一种基于TOF的三维成像装置及电子设备制造方法及图纸

本申请公开了一种基于TOF的三维成像装置及电子设备，该装置包括：发射模块和接收模块；发射模块用于发射预定偏振方向的TOF激光；接收模块用于接收目标物所在环境的环境光及TOF激光，TOF激光的预定偏振方向与接收模块所接收的环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。根据本申请实施例提供的技术方案，该三维成像装置提高了成像信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TOF的三维成像装置及电子设备
本申请一般涉及光学领域，具体涉及一种基于TOF的三维成像装置及电子设备。
技术介绍
随着对基于TOF(TimeofFlight)的三维成像的研究深入以及应用需求的拓展，三维成像在距离探测等方面得到广泛的应用。传统的用于距离探测的基于TOF的三维成像装置包括光源、图像传感器和处理器。光源向目标物发射光；图像传感器对经目标物反射回的光进行成像；处理器通过基于成像及其它信息，确定光从被发射到经目标物反射，然后被图像传感器接收的时间差计算目标物的距离。由上述内容可知，现有技术至少存在如下问题：目标物所在环境一般存在大量干扰光线，会严重影响三维成像装置成像的信噪比。
技术实现思路
鉴于现有基于TOF的三维成像装置成像的信噪比低的问题，本申请提出了一种基于TOF的三维成像装置及电子设备，能提高成像信噪比。第一方面，本申请实施例提供了一种基于TOF的三维成像装置，该装置包括：发射模块和接收模块；发射模块用于发射预定偏振方向的TOF激光；接收模块用于接收目标物所在环境的环境光及TOF激光，TOF激光的预定偏振方向与接收模块所接收的环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。可选地，接收模块包括第一TOF图像传感器和第一光学检偏器，第一光学检偏器覆盖第一TOF图像传感器的光接收面。可选地，接收模块还包括第二TOF图像传感器和第二光学检偏器，第二光学检偏器覆盖第二TOF图像传感器的光接收面，且第二光学检偏器与第一光检偏器的检偏方向相互垂直。可选地，发射模块包括高对比度光栅激光器。可选地，高对比度光栅激光器为高对比度光栅垂直腔面发射激光器。可选地，发射模块还包括旋转组件，旋转组件与高对比度光栅激光器连接，用于旋转高对比度光栅激光器，以改变高对比度光栅激光器所发射TOF激光的偏振方向。可选地，发射模块还包括光扩散片，光扩散片设置在高对比度光栅激光器发光的一侧，用于扩散高对比度光栅激光器发射的光。可选地，高对比度光栅垂直腔面发射激光器包括N电极层、N型DBR层、有源层、P型DBR层、HCG和P电极层。可选地，所述三维成像装置还包括电路板，所述电路板与所述发射模块和接收模块连接，用于控制所述发射模块和接收模块。第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括第一方面所述的任意一的三维成像装置。综上所述，本申请实施例提供的三维成像装置，通过确定环境中光强最弱光的偏振方向，并使发射模块发射与光强最弱光该偏振方向相同的TOF激光，从而接收模块在接收TOF激光时，减少环境光对其的影响，降低成像的干扰信息，提高信噪比。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，附图仅用于示出优选实施方法的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了本专利技术相关的部分而非全部。图1是根据本申请实施例示出的一种基于TOF的三维成像装置示意图；图2是根据本申请实施例示出的又一种基于TOF的三维成像装置用；图3是根据本申请实施例示出的一种接收模块示意图；图4是根据本申请实施例示出的一种图像传感器接收头示意图；图5是根据本申请实施例示出的又一种接收模块示意图；图6是根据本申请实施例示出的一种发射模块示意图；图7是根据本申请实施例示出的一种高对比对光栅示意图；图8是根据本申请实施例示出的一种高对比度光栅垂直腔面发射激光器示意图；图9是根据本申请实施例示出的一种高对比度光栅激光器出射光场示意图；图10是根据本申请实施例示出的一种高对比度光栅激光器单个光孔出射光场示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1是根据本申请实施例示出的一种基于TOF的三维成像装置示意图。