一种投影器、摄像头模组和终端设备的制作方法

本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种投影器、摄像头模组和终端设备。

背景技术：

结构光投影器在许多领域有着重要作用。例如，用于三维信息获取的三维(threedimensions，3d)摄像头模组，结构光投影器发出的光照射在物体上，被相机捕获，通过算法的配合可以获取物体的深度信息，进而可以对相机捕获的图像进行3d建模，生成3d图像。

为了获得更好的用户体验和更丰富功能。当前，高精度3d摄像头模组在手机、平板电脑等终端设备中的需求越来越强烈，而小型紧凑的光学投影器是3d摄像头模组中的关键器件，如图1是一个结构光投影器，包括：光源，透镜和衍射光学元件(diffractiveopticalelements，doe)；光源，透镜和doe的中心在一条直线上。光源(例如激光光源)发出的光线通过透镜后入射到doe，入射光经过doe发生衍射投影出特定的图案。当前结构光投射器的光路设计中，通常由于光源的视场角(fieldofview，fov)固定，需要获得更大的投影图案时，需要增大光源与透镜的距离，这将会导致结构光投影器尺寸较大，进而造成摄像头模组的尺寸较大，不利于集成在手机、平板电脑等轻薄的移动终端产品。

技术实现要素：

本申请的实施例提供一种投影器、摄像头模组和终端设备，能够减小投影器尺寸，进而减小摄像头模组的尺寸，更有利于终端设备的轻薄化。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种结构光投影器，包括：光源、第一光学器件、第二光学器件、投影器件，所述第一光学器件包括透射面和反射面，所述透射面面向所述光源，所述反射面面向所述第二光学器件；所述光源用于向所述第一光学器件的所述透射面发射具有第一偏振方向的第一光线；所述第一光学器件的所述透射面用于透射所述具有第一偏振方向的第一光线，以使得透射后的第一光线射向所述第二光学器件，所述透射后的第一光线具有所述第一偏振方向；所述第二光学器件用于将所述透射后的第一光线变为具有第二偏振方向的第二光线，并将所述具有第二偏振方向的第二光线射向所述第一光学器件的所述反射面，所述第二偏振方向与所述第一偏振方向不同；所述第一光学器件的所述反射面用于反射所述具有第二偏振方向的第二光线，以使得反射后的第二光线射向所述投影器件，所述反射后的第二光线具有所述第二偏振方向；所述投影器件用于将所述反射后的第二光线进行衍射，以形成投影光束。上述方案中，光源向第一光学器件的透射面发射具有第一偏振方向的第一光线，第一光线经第一光学器件的透射面透射至第二光学器件，第二光学器件将透射后的第一光线的偏振方向变为第二偏振方向，并射至第一光学器件的反射面；其中，第二偏振方向与第一偏振方向不同，第一光学器件的反射面反射具有第二偏振方向的第二光线，使得反射后的第二光线射至投影器件；进而投影器件将反射后的第二光线进行衍射，形成投影光束。由于在该过程中第二光学器件配合第一光学器件将光线进行了折叠，在保证光源与投影模块的光路距离足够长的同时，缩小了光投影器的尺寸，进而减小摄像头模组的尺寸，更有利于终端设备的轻薄化。

其中，在一种示例性的事实方式中，具有第二偏振方向的第二光线的传播方向与透射后的第一光线的传播方向之间的夹角大于或者等于150度。具有第二偏振方向的第二光线的传播方向与反射后的第二光线的传播方向之间的夹角大于或者等于70度，并且小于或者等于110度。

在一种示例性的实施方式中，第一光学器件为偏振分束镜(polarizationbeamsplitter，pbs)；具有第一偏振方向的第一光线透射过pbs的透射面后，射出透射后的第一光线；具有第二偏振方向的第二光线通过pbs的反射面反射后，射出反射后的第二光线至投影器件。

在一种示例性的实施方式中，第二光学器件包括玻片和第一反射元件；玻片用于将透射后的第一光线变为具有第三偏振方向的第三光线，并将具有第三偏振方向的第三光线射至第一反射元件；第一反射元件用于将具有第三偏振方向的第三光线反射，以使得反射后的第三光线射至玻片；玻片还用于将反射后的第三光线变为具有第二偏振方向的第二光线。在该过程中玻片和第一反射元件配合，使得第一光学器件将光线进行了折叠，示例性的，玻片可以为1/4玻片、第一反射元件可以为全反射镜。

