CN116746144A

CN116746144A - 相机模块

Info

Publication number: CN116746144A
Application number: CN202180090543.5A
Authority: CN
Inventors: 朴康烈
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2023-09-12
Also published as: EP4280600A4; TW202243459A; US20240056669A1; EP4280600A1; KR20230131829A; WO2022154160A1

Abstract

一种根据本发明的实施方式的相机模块，该相机模块包括：光发射单元，该光发射单元用于将具有点照明图案或泛光照明图案的光发射至对象处；和光接收单元，该光接收单元用于接收从对象反射的光，其中，光发射单元包括：光源，该光源包括以预定的间隔布置的多个发射器；透镜组件，该透镜组件布置在光源上方；以及驱动模块，该驱动模块用于通过将透镜组件从参考距离沿光轴方向移动预定的移动距离来以可变的方式改变光源与透镜组件之间的距离。

Description

相机模块

技术领域

本发明涉及相机模块。

背景技术

除了游戏和文化领域之外，三维内容还应用于比如教育、制造、自动驾驶等各种领域。为了获得三维内容，需要深度图。深度图是示出空间距离的图，并且示出了二维图像中的一个点相对于另一点的立体信息。使用了向对象投射红外(IR)结构化光的方法、使用立体相机的方法、飞行时间(ToF)方法等作为获得深度图的方法。

在ToF方法或结构化光方法的情况下，使用红外波长范围内的光，并且最近，已经尝试使用红外波长范围的特征进行生物识别。例如，已知的是，在手指等中分布的静脉的形状从人是胎儿的时候起在人的生命期间不会改变。因此，可以使用其中安装有IR光源的相机装置来识别静脉图案。为此，在捕获手指的图像之后，基于手指的颜色和形状从图像中移除背景以检测手指，并且可以从检测到的手指的颜色信息中提取手指的静脉图案。也就是说，手指的平均颜色、手指中分布的静脉的颜色以及手指上皱纹的颜色可以彼此不同。例如，手指中分布的静脉的红色可能比手指的平均颜色更浅，并且手指上的皱纹的颜色可能比手指的平均颜色更深。可以使用这些特征针对每个像素计算静脉的近似值，并且可以使用计算结果提取静脉图案。另外，可以通过将提取的手指的静脉图案与预先登记的数据进行比较来识别个体。另外，为了测量远距离处的对象的尺寸信息或距离信息，有时通过ToF方法或结构化光方法ToF中的相机获得深度图。

如上面所描述的，构造成通过ToF方法等获得深度图的相机被用于各种应用领域，并且应用领域的数目正在不断增加。

然而，在常规的ToF相机的情况下，由于常规的ToF相机是以特定于某些应用领域的结构开发的，因此存在的问题在于一个ToF相机在各种领域中是不够的。例如，在需要高分辨率深度图的应用领域中使用泛光图案，并且在需要远距离处的深度图的领域中使用点光图案，但是常规的ToF相机具有应当仅提供一种光图案的结构。因此，需要能够在各种领域中使用的ToF相机。

发明内容

本发明旨在提供一种根据图像捕获目标被自适应地驱动以将各种光图案发射至对象的飞行时间(ToF)相机模块。

本发明要解决的目标不限于上述目标，并且包括可以从下面描述的解决方案或实施方式中理解的目的或效果。

根据本发明的方面，提供了一种相机模块，该相机模块包括：光发射单元，该光发射单元将具有点光图案或泛光图案的光发射至对象；和光接收单元，该光接收单元接收由对象反射的光，其中，光发射单元包括：光源，该光源包括以预定间距设置的多个发射器；透镜组件，该透镜组件设置成与光源的上端部间隔开；以及驱动模块，该驱动模块通过将透镜组件从参考距离沿光轴方向移动预定的移动距离来改变光源与透镜组件之间的距离。

参考距离可以是透镜组件的有效焦距。

当移动距离处于第一范围时，光发射单元可以将具有泛光图案的光发射至对象。

第一范围可以基于多个发射器中的每个发射器的直径、多个发射器之间的间距以及多个发射器中的每个发射器的发散角度来设定。

第一范围(DR)可以根据下面的表达式来设定。

在此，P_E表示多个发射器之间的间距，D_E表示多个发射器中的每个发射器的直径，并且θ_D表示多个发射器中的每个发射器的发散角度。

第一范围(DR)可以根据下面的表达式来设定。

当移动距离处于第二范围时，光发射单元可以将具有点光图案的光发射至对象。

第二范围可以是0μm至25μm。

多个发射器之间的间距可以在32.5μm至38.5μm的范围内，多个发射器中的每个发射器的直径可以在7.2μm至8.8μm的范围内，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以在15度至25度的范围内。

