CN110291767A - 传感器组合 - Google Patents

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Abstract

传感器系统包括具有前表面和后表面的外壳。外壳限定从前表面朝向后表面延伸并且包括一个或多个透镜的孔。外壳包括与至少第一透镜相邻并且与孔对准的图像传感器。系统包括安装在外壳的前表面上的接近感测设备。系统还包括由接近感测设备和图像传感器共享的导体元件。导体元件提供(i)电子设备的至少一个电路板与(ii)接近感测设备和图像传感器之间的电连接。

Description

传感器组合
背景技术
电子设备可以包括由电子设备的外壳支撑的一个或多个传感器。这些传感器还可以被配置以放置在电子设备的特定位置内。电子设备外壳可以支撑例如多个光学元件，诸如透镜堆叠(stack)和图像传感器。
诸如移动电话和数字相机的电子设备通常包括从电子设备的电路板接收与图像和视频内容的捕获相关的电信号的一个或多个相机模块。在一些电子设备中，透镜堆叠和图像传感器可以是被布置在电子设备内的相机模块的一部分。包括成像传感器的相机模块可以被电连接至电子设备的电路板并且可以与也被电连接至电路板的其他设备传感器间隔开。
发明内容
下面描述对电子设备的现存相机模块和相关联的传感器系统的改进。根据所公开的技术的电子设备的传感器系统可以体现对电子设备的示例前置相机模块的修改。这种传感器系统可以被配置为放置在电子设备的特定位置内。这种传感器系统可包括外壳、布置在外壳的表面上的接近感测设备以及布置在由外壳限定的孔内的图像传感器和多个光学元件(例如透镜)。
在根据所公开的技术的一些实施例中，电子设备的接近感测设备检测或感测对象在电子设备的预定义接近度内的存在。在这种实施例中，接近感测设备可以包括发射第一信号的第一传感器特征(例如发射器天线)和接收第二信号的第二传感器特征(例如接收器天线)。第二信号可以与第一信号相关联。
在根据所公开的技术的一些实施例中，诸如柔性扁平电缆的电连接器可以相邻于电子设备的外壳的侧壁被布置。连接器可以包括用于在电子设备的电路板与布置在电子设备中的接近感测设备和图像传感器中的每一个之间交换信号通信的多个导体。如上所述的传感器系统可以提供能够实现多个传感器的共存以增加或优化电子设备内的可用内部空间的组合的接近和成像系统。
在本说明书中描述的主题的一个方面可以体现在传感器系统中。传感器系统包括：具有前表面和后表面的外壳，外壳限定从前表面朝向后表面延伸的孔；位于孔内的一个或多个透镜；与至少第一透镜相邻的图像传感器，图像传感器与孔对准；安装在外壳的前表面上的接近感测设备；以及提供(i)电子设备的至少一个电路板与(ii)接近感测设备和图像传感器之间的电连接的导体元件。
这些和其他实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个。例如在一些实施方式中，接近感测设备包括至少一个电子组件，所述电子组件用于(i)发射第一无线信号；和/或(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于传感器系统的存在，第二无线信号响应于第一无线信号的传输而被接收并且与第一无线信号相关联。电子组件可以例如包括收发器、发射器或接收器。外壳可以包括在其中布置至少一个电子组件的至少一个凹部，例如以凹陷、凹口、凹槽或凹刻(或凹部)的形式。
在一些实施方式中，至少两个电子组件在外壳的前面(front face)处在绕孔的圆形线上彼此间隔开地被提供。可以针对至少两个电子组件提供至少两个凹部，其中至少两个凹部在外壳的前面处在绕孔的圆形线上被彼此间隔开。
替换地或另外地，外壳的前面可以是矩形形状并且至少两个电子组件在前面的拐角处被提供。这尤其包括在前面的拐角处针对两个电子组件提供至少两个凹部。
例如，在一些实施方式中，接近感测设备包括至少一个收发器，该收发器：(i)发射第一无线信号；以及(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于传感器系统的存在，第二无线信号响应于第一无线信号的传输而被接收并且与第一无线信号相关联。
在一些实施方式中，接近感测设备的至少一个收发器：至少部分地布置在外壳的第一凹陷中；并且从横穿位于孔中的一个或多个透镜中的至少第二透镜的轴横向偏离。
在一些实施方式中，接近感测设备包括：(i)发射第一无线信号的发射器；以及ii)接收第二无线信号以检测对象相对于传感器系统的存在的接收器，第二无线信号响应于第一无线信号的传输而被接收并且与第一无线信号相关联。
在一些实施方式中，外壳处的凹陷被配置为容纳接近感测设备的发射器或接近感测设备的接收器。外壳还可以包括两个或更多个凹陷，其中发射器至少部分地被布置在外壳的第一凹陷中并且相邻于外壳的至少一侧；以及接收器至少部分地被布置在外壳的第二凹陷中并且相邻于外壳的至少一侧。
在一些实施方式中，外壳包括：六个侧面，前表面占用六个侧面中的至少第一侧面以及后表面占用六个侧面中的至少第二侧面；以及被配置为容纳接近感测设备的发射器或接近感测设备的接收器的凹陷。在一些实施方式中，发射器至少部分地被布置在外壳的凹陷中并且相邻于外壳的六个侧面中的至少一个侧面；并且接收器至少部分地被布置在外壳的第二凹陷中并且相邻于外壳的六个侧面中的至少一个侧面。在一些实施方式中，接近感测设备是以下中的一个：电磁波感测设备；电容式感测设备；电感式感测设备；或光学感测设备。
在一些实施方式中，传感器系统被配置以放置在电子设备的外壳内，电子设备包括前置相机和后置相机并且传感器系统是前置相机的至少一部分。在一些实施方式中，导体元件：(i)是具有一个或多个信号路径以使得接近感测设备能够发射一个或多个信号的电连接器；(ii)相邻于外壳的后表面而被布置；以及(iii)相邻于外壳的在前表面与后表面之间的侧壁而被布置。在一些实施方式中，电连接器是包括多个并行的电导体的柔性扁平电连接器。
