全文摘要
本实用新型公开了一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置及温控模组，包括设置在3D深度摄像头模组底部用于为模组加热的加热模块，加热模块内部设有用于实时获取温度的测温传感器，加热模块连接有供电线缆和通信线缆。本实用新型通过设置与3D深度摄像头模组相适配的电辅助温控装置，能够方便的对3D深度摄像头模组进行温度控制，有助于对3D深度摄像头在不同温度梯度下拍摄参考图并烧录主芯片中，确保3D深度摄像头可以在一定物理极限范围内，不受使用时长和环境温度的影响，获取较高测量精度。
主设计要求
1.一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，包括设置在3D深度摄像头模组底部用于为模组加热的加热模块，所述加热模块内部设有用于实时获取温度的测温传感器，加热模块连接有供电线缆和通信线缆，供电线缆用于与装置外部的供电装置连接，为加热模块供电；通信线缆用于与装置外部的控制器通信，传输对加热模块的控制信息。
设计方案
1.一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，包括设置在3D深度摄像头模组底部用于为模组加热的加热模块，所述加热模块内部设有用于实时获取温度的测温传感器，加热模块连接有供电线缆和通信线缆，供电线缆用于与装置外部的供电装置连接，为加热模块供电；通信线缆用于与装置外部的控制器通信，传输对加热模块的控制信息。
2.根据权利要求1所述的一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，所述加热模块设置在3D深度摄像头模组中红外相机的底部下方。
3.根据权利要求2所述的一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，还包括设置在3D深度摄像头模组底部的承托板，模组可拆卸连接在承托板上，承托板上设有凹槽，所述加热模块嵌入凹槽内固定，并与模组接触。
4.根据权利要求3所述的一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，3D深度摄像头模组的两端均通过上部的旋耳件与下部的螺丝柱连接配合，固定在承托板上，螺丝柱与承托板之间还设有弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，还包括用于降低3D深度摄像头模组温度的降温模块。
6.根据权利要求5所述的一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，其特征在于，所述降温模块包括设置在模组背后的风扇。
7.一种温控模组，其特征在于，包括3D深度摄像头模组和权利要求1-6中任一项所述的电辅助温控装置。
8.根据权利要求7所述的一种温控模组，其特征在于，还包括用于投影红外光点阵的Vcsel模组、用于捕捉经物体反射后红外点阵图案的红外相机，其中，Vcsel模组内设有NTC。
9.根据权利要求8所述的一种温控模组，其特征在于，所述Vcsel模组包括PCB电路板和设置在PCB电路板上的Vcsel芯片，所述NTC也设置在该PCB电路板上。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及3D深度摄像头模组，尤其是一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置及温控模组。
背景技术
3D深度摄像头目前广泛应用在三维测量、人脸识别及支付、体感游戏控制、安全监控等领域，且随着Vcsel(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)激光发射器方案的不断发展迭代，小型化3D深度摄像头开始广泛应用在手机、平板、电脑等领域，目前小型化的3D深度摄像头多采用Vcsel激光发射器方案，相比传统二极管激光发射方案，这种方案体积小，功耗低，且发出的激光波长不会受温度影响而改变，且室外使用受太阳光线影响小。
但Vcsel激光发射器方案有一个弊端，就是长时间使用时，Vcsel芯片温度会很高，而Vcsel激光发射器的激光发射功率会受温度影响变化，即温度越高，激光发射功率越低，当激光发射功率降低，则3D深度摄像头的测量精度也将降低。
实用新型内容
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深度摄像头模组的电辅助温控装置及温控模组，便于找到温度与测量精度的关系，通过配置不同温度下的参考图，来准确匹配测量精度时的参考数据，以此来提高3D深度摄像头的测量精度。
