CN108508621A - 结构光投射模组、图像获取装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结构光投射模组、图像获取装置及电子设备。结构光投射模组包括激光发生器、光学组件、两个准直元件及两个衍射光学元件。激光发生器用于发射激光。光学组件设置在激光发生器的光路上，光学组件包括相对设置的分光部及反射部，分光部用于将激光发生器发射的激光分成第一激光及第二激光，反射部用于反射第一激光及第二激光。被所述反射部反射的第一激光经过其中一个准直元件及其中一个衍射光学元件后出射，被所述反射部反射的第二激光经过另一个准直元件及另一个衍射光学元件后出射。本发明的光学组件的分光部将结构光投射模组发射的激光分为方向不同的第一激光及第二激光，光学组件的反射部能够进一步改变第一激光及第二激光的光路，从而扩大了结构光投射模组的投射范围。

Description

结构光投射模组、图像获取装置及电子设备

技术领域

本发明涉及光学及电子技术领域，更具体而言，涉及一种结构光投射模组、图像获取装置及电子设备。

背景技术

现有技术中，图像获取装置通常利用结构光投射模组向目标物体投射结构光，然后利用图像获取装置采集被目标物体调制后的结构光以得到目标物体的深度图像，当目标物体数量过多或者体积较大时，结构光投射模组只能投射到部分目标物体，从而不能得到目标物体完整的深度图像。

发明内容

本发明实施方式提供一种结构光投射模组、图像获取装置及电子设备。

本发明实施方式的结构光投射模组包括：

激光发生器，所述激光发生器用于发射激光；

光学组件，所述光学组件设置在所述激光发生器的光路上，所述光学组件包括分光部及反射部，所述分光部与所述反射部相对设置，所述分光部用于将所述激光发生器发射的激光分成第一激光及第二激光，所述反射部用于反射所述第一激光及所述第二激光；及

两个准直元件及两个衍射光学元件，被所述反射部反射的所述第一激光经过其中一个所述准直元件及其中一个所述衍射光学元件后出射，被所述反射部反射的所述第二激光经过另一个所述准直元件及另一个所述衍射光学元件后出射。

在某些实施方式中，所述光学组件为棱镜，所述分光部及所述反射部均位于所述棱镜的内部，所述分光部包括两个相交的第一分光部及第二分光部，所述反射部包括相对设置的第一反射部及第二反射部，所述第一反射部及所述第二反射部分别位于所述分光部的相背的两侧，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

在某些实施方式中，所述光学组件包括分光棱镜、第一反射棱镜及第二反射棱镜，所述分光部包括位于所述分光棱镜内部的两个相交的第一分光部及第二分光部，所述反射部包括设置在所述第一反射棱镜上的第一反射部及设置在所述第二反射棱镜上的第二反射部，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

在某些实施方式中，所述光学组件包括分光棱镜及反射棱镜，所述分光棱镜与所述反射棱镜间隔设置，所述反射部包括相对设置的第一反射部及第二反射部，所述第二反射部位于所述反射棱镜上，所述第一反射部位于所述分光棱镜上，所述分光部包括位于所述分光棱镜上的两个相交的第一分光部及第二分光部，所述第一反射部与所述第二反射部分别位于所述分光部的相背两侧，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

在某些实施方式中，所述光学组件包括分光棱镜、第一反射棱镜、及第二反射棱镜，所述第一反射棱镜与所述第二反射棱镜分别设置在所述分光棱镜的相背两侧，所述分光部包括设置在所述分光棱镜相背两侧的第一分光部与第二分光部，所述第一分光部用于半反半透从所述激光发生器发射的激光以形成第一激光，所述第二分光部用于反射透过所述第一分光部的激光以形成第二激光，所述反射部包括设置在所述第一反射棱镜上的第一反射部及设置在所述第二反射棱镜上的第二反射部，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射所述第二激光。

在某些实施方式中，所述激光发生器为垂直腔面发射激光器。

在某些实施方式中，所述激光发生器为边发射激光器。

在某些实施方式中，所述结构光投射模组还包括基板组件及镜筒，所述镜筒设置在所述基板组件上并与所述基板组件共同形成收容腔，所述激光发生器、所述光学组件、两个所述准直元件及两个所述衍射光学元件均设置在所述基板组件上并收容在所述收容腔内。

