滤光片、图像传感器、成像装置以及三维成像系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维成像领域，具体地说，涉及一种滤光片、图像传感器、成像装置以及三维成像系统。
【背景技术】
[0002]传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度信息(亦称景深?目息)，但实际上物体表面的空间深度?目息，尤其是深度?目息的实时获取在各种工业、生活及娱乐应用中都起着至关重要的作用。
[0003]深度摄像头是一种采集目标物体深度信息的采集设备，这类摄像头广泛应用于三维扫描、三维建模等领域。在实际应用中，为了真实还原物体的三维数据及表面纹理，在采集深度信息的同时，往往还需要同时采集物体表面的彩色纹理信息。
[0004]在采集深度信息时，为了排除外界环境可见光的干扰，往往采用红外摄像头对处于红外光波段(680nm-l10nm)的图像进行采集。为了能够同时采集RGB信息，需要额外安装彩色摄像头进行同步拍摄。
[0005]由于红外摄像头和彩色摄像头所处的位置不同，拍摄时会存在视差，而使得红外和彩色图像不一致，即同一个拍摄对象在红外图像和彩色图像中的位置不同。因此拍摄完成后，还需要对红外摄像头和彩色摄像头进行系统标定，用以将彩色及深度数据按像素对齐。
[0006]在采用红外摄像头和彩色摄像头同步拍摄时，同样由于两个摄像头的位置不同，红外和彩色图像不一致，拍摄对象在红外图像和彩色图像中的视角也不同，所以很有可能出现拍摄盲区。如图1所示，A是彩色摄像头，B是红外摄像头，彩色摄像头A拍摄的物体的范围与红外摄像头拍摄B的物体的范围不同。图1中拍摄对象的较细轮廓线上以粗线绘出的部分是一个摄像头能够拍摄到而另一个摄像头拍摄不到的区域，对于拍摄不到该区域的摄像头而言，就是拍摄盲区。拍摄盲区的存在也会使得所拍摄的红外图像和彩色图像难以对齐。
[0007]因此，亟需一种可以在获取物体的深度信息和彩色信息的同时能够更加方便地使红外图像和彩色(可见光)图像对齐的解决方案。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的一个技术问题是，提供一种用于图像传感器的滤光片、图像传感、成像装置及三维成像系统，使得在同时获取物体的红外和彩色图像的情况下，能够方便地使红外图像和彩色(可见光)图像对齐。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种用于图像传感器的滤光片，滤光片包括多个滤光单元，分别对应于图像传感器的多个像素，每个滤光单元包括:
[0010]可见光透射单元，用于透过特定可见光频率范围内的可见光；
[0011]红外光透射单元，用于透过特定红外光频率范围内的红外光。
[0012]优选地，可见光透射单元包括:
[0013]三原色透射单元，用于分别透过对应于三原色之一，所述特定可见光频率范围分别对应于所述三原色各自的频率范围。
[0014]优选地，三原色是红色、绿色和蓝色，或者所述三原色是青色、品红色和黄色。
[0015]优选地，特定红外光频率范围的中心频率与所述三原色各自的频率范围的中心频率两两之间的间隔大致相等。
[0016]优选地，滤光单元包括光学膜，
[0017]可见光透射单元的光学膜被设计为透过所述特定可见光频率范围内的可见光，
[0018]红外光透射单元的光学膜被设计为透过所述特定红外光频率范围内的红外光。
[0019]根据本发明的另一方面，提供了一种图像传感器，包括多个像素，其中每个像素包括:
[0020]可见光感光单元，用于检测特定可见光频率范围内的可见光；
[0021]红外光感光单元，用于检测特定红外光频率范围内的红外光。
[0022]优选地，还包括上文所述的滤光片，其中滤光片上的可见光透射单元与其所对应的像素构成可见光感光单元，滤光片上的红外光透射单元与其所对应的像素构成红外光像素。
[0023]根据本发明的又一方面，提供了一种成像装置，包括上文所述的图像传感器；以及
[0024]红外光投影装置，用于向拍摄区域投射预定红外光频率范围内的红外光。
[0025]根据本发明的再一方面，提供了一种三维成像系统，包括上文所述的成像装置，其中，
[0026]红外光投影装置向所述拍摄区域投射带有纹理的红外光束，以在拍摄区域的拍摄对象上形成随机分布的红外纹理，
[0027]图像传感器中的红外光感光单元获得所述拍摄区域中的拍摄对象反射的红外纹理图像，
[0028]该三维成像系统还包括:
[0029]处理器，用于根据红外纹理图像与预先存储的至少一个已知纵深距离的参考面纹理进行对比，以确定红外纹理相对于图像传感器的深度数据。
[0030]本发明还提供了另一种三维成像系统，包括:
[0031]红外光投影装置，用于向拍摄区域投射带有纹理的红外光束；
[0032]两个上文所述的图像传感器，两个图像传感器之间具有预定相对位置关系，两个图像传感器中各自的红外光感光单元获得拍摄区域中的拍摄对象反射的红外纹理图像；以及
[0033]处理器，用于根据红外纹理中同一个纹理片段在两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及预定相对位置关系，确定红外纹理相对于两个图像传感器的深度数据。
[0034]利用由本发明的滤光片组成的包含有可见光感光单元和红外光感光单元的图像传感器，可以以同一视角同时获取红外图像和彩色图像，与现有通过红外摄像头和彩色摄像头来获取深度信息和色彩信息相比，免去了两个摄像头获取的图像的对齐标定程序，而且还可以避免了由于双摄像头的检测盲区使得检测到的红外图像和彩色图像无法对齐的情况，从而能够方便地使红外图像和彩色(可见光)图像对齐。
[0035]另一方面，由于免去了两个摄像头的标定程序，降低了对生产工艺与过程控制的要求，而且减少了一套图像传感器系统，节省大量物料，因此也降低了生产成本。
【附图说明】
[0036]通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0037]图1示出了采用两个图像传感器拍摄时存在拍摄盲区时的示意图；
[0038]图2A示出了根据本发明的用于图像传感器的滤光片的结构示意性方框图；
[0039]图2B示出了图2A中每个滤光单元的示意性方框图；
[0040]图3示出了现有图像传感器的感光面按空间混色法划分的像素结构示意图
[0041]图4示出了本发明实施例的图像传感器的感光面的像素结构示意图；
[0042]图5示出了根据本发明的成像装置的一个示例的结构示意图；
[0043]图6示出了根据本发明的三维成像系统的结构示意图；
[0044]图7是常规图像传感器捕获的图像；
[0045]图8是根据本发明的图像传感器捕获的图像；
[0046]图9示出了根据本发明的三维成像系统的另一种结构示意图
[0047]图中相关标号的具体含义为:
[0048]A、彩色摄像头；
[0049]B、红外摄像头；
[0050]1、三维成像系统；
[0051]2、成像装置；
[0052]10、处理器；
[0053]20、图像传感器；
[0054]20-1、第一图像传感器；
[0055]20-2、第二图像传感器；
[0056]30、红外光投影装置；
[0057]25、滤光片
[0058]40、滤光单元；
[0059]50、可见光透射单元；
[0060]60、红外光透射单元
[0061]110、三原色透射单元。
【具体实施方式】
[0062]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。