点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法

摘要

本发明公开了一种点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法。其中，点阵激光发射结构包括第一点阵激光发射器、第二点阵激光发射器和衍射光学元件，第一点阵激光发射器发射第一波长的第一激光光束，第二点阵激光发射器发射第二波长的第二激光光束，第二波长与第一波长不同。第一激光光束和第二激光光束经过衍射光学元件分别形成第一结构光图案和第二结构光图案，第一结构光图案的投射区域与第二结构光图案的投射区域至少部分交叠，且第二结构光图案中的第二激光光斑与第一结构光图案的第一激光光斑交错设置。其中，通过与第一激光光斑波长不同的第二激光光斑作为特征点实现区域识别，可以设置更为密集的激光发射器，从而提高了识别精度。

权利要求

1.一种点阵激光发射结构，其特征在于，包括：第一点阵激光发射器，所述第一点阵激光发射器包括阵列排布的多个第一激光发射器，所述第一激光发射器用于发射具有第一波长的第一激光光束；

第二点阵激光发射器，所述第二点阵激光发射器包括阵列排布的多个第二激光发射器，所述第二激光发射器用于发射具有第二波长的第二激光光束，且所述第二波长与所述第一波长不同；

衍射光学元件，包括第一衍射光栅和第二衍射光栅；

所述第一衍射光栅位于所述第一激光光束的传播路径上，所述第一激光光束经过所述第一衍射光栅形成第一结构光图案；

所述第二衍射光栅位于所述第二激光光束的传播路径上，所述第二激光光束经过所述第二衍射光栅形成第二结构光图案；

所述第一结构光图案的投射区域为第一投射区域，所述第二结构光图案的投射区域为第二投射区域，所述第一投射区域与所述第二投射区域至少部分交叠，且所述第二结构光图案中的第二激光光斑与所述第一结构光图案的第一激光光斑交错设置；

所述第二结构光图案用于确定所述第一结构光图案的位置。

2.根据权利要求1所述的点阵激光发射结构，其特征在于，所述第一激光发射器的数量大于所述第二激光发射器的数量。

3.根据权利要求1所述的点阵激光发射结构，其特征在于，所述第二波长为λ1，其中，400nm≤λ1≤1100nm。

4.根据权利要求2所述的点阵激光发射结构，其特征在于，所述第二波长大于所述第一波长；

所述第二衍射光栅的光栅周期大于所述第一衍射光栅的光栅周期。

5.根据权利要求1所述的点阵激光发射结构，其特征在于，所述第一衍射光栅的光栅周期为d1，所述第二衍射光栅的光栅周期为d2，其中，d1≤2μm，d2≤2μm。

6.根据权利要求1所述的点阵激光发射结构，其特征在于，所述第一激光光束和所述第二激光光束包括第一偏振光；

所述点阵激光发射结构还包括偏振片；

所述偏振片位于所述第一激光光束和所述第二激光光束的传播路径上，且所述偏振片的偏振方向与所述第一偏振光的偏振方向相同。

7.一种点阵激光系统，其特征在于，包括：

权利要求1‑6任一项所述的点阵激光发射结构，用于向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案；

摄像头，用于采集所述目标视场的深度图像，所述深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在目标物体上所形成的图像；

处理器，分别与所述点阵激光发射结构和所述摄像头连接，用于控制所述点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案，并通过所述摄像头获取所述目标视场的深度图像，基于所述深度图像计算所述目标物体的深度信息。

8.一种深度计算方法，其特征在于，用于权利要求7所述的点阵激光系统，所述深度计算方法包括：控制点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案；

通过摄像头获取所述目标视场的深度图像，所述深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在目标物体上所形成的图像；

利用波长识别，确定所述深度图像中所述第二结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置；

根据所述第二结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置，确定所述深度图像中所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置；

根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息。

9.根据权利要求8所述的深度计算方法，其特征在于，在控制所述点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案之前，还包括：控制所述点阵激光发射结构向参考物体投射第一结构光图案和第二结构光图案；

通过所述摄像头获取所述参考物体的参考深度图像，所述参考深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在所述参考物体上所形成的图像；

根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息，包括：基于所述参考深度图像，根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息。

10.根据权利要求9所述的深度计算方法，其特征在于，通过所述摄像头获取所述目标物体的参考深度图像，包括：通过所述摄像头获取所述目标物体的周期性深度图像，所述周期性深度图像为所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在所述参考物体上所形成的图像中呈周期分布的部分图像；

根据所述周期性深度图像获取所述参考深度图像，所述参考深度图像的尺寸大于所述周期性深度图像的尺寸。

说明书

点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学技术领域，尤其涉及点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法。

背景技术

[0002] 图1为现有技术中的一种点阵激光发射结构的结构示意图，图2为现有技术中的另一种点阵激光发射结构的结构示意图，图3为现有技术中的一种点阵激光发射器的结构示意图，如图1‑图3所示，现有技术中的点阵激光发射器包括具有一定排列规则的半导体激光器10’组成的激光点阵，示例性的，如图3所示，一组激光点阵按方形排布，一组激光点阵按圆形排布，一组激光点阵按三角形排布，一组激光点阵按六边形排布，各组激光点阵分布的区域交叠在一起。点阵激光发射器发射的激光光束投射至目标物体后，由摄像头对其进行拍摄，然后对拍摄的照片里的激光点进行识别，识别出圆形点阵激光、三角形点阵激光、六边形点阵激光、方形点阵激光等，之后将照片里的每个激光点与点阵激光发射器里的半导体激光器10’进行一一对应，识别出照片里的激光点是由哪个半导体激光器10’发射的，最终计算出每个激光点的深度信息，进而可以根据每个激光点的深度信息进行三维重建图，实现目标物体识别等功能。

[0003] 上述技术方案中，对摄像头拍摄的图片进行激光点识别主要依据点阵激光发射器中不同半导体激光器10’的排列分布，导致半导体激光器10’无法密集排布，使得目标物体识别的精确度不高。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法，以提高识别精确度。

