CN108388064A - 激光投射模组及其破裂的检测方法、深度相机和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光投射模组及其破裂的检测方法、深度相机和电子装置。激光投射模组包括激光发射器、准直元件、衍射光学元件和处理器。准直元件和/或衍射光学元件掺杂有导电粒子，导电粒子形成导电通路，导电通路用于通电后输出电信号。处理器用于获取电信号、判断电信号是否处于预设范围内、以及在电信号不处于预设范围内时确定准直元件和/或衍射光学元件破裂。本发明实施方式的激光投射模组通过在准直元件和/或衍射光学元件中掺杂导电粒子形成导电通路，再根据导电通路输出的电信号判断准直元件和/或衍射光学元件是否破裂。如此，可在检测到破裂时不开启或者及时关闭激光投射模组投射的激光，以避免对用户的眼睛产生危害。
Description
技术领域
本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种激光投射模组、激光投射模组破裂的检测方法、深度相机和电子装置。
背景技术
现有的一些激光发射器(例如垂直腔体激光发射器VCSEL等)会发射出聚焦信号较强的激光，这些激光经过准直元件、衍射光学元件后能量会衰减，以便满足信号强度低于对人体的伤害门限。这些激光发射器通常由玻璃或其他容易破碎的部件组成，一旦遇到摔落等情况，镜头破裂，则激光将直接发射出来，照射使用者的身体或眼睛，造成严重的安全问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种激光投射模组、激光投射模组破裂的检测方法、深度相机和电子装置。
本发明提供了一种激光投射模组，其特征在于，所述激光投射模组包括激光发生器、准直元件、衍射光学元件和处理器。所述激光发生器用于发射激光；所述准直元件用于准直所述激光；所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案；所述准直元件和/或所述衍射光学元件包括导电粒子，所述导电粒子掺杂在所述准直元件和/或所述衍射光学元件中，所述导电粒子形成导电通路，所述导电通路用于通电后输出电信号；所述处理器与所述导电通路连接，所述处理器用于获取所述导电通路通电后输出的电信号、判断所述电信号是否处于预设范围内、以及在所述电信号不处于所述预设范围内时确定所述准直元件和/或所述衍射光学元件破裂。
本发明提供了一种激光投射模组破裂的检测方法，所述激光投射模组包括激光发射器、准直元件和衍射光学元件，所述激光发射器用于发射激光，所述准直元件用于准直所述激光，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案；所述准直元件和/或所述衍射光学元件包括导电粒子，所述导电粒子掺杂在所述准直元件和/或所述衍射光学元件中，所述导电粒子形成导电通路，所述导电通路用于通电后输出电信号；所述检测方法包括：
获取所述导电通路通电后输出的电信号；
判断所述电信号是否处于预设范围内；
在所述电信号不处于所述预设范围内时确定所述准直元件和/或所述衍射光学元件破裂。
本发明提供了一种深度相机。所述深度相机包括上述的激光投射模组、图像采集器和处理器。所述图像采集器用于采集由所述激光投射模组向目标空间中投射的激光图案。所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。
本发明提供了一种电子装置。所述电子装置包括壳体和上述的深度相机。所述深度相机设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。
本发明实施方式的激光投射模组、激光投射模组破裂的检测方法、深度相机和电子装置通过在准直元件中掺杂导电粒子形成导电通路、和/或在衍射光学元件中掺杂导电粒子形成导电通路，再根据导电通路输出的电信号判断准直元件和/或衍射光学元件是否破裂。如此，可检测出激光投射模组是否完好，并在检测到激光投射模组破裂时，可选择不开启激光投射模组、或者及时关闭激光投射模组投射的激光、或者减小激光投射模组的发光功率，以避免激光投射模组破裂后，激光投射模组投射出的激光的能量过高，对用户的眼睛产生危害的问题，提升用户使用的安全性。
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
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明某些实施方式的激光投射模组破裂的检测方法的流程示意图。
图2是本发明某些实施方式的激光投射模组的结构示意图。
图3是本发明某些实施方式的衍射光学元件的剖面图。
图4至图7是本发明某些实施方式的衍射光学元件的导电通路的线路示意图。
图8是本发明某些实施方式的衍射光学元件的剖面图。
图9至图12是本发明某些实施方式的衍射光学元件的导电通路的线路示意图。
图13是本发明某些实施方式的衍射光学元件的剖面图。
图14是本发明某些实施方式的衍射光学元件的导电通路的线路示意图。
图15是本发明某些实施方式的衍射光学元件的剖面图。
图16是本发明某些实施方式的准直元件的剖面图。
图17至图20是本发明某些实施方式的准直元件的导电通路的线路示意图。
图21是本发明某些实施方式的准直元件的剖面图。
图22至图25是本发明某些实施方式的准直元件的导电通路的线路示意图。
图26是本发明某些实施方式的准直元件的剖面图。
