光发射模组、深度相机及电子产品的制作方法

文档序号:31727920发布日期:2022-10-05 01:06阅读:61来源:国知局
光发射模组、深度相机及电子产品的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉技术领域,尤其涉及一种光发射模组、深度相机及电子产品。


背景技术:

2.随着科技的进步和发展,电子产品(例如手机、相机、扫地机等)备受消费者青睐。以扫地机为例,相关技术中,扫地机的避障原理是通过电子产品上的光学模组的光发射器发出光源,当光源遇到障碍物时会发生反射,再通过扫地机上的接收模组接收反射光,进而计算障碍物与扫地机的距离,实现扫地机的避障功能。然而,相关技术中的扫地机发出的光源为水平光,也即扫地机发出的光源只能覆盖水平方向,导致扫地机的检测盲区大,当障碍物的高度低于扫地机发出的光源的高度时,扫地机无法成功避障。


技术实现要素:

3.本实用新型实施例公开了一种光发射模组、深度相机及电子产品,能够实现光发射模组视场角大和盲区小的设计要求。
4.为了实现上述目的,第一方面,本实用新型公开了一种光发射模组,所述光发射模组包括
5.第一发射模块,所述第一发射模块包括第一光源和扩散器,所述扩散器用于将所述第一光源发出的光线扩散形成面光,所述面光在竖直方向上的视场角大小为40
°
~90
°
;以及
6.第二发射模块,所述第二发射模块与所述第一发射模块沿竖直方向上相邻设置,沿所述竖直方向上,所述第二发射模块位于所述第一发射模块上方,所述第二发射模块包括第二光源和衍射光学元件,所述衍射光学元件用于将所述第二光源发出的光线形成点阵光,所述点阵光在竖直方向上的视场角大小为15
°
~25
°
,所述面光和所述点阵光均用于深度计算。
7.由于第一发射模块的第一光源发出的光经过扩散器扩散后形成的面光,也即,第一发射模块可发出面光,该面光可用于检测近景的物体,第二发射模块的第二光源发出的光经过衍射光学元件后形成点阵光,也即,第二发射模块可发出点阵光,该点阵光可用于检测远景的物体。因此,本实用新型通过控制面光在竖直方向上的视场角为40
°
~90
°
,这样,光学发射模组的视场角大,能够减小近景的检测盲区。也即是说,第一发射模块发出的面光在竖直方向上的视场角较大,有利于检测近景内高度较低的物体,进而较小检测盲区。同时,通过控制点阵光在竖直方向上的视场角为15
°
~25
°
,有利于检测远景中较高的物体。换言之,当光发射模组应用于电子产品时,由于第二发射模块发出的点阵光的视场角较大,点阵光能够检测到远景中较高的物体,有利于电子产品对周围环境进行建模,进而规划最佳的行进路线。此外,将第一发射模块与第二发射模块沿竖直方向上相邻设置,有利于实现第一发射模块与第二发射模块在水平方向上的检测区域一致的目的。也即,通过点阵光检测
周围环境的大致情况,面光再根据点阵光检测过的区域进行更加精细的检测,进而提高光发射模组的检测效果。其次,第一发射模块设置在第二发射模块的下方,能够降低面光的高度,使得第一发射模块发出的面光能够检测到高度更小的物体,有利于减小近景的检测盲区。也即是说,采用本实用新型提供的光发射模组,能够实现光发射模组视场角大和盲区小的设计要求。
8.可见,采用本技术提供的光发射模组,不仅能够实现对近景和远景物体的检测,还能够实现光发射模组视场角大和盲区小的设计要求。
9.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述光发射模组还包括控制器,所述控制器与所述第一光源和所述第二光源电连接,所述控制器用于控制所述第一光源和所述第二光源分时发出光源。
10.控制器可以用于驱动第一光源与第二光源发出光线。也即是说,控制器可以控制第一光源发出光线,光线经扩散器扩散后形成面光,使得第一发射模块能够发出面光,进而实现对近景的物体的检测。控制器还可以控制第二光源发出光线,光线经衍射光学元件后形成点阵光,使得第二发射模块能够发出点阵光,进而实现对远景的物体的检测。此外,控制器还可控制第一光源和第二光源分时发出光源,以实现光发射模组对近景和远近的物体进行分时检测,防止同时发出面光和点阵光使得面光和点阵光相互干扰,进而影响检测效果。
11.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述面光和所述点阵光在水平方向上的视场角均为110