[0005] 根据本发明的一方面，提供了一种点阵激光发射结构，包括：

[0006] 第一点阵激光发射器，所述第一点阵激光发射器包括阵列排布的多个第一激光发射器，所述第一激光发射器用于发射具有第一波长的第一激光光束；

[0007] 第二点阵激光发射器，所述第二点阵激光发射器包括阵列排布的多个第二激光发射器，所述第二激光发射器用于发射具有第二波长的第二激光光束，且所述第二波长与所述第一波长不同；

[0008] 衍射光学元件，包括第一衍射光栅和第二衍射光栅；

[0009] 所述第一衍射光栅位于所述第一激光光束的传播路径上，所述第一激光光束经过所述第一衍射光栅形成第一结构光图案；

[0010] 所述第二衍射光栅位于所述第二激光光束的传播路径上，所述第二激光光束经过所述第二衍射光栅形成第二结构光图案；

[0011] 所述第一结构光图案的投射区域为第一投射区域，所述第二结构光图案的投射区域为第二投射区域，所述第一投射区域与所述第二投射区域至少部分交叠，且所述第二结构光图案中的第二激光光斑与所述第一结构光图案的第一激光光斑交错设置。

[0012] 可选的，所述第一激光发射器的数量大于所述第二激光发射器的数量。

[0013] 可选的，所述第二波长为λ1，其中，400nm≤λ1≤1100nm。

[0014] 可选的，所述第二波长大于所述第一波长；

[0015] 所述第二衍射光栅的光栅周期大于所述第一衍射光栅的光栅周期。

[0016] 可选的，所述第一衍射光栅的光栅周期为d1，所述第二衍射光栅的光栅周期为d2，其中，d1≤2μm，d2≤2μm。

[0017] 可选的，所述第一激光光束和所述第二激光光束包括第一偏振光；

[0018] 所述点阵激光发射结构还包括偏振片；

[0019] 所述偏振片位于所述第一激光光束和所述第二激光光束的传播路径上，且所述偏振片的偏振方向与所述第一偏振光的偏振方向相同。

[0020] 根据本发明的另一方面，提供了一种点阵激光系统，包括：

[0021] 第一方面所述的任一点阵激光发射结构，用于向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案；

[0022] 摄像头，用于采集所述目标视场的深度图像，所述深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在目标物体上所形成的图像；

[0023] 处理器，分别与所述点阵激光发射结构和所述摄像头连接，用于控制所述点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案，并通过所述摄像头获取所述目标视场的深度图像，基于所述深度图像计算所述目标物体的深度信息。

[0024] 根据本发明的另一方面，提供了一种深度计算方法，用于第二方面所述的点阵激光系统，所述深度计算方法包括：

[0025] 控制点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案；

[0026] 通过摄像头获取所述目标视场的深度图像，所述深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在目标物体上所形成的图像；

[0027] 确定所述深度图像中所述第二结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置；

[0028] 根据所述第二结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置，确定所述深度图像中所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置；

[0029] 根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息。

[0030] 可选的，在控制所述点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案之前，还包括：

[0031] 控制所述点阵激光发射结构向参考物体投射第一结构光图案和第二结构光图案；

[0032] 通过所述摄像头获取所述参考物体的参考深度图像，所述参考深度图像包括所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在所述参考物体上所形成的图像；

[0033] 根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息，包括：

[0034] 基于所述参考深度图像，根据所述第一结构光图案在所述目标物体上所形成的图像位置计算所述目标物体的深度信息。

[0035] 可选的，通过所述摄像头获取所述目标物体的参考深度图像，包括：

[0036] 通过所述摄像头获取所述目标物体的周期性深度图像，所述周期性深度图像为所述第一结构光图案和所述第二结构光图案在所述参考物体上所形成的图像中呈周期分布的部分图像；

[0037] 根据所述周期性深度图像获取所述参考深度图像，所述参考深度图像的尺寸大于所述周期性深度图像的尺寸。

[0038] 本发明实施例提供的点阵激光发射结构、点阵激光系统及深度计算方法，通过设置波长不同的第一点阵激光发射器和第二点阵激光发射器，以及具有第一衍射光栅和第二衍射光栅的衍射光学元件，使得第一点阵激光发射器发射的第一激光光束经过第一衍射光栅形成第一结构光图案，第二点阵激光发射器发射的第二激光光束经过第二衍射光栅形成第二结构光图案，且第一结构光图案的投射区域与第二结构光图案的投射区域至少部分交叠，而第二结构光图案中的第二激光光斑与第一结构光图案的第一激光光斑交错设置，以使第二结构光图案中的第二激光光斑作为特征点实现区域识别，与现有技术中激光发射器需按一定规则排列成特定图案相比，第一点阵激光发射器的第一激光发射器和第二点阵激光发射器中的第二激光发射器阵列排布，从而在分布面积不变的情况下，可以放置更多的激光发射器，从而大大增加了目标物体的识别精度。

[0039] 应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

[0040] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

[0041] 图1为现有技术中的一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0042] 图2为现有技术中的另一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0043] 图3为现有技术中的一种点阵激光发射器的结构示意图；

[0044] 图4为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0045] 图5为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0046] 图6为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的主视结构示意图；

[0047] 图7为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的俯视结构示意图；

[0048] 图8为本发明实施例提供的一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图；

[0049] 图9为图8在A处的放大结构示意图；

[0050] 图10为本发明实施例提供的一种第一点阵激光发射器和第二点阵激光发射器的激光光斑分布示意图；

[0051] 图11为本发明实施例提供的一种衍射光学元件的局部结构示意图；

[0052] 图12为本发明实施例提供的又一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0053] 图13为本发明实施例提供的又一种点阵激光发射结构的结构示意图；

[0054] 图14为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的主视结构示意图；

[0055] 图15为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的俯视结构示意图；

[0056] 图16为本发明实施例提供的一种点阵激光系统的结构示意图；

[0057] 图17为本发明实施例提供的一种深度计算方法的流程示意图；

[0058] 图18为本发明实施例提供的另一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图；

[0059] 图19为本发明实施例提供的另一种点阵激光系统的结构示意图；

[0060] 图20为本发明实施例提供的另一种深度计算方法的流程示意图；

[0061] 图21为本发明实施例提供的一种深度计算方法的结构示意图；

[0062] 图22为本发明实施例提供的又一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图；

[0063] 图23为本发明实施例提供的又一种点阵激光系统的结构示意图；

[0064] 图24为本发明实施例提供的又一种深度计算方法的流程示意图。

具体实施方式

[0065] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

[0066] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0067] 图4为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的结构示意图，图5为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的结构示意图，图6为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的主视结构示意图，图7为本发明实施例提供的一种点阵激光发射结构的俯视结构示意图，图8为本发明实施例提供的一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图，图9为图8在A处的放大结构示意图。

