CN111458693A - 直接测距tof分区探测方法及其***和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备。该直接测距TOF分区探测方法，包括步骤：控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

Description

直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备

技术领域

本发明涉及TOF技术领域，尤其是涉及直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备。

背景技术

目前，在三维传感技术的主流方案中，TOF(飞行时间)技术依靠体积小、误差低、直接输出深度数据与抗干扰性强等优势受到诸如智能手机等行业的广泛关注和应用。从技术实现方式来分，TOF有两种：一种是直接测距TOF(简称dTOF)，即通过发射、接收光，并测量光子飞行时间从而确定距离；另一种是市面上很成熟的非直接测距TOF(iTOF)，即通过测量发射波形和接收波形之间的相位差换算飞行时间从而确定距离。而直接测距法通过对光进行高频调制之后再进行发射，脉冲重频非常高，脉宽能达到ns至ps量级，能够在极短的时间内获得很高的单脉冲能量，在保持电源低功耗的同时还能够增加信噪比，能够实现较远的探测距离，减少环境光对测距精度的影响，降低了对检测器件的灵敏度和信噪比的要求。另外，直接测距TOF的高频率、窄脉宽的特性使其平均能量很小，能够保证人眼安全。

然而，现有的直接测距TOF的探测距离与功耗成正比，也就是说，直接测距 TOF的探测距离越远，所需的功耗就越高，这就使得现有的直接测距TOF为了能够实现较远距离的探测以满足诸如VR/AR等应用场景的需要，不得不配置较高功率的光源，导致现有的直接测距TOF往往在较高功耗的情况下进行近距离和远距离的探测，进而造成资源浪费，影响TOF技术的应用和推广。

发明内容

本发明的一优势在于提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，其能够在较低功耗的情况下实现较远距离的探测，有助于扩大直接测距TOF 的探测范围。

本发明的另一优势在于提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述直接测距TOF分区探测方法能够将目标视场划分成特定的视场分区排布，以在不同时刻对不同的视场分区进行探测，以便在同一时刻仅对较小的视场进行探测，有助于降低远距离探测所需的功耗。

本发明的另一优势在于提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述直接测距TOF分区探测方法能够根据具体的探测距离，调整同时探测的市场分区数量，以便充分利用功耗，提升探测效率。

本发明的另一优势在于提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，其中，在本发明的一实施例中，所述直接测距TOF分区探测方法能够通过将VCSEL光源进行特定的光源分区排布，并按照一定的时序点亮各个光源分区，以在不同时刻照明对应的视场分区，进而实现在不同时刻对不同的视场分区进行探测。

本发明的另一优势在于提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，其中为了达到上述优势，在本发明中不需要采用复杂的结构和庞大的计算量，对软硬件要求低。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一直接测距TOF分区探测方法及其***和电子设备，同时还增加了所述直接测距 TOF分区探测方法及其***和电子设备的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本发明提供了直接测距TOF 分区探测方法，包括步骤：

控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

在本发明的一实施例中，所述控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场的步骤，包括步骤：

将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应；和

按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，在所述将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应的步骤中：该光源单元被均匀地划分成n*m个该光源分区。

在本发明的一实施例中，在所述按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区的步骤中：依次间隔第一预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，该第一预定时间不小于该直接测距TOF的最大探测距离的两倍与光速的比值。

在本发明的一实施例中，所述按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区的步骤，包括步骤：

比较该直接测距TOF的最大探测距离与该目标视场的最大深度的N倍之间的大小，其中N≥2；和

响应于该最大探测距离大于等于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个该光源分区，以使N个该光源分区在同一时刻照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，该第二预定时间大于等于该目标视场的最大深度的两倍与光速的比值。

在本发明的一实施例中，所述控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场的步骤，进一步包括步骤：

根据该目标视场的最大深度，调节该直接测距TOF的该光源单元的工作功率，以使该直接测距TOF的最大探测距离基本上等于该目标视场的最大深度。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一直接测距TOF分区探测***，包括相互可通信地连接的：

