4D摄像装置及电子设备的制作方法

本发明涉及深度传感设备，具体地，涉及一种4d摄像装置及电子设备。

背景技术：

1、近年来，随着消费电子产业的不断发展，具有深度传感功能的3d摄像头日渐受到消费电子界的重视。目前比较成熟的深度测量方法是结构光方案，即将特定的结构光图案投影在物体上，然后通过图案的形变或位移计算物体不同位置的深度。

2、结构光三维视觉是基于光学三角法测量原理。光学投射器将一定模式的结构光投射于物体表面，在表面上形成由被测物体表面形状所调制的光条三维图像。该三维图像被另一位置的摄像机探测，从而获得光条二维畸变图像。光条的畸变程度取决于光学投射器与摄像机之间的相对位置和物体表面形廓(高度)。直观上，沿光条显示出的位移或偏移与物体表面高度成比例，扭结表示了平面的变化，不连续显示了表面的物理间隙。当光学投射器与摄像机之间的相对位置一定时，由畸变的二维光条图像坐标便可重现物体表面三维形廓。

3、tof(t ime of fl ight)技术是一种从投射器发射测量光，并使测量光经过汽车轮胎反射回到接收器，从而能够根据测量光在此传播路程中的传播时间来获取物体到传感器的空间距离的3d成像技术。常用的tof技术包括单点扫描投射方法和面光投射方法。

4、光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、x射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

5、但是经过对现有技术的检索，现有技术中并没有将光谱仪和3d摄像头结合的装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种4d摄像装置及电子设备。

2、根据本发明提供的4d摄像装置，包括光谱仪、3d摄像头以及处理器模块；

3、所述3d摄像头包括光投射器、第一成像模块以及第二成像模块；

4、所述光投射器，用于向一汽车轮胎投射光；

5、所述第一成像模块，用于接收所述汽车轮胎的反射光，并根据所述反射光获得所述汽车轮胎表面的深度图像；

6、所述第二成像模块，用于采集所述汽车轮胎的2d图像；

7、所述光谱仪，用于采集所述汽车轮胎内气体的光谱信息；

8、所述处理器模块，用于根据所述汽车轮胎表面的深度图像以及2d图像生成所述汽车轮胎的3d图像，进而根据所述光谱信息和所述3d图像判断所述汽车轮胎的胎压是否过低或过高。

9、优选地，当判断所述汽车轮胎的胎压是否胎压过低或过高时，包括如下步骤：

10、步骤s1：在所述3d图像上获取所述汽车轮胎的胎面与地面接触的基线区域，根据所述基线区域确定所述汽车轮胎的胎面与地面的接触长度；

11、步骤s2：将接触长度与预设置的所述标准长度相比较，当所述接触长度与所述标准长度的比例低于预设置的比例阈值时，则触发步骤s3；

12、步骤s3：根据所述光谱信息确定所述汽车轮胎的气体浓度，根据所述气体浓度判断所述汽车轮胎的胎压过高或过低。

13、优选地，所述第一成像模块包括第一滤光片和第一图像传感器；

14、所述光谱仪包括色散元件，所述色散元件，用于对所述反射光进行色散分光以在所述第一图像传感器上形成波长依次排列的光谱分布；

15、所述色散元件设置在所述第一滤光片的入光侧面上、出光侧面上或所述第一图像传感器的光敏感表面上。

16、优选地，所述第二成像模块包括第二滤光片和第二图像传感器；

17、所述光谱仪包括色散元件，所述色散元件，用于对所述汽车轮胎反射光进行色散分光以在所述第二图像传感器上形成波长依次排列的光谱分布；

18、所述色散元件设置在所述第二滤光片的入光侧面上、出光侧面上或所述第二图像传感器的光敏感表面上。

19、优选地，所述色散元件采用如下任一种光学器件；

20、-平面衍射光栅；

21、-棱镜；

22、-光波导器件。

23、优选地，所述图像传感器设置有色散探测器；所述色散探测器，用于所述光谱分布探测；

24、所述色散探测器为所述图像传感器的部分区域或一独立的探测器。

25、优选地，所述光谱仪设置在所述3d摄像头的内侧；

26、或，所述光谱仪设置在所述3d摄像头的一端或一侧面上，且使得所述光谱仪的入光口与所述第一成像模块、所述第二成像模块的入光口朝向相同。

27、优选地，所述光投射器采用离散光束投射器，用于向汽车轮胎投射多束离散准直光束；

28、所述第一成像模块，用于接收所述汽车轮胎反射的所述散准直光束，并根据多束所述散准直光束形成的光斑图案获得所述汽车轮胎表面的所述深度图像。

29、优选地，所述光投射器采用面光源投射器，用于向所述汽车轮胎投射泛光；

30、所述第二成像模块，用于接收所述汽车轮胎反射后的泛光，并根据所述泛光的传播时间获得所述汽车轮胎表面的深度图像。

31、优选地，所述离散光束投射器包括设置在一光路上的边缘发射激光器和光束投射器；

32、所述边缘发射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；

33、所述光束投射器，用于将入射的所述激光投射出多束所述离散准直光束。

34、优选地，所述离散光束投射器包括设置在一光路上的激光器阵列、准直镜头和分束器件；

35、所述激光器阵列，用于向所述准直镜头投射第一数量级的激光；

36、所述准直镜头，用于将入射的所述多束激光准直后出射第一数量级的准直光束；

37、所述分束器件，用于将入射的第一数量级的准直光束分束后出射第二数量级的准直光束；

38、所述第二数量级大于所述第一数量级。

39、优选地，所述3d摄像头包括与所述光投射器和所述第二成像模块相连的驱动电路；所述驱动电路，用于控制所述光投射器和所述第二成像模块同时开启或关闭，并能够通过控制所述光投射器的驱动电流控制所述光投射器的输出光功率。

40、根据本发明提供的电子设备，包括所述的4d摄像装置。

41、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

42、本发明通过3d摄像头获取汽车轮胎的3d图像，通过光谱仪获取汽车轮胎内气体的光谱信息，从而能够将综合3d图像和光谱信息判断出汽车轮胎的胎压是否过低或过高，实现汽车轮胎胎压的快速判断；此外本发明还可以将集成后的光谱仪和3d摄像头装载到电子设备上，使得用户能够便捷的对光谱仪和3d摄像头进行调用，扩大了电子设备的应用场景；本发明通过将色散元件设置在滤光片的入光侧面上、出光侧面上或图像传感器的光敏感表面上，实现光谱仪和3d摄像头的集成，降低了本发明的集成成本；本发明中不仅可以进行光谱仪和3d摄像头的结合运用，还可以单独调用光谱仪和3d摄像头，如单独调用光谱仪进行食品安全监测、水果成分的检测、牛奶中的各成分含量，健身饮料中蛋白质含量甚至人体的脂肪含量等。