[0068] 本实施例提供的点阵激光发射结构可适用于手机前置摄像头的点阵激光系统中，以实现人脸识别等功能，但并不局限于此。

[0069] 如图4‑图9所示，本发明实施例提供的点阵激光发射结构包括：

[0070] 第一点阵激光发射器20，第一点阵激光发射器20包括阵列排布的多个第一激光发射器21，第一激光发射器21用于发射具有第一波长的第一激光光束。

[0071] 第二点阵激光发射器22，第二点阵激光发射器22包括阵列排布的多个第二激光发射器23，第二激光发射器23用于发射具有第二波长的第二激光光束，且第二波长与第一波长不同。

[0072] 衍射光学元件24，包括第一衍射光栅241和第二衍射光栅242。

[0073] 第一衍射光栅241位于第一激光光束的传播路径上，第一激光光束经过第一衍射光栅241形成第一结构光图案30。

[0074] 第二衍射光栅242位于第二激光光束的传播路径上，第二激光光束经过第二衍射光栅242形成第二结构光图案31。

[0075] 第一结构光图案30的投射区域为第一投射区域32，第二结构光图案31的投射区域为第二投射区域33，第一投射区域32与第二投射区域33至少部分交叠，且第二结构光图案31中的第二激光光斑311与第一结构光图案30的第一激光光斑301交错设置。

[0076] 具体的，如图4‑图7所示，第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22分布在电路板25上，第二点阵激光发射器22可设置于第一点阵激光发射器20的一侧。第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22周围分布有驱动电路（图中未示出），以驱动第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22反射第一激光光束和第二激光光束。

[0077] 其中，第一激光光束和第二激光光束可以是可见光。在一些实施例中，第一激光光束和第二激光光束也可以是非可见光，比如，红外光或近红外光等。由于用户看不到不可见光，因此不可见光可以做到无感探测。

[0078] 继续参考图4‑图7，可选的，电路板25上设置有连接线26，当点阵激光发射结构用于手机前置摄像头的点阵激光系统中时，第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22可通过连接线26与手机主板连接，以使主板为第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22进行供电。同时，第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22还可通过连接线26与主板上的处理器连接，以实现处理器对第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22的驱动控制。

[0079] 图10为本发明实施例提供的一种第一点阵激光发射器和第二点阵激光发射器的激光光斑分布示意图，示例性的，当未设置衍射光学元件24时，点阵激光发射结构照射到测试面板上的激光光斑如图10所示，第一点阵激光发射器20中的第一激光发射器21发射具有第一波长的第一激光光束，第一激光光束在测试面板上形成第一点阵光斑41，第二点阵激光发射器22中的第二激光发射器23发射具有第二波长的第二激光光束，第二激光光束在测试面板上形成第二点阵光斑42，其中，第一点阵光斑41和第二点阵光斑42均由阵列排布的激光光斑构成，且第一点阵光斑41的投射区域43和第二点阵光斑42的投射区域44是不交叠的。

[0080] 图11为本发明实施例提供的一种衍射光学元件的局部结构示意图，如图4‑图7、图11所示，衍射光学元件24基于夫琅禾费多缝衍射效应工作，用于将点阵光衍射成更多的点阵发射出去。如图11所示，衍射光学元件24可包括基板45和基板45上刻蚀的多个狭缝46，每个狭缝46都满足衍射效应，从而使得多个狭缝46形成衍射光栅，在衍射平面上的光场是由从每条狭缝46出射的光相干叠加而成，当从相邻两条狭缝46出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时，两束光线相位相同，就会发生干涉加强现象。在本实施例中，通过控制狭缝46的形状、宽度以及衍射光栅的光栅周期，可以调制出不同衍射级次的点阵光。

[0081] 继续参考图4‑图9，在本实施例中，衍射光学元件24包括第一衍射光栅241和第二衍射光栅242，沿电路板25的厚度方向，第一衍射光栅241可覆盖第一点阵激光发射器20，以使第一衍射光栅241位于第一激光光束的传播路径上，第一激光光束经过第一衍射光栅241被衍射成第一结构光图案30。第二衍射光栅242覆盖第二点阵激光发射器22，以使第二衍射光栅242位于第二激光光束的传播路径上，第二激光光束经过第二衍射光栅242被衍射成第二结构光图案31。

[0082] 其中，如图8‑图10所示，当衍射光学元件24的材料和入射光的角度一定时，通过设置第一衍射光栅241和第二衍射光栅242的狭缝的宽度以及衍射光栅的光栅周期，就可以得到水平方向和垂直方向具有正负一级次的衍射点阵结构光，进而将第一激光光束和第二激光光束扩展成9倍的结构光。如图8‑图10所示，此时衍射光学元件2将原本的第一点阵光斑41的第二点阵光斑42扩展成3×3的9等份的点阵光斑，从而形成3×3结构的第一结构光图案30和第二结构光图案31。

[0083] 继续参考图8‑图10，在同一个衍射级次中，第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域是不会重合的，而通过设置第一衍射光栅241和第二衍射光栅242的狭缝的宽度以及衍射光栅的光栅周期，在不同的衍射级次中，可使相邻的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域交叠。

[0084] 示例性的，如图8和图9所示，中间一列的第一结构光图案30和第二结构光图案31的衍射级次为零级，零级左边第一结构光图案30和第二结构光图案31的衍射级次为负一级，零级右边第一结构光图案30和第二结构光图案31的衍射级次为正一级。其中，零级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域不交叠，负一级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域不交叠，正一级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域不交叠。零级的第一结构光图案30的投射区域覆盖负一级的第二结构光图案31的投射区域，正一级的第一结构光图案30的投射区域覆盖零级的第二结构光图案31的投射区域，使得不同衍射级次的第一结构光图案30的投射区域构成一块完整的投射区域。

