动态散斑投影装置以及图像采集系统的制作方法

本申请涉及计算机视觉技术领域，更具体地，涉及一种动态散斑投影装置以及图像采集系统。

背景技术：

随着移动互联网的高速发展，移动终端与智能交互设备的普及，深度感知技术成为了当前、以至未来的人机交互的核心技术，深度感知技术可以用于感知空间物体的形状和距离信息，是计算机视觉领域研究和应用开发的热点方向。

然而，目前的深度感知技术存在硬件随工作时间增加温度升高，导致精度不高的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本申请提出了一种动态散斑投影装置以及图像采集系统，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种动态散斑投影装置，包括散斑光源机构、准直镜头机构以及驱动机构。其中，散斑光源机构用于出射在目标物体上形成散斑的投影光束。准直镜头机构设置于投影光束的光路上，用于对投影光束进行准直后向目标物体出射准直光束。驱动机构用于驱动准直镜头机构沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动，以使准直光束投影到目标物体上时形成随时间变化的散斑。

进一步的，驱动机构包括磁性组件和线圈组件；线圈组件、准直镜头机构和磁性组件依次沿投影光束的出射方向设置；线圈组件固定在准直镜头上，用于在通电时与磁性组件相互作用，以驱动准直镜头机构沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动。

进一步的，准直镜头机构包括准直镜头和运动载体，准直镜头设置在运动载体上且位于投影光束的光路上，用于对投影光束进行准直后向目标物体出射准直光束；线圈组件与运动载体连接。

进一步的，磁性组件包括磁石支座和多个磁石；磁石支座上开设有第一通孔，第一通孔位于准直光束的光路上；多个磁石设置在磁石支座上，且均匀分布在第一通孔周围；线圈组件包括多个线圈，多个线圈与准直镜头连接，且多个线圈环绕形成第二通孔，第二通孔位于投影光束的光路上。

进一步的，多个磁石包括第一磁石、第二磁石、第三磁石以及第四磁石；第一磁石与第二磁石关于第一通孔对称，第三磁石与第四磁石关于第二通孔对称，第一磁石朝向第二磁石的方向垂直于第三磁石朝向第四磁石的方向；多个线圈包括第一线圈、第二线圈、第三线圈以及第四线圈；第一线圈与第一磁石对应设置，第二线圈与第二磁石对应设置，第三线圈与第三磁石对应设置，第四线圈与第四磁石对应设置。

进一步的，磁石支座包括上盖板、下盖板以及多个连杆；上盖板和下盖板通过多个连杆连接；上盖板开设有上通孔，下盖板开设有下通孔，上通孔和下通孔均位于准直光束的光路上，且上通孔和下通孔共同形成第一通孔；第一磁石、第二磁石、第三磁石以及第四磁石均设置于上盖板和下盖板之间。

进一步的，准直镜头机构包括准直镜头和具有磁性的准直镜头安装座，准直镜头设置在准直镜头安装座上，且准直镜头位于投影光束的光路上；驱动机构包括电磁铁组件，电磁铁组件用于在通电时与镜头安装座相互作用，以驱动镜头安装座在不平行于准直光束的方向上运动。

进一步的，电磁铁组件包括多个电磁铁和电磁铁支座；电磁铁支座上开设有第三通孔，第三通孔位于准直光束的光路上；多个电磁铁设置在电磁铁支座上，且均匀分布在第三通孔周围，用于在通电时与镜头安装座相互作用，以驱动镜头安装座在不平行于准直光束的方向上运动。

进一步的，多个电磁铁包括第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁以及第四电磁铁；第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁以及第四电磁铁均匀分布在第三通孔周围；镜头安装座包括第一磁性部、第二磁性部、第三磁性部、第四磁性部；第一磁性部与第一电磁铁对应设置，第二磁性部与第二电磁铁对应设置，第三磁性部与第三电磁铁对应设置，第四磁性部与第四电磁铁对应设置。

