TWI727343B - 影像擷取裝置 - Google Patents

Abstract

本發明一種影像擷取裝置，包括一電路基板、一影像擷取單元、一設於該電路基板的光源單元及一設置在光源單元上方的連接體，該影像擷取單元設有一第一、二鏡頭組係設置在該電路基板，該連接體具有一第一連接部，該第一連接部的一第一開放端抵接在該不可見光發光元件上或相鄰該不可見光發光元件的電路基板的上側，該第一、二開放端共同界定一第一光源通道，該不可見光發光元件位於該第一光源通道內；透過本發明此設計，使得有效達到防止影像漏光的效果。

Description

影像擷取裝置

本發明有關於一種影像擷取裝置，尤指一種可達到防止影像漏光的影像擷取裝置。

人臉識別(Face Recognition)是一種依據人的面部特徵，自動鑑別身份的一項新興生物識別技術。它廣泛地採用區域特徵分析演算法，融合電腦影像處理技術從視頻中提取人像特徵點，利用相關原理分析建立數學模型，進而實現人臉識別。

而習知一般人臉辨識裝置主要包含一鏡頭、一紅外線發光二極體元件(簡稱紅外線LED)、一相鄰該紅外線LED的LED指示燈和一罩蓋該鏡頭與紅外線LED及LED指示燈的蓋體組成，透過鏡頭接收一人臉上反射回來的紅外線LED發出的紅外線光源來獲取人臉影像來達到人臉辨識(或識別)的功能，但由於紅外線LED的亮度要求較高需使用高亮度的紅外光，導致紅外線LED的光線非常容易穿透到旁邊該鏡頭的一底座內，使鏡頭內會產生影像漏光的問題，進而造成人臉辨識的精準度降低或無法辨識的問題。另外，紅外線LED與LED指示燈從對應該蓋體處開設的一開孔外照射出該紅外線光源與LED指示燈光源時，一部分的光源會被打在該蓋體的內側上而產生折射光，此折射光會打在該鏡頭上面而產生影像折射問題，進而造成降低了人臉辨識(或識別)的精準度或無法達到辨識。

此外，由於該LED指示燈是設置在該紅外線LED的旁邊，且兩者之間的距離接近，會導致LED指示燈的發出光源與紅外線LED的發出光源彼此相互干擾現象產生，使得容易導致外觀觀感不佳的問題。

本發明之一目的在提供一種可達到防止影像漏光的影像擷取裝置。

本發明之另一目的在提供一種透過一連接體隔絕一不可見光發光元件的發出光源漏光，以有效達到提升人臉辨識效率及提升整體外觀觀感的效果的影像擷取裝置。

為達上述目的，本發明係提供一種影像擷取裝置包括一電路基板、一影像擷取單元、一光源單元及一連接體，該電路基板具有一上側與一下側，該影像擷取單元設有一第一鏡頭組與一第二鏡頭組，該第一、二鏡頭組分別設置在該電路基板的上側且電性連接，該光源單元設有一不可見光發光元件，該不可見光發光元件設於該電路基板的上側且電性連接，該連接體係對應設置在該光源單元的上方，該連接體具有一第一連接部，該第一連接部設有一第一開放端與一對應該第一開放端的第二開放端，該第一開放端抵接在該不可見光發光元件上或相鄰該不可見光發光元件的電路基板的上側，該第一、二開放端共同界定一第一光源通道，該不可見光發光元件位於該第一光源通道內；透過本發明此影像擷取裝置的設計，使得可達到防止影像漏光，且還有效達到優化整體外觀觀感的效果及提升人臉辨識效率。