[0085] 需要说明的是，上述实施例仅以水平方向和垂直方向的衍射级次包括零级次和正负一级次为例（激光光斑扩展为9倍），但并不局限于此，在其他实施例中，水平方向和垂直方向的衍射级次也可包括正负二级次（激光光斑扩展为25倍）等，本发明实施例对此不作具体限定。

[0086] 继续参考图9，在第一结构光图案30投射区域和第二结构光图案31投射区域的交叠区域中，第一结构光图案30中的第一激光光斑301与第二结构光图案31中的第二激光光斑311交错设置，即第一结构光图案30中的第一激光光斑301与第二结构光图案31中的第二激光光斑311不交叠，或者说，在第一结构光图案30投射区域和第二结构光图案31投射区域的交叠区域中，第二结构光图案31中的第二激光光斑311设置于第一结构光图案30中相邻第一激光光斑301的间隙中，从而可将第二结构光图案31中的第二激光光斑311从第一结构光图案30中的第一激光光斑301中清楚的识别出来。

[0087] 在实际应用中，上述点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案30和第二结构光图案31，通过摄像头对第一结构光图案30和第二结构光图案31在目标视场中目标物体上所形成的图像进行拍摄，获取深度图像。在对深度图像进行处理时，首先识别出第二结构光图案31中的第二激光光斑311，根据第二结构光图案31中的第二激光光斑311在深度图像中的分布区域位置，定位出零级次和正负一级次的衍射光斑，进而识别出第一结构光图案30中的第一激光光斑301在深度图像中的分布区域位置，识别出第一结构光图案30中的第一激光光斑301在深度图像中的位置之后，将第一结构光图案30中的第一激光光斑301与第一点阵激光发射器20中的第一激光发射器21一一对应，识别出深度图像中第一结构光图案30的每一个第一激光光斑301是由哪一个第一激光发射器21所发射的，从而可计算出第一结构光图案30中每一个第一激光光斑301的深度信息，通过第一结构光图案30中每一个第一激光光斑301的深度信息，可还原出目标物体的三维重建图。

[0088] 可以理解的是，当上述点阵激光发射结构应用于人脸识别的应用场景中时，可还原出整张人脸的三维重建图，进而可实现人脸识别的功能，但并不局限于上述应用场景。

[0089] 需要说明的是，在使用本公开各实施例公开的技术方案之前，均应当依据相关法律法规通过恰当的方式对本公开所涉及个人信息的类型、使用范围以及使用场景等告知用户并获得用户的授权。

[0090] 继续参考图4‑图7，可选的，第一衍射光栅241和第二衍射光栅242可设置于同一块基板上，即在同一块基板上刻出两种适用于不同波长的狭缝46，形成不同的衍射条纹作为第一衍射光栅241和第二衍射光栅242，以减少器件数量，有助于点阵激光发射结构的小型化设置。

[0091] 其中，衍射光学元件24的基板可采用SiO2板，但并不局限于此。

[0092] 进一步地，如上所述，第一激光光束最终用于深度信息的计算，其第一波长可根据实际需求进行设置。例如，在人脸识别场景中，常用的红外波长有850nm、930nm或940nm等。其中，在光照强度较低的场景中，比如室内，850nm的红外光的光电转化比更高，反射率也更高。在光照强度较高的场景中，比如室外，940nm的红外光的抗干扰能力更高，本领域技术人员可根据实际需求进行选择，但并不局限于此。

[0093] 第二激光光束最终用于深度图像中各激光光斑的识别和定位，其第二波长也可根据实际需求进行设置，只要能够保证第二波长与第一波长不同，即可在深度图像中识别出第二激光光束经第一衍射光栅241所投射的第二结构光图案31中第二激光光斑311的位置。

[0094] 需要说明的是，第一点阵激光发射器20中第一激光发射器21的数量以及第二点阵激光发射器22中第二激光发射器23的数量可根据实际需求进行设置，例如，第一点阵激光发射器20中设置243个第一激光发射器21，则经过第一衍射光栅241衍射后所形成的第一结构光图案30中可具有2187个第一激光光斑301（以水平方向和垂直方向的衍射级次包括零级次和正负一级次为例，此时激光光斑扩展为9倍），将2187个第一激光光斑301投射到目标物体上，可计算出目标物体上2187个点的深度信息，从而还原出目标物体的三维重建图，但并不局限于此。

[0095] 可以理解的是，在第一点阵激光发射器20的面积不变的情况下，第一激光发射器21的数量越多，即第一激光发射器21设置的越稠密，第一结构光图案30中的第一激光光斑
301也就越密集，从而可增强目标物体识别的精确度。同时，在第二点阵激光发射器22的面积不变的情况下，第二激光发射器23的数量越多，即第二激光发射器23设置的越稠密，第二结构光图案31中的第二激光光斑311也就越多，从而可提高第二结构光图案31中第二激光光斑311的识别精度。

[0096] 综上所述，本发明实施例提供的点阵激光发射结构，通过设置波长不同的第一点阵激光发射器和第二点阵激光发射器，以及具有第一衍射光栅和第二衍射光栅的衍射光学元件，使得第一点阵激光发射器发射的第一激光光束经过第一衍射光栅形成第一结构光图案，第二点阵激光发射器发射的第二激光光束经过第二衍射光栅形成第二结构光图案，且第一结构光图案的投射区域与第二结构光图案的投射区域至少部分交叠，而第二结构光图案中的第二激光光斑与第一结构光图案的第一激光光斑交错设置，以使第二结构光图案中的第二激光光斑作为特征点实现区域识别，与现有技术中激光发射器需按一定规则排列成特定图案相比，第一点阵激光发射器的第一激光发射器和第二点阵激光发射器中的第二激光发射器阵列排布，从而在分布面积不变的情况下，可以放置更多的激光发射器，从而大大增加了目标物体的识别精度。

[0097] 继续参考图4‑图7，可选的，第一激光发射器21的数量大于第二激光发射器23的数量。

[0098] 具体的，如上所述，第一点阵激光发射器20发射的第一激光光束经过第一衍射光栅241形成用于计算深度信息的第一结构光图案30，第一点阵激光发射器20中第一激光发射器21的数量越多，第一结构光图案30中的第一激光光斑301也就越密集，从而可提高目标物体识别的精确度。

