CN216751911U - 深度相机模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种深度相机模组及电子设备，该模组包括光发射模块、图像采集模块和算力模块，其中，所述图像采集模块包括图像采集板和设置于所述图像采集板的第一侧的多个图像传感器；所述算力模块设置于所述图像采集板的第二侧，分别与所述图像采集模块以及所述光发射模块电连接。其中，所述图像采集模块和所述光发射模块沿第一方向排列，所述算力模块和所述图像采集模块沿第二方向排列，且所述算力模块在所述图像采集板所在平面的投影与所述图像采集板至少部分重叠。本实用新型通过将深度相机模组进行结构的划分和空间结构的布局，提供了一种具有低功耗和高性能的结构紧凑的深度相机模组。

Description

深度相机模组及电子设备

技术领域

本实用新型涉及深度相机技术领域，具体涉及一种深度相机模组及电子设备。

背景技术

现有技术中，各行各业对于3D机器视觉的需求都越来越大。深度相机模组也得到了广泛的应用，3D机器视觉与生活、娱乐、通信、生产、安全方面的结合，都取得了很好的成效。深度相机模组可以嵌入到各种智能设备中，得到可以实现3D成像的具有特定应用的设备。由于各种智能设备的集成度越来越高，期望获得一种结构紧凑的深度相机模组，使得具有该深度相机模组的设备具有更好的便携性和适配性，同时期望该深度相机模组可以满足低功耗和高性能的需求。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种深度相机模组及电子设备，具有结构紧凑、功耗低、性能高的优势。

本实用新型实施例提供一种深度相机模组，包括：

光发射模块，用于发射指定波长的光；

图像采集模块，包括图像采集板和设置于所述图像采集板的第一侧的多个图像传感器，所述图像采集模块和所述光发射模块沿第一方向排列；

算力模块，设置于所述图像采集板的第二侧，分别与所述图像采集模块以及所述光发射模块电连接，所述算力模块和所述图像采集模块沿第二方向排列，且所述算力模块在所述图像采集板所在平面的投影与所述图像采集板至少部分重叠。

在一些实施例中，所述图像传感器模块为沿第三方向延伸的条状，所述光发射模块为红外光发射模块，所述多个图像传感器包括至少一个红外摄像头和至少一个RGB摄像头，所述多个图像传感器沿所述第三方向排列。

在一些实施例中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此垂直。

在一些实施例中，所述图像传感器包括两个鱼眼摄像头、位于所述两个鱼眼摄像头的外侧的两个红外摄像头和位于一所述鱼眼摄像头和一所述红外摄像头之间的一RGB摄像头。

在一些实施例中，还包括沿所述第二方向排列的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之间形成容纳所述光发射模块、所述图像采集模块和所述算力模块的腔体，所述光发射模块和所述图像传感器均朝向所述第一壳体设置。

在一些实施例中，所述第二壳体的内部形成一安装槽，所述算力模块嵌设于所述第二壳体的安装槽中，所述图像采集模块还包括一支撑所述图像采集板的图像采集板支架，所述图像采集板支架固定于所述第一壳体和所述第二壳体之间。

在一些实施例中，所述图像采集模块还包括静电屏蔽罩，所述静电屏蔽罩至少部分覆盖所述图像采集板的第一侧表面，所述第一壳体的内侧设置有接地件，所述接地件与所述静电屏蔽罩电连接。

在一些实施例中，所述图像采集板支架的两端分别设置有一卡接件，所述卡接件卡设于所述第一壳体和所述第二壳体的内表面。

在一些实施例中，所述第二壳体朝向所述第一壳体的一侧的边沿处设置有发射模块支架，所述光发射模块固定于所述发射模块支架。

在一些实施例中，所述算力模块通过软排线与所述图像采集模块电连接，所述软排线位于所述图像采集模块背离所述光发射模块的一侧。

在一些实施例中，所述光发射模块位于所述图像采集模块沿第三方向的中心位置。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括上述的深度相机模组。

本实用新型所提供的深度相机模组及电子设备具有如下优点：

本实用新型将深度相机模组进行了结构的划分，将功耗较高的光发射模块单独布局，在实现其光发射功能的同时更有利于散热，将包括多个图像传感器的图像采集模块独立放置，可以更好地保护对温度敏感的图像处理芯片，将算力模块独立安装，有利于算力模块的散热，可以最大化释放算力芯片性能，从而降低了该深度相机模组的功耗并且提升了性能。同时，通过对所述深度相机模组的空间布局设计，使其内部结构更加紧凑，有利于减小深度相机模组的体积，实现了3D性能、成本和功耗之间的优化组合，进而有利于减小集成该深度相机模组的电子设备的体积，提高电子设备的便携性和适配性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型一实施例的深度相机模组的爆炸图；

