CN111147839A - 深度获取装置、深度获取方法及终端 - Google Patents

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CN111147839A CN201811302135.8A CN201811302135A CN111147839A CN 111147839 A CN111147839 A CN 111147839A CN 201811302135 A CN201811302135 A CN 201811302135A CN 111147839 A CN111147839 A CN 111147839A
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林君翰
李宗政
陈冠宏
周祥禾
詹明山
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Nanchang OFilm Biometric Identification Technology Co Ltd
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Abstract

本发明公开一种深度获取装置、深度获取方法及终端。深度获取装置包括第一投射器、第二投射器、相机模组、及处理器。第一投射器包括第一准直元件，第二投射器包括第二准直元件，第一准直元件的焦距与第二准直元件的焦距不同。第一投射器及第二投射器用于同时朝目标物体投射检测红外光。相机模组用于接收经目标物体反射的检测红外光以形成检测红外图像，处理器用于处理检测红外图像以获取目标物体的深度信息。深度获取装置的投射深度范围更广，获得的目标物体的深度信息较准确。此外，检测红外图像具有更多的红外图像信息，处理器可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。

Description

深度获取装置、深度获取方法及终端
技术领域
本发明涉及消费性电子领域，更具体而言，涉及一种深度获取装置、深度获取方法及终端。
背景技术
目前的3D感测模组先利用结构光投射器朝目标物体投射红外光图案(散斑图案或者编码结构光图案)，然后利用红外光摄像头采集经目标物体反射后的红外光图案以形成红外光图像。然而，结构光投射器的投射深度范围有限，当目标物体位于结构光投射器的投射深度范围内时，3D感测模组获得的红外光图像较完整，最终获得的目标物体的深度信息较准确；但当目标物体距离结构光投射器过近或者过远时，3D感测模组只能获得目标物体位于投射深度范围内的部分结构的红外光图像，而无法获得目标物体未位于投射深度范围内的其他结构的红外光图像，最终获得的目标物体的深度信息存在较大的误差。
发明内容
本发明实施方式提供一种深度获取装置、深度获取方法及终端。
本发明实施方式的深度获取装置包括第一投射器、第二投射器、相机模组、及处理器；所述第一投射器包括第一准直元件，所述第二投射器包括第二准直元件，所述第一准直元件的焦距与所述第二准直元件的焦距不同；所述第一投射器及所述第二投射器用于同时朝目标物体投射检测红外光，所述相机模组用于接收经所述目标物体反射的所述检测红外光以形成检测红外图像，所述处理器用于处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息。
本发明实施方式的深度获取装置中，由于第一准直元件与第二准直元件的焦距不同，因此第一投射器的投射深度范围与第二投射器的投射深度范围不同，相较于单个投射器的深度获取装置的投射深度范围，本实施方式的深度获取装置的投射深度范围更广，获得的目标物体的深度信息较准确。此外，由于本实施方式的相机模组可以同时接收由第一投射器和第二投射器投射并被目标物体反射的第一检测红外光和第二检测红外光，所以检测红外图像具有更多的红外图像信息(例如不同的清晰度)，处理器可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，所述处理器进一步用于处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
相较于单个投射器的深度获取装置获得的红外图像，检测红外图像具有更多的像素，处理器可以根据更多的像素来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，所述处理器进一步用于根据所述检测红外图像中斑点的斑点参数，获取所述相机模组接收经所述第一投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第一像素及获取由所述相机模组接收经所述第二投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第二像素、根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围、及结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
根据检测红外图像中斑点的斑点参数，处理器可以快速区分检测红外图像中的第一像素和第二像素，以便根据第一像素的第一清晰度与第二像素的第二清晰度获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，处理器可以根据检测红外图像中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了处理器的运算量，加快获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，所述处理器进一步用于所述第一投射器及所述第二投射器分时朝所述目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光、所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述第一检测红外光以形成第一红外图像及接收经所述目标物体反射的所述第二检测红外光以形成第二红外图像、获取所述第一红外图像中多个像素的第一清晰度及获取所述第二红外图像中多个像素的第二清晰度、在所述检测红外图像中获取具有第一清晰度的多个第一像素及具有第二清晰度的多个第二像素、根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围、及结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
