TWI661361B - 感測模組及其電子裝置 - Google Patents

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唐學用
葉陳光
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Abstract

本發明提供一種人臉辨識的感測模組，用於一電子裝置上。本發明之 感測模組包含一蓋板、一感測單元以及一發光單元。前述蓋板包含一第一區塊、一第二區塊以及一第三區塊。前述感測單元設置於前述蓋板中，包含一第一感測部以及一第二感測部。前述第一感測部固定於前述第一區塊中。前述第二感測部固定於前述第二區塊中。前述發光單元設置於前述蓋板之第三區塊中，包含一發光元件以及一導光元件。前述導光元件設置於前述發光元件上。前述第三區塊具有一第三開孔。前述導光元件設置於前述第三開孔中。前述發光元件所發出之一第三光線經由前述導光元件射出前述第三開孔。

Description

感測模組及其電子裝置
本發明係關於一種感測模組，尤其是一種用於電子裝置之人臉辨識感測模組。
智慧手機的功能隨著人們的需求越來越多。目前，智慧手機有各種的解鎖或是身分辨識的方式，例如密碼、指紋辨識、虹膜辨識等等。最近又增加了人臉辨識的功能，使智慧手機在安全性上更加地進步。一般人臉辨識感測模組設置於智慧手機正面的上方，靠近智慧手機原本的前鏡頭與喇叭的位置，以方便使用者進行人臉辨識。而智慧手機的無邊框設計的趨勢要求使得前鏡頭、喇叭以及人臉辨識感測模組的長度跟寬度能夠越小越好。此外，由於人臉辨識模組的深度感測器需要進行光學校正，並且如果因為受力或震動產生位移就會無法準確辨識。
因此，需要一種模組化方便安裝於電子裝置上的人臉辨識感測模組。
有鑑於此，本發明之目的為提供一種人臉辨識感測模組，用於電子裝置上，例如智慧手機。本發明之感測模組將深度感測單元與攝像單元以及 發光單元安裝在同一個蓋板上以形成模組化的結構。並且，在蓋板上保留空間以配合電子裝置原有的元件(例如喇叭等元件)的位置。以此方式，本發明之感測模組中用於人臉辨識的深度感測單元可直接在蓋板上進行校正，避免了安裝在電子裝置內部之後的校正過程。此外，本發明之感測模組之發光單元採用導光元件的設計縮小整個發光單元所占據的體積。因此，本發明之感測模組具有短小、耐用性佳以及容易與電子裝置結合的優點。
為達上述目的，本發明提供一種人臉辨識的感測模組，用於一電子裝置上。本發明之感測模組包含一蓋板、一感測單元以及一發光單元。前述蓋板包含一第一區塊、一第二區塊以及一第三區塊。前述感測單元設置於前述蓋板中，包含一第一感測部以及一第二感測部。前述第一感測部固定於前述第一區塊中。前述第二感測部固定於前述第二區塊中。前述發光單元設置於前述蓋板之第三區塊中，包含一發光元件以及一導光元件。前述導光元件設置於前述發光元件上。前述第一感測部具有一第一感測鏡頭以及一第一感測殼體。前述第一區塊具有一第一開孔。前述第一感測殼體固定於前述第一開孔中，使一第一光線由前述第一開孔進入前述第一感測鏡頭。前述第二感測部具有一第二感測鏡頭以及一第二感測殼體。前述第二區塊具有一第二開孔。前述第二感測殼體固定於前述第二開孔中，使一第二光線由前述第二開孔進入前述第二感測鏡頭。前述第三區塊具有一第三開孔。前述導光元件設置於前述第三開孔中。前述發光元件所發出之一第三光線經由前述導光元件射出前述第三開孔。
為達上述目的，本發明也提供一種包含前述感測模組之電子裝置。
綜上所述，本發明之感測模組將深度感測單元與攝像單元以及發光單元安裝在同一個蓋板上以形成模組化的結構。並且，在蓋板上保留空間以配合電子裝置原有的元件(例如喇叭等元件)的位置。以此方式，本發明之感測模 組中用於人臉辨識的深度感測單元可直接在蓋板上進行校正，避免了安裝在電子裝置內部之後的校正過程。此外，本發明之感測模組之發光單元採用導光元件的設計縮小整個發光單元所占據的體積。因此，本發明之感測模組具有短小、耐用性佳以及容易與電子裝置結合的優點。
100‧‧‧感測模組
100A、100B、100C‧‧‧半成品
110‧‧‧蓋板
111‧‧‧第一區塊
111a‧‧‧第一開孔
111b‧‧‧第四開孔
112‧‧‧第二區塊
112a‧‧‧第二開孔
113‧‧‧第三區塊
113a‧‧‧第三開孔
120‧‧‧感測單元
121‧‧‧第一感測部
121a‧‧‧第一感測鏡頭
121b‧‧‧第一感測殼體
121c‧‧‧第一感測電路板
122‧‧‧第二感測部
122a‧‧‧第二感測鏡頭
122b‧‧‧第二感測殼體
122c‧‧‧第二感測電路板
