CN111225200B - 3d感测装置及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种3D感测装置，包括一底座、一红外发射模组、一红外接收模组和一彩色摄像头模组。所述红外发射模组、所述红外接收模组以及所述彩色摄像头模组均设置于所述底座上。所述3D感测装置还包括设置于所述底座上的一移动组件和一驱动组件，所述驱动组件驱动所述移动组件在所述底座上滑动，从而带动所述红外发射模组以及所述红外接收模组移动。本发明提供的3D感测装置能够实现更深更广的图像采集。本发明还提供一种应用所述3D感测装置的电子装置。

Description

3D感测装置及电子装置
技术领域
本发明涉及传感领域，尤其涉及一种3D感测装置以及具有该3D感测装置的电子装置。
背景技术
图像采集是利用现代化技术进行图像信息获取的手段，在现代多媒体技术中占有重要的地位，在日常生活中、生物医学领域、航空航天等领域都有着广泛的应用。目前应用的3D图像采集装置，其在使用时采集的范围往往都是固定不变的，无法实现更深更广的图像采集，这在一定程度上限制了3D图像采集技术的发展与应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够实现更深更广的3D感测装置。
另，还有必要提供一种具有该3D感测装置的电子装置。
一种3D感测装置，包括一底座、一红外发射模组、一红外接收模组和一彩色摄像头模组。所述红外发射模组、所述红外接收模组以及所述彩色摄像头模组均设置于所述底座上。所述3D感测装置还包括设置于所述底座上的一移动组件和一驱动组件，所述移动组件包括一第一移动件和一第二移动件，所述第一移动件与所述第二移动件滑动地设置于所述底座上，所述驱动组件包括一第一驱动件和一第二驱动件，所述第一驱动件和所述第二驱动件分别用于驱动所述第一移动件和所述第二移动件在所述底座上滑动，所述红外发射模组设置于所述第一移动件上，所述红外接收模组包括一第一红外接收器和一第二红外接收器，所述彩色摄像头模组位于所述第一红外接收器与所述红外发射模组之间，所述第二红外接收器设置于所述第二移动件上，使得所述第一移动件和所述第二移动件分别带动所述红外发射模组和所述第二红外接收器在所述底座上相对于所述第一红外接收器移动。
一种应用所述3D感测装置的电子装置，所述电子装置还包括一处理器，所述处理器与所述第一驱动件以及所述第二驱动件电性连接，所述处理器用于控制所述第一驱动件和所述第二驱动件运动，从而带动所述第一移动件和所述第二移动件在所述底座上滑动。
本发明提供的3D感测装置及电子装置具有以下有益效果：3D感测装置在图像采集时能够调整其采集的区域范围，从而实现更深更广的图像采集。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的一种3D感测装置的结构示意图。
图2是图1所示的3D感测装置的局部爆炸图。
图3是图1所示的3D感测装置的爆炸图。
图4是包括本发明较佳实施例提供的3D感测装置的电子装置的模块架构图。
符号说明
Figure GDA0003149714600000021
Figure GDA0003149714600000031
Figure GDA0003149714600000041
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
为能进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本发明提供的3D感测装置及电子装置作出如下详细说明。
请参阅图1和图2，本发明较佳实施例提供一种3D感测装置100，该3D感测装置100能够自动调节目标物体感测的广度以及深度。所述3D感测装置100包括一底座10、一驱动组件20、一移动组件30、一红外发射模组60、一红外接收模组70以及一彩色摄像头模组80。