在一些实施方式中，导体元件包括以下中的至少一个：第一导体迹线集合，所述第一导体迹线集合提供一个或多个信号路径以使得接近感测设备能够使用一个或多个信号来接收电通信；以及第二导体迹线集合，所述第二导体迹线集合提供一个或多个信号路径以指示由接近感测设备接收的一个或多个信号的接收。在一些实施方式中，外壳集成了导体元件的至少一部分。因此，导体元件的一部分可以与外壳形成一体并且例如嵌入到外壳的侧壁或主体中。在一些实施方式中，外壳是模塑的互连设备，该模塑的互连设备包括与外壳集成的第一导体迹线集合并且包括与外壳集成的第二导体迹线集合。
在一些实施方式中，第一导体迹线集合和第二导体迹线集合均使用激光直接成型来生成。在一些实施方式中，图像传感器是移动设备的至少一个相机的一部分并且相机的多个透镜是用于使用移动设备的至少一个相机来捕获图像的光学元件。在一些实施方式中，传感器系统是两用感测系统，所述两用感测系统被配置为：使用接近感测设备来感测对象的接近度；以及使用图像传感器来生成对象的光学图像。
本说明书中描述的主题的一个方面可以体现在电子设备的传感器系统中。传感器系统包括：具有前表面和后表面的外壳，外壳限定从前表面朝向后表面延伸的孔；被布置在孔中并用于使用电子设备捕获图像的一个或多个透镜；被布置以接收通过一个或多个透镜的光的图像传感器；安装在外壳的前表面上并且能够检测对象相对于电子设备的接近度的传感设备；以及用于提供(i)电子设备的电路板与(ii)传感设备和图像传感器之间的电连接的与外壳相邻的导体元件。
这些和其他实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个。例如在一些实施方式中，感测设备包括至少一个收发器，所述收发器：(i)发射第一无线信号；以及(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于电子设备的存在，第二无线信号响应于第一无线信号的传输而被接收并且与第一无线信号相关联。在一些实施方式中，感测设备的至少一个收发器：至少部分地布置在外壳的第一凹陷中并且相邻于包括在孔中的一个或多个透镜中的至少一个透镜而被布置。
在一些实施方式中，感测设备包括：(i)发射第一无线信号的发射器；以及(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于电子设备的存在的接收器，第二无线信号响应于第一无线信号的传输而被接收并且与第一无线信号相关联。在一些实施方式中，发射器至少部分地被布置在外壳的第一凹陷中并且相邻于外壳的至少一个侧面；并且接收器至少部分地被布置在外壳的第二凹陷中并且相邻于外壳的至少一个侧面。
此外，本说明书中所描述的主题的一个方面可以体现在电子设备中，例如以移动电话、移动设备、音乐播放器、平板设备、膝上型计算设备、可穿戴电子设备、数据存储设备、显示设备、适配器设备、台式计算机或数码相机的形式，其中电子设备包括本文所描述的传感器系统的实施例。
根据本说明书的实施例可以产生以下优点中的一个或多个。根据所公开的技术设计的传感器系统可以提供嵌套在前置相机模块的轮廓中的接近感测设备，从而节约示例电子设备内的全部的X维度和Y维度空间。在这样的实施例中，传感器系统可以消除在设备的主电路板上针对前置成像系统(即相机模块)和接近感测设备两者分配空间的需求。
此外，电子设备内可用维度空间的增加可以扩展和增加与用于各种电子设备的无边框显示产品相关的设计选项。因此，电子设备内的可用空间的优化允许电子设备的前表面上的更完整的显示屏(例如具有微小边框或无边框的显示屏)。此外，根据本说明书实现的传感器系统可以允许可以位于电子设备内独立于主电路板的位置的接近感测设备。这允许具有更高鲁棒性功能的接近感测设备，改进电子设备内部空间利用，并且允许用于设备显示屏的更独特的覆盖透镜设计。
在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A-图1B示出了包括布置在每个电子设备的特定位置处的至少一个传感器开口的示例电子设备。
图2示出了被布置在示例电子设备的外壳内的示例传感器系统。
图3A和图3B示出了被构造以放置在示例电子设备的外壳内的传感器系统的不同视图。
图4示出了具有与传感器系统的外壳集成的电迹线的传感器系统的横截面视图。
各附图中的相同的附图标记和标号指示相同的元素。
具体实施方式
用于电子设备的接近感测设备(例如一个或多个接近传感器)可以利用发射器和接收器来感测例如在有源设备使用期间(例如在电话呼叫期间)对象(诸如用户的头部)的存在。接近感测设备可以与电子设备的其他电路组件对接以在对象接近电子设备的显示屏时临时关闭设备显示器。在对象不再接近电子设备的屏幕时，接近感测设备可以使电子设备重新激活(例如，通过打开电子设备的显示屏幕)。
在使用移动设备的电话呼叫期间，接近感测设备可以由移动设备使用以减轻响应于对设备的显示屏幕的意外头部/面部接触的设备功能的不期望的激活(例如错误输入)。具有接近感测设备的电子设备还可以包括前置相机，所述前置相机包括图像传感器。这些前置相机通常是被布置在电子设备内的单独组件并且通常被放置在与接近感测设备的位置不同的位置处。
然而，随着电子设备的工业设计实践趋向无边框显示，期望最小化和/或合并电子设备内的空间使用的机制。这些目标可以使用将多个传感器共处(co-located)在电子设备的特定内部区域内的传感器系统来实现。因此，所公开的技术的实施例包括至少将接近感测设备和图像传感器共处的电子设备的传感器系统。
