[发明专利]多维摄像装置及其应用终端和方法

说明书

本发明提供一种多维摄像装置及其应用终端和方法，其中所述应用终端的应用方法，包括步骤：获取目标场景的二维图像信息；由至少一增维摄像单元获取该目标场景的增维度信息，其中所述增维摄像单元具有随机规则化微透镜阵列，用于避免光束在传播过程中产生干涉，以供提高匀光效果；以及基于所述二维图像信息和所述增维度信息，获得该目标场景的多维度的图像信息。

技术领域

本发明涉及摄像领域，进一步涉及多维摄像装置及其应用终端和方法。

背景技术

近年来，基于TOF(Time of Flight飞行时间技术)的摄像装置逐渐地应用于深度相机、手机、电脑、摄影机、自动驾驶车辆、智能机器人、智能家居以及人脸识别等领域。该摄像装置具有TOF传感器，其中该摄像装置通过激光发射器如VCSEL发出经调制的近红外光或者光脉冲，遇物体后反射，由近红外接收端接收反射光，其中该TOF传感器通过计算光线发射与反射的时间差或相位差，得出物体与该摄像装置之间的距离，从而获得深度信息，以供拍摄获得物体的三维图像。

目前，一种基于光衍射原理的匀光元件(Diffuser)用于对该摄像装置的激光发射器发出的光束进行调制，以对所拍摄的目标场景进行照明，但现有的匀光元件具有零级，明显导致能量均匀性低，或该匀光元件的衍射效率低，导致透过率低等缺点，不利于该摄像装置对信息的采集。进一步地，现有的匀光元件采用规则的微透镜阵列结构，其中该匀光元件的微透镜阵列在行和列的方向均为周期性规则有序的排布方式，使得该激光发射器发出的相干光束经过该匀光元件的微透镜阵列，在空间传播的过程中会产生干涉现象，进而在目标场景形成明暗相间的条纹图样，严重弱化了该匀光元件的匀光效果，从而不利于该摄像装置对深度信息的采集，导致图像质量较差，使用效果较差。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，其中所述摄像装置能够拍摄获得至少三维的图像信息，以适用于不同类型的所述应用终端，提高用户体验度。

本发明的另一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，其中所述摄像装置采用随机规则化微透镜阵列实现匀光效果，其中所述微透镜阵列不具有周期性规则排布的方式，即不同于传统的规则排布的微透镜阵列，有效地避免了光束经传统的规则的微透镜阵列产生明暗条纹的问题，大大地提高了匀光效果，有利于提高所述摄像装置的多维摄像质量。

本发明的另一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，根据应用场景的需求，通过对所述微透镜阵列进行随机规则化处理，实现对目标场景的光斑的形状和光强分布进行调控，以达到目标效果，适应于多样化的应用场景。

本发明的另一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，其中所述微透镜阵列的各微透镜单元的部分参数分别在一定的范围内随机规则变化，使得各所述微透镜单元分别具备随机规则化的形状尺寸或者空间排布方式，即各所述微透镜单元之间的形状尺寸互不相同，且排布方式不规则，以防止光束在空间传播时产生干涉，以提高匀光效果，从而满足对所需求的目标场景的光斑形状和光强分布的调控。

本发明的另一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，其用于活体检测、手机、人脸识别、虹膜识别、AR/VR技术、机器人识别和机器人避险、智能家居、自动驾驶车辆或者无人机技术等应用终端，有利于提高所述应用终端处理信息的准确度和可靠性，且适应于不同的应用场景，实现智能化。

本发明的另一个优势在于提供一多维摄像装置及其应用终端和方法，其成本低，适用范围广泛。

依本发明的一个方面，本发明进一步提供一应用终端的应用方法，包括步骤：

A、获取目标场景的二维图像信息；

B、由至少一增维摄像单元获取该目标场景的增维度信息，其中所述增维摄像单元具有随机规则化微透镜阵列，用于避免光束在传播过程中产生干涉，以供提高匀光效果；以及