JP2023547779A - 画像取り込みドアベル装置 - Google Patents
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Abstract
この文書は、画像取り込みドアベル装置を記載する。複数の局面では、画像取り込みドアベル装置は、コンパクトで空間効率のよいバッテリ駆動式ドアベルカメラを提供する。画像取り込みドアベル装置のアーキテクチャは、装置の一端にセンサを集め、装置の反対の端にユーザ入力メカニズムを集め、対向する2つの端の間に薄くて狭い中央部分を含めることによって最適化される。センサは、省スペースのために同じPCBに搭載された画像センサおよびPIRセンサを含む。カメラレンズが、IRフレアを緩和するために、IR LEDと整列されたIRウィンドウの外面から突出する。PIRセンサは、小型レンズの2つの積み重ねられた列を実現することによって径方向運動検出を強化するレンズと整列される。ユーザ入力メカニズムは光リングを含み、光リングは、防水加工強化のために光リングをボタンに接合するように、ボタンとともに2ショット成形手法を介して形成される。
Description
背景
画像および/または映像を取り込むための電子ドアベルの進歩とともに、多くのユーザは、荷物が配達されたかまたは持っていかれたかを判定するために、自分のドアベルの画像データに頼り始めてきた。荷物が検出された(たとえば、荷物がユーザの玄関前の階段に配達された)場合、または、自分の玄関前の階段上の荷物がもはや検出されない(たとえば、荷物が配送のために回収されたかまたは盗まれた)場合にユーザへの通知を生成して送信するために、荷物検出アルゴリズムがドアベルデータに適用され得る。また、ユーザは、ユーザの玄関前の階段に接近した人を見るために、および/または識別するために、ドアベル画像データを使用することができる。
画像および/または映像を取り込むための電子ドアベルの進歩とともに、多くのユーザは、荷物が配達されたかまたは持っていかれたかを判定するために、自分のドアベルの画像データに頼り始めてきた。荷物が検出された(たとえば、荷物がユーザの玄関前の階段に配達された)場合、または、自分の玄関前の階段上の荷物がもはや検出されない(たとえば、荷物が配送のために回収されたかまたは盗まれた)場合にユーザへの通知を生成して送信するために、荷物検出アルゴリズムがドアベルデータに適用され得る。また、ユーザは、ユーザの玄関前の階段に接近した人を見るために、および/または識別するために、ドアベル画像データを使用することができる。
多くの従来の電子ドアベルは大きくてかさばることがあり、それはユーザ体験を低下させ得る。小さいフォームファクタを有する電子ドアベルを構築する際に生じるいくつかの課題は、熱管理、アンテナ絶縁、異なるセンサ間の干渉、および、カメラレンズにおける赤外線(infrared:IR)フレアを含み得る。
概要
この文書は、画像取り込みドアベル装置を記載する。複数の局面では、画像取り込みドアベル装置は、コンパクトで空間効率のよいバッテリ駆動式ドアベルカメラを提供する。画像取り込みドアベル装置のアーキテクチャは、装置の一端にセンサを集め、装置の反対の端にユーザ入力メカニズムを集め、対向する2つの端の間に薄くて狭い中央部分を含めることによって最適化される。センサは、省スペースのために同じプリント回路基板(printed circuit board:PCB)に搭載された画像センサおよび受動型赤外線(passive infrared:PIR)センサを含む。カメラレンズが、IRフレアを緩和するために、IR発光ダイオード(light-emitting diode:LED)と整列されたIRウィンドウの外面から突出する。PIRセンサは、小型レンズ(lenslet)(たとえばフレネルタイプのレンズ)の2つの積み重ねられた列を実現することによって径方向運動検出を強化するレンズと整列される。ユーザ入力メカニズムは光リングを含み、光リングは、シームレスな照明一体化のために光リングをボタンに接合するように、ボタンとともに2ショット成形手法を介して形成される。
この文書は、画像取り込みドアベル装置を記載する。複数の局面では、画像取り込みドアベル装置は、コンパクトで空間効率のよいバッテリ駆動式ドアベルカメラを提供する。画像取り込みドアベル装置のアーキテクチャは、装置の一端にセンサを集め、装置の反対の端にユーザ入力メカニズムを集め、対向する2つの端の間に薄くて狭い中央部分を含めることによって最適化される。センサは、省スペースのために同じプリント回路基板(printed circuit board:PCB)に搭載された画像センサおよび受動型赤外線(passive infrared:PIR)センサを含む。カメラレンズが、IRフレアを緩和するために、IR発光ダイオード(light-emitting diode:LED)と整列されたIRウィンドウの外面から突出する。PIRセンサは、小型レンズ(lenslet)(たとえばフレネルタイプのレンズ)の2つの積み重ねられた列を実現することによって径方向運動検出を強化するレンズと整列される。ユーザ入力メカニズムは光リングを含み、光リングは、シームレスな照明一体化のために光リングをボタンに接合するように、ボタンとともに2ショット成形手法を介して形成される。
ある局面によれば、画像取り込みドアベル装置は、ハウジングと、中心アパーチャを有する環状形状を形成するIRカバーとを含む。IRカバーは、ハウジングの前面上に位置し得る。画像取り込みドアベル装置はまた、ハウジングの前面に垂直な軸中心を有するカメラレンズを含むカメラモジュールを含む。カメラレンズは、IRカバーの環状形状の中心アパーチャを通って伸び、IRフレアを緩和するためにIRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する。
ある局面によれば、画像取り込みドアベル装置は、対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有するハウジングを含む。第1端および第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、ハウジングの長手方向軸と交差し得る。ハウジングは、略長円形状を有する略平面状の前面を含む。画像取り込みドアベル装置はまた、前面上に、ハウジングの第2端に近接して位置付けられたボタンを含み、ボタンは楕円形状を有する。また、画像取り込みドアベル装置は、ボタンの周囲に沿って位置付けられた光リングを含み、光リングは、ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光を拡散するように構成される。
ある局面によれば、画像取り込みドアベル装置は、ハウジングと、ハウジングの前面上に位置するIRレンズと、ハウジング内に位置付けられ、IRレンズと整列されたPIRセンサとを含む。IRレンズは、PIRセンサのための視野円錐を作成するために使用可能な1組の同心環状区分を各々含む小型レンズのアレイを含み、小型レンズのアレイは、小型レンズの第2列の上に積み重ねられた小型レンズの第1列を含む。さらに、第1列における各小型レンズは、第2列におけるそれぞれの小型レンズと対になって、垂直に積み重ねられた小型レンズの対を形成し、垂直に積み重ねられた小型レンズの各対は、感度増加のための重複する視野円錐の対を提供する。小型レンズの第2列における小型レンズは、小型レンズの第1列における小型レンズよりも大きいサイズを有し得る。PIRセンサは、第2列における小型レンズのサイズが第1列における小型レンズと比べてより大きいことに基づいて、小型レンズの第1列と比べて増加した、小型レンズの第2列を通した運動検出に対する感度を有し得る。また、小型レンズの第2列は、PIRセンサの軸中心に対して下向きの角度で集束される、PIRセンサのための視野円錐を提供し得る。
ある局面によれば、画像取り込みドアベル装置は、ハウジングと、ボタンと、光リングアーキテクチャとを含む。ボタンは楕円形状を有し、光リングアーキテクチャは、ボタンの周囲に沿って位置付けられた光リングを有する。光リングアーキテクチャは、ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光を拡散するように構成される。光リングはボタンと同心であり、ボタンの外面と同一平面上にあり得る。また、光リングは、ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光が光リングを通過することを可能にするための拡散性材料を含み得る。光リングは、2ショット成形手法を介してボタンに接合され得る。光リングアーキテクチャはまた、1つ以上のLEDとボタンとの間に位置付けられた光導波路を含み得る。光導波路は、1つ以上のLEDからの光を光リングに向かって誘導するように構成される。光リングアーキテクチャはまた、複数の拡散フランジを含み得る。複数の拡散フランジは、ボタンを構造的に支持し、光導波路の周囲の周りに分布され、光導波路を出た光が複数の拡散フランジを通って光リングに向かって進むことを可能にする。
この概要は、画像取り込みドアベル装置に関する簡略化された概念を紹介するために提供され、それは、詳細な説明および図面において以下にさらに記載される。この概要は、請求される主題の本質的特徴を識別するよう意図されてはおらず、請求される主題の範囲を決定する際に使用するよう意図されてもいない。
図面の簡単な説明
画像取り込みドアベル装置の1つ以上の局面の詳細が、この文書において以下の図面を参照して記載される。説明および図面での異なる事例における同じ参照番号の使用は、同様の要素を示す。
画像取り込みドアベル装置の1つ以上の局面の詳細が、この文書において以下の図面を参照して記載される。説明および図面での異なる事例における同じ参照番号の使用は、同様の要素を示す。
詳細な説明
概観