图27是本发明某些实施方式的准直元件的导电通路的线路示意图。
图28是本发明某些实施方式的准直元件的剖面图。
图29是本发明某些实施方式的激光投射模组破裂的检测方法的流程示意图。
图30是本发明某些实施方式的激光投射模组的结构示意图。
图31至图33是本发明某些实施方式的激光投射模组的部分结构示意图。
图34是本发明某些实施方式的深度相机的结构示意图。
图35是本发明某些实施方式的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请一并参阅图1和图2，本发明提供一种激光投射模组100破裂的检测方法。激光投射模组100包括激光发射器10、准直元件20、衍射光学元件30和处理器40。激光发射器10用于发射激光。准直元件20用于准直激光发射器10发射的激光。衍射光学元件30用于衍射准直元件20准直后的激光以形成激光图案。准直元件20包括准直入射面201和准直出射面202。衍射光学元件30包括衍射入射面301和衍射出射面302。准直元件20和/或衍射光学元件30包括导电粒子21/31(图3和图16所示)，导电粒子21/31掺杂在准直元件20和/或衍射光学元件30中。具体地，可以是仅准直元件20中掺杂有导电粒子21；或者，仅衍射光学元件30中掺杂有导电粒子31；或者，准直元件20中掺杂有导电粒子21，同时衍射光学元件30中也形成有导电粒子31。导电粒子21/31形成导电通路22/32(图3和图16所示)，具体地，准直元件20中的导电粒子21形成准直元件的导电通路22，衍射光学元件30中的导电粒子31形成衍射光学元件30中的导电通路32。导电通路22/32用于通电后输出电信号。
激光投射模组100破裂的检测方法包括：
02：获取导电通路通22/32电后输出的电信号；
04：判断电信号是否处于预设范围内；和
06：在电信号不处于预设范围内时确定准直元件20和/或衍射光学元件30破裂。
本发明还提供一种激光投射模组100。步骤02、步骤04和步骤06均可以由激光投射模组100中的处理器40执行。也即是说，处理器40可用于获取导电通路22/32通电后输出的电信号、判断电信号是否处于预设范围内、以及在电信号不处于预设范围内时确定准直元件20和/或衍射光学元件30破裂。
具体地，准直元件20中掺杂了导电粒子21，导电粒子21形成导电通路22。当准直元件20处于完好状态时，相邻的导电粒子21之间是接合的，此时整个导电通路22的电阻较小，在此状态下给导电通路22通电，即施加一定大小的电压，则此时处理器40获取到的导电通路22输出的电流较大。而当准直元件20破裂时，掺杂在准直元件20中的导电粒子21之间的接合点断开，此时整个导电通路22的电阻阻值接近无穷大，在此状态下给导电通路22通电，处理器40获取到的导电通路22输出的电流较小。因此，第一种方式：可以根据准直元件20中导电通路22通电后输出的电信号(即电流)与准直元件20未破裂状态下检测到的电信号之间的差异大小来判断准直元件20是否破裂；第二种方式：可根据准直元件20中导电通路22通电后输出的电信号直接判断准直元件20是否破裂，具体地，若导电通路22输出的电信号在不预设范围内时就确定准直元件20破裂，若导电通路22输出的电信号在预设范围内时就确定准直元件20未破裂。
同样地，衍射光学元件30中也掺杂了导电粒子31，导电粒子31形成导电通路32。当衍射光学元件30处于完好状态时，相邻的导电粒子31之间是接合的，此时整个导电通路32的电阻较小，在此状态下给导电通路32通电，即施加一定大小的电压，则此时处理器40获取到的导电通路32输出的电流较大。而当衍射光学元件30破裂时，掺杂在衍射光学元件30中的导电粒子31之间的接合点断开，此时整个导电通路32的电阻阻值接近无穷大，在此状态下给导电通路32通电，处理器40获取到的导电通路32输出的电流较小。因此，第一种方式：可以根据衍射光学元件30中导电通路32通电后输出的电信号(即电流)与衍射光学元件30未破裂状态下检测到的电信号之间的差异大小来衍射光学元件30是否破裂；第二种方式：可根据衍射光学元件30中导电通路32通电后输出的电信号直接判断衍射光学元件30是否破裂，具体地，若导电通路32输出的电信号不在预设范围内时就确定衍射光学元件30破裂，若导电通路32输出的电信号在预设范围内时则确定衍射光学元件30未破裂。
当准直元件20中掺杂了导电粒子21，同时衍射光学元件30中也掺杂了导电粒子31时，处理器40能够获取到准直元件20中导电通路22输出的电信号和衍射光学元件30中导电通路32输出的电信号，因此处理器40可根据准直元件20中导电通路22输出的电信号来判断准直元件20是否破裂，根据衍射光学元件30中导电通路32输出的电信号来判断衍射光学元件30是否破裂，由此，处理器40能够分辨出是准直元件20破裂、或者是衍射光学元件30破裂、或者是准直元件20与衍射光学元件30均破裂。
本发明实施方式的激光投射模组100和激光投射模组100破裂的检测方法通过在准直元件20中掺杂导电粒子21形成导电通路22、和/或在衍射光学元件30中掺杂导电粒子31形成导电通路32，再根据导电通路22/32输出的电信号判断准直元件20和/或衍射光学元件30是否破裂。如此，可检测出激光投射模组100是否完好，并在检测到激光投射模组100破裂时，可选择不开启激光投射模组100、或者及时关闭激光投射模组100投射的激光、或者减小激光投射模组100的发光功率，以避免激光投射模组100破裂后，激光投射模组100投射出的激光的能量过高，对用户的眼睛产生危害的问题，提升用户使用的安全性。
