CN108780231A - 图案投射装置、图像获取装置、身份识别装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图案投射装置，其包括：光源；图案部件，设置在所述光源的光照方向，所述图案部件上设置有预设图案，该预设图案用于对来自该光源的光束进行调制，产生结构光；光学元件，设置在所述光源的光照方向，用于透射从所述光源发出且经过所述图案部件后的光。本申请还提供一种图像获取装置、身份识别装置、和电子设备。相比现有图案投射装置，本申请的图案投射装置设计简单、生产成本较低。

Description

图案投射装置、图像获取装置、身份识别装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备的传感器件领域，特别涉及一种图案投射装置、图像获取装置、身份识别装置及电子设备。

背景技术

从图像中能够像人眼一样能够识别出来特定目标，例如：桌子，汽车及人脸等是科技一直努力的目标。图像目标识别是人工智能领域的一个研究的重要问题，在解决自动化生产和检测，智能图像分析和检索等生产生活问题的核心方法。现阶段，目标识别是识别信息处理的一项关键技术，广泛应用于人脸识别、人机交互、智能人机接口等系统中。

图像识别一般都将图案投射到识别对象上，再根据带有图案的识别对象的图像信息进行具体特征的识别。其中图像投射装置主要作为3D感测的结构光发射装置，将结构光投射到目标的表面，接收端的传感器采集目标表面反射回来的图案，利用采集到的二维图像通过算法计算出目标表面的轮廓信息。现有图案的投射装置有各种实现形式，比如如图1所示，采用垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，简称VCSEL)结合衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，简称DOE)来实现。具体如CN102129152B，其公开了一种用于提供捕捉区域的深度图像的深度捕捉设备，包括：具有用于提供照亮所述捕捉区域的光源的VCSEL阵列的投影仪；用于接收从所述捕捉区域中的一个或多个对象反射回来的光的成像设备，所述成像设备包括至少一个3D照相机和至少一个RGB照相机；用于将所述成像设备所接收到的光处理成所述捕捉区域中的一个或多个对象的3D图像的处理器；以及用于将所述成像设备所接收到的光处理成所述捕捉区域中的一个或多个对象的RGB图像的处理器。

然而，上述图案投射装置的设计复杂，生产成本很高，不利于被手机这类对价格很敏感的消费电子的大规模的使用。

发明内容

本申请所要解决的技术问题在于提供一种图案投射装置、图像获取装置、身份识别装置及电子设备，旨在能够有效降低设计和生产成本。

具体而言，一方面，本申请提供一种图案投射装置，包括：光源；图案部件，设置在所述光源的光照方向，所述图案部件上设置有预设图案，该预设图案用于对来自该光源的光束进行调制，产生结构光；光学元件，设置在所述光源的光照方向，用于透射从所述光源发出且经过所述图案部件后的光。

在某些实施方式中，所述光源为阵列光源或者背光源。

在某些实施方式中，所述背光源为LCD光源。

在某些实施方式中，所述阵列光源为VCSEL光源。

在某些实施方式中，所述图案部件包括设置有所述预设图案的玻璃基板。

在某些实施方式中，所述预设图案为金属材质。

在某些实施方式中，所述玻璃基板为用于制作LCD的玻璃基板。

在某些实施方式中，所述预设图案包括网格状、条纹状、点阵状中的任意一种图案。

在某些实施方式中，所述光学元件为透镜或透镜组。

在某些实施方式中，所述光源与所述图案元件之间设置有准直元件。

本申请各实施例用通过在光源的光照方向上设置有预设图案的图案部件，光源发出的光通过图案部件后，透射出来的光带有该预设图案的信息，再通过设置在该光照方向上的光学元件透射，由此完成图像投射，由该图案部件配合光学元件即可对光源的光进行投射，该预设图案可以根据实际需要进行更改设置，以完成不同类型图案的投射，由于图案部件与光学元件的组合方案设计容易，而且成本较低，因此本申请各实施相比现有图案投射装置，能降低设计和生产成本。

本申请还提供一种图像获取装置，其包括传感模组及上述中任一项所述的图案投射装置，该图案投射装置用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上；该传感模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

