CN209044199U - 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。光源模组包括激光器、光束形成器及反射镜。该激光器用于发射非准直的红外激光束。反射镜将红外激光束进行反射，以延长红外激光束的光路，增大红外激光束的传递距离，使得被该反射镜反射的红外激光束所形成的面光源的面积增大。光束形成器接收反射镜所反射的红外激光束，并将所接收的红外激光束进行调制，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。本实用新型将发光面积较小的激光器所发射的红外激光束转换成较大面积的面光源，不需要采用昂贵的具有较大发光面积的激光器，从而有效降低生产成本。

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及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。

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，比如脸部识别、投影仪、3D轮廓重现、距离测量、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。例如，当输出条纹等形态的结构光时，需要一个面光源，但是现在一般采用激光器作为结构光的光源，激光器的发光面积一般比较小，若采用具有较大发光面积的激光器比较贵，会大幅提高生产成本。

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光源模组、图像获取装置、身份识别装置及电子设备，旨在能够有效降低生产成本。

本实用新型是这样实现的，一种光源模组，其包括激光器、光束形成器及反射镜。该激光器用于发射红外激光束。该反射镜用于将该红外激光束进行反射，以延长该红外激光束的光路，增大该红外激光束的传递距离，使得被该反射镜反射的红外激光束所形成的面光源的面积增大。该光束形成器用于接收该反射镜所反射的红外激光束，并将所接收的红外激光束进行调制，形成图案化的结构光。

在某些实施方式中，该光源模组还包括一个中空的封装体。该激光器、该光束形成器及该反射镜均容置在该封装体内。

在某些实施方式中，该封装体包括一个出光部。该出光部与该光束形成器对应设置，使得该光束形成器所形成的结构光能够自该出光部射出。

在某些实施方式中，该激光器的发光面垂直于该出光部的出光面。

在某些实施方式中，该反射镜位于该光束形成器的下方，且位于该激光器的出光面的一侧。

在某些实施方式中，该反射镜相对于该激光器的发光面的倾斜角度范围为[30,60]度。

在某些实施方式中，该反射镜相对于该激光器的发光面的倾斜角度范围为45度。

在某些实施方式中，该出光部是透明的或半透明的。

在某些实施方式中，该封装体还包括相互贯通的容置腔及容置槽，该激光器及该反射镜容置在该容置腔内，该光束形成器容置在该容置槽内。

在某些实施方式中，该激光器及该反射镜分别设置在该容置腔的长度方向的相对两端，以进一步增大该红外激光束的传递距离。

在某些实施方式中，该光源模组还包括准直光学元件。该准直光学元件位于该反射镜与该光束形成器之间的光路上，用于将该反射镜所反射的红外激光束进行校准，形成平行光束；该平行光束进入该光束形成器内被调制成该图案化的结构光。

在某些实施方式中，该准直光学元件为微透镜阵列或菲涅尔透镜。

在某些实施方式中，该光束形成器包括衍射光学元件。

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。

在某些实施方式中，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，其包括传感模组、识别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待测物体。该传感模组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，包括上述中任意一项所述的身份识别装置，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。

在某些实施方式中，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。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：该光源模组利用该激光器所发射的红外激光束的发散角，通过反射镜反射的方式延长该非准直的红外激光束的光路，以增大该非准直的红外激光束的传递距离，使得该非准直的红外激光束所形成的面光源的面积增大，从而将发光面积较小的激光器所发射的红外激光束转换成较大面积的面光源，因此不需要采用昂贵的具有较大发光面积的激光器，有效降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的光源模组的结构示意图。

图2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3是本实用新型第三实施例提供的身份识别装置的结构示意图。

图4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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请。

如图1所示，本实用新型第一实施例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内的激光器20、反射镜30、光束形成器40。

该封装体10包括一个容置腔11、一个容置槽12及一个出光部13。该容置槽12与该容置腔11相连通。该出光部13设置在该容置槽12远离该容置腔11的一侧。该出光部13用于接收并允许该光束形成器40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。

在本实施例中，该封装体10大致为长方体状，利用一个平行于该封装体10的底面及顶面的横截面将该封装体10分成第一部分及第二部分，该容置腔11为该第一部分内部的空间，该容置槽12为该第二部分中位于该封装体的长度方向上其中一端的内部的空间，该第二部分中除了该容置槽12之外的部分例如均为实心结构。

该激光器20设置在该容置腔11内，用于发射红外激光束。该红外激光束例如具有一定的发散角度，是非准直的。本实施例采用侧面发光的红外激光器，且该激光器20的发光面21垂直于该出光部13的出光面。该激光器20可以为半导体边射型激光器(Edge EmittingLaser)，垂直共振腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)或其它类型的激光器。

可变更地，在其它实施方式中，该激光器20也可是正面发光的光源，当该激光器20组装到该容置腔11中时，该激光器20侧放，其发光面21垂直于该出光部13的出光面。

该反射镜30设置在该容置腔11内，且位于该激光器20所发射的红外激光束的光路上，用于接收该激光器20所发射的红外激光束，并将所接收的该红外激光束进行反射，以延长该红外激光束的光路，增大该红外激光束的传递距离，使得被该反射镜30反射的红外激光束所形成的面光源的面积增大。在本实施例中，该反射镜30相对于该激光器20的发光面21的倾斜角度范围例如为[30,60]度。相应地，该反射镜30相对于该激光器20的发光面21的倾斜角度例如为[30,60]度中的任意一数值。在本实施方式中，该倾斜角度优选为45度。