本发明实施方式的图像获取装置包括：

上述任意一项实施方式所述的结构光投射模组；

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述结构光投射模组投射的激光图案；及

分别与所述结构光投射模组和所述图像采集器连接的处理器，所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。

本发明实施方式的电子设备包括：

壳体；及

上述实施方式所述的图像获取装置，所述图像获取装置设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。

本发明实施方式的结构光投射模组、图像获取装置及电子设备中，光学组件的分光部将结构光投射模组发射的激光分为方向不同的第一激光及第二激光，光学组件的反射部能够进一步改变第一激光及第二激光的光路，从而扩大了结构光投射模组的投射范围。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的电子设备的结构示意图；

图2是本发明实施方式的图像获取装置的结构示意图；

图3至图6是本发明实施方式的光源光路示意图；

图7是本发明实施方式的结构光投射模组的剖面示意图；

图8至图10是本发明实施方式的结构光投射模组的部分结构示意图。

主要元件及符号说明：

电子设备1000、壳体200、图像获取装置100、结构光投射模组10、激光发生器11、垂直腔面发射激光器111、边发射激光器112、发光面1121、安装面1122、连接面1123、光学组件12、分光部121、第一分光部1211、第二分光部1212、反射部122、第一反射部1221、第二反射部1222、分光棱镜123、反射棱镜124、第一反射棱镜125、第二反射棱镜126、准直元件13、第一准直元件131、第二准直元件132、衍射光学元件14、第一衍射光学元件141、第二衍射光学元件142、基板组件15、基板151、散热孔1511、电路板152、过孔153、镜筒16、收容腔161、固定件17、封胶171、支撑架172、收容空间173、第一激光a、第二激光b、图像采集器20、处理器30、投射窗口40、采集窗口50。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，本发明实施方式的电子设备1000包括壳体200和图像获取装置100。电子设备1000可以是手机、平板电脑、手提电脑、游戏机、头显设备、门禁系统、柜员机等，本发明实施例以电子设备1000是手机为例进行说明，可以理解，电子设备1000的具体形式可以是其他，在此不作限制。图像获取装置100设置在壳体200内并从壳体200暴露以获取深度图像，壳体200可以给图像获取装置100提供防尘、防水、防摔等保护，壳体200上开设有与图像获取装置100对应的孔，以使光线从孔中穿出或穿入壳体200。

请参阅图2，图像获取装置100包括结构光投射模组10、图像采集器20和处理器30。图像获取装置100上可以形成有与结构光投射模组10对应的投射窗口40，和与图像采集器20对应的采集窗口50。

结构光投射模组10用于发射激光。请结合图3，结构光投射模组10设置有衍射光学元件14，激光经过衍射光学元件14后形成结构光，结构光通过投射窗口40投射到目标空间上。图像采集器20用于通过采集窗口50采集被目标物体调制后的结构光。结构光投射模组10投射的激光为红外光，图像采集器20为红外摄像头。

在一个例子中，采集窗口50的数量可以为一个，也可以为多个。例如，结构光投射模组10同时投射两束不同方向的结构光，结构光通过两个投射窗口40后投射到向目标空间，被目标物体调制的两束结构光同时进入同一个采集窗口50(图2所示)，此时，被目标物体调制后的两束结构光发生干涉。在其他例子中，投射窗口40的数量与采集窗口50的数量对应，例如图像获取装置100形成有两个投射窗口40与两个采集窗口50，一个投射窗口40对应一个采集窗口50，也即是说，结构光投射模组10投射的一束激光通过其中一个投射窗口40后，被目标物体调制的两束结构光进入其中一个采集窗口50，结构光投射模组10投射的另一束激光通过另一个投射窗口40后，被目标物体调制的两束结构光进入另一个采集窗口50，此时，被目标物体调制后的两束结构光不会发生干涉。

处理器30与结构光投射模组10及图像采集器20均连接，处理器30用于处理激光图案以获得深度图像。具体地，处理器30采用图像匹配算法计算出该激光图案中各像素点与参考图案中的对应各个像素点的偏离值，再根据该偏离值进一步获得该激光图案的深度图像。其中，图像匹配算法可为数字图像相关(Digital Image Correlation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。下面将对结构光投射模组10的结构作进一步介绍。

