机等小体积设备时，会占用较大的空间的技术问题。实现减少空间占用，空间利用率增加和利于散热的技术效果。

Description

一种飞行时间测距模组及电子设备

技术领域

本发明涉及加工技术领域，尤其涉及一种飞行时间测距模组及电子设备。

背景技术

飞行时间测距(Time of flight,TOF),是利用光速不变的特性来测量距离的双向测距技术，通过发射器向目标物体发送脉冲波或连续调制波等信号，然后用接收器接收从目标物体反射回来的信号，根据信号往返的时间，通过相关算法计算出目标物的距离。

鉴于TOF测距的准确性和低功耗，手机、平板电脑、智能手表和测试仪等电子设备上常会安装有TOF模组。然而，由于TOF模组往往包括接收器、发射器、电子元器件、发射器高度调节装置和控制器件等较多部件，在安装于手机等小体积设备时，会占用较大的空间。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的飞行时间测距模组及电子设备。

第一方面，本申请提供一种飞行时间测距模组，包括：

基板；

支撑架，所述支撑架包括支撑部和安装部，所述支撑部的一端固定在所述基板上，另一端连接并支撑所述安装部，以使所述安装部与所述基板之间存在空隙；所述安装部上设置有接收器固定结构和发射器固定结构；

发射器和接收器，所述发射器通过所述发射器固定结构固定于所述安装部上，所述接收器通过所述接收器固定结构固定于所述安装部上。

可选的，所述发射器安装于电路板上，所述电路板通过所述发射器固定结构固定于所述安装部上。

可选的，所述电路板通过柔性印刷电路板与所述基板连接，以实现所述发射器与所述基板的电连接。

可选的，所述发射器固定结构为N个定位柱，所述电路板上设置有与所述N个定位柱一一对应的N个定位孔，所述N个定位柱穿设于所述N个定位孔中以将所述电路板固定于所述安装部，N为大于1的正整数；或者，所述发射器固定结构为N个定位孔，所述电路板上设置有与所述N个定位孔一一对应的N个定位柱，所述N个定位柱穿设于所述N个定位孔中以将所述电路板固定于所述安装部，N为大于1的正整数。

可选的，所述模组还包括：元器件，所述元器件安装固定于所述电路板上。

可选的，所述接收器固定结构为固定孔。

可选的，所述模组还包括：元器件，所述元器件安装固定于所述基板上，且位于所述空隙中。

可选的，所述模组还包括：连接器，所述连接器通过柔性印刷电路板与所述基板电连接。

可选的，所述安装部上开设有逃气孔，所述逃气孔连通所述空隙与所述飞行时间测距模组的外部空间。

第二方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括第一方面任一所述的飞行时间测距模组。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的飞行时间测距模组及电子设备，设置支撑架来支撑发射器和接收器，并将支撑架分为支撑部和安装部，通过安装部来固定发射器和接收器，通过支撑部将安装部支撑离开基板，以使基板与安装部之间存在空隙，以便于能在空隙中设置元器件，以减少空间占用，且更利于散热。

进一步，设置发射器安装于电路板上，电路板安装于安装部，并通过柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)连接电路板和基板，一方面，可以先将发射器安装在电路板上后，再弯曲柔性印刷电路板将电路板翻折安装至安装部，减少安装工艺难度，另一方面，由于柔性印刷电路板的可调整性，在安装电路板至安装部时，能轻松的调节电路板的位置来对准安装至安装部，进一步减少安装工艺难度。

再进一步，因为TOF模组对发射器和接收器的相对高度有严格要求，本申请设置接收器固定结构为固定孔，以便于能够通过改变接收器在固定孔内的深度来方便的调整发射器和接收器之间的相对高度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中TOF模组的结构图；

图2为本发明实施例中TOF模组的俯视图；

图3为本发明实施例中支撑架的结构图；

图4为本发明实施例中支撑架的俯视图；

图5为本发明实施例中基板的结构图；

图6为本发明实施例中发射器的安装示意图一；

图7为本发明实施例中发射器的安装示意图二；

图8为本发明实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，提供一种TOF模组，如图1和图2所示，包括：

