CN213932834U - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种具有红外测温功能的电子设备,包括壳体、模组支架、红外镜片和红外温度传感器;壳体具有内腔和安装开口,安装开口连通内腔与电子设备的外部;模组支架的材料的比热容大于或等于比热容阈值,和/或模组支架的材料的导热系数大于或等于导热系数阈值;模组支架安装于壳体,模组支架的至少一部分收容于内腔,模组支架部分暴露在安装开口中;模组支架背向内腔的一侧设有红外光孔,红外光孔暴露于安装开口中;模组支架朝向内腔的一侧设有收容腔,收容腔与红外光孔连通;红外镜片位于模组支架背向内腔的一侧,且覆盖红外光孔;红外温度传感器位于内腔,红外温度传感器的至少一部分收容于收容腔。本电子设备具有较高的红外测温精度。
Description
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种电子设备。
背景技术
市面上已经有一些具有红外测温功能的电子设备,如耳温枪、额温计以及能红外测温的手机。这些电子设备体型较小,便于携带,能较好地适用于日常测温场合。但是,这些电子设备的测量精度较差,不能满足需要。
实用新型内容
本申请提供了一种具有红外测温功能的电子设备,能够提升红外测温精度。
第一方面,本申请提供了一种电子设备,包括壳体、模组支架、红外镜片和红外温度传感器;壳体具有内腔和安装开口,安装开口连通内腔与电子设备的外部;模组支架的材料的比热容大于或等于比热容阈值,和/或模组支架的材料的导热系数大于或等于导热系数阈值;模组支架安装于壳体,模组支架的至少一部分收容于内腔,模组支架部分暴露在安装开口中;模组支架背向内腔的一侧设有红外光孔,红外光孔暴露于安装开口中;模组支架朝向内腔的一侧设有收容腔,收容腔与红外光孔连通;红外镜片位于模组支架背向内腔的一侧,且覆盖红外光孔;红外温度传感器位于内腔,红外温度传感器的至少一部分收容于收容腔。
本方案中,壳体是电子设备的外观结构部件。壳体可以是单个部件,也可以由若干部件组装而成。壳体围成内腔,安装开口连通内腔与外界。模组支架可以一部分在内腔中,一部分从安装开口伸出内腔;或者模组支架可以全部收容在内腔中。模组支架部分暴露在安装开口中,即模组支架的一部分与安装开口重叠(即模组支架的一部分挡在安装开口处),从壳体外侧向安装开口内看,可以看到一部分模组支架。模组支架暴露在安装开口中的这部分的相对两侧分别设有红外光孔和收容腔,红外光孔与收容腔连通。红外光孔与收容腔均位于安装开口的边界之内。收容腔可以全部在内腔中;或者收容腔的一部分在内腔中,另一部分在在内腔外;或者收容腔全部在内腔外。红外传感器设在内腔中,且红外传感器的一部分或全部位于收容腔中。红外镜片装在模组支架上,并从壳体的外侧封盖红外光孔。目标对象辐射的红外线可以透过红外镜片,进入收容腔,被红外温度传感器接收。经过红外温度传感器的感应以及该电子设备的信号处理,可以测出目标对象的温度。
本方案中,模组支架的材料的比热容和/或导热系数可以较大。较高的比热容使得模组支架吸收(或释放)单位热量所升高(或下降)的温度越小。较大的导热系数使得模组支架具有较好的导热系数。模组支架、红外温度传感器及红外镜片三者可以构成热系统,该三者能相互进行热交换。收容腔能促进该热系统内的热交换,使模组支架、红外温度传感器及红外镜片三者在较短时间内达到均温状态。以上设计能够满足准确红外测温的必要条件,因此提升了电子设备的红外测温精度。
在一种实现方式中,所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成凹槽,所述凹槽的腔体为所述收容腔;所述红外光孔贯通所述凹槽的底壁。通过开设凹槽形成收容腔,能够以简单和容易制造的结构,提供提升红外测温精度的解决方案。
在一种实现方式中,所述模组支架朝所述内腔的一侧的表面凸设有围墙,所述围墙所围的空间为所述收容腔;所述红外光孔贯通所述表面被所述围墙所围的区域。设计围墙形成收容腔的设计结构简单,容易制造,能够可靠地提升红外测温精度。
在一种实现方式中,所述收容腔的开口所在的表面设有避让槽,所述避让槽与所述收容腔连通,所述避让槽的深度小于所述收容腔的深度。该收容腔可以是由该凹槽形成,也可以是由该围墙围成。开设避让槽能够避让外围器件,该外围器件位于内腔中,该外围器件可以靠近红外温度传感器布置,该外围器件用于辅助红外温度传感器工作。而且,由于避让槽较浅,开设避让槽能形成与收容腔相邻的凸台,该凸台可以加强模组支架与红外温度传感器的热交换,从而有利于提升红外测温精度。
在一种实现方式中,所述电子设备包括隔热圈,所述隔热圈围绕所述红外温度传感器和所述收容腔的外周。隔热圈可由隔热材料制造,例如泡棉。由于隔热圈具有隔热作用,电子设备内部的热源产生的热量将不易进入收容腔,这使得红外温度传感器的温度能够保持稳定,避免红外温度传感器与模组支架、红外镜片产生较大温差,有利于保证测温精度。当然,隔热圈也能阻隔外界环境的热量进入收容腔。
在一种实现方式中,所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成安装槽,所述安装槽的侧壁位于所述收容腔的外周;所述隔热圈安装在所述安装槽内。开设安装槽便于将隔热圈装入安装槽,能够保证隔热圈可靠安装,还能够减小对电子设备的内部空间的占用。
在一种实现方式中,所述电子设备包括柔性电路板,所述柔性电路板位于所述内腔,所述柔性电路板具有露铜区;所述红外温度传感器布置在所述柔性电路板上,所述红外温度传感器与所述露铜区位于所述柔性电路板的同侧,所述红外温度传感器与所述露铜区隔开;所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面设有导热部,所述导热部与所述露铜区连接。
本方案中,柔性电路板用于实现红外温度传感器与电子设备的主板的信号导通。露铜区内的柔性电路板去除了绝缘层,位于绝缘层之下的铜层被裸露出来。露铜区的导热性能较好。导热部的形状不限,例如可以是封闭环状。导热部例如可以围绕在收容腔的外周。导热部与露铜区可以直接接触或通过介质(例如粘胶)连接。通过使导热部与露铜区连接,能够使柔性电路板与模组支架之间建立接触式导热路径,这能促进红外温度传感器与模组支架的热交换,有利于红外镜片、模组支架及红外温度传感器三者的温差快速趋近于零,从而提升测温精度与测温速度。
在一种实现方式中,所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成安装槽,所述安装槽的侧壁位于所述收容腔的外周;所述导热部设于所述安装槽的底面,并位于所述收容腔与所述红外温度传感器的外周。在安装槽的底面设置导热部,能够提升测温精度与测温速度,且减小对电子设备的内部空间的占用,同时此种结构设计简单,可制造性好。
在一种实现方式中,所述收容腔的至少一部分内壁的发射率大于或等于95%,和/或所述收容腔的至少一部分内壁的反射率小于或等于50%。使收容腔的至少一部分内壁的发射率大于或等于95%,能够增强收容腔的腔壁的热辐射能力;所述收容腔的至少一部分内壁的反射率小于或等于50%,能够使收容腔的腔壁吸收更多热辐射。上述设计均能使模组支架与红外温度传感器的热交换更为充分,能有效、快速地减小模组支架与红外温度传感器的温差,有利于提升测温精度与速度。