请一并参阅图3至图7，在某些实施方式中，衍射光学元件30中掺杂了多个导电粒子31(下文将掺杂在衍射光学元件30中的导电粒子31称为衍射导电粒子31)，多个衍射导电粒子31形成一条导电通路32(下文将导电通路32称为衍射导电通路32)。衍射导电通路32包括衍射输入端321和衍射输出端322。衍射输入端321及衍射输出端322与处理器40连接并形成导电回路。其中，衍射导电通路32的排布方式有多种：例如，衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的长度方向(若衍射光学元件30为圆形，此处的长度方向则为衍射光学元件30的第一径向，衍射光学元件30的“长度方向”的解释下同，如图4所示)；或者衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的宽度方向(若衍射光学元件30为圆形，此处的宽度方向则为垂直于衍射光学元件30的第一径向的第二径向，衍射光学元件30的“宽度方向”的解释下同，如图5所示)；或者，衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的对角线方向(如图6和图7所示)。无论衍射导电通路32的排布方式是上述的哪种方式，导衍射电通路32都能跨越整个衍射光学元件30，可以较为准确地检测衍射光学元件30是否破裂。
请一并参阅图8至图12，在某些实施方式中，衍射光学元件30中掺杂了多个导电粒子31(下文将掺杂在衍射光学元件30中的导电粒子31称为衍射导电粒子31)，多个衍射导电粒子31形成多条导电通路32(下文将导电通路32称为衍射导电通路32)，多条衍射导电通路32互不相交也互相绝缘。每条衍射导电通路32包括衍射输入端321和衍射输出端322。每个衍射输入端321及每个衍射输出端322与处理器40连接以形成一条导电回路。由此，多条衍射导电通路32的衍射输入端321及衍射输出端322分别与处理器40连接以形成多条导电回路。其中，多条衍射导电通路32的排布方式有多种：例如，每条衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的长度方向(如图9所示)，多条衍射导电通路32沿衍射光学元件30的长度方向平行间隔设置，由于衍射光学元件30具有一定的厚度，因此，多条衍射导电通路32在沿衍射光学元件30的长度方向平行间隔设置后，还可以沿衍射光学元件30的厚度方向呈层叠间隔设置(如图8所示)；或者，每条衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的宽度方向(如图10所示)，多条衍射导电通路32沿衍射光学元件30的宽度方向平行间隔设置，由于衍射光学元件30具有一定的厚度，因此，多条衍射导电通路32在沿衍射光学元件30的宽度方向平行间隔设置后还可以沿衍射光学元件30的厚度方向呈层叠间隔设置；或者，每条衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的衍射入射面301的对角线方向(如图11和图12所示)，多条衍射导电通路32沿衍射光学元件30的衍射入射面301的对角线方向平行间隔设置，由于衍射光学元件30具有一定的厚度，因此，多条衍射导电通路32在沿衍射光学元件30的衍射入射面301的对角线方向平行间隔设置后，还可沿衍射光学元件30的厚度方向呈层叠间隔设置；或者，每条衍射导电通路32的延伸方向为衍射光学元件30的衍射入射面301与衍射出射面302的对角线方向(图未示)，多条衍射导电通路32沿衍射光学元件30的衍射入射面301与衍射出射面302的对角线方向平行间隔设置；或者，每条衍射导电通路32沿衍射光学元件30的厚度方向平行间隔设置(图未示)，由于衍射光学元件30具有一定的宽度，因此，多条衍射导电通路32在沿衍射光学元件30的厚度方向平行间隔设置后，还可沿衍射光学元件30的宽度方向呈层叠间隔设置。无论衍射导电通路32的排布方式是上述的哪种方式，相较于设置单条衍射导电通路32而言，多条衍射导电通路32能够占据衍射光学元件30较多的体积，相应地可以输出更多的电信号。由于仅设置单条衍射导电通路32时，有可能存在衍射光学元件30破裂的位置与单条衍射导电通路32的位置相隔甚远，而对单条衍射导电通路32的影响不大，该单条衍射导电通路32输出的电信号仍在预设范围内的情况，检测准确度不高。而本实施方式中，多条衍射导电通路32占据衍射光学元件30较多的体积，相应地可以输出更多的电信号，处理器40可根据较多的电信号更为精确地判断衍射光学元件30是否破裂，提升衍射光学元件30破裂检测的准确性。
