CN111399156A - 激光投射器、图像获取装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的电子设备、图像获取装置及激光投射器包括基板组件、镜筒、及衍射光学组件。镜筒包括镜筒侧壁，镜筒侧壁包括相背的第一面和第二面，第二面与基板组件结合；设置在第一面上的衍射光学组件，衍射光学组件包括固定连接的衍射光学元件和顶盖；衍射光学元件位于镜筒内，顶盖至少部分位于镜筒外并与衍射光学元件共同夹持镜筒；顶盖包括保护顶壁和自保护顶壁的周缘延伸的保护侧壁；衍射光学元件与镜筒侧壁的内壁面相抵，保护侧壁与镜筒侧壁的外壁面相抵。本发明的衍射光学元件和顶盖共同夹持镜筒，衍射光学组件不会相对于镜筒发生翻转也不容易脱落，避免激光不经过衍射光学元件直接发射出去后灼伤用户，提高了用户使用激光投射器的安全级别。

Description

激光投射器、图像获取装置和电子设备

技术领域

本发明涉及光学及电子技术领域，更具体而言，涉及一种激光投射器、图像获取装置和电子设备。

背景技术

激光投射器需要在激光的发射光路上设置衍射光学元件(diffractive opticalelements,DOE)，而衍射光学元件通常通过胶水直接粘在激光投射器的镜筒上，而胶水容易失效，导致衍射光学元件脱落，而激光不经过衍射光学元件直接发射出去后容易灼伤用户。

发明内容

本发明实施方式提供一种激光投射器、图像获取装置和电子设备。

本发明实施方式的激光投射器包括：

基板组件；

镜筒，所述镜筒包括设置在所述基板组件上的镜筒侧壁，所述镜筒侧壁包括相背的第一面和第二面，所述第二面与所述基板组件结合；及

设置在所述第一面上的衍射光学组件，所述衍射光学组件包括固定连接的衍射光学元件和顶盖；所述衍射光学元件位于所述镜筒内，所述顶盖至少部分位于所述镜筒外并与所述衍射光学元件共同夹持所述镜筒；所述顶盖包括保护顶壁和自所述保护顶壁的周缘延伸的保护侧壁；所述衍射光学元件与所述镜筒侧壁的内壁面相抵，所述保护侧壁与所述镜筒侧壁的外壁面相抵。

本发明实施方式的图像获取装置包括：

上述任一实施方式所述的激光投射器；及

图像采集器，所述图像采集器用于采集经所述衍射光学元件后向目标空间中投射的激光图案，所述激光图案用于形成深度图像。

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上并用于获取深度图像。

本发明实施方式的电子设备、图像获取装置及激光投射器通过设置固定连接的衍射光学元件和顶盖，衍射光学元件和顶盖共同夹持镜筒，衍射光学组件不会相对于镜筒发生翻转，衍射光学元件不容易脱落，避免激光不经过衍射光学元件直接发射出去后灼伤用户，提高了用户使用激光投射器的安全级别。

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是本发明实施方式的激光投射器的立体示意图；

图4是本发明实施方式的激光投射器的平面示意图；

图5是本发明实施方式的激光投射器的立体分解示意图；

图6是图4所示的激光投射器沿VI-VI线的截面示意图；

图7是本发明另一实施方式的激光投射器沿与图4所示的VI-VI线对应位置的截面示意图；

图8是图4所示的激光投射器沿VIII-VIII线的截面示意图；

图9是图8中的激光投射器的IX部分的放大示意图；

图10是图5所示的激光投射器的X部分的放大示意图；

图11是本发明实施方式的激光投射器的顶盖的立体示意图；

图12是本发明实施方式的激光投射器的部分结构示意图；

图13是本发明实施方式的激光投射器的部分结构示意图；

图14是本发明实施方式的激光投射器去掉顶盖后的平面示意图；

图15是本发明另一实施方式的激光投射器去掉顶盖后的平面示意图；

图16是本发明再一实施方式的激光投射器去掉顶盖后的平面示意图；

图17是本发明实施方式的衍射光学元件和镜筒侧壁的结构示意图；

图18是本发明又一实施方式的激光投射器去掉顶盖后的平面示意图；

图19是本发明又一实施方式的衍射光学元件和镜筒侧壁的结构示意图；

图20是本发明又一实施方式的衍射光学组件的结构示意图；

图21是本发明又一实施方式的激光投射器沿与图4所示的VI-VI线对应位置的截面示意图；

图22是本发明再一实施方式的激光投射器沿与图4所示的VI-VI线对应位置的截面示意图。

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、防摔等的保护，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。在其他实施方式中，图像获取装置100收容在壳体200内并能够从壳体200内伸出，此时，壳体200上不需要开设与图像获取装置100的进光方向对应的孔。当需要使用图像获取装置100时，图像获取装置100从壳体200内伸出到壳体200外；当不需要使用图像获取装置100时，图像获取装置100从壳体200外收容至壳体200内。在又一实施方式中，图像获取装置100收容在壳体200内并位于显示屏的下方，此时，壳体200上也不需要开设与图像获取装置100的进光方向对应的孔。