通过第一红外图像的第一清晰度和第二红外图像的第二清晰度，处理器可以快速区分第一像素和第二像素，以便根据第一像素的第一清晰度与第二像素的第二清晰度获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，处理器可以根据检测红外图像中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了处理器的运算量，加快获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，所述第一投射器投射的第一检测红外光被第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度高于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第一深度范围为10cm至50cm；所述第一投射器投射的第一检测红外光被第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度低于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第二深度范围为50cm至100cm。
当目标物体处于在第一深度范围内时，第一像素的第一清晰度高于第二像素的第二清晰度；当目标物体处于第二深度范围内，第二像素的第二清晰度高于第一像素的第一清晰度。因此，无论目标物体处于第一深度范围内还是第二深度范围内，深度获取装置均能获得清晰度较高且数量较多的像素来获取深度信息，使得深度信息的测量精度始终较高。
本发明实施方式的深度获取方法应用于深度获取装置。其中，所述深度获取装置包括第一投射器、第二投射器、及相机模组；所述第一投射器包括第一准直元件，所述第二投射器包括第二准直元件，所述第一准直元件的焦距与所述第二准直元件的焦距不同；所述深度获取方法包括：所述第一投射器及所述第二投射器同时朝目标物体投射检测红外光；所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述检测红外光以形成检测红外图像；及处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息。
本发明实施方式的深度获取方法中，由于第一准直元件与第二准直元件的焦距不同，因此第一投射器的投射深度范围与第二投射器的投射深度范围不同，相较于单个投射器的深度获取装置的投射深度范围，本实施方式的深度获取装置的投射深度范围更广，获得的目标物体的深度信息较准确。此外，由于本实施方式的相机模组可以同时接收由第一投射器和第二投射器投射并被目标物体反射的第一检测红外光和第二检测红外光，所以检测红外图像具有更多的红外图像信息(例如不同的清晰度)，可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
相较于单个投射器的深度获取装置获得的红外图像，检测红外图像具有更多的像素，可以根据更多的像素来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括：根据所述检测红外图像中斑点的斑点参数，获取所述相机模组接收经所述第一投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第一像素及获取由所述相机模组接收经所述第二投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第二像素；根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围；及结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
根据检测红外图像中斑点的斑点参数，可以快速区分检测红外图像中的第一像素和第二像素，以便根据第一像素的第一清晰度与第二像素的第二清晰度获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，可以根据检测红外图像中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了运算量，加快获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，所述深度获取方法还包括：所述第一投射器及所述第二投射器分时朝所述目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光；所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述第一检测红外光以形成第一红外图像及接收经所述目标物体反射的所述第二检测红外光以形成第二红外图像；获取所述第一红外图像中多个像素的第一清晰度及获取所述第二红外图像中多个像素的第二清晰度；所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括：在所述检测红外图像中获取具有第一清晰度的多个第一像素及具有第二清晰度的多个第二像素；根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标的初始深度范围；及结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
