相机设备的制作方法

本发明涉及一种相机设备。

背景技术：

1、三维内容被应用于诸如游戏、文化、教育、制造、自动驾驶的诸多领域，并且获取三维内容需要深度信息。深度信息是表示空间上的距离的信息，并且表示相对于二维图像的一点的另一点的透视信息。作为获取深度信息的方法，使用将红外(ir)结构光投射到对象上的方法、使用立体相机的方法或飞行时间(time of flight，tof)方法等。

2、为了获取深度信息，相机设备的光输出单元生成输出光信号并且向对象照射输出光信号，相机设备的光输入单元接收从对象反射的输入光信号，并且相机设备的深度信息生成单元使用输入到光输入单元的输入光信号来生成对象的深度信息。

3、此时，光输出单元可以将点照明(point-light)图案的输出光信号照射在对象上。在此，点照明图案可以是在预定区域内间隔开预定距离的光斑(spot)阵列形状。随着每单位面积的光斑的数量增加，测量分辨率可以提高，但是随着光斑之间的距离减小，光斑之间可能会产生干扰，从而降低所生成的深度信息的精度。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供一种能够以高精度和高分辨率提取深度信息的相机设备。

3、技术方案

4、根据本发明的实施例的相机设备包括：光输出单元，所述光输出单元被配置为生成输出光信号并且向对象照射输出光信号；光输入单元，所述光输入单元被配置为接收从对象反射后输入的输入光信号；以及深度信息生成单元，所述深度信息生成单元被配置为使用输入到光输入单元的输入光信号来生成对象的深度信息，其中，所述光输出单元包括：光源，所述光源被配置为生成输出光信号；以及分束器，所述分束器被配置为将由光源生成的输出光信号分为彼此不同的第一偏振分量和第二偏振分量，并且第一偏振分量和第二偏振分量被彼此区分开地照射在对象上。

5、光输出单元可以包括：第一相位延迟构件，所述第一相位延迟构件被配置为对第一偏振分量进行相位延迟；以及第二相位延迟构件，所述第二相位延迟构件被配置为对第二偏振分量进行相位延迟，并且通过第一相位延迟构件进行相位延迟的第一偏振分量和通过第二相位延迟构件进行相位延迟的第二偏振分量可以被彼此区分开地照射在对象上。

6、第一偏振分量和第二偏振分量中的一者可以是p偏振分量，另一者可以是s偏振分量，第一偏振分量可以通过第一相位延迟构件在第一方向上被进行圆偏振，第二偏振分量可以通过第二相位延迟构件在与第一方向不同的第二方向上被进行圆偏振。

7、第一相位延迟构件和第二相位延迟构件可以分别对第一偏振分量和第二偏振分量进行相位延迟90度。

8、第一偏振分量可以以第一光斑阵列的形式照射在对象上，第二偏振分量可以以第二光斑阵列的形式照射在对象上，第一光斑阵列可以设置为在第一光斑阵列与第二光斑阵列之间与第二光斑阵列间隔开。

9、第一偏振分量和第二偏振分量可以同时照射在对象上。

10、由分束器分出的第一偏振分量和第二偏振分量中的至少一者可以被镜子反射，然后照射在对象上。

11、相机设备可以进一步包括：第一光学元件，所述第一光学元件设置在第一偏振分量被照射的路径上以漫射第一偏振分量；第二光学元件，所述第二光学元件设置在被照射第二偏振分量的路径上以漫射第二偏振分量，其中，第一光学元件和第二光学元件中的至少一者可以是衍射光学元件(diffractive optical element，doe)。

12、光输入单元可以在第一时间段期间接收从对象反射后输入的第一偏振分量，并且在与第一时间段不重叠的第二时间段期间接收从对象反射后输入的第二偏振分量，深度信息生成单元可以使用第一偏振分量和第二偏振分量来生成对象的深度信息。