请参阅图2，图像获取装置100包括激光投射器10、图像采集器20和处理器30。图像获取装置100上可以形成有与激光投射器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。激光投射器10用于通过投射窗口40向目标空间投射激光图案，图像采集器20用于通过采集窗口50采集被标的物调制后的激光图案。在一个例子中，激光投射器10投射的激光为红外光，图像采集器20为红外摄像头。处理器30与激光投射器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(DigitalImage Correlation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。下面将对激光投射器10的结构作进一步介绍。

请参阅图3至图5，激光投射器10包括基板组件11、镜筒12、光源13、准直元件14和衍射光学组件15。衍射光学组件15包括固定连接的衍射光学元件151和顶盖152。光源13、准直元件14和衍射光学元件151依次设置在光源13的光路上，具体地，光源13发出的光依次穿过准直元件14和衍射光学元件151。

请参阅图5和图6，基板组件11包括基板111及承载在基板111上的电路板112。基板111用于承载镜筒12、光源13和电路板112。基板111的材料可以是塑料，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)中的至少一种。也就是说，基板111可以采用PET、PMMA、PC或PI中任意一种的单一塑料材质制成。如此，基板111质量较轻且具有足够的支撑强度。

电路板112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112上可以开设有过孔113，过孔113内可以用于容纳光源13，电路板112一部分被镜筒12罩住，另一部分延伸出来并可以与连接器16连接，连接器16可以将激光投射器10连接到电子设备1000的主板上。

请参阅图5和图8，镜筒12设置在基板组件11上并与基板组件11共同形成收容腔121。具体地，镜筒12可以与基板组件11的电路板112连接，镜筒12与电路板112可以通过焊接、胶合、螺合、或卡合等方式连接，以提高收容腔121的气密性。当然，镜筒12与基板组件11的具体连接方式可以有其他，例如通过卡合连接。收容腔121可以用于容纳准直元件14、衍射光学元件151等元器件，收容腔121同时形成激光投射器10的光路的一部分。镜筒12由不导电的材料制成，例如，镜筒12由塑料制成，塑料包括PET、PMMA、PC或PI中任意一种；或者，镜筒12由导电的材料制成但镜筒12的外表面设置有绝缘层以使镜筒12不导电。

具体地，镜筒12包括镜筒侧壁122。镜筒侧壁122设置在基板组件11上并与基板组件11共同形成收容腔121。镜筒侧壁122包括多个镜筒子侧壁1221。每一个镜筒子侧壁1221均与基板组件11结合。多个镜筒子侧壁1221依次相接呈环形并共同环绕收容腔121。任意两个相连接的镜筒子侧壁1221的端部共同形成一个支撑角1222，本实施方式的镜筒12上形成有四个支撑角1222。镜筒侧壁122的外壁可以形成有定位和安装结构，以便于在将激光投射器10安装在图1实施例中的电子设备1000内时固定激光投射器10的位置。

请参阅图6，镜筒12还包括相背的第一面124和第二面125，其中收容腔121的一个开口开设在第二面125上，另一个开口开设在第一面124上。第二面125与电路板112结合，例如胶合，第一面124可以作为镜筒12与衍射光学元件151的结合面或作为镜筒12与顶盖152的结合面。请结合图9和图10，镜筒侧壁122的外壁开设有容胶槽126，容胶槽126可以自第一面124开设并向第二面125的方向延伸。

请参阅图8，光源13设置在基板组件11上，具体地，光源13可以设置在电路板112上并与电路板112电连接，光源13也可以设置在基板111上并与过孔113对应，此时，可以通过布置导线将光源13与电路板112电连接。在一个例子中，基板111可以省略，光源13直接与电路板112电连接。光源13用于发射激光，激光可以是红外光，在一个例子中，光源13可以包括半导体衬底及设置在半导体衬底上的发射激光器，半导体衬底设置在基板111上，发射激光器可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)。半导体衬底可以设置单个发射激光器，也可以设置由多个发射激光器组成的阵列激光器，具体地，多个发射激光器可以以规则或者不规则的二维图案的形式排布在半导体衬底上。