一控制模块，用于控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

一处理模块，用于处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

在本发明的一实施例中，所述控制模块包括相互可通信地连接的一分区划分模块和一分区点亮模块，其中所述分区划分模块用于将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应；其中所述分区点亮模块用于按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，所述分区点亮模块进一步用于依次间隔第一预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，所述分区点亮模块包括相互可通信地连接的一比较模块和一同时点亮模块，其中所述比较模块用于比较该直接测距TOF的最大探测距离与该目标视场的最大深度的N倍之间的大小，其中N≥2；其中所述同时点亮模块用于响应于该最大探测距离大于等于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个该光源分区，以使N个该光源分区在同一时刻照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，所述分区点亮模块进一步包括与所述比较模块可通信地连接的一单独点亮模块，其中所述单独点亮模块用于响应于该最大探测距离小于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔该第二预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

在本发明的一实施例中，所述控制模块包括一功率调节模块，用于根据该目标视场的最大深度，调节该直接测距TOF的该光源单元的工作功率，以使该直接测距TOF的最大探测距离基本上等于该目标视场的最大深度。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一电子设备，包括：

至少一处理器，用于执行指令；和

与所述至少一处理器可通信地连接的存储器，其中，所述存储器具有至少一指令，其中，所述指令被所述至少一处理器执行，以使得所述至少一处理器执行直接测距TOF分区探测方法中的部分或全部步骤，其中所述直接测距TOF分区探测方法包括步骤：

控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一电子设备，包括：

一电子设备本体；

至少一直接测距TOF，其中所述直接测距TOF被配置于所述电子设备本体，用于通过所述直接测距TOF对一目标视场进行探测；以及

至少一直接测距TOF分区探测***，其中所述直接测距TOF分区探测***被配置于所述电子设备本体或所述直接测距TOF，并且所述直接测距TOF分区探测***包括相互可通信地连接的：

一控制模块，用于控制所述直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成该目标视场；和

一处理模块，用于处理通过所述直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的直接测距TOF分区探测方法的流程示意图。

图2A和图2B示出了根据本发明的上述实施例的所述直接测距TOF分区探测方法的步骤之一的流程示意图。

图3示出了根据本发明的上述实施例的所述直接测距TOF分区探测方法中分区照明的一个示例。

图4示出了根据本发明的上述实施例的所述直接测距TOF分区探测方法中光源分区的一个示例。

图5示出了根据本发明的一实施例的直接测距TOF分区探测***的框图示意图。

图6示出了根据本发明的一实施例的一电子设备的框图示意图。

图7示出了根据本发明的一实施例的另一电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

示意性方法

参考说明书附图之图1至图4所示，根据本发明的一实施例的一种直接测距 TOF分区探测方法被阐明。具体地，如图1所示，所述直接测距TOF分区探测方法，包括步骤：

S100：控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个所述视场分区共同形成一目标视场；和

S200：处理通过所述直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个所述视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个所述视场分区的深度信息，从而实现对整个所述目标视场的探测。

值得注意的是，由于整个所述目标视场由多个所述视场分区形成，使得每个所述视场分区的面积均小于整个所述目标视场；与此同时，所述直接测距TOF 的所述光源单元被控制以按照一定时序发射光信号至对应的所述视场分区，使得所述光源单元在不同时刻仅需要对不同的所述视场分区进行照明，以便在不同时刻对不同的视场分区进行探测，因此相对于现有的直接测距TOF同时对整个所述目标视场进行探测的方式，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法仅需要较低的功耗就能够实现对整个所述目标视场的探测，这不仅使得所述直接测距TOF 分区探测方法在消费电子领域有显见的应用潜力，可以用于智能手机，获取外界长距离范围内的真实三维信息，实现多种AR级应用，创造新的卖点；而且还可以用于VR/AR中，以满足不断提升的对动作捕捉和识别的需求。此外，除了消费电子领域，所述直接测距TOF分区探测方法还可以支持各种功能，包括各种创新用户界面的手势感测或接近检测，诸如在计算机、家用电器和工业自动化、服务机器人、无人机、物联网等领域，都有广阔的应用前景。。

换言之，当所述目标视场被划分为N个面积相等的所述视场分区时，相比于现有的直接测距TOF同时对整个所述目标视场进行探测的方法，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法在完成同样距离探测时所需的功耗仅为现有功耗的N 分之一倍；并且本发明的所述直接测距TOF分区探测方法在消耗同样功耗时的探测距离可达到现有距离的N倍，也就是说，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法能够在较低功耗的情况下实现较远距离的探测，有助于扩大直接测距TOF 的探测范围。

