本发明涉及光学成像
技术领域：
：，尤其是涉及一种结构光模组、成像装置及电子设备。
背景技术：
：：目前3d识别技术中，结构光技术是主流技术之一，3d结构光原理是投射器发出红外光，到达目标物体表面形成光斑特征图，算法根据特征光斑的形变获得目标的深度信息。相关技术中，电子产品例如手机中的结构光的发射器和接收器是两个并立的结构，占用空间较大，制作工艺复杂，且无法实现高的屏占比。技术实现要素：本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构光模组，所述结构光模组占用空间较小，制作工艺简单且信号的传导能力较强，可以使手机具有较高的屏占比。本发明的另一个目的在于提出一种具有上述结构光模组的成像装置。本发明的再一个目的在于提出一种具有上述成像装置的电子设备。根据本发明第一方面实施例的结构光模组，包括：基板；第一镜座，所述第一镜座设在所述基板上，所述第一镜座限定出第一容纳空间；第二镜座，所述第二镜座环绕在所述第一镜座外，所述第二镜座与所述第一镜座之间限定出第二容纳空间；感光单元，所述感光单元设在所述基板上，且所述感光单元位于所述第一容纳空间内；镜头，所述镜头设在所述第一容纳空间内，所述镜头位于所述感光单元的远离所述基板的一侧；发光单元，所述发光单元设在所述基板上，且所述发光单元位于所述第二容纳空间内；准直镜，所述准直镜设在所述第二容纳空间内，准直镜位于所述发光单元的远离所述基板的一侧；衍射光学器件，所述衍射光学器件设在所述准直镜的远离所述发光单元的一侧；折射镜，所述折射镜设在所述衍射光学器件的远离所述准直镜的一侧，用于将衍射后的光线汇聚到一个完整的区域内；第一偏转层，所述第一偏转层设在所述第一镜座和所述第二镜座的远离所述基板的一侧，所述第一偏转层用于将所述折射镜汇聚后的光线投射出去；其中，所述第一偏转层的焦点位于所述折射镜对应汇聚的区域。根据本发明实施例的结构光模组，通过在基板上设置发光单元、感光单元、第一镜座和第二镜座，并使感光单元和镜头位于第一镜座限定出的第一容纳空间内且发光单元和准直镜位于第一镜座和第二镜座限定出的第二容纳空间内，发光单元和感光单元位于同一个结构光模组中，结构光模组的整体体积较小，从而减小了结构光模组在电子设备例如手机上的占用空间，使手机可以实现较高的屏占比，增强了手机的外形美观性。而且，如此设置的结构光模组简化了制作工艺，进而可以降低生产成本。另外，由于发光单元和感光单元位于同一个结构光模组中，发光单元与感光单元之间的距离较小，有利于发光单元与感光单元之间的信号传导。根据本发明的一些实施例，所述第一偏转层具有上表面和下表面，所述第一偏转层的所述下表面用于将经所述折射镜汇聚后的光线调整为垂直于所述感光单元的准直光线，所述第一偏转层的所述上表面用于将所述准直光线扩散并投射出去。如此设置，保证了结构光模组的成像效果。根据本发明的一些实施例，所述折射镜设在所述第二容纳空间外且所述折射镜的投影与所述第一容纳空间不相交，所述折射镜位于所述第一镜座和所述第二镜座的远离所述基板的一端。由此，第一镜座和第二镜座可以对折射镜起到支撑作用，保证折射镜可以将分散的散斑图案组合成一个完整的圆形光斑。根据本发明的一些实施例，所述衍射光学器件设在所述第二容纳空间内，且所述衍射光学器件设在所述折射镜的邻近所述基板的一侧表面上。由此，通过使衍射光学器件设在折射镜的邻近基板的一侧表面上，使光线在到达折射镜之前就已经经过衍射复制，从而实现较好的成像效果。根据本发明的一些实施例，所述结构光模组还包括第二偏转层，所述第二偏转层设在所述镜头的远离所述感光单元的一侧，用于改变光路使光线成像在所述感光单元上。由此，由于从目标物体反射回来的光线再次经过第一偏转层后光路会发生改变，通过设置第二偏转层，第二偏转层可以将改变的光路进行还原，使到达镜头的光线为经过第二偏转层还原后的光线，从而进一步保证了结构光模组的成像效果。根据本发明的一些实施例，所述第一偏转层覆盖所述第二偏转层和所述折射镜。由此，通过使第一偏转层覆盖折射镜，使在第一偏转层的下表面前形成的圆形光斑可以经过第一偏转层进行角度校正后投射到目标物体上，保证成像质量；通过使第一偏转层覆盖第二偏转层，第二偏转层可以对反射回来的光线进行还原，从而进一步保证结构光的成像效果。