请参阅图3，结构光投射模组10包括激光发生器11、光学组件12、及两个准直元件13及两个衍射光学元件14。

激光发生器11用于发射激光。激光可以是红外光，在一个例子中，激光发生器11可以是垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)111。VCSEL包括半导体衬底及设置在衬底上的发光元件，衬底可以设置单个发光元件，也可以设置由多个发光元件组成的阵列激光器，具体地，多个发光元件可以以规则或者不规则的二维图案的形式排布在衬底上。

光学组件12用于改变激光发生器11发射的激光的光路。光学组件12设置在激光发生器11的光路上。光学组件12可以为棱镜，也可以为设置有一层或多层能够反射及透射光材料的塑料片，反射及透射光的材料包括金属(银、铝、锡)、合金或金属化合物薄膜等材料。具体地，光学组件12包括分光部121及反射部122。

分光部121用于将激光发生器11发射的激光分成第一激光a及第二激光b。具体地，分光部121上设置有反射及透射光的材料，分光部121朝向激光发生器11，以将激光发生器11发射的激光反射或者透射成第一激光a及第二激光b。在本发明实施例中，第一激光a及第二激光b可以均由分光部121反射而成(如图3、图4、图5的实施例)；或第一激光a由分光部121反射而成，第二激光b由分光部121透射而成(如图6的实施例)；或第一激光a由分光部121透射而成，第二激光b由分光部121反射而成。

反射部122用于反射第一激光a及第二激光b。具体地，反射部122设置有反射光的材料。反射部122与分光部121相对设置。反射部122分别改变第一激光a及第二激光b的光路(传播方向)，使第一激光a的被改变后的光路与第二激光b的被改变后的光路可以相互平行，也可以形成0°至180°之间的任意一个角度(不含0°及180°)。

准直元件13可以是光学透镜，准直元件13用于准直激光发生器11发射的激光。本发明实施例中，结构光投射模组10采用两个准直元件13，分别为第一准直元件131及第二准直元件132。第一准直元件131设置在第一激光a的光路上。第二准直元件132设置在第二激光b的光路上。其中，第一准直元件131及第二准直元件132可分别为一个单独的透镜，该透镜为凸透镜或凹透镜，该透镜的面型可以为非球面、球面、菲涅尔面、或二元光学面；或者第一准直元件131为由多个沿第一激光a的光路依次设置的透镜组成的透镜组，第二准直元件132为由多个沿第二激光b的光路依次设置的透镜组成的透镜组，多个透镜可均为凸透镜或凹透镜，或部分为凸透镜，部分为凹透镜，每个透镜的面型可以为非球面、球面、菲涅尔面、二元光学面中的任意一种。

衍射光学元件14可以将经准直元件13准直后的激光投射出激光图案。本发明实施例中，结构光投射模组10采用两个衍射光学元件14，被反射部122反射的第一激光a经过其中一个准直元件13及其中一个衍射光学元件14后出射，被反射部122反射的第二激光b经过另一个准直元件13及另一个衍射光学元件14后出射。

具体地，衍射光学元件14包括第一衍射光学元件141及第二衍射光学元件142。在第一激光a的光路上，依次设置第一准直元件131及第一衍射光学元件141。在第二激光b的光路上，依次设置第二准直元件132及第二衍射光学元件142。具体地，第一衍射光学元件141包括相背的第一入射面及第一出射面。第一入射面上形成有衍射结构，激光在其衍射作用下形成与衍射结构对应的结构光。第一入射面朝向第一准直元件131。第一入射面为第一衍射光学元件141的进光面，第一出射面为第一衍射光学元件141的出光面。第二衍射光学元件142包括相背的入第二入射面及第二出射面。第二入射面上形成有衍射结构，激光在其衍射作用下形成与衍射结构对应的结构光。第二入射面朝向第二准直元件132。第二入射面为第二衍射光学元件142的进光面，第二出射面为第二衍射光学元件142的出光面。第一激光a被反射部122反射后依次经过第一准直元件131及第一衍射光学元件141后，并从结构光投射模组10射出。第二激光b被反射部122反射后依次经过第二准直元件132及第二衍射光学元件142后，并从结构光投射模组10射出。其中，第一衍射光学元件141及第二衍射光学元件142的材料可以一致。例如，第一衍射光学元件141及第二衍射光学元件142可以均由玻璃制成，也可以均由复合塑料(如PET)制成。当然，第一衍射光学元件141及第二衍射光学元件142的材料也可以不一致。例如，第一衍射光学元件141由玻璃制成，第二衍射光学元件142由复合塑料制成；或者，第二衍射光学元件142由玻璃制成，第一衍射光学元件141由复合塑料制成。

