CN103576724A - 一种图像采集器、电子设备及光线调节方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图像采集器、电子设备及光线调节方法。其中图像采集器，包括：距离获取装置、调节装置、信息采集装置和设置在信息采集装置附近的光照装置。在本申请中，距离获取装置可以获取目标物与电子设备之间的距离，进而调节装置可以依据该距离调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。也就是说，本申请提供的图像采集器可以依据目标物与电子设备之间距离远近调节光照装置，从而使光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点，进而信息采集单元在采集目标物后，可以确定目标物的深度，实现对目标物的3D图像的采集。

Description

一种图像采集器、电子设备及光线调节方法

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，特别涉及一种图像采集器、电子设备及光线调节方法。

背景技术

目前电子设备中的图像采集器可以采集3D图像，具体可以由图像采集器中的照相机拍摄目标物，由照相机和目标物之间的夹角、照相机附近设置的光源和目标物之间的夹角以及照相机和光源之间的距离确定目标物的深度以采集3D图像。

但是，当光源照射到目标物上的光线无法凝聚时，图像采集器无法确定目标物的深度，进而无法采集目标物的3D图像。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种图像采集器、电子设备及光线调节方法，以解决目前图像采集器无法确定目标物的深度，进而无法采集目标物的3D图像的问题。

基于本申请的一方面，提供一种图像采集器，应用于一电子设备，包括：距离获取装置、调节装置、信息采集装置和设置在所述信息采集装置附近的光照装置；其中，

所述信息采集装置，用于采集目标物；

所述距离获取装置，用于获取所述目标物与所述电子设备之间的距离；

所述调节装置，用于依据所述目标物与所述电子设备之间的距离，调节所述光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

优选地，所述光照装置包括一个投射结构光的光源、第一光栅和第二光栅，所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度；

所述调节装置具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将所述第一光栅设置在所述光源的正下方，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将所述第二光栅设置在所述光源的正下方。

优选地，所述光照装置包括第一光源、第二光源、设置在所述第一光源正下方的第一光栅和设置在所述第二光源正下方的第二光栅，且所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度；

所述调节装置具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制所述第一光源投射光线，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制所述第二光源投射光线。

优选地，所述第一光源和所述第二光源设置在所述信息采集装置的同一侧。

优选地，所述第一光源和所述第二光源依次设置在所述信息采集装置的水平方向。

优选地，所述第一光源和所述第二光源之间的距离等于所述第一光源和所述信息采集装置之间的距离。

优选地，所述第一光源和所述第二光源依次设置在所述信息采集装置的竖直方向。

优选地，所述第一光栅和所述第二光栅在同一水平面上。

优选地，所述距离获取装置包括激光器、计时器和计算单元；其中，

所述计时器，用于记录所述激光器从所述电子设备发出到从所述目标物返回的时间；

所述计算单元，用于依据所述时间和所述激光器的传输速度，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。

优选地，所述距离获取装置包括采集单元和检测单元；其中，

所述采集单元，用于采集所述目标物的图像信息；

所述检测单元，用于依据所述图像信息中目标物所占图像比例，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。

基于本申请的另一方面，还提供一种电子设备，包括集成有上述图像采集装置的芯片。

基于本申请的再一方面，还提供一种光线调节方法，应用于一电子设备中，包括：

获取目标物与所述电子设备之间的距离；

依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

优选地，依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为一个光点包括：

在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将第一光栅设置在光源的正下方；

在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将第二光栅设置在光源的正下方。

优选地，依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为一个光点包括：

在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制第一光源投射光线；

在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制第二光源投射光线。

在本申请中，距离获取装置可以获取目标物与电子设备之间的距离，进而调节装置可以依据该距离调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。也就是说，本申请提供的图像采集器可以依据目标物与电子设备之间距离远近调节光照装置，从而使光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点，进而信息采集单元在采集目标物后，可以确定目标物的深度，实现对目标物的3D图像的采集。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的图像采集器的结构示意图；

图2为本申请提供的图像采集器中光照装置的一种结构示意图；

图3为本申请提供的图像采集器中光照装置的另一种结构示意图；

图4为本申请提供的图像采集器中光照装置的一种光照示意图；

图5为本申请提供的图像采集器中光照装置的另一种光照示意图；

图6为本申请提供的图像采集器中距离获取装置的一种结构示意图；

图7为本申请提供的图像采集器中距离获取装置的另一种结构示意图；

图8为本申请提供的光线调节方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一个实施例

目前图像采集器中的光源为一投射结构光的光源，且光源和照相机之间的距离固定，因此在目标物和图像采集器中的距离在一定距离范围内时，光源照射到目标物上的光线方可凝聚为至少一个光点，进而图像采集器可以确定目标物的深度，实现目标物的3D图像采集。但是，当目标物与图像采集器中的距离不在该距离范围内时，如目标物与图像采集器之间的距离超过该距离范围或者低于该距离范围内，图像采集器无法确定目标物的深度，从而无法实现目标物的3D图像采集。

