三维图像生成芯片、制备方法、装置及三维图像生成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种三维图像生成芯片、制备方法、装置及三维图像生成方法，图像扫描单元采用的MEMS扫描微镜上集成了图像获取单元和光发射单元。实现动态发光，提高发光均匀性，提高图像探测扫描速率，降低光能损耗，提高图像亮度和分辨率。利用MEMS扫描微镜的摆动来实现大量像素的快速生成，从而确保了在实时传输过程中生成的动态三维图像的分辨率和清晰度。

Three-dimensional image generation chip, preparation method, device and three-dimensional image generation method

【技术实现步骤摘要】
三维图像生成芯片、制备方法、装置及三维图像生成方法
本专利技术涉及图像获取
，具体涉及一种三维图像生成芯片、制备方法、装置及三维图像生成方法。
技术介绍
现有的各种图像获取装置，一般采用光源输出，反射镜反射，在于反射镜不同个光路上，采用图像获取器件获取物体反射光束信号。由于图像获取器件与反射镜相分离，导致光束能量消耗，信号失真。而且，所得到的图像获取装置体积较大，不利于小型化和轻薄化。随着人们生活水平的提高和科技的进步，各种电子设备越来越倾向于小型化和轻薄化，便于携带。而且对于获取的图像质量要求越来越高，对于图像的获取速度和传输速度也迫切要求提高。因此，顺应时代的要求，研究轻薄化且快速获取高质量的图像装置技术是非常重要的。此外，三维图像的生成往往需要更加精准的大量的数据，目前的三维图像生成包括静态三维图像和动态三维图像。动态三维图像的生成难度比较大，而且容易出现失真和清晰度差的问题。如何能够提高三维图像的生成速率和分辨率，提高实时传输时的三维图像效果，是十分重要的。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术旨在提供一种三维图像生成芯片，利用MEMS扫描微镜上集成图像获取单元和光发射单元，实现光束的动态发射、以及图像的快速扫描和获取。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种三维图像生成芯片，包括：MEMS图像扫描单元，用于获取物体的图像信息数据；光发射单元，设置于MEMS图像扫描单元中，用于向外界发射光束；MEMS图像扫描单元获取外界反射的光束，生成图像信息数据；计算单元，根据图像信息数据进行计算得到三维图像信息数据。优选地，光发射单元，设置于反射镜中，用于向外界发射光束；其中，MEMS扫描微镜沿着扭臂进行摆动，每摆动一次，光发射单元随之摆动并发射出随之摆动的光束，从而实现动态发光；所述光束达到外界物体并反射回来，所述反射镜同时接收反射回来的光束；所述MEMS图像扫描单元包括：MEMS扫描微镜，包含反射镜；反射镜悬浮在整个芯片中；图像获取单元，设置于反射镜中，用于获取外界的反射回来的光束，并生成图像信息；并且与外界电路元件相电连，通过外界电路元件来反馈图像信息数据；其中，MEMS扫描微镜沿着扭臂进行摆动，每摆动一次，接收外界的反射回来的光束一次。优选地，所述反射镜通过磁场悬浮在整个芯片中；或者所述MEMS扫描微镜芯片还具有扭臂；所述反射镜通过扭臂悬架在整个芯片中。优选地，所述光发射单元为红外光发射器、可见光发射器或紫外光发射器。优选地，所述图像获取单元为白光图像传感器、红外图像传感器或二者混合图像传感器。优选地，所述图像获取单元中设置无线通讯模块；所述图像获取单元通过无线通讯信号与外界电路元件相电连。优选地，所述图像获取单元连接有传输电路，传输电路与所述扭臂相复合，利用传输扭臂提供的路径与外界电路元件相连。优选地，所述芯片具有沟槽，所述扫描微镜置于所述沟槽中，并且通过扭臂连接所述扫描微镜外围的芯片部分；所述扫描微镜通过扭臂进行扭转。优选地，环绕所述扫描微镜的所述芯片具有互连电路；所述互连电路连接所述反射镜和所述图像获取单元；所述芯片至少还包括：处理器，与所述扫描微镜、所述光发射单元和所述图像获取单元分别相电连，用于处理所述扫描微镜的驱动逻辑和所述图像获取单元的信息传输逻辑；存储器，用于存储图像获取单元获取的图像数据并且存储所述计算单元得到的三维格式数据。