JP2022515805A - カメラアセンブリ及び電子デバイス - Google Patents

Abstract

この出願の実現方式は、飛行時間モジュール及び回路基板を含むカメラアセンブリを開示する。回路基板は回避空間を備える。飛行時間モジュールは送信モジュール及び受信モジュールを含む。送信モジュールは検出光信号を放射するように構成される。受信モジュールは検出光信号が測定対象物により反射された後に形成される誘導光信号を受信するように構成される。受信モジュールは回避空間に位置する。受信モジュールの接続端は回路基板に固定される。送信モジュールは受信モジュールの周囲に位置し、回路基板に固定される。カメラアセンブリは広く適用可能である。この出願の実現方式は、カメラアセンブリが適用された電子デバイス更に開示する。

Description

［関連出願への相互参照］
この出願は、2018年12月24日に中国国家知識産権局に出願された「CAMERA ASSEMBLY AND ELECTRONIC DEVICE」という名称の中国特許出願第201811584395.9号に対する優先権を主張するものであり、その全内容を参照により援用する。

［技術分野］
この出願は、電子製品技術の分野に関し、特に、カメラアセンブリ及びカメラアセンブリが適用される電子デバイスに関する。

撮像機能を実現するための電子デバイスの主なコンポーネントは、カメラモジュールである。飛行時間(time of flight, TOF)モジュールは、一般的な深度カメラモジュールであり、被写界深度情報を測定するように構成されてもよい。飛行時間モジュールは送信モジュール及び受信モジュールを含む。飛行時間モジュールの検出性能を確保するために、送信モジュール及び受信モジュールは、通常では十分に近接する必要があり、それにより、送信モジュールの視野と受信モジュールの視野との間の重複領域が比較的大きくなる。従来の飛行時間モジュールでは、送信モジュール及び受信モジュールは、送信モジュール及び受信モジュールの近接性の要件を満たすために、同じプリント回路基板に固定される。このように、送信モジュール及び受信モジュールの相対位置が固定され、プリント回路基板のケーブル出口方向が固定されるので、送信モジュール及び受信モジュールに直接面し且つ飛行時間モジュールが適用される電子デバイスのカバープレート上にある相互作用穴の位置も固定される。したがって、飛行時間モジュールは、特定の外観形状を有する電子デバイスにのみ適用できるが、他の外観形状を有する電子デバイスにはほとんど適用されず、適用可能性が低い。

この出願の実施形態は、広く適用可能なカメラアセンブリ及びカメラアセンブリが適用される電子デバイスを提供する。

第1の態様によれば、この出願の実施形態は、飛行時間モジュール及び回路基板を含むカメラアセンブリを提供する。回路基板は回避空間を備える。飛行時間モジュールは送信モジュール及び受信モジュールを含む。送信モジュールは検出光信号を放射するように構成される。受信モジュールは検出光信号が測定対象物により反射された後に形成される誘導光信号を受信するように構成される。誘導光信号は測定対象物の被写界深度情報を搬送する。受信モジュールはカメラモジュールでもよい。受信モジュール及び送信モジュールは個別にパッケージされる。受信モジュールは回避空間に位置し、受信モジュールの接続端は回路基板に固定される。受信モジュールは、接続端を介して回路基板に電気的に接続される。送信モジュールは受信モジュールの周囲に位置し、回路基板に固定される。

この実施形態では、受信モジュール及び送信モジュールは個別にパッケージされる。受信モジュールは受信視野及び受信軸を有し、受信軸は受信視野の中心軸である。送信モジュールは送信視野及び送信軸を有し、送信軸は送信視野の中心軸である。受信モジュールは回避空間に位置し、受信モジュールの接続端は回路基板に固定されるので、受信モジュール及び送信モジュールは互いに近接することができ、それにより、受信軸と送信軸との間の間隔は十分に小さく、受信視野と送信視野との間のカバー範囲は高く、飛行時間モジュールの性能要件を満たす。さらに、受信モジュール及び送信モジュールは個別にパッケージされ、受信モジュールと送信モジュールとの間に直接取付又は直接接続関係は存在しない。したがって、送信モジュール及び受信モジュールはより柔軟な方式で配置され、複数の配置構造が形成されてもよく、それにより、カメラアセンブリが適用される電子デバイスは複数の外観形状を有してもよい。言い換えると、カメラアセンブリは、異なる外観形状を有する複数の電子デバイスに適用できる。カメラアセンブリは広く適用可能である。複数の異なる外観形状を有する電子デバイスは、同じカメラアセンブリを使用できるので、異なる外観形状に基づいて異なる形状の飛行時間モジュールを繰り返し開発する必要がなく、それにより、電子デバイスの開発コスト及び製造コストを低減する。

回避空間は、回路基板上に配置された貫通孔又は溝でもよい。受信モジュールは回避空間に位置し、それにより、受信モジュールは、回路基板の厚さ空間の一部又は全部を再利用でき、カメラアセンブリはよりコンパクトに配置され、電子デバイスの厚さ方向Zにおけるカメラアセンブリのサイズはより小さくなる。

実現方式では、カメラアセンブリは1つ以上のカメラモジュールを更に含む。カメラモジュールは、カラーレンズ、白黒レンズ、広角レンズ又はズームレンズでもよい。1つ以上のカメラモジュールは回避空間に位置し、1つ以上のカメラモジュールの接続端は回路基板に固定される。1つ以上のカメラモジュールは、電子デバイスの性能を改善するために、飛行時間モジュールと協働して動作してもよい。例えば、飛行時間モジュールによりキャプチャされたピクチャがカラーレンズによりキャプチャされたピクチャと結合されるとき、測定対象物の三次元プロファイルは、異なる色が異なる距離を表すグラフィック方式で提示されてもよい。この実施形態は、カメラアセンブリが1つのカメラモジュールを含む例を使用することにより記載される。

実現方式では、カメラアセンブリは回避空間に位置するカメラブラケットを更に含む。カメラブラケットは互いに離間した複数の収容溝を有する。複数の収容溝の開口方向は同じである。受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは1対1の対応方式で複数の収容溝に収容される。受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは、衝突及び偶発的な衝撃による損傷を回避するために、互いに離間している。

この実施形態では、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールはカメラアセンブリの複数の収容溝に収容され、カメラブラケットに対して固定される。カメラブラケットは回避空間に位置し、それにより、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールが回避空間に位置する。受信モジュール、1つ以上のカメラモジュール及びカメラブラケットは、カメラアセンブリの全体的な組立工程が実行される前に、別個の組立工程を通じてモジュール化を達成してもよく、それにより、カメラアセンブリの全体的な組立工程のステップを簡素化し、組立の困難性を低減する。

受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは、カメラブラケットに対して固定されるように、接着部材を通じて複数の収容溝の底壁に接着されてもよい。カメラブラケットは、高い熱伝導率を有する材料、例えば、銅、アルミニウム箔、ステンレス鋼又は他の金属材料で作られてもよい。接着部材は、熱伝導性粒子(例えば、グラファイト粒子又は金属粒子)でドープされてもよく、或いは、熱伝導性接着材料で作られてもよい。

この実施形態では、カメラアセンブリの動作の信頼性を確保するために、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールにより放射される熱は、接着部材を通じてカメラブラケットに伝えられることができ、熱放散は、カメラブラケットを使用することにより実行される。

カメラブラケットは複数の接続ノッチを更に有する。複数の接続ノッチは、1対1の対応方式でカメラブラケットの外側に対して複数の収容溝と連通する。受信モジュールの接続端及び1つ以上のカメラモジュールの接続端は、回路基板に固定されるように、1対1の対応方式で複数の接続ノッチを介して複数の収容溝から延びる。

実現方式では、カメラアセンブリは固定ブラケットを更に含む。回路基板は固定ブラケットに固定される。回路基板は、留め具を通じて固定ブラケットに固定されてもよい。例えば、固定ブラケットは、互いに反対側に配置された第1の面及び第2の面を含む。固定ブラケットは取付ボス及び取付穴を有する。取付ボスは、第1の面から突出している。取付穴は、第1の面から離れた取付ボスの上面から、第2の面に近い方向に凹んでいる。回路基板は、取付ボスの上面に当接してもよい。取付穴に対応する接続穴が回路基板に配置される。留め具は、接続穴を通って取付穴に延び、それにより、回路基板は、固定ブラケットにしっかり固定される。留め具、接続穴の構造及び取付穴の構造は、締結構造を形成する。回路基板と固定ブラケットとの間に複数のグループの締結構造が形成されてもよい。複数のグループの締結構造は、回路基板の周囲領域に分散されてもよく、それにより、回路基板はより安定して固定ブラケットに固定される。

