CN110999266A - 用于电子设备中的多部件视觉系统的托架组件 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括由托架组件承载的视觉系统的电子设备。所述视觉系统可以包括捕获物体图像的第一相机模块、朝所述物体发射光线的发光元件以及接收从所述物体反射的光线的第二相机模块。所述光线可以包括红外光线。所述托架组件被设计成不仅承载上述模块，而且还保持所述模块之间的预定和固定间隔。所述托架组件可以形成刚性的多件式托架组件以防止弯曲，从而保持所述预定间隔。电子设备可以包括被设计成与外壳耦接的透明盖。所述透明盖包括对齐模块，所述对齐模块被设计成接合模块并且提供将所述托架组件和所述模块对齐到所述外壳中的期望位置的移动力。

Description

用于电子设备中的多部件视觉系统的托架组件
技术领域
以下描述涉及一种电子设备。具体来讲，以下描述涉及一种包括被设计成承载视觉系统的托架组件的电子设备，该视觉系统用于形成由视觉系统的相机模块捕获的图像的深度图，其中深度图表示图像的三维对应物。托架组件将视觉系统的模块保持在彼此预定的距离处。为了正确对齐电子设备中的视觉系统，电子设备包括具有对齐模块的透明盖。在电子设备的透明盖和壳体(或外壳)之间的组装期间，对齐模块被设计成接合由托架组件保持的模块中的至少一个，以根据壳体中的所需位置对齐视觉系统。
背景技术
发射器和接收器对可用于确定维度信息。发射器可将光辐射到物体上。从物体反射的光朝向接收器导引并且由接收器收集。在一些情况下，发射器-接收器对被放置在电子设备中。因此，发射器-接收器对可经受施加在电子设备上并且传输到发射器-接收器对的外力。在校准了发射器-接收器对并且随后依赖于发射器和接收器之间的空间关系的情况下，其中一个部件(即接收器或发射器)的任何相对移位或移动都会导致发射器-接收器对偏离校准，从而导致发射器-接收器对错误地确定物体的维度信息。因此，电子设备可能无法正常工作。
发明内容
在一个方面，描述了一种便携式电子设备。该便携式电子设备可以包括底壁和侧壁，该侧壁与底壁协作限定腔。侧壁可以包括限定通向腔的开口的边缘。便携式电子设备还可以包括覆盖开口并且包围腔的保护层。保护层可以包括面向底壁的内表面。该便携式电子设备还可以包括视觉子系统，该视觉子系统定位在腔内并且位于保护层和底壁之间，并且可操作以提供保护层外部的物体的深度图。视觉可包括托架组件，该托架组件被布置成承载光学部件，该光学部件协作以提供用于创建深度图的信息。托架组件可包括第一托架，该第一托架被布置成承载光学部件并且将其保持在彼此的固定距离处。托架组件还可以包括第二托架，该第二托架具有与第一托架固定的主体。第二托架可以包括远离主体延伸的突起。该便携式电子设备还可包括固定到内表面的对齐模块。对齐模块可以包括与对应光学部件相关联并且与该光学部件对齐的对齐结构。在一些实施方案中，突起接合底壁，使得托架组件被朝向对齐模块偏置。
在另一方面，描述了一种电子设备。该电子设备可包括限定内部体积的壳体。电子设备还可包括定位在内部体积中的视觉子系统。视觉子系统可以提供壳体外部的物体的物体识别。视觉子系统可以包括相机模块和发光模块。电子设备还可包括保持视觉子系统的托架组件。托架组件可以由壳体支撑，并且不需要附连到壳体。在一些实施方案中，托架组件保持相机模块和发光模块之间的预定距离。
在另一方面，描述了一种电子设备。电子设备可以包括壳体，该壳体包括底壁部件和侧壁部件，该侧壁部件组合底壁以限定内部体积。电子设备还可包括与壳体固定的透明盖。电子设备还可以包括托架组件，该托架组件被设置在内部体积中并且承载视觉系统，该视觉系统包括用于面部识别的操作部件。托架组件可以包括第一托架和固定到第一托架的第二托架。在一些实施方案中，托架组件保持操作部件之间的预定距离。此外，在一些实施方案中，托架组件相对于壳体的移动导致操作部件的对应移动，使得保持预定距离。
在另一方面，描述了一种便携式电子设备。该便携式电子设备可以包括底壁和侧壁，该侧壁与底壁协作限定腔。侧壁可以限定通向腔的开口。便携式电子设备还可以包括覆盖开口并且包围腔的光学透明保护层。便携式电子设备还可以包括视觉子系统，该视觉子系统可操作以提供位于光学透明保护层前面的物体的图像特征。视觉子系统可以包括托架，该托架被布置成在面对光学透明保护层的内表面的第一侧上承载彼此相距固定距离的光学部件。光学部件中的一些可以协作来提供用于生成图像特征的信息。视觉子系统还可以包括偏置元件，该偏置元件(i)接合托架的背离光学透明保护层的内表面的第二侧，并且(ii)接合底壁的内表面。在一些实施方案中，偏置元件将托架远离底壁的内表面并且朝向光学透明保护层的内表面偏置，使得托架在腔内至少相对于底部和侧壁自由移动，同时光学部件之间的固定距离保持不变。
对于本领域的普通技术人员而言，在研究了以下附图和具体实施方式之后，实施方案的其他系统、方法、特征和优点将是显而易见的或者将变得显而易见。希望将所有此类附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书和本发明内容内、包括在这些实施方案的范围内，并且受以下权利要求书保护。
附图说明
通过以下结合附图的具体实施方式，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：
图1示出了根据一些所述实施方案的包括视觉系统和被设计成承载视觉系统的托架组件的系统的实施方案的等轴正视图；
图2示出了图1所示系统的等轴后视图，其示出了托架组件的附加特征；
图3示出了图1和图2所示系统的分解视图，其示出了托架组件、模块和附加特征；
图4示出了根据一些所述实施方案的第一托架的替代实施方案的分解视图，其示出了由若干结构部件形成的第一托架；
图5示出了根据一些所述实施方案的第二托架的替代实施方案的后视图；
图6示出了根据一些所述实施方案的定位在托架组件中的视觉系统的实施方案的平面视图，其示出了保持模块之间的空间关系的托架组件；
图7示出了根据一些所述实施方案的发光模块的实施方案的等轴视图；
图8示出了图7所示的发光模块的侧视图，其还示出了发光模块的附加特征；
图9示出了根据一些所述实施方案的对齐模块的实施方案的等轴视图；
图10示出了图9所示的照明元件的侧视图，其示出了照明元件的附加特征；
图11示出了在组装操作之前定位在托架组件上的对齐模块和定位在托架组件中的视觉系统的侧视图；
图12示出了根据一些所述实施方案的图11所示的对齐模块、视觉系统和托架组件的侧视图，其还示出了对齐模块以及与对齐模块相关的若干模块和部件；
图13示出了根据一些所述实施方案的电子设备的实施方案的平面视图；
图14示出了根据一些所述实施方案的沿图13的线A-A截取的横截面视图，其示出了透明盖的位置、与透明盖固定的掩蔽层和与透明盖固定的数个材料层；
图15示出了沿图13的线B-B截取的横截面视图，其示出了透明盖和定位在掩蔽层的开口中的材料的不同位置；
图16示出了沿图13中的线C-C截取的电子设备的横截面视图，其示出了显示器组件的各个层；
图17示出了图13所示的电子设备的平面视图，其中透明盖和显示器组件被移除；
图18示出了图13所示的透明盖的平面视图，其还示出了与透明盖固定的对齐模块；
图19示出了透明盖和与透明盖固定的对齐模块的横截面视图，其还示出了音频模块、麦克风和照明元件；
图20示出了透明盖和与透明盖固定的对齐模块的替代实施方案的横截面视图，其还示出了被修改成固定到透明盖的音频模块；
图21示出了根据一些所述实施方案部分地示出图13所示的电子设备的横截面视图，其示出了透明盖和壳体之间的组装操作；
图22示出了图21所示的电子设备的横截面视图，其还示出了朝着壳体下降的透明盖；
图23示出了图22所示的电子设备的横截面视图，其中透明盖与壳体固定；
图24示出了根据一些所述实施方案的图21至图23所示的电子设备的替代横截面视图，其示出了电子设备内的一些部件的定位；
图25示出了根据一些所述实施方案的由光源生成的点图案的平面视图；
图26示出了根据一些所述实施方案的使用视觉系统来确定用户的维度信息的电子设备的侧视图；
图27示出了投射到用户上的点图案的平面视图，其示出了点图案的点相对于彼此的各种空间关系；
图28示出了根据一些所述实施方案的电子设备的示意图；
图29示出了根据一些所述实施方案的包括由托架组件保持的视觉系统的电子设备的替代实施方案的平面视图；
图30示出了根据一些所述实施方案的包括由托架组件保持的视觉系统的电子设备的替代实施方案的平面视图；并且
图31示出了根据一些所述实施方案的描述用于组装用于识别物体的视觉系统的方法的流程图。
本领域的技术人员应当明白并且理解，根据惯例，下文讨论的附图的各种特征无需按比例绘制，并且附图的各种特征和元件的尺寸可放大或缩小，从而更清楚地说明本文描述的本发明的实施方案。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，以下描述旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的替代、修改和等同物。
在以下具体实施方式中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。虽然充分详细地描述了这些实施方案以使得本领域的技术人员能够实践所述实施方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的，因而可以使用其他实施方案并且可以做出更改，而不脱离所述实施方案的实质和范围。
以下公开涉及一种包括视觉系统的电子设备，该视觉系统被设计成帮助提供对一个或多个物体的识别。在一些情况下，视觉系统被设计成提供电子设备的用户的面部的面部识别。视觉系统可以包括被设计成捕获可以包括二维图像的图像的相机模块。视觉系统还可以包括被设计成朝向物体发射数个光线的发光模块。光线可以将点图案投射到物体上。此外，发光模块可以发射不可见光频谱的光，诸如红外光(或IR光)。视觉系统还可以包括附加相机模块，该相机模块被设计成接收从物体反射的光线中的至少一些，并且因此接收在光线被物体反射之后的点图案。附加相机模块可以包括滤光器，该滤光器被设计成滤除不在从发光模块发射的光的频谱内的光。作为示例，滤光器可以包括被设计成阻挡IR光频率范围之外的光的IR滤光器。附加相机模块可以向电子设备中的处理器提供点图案(或者点图案的二维图像)。
发光模块被设计成发射光线，使得当物体是扁平的(类似于二维物体)时，投射的点图案类似于其中点以行和列等距隔开的“均匀”点图案。然而，当物体包括三维物体(诸如脸部)时，投射的点图案可以包括“不均匀”点图案，其中一些相邻点之间的间隔距离不同于其他相邻点的间隔距离。与其他结构特征相比较，相邻点之间的间隔距离的变化对应于更靠近发光模块(且具体来讲更靠近电子设备)的物体的一些结构特征。例如，投射到物体的相对较近的结构特征上的相邻点可以分开小于相对较远离的物体的结构特征的距离。处理器可以使用相邻点的相对间隔距离以及物体的二维图像来确定物体的第三附加维度，从而创建物体的三维轮廓。因此，视觉系统可以帮助提供物体的三维表示。
视觉系统可以使用托架组件安装在电子设备中。托架组件可以包括一个或多个托架子组件，其中托架子组件包括一个或多个托架部件。一旦相机模块和发光模块被安装在托架组件中，托架组件就被设计成保持前述模块之间的固定距离。这包括外力施加在电子设备(承载视觉系统和托架组件)上的情况，诸如当电子设备掉落时。当这种情况发生时，模块和托架组件可以相对于电子设备的其他部件移位。然而，托架组件被设计成防止或基本上限制模块相对于彼此的相对移动。当模块被安装并且模块的相对移动被防止或基本上被限制时，模块可以继续精确地提供前述三维物体识别，而无需重新校准。此外，为了提供刚度和刚性以防止弯曲，托架组件可以包括焊接和/或粘合固定在一起的多个托架部件，并且可以包括多个弯曲和倾斜段。
