CN213120847U - 用于电子设备的测温模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于电子设备的测温模组及电子设备，用于测量被测物体所发射的热辐射能量，该测温模组包括基座、至少一凸透镜、线路板以及感测单元，凸透镜对物体所发射的热辐射能量具有汇聚作用，其能够避免热辐射能量朝其他的方向扩散开，使得热辐射能量尽可能多的穿过凸透镜并投射到感测单元上，感测单元将该热辐射能量的光信号转变成电信号传输给线路板，线路板上的控制器接收到该电信号后将其处理便可获得被测物体的温度，有效地避免了被测物体所发射的热辐射能量朝其他方向散开，从而提升了该测温模组的测量准确性。

Description

用于电子设备的测温模组及电子设备

技术领域

本申请涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种用于电子设备的测温模组及电子设备。

背景技术

近年来，红外线技术已成为了一门发展迅速的新兴学科，其被广泛应用于生产、科研、加工、军事、医疗、美容等领域。

红外测温技术是红外线技术中的一项新型的测温技术，其是根据人体所发出的特定波段的红外线来测量人体温度的。目前市面上存在的一些红外测温设备容易受到外界因素(例如温度或大气中的尘土等)影响而降低温度测量的准确性，因此，如何提升红外测温设备的测量准确性已成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种用于电子设备的测温模组及电子设备，其能够有效地提升测温模组的测量准确性。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于电子设备的测温模组，用于测量被测物体所发射的热辐射能量；该测温模组包括基座、至少一凸透镜、线路板以及感测单元，基座具有第一通口以及第二通口，基座还具有与第一通口以及第二通口连通的容纳空间，凸透镜装设于基座且位于第一通口位置处，线路板装设于基座且位于第二通口位置处，线路板具有控制器，感测单元位于容纳空间内且与线路板电连接，感测单元用于接收经凸透镜后的热辐射能量，并将热辐射能量的光信号转变成电信号传输至线路板，其中，控制器根据电信号来获得被测物体的温度。

基于本申请实施例的用于电子设备的测温模组，凸透镜对物体所发射的热辐射能量具有汇聚作用，其能够避免热辐射能量朝其他的方向扩散开，使得热辐射能量尽可能多的穿过凸透镜并投射到感测单元上，感测单元将该热辐射能量的光信号转变成电信号传输给线路板，线路板上的控制器接收到该电信号后将其处理便可获得被测物体的温度，有效地避免了被测物体所发射的热辐射能量朝其他方向散开，从而提升了该测温模组的测量准确性。

在其中一些实施例中，凸透镜与基座之间通过粘接层连接，和/或线路板与基座之间通过粘接层连接。

基于上述实施例，粘接层用于实现凸透镜与基座之间、以及线路板与基座之间的固定连接。

在其中一些实施例中，粘接层包括设置于凸透镜与基座之间的第一粘接层以及设置于线路板与基座之间的第二粘接层，第一粘接层用于密封凸透镜以及基座，第二粘接层用于密封线路板以及基座。

基于上述实施例，第一粘接层除了连接凸透镜以及基座以外还用于两者之间的密封，第二粘接层除了连接线路板以及基座以外还用于两者之间的密封，故能够达到该测温模组良好的密封防水效果。

在其中一些实施例中，凸透镜具有靠近像侧的第一焦点，感测单元具有感测面，第一焦点落在感测面上。

基于上述实施例，通过将凸透镜第一焦点设置在感测单元的感测面上，其能够有效地避免外界环境中的热辐射能量干扰穿过凸透镜后落到感测单元的感测面上，从而进一步提升了该测温模组的测量准确性。

在其中一些实施例中，测温模组还包括至少一第一基板以及第二基板，第一基板呈环形，第一基板装设于线路板且位于容纳空间内，第一基板环绕感测单元布置，第二基板密封于第一基板的背离线路板的一侧。

基于上述实施例，感测单元设置于第一基板以及第二基板围设形成的密封空间内，该密封空间可以设置成真空环境，避免了外界大气中的消光物质对热辐射能量的影响，以及也能够有效地避免感测单元的周围大气中的消光物质对热辐射能量的影响等，从而进一步提升了该测温模组的测量准确性。

