CN108594460A - 结构光模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种结构光模组和电子设备，属于终端技术领域，该结构光模组包括沿激光射出方向顺次设置的激光光源、光学衍射元件、以及保护元件；激光光源用于发射第一激光；光学衍射元件用于将第一激光衍射为第二激光；保护元件用于以第一透光率射出第二激光，以第二透光率射出高能激光；高能激光的强度大于第二激光的强度，小于或者等于第一激光的强度；第一透光率大于第二透光率。保护元件对于高能激光呈现出相对较低的第二透光率。因此当光学衍射元件出现损坏时，保护元件可减少高能激光射出该结构光模组的强度。如此避免高能激光直接照射在被测目标上造成被测目标损坏或损伤，提高整体结构光模组的使用安全性。
Description
技术领域
本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种结构光模组和电子设备。
背景技术
越来越多的电子设备具有建模和人脸识别功能，一般来说，电子设备需借助结构光模组实现人脸识别功能。
结构光模组可在被测目标上投射具有一定图像结构的红外激光，例如栅格状、点状的红外激光，用于辅助获取被测目标的三维尺寸。通过获取被测目标的三维尺寸能够实现建模功能。进一步地将所建模型与已存储的模型比对可实现人脸识别功能。
但是，在使用相关技术中提供的结构光模组时，可能出现红外激光损坏物品或者损伤人脸的情况，存在安全隐患。
发明内容
本公开提供一种结构光模组和电子设备，以解决相关技术中的缺陷。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种结构光模组，包括沿激光射出方向顺次设置的激光光源、光学衍射元件、以及保护元件；
所述激光光源用于发射第一激光；
所述光学衍射元件用于将所述第一激光衍射为第二激光；
所述保护元件用于以第一透光率射出所述第二激光，以第二透光率射出高能激光；
所述高能激光的强度大于所述第二激光的强度，小于或者等于所述第一激光的强度；
所述第一透光率大于所述第二透光率。
可选地，所述高能激光的强度大于人眼安全激光强度的上限。
可选地，所述第一透光率和所述第二透光率被配置为：通过所述保护元件射出所述结构光模组的激光的强度小于人眼安全激光强度的上限。
可选地，所述保护元件具有第一态和第二态；当所述保护元件为所述第一态时具有所述第一透光率；当所述保护元件为所述第二态时具有所述第二透光率。
可选地，当所述保护元件的温度低于临界温度时，所述保护元件具有所述第一透光率；当所述保护元件的温度高于或者等于所述临界温度时，所述保护元件具有所述第二透光率。
可选地，所述保护元件的材质包括二氧化钒。
可选地，所述保护元件包括二氧化钒膜层。
可选地，所述二氧化钒膜层的厚度为80nm～400nm。
可选地，所述结构光模组还包括：透光基材；所述保护元件设置在所述透光基材上。
可选地，所述保护元件设置在所述光学衍射元件上。
可选地，所述结构光模组还包括准直元件，所述准直元件设置在所述激光光源和所述光学衍射元件之间。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，该电子设备包括上述第一方面所提供的结构光模组。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
本公开所提供的结构光模组至少具有以下有益效果：
保护元件对于高能激光呈现出相对较低的第二透光率。因此当光学衍射元件出现损坏使得高能激光照射在保护元件上时，保护元件可减少高能激光射出结构光模组的光强。如此降低了射出结构光模组的激光能量，避免高能激光直接照射在被测目标上造成被测目标损坏或损伤，提高了整体结构光模组的使用安全性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的结构光模组的结构示意图；
图2是根据另一示例性实施例示出的结构光模组的结构示意图；
图3是根据另一示例性实施例示出的结构光模组的结构示意图；
图4是根据另一示例性实施例示出的结构光模组的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
相关技术中所提供的结构光模组包括激光光源和光学衍生元件，其中激光光源发射出的激光能量较高，经过光学衍生元件衍射之后不仅形成了固定图像的结构光，同时也降低了每束激光的能量，此时结构光直接照射在被测目标上不会造成损伤或损坏。
但是，相关技术中提供的结构光模组具有安全隐患。具体来说，当光学衍生元件损坏时，激光光源发射的激光会不经衍射直接照射在被测目标上，此时可能造成被测目标损坏或者损伤。特别是，当结构光模组应用于人脸识别时，若激光直接射入人眼，会对视网膜造成不可恢复的损害。
针对相关技术中所存在的问题，本公开提供了一种结构光模组，下面结合附图进行详细阐述。
