TWI755781B - 投影模組、成像模組及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本申請提供一種投影模組，包括光源，所述投影模組還包括：反射結構與光學元件，所述反射結構包括第一反射結構與第二反射結構，所述光學元件包括第一光學元件與第二光學元件，所述光源發射之光線經所述第一反射結構與所述第二反射結構反射至所述第一光學元件，所述第一光學元件用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源發射之光線經所述第一反射結構透射至所述第二光學元件，所述第二光學元件用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件進行人臉掃描。本申請還提供一種成像模組與電子裝置。藉由本申請，節省了電子裝置之空間，有利於電子裝置之輕薄化設計。

Description

投影模組、成像模組及電子裝置
本申請涉及圖像採集技術領域，尤其涉及一種投影模組、成像模組及電子裝置。
目前，用於投影光線之投影模組在電子裝置之成像系統中得到廣泛之應用，特別是在結構光3D感測模組中，感測模組可以藉由投影模組發射帶有資訊之光線到待測物體表面，由接收模組接收經物體反射後之光線，藉由光線之變化獲得物體之深度信息。
然而，習知之投影模組通常設置在基板、電路板及電子裝置之其他元件上(例如，顯示元件、外殼等)，多元件堆疊會造成電子裝置之厚度增加，不利於電子裝置之輕薄化設計。
鑒於此，有必要提出一種投影模組、成像模組及電子裝置，能夠實現投影模組之結構小型化，節省電子裝置之空間。
本申請實施例第一方面提供一種投影模組，包括光源，所述投影模組還包括：反射結構與光學元件，所述反射結構包括第一反射結構與第二反射結構，所述光學元件包括第一光學元件與第二光學元件，所述第二光學元件位於所述光源發射之光線之光路上，所述第二光學元件之長度大於或等於所述光源發出光線之範圍長度，所述光源發射之光線經所述第一反射結構與所述第 二反射結構反射至所述第一光學元件，所述第一光學元件用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源發射之光線經所述第一反射結構透射至所述第二光學元件，所述第二光學元件用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件進行人臉掃描。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述第一反射結構位於所述光源發出光線之光路上，所述第二反射結構位於所述第一反射結構反射光線之光路上。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述第一光學元件位於所述第二反射結構反射之光線之光路上。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述第一光學元件與所述第二光學元件並排裝設於同一透鏡中。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述第一光學元件為衍射光學元件，所述第二光學元件為擴散器。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述光源之數量為1個。
進一步地，在本申請實施例提供之上述投影模組中，所述第一光學元件與所述第二光學元件之數量包括：1個或者2個，當所述第一光學元件之數量為2個或者所述第二光學元件之數量為2個時，2個所述第一光學元件緊密設置，2個所述第二光學元件緊密設置。
本申請實施例第二方面還提供一種成像模組，所述成像模組包括接收模組與上述任意一項所述之投影模組，所述接收模組包括成像鏡頭與圖像感測器，所述圖像感測器位於所述成像鏡頭之像側。
本申請實施例第三方面還提供一種應用上述任意一項所述之投影模組之電子裝置。
本申請實施例提供一種投影模組、成像模組及電子裝置，包括光源，所述投影模組還包括：反射結構與光學元件，所述反射結構包括第一反射結構與第二反射結構，所述光學元件包括第一光學元件與第二光學元件，所述光源發射之光線經所述第一反射結構與所述第二反射結構反射至所述第一光學 元件，所述第一光學元件用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源發射之光線經所述第一反射結構透射至所述第二光學元件，所述第二光學元件用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件進行人臉掃描。藉由本申請實施例，將實現補光功能與掃描物體功能之光學部件藉由一個投影模組實現，不需要增加其他光學部件，從而實現電子裝置之集成度更高，節省電子裝置之空間，有利於電子裝置之輕薄化設計；且由於只需要生成一個投影模組，可以縮短生產週期，節約生產成本。
100:投影模組
10:光源
20:反射結構
21:第一反射結構
22:第二反射結構
30:光學元件
31:第一光學元件
32:第二光學元件
200:成像模組
