本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)光成像領(lǐng)域，具體而言，涉及一種三維成像裝置以及三維成像移動(dòng)終端。

背景技術(shù)：

光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)是一種測(cè)量三維物體形貌的技術(shù)。其中相位測(cè)量輪廓術(shù)是利用投影機(jī)投出的光柵在被測(cè)物體表面發(fā)生形變，攝像頭對(duì)變形的光柵進(jìn)行采集而獲取物體三維信息并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行重建的一種方法。系統(tǒng)包括三大部分：處理器、投影機(jī)、攝像頭。

隨著科技的發(fā)展，以智能手機(jī)、平板電腦為代表的移動(dòng)終端集成了大量電子器件和傳感器，其中包括用于拍照的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，COMS)傳感器和用于補(bǔ)足光線的閃光燈。而隨著移動(dòng)處理器的不斷改進(jìn)，移動(dòng)終端的計(jì)算性能和圖像處理能力都有了極大的提升。這些都為移動(dòng)端的三維成像提供了硬件條件。

相關(guān)技術(shù)中，基于結(jié)構(gòu)光的移動(dòng)端三維成像系統(tǒng)，其特點(diǎn)為其結(jié)構(gòu)光由結(jié)構(gòu)光光柵生成，光柵固定不可更換，則其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)光的頻率固定不變，用一種頻率的結(jié)構(gòu)光來進(jìn)行三維成像，對(duì)成像目標(biāo)進(jìn)行三維重建的精度不高，不能滿足用戶的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種三維成像裝置以及三維成像移動(dòng)終端，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生不同頻率的結(jié)構(gòu)光來提高重建質(zhì)量的功能。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種三維成像裝置，包括內(nèi)存模塊、處理器、投射模塊以及攝像模塊，所述處理器分別與所述內(nèi)存模塊、所述投射模塊以及所述攝像模塊電性連接，所述投射模塊包括液晶顯示屏，所述液晶顯示屏與所述處理器電性連接，所述內(nèi)存模塊預(yù)存有多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，所述處理器用于獲取所述多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像并發(fā)送給所述液晶顯示屏以形成光柵，所述處理器還用于接收成像指令并將所述成像指令發(fā)送給所述投射模塊以及所述攝像模塊，所述投射模塊用于依據(jù)接收到的所述多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像和所述成像指令向成像目標(biāo)投射強(qiáng)光，所述攝像模塊用于依據(jù)接收到的所述成像指令拍攝所述成像目標(biāo)的圖像信息并將所述圖像信息發(fā)送給所述處理器，所述處理器還用于依據(jù)接收到的所述圖像信息完成三維圖像的重建。

進(jìn)一步地，所述投射模塊還包括光源單元，所述光源單元與所述處理器電性連接，所述光源單元接收所述成像指令后產(chǎn)生強(qiáng)光，并將所述強(qiáng)光投射給所述液晶顯示屏。

進(jìn)一步地，所述投射模塊還包括透鏡單元，所述強(qiáng)光穿過所述液晶顯示屏后傳輸給所述透鏡單元后投射到所述成像目標(biāo)的表面。

進(jìn)一步地，所述光源單元為發(fā)光二極管。

進(jìn)一步地，所述光源單元為紅外光光源，所述攝像模塊外側(cè)設(shè)置紅外濾光片。

進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)光圖像為帶有二值幾何圖案的光柵圖樣。

進(jìn)一步地，所述攝像模塊為攝像頭。

一種三維成像移動(dòng)終端，包括所述的三維成像裝置，所述處理器以及所述內(nèi)存模塊集成于所述三維成像移動(dòng)終端，所述投射模塊包括光源單元，所述光源單元與所述處理器電性連接，所述光源單元接收所述成像指令后產(chǎn)生強(qiáng)光，并將所述強(qiáng)光投射給所述液晶顯示屏。

