CN216599817U - 光源模组、摄像装置及电子设备 - Google Patents

光源模组、摄像装置及电子设备 Download PDF

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CN216599817U CN202220712586.4U CN202220712586U CN216599817U CN 216599817 U CN216599817 U CN 216599817U CN 202220712586 U CN202220712586 U CN 202220712586U CN 216599817 U CN216599817 U CN 216599817U
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王锐
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Abstract

本申请公开了一种光源模组、摄像装置及电子设备,该光源模组包括:壳体、发光件、光学结构、压力传感器以及接电件。壳体形成有容置空间,壳体的一侧具有第一开口,发光件设置于容置空间内,发光件用于朝向第一开口发射光线,光学结构位于发光件与第一开口之间,光学结构包括光学部以及位于光学部的外周的周向固定部,周向固定部连接于壳体,压力传感器连接于周向固定部与壳体之间,接电件设于壳体,接电件用于在压力信号异常时关闭发光件,从而避免发光件发出的高能量光线直射向用户,光源模组的使用安全性高。此外,由于压力传感器连接于光学结构的周向固定部,压力传感器对光源模组的发光精度不造成影响,光源模组的发光精度高。

Description

光源模组、摄像装置及电子设备
技术领域
本实用新型涉及光电技术领域,尤其涉及一种光源模组、摄像装置及电子设备。
背景技术
在能够实现人脸识别、三维扫描等功能的设备中,往往使用光源模组来向被识别、扫描对象发射多束光线,该多束光线在被识别、扫描对象的表面形成三维光点阵,再通过摄像模组将该三维光点阵拍摄以进行识别。光源模组往往包括发光件以及光学结构,该发光件用于发出高能量的光线,该光学结构用于对该光线进行调整,以使该光线能够用于实现射向被识别、扫描对象以在被识别、扫描对象的表面形成为三维光点阵的同时,削弱单束光线的能量,以避免高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面时对用户造成伤害。但是,在用户的使用过程中,如果光学结构发生破损甚至脱落,则会导致发光件发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,对用户造成伤害。
实用新型内容
本实用新型实施例公开了一种光源模组、摄像装置及电子设备,能够监测光学结构的状态,从而提高光源模组的使用安全性。
为了实现上述目的,第一方面,本实用新型公开了一种光源模组,包括:
壳体,所述壳体包括主体部以及第一支撑部,所述主体部形成有容置空间,所述主体部的一侧具有第一开口,所述第一开口连通于所述容置空间,所述第一支撑部设于所述主体部的朝向所述容置空间的表面;
发光件,所述发光件设置于所述容置空间内,所述发光件用于朝向所述第一开口发射光线;
光学结构,所述光学结构设置于所述容置空间内,且位于所述发光件与所述第一开口之间,所述光学结构包括光学部以及位于所述光学部的外周的周向固定部,所述光学部用于供所述光线透射向所述第一开口,所述周向固定部连接于所述主体部和/或所述第一支撑部;
压力传感器,所述压力传感器连接于所述周向固定部的外周与所述主体部之间,或者,所述压力传感器连接于所述周向固定部的外周与所述第一支撑部之间,所述压力传感器用于检测所述周向固定部与所述壳体之间的压力;以及
接电件,所述接电件设于所述壳体,所述发光件及所述压力传感器通过所述接电件电连接于控制模块,以供所述控制模块接收所述压力传感器检测的压力信号,并供所述控制模块在所述压力信号异常时关闭所述发光件,从而避免发光件发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,使光源模组的使用安全性更高。
更加地,通过设置第一支撑部一方面能够增大周向固定部与壳体之间的有效连接面积,另一方面能够通过第一支撑部从光学结构的一侧支撑、定位光学结构,以使光学结构与壳体之间的连接更加稳固,同时提升光学结构在壳体内的安装位置精度。
此外,由于压力传感器连接于光学结构的周向固定部,因此,压力传感器的结构对光学结构的光学部的光线调整功能不造成干扰,从而压力传感器对光源模组的发光精度不造成影响,光源模组的发光精度高。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述壳体还包括第二支撑部,所述第二支撑部设于所述主体部的朝向所述容置空间的表面,且沿所述光学结构的光轴方向上,所述第二支撑部与所述第一支撑部间隔设置,所述周向固定部分别连接于所述第一支撑部和所述第二支撑部,所述压力传感器的两端分别压紧连接于所述第一支撑部和所述第二支撑部,所述压力传感器的外周连接于所述周向固定部的外周,以一方面使周向固定部与壳体的连接更加稳固,另一方面使周向固定部与壳体之间可以无需通过点胶固定,从而能够避免点胶影响压力传感器的检测。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述压力传感器的中部朝向所述周向固定部凸起,以连接于所述周向固定部的外周,从而使压力传感器用于同时检测自身的中部分别与两个端部之间的压力变化,以实现同时检测光学结构与第一支撑部以及第二支撑部之间的压力变化。