CN111368799A - 双目结构光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双目结构光模组，包含与主板相连的：点阵投射器，用于向物体投射发出若干红外光点；一彩色摄像头模组，用于采集二维彩色图像；一对红外摄像头模组，分设于彩色摄像头模组两侧，用于捕捉点阵投射器发出的经物体表面反射回的红外散斑；彩色摄像头模组采集的二维彩色图像同步给一对红外摄像头模组；红外补光灯，用于向物体发出红外光，辅助一对红外摄像头模组获取物体图像；处理器，用于结合二维彩色图像以及物体表面的景深信息，获取带色彩的三维图。本发明提高了主板散热能力和安全性，保证了设备运行3D识别时的准确性和稳定性，同时无需外挂二维码扫码支付设备，节省了用户成本，降低了系统开发难度，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及人脸识别技术，特别涉及一种双目结构光模组。
背景技术
随着3D结构光技术的发展，人脸识别技术得到了迅速应用，作为一项新技术，虽然人脸识别的效率和准确率已经很高，这源于先进的人脸识别的人工智能算法，但是，对于硬件组成中必不可少的3D结构光模组，还存在着不少问题。
智能手机全面屏上 “刘海”，广为诟病，而“刘海”中其实就主要是3D结构光模组，可见，其3D结构光模组的主板的安装空间更是极小，对面积的要求越高，越是难于散热，会导致人脸识别的准确率下降，或者，会导致人脸识别功能的卡顿等问题。
另外，消费者尤其是安卓系统的消费者，会经常因为适配器接口的通用，而采用非标的适配器，从而引发高压输入不安全，而现有的3D结构光模组的抗浪涌能力较差。
在3D结构光模组所应用的终端设备上，很多都需要具备在线支付功能，而如今的在线支付主要才要二维码进行支付，而现有的类似终端设备都需要外挂二维码扫码支付设备，增加了用户成本，降低了用户体验。
发明内容
根据本发明实施例，提供了一种双目结构光模组，包含与主板相连的：
点阵投射器，点阵投射器用于向物体投射发出若干红外光点；
一彩色摄像头模组，彩色摄像头模组用于采集二维彩色图像；
一对红外摄像头模组，一对红外摄像头模组分设于彩色摄像头模组两侧，用于捕捉点阵投射器发出的经物体表面反射回的红外散斑，以获取物体表面的景深信息；彩色摄像头模组采集的二维彩色图像同步给一对红外摄像头模组；
红外补光灯，红外补光灯用于向物体发出红外光，辅助一对红外摄像头模组获取物体图像；
处理器，处理器分别与点阵投射器、红外补光灯、一彩色摄像头模组以及一对红外摄像头模组相连，用于结合二维彩色图像以及物体表面的景深信息，获取带色彩的三维图。
进一步，一对红外摄像头模组与彩色摄像头模组之间的基线为20mm。
进一步，还包含输出模块，输出模块包含输出接口和/或天线。
进一步，输出接口为USB2.0标准的Type -C接口。
进一步，天线为陶瓷贴片天线。
进一步，在运行android 10系统时，彩色摄像头模组可直接扫描二维码。
进一步，还包含：点阵红外驱动电路，点阵红外驱动电路驱动点阵发射器和红外补光灯的工作，点阵红外驱动电路通过焊盘焊接在主板上，焊盘扩大至与主板的地相连，主板的地与外部的金属外壳相连。
进一步，点阵红外驱动电路的驱动电源包含降压芯片，降压芯片连接在双目结构光模组的主电源与点阵红外驱动电路之间。
进一步，点阵红外驱动电路包含：一限流开关芯片，限流开关芯片设置在点阵红外驱动电路的前端，用于检测点阵红外驱动电路的电流状态。
进一步，红外补光灯和点阵投射器的一侧分别设有NTC热敏电阻，用于实时检测红外补光灯和点阵投射器的工作温度。
根据本发明实施例的双目结构光模组，提高了主板散热能力和安全性，保证了设备运行3D识别时的准确性和稳定性，同时，无需外挂二维码扫码支付设备，节省了用户成本，降低了系统开发难度，提升了用户体验。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
图1为根据本发明实施例双目结构光模组的系统框图；
图2为根据本发明实施例双目结构光模组的点阵红外驱动电路的焊盘的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。
首先，将结合图1描述根据本发明实施例的双目结构光模组，用于智能设备的人脸识别等场景，应用场景很广。
如图1所示，本发明实施例的双目结构光模组，具有与主板相连的：点阵投射器1、一彩色摄像头模组2、一对红外摄像头模组3、红外补光灯4以及处理器5。还具有输出模块6，输出模块6包含输出接口和/或天线。在本实施例中，输出接口采用USB2.0标准的Type -C接口，天线采用型号为AT3216-A2R4PABT/LF的陶瓷贴片天线，保证模组的小型化、高性能。
具体地，如图1所示，点阵投射器1用于向物体投射发出若干红外光点；
具体地，如图1所示，彩色摄像头模组2用于采集二维彩色图像；
具体地，一对红外摄像头模组3分设于彩色摄像头模组2两侧，用于捕捉点阵投射器1发出的经物体表面反射回的红外散斑，以获取物体表面的景深信息，彩色摄像头模组2采集并经处理器5处理后得到彩色图片，两个红外摄像头模组3采集并经处理器5处理后获得深度信息。
进一步，在本实施例中，彩色摄像头模组2采集的二维彩色图像同步给一对红外摄像头模组3。