请参阅图8，准直元件14可以是光学透镜，准直元件14用于准直光源13发射的激光，准直元件14收容在收容腔121内，准直元件14可以沿第二面125指向第一面124的方向组装到收容腔121内。准直元件14包括光学部141和安装部142，安装部142用于与镜筒侧壁122结合并固定准直元件14，在本发明实施例中，光学部141包括位于准直元件14相背两侧的两个曲面。

请参阅图5和图6，衍射光学组件15设置在第一面124。衍射光学组件15包括固定连接的衍射光学元件151和顶盖152。衍射光学元件151位于镜筒12内，顶盖152至少部分位于镜筒12外并与衍射光学元件151共同夹持镜筒12。

具体地，衍射光学元件151收容在收容腔121内。衍射光学元件151的外表面包括出射面1511、入射面1512和侧面1513。出射面1511和入射面1512相背，侧面1513连接出射面1511和入射面1512。本发明实施例中，入射面1512上形成有衍射结构，出射面1511可以是光滑的平面，衍射光学元件151可以将经准直元件14准直后的激光投射出与衍射结构对应的激光图案。

请参阅图6和图8，顶盖152与镜筒12固定连接，顶盖152用于限制衍射光学元件151的位置，具体地，顶盖152用于防止衍射光学元件151与镜筒12的结合失效后从镜筒12中脱出。请结合图11，顶盖152包括保护顶壁1521和保护侧壁1522。

保护顶壁1521与衍射光学元件151、保护顶壁1521与第一面124均结合，以限制衍射光学元件151的位置，也即是说，即使衍射光学元件151与镜筒12的结合失效了，由于保护顶壁1521和第一面124的限制作用，衍射光学元件151也不会脱出。在如图6所示的实施例中，当顶盖152与镜筒12结合时，保护顶壁1521与出射面1511固定连接，且保护顶壁1521与第一面124相抵，进一步地，保护顶壁1521与出射面1511通过胶合、卡合等方式连接，保护顶壁1521与第一面124通过胶粘的方式结合。

请参阅图9至图11，保护侧壁1522自保护顶壁1521的周缘延伸，顶盖152罩设在镜筒12上，保护侧壁1522与镜筒侧壁122固定连接。具体地，保护侧壁1522与镜筒侧壁122的外壁面1223相抵。具体地，保护侧壁1522包括多个首尾依次相接的保护子侧壁15221，每一个保护子侧壁15221与镜筒侧壁122均固定连接。如此，衍射光学元件151和多个保护子侧壁15221共同夹持镜筒12，衍射光学组件15牢靠地罩设在镜筒12上。

综上，本发明实施方式的电子设备1000和图像获取装置100中，通过设置固定连接的衍射光学元件151和顶盖152，衍射光学元件151和顶盖152共同夹持镜筒12，衍射光学组件15不会相对于镜筒12发生翻转，衍射光学元件151不容易脱落，避免激光不经过衍射光学元件151直接发射出去后灼伤用户，提高了用户使用激光投射器10的安全级别。

请参阅图6，在某些实施方式中，顶盖152由不透光材料制成，例如塑料。保护顶壁1521开设有通光孔15211，通光孔15211的位置与衍射光学元件151对应，激光先后穿过准直元件14、衍射光学元件151和通光孔15211后从激光投射器10中射出。在本发明实施例中，保护顶壁1521的整体形状呈圆角方形，通光孔15211可以呈圆形、矩形、椭圆形、梯形等形状。在另一个例子中，保护顶壁1521由透光的材料制成，例如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)等。由于玻璃、PMMA、PC、及PI等透光材料均具有优异的透光性能，因此保护顶壁1521不用开设通光孔15211。如此，在保护顶壁1521的遮挡下，衍射光学元件151不用暴露在镜筒12的外面，从而使衍射光学元件151更加防水防尘。

在某些实施方式中，衍射光学元件151与顶盖152的材料相同，例如均由玻璃制成，或者均由塑料(如PET)制成。在另一个例子中，衍射光学元件151与顶盖152的材料不同。例如，衍射光学元件151由玻璃制成，顶盖152由塑料制成；或者，衍射光学元件151由塑料制成，顶盖152由玻璃制成。

