三维影像系统及带有三维影像系统的移动电话技术方案

一种移动电话包括：光源；调制器，与所述光源相连，用于通过一频率扫描信号调制所述光源的输出；第一分光装置，与所述光源相连，用于将来自光源的光分光为第一光路光输出和第二光路光输出；第二分光装置，与所述第一分光装置相连，用于将所述第二光路光输出分光为多个光信号；光学子模块用于收集穿过所述物体或被所述物体反射的光，并将收集到的光耦合入一光合并装置；感光装置，与所述光合并装置相连，用于感测该光合并装置的光输出并将其转化为多个电信号；以及信号处理模块，与所述感光装置相连，用于从所述电信号中提取三维信息。

Three dimensional image system and mobile phone with three-dimensional image system

A mobile phone includes a light modulator; and the light source is connected through a frequency scanning signal for modulating the light output; the first light splitting device, and is connected to the light source, for divides light from a light source for the first optical path of light output and second optical light output; second points of light device is connected with the first light splitting device for the second optical light output light into a plurality of light signals; optical sub module is used to collect through the object or the object reflected light, and will collect the optocoupler into a light combination device; and a photosensitive device. The light combination device connected for sensing light output of the light combination device and transforming it into a plurality of electrical signals; and a signal processing module is connected with the photosensitive device for extracting 3D information from the signals.