多个发射器之间的间距可以在16.3μm至22.3μm的范围内，多个发射器中的每个发射器的直径可以在3.6μm至4.4μm的范围内，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以在13度至23度的范围内。

附图说明

通过参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细地描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得更加明显，在附图中：

图1是图示了根据本发明的实施方式的相机模块的示例构型的视图；

图2是用于描述由根据本发明的实施方式的光发射单元生成的光学信号的一组视图；

图3是图示了根据本发明的实施方式改变的光图案的一组视图；

图4是用于描述根据本发明的实施方式的光发射单元的结构的一组视图；

图5a和图5b是用于描述当输出具有泛光图案的光时光发射单元的操作的视图；

图6a和图6b是图示了包括多个发射器的光源的上表面的视图；

图7是图示了具有多个发射器的光源的侧表面的一部分的视图；

图8是用于描述当输出具有点光图案的光时光发射单元的操作的视图；以及

图9a至图9e是示出了根据本发明的实施方式的相机模块的模拟结果的图像。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细地描述。

然而，本发明的技术精神不限于将被描述的一些实施方式，并且可以使用各种其他实施方式来实现，并且实施方式的至少一个部件可以在技术精神的范围内被选择性地联接、代替和使用。

另外，除非上下文另外明确且具体地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)对于本领域技术人员而言可以被解释为具有惯常含义，并且通常使用的术语、比如在常用字典中定义的那些术语的含义将通过考虑相关技术的上下文含义来解释。

另外，在本发明的实施方式中使用的术语是在描述性意义上考虑的，而不是为了限制本发明。

在本申请文件中，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式包括其复数形式，并且在描述“A、B和C中的至少一者(或者一者或更多者)”的情况下，这可以包括A、B和C的所有可能组合中的至少一个组合。

另外，在本发明的部件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”之类的术语。

这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开，而元件的本质、顺序等不受这些术语的限制。

另外，应当理解的是，当元件被称为“连接或联接”至另一元件时，这样的描述可以包括该元件直接连接或联接至另一元件的情况以及该元件连接或联接至另一元件并且又一元件设置在该元件与另一元件之间的情况。

另外，在任一元件被描述为形成或设置在另一元件“上或下”的情况下，这样的描述包括这两个元件形成为或设置成彼此直接接触的情况以及一个或更多个其他元件插入在这两个元件之间的情况。另外，当一个元件被描述为设置在另一元件“上或下”时，这样的描述可以包括一个元件相对于另一元件设置在上侧或下侧处的情况。

根据本发明的实施方式的相机模块可以被称为使用飞行时间(ToF)功能获得深度图的相机或相机装置。因此，相机模块可以与ToF相机装置、ToF相机模块或ToF相机互换使用。

图1是图示了根据本发明的实施方式的相机模块的示例构型的视图。

如在图1中所图示的，根据本发明的实施方式的相机模块可以包括光发射单元10和光接收单元20，并且还可以包括控制单元30。

光发射单元10可以是生成光并且将生成的光输出至对象的单元。光可以是光学信号。为此，光发射单元10可以包括能够生成光的部件比如光发射元件以及能够调制光的部件。光可以是以脉冲波或连续波的形式调制的光学信号。连续波可以是正弦波或方波。

光发射单元10可以输出具有各种图案的光。作为示例，光发射单元10可以输出具有泛光图案的光。泛光图案可以被称为表面光图案或表面光源图案。作为另一示例，光发射单元10可以输出具有点光图案的光。点光图案可以被称为点光图案或点光源图案。也就是说，光发射单元10可以根据控制信号将具有泛光图案的光发射至对象或者将具有点光图案的光发射至对象。

为此，光发射单元10可以包括光源100、透镜组件200和驱动模块300。

光源100可以包括多个发射器。光源100可以发射由多个发射器生成的光。多个发射器可以根据预定规则排列。光源100可以是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列。

透镜组件200可以收集从光源100输出的光。透镜组件200可以输出收集的光。透镜组件200可以设置成与光源100的上端部间隔开。在这种情况下，光源100的上端部可以是光从光源100所输出的一侧。透镜组件200可以包括至少一个透镜。