固定ブラケットは取付溝を有する。取付溝は、第1の面から第2の面に近い方向に凹んでいる。カメラブラケットは取付溝に固定される。収容溝から離れた方に面するカメラブラケットの底面は、取付溝の底壁に当接してもよく、2つの間の相互位置決めを達成する。凹凸整合構造は取付溝の底壁とカメラブラケットの底面との間に配置されてもよい。例えば、突出した凸状ブロックが取付溝の底壁に配置されてもよい。凹状溝はカメラブラケットの底面に配置されてもよい。凸状ブロックは溝に延び、それにより、カメラブラケットは固定ブラケットに対して固定される。他の実施形態では、溝が取付溝の底壁に配置され、凸状ブロックがカメラブラケットの底面に配置される。凸状ブロックが溝に延び、それにより、カメラブラケットは固定ブラケットに対して固定される。

この実施形態では、回路基板が固定ブラケットに固定され、カメラブラケットも固定ブラケットに固定されるので、回路基板とカメラブラケットとの間の相互位置決めが固定ブラケットを使用することにより達成され、それにより、カメラブラケットに取り付けられた受信モジュールと回路基板に固定された送信モジュールとの間の相互位置決めが達成され、送信視野と受信視野との間の相対位置が安定する。このように、飛行時間モジュールの信頼性の高い動作が確保でき、カメラアセンブリの性能は比較的良好である。

実現方式では、カメラアセンブリは装飾部を更に含む。装飾部は誘導光信号を受信する受信モジュールの一方側に位置する。装飾部は装飾リング及び保護ボードを含む。装飾リングは、互いに反対側に配置された上面及び底面を有する。凹んだ制限溝が装飾リングの上面に配置される。保護ボードは制限溝に取り付けられ、制限溝の底壁に当接する。装飾部は複数の取付空間を備える。複数の取付空間は装飾リングに設けられる。取付空間は、装飾リングの底面に対して制限溝と連通する。

受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは複数の取付空間に収容される。受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは1対1の対応方式で異なる取付空間に収容される。送信モジュールは装飾部の周囲に位置する。要するに、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは装飾部の内側に位置し、装飾部により囲まれ、送信モジュールは装飾部の外側に位置する。

この実施形態では、送信モジュール及び受信モジュールが個別にパッケージでき、2つの間の位置関係が柔軟に配置され得るので、装飾部は、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールを装飾するために使用され、もはや送信モジュールを取り囲まなくてもよく、それにより、装飾部、受信モジュール、1つ以上のカメラモジュール及び送信モジュールがより多様な方式で配置される。

装飾部の一部は電子デバイスの外側に露出され、装飾部により装飾される受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは外観において類似しているか或いは同じであることすらあるので、装飾部、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは、基本的に、電子デバイス上に対称的に分散され、それにより、電子デバイスが外観において調和し、より美的に魅力的になる。装飾部はまた、取り囲まれる必要のある過度に多くの数のデバイスのために、過度に大きい容積により引き起こされる低減した構造強度及び容易な変形のような問題を防止できる。

実現方式では、受信モジュール及び1つ以上のカメラモジュールは第1の方向に配置され、受信モジュール及び送信モジュールは第2の方向に配置され、第2の方向は第1の方向と同じであるか、或いは、第2の方向は第1の方向に垂直である。例えば、第1の方向及び第2の方向は電子デバイスの幅方向又は電子デバイスの長さ方向である。代替として、第1の方向及び第2の方向のうち一方は電子デバイスの幅方向であり、他方は電子デバイスの長さ方向である。

この実施形態では、受信モジュール、1つ以上のカメラモジュール及び送信モジュールは複数の方式で配置され、それにより、電子デバイスは、高い柔軟性で異なる外観形状で設計できる。

受信モジュールの接続端の延長方向(すなわち、受信モジュールのケーブル出口方向)は、送信モジュールの位置及び回路基板上の素子の位置に基づいて、柔軟に設定されてもよい。例えば、受信モジュールの接続端の延長方向は第2の方向に垂直でもよい。この場合、受信モジュールの接続端及び送信モジュールは回路基板の同じ面に固定される。代替として、受信モジュールの接続端の延長方向は第2の方向と同じでもよい。この場合、受信モジュールの接続端及び送信モジュールは、互いに外方に向く回路基板の2つの面に固定されてもよい。1つ以上のカメラモジュールの接続端の延長方向は、受信モジュールの接続端の延長方向と同じでもよく或いは異なってもよい。これは、この出願では厳密には限定されない。

実現方式では、受信モジュールの受信軸と送信モジュールの送信軸との間の間隔は0.5mm～30mmの範囲内である。この場合、受信軸及び送信軸は、送信視野と受信視野との間のカバー範囲が比較的高いことを確保するために、互いに最大限に近接しており、それにより、飛行時間モジュールの動作性能は比較的良好である。

実現方式では、飛行時間モジュールは駆動チップを更に含む。駆動チップは、送信モジュールから離れた方に面する回路基板の側面に固定される。回路基板上の駆動チップの突出は、回路基板上の送信モジュールの突出部と部分的に或いは完全に重複する。回路基板上の駆動チップの突出が、回路基板上の送信モジュールの突出と完全に重複することは、一方が他方の範囲内に完全に入ることを意味する。

この実施形態では、回路基板上の駆動チップの突出が、回路基板上の送信モジュールの突出部と部分的に或いは完全に重複するので、駆動チップ及び送信モジュールは、互いに外方に向く回路基板の両側に、ほぼ反対にそれぞれ固定され、それにより、駆動チップと送信モジュールとの間のケーブル配線は比較的短く、寄生インダクタンスは比較的小さく、それにより、送信モジュールにより放射される検出光信号のパルス波形の品質は比較的良好になり、信号対雑音比を増加させる。

任意選択で、飛行時間モジュールは複数の整合電子素子を更に含む。複数の整合電子素子は、キャパシタ、インダクタ、抵抗等を含むが、これらに限定されない。複数の整合電子素子は、送信モジュールにより放射される検出光信号の波形の完全性を確保するために、駆動チップと送信モジュールとの間の寄生インダクタンスを低減してもよい。複数の整合電子素子は、送信モジュールから離れた方に面する回路基板の側面に固定される。複数の整合電子素子は駆動チップの周囲に配置される。回路基板上の複数の整合電子素子の突出は、回路基板上の送信モジュールの突出部と部分的に或いは完全に重複してもよい。

実現方式では、送信モジュールは、ホルダ、送信器及び拡散器を含む。ホルダは、互いに反対側に配置された上面及び底面を有する。ホルダの底面は回路基板に面する。ホルダは送信キャビティを形成する。送信キャビティはホルダの内側に位置する。ホルダは位置決め溝を更に有する。位置決め溝は、ホルダの上面からホルダの底面に近い方向に凹んでいる。位置決め溝は、送信キャビティと連通する。送信器は検出光信号を放射するように構成される。送信器は送信キャビティに収容され、ホルダに固定される。送信器は垂直共振器型面発光レーザでもよい。この場合、送信モジュールの内側にコリメータレンズを追加する必要はなく、それにより、送信モジュールの製造コストがより低くなり、製造技術の困難性がより低くなる。拡散器はホルダに固定され、送信キャビティをカバーする。拡散器は位置決め溝に位置する。拡散器は検出光信号の視角を増加させるように構成される。

この実施形態では、送信器の送信視野の視角は15°～25°の範囲内でもよい。例えば、送信器の送信視野の視角は21°±3°として設計されてもよい。送信モジュールは、拡散器を使用することにより送信器の送信視野の視角を拡大してもよく、それにより、送信モジュールの送信視野は比較的大きい視角を有する。言い換えると、拡散器は、飛行時間モジュールにより必要とされる視角に対して小さい角度を有するレーザビームを拡散できる。送信モジュールは比較的大きい視角を有するので、送信モジュールの送信軸と受信モジュールの受信軸との間の比較的長い間隔のために送信視野と受信視野との間のカバー範囲が減少するという問題が回避でき、それにより、送信モジュールの送信軸と受信モジュールの受信軸との間の間隔が、従来の飛行時間モジュールの間隔よりも大きくてもよく、それにより、送信モジュール及び受信モジュールの配置の柔軟性を更に改善する。

