一种光学组件、光学投影模组、感测装置及设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于光学和电子技术领域，提供了一种光学组件，其用于在一被测目标物上投射出预设图案的图案光束进行感测。所述光学组件包括光路偏转部及图案生成部。所述光路偏转部用于将光束的投射方向由第一方向改变为与第一方向不同的第二方向。所述图案生成部用于将原始光束形成能够投射出预设图案的图案光束。本实用新型专利技术还提供一种包括该光学组件的光学投影模组、感测装置及设备。

【技术实现步骤摘要】
一种光学组件、光学投影模组、感测装置及设备
本技术属于光学
，尤其涉及一种光学组件、光学投影模组、感测装置及设备。
技术介绍
现有的三维(ThreeDimensional,3D)人脸识别模组因在内部需要确保足够的光程通常会做得比较厚，不符合当前电子设备薄型化的设计趋势。而如果为了满足薄型化设计而压缩3D人脸识别模组的内部光程的话又会影响其识别效果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种新型的光学组件、光学投影模组、感测装置及设备，可以在保持足够光程的前提下满足薄型化设计需求。本技术实施方式提供一种光学组件，其应用在一光学投影模组中，用于在一被测目标物上投射出预设图案的图案光束，所述光学组件包括光路偏转部及图案生成部，所述光路偏转部用于将来自一光源的光束偏转特定角度后投射出去，以减少整个光学投影模组沿最终投射方向上的厚度，所述图案生成部用于调制光束以形成能够投射出预设图案的图案光束。在某些实施方式中，所述特定角度为90度。在某些实施方式中，所述光路偏转部包括反射面，通过所述反射面的反射作用将投射的光束偏转所述特定角度。在某些实施方式中，所述反射面通过对光束实现全反射来达到将光束偏转所述预定角度，或，所述反射面设置有反射膜层，通过反射膜层的反射作用将投射的光束偏转所述预定角度。在某些实施方式中，所述光路偏转部进一步包括入光侧表面和出光侧表面，来自光源的光束从所述入光侧表面进入所述光路偏转部，并沿第一方向进行传输，当光束传输到所述反射面发生反射，反射后的光束沿第二方向传输。在某些实施方式中，所述光路偏转部包括梯形棱柱体或三棱柱。在某些实施方式中，光束在光路偏转部中沿第一方向传输的路径长于沿第二方向传输的路径。在某些实施方式中，所述图案生成部对应所述光路偏转部的入光侧设置，或，所述图案生成部对应所述光路偏转部的出光侧设置。在某些实施方式中，所述图案生成部包括衍射光学元件、微透镜阵列及光栅中的任意一种或几种的组合。在某些实施方式中，所述图案生成部与所述光路偏转部为一体结构，或，所述图案生成部与所述光路偏转部为分立结构。在某些实施方式中，所述图案生成部通过对应设置的光学微结构对入射光束的光场进行重新排布来形成能够投射出预设图案的图案光束，所述图案生成部为形成有所述光学微结构的独立光学元件，设置在所述光学偏转部偏转光束后的出光侧；或所述图案生成部为直接形成在所述光学偏转部偏转光束后的出光侧表面上的所述光学微结构；或所述图案生成部通过对应设置的光学微结构对入射光束的光场进行重新排布来形成能够投射出预设图案的图案光束，所述图案生成部为形成有所述光学微结构的独立光学元件，设置在所述光学偏转部的入光侧并位于所述光束调整部与光路偏转部之间；或所述图案生成部为直接形成在所述光学偏转部的反射面上的所述光学微结构，入射至反射面上的光束在被反射的同时在所述光学微结构的作用下重新排布光场形成能够投射出预设图案的图案光束射出。在某些实施方式中，所述反射面为反射曲面。在某些实施方式中，所述光学组件进一步包括光束调整部，用于对光束进行准直或/和扩束。在某些实施方式中，所述光路偏转部包括反射棱镜，所述反射棱镜包括沿投射光路依次设置的入光侧表面、反射面及出光侧表面，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束作用的光学结构，所述光学结构直接形成在所述反射棱镜的入光侧表面和/或出光侧表面上；或所述光路偏转部包括反射棱镜，所述反射棱镜包括沿投射光路依次设置的入光侧表面、反射面及出光侧表面，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束作用的光学结构贴片，所述光学结构贴片粘接在反射棱镜的入光侧表面和/或出光侧表面上；或所述光路偏转部包括反射棱镜，所述反射棱镜包括沿投射光路依次设置的入光侧表面、反射面及出光侧表面，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束作用的独立透镜，所述透镜对应反射棱镜的入光侧表面和/或出光侧表面设置，所述透镜可沿投射光路移动；或所述光路偏转部包括反射镜，所述反射镜的反射面改变投射光路的方向来实现光路偏转，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束作用的独立透镜，对应反射镜的入光侧和/或出光侧设置；或所述光路偏转部包括反射棱镜，所述反射棱镜包括沿投射光路依次设置的入光侧表面、反射面及出光侧表面，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束作用的独立透镜，所述透镜对应反射棱镜的入光侧表面设置，所述透镜可沿投射光路移动。本技术实施方式提供一种光学投影模组，用于投射具有预设图案的图案光束至被测目标物上进行感测，其包括光源及上述任意一实施方式的光学组件。在某些实施方式中，所述光源为单孔宽面型垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL)。所述单孔宽面型VCSEL为发光强度均匀的面光源。所述图案生成部将所述光源发出的均匀光场进行重新排布形成能够投射不规则图案的图案光束。或者，所述光源为阵列式VCSEL，包括形成在同一个半导体基底上不规则分布的多个VCSEL发光单元，可投射出不规则分布的光斑图案。所述图案生成部复制出多个所述不规则分布的光斑图案并在预设的扩展角度范围内展开而形成投射在被测目标物上不规则分布的光斑图案。或者，所述光源为阵列式VCSEL，包括形成在同一个半导体基底上按照相同间隔均匀排布的多个VCSEL发光单元，可投射出均匀分布的光斑图案。所述图案生成部将所述光源发出的均匀光场进行重新排布形成能够投射不规则图案的图案光束。