201:接收模組
300:電子裝置
圖1是本申請一實施例提供之投影模組之一整體結構示意圖。
圖2是本申請一實施例提供之投影模組之另一整體結構示意圖。
圖3是本申請一實施例提供之成像模組之模塊組成圖。
圖4是本申請一實施例提供之投影模組之電子裝置之模塊組成圖。
本申請實施例提供一種投影模組、成像模組及電子裝置，包括光源，所述投影模組還包括：反射結構與光學元件，所述反射結構包括第一反射結構與第二反射結構，所述光學元件包括第一光學元件與第二光學元件，所述光源發射之光線經所述第一反射結構與所述第二反射結構反射至所述第一光學元件，所述第一光學元件用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源發射之光線經所述第一反射結構透射至所述第二光學元件，所述第二光學元件用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件進行人臉掃描。
藉由本申請實施例，將實現補光功能與掃描物體功能之光學部件藉由一個投影模組實現，不需要增加其他光學部件，從而實現電子裝置之集成度更高，節省電子裝置之空間，有利於電子裝置之輕薄化設計；且由於只需要生成一個投影模組，可以縮短生產週期，節約生產成本。
下面結合附圖，對本申請之一些實施方式作詳細說明。
請一併參閱圖1至圖2，本申請實施例提供一種投影模組100，包括光源10、反射結構20與光學元件30，所述光源10裝設在遠離所述光學元件30且位於所述反射結構20之延伸方向上，所述反射結構20裝設於所述光源10與所述光學元件30之間。
所述光源10用於發射鐳射，特別地，所述光源10可以用於發射紅外光。所述光源10可以是垂直腔面發射鐳射器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)，所述垂直腔面發射鐳射器是一種小體積之半導體鐳射器，可以以較高之輸出功率形成陣列分佈，用於建立高效之鐳射光源。在一實施例中，所述光源10之數量為1個。本申請藉由使用一個垂直腔面發射鐳射器作為光源10，在保證光源功率之同時，可以滿足光源小體積之需求。
所述反射結構20包括第一反射結構21與第二反射結構22，所述第一反射結構21位於所述光源10發出光線之光路上，所述第二反射結構22位於所述第一反射結構21反射光線之光路上。所述第一反射結構21與所述第二反射結構22相對設置。其中，所述第一反射結構21之作用包括以下一種或多種：反射所述光源10發射之光線；或者，透射所述光源10發射之光線。示例性地，所述光源10發出之光自所述第一反射結構21反射至所述第二反射結構22上，並由所述第二反射結構22反射至所述第一光學元件31。在一實施例中，所述反射為半反射。所述光源10發出之光自所述第一反射結構21透射至所述第二光學元件32。在一實施例中，所述第一反射結構21與所述第二反射結構22在水平方向之距離與所述光源10發出光線之範圍一致，從而使得所述光源10發出之光線均能夠被反射至第一光學元件31中。
所述光學元件30包括第一光學元件31與第二光學元件32，所述第二光學元件32位於所述光源10發射之光線之光路上，所述第一光學元件31位於所述第二反射結構22反射之光線之光路上。所述第一光學元件31之長度等於所述光源10發出光線之範圍長度，所述第二光學元件32之長度大於或等於所述光源10發出光線之範圍長度，從而使得所述第一光學元件31、所述第二光學元件32能夠接收到所述光源10發出之任意光線。所述第一光學元件31與所述第二光學元件32並排裝設於同一透鏡(Lens)中。在一實施例中，所述第 一光學元件31與所述第二光學元件32可以緊密設置(如圖2所示)；在其他實施例中，所述第一光學元件31與所述第二光學元件32也可以分開設置(如圖1所示)。在一實施例中，所述第二光學元件32靠近所述光源10之垂直方向(所述第二光學元件32可以與所述光源10在同一垂直方向上)，所述第一光學元件31遠離所述光源10之垂直方向。在其他實施例中，所述第一光學元件31與所述第二光學元件32之位置可以互換。可以理解之是，藉由將所述第一光學元件31與所述第二光學元件32並排設置，且均位於光線之光路上，從而實現投影模組100之結構小型化，節省電子裝置300之空間。
在本申請之一實施例中，所述第一光學元件31可以為衍射光學元件(Diffractive Optical Elements，DOE)，所述第二光學元件32可以為擴散器(diffuser)。其中，所述衍射光學元件可以將光線投影形成帶有圖像信息之結構化光線，所述衍射光學元件用於投影散斑結構光，利用衍射原理藉由控制光線之發散角和光斑之形貌，使得光線投影後具有特定之散斑圖案。所述擴散器可以將光線投影形成具有一定光型分佈之均勻光線，所述擴散器發射出去之光起到補光，輔助所述衍射光學元件之作用，有利於提高投影光線之質量。
在本申請之至少一實施例中，所述第一光學元件31與所述第二光學元件32之數量可以根據實際需求設置，在此不作限制。例如，在一實施例中，所述第一光學元件31與所述第二光學元件32之數量可以為1個。在其他實施例中，允許同時存在兩個所述第一光學元件31；或者，允許同時存在兩個所述第二光學元件32。對應於一個光源10，優選地，兩個所述第一光學元件31緊密設置，或者，兩個所述第二光學元件32緊密設置，藉由緊密設置，能夠確保所述光源10發出之光線能被所述第一元件31和/或所述第二光學元件32接收，提高光線利用率。