在一种实现方式中,所述收容腔的至少一部分内壁附着有色材料层,或者所述收容腔的至少一部分内壁具有非抛光面。该有色材料层不透明,可以呈现出设定的颜色,例如黑色、除黑色外的其他深色(如褐色、深蓝、墨绿等)、灰色、白色等。该非抛光面为非光滑面,例如可以通过使表面粗化的工艺(如喷砂或化学腐蚀)制造出该非抛光面。设计有色材料层或非抛光面,均能以简单易行的方式增加收容腔的腔壁的发射率,减小收容腔的腔壁的反射率。
在一种实现方式中,所述电子设备包括柔性电路板和隔热支架;所述柔性电路板位于所述内腔中;所述红外温度传感器与所述隔热支架位于所述柔性电路板的同一端,并分别连接于所述柔性电路板的相对两侧。本方案中,隔热支架位于内腔中。隔热支架可以支撑在电子设备的主板与柔性电路板之间,起到支撑柔性电路板、红外温度传感器以及模组支架的作用。隔热支架可以由隔热材料制造,例如塑胶。隔热支架能阻隔热量传入柔性电路板和红外温度传感器,避免热量干扰红外温度传感器,避免红外温度传感器与模组支架、红外镜片产生较大温差,保证测温精度。
在一种实现方式中,所述隔热支架开设有隔热槽。该隔热槽可以开设在隔热支架的任意合适的表面,例如开设在隔热支架朝向电子设备的主板的表面。该隔热槽的形状、尺寸及数量均不限。由于隔热槽中充满空气,而空气是热的不良导体,因此隔热支架中开设隔热槽能加强隔热支架的隔热作用。
在一种实现方式中,所述模组支架突出于所述壳体背离所述内腔的表面。这能使模组支架与外界空气充分接触,增强模组支架与外界空气的热交换,使模组支架吸收到的热量能更快释放到空气中,使该热系统能保持热平衡,确保测温精度。特别是对于使用玻璃等导热性能较差的材料制造的壳体,模组支架与该壳体的热交换比较有限,会影响该热系统的热平衡,而模组支架凸出的设计能弥补此种缺陷。
在一种实现方式中,所述模组支架背向所述内腔的一侧的表面凸设有环绕筋,所述环绕筋环绕在所述红外镜片的外周。环绕筋可以是单个封闭的圆环结构。或者环绕筋可以有若干个,若干个环绕筋可以沿圆周依次间隔排布。环绕筋可以与红外光孔基本同轴。环绕筋的内壁可以与红外光孔的孔壁平齐连接。环绕筋与模组支架可以形成一体式结构。环绕筋的材料可以与模组支架的材料相同,二者均由较高比热容与较大导热系数的材料制造。设计环绕筋能进一步增强模组支架与红外镜片的热交换,从而保证红外测温精度。
在一种实现方式中,所述模组支架还开设有摄像头孔,所述摄像头孔与所述红外光孔位于所述模组支架的同侧,所述摄像头孔与所述红外光孔隔开;所述电子设备包括摄像头镜片和摄像头模组;所述摄像头镜片与所述红外镜片位于所述模组支架的同侧,所述摄像头镜片封盖所述摄像头孔,所述摄像头镜片与所述摄像头孔未重叠的区域开设有收容通孔;所述摄像头模组位于所述内腔,所述摄像头模组用于采集透过所述摄像头镜片及所述摄像头孔的光线;所述红外镜片位于所述收容通孔中。
本方案中,红外温度传感器与摄像头模组共用同一个模组支架,模组支架同时承载摄像头镜片与红外镜片。该设计使得模组支架的体积较大。在吸收同等热量时,体积较大的模组支架温升较小,不会给整个热系统带来较大温升,有利于实现热系统的热平衡,从而保证测温精度。
并且,红外温度传感器与摄像头模组共用同一个模组支架,红外镜片嵌套在摄像头镜片中,这样无需在壳体上为红外镜片额外开孔,能够保证壳体的外观完整性,也能使红外镜片与摄像头镜片融为一体,营造出一致性良好的外观效果。
在一种实现方式中,所述模组支架背向所述内腔的一侧的表面凸设有环绕筋,所述环绕筋位于收容通孔中,并环绕在所述红外镜片的外周。当存在该环绕筋时,该环绕筋可以将摄像头镜片与红外镜片隔开,既能增强模组支架与红外镜片的热交换,保证红外测温精度,又能增加摄像头镜片、红外镜片与模组支架的组装结构强度。
在一种实现方式中,所述摄像头模组与所述摄像头孔均为至少两个,所述至少两个摄像头孔间隔分布,一个所述摄像头模组与一个所述摄像头孔对应。有多个摄像头模组时,模组支架的体积会更大,从外界吸收同等热量时模组支架温升会更小,从而能够使该热系统能保持更为稳定的热平衡状态,提升测温精度。并且,设置多个摄像头模组能增强电子设备的拍摄性能。
在一种实现方式中,所述比热容阈值为0.2kJ/(kg·℃),所述导热系数阈值为10W/(m·k)。该阈值的设计能保证模组支架的热性能,有利于保证红外测温精度。
在一种实现方式中,所述电子设备为手机,所述壳体包括中框与后壳,所述后壳与所述中框组装围成所述内腔,所述安装开口开设在所述后壳上。本方案使得手机具有红外测温功能,且保证手机的红外测温精度较高,能增加产品竞争力。
附图说明
图1是本申请实施例的一种电子设备的立体结构示意图;
图2本申请实施例的另一种电子设备的平面结构示意图;
图3本申请实施例的另一种电子设备的平面结构示意图;
图4是本申请实施例的另一种电子设备的立体结构示意图;
图5是图4中的电子设备的A-A剖视结构示意图;
图6是图5中B处的局部放大结构示意图;
图7是图4中的电子设备的分解结构示意图;
图8是图7中的电子设备的摄像头模组、红外模组安装在主板上的组装结构示意图;
图9是图8中的红外模组的立体结构示意图;
图10是表示图7中的电子设备的后壳、模组支架、摄像头镜片及红外镜片的组装关系的结构示意图;
图11(a)是图10中的模组支架在一个视角下的一种立体结构示意图;
图11(b)是图10中的模组支架在一个视角下的另一种立体结构示意图;
图12是图10中的模组支架在另一个视角下的立体结构示意图;
图13是图12中D处的局部放大结构示意图;
图14是表示红外模组中的红外温度传感器和外围器件与模组支架的位置关系的结构示意图;
图15是图13所示结构的一种替换结构的结构示意图;
图16是表示模组支架、摄像头镜片及红外镜片的组装结构的示意图;
图17是图16中E处的局部放大结构示意图;
图18是实施例一中表示主板、摄像头模组、红外模组、模组支架、摄像头镜片及红外镜片的位置关系的一种分解结构示意图;
图19是实施例一中表示主板、摄像头模组、红外模组、模组支架、摄像头镜片及红外镜片的位置关系的另一种分解结构示意图;
图20是图19中的摄像头模组、红外模组、模组支架、摄像头镜片及红外镜片的组装结构的F-F剖视结构示意图;
图21是实施例二中表示模组支架与隔热圈的组装关系的结构示意图;
图22是实施例二中表示摄像头模组、红外模组、隔热圈及模组支架的位置关系的结构示意图;
图23是实施例三中的模组支架的安装槽内的导热部的一种结构示意图;
图24是实施例三中的模组支架的安装槽内的导热部的另一种结构示意图;
图25是实施例三中的红外模组的柔性电路板上的露铜区的结构示意图;
图26是表示实施例四中的主板、隔热支架、摄像头模组、红外模组及模组支架的位置关系的结构示意图;
图27是图26中的隔热支架的立体结构示意图;
图28是实施例五中的电子设备的立体结构示意图;
图29是实施例六中的电子设备的立体结构示意图;
图30是图29中G处的局部放大结构示意图。
具体实施方式
本申请以下实施例提供了一种电子设备。该电子设备可以是专门用于测温的设备,如图1中的电子设备10与图2中的电子设备20分别是两种测温仪。或者,该电子设备还可以是便携式消费电子产品,如图3中的电子设备30是平板电脑,图4示出的电子设备40是手机。图1-图4仅仅表示出了本实施例的电子设备的一些具体示例,实际上该电子设备并不限于上文所述。例如,该电子设备还可以是可穿戴设备,如智能手表、无线耳机等。
