[发明专利]TOF摄像模组及其设计方法

说明书

本发明公开了一TOF摄像模组及其设计方法，用于获取至少一特殊场景的目标对象的图像信息，尤其是对自所述目标对象的反射光束的子午方向光束敏感。所述特殊场景TOF摄像模组包括一光源模块以及一感光控制模块，其中所述感光控制模块包括至少一子午方向透镜，对自所述目标对象的反射光束的子午方向光束敏感，所述特殊场景TOF摄像模组的尺寸小，成本低，在特殊场景应用良好。

技术领域

本发明涉及一摄像领域，特别涉及一TOF摄像模组及其设计方法，其中所述TOF摄像模组被适用于一些特殊场景，以更好地获取该特殊场景的图像信息。

背景技术

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过一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测量仪器是利用飞行时间法制备而成的一种测试仪器，可同时获得所述目标对象的灰度图像和距离图像，从而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测量仪器的类型多种多样，以TOF相机为例，所述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，还能同时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。

具体而言，TOF测量仪器可被应用于多领域以代替人眼来准确获取目标对象的深度信息，比如TOF测量仪器可被适用于家居设备中以实现使用者对家居设备的智能控制，被适用于机器人设备中以使得机器人有三维视觉功能，被适用于移动设备中以实现移动设备的无人控制等等。值得注意的是，TOF测量仪器被应用于多种电子设备中应用于多领域的一大特点是：TOF测量仪器使得被设置的电子设备具有三维视觉功能，形象地来说，TOF测量仪器的应用使得电子设备具备人眼功能，并且使得电子设备的人眼功能比正常人眼功能更加强大。三维视觉功能使得很多电子设备具有避障功能，以此方式实现电子设备的智能化，然而现有传统的TOF摄像模组在一些避障场景或者其他特殊场景的应用并不可观。

具体而言，在机器人、车载避障等应用场景中，或者其他特殊场景中，TOF测量仪器的有效测试范围为条形区域。换言之，在一些特殊场景下，比如避障场景，TOF测量仪器的测试范围为条形区域。比如，当TOF测量仪器被应用于车载避障时，所述TOF测量仪器只测试车辆周侧以及地面的信息情况，而不需要测试空中的情况。当TOF测量仪器被应用于扫描机器人时，所述TOF测量仪器也只需要测试地面情况而不需要测试天花板情况。在这种情况下，所述TOF测量仪器的测试范围只对TOF测量仪器的子午方向有要求，而对弧矢方向并无特殊要求，故在一些特殊场景中，TOF测量仪器的测试方法只对TOF测量仪器的某一方向的解像力作出要求。

然而由于现有一般的TOF测量仪器的感光元件、镜头以及模组均设置为4：3或者16:9的比例，而导致当此类TOF测量仪器被应用于特殊场景(比如避障场景时)，所述TOF测量仪器的工作范围远远大于测试所需的实际范围，这样就会导致TOF测量仪器在测试有效区域的同时会测试非有效区域，这样不仅仅使得TOF测量仪器的测试效率下降，同时引入了对有效区域的测试不必要的杂散光和距离测量误差。