在其中一些实施例中，凸透镜的物侧端面和/或凸透镜的像侧端面设置有增透膜层。

基于上述实施例，增透膜层能够增强热辐射能量穿过凸透镜的穿透效果，从而进一步提升了该测温模组的测量准确性。

在其中一些实施例中，线路板具有接地引脚，接地引脚与基座连通接地。

基于上述实施例，基座与线路板的接地引脚连接，能够有效地防止静电干扰以及电磁干扰。

在其中一些实施例中，基座的材质为铜、铁、铝中的任意一种或任意一种的合金，或凸透镜的材质为硅、锗中的任意一种。

基于上述实施例，基座采用具有良好隔热效果的铜、铁或铝材料制成，其能够有效地隔绝外界环境中的其他热辐射能量的干扰，从而进一步提升了该测温模组的测量准确性，凸透镜采用硅或锗材料制成，该材料对热辐射能量具有良好的穿透性，从而进一步提升了该测量模组的测量准确性。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体以及上述的测温模组，壳体包括背板以及绕背板的周向布置的侧板，测温模组装设于背板以及侧板的其中一个上。

基于本申请实施例中的电子设备，具有上述测温模组的电子设备，其温度测量的准确性高。

在其中一些实施例中，电子设备为手机，测温模组装设于侧板且靠近手机的耳机孔设置。

基于上述实施例，具有上述测温模组的手机具有良好的温度测量功能，且将上述测温模组设置在手机的耳机孔附近，该设计更符合人体工学，在用该手机进行人体温度测量时，一方面减小了手机对被测人员视线的遮挡，另一方面便于测量人员握持手机对准被测人员，从而进一步提升了手机测量的便携性。

基于本申请实施例的用于电子设备的测温模组及电子设备，凸透镜对物体所发射的热辐射能量具有汇聚作用，其能够避免热辐射能量朝其他的方向扩散开，使得热辐射能量尽可能多的穿过凸透镜并投射到感测单元上，感测单元将该热辐射能量的光信号转变成电信号传输给线路板，线路板上的控制器接收到该电信号后将其处理便可获得被测物体的温度，有效地避免了被测物体所发射的热辐射能量朝其他方向散开，从而提升了该测温模组的测量准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例中的测温模组的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中的测温模组的局部剖面结构示意图；

图3为本申请一种实施例中的测温模组的分解示意图；

图4为本申请一种实施例中的测温模组安装在电子设备的背板上的结构示意图；

图5为本申请一种实施例中的测温模组安装在电子设备的侧板上的结构示意图。

附图标记：100、测温模组；110、基座；111、第一通口；112、第二通口；113、容纳空间；120、凸透镜；130、感测单元；131、感测面；140、线路板；150、粘接层；151、第一粘接层；152、第二粘接层；161、第一基板；162、第二基板；200、电子设备；210、测温模组；220、壳体；221、背板；222、侧板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在自然界中，所有温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，由于自身分子的热运动，都在不停的向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，且对于不同波段的电磁波而言其所具有的能量也是不同的，也即具有不同的红外辐射能量(又称为热辐射能量)。而物体的红外辐射能量的大小和波长的分布与它表面的温度有着十分密切的关系，因此，通过对物体自身辐射的红外线能量的测量，就可以测出物体表面的温度。

红外线式电磁波谱中的一部分，而且这一段波段正好位于可见光与微波之间，在电磁波波谱中，通常把人眼可以直接感知的0.4-0.76微米波段的电磁波称之为可见光波段，把波长在0.76-600微米波段的电磁波称之为红外波段。

基于上述红外测温理论的依据基础，红外测温技术是红外线技术中的一项新型的测温技术，其是根据人体所发出的特定波段的红外线来测量人体温度的。

但是，目前市面上存在的一些红外测温设备容易受到外界因素(例如温度或大气中的尘土等)影响而降低温度测量的准确性，因此，如何提升红外测温设备的测量准确性已成为亟待解决的问题。

为了解决上述技术问题，请参照图1-图3所示，本申请的第一方面提出了一种用于电子设备的测温模组，其能够有效地提升测温模组100的测量准确性。

电子设备是指由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件组成、应用于电子技术(包括软件)发挥作用的设备，包括电子计算机以及由电子计算机控制的机器人、数控或程控系统等。例如，电子设备可以但不仅限于手机、电脑、平板电脑或摄像机等。

测温模组100采用红外测温，红外测温的原理是将被测物体所发射的红外线所具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与被测物体本身的温度相对应，根据所转变的电信号的大小，从而可以确定被测物体的温度。

如图1-图2所示，测温模组100包括基座110、凸透镜120、线路板140以及感测单元130。

基座110作为测温模组100中的承载部件，其具有较好的刚性强度，例如，基座110可采用金属等材料制成。基座110具有第一通口111以及第二通口112，第一通口111与第二通口112相对设置，基座110还具有与第一通口111以及第二通口112连通的容纳空间113，也就是说，基座110的内部中空形成一个环形结构，其两端分别为第一通口111以及第二通口112，第一通口111以及第二通口112之间的部分即为上述容纳空间113。

