CN217135612U - 一种结构光系统及具有其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种结构光系统及具有其的电子设备，所述结构光系统包括发射模组，所述发射模组包括电路板以及设置在所述电路板上的发光光源；所述发光光源包括至少两个点阵发光区，各所述点阵发光区的点排布不同。由于发射模组所包含的发光光源具有至少两个点阵发光区，而各点阵发光区的点排布不同，因此在后续叠加合成得到深度图时能够进行互补，避免过度拟合，进而提升了被测物体的细节分辨率。

Description

一种结构光系统及具有其的电子设备

技术领域

本公开一般涉及光电器件技术领域，具体涉及一种结构光系统及具有其的电子设备。

背景技术

随着人脸识别门禁和人脸支付等对安全要求极高的场景出现，3D结构光立体成像技术应运而生。如图1所示，该成像技术的原理是发射端发射具有编码规则的图案并将其投影到被测物体上，然后接收端根据被测物体反射的图案，利用光学三角法计算图案畸变来得到被测物体的位置信息和深度信息。

目前，相关技术中具有编码规则的图案为光斑点图，该成像技术通过将实际拍摄的光斑点图和预先烧录的参考光斑点图进行比对，并确定相同位置点的偏移量来计算得到深度值。然而由于光斑点之间存在一定距离，使得处于中间位置的点的深度值基于周边相邻光斑点的深度值进行拟合得到，这会造成被测物体细节失真严重，影响分辨率。

实用新型内容

鉴于相关技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种结构光系统及具有其的电子设备，能够提升被测物体的细节分辨率。

第一方面，本公开提供一种结构光系统，所述结构光系统包括发射模组，所述发射模组包括电路板以及设置在所述电路板上的发光光源；

所述发光光源包括至少两个点阵发光区，各所述点阵发光区的点排布不同。

可选地，在本公开一些实施例中，所述点排布包括随机排布、半随机排布和规则排布中的任意一种。

可选地，在本公开一些实施例中，所述点阵发光区的形状包括多边形、圆形和扇形中的任意一种。

可选地，在本公开一些实施例中，各所述点阵发光区的面积相等。

可选地，在本公开一些实施例中，所述发光光源包括垂直腔面发射激光器。

可选地，在本公开一些实施例中，所述结构光系统还包括位于所述垂直腔面发射激光器出射端的准直镜和衍射光学元件。

可选地，在本公开一些实施例中，所述衍射光学元件包括至少两个衍射区，所述衍射区的数量和所述点阵发光区的数量相等，且所述衍射区的位置与所述点阵发光区的位置相对应。

可选地，在本公开一些实施例中，所述结构光系统还包括设置在所述电路板上的连接器，所述连接器远离所述垂直腔面发射激光器。

第二方面，本公开提供一种电子设备，所述电子设备包括第一方面中任意一项所述的结构光系统。

从以上技术方案可以看出，本公开实施例具有以下优点：

本公开实施例提供了一种结构光系统及具有其的电子设备，由于结构光系统中发射模组所包含的发光光源具有至少两个点阵发光区，而各点阵发光区的点排布不同，因此在后续叠加合成得到深度图时能够进行互补，避免过度拟合，进而提升了被测物体的细节分辨率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本公开实施例提供的一种3D结构光立体成像技术的原理示意图；

图2为本公开实施例提供的一种结构光系统的整体示意图；

图3为本公开实施例提供的一种结构光系统的爆炸图；

图4为本公开实施例提供的一种发光光源的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的一种点阵发光区的点排布示意图；

图6为本公开实施例提供的一种点阵发光区对应的整体光斑点示意图；

图7为本公开实施例提供的另一种点阵发光区对应的整体光斑点示意图；

图8为本公开实施例提供的又一种点阵发光区对应的整体光斑点示意图；

图9为本公开实施例提供的再一种点阵发光区对应的整体光斑点示意图；

图10为本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图；

图11为本公开实施例提供的一种结构光系统的控制方法的基本流程示意图；

图12为本公开实施例提供的一种叠加合成得到深度图的示例。

附图标记：

100-结构光系统，101-发射模组，102-电路板，103-发光光源，104-点阵发光区，105-准直镜，106-衍射光学元件，107-连接器，200-电子设备。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

为了便于理解和说明，下面通过图2至图12详细地阐述本公开实施例提供的结构光系统及具有其的电子设备、控制方法。

请参考图2和图3，分别为本公开实施例提供的一种结构光系统的整体示意图和爆炸图。该结构光系统100包括发射模组101，而该发射模组101可以包括电路板102以及设置在电路板102上的发光光源103，比如发光光源可以包括但不限于垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)。其中，发光光源103可以包括至少两个点阵发光区104，各点阵发光区104的点排布不同。示例性地，比如图4所示点阵发光区104的数量为4个，各点阵发光区104的面积相等。或者，本公开一些实施例中点阵发光区104的数量也可以为2个、3个、5个甚至更多，对此不进行限定。

