CN110266918A - 一种深度摄像头装置以及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深度摄像头装置以及设备，包括镜头、滤光片、底座和挡件；所述镜头连接所述底座，所述滤光片设置在所述镜头的面向所述底座的一侧，且所述滤光片在所述镜头的光路上；所述镜头的光路的上游和/或下游设置所述挡件，所述挡件上设置长条状开窗，所述镜头的光路经过所述长条状开窗。本发明的一个技术效果在于通过设置长条状开窗，缩小了纵向传感器的能量面积，从而减弱了地面散射光对图像周边视场的影响。

Description

一种深度摄像头装置以及设备

技术领域

本发明涉及摄像头技术领域，更具体地，涉及一种深度摄像头装置以及设备。

背景技术

深度(TOF)摄像头的组成一般为镜头、滤光片、底座、传感器。底座通常为直筒型，滤光片贴附在镜头的底部。常用的传感器的尺寸比例为11:9或4:3，所对应的深度图的视野范围为长方形。当应用场景距离地面有一定的高度时，TOF摄像头可以满足日常需求。

然而，当应用场景为紧贴地面或者应用在扫地机器人领域时，由于视野接近地面。地面上存在较强的散射光。散射光会导致深度图像的周边视野的深度数据出现偏差，甚至会导致整体深度图像失效。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种深度摄像头装置的新技术方案，以解决现有技术中存在的由于地面上存在较强的散射光，导致深度摄像头的周边视野的深度数据出现偏差，甚至会导致整体深度图像失效的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种深度摄像头装置，包括镜头、滤光片、底座和挡件；镜头设置在底座上，滤光片设置在镜头的面向底座的一侧，且滤光片在镜头的光路上；镜头的光路的上游和/或下游设置有挡件，挡件上设置长条状开窗，镜头的光路经过长条状开窗。

可选地，底座为筒状，下游设置的挡件为第一挡件，第一挡件设置在底座的一端或者内部，第一挡件和底座为一体成型。

可选地，上游设置的挡件为第二挡件，第二挡件设置在镜头的端面上。

可选地，长条状开窗的长轴设置为水平方向。

可选地，滤光片的形状与长条状开窗的形状相匹配，并且覆盖长条状开窗。

可选地，底座和挡件中的至少一种的材料为亚光材料。

可选地，镜头和底座通过螺牙接触固定。

可选地，当光路的上、下游均设置挡件时，两个挡件的长条状开窗在光路上重合。

可选地，上述任意一种深度摄像头装置，挡件包括挡件支架、第一动片和第二动片；

其中，第一动片设置在挡件支架的第一半部，且能垂直于长条状开窗的长轴方向移动到第一半部的任意位置并被固定；第二动片设置在挡件支架的第二半部，且能垂直于长条状开窗的长轴方向移动到第二半部的任意位置并被固定；第一动片与第二动片之间的空隙为长条状开窗。

可选地，一种设备，包括上述任意一种深度摄像头装置，深度摄像头装置设置在设备的行进方向的前表面上。

根据本公开的一个实施例，通过设置长条状开窗，缩小了纵向传感器的能量面积，从而减弱了地面散射光对图像周边视场的影响。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本公开的一个实施例的镜头上、下游均设置挡件的爆炸图。

图2是本公开的一个实施例的镜头上游设置挡件的爆炸图。

图3是本公开的一个实施例的镜头下游设置挡件的爆炸图。

图4是本公开的一个实施例的挡件的结构示意图。

图5是本公开的一个实施例的装置的爆炸图。

图中，1为镜头，2为滤光片，3为底座，4为第一挡件，5为第二挡件，51为挡件支架，52为第一动片，53为第二动片，6为传感器，7为软硬结合板，8为长条状开窗。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的一个实施例中，提供了一种深度摄像头装置。如图1所示，该装置包括镜头1、滤光片2、底座3和挡件；镜头1连接底座3，滤光片2设置在镜头1的面向底座3的一侧，且滤光片2在镜头1的光路上；镜头1的光路的上游和/或下游设置有挡件，挡件上设置长条状开窗8，镜头1的光路经过长条状开窗8。