基板1；

支撑架2，所述支撑架2包括支撑部21和安装部22，所述支撑部21的一端固定在所述基板1上，另一端连接并支撑所述安装部22，以使所述安装部22与所述基板1之间存在空隙；所述安装部22上设置有发射器固定结构23和接收器固定结构24；

发射器3和接收器4，所述发射器3通过所述发射器固定结构23固定于所述安装部22上，所述接收器4通过所述接收器固定结构24固定于所述安装部22上。

需要说明的是，该TOF模组可以安装于手机、平板电脑、检测仪或智能手表等电子设备中，其中，发射器3可以为发光器，对应的接收器4为镜头；当然，发射器3也可以为射频微波发射器，对应的接收器4为微波接收器，在此不作限制，也不再一一列举。

下面，对本实施例提供的TOF模组的各部件及其连接方式分别进行详细介绍：

本实施例提供的TOF模组主要由基板1和支撑架2一同提供支撑固定作用。如图1所述，支撑架2的支撑部21连接于基板1上，具体的连接方式可以为焊接、胶粘接或卡扣扣接，在此不作限制。安装部22与基板1之间为中空状，以形成三维立体空间结构，便于在基板1和安装部22之间设置其他元器件或走线。

具体来讲，基板1可以为刚性基板，具体可以是金属基板、陶瓷基板或玻纤基板等，在此不作限制。支撑架2可以是金属材质、塑料材质或半导体材质，在此也不作限制。

首先，介绍支撑架2及支撑架2上固定的部件。

如图1和图3所示，支撑架2的支撑部21和安装部22构成一侧开口的空心立方体状，其中，开口的一侧与基板1连接，以在基板1上方形成可容置器件的空间。在具体实施过程中，支撑架2还可以呈一侧开口的空心圆柱状，或一侧开口的空心多棱柱状，在此不作限制，也不再一一列举。

安装部22上设置有发射器固定结构23和接收器固定结构24。如图1所示，为了减少发射器3的安装难度，可以设置发射器3安装于电路板5上，电路板5通过发射器固定结构23固定于安装部22上。且，为了减少元器件占用的安装空间，还可以设置部分元器件51安装固定于电路板5上，具体可以设置发射器控制器件及其配合工作的电阻、电容等元器件安装在电路板5上，以在节约空间的基础上便于与发射器3连接。当然，也可以直接固定发射器3于发射器固定结构23处，在此不作限制。

在本申请实施例中，发射器固定结构23可以设置为多种结构，下面列举两种为例：

第一种，定位柱与对应的定位孔。

如图3和图4所示，可以设置发射器固定结构23为N个定位柱6，当发射器3安装于电路板5上时，电路板5上设置有与N个定位柱6一一对应的N个定位孔7，该N个定位柱6穿设于N个定位孔7中以将电路板5固定于安装部22，并实现电路板5与安装部22的位置对准。具体可以设置N为大于1的正整数，以加固避免安装后的电路板5与安装部22出现相对移位。

当然，如果是发射器3直接固定于安装部22，则可以在发射器3上设置有与N个定位柱6一一对应的N个定位孔7。

对应的，还可以设置发射器固定结构23为N个定位孔，电路板5或发射器3上设置有与该N个定位孔一一对应的N个定位柱，该N个定位柱穿设于N个定位孔中以将电路板5固定于安装部22，同样可以设置N为大于1的正整数，以加固避免安装后的电路板5或发射器3与安装部22出现相对移位。

上述定位孔与定位柱一一对应是指，对准安装时，每个定位柱均能插入对应的那个定位柱。

第二种，螺孔。

即可以设置发射器固定结构23为螺孔，在电路板5或发射器3上也对应设置螺孔，通过设置螺钉穿过电路板5(或发射器3)和安装部22来将发射器3固定安装于安装部22上。

第三种，定位槽。

即还可以设置发射器固定结构23为槽状结构，该槽状结构的尺寸和形状均与电路板5或发射器3匹配，以在将电路板5或发射器3安装于该槽状结构时，通过槽状结构卡住固定电路板5或发射器3，从而将发射器3固定安装于安装部22上。

