收集对象的三维信息的光学设备和方法技术

本公开内容涉及一种收集对象的三维信息的光学设备，其包括光学检测器、遮光板、第一光学模块以及第二光学模块。遮光板具有第一孔和通过遮光板与第一孔分开的第二孔。第一孔中的第一光学模块提供根据从对象反射的光的第一波长范围的第一光束。第二孔中的第二光学模块提供根据从对象反射的光的第二波长范围的第二光束。

Optical devices and methods for collecting 3D information of objects

The present disclosure relates to an optical device for collecting three-dimensional information of objects, which includes an optical detector, a light shield, a first optical module and a second optical module. The shading plate has a first hole and a second hole separated from the first hole through a light shading plate. The first optical module in the first hole provides a first beam of the first wavelength range based on the light reflected from the object. The second optical module in the second hole provides a second beam of the second wavelength range of light reflected from the object.

【技术实现步骤摘要】
收集对象的三维信息的光学设备和方法
本公开涉及一种收集对象的三维信息的光学设备和方法。
技术介绍
出于诸如再现的目的，对象的三维(3D)数据收集可能依赖于速度、精度和可便携性。3D数据收集技术可以应用在数字成像、计算机动画、地形学、重建整形外科、牙科、内科、快速成型等领域中。光学设备可以用于以数字形式收集对象的形状、轮廓、位置或其他信息。例如，使用三角测量的光学设备可以包括用于接收从对象反射的光的两个摄像装置，然后确定光从对象反射的点的三维空间位置。WO2012066741A1中公开了多频带摄像装置的示例，其需要大量的像素(每个像素(或者多个像素)用于收集某一波段的光通量)以收集足够的图像数据。然而，尺寸相对较大的传感器(其提供充足的像素)可能不可避免地增大摄像装置的物理尺寸或者不利地影响其小型化。附图说明当结合附图阅读以下详细描述时，会更好地理解本公开内容的各个方面。注意，根据行业标准实践，各种特征未按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚性，各种特征的尺寸可能被任意增大或缩小。图1图示根据本公开内容的一些实施例的、收集对象的三维信息的光学设备。图2图示根据本公开内容的一些实施例的、收集对象的三维信息的光学设备。图3图示根据本公开内容的一些实施例的、收集对象的三维信息的光学设备。图4图示根据本公开内容的一些实施例的、收集对象的三维信息的光学设备。图5A图示根据本公开内容的一些实施例的对象的图像。图5B图示根据本公开内容的一些实施例的对象的图像。图5C图示根据本公开内容的一些实施例的对象的图像。具体实施方式以下公开内容提供用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同实施例或示例。以下描述了部件和布置的特定示例以简化本公开内容。当然，这些仅仅是示例，并非旨在是限制性的。例如，在接下来的描述中第一特征形成在第二特征上方/之上可以包括第一特征和第二特征直接接触形成的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成另外的特征以使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开内容可能在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的，并且其自身不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。此外，为了易于描述，在本文中可能使用诸如“在…下面”、“在…之下”、“下方”、“在…之上”、“上方”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元素或特征相对于(一个或更多个)另外的元素或特征的关系。空间相对术语旨在除了附图中所示的取向以外还包括在使用或操作中的不同装置取向。设备可以另外取向(旋转90度或其他取向)，并且本文中使用的空间相对描述同样可以相应地解释。参照附图，在多个视图中，相同的附图标记指示相同的部件。图1图示根据本公开内容的一些实施例的、收集对象的三维信息的光学设备。参照图1，收集对象3的三维信息的光学设备1a可以包括遮光板12、透镜11、131和132、滤光器141和142以及光学检测器15。光学设备1a可以是例如但不限于摄像装置的透镜单元。遮光板12是不透明的。遮光板12由吸收入射光的材料形成。遮光板12具有孔121。遮光板12具有孔122。孔121通过遮光板12与孔122分开。孔121的位置与孔122的位置不同。透镜11布置在对象3和遮光板12之间。透镜11被配置成缩短孔121和光学检测器15之间的距离。透镜11被配置成缩短从孔121到光学检测器15的焦距。透镜11被配置成缩短孔122和光学检测器15之间的距离。透镜11被配置成缩短从孔122到光学检测器15的焦距。可以预期，根据本公开内容的一些其他实施例，可以去除透镜11。可以预期，如果消除透镜11，则从孔122到光学检测器15的焦距会增大。光学模块(图1中未示出)包括透镜131和滤光器141。透镜131布置在孔121中。滤光器141布置在孔121中。透镜131布置在滤光器141和对象3之间。遮光板12的孔121中的光学模块将根据从对象反射的光束L1的光束L1’直接提供给光学检测器15。遮光板12的孔121中的光学模块将根据从对象反射的光束L2的光束L2’直接提供给光学检测器15。滤光器141是带通滤光器。滤光器141传输430nm到470nm波长区域的光。滤光器141传输470nm到510nm波长区域的光。滤光器141传输510nm到550nm波长区域的光。滤光器141传输550nm到590nm波长区域的光。滤光器141传输590nm到630nm波长区域的光。滤光器141传输630nm到670nm波长区域的光。滤光器141传输670nm到710nm波长区域的光。滤光器141传输710nm到750nm波长区域的光。可以预期，滤光器141可以传输除了上述波长区域以外的另外的波长区域的光。光束L1被对象3反射或从对象3反射。光束L1可以通过透镜11并且到达透镜131。光束L1可以通过透镜11被引导到透镜131。入射在透镜131上的光束L1可以通过透镜131被引导到滤光器141。接收光束L1的滤光器141可以提供或者输出例如从大约540纳米(nm)到大约560nm的波长范围或光谱的光束L1’。光束L1’可以包括例如但不限于绿光。包括透镜131和滤光器141的光学模块(图1中未示出)提供或输出根据从对象3反射的光L1的波长范围的光束L1’。光束L1’可以被传输到光学检测器15。光束L2被对象3反射或从对象3反射。光束L2可以通过透镜11并且到达透镜131。光束L2可以通过透镜11被引导到透镜131。入射在透镜131上的光束L2可以通过透镜131被引导到滤光器141。接收光束L2的滤光器141可以提供或者输出例如从大约540纳米(nm)到大约560nm的波长范围或光谱的光束L2’。光束L2’可以包括例如但不限于绿光。包括透镜131和滤光器141的光学模块(图1中未示出)提供或输出根据从对象3反射的光L2的波长范围的光束L2’。光束L2’可以被传输到光学检测器15。光束L1和光束L2可以被对象3的同一点反射。光束L1和光束L2可以分别被对象3的不同点反射。光学模块(图1中未示出)包括透镜132和滤光器142。透镜132布置在孔122中。滤光器142布置在孔122中。透镜132布置在滤光器142和对象3之间。遮光板12的孔122中的光学模块将根据从对象反射的光束L3的光束L3’直接提供给光学检测器15。遮光板12的孔122中的光学模块将根据从对象反射的光束L4的光束L4’直接提供给光学检测器15。滤光器142是带通滤光器。滤光器142传输430nm到470nm波长区域的光。滤光器142传输470nm到510nm波长区域的光。滤光器142传输510nm到550nm波长区域的光。滤光器142传输550nm到590nm波长区域的光。滤光器142传输590nm到630nm波长区域的光。滤光器142传输630nm到670nm波长区域的光。滤光器142传输670nm到710nm波长区域的光。滤光器142传输710nm到750nm波长区域的光。可以预期，滤光器142可以传输除了上述波长区域以外的另外的波长区域的光。滤光器142传输与滤光器141不同的波长区域的光。光束L3被对象3反射或从对象3反射。光束L3可以通过透镜11并且到达透镜132。光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种收集对象的三维信息的光学设备，包括：光学检测器；以及遮光板，具有：第一孔和通过所述遮光板与所述第一孔分开的第二孔；第一光学模块，在所述第一孔中并且提供根据从所述对象反射的光的、第一波长范围的第一光束；以及第二光学模块，在所述第二孔中并且提供根据从所述对象反射的光的、第二波长范围的第二光束。

