CN212158490U - 一种感测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种感测装置，其用于对一目标物进行感测。所述感测装置包括基座、设置在基座上的功能模组及设置在基座上的转动轴。所述基座能够绕所述转动轴旋转。所述功能模组在外部空间中具有预设的感测范围，定义所述感测范围在垂直于转动轴的平面上覆盖区域的长度方向为感测范围的长度方向，所述感测范围的长度方向与基座之间的相对位置关系保持不变，所述感测范围的长度方向随着基座绕转动轴转动而改变。本实用新型还提供了一种包括所述感测装置的电子设备。

Description

一种感测装置及电子设备

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，尤其涉及一种感测装置及电子设备。

背景技术

现有的电子设备为了实现三维(Three Dimensional,3D)感测功能需要集成相关的多个功能模组。比如：采用基于结构光的3D感测方案就需要包括用于在被测目标物上投射出结构化光斑图案的结构光投射模组以及用于对所述结构化光斑图案进行成像的感测模组。然而，这些功能模组通常具有固定的感测范围，所能感测到区域通常也是固定。因此，针对特定三维感测场景开发的三维感测功能模组，其感测范围往往是针对此场景下大多数待测目标物的外形进行设计的，可能无法适用于其他的三维感测场景，比如：所述功能模组的感测范围无法完全覆盖其他三维感测场景中的待测目标物，从而导致所述三维感测功能模组的适用性低。

实用新型内容

本实用新型提供一种感测装置及设备以解决上述技术问题。

本实用新型实施方式提供一种感测装置，用于对一目标物进行感测，所述感测装置包括基座、固定在基座上的功能模组及转动机构，所述基座设置在所述转动机构上，所述转动机构包括至少一个转动轴，所述基座能够绕所述转动轴旋转，所述功能模组在外部空间中具有预设的感测范围，所述感测范围与基座之间的相对位置关系保持不变，所述感测范围在外部空间中所覆盖的区域随着基座绕转动轴转动而改变。

在某些实施方式中，所述功能模组包括用于感测位于感测范围内的所述目标物的三维信息的三维感测模组，其中，所述三维感测模组基于结构光感测原理对目标物进行三维感测，包括用于向目标物投射具有预设图案的结构光图案的发射单元和用于对目标物上的结构光图案进行成像的接收单元；或者

所述三维感测模组基于飞行时间原理对目标物进行三维感测，包括用于发射感测光束至目标物的TOF发射单元以及用于接收经由目标物反射回来的感测光束的TOF接收单元；或者

所述三维感测模组基于双目视觉原理对目标物进行三维感测，包括分别位于不同视角的第一成像单元和第二成像单元。

在某些实施方式中，基于结构光感测原理的所述发射单元投射的所述结构光感测光束在外部空间所能覆盖的范围为所述发射单元的投射范围，基于结构光感测原理的所述接收单元在外部空间中具有预设的成像范围，所述发射单元的投射范围与所述接收单元的成像范围之间的交叠部分为所述三维感测模组的感测范围。

在某些实施方式中，所述发射单元和接收单元之间的连线为基线，所述发射单元包括发光阵列和光束调制元件，所述发光阵列用于发射出具有预设参考图案的结构光，所述光束调制元件设置在发光阵列的发射光路上，用于将所述发光阵列发射的结构光进行分束、复制以在所述目标物上投射出所述感测图案，所述发光阵列包括多个发光元件，所述发光元件排布成预设的所述参考图案，所述发光元件沿所述基线所在方向的排布具有最小的周期重复性。

在某些实施方式中，所述转动机构包括支撑框，所述支撑框设置在所述转动轴的其中一端，并能够在所述转动轴的带动下转动，所述基座设置在所述支撑框上，并随着所述支撑框绕所述转动轴转动。

在某些实施方式中，所述支撑框包括支撑板及位于支撑板相对两端的一对侧壁，所述基座放置在所述支撑板上，所述侧壁从相对两侧夹紧所述基座以将所述基座固定在所述支撑框上，所述转动轴的一端连接至所述支撑板背向基座的底面。

在某些实施方式中，所述支撑框包括支撑板及位于支撑板相对两端的一对侧壁，所述基座的相对两侧分别与一对所述侧壁转动连接，所述转动机构包括一端与所述支撑板连接的第一转动轴和分别与一对所述侧壁连接的第二转动轴，所述第一转动轴垂直于所述支撑板，所述第二转动轴平行于所述支撑板，所述基座通过所述第二转动轴与所述侧壁转动连接，所述基座随着所述支撑框绕所述第一转动轴转动。

