CN105510998A - 一种镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种镀膜方法，用于深度摄像装置，所述深度摄像装置用于一电子设备并且包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述方法包括：确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)；确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围；确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。应用了本发明镀膜方法的深度摄像装置更加高效和实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种镀膜方法，更具体地说，涉及一种用于深度摄像装置的镀膜方法。
背景技术
时下，机器视觉从工业控制转入消费电子市场，小型化和高密度集成的需求导致了硬件器件选型中，我们无法使用大尺寸的光学成像模组，来匹配我们对光学特性的需求；同时也不断要求我们将电路板设计和器件堆叠做到高密度的集成。这样很容易导致两个后果：1)光学模组的小尺寸封装，在限制模组长宽高的同时，也降低了光学物理特性；在影响了单个模组性能的同时，也影响了整体光路设计；2)高密度的集成，以及新的深度摄像模块模组以及其他光学组件的加入，成为小型化电子设备的一大主要的热源。在相同散热技术条件下，小型化电子设备的工作温度会提高很多。这务必会影响到对温度比较敏感的光学器件。这同样也大程度地影响了整体的光学设计。如果要实现稳定且正确的工作状态，则必须兼顾这些小型电子设备集成深度摄像装置才会出现的特殊问题。
在深度摄像操作中，深度摄像(IRCamera)装置需要均匀成像红外激光衍射组件(IRTransmitterwithDOE)所投射出的红外图案。然而红外摄像模组在小型化低高度设计后，其中一项参数CRA(ChiefRayangle，主光线角度)会从一般的1-2度左右迅速提升到30度左右。这个值对于一般的照相功能的模组的影响的并不大，因为主要的拍照场景是光谱比较宽的室内灯光或是太阳光环境下。然而针对我们的这种特殊红外波段场景，这个参数的变化，会极大影响到成像的均匀性。因为在不同的入射角入射的光线，透过的光谱范围会漂移，而针对较窄红外波段的光源镀膜的摄像装置，会在不同入射角感受到不同强度的光，甚至会出现极亮和极暗的区域。
此外，当高度集成的小型化电子设备中，发热器件产生热温，在不同的工作状态下波动很大的话，首先影响到激光器的波段会产生变化，其次会导致红外摄像模块的红外镀膜的入射波段范围也产生变化。以上两项导致在某些工作状态下，由于温度的不稳定，导致成像的波动，这也是极大影响深度恢复主要因素。
由此可见，如何以低成本更改现有的高度集成的小型化电子设备中的摄像模块，使其更好地感知红外激光器投射在不同深度物体上的图案，提高高度集成的小型化电子设备的摄像装置的成像的均匀性是现有技术中亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种镀膜方法，用于深度摄像装置，所述深度摄像装置用于一电子设备并且包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述镀膜用于对接收的光进行滤波，所述方法包括：确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即在正入射角度下入射所述红外摄像模块的最小和最大的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
此外，根据本发明的一个实施例，所述确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外波长带通是基于所述红外激光衍射组件的类型。
此外，根据本发明的一个实施例，所述确定温度对所述激光发射器发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器的规格。
此外，根据本发明的一个实施例，所述确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置的各器件的功耗及散热。。
此外，根据本发明的一个实施例，所述确定所述红外摄像模块的主光线角度参数是基于所述红外摄像模块的规格。
此外，根据本发明的一个实施例，所述镀膜的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。
根据本发明的另一方面，提供深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括成像透镜，所述成像透镜经配置来捕获图像光，并且所述成像透镜表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
根据本发明的另一方面，提供深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括图像传感器，所述图像传感器经配置来与所述成像透镜光学对准并从成像透镜接收图像光，所述图像传感器响应于从所述成像透镜直接接收的图像光而产生电信号，其中，所述图像传感器表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
此外，根据本发明的另一方面，提供深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括位于前端的盖玻璃，所述盖玻璃表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
由于考虑了在对深度摄像装置进行小型化低高度的设计后，CRA的改变对深度摄像装置的成像的均匀性影响以及高度集成的小型化电子设备中发热器件的散热对深度图像成像质量的波动的影响，因此使用本发明提供的用于移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法以及在使用应用了本发明镀膜方法的深度摄像装置后，可以避免得到不均匀且不稳定的红外成像效果，提高深度摄像装置的成像的均匀性，以及其在不同温度下成像的稳定性，最终可以提高高度集成的小型化电子设备中的深度摄像装置的深度恢复的精度和稳定性，使得高度集成的小型化电子设备中的深度摄像装置更加高效和实用，也极大地提高了用户的使用体验。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：