图2是本实用新型一实施例的深度相机模组去除壳体后的立体图；

图3是本实用新型一实施例的深度相机模组去除壳体后的仰视图；

图4是本实用新型一实施例的深度相机模组去除壳体后的主视图；

图5是本实用新型一实施例的深度相机模组去除壳体后的爆炸图；

图6是本实用新型一实施例的深度相机模组的爆炸图；

图7是本实用新型一实施例的电子设备的示意图。

附图标记：

1 光发射模块 29 图像采集板支架

11 线缆 3 算力模块

2 图像采集模块 4 第二壳体

21 鱼眼摄像头 41 安装槽

22 RGB摄像头 42 发射模块支架

23 红外摄像头 5 第一壳体

24 软排线 51 接地件

25 卡接件 6 第一螺栓(算力模块)

26 静电屏蔽罩 7 第二螺栓(壳体)

27 工作指示灯 8 第三螺栓(光发射模块)

28 图像采集板 10 电子设备

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。本说明书中虽然采用“第一”或“第二”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而作为具体特征的数量和重要性的限制。

本实用新型提供了一种深度相机模组，包括光发射模块、图像采集模块和算力模块，其中，所述图像采集模块包括图像采集板和设置于所述图像采集板的第一侧的多个图像传感器；所述算力模块设置于所述图像采集板的第二侧，分别与所述图像采集模块以及所述光发射模块电连接。本实用新型将深度相机模组进行了结构的划分，将功耗较高的光发射模块单独布局，在实现其光发射功能的同时更有利于散热，将包括多个图像传感器的图像采集模块独立放置，可以更好地保护对温度敏感的图像处理芯片，将算力模块独立安装，有利于算力模块的散热，可以最大化释放算力芯片性能，从而降低了该深度相机模组的功耗并且提升了性能。

进一步地，所述图像采集模块和所述光发射模块沿第一方向排列，使得所述图像采集模块不会遮挡所述光发射模块，所述算力模块和所述图像采集模块沿第二方向排列，且所述算力模块在所述图像采集板所在平面的投影与所述图像采集板至少部分重叠。因此，通过对所述深度相机模组的空间布局设计，使其内部结构更加紧凑，有利于减小深度相机模组的体积。该深度相机模组可以应用于机器人、无人机、3D扫描设备、虚拟现实头盔式显示器、医疗及医美、智能家居应用设备等各种电子设备中。

本实用新型还提供一种电子设备，其包括上述的深度相机模组，可以获得更紧凑的结构、更低的功耗和更高的性能，具有更好的便携性和适配性。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行具体说明。可理解的是，各个具体实施例不作为本实用新型的保护范围的限制。

如图1～6所示，本实用新型一实施例提供了一种深度相机模组，包括第一壳体5和第二壳体4，该第一壳体5和第二壳体4的内部形成一个腔体，所述腔体中设置有光发射模块1、图像采集模块2和算力模块3。在该实施例中，所述光发射模块1为红外光发射模块1，用于发射特定波长的点阵红外光，其通过线缆11与算力模块3电连接，由算力模块3控制光发射模块1的工作状态。所述图像采集模块2包括长条状的图像采集板28。所述图像采集板28包括朝向所述第一壳体5的第一侧和朝向所述第二壳体4的第二侧。所述图像采集模块2还包括设置于所述图像采集板28的第一侧的多个图像传感器。所述图像采集模块2与所述算力模块3通过两个软排线24电连接，将所述图像传感器采集到的数据传输到所述算力模块3。

如图1～6所示，所述第一壳体5和所述第二壳体4通过第二螺栓7固定连接，在所述第一壳体5的内侧和所述第二壳体4的内侧可以设置密封筋条，提高第一壳体5和第二壳体4闭合后，内部腔体的密封性能，所述密封筋条在与所述第二螺栓7相对于的位置处进行了避让。所述第二壳体4朝向所述第一壳体5的一侧的边沿处设置有发射模块支架42，该发射模块支架42可选为一个与所述光发射模块1的表面形状相适应的矩形凸块结构。所述光发射模块1通过至少一个第三螺栓8固定于所述发射模块支架42。所述算力模块3独立嵌设于在第二壳体4中形成的安装槽41中，并且通过至少一个第一螺栓6与所述第二壳体4固定。所述图像采集模块2设置于所述第一壳体5和所述第二壳体4之间。所述第一壳体5和所述第二壳体4优选为金属壳体，可以提高各个模块的散热能力。

