[发明专利]光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器

说明书

一种光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器。该光处理组件适于一发射光源，其中该发射光源用于发射一探测光至一目标视场，其中该发射光源包括多个光源单元，并且各该光源单元被按照预定的时序点亮。该光处理组件包括：至少一光整形器，其中该至少一光整形器被配置，用于对该发射光源的各个该光源单元发射的探测光进行光束整形，以收窄该探测光的发散角度，并将各个该探测光的中心传播方向导向分区预设的中心角度；和一匀光器，其中该匀光器被配置，用于匀化各个该光源单元发射的该探测光，并向外投射该探测光形成一目标视场区间，其中该匀光器的匀光角用于调整该探测光的照射范围，以在该目标视场内形成连续均匀的照明区域。

技术领域

本发明涉及三维传感技术领域，尤其涉及一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器。

背景技术

目前，在三维传感技术的主流方案中，ToF（Time of flight，飞行时间）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，一是直接测距dToF，即通过发射、接收光并测量光子飞行时间从而确定距离；二是市面上很成熟的非直接测距iToF，即通过测量发射波形和接收波形间的相位差换算飞行时间从而确定距离。其中，dToF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~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。同时dToF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。另外，dToF直接通过测量光子飞行时间确定距离，无需换算，能进一步节省算力，快速响应。

由于ToF的感测能力和特有优势还可以支持各种功能，在计算机、家用电器和工业自动化、服务机器人、无人机、物联网等领域，都有广阔的应用前景。ToF技术除了应用在手机上之外，也在VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域都开始大显身手，应用前景十分广阔。与此同时，智能终端的信息需求也对ToF装置的信息获取能力提高了要求，而现有的ToF装置在能耗、探测范围、探测深度等方面还存在较大的缺陷。

现有技术的ToF装置的发射装置的光能利用率较低，导致ToF装置能够获取的真实有效的数据较少，从而使得ToF装置存在数据准确性不高，探测范围小等问题。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器，其中所述ToF发射装置划分目标区域为多个分区，并周期性地探测各分区的深度信息，有利于提高所述ToF发射装置的探测性能。

本发明的另一个优势在于提供一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器，其中，在本发明的一实施例中，所述ToF发射装置通过分区检测的方式探测各分区的深度信息，有利于扩大所述ToF发射装置的探测范围和/或探测深度。

本发明的另一个优势在于提供一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器，其中，在本发明的一实施例中，所述光处理组件中匀光器的匀光角能够调整探测光的照射范围，以在目标视场内形成连续均匀的照明区域，有助于提高所述ToF深度信息探测器的探测精度和探测质量。

本发明的另一个优势在于提供一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器，其中，在本发明的一实施例中，所述ToF发射装置能够在较低功耗的情况下实现较远距离的探测。

本发明的另一个优势在于提供一光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器，其中，在本发明的一实施例中，所述光处理组件、ToF发射装置以及ToF深度信息探测器可被应用在智能手机中，以满足日趋多样化的应用对后置和前置三维深度信息探测的需求。