透镜组件200可以包括至少一个透镜和壳体。壳体可以是能够容纳至少一个透镜的框架。根据一个实施方式，壳体可以联接至驱动模块300，并且透镜组件200可以通过驱动模块300沿光轴方向移动。

透镜组件200可以具有预定的有效焦距(EFL)。当透镜组件200包括一个透镜时，透镜组件200的EFL可以是一个透镜的EFL。当透镜组件200可以包括多个透镜时，透镜组件200的EFL可以是多个透镜的组合EFL。在本发明中，透镜组件200的EFL可以被称为参考距离。

驱动模块300可以使透镜模块从参考距离沿光轴方向移动预定的移动距离。因此，驱动模块300可以通过移动透镜模块来改变光源100与透镜组件200之间的距离。根据本发明的实施方式，驱动模块300可以联接至透镜组件200。例如，驱动模块300可以联接至包括在透镜组件200中的壳体。

根据一个实施方式，驱动模块300可以包括致动器。致动器可以是音圈马达(VCM)、微机电系统(MEMS)或者基于压电的致动器或基于形状记忆合金(SMA)的致动器。另外，致动器可以是能够使透镜组件200移动的各种单元中的一个单元。

光接收单元20可以检测由对象反射的光。光接收单元20可以检测由对象反射的光学信号。在这种情况下，检测到的光可以是由光发射单元10输出并被对象反射的光。光接收单元20可以包括透镜模块、滤光器和为了检测光学信号的传感器。

由对象反射的光可以穿过透镜模块。透镜模块的光轴可以与传感器的光轴对准。滤光器可以设置在透镜模块与传感器之间。滤光器可以设置在对象与传感器之间的光学路径上。滤光器可以过滤预定波长范围内的光。滤光器可以允许特定波长带内的光穿过滤光器。滤光器可以允许具有特定波长的光穿过滤光器。例如，滤光器可以允许由光发射单元10输出的光学信号的波长带内的光穿过滤光器。滤光器可以允许红外光穿过滤光器并且可以阻挡红外光以外的光。替代性地，滤光器可以允许可见光穿过滤光器并且阻挡可见光以外的光。传感器可以检测光。传感器可以接收光学信号。传感器可以是检测光学信号的图像传感器。传感器可以检测光学信号并输出电信号。传感器可以检测具有与从光发射元件输出的光的波长对应的波长的光。传感器可以检测红外光。替代性地，传感器可以检测可见光。传感器可以包括：像素阵列，该像素阵列配置成将穿过透镜模块的光转换成与光对应的电信号；驱动电路，该驱动电路配置成驱动包括在像素阵列中的多个像素；以及读出电路，该读出电路配置成读取像素的模拟像素信号。读出电路可以将模拟像素信号与参照信号进行比较以执行模数转换，从而生成数字像素信号(或图像信号)。在这种情况下，包括在像素阵列中的像素的数字像素信号构成图像信号，并且由于图像信号以帧为单位传输，因此图像信号可以被定义为图像帧。也就是说，图像传感器可以输出多个图像帧。

光接收单元20可以平行于光发射单元10设置。光接收单元20可以设置在光发射单元10旁边。光接收单元20可以设置在与光发射单元10相同的方向上。

控制单元30可以控制光发射单元10和光接收单元20中的至少一者被驱动。作为一个实施方式，控制单元30可以生成控制信号并且使用该控制信号改变从光发射单元10输出的光的光图案。作为一个实施方式，控制单元30可以包括在相机模块中。例如，控制单元30可以以联接至相机模块的基板的形式实现。作为另一实施方式，控制单元30还可以包括在其中设置有相机模块的终端中。例如，控制单元30可以以配备有相机模块的智能手机的应用处理器(AP)的形式实现。

图2是用于描述由根据本发明的实施方式的光发射单元生成的光学信号的一组视图。

如在图2的(a)中所图示的，光发射单元10可以以恒定周期生成光脉冲。光发射单元10可以以预定脉冲重复周期t_调制生成具有预定脉冲宽度t_脉冲的光脉冲。

如在图2的(b)中所图示的，光发射单元10可以通过对预定数目的光脉冲进行分组来生成一个相位脉冲。光发射单元10可以以预定相位脉冲周期t_相位生成具有预定相位脉冲宽度t_暴露、t_照明、或t_集成的相位脉冲。在这种情况下，一个相位脉冲周期t_相位可以与一个子帧对应。子帧可以被称为相位帧。可以对预定数目的相位脉冲周期进行分组。对四个相位脉冲周期t_相位分组的方法可以被称为4相方法。对八个周期t_相位分组的方法可以被称为8相方法。