在该实施例中，摄像头的周边视野反射的光线从镜头1射入，通过滤光片2滤光后穿过底座3。也就是光路依次经过镜头1、滤光片2、底座3。在镜头1的上游和/或下游设置挡件，挡件上设置长条状开窗8。长条状开窗8的为横向广角度、纵向线性角度，这样的设置可以降低地面的散射光从光路进入装置，进而缩小传感器接收的纵向能量面积，以达到减弱散射光对图像周边视场的影响，最终改善了深度摄像头的成像质量。在其它设置方式中，只要满足长条状开窗8的纵向尺寸远小于横向尺寸即可。

其中，挡件可以设置在镜头1的上游或下游，也可以在镜头1的上游和下游都设置。设置一个挡件可以达到降低地面的散射光从光路进入装置，从而改善了深度摄像头的成像质量的效果，而上、下游各设置一个挡件相比于设置一个挡件会进一步加强效果。也可以沿光路设置多于两个的挡件，继续降低散射光，更进一步提高深度摄像头装置的成像质量。

在一个实施例中，如图3所示，底座3为筒状，下游设置的挡件为第一挡件4，第一挡件4设置在底座3的一端或者内部，第一挡件4和底座3为一体成型。

在该实施例中，在镜头1的光路下游设置第一挡件4，第一挡件4设置在底座3的一端或者内部。通过第一挡件4上的长条状开窗8减少了沿光路射入的散射光。第一挡件4的尺寸是完全可以阻挡底座3中的光线，使光线只能从长条状开口8进入，从而改善了成像质量。

其中，第一挡件4和底座3为一体成型。2个构件并为1个构件，减少了加工次数，减少了人工成本。一体成型的结构更容易安装，因为减少了零件的数量，所以安装步骤被直接简化了。

再者，第一挡件4的作用是将经过底座3的光阻挡，使光只能从第一挡件4上的长条状开窗8经过。因此第一挡件4必须密封连接底座3的内部或端部，使光线只能经过长条状开窗8。那么就必须满足第一挡件4的径向尺寸或最短边的尺寸不小于底座3的内径的径向尺寸。

在一个实施例中，如图2所示，上游设置的挡件为第二挡件5，第二挡件5设置在镜头1的端面上。

在该实施例中，在镜头1的光路上游设置第二挡件5，第二挡件5上的长条状开窗8在光线进入镜头1之前，将能够进入镜头1的散射光减少。第二挡件5的尺寸是完全遮住镜头1的，只有长条状开窗8可以使光线进入镜头中。那么就必须满足第二挡件5的径向尺寸或最短边的尺寸不小于镜头1的径向尺寸。满足了上述的配置后，入射光只能经过长条状开窗8，入射光中的散射光会被减少，从而改善成像质量。

其中，第二挡件5可以不设置，也可以只设置第二挡件5，还可以第二挡件5和第一挡件4都设置，进一步降低进入装置内的散射光。或者继续增加挡件的数量，以更进一步减少进入装置的散射光，即减少影响深度摄像头装置成像质量的散射光。

在一个实施例中，长条状开窗8的长轴设置为水平方向。

在该实施例中，在进地面的场景或者扫地机器人的应用上，长条状开窗8长轴沿水平方向设置满足了减少散射光进入装置内的需要，从而改善了成像质量。保证了本技术方案可以达到其技术效果。

在一个实施例中，滤光片2的形状与长条状开窗8的形状相匹配，并且覆盖长条状开窗8。

在该实施例中，滤光片2的作用是过滤经过的光。在增加挡件后，光只能经过长条状开窗8,。那么这时滤光片2只要可以遮住长条状开窗8即可。相比于现有的滤光片，滤光片2的形状可以匹配长条状开窗8，使滤光片2自身的形状体积更小。在改善装置的成像质量的效果下，又可以节省材料，降低成本。

在一个实施例中，底座3和挡件中的至少一种的材料为亚光材料。

在该实施例中，光路经过底座3和挡件的位置会反射杂散光，将其材料设置为亚光材料，有效减少了光反射产生的杂散光。亚光材料的表面粗糙，通过减少杂散光的产生以减小杂散光对成像质量的影响，保障了装置的成像质量。