本实施例的电子设备可以包括壳体、模组支架、红外镜片和红外温度传感器。其中,壳体是电子设备的外观结构部件。壳体具有内腔,该红外温度传感器安装在该内腔中。壳体上可以开设安装开口,该安装开口连通该内腔与电子设备的外部空间。模组支架安装在壳体上,模组支架的至少部分可以位于内腔中。模组支架的一部分可暴露在安装开口中,模组支架的该部分与安装开口对准。这可以包括以下情况:模组支架可以隐藏在壳体的外表面之下,用户无法从安装开口处看到模组支架;或者,模组支架的这部分可以从安装开口中露出壳体的外表面,用户能看到模组支架的这部分(模组支架的这部分可以遮盖或未遮盖安装开口)。模组支架暴露在安装开口中的这部分开设有红外光孔,红外镜片封盖该红外光孔。目标对象辐射的红外线可以透过红外镜片被红外温度传感器接收。经过红外温度传感器的感应以及该电子设备的信号处理,可以测出目标对象的温度。
例如,图1的电子设备10包括壳体11。模组支架12安装在壳体11上,并从壳体11的安装开口露出。红外镜片安装在模组支架12上,并封盖模组支架12上的红外光孔(由于图1视角的原因,安装开口、红外光孔及红外镜片并未显示)。
或如图2所示,电子设备20包括壳体21。模组支架22安装在壳体21上,并从壳体21的安装开口21a露出。红外镜片23安装在模组支架22上,并封盖模组支架22上的红外光孔(图2视角中,该红外光孔被红外镜片23遮盖而不可见)。
或如图3所示,电子设备30包括壳体31。模组支架32安装在壳体31上,并从壳体31的安装开口31a露出。红外镜片33安装在模组支架32上,并封盖模组支架32上的红外光孔(图3视角中,该红外光孔被红外镜片33遮盖而不可见)。
或如图4所示,电子设备40包括壳体41。模组支架42安装在壳体41上,并从壳体41的安装开口41a露出。红外镜片44安装在模组支架42上,并封盖模组支架42上的红外光孔(图4视角中,该红外光孔被红外镜片43遮盖而不可见)。
下文将以电子设备40为例,详细描述本实施例的方案。
图4表示实施例一中的电子设备40的背面结构。图5是图4的电子设备40的A-A剖视图,其中为了清楚地表示电子设备40的壳体41的内腔41b,对电子设备40的内部结构做了适当简化。图6是图5中B处的局部放大结构示意图。
如图4-图6所示,电子设备40的壳体41可以包括中框411与后壳412。中框411可以近似为板状部件,中框411的周缘部分可称为边框411a。边框411a的一侧(例如图6视角中的上侧)与后壳412配合,使得中框411与后壳412围成内腔41b。边框411a的另一侧(例如图6视角中的下侧)可以安装显示屏45,也即显示屏45与后壳412分别位于中框411的相对两侧。实施例一中的电子设备40具有显示屏45,这仅是一种举例。实际上本实施例的方案与显示屏45无关,显示屏45不是必需的。
如图7和图8所示,电子设备40还可以包括主板46,以及布置在主板46上的摄像头模组47与红外模组48。
结合图6与图7所示,主板46可以安装在中框411上,并位于内腔41b中。摄像头模组47与红外模组48可以均位于主板46朝向后壳412的一侧,二者均与主板46电连接,以在主板46提供的信号的控制下工作。
摄像头模组47为至少一个,例如图8示出了两个摄像头模组47,两个摄像头模组47可以并排相邻布置。两个摄像头模组47可以分别具有不同的成像性能,例如一个摄像头模组47可以是光学变焦摄像头模组,另一个摄像头模组47可以是3D深感摄像头模组。本实施例中,可以根据产品需要相应设计摄像头模组47的数量,例如摄像头模组47也可以是一个、三个,四个或者五个等。
如图9所示,红外模组48可以包括柔性电路板49,以及布置在柔性电路板49上的红外温度传感器50。
柔性电路板49的相对两端可以分别为连接端491和布置端492。连接端491例如可以近似呈方板状,连接端491可以设有连接器C。结合图8与图9所示,连接端491可以通过连接器C与电路板电连接,实现柔性电路板49与主板46的信号导通。布置端492例如可以近似为圆板状。上述关于柔性电路板49的具体结构描述仅仅是一种举例,本实施例并不以此为限。
结合图7-图9所示,红外温度传感器50可以位于布置端492朝向后壳412的一侧。红外温度传感器50例如可以焊接在布置端492。红外温度传感器50与布置端492电连接,以在柔性电路板49传输的信号的控制下工作。红外温度传感器50能够感应红外光生成电信号,该电信号经过处理后可以转换成温度数据。如图9所示,红外温度传感器50的性能参数之一是接收角R,该接收角R为空间内的锥角,红外温度传感器50只能接收位于该接收角R范围内的红外光,位于该接收角R范围外的红外光不能被接收。该接收角R类似于摄像头模组47的视野范围,或者显示屏45的可视角度。
如图9所示,红外模组48还可以包括外围器件51,外围器件51可以与红外温度传感器50设在布置端492的同一侧。外围器件51与布置端492电连接。外围器件51用于辅助对红外温度传感器50进行工作。外围器件51例如可以是电阻或电容。外围器件51的高度可以小于红外温度传感器50的高度。
电子设备40中的红外模组48在测温时,红外温度传感器50附近的结构(指电子设备40中的结构)的温度,与红外温度传感器50的温度的差值越趋近于零,红外测温精度越高。红外温度传感器50附近的结构与红外温度传感器50的温差减小的越快,则获得精确温度的速度越快,即电子设备40的测温速度越快。另外,若红外温度传感器50附近的结构的温度与红外温度传感器50的温度,均与电子设备40所处的外界环境的温度较为接近,则红外测温精度较高。这些是保证红外测温精度和速度的必要条件。
如图10所示,后壳412可以近似为方片状或方板状,后壳412的周缘例如可以包括具有弧度的曲面,这样可以使后壳412具有圆润流畅的产品外观。后壳412上开设有安装开口41a,安装开口41a例如可以靠近后壳412的一角。安装开口41a沿后壳412的壁厚方向贯通后壳412。该安装开口41a例如可以近似为矩形。结合图7和图10所示,该安装开口41a用于安装模组支架。后壳412可以由金属材料(如铝合金)或非金属材料(如玻璃、陶瓷或塑胶)制造。以上关于后壳412的结构描述与材料描述仅仅是一种举例,本实施例并不以此为限。
图11(a)为模组支架42在一个视角下的结构示意图。如图11(a)所示,模组支架42整体可以近似呈方板状。模组支架42例如可以包括连为一体的承载部422与裙边421,裙边421围绕在承载部422的外周。结合图6、图10与图11(a)所示,模组支架42可以安装在后壳412上。裙边421可以位于内腔41b中,裙边421可以卡在安装开口41a的边沿。承载部422可以从安装开口41a中穿出,承载部422可以凸出于后壳412的表面412a,其中表面412a为后壳412背离内腔41b的外表面(见图6所示)。承载部422凸出的设计能增加模组支架42的结构强度。
上文描述的模组支架42的结构与配合设计仅仅是一种举例,本实施例并不限于此。例如,承载部422也可以与表面412a基本平齐。或者,模组支架42完全隐藏在内腔41b中,从后壳412的表面412a这一侧看不到模组支架42。
如图11(a)所示,承载部422上可以开设两个摄像头孔42a,两个摄像头孔42a可以均为贯通承载部422的圆形通孔,两个摄像头孔42a的轴线均被裙边421所环绕。两个摄像头孔42a可与两个摄像头模组47一一对应,使得每个摄像头模组47可以采集从对应的摄像头孔42a射入的光线(下文将继续描述)。本实施例中,摄像头孔42a的数量为两个仅仅是一种举例,实际上摄像头孔42a的数量与摄像头模组47的数量一致。
