光纤投影装置及应用其的深度相机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光纤投影装置及应用其的深度相机，所述光纤投影装置包括：底座；光纤，所述光纤安装在所述底座上用于接收、传输光源光束并向外发射第一光束；光束生成器，所述光束生成器安装在所述底座上用于接收所述光源光束并向外投射出第二光束；所述光纤投影装置通过所述光纤与光源连接。通过光源与光纤投影装置在空间上分开，并通过光纤传输光束，一方面便于系统的集成，使得拥有更小的体积；另一方面可以将光源设置在散热好的环境中使得整个系统拥有更高的散热性。

Optical fiber projection device and depth camera for using the same

The invention provides an optical fiber projection device and a depth camera for the application thereof, the optical fiber projection device comprising a base, an optical fiber mounted on the base for receiving, transmitting a light source beam and transmitting a first beam outward; and a beam generator mounted on the base for a receiving station. The light source beam projects a second beam outward; the optical fiber projection device is connected with the light source through the optical fiber. The light source is separated from the fiber projector in space, and the light beam is transmitted through the fiber. On the one hand, it is easy to integrate the system and make it have smaller volume. On the other hand, the light source can be set in a good environment to make the whole system have higher heat dissipation.

【技术实现步骤摘要】
光纤投影装置及应用其的深度相机
本专利技术涉及光学及电子
，尤其涉及一种光纤投影装置及应用其的深度相机。
技术介绍
深度相机可以获取目标的深度信息借此实现3D扫描、场景建模、手势交互，与目前被广泛使用的RGB相机相比，深度相机正逐步受到各行各业的重视。例如利用深度相机与电视、电脑等结合可以实现体感游戏以达到游戏健身二合一的效果，微软的KINECT、奥比中光的ASTRA是其中的代表。另外，谷歌的tango项目致力于将深度相机带入移动设备，如平板、手机，以此带来完全颠覆的使用体验，比如可以实现非常真实的AR游戏体验，可以使用其进行室内地图创建、导航等功能。深度相机的测量稳定性与精度是衡量产品质量的重要因素，其中激光投影装置的散热性能则是影响深度相机稳定性及精度的重要原因。为了达到好的散热效果，目前的深度相机几乎都拥有较大的体积。但随着应用场景的不断扩展，深度相机将向越来越小的体积以及越来越高的性能上不断进化，而解决散热问题则是提高深度相机产品质量的重要环节。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决提供现有技术中光学投影装置体积与散热效果二者不能兼得的问题，提供一种光纤投影装置及应用其的深度相机。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种光纤投影装置，其特征在于，所述光纤投影装置包括：底座；光纤，所述光纤安装在所述底座上用于接收、传输光源光束并向外发射第一光束；光束生成器，所述光束生成器安装在所述底座上用于接收所述光源光束并向外投射出第二光束。优选地，所述光纤投影装置通过所述光纤与光源连接。优选地，所述光源为边发射激光器。优选地，所述光源为垂直腔面激光发射器阵列，所述光纤为由多根光纤组成的光缆，所述光缆中光纤数量与所述垂直腔面激光发射器数量相同。优选地，所述垂直腔面激光发射器阵列为规则排列，所述光缆中光纤排列为不规则排列。优选地，所述连接为直接连接或透镜连接，所述透镜为单透镜或微透镜阵列。优选地，所述光束生成器包括：镜座，所述镜座安装在所述底座上；衍射光学元件，所述衍射光学元件安装在所述镜座上用于接收所述第一光束并向外投射出所述第二光束。优选地，所述光束生成器还包括透镜，所述透镜安装在所述镜座上用于准直所述第一光束；优选地，所述光束生成器包括：镜座，所述镜座安装在所述底座上；扩散器，所述扩散器安装在所述镜座上用于将所述第一光束扩散后向外投射出所述第二光束。一种采用以上任一所述的光学投影装置的深度相机，所述深度相机用于获取被测目标的深度图像。本专利技术的有益效果为：提供了一种光纤投影装置及应用其的深度相机，由于采用了光源与投影装置分开的设置，使得这种光纤投影装置拥有更小的体积以便于集成到微型设置中，另外光纤使深度相机拥有较高的散热性能，提高深度相机测量的稳定性以及精度。【附图说明】图1是本专利技术实施例的结构光深度相机系统的侧面示意图。