根据本发明的一些实施例，所述第二偏转层、所述折射镜与所述第一偏转层之间设有增透膜。由此，通过设置增透膜，增透膜具有较高的透光率，使发光单元的光线可透过增透膜进入第一偏转层，且保证从目标物体反射回来的光线可以透过增透膜进入第二偏转层，保证了结构光模组的成像质量。此外，增透膜的设置使折射镜与第一偏转层间隔开，折射镜可以在光线进入第一偏转层的下表面之前将分散的散斑图案汇聚成完整的图案例如圆形光斑。根据本发明的一些实施例，所述发光单元的远离所述基板的一侧表面与所述感光单元的远离所述基板的一侧表面分别位于不同平面内。如此，发光单元相对基板的高度以及感光单元相对基板的高度可以根据实际要求具体设置，使光线投射范围与接收焦距均满足预定设计，且可以控制投射区域。根据本发明的一些实施例，所述第二镜座设在所述基板上且位于所述基板的边缘。由此，通过使第二镜座位于基板的边缘，使第二容纳空间的范围更大，从而增大了发光单元的投射范围，保证结构光模组具有较好的成像效果。根据本发明的一些实施例，所述发光单元环绕所述第一镜座，所述发光单元包括多个光源，多个光源沿所述第一镜座的周向均匀间隔分布。如此设置，可以增大发光单元的面积，实现环式结构光成像，从而提升整个结构光模组的成像效果。根据本发明第二方面实施例的成像装置，包括根据本发明上述第一方面实施例的结构光模组。根据本发明实施例的成像装置，通过采用上述结构光模组，成像装置的体积可以做得较小，且整体性能更加优异。根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括根据本发明上述第二方面实施例的成像装置。根据本发明实施例的电子设备例如手机等，通过采用上述成像装置，成像装置在电子设备上的占用空间较小，电子设备的外形可以更加美观。而且，如此设置的电子设备具有很好的拍摄效果，能够充分满足用户需求。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本发明实施例的结构光模组的结构示意图；图2是根据本发明实施例的结构光模组的发光单元、基板和感光单元的结构示意图；图3是根据本发明实施例的结构光模组的圆形光斑的组合示意图；图4是根据本发明实施例的结构光模组的第一偏转层的示意图；图5是根据本发明实施例的结构光模组的圆形光斑的拼接示意图。附图标记：100：结构光模组；1：基板；2：第一镜座；21：第一容纳空间；3：第二镜座；31：第二容纳空间；4：感光单元；5：镜头；6：第二偏转层；7：发光单元；71：光源；8：准直镜；9：衍射光学器件；10：折射镜；20：第一偏转层；201：第一偏转层的上表面；202：第一偏转层的下表面；30：增透膜；40：圆形光斑。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的结构光模组100。结构光模组100可以应用于电子设备例如手机(图未示出)。在本申请下面的描述中，以结构光模组100应用于电子设备例如手机为例进行说明。如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的结构光模组100，包括基板1、第一镜座2、第二镜座3、感光单元4、镜头5、发光单元7、准直镜8、衍射光学器件9、折射镜10和第一偏转层20。具体而言，第一镜座2设在基板1上，第一镜座2限定出第一容纳空间21。第二镜座3环绕在第一镜座2外，第二镜座3与第一镜座2之间限定出第二容纳空间31。感光单元4设在基板1上，且感光单元4位于第一容纳空间21内。镜头5设在第一容纳空间21内，镜头5位于感光单元4的远离基板1的一侧(例如，图1中的上侧)。发光单元7设在基板1上，且发光单元7位于第二容纳空间31内。准直镜8设在第二容纳空间31内，准直镜8位于发光单元7的远离基板1的一侧(例如，图1中的上侧)。衍射光学器件9设在准直镜8的远离发光单元7的一侧(例如，图1中的上侧)。折射镜10设在衍射光学器件9的远离准直镜8的一侧(例如，图1中的上侧)，折射镜10用于将衍射后的光线汇聚到一个完整的区域内。第一偏转层20设在第一镜座2和第二镜座3的远离基板1的一侧(例如，图1中的上侧)，第一偏转层20用于将折射镜10汇聚后的光线投射出去；其中，第一偏转层20的焦点位于折射镜10对应汇聚的区域。