图1示出了应用本发明提供的镀膜方法的深度摄像装置100的结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例的用于一电子设备的深度摄像装置100的镀膜方法200的流程图；
图3示出了根据本发明一个实施例的深度摄像装置300的示范性结构框图；
图4示出了根据本发明一个实施例的深度摄像装置400的示范性结构框图；
图5示出了根据本发明一个实施例的深度摄像装置500的示范性结构框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。
本说明书通篇所提及的“一个实施例”或“一实施例”意味着结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述实施例中。因此，在说明书中短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或一个以上实施例中。
以下将参照图1来描述应用本发明提供的镀膜方法的深度摄像装置。图1示出了应用本发明提供的镀膜方法200的深度摄像装置100的结构示意图，如图所示，深度摄像装置100可以包括：红外发射器110和红外摄像模块120。红外发射器110，可以经配置来发射近红外光，红外发射器110可以包括红外激光发射器，所述红外激光发射器可以经配置来发射近红外激光。红外发射器110还可以包括衍射光学元件111(diffractiveopticalelement，DOE)，所述衍射光学元件111可以经配置来将红外发射器110发射的红外光整形成特定的衍射光斑图案。当衍射光斑图案照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后会形成随机衍射散斑，这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同变换图案。即，空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，光斑图案会随着成像物体的距离不同而改变图案，当衍射散斑照射到整个空间时即对空间进行了标记。例如，如图1所示，对于成像空间中的成像物体130，通过识别物体130上面的散斑图案，就可以获取成像物体130的位置。此外，还需要提前记录整个空间的散斑图案，以做光源的标定。标定的方法是：每隔一段距离，取一个参考平面，把参考平面上的散斑图案记录下来。例如，假设成像物体的位置空间是距离1米到4米的范围，可以每隔10cm取一个参考平面，那么经过标定可以获取30幅散斑图像。然后，红外摄像模块120可以经配置来获取整个成像物体空间的图像光并生成深度图像。
红外摄像模块120还可以进一步包括：成像透镜121以及图像传感器122。成像透镜121经配置来捕获整个场景的图像光，图像传感器122则可以经配置来与所述成像透镜光学对准并从所述成像透镜接收图像光，图像传感器122可以响应于从所述成像透镜直接接收的图像的全波段的光而产生电信号，得到成像空间中的物体的深度图像。
下面，将参照图2来描述根据本发明实施例的用于移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法200。图2示出了根据本发明实施例的应用于一移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法200的流程图，所述镀膜方法200应用于一移动设备中的深度摄像装置100，所述镀膜用于对接收的光进行滤波，所述方法200包括以下步骤：
如图2所示，在步骤S210中，确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围。其中，确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外波长带通可以是基于所述红外激光衍射组件的类型。例如，在本发明的一个实施例中，根据红外激光衍射组件的选型以及产品项目的光学模组设计需求，以及综合考虑红外衍射光斑的尺寸以及红外激光发射器的焦距等影响因素，可以确定在操作温度25℃时，红外激光衍射组件的红外带通(BandPass)可以是825nm±10nm。即，在该实施例中，红外激光发射器发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm。
接下来，在步骤S220中，确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)。其中，确定温度对所述激光发射器发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器的规格。具体地，在本发明的一个实施例中，根据选择的激光器的规格，可以确定温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数可以为0.23nm/℃，即，在本实施例的激光发射器中，温度每升高1℃发射器发射的红外波长增加0.23nm。
在步骤S230中，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)。其中，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置的各器件的功耗及散热。例如，在本发明的一个实施例中，根据所述深度摄像装置的激光发射器和红外摄像模块的功耗及散热，可以确定红外激光衍射组件的工作温度范围为10℃～60℃，即在本实施例中，红外激光衍射组件的工作温度最小值Tmin＝10℃，并且，Tmax＝60℃。
然后，在步骤S240中，计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即在正入射角度下入射所述红外摄像模块的最小和最大的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT。例如，在本发明的一个实施例中，如果红外激光衍射组件的红外带通(BandPass)是825nm±10nm，即，红外激光发射器发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件的工作温度范围为10℃～60℃，则在正入射角度下入射红外摄像模块的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，在正入射角度下入射红外摄像模块的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)＝825nm+18nm＝843nm，即在本实施例中，在正入射角度下入射所述红外摄像模块的波长范围为：811nm～843nm。
