CN115407308B - 一种3d传感模组、3d传感方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种3D传感模组、3D传感方法及电子设备。3D传感模组包括发射端和接收端；发射端用于在深度成像模式下发射第一出射光束，或在接近度传感模式下发射第二出射光束；接收端用于在深度成像模式下开启全部像素与发射端形成第一探测通道，以接收第一反射光束(由第一出射光束反射所得)并生成目标物体的深度图像，或在接近度传感模式下开启部分像素与发射端形成第二探测通道，以接收第二反射光束(由第二出射光束反射所得)并生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息；其中，第一出射光束的视场角大于第二出射光束的视场角。本申请不再需要以一个接近度传感器和一个3D传感模组构成摄像装置，从而减小了摄像装置的体积、质量和制造成本。

Description

一种3D传感模组、3D传感方法及电子设备

【技术领域】

本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种3D传感模组、3D传感方法及电子设备。

【背景技术】

随着用户对诸如手机、平板电脑等电子设备的轻薄化需求的不断加剧，设置在电子设备内部的各装置也逐步向小型化的方向发展。接近度传感器是电子设备内部不可或缺的一部分，其主要用于对电子设备与目标物体之间的距离进行检测，并以检测结果为依据，来得出目标物体靠近、远离、出现或失踪等结论，其可以有效地完善电子设备的整体运行逻辑，使得用户的使用体验能够得到很大的提升。近些年来，随着新型支付方式，即刷脸支付方式的不断流行，传统的2D face ID(即二维刷脸认证方式)已无法满足用户的需求，由此3D face ID(即三维刷脸认证方式)才被广泛应用于电子设备，其中最常见的表现形式即为电子设备中的3D传感模组。实际上，电子设备中设置有一个具有拍照、录像和人脸识别等功能的摄像装置，前面所提及的接近度传感器和3D传感模组均属于该摄像装置的一部分。

相关技术中，接近度传感器和3D传感模组虽然都是摄像装置(位于电子设备内部，具有拍照、录像和人脸识别等功能)中不可或缺的组成部分，但是接近度传感器与3D传感模组之间是相对独立的，即接近度传感器与3D传感模组是分开设置的，从而导致摄像装置的体积、质量较大，制造成本较高，同时这也不利于电子设备轻薄化的发展方向。

因此，有必要对上述3D传感模组的结构进行改进。

【发明内容】

本申请提供了一种3D传感模组、3D传感方法及电子设备，旨在解决相关技术中摄像装置的体积、质量较大，制造成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种3D传感模组，包括发射端和接收端；所述发射端用于在深度成像模式下，发射第一出射光束，或在接近度传感模式下，发射第二出射光束；其中，所述第一出射光束经目标物体反射后，产生相应的第一反射光束，所述第二出射光束经所述目标物体反射后，产生相应的第二反射光束，所述第一出射光束的视场角大于所述第二出射光束的视场角；所述接收端用于在所述深度成像模式下开启全部像素与所述发射端形成第一探测通道，以接收所述第一反射光束并生成所述目标物体的深度图像，或在所述接近度传感模式下开启部分像素与所述发射端形成第二探测通道，以接收所述第二反射光束并生成所述3D传感模组与所述目标物体之间的距离信息。

本申请实施例第二方面提供了一种3D传感方法，应用于3D传感模组，所述3D传感方法包括：控制发射端在深度成像模式下，发射第一出射光束，或在接近度传感模式下，发射第二出射光束；其中，所述第一出射光束经目标物体反射后，产生相应的第一反射光束，所述第二出射光束经所述目标物体反射后，产生相应的第二反射光束，所述第一出射光束的视场角大于所述第二出射光束的视场角；控制接收端在所述深度成像模式下开启全部像素与所述发射端形成第一探测通道，以接收所述第一反射光束并生成所述目标物体的深度图像，或在所述接近度传感模式下开启部分像素与所述发射端形成第二探测通道，以接收所述第二反射光束并生成所述3D传感模组与所述目标物体之间的距离信息。

本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括如本申请实施例第一方面所述的3D传感模组。

从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：以发射端和接收端构成3D传感模组，同时为所构成的3D传感模组设置两种工作模式，分别为深度成像模式和接近度传感模式。基于此，当需要获取目标物体的深度图像时，可以将3D传感模组调整为深度成像模式，而在此模式下，发射端会向目标物体发射第一出射光束，之后接收端会开启全部像素与发射端形成第一探测通道，以接收第一出射光束经目标物体反射所产生的第一反射光束并生成目标物体的深度图像；当需要获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息时，可以将3D传感模组调整为接近度传感模式，而在此模式下，发射端会向目标物体发射第二出射光束，之后接收端会开启部分像素与发射端形成第二探测通道，以接收第二出射光束经目标物体反射所产生的第二反射光束并生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息。由此可见，本申请提供的3D传感模组既可以获取目标物体的深度图像，又可以获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息，这相当于将传统摄像装置中的3D传感模组与接近度传感器进行了整合，使得3D 传感模组与接近度传感器能够共用同一个发射端，以及共用同一个接收端，此时不再需要以一个接近度传感器和一个3D传感模组构成摄像装置，而仅需在摄像装置中设置一个本申请提供的3D传感模组即可，从而能够有效地减小摄像装置的体积、质量，并大幅度节约了制造成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的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申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的3D传感模组的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发射端的第一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的光调制器件的调制区域示意图；

