具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用制造方法及图纸

一具备编码光的结构光投影装置，包括一激光发射器、一光掩膜、一准直镜系统和一衍射光学元件，其中所述激光发射器发出的光线经所述光掩膜形成一固定图案、经所述准直透镜系统后被准直、并且经所述衍射光学元件辅助扩散后投影至该空间目标。

Structured Light Projection Device with Coded Light, Electronic Equipment and Its Application

A structured light projection device with coded light includes a laser emitter, a light mask, a collimating mirror system and a diffractive optical element. The light emitted by the laser emitter forms a fixed pattern through the optical mask, is collimated after the collimating lens system, and is projected to the space target after assisted diffusion by the diffractive optical element.

【技术实现步骤摘要】
具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用
本专利技术涉及摄影电子设备领域，进一步涉及一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，更进一步涉及一通过产生编码光来生成固定图案的编码结构光的投影装置、电子设备及其应用。
技术介绍
随着科技的发展，摄影电子设备也越来越受到人们的青睐，自然而然地，人们对摄影电子设备的功能要求也越来越高。而对于摄影设备，诸如深度相机能够获取目标的深度信息，可以实现3D扫描、成像或建模等功能，因此，深度相机也逐渐应用在大量的摄影电子设备中，以使摄影电子设备增加更多功能，进而带给人们更好的体验。结构光投影装置作为深度相机重要的部件之一，其投射质量的优劣直接影响着深度相机的成像质量。在现有技术中，深度相机的结构光投影装置通常采用光源形成一不规则图案并投射至空间目标，然后采集模组接收反射光线，并通过处理器生成所需的图像。但是由于常见结构光是通过光源排布上的不规则图案形成的，同时通过准直镜形成平行光并在衍射光学元件DOE上复制并进行扩散，最终形成衍射结构光投射模组。且光源设计中往往采用简单的光斑，所以也称之为散斑结构光模组。因为光斑相互之间的区别很小，一般只有光斑大小、稀密之分和位置差异，故采集模组接收到图案后识别比较困难。通常情况下，传统的深度相机的结构光投影装置为了保证发出的结构光能够准确的采集到空间目标的特征点A的信息，均是采用面光、线光或点光之间的任意结合来形成不规则的图案的结构光，去捕捉空间目标的特征点A的信息，因此，正是由于所述光源产生的相同光斑的不规则图案，光斑之间的区别点很小，进而无法保证所述结构光能够完全地被识别，进而导致无法获取到某些特征点A的信息或者特征点A的信息获取不全面等，进而影响摄影质量。比如，目前常用的散斑光投影装置是由激光发射器发射出不规则的光束经过至少一片准直透镜准直，然后经过衍射光学元件(DOE)进行分束、衍射作用而形成多个复制的不规则的图案，然后照射到空间目标，以此采集空间目标的特征信息，因此，所述散斑光投影装置发出的结构光是基于相同光斑进行的不规则排布的不规则图案，故在标定时可能会随着环境或者自身设备能力的限制而出现误差，进而会导致无法准确获取到空间目标的某些特征点深度信息，进而影响摄影质量。另外，由于所述散斑结构光的不规则性，导致经过衍射光学元件进行分束、衍射作用而形成多个光束时，无法辨别每个光束之间的边界区域，进而导致在采集空间目标的特征信息时，无法识别对应的特征信息，进而影响成像质量。通常情况下，为了确保能够尽可能地全面去获取空间目标的特征点信息，传统的结构光投影装置需要设置更多的光源，以发出尽量多的光束去投射到空间目标，因此，就会消耗大量的光源能量，并且增加磨损率，不仅影响成像效果，而且降低了设备的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，能够形成固定图案的编码结构光投射至空间目标的表面，进而更好地识别空间目标的深度信息，减小标定误差，提高识别精度，以保证三维成像质量。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，由具备编码图案的激光光源发出所述编码光，经过准直镜准直，DOE复制扩散，以形成固定图案的编码结构光投射到空间目标。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，由面光源发出光束，通过一光掩膜形成所述编码光，经过准直镜准直，DOE复制扩散，以形成固定图案的编码结构光投射到空间目标。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，其不会随着环境变化或者自身设备因素而影响所述编码结构光的固定图案，进而不会有误差产生，以保证投影质量的稳定性。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，其中所述光掩膜具有透光区进而使光束穿过所述光掩膜时，形成各种图案的编码光。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，其中所述编码光在经过准直、复制扩散形成多个所述固定图案的编码结构光，并且每个所述固定图案的编码结构光边界区域识别更加准确，以使在采集信息时，能够很清楚地识别出特征信息，以使图像的采集更加精准、快捷。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，其中所述结构光投影装置能够降低光源能源消耗，减少设备磨损率，增加使用寿命。本专利技术的另一个目的在于提供一具备编码光的结构光投影装置、电子设备及其应用，结构简单，实用性高，成本低。依本专利技术的一个方面，本专利技术进一步提供一具备编码光的结构光投影装置，以供投影至一空间目标，其包括：一激光发射器、一光掩膜、一准直透镜系统和一衍射光学元件，其中所述激光发射器发出的光线经所述光掩膜形成一固定图案、经所述准直透镜系统后被准直、并且经所述衍射光学元件复制扩散后投影至该空间目标。在一些实施例中，所述准直透镜系统位于所述光掩膜和所述衍射光学元件之间。在一些实施例中，所述光掩膜包括透明的一基板和设置于所述基板的一不透光层，所述不透光层通过蚀刻工艺形成多个透光区，所述激光发射器发出的光束穿过所述多个透光区形成所述固定图案。在一些实施例中，所述激光发射器发出光线的通光孔对着所述光掩膜的所述透光区。在一些实施例中，其还包括一结构支撑件，其中所述结构支撑件具有一通道，其中所述激光发射器、所述光掩膜、所述准直镜系统和所述衍射光学元件被依次安装于所述通道。在一些实施例中，其进一步包括一线路板，其中所述线路板电连接于所述激光发射器。依据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一具备编码光的结构光投影装置，以供投影一空间目标，其包括：一编码光源；一准直镜系统；和一衍射光学元件，其中所述编码光源发出具备编码图案的编码光，经过所述准直镜被准直，并经过所述衍射光学元件复制扩散后投射到所述空间目标。在一些实施例中，所述准直透镜系统位于所述编码光源和所述衍射光学元件之间。根据本专利技术的另外一方面，本专利技术还提供一具备编码光的结构光投影装置的相机模组，其包括：一采集模组和上述结构光投影装置，其中所述含光掩膜的结构光投影装置投射具有固定图案的编码结构光至所述空间目标的表面并被反射后被所述采集模组接收。根据本专利技术的另外一方面，本专利技术还提供一电子设备，供摄影一空间目标，其包括：一设备主体和一个或多个上述相机模组，其中所述相机模组可工作地安装于所述设备主体，以供摄影所述空间目标。根据本专利技术的另外一方面，本专利技术还提供一产生结构光的方法，其包括步骤：通过一激光发射器发出的光线经一光掩膜形成一固定图案、经一准直透镜系统后被准直、并且经一衍射光学元件复制扩散后形成一编码结构光。在一些实施例中，所述光掩膜包括透明的一基板和设置于所述基板的一不透光层，所述不透光层通过蚀刻工艺形成多个透光区，所述激光发射器发出的光束穿过所述多个透光区形成所述固定图案。根据本专利技术的另外一方面，本专利技术还提供一产生结构光的方法，其包括步骤：通过一编码光源发出具备固定图案的编码光、经一准直透镜系统后被准直、并且经一衍射光学元件复制扩散后形成一编码结构光。附图说明图1是根据本专利技术的一个优选实施例的具备编码光的结构光投影装置的结构示意图。图2A是根据本专利技术的一个优选实施例的具备编码光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一结构光投影装置，以供投影至一空间目标，其特征在于，包括：一激光发射器、一光掩膜、一准直透镜系统和一衍射光学元件，其中所述激光发射器发出的光线经所述光掩膜形成一固定图案、经所述准直透镜系统后被准直、并且经所述衍射光学元件辅助扩散后投影至该空间目标。