122d‧‧‧連接電路板
131‧‧‧第一連接器
132‧‧‧第二連接器
140‧‧‧發光單元
141‧‧‧發光元件
142‧‧‧發光元件控制器
143‧‧‧導光元件
150‧‧‧攝像單元
151‧‧‧攝像頭
152‧‧‧攝像殼體
153‧‧‧攝像連接器
154‧‧‧攝像控制板
200‧‧‧電子裝置
210‧‧‧觸控面板
220‧‧‧喇叭
230‧‧‧殼體
圖1A為本發明之感測模組之立體示意圖；圖1B為圖1A之感測模組另一角度之立體示意圖。
圖2為具有圖1A之感測模組之電子裝置示意圖。
圖3A為圖1A之感測模組之爆炸示意圖；圖3B為圖1A之感測模組另一角度之爆炸示意圖。
圖4A至圖4D為圖1A之感測模組之組裝流程示意圖。
以下將參照相關圖式，說明本發明較佳實施例之一種感測模組，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請先參考圖1A、圖1B、圖2、圖3A與圖3B，圖1A為本發明之感測模組之立體示意圖；圖1B為圖1A之感測模組另一角度之立體示意圖；圖2為具有圖1A之感測模組之電子裝置示意圖；圖3A為圖1A之感測模組之爆炸示意圖；圖3B為圖1A之感測模組另一角度之爆炸示意圖。如圖1A、圖1B與圖2所示，本發明之感測模組100為一種人臉辨識感測模組。本發明的感測模組100可設置於一電子裝置200的內部。前述電子裝置200可為一手機、一平板電腦或是一手提電腦。如圖2所示，前述電子裝置200以一手機為例。前述 感測模組100固定於前述電子裝置200之殼體230內部，且位於前述電子裝置200之觸控面板210的上方靠近喇叭220的位置。當使用者要利用人臉辨識的功能開啟前述電子裝置200時，使用者只要舉起前述電子裝置200使前述感測模組100面對使用者的臉部，就可以利用前述感測模組100進行人臉辨識。
如圖1A、圖1B、圖3A與圖3B所示，本發明之感測模組100包含一蓋板110、一感測單元120以及一發光單元140。前述蓋板110包含一第一區塊111、一第二區塊112以及一第三區塊113。前述第一區塊111、前述第二區塊112與前述第三區塊呈一直線排列，即本發明之感測模組100之長軸的方向。前述第三區塊113介於前述第一區塊111與前述第二區塊112之間。前述第一區塊111與前述第二區塊112在同一平面上。前述第三區塊113之平面低於前述第一區塊111與前述第二區塊112之平面。換句話說，前述第三區塊113是前述蓋板110的一塊凹陷區塊，例如一長方形的凹陷區塊。前述蓋板110可由強度較高不易變形的材質所製成，例如金屬或是高強度的塑膠類，以使前述感測模組100不容易受到外力而變形。以此方式，當前述感測模組100設置於前述電子裝置200之殼體230內部時，前述電子裝置200之喇叭220或是其他元件可放置在前述第三區塊113中，使前述感測模組100能夠配合前述電子裝置200本身原有的結構，而不會增加額外的體積。
前述感測單元120設置於前述蓋板110中，且包含一第一感測部121以及一第二感測部122。前述感測單元120為一深度感測單元(Depth Sensor)用來辨識人臉3D影像。前述第一感測部121與前述第二感測部122為二紅外光感測元件(IR Sensing Element)。前述第一感測部121固定於前述第一區塊111中。前述第二感測部122固定於前述第二區塊中112中。前述第一感測部121具有一第一感測鏡頭121a、一第一感測殼體121b以及一第一感測電路板121c。前述第一感測鏡頭121a固定於前述第一感測殼體121b中。前述第一區塊111具有一第 一開孔111a。前述第一感測殼體121b固定於前述第一開孔111a中，使一第一光線由前述第一開孔111a進入前述第一感測鏡頭121a。前述第一感測電路板121c用於控制前述第一感測部121。前述感測電路板121c進一部連接至一第一連接器131，以使前述第一感測部121透過前述第一連接器131電連接於前述電子裝置200。前述第二感測部122具有一第二感測鏡頭122a、一第二感測殼體122b以及一第二感測電路板122c。前述第二感測鏡頭122a固定於前述第二感測殼體122b中。前述第二區塊112具有一第二開孔112a。前述第二感測殼體122b固定於前述第二開孔112a中，使一第二光線由前述第二開孔112a進入前述第二感測鏡頭122a。前述第二感測電路板122c用於控制前述第二感測部122。前述感測電路板122c進一步連接至一第二連接器132，以使前述第二感測部122透過前述第二連接器132電連接於前述電子裝置200。以此方式，可確保前述感測單元120之第一感測部121與第二感測部122在同一個蓋板上。前述第一感測部121與前述第二感測部122分別組裝在前述蓋板110之第一區塊111與第二區塊112後，可直接進行校正。使前述感測模組100安裝於前述電子裝置200內時，不需要再校正前述第一感測部121與前述第二感測部122。同時，前述第一感測部121與前述第二感測部122固定在同一蓋板110上，避免後續因為震動的關係使前述第一感測部121與前述第二感測部122產生移位造成前述感測單元120失效。
