图像处理设备以及包括图像处理设备的移动相机的制作方法
【技术领域】
[0001]实施方式涉及图像处理设备以及包括图像处理设备的移动相机。
【背景技术】
[0002]三维(3D)对象识别技术是计算机视觉所关注的主要领域之一。基本上，这样的3D距离测量技术包括:将光图案投影到其中放置有要被识别的目标对象的对象场景上；获取被投影到对象场景上的图像，以对放置在对象场景中的目标对象以三维的方式重新存储；以及测量3D距离。
[0003]在这种情况下，具有红外波段的光被透射通过红外滤波器，并且具有可见光波段的光被红外滤波器阻挡，以获取所投影的图像。传统的红外滤波器的缺点在于:因为由于使用多层镀膜方法的红外带通滤波器的使用而造成入射光从垂直方向偏离，所以所透射的光的波长可能漂移。因此，由于相机模块应当被设计成使得相机模块的主光角(CRA)接近“0° ”，所以可能难以减少光学透镜的总轨道长度(TTL)，这使得不能够制造纤薄的图像处理设备，并且还可能难以将图像处理设备与其它应用产品以内置的方式结合。
【发明内容】
[0004]实施方式提供了一种具有其范围被加宽的主光角(CRA)的图像处理设备以及包括该图像处理设备的移动相机。
[0005]在一种实施方式中，图像处理设备包括:光投影单元，用于将具有预定图案的红外光投影到对象上；图像获取单元，用于吸收具有可见光波段的光，并且透射具有红外波段的光，以获取具有被投影到对象上的目标图案的图像；以及图像处理单元，用于使用在图像获取单元处获取的光来获得与对象的三维(3D)距离有关的信息。
[0006]例如，红外光可以具有800纳米至850纳米的波段。
[0007]例如，光投影单元可以包括用于发出红外光的光源和图案生成单元，该图案生成单元用于对所发出的红外光提供预定图案，以对所发出的红外光进行投影。
[0008]例如，图案生成单元可以包括用于对从光源所发出的光进行漫射的光漫射板。
[0009]例如，图像获取单元可以包括:图像传感器，用于将光信号转换成电信号；透镜单元，用于将具有目标图案的图像聚焦到图像传感器上；以及红外滤波器，其被布置在图像传感器与透镜单元之间，以吸收具有可见光波段的光并且透射具有红外波段的光。
[0010]例如，用于透射具有第一波长至第二波长的波段的红外光的红外滤波器可以包括:第一染料，用于吸收具有小于第一波长的波段的光并且透射具有大于或等于第一波长的波段的光；以及第二染料，用于吸收具有第二波长至第三波长的波段的光并且透射具有小于第二波长或大于第三波长的波段的光。
[0011]例如，红外滤波器可以包括:衬底；以及第一染料层，其沿着图像被获取的方向被布置在衬底上，并且包括第一染料和第二染料。此处，第一染料层可以包括以混合形式的第一染料和第二染料。此外，第一染料层可以包括具有第一染料的第1-ι染料层以及具有第二染料的第1-2染料层，并且第1-2染料层被布置成沿图像被获取的方向与第1-1染料层交叠。
[0012]例如，此外，红外滤波器可以包括具有第一染料和第二染料的衬底。
[0013]例如，红外滤波器还可以包括以多层薄膜的形式的第二染料层。
[0014]例如，第一染料层可以具有分别面向对象和衬底的前表面和后表面。第二染料层可以被布置在第一染料层的前表面上，并且还可以被设置在第一染料层的后表面上，使得第二染料层被布置在衬底与第一染料层之间。此外，衬底可以具有分别面向第一染料层和图像传感器的前表面和后表面。在这种情况下，第二染料层可以被布置在衬底的后表面上。
[0015]例如，衬底可以由选自由塑料和玻璃所组成的组中的至少一种材料组成。
[0016]例如，图像处理单元可以包括距离生成单元，用于使用由图像获取单元获取的光来获得与3D距离有关的信息，并且图像处理单元还可以包括映射生成单元，用于使用由距离生成单元获得的与3D距离有关的信息来生成对象的3D映射。
[0017]例如，图像处理设备还可以包括用于容纳光投影单元和图像获取单元的壳体。
[0018]在另一实施方式中，移动相机包括图像处理设备。
【附图说明】