综上，本发明实施方式的结构光投射模组10、图像获取装置100及电子设备1000中，光学组件12的分光部121将结构光投射模组10发射的激光分为方向不同的第一激光a及第二激光b，光学组件12的反射部122能够进一步改变第一激光a及第二激光b的光路，从而扩大了结构光投射模组10的投射范围。

请再次参阅图3，在某些实施方式中，光学组件12为棱镜，分光部121及反射部122均位于棱镜的内部。分光部121包括两个相交的第一分光部1211及第二分光部1212，反射部122包括相对设置的第一反射部1221及第二反射部1222。第一反射部1221及第二反射部1222分别位于分光部121的相背的两侧。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第一激光a，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第二激光b。

具体地，光学组件12为棱镜，比如横截面为梯形的棱镜。第一分光部1211及第二分光部1212形成在靠近棱镜中心的内部。第一分光部1211及第二分光部1212相交。第一反射部1221及第二反射部1222形成在棱镜的端面上。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对。在结构光投射模组10工作时，激光发生器11朝光学组件12发射激光，激光被第一分光部1211的反射面反射形成第一激光a，激光被第二分光部1212的反射面反射形成第二激光b。第一激光a被第一反射部1221的反射面反射，从而改变了光路，例如变成与激光发生器11发射的激光光路平行。第二激光b被第二反射部1222的反射面反射，从而改变了光路，例如变成与激光发生器11发射的激光光路平行。被改变光路的第一激光a依次经过第一准直元件131、第一衍射光学元件141，从而形成结构光c。被改变光路的第二激光b依次经过第二准直元件132、第二衍射光学元件142，从而形成结构光d。相较于单个结构光c或者单个结构光d的投射范围，结构光c与结构光d共同的投射范围较大，从而能得到更大范围的目标物体的深度图像。

在上述实施方式中，第一分光部1211的反射面的反射率及第二分光部1212的反射面的反射率可以相同，例如，两者的反射率均为50％、80％、90％等任意一个数值。第一分光部1211的反射面的反射率及第二分光部1212的反射面的反射率也可以不同，例如，第一分光部1211的反射面的反射率为50％至70％之间的任意一个数值，第二分光部1212的反射面的反射率为80％至90％之间的任意一个数值。

另外，第一反射部1221的反射面的反射率及第二反射部1222的反射面的反射率可以相同，例如，两者的反射率均为50％、80％、90％等任意一个数值。第一反射部1221的反射面的反射率及第二反射部1222的反射面的反射率也可以不同，例如，第一反射部1221的反射面的反射率为50％至70％之间的任意一个数值，第二反射部1222的反射面的反射率为80％至90％之间的任意一个数值。

再者，第一分光部1211的反射面的反射率及第一反射部1221的反射面的反射率可以相同，也可以不同。第二分光部1212的反射面的反射率及第二反射部1222的反射面的反射率可以相同，也可以不同。

请参阅图4，在某些实施方式中，上述实施方式的光学组件12变更为：光学组件12包括分光棱镜123及反射棱镜124，分光棱镜123与反射棱镜124间隔设置，反射部122包括相对设置的第一反射部1221及第二反射部1222，第二反射部1222位于反射棱镜124上，第一反射部1221位于分光棱镜123上，分光部121包括位于分光棱镜123上的两个相交的第一分光部1211及第二分光部1212，第一反射部1221与第二反射部1222分别位于分光部121的相背两侧，第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第一激光a，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第二激光b。

具体地，光学组件12由多个棱镜组成。光学组件12包括间隔设置的分光棱镜123及反射棱镜124。

分光棱镜123能够反射及分光。分光部121包括第一分光部1211及第二分光部1212。第一分光部1211及第二分光部1212位于分光棱镜123的靠近反射棱镜124的端面上。第一分光部1211及第二分光部1212相交。

反射棱镜124与分光棱镜123间隔设置。具体地，反射部122包括相对设置的第一反射部1221及第二反射部1222。第一反射部1221为分光棱镜123的远离反射棱镜124端面，第二反射部1222位于反射棱镜124的朝向分光棱镜123的一侧。第一反射部1221及第二反射部1222分别位于分光部124的相背两侧。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对。

