CN212647233U - 光投射器、相机模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种光投射器，包括光源，用于发射激光；反射匀光片，所述反射匀光片设置于所述光源的出光侧，且所述反射匀光片靠近所述光源的一侧具有朝远离所述光源的方向凹陷的反射曲面，所述反射曲面沿一中轴面对称设置，所述光源位于所述中轴面上，所述反射曲面设有反射微结构以用于反射所述光源发射的激光并将激光均匀投射出去。通过对称设置的反射曲面将光源发射的激光反射，以实现均匀分配光源发射的激光以及将激光投射至预设区域。本申请同时提供一种相机模组和电子设备。

Description

光投射器、相机模组和电子设备

技术领域

本实用新型涉及三维成像技术领域，特别涉及一种光投射器、相机模组和电子设备。

背景技术

随着三维视觉技术的发展，三维成像逐渐应用到各种领域，而三维成像的关键技术是飞行时间(Time of flight，TOF)技术，飞行时间技术是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。

投射器为飞行时间(Time of flight，TOF)技术中的关键组件，用于投射探测光脉冲到所需视场，被光照射到的部分即可被传感器感知计算出三维信息，然后，在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的投射器大多采用匀光片通过折射实现光源分配，光源和与透射器的投射区域分别位于折射匀光片的两侧，为了满足投射需求，往往需要增加投射器的厚度，影响产品的美观。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提出一种光投射器、相机模组和电子设备，以解决上述问题。

本申请的实施例提供一种光投射器，包括：

光源，用于发射激光；

反射匀光片，所述反射匀光片设置于所述光源的出光侧，且所述反射匀光片靠近所述光源的一侧具有朝远离所述光源的方向凹陷的反射曲面，所述反射曲面以一中轴面对称设置，所述光源位于所述中轴面上，所述反射曲面上设有反射微结构以用于反射所述光源发射的激光并将激光均匀投射出去。

如此，通过对称设置的反射曲面将位于所述中轴面的光源发射的激光反射，以实现均匀分配光源发射的激光以及将激光投射至预设区域。通过调整反射曲面的曲率或者光源的发散角，以调整光投射器的投射区域。

进一步地，光源与光投射器的投射区域位于反射匀光片的同一侧，则通过调整调反射曲面的曲率，以调整光投射器的厚度，进而增强光投射器的适用性。

在一实施例中，所述反射曲面为一弧面，所述光源位于所述中轴面上。

如此，其中弧面可为圆弧面、椭圆弧面，圆柱状弧面或者其他类型弧面，弧面上的发射点与中轴面上的光源之间的距离大致相同，可以提升反射匀光片的反射效率，同时可以调整弧面的弧度，以调整光透射器的投射区域。

在一些实施例中，所述弧面为圆弧面。

如此，其中圆弧面可为球面及圆柱状弧面等，光源与弧面上的反射点之间距离的均相同，则可提升反射匀光片的反射效率。

在一实施例中，所述反射曲面为一球面，光源位于所述球面的球心。

如此，光源与弧面上的反射点之间的均相同，则可提升反射匀光片的反射效率。

在一实施例中，所述光投射器还包括反射层，所述反射层设于所述反射曲面朝向所述光源的一侧。

如此，通过反射层增强反射匀光片的反射曲面的反射性能。

进一步地，将反射层与反射匀光片一体设置，通过在反射匀光片的表面蚀刻一反射层，以增强反射匀光片的反射性能，同时增加反射匀光片的可靠性。

在一些实施例中，所述光投射器还包括支撑件，所述反射曲面包括反射区域及环绕所述反射区域的支撑区域，所述反射区域用于反射所述光源发射的激光并将激光均匀投射出去，所述支撑区域用于承载所述支撑件，所述支撑件用于支撑所述光源。

