CN112689794A - 可拆卸部件之间的电气连接 - Google Patents

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Abstract

在本公开的一个方面，公开了一种数字图像捕捉设备(DICD)，其包括具有印刷电路板(PCB)的设备主体，和被配置用于可释放地连接至该设备主体的集成的传感器‑镜头组件(ISLA)。该PCB限定了多个延伸穿过所述PCB的开孔，并且包括被固定定位于该开孔内的多个连接器针脚。该ISLA包括至少一个连接表面，其被配置用于与该连接器针脚相接触，以在该设备主体和ISLA之间建立电通信。

Description

可拆卸部件之间的电气连接
技术领域
本公开总体上涉及在可拆卸部件之间建立电气连接。例如，在一种实施方式中，本公开涉及在数字图像捕捉设备(DICD)与一个或多个可拆卸集成传感器-镜头组件(ISLA)之间建立电气连接。
背景技术
DICD在例如包括手持相机和视频录影机、无人机和运载工具的各种应用中有所使用。DICD通常包括一个或多个光学元件(例如，镜头)以及一个或多个图像传感器。(多个)光学元件通过接收并聚焦光而捕捉内容，并且所捕捉的内容被图像传感器转换为电子信号。图像传感器所生成的信号随后被图像信号处理器处理以形成图像。在一些DICD中，(多个)光学元件和(多个)图像传感器被纳入称作集成传感器-镜头组件(ISLA)的单个单元。
ISLA的可拆卸能力以及不同ISLA之间的可互换能力的先决条件是与DICD建立容易、可靠的电气连接。然而，ISLA的反复连接和断开连接会导致电气连接器的损坏，所述电气连接器通常被表面安装至诸如印刷电路板(PCB)的支撑衬底上。例如，这样的损坏可能由于在ISLA的反复连接和断开连接期间所经历的剪切(横向)力而发生，这最终会随着时间而使得连接器针脚和衬底之间的连接退化并且导致折损或丢失的连接性。
除此之外，DICD和/或(多个)ISLA可能随着时间而被暴露于环境或偶发的湿气、污垢、碎屑等，例如包括雨水、盐水、汗水、砂砾和灰尘，这可能导致电接触部的腐蚀，由此阻碍(或完全阻断)DICD和(多个)ISLA之间的连接性。
为了解决这些问题，本公开描述了用于保护且保持DICD和一个或多个ISLA之间的电气连接性以及减少(或防止)电接触部腐蚀的各种结构和方法。
发明内容
在本公开的一个方面，公开了一种数字图像捕捉设备(DICD)，其包括设备主体以及被配置用于可释放连接至该设备主体的集成的传感器-镜头组件(ISLA)。该设备主体包括印刷电路板(PCB)，其限定多个穿过PCB延伸的开孔，以及多个连接器针脚，被固定定位于该开孔内。该ISLA包括至少一个连接表面，其被配置用于与该连接器针脚相接触以在该设备主体和ISLA之间建立电通信。
在某些实施例中，该连接器针脚可以各自包括第一端和相反的第二端，该第一端限定第一连接表面，并且该PCB可以包括面向外侧而背对DICD的第一侧和面向内侧而朝向该DICD的相反的第二侧。在这样的实施例中，该连接器针脚的第二端可以关于该PCB的第一侧平嵌式安装。可替换地，该连接器针脚可以各自包括被配置用于与该PCB的第二侧相接触的凸缘，其中该凸缘限定了比该开孔所限定的横向截面尺寸更大的横向截面尺寸。在某些实施例中，该DICD可以进一步包括定位在该连接器针脚周围的密封构件。在某些实施例中，该密封构件可以包括疏水材料。在某些实施例中，该密封构件可以包括可压缩材料。在某些实施例中，该密封构件可以能够在其中该连接器针脚被该密封构件隐蔽的第一配置和其中该连接器针脚至少部分地从该密封构件暴露出来的第二配置之间进行弹性地重配置。在某些实施例中，该密封构件可以被配置用于在从该第一配置向该第二配置的移动期间压缩，以至少部分暴露该连接器针脚，并且用于在从该第二配置向该第一配置的移动期间膨胀，以隐蔽该连接器针脚。在某些实施例中，该密封构件可以包括多个开口，该多个开口被定位成总体上与该连接器针脚对齐，从而该连接器针脚能够在该ISLA和设备主体的连接期间延伸通过该密封构件，以促进该设备主体和ISLA之间的电通信。在某些实施例中，该密封构件中的开口可以被配置为狭缝，所述狭缝可以被偏压闭合。在某些实施例中，该DICD可以进一步包括：向该设备主体供电的电源；被该设备主体所支撑的、与该电源电通信的第一转换器；被该ISLA所支撑的第二转换器；和与该第一和第二转换器通信的控制器。该第一转换器被调适而使得来自该电源的功率以第一电平输入至该第一转换器并且以小于该第一电平的第二电平从该第一转换器输出至该连接器针脚，并且该第二转换器被调适而使得来自该连接器针脚的功率以该第二电平输入至该第二转换器并且以大于该第二电平的第三电平从该第二转换器输出。该控制器选择性地激活该第一和第二转换器，而使得该DICD能够以第一模式和第二模式进行操作，在第一模式中，该第一和第二转换器不活跃，在第二模式中，该第一和第二转换器活跃，以改变通过该连接器针脚从该电源流向该ISLA的功率。在某些实施例中，该第二转换器可以被调适而使得该第三电平大于(或等于)该第二电平。在某些实施例中，该DICD可以进一步包括传感器，其适于检测该连接器针脚附近(例如，与之相邻、接近或相接触)的湿气和/或检测连接器针脚之间的电流流动。在某些实施例中，该传感器可以与该控制器通信以使得该DICD的操作在该第一和第二模式之间交替。设想得到上文所描述的该DICD可以包括该段落中所描述的特征和元件的任何组合。
