结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机的制作方法

本实用新型涉及手机摄像头和数码相机技术领域，具体为一种结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机。

背景技术：

目前随着智能机的发展，手机拍照正成为人们日常生活比不可少的一项功能，且对拍照效果的需求也越来越高，当前已经替代传统卡片式数码相机，然而随着手机厚度逐渐缩小的趋势，也就要求手机摄像头的尺寸变得更小或者控制在可接受范围内，同时每家厂商对相机的功能和创新也是需求极大，其中3D成像是一个非常重要的趋势，而且对3D深度信息等精度要求也是越来越高，高精度的3D信息数据不仅仅能给手机带来更多更丰富的拍摄应用功能，也能实现2D向3D世界的改变的用户体验，除了手机和相机领域的应用，VR/AR现如今也迅速发展，相机也是VR/AR的一个重要组成部分，而且精确的手势控制和物体跟踪更是VR/AR要突破的技术以此来获得更佳的用户体验，高精度的3D信息和3D成像不仅仅能给VR/AR设备带来成像功能，更是能够带来感知外界物体的深度信息，而且是精度极高的深度信息，基于此深度信息，便可实现精准的手势识别和物体跟踪等功能。

目前，基于结构光的3D成像方案为分体式的独立模组设计，保护激光投影模块，红外传感器检测模块和RGB普通摄像头模块，且对其相对位置精度要求高，这样就需求在手机组装或者将三者组装在统一PCB板子上的时候误差控制相当高，这样带来的问题就是效率较低，良率较低，成本更大，占用手机空间也就更大。

为了解决这个问题，我们提出结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机方案，这样可以有效避免后期生产的公差控制难问题，提供良率和控制成本，同时节省手机空间。

然而，一种结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机尚未见报道。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术和生产制造困难的不足，和更低的成本，提供一种采用结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：

一种采用结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机，包括阵列激光发射部分，在阵列激光发射部分旁边设有红外传感器检测部分，在红外传感器检测部分旁边设有RGB普通摄像头部分；所述阵列激光发射部分由激光发射器、第一内部镜头、方向转换棱镜、顶部镜头组成；激光发射器通过第一内部镜头将光投射到方向转换棱镜的第一面，经过方向转换棱 镜折射后由第二面射到顶部镜头上，然后投射至目标物；所述红外传感器检测部分的底部设有红外线传感器，中部设有第二内部镜头，顶部设有成像透镜；所述RGB普通摄像头部分的底部设有RGB摄像头，中部设有第三内部镜头，顶部设有成像相机镜头。

本实用新型的有益效果：

1、降低成本，减小整体尺寸，更适合手机紧凑的空间需求。

2、更高的3D深度信息精度。

3、本实用新型设计巧妙，构思新颖，可以在此基础上衍生很多的拍摄应用等功能，如3D人脸识别，VR/AR等。

附图说明

图1为结构光整体式3D相机正面示意图。

图2为结构光整体式3D相机俯视图。

图3为结构光投影模块光传播示意图。

具体实施方式

结合说明书附图1-3及实施例对本专利进一步详细说明。

一种采用结构光和RGB传感器模组整体式集成系统3D相机，包括阵列激光发射部分1，在阵列激光发射部分1旁边设有红外传感器检测部分2，在红外传感器检测部分2旁边设有RGB普通摄像头部分3；

所述阵列激光发射部分1由激光发射器4、第一内部镜头5、方向转换棱镜6、顶部镜头7组成；激光发射器4通过第一内部镜头5将光投射到方向转换棱镜6的第一面，经过方向转换棱镜6折射后由第二面射到顶部镜头7上，然后投射至目标物；

所述红外传感器检测部分2的底部设有红外线传感器8，中部设有第二内部镜头9，顶部设有成像透镜10；

所述RGB普通摄像头部分3的底部设有RGB摄像头11，中部设有第三内部镜头12，顶部设有成像相机镜头13。

所述第一内部镜头5具有两层镜片结构。

所述第二内部镜头9具有四层镜片结构。

所述第三内部镜头12具有六层镜片结构。

实施例

阵列激光发射部分(即结构光)发射阵列激光束，经过第一内部镜头，方向转换棱镜，顶部镜头投射到拍摄对象物体，再由红外传感器检测对象物体上的红外发射激光，得到精度高的3D深度信息数据，RGB普通摄像头正常成像(可见光范围内)，最后将3D深度数据和图像数据经过合成得到3D图像。

首先，阵列激光发射器上电工作，激发发射阵列激光，比如点阵激光，经过第一内部镜头激光束打到棱镜第一面，由于棱镜的全反射作用，激光经棱镜内部全反射达到棱镜第二面，在经过第二面的全反射将激光送到顶部镜头，顶部镜头最终将激光束按照既定的投影镜头投射出去。棱镜在此的作用为转换光路，增大光程，实现投影镜头的高性能设计需求，同时降 低高度(如图3)。

阵列红外激光束投射到目标物体上形成红外光的阵列分布。

然后，用检测器模组，也就是红外传感器模组，对投射的红外阵列激光的阵列形状进行成像，通过算法计算得到深度信息(在生产时需对其进行矫准并进行校准参数的烧录)。

最后RGB普通摄像头的成像照片和高精度的3D深度信息进行后期融合处理，即可实现丰富多彩的应用，比如3D图像，后对焦等。