所述底座10为长方形。所述驱动组件20、所述移动组件30、所述红外发射模组60、所述红外接收模组70以及所述彩色摄像头模组80均设置于所述底座10上。所述底座10上设有一滑轨11。所述底座10的材质为塑料、玻璃、木材、陶瓷、金属、复合材料和其他材料中的一种。所述底座10包括相对设置的两个端部。其中一端部上设有一第一凸块12(参阅图3)，另一端部设有一第二凸块13。所述第一凸块12大致为长方体型，所述第二凸块13为长方体型。
请参阅图3，所述驱动组件20包括一第一驱动件21和一第二驱动件22。所述第一驱动件21以及所述第二驱动件22分别位于所述滑轨11的两侧。所述第一驱动件21和所述第二驱动件22均平行设置于所述底座10上。在本实施方式中，所述第一驱动件21包括一第一马达211以及与所述第一马达211连接的一第一螺杆212。所述第二驱动件22均包括一第二马达221以及与所述第二马达221连接的一第二螺杆222。所述第一螺杆212以及所述第二螺杆222分别位于所述滑轨11的两侧。在其他实施方式中，所述马达可以更换为其他的动力装置。所述第一驱动件21通过所述第一马达211连接于所述第一凸块12上，且所述第一螺杆212位于所述第一凸块12与所述第二凸块13之间。所述第二驱动件22通过所述第二马达221连接于所述第二凸块13上，且所述第二螺杆222位于所述第一凸块12与所述第二凸块13之间。所述第一驱动件21以及所述第二驱动件22分别能通过所述第一马达211以及所述第二马达221提供的动力带动所述第一螺杆212以及所述第二螺杆222分别转动。
所述移动组件30包括一第一移动件31和一第二移动件32。所述第一移动件31和所述第二移动件32均滑动地设置于所述底座10的所述滑轨11上，且所述第一移动件31位于所述第一凸块12与所述第二移动件32之间。在本实施方式中，所述第一移动件31朝向所述滑轨11的底部设有一第一滑槽311，所述第二移动件32朝向所述滑轨11的底部设有一第二滑槽321。所述第一滑槽311与所述滑轨11配合以使所述第一移动件31沿所述滑轨11滑动，所述第二滑槽321与所述滑轨11配合以使所述第二移动件32沿所述滑轨11滑动。更具体地，所述第一移动件31在靠近所述第一驱动件21的一侧设置有一第一连接块312，所述第二移动件32在靠近所述第二驱动件22的一侧设置有一第二连接块322。所述第一连接块312开设有一第一开孔3121，且所述第一开孔3121的轴心与所述第一驱动件21的轴心同轴。所述第二连接块322开设有一第二开孔3222，且所述第二开孔3222的轴心与所述第二驱动件22的轴心同轴。所述第一开孔3121以及所述第二开孔3222的内表面设有与所述第一螺杆212以及第二螺杆222配合的螺纹(图未示)。所述第一螺杆212可转动地穿设于所述第一开孔3121中，从而与所述第一移动件31通过所述第一连接块312连接。所述第二螺杆222可转动地穿设于所述第二开孔3222中，从而与所述第二移动件32通过所述第二连接块322连接。所述第一螺杆212转动时通过所述第一连接块312带动所述第一移动件31在所述滑轨11上滑动，所述第二螺杆222转动时通过所述第二连接块322带动所述第二移动件32在所述滑轨11上滑动。
在本实施方式中，所述3D感测装置100还包括一电路板组件40。所述电路板组件40包括一第一电路板41、一第二电路板42和一第三电路板43。所述第一电路板41安装在所述第一凸块12上，所述第二电路板42安装在所述第一移动件31上，所述第三电路板43安装在所述第二移动件32上，且所述第一电路板41、所述第二电路板42和所述第三电路板43相距设置，所述第二电路板42位于所述第一电路板41和所述第三电路板43之间。所述第一电路板41、所述第二电路板42和所述第三电路板43为软板、硬板或软硬结合板。优选地，所述第一电路板41、所述第二电路板42和所述第三电路板43均为一硬板。