如此，通过支撑区域承载支撑件，通过支撑件承载光源，以实现将光源安装于发射区域的中轴面上，同时可通过控制支撑区域大小以控制投射器的投射口的尺寸。

在一些实施例中，所述反射匀光片还具有相背于所述反射曲面的安装平面，所述安装平面用于安装所述反射匀光片。

如此，通过安装平面将反射匀光片安装于预设位置。

在一些实施例中，所述光投射器还包括投影镜头，所述投影镜头位于所述反射曲面朝向的一侧且安装于所述支撑区域。

如此，通过在支撑区域设置螺纹等结构，以将投影镜头安装于反射匀光片的支撑区域，以实现光投射器的整体结构的紧凑性。

本申请的实施例同时提供一种相机模组，所述相机模组包括：

如上述实施例所述的光投射器，所述光投射器用于向目标区域投射激光；

图像采集器，所述图像采集器用于采集经由目标区域调制后的激光；和

处理器，所述处理器用于处理所述激光以获得图像。

如此，本申请的相机模组中的光透射器通过对称设置的反射曲面将光源发射的激光反射，以实现均匀分配光源发射的激光以及将激光投射至预设区域。通过调整反射曲面的曲率或者光源的发散角，可以调整光投射器的投射区域。光源与光投射器的投射区域位于反射匀光片的同一侧，则通过调整反射曲面的曲率，以调整光投射器的厚度，以增强光投射器的适用性。

本申请的实施例同时提供一种电子设备，所述电子设备包括：

壳体；及

上述实施例所述的相机模组，所述相机模组设于所述壳体中。

本申请提供的电子设备中的光透射器通过对称设置的反射曲面将光源发射的激光反射，以实现均匀分配光源发射的激光，进而将激光投射至预设区域。通过调整反射曲面的曲率或者光源的发散角，可以调整光投射器的投射区域。光源与光投射器的投射区域位于反射匀光片的同一侧，则通过调整反射曲面的曲率，以调整光投射器的厚度，以增强光投射器的适用性。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的电子设备的结构示意图。

图2是图1所示的电子设备中的相机模组的结构示意图。

图3是图2所示的相机模组中的光投射器的结构示意图。

图4是图3所示的反射曲面的正视图。

图5是本实用新型第二实施例的光投射器的结构示意图。

图6是本实用新型的反射曲面中的反射微结构的示意图。

主要元件符号说明

光投射器 100

光源 10

反射匀光片 20

反射曲面 22

反射区域 221

支撑区域 222

反射层 23

安装面 24

投影镜头 30

支撑件 40

相机模组 200

图像采集器 210

处理器 220

电子设备 300

壳体 310

中轴面 O

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型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/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请同时参照图1，本实用新型第一实施例的电子设备300，其包括壳体310及相机模组200。

其中，电子设备300可以是手机、平板电脑、游戏机、智能手表、智能手环、头显设备、无人机等。

本实施例以电子设备300为手机为例进行说明，可以理解，电子设备300的具体形式不限于手机。

壳体310可以作为电子设备300的功能元件的安装载体。壳体310可以为功能元件提供防尘、防摔、防水等保护。

本实施例中，功能元件包括相机模组200。相机模组200设于壳体310的正面，作为电子设备300的前置相机，可以理解，相机模组200还可设于壳体310的背面，作为电子设备300的后置相机。

在一实施例中，请参见图2，相机模组200包括光投射器100、图像采集器210及处理器220。

其中，光投射器100用于向目标物体或目标区域投射光线，光线可为红外激光。光投射器100向目标物体投射的光线可以是带有特定图案的，其中图案可以是散斑图案、条纹图案等，也可为阵列光线，面光线等。图像采集器210用于采集光投射器100向目标空间或目标区域投射的调制后的激光。处理器220用于处理该激光以获得图像。

请参见图3，本实施例中，光投射器100包括光源10和反射匀光片20。

其中，光源10用于发射激光；反射匀光片20设置于光源10的出光侧，反射匀光片20包括靠近光源10的一侧具有朝远离光源10的方向凹陷的反射曲面22，反射曲面22沿一中轴面O对称设置，反射曲面22设有反射微结构以用于反射光源10发射的激光并将激光均匀投射出去。其中图3所示虚线即为中轴面O的侧视图。

如此，光源10将激光发射至反射曲面22，反射曲面22通过反射实现激光的重新分配，并将激光投射至目标区域。通过调整反射曲面22的曲率或者光源10的发散角，可以调整光投射器100的投射区域以及投射区域的激光图案。

在一实施例中，如图6所示一反射微结构的示意图，进一步地，反射微结构可为微米级微结构或纳米级微结构。

在一实施例中，反射微结构包括多个第一凹孔和多个凸起，其中，相邻两个凹孔之间形成一个凸起。

请再次参见图3，光源10的发散角为β。

进一步地，光源10与光投射器100的投射区域位于反射匀光片20的同一侧，则通过调整反射曲面22的曲率，以减少光投射器100的厚度，以增强光投射器100的适用性。

在一实施例中，光源10为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser，VCSEL)。

在另一实施例中，光源10可为边发射激光器(edge emitting laser，EEL)或分布反馈式激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)。分布反馈式激光器的温漂较小，且为单点发光结构，无需设置阵列结构，制作简单。