当然，在具体实施过程中，发射器固定结构23的设置不限于上述三种结构，还可以为卡扣结构等，在此不作限制。

进一步，还可以设置发射器固定结构23处设置有散热通孔25，以便于安装后的发射器3快速散热，也增加安装后基板1上方的空间。

在本申请实施例中，接收器固定结构24也可以设置为多种结构，下面列举两种为例：

第一种，固定孔。

即如图1～4所示，可以设置接收器固定结构24为固定孔。接收器4通过固定孔内壁上的螺纹、或固定孔内壁的摩擦力固定于固定孔中，以便于能够通过改变接收器4在固定孔内的深度来方便的调整发射器3和接收器4之间的相对高度。举例来说，当接收器4为镜头时，可以通过镜头外壁的螺纹和固定孔内壁上的螺纹，将镜头旋转固定于固定孔中，并可以通过旋转镜头来调节镜头与发射器3之间的相对高度。

第二种，卡扣结构。

即还可以设置接收器固定结构24为卡扣结构，通过卡扣结构卡住接收器4，从而将接收器4固定在安装部22上。

当然，在具体实施过程中，接收器固定结构24的设置不限于上述两种结构，在此不作限制。

在本申请实施例中，还可以设置支撑架2上开设有逃气孔26，逃气孔26连通支撑架2内部空隙与飞行时间测距模组的外部空间，以利于安装后支撑架2内的热空气流出，保持内外气压稳定，该逃气孔26可以开设在支撑部21上，也可以开设在安装部22上，在此不作限制。

然后，介绍基板1及基板1连接的部件。

在本申请实施例中，可以设置发射器3通过FPCB与基板1连接，当发射器3安装于电路板5上时，可以设置电路板5通过FPCB与基板1连接，以实现发射器3与基板1的电连接。具体来讲，设置FPCB来连接电路板5和基板1，可以实现先将发射器3安装在电路板5上后，再弯曲FPCB将电路板翻折安装至安装部22的发射器固定结构23，避免了采用硬连接导致的安装可调性差的问题，一方面，减少安装工艺难度，另一方面，由于FPCB具有柔性，在安装电路板5至安装部22时，能轻松的调节电路板5的位置来对准安装至安装部22。

在具体实施过程中，连接发射器3与基板1的FPCB的位置可以根据需要设置，可以如图2、6或7所示，设置在基板1的任一端。

在具体实施过程中，往往还需要设置连接器8来实现基板1与除飞行时间测距模组外的其他部件的电连接，本实施例设置连接器8通过FPCB与基板1电连接，以通过FPBC的柔性来减少飞行时间测距模组与其他部件的连接安装难度。当然，也可以如图1所示，将连接器8安装于电路板上，再通过FPCB连接电路板和基板1，以实现连接器8与基板1的电连接，在此不作限制。

鉴于，通过支撑部21将安装部22撑离基板1表面，在基板1上方留出大量空隙空间，本实施例设置将部分元器件安装固定于基板1上，即位于空隙中，从而避免元器件占据多余的空间，起到了节约空间的作用。且，该部分空隙还能加强安装部22下的散热，提高模组的散热能力。

在具体实施过程中，当发射器3为发光器，对应的接收器4为镜头的情况下，可以如图3和图5所示，将镜头的传感器11固定在基板1上与接收器固定结构24对应的位置，以使通过镜头的光能在传感器11上成像。进一步，将镜头的滤光片27固定在安装部22的底面与接收器固定结构24所对应的位置，以使通过镜头的光能通过滤光片27进行滤光后，再在传感器11上成像。

在了解了本实施例的飞行时间测距模组的结构后，下面介绍该模组的组装方法：

准备基板1和支撑架2，基板上通过FPCB连接有电路板5和连接器8,；

将发射器3安装于电路板5上；将支撑架2固定于基板1上；

然后，弯曲FPCB将电路板5翻折至支撑架2的发射器固定结构23处，并进行固定；

安装接收器4，完成组装。

具体来讲，本实施例设置支撑架来支撑发射器和接收器，并将支撑架分为支撑部和安装部，通过安装部来固定发射器和接收器，通过支撑部将安装部支撑离开基板，以使基板与安装部之间存在空隙，以便于能在空隙中设置元器件，以减少空间占用，且更利于散热。