进一步的，准直镜头安装座和电磁铁组件位于同一平面。

第二方面，本申请实施例提供了一种图像采集系统，该系统包括上述的动态散斑投影装置以及两个相机，两个相机设置在动态散斑投影装置两侧，用于对动态散斑投影装置在目标物体上形成的随时间变化的散斑进行图像采集。

本申请实施例提供的动态散斑投影装置以及图像采集系统，通过用散斑光源机构发出可以在目标物体上形成散斑的投影光束，并在投影光束的光路上设置准直镜头机构以将投影光束进行准直得到准直光束，再通过驱动机构驱动准直镜头机构沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动，以使准直光束投影到目标物体上时形成随时间变化的散斑。由于散斑随时间变化，从而实现了引入了时间信息来进行立体匹配，提高了深度信息获取的准确性，并且仅通过散斑光源机构、驱动机构以及准直镜头机构组成的投影装置不仅成本较低、结构简单，而且方便使用，精度高。

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示出了根据本申请一个实施例的动态散斑投影装置的爆炸图。

图2示出了根据本申请一个实施例的动态散斑投影装置的结构示意图。

图3示出了根据本申请一个实施例的发光组件中工作的激光器的分布示意图。

图4示出了根据本申请另一个实施例的发光组件中工作的激光器的分布示意图。

图5示出了根据本申请实施例的磁感线的分布示意图。

图6示出了根据本申请实施例的多个磁石的分布示意图。

图7示出了根据本申请实施例的多个线圈的分布示意图。

图8示出了根据本申请实施例的磁石支座的结构示意图。

图9示出了根据本申请另一个实施例的动态散斑投影装置的爆炸图。

图10示出了根据本申请另一个实施例的动态散斑投影装置的结构示意图。

图11示出了根据本申请实施例的电磁铁组件中电磁铁的分布示意图。

图12示出了根据本申请实施例的图像采集系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。

随着移动终端和智能交互设备的普及，通过图像处理技术获取深度信息进行三维图像的实时识别以及动作捕捉，使用户的手势、面部特征、表情、动作等方式与终端进行交互成为可能，因此深度感知技术作为人机自然交互的核心技术，在机器视觉、三维重建、智能监控等领域有着广泛的应用前景。

然而，目前的深度感知技术存在精度不高的问题，例如利用结构光编码技术进行深度感知时，针对不同的应用场景，需要设计不同的编码图案。

发明人发现，采用两个同步相机采集目标物体的一对立体图像，通过立体匹配算法建立左右视图像素之间的对应关系，从而可以得到视差图，再配置预先标定好的相机参数，可以得到目标物体的三维点云，从而实现深度感知，另外，再通过散斑投影器向目标物体表面透射人眼不可见的近红外散斑，可以有效增加目标物体表面的纹理特征，可以使得立体匹配更加可靠。由于同步相机和散斑投影器的成本较低，所以采用上述设备进行深度感知可以有效减低成本，且使用起来较为方便。

然而，发明人在实际研究中发现，通过散斑投影器和双目相机虽然可以实现对成本较低的深度感知，但是这种方式需要增大匹配图像块的尺寸，而增大匹配图像块的尺寸会导致重建结果丢失目标表面的细节，从而减低深度感知的精准度。

因此，针对于上述问题，发明人提出了本申请实施例中的动态散斑投影装置以及图像采集系统，通过在投影装置上设置用于驱动准直镜头运动的驱动机构，以使投影光束在目标物体上形成随时间变化的散斑，从而增加了时间信息，通过引入了时间信息来进行立体匹配，可以采用减小匹配图像块的尺寸，从而提高深度感知的精准度。

请参阅图1和图2所示，本申请一个实施例提供的动态散斑投影装置，该装置100包括散斑光源机构110、准直镜头机构120以及驱动机构130。其中，散斑光源机构110用于出射在目标物体上形成散斑的投影光束。准直镜头机构120设置于投影光束的光路上，用于对投影光束进行准直后向目标物体出射准直光束。驱动机构130用于驱动准直镜头机构120沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动，以使准直光束投影到目标物体上时形成随时间变化的散斑。