1:影像擷取裝置

11:電路基板

111:上側

112:下側

12:影像擷取單元

121、122:第一、二鏡頭組

1211、1221:鏡頭

1213、1223:鏡頭底座

13:光源單元

131:不可見光發光元件

1311:底座

1312:透鏡

1313:出光面

133:指示發光元件

1331:出光面

14:連接體

141、142、143:第一、二、三連接部

1411、1412、1421、1422、1431、1432:第一、二、三、四、五、六開放端

145、146、147:第一、二、三光源通道

148:開孔

15:殼體

151、152、153、154:第一、二、三、四透孔

161、162:第一、二收音單元

1611、1621:第一、二麥克風

1612、1622:第一、二不透光軟性墊片

17:連接器

19:處理器

20:散熱單元

201:吸熱面

202:散熱面

21:散熱基座

22:導電墊片

第1圖為本發明之第一實施例之立體分解示意圖。

第2A圖為本發明之第一實施例之立體組合示意圖。

第2B圖為本發明之第一實施例之剖面示意圖。

第3A圖為本發明之連接體立體示意圖。

第3B圖為本發明之連接體剖面示意圖。

第4圖為本發明之第一實施例之方塊示意圖。

第5A圖為本發明之第二實施例之立體分解示意圖。

第5B圖為本發明之第二實施例之立體組合示意圖。

第5C圖為本發明之第二實施例之剖面示意圖。

第6圖為本發明之一替代實施例之立體分解示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明提供一種影像擷取裝置，請參閱第1圖為本發明之第一實施例之立體分解示意圖；第2A圖為本發明之第一實施例之立體組合示意圖；第2B圖為本發明之第一實施例之剖面示意圖；第3A圖為本發明之連接體立體示意圖；第3B圖為本發明之連接體剖面示意圖；第4圖為本發明之第一實施例之方塊示意圖。該影像擷取裝置1於本實施例是應用於一電子裝置(如智慧型行動裝置、平板等行動裝置，或是相機、電腦、筆記型電腦或門禁系統等裝置；圖中未示)上進行一待測物辨識(如人臉辨識)，本實施例之待測物辨識為人臉辨識說明，但並不侷限於此，於具體實施時，本發明之影像擷取裝置也可進行其他生物辨識(如虹膜辨識)。該影像擷取裝置1包括一電路基板11、一影像擷取單元12、一光源單元13及一連接體14，該電路基板11於本實施例表示為一印刷電路板(PCB；如一軟性印刷電路板或一硬性印刷電路板)，該電路基板11具有一上側111與一相對該上側 111的下側112，該影像擷取單元12設有一第一鏡頭組121與一第二鏡頭組122，該第一鏡頭組121於本實施例表示為一紅外線鏡頭，用以感測擷取從該待測目標上(如使用者的臉部)反射回來的一紅外線轉換成一紅外線影像，該第二鏡頭組122於本實施例表示為一CCD(Charge-coupled Device，感光耦合元件)鏡頭，用以擷取彩色影像(或攝錄彩色影像與彩色影片)，且該第一、二鏡頭組121、122分別設置在該電路基板11的上側111且電性連接，於具體實施時，第二鏡頭組122可為一互補式金氧半電晶體(Complementary Metal Oxide Semiconductor transistors，CMOS)鏡頭或一紅外線鏡頭。

該光源單元13設有一不可見光發光元件131與一指示發光元件133，該不可見光發光元件131於本實施例表示為一紅外線發光二極體(Infrared light-emitted-diode，IR LED)，用以作為補光光源，該指示發光元件133為一發光二極體(如紅光二極體或白光二極體或多顏色發光二極體)，該不可見光發光元件131與指示發光元件133分別設置在該電路基板11的上側111且電性連接，並位於該電路基板11的上側111的指示發光元件133係相鄰該不可見光發光元件131。並該不可見光發光元件131設有一底座1311及一設於該底座1311上的透鏡1312，該透鏡1312具有一投射不可見光源(如紅外線光源)的出光面1313。