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。例如，在图1的示例中，第一镜座2、发光单元7和感光单元4均设在基板1上，第一容纳空间21由第一镜座2限定出，第二容纳空间31由第一镜座2和第二镜座3共同限定出，感光单元4和镜头5均位于第一容纳空间21内，发光单元7和准直镜8位于第二容纳空间31内。发光单元7、准直镜8和衍射光学器件9由下到上依次设置，感光单元4和镜头5由下到上依次设置，第一镜座2和第二镜座3的上侧设有第一偏转层20。当发光单元7发光时，由于发光单元7位于第二容纳空间31内，光线在第二容纳空间31内沿远离基板1的方向延伸到达准直镜8，准直镜8会根据设计需求将红外光的发射角尽量减小以形成准直光线，光线透过准直镜8后到达衍射光学器件9，衍射光学器件9会对所有的光线进行衍射复制，经衍射复制后的光线到达折射镜10后，折射镜10可以将经衍射光学器件9衍射后的光线汇聚到一个完整的区域内。需要说明的是，折射镜10只要将分散的散斑图案汇聚到一个完整的中心区域内，使多个分散的散斑图案覆盖中心区域即可，汇聚到中心区域的多个分散的散斑图案可以构成一个圆形光斑40，也可以构成多个圆形光斑40，当然，也可以是其它形状。折射镜10汇聚光线的区域为第一偏转层20的焦点处，第一偏转层20可以将经折射镜10汇聚后的光线投射出去，且不改变光线的分布情况。当光线到达目标物体(图未示出)后，会反射回来到达镜头5，并经过镜头5汇聚后最终到达感光单元4，实现3d成像。由此，通过上述设置，发光单元7和感光单元4位于同一个结构光模组100中，结构光模组100的整体体积较小，从而减小了结构光模组100在电子设备例如手机上的占用空间，使手机可以实现较高的屏占比，增强了手机的外形美观性。而且，如此设置的结构光模组100简化了制作工艺，进而可以降低生产成本。另外，由于发光单元7和感光单元4位于同一个结构光模组100中，发光单元7与感光单元4之间的距离较小，有利于发光单元7与感光单元4之间的信号传导。根据本发明实施例的结构光模组100，通过在基板1上设置发光单元7、感光单元4、第一镜座2，并使感光单元4和镜头5位于第一镜座2限定出的第一容纳空间21内且发光单元7和准直镜8位于第一镜座2和第二镜座3限定出的第二容纳空间31内，使发光单元7和感光单元4位于同一个结构光模组100中，结构光模组100的整体体积较小，从而减小了结构光模组100在电子设备例如手机上的占用空间，使手机可以实现较高的屏占比，增强了手机的外形美观性。而且，如此设置的结构光模组100简化了制作工艺，进而可以降低生产成本。另外，由于发光单元7和感光单元4位于同一个结构光模组100中，发光单元7与感光单元4之间的距离较小，有利于发光单元7与感光单元4之间的信号传导。在本发明的一些实施例中，参照图4并结合图1，第一偏转层20具有上表面201和下表面202，第一偏转层20的下表面202用于将经折射镜10汇聚后的光线调整为垂直于感光单元4的准直光线，第一偏转层20的上表面201用于将上述准直光线扩散并投射出去。例如，当折射镜10汇聚到中心区域的多个分散的散斑图案构成多个圆形光斑40时，第一偏转层20的下表面202会将圆形光斑40的光线角度进行校正，使得光线的方向垂直于感光单元4的表面。也就是说，此时的圆形光斑40都是完整的，且光线方向是垂直于感光单元4的。光线从第一偏转层20的下表面202射入第一偏转层20的上表面201，多个圆形光斑40从第一偏转层20的上表面201投射出去，且不改变圆形光斑40的形状和圆形光斑40的分布情况。如此设置，保证了结构光模组100的成像效果。在本发明的一些实施例中，参照图1，折射镜10设在第二容纳空间31外且折射镜10的投影与第一容纳空间21不相交，折射镜10位于第一镜座2和第二镜座3的远离基板1的一端(例如，图1中的上端)。由此，第一镜座2和第二镜座3可以对折射镜10起到支撑作用，保证折射镜10可以将分散的散斑图案组合成一个完整的圆形光斑40。当然，折射镜10还可以位于第二容纳空间31内，只要保证折射镜10的出光面伸出第二容纳空间31即可。