如在图2的(c)中所图示的，光发射单元10可以通过对预定数目的相位脉冲进行分组来生成一个帧脉冲。光发射单元10可以以预定帧脉冲周期t_帧生成具有预定帧脉冲宽度t_{相位组(子帧组)}的帧脉冲。在这种情况下，一个帧脉冲周期t_帧可以与一个帧对应。因此，当以每秒10帧(FPS)捕获对象的图像时，帧脉冲周期t_帧可以每秒重复10次。在4相方法中，一个帧中可以包括四个子帧。也就是说，可以使用四个子帧生成一个帧。在8相方法中，一个帧中可以包括八个子帧。也就是说，可以使用八个子帧生成一个帧。

光脉冲、相位脉冲和帧脉冲的术语用于描述本说明书，但是本发明不限于此。

图3是图示了根据本发明的实施方式改变的光图案的一组视图。

参照图3，根据本发明的实施方式的相机模块可以改变发射至对象的光的光图案。光图案可以分为泛光图案或点光图案。根据一个实施方式，根据本发明的实施方式的相机模块可以通过使用驱动模块300移动透镜组件200来发射具有泛光图案和点光图案中的任何一种光图案的光。

泛光图案可以是如图3的(a)中的其中光均匀地分布在空间中的图案。在这种情况下，术语“均匀地”可以意指光连续地分布在空间中，而不是向光所发射的空间发射相同量的光。在泛光图案的情况下，由于光均匀且连续地分布在空间中，因此当具有泛光图案的光发射至对象时，存在的优点在于可以获得具有高分辨率的深度图。然而，由于光均匀地分布在空间中，光的接收量较小，并且因此，随着距对象的距离增加，深度图的精度可能会降低。为了提高精度，可以增加光源100的输出，但是存在的问题在于功耗可能增加并且可能发生眼睛安全问题。

然而，点光图案可以是如图3的(b)中的其中光局部地聚集在空间中的图案。也就是说，点光图案可以是其中光局部地聚集在空间中而不是连续地分布在空间中的图案。在点光图案的情况下，由于光局部地聚集，因此每个点中的光的量较大。因此，存在的优点在于即使当距对象的距离较远时，也可以获得具有高精度的深度图。然而，由于光局部地聚集，因此存在的问题在于深度图的分辨率低于泛光图案的分辨率。

如上面所描述的，在泛光图案和点光图案中，优点和缺点可以具有互补的关系。因此，在本发明中，泛光图案和点光图案可以彼此改变，以便最大限度地发挥其优点。

图4的(a)是图示了包括光源100和透镜组件200的光发射单元10的结构的示意图。如图4的(a)中，当不存在驱动构件时，透镜组件200和光源100设置成彼此间隔开预定的距离，并且预定的距离不改变。也就是说，可以输出具有根据透镜组件200与光源100之间的分隔距离确定的一种光图案的光，并且光图案可以不改变。

相反地，根据本发明的实施方式的光发射单元10还包括驱动模块300。图4的(b)是图示了包括光源100、透镜组件200和驱动模块300的光发射单元10的结构的示意图。如图4的(b)中，当光发射单元10包括联接至透镜组件200的驱动模块300时，驱动模块300可以使透镜组件200沿竖向方向(光轴方向)移动以改变光源100与透镜组件200之间的分隔距离。当透镜组件200与光源100之间的分隔距离被改变时，发射至对象的光的光图案可以改变。根据实施方式，当光源100与透镜组件200之间的距离是参考距离时，可以向对象发射具有点光图案的光。然而，当透镜组件200沿着光轴移动预定的距离(即，透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动了移动距离)时，可以向对象发射具有泛光图案的光。

图5a和图5b是用于描述当输出具有泛光图案的光时光发射单元的操作的视图。图6a和图6b是图示了包括多个发射器的光源的上表面的视图，并且图7是图示了具有多个发射器的光源的侧表面的一部分的视图。