根据所公开的技术，传感器系统可以包括被布置在电子设备(例如移动电话)的单个内部位置处的多个传感器，使得电子设备内的这些组件占用较少的总空间。例如，包括由电子设备使用的图像传感器的相机模块可以在相机模块的外壳的拐角处包括未使用空间。接近感测设备的一个或多个组件可以被布置在此未使用空间处或此未使用空间上以提供组合诸如接近感测设备和图像传感器的多个传感器的传感器系统。此外，包括在电子设备内具有特定方向并且被布置在该设备内的特定位置处的多个传感器的传感器系统可以改进电子设备的一个或多个外部美学特征。
此外，根据所公开的技术的传感器系统可包括具有前表面和后表面的外壳。外壳可以限定从前表面向后表面延伸的孔(bore)。传感器系统还可以包括共同形成接近感测设备的第一传感器特征(例如第一电子组件)和第二传感器特征(例如第二电子组件)。第一和第二感测特征均可被布置在外壳的前表面上与孔相邻的相应位置处。
第一传感器特征可以被布置在外壳的前表面上的第一位置处并且可以被配置为发射第一信号。第二传感器特征可以被布置在外壳的前表面上的第二位置处并且可以被配置为接收与第一信号相关联的第二信号。传感器系统可以被构造以放置在电子设备的外壳内。
此外，根据所公开的技术的传感器系统可以包括被布置在传感器系统的外壳的孔中的图像传感器。第一和第二传感器特征和图像传感器均可以被配置以电耦合至电子设备的电路板。图像传感器可以被包括在电子设备的相机中并且可以包括用于捕获图像的多个光学元件。
根据本说明书的传感器系统可以包括将接近感测设备和图像传感器电耦合至电子设备的电路板的电连接器。电路板与包括在电子设备中的接近感测设备和相机的图像传感器中的每个之间的信号通信可以经由电连接器交换。
参考图1A，示出了示例电子设备102A，所述电子设备102A包括成像器开口104、扬声器端口106和接近传感器开口108。成像器开口104可以用于具有相机模块或相机主体的前置(“FF”)成像器。示例FF成像器可包括被布置在诸如智能电话、平板电脑或相关移动计算设备的示例电子设备的设备外壳中的数字相机。
设备102A还包括覆盖示例显示透镜的外罩110和容纳一个或多个组件的电子设备外壳112。设备102A可以包括通常与电子设备相关联的组件，诸如电池、电连接器和一个或多个电路板。设备102A(和设备102B)可以是包括相机模块的电子设备，诸如移动电话、移动设备、音乐播放器、平板设备、膝上型计算设备、可穿戴电子设备、数据存储设备、显示设备、适配器设备、台式计算机、数字相机或其他电子设备。
现在参考图1B，示出了示例电子设备102B，所述电子设备102B包括成像器开口114、扬声器端口116、接近传感器开口118和传感器系统115。成像器开口114可以用于相邻于开口114被布置并且具有位于其中或其后的相机模块或相机主体的示例FF成像器。如下面更详地细描述的，传感器系统115可以包括FF成像器和相机模块以及可以相邻于传感器开口118被布置(例如，在从前方观察设备102B时，在传感器开口118的周边内)的接近感测设备。
如图1B所示，宽度W限定在计算设备102B的第一侧壁(例如下面讨论的侧部125)与第二侧壁(例如下面讨论的侧部127)之间延伸的计算设备102B的宽度。在一些实施方式中，成像器开口114、接近传感器开口118和传感器系统115的位置和/或方向可沿计算设备102B的宽度W变化。同样地，在一些实施方式中，扬声器端口116的位置或方向也可沿计算设备102B的宽度W变化。
设备102B还包括覆盖示例显示透镜的外罩120和容纳一个或多个组件的电子设备外壳122。设备102B可以与设备102A基本相同并且可以包括通常与电子设备相关联的组件，诸如电池、电连接器和一个或多个电路板。电子设备外壳122可以是具有限定电子设备102B的外侧壁的第一、第二、第三和第四侧部124、125、126、127的桶型围护(enclosure)。
桶型围护允许电子设备102B的组件被容纳在外壳122内并由外罩120包围。在各种实施方式中，电子设备外壳122可以是H型外壳或包括提供外壳以至少部分地支撑和/或包围电子设备102B的组件的一个或多个壁的其他电子设备外壳122。
电子设备外壳122由提供足够结构刚度以支撑和保护电子设备102B的内部组件的材料制成。在一些实施方式中，外壳122由单件金属形成。外壳122可以被铣削、模塑、锻造、蚀刻、印刷或以其他方式形成。替换地或另外地，外壳122可由塑料、玻璃、木材、碳纤维、陶瓷、其组合和/或其他材料形成。
电子设备外壳122和外罩120限定了可以容纳电子设备122的各种组件(如上所述，例如电池、电路板和连接器)的内部容积。外壳122可以容纳电子设备102B的附加组件，诸如麦克风、扬声器和诸如接近传感器、图像传感器的一个或多个传感器、天线和/或其他组件。在各种实施方式中，这些组件中的一些或全部可以与示例电路板电连接。
设备102A具有与接近传感器开口108间隔开的FF成像器开口104。如上所述，FF相机的图像传感器和相机模块均可相邻于FF成像器开口104被布置。同样，接近感测设备的至少一个传感器或传感器特征可以相邻于开口108被布置。
在图1A的实施方式中，并且参考外壳112内的组件放置，因为成像器开口104与传感器开口108间隔开，所以FF相机的图像传感器和相机模块(即相邻于开口104被布置)也将与接近感测设备的至少一个传感器或传感器特征(即相邻于开口108被布置)间隔开并且不与接近感测设备的至少一个传感器或传感器特征共处。
与设备102A相比，设备102B包括可以被配置、被构造或被设计使得至少一个接近感测设备可以被嵌套在FF相机模块的外壳或轮廓中的(下面描述的)传感器系统115。此嵌套使得FF相机的组件能够与示例接近感测设备的组件共处并且相邻或基本相邻于示例接近感测设备的组件被布置。