在一实施例中，光源10的发散角为35°～45°。请再次参见图3，光源10两侧的两个箭头之间即为光源10发射的激光的发散范围。

本实施例中，反射匀光片20相背于反射曲面22的一侧具有一安装面24，其中安装面24呈圆弧状。

请参见图5，为本申请提供第二实施例的光投射器100的示意图，相较于第一实施例中的光投射器100，本实施例中的光投射器100的反射匀光片20的安装面24为一安装平面，以便于反射匀光片20的安装。

本实施例中，反射曲面22为一弧面，光源10位于中轴面O上。

在一实施例中，弧面可为圆弧面，其中圆弧面可为球面、圆柱状弧面等，光源10与弧面上各点之间的距离大致相等，以提升反射曲面22的反射效率。

进一步地，反射曲面22为一球面，光源10位于圆弧面的球心，光源与弧面上的反射点之间距离的均相同，则可提升反射匀光片的反射效率。

在另一实施例中，弧面也可为椭圆弧面或者其他形状的弧面。

在一实施例中，光投射器100还包括准直件(图未示)，准直件位于光源10和反射匀光片20之间，准直件的表面与中轴面相垂直。准直件用于准直光源10发射的激光。

在一实施例中，反射曲面22设有反射层23。反射层23用增强反射曲面22的反射光性能。

请参见图4，在一实施例中，反射层23设于反射曲面22上，反射层23呈方形。可以理解地，反射层23也可以为其他形状，例如，三角形、圆形等。

在一实施例中，反射层23包括高反射率的金属，如铜或银等。

请同时参见图3和图4，在一实施例中，光投射器100还包括支撑件40，反射曲面22包括反射区域221及环绕反射区域221的支撑区域222，反射区域221用于反射光源10发射的激光并将激光均匀投射出去，支撑区域222用于承载支撑件40，支撑件40用于支撑光源10。如此，由于反射曲面22对称设置，可通过调整支撑件40，以将光源10设置于反射曲面22的中轴面O上。

本实施例中，支撑件40为一支撑杆，支撑杆的两端沿光源10对称设置，以使光源10位于反射曲面22的中轴面O上。

请再次参见图3，在一实施例中，所述光投射器100还包括投影镜头30，投影镜头30位于反射曲面22朝向的一侧且安装于支撑区域222。

在一实施例中，支撑区域222设有螺纹(图未示)，投影镜头30通过螺纹安装于反射匀光片20。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光投射器，其特征在于：包括：

光源，用于发射激光；

反射匀光片，所述反射匀光片设置于所述光源的出光侧，且所述反射匀光片靠近所述光源的一侧具有朝远离所述光源的方向凹陷的反射曲面，所述反射曲面沿一中轴面对称设置，所述光源位于所述中轴面上，所述反射曲面设有反射微结构以用于反射所述光源发射的激光并将激光均匀投射出去。

2.如权利要求1所述的光投射器，其特征在于：所述反射曲面为一弧面。

3.如权利要求2所述的光投射器，其特征在于：所述反射曲面为一圆弧面。

4.如权利要求3所述的光投射器，其特征在于：所述反射曲面为一球面，所述光源位于所述球面的球心。

5.如权利要求1所述的光投射器，其特征在于：所述光投射器还包括反射层，所述反射层设于所述反射曲面朝向所述光源的一侧。

6.如权利要求1所述的光投射器，其特征在于：所述光投射器还包括支撑件，所述反射曲面包括反射区域及环绕所述反射区域的支撑区域，所述反射区域用于反射所述光源发射的激光并将激光均匀投射出去，所述支撑区域用于承载所述支撑件，所述支撑件用于承载所述光源。

7.如权利要求6所述的光投射器，其特征在于：所述反射匀光片还具有相背于所述反射曲面的安装平面，所述安装平面用于安装所述反射匀光片。

8.如权利要求6所述的光投射器，其特征在于：所述光投射器还包括投影镜头，所述投影镜头位于所述反射曲面朝向的一侧且安装于所述支撑区域。

9.一种相机模组，其特征在于，所述相机模组包括：

如权利要求1至8任意一项所述的光投射器，所述光投射器用于向目标区域投射激光；

图像采集器，所述图像采集器用于采集经由目标区域调制后的激光；和

处理器，所述处理器用于处理所述激光以获得图像。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

壳体；及

如权利要求9所述的相机模组，所述相机模组设于所述壳体中。

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