更具体地，如图2A所示，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法的所述步骤S100，可以包括步骤：

S110：将所述直接测距TOF的所述光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中所述光源分区与所述视场分区一一对应；和

S120：按照一定时序分区地点亮所述光源分区，以通过所述光源分区照明对应的所述视场分区。

优选地，相邻的所述光源分区互不重叠，并且相邻的所述视场分区互不重叠，以避免出现重复探测的区域，有助于进一步降低功耗。特别地，相邻的所述视场分区边对边的重合，以在避免相邻的所述视场分区之间发生重叠的同时，还能够避免相邻的所述视场分区之间出现空隙而存在无法被探测到的区域，以便全面地探测整个所述目标视场，不留死角。

更优选地，所述直接测距TOF的所述光源单元被均匀地划分成n*m个所述光源分区，以使不同的所述光源分区所占的面积均相同；相应地，不同的所述视场分区所占的面积也相同，以便后期对不同时刻获取的所述视场分区的深度信息进行拼接，以整合成所述目标视场的完整深度信息。换言之，所有的所述光源分区按照n行m列进行排布，例如，在本发明的一示例中，所述光源单元可以被均匀地划分成2*2个所述光源分区；当然，在本发明的其他示例中，所述光源单元也可以被均匀地划分成诸如4*4、2*6或者1*12等等之类个所述光源分区。

示例性地，如图3和图4所示，以2*2个所述光源分区为例，所述直接测距 TOF的所述光源单元10包括四个所述光源分区11，其中每个所述光源分区11 可以包括呈阵列分布的多个点光源111。当四个所述光源分区11依次被点亮以发射光信号时，在不同时刻发射的光信号将穿过所述直接测距TOF的匀光单元 20的不同部位以被匀光后，进而传播至所述目标视场30中对应的所述视场分区 31以被反射回所述直接测距TOF的所述接收单元(图中未示出)；最后，经由所述接收单元在不同时刻接收到从不同的所述视场分区31内反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定对应的所述视场分区31的距离。

特别地，所述直接测距TOF的所述光源单元10可以但不限于被实施为垂直腔面发射激光器(英文vertical-cavity surface-emitter laser；简称VCSEL)。而所述直接测距TOF的所述匀光单元20可以但不限于被实施为诸如随机规则微透镜阵列或衍射光学元件等等匀光器件。

值得注意的是，在本发明的另一示例中，所述直接测距TOF的所述光源单元也可以被非均匀地划分成n*m个所述光源分区，以使不同的所述光源分区所占的面积不一定相同；相应地，不同的所述视场分区所占的面积也不一定相同，有助于根据具体的探测场景来划分不同的视场分区。

根据本发明的上述实施例，在本发明的所述直接测距TOF分区探测方法的所述步骤S120中：依次间隔第一预定时间单独地点亮一个所述光源分区，以使不同的所述光源分区在不同时刻照明对应的所述视场分区，进而在不同时刻探测对应的一个所述视场分区的深度信息。这样，在一个周期完成之后，就能够对整个所述目标视场实现照明，进而实现对整个所述目标视场进行探测。

优选地，所述第一预定时间不小于所述最大探测距离的两倍与光速之间的比值，以避免不同的所述光源分区发射的光信号之间发生相互干扰，有助于提高所述直接测距TOF的探测精度。

值得一提的是，所述预定时间的长短与所述最大探测距离的大小呈正比，例如，所述预定时间恰等于最大探测距离的2倍与光速的比值；这样，当所述直接测距TOF的最大探测距离变小时，所述预定时间也随之变小，使得所述直接测距TOF的探测周期变短，以便更快速地完成对整个所述目标视场的探测；而当所述直接测距TOF的最大探测距离变大时，所述预定时间也随之变大，以防不同的所述光源分区发射的光信号之间发生相互干扰。当然，在本发明的其他示例中，所述预定时间可以是一定值，不随所述最大探测距离变化而改变。

此外，在本发明的所述直接测距TOF分区探测方法的所述步骤S120中：所有的所述光源分区可以按行或按列依序地依次被点亮，也可以随机地依次被点亮，只要在一个探测周期内将所有的所述光源分区均点亮过即可。