然后，在步骤250中，确定所述红外摄像模块120的主光线角度参数。其中，确定所述红外摄像模块120的主光线角度参数可以是基于所述红外摄像模块的规格。具体地，红外摄像模块120的主光线角度参数(ChiefRayAngle，CRA)由红外摄像模块120的成像透镜121的主光线角度参数与红外摄像模块120的图像传感器122的主光线角度参数确定。主光线角度是指入射的主光线与光轴的夹角。例如，在本发明的一个实施例中，红外摄像模块120的成像透镜121的主光线角度范围可以为0-31度，红外摄像模块120的图像传感器122的主光线角度范围可以为0-30度，则红外摄像模块320主光线角度范围可以确定为0-30度。
接着，在步骤260中，根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)。其中，所述镀膜的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。例如，镀膜的材质可以包括水晶、蓝宝石等，材质参数可以包括镀膜的厚度、密度等。工作温度一般可以包括红外摄像模块的工作温度，也可以包括镀膜工艺的操作温度等。在本发明的一个实施例中，当使用水晶材质进行镀膜，红外摄像模块的工作温度范围为10℃～60℃并且红外摄像模块120的主光线角度范围为0-30度时，对镀膜透射的波长范围的影响的漂移值可以被确定为40nm。
最后，在步骤270中，计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。例如，当红外激光发射器发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件的工作温度范围为10℃～60℃，并且对镀膜透射的波长范围的影响的漂移值为40nm时，则最终镀膜的波长范围的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，最终镀膜的波长范围的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT+D＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)+40＝825nm+18nm+40nm＝883nm，即在本实施例中，可以确定最终的镀膜的范围为811nm-883nm。
在使用本发明提供的用于移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法200后，由于考虑了在对深度摄像装置进行小型化低高度的设计后，CRA的改变对深度摄像装置的成像的均匀性影响以及高度集成的小型化电子设备中发热器件的散热对深度图像成像质量的波动的影响，因此使用本发明提供的用于移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法200可以避免得到不均匀且不稳定的红外成像效果。由此可见，通过使用本发明提供的用于移动设备中的深度摄像装置的镀膜方法200，可以提高深度摄像装置的成像的均匀性，以及其在不同温度下成像的稳定性，最终可以提高深度摄像装置的深度恢复的精度和稳定性，使得深度摄像装置100更加高效和实用，也极大地提高了用户的使用体验。
此外，本发明另一方面还提供了一种深度摄像装置300，图3示出了根据本发明一个实施例的深度摄像装置300的示范性结构框图。如图所示，深度摄像装置300可以包括：红外发射器310和红外摄像模块320。红外发射器310，可以经配置来发射近红外光，红外发射器310可以包括红外激光发射器，所述红外激光发射器可以经配置来发射近红外激光。红外发射器310还可以包括衍射光学元件311(diffractiveopticalelement，DOE)，所述衍射光学元件311可以经配置来将红外发射器310发射的红外光整形成特定的衍射光斑图案。然后，红外摄像模块320可以经配置来获取整个成像物体空间的图像光并生成深度图像。红外摄像模块320还可以进一步包括：成像透镜321以及图像传感器322。成像透镜321经配置来捕获整个场景的图像光，具体地，成像透镜321经配置来捕获图像光并且将所述图像光聚焦到图像传感器322，成像透镜321内侧表面可以形成有镀膜330，镀膜330用于增强与激光发射器发出的激光束中心波长相符的红外光的透射。其中，镀膜330可以通过使用包括以下步骤的方法制成：
首先，确定所述红外激光衍射组件311在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围。例如，在本发明的一个实施例中，根据红外激光衍射组件311的选型以及产品项目的光学模组设计需求，以及综合考虑红外衍射光斑的尺寸以及红外激光发射器的焦距等影响因素，可以确定在操作温度25℃时，红外激光衍射组件的红外带通(BandPass)可以是825nm±10nm。即，在该实施例中，红外激光发射器310发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm
接下来，确定温度对所述激光发射器311发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)。其中，确定温度对所述激光发射器311发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器311的规格。具体地，在本发明的一个实施例中，根据选择的激光器的规格，可以确定温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数可以为0.23nm/℃，即，在本实施例的激光发射器中，操作温度每升高1℃发射器发射的红外波长增加0.23nm。
然后，确定所述红外激光衍射组件311的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)。其中，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置的各器件的功耗及散热。例如，在本发明的一个实施例中，根据所述深度摄像装置的激光发射器310和红外摄像模块320的功耗及散热，可以确定红外激光衍射组件311的工作温度范围为10℃～60℃，即在本实施例中，红外激光衍射组件311的工作温度最小值Tmin＝10℃，并且，Tmax＝60℃。