該連接體14係對應設置在該光源單元13的上方，該連接體14於本實施例表示為一不透光軟性墊片，例如不透光軟性橡膠或其他不透光軟性材質(如不透光軟性塑膠)，但不侷限於此。於具體實施時，該連接體14也可為一不透光硬性墊片且還具有保護及遮蔽外觀的功效，例如不透光金屬或其他不透光硬性材質(如不透光硬性橡膠)。並該連接體14具有一第一連接部141、一第二連接部142、一第三連接部143及一開孔148，該第一、二、三連接部141、142、143設於對應該不 可見光發光元件131、第一、二鏡頭組121、122的連接體14位置上，其中該第一連接部141設有一第一開放端1411與一對應該第一開放端1411的第二開放端1412，於本實施例的第一開放端1411係從該連接體14上向外延伸抵接在該不可見光發光元件131的底座1311上，令該第一連接部141從該不可見光發光元件131的底座1311開始包圍至該不可見光發光元件131的頂部，並該第一、二開放端1411、1412共同界定一第一光源通道145，該不可見光發光元件131的透鏡1312位於該第一光源通道145內，且該透鏡1312的出光面1313係面對該第二開放端1412，當不可見光發光元件131投射紅外線光源時，於該第一光源通道145內的不可見光發光元件131的出光面1313投射出的紅外線會經該第二開放端1412向外照射在對應的待測物上(如使用者的臉部)。

該第二連接部142係相鄰該第一連接部141，且該第二連接部142設有一第三開放端1421與一第四開放端1422，該第三開放端1421從該連接體14上向外延伸抵接在該第一鏡頭組121的一鏡頭底座1213上，該第三開放端1421與對應該第四開放端1422共同界定一第二光源通道146，該第一鏡頭組121的一鏡頭1211位於該第二光源通道146內，且面對該第四開放端1422，使該待測物(即使用者的臉部)反射回來的紅外線會通過第四開放端1422進入該第二光源通道146內被該第一鏡頭組121接收。該第三連接部143係相鄰該第二連接部142，該第三連接部143設有一第五開放端1431與一對應該第五開放端1431的第六開放端1432，該第五開放端1431從該連接體14上向外延伸抵接在該第二鏡頭組122的一鏡頭底座1223上，該第五、六開放端1431、1432共同界定一第三光源通道147，該第二鏡頭組122的一鏡頭1221位於該第三光源通道147內，且面對該第六開放端1432，令該第二鏡頭組 122經該第六開放端1432用以擷取(或捕捉)彩色影像(如人臉的影像或外面周邊影像)。

在一實施例，該第一連接部141的第一開放端1411從該連接體14上向外延伸抵接在相鄰該底座的電路基板11的上側111，令該不可見光發光元件131整個(包含透鏡1312與底座1311)位於該第一光源通道145內，該第二連接部142的第三開放端1421從該連接體14上向外延伸抵接在相鄰該第一鏡頭組121的鏡頭底座1213的電路基板11的上側111，該第三連接部143的第五開放端1431從該連接體14上向外延伸抵接在相鄰該第二鏡頭組122的鏡頭底座1223的電路基板11的上側111，令該第一、二鏡頭組121、122整個分別位於該第二、三光源通道146、147內。在另一實施例，該連接體14的第二連接部142設在該第一鏡頭組121的鏡頭1211與其上的一鏡頭保護片(圖中未示)之間，該連接體14的第三連接部143設在該第二鏡頭組122的鏡頭1221與其上的一鏡頭保護片(圖中未示)之間。

在一替代實施例，可省略掉該第二、三連接部142、143，僅透過該第一連接部141將不可見光發光元件131單獨包圍隔絕，使該不可見光發光元件131發出的紅外線僅會順著該第一光源通道145向經第二開放端1412向外投射，而不會往相鄰兩旁(或周邊)的第一、二鏡頭組121、122與指示發光元件133方向投射，藉此可避免不可見光發光元件131發出的紅外線光源投射到該第一、二鏡頭組121、122與指示發光元件133上，來防止第一、二鏡頭組121、122內的鏡頭1211、1221受到漏光干擾，故使得有效達到防止影像漏光及提升人臉辨識效率。