°
~130
°

12.通过控制第一发射模块发出的面光和第二发射模块发出的点阵光在水平方向上的视场角大小,可以实现控制第一发射模块和第二发射模块在水平方向上的检测范围的大小。可以理解的是,水平方向的检测范围越大检测效果越好,但是,水平方向的检测范围越大,对设置于第一发射模块的扩散器和设置于第二发射模块的衍射光学元件的要求越高,且当光发射模组应用于电子产品时,由于电子产品可以往复活动进行检测,因而光发射模组无需具备太大的水平方向视场角,如果光源发射器发出的光源采用较大的水平视场角会造成不必要的浪费。因此,当第一发射模块发出的面光和第二发射模块发出的点阵光在水平方向上的视场角满足上述范围时,光发射模组的水平视场角合适,既能够保证光发射模组在水平方向上的检测范围,又能降低制备设置于第一发射模块的扩散器和设置于第二发射模块的衍射光学元件的制备难度以及避免造成不必要的浪费。
13.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,沿所述第一光源的出光方向,所述第一发射模块的检测距离为0.15m~3m;
14.沿所述第二光源的出光方向,所述第二发射模块的检测距离为 0.3m~10m。
15.由于,第一发射模块与第二发射模块的检测距离与面光和点阵光在竖直方向上的视场角大小以及面光与点阵光的光源强度有关,即,光源在竖直方向上的视场角越大或光源的强度越大,光源的检测距离越大。因此,在面光和点阵光在竖直方向上的视场角大小满足前述要求的情况下,将第一发射模块的检测距离和第二发射模块的检测距离控制在前述范围内,有利于在保证光发射模组能够覆盖较大的检测范围的同时,尽可能降低对面光和点阵光的光源强度的要求,进而降低制备设置于第一发射模块的扩散器和设置于第二发射模块的衍射光学元件的难度以及避免造成不必要的资源浪费。
16.第二方面,本实用新型公开了一种深度相机,所述深度相机包括光接收模组以及如第一方面所述的光发射模组,所述光接收模组设置于所述光发射模组的一侧,所述光接收模组用于接收所述面光和所述点阵光。
17.具有第一方面所述的光发射模组的深度相机,不仅能够实现对近景和远景物体的检测与拍摄,还能够实现深度相机视场角大和盲区小的设计要求。
18.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述光接收模组包括广角图像传感器,所述广角图像传感器用于接收所述光接收模组接收的光线以计算被检测物体与所述深度相机的距离。
19.广角图像传感器与光接收模组电连接,可以将光接收模组接收到的光信息转化为电信号,再通过对电信号进行处理获得被检测物与深度相机之间的距离。
20.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述深度相机还包括rgb摄像头,所述rgb摄像头与所述光发射模组相邻设置。
21.在深度相机设置rgb摄像头可以提高深度相机对被检测物的识别度,有利于提高深度相机的使用性能。举例来说,当该深度相机应用于扫地机时,深度相机能够反应出被检测物为何物,有利于扫地机判断是否对被检测物进行清理打扫,避免扫地机做出错误的判断。如当扫地机检测到地上有如粪便等粘稠物时可以避开清理该被检测物,避免地板越清理越脏的问题。此外,深度相机设置rgb摄像头有利于实现更多智能化应用场景,如应用于动态追踪、室内实时建模、监控摄像头等。
22.第三方面,本实用新型公开了一种电子产品,所述电子产品包括壳体以及如第二方面所述的深度相机,所述深度相机设置于所述壳体。
23.具有第二方面所述的深度相机的电子产品,不仅能够实现对近景和远景物体的检测,还能够实现电子产品视场角大和盲区小的设计要求。
24.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述电子产品包括扫地机,所述扫地机的深度相机设置于所述扫地机的检测方向的正前方。
25.随着科学技术的发展以及人们生活水平的不断提高,扫地机在人们的生活中随处可见。当将前述深度相机应用于扫地机等电子产品中时,能够进一步提高扫地机等电子产品的使用性能,有利于提高用户的使用体验。此外,将扫地机的深度相机设置于扫地机的检测方向的正前方,这样扫地机的检测效果更好。
26.作为一种可选的实施方式,在本实用新型的实施例中,所述扫地机包括寻边传感器,所述寻边传感器用于测量所述扫地机与墙面的距离。
