一种飞行时间TOF传感模组及电子设备制造技术

一种飞行时间TOF传感模组及电子设备，TOF传感模组可应用于电子设备(如手机)等领域。该TOF传感模组可包括光源、光束调整组件和探测组件；光源用于在M个时刻的每个时刻，分别发射m个第一光束，将m个第一光束传输至光束调整组件；光束调整组件用于将接收到的m个第一光束调整成S个第二光束后将S个第二光束投射至探测面的S个区域，M个时刻分别投射至探测面的同一个区域的M个投射点的位置不同；探测组件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自探测面的S个回波光信号，并在每个时刻将S个回波光信号转成S个回波电信号后进行存储。通过分时接收回波光信号，可避免因同时可启动的最大探测元件的数量的限制，造成图像的分辨率低。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行时间TOF传感模组及电子设备本申请要求在2020年01月23日提交中国专利局、申请号为202010077087.8、申请名称为“一种飞行时间TOF传感模组及电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及传感
，尤其涉及一种飞行时间TOF传感模组及电子设备。
技术介绍
随着信息化的发展，在使用信息的过程中，首先需要获取准确可靠的信息，而传感器是获取信息的主要途径和手段。目前，传感器已被广泛到应用到多个领域，例如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程等领域。三维(threedimensional，3D)传感器是传感器领域正在研究的热点。适用于3D传感器的技术主要包括立体成像、结构光、飞行时间(time-of-flight，TOF)检测等。由于TOF具有探测距离长、分辨率高等优点，是3D传感器使用的重要技术。现有TOF检测主要分为单次全投射TOFcamera和基于扫描器件的TOFscanner。基于扫描器件的TOFscanner具有较高空间分辨率，但是对扫描角的精度有较高的要求，需要复杂的扫描结构，难以实现TOF传感模组的小型化。单次全投射TOFcamera具有检测速度快、视场角(fieldofview，FOV)大的优点，但是受限于传感器的探测元件阵列、功耗和允许配置的最大memory数目，同时可启动的探测器的探测元件阵列最大为160*120，从而会限制形成的图像分辨率。
技术实现思路
本申请提供一种TOF传感模组及电子设备，用于解决现有技术因同时可开启的最大探测元件的限制，造成形成图像分辨率低的问题。第一方面，本申请提供一种TOF传感模组，该TOF传感模组可包括光源、光束调整组件和探测组件；光源用于在M个时刻的每个时刻，分别发射m个第一光束，并将m个第一光束传输至光束调整组件；光束调整组件用于将接收到的m个第一光束调整成S个第二光束后，将S个第二光束投射至探测面的S个区域，S个区域与S个第二光束一一对应，M个时刻分别投射至探测面的同一个区域的M个投射点的位置不相同；探测组件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自探测面的S个回波光信号，并在每个时刻将S个回波光信号转成S个回波电信号进行存储，S个回波光信号与S个第二光束一一对应，每个回波光信号为对应的第二光束在探测面上反射的信号，m和M均为大于1的整数，S为大于m的整数。基于上述TOF传感模组，光源分时发射m个第一光束，M个时刻分别投射到探测面的同一个区域的M个投射点的位置是不同的，相当于对探测面的每个区域进行了M次扫描，探测组件在每个时刻可同时启动S个探测元件来接收S个回波光信号，M个时刻共可接收到M*S个回波光信号。如此，可根据M*S个回波光信号确定图像信息，有助于提高形成的图像的分辨率。若S＝160*120，确定出的图像的分辨率可为M*160*120，当M＝4*4时，确定出的图像的分辨率可为640*480。也就是说，上述TOF传感模组可基于现有传感器的能力(同时最多能启动160*120个探测元件)，通过分时复用S个探测元件，实现形成640*480及以上分辨率的图像。从而有助于避免因同时可启动的最大探测元件的数量的限制，造成TOF传感模组形成的图像的分辨率较低的问题。在一种可能的实现方式中，探测组件可包括K个探测元件，K为大于或等于S的整数，探测组件用于在M个时刻的每个时刻，对K个探测元件中的S个探测元件通电。也就是所，在M个时刻的每个时刻，可选通K个探测元件中的S个探测元件。