优选地，所述图像获取微型芯片的厚度不大于500μm。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种三维图像生成装置，包括上述的三维图像生成芯片；还包括图像生成单元，根据三维图像信息进行格式转换为三维图像。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种上述的三维图像生成芯片的制备方法，其包括：步骤01：提供一芯片；在芯片上制备MEMS扫描微镜、光发射单元、图像获取单元、计算单元以及互连线；其中，MEMS扫描微镜中具有反射镜和扭臂，通过扭臂与互连线相连；在反射镜中制备有光发射单元、图像获取单元；光发射单元、图像获取单元、计算单元、反射镜均与互连线相连；计算单元环绕MEMS扫描微镜周围设置；计算单元通过互连线C与光发射单元、图像获取单元相连；步骤02：提供另一芯片；将另一芯片减薄；步骤03：将步骤01的芯片和步骤的另一芯片键合，从而获得三维图像生成芯片。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种的三维图像生成芯片的制备方法，包括：步骤01：提供一芯片；步骤02：在芯片上制备MEMS扫描微镜、光发射单元、图像获取单元、计算单元以及互连线；以及在图像获取单元中制备无线通讯模块；其中，MEMS扫描微镜中具有反射镜和扭臂，通过扭臂与互连线相连；在反射镜中制备有图像获取单元；计算单元、反射镜均与互连线相连；计算单元环绕MEMS扫描微镜周围设置；图像获取单元通过无线通讯模块与计算单元相连。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种上述的三维图像生成芯片的制备方法，包括：步骤01：提供一芯片；在芯片上制备MEMS扫描微镜、光发射单元、图像获取单元、计算单元以及互连线；同时还在计算单元底部制备第一接触孔；其中，MEMS扫描微镜中具有反射镜和扭臂，通过扭臂与互连线相连；在反射镜中制备有图像获取单元、光发射单元；计算单元环绕MEMS扫描微镜周围设置；计算单元、光发射单元、图像获取单元和MEMS扫描微镜均与互连线相连；步骤02：提供另一芯片，在另一芯片上制备互连层；互连层上还制备有第二接触孔；第一接触孔和第二接触孔的位置相对应；步骤03：将步骤01的芯片和步骤02的另一芯片键合，第一接触孔底部和第二接触孔顶部相键合，使得MEMS扫描微镜、光发射单元、图像获取单元与互连层对应的电路电连。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种采用上述的三维图像生成芯片进行的三维图像生成方法，包括：步骤01：MEMS扫描微镜沿着扭臂进行摆动，光发射单元伴随着MEMS扫描微镜的摆动发出动态光束到外界；步骤02：所述图像获取单元随着所述MEMS扫描微镜的摆动而摆动；外界将所述动态光束进行反射形成反射光束到所述反射镜上，图像获取单元接收到反射光束生成图像信息数据；步骤03：将图像信息数据进行计算并且转换为三维图像信息数据。优选地，所述MEMS扫描微镜每摆动一次，扫描外界的反射光束生成一个像素。优选地，还包括：重复步骤01～03，利用所述MEMS扫描微镜来扫描外界的反射光束到图像获取单元获得完整的三维图像信息数据。优选地，所述步骤02中，所述图像获取单元通过无线通讯信号将图像信息数据传送到外界电路元件；或者，利用所述扭臂设置传输电路，利用传输电路将图像信息数据传送到外界电路元件。优选地，所述步骤01中，还包括：对所述MEMS扫描微镜的驱动逻辑进行处理，对所述光发射单元的驱动逻辑进行处理以及对图像获取单元的信息传输逻辑进行处理；所述步骤02中，还包括：对所述图像获取单元生成的图像信息数据进行存储；并且进行格式转换，再发送到外界电路元件中。本专利技术的三维图像生成芯片，利用MEMS图像扫描单元获取物体的图像信息数据，利用计算单元来得到三维图像信息数据。其中，图像扫描单元采用的MEMS扫描微镜上集成了图像获取单元和光发射单元，特别是图像获取单元、光发射单元设置在反射镜上，可以伴随着反射镜沿扭臂的摆动而向外发出光束或者接受外界的反射光束，实现动态发光，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维图像生成芯片，其特征在于，包括：MEMS图像扫描单元，用于获取物体的图像信息数据；光发射单元，设置于MEMS图像扫描单元中，用于向外界发射光束；MEMS图像扫描单元获取外界反射的光束，生成图像信息数据；计算单元，根据图像信息数据进行计算得到三维图像信息数据。