[0019]可以参照以下附图来详细描述布置和实施方式，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且在附图中:
[0020]图1是示出根据一种实施方式的图像处理设备的框图；
[0021]图2是示出量子效率根据光的波长的曲线图；
[0022]图3A至图3D是用于说明图1所示的红外滤波器的操作的曲线图；
[0023]图4A至图4F是示出图1所示的红外滤波器的实施方式的图；
[0024]图5是示出根据比较实施方式的图像处理设备中的透镜单元、红外滤波器和图像传感器的局部截面图；以及
[0025]图6是示出根据实施方式的图像处理设备中的透镜单元、红外滤波器和图像传感器的局部截面图。
【具体实施方式】
[0026]在下文中，将参照附图来描述实施方式。然而，应当理解，以下实施方式可以以各种形式进行变化，并且因此不意在限制本公开内容的范围。因此，如对本领域技术人员明显的，提供实施方式以更全面地描述本公开内容。
[0027]为了描述本公开内容，将理解的是，当元件被提及位于另一元件“上面”或“下面”时，该元件可以直接地位于另一元件上/下，并且还可以存在一个或更多个中间元件。
[0028]当元件被提及位于“上面”或“下面”时，基于该元件可以包括“元件的下面”以及“元件的上面”。
[0029]此外，本文中所使用的相关术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等仅可以用于对任何实体或元件彼此进行区分，而不要求或不包含实体或元件的顺序或者实体或元件之间的任何物理或逻辑关系。
[0030]图1是根据一种实施方式的图像处理设备100的框图。
[0031]图1所示的图像处理设备100可以包括光投影单元110、图像获取单元120、图像处理单元130和壳体140。
[0032]光投影单元110可以用于将具有预定图案的红外光投影到对象10上。例如，红外光可以具有800纳米至850纳米的波段，但实施方式不限于此。
[0033]光投影单元110可以包括光源112和图案生成单元114。
[0034]光源112可以用于发出红外光。例如，光源112可以为相干光源，并且可以使用激光器来实现，但实施方式不限制光源112的形状。
[0035]图案生成单元114用于向从光源112发出的红外光提供预定图案，并且对具有预定图案的红外光进行投影。为此，图案生成单元114可以例如包括光漫射板。光漫射板用于对从光源112发出的光进行漫射，以向红外光提供预定图案。图案可以采用点114A的形式，但实施方式不限于此。例如，可以将具有各种图案的红外光投影到对象10上。例如，可以使从光源112发出的光经由点114A通过光漫射板来生成发散光束170。
[0036]同时，图像获取单元120可以用于吸收具有可见光波段的光并且透射具有红外波段的光，以获取具有被投影到对象10上的目标图案的图像。为此，图像获取单元120可以包括图像传感器122、透镜单元124和红外滤波器126。
[0037]图像传感器122用于将光信号转换成电信号，并且将所转换的电信号输出至图像处理单元130。例如，图像传感器122可以为电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器阵列，其中，检测装置被布置成矩阵图案。
[0038]透镜单元124用于将具有呈现在对象10上的目标图案的图像聚焦到图像传感器122上。透镜单元124可以包括光学物镜，但实施方式不限于此。根据另一实施方式，透镜单元124可以如随后将在图6中所示的包括多个透镜。透镜单元124包括入射光瞳124A，并且可以与图像传感器122—起使用，以限定图像相对于目标图案的视场172。图像处理设备100的感测量可以包括发散光束170和与视场172交叠的量174。
[0039]红外滤波器126被布置在图像传感器122与透镜单元124之间，以吸收和阻挡具有可见光波段的光，并且透射具有红外波段的光。此处，红外波段可以在第一波长λ I至第二波长λ 2的范围内。例