【技术特征摘要】
2016.07.21 US 15/215,6521.一种收集对象的三维信息的光学设备，包括：光学检测器；以及遮光板，具有：第一孔和通过所述遮光板与所述第一孔分开的第二孔；第一光学模块，在所述第一孔中并且提供根据从所述对象反射的光的、第一波长范围的第一光束；以及第二光学模块，在所述第二孔中并且提供根据从所述对象反射的光的、第二波长范围的第二光束。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述第一光学模块包括：第一滤光器；以及所述对象与所述第一滤光器之间的第一透镜，其中，所述第一滤光器通过所述第一透镜接收从所述对象反射的光并且将所述第一光束输出到所述光学检测器。3.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述第一光学模块包括：第一透镜；以及所述对象与所述第一透镜之间的第一滤光器，其中，所述第一滤光器接收从所述对象反射的光并且输出所述第一光束，其中，所述第一透镜将所述第一光束引导到所述光学检测器。4.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述第一光学模块包括：其上具有光学膜的透镜，其中，所述光学膜接收从所述对象反射的光并且输出所述第一光束，其中，所述透镜将所述第一光束引导到所述光学检测器。5.根据权利要求1所述的光学设备，还包括：所述对象与所述遮光板之间的透镜。6.根据权利要求1所述的光学设备，还包括：反射镜，用于将所述第一光束引导到所述光学检测器。7.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述遮光板还包括：通过所述遮光板与所述第一孔和所述第二孔分开的第三孔以及所述第三孔中的第三光学模块，所述第三光学模块提供根据从所述对象反射的光的、第三波长范围的第三光束。8.根据权利要求7所述的光学设备，其中，所述第一光学模块和所述第三光学模块是可互换的。9.根据权利要求1所述的光学设备，还包括：照明源，发出所述第一波长范围和所述第二波长范围的光图案。10.一种收集对象的三维信息的方法，包括：接收根据从所述对象反射的光的、通过遮光板的第一孔的第一波长范围的第一光束；以及接收根据从所述对象反射的光的、通过所述遮光板的第二孔的第二波长范围的第二光束，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宗汉，刘玉伦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP