CN208297850U - 一种光源模组、图像获取装置、身份识别装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于光学技术领域，提供了一种光源模组。该光源模组包括光源及光束形成器。该光源用于发射光线。该光源包括微型发光二极管阵列。该光束形成器用于接收该光源所发射的光线，并将所接收的光线进行调制，形成图案化的结构光。本实用新型还提供一种使用该光源模组的图像获取装置、身份识别装置、及电子设备。本实用新型采用包括微型化发光二极管阵列的光源，体积小、图案灵活等优点。

Description

一种光源模组、图像获取装置、身份识别装置及电子设备

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，尤其涉及一种光源模组、图像获取装置、身份识别装置及电子设备。

背景技术

“结构光(structure light)”是指具有特定形态的光，其可被设计成条纹形态、规则点阵形态、网格形态、散斑形态、编码形态等，甚至更复杂形态的光形。随着光学技术的蓬勃发展，结构光的应用范围越来越广泛，比如身份识别、投影仪、三维(Three-dimensional，3D)轮廓重现、深度测量、防伪辨识等。因此如何提供一种能够发射结构光的光源模组成为人们研究的重点。

现在的光源模组一般采用激光发射器阵列作为光源，这就导致光源模组的体积较大，只能应用在体积较大的设备上。若设备本身的体积较小，就必须要求光源模组的尺寸也必须很小。比如手机上的光源模组中的相邻两个激光发射器出光点之间的间距为10微米级别，通常采用价格昂贵的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，VCSEL)，且采用复杂且特殊的制作工艺才能达到这种要求，并且VCSEL形成的图案固定，因此并不容易广泛推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可变换光源图案的光源模组、图像获取装置、身份识别装置及电子设备，旨在体积小、成本低且制作工艺简单。

本实用新型是这样实现的，一种可变换光源图案的光源模组，其包括光源及光束形成器。该光源用于发射光线。该光束形成器用于接收该光源所发射的光线，并将所接收的光线进行调制，形成图案化的结构光。该光源包括微型发光二极管阵列。

进一步地，该光源模组进一步包括驱动芯片，该驱动芯片能够根据需要动态控制每个微型发光二极管的点亮与否，从而形成所需的图案化的发光阵列。

进一步地，该光源模组还包括一个封装体。该封装体包括容置腔及出光部。该光源及该光束形成元件均容置在该容置腔内。该光束形成器所形成的结构光能够自该出光部射出。

进一步地，该出光部是透明的或半透明的。

进一步地，该光源模组还包括一个准直透镜。该准直透镜设置在该光源与该光束形成元件之间，用于将该光源所发射的光线校准成平行光之后，再射入该光束形成元件。

进一步地，该准直光学元件为微透镜阵列或菲涅尔透镜。

进一步地，该光束形成器包括衍射光学元件或者成像透镜。

本实用新型还提供了一种图像获取装置，其包括传感模组及上述的光源模组。该光源模组用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上。该传感模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

进一步地，该图像获取装置进一步包括处理器，用于根据该传感模组获取的图像导出该目标物的3D图。

本实用新型还提供了一种身份识别装置，其包括识别模组及上述的图像获取装置。该识别模组用于根据该图像获取装置所获取的图像进行身份识别。

在某些实施方式中，该身份识别装置包括脸部识别装置。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括上述的身份识别装置，所述电子设备用于根据该身份识别装置的识别结果来对应是否执行相应的功能。

进一步地，所述相应的功能包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

进一步地，该电子设备包括显示屏幕，该显示屏幕为微型发光二极管阵列，该显示屏幕的顶端区域复用作为该光源模组的光源。

进一步地，该电子设备进一步包括听筒，该顶端区域位于听筒的一侧或相对两侧。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：该光源模组采用包括微型发光二极管阵列，体积小、成本低且制作工艺简单。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的光源模组的结构示意图。

图2及图3是图1的光源模组的光源的结构示意图。

图4及图5是本实用新型第二实施例提供的图像获取装置的结构示意图。

图6是本实用新型第三实施例提供的脸部身份识别装置的结构示意图。

图7是本实用新型第四实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所提供的一种光源模组100，其包括一个中空的封装体10及容置在该封装体10内的一光源20、一光束形成器30。

