CN215121041U - 3d结构光整机模组及人脸识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种3D结构光整机模组及人脸识别装置，涉及3D结构光技术领域。3D结构光整机模组包括：主驱动板和副驱动板；副驱动板与主驱动板平行且间隔设置，副驱动板与主驱动板的正面连接；副驱动板上设置有USB连接器，主驱动板上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片；副驱动板上设置有第一a连接器，主驱动板上设置有第一b连接器，第一a连接器与第一b连接器插接。本方案中的3D结构光整机模组包括主驱动板和副驱动板，并且主驱动板和副驱动板采用平行且间隔设置。主驱动板和副驱动板分体设置后，主驱动板和副驱动板彼此单一的面积均降低了，从而降低了主驱动板和副驱动板占用的横向空间，从而可以使模组的宽度降低。

Description

3D结构光整机模组及人脸识别装置

技术领域

本实用新型涉及3D结构光技术领域，尤其是涉及一种3D结构光整机模组及人脸识别装置。

背景技术

随着科技的发展，生物识别技术逐渐走进了我们的生活。结构光技术是3D人脸识别技术中的一种。近年来3D结构光技术不仅应用在类似iPhone这样的智能手机上，而且在3D刷脸支付、新零售、3D空间扫描、智能物流系统、智能安防、机器人等领域发挥着重要的作用，未来将会赋能百行百业，拥有非常广阔的市场前景，各种类型的3D结构光模组需求量大增。

3D结构光模组包括驱动板和多个不同的元器件，驱动板上设置多种芯片，元器件均与驱动板连接。消费市场对于3D结构光模组结构尺寸要求严苛，如何设计出体积小、集成度高的产品成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种3D结构光整机模组及人脸识别装置，以缓解现有的3D结构光整机模组占用平面空间过大的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种3D结构光整机模组，所述3D结构光整机模组包括：主驱动板和副驱动板；所述副驱动板与所述主驱动板平行且间隔设置，所述副驱动板与所述主驱动板的正面连接；

所述副驱动板上设置有USB连接器，所述主驱动板上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片；

所述副驱动板上设置有第一a连接器，所述主驱动板上设置有第一b连接器，所述第一a连接器与所述第一b连接器插接。

进一步的，所述副驱动板包括第一电路板、第二电路板和第一柔性线路板，所述第一柔性线路板的一端与第一电路板电连接，所述第一柔性线路板的另一端与第二电路板电连接；

所述USB连接器位于所述第一电路板上，所述第一a连接器位于第二电路板上。

进一步的，所述3D结构光整机模组还包括激光发射模块，所述激光发射模块包括第三电路板和第二柔性线路板，所述第三电路板上设置有激光发射器；所述第二柔性线路板的一端与所述第三电路板电连接；

所述第二柔性线路板上设置有第二a连接器，所述主驱动板上设置有第二b连接器，所述第二a连接器与所述第二b连接器插接。

进一步的，所述3D结构光整机模组还包括泛光源模块，所述泛光源模块包括第三柔性线路板，所述第三柔性线路板包括器件端和连接器端，且所述器件端和连接器端的一侧表面均贴附有补强板；

所述第三柔性线路板的器件端设置有泛光源和距离传感器，所述第三柔性线路板的连接器端设置有第三a连接器，所述主驱动板上设置有第三b连接器，所述第三a连接器与第三b连接器插接。

进一步的，所述3D结构光整机模组还包括红外摄像头子模块，所述红外摄像头子模块包括第四电路板、第五电路板和第四柔性线路板，所述第四柔性线路板的两端分别与第四电路板和第五电路板电连接，所述第四电路板上连接有红外摄像头，所述第五电路板上连接有第四a连接器，所述主驱动板上连接有第四b连接器，所述第四a连接器与第四b连接器插接。