在本公开的另一个方面，公开了一种DICD，其包括设备主体；被配置用于可释放连接至该设备主体的ISLA；和密封构件。该设备主体包括与该设备主体所支撑的电源通信的第一电接触部，并且该ISLA包括第二电接触部，其被配置成和定位成总体上与该第一电接触部对齐配，以在该设备主体和ISLA之间建立电通信。在某些实施例中，该第一和第二电接触部之一可以包括多个连接器针脚，并且该第一和第二电接触部中的另一个可以包括连接表面。该密封构件被定位在该连接器针脚周围并且包括可弹性压缩的材料，从而该密封构件能够在该ISLA和设备主体连接和断开连接时在第一和第二配置之间重配置。在该第一配置中，该连接器针脚被该密封构件所隐蔽，并且在该第二配置中，该连接器针脚至少部分从该密封构件暴露出来。
在某些实施例中，该密封构件可以被配置用于在从该第一配置向该第二配置的移动期间压缩，以至少部分暴露该连接器针脚，并且用于在从该第二配置向该第一配置的移动期间膨胀，以隐蔽该连接器针脚。在某些实施例中，该密封构件可以包括总体上与该连接器针脚对齐的多个开口，从而该连接器针脚能够在该ISLA和设备主体的连接期间延伸通过该密封构件，从而促进该第一和第二电接触部之间的电通信。在某些实施例中，该密封构件中的开口被可弹性压缩的材料偏压闭合，而使得水和/或碎屑在该密封构件从该第二配置到该第一配置的膨胀期间被排除。在某些实施例中，该DICD可以进一步包括：与被该设备主体所支撑的电源通信的第一转换器；被该ISLA支撑的第二转换器；和与该第一和第二转换器通信的控制器。该第一转换器被调适而使得来自该电源的功率以第一电平输入至该第一转换器并且以小于该第一电平的第二电平从该第一转换器输出，并且该第二转换器被调适为以该第二电平接收功率并且以大于该第二电平的第三电平输出功率。该控制器被调适以选择性地激活该第一和第二转换器，而使得该DICD能够在第一模式和第二模式进行操作，在第一模式中该，第一和第二转换器不活跃，在第二模式中，该第一和第二转换器活跃以改变通过该第一和第二电接触部从该电源流向该ISLA的功率。在某些实施例中，该DICD可以进一步包括传感器，其适于检测该连接器针脚附近的湿气和/或检测连接器针脚之间的电流流动。该传感器还可以与该控制器通信以使得该DICD的操作在该第一和第二模式之间交替。设想得到上文所描述的DICD可以包括该段落中所描述的特征和元件的任何组合。
在本公开的另一个方面，公开了一种DICD，其包括设备主体；被该设备主体所支撑的直流(DC)电源；与该电源通信以将来自该电源的直流换向为交流(AC)的换向电路；被配置用于可释放连接至该设备主体的ISLA；和与该ISLA上的第二电接触部电通信以将该交流返回为直流的解换向电路。该设备主体包括具有多个连接器针脚的第一电接触部，并且该电源与该连接器针脚电通信。该ISLA包括第二电接触部，其被配置用于与该连接器针脚相接触而使得在换向之后交流从该设备主体输送至该ISLA。设想得到上文所描述的DICD可以包括该段落中所描述的特征和元件的任何组合。
附图说明
图1是结合示例DICD所示出的手持装置的后视图；
图2是连带有示例无人飞行器的DICD的俯瞰立体图；
图3A是连带有可拆卸ISLA的一个实施例的DICD在DICD和ISLA连接之前的部分截面图；
图3B图示了用于在DICD和ISLA之间建立电气连接时使用的连接器针脚的一个实施例；
图4是DICD的附加部件的示意性图示；
图5是连带有可拆卸ISLA的可替换实施例的DICD的可替换实施例的部分截面图；
图6是图3A中可见的连带有可拆卸ISLA的可替换实施例的DICD的实施例的部分截面图；
图7是图3A中可见的连带有可拆卸ISLA的另一个实施例一起的图3A中所看到的DICD的实施例的部分截面图；
图8是图3A中可见的DICD的另一个实施例的部分截面图；
图9是图3A中可见的DICD和ISLA在DICD和ISLA连接之后的部分截面图；
图10是连带有密封构件的一个实施例的图3A中所看到的DICD和ISLA在DICD和ISLA连接之前的部分截面图；
图11是图10中所看到的DICD、ISLA和密封构件在DICD和ISLA连接之后的部分截面图；
图12是图10中所看到的DICD、ISLA和密封构件在DICD和具有密封构件的ISLA连接之前的以不同定向示出的部分截面图；
图13是本公开的另一个实施例的部分截面图，其包括用于在缓解腐蚀时使用的转换器系统；和
图14是本公开的另一个实施例的部分截面图，其包括用于在缓解腐蚀时使用的换向和解换向电路；和
图15是示出电接触部之间的电流流动的图14中所看到的DICD的部分截面图。
具体实施方式
本公开描述了一种用于保护和保持可拆卸部件之间的电气连接性以及在存在水、湿气和/或碎屑的情况下减少(或防止)电接触部(例如，连接器针脚)腐蚀的结构和方法。贯穿本公开，术语“水”和“湿气”的使用应当被理解为包括可能导致电接触部腐蚀的任何及所有的环境和/或偶发的潮湿(例如，雨水、盐水、汗水和/或湿度)。
作为说明，本文所描述的结构和方法在数字图像捕捉设备(DICD)和可互换的集成传感器-镜头组件(ISLA)的背景下进行讨论。然而，应当意识到的是，本公开的原则可以应用于包括电气连接和/或可断开连接的电源的任何系统或平台，作为示例，所述电源诸如电池和电池扩充。