进一步，在本实施例中，在结构上，三个摄像头模组通过FPC软板连接到PCBA硬板上面，三个摄像头模组之间基线为20mm，即一对红外摄像头模组3与彩色摄像头模组2之间基线为20mm，排列顺序为红外摄像头模组3-彩色摄像头模组2-红外摄像头模组3。
具体地，如图1所示，红外补光灯4用于向物体发出红外光，辅助一对红外摄像头模组3获取物体图像。在本实施例中，红外补光灯4选用高功率、波长为940nm、视角为80°的红外LED灯。
具体地，如图1所示，处理器5分别与点阵投射器1、红外补光灯4、一彩色摄像头模组2以及一对红外摄像头模组3相连，用于结合二维彩色图像以及物体表面的景深信息，获取带色彩的三维图。在本实施例中，处理器5选用型号为SC9863A的SOC芯片，该芯片在运行android 10系统时，可利用彩色摄像头模组直接扫描二维码，无需外挂二维码支付设备，节省了用户成本，降低了系统开发难度，提升了用户体验。
具体地，如图1所示，本发明实施例的双目结构光模组还具有：点阵红外驱动电路8，点阵红外驱动电路8驱动点阵发射器和红外补光灯的工作。
由于点阵红外驱动电路8的输出电流都比较大，并且由于模组空间有限，在本实施例中，通过扩大焊盘、增加降压芯片、限流开关芯片、热敏电阻的方式，减少双目结构光模组的主板的发热。
具体地，如图2所示，点阵红外驱动电路8通过焊盘7焊接在双目结构光模组的主板上，在本实施例中，焊盘7扩大至与双目结构光模组的主板的地相连，主板的地与外部的金属外壳相连，通过外部的金属外壳进行有效的散热。
具体地，点阵红外驱动电路8的驱动电源包含降压芯片，降压芯片连接在双目结构光模组的主电源与点阵红外驱动电路8之间。在本实施例中，降压芯片选用型号为JW5211SOTA DCDC BUCK的芯片，先将主电源的电压降压，再输入到点阵红外驱动电路8，提升整体的效率，减少主板的发热。
具体地，点阵红外驱动电路8各自包含：一限流开关芯片，限流开关芯片设置在点阵红外驱动电路8的前端，用于检测点阵红外驱动电路8的电流状态是否异常。在本实施例中，限流开关芯片选用型号JW7111DFNB的芯片。
进一步，红外补光灯4和点阵投射器1的一侧分别设有NTC热敏电阻，用于实时检测红外补光灯4和点阵投射器1的工作温度，以实现高温预警。
当工作时，由点阵投射器1投射出红外光点到被测物体，通过2个红外摄像头模组3拍摄被测物体带红外光点的图，输入到处理器5获得3D深度信息，配合彩色摄像头模组2得到带色彩的3D图，3D图可以通过USB2.0标准的Type -C接口，或者通过WIFI无线方式输出。
以上，参照图1~2描述了根据本发明实施例的双目结构光模组，提高了主板散热能力和安全性，保证了设备运行3D识别时的准确性和稳定性，同时，无需外挂二维码扫码支付设备，节省了用户成本，降低了系统开发难度，提升了用户体验。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种双目结构光模组，其特征在于，包含与主板相连的：
点阵投射器，所述点阵投射器用于向物体投射发出若干红外光点；
一彩色摄像头模组，所述彩色摄像头模组用于采集二维彩色图像；
一对红外摄像头模组，所述一对红外摄像头模组分设于所述彩色摄像头模组两侧，用于捕捉所述点阵投射器发出的经物体表面反射回的红外散斑，以获取物体表面的景深信息；所述彩色摄像头模组采集的二维彩色图像同步给所述一对红外摄像头模组；
红外补光灯，所述红外补光灯用于向物体发出红外光，辅助所述一对红外摄像头模组获取物体图像；
处理器，所述处理器分别与所述点阵投射器、所述红外补光灯、一所述彩色摄像头模组以及一对红外摄像头模组相连，用于结合所述二维彩色图像以及所述物体表面的景深信息，获取带色彩的三维图。
2.如权利要求1所述双目结构光模组，其特征在于，所述一对红外摄像头模组与所述彩色摄像头模组之间的基线为20mm。
3.如权利要求1所述双目结构光模组，其特征在于，还包含输出模块，输出模块包含输出接口和/或天线。
4.如权利要求3所述双目结构光模组，其特征在于，所述输出接口为USB2.0标准的Type-C接口。
5.如权利要求3所述双目结构光模组，其特征在于，所述天线为陶瓷贴片天线。
6.如权利要求1所述双目结构光模组，其特征在于，在运行android 10系统时，所述彩色摄像头模组可直接扫描二维码。
7.如权利要求1所述双目结构光模组，其特征在于，还包含：点阵红外驱动电路，所述点阵红外驱动电路驱动点阵发射器和红外补光灯的工作，所述点阵红外驱动电路通过焊盘焊接在所述主板上，所述焊盘扩大至与所述主板的地相连，所述主板的地与外部的金属外壳相连。
8.如权利要求7所述双目结构光模组，其特征在于，所述点阵红外驱动电路的驱动电源包含降压芯片，所述降压芯片连接在所述双目结构光模组的主电源与所述点阵红外驱动电路之间。
9.如权利要求7所述双目结构光模组，其特征在于，所述点阵红外驱动电路包含：一限流开关芯片，所述限流开关芯片设置在所述点阵红外驱动电路的前端，用于检测所述点阵红外驱动电路的电流状态。
10.如权利要求1所述双目结构光模组，其特征在于，所述红外补光灯和所述点阵投射器的一侧分别设有NTC热敏电阻，用于实时检测所述红外补光灯和所述点阵投射器的工作温度。
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