実現方式では、ホルダは窒化アルミニウムセラミック材料で作られる。窒化アルミニウムセラミック材料の熱伝導率は他のセラミック材料の熱伝導率よりも良好であり、ホルダの熱膨張係数(coefficient of thermal expansion, CTE)と送信器のCTEとの間の差はより小さいので、送信器が繰り返し加熱されても、ホルダのCTEは送信器のCTEと依然として良好に整合し、良好な強度を維持してもよく、飛行時間モジュールの動作信頼性を確保する。

実現方式では、送信モジュールは接着剤を更に含む。接着剤はホルダと拡散器との間に接続される。接着剤は1つ以上の空気孔を備える。1つ以上の空気孔は、送信モジュールの外側に対して送信キャビティと連通する。回路基板に結合されるとき、送信モジュールは、約260℃の高温での焼き付けに耐える必要があるので、1つ以上の空気孔は、送信キャビティ内の加熱の際に膨張する空気が送信モジュールの外側に流れることを可能にし、送信キャビティ内の空気が結合プロセスにおいて拡散器を持ち上げるために送信モジュールの構造が破壊される場合を回避する。

第2の態様によれば、この出願の実施形態は、コントローラ及び上記のカメラアセンブリを含む電子デバイスを提供する。コントローラは回路基板に電気的に接続される。この実施形態では、受信モジュール、送信モジュール及びコントローラは全て回路基板に電気的に接続され、それにより、信号送信は回路基板上の回路を通じて達成できる。コントローラは、飛行時間モジュールが検出光信号を放射して誘導光信号を受信する時間又は位相の間の差の計算を通じて、測定対象物と飛行時間モジュールとの間の距離を取得してもよい。この出願では、飛行時間モジュールは、測距、顔認識、プロファイルアンロック、ジェスチャ認識、オブジェクトのモデリング、3Dゲーム、スマート家庭又は他の環境に適用できる。

この出願の実施形態による第1の実施形態における電子デバイスの概略構造図である。 実現方式における図１に示す電子デバイスのカメラアセンブリとベゼルとの間の位置関係の概略図である。 他の実現方式における図１に示す電子デバイスのカメラアセンブリとベゼルとの間の位置関係の概略図である。 更に他の実現方式における図１に示す電子デバイスのカメラアセンブリとベゼルとの間の位置関係の概略図である。 もう1つの他の実現方式における図１に示す電子デバイスのカメラアセンブリとベゼルとの間の位置関係の概略図である。 この出願の実施形態による第2の実現方式における電子デバイスの概略構造図である。 実現方式における図６に示す電子デバイスのカメラモジュール及びベゼルの概略構造図である。 実現方式における線A-Aに沿った図６に示す電子デバイスの構造の一部の断面図である。 図８に示す構造の一部の概略分解図である。 図６に示す電子デバイスのカメラアセンブリの構造の一部の概略分解図である。 実現方式における図６に示す電子デバイスの背面図である。 他の実現方式における図６に示す電子デバイスの背面図である。 更に他の実現方式における図６に示す電子デバイスの背面図である。 もう1つの他の実現方式における図６に示す電子デバイスの背面図である。 図８に示す構造における送信モジュールの一部の概略分解図である。 図１０に示す送信モジュールの底面図である。 図１０に示す送信モジュールの上面図である。

以下に、この出願の実現方式における添付図面を参照して、この出願の実現方式について説明する。

図１を参照すると、図１は、この出願の実施形態による第1の実施形態における電子デバイス100の概略構造図である。この出願における電子デバイス100は、携帯電話、タブレットコンピュータ、電子リーダ、ノートブックコンピュータ、車載デバイス、ウェアラブルデバイス等でもよい。実施形態は、電子デバイス100が携帯電話である例を使用することにより記載される。電子デバイス100の幅方向はXとして定義され、電子デバイス100の長さ方向はYとして定義され、電子デバイス100の厚さ方向はZとして定義される。幅方向X、長さ方向Y及び厚さ方向Zは互いに垂直である。

電子デバイス100はハウジング10及びディスプレイ20を含む。ハウジング10はバックカバー101及びベゼル102を含んでもよい。ベゼル102はバックカバー101の周囲に接続される。ベゼル102及びバックカバー101は、一体的に形成されてもよく、或いは、組立により一体化された構造を形成してもよい。ディスプレイ20は、バックカバー101から離れた方に面するベゼル102の側面に取り付けられる。ディスプレイ20は、タッチ機能と表示機能を一体化する。ディスプレイ20は、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネルをカバーするフロントカバーとを含む。ディスプレイパネルは、液晶ディスプレイパネル(Liquid Crystal Display, LCD)、有機発光ダイオード(organic light-emitting diode, OLED)ディスプレイパネル又はマイクロ発光ダイオード(micro light-emitting diode, micro LED)ディスプレイパネルでもよい。フロントカバーはカバーガラス(cover glass, CG)でもよい。

電子デバイス100はコントローラ30及びカメラアセンブリ40を更に含む。コントローラ30はハウジング10の内側に収容される。カメラアセンブリ40はハウジング10に取り付けられる。カメラアセンブリ40の全てがハウジング10の内側に収容されるか、或いは、カメラアセンブリ40のほとんどがハウジング10の内側に収容される。カメラアセンブリ40は、対応する画像信号を形成する画像を取得するように構成される。コントローラ30はカメラアセンブリ40に電気的に接続され、コントローラ30はカメラアセンブリ40の画像信号を処理するように構成される。コントローラ30は電子デバイス100のメインボード上のメインチップでもよい。

電子デバイス100が使用される環境では、フロントカバーは電子デバイス100の前面に画定され、バックカバー101は電子デバイス100の後面に画定される。この実施形態では、カメラアセンブリ40は、電子デバイス100の後方の画像を取得できる。他の実施形態では、カメラアセンブリ40は、電子デバイス100の前方の画像を取得できる。

図２～図５を参照すると、図２は、実現方式における図1に示す電子デバイス100のカメラアセンブリ40とベゼル102との間の位置関係の概略図であり、図３は、他の実現方式における図１に示す電子デバイス100のカメラアセンブリ40とベゼル102との間の位置関係の概略図であり、図４は、更に他の実現方式における図１に示す電子デバイス100のカメラアセンブリ40とベゼル102との間の位置関係の概略図であり、図５は、もう1つの他の実現方式における図１に示す電子デバイス100のカメラアセンブリ40とベゼル102との間の位置関係の概略図である。

カメラアセンブリ40は飛行時間(time of flight, TOF)モジュール1及び回路基板2を含む。回路基板2は回避空間21を備える。回路基板2は、電子デバイス100のメインボード、又は電子デバイス100のメインボードの一部でもよい。回路基板2は、剛性のプリント回路基板、又は結合された剛性/フレックスのプリント回路基板でもよい。飛行時間モジュール1は送信モジュール11及び受信モジュール12を含む。送信モジュール11は検出光信号を放射するように構成される。検出光信号は赤外線光でもよい。受信モジュール12は検出光信号が測定対象物により反射された後に形成される誘導光信号を受信するように構成される。誘導光信号は測定対象物の被写界深度情報を搬送する。受信モジュール12はカメラモジュールでもよい。受信モジュール12及び送信モジュール11は個別にパッケージされる。受信モジュール12は回避空間に位置し、受信モジュール12の接続端121は回路基板2に固定される。受信モジュール12は接続端121を介して回路基板2に電気的に接続される。送信モジュール11は、受信モジュール12の周囲に位置し、回路基板2に固定される。

受信モジュール12、送信モジュール11及びコントローラ30は全て回路基板2に電気的に接続され、それにより、信号送信は回路基板2上の回路を通じて実現できる。コントローラ30は、飛行時間モジュール1が検出光信号を放射して誘導光信号を受信する時間又は位相の間の差の計算を通じて、測定対象物と飛行時間モジュール1との間の距離を取得してもよい。例えば、コントローラ30内のデジタル信号処理(digital signal processing, DSP)モジュールは、最終的に必要とされる深度ピクチャを出力するように、飛行時間モジュール1により出力されたデータを処理してもよい。この出願では、飛行時間モジュール1は、測距、顔認識、プロファイルアンロック、ジェスチャ認識、オブジェクトのモデリング、3Dゲーム、スマート家庭又は他の環境に適用できる。

この実施形態では、受信モジュール12及び送信モジュール11は個別にパッケージされる。受信モジュール12は受信視野(図示せず)及び受信軸122を有し、受信軸122は受信視野の中心軸である。送信モジュール11は送信視野(図示せず)及び送信軸111を有し、送信軸111は送信視野の中心軸である。任意選択で、受信モジュール12の受信軸122と送信モジュール11の送信軸111との間の間隔は0.5ミリメートル(mm)～30ミリメートルの範囲内である。受信軸122及び送信軸111は、送信視野と受信視野との間のカバー範囲が比較的高いことを確保するために、互いに最大限に近接しており、それにより、飛行時間モジュール1の動作性能は比較的良好である。