前述連接體14的開孔148係開設在相鄰該第一連接部141的連接體14上，且該開孔148對應該指示發光元件133，令該指示發光元件133的一出光面1331投射的光源經開孔148向外投射出去，以供使用者得知指示訊息，例如使用者藉由該指 示燈(即指示發光元件133)的光源為發亮或熄滅來得知影像擷取裝置1的電源啟閉狀態，或是其他指示訊息(如指示燈的光源為不斷閃爍表示該第一鏡頭組121在運作狀態。所以透過本發明之連接體14的第一、二、三連接部141、142、143罩著對應的不可見光發光元件131與第一、二鏡頭組121、122，使該電路基板11上的不可見光發光元件131、第一、二鏡頭組121、122各自被獨立包圍隔絕(或隔開)，且各自位於對應的第一、二、三光源通道145、146、147內，讓該不可見光發光元件131發出的紅外線光源受到該第一連接部141的隔絕而不會往相鄰兩旁(或周邊)的第一、二鏡頭組121、122與指示發光元件133方向投射，以有效達到防止影像漏光的效果及有效隔絕不可發光元件與指示發光元件133之間的光線干擾，且該第一、二鏡頭組121、122透過該第二、三連接部142、143可隔絕(或遮蓋)該第一、二鏡頭組121、122的鏡頭1211、1221外圍外型(如呈花瓣)暴露，讓使用者不會直接看到鏡頭1211、1221外圍如呈花瓣的外觀，藉以有效達到可優化鏡頭1211、1221外圍之外觀及提升影像擷取裝置1整體外觀之觀感。

參閱第1、2B、3B、4圖，該影像擷取裝置1更包含一第一收音單元161、一第二收音單元162、一連接器17及一處理器19，該第一、二收音單元161、162及連接器17設置在該電路基板11的上側111且電性連接，可配合電子裝置上的運用。該第一收音單元161設有一第一麥克風1611與一第一不透光軟性墊片1612，該第一不透光軟性墊片1612包覆在該第一麥克風1611的外側，該第一麥克風1611的一音孔未被該第一不透光軟性墊片1612包覆，透過該第一不透光軟性墊片1612可保護其內的第一麥克風1611及遮蔽該第一麥克風1611的外觀。該第二收音單元162設有一第二麥克風1621與一第二不透光軟性墊片1622，該第二不透光軟性墊片1622包覆在該第二麥克風1621的外側，該第二麥克風1621的一音孔未被該第二不 透光軟性墊片1622包覆，透過該第二不透光軟性墊片1622可保護其內的第二麥克風1621及遮蔽該第二麥克風1621的外觀。於具體實施時，該第一、二不透光軟性墊片1612、1622可改替換為一不通光硬性墊片且還具有保護及遮蔽外觀的功效，例如不透光金屬或其他不透光硬性材質(如不透光硬性橡膠)。

該連接器17為一USB連接器、一C型USB連接器或一軟性排線連接器或無線收發器，用以連接該影像擷取裝置1至其他裝置上，在本實施例中係用來電性連接至電子裝置上的端口。該處理器19(如數位信號處理器(DSP)、影像處理器)係電性連接該電路基板11，於本實施例之處理器19是為該電子裝置內的處理器19(如數位信號處理器(DSP)、影像處理器)，該處理器19用以對接收的影像、訊號或其他資訊作處理，例如該處理器19根據接收該紅外線影像與一預設特徵資料庫(如預設人臉特徵資料庫)做影像辨識處理，或是該處理器19根據接收該第一、二麥克風1611、1621接收的訊號做訊號處理。在一實施例，該處理器19是設置在該電路基板11的上側111且電性連接，且位於該第一收音單元161與第二鏡頭組122之間。在另一實施例，該處理器19沒有設置在該電路基板11的上側111，改設計該處理器19透過一訊號線(如訊號軟排線)電性連接該電路基板11的上側111。

