[发明专利]动态投影成像装置

说明书

本发明提供一种动态投影成像装置，包括：照明模组，包括光源、透镜以及衍射光学元件；所述光源发射出光束后经由所述透镜折射后进一步被所述衍射光学元件衍射以向被照明空间进行泛光照明或结构光照明；图像传感器，用于采集被所述照明模组照明时物体的图像；处理器，用于控制所述照明模组以实现动态照明。通过处理器，控制照明模组中的光源、透镜、衍射光学元件中的一种或多种进行变化以实现动态照明，再通过融合算法可生成高质量与高精度的图像，该动态投影装置具有体积小、功耗低的特点，有利于被集成到智能设备中。

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，尤其涉及一种动态投影成像装置。

背景技术

视觉信息正逐渐成为智能设备获取信息、感知世界的重要途径，随着智能设备功能的不断增多、应用场景多样化，基于视觉信息所实现的需求也越来越广泛。比如，基于人脸识别的解锁与支付、基于人体信息的手势与动作交互等功能性需求，同时这些功能还需要在不同场景下、不同环境光照条件下有较高的可靠性。传统设备中利用相机获取彩色图像信息已难以满足这些需求，基于主动光照明的视觉信息获取，如红外图像，则可以提升不同场景、不同环境光照条件视觉信息获取的可靠性，而利用深度相机获取深度图像则可以实现普通彩色图像难以实现的功能，如高精度的人脸识别、手势交互。另外，利用深度相机进行人脸识别等情形，在夜间场合，需要对目标进行泛光照明，以实现高精度的识别。

红外照明、红外相机、深度相机等将越来越多地被应用于智能设备中以获取红外、深度图像等视觉信息。然而，在利用成像装置进行图像采集时，也存在诸多问题。比如：对于泛光图像采集，当环境光中同样存在与光源波长相同的光束时，且环境光变化明显时，则会影响到泛光图像的采集；再比如对于深度图像采集，当目标的深度变化明显时，目标不同深度处的斑点大小不同，同样会影响后续的深度图像计算精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种动态投影成像装置，能够实现成像图像的高质量与高精度。

本发明提供的动态投影成像装置，包括：照明模组，包括光源、透镜以及衍射光学元件；所述光源发射出光束后经由所述透镜折射后进一步被所述衍射光学元件衍射以向被照明空间进行泛光照明或结构光照明；图像传感器，用于采集被所述照明模组照明时物体的图像；处理器，用于控制所述照明模组以实现动态照明。

在一些实施例中，所述动态照明包括所述处理器通过控制所述光源的功率和/或所述透镜的焦距的变化以实现照明的动态变化。

在一些实施例中，所述处理器用于在所述照明模组在动态照明期间控制所述图像传感器采集至少两幅图像，并融合所述至少两幅图像成单幅图像。所述至少两幅图像是结构光图像，所述结构光图像在采集时所述透镜的焦距动态变化。

在一些实施例中，所述处理器用于在所述图像传感器在单幅图像采集周期内控制所述照明模组进行动态照明。所述单幅图像包括泛光图像或者结构光图像。

在一些实施例中，所述衍射光学元件对入射光束进行复制与扩展。经所述衍射光学元件复制与扩展后形成的相邻衍射光束之间的夹角不大于入射光束的发散角，多个衍射光束覆盖填充所述被照明空间以形成泛光照明；或者，经所述衍射光学元件复制与扩展后形成的相邻衍射光束之间的夹角大于入射光束的发散角，多个衍射光束相互之间有明显的间隙以形成结构光照明。

本发明的有益效果：通过处理器，控制照明模组中的光源、透镜、衍射光学元件中的一种或多种进行变化以实现动态照明，再通过融合算法可生成高质量与高精度的图像，该动态投影装置具有体积小、功耗低的特点，有利于被集成到智能设备中。

附图说明

图1为本发明一实施例中泛光照明模组示意图。

图2为本发明一实施例中包含透镜的泛光照明模组示意图。

图3为本发明一实施例中聚焦照明示意图。