CN109660706A - 一种深度相机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深度相机，包括深度摄像头及感光传感器，所述感光传感器与所述深度摄像头的出光端相对设置，所述深度摄像头的入光端设置有环状遮光罩，所述环状遮光罩被配置为用于遮挡周边视场入射光。这样，周边视场入射光被挡住，无法进入深度摄像头中，也就无法产生周边视场杂散光，只有有效视场入射光能够进入到深度摄像头中，从而既杜绝了周边视场杂散光对感光传感器的影响，又能够最大限度地感知有效视场入射光，提高了深度信息的精度。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像设备技术领域，更具体地，涉及一种深度相机。
背景技术
深度相机的成像原理是利用激光灯发射激光，遇到被测物体后反射回深度摄像头和传感器进行成像的。随着人工智能、机器视觉的蓬勃发展，可以测量深度信息的深度相机产品日益增多，市场对深度相机的精度要求也在不断提高。因此，防止多余的杂散光进入深度摄像头和感光传感器以提高深度测量的精度便成为深度成像领域一个重要的研究方向。周边视场杂散光辐射是指深度摄像头系统中除了中心视场目标物体的反射光，还有周边视场非目标成像光线的辐射能。周边视场杂散光的形成导致有效像面的对比度以及调制传递函数(MTF)降低、噪声增加，使得图像模糊不清。因此，能否削弱光学系统中的周边视场杂散光成为评估深度成像质量的一个重要指标，然而，目前现有技术中减弱周边视场杂散光的方案比较少见。
有鉴于此，需要提出一种新的减弱周边视场杂散光的技术方案。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种深度相机的新技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种深度相机，包括深度摄像头及感光传感器，所述感光传感器与所述深度摄像头的出光端相对设置，所述深度摄像头的入光端设置有环状遮光罩，所述环状遮光罩被配置为用于遮挡周边视场入射光。
可选地，所述环状遮光罩的内圈被配置为斜面，所述斜面与有效入射光线的倾斜角度相一致。
可选地，所述环状遮光罩的内圈的横截面为矩形或者圆形。
可选地，所述环状遮光罩为金属材质。
可选地，所述环状遮光罩的内圈涂覆有涂层，所述涂层的表面为粗糙面。
可选地，所述涂层的材质为炭黑。
可选地，所述环状遮光罩内嵌于所述深度摄像头的入光端，所述环状遮光罩的外圈的形状与所述深度摄像头的入光端的内壁相匹配。
可选地，所述环状遮光罩盖设在所述深度摄像头的入光端外部。
可选地，所述环状遮光罩与所述深度摄像头的入光端外部通过双面胶连接。
可选地，所述深度相机还包括底座，所述深度摄像头设置在所述底座的一端，所述感光传感器设置在所述底座的另一端。
本发明的深度相机，通过在深度摄像头的入光端设置环状遮光罩，并且将所述环状遮光罩配置为用于遮挡周边视场入射光，这样，周边视场入射光被挡住，无法进入深度摄像头中，也就无法产生周边视场杂散光，只有有效视场入射光能够进入到深度摄像头中，从而既杜绝了周边视场杂散光对感光传感器的影响，又能够最大限度地感知有效视场入射光，提高了深度信息的精度。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为周边视场入射光进入深度摄像头的示意图；
图2为本发明一种深度相机中环状遮光罩第一种安装方式的示意图；
图3为图2中环状遮光罩的结构示意图；
图4为本发明一种深度相机中环状遮光罩第二种安装方式的示意图；
图5为图4中环状遮光罩的结构示意图；
图6为本发明一种深度相机中矩形内圈的环状遮光罩示意图；
图7为本发明一种深度相机中圆形内圈的环状遮光罩示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，在深度相机中，深度摄像头1的成像面积会大于感光传感器2的感光面积，即图中有效视场入射光a、b及周边视场入射光c、d均可进入到深度摄像头1中，其分别对应有效出射光e、f和周边视场杂散光g、h。其中，只有有效出射光e、f才能被感光传感器2所感知，产生有效的深度信息，而周边视场杂散光g、h由于已经超出感光传感器2的接收范围，则不但无法被感光传感器2所感知，反而此部分光线会在深度摄像头1内部进行多次折射，造成多余的折射光线进入到感光传感器2中，进而影响到感光传感器2中的光线能量分布，对深度信息产生干扰，降低了深度信息的精度，使得噪声增加、影响深度图像的成像质量。
参考图2-图5所示，本发明实施例提供了一种深度相机。该深度相机包括深度摄像头1及感光传感器2，所述感光传感器2与所述深度摄像头1的出光端相对设置，所述深度摄像头1的入光端设置有环状遮光罩3，所述环状遮光罩3被配置为用于遮挡周边视场入射光。
在深度摄像头1的入光端设置环状遮光罩3，环状遮光罩3可以阻挡周边视场入射光c、d进入到深度摄像头1中，进而阻挡周边视场杂散光g、h和对应的折射光的产生，从而降低图像噪声、提高深度图像的成像质量。
当环状遮光罩3组装到深度摄像头1上之后，周边视场入射光c、d被挡住，无法进入深度摄像头1中，也就无法产生周边视场杂散光g、h，只有有效视场入射光a、b能够进入到深度摄像头1中，从而既杜绝了周边视场杂散光对感光传感器2的影响，又能够最大限度地感知有效视场入射光a、b，提高了深度信息的精度。
在一个实施例中，所述环状遮光罩3的内圈被配置为斜面，所述斜面与有效入射光线的倾斜角度相一致。如图2、图4所示，当环状遮光罩3的内圈斜面与有效入射光线的倾斜角度相一致时，环状遮光罩3能够最大程度地遮挡周边视场入射光c、d，不让其进入到深度摄像头1中，而仅允许有效视场入射光a、b进入到深度摄像头1中，因此能够最大程度地避免周边视场杂散光g、h的产生。