通过在M个时刻的每个时刻，对探测组件中的S个探测元件通电，可在解决因同时可启动的最大探测元件的数量的限制导致形成图像分辨率低的情况下，降低探测组件的功耗。进一步，可选地，该TOF传感模组还包括处理电路，处理电路用于从探测组件获取M个时刻得到的M*S个回波电信号，并根据M*S个回波电信号确定图像信息。如此，有助于避免因探测组件同时可启动的最大探测元件的数量的限制，从而提高确定的图像的分辨率。本申请中，S可以等于m*n，光束调整组件可用于调整接收到的m个第一光束的传输方向，并将调整后的m个第一光束中的每个第一光束分为n个第二光束，得到m*n个第二光束，将m*n个第二光束投射至探测面的m*n个区域，m*n个区域与m*n个第二光束一一对应，n为大于1的整数。通过将m*n个第二光束投射至探测面的m*n个区域，可实现对探测面的每个区域进行扫描，可实现超分辨的效果。在一种可能的实现方式中，探测组件可包括m*n个探测元件，m*n个探测元件与m*n个区域一一对应，m*n个探测元件中的每个探测元件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自对应区域的回波光信号，并在每个时刻将对应区域的回波光信号转成回波电信号进行存储。如此，可以在探测组件包括的探测元件较少的情况下，实现提高TOF传感模组的图像的分辨率；而且，探测组件包括的探测元件较少，有助于TOF传感模组的小型化。本申请中，示例性地的给出了如下两种可能TOF传感模组。示例一光源包括M个光源分区，每个光源分区包括m个子光源。在M个时刻的每个时刻，M个光源分区中的一个光源分区中的m个子光源用于发射m个第一光束，其中，M个时刻中的各个时刻发射m个第一光束所使用的光源分区都不相同。如此，可实现在M个时刻的每个时刻，光源分别发射m个第一光束。进一步，可选地，光束调整组件包括准直组件和分束组件；准直组件用于将m个第一光束中任意相邻的两个第一光束之间的夹角调整为第一角度，并将调整后的m个第一光束传输至分束组件，第一角度是根据探测面对应的总视场角和第二光束的数量m*n确定的；分束组件用于将调整后的m个第一光束中的每个第一光束分为n个第二光束。在一种可能的实现方式中，若探测面对应的总视场角为64*48，第二光束的数量＝160*120时，第一角度＝(64/160)*(48/120)＝0.4*0.4度。在一种可能的实现方式中，M个光源分区可为M1*M2的阵列；在M1*M2的阵列的水平方向上，相邻两个光源分区中的相邻两个子光源发射的第一光束之间的夹角大于或等于探测面上间隔M1个投射点所对应的角度；在M1*M2的阵列的垂直方向上，相邻两个光源分区中的相邻两个子光源发射的第一光束之间的夹角大于或等于探测面上间隔M2个投射点所对应的角度，M1和M2均为大于1的整数。在一种可能的实现方式中，探测组件可包括m*n个探测元件，在M个时刻的每个时刻，对m*n个探测元件中每个探测元件通电，m*n个探测元件中的每个探测元件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自对应区域的回波光信号，并在每个时刻将所述对应区域的回波光信号转化成回波电信号后进行存储。示例二光源包括P个子光源，P为大于m的整数。每个时刻按预设间隔，通过P个子光源中的m个子光源发射m个第一光束，其中，M个时刻中的各个时刻发射m个第一光束所使用的m个子光源都不相同。如此，可实现在M个时刻的每个时刻，光源分别发射m个第一光束。在一种可能的实现方式中，光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行时间TOF传感模组，其特征在于，包括：光源、光束调整组件和探测组件；/n所述光源用于在M个时刻的每个时刻，分别发射m个第一光束，并将所述m个第一光束传输至所述光束调整组件，所述m和M均为大于1的整数；/n所述光束调整组件用于将接收到的所述m个第一光束调整成S个第二光束后，将所述S个第二光束投射至探测面的S个区域，所述S个区域与所述S个第二光束一一对应，所述M个时刻分别投射至所述探测面的同一个区域的M个投射点的位置不相同，所述S为大于m的整数；/n所述探测组件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自所述探测面的S个回波光信号，并在每个时刻将所述S个回波光信号转成S个回波电信号后进行存储，其中，所述S个回波光信号与所述S个第二光束一一对应，每个回波光信号为对应的第二光束在所述探测面上反射的信号。/n

