CN114076576A - 光发射器、摄像模组、电子设备及图像三维信息采集方法 - Google Patents

光发射器、摄像模组、电子设备及图像三维信息采集方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种光发射器，包括：光发射器本体；设置在所述光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层所述电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同，至少两层电致变色层分别用于着色以形成不同的光栅；由于电致变色层未对成像机构造成影响，因此保证了成像机构成像的分辨率，且此过程中电致变色层变色只需微弱电流，因此减少了电子设备的功耗。

Description

光发射器、摄像模组、电子设备及图像三维信息采集方法
技术领域
本申请涉及光处理技术领域，具体涉及一种光发射器、摄像模组、电子设备及图像三维信息采集方法。
背景技术
在电子设备采集图像信息的过程中，为了更好的成像，会采集物体的三维信息或深度信息，从而使得成像后的物体具有更好的立体感。
在现有技术中，会使用TOF(飞行时间测距法)或使用光散斑的性质衍生出的散斑测距法，来计算物体的深度信息。
但是，现有的TOF依据的传感率分辨率低，会使得成像的精度及分辨率降低，而散斑测距法所依据的电子元件在工作时功耗及发热量较大，不利于长时间工作，因此现有采集物体三维信息的方法，无法保证高分辨率的同时减少电子设备的功耗。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种光发射器、摄像模组、电子设备及图像三维信息采集方法，以解决现有采集物体三维信息的方法，无法保证分辨率的同时不增加电子设备的功耗的问题。
本申请第一方面提供一种光发射器，包括：光发射器本体；设置在所述光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层所述电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同，至少两层电致变色层分别用于着色以形成不同的光栅。
其中，所述光发射器还包括：设置在相邻的所述电致变色层之间的透明绝缘层。
其中，每个所述电致变色层的条状电致变色区的各个间隔区域内均设置有一个透明电极，每个条状电致变色区的一侧设置透明正电极，另一侧设置透明负电极。
其中，每层所述电致变色层上的所有透明正电极为一叉指电极状；每层所述电致变色层上的所有透明负电极为另一叉指电极状。
其中，所所述光发射器还包括：绝缘区，每层的每两个相邻的条状电致变色区端部均设置一绝缘区，叉指电极状的透明正电极及透明负电极的端部被被绝缘区隔开、侧边与条状的电致变色区电连接。
本申请上述的光发射器，通过使不同的电致变色层变色形成不同的光栅，能够将不同的光栅产生不同间距的条纹图案投影到物体的表面。将该光发射器应用于电子设备采集图像时，就可以根据不同光栅产生投影到物体的表面后采集的图像获取图像的三维信息。由于电致变色层未对光发射器造成影响，因此保证了成像的分辨率，且此过程中电致变色层变色只需微弱电流，因此减少了电子设备的功耗。
本申请第二方面提供一种图像三维信息采集方法，包括：提供光发射器，所述光发射器包括光发射器本体以及设置在所述光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层所述电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同；控制至少两层电致变色层分别着色以形成不同的光栅；控制光发射器本体发光，光发射器本体发出的光通过不同的光栅后产生条纹图案投影到物体表面；采集产生通过不同光栅的图像，以生成所述物体的三维信息。
其中，所述每次控制光发射器的一层电致变色层变色包括：每次为一层电致变色层施加电压降低电致变色层的光透过率，或每次为一层电致变色层撤销施加的电压降低电致变色层的光透过率。
其中，提供的所述光发射器还包括叉指电极，每一层电致变色层上具有由两个透明正电极及透明负电极分别构成的两个叉指电极，电致变色层的条状电致变色区两侧分别有一个透明正电极及一个透明负电极；所述每次控制光发射器的一层电致变色层变色包括：需要着色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别施加正电压及负电压；需要褪色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别撤销施加的正电压及负电压。