如图1所示，该装置包括：发射模块110和接收模块120。发射模块110用于发射预定偏振方向的TOF激光。接收模块120用于接收目标物150所在环境的环境光及TOF激光，TOF激光的预定偏振方向与接收模块120所接收的环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。由于TOF激光的预定偏振方向与接收模块120所接收的环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。因此，在发射模块110发射预定偏振方向的TOF激光之前，需要事先确定环境光中光强最弱的光的偏振方向。当然也可以根据实际需要确定预定偏振方向，比如，将预定偏振方向确定为环境中非光强最弱，也非光强最强光的偏振方向。进一步地，可以通过接收模块120确定环境光中光强最弱的光的偏振方向。参见图3，接收模块120包括第一TOF图像传感器121和第一光学检偏器122，第一光学检偏器122覆盖第一TOF图像传感器121的光接收面。则环境中光强最弱光的偏振方向确定方法如下：步骤1：通过第一TOF图像传感器121和第一光学检偏器122获取环境的第一图像；步骤2：旋转第一TOF图像传感器121和第一光学检偏器122的方向，使其与旋转前的方向存在夹角，并获取环境的第二图像；步骤3：根据第一图像和第二图像确定环境中光强最弱光的偏振方向。其中，参见图4，第一TOF图像传感器121的接收头包括预设数量个相位探测像素元件，预设数量个相位探测像素元件再周期的排列组成第一TOF图像传感器121的接收头，以获取第一图像和第二图像。示例性地，接收头包括4个相位探测像素元件，分别为相位探测像素121a，相位探测像素121b，相位探测像素121c和相位探测像素121d，此四个相位探测像素为一组，周期的排列6组，得到TOF图像传感器的接收头。其中，上述旋转得到的夹角可以为任意大小，比如为90度。当为90度时，可以分解环境中的任何偏振方向光到夹角为90度的两个方向上，提高接收的环境光的精度，从而提高第一图像和第二图像的精度，进而提高确定的环境中光强最弱光的偏振方向的精度。其中，第一图像和第二图像可以为一张，也可以是多张。当是多张时，可以多次计算求平均值，以提高确定的环境中光强最弱光的偏振方向的精确度。其中，步骤3可以为如下过程：1、计算两幅图像的亮度差；2、确定两个检偏器的检偏方向；3、亮度差和检偏方向计算出环境光中各个光的光强及对应的偏振方向；4、选择出光强最弱的光，并确定该光强最弱光对应的偏振方向。可选地，接收模块120还包括第二TOF图像传感器131和第二光学检偏器132，第二光学检偏器132覆盖第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TOF的三维成像装置，其特征在于，所述装置包括：/n发射模块和接收模块；/n所述发射模块用于发射预定偏振方向的TOF激光；/n所述接收模块用于接收目标物所在环境的环境光及所述TOF激光，所述TOF激光的预定偏振方向与所述接收模块所接收的所述环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于TOF的三维成像装置，其特征在于，所述装置包括：
发射模块和接收模块；
所述发射模块用于发射预定偏振方向的TOF激光；
所述接收模块用于接收目标物所在环境的环境光及所述TOF激光，所述TOF激光的预定偏振方向与所述接收模块所接收的所述环境光中光强最弱的光的偏振方向相同。


2.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述接收模块包括第一TOF图像传感器和第一光学检偏器，所述第一光学检偏器覆盖所述第一TOF图像传感器的光接收面。


3.根据权利要求2所述的三维成像装置，其特征在于，所述接收模块还包括第二TOF图像传感器和第二光学检偏器，所述第二光学检偏器覆盖所述第二TOF图像传感器的光接收面，且所述第二光学检偏器与所述第一光检偏器的检偏方向相互垂直。


4.根据权利要求1所述的三维成像装置，其特征在于，所述发射模块包括高对比度光栅激光器。


5.根据权利要求4所述的三维成像装置，其特征在于，所述高对比度光栅激光器为...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔尧，祁继鹏，
申请(专利权)人：深圳博升光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44