[發明專利]一種結構光與泛光照明合置的3D投射器及電子設備

在審

• 申請號: 202210043239.1
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114428437A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 陳馳;李安;張莉萍
• 申請（專利權）人: 深圳市安思疆科技有限公司
• 主分類號: G03B15/03
• 分類號: G03B15/03;G03B35/08;G02B27/42;G02B30/00;G06V40/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 米志鵬

本發明公開一種結構光與泛光照明合置的3D投射器，包括激光光源，所述激光光源出光測設有用于準直和衍射的光學元件；所述激光光源具有結構光投射模式和泛光照明模式；在結構光投射模式下，激光光源發出的激光經光學元件的準直和衍射，得到結構光斑圖；在泛光照明模式下，激光光源發出的激光經光學元件的準直和衍射，得到均勻紅外光斑圖。本發明還公開電子設備，具有上述的結構光與泛光照明合置的3D投射器。本發明用一個投射光源同時實現結構光投射和泛光照明器的功能，減少了一顆發射光源，節省了設備成本和空間。

技術領域

本發明涉及3D視覺領域，具體涉及一種結構光與泛光照明合置的3D投射器及電子設備。

背景技術

隨著人工智能和消費電子的發展，2D視覺技術發展遇到諸多瓶頸，如深度測量、活體識別、定位等，無法滿足實際應用的需求，3D視覺技術較2D視覺技術可以測量物體距離信息，輕松解決這些問題，站在當前時點可以看到，攝像頭從2D向3D的轉變將成為繼黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、靜態圖像到動態影像后的“第四次影像革命”。

常見的3D視覺技術有：3D結構光、飛行時間測量、雙目測量，3D結構光通過主動投射結構光，利用三角測量原理計算物體的深度信息；飛行時間測量通過計算發出激光的起始時間與接收到激光的接收時間的時間差來計算出物體的深度信息；雙目測量通過同一物體在兩個相機中的成像位置差，利用三角測量原理計算物體的深度信息；其中3D結構光因其高精度、算法簡單被廣泛應用于各個領域，尤其是人臉識別上，在體驗和安全性等方面是后者無法比擬的。另外，現有技術中公開號CN108462774B的專利申請文件提供一種結構光模組，所述結構光模組包括：光源組件、支架和擴散光學元件；光源組件、支架和擴散光學元件連接形成的密閉腔體；以及公開號CN108594460A的專利申請文件提供的一種結構光模組，包括沿激光射出方向順次設置的激光光源、光學衍射元件、以及保護元件；激光光源用于發射第一激光；光學衍射元件用于將第一激光衍射為第二激光。

一般市面上應用于人臉識別的3D結構光成像裝置包括結構光投射器、泛光照明器、紅外相機以及彩色相機。其中，紅外相機能夠接收結構光投射器投射的結構光，以得到帶結構特征的結構光斑圖，該帶結構特征的結構光斑圖通過算法后能夠得到深度圖；紅外相機還能夠接收泛光照明器投射的均勻紅外光，以得到均勻紅外圖；彩色相機獲取彩色圖；其中，均勻紅外圖和彩色圖能在不同場景下進行人臉檢測、框出人臉、人臉特征對比、人臉識別等工作，深度圖增加了目標物體的深度信息，可有效應對平面攻擊手段。這樣，在人臉識別領域中，結構光成像裝置上一般具有結構光投射器和泛光照明器兩個光源，制作成本較高，且成像裝置的體積相對較大，不利于成像裝置的小型化設計。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提出一種結構光與泛光照明合置的3D投射器，用一個投射光源同時實現結構光投射和泛光照明器的功能，減少了一顆發射光源，節省了設備成本和空間。

為實現上述發明目的，采用如下技術方案：

一種結構光與泛光照明合置的3D投射器，包括激光光源，所述激光光源出光測設有用于準直和衍射的光學元件；

所述激光光源具有結構光投射模式和泛光照明模式；在結構光投射模式下，激光光源發出的激光經光學元件的準直和衍射，得到結構光斑圖；在泛光照明模式下，激光光源發出的激光經光學元件的準直和衍射，得到均勻紅外光斑圖。

本發明的同一激光投射器具有結構光投射和泛光照明兩種工作模式，簡化結構光成像裝置結構，節省成本和空間；具體的，可以在同一投射器內安裝兩個激光光源，也可以通過一個激光光源來實現兩種不同發光模式。

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進一步的增補或優選，在沒有技術或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨針對上述總體方案進行組合，還可以是多個可選方式之間進行組合。