在某些实施方式中，衍射光学元件151与顶盖152一体成型；或者，衍射光学元件151与顶盖152分体成型。当衍射光学元件151与顶盖152的材料相同时，例如均为塑料时，衍射光学元件151和顶盖152直接通过注塑一体成型；再如均为玻璃时，衍射光学元件151和顶盖152直接通过整体切割一体成型。如此，通过一体成型的方式，衍射光学元件151与顶盖152结合得更加可靠。当衍射光学元件151与顶盖152的材料不同时，例如，衍射光学元件151由玻璃制成，顶盖152由塑料制成。将单独的衍射光学元件151和顶盖152结合，结合的方式包括胶合、卡合等，以形成衍射光学组件15。具体地，如图7所示的实施例中，镜筒12包括自镜筒侧壁122向内延伸的限位凸起123，在组装激光投射器10时，可先将衍射光学元件151安装在限位凸起123上，然后再将顶盖152与衍射光学元件151、顶盖152与镜筒侧壁122固定连接。如此，通过分体成型的方式，可以单独安装衍射光学元件151后再安装顶盖152。另外，当衍射光学元件151安装不平稳时，也便于先调整衍射光学元件151的安装位置，然后再安装顶盖152。当然，在衍射光学元件151与顶盖152分体成型时，衍射光学元件151上也可以设置单独的固定结构，例如卡槽，以更好地限定衍射光学元件151在镜筒12内的位置。

请参阅图6，在某些实施方式中，镜筒12与基板组件11共同形成收容腔121，顶盖152包括保护顶壁1521和自保护顶壁1521的周缘延伸的保护侧壁1522，衍射光学元件151收容在收容腔121内，保护顶壁1521与衍射光学元件151结合，衍射光学元件151与镜筒侧壁122的内壁面1224相抵，保护侧壁1522与镜筒侧壁122的外壁面1223相抵。

具体地，镜筒侧壁122包括相背的外壁面1223和内壁面1224。在将衍射光学组件15组装在镜筒12上时，衍射光学元件151伸入镜筒12的开口并收容在收容腔121内，镜筒12整体为筒状结构，衍射光学元件151从镜筒12的开口伸入后直接与内壁面1224相抵。保护顶壁1521和保护侧壁1522均位于镜筒12外，且保护顶壁1521与镜筒12的第一面124相抵，保护侧壁1522与外壁面1223相抵。在如图6的实施例中，镜筒12的第一面124还开设有收容槽129，收容槽129的槽侧壁面1291与内壁面1224呈阶梯状。衍射光学元件151收容在收容槽129内并与槽侧壁面1291相抵。如此，衍射光学元件151、保护顶壁1521和保护侧壁1522共同夹持镜筒12，衍射光学组件15与镜筒12结合牢靠，衍射光学组件15不易沿光源13的出光方向脱落，也不易绕镜筒侧壁122转动而脱落。

请参阅图7，在某些实施方式中，镜筒12还包括自镜筒侧壁122向内凸出的限位凸起123，衍射光学元件151抵持限位凸起123。

限位凸起123自镜筒侧壁122向内凸出，具体地，限位凸起123自镜筒侧壁122向收容腔121内突出。限位凸起123可以呈连续的环状，或者限位凸起123包括多个，多个限位凸起123间隔分布。限位凸起123围成过光孔1231，过光孔1231可以作为收容腔121的一部分，激光穿过过光孔1231后穿入衍射光学元件151。在如图7所示的实施例中，限位凸起123位于第一面124与第二面125之间，限位凸起123与第二面125之间的收容腔121可以用于收容准直元件14，限位凸起123与第一面124之间的收容腔121可以用于收容衍射光学元件151。衍射光学元件151安装在限位凸起123上时，保护顶壁1521与第一面124相抵，保护侧壁1522与镜筒12的外壁面1223相抵。因此，保护顶壁1521与限位凸起123分别位于衍射光学元件151的相背的两侧，或者说，衍射光学元件151位于限位凸起123与保护顶壁1521之间，如此，即使衍射光学元件151与限位凸起123的结合失效了，由于顶盖152和镜筒侧壁122的限制作用，衍射光学元件151也不会脱出。另外，镜筒12的结构简单，衍射光学元件151容易安装在限位凸起123上。在组装激光投射器10时，当衍射光学元件151与限位凸起123相抵，可以认为衍射光学元件151安装到位，当准直元件14与限位凸起123相抵，可以认为准直元件14安装到位。限位凸起123包括上表面1232，当衍射光学元件151安装在限位凸起123上时，上表面1232与衍射光学元件151结合。

请参阅图10和图11，每一个保护子侧壁15221上均形成有点胶孔1523。点胶孔1523的位置与图9所示的容胶槽126的位置对应，当顶盖152罩设在镜筒12上后，可以从点胶孔1523向容胶槽126内点胶，胶水固化后，保护侧壁1522与镜筒侧壁122固定连接。在一个例子中，每一个保护子侧壁15221上开设有单个点胶孔1523，在另一个例子中，每一个保护子侧壁15221上开设有多个点胶孔1523，例如两个、三个、四个等。在本发明实施例中，每一个保护子侧壁15221上开设有两个点胶孔1523，两个点胶孔1523分别与容胶槽126的两个内侧壁1261对应，便于用户向容胶槽126的两侧同时点胶，提高点胶速度。进一步地，容胶槽126的内侧壁1261倾斜连接容胶槽126的内底壁1262与镜筒侧壁122的外壁，倾斜连接指的是内侧壁1261与内底壁1262，内侧壁1261与镜筒侧壁122的外壁面1223均不垂直，当胶水被注入到内侧壁1261上时，在内侧壁1261的导引作用下，胶水容易向容胶槽126的中间位置流动，加快胶水填充容胶槽126的速度。

