[發明專利]一種TOF深度測量裝置、方法及電子設備

在審

• 申請號: 202010311680.4
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111458717A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王兆民;許星
• 申請（專利權）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TOF深度測量裝置，包括：發射模組、采集模組以及控制與處理器；其中發射模組用于發射光束，其包括有光源以及光束掃描器，通過光束掃描器偏轉光源發出的光束以照射目標物體的給定區域；采集模組用于采集經目標物體反射回的光束，其包括有由像素陣列組成的圖像傳感器；控制與處理器用于控制所述光束掃描器偏轉所述光束以照射所述目標物體的給定區域，并根據偏轉后形成的光束激活所述圖像傳感器中相應區域的像素，以響應由所述給定區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物體的距離并輸出所述目標物體的深度圖像。本發明TOF深度測量裝置可提升圖像信噪比的同時提高圖像的分辨率且降低功耗。

技術領域

本發明涉及三維成像技術領域，尤其涉及一種TOF深度測量裝置、方法及 電子設備。

背景技術

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。 在TOF技術中直接對光飛行時間進行測量的技術被稱為D-TOF(direct-TOF)，也 稱為直接TOF測距；而對發射光信號進行周期性調制，通過對反射光信號相對 于發射光信號的相位延遲進行測量，再由相位延遲對飛行時間進行計算的測量 技術被成為I-TOF(Indirect-TOF)技術，也成為間接TOF測距或者相位式TOF測 距。

現有的基于I-TOF技術的TOF測量裝置通常包含一個發射模組以及采集模 組，發射模組向目標空間提供泛光照明/點陣照明，采集模組則對反射回的光束 進行成像，深度測量裝置基于反射光信號計算相位差以獲取物體的距離。

中國專利申請第201911032055.X號公開的方案中提出了發射模組向目標空 間提供泛光照明，由于泛光照明可以最大程度上對視場進行照明，采集模組中 的每個像素都可以獲取相對有效的光信號并可以計算出響應的深度信息。但是 采用泛光照明的TOF測量裝置由于容易受到環境光的干擾以及多路徑的影響， 從而導致測量精度低。

而中國專利申請第201811393403.1號方案中提出了發射模組向目標空間提 供點陣照明，點陣照明可以通過單點的能量更加集中，且點與點之間分布較稀 疏，這樣可以有效提高圖像的信噪比的同時減小多路徑的影響。但是采用點陣 照明的TOF深度測量裝置由于點陣無法全部覆蓋所有像素，導致僅部分像素可 以測量到有效的深度數據，從而降低圖像的分辨率。

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TOF深度測量裝置、方法及電子設備，以解決 上述背景技術問題中的至少一種。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

一種TOF深度測量裝置，包括：

發射模組，用于朝向目標物體的給定區域發射光束；其中，所述發射模組 包括有光源以及光束掃描器，通過所述光束掃描器偏轉所述光源發出的光束以 照射所述目標物體的給定區域；

采集模組，用于采集經所述目標物體反射回的光束；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 述光束掃描器偏轉所述光束以照射所述目標物體的給定區域，并根據偏轉后形 成的光束激活所述圖像傳感器中相應區域的像素，以響應由所述給定區域反射 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物體的距 離并輸出所述目標物體的深度圖像。

在一些實施例中，所述發射模組還包括有透鏡，所述光源通過所述透鏡產 生線光束，所述線光束通過所述光束掃描器進行線掃描以照射目標物體。