【技术特征摘要】
1.一结构光投影装置，以供投影至一空间目标，其特征在于，包括：一激光发射器、一光掩膜、一准直透镜系统和一衍射光学元件，其中所述激光发射器发出的光线经所述光掩膜形成一固定图案、经所述准直透镜系统后被准直、并且经所述衍射光学元件辅助扩散后投影至该空间目标。2.根据权利要求1所述的结构光投影装置，其中所述准直透镜系统位于所述光掩膜和所述衍射光学元件之间。3.根据权利要求1所述的结构光投影装置，其中所述光掩膜包括透明的一基板和设置于所述基板的一不透光层，所述不透光层通过蚀刻工艺形成多个透光区，所述激光发射器发出的光束穿过所述多个透光区形成所述固定图案。4.根据权利要求3所述的结构光投影装置，其中所述激光发射器发出光线的通光孔对着所述光掩膜的所述透光区。5.根据权利要求1至4中任一所述的结构光投影装置，其中还包括一结构支撑件，其中所述结构支撑件具有一通道，其中所述激光发射器、所述光掩膜、所述准直镜系统和所述衍射光学元件被依次安装于所述通道。6.根据权利要求1至4中任一所述的结构光投影装置，其中进一步包括一线路板，其中所述线路板电连接于所述激光发射器。7.根据权利要求5所述的结构光投影装置，其中进一步包括一线路板，其中所述线路板电连接于所述激光发射器，并且所述线路板位于所述通道底侧。8.一结构光投影装置，以供投影一空间目标，其特征在于，包括：一编码光源、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭东，粟登超，陈飞帆，陈振宇，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33