CN220061085U - 一种自动升降折射读取式电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动升降折射读取式电子设备，包括机体和设于所述机体的升降摄像模组；所述机体在上边缘的内部设有容纳空间，并在顶部设有与所述容纳空间相连通的升降口，所述升降摄像模组安装于所述容纳空间，所述机体的内部设有升降机构，所述升降机构与所述升降摄像模组传动连接，以带动所述升降摄像模组从所述升降口升起或收回；所述升降摄像模组包括升降主体和设于所述升降主体内部的棱镜和摄像头，所述升降主体的正面设有对应于所述棱镜进光面的光线入射口，所述摄像头对应于所述棱镜的成像出光面。该电子设备可以提高屏占比，造型美观、便于携带，极大的简化了驱动机构，从而降低了生产难度和制造成本。

Description

一种自动升降折射读取式电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及具有自动升降和折射读取功能的电子设备。

背景技术

随着AI智能的科技发展，具有智能图像识别功能的方案和设备也越来越多，有很多各式各样的教育设备，例如点读机、照片翻译机、智能手表、以及各种伴学设备。这些设备自身有拍照功能，通过摄像头拾取图案，对所看到的读本、文字、物品，进行实时识别，并对识别后的物体，进行翻译或者百科等。

例如带手指识别功能的平板设备，其能够通过手指点击读本上的题目或者英文单词或者文字进行对题目的解答、对英文的翻译、以及对文字的读取解释。

为实现这一功能，目前主要有两种方案：

如图1所示，第一种方案是在平板设备1的摄像头2的前端，增加一个与摄像头2倾斜角度在55°左右的反光镜3，使用时平板设备1放在桌面上，书本4的位置处于平板设备1的前端，此时书本的成像可以通过反光镜3的反射进入摄像头2，即摄像头2可以通过反光镜3的反射拍摄到平板设备1前端的书本4。

如图2所示，第二种方案是平板设备自带自动升降并可翻转一定角度的摄像头，通过电机传动机构驱动升降翻转摄像头模组5到一定高度并翻转到一定角度拍摄到平板设备1前侧的书本4。

当打开平板设备1的拾取功能时，平板设备1的处理器分析摄像头中的画面，当有手指出现并且手指所指的位置在书本4上时，平板设备1的处理器会截取到手指所指的画面，并且将画面上传到云端。云端的处理器，会分析画面中的文字，进行AI识别。

但是，上述两种方案均存在缺点：

第一种方案需要在平板设备1上增加一个凸出的反光镜3，该反光镜3可以设计成与平板设备1为一体的，也可以设计成用磁铁吸附的小零件。若为一体式结构，则平板设备1有凸出的造型，不利于携带，若为分体式结构，则依靠磁铁吸附的反光镜3为小零件，容易丢失，使用不方便。

第二种方案则需要在平板设备1上设计自动升降翻转的摄像头，利用电机传动机构推动升降翻转摄像头模组5上升并翻转摄像头，双传动机构结构复杂，生产制造难道高，电机传动设计成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动升降折射读取式电子设备，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的自动升降折射读取式电子设备，包括机体和设于所述机体的升降摄像模组；所述机体在上边缘的内部设有容纳空间，并在顶部设有与所述容纳空间相连通的升降口，所述升降摄像模组安装于所述容纳空间，所述机体的内部设有升降机构，所述升降机构与所述升降摄像模组传动连接，以带动所述升降摄像模组从所述升降口升起或收回；所述升降摄像模组包括升降主体和设于所述升降主体内部的棱镜和摄像头，所述升降主体的正面设有对应于所述棱镜进光面的光线入射口，所述摄像头对应于所述棱镜的成像出光面。

可选地，所述升降机构包括电机和丝杆机构；所述丝杆机构具有丝杆和螺母，所述电机与所述丝杆传动连接，所述螺母与所述升降摄像模组相连接。

可选地，所述丝杆机构设有与所述丝杆相平行的第一导向柱，所述螺母设有导向孔并通过所述导向孔与所述第一导向柱滑动配合。

可选地，所述升降摄像模组设有第二导向柱，所述螺母与所述第二导向柱滑动配合；所述第二导向柱套装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧位于所述升降主体与所述螺母之间。