值得注意的是，同一个所述直接测距TOF的功耗与最大探测距离成正比，也就是说，所述直接探测TOF的最大探测距离越远，则所述直接测距TOF所需的功耗就越大；而当所述直接探测TOF探测距离小于所述最大探测距离的目标视场时，所述直接探测TOF的功耗将有一部分用于保持所述最大探测距离而被浪费，这是因为所述直接探测TOF的所述最大探测距离即使变小也能够完成所述目标视场的探测。可以理解的是，所述直接测距TOF的所述最大探测距离是所述直接测距TOF的一个所述光源分区在工作功率下工作所探测到的最远距离。

因此，在本发明的上述示例中，如图2A所示，本发明的所述直接测距TOF 分区探测方法的所述步骤S100，可以进一步包括步骤：

S130：根据所述目标视场的最大深度，调节所述直接测距TOF的所述光源单元的工作功率，以使所述直接测距TOF的最大探测距离基本上等于所述目标视场的最大深度。

示例性地，当所述目标视场的最大深度变小时，调小所述直接测距TOF的所述光源分区的工作功率，以便减小所述直接测距TOF的功耗；而当所述目标视场的最大深度变大时，则调大所述直接测距TOF的所述光源分区的工作功率，以确保所述直接测距TOF能够准确地探测整个所述目标视场。可以理解的是，在本发明的这个示例中，所述直接测距TOF的所述光源单元的工作功率等于每个所述光源分区的工作功率，以使在同一时刻只允许一个所述光源分区能够被点亮。

但根据本发明的另一示例，针对定功率的所述直接测距TOF(即所述直接测距TOF的所述光源单元的工作功率恒定不变，无法调节)，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法能够根据需要控制两个或更多的所述光源分区同时被点亮，使得同时被点亮的所述光源分区的工作功率之和等于所述直接测距TOF的所述光源单元的工作功率，这样尽管所述直接测距TOF的整体功耗不变，但能够大幅地缩短整个探测周期，节省探测时间。当然，由于同时被点亮的每个所述光源分区的工作功率均小于所述光源单元的工作功率，因此同时被点亮的每个所述光源分区所发射的光信号强度将弱于单独被点亮的所述光源分区所发射的光信号，导致所述直接测距TOF的最大探测距离将成倍地缩小。

示例性地，如图2B所示，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法的所述步骤S120，可以包括步骤：

S121：比较所述直接测距TOF的最大探测距离与所述目标视场的最大深度的 N倍之间的大小，其中N≥2；和

S122：响应于所述最大探测距离大于等于所述目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个所述光源分区，以使N个所述光源分区在同一时刻照明对应的所述视场分区。这样，所述直接测距TOF能够在不同时刻同时探测对应的所述视场分区的深度信息。

优选地，所述第二预定时间大于等于所述目标视场的最大深度的两倍与光速的比值。可以理解的是，所述目标视场的最大深度可以但不限于根据探测场景事先设定，例如对于AR领域的手势识别，所述目标视场的最大深度可以被设定为 1米；对于无人驾驶的环境识别，所述目标视场的最大深度则可以被设定为200 米，甚至更远。

值得注意的是，如图2B所示，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：

S123：响应于所述最大探测距离小于所述目标视场的最大深度的N倍，依次间隔所述第二预定时间单独地点亮一个所述光源分区，以使不同的所述光源分区在不同时刻照明对应的所述视场分区。这样，所述直接测距TOF在不同时刻分别探测对应的所述视场分区的深度信息。

当然，在本发明的其他示例中，当所述最大探测距离小于所述目标视场的最大深度的两倍时，依次间隔所述第二预定时间分别点亮一个所述光源分区；当所述最大探测距离大于等于所述目标视场的最大深度的两倍并小于三倍时，依次间隔所述第二预定时间同时点亮两个所述光源分区；当所述最大探测距离大于等于所述目标视场的最大深度的三倍并小于四倍时，依次间隔所述第二预定时间同时点亮三个所述光源分区；依次类推，直至同时点亮所有的所述光源分区。

值得一提的是，在本发明的一些实施例中，所述直接测距TOF的所述光源单元也可以不分区，但所述光源单元的整体尺寸变小，以通过改变所述光源单元发射的光信号的传播角度来按照一定时序探测不同的所述视场分区，仍能够在较低功耗的情况下实现对整个所述目标视场的探测。

