[实用新型]一种激光投射模组及深度成像装置

说明书

本申请提供一种激光投射模组及深度成像装置，激光投射模组包括：VCSEL光源，用于发射光束；准直镜，用于对VCSEL光源发射的光束进行准直；投射屏，位于准直镜对光束准直后出射的光路上，用于根据光束成像，且准直镜与投射屏之间的距离可调节；转换镜头，设置在准直镜与投射屏之间，用于改变经准直镜准直后的光束在准直镜与投射屏之间的传播路径，以减小投射屏与准直镜之间的实际物距，其中，实际物距表示VCSEL光源发射的光束在投射屏上清晰成像时要求投射屏与准直镜之间间隔的距离；图像接收部，用于采集投射屏上的图像，并确定图像是否清晰。这样可以使得激光投射模组的准直镜与投射屏之间以较小的距离实现远距离应用场景的清晰成像。

技术领域

本申请涉及深度成像技术领域，具体而言，涉及一种激光投射模组及深度成像装置。

背景技术

近年来，3D(3-dimension)成像在消费电子领域中的应用越来越广，例如近距离(小于等于1米)的人脸支付、人脸解锁场景等；远距离(大于5米)的安防监控、姿态识别场景等。3D成像不仅可以对目标物体进行成像，还能获取目标物体的深度信息。而结构光或者tof(time of flight时间飞行)深度相机是目前应用最广的3D成像设备。

激光投射模组在结构光中已有大量的应用，例如深度相机里面的核心部件就是激光投射模组。激光投射模组用于向目标空间中投射散斑点图案，红外接收相机拍摄目标空间的散斑点图案以实现深度信息的测量。当目标物体与激光投射模组相距远时，光斑直径也因此变大，能量密度低，边缘弥散，造成目标空间的纹理不清晰，对比度不明显，影响深度测量的精度。

在近距离的人脸支付、人脸解锁场景中，激光投射模组距离人的距离通常小于等于1米，在此距离下的光斑直径相对较小，能量密度较高。但在远距离的例如安防监控、姿态识别等场景中，激光投射模组离人的距离通常在5米以上，在如此远的距离下，光斑直径会变得很大，造成能量密度较低，与背景的对比度不明显，严重影响深度识别精度。因此，给激光投射模组在远距离应用场景中的应用带来很多阻碍。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种激光投射模组及深度成像装置，以克服激光投射模组在远距离应用场景中的阻碍。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种激光投射模组，包括：VCSEL光源，用于发射光束；准直镜，用于对所述VCSEL光源发射的光束进行准直；投射屏，位于所述准直镜对所述光束准直后出射的光路上，用于根据所述光束成像，且所述准直镜与所述投射屏之间的距离可调节；转换镜头，设置在所述准直镜与所述投射屏之间，用于改变经所述准直镜准直后的光束在所述准直镜与所述投射屏之间的传播路径，以减小所述投射屏与所述准直镜之间的实际物距，其中，所述实际物距表示所述VCSEL光源发射的光束在所述投射屏上清晰成像时要求所述投射屏与所述准直镜之间间隔的距离；图像接收部，用于采集所述投射屏上的图像，并确定所述图像是否清晰。

通过在准直镜与投射屏之间设置转换镜头，改变经准直镜准直后的光束在准直镜与投射屏之间的传播路径，减小投射屏与准直镜之间的实际物距，从而可以使得准直镜与投射屏之间以较小的距离实现远距离应用场景的清晰成像，提高应用激光投射模组的激光投射模组在远距离应用场景中的成像质量，即减小光斑直径，提高能量密度，使得目标空间的纹理清晰，与背景的对比度明显，从而提升深度测量的精度。并且，采用这种方式，可以在激光投射模组的体量有限的条件下，提升成像质量，控制激光投射模组的成本，以较低成本实现应用激光投射模组的激光投射模组在远距离应用场景的中的应用，扩展此类激光投射模组的应用领域。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述VCSEL 光源、所述准直镜和所述转换镜头位于同一轴线上。

在该实现方式中，VCSEL光源、准直镜和转换镜头位于同一轴线上，可以保证激光投射模组的测量精度和成像质量。