请一并参阅图13和图14，在某些实施方式中，衍射光学元件30中掺杂了多个导电粒子31(下文将掺杂在衍射光学元件30中的导电粒子称为衍射导电粒子31)，多个衍射导电粒子31形成多条导电通路32(下文将导电通路32称为衍射导电通路32)，多条衍射导电通路32包括多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324。多条第一衍射导电通路332平行间隔设置，多条第二衍射导电通路324平行间隔设置。多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324在空间上纵横交错，每条第一衍射导电通路323包括第一衍射输入端3231和第一衍射输出端3232，每条第二衍射导电通路324包括第二衍射输入端3241和第二衍射输出端3242。每个第一衍射输入端3231及每个第一衍射输出端3232与处理器40连接以形成一条导电回路，每个第二衍射输入端3241及每个第二衍射输出端3242与处理器40连接以形成一条导电回路。由此，多条第一衍射导电通路323的两端与处理器40均分别连接以形成多条导电回路，多条第二衍射导电通路324的两端均与处理器40分别连接以形成多条导电回路。其中，多条第一衍射导电通路323与多条第二衍射导电通路324在空间上纵横交错指的是多条第一衍射导电通路323与多条第二衍射导电通路324在空间上相互垂直交错，即第一衍射导电通路323与第二衍射导电通路324的夹角为90度。此时，多条第一衍射导电通路323的延伸方向为衍射光学元件30的长度方向，且多条第二衍射导电通路324的延伸方向为衍射光学元件30的宽度方向；或者，多条第一衍射导电通路323的延伸方向为衍射光学元件30的厚度方向，且多条第二衍射导电通路324的延伸方向为衍射光学元件30的长度方向。当然，在其他实施方式中，多条第一衍射导电通路323与多条第二衍射导电通路324在空间上纵横交错还可以是多条第一衍射导电通路323与多条第二衍射导电通路324在空间上相互倾斜交错。使用时，处理器40可以同时对多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324通电以得到多个电信号。或者，处理器40可依次对多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324通电以得到多个电信号，随后，处理器40再根据电信号来判断衍射光学元件30是否破裂。请结合图14，当检测到编号为②的第一衍射导电通路323输出的电信号不在预设范围内，且编号为④的第二衍射导电通路324输出的电信号也不在预设范围内时，说明衍射光学元件30在编号为②的第一衍射导电通路323和编号为④的第二衍射导电通路324的交错处破裂，则衍射光学元件30对应的位置也破裂，如此，通过多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324纵横交错排布的方式可以更为精确地检测衍射光学元件30是否破裂以及破裂的具体位置。
此外，请一并参阅图14和图15，由于衍射光学元件30具有一定的宽度和厚度，因此，在多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324在空间上相互交错形成一对相互交错的导电通路对后，还可以在衍射光学元件30的宽度方向或厚度方向形成多对上述相互交错的导电通路对。同样地，使用时，处理器40可以同时对多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324通电以得到多个电信号。或者，处理器40可依次对多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324通电以得到多个电信号，随后，处理器40再根据电信号来判断衍射光学元件30是否破裂以及破裂的具体位置。由于仅设置一对导电通路对时，有可能存在衍射光学元件30破裂的位置与单对的导电通路对的位置相隔甚远，而对单对的导电通路对影响不大，该单对导电通路对中的多条第一衍射导电通路323和多条第二衍射导电通路324输出的电信号仍在预设范围内的情况，检测准确度不高。而本实施方式中，多对的导电通路对可以占据衍射光学元件30更多的体积，相对应地可以输出更多的电信号，处理器40可根据较多的电信号更为精确地判断衍射光学元件30是否破裂及破裂的具体位置，提升衍射光学元件30破裂检测的准确性。
请一并参阅图16至图20，在某些实施方式中，准直元件20中掺杂了多个导电粒子21(下文将掺杂在准直元件20中的导电粒子21称为准直导电粒子21)，多个准直导电粒子21形成一条导电通路22(下文将导电通路22称为准直导电通路22)。准直导电通路22包括准直输入端221和准直输出端222。准直输入端221及准直输出端222与处理器40连接并形成导电回路。其中，准直导电通路22的排布方式有多种：例如，准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的长度方向(如图17所示)；或者准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的宽度方向(如图18所示)；或者，准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的对角线方向(如图19和图20所示)。无论准直导电通路22的排布方式是上述的哪种方式，准直导电通路22都能跨越整个准直元件20，可以较为准确地检测准直元件20是否破裂。
