CN113820870B - 投影模组、成像模组及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种投影模组，包括光源，所述投影模组还包括：反射结构与光学元件，所述反射结构包括第一反射结构与第二反射结构，所述光学元件包括第一光学元件与第二光学元件，所述光源发射的光线经所述第一反射结构与所述第二反射结构反射至所述第一光学元件，所述第一光学元件用于根据接收的光线进行人脸扫描，所述光源发射的光线经所述第一反射结构透射至所述第二光学元件，所述第二光学元件用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件进行人脸扫描。本申请还提供一种成像模组与电子装置。通过本申请，节省了电子装置的空间，有利于电子装置的轻薄化设计。

Description

投影模组、成像模组及电子装置
技术领域
本申请涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种投影模组、成像模组及电子装置。
背景技术
目前，用于投影光线的投影模组在电子装置的成像系统中得到广泛的应用，特别是在结构光3D感测模组中，感测模组可以通过投影模组发射带有信息的光线到待测物体表面，由接收模组接收经物体反射后的光线，通过光线的变化获得物体的深度信息。
然而，现有的投影模组通常设置在基板、电路板及电子装置的其他组件上(例如，显示组件、外壳等)，多元件堆叠会造成电子装置的厚度增加，不利于电子装置的轻薄化设计。
发明内容
鉴于此，有必要提出一种投影模组、成像模组及电子装置，能够实现投影模组的结构小型化，节省电子装置的空间。
本申请实施例第一方面提供一种投影模组，包括光源，所述投影模组还包括：反射结构与光学元件，所述反射结构包括第一反射结构与第二反射结构，所述光学元件包括第一光学元件与第二光学元件，所述光源发射的光线经所述第一反射结构与所述第二反射结构反射至所述第一光学元件，所述第一光学元件用于根据接收的光线进行人脸扫描，所述光源发射的光线经所述第一反射结构透射至所述第二光学元件，所述第二光学元件用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件进行人脸扫描。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第一反射结构位于所述光源发出光线的光路上，所述第二反射结构位于所述第一反射结构反射光线的光路上。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第二光学元件位于所述光源发射的光线的光路上，所述第一光学元件位于所述第二反射结构反射的光线的光路上。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第二光学元件的长度大于或等于所述光源发出光线的范围长度。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第一光学元件与所述第二光学元件并排装设于同一透镜中。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第一光学元件为衍射光学元件，所述第二光学元件为扩散器。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述光源的数量为1个。
进一步地，在本申请实施例提供的上述投影模组中，所述第一光学元件与所述第二光学元件的数量包括：1个或者2个。
本申请实施例第二方面还提供一种成像模组，所述成像模组包括接收模组与上述任意一项所述的投影模组，所述接收模组包括成像镜头与图像传感器，所述图像传感器位于所述成像镜头的像侧。
本申请实施例第三方面还提供一种应用上述任一项所述的投影模组的电子装置。
本申请实施例提供一种投影模组、成像模组及电子装置，包括光源，所述投影模组还包括：反射结构与光学元件，所述反射结构包括第一反射结构与第二反射结构，所述光学元件包括第一光学元件与第二光学元件，所述光源发射的光线经所述第一反射结构与所述第二反射结构反射至所述第一光学元件，所述第一光学元件用于根据接收的光线进行人脸扫描，所述光源发射的光线经所述第一反射结构透射至所述第二光学元件，所述第二光学元件用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件进行人脸扫描。通过本申请实施例，将实现补光功能与扫描物体功能的光学部件通过一个投影模组实现，不需要增加其他光学部件，从而实现电子装置的集成度更高，节省电子装置的空间，有利于电子装置的轻薄化设计；且由于只需要生成一个投影模组，可以缩短生产周期，节约生产成本。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的投影模组的一整体结构示意图。
