CN217112901U - 投射模组、深度相机和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种投射模组、深度相机和电子设备，所述投射模组包括：基板；支架，支架与基板限定出容纳腔；光源组件，光源组件包括第一光源和第二光源，第一光源和第二光源设置在基板上；准直透镜，准直透镜位于容纳腔内，且位于第一光源和第二光源的发射光束的路径上，其中，在光轴方向上，第一光源和准直透镜具有第一距离，第二光源和准直透镜之间具有第二距离，第一距离小于第二距离；光学组件，设在支架上，且位于准直透镜的出光侧，用于将第一光源和第二光源中的一个发射的光束转换为散斑光，另一个发射的光束转换为均匀光。根据本实用新型的投射模组，体积较小，生产成本较低。

Description

投射模组、深度相机和电子设备

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其是涉及一种投射模组、深度相机和电子设备。

背景技术

相关技术中，用于投射图案化光场和用于投射泛光光场的投射模组各自采用不同的光源和光学器件，形成为分立的部件，在三维传感技术的应用中二者组合使用，造成系统集成度低、体积大、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种投射模组，所述投射模组体积较小，生产成本低。

根据本实用新型实施例的投射模组包括：基板；支架，所述支架设在所述基板上，且与所述基板共同限定出容纳腔；光源组件，所述光源组件位于所述容纳腔内，所述光源组件包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源均用于发射多点光束，所述第一光源和所述第二光源设置在所述基板上；准直透镜，所述准直透镜位于所述容纳腔内，且位于所述第一光源和所述第二光源的发射光束的路径上，其中，在所述光轴方向上，所述第一光源和所述准直透镜之间具有第一距离，所述第二光源和所述准直透镜之间具有第二距离，所述第一距离小于所述第二距离；光学组件，设在所述支架上，且位于所述准直透镜的出光侧，用于将所述第一光源和所述第二光源中的一个发射的光束转换为散斑光，另一个发射的光束转换为均匀光。

根据本实用新型实施例的投射模组，使得两个光源均位于一个容纳腔内，并使得两个光源组件分别位于准直透镜不同的光焦处，能够使得两个光源较好地利用离焦原理，实现一个投射模组能够投射散斑光和均匀光，这样，第一光源和第二光源可以安装在同一个基板上，也可以利用一个光学组件即可完成散斑光和均匀光的投射效果，可以减小投射模组的体积，有利于投射模组的小型化设计，还有利于降低投射模组的生产成本。

另外，根据本实用新型的投射模组，还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，投射模组还包括：第一垫高件，所述第一垫高件位于所述第一光源和所述基板之间，以使所述第一光源与所述准直透镜间隔开所述第一距离。由此，可以较好地调节第一光源的位置，以根据需求投射散斑光或均匀光。

可选地，投射模组还包括：第二垫高件，所述第二垫高件位于所述第二光源和所述基板之间，以使所述第二光源与所述准直透镜间隔开所述第二距离。由此，可以较好地调节第一光源和第二光源的位置，以根据需求投射散斑光或均匀光。

可选地，所述第一垫高件包括第一伸缩部，所述第一伸缩部能沿光轴方向伸缩动作，和/或，所述第二垫高件包括第二伸缩部，所述第二伸缩部能沿光轴方向伸缩动作。由此可以较好地根据实际需求切换散斑光和均匀光。

可选地，在所述光轴方向的投影上所述第一光源和所述第二光源沿所述光轴对称设置。由此，第一光源和第二光源发出的光束可以以相同的进光量进入到准直透镜内，由此，可以较好地保证投射模组对散斑光和均匀光的投射效果。

可选地，所述第一光源和所述第二光源均为阵列点光源。由此，可以较好地采集目标物信息。

可选地，所述光学组件包括衍射光学元件，所述第一光源和所述第二光源均与所述衍射光学元件相对。由此，第一光源和第二光源发射的光束经过准直透镜准直后，可以透过衍射光学元件投射在待拍摄物体上，以实现均匀光和散斑光的投射。

可选地，所述第一光源或者所述第二光源位于所述准直透镜的焦点位置。由此，第一光源或者第二光源可以较好地在待拍摄物体上投射散斑光。

可选地，所述第一光源位于所述准直透镜的焦点位置，所述光学组件包括衍射光学元件和匀光件，所述衍射光学元件与所述第一光源相对，所述匀光件与所述第二光源相对。由此，当第一光源发射的光束经过准直透镜准直后，再经过衍射光学元件后可以较好地在待拍摄物体上投射散斑光，当第二光源发射的光束经过准直透镜准直后，再经过匀光件后可以较好地在待拍摄物体上投射均匀光。