为了解决上述问题，本申请提供一种图像采集器，应用于一电子设备中，其结构示意图请参阅图1所示，可以包括：距离获取装置11、调节装置12、信息采集装置13和光照装置14。其中，光照装置14设置在所述信息采集装置13附近。

信息采集装置13，用于采集目标物。在本实施例中，信息采集装置13可以为照相机或者摄像机等具有采集图像功能的设备，用于采集目标物的3D图像。

距离获取装置11，用于获取所述目标物与所述电子设备之间的距离。其中，目标物与电子设备之间的距离可以为目标物与电子设备之间的垂直距离。

在实际应用中，距离获取装置11获取目标物与电子设备之间距离的方式可以为激光检测或者图像检测方式。例如距离获取装置11可以记录激光器从电子设备发出到从目标物返回至电子设备的时间，再依据该时间和激光器的传输速度，得出目标物与电子设备之间距离。

而图像检测方式可以通过判断目标物在其图像信息中所占图像比例，得出目标物与电子设备之间的距离。其中，具体方式可以为在距离获取装置11中设置一图像比例与距离的对应关系，根据该对应关系和当前所获取的图像信息中目标物所占图像比例得出目标物与电子设备之间的距离。

当然，距离获取装置11在获取目标物与电子设备之间的距离还可以采用其他方式，在本实施例中不在对所有方式进行一一阐述。

调节装置12，用于依据所述目标物与所述电子设备之间的距离，调节光照装置14照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

其中，一种调节方式可以为在目标物与电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，表明目标物与电子设备之间的距离较近，因此调节装置12可以调节光照装置14，使光照装置14照射的光线发散，从而使光线在照射到目标物上时凝聚为至少一个光点，以避免距离近且光线集中时光线无法在目标物上时凝聚，从而无法确定目标物的深度。在目标物与电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，表明目标物与电子设备之间的距离较远，因此调节装置12可以调节光照装置14，使光照装置14照射的光线集中，从而使光线在照射到目标物上时凝聚为至少一个光点，以避免距离远且光线发散时光线无法在目标物上时凝聚，从而无法确定目标物的深度。

其中，预设距离用于区分目标物和电子设备之间的远近，该预设距离可以由操作人员根据实际应用总结得出。

应用上述技术方案，距离获取装置11可以获取目标物与电子设备之间的距离，进而调节装置14可以依据该距离调节光照装置14照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。也就是说，本申请提供的图像采集器可以依据目标物与电子设备之间距离远近调节光照装置14，从而使光照装置14照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点，进而信息采集装置13在采集目标物后，可以确定目标物的深度，实现对目标物的3D图像的采集。

另一个实施例

本实施例与上一个实施例的不同之处在于，本实施例提供的图像采集器中公开了一种光照装置14的结构，其结构示意图请参阅图2所示，包括：光源141、第一光栅142和第二光栅143。其中，光源141为一个投射结构光的光源，第一光栅142的密度小于第二光栅143的密度。

在本实施例中，所述调节装置12具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将所述第一光栅142设置在所述光源141的正下方，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将所述第二光栅143设置在所述光源141的正下方。

调节装置12通过改变光源141正下方的光栅，即依据目标物和电子设备之间的距离调节光源141正下方的光栅的疏密度，从而可以改变光源141和目标物之间的角度以及信息采集装置13和目标物之间的角度，使光源141照射到目标物上的光线可以凝聚为至少一个光点。

其中，光源141和目标物之间的角度为以光源141为中心点，光源141和目标物之间的连线以及光源141和信息采集装置13之间的连线构成的夹角的角度；信息采集装置13和目标物之间的角度为以信息采集装置13为中心点，信息采集装置13和目标物之间的连线以及光源141和信息采集装置13之间的连线构成的夹角的角度。

在本实施例中，光照装置14包括两个光栅，但本申请并不限定于此。在实际应用中，光照装置14还可以包括多个光栅，以保证信息采集装置13在采集距离电子设备不同距离的目标物时，光源141照射到目标物上的光线可以凝聚为至少一个光点。