当周向固定部与主体部之间发生相同的相对位移时,相比于压力传感器的两端分别连接于周向固定部与壳体的方式,采用上述方式时,压力传感器受到压力所产生的形变更大,从而压力传感器的检测灵敏度以及精确度更高。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述第一支撑部与所述第二支撑部之间的距离沿自所述主体部向所述光轴的方向上逐渐减小或逐渐增大,从而当周向固定部因光学结构破损或脱落而相对壳体发生位移时,压力传感器能够在周向固定部的带动下相对主体部发生沿主体部的轴向上的位移,导致压力传感器的两端之间的距离发生变化,压力传感器检测的压力数据产生变化。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述压力传感器为多个,多个所述压力传感器间隔环绕所述光学结构设置,从而能够分别检测光学结构的外周上的多处与壳体之间的压力,以更加准确地监测光学结构的状态。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述壳体的设有所述发光件的一侧还具有第二开口,所述接电件封盖所述第二开口,以一方面通过接电件遮挡外部光线,避免外部光线从第二开口进入容置空间中,影响光源模组的发光质量,另一方面,使接电件的一侧直接连接于容置空间,接电件的背离容置空间的一侧直接连接于光源模组的外部空间,从而便于接电件连接于容置空间中的发光件以及压力传感器的同时,电连接于光源模组外部的电子元器件。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述壳体设有第一通道,所述第一通道用于供所述压力传感器与所述接电件的电连接走线,同时能够避免电走线线路干扰容置空间中的光线;和/或,
所述周向固定部设有第二通道,所述第二通道用于供所述压力传感器与所述接电件的电连接走线,从而避免电走线线路干扰容置空间中的光线的同时,使壳体结构简单,易于制造,从而能够降低光源模组整体的制造难度以及制造成本。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述光学结构包括沿自所述第一开口向所述发光件的方向上间隔设置的第一光学元件以及第二光学元件,所述第一光学元件包括第一光学部以及位于所述第一光学部的外周的第一周向固定部,所述第一周向固定部连接于所述压力传感器,所述第二光学元件包括第二光学部以及位于所述第二光学部的外周的第二周向固定部,所述第一光学部与所述第二光学部形成为所述光学部,所述第一周向固定部与所述第二周向固定部形成为所述周向固定部,从而能够通过第一光学元件与第二光学元件实现对光线进行更加复杂或更加大幅度的调整。
作为一种可选的实施方式,在本实用新型第一方面的实施例中,所述第一光学元件包括衍射光学元件、聚光光学元件、散光光学元件以及匀光片中的至少一种,所述第二光学元件包括衍射光学元件、聚光光学元件、散光光学元件以及匀光片中的至少一种,从而能够通过第一光学元件、第二光学元件分别实现对光线进行衍射、聚光、散光或匀光中的至少一种调整。
第二方面,本实用新型公开了一种摄像装置,包括摄像模组以及如上述第一方面所述的光源模组,所述光源模组用于向外部结构投射预设光线,所述摄像模组用于采集所述预设光线经所述外部结构的表面反射的光线。由于光源模组的使用安全性高,能够避免发光件发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,且压力传感器对光线的影响小,光源模组发出的光线精度高,因此摄像装置的使用安全性高,且三维扫描精度高。
第三方面,本实用新型公开了一种电子设备,包括如上述第二方面所述的摄像装置。由于该摄像装置的使用安全性高,且三维扫描精度高,因此电子设备的使用安全性高,且人脸识别、三维扫描的精度高,其中,图以电子设备为手机为例,示出了一种电子设备的结构。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
本实用新型实施例提供的光源模组、摄像装置及电子设备,通过设置连接于光学结构的周向固定部与壳体之间的压力传感器,从而当光学结构产生破损或脱落时,压力传感器能够实时检测到周向固定部与壳体之间的压力数据产生异常变化(例如压力突然大幅升高或大幅减小),从而控制模块在通过接电件接收到异常的压力数据时能够及时通过接电件关闭发光件,避免发光件发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,使光源模组的使用安全性更高。
此外,由于压力传感器连接于光学结构的周向固定部,因此,压力传感器的结构对光学结构的光学部的光线调整功能不造成影响,从而压力传感器对光源模组的发光精度不造成影响,光源模组的发光精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术中的光源模组的结构示意图;
图2是本申请实施例第一方面公开的光源模组的结构示意图;
图3是本申请实施例第一方面公开的光源模组(设有第一支撑部)的结构局部示意图;
图4是本申请实施例第一方面公开的光源模组(设有第一支撑部以及第二支撑部)的结构局部示意图;
图5是本申请实施例第一方面公开的光学结构以及压力传感器的结构示意图;
图6是本申请实施例第一方面公开的光源模组(设有一种第一通道)的结构示意图;
图7是本申请实施例第一方面公开的光源模组(设有另一种第一通道)的结构示意图;
图8是本申请实施例第一方面公开的光源模组(设有第一通道以及第二通道)的结构示意图;