この文書は、画像取り込みドアベル装置を記載する。本明細書に記載されている手法は、ハウジングと、IRカバーと、ボタンと、光リングと、カメラモジュールとを含む画像取り込みドアベル装置を提供する。ハウジングは、対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有し、第1端および第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、ハウジングの長手方向軸と交差する。ハウジングはまた、略長円形状を有する略平面状の前面を含む。IRカバーは、中心アパーチャを有する環状形状を形成する。IRカバーは、ハウジングの前面上に、第1端に近接して位置する。ボタンは、前面上に、ハウジングの第2端に近接して位置付けられ、ボタンは楕円形状を有する。光リングは、ボタンの周囲に沿って位置付けられ、ハウジング内の光源によって生成された光を拡散するように構成される。カメラモジュールは、ハウジングの第1端に近接して位置付けられる。カメラモジュールは、ハウジングの前面に略垂直な軸中心を有するカメラレンズを含む。また、カメラレンズは、IRカバーの環状形状の中心アパーチャを通って伸び、IRフレアを緩和するためにIRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する。
概観
この文書は、画像取り込みドアベル装置を記載する。本明細書に記載されている手法は、ハウジングと、IRカバーと、ボタンと、光リングと、カメラモジュールとを含む画像取り込みドアベル装置を提供する。ハウジングは、対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有し、第1端および第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、ハウジングの長手方向軸と交差する。ハウジングはまた、略長円形状を有する略平面状の前面を含む。IRカバーは、中心アパーチャを有する環状形状を形成する。IRカバーは、ハウジングの前面上に、第1端に近接して位置する。ボタンは、前面上に、ハウジングの第2端に近接して位置付けられ、ボタンは楕円形状を有する。光リングは、ボタンの周囲に沿って位置付けられ、ハウジング内の光源によって生成された光を拡散するように構成される。カメラモジュールは、ハウジングの第1端に近接して位置付けられる。カメラモジュールは、ハウジングの前面に略垂直な軸中心を有するカメラレンズを含む。また、カメラレンズは、IRカバーの環状形状の中心アパーチャを通って伸び、IRフレアを緩和するためにIRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する。
IRカバーは、小型レンズのアレイを有するPIRレンズを含み、各小型レンズはフレネルレンズの少なくとも一部を形成する。小型レンズのアレイは、強化された径方向運動検出のための小型レンズの2つの積み重ねられた列を含む。たとえば、小型レンズの2つの積み重ねられた列は、垂直に重複する視野円錐の対を提供し、PIRセンサは、視野円錐の対のうちの底部視野円錐において感度増加のために偏った状態にある。また、底部視野円錐は、水平から(および、視野円錐の対のうちの上部視野円錐よりも下で)下向きの角度で集束される。
省スペースのために、画像取り込みドアベル装置はまた、PCBの同じ面に搭載される画像センサおよびPIRセンサを含み、PCBは、PCBにおける物理的切欠きによって分離される別個のグラウンドプレーンを有する。加えて、画像取り込みドアベル装置はまた、防水処理を有する比較的大きいボタンと明るい光リングとを可能にする光リングアーキテクチャを含む。複数の局面では、光リングアーキテクチャは拡散フランジを含み、拡散フランジはボタンを構造的に支持し、光が拡散フランジを通過して光リングに向かい、ハウジングを出ることを可能にする。
記載される画像取り込みドアベル装置の特徴および概念は任意の数の異なる環境で実現され得るものの、局面は、以下の例の文脈において記載される。
例示的な装置
図1は、例示的な電子装置100(たとえばドアベルカメラ)と、そのいくつかの構成要素の分解図102とを示す。電子装置100は(たとえば無線ルータを介して)無線ネットワーク104に接続して、音声および/または映像データ(画像またはストリーミングビデオを含む)を取り込むこと、取り込んだデータをオンラインストレージに送信すること、取り込んだデータをローカルメモリに格納すること、音声(たとえば、音楽、ニュース、ポッドキャスト、スポーツ)を流すこと、タスク(たとえば、インターネットで検索すること、イベントおよびアラームをスケジュールすること、ホームオートメーションを制御すること、インターネット・オブ・シングス(internet-of-things:IoT)デバイスを制御すること)を行なうために仮想アシスタントと対話することなどを含む、さまざまな機能をサポートし得る。
図1は、例示的な電子装置100(たとえばドアベルカメラ)と、そのいくつかの構成要素の分解図102とを示す。電子装置100は(たとえば無線ルータを介して)無線ネットワーク104に接続して、音声および/または映像データ(画像またはストリーミングビデオを含む)を取り込むこと、取り込んだデータをオンラインストレージに送信すること、取り込んだデータをローカルメモリに格納すること、音声(たとえば、音楽、ニュース、ポッドキャスト、スポーツ)を流すこと、タスク(たとえば、インターネットで検索すること、イベントおよびアラームをスケジュールすること、ホームオートメーションを制御すること、インターネット・オブ・シングス(internet-of-things:IoT)デバイスを制御すること)を行なうために仮想アシスタントと対話することなどを含む、さまざまな機能をサポートし得る。
電子装置100は、前部ハウジング部材106(たとえば前部カバー)および後部ハウジング部材108(たとえば後部構成要素)を含む1つ以上のハウジング部材によって形成されたハウジングと、メインロジックボード(main logic board:MLB)110、センサPCB112、およびIR PCB114を少なくとも含む複数のPCBとを含む。追加のPCBも使用され得る。PCBは、システム・オン・チップ(system-on-chip:SoC)デバイス、プロセッサ、およびLED用集積回路(integrated circuit:IC)コンポーネントを含むさまざまなICコンポーネント、マイク、もしくは、タッチ入力、ボタン押圧、運動、光、または音声コマンドなどの入力を検出するためのセンサを含み得る。一例では、SOCデバイスおよびアンテナシステム116がMLB110上に搭載され得る。また、カメラモジュール118(たとえばカメラ)およびPIRセンサ120が双方とも、センサPCB112に搭載され得る。また、たとえばPIRセンサ120による運動検出のためのIR光を提供するために、1つ以上のIR LEDがIR PCB114に搭載され得る。電子装置100はまた、バッテリ122と、ユーザ入力メカニズム(たとえばボタン124)と、スピーカモジュール126と、壁板128とを含む。加えて、電子装置100は熱制御システムを含み、それは、1つ以上のヒートスプレッダ(たとえばヒートスプレッダ130、132、および134)と、高い熱伝導率を有する熱ゲル、熱ペースト、熱接着剤、熱テープ)といった、1つ以上の熱界面材料(thermal interface material:TIM)(たとえばTIM136、138、および140)とを含み得る。いくつかの局面では、ヒートスプレッダ130は、MLB110上に搭載されたSoCデバイス用の電磁干渉(electromagnetic interference:EMI)シールドを兼ね得る。
ハウジング部材106および108はプラスチック材料を含み、たとえばプラスチック射出成形手法を使用して形成され得る。ハウジング部材106および108は、図1に示す例示的な形状寸法を含む、任意の好適な形状寸法を含み得る。たとえば、前部ハウジング部材106および後部ハウジング部材108は、電子装置100のさまざまな構成要素を収容するための空洞を形成するようにともに嵌まり合う(たとえば、ともにスナップ嵌合する)、シェル(たとえば、中空の略長円のシェル)の相補的部分を形成し得る。いくつかの実現化例では、前部ハウジング部材106および/または後部ハウジング部材108は、ともに組み立てられる複数の部品を含み得る。前部ハウジング部材106はまた、アパーチャを含み得る。アパーチャは、カメラモジュール118がアパーチャを通して見て、シーンの画像または映像を取り込むことを可能にするように、カメラモジュール118のカメラレンズ142と整列されている。本明細書により詳細に記載されているように、レンズ142は、IRフレア(たとえば、IR PCB114上のIR LEDからカメラレンズ142へのIR光の漏れ)を削減または防止するために、前部ハウジング部材106の外面から予め規定された距離だけ突出するように、前部ハウジング部材106におけるアパーチャを通って伸び得る。
ボタン124は、機能を開始するために使用可能な任意の好適なボタン(たとえば、スイッチを開閉するための機械的ボタン、ユーザタッチを検出するための容量性センサ)を含み得る。たとえば、ボタン124の作動は、可聴ドアベルを鳴らすこと、ドアベルの所有者のスマートフォンへの電子通知の送信、カメラモジュール118の開始などを含む機能を開始し得る。ボタン124を起動することにより、任意の好適な機能が開始され得る。ボタン124は、空間を削減して電子装置100のための小さいフォームファクタを維持するように、MLB110と整列され得る。ボタン124は、楕円形状、矩形形状、または任意の他の多角形形状を含む任意の好適な2次元形状である外形を有し得る。複数の局面では、楕円形状は、2つの焦点が等しい円形状を有し得る。
本明細書にさらに詳細に記載されているように、ボタン124は、ボタン124の周囲に沿って位置付けられた光リング144を含む。複数の局面では、光リング144はボタン124と同心であり、ボタン124に表面的外形を提供する。光リング144は、光(たとえば、MLB110上に搭載され、ボタン124の後ろ側に向かって発光するように位置付けられた1つ以上のLEDによって生成された光)が前部ハウジング部材106を通ってハウジングを出ることを可能にするように構成される。ボタン124を包囲する光リング144を光が通過すると、光は、ボタンの場所を示し、(たとえば、輝度の増加および/または減少、点滅、色の変更によって)視覚フィードバックをユーザに提供するために使用され得る。