凸透镜120对光线具有会聚作用，也就是说，被测物体所发射的热辐射能量(即上述红外线所具有的辐射能的简称)从凸透镜120的物侧端面(凸透镜120的面向被测物体的端面)穿过凸透镜120后，热辐射能量从凸透镜120的像侧端面(凸透镜120的背向被测物体的端面)穿出并朝靠近凸透镜120的光轴的方向发生偏折。至少一凸透镜120装设于基座110且位于第一通口111位置处，也就是说，该测温模组100中的凸透镜的120的数量至少为一个，例如，该测温模组100中凸透镜120的数量可以为三个，三个凸透镜130组成一个透镜组沿光轴从物侧至像侧依次排布，需要注意的是，这里对凸透镜120的具体数量不做限定，其具体数量可以根据实际该测温模组100的实际需要来设定。凸透镜120可以通过粘接的方式实现与基座110之间的连接，也可以通过卡接的方式(也即过盈配合)实现与基座110之间的连接。凸透镜120的材质可以为光学玻璃、树脂等。具体地，凸透镜120的材质为硅、锗中的任意一种，设计者可根据实际需求选择合适的凸透镜120的材质。

如图2-图3所示，线路板140作为实现测温模组100的数模转换的部件，其可以是硬质线路板(PCB)、也可以是软质线路板(FPC)，还可以是软硬结合线路板(FPCB)。线路板140装设于基座110且位于第二通口112位置处，线路板140可以通过粘接的方式实现与基座110之间的连接，也可以通过卡接的方式实现与基座110之间的连接。线路板140上装设有电子元件(图中未示出)，电子元件可以但不仅限于电容、电阻、电感等中的一种或多种。

线路板140具有接地引脚(图中未示出)，接地引脚与基座110连通接地，例如，可以从线路板140的接地引脚上引出一根连接导线，该连接导线的背离接地引脚的一端连接基座110的内壁面。该设计中，通过将基座110与线路板140的接地引脚连接，能够有效地防止静电干扰以及电磁干扰。

线路板140上还具有控制器(图中未示出)，控制器能够将被测物体所发射的热辐射能量转换成数字信号，例如，控制器可以但不仅限于单片机等，这里对单片机的型号不做限定，设计者可根据实际需要选择合适的单片机。

感测单元130作为测温模组100中的用于感测穿过凸透镜120的热辐射能量的部件(具体来说测量的是热辐射能量中的波长分布)，感测单元130可以但不仅限于热电偶，这里对热电偶的型号不做限定，设计者可根据实际需要采用测量范围广且精度高的热电偶。感测单元130位于基座110的容纳空间113内且与线路板140电连接，感测单元130用于接收经凸透镜120后的热辐射能量，并将热辐射能量的光信号转变成电信号传输至线路板140，也就是说，热辐射能量经凸透镜120后投射到感测单元130上，感测单元130能够将热辐射能量的光信号转变成相应的电信号并传递给线路板140。

控制器可根据电信号来获得被测物体的温度，也就是说，热辐射能量经感测单元130处理后由光信号转变成电信号，控制器能够根据该电信号对其分析处理从而获得被测物体的温度。

综上，凸透镜120对物体所发射的热辐射能量具有汇聚作用，其能够避免热辐射能量朝其他的方向扩散开，使得热辐射能量尽可能多的穿过凸透镜120并投射到感测单元130上，感测单元130将该热辐射能量的光信号转变成电信号传输给线路板140，线路板140上的控制器接收到该电信号后将其处理便可获得被测物体的温度，有效地避免了被测物体所发射的热辐射能量朝其他方向散开，从而提升了该测温模组100的测量准确性。

如图2-图3所示，进一步地，考虑到感测单元130、线路板140等都是电子元件，故上述测温模组100需要具有良好的防水性能，在一些实施例中，凸透镜120与基座110之间通过粘接层150连接，和/或线路板140与基座110之间通过粘接层150连接。例如，凸透镜120与基座110之间通过粘接层150连接，或者线路板140与基座110之间通过粘接层150连接，再或者凸透镜120与基座110之间、以及线路板140与基座110之间均通过粘接层150连接。