在某些实施方式中，所述转动轴通过内部设置的马达以控制转动角度；或者

所述转动轴手动调节转动角度，并通过卡扣或限位结构来定位转动角度。

在某些实施方式中，还包括保护壳，所述基座装入所述保护壳内再设置在所述转动机构上，所述保护壳包括收容腔体和密封板，所述收容腔体的一侧形成有开口，所述收容腔体内部形成有与基座形状对应的收容空间，所述基座从开口装入所述收容腔体内，所述密封板用于封住所述开口。

本实用新型实施方式提供一种电子设备，其包括外壳及至少一个如上述任意实施方式所述的感测装置。所述感测装置可以通过所述转动轴可转动地设置在电子设备的安装面上。所述电子设备用于根据该感测装置的感测结果来对应执行相应的功能。

本实用新型实施方式所提供的感测装置及电子设备通过设置可以随转动机构转动的功能模组，使得所述功能模组的感测范围在外部空间中所覆盖的区域随着转动而改变，从而便于覆盖具有不同形状的目标物，提高了感测装置的适用性。

本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实施方式的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式所提供的感测装置的结构示意图。

图2是图1中所述发射单元和接收单元的工作原理示意图。

图3是图1中所述发射单元和接收单元的三维感测分析原理示意图。

图4是本实用新型其中一个实施方式所提供的感测装置的结构示意图。

图5是本实用新型其中一个实施方式所提供的感测装置的结构示意图。

图6是本实用新型其中一个实施方式所提供的感测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或排列顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述技术特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接或相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件之间的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或示例用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文仅对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复使用参考数字和/或参考字母，这种重复使用是为了简化和清楚地表述本实用新型，其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或设定之间的特定关系。此外，本实用新型在下文描述中所提供的各种特定的工艺和材料仅为实现本实用新型技术方案的示例，但是本领域普通技术人员应该意识到本实用新型的技术方案也可以通过下文未描述的其他工艺和/或其他材料来实现。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下文的描述中，提供许多具体细节以便能够充分理解本实用新型的实施方式。然而，本领域技术人员应意识到，即使没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本实用新型的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本实用新型之重点。

如图1所示，本实用新型实施方式提供了一种感测装置1，其用于对目标物的相关信息进行感测，所感测的内容包括但不限于目标物的二维图像和三维信息。所述三维信息包括但不限于目标物表面的深度信息、目标物在空间中的位置信息、目标物的尺寸信息以及其他与所述目标物相关的三维信息。所感测到的目标物的三维信息可被用于识别目标物或结合目标物的二维图像构建所述目标物的三维模型。

所述感测装置1包括基座10、功能模组12及转动机构14。所述功能模组12固定在基座10上。所述基座10设置在所述转动机构14上，所述转动机构14包括至少一个转动轴140，所述基座10能够绕所述转动轴140旋转。所述基座10通过所述转动机构14可转动地连接至需要实现相关感测功能的电子设备2上，比如手机或门禁设备等。所述功能模组12在外部空间具有预设的感测范围，因所述功能模组12固定在所述基座10上，所述感测范围与基座10之间的相对位置关系保持不变，所述感测范围在外部空间中所能覆盖到的区域会随着基座10绕转动轴140的转动而改变。可以理解的是，所述感测装置1可以包括一个功能模组12或多个具有不同功能的功能模组12，多个所述功能模组12均固定设置在所述基座10上。

可选地，在一些实施方式中，所述功能模组12包括三维感测模组120，所述三维感测模组120用于感测位于感测范围内的所述目标物的三维信息。

可选地，请参见图2，所述三维感测模组120可以基于结构光感测原理对目标物进行三维感测，包括用于投射结构光图案的发射单元122和用于对目标物上的结构光图案进行成像的接收单元124。所述三维感测模组120通过比较分析投射出去的结构光图案上与在目标物上形成的结构光图案上的对应光点之间的位置偏移以获取所述目标物的三维信息。