スピーカモジュール126は、電子装置100の正面および/または側面(たとえば、前部ハウジング部材106の前面146と直交する横方向側面)に向かって音波を出力し得る。スピーカモジュール126は、人(たとえば、ボタン124を押したユーザ)が、ドアベルの所有者からの録音された音声メッセージまたはリアルタイム音声送信を含む可聴メッセージを聞くことを可能にし得る。
バッテリ122は電子装置100に電力を提供し、電子装置100が無線であることを可能にする。電子装置100はバッテリ駆動式であるため、電子装置100は、電子装置100を電源に有線接続する必要なく、任意の好適な場所に搭載され得る。たとえば、電子装置100(たとえば録画ドアベル)は、ユーザの家の中の電源に配線を接続するために家にドリルで穴を開ける必要なく、玄関ドアに近接して家に搭載され得る。
PCB(たとえば、MLB110、センサPCB112、IR PCB114)は、たとえば、FR4などのガラス強化エポキシ材料から形成され得る。いくつかの事例では、PCBは導電性トレースの単一の層を含み、単層ボードであり得る。他の事例では、PCBは、誘電材料の層によって分離される導電性トレースの複数の層を含む多層ボードであり得る。
本明細書に記載されているように、電子装置100のハウジングは、ハウジングの対向する第1端および第2端と交差する長手方向軸148を有する細長い形状(たとえば、正面視で略長円)を含み、各端は、概して径方向の湾曲を有する。一例では、対向する第1端および第2端の各々は、長手方向軸148に略直交する少なくとも1つの軸を中心に湾曲している。カメラモジュール118は、電子装置100の第1端(たとえばカメラ側の端150)に近接して位置付けられる。たとえば、カメラモジュール118の光軸は、電子装置100のカメラ側の端150の湾曲の径方向中心と整列され得る。ボタン124、アンテナシステム116、およびスピーカモジュール126は、ハウジングの第2端(たとえばボタン側の端152)に近接して位置付けられる。たとえば、ボタン124の中心軸は、電子装置100のボタン側の端152の湾曲の径方向中心と整列され得る。一局面では、ボタン124の縁は、ハウジングの第2端の縁から0.5ミリメートル(mm)~2mmの範囲(たとえば1.0mmを含む)内に位置し得る。電子装置100が組み立てられた場合、バッテリ122は、カメラ側の端150とボタン側の端152との間に、および、ハウジングの中央部分154内に位置付けられる。
アンテナシステム116は、PCB(たとえばMLB110)上に搭載された任意の好適なアンテナシステムであり得る。たとえば、アンテナシステム116は、1つ以上のアンテナ(たとえばデュアルアンテナシステム)を形成する導電性トレース(たとえば銅)を含み得る。そのため、アンテナシステム116のアンテナは、MLB110上にプリントされ得る。複数の局面では、アンテナシステム116のアンテナは、ボタン124に面し、また、1つ以上のICコンポーネント(たとえばSoC)が搭載された、MLB110の側にプリントされ得る。アンテナシステム116は、電子装置100のボタン側の端152に近接して位置し得る。アンテナシステム116をボタン側の端152に位置付けることは、カメラモジュール118によって引き起こされるアンテナ効率に対する悪影響を軽減する。アンテナ性能および効率に対する壁板128の悪影響を軽減するために、アンテナシステム116が載っているMLB110は、アンテナシステム116がバッテリ122と前部ハウジング部材106との間に位置付けられるように、前部ハウジング部材106に近接して位置付けられる。したがって、バッテリ122はMLB110と後部ハウジング部材108との間に位置し、後部ハウジング部材108はバッテリ122と壁板128との間に位置付けられる。したがって、壁板128は、後部ハウジング部材108の後部外面156に搭載され得る。後部ハウジング部材108が前部ハウジング部材106と組み立てられた場合、後部外面156は、前部ハウジング部材106の前面146とは反対側にある。
図2は、カメラモジュール118およびPIRセンサ120を含む、図1の電子装置100のいくつかの構成要素の分解図200を示す。分解図200は、第1面202と、対向する第2面204とを有する、センサPCB112を示す。PIRセンサ120およびカメラモジュール118は、センサPCB112の第1面202に搭載される。特に、カメラモジュール118の画像センサ(図2に図示せず)がセンサPCB112に搭載される。画像センサは、カメラレンズ142の視野内のシーンの画像データを取り込むために、カメラレンズ142の後ろに位置付けられる。
分解図200はまた、ヒートスプレッダ134とセンサPCB112の第2面204との間に位置付けられたTIM140を示す。組み立てられた状態では、TIM140は、センサPCB112およびヒートスプレッダ134と熱接触している。特に、TIM140は、センサPCB112の第2面204に近接して、カメラモジュール118の真向かいに位置付けられる。この配置により、TIMは、カメラモジュール118からの熱をヒートスプレッダ134へ伝えるように構成され、ヒートスプレッダ134は、その熱をヒートシンクへ、および/またはドアベルカメラのハウジングへ伝える。
いくつかの事例では、ヒートスプレッダ134は、1つ以上のフランジ206、および/または1つ以上の整列ピン208を含み得る。フランジ206および整列ピン208は、いくつかの事例では、センサPCB112およびヒートスプレッダ134の形状構成間の熱接触が(たとえば熱伝導のために)最適化されるように、センサPCB112に対してヒートスプレッダ134を位置付け得る。いくつかの事例では、フランジ206はまた、TIM140の所望の厚さおよび/または圧縮に寄与する機械的隆起部として機能し得る。
いくつかの局面では、TIM140は熱パッドを含み得る。熱パッドの例は、シリコーンまたはパラフィンワックスベースの予め形成された固体材料を含む。TIM140は、PIRセンサ120およびカメラモジュール118の画像センサによって生成された熱をヒートスプレッダ134へ伝導するための経路を提供し得る。ヒートスプレッダ134は、生成された熱を、対流および/または放射を通して、他の要素(たとえば、図1に示す第1のハウジング構成要素106および/または第2のハウジング構成要素108)へ伝え得る。いくつかの事例では、ハイブリッドグラファイトシート(図2に図示せず)も、ヒートスプレッダ134の1つ以上の面に付着し得る。
図3は、組み立てられた構成での図1の電子装置100の等角図300を示す。電子装置100のカメラ側の端150は、電子装置100の第1面146から突出するIRカバーを含む。たとえば、IRカバーは、PIRレンズ302と、IRウィンドウ304とを含む。PIRレンズ302およびIRウィンドウ304は、中心アパーチャ306を規定する環状形状(たとえば、外径と内径とを有するリング形状)をともに形成する。PIRレンズ302およびIRウィンドウ304は、ともに組み立てられるかまたは互いに近接して位置付けられた別個の構成要素であってもよい。別の例では、PIRレンズ302およびIRウィンドウ304は、単一の構成要素の異なる部分であってもよく、または、単一の構成要素を形成するためにともに接合されてもよい。電子装置100が組み立てられた場合、(図2の)カメラモジュール118のカメラレンズ142は、中心アパーチャ306を通って伸び、PIRレンズ302およびIRウィンドウ304の外面から突出する。複数の局面では、カメラレンズ142は、カメラレンズ142の軸中心がハウジング106の前面146に略垂直であるように、包囲する構成要素に対して位置付けられる。
IRウィンドウ304は、(図1の)IR PCB114上のIR LEDからのIR光がIRウィンドウ304を通って進むことを可能にするIR透過材料を含み得る。別の例では、IRウィンドウ304は、(i)IR光が材料自体を通過することを防止するためのIR不透過材料を含み、(ii)IR LEDがIR光を提供し得る1つ以上のアパーチャ308を規定し得る。IR不透過材料は、IR光がカメラモジュール118のカメラレンズ142へ漏れることを防止し得る。
PIRレンズ302は、1つ以上の物体から反射するIR光がPIRレンズ302を通過することを可能にするIR透過材料を含み得る。(図2の)PIRセンサ120はPIRレンズ302の後ろに位置付けられており、物体の運動を検出するために、PIRレンズ302を通過するIR光を受けることができる。PIRレンズ302は、IR反射を受けるためにPIRセンサ120によって使用可能な任意の好適なレンズを含んでいてもよく、その例はフレネルレンズを含む。
電子装置100のボタン側の端152で、ボタン124および光リング144は、電子装置100の前面146と略同一平面上にあり得る。ボタン124および/または光リング144は、IRカバー(たとえば、PIRレンズ302およびIRウィンドウ304)の外形および/またはサイズと略整合する形状および/またはサイズを有し得る。一例では、ボタン124は、カメラ側の端150でのIRカバーの外径と略等しい直径を有し得る。別の例では、光リング144は、IRカバーの外径と略同じ外径を有する。
図4は、図3の線4-4に沿った、電子装置100の断面図400を示す。図4の電子装置100の断面図400の第1の部分402(たとえばカメラ側の端150)を、図5に示す。図4の電子装置100の断面図400の第2の部分404(たとえばボタン側の端152)を、図7に示す。