如图11(a)所示,承载部422上还可以开设红外光孔42b,红外光孔42b可以为贯通承载部422的圆形阶梯孔。为了外观美观,红外光孔42b的轴线可以与摄像头孔42a的轴线基本平行,红外光孔42b与两个摄像头孔42a均隔开。红外光孔42b可以尽量靠近承载部422的边缘。还可以根据人机工程学确定红外光孔42b的位置,使得封盖红外光孔42b的红外镜片53(下文将会描述)尽量位于人手不易触摸到的位置。
红外光孔42b与红外温度传感器50对应,红外光可以穿过红外光孔42b到达红外温度传感器50(下文将继续描述)。红外光孔42b的孔径(当红外光孔42b为阶梯孔时,该孔径指该阶梯孔的最小孔径)与红外温度传感器50的接收角R相匹配,使得穿过红外光孔42b的至少部分红外光能进入接收角R的范围。例如,红外光孔42b的孔径可以为临界值,使得红外光孔42b背离红外温度传感器50一端的开口可以基本在接收角R所成的锥面上,这样使得穿过红外光孔42b的全部红外光都能进入接收角R的范围。或者,红外光孔42b的孔径也可以比临界值大(增量可以为一个较小值),这样使得穿过红外光孔42b的红外光中的一部分能够进入接收角R的范围,另一部分无法进入接收角R的范围。可以根据接收角R以及红外光孔42b到红外温度传感器50的距离,确定红外光孔42b的孔径。
在另一实施方式中,如图11(b)所示,承载部422的表面还可以凸设环绕筋42p。环绕筋42p可以与承载部422连为一体。环绕筋42p位于承载部422背离裙边421的一侧,也即结合图11(b)与图5所示,环绕筋42p位于承载部422背离内腔41b的一侧。图11(b)中的环绕筋42p可以是单个封闭的圆环结构。在其他实施方式中,环绕筋42p可以有若干个(至少一个),若干个环绕筋42p可以沿圆周依次间隔排布。环绕筋42p可以与红外光孔42b基本同轴。环绕筋42p的内壁可以与红外光孔42b的孔壁平齐连接。设计环绕筋42p能进一步增强模组支架42与红外镜片53的热交换(下文将会描述)。当然,环绕筋42p不是必需的。
如图11(a)、图11(b)和图12所示,承载部422上还可以开设隔热槽42k。隔热槽42k与摄像头孔42a及红外光孔42b相间隔。隔热槽42k的具体位置可以根据产品需要确定,例如图11(a)所示,隔热槽42k可以设在热量的传递路径上,该热量可以来自电子设备40所处的外界环境,或电子设备40内部(例如来自摄像头模组47)。隔热槽42k的形状可以根据产品需要设计,不限于为直线槽或曲线槽。隔热槽42k可以贯通或不贯通承载部422。隔热槽42k的数量为至少一个。例如图11(a)与图11(b)示出了三个相间隔的隔热槽42k,这三个隔热槽42k开在承载部422背离裙边421的一侧,这三个隔热槽42k均未贯通承载部422。又例如图12示出了一个隔热槽42k,该隔热槽42k开在承载部422靠近裙边421的一侧,该隔热槽42k并未贯通承载部422。在其他实施例方式中,隔热槽42k例如还可以开设在裙边421上。开设隔热槽42k能减缓模组支架42在受热时的温升,这点将在下文继续描述。
图12为模组支架42在另一视角下的结构示意图,图12表示的是模组支架42朝向内腔41b的一侧的结构。结合图6与图12所示,承载部422朝向内腔41b的一侧的表面可以形成安装槽42c,安装槽42c可以近似呈圆形。安装槽42c可以为开放式,即安装槽42c的侧壁并未围成一周,而是形成豁口。结合图12与图9所示,安装槽42c的该豁口便于将红外模组与模组支架42配合,使得安装槽42c收容柔性电路板49的布置端492,柔性电路板49的连接端491位于安装槽42c之外。其中,布置端492设有红外温度传感器50的一侧可以朝向安装槽42c的内部。在其他实施例中,承载部422朝向内腔41b的一侧可以不设安装槽42c。布置端492可以与承载部422固定连接,并与承载部422保持一定间隔,使红外温度传感器50与承载部422保持安全距离。
如图13所示,安装槽42c的底面42d可以局部内陷形成凹槽42e,凹槽42e可以与安装槽42c的侧壁具有间隔。凹槽42e的结构可以与红外温度传感器50及外围器件51适配,本实施例不做过多限定。例如,凹槽42e可以具有对称结构,凹槽42e的轮廓可以大致呈方形。凹槽42e的四角可以向外拱起,形成四个近似半圆形的腔体的结构。此种结构设计可以满足工艺性要求,例如便于采用刀具(例如铣刀)加工凹槽42e。红外光孔42b可以贯通凹槽42e的底面42g,红外光孔42b可以与凹槽42e的内腔42f连通。
在不设安装槽42c的实施例中,与图13所示的设计不同的是,凹槽42e可直接开设在承载部422朝向内腔41b的一侧的表面。
如图13所示,安装槽42c的底面42d还可以开设避让槽42n,避让槽42n与内腔42f连通,避让槽42h的深度小于内腔42f的深度,其中深度指垂直于底面42d的方向上的尺寸。例如可以从底面42d起向下(“向下”是以图13视角为例)加工去除材料,得到避让槽42n。未被去除的材料可以形成凸台42h。凸台42h的形状可以不限。凸台42h可以位于红外光孔42b的外周。在其他实施例中,可以不设避让槽42n与凸台42h。
实施例一中,凹槽42e的内腔42f可以称为收容腔42f。例如在图13中,收容腔42f可以是由凹槽42e的侧面42i、底面42g及凸台42h围成的开放腔体。
图14表示布置端492装入安装槽42c时,红外温度传感器50、外围器件51与收容腔42f的位置关系。其中为了清楚显示该位置关系,图14中并未显示柔性电路板49。
结合图14所示,红外温度传感器50的部分伸入收容腔42f内,即以底面42d为界,红外温度传感器50的一部分低于底面42d,另一部分高于底面42d(“低于”、“高于”均以图14视角为例,下同)。在另一种实施例中,红外温度传感器50可以全部伸入收容腔42f内,即红外温度传感器50整体低于底面42d。
红外温度传感器50可与收容腔42f的所有内壁(即凹槽42e的所有内壁)均具有间距,其中包括红外温度传感器50与凸台42h的所有表面均具有间距。该间距可以是红外温度传感器50的工作所需的安全距离。还可以根据红外温度传感器50与收容腔42f的内壁的热交换要求来确定该间距的具体取值(这点将在下文继续描述)。例如在图14视角中,红外温度传感器50四周的侧面与收容腔42f的对应内壁的间距d1均可以是0.5mm。结合图14与图13所示,红外温度传感器50朝向红外光孔42b的表面与底面42g的间距可以是0.25mm。
结合图14所示,外围器件51可以高于底面42d,即外围器件51可以完全位于收容腔42f外。外围器件51在垂直于底面42d的方向上的投影落在凹槽42e的开口边界之内,外围器件51的至少部分可以与凸台42h重叠。外围器件51与凸台42h的间距可以是外围器件51工作所需的安全距离。在另一实施例中,不同的是,外围器件51的至少部分可以伸入收容腔42f内。外围器件51伸入收容腔42f的含义,与红外温度传感器伸入收容腔42f的含义相同,此处不再重复说明。
图13与图14所示的收容腔42f的结构仅仅是一种举例,本实施例并不限于此。例如在图15所示的结构中,与图13及图14所示不同的是,收容腔42f并非是上述凹槽42e的内腔42f,而是安装槽42c的底面42d可以凸设有一圈围墙42j,围墙42j的厚度d2例如至少可以为0.5mm。围墙42j内可以不形成凸台42h,或者也可以形成凸台42h。围墙42j所围成的空间作为收容腔42f。收容腔42f的形状可以根据实际需要设计,例如可以近似呈方形,或者可以与图14中的形状基本一致。红外光孔42b可以贯通底面42d被围墙42j所围的区域,将收容腔42f与红外光孔42b连通。或者在另一实施方式中,围墙42j可以不封闭,而是呈开放式(类似C形)结构。