根据本实用新型实施例的深度相机，包括：接收模组和上述的投射模组。

根据本实用新型实施例的深度相机，通过设置上述的投射模组，利用投射模组一个容纳腔内的第一光源和第二光源，实现一个投射模组能够投射散斑光和均匀光，且投射模组体积较小，生产成本较低，能够有利于深度相机的结构布局以及小型化设计，还能够降低深度相机的生产成本。

根据本实用新型实施例的电子设备，包括：上述的深度相机。

根据本实用新型实施例的电子设备，通过设置上述的深度相机，利用深度相机，可以有利于电子设备的小型化设计，还能够降低电子设备的生产成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的投射模组的一个实施例的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的投射模组的另一个实施例的结构示意图。

附图标记：

投射模组10、

基板1、支架2、

光源组件3、第一光源31、第二光源32、

准直透镜4、光轴a、光学组件5、第一垫高件61、第二垫高件62。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，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“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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该特征。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；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。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的投射模组10。

如图1所示，根据本实用新型实施例的投射模组10包括基板1、支架2、光源组件3、准直透镜4和光学组件5。具体地，支架2设在基板1上，基板1可以为陶瓷基板1，支架2配合在基板1上后可以与基板1共同限定出容纳腔，光源组件3和准直透镜4均安装在容纳腔内。

容纳腔内设置有光源组件3，光源组件3包括第一光源31和第二光源32，第一光源31和第二光源32均用于发射多点光束，第一光源31和第二光源32设置在基板1上，准直透镜4位于容纳腔内，且位于第一光源31和第二光源32的发射光束的路径上，也即，准直透镜4位于第一光源31和第二光源32所发射的光束的路径上，用于接受第一光源31和第二光源32的光束，并进行准直；进一步地，在光轴a方向上，第一光源31和准直透镜4之间具有第一距离，第二光源32和准直透镜4之间具有第二距离，第一距离小于第二距离。光学组件5设在支架2上，且位于准直透镜4的出光侧，光学组件5用于将第一光源31和第二光源32中的一个发射的光束转换为散斑光，另一个发射的光束转换为均匀光。

也就是说，第一光源31和第二光源32均安装在基板1上，基板1上具有电路，可以给第一光源31和第二光源32通电，使得第一光源31和第二光源32发出光束，参考图1所示的示例中，在光轴a方向上，第一光源31和准直透镜4之间具有第一距离，第二光源32和准直透镜4之间具有第二距离，第一距离小于第二距离，当第一光源31和第二光源32发出光束后，根据离焦原理，在光轴a方向上，光源距离准直透镜4的焦点越远的位置处，光源发射的光束更容易呈现出面光的效果，由此，在一个示例中，相较于第二光源32，第一光源31距离准直透镜4的焦点位置较远，由此，当第一光源31发射出的光束经过准直透镜4准直后，多个光束之间能够部分重合，由此，当部分重合的光束经过光学组件5后，能够较好地在待拍摄的物体上投射出均匀光，而由于第二光源32距离准直透镜4的焦点位置较近，例如，第二光源32发射出的光束经过准直透镜4准直后，多个光束之间不发生重合，由此，当多个光束经过光学组件5后，能够较好地在待拍摄的物体上投射出散斑光。

由此，根据本实用新型实施例的投射模组10，使得两个光源均位于一个容纳腔内，并使得两个光源组件3分别位于准直透镜4不同的光焦处，能够使得两个光源较好地利用离焦原理，实现一个投射模组10能够投射散斑光和均匀光，这样，第一光源31和第二光源32可以安装在同一个基板1上，也可以利用一个光学组件5即可完成散斑光和均匀光的投射效果，可以减小投射模组10的体积，有利于投射模组10的小型化设计，还有利于降低投射模组10的生产成本。

另外，对于上述示例，还可以理解的是，也可以是第二光源32距离准直透镜4的焦点位置较远，由此，第一光源31发出的多个光束经过光学组件5后，能够较好地在待拍摄的物体上投射出散斑光，第二光源32发出的多个光束经过光学组件5后，能够较好地在待拍摄的物体上投射出均匀光，本申请不做限制。

可选地，由于第一光源31和第二光源32均安装在同一个容纳腔内，两个光源不仅可以共用一个基板1，还可以共用一个线路板、支架、光电检测器等，由此，还可以较好地降低投射模组10的生产成本。

