[发明专利]广角TOF模组及其应用

说明书

本发明公开了一广角TOF模组及其应用，其中所述广角TOF模组包括一感光控制模块和被邻近地设置于所述感光控制模块的至少一光源模块。所述光源模块进一步包括一发光器和被保持在所述发光器的光线路径的至少一扩散元件，其中所述扩散元件以扩撒所述发光器产生的光线的方式增加所述光源模块的光源视场角。

本申请是中国申请号为201711292526.1、发明名称为“广角TOF模组及其应用”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及TOF(时间飞行法，Time of flight)技术领域，特别是一广角TOF模组及其应用，其中所述广角TOF模组的工作视场角大于80°。

背景技术

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔t(常被称为脉冲测距法)或激光往返目标对象一次所产生的相位(相位差测距法)来实现对目标对象(或目标对象检测区域)的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。

TOF测量仪器是利用飞行时间法制备而成的一种测试仪器，如TOF相机，对目标对象的深度或三维结构的测量主要是基于脉冲信号或激光的相位差的测量。其通常包括一光源发射模块和一感光接收模块，所述光源发射模块与所述感光接收模块相配合，并基于TOF深度测量生成目标对象的深度信息。更具体地说，所述光源发射模块发射一特定波段的光波，所述发射光波在目标对象的表面发生反射，以被所述感光接收模块所接收，进而，所述感光接收模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出目标对象的深度信息。所述TOF测量仪器不仅能够获取目标对象的深度信息，同时，还能如传统摄像模组获取目标对象的灰度信息和亮度信息，从而使得所述TOF测量仪器被应用于各个领域。

然而，由于现有技术的TOF测量仪器的设计特点，以TOF相机为例，所述TOF相机的发射光源、镜头以及模组设计等等均为常规视场角，从而决定了所述TOF相机也为常规视场角相机，这样的TOF测量仪器的设计使得TOF测量仪器在一些特定场景中得不到良好的应用。具体来说，由于现有技术的TOF测量仪器被设计为常规视场角相机，从而使得现有技术的TOF测量仪器不能被很好地应用于需要大视场角的场景中。

换言之，常规视场角的TOF测量仪器在大视场角场景的应用中光学表现不佳，以常规视场角TOF测量仪器被应用于位置追踪举例说明，当TOF测量仪器被应用于位置追踪时，所述光源发射模块向目标对象发射至少一特定频率和时间的光束，所述光束抵达目标对象后反射被所述感光控制模块接收，所述TOF测量仪器精确测量接收光波和发射光波的相位差信息，然后通过计算转换为时间差，可以精确地输出所述目标对象的三维场景物体的距离信息。而在目标对象的位置追踪过程中，所述目标对象不断地移动，所述TOF测量仪器只有准确地测量到所述目标对象才可实现对所述目标对象的位置追踪，而此时一旦所述目标对象逃离所述TOF测量仪器的监控范围(TOF测量仪器处于一固定位置时的工作视场角范围)，则所述TOF测量仪器就不能检测该目标对象，更不要说是追踪该目标对象。当然，可通过转动所述TOF测量仪器的位置以调控所述TOF测量仪器的监控范围，但是在这种情况下，所述TOF测量仪器的位置调整与目标对象的位置追踪存在时间差，从而影响对所述目标对象的测试精度，并且在这种情况下还需要另外设置一转动设备以控制所述TOF测量仪器的位置。