值得注意的是，由于畸变是一种轴外像差，是垂轴放大率随视场的增大而变化所引起的一种失去物象相似的像差，并且所述直接测距TOF无论采用光源分区 +匀光单元+准直镜的结构方案，还是采用光源分区+预整形器+匀光单元的结构方案，根据所述光源分区的排布，不同分区的点光源的离轴量将不同，使得不同分区的光束经两组光学元件调制后，光束中心方向将偏折不同角度，即越靠近边缘的分区，偏折角度越大，畸变也就越大，这就需要对所述直接测距TOF的畸变进行校正。

因此，本发明的所述直接测距TOF分区探测方法可以直接基于所述直接测距 TOF的所述光源分区所发出的光信号的偏折程度对相应的分区深度信息进行矫正。具体地，所述直接测距TOF分区探测方法可以通过硬件方式来实现相应的畸变矫正；例如，将所述直接测距TOF的匀光单元和整形透镜(如曲面透镜)合二为一以形成曲面匀光单元(即曲面diffuser)，即所述匀光单元的微结构沿所述整形透镜的曲面设置，使得各个所述光源分区发射的光束在通过所述曲面匀光单元之后的畸变程度大幅降低，无需这对各个分区进行单独的畸变矫正，有助于降低所述直接测距TOF设计和装调难度，并降低所述深度信息处理方法的畸变矫正难度。

示意性***

参考说明书附图之图5所示，根据本发明的一实施例的一直接测距TOF分区探测***被阐明，其中所述直接测距TOF分区探测***用于控制直接测距TOF 对整个目标视场进行分区探测。具体地，如图5所示，所述直接测距TOF分区探测***400包括相互可通信地连接的一控制模块410和一处理模块420，其中所述控制模块410用于控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；其中所述处理模块 420用于处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

更具体地，如图5所示，所述控制模块410包括相互可通信地连接的一分区划分模块411和一分区点亮模块412，其中所述分区划分模块411用于将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应；其中所述分区点亮模块412用于按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区。

值得注意的是，在本发明的一示例中，所述分区点亮模块412进一步用于依次间隔第一预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

而在本发明的另一示例中，如图5所示，所述分区点亮模块412包括相互可通信地连接的一比较模块4121和一同时点亮模块4122，其中所述比较模块4121 用于比较该直接测距TOF的最大探测距离与该目标视场的最大深度的N倍之间的大小，其中N≥2；其中所述同时点亮模块4122用于响应于该最大探测距离大于等于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个该光源分区，以使N个该光源分区在同一时刻照明对应的该视场分区。

优选地，如图5所示，所述分区点亮模块412进一步包括与所述比较模块 4121可通信地连接的一单独点亮模块4123，其中所述单独点亮模块4123用于响应于该最大探测距离小于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔该第二预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

根据本发明的上述实施例，如图5所示，所述控制模块410还可以包括一功率调节模块413，用于根据该目标视场的最大深度，调节该直接测距TOF的该光源单元的工作功率，以使该直接测距TOF的最大探测距离基本上等于该目标视场的最大深度。

示意性电子设备

下面，参考图6来描述根据本发明的一实施例的电子设备。如图6所示，电子设备90包括一个或多个处理器91和存储器92。

所述处理器91可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备90中的其他组件以执行期望的功能。换言之，所述处理器91包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，所述处理器91可被配置成执行作为以下各项的一部分的指令：一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构、或其他逻辑构造。这种指令可被实现以执行任务、实现数据类型、转换一个或多个部件的状态、实现技术效果、或以其他方式得到期望结果。

所述处理器91可包括被配置成执行软件指令的一个或多个处理器。作为补充或替换，所述处理器91可包括被配置成执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑机。所述处理器91的处理器可以是单核或多核，且在其上执行的指令可被配置为串行、并行和/或分布式处理。所述处理器91的各个组件可任选地分布在两个或更多单独设备上，这些设备可以位于远程和/或被配置成进行协同处理。所述处理器91的各方面可由以云计算配置进行配置的可远程访问的联网计算设备来虚拟化和执行。

