一种结构光投影模组及深度相机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种结构光投影模组及深度相机，一种结构光投影模组，包括面阵光源、投影镜头、棱镜组件及驱动器。面阵光源包括面阵排列的多个子光源，用于发射面阵光束；投影镜头接收面阵光束后投影出子结构光光束；棱镜组件包括多个棱镜，其中一个与投影镜头相对，用于接收并折射子结构光光束后向目标发出，多个棱镜对子结构光光束的折射角度不同；驱动器用于驱动棱镜组件，使子结构光光束对目标进行扫描，以形成完整的结构光光束。由于深度测量过程中子结构光可对目标进行扫描，深度相机获取到的物体的3D信息更加丰富。取到的物体的3D信息更加丰富。取到的物体的3D信息更加丰富。

【技术实现步骤摘要】
一种结构光投影模组及深度相机


[0001]本技术涉及深度相机
，尤其涉及一种结构光投影模组及深度相机。

技术介绍

[0002]目前结构光投影模组一般包括光源、透镜以及衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)，这种结构光投影模组投射出去的散斑分布在不同时刻固定不变，不同时刻均投影至目标的同一区域，导致采集到的数据不够丰富，进一步导致获取到的3D信息不够丰富。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题在于提供一种结构光投影模组及深度相机，旨在解决相关技术中结构光投影模组投射的散斑图案分布固定不变的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本技术第一方面提供了一种结构光投影模组，包括面阵光源、投影镜头、棱镜组件及驱动器。面阵光源包括面阵排列的多个子光源，用于发射面阵光束；投影镜头接收面阵光束后投影出子结构光光束；棱镜组件包括多个棱镜，其中一个与投影镜头相对，用于接收并折射子结构光光束后向目标发出，多个棱镜对子结构光光束的折射角度不同；驱动器用于驱动棱镜组件，使子结构光光束对目标进行扫描，以形成完整的结构光光束。
[0005]在一些实施例中，各棱镜的入射面和出射面之间的夹角不同；或，各棱镜的折射率不同。棱镜组件还包括转盘，多个棱镜固定安装在转盘上并沿周向分布，所述驱动器用于驱动所述转盘转动。投影镜头的光轴与所述棱镜的中心轴重合。在沿转盘的边缘朝转盘的中心轴线方向上，多个棱镜的厚度均逐渐减小。
[0006]在一些实施例中，在沿子结构光光束发射的反方向上，投影镜头包括依次设置的第一透镜、第二透镜及第三透镜：第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向光源的一侧的表面为凸面，朝向棱镜组件的一侧的表面为凸面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜朝向光源的一侧的表面为凸面，朝向棱镜组件的一侧的表面为凹面；第三透镜具有负光焦度，第三透镜朝向光源的一侧的表面为凸面，朝向棱镜组件的一侧的表面为凸面。
[0007]在一些实施例中，投影镜头满足以下条件：0.5<f1/f2<2.0；
‑
0.2<f2/f3<
‑
0.1；
‑
0.2<f12/f3<
‑
0.1；1.52<Nd<1.95；0.20<f/TTL<0.5；其中，f1表示第一透镜的有效焦距，f2表示第二透镜的有效焦距，f3表示第三透镜的有效焦距，f12表示第一透镜和第二透镜的组合焦距，Nd表示投影镜头的折射率，f表示投影镜头的有效焦距，TTL表示投影镜头在光轴上的总长度。第一透镜为球面透镜，第二透镜与第三透镜均为非球面透镜。第一透镜为玻璃透镜，第二透镜与第三透镜均为塑料透镜。
[0008]本技术第二方面提供了一种深度相机，包括如上任一项的结构光投影模组和接收模组，结构光投影模组用于投射结构光光束至目标；接收模组用于采集目标反射回的结构光光束生成结构光图像。
[0009]本技术中一种结构光投影模组及深度相机与相关技术相比，有益效果在于：设置棱镜组件和驱动器，棱镜组件包括多个棱镜，驱动器驱动棱镜组件转动而改变与投影镜头相对的棱镜，由于多个棱镜对子结构光光束的折射角度不同，因此切换棱镜后子结构光光束的折射角度发生变化，而投影至目标上的不同位置，从而实现了子结构光光束对目标进行扫描，由此，深度相机采集到的目标的3D信息更加丰富。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0011]图1是本技术实施例深度相机的结构示意图；
[0012]图2是本技术实施例结构光投影模组的结构示意图；
[0013]图3是本技术实施例结构光投影模组中棱镜组件与驱动器的俯视图；
[0014]图4是本技术实施例结构光投影模组中棱镜组件与驱动器的主视图；
[0015]图5是本技术实施例结构光投影模组中投影镜头的调制传递函数示意图；
[0016]图6是本技术实施例结构光投影模组中投影镜头的场曲示意图；
[0017]图7是本技术实施例结构光投影模组中投影镜头的畸变示意图。
[0018]在附图中，各附图标记表示：10、结构光投影模组；101、面阵光源；102、投影镜头；103、棱镜组件；1031、转盘；1032、棱镜；104、驱动器；20、接收模组；30、控制与处理器；40、目标；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0020]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]实施例：
[0023]请参阅图1，本技术实施例提供了一种深度相机，包括结构光投影模组10、接收模组20和控制与处理器30，结构光投影模组10用于投射结构光光束至目标40，接收模组20用于采集反射回的结构光光束生成结构光图像并传输至控制与处理器30，控制与处理器30用于根据匹配结构光图像与预设参考结构光图像得到视差值进而得到深度值，生成深度图像。在一些实施例中，深度相机也可以不包括控制与处理器30，而由外部的处理器进行深度计算，得到深度图像。
[0024]接收模组20包括图像传感器、滤光片和接收镜头；其中，接收镜头用于接收由目标40反射回的至少部分光束并将至少部分光束汇聚至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构光投影模组，其特征在于，包括：面阵光源，包括面阵排列的多个子光源，用于发射面阵光束；投影镜头，接收所述面阵光束后投影出子结构光光束；棱镜组件，包括多个棱镜，其中一个与所述投影镜头相对，用于接收并折射所述子结构光光束后向目标发出，所述多个棱镜对所述子结构光光束的折射角度不同；驱动器，用于驱动所述棱镜组件，使所述子结构光光束对目标进行扫描，以形成完整的结构光光束。2.根据权利要求1所述的结构光投影模组，其特征在于，各所述棱镜的入射面与出射面之间的夹角不同；或，各所述棱镜的折射率不同。3.根据权利要求1所述的结构光投影模组，其特征在于，所述棱镜组件还包括转盘，多个所述棱镜固定安装在所述转盘上并沿周向分布，所述驱动器用于驱动所述转盘转动。4.根据权利要求3所述的结构光投影模组，其特征在于，所述投影镜头的光轴与所述棱镜的中心轴重合。5.根据权利要求3所述的结构光投影模组，其特征在于，沿所述转盘的边缘至所述转盘的中心的方向上，多个所述棱镜的厚度均逐渐减小。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的结构光投影模组，其特征在于，在沿所述面阵光束发射方向的反方向上，所述投影镜头包括依次设置的：第一透镜，具有正光焦度，所述第一透镜朝向所述光源的一侧的表面为凸面，朝向所述棱镜组件的一侧的表面为凸面；第二透镜，具有正光焦度，所述第二透镜朝向所述光源的一侧的表面为凸面，朝向所述棱镜组件的一侧的表面为凹面；第三透镜，具有负光焦度，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰凡，
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：