为了便于传统工艺的组装过程，在放置到电子设备的壳体或外壳中之后，托架组件可以不机械地紧固或附连到壳体(虽然可以在由托架组件承载的模块和设置在壳体中的一个或多个部件之间建立电气连接)。为了以期望的方式对齐壳体中的托架组件，电子设备可以包括与透明盖(例如覆盖玻璃)固定的对齐模块。对齐模块可以包括多个开口，每个开口被设计成接收视觉系统的模块。在透明盖与壳体组装的组装操作期间，对齐模块被设计成接合至少一个模块。该接合提供了一种相对于壳体将托架组件调节或移动到壳体中的期望位置(或由壳体限定的内部体积内)的力。调节/移动可以包括(笛卡尔坐标系的)一个或多个维度上的移动。因此，托架组件可以被称为“自对齐托架组件”，这是因为它能够绕壳体移动并且由对齐模块对齐，而无需对托架组件进行任何预固定或预紧固。
为了增强外观，电子设备可以包括被设计成隐藏或至少部分隐藏模块和托架组件的掩蔽层。作为示例，电子设备可以包括透明盖，该透明盖包括各种油墨层。施加到透明盖的一些油墨层包括通常隐藏模块和托架组件的不透明材料，而施加到透明盖的其他层包括与不透明材料的外观(就颜色而言)匹配的外观。然而，这些其他层可以被设计成允许IR光或可见光形式的光通过。这些光可透层可以位于不透明材料的开口中。因此，用于捕获图像的相机模块可以由可允许可见光通过的油墨层覆盖，而发光模块和附加相机模块可以各自由允许IR光通过的油墨层覆盖。
对齐模块可以将对齐模块的开口与被光可透层填充的不透明材料的开口中的一些开口对齐的方式粘合到透明盖。当透明盖与壳体组装时，模块与对齐模块的开口中的一些开口对齐。为了限制或防止托架组件的移动，托架组件可以包括支撑托架组件的柔性弹簧元件。弹簧元件被设计成响应于来自透明盖和壳体的压缩力而挠曲或弯曲。作为响应，弹簧元件可以提供反作用力，该反作用力在朝向透明盖的方向上使托架组件(以及由托架组件承载的模块)偏置，从而增加托架组件和对齐模块之间的接合力。增加的接合力还可将托架组件保持在固定位置中，并且防止托架组件(以及由托架组件承载的模块)的不希望的移动。此外，当托架组件由金属形成时，托架组件可以为模块提供电气接地路径，因为弹簧元件可以接合由壳体限定的内部体积内的电气接地材料。例如，壳体可以包括与弹簧元件接触的金属层。为了进一步帮助电气接地，模块可以通过导电粘合剂粘合到托架组件。
传统的组装工艺可以将托架组件及其部件预紧固到电子设备的外壳中，然后将透明盖附接到外壳。传统的组装工艺还可以包括在箱中分类的托架组件和透明盖，其中箱可以包括落入数个预定范围(大小)之一的托架组件，并且另一箱可以包括落入与给定范围内的托架组件配对的数个尺寸之一的透明盖(具有施加的油墨层)。然而，本文描述的电子设备包括施加到透明盖的油墨层，而不预先确定要与电子设备一起使用的具体托架组件和模块，因为由托架组件承载的模块可以在对齐模块的帮助下与其相应的油墨层正确对齐。
下文将参考图1至图31来论述这些实施方案以及其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。
图1示出了根据一些所述实施方案的包括视觉系统110或视觉子系统以及被设计成承载视觉系统110的托架组件140的系统100的实施方案的等轴正视图。如图所示，视觉系统110可以包括数个操作部件(包括光学部件)，其中每个操作部件提供具体功能。例如，视觉系统110可以包括第一相机模块112、发光模块114和第二相机模块116。第一相机模块112或第一操作部件被设计成捕获物体(未示出)的图像。发光模块114或第二操作部件被设计成在朝向物体的方向上发射多个光线形式的光。因此，发光模块114可以被称为光发射器。在一些情况下，发光模块114发射人眼不可见的光。例如，发光模块114可发射IR光。第二相机模块116或第三操作部件被设计成接收从发光模块114发射的光线中的至少一些，这些光线是在从物体反射的光线之后发射的。因此，第二相机模块116可以被称为光接收器。此外，第二相机模块116可以包括滤波器，该滤波器被设计成滤除从发光模块114发射的光线的频率范围之外的其他类型的光。作为示例，滤光器(位于第二相机模块116内或第二相机模块116的透镜上)可以仅允许从发光模块114发射的IR光进入第二相机模块116。
视觉系统110被设计成有助于物体识别。在这点上，视觉系统110可以使用第一相机模块112来生成物体的二维图像。为了确定物体的各种特征之间的空间关系，从发光模块114发射的光线可以将点图案投射到一个或多个物体上。当从发光模块114生成的光从物体反射时，第二相机模块116捕获反射光以在物体上创建投射的点图案的图像。投射的点图案可用于形成物体的深度图，深度图对应于物体的三维对应物。图像(由第一相机模块112拍摄)和投射到图像上的点图案(由第二相机模块116拍摄)的组合可以用于形成物体的三维轮廓。在这点上，当视觉系统110在电子设备(未示出)中时，视觉系统110可以帮助电子设备提供电子设备的用户的面部的面部识别。这将在下文中进一步论述。
托架组件140可包括耦接到第二托架144的第一托架142。耦接可以包括焊接、粘合、紧固、夹住等。第一托架142和第二托架144可以包括刚性材料，诸如钢或铝。然而，其他材料诸如塑料(包括模制塑料)是可行的。为了视觉系统110提供精确的物体识别，模块之间的空间或距离应该保持恒定，或者至少基本上恒定。换句话说，视觉系统110的模块相对于剩余模块的任何相对移动都应该被防止或基本上被限制。托架组件140被设计成提供容纳模块的刚性系统，并且还防止任何模块相对于剩余模块的相对移动。此外，当视觉系统110和托架组件140位于电子设备中时，施加在电子设备上的外力(诸如电子设备掉落到某结构上)可以导致视觉系统110和托架组件140在电子设备中移动或移位。然而，托架组件140的任何移动可以对应于视觉系统110的每个模块的等量移动，从而防止视觉系统110的模块的相对移动。此外，在一些情况下，托架组件140没有通过紧固件、粘合剂、夹子或其他刚性固定型结构保持或附连到电子设备的壳体。这将在下文中进一步论述。
视觉系统110的每个模块可以包括被设计成将模块电耦合到电路板(未示出)的柔性电路或柔性连接器，以将视觉系统110与位于电路板上定位的一个或多个处理器电路(未示出)电气连通。例如，第一相机模块112、发光模块114和第二相机模块116可以分别包括第一柔性电路122、第二柔性电路124和第三柔性电路126，其中每个柔性电路或柔性连接器从其相应模块延伸出托架组件140。此外，如图所示，第一柔性电路122可与第二柔性电路124重叠，以便以期望的方式对齐柔性电路。
图2示出了图1所示系统100的等轴后视图，其示出了托架组件140的附加特征。如图所示，第二托架144可以包括从第二托架144的表面延伸的弹簧元件，诸如第一弹簧元件146和第二弹簧元件148。当托架组件140位于电子设备(未示出)中时，弹簧元件可以接合电子设备的壳体(或壳体中的一些其他结构特征)，并且支撑托架组件140和模块。此外，弹簧元件可以用作偏置元件，其在远离壳体的方向上使托架组件140偏置。例如，当透明盖(诸如覆盖玻璃)与壳体固定时，透明盖和/或壳体可以在托架组件140上施加压缩力，导致第一弹簧元件146和第二弹簧元件148弯曲或挠曲。然而，第一弹簧元件146和第二弹簧元件148被设计成提供反作用力，该反作用力将托架组件140朝向透明盖并且抵靠对齐模块偏置(稍后讨论)，从而为托架组件140(和视觉系统110)提供固定力。这将在下文进一步示出。此外，在一些情况下，用于切割第二托架144以形成第一弹簧元件146和第二弹簧元件148的切割操作可以仅切割第二托架144的一部分，使得第二托架144在对应于第一弹簧元件146和第二弹簧元件148的位置中不包括通孔或开口。因此，第二托架144在对应于第一弹簧元件146和第二弹簧元件148的位置中为模块保持连续、不间断的支撑层。
为了将模块电耦合到电路板，柔性电路可以包括连接器。例如，第一柔性电路122、第二柔性电路124和第三柔性电路126可以分别包括第一连接器132、第二连接器134和第三连接器136。此外，第二托架144可以在对应于发光模块114(如图1所示)的位置中包括通孔152或开口。这允许散热元件(未示出)穿过通孔152并且热耦合到发光模块114，以便从发光模块114散热并且防止使用期间过热。
图1和图2示出了与由托架组件140承载的视觉系统110完全组装在一起的系统100。换句话说，第一托架142和第二托架144可以组合以接收和固定第一相机模块112、发光模块114和第二相机模块116。在这点上，前述模块可以增强或增加系统100的整体刚性。例如，模块可以占据第一托架142和第二托架144之间的空间或空隙，同时还接合第一托架142和/或第二托架144。因此，模块可以防止托架组件140不希望的扭曲或弯曲。
图3示出了图1和图2所示系统100的分解视图，其示出了托架组件140、模块和附加特征。为了简单起见，从模块中移除柔性电路。虽然第一托架142被设计成与第二托架144组合以将模块保持在固定位置，但是第一托架142可以包括容纳模块的通孔。例如，第一托架142可以包括被设计成接收第一相机模块112的筒体的通孔154。第一托架142还可以包括被设计成接收发光模块114的凸起部分的通孔156。第一托架142可以包括被设计成接收第二相机模块116的筒体的通孔158。因此，前述筒体和凸起部分可以经由相应通孔通过第一托架142而突起。
第一托架142和第二托架144可以通过例如焊接操作固定在一起。例如，第一托架142可以包括凹陷区，该凹陷区限定焊接到第二托架144的对应凹陷区的扁平或平坦部分。如图所示，第二托架144的凹陷区包括数个圆形焊点(未标记)。除了将托架元件焊接在一起，还可以使用粘合剂来进一步固定模块。例如，第一相机模块112可以分别通过粘合元件162和粘合剂164与第一托架142和第二托架144固定。此外，发光模块114可以分别通过粘合元件166和粘合元件168与第一托架142和第二托架144固定。此外，第二相机模块116可以分别通过粘合元件172和粘合元件174与第一托架142和第二托架144固定。在一些实施方案中，至少一些前述粘合剂包括导电粘合剂。以此方式，模块可以与第一托架142和/或第二托架144电耦合。此外，当第一托架142与第二托架144固定时，模块可以通过第一弹簧元件146和/或第二弹簧元件148电接地到电子设备(未示出)。这将在下文中示出。此外，由金属形成的前述托架元件(包括弹簧元件)还可以提供导热路径，该导热路径允许视觉系统110的至少一个模块通过至少一个托架元件散热。
部分由于在本文描述的托架组件被用作被设计成将模块保持在固定位置的刚性部件，托架组件的至少一部分可以被加固以增强整体强度。例如，图4示出了根据一些所述实施方案的托架242的替代实施方案的分解图，其示出了由若干结构部件形成的托架242。托架242可以替代第一托架142(先前所示)，并且可以与本文描述的托架组件一起使用。如图所示，托架242包括多件式组件，该多件式组件包括第一托架部件252、第二托架部件254和第三托架部件256。在这点上，托架242可以被称为托架子组件。
第一托架部件252可以包括被设计成接收诸如第一相机模块112(如图3所示)的模块的第一段262。第一托架部件252还可以包括被设计成接收诸如第二相机模块116(如图3所示)的模块的第二段264。第一托架部件252还可以包括相对于第一段262和第二段264凹陷的第三段266或凹陷段。第三段266可以是凹陷的，以便接收附加的一个或多个部件。这将在下文进一步示出。此外，第三段266可以包括有助于对齐前述部件之一的通孔268或开口。
