光投射模组与深度相机制造技术

本申请提供了一种光投射模组与深度相机，光投射模组包括用于投射第三散斑子图案的第一激光发射器、用于投射第二散斑子图案的第二激光发射器和用于投射第三散斑子图案的第三激光发射器，第二激光发射器和第三激光发射器倾斜设置在第一激光发射器的相对两侧，第二散斑子图案及第三散斑子图案分别与第一散斑子图案的两侧部分重叠，光投射模组投射的散斑图案包括第一散斑子图案、第二散斑子图案及第三散斑子图案。如此，光投射模组投射的散斑图案在第一散斑子图案对应的区域内各个子区域的散斑密度均较高，同时，光投射模组具有较大的视场角。视场角。视场角。

【技术实现步骤摘要】
光投射模组与深度相机


[0001]本申请属于光学及电子
，更具体地说，是涉及一种光投射模组与深度相机。

技术介绍

[0002]随着三维视觉的推广，很多行业都开始采用三维视觉了，除了手机和平板以外，比较突出的是机器人和扫地机等行业，特别是在全球疫情蔓延的期间，送餐送货机器人应用非常迅速。视觉感知一般通过深度相机实现，但是由于机器人的移动速度快，需要对周边的环境提前感知，这样对视野范围要求就越来越大。结构光深度相机一般包括光投射模组、接收模组和控制与处理器，光投射模组用于投射光斑，接收模组用于采集反射的光斑，控制与处理器用于根据接收模组采集到的光斑图案计算深度信息。
[0003]已有技术中，通常是采用一个发射器来实现投射，光源发出来的光经过准直元件准直以后入射衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)后，投射出散斑场。采用一个发射器时，DOE的视场角(Field of View，FOV)做得越大，能量分布和衍射效率等则会下降越多，导致边缘的散斑密度下降很严重，使得指定大小的匹配窗口上散斑密度无法满足算法需求。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种光投射模组与深度相机，以解决现有技术中至少一个技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种用于投射散斑图案的光投射模组，光投射模组包括第一激光发射器、第二激光发射器及第三激光发射器。第一激光发射器用于投射第一散斑子图案，具有相背的第一侧和第二侧；第二激光发射器设于第一侧并朝远离第二侧的方向倾斜，用于投射第二散斑子图案，第二散斑子图案与第一散斑子图案部分重叠；第三激光发射器设于第二侧并朝远离第一侧的方向倾斜，用于投射第三散斑子图案，第三散斑子图案与第一散斑子图案部分重叠；其中，光投射模组投射的散斑图案包括第一散斑子图案、第二散斑子图案及第三散斑子图案。
[0006]在一些实施例中，第二散斑子图案与第一散斑子图案之间重叠的区域为第一重叠区域，第一重叠区域内的平均散斑密度大于或等于第一散斑子图案中未发生重叠区域的平均散斑密度；第三散斑子图案与第一散斑子图案之间重叠的区域为第二重叠区域，第二重叠区域内的平均散斑密度大于或等于第一散斑子图案中未发生重叠区域的平均散斑密度。在其中一些实施例中，第二散斑子图案的平均散斑密度大于第一散斑子图案的平均散斑密度，第三散斑子图案的平均散斑密度大于第一散斑子图案的平均散斑密度。在一个实施例中，第二散斑子图案的平均散斑密度与第三散斑子图案的平均散斑密度相同。
[0007]在一些实施例中，第一激光发射器具有第一主光轴，第三激光发射器具有第三主光轴，第二激光发射器具有第二主光轴，第二主光轴与第一主光轴之间具有第一夹角，第三
主光轴与第一主光轴之间具有第二夹角，第一夹角在60
°‑
80
°
之间，第二夹角在60
°‑
80
°
之间，第一夹角和第二夹角相同或不同。在一些实施例中，第一激光发射器的驱动电流小于第二激光发射器的驱动电流，第二激光发射器与第三激光发射器的驱动电流相同。在一些实施例中，第二激光发射器的水平视场角小于第一激光发射器的水平视场角，第三激光发射器的水平视场角小于第一激光发射器的水平视场角，第二激光发射器的水平视场角与第三激光发射器的水平视场角相同或者不同。
[0008]在一些实施例中，第一激光发射器包括第一光源及沿第一光源的出射方向依次设置的第一准直元件及第一衍射光学元件；第二激光发射器包括第二光源及沿第二光源的出射方向依次设置的第二准直元件及第二衍射光学元件；第三激光发射器包括第三光源及沿第三光源的出射方向依次设置的第三准直元件及第三衍射光学元件。其中，第一光源、第二光源及第三光源中的至少一个不同；和/或，第一准直元件、第二准直元件及第三准直元件的焦距中的至少一个不同；和/或，第一衍射元件、第二衍射元件及第三衍射元件中的至少一个不同。在其中一些实施例中，第一光源、第二光源及第三光源相同；第一准直元件与第二准直元件的焦距不同，第二准直元件与第三准直元件的焦距相同；第一衍射元件与第二衍射元件不同，第二衍射元件与第三衍射元件相同。