粘接层150包括第一粘接层151以及第二粘接层152。其中，第一粘接层151可以是胶水层也可以是双面胶层，同理第二粘接层152可以是胶水层也可以是双面胶层。

第一粘接层151设置于凸透镜120与基座110之间，第二粘接层152设置于线路板140与基座110之间，且第一粘接层151用于密封凸透镜120以及基座110，第二粘接层152用于密封线路板140以及基座110。具体地，第一粘接层151为胶水层，胶水层可以涂覆于凸透镜120的像侧端面上的外周边缘，胶水层也可以涂覆于凸透镜120的像侧端面上的非光学有效区域部分，以使凸透镜120粘合并密封于基座110的第一通口111位置处；第二粘接层152亦为胶水层，胶水层涂覆于基座110的第二通口112位置处，以使线路板140的与基座110的第二通口112相对应的外边缘粘合并密封于基座110。该设计中，将感测单元130设置在基座110的容纳空间113内，基座110相当于感测单元130的保护罩，并通过第一粘接层151以及第二粘接层152的设置，能够使得该测温模组100的内部(即感测单元130所在的容纳空间113)完全防水，避免了水汽或会灰尘影响感测单元130的探测精度，进一步提升该测温模组100的测量准确性。

进一步地，考虑到外界环境中的一切温度高于绝对零度的物体都在不断地向周围空间发射热辐射能量，故为避免干扰式热辐射能量(并非被测物体所发射的热辐射能量)也透过凸透镜120并投射到感测单元130上来降低测量模组的准确性，在一些实施例中，凸透镜120具有靠近像侧的第一焦点，感测单元130具有感测面131，第一焦点落在感测面131上。其中，第一焦点即为凸透镜120于光轴处且位于像侧的焦点位置，将感测单元130的面向凸透镜120的像侧端面且可用于感测热辐射能量的表面定义为感测单元130的感测面131。通过将感测单元130的感测面131设置在对应的凸透镜120的焦点位置上，能够有效地避免干扰式热辐射能量投射到感测单元130的感测面131上，从而提升该测温模组100的测量准确性。

需要注意的是，将上述凸透镜120的像侧端面与感测单元130的感测面131于光轴上的距离定义为凸透镜120的焦距，且对于不同的测温模组100而言，可以采用具有不同焦距的凸透镜120，并将感测单元130的感测面131设置在对应地的凸透镜120的焦点位置处，从而可以设计出具有不同视场角的测温模组100，以增强测温模组100的测量准确性以及适用性。

如图2-图3所示，进一步地，考虑到感测单元130容易受到外界环境的影响，例如，外界环境温度或者大气中的蒸气、尘土、烟雾等都会影响穿过凸透镜120的热辐射能量，从而影响测温模组100的测量精度。为降低外界环境对穿过凸透镜120的热辐射能量的影响来提升测温模组100的测量准确性，在一些实施例中，测温模组100还包括第一基板161以及第二基板162。具体地，第一基板161的数量至少为一个，第一基板161呈环形，第一基板161装设于线路板140且位于容纳空间113内，第一基板161环绕感测单元130布置，第二基板162呈矩形，且第二基板162密封于第一基板161的背离线路板140的一侧。由于感测单元130位于第一基板161、第二基板162以及线路板140围设的空间内，可以将该空间内的环境变成真空环境，来降低该环境对感测单元130的影响，从而进一步提升测温模组100的测量准确性。需要注意的是，由于感测单元130是设置在第一基板161、第二基板162以及线路板140所围设形成的空间内的，故透过凸透镜120的热辐射能量需要穿过第二基板162才能投射到感测单元130的感测面131上，故第二基板162应采用具有良好透光性的材料制成，例如光学玻璃。

进一步地，考虑到在利用上述测温模组100进行温度测量时，凸透镜120容易受到外界环境的影响，例如，外界环境温度较低时，容易在凸透镜120的物侧端面上形成雾化现象，或者是大气中的尘土等杂质容易附着于凸透镜120的物侧表面上，从而使得物体所发射的热辐射能量容易在凸透镜120的物侧端面上产生反射现象，降低测温模组100的测量准确性。为避免水滴、尘土等杂质残留在凸透镜120的物侧端面上来提升测温模组100的测量准确性，在一些实施例中，凸透镜120的物侧端面设置有防水膜层(图中未示出)。防水膜层的材料可以但不仅限于二氧化锆，防水膜层可以采用真空镀制的方式形成于凸透镜120的物侧端面。上述增设有防水膜层的凸透镜120具有高水滴角，其能够有效地防止水滴、油污或指纹等杂质残留在凸透镜120的物侧端面上，以进一步提升测温模组100的测量准确性。