在一种示例性的实施方式中，投影器件包括：透镜和衍射光学元件；透镜用于将反射后的第二光线准直形成准直后的光线，以使得准直后的光线射至衍射光学元件，准直后的光线具有预定视场角fov；衍射光学元件用于对准直后的光线进行复制扩束形成投影光束。示例性的衍射光学元件包括衍射光栅。

在一种示例性的实施方式中，由于第一光学器件仅对第一偏振方向的第一光线具有透射作用，因此在入射光线进入第一光学器件后，除第一偏振方向的第一光线外的其他偏振态的光线均不能透射，为避免其他偏振态的光线进入第一光学器件，投影器还包括：偏振片；偏振片设置于光源与第一光学器件之间，光源用于向偏振片发射入射光线；偏振片用于将入射光线中具有第一偏振方向的第一光线通过，以使得具有第一偏振方向的第一光线射至第一光学器件。

在一种示例性的实施方式中，光源包括以下任意一项：垂直腔面发射激光(verticalcavitysurfaceemittinglaser，vcsel)芯片和边发射激光(edgeemittinglaser，eel)芯片。

在一种示例性的实施方式中，为进一步减小结构光投影器的尺寸，光源包括eel芯片时，光源还包括第二反射元件；其中，第二反射元件用于将自eel芯片的发出的光线进行反射，以使得具有第一偏振方向的第一光线射至第一光学器件。这样由于投影器在第一光学器件光轴方向的尺寸直接影响终端设备的内部空间设计，即具有第一偏振方向的第一光线在第二反射元件和第一光学器件之间的传输距离直接影响终端设备内部空间设计，因此通过第二反射元件将自eel芯片的发出的光线反射至第一光学器件，相当于将光线传输的方向进行了转换，这样在eel芯片至第一光学器件的光程一定的情况下，适当增加eel芯片的发出的光线在eel芯片与第二反射元件之间的传输距离，可以缩短入射光线在第二反射元件和第一光学器件之间传输的距离，从而有利于缩小了投影器在第一光学器件光轴方向的尺寸，更加有利于提高终端设备内部空间的利用率，有利于实现设备小型化。第二反射元件可以为反射棱镜或全反射平面镜。

第二方面，提供一种摄像头模组，包括：上述任一投影器，以及光线采集模块；投影器用于向拍摄物体发射参考结构光图案的投影光束；光线采集模块用于接收拍摄物体对投影光束进行反射后的反射光线，并根据反射光线生成拍摄结构光图案。

第三方面，提供一种终端设备，包括上述摄像头模组、处理器以及存储器，摄像头模组以及存储器均与处理器耦合，其中，处理器用于执行存储器中的程序代码以实现以下操作：驱动摄像头模组向拍摄物体发射参考结构光图案的投影光束；并控制摄像头模组接收拍摄物体对投影光束进行反射后的反射光线，并根据反射光线生成拍摄结构光图案；根据参考结构光图案和拍摄结构光图案获取拍摄物体的三维信息。其中该三维信息至少包括深度信息。

可以理解地，上述提供的任一种摄像头模组或终端设备均包含了上文第一方面对应的投影器，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面的投影器以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为现有技术提供的一种投影器的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种终端设备的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种投影器的结构示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种第一光学器件的结构示意图；

图6为本申请的另一实施例提供的一种投影器的结构示意图；

图7为本申请的又一实施例提供的一种投影器的结构示意图；

图8为本申请的实施例提供的一种vcsel芯片的发光点分布示意图；

图9为本申请的实施例提供的一种衍射光栅的复制扩束原理示意图一；

图10为本申请的实施例提供的一种衍射光栅的复制扩束原理示意图二；

图11为本申请的实施例提供的一种衍射光栅的复制扩束原理示意图三；

图12为本申请的再一实施例提供的一种投影器的结构示意图；

图13为本申请的实施例提供的光源与第一光学器件之间的光路示意图；

图14为本申请的另一实施例提供的光源与第一光学器件之间的光路示意图；

图15为本申请的又一实施例提供的光源与第一光学器件之间的光路示意图；

图16为本申请的再一实施例提供的光源与第一光学器件之间的光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请的实施例可应用于手机、可穿戴设备、增强现实(augmentedreality，ar)\虚拟现实(virtualreality，vr)设备、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer，umpc)、上网本、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等任意终端设备，本发明实施例对此不作任何限制。