此外，此嵌套使得如果设备102B实现设备102A的间隔开的内部组件布局而本来将使用的X维度(宽度)、Y维度(高度)和Z维度(深度)空间变得可用。可用的X、Y和Z维度空间部分地与在外罩120被固定到外壳122时由外壳122限定的空间相对应。因此，传感器系统115的使用使得组件和/或传感器放置能够消除为FF成像系统(即设备相机)和单独的接近感测设备二者分配空间的需求。
尽管传感器系统115在图1B中示出为与移动设备相关联并且在本文中参考接近感测设备和成像器进行描述，但是在各种替换实施方式中，传感器系统115可以被配置为组合各种其他传感器(例如激光器、热敏电阻等)以实现设备空间优化。因此，传感器系统115可以被配置为具有覆盖拟合维度(footprint fitting dimension)，该覆盖拟合维度在除移动设备和数码相机之外的电子设备使用情况下实现空间节约。
例如，传感器系统115可以适于在电子设备(诸如Wi-Fi安全相机、电子婴儿监视器或各种其他消费电子设备)中使用。特别地，这些设备通常利用内部相机来执行核心设备功能并且因此将受益于传感器系统115的组合传感器封装大小所提供的内部传感器空间优化。
图2示出了上面参考图1B所讨论的示例传感器系统115。系统115可以包括至少一个传感器(如图3所示)并且可以被布置在电子设备102B的外壳122中。系统115包括传感器系统外壳202。如图所示，外壳202限定孔204并且可以限定或包括凹陷206、凹陷208。在下面的一些描述中，凹陷206可以被称为或描述为第一凹陷206，而凹陷208可以被称为或描述为第二凹陷208。
如图2所示，孔204可以是外壳202的中心孔或中心化孔。孔204的大小被调整以容纳透镜盖210、示例透镜堆叠中的至少一个透镜212和至少一个图像传感器(如图3B所示)。在一些实例中，图像传感器被布置在孔204内，使得图像传感器与孔204的示例中心轴对准。在一些实施方式中，至少一个图像传感器被布置在透镜堆叠的底部并且相邻于透镜堆叠的至少底部透镜被布置。下面参考图4更详细地描述透镜堆叠和图像传感器。
在每个项均被孔204容纳时，透镜盖210有助于包围、覆盖或保护透镜212和图像传感器。在一些实施方式中，透镜212(以及透镜堆叠的其他透镜)可以(共同地或单独地)被存放在容器型设备(例如透镜镜筒)内，该容器型设备的大小被调整以用于在孔204内紧密且牢固地放置。或者，在不使用容器型设备的情况下，堆叠中的透镜可以被放置在孔204中或由孔204容纳。在任一实施方式中，透镜盖210可被用于包围和覆盖透镜堆叠的透镜和图像传感器。
外壳202还包括前表面214(面向与移动设备的主显示器相同的方向)和后表面216，其共占用外壳202的六个侧面中的至少两个侧面。外壳202还包括侧面/侧壁218、220、222和224，其共占用外壳202的剩余四个侧面。孔204可以被描述为从前表面214朝向后表面216延伸。在一些实施方式中，上面所讨论的图像传感器可以被布置在孔204的底部或底板区段处并且与后表面216相邻。
通常，传感器系统115的外壳202可以与容纳透镜堆叠和图像传感器的示例相机模块或相机模块相对应。相机模块可以被布置在示例电子设备内并且可以由该设备使用以捕获数字图像或图片。因此，传感器系统115的设计特征可以是部分地基于被修改或被调整以包括附加组件特征的相机模块。
附加特征使得经修改的相机模块能够具有图像捕获功能，同时还包括附加或扩展的感测功能。例如并且如下面更详细讨论的，传感器系统115可以是两用感测系统，所述两用感测系统被配置为：i)使用接近感测设备感测对象的接近度；以及ii)使用示例图像传感器生成对象的光学图像。
外壳202的凹陷206、凹陷208可以被布置在前表面214上。凹陷206、凹陷208在前面214的拐角处绕孔204在(虚拟)圆形线上彼此间隔开地被提供。第一凹陷206的大小可以被调整以容纳示例接近感测设备的第一传感器特征。类似地，第二凹陷208的大小可以被调整以容纳示例接近感测设备的第二传感器特征。下面参考图3A/B的实施方式更详细地描述接近感测设备。
凹陷206、凹陷208的大小可以被调整以容纳示例柔性导体的部分或区段。凹陷206、凹陷208均可具有支撑至少一个传感器特征并且支撑示例柔性导体的某些部分的内表面区段。外壳202可以包括至少两个这样的凹陷(例如四个凹陷)并且每个凹陷可以容纳能够实现感测系统115的各种功能的至少一个传感器特征。在一些实施方式中，外壳202可以包括少于两个凹陷。
如图2的实施方式中所示，传感器系统115被配置为放置在设备102B的外壳122内。在一些实施方式中，传感器系统115可以至少相邻于侧面/侧壁126并且在与侧壁125和侧壁127间隔开一定距离处被放置(参考图1B)。在其他实施方式中，设备102B包括FF相机和后置相机并且传感器系统115至少与前置相机相关联。
例如，在被放置在设备102B内时，传感器系统115可以是捕获一个或多个数字图片或图像的设备的FF相机。此外如上所述，被布置在孔204中或相邻于孔204的图像传感器可以由设备102B的至少一个相机(例如FF相机)使用。所述至少一个相机可以具有多个光学元件。透镜堆叠的透镜212和其他透镜与相机的光学元件相对应并且与图像传感器一起使用以经由设备102B捕获图像。
图3A和图3B示出了传感器系统115的不同视图。如图所示，传感器系统115可包括安装在、附接至或布置在外壳202的前表面214上的接近感测设备302。系统115还可以包括通常被布置在外壳202的底部区段并且相邻于后表面216，或者被布置在孔204的底板区段并且相邻于后表面216的示例图像传感器308。图像传感器308可以由设备102B的至少一个相机(例如FF相机)使用。
系统115还可包括具有一个或多个导体区段的柔性导体310(例如柔性扁平电缆)。在一些实施方式中，至少一个导体区域被安装在、附接至或设置在外壳202的前表面214上。因此，柔性导体310经由安装在表面214上的至少一个导体区段至少部分地被布置在表面214上。柔性导体310至少将接近感测设备302与设备102B的示例电路板电连接。