接着，计算红外激光衍射组件311所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块320在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT。例如，在本发明的一个实施例中，如果红外激光衍射组件311的红外带通(BandPass)是825nm±10nm，即，红外激光发射器310发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，并且温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件的工作温度范围为10℃～60℃，则在正入射角度下入射红外摄像模块的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，在正入射角度下入射红外摄像模块的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)＝825nm+18nm＝843nm，即在本实施例中，在正入射角度下入射所述红外摄像模块320的波长范围为：811nm～843nm。
接下来，确定所述红外摄像模块320的主光线角度参数。其中，确定所述红外摄像模块320的主光线角度参数可以是基于所述红外摄像模块的规格。具体地，红外摄像模块320的主光线角度参数(ChiefRayAngle，CRA)由红外摄像模块320的成像透镜321的主光线角度参数与红外摄像模块320的图像传感器322的主光线角度参数确定。主光线角度是指入射的主光线与光轴的夹角。例如，在本发明的一个实施例中，红外摄像模块320的成像透镜321的主光线角度范围可以为0-31度，红外摄像模块320的图像传感器322的主光线角度范围可以为0-30度，则红外摄像模块320的主光线角度范围可以确定为0-30度。
接着，根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)。其中，所述镀膜的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。例如，镀膜的材质可以包括水晶、蓝宝石等，材质参数可以包括镀膜的厚度、密度等。工作温度一般可以包括红外摄像模块的工作温度，也可以包括镀膜工艺的操作温度等。在本发明的一个实施例中，当使用水晶材质进行镀膜，红外摄像模块的工作温度范围为10℃～60℃并且红外摄像模块120的主光线角度范围为0-30度时，对镀膜透射的波长范围的影响的漂移值可以被确定为40nm。
最后，计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。例如，当红外激光发射器发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，温度对该激光器发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件的工作温度范围为10℃～60℃，并且对镀膜透射的波长范围的影响的漂移值为40nm时，则最终镀膜的波长范围的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，最终镀膜的波长范围的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT+D＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)+40＝825nm+18nm+40nm＝883nm。也就是说，在本实施例中最终的成像透镜321的镀膜330的最终的红外带通范围为811nm-883nm。
使用本发明提供的在成像透镜321上形成有镀膜330的深度摄像装置300后，由于考虑了在对深度摄像装置进行小型化低高度的设计后，CRA的改变对深度摄像装置的成像的均匀性的影响以及高度集成的小型化电子设备中发热器件的散热对深度图像成像质量的波动的影响，因此使用本发明提供的在成像透镜321上形成有镀膜330的深度摄像装置300可以避免得到不均匀且不稳定的红外成像效果。由此可见，通过使用本发明提供的在成像透镜321上形成有镀膜330的深度摄像装置300，可以提高深度摄像装置300的成像的均匀性，以及其在不同温度下成像的稳定性，最终可以提高深度摄像装置300的深度恢复的精度和稳定性，使得深度摄像装置300更加高效和实用，也极大地提高了用户的使用体验。
此外，本发明另一方面还提供了一种深度摄像装置400，图4示出了根据本发明实施例的深度摄像装置400的示范性结构框图。如图所示，深度摄像装置400可以包括：红外发射器410和红外摄像模块420。红外发射器410，可以经配置来发射近红外光，红外发射器410可以包括红外激光发射器，所述红外激光发射器可以经配置来发射近红外激光。红外发射器410还可以包括衍射光学元件411(diffractiveopticalelement，DOE)，所述衍射光学元件411可以经配置来将红外发射器310发射的红外光整形成特定的衍射光斑图案。然后，红外摄像模块420可以经配置来获取整个成像物体空间的图像光并生成深度图像。红外摄像模块420还可以进一步包括：成像透镜421以及图像传感器422。成像透镜421经配置来捕获整个场景的图像光，图像传感器422则可以经配置来与所述成像透镜光学对准并从所述成像透镜接收图像光，响应于从所述成像透镜直接接收的图像的光而产生电信号，得到成像空间中的物体的深度图像。
具体地，图像传感器422可以为互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，COMS)图像传感器或者电荷耦合装置(Charge-coupledDevice，CCD)图像传感器。图像传感器422表面可以形成有镀膜430，镀膜430用于增强图像传感器422对与激光发射器发出的激光束中心波长相符的红外光的感光性能。其中，镀膜430可以通过使用包括以下步骤的方法制成：
首先，确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围。
接下来，确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)。其中，确定温度对所述激光发射器发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器的规格。
然后，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)。其中，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置的各器件的功耗及散热。
接着，计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT。