所述存储器92可以包括一个或多个计算程序产品，所述计算程序产品可以包括各种形式的计算可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器 (cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算可读存储介质上可以存储一个或多个计算程序指令，所述处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的上述示意性方法中的部分或全部步骤，以及/或者其他期望的功能。

换言之，所述存储器92包括被配置成保存可由所述处理器91执行以实现此处所述的方法和过程的机器可读指令的一个或多个物理设备。在实现这些方法和过程时，可以变换所述存储器92的状态(例如，保存不同的数据)。所述存储器 92可以包括可移动和/或内置设备。所述存储器92可包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光盘等)、半导体存储器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)等等。所述存储器92可包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。

可以理解，所述存储器92包括一个或多个物理设备。然而，本文描述的指令的各方面可另选地通过不由物理设备在有限时长内持有的通信介质(例如，电磁信号、光信号等)来传播。所述处理器91和所述存储器92的各方面可被一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。这些硬件逻辑组件可包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用的集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用的标准产品(PSSP/ASSP)、片上***(SOC)以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

在一个示例中，如图6所示，所述电子设备90还可以包括输入装置93和输出装置94，这些组件通过总线***和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。例如，该输入装置93可以是例如用于采集图像数据或视频数据的摄像模组等等。又如，所述输入装置93可以包括诸如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器之类的一个或多个用户输入设备或者与其对接。在一些实施例中，所述输入装置93可以包括所选择的自然用户输入(NUI)部件或与其对接。这种元件部分可以是集成的或***的，并且输入动作的转导和/或处理可以在板上或板外被处理。示例 NUI部件可包括用于语言和/或语音识别的话筒；用于机器视觉和/或姿势识别的红外、色彩、立体显示和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部***、眼睛***、加速计和/或陀螺仪；以及用于评估脑部活动和/或身体运动的电场感测部件；和/或任何其他合适的传感器。

该输出装置94可以向外部输出各种信息，包括分类结果等。该输出装置94 可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，所述电子设备90还可以进一步包括所述通信装置，其中所述通信装置可被配置成将所述电子设备90与一个或多个其他计算机设备通信地耦合。所述通信装置可以包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子***可被配置成用于经由无线电话网络或者有线或无线局域网或广域网来进行通信。在一些实施例中，所述通信装置可允许所述电子设备90经由诸如因特网这样的网络将消息发送至其他设备以及/或者从其它设备接收消息。

将会理解，此处描述的配置和/或方法本质是示例性的，这些具体实施例或示例不应被视为限制性的，因为许多变体是可能的。此处描述的具体例程或方法可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个。如此，所示和/或所述的各种动作可以以所示和/或所述顺序、以其他顺序、并行地执行，或者被省略。同样，上述过程的次序可以改变。

当然，为了简化，图6中仅示出了该电子设备90中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备90还可以包括任何其他适当的组件。

根据本发明的另一方面，本发明的一实施例进一步提供了另一电子设备。示例性地，如图7所示，所述电子设备包括一电子设备本体800、至少一直接测距 TOF700以及至少一直接测距TOF分区探测***400，其中所述直接测距TOF700 被配置于所述电子设备本体800，用于通过所述直接测距TOF700对一目标视场进行探测；其中所述直接测距TOF分区探测***400被配置于所述电子设备本体 800，并且所述直接测距TOF分区探测***400包括相互可通信地连接的：一控制模块，用于控制所述直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成该目标视场；和一处理模块，用于处理通过所述直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。可以理解的是，在本发明的其他示例中，所述直接测距TOF分区探测***400还可以直接被配置于所述直接测距TOF700，并且所述电子设备本体800被实施为所述直接测距TOF700的配套设备，也就是说，所述电子设备可以直接被实施为具有分区探测功能的TOF产品。

值得注意的是，所述电子设备本体800可以是眼镜、头戴式显示设备、增强现实设备、虚拟现实设备、智能手机或混合现实设备等任何能够被配置所述直接测距TOF700和所述直接测距TOF分区探测***400的设备或***。本领域的技术人员可以理解的是，尽管附图7中以所述电子设备本体800被实施为AR眼镜为例，但其并不构成对本发明的内容和范围的限制。

还需要指出的是，在本发明的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (16)

1.直接测距TOF分区探测方法，其特征在于，包括步骤：

控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

2.如权利要求1所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，所述控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场的步骤，包括步骤：