如图2所示，本申请实施例中的终端设备可以为手机100。下面以手机100为例对实施例进行具体说明。应该理解的是，图示手机100仅是终端设备的一个范例，并且手机100可以具有比图2中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置。

如图2所示，手机100具体可以包括：处理器101、射频(radiofrequency，rf)电路102、存储器103、触摸屏104、蓝牙装置105、一个或多个传感器106、无线保真(wirelessfidelity，wi-fi)装置107、定位装置108、音频电路109、外设接口110、电源系统111以及上述的摄像头模组112等部件。这些部件可通过一根或多根通信总线或信号线(图2中未示出)耦合，以进行通信。本领域技术人员可以理解，图2中示出的硬件结构并不构成对手机的限定，手机100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图2对手机100的各个部件进行具体的介绍：

处理器101是手机100的控制中心，利用各种接口和线路连接手机100的各个部分，通过运行或执行存储在存储器103内的应用程序(以下可以简称app)，以及调用存储在存储器103内的数据，执行手机100的各种功能和处理数据。在一些实施例中，处理器101可包括一个或多个处理单元；举例来说，处理器101可以是华为技术有限公司制造的麒麟960芯片。

射频电路102可用于在收发信息或通话过程中，无线信号的接收和发送。特别地，射频电路102可以将基站的下行数据接收后，给处理器101处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，射频电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频电路102还可以通过无线通信和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统、通用分组无线服务、码分多址、宽带码分多址、长期演进、电子邮件、短消息服务等。

存储器103用于存储应用程序以及数据，处理器101通过运行存储在存储器103的程序代码以及数据，执行手机100的各种功能以及数据处理。存储器103主要包括存储程序区以及存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可以存储根据使用手机100时所创建的数据(比如音频数据、电话本等)。此外，存储器103可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失存储器，例如磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件等。存储器103可以存储各种操作系统，例如，苹果公司所开发的ios操作系统，谷歌公司所开发的android操作系统等。

触摸屏104可以包括触控板104-1和显示器104-2。其中，触控板104-1可采集手机100的用户在其上或附近的触摸事件(比如用户使用手指、触控笔等任何适合的物体在触控板104-1上或在触控板104-1附近的操作)，并将采集到的触摸信息发送给其他器件例如处理器101。虽然在图2中，触控板104-1与显示屏104-2是作为两个独立的部件来实现手机100的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控板104-1与显示屏104-2集成而实现手机100的输入和输出功能。

在本申请实施例中，手机100还可以具有指纹识别功能。例如，可以在手机100的背面(例如后置摄像头的下方)配置指纹识别器113，或者在手机100的正面(例如触摸屏104的下方)配置指纹识别器113。又例如，可以在触摸屏104中配置指纹采集器件113来实现指纹识别功能，即指纹采集器件113可以与触摸屏104集成在一起来实现手机100的指纹识别功能。在这种情况下，该指纹采集器件113配置在触摸屏104中，可以是触摸屏104的一部分，也可以以其他方式配置在触摸屏104中。本申请实施例中的指纹采集器件112的主要部件是指纹传感器，该指纹传感器可以采用任何类型的感测技术，包括但不限于光学式、电容式、压电式或超声波传感技术等。

在本申请实施例中，手机100还可以包括蓝牙装置105，用于实现手机100与其他短距离的电子设备(例如手机、智能手表等)之间的数据交换。本申请实施例中的蓝牙装置可以是集成电路或者蓝牙芯片等。

wi-fi装置107，用于为手机100提供遵循wi-fi相关标准协议的网络接入，手机100可以通过wi-fi装置107接入到wi-fi接入点，进而帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。在其他一些实施例中，该wi-fi装置107也可以作为wi-fi无线接入点，可以为其他电子设备提供wi-fi网络接入。