为了形成第一托架部件252，第一托架部件252可以经历切割和冲压操作。冲压操作可以使第一托架部件252成形，并且为第一托架部件252提供附加结构刚性。例如，冲压操作可以在第一段262和第三段266之间形成第一倾斜段272。第一倾斜段272可以防止第一段262沿着连接第一段262和第三段266的交叉点相对于第三段266弯曲或枢转(沿着Y轴)。此外，冲压操作可以在第二段264和第三段266之间形成第二倾斜段274。第二倾斜段274可以防止第二段264沿着连接第二段264和第三段266的交叉点相对于第三段266弯曲或枢转(沿着Y轴)。以此方式，当防止第一段262和第二段264相对于第三段266旋转移动时，防止模块(诸如图3所示的第一相机模块112和第二相机模块116)相对于彼此相对移动，从而保持视觉系统110(图1所示)处于不变的状态。
第二托架部件254可以(通过焊接、钎焊和/或其他粘合方法)固定到第一托架部件252的内部区。第二托架部件254可以被设计成承载模块，诸如发光模块114(图1所示)。在这点上，第二托架部件254可以被称为模块载体。通过最初形成与第一托架部件252分开的第二托架部件254，然后将第二托架部件254与第一托架部件252固定，在第一托架部件252和第二托架部件254之间形成的一个或多个接头提供了附加稳定性和刚性。一个或多个接头还可相对于第一托架部件252固定第二托架部件254，并且因此可以固定模块并且防止由第二托架部件254承载的模块相对于其他模块相对移动。此外，第三托架部件256可以充当基本上横跨第一托架部件252的维度(诸如沿着X轴的长度)延伸的支撑构件或支撑元件。第三托架部件256可以通过用于将第二托架部件254与第一托架部件252固定的前述任何方式与第一托架部件252固定。沿着第一托架部件252的第一段262、第二段264和第三段266示出了数个圆形焊点(未标记)。第三托架部件256可以防止第一段262和第二段264两者相对于第三段266弯曲或枢转(沿着Y轴)。因此，第三托架部件256可以防止一个或多个模块相对于视觉系统的其他模块(诸如图1所示的视觉系统110)相对移动。此外，如图4所示，第二段264可以包括延伸部276和与延伸部276一起固定的夹具278。夹具278可用于将第二托架(未示出)与托架242固定。
图5示出了根据一些所述实施方案的托架344的替代实施方案的后视图。托架344可以替代第二托架144(先前所示)，并且可以与本文描述的托架组件一起使用。此外，托架344可以结合第一托架142(如图1所示)或托架242(如图4所示)使用。关于图4中的托架242，托架344可以包括被设计成分别与托架242的第一段262和第二段264配对(如图4所示)的第一段362和第二段364。应当注意，在与托架242组合之前，托架344应当围绕Y轴旋转180度(如图4所示)。托架344还可以包括相对于第一段362和第二段364凹陷的第三段366或凹陷段。第三段366可以凹陷，以便接合第三段266(如图4所示)。在这点上，托架242(图4中示出)可以通过例如焊接、紧固、夹住、粘合等在其相应第三段与托架344固定。此外，第三段366可以包括有助于对齐前述部件之一的通孔368或开口。托架344还可以包括被设计成接收诸如发光模块114(如图3所示)的模块的第四段372。为了从发光模块吸取热，第四段372可以包括被设计成接收热耦合到发光模块的散热元件(未示出)的通孔374或开口。
托架344还可以包括第一弹簧元件376和第二弹簧元件378，每个弹簧元件被设计成抵靠结构(诸如外壳或壳体)挠曲，并且提供远离该结构的偏置力。此外，第二段364可以包括被设计成与夹具278(如图4所示)配对的支撑柱382，从而进一步将托架344与托架242(如图4所示)固定在一起，以进一步固定模块。
图6示出了根据一些所述实施方案的定位在托架组件340中的视觉系统310的实施方案的平面视图，其示出了保持模块之间的空间关系的托架组件340。视觉系统310和托架组件340可以包括本文分别针对视觉系统和托架组件描述的任何特征。如图所示，视觉系统310可以包括第一相机模块312、发光模块314和第二相机模块316。当位于托架组件340中时，发光模块314与第二相机模块316以距离320分开。具体来讲，距离320表示发光模块314的中心点324(在放大视图中示出)和第二相机模块316的中心点326之间的距离。托架组件340被设计成将中心点324保持在范围332或公差内，以确保发光模块314的中心点324在距第二相机模块316的中心点326的距离320的可接受范围或公差内。在一些实施方案中，范围332小于1毫米。在一些实施方案中，范围332为约120至200微米。在特定实施方案中，范围332是160微米，或者至少约160微米。应当注意，托架组件340被设计成将第一相机模块312保持在距第二相机模块316预定距离处。通过保持这些距离，托架组件340确保视觉系统310可以准确且可靠地提供关于物体识别的信息。此外，当托架组件340和视觉系统310定位在电子设备(未示出)中时，导致托架组件340移动的施加至电子设备的任何外部负载或力也可以导致视觉系统310的每个模块有相同量的移动，使得模块之间相对于其他模块很少或没有相对移动。
图7示出了根据一些所述实施方案的发光模块414的实施方案的等轴视图。如图所示，发光模块414可以包括由基板418保持的光发射器416。在一些实施方案中，光发射器416发射不可见光谱的光，诸如IR光。此外，光发射器416可以被设计成发射IR激光。然而，在一些实施方案中(图7中未示出)，光发射器416产生不同于IR光的光。发光模块414还可以包括位于光发射器416上的光学结构422。光学结构422可包括折叠成多个部分的透明材料(诸如玻璃)。光学结构422被设计成在光学结构422内使从光发射器416发射的光反射或弯曲，以便为光提供增加的光路。这将在下文中示出。
发光模块414还可包括光学元件424，该光学元件以使得由光学结构422接收和反射的光穿过光学元件424的方式定位在光学结构422上。可以通过粘合剂426将光学元件424与光学结构422固定在一起。在一些实施方案中，光学元件424是衍射光学元件。以此方式，从光学结构422接收的光(其可以包括一维光束)可以被分成二维光阵列或光图案，以创建光的点图案。光阵列然后可以离开光学元件424。这将在下文中示出。
此外，在一些情况下，由光发射器416发射的光可以包括相对较高的强度。然而，在以点图案离开光学元件424之后，强度可以被充分减少，且因此，来自发光模块414的光对于人类使用是安全的。为了说明光学元件424从光学结构422移除的情况，发光模块414还可包括与光学元件424固定的柔性电路428。柔性电路428还可以与基板418固定，并且可以电耦合到光发射器416。柔性电路428可以使用光学元件424作为“板”，并且通过向柔性电路428的板(未示出)供应电荷来与光学元件424形成平行板电容器。以此方式，当光学元件424从光学结构422移除(或者不再位于离开光学结构422的光上)时，柔性电路428检测电容的变化，并且提供用于关停光发射器416并且防止光发射器416发光的输入。因此，柔性电路428充当安全机构，以防止高强度光离开光学结构422而不穿过光学元件424。
图8示出了图7所示的发光模块414的侧视图，其还示出了发光模块414的附加特征。为了例示的目的，移除了柔性电路428。此外，示出了基板418的部分截面视图，以便观察光发射器416和热耦合到光发射器416的散热元件432。散热元件432被设计成在使用期间从光发射器416吸热。如图所示，光发射器416生成穿过光学结构422的光束(如虚线434所示)。光学结构422导致光束反射几次(在光学结构422内)，使得光路增加到期望的光学“长度”。光束离开光学结构422并且进入光学元件424，其中光束被分成多个光线(由多个虚线436表示)。光学元件424被设计成投射期望的点图案。在一些实施方案中，投射的点图案包括点阵列，其中相邻的点彼此等距隔开。这将在下文中示出。
当托架组件和由托架组件承载的视觉系统被放置在电子设备中时，托架组件可以不直接固定到电子设备的结构部件(诸如外壳或壳体)。然而，电子设备被设计成以精确的方式对齐托架组件，并且对应地对齐视觉系统。图9示出了根据一些所述实施方案的对齐模块508的实施方案的等轴视图。对齐模块508可以(作为示例，通过粘合剂)紧固到电子设备的透明盖，其中透明盖为电子设备的显示器组件提供保护盖。以此方式，虽然透明盖下降到壳体上，但是对齐模块508被设计成接合视觉系统，导致视觉系统和托架组件两者移动或移位(相对于壳体)到电子设备中的期望位置。这将在下文中示出和描述。
如图所示，对齐模块508可以包括第一段512，该第一段包括限定通孔的开口514。开口514被设计成接收视觉系统的模块诸如第一相机模块112(图1所示)的至少一部分。具体地讲，开口514可以包括接收模块的筒体的大小和形状。对齐模块508还可以包括第二段522，该第二段包括限定通孔的开口524。开口524被设计成接收视觉系统的模块诸如第二相机模块116(图1所示)的至少一部分。具体地讲，开口524可以包括接收模块的筒体的大小和形状。第一段512和第二段522中的开口514和开口524分别可以为对齐模块508提供对齐结构。
虽然对齐模块508的前述开口被设计成接收模块的至少一部分，但是开口可以包括有助于对齐模块508将模块移动到电子设备中的期望位置的不同配置。例如，第一段512可以包括延伸部分516，该延伸部分包括轮廓区518，该轮廓区限定了开口514从对齐模块508的第一端部(诸如底端)到第二端部(诸如顶端)的减小的直径。此外，延伸部分516可以缠绕开口514的大部分。以此方式，当模块(或模块的筒体)延伸通过第一段512时，具有围绕开口514的大部分的轮廓区518的延伸部分516提供相对高的精度和最小的公差、与模块对齐。以此方式，由于模块在承载剩余模块并且防止模块相对移动的托架组件中协调移动，剩余模块还可以相对高精度地对齐。对齐模块508的第二段522可以包括延伸部分526，该延伸部分形成大致半圆形设计，使得第二段522中的开口524的直径保持大致恒定。换句话说，第二段522不包括轮廓区。当模块(或模块的筒体)延伸通过开口524时，第二段522可用于向模块提供角度对齐。由第二段522提供的角度对齐可以补充第一段512的高精度对齐，从而提供电子设备内模块的精确和受控对齐。
除了向视觉系统的模块提供对齐之外，对齐模块508可以用于安置和对齐附加部件。例如，包括对齐模块508的电子设备(未示出)还可包括音频模块532，该音频模块被设计成以可听声音的形式发射声能。音频模块532可以包括鼻部536。对齐模块508可以包括接收鼻部536的开口534。为了防止液体在开口534处进入，密封元件538可以定位在开口534中并与鼻部536接合。密封元件538可以包括耐液体且柔顺的材料，诸如液体硅橡胶。
包括对齐模块508的电子设备还可以包括被设计成接收声能的麦克风542。为了提供声音路径，对齐模块508可以包括开口544。如图所示，开口544可以包括对角通孔开口。此外，包括对齐模块508的电子设备还可包括传感器546。在一些实施方案中，传感器546包括被设计成检测入射到电子设备上的光强度量的环境光传感器。传感器546可以向电子设备提供输入，该输入用于控制电子设备内的视觉系统使用的附加光源。下文将对此进行论述。为了容纳传感器546，对齐模块508可包括被设计来固定传感器546的轨道540。此外，包括对齐模块508的电子设备还可包括传感器548。在一些实施方案中，传感器548包括接近传感器，该接近传感器确定用户是否大约在距传感器548的预定距离内。传感器548可用于向电子设备的处理器(图10中未示出)提供输入，该处理器用于例如控制电子设备的显示器组件(图10中未示出)。作为示例，由传感器548提供的输入可以对应于确定用户在电子设备(图10中未示出)的预定距离内，该输入被用于确定显示器组件是导通还是断开。
