手持三維掃描裝置和移動終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，具體涉及一種手持三維掃描裝置和移動終端。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在的社會生活中，手持設(shè)備例如智能手機(jī)、平板電腦等越來越受廣大群眾的歡迎，隨著生活水平的提高，其拍照功能也越來越受重視，但是現(xiàn)有技術(shù)中的智能手機(jī)、平板電腦只能實(shí)現(xiàn)二維圖像拍照，對于三維成像技術(shù)還尚不成熟，大大降低了廣大用戶的使用體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種手持三維掃描裝置和移動終端。具體技術(shù)方案包括:
[0004]1、一種手持三維掃描裝置，包括手持設(shè)備本體，設(shè)置在所述手持設(shè)備本體上的數(shù)據(jù)處理模塊、照明光源和攝像頭，其特征在于，在所述照明光源上設(shè)有散斑底片以便所述照明光源將所述散斑底片上的散斑圖案投影到被測物體上，所述攝像頭經(jīng)設(shè)置獲取被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像，所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)設(shè)置以處理被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像并得到被測物體的三維圖像。在一些實(shí)施方式中，所述散斑底片可以是投影底片或衍射圖案。
[0005]2、如技術(shù)方案I所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述散斑底片以透明膜的形式粘貼在所述照明光源的出光窗上，或者所述散斑底片以衍射圖案的形式設(shè)置在所述照明光源的光路中。在一些實(shí)施方式中，在散斑底片上方還設(shè)有透鏡系統(tǒng)以便清晰地將散斑底片上的散斑圖案投影在被測物體上。
[0006]3、如技術(shù)方案I所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述照明光源為LED燈或激光光源。
[0007]4、如技術(shù)方案I所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持設(shè)備本體上還設(shè)有第二光源以將白光照射到被測物體。
[0008]5、如技術(shù)方案4所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持三維掃描裝置還包括時(shí)序控制模塊用于控制所述照明光源和所述第二光源交替地在被測物體上投影散斑圖案和照射白光。
[0009]6、如技術(shù)方案1-5中任一項(xiàng)所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述所述攝像頭有兩個(gè)或更多個(gè)。
[0010]7、如技術(shù)方案1-5中任一項(xiàng)所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述照明光源和攝像頭相互遠(yuǎn)離地設(shè)置在所述手持設(shè)備本體的一個(gè)側(cè)面上。
[0011]8、如技術(shù)方案1-5中任一項(xiàng)所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持設(shè)備本體為平板電腦或手機(jī)。本實(shí)用新型解決了在移動終端設(shè)備上也能實(shí)現(xiàn)三維測量技術(shù)，具有成本低，功耗小，精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的手持三維掃描裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的手持三維掃描裝置的主要部件的結(jié)構(gòu)關(guān)系不意圖；
[0014]其中，1、第二光源，2、手持設(shè)備本體，3、散斑底片，4、照明光源，5、第一攝像頭，6、
第二攝像頭。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0016]如圖1所示的一種手持三維掃描裝置工作結(jié)構(gòu)示意圖，包括:手持設(shè)備本體2(此例中可以例如是手機(jī)或平板電腦)，手持設(shè)備本體2的背面設(shè)有第一攝像頭5和照明光源4。在照明光源4的出光窗上貼有散斑底片3，以便將散斑底片3上的散斑圖像投影到被測物體7上，所述第一攝像頭5獲取由被測物體7表面形貌調(diào)制的散斑圖像(參見圖2)。手持設(shè)備本體2通過第一攝像頭5采集由被測物體7表面形貌調(diào)制的散斑圖像，并根據(jù)采集到的信息獲得被測物體7的三維形貌信息。手持設(shè)備本體2上還可以設(shè)置第二攝像頭6或更多的攝像頭，由此獲取更多的被測物體7的三維形貌信息，從而提高三維圖像的精度。上述多個(gè)攝像頭中至少一個(gè)是彩色攝像頭，其余的黑白攝像頭。采用更多的黑白攝像頭可以改善三維圖像的精度并且降低成本。
[0017]手持設(shè)備本體2上還可設(shè)置第二光源I和時(shí)序控制模塊(未示出)。時(shí)序控制模塊交替地發(fā)出第一周期信號和第二周期信號。在第一周期內(nèi)，手持設(shè)備本體2根據(jù)第一周期信號點(diǎn)亮照明光源4以照亮散斑底片3在被測物體7上投影散斑圖像，同時(shí)控制第一攝像頭5 (任選地和第二攝像頭6)采集被測物體7上由被測物體7表面形貌調(diào)制的散斑圖像，并據(jù)此生成被測物體7的三維圖像數(shù)據(jù)。在第二周期內(nèi)，手持設(shè)備本體2根據(jù)第二周期信號關(guān)閉照明光源4，然后點(diǎn)亮第二光源1，將第二光源I發(fā)出的白光照射到被測物體7上，同時(shí)控制第一攝像頭5或第二攝像頭6采集被測物體7的彩色紋理信息。手持設(shè)備本體通過計(jì)算將在第一周期獲得的三維圖像數(shù)據(jù)與第二周期獲得彩色紋理信息匹配，從而獲得被測物體7的彩色三維圖像。
[0018]申請人已經(jīng)注意到現(xiàn)有的部分移動終端的背面設(shè)有兩個(gè)攝像頭，可以通過該兩個(gè)攝像頭獲得兩維圖像。因此，在本申請的另一優(yōu)選實(shí)施例中，一種移動終端(例如是手機(jī)、PDA或平板電腦等)，包括:第三攝像頭、第四攝像頭，以及第三照明光源、第四照明光源，和控制開關(guān)。其中，第三照明光源為閃光燈，在第四照明光源的出光窗上貼有結(jié)構(gòu)光底片(例如散斑底片)，以便將結(jié)構(gòu)光底片上的結(jié)構(gòu)光圖像投影到被測物體上。