技术方案：一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置，包括设置在3D深度摄像头模组底部用于为模组加热的加热模块，所述加热模块内部设有用于实时获取温度的测温传感器，加热模块连接有供电线缆和通信线缆，供电线缆用于与装置外部的供电装置连接，为加热模块供电；通信线缆用于与装置外部的控制器通信，传输对加热模块的控制信息。
为了方便加热，进一步的，所述加热模块设置在3D深度摄像头模组中红外相机的底部下方。
为了便于固定，进一步的，还包括设置在3D深度摄像头模组底部的承托板，模组可拆卸连接在承托板上，承托板上设有凹槽，所述加热装置嵌入凹槽内固定，并与模组接触。
为了方便调节角度并压紧模组，进一步的，3D深度摄像头模组的两端均通过上部的旋耳件与下部的螺丝柱连接配合，固定在承托板上，螺丝柱与承托板之间还设有弹簧。
为了确保生产制程的安全流畅，进一步的，还包括用于降低3D深度摄像头模组温度的降温模块。
进一步的，所述降温模块包括设置在模组背后的风扇。
一种温控模组，包括3D深度摄像头模组和上述的电辅助温控装置。
为了便于获知温度，进一步的，所述3D深度摄像头模组包括用于投影红外光点阵的Vcsel模组、用于捕捉经物体反射后红外点阵图案的红外相机，其中，Vcsel模组内设有NTC。
为了便于准确的测量温度，进一步的，所述Vcsel模组包括PCB电路板和设置在PCB电路板上的Vcsel芯片，所述NTC也设置在该PCB电路板上。
有益效果：本实用新型通过设置与3D深度摄像头模组相适配的电辅助温控装置，能够方便的对3D深度摄像头模组进行温度控制，有助于对3D深度摄像头在不同温度梯度下拍摄参考图并烧录主芯片中，确保3D深度摄像头可以在一定物理极限范围内，不受使用时长和环境温度的影响，获取较高测量精度。并且，通过定制一颗自带NTC测温电阻的Vcsel模组，配合电辅助加热的工装，能够方便获取Vcsel模组的准确温度。
附图说明
图1是自带NTC测温电阻的Vcsel模组示意图；
图2是3D深度摄像头模组示意图；
图3是Vcsel芯片的功率\/温度关系图；
图4是电辅助温控装置示意图；
图5是电辅助温控装置细节图。
具体实施方式
下面通过一个最佳实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。
一种温控模组，包括3D深度摄像头模组和上述电辅助温控装置。其中，3D深度摄像头模组包括用于投影红外光点阵的Vcsel模组、用于捕捉经物体反射后红外点阵图案的红外相机，其中，Vcsel模组包括PCB电路板和设置在PCB电路板上的Vcsel芯片，Vcsel模组内还设有NTC(Negative Temperature Coefficient热敏电阻)，NTC也设置在该PCB电路板上。
本实施例通过定制一颗自带NTC测温器件的Vcsel模组，该Vcsel模组在工作时，可以实时上传Vcsel芯片所在的PCB基板的温度；
因为3D深度摄像头在测量精度时的工作原理就是拍摄实时的激光光斑图案与预存在计算芯片中的参考图进行比对，参考图是3D深度摄像头在一个固定位置，并预热一段时间，拍摄标准光斑图，并存储在主芯片中，根据与参考图光斑位置比较，得出光斑变化趋势，从而得到实际拍摄图片中每个光斑点与设备距离以及空间相对位置；
现通过采用定制的这颗Vcsel模组，在3D深度摄像头拍摄参考图时，根据温度梯度，可以拍摄设备在不同温度下的参考图，并烧录在主芯片中，即可以每隔10℃拍摄一张参考图，拍摄梯度推荐为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，一般Vcsel模组的工作温度推荐在10℃～80℃；在烧录参考图时候，3D深度摄像头是放置在工装夹具上，一般情况下，拍摄一张参考图的时间为5分钟，因为3D深度摄像头需要在短时间内获取很高的温度，就需要在工装上做一套电辅助加热的装置，因此配合烧录参考图的电辅助加热工装，3D深度摄像头可以在较短时间内，完成各梯度温度下的参考图烧录；
3D深度摄像头在使用不同时长和不同环境温下使用时，设备本身温度不一样，即Vcsel模组中Vcsel芯片的温度也不一样，根据实时使用时NTC的温度反馈，及时切换、选择合适的参考图，来提高测量精度。
如图1所示，自带NTC测温电阻的Vcsel模组，包括为DOE光栅1(DiffractiveOptical Element，衍射光学元件)，Vcsel模组的镜头支架2，NTC测温电阻3，模组的连接排线4，PCB电路板5，Vcsel芯片6，准直透镜7；
Vcsel模组是通过连接排线4进行供电和数据传输，由Vcsel芯片6发出调制后的激光，激光经过准直透镜将发散的光线校准为平行光束，再经过DOE 1进行衍射发散，其原理和结构属于现有技术。
