[實用新型]一種結構光投影裝置及深度相機

有效

• 申請號: 201821376078.3
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN209343054U
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 王化民
• 申請（專利權）人: 昂紅科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳;陳嘉琪

本實用新型涉及光學領域，具體涉及一種結構光投影裝置。所述結構光投影裝置包括：光源，發射具有二維規則圖案的光束；透鏡，接收并匯聚所述光束；衍射元件，至少包括兩個獨立衍射功能區域，全部或部分所述獨立衍射功能區域的衍射規格不相同；其中，所述光束經過獨立衍射功能區域投射出具有對應衍射規格的衍射圖像，并且，所述衍射圖像在目標空間中合成具有二維不規則圖案的投影圖像。本實用新型還涉及深度相機。本實用新型通過設計一種結構光投影裝置，解決小功率光源實現投射高密度圖案，同時標準排布光源可實現衍射高密度隨機排布散斑。

技術領域

本實用新型涉及光學領域，具體涉及一種結構光投影裝置及深度相機。

背景技術

通過投影一個預先設計好的圖案作為參考圖像(編碼光源)，將結構光投射至物體表面，再使用攝像機接收該物體表面反射的結構光圖案，這樣，同樣獲得了兩幅圖像，一幅是預先設計的參考圖像，另外一幅是相機獲取的物體表面反射的結構光圖案，由于接收圖案必會因物體的立體型狀而發生變形，故可以通過該圖案在攝像機上的位置和形變程度來計算物體表面的空間信息。普通的結構光方法仍然是部分采用了三角測距原理的深度計算。

進一步地，參考圖像不是獲取的，而是經過專門設計的圖案，因此特征點是已知的，而且更容易從測試圖像中提取。結構光采用三角視差測距，基線(光源與鏡頭光心的距離)越長精度越高。

在現有深度投影的投影鏡頭中，有幾種方案，1、在光源處設置二維不規則圖案的發光元件；2、采用兩個DOE鏡片，一個用于將規則排布的光源圖案轉換為不規則圖案，一個用于對圖案進行復制。

但是，針對上述方案，均有缺點，例如在方案一中，光源需要特別定制，增加成本，針對方案二，采用兩DOE鏡片，結構復雜，安裝不便。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種結構光投影裝置，解決深度投影鏡頭的成本高，結構復雜等問題。

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種深度相機，解決深度相機成本高，結構復雜等問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種結構光投影裝置，其特征在于，所述結構光投影裝置包括：

光源，發射具有二維規則圖案的光束；

透鏡，接收并匯聚所述光束；

衍射元件，至少包括兩個獨立衍射功能區域，全部或部分所述獨立衍射功能區域的衍射規格不相同；其中，所述光束經過獨立衍射功能區域投射出具有對應衍射規格的衍射圖像，并且，所述衍射圖像在目標空間中合成具有二維不規則圖案的投影圖像。

其中，較佳方案是：所述至少兩獨立衍射功能區域均處于二維空間中，并且所述至少兩獨立衍射功能區域的投影視場處于重疊狀態、部分重疊狀態或拼接狀態。

其中，較佳方案是：所述衍射元件還包括一半導體基板，所述獨立衍射功能區域包括設置在半導體基板上的刻蝕區域。

其中，較佳方案是：所述衍射元件還包括一透明基板，所述獨立衍射功能區域所構成的半導體結構貼合在半導體基板上。

其中，較佳方案是：所述透明基板的材質為半導體材質、玻璃材質和塑料材質中的一種。

其中，較佳方案是：所述光源包括至少包括兩個發光子光源，所述發光子光源均配置一透鏡，或者，至少兩所述發光子光源構成一發光子光源組，且所述發光子光源組均配置一透鏡。

其中，較佳方案是：所述透鏡均配置一獨立衍射功能區域，或者，至少兩所述透鏡構成一透鏡組，且所述透鏡組配置一獨立衍射功能區域，或者，所述透鏡均配置多個獨立衍射功能區域。