[实用新型]结构光投射装置和深度数据测量头

权利要求书

1.一种结构光投射装置，其特征在于，包括：

多个结构光发生器，用于发射不相重叠的结构光；

用于固定所述多个结构光发生器的固定结构；以及

至少部分连接至所述固定结构的驱动装置，用于改变所述多个结构光发生器的出射方向。

2.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述驱动装置使得所述多个结构光发生器沿着所述驱动装置的驱动轴摆动或者跟随所述驱动装置的驱动齿轮拨动而摆动。

3.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述驱动装置包括如下至少一项：音圈(VCM)马达、微机械(MEMS)马达或者微型步进驱动(SMD)马达。

4.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述结构光投射装置还包括：

传动装置，用于以设定的传动比将所述驱动装置的运动传递至所述固定结构。

5.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，还包括：

用于包围所述多个结构光发生器和所述驱动装置的至少部分并使得所述结构光能够出射的外壳。

6.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述固定结构是包围所述多个结构光发生器的至少部分并使得所述结构光能够出射的壳体。

7.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述结构光发生器包括：

激光发生器，用于发射红外激光；

布置在所述激光的出射光路上的衍射光学元件，用于生成带纹理的红外光束。

8.如权利要求7所述的结构光投射装置，其特征在于，所述激光发生器包括激光二极管，并且所述衍射光学元件具有通过光学微加工技术构成的表面微结构。

9.如权利要求1所述的结构光投射装置，其特征在于，所述结构光发生器包括：

用于发射多点激光阵列的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。

10.如权利要求9所述的结构光投射装置，其特征在于，所述VCSEL自身形成用于投射的所述结构光；或者

所述结构光发生器还包括：

布置在所述激光的出射光路上的衍射光学元件，所述衍射光学元件具有复制入射的所述多点激光阵列以得到周期性离散光斑的表面结构。

11.一种深度数据测量头，其特征在于，包括：

如权利要求1-10中任一项所述的结构光投射装置，具有多种工作模式，在每一种工作模式下以驱动装置驱动不同的投射角度向被测空间投射结构光，以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；

位于所述结构光投射装置两侧的两个红外光图像传感器，用于分别对所述被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像，所述两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，从而使得能够基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外光图像传感器的深度数据；

控制器，分别与所述结构光投射装置和所述两个红外光图像传感器连接，用于控制所述两个红外光图像传感器同步拍摄，并在所述两个红外光图像传感器每一帧曝光结束后，将所述结构光投射装置切换到下一工作模式；以及

外壳，用于容纳所述结构光投射装置、所述两个红外光图像传感器和所述控制器，并固定所述结构光投射装置和所述两个红外光图像传感器的相对位置。

12.如权利要求11所述的深度数据测量头，其特征在于，所述驱动装置在每一种工作模式下微调所述多个结构光发生器的出射方向。

13.如权利要求11所述的深度数据测量头，其特征在于，在每一种工作模式下，所述多个结构光发生器在相继的成像帧向相同的成像区域投射结构光。