本实施例中,收容腔42f的所有内壁均可以覆盖有色材料层,例如图15所示的收容腔42f的所有内壁均可以覆盖有色材料层(用阴影线示意)。该有色材料层不透明,可以呈现出设定的颜色,例如黑色、除黑色外的其他深色(如褐色、深蓝、墨绿等)、灰色、白色等。以上所列的色彩种类仅仅是一种举例,实际上根据产品需要,该有色材料层可以具有任意颜色,只要不是透明的即可。
在本实施例中,该有色材料层例如可以通过电镀或者涂覆工艺形成。考虑到收容腔42f体积较小,在较小的空间内形成有色材料层较为不便,因此可以将操作空间外扩,在整个安装槽42c内进行有色材料层的附着,使得安装槽42c的至少部分内壁以及收容腔42f的所有内壁均覆盖有色材料层。当然,这并非是必需的,可以仅在收容腔42f内形成有色材料层。在其他实施例中,也可以仅在收容腔42f的部分内壁附着有色材料层,无需在所有内壁均形成有色材料层。
设置有色材料层能够提升收容腔42f的内壁的发射率。当收容腔42f的所有内壁均覆盖有色材料层时,则整个收容腔42f的发射率得到提升;当收容腔42f的一部分内壁覆盖有色材料层时,则收容腔42f的这部分内壁的发射率得到提升。有色材料层例如可以使收容腔42f的所有内壁或至少一部分内壁的发射率大于或等于95%。发射率用于衡量物体表面以热辐射形式释放能量的能力,发射率越高,则物体热辐射的能力越强。
设置有色材料层还能减小收容腔42f的内壁的反射率。当收容腔42f的所有内壁均覆盖有色材料层时,则整个收容腔42f的反射率得到减小;当收容腔42f的一部分内壁覆盖有色材料层时,则收容腔42f的这部分内壁的反射率得到减小。有色材料层例如可以使收容腔42f的所有内壁或至少一部分内壁的反射率小于或等于50%。反射率表示物体表面所能反射的辐射能和它所接收的辐射能之比。有色材料层带来的该技术效果将在下文继续描述。或者,还可以用以下设计替代有色材料层的设计:将收容腔42f的至少一部分内壁制造成非抛光面,该抛光面不是光滑的面,而是具有一定粗糙度。例如可以通过使表面粗化的工艺(如喷砂或化学腐蚀)制造出该非抛光面。收容腔42f的内壁中被制造成非抛光面的区域的发射率能得到提升,反射率能得到减小。例如,该非抛光面可以使收容腔42f的至少一部分内壁的发射率大于或等于95%,使收容腔42f的至少一部分内壁的反射率小于或等于50%。为了便于制造,可以对整个安装槽42c的表面进行加工,使安装槽42c的至少一部分内壁以及收容腔42f的所有内壁均具有非抛光面。当然,这并非是必需的,可以仅使收容腔42f的至少一部分内壁具有非抛光面。非抛光面带来的该技术效果还将在下文继续描述。
以上所述的提升收容腔42f的内壁的发射率,与减小收容腔42f的内壁的反射率的设计,仅仅是一种举例。实际还可以通过其他合适的方式达到该目的。另外,本实施例中,提升收容腔42f的内壁的发射率与减小收容腔42f的内壁的反射率,两种设计至少有一个即可。
本实施例中,模组支架42可以是采用金属材料制造的一体式结构。该金属材料例如可以是铝、铝合金、铜、铁、不锈钢等。金属材料具有较大的比热容,比热容指单位质量的某种物质升高(或下降)单位温度所吸收(或放出)的热量。比热容越大,表示单位质量的某种物质升高(或下降)单位温度所吸收(或释放)的热量越大,或者单位质量的某种物质吸收(或释放)单位热量所升高(或下降)的温度越小。例如,该金属材料的比热容例如可以大于或等于0.2kJ/(kg·℃),典型值例如可以是0.2kJ/(kg·℃)、0.385kJ/(kg·℃)、0.46kJ/(kg·℃)、0.9kJ/(kg·℃)。在其他实施例中,该金属材料的比热容可以大于或等于比热容阈值,该比热容阈值不限于0.2kJ/(kg·℃),可以根据实际需要确定。
该金属材料也可以具有较好的导热性能。导热性能可以用导热系数表征,导热系数越大,则导热性能越好。该金属材料的导热系数例如可以大于或等于10W/(m·k),典型值例如可以是10W/(m·k)、16W/(m·k)、48W/(m·k)、61W/(m·k)、230W/(m·k)、377W/(m·k)。在其他实施例中,该金属材料的导热系数可以大于或等于导热系数阈值,该导热系数阈值不限于10W/(m·k),可以根据实际需要确定。
本实施例中,该金属材料的比热容与导热系数这两个材料参数中,至少有一个满足上述对应的取值范围即可。在其他实施例中,也可以采用除金属外的其他材料制造模组支架42,该其他材料的比热容可以大于或等于比热容阈值,该比热容阈值例如可以是0.2kJ/(kg·℃),和/或,该其他材料的导热系数可以大于或等于导热系数阈值,该导热系数阈值例如可以是10W/(m·k)。
如图10所示,电子设备40还可以包括摄像头镜片52和红外镜片53。
结合图10与图11(a)、图11(b)所示,摄像头镜片52的外形及面积可与承载部422的外形及面积匹配,例如摄像头镜片52可以近似呈方片状,摄像头镜片52可以基本覆盖整个承载部422。摄像头镜片52可以封盖承载部422上的摄像头孔42a。结合图7所示,摄像头镜片52位于模组支架42背离中框411的一侧,也即摄像头镜片52位于模组支架42背离内腔41b的一侧。摄像头镜片52用于透过外界光线。摄像头镜片52例如可以采用亚克力、玻璃、蓝宝石等制造。
如图10所示,摄像头镜片52可以开设收容通孔52a,该收容通孔52a沿摄像头镜片52的厚度方向贯通摄像头镜片52。收容通孔52a可以是圆形通孔。结合图10与图11(a)所示,收容通孔52a可与红外光孔42b对准,该对准指二者的轴线重合或近似重合。因红外光孔42b与摄像头孔42a隔开,故收容通孔52a位于摄像头镜片52上错开摄像头孔42a的区域,收容通孔52a与摄像头孔42a相隔。
结合图10与图11(a)、图11(b)所示,红外镜片53可以近似呈圆片状。红外镜片53与摄像头镜片52位于模组支架42的同侧,红外镜片53位于摄像头镜片52上的收容通孔52a中。红外镜片53承载于承载部422,并封盖红外光孔42b。其中,对于图11(a)所示的模组支架42,摄像头镜片52可与红外镜片53直接相邻;对于图11(b)所示的模组支架42,红外镜片53可以装入环绕筋42p所围的区域,环绕筋42p可以环绕在红外镜片53的外周,红外镜片53与摄像头镜片52可被环绕筋42p隔开。红外镜片53与环绕筋42p的间隙,以及摄像头镜片52与环绕筋42p的间隙均可以较小,以满足产品外观要求。红外镜片53可以与环绕筋42p基本平齐。红外镜片53可以尽量布置在人手不易触摸到的位置。
红外镜片53仅能透过红外光(例如远红外光)。红外镜片53例如可以采用单晶硅或者其他仅允许红外光透过的材料制造。本实施例中,考虑到摄像头镜片52与红外镜片53分别需要具备不同的光学性能,单一镜片难以实现此种需要,因此可以分别采用不同的材料制造摄像头镜片52与红外镜片53,并将二者组装在一起。