图9是本申请实施例第二方面公开的摄像装置的结构示意图;
图10是本申请实施例第三方面公开的电子设备的结构示意图。
主要附图标记说明
导电薄膜10;光源模组 2;壳体 20;容置空间 200;第一开口 200a;第二开口200b;主体部 201;第一支撑部202;第二支撑部 203;第一通道 204;发光件 21;光学结构22;光学部 220;周向固定部 221;第二通道 221a;第一光学元件 222;第一光学部 222a;第一周向固定部 222b;第二光学元件 223;第二光学部 223a;第二周向固定部 223b;压力传感器 23;接电件 24;保护盖板 25;摄像装置 3;摄像模组 30;电子设备 4。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,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。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
在能够实现人脸识别、三维扫描等功能的设备中,往往使用光源模组来向被识别、扫描对象发射多束光线,如果在用户的使用过程中,光源模组中的光学结构发生破损甚至脱落,则会导致光源模组中的发光件发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,对用户造成伤害。
具体而言,请参见图1,图1是相关技术中的光源模组的结构示意图,光源模组2通常包括发光件21以及用于对发光件21发出的光线进行处理的光学结构22,相关技术中,往往通过在光学结构22的表面覆设氧化铟锡(ITO)导电薄膜10,并检测氧化铟锡导电薄膜10两侧的电流,当光学结构22发生破裂或脱落时,氧化铟锡导电薄膜10会跟随光学结构22而产生破裂从而电阻发生变化,或者,氧化铟锡导电薄膜10会跟随光学结构22而脱落,导致检测到的电流发生较大变化,从而实现监测光学结构22的使用状态的效果。
然而,申请人发现,由于氧化铟锡导电薄膜10部分位于光学结构22的用于调整光线的部分,因此,穿过光学结构22的光线往往也需要穿过氧化铟锡导电薄膜10,导致氧化铟锡导电薄膜10会对该光线造成影响,自光源模组2射出的光线精度下降,例如使自光源模组2射出的光线会产生额外的衍射杂斑。
基于此,本申请公开了一种光源模组、摄像装置及电子设备,该光源模组能够实现监测光学结构的状态的功能,从而在光学结构发生破损甚至脱落时关闭发光件,提高光源模组的使用安全性,同时,用于监测光学结构的压力传感器不会干扰光源模组内部的光线,光源模组的发光精度高。
下面将结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
请参阅图2,图2是本申请实施例第一方面公开的光源模组的结构示意图,本申请实施例第一方面公开了一种光源模组2,该光源模组2可应用于人脸识别、三维扫描等功能的电子设备中,以用于向被识别、扫描对象发射预设光线,例如发射以预设的阵列方式间隔排列的多束光线,或发射均匀的光线,以在被识别、扫描对象的表面形成散斑光斑或匀光图案,以供电子设备采集、拟合形成该立体结构的表面形状。
具体地,该光源模组2包括:壳体20、发光件21、光学结构22、压力传感器23以及接电件24。壳体20包括主体部201以及第一支撑部202,主体部201形成有容置空间200,主体部201的一侧具有第一开口200a,第一开口200a连通于容置空间200,第一支撑部202设于主体部201的朝向容置空间200的表面,发光件21设置于容置空间200内,发光件21用于朝向第一开口200a发射光线,光学结构22设置于容置空间200内,且位于发光件21与第一开口200a之间,光学结构22包括光学部220以及位于光学部220的外周的周向固定部221(请参见图5,图5中以虚线示出了光学部220与周向固定部221的交界处,可以理解的是,该虚线只用于示意一种光学部220与周向固定部221的分界位置,而并不代表实际的结构),光学部220用于供光线透射向第一开口200a,周向固定部221连接于主体部201和/或第一支撑部202,压力传感器23连接于周向固定部221与主体部201之间,或者,压力传感器23连接于周向固定部221与第一支撑部202之间,压力传感器23用于检测周向固定部221与壳体20之间的压力,接电件24设于壳体20,接电件24电连接于发光件21以及压力传感器23,接电件24用于电连接于控制模块(图中未示出),以供控制模块接收压力传感器23检测的压力信号,并供控制模块在压力信号异常时关闭发光件21,从而避免发光件21发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,使光源模组2的使用安全性更高。
此外,由于压力传感器23连接于光学结构22的周向固定部221,因此,压力传感器23的结构对光学结构22的光学部220的光线调整功能不造成干扰,从而压力传感器23对光源模组2的发光精度不造成影响,光源模组2的发光精度高。
为了避免杂光进入容置空间200,影响光源模组2的发光效果,一些实施方式中,壳体20可为一端封闭的筒状结构,容置空间200形成于壳体20内,第一开口200a形成于壳体20的未封闭的一端。
进一步地,壳体20可为圆筒、方筒或其他形状的筒状结构,壳体20的形状可根据实际使用设计需求选择,对于壳体20的具体形状,本实施例不作具体限定。由于光学结构22通常为圆形片状,因此,可选地,壳体20可为圆筒状,从而光学结构22设置于容置空间200内时,易于使光学结构22与壳体20之间的间隙较小,以易于填补该间隙,避免光线从光学结构22与壳体20之间的间隙射向第一开口200a,提升光源模组2的发光精度。