通过第一红外图像的第一清晰度和第二红外图像的第二清晰度，可以快速区分第一像素和第二像素，以便根据第一像素的第一清晰度与第二像素的第二清晰度获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，可以根据检测红外图像中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了运算量，加快获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，所述第一投射器投射的第一检测红外光被第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度高于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第一深度范围为10cm至50cm；所述第一投射器投射的第一检测红外光被第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度低于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第二深度范围为50cm至100cm。
当目标物体处于在第一深度范围内时，第一像素的第一清晰度高于第二像素的第二清晰度；当目标物体处于第二深度范围内，第二像素的第二清晰度高于第一像素的第一清晰度。因此，无论目标物体处于第一深度范围内还是第二深度范围内，深度获取装置均能获得清晰度较高且数量较多的像素来获取深度信息，使得深度信息的测量精度始终较高。
本发明实施方式的终端包括壳体及上述任一实施方式所述的深度获取装置。所述深度获取装置设置在所述壳体上。
本发明实施方式的终端中，由于第一准直元件与第二准直元件的焦距不同，因此第一投射器的投射深度范围与第二投射器的投射深度范围不同，相较于单个投射器的深度获取装置的投射深度范围，本实施方式的深度获取装置的投射深度范围更广，获得的目标物体的深度信息较准确。此外，由于本实施方式的相机模组可以同时接收由第一投射器和第二投射器投射并被目标物体反射的第一检测红外光和第二检测红外光，所以检测红外图像具有更多的红外图像信息(例如不同的清晰度)，处理器可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明某些实施方式的深度获取装置的结构示意图；
图2为本发明某些实施方式的第一投射器的结构示意图；
图3为本发明某些实施方式的第二投射器的结构示意图；
图4为本发明某些实施方式的深度获取方法的原理示意图；
图5为本发明某些实施方式的深度获取方法的流程示意图；
图6为本发明某些实施方式的终端的结构示意图；和
图7至图12为本发明某些实施方式的深度获取方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明提供一种深度获取装置100。深度获取装置100包括第一投射器10、第二投射器20、相机模组30、及处理器40。
请结合图2，第一投射器10包括第一基板11、第一镜筒12、第一光源13、第一衍射光学元件14及准直元件15。
具体地，第一基板11与第一镜筒12结合并共同形成第一收容腔121，第一光源13和第一衍射光学元件14收容在第一收容腔121内。第一光源13用于投射第一检测红外光。第一光源13设置在第一基板11上，两者结合的方式包括焊接、胶合。第一光源13可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，或者为边发射型激光器(例如为分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB))。第一衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)14设置在第一光源13的光路上并用于扩束第一检测红外光。第一衍射光学元件14包括第一衍射本体141和第一衍射微结构142。第一衍射本体141包括相背的第一入射面143和第一出射面144，第一衍射微结构142可以设置在第一入射面143或者第一出射面144上。第一衍射微结构142为第一衍射本体141上刻蚀产生的台阶型或连续浮雕结构(一般为光栅结构)，能够将第一检测红外光扩束成散斑图案或者编码结构光图案等。第一准直元件15设置在第一光源13的光路上并用于准直第一光源13投射的第一检测红外光。第一准直元件15可以为单独的透镜，该透镜为凸透镜或凹透镜，也可以包括多枚透镜，多枚透镜可均为凸透镜或凹透镜，或部分为凸透镜，部分为凹透镜。
请结合图3，第二投射器20包括第二基板21、第二镜筒22、第二光源23、第二衍射光学元件24及准直元件25。具体地，第二基板21与第二镜筒22结合并共同形成第二收容腔221，第二光源23和第二衍射光学元件24收容在第二收容腔221内。第二光源23用于投射第二检测红外光。第二光源23设置在第二基板21上，两者结合的方式包括焊接、胶合。第二光源23可以为垂直腔面发射器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，或者为边发射型激光器(例如为分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB))。第二衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)24设置在第二光源23的光路上并用于扩束第二检测红外光。第二衍射光学元件24包括第二衍射本体241和第二衍射微结构242。第二衍射本体241包括相背的第二入射面243和第二出射面244，第二衍射微结构242可以设置在第二入射面243或者第二出射面244上。第二衍射微结构242为第二衍射本体241上刻蚀产生的台阶型或连续浮雕结构(一般为光栅结构)，能够将第二检测红外光扩束成散斑图案或者编码结构光图案等。第二准直元件25设置在第二光源23的光路上并用于准直第二光源23投射的第二检测红外光。第二准直元件25可以为单独的透镜，该透镜为凸透镜或凹透镜，也可以包括多枚透镜，多枚透镜可均为凸透镜或凹透镜，或部分为凸透镜，部分为凹透镜。