图16表示摄像头镜片52、红外镜片53及模组支架42这三者的组装结构,图17是图16中E处的局部放大结构示意图。结合图16与图17所示,红外镜片53可以相较摄像头镜片52下沉一定尺寸,这使得红外镜片53不易被刮擦、磨损,可以使红外镜片53得到防护。红外镜片53下沉的尺寸可以根据实际需要取值,例如可以是0.1mm。另外,为了防止红外镜片53下沉后收容通孔52h裸露出来的孔边52b(该孔边52b为收容通孔52h背离模组支架42的一侧的孔边)刮手,可以对孔边52b进行倒角加工,得到倒角52c。倒角52c的尺寸例如可以是0.1mm*45°。另外,图17中未示意出环绕筋42p。实际上,当模组支架42具有环绕筋42p时,环绕筋42p的顶面(背向承载部422的表面)可以不高于孔边52b,例如环绕筋42p的顶面可以与倒角52c的下边线(朝向收容通孔52h内部的边线)基本平齐,这样可以使模组支架42容易制造,结构美观。可以理解的是,红外镜片53下沉和倒角52c是优选设计,并非是必需的。图18与图19表示主板46、摄像头模组47、红外模组48、模组支架42、摄像头镜片52及红外镜片53的组装关系,其中图18中为了清晰表达红外温度传感器50与收容腔42f的位置关系,将红外温度传感器50与柔性电路板49分解开。
如图18与图19所示,摄像头模组47与红外模组48均位于主板46与模组支架42之间,摄像头镜片52与红外镜片53均位于模组支架42背离主板46的一侧。两个摄像头模组47的光轴可以分别对准两个摄像头孔42a。柔性电路板49的布置端492可以位于模组支架42的安装槽42c内,布置端492上的红外温度传感器50的至少部分位于收容腔42f中。红外温度传感器50能够接收到透过红外镜片53进入收容腔42f的红外光。
本实施例中,模组支架42可以与主板46上的地导通,例如模组支架42可以通过弹片、导柱、螺钉等到导通件与地接触。这能将模组支架42接地,实现对摄像头模组47和/或红外模组48的静电防护。导通件可以与模组支架42任意合适的部位连接,例如导通件可以与裙边421连接。可以理解,将模组支架42接地仅仅是一种优选设计,并非是必不可少的。
图20是图19中的摄像头模组47、红外模组48、模组支架42、摄像头镜片52及红外镜片53的组装结构的F-F剖视示意图,其中图20中为了突出重点,省去了摄像头模组47。另外,图20中并未示意出环绕筋42p。
如图20所示,柔性电路板49、模组支架42及红外镜片52围绕在红外温度传感器50的外周,柔性电路板49、模组支架42及红外镜片52均在收容腔附近,因而柔性电路板49、模组支架42及红外镜片52均属于上文提到的“红外温度传感器50附近的结构”。根据上文所述,柔性电路板49、模组支架42、红外镜片52及红外温度传感器50四者的温差越趋近于零,红外测温精度越高;柔性电路板49、模组支架42、红外镜片52及红外温度传感器50四者的温差趋近于零的速度越快,则测温速度越快;柔性电路板49、模组支架42、红外镜片52及红外温度传感器50四者的温度,均与电子设备40所处的外界环境的温度较为接近,则红外测温精度较高。
另外,由于柔性电路板49与红外温度传感器50直接连接(例如焊接),二者的温度可以保持基本一致,可以认为柔性电路板49与红外温度传感器50的温差为零,因此柔性电路板49对测温精度与测温速度的影响可以不计。所以,在考虑测温精度与测温速度的问题时,可以只关注模组支架42、红外镜片52、红外温度传感器50三者的温差,以及这三者与电子设备40所处的外界环境的温差。
在实际场景下,电子设备40会受到外界环境的热辐射,引起红外镜片53、模组支架42和红外温度传感器50的温升。电子设备40内部也存在各类热源,如摄像头模组47、芯片、电池等,这些热源也会向红外镜片53、模组支架42和红外温度传感器50辐射热量,导致温升。红外镜片53、模组支架42及红外温度传感器50三者可以构成一个热系统,三者之间可以相互热传递。其中,红外镜片53直接安装在模组支架42上,二者的导热路径较短,二者的热交换速度较快。红外温度传感器50收容在收容腔42f中,红外温度传感器50与收容腔42f的内壁具有间隔,红外温度传感器50与收容腔42f的内壁的热交换速度较慢。经过一定时间的热交换,该热系统可以进入热平衡状态,其中红外镜片53、模组支架42及红外温度传感器50三者的温度可以趋于一致。本实施例中,例如当红外镜片53、模组支架42及红外温度传感器50三者的温差小于或等于2℃时,认为三者的温度达到一致,三者可进入均温状态。
一方面,在模组支架42的材料的比热容大于或等于0.2kJ/(kg·℃)的情况下,由于此种模组支架42从该热系统外的热源吸收一定热量时温升较小,因此模组支架42不会给红外镜片53和红外温度传感器50带来较大的温升,能避免该热系统与电子设备40的外界环境的温度相差过大,这使得模组支架42、红外镜片53以及温度传感器50的温度均与外界环境的温度差距较小,因此能保证红外测温精度。
另一方面,在模组支架42的材料的导热系数大于或等于10W/(m·k)的情况下,由于此种模组支架42的导热性能较好,能促进热量在该热系统中传递,较快地使红外镜片53、模组支架42及红外温度传感器50三者的温差趋近于零,这使得模组支架42、红外镜片53及温度传感器50三者的温差能较快地趋于零,因此能保证红外测温精度与速度。
并且,由于红外温度传感器50被收容在收容腔42f中,收容腔42f的各个内壁均能与红外温度传感器50进行热交换,使模组支架42与红外温度传感器50的热交换更加充分。这有利于加快模组支架42与红外温度传感器50的热交换,使模组支架42与红外温度传感器50的热交换速度能匹配模组支架42与红外镜片53的热交换速度,使模组支架42与红外温度传感器50的温差以及模组支架42与红外镜片53的温差,均能在同一较短时长内趋于零。也即均温腔42f能够使模组支架42、红外温度传感器50及红外镜片53三者在较短时间内达到均温状态,从而确保红外测温精度。
凸台42h能够增加收容腔42f的热辐射面积,加强收容腔42f的内壁与红外温度传感器50的热交换,有利于提升红外测温精度。而且,凸台42h与外围器件51相隔一定距离,能够保证外围器件51正常工作。可以理解的是,凸台42h是进一步的优化设计而非必不可少的设计。
进一步地,由于收容腔42f的至少一部分内壁附着有色材料层或具有非抛光面,提高了收容腔42f的这部分内壁的发射率,使得收容腔42f的这部分内壁能向红外温度传感器50辐射更多热量;减小了收容腔42f的这部分内壁的反射率,使得收容腔42f的这部分内壁能吸收更多红外温度传感器50的热量。该设计使得模组支架42与红外温度传感器50的热交换更为充分,能有效、快速地减小模组支架42与红外温度传感器50的温差,有利于提升测温精度与速度。可以理解的是,收容腔42f的至少一部分内壁附着有色材料层或具有非抛光面的设计是进一步的优化设计而非必不可少的设计。
进一步地,将模组支架42的承载部422凸出于后壳412的表面412a,这能使模组支架42与外界空气充分接触,增强模组支架42与外界空气的热交换,使模组支架42吸收到的热量能更快释放到空气中,使该热系统能保持热平衡,确保测温精度。特别是对于使用玻璃等导热性能较差的材料制造的后壳412,模组支架42与后壳412的热交换比较有限,会影响该热系统的热平衡,而承载部422凸出的设计能弥补此种缺陷。对于使用金属等导热性能好的材料制造的后壳412,由于模组支架42与后壳412的热交换已经比较充分,承载部422可以凸出或不凸出。可以理解的是,承载部422凸出于表面412a的设计是进一步的优化设计,而非必不可少的设计。例如,当后壳412采用玻璃制造时,承载部422也可以不凸出于表面412a。
进一步地,通过在模组支架42上设计环绕筋42p,使环绕筋42p环绕红外镜片53,这有利于增强模组支架42与红外镜片53的热交换,促使热量在该热系统中更为充分地传递,有利于提升测温精度与速度。
进一步地,通过在模组支架42上开设隔热槽42k,由于每个隔热槽42k中均充满空气,而空气是热的不良导体,因此模组支架42在与除该热系统以外的其他热源进行热交换时,模组支架42的温升将较为缓慢。这有利于保证该热系统的热平衡,进而确保测温精度。将隔热槽42k设在热量的传递路径上,能更好地降低模组支架42的热交换效率,减缓模组支架42的温升。
