[发明专利]投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备

说明书

一种投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备。该分区TOF装置包括：一投射装置，其中该投射装置包括：一光源单元，其中该光源单元包括至少二光源分区，并且该至少二光源分区用于按照一定时序被点亮，以分区地发射光信号；和一衍射光学元件，其中该衍射光学元件被对应地设置于该光源单元的该至少二光源分区的发光路径，用于对经由每该光源分区发射的光信号进行衍射处理，以形成分区的投射光场并投射至目标视场；和一接收装置，其中该接收装置被设置，用于分时地接收自该目标视场被反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定该目标视场的深度信息。

技术领域

本发明涉及TOF技术领域，尤其是涉及投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备。

背景技术

目前，在三维传感技术的主流方案中，TOF(飞行时间)技术依靠体积小、误差低、直接输出深度数据与抗干扰性强等优势受到诸如智能手机等行业的广泛关注和应用。从技术实现方式来分，TOF有两种：一种是直接测距TOF(简称dTOF)，即通过发射、接收光，并测量光子飞行时间从而确定距离；另一种是市面上很成熟的非直接测距TOF(iTOF)，即通过测量发射波形和接收波形之间的相位差换算飞行时间从而确定距离。而直接测距法通过对光进行高频调制之后再进行发射，脉冲重频非常高，脉宽能达到ns至ps量级，能够在极短的时间内获得很高的单脉冲能量，在保持电源低功耗的同时还能够增加信噪比，能够实现较远的探测距离，减少环境光对测距精度的影响，降低了对检测器件的灵敏度和信噪比的要求。另外，直接测距TOF的高频率、窄脉宽的特性使其平均能量很小，能够保证人眼安全。

然而，现有的直接测距TOF的探测距离与功耗成正比，也就是说，直接测距 TOF的探测距离越远，所需的功耗就越高，这就使得现有的直接测距TOF为了能够实现较远距离的探测以满足诸如VR/AR等应用场景的需要，不得不配置较高功率的光源，导致现有的直接测距TOF往往在较高功耗的情况下进行近距离和远距离的探测，进而造成资源浪费，影响TOF技术的应用和推广。

发明内容

本发明的一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其能够在较低功耗的情况下实现较远距离的探测，有助于扩大TOF的探测范围。

本发明的另一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述分区TOF装置能够将目标视场划分成特定的视场分区排布，以在不同时刻对不同的视场分区进行探测，以便在同一时刻仅对较小的视场进行探测，有助于降低远距离探测所需的功耗。

本发明的另一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述分区TOF装置能够通过将VCSEL 光源进行特定的光源分区排布，并按照一定的时序点亮各个光源分区，以在不同时刻照明对应的视场分区，进而实现在不同时刻对不同的视场分区进行探测。

本发明的另一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述分区TOF装置能够采用衍射光学元件(英文：Diffraction Optical Elements；简称DOE)对各个光源分区发射光束进行衍射处理，以便将光束投射成任意所需的形状和分布。

本发明的另一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述分区TOF装置的DOE可以根据光源分区的情况进行分区或不分区设计，有助于满足不同应用的需求。

本发明的另一优势在于提供一投射装置和分区TOF装置及其制造方法和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述分区TOF装置的光源分区发射的光束能够在被准直处理之后，再被所述DOE进行衍射处理，以实现更高的衍射效率，提高所述分区TOF的探测质量。