一种3D深度摄像头组件及带有该组件的装置的制作方法

本实用新型涉及3D摄像配件结构，尤其是一种3D深度摄像头组件及带有该组件的装置。

背景技术：

早期3D深度摄像头广泛应用在扫描仪、体感游戏机、安防监控、扫地机器人等行业。近几年，随着零售业和消费类电子的突飞猛进，3D深度摄像头开始应用在人脸识别领域，主要用于零售业的人脸支付和手机、平板类电子产品的人脸解锁，实际效果比指纹识别和密码识别更加安全、可靠、迅速。同时，3D深度摄像头开始应用在无人驾驶领域，包括无人汽车、无人机等。它在人们日常生活的各个领域逐渐渗透并得到迅速普及，给人们的日常生活带来更好的体验和极大的便利。

近年出现的3D深度摄像头，如苹果公司的iPhone X，仅设置在手机前置位置，主要用于面部解锁。3D深度摄像头共有3种方案，一种结构光方案，精度高、成本高、功耗低、尺寸小；另一种双目方案，精度低、成本低、功耗高、尺寸大；还有一种TOF(Time of flight光飞行时间)方案，精度低、成本低、功耗高、尺寸小。

目前市场上尚未出现在手机背面应用3D深度摄像头的产品，随着AR、MR技术的不断提升，手机后置摄像头将来对3D深感的应用需求会更大。结构光和TOF方案较为符合手机后置的应用条件，且结构也容易实现。但以上方案均需多个摄像头方可实现。从前的手机后置摄像头只有1个，后来部分手机为拓展功能增加到2个，但若引入3D深度摄像，镜头数量增加、镜头对应的地方需要开孔，若不进行隐蔽，则会极大影响手机外观造型、破坏整体美感。如今手机在前置摄像头上普遍采用在透明玻璃上涂红外油墨的遮蔽方式，此方法存在以下诸多问题，不适用于后置摄像头：

1、红外油墨遮蔽方法适用于小面积区域，用于可见光遮蔽，通常涂布在圆形小孔上，一般不超过前置摄像头开孔大小，面积过大会导致产品良率低、成本高；

2、红外油墨本身附着在玻璃上，容易脱落，油墨一侧需避免胶水或双面胶粘结，因为温度过高时胶水或双面胶、涂层均容易脱落；

3、透明玻璃或透明PMMA(Polymethyl methacrylate有机玻璃)上涂红外油墨，透光率一般在80％，损耗较多；

4、红外油墨涂布在透明玻璃或透明PMMA上，对玻璃或PMMA的形状有一定要求，一般为平面，如果涂布的区域为曲面，则油墨涂布容易出现涂层厚度不均匀以及降低产品良率的问题。

技术实现要素：

实用新型目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种3D深度摄像头组件及带有该组件的装置。

技术方案：本实用新型提供一种3D深度摄像头组件，包括盖板以及设置在盖板下用于投影红外光点阵的点阵激光发射器、用于捕捉经物体反射后红外点阵图案的红外接收模组和用于发出红外泛光以增强红外光点阵亮度的红外泛光源，所述盖板为透红外线的PMMA板。

为了满足正常拍摄需求，优选方案还包括彩色摄像头，透红外线的PMMA板上设有开孔将彩色摄像头露出，且彩色摄像头与点阵激光发射器和红外接收模组三者的光学中心在一条直线上，如此能够便于位置、深度信息的运算。

为了外形整体性、美观程度高，优选的，彩色摄像头、点阵激光发射器和红外接收模组三者的光学中心与红外泛光源的中心均在一条水平线上。

为了便于装配，优选方案还包括用于固定红外泛光源、点阵激光发射器和红外接收模组位置的钣金钢片，所述钣金钢片上设有用于装配的螺孔。

优选的，透红外线的PMMA板表面真空镀有一层增透膜，使得透光率可达95％以上。

为了获得最佳视觉效果，优选的，透红外线的PMMA板为黑色材料。

本实用新型还提供一种带有3D深度摄像头组件的装置，包括上述任一项3D深度摄像头组件。

装配时，优选的，透红外线的PMMA板为横条片状，通过双面胶或者点胶与带有3D深度摄像头组件的装置内其他部件连接。

为了满足拍摄需求，优选方案还包括闪光灯，透红外线的PMMA板上设有开孔将闪光灯露出。

为了满足更多应用场景和更丰富的应用方式，带有3D深度摄像头组件的装置为手机、平板电脑、手持POS机或桌面POS机；当带有3D深度摄像头组件的装置为手机时，3D深度摄像头组件设置在手机的背面。

有益效果：本实用新型通过定制一套3D深度摄像头组件，将3D深度摄像头嵌入在相应装置中，放置在手机背部时，用于采集现实的图像及深度数据，还可借助手机屏幕实现用户与虚拟及现实的交互，还可以放在平板电脑、手持POS机或桌面POS机上用于人脸识别支付等。本实用新型选用透红外线的PMMA材料及相应结构，将3D深度摄像头上的镜头隐藏起来，确保手机背侧只露出彩色摄像头、闪光灯等部件，外观协调，既不影响手机整体美观，又能满足整体性能要求，提高了用户体验。即使将来需要在手机背壳上大面积运用，透红外线的PMMA材料也能够满足各种形状或曲面要求，不易产生厚度、颜色不均等问题，性能可靠、不脱色、表面附着力高、便于粘贴，且耐高温，透光率高达90％以上。