在一个方面，本公开描述了将连接器针脚嵌入到支撑衬底(例如，PCB)之中，而使得任何所应用的力(例如，剪切或横向的)都被衬底本身而不是连接器针脚和衬底之间的连接所吸收和抵受，因此延长了连接器针脚的寿命并且保留了电连接性。为了进一步保留电连接性，本公开还描述了在减少(或消除)相邻电接触部之间的能量流时有用的各种结构和方法，例如包括并入弹性可压缩密封和/或疏水材料，所述疏水材料消除了水/湿气(和/或碎屑)的入侵并且抑制(或者完全防止)了原本可能导致腐蚀并且折损(破坏)部件之间的电连接性的传导路径的形成。为了进一步缓解(或防止)腐蚀，本公开还描述了对于降压升压(buck-to-boost)转换器系统以及换向电路和解换向电路的并入，所述降压升压转换器系统减少了在电接触部之间输送的功率，而所述换向电路和解换向电路则在直流和交流之间进行功率改变，以减小跨电接触部的有效电压。
参考图1和2，图示了用于在捕捉数字数据时使用的示例DICD 10，所述数字数据例如包括图像、视频和音频。本公开的原则可以找到广泛的可应用性，其中DICD 10可以在各种应用中被加以利用。例如，DICD 10可以被并入到手持装置1000(图1)中或者随其一起使用，或者可以被并入到运载工具(例如，图2中看到的无人飞行器(UAV)2000、汽车或自行车)中或者随其一起使用。DICD 10也可以被配置用于结合诸如背心、手套、头盔或帽子的可穿戴支撑物(未示出)使用，或者可以简单地被用户所携带。
同样参考图3A、3B和4，DICD 10包括设备主体12以及被配置用于可释放连接至DICD 10的ISLA 14。为了提高图像和/或视频的质量，在某些实施例中，DICD 10还可以包括一个或多个平衡环(gimbal)系统16(图1、2)以通过抵消DICD 10的移动而在图像和/或视频捕捉期间稳定DICD 10。为了促成DICD 10的各种功能，DICD 10包括各种支撑部件，作为示例，诸如音频部件18(图4)、用户接口(UI)单元20、输入/输出(I/O)单元22、电源24、控制器26、处理器28、电子存储单元30、通信单元32、元数据单元34、光学器件单元36和/或编码器38。
ISLA 14包括一个或多个光学元件40(图1)，作为示例，诸如一个或多个镜头42。在某些实施例中，ISLA 14还包括惯性测量单元(IMU)44(图3A)和传感器46，其适当示例包括电荷耦合器件(CCD)传感器、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、N型金属氧化物半导体(NMOS)传感器、和/或任何其它图像传感器或者图像传感器的组合。
(多个)光学元件40(图1)具有在横向和纵向延伸的相关联视场。例如，视场可以在横向延伸90°并且在纵向延伸120°。然而，应当意识到的是，在DICD 10中所采用的(多个)特定光学元件40的能力在可替换实施例中可以有所变化，从而增大或减小横向和/或纵向的视场。适当的(多个)光学元件40可以包括一个或多个微距镜头、变焦镜头、专用镜头、远摄镜头、定焦镜头、消色差镜头、复消色差镜头、分色镜头(process lens)、广角镜头、超广角镜头、鱼眼镜头、红外镜头、紫外镜头和视角控制镜头。在DICD 10的某些实施例中，诸如通过使用两个或更多的光学元件，可以采用多个重叠的视场来提升DICD 10的能力。例如，第一光学元件40可以被用来捕捉第一鱼眼图像(例如，圆形或椭圆形图像)，其可以被变换为第一矩形图像；并且第二光学元件40可以被用来捕捉第二鱼眼图像(例如，圆形或椭圆形图像)，其可以被变换为第二矩形图像。该第一和第二矩形图像随后可以被并排排列从而形成重叠部分，所述重叠部分可以被缝合在一起以形成单幅平面图像。
为了促成DICD 10和ISLA 14之间的电通信，并且因此促成ISLA 14和DICD 10的连接和断开连接，DICD 10和ISLA 14包括分别具有相对应电接触部52、54的PCB组件48、50(图3A)。更具体地，在所图示的实施例中，在DICD 10上提供的电接触部52包括多个连接器针脚56，并且在ISLA 14上提供的电接触部54包括一个或多个连接表面58，所述连接表面58被配置和定位以便与连接器针脚56相接触。然而，应当意识到的是，在可替换实施例中，如图5所示，在不背离本公开的范围的情况下，连接器针脚56可以被提供于ISLA 14上，而(多个)连接表面58则可以被提供于DICD 10上。此外，本文还设想得到(多个)连接表面58被补充以一个或多个连接器针脚56或者被其所替换(即，从而电接触部52、54包括被定位以便接触的相对应连接器针脚56)的实施例，如图6所示。
参考图3，在ISLA 14上提供的PCB组件50包括一对分层的PCB 60A、60B，它们被分隔开从而定义被配置为容纳各种支撑结构和/或电路的内部空间62。例如，在所图示的实施例中，内部空间62接纳柔性印刷电路(FPC)64和线缆66(其可以支持各种电气功能)，以及适于防止湿气/碎屑入侵和/或吸收ISLA 10在使用期间可能遭受的力和震动的一个或多个阻尼器68。(多个)阻尼器68的横截面配置可以总体上是环形的(例如，圆环)，并且可以包括任何适当材料(例如，可以由所述材料形成)，作为示例，诸如聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体、硅酮、(多种)橡胶和(多种)聚合物。设想阻尼器68可以通过任何适当的制造工艺所形成，作为示例，诸如注塑和/或涂层。
