图像传感器、深度数据测量头及测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种图像传感器以及配置有该图像传感器的深度数据测量头和测量系统。该图像传感器，包括：镜片单元，用于接收入射光；分束装置，用于将入射光分成可见光光束和红外光光束；可见光感光单元，用于从所述可见光光束检测特定可见光频率范围内的可见光；以及红外光感光单元，用于从对所述红外光光束检测特定红外光频率范围内的红外光。本发明专利技术的图像传感器通过引入分束装置，尤其是反射红外光的四方棱镜，能够以极为简单的设置实现红外和可见光成分的分离和成像的像素级对齐。这一图像传感器可以应用与各类单目和双目测量头中，并且可以优选与可见光投射装置相配合，以多套投射纹理提升窗口匹配精确度。

Image sensor, depth data measuring head and measuring system

The invention discloses an image sensor, a depth data measuring head and a measuring system equipped with the image sensor. The image sensor includes: a lens unit for receiving incident light; a beam splitter for splitting incident light into visible and infrared beams; a visible light sensing unit for detecting visible light within a specific visible light frequency range from the visible light beam; and an infrared light sensing unit for detecting visible light from the visible light beam; and an infrared light sensing unit for dividing the incident light into visible and infrared light beams. The infrared beam detects the infrared light in the specific frequency range of infrared light. By introducing a beam splitting device, especially a square prism reflecting infrared light, the image sensor of the present invention can realize the separation of infrared and visible light components and the pixel-level alignment of imaging with extremely simple settings. The image sensor can be used in various monocular and binocular measuring heads, and can preferably be matched with the visible light projection device to improve the accuracy of window matching with multiple sets of projection textures.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器、深度数据测量头及测量系统
本专利技术涉及三维成像领域，具体地说，涉及一种图像传感器、深度数据测量头及测量系统。
技术介绍
传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度信息(亦称景深信息)，但实际上物体表面的空间深度信息，尤其是深度信息的实时获取在各种工业、生活及娱乐应用中都起着至关重要的作用。深度摄像头是一种采集目标物体深度信息的采集设备，这类摄像头广泛应用于三维扫描、三维建模等领域。在实际应用中，为了真实还原物体的三维数据及表面纹理，在采集深度信息的同时，往往还需要同时采集物体表面的彩色纹理信息。在采集深度信息时，为了排除外界环境可见光的干扰，往往采用红外摄像头对处于红外光波段(680nm-1100nm)的图像进行采集。为了能够同时采集RGB信息，需要额外安装彩色摄像头进行同步拍摄。由于红外摄像头和彩色摄像头所处的位置不同，拍摄时会存在视差，而使得红外和彩色图像不一致，即同一个拍摄对象在红外图像和彩色图像中的位置不同。因此拍摄完成后，还需要对红外摄像头和彩色摄像头进行系统标定，用以将彩色及深度数据按像素对齐。在采用红外摄像头和彩色摄像头同步拍摄时，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：镜片单元，用于接收入射光；分束装置，用于将入射光分成可见光光束和红外光光束；可见光感光单元，用于从所述可见光光束检测特定可见光频率范围内的可见光；以及红外光感光单元，用于从对所述红外光光束检测特定红外光频率范围内的红外光。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：镜片单元，用于接收入射光；分束装置，用于将入射光分成可见光光束和红外光光束；可见光感光单元，用于从所述可见光光束检测特定可见光频率范围内的可见光；以及红外光感光单元，用于从对所述红外光光束检测特定红外光频率范围内的红外光。2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分束装置是包括涂有反射红外光的涂层的棱镜。3.如权利要求2所述的图像传感器，其中，所述分束装置是四方棱镜或三棱镜。4.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分束装置将入射光分成传播方向互相垂直的可见光光束和红外光光束。5.如权利要求1所述的图像传感器，其中，所述可见光传感器单元和所述红外光传感器单元与所述分束装置的分束区域相距相等的距离。6.如权利要求5所述的图像传感器，其中，所述镜片单元用于将所述入射光汇聚至所述分束装置的分束区域。7.如权利要求5所述的图像传感器，其中，所述可见光传感器单元和所述红外光传感器单元是像素级对齐的。8.如权利要求7所述的图像传感器，其中，所述可见光传感器单元和所述红外光传感器单元经由标定靶成像被强制软件对齐。9.如权利要求1所述的图像传感器，还包括：壳体，用于固定所述镜片单元、所述分束装置、所述可见光感光单元和所述红外光感光单元的相对位置。10.如权利要求8所述的图像传感器，还包括：分别连接至所述可见光感光单元和所述红外光感光单元的线缆，所述壳体具有用于线缆接入的开口。11.一种深度数据测量头，包括：根据权利要求1-10中任一项所述的图像传感器；以及红外光投影装置，用于向拍摄区域投射所述特定红外光频率范围内的红外结构光。12.如权利要求11所述的深度数据测量头，其中，所述图像传感器是布置在所述红外光投影装置两侧的两个图像传感器，所述两个图像传感器是如下之一：两个根据权利要求1-10中任一项所述的图像传感器；或者一个红外光传感器和一个根据权利要求1-10中任一项所述的图像传感器。13.如权利要求12所述的深度数据测量头，其中，在所述两个图像传感器是两个根据权利要求1-10中任一项所述的图像传感器的情况下，所述深度数据测量头还包括：可见光投影装置，用于向拍摄区域投射至少一种特定颜色的可见结构光。14.一种深度数据测量系统，包括根据权利要求11所述的深度数据测量头，其中，所述红外光投影装置向所述拍摄区域投射带有纹理的红外光束，以在拍摄区域的拍摄对象上形成随机分布的红外纹理，所述图像传感器中的所述红外光感光单元获得所述拍摄区域中的拍摄对象反射的红外纹理图像，该深度数据测量系统还包括：处理器，用于：根据所述可见光感光单元获得的可见光图像确定所述拍摄区域内目标对象的轮廓信息；以及根据所述红外纹理图像与预先存储的至少一个已知纵深距离的参考面纹理进行对比，以确定所述红外纹理相对于所述图像传感器的深度数据，并且结合所述目标对象的轮廓信息确定所述目标对象的深度轮廓。15.一种深度数据测量系统，包括：红外光投影装置，用于向拍摄区域投射带有纹理的红外光束；第一和第二图像传感器，其中至少一个是如权利要求1-10中任一项所述的图像传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏捷，梁雨时，宋涛，陈翔，周剑靓，
申请(专利权)人：上海图漾信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31