光学传感器模组及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种光学传感器模组及电子设备。


背景技术：

2.随着电子技术的不断发展，手机等移动设备越来越轻薄化，同时高功率有线和无线充电等功能的增加导致有限的主板面积越来越小，主板的形状和传感器的特殊需求导致传感器在堆叠时困难加大。
3.移动设备可以借助红外功能与其它相关设备进行信息交换的，例如可以控制电视、空调，或者与电脑或其它移动设备进行无线连接。红外功能的实现借助于红外灯，而需要与导光灯罩搭配使用，导光灯罩能够以最小的损耗将红外灯的光传输至较远距离的位置，红外灯与导光灯罩的同心度对于红外光线的收发效率有显著影响。
4.但是受到移动设备内部堆叠结构以及外观上的限制，红外灯和导光灯罩的同心度无法保证，导致红外光线的透过率较低，红外性能受到影响。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种光学传感器模组及电子设备，能够解决红外灯和导光灯罩的同心度无法保证，导致红外光线的透过率较低，红外性能受到影响的问题。
6.所述技术方案如下：
7.一方面，提供了一种光学传感器模组，所述光学传感器模组包括：光学元件、导光灯罩和转接件；
8.所述导光灯罩位于电子设备的结构件上，所述转接件位于所述结构件的内部，并与所述电子设备的线路板连接；
9.所述光学元件位于所述转接件上，且所述光学元件的光学中心与所述导光灯罩的中心线的距离小于或等于目标阈值。
10.在一些实施例中，所述线路板包括第一工作表面和第二工作表面；
11.所述第一工作表面和所述第二工作表面中的之一与所述转接件的表面贴合，以使得所述转接件与所述线路板连接。
12.在一些实施例中，所述转接件包括朝向所述线路板的第三工作表面和背离所述线路板的第四工作表面；
13.所述光学元件位于所述第三工作表面和所述第四工作表面中的之一上。
14.在一些实施例中，所述光学元件与所述线路板电性连接。
15.在一些实施例中，所述线路板上设有主电路结构，所述转接件上设有转接电路结构；
16.所述光学元件与所述转接电路结构电性连接；
17.所述转接件与所述线路板连接时，所述转接电路结构与所述主电路结构电性连接。
18.在一些实施例中，所述主电路结构包括第一焊盘，所述转接电路结构包括第二焊盘；
19.所述第一焊盘和所述第二焊盘焊接连接。
20.在一些实施例中，所述转接电路结构还包括第三焊盘，所述第三焊盘与所述第二焊盘电性连接，所述光学元件焊接于所述第三焊盘上。
21.在一些实施例中，所述线路板上设有主电路结构，所述光学传感器模组还包括导电线路，所述转接件与所述线路板连接时，所述导电线路连接于所述光学元件和所述主电路结构之间。
22.在一些实施例中，所述线路板靠近所述导光灯罩的边缘设有避让部，所述光学元件的至少部分位于所述避让部内。
23.另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括本实用新型所述的光学传感器模组。
24.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
25.本实用新型的光学传感器模组，在光学元件和线路板之间增加桥接作用的转接件，利用该转接件可以调整光学元件在线路板的堆叠方向的位置，使其光学中心与导光灯罩的中心线的距离小于或等于目标阈值，光学元件的位置摆脱了线路板等内部堆叠结构的限制，具有更好的堆叠自由度，能够更好的适应导光灯罩的位置，确保红外光线的透过率较高。光学元件的堆叠自由度提高，确保红外光线的透过率，还有利于优化减小导光灯罩的直径，使得电子设备的结构件上的开孔更小，外观完整度更高。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
27.图1是本实用新型第一实施例提供的光学传感器模组的结构示意图；
28.图2是本实用新型第二实施例提供的光学传感器模组的结构示意图；
29.图3是本实用新型第三实施例提供的光学传感器模组的结构示意图；
30.图4是本实用新型第四实施例提供的光学传感器模组的结构示意图；
31.图5是本实用新型实施例提供的光学元件与线路板的电性连接示意图；
32.图6是本实用新型另一实施例提供的光学元件与线路板的电性连接示意图；
33.图7是本实用新型实施例提供的光学元件和线路板的位置示意图。
34.图中的附图标记分别表示为：
35.10、结构件；20、线路板；
36.1001、安装孔；
37.2001、第一工作表面；2002、第二工作表面；2003、主电路结构；20031、第一焊盘；2004、避让部；
38.1、光学元件；
39.2、导光灯罩；
40.3、转接件；301、第三工作表面；302、第四工作表面；303、转接电路结构；3031、第二焊盘；3032、第三焊盘；
41.4、导电线路。
具体实施方式
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型请和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。
45.相关技术中，由于红外灯作为电子元器件利用表面贴装技术(surface mounted technology，smt)贴装在主板上，红外灯在堆叠方向上的位置取决于主板的堆叠。
46.而导光灯罩需要装配到中框上，并且出于中框的外观度要求，导光灯罩通常需要布置在中框沿厚度方向的中点。这样就导致红外灯和导光灯罩的位置无法进行适应性调整，很难保证两者的同心度。
47.另一方面，随着电子设备的轻薄化设计以及全面屏的普及，中框的厚度一减再减，导光灯罩也只能随着中框的厚度进行适应性的减小，这进一步的加剧了红外灯和导光灯罩的偏心，大幅降低红外灯收发光效率。
48.因此，本实用新型提供了一种光学传感器模组，光学元件的位置摆脱了线路板等内部堆叠结构的限制，具有更好的堆叠自由度，能够更好的适应导光灯罩的位置，确保红外光线的透过率较高。
49.本实用新型实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol，sip)电话、无线本地环路(wireless local loop，wll)站、个人数字助手(personal digital assistant，pda)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备等，本实用新型实施例对此并不限定。
50.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
51.一方面，结合图1-4所示，本实施例提供了一种光学传感器模组，光学传感器模组包括：光学元件1、导光灯罩2和转接件3。
52.导光灯罩2位于电子设备的结构件上，转接件3位于结构件的内部，并与电子设备
的线路板20连接；光学元件1位于转接件3上，且光学元件1的光学中心与导光灯罩2的中心线的距离小于或等于目标阈值。
53.本实施例的光学传感器模组，在光学元件1和线路板20之间增加桥接作用的转接件3，利用该转接件3可以调整光学元件1在线路板20的堆叠方向的位置，使其光学中心与导光灯罩2的中心线光学元件1的光学中心与导光灯罩2的中心线的距离小于或等于目标阈值，光学元件1的位置摆脱了线路板20等内部堆叠结构的限制，具有更好的堆叠自由度，能够更好的适应导光灯罩2的位置，确保红外光线的透过率较高。光学元件1的堆叠自由度提高，确保红外光线的透过率，还有利于优化减小导光灯罩2的直径，使得电子设备的结构件上的开孔更小，外观完整度更高。
54.示例性地，目标阈值为
±
0.2mm，当光学元件1的光学中心与导光灯罩2的中心线的距离小于或等于目标阈值时，光学元件1的光学中心与导光灯罩2的中心线趋于重合，此时光学元件1与导光灯罩2对齐，能够确保红外线在导光灯罩2的透过率较高。
55.在一些可能的实现方式中，光学元件1可以是光发射元件，例如为led发光二极管、激光红外灯等等，光学元件1也可以是光接收元件，例如为光敏电阻、感光芯片等等。光学元件1还可以是光发射元件和光接收元件的集成器件，例如实现光学测距的光学距离传感器等等。
56.可以理解的，光学元件1的光学中心可以是光发射元件的发光中心，或是光接收元件的感光中心。
57.在一些可能的实现方式中，导光灯罩2采用导光材料制成，具有良好的透光特性，光线能够在导光灯罩2内利用全反射效应实现低损耗、高效率的传输。
58.示例性地，导光材料包括但不限于聚酰胺(又称尼龙，nylon)、聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、玻璃纤维(fiber glass，fg)、聚乙烯(polyethylene，pe)、聚乙醚(polyether)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，pmma)、聚丙烯(polypropylene)、聚苯乙烯(polystyrene，ps)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)等等。上述任意一种材料或任意几种材料的组合均可以用于形成本实施例。
59.本实用新型的图1以点划线a示出了导光灯罩2的中心线，可以理解的，导光灯罩2的中心线位于导光灯罩2的光通道的中心，当光线沿该中心线入射时，光线沿导光灯罩2的传输效率最高。举例说明，当导光灯罩2为圆柱形时，中心线与圆柱形的轴线重合。
60.在一些可能的实现方式中，导光灯罩2的横截面形状包括但不限于圆形、方形、矩形、三角形等等。可选地，导光灯罩2的横截面形状为圆形，即导光灯罩2为圆柱形结构，这种导光灯罩2具有更加均匀的导光效果。
61.在一些可能的实现方式中，该结构件为电子设备的外观结构件，包括但不限于外壳、中框等等。
62.在另一些可能的实现方式中，线路板20包括为印刷线路板20(printed circuit board，pcb)、柔性印刷线路板20(flexible printed circuit board，fpc)、软硬结合板等等。
63.结合图1-4所示，在一些实施例中，线路板20包括第一工作表面2001和第二工作表面2002；第一工作表面2001和第二工作表面2002中的之一与转接件3的表面贴合连接，以使
得转接件3与线路板20连接。
64.为了提供电子设备内的线路板20的表面利用率，线路板20沿堆叠方向的两个表面分别为第一工作表面2001和第二工作表面2002，转接件3能够与第一工作表面2001或第二工作表面2002贴合连接，进而将光学元件1支撑在与导光灯罩2同心的位置，这能够根据电子设备内部的堆叠情况合理的选择转接件3的连接位置，满足光学元件1与导光灯罩2的同心度要求。
65.此外，转接件3能够分别贴合在线路板20的第一工作表面2001和第二工作表面2002，有利于提高光学传感模组的兼容性。
66.示例性地，第一工作表面2001与转接件3的表面贴合连接，或者第二工作表面2002与转接件3的表面贴合连接。需要说明的，贴合连接包括但不限于焊接连接、粘接连接、紧固件连接等等。贴合连接状态时，转接件3和线路板20具有更大的接触面积，能够确保转接件3与线路板20的连接可靠性。
67.结合图1-4所示，在一些实施例中，转接件3包括朝向线路板20的第三工作表面301和背离线路板20的第四工作表面302；光学元件1位于第三工作表面301和第四工作表面302中的之一上。
68.转接件3具有两个工作表面，其中第三工作表面301朝向线路板20，第四工作表面302背离第四工作表面302，光学元件1可以根据其与导光灯罩2的位置选择不同的连接位置，从而进一步的提高光学元件1的堆叠自由度。
69.需要说明的，转接件3的形状不仅限于板形，本实用新型对转接件3的厚度和形状不作限定，可以根据导光灯罩2和光学元件1的堆叠环境进行适当的变形。
70.结合图5所示，在一些实施例中，光学元件1与线路板20电性连接，光学元件1利用线路板20接收和传递电能以及数据。
71.可选地，线路板20为电子设备的主板，是以绝缘材料作为基材，按照要求切成一定尺寸的板材(绝缘板上有铜箔)，并根据布线要求进行打孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等)，来实现电子元器件之间的相互连接。
72.主板是手机等电子设备的重要组成部分，材质为多层绝缘板。它用作支撑各种元器件，并能实现它们之间的电气连接或电绝缘。主板由pcb板、电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、接口器件、传感器、集成电路等元器件组成，用于实现内部和外部信号的处理及电子设备所有功能控制，包括显示、充电、开关机、功能应用等。
73.以智能手机为例，主板通过多个接口排线和各个功能部件进行连接，例如：电源开关排线、屏幕排线、前置摄像头、主摄像头、耳机/听筒排线、触控排线、底部按键排线等。
74.结合图5所示，在一些实施例中，线路板20上设有主电路结构2003，转接件3上设有转接电路结构303；光学元件1与转接电路结构303电性连接；转接件3与线路板20连接时，转接电路结构303与主电路结构2003电性连接。
75.利用转接件3上的转接电路结构303，能够实现光学元件1与线路板20的电性连接。
76.在一些可能的实现方式中，主电路结构2003包括位于线路板20表面的连接导线；转接电路结构303包括位于转接件3表面的连接导线。可选地，连接导线通过印制、蚀刻、镭雕等工艺成型于线路板20或转接件3的表面。
77.结合图5所示，在一些实施例中，主电路结构2003包括第一焊盘20031，转接电路结
构303包括第二焊盘3031；第一焊盘20031和第二焊盘3031焊接连接。利用布置在线路板20表面的第一焊盘20031，和布置在转接件3表面的第二焊盘3031，能够在连接转接件3与线路板20的同时实现主电路结构2003和转接电路结构303的电性连接。
78.结合图5所示，在一些实施例中，转接电路结构303还包括第三焊盘3032，第三焊盘3032与第二焊盘3031电性连接，光学元件1焊接于第三焊盘3032上。
79.利用布置在转接件3表面的第三焊盘3032，能够在连接光学元件1的同时实现光学元件1一转接电路结构303的电性连接。
80.结合图6所示，在一些实施例中，线路板20上设有主电路结构2003，光学传感器模组还包括导电线路4，转接件3与线路板20连接时，导电线路4连接于光学元件1和主电路结构2003之间。
81.光学元件1利用转接件3支撑在导光灯罩2的中心线位置后，利用导电线路4将光学元件1与线路板20连接，实现光学元件1的电性连接。
82.结合图7所示，在一些实施例中，线路板20靠近导光灯罩2的边缘设有避让部2004，光学元件1的至少部分位于避让部2004内，从而能够避免光学元件1与线路板20的干涉，提高电子设备的堆叠密度。
83.另一方面，本实施例提供了一种电子设备，电子设备包括本实用新型的光学传感器模组。
84.本实施例的电子设备采用了本实用新型的光学传感器模组，具有本文所有实施例的全部有益技术效果。
85.在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。
86.以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种光学传感器模组，其特征在于，所述光学传感器模组包括：光学元件(1)、导光灯罩(2)和转接件(3)；所述导光灯罩(2)位于电子设备的结构件(10)上，所述转接件(3)位于所述结构件(10)的内部，并与所述电子设备的线路板(20)连接；所述光学元件(1)位于所述转接件(3)上，且所述光学元件(1)的光学中心与所述导光灯罩(2)的中心线的距离小于或等于目标阈值。2.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线路板(20)包括第一工作表面(2001)和第二工作表面(2002)；所述第一工作表面(2001)和所述第二工作表面(2002)中的之一与所述转接件(3)的表面贴合，以使得所述转接件(3)与所述线路板(20)连接。3.根据权利要求2所述的光学传感器模组，其特征在于，所述转接件(3)包括朝向所述线路板(20)的第三工作表面(301)和背离所述线路板(20)的第四工作表面(302)；所述光学元件(1)位于所述第三工作表面(301)和所述第四工作表面(302)中的之一上。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学传感器模组，其特征在于，所述光学元件(1)与所述线路板(20)电性连接。5.根据权利要求4所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线路板(20)上设有主电路结构(2003)，所述转接件(3)上设有转接电路结构(303)；所述光学元件(1)与所述转接电路结构(303)电性连接；所述转接件(3)与所述线路板(20)连接时，所述转接电路结构(303)与所述主电路结构(2003)电性连接。6.根据权利要求5所述的光学传感器模组，其特征在于，所述主电路结构(2003)包括第一焊盘(20031)，所述转接电路结构(303)包括第二焊盘(3031)；所述第一焊盘(20031)和所述第二焊盘(3031)焊接连接。7.根据权利要求6所述的光学传感器模组，其特征在于，所述转接电路结构(303)还包括第三焊盘(3032)，所述第三焊盘(3032)与所述第二焊盘(3031)电性连接，所述光学元件(1)焊接于所述第三焊盘(3032)上。8.根据权利要求4所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线路板(20)上设有主电路结构(2003)，所述光学传感器模组还包括导电线路(4)，所述转接件(3)与所述线路板(20)连接时，所述导电线路(4)连接于所述光学元件(1)和所述主电路结构(2003)之间。9.根据权利要求1所述的光学传感器模组，其特征在于，所述线路板(20)靠近所述导光灯罩(2)的边缘设有避让部(2004)，所述光学元件(1)的至少部分位于所述避让部(2004)内。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中任一项所述的光学传感器模组。

技术总结
本实用新型公开了一种光学传感器模组及电子设备，属于电子技术领域。光学传感器模组包括：光学元件、导光灯罩和转接件；导光灯罩位于电子设备的结构件上，转接件位于结构件的内部，并与电子设备的线路板连接；光学元件位于转接件上，且光学元件的光学中心与导光灯罩的中心线的距离小于或等于目标阈值。本实用新型的光学传感器模组，光学元件的位置摆脱了线路板等内部堆叠结构的限制，具有更好的堆叠自由度，能够更好的适应导光灯罩的位置，确保红外光线的透过率较高。光线的透过率较高。光线的透过率较高。


技术研发人员：周岩
受保护的技术使用者：北京小米移动软件有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/20