在某些情况下，视觉系统可能需要附加照明来提供可靠的物体识别。因此，包括对齐模块508的电子设备还可包括照明元件556。对齐模块508可以包括被设计成接收照明元件556的开口544。在一些实施方案中，照明元件556是被设计成在弱光条件下照亮的泛光灯。传感器546可以确定入射到电子设备或电子设备的部件(诸如透明保护层)上的外部光强度何时构成弱光条件或相对弱的外部光条件。此外，在一些情况下，对齐模块508由模制操作形成，诸如注塑操作。在这点上，可模制塑料材料可用于形成对齐模块508。因此，与全金属对齐模块相比，对齐模块508可以包括总体上相对较低的强度。然而，对齐模块508可以包括增加对齐模块508的强度和刚度的多个轨道。例如，对齐模块508可包括第一轨道558和第二轨道562。第一轨道558和第二轨道562可以包括金属。此外，在对齐模块508的模制操作期间，第一轨道558和第二轨道562可以插入模制腔(未示出)中。因此，第一轨道558和第二轨道562可以被称为插入模制元件。此外，第一轨道558和第二轨道562可以限定或至少部分限定开口544。
此外，在一些情况下，对齐模块508可以包括阻挡特定光谱内的光的可模制材料。例如，在一些实施方案中，对齐模块508包括阻挡或屏蔽一些部件免受IR光影响的材料。例如，对齐模块508可以包括阻挡波长约为900微米或更高的IR光的IR阻挡材料。以此方式，麦克风542可以被屏蔽掉由IR光产生的“噪声”。
图10示出了图9所示的照明元件556的侧视图，其示出了照明元件556的附加特征。照明元件556可以包括光发射器566和多普勒模块568。光发射器566可以包括不可见光，诸如IR光。多普勒模块568被设计成检测运动。在这点上，多普勒模块568可以帮助确定是否启动光发射器566。
图11示出了在组装操作之前定位在托架组件640上的对齐模块608和定位在托架组件640中的视觉系统610的侧视图。对齐模块608、视觉系统610和托架组件640可以包括本文分别针对对齐模块、视觉系统和托架组件描述的任何特征。如图所示，托架组件640包括被设计成分别与对齐模块608的第一段612、第二段614和第三段616相互作用的第一段662、第二段664和第三段666。此外，托架组件640被设计成承载第一相机模块672、发光模块674和第二相机模块676。
对齐模块608可以对齐和/或承载数个部件，诸如音频模块632、麦克风642、传感器646(位于音频模块632后面)和照明元件656。对齐模块608还可以对齐和/或承载接近传感器(图11中未示出)。对齐模块608可以被设计成将上述部件至少部分地定位在第三段666(或凹陷段)中。此外，音频模块632、麦克风642、传感器646和照明元件656可以电耦合到柔性电路660，该柔性电路可以电耦合到处理器(图11中未示出)。对齐模块608的第一段612还可包括被设计成接收第一相机模块672的筒体682的开口618。第一段612还可以包括延伸部分620，该延伸部分具有轮廓区622(类似于图9所示的轮廓区518)，该轮廓区限定了从对齐模块608的第一端部(诸如底端)到第二端部(诸如顶端)的第一段612的开口618的减小的直径，其中延伸部分620缠绕在开口618的大部分周围。第二段614可以包括被设计成接收第二相机模块676的筒体686的开口624。对齐模块608的第二段614可以包括延伸部分626(类似于图9所示的延伸部分526)，该延伸部分形成大致半圆形设计，使得第二段614中的开口624的直径保持大致恒定。
在电子设备(图11中未示出)的组装操作期间，与透明盖(图11中未示出)固定的对齐模块608朝着视觉系统610和托架组件640下降。虽然透明盖下降，但是作为示例，对齐模块608可以接触第一相机模块672的筒体682，并且向第一相机模块672施加导致托架组件640连同视觉系统610的部件一起移位到电子设备中的期望位置的力。这将在下文进一步示出。
图12示出了根据一些所述实施方案的图11所示的对齐模块608、视觉系统610和托架组件640的侧视图，其还示出了对齐模块608以及与对齐模块608相关的数个模块和部件。如图所示，对齐模块608被定位在托架组件640上方并且被定位到托架组件640上。此外，与第二段614的开口624相对于第二相机模块676的筒体686(在图11中标记)的贴合性相比，对齐模块608的第一段612的开口618可以更接近地符合第一相机模块672的筒体682的大小和形状(在图11中标记)。在这点上，对齐模块608可以通过使用第一段612的开口618来提供视觉系统610的“精细”或精确定位。此外，对齐模块608可以通过使用第二段614的开口624来提供视觉系统610的角度定位。此外，虽然发光模块674通常不与对齐模块608整合，但是发光模块674仍然可以基于对齐模块608使托架组件640移位而被适当地对齐，这对应于发光模块674的移位和对齐。此外，对齐模块608包括用于固定和对齐传感器646的轨道688。如图所示，传感器646可以位于对齐模块608的一部分和轨道688之间。
图13示出了根据一些所述实施方案的电子设备700的实施方案的平面视图。在一些实施方案中，电子设备700是平板计算设备。在其他实施方案中，电子设备700是可穿戴电子设备。在图13所示的实施方案中，电子设备700是通常称为智能电话的便携式电子设备。电子设备700可以包括壳体702，该壳体包括底壁部件(未示出)和数个侧壁部件，诸如第一侧壁部件704、第二侧壁部件706、第三侧壁部件708和第四侧壁部件710。侧壁部件可以与底壁组合以限定内部体积或腔，以保持电子设备700的内部部件。在一些实施方案中，底壁包括非金属，诸如玻璃、塑料或其他透明材料。此外，在一些实施方案中，第一侧壁部件704、第二侧壁部件706、第三侧壁部件708和第四侧壁部件710包括金属，诸如钢(包括不锈钢)、铝或包括铝和/或钢的合金。此外，每个前述侧壁部件可以通过包括非金属的填充物材料彼此分开和隔离，使得侧壁部件彼此电气隔离。例如，壳体702可以包括第一填充物材料720，该第一填充物材料将第一侧壁部件704与第二侧壁部件706和第四侧壁部件710分开。壳体702还可以包括第二填充物材料721，该第二填充物材料将第三侧壁部件708与第二侧壁部件706和第四侧壁部件710分开。第一填充物材料720和第二填充物材料721可以包括模制塑料和/或模制树脂。在一些情况下，第一填充物材料720和第二填充物材料721中的至少一者包括天线部件(图13中未示出)。
电子设备700还可以包括固定在壳体702且具体来讲壳体702的上述侧壁部件上的透明盖712。在这点上，第一侧壁部件704、第二侧壁部件706、第三侧壁部件708和第四侧壁部件710可以提供限定接收透明盖712的开口的边缘区。透明盖712可以包括诸如玻璃或蓝宝石的材料，或者另一种合适的透明材料。当由玻璃形成时，透明盖712可以被称为覆盖玻璃。此外，透明盖712还可以包括通孔714或开口。通孔714在放大视图中被标记。电子设备700还可以包括与通孔714对齐的音频模块(例如，图9所示的音频模块532)，以便允许从音频模块生成的声能经由通孔714离开电子设备700。电子设备700还可以包括由透明盖712覆盖或遮盖的显示器组件716(示出为虚线)。因此，透明盖712可以被称为保护层。显示器组件716可以包括多个层，其中每个层提供一个或多个具体功能。这将在下文进一步示出。电子设备700还可以包括显示器盖718，该显示器盖被透明盖712覆盖，并且限定了显示器组件716周围的边界。具体地讲，显示器盖718可以基本上覆盖显示器组件716的外边缘。电子设备700可包括控制输入。例如，电子设备700可以包括第一按钮722和第二按钮724，每个按钮被设计成允许用户输入来控制显示器组件716。第一按钮722和/或第二按钮724可用于致动开关(图13中未示出)，从而生成对处理器(图13中未示出)的输入。
如图所示，透明盖712可以包括由壳体702的侧壁部件限定的直线设计。然而，在一些情况下，如图13所示，显示器组件716(及其相关联层中的至少一些)可以包括形成在显示器组件716中的凹口726。凹口726也被标记在放大视图中。凹口726可以表示显示器组件716的减小的表面积(与透明盖712的表面积相比)。电子设备可以包括在与凹口726对应的位置处施加到透明盖712的下侧或底表面的掩蔽层728。掩蔽层728可以包括提供外观(就颜色而言)的一种或多种油墨材料，该外观基本上类似于显示器组件716的外观(当显示器组件716关断时)。例如，掩蔽层728和显示器组件716两者可以包括类似黑色的暗淡外观。此外，在一些情况下，显示器盖718可以包括与掩蔽层728和显示器组件716(当显示器组件716关断时)相似的外观(就颜色而言)。
通常，掩蔽层728包括阻挡光通过的不透明材料，因此，可能使进入电子设备700的视觉模糊。然而，掩蔽层728可以包括表示掩蔽层728中的空隙的数个开口。例如，如放大视图所示，掩蔽层728可包括第一开口732和第二开口734。当电子设备700包括视觉系统(诸如图11所示的视觉系统610)时，第一相机模块(诸如图11所示的第一相机模块672)和发光模块(诸如图11所示的发光模块674)可以分别与第一开口732和第二开口734对齐。掩蔽层728还可包括第三开口736和第四开口738。视觉系统(诸如图11所示的视觉系统610)可以包括分别与第三开口736和第四开口738对齐的第二相机模块(诸如图11所示的第二相机模块676)和照明元件(诸如图11所示的照明元件656)。掩蔽层728还可包括第五开口742。当电子设备700包括传感器(诸如图11所示的传感器646)时，传感器可以与第五开口742对齐。此外，为了提供一致性，通孔714(在x-y平面中)的大小和形状可以与第五开口742的大小和形状相同或至少基本上相似。虽然掩蔽层728被示为具有数个开口，但是每个开口可以填充有提供至少一定掩蔽和/或一定外观一致性(就颜色而言)的材料。在这点上，开口可能不容易被用户看到，从而隐藏了视觉系统的传感器和模块，并且得以在外观上至少部分保持电子设备700的整体一致性。此外，如放大视图所示，第一开口732、第二开口734、第三开口736和第四开口738可以掩蔽层728在X和Y维度上居中。此外，通孔714和第五开口742可以相对于掩蔽层728在X维度和Y维度上居中。
然而，用于覆盖掩蔽层728的开口的材料可以不同。例如，图14示出了根据一些所述实施方案的沿图13的线A-A截取的横截面视图，其示出了透明盖712的位置、与透明盖712固定的掩蔽层728和与透明盖712固定的数个材料层。如图所示，掩蔽层728的开口可以被填充。例如，第一开口732、第二开口734、第三开口736和第四开口738可以分别包括第一材料752、第二材料754、第三材料756和第四材料758。在一些实施方案中，第一材料752、第二材料754、第三材料756和第四材料758包括允许IR光通过同时阻挡其他形式的光(光的IR频率范围之外)的油墨材料。这允许视觉系统的模块(未示出)通过上述材料和透明盖712发射IR光，同时也允许反射的IR光通过透明盖712和上述材料进入，使得IR光被一些模块(诸如图11所示的第二相机模块676)接收。通常，用于填充开口的材料可以包括允许与视觉系统的模块发射的光相关联的光通过，同时阻挡不落入预定频率范围内的其他类型的光的任何材料。此外，在一些实施方案中，开口围绕通孔714对称移位。例如，第一开口732以与第四开口738和通孔714之间的距离相同的距离从通孔714移位。此外，第二开口734可以与第三开口736和通孔714之间的距离相同的距离从通孔714移位。
图15示出了沿图13的线B-B截取的横截面视图，其示出了透明盖712和定位在掩蔽层728的开口中的材料的不同位置。如图所示，第五开口742可以由第五材料760填充。在一些实施方案中，第五材料760包括允许可见光通过同时阻挡其他形式的光的材料。这允许传感器(诸如图11所示的传感器646)通过第五材料760和透明盖712接收可见光。再次参考图14，第一材料752、第二材料754、第三材料756、第四材料758和第五材料760(在图15中示出)不仅可以提供光通过的特定功能，还可以提供至少部分类似于掩蔽层728的外观的外观(在颜色方面)。以此方式，填充开口的材料通常可以在外观方面与掩蔽层728混合，使得开口不太明显。