[0099] 在本实施例中，通过设置第一激光发射器21的数量大于第二激光发射器23的数量，可使第一点阵激光发射器20中设置有较多的第一激光发射器21，从而保证目标物体识别的精确度。

[0100] 示例性的，如图4‑图7所示，第一激光发射器21和第二激光发射器23阵列排布，设置第一激光发射器21的数量和第二激光发射器23的数量的比值为8:2，此时，第一点阵激光发射器20的面积占总体面积的80％，第二点阵激光发射器22的面积占总体面积的20％。如图7所示，第一激光发射器21和第二激光发射器23可沿行方向排列，且第一激光发射器21和第二激光发射器23沿列方向的长度相同，则第一激光发射器21沿行方向的长度和第二激光发射器23沿行方向的长度之间的比值为80％：20％。

[0101] 相应的，衍射光学元件24中第一衍射光栅241和第二衍射光栅242的面积可根据第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22的面积进行对应设置，在本实施例中，可设置第一衍射光栅241和第二衍射光栅242的面积比值为80％：20％，具体可设置为第一衍射光栅241和第二衍射光栅242沿行方向排列，且第一衍射光栅241和第二衍射光栅242沿列方向的长度相同，第一衍射光栅241沿行方向的长度和第二衍射光栅242沿行方向的长度之间的比值为80％：20％，但并不局限于此。

[0102] 继续参考图8和图9，零级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域之间的面积比为80％：20％，负一级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域之间的面积比为80％：20％，正一级的第一结构光图案30的投射区域和第二结构光图案31的投射区域之间的面积比为80％：20％。且零级的结构光图案的透射区域覆盖负一级的结构光图案的20％，以使零级的第一结构光图案30的投射区域覆盖负一级的第二结构光图案31的投射区域；正一级的结构光图案的透射区域覆盖零级的结构光图案的20％，以使正一级的第一结构光图案30的投射区域覆盖零级的第二结构光图案31的投射区域，从而使得不同衍射级次的第一结构光图案30的投射区域构成一块完整的投射区域。

[0103] 需要说明的是，第二激光发射器23的数量越多，则第二点阵激光发射器22的面积越大，由于相邻衍射级次的第一结构光图案30的投射区域需要覆盖第二结构光图案31的投射区域，所以经衍射光学元件24最终投射出相邻衍射级次的结构光图案的投射区域之间所需重叠的面积就越大，如此会增大衍射光学元件24的加工难度。因此，在本实施例中，通过设置第一激光发射器21的数量大于第二激光发射器23的数量，可使第二点阵激光发射器22的面积较小，从而减小相邻衍射级次的结构光图案的投射区域之间所需重叠的面积，以降低衍射光学元件24的加工难度，容易实现。

[0104] 需要说明的是，上述实施例仅以第一激光发射器21的数量和第二激光发射器23的数量的比值为8:2为例进行说明，在其他实施例中，第一激光发射器21的数量和第二激光发射器23的数量的比值可根据实际需求进行设置，例如，设置为7:3或9:1等，本发明实施例对此不作具体限定。

[0105] 可选的，第二波长为λ1，其中，400nm≤λ1≤1100nm。

[0106] 其中，发明人经研究发现，激光波长在380nm以下和1400nm以上对人眼的损伤阈值比较高，且激光波长在400nm 1100nm和1500nm 1700nm时，大气对激光吸收的程度比较少，~ ~因此，在本实施例中，通过设置第二波长λ1满足400nm≤λ1≤1100nm，在对人眼损伤较小的同时，可降低大气对第二激光光束的吸收，有助于对第二结构光图案31中第二激光光斑311进行特征识别。

[0107] 可选的，第二波长大于第一波长，第二衍射光栅242的光栅周期大于第一衍射光栅241的光栅周期。

[0108] 具体的，大气中的分子半径通常小于1nm，线度小于光波长的微粒对光的散射叫做瑞利散射，而波长越长，散射越弱，因此，在本实施例中，通过设置第二波长大于第一波长，以使第二激光光束的散射较弱，有利于提高第二结构光图案31的定位精度。

[0109] 示例性的，在本实施例中，可设置第一波长为930nm，第二波长为1064nm，在对人眼损伤较小的同时，可降低大气对第二激光光束的吸收，且第二激光光束的散射较弱，有利于第二结构光图案31中第二激光光斑311的特征识别，但并不局限于此，本领域技术人员应当明白，第一波长和第二波长为其他长度时也在本说明书的保护范围内。

[0110] 进一步地，衍射光公式为：

[0111] sin2θsin2φ+（sinθcosφ+mλ/d）2）

[0112] 其中，θ和φ分别为入射角和出射角，λ为波长，m为衍射级数，d为光栅周期，n为折射率。光栅周期是指衍射光栅中相邻两个狭缝中心线之间的距离。

[0113] 由上式可知，当入射角一定的条件下，波长越长，光栅周期可以设置的越大，因此，在本实施例中，通过设置第二波长大于第一波长，使得第二衍射光栅242的光栅周期大于第一衍射光栅241的光栅周期，从而可以降低第二衍射光栅242的制备难度，更容易实现。

[0114] 可选的，第一衍射光栅241的光栅周期为d1，第二衍射光栅242的光栅周期为d2，其中，d1≤2μm，d2≤2μm。

[0115] 具体的，参考上述公式，当点阵激光发射结构应用于手机前置摄像头的VCSEL点阵2 2
激光系统中时，入射角通常为0度，因此上述公式可化简为（mλ/d）＜n ，以衍射光学元件24采用SiO2材料（折射率n=1.4），第一波长为940nm为例，代入公式可以计算出，在d＞λ/1.4≈
671nm的条件下才能产生±1级衍射，而d＞2λ/1.4≈1343nm时可以产生±2级衍射，因此，衍射光栅周期应在671nm 1343nm才能衍射产生3×3矩阵结构光。
~

[0116] 继续参考图1‑图3，现有点阵激光发射结构中，圆形衍射光学元件24’（DOE）的光栅周期为10μm，无法满足对波长为940nm的激光的衍射，因此，现有点阵激光发射结构中设置有光具组11’（三块凸透镜），光具组11’将DOE形成一个缩小的实像，使其成的像的光栅周期达到纳米级别，以使半导体激光器10’发出的940nm的激光满足圆形衍射光学元件24’的衍射条件，但使用光具组11’会产生像差，导致成像质量降低。