因此，透過本發明此影像擷取裝置1的設計，使得有效達到防止影像漏光及提升人臉辨識(或識別)效率及辨識準確度，且還有效達到提升影像擷取裝置1整體外觀之觀感的效果。

請參閱第5A圖為本發明之第二實施例之立體分解示意圖；第5B圖為本發明之第二實施例之立體組合示意圖；第5C圖為本發明之第二實施例之剖面示意圖；第6圖為本發明之一替代實施例之立體分解示意圖，並輔以參閱第4圖式。該本實施例的結構及連結關係及功效大致與前述第一實施例的結構及連結關係 及其功效相同，在此不重新贅述，其兩者差異在於：前述影像擷取裝置1更包含一殼體15，該殼體15設於該連接體14與該電路基板11之間，該殼體15為一金屬殼體，用來保護該電路基板11上的線路(圖中未示)、指示發光元件133、不可見光發光元件131、第一、二鏡頭組121、122、處理器19及第一收音單元161，且該殼體15對應罩覆該光源單元13、該影像擷取單元12及該第一收音單元161處開設有一透孔，前述透孔於本實施例表示為4個透孔，其中一第一透孔151對應連通該連接體14的開孔148及指示發光元件133，該連接體14的第一連接部141係插設對應的第二透孔152及該第二、三連接部142、143插設對應該第三透孔153，該第一收音單元161裸露於對應的第四透孔154內。所以透過該連接體14的第一、二、三連接部141、142、143將對應的不可見光發光元件131與第一、二鏡頭組121、122各自獨立包圍隔絕，以有效避免光源在殼體15內側上產生折射至鏡頭上產生影像折射的問題及該殼體15上有光源散射產生的問題。

在一實施例，該殼體15可為一塑膠材質構成的殼體15，且該殼體15與連接體14是可以一射出成型方式一體成型構成一具有連接體14的殼體15，令該連接體14為該殼體15本身的一部分。

在一替代實施例，如第6圖所示，該影像擷取裝置1更包含一散熱單元20、一散熱基座21及複數導電墊片22，該電路基板11的下側112貼設在該散熱單元20上，該散熱單元20於本替代實施例表示為一具高熱傳性且實心的金屬片，於具體實施時該散熱單元20可為一均溫板或一薄型熱管或一熱板。該散熱單元20具有一吸熱面201及一散熱面202，該吸熱面201與面對該電路基板11下側112接觸貼設，用以吸收該電路基板11上產生的熱量。該散熱基座21係與該電路基板11相接，該散熱單元20與該等導電墊片22位於該電路基板11與該散熱基座21之間，且 該散熱單元20的散熱面202與該散熱基座21的一上表面相貼設，使該散熱單元20的散熱面202將接收到的熱量傳導到該散熱基座21上快速向外散熱。

1:影像擷取裝置

11:電路基板

111:上側

112:下側

121、122:第一、二鏡頭組

1211、1221:鏡頭

1213、1223:鏡頭底座

131:不可見光發光元件

1311:底座

1312:透鏡

1313:出光面

133:指示發光元件

1331:出光面

14:連接體

141、142、143:第一、二、三連接部

148:開孔

161、162:第一、二收音單元

1611、1621:第一、二麥克風

1612、1622:第一、二不透光軟性墊片

17:連接器

Claims (17)