进一步地,在红外镜片53被摄像头镜片52包围的情况下,将红外镜片53尽量靠近模组支架42的边缘,能够加强红外镜片53与模组支架42的热交换,能有效、快速地减小红外镜片53与模组支架42的温差,有利于提升测温精度与速度。通过将红外镜片53尽量布置在人手不易触碰的位置,能够避免人手干扰该热系统,有利于保证该热系统的热平衡,保证测温精度与速度。可以理解的是,这些只是进一步的优化设计而非必不可少的设计。
另外,红外模组48与摄像头模组47共用同一个模组支架42,模组支架42同时承载摄像头镜片52与红外镜片53,该设计使得模组支架42的体积较大。在吸收同等热量时,体积较大的模组支架42温升较小,不会给整个热系统带来较大温升,有利于实现热系统的热平衡,从而保证测温精度。尤其是有多个摄像头模组47时,模组支架42的体积会更大,从外界吸收同等热量时模组支架42温升会更小,从而能够使该热系统能保持更为稳定的热平衡状态,提升测温精度。可以将模组支架42的壁厚尽量做大(例如图15中围墙42j的厚度至少为0.5mm),同样可以使模组支架42在吸收同等热量时的温升降低,有利于保证测温精度。
并且,红外模组48与摄像头模组47共用同一个模组支架42,红外镜片53嵌套在摄像头镜片52中,这样无需在后壳412上为红外镜片53额外开孔,能够保证后壳412的外观完整性,也能使红外镜片53与摄像头镜片52融为一体,营造出一致性良好的外观效果。
如图21和图22所示,在实施例二中,基于上述实施例的方案,电子设备40还可以包括隔热圈53。隔热圈53可以呈环形,其外形可与安装槽42c适配,例如隔热圈53的外形可以近似呈圆环。隔热圈53的一对相对的内边界例如均可以近似为圆弧线,另外一对相对的内边界例如均可以近似为直线。隔热圈53安装在安装槽42c中,并位于模组支架42与柔性电路板49之间,隔热圈53的相对两面可以分别与安装槽42c的底面42d以及柔性电路板49抵接。隔热圈53可以围绕在收容腔42f与红外温度传感器50外周。隔热圈53可由隔热材料制造,例如泡棉。
实施例二中,由于隔热圈53具有隔热作用,电子设备40内部的热源(如摄像头模组47)产生的热量将不易进入收容腔42f,这使得红外温度传感器50的温度能够保持稳定,避免红外温度传感器50与模组支架42、红外镜片53产生较大温差,有利于保证测温精度。可以理解的是,设置隔热圈53也能阻隔外界环境的热量进入收容腔42f。
如图23所示,在实施例三中,与上述实施例二不同的是,安装槽42c内并未设置隔热圈53,而是安装槽42c的底面42d可以凸设有导热部42l。导热部42l可以与安装槽42c的底面42d连为一体。导热部42l可以与安装槽42c的侧面42m具有间隔。导热部42l位于收容腔42f的外周。导热部42l可以是封闭的环状结构。导热部42l的材料可以与模组支架42的材料相同。导热部42l用于与柔性电路板49连接。
以上关于导热部42l的结构及位置描述仅仅是一种举例,实施例三并不以此为限。例如,导热部42还可以是开放的环状结构(近似呈C形)。或者,导热部42l还可以是一个或相间隔的至少两个凸起,单个凸起可以呈柱状或块状。或者,在图23中的导热部42l的设计的基础上,图24中的导热部42l也可以外扩并与安装槽42c的侧面42m连接,例如导热部42l的表面可以与侧面42m平齐。导热部42l还可以内扩并与收容腔42f的侧面42i连接,例如导热部42l的表面可以与侧面42i平齐,此时可以认为导热部42l围在收容腔42f的外周。以下将以图23中的导热部42l为例,继续描述红外模组48的对应设计。
图25是红外模组48在一个视角下的结构示意图。如图25所示,柔性电路板49的布置端492的表面可以具有露铜区49a(用阴影示意)。露铜区49a内的柔性电路板49去除了绝缘层,位于绝缘层之下的铜层被裸露出来。露铜区49a与红外温度传感器50位于布置端492的同侧。露铜区49a围绕在红外温度传感器50的外周,二者相互隔开。露铜区49a的形状可与图23中的导热部42l的形状适配,例如露铜区49a可以近似呈圆环状(对于图24中呈异形的导热部42l,露铜区49a可以具有与该导热部32l适配的异形形状)。结合图25与图23所示,布置端492置入安装槽42c时,露铜区49a与导热部42l连接(可以直接接触,或通过连接介质连接)。
实施例三中,露铜区49a具有良好的导热性能,露铜区49a与连接,这能够使柔性电路板49与模组支架42之间建立接触式导热路径,这能促进红外温度传感器50与模组支架42的热交换,有利于红外镜片53、模组支架42及红外温度传感器50三者的温差快速趋近于零,从而提升测温精度与测温速度。导热部42l的体积越大,越有利于红外温度传感器50与模组支架42的热交换,进而有利于提升测温精度与测温速度。
如图26所示,在实施例四中,在以上任一实施例的基础上,电子设备40还可以包括隔热支架54。隔热支架54与红外温度传感器50分别连接于布置端492的相对两侧(图26中红外温度传感器50被遮挡),隔热支架54可以对应安装槽42c。隔热支架54可以支撑在柔性电路板49的布置端492与主板46之间,以起到支撑布置端492、红外温度传感器50以及模组支架42的作用,保证组装可靠。
隔热支架54可以具有合适的形状与结构。例如图27所示,隔热支架54可以包括连为一体的圆形部541与方形部542,圆形部541可以近似呈圆板状,方形部542可以近似呈方块状。结合图27与图26所示,圆形部541可以与布置端492连接,方形部542可以与电路板连接。隔热支架54的此种结构能与布置端492及主板46较好地装配,保证连接可靠性。当然,隔热支架54此种结构仅仅是一种举例,本实施例并不依次为限。
实施例四中,隔热支架54可以由隔热材料制造,例如塑胶。由此,隔热支架54能阻隔主板46产生的热量传入柔性电路板49和红外温度传感器50,避免主板46的热量干扰红外温度传感器50,避免红外温度传感器50与模组支架42、红外镜片53产生较大温差,保证测温精度。可以理解,隔热支架54也能阻隔其他热源的热量从布置端492朝向主板46的一侧传入柔性电路板49。
如图27所示,为了进一步削弱主板46或其他热源的热量对红外温度传感器50的干扰,可以将隔热支架54的方形部542做掏空处理。例如,方形部542朝向主板46的表面可以局部内凹形成若干(例如四个)隔热槽54a,每个隔热槽54a例如可以近似为方形。当隔热支架54与主板46连接时,由于每个隔热槽54a中均充满空气,而空气是热的不良导体,因此隔热支架54与主板46的热交换被进一步抑制。因此,隔热支架54中开设隔热槽54a能加强隔热支架54的隔热作用。
应理解,隔热槽54a可以开设在隔热支架54上任意合适的位置,不限于方形部542朝向主板46的表面。例如,隔热槽54a还可以开设在圆形部541上,例如圆形部541朝向布置端492的表面;或者,隔热槽54a还可以开设在方形部542的周侧面542a,其中周侧面542a可以是环绕圆形部541的轴线的表面。