其中，第一光源31和第二光源32可以交替发射光束，由此，使得同在一个容纳腔内的两个光源不会发生干涉。

在本实用新型的一些实施例中，投射模组10可以包括第一垫高件61，第一垫高件61位于第一光源31和基板1之间，以使第一光源31与准直透镜4间隔开第一距离。在一个具体示例中，在光轴a的方向上，第二光源32与基板1之间的距离为零，此时第二光源32可以恰好位于准直透镜4的焦点位置，此时，第二光源32发射出的光束在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出散斑光，而第一垫高件61能够使得第一光源31与基板1间隔开，也即使得第一光源31远离准直透镜4的焦点位置，此时，第一光源31发射出的光束，由于离焦原理，在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出均匀光。在另一个具体示例中，在光轴a方向上，第二光源32与基板1之间的距离大于零，或者说，第二光源32在准直透镜4的焦点位置的后端，具体前后可以参考如图1所示的光轴a方向，此时，可以通过第一垫高件61，使得第一光源31能够位于准直透镜4的焦点位置，此时，第一光源31发射出的光束在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出散斑光，第二光源32发射出的光束，由于离焦原理，在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出均匀光。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，投射模组10还可以包括第一垫高件61和第二垫高件62，第二垫高件62位于第二光源32和基板1之间，以使第二光源32与准直透镜4间隔开第二距离。在一个具体示例中，在光轴a的方向上，通过在第二光源32与基板1之间的第二垫高件62，能够使得第二光源32可以恰好位于准直透镜4的焦点位置，此时，第二光源32发射出的光束在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出散斑光，而第一垫高件61能够使得第一光源31与基板1间隔开，也即使得第一光源31远离准直透镜4的焦点位置，此时，第一光源31发射出的光束，由于离焦原理，在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出均匀光。在另一个具体示例中，在光轴a方向上，通过第一垫高件61，使得第一光源31能够位于准直透镜4的焦点位置，此时，第一光源31发射出的光束在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出散斑光，通过在第二光源32与基板1之间的第二垫高件62，使得第二光源32在准直透镜4的焦点位置的后端，具体前后可以参考如图2所示的光轴a方向，第二光源32发射出的光束，由于离焦原理，在经过准直透镜4和光学组件5后能够在待拍摄物体上投射出均匀光。

另外，根据上述示例可以理解的是，由于本申请中设置了第一垫高件61，或者同时设置了第一垫高件61和第二垫高件62，可以降低投射模组10零部件的生产精度或者装配精度，换言之，当第一光源31或者第二光源32的装配位置的精度不够高或者不够好时，可以通过第一垫高件61或者第二垫高件62来调节第一光源31和第二光源32的位置，使得投射模组10能够较好地满足投射散斑光和均匀光的需求，同时，还可以降低投射模组10的生产成本。

在本实用新型的一些实施例中，第一垫高件61或者第二垫高件62也可以根据实际需求在光轴a方向上进行伸缩动作，第一垫高件61包括第一伸缩部，第一伸缩部能沿光轴a方向伸缩动作，和/或，第二垫高件62包括第二伸缩部，第二伸缩部能沿光轴a方向伸缩动作。由此，在第一个示例中，仅第一光源31发出光束，可以通过第一垫高件61调整第一光源31在光轴a方向的位置即可实现投射模组10投射散斑光和均匀光；在第二个示例中，仅第二光源32发出光束，可以通过第二垫高件62调整第二光源32在光轴a方向的位置即可实现投射模组10投射散斑光和均匀光；在第三个示例中，第一光源31和第二光源32均可以发出光束，可以通过第一垫高件61使得第一光源31位于准直透镜4的光焦位置，通过第二垫高件62使得第二光源32位于远离准直透镜4的光焦位置，或者，通过第二垫高件62使得第二光源32位于准直透镜4的光焦位置，通过第一垫高件61使得第一光源31位于远离准直透镜4的光焦位置，此时，第一光源31和第二光源32交替发射光束，实现投射模组10散斑光和均匀光的交替投射；在第四个示例中，第一光源31和第二光源32均可以发出光束，可以通过第一垫高件61和第二垫高件62，使得第一光源31和第二光源32均位于准直透镜4的光焦位置，此时，第一光源31和第二光源32同时发射光束后，能够增强投射模组10投射散斑光的效果；在第五个示例中，第一光源31和第二光源32均可以发出光束，可以通过第一垫高件61和第二垫高件62，使得第一光源31和第二光源32均位于远离准直透镜4的光焦位置，此时，第一光源31和第二光源32同时发射光束后，能够增强投射模组10投射均匀光的效果。在第六个示例中，第一光源31和第二光源32均可以发出光束，可以通过第一垫高件61使得第一光源31位于准直透镜4的光焦位置，通过第二垫高件62使得第二光源32位于远离准直透镜4的光焦位置，或者，通过第二垫高件62使得第二光源32位于准直透镜4的光焦位置，通过第一垫高件61使得第一光源31位于远离准直透镜4的光焦位置，此时，在第一光源31和第二光源32之间设置有间隔件，此时第一光源31和第二光源32同时发射光束，实现投射模组10散斑光和均匀光的投射。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，在光轴a方向的投影上，第一光源31和第二光源32沿光轴a对称设置，由此，第一光源31和第二光源32发出的光束可以以相同的进光量进入到准直透镜4内，由此，可以较好地保证投射模组10对散斑光和均匀光的投射效果。