在结构光投射模组10工作时，激光发生器11朝分光棱镜123发射激光，激光被第一分光部1211的反射面反射形成第一激光a，激光被第二分光部1212的反射面反射形成第二激光b。第一激光a被第一反射部1221的反射面反射，从而改变了光路，重新变为与激光发生器11发射的激光光路平行。第二激光b被第二反射部1222的反射面反射，从而改变了光路，重新变为与激光发生器11发射的激光光路平行。被改变光路的第一激光a依次经过第一准直元件131、第一衍射光学元件141，从而形成结构光c。被改变光路的第二激光b依次经过第二准直元件132、第二衍射光学元件142，从而形成结构光d。相较于单个结构光c或者单个结构光d的投射范围，结构光c与结构光d共同的投射范围较大，从而得到更大范围的目标物体的深度图像。

请参阅图5，在某些实施方式中，上述实施方式的光学组件12变更为：光学组件12包括分光棱镜123、第一反射棱镜125及第二反射棱镜126。分光部121包括位于分光棱镜123内部的两个相交的第一分光部1211及第二分光部1212，反射部122包括设置在第一反射棱镜125上的第一反射部1221及设置在第二反射棱镜126上的第二反射部1222，第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第一激光a，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对以反射从激光发生器11发射的激光而形成第二激光b。

具体地，光学组件12由多个棱镜组成。光学组件12包括分光棱镜123、第一反射棱镜125及第二反射棱镜126。第一反射棱镜125及第二反射棱镜126分别位于分光棱镜123相背的两侧，分光棱镜123位于第一反射棱镜125及第二反射棱镜126之间。

分光棱镜123能够分光。分光部121包括第一分光部1211及第二分光部1212。第一分光部1211及第二分光部1212形成在经过分光棱镜123中心的内部。第一分光部1211及第二分光部1212相交。

第一反射棱镜125及第二反射棱镜126相对设置。具体地，反射部122包括相对设置的第一反射部1221及第二反射部1222。第一反射部1221位于第一反射棱镜125朝向分光棱镜123的端面上，第二反射部1222位于第二反射棱镜126朝向分光棱镜123的端面上。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对。

在结构光投射模组10工作时，激光发生器11朝分光棱镜123发射激光，激光被第一分光部1211的反射面反射形成第一激光a，激光被第二分光部1212的反射面反射形成第二激光b。第一激光a被第一反射部1221的反射面反射，从而改变了光路，重新变为与激光发生器11发射的激光光路平行。第二激光b被第二反射部1222的反射面反射，从而改变了光路，重新变为与激光发生器11发射的激光光路平行。被改变光路的第一激光a依次经过第一准直元件131、第一衍射光学元件141，从而形成结构光c。被改变光路的第二激光b依次经过第二准直元件132、第二衍射光学元件142，从而形成结构光d。相较于单个结构光c或者单个结构光d的投射范围，结构光c与结构光d共同的投射范围较大，从而得到更大范围的目标物体的深度图像。

请参阅图6，在某些实施方式中，上述实施方式的光学组件12变更为以下结构：光学组件12包括分光棱镜123、第一反射棱镜125、及第二反射棱镜126，第一反射棱镜125与第二反射棱镜126分别设置在分光棱镜123的相背两侧。分光部121包括设置在分光棱镜123相背两侧的第一分光部1211与第二分光部1212。第一分光部1211用于半反半透从激光发生器11发射的激光以形成第一激光a，第二分光部1212用于反射透过第一分光部1211的激光以形成第二激光b。反射部122包括设置在第一反射棱镜125上的第一反射部1221及设置在第二反射棱镜126上的第二反射部1222。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对以反射第一激光a，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对以反射第二激光b。

具体地，光学组件12由多个棱镜组成。光学组件12包括分光棱镜123、第一反射棱镜125及第二反射棱镜126。第一反射棱镜125及第二反射棱镜126分别位于分光棱镜123相背的两侧，分光棱镜123位于第一反射棱镜125及第二反射棱镜126之间。

分光棱镜123上设置有半反半透的材料，能够反射及透射光。分光部121包括第一分光部1211及第二分光部1212。第一分光部1211及第二分光部1212设置在分光棱镜123的相背两侧。