图4为本申请实施例提供的第一调制区域的第一种示意图；

图5为本申请实施例提供的第一调制区域的第二种示意图；

图6为本申请实施例提供的发射端的第二种结构示意图；

图7为本申请实施例提供的发射端的第三种结构示意图；

图8为本申请实施例提供的3D传感方法的流程示意图。

【具体实施方式】

为了使本申请的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，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。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，也即基于本申请的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

随着用户对诸如手机、平板电脑等电子设备的轻薄化需求的不断加剧，设置在电子设备内部的各装置也逐步向小型化的方向发展。接近度传感器是电子设备内部不可或缺的一部分，其主要用于对电子设备与目标物体之间的距离进行检测，并以检测结果为依据，来得出目标物体靠近、远离、出现或失踪等结论，其可以有效地完善电子设备的整体运行逻辑，使得用户的使用体验能够得到很大的提升。近些年来，随着新型支付方式，即刷脸支付方式的不断流行，传统的2D face ID(即二维刷脸认证方式)已无法满足用户的需求，由此3D face ID(即三维刷脸认证方式)才被广泛应用于电子设备，其中最常见的表现形式即为电子设备中的3D传感模组。实际上，电子设备中设置有一个具有拍照、录像和人脸识别等功能的摄像装置，前面所提及的接近度传感器和3D传感模组均属于该摄像装置的一部分。

相关技术中，接近度传感器和3D传感模组虽然都是摄像装置中不可或缺的组成部分，但是接近度传感器与3D传感模组之间是相对独立的，即接近度传感器与3D传感模组是分开设置的，从而导致摄像装置的体积、质量较大，制造成本较高，同时这也不利于电子设备轻薄化的发展方向。为此，本申请实施例提供了一种3D传感模组，以应用于电子设备；其中，电子设备可以包括但不限于手机、笔记本、平板电脑、POS机、车载电脑和智能穿戴设备。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的3D传感模组的结构示意图。本申请实施例提供的3D传感模组包括发射端10和接收端20。

具体地，发射端10用于在深度成像模式下，向目标物体发射第一出射光束 (如图1中的a)；或，在接近度传感模式下，向目标物体发射第二出射光束(如图1中的c)；其中，第一出射光束经目标物体反射后，产生相应的第一反射光束(如图1中的b)；第二出射光束经目标物体反射后，产生相应的第二反射光束(如图1中的d)；第一出射光束的视场角大于第二出射光束的视场角(如图 1中a的视场角明显大于c的视场角)。接收端20用于在深度成像模式下开启全部像素与发射端10形成第一探测通道，以接收第一反射光束并生成目标物体的深度图像；或，在接近度传感模式下开启部分像素与发射端10形成第二探测通道，以接收第二反射光束并生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息。在一些实施例中，3D传感模组还包括控制与处理电路，控制与处理电路用于控制发射端10在深度成像模式下或接近度传感模式下发射第一出射光束或第二出射光束，并控制接收端20开启全部像素或部分像素采集经目标物体反射的第一反射光束或第二反射光束生成深度图像或距离信息。

可以理解的是，由于第一出射光束被用来对目标物体进行3D感知(即获取目标物体的深度图像)，而第二出射光束被用来对目标物体进行近距离感测(即获取目标物体与3D传感模组之间的距离信息)，所以本实施例中第一出射光束的视场角应当大于第二出射光束的视场角。此外，“发射端10发射第一出射光束”与“发射端10发射第二出射光束”之间是“或”的关系，“接收端20生成目标物体的深度图像”与“接收端20生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息”之间也是“或”的关系，这就说明本实施例中3D传感模组所具有的深度成像模式与接近度传感模式之间在时序上属于非交叠的关系，即要么处于深度成像模式，去执行对目标物体的3D感知，要么处于接近度传感模式，去执行对目标物体的距离感测，而不能同时处于深度成像模式和接近度传感模式。