该封装体10包括一个容置腔11及一个出光部13。

该光源20及该光束形成器30均容置在该容置腔11内。

该光源20用于发射光线。该光源20为包括微型发光二极管(micro lightemitting diode，Micro-LED)阵列。

具体的，如图2所示，该光源20可以为多个独立的Micro-LED。在本实施例中，该多个独立的Micro-LED例如呈矩形阵列排布。然，可变更地，在其它实施方式中，该多个独立的Micro-LED也可以呈其它规则或非规则方式排布。

如图1所示，该光源模组100例如进一步包括驱动芯片40，该驱动芯片40能够根据用户需要动态控制每个Micro-LED的点亮与否，从而形成所需的图案化的发光阵列。因此，当在Micro-LED阵列上叠加DOE衍射层时，可以达到任意动态变化衍射图案，且控制图案变化几乎不需要成本。

每个Micro-LED均可视为一个像素，均可定址、单独驱动点亮，将相邻像素点的间距降低至微米级。也就是说，该光源20采用微型发光二极管(Micro-Light emittingdiode，Micro-LED)技术制成。该Micro-LED技术为LED的微缩化和矩阵化的技术，不仅具有高效率、高亮度及高可靠性及反应时间快的优点，而且体积小、轻薄，能有效节能省电。

该光束形成器30用于接收该光源20所发射的光线，并将所接收的光线进行调制，形成图案化的结构光。该图案化的结构光投影在一标定面101(见图1)上形成图像。该图像由该光源20的图案及该光束形成器30的结构决定。

在本实施例中，该光束形成器30例如大致为长方体状，且包括透明基板及形成在透明基板的上的相位波带衍射结构。经过该光束形成器30的衍射处理后的光线能投影至任何适当的平面或空间上，形成具有一定图案的图像。通过改变该相位波带衍射结构，就能改变该光束形成器30所形成的结构光的图案。该光束形成器30例如但不局限于包括衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)或成像透镜。然而，可变更地，在其它实施方式中，该光束形成器30也可为其它合适类型的器件，能够实现形成图案化的结构光即可。该图案化的结构光例如呈条纹式、点阵式、网格式、编码式等。

该出光部13用于接收并允许该光束形成器30所形成的结构光射出该封装体10。该出光部13例如是透明的或半透明的。

该光源模组100的工作过程为：该光源20所发射的光线到达该光束形成器30，被调制成图案化的结构光，最后该结构光通过该出光部13射出。

其它实施例中，也可在该光源20与该光束形成器30之间的光路上设置一个准直光学元件(比如微透镜阵列或菲涅尔透镜)，用于将该光源20所发射的光线进行校准，形成平行光，以得到一个强度分布均匀的光源。强度分布均匀的光源被该光束形成器30调制后，得到强度分布均匀的结构光，并能够提高结构光的转换效率及图案精度。此时，该光源模组100的工作过程为：该光源20所发射的光线到达准直光学元件(图未示)，被校准成平行光；该平行光到达该光束形成器30，被调制成图案化的结构光；最后该结构光通过该出光部13射出。

进一步的，如图4所示，本实用新型第二实施例提供一种图像获取装置200，其包括传感模组201及如上述的光源模组100。该光源模组100用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上。该传感模组201用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

在某些实施方式中，该图像获取装置200例如进一步包括处理器(图未示)，用于根据该传感模组201获取的图像导出该目标物的3D图。

如图4所示，当该光源模组100为多个独立的Micro-LED所组成的图案化的发光阵列时，该光源20(见图1)可以设置在该图像获取装置200所应用的电子设备400(比如手机)的显示屏幕401(图中粗线所包围的区域)的外部(比如周围)。

如图5所示，当该光源模组100采用Micro-LED技术制成时，该光源20(见图1)可以与该图像获取装置200所应用的电子设备400(比如手机)的显示屏幕401(图中粗线所包围的区域)为一体成型结构，然后在该光源20的外侧叠加该光束形成元件30即可。

例如，该显示屏幕401为Micro-LED阵列，该显示屏幕401的顶端区域复用作为该光源模组100的光源20。

该电子设备400进一步包括听筒(未标示)，该顶端区域位于听筒的一侧或相对两侧。

进一步的，如图6所示，本实用新型第三实施例提供一种身份识别装置300，其包括传感模组301、识别模组302及上述的光源模组100。该光源模组100用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一待测物体。该传感模组301用于获取被该待测物体所反射的结构光的图像。该识别模组302用于根据该传感模组301所获得的图像进行身份识别。