在某些实施方式中，该图像获取装置进一步包括处理器，用于根据该传感模组获取的图像导出该目标物的3D图。

由于该图像获取装置包括该图案投射装置，因此，该图像获取装置的成本较低。

本申请还提供一种身份识别装置，其包括传感模组、识别模组及上述中任一项所述的图案投射装置，该图案投射装置用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一待测物体；该传感模组用于获取被该待测物体所反射的结构光的图像；该识别模组用于根据该传感模组所获取的图像进行身份识别。

在某些实施方式中，该身份识别装置包括脸部识别装置。

由于该身份识别装置包括该图案投射装置，因此，该身份识别装置的成本较低。

本申请还提供一种电子设备，包括上述中任意一项所述的身份识别装置，所述电子设备用于根据该身份识别装置的识别结果来对应是否执行相应的功能。

在某些实施方式中，所述相应的功能包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

由于该电子设备包括该图案投射装置，因此，该电子设备的成本较低。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本申请的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与描述一起用于解释本申请的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本申请的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种图案投射装置的立体结构图；

图2为本申请第一实施例提供的一种图案投射装置的立体结构图；

图3为本申请第二实施例提供的一种图案投射装置的立体结构图；

图4为本申请第三实施例提供的一种图像获取装置的结构框图；

图5为本申请第四实施例提供一种身份识别装置的结构框图；

图6为本申请第五实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请。

下面结合附图详细说明本申请实施涉及的图案投射装置。

参见图2所示，本申请第一实施例提供的一种图案投射装置100，包括光源10；图案部件12，设置在光源10的光照方向，图案部件12上设置有预设图案，该预设图案用于对来自该光源的光束进行调制，产生结构光；光学元件14，设置在光源10的光照方向，并且与光源10之间的距离大于与图案部件12之间的距离，光学元件14透射从光源10发出且经过图案部件12后的光。所述光学元件14例如但不局限用于起到扩散光束以及远场成像的作用。

需要说明的是，光源10只要是在一定距离(预设距离)形成面光源就可以，具体类型不限。进一步地，光源10可以为阵列光源或者背光源。具体地，背光源可以为LCD(液晶显示器，Liquid Crystal Display)光源。阵列光源可以为VCSEL光源。

进一步地，图案部件12包括设置有预设图案的玻璃基板。具体地，玻璃基板例如为用于制作LCD的玻璃基板。预设图案可以为金属材质，也就是说可以在玻璃基板上用金属来制作该预设图案，当然也可以用其他的方法来制作，不应做限定性理解。该预设图案的形状可以根据实际需要进行更改设置，以完成不同类型图案的投射。比如该预设图案可以是网格图案或者点阵图案等。

具体地，光学元件14可以为透镜或透镜组。

本实施例图案投射装置100的工作原理简述如下：光源10发出光束，在光照方向上设置有预设图案的图案部件12，光源10发出的光通过图案部件12后，透射出来的光带有该预设图案的信息，再通过设置在该光照方向上的光学元件14透射，由此完成整个投射过程。

本实施例图案投射装置100通过在光源10的光照方向上设置有预设图案的图案部件12，光源10发出的光通过图案部件12后，透射出来的光带有该预设图案的信息，再通过设置在该光照方向上的光学元件14透射，由此完成图像投射，由该图案部件12配合光学元件14即可对光源10的光进行投射，该预设图案可以根据实际需要进行更改设置，以完成不同类型图案的投射，由于图案部件12与光学元件14的组合方案设计容易，而且成本较低，因此本申请各实施的图案投射装置100相比现有图案投射装置，能降低设计和生产成本。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本申请的保护范围之内。

请参阅图3，图3为本申请第二实施例提供的一种图案投射装置200，该图案投射装置200与上述图案投射装置100的结构大致相同，二者的主要区别在于：该图案投射装置200进一步包括准直元件16，该准直元件16位于该光源10与该光学元件14之间的光路上，用于将该光源10出射的光束进行校准，形成平行光束；该平行光束进入该图案部件12后被调制成图案化的结构光。

请参阅图4，图4为本申请第三实施例提供的一种图像获取装置300，其包括传感模组301及如上述的图案投射装置100。该图案投射装置100用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上。该传感模组301用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