柔性导体310包括薄的、柔性基板上的导电结构。柔性导体310可以具有相对薄的轮廓并且可以沿着纵向弯曲以在设备102B的各个组件周围或之间适应。柔性导体310的导电结构可包括导电线、印刷导电迹线、多个并行的电导体或提供感测系统115的电触点与电路板之间的电连接的其他导电组件。
在图3的实施方式中，柔性导体310绕外壳202的示例边缘或周边弯曲或折叠以形成与接近感测设备302和图像传感器308中的每一个的电连接。例如，柔性导体310可以接触外壳202的后表面216或直接相邻于外壳202的后表面216被布置。柔性导体310也可以与外壳202的侧壁220接触或直接相邻于外壳202的侧壁220被布置。在一些情况下，柔性导体310与设备302的电连接在与凹陷206、凹陷208中一个或两个相对应的一个或多个连接位置处形成。
柔性导体310可以是由接近感测设备302和图像传感器308共享的导体元件。柔性导体310提供设备102B的电路板与设备302和图像传感器308中的每一个之间的电连接。例如，柔性导体310可用于将电力信号从示例电路板的电源提供至感测设备302或图像传感器308中的至少一个。
另外，柔性导体310被配置为在电路板与接近感测设备302和图像传感器308中的每一个之间交换电信号，诸如控制信号和参数信号。在一些实施方式中，柔性导体310是具有一个或多个信号路径以使接近感测设备302发射至少第一信号并且使设备102B的电路板接收或检测至少第二信号的接收的电连接器(下面讨论)。
接近感测设备302可以包括至少两个传感器特征，即第一传感器特征304和第二传感器特征306。如图3A所示，中心轴316可以与外壳202、盖210或透镜212中的一个相关联并且传感器特征304、306中的至少一个可以相对于中心轴316以角度318被布置。传感器特征304、306在此处也在前面214的拐角处在绕中心孔204的(虚拟)圆形线上彼此间隔开地被排列。在一些实施方式中，传感器特征304、306中的至少一个可以从中心轴316横向偏移。在一些情况下，中心轴316可以被描述为横穿位于孔204中的一个或多个透镜中的至少一个透镜。
在一些实施方式中，凹陷206、凹陷208均可具有内表面区域，该内表面区域均支撑传感器特征304或传感器特征306中的一个并且支撑柔性导体310的某些部分。如上所述，凹陷206、凹陷208的大小可以被调整以容纳示例柔性导体310的部分或区段。因此，传感器特征304、306可以耦合或连接至柔性导体310的被布置在相应的凹陷206、凹陷208处或由相应的凹陷206、凹陷208容纳的特定部分处。
例如，柔性导体310的第一部分312可以由凹陷206容纳并且(例如经由粘接)被附接或固定至凹陷206的内表面。同样，柔性导体310的第二部分314可以由凹陷208容纳并且(例如经由粘接)被附接或固定至凹陷208的内表面。
在一些实施方式中，柔性导体310的被附接的第一和第二部分312、314均可具有一个或多个暴露的导体迹线。在图3A/图3B的实施方式中，暴露的导体迹线被相应的传感器特征304、306封盖/覆盖。被附接的部分312、314的导体迹线提供连接点以用于在传感器特征304、306中的每一个与设备102B的示例电路板之间建立电连接。
例如，被附接的第一部分312的暴露的导体迹线提供用于将第一传感器特征304电耦合至示例电路板的连接点。同样，被附接的第二部分314的暴露的导体迹线提供用于将第二传感器特征306电耦合至示例电路板的连接点。
因此，在一些实施方式中，第一传感器特征304由第一凹陷206容纳，被连接或耦合至第一部分312的暴露的迹线和/或被固定至凹陷206的表面区域或者至少部分地被布置在凹陷206中。同样，第二传感器特征306由第二凹陷208容纳，被连接或耦合至第二部分314的暴露的迹线和/或被固定至凹陷208的表面区段或者至少部分地被布置在凹陷208中。
在一些实施方式中，传感器特征304、306可以使用小的电连接器或使用与表面贴装技术(SMT)相关的工艺，经由示例焊接连接被电连接或耦合至柔性导体310的迹线(例如第一和第二部分312、314的暴露的迹线)。
在替换实施方式中，外壳202不包括凹陷206、凹陷208。在此实施方式中，第一和第二部分312、314可以直接附接至前表面214的平坦或基本平坦的部分，其中相应的传感器特征304、306被连接至相应的部分312、314。在其它实施方式中，代替凹陷，外壳202可包括诸如凹口、凹槽、凹刻或其他凹部的一个或多个其他表面属性和能够用于将部分312、314和传感器特征304、306附接至外壳202的表面设计配置。
在一些实施方式中，接近感测设备302可以是以下中的至少一个：a)电磁(EM)波感测设备；b)电容式感测设备；c)电感式感测设备；或d)光学感测设备。在其他实施方式中，接近感测设备302可以是被配置为感测至少第一对象相对于至少第二对象或相对于设备302本身的接近度的各种设备中的一个或多个。
传感器特征304、306可以具有或者可以被设计或被配置为具有用于能够实现特定类型的感测设备的接近感测功能的某些技术属性。例如，传感器特征304、306的技术属性可以包括或对应于以下中的至少一个：i)无线电信号天线；ii)电容式探针；iii)磁铁或磁探针；或iv)光学信号探针、光传感器/检测器或激光探针。
在一些实施方式中，传感器特征304、306中的每一个可以是电子组件，所述电子组件是以下中的至少一个：信号收发器、信号发射器或信号接收器。例如，接近感测设备302可以包括与传感器特征304或306相对应的至少一个收发器。收发器可以被配置为至少：(i)发射用于感测对象的存在的第一信号；(ii)接收用于检测对象相对于设备102B、传感器系统115或设备302的接近度的第二信号。在一些实施方式中，检测对象的接近度包括由设备102B的计算系统检测、确定或计算对象在设备102B、传感器系统115或接近感测设备302的阈值物理距离内。