図4に示すように、スピーカモジュール126は、MLB110がスピーカモジュール126とボタン124との間に位置付けられた状態で、ボタン124の一部分(たとえば下部406)と整列される。ボタン124の別の部分(たとえば上部408)は、MLB110がボタン124とバッテリ122との間に位置付けられた状態で、前面146によって規定される平面に直交する方向(たとえば水平方向)にバッテリ122と整列されるかまたは重複する。バッテリ122は、ハウジングの中央部分154に位置付けられ、カメラ側の端150およびボタン側の端152へと部分的に延在する。また、バッテリ122は、ボタン側の端152におけるスピーカモジュール126と、カメラ側の端150におけるカメラモジュール118との間で、長手方向に位置付けられる。カメラ側の端150のさらなる詳細は、図5に関して記載される。
図5は、図4の電子装置100の断面図400の第1の部分402(たとえばカメラ側の端150)の拡大図500を示す。図示されるように、カメラレンズ(たとえばカメラレンズ142)は、IRウィンドウ304とPIRレンズ302との間に位置付けられる。したがって、カメラレンズ142は、IRウィンドウ304を通過するためのIR光を提供するように構成されたIR LED502と、物体から反射してPIRレンズ302を通過するIR光を受信するように構成されたPIRセンサ120との間に位置付けられる。カメラレンズ142は、IRカバー(たとえば、PIRレンズ302およびIRウィンドウ304)の外面から第1の距離504だけ突出する。したがって、カメラレンズ142はカバー材料(たとえばカバーガラス)の後ろに位置付けられておらず、より少数の構成要素および製造コストの削減をもたらす。第1の距離504は、カメラレンズ142の特性(たとえばFOV)と、IRウィンドウ304に対するカメラレンズ142の近接性および関係とに基づいて、予め規定される。たとえば、第1の距離504は、IRフレア(たとえば、IRウィンドウ304を通って進み、カメラレンズ142へ漏れるIR光)を緩和するのに十分である。ある局面では、第1の距離504は、0.1mm~0.5mmの範囲内にある。このようにして、IRウィンドウ304を通って進むIR光は、カメラレンズに入ることができない。第1の距離504は、160°レンズについては、たとえば140°レンズについてのものよりも大きくなり得る。
中央部分154(図4に示す)は、カメラ側の端150よりも、前後寸法がより狭い。たとえば、IRカバー(たとえば、PIRレンズ302およびIRウィンドウ304)は、前部ハウジング部材106の前面146から第2の距離506だけ突出する。第2の距離506は、カメラ側の端150におけるカメラモジュール118およびPIRセンサ120のための十分な内部空間を提供しつつ、中央部分154およびボタン側の端152(図4に示す)ができるだけ薄いことを可能にするのに十分である、任意の好適な距離であり得る。
カメラモジュール118は、センサPCB112に搭載された画像センサ508を含む。本明細書にさらに記載されているように、PIRセンサ120および画像センサ508は、同じPCB(たとえばセンサPCB112)に搭載される。また、PIRセンサ120および画像センサ508は双方とも、センサPCB112の同じ面(たとえば第1面202)に搭載される。複数の局面では、画像センサ508は、センサPCB112に直接搭載された基板510に搭載され得る。
一般に、(画像取り込みのための)画像センサおよび(運動検出のための)PIRセンサは各々、それらのそれぞれの機能を良好に行なうためにレンズを使用する。センサとレンズとの組合せは各々、異なる焦点距離を有する。PIRセンサ120および画像センサ508を同じPCBに搭載することは、画像センサおよびPIRセンサのために異なるPCBおよび平面を使用する従来の装置と比べて、スペース効率およびコスト効率を向上させる。しかしながら、双方のセンサが同じPCB上に搭載される場合、双方のセンサとレンズとの組合せの焦点距離は互いに連携を必要とするかもしれず、それは些細なことではない。なぜなら、双方のセンサは独立しているものの、同じ平面上に位置しており、それらのそれぞれのレンズも互いに同じ平面上にあるためである。
図6は、図1のセンサPCB112の例示的な実現化例600を示す。(図1、図2、図4、および図5の)PIRセンサ120は、絶対定常状態温度からの熱だけでなく、過渡的な観点からの熱負荷からの熱に対しても、ある急速な過渡的熱負荷がPIRセンサ120にかなりの損傷を与え得る程度まで敏感である。一例として、たとえば1ケルビン/秒の温度上昇よりも大きい過渡的熱負荷は、PIRセンサ120にかなりの損傷を与え得る。物体が検出され、画像センサ508が起動される(たとえばオンにされる)と、画像センサ508は電力(たとえば、およそ290ミリワットの電力)を放散し、それは熱を生成する。緩衝物を提供して熱がPIRセンサ120に達するのを防止するために、センサPCB112は、凹んだグラウンドプレーン(ground plane)と物理的切欠き(たとえばアパーチャ)とを含む。センサPCB112におけるプレーン分離(plane separation)および物理的切欠きは、PIRセンサ120から熱を隔離する。
図示された例では、センサPCB112は、第1のグラウンドプレーン602と、第1のグラウンドプレーン602から熱的に隔離された第2のグラウンドプレーン604とを含む。一例では、第1のグラウンドプレーン602および第2のグラウンドプレーン604を形成する金属層状化形状構成は、電気エネルギーおよび/または熱エネルギーを伝導するための共有の金属経路を有することなく、互いに独立している。加えて、センサPCB112は、第1のグラウンドプレーン602を第2のグラウンドプレーン604から熱的に分離する切欠き(たとえばスロット606)を規定する。図示されるように、スロット606は、第1のグラウンドプレーン602を第2のグラウンドプレーン604に接続する線に略直交する方向に、長手方向に配向される。
第1のグラウンドプレーン602および第2のグラウンドプレーン604は、異なるセンサのためのグラウンドプレーンである。たとえば、第1のグラウンドプレーン602は、PIRセンサ(たとえば、図1および図2のPIRセンサ120)のためのグラウンドプレーンであってもよく、第2のグラウンドプレーン604は、画像センサ(たとえば、図5の画像センサ508)のためのグラウンドプレーンであってもよい。第2のグラウンドプレーン604からの第1のグラウンドプレーン602の熱隔離のため、センサ間の伝熱が大幅に削減または防止される。いくつかの事例では、第1のグラウンドプレーン602および第2のグラウンドプレーン604は、熱伝導率および/または熱キャパシタンスを有する材料(たとえば銅材料)から形成され得る。
図7は、図4の電子装置100の断面図400の第2の部分404(たとえばボタン側の端152)の拡大図700を示す。ここでは、ボタン124は、ボタン124と一体化された光リング(たとえば光リング144)を有する光リングアーキテクチャを含む。ボタン124および光リングアーキテクチャはともに、小さいzスタックを有するものの、比較的大きい外径を有する。光リングアーキテクチャは、LED702のアレイと、光導波路704とを含み得る。光路(たとえば、LED702のアレイによって生成された光が進むための経路)が、ボタン移動領域(たとえば、ボタン124が外部圧縮力の作用を受けた場合に移動するための、ハウジング内の領域)と共有される。LED702は、ボタン124の後ろ側に位置付けられた光導波路704に向かって発光する上部発光LEDであり得る。4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個などを含む任意の好適な数のLEDが実現され得る。一例では、8個のLEDが実現され、それらは、実質的に500~3000ミリカンデラ(mcd)の範囲内の強度を有し得る。
光導波路704は、(たとえばz方向において)LED702のアレイの真上に位置付けられる。複数の局面では、光導波路704は、45°面706で光のための全内部反射(total internal reflection:TIR)を有し、光導波路704の外面の内側(たとえば内側708)でもTIRを有する。加えて、光漏れを減少させ、光学効率を増加させるために、反射材料(たとえば反射テープ710)が光導波路704とボタン124との間に位置付けられ得る。図示された例では、反射テープ710は、光導波路704の、LED702のアレイとは反対側に位置する。
光リングアーキテクチャはまた、光を拡散し透過する複数の拡散フランジ712を含む。複数の局面では、拡散フランジ712は、光が通って進むことを可能にするように透明である。拡散フランジ712は、光が光リング144を通って出ることを阻止しない。2個、3個、4個などを含む任意の好適な数の拡散フランジ712が、光導波路704の周囲の周りで実現され得る。拡散フランジ712は、拡散フランジ712を形成するために使用される拡散性樹脂およびそれらの形状寸法に基づいて、ホットスポットを緩和し得る。また、拡散フランジ712は、ボタン124を構造的に支持する(たとえば、ボタン124を適所で支持するために光導波路704に「スナップ」嵌合する)。柔軟なボタン構成要素714が、光導波路704の中央領域に対して、反対方向(たとえば、ボタン124の後ろ側に向かう外向き方向)に付勢力を加える間、拡散フランジ712は、光導波路704に対して、電子装置100の内部に向かう方向に抵抗力を提供する。ボタン124が押されると、柔軟なボタン構成要素714は、MLB110に垂直な方向に動かされ、MLB110上のスイッチに直接接続して、スイッチを開閉し得る。ボタン124およびその構成要素をMLB110に直接接続することは、電子装置100のアーキテクチャにおける省スペースを強化する。