该身份识别装置300例如为脸部识别装置。然而，该身份识别装置300也可用于识别人体的其它合适部位，甚至用于识别其它的生物体或非生物体。

当该光源模组100为多个独立的Micro-LED所组成的图案化的发光阵列时，该光源20(见图1)可以设置在该身份识别装置300所应用的电子设备(比如手机)的显示屏的外部(比如周围)。

当该光源模组100采用Micro-LED技术制成时，该光源20(见图1)可以与该身份识别装置300所应用的电子设备(比如手机)的显示屏为一体成型结构，然后在该光源20的外侧叠加该光束形成元件30即可。

进一步的，如图7所示，本实用新型第四实施例提供一种电子设备400，其例如但不局限于为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如但不局限为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如但不局限为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品例如但不局限为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品例如但不局限为ATM机、自助办理业务的终端等。所述电子设备400包括上述身份识别装置300。所述电子设备400根据所述身份识别装置300的身份识别结果来对应是否执行相应的功能。所述相应的功能例如但不局限于包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

在本实施方式中，以电子设备400为手机为例进行说明。所述手机例如为全面屏的手机，所述身份识别装置300例如设置在手机的正面顶端。当然，所述手机也并不限制于全面屏手机。

例如，当用户需要进行开机解锁时，抬起手机或触摸手机的屏幕都可以起到唤醒该身份识别装置300的作用。当该身份识别装置300被唤醒之后，识别该手机前方的用户是合法的用户时，则解锁屏幕。与现有技术相比较，本实用新型的光源模组100、图像获取装置200、身份识别装置300及电子设备400，采用多个独立的Micro-LED所组成的图案化的发光阵列作为光源，体积小、成本低且制作工艺简单，同时还能有效节能省电。另外，光源模组100的衍射图案可根据用户需要动态调整。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种光源模组，其包括光源及光束形成器，该光源用于发射光线；该光束形成器用于接收该光源所发射的光线，并将所接收的光线进行调制，形成图案化的结构光；其特征在于，该光源包括微型发光二极管阵列。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该光源模组进一步包括驱动芯片，该驱动芯片能够根据需要动态控制每个微型发光二极管的点亮与否，从而形成所需的图案化的发光阵列。

3.如权利要求1或2所述的光源模组，其特征在于，该光源模组还包括一个封装体，该封装体包括容置腔及出光部，该光源及该光束形成元件均容置在该容置腔内，该光束形成器所形成的结构光能够自该出光部射出。

4.如权利要求3所述的光源模组，其特征在于，该出光部是透明的或半透明的。

5.如权利要求1或2所述的光源模组，其特征在于，该光源模组还包括一个准直透镜；该准直透镜设置在该光源与该光束形成元件之间，用于将该光源所发射的光线校准成平行光之后，再射入该光束形成元件。

6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，该准直光学元件为微透镜阵列或菲涅尔透镜。

7.如权利要求1或2所述的光源模组，其特征在于，该光束形成器包括衍射光学元件或者成像透镜。

8.一种图像获取装置，其特征在于，其包括传感模组及如上述权利要求1-7中任一项所述的光源模组，该光源模组用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上；该传感模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

9.如权利要求8所述的图像获取装置，其特征在于，该图像获取装置进一步包括处理器，用于根据该传感模组获取的图像导出该目标物的3D图。

10.一种身份识别装置，其特征在于，其包括识别模组及权利要求8-9中任一项所述的图像获取装置；该识别模组用于根据该图像获取装置所获取的图像进行身份识别。

11.如权利要求10所述的身份识别装置，其特征在于，该身份识别装置包括脸部识别装置。

12.一种电子设备，包括权利要求10-11中任意一项所述的身份识别装置，其特征在于，所述电子设备用于根据该身份识别装置的识别结果来对应是否执行相应的功能。

13.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于：所述相应的功能包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

14.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于：该电子设备包括显示屏幕，该显示屏幕为微型发光二极管阵列，该显示屏幕的顶端区域复用作为该光源模组的光源。

15.如权利要求14所述的电子设备，其特征在于：该电子设备进一步包括听筒，该顶端区域位于听筒的一侧或相对两侧。