在一个实施例中，镜头1和底座3通过螺牙接触固定。

在该实施例中，固定结构为螺牙接触固定，方便装置的拆、装，以及转动调整部件的角度。

在一个实施例中，当光路的上、下游均设置挡件时，两个挡件的长条状开窗8在光路上重合。

在该实施例中，同时设置了两个挡件，其中的两个长条状开窗8对进入装置的光进行了两个降低散射光的处理。两个长条状开窗8沿光路重合，保障了光在经过一个长条状开窗8后，能够顺利经过第二个长条装开窗8，同时也能使偏离光路的散射光被阻挡，有效减少了散射光的射入，从而改善了装置的成像质量。

在一个实施例中，如图5所示，还包括传感器6和软硬结合板7，软硬结合板7连接底座3，传感器6焊接在软硬结合板7面向底座3的一侧。

在该实施例中，经过镜头1和滤光片2进入装置的光被传感器6接收。传感器6焊接的位置也在光路上。

在一个实施例中，如图4所示，在上述任意一个实施例中的挡件，包括挡件支架51、第一动片52和第二动片53；

其中，第一动片52设置在挡件支架51的第一半部，且能垂直于长条状开窗8的长轴方向移动到第一半部的任意位置并被固定；第二动片53设置在挡件支架51的第二半部，且能垂直于长条状开窗8的长轴方向移动到第二半部的任意位置并被固定；第一动片52与第二动片53之间的空隙为长条状开窗8。

在该实施例中，第一动片52和第二动片53可以互不干扰的移动。在第一动片52和第二动片53移动到任一位置时，两者之间的空隙形成了长条状开窗8。在装置工作时，通过调整第一动片52和第二动片53的位置可以改变长条状开窗8的具体形状比例，以适应不同的减少散射光的需求。为了方便还可以单独移动第一动片52或第二动片53，这样操作也可以适应不同的减少散射光的需求。长条状开窗8可以通过调整改变，使装置减少散射光的能力也跟着改变，以达到装置可以适应不同的散射光强度或散射光量的技术效果。扩充了装置的不同应用场景。

除上述的调整长条状开窗8的设置外，还可以设置带有不同形状、尺寸长条状开窗8的挡件。设置在镜头1的上、下游的挡件都以方便拆卸的结构设置，在需要适应不同的应用场景时，根据底面散射光对深度摄像头的影响更换带有不同长条状开窗8的挡件，即可减少散射光对图像的影响，以改善成像质量。

在本公开的另一个实施例中，提供了一种设备，包括上述任意一个实施例的深度摄像头装置，深度摄像头装置设置在设备的行进方向的前表面上。

在该实施例中，上述公开的技术方案中的深度摄像头装置应用在一种设备上。从而减弱了设备工作时，视野下方出现较强的散射光导致的周边视野的深度数据出现偏差的问题。起到了改善成像质量的技术效果。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种深度摄像头装置，其特征在于，包括镜头、滤光片、底座和挡件；所述镜头设置在所述底座上，所述滤光片设置在所述镜头的面向所述底座的一侧，且所述滤光片在所述镜头的光路上；所述镜头的光路的上游和/或下游设置有所述挡件，所述挡件上设置长条状开窗，所述镜头的光路经过所述长条状开窗。

2.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述底座为筒状，所述下游设置的挡件为第一挡件，所述第一挡件设置在所述底座的一端或者内部，所述第一挡件和所述底座为一体成型。

3.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述上游设置的挡件为第二挡件，所述第二挡件设置在所述镜头的端面上。

4.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述长条状开窗的长轴设置为水平方向。

5.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述滤光片的形状与所述长条状开窗的形状相匹配，并且覆盖所述长条状开窗。

6.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述底座和所述挡件中的至少一种的材料为亚光材料。

7.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述镜头和所述底座通过螺牙接触固定。

8.根据权利要求1所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，当所述光路的上、下游均设置所述挡件时，两个所述挡件的长条状开窗在光路上重合。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种深度摄像头装置，其特征在于，所述挡件包括挡件支架、第一动片和第二动片；

其中，所述第一动片设置在所述挡件支架的第一半部，且能垂直于所述长条状开窗的长轴方向移动到第一半部的任意位置并被固定；所述第二动片设置在所述挡件支架的第二半部，且能垂直于所述长条状开窗的长轴方向移动到第二半部的任意位置并被固定；所述第一动片与所述第二动片之间的空隙为所述长条状开窗。

10.一种设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的深度摄像头装置，所述深度摄像头装置设置在所述设备的行进方向的前表面上。