在实际应用中，当需要获取目标物体的深度图像时，可以将3D传感模组调整为深度成像模式，而在此模式下，发射端10会向目标物体发射第一出射光束，之后接收端20会开启全部像素与发射端10形成第一探测通道，以接收第一出射光束经目标物体反射所产生的第一反射光束并生成目标物体的深度图像；当需要获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息时，可以将3D传感模组调整为接近度传感模式，而在此模式下，发射端10会向目标物体发射第二出射光束，之后接收端20会开启部分像素与发射端10形成第二探测通道，以接收第二出射光束经目标物体反射所产生的第二反射光束并生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息。作为一种实例，当本实施例提供的3D传感模组应用于手机时，可以先将3D传感模组调整为接近度传感模式，以对手机用户(即目标物体)进行距离感测，而在感测到手机用户足够近(即3D传感模组与手机用户之间的距离小于或等于预置的距离)后，再将3D传感模组调整为深度成像模式，以对手机用户进行3D感知，从而获得手机用户的深度图像(比如获得手机用户的脸部的深度图像，以用于人脸识别)。

由上可见，本实施例以发射端10和接收端20构成3D传感模组，同时为3D传感模组设置了两种工作模式，分别为深度成像模式和接近度传感模式；其中，深度成像模式用于对目标物体进行3D感知；接近度传感模式用于对目标物体进行近距离感测。重要的是，本实施例既可以获取目标物体的深度图像，又可以获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息，这相当于将传统摄像装置中的3D传感模组与接近度传感器进行了整合，使得3D传感模组与接近度传感器能够共用同一个发射端10，以及共用同一个接收端20，此时不再需要以一个接近度传感器和一个3D传感模组构成摄像装置，而仅需在摄像装置中设置一个本实施例提供的3D传感模组即可，从而能够有效地减小摄像装置的体积、质量，并大幅度节约了制造成本。

在一些实施例中，请进一步参阅图2，图2为本申请实施例提供的发射端的第一种结构示意图。发射端10可以包括第一光源11、第二光源12、光调制器件13和基板14；其中，第一光源11和第二光源12均设置在基板14上，第一光源11与第二光源12相互间隔，光调制器件13架设在基板14上，且位于第一光源11和第二光源12的光路上。在本实施例中，基板14起承载、保护设置在其上的诸如第一光源11、第二光源12和光调制器件13等光器件的作用，而基板14可以采用陶瓷基板。

具体地，第一光源11用于在深度成像模式下，向光调制器件13发射第一入射光束。第二光源12用于在接近度传感模式下，向光调制器件13发射第二入射光束。光调制器件13用于对第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束；或，对第二入射光束进行调制，并投射出相应的第二出射光束。可以理解的是，在深度成像模式下，先由第一光源11发射第一入射光束，再由光调制器件13对第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束，以利用所投射出的第一出射光束对目标物体进行3D感知；在接近度传感模式下，先由第二光源12发射第二入射光束，再由光调制器件13对第二入射光束进行调制，并投射出相应的第二出射光束，以利用所投射出的第二出射光束对目标物体进行距离感测。

在本实施例中，第一光源11被用来对目标物体进行3D感知，即第一光源 11发射的第一入射光束经光调制器件13调制所产生的第一出射光束的视场角较大，因而第一光源11可以包括一个或多个子光源，且当第一光源11包括多个子光源时，多个子光源呈阵列分布；第二光源12被用来对目标物体进行距离感测，即第二光源12发射的第二入射光束经光调制器件13调制所产生的第二出射光束的视场角较小，因而第二光源12可以仅包括一个子光源，此时第二入射光束及相应的第二出射光束便为点光束。此外，第一光源11和第二光源12的类型可以包括但不限于LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)，其泛指本领域内常用的可以发射红外波段(或其它波段)的入射光束的光学有源器件。

进一步地，本实施例的发射端10还可以包括控制电路，该控制电路设置在基板14上，且与第一光源11和第二光源12电性连接。具体地，该控制电路用于在深度成像模式下，打开第一光源11，并关闭第二光源12；或，在接近度传感模式下，打开第二光源12，并关闭第一光源11；其中，当第一光源11被该控制电路打开时，其可以向光调制器件13发射第一入射光束；当第一光源11 被该控制电路关闭时，其无法向光调制器件13发射第一入射光束；当第二光源 12被该控制电路打开时，其可以向光调制器件13发射第二入射光束；当第二光源12被该控制电路关闭时，其无法向光调制器件13发射第二入射光束。可以理解的是，本实施例通过在基板14上设置用于控制第一光源11、第二光源12 的打开/关闭的控制电路的方式，实现了对“第一光源11发射第一入射光束”与“第二光源12发射第二入射光束”在时序上的控制，即实现了深度成像模式与接近度传感模式在时序上的控制。