前述發光單元140設置於前述蓋板110之第三區塊113中。前述發光單元140包含一發光元件141、一導光元件143以及一發光元件控制器142。前述導光元件143設置於前述發光元件141上。前述導光元件143為一透明可撓性材質所製成。前述導光元件143為一柱狀結構。舉例來說，前述導光元件143可為一透明之矽膠導光條。前述發光元件141為一LED發光元件。前述第二感測部122之第二感測電路板122c進一步連接至一連接電路板122d。前述發光單 元140設置於前述連接板電路板122d上。前述蓋板110之第三區塊113具有一第三開孔113a。前述導光元件143設置於前述第三開孔113a中。前述發光元件141所發出之一第三光線經由前述導光元件143射出前述第三開孔113a。前述發光元件控制器142經由前述連接電路板122d電連接於前述發光元件141，以控制前述發光元件141。當本發明之感測模組100組裝於前述電子裝置200時，前述發光元件141所發出的第三光線經由前述導光元件143射出前述電子裝置200之殼體230。並且，由於前述導光元件143為可撓性材質，因此可以彎曲的方式設置於前述電子裝置中，並依據前述殼體230設計上的需求將前述發光元件141所發出的第三光線導引至前述殼體230的特定區塊上。以此方式，可將低前述感測模組100的厚度與長度，同時又保留了前述電子裝置200的元件(例如前述喇叭220)所需要的空間，使本發明之感測模組100短小且容易與前述電子裝置200結合。
前述感測模組100進一步具有一攝像單元150，設置於前述第一區塊111上。前述攝像單元為一RGB攝像單元。前述攝像單元150包含一攝像頭151、一攝像殼體152、一攝像連接器153以及一攝像控制板154。前述第一區塊111進一步具有一第四開孔111b。前述攝像殼體152固定於前述第四開孔111b中，使一第四光線由前述第四開孔111b進入前述攝像頭151。前述攝像控制板154用於控制前述攝像單元150。前述攝像連接器153連接前述攝像控制板154以及前述電子裝置200，使前述攝像單元150連接於前述電子裝置200。前述攝像單元150可設置於前述第一感測部121之左邊或右邊。
前述第一感測部121、前述攝像頭151、前述導光元件143以及前述第二感測部122以一直線之方式排列在前述蓋板110上，並且平形於前述第一區塊111、前述第二區塊112與前述第三區塊113所在之直線，使本發明之感測模組100之長度與寬度達到最小之設計。
以此方式，本發明之感測模組100將感測單元120、攝像單元150與發光單元140固定在同一蓋板110上，以形成一模組化的結構。本發明之感測模組100安裝前述電子裝置200內時，可避免額外的校正流程，並且避免震動而使前述感測單元120、攝像單元150與發光單元140產生位移而失效。並且，本發明之感測模組100預先保留前述電子裝置200之元件(例如喇叭220)所需要的空間，使感測模組100容易與電子裝置200原本之結構進行結合，不需要改變電子裝置200的結構或增加額外的體積。此外，本發明之感測模組100之發光單元140採用導光元件的設計縮小整個發光單元所占據的體積。因此，本發明之感測模組100具有短小、耐用性佳以及容易與電子裝置結合的優點。
請參考圖4A至圖4D，為圖1A所示之感測模組100之組裝流程示意圖。如圖4A所示，先將前述發光單元140之發光元件141與發光元件控制器142以及前述第二感測部122組裝在已經組裝好前述第二連接器132之前述連接電路板122d上以形成一半成品100A。接著，將圖4A所示的半成品100A與前述第一感測部121安裝在前述蓋板110中。此時，前述第一感測殼體121b對應於前述第一開孔111a；前述發光元件141對應於前述第三開孔113a；前述第二感測殼體122b對應於前述第二開孔112a。前述第一連接器131與前述第二連接器132朝外以便於連接至前述電子裝置200。並且，對前述第一感測部121以及第二感測部122進行校正，再用膠與前述蓋板110結合，以形成如圖4B所示之半成品100B。