如图1所示，所述第二壳体4作为承载算力模块3和光发射模块1的部分，其外表面进一步设置有多个散热肋条，可以提高第二壳体4的外表面与空气的接触面积，进一步提高第二壳体4的散热能力。因此，在该实施例中，将功耗较高的光发射模块1单独布局并固定在金属壳体，在实现其光发射功能的同时更有利于散热，将包括多个图像传感器的图像采集模块2独立放置，可以更好地保护对温度敏感的图像处理芯片，将算力模块3独立安装在金属壳体，有利于算力模块3的散热，可以最大化释放算力芯片性能，实现深度相机模组的低功耗和高性能。

如图2～4所示，在该实施例中，定义S1方向为第一方向，S2方向为第二方向，S3方向为第三方向。S1、S2、S3三个方向可以是彼此相互垂直的方向，但本实用新型不限于此。所述图像采集模块2沿S3方向延伸，且其中的多个图像传感器沿S3方向排列，并且优选位于沿S3方向的一条直线上。所述图像采集模块2和所述光发射模块1沿S1方向排列。所图像采集板28和所述算力模块3都是平板状结构。所述图像采集板28所在的平面为平行于S1方向和S3的平面。所述算力模块3设置于所述图像采集板28的第二侧，所述算力模块3和所述图像采集模块2沿S2方向排列，且所述算力模块3在所述图像采集板28所在平面的投影与所述图像采集板28至少部分重叠。因此，将所述算力模块3和所述图像采集板28放置于所述第一壳体5和第二壳体4之间的腔体中时，所述算力模块3和所述图像采集板28是层叠放置的，可以充分利用壳体内部腔体的空间。所述算力模块3包括电路板和设置于电路板上的算力芯片，该电路板优选平行于图像采集板28设置，即平行于S1方向和S3方向设置。进一步地，所述图像采集板28所在的平面和所述算力模块3的电路板所在的平面均平行于所述第一壳体5和所述第二壳体4的外表面。所述第一壳体5和所述第二壳体4闭合后，所述深度相机模组呈一个长方体形，但本实用新型不限于此。该实施例通过对所述深度相机模组的空间布局设计，使其内部结构更加紧凑，有利于减小深度相机模组的体积，使得深度相机模组可以在有限的空间内实现最大的效能。

所述图像传感器至少包括两个红外摄像头23，用于与光发射模块1配合实现物体的深度信息采集。进一步地，如图3和图4所示，所述图像采集板28上的多个图像传感器包括两个鱼眼摄像头21、位于所述两个鱼眼摄像头21的外侧的两个红外摄像头23和位于一所述鱼眼摄像头21和一所述红外摄像头23之间的一RGB摄像头22。因此，该实施例中提供了五个摄像头，并且五个摄像头优选排列在沿S3方向的同一条直线上，按照特定光学要求进行布局。所述第一壳体5为前侧壳体，其表面对应于鱼眼摄像头21和RGB摄像头22的位置设置有可透过可见光的透明玻璃。所述光发射模块1和所述红外摄像头23均朝向所述第一壳体5设置，即两者朝向相同，使得所述光发射模块1发出的光线可以被所述红外摄像头23接收到。

在该深度相机模组工作时，首先所述算力模块3控制所述光发射模块1发射特定波长的点阵红外光，该红外光遇到物体后会反射回来，由图像采集模块2的红外摄像头23捕捉到反射信号后通过软排线24传输给算力模块3，算力模块3经过计算后可以得到物体的深度信息，实现深度信息采集。该深度相机模组基于红外光来采集物体深度信息，不受光照条件的影响，可在所有照明条件下工作。RGB摄像头22可以采集物体的颜色信息。鱼眼摄像头21是实现大范围无死角监控的全景摄像头，鱼眼摄像头21与算力模块3配合可以实现物体的运动跟踪。

如图4所示，所述软排线24优选设置于所述图像采集模块2背离所述光发射模块1的一侧。所述光发射模块1位于所述图像采集模块2沿第三方向的中心位置。例如在图4的视角中，所述光发射模块1位于所述图像采集模块2的上方，所述软排线24位于所述图像采集模块2的下方。通过将多个图像传感器设置于同一条线上，可以实现不同的图像传感器之间的最佳配合，同时可以降低后续算力模块3处理图像采集数据时的算法标定工作量。