其中，第一准直元件15的焦距与第二准直元件25的焦距不同。当第一准直元件15和第二准直元件25为单独的透镜时，这两个透镜的焦距不同，例如第一准直元件15为短焦透镜，第二准直元件25为长焦透镜。如图2和图3所示的实施例，当第一准直元件15和第二准直元件25为多枚透镜时，第一准直元件15的有效焦距与第二准直元件25的有效焦距不同，例如第一准直元件15为短焦，第二准直元件25为长焦。当第一投射器10和第二投射器20的其他结构(例如第一光源13与第二光源23、第一衍射光学元件14与第二衍射光学元件24)都相同时，由于第一准直元件15与第二准直元件25的焦距不同，则第一投射器10的投射深度范围与第二投射器20的投射深度范围不同，相较于单个投射器的深度获取装置的投射深度范围，本实施方式的深度获取装置100的投射深度范围更广，以手机为例，深度获取装置100不仅可以用于前置的人脸识别，还可以后置以获取较远距离的目标物体的深度信息。
请结合图4，当仅第一投射器10朝目标物体投射第一检测红外光，相机模组30接受被目标物体反射的第一检测红外光，处理器40处理相机模组30接受到的经目标物体反射的第一检测红外光后，能够形成第一红外图像A1，第一红外图像A1中的第一像素P1的清晰度为I1。当仅第二投射器20朝目标物体投射第二检测红外光，相机模组30接受被目标物体反射的第二检测红外光，处理器40处理相机模组30接受到的经目标物体反射的第二检测红外光后，能够形成第二红外图像A2，第二红外图像A2中的第二像素P2的清晰度为I2。本实施方式中，第一投射器10和第二投射器20同时朝同一目标物体投射检测红外光，第一投射器10投射第一检测红外光，第二投射器20投射第二检测红外光，相机模组30可以同时接受被目标物体反射的第一检测红外光以及接受被目标物体反射的第二检测红外光，处理器40处理相机模组30接受到的经目标物体反射的第一检测红外光及第二检测红外光以形成检测红外图像A。处理器40处理检测红外图像A以获得目标物体的深度信息。相较于单个投射器的深度获取装置获得的红外图像，由于本实施方式的相机模组30可以同时接收由第一投射器10和第二投射器20投射并被目标物体反射的第一检测红外光和第二检测红外光，所以检测红外图像A具有更多的红外图像信息(例如不同的清晰度)，处理器40可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
请一并参阅图1和图5，本发明还提供一种深度获取方法。深度获取方法应用于上述实施方式中的深度获取装置100。其中，深度获取方法包括以下步骤：
S10：第一投射器10及第二投射器20同时朝目标物体投射检测红外光；
S20：相机模组30接收经目标物体反射的检测红外光以形成检测红外图像A；及
S30：处理检测红外图像A以获取目标物体的深度信息。
也即是说，第一投射器10及第二投射器20可以实施步骤S10，相机模组30可以实施步骤S20，处理器40可以用于实施步骤S30。
请参阅图6，本发明实施方式的深度获取装置100可应用于终端1000。终端1000可以是能够获取深度的电子装置，例如手机、平板电脑、手提电脑、游戏机、头显设备、监控设备、门禁系统等。本发明以终端1000是手机为例进行说明。具体地，终端1000包括深度获取装置100和壳体200。壳体200可以给设置在壳体200上的深度获取装置100提供保护，例如防尘、防水、隔离电磁波等。在一个例子中，壳体200上开设有与深度获取装置100对应的孔，光线可以从孔中穿出或穿入壳体200。
综上所述，本发明的深度获取装置100及终端1000中，由于第一准直元件15与第二准直元件25的焦距不同，因此第一投射器10的投射深度范围与第二投射器20的投射深度范围不同，相较于单个投射器的深度获取装置的投射深度范围，本实施方式的深度获取装置100的投射深度范围更广，获得的目标物体的深度信息较准确。此外，由于本实施方式的相机模组30可以同时接收由第一投射器10和第二投射器20投射并被目标物体反射的第一检测红外光和第二检测红外光，所以检测红外图像A具有更多的红外图像信息(例如不同的清晰度)，处理器40可以根据更多的红外图像信息来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
请继续参阅图1，本发明实施方式的深度获取装置100可应用于人脸识别、3D建模等领域。在某些实施方式中，深度获取装置100可以为结构光深度相机。结构光深度相机的第一投射器10及第二投射器20能够投射具有散斑图案或者编码结构光图案的检测红外光，相机模组30接收经目标物体反射后的具有散斑图案或者编码结构光图案的检测红外光，处理器40处理相机模组30接收到的检测红外光来生成检测红外图像A，从而获得目标物体的深度信息。
更具体地，第一投射器10、第二投射器20及相机模组30三者具有相同的基准线(base line)。在一个例子中，第一投射器10和第二投射器20分别位于相机模组30的两侧(如图2)。在另一个例子中，第一投射器10和第二投射器20均位于相机模组30的同一侧。处理器40与第一投射器10、第二投射器20及相机模组30均电性连接。其中，处理器40可以集成在第一投射器10或第二投射器20上，也可以集成在相机模组30上，还可以为独立于深度获取装置100的处理器，例如为设置在图6所示的终端1000的主板上的处理器。在本实施例中，深度获取装置100上还可以形成有与第一投射器10对应的投射窗口50，与第二投射器20对应的投射窗口60，以及与相机模组30对应的采集窗口70。第一投射器10可以通过投射窗口50向目标空间投射第一检测红外光，第二投射器20可以通过投射窗口60向目标空间投射第二检测红外光，相机模组30可以通过采集窗口70接收被目标物体反射后的第一检测红外光和第二检测红外光。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。