この実施形態では、受信モジュール12は回避空間21に位置し、受信モジュール12の接続端121は回路基板2に固定されるので、受信モジュール12及び送信モジュール11は互いに近接することができ、それにより、受信軸122と送信軸11との間の間隔は十分に小さく、飛行時間モジュール1の性能要件を満たす。さらに、受信モジュール12及び送信モジュール11は個別にパッケージされ、受信モジュール12と送信モジュール11との間に直接取付又は直接接続関係は存在しない。したがって、送信モジュール11及び受信モジュール12はより柔軟な方式で配置され、複数の配置構造が形成されてもよい。以下に例が示される。

図２に示すように、送信モジュール11の送信軸111及び受信モジュール12の受信軸122は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。送信モジュール11は受信モジュール12の右側に位置する。図３に示すように、送信モジュール11の送信軸111及び受信モジュール12の受信軸122は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。送信モジュール11は受信モジュール12の左側に位置する。図４に示すように、送信モジュール11の送信軸111及び受信モジュール12の受信軸122は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。送信モジュール11は受信モジュール12の上側に位置する。図５に示すように、送信モジュール11の送信軸111及び受信モジュール12の受信軸122は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。送信モジュール11は受信モジュール12の下側に位置する。

図１を参照すると、図２～図３に示す実現方式では、送信モジュール11に対応する送信領域1011及び受信モジュール12に対応する受信領域1012は、バックカバー101上に設けられる。送信モジュール11及び受信モジュール12は複数の方式で配置されるので、対応して、送信領域1011及び受信領域1012は複数の方式で配置され、それにより、カメラアセンブリ40が適用される電子デバイス100は、複数の外観(工業デザイン、Industrial Design, IDとも呼ばれる)形状を有することができる。言い換えると、カメラアセンブリ40は、異なる外観形状を有する複数の電子デバイスに適用できる。カメラアセンブリ40は広く適用可能である。複数の異なる外観形状を有する電子デバイスは、同じカメラアセンブリ40を使用できるので、異なる外観形状に基づいて異なる形状の飛行時間モジュール1を繰り返し開発する必要がなく、それにより、電子デバイスの開発コスト及び製造コストを低減する。

現在、構造化ライトモジュールが、いくつかの電子デバイス上の深度カメラモジュールとして使用されることが理解され得る。構造化ライトモジュールは送信端及び受信端を含む。構造化ライトモジュールの検出原理に基づいて、送信端と受信端との間の中心距離は、構造化ライトモジュールの正常な動作を確保するために、少なくとも25mmよりも大きい必要がある。構造化ライトモジュールによる距離の検出精度は、主にフレアの明るさに依存するので、構造化ライトモジュールが短距離の深度測距を実行するとき、精度が比較的高い。例えば、物体からの距離が約40cmであるとき、精度は1%以内に達する可能性がある。しかし、長距離用途では、精度がかなり低減される可能性がある。したがって、構造化ライトモジュールは、電子デバイスに比較的近く且つ電子デバイスの前方にあり、深度測距の間に距離が1mを超えない測定対象物(例えば、ユーザの顔)を検出するようにのみ構成できる。この出願では、飛行時間モジュール1の検出距離の範囲は、構造化ライトモジュールの検出距離の範囲よりもはるかに大きく、それにより、飛行時間モジュール1は、短距離の測定対象物を検出するだけでなく、長距離の測定対象物を検出するように構成されてもよい。実施形態では、飛行時間モジュール1は、電子デバイス100の後方にある短距離の測定対象物又は長距離の測定対象物を検出するように構成される。この場合、電子デバイス100はまた、電子デバイス100の前方にある短距離の測定対象物を検出するように構成された構造化ライトモジュールを含んでもよい。他の実施形態では、飛行時間モジュール1は、電子デバイス100の前方にある短距離の測定対象物又は長距離の測定対象物を検出するように構成される。この場合、電子デバイス100は、もはや構造化ライトモジュールを備えない。

任意選択で、回避空間21は、回路基板2上に配置された貫通孔又は溝でもよい。受信モジュール12は回避空間21に位置し、それにより、受信モジュール12は、回路基板2の厚さ空間の一部又は全部を再利用でき、カメラアセンブリ40はよりコンパクトに配置され、電子デバイス100の厚さ方向Zにおけるカメラアセンブリ40のサイズはより小さくなる。

図６及び図７を参照すると、図６は、この出願の実施形態による第2の実施形態における電子デバイス100の概略構造図であり、図７は、実現方式における図６に示す電子デバイス100のカメラモジュール3及びベゼル102の概略構造図である。この実施形態にあり且つ第1の実施形態と同じいくつかの技術的内容は、再び説明しない。この出願におけるカメラアセンブリ40の構造の具体的な詳細は、主に第2の実施形態に記載される。第2の実施形態における技術的解決策及び関連する技術的特徴は、矛盾がない場合には、第1の実施形態と組み合わされてもよい。

カメラアセンブリ40は1つ以上のカメラモジュール3を更に含む。カメラモジュール3は、カラーレンズ(RGBレンズとも呼ばれる)、白黒レンズ、広角レンズ又はズームレンズでもよい。1つ以上のカメラモジュール3は回避空間21に位置し、1つ以上のカメラモジュール3の接続端31は回路基板2に固定される。1つ以上のカメラモジュール3は、飛行時間モジュール1と協働して動作してもよい。例えば、飛行時間モジュール1によりキャプチャされた画像がカラーレンズによりキャプチャされた画像と結合されるとき、測定対象物の三次元プロファイルは、異なる色が異なる距離を表すグラフィック方式で提示されてもよい。この出願の添付の図面は、カメラアセンブリ40が1つのカメラモジュール3を含む例を使用することにより示されている。

この実施形態では、1つ以上のカメラモジュール3は受信モジュール12と並列に配置されてもよい。任意選択で、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は第1の方向に配置される。受信モジュール12及び送信モジュール11は第2の方向に配置される。第2の方向は第1の方向と同じある。例えば、第1の方向及び第2の方向は、電子デバイス100の幅方向X又は電子デバイス100の長さ方向Yである。図７に示すように、第1の方向は電子デバイス100の幅方向Xであり、第2の方向も電子デバイス100の幅方向Xである。他の実現方式では、第2の方向は第1の方向に垂直でもよい。例えば、第1の方向及び第2の方向のうち一方は電子デバイス100の幅方向Xであり、他方は電子デバイス100の長さ方向Yである。

他の実施形態では、1つ以上のカメラモジュール3及び受信モジュール12は他の方式で配置されてもよく、例えば、マトリクス、三角形、四角形、円形等に配置されてもよい。

任意選択で、受信モジュール12の接続端121の延長方向(すなわち、受信モジュール12のケーブル出口方向であり、感光性チップから受信モジュール12のコネクタへの方向でもある)は、送信モジュール11の位置及び回路基板2上の素子の位置に基づいて、柔軟に設定されてもよい。例えば、受信モジュール12の接続端121の延長方向は第2の方向に垂直でもよい。この場合、受信モジュール12の接続端121及び送信モジュール11は回路基板2の同じ面に固定される。代替として、受信モジュール12の接続端121の延長方向は第2の方向と同じでもよい。この場合、受信モジュール12の接続端121及び送信モジュール11は、互いに外方に向く回路基板2の2つの面に固定されてもよい。1つ以上のカメラモジュール3の接続端の延長方向は、受信モジュール12の接続端121の延長方向と同じでもよく或いは異なってもよい。これは、この出願では厳密には限定されない。

任意選択で、1つ以上のカメラモジュール3に対応する収集領域1013が、バックカバー101に更に設けられる。この実施形態では、受信モジュール12と送信モジュール11が個別にパッケージされるので、受信モジュール12、送信モジュール11及びカメラモジュール3が複数の方式で配置され、対応して、バックカバー101上の送信領域1011、受信領域1012及び収集領域1013も複数の方式で配置され、それにより、カメラアセンブリ40が適用される電子デバイス100は、複数の外観形状を有してもよい。言い換えると、カメラアセンブリ40は、異なる外観形状を有する複数の電子デバイスに適用できる。カメラアセンブリ40は広く適用可能である。