接下来，确定所述红外摄像模块的主光线角度参数。其中，确定所述红外摄像模块420的主光线角度参数可以是基于所述红外摄像模块的规格。
接着，根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)。其中，所述镀膜的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。
最后，计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。例如，当红外激光发射器410发射的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，温度对该激光器410发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件411的工作温度范围为10℃～60℃，并且对镀膜430透射的波长范围的影响的漂移值为40nm时，则最终镀膜430的波长范围的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，最终镀膜的波长范围的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT+D＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)+40＝825nm+18nm+40nm＝883nm。也就是说，在本实施例中最终的图像传感器422表面的镀膜430的最终的红外带通范围为811nm-883nm。
使用本发明提供的在图像传感器422上形成有镀膜430的深度摄像装置400后，由于考虑了在对深度摄像装置进行小型化低高度的设计后，CRA的改变对深度摄像装置的成像的均匀性的影响以及高度集成的小型化电子设备中发热器件的散热对深度图像成像质量的波动的影响，因此使用本发明提供的在图像传感器422上形成有镀膜430的深度摄像装置400可以避免得到不均匀且不稳定的红外成像效果。由此可见，通过使用本发明提供的在图像传感器422上形成有镀膜430的深度摄像装置400，可以提高深度摄像装置400的成像的均匀性，以及其在不同温度下成像的稳定性，最终可以提高深度摄像装置400的深度恢复的精度和稳定性，使得深度摄像装置400更加高效和实用，也极大地提高了用户的使用体验。
此外，本发明另一方面还提供了一种深度摄像装置500，图5示出了根据本发明实施例的深度摄像装置500的示范性结构框图。如图所示，深度摄像装置500可以包括：红外发射器510和红外摄像模块520。红外发射器510可以包括红外激光发射器510，所述红外激光发射器可以经配置来发射近红外激光。红外发射器510还可以包括衍射光学元件511(diffractiveopticalelement，DOE)，所述衍射光学元件511可以经配置来将红外发射器310发射的红外光整形成特定的衍射光斑图案。所述红外摄像模块520包括位于前端的盖玻璃523，所述盖玻璃表面形成有镀膜530，镀膜530可以用于增强与激光发射器发出的激光束中心波长相符的红外光的透射，所述镀膜530通过使用包括以下步骤的方法制成：
首先，确定所述红外激光衍射组件511在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围。
接下来，确定温度对所述激光发射器510发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)。其中，确定温度对所述激光发射器510发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器510的规格。
然后，确定所述红外激光衍射组件511的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)。其中，确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置500的各器件的功耗及散热。
接着，计算红外激光衍射组件511所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块520在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT。
接下来，确定所述红外摄像模块520的主光线角度参数。其中，确定所述红外摄像模块520的主光线角度参数可以是基于所述红外摄像模块520的规格。
接着，根据镀膜530的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜530透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)。其中，所述镀膜530的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。
最后，计算出镀膜530的带通λmin～λmax+D(nm)。例如，当红外激光发射器发射510的红外光的中心波长λCWL＝825nm，波长的波动范围R＝10nm，温度对该激光器510发射的激光的波长的影响系数为Δλ/ΔT＝0.23nm/℃，以及红外激光衍射组件511的工作温度范围为10℃～60℃，并且对镀膜530透射的波长范围的影响的漂移值为40nm时，则最终镀膜的波长范围的最小波长λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT＝825nm-10nm-(0.23nm/℃*(25-10)℃)＝825-14nm＝811nm，最终镀膜的波长范围的最大波长λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT+D＝825nm+10nm+(0.23nm/℃*(60-25)℃)+40＝825nm+18nm+40nm＝883nm。也就是说，在本实施例中盖玻璃523表面上的镀膜530的最终的红外带通范围为811nm-883nm。
使用本发明提供的在盖玻璃523上形成有镀膜530的深度摄像装置500后，由于考虑了在对深度摄像装置进行小型化低高度的设计后，CRA的改变对深度摄像装置的成像的均匀性的影响以及高度集成的小型化电子设备中发热器件的散热对深度图像成像质量的波动的影响，因此使用本发明提供的在盖玻璃523上形成有镀膜530的深度摄像装置500可以避免得到不均匀且不稳定的红外成像效果。由此可见，通过使用本发明提供的在盖玻璃523上形成有镀膜530的深度摄像装置500，可以提高深度摄像装置500的成像的均匀性，以及其在不同温度下成像的稳定性，最终可以提高深度摄像装置500的深度恢复的精度和稳定性，使得深度摄像装置500更加高效和实用，也极大地提高了用户的使用体验。