请参阅图7，在某些实施方式中，步骤S30中处理检测红外图像A以获取目标物体的深度信息，包括子步骤：S31：处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。也即是说，处理器40还用于实现步骤S31。
具体地，检测红外图像A中的像素包括由相机模组30接收的被目标物体反射的第一检测红外光形成的第一像素P1以及由相机模组30接收的被目标物体反射的第二检测红外光形成的第二像素P2，所以，相较于单个投射器的深度获取装置获得的红外图像，检测红外图像A具有更多的像素，处理器40可以根据更多的像素来获取目标物体的深度信息，使得深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于根据检测红外图像A中斑点的斑点参数，获取相机模组30接收经第一投射器10投射并被目标物体反射的检测红外光形成的第一像素P1及获取由相机模组30接收经第二投射器20投射并被目标物体反射的检测红外光形成的第二像素P2、根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中较高者获取目标物体的初始深度范围、及结合初始深度范围处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。
请参阅8，在某些实施方式中，步骤S30中处理检测红外图像A以获取目标物体的深度信息，包括以下子步骤：
S32：根据检测红外图像A中斑点的斑点参数，获取相机模组30接收经第一投射器10投射并被目标物体反射的检测红外光形成的第一像素P1及获取由相机模组30接收经第二投射器20投射并被目标物体反射的检测红外光形成的第二像素P2；
S33：根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中较高者获取目标物体的初始深度范围；及
S34：结合初始深度范围处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。
也即是说，处理器40还用于以上实现步骤S32、S33及S34。
具体地，处理器40根据检测红外图像A中斑点的斑点参数，例如斑点的形状、斑点的波长、斑点组成的条纹等来区分第一像素P1和第二像素P2。以斑点的形状为例，经反射后的第一检测红外光形成的斑点形状为圆形，经反射后的第二检测红外光形成的斑点形状为方形，则处理器40可以确定圆形斑点的像素为第一像素P1，方形斑点的像素为第二像素P2。再以斑点的波长为例，第一检测红外光具有第一波长，第二检测红外光具有第二波长，相机模组30能够同时接收不同波长的检测红外光并识别像素的波长，则处理器40可以根据不同的波长来区分第一像素P1和第二像素P2。又以斑点组成的条纹为例，经反射后的第一检测红外光形成的斑点组成的条纹为直条纹，经反射后的第二检测红外光形成的斑点组成的条纹为波浪条纹，则处理器40可以确定斑点组成直条纹的像素为第一像素P1，斑点组成波浪条纹的像素为第二像素P2。
在检测红外图像A中区分出第一像素P1和第二像素P2后，处理器40还可以根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中的较高者获取目标物体的初始深度范围。当目标物体处于不同的深度(目标物体与深度获取装置100之间的距离)时，深度获取装置100同时获得的每一组第一像素P1的第一清晰度I1及第二像素P2的第二清晰度I2也不同。在第一投射器10的投射深度范围(第一准直元件15的有效工作范围)内，第一像素P1的清晰度较高。在第二投射器20的投射深度范围(第一准直元件15的有效工作范围)内，第二像素P2的清晰度较高。以第一投射器20的投射深度范围小于第二投射器20的投射深度范围为例，假如深度获取装置100获得的第一像素P1的第一清晰度I1为80，第二像素P2的第二清晰度为50，由于第一清晰度P1大于第二清晰度P2，则处理器40可以确定目标物体处于第一投射器10的投射深度范围内，因此，初始深度范围为第一投射器10的投射深度范围。假如深度获取装置100获得的第一像素P1的第一清晰度I1为50，第二像素P2的第二清晰度为80，由于第一清晰度P1小于第二清晰度P2，则处理器40可以确定目标物体处于第二投射器20的投射深度范围内，因此，初始深度范围为第二投射器20的投射深度范围。因此，根据检测红外图像A中斑点的斑点参数，处理器40可以快速区分红外图像A中的第一像素P1和第二像素P2，以便根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，处理器40可以根据检测红外图像A中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了处理器40的运算量，加快获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于第一投射器10及第二投射器20分时朝目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光、相机模组30接收经目标物体反射的第一检测红外光以形成第一红外图像A1及接收经目标物体反射的第二检测红外光以形成第二红外图像A2、获取第一红外图像A1中多个像素的第一清晰度I1及获取第二红外图像A2中多个像素的第二清晰度I2、在检测红外图像A中获取具有第一清晰度I1的多个第一像素P1及具有第二清晰度P2的多个第二像素I2、根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中较高者获取目标物体的初始深度范围、及结合初始深度范围处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。
请参阅图9，在某些实施方式中，深度获取方法还包括以下步骤：
S40：第一投射器10及第二投射器20分时朝目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光；
