[發明專利]利用掃描激光圖像投影提供深度映射的設備和方法

有效

• 申請號: 201780048234.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109565579B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: P·瑟凡·維斯瓦納坦;亞里·洪卡寧;道格拉斯·R·韋德;薛彬
• 申請（專利權）人: 微視公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;G06T7/529
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;戚傳江

這里公開了用于結合圖像投影和表面掃描的設備。通常，本發明的設備和方法利用至少一個激光源來產生激光束(102)，以及將激光束反射成掃描線圖案的掃描鏡(104)。控制光源以在掃描線圖案的第一部分期間選擇性地生成投影圖像像素，并且在掃描線圖案的第二部分期間選擇性地生成深度映射脈沖。投影圖像像素生成投影圖像，而深度映射脈沖被從表面反射、接收并且用來生成描述每個點處測量的表面深度的三維點云。因此，在圖案的每次掃描期間，可以生成投影圖像和表面深度圖。

背景技術

在掃描激光投影儀中，通過將激光掃描成圖案來投影圖像，其中，當掃描鏡掃描圖案中的調制光時，通過調制來自激光源的光而產生各個像素。已經開發了深度映射傳感器來生成表面的3D圖，其中，3D圖描述了表面上的深度變化。將掃描激光投影儀與深度映射相結合的過去嘗試受到功率限制的約束。具體地，掃描激光投影儀通常受到功率限制的約束。結合激光投影和激光深度感測將進一步受到功率限制的約束。

此外，一些先前的深度映射傳感器在靈活性方面受到限制。例如，典型的深度映射傳感器限于生成具有特定分辨率的3D圖。

例如，一些深度映射傳感器使用CMOS成像傳感器來接收從表面反射的光，然后由所接收的光生成3D圖。這些深度映射傳感器可以確定從表面反射并且由CMOS成像傳感器接收的光的飛行時間，并且使用所確定的飛行時間來生成3D圖。

然而，這種CMOS成像傳感器通常具有固定的水平和垂直分辨率。因此，使用這種CMOS成像傳感器的深度映射傳感器限于提供具有小于或等于CMOS成像傳感器的水平和垂直分辨率的分辨率的3D圖。

因此，仍然需要改進設備來將掃描激光投影儀與深度映射相結合。并且仍然需要用于深度映射的改進的設備和方法，特別需要具有改進的靈活性的深度映射。

附圖說明

圖1示出了根據本發明的各種實施例的掃描激光投影儀的示意圖；

圖2示出了根據本發明的各種實施例的深度映射設備的示意圖；

圖3A、3B、3C和3D是根據本發明的各種實施例的垂直掃描圖案和光柵圖案的圖形表示；

圖4A和4B是根據本發明的各種實施例的垂直掃描圖案和光柵圖案的圖形表示；

圖5示出了根據本發明的各種實施例的掃描激光投影儀的示意圖；

圖6示出了根據本發明的各種實施例，具有掃描鏡的微機電系統(MEMS)設備的平面圖；

圖7示出了根據本發明的各種實施例的移動設備的框圖；

圖8示出了根據本發明的各種實施例的移動設備的透視圖；

圖9示出了根據本發明的各種實施例的平視顯示系統的透視圖；

圖10示出了根據本發明的各種實施例的眼鏡的透視圖；

圖11示出了根據本發明的各種實施例的機器人裝置的透視圖；以及

圖12示出了根據本發明的各種實施例的游戲裝置的透視圖。

具體實施方式

本文所述的實施例提供用于將圖像投影和表面(surface)掃描相結合的設備和方法。具體地，本文所述的實施例可以提供投影圖像的同時還執行表面映射的能力。通常，本發明設備和方法利用至少一個激光源來產生激光束，以及將激光束反射成掃描線圖案的掃描鏡。控制光源以在掃描線圖案的第一部分期間選擇性地產生投影圖像像素，并且在掃描線圖案的第二部分期間選擇性地產生深度映射脈沖。投影圖像像素生成投影圖像，而深度映射脈沖從表面被反射、接收并且用于生成描繪每個點處的所測量的表面深度的三維點云(如提供表面的深度圖)。因此，在圖案的每次掃描期間，可以生成投影圖像和表面深度圖。