图1是本公开实施例提供的一种结构光模组的结构示意图，如图1所示，该结构光模组包括沿激光射出方向顺次设置的激光光源1、光学衍射元件2、以及保护元件3。
其中，激光光源1用于发射第一激光X1。
光学衍射元件2用于将第一激光X1衍射为第二激光X2。
保护元件3用于以第一透光率射出第二激光X2，以第二透光率射出高能激光，高能激光的强度大于第二激光X2的强度，小于或者等于第一激光X1的强度。
并且，保护元件3的第一透光率大于第二透光率。
该结构光模组的使用原理如下：
正常使用时，激光光源1发出的第一激光X1经过光学衍射元件2衍射形成第二激光X2。此时，保护元件3呈第一透射率，第二激光X2以第一透光率穿过保护元件3射出结构光模组。
当光学衍射元件2出现损坏时，存在无法衍射或者只能进行部分衍射的情况，造成高能激光照射在保护元件3上。此时，保护元件3呈现第二透射率，高能激光以第二透光率穿过保护元件3射出结构光模组。
其中，高能激光是指强度大于第二激光X2的强度，小于或者等于第一激光X1的强度的激光。示例地，当光学衍射元件2完全无法衍射时，高能激光为第一激光X1；当光学衍射元件2可进行部分衍射时，高能激光为经过部分衍射后的激光。
第二透光率低于第一透光率，即保护元件3阻碍部分高能激光射出结构光模组。因此当光学衍射元件2出现损坏时，通过保护元件3可降低射出结构光模组激光的能量，进而避免高能激光损坏或损伤被测目标，保障了结构光模组的使用安全。
在本公开实施例中，保护元件3针对第二激光X2和高能激光具有不同的透光率，保证了结构光模组的正常与安全使用。
在一种可选实施方式中，激光光源1为垂直腔面发射激光器。
在一种可选实施方式中，高能激光的强度大于人眼安全激光强度的上限。换言之，当照射在保护元件3上激光的强度足以损伤人眼时，该激光即为高能激光，此时保护元件3呈现较低的第二透光率。
在一种可选实施方式中，保护元件3的第一透光率和第二透光率被配置为：通过保护元件3射出该结构光模组的激光的强度小于人眼安全激光强度的上限。其中，人眼安全激光强度的上限是指激光不损伤人眼的最高强度。
需要说明的是，上述强度可以采用照度密度，或者功率密度等参数进行表征。示例地，当强度采用照度密度表征时，人眼安全激光强度的上限为106cd/m2。
关于保护元件3呈现第一透光率和第二透光率的实现方式，作为一种可选方式，保护元件3具有第一态和第二态。当保护元件3为第一态时具有第一透光率；当保护元件3为第二态时具有第二透光率。
在该可选方式中，通过改变保护元件3的状态以呈现出不同的透光率。示例地，保护元件3的材质包括有相变材料，通过改变相变材料的相态，使得整体保护元件3呈现出不同的透光率。
作为另一种可选方式，保护元件3具有临界温度，当保护元件3的温度低于临界温度时，保护元件3呈现第一透光率；当保护元件3的温度高于或者等于临界温度时，保护元件3呈现第二透光率。
可以理解的是，高能激光的能量高于第二激光X2的能量，所以当高能激光和第二激光X2分别照射在保护元件3上时，会导致保护元件3具有不同的温度。因此，在本公开实施例中，可将保护元件3的温度作为透光率转变指标，以实现保护元件3对高能激光和第二激光X2呈现不同的透光率。
在一种可选实施方式中，保护元件3的材质包括二氧化钒。二氧化钒是一种具有温致相变性能的金属氧化物，其相变具有临界温度。当二氧化钒的温度低于临界温度时，对于红外激光呈现高透光率；当其温度高于临界温度时，对于红外激光呈现低透光率。当保护元件3的材质包括有二氧化钒时，保护元件3的临界温度可为68℃。
可选地，保护元件3的材质还包括有缓冲材料，例如氧化铝、氧化钛等。通过缓冲材料可降低二氧化钒的相变温度，因此保护元件3的临界温度低于68℃，充分保证当高能激光照射时保护元件3呈现出较低的第二透光率。需要说明的是，保护元件3的临界温度可根据其结构或者组分进行调控。
关于保护元件3中二氧化钒的存在形式，作为一种可选方式，保护元件3通过二氧化钒和其他透光材料组成的复合体系制备而成，此时保护元件3呈均一结构，二氧化钒均匀地分布在复合体系中。
作为另一种可选方式，保护元件3包括二氧化钒膜层。其中，该二氧化钒膜层的厚度可选为80nm～400nm。可选地，保护元件3还包括设置在二氧化钒膜层上的缓冲膜层，例如氧化铝层、氧化钛层等，使得保护元件3呈现更低的临界温度。
在本公开实施例中，通过可实现不同透光率的保护元件3提高了结构光模组的使用安全性。当光学衍射元件2出现故障时，保护元件3的透光率降低，以降低可穿过保护元件3射出的激光强度，进而保障结构光模组的使用安全。
图2是本公开实施例提供的另一种结构光模组的结构示意图，其中，该结构光模组还包括：透光基材4；保护元件3设置在透光基材4上。
在图2所示的可选方式中，将保护元件3设置在透光基材4上。当保护元件3为二氧化钒膜层时，可通过蒸镀、溅射等方式将二氧化钒膜层覆盖在透光基材4上。
可选地，保护元件3设置在透光基材4靠近光学衍射元件2的一侧上。此时，高能激光或第二激光X2先穿过保护元件3再穿过透光基材4射出结构光模组。