图5a是示出了其中透镜组件200移动成使得光源100与透镜组件200之间的距离增加到比参考距离大了移动距离的情况的视图。图5b是示出了其中透镜组件200移动成使得光源100与透镜组件200之间的距离减小到比参考距离短了移动距离的情况的视图。

在这种情况下，参考距离可以是透镜组件200的EFL。透镜组件200的EFL可以是从主点到焦点的距离。当透镜组件200包括一个透镜时，EFL可以是从一个透镜的主点到焦点的距离。当透镜组件200包括多个透镜时，EFL可以是距用作多个透镜的一个虚拟透镜的主点的距离。

根据本发明的实施方式的驱动模块300可以通过将透镜组件200从参考距离沿光轴方向移动预定的移动距离来改变光源100与透镜组件200之间的距离。当透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动第一移动距离时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。例如，如在图5a中所图示的，当透镜组件200从参考距离D_ref远离光源100移动第一移动距离WDS时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。在这种情况下，从光源100的上表面到透镜组件200的主点的距离可以是参考距离和第一移动距离相加的距离。也就是说，从光源100的上表面到透镜组件200的主点的距离可以是透镜组件200的EFL和第一移动距离相加的距离。作为另一示例，如在图5b中所图示的，当透镜组件200从参考距离D_ref朝向光源100移动第一移动距离WDS时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。在这种情况下，从光源100的上表面到透镜组件200的主点的距离可以是参考距离减去第一移动距离的距离。也就是说，从光源100的上表面到透镜组件200的主点的距离可以是透镜组件200的EFL减去第一移动距离的距离。

参照图5a和图5b，由发射器中的每个发射器发射的光在透镜组件200的聚焦表面上均是模糊的。在图5a和5b中，为了描述方便的目的，图示了由三个发射器中的每个发射器发射的光，但是，由于光源100包括多个发射器，因此可以看出的是，由发射器发射的多份光在聚焦表面上彼此重叠。如上面所描述的，由于发射器的多份光在聚焦表面上重叠，因此可以看出的是，光发射单元10将具有泛光图案的光发射至对象。然而，由于为了在ToF相机装置等中使用具有泛光图案的光需要预定亮度的均匀性，并且均匀性根据光线在透镜组件200的聚焦表面上重叠的分布来确定，因此透镜组件200应当移动的距离(即，第一移动距离)非常重要。当透镜组件200的第一移动距离太长时，在光发射单元10的照明场(FOI)的外部部分处，光的入射变得平缓。因此，不必要的光被发射至FOI的外部部分，造成光的损失。另外，当透镜组件200的移动距离变长时，用于透镜组件200的致动器成比例地变大，并且因此，存在的问题在于难以小型化和功耗增加。相反地，当透镜组件200的第一移动距离变得太短时，由于透镜组件200的聚焦表面上的光的均匀性降低，因此存在的问题在于发射至对象的光具有接近于点光图案的图案。

当移动距离处于第一范围时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。也就是说，当透镜组件200的移动距离处于第一范围时，发射至对象的光可以用作泛光图案。第一范围可以基于多个发射器中的每个发射器的直径、多个发射器之间的间距以及多个发射器中的每个发射器的发散角度来确定。

根据一个实施方式，第一范围DR可以根据下面的表达式1来设定。

[表达式1]

在此，P_E可以表示多个发射器之间的间距，D_E可以表示多个发射器中的每个发射器的直径，并且θ_D可以表示多个发射器中的每个发射器的发散角度。

根据另一实施方式，第一范围DR可以根据下面的表达式2来设定。

[表达式2]

根据表达式2的第一范围包括根据表达式1的第一范围。

然后，下面将参照图6a至图7对表达式1和表达式2的变量进行详细地描述。

如在图6a和图6b中所图示的，多个发射器可以根据预定规则排列。如图6a中所图示的，多个发射器可以以具有正方形形状的图案排列，或者如图6b中所图示的，多个发射器可以以具有等边三角形形状的图案排列。这些仅是示例性的，并且多个发射器可以以各种图案中的一种图案排列。

首先，多个发射器可以以预定的间距排列。在本发明中，多个发射器之间的间距是最接近的发射器之间的间距。在本发明中，多个发射器之间的间距是从任何一个发射器的中心到最接近的发射器的中心的距离。