可选地，在其他实施方式中，所述三维感测模组120还可以基于飞行时间(Time OfFly,TOF)原理对目标物进行三维感测，包括用于发射感测光束至目标物的TOF发射单元(图未示)以及用于接收经由目标物反射回来的感测光束的TOF接收单元(图未示)。所述三维感测模组通过分析感测光束到目标物上各点的往返时间差以获取所述目标物的三维信息。

可选地，在其他实施方式中，所述三维感测模组还可以基于双目立体视觉原理对目标物进行三维感测，包括分别位于不同视角的第一成像单元(图未示)和第二成像单元(图未示)。所述三维感测模组通过分析在不同视角方向上所成图像的对应点之间的位置偏差以获取目标物的三维信息。

如图2所示，在本实施方式中，以基于结构光感测原理的三维感测模组120为例进行说明，所述三维感测模组120包括发射单元122和接收单元124。所述发射单元122包括发光阵列125和光束调制元件123。所述发光阵列125用于发射出具有预设参考图案的结构光。所述光束调制元件123设置在发光阵列125的发射光路上，用于将所述发光阵列125发射的结构光进行分束、复制并向所述目标物进行投影。可选地，在一些实施方式中，所述光束调制元件123可以为衍射光学元件(Diffractive Optical Element,DOE)。

在本实施方式或其他变更实施方式中，所述发光阵列125可以包括多个发光元件(图未示)，所述多个发光元件排布成预设的所述参考图案，多个所述发光元件发光以投射出按照所述参考图案分布的结构光。所述结构光经光束调制元件123分束、复制后形成多组按照所述参考图案对应分布的子光束以分别向所述目标物投射，其中每一组所述子光束分别在目标物上投射出一个子感测图案1270，所述子感测图案1270为按照所述参考图案排布的光斑所形成的光斑图案，所述子感测图案1270上的光斑会随着目标物表面的高低起伏而偏离原来在参考图案中的位置。多组所述子感测图案1270按照预设规则排列以组成投射在所述目标物上的感测图案127，所述子感测图案1270的排列方式由所述光束调制元件123的特性所决定。可选地，在一些实施方式中，多组所述子感测图案1270在所述目标物上呈矩阵排列，分别沿第一方向H和第二方向V进行排列。其中，沿所述第二方向V排列的子感测图案1270的数量较多，所述第二方向V为所述感测图案127的长度方向。

可选地，在一些实施方式中，所述发光元件可以为发光二极管(Light EmittingDiode，LED)、垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)或其他发光器件等。所述发光阵列125发出的结构光可以为可见光或不可见光，例如：近红外光。可选地，在一些实施方式中，所述结构光的波长范围为700nm至2500nm。

在本实施方式或其他变更实施方式中，所述接收单元124可以包括镜头模组(图未示)和图像传感器(图未示)，所述图像传感器例如但不限于可见光图像传感器或红外光图像传感器。所述接收单元124接收由所述目标物反射回来的结构光，所接收的结构光经过镜头模组后在图像传感器上形成与所述感测图案127对应的感测图像并被图像传感器转换为相应的电信号，所述感测图像包括多个与所述子感测图案1270对应的子感测图像。

请一并参阅图2和图3所示，所述发射单元122和接收单元124根据三角测量原理，通过对感测图像与预设的参考图像之间进行比对分析以感测所述目标物表面上每个光斑所在位置的深度信息。根据三角测量原理可得：

1)存在三角形△abc相似于三角形△dec，即，△abc∽△dec，de＝X，从而可以得到：

2)存在△deg∽△chg，因此可以得到：

由公式(1)和公式(2)消除其中的X，可以得到公式(3)：

3)

所述发射单元122和接收单元124间隔设置，相互之间的连线定义为基线128。所述发射单元122具有面向外部投影空间的发光面。所述接收单元124具有面向外部投影空间的成像面。所述发射单元122的发光面与所述接收单元124的成像面相互平行或大致相互平行。可选地，在一些实施方式中，所述发射单元122具有垂直穿过发光面中心点的投射主光轴，所述接收单元124具有垂直穿过成像面中心点的成像主光轴，所述投射主光轴平行于所述成像主光轴，所述基线128可以为所述投射主光轴和成像主光轴之间的垂直连线。Δu代表相同的光斑分别在感测图案127和参考图像上的偏移量大小，B1代表所述基线128的长度，Z代表该光斑对应位置的深度大小。由公式(3)可知，目标物的深度信息和检测到的偏移量相关联。在进行三维信息检测时，先截取参考图案中的一部分作为感测区块(例如但不限于，3像素*3像素的感测区块，或者5像素*5像素的感测区块等)，然后沿着预设方向在所述接收单元124获取的所述感测图像的每个子感测图像内进行遍历比对，以在所述子感测图像中匹配出与所述感测区块具有相同光斑分布的相关区域，再计算该相关区域内的光斑与所述感测区块内的对应光斑之间的位置偏移量，进而通过上述公式(3)获取所述目标物上该光斑投射位置处的深度信息。由此，投射在目标物表面上的所述感测图案127可用于感测所述目标物表面的深度信息。