[0117] 在本实施例中，通过设置第一衍射光栅241的光栅周期d1和第二衍射光栅242的光栅周期d2均小于或等于2μm，以使衍射光学元件24直接满足第一激光光束和第二激光光束的衍射条件，从而可去除光具组的设置，消除光具组所产生的像差，有助于提高目标物体识别的精确度。

[0118] 其中，第一衍射光栅241的光栅周期d1和第二衍射光栅242的光栅周期d2的具体数值可根据实际需求进行设置，在一些实施例中，第一衍射光栅241的光栅周期d1和第二衍射光栅242的光栅周期d2可以做到百纳米级别，本发明实施例对此不作具体限定。

[0119] 图12为本发明实施例提供的又一种点阵激光发射结构的结构示意图，图13为本发明实施例提供的又一种点阵激光发射结构的结构示意图，图14为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的主视结构示意图，图15为本发明实施例提供的另一种点阵激光发射结构的俯视结构示意图，如图12‑图15所示，可选的，第一激光光束和第二激光光束包括第一偏振光，本发明实施例提供的点阵激光发射结构还包括偏振片27，偏振片27位于第一激光光束和第二激光光束的传播路径上，且偏振片27的偏振方向与第一偏振光的偏振方向相同。

[0120] 其中，偏振光是指光线的振动方向朝某一个方向振动。第一偏振光是指具有所设定偏振方向的偏振光。

[0121] 不同物体或同一物体的不同状态会产生不同的偏振状态，形成不同的偏振光谱。传统红外技术采用光强度成像技术，测量的是物体的辐射的强度，其受环境因素的影响较大，在恶劣的环境下，由于光强度太弱，成像就会具有一定的困难度。

[0122] 在本实施例中，通过设置第一激光光束和第二激光光束包括第一偏振光，根据物体辐射在不同偏振方向上的对比度，可以利用第一偏振光将辐射强度相同而偏振性不同的物体区别开来，无需准确的辐射量校准就可以达到相当高的精度，从而可以提高成像质量，增强目标物体识别的精确度。

[0123] 其中，激光光束的偏振方向越单一，成像质量越高，并且在恶劣的环境下进行图像获取操作，在抑制背景噪声、提高拍摄距离、细节特征的获取以及目标伪装识别等方面都是具有绝对的优势。

[0124] 但在现有点阵激光发射结构的量产阶段，会出现激光发射器发出的光线为部分偏振光，在本实施例中，通过在第一激光光束和第二激光光束的传播路径上设置偏振片27，且偏振片27的偏振方向与所需的第一偏振光的偏振方向相同，以对点阵激光发射结构发出的光线进行检偏，使得经过偏振片27出射的激光光束均为第一偏振光，从而提升点阵激光发射结构发出的激光光束的线偏振特性，有助于提高成像质量。

[0125] 可选的，偏振片27可以使用特殊掺杂的聚合物板（复合材料），聚合物板在一个方向上拉伸，这样聚合物在一个方向上进行排列，光的偏振方向与该方向一致时会被强烈吸收，而垂直于该方向的光吸收则非常弱，从而实现检偏功能。

[0126] 其中，聚合物板可以放置在较为坚固的物体上面，并在上面设置标记，以指示最大透射对应的偏振方向。

[0127] 基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种点阵激光系统，图16为本发明实施例提供的一种点阵激光系统的结构示意图，如图16所示，该点阵激光系统50包括：

[0128] 本发明任意实施例所述的点阵激光发射结构51，点阵激光发射结构51用于向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案。

[0129] 摄像头52，用于采集目标视场的深度图像，深度图像包括第一结构光图案和第二结构光图案在目标物体上所形成的图像。

[0130] 处理器53，分别与点阵激光发射结构51和摄像头52连接，用于控制点阵激光发射结构51向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案，并通过摄像头获取目标视场的深度图像，基于深度图像计算目标物体的深度信息。

[0131] 其中，点阵激光系统50可以对目标视场内的目标物体进行深度图像采集，并进行深度信息计算。

[0132] 目标视场可以是点阵激光系统50的工作范围。目标物体可以是任意需要进行深度信息计算的待检测对象。点阵激光系统50可以应用于任意需要进行深度信息计算的场合，比如，三维重建场景、人脸识别场景、无人驾驶场景，等等。

[0133] 为了方便展示，本说明书以点阵激光系统50应用于人脸识别场景为例进行描述。人脸识别场景可以是各种需要对待检测对象进行人脸识别的场景，比如，人脸支付场景，再比如人脸解锁场景、人脸认证场景，等等。在人脸识别场景中，目标物体可以是待识别的人脸。

[0134] 如图16所示，点阵激光系统50可以包括前述的点阵激光发射结构51、摄像头52以及处理器53。

[0135] 点阵激光发射结构51运行时可以与处理器53通信连接。具体地，点阵激光发射结构51的第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22可以与处理器53通信连接。处理器53可以基于通信连接控制点阵激光发射结构51，从而控制第一点阵激光发射器20和第二点阵激光发射器22的启动，以向目标视场投射第一结构光图案30和第二结构光图案31。

[0136] 摄像头52运行时可以与处理器53通信连接。摄像头52可以用于将拍摄的光学图像转换为图像信号，利用光电器件的光电转换功能将摄像头52上的光学图像转换为与光学图像成相应比例关系的电信号。摄像头52可以采集目标视场的深度图像。具体地，当目标物体处于目标视场内时，处理器53可以控制点阵激光发射结构51向目标物体投射第一结构光图案30和第二结构光图案31，并控制处理器53采集目标物体对第一结构光图案30和第二结构光图案31反射后形成的图像。也就是说，深度图像包括第一结构光图案30和第二结构光图案31投射在目标物体上形成的图像。