在说明书中定义的诸如具体结构和元件的主题是被提供用来帮助综合理解本发明的实施例的，并且它们仅仅是示例性的。并且，为清楚和简明起见，将省略对于公知功能和结构的描述。本领域技术人员应该理解，可依赖于设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求书及其等价物的范围内。
Claims (9)
1.一种镀膜方法，用于深度摄像装置，所述深度摄像装置用于一电子设备并且包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述镀膜用于对接收的光进行滤波，所述方法包括：
确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；
确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；
确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；
计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即在正入射角度下入射所述红外摄像模块的最小和最大的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；
确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；
根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；
计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
2.如权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外波长带通是基于所述红外激光衍射组件的类型。
3.如权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述确定温度对所述激光发射器发射的红外光波的影响系数是基于所述激光发射器的规格。
4.如权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)所依据的参数包括所述深度摄像装置的各器件的功耗及散热。
5.如权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述确定所述红外摄像模块的主光线角度参数是基于所述红外摄像模块的规格。
6.如权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述镀膜的参数包括镀膜的材质、工作温度或者主光线角度参数。
7.一种深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括成像透镜，所述成像透镜经配置来捕获图像光，并且所述成像透镜表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：
确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；
确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；
确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；
计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；
确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；
根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；
计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
8.一种深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括图像传感器，所述图像传感器经配置来与所述成像透镜光学对准并从成像透镜接收图像光，所述图像传感器响应于从所述成像透镜直接接收的图像光而产生电信号，其中，所述图像传感器表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：
确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；
确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；
确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；
计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；
确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；
根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；
计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
9.一种深度摄像装置，用于一电子设备，所述深度摄像装置包括红外光发射器和红外摄像模块，所述红外光发射器包括红外激光衍射组件，所述红外摄像模块包括位于前端的盖玻璃，所述盖玻璃表面形成有镀膜，所述镀膜通过使用包括以下步骤的方法制成：
确定所述红外激光衍射组件在Tspecial(℃)时发出的红外光波带通λCWL±R(nm)，其中λCWL(nm)为中心波长，R(nm)为波长的波动范围；
确定温度对所述激光发射器发射的红外波长的影响系数Δλ/ΔT(nm/℃)；
确定所述红外激光衍射组件的工作温度范围Tmin～Tmax(℃)；
计算红外激光衍射组件所发出的红外激光波长范围，即所述红外摄像模块在正入射角度下最大和最小的波长λmin～λmax(nm)，其中，λmin＝λCWL-R-(Tspecial-Tmin)*Δλ/ΔT，λmax＝λCWL+R+(Tmax-Tspecial)*Δλ/ΔT；
确定所述红外摄像模块的主光线角度参数；
根据镀膜的参数对于镀膜透射范围的影响，确定对所述镀膜透射的波长范围的影响的漂移值D(nm)；
计算出镀膜的带通λmin～λmax+D(nm)。
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