进一步地，如图1所示，衍射光学器件9设在第二容纳空间31内，且衍射光学器件9设在折射镜10的邻近基板1的一侧表面上。由此，通过使衍射光学器件9设在折射镜10的邻近基板1的一侧表面上，使光线在到达折射镜10之前就已经经过衍射复制，从而实现较好的成像效果。在本发明的进一步实施例中，参照图1，结构光模组100还包括第二偏转层6，第二偏转层6设在镜头5的远离感光单元4的一侧，用于改变光路使光线成像在所述感光单元4上。由此，由于从目标物体反射回来的光线再次经过第一偏转层20后光路会发生改变，通过设置第二偏转层6，第二偏转层6可以将改变的光路进行还原，使到达镜头5的光线为经过第二偏转层6还原后的光线，从而进一步保证了结构光模组100的成像效果。可选地，参照图1，第二偏转层6的至少一部分伸出第一容纳空间21。由此，由于光线从目标物体反射回来会再次经过第一偏转层20，光线经过第一偏转层20后光路会发生改变，通过设置第二偏转层6，第二偏转层6可以对经过第一偏转层20改变的光路进行还原，保证结构光模组100的成像效果。在本发明的一些实施例中，如图1所示，第一偏转层20覆盖第二偏转层6和折射镜10。由此，通过使第一偏转层20覆盖折射镜10，使在第一偏转层20的下表面202前汇聚的光线例如圆形光斑40可以经过第一偏转层20进行角度校正后投射到目标物体上，保证成像质量；通过使第一偏转层20覆盖第二偏转层6，第二偏转层6可以对反射回来的光线进行还原，从而进一步保证结构光模组100的成像效果。进一步地，参照图1，第二偏转层6、折射镜10与第一偏转层20之间设有增透膜30。例如，在图1的示例中，增透膜30设在第二偏转层6和第一偏转层20之间以及折射镜10与第一偏转层20之间。由此，通过设置增透膜30，增透膜30具有较高的透光率(例如98％以上)，使发光单元7的光线可透过增透膜30进入第一偏转层20，且保证从目标物体反射回来的光线可以透过增透膜30进入第二偏转层6，保证了结构光模组100的成像质量。此外，增透膜30的设置使折射镜10与第一偏转层20间隔开，折射镜10可以在光线进入第一偏转层20的下表面202之前将分散的散斑图案汇聚成完整的图案例如圆形光斑40。可选地，结合图1，发光单元7的远离基板1的一侧表面与感光单元4的远离基板1的一侧表面可以分别位于不同平面内。例如，在图1的示例中，发光单元7和感光单元4均位于基板1的上侧，且感光单元4的上表面与发光单元7的上表面位于不同的平面内。如此，发光单元7相对基板1的高度以及感光单元4相对基板1的高度可以根据实际要求具体设置，使光线投射范围与接收焦距均满足预定设计，且可以控制投射区域。在本发明的一些具体实施例中，参照图1，第二镜座3设在基板1上且位于基板1的边缘。由此，通过使第二镜座3位于基板1的边缘，使第二容纳空间31的范围更大，从而增大了发光单元7的投射范围，保证结构光模组100具有较好的成像效果。进一步地，参照图1-图3，发光单元7环绕第一镜座2，发光单元7包括多个光源71，多个光源71沿第一镜座2的周向均匀间隔分布。例如，在图2和图3的示例中，发光单元7上设有十六个光源71，十六个光源71沿第一镜座2的周向均匀间隔分布，每个光源71内设有多个随机的斑点光源。每个光源71为22.5°的扇形结构，光线经衍射光学器件9衍射到达折射镜10后，折射镜10会将分散十六块的散斑图案按照完整的发光单元7组合起来成一个完整圆形光斑40，圆形光斑40通常是在第一偏转层20的下表面202前形成。第一偏转层20的下表面202会将圆形光斑40的光线角度进行校正，使得光线的方向垂直于感光单元4表面，此时的圆形光斑40都是完整的，且光线方向是垂直于感光单元4的，光线经过第一偏转层20的上表面201时，无数的圆形光斑40从第一偏转层20的上表面201投射出去，且不改变圆形光斑40的形状和圆形光斑40的分布情况。其中，多个圆形光斑40在拼接时会产生重叠，但是重叠部分是固定的，例如当拼接方式为四个圆形光斑40拼接(如图5所示)时，重叠部分为位于中间位置的圆形光斑40的内接四边形以外的区域。当然，拼接方式不限于四个圆形光斑40拼接，也可以为其它方式(例如三圆拼接、六圆拼接等)。由此，通过使发光单元7环绕第一镜座2，可以增大发光单元7的面积，实现环式结构光成像，从而提升整个结构光模组100的成像效果。