可选地,壳体20的设有发光件21的一侧还可具有第二开口200b(请参见图8),从而便于容置空间200中的电子元器件(例如发光件21以及压力传感器23)与容置空间200外的电子元器件相电连接。
请结合图3所示,一些实施方式中,该主体部201可形成为筒状结构,当壳体20还具有第二开口200b时,主体部201还具有第二开口200b,第一支撑部202连接于周向固定部221,例如,连接于周向固定部221的背离第一开口200a的一侧(如图3中的(a)所示),或者连接于朝向第一开口200a的一侧(如图3中的(b)所示),从而一方面能够增大周向固定部221与壳体20之间的有效连接面积,另一方面能够通过第一支撑部202从光学结构22的一侧支撑、定位光学结构22,以使光学结构22与壳体20之间的连接更加稳固,同时提升光学结构22在壳体20内的安装位置精度。
可选地,第一支撑部202可为在主体部201的朝向容置空间200的内壁面上形成的凸起结构,例如,可为环绕光学结构22设置的凸环结构,或可为间隔环绕光学结构22设置的多个凸台结构。示例性的,第一支撑部202可为环绕光学结构22设置的凸环结构,从而使光学结构22与壳体20之间的间隙较小,从而易于填补该间隙,以避免光线从光学结构22与壳体20之间的间隙射向第一开口200a,以提升光源模组2的发光精度。
可选地,光学结构22可通过胶粘的方式连接于主体部201以及第一支撑部202,从而使光学结构22与主体部201以及第一支撑部202之间的连接更加稳固。
请参见图4,一些实施方式中,壳体20还可包括第二支撑部203,第二支撑部203设于主体部201的朝向容置空间200的表面,且沿光学结构22的光轴O方向上,第二支撑部203与第一支撑部202间隔设置,周向固定部221分别连接于第一支撑部202和第二支撑部203,例如,第一支撑部202连接于周向固定部221的朝向发光件21的一侧,且第二支撑部203连接于周向固定部221的背离发光件21的一侧,或者,第一支撑部202连接于周向固定部221的背离发光件21的一侧,且第二支撑部203连接于周向固定部221的朝向发光件21的一侧,从而第一支撑部202与第二支撑部203可以从光学结构22的两相对侧将光学结构22夹合固定,以一方面使周向固定部221与壳体20的连接更加稳固,另一方面使周向固定部221与壳体20之间可以无需通过点胶固定,从而能够避免点胶影响压力传感器23的检测。可以理解的是,在其他实施方式中,光学结构22与主体部201、第一支撑部202以及第二支撑部203之间也可通过点胶相粘接。
可以理解的,第二支撑部203的具体结构可参见前文中第一支撑部202的具体结构所述,在此不再赘述。
此时,可通过多种方式实现将光学结构22夹合连接于第一支撑部202以及第二支撑部203之间。一种可选地示例中,可使第一支撑部202设于主体部201,将光学结构22连接于第一支撑部202,再将第二支撑部203设于主体部201,以将光学结构22夹合连接于第一支撑部202以及第二支撑部203之间。另一种可选地示例中,可使主体部201包括分体设置的两个部分,第一支撑部202以及第二支撑部203分别设于主体部201的该两部分,从而通过将光学结构22夹合于第一支撑部202以及第二支撑部203之间,并将主体部201的该两部分相连接形成为整体,以将光学结构22夹合连接于第一支撑部202以及第二支撑部203之间。当然,还可以通过在第二支撑部203上设置安装缺口,光学结构22通过安装缺口夹合设置于第一支撑部202以及第二支撑部203之间,本实用新型对此不作限制。
一些实施方式中,压力传感器23可包括但不限于压电式传感器、应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器以及电感式压力传感器等,从而压力传感器23用于在两端之间受到的压力产生变化时,产生变化的电流、电阻值、阻抗电容或电感,以实现检测压力的功能。以压力传感器23包括压电式压力传感器为例,从而压力传感器23的体积小,能够使光源模组2整体实现小型化的设计,且压力传感器23的压力检测精度高,耐高温性好,适于长期处于高能量的光环境中工作。
由前文所述,压力传感器23连接于周向固定部221与壳体20之间,即,压力传感器23可连接于周向固定部221的外周面、朝向所述发光件21的一侧表面、或朝向所述第一开口200a的一侧表面与靠近光学结构22的部分壳体20之间,以使压力传感器23的设置空间较小,能够减小压力传感器23对容置空间200内的光线的影响,或者,压力传感器23可连接于周向固定部221的外周面、朝向所述发光件21的一侧表面、或朝向所述第一开口200a的一侧表面与远离光学结构22的部分壳体20之间,例如,周向固定部221朝向所述第一开口200a的一侧表面与第一开口200a一侧的部分壳体20之间,或者周向固定部221的朝向所述发光件21的一侧表面与设有发光件21一侧的部分壳体20之间,以使压力传感器23的设置空间较大,从而能够使用体积较大、制造难度较低的压力传感器23。
以压力传感器23连接于周向固定部221的外周面、朝向所述发光件21的一侧表面、或朝向所述第一开口200a的一侧表面与靠近光学结构22的部分壳体20之间为例,请再次参见图3,当容置空间200中设置有第一支撑部202时,该周向固定部221可连接于第一支撑部202,此时,可选地,压力传感器23的一端可连接于主体部201,另一端可连接于周向固定部221的外周面,从而压力传感器23用于直接检测光学结构22与主体部201之间的压力,如图3中的(a)所示,或者,压力传感器23的一端可连接于第一支撑部202,另一端可连接于周向固定部221的外周面,从而压力传感器23用于检测光学结构22与第一支撑部202之间的压力,压力传感器23的连接位置更加灵活,如图3中的(b)所示。
