[實用新型]一種3D攝像頭

有效

• 申請號: 201920884072.5
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN210129072U
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 呂方璐
• 申請（專利權）人: 深圳市光鑒科技有限公司
• 主分類號: G02B30/27
• 分類號: G02B30/27;H04N13/225
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種3D攝像頭，其包括結構光投影儀、紅外攝像頭、RGB攝像頭和擴散器；擴散器設于結構光投影儀的出光側，擴散器包括兩層透明電極以及夾設于兩層透明電極之間的擴散膜，擴散膜采用液晶/聚合物復合材料制成；擴散器在加電壓的狀態下呈透明模式，結構光投影儀能夠透過擴散器向目標物體發出隨機點陣光，擴散器在不加電壓的狀態下呈擴散模式，結構光投影儀能夠通過擴散器向目標物體發出均勻光；RGB攝像頭用于在明亮環境中捕捉目標物體表面的2D圖像；紅外攝像頭用于根據目標物體表面的隨機點陣光生成深度圖像，并在黑暗環境中在均勻光下捕捉目標物體表面的2D圖像。該3D攝像頭能夠有效降低成本并實現小型化。

技術領域

本實用新型涉及深度傳感設備技術領域，具體涉及一種3D攝像頭。

背景技術

近年來，隨著消費電子產業的不斷發展，具有深度傳感功能的3D攝像頭日漸受到消費電子界的重視。目前比較成熟的深度測量方法是結構光方案，即將特定的結構光圖案投影在物體上，然后通過圖案的形變或位移計算物體不同位置的深度。

由于在黑暗環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紅外泛光照明器，照亮黑暗中的物體，同時用紅外攝像頭記錄紅外2D圖像。紅外泛光照明器一般是由一個或多個紅外激光器以及擴散膜組成，紅外泛光照明器的設置不僅增加了整個3D攝像頭的成本以及功耗，不利于3D攝像頭的小型化。

因此，如何降低3D攝像頭的成本并實現小型化，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種3D攝像頭，能夠有效降低成本并實現小型化。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種3D攝像頭，其包括結構光投影儀、紅外攝像頭、RGB攝像頭和擴散器；所述擴散器設于所述結構光投影儀的出光側，所述擴散器包括兩層透明電極以及夾設于兩層所述透明電極之間的擴散膜，所述擴散膜采用液晶/聚合物復合材料制成；所述擴散器在加電壓的狀態下呈透明模式，所述結構光投影儀能夠透過所述擴散器向目標物體發出隨機點陣光，所述擴散器在不加電壓的狀態下呈擴散模式，所述結構光投影儀能夠通過所述擴散器向所述目標物體發出均勻光；所述RGB攝像頭用于在明亮環境中捕捉所述目標物體表面的2D圖像；所述紅外攝像頭用于根據目標物體表面的所述隨機點陣光生成深度圖像，并在黑暗環境中在所述均勻光下捕捉所述目標物體表面的2D圖像。

將液晶/聚合物復合材料的擴散膜置于兩層透明電極之間，便可通過對擴散膜施加電壓來改變這一層液晶/聚合物復合材料的光學特性。當對擴散器加電壓時，液晶的方向沿著電場方向，擴散膜處于透明模式，其等效于一層透明材料，從而使結構光順利通過液晶層而沒有散射，結構光沒有任何改變。當擴散器不加電壓時，液晶的方向隨機分布，擴散膜處于擴散模式，結構光通過液晶層時被散射，從而等效于將入射光擴散成均勻分布的光照(即上述均勻光)輸出。

具體的，通過該3D攝像頭對目標物體的深度進行測量時，擴散器在加電壓的情況下，擴散膜處于透明模式，結構光投影儀可直接透過該擴散器向在目標物體的表面發出隨機點陣光，紅外攝像頭測量目標物體的表面的光照分布情況，并結合隨機點陣光所具有的特定分布情況生成目標物體的深度圖像；而對于目標物體表面的2D圖像的捕捉分為兩種情況，第一種情況是在明亮環境中，通過RGB攝像頭可捕捉目標物體表面的2D圖像，第二種情況是在黑暗環境中，擴散器在不加電壓的情況下，擴散膜處于擴散模式，結構光投影儀所發出的隨機點陣光通過該擴散器被散射為照射在目標物體表面的均勻光，此時，結構光投影儀的均勻光僅發揮照明作用，在均勻光的照明下，通過紅外攝像頭可捕捉目標物體表面的2D圖像；最后，根據目標物體表面的深度圖像以及2D圖像即可生成該目標物體的3D圖像。