作为一种实施方式，仍然参阅图2，基板14相对的两侧可以均形成有沿第一光源11、第二光源12的光路的方向延伸的支撑部141，此时光调制器件13 相对的两侧分别设置在两个支撑部141上。可以理解的是，本实施方式通过在基板14相对的两侧均形成支撑部141的方式，将光调制器件13架设在基板14 上。进一步地，我们可以在支撑部141的内侧开设孔、槽等结构，并将光调制器件13相对的两侧分别设置在两个支撑部141内侧的孔、槽等结构中，以实现对光调制器件13的加固；或者，我们还可以在支撑部141的端部额外增设一些本领域内常用的夹持、固定结构，并通过这些夹持、固定结构实现对光调制器件13的加固；对此，本实施方式不做唯一限定。

作为一种实施方式，本实施例中的光调制器件13可以为液晶板，且该液晶板具有两种工作状态，分别为扩散状态和透明状态。基于此，设置在基板14上的控制电路还可以用于在深度成像模式下，将该液晶板调整为扩散状态；或，在接近度传感模式下，将该液晶板调整为透明状态。可以理解的是，当液晶板的工作状态不同时，其对入射光束(即第一入射光束和第二入射光束)的调制作用不同，因而本实施方式在深度成像模式下，不仅需要通过控制电路打开第一光源11，并关闭第二光源12，还需要通过控制电路将液晶板调整为扩散状态，以使处于扩散状态的液晶板能够对第一入射光束进行正确地调制，从而产生适合对目标物体进行3D感知的第一出射光束；以及在接近度传感模式下，不仅需要通过控制电路打开第二光源12，并关闭第一光源11，还需要通过控制电路将液晶板调整为透明状态，以使处于透明状态的液晶板能够对第二入射光束进行正确地调制，从而产生适合对目标物体进行近距离感测的第二出射光束。此处，有必要进行说明，当液晶板处于透明状态时，液晶板实际上是不对第二入射光束进行任何调制的，即第二入射光束直接穿过液晶板照射在目标物体上，或者是说，液晶板根据入射的第二入射光束所投射出的第二出射光束与第二入射光束属于同一束光。

作为另一种实施方式，请进一步参阅图3，图3为本申请实施例提供的光调制器件的调制区域示意图。光调制器件13可以具有相互连接的第一调制区域A 和第二调制区域B；其中，第一调制区域A对应于第一光源11，第二调制区域 B对应于第二光源12。

具体地，第一调制区域A用于对第一光源11发射的第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束；其中，第一入射光束在第一调制区域A上的照射范围限制于第一调制区域A内，即第一入射光束在第一调制区域A上的照射范围小于第一调制区域A的面积。第二调制区域B用于对第二光源12发射的第二入射光束进行调制，并投射出相应的第二出射光束；其中，第二入射光束在第二调制区域B上的照射范围限制于第二调制区域B内，即第二入射光束在第二调制区域B上的照射范围小于第二调制区域B的面积。

可以理解的是，本实施方式将光调制器件13划分为了两个调制区域，分别为第一调制区域A和第二调制区域B，那么在深度成像模式下，先由第一光源 11发射第一入射光束，再由第一调制区域A对第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束，以利用所投射出的第一出射光束对目标物体进行3D感知；在接近度传感模式下，先由第二光源12发射第二入射光束，再由第二调制区域B对第二入射光束进行调制，并投射出相应的第二出射光束，以利用所投射出的第二出射光束对目标物体进行近距离感测。此外，“第一入射光束在第一调制区域A上的照射范围限制于第一调制区域A内，以及第二入射光束在第二调制区域B上的照射范围限制于第二调制区域B内”的作用在于：防止第一入射光束与第二入射光束之间发生干涉，也即使得第一入射光束与第二入射光束之间互不干扰。

作为本实施方式的一种具体实现，第一调制区域A可以包括多个相互连接的子调制区域，且子调制区域的数量与第一光源11所包括的子光源相适应，即多个子调制区域与第一光源11所包括的多个子光源一一对应。

具体地，子调制区域用于对第一光源11中相应子光源发射的第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束；其中，不同的子调制区域所投射出的第一出射光束的视场角不同，这就说明各子调制区域对入射光束的调制作用不尽相同。可以理解的是，本具体实现通过将第一调制区域A划分为多个对入射光束具有不同调制作用的子调制区域的方式，实现对第一出射光束的视场角的调节，即如果我们需要将当前第一出射光束的视场角调整为目标视场角，那么仅需将当前处于打开状态的子光源关闭，并打开其它子光源即可(该其它子光源发射的第一入射光束经相应子调制区域调制所产生的第一出射光束的视场角即为目标视场角)，而对于第一光源11中所有子光源的打开/关闭，均可以由设置在基板14上的控制电路实现。