接著，將前述攝像單元150組裝在圖4B所示之半成品100B中。此時，前述攝像單元150之攝像頭151對應於前述第四開孔111b。前述攝像單元150之攝像連接器153朝外以便於與前述電子裝置200連接。並且，對前述攝像單元150進行校正後用膠與前述蓋板110結合以形成如圖4C所示之半成品100C。最後，再將前述導光元件143安裝在前述第三開孔113a中，並設置於前述發光元件141上，以形成本發明之感測模組100，如圖4D所示。此時，前述 第一感測部121、前述攝像頭151、前述導光元件143以及前述第二感測部122以一直線之方式排列在前述蓋板110上，並且平行於前述第一區塊111、前述第二區塊112與前述第三區塊113所在之直線，使本發明之感測模組100之寬度與長度達到最小之設計。
綜上所述，本發明之感測模組將深度感測單元與攝像單元以及發光單元安裝在同一個蓋板上以形成模組化的結構。並且，在蓋板上保留空間以配合電子裝置原有的元件(例如喇叭等元件)的位置。以此方式，本發明之感測模組中用於人臉辨識的深度感測單元可直接在蓋板上進行校正，避免了安裝在電子裝置內部之後的校正過程。此外，本發明之感測模組之發光單元採用導光元件的設計縮小整個發光單元所占據的體積。因此，本發明之感測模組具有短小、耐用性佳以及容易與電子裝置結合的優點。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (10)

  1. 一種感測模組，包含：一蓋板，包含一第一區塊、一第二區塊以及一第三區塊；一感測單元設置於前述蓋板中，包含一第一感測部以及一第二感測部；前述第一感測部固定於前述第一區塊中；前述第二感測部固定於前述第二區塊中；一發光單元設置於前述蓋板之第三區塊中，包含一發光元件以及一導光元件；前述導光元件設置於前述發光元件上；其中，前述第一感測部具有一第一感測鏡頭以及一第一感測殼體；前述第一區塊具有一第一開孔；前述第一感測殼體固定於前述第一開孔中，使一第一光線由前述第一開孔進入前述第一感測鏡頭；其中，前述第二感測部具有一第二感測鏡頭以及一第二感測殼體；前述第二區塊具有一第二開孔；前述第二感測殼體固定於前述第二開孔中，使一第二光線由前述第二開孔進入前述第二感測鏡頭；以及其中，前述第三區塊具有一第三開孔；前述導光元件設置於前述第三開孔中；前述發光元件所發出之一第三光線經由前述導光元件射出前述第三開孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，其中，前述第一區塊、前述第二區塊以及前述第三區塊呈一直線排列；前述第三區塊介於前述第一區塊與前述第二區塊之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的感測模組，其中，前述第三區塊之平面低於前述第一區塊與第二區塊之平面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，其中，前述感測單元為一深度感測單元；前述第一感測部與前述第二感測部為二紅外光感測元件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，進一步具有一攝像單元；前述攝像單元設置於前述第一區塊上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的感測模組，其中，前述攝像單元具有一攝像頭以及一攝像殼體；前述第一區塊進一步具有一第四開孔；前述攝像殼體固定於前述第四開孔中，使一第四光線由前述第四開孔進入前述攝像頭。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，其中，前述第二感測部具有一第二感測電路板；前述第二感測電路板連接至一連接板；前述發光單元設置於前述連接板上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，其中，前述導光元件為一透明可撓性材質所製成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的感測模組，其中，前述導光元件為一柱狀結構。
  10. 一種電子裝置，其包含如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的感測模組。
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