[发明专利]融合的深度测量装置及距离测量方法

权利要求书

1.一种融合的深度测量装置，其特征在于，包括：

光发射模组，包含第一光源及图案化光学元件，所述第一光源用于发射时序上振幅被调制的光束，所述图案化光学元件用于接收所述光束后向目标物体发射结构光光束；

泛光光源模组，包括第二光源，用于向所述目标物体发射时序上振幅被调制的泛光光束；

TOF图像传感器，包含至少一个像素，所述像素用于接收由所述目标物体反射的结构光光束并形成第一电信号；或，所述像素用于接收所述目标物体反射的泛光光束并形成第二电信号；

控制和处理电路，对所述光发射模组和所述泛光光源模组的时序进行控制，按所述时序分别接收所述目标物体反射的所述结构光光束形成的所述第一电信号，以及，所述目标物体反射的所述泛光光束形成的所述第二电信号；处理所述第一电信号及第二电信号以获得所述目标物体的深度图像。

2.如权利要求1所述的融合的深度测量装置，其特征在于，分别对所述电信号进行处理包括：

根据所述结构光光束形成的所述电信号计算出所述结构光光束的强度信息以形成结构光图案，利用所述结构光图案计算所述目标物体的第一深度图像；

根据所述泛光光束形成的所述电信号计算出相位差，并基于所述相位差计算所述泛光光束由发射到被接收所需要的飞行时间，基于所述飞行时间计算所述目标物体的深度值，利用所述深度值获取所述目标物体的第二深度图像；

将所述第一深度图像和所述第二深度图像融合获得所述目标物体的深度图像。

3.如权利要求1所述的融合的深度测量装置，其特征在于，分别对所述电信号进行处理包括：

根据所述泛光光束形成的所述电信号计算出相位差，并基于所述相位差计算所述泛光光束由发射到被接收所需要的飞行时间，基于该所述飞行时间计算各个所述像素的TOF深度值；

根据所述结构光光束形成的所述电信号计算出所述结构光光束的强度信息以形成结构光图案；

将所述TOF深度值作为所述结构光图案匹配计算的初始深度值，利用所述结构光图案计算所述目标物体的深度图像。

4.如权利要求1所述的融合的深度测量装置，其特征在于，所述第一光源以及所述第二光源以等周期切换的时序发光；或，所述第一光源以及所述第二光源以2:1的帧数比例切换的时序发光。

5.如权利要求1所述的融合的深度测量装置，其特征在于，所述第一光源以及所述第二光源发射时序上振幅被连续波、方波或脉冲的方式调制的光束。

6.一种距离测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用光发射模组的光源发射时序上振幅被调制的光束，所述光束被图案化光学元件接收后形成结构光光束向目标物体发射；

利用泛光光源模组向所述目标物体发射时序上振幅被调制的泛光光束；

利用包含至少一个像素的TOF图像传感器的所述像素接收由所述目标物体反射的结构光光束并形成第一电信号；以及，接收所述目标物体反射的泛光光束并形成第二电信号；

对所述光发射模组和所述泛光光源模组的时序进行控制，按所述时序分别接收所述目标物体反射的所述结构光光束形成的所述第一电信号，以及，所述目标物体反射的所述泛光光束形成的所述第二电信号；分别对所述第一电信号和第二电信号进行处理获得所述目标物体的深度图像。

7.如权利要求6所述的距离测量方法，其特征在于，分别对所述电信号进行处理包括：

根据所述结构光光束形成的所述第一电信号计算出所述结构光光束的强度信息以形成结构光图案，利用所述结构光图案计算所述目标物体的第一深度图像；

根据所述泛光光束形成的所述第二电信号计算出相位差，并基于所述相位差计算所述泛光光束由发射到被接收所需要的飞行时间，基于所述飞行时间计算所述目标物体的深度值，利用所述深度值获取所述目标物体的第二深度图像；

将所述第一深度图像和所述第二深度图像融合获得所述目标物体的深度图像。