结构光投射装置及3D摄像头制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种结构光投射装置及3D摄像头，包括结构光投射器和透镜；透镜设置在结构光投射器的出光口；结构光投射器，用于向透镜投射结构光；透镜，用于将结构光聚焦至设定距离，透镜包括基板、弹性镜体、挠性盖体以及驱动器；弹性镜体设置在基板的一侧面上，挠性盖体盖设在弹性镜体上，驱动器设置在挠性盖体上，能够驱动挠性盖体、弹性镜体变形以进行透镜的焦距调节以使结构光聚焦至设定距离。本实用新型专利技术中由于透镜包括弹性镜体和挠性盖体，从而能够通过驱动挠性盖体、弹性镜体变形以进行透镜的焦距调节，从而使得结构光投射器将投射的结构光聚焦至设定距离，提高了本实用新型专利技术的应用范围，实现对不同距离物体的结构光的准确投射。

Structured light projector and 3D camera

【技术实现步骤摘要】
结构光投射装置及3D摄像头
本技术涉及光学
，具体地，涉及一种结构光投射装置及3D摄像头。
技术介绍
结构光技术是由一组由结构光投射器和摄像头组成的系统结构实现，其是用结构光投射器投射待定的光信息至物体表面及背面后，由摄像头采集，根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间，其是实现3D摄像头的一种方案。基于3D摄像头而言，其实现方式主要包括三种，其一，结构光；其二，飞行时间(TimeofFlight，简称ToF)；其三，双目摄像头。在消费电子领域，比较主流的是结构光方案和ToF方案，二者都需要主动的红外光投影，结构光方案需要投影红外散斑，ToF方案需要投影红外光强连续分布的光输出，即泛光。同时，二者都需要红外接收模组，即接收红外的CMOS摄像头。现有技术中，结构光投射器一般包括：激光发射器，用于发射激光；准直元件，用于准直所述激光发射器发射的激光，衍射元件用于衍射经所述准直元件准直后的激光以形成激光图案。但是结构光投射器在无法对所述激光图案聚焦位置进行调整，从而无法实现装载有该结构光投射器对不同距离处的深度信息进行准确采集。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种结构光投射装置及3D摄像头。根据本技术提供的结构光投射装置，包括结构光投射器和透镜；所述透镜设置在所述结构光投射器的出光口；所述结构光投射器，用于向所述透镜投射结构光；所述透镜，用于将所述结构光聚焦至设定距离，所述透镜包括基板、弹性镜体、挠性盖体以及驱动器；所述弹性镜体设置在所述基板的一侧面上，所述挠性盖体盖设在所述弹性镜体上，所述驱动器设置在所述挠性盖体上，能够驱动所述挠性盖体、所述弹性镜体变形以进行所述透镜的焦距调节以使所述结构光聚焦至设定距离。优选地，所述驱动器采用如下任一种驱动器：-压电陶瓷致动器；-电磁驱动器；-机械驱动器；-MEMS驱动器。优选地，所述压电陶瓷致动器包括压电元件；所述压电元件环绕在所述挠性盖体的部分区域，当所述压电元件收缩时，挤压所述挠性盖体、所述弹性镜体的部分区域形成凸起表面；当所述压电元件扩张时，拉伸所述挠性盖体、所述弹性镜体的部分区域形成凹表面。优选地，所述电磁驱动器包括磁铁元件和线圈；所述磁铁元件环绕在所述挠性盖体的部分区域；所述线圈设置在所述基板的另一端侧面上；当所述线圈通电时，所述线圈驱动所述磁铁元件向靠近所述线圈的方向运动，所述磁铁元件对所述挠性盖体的外缘施加压力，以使所述挠性盖体形成凸起表面；或，当所述线圈反向通电时，所述线圈驱动所述磁铁元件向远离所述线圈的方向运动，所述磁铁元件对所述挠性盖体的外缘施加拉力，以使所述挠性盖体形成内凹表面。优选地，所述结构光投射器还包括：所述结构光投射器还包括：激光发射器、光学扩束器件、衍射光栅和光学准直器件；所述激光发射器，用于发射出激光；所述光学扩束器件，用于对所述激光发射器发出的激光进行扩束处理；所述光学准直器件，用于对所述光学扩束器件处理后的激光进行准直处理；所述衍射光栅，用于对所述准直处理后的激光进行衍射形成所述结构光。优选地，所述机械驱动器包括驱动电机、螺杆和驱动元件；所述驱动元件环绕在所述挠性盖体的部分区域，所述驱动元件的两侧端与所述螺杆螺纹连接；所述驱动电机能够驱动所述螺杆转动；当所述驱动电机驱动所述螺杆沿一方向转动时，所述驱动元件向靠近所述基板的方向运动，所述驱动元件对所述挠性盖体的外缘施加压力以使所述挠性盖体形成凸起表面；或，当所述驱动电机驱动所述螺杆沿另一方向转动时，所述驱动元件向远离所述基板的方向运动时，所述驱动元件对所述挠性盖体的外缘施加拉力以使所述挠性盖体形成内凹表面。优选地，所述MEMS驱动器包括第一电极和第二电极；所述第一电极形成于所述挠性盖体上且环绕在所述挠性盖体的部分区域；所述第二电极形成于所述基板上；当在所述第一电极和所述第二电极之间形成电场时，所述第一电极向靠近所述基板的方向运动，所述第一电极对所述挠性盖体的外缘施加压力以使所述挠性盖体形成凸起表面，或，所述第一电极向远离所述基板的方向运动时，所述第一电极对所述挠性盖体的外缘施加拉力以使所述挠性盖体形成内凹表面。优选地，所述弹性镜体采用如下任一种材料制成：-硅胶；-透明聚合物；-透明橡胶。优选地，所述挠性盖体采用任一种材料制成：-玻璃；-塑料；-树脂；-蓝宝石。本技术提供的3D摄像头，包括所述的结构光投射装置。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术中由于所述透镜包括弹性镜体和挠性盖体，从而能够通过驱动所述挠性盖体、所述弹性镜体变形以进行所述透镜的焦距调节，从而使得所述结构光投射器将投射的所述结构光聚焦至设定距离，提高了本技术的应用范围，实现对不同距离物体的结构光的准确投射；本技术还可以通过透镜的焦距调整，使所述结构光投射器的输出光进行失焦，也就是说，每个结构光中的每点的大小都变大，当点的密度足够高时，所有点在矢焦失焦后就会连成一片，进而变成光强连续分布的光输出，就可以实现结构光和光强连续分布的光输出之间的来回切换，即同时实现了结构光投射和红外泛光照明器的功能，节省了一个独立红外泛光照明器的空间和成本。附图说明为了更清楚地说明本技术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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术实施例中结构光投射装置的结构示意图；图2为本技术实施例中结构光投射装置的一种使用状态示意图；图3为本技术实施例中结构光投射装置的另一种使用状态示意图；图4为本技术实施例中具有电磁驱动器的透镜的结构示意图；图5为本技术变形例中线圈的结构示意图；图6为本技术实施例中具有机械驱动器的透镜的结构示意图；图7为本技术实施例中具有MEMS驱动器的透镜的一种结构示意图；图8为本技术实施例中具有MEMS驱动器的透镜的另一种结构示意图；以及图9为本技术实施例中结构光投射器的结构示意图。图中：1为结构光投射器；2为透镜；3为弹性镜体；4为挠性盖体；5为驱动器；101为激光发射器；102为光学扩束器件；103为光学准直器件；104为衍射光栅；501为磁铁元件；502为线圈；5021为子线圈；503为驱动元件；504为驱动电机；505为螺杆；506为第一电极；507本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光投射装置，其特征在于，包括结构光投射器和透镜；所述透镜设置在所述结构光投射器的出光口；/n所述结构光投射器，用于向所述透镜投射结构光；/n所述透镜，用于将所述结构光聚焦至设定距离，所述透镜包括基板、弹性镜体、挠性盖体以及驱动器；/n所述弹性镜体设置在所述基板的一侧面上，所述挠性盖体盖设在所述弹性镜体上，所述驱动器设置在所述挠性盖体上，能够驱动所述挠性盖体、所述弹性镜体变形以进行所述透镜的焦距调节以使所述结构光聚焦至设定距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构光投射装置，其特征在于，包括结构光投射器和透镜；所述透镜设置在所述结构光投射器的出光口；
所述结构光投射器，用于向所述透镜投射结构光；
所述透镜，用于将所述结构光聚焦至设定距离，所述透镜包括基板、弹性镜体、挠性盖体以及驱动器；
所述弹性镜体设置在所述基板的一侧面上，所述挠性盖体盖设在所述弹性镜体上，所述驱动器设置在所述挠性盖体上，能够驱动所述挠性盖体、所述弹性镜体变形以进行所述透镜的焦距调节以使所述结构光聚焦至设定距离。