进一步地，考虑被测物体所发射的热辐射能量在经过凸透镜120时，存在一小部分的热辐射能能量被凸透镜120的物侧端面反射的情况，为增强热辐射能量的穿透效果，在一些实施例中，凸透镜120的物侧端面和/或凸透镜120的像侧端面设置有增透膜层(图中未示出)。例如，凸透镜120的物侧端面设置增透膜，或者凸透镜120的像侧端面设置增透膜，再或者凸透镜120的物侧端面以及像侧端面均设置增透膜。其中，增透膜层的材料可以但不仅限于氟化镁、氧化钛、硫化铅或硒化铅中的一种，增透膜层可以采用真空蒸镀的方式形成于凸透镜120的物侧端面以及像侧端面，也可以采用化学气相沉积的方式形成于凸透镜120的物侧端面或像侧端面。

进一步地，考虑到外界环境温度会对穿过凸透镜120的热辐射能量造成影响，在一些实施例中，基座110的材质为铜、铁、铝中的任意一种或任意一种的合金，通过将基座110设置成具有良好隔热的金属材料制成，使得上述基座110能够有效地阻隔外界环境温度，从而达到进一步提升测温模组100的测量准确性的效果。

如图4-图5所示，本申请的第二方面提出了一种电子设备，该电子设备200包括壳体220以及上述的测温模组210。电子设备200可以但不仅限于手机、电脑、平板电脑或摄像机等，只要是具有测温功能的电子设备200均可。基于上述摄像模组的电子设备200，其具有良好的温度测量功能。

壳体220包括背板221以及绕背板221的周向布置的侧板222，换言之，侧板222有背板221的周缘延伸形成。

上述测温模组210装设于背板221以及侧板222的其中一个上，例如，测温模组210可以设置在壳体220的背板221上，当然，测温模组210也可以设置在壳体220的侧板222上。

在一些实施例中，电子设备200为手机，上述测温模组210装设于侧板222且靠近手机的耳机孔设置。将上述测温模组210设置在手机的耳机孔附近，该设计更符合人体工学，在用该手机进行人体温度测量时，一方面减小了手机对被测人员视线的遮挡，另一方面便于测量人员握持手机对准被测人员，从而进一步提升了手机测量的便携性。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电子设备的测温模组，用于测量被测物体所发射的热辐射能量，其特征在于，包括：

基座，具有第一通口以及第二通口，所述基座还具有与所述第一通口以及所述第二通口连通的容纳空间；

至少一凸透镜，装设于所述基座且位于所述第一通口位置处；

线路板，装设于所述基座且位于所述第二通口位置处，所述线路板具有控制器；

感测单元，位于所述容纳空间内且与所述线路板电连接，所述感测单元用于接收经所述凸透镜后的热辐射能量，并将热辐射能量的光信号转变成电信号传输至所述线路板；

其中，所述控制器根据所述电信号来获得被测物体的温度。

2.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，

所述凸透镜与所述基座之间通过粘接层连接，和/或所述线路板与所述基座之间通过粘接层连接。

3.如权利要求2所述的测温模组，其特征在于，

所述粘接层包括设置于所述凸透镜与所述基座之间的第一粘接层以及设置于所述线路板与所述基座之间的第二粘接层，所述第一粘接层用于密封所述凸透镜以及所述基座，所述第二粘接层用于密封所述线路板以及所述基座。

4.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，

所述凸透镜具有靠近像侧的第一焦点，所述感测单元具有感测面，所述第一焦点落在所述感测面上。

5.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，所述测温模组还包括：

至少一第一基板，所述第一基板呈环形，所述第一基板装设于所述线路板且位于所述容纳空间内，所述第一基板环绕所述感测单元布置；

第二基板，密封于所述第一基板的背离所述线路板的一侧。

6.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，

所述凸透镜的物侧端面和/或所述凸透镜的像侧端面设置有增透膜层。

7.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，

所述线路板具有接地引脚，所述接地引脚与所述基座连通接地。

8.如权利要求1所述的测温模组，其特征在于，

所述基座的材质为铜、铁、铝中的任意一种或任意一种的合金；或

所述凸透镜的材质为硅、锗中的任意一种。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体，包括背板以及绕所述背板的周向布置的侧板；

权利要求1-8中任一项所述的测温模组，所述测温模组装设于所述背板以及所述侧板的其中一个上。

10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，

所述电子设备为手机，所述测温模组装设于所述侧板且靠近所述手机的耳机孔设置。

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