请再次参见图4,由前述可知,当容置空间200中同时设置有第一支撑部202和第二支撑部203时,该周向固定部221可夹合连接于第一支撑部202与第二支撑部203之间,此时,可选地,可使压力传感器23的两端分别压紧连接于第一支撑部202以及第二支撑部203,压力传感器23的外周连接于光学结构22的外周。
在这种方式下,一种可选地示例中,如图4中的(a)所示,压力传感器23可包括压电式压力传感器,则可以理解的,此时,压力传感器23整体结构中,任一处因受到压力而发生的形变都可以使压力传感器23产生变化的电流,因此,可使压力传感器23的两端分别压紧且固定连接于第一支撑部202以及第二支撑部203,压力传感器23的中部朝向周向固定部221成弧形、台阶形、三角形等形状的凸起,以压紧连接或固定连接于周向固定部221的外周面,从而使压力传感器23用于同时检测自身的中部分别与两个端部之间的压力变化,以实现同时检测光学结构22与第一支撑部202以及第二支撑部203之间的压力变化。当周向固定部221与主体部201之间发生相同的相对位移时,相比于压力传感器23的两端分别连接于周向固定部221与壳体20的方式,采用上述方式时,压力传感器23受到压力所产生的形变更大,从而压力传感器23的检测灵敏度以及精确度更高。
另一种可选地示例中,如图4中的(b)所示,第一支撑部202与第二支撑部203之间的距离d可沿自主体部201向光轴O的方向上逐渐减小或增大,压力传感器23的中部压紧连接或固定连接于周向固定部221的外周面,从而当周向固定部221因光学结构22破损或脱落而相对壳体20发生位移时,压力传感器23能够在周向固定部221的带动下相对主体部201发生沿主体部201的轴向上的位移,导致压力传感器23的两端之间的距离发生变化,压力传感器23检测的压力数据产生变化。
进一步地,如图4中的(c)所示,压力传感器23可包括压电式压力传感器,压力传感器23的可中部朝向周向固定部221成弧形、台阶形、三角形等形状的凸起,以压紧连接或固定连接于周向固定部221的外周面,该压力传感器23既能够发生沿光轴O方向上的形变,又能够发生沿垂直于光轴O的方向上的形变,从而在周向固定部221因光学结构22破损或脱落而相对壳体20发生相同大小的位移时,压力传感器23受到压力所产生的形变更大,压力传感器23的检测灵敏度以及精确度更高。
请结合图2与图5所示,考虑到一个压力传感器23可用于检测光学结构22的外周上的一处与壳体20之间的压力,而在光学结构22产生破损的情况下,并不一定导致光学结构22的外周的每一处都与壳体20之间发生相对位移。基于此,可选地,光学结构22的周向固定部221可不仅仅有一处连接有压力传感器23,换言之,压力传感器23可为多个,多个压力传感器23间隔环绕光学结构22设置,从而能够分别检测光学结构22的外周上的多处与壳体20之间的压力,以更加准确地监测光学结构22的状态。
考虑到环绕一个光学结构22间隔设置的压力传感器23的数量越多,对光学结构22的外周与壳体20之间的压力检测位置越多,从而对光学结构22的状态检测效果越全面。可选地,环绕一个光学结构22间隔设置的压力传感器23可为两个、三个、四个、五个或更多个,对于环绕一个光学结构22间隔设置的压力传感器23的数量,本实施例不作具体限定。
进一步地,压力传感器23可为偶数个,例如可为两个、四个、六个、八个或更多个,偶数个压力传感器23可两两成对设置,每一对压力传感器23中的两个压力传感器23分别设于光学结构22的沿垂直于光轴O的方向上的两相对侧,且每一对压力传感器23之间的连线与光轴O大致相交,从而能够通过任一对压力传感器23来检测光学结构22沿垂直于光轴O的其中一个方向上的状态,例如检测光学结构22的两相对侧之间的应力变化。示例性的,压力传感器23可为四个,该四个压力传感器23成两对设置,该两对压力传感器23分别设于光学结构22的沿第一方向P上的两侧以及沿第二方向Q上的两侧,第一方向P与第二方向Q均垂直于光轴O,且第一方向P与第二方向Q相垂直,从而压力传感器23能够用于较全面地检测光学结构22的状态,且使用的压力传感器23数量较少,以减少光源模组2包括的零部件数量,降低制造成本,其中,图5中的坐标示出了第一方向P与第二方向Q,且图5中以粗点划线示出了两对压力传感器23之间分别的连线,可以理解的是,该连线只用于示意一对压力传感器23之间的相对位置关系,并不表示实体结构。
一些实施方式中,发光件21可包括但不限于可用于发射高能量光线(例如激光)的气体激光器、固体激光器、半导体激光器、染料激光器以及自由电子激光器等。
一些实施方式中,接电件24可包括但不限于导电线路、导电线、线路板、或集成芯片等,以能够实现使发光件21以及压力传感器23电连接于接电件24包括的电路,或者通过接电件24电连接于接电件24之外,甚至光源模组2之外的电路的功能。
为了避免接电件24遮挡发光件21发出的光线,影响光源模组2的发光质量,一些实施方式中,接电件24可位于发光件21的背离第一开口200a的一侧(即,壳体20的背离第一开口200a的一侧),或可设于壳体20的外周。以接电件24位于发光件21的背离第一开口200a的一侧为例,此时,接电件24与发光件21之间的距离较近,从而接电件24与发光件21之间的电连接路径更短。