进一步的，所述3D结构光整机模组还包括RGB摄像头子模块，所述RGB摄像头子模块包括第六电路板、第七电路板和第五柔性线路板，所述第五柔性线路板的两端分别与第六电路板和第七电路板电连接，所述第六电路板上连接有RGB摄像头，所述第七电路板上连接有第五a连接器，所述主驱动板上连接有第五b连接器，所述第五a连接器与第五b连接器插接。

进一步的，所述第三电路板包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的上下表面均为铜皮印制电路。

进一步的，所述副驱动板上还设置有USB集线器、加密芯片或者5V转3.3V电源电路中的至少一者。

进一步的，所述3D结构光整机模组包括壳体，所述激光发射模块、泛光源模块、红外摄像头子模块和RGB摄像头子模块均与所述壳体连接。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种人脸识别装置，所述人脸识别装置包括上述的3D结构光整机模组。

本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组包括：主驱动板和副驱动板；所述副驱动板与所述主驱动板平行且间隔设置，所述副驱动板与所述主驱动板的正面连接；所述副驱动板上设置有USB连接器，所述主驱动板上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片；所述副驱动板上设置有第一a连接器，所述主驱动板上设置有第一b连接器，所述第一a连接器与所述第一b连接器插接。区别于现有技术中3D结构光整机模组中只包括一块驱动板的方案，本方案中的3D结构光整机模组包括主驱动板和副驱动板，并且主驱动板和副驱动板采用平行且间隔设置，所述副驱动板上设置有USB连接器，所述主驱动板上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片。主驱动板和副驱动板分体设置后，主驱动板和副驱动板彼此单一的面积均降低了，从而降低了主驱动板和副驱动板占用的横向空间，从而可以使模组的宽度降低，占用的平面空间降低。

本实用新型实施例提供的人脸识别装置包括上述的3D结构光整机模组。因为本实用新型实施例提供的人脸识别装置引用了上述的3D结构光整机模组，所以，本实用新型实施例提供的人脸识别装置也具备3D结构光整机模组的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组一种视角的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组另一种视角的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的副驱动板的正面的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的副驱动板的侧面的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的副驱动板的背面的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的激光发射模块的正面的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的激光发射模块的侧面的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的激光发射模块的背面的示意图；

图9为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的泛光源模块的正面的示意图；

图10为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的泛光源模块的侧面的示意图；

图11为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的泛光源模块的背面的示意图；

图12为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的红外摄像头子模块的正面的示意图；

图13为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的红外摄像头子模块的侧面的示意图；

图14为本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组的红外摄像头子模块的背面的示意图。

图标：100－主驱动板；200－副驱动板；210－第一电路板；220－第二电路板；230－第一柔性线路板；240－第一a连接器；300－激光发射模块；310－第三电路板；320－第二柔性线路板；330－第二a连接器；400－泛光源模块；410－第三柔性线路板；420－补强板；430－第三a连接器；500－红外摄像头子模块；510－第四电路板；520－第五电路板；530－第四柔性线路板；540－第四a连接器；600－RGB摄像头子模块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的3D结构光整机模组包括：主驱动板100和副驱动板200；所述副驱动板200与所述主驱动板100平行且间隔设置。将传统的一块面积较大的驱动板分成了主驱动板100和副驱动板200两部分，主驱动板100和副驱动板200的单一面积均降低了。因为3D结构光整机模组大多为对其前方的人或物进行识别，因此，主驱动板100和副驱动板200沿前后方向排列并不会在视觉上给客户带去体积变大的效果。并且，3D结构光整机模组一般的安装方式为嵌入式安装，因此，相比于表面积过大而言，前后方向的长度特征可以被嵌入方式隐藏。

所述副驱动板200与所述主驱动板100的正面连接，主驱动板100的正面和副驱动板200的背面之间具有间隙，避免干涉到主驱动板100正面的元器件，主驱动板100和副驱动板200可以通过螺栓和螺母连接。

所述副驱动板200上可以设置有USB连接器、USB集线器、加密芯片或者5V转3.3V电源电路，其中，USB连接器可以为Micro USB连接器。所述主驱动板100上可以设置有其他电源、激光投射器和泛光源驱动、3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片(ISP芯片)。