在一些实施方式中，接近感测设备302可包含至少一个信号发射器和至少一个信号接收器。例如，信号发射器可以与传感器特征304相对应，而信号接收器可以与传感器特征306相对应。信号发射器可以被配置为至少发射用于感测对象的存在的第一信号，而信号接收器可以被配置为至少接收用于检测对象相对于例如传感器系统115或设备102B的接近度的第二信号。
在一些实施方式中，接近感测设备302可以是使用所接收的第二信号来检测对象的接近度的EM波感测设备，所接收的第二信号是基于所发射的第一信号。例如，传感器特征304可以是发射EM无线电波(例如第一信号)的发射天线并且传感器特征306可以是在所发射的无线电波与所感测的对象相互作用之后接收所发射的EM无线电波(例如第二信号)的接收天线。在某些情况下，信号通过从对象反射来与所感测的对象相互作用。
在其他实施方式中，接近感测设备302可以是使用所接收的第二信号来检测对象的接近度的基于光学的EM波感测设备，所述所接收的第二信号是基于所发射的第一信号。例如，传感器特征304可以是发射红外(IR)光波(例如第一信号)的IR发光二极管(LED)并且传感器特征306可以是接收或检测具有落入IR光谱内的波长的光子/光波(即第二信号)的光电二极管。例如，传感器特征306可以在所发射的光波与所感测的对象相互作用或从所感测的对象反射之后，检测所发射的IR光波的光子。
在一些实施方式中，单个(即相同的)传感器特征304或306可以是用于发射至少第一信号和接收基于第一信号的至少第二信号两者的组件。在一些实施方式中，所接收的第二信号与所发射的第一信号相关联。例如，所发射的第一信号和所接收的第二信号可以是相同或基本相同的信号、或者所接收的第二信号可以是已从对象反射的所发射的第一信号的修改版本。
在图3A/图3B的实施方式中，感测系统115被构造以在诸如设备102B的外壳122的示例电子设备的设备外壳内放置。此外，尽管在图3A/图3B中描绘了两个传感器特征(即特征304和特征306)，但是在替换的实施方式中，接近感测设备302可包括单个传感器特征或者可包括四个或更多个传感器特征。
现参考图4，示出了电子设备102B和传感器系统115的横截面视图。在图4的实施方式中，外壳202包括集成电迹线402和404并且设备102B包括电路板406。导体元件的提供(i)电路板406与(ii)接近感测设备302和被设置在孔204内的图像传感器之间的电连接的一部分因此与外壳202形成一体并且嵌入在外壳202侧壁或主体中。集成的迹线(“(多个)迹线”)402、404均可具有在传感器特征304、306和电路板406之间提供电连接或(多个)电信号路径的多个导电线(即多个迹线)。
在一些实施方式中，由迹线404提供的信号路径不同于和/或替换由迹线402提供的信号路径。例如，迹线402可在传感器特征304、306中的每一个与电路板406之间提供电连接。同样，迹线404还可以在传感器特征304、306中的每一个与电路板406之间提供电连接。因此，迹线402、迹线404均是可以替换地使用的集成迹线设计。
在一些实施方式中，由迹线404提供的连接和信号路径不同于由迹线402提供的连接和信号路径，但与由迹线402提供的连接和信号路径结合使用。例如，迹线402可提供传感器特征304与电路板406之间的电连接，而迹线402可以提供传感器特征306与电路板406之间的电连接。
迹线402、迹线404可以是导电结构，诸如导电线、印刷导电迹线或提供感测系统115的电触点和电路板406之间的电连接的其他导电组件。在一些实施方式中，迹线402、迹线404中的每一个或两者是电连接设计选项，所述电连接设计选项可以是对使用上述柔性导体310的替换方案。
集成迹线402、404中的每一个可包括提供一个或多个信号路径的一个或多个导体迹线集合。电信号穿过信号路径以使接近感测设备302发射一个或多个信号(例如示例EM波)并使电路板406接收由接近感测设备302所接收的一个或多个信号或指示由接近感测设备302所接收的一个或多个信号的接收。在一些实施方式中，电路板406的处理器和示例信号发射/接收逻辑/指令可以由设备102B使用以确定所感测的对象的属性(例如接近度)。
在一些实施方式中，外壳202是模塑的互连设备，诸如具有集成电子电路迹线的注塑热塑性部件。例如，外壳202可以具有在外壳内在第一位置处集成的第一导体迹线(例如迹线402)集合。替换地或另外地，外壳202可以具有在外壳内在与第一位置不同的第二位置处集成的至少第二导体迹线(例如迹线404)集合。外壳202的周边可以具有不大于移动设备的宽度或移动设备的长度的1/2、1/5、1/10或1/15的直径。
第一位置可以与前表面214或至少侧壁220的表面相对应，而第二位置可以与从凹陷206、凹陷208延伸穿过外壳202并朝向电路板406的连接器柱/端子408的示例路径相对应。在一些实施方式中，迹线402、迹线404的导电线可在凹陷206、凹陷208处接近。因此，放置在凹陷206、凹陷208处的传感器特征304、306可经由示例焊接连接或使用与表面贴装技术(SMT)相关的工艺电连接至迹线402、迹线404的导线。
在一些实施方式中，外壳202和迹线402、迹线404均是使用激光直接构造(LDS)来生成或制造的。例如，外壳202和迹线402、迹线404可以通过注塑塑料特征而形成。注塑工艺可包括激光蚀刻塑料特征并且然后电镀被激光蚀刻的部分。被激光蚀刻的部分的这种电镀能够实现包括集成在塑料外壳基板内的导线(例如迹线402、迹线404)的外壳202的模塑。