図８～図１０を参照すると、図８は、実現方式における線A-Aに沿った図６に示す電子デバイス100の構造の一部の断面図であり、図９は、図８に示す構造の一部の概略分解図であり、図１０は、図６に示す電子デバイス100のカメラアセンブリ40の構造の一部の概略分解図である。図８に示す実現方式は図７に示す実現方式に対応する。

任意選択で、カメラアセンブリ40は回避空間21に位置するカメラブラケット4を更に含む。カメラブラケット4は互いに離間した複数の収容溝41を有する。複数の収容溝41の開口方向は同じである。受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は1対1の対応方式で複数の収容溝41に収容される。受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は、衝突及び偶発的な衝撃による損傷を回避するために、互いに離間している。

この実施形態では、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3はカメラアセンブリ40の複数の収容溝41に収容され、カメラブラケット4に対して固定される。カメラブラケット4は回避空間21に位置し、それにより、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3が回避空間21に位置する。受信モジュール12、1つ以上のカメラモジュール3及びカメラブラケット4は、カメラアセンブリ40の全体的な組立工程が実行される前に、別個の組立工程を通じてモジュール化を達成してもよく、それにより、カメラアセンブリ40の全体的な組立工程のステップを簡素化し、組立の困難性を低減する。

受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は、カメラブラケット4に対して固定されるように、接着部材を通じて複数の収容溝41の底壁411に接着されてもよい。カメラブラケット4は、高い熱伝導率を有する材料、例えば、銅、アルミニウム箔、ステンレス鋼又は他の金属材料で作られてもよい。接着部材は、熱伝導性粒子(例えば、グラファイト粒子又は金属粒子)でドープされてもよく、或いは、熱伝導性接着材料で作られてもよい。

この実施形態では、カメラアセンブリ40の動作の信頼性を確保するために、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3により放射される熱は、接着部材を通じてカメラブラケット4に伝えられることができ、熱放散は、カメラブラケット4を使用することにより実行される。

カメラブラケット4は複数の接続ノッチ42を更に有する。複数の接続ノッチ42は1対1の対応方式でカメラブラケット4の外側に対して複数の収容溝41と連通する。受信モジュール12の接続端121及び1つ以上のカメラモジュール3の接続端31は、回路基板2に固定されるように、1対1の対応方式で複数の接続ノッチ42を介して複数の収容溝41から延びる。

任意選択で、カメラアセンブリ40は固定ブラケット5を更に含む。固定ブラケット5は、電子デバイス100の中間ボードとして使用されてもよく、或いは、電子デバイス100の中間ボードの一部でもよい。固定ブラケット5は、電子デバイス100のベゼル102に対して固定される(図６を参照する)。固定ブラケット5及びベゼル102は、一体的に形成されてもよく、或いは、組立方式でベゼル102と一体された構造を形成してもよい。

回路基板2は固定ブラケット5に固定される。回路基板2は留め具6を通じて固定ブラケット5に固定されてもよい。例えば、固定ブラケット5は、互いに反対側に配置された第1の面51及び第2の面52を含む。固定ブラケット5は取付ボス53及び取付穴54を有する。取付ボス53は、第1の面51から突出している。取付穴54は、第1の面51から離れた取付ボス53の上面531から、第2の面52に近い方向に凹んでいる。回路基板2は、取付ボス53の上面531に当接してもよい。取付穴54に対応する接続穴22が回路基板2に配置される。留め具6は、接続穴22を通って取付穴54に延び、それにより、回路基板2は、固定ブラケット5にしっかり固定される。留め具6、接続穴22の構造及び取付穴54の構造は、締結構造を形成する。回路基板2と固定ブラケット5との間に複数のグループの締結構造が形成されてもよい。複数のグループの締結構造は、回路基板2の周囲領域に分散されてもよく、それにより、回路基板2はより安定して固定ブラケット5に固定される。

固定ブラケットは取付溝55を有する。取付溝55は、第1の面51から第2の面52に近い方向に凹んでいる。カメラブラケット4は取付溝55に固定される。収容溝41から離れた方に面するカメラブラケット4の底面431は、取付溝55の底壁551に当接してもよく、2つの間の相互位置決めを達成する。凹凸整合構造は取付溝55の底壁551とカメラブラケット4の底面43との間に配置されてもよい。例えば、突出した凸状ブロック56が取付溝55の底壁551に配置されてもよい。凹状溝56はカメラブラケット4の底面43に配置されてもよい。凸状ブロック56は溝44に延び、それにより、カメラブラケット4は固定ブラケット5に対して固定される。他の実施形態では、溝が取付溝55の底壁551に配置され、凸状ブロックがカメラブラケット4の底面43に配置される。凸状ブロックが溝に延び、それにより、カメラブラケット4は固定ブラケット5に対して固定される。

この実施形態では、回路基板2が固定ブラケット5に固定され、カメラブラケット4も固定ブラケット5に固定されるので、回路基板2とカメラブラケット4との間の相互位置決めが固定ブラケット5を使用することにより達成され、それにより、カメラブラケット4に取り付けられた受信モジュール12と回路基板2に固定された送信モジュール11との間の相互位置決めが達成され、送信視野と受信視野との間の相対位置が安定する。この場合、飛行時間モジュール1の信頼性の高い動作が確保でき、カメラアセンブリ40の性能は比較的良好である。

任意選択で、カメラアセンブリ40は装飾部7を更に含む。装飾部7はバックカバー101に取り付けられる(図７を参照する)。装飾部7は、誘導光信号を受信する受信モジュール12の一方側に位置する。装飾部7は装飾リング71及び保護ボード72を含む。装飾リング71は、互いに反対側に配置された上面711及び底面712を有する。凹んだ制限溝713が装飾リング71の上面711に配置される。保護ボード72は制限溝713に取り付けられ、制限溝713の底壁7131に当接する。装飾部7は複数の取付空間714を備える。複数の取付空間714は装飾リング71に設けられる。取付空間714は、装飾リング71の底面712に対して制限溝713と連通する。保護ボード72は、互いに離間した複数の光透過領域721と、複数の光透過領域721を囲むように配置された光遮蔽領域722とを有してもよい。複数の光透過領域721は複数の取付空間714にそれぞれ配置される。実施形態では、保護ボード72は、複数の光透過領域721を形成する半透明プレートと、光遮蔽領域722を形成する光遮蔽プレートとを含む、一体化された複合ボードである。他の実施形態では、保護ボード72は、ガラス基板と、ガラス基板に位置し且つ制限溝713の底壁7131に面する光遮蔽コーティングとを含む。複数の光透過領域721に位置する光遮蔽コーティングの部分は中空に配置される。更に他の実施形態では、保護ボード72は基本的に透明材料で作られる。制限溝713の底壁7131は取付空間714と連通する複数のギャップを備え、複数のギャップは光透過領域721に対応する。制限溝713の底壁7131上の非ギャップ領域は、光遮蔽領域722に対応するように、光遮蔽材料で作られるか、或いは、光遮蔽層に取り付けられる。

受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は複数の取付空間714に収容される。受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は1対1の対応方式で異なる取付空間714に収容される。受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は、対応する光透過領域721を通じて光を収集する。送信モジュール11は装飾部7の周囲に位置する。要するに、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は装飾部7の内側に位置し、装飾部7により囲まれ、送信モジュール11は装飾部7の外側に位置する。

バックカバー101の受信領域1012及び収集領域1013は1つの領域1014に結合されてもよく、領域1014は貫通孔(以下では番号1014で印が付けられる)でもよい。装飾部7は貫通孔1014に取り付けられる。装飾リング71は本体部715及び制限部716を含む。複数の取付空間714は本体部715に配置される。制限部716は本体部715の周囲に接続される。装飾部7はバックカバー101に取り付けられる。制限部716は、回路基板2に面するバックカバー101の一方側に位置する。本体部715は貫通孔1014に位置し、本体部715は、回路基板2から離れた方に面するバックカバー101の外面1015から突出する。この場合、装飾部7は、電子デバイス100の厚さ方向Zにあるバックカバー101の空間を再利用でき、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3も、電子デバイス100の厚さ方向Zにあるバックカバー101の空間を再利用でき、厚さ方向Zにおける電子デバイス100のサイズを低減するのに役立ち、それにより、電子デバイス100がより薄くなる。

この実施形態では、送信モジュール11及び受信モジュール12が個別にパッケージでき、2つの間の位置関係が柔軟に配置され得るので、装飾部7は、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3を装飾するために使用され、もはや送信モジュール11を取り囲まなくてもよく、それにより、装飾部7、受信モジュール12、1つ以上のカメラモジュール3及び送信モジュール11がより多様な方式で配置される。