第一反射棱镜125及第二反射棱镜126相对设置。具体地，反射部122包括相对设置的第一反射部1221及第二反射部1222。第一反射部1221位于第一反射棱镜125朝向分光棱镜123的端面上，第二反射部1222位于第二反射棱镜126朝向分光棱镜123的端面上。第一分光部1211的反射面与第一反射部1221的反射面相对，第二分光部1212的反射面与第二反射部1222的反射面相对。

在结构光投射模组10工作时，激光发生器11朝分光棱镜123发射激光，部分激光被第一分光部1211反射形成第一激光a，部分激光从第一分光部1211透射到达第二分光部1212并被第二分光部1212反射形成第二激光b。第一激光a被第一反射部1221的反射面反射，从而改变了光路。第二激光b被第二反射部1222的反射面反射，从而改变了光路。被改变光路的第一激光a依次经过第一准直元件131、第一衍射光学元件141，从而形成结构光c。被改变光路的第二激光b依次经过第二准直元件132、第二衍射光学元件142，从而形成结构光d。相较于单个结构光c或者单个结构光d的投射范围，结构光c与结构光d共同的投射范围较大，从而得到更大范围的目标物体的深度图像。

请参阅图7，在某些实施方式中，结构光投射模组10还包括基板组件15及镜筒16。镜筒16设置在基板组件15上并与基板组件15共同形成收容腔161，激光发生器11、光学组件12、两个准直元件13及两个衍射光学元件14均设置在基板组件15上并收容在收容腔161内。

具体地，基板组件15包括基板151及承载在基板151上的电路板152。基板151用于承载镜筒16、激光发生器11及电路板152。基板151的材料可以是塑料，比如基板151可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)中任意一种的单一塑料材质制成。如此，基板151质量较轻且具有足够的支撑强度。

电路板152可以是印刷电路板、柔性电路板、软硬结合板中的任意一种。电路板152上可以开设有过孔153，过孔153内可以用于容纳激光发生器11。为了提高散热效率，基板151上还可以开设有散热孔1511，激光发生器11或电路板152工作产生的热量可以由散热孔1511散出，散热孔1511内还可以填充导热胶，以进一步提高基板组件15的散热性能。当然，激光发生器11也可以直接承载在基板151上，以减小结构光投射模组10的厚度。

请参阅图7，在某些实施方式中，激光发生器11为垂直腔面发射激光器111。垂直腔面发射激光器111包括半导体衬底及设置在衬底的VCSEL阵列。垂直腔面发射激光器111是一种垂直表面出光的新型激光器，与传统的边发射型激光器，例如分布式反馈激光器相比，垂直腔面发射激光器111的发光方向与衬底垂直，可以较容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，且由于其较之于边发射型激光器拥有更小的体积，从而更加便于被集成到小型电子元器件中；同时VCSEL与光纤的耦合效率高，从而不需要复杂昂贵的光束整形系统，且制造工艺与发光二极管兼容，大大降低了生产成本。

请参阅图7和图8，在某些实施方式中，上述图7实施例中的垂直腔面发射激光器111替换为边发射激光器(edge-emitting laser，EEL)112，即激光发生器11为边发射激光器112。具体地，边发射激光器112可以是分布反馈式激光器(Distributed FeedbackLaser，DFB)。边发射激光器112整体呈柱状，边发射激光器112远离基板组件15的一个端面形成有发光面1121，激光从发光面1121发出，发光面1121朝向光学组件12。采用边发射激光器112作为光源，一方面边发射激光器112较VCSEL阵列的温漂较小，另一方面，由于边发射激光器112为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，结构光投射模组10的光源成本较低。

请参阅图8，在某些实施方式中，结构光投射模组10还包括固定件17，固定件17用于将边发射激光器112固定在基板组件15上。分布反馈式激光器的激光在传播时，经过光栅结构的反馈获得功率的增益。要提高分布反馈式激光器的功率，需要通过增大注入电流和/或增加分布反馈式激光器的长度，由于增大注入电流会使得分布反馈式激光器的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证分布反馈式激光器能够正常工作，需要增加分布反馈式激光器的长度，导致分布反馈式激光器一般呈细长条结构。当边发射激光器112的发光面1121朝向光学组件12时，边发射激光器112呈竖直放置，由于边发射激光器112呈细长条结构，边发射激光器112容易出现跌落、移位或晃动等意外，因此通过设置固定件17能够将边发射激光器112固定住，防止边发射激光器112发生跌落、移位或晃动等意外。