27.寻边传感器可用于检测扫地机与墙面的距离,使得扫地机在沿着墙面进行往复检测时,能够通过检测扫地机与墙面的距离判断扫地机是否有遗漏对部分区域进行清扫。
28.与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
29.本实用新型提供了一种光发射模组、深度相机及电子产品,该光发射模组包括第一发射模块和第二发射模块。第一发射模块的第一光源发出的光经过扩散器的扩散后形成面光,也即,第一发射模块可发出面光,该面光可用于检测近景的物体,本实用新型通过控制面光在竖直方向上的视场角为 40
°
~90
°
,这样,光学发射模组的视场角大,能够减小近景的检测盲区。也即是说,第一发射模块发出的面光在竖直方向上的视场角较大,有利于检测近景内高度较低的物体,进而较小检测盲区。第二发射模块的第二光源发出的光经过衍
射光学元件后形成点阵光,也即,第二发射模块可发出点阵光,该点阵光用于检测远景的物体,通过控制点阵光在竖直方向上的视场角为 15
°
~25
°
,有利于检测远景中较高的物体。换言之,当光学模组应用于电子产品时,由于第二发射模块发出的点阵光的视场角较大,点阵光能够检测到远景中较高的物体,有利于电子产品对周围环境进行建模,进而规划最佳的行进路线。此外,将第一发射模块与第二发射模块沿竖直方向上相邻设置,有利于实现第一发射模块与第二发射模块在水平方向上的检测区域一致的目的。也即,通过点阵光检测周围环境的大致情况,面光再根据点阵光检测过的区域进行更加精细的检测,进而提高光发射模组的检测效果。其次,第一发射模块设置在第二发射模块的下方,能够降低面光的高度,使得第一发射模块发出的面光能够检测到高度更小的物体,有利于减小近景的检测盲区。也即是说,采用本实用新型提供的光发射模组,能够实现光发射模组视场角大和盲区小的设计要求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本实用新型实施例公开的光发射模组的正视图;
32.图2是本实用新型实施例公开的光发射模组的侧视图;
33.图3是本实用新型实施例公开的光发射模组的工作原理图;
34.图4是本实用新型实施例公开的深度相机的结构示意图;
35.图5是本实用新型实施例公开的深度相机(增加广角图像传感器)的结构示意图;
36.图6是本实用新型实施例公开的深度相机(增加rgb摄像头)的结构示意图;
37.图7是本实用新型实施例公开的电子产品的结构示意图;
38.图8是本实用新型实施例公开的机器人的结构示意图;
39.图9是本实用新型实施例公开的扫地机的结构示意图;
40.图10是图9中的a区域放大图;
41.图11是本实用新型实施例公开的扫地机的工作原理图。
42.图标:10、光发射模组;11、第一发射模块;111、第一光源;112、扩散器;12、第二发射模块;121、第二光源;122、衍射光学元件;13、控制器; 20、光接收模组;21、光接收器;22、广角图像传感器;30、rgb摄像头; 100、深度相机;200、壳体;300、寻边传感器;400、墙面;500、被检测物; 1000、电子产品;1001、机器人;1002、扫地机。
具体实施方式
43.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
44.在本实用新型中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
45.并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
46.此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,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。
47.此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
48.下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