请参阅图9至图11，在某些实施方式中，顶盖152还包括自保护侧壁1522向内凸出的弹性的第一卡勾1524，镜筒12还包括自容胶槽126的内底壁1262向外凸出的第二卡勾127，顶盖152罩设在镜筒12上时，第一卡勾1524与第二卡勾127咬合以限制顶盖152脱离镜筒12。

具体地，第一卡勾1524与第二卡勾127的位置对应，在将顶盖152罩设在镜筒12上的过程中，第一卡勾1524与第二卡勾127相抵并发生弹性形变，当顶盖152安装到位后，第一卡勾1524与第二卡勾127互相咬合，且会伴随触感反馈和咬合到位的“嗒”声。如此，顶盖152与镜筒12结合更可靠，且在用胶水将顶盖152与镜筒12粘结前，可以先将第一卡勾1524与第二卡勾127互相咬合，能有效地固定顶盖152与镜筒12的相对位置，利于点胶的进行。

请参阅图9至图11，在某些实施方式中，每一个保护子侧壁15221上均形成有第一卡勾1524。对应的，多个容胶槽126内也均设置有第二卡勾127，第二卡勾127与第一卡勾1524的位置对应，多个第一卡勾1524与对应的第二卡勾127同时咬合，顶盖152与镜筒12的结合更可靠。具体地，第一卡勾1524可以与保护子侧壁15221的中间位置对应，第二卡勾127可以与容胶槽126的中间位置对应。当每一个保护子侧壁15221形成有至少两个点胶孔1523时，第一卡勾1524位于至少两个点胶孔1523之间，更具体地，每一个保护子侧壁15221上的至少两个点胶孔1523相对于第一卡勾1524对称分布。如此，便于胶水在第一卡勾1524和第二卡勾127的两侧分别流动，且两侧的胶水量相当，粘结力较均匀。

请参阅图9和图11，在某些实施方式中，保护侧壁1522在与第一卡勾1524对应的位置开设有避让孔1525。在顶盖152罩设在镜筒12的过程中，第一卡勾1524与第二卡勾127相抵且第一卡勾1524发生弹性形变时，避让孔1525为第一卡勾1524的弹性形变提供形变空间，即，第一卡勾1524发生弹性形变且伸入避让孔1525。具体地，第一卡勾1524与第二卡勾127相抵时，第一卡勾1524向外发生弹性形变，第一卡勾1524伸入避让孔1525以避免与保护侧壁1522发生运动干涉，另外，也便于用户通过避让孔1525观察第一卡勾1524与第二卡勾127的配合情况，例如判断是不是所有的第一卡勾1524均与对应的第二卡勾127咬合好了。

请参阅图9和图10，在某些实施方式中，第二卡勾127形成有导引斜面1271，沿顶盖152套入镜筒12的方向，导引斜面1271远离内底壁1262，顶盖152罩设在镜筒12的过程中，第一卡勾1524与导引斜面1271相抵。由于导引斜面1271的相对于内底壁1262倾斜，第一卡勾1524与第二卡勾127配合的过程中，第一卡勾1524受到的第二卡勾127的抵持力缓慢连续地增大，第一卡勾1524的形变量也连续地变大，第一卡勾1524与第二卡勾127容易卡合。

请参阅图9，在某些实施方式中，镜筒12上形成有第一定位部128，衍射光学元件151的外表面上形成有第二定位部1514，当且仅当衍射光学元件151的入射面1512与限位凸起123结合时，第一定位部128与第二定位部1514配合。可以理解，衍射光学元件151的入射面1512与出射面1511的结构不同，入射面1512与出射面1511对激光的作用也不相同，在使用时，如果将衍射光学元件151装反(出射面1511与限位凸起123结合)，衍射光学元件151将不能衍射出需要的激光图案，甚至还会导致激光集中发射而容易灼伤用户。本实施方式的第一定位部128与第二定位部1514仅在入射面1512与限位凸起123结合时能够正确配合，而当衍射光学元件151与镜筒12的配合关系不是入射面1512与限位凸起123的上表面1232结合时，第一定位部128与第二定位部1514均不能正确配合而用户容易察觉到。如此，防止衍射光学元件151安装错误。

