[发明专利]用于可调整分辨率深度映射的设备和方法

说明书

描述了设备，其提供扫描表面并生成描绘每个点处的测量表面的深度的三维点云。通常，本发明设备和方法利用将激光束(102)反射成扫描线图案(114)的扫描镜(104)。当扫描线的光栅图案指向表面时，接收激光束从表面的反射并将其用于生成描绘每个点处的测量表面深度的三维点云。可以动态地调整扫描镜的运动以修改所得到的表面的三维点云的特征。例如，扫描镜运动的调整可以修改描述测量的表面深度的所得到的三维点云的分辨率或数据密度。

背景技术

已经开发了深度映射传感器以生成表面的3D图，其中，3D图描述了表面上的深度变化。典型深度映射传感器的一个限制是它们的有限灵活性。例如，典型的深度映射传感器可以限于生成具有特定分辨率的3D图。

例如，一些深度映射传感器使用CMOS成像传感器来接收从表面反射的光，然后从所接收的光生成3D图。然而，这种CMOS成像传感器通常具有固定的水平和垂直分辨率。因此，使用这种CMOS成像传感器的深度映射传感器限于提供分辨率小于或等于CMOS成像传感器的水平和垂直分辨率的3D图。

因此，仍然需要用于深度映射的改进的设备和方法，并且特别需要具有改进的灵活性的深度映射。

附图说明

图1示出了根据本发明的各种实施例的激光深度感测设备的示意图；

图2示出了根据本发明的各种实施例的深度映射设备的示意图；

图3A、3B、3C和3D是根据本发明的各种实施例的光栅图案的图形表示；

图4是根据本发明的各种实施例的光栅图案的扩展部分的图形表示；

图5示出了根据本发明的各种实施例的扫描激光投影仪的示意图；

图6示出了根据本发明的各种实施例的具有扫描镜的微机电系统(MEMS)设备的平面图；

图7示出了根据本发明的各种实施例的移动设备的框图；

图8示出了根据本发明的各种实施例的移动设备的透视图；

图9示出了根据本发明的各种实施例的平视显示系统的透视图；

图10示出了根据本发明的各种实施例的眼镜的透视图；

图11示出了根据本发明的各种实施例的机器人装置的透视图；以及

图12示出了根据本发明的各种实施例的游戏装置的透视图。

具体实施方式

本文描述的实施例提供用于扫描表面并生成三维点云的设备和方法，所述三维点云描述每个点处的测量表面的深度。通常，该设备和方法利用将激光束反射成扫描线图案的扫描镜。当扫描线的光栅图案指向表面时，接收激光束从表面的反射并将其用于生成描绘每个点处的测量表面深度的三维点云(例如，提供表面深度图)。

根据本文描述的实施例，可以动态地调整扫描镜的运动以修改所得到的表面的三维点云的特性。例如，可以动态地调整扫描镜运动的水平扫描速率、水平扫描幅度、垂直扫描速率、垂直扫描幅度和/或垂直扫描波形形状。扫描镜运动的这种调整被配置为修改所得到的三维点云的特征。例如，扫描镜运动的调整可以修改描述测量的表面深度的所得到的三维点云的分辨率或数据密度。

因此，本文描述的实施例可以提供比具有固定水平和垂直分辨率的系统(例如，使用具有限定的水平和垂直分辨率的CMOS成像传感器的系统)更高的灵活性。