49.请参阅图1和图2,本技术第一方面公开了一种光发射模组10,该光发射模组10可应用于深度相机中,从而实现深度计算以及成像。具体地,该光发射模组10包括第一发射模块11和第二发射模块12。其中,第一发射模块 11包括第一光源111扩散器112,扩散器112用于将第一光源111发出的光线扩散形成面光,该面光在竖直方向z上的视场角大小θ
h1
为40
°
~90
°
。竖直方向即垂直于地面的方向,也即,当该光发射模组10应用于电子设备时,如用于扫地机时,水平方向为扫地机清扫的地面所在的平面,垂直方向则为垂直于扫地机清扫的地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块11背离地面的一侧。举例来说,当扫地机清扫的地面为水平地面时,垂直方向为垂直于水平地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块11背离水平地面的一侧;当扫地机清扫的地面为具有坡度的地面时,垂直方向为垂直于该具有坡度的地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块11背离该具有坡度的地面的一侧。第二发射模块12包括第二光源121和衍射光学元件 122,衍射光学元件122用于将第二光源121发出的光线源形成点阵光,点阵光在竖直方向上的视场角大小θ
h2
为3
°
~40
°
。面光和点阵光均用于深度计算。
50.可以理解的是,上述的第一发射模块11和第二发射模块12的作用是发射探测光。本实施例提供的第一光源111发出的光源经扩散器112后可以形成面光,进而实现第一发射模块11发出面光的设计目的,第二光源121发出的光源经衍射光学元件122后可以形成点阵光,进而实现第二发射模块12 发出点阵光的设计目的。此外,本实施例提供还通过对扩散器112和衍射光学元件122的设计实现扩大光源发射器发出的光源在竖直方向和水平方向上的视场角大小的设计要求。
51.本实施例提供的第一发射模块11发出的面光可用于检测近景的物体,采用面光检测近景的物体是因为面光的检测效果好,能够更加全面的还原被检测物,且面光能够检测到较为细小的物体,如电线、针线等物体。同时,本实施例通过控制面光在竖直方向上的视场角为40
°
~90
°
,例如,面光在竖直方向上的视场角可为40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
或90
°
等。这样,光发射模组10的视场角大,能够减小近景的检测盲区。也即是说,第一发射模块11 发出的面光在竖直方向上的视场角较大,有利于检测近景内高度较低的物体,进而较小检测盲
区。本实施例优选面光在竖直方向上的视场角为40
°
~50
°
,当面光在竖直方向上的视场角满足前述要求时,面光的检测效果更佳。然而,面光的检测效果虽好,但是面光的成像距离较小,也即面光的焦距较小,无法实现对远景物体的检测。而点阵光的检测效果较面光差,其可能无法检测到电线、针线等物体,但是点阵光能够实现对远景物体的检测。因此,本实施例采用第二发射模块12发出的点阵光用于检测远景的物体。同时,本实施例通过控制点阵光在竖直方向上的视场角为5
°
~30
°
,例如,点阵光在竖直方向上的视场角可为5
°
、10
°
、15
°
、20
°
、25
°
或30
°
等,有利于检测远景中较高的物体。换言之,当光发射模组10应用于电子产品时,由于第二发射模块12发出的点阵光的视场角较大,点阵光能够检测到远景中较高的物体,有利于电子产品对周围环境进行建模,进而规划出电子产品的最佳行进路线。本实施例优选点阵光在竖直方向上的视场角为15
°
~25
°
,因为同一个激光器发射出的面光和点阵光投射在物体表面上的能量是不一样的,点阵光投射在物体表面上的能量较面光投射在物体表面上的能量大,且点阵光的视场角越小,点阵光的的能量越密集,点阵光投射在物体上的能量就越大,这样点阵光的检测距离就越远。将点阵光的视场角控制在15
°
~25
°
的范围内,此时点阵光单点能量密度高,可以投射的距离越远,点阵光的检测距离更远。也即是说,当点阵光在竖直方向上的视场角满足前述范围时,不仅能够保证点阵光有足够的视场角大小,还能保证点阵光的检测距离。
52.具体地,第一发射模块11和第二发射模块12是分时驱动的,也即,第一发射模块11和第二发射模块12不会同时发出面光和点阵光,而是面光与点阵光分时发出。如果第一发射模块11和第二发射模块12同时发出面光和点阵光,则面光和点阵光会发生重叠,进而影响面光和点阵光的检测效果。