S50：相机模组30接收经目标物体反射的第一检测红外光以形成第一红外图像A1及接收经目标物体反射的第二检测红外光以形成第二红外图像A2；
S60：获取第一红外图像A1中多个像素的第一清晰度I1及获取第二红外图像A2中多个像素的第二清晰度I2；
步骤S30中处理检测红外图像A以获取目标物体的深度信息，包括以下子步骤：
S35：在检测红外图像A中获取具有第一清晰度I1的多个第一像素P1及具有第二清晰度P2的多个第二像素I2；
S36：根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中较高者获取目标物体的初始深度范围；及
S37：结合初始深度范围处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。
也即是说，第一投射器10及第二投射器20还用于实现步骤S40，相机模组30还用于实现步骤S50，处理器40还用于实现步骤S60、S35、S36及S37。
请再次结合图4，第一投射器10及第二投射器20依次朝目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光，相机模组30接受到的经目标物体反射的第一检测红外光后，能够形成第一红外图像A1。相机模组30接受到的经目标物体反射的第二检测红外光后，能够形成第二红外图像A2。其中，第一红外图像A1中的像素具有第一清晰度I1，第二红外图像A2中的像素具有第二清晰度I2。然后处理器40根据第一清晰度I1和第二清晰度I2区分检测红外图像A中的第一像素P1和第二像素P2。最后处理器40再根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2中较高者获取目标物体的初始深度范围，以及结合初始深度范围处理检测红外图像A中的所有像素以获取深度信息。因此，通过第一红外图像A1的第一清晰度I1和第二红外图像A2的第二清晰度I2，处理器可以快速区分检测红外图像A中的第一像素P1和第二像素P2，以便根据第一像素P1的第一清晰度I1与第二像素P2的第二清晰度I2获取目标物体的初始深度范围。此外，结合初始深度范围，处理器40可以根据检测红外图像A中的像素直接在初始深度范围内获取目标物体的深度信息，而无需在初始深度范围之外获取深度信息，减少了处理器40的运算量，加快获取深度信息的速度。
在其他实施方式中，步骤S35也可以替换为匹配第一红外图像A1及检测红外图像A以在检测红外图像A中提取第一像素P1，及匹配第二红外图像A2及检测红外图像A以在检测红外图像A中提取第二像素P2。处理器40根据匹配同时形成的检测红外图像A的像素与分时形成的第一红外图像A1和第二红外图像A2的像素，从而区分检测红外图像A中的第一像素P1和第二像素P2。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于第一投射器10及第二投射器20分时朝目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光、相机模组30接收经目标物体反射的第一检测红外光以形成第一红外图像A1及接收经目标物体反射的第二检测红外光以形成第二红外图像A2、获取第一红外图像A1中多个像素的第一清晰度I1及获取第二红外图像A2中多个像素的第二清晰度I2、在检测红外图像A中获取具有第一清晰度I1的多个第一像素P1及具有第二清晰度I2的多个第二像素P2、及根据第一清晰度I1及第二清晰度I2处理第一像素P1和/或第二像素P2以获取深度信息。
请参阅图10，在某些实施方式中，深度获取方法还包括以下步骤：
S40：第一投射器10及第二投射器20分时朝目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光；
S50：相机模组30接收经目标物体反射的第一检测红外光以形成第一红外图像A1及接收经目标物体反射的第二检测红外光以形成第二红外图像A2；
S60：获取第一红外图像A1中多个像素的第一清晰度I1及获取第二红外图像A2中多个像素的第二清晰度I2；
步骤S30中处理检测红外图像A以获取目标物体的深度信息，包括以下子步骤：
S38：在检测红外图像A中获取具有第一清晰度I1的多个第一像素P1及具有第二清晰度I2的多个第二像素P2；及
S39：根据第一清晰度I1及第二清晰度I2处理第一像素P1和/或第二像素P2以获取深度信息。
也即是说，第一投射器10及第二投射器20还用于实现步骤S40，相机模组30还用于实现步骤S50，处理器40还用于实现步骤S60、S38及S39。
具体地，处理器40通过匹配第一红外图像A1及检测红外图像A、匹配第二红外图像A2及检测红外图像A，可以从检测红外图像A中提取具有第一清晰度I1的多个第一像素P1和具有第二清晰度I2的多个第二像素P2。然后处理器40可以根据第一清晰度I1和第二清晰度I2的高低，来处理对应的像素以获取目标物体的深度信息。相较于只包括单个投射器的深度获取装置在执行深度获取方法时，只能根据一种清晰度(清晰度可以高或者低)的像素来获取深度信息，本实施方式的处理器40可根据第一清晰度I1和第二清晰度I2来处理检测红外图像A中的第一像素P1和/或第二像素P2，使得最终用于获取目标物体深度信息的检测红外图像A的像素的清晰度均较高，从而获得的深度信息误差较小，换言之，深度信息的测量精度较高。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于当第一清晰度I1高于第二清晰度I2，则处理第一像素P1以获取深度信息、当第一清晰度I1低于第二清晰度I2，则处理第二像素P2以获取深度信息、及当第一清晰度I1与第二清晰度I2相同，则处理第一像素P2和/或第二像素P2以获取深度信息。
请参阅图11，在某些实施方式中，S39中根据第一清晰度I1及第二清晰度I2处理第一像素P1和/或第二像素P2以获取深度信息，包括以下子步骤：
S391：当第一清晰度I1高于第二清晰度I2，则处理第一像素P1以获取深度信息；
S392：当第一清晰度I1低于第二清晰度I2，则处理第二像素P2以获取深度信息；及