附图说明

图1是3D深度摄像头组件的结构示意图；

图2是带有3D深度摄像头组件的手机的内部结构图；

图3是带有3D深度摄像头组件的手机的背部结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。

如图1所示，一种3D深度摄像头组件10，采用结构光方案，包括盖板14(图中未示出盖板14)以及设置在盖板14下的点阵激光发射器4、红外接收模组1和红外泛光源3以及用于固定红外泛光源3、点阵激光发射器4和红外接收模组1位置的钣金钢片2，钣金钢片2有上下两件，上面设有用于装配的螺孔，即右侧固定孔5和左侧固定孔6。

点阵激光发射器4用于投影红外光点阵，即投影出3万颗红外光点，每个红外光点均有XYZ三维坐标。

红外接收模组1用于捕捉经物体反射后红外点阵图案，即捕捉到每颗光点，并采集每颗光点的坐标信息，从而获得位置及深度信息。

红外泛光源3用于发出不可见的红外泛光以增强红外光点阵中每颗光点的亮度，即用于红外补光，便于红外接收模组1能清晰的捕捉每一颗光点，并准确的计算出相应的深度信息，即使在黑暗中也能准确捕捉识别。

盖板14为透红外线的PMMA板，透红外线的PMMA板为黑色材料，表面真空镀有一层增透膜。

该组件为了满足丰富的拍摄需求，还可设置彩色摄像头9和闪光灯8，透红外线的PMMA板上设有彩色相机开孔13将彩色摄像头9露出、闪光灯8开孔12将闪光灯8露出。为了便于多个镜头之间捕捉图像及运算处理，彩色摄像头9、点阵激光发射器4和红外接收模组1三者的光学中心在一条水平线上，为了美观，红外泛光源3的中心与这三者也可设置在同一直线上，他们对应的软排线及接口均布置在下侧，设置在同一水平线上一是为了配合手机7的主板11，更加靠近主板11位置，便于连接布局；二是迎合市面上很多手机7的背面设计，即背面顶部设有一整条分隔区域，既美观大方，整体性强，也适应了手机7天线的布局安排。

如图2、3所示，带有上述3D深度摄像头组件10的手机7，本实施例中，该组件设置在手机7背面，将3D深度摄像头内嵌至手机7背部，通过螺丝将钣金钢片2的右侧固定孔5和左侧固定孔6固定在手机7后壳或者前壳上，将3D深度摄像头的光学中心与彩色摄像头9的光学中心布置在同一水平线上。点阵激光发射器4与红外接收模组1的接口均与主板11电性连接，用于供电及数据传输，红外泛光源3也可与主板11连接，红外接收模组1将捕捉到的经物体反射后的红外点阵图案传输至主板11，主板11对红外点阵的坐标信息进行处理得到被摄物体位置及深度信息。

3D深度摄像头组件10中的点阵激光发射器4和红外泛光源3发出的红外光波长均为940nm，是一种不可见光，而本实施例中黑色透红外线的PMMA板材料可以透过940nm红外光、遮住可见光。在该材料表面真空镀一层增透膜，可以确保红外光的透光率在95％以上。采用该特殊材料，只需要在手机7背部闪光灯8和后置彩色摄像头9的地方开孔，红外泛光源3、点阵激光发射器4和红外接收模组1等可以被完全遮住。针对手机7造型需求，本实施例中采用最简单的横条片状，通过双面胶或者点胶的方式固定在手机7背部，这样可以确保3D深度摄像头的光点发出和接收均不受影响，且背侧只有两个开孔，不影响美观，该方法兼顾了功能和美观，增强了用户体验，提高了手机7价值。

实施例2

本实施例与实施例1方案基本相同，不同之处在于，本实施例中将彩色摄像头9、点阵激光发射器4和红外接收模组1三者的光学中心设置在一条竖直直线上。其次，为了美观，红外泛光源3的中心也设置在这条竖直线上。为了便于多个镜头之间捕捉图像及运算处理，三者应设置在一条直线上，若竖直设置则需调整算法参数，但也能够满足运算需求。本实施例中为了配合手机7独特的外形设计便作了相应调整。

实施例3

本实施例与实施例1方案基本相同，不同之处在于，本实施例中的盖板14不采用横条片状，而是将透红外线的PMMA板直接作为手机7背壳，面积较大，具体形状由手机7形状确定。透红外线的PMMA材料能够满足手机7背壳各种形状或曲面要求，不易产生厚度、颜色不均等问题，性能可靠、不脱色、表面附着力高、便于粘贴，且耐高温。

实施例4

本实施例与实施例1方案基本相同，不同之处在于，本实施例中的3D深度摄像头组件10不是应用在手机7上，而是应用在平板电脑上，装配方式与安装在手机7上的方式类似。

实施例5

本实施例与实施例1方案基本相同，不同之处在于，本实施例中的3D深度摄像头组件10不是应用在手机7上，而是应用在手持POS机上，装配方式与安装在手机7上的方式类似。

实施例6

本实施例与实施例1方案基本相同，不同之处在于，本实施例中的3D深度摄像头组件10不是应用在手机7上，而是应用在桌面POS机上，装配方式与安装在手机7上的方式类似，且桌面POS机上安装的3D深度摄像头组件10设有角度调节机构，能够调节摄像头的拍摄角度范围，在桌面POS机机身不移动的情况下方便对准被拍摄者。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。