[发明专利]三维照相机及其投影仪

权利要求书

1.一种3D成像设备，所述3D成像设备包括：

投影仪，所述投影仪包括：

激光器阵列，其包括多个分立发射器；

掩膜，其用于提供结构化光图样，

其中，所述激光器阵列和所述掩膜之间的间距根据所述多个分立发射器的非均匀性分布图，以及根据与所述掩膜的平面上的光强分布有关的均匀性标准大体上最小化；

投影光学器件，其将所述结构化光图样成像于物体上；

成像传感器，其适于捕获具有所述结构化光图样投射于其上的物体的影像；以及

处理单元，其适于处理所述影像以确定距离参数。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个分立发射器以大体上相等的发射器尺寸、大体上相等的光发散度输出量、大体上相等的光功率输出量、大体上等同的相互间隔为特征，且其中，所述非均匀性分布图与所述分立发射器的光发散度输出量和光功率输出量以及所述分立发射器之间的相互间隔有关。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述均匀性标准还与目标动态范围有关。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述均匀性标准还与所述分立发射器在所述激光器阵列中的密度和在所述结构化光图样中的特征类型的密度之间的关系相关联。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述掩膜根据所述激光器阵列发射的光的空间强度分布图设置尺寸。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述空间强度分布图限定所述激光器阵列在所述掩膜相对于所述激光器阵列定位的间距处的均匀光的区域。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述掩膜还根据所述均匀性标准设置尺寸。

8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述掩膜还根据光功率传输标准设置尺寸。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光器阵列为VCSEL阵列。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光器阵列满足与所述多个分立发射器中的各个有缺陷的发射器的分布和比例相关联的缺陷发射器标准。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光器阵列和所述掩膜以小于5mm的间距相对于彼此定位。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光器阵列和所述掩膜以小于2mm的间距相对于彼此定位。

13.一种实现3D成像的方法，所述方法包括：

相对于包含多个分立发射器的激光器阵列一定间距定位用于提供结构化光图样的掩膜，其中所述间距根据所述多个分立发射器的非均匀性分布图以及根据与所述掩膜的平面上的光强分布相关的均匀性标准大体上最小；

在来自分立发射器且穿过所述掩膜的光的光路中定位投影光学器件，以使得所述结构化光图样成像于物体上；以及

在反射的投射光的光路中定位成像传感器，以使得具有所述结构化光图样投射于其上的物体的影像得以捕获，从而进一步使得距离参数得以确定。

14.一种用于三维测距的投影仪，所述投影仪包括：

激光器阵列，其包括多个分立发射器；

掩膜，其用于提供结构化光图样，

其中，所述激光器阵列和所述掩膜之间的间距根据所述多个分立发射器的非均匀性分布图，以及根据与所述掩膜的平面上的光强分布有关的均匀性标准大体上最小化；以及

投影光学器件，其将所述结构化光图样成像于物体上。

15.一种实现3D测距的方法，所述方法包括：

相对于包含多个分立发射器的激光器阵列一定间距定位用于提供结构化光图样的掩膜，其中所述间距根据所述多个分立发射器的非均匀性分布图以及根据与所述掩膜的平面上的光强分布相关的均匀性标准大体上最小；以及

在来自分立发射器且穿过所述掩膜的光的光路中定位投影光学器件，以使得所述结构化光图样成像于物体上。