進(jìn)一步地，所述光源單元為所述三維成像移動(dòng)終端的閃光燈，所述液晶顯示屏被設(shè)置于所述三維成像移動(dòng)終端的所述閃光燈的前方。

進(jìn)一步地，所述攝像模塊為所述三維成像移動(dòng)終端的攝像頭，所述光源單元為紅外光光源，所述攝像頭外側(cè)設(shè)置紅外光濾光片。

相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型提供的一種三維成像裝置，包括內(nèi)存模塊、處理器、投射模塊以及攝像模塊，所述處理器分別與所述內(nèi)存模塊、所述投射模塊以及所述攝像模塊電性連接，所述投射模塊包括液晶顯示屏，所述液晶顯示屏與所述處理器電性連接，所述內(nèi)存模塊預(yù)存有多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，所述處理器用于獲取所述多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像并發(fā)送給所述液晶顯示屏，所述處理器還用于接收成像指令并將所述成像指令發(fā)送給所述投射模塊以及所述攝像模塊，所述投射模塊用于依據(jù)接收到的所述多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像和所述成像指令向成像目標(biāo)投射強(qiáng)光，所述攝像模塊用于依據(jù)接收到的所述成像指令拍攝所述成像目標(biāo)的圖像信息并將所述圖像信息發(fā)送給所述處理器，所述處理器還用于依據(jù)接收到的所述圖像信息完成三維圖像的重建。所述多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖案載入所述液晶顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)使用不同頻率的結(jié)構(gòu)光來提高重建質(zhì)量。液晶顯示屏的造價(jià)低并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便三維成像裝置的小型化，以及減少三維成像裝置的成本。

本實(shí)用新型還提供一種三維成像移動(dòng)終端，包括三維成像裝置，所述三維成像裝置的處理器以及所述內(nèi)存模塊集成于所述三維成像移動(dòng)終端。用戶可以通過移動(dòng)終端來實(shí)現(xiàn)三維成像，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有三維成像技術(shù)的結(jié)構(gòu)，使三維成像移動(dòng)終端結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1示出了本實(shí)用新型所提供的一種三維成像裝置的功能框圖。

圖2示出了本實(shí)用新型所提供的一種三維成像裝置的投射模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3示出了本實(shí)用新型所提供的一種三維成像裝置的攝像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出了本實(shí)用新型所提供的一種三維成像移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-三維成像裝置；110-內(nèi)存模塊；120-處理器；130-投射模塊；131-光源單元；132-液晶顯示屏；133-透鏡單元；140-攝像模塊；141-攝像頭；142-紅外濾光片；200-三維成像移動(dòng)終端。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

第一實(shí)施例

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種三維成像裝置100。該三維成像裝置100包括內(nèi)存模塊110、處理器120、投射模塊130以及攝像模塊140。處理器120分別與內(nèi)存模塊110、投射模塊130以及攝像模塊140電性連接。

在本實(shí)施例中，內(nèi)存模塊110預(yù)存有多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，結(jié)構(gòu)光圖像為帶有二值幾何圖案的光柵圖樣，光柵圖樣的結(jié)構(gòu)光圖像以其精準(zhǔn)靈活的特點(diǎn)可以用作高精度的智能找平，特別是針對(duì)物體三維信息的獲取，有著成像快速，精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì)。在內(nèi)存模塊110中預(yù)存有多個(gè)頻率值不同的結(jié)構(gòu)光圖像，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生不同頻率的結(jié)構(gòu)光來提高重建質(zhì)量。

在本實(shí)施例中，處理器120模塊用于從內(nèi)存模塊110獲取多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，以及接收用戶發(fā)送的成像指令，并將結(jié)構(gòu)光圖像發(fā)送給投射模塊130，將接收到的成像指令發(fā)送給投射模塊130以及攝像模塊140。

在本實(shí)施例中，投射模塊130包括光源單元131、液晶顯示屏(Liquid Crystal Display，LCD)132以及透鏡單元133，光源單元131與處理器120電性連接，液晶顯示屏132與處理器120電性連接。

液晶顯示屏132采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。通過液晶分子的排列在電場(chǎng)的作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透射率或反射率，從而影響他的光學(xué)性質(zhì)，來產(chǎn)生不同灰度級(jí)的圖像。

液晶顯示屏132用于接收處理器120發(fā)送的多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，結(jié)構(gòu)光圖像可以快速載入到液晶顯示屏132中形成光學(xué)元件，達(dá)到光柵的技術(shù)效果。在本實(shí)施例中，一方面，使用液晶顯示屏132作為結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的核心器件，可以產(chǎn)生不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像載入到液晶顯示屏132中可以形成不同頻率的光柵，提高三維重建的精度；另一方面，采用液晶顯示屏132作為結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的核心器件，簡(jiǎn)化三維成像裝置100的結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)，減少了制造三維成像裝置100的成本。

光源單元131用于接收處理器120發(fā)送的成像指令后產(chǎn)生強(qiáng)光，并將強(qiáng)光投射給液晶顯示屏132。光源單元131可以是，但不僅限于，發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode，LED)光源、紅外光光源。

在本實(shí)施例中光源單元131選用的是LED光源，LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。

若光源單元131選取的是紅外光光源，攝像模塊140外側(cè)需設(shè)置紅外濾光片142(如圖3所示)。

光源單元131在不同環(huán)境下選取不同的光源，來達(dá)到高精度的三維成像，光源的選擇對(duì)應(yīng)客戶的使用區(qū)域的環(huán)境需求，從而達(dá)到精度更高的三維重建。