可选地，所述螺母设有呈“U”形的开口槽，并通过所述开口槽与所述第二导向柱滑动配合，所述缓冲弹簧与所述螺母相对应的一端支撑于所述开口槽的边缘部位。

可选地，所述升降摄像模组的升降主体设有下延臂，所述第二导向柱安装于所述下延臂。

可选地，所述机体内部设有导轨，所述升降摄像模组与所述导轨沿升降方向滑动配合。

可选地，所述导轨和下延臂分别位于所述升降主体的两侧。

可选地，所述棱镜为四棱镜，所述四棱镜包括进光面、反射面、出光面、背面以及侧面，所述反射面与进光面之间的夹角为50°-70°。

可选地，所述摄像头的取景口贴合于所述棱镜的成像出光面。

本实用新型所提供的自动升降折射读取式电子设备，通过在机体顶部所设置的升降摄像模组读取桌面书本或人手操作等信息，由于升降摄像模组内部设有棱镜，利用棱镜的折射和反射原理即可获得所需的读取角度，因此，无需在机体正面设置摄像头，有助于提高屏占比，也无需使用反光镜，造型美观、便于携带，而且，其升降机构只执行升降动作，不需要执行翻转动作，极大的简化了驱动机构，从而降低了生产难度和制造成本。

附图说明

图1为通过平面反光镜获得读取角度的电子设备的结构示意图；

图2为通过升降翻转摄像头获得读取角度的电子设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种自动升降折射读取式电子设备的结构示意图；

图4为图3所示自动升降折射读取式电子设备的A-A剖视图；

图5为图4的局部放大图；

图6为升降摄像模组和升降机构在机体内部的安装示意图；

图7为图6中所示升降摄像模组和升降机构的结构示意图；

图8为螺母与丝杆、第一导向柱、第二导向柱以及缓冲弹簧相配合的局部结构示意图；

图9为图8中所示螺母的结构示意图。

图1、图2中：

1.平板设备2.摄像头3.反光镜4.书本5.升降翻转摄像头模组

图3至图9中：

10.机体20.升降摄像模组21.升降主体211.光线入射口212.盖板213.滑槽214.下延臂214.限位槽22.棱镜23.摄像头30.升降机构31.电机32.丝杆33.螺母331.导向孔332.螺纹孔333.外延部334.开口槽335.加强挡骨34.承载体341.矩形槽位35.第一导向柱36.第二导向柱37.缓冲弹簧40.导轨

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3、图4、图5，图3为本实用新型实施例所提供的一种自动升降折射读取式电子设备的结构示意图；图4为图3所示自动升降折射读取式电子设备的A-A剖视图；图5为图4的局部放大图。

如图所示，在一种具体实施例中，本实用新型所提供的折射读取式电子设备为平板设备，其机体10顶部设有用于读取的升降摄像模组20，因此正面可以不设计用于读取的摄像头，但不排除可以在正面设计用于视频交互的摄像头。

具体地，机体10在接近上边缘且大体位于中间的内部设有一处容纳空间，并在机体10的顶部设有与容纳空间相连通的升降口，升降摄像模组20和升降机构30安装在容纳空间中，相对于机体10，升降机构30能够驱动升降摄像模组20从升降口升起或收回。当升降摄像模组20向上升起时，其高出机体10顶部一定距离，当升降摄像模组20收回时，其顶部与机体10顶部相齐平。

升降摄像模组20主要由升降主体21和设于升降主体内部的棱镜22和摄像头23等组成，在本实施例中，升降摄像模组20的升降主体21内部具有两组并排设置的棱镜22和摄像头23。当然，在其他实施例中，也可以是其他数量，本发明对此不限定。

以其中一组棱镜22和摄像头23为例，其棱镜22为四棱镜，此四棱镜具有进光面a、反射面b、出光面c、背面d以及侧面e。由于进光面a是空气与镜体的分界面，因此，进光面a为第一折射面，同理，出光面c是镜体与空气的分界面，因此，出光面c为第二折射面，第一折射面与第二折射面互为90°，第二折射面与背面d互为90°，反射面b与第一折射面(即进光面a)之间的夹角为50°-70°，本实施例所选择的夹角为63°。