在上述遍历比对的过程中为了减少出现错误匹配的几率，应使得所述感测区块沿着所述子感测图像中光斑排布的周期重复性最小的方向进行遍历。所述子感测图像具有与所述参考图案相对应的光斑分布，而根据上述三角测量原理，所述感测区块需要沿着所述基线128所在的方向进行遍历。因此，所述发射单元122的发光元件的排布应使其沿着所述基线128所在的方向具有最小的周期重复性，以提高感测的效率和准确性。

所述发射单元122具有预设的投射范围1220，所述投射范围1220为所述发射单元122向外部空间投射的结构光所能覆盖的空间范围。所述目标物位于发射单元122的投射范围1220内的部分为发射单元122在该目标物上形成的投射区域。即，所述发射单元122能够在目标物上的投射区域内投射出可用于进行三维感测的所述感测图案127。所述投射区域上具有最大尺寸的方向定义为所述投射区域的长度方向，例如所述投射区域的长度方向为投射区域边界上相互最远的两个点之间的连线方向。在本实施方式中，所述感测图案127的长度方向V即为所述投射区域的长度方向。

所述接收单元124具有预设的视场角(Filed Of View,FOV)，所述接收单元124的视场角在空间中具有对应的视场角范围，所述目标物位于视场角范围内的部分为所述接收单元124在目标物上的视场区域。可以理解的是，所述接收单元124的视场区域与所述发射单元122的投射区域之间至少部分交叠，所述接收单元124才能对投射在目标物上的至少部分感测图案127进行成像，而受到所述接收单元124上图像传感器的感光区域的形状所限，所述图像传感器通常仅感测到视场区域内所成的一部分图像，比如：所述视场区域通常为圆形，而所述图像传感器的感测区域通常为以视场区域的直径为对角线的矩形区域。为此，定义所述接收单元124在视场范围内与图像传感器的感测区域对应的部分为能够感光成像的成像范围1240，所述发射单元122的投射范围1220与所述接收单元124的成像范围1240之间的交叠部分为所述三维感测模组120在外部空间中具有的感测范围，即所述目标物需要至少部分位于所述三维感测模组120的感测范围内才能被有效地感测到。相应地，所述发射单元122在目标物上的投射区域与接收单元124在目标物上的感测区域之间的交叠部分为所述三维感测模组120在目标物上的有效感测区域。

可选地，在一些实施方式中，所述接收单元124在目标物上的感测区域位于所述发射单元122在目标物上的投射区域以内。即，所述接收单元124所获取的图像全部为可用于三维感测的感测图像，从而避免出现其他图像对感测造成干扰。此时，所述接收单元124在目标物上的感测区域即为所述功能模组12在目标物上的感测区域。

可选地，在其他或变更实施方式中，所述接收单元124的成像范围1240也可以仅与所述发射单元122的投射范围部分交叠。所述感测装置1在目标物上的感测区域为所述接收单元124在目标物上的感测区域的一部分。

所述发射单元122和接收单元124分别固定设置在基座10上，相互之间的位置保持不变。因此，所述发射单元122的投射范围1220、所述接收单元124的成像范围1240、以及相应的所述三维感测模组120的感测范围均相对于基座10保持不变。

可选地，在一些实施方式中，请参见图1，所述基座10具有朝向外部空间的感测面(未标示)，所述功能模组12用于发射或接收感测信号的感测端面均位于所述基座10的感测面上。例如：所述基座10大致呈长方体，包括沿厚度方向相对设置的第一表面101和第二表面102。其中，所述第一表面101朝向安装所述感测装置1的电子设备2，所述第二表面102为朝向外部空间的感测面。所述第二表面102大致呈矩形，所述第二表面102的长度方向即为所述基座10的长度方向，多个所述功能模组12可以沿着所述基座10的长度方向依次排布，而且所述功能模组12的感测端面均位于所述第二表面102上。所述功能模组12在外部空间具有预设的感测范围，所述感测范围为一具有固定形状的立体空间，例如为：以感测端面为起点的锥体。

