[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)光投影儀及3D攝像頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910020239.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN109709742B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱力;呂方璐;汪博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市光鑒科技有限公司
• 主分類號(hào): G03B15/02
• 分類號(hào): G03B15/02;H04N13/225;G03B30/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明提供的一種結(jié)構(gòu)光投影儀及3D攝像頭，該結(jié)構(gòu)光投影儀通過使用位置可調(diào)或焦距可調(diào)的透鏡結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)光輸出模式可調(diào)的結(jié)構(gòu)投影儀，在一種模式下，可以投影紅外散斑點(diǎn)陣，在另一種模式下，可以投影光強(qiáng)連續(xù)分布的光輸出，即同時(shí)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)光投影儀和紅外泛光照明器的功能，節(jié)省了一個(gè)獨(dú)立紅外泛光照明器的空間和成本，且有利于3D攝像頭的小型化設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)投影技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種結(jié)構(gòu)光投影儀及3D攝像頭。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)光是一組由投影儀和攝像頭組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其是用投影儀投射待定的光信息至物體表面后，由攝像頭采集，根據(jù)物體造成的光信號(hào)的變化來計(jì)算物體的位置和深度等信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間，其是實(shí)現(xiàn)3D攝像頭的一種方案。

基于3D攝像頭而言，其實(shí)現(xiàn)方式主要包括三種，其一，結(jié)構(gòu)光；其二，飛行時(shí)間(Time of Flight，簡(jiǎn)稱ToF)；其三，雙目攝像頭。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，比較主流的是結(jié)構(gòu)光方案和ToF方案，二者都需要主動(dòng)的紅外光投影，結(jié)構(gòu)光方案需要投影紅外散斑，ToF方案需要投影紅外光強(qiáng)連續(xù)分布的光輸出，即泛光。同時(shí)，二者都需要紅外接收模組，即接收紅外的CMOS攝像頭。

參考圖1，圖1為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光3D攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光3D攝像頭包括以下主要器件：散斑點(diǎn)陣投影儀、紅外攝像頭、紅外泛光照明器和RGB攝像頭。由于在黑暗環(huán)境中也需要形成紅外2D圖像，一般3D攝像頭都需要額外配置一個(gè)紅外泛光照明器，照亮黑暗中的物體，同時(shí)利用紅外攝像頭記錄紅外2D圖像。

但是，由于紅外泛光照明器一般是由一個(gè)或多個(gè)紅外激光器以及擴(kuò)散膜組成，由此可知紅外泛光照明器的設(shè)置增加了整個(gè)3D攝像頭的成本及功耗，不利于3D攝像頭的小型化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)光投影儀及3D攝像頭，技術(shù)方案如下：

一種結(jié)構(gòu)光投影儀，所述結(jié)構(gòu)光投影儀包括：第一透鏡結(jié)構(gòu)，和/或設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)光投影儀的出光口的第二透鏡結(jié)構(gòu)；

所述第一透鏡結(jié)構(gòu)的位置可調(diào)或焦距可調(diào)，所述第二透鏡結(jié)構(gòu)的位置可調(diào)或焦距可調(diào)；

其中，通過調(diào)節(jié)所述第一透鏡結(jié)構(gòu)的位置或焦距，或調(diào)節(jié)所述第二透鏡結(jié)構(gòu)的位置或焦距，以使所述結(jié)構(gòu)光投影儀發(fā)射出散斑點(diǎn)陣或光強(qiáng)連續(xù)分布的光輸出。

優(yōu)選的，在上述結(jié)構(gòu)光投影儀中，所述結(jié)構(gòu)光投影儀還包括：激光發(fā)射器、光束整形器、衍射光柵和光學(xué)投射透鏡；

所述激光發(fā)射器用于發(fā)射出激光；

所述光束整形器用于對(duì)所述激光進(jìn)行擴(kuò)束和準(zhǔn)直處理；

所述衍射光柵用于對(duì)所述光束整形器處理后的激光進(jìn)行衍射；

所述光學(xué)投射透鏡用于對(duì)所述衍射光柵處理后的激光進(jìn)行投射；

其中，所述光學(xué)投射透鏡或所述光束整形器為所述第一透鏡結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)投射透鏡或所述光束整形器的位置可調(diào)或焦距可調(diào)。

優(yōu)選的，在上述結(jié)構(gòu)光投影儀中，所述光束整形器包括：光學(xué)擴(kuò)束器件和光學(xué)準(zhǔn)直器件；

其中，所述光學(xué)擴(kuò)束器件用于對(duì)所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光進(jìn)行擴(kuò)束處理；

所述光學(xué)準(zhǔn)直器件用于對(duì)所述光學(xué)擴(kuò)束器件處理后的激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理。

優(yōu)選的，在上述結(jié)構(gòu)光投影儀中，所述第二透鏡結(jié)構(gòu)為音圈馬達(dá)；

其中，所述音圈馬達(dá)位于所述結(jié)構(gòu)光投影儀的出光口，且所述音圈馬達(dá)的位置固定不變。

優(yōu)選的，在上述結(jié)構(gòu)光投影儀中，所述音圈馬達(dá)包括：

底座；