例えば、図１１～図１４を参照すると、図１１は、実現方式における図６に示す電子デバイス100の背面図であり、図１２は、他の実現方式における図６に示す電子デバイス100の背面図であり、図１３は、更に他の実現方式における図６に示す電子デバイス100の背面図であり、図１４は、もう1つの他の実現方式における図６に示す電子デバイス100の背面図である。

図１１に示すように、装飾部7は、電子デバイス100の幅方向Xに延びる。言い換えると、貫通孔1014及び装飾部7は横方向に配置される。保護ボード72の複数の光透過領域721は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。対応して、1つ以上のカメラモジュール3及び受信モジュール12は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。受信モジュール12は1つ以上のカメラモジュール3の右側に位置する。この実現方式では、送信領域1011は装飾部7の右側に位置し、複数の光透過領域721の配置方向に位置する。送信モジュール11の位置は送信領域1011の位置に対応する。送信モジュール11は受信モジュール12の右側に位置し、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3の配置位置に位置する。他の実施形態では、送信領域(円形の点線として図示する)は、代替として、装飾部7の上側又は下側に配置されてもよい。送信領域、及び受信モジュール12とは反対の光透過領域721は、電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。この出願では、送信モジュール11、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3の相対位置に対する制限は、整列された視角の中心軸(例えば、受信軸又は送信軸)の相対位置に対する制限である。

この出願では、バックカバー101の送信領域1011は、複数の方式で形成されてもよい。例えば、バックカバー101は、ガラス基板と、ガラス基板上に位置し且つ回路基板2の一方側に面する光遮蔽コーティングとを含む。光遮蔽コーティングの少なくとも部分的な領域は、不可視光が通過して、透過領域1011を形成することを可能にする。光遮蔽コーティングは、可視光を遮蔽し且つ不可視光が通過することを可能にする材料で作られてもよい。代替として、光遮蔽コーティングは、不可視光を遮蔽する材料で作られ、コーティングの一部を薄くすることにより透過領域1011を形成してもよい。代替として、光遮蔽コーティングは、複合コーティング、例えば、不可視光が通過して透過領域1011を形成することを可能にする材料を使用し、他の材料を使用することにより他の領域を形成してもよい。代替として、バックカバー101は、透過領域1011に貫通孔を形成するように金属材料で作られてもよく、半透明のプレートが貫通孔に配置され、不可視光が通過することを可能にする。

図１２に示すように、装飾部7は、電子デバイス100の幅方向Xに延びる。言い換えると、貫通孔1014及び装飾部7は横方向に配置される。保護ボード72の複数の光透過領域721は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。対応して、1つ以上のカメラモジュール3及び受信モジュール12は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。受信モジュール12は1つ以上のカメラモジュール3の左側に位置する。この実現方式では、送信領域1011は装飾部7の左側に位置し、複数の光透過領域721の配置方向に位置する。送信モジュール11の位置は送信領域1011に対応する。送信モジュール11は受信モジュール12の左側に位置し、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3の配置位置に位置する。他の実施形態では、送信領域(円形の点線として図示する)は、代替として、装飾部7の上側又は下側に配置されてもよい。送信領域、及び受信モジュール12とは反対の光透過領域721は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。

図１３に示すように、装飾部7は、電子デバイス100の長さ方向Yに延びる。言い換えると、貫通孔1014及び装飾部7は垂直に配置される。保護ボード72の複数の光透過領域721は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。対応して、1つ以上のカメラモジュール3及び受信モジュール12は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。受信モジュール12は1つ以上のカメラモジュール3の下側に位置する。この実現方式では、送信領域1011は装飾部7の下側に位置し、複数の光透過領域721の配置方向に位置する。送信モジュール11の位置は送信領域1011に対応する。送信モジュール11は受信モジュール12の下側に位置し、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3の配置位置に位置する。他の実施形態では、送信領域(円形の点線として図示する)は、代替として、装飾部7の左側又は右側に配置されてもよい。送信領域、及び受信モジュール12とは反対の光透過領域721は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。

図１４に示すように、装飾部7は、電子デバイス100の長さ方向Yに延びる。言い換えると、貫通孔1014及び装飾部7は垂直に配置される。保護ボード72の複数の光透過領域721は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。対応して、1つ以上のカメラモジュール3及び受信モジュール12は電子デバイス100の長さ方向Yに配置される。受信モジュール12は1つ以上のカメラモジュール3の上側に位置する。この実現方式では、送信領域1011は装飾部7の上側に位置し、複数の光透過領域721の配置方向に位置する。送信モジュール11の位置は送信領域1011に対応する。送信モジュール11は受信モジュール12の上側に位置し、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3の配置位置に位置する。他の実施形態では、送信領域(円形の点線として図示する)は、代替として、装飾部7の左側又は右側に配置されてもよい。送信領域、及び受信モジュール12とは反対の光透過領域721は電子デバイス100の幅方向Xに配置される。

この実施形態では、装飾部7の一部は電子デバイス100の外側に露出され、装飾部7により装飾される受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は外観において類似しているか或いは同じであることすらあるので、装飾部7、受信モジュール12及び1つ以上のカメラモジュール3は、基本的に、電子デバイス100上に対称的に分散され、それにより、電子デバイス100が外観において調和し、より美的に魅力的になる。装飾部7はまた、取り囲まれる必要のある過度に多くの数のデバイスのために、過度に大きい容積により引き起こされる低減した構造強度及び容易な変形のような問題を防止できる。

任意選択で、図８及び図９を参照すると、カメラアセンブリ40は緩衝部材8を更に含む。緩衝部材8は、装飾部7とカメラブラケット4との間にしっかり押し付けられる。具体的には、緩衝部材8は、装飾リング71の制限部716とカメラブラケット4の上面45(底面43と反対側に配置される)との間に位置する。この場合、バックカバー101は、制限部716及び緩衝部材8を使用することにより固定ブラケット5上のカメラブラケット4をしっかり押し付け、それにより、カメラブラケット4の底面43が取付溝55の底壁551に固定して当接し、カメラブラケット4と、カメラブラケット4上に取り付けられた1つ以上のカメラモジュール3と、受信モジュール12とが、頻繁な揺動による部品の損傷を回避するように、ハウジング10の内側に固定できる。

任意選択で、図８及び図９を参照すると、飛行時間モジュール1は駆動チップ13を更に含む。駆動チップ13は、送信モジュール11から離れた方に面する回路基板2の側面に固定される。回路基板2上の駆動チップ13の突出は、回路基板2上の送信モジュール11の突出部と部分的に或いは完全に重複する。回路基板2上の駆動チップ13の突出が、回路基板2上の送信モジュール11の突出と完全に重複することは、一方が他方の範囲内に完全に入ることを意味する。

この実施形態では、回路基板2上の駆動チップ13の突出が、回路基板2上の送信モジュール11の突出部と部分的に或いは完全に重複するので、駆動チップ13及び送信モジュール11は、互いに外方に向く回路基板2の両側に、ほぼ反対にそれぞれ固定され、それにより、駆動チップ13と送信モジュール11との間のケーブル配線は比較的短く、寄生インダクタンスは比較的小さく、それにより、送信モジュール11により放射される検出光信号のパルス波形の品質は比較的良好になり、信号対雑音比を増加させる。

検証を通じて、この実施形態における駆動チップ13と送信モジュール11との間のインダクタンスの値は、0.3ナノヘンリー(nH)以下であり、それにより、飛行時間モジュール1の使用要件が満たされることができる。

この出願では、受信モジュール12はレンズ(lens)及び感光性チップ(画像センサとも呼ばれる)を含む。感光性チップは光信号を画像信号に変換するように構成される。感光性チップは、信号を駆動チップ13に送信して、駆動チップ13が誘導光信号を放射するように送信モジュール11を駆動することを可能にする。

この出願では、コントローラ30は処理チップ及びメモリチップを含む。メモリチップは、プロセッサにより実行できる複数の命令を記憶する。複数の命令は飛行時間モジュール1の複数の動作モードに対応する。各動作モードは、パルス波の周波数(例えば、20MHz、50MHz、100MHz)、パルス波の積分時間、パルス波のデューティサイクル、対応するフレームレート等を含む誘導光信号(例えば、パルス波)の動作状態を構成する。