请一并参考图6、图7，图6为升降摄像模组和升降机构在机体内部的安装示意图；图7为图6中所示升降摄像模组和升降机构的结构示意图。

如图所示，升降摄像模组20的升降主体21大体呈扁平的矩形形状，其四条竖向边沿均倒圆角，升降主体21的正面设有对应于棱镜22进光面的光线入射口211，摄像头23沿光线的折射路径设于棱镜22的下方，摄像头23的取景口朝向棱镜22的底部，并贴合于棱镜22底部的出光面c，升降主体21的正面设有可以开启的盖板212，在打开盖板212后，可以露出升降主体21的内部空间，从而便于装入摄像头23。

机体10的内部在对应于升降主体21左侧的位置设有一道纵向的导轨40，升降摄像模组20与导轨40沿升降方向滑动配合，导轨40限定了升降摄像模组20的移动方向，升降摄像模组20能够沿导轨40上下滑动，从而向上升起或向内收回。

为了能够与导轨相配合，升降主体21在左侧边缘的背面设有相应的滑槽213，此滑槽213可以容纳导轨40，以尽可能的减小厚度，也就是说，升降主体21与导轨40的厚度并不是简单地进行叠加，升降主体21在与导轨40配合之后，两者在厚度方向上，依然仅为一个升降主体21的厚度，从而不会占用过多的空间，有助于将机体10的屏幕设计的更加轻薄。

升降机构30位于升降主体21的右侧，主要由电机31、丝杆32和螺母33等部件构成，电机31、丝杆32、螺母33安装在一承载体34上，承载体34的左侧设计有一处矩形槽位341，电机31、丝杆32和螺母33均位于此矩形槽位341中，以尽可能的减小升降机构与升降主体21的横向尺寸，且整个升降机构单独构成一个模块，便于安装和更换。

电机31的动力输出端可通过减速器与丝杆32传动连接，以带动丝杆32旋转，螺母33与丝杆32螺纹配合并与升降主体21相连接。由于丝杆32是原位旋转，螺母33的旋转自由度被限制，因此在螺纹配合的作用下，当丝杆32旋转时，螺母33可以上下移动，从而带动升降主体21一起上下移动。

丝杆机构设有与丝杆32相平行的第一导向柱35，螺母33设有导向孔331并通过导向孔331与第一导向柱35滑动配合，通过设置第一导向柱35，可以使螺母33更加稳定地上下移动，避免出现偏斜、卡滞等现象。

升降主体21在右侧设有下延臂214，并在下延臂214上安装有第二导向柱36，导轨40和第二导向柱36分别位于升降主体21的两侧，且导轨40的长度大于第二导向柱36的长度，导轨40、第一导向柱35、第二导向柱36和丝杆32四者之间相互平行，导轨40分布在升降主体21的左侧，第一导向柱35、第二导向柱36和丝杆32集中分布在升降主体21的右侧。

第二导向柱36套装有缓冲弹簧37，螺母33与第二导向柱36滑动配合，缓冲弹簧37位于升降主体21与螺母33之间，其一端抵接于升降主体21的底部，另一端抵接于螺母33。

当螺母33上下移动时，通过缓冲弹簧37将力传递至升降主体21，以带动升降主体21上下移动，换句话说，螺母33与升降主体21并非硬连接，而是通过缓冲弹簧37形成了弹性连接。当发生撞击或跌落等情况时，缓冲弹簧37可以到防震保护作用。

请继续参考图8、图9，图8为螺母与丝杆、第一导向柱、第二导向柱以及缓冲弹簧相配合的局部结构示意图；图9为图8中所示螺母的结构示意图。

如图所示，螺母33大体呈矩形块状结构，其上设有与丝杆32相配合的螺纹孔332，以及与第一导向柱35相配合的导向孔331，其一侧设有外延部333，此外延部333上具有呈“U”形的开口槽334，此开口槽334用于容纳第二导向36柱，螺母33通过开口槽334与第二导向柱36滑动配合，螺母33与第二导向柱36组装之后，缓冲弹簧37的下端抵接于开口槽334的边缘部位。