为了准确地描述所述感测范围的形状，定义所述感测范围在平行于基座10感测面的不同参考平面上所覆盖的区域为感测范围在该参考平面上的感测区域，所述感测区域具有最大尺寸的方向为感测范围在该参考平面上的长度方向，所述长度方向例如为所述感测区域边界上相距最远的两个点之间的连线方向。可选地，在一些实施方式中，所述感测范围的形状使其在平行于感测面的各个参考平面上的长度方向均沿着相同的方向，则该长度方向即可视为整个所述感测范围的长度方向。所述功能模组12的感测范围与基座10之间的相对位置关系保持不变可表现为所述感测范围的长度方向与所述基座10之间的相对位置关系保持不变，所述感测范围的长度方向也会随着基座10绕转动轴140转动而改变。

如图2所示，在本实施方式中，以所述三维感测模组120的发射单元122和接收单元124为例，所述发射单元122的投射范围1220和所述接收单元124的成像范围1240具有相同的长度方向V，由此所述三维感测模组120的感测范围也具有对应的长度方向V。以所述基线128作为基座10的参考物，定义所述基线128所在的方向为基线方向，所述三维感测模组120的感测范围的长度方向V与所述基线方向之间形成的角度保持不变。所述基座10绕转动轴14进行旋转时所述发射单元122和接收单元124也随着基座10一并绕转动轴14旋转。由于所述发射单元122和接收单元124之间的相对位置关系保持不变，所述发射单元122的投射范围1220、所述接收单元124的成像范围1240、以及相应的三维感测模组120的感测范围均随着基座10绕转动轴14进行旋转。在所述基座10的旋转过程中，所述三维感测模组120的感测范围的空间形状和大小没有改变，但所述感测范围在外部空间中所覆盖的区域会随着转动而发生改变，例如：所述感测范围的长度方向会随着转动而发生相应的改变。

所述基座10通过转动机构14绕转动轴14在多个不同的转动角度之间进行切换，对应于所述基座10的不同转动角度，所述功能模组12的感测范围的长度方向也会发生相应的改变。因此，可以根据不同应用场景下待测目标物的形状特征通过旋转所述基座10以改变所述功能模组12的感测范围在外部空间的覆盖区域，使得所述功能模组12的感测范围能够完整覆盖所述待测目标物。例如：可以将所述功能模组12的感测范围的长度方向调整至与目标物自身的长度方向保持一致，使得所述目标物能够全部位于所述功能模组12的感测范围内，从而能够对所述目标物的整体进行感测。

具体地，若所述感测装置1用于人脸三维识别的场景，以所述基线128来表示所述基座10的转动角度，因大部分人的脸部沿竖直方向较长，所以当所述基座10的基线128沿水平方向时将所述感测范围的长度方向设置为沿竖直方向，比较适用于人脸识别的场景。若所述感测装置1需要用于其他感测场景，比如：对大部分自身长度方向沿水平方向的目标物进行感测时，所述感测范围的长度方向还沿着竖直方向就显然不再适用。此时，通过绕所述转动轴14旋转基座10，使得所述基线128沿竖直方向，而所述感测范围的长度方向随之改变为沿着水平方向，即可适用于对自身长度方向沿水平方向的目标物进行感测。

由此可见，通过将所述基座10设置成能够绕着转动轴14旋转，可调整所述功能模组12的感测范围的长度方向，使得所述感测范围可以覆盖形状各异的各种目标物以进行有效的感测，从而适用于多种不同的感测场景，提高了所述感测装置1的适用性。

如图1所示，所述转动机构14包括支撑框142和转动轴140。所述支撑框142设置在所述转动轴140的其中一端，并能够在所述转动轴140的带动下转动。所述转动轴140的一端连接至安装有所述感测装置1的电子设备2上，另一端连接所述支撑框142。所述基座设置在所述支撑框上，并随着所述支撑框142绕转动轴140转动。可选地，在一些实施方式中，所述支撑框142包括支撑板1420及位于支撑板1420相对两端的一对侧壁1424，所述基座10放置在所述支撑板1420上，所述侧壁1424从相对两侧夹紧所述基座10以将所述基座10固定在所述支撑框142上。所述转动轴140的一端连接至所述支撑板1420背向基座10的底面。

