CN219456517U - 主动式深度相机和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动式深度相机和电子设备，其能够在满足大广角模组的视场需求的同时，改变相机内部的光路路径，以降低杂散光的影响。该主动式深度相机包括：主动摄像模组，该主动摄像模组包括主板、可通电地连接该主板的发射器以及可通电地连接该主板的接收器；和壳体组件，该壳体组件具有容纳该发射器的发射腔和容纳该接收器的接收腔，其中该壳体组件中与该接收腔对应的腔壁具有镂空结构。

Description

主动式深度相机和电子设备

技术领域

本实用新型涉及主动测距技术领域，特别是涉及主动式深度相机和电子设备。

背景技术

诸如TOF相机或结构光相机等主动投射光的深度相机因具有较高的精准度而得到广泛的应用和普及。以TOF相机为例，其是通过连续发射光脉冲到被测物体上，再接收从被测物体反射回的光脉冲，通过探测光脉冲的飞行时间来计算被测物体离相机的距离。然而，TOF相机通常包括光源、镜头、电子元件以及各种结构组件等若干个组成部分，不同的内部结构特征，会导致光线在各个结构表面产生不同的散射，进而造成杂散光的影响。尤其是对于大广角的模组，其不仅为了覆盖视场角范围，需要较大的保护玻璃以满足相应视场角的要求，而且出于外观考虑，也会要求保护玻璃的尺寸做大，以便起到美观和透射光线的作用；但这种结构条件会进一步扩大杂散光的影响。

为了降低杂散光的影响，现有技术提供了一种TOF模组以及具有其的扫地机器人，其是通过在保护玻璃和TOF模组之间增加一个吸光罩，通过吸光罩将保护玻璃和TOF模组之间的空间保持密封，只保留发射光线和接收光线的通光孔。虽然吸光罩能够起到降低杂散光影响的效果，但是针对大广角的模组，该吸光罩的存在也会遮挡视场。如果为了配合大视场角而对吸光罩的尺寸和形状进行调整，则吸光罩会因使用柔性材料而导致其失去密封装配的作用，降低了实际使用效果。因此，针对大广角的模组，降低杂散光的影响是深度相机在实际应用中必须面临且要解决的一大问题。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供一种主动式深度相机和电子设备，其能够在满足大广角模组的视场需求的同时，改变相机内部的光路路径，以降低杂散光的影响。

本实用新型的另一个优势在于提供一种主动式深度相机和电子设备，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述主动式深度相机能够利用通过壳体的镂空处理来改变杂散光在相机内部的反射路径，以减少杂散光被反射至接收镜头中，从而降低了杂散光的影响。

本实用新型的另一个优势在于提供一种主动式深度相机和电子设备，其中为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用复杂的结构和设计。因此，本实用新型成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的主动式深度相机和电子设备，同时还增加了所述主动式深度相机和电子设备的实用性和可靠性。

为了实现本实用新型的上述至少一个优势或其他优点和目的，本实用新型提供了一种主动式深度相机，包括：

主动摄像模组，所述主动摄像模组包括主板、可通电地连接所述主板的发射器以及可通电地连接所述主板的接收器；和

壳体组件，所述壳体组件具有容纳所述发射器的发射腔和容纳所述接收器的接收腔，其中所述壳体组件中与所述接收腔对应的腔壁具有镂空结构。

根据本申请的一个实施例，所述发射器和所述接收器在第一方向上排布于所述壳体组件，所述壳体组件中与所述接收腔在第二方向上对应的腔壁具有镂空结构，其中该第二方向垂直于该第一方向。

根据本申请的一个实施例，所述接收器在该第一方向上的视场角小于所述接收器在该第二方向上的视场角。

根据本申请的一个实施例，所述壳体组件包括具有透光窗的前壳、盖设于所述前壳的后盖以及位于所述前壳和所述后盖之间的一对限位板；所述主动摄像模组被安装在所述前壳和所述后盖之间，两个所述限位板沿着该第二方向被间隔地布置于所述前壳，以在两个所述限位板之间形成所述发射腔和所述接收腔，并且每个所述限位板在对应于所述接收器的位置开设有镂空孔。

根据本申请的一个实施例，所述限位板自所述前壳一体地向后延伸；所述镂空孔为自所述限位板的前边缘向后凹陷的U型缺口，所述U型缺口的开口朝向所述透光窗。

根据本申请的一个实施例，所述壳体组件进一步包括隔光板，所述隔光板自一个所述限位板延伸至另一个所述限位板，并且所述隔光板位于所述发射器和所述接收器之间，以在所述发射器和所述接收器之间形成隔断。