需要指出的是：本实施例中距离获取装置11的具体技术手段与上一个实施例相同，对此本实施例不再加以阐述。

再一个实施例

上一个实施例介绍图像采集器中光照装置14的一种结构示意图，本实施例介绍光照装置14的另一种结构示意图，其他装置的结构和具体技术手段与图1所示的图像采集器相同，对此不再加以介绍。

请参阅图3，其示出了本申请提供的图像采集器中光照装置的另一种结构示意图，可以包括：第一光源144、第二光源145、第一光栅146和第二光栅147。

其中，第一光源144和第二光源145分别为两个投射结构光的光源，第一光栅146设置在第一光源144正下方，第二光栅147设置在第二光源145正下方，且第一光栅的密度小于第二光栅的密度。

调节装置12具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制所述第一光源144投射光线，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制所述第二光源145投射光线。

在本实施例中，第一光源144和第二光源145与信息采集装置11之间的距离固定，且各自正下方的光栅疏密度固定，使得第一光源144和第二光源145分别与目标物之间的夹角角度可调范围有限。又因为信息采集装置13和目标物之间的夹角角度可调范围有限，从而导致第一光源144和第二光源145在照射到目标物上的光线可以凝聚为一个光点的距离有限。因此在本实施例中，光照装置14中包括有不同的第一光源144、第二光源145、第一光栅146和第二光栅147以保证信息采集装置13在采集距离电子设备不同距离的目标物时，光源141照射到目标物上的光线可以凝聚为至少一个光点。

其中，信息采集装置13和目标物之间的夹角为以信息采集装置13为中心点，信息采集装置13和目标物之间的连线以及光源141和信息采集装置13之间的连线构成的夹角；第一光源144和目标物之间的夹角为以第一光源144为中心点，第一光源144和目标物之间的连线以及第一光源144和信息采集装置13之间的连线构成的夹角；第二光源145和目标物之间的夹角为以第二光源145为中心点，第二光源145和目标物之间的连线以及第二光源145和信息采集装置13之间的连线构成的夹角。

在本实施例中，第一光源144和第二光源145设置在信息采集装置13的同一侧。如第一光源144和所述第二光源145可以依次设置在所述信息采集装置13的水平方向。或者第一光源144和所述第二光源145依次设置在所述信息采集装置13的竖直方向。

在第一光源144和第二光源145设置在信息采集装置13的同一侧时，所述第一光栅146和所述第二光栅147在同一水平面上。

当第一光源144和所述第二光源145依次设置在所述信息采集装置11的水平方向时，所述第一光源144和所述第二光源145之间的距离等于所述第一光源144和所述信息采集装置13之间的距离。

下面本实施例结合两个附图说明为何在目标物和电子设备之间的距离与预设距离不同时，采用不同光源照射。其中，图4是本申请提供的图像采集器中光照装置的一种光照示意图；图5是本申请提供的图像采集器中光照装置的另一种光照示意图。其中，camera为信息采集装置13，Light为光源，object为目标物，D为信息采集装置13和光源之间的距离，a和b为两个夹角，L为目标物和电子设备之间的距离，

从图4和图5中可以看出，在随着D的改变，夹角a和b发生改变，从而使得L不同。即通过改变D可以使光源照射不同的范围，以满足目标物与电子设备之间的距离L不同时对光源的要求。

其中，图4和图5中的Small angle为最小角范围，其对应的距离为最短距离，Mid angle为中间角范围，其对应的距离为中间距离，Largeangle为最大角范围，其对应的距离为最大距离。

上述各个实施例中距离获取装置11可以采用激光检测或者图像检测方式获取目标物与电子设备之间距离。具体地，距离获取装置11的一种结构示意图可以参照图6所示，包括：激光器111、计时器112和计算单元113。其中，

计时器112，用于记录激光器111从所述电子设备发出到从所述目标物返回的时间。计算单元113，用于依据所述时间和所述激光器的传输速度，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。其中，激光器111的传输速度预先设定在计算单元113中。

在本实施例中，激光器111从电子设备发出碰到目标物后，自动从目标物返回。在接收到目标物返回的激光线后，计时器112停止计时。计算单元113在得出目标物和电子设备之间的距离时，获取计时器记录的时间的一半作为计算时间，将计算时间和激光器的传输速度相乘获得目标物与所述电子设备之间的距离。

请参阅图7，其示出了本申请提供的图像采集器中距离获取装置的另一种结构示意图，可以包括采集单元114和检测单元115。其中，

采集单元114，用于采集所述目标物的图像信息。

检测单元115，用于依据所述图像信息中目标物所占图像比例，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。具体方式可以为在检测单元115中设置一图像比例与距离的对应关系，根据该对应关系和当前所获取的图像信息中目标物所占图像比例得出目标物与电子设备之间的距离。