手机100还可以包括至少一种传感器106，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节触摸屏104的显示器的亮度，接近传感器可在手机100移动到耳边时，关闭显示器的电源。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机100还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

定位装置108，用于为手机100提供地理位置。可以理解的是，该定位装置108具体可以是全球定位系统(gps)或北斗卫星导航系统、俄罗斯glonass等定位系统的接收器。定位装置108在接收到上述定位系统发送的地理位置后，将该信息发送给处理器101进行处理，或者发送给存储器103进行保存。在另外的一些实施例中，该定位装置108还可以是辅助全球卫星定位系统(agps)的接收器，agps系统通过作为辅助服务器来协助定位装置108完成测距和定位服务，在这种情况下，辅助定位服务器通过无线通信网络与电子设备例如手机100的定位装置108(即gps接收器)通信而提供定位协助。在另外的一些实施例中，该定位装置108也可以是基于wi-fi接入点的定位技术。由于每一个wi-fi接入点都有一个全球唯一的mac地址，电子设备在开启wi-fi的情况下即可扫描并收集周围的wi-fi接入点的广播信号，因此可以获取到wi-fi接入点广播出来的mac地址；电子设备将这些能够标示wi-fi接入点的数据(例如mac地址)通过无线通信网络发送给位置服务器，由位置服务器检索出每一个wi-fi接入点的地理位置，并结合wi-fi广播信号的强弱程度，计算出该电子设备的地理位置并发送到该电子设备的定位装置108中。

音频电路109、扬声器114、麦克风115可提供用户与手机100之间的音频接口。音频电路109可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器113，由扬声器113转换为声音信号输出；另一方面，麦克风115将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路109接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至rf电路102以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器103以便进一步处理。

外设接口110，用于为外部的输入/输出设备(例如键盘、鼠标、外接显示器、外部存储器、用户识别模块卡等)提供各种接口。例如通过通用串行总线(universalserialbus，usb)接口与鼠标连接，通过用户识别模块卡卡槽上的金属触点与电信运营商提供的用户识别模块卡(subscriberidentificationmodule，sim)卡进行连接。外设接口110可以被用来将上述外部的输入/输出外围设备耦接到处理器101和存储器103。

手机100还可以包括给各个部件供电的电源装置111(比如电池和电源管理芯片)，电池可以通过电源管理芯片与处理器101逻辑相连，从而通过电源装置111实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

此外，如图2所示手机100还可以包括摄像头模组112(前置摄像头模组和/或后置摄像头模组)、闪光灯、微型投影装置、近场通信(nearfieldcommunication，nfc)装置等，在此不再赘述。在本申请的实施例中，处理器101执行存储器103中的程序代码以实现以下操作：驱动摄像头模组112向拍摄物体发射参考结构光图案的投影光束；并控制摄像头模组112接收拍摄物体对投影光束进行反射后的反射光线，并根据反射光线生成拍摄结构光图案；根据参考结构光图案和拍摄结构光图案获取拍摄物体的三维信息。例如被拍摄物体的长度信息、宽度信息和深度信息。

基于上述的终端设备，本申请的实施例提供一种摄像头模组112，如图3所示，包括：投影器31，以及光线采集模块32；投影器31用于向拍摄物体发射参考结构光图案的投影光束；光线采集模块32接收拍摄物体对投影光束进行反射后的反射光线，并根据反射光线生成拍摄结构光图案。

示例性的：处理器101驱动摄像头模组112的投影器31向拍摄物体发射参考结构光图案的投影光束，以在拍摄物体上形成特定的结构光图案。其中，处理器101主要用于控制投影器31的光源的开关和频率进而生成参考结构光图案的投影光束；同时，处理器101可以控制光线采集模块32接收拍摄物体对投影光束反射的反射光线，由于拍摄物体具有三维结构时，光线采集模块32根据反射光线生成的拍摄结构光图案相对于参考结构光图案会产生畸变；因此处理器112能够根据参考结构光图案和拍摄结构光图案捕捉该畸变，生成拍摄物体的三维信息。光线采集模块32主要由成像镜头、滤光片和图像传感器等组成。其中，处理器101具体还具有以下功能，例如：对光线采集模块32获取的拍摄结构光图案进行预处理，例如图像去噪，增强和分割等；此外处理器101还用于控制投影器31和相机32之间的信号同步，以及对获取的三维信息进行处理并提供给不同的应用。