[0009]一种深度相机，包括上述任一实施例所述的光投射模组及接收模组，光投射模组用于投射散斑图案；接收模组用于采集散斑图案，接收模组的视场角小于光投射模组的视场角，且接收模组的视场角大于或等于第一激光发射器的视场角。在一个实施例中，接收模组采集到的散斑为散斑图案沿水平方向上的中心区域内的散斑。
[0010]本申请实施例提供的光投射模组及深度相机的有益效果在于：分别在第一激光发射器的两侧设置第二激光发射器和第三激光发射器，且第二激光发射器和第三激光发射器相对第一激光发射器倾斜设置，第二散斑子图案会与第一散斑子图案的靠近第一侧的边缘区域发生重叠，第三散斑子图案会与第一散斑子图案的靠近第二侧的边缘区域发生重叠，从而整个散斑图案中这两个边缘区域内的散斑密度会增加，进而光投射模组投射的散斑图案中第一散斑子图案对应的区域内的各个子区域的散斑密度均较高，另外，由于设置了第一激光发射器、第二激光发射器和第三激光发射器，光投射模组的具有较大的视场角。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本申请实施例提供的深度相机的结构示意图；
[0013]图2为本申请实施例提供的光投射模组的结构示意图；
[0014]图3是本申请实施例提供的光投射模组投射的散斑图案的示意图；
[0015]图4为本申请实施例提供的深度相机的接收模组的结构示意图。
[0016]其中，图中各附图标记：
[0017]1、深度相机；
[0018]10、光投射模组；
[0019]11、第一激光发射器；111、第一光源；112、第一准直元件；113、第一衍射光学元件；114、第一主光轴；
[0020]12、第二激光发射器；121、第二光源；122、第二准直元件；123、第二衍射光学元件；124、第二主光轴；
[0021]13、第三激光发射器；131、第三光源；132、第三准直元件；133、第三衍射光学元件；134、第三主光轴；
[0022]20、接收模组；
[0023]21、镜头；22、滤光片；23、图像传感器；
[0024]30、控制与处理器；
[0025]2、目标；
[0026]A1、第一散斑子图案；A2、第二散斑子图案；A3、第三散斑子图案；A12、第一重叠区域；A13、第二重叠区域；201、接收视场角；
[0027]a、第一夹角；b、第二夹角。
具体实施方式
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光投射模组，用于投射散斑图案，其特征在于，包括：第一激光发射器，用于投射第一散斑子图案，具有相背的第一侧和第二侧；第二激光发射器，设于所述第一侧并朝远离所述第二侧的方向倾斜，用于投射第二散斑子图案，所述第二散斑子图案与所述第一散斑子图案部分重叠；第三激光发射器，设于所述第二侧并朝远离所述第一侧的方向倾斜，用于投射第三散斑子图案，且所述第三散斑子图案与所述第一散斑子图案部分重叠；其中，所述散斑图案包括所述第一散斑子图案、所述第二散斑子图案及所述第三散斑子图案。2.如权利要求1所述的光投射模组，其特征在于，所述第二散斑子图案与所述第一散斑子图案之间重叠的区域为第一重叠区域，所述第一重叠区域内的平均散斑密度大于或等于所述第一散斑子图案中未发生重叠区域的平均散斑密度；所述第三散斑子图案与所述第一散斑子图案之间重叠的区域为第二重叠区域，所述第二重叠区域内的平均散斑密度大于或等于所述第一散斑子图案中未发生重叠区域的平均散斑密度。3.如权利要求2所述的光投射模组，其特征在于，所述第二散斑子图案的平均散斑密度大于所述第一散斑子图案的平均散斑密度，所述第三散斑子图案的平均散斑密度大于所述第一散斑子图案的平均散斑密度。4.如权利要求3所述的光投射模组，其特征在于，所述第二散斑子图案的平均散斑密度与所述第三散斑子图案的平均散斑密度相同。5.如权利要求1所述的光投射模组，其特征在于，所述第一激光发射器具有第一主光轴，所述第二激光发射器具有第二主光轴，所述第三激光发射器具有第三主光轴，所述第二主光轴与所述第一主光轴之间具有第一夹角，所述第三主光轴与所述第一主光轴之间具有第二夹角，所述第一夹角在60
°‑
80
°
之间，所述第二夹角在60
°‑
80
°
之间，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁琅，章凌，
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：