[发明专利]深度映射

说明书

一种用于对象的深度映射的设备，包括发射器、致动器和控制处理器单元，该发射器包括激光器和光学部件。致动器被布置成改变光学部件与激光器的相对位置和/或相对取向。控制处理器单元被配置成接收与设备的位置和/或取向在设备的使用期间的变化相关的信息，并且指示致动器改变光学部件与激光器的相对位置和/或相对取向，以便补偿设备的位置和/或取向在设备的使用期间的变化。

本发明涉及用于对象的深度映射的设备。更具体地，本发明提供了用于减少用户的手晃动(hand shaking)对深度图的精度的影响的改进设备。

存在许多正在被开发并用于创建深度图或建立周围对象的距离信息的不同方法。许多这些方法(诸如，飞行时间法或考虑投射光图案的变形)涉及发射光图案(通常是处于红外(IR)波长中的光图案)，然后检测该光图案，处理光斑的位置或发射和接收之间的时间，以推断反射对象的距离。本发明主要涉及结构光投影仪(投射图案化光(通常是点阵列)的系统)，但是同样可以应用于其他类型的光投影仪。

这些系统会有许多缺点。一个问题是，与环境照明(尤其是直射阳光)相比，IR照明的强度可能非常弱，这意味着可能需要进行多次测量来提高测量的准确性。此外，结构光(点图案)投影仪需要限制光图案内所包含的分辨率(细节量)，以便明确地解释发射的光图案的变形。对于结构光，在深度信息的质量与设备中的发射器和接收器之间的距离之间也存在权衡——较宽的间距往往会给出较好的深度图，但更难于封装，尤其是在移动设备中。

在许多应用中，特别是在例如手持或可穿戴的电子设备中，测量深度图的设备可以相对于被测量的周围环境随时间改变取向。这意味着深度信息可能在捕获期间变形，并且可能在捕获之间发生显著变化。这些影响会严重影响推断出的深度图的质量。然而，已知由用户的手晃动引起的检测器晃动提高了分辨率(因为晃动施加了意外地幅度适当的抖动)，使得一定移动被认为是有利的。

同时，为了提高推断出的深度图的质量，光发射器与检测器的对准被认为非常重要。因此，任何干扰发射器和探测器之间基线距离的事物都被认为是不利的。

期望提高深度映射的质量。

根据本发明的方面，提供了用于对象的深度映射的设备，该设备包括:激光器；光学部件；致动器，其被布置成改变光学部件与激光器的相对位置和/或相对取向；以及控制处理器单元，其被配置为：接收与设备的位置和/或取向在设备的使用期间的变化相关的信息；以及指示致动器改变光学部件与激光器的相对位置和/或相对取向，以便补偿设备的位置和/或取向在设备的使用期间的变化。

在本发明中，设备的位置和/或取向在设备的使用期间的变化通过致动器改变光学部件与激光器的相对位置和/或相对取向来补偿。这提高了使用该设备生成的深度图的精度。

这种改进是出乎意料的，因为尽管致动器可能会干扰发射器和检测器之间的基线距离，但还是提供了这种改进。此外，这种改进是出乎意料的，因为设备的晃动预期会改进接收侧，所以令人惊讶的是，稳定发射侧是有用的。

在第一方面中，提供了用于测量对象的距离的设备，该设备包含激光器、光学部件和致动器，该致动器被布置成改变激光器和光学部件的相对位置或取向。

在第二方面中，光学部件是透镜。

在第三方面中，光学部件是反射镜。

在第四方面中，设备还包括用于测量设备的取向的变化的陀螺仪。

在第五方面中，致动器是SMA致动器。

为了允许更好地理解，现在将参考附图通过非限制性示例来描述本发明的实施例，其中：

图1示例性描绘了根据本发明的实施例的设备；

图2示意性描绘了先前已知的设备；

图3示意性描绘了根据本发明的实施例的设备的发射器；

图4至图6示意性描绘了根据本发明实施例的设备的控制处理器单元的功能；