进一步，设置发射器安装于电路板上，电路板安装于安装部，并通过FPCB连接电路板和基板，一方面，可以先将发射器安装在电路板上后，再弯曲柔性印刷电路板将电路板翻折安装至安装部，减少安装工艺难度，另一方面，由于柔性印刷电路板的可调整性，在安装电路板至安装部时，能轻松的调节电路板的位置来对准安装至安装部，进一步减少安装工艺难度。

再进一步，因为TOF模组对发射器和接收器的相对高度有严格要求，本申请设置接收器固定结构为固定孔，以便于能够通过改变接收器在固定孔内的深度来方便的调整发射器和接收器之间的相对高度。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了包括实施例一的TOF模组的电子设备，详见实施例二。

实施例二

如图8所示，本实施例提供一种电子设备，包括实施例一中所述的TOF模组。

在具体实施过程中，该电子设备可以为手机、平板电脑、检测仪或智能手表等，在此不作限制，也不再一一列举。

由于本发明实施例二所介绍的电子设备，为包括本发明实施例一中TOF模组所采用的任一设备，故而基于本发明实施例一中所介绍的模组，本领域所属人员能够了解该设备的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是包括本发明实施例一中模组的设备都属于本发明所欲保护的范围。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的飞行时间测距模组及电子设备，设置支撑架来支撑发射器和接收器，并将支撑架分为支撑部和安装部，通过安装部来固定发射器和接收器，通过支撑部将安装部支撑离开基板，以使基板与安装部之间存在空隙，以便于能在空隙中设置元器件，以减少空间占用，且更利于散热。

进一步，设置发射器安装于电路板上，电路板安装于安装部，并通过柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)连接电路板和基板，一方面，可以先将发射器安装在电路板上后，再弯曲柔性印刷电路板将电路板翻折安装至安装部，减少安装工艺难度，另一方面，由于柔性印刷电路板的可调整性，在安装电路板至安装部时，能轻松的调节电路板的位置来对准安装至安装部，进一步减少安装工艺难度。

再进一步，因为TOF模组对发射器和接收器的相对高度有严格要求，本申请设置接收器固定结构为固定孔，以便于能够通过改变接收器在固定孔内的深度来方便的调整发射器和接收器之间的相对高度。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种飞行时间测距模组，其特征在于，包括：

基板；

支撑架，所述支撑架包括支撑部和安装部，所述支撑部的一端固定在所述基板上，另一端连接并支撑所述安装部，以使所述安装部与所述基板之间存在空隙；所述安装部上设置有接收器固定结构和发射器固定结构；

发射器和接收器，所述发射器通过所述发射器固定结构固定于所述安装部上，所述接收器通过所述接收器固定结构固定于所述安装部上。

2.如权利要求1所述的模组，其特征在于，所述发射器安装于电路板上，所述电路板通过所述发射器固定结构固定于所述安装部上。

3.如权利要求2所述的模组，其特征在于，所述电路板通过柔性印刷电路板与所述基板连接，以实现所述发射器与所述基板的电连接。

4.如权利要求2所述的模组，其特征在于：

所述发射器固定结构为N个定位柱，所述电路板上设置有与所述N个定位柱一一对应的N个定位孔，所述N个定位柱穿设于所述N个定位孔中以将所述电路板固定于所述安装部，N为大于1的正整数；或者，

所述发射器固定结构为N个定位孔，所述电路板上设置有与所述N个定位孔一一对应的N个定位柱，所述N个定位柱穿设于所述N个定位孔中以将所述电路板固定于所述安装部，N为大于1的正整数。

5.如权利要求2所述的模组，其特征在于，还包括：

元器件，所述元器件安装固定于所述电路板上。

6.如权利要求1所述的模组，其特征在于，所述接收器固定结构为固定孔。

7.如权利要求1所述的模组，其特征在于，还包括：

元器件，所述元器件安装固定于所述基板上，且位于所述空隙中。

8.如权利要求1所述的模组，其特征在于，还包括：

连接器，所述连接器通过柔性印刷电路板与所述基板电连接。

9.如权利要求1所述的模组，其特征在于，所述安装部上开设有逃气孔，所述逃气孔连通所述空隙与所述飞行时间测距模组的外部空间。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一所述的飞行时间测距模组。