【技术特征摘要】
20200123 CN 20201007708781.一种飞行时间TOF传感模组，其特征在于，包括：光源、光束调整组件和探测组件；
所述光源用于在M个时刻的每个时刻，分别发射m个第一光束，并将所述m个第一光束传输至所述光束调整组件，所述m和M均为大于1的整数；
所述光束调整组件用于将接收到的所述m个第一光束调整成S个第二光束后，将所述S个第二光束投射至探测面的S个区域，所述S个区域与所述S个第二光束一一对应，所述M个时刻分别投射至所述探测面的同一个区域的M个投射点的位置不相同，所述S为大于m的整数；
所述探测组件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自所述探测面的S个回波光信号，并在每个时刻将所述S个回波光信号转成S个回波电信号后进行存储，其中，所述S个回波光信号与所述S个第二光束一一对应，每个回波光信号为对应的第二光束在所述探测面上反射的信号。


2.如权利要求1所述的TOF传感模组，其特征在于，所述探测组件包括K个探测元件，所述K为大于或等于所述S的整数；
所述探测组件用于在M个时刻的每个时刻，对所述K个探测元件中的所述S个探测元件通电。


3.如权利要求1或2所述的TOF传感模组，其特征在于，所述TOF传感模组还包括处理电路；
所述处理电路用于从所述探测组件获取所述M个时刻得到的M*S个回波电信号，并根据所述M*S个回波电信号确定图像信息。


4.如权利要求1至3任一项所述的TOF传感模组，其特征在于，所述S等于m*n，所述光束调整组件用于将接收到的所述m个第一光束调整成S个第二光束时，用于调整接收到的所述m个第一光束的传输方向，并将调整后的m个第一光束中的每个第一光束分为n个第二光束，得到m*n个第二光束，将所述m*n个第二光束投射至所述探测面的m*n个区域，所述m*n个区域与所述m*n个第二光束一一对应，所述n为大于1的整数。


5.如权利要求4所述的TOF传感模组，其特征在于，所述探测组件包括m*n个探测元件，所述m*n个探测元件与所述m*n个区域一一对应；
所述探测组件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自所述探测面的S个回波光信号，并在每个时刻将所述S个回波光信号转成S个回波电信号后进行存储时，所述m*n个探测元件中的每个探测元件用于在M个时刻的每个时刻，分别接收来自对应区域的回波光信号，并在每个时刻将所述对应区域的回波光信号转化成回波电信号后进行存储。


6.如权利要求1至5任一项所述的TOF传感模组，其特征在于，所述光源包括M个光源分区，每个光源分区包括m个子光源；
所述光源用于在M个时刻的每个时刻，分别发射m个第一光束时，在所述M个时刻的每个时刻，所述M个光源分区中的一个光源分区中的所述m个子光源用于发射所述m个第一光束，其中，所述M个时刻中的各个时刻发射所述m个第一光束所使用的光源分区都不相同。


7.如权利要求4至6任一项所述的TOF传感模组，其特征在于，所述光束调整组件包括准直组件和分束组件；
所述光束调整组件用于调整接收到的所述m个第一光束的传输方向，并将调整后的m个第一光束分为n个第二光束时，所述准直组件用于将所述m个第一光束中任意相邻的两个第一光束之间的夹角调整为第一角度，并将所述调整后的m个第一光束传输至所述分束组件，所述第一角度是根据所述探测面对应的总视场角和第二光束的数量m*n确定的；所述分束组件用于将所述调整后的m个第一光束中的每个第一光束分为n个第二光束。


8.如权利要求6或7所述的TOF传感模组，其特征在于，所述M个光源分区为M1*M2的阵列，其中，所述M1以及M2都为大于1的整数；
在所述M1*M2的阵列的水平方向上，相邻两个光源分区中的相邻两个子光源发射的第一光束之间的夹角大于或等于所述探测面上间隔M1个投射点所对应的角度；
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董泳江，王帆，俞锋，高飞，张宏海，屈丰广，刘登宽，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44