根据本申请的一个实施例，所述隔光板的两端一体地连接两个所述限位板，其中所述隔光板沿着所述接收器的侧壁弯曲地延伸，并且所述隔光板位于邻近所述透光窗的位置。

根据本申请的一个实施例，所述前壳的所述透光窗具有与所述发射腔连通的发射窗口和与所述接收腔连通的接收窗口；所述壳体组件进一步包括被安装于所述发射窗口的第一保护玻璃和被安装于所述接收窗口的第二保护玻璃；所述发射窗口和所述接收窗口被间隔地开设于所述前壳，并且所述隔光板一体地连接于所述前壳上位于所述发射窗口和所述接收窗口之间的部位。

根据本申请的一个实施例，所述壳体组件进一步包括附着于所述限位板的表面的吸光材料。

根据本申请的另一方面，本申请进一步提供了一种电子设备，包括：

设备主体；和

上述任一所述的主动式深度相机，所述主动式深度相机被配置于所述设备主体。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施例的主动式深度相机的立体示意图；

图2示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机的立体剖视示意图；

图3示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机的爆炸示意图；

图4示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机中前壳的结构示意图；

图5示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机的横向剖视示意图；

图6示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机沿第一方向剖开的示意图；

图7示出了根据本申请的上述实施例的主动式深度相机沿第二方向剖开的示意图。

主要元件符号说明：1、主动式深度相机；10、主动摄像模组；11、主板；12、发射器；13、接收器；20、壳体组件；201、发射腔；202、接收腔；21、前壳；210、透光窗；211、发射窗口；212、接收窗口；22、后盖；23、限位板；230、镂空孔；231、U型缺口；24、隔光板；25、吸光材料；26、第一保护玻璃；27、第二保护玻璃。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

在本实用新型中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本实用新型的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“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者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

考虑到现有的TOF相机采用吸光罩虽然能够起到降低杂散光影响的效果，但是针对大广角的模组，该吸光罩的存在也会遮挡视场。此时，如果为了配合大视场角而对吸光罩的尺寸和形状进行调整，则吸光罩会因使用柔性材料而导致其失去密封装配的作用，降低了实际使用效果。鉴于此，本申请创造性地提出了一种主动式深度相机和电子设备，其能够在满足大广角模组的视场需求的同时，改变相机内部的光路路径，以降低杂散光的影响。

具体地，参考本申请的说明书附图之图1至图7，根据本申请的一实施例提供了一种主动式深度相机1，可以包括主动摄像模组10和壳体组件20。该主动摄像模组10包括主板11、可通电地连接该主板11的发射器12以及可通电地连接该主板11的接收器13。该壳体组件20具有容纳该发射器12的发射腔201和容纳该接收器13的接收腔202，其中该壳体组件20中与该接收腔202对应的腔壁具有镂空结构。可以理解的是，本申请所提及的主动摄像模组可以但不限于被实施为TOF模组或结构光模组。

值得注意的是：由于本申请的该主动式深度相机1中该接收腔202的腔壁具有镂空结构，使得杂散光在相机内部的反射路径得以改变，因此杂散光能够通过具有镂空结构的腔壁进入到壳体内部，不会再被反射回该接收器13中，有助于降低杂散光的影响。

更具体地，如图2、图3以及图5至图7所示，该发射器12和该接收器13在第一方向上排布于该壳体组件20，而该壳体组件20中与该接收腔202在第二方向上对应的腔壁具有镂空结构，其中该第二方向垂直于该第一方向，以便在降低杂散光影响的情况下，确保该接收器13能够被稳定地固装于该壳体组件20的该接收腔202内。可以理解的是，若以该主动摄像模组10的光轴方向为前后方向，则本申请的该第一方向可以为上下方向或垂直方向，而该第二方向可以为左右方向或水平方向。

可选地，如图6和图7所示，该接收器13在第一方向上的视场角V小于该接收器13在第二方向上的视场角H，也就是说，该接收器13的垂直视场角小于该接收器13的水平视场角，以在满足大部分应用场景对大视场需求的同时，通过在第二方向上设置镂空腔壁能够大幅地降低杂散光的影响，这是因为该接收器13更容易受到大视场方向上的杂散光影响。

