[發明專利]結構光投射模組組裝裝置的檢測、校準和組裝方法

有效

• 申請號: 201811343423.8
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN111175988B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 方澤;孫孝央
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇光電信息有限公司
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;G02B7/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王艷春;葉北琨

本申請提供了一種結構光投射模組的組裝裝置的檢測方法，包括：根據基準面確定所述組裝裝置的虛設幾何中心；以所述虛設幾何中心為參考組裝待驗證投射模組，并將所述待驗證投射模組固定至驗證裝置，其中，所述驗證裝置具有標板和與所述組裝裝置相同的基準面；旋轉所述驗證裝置以將所述待驗證投射模組旋轉至多個不同角度，并且獲取所述待驗證投射模組在旋轉至所述多個不同角度時分別投射到所述驗證裝置的標板上的圖案；以及根據所獲取的圖案確定所述虛設幾何中心相對于所述驗證裝置的幾何中心的偏差。本申請還提供了相應的校準、組裝方法和檢測系統。本申請可以實現對結構光投射模組的組裝裝置的檢測和校準。

技術領域

本申請涉及光學技術領域，具體地說，本申請涉及一種結構光投射模組的檢測、校準和組裝方法。

背景技術

隨著消費領域的逐漸升級，3D成像技術被應用于消費領域的需求也日益迫切，3D成像技術除了對目標物體進行成像外還可以獲取目標物體的深度信息，根據深度信息可以進一步實現3D人臉識別、虛擬場景建模、人機交互等功能。同時，又要求3D成像設備能夠滿足低功率、高性能、小型化的要求，以被設置于便于攜帶的電子終端設備中。

目前，已有3D成像技術方案中，結構光方案是較為成熟且應用廣泛應用的。結構光方案主要分為兩種：一種為散斑結構光，一種為光編碼結構光。結構光用于向空間中投射特定圖案，結構光投射模組包括投射光源組件與鏡頭組件，其中，投射光源組件包括VCSEL(垂直腔面發射激光器)光源陣列，散斑結構光的鏡頭組件包括準直元件與光學衍射元件(DOE)，光編碼結構光的鏡頭組件包括光編碼元件。結構光投射模組是結構光模組的核心組成，投射光源組件發出的光線經準直元件與衍射元件或者光編碼器與鏡頭后向投射場范圍內投射調制后的特定圖案，為滿足算法匹配，要求最終投向目標物體的結構光圖案為均勻、不相關圖案。結構光投射模組的各部件安裝位置的相對偏移和傾斜都會影響投射的圖案，因此，結構光投射模組的組裝精度要求極高。并且在組裝過程中，由于投射的圖案為不規則圖案，因此，投射圖案的中心點位置難以確定，給組裝帶來了極大的困難。

為此，提供檢測及校準方法，通過調整投射模組固定器和標板，進而確定虛設幾何中心，并根據虛設幾何中心組裝待驗證投射模組的投射光源組件與鏡頭組件，在待驗證投射模組組裝后對其進行中心位置測量以對虛設幾何中心進行補償，從而提高投射模組的組裝精度。

發明內容

本申請旨在提供一種能夠克服現有技術的至少一個缺陷的解決方案。

根據本申請的一個方面，提供了一種結構光投射模組的組裝裝置的檢測方法，其特征在于，包括：

根據基準面確定所述組裝裝置的虛設幾何中心；

以所述虛設幾何中心為參考組裝待驗證投射模組，并將所述待驗證投射模組固定至驗證裝置，其中，所述驗證裝置具有標板和與所述組裝裝置相同的基準面；

旋轉所述驗證裝置以將所述待驗證投射模組旋轉至多個不同角度，并且獲取所述待驗證投射模組在旋轉至所述多個不同角度時分別投射到所述驗證裝置的標板上的圖案；以及根據所獲取的圖案確定所述虛設幾何中心相對于所述驗證裝置的幾何中心的偏差。

在一個實施方式中，所述組裝裝置包括標板和用于承載待組裝投射模組的平臺，所述平臺具有基準中心，所述根據基準面確定所述組裝裝置的虛設幾何中心的步驟包括：

將所述基準面的、穿過所述基準中心的法線與所述組裝裝置的標板的交點確定為所述虛設幾何中心。

在一個實施方式中，所述組裝裝置包括標板和用于承載待組裝投射模組的平臺，所述平臺具有旋轉軸和基準中心，所述根據基準面確定所述組裝裝置的虛設幾何中心的步驟包括：

以所述平臺的旋轉軸為參考確定基準面，其中，所述旋轉軸與所述基準面垂直；

調節所述組裝裝置的標板使所述組裝裝置的標板的下表面與所述組裝裝置的基準面平行；以及