プロセッサが開始信号を受信したとき、プロセッサは、開始信号に基づいてメモリ内の対応する命令を呼び出し、命令を感光性チップのレジスタに書き込む。感光性チップは、命令に基づいて、対応する送信信号を駆動チップ13に送信し、駆動チップ13は、送信信号に基づいて、対応する誘導光信号を放射するように送信モジュール11を駆動する。この場合、誘導光信号の動作状態は開始信号に対応する。例えば、開始信号は、大きい開口の写真効果に対応し、対応する命令は第1の命令であり、プロセッサは第1の命令を呼び出し、第1の命令を感光性チップのレジスタに書き込んでもよい。レジスタのスイッチがオンになった後に、対応する送信信号は駆動チップ13に送信され、駆動チップ13は、送信信号に基づいて、大きい開口の写真に対応する誘導光信号を放射するように送信モジュール11を駆動する。

任意選択で、固定ブラケット5は回避溝57を更に有する。回避溝57は、第1の面51から第2の面52に近い方向に凹んでいる。駆動チップ13は部分的に或いは完全に回避溝57に収容されてもよい。

任意選択で、飛行時間モジュール1は複数の整合電子素子14を更に含む。複数の整合電子素子14は、キャパシタ、インダクタ、抵抗等を含むが、これらに限定されない。複数の整合電子素子14は、送信モジュール11により放射される検出光信号の波形の完全性を確保するために、駆動チップ13と送信モジュール11との間の寄生インダクタンスを低減してもよい。複数の整合電子素子14は、送信モジュール11から離れた方に面する回路基板2の側面に固定される。複数の整合電子素子14は駆動チップ13の周囲に配置される。回路基板2上の複数の整合電子素子14の突出は、回路基板2上の送信モジュール11の突出部と部分的に或いは完全に重複してもよい。複数の整合電子素子14は部分的に或いは完全に回避溝57に収容されてもよい。

任意選択で、図８及び図１５を参照すると、図１５は、図８に示す構造における送信モジュールの概略分解図である。

送信モジュール11は、ホルダ112、送信器113及び拡散器(diffuser)114を含む。ホルダ112は、互いに反対側に配置された上面1121及び底面1122を有する。ホルダ112の底面1122は回路基板2に面する。ホルダ112は送信キャビティ1123を形成する。送信キャビティ1123はホルダ112の内側に位置する。ホルダ112は位置決め溝1124を更に有する。位置決め溝1124は、ホルダの上面112からホルダ112の底面1122に近い方向に凹んでいる。位置決め溝1124は、送信キャビティ1123と連通する。

送信器113は検出光信号を放射するように構成される。送信器113は送信キャビティ1123に収容され、ホルダ112に固定される。送信器113は、垂直共振器型面発光レーザ(vertical cavity surface emitting Laser, VCSEL)でもよい。この場合、送信モジュール11の内側にコリメータレンズを追加する必要はなく、それにより、送信モジュール11の製造コストがより低くなり、製造技術の困難性がより低くなる。

拡散器114はホルダ112に固定され、送信キャビティ1123をカバーする。拡散器114は位置決め溝1124に位置する。拡散器114は検出光信号の視角を増加させるように構成される。

この実施形態では、送信器113の送信視野の視角は15°～25°の範囲内でもよい。例えば、送信器113の送信視野の視角は21°±3°として設計されてもよい。送信モジュール11は、拡散器114を使用することにより送信器113の送信視野の視角を拡大してもよく、それにより、送信モジュール11の送信視野は比較的大きい視角を有する。言い換えると、拡散器114は、飛行時間モジュール1により必要とされる視角に対して小さい角度を有するレーザビームを拡散できる。送信モジュール11は比較的大きい視角を有するので、送信モジュール11の送信軸111と受信モジュール12の受信軸122との間の比較的長い間隔のために送信視野と受信視野との間のカバー範囲が減少するという問題が回避でき、それにより、送信モジュール11の送信軸111と受信モジュール12の受信軸122との間の間隔が、従来の飛行時間モジュールの間隔よりも大きくてもよく、それにより、送信モジュール11及び受信モジュール12の配置の柔軟性を更に改善する。

送信モジュール11の送信視野の視角は、受信モジュール12の受信視野の視角よりもわずかに大きくてもよい。実施形態では、受信モジュール12の受信視野の視角は64°×50°であり、送信モジュール11の送信視野の視角は68°×54°である。拡散器114は矩形である。拡散器114は、送信器113の21°の視野を、正方形円錐形状の68°×54°の視野に拡散できる。

任意選択で、送信モジュール11は、表面実装技術(surface mount technology, SMT)を使用することにより回路基板2上に結合されてもよい。回路ケーブル配線はホルダ112上に形成されてもよく、送信器113はホルダ112上に結合され、ホルダ112は回路基板2上に結合され、それにより、送信器113は、回路ケーブル配線を使用することにより回路基板2に電気的に接続される。図１６を参照すると、図１６は、図１０に示す送信モジュール11の底面図である。ホルダ112の底面1122は複数のパッド1127を備える。複数のパッド1127は回路基板2を結合する。複数のパッド1127は異なる信号を送信するように構成されてもよい。

ホルダ112は集積セラミック構造でもよい。ホルダ112は窒化アルミニウム(Aluminum nitride, ALN)セラミック材料で作られる。窒化アルミニウムセラミック材料の熱伝導率は他のセラミック材料の熱伝導率よりも良好であり、ホルダ112の熱膨張係数(coefficient of thermal expansion, CTE)と送信器113のCTEとの間の差はより小さいので、送信器113が繰り返し加熱されても、ホルダ112のCTEは送信器113のCTEと依然として良好に整合し、良好な強度を維持してもよく、飛行時間モジュール1の動作信頼性を確保する。

送信モジュール11はフォトダイオード(photo diode, PD)115を更に含んでもよい。フォトダイオード115は送信キャビティ1123に収容され、ホルダ112に固定される。フォトダイオード115は、眼の安全及び皮膚の安全を担う監視コンポーネントであり、自動電力制御も担う。フォトダイオード115は、送信モジュール11の送信キャビティ1123内の光の変化を監視し、受信光を対応する電流信号に変換し、電流信号を駆動チップ13に送信するように構成される。拡散器114が欠けているか或いは壊れている場合、送信キャビティ1123内の光が変化する。この場合、フォトダイオード115により受け取られる光は変化し、フォトダイオード115は、受信光を適時に電流光に変換し、電流光を駆動チップ13に送信してもよい。駆動チップ13は、電流信号を指定の閾値と比較するように更に構成される。電流信号が指定の閾値よりも大きいとき、飛行時間モジュール1はオフにされ、送信モジュール11により放射される制限外の光が人間の眼の安全を損なうことを防止する。

送信モジュール11は負温度係数(negative temperature coefficient, NTC)コンポーネント(図示せず)を更に含んでもよい。負温度係数コンポーネントは送信キャビティ1123に収容され、ホルダ112に固定される。負温度係数コンポーネントは、送信器113のリアルタイム温度を監視し、データを駆動チップ13にリアルタイムで転送するように構成される。温度が指定の温度(例えば、70℃)を超えたとき、送信器113の光効率はかなり減衰し、深度及び精度の大きい損失が引き起こされるので、システムは、温度をリアルタイムで監視する必要がある。負温度係数コンポーネントにより検出された信号を受信し、温度が指定の温度に達しようとしていることを習得したとき、駆動チップ13は、何らかの方法で温度の上昇を制御してもよい。例えば、負温度係数コンポーネントにより監視される温度が、予め設定されたプログラムを使用することにより指定の温度(通常では温度は指定の温度よりも高い)に達したとき、電流出力が低減されるか、或いは、飛行時間モジュール1がオフになる。

任意選択で、図９、図１５及び図１７を参照すると、図１７は、図１０に示す送信モジュール11の上面図である。送信モジュール11は接着剤116を更に含んでもよい。接着剤116はホルダ112と拡散器114との間に接続される。例えば、接着剤116は拡散器114と位置決め溝1124の溝壁1125との間に接着される。接着剤116はホルダ114と拡散器112との間の接続安全度を増加させるように構成される。接着剤116は1つ以上の空気孔1161を備える。1つ以上の空気孔1161は、送信モジュール11の外側に対して送信キャビティ1123と連通する。回路基板2に結合されるとき、送信モジュール11は、約260℃の高温での焼き付けに耐える必要があるので、1つ以上の空気孔1161は、送信キャビティ1123内の加熱の際に膨張する空気が送信モジュール11の外側に流れることを可能にし、送信キャビティ1123内の空気が結合プロセスにおいて拡散器114を持ち上げるために送信モジュール11の構造が破壊される場合を回避する。

凹状領域1128は、送信キャビティ1123の壁面に形成される。凹状領域1128は、位置決め溝1124及び送信キャビティ1123と連通する。凹状領域1128は、1つ以上の空気孔1161と連通し、それにより、送信キャビティ1123内の空気が送信モジュール11の外側に流れることができる。