53.也即是说,本实施例提供的光发射模组10是通过第二发射模块12发出的点阵光对远景的物体进行检测,进而实现对周围环境的建模并规划行进路线,随后再通过第一发射模块11发出的面光对近景物体进行检测和排查,提高光发射模组10的检测精度。采用本实施例提供的光发射模组10,不仅能够实现对近景和远景物体的检测,还能够实现光发射模组10视场角大和盲区小的设计要求。
54.具体地,面光和点阵光在水平方向上的视场角均为110
°
~130
°
,即第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在水平方向上的视场角均为110
°
~130
°
。例如,第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12 发出的点阵光在水平方向上的视场角可为110
°
、115
°
、120
°
、125
°
或130
°
等。通过控制第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在水平方向上的视场角大小,可以实现控制第一发射模块11和第二发射模块12 在水平方向上的检测范围的大小。可以理解的是,水平方向的检测范围越大检测效果越好,但是,水平方向的检测范围越大,对设置于第一发射模块11 内的扩散器112和设置于第二发射模块12内的衍射光学元件122的要求越高,且当光发射模组10应用于电子产品时,由于电子产品可以往复活动进行检测,因而光发射模组10无需具备太大的水平方向视场角,如果光源发射器发出的光源采用较大的水平视场角会造成不必要的浪费。因此,当第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在水平方向上的视场角大小满足上述范围时,光发射模组10的水平视场角合适,既能够保证光发射模组10在水平方向上的检测范围,又能降低制备光源发射器内的扩散器112 和衍射光学元件122的难度以及避免造成不必要的浪费。
55.一些实施例中,第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在水平方向上的视场角大小相等。这样有利于实现面光与点阵光在水平方向上的检测区域一致的目的。
56.进一步地,沿第一光源111的出光方向,第一发射模块11的检测距离为 0.15m~3m。检测距离是指第一发射模块11发出的面光能够检测的物体中,物体与第一发射模块11的距离。例如,第一发射模块11发出的面光能够检测到距离第一发射模块0.15m、0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m或3m远的物体。
57.由于第一发射模块11的检测距离与第一发射模块11发出的面光在竖直方向上的视场角大小以及面光的光源强度有关,即,面光在竖直方向上的视场角越大或面光的光源强度越大,面光的检测距离越远因此,在面光在竖直方向上的视场角大小满足前述要求的情况下,将第一发射模块11的检测距离控制在前述范围内,有利于在保证第一发射模块11能够覆盖较大的检测范围的同时,尽可能降低对面光的光源强度的要求,进而降低制备用于第一发射模块11的扩散器112的难度以及避免造成不必要的资源浪费。
58.进一步地,沿第二光源121的出光方向,第二发射模块12的检测距离为 0.3m~10m。检测距离是指第二发射模块12发出的点阵光能够检测的物体中,物体与第二发射模块12的距离。例如,第二发射模块12发出的点阵光能够检测到距离第二发射模块0.3m、1m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m 或10m远的物体。
59.由于第二发射模块12的检测距离与第二发射模块12发出的点阵光在竖直方向上的视场角大小以及点阵光的光源强度有关,即,点阵光在竖直方向上的视场角越大或点阵光的光源强度越大,点阵光的检测距离越远。在点阵光在竖直方向上的视场角大小满足前述要求的情况下,将第二发射模块12 的检测距离控制在前述范围内,有利于在保证第二发射模块12能够覆盖较大的检测范围的同时,尽可能降低对点阵光的光源强度的要求,进而降低制备用于第二发射模块12的衍射光学元件122的难度以及避免造成不必要的资源浪费。