本申请上述的图像三维信息采集方法，通过使光发射器不同的电致变色层变色，能够产生不同的条纹图案投影到物体表面进行成像，从而能够根据不同条纹图案投影到物体表面的成像分析物体的三维信息，由于电致变色层未对成像机构造成影响，因此保证了成像机构成像的分辨率，且此过程中电致变色层变色只需微弱电流，因此减少了电子设备的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例光发射器的部分正视图；
图2是图1中沿A-A方向的剖视图；
图3是本申请实施例光发射器使用的效果图；
图4是本申请实施例三维信息采集方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
请参阅图1，本申请实施例提供的一种光发射器，包括：光发射器本体1及至少两层的电致变色层2；电致变色层2设置在光发射器本体1上，每层电致变色层2包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层2的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同，至少两层电致变色层2分别用于着色以形成不同的光栅。
在本实施例中，在一层电致变色层2变色时，其余电致变色层2被置为透明态，每层电致变色层2依次变色时，会形成不同的光栅，从而能够使得光发射器本体1发出的光经过不同的光栅后，产生不同的条纹图案投影到物体表面进行成像，因此能够根据不同条纹图案投影到物体表面的成像分析物体的三维信息。
其中，为了降低电致变色层2通电时互相之间产生影响，相邻的电致变色层2之间设置有透明绝缘层5，使用透明绝缘层5将相邻的电致变色层2隔开，从而降低电致变色层2通电时互相之间可能产生影响，在本实施例中，电致变色层2为两层，两层电致变色层2之间设置有一层透明绝缘层5。
请参阅图1及2，每个电致变色层2的条状电致变色区的各个间隔区域内均设置有一个透明电极，每个条状电致变色区的一侧设置透明正电极3，另一侧设置透明负电极4。
在给电致变色层2通电时，通过给透明正电极3及透明负电极4施加相应的电压即可实现电致变色层2的通电，因此无需直接将电路设置在电致变色层2上。
请参阅图2，为了便于给一层电致变色层2的所有透明正电极3及透明负电极4通电，降低电路排布的复杂性，每层电致变色层2上的所有透明正电极3为一叉指电极状；每层电致变色层2上的所有透明负电极4为另一叉指电极状。
而为了便于对电致变色层2的控制，在本实施例中，所有的电致变色层2的电致变色特性一致，即所有的电致变色层2的电致变色特性为通电状态下为非透明态，断电状态下为透明态。
在其他实施例中，电致变色层2的电致变色特性可以一致，即所有的电致变色层2的电致变色特性为通电状态下为透明态，断电状态下为非透明态。
在其他实施例中，电致变色层2的特性还可以不一致，即一部分电致变色层2的电致变色特性为通电状态下为非透明态，断电状态下为透明态，另一部分电致变色层2的电致变色特性为通电状态下为透明态，断电状态下为非透明态。
请参阅图3，电致变色层2还可为四层，图3即为四层电致变色层2分别变色后形成不同的光栅，光发射器本体1发出的光每次经过一种光栅后投射在物体表面生成的图像。
本申请实施例提供一种摄像模组，该摄像模组包括上述实施例中的光发射器。
本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括上述实施例中的摄像模组。
本申请实施例提供的一种图像三维信息采集方法，该方法用到光发射器，光发射器包括：光发射器本体；设置在光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同，至少两层电致变色层分别用于着色以形成不同的光栅。
请参阅图4，图像三维信息采集方法包括：S1、提供光发射器；S2、控制光发射器的至少两层电致变色层分别着色以形成不同的光栅；S3、控制光发射器的光发射器本体发光，光发射器本体发出的光通过不同的光栅后产生条纹图案投影到物体表面；S4、采集产生通过不同光栅的图像，以生成物体的三维信息。
在本实施例中，步骤S4在采集产生通过不同光栅的图像后，使用结构光三维重建的方法生成物体的三维信息，结构光三维重建的方法包括：针对图像中的二维坐标像素点位置分别进行行扫描和列扫描，然后针对相邻时间隔的图像进行差分处理来确定出编码图案在像素点中的位置，从而确定出每一个点云的编码图案与位置点的映射关系。
每次控制光发射器的一层电致变色层变色包括：每次为一层电致变色层施加电压降低电致变色层的光透过率，或每次为一层电致变色层撤销施加的电压降低电致变色层的光透过率。