图16示出了沿图13中的线C-C截取的电子设备700的横截面视图，其示出了显示器组件716的各个层。为了例示和简单的目的，移除了数个部件(诸如电路板、电池、后相机、柔性电路)。如图所示，透明盖712可以通过框架730与侧壁部件(示出了第二侧壁部件706和第四侧壁部件710)固定，框架通过可包括压敏粘合剂的粘合剂(未示出)与透明盖712和侧壁部件两者粘合固定。显示器组件716可以包括触摸输入层772，该触摸输入层被设计成通过对透明盖712的触摸输入来形成电容耦合。如图所示，显示器组件716还可包括显示层774，该显示层被设计成以文本信息、静态图像、和/或视频信息的形式呈现视觉信息。触摸输入层772的输入可以生成控制输入，以控制显示层774上呈现的内容。显示器组件716还可包括力触摸层776，该力触摸层被设计成确定施加到透明盖712的力的大小。当施加到透明盖712的力等于或超过如由力触摸层776确定的预定大小的力时，可以生成控制输入。
图17示出了图13所示的电子设备700的平面视图，其中透明盖和显示器组件被移除。如图所示，电子设备700包括承载定位在壳体702中的视觉系统810的托架组件840。托架组件840和视觉系统810可以包括本文分别针对托架组件和视觉系统描述的任何特征。如图所示，视觉系统810包括第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816。第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816可以包括本文分别针对第一相机模块、发光模块和第二相机模块描述的任何特征。托架组件840不仅被设计成承载和保护前述模块，还被设计成保持模块之间的预定距离或间隔，并且限制或防止模块相对于其他模块的相对移动。
电子设备700还可以包括电路板820，该电路板包括一个或多个处理器电路(未示出)，诸如提供电子设备700的主要处理功能的集成电路。每个模块可以包括电耦合到电路板820的柔性电路。例如，第一相机模块812包括用于将第一相机模块812电耦合到电路板820的第一柔性电路822，发光模块814可以包括用于将发光模块814电耦合到电路板820的第二柔性电路824，并且第二相机模块816可以包括用于将第二相机模块816电耦合到电路板820的第三柔性电路826。除了电路板820和模块的前述柔性电路之间的电气和机械连接之外，托架组件840和壳体702(或壳体702中的其他结构特征)之间不存在机械连接。因此，在最终组装之前，托架组件840被允许在壳体702中“漫游”或“浮动”(即，移动)。然而，当透明盖712(在图13中示出)与壳体702固定时，托架组件840可以在壳体702中对齐，并且通常被限制移动。下文将对此进行进一步示出和讨论。此外，壳体702可以包括底壁740或背壁。底壁740可以与侧壁部件一体形成以限定一体结构，或者可以包括在组装操作期间耦接在一起的一个或多个单独的结构材料。此外，底壁740可以包括开口741，该开口允许附加相机模块(图17中未示出)捕获图像。附加相机模块可以被设计成在与第一相机模块812相反的方向上捕获图像。
图18示出了图13所示的透明盖712的平面视图，其还示出了与透明盖712固定的对齐模块808。对齐模块808(如虚线所示)通过例如粘合剂与透明盖712的下侧(也称为后表面或背侧)固定。此外，对齐模块808可包括本文针对对齐模块所述的任何特征。对齐模块808可以与透明盖712固定，并且可以提供视觉系统810的期望对齐(如图17所示)。例如，当透明盖712与壳体702(如图17所示)组装时，对齐模块808可以将第一相机模块812和发光模块814(均如图17所示)分别与掩蔽层728的第一开口732和第二开口734对齐。此外，当透明盖712与壳体702(如图17所示)固定时，对齐模块808可以将第二相机模块816(如图17所示)与掩蔽层728的第三开口736对齐。为了简单起见，填充开口的材料(如图14和图15所示)在图18中没有标记。虽然未示出，但是可以使用对齐模块808来对齐附加部件。例如，对齐模块808可以将照明元件(诸如图9所示的照明元件556)与第四开口738对齐。对齐模块808还可将音频模块和麦克风(诸如图9所示的音频模块532和麦克风542)与透明盖712的通孔714对齐。对齐模块808还可将传感器(诸如图9所示的传感器546)与第五开口742对齐。
虽然托架组件840被设计成承载视觉系统810(两者都在图17中示出)，但是对齐模块808也被设计成承载部件(除了向部件提供对齐之外)。例如，图19示出了透明盖712和与透明盖712固定的对齐模块808的横截面视图，其还示出了音频模块832、麦克风834和照明元件836。音频模块832、麦克风834和照明元件836可包括本文分别针对音频模块、麦克风、和照明元件所述的任何特征。虽然未示出，但是传感器可以前述方式由对齐模块808承载。为了隐藏音频模块832和麦克风834不被看见，声学网850可以(例如通过粘合剂)固定到透明盖712并且覆盖通孔714，从而覆盖音频模块832和麦克风834。声学网850可以包括允许声能穿过声学网850的材料。如图所示，对齐模块808可以将音频模块832和麦克风834与通孔714对齐，以允许音频模块832和麦克风834访问周围环境。
在一些情况下，对齐模块808可以被修改以提供附加表面积。例如，如放大视图所示，对齐模块808可以包括肋部862，该肋部被设计成接收将对齐模块808与透明盖712固定的粘合剂872。如图所示，声学网850位于对齐模块808和透明盖712之间。然而，在一些实施方案(未示出)中，声学网850未被定位在对齐模块808和透明盖712之间。肋部862可以为对齐模块808提供附加表面积，从而为粘合剂872提供附加空间。这可以防止粘合剂872流入音频模块832并且以不期望的方式改变音频模块832发射的声能。虽然没有标记，但是对齐模块808可以包括以类似于肋部862的方式设计的附加肋部。在一些实施方案中，音频模块832包括靠近肋部862的凹陷区864或槽。以此方式，如果粘合剂872延伸超过肋部862，则粘合剂872可以被捕获或截留在凹陷区864中，并且粘合剂872保持在音频模块832之外。
图20示出了透明盖762和与透明盖762固定的对齐模块858的替代实施方案的横截面视图，其还示出了被修改成固定到透明盖762的音频模块882。透明盖762、对齐模块858和音频模块882可以包括先前分别针对透明盖、对齐模块和音频模块描述的任何特征。如图所示，音频模块882可以延伸(与图19所示的音频模块832相比)，并且可以包括肋部，诸如用于接收粘合剂888的第一肋部884和第二肋部886。音频模块882可以通过第一肋部884和第二肋部886粘合固定到透明盖762，而不是修改对齐模块858。此外，音频模块882可以被修改为承载麦克风892，使得音频模块882和麦克风892两者可以经由透明盖762的通孔764访问周围环境。
图21至图23示出了电子设备700的组装操作。为了以期望的方式正确地对齐视觉系统810，托架组件840被放置在壳体702中，并且不附连到壳体702。换句话说，托架组件840(最初)相对于壳体702自由移动。在组装操作期间，对齐模块808可以接合视觉系统810的模块之一，这又提供视觉系统810和托架组件840的横向移动力，以便将视觉系统810与掩蔽层728中的开口对齐。一旦组装操作完成，托架组件840可以通过来自对齐模块808和壳体702的接合力而固定定位在壳体702中，但是不通过紧固件、夹子、螺钉、粘合剂等以另外方式附连到壳体702。
图21示出了根据一些所述实施方案部分的示出图13所示的电子设备700的横截面视图，其示出了透明盖712和壳体702之间的组装操作。电子设备700可以包括电路870，该电路电耦合且机械耦合到音频模块832、麦克风834、照明元件836和传感器(图21中未示出)。电路870可以包括电气连接和机械连接到电路板(诸如图17所示的电路板820)的柔性电路，从而将音频模块832、麦克风834、照明元件836和传感器与电路板连通。此外，对齐模块808与透明盖712粘合固定。对齐模块808与透明盖712对齐，使得当音频模块832位于对齐模块808的开口(未标记)中时，音频模块832与透明盖712的通孔714对齐。此外，麦克风834可以与对齐模块808的对角开口(未标记)对齐，并且至少部分地与通孔714对齐。此外，照明元件836可以定位在对齐模块808的开口(未标记)中，并且具体地讲，照明元件836可以与掩蔽层728的开口对齐。这将在下文中进一步论述。此外，照明元件836可以包括散热结构838，该散热结构被设计成在使用照明元件836期间从照明元件836吸取热量，从而提供散热器以防止照明元件836过热。散热结构838可以与电路870耦接。
托架组件840可以包括第一托架842以及与第一托架842固定的第二托架844，以保持视觉系统810的第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816。虽然没有标记，但是第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816可以各自包括柔性电路。此外，虽然没有标记，但是第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816可以各自包括将模块固定到托架组件840的粘合剂。粘合剂可以包括将模块电耦合到托架组件840的导电粘合剂。第一托架842可以包括类似于托架242(如图4所示)的多件式组件。在这点上，第一托架842可包括第一托架部件852和与第一托架部件852固定的第二托架部件854。第二托架部件854可以被称为保持发光模块814的模块载体。作为示例，第一托架部件852可以通过焊接附接到第二托架844和第二托架部件854，从而将托架和部件电耦合。将托架和部件电耦合的其他附接方法也是可行的。第二托架844可以包括用于支撑托架组件840和视觉系统810的第一弹簧元件846和第二弹簧元件848。
底壁740可包括透明材料，诸如玻璃等等。在这点上，底壁740可以包括不同于图13所示侧壁部件的材料。然而，在一些实施方案中(未示出)，底壁740由金属形成，并且侧壁部件(也由金属形成)由底壁740一体形成。虽然未示出，但是底壁740可以包括横跨底壁740的主表面提供不透明材料的掩蔽件。此外，第一弹簧元件846和第二弹簧元件848可以接合被设置在底壁740上的金属层860。因此，金属层860可以通过粘合剂和托架组件840的各种结构特征包括前述弹簧元件，为第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816提供电气接地。在一些情况下，金属层860电耦合到侧壁部件(图13所示)。
如图21所示，第二托架844可以包括开口，该开口允许散热元件876通过与发光模块814直接接触或者通过块(未标记)与发光模块814热耦合。散热元件876可以包括热耦合到金属层860的轧制石墨层。因此，金属层860可以提供电气和热耗散。关于后者，金属层860可以被称为散热器或热调节器。
图22示出了图21所示的电子设备700的横截面视图，其还示出了朝着壳体702下降的透明盖712。如步骤1所示，透明盖712在朝向壳体702的方向上移动，以便将透明盖712固定到壳体702。随着透明盖712下降，对齐模块808可以接合视觉系统810的模块(在图21中标记)。例如，如图22所示，对齐模块808接合第一相机模块812。如步骤2所示，由对齐模块808提供给第一相机模块812的力(通过透明盖712朝向壳体702移动)导致第一相机模块812在X方向上移位，这又导致托架组件840和剩余模块沿着X轴移位(在“负”方向上)。模块的移位或移动导致模块以期望的方式在电子设备700中对齐。这将在下文中示出。以此方式，第一相机模块812可以被称为对齐模块808用来使模块对齐的对齐特征。然而，在一些实施方案中(图22中未示出)，对齐模块808接合托架组件840的不同模块。此外，应当注意，尽管模块移动或移位，托架组件840保持i)第一相机模块812和第二相机模块816，ii)发光模块814和第二相机模块816，以及iii)第一相机模块812和发光模块814之间的间距。