通过使多个光源71沿第一镜座2的周向均匀间隔分布，发光单元7的多个光源71可以均匀地发出环式结构光，有利于提升结构光模组100的成像效果。图2和图3中显示了十六个光源71用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本申请的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其它数量的光源71的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。可选地，基板1为陶瓷基板1(ceramicsubstrate，指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板)，衍射光学器件9为doe(diffractiveopticalelements)。由此，通过采用陶瓷基板1，陶瓷基板1具有优良的电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，且具有很大的承载能力，可以承载器件和提供与主机相连的电路；通过采用doe，doe能够在保持较高衍射效率的同时对光强分布进行精确控制，对透过准直镜8的光线进行衍射复制，可以进一步提升结构光模组100的成像效果。可选地，发光单元71为vcsel。需要说明的是，vcsel全名为垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，从而可大大减小阵列光源71的空间占用。当然，本发明不限于此，发光单元7还可以为发光二极管或激光二极管等。根据本发明第二方面实施例的成像装置(图未示出)，包括根据本发明上述第一方面实施例的结构光模组100。根据本发明实施例的成像装置，通过采用上述结构光模组100，成像装置的体积可以做得较小，且整体性能更加优异。根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括根据本发明上述第二方面实施例的成像装置。其中，电子设备可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。具体的，电子设备可以为移动电话或智能电话(例如，基于iphonetm，基于androidtm的电话)，便携式游戏设备(例如nintendodstm，playstationportabletm，gameboyadvancetm，iphonetm)、膝上型电脑、pda、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表、入耳式耳机、吊坠、头戴式耳机等，电子设备还可以为其他的可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身或智能手表的头戴式设备(hmd))。电子设备还可以是多个电子设备中的任何一个，多个电子设备包括但不限于蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、照相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组(mpeg-1或mpeg-2)音频层(mp3)播放器，便携式医疗设备以及数码相机及其组合。在一些情况下，电子设备可以执行多种功能(例如，播放音乐，显示视频，存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要，电子设备可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式设备的便携式设备。根据本发明实施例的电子设备例如手机等，通过采用上述成像装置，成像装置在电子设备上的占用空间较小，电子设备的外形可以更加美观。而且，如此设置的电子设备具有很好的拍摄效果，能够充分满足用户需求。根据本发明实施例的电子设备例如手机等的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。当前第1页12当前第1页12