S393：当第一清晰度I1与第二清晰度I2相同，则处理第一像素P1和/或第二像素P2以获取深度信息。
也即是说，处理器40还用于实现子步骤S391、S392及S393。
具体地，处理器40根据第一清晰度I1和第二清晰度I2的高低，判断第一像素P1和第二像素P2中哪一种像素的清晰度高，就选取哪一种像素来获得目标物体的深度信息。当第一清晰度I1高于第二清晰度I2时，处理器40仅处理第一像素P1来获得深度信息。当第一清晰度I1低于第二清晰度I2时，处理器40仅处理第二像素P2来获得深度信息。当第一清晰度I1与第二清晰度I2相同时，处理器40处理第一像素P1或第二像素P2，或者同时处理第一像素P1和第二像素P2，来获得深度信息。因此，通过比较第一清晰度I1和第二清晰度I2的高低，并选取清晰度较高的像素来获取深度信息，使得获得的深度信息误差均较小。此外，本发明的处理器40可选择不用处理检测红外图像A中的所有像素，只需提取第一像素P1或第二像素P2，运算更加简单，提高获取深度信息的速度。
在某些实施方式中，处理器40进一步用于根据预设的清晰度算法计算第一红外图像A1中多个像素的清晰度、第二红外图像A2中多个像素的清晰度，以获取第一清晰度I1及第二清晰度I2。
请参阅图12，在某些实施方式中，步骤60获取第一红外图像A1中多个像素的第一清晰度I1及获取第二红外图像A2中多个像素的第二清晰度I2，包括以下步骤：
S61：根据预设的清晰度算法计算第一红外图像A1中多个像素的清晰度、第二红外图像A2中多个像素的清晰度，以获取第一清晰度I1及第二清晰度I2。也即是说，处理器40还用于实现步骤S61。
具体地，利用预设的清晰度算法对第一红外图像A1中的多个像素及第二红外图像A2中的多个像素进行处理。预设的清晰度算法可以为任意一种清晰度算法，例如灰度梯度值算法、Brenner梯度算法、TenenGrad梯度算法、能量梯度算法等。以TenenGrad梯度算法为例，利用Sobel算子分别计算水平方向(如图4中的X方向)和垂直方向(如图4中的Y方向)上每个像素的梯度值。梯度值越高，则对应的像素的清晰度较高。在计算好所有像素的清晰度时，按照清晰度的高低(例如第一清晰度I1高于第二清晰度I2)可以将所有像素主要划分为具有第一清晰度I1的第一像素P1及具有第二清晰度I2的第二像素P2。如此，根据预设的清晰度算法计算第一红外图像A1中多个像素的清晰度及第二红外图像A2中多个像素的清晰度。
请参阅图1，在某些实施方式中，第一投射器10投射的第一检测红外光被第一深度范围L1内目标物体反射后形成的第一像素P1的第一清晰度I1高于第二投射器20投射的第二检测红外光被第一深度范围L1内目标物体反射后形成的第二像素P2的第二清晰度I2，第一深度范围L1为10cm至50cm；第一投射器10投射的第一检测红外光被第二深度范围L2内目标物体反射后形成的第一像素P1的第一清晰度I1低于第二投射器20投射的第二检测红外光被第二深度范围L2内目标物体反射后形成的第二像素P2的第二清晰度I2，第二深度范围L2为50cm至100cm。
具体地，第一投射器10投射第一检测红外光的投射深度范围为第一深度范围L1，第二投射器20投射第二检测红外光的投射深度范围为第二深度范围L2。L1与L2不同，其中第一深度范围L1可以与第二深度范围L2部分重合，也可以完全错开。
在本实施例中，第一深度范围L1为10cm至50cm，第二深度范围L2为50cm至100cm。当目标物体处于在第一深度范围L1内时，第一检测红外光被目标物体反射后形成的第一像素P1的第一清晰度I1高于第二检测红外光被目标物体反射后形成的第二像素P2的第二清晰度I2，也即是说，当目标物体与深度获取装置100之间的距离为10cm至50cm内时，第一像素P1的第一清晰度I1高于第二像素P2的第二清晰度I2。当目标物体处于第二深度范围L2内，第二检测红外光被目标物体反射后形成的第二像素P2的第二清晰度I2高于第一检测红外光被目标物体反射后形成的第一像素P1的第一清晰度I1，也即是说，当目标物体与深度获取装置100之间的距离为50cm至100cm内时，第二像素P2的第二清晰度I2高于第一像素P1的第一清晰度I1。因此，无论目标物体处于第一深度范围L1内还是第二深度范围L2内，深度获取装置100均能获得清晰度较高且数量较多的像素来获取深度信息，使得深度信息的测量精度始终较高。
此外，在一个例子中，第一准直元件15的焦距及第二准直元件25的焦距均比单个投射器的准直元件的焦距小，因此，相较于单个投射器的准直元件需要兼顾投射器的投射范围而采取折中的光学准直效果，本发明的第一准直元件15的光学准直效果及第二准直元件25的光学品质更好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种深度获取装置，其特征在于，所述深度获取装置包括第一投射器、第二投射器、相机模组、及处理器；所述第一投射器包括第一准直元件，所述第二投射器包括第二准直元件，所述第一准直元件的焦距与所述第二准直元件的焦距不同；所述第一投射器及所述第二投射器用于同时朝目标物体投射检测红外光，所述相机模组用于接收经所述目标物体反射的所述检测红外光以形成检测红外图像，所述处理器用于处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息。
2.根据权利要求1所述的深度获取装置，其特征在于，所述处理器进一步用于处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
3.根据权利要求1所述的深度获取装置，其特征在于，所述处理器进一步用于：
根据所述检测红外图像中斑点的斑点参数，获取所述相机模组接收经所述第一投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第一像素及获取由所述相机模组接收经所述第二投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第二像素；