在一个示例中，请进一步参阅图4，图4为本申请实施例提供的第一调制区域的第一种示意图。图4示出了第一调制区域A包括两个子调制区域(分别为第一子调制区域A1和第二子调制区域A2)的情况，其中的第一子调制区域A1 适用于第一出射光束的视场角较大的场合，第二子调制区域A2适用于第一出射光束的视场角较小的场合。基于此，当我们需要第一出射光束具有较大的视场角时，那么仅需打开第一光源11中与第一子调制区域A1对应的子光源，并关闭第一光源11中与第二子调制区域B1对应的子光源即可；同理，当我们需要第一出射光束具有较小的视场角时，那么仅需打开第一光源11中与第二子调制区域B1对应的子光源，并关闭第一光源11中与第一子调制区域A1对应的子光源即可。

作为本实施方式的另一种具体实现，第一调制区域A可以包括n个子调制区域，且第n个子调制区域由自第n-1个子调制区域的周缘向外延伸预设距离得到；其中，n为大于1的正整数。

具体地，子调制区域用于对第一光源11发射的第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束；其中，按照第一个子调制区域至第n个子调制区域的次序，处于打开状态的子调制区域的数量与第一出射光束的视场角的大小正相关，即当第一个子调制区域处于打开状态，而其它子调制区域均处于关闭状态时，对第一光源11发射的第一入射光束起调制作用的调制区域仅为第一个子调制区域，此时第一光源11发射的第一入射光束经第一个子调制区域调制所产生的第一出射光束的视场角最小；当第一调制区域A中的所有子调制区域均处于打开状态时，对第一光源11发射的第一入射光束起调制作用的调制区域便为第一调制区域A(相当于第一调制区域A中的所有子调制区域)，此时第一光源11发射的第一入射光束经第一调制区域A调制所产生的第一出射光束的视场角最大。可以理解的是，本具体实现将第一调制区域A划分为了n个子调制区域，并设置第n个子调制区域由自第n-1个子调制区域的周缘向外延伸预设距离得到，从而实现了对第一出射光束的视场角的调节，即当我们需要减小第一出射光束的视场角时，那么仅需按照第n个子调制区域至第一个子调制区域的次序，关闭指定数量的子调制区域即可；当我们需要增大第一出射光束的视场角时，那么仅需按照第一个子调制区域至第n个子调制区域的次序，额外打开指定数量的子调制区域即可。

在一个示例中，请进一步参阅图5，图5为本申请实施例提供的第一调制区域的第二种示意图。图5示出了第一调制区域A包括两个子调制区域(分别为第一子调制区域A1和第二子调制区域A2)的情况，其中的第二子调制区域A2 由自第一子调制区域A1的周缘向外延伸预设距离得到。基于此，当第一子调制区域A1处于打开状态，而第二子调制区域A2处于关闭状态时，第一光源11 发射的第一入射光束经第一子调制区域A1调制所产生的第一出射光束的视场角较小；当第一子调制区域A1和第二子调制区域A2均处于打开状态时，第一光源11发射的第一入射光束经第一调制区域A调制所产生的第一出射光束的视场角较大。

作为又一种实施方式，请进一步参阅图6，图6为本申请实施例提供的发射端的第二种结构示意图。光调制器件13可以包括漫射体(diffuser)131和透明玻璃132；其中，漫射体131对应于第一光源11，透明玻璃132对应于第二光源12；实际上，本实施方式相当于将前述实施方式的第一调制区域A设置为了漫射体131，以及将前述实施方式的第二调制区域B设置为了透明玻璃132。

具体地，漫射体131用于调制第一光源11发射的第一入射光束，并投射出相应的第一出射光束，且此时的第一出射光束为泛光光束；透明玻璃132用于供第二光源12发射的第二入射光束入射，并投射出相应的第二出射光束，且此时的第二入射光束与第二出射光束相同，这就说明透明玻璃132实际上是不对第二入射光束进行任何调制的，即第二入射光束直接穿过透明玻璃132照射在目标物体上，或者是说，透明玻璃132根据入射的第二入射光束所投射出的第二出射光束与第二入射光束属于同一束光。可以理解的是，漫射体131与透明玻璃132之间所占空间的大小关系，取决于第一入射光束及第二入射光束的发散角、第一入射光束在漫射体131上的照射面积、第二入射光束在透明玻璃132 上的照射面积等；但是，不管漫射体131与透明玻璃132之间所占空间的大小关系如何，都需要保证第一入射光束与第二入射光束之间不会互相干扰。

作为再一种实施方式，请进一步参阅图7，图7为本申请实施例提供的发射端的第三种结构示意图。光调制器件13可以包括衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)133和光透镜134；其中，衍射光学元件133对应于第一光源11，光透镜134对应于第二光源12；实际上，本实施方式相当于将前述实施方式的第一调制区域A设置为了衍射光学元件133，以及将前述实施方式的第二调制区域B设置为了光透镜134。