在本实施例中，所有的电致变色层的电致变色特性一致，即为通电状态下为非透明态，断电状态下为透明态。
在其他实施例中，还可以所有的电致变色层的电致变色特性一致，即为通电状态下为透明态，断电状态下为非透明态。
在其他实施例中，电致变色层的特性还可以不一致，即一部分电致变色层的电致变色特性为通电状态下为非透明态，断电状态下为透明态，另一部分电致变色层的电致变色特性为通电状态下为透明态，断电状态下为非透明态。
在上述的光发射器中，提供的光发射器还包括叉指电极，每一层电致变色层上具有由两个透明正电极及透明负电极分别构成的两个叉指电极，电致变色层的条状电致变色区两侧分别有一个透明正电极及一个透明负电极；
每次控制光发射器一层的电致变色层变色具体包括：需要着色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别施加正电压及负电压；需要褪色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别撤销施加的正电压及负电压。
本实施例提供的图像三维信息采集方法，通过使光发射器不同的电致变色层变色，能够产生不同的条纹图案投影到物体表面进行成像，从而能够根据不同条纹图案投影到物体表面的成像分析物体的三维信息，由于电致变色层未对成像机构造成影响，因此保证了成像机构成像的分辨率，且此过程中电致变色层变色只需微弱电流，因此减少了电子设备的功耗。
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种光发射器，其特征在于，包括：
光发射器本体；
设置在所述光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层所述电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同，至少两层电致变色层分别用于着色以形成不同的光栅。
2.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，
所述光发射器还包括：
设置在相邻的所述电致变色层之间的透明绝缘层。
3.根据权利要求1所述的光发射器，其特征在于，
每个所述电致变色层的条状电致变色区的各个间隔区域内均设置有一个透明电极，每个条状电致变色区的一侧设置透明正电极，另一侧设置透明负电极。
4.根据权利要求3所述的光发射器，其特征在于，
每层所述电致变色层上的所有透明正电极为一叉指电极状；
每层所述电致变色层上的所有透明负电极为另一叉指电极状。
5.根据权利要求4所述的光发射器，其特征在于，
所述光发射器还包括：绝缘区，每层的每两个相邻的条状电致变色区端部均设置一绝缘区，叉指电极状的透明正电极及透明负电极的端部被被绝缘区隔开、侧边与条状的电致变色区电连接。
6.一种摄像模组，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的光发射器。
7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求6所述的摄像模组。
8.一种图像三维信息采集方法，其特征在于，包括：
提供光发射器，所述光发射器包括光发射器本体以及设置在所述光发射器本体上至少两层的电致变色层，每层所述电致变色层包括等间距设置的条状电致变色区，不同电致变色层的条状电致变色区的宽度不同、且间距不同；
控制至少两层电致变色层分别着色以形成不同的光栅；
控制光发射器本体发光，光发射器本体发出的光通过不同的光栅后产生条纹图案投影到物体表面；
采集产生通过不同光栅的图像，以生成所述物体的三维信息。
9.根据权利要求6所述的图像三维信息采集方法，其特征在于，
所述每次控制光发射器的一层电致变色层变色包括：
每次为一层电致变色层施加电压降低电致变色层的光透过率，或每次为一层电致变色层撤销施加的电压降低电致变色层的光透过率。
10.根据权利要求7所述的三维信息采集方法，其特征在于，
提供的所述光发射器还包括叉指电极，每一层电致变色层上具有由两个透明正电极及透明负电极分别构成的两个叉指电极，电致变色层的条状电致变色区两侧分别有一个透明正电极及一个透明负电极；
所述每次控制光发射器的一层电致变色层变色包括：
需要着色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别施加正电压及负电压；
需要褪色时，为电致变色层的正电极构成的叉指电极及负电极构成的叉指电极分别撤销施加的正电压及负电压。
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