[发明专利]结构光投影装置及包括其的电子设备

说明书

公开了一种结构光投影装置，该结构光投影装置包括激光发射器、准直系统和衍射光学元件，其中，准直系统位于激光发射器所发出的光束的光路上，以对所发出的光束进行准直；衍射光学元件位于准直系统远离激光发射器的一侧，以将通过准直系统的光束投射至空间目标的表面，其中准直系统包括用于改变准直系统的焦点的至少一个可调透镜。根据本公开的结构光投影装置，具有可调透镜的准直系统根据外部驱动力改变其焦点、焦距等光学参数，从而调整所投射的光束的可识别范围。

技术领域

本申请涉及可变焦结构光投影装置，更具体地，涉及能够改变准直系统的光学参数的可变焦结构光投影装置以及包括这种可变焦结构光投影装置的深度相机和电子设备。

背景技术

随着科技发展，深度相机技术例如成像效果等越来越完善，使得深度相机也逐步应用于各种电子设备。

结构光投影装置作为深度相机的重要构成部件，其功能的好坏将直接影响整个深度相机的功能，例如结构光投影模组投影效果差，会使得整个深度相机成像质量差。

而在目前的技术中，由于技术上的局限性，结构光投影模组的投影距离受到限制。此外，通过投影模组投射的光束汇聚到人眼时，将对人眼造成伤害，因此投射至空间目标表面的光束能量不能过大，而这也将极大地影响投射范围。为解决这一问题，可以采用如下方式，即主动调整准直系统的焦距或焦点，使得光线不在空间目标表面汇聚，从而降低到达该表面(例如，人眼)的能量密度，或者移动形成在空间目标表面上的光斑的位置，使得避开人眼等敏感部位。

此外，目前深度相机通常设置于电子设备前端(即，作为前置摄像头)，因此只需要提供近距离的成像。但是随着市场需求的扩展，短距离拍摄成像不能满足用户的需求，因此急需一种解决方案，能够在不影响成像效果的同时增大拍摄距离，并适当地调整投射出的光束的能量以及所形成的光斑大小，以符合使用者的要求。

当前的结构光投影装置大都具有固定参数，即在使用时，焦点、焦距等光学参数不会发生变化，相应地，深度相机的拍摄距离也具有某一固定的范围(例如景深)。一旦空间目标超出该范围，结构光投影装置则无法将高质量的结构光光束投射到空间目标物体的表面，从而使得深度相机成像质量变差。同时，还应当避免发生如上所述的光束汇聚到空间目标表面时能量过大的问题。

可以理解的是，结构光投射到该范围内的空间目标物体的表面而形成的可识别区域的范围符合用户的要求，而当目标物体超出该范围时，由于所形成的可识别区域，例如光斑过大而无法被接收模组接收并识别，其结果，将影响深度相机的成像效果。

发明内容

为解决以上提出的问题，本申请提供一种具有包括可调透镜的准直系统的结构光投影装置。该结构光投影装置通过驱动可调透镜来改变准直系统的焦点等光学参数，从而获得理想范围的可识别区域，其结果，不仅能够扩大投影范围。

本申请示例性实施方式提供一种结构光投影装置，该结构光投影装置包括激光发射器、准直系统、衍射光学元件，其中，准直系统位于激光发射器所发出的光束的光路上，以对所发出的光束进行准直；衍射光学元件位于准直系统远离激光发射器的一侧，以将通过准直系统的光束投射至空间目标的表面，其中，准直系统包括一个或多个可调透镜，可调透镜用于改变准直系统的焦点。

根据本申请示例性实施方式，准直系统包括两个或多于两个可调透镜，且结构光投影装置还可包括驱动部，该驱动部可与两个或多于两个可调透镜中的至少一个可调透镜相连接，以驱动该至少一个可调透镜在激光发射器所发出的光束的光路上移动。

根据本申请示例性实施方式，驱动部可与一个或多个可调透镜相连接，以驱动一个或多个可调透镜产生形变。

根据本申请示例性实施方式，结构光投影装置还可包括支撑部，该支撑部用于支撑准直系统和衍射光学单元，并且驱动部连接于支撑部与可调透镜之间。

根据本申请示例性实施方式，可调透镜可以是压电聚合物镜片或液体镜片。