请参阅图9，在某些实施方式中，第一定位部128包括第一倒角1281，第一倒角1281形成在限位凸起123与镜筒侧壁122相交处，具体地，第一倒角1281形成在上表面1232与镜筒侧壁122相交处。第二定位部1514包括第二倒角15141，第二倒角15141形成在衍射光学元件151的入射面1512与侧面1513相交处。第一倒角1281与第二倒角15141的倾斜角度可以是相等的，可以理解，如果用户将衍射光学元件151装反，出射面1511将与第二倒角15141相抵，导致衍射光学元件151被第二倒角15141垫高，用户容易察觉到衍射光学元件151被装反，故第一倒角1281与第二倒角15141可以避免衍射光学元件151被装反。

请参阅图12，某些实施方式中，第一定位部128包括形成在上表面1232上的限位面凹陷1282，第二定位部1514包括自入射面1512凸出的底面凸块15142，当入射面1512与限位凸起123结合时，底面凸块15142伸入限位面凹陷1282内。具体地，底面凸块15142与限位面凹陷1282的位置对应，且底面凸块15142与限位面凹陷1282的数量相等，底面凸块15142的形状可以是圆柱状、圆台状、棱柱状等，可以理解，如果用户将衍射光学元件151装反，入射面1512朝上且底面凸块15142使得衍射光学元件151安装后不平整，用户容易察觉到衍射光学元件151被装反，故底面凸块15142与限位面凹陷1282可以避免衍射光学元件151被装反。

请参阅图13，在某些实施方式中，第一定位部128包括自上表面1232凸出的限位面凸块1283，第二定位部1514包括形成在入射面1512的底面凹陷15143，当入射面1512与限位凸起123结合时，限位面凸块1283伸入底面凹陷15143内。具体地，限位面凸块1283与底面凹陷15143的位置对应，且限位面凸块1283与底面凹陷15143的数量相等，限位面凸块1283的形状可以是圆柱状、圆台状、棱柱状等，可以理解，如果用户将衍射光学元件151装反，限位面凸块1283将与入射面1512相抵，导致衍射光学元件151被限位面凸块1283垫高，用户容易察觉到衍射光学元件151被装反，故限位面凸块1283与底面凹陷15143可以避免衍射光学元件151被装反。

请参阅图14，在某些实施方式中，第一定位部128包括形成在镜筒侧壁122的镜筒凹陷1284，第二定位部1514包括自衍射光学元件151的侧面1513向外凸出的侧面凸块15144，当入射面1512与限位凸起123结合时，侧面凸块15144伸入镜筒凹陷1284内。侧面凸块15144与镜筒凹陷1284的位置对应，且侧面凸块15144与镜筒凹陷1284的数量相等，侧面凸块15144被平行于入射面1512的平面截得的形状可以是矩形、半圆形、三角形、梯形、圆形中的一种或多种。可以理解，如果用户将衍射光学元件151装反，侧面凸块15144将与镜筒侧壁122相抵，导致衍射光学元件151无法安装在限位凸起123上，用户容易察觉到衍射光学元件151被装反，故侧面凸块15144与镜筒凹陷1284可以避免衍射光学元件151被装反。

具体地，请参阅图14，在某些实施方式中，侧面1513包括多个首尾依次相接的子侧面15131，镜筒凹陷1284与侧面凸块15144的数量均为单个。侧面凸块15144形成在子侧面15131的中间位置之外的其他位置。也就是说，当侧面凸块15144的数量为一个时，侧面凸块15144可以开设在子侧面15131中间位置之外的其他位置，防止用户将衍射光学元件151装反时，侧面凸块15144依然能够伸入镜筒凹陷1284的情况发生，进一步避免衍射光学元件151装反。

请参阅图15，在某些实施方式中，镜筒凹陷1284与侧面凸块15144的数量相等且均为多个，每一个侧面凸块15144的形状与对应的镜筒凹陷1284的形状相同，不同的侧面凸块15144的形状不相同。侧面凸块15144与镜筒凹陷1284的形状相同指的是侧面凸块15144的外轮廓与镜筒凹陷1284的中空的形状相同。本实施例中，由于不同的侧面凸块15144的形状不相同，不相互对应的侧面凸块15144与镜筒凹陷1284由于形状不同而不能完全配合，用户容易察觉衍射光学元件151是否正确安装。

请参阅图16，在某些实施方式中，侧面1513包括多个首尾依次相接的子侧面15131，镜筒凹陷1284与侧面凸块15144的数量相等且均为多个，多个侧面凸块15144不关于任意一个子侧面15131的中间位置对称。在如图16所示的实施例中，衍射光学元件151整体呈方形，侧面1513包括四个子侧面15131，侧面凸块15144的数量为两个且均位于一个子侧面15131上，两个侧面凸块15144不关于任意一个子侧面15131的中间位置对称。当然，侧面凸块15144在某个子侧面15131上的数量也可以是一个，而侧面凸块15144在其他子侧面15131上也有分布，但是多个侧面凸块15144不关于任意一个子侧面15131的中间位置对称。如此，当用户欲将衍射光学元件151调转安装时，至少一个侧面凸块15144会与镜筒侧壁122相抵，用户容易察觉到衍射光学元件151装反。