本申請實施例提供之投影模組100，包括光源10、反射結構20與光學元件30，所述反射結構20包括第一反射結構21與第二反射結構22，所述光學元件30包括第一光學元件31與第二光學元件32，其中，所述光源10發射之光線經所述第一反射結構21與所述第二反射結構22反射至所述第一光學元件31，所述第一光學元件31用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源10 發射之光線經所述第一反射結構21透射至所述第二光學元件32，所述第二光學元件32用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件31進行人臉掃描。
藉由本申請實施例，將實現補光功能與掃描物體功能之光學部件並排設置在同一投影模組100中，且均位於光線之光路上，能夠實現投影模組100之結構小型化；且由於只需要生成一個投影模組100，可以縮短生產週期，節約生產成本。
請參閱圖3，本申請實施例還提供一種成像模組200，所述成像模組200包括接收模組201以及上述任一實施例之投影模組100。所述接收模組201可以包括成像鏡頭(圖未示出)與圖像感測器(圖未示出)，所述圖像感測器位於所述成像鏡頭之像側。其中，所述成像鏡頭可以將光線彙聚到圖像感測器，有利於提高圖像質量，所述圖像感測器用於採集光線信息並形成圖像信息。
在本申請之至少一實施例中，藉由所述投影模組100發射帶有信息之光線到待測物體表面，由所述接收模組201接收經物體反射後之光線，藉由光線之變化獲得物體之深度信息。具體地，藉由所述成像模組200獲取物體之三維輪廓信息，從而實現更多功能。例如，所述成像模組200可用於人臉識別模組(所述人臉識別模組只使用一個透鏡(Lens))，藉由獲取人臉之深度信息，實現人臉識別等功能。
請參閱圖4，所述投影模組100能夠應用到各種電子裝置300(圖未示出)中，如手機、可穿戴設備、電腦設備、交通工具以及門鎖設備等。在本實施方式中，所述投影模組100應用於一手機中。
本申請實施例在將所述投影模組100應用於電子裝置300時，將實現補光功能與掃描物體功能之光學部件藉由一個投影模組100實現，不需要增加其他光學部件，從而實現電子裝置300之集成度更高，節省電子裝置300之空間，有利於電子裝置300之輕薄化設計。
100:投影模組
10:光源
20:反射結構
21:第一反射結構
22:第二反射結構
30:光學元件
31:第一光學元件
32:第二光學元件

Claims (9)

  1. 一種投影模組，包括光源，其中，所述投影模組還包括：反射結構與光學元件，所述反射結構包括第一反射結構與第二反射結構，所述光學元件包括第一光學元件與第二光學元件，所述第二光學元件位於所述光源發射之光線之光路上，所述第二光學元件之長度大於或等於所述光源發出光線之範圍長度，所述光源發射之光線經所述第一反射結構與所述第二反射結構反射至所述第一光學元件，所述第一光學元件用於根據接收之光線進行人臉掃描，所述光源發射之光線經所述第一反射結構透射至所述第二光學元件，所述第二光學元件用於根據接收之光線進行補光處理，輔助所述第一光學元件進行人臉掃描。
  2. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述第一反射結構位於所述光源發出光線之光路上，所述第二反射結構位於所述第一反射結構反射光線之光路上。
  3. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述第一光學元件位於所述第二反射結構反射之光線之光路上。
  4. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述第一光學元件與所述第二光學元件並排裝設於同一透鏡中。
  5. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述第一光學元件為衍射光學元件，所述第二光學元件為擴散器。
  6. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述光源之數量為1個。
  7. 根據請求項1所述之投影模組，其中，所述第一光學元件與所述第二光學元件之數量包括1個或者2個，當所述第一光學元件之數量為2個或者所述第二光學元件之數量為2個時，2個所述第一光學元件緊密設置，2個所述第二光學元件緊密設置。
  8. 一種成像模組，其中，所述成像模組包括接收模組與如請求項1至7任意一項所述之投影模組，所述接收模組包括成像鏡頭與圖像感測器，所述圖像感測器位於所述成像鏡頭之像側。
  9. 一種應用如請求項1至7中任一項所述之投影模組之電子裝置。
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