此外，Vcsel芯片6和NTC测温电阻3均贴片在同一颗PCB电路板5上面，NTC测温电阻3可以直接采集到Vcsel芯片的温度；
图2为3D深度摄像头模组的整体外观，包括自带NTC测温电阻的Vcsel模组8，摄像头散热支架9，彩色相机10，红外相机11，3D深度摄像头主板12；这些是3D深度摄像头模组的常规结构，属于现有技术。
3D深度摄像头是通过Vcsel模组8发出调制后的6万颗激光光斑，由红外相机11拍摄光斑，经过算法程序计算出来每个光斑的空间相对坐标；
其中Vcsel模组是小型化3D深度摄像头最核心的部件，其工作时的性能体现和稳定性直接影响到3D深度摄像头的整体功能效果，目前已知Vcsel芯片的激光发射功率和温度是存在直接影响的，如图3所示。
从图3得出，在提供Vcsel模组一个定值电流(Current\/mA)的情况下，不同温度条件下，激光功率(Power\/mW)是不一样的，温度越高，激光功率越低，即激光光斑的亮度也会变低，由于算法计算深度时是根据有效光斑点来，有效光斑点是亮度达到一个规定值的光斑点，而实际温度升高，光功率降低的情况下，会有部分光斑的亮度低于这个规定值，所以温度升高时，有效光斑点数量就会减少；
芯片计算深度值是通过实时拍摄到的光斑点与预存在芯片中的参考图来比对，通过光斑位置移动来计算出深度值，但温度升高，部分光斑亮度值低，就拍摄不到，与参考图比对计算时，光斑亮度差异明显，且有效光斑数量减少，计算出来的深度值就不精确，即3D深度摄像头测量精度就会降低。
如图4所示，一种3D深度摄像头模组的电辅助温控装置13，包括设置在3D深度摄像头模组底部的承托板、用于为模组加热的加热模块、用于降低模组温度的降温模块，加热模块设置在3D深度摄像头模组中红外相机的底部下方。
加热模块内部设有用于实时获取温度的测温传感器，加热模块连接有供电线缆和通信线缆，供电线缆用于与装置外部的供电装置连接，为加热模块供电；通信线缆用于与装置外部的控制器通信，传输对加热模块的控制信息。模组可拆卸连接在承托板上，承托板上设有凹槽，所述加热装置嵌入凹槽内固定，并与模组接触。
其实现方法是测温传感器将实时获取的温度通过通信线缆传输至外部控制器，外部控制器根据测试需要的温度并参考测温传感器的温度值调整加热模块的加热状态。本申请的装置结构明确，根据装置的结构得到上述实现方法是显而易见的，本领域技术人员根据技术常识便可知晓。
降温模块包括设置在模组背后的风扇，风扇通过底部的螺丝锁附在承托板上。
降温模块还可以选用其他常用降温方式，如水冷、或设置散热材料或其他散热器等。降温模块也连接有用于供电的供电线缆，可以连接通信线缆来控制风扇开\/关，也可以认为控制开关。
3D深度摄像头模组的两端均通过上部的旋耳件与下部的螺丝柱连接配合，固定在承托板上，螺丝柱与承托板之间还设有弹簧。
如图5所示，深度摄像头压紧左旋耳14，深度摄像头压紧右旋耳15，两个旋耳用于将摄像头固定在装置上，旋转头部可以压紧，且具有弹簧结构，可以弹性压紧3D深度摄像头模组16；
风扇模块17，包括两个小尺寸风扇，由同一个接口连接外部电源供电，风扇采用底部螺丝锁附在装置承托板上；
数据线接口18，3D深度摄像头模组安装在装置的承托板上后，由数据线接口连接至摄像头背部主板的接口上，用于供电和传输数据；
模组右侧固定螺丝柱19、摄像头左侧固定螺丝柱21，这两个螺丝柱与压紧旋耳14、15可以锁合在一起，限制旋耳的高度位置；
电加热装置的主体接口20用于连接外部设备；加热模块22采用铜质材料加工而成，模块背部有供电线缆、通信线缆与外部电源连接供电及温度控制，该模块内部有测温传感器，可以实时获取加热时的温度，且可以控制加热时的温度；
由电脑主机控制加热模块22，提供摄像头16所需的温度值，摄像头在拍摄参考图之后，采用风扇模块17进行对摄像头整体降温，确保生产制程的安全及流畅。
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。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920668978.3
申请日:2019-05-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209842432U
授权时间:20191224
主分类号:G05D23/24
专利分类号:G05D23/24
范畴分类:申请人:北京华捷艾米科技有限公司
第一申请人:北京华捷艾米科技有限公司
申请人地址:100193 北京市海淀区东北旺西路8号院数字山谷A区1号楼5层
发明人:金鑫;李骊
第一发明人:金鑫
当前权利人:北京华捷艾米科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：pcb论文;