结构光投射器、摄像组件和电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种结构光投射器、摄像组件和电子设备。结构光投射器包括光源、准直元件和衍射元件。光源用于发射激光。准直元件用于准直光源发射的激光。准直元件包括螺纹透镜。螺纹透镜的出光面为曲面。光源为边发射激光器，边发射激光器包括发光面，发光面朝向准直元件。衍射元件用于衍射经准直元件准直后的激光。本发明专利技术实施方式的结构光投射器、摄像组件和电子设备使用曲面的螺纹透镜作为准直元件以用来准直光源发射的激光，一方面可以减小结构光投射器的体积及制造成本，另一方面可以减小球面像差对激光准直的影响。

Structured light projector, camera assembly and electronic device

The invention discloses a structured light projector, a video camera assembly and an electronic device. The structured light projector includes a light source, collimating elements and diffractive elements. The light source is used for emitting lasers. The collimating element is used to collimate the laser emitted by the light source. Collimating elements include threaded lenses. The surface of the thread lens is curved. The light source is an edge emitting laser, the side emitting laser includes a luminous surface, and the emitting face faces collimating elements. The diffractive element is used to diffract the laser after collimating element collimation. The structured light projector, the camera assembly and the electronic equipment of the embodiment of the present invention use the curved threaded lens as the collimating element to collimate the laser emitted by the light source. On the one hand, the volume and the manufacturing cost of the structured light projector can be reduced, on the other hand, the influence of the spherical aberration on the laser collimation can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
结构光投射器、摄像组件和电子设备
本专利技术涉及三维成像
，特别涉及一种结构光投射器、摄像组件和电子设备。
技术介绍
结构光投射器一般由光源、准直元件和衍射元件组成。其中，准直元件用于准直光源发射的激光。现有的准直元件通常采用球面透镜作为准直透镜，该类透镜因其自身的球面结构，存在无法完全消除的球面像差，并且透镜的光圈越大，球面像差越严重。由于球面像差的存在，光源发射的激光经准直元件后，激光的品质会有不同程度的下降。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种结构光投射器、摄像组件和电子设备。本专利技术实施方式的结构光投射器包括光源、准直元件和衍射元件。所述光源用于发射激光。所述准直元件用于准直所述光源发射的激光，所述准直元件包括螺纹透镜，所述螺纹透镜的出光面为曲面。所述光源为边发射激光器，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。所述衍射元件用于衍射经所述准直元件准直后的激光。本专利技术实施方式的摄像组件包括上述的结构光投射器、图像采集器和处理器。所述图像采集器用于采集由所述结构光投射器向目标空间中投射的激光图案。所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。本专利技术实施方式的电子设备包括壳体和上述的摄像组件。所述摄像组件设置在所述壳体内并从所述壳体内暴露以获取深度图像。本专利技术实施方式的结构光投射器、摄像组件和电子设备使用曲面的螺纹透镜作为准直元件以用来准直光源发射的激光，可以减小球面像差对激光准直的影响。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术某些实施方式的电子设备的结构示意图。图2是本专利技术某些实施方式的摄像组件的结构示意图。图3是本专利技术某些实施方式的结构光投射器的结构示意图。图4至图6是本专利技术某些实施方式的结构光投射器中光源发射的激光的光路示意图。图7至图9是本专利技术某些实施方式的结构光投射器的部分示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，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。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，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信；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专利技术中的具体含义。