[發(fā)明專利]基于時間飛行的成像方法及3D成像裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010166337.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111427230A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳馳;李安;魯亞東;黃若普
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市安思疆科技有限公司
• 主分類號: G03B35/00
• 分類號: G03B35/00;G02B27/42;G03B15/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 米志鵬

1.一種基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，包括：

散斑投射模塊，包括光源，所述光源用于發(fā)出多束光束并在目標面形成間隔分布的散斑；

陣列接收模塊，包括與所述散斑數(shù)量相應(yīng)的像素單元，所述像素單元用于接收目標面的散斑反射光束并記錄光接收時刻；

控制處理模塊，記錄所述散斑投射模塊發(fā)出光束的光發(fā)射時刻，并控制散斑投射模塊發(fā)出的散斑對目標面進行掃描，根據(jù)每次掃描對應(yīng)的光發(fā)射時刻和光接收時刻，得到反射散斑的位置點距離信息，生成距離深度圖。

2.如權(quán)利要求1所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的散斑投射模塊內(nèi)設(shè)有控制光路變化的掃描裝置。

3.如權(quán)利要求2所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的掃描裝置為布置在散斑投射模塊內(nèi)光路后的二維掃描振鏡。

4.如權(quán)利要求2所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的散斑投射模塊包括激光發(fā)射器、準直透鏡和衍射光學(xué)元件。

5.如權(quán)利要求4所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的掃描裝置為驅(qū)動所述激光發(fā)射器或準直透鏡實現(xiàn)光路變化的動作機構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，每個像素單元內(nèi)包含一計時電路，用于記錄光接收時刻。

7.如權(quán)利要求6所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的陣列接收模塊為包括由多個SPAD單SPAD像素單元組成的陣列SPAD陣列、窄帶濾光片和成像接收透鏡。

8.如權(quán)利要求1所述的基于時間飛行的3D成像裝置，其特征在于，所述的光源為分區(qū)域工作的vcsel激光發(fā)射器，依次點亮的每個區(qū)域發(fā)射出投射至所述目標面的散斑。

9.一種基于時間飛行的成像方法，其特征在于，包括：

利用散斑投射模塊發(fā)出多束光束并在目標面形成間隔分布的散斑；

利用陣列接收模塊內(nèi)與所述散斑數(shù)量相應(yīng)的像素單元，用于接收目標面的散斑反射光束并記錄光接收時刻；

記錄所述散斑投射模塊發(fā)出光束的光發(fā)射時刻，并控制散斑投射模塊發(fā)出的散斑對目標面進行掃描，根據(jù)每次掃描對應(yīng)的光發(fā)射時刻和光接收時刻，得到反射散斑的位置點距離信息，生成距離深度圖。

10.如權(quán)利要求9所述的基于時間飛行的成像方法，其特征在于，每個像素單元對應(yīng)一光束形成的散斑，該散斑在對應(yīng)像素單元的接收區(qū)域內(nèi)掃描。