需要说明的是，散斑可以是指将投影光束照射到粗糙物体后随机形成的衍射斑点。

需要说明的是，准直镜头机构120可以将投影光束中的发散的光束准转变成准直的光束，以保持准直的光束相互平行。

在实际应用中，散斑光源机构110可以出射多个投影光束，多个投影光束中的部分投影光束或者全部投影光束投射到准直镜头机构120上，准直镜头机构120则可以将投射到其镜头上的投影光束转换为准直光束，与此同时，驱动机构130可以驱动准直镜头机构120沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动，由于准直镜头机构120发生了运动，使得准直光束投射到目标物体上的位置或/和角度发生变化，具体地，准直镜头机构120发生运动时，可以单独使准直光束投射到目标物体上的位置发生变化，也可以单独使准直光束投射到目标物体上的角度发生变化，还可以使准直光束投射到目标物体上的角度和位置同时发生变化，所以可以在目标物体上形成随时间变化的散斑，即动态散斑。由于动态散斑随时间变化，因此包含了时间信息，方便在进行三维重建的立体匹配时，引入时间信息，来减小匹配图像块的尺寸，从而提高深度感知的精准度，即获取深度信息的精准度。其中，可选地，驱动机构130可以是电磁驱动机构，也可以是液压驱动机构，还可以是电机驱动机构。

其中，散斑光源机构110可以包括半导体基底111和设置在半导体基底111上的发光组件112，该发光组件112可以包括多个激光器，多个激光器可以呈阵列排布在半导体基底111上。可选地，多个激光器可以在半导体基底111上随机排布，也可以是呈矩阵排布，还可以是呈环形排布等等。可选地，发光组件112还可以是垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser，vcsel)阵列，可选地，半导体基底111可以是柔性电路板(flexibleprintedcircuit，fpc)。

在一些实施方式中，在散斑光源机构110射出投影光束时，可以根据实际需求控制发光组件112中的部分激光器出射投影光束，例如当发光组件112中的只有部分激光器出射投影光束时，即激光器工作时，半导体基底111上显示的工作的激光器的分布情况可以如图3所示，其中，黑色的代表没有工作的激光器，白色的代表正在工作的激光器。或者控制发光组件112中的全部激光器出射投影光束，例如当发光组件112中的全部激光器出射投影光束时，半导体基底111上显示的工作的激光器的分布情况可以如图4所示。其中，控制发光组件112中的部分激光器出射投影光束时，可以控制指定位置的激光器出射投影光束。

在本实施方式中，通过控制不同位置的激光器来出射投影光束，可以在目标物体上形成不同的散斑，由于多个激光器相互交错地分布在一起的，使得激光器阵列发射的光投影出去产生的光斑的形状和质量会保持一致，不会影响后续的深度计算。

其中，准直镜头机构120包括准直镜头121和运动载体122，准直镜头121设置在运动载体122上且位于投影光束的光路上，用于对投影光束进行准直后向目标物体出射准直光束。其中，线圈组件132可以与驱动机构130中的运动载体122连接。

在一些实施方式中，运动载体122上可以开设有通孔，准直镜头121安装在通孔中且将通孔封闭。可选地，运动载体122可以为圆柱体、矩形体、不规则柱体，其柱体的形状在此不做限定。其中，当运动载体122为圆柱体时，通孔可以开设在圆柱体端面的圆心。可选地，运动载体122上可以设置用于固定准直镜头121的卡槽，以使准直镜头121可以通过卡接的方式固定运动载体122上，从而方便拆卸。