图2是本申请一实施例提供的投影模组的另一整体结构示意图。
图3是本申请一实施例提供的成像模组的模块组成图。
图4是本申请一实施例提供的投影模组的电子装置的模块组成图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
主要元件符号说明
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本申请实施例提供一种投影模组、成像模组及电子装置，包括光源，所述投影模组还包括：反射结构与光学元件，所述反射结构包括第一反射结构与第二反射结构，所述光学元件包括第一光学元件与第二光学元件，所述光源发射的光线经所述第一反射结构与所述第二反射结构反射至所述第一光学元件，所述第一光学元件用于根据接收的光线进行人脸扫描，所述光源发射的光线经所述第一反射结构透射至所述第二光学元件，所述第二光学元件用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件进行人脸扫描。
通过本申请实施例，将实现补光功能与扫描物体功能的光学部件通过一个投影模组实现，不需要增加其他光学部件，从而实现电子装置的集成度更高，节省电子装置的空间，有利于电子装置的轻薄化设计；且由于只需要生成一个投影模组，可以缩短生产周期，节约生产成本。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。
请一并参阅图1至图2，本申请实施例提供一种投影模组100，包括光源10、反射结构20与光学元件30，所述光源10装设在远离所述光学元件30且位于所述反射结构20的延伸方向上，所述反射结构20装设于所述光源10与所述光学元件30之间。
所述光源10用于发射激光，特别地，所述光源10可以用于发射红外光。所述光源10可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，所述垂直腔面发射激光器是一种小体积的半导体激光器，可以以较高的输出功率形成阵列分布，用于建立高效的激光光源。在一实施例中，所述光源10的数量为1个。本申请通过使用一个垂直腔面发射激光器作为光源10，在保证光源功率的同时，可以满足光源小体积的需求。
所述反射结构20包括第一反射结构21与第二反射结构22，所述第一反射结构21位于所述光源10发出光线的光路上，所述第二反射结构22位于所述第一反射结构21反射光线的光路上。所述第一反射结构21与所述第二反射结构22相对设置。其中，所述第一反射结构21的作用包括以下一种或多种：反射所述光源10发射的光线；或者，透射所述光源10发射的光线。示例性地，所述光源10发出的光自所述第一反射结构21反射至所述第二反射结构22上，并由所述第二反射结构22反射至所述第一光学元件31。在一实施例中，所述反射为半反射。所述光源10发出的光自所述第一反射结构21透射至所述第二光学元件32。在一实施例中，所述第一反射结构21与所述第二反射结构22在水平方向的距离与所述光源10发出光线的范围一致，从而使得所述光源10发出的光线均能够被反射至第一光学元件31中。
所述光学元件30包括第一光学元件31与第二光学元件32，所述第二光学元件32位于所述光源10发射的光线的光路上，所述第一光学元件31位于所述第二反射结构22反射的光线的光路上。所述第一光学元件31的长度等于所述光源10发出光线的范围长度，所述第二光学元件32的长度大于或等于所述光源10发出光线的范围长度，从而使得所述第一光学元件31、所述第二光学元件32能够接收到所述光源10发出的任意光线。所述第一光学元件31与所述第二光学元件32并排装设于同一透镜(Lens)中。在一实施例中，所述第一光学元件31与所述第二光学元件32可以紧密设置(如图1所示)；在其他实施例中，所述第一光学元件31与所述第二光学元件32也可以分开设置(如图2所示)。在一实施例中，所述第二光学元件32靠近所述光源10的垂直方向(所述第二光学元件32可以与所述光源10在同一垂直方向上)，所述第一光学元件31远离所述光源10的垂直方向。在其他实施例中，所述第一光学元件31与所述第二光学元件32的位置可以互换。可以理解的是，通过将所述第一光学元件31与所述第二光学元件32并排设置，且均位于光线的光路上，从而实现投影模组100的结构小型化，节省电子装置300的空间。
在本申请的一实施例中，所述第一光学元件31可以为衍射光学元件(DiffractiveOptical Elements，DOE)，所述第二光学元件32可以为扩散器(diffuser)。其中，所述衍射光学元件可以将光线投影形成带有图像信息的结构化光线，所述衍射光学元件用于投影散斑结构光，利用衍射原理通过控制光线的发散角和光斑的形貌，使得光线投影后具有特定的散斑图案。所述扩散器可以将光线投影形成具有一定光型分布的均匀光线，所述扩散器发射出去的光起到补光，辅助所述衍射光学元件的作用，有利于提高投影光线的质量。
