[发明专利]用于在相机中生成动态投影图案的设备、方法和系统

权利要求书

1.一种相机，包括：

光学阵列生成器，用于生成用于投影的多个动态图案；

第一成像光学器件，布置在相机内以将所述多个动态图案聚焦到要测量的物体的表面上；

成像传感器，布置在相机内以记录由所述多个动态图案经由要测量的物体的表面的反射而形成的多个反射图像；以及

第二成像光学器件，布置在相机内以将所述多个反射图像成像到成像传感器上，

其中光学阵列生成器进一步包括：(i)包括多个离散区域的光源，其中所述多个离散区域中的每个离散区域的发光强度被独立地控制；(ii)包括多个透镜的透镜阵列，被构造为将来自光源的光成像到像平面上以形成所述多个动态图案，以及(iii)准直器，被构造为将光源的光指引到透镜阵列上，

其中以电子方式控制光源的所述多个区域的发光强度以便以时变方式生成所述多个动态图案，以及

其中光源被配置为按时间顺序生成能够叠加形成标准投影图案的多个部分投影图案，每个部分投影图案通过从标准投影图案省略一个或多个标记而得到，不同的部分投影图案具有移位关系，使得当按时间顺序生成所述多个部分投影图案以投影到物体的表面时，获得与投影标准投影图案时相同数量的3D数据点而物体的平均辐照度减小。

2.如权利要求1所述的相机，其中所述多个透镜中的每个透镜是双凸的、球形的或圆柱形的。

3.如权利要求1所述的相机，其中光源的所述多个离散区域选自由以下组成的组：LED管芯、激光二极管和具有附接到另一端的其它光源的多根光纤的一端。

4.如权利要求1所述的相机，进一步包括多个准直器和多个光源。

5.如权利要求1所述的相机，进一步包括用于处理记录的图像的数字信号处理单元。

6.如权利要求1所述的相机，其中成像传感器被构造为执行像素内解调。

7.如权利要求1所述的相机，其中光源是LED管芯的2x2LED阵列。

8.如权利要求1所述的相机，其中透镜阵列的厚度在50μm至10mm之间。

9.如权利要求1所述的相机，

其中透镜阵列包括玻璃载体、被模制在玻璃载体的相对侧上的两个聚合物层、以及应用于玻璃载体以选择性地更改光源的光的结构化掩模。

10.如权利要求9所述的相机，其中结构化掩模是结构化滤色器，用于在来自光源的光上施加二进制或颜色代码。

11.如权利要求1所述的相机，其中所述多个动态图案是非周期性的。

12.如权利要求9所述的相机，其中透镜阵列的所述多个透镜的中心分别偏移，以产生非周期性的动态图案。

13.如权利要求1所述的相机，其中所述多个动态图案是周期性的。

14.如权利要求1所述的相机，其中透镜阵列包括入射和出射透镜对，其中入射透镜充当傅立叶透镜并且出射透镜充当场透镜，并且其中每一对在像平面中创建子图像。

15.如权利要求1所述的相机，其中透镜阵列包括具有充当傅立叶透镜的入射透镜的第一透镜阵列和具有充当场透镜的出射透镜的第二透镜阵列，并且其中第一透镜阵列和第二透镜阵列具有单侧剖面并且被构造为彼此面对。