本申请所述的装置可以集成到电子设备上，另外，需要说明的是，当本申请所述的功能采用软件实现时，可以作为图像采集器新增的一个功能，也可以单独编写相应的程序，本申请不限定所述装置的实现方式。

与上述装置实施例相对应，本申请还提供一种光线调节方法，应用于一电子设备中，其方法流程图请参阅图8所示，包括：

步骤101：获取目标物与所述电子设备之间的距离。

在本实施例中，距离获取方式可以为激光检测或者图像检测方式。例如电子设备可以记录激光器从电子设备发出到从目标物返回至电子设备的时间，再依据该时间和激光器的传输速度，得出目标物与电子设备之间距离。

而图像检测方式可以通过判断目标物在其图像信息中所占图像比例，得出目标物与电子设备之间的距离。其中，具体方式可以为在电子设备中设置一图像比例与距离的对应关系，根据该对应关系和当前所获取的图像信息中目标物所占图像比例得出目标物与电子设备之间的距离。

当然，在获取目标物与电子设备之间的距离还可以采用其他方式，在本实施例中不在对所有方式进行一一阐述。

步骤102：依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

在本实施例中，光照装置可以包括光源、第一光栅和第二光栅，所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度。对光照装置的调节方式可以为在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将第一光栅设置在光源的正下方；在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将第二光栅设置在光源的正下方。

当然，光照装置也可以包括第一光源、第二光源、设置在所述第一光源正下方的第一光栅和设置在所述第二光源正下方的第二光栅，且所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度。对光照装置的调节方式可以为在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制第一光源投射光线；在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制第二光源投射光线。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法类实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种图像采集器、电子设备及光线调节方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种图像采集器，应用于一电子设备，其特征在于，包括：距离获取装置、调节装置、信息采集装置和设置在所述信息采集装置附近的光照装置；其中，

所述信息采集装置，用于采集目标物；

所述距离获取装置，用于获取所述目标物与所述电子设备之间的距离；

所述调节装置，用于依据所述目标物与所述电子设备之间的距离，调节所述光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

2.根据权利要求1所述的图像采集器，其特征在于，所述光照装置包括一个投射结构光的光源、第一光栅和第二光栅，所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度；

所述调节装置具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将所述第一光栅设置在所述光源的正下方，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将所述第二光栅设置在所述光源的正下方。

3.根据权利要求1所述的图像采集器，其特征在于，所述光照装置包括第一光源、第二光源、设置在所述第一光源正下方的第一光栅和设置在所述第二光源正下方的第二光栅，且所述第一光栅的密度小于所述第二光栅的密度；

所述调节装置具体用于在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制所述第一光源投射光线，在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制所述第二光源投射光线。

4.根据权利要求3所述的图像采集器，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源设置在所述信息采集装置的同一侧。

5.根据权利要求4所述的图像采集器，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源依次设置在所述信息采集装置的水平方向。

6.根据权利要求5所述的图像采集器，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源之间的距离等于所述第一光源和所述信息采集装置之间的距离。

7.根据权利要求4所述的图像采集器，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源依次设置在所述信息采集装置的竖直方向。

8.根据权利要求5或7所述的图像采集器，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅在同一水平面上。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的图像采集器，其特征在于，所述距离获取装置包括激光器、计时器和计算单元；其中，

所述计时器，用于记录所述激光器从所述电子设备发出到从所述目标物返回的时间；

所述计算单元，用于依据所述时间和所述激光器的传输速度，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的图像采集器，其特征在于，所述距离获取装置包括采集单元和检测单元；其中，

所述采集单元，用于采集所述目标物的图像信息；

所述检测单元，用于依据所述图像信息中目标物所占图像比例，得出所述目标物与所述电子设备之间的距离。

11.一种电子设备，其特征在于，包括集成有如权利要求1至9任意一项所述图像采集装置的芯片。

12.一种光线调节方法，应用于一电子设备中，其特征在于，包括：

获取目标物与所述电子设备之间的距离；

依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为至少一个光点。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为一个光点包括：

在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，将第一光栅设置在光源的正下方；

在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，将第二光栅设置在光源的正下方。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，依据目标物与电子设备之间的距离，调节光照装置照射到目标物上的光线凝聚为一个光点包括：

在所述目标物与所述电子设备之间的距离小于预设距离的情况下，控制第一光源投射光线；

在所述目标物与所述电子设备之间的距离不小于预设距离的情况下，控制第二光源投射光线。

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