在阻尼器68的构造中所使用的(多种)特定材料例如可以根据DICD 10的特定预期用途或者可能有所要求的阻尼量而有所变化。例如，阻尼器68可以被设计为消除特定阈值(例如，1kHz)以上的所有频率。在ISLA 14可能遭受较高的力和/或频率的情形或环境中，阻尼器68可以包括(例如，可以由以下材料形成)具有大约80D至大约100D范围内的较高硬度的(多种)较硬的材料。然而，在ISLA 14可能遭受较低的力和/或频率的情形或环境中，阻尼器68可以包括(例如，可以由以下材料形成)具有大约10D至大约20D范围内的较低硬度的(多种)较软的材料。
PCB 60A、60B通过紧固件70互相连接。在一个实施例中，设想得到紧固件70可以被配置为允许PCB 60A从PCB 60B断开连接。例如，如图3A中所看到的，紧固件70可以包括螺纹基座72和能够插入到该螺纹基座72中的螺纹轴74。通过允许PCB 60A、60B断开连接，ISLA14的各个部件(例如，(多个)阻尼器68、FPC 64和/或线缆66)可以被去除以例如允许维修和/或更换。
ISLA 14上的(多个)连接表面58包括(例如，部分或完全由以下材料形成)传导材料，作为示例，所述传导材料诸如金。在某些实施例中，设想得到该传导材料可以被应用于基底材料(本质上是传导或非传导的)，由此该传导材料在其上形成涂层。然而，在其它实施例中，设想得到(多个)连接表面58可以完全由该传导材料形成。(多个)连接表面58可以嵌入在PCB 60A之内，如图3A中所示，或者可替换地，(多个)连接表面58可以被表面安装至PCB60A。在图3A中看到的实施例中，ISLA 14包括在数量、配置和位置上与DICD 10上提供的连接器针脚56相对应的多个分立的连接表面58。然而，在可替换实施例中，连接表面58的特定数量、配置和/或位置可以有所变化。例如，ISLA 14可以包括被配置和定位以便与每个连接器针脚56相接触的单个连接表面58，如图7中所看到的。
继续参考图3A，将讨论在DICD 10上提供的PCB组件48。PCB组件48可以以任何适当方式且在任何适当位置连接至DICD 10，作为示例，其连接至DICD 10的设备主体12(图1)。PCB组件48包括一对分层的PCB 76A、76B，它们被分隔开从而定义内部空间78。如上文结合ISLA 14所讨论的，内部空间78被配置为容纳各种支撑结构和/或电路(例如，FPC 80、线缆82，以及一个或多个阻尼器68)，并且PCB 76A、76B通过紧固件70连接，其容许PCB 76A从PCB76B断开连接，以允许DICD 10的各种部件(例如，(多个)阻尼器68、FPC 80和/或线缆86)的去除和/或更换。
如图3中所看到的，PCB 76A支撑连接器针脚56并且包括分别相反的第一侧84和第二侧86。更具体地，PCB 76A的第一侧84面向外侧(即，朝向ISLA 14)，而第二侧86则面向内侧(即，背对ISLA 14)。每个连接器针脚56包括定义连接表面90的第一端88以及相反的第二端92，所述第二端92在所图示的实施例中限定了凸缘94。设想得到连接器针脚56可以被表面安装至PCB 76A，而使得连接器针脚56的第二端从PCB 76A的第一侧84延伸。在这样的实施例中，设想得到连接器针脚56的第二端92可以被平嵌式安装(flush-mounted)至PCB76A，如图3A中所看到的。可替换地，如图8中所看到的，设想得到连接器针脚56可以被定位在通过PCB 76A延伸(例如，从第一侧84通往第二侧86)的开孔96内，所述开孔96可以通过任何适当的制造方法(例如，钻孔)而形成。在这样的实施例中，设想得到连接器针脚56可以以任何适当方式被固定在开孔96内。例如，连接器针脚56可以被粘合固定在开孔96内，或者在开孔96内部和/或在连接器针脚56遇到PCB 76A的相反侧84、86的位置被焊接就位，由此在与PCB 76A的一个接接触部失效的情况下保持连接器针脚56的位置。附加地或可选地，设想得到连接器针脚56可以以干涉配合而被定位在开孔96内。
在图8中看到的实施例中，在PCB 76A和连接器针脚56的组装期间，每个连接器针脚56从背面安装并且插入到开口96之一中。更具体地，连接器针脚56以箭头1所指示的方向经PCB 76A的第二侧86被插入并且朝向第一侧84前进，直至凸缘94接合第二侧86。如图8中看到的，每个凸缘94限定了比开孔96所限定的横向横截面尺寸(例如，直径)更大的横向横截面尺寸(例如，宽度)，以例如帮助组装和/或形成用于与PCB 76A相接触的附加表面面积。
将连接器针脚56固定在开孔96之内允许针对横向(例如，剪切)力(以及其容差)有提高的阻力，以及有与表面安装的实施例相比的扭转稳定性，该横向(例如，剪切)力可能在ISLA 14和DICD 10的连接和断开连接期间被施加。更具体地，通过将连接器针脚56固定在开孔96之内，所施加的横向力可以被PCB 76A而不是连接器针脚56和PCB 76A之间的连接(例如，粘合剂和/或焊料)所吸收和抵挡，这在本公开的某些实施例中可以允许使用更长的连接器针脚56。