[0019]移動終端的兩個(gè)攝像頭具有兩種工作模式，控制開關(guān)用于控制移動終端在這兩種工作模式下拍攝。在第一種工作模式中，第四照明光源處于關(guān)閉狀態(tài)，第三及第四攝像頭獲取被測物體的普通二維圖像。在第二種工作模式中，點(diǎn)亮第四照明光源，所述第三及第四攝像頭獲取由被測物體表面形貌調(diào)制的結(jié)構(gòu)光圖像(例如散斑圖像)。移動終端通過第三及第四攝像頭采集由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像，并根據(jù)采集到的信息獲得被測物體的三維形貌信息。通過該優(yōu)選實(shí)施例，可以將具有兩個(gè)攝像頭的移動終端升級為獲得三維圖像并進(jìn)行三維測量的移動終端，而且升級成本低。
[0020]所述攝像頭經(jīng)設(shè)置以獲取被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像，所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)設(shè)置以處理來自所述攝像頭的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像并得到被測物體的三維圖像。
[0021 ] 以上描述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述描述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和或修改。因此，凡未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持三維掃描裝置，包括手持設(shè)備本體和設(shè)置在所述手持設(shè)備本體上的數(shù)據(jù)處理模塊、照明光源和攝像頭，其特征在于，在所述照明光源上設(shè)有散斑底片以便將所述散斑底片上的散斑圖案投影到被測物體上，所述攝像頭經(jīng)設(shè)置以獲取被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像，所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)設(shè)置以處理來自所述攝像頭的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像并得到被測物體的三維圖像。2.如權(quán)利要求1所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述散斑底片以透明膜的形式粘貼在所述照明光源的出光窗上，或者所述散斑底片以衍射圖案的形式設(shè)置在所述照明光源的光路中。3.如權(quán)利要求1所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述照明光源為LED燈或激光光源。4.如權(quán)利要求1所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持設(shè)備本體上還設(shè)有第二光源以將白光照射到被測物體。5.如權(quán)利要求4所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持三維掃描裝置還包括時(shí)序控制模塊用于控制所述照明光源和所述第二光源交替地在被測物體上投影散斑圖案和照射白光。6.如權(quán)利要求4或5所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述照明光源和攝像頭相互遠(yuǎn)離地設(shè)置在所述手持設(shè)備本體的一個(gè)側(cè)面上。7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述所述攝像頭有兩個(gè)或更多個(gè)。8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的手持三維掃描裝置，其特征在于，所述手持設(shè)備本體為平板電腦或手機(jī)。9.一種移動終端，其特征在于，包括:數(shù)據(jù)處理模塊，第三攝像頭、第四攝像頭，以及第三照明光源、第四照明光源，和控制開關(guān)；其中，第三照明光源為閃光燈，在第四照明光源的出光窗上貼有結(jié)構(gòu)光底片，以便將結(jié)構(gòu)光底片上的結(jié)構(gòu)光圖像投影到被測物體上，所述第三及第四攝像頭經(jīng)設(shè)置以獲取被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的結(jié)構(gòu)光圖像；所述數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)設(shè)置以處理來自所述攝像頭的由被測物體表面形貌調(diào)制的結(jié)構(gòu)光圖像并得到被測物體的三維圖像。10.如權(quán)利要求9所述的移動終端，所述的兩個(gè)攝像頭具有兩種工作模式，控制開關(guān)用于控制移動終端在這兩種工作模式下拍攝；在第一種工作模式中，第四照明光源處于關(guān)閉狀態(tài)，第三及第四攝像頭獲取被測物體的二維圖像；在第二種工作模式中，點(diǎn)亮第四照明光源，所述第三及第四攝像頭獲取由被測物體表面形貌調(diào)制的結(jié)構(gòu)光圖像。
【專利摘要】一種手持三維掃描裝置，具有手持設(shè)備本體，設(shè)置在所述手持設(shè)備本體上的照明光源和攝像頭，其特征在于，在所述照明光源上設(shè)有散斑底片以便所述照明光源將所述散斑底片上的散斑圖案投影到被測物體上，所述攝像頭經(jīng)設(shè)置獲取被測物體表面的由被測物體表面形貌調(diào)制的散斑圖像。本實(shí)用新型解決了在移動終端設(shè)備上也能實(shí)現(xiàn)三維測量技術(shù)，具有成本低，功耗小，精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01B11/25
【公開號】CN204831219
【申請?zhí)枴緾N201520262839
【發(fā)明人】敖明武, 向賢毅, 羅劍, 王岱, 張進(jìn), 謝小甫, 吳明軍, 魯宇, 蘇樹鋒, 舒勇
【申請人】寧波頻泰光電科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年4月27日