[实用新型]投影模组及深度相机

说明书

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，更具体地说，是涉及一种投影模组及包括该投影模组的深度相机。

背景技术

结构光深度相机可以获取目标的深度信息借此实现3D扫描、场景建模及手势交互等功能，与目前被广泛使用的RGB相机相比，深度相机正逐步受到各行各业的重视。例如，利用深度相机与电视、电脑等结合可以实现体感游戏以达到游戏健身二合一的效果，微软的KINECT(微软发布的深度相机的名称)、奥比中光的ASTRA(深圳奥比中光科技有限公司的一款深度相机的名字)是其中的代表。另外，谷歌的Tango(谷歌的研发项目Project Tango)项目致力于将深度相机带入移动设备，如平板、手机，以此带来完全颠覆的使用体验，比如可以实现非常真实的AR游戏体验，可以使用其进行室内地图创建、导航等功能。

结构光深度相机中的核心部件是其投影模组，按照深度相机种类的不同，激光投影模组的结构与功能也有区别，比如中国专利申请CN201610977172A中所公开的投影模组用于向空间中投射散斑图案以实现结构光深度测量，这种散斑结构光深度相机也是目前较为成熟且广泛采用的方案。对于散斑而言，最大的特点就是其高度的不相关性，即需要产生随机散斑。在已有的结构光深度相机中普遍采用两种方案来实现散斑结构光的投射。一种是采用单光源(例如边发射激光器)加图案生成器(DOE)；另一种是采用多光源,例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列,再加DOE的组合。后一种由于光源本身具有功率高、体积小等特点将会逐步取代前一种方案。无论采用哪种光源，相应的激光器都具有一定的光束发散角，因此还需要增加透镜以用于实现光束的准直或聚集。

在投影模组的设计过程中，一般需要考虑投影模组在制造及安装过程中可能会出现的问题，比如制造及安装误差、安装效率等。特别是当投影模组的体积要求小到可以被置入到移动电子设备中时，投影模组中各个部件也将非常小，以致于在安装过程中容易被损坏或者难以保证较高的安装精度。上述问题有待解决。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种投影模组，旨在解决小型深度相机的投影模组的安装精度及安装效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：提供一种投影模组，包括：

底座；

光源，设置于所述底座上，用于发射光束；

透镜，设置于所述光源的发射光路上，由一内部支架支撑，用于准直所述光束；

图案生成器，设置于所述透镜的出射光路上，由一外部支架支撑，用于将所述光束进行分束以形成结构光图案；

所述内部支架与所述外部支架为独立的非一体结构，所述内部支架和/或所述外部支架安装在所述底座上。

进一步地，所述光源为垂直腔面激光发射器阵列，包括晶圆基底以及形成于所述晶圆基底上的激光发射单元，所述晶圆基底同时用作所述底座。

进一步地，所述光源为垂直腔面激光发射器阵列或者边发射激光器，所述底座为电路板或金属散热底板。

进一步地，所述垂直腔面激光发射器阵列中的多个激光发射器呈不规则二维排布以提高所述结构光图案的不相关性。

进一步地，所述外部支架套设于所述内部支架外侧，且所述内部支架和外部支架的端部均与所述底座连接；

或者，所述内部支架靠近所述光源的一端缩于所述外部支架内部，所述内部支架的外周壁与所述外部支架的内周壁相连接，所述外部支架的端部与所述底座连接。

进一步地，所述内部支架为金属散热支架，所述外部支架为金属散热支架或塑胶支架。

本实用新型实施例的另一目的在于提供一种深度相机，包括：

上述的任一种投影模组，用于发射结构光图案；

采集模组，用于采集所述结构光图案被目标物体调制后的光学信息；

处理器，与所述投影模组和所述采集模组连接，用于根据所述光学信息进行深度计算后获取反映所述目标物体的深度图像。

该投影模组采用内部支架承载透镜，采用外部支架承载图案生成器，内部支架和外部支架是彼此独立的结构，而不是一体成型，这样，透镜的安装和图案生成器的安装可分别进行，不会相互制约，将安装有透镜的内部支架和安装有图案生成器的外部支架安装在底座上时，光源、透镜和图案生成器的相对位置容易调整，安装精度易于控制，安装效率高，利于深度相机的小型化；并且可以避免安装过程中灰尘、碎屑等异物掉落，保证透镜性能。

本实用新型实施例的另一目的在于提供另一种深度相机，包括：

投影模组，用于发射结构光图案；