进一步地,接电件24可设于容置空间200中,以一方面能够使接电件24与发光件21之间的电连接路径更短,另一方面能够使接电件24与发光件21之间的电连接走线路径位于壳体20内,从而避免光源模组2外部的杂光沿着电连接的走线路径漏入容置空间200内,以提升光源模组2的发光精度。此外,将接电件24设于容置空间200内,还能够通过壳体20保护接电件24,避免接电件24直接受到碰撞、剐蹭而产生损坏。
在其他实施方式中,接电件24还可设于容置空间200外,以便于接电件24电连接于外部电路,例如摄像装置或电子设备包括的其他控制电路。
由前文所述,壳体20的设有发光件21的一侧还可具有第二开口200b,可选地,接电件24可封盖第二开口200b,以一方面通过接电件24遮挡外部光线,避免外部光线从第二开口200b进入容置空间200中,影响光源模组2的发光质量,另一方面,使接电件24的一侧直接连接于容置空间200,接电件24的背离容置空间200的一侧直接连接于光源模组2的外部空间,从而便于接电件24连接于容置空间200中的发光件21以及压力传感器23的同时,电连接于光源模组2外部的电子元器件。
一些实施方式中,为了实现接电件24与压力传感器23之间的电连接,可通过预留通道的方式来供电连接进行走线,或可通过直接在壳体20的表面(例如壳体20的朝向容置空间200的内表面,或壳体20的朝向光源模组2的外部的外表面)设置导电材料,以进行电连接走线,以使壳体20的结构简单易于制造。
请一并参见图6至图8,以通过预留通道的方式来供电连接进行走线为例,一些实施方式中,壳体20可设有第一通道204,第一通道204用于供压力传感器23与接电件24的电连接走线,和/或,周向固定部221可设有第二通道221a,第二通道221a用于供压力传感器23与接电件24的电连接走线。
如图6和图7所示,一种可选地示例中,壳体20设有第一通道204,例如第一支撑部202、第二支撑部203或形成为筒状的壳体20可设有第一通道204,从而压力传感器23与接电件24之间的电连接可以通过壳体20的第一通道204进行走线,以避免电走线线路干扰容置空间200中的光线。
可以理解的是,如图6所示,当接电件24设于容置空间200中时,第一通道204的两端可均连通于容置空间200,以供容置空间200中的压力传感器23电连接走线于容置空间200中的接电件24,同时避免壳体20外部的光线通过第一通道204泄漏进容置空间200内部,影响光源模组2的发光效果。如图7所示,当接电件24设于容置空间200外时,第一通道204可连通于容置空间200与壳体20的外部,以供容置空间200中的压力传感器23电连接走线于容置空间200外的接电件24。此时,可选地,可在第一通道204的连通于壳体20外部的一端填充遮光材料,例如遮光胶、遮光塑料、遮光橡胶等,以避免壳体20外部的光线通过第一通道204泄漏进容置空间200内部,影响光源模组2的发光效果。进一步地,此时,第一通道204还可用于供容置空间200中的发光件21电连接走线于容置空间200外的接电件24。
如图8所示,另一种可选地示例中,周向固定部221设有第二通道221a,以避免电走线线路连接于光学部220,从而避免电走线线路干扰容置空间200中的光线的同时,使壳体20结构简单,易于制造,从而能够降低光源模组2整体的制造难度以及制造成本。
如图8所示,还一种可选地示例中,壳体20设有第一通道204,且周向固定部221设有第二通道221a,从而电走线线路的设置可以更加灵活。对于壳体20设有第一通道204,以及周向固定部221设有第二通道221a分别的具体设置以及获得的效果,可参见前文中的两种示例所述,在此不再赘述。
由前文所述,接电件24用于电连接于控制模块(图中未示出),以供控制模块接收压力传感器23检测的压力信号,并供控制模块在压力信号异常时关闭发光件21,一些实施方式中,控制模块可直接设置于接电件24上,从而使控制模块与接电件24的电连接路径更短,或者,控制模块可与接电件24间隔设置,从而控制模块的设置位置更加灵活,例如可设于容置空间200内,也可设置于壳体20的外表面,或者,还可设置于光源模组2外,例如与光源模组2相间隔,设于光源模组2应用于的电子设备内。
一些实施方式中,光学结构22可包括但不限于用于实现准直功能的准直光学元件,用于实现衍射功能的衍射光学元件(Diffractive Optical Element,DOE)、用于实现匀光功能的匀光片、用于实现聚光功能的聚光光学元件(例如凸透镜)或用于实现散光功能的散光光学元件(例如凹透镜)等。示例性的,当光源模组2应用于人脸识别、三维扫描等功能的设备中,以用于来向被识别、扫描对象发射多束光线时,可使光学结构22包括衍射光学元件,以用于对发光件21发出的光线进行衍射,从而将光线分光成为多束光线。
可以理解的是,光学结构22仅包括一个光学元件的情况下,能够实现的对光线的调整作用单一且有限,因此,为了实现对光线进行更加复杂或大幅度的调整,可选地,光学结构22可包括多个光学元件,沿自第一开口200a向发光件21的方向上,多个光学元件间隔设置,从而能够通过增加光源模组2包括的光学元件的数量,来实现对光线进行更加复杂或大幅度的调整,以满足更多的设计使用需求。
具体地,光学结构22可包括沿自第一开口200a向发光件21的方向上间隔设置的第一光学元件222以及第二光学元件223,第一光学元件222包括第一光学部222a以及位于第一光学部222a的外周的第一周向固定部222b,第一周向固定部222b连接于压力传感器23,第二光学元件223包括第二光学部223a以及位于第二光学部223a的外周的第二周向固定部223b,第一光学部222a与第二光学部223a形成为光学部220,第一周向固定部222b与第二周向固定部223b形成为周向固定部221,从而能够通过第一光学元件222与第二光学元件223实现对光线进行更加复杂或更加大幅度的调整。