可选地，在一些实施方式，所述一对侧壁1424之间的距离可以调整，以适应于夹持不同尺寸的基座10。

可选地，在一些实施方式中，如图4所示，所述基座10的相对两侧还可以分别与所述一对侧壁1424转动连接，由此所述转动机构14具有沿两个不同方向的转动轴，包括与所述支撑板1420连接的第一转动轴1401以及与所述侧壁1424连接的第二转动轴1402。所述第一转动轴1401大致垂直于所述支撑板1420，所述第二转动轴1402大致平行于所述支撑板1420，即所述第一转动轴1401大致垂直于所述第二转动轴1402。可以理解的是，若所述基座10与所述侧壁1424转动连接，所述基座10在安装至支撑框142上时会与支撑板1420之间留有一定的空隙以便所述基座10能够在支撑板1420上方绕所述第二转动轴14转动。因此，所述功能模组能够随着基座分别绕第一转动轴1401和第二转动轴1402转动，所述功能模组12的感测范围在外部空间中所覆盖的区域具有更大的调整自由度。

可选地，在一些实施方式中，所述转动轴140可以通过在其内部设置的马达以控制转动角度。可以理解的是，在其他实施方式中，所述转动轴140也可以手动调节转动角度并通过设置卡扣或限位结构来定位转动角度。

如图5所示，在一些实施方式中，所述感测装置1还包括保护壳16，所述基座10装入所述保护壳16内再设置在所述转动机构14上，以减少在使用过程中对基座10造成的损伤。所述保护壳16包括收容腔体162和密封板164，所述收容腔体162的一侧形成有开口(图未示)，所述收容腔体162的内部形成有与基座10形状对应的收容空间，所述基座10从开口装入收容腔体162内，所述密封板164用于封住所述开口以防止所述基座10从收容腔体162内脱落。可选地，所述收容腔体162包括与基座10用于收发感测信号的感测面相互配合的前端面163，所述前端面163上对应所述基座10上功能模组12所在的位置开设有信号通孔165，用于透过所述功能模组12发射或接收的感测信号。可选地，所述收容腔体162的开口形成在所述基座10的感测面所在的一侧，所述密封板164封住开口时与所述基座10的感测面相对设置，所述信号通孔165开设在所述密封板164上。

如图6所示，在一些实施方式中，所述转动机构14省略掉了所述支撑框142，所述基座10直接连接所述转动轴140，并能够在转动轴140带动下绕所述转动轴140旋转。所述转动轴140可以通过在其内部设置的马达来控制转动角度。或者，所述转动轴140也可以手动调节转动角度并通过设置卡扣或限位结构来定位转动角度。

如图1所示，在一些实施方式中，所述功能模组12还可以包括泛光投射模组125和相机模组126。所述相机模组126用于获取所述目标物的二维图像，所述二维图像可以为黑白图像或彩色图像。所述泛光投射模组125用于在目标物上投射泛光光束。所述泛光光束可以为可见光或不可见光，例如：红外光或近红外光。所述三维感测模组120的接收单元124或者所述相机模组126还可以用于获取目标物在泛光光束照射下的泛光图像。所述目标物的泛光图像可用于识别出所要感测的目标物的轮廓特征。

在本实施方式中，所述发射单元122和接收单元124分别设置在基座10沿自身长度方向的相对两端。所述泛光投射模组125和相机模组126设置在基座10上位于所述发射单元122与接收单元124之间的位置，所述泛光投射模组125靠近发射单元122设置，所述相机模组126靠近接收单元124设置。

本实用新型实施方式提供一种电子设备2，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、触控交互屏、门、交通工具、机器人、自动数控机床等。所述电子设备2包括安装面20及至少一个上述实施方式所提供的感测装置1。所述感测装置1可以通过所述转动机构可转动地设置在电子设备2的安装面20上。

所述电子设备2用于根据该感测装置1的感测结果来对应执行相应的功能。所述相应功能包括但不限于识别使用者身份后解锁、支付、启动预设的应用程序、避障、识别使用者脸部表情后利用深度学习技术判断使用者的情绪和健康情况中的任意一种或多种。