60.也即是说,当第一发射模块11和第二发射模块12的检测距离满足上述要求时,既能保证光发射模组10对近景和远景的检测范围要求,又能降低制备用于第一发射模块11的扩散器112和用于第二发射模块12的衍射光学元件122的难度,进而降低生产光发射模组10的成本。
61.可以理解的是,第一发射模块11发出的面光与第二发射模块12发出的点阵光在水平方向和竖直方向上的视场角大小是通过控制第一光源111和第二光源121发出的光源的点云数来控制的,点云数即第一光源111和第二光源121发出的光的数量。相关技术中的面光和点阵光在竖直方向上的视场角最多设计为15
°
,面光和点阵光在水平方向上的视场角可设计为120
°
左右,而本技术的面光在竖直方向上的视场角能够设置为40
°
~90
°
,点阵光在竖直方向上的视场角能够设置为3
°
~40
°
,面光和点阵光在水平方向上的视场角大小为110
°
~120
°
,从而使得本实施例提供的第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在水平方向上的点云数与相关技术中的光发射模组发出的光源的点云数相近,进而使得光发射模组10在水平方向上的检测范围与相关技术中的光发射模组相近。而本实施例提供的第一发射模块11发出的面光和第二发射模块12发出的点阵光在竖直方向上的点云数是相关技术中的光发射模组发出的光源的点云数10倍以上,进而实现增大面光和点阵
光在竖直方向上的视场角,实现减小光发射模组10的检测盲区的设计目的。
62.一些实施例中,在实际设置时,第一发射模块11与第二发射模块12沿竖直方向上相邻设置,沿竖直方向上,第二发射模块12位于第一发射模块 11上方。竖直方向即垂直于地面的方向,也即,当该光发射模组10应用于电子设备时,如用于扫地机时,水平方向为扫地机清扫的地面所在的平面,垂直方向则为垂直于扫地机清扫的地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块11背离地面的一侧。举例来说,当扫地机清扫的地面为水平地面时,垂直方向为垂直于水平地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块 11背离水平地面的一侧;当扫地机清扫的地面为具有坡度的地面时,垂直方向为垂直于该具有坡度的地面的方向,第二发射模块12设置于第一发射模块 11背离该具有坡度的地面的一侧。将第一发射模块11与第二发射模块12沿竖直方向上相邻设置,有利于实现面光与点阵光在水平方向上的检测区域一致的目的。也即,本实施例提供的光发射模组10通过点阵光检测周围环境的大致情况,面光再根据点阵光检测过的区域进行更加精细的检测,进而提高光发射模组10的检测效果。其次,第一发射模块11设置在第二发射模块12 的下方,能够降低面光的高度,使得第一发射模块11发出的面光能够检测到高度更小的物体,有利于减小近景的检测盲区。
63.进一步地,沿竖直方向上,第一发射模块11的中心位置至第二发射模块 12的中心位置之间的距离h为8mm~10mm。例如,第一发射模块11的中心位置至第二发射模块12的中心位置之间的距离可为8mm、9mm或10mm等。通过控制第一发射模块11的中心位置至第二发射模块12的中心位置之间的距离,可以实现调节光发射模组10的整体高度的目的。当第一发射模块11 的中心位置至第二发射模块12的中心位置之间的距离满足上述范围时,既能够保证第一发射模块11和第二发射模块12具有足够的安装空间,又能够降低光发射模组10的整体高度。当光发射模组10应用于电子产品,如扫地机时,可以有效地降低扫地机的高度,使得扫地机能够通过高度较矮的缝隙并对缝隙进行扫描和打扫。
64.一些实施例中,请参阅图3,光发射模组10还包括控制器13,控制器 13与第一光源111和第二光源121电连接。控制器13可以用于驱动第一光源111与第二光源121发出光线。也即是说,控制器13可以控制第一光源 111发出光线,光线经扩散器112扩散后形成面光,使得第一发射模块11能够发出面光,进而实现对近景的物体的检测。控制器13还可以控制第二光源 121发出光线,光线经衍射光学元件122后形成点阵光,使得第二发射模块 12能够发出点阵光,进而实现对远景的物体的检测。此外,控制器13还可控制第一光源111和第二光源121交替发出光源,以实现光发射模组10对近景和远近的物体进行交替检测。