具体地，请继续参阅图8，在某些实施方式中，边发射激光器112还包括与发光面1121相背的安装面1122和连接发光面1121与安装面1122的连接面1123，固定件17为封胶171，封胶171设置在安装面1122与基板组件15之间。封胶171只设置在安装面1122与基板组件15之间还可以减少粘接边发射激光器112所需的封胶171的量，如此可以降低激光发生器11的制造成本。另外，在如图9所示的例子中，边发射激光器112的连接面1123也可以粘接在基板组件15上，可以仅粘结某一个连接面1123与基板组件15或粘结某几个连接面1123与基板组件15。进一步地，封胶171可以为导热胶，以将激光发生器11工作产生的热量传导至基板组件15中。

请参阅图10，在某些实施方式中，固定件17包括设置在基板组件15上的至少两个弹性支撑架172，至少两个支撑架172共同形成收容空间173，收容空间173用于收容边发射激光器112，至少两个支撑架172用于支撑住边发射激光器112，以进一步防止边发射激光器112发生晃动。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种结构光投射模组，其特征在于，包括：

激光发生器，所述激光发生器用于发射激光；

光学组件，所述光学组件设置在所述激光发生器的光路上，所述光学组件包括分光部及反射部，所述分光部与所述反射部相对设置，所述分光部用于将所述激光发生器发射的激光分成第一激光及第二激光，所述反射部用于反射所述第一激光及所述第二激光；及

两个准直元件及两个衍射光学元件，被所述反射部反射的所述第一激光经过其中一个所述准直元件及其中一个所述衍射光学元件后出射，被所述反射部反射的所述第二激光经过另一个所述准直元件及另一个所述衍射光学元件后出射。

2.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述光学组件为棱镜，所述分光部及所述反射部均位于所述棱镜的内部，所述分光部包括两个相交的第一分光部及第二分光部，所述反射部包括相对设置的第一反射部及第二反射部，所述第一反射部及所述第二反射部分别位于所述分光部的相背的两侧，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

3.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述光学组件包括分光棱镜、第一反射棱镜及第二反射棱镜，所述分光部包括位于所述分光棱镜内部的两个相交的第一分光部及第二分光部，所述反射部包括设置在所述第一反射棱镜上的第一反射部及设置在所述第二反射棱镜上的第二反射部，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

4.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述光学组件包括分光棱镜及反射棱镜，所述分光棱镜与所述反射棱镜间隔设置，所述反射部包括相对设置的第一反射部及第二反射部，所述第二反射部位于所述反射棱镜上，所述第一反射部位于所述分光棱镜上，所述分光部包括位于所述分光棱镜上的两个相交的第一分光部及第二分光部，所述第一反射部与所述第二反射部分别位于所述分光部的相背两侧，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射从所述激光发生器发射的激光而形成所述第二激光。

5.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述光学组件包括分光棱镜、第一反射棱镜、及第二反射棱镜，所述第一反射棱镜与所述第二反射棱镜分别设置在所述分光棱镜的相背两侧，所述分光部包括设置在所述分光棱镜相背两侧的第一分光部与第二分光部，所述第一分光部用于半反半透从所述激光发生器发射的激光以形成第一激光，所述第二分光部用于反射透过所述第一分光部的激光以形成第二激光，所述反射部包括设置在所述第一反射棱镜上的第一反射部及设置在所述第二反射棱镜上的第二反射部，所述第一分光部的反射面与所述第一反射部的反射面相对以反射所述第一激光，所述第二分光部的反射面与所述第二反射部的反射面相对以反射所述第二激光。

6.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述激光发生器为垂直腔面发射激光器。

7.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述激光发生器为边发射激光器。

8.根据权利要求1所述的结构光投射模组，其特征在于，所述结构光投射模组还包括基板组件及镜筒，所述镜筒设置在所述基板组件上并与所述基板组件共同形成收容腔，所述激光发生器、所述光学组件、两个所述准直元件及两个所述衍射光学元件均设置在所述基板组件上并收容在所述收容腔内。

9.一种图像获取装置，其特征在于，包括：

权利要求1至8任意一项所述的结构光投射模组；

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述结构光投射模组投射的激光图案；及

分别与所述结构光投射模组和所述图像采集器连接的处理器，所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体；及

权利要求9所述的图像获取装置，所述图像获取装置设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。