请一并参阅图21至图25，在某些实施方式中，准直元件20中掺杂了多个导电粒子21(将掺杂在准直元件20中的导电粒子21称为准直导电粒子21)，多个准直导电粒子21形成多条导电通路22(下文将导电通路22称为准直导电通路22)，多条准直导电通路22互不相交且相互绝缘。每条准直导电通路22包括准直输入端221和准直输出端222。每个准直输入端221及每个准直输出端222与处理器40连接以形成一条导电回路。由此，多条准直导电通路22的准直输入端221及准直输出端222分别与处理器40连接以形成多条导电回路。其中，多条准直导电通路22的排布方式有多种：例如，每条准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的长度方向(若准直元件20为圆形，此处的长度方向则为准直元件20的第一径向，“准直元件20的长度方向”的解释下同，如图22所示)，多条准直导电通路22沿准直元件20的长度方向平行间隔设置，由于准直元件20具有一定的厚度，因此，多条准直导电通路22在沿准直元件20的长度方向平行间隔设置后，还可以沿准直元件20的厚度方向呈层叠间隔设置(如图21所示)；或者，每条准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的宽度方向(若准直元件20为圆形，此处的宽度方向则为垂直于衍射光学元件30的第一径向的第二径向，准直元件20的“宽度方向”的解释下同，如图23所示)，多条准直导电通路22沿准直元件20的宽度方向平行间隔设置，由于准直元件20具有一定的厚度，因此，多条准直导电通路22在沿准直元件20的宽度方向平行间隔设置后还可以沿准直元件20的厚度方向呈层叠间隔设置；或者，每条准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的准直入射面201的对角线方向(如图24和图25所示)，多条准直导电通路22沿准直元件20的准直入射面201的对角线方向平行间隔设置，由于准直元件20具有一定的厚度，因此，多条准直导电通路22在沿准直元件20的准直入射面201的对角线方向平行间隔设置后，还可沿准直元件20的厚度方向呈层叠间隔设置；或者，每条准直导电通路22的延伸方向为准直元件20的准直入射面201与准直出射面202的对角线方向(图未示)，多条准直导电通路22沿准直元件20的准直入射面201与准直出射面202的对角线方向平行间隔设置；或者，每条准直导电通路22沿准直元件20的厚度方向平行间隔设置(图未示)，由于准直元件20具有一定的宽度，因此，多条准直导电通路22在沿准直元件20的厚度方向平行间隔设置后，还可沿准直元件20的宽度方向呈层叠间隔设置。无论准直导电通路22的排布方式是上述的哪种方式，相较于设置单条准直导电通路22而言，多条准直导电通路22能够占据准直元件20较多的体积，相应地可以输出更多的电信号。由于仅设置单条准直导电通路22时，有可能存在准直元件20破裂的位置与单条准直导电通路22的位置相隔甚远，而对单条准直导电通路22的影响不大，该单条准直导电通路22输出的电信号仍在预设范围内的情况，检测准确度不高。而本实施方式中，多条准直导电通路22占据准直元件20较多的体积，相应地可以输出更多的电信号，处理器40可根据较多的电信号更为精确地判断准直元件20是否破裂，提升准直元件20破裂检测的准确性。
请一并参阅图26和图27，在某些实施方式中，准直元件20中掺杂了多个导电粒子21(下文将掺杂在准直元件20中的导电粒子21称为准直导电粒子21)，多个准直导电粒子21形成多条导电通路22(下文将导电通路22称为准直导电通路22)，多条准直导电通路22包括多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224。多条第一准直导电通路223平行间隔设置，多条第二准直导电通路224平行间隔设置。多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224在空间上纵横交错，每条第一准直导电通路223包括第一准直输入端2231和第一准直输出端2232，每条第二准直导电通路224包括第二准直输入端2241和第二准直输出端2242。每个第一准直输入端2231及每个第一准直输出端2232与处理器40连接以形成一条导电回路，每个第二准直输入端2241及每个第二准直输出端2242与处理器40连接以形成一条导电回路。由此，多条第一准直导电通路223的两端与处理器40均分别连接以形成多条导电回路。多条第二准直导电通路224的两端均与处理器40分别连接以形成多条导电回路。其中，多条第一准直导电通路223与多条第二准直导电通路224在空间上纵横交错指的是多条第一准直导电通路223与多条第二准直导电通路224在空间上相互垂直交错，即第一准直导电通路223与第二准直导电通路224的夹角为90度。此时，多条第一准直导电通路223的延伸方向为准直元件20的长度方向，且多条第二准直导电通路224的延伸方向为准直元件20的宽度方向；或者，多条第一准直导电通路223的延伸方向为准直元件20的厚度方向，且多条第二准直导电通路224的延伸方向为准直元件20的长度方向。当然，在其他实施方式中，多条第一准直导电通路223与多条第二准直导电通路224在空间上纵横交错还可以是多条第一准直导电通路223与多条第二准直导电通路224在空间上相互倾斜交错。使用时，处理器40可以同时对多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224通电以得到多个电信号。或者，处理器40可依次对多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224通电以得到多个电信号，随后，处理器40再根据电信号来判断准直元件20是否破裂。请结合图27，当检测到编号为②的第一准直导电通路223输出的电信号不在预设范围内，且编号为④的第二准直导电通路224输出的电信号也不在预设范围内时，说明准直元件20在编号为②的第一准直导电通路223和编号为④的第二准直导电通路224的交错处破裂，则准直元件20对应的位置也破裂，如此，通过多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224纵横交错排布的方式可以更为精确地检测准直元件20是否破裂以及破裂的具体位置。