可选地，本公开实施例中点排布可以包括但不限于随机排布、半随机排布和规则排布中的任意一种。以图4所示的4个点阵发光区104为例，每个点阵发光区104的点排布分别如图5所示，可以看到各点阵发光区104的点排布均不相同。这样设置的好处是，在后续叠加合成得到深度图时能够进行灵活互补，大幅提升了被测物体的细节分辨率。

可选地，本公开实施例中点阵发光区104的形状可以包括但不限于多边形、圆形和扇形中的任意一种。比如，多边形可以包括三角形、矩形、正方形和五边形等，圆形可以包括正圆形和椭圆形等，这样设置的好处在于能够满足多样化的使用场景。

可选地，本公开实施例中结构光系统100还可以包括位于垂直腔面发射激光器出射端的准直镜105和衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)106。仍以图4所示为例，各点阵发光区104的光线经由准直镜105和衍射光学元件106之后，整体光斑点图分别如图6～图9所示。

可选地，本公开一些实施例中除了如图5所示的各点阵发光区104的尺寸相同之外，每个点阵发光区104的点亮区域大小也可以不同，此时衍射光学元件106可以包括至少两个衍射区，而衍射区的数量和点阵发光区104的数量相等，且衍射区的位置与点阵发光区104的位置相对应，由此进一步丰富了使用场景。

可选地，本公开实施例中结构光系统100还可以包括设置在电路板102上的连接器107，该连接器107远离垂直腔面发射激光器。这样设置的好处是，不仅能够避免对垂直腔面发射激光器造成干扰，还能够充分利用电路板102的空间资源。

本公开实施例提供了一种结构光系统，由于结构光系统中发射模组所包含的发光光源具有至少两个点阵发光区，而各点阵发光区的点排布不同，因此在后续叠加合成得到深度图时能够进行互补，避免过度拟合，进而提升了被测物体的细节分辨率。

基于前述实施例，请参考图10，其为本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图。其中，该电子设备200包括图2～图9对应实施例的结构光系统100。

本公开实施例提供了一种电子设备，该电子设备的结构光系统包括发射模组，而发射模组中发光光源具有至少两个点阵发光区，且各点阵发光区的点排布不同，因此在后续叠加合成得到深度图时能够进行互补，避免过度拟合，进而提升了被测物体的细节分辨率。

基于前述实施例，请参考图11，其为本公开实施例提供的一种结构光系统的控制方法的基本流程示意图。该方法可以应用于图2～图9对应实施例的结构光系统100，具体包括如下步骤：

S101，根据预设发光顺序，依次点亮各点阵发光区。

需要说明的是，本公开实施例中预设发光顺序可以包括但不限于随机顺序、顺时针顺序和逆时针顺序等。以图4所示为例，比如发光顺序为区域1→区域2→区域3→区域4，即对应随机顺序；再如发光顺序为区域1→区域2→区域4→区域3，即对应顺时针顺序；又如发光顺序为区域1→区域3→区域4→区域2，即对应逆时针顺序。

S102，分别计算点阵发光区对应的子深度图，并将各子深度图进行叠加合成，得到深度图。

需要说明的是，本公开实施例预先以某一基准平面作为参考面，分别为各点阵发光区拍摄对应的参考光斑点图。示例性地，如图12所示，分别将4个点阵发光区实际拍摄的光斑点图和各自对应的参考光斑点图进行计算得到子深度图，从而在后端对这4个子深度图进行叠加合成得到深度图。由于每张子深度图中真实的点位置存在很大差异，因此能够避免过度拟合，使得整个画面更加趋于实际，增强了物体细节。

本公开实施例提供了一种结构光系统的控制方法，由于结构光系统中发射模组所包含的发光光源具有至少两个点阵发光区，而各点阵发光区的点排布不同，因此在后续叠加合成得到深度图时能够进行互补，避免过度拟合，进而提升了被测物体的细节分辨率。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，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公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种结构光系统，其特征在于，所述结构光系统包括发射模组，所述发射模组包括电路板以及设置在所述电路板上的发光光源；

所述发光光源包括至少两个点阵发光区，各所述点阵发光区的点排布不同。

2.根据权利要求1所述的结构光系统，其特征在于，所述点排布包括随机排布、半随机排布和规则排布中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的结构光系统，其特征在于，所述点阵发光区的形状包括多边形、圆形和扇形中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的结构光系统，其特征在于，各所述点阵发光区的面积相等。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的结构光系统，其特征在于，所述发光光源包括垂直腔面发射激光器。

6.根据权利要求5所述的结构光系统，其特征在于，所述结构光系统还包括位于所述垂直腔面发射激光器出射端的准直镜和衍射光学元件。

7.根据权利要求6所述的结构光系统，其特征在于，所述衍射光学元件包括至少两个衍射区，所述衍射区的数量和所述点阵发光区的数量相等，且所述衍射区的位置与所述点阵发光区的位置相对应。

8.根据权利要求6所述的结构光系统，其特征在于，所述结构光系统还包括设置在所述电路板上的连接器，所述连接器远离所述垂直腔面发射激光器。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至8中任意一项所述的结构光系统。

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