本发明专利技术公开了一种基于结构光的深度测量装置、测量方法及拍摄设备，所述装置包括：光源，用于发射测量所需的平行光束；半透半反镜，用于对平行光束进行反射以产生第一反射光束，和对第一反射光束照射目标物体后产生的第二反射光束进行透射以产生透射光束；共形准直器，用于对第一反射光束和第二反射光束进行准直；散束器，用于对准直后的第一反射光束进行散束；图像传感器，接收透射光束，并根据透射光束确定目标物体的被测深度，其中，共形准直器的多个透光通道中的每个透光通道的孔径尺寸均大于平行光束的相干距离。本发明专利技术避免了在测量时出现衍射和保证了指向性，提高了深度测量时的抗干扰能力。时的抗干扰能力。时的抗干扰能力。
【技术实现步骤摘要】
基于结构光的深度测量装置、测量方法及拍摄设备
[0001]本专利技术涉及光学测量
，具体涉及一种基于结构光的深度测量装置、测量方法及拍摄设备。
技术介绍
[0002]基于结构光进行深度测量时，利用结构光的阵列光束照射物象，测量从发射光束到接收到反光回波的时间差，即可以获取物象的距离信息。因此仅需使用共光路的单个照射-成像系统即可完成深度测量。此方案相对于自动驾驶和自行机器应用场景的距离而言，光束飞行时间相对短促，适用距离跨度大、高功效和碰撞时间低，是最有竞争力的方案。但由于光束之间的干扰和背景光干扰导致需要更高功率或者限制其使用距离，现有方案通常采用为在发射激光器和接收器的每个发光点和感应点加装多层微孔膜准直器以滤除干扰。
[0003]但是现有方案中，微孔膜准直器的每个通光孔道的孔长孔径比有限，光的指向性不足；以及激光器和接收器在制造及使用中，会相互影响而降低制造良率。另一方面，结构光物象深度测量时易受其它光源干扰，以及使用单层或多层微孔板准直器时容易出现污损和出微孔现衍射的问题。
[0004]因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于结构光的深度测量装置、测量方法及拍摄设备，可以避免在测量时出现衍射，保证了指向性，高了深度测量时的抗干扰能力。
[0006]根据本专利技术提供的一种基于结构光的深度测量装置，包括：光源，用于发射测量所需的平行光束；半透半反镜，用于对所述平行光束进行反射以产生第一反射光束，和对所述第一反射光束照射目标物体后产生的第二反射光束进行透射以产生透射光束；共形准直器，包括多个透光通道，且任意相邻的两个透光通道之间通过间隔层隔离，所述共形准直器用于对所述第一反射光束和所述第二反射光束进行准直；散束器，用于对准直后的所述第一反射光束进行散束，以更好的照射所述目标物体；图像传感器，接收所述透射光束，并根据所述透射光束确定目标物体的被测深度，其中，所述共形准直器的多个透光通道中的每个透光通道的孔径尺寸均大于所述平行光束的相干距离。
[0007]优选地，所述共形准直器的孔长孔径比为大于或等于100:1。
[0008]优选地，所述光源包括：阵列光束源，用于发射阵列光束；扩束器，位于所述阵列光束源的出光口，用于扩大所述阵列光束的输出直径，以提供所述测量所需的平行光束。
[0009]优选地，所述装置还包括：光谱选择性镀膜，位于所述共形准直器的端口处，用于抑制与所述平行光束波长不同的光进入所述共形准直器。
[0010]优选地，所述装置还包括：折转镜，位于所述散束器的出光口，用于改变准直后的所述第一反射光束的光路方向，以减少所述第一反射光束照射目标物体时的光路长度，以
及用于改变所述第二反射光束的光路方向，以便于所述共形准直器对所述第二反射光束进行准直。
[0011]优选地，所述第一反射光束与所述平行光束相互垂直。
[0012]优选地，所述装置还包括：聚束器，位于所述图像传感器和所述半透半反镜之间，用于缩小所述透射光束的输出直径，以便于所述图像传感器接收所述透射光束。
[0013]优选地，所述共形准直器的间隔层为由吸光材料在所述多个透光通道中任意相邻的两个透光通道之间的坯材表面扩散或渗透形成的光吸收层。
[0014]根据本专利技术提供的一种深度测量方法，包括：由光源发射测量所需的平行光束；由半透半反镜反射所述平行光束以产生第一反射光束；由共形准直器对所述第一反射光束进行准直；由散束器对准直后的所述第一反射光束进行散束，散束后的所述第一反射光束照射目标物体以产生第二反射光束；由所述共形准直器对所述第二反射光束进行准直；由所述半透半反镜透射准直后的所述第二反射光束以产生透射光束；由图像传感器接收所述透射光束，并根据所述透射光束确定目标物体的被测深度，其中，所述共形准直器包括多个透光通道，所述多个透光通道中每个透光通道的孔径尺寸均大于所述平行光束的相干距离。
[0015]优选地，所述共形准直器的孔长孔径比为大于或等于100:1。
[0016]优选地，所述光源为阵列光束源，则由光源发射测量所需的平行光束包括：由所述阵列光束源发射阵列光束；由扩束器扩大所述阵列光束的输出直径，以提供所述测量所需的平行光束。
[0017]优选地，所述方法还包括：在所述共形准直器的端口处设置光谱选择镀膜，以抑制与所述平行光束波长不同的光进入所述共形准直器。