另外，在某些实施例中，该图像获取装置300进一步包括处理器303，用于根据该传感模组301获取的图像导出该目标物的3D图。

当然，可变更地，该图像获取装置300中的图案投射装置100也可为替换为图案投射装置200。

进一步的，如图5所示，本申请第四实施例提供一种身份识别装置400，其包括传感模组401、识别模组402及上述的图案投射装置100。该图案投射装置100用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一待测物体。该传感模组401用于获取被该待测物体所反射的结构光的图像。该识别模组402用于根据该传感模组401所获得的图像进行身份识别。

当然，可变更地，该身份识别装置400中的图案投射装置100也可为替换为图案投射装置200。

该身份识别装置400例如为脸部识别装置。然，该身份识别装置400也可用于识别人体的其它合适部位，甚至用于识别其它的生物体或非生物体。

请参阅图6，图6为本申请第五实施例提供的一种电子设备500，其例如但不局限于为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如但不局限为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如但不局限为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品例如但不局限为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品例如但不局限为ATM机、自助办理业务的终端等。所述电子设备500包括上述身份识别装置400。所述电子设备500根据所述身份鉴权装置400的身份识别结果来对应是否执行相应的功能。所述相应的功能例如但不局限于包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

在本实施方式中，以电子设备500为手机为例进行说明。所述手机例如为全面屏的手机，所述身份识别装置400例如设置在手机的正面顶端。当然，所述手机也并不限制于全面屏手机。

例如，当用户需要进行开机解锁时，抬起手机或触摸手机的屏幕都可以起到唤醒该身份识别装置400的作用。当该身份识别装置400被唤醒之后，识别该手机前方的用户是合法的用户时，则解锁屏幕。

与现有技术相比较，由于本申请的图案投射装置100的设计简单，成本较低，因此，本申请的图像获取模组300、身份识别模组400、电子设备500的成本较低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种图案投射装置，其特征在于，包括：

光源；

图案部件，设置在所述光源的光照方向，所述图案部件上设置有预设图案，该预设图案用于对来自该光源的光束进行调制，产生结构光；

光学元件，设置在所述光源的光照方向，所述光学元件用于透射从所述光源发出且经过所述图案部件后的光。

2.如权利要求1所述的图案投射装置，其特征在于，所述光源为阵列光源或者背光源。

3.如权利要求2所述的图案投射装置，其特征在于，所述背光源为LCD光源。

4.如权利要求2所述的图案投射装置，其特征在于，所述阵列光源为VCSEL光源。

5.如权利要求1-4中任一项所述的图案投射装置，其特征在于，所述图案部件包括设置有承载所述预设图案的玻璃基板。

6.如权利要求5所述的图案投射装置，其特征在于，所述预设图案为金属材质。

7.如权利要求5所述的图案投射装置，其特征在于，所述玻璃基板为用于制作LCD的玻璃基板。

8.如权利要求1所述的图案投射装置，其特征在于，所述预设图案包括网格状、条纹状、点阵状中的任意一种图案。

9.如权利要求1所述的图案投射装置，其特征在于，所述光学元件为透镜或透镜组。

10.如权利要求1所述的图案投射装置，其特征在于，所述光源与所述图案元件之间设置有准直元件。

11.一种图像获取装置，其特征在于，其包括传感模组及如上述权利要求1-10中任一项所述的图案投射装置，该图案投射装置用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一目标物上；该传感模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

12.如权利要求11所述的图像获取装置，其特征在于，该图像获取装置进一步包括处理器，用于根据该传感模组获取的图像导出该目标物的3D图。

13.一种身份识别装置，其特征在于，其包括传感模组、识别模组及权利要求1-10中任一项所述的图案投射装置，该图案投射装置用于发射图案化的结构光，并将该结构光投射至一待测物体；该传感模组用于获取被该待测物体所反射的结构光的图像；该识别模组用于根据该传感模组所获取的图像进行身份识别。

14.如权利要求13所述的身份识别装置，其特征在于，该身份识别装置包括脸部识别装置。

15.一种电子设备，包括权利要求13-14中任意一项所述的身份识别装置，所述电子设备用于根据该身份识别装置的识别结果来对应是否执行相应的功能。

16.如权利要求15所述的电子设备，其特征在于：所述相应的功能包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。