光リング144は、ボタン124とともに2ショット成形手法を介して形成される。特に、ボタン124はプラスチック材料の第1のショットであり、光リング144は、拡散性であるとともに(正面視で)ボタン124の周りにリング状に形成されたプラスチック材料の第2のショットである。複数の局面では、光リング144は、ボタン124の外面と同一平面上にある。ボタン124および光リング144は、前部ハウジング部材106の前面146と同一平面上にあり得る。2ショット成形手法を使用して、光リング144およびボタン124は、それらの間に間隙または継ぎ目が存在することなく、化学的にともに接合され、それは、含まれる部品の数を減少させるとともに、防水加工も強化する。光リング144は、任意の好適な幅(たとえば、内径と外径との間の距離)を有し得る。光リング144の例示的な幅は、実質的に0.25mm~1.0mmの範囲(幅0.5mmを含む)内の幅を含む。LED702のアレイによって生成された光は、光リング144を通って出る。
矢印716は、LED702のアレイによって生成された光の一般的経路を表わす。たとえば、光は、LED702から光導波路704へ(たとえばz方向に)直接発光され、光導波路704内の45°面706から反射し、光導波路704の周囲に向かう(およびボタン124の周囲に向かう)方向に進む。光は、光導波路704を通って進み続け、光導波路704の内側708から反射する。光は、光リング144に向かって、拡散フランジ712を通っておよび/または拡散フランジ712の周りを進み得る。光リング144は光を拡散し、拡散された光はハウジングの外部に向かって光導波路704を出る。
加えて、反射性材料718(たとえばポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate:PET))が、拡散フランジ712とハウジングの構造支持体720との間(および、構造支持体720と光リング144との間)に位置付けられ得る。反射性材料718は、光リング144に向かって光を反射することによって光漏れを減少させる。
図8は、図3のPIRレンズ302の例示的な実現化例の背面図800を示す。典型的な運動センサは、センサのFOVを横切って横方向に(たとえば、センサの観点から見て左から右へ、または右から左へ)動く物体については、高い検出能力を有する。この横方向運動は接線運動と呼ばれ得る。対照的に、従来の運動センサは、センサに直接向かって(または遠ざかって)動く物体については、より低い検出能力を有し、それは本明細書では径方向運動と呼ばれる。
図示された例では、PIRレンズ302は、(図1の)PIRセンサ120のFOVを強化するフレネルレンズの特徴を含む。特に、本明細書に記載されているPIRレンズ302は、(i)電子装置100への平坦な接近を仮定する、大人についての強化された径方向運動検出、(ii)電子装置100に導く階段がある場合の、大人についての強化された径方向運動検出、ならびに、(iii)子供についての(接線および径方向)運動検出を可能にする。
続けると、PIRレンズ302は、小型レンズ802(たとえば、小型レンズ802-1~802-8)のアレイを含む。各小型レンズ802は、フレネルレンズの少なくとも一部を形成する1組の同心環状区分を含む。PIRセンサ120の観点から見ると、小型レンズ802は、センサFOVよりも狭いFOVを提供する。複数の小型レンズ802を使用することは、PIRセンサ120のための複数の別個の小さいFOVを作成し、それらは視野円錐と呼ばれる。小型レンズ802の配置に依存して、隣り合う視野円錐は重複していてもよく、または、それらの間に間隙を有していてもよい。視野円錐のさらなる詳細は、図9に関して以下に記載される。
図8に示すように、PIRレンズ302は、第2列806(たとえば小型レンズ802-5、802-6、802-7、および802-8)の上に積み重ねられた第1列804(たとえば小型レンズ802-1、802-2、802-3、および802-4)を含む、小型レンズ802の複数の列を含む。小型レンズ802の単一の列はPIRセンサ120のための水平FOVを強化し、接線運動を検出する際に効果的であるが、径方向運動を検出する際にはそれほど効率的ではない。なぜなら、PIRセンサ120は、入射熱の変化を検出するためである。一般に、径方向に(たとえば、PIRセンサ120に直接向かって)接近してくる人は入射熱のゆっくりした変化を提供し、PIRセンサ120はそれに応えて、入射熱のゆっくりした変化に対応する低い信号を提供する。小型レンズ802の第1列804を小型レンズ802の第2列806とともに実現することによって、径方向運動の検出は大幅に強化される。複数の局面では、PIRセンサ120は、径方向に接近してくる人に対応する入射熱のより急速な変化を、小型レンズ802の第1列804を通すよりも、小型レンズ802の第2列806を通して検出する。これは、小型レンズの第2列806が水平から下向きの角度で集束されること、および、人が電子装置100に接近するにつれて人の身体のより多くの部分が検出される(たとえば、足が最初に検出され、次に脚も、次に胴体も検出される)ことに起因する。本明細書により詳細に記載されているように、小型レンズ802の第2列806はまた、より背が低い人々(たとえば子供)、または、たとえば玄関の階段を上って下から接近してくる人についての運動検出を強化する。
PIRセンサ120は、電子装置100がドアベルにとって妥当な高さに搭載された場合にPIRセンサ120にとって最適なFOVを提供するために、場所808でPIRレンズ302と整列され得る。なお、センサ整列の場所808は、小型レンズ802-2と802-6との間の(および小型レンズ802-3と802-7との間の)分割線810からずれている。このずれは、PIRレンズ302とPIRセンサ120との間の距離(たとえば焦点距離)と組合されて、それぞれの小型レンズ802によって作成される視野円錐の方向を規定する。また、PIRセンサ120は、PIRレンズ302に対して水平に並んで配置された複数の(たとえば2個の)センサ要素を有し得る。2個のセンサ要素を使用することは、小型レンズ802の数に対する視野円錐の数を2倍にする。図示された例では、PIRレンズ302は8個の小型レンズ802を含み、PIRセンサ120は2個のセンサ要素を有し、それは16個の視野円錐をもたらす。
加えて、小型レンズ802の垂直の対(たとえば、小型レンズ802-1と802-5、小型レンズ802-2と802-6、小型レンズ802-3と802-7、および、小型レンズ802-4と802-8)の各々は、垂直に重複する視野円錐を提供し、それらのさらなる詳細は図10に示される。第2列806における小型レンズ802は、第1列804における小型レンズよりも大きい。特に、第2列における小型レンズ802は、第1列804における小型レンズ802よりも大きい面積および/または高さを有する。小型レンズのより大きい面積および/またはより大きい高さは、その小型レンズによって作成された視野円錐内のPIRセンサ120に対する感度を、より小さい面積またはより小さい高さを有する別の小型レンズと比べて増加させる。このようにして、PIRセンサ120の感度は、小型レンズ802の第2列806を通して偏り(たとえば、より大きくなり)、小型レンズ802の第1列804を通して比較的鈍くなる。また、図10に関連して記載されるように、小型レンズ802の第2列806の垂直中心に対するPIRセンサ120の垂直のずれは、水平から下方へ向けられる視野円錐を作成し、それは、より小さい距離で運動を検出する際に有用である。加えて、小型レンズ802は、小型レンズ802の第1列804によって作成された視野円錐を横切って略均一の感度を有し、小型レンズ802の第2列806によって作成された視野円錐を横切って略均一の感度を有するように、形作られ、サイズ決めされ、構成される。
続けると、図9は、図8のPIRレンズ302を使用するPIRセンサ120のFOVの上面図900を示す。図示された例は8個の視野円錐902を示しており、それらは、図8の小型レンズの第1列804に対応している。PIRセンサ120は、任意の好適な範囲の全体的な水平FOV(horizontal FOV:hFOV)904を有し、各視野円錐902は、全体的なhFOV904よりも小さい任意の好適な範囲のhFOV906を有し得る。一例では、PIRセンサ120の全体的なhFOV904は、実質的に90°~180°の範囲内にある(たとえば110°)。さらに別の例では、各視野円錐902のhFOV906は、実質的に5°~12°の範囲内にある(たとえば8°)。いくつかの局面では、視野円錐902間に間隙908が存在し、PIRセンサ120は、間隙908では運動を検出できない。間隙908は、実質的に1°~10°の範囲内にある(たとえば7°の)間隙サイズ910を有し得る。視野円錐902間に間隙908を含むことは、水平方向に独立した別個の視野円錐をもたらし、PIRセンサ120による接線運動検出の効率を高める。たとえば、複数の視野円錐902を横断している人は、ユーザによって発生され、PIRセンサ120によって検出された放射(たとえば熱)の変化に基づいて容易に検出され得る。
一般に、PIRセンサは、全体的なhFOV904の中央に向かってより敏感になり、全体的なhFOV904の両側に向かってより鈍感になる。PIRレンズ302を使用して、たとえば、中央の内側視野円錐902-1は、およそ25フィート(ft)(7.62メートル(m))の半径912を有し、外側視野円錐902-2は、およそ20ftの半径914を有し得る。ユーザは典型的には、電子装置100を(家の玄関ドアの隣りの)ドアベルの標準場所に近接して搭載するため、訪問者は典型的には、内側視野円錐において家(および電子装置100)に接近し、外側視野円錐において接近することは少ない。
