[發明專利]一種深度測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201911385285.4
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111025319B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 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: G01S17/36
• 分類號: G01S17/36;G01S7/481;G01S17/89
• 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

1.一種深度測量裝置，其特征在于：包括發射單元、接收單元、以及與發射單元和接收單元連接的控制與處理電路；其中，

所述發射單元包括有光源和光學元件，所述光源被配置為發射時序上振幅被調制的光束，所述光束經過所述光學元件后投射到目標區域；

所述接收單元包括有TOF圖像傳感器和變焦透鏡，所述TOF圖像傳感器被配置成采集所述目標區域反射回的至少部分光束并形成電信號，所述變焦透鏡被配置為將所述反射光束投射到所述TOF圖像傳感器的像素中；

所述控制與處理電路接收所述電信號并計算出所述反射光束的強度信息，根據所述強度信息以及預定義的閾值范圍調整所述變焦透鏡的焦距，進而調整所述TOF圖像傳感器采集所述反射光束的視場角；其中，當計算出的光強度小于或等于最小光強度時，減小變焦透鏡的焦距；當計算出的光強度大于或等于最大光強度時，增大變焦透鏡的焦距。

2.根據權利要求1所述深度測量裝置，其特征在于：所述變焦透鏡具有至少兩個可調焦距；或，所述變焦透鏡被配置為是連續變焦。

3.根據權利要求1所述深度測量裝置，其特征在于：所述TOF圖像傳感器包括有多個像素；其中，每個所述像素包括至少兩個抽頭，所述抽頭用于采集所述反射光束并產生電信號；所述控制與處理電路接收所述電信號以計算所述反射光束的強度信息。

4.根據權利要求1所述深度測量裝置，其特征在于：所述控制與處理電路存儲有預定義的光強度的閾值范圍，所述閥值范圍被配置成通過最小光強度和最大光強度來定義。

5.根據權利要求1-4任一項所述深度測量裝置，其特征在于：所述控制與處理電路根據所述電信號計算光束從發射到反射被接收的相位差，基于所述相位差計算飛行時間，進一步計算出所述目標區域的深度圖像。

6.一種深度測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

控制發射單元朝向目標區域發射時序上振幅被調制的光束；

控制接收單元采集經所述目標區域反射回的至少部分光束；其中，所述接收單元包括有TOF圖像傳感器和變焦透鏡，所述TOF圖像傳感器被配置成采集所述目標區域反射回的至少部分光束并形成電信號，所述變焦透鏡被配置為將所述反射光束投射到所述TOF圖像傳感器的像素中；

計算所述反射光束的光強度，并根據所述光強度及預定義的閾值范圍調整所述變焦透鏡的焦距，進而改變所述TOF圖像傳感器采集所述反射光束的視場角；其中，當計算出的光強度小于或等于最小光強度時，減小變焦透鏡的焦距；當計算出的光強度大于或等于最大光強度時，增大變焦透鏡的焦距。

7.根據權利要求6所述深度測量方法，其特征在于：通過最小光強度與最大光強度來定義所述閾值范圍；其中，所述最小光強度被定義為當所述TOF圖像傳感器采集的反射光束的光強度小于或等于該最小光強度時，所述TOF圖像傳感器不產生有效電信號傳輸到控制與處理電路；所述最大光強度被定義為當所述TOF圖像傳感器采集的反射光束的光強度大于或等于所述最大光強度時，所述TOF圖像傳感器飽和而不產生有效電信號傳輸到控制與處理電路。

8.根據權利要求7所述深度測量方法，其特征在于：當所述光強度小于或等于所述最小光強度時，使所述TOF圖像傳感器在大視場角內采集所述反射光束；當所述光強度大于或等于所述最大光強度時，使所述TOF圖像傳感器在小視場角內采集所述反射光束。

9.根據權利要求7所述深度測量方法，其特征在于：所述變焦透鏡被配置為具有至少三個可調焦距；其中，所述變焦透鏡的初始焦距被配置為第一焦距時，使所述TOF圖像傳感器接收的光強度滿足所述閾值范圍；若所述光強度小于或等于最小光強度時，調整所述變焦透鏡的焦距為第二焦距；若所述光強度大于或等于最大光強度時，調整所述變焦透鏡的焦距為第三焦距。

10.根據權利要求6-9任一項所述深度測量方法，其特征在于：當所述光強度滿足所述閾值范圍時，所述TOF圖像傳感器接收所述反射光束并形成有效的電信號，控制與處理電路根據所述有效的電信號計算所述目標區域的深度圖像。