[發明專利]一種可調的深度測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201911384703.8
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111025317B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 王兆民
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22;G01S17/36;G01S17/894;G01S7/481
• 代理公司: 深圳漢世知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44578
• 代理人: 田志立

本發明公開了一種可調的深度測量裝置，包括發射單元、接收單元、以及控制與處理電路；其中，發射單元包括有光源陣列和變焦投影透鏡；光源陣列包括至少兩個子光源陣列，用于發射斑點圖案光束；變焦投影透鏡接收光束并投射至目標區域，改變變焦投影透鏡的焦距而改變光源投射光束的視場角；接收單元包括TOF圖像傳感器和變焦成像透鏡；變焦成像透鏡將反射光束投射到TOF圖像傳感器中被傳感器采集后形成電信號，通過改變變焦成像透鏡的焦距而改變TOF圖像傳感器采集反射光束的視場角；控制與處理電路根據電信號計算目標區域的深度圖像。本發明通過調整焦距，擁有更加靈活多變的景深，從而實現更大范圍的深度測量，并提高了測距的精度。

技術領域

本發明涉及光學測量技術領域，尤其涉及一種可調的深度測量裝置及測量方法。

背景技術

深度測量裝置可以用來獲取物體的深度圖像，進一步可以進行3D建模、骨架提取、人臉識別等，在3D測量以及人機交互等領域有著非常廣泛的應用。目前的深度測量技術主要有TOF測距技術、結構光測距技術、雙目測距技術等。

TOF的全稱是Time-of-Flight，即飛行時間，TOF測距技術是一種通過測量光脈沖在發射/接收裝置和目標物體間的往返飛行時間來實現精確測距的技術，分為直接測距技術和間接測距技術。其中，直接測距技術是通過向目標物體連續發送光脈沖，然后利用傳感器接收從物體反射回的光信號，通過探測這些發射和反射回被接收光脈沖的飛行(往返)時間來得到目標物體距離；間接測距技術則是通過向目標物體發射時序上振幅被調制的光束，測量反射光束相對于發射光束的相位延遲，再根據相位延遲對飛行時間進行計算。按照調制解調類型方式的不同可以分為連續波(Continuous Wave，CW)調制解調方法和脈沖調制(Pulse Modulated，PM)調制解調方法。

結構光測距技術是通過向目標區域投射結構光光束，并采集反射回的結構光光束后形成結構光圖案，最后利用三角法等計算出目標物體的深度圖像。常用的結構光圖案有不規則斑點圖案、條紋圖案、相移圖案等。結構光技術具有分辨率高、精度高、功耗低等特點。

在進行深度測量的裝置中，由于應用場景眾多，對深度測量裝置的測量范圍和測量精度都具有非常高的要求，但受到內部結構的影響導致深度測量裝置的測量范圍有限，而且在不同的測量范圍處測量精度也會受到影響。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可調的深度測量裝置及測量方法，以解決上述背景技術問題中的至少一種問題。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：