可以理解的是,此时,压力传感器23用于检测第一光学元件222与壳体20之间的压力,以监测第一光学元件222使用状态。
可选地,第一光学元件222可为一个也可为多个,且第二光学元件223可为一个也可为多个。
当第一光学元件222为一个,且第二光学元件223为一个时,第一光学元件222可位于第二光学元件223的朝向第一开口200a的一侧,或可位于第二光学元件223的背离第一开口200a的一侧。当第一光学元件222为一个,且第二光学元件223为多个时,第一光学元件222可位于多个第二光学元件223的朝向第一开口200a的一侧,或可位于多个第二光学元件223的背离第一开口200a的一侧,或者,第一光学元件222可位于任意两个相邻的第二光学元件223之间。当第二光学元件223为一个,且第一光学元件222为多个时,第二光学元件223可位于多个第一光学元件222的朝向第一开口200a的一侧,或可位于多个第一光学元件222的背离第一开口200a的一侧,或者,第二光学元件223可位于任意两个相邻的第一光学元件222之间。当第一光学元件222为多个,且第二光学元件223为多个时,多个第一光学元件222可均位于多个第二光学元件223的朝向第一开口200a的一侧,或可均位于多个第二光学元件223的背离第一开口200a的一侧,或者,至少部分第一光学元件222可位于任意两个相邻的第二光学元件223之间。对于第一光学元件222与第二光学元件223的具体相对位置关系,本实施例不作具体限定。
以第一光学元件222为一个,且第二光学元件223为一个为例,一种可选地示例中,可使两个第一光学元件222与第二光学元件223分别为功能不相同的两种结构,以实现对光线进行包括两种不同的调整的复杂调整,例如,可使第一光学元件222与第二光学元件223分别为凸透镜以及衍射光学元件,从而能够实现对光线进行聚光以及衍射的复杂调整,或者,可使第一光学元件222与第二光学元件223分别为凹透镜以及衍射光学元件,从而能够实现对光线进行散光以及衍射的复杂调整。
如图8所示,进一步地,以光源模组2应用于人脸识别、三维扫描等功能的设备中,用于来向被识别、扫描对象发射多束光线为例,可以理解的,发光件21可大致视为一个点光源,因此,为了使衍射效果更好,在对发光件21发出的光线进行衍射之前需要对光线进行准直处理,以使光线从发散的光线转变为一束由大量平行光线组成的光束。基于此,可选地,可使第一光学元件222为衍射光学元件,第二光学元件223为准直光学元件,并使第一光学元件222位于第二光学元件223的朝向第一开口200a的一侧,从而发光件21发出的发散的光线先经第二光学元件223,以将发散的光线准直形成为平行光束,再经第一光学元件222衍射形成为多束光线,以自第一开口200a射向光源模组2的外部。
另一种可选地示例中,可使第一光学元件222与第二光学元件223为功能相同的结构,以实现对光线进行更加大幅度的调整,例如,可使第一光学元件222与第二光学元件223均为凸透镜,从而能够对光线进行两次聚光,以实现对光线进行更大幅度的聚光,或可使第一光学元件222与第二光学元件223均为凹透镜,从而能够对光线进行两次散光,以实现对光线进行更大幅度的散光,或者,可使第一光学元件222与第二光学元件223均为衍射光学元件,从而能够对光线进行两次衍射,以实现对光线进行更进一步的衍射作用。
可选地,第一光学元件222还可为两个、三个、四个、五个或更多个,此时,第一光学元件222可均为功能不相同的结构,或可均为功能相同的结构,或者,多个第一光学元件222中,可至少存在两个第一光学元件222为功能相同的结构,且至少存在两个第一光学元件222为功能不相同的结构,例如,以第一光学元件222为三个为例,该第一光学元件222中,两个第一光学元件222为功能相同的结构,且剩余一个第一光学元件222为功能不相同的结构,从而能够对光线进行更加复杂且更大幅度的调整。
可选地,第二光学元件223还可为两个、三个、四个、五个或更多个,此时,第二光学元件223可均为功能不相同的结构,或可均为功能相同的结构,或者,多个第二光学元件223中,可至少存在两个第二光学元件223为功能相同的结构,且至少存在两个第二光学元件223为功能不相同的结构,例如,以第二光学元件223为三个为例,该第二光学元件223中,两个第二光学元件223为功能相同的结构,且剩余一个第二光学元件223为功能不相同的结构,从而能够对光线进行更加复杂且更大幅度的调整。
可见,对于各第一光学元件222与第二光学元件223的数量以及结构,可根据实际的使用、设计需求进行选择,对于各第一光学元件222与第二光学元件223的具体数量以及结构,本实施例不作具体限定。
一些实施方式中,光源模组2还可包括保护盖板25,保护盖板25设于光学结构22的朝向第一开口200a的一侧,保护盖板25用于封盖第一开口200a,从而能够通过保护盖板25阻挡灰尘、水汽等杂质进入容置空间200中,以保护容置空间200中的各元器件(例如光学结构22以及发光件21),同时干扰灰尘、水汽等影响容置空间200中的光线。
本实施例第一方面公开的光源模组2,通过设置压力传感器23来检测光学结构22与壳体20之间的压力信号,实现对光学结构22的状态的监测功能,以在光学结构22发生破损或脱落的情况下及时通过控制模块关闭发光件21,以避免发光件21发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,光源模组2的使用安全性更高。此外,由于压力传感器23连接于光学结构22的周向固定部221,因此,压力传感器23的结构对光学结构22的光学部220的光线调整功能不造成干扰,光源模组2的发光精度高。