此外，请一并参阅图27和图28，由于准直元件20具有一定的宽度和厚度，因此，在多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224在空间上相互交错形成一对相互交错的导电通路对后，还可以在准直元件20的宽度方向或厚度方向形成多对上述相互交错的导电通路对。同样地，使用时，处理器40可以同时对多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224通电以得到多个电信号。或者，处理器40可依次对多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224通电以得到多个电信号，随后，处理器40再根据电信号来判断准直元件20是否破裂以及破裂的具体位置。由于仅设置一对导电通路对时，有可能存在准直元件20破裂的位置与单对的导电通路对的位置相隔甚远，而对单对的导电通路对影响不大，该单对导电通路对中的多条第一准直导电通路223和多条第二准直导电通路224输出的电信号仍在预设范围内的情况，检测准确度不高。而本实施方式中，多对的导电通路对可以占据准直元件20更多的体积，相对应地可以输出更多的电信号，处理器40可根据较多的电信号更为精确地判断准直元件20是否破裂及破裂的具体位置，提升准直元件20破裂检测的准确性，
在某些实施方式中，步骤02获取导电通路22/32通电后输出的电信号的步骤是在激光投射模组100开启前进行的。具体地，每次激光投射模组100开启前，处理器40均会依次或同时对衍射导电通路32和准直导电通路22进行通电，并获取衍射导电通路32和准直导电通路22输出的电信号，再根据电信号判断衍射光学元件30和准直元件20是否破裂。在检测到衍射光学元件30和准直元件20中的任意一者破裂时，均不开启激光投射模组100，从而避免激光投射模组100投射的激光的能量过高，危害用户眼睛的问题。
请参阅图29，在某些实施方式中，本发明实施方式的激光投射模组100破裂的检测方法还包括：
011：检测激光投射模组100的运动速度；和
012：判断运动速度是否大于预定速度，在激光投射模组100的运动速度大于预定速度时，执行获取导电通路22/32通电后输出的电信号的步骤。
请再参阅图2，在某些实施方式中，步骤011和步骤012均可以由处理器40实现。也即是说，处理器40还可用于检测激光投射模组100的运动速度，判断运动速度是否大于预定速度，以及在激光投射模组100的运动速度大于预定速度时，执行获取导电通路22/32通电后输出的电信号的步骤。
其中可以采用速度传感器检测激光投射模组100的运动速度，速度传感器可以装在激光投射模组100中，也可以是与激光投射模组100一起安装在电子装置3000(图35所示)中，速度传感器检测电子装置3000的运动速度，进一步可得到激光投射模组100的运动速度。当激光投射模组100的运动速度较大时，表明此时激光投射模组100可能出现摔落的情况，此时，处理器40依次或同时对衍射导电通路32和准直导电通路22进行通电，并获取衍射导电通路32和准直导电通路22输出的电信号，再根据电信号判断衍射光学元件30和准直元件20是否破裂。在检测到衍射光学元件30和准直元件20中的任意一者破裂时，就确定激光投射模组100破裂。如此，无需在每一次使用激光投射模组100时均进行激光投射模组100破裂的检测，可以减小激光投射模组100的功耗。
请再参阅图2，在某些实施方式中，本发明实施方式的激光投射模组100还包括基板组件60、镜筒50和保护罩70。基板组件60包括基板61及承载在基板上的电路板62。电路板62开设有过孔621，激光发射器10承载在基板61上并收容在过孔621内。镜筒50开设有收容腔54。镜筒50包括镜筒顶壁51及自镜筒顶壁51延伸的环形的镜筒侧壁52。镜筒侧壁51设置在电路板62上，镜筒顶壁51开设有与收容腔54连通的通光孔53，准直元件20收容在收容腔54内。保护罩70设置在镜筒顶壁51上。保护罩70包括开设有出光通孔73的保护罩顶壁71及自保护罩顶壁71延伸的环形的保护罩侧壁72，衍射光学元件30承载在镜筒顶壁51上并收容在保护罩70内。衍射光学元件30的相背两侧分别与保护罩70及镜筒顶壁51接触，保护罩顶壁71包括靠近通光孔53的抵触面74，衍射光学元件30与抵触面74接触。
具体地，衍射光学元件30包括相背的衍射入射面301和衍射出射面302。衍射光学元件30承载在镜筒顶壁51上，衍射出射面302与保护罩顶壁71的靠近通光孔53的表面(抵触面74)抵触，衍射入射面301与镜筒顶壁51抵触。通光孔53与收容腔54对准，出光通孔73与通光孔53对准。镜筒顶壁51、保护罩侧壁72及保护罩顶壁71与衍射光学元件30抵触，从而防止衍射光学元件30沿出光方向从保护罩52内脱落。在某些实施方式中，保护罩52通过胶水80粘贴在镜筒顶壁51上。