【技术特征摘要】
1.一种三维图像生成芯片，其特征在于，包括：MEMS图像扫描单元，用于获取物体的图像信息数据；光发射单元，设置于MEMS图像扫描单元中，用于向外界发射光束；MEMS图像扫描单元获取外界反射的光束，生成图像信息数据；计算单元，根据图像信息数据进行计算得到三维图像信息数据。2.根据权利要求1所述的三维图像生成芯片，其特征在于，光发射单元，设置于反射镜中，用于向外界发射光束；其中，MEMS扫描微镜沿着扭臂进行摆动，每摆动一次，光发射单元随之摆动并发射出随之摆动的光束，从而实现动态发光；所述光束达到外界物体并反射回来，所述反射镜同时接收反射回来的光束；所述MEMS图像扫描单元包括：MEMS扫描微镜，包含反射镜；反射镜悬浮在整个芯片中；图像获取单元，设置于反射镜中，用于获取外界的反射回来的光束，并生成图像信息；并且与外界电路元件相电连，通过外界电路元件来反馈图像信息数据；其中，MEMS扫描微镜沿着扭臂进行摆动，每摆动一次，接收外界的反射回来的光束一次。3.根据权利要求2所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述反射镜通过磁场悬浮在整个芯片中；或者所述MEMS扫描微镜芯片还具有扭臂；所述反射镜通过扭臂悬架在整个芯片中。4.根据权利要求1所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述光发射单元为红外光发射器、可见光发射器或紫外光发射器。5.根据权利要求2所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述图像获取单元为白光图像传感器、红外图像传感器或二者混合图像传感器。6.根据权利要求2所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述图像获取单元中设置无线通讯模块；所述图像获取单元通过无线通讯信号与外界电路元件相电连。7.根据权利要求2所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述图像获取单元连接有传输电路，传输电路与所述扭臂相复合，利用传输扭臂提供的路径与外界电路元件相连。8.根据权利要求7所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述芯片具有沟槽，所述扫描微镜置于所述沟槽中，并且通过扭臂连接所述扫描微镜外围的芯片部分；所述扫描微镜通过扭臂进行扭转。9.根据权利要求6或8所述的三维图像生成芯片，其特征在于，环绕所述扫描微镜的所述芯片具有互连电路；所述互连电路连接所述反射镜和所述图像获取单元；所述芯片至少还包括：处理器，与所述扫描微镜、所述光发射单元和所述图像获取单元分别相电连，用于处理所述扫描微镜的驱动逻辑和所述图像获取单元的信息传输逻辑；存储器，用于存储图像获取单元获取的图像数据并且存储所述计算单元得到的三维格式数据。10.根据权利要求1所述的三维图像生成芯片，其特征在于，所述图像获取微型芯片的厚度不大于500μm。11.一种三维图像生成装置，其特征在于，包括权利要求1～10任意一项所述的三维图像生成芯片；还包括图像生成单元，根据三维图像信息进行格式转换为三维图像。12.一种权利要求2所述的三维图像生成芯片的制备方法，其特征在于，包括：步骤01：提供一芯片；在芯片上制备MEMS扫描微镜、光发射单元、图像获取单元、计算单元以及互连线；其中，MEMS扫描微镜中具有反射镜和扭臂，通过扭臂与互连线相连；在反射镜中制备有光发射单元、图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪际军，
申请(专利权)人：全普光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31