一种光源模组、3D成像装置、身份识别装置及电子设备的制作方法

本申请属于光电技术领域，尤其涉及一种光源模组、深度测量装置、3d成像装置、身份识别装置及电子设备。

背景技术：

“结构光(structurelight)”是指具有特定形态的光，其可被设计成条纹形态、面形态、网格形态，甚至更复杂形态的图案。随着光学技术的蓬勃发展，结构光的应用范围越来越广泛，比如深度测量、身份识别、投影仪、3d成像、距离测量、防伪辨识等。

当结构光用于目标物的深度测量时，需要将光源模组所产生的具有图案的结构光投射在目标物上，获取目标物所反射的结构光的图像；在结构光的图像中提取一局部目标区域，然后在一参考图像中找到与局部目标区域所匹配的局部参考区域；最后将局部目标区域与局部参考区域进行处理，以得到目标物的深度信息。由于现在的结构光的图案中仅具有同一种形状的光斑，因此在将局部目标区域与局部参考区域进行匹配的过程中，只能依靠光斑的排列形式和密度进行比对，运算量很大，导致工作效率低。

技术实现要素：

本申请所要解决的技术问题在于提供一种光源模组、深度测量装置、3d成像装置、身份识别装置及电子设备，旨在能有效减少运算量，提高工作效率。

本申请是这样实现的，一种光源模组，用于发射具有图案的结构光。该结构光的图案包括多个随机分布的第一光斑。该结构光的图案还包括多个第二光斑。该第二光斑与该第一光斑的形状不同，或者该第二光斑与该第一光斑的形状相同，但面积不同。

本申请还提供了一种深度测量装置，其包括图像传感模组、处理器及上述的光源模组。该图像传感模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。该处理器内存储有一个参考图像，用于在该结构光的图像中提取出一个局部目标区域，并将该局部目标区域与该参考图像进行比较，根据该局部目标区域内的该多个第一光斑及该多个第二光斑的数量及相对位置关系，以找到该参考图像中与该局部目标区域相匹配的局部参考区域；然后对该局部目标区域与该局部参考区域进行处理，以得到该目标物的深度信息。

本申请还提供了一种3d成像装置，其包括图像获取模组及上述的光源模组。该图像获取模组用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

本申请还提供了一种身份识别装置，其包括识别模组及上述的3d成像装置。该识别模组用于根据该3d成像装置所获取的结构光的图像进行身份识别。

本申请还提供了一种电子设备，包括上述的身份识别装置。所述电子设备用于根据该身份识别装置的识别结果来对应是否执行相应的功能。

本申请与现有技术相比，有益效果在于：能够有效减少运算量，提高工作效率。

附图说明

图1是本申请第一实施例提供的光源模组发射的结构光的图案的示意图。

图2是图1的光源模组的第一实施方式的结构示意图。

图3是图1的光源模组的第二实施方式的结构示意图。

图4是本申请第二实施例提供的深度测量装置的功能模块图。

图5是本申请第三实施例提供的3d成像装置的功能模块图。

图6是本申请第四实施例提供的身份识别装置的功能模块图。

图7是本申请第五实施例提供的电子设备的功能模块图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。

进一步地，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本申请的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本申请。

请一并参阅图1与图2，本申请第一实施例所提供的一种光源模组100，用于发射具有图案的结构光。该结构光的图案包括多个随机分布的第一光斑101及多个第二光斑102。

在本实施例中，该第二光斑101与该第一光斑102的形状不同。比如该第一光斑101为圆点状，该第二光斑102为十字架状、正方形状、三角形状、五角星状或带状等非圆点的形状。

在其它实施例中，该第二光斑102与该第一光斑101的形状也可相同，但面积不同。比如该第一光斑101与该第二光斑102均为圆点状，但是半径不同。

如图2所示，该光源模组100包括多个第一光发射器11、多个第二光发射器12及一光束形成器20。

在本实施例中，该多个第一光发射器11所发射的光线经过该光束形成器20调制后投射在一目标物100a上，从而形成该多个第一光斑101。该多个第二光发射器12所发射的光线经过该光束形成器20调制后投射在该目标物100a上，从而形成该多个第二光斑102。

在其它实施例中，该多个第一光发射器11所发射的光线经过该光束形成器20调制后投射在该目标物100a上，从而形成该多个第一光斑101。该多个第二光发射器12所发射的光线不经过该光束形成器20而直接投射在该目标物100a上，从而形成该多个第二光斑102。

该第一光发射器11与该第二光发射器12可以为同一类型的光发射器。该第二光发射器12是通过在该第一光发射器11的发光面前方设置一图案掩膜而得到。在本实施例中，该第一光发射器11与该第二光发射器12均为激光发射器，比如垂直共振腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser，vcsel)。