所述副驱动板200上设置有第一a连接器240，所述主驱动板100上设置有第一b连接器，所述第一a连接器240与所述第一b连接器插接，从而实现电连接。

区别于现有技术中3D结构光整机模组中只包括一块驱动板的方案，本方案中的3D结构光整机模组包括主驱动板100和副驱动板200，并且主驱动板100和副驱动板200采用平行且间隔设置，所述副驱动板200上设置有USB连接器，所述主驱动板100上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片。主驱动板100和副驱动板200分体设置后，主驱动板100和副驱动板200彼此单一的面积均降低了，从而降低了主驱动板100和副驱动板200占用的横向空间，从而可以使模组的宽度降低，占用的平面空间降低。

如图3－图5所示，所述副驱动板200包括第一电路板210、第二电路板220和第一柔性线路板230，所述第一柔性线路板230的一端与第一电路板210电连接，所述第一柔性线路板230的另一端与第二电路板220电连接；所述USB连接器位于所述第一电路板210上，所述第一a连接器240位于第二电路板220上。

所述第一电路板210和第二电路板220可以均为四层结构，具体的，二者均包括依次设置的器件层、接地层、电源及USB差分线层和接地及少量信号线层。其中，USB差分线采用包地处理，起到屏蔽干扰信号的作用；接地层包括铜皮，且铜皮采用网格铜设计，既能满足模组电源功耗要求，又能充分保证柔软性，便于结构组装。第一电路板210背向主驱动板100设置，USB连接器、USB集线器、加密芯片或者5V转3.3V电源电路均安装在第一电路板210背向主驱动板100的一面上，防止与主驱动板100上的结构发生干涉，充分将产品做到小型化。第二电路板220上安装第一a连接器240，用于与主驱动板100连接。第一电路板210和第二电路板220的厚度小于等于0.6mm，经相关测试验证，平整度、抗震性都没有问题。第一电路板210和第二电路板220之间通过第一柔性线路板230连接，第一柔性线路板230的厚度小于等于0.1mm。

如图6－图8所示，所述3D结构光整机模组还包括激光发射模块300，所述激光发射模块300包括第三电路板310和第二柔性线路板320，所述第三电路板310上设置有激光发射器；所述第二柔性线路板320的一端与所述第三电路板310电连接；所述第二柔性线路板320上设置有第二a连接器330，所述主驱动板100上设置有第二b连接器，所述第二a连接器330与所述第二b连接器插接。

为了使激光发射器得到充分散热，第三电路板310包括陶瓷基板，尺寸可以为3.5＊6.52＊0.38mm，所述陶瓷基板的上下表面均为铜皮印制电路。第三电路板310上表面为器件层，激光发射器安装到器件层上，下表面整层铜皮为激光发射器的阴极，通过开窗漏铜，有效将激光发射器工作时产生的热量导到结构辅助散热部件上去。激光发射模块300的下部分为第二柔性线路板320，第二柔性线路板320的厚度小于等于0.1mm，第二a连接器330安装在第二柔性线路板320上，所述第二柔性线路板320的背面贴附有补强钢板，补强钢板位于第二a连接器330的对面。第三电路板310和第二柔性线路板320可以通过表面组装技术(SMT)焊接在一起。

如图9－图11所示，所述3D结构光整机模组还包括泛光源模块400，所述泛光源模块400包括第三柔性线路板410，所述第三柔性线路板410包括器件端和连接器端，且所述器件端和连接器端的一侧表面均贴附有补强板420；所述第三柔性线路板410的器件端设置有泛光源和距离传感器，所述第三柔性线路板410的连接器端设置有第三a连接器430，所述主驱动板100上设置有第三b连接器，所述第三a连接器430与第三b连接器插接。

泛光源模块400采用柔性的第三柔性线路板410和硬性的补强板420结合的方式制备而成，第三柔性线路板410的厚度小于等于0.1mm，第三柔性线路板410的两端(器件端和连接器端)背面可以采用钢片补强，利于SMT贴片，补强后厚度为0.35mm。