可选地，准直镜头机构120还可以包括准直镜头外壳123，该准直镜头外壳123可以是筒状外壳，筒状外壳的两端均为开口设置，筒状外壳的一端开口可以通过准直镜头121封闭。筒状外壳可以固定在运动载体122的通孔中，且筒状外壳为开口的端面均可延伸至该运动载体122的通孔外。

在实际应用中，由于准直镜头121设置在运动载体122上，运动载体122可以由驱动机构130驱动而做相应的运动，当运动载体122运动时，可以带动准直镜头121运动，而当准直镜头121运动时，将会接收到半导体基底111上不同位置的激光器发射的激光，从而对半导体基底111上不同位置的激光器发射的激光准直，由于得到的准直光束是变化的，因此准直光束在目标物体上形成的散斑也是动态变化的。

其中，驱动机构130可以包括磁性组件131和线圈组件132。其中，线圈组件132、准直镜头机构120和磁性组件131依次沿投影光束的出射方向设置。线圈组件132固定在准直镜头机构120上，用于在通电时与磁性组件131相互作用，以驱动准直镜头机构120沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动。

作为一种实施方式，磁性组件131可以产生平行于投影光束出射方向的磁感线，线圈组件132所处的平面不与该磁感线平行。可选地，如图5所示，线圈组件132所处的平面可以与该磁感线垂直。

具体地，在一些实施方式中，磁性组件131可以是一个环形的磁铁或磁石，可选地，磁铁或磁石可以是圆环形，也可以是呈矩形状的环形，还可以是其他形状的环形，在此不做限定。

可选地，线圈组件132可以是一个环形线圈，具体可以为圆环形，当磁性组件131也为圆环形的磁铁或磁石时，磁铁或磁石的圆环可以与环形线圈同轴心。

具体地，线圈组件132可以固定在准直镜头机构120的运动载体122上。

在实际应用中，当线圈组件132通电时，由于线圈组件132处于磁性组件131产生的磁感线中，也就是处于一个磁场中，所以会收到磁性组件131对其作用的洛伦兹力，由于线圈组件132固定在准直镜头机构120上，所以在受力情况下会带动准直镜头机构120运动。具体地，运动幅度可以通过为线圈组件132供电的电流大小控制，运动方向可以通过为线圈组件132供电的电流方向来控制。从而实现驱动机构130对准直镜头机构120的驱动。而且，相比于通过其他驱动方式来进行驱动的驱动机构130，通过电磁组件和线圈组件132来驱动准直镜头机构120，可以减小驱动机构130的体积、尺寸、大小，进而减小投影装置的体积、尺寸，方便集成在大多数电子设备上，如手机、人脸识别机等等，并且驱动稳定、精准，使用起来也非常方便。

在一些实施方式中，磁性组件131包括磁石支座1312和多个磁石1311；磁石支座1312上开设有第一通孔101，第一通孔101位于准直光束的光路上；多个磁石1311设置在磁石支座1312上，且均匀分布在第一通孔101周围；线圈组件132包括多个线圈1321，多个线圈1321与准直镜头121连接，且多个线圈1321环绕形成第二通孔102，第二通孔102位于投影光束的光路上。

具体地，磁石支座1312可以为一块安装板，安装板上开设有第一通孔101，多个磁石1311均安装在该安装板的同一侧面上，其中，多个磁石1311可以大小相等的为圆弧形磁石，多个圆弧形磁石可以围绕成环形阵列，且第一通孔101位于环形阵列内侧。可选地，第一通孔101可以为圆形通孔、矩形通孔、异形通孔等等，其通孔的具体形状在此不做限定。

其中，线圈组件132中的线圈1321数量可以与磁石1311的数量相等，磁石1311和线圈1321一一对应，具体地，每一个磁石1311穿过其对应的线圈1321的磁感线的数量相同。