虽然步骤2示出了托架组件840和模块在特定方向上移位，但是托架组件840和模块可以基于托架组件840和电子设备700中的模块的原始位置而在不同的方向上移位。例如，当对齐模块808接合第一相机模块812的不同位置(与图22所示的位置相反)时，托架组件840和模块可以在相反方向移位，以便对齐电子设备700中的模块。此外，虽然未示出，但是对齐模块808和第一相机模块812之间的接合可以提供力，该力导致托架组件840和模块在垂直于X-Z平面的方向上移动，诸如进出页面的“Y方向”。对齐模块808和第一相机模块812之间的接合可以提供力，该力导致托架组件840和模块在两个方向上移动，诸如沿着X轴以及垂直于X-Z平面的方向。因此，为了正确对齐模块，对齐模块808可以提供在两个不同维度上移动模块的力。
图23示出了图22所示的电子设备700的横截面视图，其中透明盖712与壳体702固定。在对齐模块808导致视觉系统810和托架组件840移位之后，视觉系统810与电子设备700对齐。此外，如放大视图所示，当视觉系统810在电子设备700中对齐时，第一相机模块812与设置在掩蔽层728的第一开口732中的第一材料752对齐。术语“对齐”是指第一材料752位于第一相机模块812上，使得掩蔽层728不会阻挡第一相机模块812的视线。此外，发光模块814与设置在掩蔽层728的第二开口734中的第二材料754对齐，并且第二相机模块816与设置在掩蔽层728的第三开口736中的第三材料756对齐。此外，当位于对齐模块808中时，照明元件836与设置在掩蔽层728的第四开口738中的第四材料758对齐。
此外，第一弹簧元件846和第二弹簧元件848可以响应于来自透明盖712和壳体702的压缩力而挠曲。然而，第一弹簧元件846和第二弹簧元件848可以在箭头890的方向上提供偏置力或反作用力。偏置力可以增加托架组件840和对齐模块808之间的接合力。因此，托架组件840可以被保持在适当的位置，而不需要将托架组件840永久紧固到壳体702或透明盖712的任何直接夹具或紧固件。以此方式，视觉系统810与壳体702机械隔离，因为视觉系统810的部件由托架组件840悬挂(其未附连到壳体702)，使得视觉系统810的部件不与壳体702接触。视觉系统810相对于壳体702的机械隔离允许视觉系统810的部件根据托架组件840的任何移动而自由移动，而没有来自壳体702的阻碍或者视觉系统810和壳体702之间的任何附连或接合。虽然施加在电子设备700上的外力或负载力可以导致托架组件840相对于壳体702移动，但是托架组件840可以保持第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816之间的恒定间隔。这确保视觉系统810的部件彼此之间保持固定和预定距离，并且可能不需要重新校准设置。因此，托架组件840的任何移动可以对应于第一相机模块812、发光模块814和第二相机模块816的等量移动，使得模块之间没有相对移动。此外，部分由于视觉系统810的机械隔离，导致壳体702弯曲、翘曲或以其他方式改变的施加至壳体702的力可以导致第一弹簧元件846和/或第二弹簧元件848的进一步压缩，而不会i)影响视觉系统810的部件之间的固定距离，以及ii)导致视觉系统810的部件和壳体702之间的机械接触。
此外，掩蔽层728的开口以及开口中的材料又可以与通孔714分开相等的距离，因此，开口中的一些开口对称地位于通孔714周围。例如，第一开口732的中心点位于距通孔714的中心点第一距离902处，并且第四开口738的中心点位于距通孔714的中心点第二距离904处。第一距离902可与第二距离904相同或至少基本上相似。此外，第二开口734的中心点位于距通孔714的中心点第三距离906处，并且第三开口736的中心点位于距通孔714的中心点第四距离908处。第三距离906可与第四距离908相同或基本上相似。这些对称关系可以增强电子设备700的整体外观。此外，当组装操作完成时，散热结构838和散热元件876分别耦接到第一托架部件852和金属层860。这使得照明元件836和发光模块814与第一托架部件852和金属层860热接触。
图24示出了根据一些所述实施方案的图21至图23所示的电子设备700的替代横截面视图，其示出了电子设备700内的一些部件的定位。如图所示，第一托架部件852(与图21中的第一托架842相关联)和第二托架844可以在Y方向上延伸超过透明盖712，并且可以至少部分地被第一侧壁部件704覆盖(也在图13中示出)。在一些情况下，第一侧壁部件704不仅提供保护结构，而且形成天线组件的一部分，该天线组件被设计为发送和接收射频(“RF”)能量形式的RF通信的收发器。此外，天线组件的天线部件(图24中未示出)可以靠近第一托架部件852和/或第二托架844。在这点上，部分由于第一托架部件852和/或第二托架844由金属形成，托架组件840可以电耦合到天线组件并且潜在地影响天线组件的性能。然而，托架组件840可以先前描述的方式接地到金属层860(见图21)，并且因此可以为天线部件提供参考接地。因此，托架组件840可以补充天线组件的使用，以便不妨碍天线组件。
第一相机模块812可以通过粘合剂层912与第一托架部件852固定。在一些情况下，粘合剂层912可以包括导电粘合剂，从而将第一相机模块812与第一托架部件852电耦合。因此，由于托架组件840电耦合到金属层860，第一相机模块812可以电耦合到金属层860，使得第一相机模块812可以电气接地。此外，第一相机模块812可以电耦合和机械耦合到第一柔性电路822，该第一柔性电路进一步电耦合和机械耦合到电路板820(如图17所示)。第一柔性电路822可通过粘合剂层914与第二托架844固定。此外，第一柔性电路822可以穿过第二托架844和第三托架部件856之间的开口。第三托架部件856可包括先前针对第三托架部件256(图4中示出)所述的任何特征。因此，第三托架部件856可以充当基本上横跨第一托架部件852的维度(诸如长度)延伸的支撑构件或支撑元件。
图25示出了根据一些所述实施方案的由光源生成的点图案1000的平面视图。点图案1000可以包括具有投射到扁平物体1020上的数个点的光图案。点图案1000可以由诸如发光模块114(如图1所示)的发光模块产生的光生成。在这点上，点图案1000可以包括人眼不可见的IR光。此外，当投射到扁平物体1020上时，点图案1000中的点能够以行和列等距隔开。换句话说，当点图案1000被投射到扁平物体1020上时，相邻点之间的间距相等。例如，如放大视图所示，点图案1000可以包括第一点1002和与第一点1002相邻的第二点1004。第一点1002与第二点1004间隔第一距离1012。点图案1000可以包括第三点1006和与第三点1006相邻的第四点1008。第三点1006与第四点1008间隔第一距离1014，该第一距离1014与第一距离1012相同或基本相似。此外，第一点1002与第三点1006相邻，并且与第三点1006间隔第三距离1016，该第三距离与第一距离1012相同或基本相似。第二点1004与第四点1008相邻，并且与第四点1008间隔第四距离1018，该第四距离与第一距离1012相同或基本相似。
深度没有改变或变化的扁平物体1020允许点图案1000中的点相隔等距间距(如上所述)。在这点上，包括具有前述发光模块的视觉系统的电子设备(未示出)可以使用点的等距间距来确定扁平物体1020是扁平的。然而，当物体不扁平时，点图案1000的点可能不再等距隔开。
图26和图27示出了包括视觉系统的电子设备，该视觉系统具有本文描述的视觉系统的特征。该视觉系统可用于使用由具有几组相邻点的点图案提供的信息来提供三维物体的物体识别(包括面部识别)，与其他组相邻点相比，这些相邻点以不同的距离隔开。
图26示出了根据一些所述实施方案的使用视觉系统1110来确定用户1114的维度信息的电子设备1100的侧视图。电子设备1100和视觉系统1110可包括本文分别针对电子设备和视觉系统所述的任何特征。因此，视觉系统1110可以包括发光模块(未示出)，该发光模块被设计成根据诸如点图案1000(图25所示)的点图案发射光线1112。然而，当光线1112被导向具有不同深度的特征的物体时(对应于距电子设备1100的不同距离)，光线1112中的一些将先于其他光线到达用户1114。因此，光线1112可以将点图案投射到用户1114上，其中点并未等距隔开。这将在下文中示出和描述。众所周知，用户1114的面部可以包括可以限定用户1114的不同深度并且因此限定距电子设备1100的不同距离的各种特征(眼睛、耳朵、鼻子、嘴唇等)。例如，两个相邻光线可以将相邻的点投射到用户1114的鼻子1118上，这比将相邻的点投射到用户1114的耳朵1122上的两个相邻光线更靠近在一起。作为非限制性示例，点的布置可以形成表示存储在电子设备1100上的唯一轮廓的点图案，并且随后被电子设备1100用来识别用户1114，以便提供用户认证。此外，图26所示的光线1112可以表示总光线的一部分。换句话说，本文描述的发光模块可以发射比图26所示更多的光线。
图27示出了投射到用户1114的图像1140上的点图案1130的平面视图，其示出了点图案1130的点相对于彼此的各种空间关系。应当注意，投射到用户1114上的点图案1130是从电子设备1100(如图26所示)发射的光线1112的结果。图27所示的图像1140可以是由电子设备1100(图26所示)的视觉系统1110的本文描述的第一相机模块捕获和产生的图像。如图所示，图像1140可以包括用户1114的二维轮廓(在X-Y平面中)，其中点图案1130被投射到用户1114的图像1140上。基于点图案1130，电子设备1100可以使用用户1114的二维轮廓来创建深度图。
部分由于用户1114具有表示不同深度或距电子设备1100(如图26所示)的距离的不同面部特征，点图案1130可以包括以不同于其他点的方式隔开的相邻点。换句话说，当点图案1130被投射到用户1114(或包括三维特征的另一个其他物体)上时，相邻点之间的间距会变化。例如，点图案1130可以包括第一点1132和与第一点1132相邻的第二点1134，其中第一点1132和第二点1134被投射到耳朵1122上并且间隔距离1136。点图案1130还可包括第三点1142和与第三点1142相邻的第四点1144，其中第三点1142和第四点1144被投射到鼻子118上并且分开小于第一点1132和第二点1134之间的距离1136的距离(未标记)。因此，电子设备1100(在图26中示出)可以比较被投射到诸如鼻子1118的一个特征上的相邻点之间的间距，以及投射到诸如耳朵1122的另一个特征上的相邻点之间的间距，使用该比较来确定一个特征比另一个特征更近。此外，相邻点的位置及其相关联的间距可以由电子设备1100(使用存储器)存储，并且可进一步用于确定用户1114。
电子设备1100(如图26所示)可以检索和处理点图案1130中所有相邻点之间的间距或距离，并且确定用户1114的数个附加特征。图像1140结合被投射到图像1140上的点图案1130中的相邻点的间距信息可以用于构建用户1114的唯一轮廓。电子设备1100(图26所示)可以将轮廓与用户1114的已知或预设(参考)轮廓进行比较，并且确定用户1114是否携带电子设备1100。如果已确定用户1114的所捕获轮廓与用户1114的参考轮廓之间的足够的匹配，则电子设备1100可以使用该匹配作为虚拟密码并且解锁电子设备1100，这可以包括将显示器组件(诸如图13所示的显示器组件716)从锁定屏幕切换到解锁屏幕，从而允许用户1114访问电子设备1100的各种特征和内容。虽然图26和图27中示出和描述的物体示出了用户1114的脸，但是电子设备1100可以提供除了电子设备1100的用户1114之外的其他三维物体的物体识别，诸如无机物体。