参照图6a，多个发射器之间的间距是第一发射器e1与第二发射器e2之间的间距、第二发射器e2与第三发射器e3之间的间距、第三发射器e3与第四发射器e4之间的间距以及第四发射器e4与第一发射器e1之间的间距。由于第一发射器e1、第二发射器e2、第三发射器e3和第四发射器e4根据具有正方形形状的图案排列，因此第一发射器e1与第二发射器e2之间的间距PE可以与第二发射器e2与第三发射器e3之间的间距、第三发射器e3与第四发射器e4之间的间距以及第四发射器e4与第一发射器e1之间的间距相同。然而，多个发射器之间的间距不包括第一发射器e1与第三发射器e3之间的间距和第二发射器e2与第四发射器e4之间的间距。这是因为设置成最接近第一发射器e1的发射器是第二发射器e2和第四发射器e4，并且设置成最接近第二发射器e2的发射器是第一发射器e1和第三发射器e3。

参照图6b，多个发射器之间的间距是第一发射器e1与第二发射器e2之间的间距、第二发射器e2与第三发射器e3之间的间距以及第三发射器e3与第一发射器e1之间的间距。由于第一发射器e1、第二发射器e2和第三发射器e3以具有等边三角形形状的图案排列，因此第一发射器e1与第二发射器e2之间的间距PE可以与第二发射器e2与第三发射器e3之间的间距以及第三发射器e3与第一发射器e1之间的间距相同。

接下来，多个发射器中的每个发射器可以具有预定的直径D_E。根据一个实施方式，如在图6a和图6b中所图示的，多个发射器中的每个发射器可以具有带预定尺寸的直径，并且多个发射器的直径可以相同。

接下来，多个发射器中的每个发射器可以具有预定的发散角度θ_D。如在图7中所图示的，从一个发射器发射的光可以输出成以预定的角度进行分布。在这种情况下，从发射器发射的光所分布的角度可以是发散角度。根据一个实施方式，多个发射器可以具有相同的发散角度。

然后，将通过实施方式对第一范围进行描述。

根据一个实施方式，多个发射器之间的间距可以在32.5μm至38.5μm的范围内，多个发射器中的每个发射器的直径可以在7.2μm至8.8μm的范围内，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以在15度至25度的范围内。根据一个实施方式，多个发射器之间的间距可以是35.5μm，多个发射器中的每个发射器的直径可以是8μm，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以是20度。在这种情况下，根据表达式1，第一范围可以是279.3μm至400.1μm的范围。也就是说，当透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动279.3μm至400.1μm时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。另外，根据表达式2，第一范围可以是218.9μm至400.1μm的范围。也就是说，当透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动218.9μm至400.1μm时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。

根据另一实施方式，多个发射器之间的间距可以在16.3μm至22.3μm的范围内，多个发射器中的每个发射器的直径可以在3.6μm至4.4μm的范围内，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以在13度至23度的范围内。根据另一实施方式，多个发射器之间的间距可以是19.3μm，多个发射器中的每个发射器的直径可以是4μm，并且多个发射器中的每个发射器的发散角度可以是18度。在这种情况下，根据表达式1，第一范围可以是169.9μm至243μm的范围。也就是说，当透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动169.9μm至243μm时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。另外，根据表达式2，第一范围可以是133.4μm至243μm的范围。也就是说，当透镜组件200从参考距离朝向或远离光源100移动133.4μm至243μm时，光发射单元10可以将具有泛光图案的光发射至对象。

图8是用于描述当输出具有点光图案的光时光发射单元的操作的视图。

根据一个实施方式，当透镜组件200与光源100之间的距离是参考距离(即，透镜组件200的EFL)时，光发射单元10可以将具有点光图案的光发射至对象。具体地，如在图8中所图示的，当光源100的上表面与透镜组件200的主点之间的距离是参考距离时，光发射单元10可以将具有点光图案的光发射至对象。

根据另一实施方式，当透镜组件200的移动距离处于第二范围时，光发射单元10可以将具有点光图案的光发射至对象。在这种情况下，第二范围可以是25μm或更小。第二范围可以是0μm至25μm的范围。也就是说，当透镜组件200从参考距离沿光轴方向移动25μm或更小的距离时，光发射单元10可以将具有点光图案的光发射至对象。

图9a是示出了当透镜组件200与光源100之间的距离是参考距离或者当透镜组件200的移动距离处于第二范围时的光的光图案的图像。如在图9a中所图示的，在这种情况下，可以看出的是，光发射单元10将具有点光图案的光发射至对象。