2.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述驱动器采用如下任一种驱动器：
-压电陶瓷致动器；
-电磁驱动器；
-机械驱动器；
-MEMS驱动器。


3.根据权利要求2所述的结构光投射装置，其特征在于，所述压电陶瓷致动器包括压电元件；
所述压电元件环绕在所述挠性盖体的部分区域，当所述压电元件收缩时，挤压所述挠性盖体、所述弹性镜体的部分区域形成凸起表面；
当所述压电元件扩张时，拉伸所述挠性盖体、所述弹性镜体的部分区域形成凹表面。


4.根据权利要求2所述的结构光投射装置，其特征在于，所述电磁驱动器包括磁铁元件和线圈；所述磁铁元件环绕在所述挠性盖体的部分区域；所述线圈设置在所述基板的另一端侧面上；
当所述线圈通电时，所述线圈驱动所述磁铁元件向靠近所述线圈的方向运动，所述磁铁元件对所述挠性盖体的外缘施加压力，以使所述挠性盖体形成凸起表面；
或，当所述线圈反向通电时，所述线圈驱动所述磁铁元件向远离所述线圈的方向运动，所述磁铁元件对所述挠性盖体的外缘施加拉力，以使所述挠性盖体形成内凹表面。


5.根据权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述结构光投射器还包括：激光发射器、光学扩束器件、衍射光栅和光学准直器件；
所述激光发射器，用于发射出激光；
所述光学扩束器件，用于对所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力，吕方璐，汪博，
申请(专利权)人：深圳市光鉴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44