在图4的实施方式中，传感器系统115包括用于保持透镜212和至少两个附加透镜414、416的示例透镜镜筒412。传感器系统115还包括通常被布置在外壳202的底部区段并且相邻于后表面216的图像传感器308。透镜212、414、416可以是用于将光发射到图像传感器308的光学元件。尽管示出了三个透镜212、414、416，但是在一些实施方式中，传感器系统115可以包括更多或更少的透镜。
图像传感器308捕获通过透镜镜筒412聚焦的光并将相关联的多像素图像数据(例如至少1,000像素乘1000像素)传送到电路板406。图像传感器308可包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、有源像素传感器(APS)图像传感器、N型金属氧化物半导体(NMOS)、其组合和/或其他传感器。
在一些实施方式中，图像传感器308经由电连接器410电连接或耦合至电路板308，所述电连接器410包括便于控制信号和数据的传输的电线接合或其它电连接。在其它实施方式中，图像传感器308可使用与上文所讨论的迹线402、迹线404基本类似的示例集成迹线的导线电连接至电路板308。
透镜镜筒412可包括具有便于通过图像传感器308捕获图像数据的光学特性的多个光学元件，例如透镜212、414、416。光学元件可成形以提供预期的光学功率。例如，光学元件/透镜212、414、416可具有平面、凹面、凸面和/或非球面形状的表面。在一些实施方式中，光学元件212、414、416均具有相同的厚度但均具有形状不同的表面。
透镜镜筒412内的透镜212、414、416可相对于图像传感器308并且沿光路移动以将对象的光学焦点调节至图像传感器308上。例如，透镜镜筒412可包括被配置为沿着光轴移动透镜镜筒412的一个或多个透镜的微机电系统(MEMS)致动器。例如，一个或多个透镜沿光路的移动可以使至少一个透镜向传感器308靠近或远离传感器308移动。在一些实施方式中，传感器系统115可包括音圈电机(VCM)、压电致动器、其他致动器和/或其组合以相对于图像传感器308移动透镜212、414、416中的至少一个。
为了提供与用户的交互，此处描述的系统和技术可以在计算机上实现，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如LCD(液晶显示器)监视器)和用户可通过其向计算机提供输入的键盘和指示设备(例如鼠标或轨迹球)。其他类型的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式从用户接收到的输入，包括声学、语音或触觉输入。
已经描述了许多实施例。然而应该理解的是，在不脱离所公开技术的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其他实施例在以下权利要求的范围内。虽然本说明书包含许多具体实施方式细节，但这些具体实施方式细节不应被解释为对可要求保护的范围的限制，而是作为特定于特定实施例的特征的描述。在本说明书中在单独实施例的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。
相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地在多个实施例中或在任何合适的子组合中实现。此外，尽管上述特征可以被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此地要求保护，但是在某些情况下可以从组合中去除来自所要求保护的组合的一个或多个特征并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定次序或按顺序次序执行或者执行所有示出的全部操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这种分离，并且应当理解的是，所描述的程序组件和系统通常可以在单个软件产品中集成在一起或被打包成多个软件产品。
已经描述了主题的特定实施例。其他实施例在以下权利要求的范围内。例如，权利要求中叙述的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。作为一个示例，附图中描绘的一些过程不一定需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。

Claims (25)

1.一种传感器系统，包括：
外壳，所述外壳具有前表面和后表面，所述外壳限定从所述前表面朝向所述后表面延伸的孔；
位于所述孔内的一个或多个透镜；
与至少第一透镜相邻的图像传感器，所述图像传感器与所述孔对准；
接近感测设备，所述接近感测设备安装在所述外壳的所述前表面上；以及
导体元件，所述导体元件提供(i)电子设备的至少一个电路板与(ii)所述接近感测设备和所述图像传感器之间的电连接。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述接近感测设备包括至少一个电子组件，所述电子组件用于
(i)发射第一无线信号；和/或
(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于所述传感器系统的存在，所述第二无线信号响应于所述第一无线信号的传输而被接收并且与所述第一无线信号相关联。
3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述外壳包括至少一个凹部，所述至少一个电子组件被布置在所述至少一个凹部中。
4.根据权利要求2或3所述的传感器系统，其中，至少两个电子组件在所述外壳的前面处在绕所述孔的圆形线上彼此间隔开地被提供。
5.根据权利要求4所述的传感器系统，其中，至少两个凹部针对所述至少两个电子组件被提供，其中，所述至少两个凹部在所述外壳的所述前面处在绕所述孔的所述圆形线上被彼此间隔开。