在实际应用中，可以通过调整磁石1311和线圈1321的数量来调整通电后线圈1321与磁石1311之间的作用力大小，从而调整线圈1321带动准直镜头机构120运动的速度。作为一种方式，可以通过调节对多个线圈1321中的指定的线圈1321进行通电来调节线圈组件132和磁石1311之间的作用力的方向，从而起到调节准直镜头机构120的运动方向的作用。作为另一种方式，可以通过调节多个磁石1311的排列方式，来调节准直镜头机构120的运动范围，例如将多个磁石1311围绕成的环形阵列的直径增大，从而可以增大磁场的辐射范围，进而扩大了准直镜头机构120的运动范围。

在本实施方式中，通过磁石支座1312和多个磁石1311来构成磁性组件131，多个线圈1321来构成线圈组件132，从而可以通过调节磁石1311和线圈1321的排布方式、数量来调节准直镜头机构120的运动情况，增加了驱动机构130的使用灵活性。

在一些实施方式中，如图6所示，多个磁石1311包括第一磁石1311a、第二磁石1311b、第三磁石1311c以及第四磁石1311d；第一磁石1311a与第二磁石1311b关于第一通孔101对称，第三磁石1311c与第四磁石1311d关于第二通孔102对称，第一磁石1311a朝向第二磁石1311b的方向垂直于第三磁石1311c朝向第四磁石1311d的方向；如图7所示，多个线圈1321包括第一线圈1321a、第二线圈1321b、第三线圈1321c以及第四线圈1321d；第一线圈1321a与第一磁石1311a对应设置，第二线圈1321b与第二磁石1311b对应设置，第三线圈1321c与第三磁石1311c对应设置，第四线圈1321d与第四磁石1311d对应设置。

具体地，第一磁石1311a、第二磁石1311b、第三磁石1311c以及第四磁石1311d均可以为形状、大小相同的矩形磁石，其中，矩形磁石的长度方向可以与磁石支座1312用于安装磁石1311的侧面平行，四个矩形磁石可以围绕成一个正方形，每个磁石可以作为该正方形的一条边设置在第二通孔102周围。可选地，第一线圈1321a可以沿第一磁石1311a的宽度方向设置，第二线圈1321b可以沿第二磁石1311b的宽度方向设置，第三线圈1321c可以沿第三磁石1311c的宽度方向设置，第四线圈1321d可以沿第四磁石1311d的宽度方向设置。

在本实施方式中，通过设置多个磁石1311包括第一磁石1311a、第二磁石1311b、第三磁石1311c以及第四磁石1311d；第一磁石1311a与第二磁石1311b关于第一通孔101对称，第三磁石1311c与第四磁石1311d关于第二通孔102对称，第一磁石1311a朝向第二磁石1311b的方向垂直于第三磁石1311c朝向第四磁石1311d的方向；多个线圈1321包括第一线圈1321a、第二线圈1321b、第三线圈1321c以及第四线圈1321d；第一线圈1321a与第一磁石1311a对应设置，第二线圈1321b与第二磁石1311b对应设置，第三线圈1321c与第三磁石1311c对应设置，第四线圈1321d与第四磁石1311d对应设置。可以精准地控制准直镜头机构120朝四个指定方向运动，在不同的时刻，散斑呈现一定的变化规律，即增加了时间信息进行立体匹配的计算。

在一些实施方式中，驱动机构130还包括线圈安装座1322，其中，线圈安装座1322上设置有第四通孔140，第四通孔140用于安装准直镜头外壳123，当准直镜头外壳123安装在线圈安装座1322上时，运动载体122和准直镜头121设置于线圈安装座1322的一侧，线圈组件132设置于线圈安装座1322相对设置运动载体122的一侧。且线圈安装座1322的边缘沿朝向线圈组件132的方向弯折延伸，以对线圈组件132进行遮挡。