请继续参阅图2，在某些实施方式中，准直元件20包括光学部26及环绕光学部26设置的安装部25，准直元件20包括位于准直元件20相背两侧的准直入射面201和准直出射面202，光学部26包括两个位于准直元件20相背两侧的曲面，安装部25与镜筒顶壁51抵触，光学部26的其中一个曲面伸入通光孔53内。
在组装上述的激光投射模组100时，沿着光路从镜筒侧壁52的底端依次向收容腔54内放入准直元件20、及安装好激光发射器10的基板组件60。激光发射器10可以先安装在基板组件60上，然后再将安装有激光发射器10的基板组件60一起与镜筒50结合。逆着光路的方向将衍射光学元件30承载在镜筒顶壁51上，然后将保护罩70安装在镜筒顶壁51上，从而使衍射光学元件30收容在保护罩70内。如此，激光投射模组100安装简单。在其他实施方式中，也可以先将衍射光学元件30倒转设置在保护罩70内，然后再将衍射光学元件30及保护罩70一起安装在镜筒顶壁51上。此时，衍射光学元件30的衍射出射面302与抵触面74抵触，衍射入射面301与顶壁51抵触并与光学部26的准直出射面202相对，光学部26的准直入射面201与激光发射器10相对。如此，激光投射模组100的安装更加简单。
在某些实施方式中，激光发射器10可以是垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser,VCSEL)或者边发射激光器(edge-emitting laser，EEL)。其中，边发射激光器可为分布反馈式激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)。
请结合图30，当激光发射器10为边发射激光器时，激光发射器10整体呈柱状，激光发射器10远离基板组件60的一个端面形成发光面11，激光从发光面11发出，发光面朝向准直元件20。激光发射器10固定在基板组件60上。具体地，请结合图31，激光发射器10可以通过封胶15粘结在基板组件60上，例如激光发射器10的与发光面11相背的一面粘结在基板组件60上。请结合图32，激光发射器10的连接面12也可以粘接在基板组件60上，封胶15包裹住四周的连接面12。此时，封胶15可以为导热胶。以将激光发射器10工作产生的热量传导致基板组件60上。激光投射模组100采用边发射激光器时，一方面边发射激光器较VCSEL阵列的温飘较小，另一方面，由于边发射激光器为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，激光投射模组100的光源的成本较低。
分布反馈式激光器的激光在传播时，经过光栅结构的反馈获得功率的增益，要提高分布反馈式激光器的功率，需要通过增大注入电流和/或增加分布反馈式激光器的长度，由于增大注入式电流会使得分布式反馈激光器的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证分布反馈式激光器能够正常工作，需要增加分布反馈式激光器的长度，导致分布反馈式激光器一般呈细长条结果。当边发射激光器的发光面11朝向准直元件20时，边发射激光器呈竖直放置，由于边发射激光器的细长条结构，边发射激光器容易出现跌落、移位或晃动等意外。
请结合图30和图33，激光发射器10也可以采用如图33所示的固定方式固定在基板组件60上。具体地，激光投射模组100包括多个弹性的支撑件16，支撑件16可以固定在基板组件60上，多个支撑件16共同围成收容空间160，激光发射器10收容在收容空间160内并被多个支撑件16支撑住，在安装时可以将激光发射器10直接安装在多个支撑件16之间。在一个例子中，多个支撑件16共同夹持激光发射器10以进一步防止激光发射器10发生晃动。
在某些实施方式中，基板61也可以省去，激光发射器10可以直接固定在电路板62上以减小激光投射模组100的厚度。
请参阅图34，本发明还提供一种深度相机1000。本发明实施方式的深度相机1000包括上述任意一项实施方式所述的激光投射模组100、图像采集器200和处理器40。其中，图像采集器200用于采集经衍射光学元件30衍射后向目标空间中投射的激光图案。处理器40分别与激光投射模组100及图像采集器200连接。处理器40用于处理激光图案以获取深度图像。此处的处理器40可以为激光投射模组100中的处理器40。
具体地，激光投射模组100通过投射窗口901向目标空间中投射激光图案，图像采集器200通过采集窗口902采集被目标物体调制后的激光图案。图像采集器200可为红外相机，处理器40采用图像匹配算法计算出该激光图案中各像素点与参考图案中的对应各个像素点的偏离值，再根据偏离值进一步获得该激光图案的深度图像。其中，图像匹配算法可为数字图像相关(Digital Image Correlation，DIC)算法。当然，也可以采用其它图像匹配算法代替DIC算法。
本发明实施方式的深度相机1000中的激光投射模组100，通过在准直元件20中掺杂导电粒子21形成导电通22路、和/或在衍射光学元件30中掺杂导电粒子31形成导电通路32，再根据导电通路22/32输出的电信号判断准直元件20和/或衍射光学元件30是否破裂。如此，可检测出激光投射模组100是否完好，并在检测到激光投射模组100破裂时，可选择不开启激光投射模组100、或者及时关闭激光投射模组100投射的激光、或者减小激光投射模组100的发光功率，以避免激光投射模组100破裂后，激光投射模组100投射出的激光的能量过高，对用户的眼睛产生危害的问题，提升用户使用的安全性。