[0137] 需要说明的是，当第一激光光束和第二激光光束为红外光时，摄像头52可以是能够捕捉红外光的摄像头。

[0138] 处理器53运行时可以与点阵激光发射结构51以及摄像头52通信连接，以控制点阵激光发射结构51向目标视场内投射第一结构光图案30和第二结构光图案31并接收摄像头52采集的深度图像，基于深度图像计算目标物体的深度信息。深度信息可以包括目标物体的不同位置与摄像头52的垂直距离。处理器53可以存储有执行本说明书描述的深度计算方法的数据或指令，并可以执行或用于执行所述数据和/或指令。通信连接是指能够直接地或者间接地接收信息的任何形式的连接，例如，通信连接可以为有线连接，也可以为无线连接，本发明实施例对此不作具体限定。

[0139] 处理器53可以包括具有数据信息处理功能的硬件设备和驱动该硬件设备工作所需必要的程序。当然，处理器53也可以仅为具有数据处理能力的硬件设备，或者，仅为运行在硬件设备中的程序。在一些实施例中，处理器53可以包括移动设备、平板电脑、笔记本电脑、机动车辆的内置设备或类似内容，或其任意组合，本发明实施例对此不作具体限定。

[0140] 本发明实施例提供的点阵激光系统50具有上述任一实施例中的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。

[0141] 基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种深度计算方法，用于上述实施例提供的任一点阵激光系统，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。

[0142] 图17为本发明实施例提供的一种深度计算方法的流程示意图，如图17所示，该深度计算方法包括：

[0143] 步骤110、控制点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案。

[0144] 步骤120、通过摄像头获取目标视场的深度图像，深度图像包括第一结构光图案和第二结构光图案在目标物体上所形成的图像。

[0145] 具体的，当目标物体处于目标视场内时，处理器可以控制点阵激光发射结构向目标物体投射第一结构光图案和第二结构光图案，并控制处理器采集目标物体对第一结构光图案和第二结构光图案反射后形成的图像。

[0146] 其中，通过摄像头获取目标视场的深度图像，可以为第一结构光图案和第二结构光图案在目标物体上所形成的部分图像，但并不局限于此。

[0147] 图18为本发明实施例提供的另一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图，如图18所示，示例性的，可以通过摄像头获取拍摄区域60的深度图像，其中，拍摄区域60为第一结构光图案和第二结构光图案中呈周期性结构的区域。

[0148] 可选的，可以利用点阵激光发射结构的发射视角和摄像头拍摄视角之间的视角差获取拍摄区域60的深度图像。

[0149] 图19为本发明实施例提供的另一种点阵激光系统的结构示意图，如图18和图19所示，示例性的，以处理器可以控制点阵激光发射结构51向测试面板61投射第一结构光图案和第二结构光图案为例进行说明，图18可示意出测试面板61上所形成的第一结构光图案和第二结构光图案的投射区域，其中，点阵激光发射结构51打在测试面板61上的高度为AD，摄像头52打在测试面板61上的高度为BC，通过调整点阵激光发射结构51和摄像头52的视场角度和距离，使AB的距离为X1，CD的距离为X2，从而可实现摄像头52仅获取拍摄区域60的深度图像。也就是说，摄像头52仅拍摄第一结构光图案和第二结构光图案中呈周期性结构的区域，拍摄区域60两侧多出的X1长度的区域（负一级的第一结构光图案的投射区域）以及X2长度的区域（正一级的第二结构光图案的投射区域）并不进行拍摄，从而可降低处理器的数据处理量，可提高计算速度，但并不局限于此。

[0150] 步骤130、确定深度图像中第二结构光图案在目标物体上所形成的图像位置。

[0151] 具体的，图20为本发明实施例提供的另一种深度计算方法的流程示意图，如图20所示，利用波长识别功能，可将整个深度图像62中的第二结构光图案在目标物体上所形成的第二激光光斑识别出来，从而可确定第二结构光图案在目标物体上所形成的图像位置63。

[0152] 步骤140、根据第二结构光图案在目标物体上所形成的图像位置，确定深度图像中第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置。

[0153] 继续参考图20，利用第二结构光图案在目标物体上所形成的图像位置63，可以识别出深度图像中第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置64。

[0154] 步骤150、根据第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置计算目标物体的深度信息。

[0155] 具体的，第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置包括第一结构光图案中每个第一激光光斑在目标物体上所形成的图像位置，将第一结构光图案中每个第一激光光斑在目标物体上所形成的图像与第一点阵激光发射器中的第一激光发射器一一对应，计算每个第一激光发射器在目标物体上所形成的第一激光光斑的深度信息。例如，对第一点阵激光发射器中的第一激光发射器进行编号，计算1号第一激光发射器在目标物体上所形成的第一激光光斑的深度信息时，假设1号第一激光发射器在第一点阵激光发射器中的坐标为（3，4），那么可以在9块区域中的每个区域都建立相同的坐标系，找到每个区域中的（3，4）坐标的第一激光光斑图像分别计算深度信息。进一步通过计算每个第一激光发射器在目标物体上所形成的第一激光光斑的深度信息，获得目标物体的深度信息。

[0156] 示例性的，以水平方向和垂直方向的衍射级次包括零级次和正负一级次为例（激光光斑扩展为9倍），第二结构光图案在目标物体上所形成的图像包括9块图像区域，根据目标物体上每个图像区域的形状与第二点阵激光发射器中第二激光发射器的分布形状做对比，可以识别出第二点阵激光发射器中每个第二激光发射器在每个图像区域中所形成的第二激光光斑位置，因为第二激光光斑衍射出9等份后，图案不会发生变化。

[0157] 在识别出每个第二激光发射器在每个图像区域中所形成的第二激光光斑位置之后，在其左边区域就是即为对应的第一点阵激光发射器所发射的第一结构光图案在目标物体上所形成的图像区域，将第一结构光图案在目标物体上所形成的图像区域的形状与第一点阵激光发射器中第一激光发射器的分布形状做对比，可以识别出每个第一激光发射器在每个图像区域中所形成的第一激光光斑位置。

[0158] 需要说明的是，在目标物体上，第二结构光图案中的第二激光光斑是穿插在第一结构光图案中的第一激光光斑之间的，第一激光光斑和第二激光光斑之间不会重合，从而可以分辨出每个第一激光发射器在每个图像区域中所形成的第一激光光斑位置。

