[發明專利]動態掃描光源模組和分區掃描動態照明方法

在審

• 申請號: 202010888708.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111856506A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 明玉生;吳灃原;魏明貴;熊羚鶴;孫理斌;陳遠
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇奧來技術有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S7/481;G01S7/4911;G01S7/484;H01S5/00;H01S5/42
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉娜

本發明提供了一種動態掃描光源模組和分區掃描動態照明方法。動態掃描光源模組包括：Vcsel光源，Vcsel光源包括多個發光區，各發光區可以獨立發光；擴散器，擴散器包括微透鏡陣列，微透鏡陣列包括多個透光區，多個透光區與多個發光區一一對應設置，且對應設置的透光區與發光區的形狀相同。本發明解決了現有技術中的TOF模組存在功耗高的問題。

技術領域

本發明涉及光學成像設備技術領域，具體而言，涉及一種動態掃描光源模組和分區掃描動態照明方法。

背景技術

目前行業內實現3D成像的方式主要有雙目、結構光和TOF，其中雙目精度較低，結構光結構復雜成本高，而TOF有足夠的精度且成本稍低，已有流行推廣的趨勢。TOF通常由一個發射端和一個接收端組成，其中發射端主要由一個vcsel光源和一個光擴散器組成。現有TOF模組發射端的照明方式主要為：所有發光點同時點亮照射在整個光擴散器的微透鏡陣列，經過折射擴散出去后照射在目標面，使得整個接收端鏡頭FOV范圍內有合理的照明。如此一來，就需要所有vcsel發光點全部點亮，因此功耗高。

也就是說，現有技術中的TOF模組存在功耗高的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種動態掃描光源模組和分區掃描動態照明方法，以解決現有技術中的TOF模組存在功耗高的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種動態掃描光源模組，包括：Vcsel光源，Vcsel光源包括多個發光區，各發光區可以獨立發光；擴散器，擴散器包括微透鏡陣列，微透鏡陣列包括多個透光區，多個透光區與多個發光區一一對應設置，且對應設置的透光區與發光區的形狀相同。

進一步地，微透鏡陣列包括多個微透鏡，相鄰的兩個微透鏡連接且光滑過渡，所有微透鏡的表面連接形成擴散面。

進一步地，微透鏡的表面為自由曲面。

進一步地，擴散面為自由曲面。

進一步地，擴散面的長度大于等于1微米且小于等于1000微米，擴散面與微透鏡上位于擴散面相對一側的表面之間的距離大于等于1微米且小于等于1000微米。

進一步地，各透光區中至少對應有多個微透鏡，且同一個透光區中的各個微透鏡的形狀和尺寸均相同。

進一步地，微透鏡的長度大于等于1.5微米且小于等于150微米；微透鏡的寬度大于等于1.5微米且小于等于150微米；微透鏡的厚度大于等于2微米且小于等于200微米。

進一步地，微透鏡陣列為長方形。

進一步地，擴散器還包括基板，微透鏡陣列設置在基板上。

根據本發明的另一方面，提供了一種分區掃描動態照明方法，采用上述的動態掃描光源模組照明，分區掃描動態照明方法包括：步驟S1：驅動電路控制動態掃描光源模組的一個Vcsel光源的發光區發出光束；步驟S2：Vcsel光源發出的光束經動態掃描光源模組的擴散器發生折射，并照射在探測面上，形成局部照明；步驟S3：光束被探測面反射形成反射光，反射光射向Vcsel光源的探測器，探測器根據發光時間和接光時間計算動態掃描光源模組到探測面的距離，形成一個發光區的3D點云；步驟S4：驅動電路控制Vcsel光源的另一個發光區發出光束；步驟S5：重復步驟S2至步驟S4，得到各個發光區的3D點云，并將各個發光區的3D點云拼接成一個Vcsel光源的完整3D點云。

應用本發明的技術方案，動態掃描光源模組包括：Vcsel光源和擴散器，Vcsel光源包括多個發光區，各發光區可以獨立發光；擴散器包括微透鏡陣列，微透鏡陣列包括多個透光區，多個透光區與多個發光區一一對應設置，且對應設置的透光區與發光區的形狀相同。