在本实施方式中，通过设置线圈安装座1322，并将线圈组件132设置在线圈安装座1322上可以对线圈组件132进行有效保护。

如图8所示，在一些实施方式中，磁石支座1312包括上盖板1312a、下盖板1312c以及多个连杆1312b；上盖板1312a和下盖板1312c通过多个连杆1312b连接；上盖板1312a开设有上通孔，下盖板1312c开设有下通孔，上通孔和下通孔均位于准直光束的光路上，且上通孔和下通孔共同形成第一通孔101；第一磁石1311a、第二磁石1311b、第三磁石1311c以及第四磁石1311d均设置于上盖板1312a和下盖板1312c之间。

具体地，连杆1312b的数量可以为四个，上盖板1312a和下盖板1312c可以为大小相同的正方形盖板，四个连杆1312b分别设置在上盖板1312a和下盖板1312c的四个边角出，并将上盖板1312a和下盖板1312c连接，其中，第一磁石1311a、第二磁石1311b、第三磁石1311c以及第四磁石1311d中的每个磁石1311可以设置在两个连杆1312b之间，从而使上盖板1312a、下盖板1312c以及四个磁石1311围绕成一个可以容纳运动载体122的腔体，以便运动载体122可以位于该腔体中，从而可以进一步缩小投影装置的整体体积。

如图9和10所示，在另一些实施例中，其中，准直镜头机构220包括准直镜头221和具有磁性的准直镜头安装座222，准直镜头221设置在准直镜头安装座222上，且准直镜头221位于投影光束的光路上；驱动机构230包括电磁铁组件230，电磁铁组件230用于在通电时与镜头安装座相互作用，以驱动镜头安装座在不平行于准直光束的方向上运动。

具体地，电磁铁组件230在通电后会带有磁性，电磁铁组件230的磁性和准直经安装座的磁性可以是相同的，也可以是相反的，从而可以使电磁铁组件230和镜头安装座之间产生相互排斥的作用力或者相互吸引的作用力。由于准直镜头221设置在准直镜头安装座222上，当准直镜头安装座222受到电磁铁组件230的作用力时会带动准直镜头221在相应的方向上运动。从而让准直光束在目标物体上形成随时间变化的散斑。

在本实施方式中，通过准直镜头221和具有磁性的准直镜头安装座222来组成准直镜头机构220，电磁铁组件230来组成驱动机构230，从而可以通过电磁铁231通电后具有磁性的方式来驱使准直镜头机构220运动，该驱动方式不仅简单实用，而且驱动稳定。

在一些实施方式中，电磁铁组件230包括多个电磁铁231和电磁铁支座232；电磁铁支座232上开设有第三通孔103，第三通孔103位于准直光束的光路上；多个电磁铁231设置在电磁铁支座232上，且均匀分布在第三通孔103周围，用于在通电时与镜头安装座相互作用，以驱动镜头安装座在不平行于准直光束的方向上运动。

具体地，多个电磁铁231可以围绕第三通孔103在电磁铁支座232上排列成环形阵列，该环形阵列可以是矩形阵列、圆形阵列等等。

在实际应用中，可以通过多个电磁铁231中的指定方向上的电磁铁231进行通电，以使准直镜头安装座222受到与该指定方向上的吸引力或者排斥力，从而可以精准控制准直镜头安装座222的受力方向。也可以通过调节电磁铁231通电时的电流大小来控制对准直镜头安装座222的受力大小，从而控制其运动速度。还可以通过调节电磁铁231与准直镜头安装座222之间的距离来控制对准直镜头安装座222的受力大小，从而控制其运动速度。

在本实施方式中，通过多个电磁铁231和电磁铁支座232来构成电磁铁组件230可以实现对准直镜头安装座222的多种运动状态的控制，增加了驱动机构230的使用灵活性。

如图11所示，在一些实施方式中，多个电磁铁231包括第一电磁铁231a、第二电磁铁231b、第三电磁铁231c以及第四电磁铁231d；第一电磁铁231a、第二电磁铁231b、第三电磁铁231c以及第四电磁铁231d均匀分布在第三通孔103周围；镜头安装座包括第一磁性部222a、第二磁性部222b、第三磁性部222c、第四磁性部222d；第一磁性部222a与第一电磁铁231a对应设置，第二磁性部222b与第二电磁铁231b对应设置，第三磁性部222c与第三电磁铁231c对应设置，第四磁性部222d与第四电磁铁231d对应设置。