ここで、大人(図10A)および子供(図10B)の径方向運動に従った、図8のPIRレンズ302を使用するPIRセンサ120のFOVの側面図1000および1050の例を示す図10Aおよび図10Bを検討する。図示された例では、垂直に積み重ねられた視野円錐902の対(たとえば、上部視野円錐902-3と底部視野円錐902-4)が、電子装置100に対して示されている。上部視野円錐902-3は、視野円錐902-1、902-2、902-3、および902-4を含む、図8のPIRレンズ302での小型レンズ802の第1列804における視野円錐902に対応する。底部視野円錐902-4は、902-5、902-6、902-7、および902-8を含む、図8のPIRレンズ302での小型レンズ802の第2列806における視野円錐902に対応する。図示された例では、地面が、電子装置100が搭載された壁に垂直である水平軸1010からおよそ2°の下向き傾斜1008を有する状態で、PIRセンサ120の軸中心(たとえば軸1004)が、25ftの距離1006で、地面からおよそ5フィート(1.524m)の高さにあるように、電子装置100は壁におよそ4ft2.8インチ(in)(1.29m)の高さ1002で搭載される。しかしながら、電子装置100は壁に任意の好適な高さで搭載されてもよい。一般に、ドアベルは、3.5ft(1.067m)~4.5ft(1.372m)の範囲内の高さで搭載され得る。
上部視野円錐902は、PIRセンサ120の軸1004より上に体積を含むように向けられる。一例では、上部視野円錐902の上方境界(たとえば上方境界1012)は、軸1004より実質的に1°~10°だけ上の範囲(3°を含む)内にあり得る。加えて、底部視野円錐902は、上部視野円錐902より下で、軸1004より下の任意の好適な角度であり得る下向きの角度で向けられる。たとえば、底部視野円錐902は、軸1004より10°~30°度だけ下の範囲(13°を含む)内にある下向きの角度で向けられ得る。一例では、底部視野円錐902の下方境界(たとえば下方境界1014)は、軸1004より実質的に20°~45°だけ下の範囲(27°を含む)内にあり得る。例1000はまた、背の高さがおよそ6ft2in(1.88m)である人1016(たとえば大人)が電子装置100に接近してくることを示す。
なお、上部視野円錐902-3と底部視野円錐902-4との間には重複1018が存在し、それは径方向運動の検出を強化する。底部視野円錐902の上限は、およそ25ftの距離1006に達し得る(地面の下向き傾斜1008を仮定する)。したがって、人1016が距離1006内に接近する場合、人1016は底部視野円錐902-4に入り、PIRセンサ120によって検出される放射(たとえば熱)の量が急速に増加する。検出された増加は、重複1018および底部視野円錐902に起因する。なぜなら、PIRレンズ302は、PIRセンサ120が上部視野円錐902-3よりも底部視野円錐902-4においてより高い感度を有することを可能にするように調整されるためである。入射放射に急速な変化がある場合、PIRセンサ120は信号を出力し得る。底部視野円錐902-4によって生じる、検出された放射の増加は、人1016がより早く検出されることを可能にする。また、人1016が径方向にPIRセンサ120に接近するにつれて、人の身体のより多くの部分が底部視野円錐902-4に入り、それは、PIRセンサ120によって検出可能な入射放射の急速な変化を引き起こす。
同様に、径方向に電子装置100に接近する背が低い人(たとえば子供1020)は、底部視野円錐902-4に入ると同時に検出され得る。径方向の接近では、小型レンズの単一の列のみ有する従来のカメラドアベルのPIRセンサ120は、子供1020を検出するのが困難な場合がある。なぜなら、子供の身体の多くは、対応する視野円錐より下にあるためである。しかしながら、底部視野円錐902-4を作成するために小型レンズ802の第2列806を実現することにより、PIRセンサ120は、子供1020が底部視野円錐902-4のうちの1つ以上に入って径方向にPIRセンサ120にさらに近づき、子供の身体のより多くの部分が底部視野円錐902-4に入ることを引き起こす場合に、子供1020に対応する入射熱の急速な変化を検出する。
いくつかの事例では、人が実質的に上部視野円錐902より下にいることを可能にする、電子装置100に導く階段があり得る。底部視野円錐902は、人1016または子供1020が階段を登るにつれて彼らの強化された運動検出を可能にする。なぜなら、彼らは実質的に底部視野円錐902内から径方向に電子装置100に接近しているためである。
例示的なコンピューティングシステム
図11は、図1~10Bを参照して記載されるような画像取り込みドアベル装置の局面を実現する任意の電子装置(たとえば図1の電子装置)として実現され得る例示的な装置1102を含む例示的なシステム1100を示すブロック図である。例示的な装置1102は、任意のタイプのコンピューティングデバイス、クライアントデバイス、携帯電話、タブレット、通信、娯楽、ゲーミング、メディア再生、および/または他のタイプの装置であってもよい。また、例示的な装置1102は、サーモスタット、ドアベル、危険検出器、カメラ、光ユニット、委託装置、ルータ、ボーダールータ、ジョイナールータ、接合装置、端末装置、リーダ、アクセスポイント、ハブ、および/または他の電子装置といった、ネットワーク上の通信のために構成された任意の他のタイプの電子装置として実現されてもよい。例示的な装置1102は、ネットワークを介して通信するために、電子回路、マイクロプロセッサ、メモリ、入力出力(input output:I/O)論理制御、通信インターフェイスおよび構成要素、ならびに、他のハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェアと一体化され得る。また、装置1102は、さまざまな構成要素を用いて、たとえば以下にさらに記載されるような任意の数および組合せの異なる構成要素を用いて実現され得る。
図11は、図1~10Bを参照して記載されるような画像取り込みドアベル装置の局面を実現する任意の電子装置(たとえば図1の電子装置)として実現され得る例示的な装置1102を含む例示的なシステム1100を示すブロック図である。例示的な装置1102は、任意のタイプのコンピューティングデバイス、クライアントデバイス、携帯電話、タブレット、通信、娯楽、ゲーミング、メディア再生、および/または他のタイプの装置であってもよい。また、例示的な装置1102は、サーモスタット、ドアベル、危険検出器、カメラ、光ユニット、委託装置、ルータ、ボーダールータ、ジョイナールータ、接合装置、端末装置、リーダ、アクセスポイント、ハブ、および/または他の電子装置といった、ネットワーク上の通信のために構成された任意の他のタイプの電子装置として実現されてもよい。例示的な装置1102は、ネットワークを介して通信するために、電子回路、マイクロプロセッサ、メモリ、入力出力(input output:I/O)論理制御、通信インターフェイスおよび構成要素、ならびに、他のハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェアと一体化され得る。また、装置1102は、さまざまな構成要素を用いて、たとえば以下にさらに記載されるような任意の数および組合せの異なる構成要素を用いて実現され得る。
装置1102は、ネットワークにおける装置間で通信されるデータ、受信中のデータ、ブロードキャストが予定されているデータ、データのデータパケット、装置間で同期されるデータなどといった装置データ1106の有線および/または無線通信を可能にする通信装置1104を含む。装置データは、任意のタイプの通信データ、ならびに、装置上で実行されるアプリケーションによって生成される音声、映像、および/または画像データを含み得る。通信装置1104はまた、携帯電話通信のための、および/またはネットワークデータ通信のための送受信機を含み得る。通信装置1104は、複数の異なる無線通信システムのための無線システムを含み得る。無線システムは、Wi-Fi、ブルートゥース(登録商標)、モバイルブロードバンド、ブルートゥース・ロー・エナジー(Bluetooth Low Energy:BLE)、および/または、ポイント・ツー・ポイントIEEE802.15.4を含み得る。異なる無線システムの各々は、特定の無線通信技術のために実現される無線装置、アンテナ、およびチップセットを含み得る。
装置1102はまた、装置とデータネットワーク(たとえば内部ネットワーク、外部ネットワークなど)と他の装置との間の接続および/または通信リンクを提供するデータネットワークインターフェイスといった、入力/出力(I/O)インターフェイス1108を含む。I/Oインターフェイスは、任意のタイプのコンポーネント、周辺装置、および/または付属装置に装置を結合するために使用され得る。I/Oインターフェイスはまた、データ入力ポートを含み、それらを介して、任意のタイプのデータ、メディアコンテンツ、および/または入力、たとえば、装置へのユーザ入力、ならびに、任意のコンテンツおよび/またはデータソースから受信された音声、映像、および/または画像データなどの任意のタイプの通信データが受信され得る。
装置1102は、実行可能命令を処理する任意のタイプのマイクロプロセッサ、コントローラなどを有するようなハードウェアで少なくとも部分的に実現され得る処理システム1110を含む。処理システムは、集積回路、プログラマブル論理装置、1つ以上の半導体を使用して形成された論理装置、ならびに、シリコンおよび/またはハードウェアでの他の実現化例、たとえば、システム・オン・チップ(SoC)として実現されたプロセッサおよびメモリシステムのコンポーネントを含み得る。それに代えて、またはそれに加えて、装置は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、または、処理回路および制御回路を用いて実現され得る固定論理回路、のうちの任意の1つ、またはそれらの組合せを用いて実現され得る。装置1102はさらに、装置内のさまざまなコンポーネントを結合する任意のタイプのシステムバスまたは他のデータおよびコマンド転送システムを含み得る。システムバスは、異なるバス構造およびアーキテクチャ、ならびに、制御線およびデータ線、のうちの任意の1つ、またはそれらの組合せを含み得る。