具体地，衍射光学元件133用于对第一光源11发射的第一入射光束进行调制，并投射出相应的第一出射光束，且此时的第一出射光束为散斑光束；光透镜134用于对第二光源12发射的第二入射光束进行汇聚，并投射出相应的第二出射光束；此处，光透镜134对第二入射光束进行汇聚的目的是提高所投射出的第二出射光束的能量密度。可以理解的是，衍射光学元件133与光透镜134 之间所占空间的大小关系，取决于第一入射光束及第二入射光束的发散角、第一入射光束在衍射光学元件133上的照射面积、第二入射光束在光透镜134上的照射面积等；但是，不管衍射光学元件133与光透镜134之间所占空间的大小关系如何，都需要保证第一入射光束与第二入射光束之间不会互相干扰。

当然，也并非仅限于此，在其它实施方式中，可以将光透镜134替换为上一个实施方式中的透明玻璃132，相关描述参见上一个实施方式即可，本实施方式在此不再赘述。

应当理解的是，前述实施方式仅作为本申请实施例的优选实现，并非是本申请实施例对“光调制器件13调制第一入射光束和第二入射光束”的结构形式的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在本申请实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。此外，前述实施方式虽然都是通过将第一调制区域A划分为多个子调制区域的途径，去实现对第一出射光束的视场角的调节，但是本领域技术人员应当知晓，实际上并非仅限于调节第一出射光束的视场角，还可以通过这些子调制区域，去产生不同分布形式的光场，比如预先设计好的条纹、散斑排布及不同形状的泛光照明等，本文在此不再一一列举。

在一些实施例中，接收端20可以包括图像传感器，而该图像传感器可以包括由多个像素组成的像素阵列。

具体地，图像传感器用于在深度成像模式下，通过像素阵列与发射端10形成的第一探测通道接收经目标物体对第一出射光束进行反射而产生的第一反射光束，并根据所接收的第一反射光束，生成目标物体的深度图像；或，在接近度传感模式下，通过像素阵列与发射端10形成的第二探测通道接收经目标物体对第二出射光束进行反射而产生的第二反射光束，并根据所接收的第二反射光束，生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息；其中，在深度成像模式下，像素阵列中的所有像素均处于开启状态；在接近度传感模式下，像素阵列中与第二反射光束相对应的部分像素处于开启状态。

可以理解的是，当3D传感模组对目标物体进行3D感知时，即当3D传感模组处于深度成像模式时，为了保证根据第一反射光束生成的目标物体的深度图像的详细度、准确性，图像传感器的像素阵列中的所有像素均需要处于开启状态。当3D传感模组对目标物体进行近距离感测时，即当3D传感模组处于接近度传感模式时，由于根据第二反射光束生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息的精度要求并不高，所以为了降低功耗，仅需图像传感器的像素阵列中与第二反射光束相对应的部分像素处于开启状态即可。

请参阅图8，图8为本申请实施例提供的3D传感方法的流程示意图。本申请实施例还提供了一种3D传感方法，应用于本申请实施例提供的3D传感模组，且该3D传感方法包括如下步骤801至802。

步骤801、控制发射端在深度成像模式下，发射第一出射光束；或，在接近度传感模式下，发射第二出射光束。

在本实施例中，以发射端10和接收端20构成3D传感模组，3D传感模组还包括控制与处理电路(未图示)。同时为3D传感模组设置了两种工作模式，分别为深度成像模式和接近度传感模式；其中，深度成像模式用于对目标物体进行3D感知；接近度传感模式用于对目标物体进行近距离感测。基于此，当需要获取目标物体的深度图像时，可以将3D传感模组调整为深度成像模式；在此模式下，控制与处理电路控制发射端10向目标物体发射第一出射光束，而目标物体会对第一出射光束进行反射，从而产生相应的第一反射光束。当需要获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息时，可以将3D传感模组调整为接近度传感模式；在此模式下，控制与处理电路控制发射端10向目标物体发射第二出射光束，而目标物体会对第二出射光束进行反射，从而产生相应的第二反射光束。

步骤802、控制接收端在深度成像模式下开启全部像素与发射端形成第一探测通道，以接收第一反射光束并生成目标物体的深度图像；或，在接近度传感模式下开启部分像素与发射端形成第二探测通道，以接收第二反射光束并生成 3D传感模组与目标物体之间的距离信息。

在本实施例中，当3D传感模组处于深度成像模式时，控制与处理电路控制接收端20开启全部像素与发射端10形成第一探测通道，以接收第一出射光束经目标物体反射所产生的第一反射光束并生成目标物体的深度图像；当3D传感模组处于接近度传感模式时，控制与处理电路控制接收端20开启部分像素与发射端10形成第二探测通道，以接收第二出射光束经目标物体反射所产生的第二反射光束并生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息。