或者，所述光源为阵列式VCSEL，包括形成在同一个半导体基底上按照相同间隔均匀排布的多个VCSEL发光单元，可投射出均匀分布的光斑图案。所述图案生成部还可以将沿预设方向排列的发光单元的光场相互融合以形成规则排布的条纹图案。或者，所述光源包括发出第一光束的第一发射部及发出第二光束的第二发射部。所述第一光束用于形成光强均匀分布的泛光光束。所述第二光束用于形成在被测目标物上投射出预设图案的图案光束。所述第一发射部及第二发射部形成在同一个半导体基底上并通过不同的控制信号分别独立工作。本技术实施方式提供一种感测装置，用于感测被测目标物的三维信息。所述感测装置包括上述任意一实施方式的光学投影模组及感测模组。所述感测模组用于感测所述光学模组在被测目标物上投射的预设图案并通过分析所述预设图案的图像获取被测标的物的三维信息。一种设备，包括上述任意一实施方式的感测装置，所述设备根据所述感测装置所感测到的被测目标物的三维信息来执行相应功能。本技术实施方式所提供的光学组件、光学投影模组、感测装置及设备通过将投影光路进行部分偏转以减少整体模组沿投影方向的厚度，有利于使用该模组的各种设备的薄型化设计。本技术实施方式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，或通过本技术实施方式的实践了解到。附图说明图1是本技术第一实施方式提供的光学组件的结构示意图。图2是本技术第二实施方式提供的光学组件的结构示意图。图3是本技术第三实施方式提供的光学组件的结构示意图。图4是本技术第四实施方式提供的光学组件的结构示意图。图5是本技术第五实施方式提供的光学组件的结构示意图。图6是本技术第六实施方式提供的光学组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学组件，其特征在于：应用在一光学投影模组中，用于在一被测目标物上投射出预设图案的图案光束，所述光学组件包括光路偏转部及图案生成部，所述光路偏转部用于将来自一光源的光束偏转特定角度后投射出去，以减少整个光学投影模组沿光束最终投射方向上的厚度，所述图案生成部用于调制光束以形成能够投射出预设图案的图案光束。

【技术特征摘要】
1.一种光学组件，其特征在于：应用在一光学投影模组中，用于在一被测目标物上投射出预设图案的图案光束，所述光学组件包括光路偏转部及图案生成部，所述光路偏转部用于将来自一光源的光束偏转特定角度后投射出去，以减少整个光学投影模组沿光束最终投射方向上的厚度，所述图案生成部用于调制光束以形成能够投射出预设图案的图案光束。2.如权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述特定角度为90度。3.如权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光路偏转部包括反射面，通过所述反射面的反射作用将投射的光束偏转所述特定角度。4.如权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述反射面通过对光束实现全反射来达到将光束偏转所述特定角度，或，所述反射面设置有反射膜层，通过反射膜层的反射作用将投射的光束偏转所述特定角度。5.如权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述光路偏转部进一步包括入光侧表面和出光侧表面，来自光源的光束从所述入光侧表面进入所述光路偏转部，并沿第一方向进行传输，当光束传输到所述反射面发生反射，反射后的光束沿第二方向传输并从出光侧表面投射出去，以减少整个光学投影模组在第二方向上的厚度。6.如权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述光路偏转部包括梯形棱柱体或三棱柱。7.如权利要求5所述的光学组件，其特征在于，光束在光路偏转部中沿第一方向传输的路径长于沿第二方向传输的路径。8.如权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述图案生成部对应所述光路偏转部的入光侧设置，或，所述图案生成部对应所述光路偏转部的出光侧设置。9.如权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述图案生成部包括衍射光学元件、微透镜阵列及光栅中的任意一种或几种的组合。10.如权利要求8所述的光学组件，其特征在于，所述图案生成部与所述光路偏转部为一体结构，或，所述图案生成部与所述光路偏转部为分立结构。11.如权利要求1-10中任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述图案生成部通过对应设置的光学微结构对入射光束的光场进行重新排布来形成能够投射出预设图案的图案光束，所述图案生成部为形成有所述光学微结构的独立光学元件，设置在所述光学偏转部偏转光束后的出光侧；或所述图案生成部为直接形成在所述光学偏转部偏转光束后的出光侧表面上的所述光学微结构；或所述图案生成部通过对应设置的光学微结构对入射光束的光场进行重新排布来形成能够投射出预设图案的图案光束，所述图案生成部为形成有所述光学微结构的独立光学元件，设置在所述光学偏转部的入光侧并位于所述光束调整部与光路偏转部之间；或所述图案生成部为直接形成在所述光学偏转部的反射面上的所述光学微结构，入射至反射面上的光束在被反射的同时在所述光学微结构的作用下重新排布光场形成能够投射出预设图案的图案光束射出。12.如权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述反射面为反射曲面。13.如权利要求1-10中任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件进一步包括光束调整部，用于对光束进行准直或/和扩束。14.如权利要求13所述的光学组件，其特征在于，所述光路偏转部包括反射棱镜，所述反射棱镜包括沿投射光路依次设置的入光侧表面、反射面及出光侧表面，所述光束调整部包括具有光学准直和/或扩束...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小明，
申请(专利权)人：深圳阜时科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44