装置1102はまた、コンピューティングデバイスによってアクセス可能であり、データおよび実行可能命令(たとえば、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、プログラム、機能など)の永続的格納を提供するデータ記憶装置といった、コンピュータ読取可能記憶メモリ1112を含む。本明細書に記載されているコンピュータ読取可能記憶メモリは、伝搬信号を除外する。コンピュータ読取可能記憶メモリの例は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ、固定およびリムーバブルメディアデバイス、ならびに、コンピューティングデバイスアクセスのためにデータを維持する任意の好適なメモリデバイスまたは電子データストレージを含む。コンピュータ読取可能記憶メモリは、さまざまなメモリデバイス構成でのランダムアクセスメモリ(random access memory:RAM)、読出専用メモリ(read only memory:ROM)、フラッシュメモリ、および他のタイプの記憶メモリのさまざまな実現化例を含み得る。
コンピュータ読取可能記憶メモリ1112は、装置データ1106およびさまざまな装置アプリケーション1114、たとえば、コンピュータ読取可能記憶メモリを用いてソフトウェアアプリケーションとして維持され、処理システム1110によって実行されるオペレーティングシステムの格納を提供する。装置アプリケーションはまた、任意の形の制御アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、信号処理および制御モジュール、特定のデバイスに固有のコード、特定のデバイスのためのハードウェア抽象化層などといった、デバイスマネージャを含み得る。この例では、装置アプリケーションはまた、たとえば例示的な装置1102が本明細書に記載されている電子装置のうちのいずれかとして実現される場合に、画像取り込みドアベル装置の局面を実現するスマートホームアプリケーション1116を含む。装置1102はまた、バッテリ122などの電源1118を含む。装置のバッテリを充電するために、交流(alternating current:AC)電源も使用されてもよい。
複数の局面では、電子装置100について記載された手法の少なくとも一部は、「クラウド」1120などを通してプラットフォーム1122において、分散システムで実現され得る。クラウド1120は、サービス1124および/またはリソース1126のためのプラットフォーム1122を含み、および/または表わしている。
プラットフォーム1122は、(たとえばサービス1124に含まれる)サーバ装置および/または(たとえばリソース1126として含まれる)ソフトウェアリソースといった、ハードウェアの根底的な機能性を抽象化し、例示的な装置1102を他の装置、サーバなどに通信可能に接続する。リソース1126はまた、例示的な装置1102から遠隔のサーバ上でコンピュータ処理が実行されている間に利用され得るアプリケーションおよび/またはデータを含み得る。加えて、サービス1124および/またはリソース1126は、インターネット、セルラーネットワーク、またはWi-Fiネットワークなどを通して、加入者ネットワークサービスを容易にし得る。プラットフォーム1122はまた、システム1100全体にわたって分散された機能性を用いる相互接続装置の実現化例などにおいて、プラットフォームを介して実現されるリソース1126についての需要にサービス提供するために、リソースを抽象化してスケール変更するよう機能し得る。たとえば、機能性は、例示的な装置1102で、および、クラウド1120の機能性を抽象化するプラットフォーム1122を介して、部分的に実現され得る。
いくつかの例を以下に提供する。
画像取り込みドアベル装置は、対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有するハウジングを含み、第1端および第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、ハウジングの長手方向軸と交差し、ハウジングは、略長円形状を有する略平面状の前面を含み、画像取り込みドアベル装置はさらに、中心アパーチャを有する環状形状を形成するIRカバーを含み、IRカバーは、ハウジングの前面上に、第1端に近接して位置し、画像取り込みドアベル装置はさらに、前面上に、ハウジングの第2端に近接して位置付けられたボタンを含み、ボタンは楕円形状を有し、画像取り込みドアベル装置はさらに、ボタンの周囲に沿って位置付けられた光リングを含み、光リングは、ハウジング内の光源によって生成された光を拡散するように構成され、画像取り込みドアベル装置はさらに、ハウジングの第1端に近接して位置付けられたカメラモジュールを含み、カメラモジュールは、ハウジングの前面に略垂直な軸中心を有するカメラレンズを含み、カメラレンズは、IRカバーの環状形状の中心アパーチャを通って伸び、IRフレアを緩和するためにIRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する。
画像取り込みドアベル装置は、対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有するハウジングを含み、第1端および第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、ハウジングの長手方向軸と交差し、ハウジングは、略長円形状を有する略平面状の前面を含み、画像取り込みドアベル装置はさらに、中心アパーチャを有する環状形状を形成するIRカバーを含み、IRカバーは、ハウジングの前面上に、第1端に近接して位置し、画像取り込みドアベル装置はさらに、前面上に、ハウジングの第2端に近接して位置付けられたボタンを含み、ボタンは楕円形状を有し、画像取り込みドアベル装置はさらに、ボタンの周囲に沿って位置付けられた光リングを含み、光リングは、ハウジング内の光源によって生成された光を拡散するように構成され、画像取り込みドアベル装置はさらに、ハウジングの第1端に近接して位置付けられたカメラモジュールを含み、カメラモジュールは、ハウジングの前面に略垂直な軸中心を有するカメラレンズを含み、カメラレンズは、IRカバーの環状形状の中心アパーチャを通って伸び、IRフレアを緩和するためにIRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する。
IRカバーは、ハウジングの前面から突出し得る。IRカバーは、PIRレンズと、IRウィンドウとを含み得る。PIRレンズおよびIRウィンドウは各々、IR透過材料を含み得る。
画像取り込みドアベル装置はさらに、IRウィンドウと整列された1つ以上のIR LEDと、PIRレンズと整列されたPIRセンサと、カメラレンズと整列された画像センサとを含み得る。
カメラレンズは、IRカバーの外面から、ハウジングの前面に略垂直な方向に突出し得る。
PIRレンズは、PIRセンサと整列され得る。PIRレンズは、PIRセンサのための視野円錐を作成するために使用可能な1組の同心環状区分を各々含む小型レンズのアレイを含み得る。小型レンズのアレイは、小型レンズの第2列の上に積み重ねられた小型レンズの第1列を含み得る。
第1列における各小型レンズは、第2列におけるそれぞれの小型レンズと対になって、垂直に積み重ねられた小型レンズの対を形成し得る。垂直に積み重ねられた小型レンズの各対は、感度増加のための重複する視野円錐の対を提供し得る。
小型レンズの第2列における小型レンズは、小型レンズの第1列における小型レンズよりも大きいサイズを有し得る。PIRセンサは、第2列における小型レンズのサイズが第1列における小型レンズと比べてより大きいことに基づいて、小型レンズの第1列と比べて増加した、小型レンズの第2列を通した運動検出に対する感度を有し得る。
小型レンズの第2列は、PIRセンサの軸中心に対して下向きの角度で集束される、PIRセンサのための視野円錐を提供し得る。
PIRレンズは、湾曲した外縁と湾曲した内縁とを有するリングの一部として形作られ得る。小型レンズのアレイは、湾曲した外縁と湾曲した内縁との間に位置し得る。
画像取り込みドアベル装置はさらに、センサプリント回路基板(PCB)を含み得る。PIRセンサおよび画像センサは、センサPCBの同じ面に搭載される。
センサPCBは、PIRセンサおよび画像センサの各々のための別個のグラウンドプレーンを含み得る。センサPCBは、グラウンドプレーンを分離するスロットを規定し得る。
光リングはボタンと同心であり、ボタンの外面と同一平面上にあり得る。光リングは、ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光が光リングを通過することを可能にするための拡散性材料を含み得る。
光リングは、ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光が光リングを通過することを可能にするための拡散性材料を含み得る。
画像取り込みドアベル装置はさらに、メインロジックボードに搭載され、ボタンの後ろ側に向かって発光するように配向された、1つ以上のLEDと、1つ以上のLEDとボタンとの間に位置付けられた光導波路とを含得る。光導波路は、1つ以上のLEDからの光を光リングに向かって誘導するように構成される。
画像取り込みドアベル装置はさらに、複数の拡散フランジを含み得る。複数の拡散フランジは、ボタンを構造的に支持し、光導波路の周囲の周りに分布され、光導波路を出た光が複数の拡散フランジを通って光リングに向かって進むことを可能にする。
結論
画像取り込みドアベル装置の局面が、特徴および/または方法に特有の文言で記載されてきたが、添付された請求項の主題は必ずしも、記載された特定の特徴または方法に限定されない。むしろ、特定の特徴および方法は、請求される画像取り込みドアベル装置の例示的な実現化例として開示されており、他の同等の特徴および方法は、添付された請求項の範囲内にあるよう意図される。また、さまざまな異なる局面が記載されており、記載された各局面は独立してまたは1つ以上の他の記載された局面に関連して実現され得るということが理解されるはずである。