在本實(shí)施例中，透鏡單元133接收穿過液晶顯示屏132后的強(qiáng)光，強(qiáng)光透過透鏡單元133后投射到成像目標(biāo)的表面(如圖2所示)。

優(yōu)選的，透鏡單元133選取的是微型光學(xué)鏡頭，以便減小投射模塊130的尺寸，透鏡單元133可以根據(jù)拍攝的距離及范圍以及用戶的需求來有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，在本實(shí)施例中，對(duì)透鏡單元133的具體結(jié)構(gòu)不做限制。

在本實(shí)施例中，攝像模塊140為攝像頭141，攝像頭141接收到處理器120發(fā)送的成像命令后，拍攝成像目標(biāo)的圖像信息，并將采集到的圖像信息發(fā)送給處理器120，處理器120還用于利用相位測(cè)量輪廓術(shù)(Phase Measuring Profilometry，PMP)算法，依據(jù)接收到的圖像信息，重建物體的外貌輪廓。

請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)用新型還提供一種三維成像移動(dòng)終端200。該三維成像移動(dòng)終端200包括三維成像裝置100，處理器120以及內(nèi)存模塊110集成于三維成像移動(dòng)終端200。用戶向三維成像裝置100發(fā)送成像指令，開始進(jìn)行三維重建。

在本實(shí)施例中，光源單元131為三維成像移動(dòng)終端200的閃光燈，液晶顯示屏132被設(shè)置于三維成像移動(dòng)終端200的閃光燈的前方。攝像模塊140為三維成像移動(dòng)終端200的攝像頭141。當(dāng)光源單元131為紅外光光源時(shí)，攝像頭141外側(cè)設(shè)置紅外光濾光片，光源單元131在不同環(huán)境下選取不同的光源，來達(dá)到高精度的三維成像，光源的選擇對(duì)應(yīng)客戶的使用區(qū)域的環(huán)境需求，從而達(dá)到精度更高的三維重建。

本實(shí)用新型的工作原理如下：當(dāng)用戶向三維成像裝置100發(fā)送成像指令，處理器120接收成像指令并向光源單元131發(fā)送成像指令，光源單元131接收到成像指令后產(chǎn)生強(qiáng)光。處理器120從內(nèi)存模塊110獲取多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像并傳送給液晶顯示屏132，同時(shí)處理器120將成像指令發(fā)送給液晶顯示屏132。液晶顯示屏132在接收到成像指令后依據(jù)接收到的結(jié)構(gòu)光圖像產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光圖案；由光源單元131產(chǎn)生的強(qiáng)光穿過液晶顯示屏132后透過透鏡單元133投射到成像目標(biāo)的表面。處理器120向液晶顯示屏132發(fā)送成像指令的同時(shí)，也給攝像模塊140發(fā)送成像指令，控制攝像模塊140拍攝成像目標(biāo)的圖像信息，并將采集到的圖像信息發(fā)送給處理器120。處理器120利用相位測(cè)量輪廓術(shù)算法，依據(jù)接收到的圖像信息，重建物體的外貌輪廓。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的三維成像裝置包括內(nèi)存模塊、處理器、投射模塊以及攝像模塊，處理器分別與內(nèi)存模塊、投射模塊以及攝像模塊電性連接，投射模塊包括液晶顯示屏，液晶顯示屏與處理器電性連接，內(nèi)存模塊預(yù)存有多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像，處理器用于獲取多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像并發(fā)送給液晶顯示屏，結(jié)構(gòu)光圖像載入液晶顯示屏來形成光柵，從而產(chǎn)生不同頻率的結(jié)構(gòu)光來提高重建精度，處理器還用于接收成像指令并將成像指令發(fā)送給投射模塊以及攝像模塊，投射模塊用于依據(jù)接收到的多個(gè)不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像和成像指令向成像目標(biāo)投射強(qiáng)光，從而實(shí)現(xiàn)，在一次三維成像中，使用多幅不同頻率的結(jié)構(gòu)光圖像來進(jìn)行三維重建，從而更精確的重建物體的三維形貌，攝像模塊用于依據(jù)接收到的成像指令拍攝成像目標(biāo)的圖像信息并將圖像信息發(fā)送給處理器，處理器還用于依據(jù)接收到的圖像信息完成三維圖像的重建。使用液晶顯示屏作為結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的核心器件，簡(jiǎn)化了三維成像裝置的結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)，減少了制造三維成像裝置的成本。

同時(shí)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三維成像移動(dòng)終端，處理器以及內(nèi)存模塊集成于三維成像移動(dòng)終端，使三維成像的器件更加小巧便捷，減少了造價(jià)。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語,“前”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。