ホルダ112の上面1121は1つ以上のラベル領域1126を備える。ラベル領域1126は、正方形、円形又はスクライブ線の形状でもよい。これは、この出願では厳密には限定されない。この場合、比較的小さいサイズの送信モジュール及び同様の外観の本体による混乱を回避するために、送信モジュール11のサプライヤ又はモデルは、ラベル領域1126の数に基づいて決定されてもよい。

上記の説明は、この出願の単なる具体的な実現方式であり、この出願の保護範囲を限定することを意図するものではない。この出願に開示された技術的範囲内で、当業者により容易に理解される如何なる変更又は置換も、この出願の保護範囲に入るものとする。この出願における実現方式及び実現方式における特徴は、矛盾することなく状況によって相互に組み合わされることができる。したがって、この出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

上記の説明は、この出願の単なる具体的な実現方式であり、この出願の保護範囲を限定することを意図するものではない。この出願に開示された技術的範囲内で、当業者により容易に理解される如何なる変更又は置換も、この出願の保護範囲に入るものとする。この出願における実現方式及び実現方式における特徴は、矛盾することなく状況によって相互に組み合わされることができる。したがって、この出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。
本発明の更なる実施形態が以下に提供される。以下の部分で使用される番号付けは、以前の部分で使用される番号付けとは必ずしも適合するとは限らない点に留意すべきである。
実施形態１.飛行時間モジュール及び回路基板を含むカメラアセンブリであって、
前記回路基板は回避空間を備え、前記飛行時間モジュールは送信モジュール及び受信モジュールを含み、前記送信モジュールは検出光信号を放射するように構成され、前記受信モジュールは前記検出光信号が測定対象物により反射された後に形成される誘導光信号を受信するように構成され、前記受信モジュールは前記回避空間に位置し、前記受信モジュールの接続端は前記回路基板に固定され、前記送信モジュールは前記受信モジュールの周囲に位置し、前記回路基板に固定される、カメラアセンブリ。
実施形態２.前記カメラアセンブリは1つ以上のカメラモジュールを更に含み、前記1つ以上のカメラモジュールは前記回避空間に位置し、前記1つ以上のカメラモジュールの接続端は前記回路基板に固定される、実施形態１に記載のカメラアセンブリ。
実施形態３.前記カメラアセンブリは前記回避空間に位置するカメラブラケットを更に含み、前記カメラブラケットは互いに離間した複数の収容溝を有し、前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは1対1の対応方式で前記複数の収容溝に収容される、 実施形態２に記載のカメラアセンブリ。
実施形態４.前記カメラアセンブリは固定ブラケットを更に含み、前記回路基板は前記固定ブラケットに固定され、前記固定ブラケットは取付溝を有し、前記カメラブラケットは前記取付溝に固定される、実施形態３に記載のカメラアセンブリ。
実施形態５.前記カメラアセンブリは装飾部を更に含み、前記装飾部は前記誘導光信号を受信する前記受信モジュールの一方側に位置し、前記装飾部は複数の取付空間を含み、前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは前記複数の取付空間に収容され、前記送信モジュールは前記装飾部の周囲に位置する、実施形態２に記載のカメラアセンブリ。
実施形態６.前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは第1の方向に配置され、前記受信モジュール及び前記送信モジュールは第2の方向に配置され、前記第2の方向は前記第1の方向と同じであるか、或いは、前記第2の方向は前記第1の方向に垂直である、実施形態２乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
実施形態7.前記受信モジュールの受信軸と前記送信モジュールの送信軸との間の間隔は0.5mm～30mmの範囲内である、実施形態１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
実施形態８.前記飛行時間モジュールは駆動チップを更に含み、前記駆動チップは、前記送信モジュールから離れた方に面する前記回路基板の側面に固定され、前記回路基板上の前記駆動チップの突出は、前記回路基板上の前記送信モジュールの突出と部分的に或いは完全に重複する、実施形態１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
実施形態９.前記送信モジュールは、ホルダ、送信器及び拡散器を含み、前記ホルダは送信キャビティを形成し、前記送信器は前記検出光信号を放射するように構成され、前記送信器は前記送信キャビティに収容され、前記ホルダに固定され、前記拡散器は前記ホルダに固定され、前記送信キャビティをカバーし、前記拡散器は前記検出光信号の視角を増加させるように構成される、実施形態１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
実施形態１０.前記ホルダは窒化アルミニウムセラミック材料で作られる、実施形態９に記載のカメラアセンブリ。
実施形態１１.前記送信モジュールは接着剤を更に含み、前記接着剤は前記ホルダと前記拡散器との間に接続され、前記接着剤は1つ以上の空気孔を備え、前記1つ以上の空気孔は、前記送信モジュールの外側に対して前記送信キャビティと連通する、実施形態９に記載のカメラアセンブリ。
実施形態１２.コントローラと、実施形態１乃至１１のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリとを含む電子デバイスであって、
前記コントローラは前記回路基板に電気的に接続される、電子デバイス。

Claims (12)

1. 飛行時間モジュール及び回路基板を含むカメラアセンブリであって、
   前記回路基板は回避空間を備え、前記飛行時間モジュールは送信モジュール及び受信モジュールを含み、前記送信モジュールは検出光信号を放射するように構成され、前記受信モジュールは前記検出光信号が測定対象物により反射された後に形成される誘導光信号を受信するように構成され、前記受信モジュールは前記回避空間に位置し、前記受信モジュールの接続端は前記回路基板に固定され、前記送信モジュールは前記受信モジュールの周囲に位置し、前記回路基板に固定される、カメラアセンブリ。
2. 前記カメラアセンブリは1つ以上のカメラモジュールを更に含み、前記1つ以上のカメラモジュールは前記回避空間に位置し、前記1つ以上のカメラモジュールの接続端は前記回路基板に固定される、請求項１に記載のカメラアセンブリ。
3. 前記カメラアセンブリは前記回避空間に位置するカメラブラケットを更に含み、前記カメラブラケットは互いに離間した複数の収容溝を有し、前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは1対1の対応方式で前記複数の収容溝に収容される、請求項２に記載のカメラアセンブリ。
4. 前記カメラアセンブリは固定ブラケットを更に含み、前記回路基板は前記固定ブラケットに固定され、前記固定ブラケットは取付溝を有し、前記カメラブラケットは前記取付溝に固定される、請求項３に記載のカメラアセンブリ。
5. 前記カメラアセンブリは装飾部を更に含み、前記装飾部は前記誘導光信号を受信する前記受信モジュールの一方側に位置し、前記装飾部は複数の取付空間を含み、前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは前記複数の取付空間に収容され、前記送信モジュールは前記装飾部の周囲に位置する、請求項２に記載のカメラアセンブリ。
6. 前記受信モジュール及び前記1つ以上のカメラモジュールは第1の方向に配置され、前記受信モジュール及び前記送信モジュールは第2の方向に配置され、前記第2の方向は前記第1の方向と同じであるか、或いは、前記第2の方向は前記第1の方向に垂直である、請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
7. 前記受信モジュールの受信軸と前記送信モジュールの送信軸との間の間隔は0.5mm～30mmの範囲内である、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
8. 前記飛行時間モジュールは駆動チップを更に含み、前記駆動チップは、前記送信モジュールから離れた方に面する前記回路基板の側面に固定され、前記回路基板上の前記駆動チップの突出は、前記回路基板上の前記送信モジュールの突出と部分的に或いは完全に重複する、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
9. 前記送信モジュールは、ホルダ、送信器及び拡散器を含み、前記ホルダは送信キャビティを形成し、前記送信器は前記検出光信号を放射するように構成され、前記送信器は前記送信キャビティに収容され、前記ホルダに固定され、前記拡散器は前記ホルダに固定され、前記送信キャビティをカバーし、前記拡散器は前記検出光信号の視角を増加させるように構成される、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリ。
10. 前記ホルダは窒化アルミニウムセラミック材料で作られる、請求項９に記載のカメラアセンブリ。
11. 前記送信モジュールは接着剤を更に含み、前記接着剤は前記ホルダと前記拡散器との間に接続され、前記接着剤は1つ以上の空気孔を備え、前記1つ以上の空気孔は、前記送信モジュールの外側に対して前記送信キャビティと連通する、請求項９に記載のカメラアセンブリ。
12. コントローラと、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のカメラアセンブリとを含む電子デバイスであって、
    前記コントローラは前記回路基板に電気的に接続される、電子デバイス。

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