13、深度信息生成单元可以使用输出光信号与输入光信号之间的相位差或时间差中的至少一者来生成深度信息。

14、输出光信号可以是具有预定图案的结构光，深度信息生成单元可以使用结构光的差异(disparity)来生成深度信息。

15、根据本发明的另一实施例的相机设备包括：光输出单元，所述光输出单元被配置为将具有由多个点形成的预定图案的光信号照射在对象上；光输入单元，所述光输入单元被配置为接收从对象反射的光信号；以及深度信息生成单元，所述深度信息生成单元被配置为使用由光输入单元接收的光信号的差异来生成对象的深度信息，其中，光输出单元包括：第一光学系统；所述第一光学系统被配置为将第一照明场(field of illumination)的光信号照射在对象上；以及第二光学系统，所述第二光学系统被配置为将小于第一照明场的第二照明场的光信号照射在对象上，光输入单元包括：变焦光学系统，所述变焦光学系统以第一放大倍率和高于第一放大倍率的第二放大倍率中的一者被驱动；以及图像传感器，当第一光学系统被驱动时，变焦光学系统被驱动，当第二光学系统被驱动时，变焦光学系统以第二放大倍率被驱动。

16、相机设备可以进一步包括控制单元，所述控制单元被配置为控制光输入单元和深度信息生成单元，其中，第一光学系统可以包括第一光源、被配置为以第一照明场漫射由第一光源输出的光的第一衍射光学元件(doe)，第二光学系统可以包括第二光源和被配置为以第二照明场漫射由第二光源输出的光的第二doe。

17、当第一光源开启时，控制单元可以控制变焦光学系统以第一放大倍率被驱动，当第二光源开启时，控制单元可以控制变焦光学系统以第二放大倍率被驱动。

18、第一光源和第二光源可以输出具有相同图案的光，由第一光源输出的光可以被第一doe以n*n倍辐射并且照射在对象上，由第二光源输出的光可以被第二doe以n*n倍辐射并且照射在对象上，n可以是2以上的整数。

19、变焦光学系统可以包括变焦透镜和致动器，所述致动器被配置为以第一放大倍率和第二放大倍率中的一者驱动变焦透镜。

20、相机设备可以进一步包括被配置为控制光输出单元、光输入单元和深度信息生成单元的控制单元，并且控制单元可以控制第一光学系统和第二光学系统中的一者被选择性地驱动。

21、光输出单元可以在所生成的深度信息为预设距离以下时照射第一照明场的光信号，并且在所生成的深度信息超过预设距离时照射第二照明场的光信号。

22、根据本发明的又一个实施例的相机设备的生成深度信息的方法包括：将具有由多个点形成的预定图案的光信号照射在对象上；使光输出单元与光输入单元连动；通过光输入单元接收从对象反射的光信号；以及使用由光输入单元接收的光信号的差异来生成对象的深度信息，其中，光信号的照射包括通过光输出单元照射第一照明场的光信号和小于第一照明场的第二照明场的光信号中的一者，光输出单元与光输入单元的连动包括当光输出单元将第一照明场的光信号照射在对象上时，以第一放大倍率驱动光输入单元的变焦透镜，以及当光输出单元将第二照明场的光信号照射在对象上时，以高于第一放大倍率的第二放大倍率驱动光输入单元的变焦透镜。

23、将光信号照射在对象上可以包括由光输出单元根据所生成的深度信息来选择地将第一照明场的光信号照射在对象上或将第二照明场的光信号发射在对象上。

24、将光信号照射在对象上可以包括当所生成的深度信息为预设距离以下时，由光输出单元将第一照明场的光信号照射在对象上，以及当所生成的深度信息超过预设距离时，由光输出单元将第二照明场的光信号照射在对象上。

25、有益效果

26、根据本发明的实施例，可以在每单位面积上布置最大数量的光斑，从而以高分辨率提取深度信息。此外，根据本发明的实施例，可以每单位面积布置最大数量的光斑，并且使光斑之间的干扰最小化，从而以高精度提取深度信息。根据本发明的实施例，可以获得可适用于在长距离和短距离下提取深度信息的相机设备。根据本发明的实施例，由于不使用高分辨率图像传感器，所以可以减少相机设备的总功耗和计算量。