图28示出了电子设备1200的示意图。电子设备1200可代表本文所述的电子设备的其他实施方案。电子设备1200可包括存储装置1202。存储装置1202可包括一种或多种不同类型的存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(诸如闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(诸如基于电池的静态或动态随机存取存储器)。
电子设备1200可以包括处理器电路1206，该处理器电路具有经由总线系统1204与数个外围设备连通的一个或多个处理器。处理器电路1206可以用于控制电子设备1200的操作，并且可以包括处理器(诸如微处理器)和其他合适的集成电路。在一些实施方案中，处理器电路1206和存储装置1202在电子设备1200上运行软件。例如，软件可以包括物体识别软件。在这点上，电子设备1200可以包括向电子设备1200供应数据并且还允许从电子设备1200向外部设备提供数据的输出设备1208和输入设备1210。输出设备1208可以包括视觉系统的发光模块，该发光模块被设计成将光图案(诸如点图案)投射到物体上，并且与物体识别软件结合使用。输出设备1208还可包括在弱光(昏暗)应用期间使用的照明元件。另外，输出设备1208可以包括显示层(与显示器组件相关联)和音频模块。
输入设备1210可以包括多个相机模块。例如，其中一个相机模块可用于捕获图像，并且与物体识别软件结合使用。另一个相机模块可以用于接收来自发光模块的光图案。使用物体识别软件，可以将光图案叠加到捕获的图像上，并且电子设备1200可以确定物体是什么。例如，物体识别软件可以用于面部识别。物体识别软件可以使用相机模块和发光模块来提供物体的初始扫描，并且可以将初始扫描作为轮廓存储在存储装置1202上。初始扫描可以被称为参考图像或参考扫描。然后，物体识别软件可用于扫描后续物体并且创建后续物体的轮廓，以确定后续物体是否匹配存储装置1202上最初存储的轮廓。参考图像和后续图像之间的“匹配”可以基于存储装置1202上需要比较(参考图像和后续图像之间)以满足或超过阈值匹配的软件或算法。例如，如果参考图像和后续捕获的图像之间的比较是75％或更大，则确定“匹配”。如有必要，可以调节百分比匹配设置(更高或更低)。处理器电路1206可以确定是否进行匹配。处理器电路1206可以用信号通知电子设备1200解锁，从而允许用户与电子设备1200交互。否则，如果参考图像和后续图像之间的比较不满足或超过阈值匹配(如由处理器电路1206所确定)，则处理器电路1206可以向电子设备的显示器发信号以显示失败消息，或者向用户发信号以表明未授予使用电子设备的许可。另外，输入设备1210可以包括按钮、开关、触摸输入和强制触摸层(与显示器组件相关联)。此外，电子设备1200可以包括向存储装置1202、处理器电路1206、输出设备1208和输入设备1210提供电能的电源(诸如电池)。
虽然本文描述的一些视觉系统通常位于电子设备的最上部或其附近，但是图29和图30示出了包括视觉系统的电子设备，该视觉系统具有位于整个电子设备中的不同位置处的模块。虽然未示出，但是图29和图30中的电子设备可以包括本文针对电子设备、视觉系统和托架组件描述的任何特征。
图29示出了根据一些所述实施方案的包括由托架组件1340保持的视觉系统1310的电子设备1300的替代实施方案的平面视图。视觉系统1310被设计成提供物体的识别，这可以包括电子设备1300的用户的面部识别。视觉系统1310可包括被设计成捕获物体的图像的第一相机模块1312。视觉系统1310还可以包括发光模块1314，该发光模块被设计成生成以光线形式投射到物体上的光线。视觉系统1310还可以包括第二相机模块1316，该第二相机模块被设计成接收投射到物体上的点图案。如图所示，托架组件1340可以根据三角形布置来隔开视觉系统的模块。然而，其他可能布置是可行的。托架组件1340可以在第一相机模块1312与发光模块1314之间、发光模块1314与第二相机模块1316之间以及第一相机模块1312与第二相机模块1316之间保持分开预定距离。电子设备1300的透明盖和显示器组件(均未图29中示出)可以被修改，以便允许第一相机模块1312、发光模块1314和第二相机模块1316以提供物体识别的方式工作。作为示例，这可以包括显示器组件的移除或重新对齐。
图30示出了根据一些所述实施方案的包括由托架组件1440保持的视觉系统1410的电子设备1400的替代实施方案的平面视图。视觉系统1410被设计成提供物体的识别，这可以包括电子设备1400的用户的面部识别。视觉系统1410可包括被设计成捕获物体的图像的第一相机模块1412。视觉系统1410还可以包括发光模块1414，该发光模块被设计成生成以光线形式投射到物体上的光线。视觉系统1410还可以包括第二相机模块1416，该第二相机模块被设计成接收投射到物体上的点图案。如图所示，托架组件1440可以根据三角形布置来隔开视觉系统的模块。然而，其他可能布置是可行的。托架组件1440可以在第一相机模块1412与发光模块1414之间、发光模块1414与第二相机模块1416之间以及第一相机模块1412与第二相机模块1416之间保持分开预定距离。此外，如图所示，托架组件1440可以将前述模块定位在电子设备1400的角落中。电子设备1400的透明盖和显示器组件(均未图30中示出)可以被修改，以便允许第一相机模块1412、发光模块1414和第二相机模块1416以提供物体识别的方式工作。作为示例，这可以包括显示器组件的移除或重新对齐。然而，部分由于模块位于角落中，显示器组件的移除或重新对齐的量可能是有限的。
图31示出了根据一些所述实施方案的描述用于组装用于识别物体的视觉系统的方法的流程图1500。该流程图1500可以描述用于面部识别的视觉系统。在步骤1502中，用托架组件承载第一相机模块。第一相机模块被配置为捕获物体的图像。此外，托架组件可以包括多个托架件，诸如第一托架和第二托架。
在步骤1504中，用托架组件固定第一相机模块。第一相机模块被配置为捕获物体的图像。第一相机模块可以捕获从物体反射的可见光。
在步骤1506中，用托架组件固定发光模块。发光模块被配置为发射将点图案投射到物体上的光。发光模块可以发射IR光。此外，发光模块可以根据光的点图案发射光线。
在步骤1508中，用托架组件固定第二相机模块。第二相机模块可以由托架组件承载。此外，第二相机模块被配置为捕获投射到物体上的点图案。例如，第二相机模块可以捕获投射到物体上的点图案的反射部分。以此方式，接收图像和点图案的反射部分的处理器可以提供物体的识别。第二相机可以包括滤光器，该滤光器被设计成仅接收发光模块生成的光，或者接收至少由发光模块生成的光频率范围内的光。此外，可以由光线形成的点图案可以包括数个相邻点，这些点分开不同于其他相邻点的距离的距离。物体可以由图像结合由第二相机模块接收的光线来确定。此外，托架组件可以提供结构刚性，使得托架组件的任何移动对应于模块的相同移动量，从而防止模块的相对移动。
可单独地或以任何组合使用所述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实施所述实施方案的各个方面。所述实施方案还可被实施为计算机可读介质上的用于控制生产操作的计算机可读代码，或者被实施为计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质是可存储之后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读代码以分布的方式被存储和执行。
为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节即可实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。这些描述并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可行的。

Claims (44)

1.一种便携式电子设备，包括：
底壁和侧壁，所述侧壁与所述底壁协作而限定腔，所述侧壁具有限定通向所述腔的开口的边缘；
保护层，所述保护层覆盖所述开口并且包围所述腔；
视觉子系统，所述视觉子系统定位在所述腔内并且位于所述保护层和所述底壁之间，并且可操作以提供所述保护层外部的物体的深度图，所述视觉子系统包括：
托架组件，所述托架组件被布置成承载光学部件，所述光学部件协作以提供用于创建所述深度图的信息，所述托架组件包括：
第一托架，所述第一托架被布置成承载所述光学部件并且将其保持在彼此的固定距离处，和
第二托架，所述第二托架具有与所述第一托架固定的主体，所述第二托架具有远离所述主体延伸的突起。
2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述托架组件防止所述底壁或所述侧壁的形状的改变影响所述光学部件之间的所述固定距离。
3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述光学部件包括：
第一相机模块，所述第一相机模块被布置成捕获所述物体的图像；
发光模块，所述发光模块被布置成投射光图案，所述光图案穿过所述保护层并且朝向所述物体；和
第二相机，所述第二相机被布置成接收从所述物体朝向所述保护层反射的所述光图案的部分。
4.根据权利要求3所述的便携式电子设备，还包括：
光发射器，所述光发射器与所述发光模块分开；
环境光传感器，所述环境光传感器能够检测入射到所述保护层上的光强度，其中基于由所述环境光传感器确定的所述光强度来启动光发射器；
音频模块；和
麦克风。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的便携式电子设备，所述底壁和所述侧壁由不同材料形成。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的便携式电子设备，还包括被固定到所述保护层的内表面的对齐模块，所述对齐模块具有与对应光学部件相关联并且与所述对应光学部件对齐的对齐结构，其中所述突起接合所述底壁，使得所述托架组件被朝向所述对齐模块偏置。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的便携式电子设备，其中所述保护层包括不透明掩蔽区，所述不透明掩蔽区从所述保护层外部的视点遮蔽所述视觉子系统的视野。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的便携式电子设备，其中所述不透明遮蔽区从所述保护层外部的视点遮蔽所述视觉子系统的视野。
9.一种电子设备，包括：
壳体，所述壳体限定内部体积；
视觉子系统，所述视觉子系统定位在所述内部体积中，所述视觉子系统提供对所述壳体外部的物体的物体识别，所述视觉子系统包括相机模块和发光模块；和
托架组件，所述托架组件保持所述视觉子系统，所述托架组件不附连到所述壳体，其中所述托架组件保持所述相机模块和所述发光模块之间的预定距离。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述托架组件包括：
第一托架，所述第一托架具有接收所述相机模块的开口；
模块载体，所述模块载体被固定到所述第一托架，其中所述发光模块由所述模块载体承载；和