请参阅图16，在某些实施方式中，镜筒凹陷1284与侧面凸块15144的数量相等且均为多个，多个侧面凸块15144非等角度间隔分布。具体地，当侧面凸块15144的数量为两个时，两个侧面凸块15144分别与衍射光学元件151的中心的连线的夹角不呈一百八十度；当侧面凸块15144的数量为三个时，相邻的两个侧面凸块15144分别与衍射光学元件151的中心的连线的夹角不全部呈一百二十度。如此，当用户欲将衍射光学元件151调转安装时，至少一个侧面凸块15144会与镜筒侧壁122相抵，用户容易察觉到衍射光学元件151装反。

请参阅图17，在某些实施方式中，沿出射面1511至入射面1512的方向，侧面凸块15144的尺寸逐渐减小，镜筒凹陷1284的尺寸逐渐减小。进一步地，侧面凸块15144的最大尺寸大于镜筒凹陷1284的最小尺寸，当用户欲将衍射光学元件151调转安装时，侧面凸块15144不能完全伸入镜筒凹陷1284内，侧面凸块15144会将衍射光学元件151垫高，用户容易察觉到衍射光学元件151装反。

请参阅图18，在某些实施方式中，第一定位部128包括自镜筒侧壁122凸出的镜筒凸块1285，第二定位部1514包括形成在侧面1513的侧面凹陷15145，当入射面1512与限位凸起123结合时，镜筒凸块1285伸入侧面凹陷15145内。镜筒凸块1285与侧面凹陷15145的位置对应，且镜筒凸块1285与侧面凹陷15145的数量相等，镜筒凸块1285被平行于入射面1512的平面截得的形状可以是矩形、半圆形、三角形、梯形、圆形中的一种或多种。可以理解，如果用户将衍射光学元件151装反，镜筒凸块1285将与衍射光学元件151相抵，导致衍射光学元件151无法安装在限位凸起123上，用户容易察觉到衍射光学元件151被装反，故镜筒凸块1285与侧面凹陷15145可以避免衍射光学元件151被装反。

请参阅图19，在某些实施方式中，沿出射面1511至入射面1512的方向，侧面凹陷15145的尺寸逐渐增大，镜筒凸块1285的尺寸逐渐增大。进一步地，镜筒凸块1285的最大尺寸大于侧面凹陷15145的最小尺寸，当用户欲将衍射光学元件151调转安装时，镜筒凸块1285不能完全伸入镜筒凹陷1284内，镜筒凸块1285会将衍射光学元件151垫高，用户容易察觉到衍射光学元件151装反。

请参阅图20，在某些实施方式中，衍射光学元件151包括工作部1515及环绕工作部1515设置的结合部1516，保护顶壁1521开设有通光孔15211，通光孔15211与工作部1515对应，结合部1516与保护顶壁1521固定连接。

具体地，工作部1515上形成有衍射结构，衍射结构与通光孔15211对应。结合部1516上可以没有衍射结构，并用于与顶盖152固定连接。如此，衍射光学元件151可以不用整面设置衍射结构，即不用在结合部1516上设置衍射结构，衍射光学元件151更容易制造。另外，结合部1516可以通过胶合的方式与保护顶壁1521固定连接。当然，结合部1516上还可以制造用于与顶盖152结合的结构，例如卡槽，以使衍射光学元件151与顶盖152结合得更好。

请参阅图21，在某些实施方式中，镜筒侧壁122的外壁面1223的靠近第一面124的一端形成有凹陷1225，顶盖152罩设在镜筒12上时，保护侧壁1522与凹陷1225配合，使得保护侧壁1522的外壁面15223与镜筒侧壁的外壁面1223齐平。具体地，在组装激光投射器10时，当衍射光学元件151与限位凸起123相抵，且保护侧壁1522伸入凹陷1225内时，可以认为衍射光学组件15安装到位。

请参阅图22，在某些实施方式中，镜筒12包括自镜筒侧壁122向内凸出的限位凸起123，限位凸起123的上表面1232与第一面124齐平，限位凸起123围成过光孔1231。顶盖152包括保护顶壁151和自保护顶壁151的周缘延伸的保护侧壁152，衍射光学元件151伸入过光孔1231并抵持过光孔1231的内壁12311，保护顶壁1521与限位凸起123抵触，保护侧壁1522与镜筒侧壁122相抵。