6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述外壳的所述前面是矩形形状并且至少两个电子组件被提供在所述前面的拐角处。
7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述接近感测设备包括至少一个收发器，所述收发器：
(i)发射第一无线信号；以及
(ii)接收第二无线信号以检测对象相对于所述传感器系统的存在，所述第二无线信号响应于所述第一无线信号的传输而被接收并且与所述第一无线信号相关联。
8.根据权利要求7所述的传感器系统，其中，所述接近感测设备的所述至少一个收发器：
至少部分地布置在所述外壳的第一凹陷中；并且
(a)相邻于所述孔内的所述一个或多个透镜中的至少一个透镜被布置和/或
(b)从横穿位于所述孔中的所述一个或多个透镜中的至少第二透镜的轴横向偏离。
9.根据权利要求2至6中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述接近感测设备包括：
(i)发射器，所述发射器发射第一无线信号；以及
(ii)接收器，所述接收器接收第二无线信号以检测对象相对于所述传感器系统的存在，所述第二无线信号响应于所述第一无线信号的传输而被接收并且与所述第一无线信号相关联。
10.根据权利要求9所述的传感器系统，其中，所述外壳包括：
凹陷，所述凹陷被配置为容纳所述接近感测设备的所述发射器或所述接近感测设备的所述接收器。
11.根据权利要求10所述的传感器系统，其中：
所述发射器至少部分地被布置在所述外壳的第一凹陷中并且相邻于所述外壳的至少一侧；以及
所述接收器至少部分地被布置在所述外壳的第二凹陷中并且相邻于所述外壳的至少一侧。
12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述外壳包括：
六个侧面，所述前表面占用所述六个侧面中的至少第一侧面以及所述后表面占用所述六个侧面中的至少第二侧面。
13.根据权利要求11和权利要求12所述的传感器系统，其中：
所述发射器至少部分地被布置在所述外壳的所述第一凹陷中并且相邻于所述外壳的所述六个侧面中的至少一个侧面；以及
所述接收器至少部分地被布置在所述外壳的所述第二凹陷中并且相邻于所述外壳的所述六个侧面中的至少一个侧面。
14.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述接近感测设备是以下中的一个：
(a)电磁波感测设备；
(b)电容式感测设备；
(c)电感式感测设备；或
(d)光学感测设备。
15.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述传感器系统被配置以放置在电子设备的外壳内，所述电子设备包括前置相机和后置相机，并且所述传感器系统是所述前置相机的至少一部分。
16.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述导体元件：
(i)是电连接器，所述电连接器具有一个或多个信号路径以使得所述接近感测设备能够发射一个或多个信号；
(ii)相邻于所述外壳的所述后表面而被布置；以及
(iii)相邻于所述外壳的在所述前表面与所述后表面之间的侧壁而被布置。
17.根据权利要求16所述的传感器系统，其中，所述电连接器是包括多个并行的电导体的柔性扁平电连接器。
18.根据前述权利要求1至15中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述导体元件包括以下中的至少一个：
第一导体迹线集合，所述第一导体迹线集合提供一个或多个信号路径以使得所述接近感测设备能够使用一个或多个信号来接收电通信；以及
第二导体迹线集合，所述第二导体迹线集合提供一个或多个信号路径以指示由所述接近感测设备接收的一个或多个信号的接收。
19.根据前述权利要求1至15和权利要求16中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述外壳集成了所述导体元件的至少一部分。
20.根据权利要求18和19所述的传感器系统，其中，所述外壳是模塑的互连设备，该模塑的互连设备：
包括与所述外壳集成的所述第一导体迹线集合；以及
包括与所述外壳集成的所述第二导体迹线集合。
21.根据权利要求20所述的传感器系统，其中，所述第一导体迹线集合和所述第二导体迹线集合均使用激光直接成型来生成。
22.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述图像传感器是移动设备的至少一个相机的一部分并且所述相机的多个透镜是用于使用所述移动设备的所述至少一个相机来捕获图像的光学元件。
23.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中，所述传感器系统是两用感测系统，所述两用感测系统被配置为：
使用所述接近感测设备来感测对象的接近度；以及
使用所述图像传感器来生成所述对象的光学图像。
24.根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统，其中：
所述一个或多个透镜被提供以使用所述传感器系统将被安装到的电子设备来捕获图像；
所述图像传感器被提供以接收通过所述一个或多个透镜的光；以及
所述接近感测设备能够检测对象相对于所述电子设备的所述接近度。
25.一种电子设备，所述电子设备包括根据前述权利要求中的任意一项所述的传感器系统。
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