第二托架，所述第二托架被固定到所述第一托架，所述第二托架包括接合所述壳体并且支撑所述托架组件的第一弹簧元件和第二弹簧元件。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述壳体包括玻璃壁和设置在所述玻璃壁上的金属层，并且其中所述第一弹簧元件和所述第二弹簧元件接合所述金属层，使得所述金属层为所述相机模块提供电气接地。
12.根据权利要求10所述的电子设备，还包括处理器，其中：
所述相机模块限定捕获所述物体的图像的第一相机模块，所述发光模块使用红外光将点图案投射到所述物体上，并且
所述视觉子系统还包括第二相机模块，所述第二相机模块捕获投射到所述物体上并且从所述物体反射的所述点图案中的至少一部分，以限定捕获部分，其中所述处理器使用所述图像和所述捕获部分来提供所述物体识别。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述第一托架包括接收所述第二相机模块的第二开口，并且其中所述托架组件保持i)所述第一相机模块和所述第二相机模块之间，以及ii)所述发光模块和所述第二相机模块之间的总体预定距离。
14.根据权利要求12所述的电子设备，还包括横跨所述第一托架延伸的支撑构件，所述支撑构件防止所述第一托架的旋转移动，以保持所述相机模块和所述第二相机模块之间的所述预定距离。
15.一种电子设备，包括：
透明盖；和
托架组件，所述托架组件被设置在内部体积中并且承载包括用于面部识别的操作部件的视觉系统，所述托架组件包括第一托架和固定到所述第一托架的第二托架，其中所述托架组件保持所述操作部件之间的预定距离，并且其中所述托架组件的移动导致所述操作部件的对应移动，使得保持所述预定距离。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述第一托架包括：
第一段，所述第一段包括接收所述视觉系统的第一操作部件的第一开口；
第二段，所述第二段包括接收所述视觉系统的第二操作部件的第二开口，所述第二操作部件与所述第一操作部件间隔所述预定距离；
第三段，所述第三段位于所述第一段和所述第二段之间并且相对于所述第一段和所述第二段凹陷；和
支撑元件，所述支撑元件被固定到所述第一托架并且横跨所述第一托架延伸，以防止所述第一段和所述第二段中的至少一者相对于所述第三段弯曲。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述托架组件还包括在所述第二段处被固定到所述第一托架的模块载体，其中所述模块载体保持所述视觉系统的第三操作部件，所述第三操作部件与所述第一操作部件间隔不同于所述预定距离的距离。
18.根据权利要求16所述的电子设备，还包括：
第一倾斜段，所述第一倾斜段位于所述第一段和所述第三段之间，所述第一倾斜段防止所述第一段相对于所述第三段旋转移动；和
第二倾斜段，所述第二倾斜段定位在所述第二段和所述第三段之间，所述第二倾斜段防止所述第二段相对于所述第三段旋转移动。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的电子设备，还包括壳体，所述壳体包括底壁和侧壁部件，所述侧壁部件与所述底壁组合以限定内部体积，其中所述第二托架包括：
第一弹簧元件；和
第二弹簧元件，其中所述第一弹簧元件和所述第二弹簧元件将所述托架组件远离所述壳体并且朝向所述透明盖偏置，并且将所述托架组件固定在所述内部体积中。
20.根据权利要求19所述的电子设备，还包括定位在所述底壁上并且与所述第一弹簧元件和所述第二弹簧元件接合的金属层，其中所述托架组件和所述金属层为所述操作部件提供电气接地路径。
21.一种便携式电子设备，包括：
底壁和侧壁，所述侧壁与所述底壁协作以限定腔，其中所述侧壁限定通向所述腔的开口；
光学透明保护层，所述光学透明保护层覆盖所述开口并且包围所述腔；和
视觉子系统，所述视觉子系统可操作以提供位于所述光学透明保护层前面的物体的图像特征，所述视觉子系统包括：
托架，所述托架被布置成在面对所述光学透明保护层的内表面的第一侧上承载彼此相距固定距离的光学部件，其中所述光学部件中的一些协作以提供用于生成所述图像特征的信息，和
偏置元件，所述偏置元件(i)接合所述托架的背离所述光学透明保护层的所述内表面的第二侧，并且(ii)接合所述底壁的内表面，其中所述偏置元件将所述托架远离所述底壁的所述内表面并且朝向所述光学透明保护层的所述内表面偏置，使得所述托架在所述腔内相对于至少所述侧壁自由移动。
22.根据权利要求21所述的便携式电子设备，其中所述光学部件包括：
第一光学部件，所述第一光学部件能够接收从所述物体反射回并且朝向所述光学透明保护层反射的光图案的部分；
第二光学部件，所述第二光学部件能够捕获与所述物体相关联的图像；和
第三光学部件，所述第三光学部件能够生成朝向所述物体投射的所述光图案。
23.根据权利要求22所述的便携式电子设备，其中所述托架还包括：
第一段，所述第一段承载所述第一光学部件；
第二段，所述第二段承载所述第二光学部件，其中所述第二光学部件位于远离所述第一光学部件的第一固定距离处；
第三段，所述第三段位于所述第一段和所述第二段之间并且相对于所述第一段和所述第二段凹陷；和
加固元件，所述加固元件被固定到所述第一段、所述第二段和所述第三段并且横跨所述第一段、所述第二段和所述第三段延伸，所述加固元件防止所述第一段和所述第二段中的至少一者相对于所述第三段弯曲。
24.根据权利要求23所述的便携式电子设备，其中所述托架还包括在所述第二段处固定到所述托架的模块载体，其中所述模块载体承载所述第三光学部件，所述第三光学部件位于远离所述第一光学部件的第二固定距离处。
25.根据权利要求22所述的便携式电子设备，其中所述第一光学部件和所述第三光学部件协作以提供用于生成所述图像特征的信息，所述图像特征包括覆盖由所述第二光学部件捕获的所述图像的深度图。
26.根据权利要求25所述的便携式电子设备，其中所述光学透明保护层包括掩蔽区，所述掩蔽区包括：
油墨层，所述油墨层具有通常防止可见光透射的颜色；
第一开口，所述第一开口包括膜，所述膜(i)选择性地阻挡可见光并且允许红外光通过，并且(ii)具有与所述油墨层的所述颜色混合的颜色；和
第二开口，所述第二开口适于使至少可见光通过。
27.根据权利要求26所述的便携式电子设备，还包括：
对齐模块，所述对齐模块与所述光学透明保护层的所述内表面固定，所述对齐模块包括第一对齐结构和第二对齐结构。
28.根据权利要求27所述的便携式电子设备，其中所述偏置元件使所述托架朝向所述光学透明保护层的所述内表面偏置(i)导致所述第一对齐结构将所述第一光学部件对齐到所述第一开口，并且(ii)导致所述第二对齐结构将所述第二光学部件对齐到所述第二开口。
29.根据权利要求21-28中任一项所述的便携式电子设备，其中所述底壁的至少一部分是导电和导热的，并且其中所述偏置元件包括接合所述底壁的导热和导电材料，使得所述偏置元件在所述托架和所述底壁之间提供热路径和电气接地路径，所述热路径和电气接地路径充当散热器和接地平面。
30.根据权利要求21-28中任一项所述的便携式电子设备，还包括能够收发射频RF能量的RF天线，其中所述托架能够与所述RF天线电耦合，并且因此充当RF接地。
31.一种便携式电子设备，包括：
壳体；
托架组件，所述托架组件由所述壳体承载；
第一相机模块，所述第一相机模块由所述托架组件承载，所述第一相机模块被配置为捕获物体的图像；
发光模块，所述发光模块由所述托架组件承载，所述发光模块被配置为发射将点图案投射到所述物体上的光；和
第二相机模块，所述第二相机模块由所述托架组件承载，所述第二相机模块被配置为捕获被投射到所述物体上的点图案，其中所述物体的识别由接收所述图像和所述点图案的处理器确定。
32.根据权利要求31所述的便携式电子设备，其中所述托架组件将所述发光模块与所述第二相机模块分开第一距离，并且其中所述托架组件将所述发光模块与所述第一相机模块分开不同于所述第一距离的第二距离。
33.根据权利要求32所述的便携式电子设备，其中所述托架组件包括：
第一托架；和
第二托架，所述第二托架耦接到所述第一托架，其中所述第一托架与所述第二托架组合以i)承载所述发光模块和所述第一相机模块，以及ii)将所述发光模块与所述第一相机模块分开所述第一距离。
34.根据权利要求33所述的便携式电子设备，其中所述第一托架包括：
第一段，所述第一段包括接收所述发光模块的第一开口；
第二段，所述第二段包括接收所述第一相机模块的第二开口；和
第三段，所述第三段位于所述第一段和所述第二段之间并且相对于所述第一段和所述第二段凹陷。
35.根据权利要求34所述的便携式电子设备，还包括：
第一倾斜段，所述第一倾斜段定位在所述第一段和所述第三段之间，所述第一倾斜段防止所述第一段相对于所述第三段旋转移动；和
第二倾斜段，所述第二倾斜段定位在所述第二段和所述第三段之间，所述第二倾斜段防止所述第二段相对于所述第三段旋转移动。
36.根据权利要求34所述的便携式电子设备，其中所述托架组件还包括：
模块载体，所述模块载体在所述第二段处固定到所述第一托架，其中所述发光模块位于所述模块载体中；和
支撑构件，所述支撑构件横跨所述第一托架延伸，所述支撑构件防止所述第一段和所述第二段中的至少一者相对于所述第三段旋转移动。
37.根据权利要求33所述的便携式电子设备，其中所述第二托架包括支撑所述托架组件的弹簧元件，其中所述第一托架、所述第二托架、所述弹簧元件以及将所述第一相机模块与所述第一托架固定的导电粘合剂为所述第一相机模块提供电气接地路径的至少一部分。
38.根据权利要求31-37中任一项所述的便携式电子设备，其中所述点图案包括：
第一组相邻点，所述第一组相邻点以第一距离分隔开；和
第二组相邻点，所述第二组相邻点以不同于所述第一距离的第二距离分隔开，其中所述处理器基于所述第一距离和所述第二距离确定维度信息。
39.一种用于组装视觉系统的方法，所述方法包括：
固定由托架组件承载的第一相机模块，所述第一相机模块被配置为捕获物体的图像；
将发光模块与所述托架组件固定，发射将点图案投射到所述物体上的光；以及
将第二相机模块与所述托架组件固定，所述第二相机模块被配置为捕获被投射到所述物体上的所述点图案，其中所述物体的识别由接收所述图像和所述点图案的处理器确定。
40.根据权利要求39所述的方法，其中将所述第一相机模块与所述发光模块固定在一起包括：
将所述第一相机模块和所述发光模块固定在第一托架和耦接到所述第一托架的第二托架之间，其中所述第一托架与所述第二托架组合以：i)承载所述发光模块和所述第一相机模块；以及ii)将所述发光模块与所述第一相机模块分开第一距离，并且其中所述托架组件将所述发光模块与所述第一相机模块分开不同于所述第一距离的第二距离。
41.根据权利要求40所述的方法，其中将所述第一相机模块和所述发光模块固定在所述第一托架和所述第二托架之间包括：
形成包括接收所述发光模块的第一开口的第一段；
形成包括接收所述第一相机模块的第二开口的第二段；以及
形成位于所述第一段和所述第二段之间并且相对于所述第一段和所述第二段凹陷的第三段。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括：
形成定位在所述第一段和所述第三段之间的第一倾斜段，所述第一倾斜段防止所述第一段相对于所述第三段旋转移动；以及
形成定位在所述第二段和所述第三段之间的第二倾斜段，所述第二倾斜段防止所述第二段相对于所述第三段旋转移动。
43.根据权利要求41和42中任一项所述的方法，将支撑构件与所述第一托架固定，所述支撑构件横跨所述第一托架延伸，所述支撑构件防止所述第一段和所述第二段中的至少一者相对于所述第三段旋转移动。
44.根据权利要求40所述的方法，其中固定由所述托架组件所承载的所述第二相机模块包括将所述第二相机模块固定在耦接到所述第一托架的模块载体中，其中所述第一相机模块定位在所述发光模块和所述第二相机模块之间。
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