【技术实现步骤摘要】
三维影像系统及带有三维影像系统的移动电话
本专利申请总体涉及影像技术，并且更具体地涉及一种三维影像系统以及带有该三维影像系统的移动电话。
技术介绍
三维影像技术被广泛地应用于医学影像、机器人、手势识别、用于试衣的脸或身体的扫描等领域。相比二维图像，三维图像包含有关深度的信息，而该信息可以用于在观察者本人未在现场的情况下观察三维制品与结构，检测结构缺陷，或者评估货品。现在的移动电话通常配备有高分辨率的摄像头。这些摄像头目前只能拍摄二维图像。由于大多数人习惯于把移动电话带在身边，因而，会期望有一种带有三维影像系统的移动电话，这样用户可以方便地使用该移动电话拍摄高分辨率的带有深度信息的三维图像。
技术实现思路
本专利申请提供一种三维影像系统以及带有该三维影像系统的移动电话。在一个实施例中，该三维影像系统包括其包括：由一频率扫描信号调制的光源；第一分光装置，与所述光源相连，用于将来自光源的光分光为第一光路光输出和第二光路光输出，所述第一光路光输出被引导至一物体，穿过该物体或被该物体反射；第二分光装置，与所述第一分光装置相连，用于将所述第二光路光输出分光为多个光信号；光学子模组用于收集穿过所述物体或被所述物体反射的光，并将收集到的光耦合入一光合并装置；所述光合并装置，与所述光学子模组及第二分光装置相连，包括多个光合并器，用于将耦合自所述光学子模组的光信号与所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出多个合并后的光信号；感光装置，与所述光合并装置相连，用于感测该光合并装置的光输出并将其转化为多个电信号；以及信号处理模组，与所述感光装置相连，用于从所述电信号中提取有关物体的三维信息。所述光学子模组包括具有m列和n行包的像素矩阵，每一个像素包括一硅基底层，一硅氧化层设置于该硅基底层上，一玻璃层设置于该硅氧化物层上，一硅波导层设置于该玻璃层上，以及一多晶硅层部分覆盖该硅波导层，多个齿状结构形成于该硅波导层中，一光电二极管设置于所述硅氧化物层上并被所述玻璃层覆盖。所述第二分光装置为一分光器，将所述第二光路光输出分为k个光信号，并且k＝mxn。所述光合并装置k个光合并器，每个光合并器是一个光学Y形结，用于将一个耦合自所述光学子模组的光信号与一个由所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出合并后的光信号。空气、所述硅波导层及所述玻璃层的折射率可以分别为n1，n2，n3，并且n2>n3>n1。所述感光装置可以包含一像素矩阵，其包含k个像素，每个像素为一光感测器，用于将所述合并后的光信号转换为一个电信号。所述第一分光装置可以为一个光纤熔接耦合器。该三维影像系统，可以进一步包括一放大器设置于所述光源与所述第一分光装置之间，用于放大输入该第一分光装置的光信号；以及一准直器设置于所述第一分光装置与所述物体之间，用于在光被导向该物体之前校准该光。频率扫描信号的频率可以在每次扫描中随时间线性变化。在另一个实施例中，一种移动电话包括：背盖，其上定义有第一窗口和第二窗口；光源；调制器，与所述光源相连，用于通过一频率扫描信号调制所述光源的输出；第一分光装置，与所述光源相连，用于将来自光源的光分光为第一光路光输出和第二光路光输出，所述第一光路光输出被引导至一物体，穿过该物体或被该物体反射；第二分光装置，与所述第一分光装置相连，用于将所述第二光路光输出分光为多个光信号；光学子模组用于收集穿过所述物体或被所述物体反射的光，并将收集到的光耦合入一光合并装置；所述光合并装置，与所述光学子模组及第二分光装置相连，包括多个光合并器，用于将耦合自所述光学子模组的光信号与所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出多个合并后的光信号；感光装置，与所述光合并装置相连，用于感测该光合并装置的光输出并将其转化为多个电信号；以及信号处理模组，与所述感光装置相连，用于从所述电信号中提取有关物体的三维信息。该第一窗口围绕所述光学子模组设置并与其对齐。该第二窗口围绕所述第一分光装置在第一光路的光输出设置并与其对齐。所述第二窗口可以进一步围绕一闪光灯设置并与其对齐，所述闪光灯用于提供使用该移动电话拍摄照片或视频的辅助光。所述光学子模组可以包括一像素矩阵，每一个像素包括一硅基底层，一硅氧化层设置于该硅基底层上，一玻璃层设置于该硅氧化物层上，一硅波导层设置于该玻璃层上，以及一多晶硅层部分覆盖该硅波导层，多个齿状结构形成于该硅波导层中，一光电二极管设置于所述硅氧化物层上并被所述玻璃层覆盖。所述光源、所述调制器、所述第一分光装置、所述第二分光装置、所述光采集耦合装置、所述光合并装置、所述感光装置以及所述信号处理模组可以集成于一硅光子芯片，该硅光子芯片通过SOI工艺制成。附图说明图1是根据本专利申请一个实施例的三维影像系统的结构框图；图2是说明使用图1所示的三维影像系统提取物体三维信息的方法的流程图；图3A是根据本专利申请另一个实施例的带有三维影像系统的移动电话的背面图；图3B是图3A所示的三维影像系统的芯片布局示意图；图4是图3A所示移动电话中光学子模组的部分截面图。其中：101、光源；102、光学模组；103、调制器；105、第二分光装置；106、第一分光装置；107、被影像物体；109、光采集耦合装置；111、光合并装置；113、感光装置；115、信号处理模组；121、光路；123、光路；201,203,205,207,209,211,213、步骤；300、移动电话；3001、背盖；3003、第一窗口；3005、第二窗口；301、激光输出；310、闪光灯；313、光学子模组；315、硅光子芯片；321、激光器；323、调制器；325、第二分光装置；326、第一分光装置；331、光合并装置；333、感光装置；335、信号处理模组；337、图像处理模组；400、像素；401、硅基底层；403、硅氧化层；405、玻璃层；407、硅波导层；409、多晶硅层；411,413、齿状结构；415、光电二极管。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利申请的三维影像系统以及带有该三维影像系统的移动电话进行详细说明。图1是根据本专利申请一个实施例的三维影像系统的结构框图。参见图1，该三维影像系统包括光源101，调制器103与所述光源101相连，光学模组102与所述光源101相连，感光装置113与所述光学模组102相连，以及信号处理模组115与所述感光装置113相连。参见图1，所述光学模组102包括第一分光装置106与所述光源101相连，第二分光装置105与所述第一分光装置106相连，光采集耦合装置109，以及光合并装置111。所述光合并装置111与所述光采集耦合装置109，所述第二分光装置105及所述感光装置113相连。在本实施例中，所述光源101是一个激光器。该激光器包括一VCSEL或者VCSEL阵列。所述光源101输出的强度由所述调制器103通过一频率扫描信号(frequencysweepsignal)v(t)调制。在本实施例中，信号v(t)的频率在每次扫描中随时间线性变化。所述第一分光装置106是一分光器，将调制后的所述光源101的光输出分为两个光路121和123的光输出。作为一个例子，该分光器可以是一个光纤熔接耦合器(fiberopticfusioncoupler)。参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维影像系统，其包括：由一频率扫描信号调制的光源；第一分光装置，与所述光源相连，用于将来自光源的光分光为第一光路光输出和第二光路光输出，所述第一光路光输出被引导至一物体，穿过该物体或被该物体反射；第二分光装置，与所述第一分光装置相连，用于将所述第二光路光输出分光为多个光信号；光学子模组用于收集穿过所述物体或被所述物体反射的光，并将收集到的光耦合入一光合并装置；所述光合并装置，与所述光学子模组及第二分光装置相连，包括多个光合并器，用于将耦合自所述光学子模组的光信号与所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出多个合并后的光信号；感光装置，与所述光合并装置相连，用于感测该光合并装置的光输出并将其转化为多个电信号；以及信号处理模组，与所述感光装置相连，用于从所述电信号中提取有关物体的三维信息；其中：所述光学子模组包括具有m列和n行包的像素矩阵，每一个像素包括一硅基底层，一硅氧化层设置于该硅基底层上，一玻璃层设置于该硅氧化物层上，一硅波导层设置于该玻璃层上，以及一多晶硅层部分覆盖该硅波导层，多个齿状结构形成于该硅波导层中，一光电二极管设置于所述硅氧化物层上并被所述玻璃层覆盖；所述第二分光装置为一分光器，将所述第二光路光输出分为k个光信号，并且k＝mxn；以及所述光合并装置k个光合并器，每个光合并器是一个光学Y形结，用于将一个耦合自所述光学子模组的光信号与一个由所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出合并后的光信号。...