根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围；及
结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
4.根据权利要求1所述的深度获取装置，其特征在于，所述处理器进一步用于：
所述第一投射器及所述第二投射器分时朝所述目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光；
所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述第一检测红外光以形成第一红外图像及接收经所述目标物体反射的所述第二检测红外光以形成第二红外图像；
获取所述第一红外图像中多个像素的第一清晰度及获取所述第二红外图像中多个像素的第二清晰度；
在所述检测红外图像中获取具有第一清晰度的多个第一像素及具有第二清晰度的多个第二像素；
根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围；及
结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
5.根据权利要求1所述的深度获取装置，其特征在于，所述第一投射器投射的第一检测红外光被第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度高于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第一深度范围为10cm至50cm；所述第一投射器投射的第一检测红外光被第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度低于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第二深度范围为50cm至100cm。
6.一种深度获取方法，应用于深度获取装置，其特征在于，所述深度获取装置包括第一投射器、第二投射器、及相机模组；所述第一投射器包括第一准直元件，所述第二投射器包括第二准直元件，所述第一准直元件的焦距与所述第二准直元件的焦距不同；所述深度获取方法包括：
所述第一投射器及所述第二投射器同时朝目标物体投射检测红外光；
所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述检测红外光以形成检测红外图像；及
处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息。
7.根据权利要求6所述的深度获取方法，其特征在于，所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括：
处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
8.根据权利要求6所述的深度获取方法，其特征在于，所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括：
根据所述检测红外图像中斑点的斑点参数，获取所述相机模组接收经所述第一投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第一像素及获取由所述相机模组接收经所述第二投射器投射并被所述目标物体反射的检测红外光形成的第二像素；
根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围；及
结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
9.根据权利要求6所述的深度获取方法，其特征在于，所述深度获取方法还包括：
所述第一投射器及所述第二投射器分时朝所述目标物体投射第一检测红外光及第二检测红外光；
所述相机模组接收经所述目标物体反射的所述第一检测红外光以形成第一红外图像及接收经所述目标物体反射的所述第二检测红外光以形成第二红外图像；
获取所述第一红外图像中多个像素的第一清晰度及获取所述第二红外图像中多个像素的第二清晰度；
所述处理所述检测红外图像以获取所述目标物体的深度信息，包括：
在所述检测红外图像中获取具有第一清晰度的多个第一像素及具有第二清晰度的多个第二像素；
根据所述第一像素的第一清晰度与所述第二像素的第二清晰度中较高者获取所述目标物体的初始深度范围；及
结合所述初始深度范围处理所述检测红外图像中的所有像素以获取深度信息。
10.根据权利要求6所述的深度获取方法，其特征在于，所述第一投射器投射的第一检测红外光被第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度高于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第一深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第一深度范围为10cm至50cm；所述第一投射器投射的第一检测红外光被第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第一像素的第一清晰度低于所述第二投射器投射的第二检测红外光被所述第二深度范围内所述目标物体反射后形成的第二像素的第二清晰度，所述第二深度范围为50cm至100cm。
11.一种终端，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求1至5任意一项所述的深度获取装置，所述深度获取装置设置在所述壳体上。
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Applicant before: OFilm Microelectronics Technology Co.,Ltd.

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