现在参考图3A、3B和9，每个连接器针脚56包括内部构件98、外部构件100和偏移构件102(例如，弹簧104)，并且能够在第一(正常)配置(图3A)和第二(压缩)配置(图9)之间重配置，在第一(正常)配置中，连接器针脚56限定第一高度H1，在第二(压缩)配置中，连接器针脚56限定小于第一高度H1的第二高度H2。连接器针脚56在DICD 10和ISLA 14连接时从第一配置移动为第二配置，这压缩偏移构件102以形成(或增大)方向朝外(即，朝向ISLA 14)的偏移力，并且在DICD 10和ISLA 14断开连接时经由偏移构件102中的偏移力返回第一配置。
内部构件98和外部构件100分别包括相对应的斜向表面106、108，它们被配置为在第一配置(图3A)下接合以保持连接器针脚56的组装。虽然斜向表面106、108被图示为关于连接器针脚56的中轴线Y以大约45°的角度延伸，但是应当意识到的是，斜向表面106、108的特定配置可以在本公开的可替换实施例中有所变化。因此，其中斜向表面106、108以大于或小于45°的角度延伸的实施例将不会超出本公开的范围。
每个连接器针脚56的内部构件98限定了连接表面90，其包括传导材料(例如，部分或完全由所述传导材料所形成)，作为示例，所述传导材料诸如金。如上文结合ISLA 14所讨论的，该传导材料可以作为涂层被应用于基底材料，或者连接表面90可以完全由该传导材料所形成。在DICD 10和ISLA 14连接时，连接器针脚56上的连接表面90与DICD 10上的(多个)连接表面58相接触从而促成DICD 10和ISLA 14之间(例如，FPC 64、80和/或线缆66、82之间)的电信号(例如，数据、功率、命令/控制信号、图像传感器数据和/或标识信息)的通信。在特定ISLA 14连接时，例如该ISLA 14可以向DICD 10(例如，向控制器26)传输标识信号而使得DICD 10能够校准ISLA 14并且针对其进行调适。
虽然贯穿本公开以连接器针脚56的形式进行示出和描述，但是应当意识到的是，电接触部52(或电接触部54)的具体配置在本公开的可替换实施例中可以有所变化。例如，在可替换实施例中，设想得到连接器针脚56可以被一个或多个USB样式的连接器所替换。
如上文所指出的，本公开设想并提供了ISLA 14之间的可互换性，所述ISLA 14的选择可以取决于DICD 10的特定预期用途。例如，当DICD 10要在湿的环境(例如，水下、下雨或潮湿环境)中使用时，用户可以选择连接一个ISLA 14，而在干燥环境中使用时，用户可以选择连接另一个ISLA 14。在选择特定ISLA 14时，该ISLA 14被连接至DICD 10，这导致连接器针脚56的压缩以及ISLA 14和DICD 10之间的电通信的建立。DICD 10和ISLA 14之间的连接可以通过任何适当的(多种)结构或(多种)机制来保持。例如，如在图3A和9中所看到的，ISLA 14和DICD 10可以分别包括被配置用于可释放接合的相对应的锁定构件110、112。虽然在所图示的实施例中被示为锁定臂114以及被配置为接纳该锁定臂114的凹部116，但是应当意识到的是，锁定构件110、112可以包括适用于可释放地连接ISLA 14和DICD 10的预期目的的任何(多种)结构、(多种)机制或者它们的组合(例如，能够以卡扣配合关系、干涉配合等接合的机械互锁、止动器和/或锁闩)。
当期望ISLA 14之间的互换时，用户可以解除锁定构件110、112并且将ISLA 14断开连接。当ISLA 14断开连接并且从DCID 10分开时，连接器针脚56通过偏移构件102返回至图3中看到的第一(正常)配置。在有必要或期望的情况下，可以利用不同的ISLA 14重复上文所连接的连接过程。
现在参考图10和11，如上文所讨论的，在ISLA 14和DICD 10在湿的和/或水下环境中使用的期间，水或其它这样的湿气随着时间的聚集或存在可能经由相邻连接器针脚56之间的连续电气路径的形成(即，使得一个连接器针脚56充当阴极而另一个连接器针脚56则充当阳极)而导致(或提前)腐蚀。除此之外，碎屑(作为示例，诸如砂砾、污垢或灰尘)的存在可能使得性能和连接性随着时间而退化，由此缩短产品的寿命。为了解决这些问题，设想得到DICD 10可以包括密封构件118，其被配置为通过禁止(或完全防止)水/湿气在连接器针脚56周围的聚集和/或碎屑的进入而对连接器针脚56进行保护。
密封构件118可以由任何适当的可弹性压缩的材料所形成，作为示例，诸如闭孔硅泡沫，并且可以通过任何适当的制造工艺(例如，切割和/或冲压)所形成。密封构件118连接至PCB 76A并且可以以任何适当方式与之固定。例如，如图10和11中所示，密封构件118可以通过使用机械连接器(例如，紧固件70)连接至PCB 76A，和/或通过使用一种或多种粘合剂进行上述连接。
密封构件118被配置且定位成密封地接合连接器针脚56，而不干涉DICD 10和ISLA14之间在连接时的导电性。更具体地，密封构件118包括一个或多个开口120(图10)，它们总体上与连接器针脚56对齐定位，并且允许连接器针脚56延伸通过密封构件118并且与ISLA上的(多个)连接表面58接触。虽然在图10中看到的实施例中被图示为狭缝122，但是设想得到(多个)开口120的特定示例可以在本公开的可替换实施例中有所变化。例如，(多个)开口120可以替代地被配置为开孔，所述开孔可以呈现任何适当的几何配置(作为示例，例如为圆形或椭圆形)。密封构件118中的(多个)开口120可以以任何适当方式被形成，诸如通过切割形成。在一种特定方法中，设想得到(多个)开口120可以使用被加热的工具——诸如刀具、探针或其它这样的器材——所形成，从而在(多个)开口120的周围形成平滑的边缘。