图9b是示出了当透镜组件200的移动距离大于第二范围且小于使用表达式2所获得的第一范围时的光的光图案的图像。如在图9b中所图示的，在这种情况下，可以看出的是，光发射单元10将具有其中光斑面积较大的光图案的光发射至对象。这种光图案是点光图案与泛光图案之间的中间图案，并且甚至可能难以用作点光图案和泛光图案中的任何一种图案。

图9c是示出了当透镜组件200的移动距离与使用表达式2所获得的第一范围内的最小值对应时的光的光图案的图像。如在图9c中所图示的，在这种情况下，可以看出的是，光发射单元10将具有泛光图案的光发射至对象。在这种情况下，尽管由于光的量的差异而在泛光图案中生成了一些点图案，但是与图9a和图9b不同，由于光在光图案中的空间中连续，因此该光图案可以用作泛光图案。

图9d是示出了当透镜组件200的移动距离在使用表达式2所获得的第一范围内的最小值与使用表达式1所获得的第一范围内的最小值之间时的光的光图案的图像。如在图9d中所图示的，在这种情况下，可以看出的是，光发射单元10将具有泛光图案的光发射至对象。在这种情况下，在泛光图案中，由于当与图9c的情况相比时，连续光在空间中均匀地发射，因此相机模块可以生成其质量比图9c的光图案的质量高的深度图像。

图9e是示出了当透镜组件200的移动距离与使用表达式1所获得的第一范围对应时的光的光图案的图像。如在图9e中所图示的，在这种情况下，可以看出的是，光发射单元10将具有泛光图案的光发射至对象。在这种情况下，在泛光图案中，由于连续光在空间中均匀地发射到不显示点图案的形状的程度，因此相机模块可以生成其质量比图9c和图9d的光图案中的每个光图案的质量高的深度图像。

虽然上面已经参照实施方式主要描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，本发明不限于这些实施方式，而这些实施方式仅是示例性的，并且在不偏离本实施方式的基本特征的情况下，上面未图示的各种改型和应用可以落入本发明的范围内。例如，可以对实施方式中具体描述的部件进行修改和实现。另外，应当理解的是，与改型和应用有关的差异落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种相机模块，包括：

光发射单元，所述光发射单元将具有点光图案或泛光图案的光发射至对象；以及

光接收单元，所述光接收单元接收由所述对象反射的光，

其中，所述光发射单元包括：光源，所述光源包括以预定的间距设置的多个发射器；透镜组件，所述透镜组件设置成与所述光源的上端部间隔开；以及驱动模块，所述驱动模块通过将所述透镜组件从参考距离沿光轴方向移动预定的移动距离来改变所述光源与所述透镜组件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述参考距离是所述透镜组件的有效焦距。

3.根据权利要求2所述的相机模块，其中，当所述移动距离处于第一范围时，所述光发射单元将具有所述泛光图案的光发射至所述对象。

4.根据权利要求3所述的相机模块，其中，所述第一范围基于所述多个发射器中的每个发射器的直径、所述多个发射器之间的间距以及所述多个发射器中的每个发射器的发散角度来设定。

5.根据权利要求4所述的相机模块，其中，所述第一范围(DR)根据下面的表达式来设定，

在此，P_E表示所述多个发射器之间的所述间距，D_E表示所述多个发射器中的每个发射器的所述直径，并且θ_D表示所述多个发射器中的每个发射器的所述发散角度。

6.根据权利要求4所述的相机模块，其中，所述第一范围(DR)根据下面的表达式来设定，

7.根据权利要求2所述的相机模块，其中，当所述移动距离处于第二范围时，所述光发射单元将具有所述点光图案的光发射至所述对象。

8.根据权利要求7所述的相机模块，其中，所述第二范围是0μm至25μm。

9.根据权利要求5所述的相机模块，其中：

所述多个发射器之间的所述间距在32.5μm至38.5μm的范围内；

所述多个发射器中的每个发射器的所述直径在7.2μm至8.8μm的范围内；并且

所述多个发射器中的每个发射器的所述发散角度在15度至25度的范围内。

10.根据权利要求5所述的相机模块，其中：

所述多个发射器之间的所述间距在16.3μm至22.3μm的范围内；

所述多个发射器中的每个发射器的所述直径在3.6μm至4.4μm的范围内；并且

所述多个发射器中的每个发射器的所述发散角度在13度至23度的范围内。