当然，在其它实施例中，该第二光斑102的形状也可不同，即具有多个不同形状的第二光斑，此时就需要另外设置与不同形状的第二光斑所对应的光发射器。

请参阅图3，图3是本申请的光源模组的又一实施方式的结构示意图。该光源模组150包括第一子光源模组151和第二子光源模组153。可选地，该第一子光源模组151和该第二子光源模组153为两个独立的光源组件，分别用于产生结构光。其中，该第一子光源模组151用于通过衍射方式产生结构光。该第二子光源模153组用于通过投影方式产生结构光。

具体地，例如，该第一子光源模组151包括第一光发射器13和衍射元件17。该衍射元件17例如为doe元件。该第二子光源模组153包括第二光发射器14和图案掩膜元件18。工作时，该第一光发射器13发射的光束经过该衍射元件17之后形成呈图案化的第一光斑101。该第二光发射器14发射的光束经过该图案掩膜元件18之后形成图案化的第二光斑102。其中，该第一光发射器13和该第二光发射器14例如为相互独立的光源。

如图4所示，本申请第二实施例所提供的一种深度测量装置200，其包括上述的光源模组100、图像传感模组210及处理器220。

该光源模组100用于发射具有图案的结构光。

该图像传感模组210用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

该处理器220内存储有一个参考图像。该参考图像为当该目标物为一平面时，该光源模组100投射该结构光至该目标物后，该图像传感模组210所获取的被该目标物所反射的结构光的图像。

该处理器220用于在该结构光的图像中提取出一个局部目标区域，并将该局部目标区域与该参考图像进行比较，根据该局部目标区域内的该多个第一光斑及该多个第二光斑的数量及相对位置关系，以找到该参考图像中与该局部目标区域相匹配的局部参考区域；然后对该局部目标区域与该局部参考区域进行处理，以得到该目标物的深度信息。

可以理解，由于本申请在该第一光斑101中增加了第二光斑102，使得在该局部目标区域与该局部参考区域进行匹配的过程中多增加了一个维度的信息(即与该第二光斑102相关的信息)，比如该第二光斑102的数量、密度及排列方式；还有该第二光斑102与该第一光斑101之间的相对位置关系等。在该局部目标区域与该局部参考区域进行匹配的过程，比如可以先统计该局部目标区域内的第二光斑的数量，那么该参考图像中的第二光斑的数量与该局部目标区域不匹配的区域就能直接排除，因此可大幅减少运算量，提高工作效率。

如图5所示，本申请第三实施例所提供的一种3d成像装置300，其包括上述的光源模组100、图像获取模组310及3d图像生成模组320。

该光源模组100用于发射具有图案的结构光。

该图像获取模组310用于获取被该目标物所反射的结构光的图像。

该3d图像生成模组320用于根据该图像获取模组310获取的图像导出该目标物的3d图。

如图6所示，本申请第四实施例所提供的一种身份识别装置400，其包括识别模组410及上述的3d成像装置300。

该识别模组410用于根据该3d成像装置300所获取的该目标物的3d图像进行身份识别。

该身份识别装置400例如为脸部识别装置。然，该身份识别装置400也可用于识别人体的其它合适部位，甚至用于识别其它的生物体或非生物体。

进一步的，如图7所示，本发明第四实施例提供一种电子设备500，其例如但不局限于为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中，消费性电子产品例如但不局限为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品例如但不局限为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品例如但不局限为车载导航仪、车载dvd等。金融终端产品例如但不局限为atm机、自助办理业务的终端等。所述电子设备500包括上述身份识别装置400。所述电子设备500根据所述身份识别装置400的身份识别结果来对应是否执行相应的功能。所述相应的功能例如但不局限于包括解锁、支付、启动预存的应用程序中的任意一种或几种。

在本实施方式中，以电子设备500为手机为例进行说明。所述手机例如为全面屏的手机，所述身份识别装置400例如设置在手机的正面顶端。当然，所述手机也并不限制于全面屏手机。

例如，当用户需要进行开机解锁时，抬起手机或触摸手机的屏幕都可以起到唤醒该身份识别装置400的作用。当该身份识别装置400被唤醒之后，识别该手机前方的用户是合法的用户时，则解锁屏幕。

与现有技术相比较，本申请的光源模组、深度测量装置、3d成像装置、身份识别装置及电子设备，通过在该多个第一光斑中间增加第二光斑，使得该在该局部目标区域与该局部参考区域进行匹配的过程中，通过比对与该第二光斑相关的信息，就能快速排除该参考图像中与该局部目标区域不匹配的区域，从而大幅减少运算量，提高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。