65.本技术实施例公开的光发射模组10包括第一发射模块11和第二发射模块12,第一发射模块11发出的面光用于检测近景物体,第二发射模块12发出的点阵光用于检测远景的物体,以实现光发射模组10对近景和远景物体的检测。本实施例提供的光发射模组10还通过控制面光和点阵光在水平方向和竖直方向上的视场角大小以及第一发射模块11和第二发射模块12的检测距离,进而保证光发射模组10的检测范围以及实现光发射模组10视场角大和盲区小的设计要求。此外,本实施例还通过限制第一发射模块11和第二发射模块12之间的安装距离,进而实现光发射模组10小型化的设计要求。
66.第二方面,请参阅图4,本实用新型还公开了一种深度相机100,该深度相机100包括光接收模组20以及如第一方面所述的光发射模组10,光接收模组20设置于光发射模组10
的一侧,光接收模组20用于接收面光和点阵光。
67.具有上述第一方面的光发射模组10的深度相机100具有前文所述的光发射模组10的所有技术效果。也即,深度相机100不仅能够实现对近景和远景物体的检测与拍摄,还能够实现深度相机100视场角大和盲区小的设计要求。
68.具体地,光发射模组10的数量为一个,光发射模组10设置于沿深度相机100的拍摄方向的正前方。采用一个光发射模组10,不仅能够满足深度相机100对近景和远景的物体的拍摄,当深度相机100应用于电子产品时,电子产品的开窗面积较小,还有利于电子产品小型化和防水防尘的设计要求。
69.进一步地,光发射模组10的中心位置与光接收模组20的中心位置之间的距离d1为16mm~18mm。例如,光发射模组10的中心位置与光接收模组 20的中心位置之间的距离可为16mm、16.5mm、17mm、17.5mm或18mm 等。当光发射模组10的中心位置与光接收模组20的中心位置之间的距离满足前述要求时,光发射模组10的中心位置与光接收模组20的中心位置之间的距离处于较小的范围内,有利于实现深度相机100小型化的设计要求。此外,当该深度相机100应用于电子产品时,电子产品需预留给深度相机100 的位置较小且电子产品需预留的通光面面积较小,也即电子产品的开窗面积较小,有利于电子产品小型化和防水防尘的设计要求。
70.可以理解的是,分辨率是指图像的成像效果,分辨率越高,图像的质量越好。本实施例提供的深度相机100的分辨率为1%,该分辨率满足深度相机100的使用要求。
71.请参阅图5,一些实施例中,光接收模组20包括光接收器21和广角图像传感器22,光接收器21用于接收面光和点阵光经物体反射的光,而广角图像传感器22用于接收光接收器21接收的光线以计算被检测物体与深度相机100的距离。其中,广角图像传感器22与光接收器21电连接,可以将光接收器21接收到的光信息转化为电信号,再通过对电信号进行处理获得被检测物与深度相机100之间的距离。
72.请参阅图6,一些实施例中,深度相机100还包括rgb摄像头30,rgb 摄像头30用于对被检测物进行成像。在深度相机100设置rgb摄像头30 可以提高深度相机100对被检测物的识别度,有利于提高深度相机100的使用性能。举例来说,当该深度相机100应用于扫地机时,深度相机100能够反应出被检测物为何物,有利于扫地机判断是否对被检测物进行清理打扫,避免扫地机做出错误的判断。如当扫地机检测到地上有如粪便等粘稠物时可以避开清理该被检测物,避免地板越清理越脏的问题。此外,深度相机100 设置rgb摄像头30有利于实现更多智能化应用场景,如应用于动态追踪、室内实时建模、监控摄像头等。
73.可选地,该rgb摄像头30可以与光发射模组10相邻设置,也可以与光接收模组20相邻设置,只需保证光发射模组10位于深度相机100拍摄方向的正前方即可。换言之,当深度相机100应用于电子产品时,需保证光发射模组10位于电子产品朝向检测方向一侧的正中间,这样才能保证光发射模组发出的面光和点阵光与电子产品的检测方向一致,进而保证电子产品的检测效果。此外,为减少电子产品的开窗面积,一般会使光接收模组20与rgb 摄像头30分别设置于光发射模组10的两侧。
74.一些实施例中,可以采用彩色摄像头代替rgb摄像头30,这样深度相机100的成像质量越好,深度相机100对于被检测物的判断精度更高。但是,由于彩色摄像头的成本更高,导致制造深度相机100的成本较高,因而采用何种摄像头可根据对深度相机100的性能要求