在所图示的实施例中，狭缝122在正常情况下(例如，被包括密封构件118的弹性材料)闭合从而在ISLA 14和DICD 10连接之前禁止(或完全防止)水/湿气和/或碎屑与连接器针脚56形成接触(或在其周围聚集)。然而，当DICD 10和ISLA 14连接时，密封构件118从其中连接器针脚56被隐蔽在密封构件118内的第一(非压缩)配置(图10)移动至其中连接器针脚56至少部分从密封构件118暴露出来的第二(压缩)配置(图11)。更具体地，随着密封构件118被压缩，(多个)开口120被连接器针脚56强迫开启，这允许内部构件98上的连接表面90延伸到密封构件118之外，如图11中所看到的，并且与ISLA 14上的(多个)连接表面58相接触，从而以上文所讨论的方式在DICD 10和ISLA 14之间建立电气连接。在DICD 10和ISLA14断开连接时，密封构件118被允许扩张，在该扩张期间，由(多个)开口120所限定的密封构件118的内表面可以横贯连接器针脚56的外表面从而转移、驱逐或以其它方式从连接器针脚56去除水/湿气(例如，汗水)和/或碎屑。
虽然关联于DICD 10进行了讨论，但是在可替换配置中，密封构件118可以与ISLA14相关联，如图12中所看到的。在这样的实施例中，在ISLA 14和DICD 10连接时，连接器针脚56被插入到形成于密封构件118中的(多个)开口120(例如，(多个)狭缝122)中。(多个)开口120因此被迫开启从而允许连接器针脚56上的连接表面90和ISLA 14上的(多个)连接表面58之间相接触以建立电气连接性，在此期间密封构件118将水/湿气和/或碎屑从连接器针脚56转移/去除。
为了进一步禁止水/湿气的入侵，DICD 10(和/或ISLA 14)可以包括一种或多种抗流体或疏水材料(例如，(多种)橡胶或聚合物材料)。例如，这样的(多种)材料可以在制造期间被并入到密封构件118中，或者可以作为涂层被应用于密封构件118。附加地或可选地，设想得到可以向连接器针脚56和/或PCB 76A、76B(以及任何其它适当部件)应用疏水涂层以阻止水/湿气以将会在相邻针脚56之间形成电气路径的方式发生聚集或堆积，从而缓解腐蚀(如下文进一步详细讨论的)。例如，密封构件118和/或疏水涂层可以导致水/湿气形成珠状并且由此阻止连续电气路径的形成。
现在参考图13和14，将讨论本公开的可替换实施例，其包括被配置为缓解电接触部腐蚀的各种附加部件。当诸如连接器针脚56的电接触部与电解溶液(例如，水/湿气)相接触并且以足够的电压被相反极化时，可能会发生腐蚀，其速度随着电压电位而下降。
图13图示了本公开的实施例，其包括被配置为改变跨连接器针脚56的来自DICD10的电源的电压/电流的转换器系统124。转换器系统124包括与DICD 10相关联的第一转换器126(例如，降压转换器)，其被配置为减小跨连接器针脚56的电压(例如，在供电侧)，以及与ISLA 14相关联的第二转换器128(例如，升压转换器)，其被配置为恢复(或增大)该电压(即，在负载侧)。虽然被示为分别位于PCB组件48、50上，但是应当意识到的是，转换器124、126的特定位置在本公开的可替换实施例中可以有所变化。
在DICD 10和ISLA 14的使用期间，第一转换器126在来自电源24的电压/电流到达连接器针脚56之前使其减小(即，功率从初始水平减小为后续的经转换水平)。通过减小流向连接器针脚56的电压/电流，由于相邻的连接器针脚56之间的功率流动所导致的腐蚀可以被减少、减缓或者完全被防止。在通过连接器针脚56流动至ISLA 14上的(多个)连接表面58之后，经转换的电压/电流被第二转换器128所接收，所述第二转换器128在信号到达ISLA14的电路(例如，FPC 64和/或线缆66)之前增大其功率(例如，该电压/电流被返回至初始水平或者其它这样适当或必备的量度)。转换器124、126因此允许跨连接器针脚56的功率减少，而并未实现电源24和ISLA 14的电路之间的电压/电流的有效下降，所述下降对于DICD10和ISLA 14的操作具有明显负面影响。
由于DICD 10、ISLA 14和/或转换器124、126的附带发热(incidental heating)，水/湿气(例如，汗水)在操作期间可以自然蒸发，由此断开这样的水/湿气在相邻的连接器针脚56之间所建立的电气路径，并且避免了使用转换器124、126来操控电压的需求。在某些实施例中，为了促进蒸发，设想得到这样的附带热量可以被传导至连接器针脚56和/或ISLA14上的(多个)连接表面58。附加地或可选地，如图13中所看到的，可以提供一个或多个加热元件130以提高蒸发进行的速度并且由此减少操作转换器124、126的任何必备需求，以改善系统的整体效率。虽然在图13中被示为与DICD 10相关联，但是应当意识到的是，加热元件130可以位于任何适当的位置，并且因此加热元件130的特定位置可以在本公开的可替换实施例中有所变化。