在本实用新型的一些实施例中，第一光源31和第二光源32均为阵列点光源，例如，阵列点光源可以为垂直腔表面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，也可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，由此，可以较好地采集目标物信息。

在本实用新型的一个实施例中，光学组件5包括衍射光学元件，第一光源31和第二光源32均与衍射光学元件相对，由此，第一光源31和第二光源32发射的光束经过准直透镜4准直后，可以透过衍射光学元件投射在待拍摄物体上，以实现均匀光和散斑光的投射。

在本实用新型的另一个实施例中，第一光源31位于准直透镜4的焦点位置，光学组件5包括衍射光学元件和匀光件，衍射光学元件与第一光源31相对，匀光件与第二光源32相对。由此，当第一光源31发射的光束经过准直透镜4准直后，再经过衍射光学元件后可以较好地在待拍摄物体上投射散斑光，当第二光源32发射的光束经过准直透镜4准直后，再经过匀光件后可以较好地在待拍摄物体上投射均匀光。

根据本实用新型实施例的深度相机，包括：接收模组和上述的投射模组10。

根据本实用新型实施例的深度相机，通过设置上述的投射模组10，利用投射模组10一个容纳腔内的第一光源31和第二光源32，实现一个投射模组10能够投射散斑光和均匀光，且投射模组10体积较小，生产成本较低，能够有利于深度相机的结构布局以及小型化设计，还能够降低深度相机的生产成本。

根据本实用新型实施例的电子设备，包括：上述的深度相机。

根据本实用新型实施例的电子设备，通过设置上述的深度相机，利用深度相机，可以有利于电子设备的小型化设计，还能够降低电子设备的生产成本。

根据本实用新型实施例的投射模组10、深度相机和电子设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种投射模组，其特征在于，包括：

基板；

支架，所述支架设在所述基板上，且与所述基板共同限定出容纳腔；

光源组件，所述光源组件位于所述容纳腔内，所述光源组件包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源均用于发射多点光束，所述第一光源和所述第二光源设置在所述基板上；

准直透镜，所述准直透镜位于所述容纳腔内，且位于所述第一光源和所述第二光源的发射光束的路径上，其中，在光轴方向上，所述第一光源和所述准直透镜之间具有第一距离，所述第二光源和所述准直透镜之间具有第二距离，所述第一距离小于所述第二距离；

光学组件，设在所述支架上，且位于所述准直透镜的出光侧，用于将所述第一光源和所述第二光源中的一个发射的光束转换为散斑光，另一个发射的光束转换为均匀光。

2.根据权利要求1所述的投射模组，其特征在于，还包括：第一垫高件，所述第一垫高件位于所述第一光源和所述基板之间，以使所述第一光源与所述准直透镜间隔开所述第一距离。

3.根据权利要求2所述的投射模组，其特征在于，还包括：第二垫高件，所述第二垫高件位于所述第二光源和所述基板之间，以使所述第二光源与所述准直透镜间隔开所述第二距离。

4.根据权利要求3所述的投射模组，其特征在于，

所述第一垫高件包括第一伸缩部，所述第一伸缩部能沿光轴方向伸缩动作，和/或，

所述第二垫高件包括第二伸缩部，所述第二伸缩部能沿光轴方向伸缩动作。

5.根据权利要求1所述的投射模组，其特征在于，在所述光轴方向的投影上，所述第一光源和所述第二光源沿所述光轴对称设置。

6.根据权利要求1所述的投射模组，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源均为阵列点光源。

7.根据权利要求1所述的投射模组，其特征在于，所述光学组件包括衍射光学元件，所述第一光源和所述第二光源均与所述衍射光学元件相对。

8.根据权利要求1所述的投射模组，其特征在于，所述第一光源或者所述第二光源位于所述准直透镜的焦点位置。

9.一种深度相机，其特征在于，包括：接收模组和如权利要求1-8任一项所述的投射模组。

10.一种电子设备，其特征在于，包括保护壳和如权利要求9所述的深度相机，所述深度相机设置于所述保护壳内。

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