具体地，准直镜头221朝向第一磁性部222a的方向可以指向第一电磁铁231a，准直镜头221朝向第二磁性部222b的方向可以指向第二电磁铁231b，准直镜头221朝向第三磁性部222c的方向可以指向第三电磁铁231c，准直镜头221朝向第四磁性部222d的方向可以指向第四电磁铁231d。

在本实施方式中，通过使第一电磁铁231a、第二电磁铁231b、第三电磁铁231c以及第四电磁铁231d组成电磁铁组件230，镜头安装座包括第一磁性部222a、第二磁性部222b、第三磁性部222c、第四磁性部222d，可以精准地控制准直镜头机构220朝四个指定方向运动，在不同的时刻，散斑呈现一定的变化规律，，即增加时间信息进行立体匹配的计算。

在一些实施方式中，准直镜头安装座222和电磁铁组件230位于同一平面。在本实施方式中，通过使准直镜头安装座222和电磁铁组件230位于同一平面可以使准直镜头安装座222和电磁铁组件230之间的作用力最大化，从而增加了对准直镜头安装座222驱动的响应速度。

在一些实施例中，该动态散斑投影装置100还可以包括底座140，散斑光源机构110可以设置在底座140的一侧，驱动机构230可以设置在底座140的另一侧，该动态散斑投影装置可以通过底座140安装在如手机、支付机具、智能门锁等电子设备上，该底座140上开设有通孔，散斑光源机构110发出的投影光束可以从该通孔透射到准直镜头机构220的准直镜头221上。

需要说明的是，在一些实施方式中，可以仅通过散斑光源机构110随时间变化而让不同的位置上的激光器出射投影光束，以在目标物体上形成随时间变化的散斑。也可以使散斑光源机构110出射的投影光束保持不变，而通过驱动机构230使准直镜头机构220运动来产生随时间变化的散斑。还可以结合散斑光源机构110出射随时间变化的投影光束和准直镜头机构220的运动来得到随时间变化的散斑，从而增加了该散斑投影装置的使用灵活性。

图12示出了本申请一个实施例提供的图像采集系统，该图像采集系统系统300包括上述的动态散斑投影装置100以及两个相机320，两个相机320设置在动态散斑投影装置100两侧，用于对动态散斑投影装置100在目标物体上形成的随时间变化的散斑进行图像采集。

在实际应用中，通过动态散斑投影装置100在目标物体上产生随时间变化的运动光斑，然后利用预设的相机参数通过两个相机320采集的立体图像进行立体矫正，使得两个相机320采集的图像的极线处于同一条水平线上，从而在立体匹配时，在图像上只需要沿水平方向进行一维的搜索，由于向目标表面投射了密集的斑点，且斑点是随时间变化的，根据空间-时间立体视觉原理，采用三维的窗口进行立体匹配。由于三维的窗口中包含丰富的图像信息，采用归一化互相关匹配方法(normalizedcrosscorrelation，ncc)即可得到致密的视差图，从而可获得精准的深度信息。

综上所述，本申请实施例提供的动态散斑投影装置以及图像采集系统，通过用散斑光源机构110发出可以在目标物体上形成散斑的投影光束，并在投影光束的光路上设置准直镜头机构120以将投影光束进行准直得到准直光束，再通过驱动机构130驱动准直镜头机构120沿不平行于准直光束的方向上呈周期性地运动，以使准直光束投影到目标物体上时形成随时间变化的散斑。由于散斑随时间变化，从而实现了引入了时间信息来进行立体匹配，提高了深度信息获取的准确性，并且仅通过散斑光源机构110、驱动机构130以及准直镜头机构120组成的投影装置不仅成本较低、结构简单，而且方便使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。