[0018]优选地，所述方法还包括：在所述第一反射光束的光路方向上设置折转镜，改变所述第一反射光束照射目标物体的光路方向。
[0019]优选地，所述第一反射光束与所述平行光束相互垂直。
[0020]优选地，共形准直器包括多个透光通道，所述方法还包括：在所述共形准直器中任意相邻的两个透光通道之间的坯材表面扩散或渗透吸光材料形成光吸收层，隔离所述多个透光通道。
[0021]根据本专利技术提供的一种拍摄设备，包括上述的基于结构光的深度测量装置。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种基于结构光的深度测量装置、测量方法及拍摄设备，通过设置半透半反镜对光源发出的平行光束进行反射后再准直，以及对准直后的第二反射光束进行照射后再由图像传感器接收识别，优化了深度测量装置的空间结构，为共形准直器的安装预留了足够的空间。在此基础上，采用大通道(每个透通道的孔径尺寸均大于结构光的相干距离)薄间隔设计的厚共形准直器，保证了在进行结构光的物象深度测量时不会受到其它光源的影响，也可以表面出现微孔衍射线性，提高了空间指向性和测量准确性，改善了利用相干光阵列线光束的结构光进行物象深度测量时的抗干扰能力。同时，也改善了进行测量时出现污损的现象。
[0023]应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0024]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0025]图1示出本专利技术第一实施例提供的基于结构光的深度测量装置的结构示意图。
[0026]图2示出本专利技术第二实施例提供的基于结构光的深度测量装置的结构示意图。
[0027]图3示出本专利技术第三实施例提供的基于结构光的深度测量装置的结构示意图。
[0028]图4示出本专利技术实施例提供的基于结构光的深度测量装置中共形准直器的截面结构示意图。
[0029]图5示出本专利技术实施例提供的基于结构光的深度测量方法的流程图。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的深度测量装置，其特征在于，包括：光源，用于发射测量所需的平行光束；半透半反镜，用于对所述平行光束进行反射以产生第一反射光束，和对所述第一反射光束照射目标物体后产生的第二反射光束进行透射以产生透射光束；共形准直器，包括多个透光通道，且任意相邻的两个透光通道之间通过间隔层隔离，所述共形准直器用于对所述第一反射光束和所述第二反射光束进行准直；散束器，用于对准直后的所述第一反射光束进行散束，以更好的照射所述目标物体；图像传感器，接收所述透射光束，并根据所述透射光束确定目标物体的被测深度，其中，所述共形准直器的多个透光通道中的每个透光通道的孔径尺寸均大于所述平行光束的相干距离。2.根据权利要求1所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述共形准直器的孔长孔径比为大于或等于100:1。3.根据权利要求1所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述光源包括：阵列光束源，用于发射阵列光束；扩束器，位于所述阵列光束源的出光口，用于扩大所述阵列光束的输出直径，以提供所述测量所需的平行光束。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：光谱选择性镀膜，位于所述共形准直器的端口处，用于抑制与所述平行光束波长不同的光进入所述共形准直器。5.根据权利要求4所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：折转镜，位于所述散束器的出光口，用于改变准直后的所述第一反射光束的光路方向，以减少所述第一反射光束照射目标物体时的光路长度，以及用于改变所述第二反射光束的光路方向，以便于所述共形准直器对所述第二反射光束进行准直。6.根据权利要求1所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述第一反射光束与所述平行光束相互垂直。7.根据权利要求5和6中任一项所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：聚束器，位于所述图像传感器和所述半透半反镜之间，用于缩小所述透射光束的输出直径，以便于所述图像传感器接收所述透射光束。8.根据权利要求1所述的基于结构光的深度测量装置，其特征在于，所述共形准直器的间隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：于亚冰，王志玲，姚若亚，朱华，谭磊，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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