螺母33通过“U”形的开口槽334与第二导向柱36相配合，不仅便于组装，而且也便于拆卸，在进行组装时，待升降主体21、第二导向柱36和缓冲弹簧37安装到位之后，在安装升降机构时，升降机构的螺母33可直接扣接在第二导向柱36上，同理，当需要进行拆卸时，可直接将升降机构的螺母33与第二导向柱36分离，无需拆解下延臂214。

为了保证外延部的结构强度，在外延部333和螺母33的本体之间还设计有加强挡骨335。

上述升降摄像模组的工作原理如下：

当要启动摄像头升起工作时，利用升降机构驱动升降摄像头模组20上升，当升降摄像模组20升起一定高度时，利用升降摄像模组20内的摄像头23通过棱镜22获得合适的读取角度，以读取书本数据实现指读功能，即摄像头23处于工作状态。

当要将摄像头复位时，利用升降机构驱动升降摄像头模组20下降复位，使升降摄像模组20完全隐藏在机体10内部，即摄像头23处于非工作状态。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用其他形式的棱镜来进行取景，或者，螺母33通过圆孔与第二导向柱36滑动配合，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

该自动升降折射读取式电子设备可以去掉反光镜和正面的摄像头，并简化升降翻转摄像头及驱动机构，取消了驱动机构的翻转角度，利用升降摄像模组20内部的棱镜22实现取景成像，可简化结构，降低读取机构的复杂度和制造难度，提高屏占比，具有易于操作和携带方便等优点。

以上对本实用新型所提供的自动升降折射读取式电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，包括机体(10)和设于所述机体(10)的升降摄像模组(20)；所述机体(10)在上边缘的内部设有容纳空间，并在顶部设有与所述容纳空间相连通的升降口，所述升降摄像模组(20)安装于所述容纳空间，所述机体(10)的内部设有升降机构(30)，所述升降机构(30)与所述升降摄像模组(20)传动连接，以带动所述升降摄像模组(20)从所述升降口升起或收回；所述升降摄像模组(20)包括升降主体(21)和设于所述升降主体(21)内部的棱镜(22)和摄像头(23)，所述升降主体(21)的正面设有对应于所述棱镜(22)进光面的光线入射口(211)，所述摄像头(23)对应于所述棱镜(22)的成像出光面；所述升降机构(30)包括电机(31)和丝杆机构；所述丝杆机构具有丝杆(32)和螺母(33)，所述电机(31)与所述丝杆传动连接，所述螺母(33)与所述升降摄像模组(20)相连接。

2.根据权利要求1所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述丝杆机构设有与所述丝杆相平行的第一导向柱，所述螺母设有导向孔并通过所述导向孔与所述第一导向柱滑动配合。

3.根据权利要求2所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述升降摄像模组(20)设有第二导向柱(36)，所述螺母(33)与所述第二导向柱(36)滑动配合；所述第二导向柱(36)套装有缓冲弹簧(37)，所述缓冲弹簧(37)位于所述升降主体(21)与所述螺母(33)之间。

4.根据权利要求3所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述螺母(33)设有呈“U”形的开口槽(334)，并通过所述开口槽(334)与所述第二导向柱(36)滑动配合，所述缓冲弹簧(37)与所述螺母(33)相对应的一端支撑于所述开口槽(334)的边缘部位。

5.根据权利要求3所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述升降摄像模组(20)的升降主体(21)设有下延臂(214)，所述第二导向柱(36)安装于所述下延臂(214)。

6.根据权利要求5所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述下延臂(214)位于所述升降主体(21)的一侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述机体(10)内部设有导轨(40)，所述升降摄像模组(20)与所述导轨(40)沿升降方向滑动配合。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述棱镜(22)为四棱镜，所述四棱镜包括进光面(a)、反射面(b)、出光面(c)、背面(d)以及侧面(e)，所述反射面(b)与进光面(a)之间的夹角为50°-70°。

9.根据权利要求1所述的自动升降折射读取式电子设备，其特征在于，所述摄像头(23)的取景口贴合于所述棱镜(22)的成像出光面。