一种激光投射装置以及深度相机制造方法及图纸

技术编号:32814275 阅读:11 留言:0更新日期:2022-03-26 20:09
本实用新型专利技术公开了一种激光投射装置以及深度相机,其中,所述激光投射装置包括光源和扩散元件,所述光源发射的光束经过所述扩散元件形成具有预定视场角的泛光光束,并通过配置光源或扩散元件以调控所述泛光光束被分为第一区域和第二区域,其中,所述第一区域的光强度小于所述第二区域的光强度。本申请中的激光投射装置工作时光源发射光束透过扩散元件后形成泛光光束射出,通过调控使得泛光光束不同区域的光强度不同,从而降低激光投射装置单侧的出射功率,可以适用该侧对应高反射率目标的使用场景,减少过曝情况的产生,提高激光投射装置的应用范围。装置的应用范围。装置的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种激光投射装置以及深度相机


[0001]本技术涉及成像设备
,特别是涉及一种激光投射装置以及深度相机。

技术介绍

[0002]目前,随着光学领域的科学研究逐日发展,数字成像技术的不断进步,深度相机作为一种三维成像传感器被广泛研究,应用于家居、勘探、半导体、智能终端等等多个领域中。深度相机包括激光投射装置、图像传感器和处理电路,激光投射装置用于朝向被测目标投射经调制的激光信号,图像传感器用于采集被目标反射的激光反射信号,处理电路用于计算出激光信号从发射到被采集的时间差(相位差),获取目标的深度信息,从而完成对目标的三维测量。
[0003]现有技术中,基于间接飞行时间技术的深度相机中,激光投射装置朝向目标场景发出均匀的泛光光束,在一些固定场景使用的过程中,靠近固定侧的出光容易受到地面、桌面、或其他工作面的阻挡和反射,进而可能导致图像传感器接收到的反射光信号过大,出现过曝现象,导致深度相机测量的目标三维信息不准确,降低深度相机的测量精度。
[0004]因此,如何设计激光投射装置以适应不同的使用场景,提高应用范围还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足,本技术的目的在于提供一种激光投射装置以及深度相机,旨在解决深度相机在测量过程中产生的过曝现象,保证深度相机整体的使用性能的问题。
[0006]本技术的技术方案如下:
[0007]一种激光投射装置,其中,所述激光投射装置包括光源和扩散元件,所述光源发射的光束经过所述扩散元件形成具有预定视场角的泛光光束,并通过配置光源或扩散元件以调控所述泛光光束被分为第一区域和第二区域,其中,所述第一区域的光强度小于所述第二区域的光强度。
[0008]所述的激光投射装置,其中,所述光源被配置为包括第一光源和第二光源,所述第一光源发射的光束经过所述扩散元件形成所述泛光光束的第一区域,所述第二光源发射的光束经过所述扩散元件形成所述泛光光束的第二区域。
[0009]所述的激光投射装置,其中,所述第一光源的发光孔径小于所述第二光源的发光孔径。
[0010]所述的激光投射装置,其中,所述第一光源设有多个,所述第二光源也设有多个;并且,所述第一光源的数量小于或等于所述第二光源的数量。
[0011]所述的激光投射装置,其中,所述第一光源的发光孔径等于所述第二光源的发光孔径;并且,所述第一光源设有多个,所述第二光源也设有多个,所述第一光源的数量小于
所述第二光源的数量。
[0012]所述的激光投射装置,其中,还包括驱动器,所述驱动器用于控制所述第一光源和所述第二光源同步发光。
[0013]所述的激光投射装置,其中,所述扩散元件被配置为包括第一扩散部和第二扩散部,所述第一扩散部的能量补偿系数大于所述第二扩散部的能量补偿系数,所述光源发射的光束经过所述第一扩散部形成所述泛光光束的第二区域,所述光源发射的光束经过所述第二扩散部形成所述泛光光束的第一区域。
[0014]所述的激光投射装置,其中,所述光源被配置为是垂直腔面发射激光器点阵。
[0015]本申请还公开了一种深度相机,其中,包括如上任一所述的激光投射装置,还包括图像传感器和处理电路,所述处理电路控制所述激光投射装置发射光信号并控制所述图像传感器采集被目标反射回的所述光信号,计算出所述发射光信号与所述反射回的光信号的相位差以计算所述目标的距离。
[0016]所述的深度相机,其中,所述深度相机还包括基板,所述激光投射装置和所述图像传感器并列设置在所述基板上。
[0017]与现有技术相比,本技术的实施例具有以下优点:
[0018]本申请中公开的激光投射装置用于三维成像过程,工作时向周围环境射出光束,光源发射光束经过扩散元件后形成泛光光束射出,通过调控使得泛光光束不同区域的光强度不同,从而降低激光投射装置单侧的出射功率,可以适用该侧对应高反射率目标的使用场景,减少过曝情况的产生,提高激光投射装置的应用范围。并且,将该激光投射装置应用于深度相机中,降低成像过程中产生过曝现象的几率,使最终测量的目标三维信息更加准确,提升了深度相机的使用性能。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术中激光投射装置的结构示意图;
[0021]图2为本技术中激光投射装置的截面示意图;
[0022]图3为本技术中光源的结构示意图;
[0023]图4为本技术中光源的另一结构示意图;
[0024]图5为本技术中光源的另一结构示意图。
[0025]其中,10、激光投射装置;11、光源;111、第一光源;112、第二光源;12、扩散元件;121、第一扩散部;122、第二扩散部;20、图像传感器;30、基板。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,
本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
[0027]目前,随着社会科技进步,电子产品的研发工作不断的发展,智能设备的市场占有率越来越高,智能设备是指任何一种具有计算处理能力的设备、器械或者机器,功能完备的智能设备必须具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能;而人们赋予机器设备的感知能力包括光感应、热感应、力感应等等。
[0028]比如智能机器人、智能扫地机器人、智能投影仪中,深度相机的作用巨大,在深度相机中设置激光发射和接收装置,通过发射激光到周围环境中,然后依靠反射回的激光信号进行探测,并计算出激光信号从发射到接收的时间差(相位差),从而计算出周围环境的三维信息,可以实现目标探测、导航避障、三维重建等应用。
[0029]但是由于受到使用位置的限制,深度相机需要固定在一个支撑面上才能稳定工作,在深度相机射出光束时,靠近支撑面的光束信号容易被支撑面反射,因此传感器接收到的光波能量过大,就容易产生过曝现象;比如,扫地机器人在使用时深度相机距离地面或者桌面的高度比较近,接近10厘米左右,处于地面或者桌面一侧的视场角范围内的接收端就容易产生过曝现象,导致深度不够准确。另外,目前常用的补救方式是降低深度相机的出光强度,但是会导致深度相机的精度会变差,成像效果不好。
[0030]需要说明的是,本技术以深度相机在地面上的使用场景为例对本技术的具体结构及工作原理进行介绍,但本技术的应用并不本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光投射装置,其特征在于,所述激光投射装置包括光源和扩散元件,所述光源发射的光束经过所述扩散元件形成具有预定视场角的泛光光束,并通过配置光源或扩散元件以调控所述泛光光束被分为第一区域和第二区域,其中,所述第一区域的光强度小于所述第二区域的光强度。2.根据权利要求1所述的激光投射装置,其特征在于,所述光源被配置为包括第一光源和第二光源,所述第一光源发射的光束经过所述扩散元件形成所述泛光光束的第一区域,所述第二光源发射的光束经过所述扩散元件形成所述泛光光束的第二区域。3.根据权利要求2所述的激光投射装置,其特征在于,所述第一光源的发光孔径小于所述第二光源的发光孔径。4.根据权利要求3所述的激光投射装置,其特征在于,所述第一光源设有多个,所述第二光源也设有多个;并且,所述第一光源的数量小于或等于所述第二光源的数量。5.根据权利要求2所述的激光投射装置,其特征在于,所述第一光源的发光孔径等于所述第二光源的发光孔径;并且,所述第一光源设有多个,所述第二光源也设有多个,所述第一光源的数量小于所述第二光源的数量。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙瑞
申请(专利权)人:奥比中光科技集团股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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