[實用新型]投影模組及深度相機

有效

• 申請號: 201720699207.1
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN206833136U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 羅樂華;李愛文;黃杰凡
• 申請（專利權）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;G03B17/54
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司44414
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型屬于光電技術領域，更具體地說，是涉及一種投影模組及包括該投影模組的深度相機。

背景技術

結構光深度相機可以獲取目標的深度信息借此實現3D掃描、場景建模及手勢交互等功能，與目前被廣泛使用的RGB相機相比，深度相機正逐步受到各行各業的重視。例如，利用深度相機與電視、電腦等結合可以實現體感游戲以達到游戲健身二合一的效果，微軟的KINECT(微軟發布的深度相機的名稱)、奧比中光的ASTRA(深圳奧比中光科技有限公司的一款深度相機的名字)是其中的代表。另外，谷歌的Tango(谷歌的研發項目Project Tango)項目致力于將深度相機帶入移動設備，如平板、手機，以此帶來完全顛覆的使用體驗，比如可以實現非常真實的AR游戲體驗，可以使用其進行室內地圖創建、導航等功能。

結構光深度相機中的核心部件是其投影模組，按照深度相機種類的不同，激光投影模組的結構與功能也有區別，比如中國專利申請CN201610977172A中所公開的投影模組用于向空間中投射散斑圖案以實現結構光深度測量，這種散斑結構光深度相機也是目前較為成熟且廣泛采用的方案。對于散斑而言，最大的特點就是其高度的不相關性，即需要產生隨機散斑。在已有的結構光深度相機中普遍采用兩種方案來實現散斑結構光的投射。一種是采用單光源(例如邊發射激光器)加圖案生成器(DOE)；另一種是采用多光源,例如垂直腔面發射激光器(VCSEL)陣列,再加DOE的組合。后一種由于光源本身具有功率高、體積小等特點將會逐步取代前一種方案。無論采用哪種光源，相應的激光器都具有一定的光束發散角，因此還需要增加透鏡以用于實現光束的準直或聚集。

在投影模組的設計過程中，一般需要考慮投影模組在制造及安裝過程中可能會出現的問題，比如制造及安裝誤差、安裝效率等。特別是當投影模組的體積要求小到可以被置入到移動電子設備中時，投影模組中各個部件也將非常小，以致于在安裝過程中容易被損壞或者難以保證較高的安裝精度。上述問題有待解決。

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種投影模組，旨在解決小型深度相機的投影模組的安裝精度及安裝效率低的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例采用的技術方案是：提供一種投影模組，包括：

底座；

光源，設置于所述底座上，用于發射光束；

透鏡，設置于所述光源的發射光路上，由一內部支架支撐，用于準直所述光束；

圖案生成器，設置于所述透鏡的出射光路上，由一外部支架支撐，用于將所述光束進行分束以形成結構光圖案；

所述內部支架與所述外部支架為獨立的非一體結構，所述內部支架和/或所述外部支架安裝在所述底座上。

進一步地，所述光源為垂直腔面激光發射器陣列，包括晶圓基底以及形成于所述晶圓基底上的激光發射單元，所述晶圓基底同時用作所述底座。

進一步地，所述光源為垂直腔面激光發射器陣列或者邊發射激光器，所述底座為電路板或金屬散熱底板。

進一步地，所述垂直腔面激光發射器陣列中的多個激光發射器呈不規則二維排布以提高所述結構光圖案的不相關性。

進一步地，所述外部支架套設于所述內部支架外側，且所述內部支架和外部支架的端部均與所述底座連接；

或者，所述內部支架靠近所述光源的一端縮于所述外部支架內部，所述內部支架的外周壁與所述外部支架的內周壁相連接，所述外部支架的端部與所述底座連接。

進一步地，所述內部支架為金屬散熱支架，所述外部支架為金屬散熱支架或塑膠支架。

本實用新型實施例的另一目的在于提供一種深度相機，包括：

上述的任一種投影模組，用于發射結構光圖案；

采集模組，用于采集所述結構光圖案被目標物體調制后的光學信息；

處理器，與所述投影模組和所述采集模組連接，用于根據所述光學信息進行深度計算后獲取反映所述目標物體的深度圖像。

該投影模組采用內部支架承載透鏡，采用外部支架承載圖案生成器，內部支架和外部支架是彼此獨立的結構，而不是一體成型，這樣，透鏡的安裝和圖案生成器的安裝可分別進行，不會相互制約，將安裝有透鏡的內部支架和安裝有圖案生成器的外部支架安裝在底座上時，光源、透鏡和圖案生成器的相對位置容易調整，安裝精度易于控制，安裝效率高，利于深度相機的小型化；并且可以避免安裝過程中灰塵、碎屑等異物掉落，保證透鏡性能。

本實用新型實施例的另一目的在于提供另一種深度相機，包括：

投影模組，用于發射結構光圖案；