可以理解的是，上述终端设备为了实现上述处理器的功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本发明实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。

如图4所示，结投影器31包括：光源41、第一光学器件42、第二光学器件43、投影器件44；第一光学器件42包括透射面421和反射面422，透射面421面向光源41，反射面422面向第二光学器件43；

光源41用于向第一光学器件的42透射面421发射具有第一偏振方向的第一光线；第一光学器件42的透射面421用于透射具有第一偏振方向的第一光线，以使得透射后的第一光线射向第二光学器件43，透射后的第一光线具有第一偏振方向；第二光学器件43用于将透射后的第一光线变为具有第二偏振方向的第二光线，并将具有第二偏振方向的第二光线射向第一光学器件42的反射面422，其中，第二偏振方向与第一偏振方向不同；第一光学器件42的反射面422用于反射具有第二偏振方向的第二光线，以使得反射后的第二光线射向投影器件44；投影器件44用于将反射后的第二光线进行衍射，以形成投影光束。

在一种示例性的方案中，具有第二偏振方向的第二光线的传播方向与透射后的第一光线的传播方向之间的夹角大于或者等于150度。具有第二偏振方向的第二光线的传播方向与反射后的第二光线的传播方向之间的夹角大于或者等于70度，并且小于或者等于110度。

示例性的，第一光学器件42包括偏振分束镜pbs；具有第一偏振方向的第一光线透射过pbs的透射面421后，射出透射后的第一光线；具有第二偏振方向的第二光线通过pbs的反射面422反射后，射出反射后的第二光线至投影器件44。

参照图5所示，偏振分束镜pbs可由两个棱镜l1和l2组成，其中棱镜l1和棱镜l2对置，即棱镜l1的主界面ml1与棱镜l2的主界面l2相对贴合。按照主界面两侧的介质不同，可以将主界面ml1的内侧面定义为d面，主界面ml1的外侧面(与棱镜l1贴合的面)定义为c面；将主界面ml2的内侧面定义为a面，主界面ml2的外侧面(与棱镜l2贴合的面)定义为b面。应用于图4所示的第一光学器件时，主界面ml1包含上述的透射面421(即主界面ml1或者主界面ml1的c面)，主界面ml2包含上述的反射面421(即主界面ml2或者主界面ml2的b面)，当第一偏振方向的光线透过第一光学器件时，在其传播方向上依次通过主界面ml2和ml1，即依次通过a面、b面、c面，d面；当第二偏振方向的光线被第一光学器件反射时，在其传播方向上首先透过主界面ml1然后在ml2处进行反射，即由ml2的b面反射。其中，第一偏振方向与第二偏振方向不同，如图5所示，一种示例为第一偏振方向与第二偏振方向垂直。

上述方案中，光源向第一光学器件的透射面发射具有第一偏振方向的第一光线，第一光线经第一光学器件的透射面透射至第二光学器件，第二光学器件将透射后的第一光线的偏振方向变为第二偏振方向，并射至第一光学器件的反射面；其中，第二偏振方向与第一偏振方向不同，第一光学器件的反射面反射具有第二偏振方向的第二光线，使得反射后的第二光线射至投影器件；进而投影器件将反射后的第二光线进行衍射，形成投影光束。由于在该过程中第二光学器件配合第一光学器件将光线进行了折叠，在保证光源与投影模块的光路距离足够长的同时，缩小了光投影器的尺寸，进而减小摄像头模组的尺寸，更有利于终端设备的轻薄化。

第二光学器件43包括玻片431和第一反射元件432；玻片431用于将透射后的第一光线变为具有第三偏振方向的第三光线，并将具有第三偏振方向的第三光线射至第一反射元件432；第一反射元件432用于将具有第三偏振方向的第三光线反射，以使得反射后的第三光线射至玻片431；玻片431还用于将反射后的第三光线变为第二偏振方向的第二光线。在该过程中玻片431和第一反射元件432配合第一光学器件42将光线进行了折叠，示例性的，玻片431可以为1/4玻片、第一反射元件432可以为全反射镜。