可选地，保护元件3设置在透光基材4远离光学衍射元件2的一侧上。此时，高能激光或第二激光X2先穿过透光基材4再穿过保护元件3射出结构光模组。
在本公开实施例中，需要说明的是，透光基材4、光学衍射元件2、以及保护元件3之间的距离需要足以使保护元件3的透光率改变。具体来说，透光基材4到光学衍射元件2之间的距离被配置为：第二激光X2照射在保护元件3上时，保护元件3为第一态，或者保护元件3的温度低于临界温度。透光基材4到激光光源1之间的距离被配置为：当高能激光照射在保护元件3上时，保护元件3为第二态，或者保护元件3的温度高于或者等于临界温度。
此外，该透光基材4的透光率至少为90％，例如93％、95％、97％等。且该透光基材4可以为玻璃、树脂等。
本公开实施例提供的结构光模组，结构简单，易于加工制造，其生产成本低。
图3是本公开实施例提供的另一种结构光模组的结构示意图，如图3所示，保护元件3设置在光学衍射元件2上。具体来说，保护元件3设置在光学衍射元件2远离激光光源1的一侧上。当保护元件3为二氧化钒膜时，通过蒸镀、溅射等方式将二氧化钒膜层覆盖在光学衍射元件2的表面上。
在本公开实施例中，通过调节光学衍射元件2到激光光源1之间的距离可以满足保护元件3针对高能激光和第二激光X2具有不同的透光率。此外，将保护元件3直接设置在光学衍射元件2上进一步简化了结构光模组的结构，简化生产过程，实现该结构光模组更低的生产成本。
图4是本公开实施例提供的另一种结构光模组的结构示意图，如图4所示，该结构光模组还包括准直元件5，准直元件5设置在激光光源1和光学衍射元件2之间。
通过准直元件5将第一激光X1汇集为平行光X3，以便进行衍射。可选地，准直元件5为准直镜。
本公开第二方面提供了一种电子设备，该电子设备包括上述第一方面所提供的结构光模组。由于该电子设备具有上述第一方面所提供的结构光模组，因此同样具有第一方面提供的结构光模组的有益效果，此处不再赘述。
此外，在本公开中对于电子设备的种类不做具体限定。示例地，该电子设备可以为移动电话、计算机、笔记本电脑、数字广播终端、游戏控制台、平板设备、医疗设备、健身设备、个人数字助理等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
Claims (12)
1.一种结构光模组，其特征在于，包括沿激光射出方向顺次设置的激光光源、光学衍射元件、以及保护元件；
所述激光光源用于发射第一激光；
所述光学衍射元件用于将所述第一激光衍射为第二激光；
所述保护元件用于以第一透光率射出所述第二激光，以第二透光率射出高能激光；
所述高能激光的强度大于所述第二激光的强度，小于或者等于所述第一激光的强度；
所述第一透光率大于所述第二透光率。
2.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述高能激光的强度大于人眼安全激光强度的上限。
3.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述第一透光率和所述第二透光率被配置为：通过所述保护元件射出所述结构光模组的激光的强度小于人眼安全激光强度的上限。
4.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述保护元件具有第一态和第二态；
当所述保护元件为所述第一态时具有所述第一透光率；
当所述保护元件为所述第二态时具有所述第二透光率。
5.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，当所述保护元件的温度低于临界温度时，所述保护元件具有所述第一透光率；
当所述保护元件的温度高于或者等于所述临界温度时，所述保护元件具有所述第二透光率。
6.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述保护元件的材质包括二氧化钒。
7.根据权利要求6所述的结构光模组，其特征在于，所述保护元件包括二氧化钒膜层。
8.根据权利要求7所示的结构光模组，其特征在于，所述二氧化钒膜层的厚度为80nm～400nm。
9.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述结构光模组还包括：透光基材；所述保护元件设置在所述透光基材上。
10.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述保护元件设置在所述光学衍射元件上。
11.根据权利要求1所述的结构光模组，其特征在于，所述结构光模组还包括准直元件，所述准直元件设置在所述激光光源和所述光学衍射元件之间。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1～11中任一项所述的结构光模组。
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