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专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，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专利技术。此外，本专利技术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，本专利技术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。请一并参阅图1和图2，本专利技术提供一种电子设备3000。电子设备3000可以是智能手机、智能手环、智能手表、平板电脑、智能眼镜、智能头盔、体感游戏设备等。电子设备3000包括壳体2000和摄像组件1000。摄像组件1000设置在壳体2000内并从壳体2000暴露以获取深度图像。摄像组件1000包括结构光投射器100、图像采集器200和处理器300。结构光投射器100用于向目标空间中投射激光图案。图像采集器200用于采集结构光投射器100向目标空间中投射的激光图案。处理器300用于获取激光图案以获得深度图像。具体地，结构光投射器100通过投射窗口901向目标空间中投射激光图案，图像采集器200通过采集窗口902采集被目标物体调制后的激光图案。图像采集器200可为红外相机，处理器300采用图像匹配算法计算出该激光图案中各像素点与参考图案中的对应各个像素点的偏离值，再根据偏离值进一步获得该激光图案的深度图像。其中，图像匹配算法可为数字图像相关(DigitalImageCorrelation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。如图3所示，结构光投射器100包括基板组件60和镜筒50。基板组件60包括基板62和设置在基板62上的电路板61。电路板61可以是硬板、软板或软硬结合板。镜筒50包括侧壁51和自侧壁51延伸的承载台52。侧壁51设置在电路板61上，并与电路板61围成收容腔53。结构光投射器100还包括光源10、准直元件20和衍射元件30。光源10、准直元件20和衍射元件30均收容在收容腔53内，且准直元件20和衍射元件30沿光源10的发光光路依次排列。具体地，电路板61开设有过孔611，光源10承载在基板62上并收容在过孔611内。光源10用于发射激光。准直元件20用于准直光源10发射的激光。衍射元件30用于衍射经准直元件20准直后的激光以形成激光图案。其中，光源10可为边发射激光器(edge-emittinglaser，EEL)，具体地，光源10可为分布反馈式激光器(DistributedFeedbackLaser，DFB)。此时，光源10的发光面11朝向准直元件20。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，结构光投射器100的成本较低。分布反馈式激光器的激光在传播时，经过光栅结构的反馈获得功率的增益，要提高分布反馈式激光器的功率，需要通过增大注入电流和/或增加分布反馈式激光器的长度，由于增大注入式电流会使得分布反馈式激光器的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证分布式反馈激光器能够正常工作，需要增加分布反馈式激光器的长度。当分布反馈式激光器的长度增加时，结构光投射器100的高度也会随之增加。本专利技术实施方式的分布反馈式激光器收容在过孔611内，可减小分布反馈式激光器的长度增加对结构光投射器100的高度产生的影响，同时保证分布反馈式激光器能够正常工作。准直元件20包括一片或多片螺纹透镜21。以图3所示的准直元件20包括一片螺纹透镜21为例，螺纹透镜21的放置方式可为：螺纹透镜21的入光面211朝向光源10，出光面212朝向衍射元件30。其中，入光面211刻录了由大到小的同心圆，出光面212为一曲面，该曲面可为圆柱面或抛物面。光源10与螺纹透镜21之间的距离小于或等于螺纹透镜21的焦距，如此，可以减小结构光投射器100的高度。可以理解，现有的结构光投射器100中的准直元件20通常使用球面透镜作为准直透镜对激光进行准直。但球面透镜的制作工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括：光源，所述光源用于发射激光；准直元件，所述准直元件用于准直所述光源发射的激光，所述准直元件包括螺纹透镜，所述螺纹透镜的出光面为曲面，所述光源为边发射激光器，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件；和衍射元件，所述衍射元件用于衍射经所述准直元件准直后的激光。

【技术特征摘要】
1.一种结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括：光源，所述光源用于发射激光；准直元件，所述准直元件用于准直所述光源发射的激光，所述准直元件包括螺纹透镜，所述螺纹透镜的出光面为曲面，所述光源为边发射激光器，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件；和衍射元件，所述衍射元件用于衍射经所述准直元件准直后的激光。2.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述准直透镜包括至少一片螺纹透镜与至少一片普通透镜的组合，所述普通透镜包括凸透镜、凹透镜和微透镜阵列中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的结构光投射器，其特征在于，沿所述光源的发光方向，所述螺纹透镜的主焦点位置位于所述凸透镜的后焦点位置的右侧。4.根据权利要求2所述的结构光投射器，其特征在于，沿所述光源的发光方向，所述螺纹透镜的主焦点位置位于所述凸透镜的前焦点以及所述光源的位置的左侧。5.根据权利要求2所述的结构光投射器，其特征在于，沿所述光源的发光方向，所述螺纹透镜的主焦点位置位于所述凹透镜的前虚焦点位置的右侧。6.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器还包括基板组件和镜筒，所述基板组件包括基板和设置在所述基板上的电路板，所述镜筒设置在所述电路板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学勇，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44