在该方案中，第一偏振方向与第二偏振方向不同，一种示例为第一偏振方向与第二偏振方向垂直，例如：在垂直坐标系中，若第一偏振方向表示光线的相位具有x轴方向的偏振态，则第二偏振方向表示光线的相位具有y轴方向的偏振态，两者具有π/2或者π/2的奇数倍的相位延迟；光线每经过1/4玻片一次可以将光线的相位延迟π/4，基于此原理，1/4玻片将透射后的第一光线相位延迟π/4形成具有第三偏振方向的第三光线，并将具有第三偏振方向的第三光线射至第一反射元件432；第一反射元件432将具有第三偏振方向的第三光线反射，并将反射后的第三光线射至1/4玻片；1/4玻片将反射后的第三光线相位延迟π/4形成具有第二偏振方向的第二光线。具体的如图6所示，pbs42通常为两个棱镜组成的六面立方体结构(如图5所示)，其包括透射面421、反射面422、入射表面423、第一出射表面424、第二出射表面425；其中入射表面423与第一出射表面423相对，在两个棱镜上，入射表面423与反射面422相交，第一出射表面424以及第二出射表面425与透射面421相交，并且第二出射表面425垂直于入射表面423，透射面421和反射面422位于入射表面423和第二出射表面425之间，并且入射表面423与反射面422的夹角等于透射面421与第二出射表面425的夹角，其中，第一偏振方向的光线自入射表面423进入pbs42后经过透射面421后从pbs42的第一出射表面424射出；第二偏振方向的光线自第一出射表面422进入pbs42，在反射面422处反射后从pbs42的第而出射表面425射出；此外，上述各个元器件或构件通过镜座40a固定，并且光源41设置于固定于镜座40a上的基座40b上，其中基座40b上设置有为光源41供电的导线40c和电极(40d、40e)。可以理解的是电极(40d、40e)与处理器101相连，以向光源41输出驱动信号，并且根据驱动信号形式的不同，基座上可以设置有至少一个电极。

由于第一光学器件42仅对具有第一偏振方向的第一光线具有透射作用，因此在光线进入第一光学器件42后，除具有第一偏振方向的第一光线外的其他偏振态的光线均不能透射，为避免其他偏振态的光线进入第一光学器件42，如图7所示，投影器31还包括：偏振片45；偏振片45设置于光源41与第一光学器件42之间，光源41用于向偏振片45发射入射光线；偏振片45用于将入射光线中具有第一偏振方向的第一光线透射通过，以使得具有第一偏振方向的第一光线射至第一光学器件42。其中光源通常为激光光源，由于激光的输出光束一般带有线偏振性，假设激光主要偏振方向为x方向，则偏振片45在摆置时，光线通过的也应为x方向。当激光的偏振比，即x方向与y方向偏振的能量存在比较大的差异时，例如当偏振比为100:1时，则可以不使用偏振片45。

参照图6、7所示，投影模块44包括：透镜441和衍射光学元件442；透镜441用于将反射后的第二光线准直形成准直后的光线，以使得准直后的光线射至衍射光学元件442，准直后的光线具有预定视场角fov；衍射光学元件442用于对准直后的光线进行复制扩束形成投影光束。示例性的衍射光学元件442包括衍射光栅。

光源41包括以下任意一项：垂直腔面发射激光vcsel芯片和边发射激光eel芯片。

为了达到良好的测量效果，通常的投影光束的参考结构光图案为随机或伪随机的散斑点图案或者特定的具有重复或者不重复周期的图形图案。以散斑点图案举例说明，如图8所示，vcsel芯片41中的发光点411之间以不规则的方式排列，并有约300个发光点，各发光点中心保持一定距离，例如以当前技术可以达到20um左右的最小间距，电极412排布在发光区域周围。发光点411发出的光束在通过pbs的折叠和透镜的准直后，形成一定fov(零级fov)，零级fov再经过衍射光学元件doe的复制扩束形成更大的fov，其中doe一般为衍射光栅。衍射光栅对零级fov的复制扩束作用，如图9，假设光线由透镜出射后的零级fov为θ，光线901和光线902分别为零级fov的上下光线，光线9011为零级fov上光线901的第1级衍射光线。假设要实现零级fov和第1级衍射fov的无缝连接，则由光栅方程有：

