[发明专利]深度图像采集装置、系统及其方法

权利要求书

1.一种深度图像采集装置，包括：

至少一投光装置，用以投射投影图案到被测物上，其中该投光装置做为虚拟图像传感装置，以该投影图案的本源图像做为虚拟图像；

第一与第二图像传感装置，分别传感投影到该被测物上的该投影图案，以产生第一真实图像与第二真实图像；以及

图像处理单元，耦接至该投光装置以及该第一与该第二图像传感装置，

其中该图像处理单元将该第一真实图像的各像素与该第二真实图像的各像素分别进行匹配比对，以获得一第一匹配图像，

将该第一真实图像的各该像素与该虚拟图像的各像素分别进行匹配比对，以获得一第二匹配图像；

利用该第一与该第二匹配图像进行匹配验证，输出一验证后的匹配图像，其中该验证后的匹配图像的像素为该第一与该第二匹配图像的像素的其中之一；以及

依据该第一真实图像的各该像素与该验证后的匹配图像的各该像素，产生一像差图像，并且依据该像差图像，计算出对应的深度值，产生一深度图像。

2.如权利要求1所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投光装置更包括：

光源，用以发出投光光束；以及

投影图案产生元件，配置于该光源的光路上，由该光源照射而产生该投影图案。

3.如权利要求2所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投光装置更包括：

透镜组，配置于该投影图案产生元件的光路上，将该光源通过该投影图案产生元件产生的该投影图案，投影到该被测物上。

4.如权利要求3所述的深度图像采集装置，其特征在于，该透镜组更包含一片或以上的透镜。

5.如权利要求2所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投影图案产生元件为衍射光学元件。

6.如权利要求5所述的深度图像采集装置，其特征在于，该衍射光学元件包括计算机生成的全息图或光栅与相位式衍射元件。

7.如权利要求2所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投影图案产生元件为光罩。

8.如权利要求7所述的深度图像采集装置，其特征在于，该光罩为铬金属薄膜的石英玻璃片、网点印刷板与金属板的其中之一。

9.如权利要求2所述的深度图像采集装置，其特征在于，该光源为红外线激光、发光二极管、紫外光与可见光的其中之一。

10.如权利要求1所述的深度图像采集装置，其特征在于，更包括第一与第二光学滤镜，分别配置在该第一与该第二图像传感装置前。

11.如权利要求1所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投影图案为预先设计或随机产生。

12.如权利要求1所述的深度图像采集装置，其特征在于，该投影图案为随机分布的散乱光点图案。

13.如权利要求2所述的深度图像采集装置，其特征在于，更包括控制器，耦接到该投光装置、该第一与该第二图像传感装置，以脉波驱动方式来驱动该光源。

14.一种深度图像的采集装置，包括：

第一与第二投光装置，分别用以投射投影图案到被测物上，其中该第一与该第二投光装置做为第一与第二虚拟图像传感装置，以该投影图案的本源图像做为该第一与该第二虚拟图像传感装置所成像的第一与第二虚拟图像；

图像传感装置，传感投影到该被测物上的该投影图案，以产生一真实图像；以及

图像处理单元，耦接至该第一与该第二投光装置以及该图像传感装置，

其中该图像处理单元将该真实图像的各像素与该第一虚拟图像的各像素进行匹配比对，以获得第一匹配图像，

将该真实图像的各该像素与该第二虚拟图像的各像素进行匹配比对，以获得第二匹配图像；

利用该第一与该第二匹配图像进行匹配验证，输出一验证后的匹配图像，其中该验证后的匹配图像的像素为该第一与该第二匹配图像的像素的其中之一；以及

依据该真实图像的各该像素与该验证后的匹配图像的各该像素，产生一像差图像，并且依据该像差图像，计算出对应的深度值，产生一深度图像。

15.如权利要求14述的深度图像采集装置，其特征在于，该第一与该第二投光装置分别更包括：

光源，用以发出投光光束；以及

投影图案产生元件，配置于该光源的光路上，由该光源照射而产生该投影图案。