[发明专利]可调范围驱动系统及其驱动方法和应用

说明书

本发明公开了一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中该可调范围驱动系统用于驱动一激光器，以使该激光器正常工作以发射激光。该可调范围驱动系统包括一供电单元、一调流单元以及一控制单元。该供电单元适于与该激光器可通电地连接，用于通过该供电单元为该激光器提供一工作电压。该调流单元适于与该激光器可通电地连接，用于通过该调流单元为该激光器提供一可调范围的工作电流。该控制单元与该调流单元可通电地连接，其中该控制单元能控制该调流单元，以调节该调流单元所提供的该工作电流，使得该可调范围驱动系统能提供可调范围的工作电流，以满足该激光器的工作需要。

技术领域

本发明涉及一结构光技术领域，更具体地涉及一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用。

背景技术

光学一直是科技创新的重头戏，虽然智能终端(诸如智能手机、Ipad、笔记本等等)的摄像头经历了2D时代像素和个数的倍增，但是该智能终端摄像头的光学生机一直停留在像素、感光等二维层面。随着3D成像技术的快速发展，使得3D成像能在二维的基础上，实现像素景深的叠加，能够获取2D平面成像所丢失的物理世界中的第三维信息(尺寸和距离等几何数据)，以生成一深度图像，用于识别视野内空间每个点位的三维坐标信息，从而得到空间的3D数据并能够复原完整的三维世界并实现各种智能的三维定位。换句话说，深度图像作为一种全新的图像模式开始进入人们的视野。不同于传统的彩色图像，深度图像的像素值表示场景中物体到相机的距离，因而能反映场景的三维结构信息。然而，虽然深度图像在人脸识别、虹膜识别、手势控制、机器视觉、三维美颜、三维建模、三维场景还原、环境学习和/或动作追踪等领域有着更为广泛的应用前景，但是这些应用都需要高质量的深度图像作为输入。

目前，获取深度图像主要有三种方案：结构光、TOF时间光以及双目立体成像。由于结构光方案技术成熟，功耗低，平面信息分辨率高等优点，因此结构光设备被大量应用于游戏体感交互、工业机器视觉检测、人脸识别、虹膜识别、手势控制、三维场景还原、环境学习和/或动作追踪等领域。通常地，结构光设备必须包括投射器和接收器，并且该投射器作为结构光设备的核心组件，用于提供空间编码功能，而激光器又是该投射器的主动光源，使得该激光器的发光强度和稳定性将直接影响该投射器工作，进而会对该结构光设备所获取的深度图像的精度带来严重干扰。

然而，由于针对不同的应用场景，激光器的工作电流波动较大(通常在200mA至2A之间)，并且不同类型或型号的激光器所需要的工作电流也各不一样，所以需要为激光器配置相应的驱动装置，用于为该激光器提供相应的工作电压和工作电流，以驱动该激光器正常工作，因此对激光器的驱动装置提出了很大挑战。然而，为了确保激光器的发光强度和稳定性满足需要，传统的驱动装置都是针对固定场景和固定器件下的设计，不能根据应用需要的变化而随时改变该驱动装置所提供的工作电流的大小，因此该传统的驱动装置很难适应快速变化的应用需求。

举例地，对于近距离的应用场景，比如人脸识别等，激光器的发光强度不需要太强，并且所发出的激光的照射距离也比较短，此时激光器就需要较小的工作电流，因此该驱动装置需要提供较小的工作电流；而对于远距离的应用场景，比如三维场景还原或工业机器视觉检测等，激光器就需要有足够的发光强度，并且所发出的激光的照射距离也比较远，此时激光器就需要较大的工作电流，因此该驱动装置就需要提供较大的工作电流。然而，每个传统的驱动装置仅能提供一种具体的工作电流，用于驱动相应的激光器，而想要改变该传统的驱动装置所提供的工作电流的大小，就需要更换该传统的驱动装置中的某些电子器件(比如基准源)，这种做法明显比较复杂和麻烦，而且还需要拆解整个结构光设备，甚至需要对投射器进行拆解，从而极大地增加了调整工作电流的难度。