[發明專利]基于異步ToF離散點云的3D成像裝置及電子設備

有效

• 申請號: 201910362489.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110221309B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 呂方璐;程世球
• 申請（專利權）人: 深圳市光鑒科技有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，包括異步離散光束投射器和光探測器陣列成像器；

所述異步離散光束投射器，用于在一預設的時間段內按時間順序順次向目標物體的不同區域投射多束離散準直光束；

所述光探測器陣列成像器，用于順次接收經所述目標物體反射的多束所述離散準直光束并測量出多束所述離散準直光束的傳播時間，進而能夠獲得所述目標物體的多個區域的深度數據，根據所述目標物體多個區域的深度數據生成所述目標物體表面的深度數據，所述多個區域為相鄰接的區域；

所述異步離散光束投射器包括設置在一光路上的邊發射激光器和光束投射器；

所述邊發射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；

所述光束投射器，用于將入射的所述激光在一預設的時間段內按時間順序順次向目標物體的不同區域投射多束離散準直光束。

2.根據權利要求1所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述異步離散光束投射器包括設置在一光路上的激光器陣列、準直鏡頭和分束器件；

所述激光器陣列，包括多個呈陣列排列的多個激光器，多個所述激光器分為多個激光器發射組，在一預設的時間段內按時間順序依次通過每個激光器發射組向所述準直鏡頭投射第一數量級的激光；

所述準直鏡頭，用于將入射的多束激光準直后出射第一數量級的準直光束；

所述分束器件，用于將入射的第一數量級的準直光束分束后出射第二數量級的準直光束；

所述第二數量級大于所述第一數量級。

3.根據權利要求2所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述光探測器陣列成像器包括光學成像鏡頭、光探測器陣列以及驅動電路；

所述光探測器陣列包括多個呈陣列分布的光探測器，多個所述光探測器分為多個光探測器組，每一所述光探測器組與一所述激光器發射組相對應；

所述光探測器組，用于接收對應的激光器發射組發射后經所述目標物體反射的準直光束；

所述光學成像鏡頭，用于使得透過所述光學成像鏡頭進入光探測器陣列的所述準直光束的方向向量與光探測器呈一一對應關系；

所述驅動電路，用于測量出多束所述離散準直光束的傳播時間并進而生成所述目標物體表面的多個區域的深度數據，進而根據所述目標物體多個區域的深度數據生成所述目標物體表面的深度數據。

4.根據權利要求1所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述多束離散準直光束周期性排布呈一預設定的形狀。

5.根據權利要求4所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述預設定的形狀包括如下任一形狀或能夠相互切換的任多個形狀：

-直線形

-三角形；

-四邊形；

-矩形；

-圓形；

-六邊形；

-五邊形。

6.根據權利要求1所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述多束離散準直光束非周期性排布呈另一預設定的形狀。

7.根據權利要求6所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述非周期性排布包括如下任一排布方式或能夠相互切換的任多個排布方式：

-隨機排布；

-空間編碼排布；

-準晶格排布。

8.根據權利要求1所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，所述異步離散光束投射器包括多組設置在一光路上的邊發射激光器和光束投射器；

所述邊發射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；所述光束投射器，用于將入射的所述激光投射出多束離散準直光束；

通過在所述一預設的時間段內按時間順序順次控制一組設置在一光路上的邊發射激光器和光束投射器打開以向目標物體的不同區域投射多束離散準直光束。

9.一種電子設備，包括權利要求1至8任一項所述的基于異步ToF離散點云的3D成像裝置，其特征在于，還包括顯示面板；所述異步離散光束投射器和所述光探測器陣列成像器位于所述顯示面板背光側；

當所述異步離散光束投射器在一預設的時間段內按時間順序順次向目標物體的不同區域投射多束離散準直光束時，使得多束所述離散準直光束穿透顯示面板后照射到目標物體上；

所述光探測器陣列成像器接收所述目標物體反射后穿透所述顯示面板的多束離散準直光束，并根據多束所述離散準直光束的傳播時間獲得所述目標物體的多個區域的深度數據，進而根據所述目標物體多個區域的深度數據生成所述目標物體表面的深度數據。