[实用新型]基于LED阵列共透镜TOF深度测量的三维成像系统

摘要

本实用新型公开了一种基于LED阵列共透镜TOF深度测量的三维成像系统，采用二维LED阵列作为照明光源，每次仅有一颗LED为点亮状态，LED发射的调制光经投影透镜投射到目标的表面，光电接收器接收目标表面的散射光，测量从光源到目标之间的往返飞行时间，并由其得出点亮状态的LED深度像素值，完成单个LED深度像素值测量；再时分扫描整个二维LED阵列，重复单个LED深度像素值的测量过程，获得全部LED深度像素值并组合生成目标的深度图像；同时目标表面的散射光经二维成像透镜后由二维图像传感器获得目标二维图像；投影透镜和二维成像透镜为同一透镜；以二维图像和深度图像融合生成目标三维图像。本实用新型深度图像获取速度快，深度测量分辨率高。

主权项

一种基于LED阵列共透镜TOF深度测量的三维成像系统，其特征在于：设置光电调制扫描电路(5)对N×M的LED阵列(4)的输出光功率进行调制和时分扫描，在任意时刻，整个LED阵列(4)中仅有一颗LED被点亮；LED发射的调制光到达分束镜(3)后，分成透射光和反射光，所述透射光经透镜(2)投影在目标(1)的表面，以光电接收器PD1(6)接收目标(1)表面产生的散射光；所述反射光直接由光电接收器PD2(7)接收；设置TOF深度测量电路(8)，以所述TOF深度测量电路(8)分别处理光电接收器PD1(6)和光电接收器PD2(7)输出的光电信号，依次计算每一个LED深度像素值，所述LED的深度像素值在PC(11)中组合生成目标(1)的深度图像；同时目标(1)表面的散射光经透镜(2)、再经分束镜(3)反射后被二维CCD/CMOS图像传感器(9)接收，并经二维图像信号处理电路(10)获得与所述深度图像实时对准的目标(1)的二维图像；所述深度图像与二维图像在PC(11)中融合生成目标(1)的三维图像。