为了对蒸发进行监视和寻址，DICD 10可以包括一个或多个旁路传感器132(例如，电路等),后者与连接器针脚56和/或(多个)连接表面58通信。在这样的实施例中，(多个)传感器132可以被配置为检测连接器针脚56(和/或连接表面58)附近(例如，与之相邻、接近或接触)的水/湿气的存在，和/或检测连接器针脚56(和/或连接表面58)之间的电流的存在。虽然在图13中看到的实施例中被示为位于PCB 60A、76A上，但是如同加热元件130一样，应当意识到的是，(多个)旁路传感器132可以位于任何适当的位置，并且(多个)旁路传感器132的特定位置因此可以在本公开的可替换实施例中有所变化。
当检测到连接器针脚56和/或(多个)连接表面58之间的水/湿气(和/或电流)的存在时，(多个)旁路传感器132可以(例如，向控制器26(图4))传送信号以将操作从其中转换器124、126为非活跃的正常(旁路)模式转变为其中转换器124、126为活跃的交替模式，从而以上文讨论的方式改变跨DICD 10和ISLA 14的电压。基于(多个)旁路传感器132所确认的信息，电压/电流可以因此旁路转换器124、126并且从电源24通过连接器针脚56和(多个)连接表面58直接流向ISLA 14中的电路，或者电压/电流可以被引导通过转换器124、126。
一旦传导路径断开(例如，一旦水/湿气被充分蒸发)，连接器针脚56(和/或(多个)连接表面)之间的电阻增大就可以被检测到，作为示例，诸如通过(多个)旁路传感器132或者通过电源24中的电路来检测。当这样的检测时，DICD 10的操作可以返回至其中电压/电流旁路转换器124、126的正常模式，从而恢复操作的正常效能。
现在参考图14和15，当诸如连接器针脚56的电接触部处于不同的直流(DC)电位时，作为示例，诸如当它们充当电源的接地和正电压端子时，这些电接触部的腐蚀可能会加速。图14和15中所图示的本公开的实施例通过允许对从DICD 10的电源24流出的电压/电流的换向而解决了该问题。更具体地，DICD 10包括换向电路134，并且ISLA 14包括解换向电路136。例如，换向电路134可以包括具有由DICD 10上的振荡器所驱动的第一H桥FET开关的开关网络，并且解换向电路136可以包括由来自DICD 10的换向电压所驱动的用以将电压恢复为DC的第二H桥FET开关。
在使用期间，与DICD 10的电源24通信的换向电路134将来自电源24的直流(DC)变换为交流(AC)，并且解换向电路136接收该AC电流并且在与ISLA 14中的电路通信之前将其变换为DC电流。通过在DC和AC电流之间进行交替，连接器针脚56之间的有效或平均电压电位可以在不影响整体操作效率的情况下被减小为0V，由此减少了在存在水/湿气的情况下的腐蚀。
本领域技术人员将会理解的是，本文所描述以及在附图中示出的本公开的各个实施例构成非限制性示例，并且可以向上文讨论的任何实施例增加附加的部件和特征而并不背离本公开的范围。此外，本领域技术人员将会理解的是，结合一个实施例所示出或描述的要素和特征可以与另一个实施例的那些要素和特征进行组合而并不背离本公开的范围，并且将会意识到基于所提供描述的目前所公开主题的另外的特征和优势。处于本领域技术人员能力之内的针对本文所描述的任何实施例和/或实施例的任何特征的变化、组合和/或修改同样处于本公开的范围之内，通过组合、集成和/或省略来自任何所公开实施例的特征所导致的可替换实施例同样如此。例如，设想得到密封构件118(图10)、转换器系统124(图13)和/或相应的换向和解换向电路134、136(图14)可以与本文所描述的本公开的任何其它实施例进行组合。
关于权利要求的任何要素的术语“可选地”的使用意味着该要素可以被包括或省略，其中两种可替换方式都处于该权利要求的范围之内。此外，诸如“包括”、“包含”和“具有”之类的较宽泛术语的使用应当被理解为提供针对诸如“由……构成”、“基本上由……构成”和“基本上由……组成”之类的较窄术语的支持。因此，保护范围并不被上文给出的描述所限制，而是由随后的权利要求来限定，并且包括权利要求的主题的所有等同形式。
在之前的描述中，可以参考附图中所图示的各种结构之间的空间关系以及该结构的空间定向。然而，如本领域技术人员在完全阅读本公开之后将会认识到的，本文所描述的结构可以以适用于它们的预期目的的任何适当方式被定位和定向。因此，诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“向上”、“向下”、“向内”、“向外”等的术语的使用应当被理解为结构之间的相对关系和/或结构支架你的空间定向。本领域技术人员还将认识到，这样的术语的使用可以在(多个)相对应附图所提供的图示的情景中提供。
此外，诸如“大约”、“总体上”、“基本上”等的术语应当被理解为允许在它们与之相关联的任何数字范围或概念上有所变化。例如，诸如“大约”和“总体上”之类的术语的使用意在应当被理解为涵盖了大约25％的变化，或者允许制造公差和/或设计的偏差。
虽然在本文可以使用诸如“第一”、“第二”等的术语来描述各种操作、要素、部件、区域和/或节段，但是这些操作、要素、部件、区域和/或节段并不应当被这些术语的使用所限制，这是因为这些术语被用来将一种操作、要素、部件、区域或节段与另一种操作、要素、部件、区域或节段加以区分。因此，除非明确以其它方式指出，否则第一操作、要素、部件、区域或节段可以被称作第二操作、要素、部件、区域或节段，而并不背离本公开的范围。