在本实施方式中，所述3D感测装置100还包括一连接器组件50。所述连接器组件50包括一第一连接器51、一第二连接器52和一第三连接器53。所述第一连接器51和所述第二连接器52均设置于所述第一电路板41上，所述第三连接器53设置于所述第三电路板43上，且所述第二连接器52位于所述第一连接器51和所述第三连接器53之间。
所述红外发射模组60设置于所述第二电路板42上，并随所述第一移动件31的滑动而移动。所述红外发射模组60包括一个或多个红外发射器件。优选地，所述红外发射模组60包括两个红外发射器件。所述红外发射模组60能够向目标物体发射IR(红外)光，所述目标物体可以是人脸、手势等被测物。所述IR光会被所述目标物体反射。
所述红外接收模组70包括一第一红外接收器71和一第二红外接收器72。所述第一红外接收器71通过所述第一连接器51设置于所述第一电路板41上，所述第二红外接收器72通过所述第三连接器53设置于所述第三电路板43上。所述第二红外接收器72能够随着所述第二移动件32的滑动而移动。所述第一红外接收器71和所述第二红外接收器72均能接收由所述目标物体反射的IR光以形成红外影像。所述红外影像可用于确定所述目标物体的深度信息。
所述彩色摄像头模组80通过所述第二连接器52设置在所述第一电路板41上，且位于所述红外发射模组60和所述第一红外接收器71之间。所述彩色摄像头模组80用于拍摄所述目标物体的彩色影像。通过将所获得的彩色信息和深度信息合成，从而实现3D感测。所述第一凸块12用于保证所述红外发射模组60、所述红外接收模组70以及所述彩色摄像头模组80处于同一平面上。
在本实施方式中，所述3D感测装置100还包括一外壳90。所述外壳90与所述底座10为固定连接或活动连接。优选地，所述外壳90与所述底座10为活动连接。所述外壳90用于保护所述3D感测装置100。所述外壳90的材质为塑料、玻璃、木材、陶瓷、金属、复合材料和其他材料中的一种。
在本实施方式中，所述3D感测装置100还包括一上盖91。所述上盖91和所述外壳90为固定连接或活动连接。优选地，所述上盖91和所述外壳90为活动连接。所述上盖91、所述外壳90和所述底座10形成一封闭的空间，用于容置所述驱动组件20、所述移动组件30、所述红外发射模组60、所述红外接收模组70以及所述彩色摄像头模组80。
请参阅图4，本发明实施方式还提供一种电子装置200，所述电子装置200包括所述3D感测装置100以及一处理器210。所述处理器210与所述第一马达211以及所述第二马达221均电性连接。所述处理器210可以是内嵌在硬件或固件(firmware)上的逻辑关系集合，也可以是用编程语言所编写的一系列存储在存储器或其他固件中的程序。当需要增加目标物体感测的广度以及深度时，所述处理器210控制所述第一马达211和所述第二马达221转动，使所述第一移动件31与所述第二移动件32远离所述第一凸块12移动。从而，所述红外发射模组60以及所述第二红外接收器72远离所述第一红外接收器71移动。所述处理器210还用于获取所述红外接收模组70的红外影像以及所述彩色摄像头模组80的彩色影像，并将所述红外影像以及所述彩色影像进行合成以形成合成影像。其中，所述电子装置200可以是结构光深度相机或体感游戏机等。
本发明实施例通过移动组件30带动所述红外发射模组60以及所述第二红外接收器72相对于所述第一红外接收器71运动，能够扩大所述3D感测装置100采集的区域范围，从而实现更深更广的图像采集。
以上说明仅仅是本发明优化的具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这种实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D感测装置，包括一底座、一红外发射模组、一红外接收模组和一彩色摄像头模组，所述红外发射模组、所述红外接收模组以及所述彩色摄像头模组均设置于所述底座上；其特征在于，所述3D感测装置还包括设置于所述底座上的一移动组件和一驱动组件，所述移动组件包括一第一移动件和一第二移动件，所述第一移动件与所述第二移动件滑动地设置于所述底座上，所述驱动组件包括一第一驱动件和一第二驱动件，所述第一驱动件和所述第二驱动件分别用于驱动所述第一移动件和所述第二移动件在所述底座上滑动，所述红外发射模组设置于所述第一移动件上，所述红外接收模组包括一第一红外接收器和一第二红外接收器，所述彩色摄像头模组位于所述第一红外接收器与所述红外发射模组之间，所述第二红外接收器设置于所述第二移动件上，使得所述第一移动件和所述第二移动件分别带动所述红外发射模组和所述第二红外接收器在所述底座上相对于所述第一红外接收器移动。