可以理解的是，由于第一出射光束被用来对目标物体进行3D感知(即获取目标物体的深度图像)，而第二出射光束被用来对目标物体进行距离感测(即获取目标物体与3D传感模组之间的距离信息)，所以本实施例中第一出射光束的视场角应当大于第二出射光束的视场角。此外，“发射端10发射第一出射光束”与“发射端10发射第二出射光束”之间是“或”的关系，“接收端20生成目标物体的深度图像”与“接收端20生成3D传感模组与目标物体之间的距离信息”之间也是“或”的关系，这就说明本实施例中3D传感模组所具有的深度成像模式与接近度传感模式之间在时序上属于非交叠的关系，即要么处于深度成像模式，去执行对目标物体的3D感知，要么处于接近度传感模式，去执行对目标物体的近距离感测，而不能同时处于深度成像模式和接近度传感模式。

由上可见，在本实施例提供的3D传感方法中，既可以获取目标物体的深度图像，又可以获取3D传感模组与目标物体之间的距离信息，这相当于将传统摄像装置中的3D传感模组与接近度传感器进行了整合，使得3D传感模组与接近度传感器能够共用同一个发射端10，以及共用同一个接收端20，那么当本实施例提供的3D传感方法应用于摄像装置后，便可以不再需要以一个接近度传感器和一个3D传感模组构成摄像装置，而仅需在摄像装置中设置一个本实施例所涉及的3D传感模组即可，从而能够有效地减小摄像装置的体积、质量，并大幅度节约了制造成本。

需要说明的是，本申请内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于产品类实施例而言，由于其与方法类实施例相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法类实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，在本申请内容中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本申请内容中所定义的一般原理可以在不脱离本申请内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请内容将不会被限制于本申请内容所示的这些实施例，而是要符合与本申请内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种3D传感模组，其特征在于，包括发射端和接收端；

所述发射端用于在深度成像模式下，发射第一出射光束，或在接近度传感模式下，发射第二出射光束；其中，所述第一出射光束经目标物体反射后，产生相应的第一反射光束，所述第二出射光束经所述目标物体反射后，产生相应的第二反射光束，所述第一出射光束的视场角大于所述第二出射光束的视场角；

所述接收端用于在所述深度成像模式下开启全部像素与所述发射端形成第一探测通道，以接收所述第一反射光束并生成所述目标物体的深度图像，或在所述接近度传感模式下开启部分像素与所述发射端形成第二探测通道，以接收所述第二反射光束并生成所述3D传感模组与所述目标物体之间的距离信息；所述3D传感模组通过共用一个所述发射端和共用一个所述接收端实现所述深度成像模式和所述接近度传感模式；其中：

所述发射端包括第一光源、第二光源、光调制器件和基板；其中，所述第一光源和所述第二光源均设置在所述基板上，所述第一光源与所述第二光源相互间隔，所述光调制器件架设在所述基板上，且位于所述第一光源和所述第二光源的光路上；

所述第一光源用于在所述深度成像模式下，发射第一入射光束；

所述第二光源用于在所述接近度传感模式下，发射第二入射光束；所述光调制器件用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束，或对所述第二入射光束进行调制，并投射出相应的所述第二出射光束；所述光调制器件对所述第一入射光束进行调制时包括对所述第一入射光束的视场角进行调节，所述第一出射光束包括泛光光束；

所述光调制器件为液晶板，所述液晶板具有扩散状态和透明状态；其中，在所述深度成像模式下，所述液晶板为所述扩散状态，在所述接近度传感模式下，所述液晶板为所述透明状态；

或，所述光调制器件包括漫射体和透明玻璃；

或，所述光调制器件包括衍射光学元件和透明玻璃。

2.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述基板相对的两侧均形成有沿所述光路的方向延伸的支撑部，所述光调制器件相对的两侧分别设置在两个所述支撑部上。

3.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述发射端还包括控制电路，所述控制电路设置在所述基板上，所述控制电路电性连接于所述第一光源和所述第二光源；

所述控制电路用于在所述深度成像模式下，打开所述第一光源，并关闭所述第二光源，或在所述接近度传感模式下，打开所述第二光源，并关闭所述第一光源。

4.如权利要求3所述的3D传感模组，其特征在于，所述控制电路还用于在所述深度成像模式下，将所述液晶板调整为所述扩散状态，或在所述接近度传感模式下，将所述液晶板调整为所述透明状态。

5.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述第一光源包括至少一个子光源；其中，当所述第一光源包括多个所述子光源时，多个所述子光源呈阵列分布。

6.如权利要求5所述的3D传感模组，其特征在于，所述光调制器件具有相互连接的第一调制区域和第二调制区域；其中，所述第一调制区域对应于所述第一光源，所述第二调制区域对应于所述第二光源；

