[实用新型]一种结构光透射装置及其空气透镜

说明书

本实用新型提供一种空气透镜，包括：透镜壳体，所述透镜壳体形成圆柱体的密封型腔，所述密封型腔内均匀分布压强为一个大气压的空气介质，所述透镜壳体的两端分别为入射面和出射面，入射光线自所述入射面入射、经过所述空气介质的折射后自所述出射面出射；加热装置，所述加热装置固定于所述透镜壳体的外部，并且沿所述透镜壳体的圆周方向离散分布，所述加热装置通过局部加热所述透镜壳体而使密封型腔内的空气密度形成梯度分布，以使自所述入射面入射的入射光线在密封型腔内发生折射，自所述出射面出射的出射光线偏离所述入射光线的入射方向。

技术领域

本实用新型涉及光学设备领域，特别涉及一种结构光透射装置及其空气透镜。

背景技术

结构光是一组由红外激光发射器和摄像头组成的系统结构，红外激光发射器投射具有结构特征的光线到被摄物体表面，经反射后由摄像头采集，根据光信号的特征计算物体的位置和深度信息，获取被摄物体的三维立体模型。

在智能手机、机器人等小型移动设备场景下，结构光装置的功率和空间均受到限制，因此检测区域局限于摄像头前方小角度范围内。例如当手机平放于桌面时，人脸难以在45°方向完成识别解锁，需靠近至手机正上方才可解锁。若能解决在不占用更多结构空间的前提下提升小功率结构光投射装置的发射角度，将大幅提升小功率级的结构光装置使用性能。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种结构光透射装置及其空气透镜。

在一个实施例中提供了一种空气透镜，其特征在于，包括：

透镜壳体，所述透镜壳体形成圆柱体的密封型腔，所述密封型腔内均匀分布压强为一个大气压的空气介质，所述透镜壳体的两端分别为入射面和出射面，入射光线自所述入射面入射、经过空气介质的折射后自所述出射面出射；

加热装置，所述加热装置固定于所述透镜壳体的外部，并且沿所述透镜壳体的圆周方向离散分布，所述加热装置通过局部加热所述透镜壳体而使密封型腔内的空气密度形成梯度分布，以使自所述入射面入射的入射光线在密封型腔内发生折射，自所述出射面出射的出射光线偏离所述入射光线的入射方向。

在一个实施例中，所述加热装置为交变电流驱动的电磁线圈。

在一个实施例中，所述加热装置沿着所述入射面的圆周方向等角度间隔分布。

在一个实施例中，进一步包括：

金属壳体，所述金属壳体包裹在所述透镜壳体外部，所述电磁线圈嵌入至所述金属壳体内，通电的电磁线圈在所述金属壳体的局部产生涡流效应。

在一个实施例中，所述出射光线沿着背离所述通电的电磁线圈的方向偏离所述入射方向。

在一个实施例中，进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在所述金属壳体和所述透镜壳体之间，以检测所述透镜壳体的局部温度；

控制器，所述控制器根据所述温度传感器检测的温度控制所述电磁线圈的电流。

在一个实施例中，所述温度传感器为热电偶，所述热电偶设置在所述金属壳体的内表面。

本实用新型的另一实施例还提供了一种结构光透射装置，包括：

光源发射器；

根据以上所述的空气透镜，所述光源发射器发出的光线经过所述空气透镜的折射后出射。

由以上技术方案可知，本实施例的空气透镜通过加热方式调节空气透镜折射率梯度分布，实现光线的定向折射，而非常规的空气透镜只能够改变焦距。本实施例的空气透镜在无机械结构下拓展结构光投射区域，装置体积微小，适用于机器人、电子产品等场景。

附图说明