请参见图9,图9是本申请实施例第二方面公开的摄像装置的结构示意图,本申请实施例第二方面公开了一种摄像装置3,该摄像装置3包括但不限于用于实现三维扫描功能的深度相机或扫描摄像头,该摄像装置3包括摄像模组30以及如上述第一方面所述的光源模组2,该摄像模组30用于采集光源模组2发出的光线投射向外部结构的表面所形成的光点图案,以通过该光点图案来拟合三维结构的外表面形状,实现三维扫描功能,其中,图9中以摄像装置3为深度相机为例,示出了一种摄像装置3的结构。
由于光源模组2的使用安全性高,能够避免发光件21发出的高能量光线直射向用户的眼睛或皮肤表面,且压力传感器23对光线的影响小,光源模组2发出的光线精度高,因此摄像装置3的使用安全性高,且三维扫描精度高。
可选地,摄像模组30可为多个,例如,可为两个、三个、四个、五个或更多个,多个摄像模组30间隔设置,以用于从不同的相对位置采集光源模组2发出的光线投射向外部结构的表面所形成的光点图案,从而拟合形成为立体的结构表面形状,如图9所示,图9中以摄像模组30为两个为例,示出了一种摄像装置3的结构。
可选地,光源模组2可位于多个摄像模组30的同一侧,从而光源模组2与各摄像模组30的相对位置不相同且差别较大,能够使不同的摄像模组30采集所得的光点图案差异较大,从而易于拟合得到更加精确的立体结构的表面形状。
请参见图10,图10是本申请实施例第三方面公开的电子设备的结构示意图,本申请实施例第三方面公开了一种电子设备4,该电子设备4包括但不限于可用于实现人脸识别、三维扫描功能的便携式移动设备(例如手机、手表、平板电脑或手提电脑等)或非便携式设备(例如扫脸开锁的门、扫脸付款的摄像设备或立体扫描仪等),该电子设备4包括如上述第二方面所述的摄像装置3。由于该摄像装置3的使用安全性高,且三维扫描精度高,因此电子设备4的使用安全性高,且人脸识别、三维扫描的精度高,其中,图10以电子设备4为手机为例,示出了一种电子设备4的结构。
以上对本实用新型实施例公开的光源模组、摄像装置及电子设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的光源模组、摄像装置及电子设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种光源模组,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体包括主体部以及第一支撑部,所述主体部形成有容置空间,所述主体部的一侧具有第一开口,所述第一开口连通于所述容置空间,所述第一支撑部设于所述主体部的朝向所述容置空间的表面;
发光件,所述发光件设置于所述容置空间内,所述发光件用于朝向所述第一开口发射光线;
光学结构,所述光学结构设置于所述容置空间内,且位于所述发光件与所述第一开口之间,所述光学结构包括光学部以及位于所述光学部的外周的周向固定部,所述光学部用于供所述光线透射向所述第一开口,所述周向固定部连接于所述主体部和/或所述第一支撑部;
压力传感器,所述压力传感器连接于所述周向固定部的外周与所述主体部之间,或者,所述压力传感器连接于所述周向固定部的外周与所述第一支撑部之间,所述压力传感器用于检测所述周向固定部与所述壳体之间的压力;以及
接电件,所述接电件设于所述壳体,所述发光件及所述压力传感器通过所述接电件电连接于控制模块,以供所述控制模块接收所述压力传感器检测的压力信号,并供所述控制模块在所述压力信号异常时关闭所述发光件。
2.根据权利要求1所述的光源模组,其特征在于,所述壳体还包括第二支撑部,所述第二支撑部设于所述主体部的朝向所述容置空间的表面,且沿所述光学结构的光轴方向上,所述第二支撑部与所述第一支撑部间隔设置,所述周向固定部分别连接于所述第一支撑部和所述第二支撑部,所述压力传感器的两端分别压紧连接于所述第一支撑部和所述第二支撑部,所述压力传感器的外周连接于所述周向固定部的外周。
3.根据权利要求2所述的光源模组,其特征在于,所述压力传感器的中部朝向所述周向固定部凸起,以连接于所述周向固定部的外周。
4.根据权利要求2或3所述的光源模组,其特征在于,所述第一支撑部与所述第二支撑部之间的距离沿自所述主体部向所述光轴的方向上逐渐减小或逐渐增大。
5.根据权利要求1-3任一项所述的光源模组,其特征在于,所述压力传感器为多个,多个所述压力传感器间隔环绕所述光学结构设置。
6.根据权利要求5所述的光源模组,其特征在于,所述壳体设有第一通道,所述第一通道用于供所述压力传感器与所述接电件的电连接走线;和/或,
所述周向固定部设有第二通道,所述第二通道用于供所述压力传感器与所述接电件的电连接走线。
7.根据权利要求1-3任一项所述的光源模组,其特征在于,所述光学结构包括沿自所述第一开口向所述发光件的方向上间隔设置的第一光学元件以及第二光学元件,所述第一光学元件包括第一光学部以及位于所述第一光学部的外周的第一周向固定部,所述第一周向固定部连接于所述压力传感器,所述第二光学元件包括第二光学部以及位于所述第二光学部的外周的第二周向固定部,所述第一光学部与所述第二光学部形成为所述光学部,所述第一周向固定部与所述第二周向固定部形成为所述周向固定部。
8.一种摄像装置,其特征在于,包括摄像模组以及如权利要求1-7任一项所述的光源模组,所述光源模组用于向外部结构投射预设光线,所述摄像模组用于采集所述预设光线经所述外部结构的表面反射的光线。
9.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求8所述的摄像装置。
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