将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应；和

按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区。

3.如权利要求2所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，在所述将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应的步骤中：该光源单元被均匀地划分成n*m个该光源分区。

4.如权利要求2所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，在所述按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区的步骤中：依次间隔第一预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

5.如权利要求4所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，该第一预定时间不小于该直接测距TOF的最大探测距离的两倍与光速的比值。

6.如权利要求2所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，所述按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区的步骤，包括步骤：

比较该直接测距TOF的最大探测距离与该目标视场的最大深度的N倍之间的大小，其中N≥2；和

响应于该最大探测距离大于等于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个该光源分区，以使N个该光源分区在同一时刻照明对应的该视场分区。

7.如权利要求6所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，该第二预定时间大于等于该目标视场的最大深度的两倍与光速的比值。

8.如权利要求1至5中任一所述的直接测距TOF分区探测方法，其中，所述控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场的步骤，进一步包括步骤：

根据该目标视场的最大深度，调节该直接测距TOF的该光源单元的工作功率，以使该直接测距TOF的最大探测距离基本上等于该目标视场的最大深度。

9.直接测距TOF分区探测***，其特征在于，包括相互可通信地连接的：

一控制模块，用于控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

一处理模块，用于处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

10.如权利要求9所述的直接测距TOF分区探测***，其中，所述控制模块包括相互可通信地连接的一分区划分模块和一分区点亮模块，其中所述分区划分模块用于将该直接测距TOF的该光源单元划分成特定排布的多个光源分区，其中该光源分区与该视场分区一一对应；其中所述分区点亮模块用于按照一定时序分区地点亮该光源分区，以通过该光源分区照明对应的该视场分区。

11.如权利要求10所述的直接测距TOF分区探测***，其中，所述分区点亮模块进一步用于依次间隔第一预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

12.如权利要求10所述的直接测距TOF分区探测***，其中，所述分区点亮模块包括相互可通信地连接的一比较模块和一同时点亮模块，其中所述比较模块用于比较该直接测距TOF的最大探测距离与该目标视场的最大深度的N倍之间的大小，其中N≥2；其中所述同时点亮模块用于响应于该最大探测距离大于等于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔第二预定时间同时点亮N个该光源分区，以使N个该光源分区在同一时刻照明对应的该视场分区。

13.如权利要求12所述的直接测距TOF分区探测***，其中，所述分区点亮模块进一步包括与所述比较模块可通信地连接的一单独点亮模块，其中所述单独点亮模块用于响应于该最大探测距离小于该目标视场的最大深度的N倍，依次间隔该第二预定时间单独地点亮一个该光源分区，以使不同的该光源分区在不同时刻照明对应的该视场分区。

14.如权利要求9至11中任一所述的直接测距TOF分区探测***，其中，所述控制模块包括一功率调节模块，用于根据该目标视场的最大深度，调节该直接测距TOF的该光源单元的工作功率，以使该直接测距TOF的最大探测距离基本上等于该目标视场的最大深度。

15.电子设备，其特征在于，包括：

至少一处理器，用于执行指令；和

与所述至少一处理器可通信地连接的存储器，其中，所述存储器具有至少一指令，其中，所述指令被所述至少一处理器执行，以使得所述至少一处理器执行直接测距TOF分区探测方法中的部分或全部步骤，其中所述直接测距TOF分区探测方法包括步骤：

控制一直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成一目标视场；和

处理通过该直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

16.电子设备，其特征在于，包括：

一电子设备本体；

至少一直接测距TOF，其中所述直接测距TOF被配置于所述电子设备本体，用于通过所述直接测距TOF对一目标视场进行探测；以及

至少一直接测距TOF分区探测***，其中所述直接测距TOF分区探测***被配置于所述电子设备本体或所述直接测距TOF，并且所述直接测距TOF分区探测***包括相互可通信地连接的：

一控制模块，用于控制所述直接测距TOF的光源单元按照一定时序发射光信号至多个视场分区，其中多个该视场分区共同形成该目标视场；和

一处理模块，用于处理通过所述直接测距TOF的接收单元接收的分别从各个该视场分区反射回的光信号，以通过测量光信号的飞行时间来确定各个该视场分区的深度信息，从而实现对整个该目标视场的探测。

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