在实施例五中,与上述实施例相同的是,电子设备同样具有提升测温精度与测温速度的相关设计。例如,模组支架的材料的比热容大于或等于0.2kJ/(kg·℃),和/或所述模组支架的材料的导热系数大于或等于10W/(m·k)。模组支架中的收容腔将红外温度传感器包围起来。收容腔的内壁可以附着有色材料层或者具有非抛光面。模组支架的承载部可以凸出于后壳的表面。模组支架内可以设置隔热圈;或者,模组支架内可以具有导热部,柔性电路板可以具有露铜区,导热部与露铜区连接。模组支架上可以开设凹槽,以减缓模组支架的温升。可以使用隔热支架支撑在柔性电路板与主板之间,隔热支架具有隔热性能。隔热支架可以掏空形成容纳空气的凹槽。
如图28所示,实施例五与上述实施例均不同的是,电子设备60的后壳61上除开设安装开口61a外,还可以开设摄像头镜片安装孔61b,摄像头镜片64安装在摄像头镜片安装孔61b中。位于安装开口61a中的模组支架62承载红外镜片63,但不承载摄像头镜片64。位于内部的红外模组与摄像头模组的位置可以适应性调整,以分别与红外镜片63及摄像头镜片64的位置适配。也即,实施例五的方案中,红外镜片63与摄像头镜片64不再共用一个模组支架,使得电子设备60具有与上述实施例中的电子设备40不同的结构与外观,能够满足产品的差异化设计需求。
结合图29和图30所示,在实施例六中,与上述实施例五不同的是,电子设备70的安装开口72a并未开设在后壳71上,而是开设在边框72上。对应的,模组支架73安装在边框72上的安装开口72a中,模组支架73可以从安装开口72a中露出。红外镜片74也在边框72上。电子设备70内部的红外模组的位置可以适应性调整,以与红外镜片74的位置适配,例如红外模组可以靠近红外镜片74布置。实施例六的电子设备70具有与实施例五中的电子设备60不同的结构与外观设计,能够满足产品的差异化设计需求。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括壳体、模组支架、红外镜片和红外温度传感器;
所述壳体具有内腔和安装开口,所述安装开口连通所述内腔与所述电子设备的外部;
所述模组支架的材料的比热容大于或等于比热容阈值,和/或所述模组支架的材料的导热系数大于或等于导热系数阈值;
所述模组支架安装于所述壳体,所述模组支架的至少一部分收容于所述内腔,所述模组支架部分暴露在所述安装开口中;所述模组支架背向所述内腔的一侧设有红外光孔,所述红外光孔暴露于所述安装开口中;所述模组支架朝向所述内腔的一侧设有收容腔,所述收容腔与所述红外光孔连通;
所述红外镜片位于所述模组支架背向所述内腔的一侧,且覆盖所述红外光孔;
所述红外温度传感器位于所述内腔,所述红外温度传感器的至少一部分收容于所述收容腔。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成凹槽,所述凹槽的腔体为所述收容腔;所述红外光孔贯通所述凹槽的底壁。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架朝所述内腔的一侧的表面凸设有围墙,所述围墙所围的空间为所述收容腔;所述红外光孔贯通所述表面被所述围墙所围的区域。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述收容腔的开口所在的表面设有避让槽,所述避让槽与所述收容腔连通,所述避让槽的深度小于所述收容腔的深度。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括隔热圈,所述隔热圈围绕所述红外温度传感器和所述收容腔的外周。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成安装槽,所述安装槽的侧壁位于所述收容腔的外周;所述隔热圈安装在所述安装槽内。
7.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括柔性电路板,所述柔性电路板位于所述内腔,所述柔性电路板具有露铜区;所述红外温度传感器布置在所述柔性电路板上,所述红外温度传感器与所述露铜区位于所述柔性电路板的同侧,所述红外温度传感器与所述露铜区隔开;所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面设有导热部,所述导热部与所述露铜区连接。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架朝向所述内腔的一侧的表面局部内陷形成安装槽,所述安装槽的侧壁位于所述收容腔的外周;所述导热部设于所述安装槽的底面,并位于所述收容腔与所述红外温度传感器的外周。
9.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述收容腔的至少一部分内壁的发射率大于或等于95%,和/或所述收容腔的至少一部分内壁的反射率小于或等于50%。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于
所述收容腔的至少一部分内壁附着有色材料层,或者所述收容腔的至少一部分内壁具有非抛光面。
11.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括柔性电路板和隔热支架;所述柔性电路板位于所述内腔中;所述红外温度传感器与所述隔热支架位于所述柔性电路板的同一端,并分别连接于所述柔性电路板的相对两侧。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,
所述隔热支架开设有隔热槽。
13.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架突出于所述壳体背离所述内腔的表面。
14.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架背向所述内腔的一侧的表面凸设有环绕筋,所述环绕筋环绕在所述红外镜片的外周。
15.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架还开设有摄像头孔,所述摄像头孔与所述红外光孔位于所述模组支架的同侧,所述摄像头孔与所述红外光孔隔开;
所述电子设备包括摄像头镜片和摄像头模组;所述摄像头镜片与所述红外镜片位于所述模组支架的同侧,所述摄像头镜片封盖所述摄像头孔,所述摄像头镜片与所述摄像头孔未重叠的区域开设有收容通孔;所述摄像头模组位于所述内腔,所述摄像头模组用于采集透过所述摄像头镜片及所述摄像头孔的光线;所述红外镜片位于所述收容通孔中。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述模组支架背向所述内腔的一侧的表面凸设有环绕筋,所述环绕筋位于所述收容通孔中,并环绕在所述红外镜片的外周。
17.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述摄像头模组与所述摄像头孔均为至少两个,所述至少两个摄像头孔间隔分布,一个所述摄像头模组与一个所述摄像头孔对应。
18.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述比热容阈值为0.2kJ/(kg·℃),所述导热系数阈值为10W/(m·k)。
19.根据权利要求1-3任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备为手机,所述壳体包括中框与后壳,所述后壳与所述中框组装围成所述内腔,所述安装开口开设在所述后壳上。
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