[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

本申请提供了一种成像装置和成像方法。该成像装置包括光源设备、光扩散设备、镜头组件和处理设备，其中，光源设备用于发出初始光；光扩散设备位于光源设备的一侧，光扩散设备用于将初始光扩散为多个位于不同位置区域的光斑；镜头组件包括多个间隔设置的镜头，多个镜头分别对多个光斑对应的反射光斑进行成像，形成多个图像，其中，光斑经过被测对象反射后形成反射光斑，多个镜头的光圈数不同、物距不同且焦距不同，任意两个镜头中，光圈数较多镜头的物距大于光圈数较少镜头的物距，且光圈数较多镜头的焦距小于光圈数较少镜头的焦距；处理设备与镜头组件电连接，处理设备用于根据多个图像对应的多个相位差计算被测对象的深度。

技术领域

本申请涉及成像领域，具体而言，涉及一种成像装置和成像方法。

背景技术

3D结构光是通过近红外波长等激光器将具有一定空间和/或时间结构特征的光学图案照射待测对象，再由红外摄像头采集反射光并根据反射光的空间和/或时间结构特征上的变化来估算每个像素点的深度的新兴技术。

其中，深度是通过将反射光空间和/或时间结构特征上的变化代入出厂时进行编码的变换矩阵来直接得出的。3D结构光需要主动发射经过预先设计并具有高精度的固定斑点图案，因此具有可用于黑暗环境、测量精度高、分辨率高等优点，但同样具有测量距离较近的本质缺点。一旦待测对象距离较远，例如到了室外场景中或待测对象的深度超过1～10m，则光学图案的弥散斑会不断扩大，导致失焦且获取的深度误差较大的问题。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种成像装置和成像方法，以解决现有技术中的获取的深度误差较大的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一种成像装置，包括：光源设备，用于发出初始光；光扩散设备，位于所述光源设备的一侧，所述光扩散设备用于将所述初始光扩散为多个位于不同位置区域的光斑；镜头组件，包括多个间隔设置的镜头，多个所述镜头分别对多个所述光斑对应的反射光斑进行成像，形成多个图像，其中，所述光斑经过被测对象反射后形成所述反射光斑，其中，多个所述镜头的光圈数不同、物距不同且焦距不同，任意两个所述镜头中，光圈数较多的所述镜头的物距大于光圈数较少的所述镜头的物距，且光圈数较多的所述镜头的焦距小于光圈数较少的所述镜头的焦距；处理设备，与所述镜头组件电连接，所述处理设备用于根据多个所述图像对应的多个相位差计算所述被测对象的深度。

进一步地，所述光扩散设备包括多个扩散部，至少两个所述扩散部对所述初始光扩散形成的所述光斑的数量不同。

进一步地，所述镜头组件中有三个所述镜头，三个所述镜头的光圈数分别为fno1、fno2和fno3，且fno1fno2fno3，三个所述镜头的物距分别为U1、U2和U3，且U1U2U3，三个所述镜头的焦距分别为F1、F2和F3，且F1F2F3。

进一步地，任意两个相邻的所述镜头的中心位于预定直线上，且所述光源设备在所述预定直线上的投影位于对应的两个所述镜头之间。

进一步地，所述光源设备包括阵列分布的多个激光器，所述激光器发出的光的波长范围在800～1000nm之间。

进一步地，所述处理设备包括：第一获取模块，用于根据各所述图像获取对应的预定深度；第一计算模块，用于将各所述预定深度加权得到预定分量；第二计算模块，用于将多个所述图像对应的多个所述预定分量进行累加，得到所述深度。

进一步地，所述处理设备还包括：确定模块，在各所述预定深度加权得到预定分量之前，用于确定各所述预定深度的权重。

进一步地，所述确定模块还用于根据各所述图像的清晰度确定对应的所述预定深度的权重。