[發(fā)明專利]一種TOF深度測量裝置、方法及電子設(shè)備

在審

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• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111458717A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王兆民;許星
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S17/894;G01S7/481;G01S7/484
• 代理公司: 深圳漢世知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44578
• 代理人: 田志立

1.一種TOF深度測量裝置，其特征在于，包括：

發(fā)射模組，用于朝向目標(biāo)物體的給定區(qū)域發(fā)射光束；其中，所述發(fā)射模組包括有光源以及光束掃描器，通過所述光束掃描器偏轉(zhuǎn)所述光源發(fā)出的光束以照射所述目標(biāo)物體的給定區(qū)域；

采集模組，用于采集經(jīng)所述目標(biāo)物體反射回的光束；其中，所述采集模組包括有由像素陣列組成的圖像傳感器；

控制與處理器，分別與所述發(fā)射模組和所述采集模組連接，以用于控制所述光束掃描器偏轉(zhuǎn)所述光束以照射所述目標(biāo)物體的給定區(qū)域，并根據(jù)偏轉(zhuǎn)后形成的光束激活所述圖像傳感器中相應(yīng)區(qū)域的像素，以響應(yīng)由所述給定區(qū)域反射回的光束而累積的光電荷，基于該光電荷計算相位差以獲得所述目標(biāo)物體的距離并輸出所述目標(biāo)物體的深度圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的TOF深度測量裝置，其特征在于：所述發(fā)射模組還包括有透鏡，所述光源通過所述透鏡產(chǎn)生線光束，所述線光束通過所述光束掃描器進(jìn)行線掃描以照射所述目標(biāo)物體。

3.如權(quán)利要求2所述的TOF深度測量裝置，其特征在于：所述透鏡為柱透鏡，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述柱透鏡后形成第一線光束，所述第一線光束經(jīng)過所述光束掃描器多次偏轉(zhuǎn)后得到由多條第二線光束組成的投影圖案。

4.如權(quán)利要求2所述的TOF深度測量裝置，其特征在于：所述發(fā)射模組還包括有準(zhǔn)直透鏡和衍射光學(xué)元件；其中，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后發(fā)出準(zhǔn)直光束，所述準(zhǔn)直光束通過所述衍射光學(xué)元件衍射后形成第一線串光束或第一點陣光束，所述第一線串光束或第一點陣光束經(jīng)過所述光束掃描器多次偏轉(zhuǎn)后得到由多條第二線串光束或第二點陣光束組成的投影圖案。

5.如權(quán)利要求4所述的TOF深度測量裝置，其特征在于：所述第二點陣光束呈規(guī)則排列。

6.一種TOF深度測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

通過發(fā)射模組朝向目標(biāo)物體的給定區(qū)域發(fā)射光束；其中，所述發(fā)射模組包括有光源以及光束掃描器，通過所述光束掃描器偏轉(zhuǎn)所述光源發(fā)出的光束以照射所述目標(biāo)物體的給定區(qū)域；

通過采集模組采集經(jīng)所述目標(biāo)物體反射回的光束；其中，所述采集模組包括由像素陣列組成的圖像傳感器；

控制與處理器根據(jù)偏轉(zhuǎn)后形成的光束激活所述圖像傳感器中相應(yīng)區(qū)域的像素，以響應(yīng)于由所述反射回的光束而累積的光電荷，并基于所述光電荷計算相位差以獲得所述目標(biāo)物體的距離。

7.如權(quán)利要求6所述的TOF深度測量方法，其特征在于：所述發(fā)射模組還包括有柱透鏡，所述光源發(fā)出光束經(jīng)過所述柱透鏡形成第一線光束，所述第一線光束經(jīng)過所述光束掃描器多次偏轉(zhuǎn)后得到由多條第二線光束組成的投影圖案。

8.如權(quán)利要求6所述的TOF深度測量方法，其特征在于：所述發(fā)射模組還包括有準(zhǔn)直透鏡以及衍射光學(xué)元件，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后發(fā)出準(zhǔn)直光束，所述準(zhǔn)直光束通過所述衍射光學(xué)元件衍射形成第一線串光束或第一點陣光束，所述第一線串光束或第一點陣光束經(jīng)過所述光束掃描器多次偏轉(zhuǎn)后得到由多條第二線光束或多個第二點陣光束組成的投影圖案。

9.如權(quán)利要求6所述的TOF深度測量方法，其特征在于：所述控制與處理器控制所述光束掃描器每個方向的偏轉(zhuǎn)次數(shù)、偏轉(zhuǎn)角度以及偏轉(zhuǎn)順序以獲得不同密度和不同視場角的投影圖案。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：殼體、屏幕以及權(quán)利要求1-5任一項所述的TOF深度測量裝置；其中，所述TOF深度測量裝置的發(fā)射模組與采集模組設(shè)置于電子設(shè)備的同一面，以用于向目標(biāo)物體發(fā)射光束以及接收目標(biāo)物體反射回來的光束并形成電信號。