环状遮光罩3在深度摄像头1的入光端有如下两种安装方式：
第一种安装方式如图2所示，所述环状遮光罩3内嵌于所述深度摄像头1的入光端，在这种情况下，如图3所示，所述环状遮光罩3的外圈12的形状与所述深度摄像头1的入光端的内壁相匹配，如，将环状遮光罩3的外圈12设计为圆锥形斜面；根据深度摄像头1的入光端内壁的具体形状加工环状遮光罩3的外圈形状，能够方便环状遮光罩3装入到深度摄像头1的入光端内壁处，使得环状遮光罩3与深度摄像头1的内壁贴合地更加紧密，防止深度摄像头1的镜头边缘漏光而影响深度图像质量。
第二种安装方式如图4、图5所示，所述环状遮光罩3盖设在所述深度摄像头1的入光端外部。进一步地，在这种情况下，所述环状遮光罩3与所述深度摄像头1的入光端外部通过双面胶4连接。同样地，环状遮光罩3的外部可以根据不同的深度摄像头1进行形状定制，以便与深度摄像头1更好地贴合，从而实现更好的隔光效果。
如图6、图7所示，在一个实施例中，所述环状遮光罩3的内圈的横截面为矩形或者圆形。
为了更好地贴合入射光，环状遮光罩3的内部可以有多种形式，即图6中的矩形内圈和图7中的圆形内圈，两者均可以实现阻挡周边视场入射光c、d进入到深度摄像头1中。
在一个实施例中，感光传感器2的形状为长方形，所对应的深度摄像头1的顶部有效成像区域为长方形斜面，即图3、图5所示，环状遮光罩3的内圈为斜面11，斜面11的倾斜角度与有效视场入射光a、b的倾斜角度相重合，当两者搭配使用时，可以最大程度地阻挡周边视场入射光c、d进入到深度摄像头1中。而环状遮光罩3的内圈斜面11也可以为如图7所示的圆形，在这种情况下，其阻挡周边视场入射光c、d进入到深度摄像头1中的效果不如图6所示的矩形内圈，但是圆形内圈更加便于加工和装配。因此，在实际加工操作中，可根据不同的情况进行灵活选择。
在一个实施例中，所述环状遮光罩3为金属材质。金属材质的遮光罩不仅坚固耐用，并且其对光线的反射高、吸收强，当周边视场入射光c、d照射在金属材质的遮光罩上时会被遮光罩反射或吸收掉，而不会穿透遮光罩进入到深度摄像头1中去。
在一个实施例中，所述环状遮光罩3的内圈涂覆有涂层，所述涂层的表面为粗糙面。如果将环状遮光罩3的内圈设置为光滑的平面，那么当有周边视场入射光c、d照射到环状遮光罩3的内圈表面时就容易发生镜面反射，从而对深度摄像头1的入光端产生较强的干扰；而当在环状遮光罩3的内圈设置粗糙面的涂层后，照射到环状遮光罩3的内圈表面的周边视场入射光c、d只会发生漫反射，从而不会对深度摄像头1的入光端产生较强的干扰。进一步优选地，所述涂层的材质为炭黑，炭黑涂层的遮光效果非常好，当周边视场入射光c、d照射于炭黑涂层上时，或被反射，或被吸收，最终完全被阻断，而不会进入到深度摄像头1中。
在一个实施例中，所述深度相机还包括底座5，所述深度摄像头1设置在所述底座5的一端，所述感光传感器2设置在所述底座5的另一端。底座5可以稳定地支撑深度摄像头1及感光传感器2。
本发明所使用的削弱周边视场杂散光的方式，是利用深度摄像头与感光传感器的成像区域关系，在深度摄像头的入光端设置环状遮光罩，以物理方式隔离周边视场入射光进入到深度摄像头的入光端，进而防止摄像头内部产生的折射光即周边视场杂散光进入到感光传感器中，削弱甚至避免周边视场杂散光对深度图像系统的光路干扰，提高了成像精度。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种深度相机，其特征在于，包括深度摄像头及感光传感器，所述感光传感器与所述深度摄像头的出光端相对设置，所述深度摄像头的入光端设置有环状遮光罩，所述环状遮光罩被配置为用于遮挡周边视场入射光。
2.根据权利要求1所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩的内圈被配置为斜面，所述斜面与有效入射光线的倾斜角度相一致。
3.根据权利要求2所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩的内圈的横截面为矩形或者圆形。
4.根据权利要求2所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩为金属材质。
5.根据权利要求4所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩的内圈涂覆有涂层，所述涂层的表面为粗糙面。
6.根据权利要求5所述的深度相机，其特征在于，所述涂层的材质为炭黑。
7.根据权利要求5所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩内嵌于所述深度摄像头的入光端，所述环状遮光罩的外圈的形状与所述深度摄像头的入光端的内壁相匹配。
8.根据权利要求5所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩盖设在所述深度摄像头的入光端外部。
9.根据权利要求8所述的深度相机，其特征在于，所述环状遮光罩与所述深度摄像头的入光端外部通过双面胶连接。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的深度相机，其特征在于，所述深度相机还包括底座，所述深度摄像头设置在所述底座的一端，所述感光传感器设置在所述底座的另一端。
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