如图12－图14所示，所述3D结构光整机模组还包括红外摄像头子模块500，所述红外摄像头子模块500包括第四电路板510、第五电路板520和第四柔性线路板530，所述第四柔性线路板530的两端分别与第四电路板510和第五电路板520电连接，所述第四电路板510上连接有红外摄像头，所述第五电路板520上连接有第四a连接器540，所述主驱动板100上连接有第四b连接器，所述第四a连接器540与第四b连接器插接。

红外摄像头子模块500采用软硬板结合的方式设计而成，第四电路板510和第五电路板520均为硬板，厚度小于等于0.35mm，而第四柔性线路板530为柔性板，厚度小于等于0.13mm。其中，第四电路板510和第五电路板520可以均为四层结构，具体的，二者均包括依次设置的器件层、接地层、电源及USB差分线层和接地及少量信号线层。所述第四电路板510上连接有红外摄像头和图像传感器电路，图像传感器采用固金(Die bond)工艺然后打金线(wire bond)方式完成。第五电路板520的正面安装第四a连接器540，背面通过开窗露铜接地，一方面，确保该模块和主驱动板100共地，另一方面，实现辅助散热。

第四柔性线路板530一般采用2层柔性电路设计，一层为信号层(含电源线)，一层为地平面层。为充分提升柔性线路板部分的柔软性，地平面层采用网格压延铜设计，层表面贴附有EMI单面屏蔽膜。

所述3D结构光整机模组还包括RGB摄像头子模块600，所述RGB摄像头子模块600包括第六电路板、第七电路板和第五柔性线路板，所述第五柔性线路板的两端分别与第六电路板和第七电路板电连接，所述第六电路板上连接有RGB摄像头，所述第七电路板上连接有第五a连接器，所述主驱动板100上连接有第五b连接器，所述第五a连接器与第五b连接器插接。

RGB摄像头子模块600采用软硬板结合的方式设计而成，第六电路板和第七电路板均为硬板，厚度小于等于0.35mm，而第五柔性线路板为柔性板，厚度小于等于0.13mm。其中，第六电路板和第七电路板可以均为四层结构，具体的，二者均包括依次设置的器件层、接地层、电源及USB差分线层和接地及少量信号线层。所述第六电路板上连接有RGB摄像头和图像传感器电路，图像传感器采用固金(Die bond)工艺然后打金线(wire bond)方式完成。第七电路板的正面安装第五a连接器，背面通过开窗露铜接地，一方面，确保该模块和主驱动板100共地，另一方面，实现辅助散热。

第五柔性线路板一般采用2层柔性电路设计，一层为信号层(含电源线)，一层为地平面层。为充分提升柔性线路板部分的柔软性，地平面层采用网格压延铜设计，层表面贴附有EMI单面屏蔽膜。

主驱动板100可以采用6层硬板设计，两面布件，板厚小于等于1.0mm。除上下表面为器件层和信号层外，第二层和第五层为接地层，第三层为电源层，第四层为信号线及少量电源层。连接四个子模块和副驱动板200的连接器均设置在主驱动板100的在下表面。

本方案中，激光发射模块300采用陶瓷基板+柔性线路板(带补强钢片)、泛光源模块400采用柔性线路板+补强钢片、红外摄像头子模块500采用软硬结合板、RGB摄像头子模块600采用软硬结合板、主驱动板100采用刚性电路板、副驱动板200采用软硬结合板的方式，上述器件组装呈整体，结构紧凑，连接器插接组装方便。

所述3D结构光整机模组包括壳体，所述激光发射模块300、泛光源模块400、红外摄像头子模块500和RGB摄像头子模块600均与所述壳体连接。

激光发射模块300、泛光源模块400、红外摄像头子模块500和RGB摄像头子模块600，由于是柔性电路板或软硬结合板，因此在组装时，先用胶水将这四个子模组固定在壳体，然后用螺丝固定主驱动板100和副驱动板200。再将第一a连接器240－第五a链接去依次扣接到主驱动板100对应的第一b连接器－第五b连接器上，电路板就组装完成了。操作比较简单，本实用新型结构紧凑，尺寸小巧，利于消费产品小型化。