请参阅图35，本发明实施方式的电子装置3000包括壳体2000及上述实施方式的深度相机1000。深度相机1000设置在壳体2000内并从壳体2000暴露以获取深度图像。
本发明实施方式的电子装置3000中的激光投射模组100，通过在准直元件20中掺杂导电粒子21形成导电通22路、和/或在衍射光学元件30中掺杂导电粒子31形成导电通路32，再根据导电通路22/32输出的电信号判断准直元件20和/或衍射光学元件30是否破裂。如此，可检测出激光投射模组100是否完好，并在检测到激光投射模组100破裂时，可选择不开启激光投射模组100、或者及时关闭激光投射模组100投射的激光、或者减小激光投射模组100的发光功率，以避免激光投射模组100破裂后，激光投射模组100投射出的激光的能量过高，对用户的眼睛产生危害的问题，提升用户使用的安全性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种激光投射模组，其特征在于，所述激光投射模组包括：
激光发生器，所述激光发生器用于发射激光；
准直元件，所述准直元件用于准直所述激光；
衍射光学元件，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案；所述准直元件和/或所述衍射光学元件包括导电粒子，所述导电粒子掺杂在所述准直元件和/或所述衍射光学元件中，所述导电粒子形成导电通路，所述导电通路用于通电后输出电信号；和
与所述导电通路连接的处理器，所述处理器用于获取所述导电通路通电后输出的电信号、判断所述电信号是否处于预设范围内、以及在所述电信号不处于所述预设范围内时确定所述准直元件和/或所述衍射光学元件破裂。
2.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，所述导电通路为一条，所述导电通路包括输入端及和输出端，所述输入端及所述输出端与所述处理器连接并形成导电回路。
3.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，所述导电通路为多条，多条所述导电通路互不相交，每条所述导电通路包括输入端及输出端，每个所述输入端及每个所述输出端与所述处理器连接并形成导电回路。
4.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，所述导电通路为多条，多条所述导电通路包括多条第一导电通路和多条第二导电通路，多条所述第一导电通路平行间隔设置，多条所述第二导电通路平行间隔设置，多条所述第一导电通路和多条所述第二导电通路在空间上纵横交错，每条所述导电通路包括输入端及输出端，每个所述输入端及每个所述输出端与所述处理器连接并形成导电回路。
5.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，所述激光投射模组还包括：
基板组件，所述基板组件包括基板及承载在所述基板上的电路板，所述电路板开设有过孔，所述激光发射器承载在所述基板上并收容在所述过孔内；
镜筒，所述镜筒开设有收容腔，所述镜筒包括镜筒顶壁及自所述镜筒顶壁延伸的环形的镜筒侧壁，所述镜筒侧壁设置在所述电路板上，所述镜筒顶壁开设有与所述收容腔连通的通光孔，所述准直元件收容在所述收容腔内；及
保护罩，所述保护罩设置在所述镜筒顶壁上，所述保护罩包括开设有出光通孔的保护罩顶壁及自所述保护罩顶壁延伸的环形的保护罩侧壁，所述衍射光学元件承载在所述镜筒顶壁上并收容在所述保护罩内。
6.一种激光投射模组破裂的检测方法，其特征在于，所述激光投射模组包括激光发射器、准直元件和衍射光学元件，所述激光发射器用于发射激光，所述准直元件用于准直所述激光，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案；所述准直元件和/或所述衍射光学元件包括导电粒子，所述导电粒子掺杂在所述准直元件和/或所述衍射光学元件中，所述导电粒子形成导电通路，所述导电通路用于通电后输出电信号；所述检测方法包括：
获取所述导电通路通电后输出的电信号；
判断所述电信号是否处于预设范围内；
在所述电信号不处于所述预设范围内时确定所述准直元件和/或所述衍射光学元件破裂。
7.根据权利要求6所述的激光投射模组破裂的检测方法，其特征在于，所述获取所述导电通路通电后输出的电信号的步骤是在所述激光投射模组开启之前执行的。
8.根据权利要求6所述的激光投射模组破裂的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：
获取所述激光投射模组的运动速度；
判断所述运动速度是否大于预定速度；和
在所述运动速度大于所述预定速度时，执行获取所述导电通路通电后输出的电信号的步骤。
9.一种深度相机，其特征在于，包括：
权利要求1-5任意一项所述的激光投射模组；
图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述激光投射模组向目标空间中投射的激光图案；和
所述处理器用于处理所述激光图案以获得深度图像。
10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
壳体；和
权利要求9所述的深度相机，所述深度相机设置在所述壳体内并从所述壳体暴露以获取深度图像。
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