如图5和图6所示，所述图像采集模块2还包括一个支撑所述图像采集板28的图像采集板支架29，所述图像采集板支架29的两端分别设置有一卡接件25，所述图像采集板支架29通过所述卡接件25卡设于所述第一壳体5和所述第二壳体4的内表面，从而实现所述图像采集模块2的固定。所述图像采集板28上还设置有工作指示灯27，可以显示深度相机模组的工作状态，例如在所述深度相机模组开启时，所述工作指示灯27显示绿色。所述工作指示灯27还可以根据需要采用其他颜色显示所述深度相机模组的不同工作状态，该工作指示灯27例如可以采用发光二极管等。所述图像采集模块2还包括一个静电屏蔽罩26，所述静电屏蔽罩26至少部分覆盖所述图像采集板28朝向所述第一壳体5的一侧表面，所述第一壳体5的内侧设置有接地件51，所述接地件51与所述静电屏蔽罩26电连接，实现所述图像采集板28的接地连接。所述接地件51可选设置于所述第一壳体5的内表面沿S3方向的中心位置，与所述静电屏蔽罩26的中心位置接触，可以有效利用两个鱼眼摄像头21之间的空间，但本实用新型不限于此。

如图7所示，本实用新型实施例还提供一种电子设备10，该电子设备10包括上述的深度相机模组。该电子设备10可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机、无人机、3D扫描机、安防监控仪、可穿戴设备、车载设备、家居设备、医疗医美设备等等。该电子设备10配备有该深度相机模组。图7中以第一壳体5所在的位置示意性地示出了深度相机模组的设置位置，本实用新型不限于此。所述电子设备10可以直接从该深度相机模组中获取到所述算力模块处理后的物体深度信息、物体颜色信息和物体运动信息进行后续的算法应用，并且可以获得更紧凑的结构、更低的功耗和更高的性能，具有更好的便携性和适配性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种深度相机模组，其特征在于，包括：

光发射模块，用于发射指定波长的光；

图像采集模块，包括图像采集板和设置于所述图像采集板的第一侧的多个图像传感器，所述图像采集模块和所述光发射模块沿第一方向排列；

算力模块，设置于所述图像采集板的第二侧，分别与所述图像采集模块以及所述光发射模块电连接，所述算力模块和所述图像采集模块沿第二方向排列，且所述算力模块在所述图像采集板所在平面的投影与所述图像采集板至少部分重叠。

2.根据权利要求1所述的深度相机模组，其特征在于，所述图像传感器模块为沿第三方向延伸的条状，所述光发射模块为红外光发射模块，所述多个图像传感器包括至少一个红外摄像头和至少一个RGB摄像头，所述多个图像传感器沿所述第三方向排列。

3.根据权利要求2所述的深度相机模组，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此垂直。

4.根据权利要求2所述的深度相机模组，其特征在于，所述图像传感器包括两个鱼眼摄像头、位于所述两个鱼眼摄像头的外侧的两个红外摄像头和位于一所述鱼眼摄像头和一所述红外摄像头之间的一RGB摄像头。

5.根据权利要求1所述的深度相机模组，其特征在于，还包括沿所述第二方向排列的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之间形成容纳所述光发射模块、所述图像采集模块和所述算力模块的腔体，所述光发射模块和所述图像传感器均朝向所述第一壳体设置。

6.根据权利要求5所述的深度相机模组，其特征在于，所述第二壳体的内部形成一安装槽，所述算力模块嵌设于所述第二壳体的安装槽中，所述图像采集模块还包括一支撑所述图像采集板的图像采集板支架，所述图像采集板支架固定于所述第一壳体和所述第二壳体之间。

7.根据权利要求6所述的深度相机模组，其特征在于，所述图像采集模块还包括静电屏蔽罩，所述静电屏蔽罩至少部分覆盖所述图像采集板的第一侧表面，所述第一壳体的内侧设置有接地件，所述接地件与所述静电屏蔽罩电连接。

8.根据权利要求6所述的深度相机模组，其特征在于，所述图像采集板支架的两端分别设置有一卡接件，所述卡接件卡设于所述第一壳体和所述第二壳体的内表面。

9.根据权利要求6所述的深度相机模组，其特征在于，所述第二壳体朝向所述第一壳体的一侧的边沿处设置有发射模块支架，所述光发射模块固定于所述发射模块支架。

10.根据权利要求1所述的深度相机模组，其特征在于，所述算力模块通过软排线与所述图像采集模块电连接，所述软排线位于所述图像采集模块背离所述光发射模块的一侧。

11.根据权利要求1所述的深度相机模组，其特征在于，所述光发射模块位于所述图像采集模块沿第三方向的中心位置。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至11中任一项所述的深度相机模组。

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