1. 一種影像擷取裝置，包括：一電路基板，具有一上側與一下側；一影像擷取單元，設有一第一鏡頭組與一第二鏡頭組，該第一、二鏡頭組分別設置在該電路基板的上側且電性連接；一光源單元，設有一不可見光發光元件，該不可見光發光元件設於該電路基板的上側且電性連接；及一連接體，係對應設置在該光源單元的上方，該連接體具有一第一連接部，該第一連接部設有一第一開放端與一對應該第一開放端的第二開放端，該第一開放端抵接在該不可見光發光元件上或相鄰該不可見光發光元件的電路基板的上側，該第一、二開放端共同界定一第一光源通道，該不可見光發光元件位於該第一光源通道內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該不可見光發光元件設有一底座及一設於該底座上的透鏡，該第一開放端從該連接體上向外延伸抵接在該底座上，該透鏡位於該第一光源通道內，且該透鏡的一出光面面對該第二開放端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該不可見光發光元件設有一底座及一設於該底座上的透鏡，該第一開放端從該連接體上向外延伸抵接在相鄰該底座的該電路基板之上側，該透鏡與該底座位於該第一光源通道內，且該透鏡的一出光面面對該第二開放端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該連接體設有一開孔，該開孔係開設在相鄰該第一連接部的該連接體上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像擷取裝置，其中該光源單元更包含一指示發光元件，該指示發光元件設於該電路基板的上側，且相鄰該不可見光發光元件，該指示發光元件的一出光面面對該開孔。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該連接體具有一第二連接部，該第二連接部設在對應該第一鏡頭組的該連接體上，且該第二連接部設有一第三開放端與一第四開放端，該第三開放端從該連接體上向外延伸抵接在該第一鏡頭組上，該第三開放端與對應該第四開放端共同界定一第二光源通道，該第一鏡頭組的一鏡頭位於該第二光源通道內，且面對該第四開放端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像擷取裝置，其中該連接體具有一第三連接部，該第三連接部設置在對應該第二鏡頭組的該連接體上，且該第三連接部設有一第五開放端與一對應該第五開放端的第六開放端，該第五開放端從該連接體上向外延伸抵接在該第二鏡頭組上，該第五、六開放端共同界定一第三光源通道，該第二鏡頭組的一鏡頭位於該第三光源通道內，且面對該第六開放端。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，更包含一殼體、一第一收音單元、一第二收音單元及一連接器，該第一、二收音單元及該連接器設置在該電路基板的該上側且電性連接，該殼體設於該連接體與該電路基板之間，且該殼體對應罩覆該光源單元、該影像擷取單元及該第一收音單元處開設有一透孔，該第一收音單元裸露於對應該殼體的其中一該透孔內，該第一、二、三連接部插設對應該殼體的其中另二該透孔。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，更包含一散熱單元，該電路基板的下側貼設在該散熱單元上，該散熱單元具有一吸熱面及一散熱面，該吸熱面與面對該電路基板的該下側接觸貼設。
10. 如申請專利範圍第9項所述之影像擷取裝置，更包含一散熱基座及複數導電墊片，該散熱基座與該電路基板相接，該散熱單元與該等導電墊片位於該電路基板與該散熱基座之間，且該散熱單元的散熱面與該散熱基座的一上表面相貼設。
11. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，更包含一處理器，該處理器係電性連接該電路基板。
12. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該電路基板為一軟性印刷電路板或一硬性印刷電路板，該連接體為一不透光軟性墊片或一不透光硬性墊片。
13. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取裝置，其中該第一鏡頭組為一紅外線鏡頭，該第二鏡頭組為一CCD鏡頭。
14. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取裝置，其中不可見光發光元件為一紅外線發光二極體，該指示發光元件為一發光二極體。
15. 如申請專利範圍第8項所述之影像擷取裝置，其中該第一收音單元設有一第一麥克風與一第一不透光軟性墊片，該第一不透光軟性墊片包覆在該第一麥克風的外側，該第一麥克風的一音孔未被該第一不透光軟性墊片包覆。
16. 如申請專利範圍第15項所述之影像擷取裝置，其中該第二收音單元設有一第二麥克風與一第二不透光軟性墊片，該第二不透光軟性墊片包覆 在該第二麥克風的外側，該第二麥克風的一音孔未被該第二不透光軟性墊片包覆。
17. 如申請專利範圍第8項所述之影像擷取裝置，其中該連接器為一USB連接器、一C型USB連接器或一軟性排線連接器或一無線收發器。

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