所述第一调制区域用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，所述第一入射光束在所述第一调制区域上的照射范围限制于所述第一调制区域内；

所述第二调制区域用于对所述第二入射光束进行调制，并投射出相应的所述第二出射光束；其中，所述第二入射光束在所述第二调制区域上的照射范围限制于所述第二调制区域内。

7.如权利要求6所述的3D传感模组，其特征在于，所述第一调制区域包括多个子调制区域，所述多个子调制区域相互连接，所述子调制区域的数量与所述子光源相适应，且一个所述子调制区域对应于一个所述子光源；

所述子调制区域用于对相应所述子光源发射的所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，不同的所述子调制区域投射出的所述第一出射光束的视场角不同。

8.如权利要求6所述的3D传感模组，其特征在于，所述第一调制区域包括n个子调制区域，第n个所述子调制区域由自第n-1个所述子调制区域的周缘向外延伸预设距离得到；其中，n为大于1的正整数；

所述子调制区域用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，按照第一个所述子调制区域至第n个所述子调制区域的次序，处于打开状态的所述子调制区域的数量与所述第一出射光束的视场角的大小正相关。

9.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述漫射体对应于所述第一光源，所述透明玻璃对应于所述第二光源；

所述漫射体用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，所述第一出射光束为泛光光束；

所述透明玻璃用于供所述第二入射光束入射，并投射出相应的所述第二出射光束；其中，所述第二入射光束与所述第二出射光束相同。

10.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述衍射光学元件对应于所述第一光源，所述透明玻璃对应于所述第二光源；

所述衍射光学元件用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，所述第一出射光束为散斑光束；

所述透明玻璃用于供所述第二入射光束入射，并投射出相应的所述第二出射光束；其中，所述第二入射光束与所述第二出射光束相同。

11.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述光调制器件包括衍射光学元件和光透镜；其中，所述衍射光学元件对应于所述第一光源，所述光透镜对应于所述第二光源；

所述衍射光学元件用于对所述第一入射光束进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束；其中，所述第一出射光束为散斑光束；

所述光透镜用于对所述第二入射光束进行汇聚，并投射出相应的所述第二出射光束。

12.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述基板为陶瓷基板。

13.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源的类型均包括LED和VCSEL中的任一种。

14.如权利要求1所述的3D传感模组，其特征在于，所述接收端包括图像传感器，所述图像传感器包括像素阵列；

所述图像传感器用于通过所述像素阵列与所述发射端形成的第一探测通道接收所述第一反射光束，并根据所述第一反射光束生成所述目标物体的深度图像，或通过所述像素阵列与所述发射端形成的第二探测通道接收所述第二反射光束，并根据所述第二反射光束生成所述3D传感模组与所述目标物体之间的距离信息；其中，在所述深度成像模式下，所述像素阵列中的所有像素均处于开启状态；在所述接近度传感模式下，所述像素阵列中与所述第二反射光束相对应的部分像素处于所述开启状态。

15.一种3D传感方法，应用于3D传感模组，其特征在于：

控制发射端在深度成像模式下，发射第一出射光束，或在接近度传感模式下，发射第二出射光束；其中，所述第一出射光束经目标物体反射后，产生相应的第一反射光束，所述第二出射光束经所述目标物体反射后，产生相应的第二反射光束，所述第一出射光束的视场角大于所述第二出射光束的视场角；

控制接收端在所述深度成像模式下开启全部像素与所述发射端形成第一探测通道，以接收所述第一反射光束并生成所述目标物体的深度图像，或在所述接近度传感模式下开启部分像素与所述发射端形成第二探测通道，以接收所述第二反射光束并生成所述3D传感模组与所述目标物体之间的距离信息；所述3D传感模组通过共用一个所述发射端和共用一个所述接收端实现所述深度成像模式和所述接近度传感模式；

控制发射端中第一光源在所述深度成像模式下，发射第一入射光束；

控制发射端中第一光源在所述接近度传感模式下，发射第二入射光束；

控制发射端中光调制器件对所述第一入射光束的视场角进行调制，并投射出相应的所述第一出射光束，或对所述第二入射光束进行调制，并投射出相应的所述第二出射光束；所述光调制器件对所述第一入射光束进行调制时包括对所述第一入射光束的视场角进行调节，所述第一出射光束包括泛光光束；

所述光调制器件为液晶板，所述液晶板具有扩散状态和透明状态；其中，在所述深度成像模式下，所述液晶板为所述扩散状态，在所述接近度传感模式下，所述液晶板为所述透明状态；或，所述光调制器件包括漫射体和透明玻璃；或，所述光调制器件包括衍射光学元件和透明玻璃。

16.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的3D传感模组。