在本申请的至少一实施例中，所述第一光学元件31与所述第二光学元件32的数量可以根据实际需求设置，在此不作限制。例如，在一实施例中，所述第一光学元件31与所述第二光学元件32的数量可以为1个。在其他实施例中，允许同时存在两个所述第一光学元件31；或者，允许同时存在两个所述第二光学元件32。对应于一个光源10，优选地，两个所述第一光学元件31紧密设置，或者，两个所述第二光学元件32紧密设置，通过紧密设置，能够确保所述光源10发出的光线能被所述第一元件31和/或所述第二光学元件32接收，提高光线利用率。
本申请实施例提供的投影模组100，包括光源10、反射结构20与光学元件30，所述反射结构20包括第一反射结构21与第二反射结构22，所述光学元件30包括第一光学元件31与第二光学元件32，其中，所述光源10发射的光线经所述第一反射结构21与所述第二反射结构22反射至所述第一光学元件31，所述第一光学元件31用于根据接收的光线进行人脸扫描，所述光源10发射的光线经所述第一反射结构21透射至所述第二光学元件32，所述第二光学元件32用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件31进行人脸扫描。
通过本申请实施例，将实现补光功能与扫描物体功能的光学部件并排设置在同一投影模组100中，且均位于光线的光路上，能够实现投影模组100的结构小型化；且由于只需要生成一个投影模组100，可以缩短生产周期，节约生产成本。
请参阅图3，本申请实施例还提供一种成像模组200，所述成像模组200包括接收模组201以及上述任一实施例的投影模组100。所述接收模组201可以包括成像镜头(图未示出)与图像传感器(图未示出)，所述图像传感器位于所述成像镜头的像侧。其中，所述成像镜头可以将光线汇聚到图像传感器，有利于提高图像质量，所述图像传感器用于采集光线信息并形成图像信息。
在本申请的至少一实施例中，通过所述投影模组100发射带有信息的光线到待测物体表面，由所述接收模组201接收经物体反射后的光线，通过光线的变化获得物体的深度信息。具体地，通过所述成像模组200获取物体的三维轮廓信息，从而实现更多功能。例如，所述成像模组200可用于人脸识别模块(所述人脸识别模块只使用一个透镜(Lens)),通过获取人脸的深度信息，实现人脸识别等功能。
请参阅图4，所述投影模组100能够应用到各种电子装置300(图未示出)中，如手机、可穿戴设备、电脑设备、交通工具以及门锁设备等。在本实施方式中，所述投影模组100应用于一手机中。
本申请实施例在将所述投影模组100应用于电子装置300时，将实现补光功能与扫描物体功能的光学部件通过一个投影模组100实现，不需要增加其他光学部件，从而实现电子装置300的集成度更高，节省电子装置300的空间，有利于电子装置300的轻薄化设计。
以上说明仅仅是对本申请一种优化的具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这种实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种投影模组，包括光源，其特征在于，所述投影模组还包括：反射结构与光学元件，所述反射结构包括第一反射结构与第二反射结构，所述第一反射结构位于所述光源发出光线的光路上，所述第二反射结构位于所述第一反射结构反射光线的光路上；所述光学元件包括第一光学元件与第二光学元件，所述第一光学元件与所述第二光学元件并排设置，所述第二光学元件位于所述光源发射光线的光路上，所述第一光学元件位于所述第二反射结构反射的光线的光路上，所述第一光学元件为衍射光学元件，所述第二光学元件为扩散器，所述光源发射的光线分为两路，一路经所述第一反射结构反射至所述第二反射结构上，并由所述第二反射结构反射至所述第一光学元件，所述第一光学元件用于根据接收的光线进行人脸扫描，另一路经所述第一反射结构透射至所述第二光学元件，所述第二光学元件用于根据接收的光线进行补光处理，辅助所述第一光学元件进行人脸扫描。
2.根据权利要求1所述的投影模组，其特征在于，所述第二光学元件的长度大于或等于所述光源发出光线的范围长度。
3.根据权利要求1所述的投影模组，其特征在于，所述第一光学元件与所述第二光学元件并排装设于同一透镜中。
4.根据权利要求1所述的投影模组，其特征在于，所述光源的数量为1个。
5.根据权利要求1所述的投影模组，其特征在于，所述第一光学元件与所述第二光学元件的数量包括1个或者2个。
6.一种成像模组，其特征在于，所述成像模组包括接收模组与上述权利要求1至5任意一项所述的投影模组，所述接收模组包括成像镜头与图像传感器，所述图像传感器位于所述成像镜头的像侧。
7.一种应用如权利要求1至5中任一项所述的投影模组的电子装置。
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