2dsin(θ/2)＝λ(1)；

其中d为光栅常数，λ为入射光线波长。经过多个级次的衍射，最终可形成相比于零级fov更大的fov，例如图10所示的投影图案1000是由多个子区域1001拼接而成，各子区域中的图案1002应与vcsel芯片发光点排列形成的图案对应。由于光束的复制扩束是满足如上所述的光栅方程(1)的，因此在形成大角度的投影时，投影图案会产生如图10的明显的枕形畸变。需要指出的是，上述实施例是假设子区域1001之间的拼接是没有重叠的拼接，为了得到更多的投影特征点或者更复杂的投影图形，有时需要各子区域之间会产生部分重叠。例如图11，各子区域1001之间在水平和垂直方向上分别有50％的重叠区域，因此在同样投影fov的条件下，采用这种重叠拼接方式得到的散斑点数是不重叠时的约3倍，此时光栅常数d应约为不重叠时的1/2，因此，当重叠区域百分比不同时，光栅常数等参数是不同的。

光源41采用eel芯片时，投影图案可以获得较好的亮度均匀性，同时可以解决投影图案畸变的问题。并且，光源41采用eel芯片时投影图案可以是任意形状或者散斑，而不必具有周期性，因此在计算三维信息时能获得更好的稳定性。其中，在采用eel芯片作为光源时，doe可以采用随机相位型doe。随机相位型doe的相位分布可以通过入射光束的振幅相位分布和出射光场的振幅相位分布计算，常用的算法例如萨克斯顿整形(gerchberg-saxton，gs)算法，杨顾(yang-gu，yg)算法，严格耦合波分析法(rigorouscoupledwaveanalysis，rcwa)算法等。光源包括eel芯片411时，如图12所示，光源还包括第二反射元件412；其中，第二反射元件412用于将自eel芯片411的发出的光线进行反射，以使得具有第一偏振方向的第一光线射至第一光学器件42。第二反射元件可以为反射棱镜或全反射平面镜。其中反射元件采用全反射原理元件时，可获得更高的反射率。

这样由于投影器在第一光学器件光轴ol方向的长度影响终端设备的内部空间设计，即入射光线在第二反射元件和第一光学器件之间的传输距离过长会造成投影器在第一光学器件光轴ol方向较长，影响终端设备的内部空间设计，因此通过第二反射元件将自eel芯片的发出的光线反射至第一光学器件，相当于将光线传输的方向进行了转换，这样在eel芯片至第一光学器件的光程一定的情况下，适当增加eel芯片的发出的光线在eel芯片于第二反射元件之间的传输距离，可以缩短入射光线在第二反射元件和第一光学器件之间传输的距离，从而有利于缩小了投影器在第一光学器件光轴方向的尺寸，更加有利于提高终端设备的内部空间的利用率、有利于设备小型化。如图13所示，光源411采用垂直腔面发射激光vcsel时，入射光线l从vcsel发射至第一光学器件42，其中投影器在第一光学器件光轴ol方向上的尺寸，由入射光线l的长度h1决定，vcsel至第一光学器件42的距离至少为h1。在采用如图12所示的结构时，如图14-16所示，由于第二反射元件412对光线进行了反射，因此在eel芯片至第一光学器件42的总光程l1+l2＝h1(入射光线l的长度)时，如图14所示，θ2＝90°时，决定投影器在第一光学器件光轴ol方向上的尺寸的h2＜h1；如图15所示，θ2＞90°时，决定投影器在第一光学器件光轴ol方向上的尺寸的h3＜h1，如图16所示，θ2＜90°时，决定投影器在第一光学器件光轴ol方向上的尺寸的h4＜h1；即只要通过第二反射元件412将eel芯片与第一光学器件42之间的光线传输的光路进行弯折，则光源与第一光学器件之间的光路的光程长度一定的情况下，能够减小投影器在第一光学器件光轴方向上的长度。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。