本实用新型实施例提供的人脸识别装置包括上述的3D结构光整机模组。因为本实用新型实施例提供的人脸识别装置引用了上述的3D结构光整机模组，所以，本实用新型实施例提供的人脸识别装置也具备3D结构光整机模组的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组包括：主驱动板(100)和副驱动板(200)；所述副驱动板(200)与所述主驱动板(100)平行且间隔设置，所述副驱动板(200)与所述主驱动板(100)的正面连接；

所述副驱动板(200)上设置有USB连接器，所述主驱动板(100)上设置有3D人脸识别处理芯片和图像信号处理芯片；

所述副驱动板(200)上设置有第一a连接器(240)，所述主驱动板(100)上设置有第一b连接器，所述第一a连接器(240)与所述第一b连接器插接。

2.根据权利要求1所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述副驱动板(200)包括第一电路板(210)、第二电路板(220)和第一柔性线路板(230)，所述第一柔性线路板(230)的一端与第一电路板(210)电连接，所述第一柔性线路板(230)的另一端与第二电路板(220)电连接；

所述USB连接器位于所述第一电路板(210)上，所述第一a连接器(240)位于第二电路板(220)上。

3.根据权利要求2所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组还包括激光发射模块(300)，所述激光发射模块(300)包括第三电路板(310)和第二柔性线路板(320)，所述第三电路板(310)上设置有激光发射器；所述第二柔性线路板(320)的一端与所述第三电路板(310)电连接；

所述第二柔性线路板(320)上设置有第二a连接器(330)，所述主驱动板(100)上设置有第二b连接器，所述第二a连接器(330)与所述第二b连接器插接。

4.根据权利要求3所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组还包括泛光源模块(400)，所述泛光源模块(400)包括第三柔性线路板(410)，所述第三柔性线路板(410)包括器件端和连接器端，且所述器件端和连接器端的一侧表面均贴附有补强板(420)；

所述第三柔性线路板(410)的器件端设置有泛光源和距离传感器，所述第三柔性线路板(410)的连接器端设置有第三a连接器(430)，所述主驱动板(100)上设置有第三b连接器，所述第三a连接器(430)与第三b连接器插接。

5.根据权利要求4所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组还包括红外摄像头子模块(500)，所述红外摄像头子模块(500)包括第四电路板(510)、第五电路板(520)和第四柔性线路板(530)，所述第四柔性线路板(530)的两端分别与第四电路板(510)和第五电路板(520)电连接，所述第四电路板(510)上连接有红外摄像头，所述第五电路板(520)上连接有第四a连接器(540)，所述主驱动板(100)上连接有第四b连接器，所述第四a连接器(540)与第四b连接器插接。

6.根据权利要求5所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组还包括RGB摄像头子模块(600)，所述RGB摄像头子模块(600)包括第六电路板、第七电路板和第五柔性线路板，所述第五柔性线路板的两端分别与第六电路板和第七电路板电连接，所述第六电路板上连接有RGB摄像头，所述第七电路板上连接有第五a连接器，所述主驱动板(100)上连接有第五b连接器，所述第五a连接器与第五b连接器插接。

7.根据权利要求3所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述第三电路板(310)包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的上下表面均为铜皮印制电路。

8.根据权利要求1所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述副驱动板(200)上还设置有USB集线器、加密芯片或者5V转3.3V电源电路中的至少一者。

9.根据权利要求6所述的3D结构光整机模组，其特征在于，所述3D结构光整机模组包括壳体，所述激光发射模块(300)、泛光源模块(400)、红外摄像头子模块(500)和RGB摄像头子模块(600)均与所述壳体连接。

10.一种人脸识别装置，其特征在于，所述人脸识别装置包括权利要求1－9任意一项所述的3D结构光整机模组。

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