确定,本实施例不做具体限定。
75.进一步地,但rgb摄像头30与光发射模组相邻设置时,光发射模组10 的中心位置与rgb摄像头30的中心位置之间的距离d2为16mm~18mm。例如,光发射模组10的中心位置与rgb摄像头30的中心位置之间的距离可为16mm、16.5mm、17mm、17.5mm或18mm等。当光发射模组10的中心位置与rgb摄像头30的中心位置之间的距离满足前述要求时,光发射模组 10的中心位置与rgb摄像头30的中心位置之间的距离处于较小的范围内,有利于实现深度相机100小型化的设计要求。此外,当该深度相机100应用于电子产品时,电子产品需预留给深度相机100的安装位置较小且电子产品需预留的通光面面积较小,也即电子产品的开窗面积较小,有利于电子产品小型化和防水防尘的设计要求。
76.第三方面,请参阅图7,本实用新型还公开了一种电子产品1000,该电子产品1000包括壳体200以及如第二方面所述的深度相机100,深度相机100 设置于壳体200。具有上述第二方面的深度相机100的电子产品1000具有前文所述的深度相机100的所有技术效果。也即,电子产品1000不仅能够实现对近景和远景物体的检测,还能够实现电子产品1000视场角大和盲区小的设计要求。
77.进一步地,请参阅图7至图9,电子产品1000包括机器人1001或扫地机1002。随着科学技术的发展以及人们生活水平的不断提高,扫地机和机器人在人们的生活中随处可见。当将前述深度相机100应用于机器人1001或扫地机1002等电子产品1000中,能够进一步提高机器人1001和扫地机1002 等电子产品1000的使用性能,有利于提高用户的使用体验。
78.举例来说,如图8所示,当电子产品1000为机器人1001时,深度相机 100设置于机器人行进方向的正前方,这样机器人1001对于周围环境的物体和人物的检测效果更佳。机器人1001可应用于酒店、宾馆或商场等场所,该机器人1001可以实现对酒店、商场或宾馆等场所进行检测并对该场所进行建模以规划机器人1001的行进路线。其次,该机器人1001还可识别出人物和各种物体,可以避免机器人1001与人物或物体发生碰撞,且机器人1001能够与识别到的人物打招呼,进而增加用户的使用体验。
79.如图9和图10所示,当电子产品1000为扫地机1002时,扫地机1002 不仅能够实现对近景和远景的检测,还具备视场角大、盲区小以及小型化的特点。具体地,扫地机1002的深度相机100设置于扫地机1002的检测方向的正前方,这样扫地机1002的检测效果较好。
80.一些实施例中,当电子产品1000为扫地机1002时,扫地机1002还包括寻边传感器300,该寻边传感器300设置于扫地机1002的侧面。寻边传感器 300用于测量扫地机1002与墙面的距离,使得扫地机1002能够沿着墙面进行往复检测,进而能够通过检测扫地机1002与墙面的距离判断扫地机1002 是否有遗漏对部分区域进行清扫。
81.第四方面,请参阅图11,本实用新型还公开了电子产品1000的工作原理。以扫地机1002为例来说,扫地机1002包括光发射模组10、控制器13、光接收模组20、rgb摄像头30以及寻边传感器300。其中,控制器13用于控制光发射模组10、光接收模组20、rgb摄像头30和寻边传感器300的工作。当启动扫地机1002时,扫地机1002会以120
°
/s的速度自转一周,以实现对周围环境的大致检测和建模,并初步规划扫地机1002的行进方向。随后,寻边传感器300开始检测扫地机1002与墙面400的距离,使寻边传感器300 沿着墙面400往复运动,对周围环境进行全方面的清扫。此时,扫地机的光发射模组10与光接收模组20相互配合,实现对近景物体的检测,以及对远景物体的检测,以便建立周围环境的模型并进一步规划行进路
线。同时,rgb 摄像头30还会对被检测物500进行拍摄成像,还原被检测物500的形状和色彩,提高扫地机1002对被检测物500的识别度。
82.以上对本实用新型实施例公开的光发射模组、深度相机及电子产品进行了详细介绍,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光发射模组、深度相机及电子产品及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1