示例性地，如图2和图3所示，该壳体组件20可以包括具有透光窗210的前壳21、盖设于该前壳21的后盖22以及位于该前壳21和该后盖22之间的一对限位板23；该主动摄像模组10被安装在该前壳21和该后盖22之间；两个该限位板23沿着该第二方向被间隔地布设于该前壳21，以在两个该限位板23之间形成该发射腔201和该接收腔202，使得该发射器12和该接收器13分别被限位地设置在两个该限位板23之间，即两个该限位板23从第二方向上限制该发射器12和该接收器13。

特别地，如图2和图4所示，每个该限位板23在对应于该接收器13的位置开设有镂空孔230，以作为该接收腔202的镂空腔壁，使得杂散光在通过该透光窗210进入该壳体组件20内后能够通过该限位板23上的该镂空孔230，不会再被反射至该接收器13中，从而降低了杂散光的影响。

可选地，如图5和图7所示，该限位板23自该前壳21一体地向后延伸；也就是说，该限位板23与该前壳21可以一体成型，以便简化制造和组装工序，确保通过该限位板23能够将该发射器12和该接收器13稳定地限位于该前壳21。可以理解的是，本申请所提及的向后延伸指的是自该前壳21朝向靠近该后盖22的方向延伸。

可选地，如图2和图4所示，该镂空孔230可以被实施为自该限位板23的前边缘向后凹陷的U型缺口231，该U型缺口231的开口朝向该透光窗210，使得从该透光窗210射入的杂散光直接进入该U型缺口231，防止该杂散光被该限位板23的前部反射而进入该接收器13。

例如，以TOF模组作为该主动摄像模组10为例：该主动摄像模组10的该发射器12和该接收器13分别被实施为激光发射器和激光接收器；该激光发射器用于发射激光至目标物体；该激光接收器用于接收经由该目标物体反射回的激光，以计算激光飞行时间而获得该目标物体的深度信息。这样，被反射回来且通过该透光窗210进入壳体内的激光中没有直接进入该激光接收器的光线，可能有三种路径，具体如图7所示：第一种光线L21先传播到该前壳21的前部，其在被该前壳21反射后能够穿过该镂空孔230先传播到该激光接收器的侧壁，再被该激光接收器反射到该前壳21的后部，不会再进入到该激光接收器；第二种光线L22先传播到该激光接收器的侧壁，其在被该激光接收器的侧壁反射后能够穿过该镂空孔230传播至该前壳21的后部，也不会再进入到该激光接收器；第三种光线L23则能够直接穿过该镂空孔230传播至该前壳21的后部，更不会被反射至该激光接收器，从而实现降低杂散光影响的目的。

值得注意的是，如图4至图6所示，本申请的该发射器12和该接收器13通常被间隔地布设于该主板11，而为了防止经由发射器12发出的光线直接通过该前壳21的结构表面散射进该接收器13，本申请的该壳体组件20可以进一步包括隔光板24，该隔光板24自一个该限位板23延伸至另一个该限位板23，并且该隔光板24位于该发射器12和该接收器13之间，以在该发射器12和该接收器13之间形成隔断。

可选地，如图4和图5所示，该隔光板24的两端一体地连接于两个该限位板23，并且该隔光板24位于邻近该透光窗210的位置，以使该发射腔201和该接收腔202在该前壳21的前部相互隔开，而该发射腔201和该接收腔202在该前壳21的后部保持连通，便于在形成隔断的同时，提高该发射器12和该接收器13之间的装配紧凑度，减少该壳体组件20的整体重量和体积。

可选地，如图5和图6所示，该隔光板24沿着该接收器13的侧壁弯曲地延伸，以在形成隔断的同时，从第一方向上对该接收器13进行限位，确保该接收器13被稳定地固装于该接收腔202。

值得注意的是，为了进一步降低杂散光的干扰，如图4所示，该壳体组件20可以进一步包括附着于该限位板23表面的吸光材料25，使得没有直接进入接收器13的光线在经过该前壳21反射后直接被该吸光材料25吸收，而不会进入到该接收器13中。

可选地，该吸光材料25也可以被附着于该隔光板24的表面；或者，还可以被附着于该前壳21和该接收器13的表面，本申请对此不再赘述。

此外，该后盖22可以但不限于通过螺钉连接等方式被可拆卸地安装于该前壳21，以通过拆卸该后盖22而打开该发射腔201和该接收腔202，便于拆装和维修该主动摄像模组10。