画像取り込みドアベル装置の局面が、特徴および/または方法に特有の文言で記載されてきたが、添付された請求項の主題は必ずしも、記載された特定の特徴または方法に限定されない。むしろ、特定の特徴および方法は、請求される画像取り込みドアベル装置の例示的な実現化例として開示されており、他の同等の特徴および方法は、添付された請求項の範囲内にあるよう意図される。また、さまざまな異なる局面が記載されており、記載された各局面は独立してまたは1つ以上の他の記載された局面に関連して実現され得るということが理解されるはずである。
電子装置100は、前部ハウジング部材106(たとえば前部カバー)および後部ハウジング部材108(たとえば後部構成要素)を含む1つ以上のハウジング部材によって形成されたハウジングと、メインロジックボード(main logic board:MLB)110、センサPCB112、およびIR PCB114を少なくとも含む複数のPCBとを含む。追加のPCBも使用され得る。PCBは、システム・オン・チップ(system-on-chip:SoC)デバイス、プロセッサ、およびLED用集積回路(integrated circuit:IC)コンポーネントを含むさまざまなICコンポーネント、マイク、もしくは、タッチ入力、ボタン押圧、運動、光、または音声コマンドなどの入力を検出するためのセンサを含み得る。一例では、SOCデバイスおよびアンテナシステム116がMLB110上に搭載され得る。また、カメラモジュール118(たとえばカメラ)およびPIRセンサ120が双方とも、センサPCB112に搭載され得る。また、たとえばPIRセンサ120による運動検出のためのIR光を提供するために、1つ以上のIR LEDがIR PCB114に搭載され得る。電子装置100はまた、バッテリ122と、ユーザ入力メカニズム(たとえばボタン124)と、スピーカモジュール126と、壁板128とを含む。加えて、電子装置100は熱制御システムを含み、それは、1つ以上のヒートスプレッダ(たとえばヒートスプレッダ130、132、および134)と、高い熱伝導率を有する熱ゲル、熱ペースト、熱接着剤、熱テープといった、1つ以上の熱界面材料(thermal interface material:TIM)(たとえばTIM136、138、および140)とを含み得る。いくつかの局面では、ヒートスプレッダ130は、MLB110上に搭載されたSoCデバイス用の電磁干渉(electromagnetic interference:EMI)シールドを兼ね得る。
図示された例では、センサPCB112は、第1のグラウンドプレーン602と、第1のグラウンドプレーン602から熱的に隔離された第2のグラウンドプレーン604とを含む。一例では、第1のグラウンドプレーン602および第2のグラウンドプレーン604を形成する金属層状化形状構成は、電気エネルギーおよび/または熱エネルギーを伝導するための共有の金属経路を有することなく、互いに独立している。加えて、センサPCB112は、第1のグラウンドプレーン602を第2のグラウンドプレーン604から熱的に分離する切欠き(たとえばスロット606)を規定する。図示されるように、スロット606は、第1のグラウンドプレーン602を第2のグラウンドプレーン604に接続する線に略平行な方向に、長手方向に配向される。
上部視野円錐902は、PIRセンサ120の軸1004より上に体積を含むように向けられる。一例では、上部視野円錐902の上方境界(たとえば上方境界1012)は、軸1004より実質的に1°~10°だけ上の範囲(3°を含む)内にあり得る。加えて、底部視野円錐902は、上部視野円錐902より下で、軸1004より下の任意の好適な角度であり得る下向きの角度で向けられる。たとえば、底部視野円錐902は、軸1004より10°~30°だけ下の範囲(13°を含む)内にある下向きの角度で向けられ得る。一例では、底部視野円錐902の下方境界(たとえば下方境界1014)は、軸1004より実質的に20°~45°だけ下の範囲(27°を含む)内にあり得る。例1000はまた、背の高さがおよそ6ft2in(1.88m)である人1016(たとえば大人)が電子装置100に接近してくることを示す。
光リングはボタンと同心であり、ボタンの外面と同一平面上にあり得る。
Claims (15)
- 画像取り込みドアベル装置であって、
対向する第1端および第2端を有する細長い形状を有するハウジングを含み、前記第1端および前記第2端の各々は、概して径方向の湾曲を有し、前記ハウジングの長手方向軸と交差し、前記ハウジングは、略長円形状を有する略平面状の前面を含み、前記画像取り込みドアベル装置はさらに、
中心アパーチャを有する環状形状を形成する赤外線(IR)カバーを含み、前記IRカバーは、前記ハウジングの前記前面上に、前記第1端に近接して位置し、前記画像取り込みドアベル装置はさらに、
前記前面上に、前記ハウジングの前記第2端に近接して位置付けられたボタンを含み、前記ボタンは楕円形状を有し、前記画像取り込みドアベル装置はさらに、
前記ボタンの周囲に沿って位置付けられた光リングを含み、前記光リングは、前記ハウジング内の1つ以上の光源によって生成された光を拡散するように構成され、前記画像取り込みドアベル装置はさらに、
前記ハウジングの前記第1端に近接して位置付けられたカメラモジュールを含み、前記カメラモジュールは、前記ハウジングの前記前面に略垂直な軸中心を有するカメラレンズを含み、前記カメラレンズは、前記IRカバーの前記環状形状の前記中心アパーチャを通って伸び、前記IRカバーの外面から予め規定された距離だけ突出する、画像取り込みドアベル装置。 - 前記IRカバーは、前記ハウジングの前記前面から突出し、
前記IRカバーは、PIRレンズと、IRウィンドウとを含み、
前記PIRレンズおよび前記IRウィンドウは各々、IR透過材料を含む、請求項1に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 前記IRウィンドウと整列された1つ以上のIR発光ダイオード(LED)と、
前記PIRレンズと整列された受動型赤外線(PIR)センサと、
前記カメラレンズと整列された画像センサとをさらに含む、請求項2に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 前記カメラレンズは、前記IRカバーの前記外面から、前記ハウジングの前記前面に略垂直な方向に突出する、請求項3に記載の画像取り込みドアベル装置。
- 前記PIRレンズは、前記PIRセンサのための視野円錐を作成するために使用可能な1組の同心環状区分を各々含む小型レンズのアレイを含み、
小型レンズの前記アレイは、小型レンズの第2列の上に積み重ねられた小型レンズの第1列を含む、請求項3または請求項4のいずれか1項に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 前記第1列における各小型レンズは、前記第2列におけるそれぞれの小型レンズと対になって、垂直に積み重ねられた小型レンズの対を形成し、
垂直に積み重ねられた小型レンズの各対は、感度増加のための重複する視野円錐の対を提供する、請求項5に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 小型レンズの前記第2列における前記小型レンズは、小型レンズの前記第1列における前記小型レンズよりも大きいサイズを有し、
前記PIRセンサは、前記第2列における前記小型レンズのサイズが前記第1列における前記小型レンズと比べてより大きいことに基づいて、小型レンズの前記第1列と比べて増加した、小型レンズの前記第2列を通した運動検出に対する感度を有する、請求項6に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 小型レンズの前記第2列は、前記PIRセンサの軸中心に対して下向きの角度で集束される、前記PIRセンサのための視野円錐を提供する、請求項6または請求項7に記載の画像取り込みドアベル装置。
- 前記PIRレンズは、湾曲した外縁と湾曲した内縁とを有するリングの一部として形作られ、
小型レンズの前記アレイは、前記湾曲した外縁と前記湾曲した内縁との間に位置する、請求項6~8のいずれか1項に記載の画像取り込みドアベル装置。 - センサプリント回路基板(PCB)をさらに含み、前記PIRセンサおよび前記画像センサは、前記センサPCBの同じ面に搭載される、請求項3~9のいずれか1項に記載の画像取り込みドアベル装置。
- 前記センサPCBは、前記PIRセンサおよび前記画像センサの各々のための別個のグラウンドプレーンを含み、
前記センサPCBは、前記グラウンドプレーンを分離するスロットを規定する、請求項10に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 前記光リングは前記ボタンと同心であり、前記ボタンの外面と同一平面上にあり、
前記光リングは、前記ハウジング内の前記1つ以上の光源によって生成された光が前記光リングを通過することを可能にするための拡散性材料を含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 前記光リングは、2ショット成形手法を介して前記ボタンに接合される、請求項12に記載の画像取り込みドアベル装置。
- メインロジックボードに搭載され、前記ボタンの後ろ側に向かって発光するように配向された、1つ以上の発光ダイオード(LED)と、
前記1つ以上のLEDと前記ボタンとの間に位置付けられた光導波路とをさらに含み、前記光導波路は、前記1つ以上のLEDからの前記光を前記光リングに向かって誘導するように構成される、請求項12または請求項13に記載の画像取り込みドアベル装置。 - 複数の拡散フランジをさらに含み、前記複数の拡散フランジは、
前記ボタンを構造的に支持し、
前記光導波路の周囲の周りに分布され、
前記光導波路を出た光が前記複数の拡散フランジを通って前記光リングに向かって進むことを可能にする、請求項14に記載の画像取り込みドアベル装置。
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