【技术特征摘要】
1.一种三维影像系统，其包括：由一频率扫描信号调制的光源；第一分光装置，与所述光源相连，用于将来自光源的光分光为第一光路光输出和第二光路光输出，所述第一光路光输出被引导至一物体，穿过该物体或被该物体反射；第二分光装置，与所述第一分光装置相连，用于将所述第二光路光输出分光为多个光信号；光学子模组用于收集穿过所述物体或被所述物体反射的光，并将收集到的光耦合入一光合并装置；所述光合并装置，与所述光学子模组及第二分光装置相连，包括多个光合并器，用于将耦合自所述光学子模组的光信号与所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出多个合并后的光信号；感光装置，与所述光合并装置相连，用于感测该光合并装置的光输出并将其转化为多个电信号；以及信号处理模组，与所述感光装置相连，用于从所述电信号中提取有关物体的三维信息；其中：所述光学子模组包括具有m列和n行包的像素矩阵，每一个像素包括一硅基底层，一硅氧化层设置于该硅基底层上，一玻璃层设置于该硅氧化物层上，一硅波导层设置于该玻璃层上，以及一多晶硅层部分覆盖该硅波导层，多个齿状结构形成于该硅波导层中，一光电二极管设置于所述硅氧化物层上并被所述玻璃层覆盖；所述第二分光装置为一分光器，将所述第二光路光输出分为k个光信号，并且k＝mxn；以及所述光合并装置k个光合并器，每个光合并器是一个光学Y形结，用于将一个耦合自所述光学子模组的光信号与一个由所述第二分光装置输出的光信号合并，并输出合并后的光信号。2.根据权利要求1所述的三维影像系统，其中空气、所述硅波导层及所述玻璃层的折射率分别为n1，n2，n3，并且n2>n3>n1。3.根据权利要求1所述的三维影像系统，其中所述感光装置包含一像素矩阵，其包含k个像素，每个像素为一光感测器，用于将所述合并后的光信号转换为一个电信号。4.根据权利要求1所述的三维影像系统，其中所述第一分光装置为一个光纤熔接耦合器。5.根据权利要求1所述的三维影像系统，进一步包括一放大器设置于所述光源与所述第一分光装置之间，用于放大输入该第一分光装置的光信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红园，
申请(专利权)人：红梓有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81