本实用新型实施方式所提供的感测装置1及电子设备2通过设置可以随转动机构转动的功能模组12，使得所述功能模组12的感测范围在外部空间所覆盖的区域能够随着转动而改变，从而便于覆盖具有不同形状的目标物，提高了感测装置1的适用性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感测装置，其特征在于，用于对一目标物进行感测，所述感测装置包括基座、固定在基座上的功能模组及转动机构，所述基座设置在所述转动机构上，所述转动机构包括至少一个转动轴，所述基座能够绕所述转动轴旋转，所述功能模组在外部空间中具有预设的感测范围，所述感测范围与基座之间的相对位置关系保持不变，所述感测范围在外部空间中所覆盖的区域随着基座绕转动轴转动而改变。

2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，所述功能模组包括用于感测位于感测范围内的所述目标物的三维信息的三维感测模组，其中，所述三维感测模组基于结构光感测原理对目标物进行三维感测，包括用于向目标物投射具有预设图案的结构光的发射单元和用于对投射在目标物上的结构光图案进行成像的接收单元；或者

所述三维感测模组基于飞行时间原理对目标物进行三维感测，包括用于发射感测光束至目标物的TOF发射单元以及用于接收经由目标物反射回来的感测光束的TOF接收单元；或者

所述三维感测模组基于双目视觉原理对目标物进行三维感测，包括分别位于不同视角的第一成像单元和第二成像单元。

3.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于，基于结构光感测原理的所述发射单元投射的所述结构光在外部空间所能覆盖的范围为所述发射单元的投射范围，基于结构光感测原理的所述接收单元在外部空间中具有预设的成像范围，所述发射单元的投射范围与所述接收单元的成像范围之间的交叠部分为所述三维感测模组的感测范围。

4.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，所述发射单元和接收单元之间的连线为基线，所述发射单元包括发光阵列和光束调制元件，所述发光阵列用于发射出具有预设参考图案的结构光，所述光束调制元件设置在发光阵列的发射光路上，用于将所述发光阵列发射的结构光进行分束、复制以在所述目标物上投射出所述感测图案，所述发光阵列包括多个发光元件，所述发光元件排布成预设的所述参考图案，所述发光元件沿所述基线所在方向的排布具有最小的周期重复性。

5.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，所述转动机构包括支撑框，所述支撑框设置在所述转动轴的其中一端，并能够在所述转动轴的带动下转动，所述基座设置在所述支撑框上，并随着所述支撑框绕所述转动轴转动。

6.如权利要求5所述的感测装置，其特征在于，所述支撑框包括支撑板及位于支撑板相对两端的一对侧壁，所述基座放置在所述支撑板上，所述侧壁从相对两侧夹紧所述基座以将所述基座固定在所述支撑框上，所述转动轴的一端连接至所述支撑板背向基座的底面。

7.如权利要求5所述的感测装置，其特征在于：所述支撑框包括支撑板及位于支撑板相对两端的一对侧壁，所述基座的相对两侧分别与一对所述侧壁转动连接，所述转动机构包括一端与所述支撑板连接的第一转动轴和分别与一对所述侧壁连接的第二转动轴，所述第一转动轴垂直于所述支撑板，所述第二转动轴平行于所述支撑板，所述基座通过所述第二转动轴与所述侧壁转动连接，所述基座随着所述支撑框绕所述第一转动轴转动。

8.如权利要求6或7所述的感测装置，其特征在于：所述转动轴通过内部设置的马达以控制转动角度；或者

所述转动轴手动调节转动角度，并通过卡扣或限位结构来定位转动角度。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的感测装置，其特征在于，还包括保护壳，所述基座装入所述保护壳内再设置在所述转动机构上，所述保护壳包括收容腔体和密封板，所述收容腔体的一侧形成有开口，所述收容腔体内部形成有与基座形状对应的收容空间，所述基座从开口装入所述收容腔体内，所述密封板用于封住所述开口。

10.一种电子设备，其特征在于：包括外壳及至少一个如权利要求1-9中任意一项所述的感测装置，所述感测装置可以通过所述转动轴可转动地设置在电子设备的安装面上，所述电子设备用于根据该感测装置的感测结果来对应执行相应的功能。

Images