[發(fā)明專利]全空間ToF模組及其測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111319417.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN114002707A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝成龍;譚鳳澤;朱健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳邁塔蘭斯科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/894
• 分類號(hào): G01S17/894;G01S7/48;G01S7/481
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 吳欣蔚

1.一種全空間ToF模組，其特征在于，所述模組包括控制單元(1)和多面體結(jié)構(gòu)(2)；

其中，所述控制單元(1)設(shè)置于所述多面體結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)部；所述多面體結(jié)構(gòu)(2)的每一面均包括ToF單元(21)；

所述ToF單元(21)包括發(fā)射模組(211)和接收模組(212)；

所述發(fā)射模組(211)包括輻射源(2111)和第一超透鏡(2112)；所述接收模組(212)包括光學(xué)探測(cè)器(2121)和第二超透鏡(2122)；

所述第一超透鏡(2112)被配置為將所述輻射源(2111)產(chǎn)生的輻射進(jìn)行準(zhǔn)直并在遠(yuǎn)場(chǎng)生成點(diǎn)云。

2.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述多面體結(jié)構(gòu)(2)為正多面體。

3.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述發(fā)射模組(211)的視場(chǎng)優(yōu)化采用0視場(chǎng)、0.5視場(chǎng)和1視場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化，優(yōu)化方式如下：

min R₉₀＝C₀R₉₀|_0FOV+C₁R₉₀|_0.5FOV+C₂R₉₀|_1FOV；

R₉₀為90％的光線的聚焦半徑，R₉₀|_0FOV為0視場(chǎng)下90％的光線的聚焦半徑，C₁R₉₀|_0.5FOV為0.5視場(chǎng)下90％的光線的聚焦半徑，C₂R₉₀|_1FOV為1視場(chǎng)下90％的光線的聚焦半徑，C₀、C₁和C₂為最小化0視場(chǎng)、0.5視場(chǎng)和1視場(chǎng)下90％的光線的聚焦半徑之和對(duì)應(yīng)的權(quán)重。

4.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述第一超透鏡(2112)和所述第二超透鏡(2122)均包括基底(300)和納米結(jié)構(gòu)(301)。

5.如權(quán)利要求4所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述第一超透鏡(2112)的面積小于所述第二超透鏡(2122)的面積。

6.如權(quán)利要求5所述的所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述第一超透鏡(2112)的視場(chǎng)角等于或小于所述第二超透鏡(2122)的視場(chǎng)角。

7.如權(quán)利要求6所述的所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述第一超透鏡(2112)的相位滿足：

φ_total(x，y，λ)＝mod((φ_co(x，y，λ)+φ_pc(x，y，λ))，2π)；

φ_co(x，y，λ)為準(zhǔn)直相位，φ_pc(x，y，λ)為點(diǎn)云相位，mod(，2π)為取2π的余數(shù)函數(shù)，x和y為第一超透鏡(2112)在直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，λ為所述輻射源(2111)產(chǎn)生輻射的波長(zhǎng)。

8.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，所述輻射源(2111)產(chǎn)生的輻射波長(zhǎng)包括850nm、905nm、940nm或1550nm。

9.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，當(dāng)所述多面體結(jié)構(gòu)(2)為正多面體時(shí)，任一所述ToF單元(21)滿足：

其中，θ為所述輻射源(2111)的半視場(chǎng)角；N為所述多面體結(jié)構(gòu)(2)的面數(shù)。

10.如權(quán)利要求1所述的全空間ToF模組，其特征在于，同一所述ToF單元(21)的所述發(fā)射模組(211)和所述接收模組(212)采用相同的編碼格式。