具体地，在安装衍射光学组件15和镜筒12时，衍射光学元件151伸入过光孔1231，衍射光学元件151的侧面1513抵持过光孔1231的内壁12311，保护顶壁1521与第一面124(限位凸起123的上表面1232)相抵，保护侧壁1522的侧壁内表面15222与镜筒12的外壁面1223相抵。如此，在衍射光学元件151、保护顶壁1521和保护侧壁1522的共同夹持作用下，衍射光学组件15与镜筒12结合牢靠，避免衍射光学组件15绕镜筒侧壁122转动而脱落。

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”的描述意指结合所述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所述特征。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 (14)

1.一种激光投射器，其特征在于，包括：

基板组件；

镜筒，所述镜筒包括设置在所述基板组件上的镜筒侧壁，所述镜筒侧壁包括相背的第一面和第二面，所述第二面与所述基板组件结合；及

设置在所述第一面上的衍射光学组件，所述衍射光学组件包括固定连接的衍射光学元件和顶盖；所述衍射光学元件位于所述镜筒内，所述顶盖至少部分位于所述镜筒外并与所述衍射光学元件共同夹持所述镜筒；所述顶盖包括保护顶壁和自所述保护顶壁的周缘延伸的保护侧壁；所述衍射光学元件与所述镜筒侧壁的内壁面相抵，所述保护侧壁与所述镜筒侧壁的外壁面相抵。

2.根据权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述镜筒与所述基板组件共同形成收容腔，所述衍射光学元件收容在所述收容腔内，所述保护顶壁与所述衍射光学元件结合。

3.根据权利要求2所述的激光投射器，其特征在于，所述衍射光学元件包括工作部及环绕所述工作部设置的结合部，所述保护顶壁开设有通光孔，所述通光孔与所述工作部对应，所述结合部与所述保护顶壁固定连接。

4.根据权利要求2所述的激光投射器，其特征在于，所述保护顶壁由透光的材料制成，所述衍射光学元件包括相背的入射面和出射面，所述保护顶壁与所述出射面固定连接。

5.根据权利要求2所述的激光投射器，其特征在于，所述镜筒包括自所述镜筒侧壁向内凸出的限位凸起，所述衍射光学元件抵持所述限位凸起。

6.根据权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述镜筒包括自所述镜筒侧壁向内凸出的限位凸起，所述限位凸起的上表面与所述第一面齐平，所述限位凸起围成过光孔，所述衍射光学元件伸入所述过光孔并抵持所述过光孔的内壁，所述保护顶壁与所述限位凸起抵触，所述保护侧壁与所述镜筒侧壁相抵。

7.根据权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述衍射光学元件与所述顶盖一体成型；或者所述衍射光学元件与所述顶盖分体成型。

8.根据权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述衍射光学元件与所述顶盖的材料相同；或者所述衍射光学元件与所述顶盖的材料不同。

9.根据权利要求1所述的激光投射器，其特征在于，所述镜筒与所述基板组件共同形成收容腔，所述激光投射器还包括：

光源，所述光源设置在所述基板组件上并用于向所述收容腔发射激光；及

准直元件，所述准直元件收容在所述收容腔内；

所述衍射光学元件收容在所述收容腔内，所述光源、所述准直元件和所述衍射光学元件依次设置在所述光源的光路上。

10.根据权利要求9所述的激光投射器，其特征在于，所述顶盖还包括自所述保护侧壁向内凸出的弹性的第一卡勾，所述镜筒还包括自所述镜筒侧壁向外凸出的第二卡勾，所述顶盖套设在所述镜筒上时，所述第一卡勾与所述第二卡勾卡合。

11.根据权利要求10所述的激光投射器，其特征在于，所述保护侧壁在与所述第一卡勾对应的位置开设有避让孔，所述避让孔用于在所述顶盖套设在所述镜筒的过程中，所述第一卡勾与所述第二卡勾相抵且所述第一卡勾发生弹性形变时提供形变空间。

12.根据权利要求11所述的激光投射器，其特征在于，所述第二卡勾形成有导引斜面，沿所述顶盖套入所述镜筒的方向，所述导引斜面逐渐远离内底壁，所述顶盖罩设在所述镜筒的过程中，所述第一卡勾与所述导引斜面相抵。

13.一种图像获取装置，其特征在于，包括：

权利要求1-12任意一项所述的激光投射器；及

图像采集器，所述图像采集器用于采集经所述衍射光学元件后向目标空间中投射的激光图案，所述激光图案用于形成深度图像。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体；及

权利要求13所述的图像获取装置，所述图像获取装置设置在所述壳体上并用于获取深度图像。

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