2.如权利要求1所述的3D感测装置，其特征在于，所述底座上设有一滑轨，所述第一移动件与所述第二移动件通过所述滑轨在所述底座上滑动，所述底座的其中一端部设有一第一凸块，所述彩色摄像头模组以及所述第一红外接收器均固定于所述第一凸块上。
3.如权利要求2所述的3D感测装置，其特征在于，所述第一驱动件与所述第二驱动件分别位于所述滑轨的两侧，所述第一驱动件包括一第一马达以及与所述第一马达连接的一第一螺杆，所述第一移动件在靠近所述第一驱动件的一侧设置有一第一连接块，所述第一连接块中开设有一第一开孔，所述第一螺杆穿设于所述第一开孔，使所述第一移动件与所述第一驱动件通过所述第一连接块连接，所述第一马达在驱动时带动所述第一螺杆转动，从而通过所述第一连接块带动所述第一移动件在所述滑轨上滑动。
4.如权利要求2所述的3D感测装置，其特征在于，所述第二驱动件包括一第二马达以及与所述第二马达连接的一第二螺杆，所述第二移动件在靠近所述第二驱动件的一侧设置有一第二连接块，所述第二连接块中开设有一第二开孔，所述第二螺杆穿设于所述第二开孔，使所述第二移动件与所述第二驱动件通过所述第二连接块连接，所述第二马达在驱动时带动所述第二螺杆转动，从而通过所述第二连接块带动所述第二移动件在所述滑轨上滑动。
5.如权利要求2所述的3D感测装置，其特征在于，所述3D感测装置还包括一电路板组件，所述电路板组件包括一第一电路板、一第二电路板和一第三电路板，所述第一电路板安装在所述第一凸块上，所述第二电路板安装在所述第一移动件上，所述第三电路板安装在所述第二移动件上，且所述第一电路板、所述第二电路板和所述第三电路板相距设置，所述第二电路板位于所述第一电路板和所述第三电路板之间。
6.如权利要求5所述的3D感测装置，其特征在于，所述3D感测装置还包括一连接器组件，所述连接器组件包括一第一连接器、一第二连接器和一第三连接器，所述第一连接器和所述第二连接器均设置于所述第一电路板上，所述第三连接器设置于所述第三电路板上，所述第一红外接收器通过所述第一连接器电性连接于所述第一电路板，所述彩色摄像头模组通过所述第二连接器电性连接于所述第一电路板，所述红外发射模组通过所述第二连接器电性连接于所述第二电路板，所述第二红外接收器通过所述第三连接器电性连接于所述第三电路板。
7.如权利要求2所述的3D感测装置，其特征在于，所述红外发射模组、所述红外接收模组以及所述彩色摄像头模组处于同一平面。
8.一种应用所述权利要求1至7任一项3D感测装置的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括一处理器，所述处理器与所述第一驱动件以及所述第二驱动件电性连接，所述处理器用于控制所述第一驱动件和所述第二驱动件运动，从而带动所述第一移动件和所述第二移动件在所述底座上滑动。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述处理器与所述红外发射模组、红外接收模组电连接，以处理来自所述红外发射模组、红外接收模组的红外图像信息。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述处理器与摄像头模组电连接，以处理来自所述摄像头模组的彩色图像信息，并将所述红外图像信息以及所述彩色图像信息进行合成以形成合成影像。
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