由于该激光器20所发射的该红外激光束的发散角比较小，因此该激光器20及该反射镜30分别设置在该容置腔11的长度方向的相对两端，以有效利用该容置腔11的空间，进一步增大该反射镜30与该激光器20之间的距离，延长该红外激光束的光路，从而进一步增大该红外光束所形成的面光源的面积。

另外，该封装体10中对应该激光器20的上方并未设置其它光学元件，从而也有利于对该激光器20进行散热。

该光束形成器40设置在该容置槽12内，且与该出光部13对应设置。该光束形成器40位于所述反射镜30的光路上，用于接收该反射镜30所反射的红外激光束，并将所接收的红外激光束进行调制，形成图案化的结构光。在本实施例中，该光束形成器40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40的衍射处理后的红外激光束能投影至任何适当的平面或空间上，形成具有一定图案的激光点阵图。通过改变该相位波带衍射结构，就能改变该光束形成器40处理后的红外激光束的图案。该光束形成器40例如但不局限于包括衍射光学元件(Diffractive OpticalElement，DOE)。然而，可变更地，在其它实施方式中，该光束形成器40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。

该光源模组100的工作过程为：该激光器20发射红外激光束，并到达该反射镜30，被该反射镜30反射，以增大该红外激光束的传递距离，使得该红外激光束所形成的面光源的面积增大；该光束形成器40接收该面光源，并将所接收的面光源中的红外激光束进行调制，形成图案化的结构光，最后该结构光通过该出光部13射出。

在其它实施例中，也可在该反射镜30与该光束形成器40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)，用于将该反射镜30所反射的非准直的红外激光束进行校准，形成平行光，以得到一个强度分布均匀的面光源。强度分布均匀的面光源被该光束形成器40调制后，能够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：该激光器20发射出的非准直的红外激光束被该反射镜30反射后，形成一个面积较大的面光源；该面光源中的非准直的红外激光束进入该准直光学元件被校准形成准直的红外激光束，然后准直的红外激光束进入该光束形成器40被调制成结构光，最后该结构光从该出光部13射出。

进一步的，如图2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。

另外，在某些实施例中，该图像获取装置200进一步包括处理器203，用于根据该传感模组201获取的图像导出该目标物的3D图。

进一步的，如图3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，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。

进一步的，如图4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根据所述身份鉴权装置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100、身份识别装置300及电子设备400，利用该激光器20发射的红外激光束所具有的发散角，通过该反射镜30反射的方式延长该红外激光束的光路，以增大该红外激光束的传递距离，使得该红外激光束所形成的面光源的面积增大，从而将发光面积较小的激光器20所发射的红外激光束转换成较大面积的面光源，不需要采用昂贵的具有较大发光面积的激光器，有效降低生产成本。同时，由于该反射镜30将该红外激光束的光路进行弯折，因此能有效缩小该光源模组100的体积。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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申请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。

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 (19)

1.一种光源模组，其包括激光器及光束形成器，其特征在于，该光源模组还包括反射镜；该激光器用于发射非准直的红外激光束；该反射镜用于将该红外激光束进行反射，以延长该红外激光束的光路，增大该红外激光束的传递距离，使得被该反射镜反射的红外激光束所形成的面光源的面积增大；该光束形成器用于接收该反射镜所反射的红外激光束，并将所接收的红外激光束进行调制，形成图案化的结构光。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该光源模组还包括一个中空的封装体，该激光器、该光束形成器及该反射镜均容置在该封装体内。

3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，该封装体包括一个出光部，该出光部与该光束形成器对应设置，使得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，该激光器的发光面垂直于该出光部的出光面。

5.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于，该反射镜位于该光束形成器的下方，且位于该激光器的出光面的一侧。

6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，该反射镜相对于该激光器的发光面的倾斜角度范围为[30,60]度。

7.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，该反射镜相对于该激光器的发光面的倾斜角度范围为45度。

8.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。

9.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，该封装体还包括相互贯通的容置腔及容置槽，该激光器及该反射镜容置在该容置腔内，该光束形成器容置在该容置槽内。

10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于，该激光器及该反射镜分别设置在该容置腔的长度方向的相对两端，以进一步增大该红外激光束的传递距离。

11.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该光源模组还包括准直光学元件，该准直光学元件位于该反射镜与该光束形成器之间的光路上，用于将该反射镜所反射的红外激光束进行校准，形成平行光束；该平行光束进入该光束形成器内被调制成该图案化的结构光。

12.如权利要求11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。

13.如权利要求1-12中任意一项所述的光源模组，其特征在于，该光束形成器包括衍射光学元件。

14.一种图像获取装置，其特征在于，其包括传感模组及如上述权利要求1-13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。

15.如权利要求14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。

16.一种身份识别装置，其特征在于，其包括传感模组、识别模组及权利要求1-13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待测物体；该传感模组用于获取被该待测物体所反射的结构光的图像；该识别模组用于根据该传感模组所获取的图像进行身份识别。

17.如权利要求16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。

18.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求16-17中任意一项所述的身份识别装置，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。

19.如权利要求18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。