各个权利要求作为进一步的公开内容而被并入到该说明书之中，并且代表了本公开的实施例。此外，短语“A、B和C中的至少一个”和“A和/或B和/或C”应当均被解释为包括仅A、仅B、仅C，或者A、B和C的任意组合。

Claims (15)

1.一种数字图像捕捉设备(DICD)，包括：
设备主体，所述主体包括印刷电路板PCB，所述印刷电路板PCB限定延伸穿过所述PCB的多个开孔，所述PCB包括被固定地定位于所述开孔内的多个连接器针脚；和
集成的传感器-镜头组件ISLA，被配置用于可释放地连接至所述设备主体，所述ISLA包括至少一个连接表面，所述至少一个连接表面被配置用于与所述连接器针脚相接触，以在所述设备主体和所述ISLA之间建立电通信。
2.根据权利要求1所述的数字图像捕捉设备，其中所述连接器针脚各自包括第一端和相反的第二端，所述第一端限定连接表面，所述PCB包括面向外侧而背对所述数字图像捕捉设备的第一侧和面向内侧而朝向所述数字图像捕捉设备的相反的第二侧，所述连接器针脚的所述第二端关于所述PCB的所述第一侧平嵌式安装。
3.根据权利要求1所述的数字图像捕捉设备，其中所述PCB包括面向外侧而背对所述数字图像捕捉设备的第一侧和面向内侧而朝向所述数字图像捕捉设备的相反的第二侧，所述连接器针脚各自包括被配置用于与所述PCB的所述第二侧相接触的凸缘，所述凸缘限定比所述开孔所限定的横向截面尺寸更大的横向截面尺寸。
4.根据之前任一项权利要求所述的数字图像捕捉设备，进一步包括被定位在所述连接器针脚周围的密封构件。
5.根据权利要求4所述的数字图像捕捉设备，其中所述密封构件能够在所述ISLA和所述设备主体连接和断开连接时，在第一配置和第二配置之间进行弹性地重配置，所述连接器针脚在所述第一配置中被所述密封构件所隐蔽，并且在所述第二配置中至少部分地从所述密封构件暴露出来。
6.根据权利要求5所述的数字图像捕捉设备，其中所述密封构件被配置用于在从所述第一配置向所述第二配置的移动期间压缩，以至少部分地暴露所述连接器针脚，并且被配置用于在从所述第二配置向所述第一配置的移动期间膨胀，以隐蔽所述连接器针脚。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的数字图像捕捉设备，其中所述密封构件包括多个开口，所述多个开口被定位成总体上与所述连接器针脚对齐，使得所述连接器针脚能够在所述ISLA和所述设备主体的连接期间延伸通过所述密封构件，从而促进所述设备主体和所述ISLA之间的电通信。
8.根据权利要求7所述的数字图像捕捉设备，其中所述密封构件中的所述多个开口被偏压闭合。
9.根据权利要求7或8所述的数字图像捕捉设备，其中所述多个开口各自被配置为狭缝。
10.根据之前任一项权利要求所述的数字图像捕捉设备，进一步包括：
向所述设备主体供电的电源；
第一转换器，其被所述设备主体所支撑并且与所述电源电通信，所述第一转换器被调适而使得来自所述电源的功率以第一电平输入至所述第一转换器并且以小于所述第一电平的第二电平从所述第一转换器输出至所述连接器针脚；
第二转换器，其被所述ISLA所支撑，所述第二转换器被调适而使得来自所述连接器针脚的功率以所述第二电平输入至所述第二转换器并且以大于所述第二电平的第三电平从所述第二转换器输出；以及
控制器，所述控制器与所述第一转换器和所述第二转换器通信以选择性地激活所述第一转换器和所述第二转换器，使得所述数字图像捕捉设备能够在第一模式和第二模式中操作，在所述第一模式中，所述第一转换器和所述第二转换器为不活跃的，在所述第二模式中，所述第一转换器和所述第二转换器为活跃的，以改变从所述电源通过所述连接器针脚流向所述ISLA的功率。
11.根据权利要求10所述的数字图像捕捉设备，其中所述第二转换器被调适而使得所述第三电平大于所述第二电平。
12.根据权利要求10或11所述的数字图像捕捉设备，进一步包括传感器，所述传感器适于检测所述连接器针脚附近的湿气。
13.根据权利要求12所述的数字图像捕捉设备，其中所述传感器适于检测所述连接器针脚之间的电流流动。
14.根据权利要求12或13所述的数字图像捕捉设备，其中所述传感器与所述控制器通信，以使得所述数字图像捕捉设备的操作在所述第一模式和所述第二模式之间交替。
15.一种数字图像捕捉设备(DICD)，包括：
设备主体，所述设备主体包括与电源通信的第一电接触部，所述电源被所述设备主体所支撑；
集成的传感器-镜头组件ISLA，被配置用于可释放地连接至所述设备主体，所述ISLA包括第二电接触部，所述第二电接触部被配置成总体上与所述第一电接触部对齐，以在所述设备主体和所述ISLA之间建立电通信，其中所述第一电接触部和所述第二电接触部之一包括多个连接器针脚，并且所述第一电接触部和所述第二电接触部中的另一者包括连接表面；和
密封构件，被定位在所述连接器针脚周围，所述密封构件包括可弹性压缩的材料，使得所述密封构件能够在所述ISLA和所述设备主体连接和断开连接时在第一配置和第二配置之间进行重配置，在所述第一配置中，所述连接器针脚被所述密封构件所隐蔽，并且在所述第二配置中，所述连接器针脚至少部分地从所述密封构件暴露出来。
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