根据本申请的上述实施例，如图3和图6所示，该前壳21的该透光窗210可以具有与该发射腔201连通的发射窗口211和与该接收腔202连通的接收窗口212；该壳体组件20进一步包括被安装于该发射窗口211的第一保护玻璃26和被安装于该接收窗口212的第二保护玻璃27；使得经由该发射器12发射的光线先经由该发射窗口211穿过该第一保护玻璃26，再传播至目标物体；被反射回的光线先经由该接收窗口212穿过该第二保护玻璃27，再被该接收器13接收。

可选地，如图5和图6所示，该发射窗口211和该接收窗口212被间隔地开设于该前壳21，并且该隔光板24一体地连接于该前壳21上位于该发射窗口211和该接收窗口212之间的部位，以便更好地隔断该发射器12和该接收器13。可以理解的是，在本申请的其他示例中，该发射窗口211和该接收窗口212也可以在该前壳21上相互连通，此时只需要使用一整块保护玻璃就能够同时封堵该发射窗口211和该接收窗口212，有助于简化结构，提高组装效率。

值得一提的是，根据本申请的另一方面，本申请的一个实施例可以进一步提供一种电子设备，其可以包括上述主动式深度相机1和设备主体(图中未示出)，该主动式深度相机1被配置于该设备主体，以使该设备主体具有主动摄像的能力。可以理解的是，本申请的该设备主体可以但不限于被实施为诸如扫地机器人、监控设备、AR/VR、服务机器人以及人身核验等设备，只要配置有该主动式深度相机1即可，本申请对此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.主动式深度相机，其特征在于，包括：

主动摄像模组，所述主动摄像模组包括主板、可通电地连接所述主板的发射器以及可通电地连接所述主板的接收器；和

壳体组件，所述壳体组件具有容纳所述发射器的发射腔和容纳所述接收器的接收腔，其中所述壳体组件中与所述接收腔对应的腔壁具有镂空结构。

2.根据权利要求1所述的主动式深度相机，其特征在于，所述发射器和所述接收器在第一方向上排布于所述壳体组件，所述壳体组件中与所述接收腔在第二方向上对应的腔壁具有镂空结构，其中该第二方向垂直于该第一方向。

3.根据权利要求2所述的主动式深度相机，其特征在于，所述接收器在该第一方向上的视场角小于所述接收器在该第二方向上的视场角。

4.根据权利要求2或3所述的主动式深度相机，其特征在于，所述壳体组件包括具有透光窗的前壳、盖设于所述前壳的后盖以及位于所述前壳和所述后盖之间的一对限位板；所述主动摄像模组被安装在所述前壳和所述后盖之间，两个所述限位板沿着该第二方向被间隔地布置于所述前壳，以在两个所述限位板之间形成所述发射腔和所述接收腔，并且每个所述限位板在对应于所述接收器的位置开设有镂空孔。

5.根据权利要求4所述的主动式深度相机，其特征在于，所述限位板自所述前壳一体地向后延伸；所述镂空孔为自所述限位板的前边缘向后凹陷的U型缺口，所述U型缺口的开口朝向所述透光窗。

6.根据权利要求5所述的主动式深度相机，其特征在于，所述壳体组件进一步包括隔光板，所述隔光板自一个所述限位板延伸至另一个所述限位板，并且所述隔光板位于所述发射器和所述接收器之间，以在所述发射器和所述接收器之间形成隔断。

7.根据权利要求6所述的主动式深度相机，其特征在于，所述隔光板的两端一体地连接两个所述限位板，其中所述隔光板沿着所述接收器的侧壁弯曲地延伸，并且所述隔光板位于邻近所述透光窗的位置。

8.根据权利要求7所述的主动式深度相机，其特征在于，所述前壳的所述透光窗具有与所述发射腔连通的发射窗口和与所述接收腔连通的接收窗口；所述壳体组件进一步包括被安装于所述发射窗口的第一保护玻璃和被安装于所述接收窗口的第二保护玻璃；所述发射窗口和所述接收窗口被间隔地开设于所述前壳，并且所述隔光板一体地连接于所述前壳上位于所述发射窗口和所述接收窗口之间的部位。

9.根据权利要求4所述的主动式深度相机，其特征在于，所述壳体组件进一步包括附着于所述限位板的表面的吸光材料。

10.电子设备，其特征在于，包括：

设备主体；和

如权利要求1至9中任一所述的主动式深度相机，所述主动式深度相机被配置于所述设备主体。