图2是本专利技术实施例的TOF深度相机系统的侧视图。图3是本专利技术实施例的光纤投影模组的侧视图。图4是本专利技术实施例的光源与光纤直接连接示意图。图5是本专利技术实施例的光源与光纤通过透镜连接示意图。其中，101-结构光深度相机、102-处理器、103-主板、104-光纤投影装置、105-光纤、106-光源、107-图像采集装置、108-接口、109-RGB相机、110-进光窗口、201-TOF深度相机、204-与104结构不同的光纤投影装置、211-光脉冲、1041-衍射光学元件、1042-透镜、1043-上镜座、1044-下镜座、1045-光纤、1046-底座。【具体实施方式】本专利技术提出一种光纤投影装置及应用其的深度相机。在后面的说明中将对光纤投影装置以及深度相机为例进行说明，但并不意味着这种光纤投影装置仅能应用在深度相机中，任何其他装置中凡是直接或间接利用该方案都应被包含在本专利技术的权利要求中。实施例1图1所示的基于本专利技术的一个实施例的结构光深度相机侧面示意图。深度相机101主要组成部件有光纤投影装置104(包含光纤105)、光源106、图像采集装置107、主板103以及处理器102，在一些深度相机中还配备了RGB相机109。光纤投影装置104、图像采集装置107以及RGB相机109一般被安装在同一个深度相机平面上，且处于同一条基线，每个装置或相机都对应一个进光窗口110。一般地，处理器102被集成在主板103上，而光纤投影装置104、光源以及图像采集装置107通过接口108与主板103连接，在一种实施例中所述的接口为FPC接口。其中，光纤投影装置接收光源由光纤传输来的光束并用于向目标空间中投射经编码的结构光图案，图像采集装置采集到该结构光图像后通过处理器的处理从而得到目标空间的深度图像。在一个实施例中，光源为红外激光，结构光图像为红外激光散斑图案，图案具有颗粒分布相对均匀但具有很高的局部不相关性，这里的局部不相关性指的是图案中各个子区域都具有较高的唯一性。对应的图像采集装置107为与光纤投影装置104对应的红外相机。利用处理器获取深度图像具体地指接收到由图像采集装置采集到的散斑图案后，通过计算散斑图案与参考散斑图案之间的偏离值来进一步得到深度图像。在一种实施例中，光源为边发射激光，通过与光纤的连接实现与光纤投影装置的连接。在另一种实施例中，光源可以是激光阵列，比如垂直腔面激光发射器(VCSEL)阵列，与其对应的光纤为由光缆，光缆中光纤的数量与VCSEL阵列的数量一致。一般地，VCSEL阵列需要拥有不规则排列的形状，这无疑增加了制造难度及成本。采用光缆传输方法则可以采用规则VCSEL阵列而将光缆中光纤进行不规则排列。图1所示的深度相机结构中光源与光纤投影装置在空间上分开，并通过光纤传输光束，一方面便于系统的集成，使得拥有更小的体积；另一方面可以将光源设置在散热好的环境中使得整个系统拥有更高的散热性。图2所示的是根据本专利技术的一个实施例的基于时间飞行法原理(TOF)的深度相机侧面示意图。基于时间飞行法原理(TOF)的深度相机201的主要组成部分也是光纤投影装置204(包括光纤105)与图像采集装置107，另外也包括主板103、处理器102、RGB相机109。光纤投影装置104、图像采集装置107以及RGB相机109一般被安装在同一个深度相机平面上，且处于同一条基线，与主板之间的连接可以选取FPC连接108，每个光纤投影装置或相机都对应一个进光窗口110。与结构光深度相机不同的是其光学投影装置204用于发射记时的光脉冲211，图像采集装置107采集到该光脉冲后就可以得到光在空间中的飞行时间，再利用处理器计算出对应的空间点的距离。尽管两种相机的组成结构相似，但由于原理不同，因而各个部件的具体结构也会有区别。本专利技术主要关注光纤投影装置，结构光深度相机的光纤投影装置向目标空间发射经编码的结构光图案，而TOF深度相机的光纤投影装置则是向目标空间发射光脉冲，因而其内部的结构有区别。实施例2图3是图1中光纤投影装置104的一种实施例。光纤投影装置104包括底座1046、光纤1045、上下镜座1043与1044、透镜1042以及衍射光学元件(DOE)1041。透镜1042与DOE1041共同构成了光束生成器，光纤1045接收光源光束并发出第一光束经透镜1042准直后由DOE1041向空间以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤投影装置，其特征在于，所述光纤投影装置包括：底座；光纤，所述光纤安装在所述底座上用于接收、传输光源光束并向外发射第一光束；光束生成器，所述光束生成器安装在所述底座上用于接收所述光源光束并向外投射出第二光束。

【技术特征摘要】
1.一种光纤投影装置，其特征在于，所述光纤投影装置包括：底座；光纤，所述光纤安装在所述底座上用于接收、传输光源光束并向外发射第一光束；光束生成器，所述光束生成器安装在所述底座上用于接收所述光源光束并向外投射出第二光束。2.如权利要求1所述的光纤投影装置，其特征在于，所述光纤投影装置通过所述光纤与光源连接。3.如权利要求2所述的光纤投影装置，其特征在于，所述光源为边发射激光器。4.如权利要求2所述的光纤投影装置，其特征在于，所述光源为垂直腔面激光发射器阵列，所述光纤为由多根光纤组成的光缆，所述光缆中光纤数量与所述垂直腔面激光发射器数量相同。5.如权利要求4所述的光纤投影装置，其特征在于，所述垂直腔面激光发射器阵列为规则排列，所述光缆中光纤排列为不规则排列。6.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆民，许星，黄源浩，肖振中，刘龙，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44