[0159] 在计算出目标物体的深度信息之后，可以根据其中每个第一激光光斑的深度信息进行三维重建图，实现目标物体识别等功能。

[0160] 可选的，在控制点阵激光发射结构向目标视场投射第一结构光图案和第二结构光图案之前，还包括：

[0161] 控制点阵激光发射结构向参考物体投射第一结构光图案和第二结构光图案。

[0162] 通过摄像头获取参考物体的参考深度图像，参考深度图像包括第一结构光图案和第二结构光图案在参考物体上所形成的图像。

[0163] 根据第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置计算目标物体的深度信息，包括：

[0164] 基于参考深度图像，根据第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置计算目标物体的深度信息。

[0165] 具体的，处理器可以控制点阵激光发射结构向参考物体投射第一结构光图案和第二结构光图案，并控制处理器采集参考物体对第一结构光图案和第二结构光图案反射后形成的图像，进一步生成参考深度图像。

[0166] 其中，参考物体的深度信息均是已知的。

[0167] 在根据第一结构光图案在目标物体上所形成的图像位置计算目标物体的深度信息时，可基于参考深度图像利用三角测距法进行计算。

[0168] 具体可以为利用实际摄像头拍摄的目标视场的深度图像与参考深度图像进行比较，计算出目标视场的深度图像中每个第一激光光斑的深度信息，进而可以达到人脸识别等功能。

[0169] 图21为本发明实施例提供的一种深度计算方法的结构示意图，如图21所示，示例性的，由图21可以得到坐标O(0，0)和W(b，0)。

[0170] 设OE=x0，则F(x0，z0)。

[0171] △WEF∽△WHI，可得：FE/IH=WE/WH，即z0/z=(b‑x0)/WH，可得WH=z(b‑x0)/z0，可得I(b‑z(b‑x0)/z0，z)。

[0172] 设直线OI点函数式为y=kx，将I坐标代入，可得：

[0173] k=z/(b‑z(b‑x0)/z0)，即y=zx/(b‑z(b‑x0)/z0)。

[0174] 令y=z0代入，得：x=(b‑z(b‑x0)/z0)z0/z=(z0b‑z(b‑x0))/z。

[0175] 可得G((z0b‑z(b‑x0))/z，z0)。

[0176] △OJF∽△OFG，可得：f/z0=e/GF，代入得：

[0177] f/z0=e/(x0‑(z0b‑z(b‑x0))/z)=e/(zx0‑z0b+z(b‑x0))/z)=e/(‑z0b+zb)/z)=e/(b‑z0b/z)。

[0178] 经过化简可以得到：z=z0/(1‑z0e/fb)。

[0179] 公式：z=z0/(1‑z0e/fb)中，z0为拍摄参考物体65的距离，b为点阵激光发射结构51和摄像头52的距离，f为摄像头52的有效焦距，e为同一个第一激光光斑在拍摄参考物体65中和实际拍摄目标物体66中，摄像头52的传感器中距离多少个像素。

[0180] 通过计算每个第一激光光斑在拍摄参考物体65中和实际拍摄目标物体66中所成的像之间距离的像素值，可以计算出每个第一激光光斑实际的深度，进而实现三维重建的功能。

[0181] 可选的，通过摄像头获取参考视场的参考深度图像，包括：

[0182] 通过摄像头获取参考物体的周期性深度图像，周期性深度图像为第一结构光图案和第二结构光图案在参考物体上所形成的图像中呈周期分布的部分图像。

[0183] 根据周期性深度图像获取参考深度图像，参考深度图像的尺寸大于周期性深度图像的尺寸。

[0184] 图22为本发明实施例提供的又一种第一结构光图案和第二结构光图案的结构示意图，图23为本发明实施例提供的又一种点阵激光系统的结构示意图，图22可示意出参考物体65上所形成的第一结构光图案和第二结构光图案的投射区域，如图22和图23所示，在通过摄像头拍摄参考物体65时，可以通过摄像头获取拍摄区域67的深度图像，得到周期性深度图像，其中，拍摄区域67为第一结构光图案和第二结构光图案中呈周期性结构的区域，即周期性深度图像具有周期性结构。

[0185] 继续参考图19，可以利用点阵激光发射结构的发射视角和摄像头拍摄视角之间的视角差获取拍摄区域67的深度图像。

[0186] 示例性的，如图19所示，点阵激光发射结构51打在参考物体65上的高度为AD，摄像头52打在参考物体65上的高度为BC，通过调整点阵激光发射结构51和摄像头52的视场角度和距离，使AB的距离为X1，CD的距离为X2，从而可实现摄像头52仅获取拍摄区域67的深度图像。也就是说，摄像头52仅拍摄第一结构光图案和第二结构光图案中呈周期性结构的区域，拍摄区域67两侧多出的X1长度的区域（负一级的第一结构光图案的投射区域）以及X2长度的区域（正一级的第二结构光图案的投射区域）并不进行拍摄，从而可降低处理器的数据处理量，可提高计算速度，但并不局限于此。

[0187] 图24为本发明实施例提供的又一种深度计算方法的流程示意图，如图24所示，在获取周期性深度图像68之后，利用拍摄区域67中光斑分布的实际规律，在周期性深度图像68左边和右边各补一个第一结构光图案和第二结构光图案的成像区域，使周期性深度图像
68的周期结构由实际的3×2结构变成3×4结构，从而生成参考深度图像69，将参考深度图像69的数据储存在处理器中，以用于实际目标物体识别的三角测距法中。

[0188] 需要说明的是，在实际人脸识别场景中，点阵激光系统具有有效识别距离范围，通常有效识别距离范围为10cm 60cm，即摄像头与人脸之间的距离为10cm 60cm，但并不局限~ ~于此。

[0189] 其中，有效识别距离范围可以称之为景深，当摄像头与人脸之间的距离较近时，第二结构光图案在人脸上所形成的图案在摄像头中所成的像较小；而当摄像头与人脸之间的距离较远时，第二结构光图案在人脸上所形成的图案在摄像头中所成的像较大；在本实施例中，通过对周期性深度图像进行补充，以使得到的参考深度图像的尺寸大于周期性深度图像的尺寸，从而保证摄像头与人脸之间的距离较远时，所获取到的目标物体的深度图像中各像素点均可找到参考深度图像中对应的像素点进行对比，以保证目标物体的识别精度。

[0190] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

[0191] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。