CN112924979B - Tof模组的多路径光线测试设备、深度误差测量方法及*** - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种TOF模组的多路径光线测试设备、深度误差测量方法及***。测试设备包括分光板，对TOF模组的发射光进行分光处理；第一反射板，连接于分光板，并与分光板构成第一角度；以及第二反射板，设置于第一反射板相对一侧，第二反射板所在方向与第一反射板所在方向构成第二角度，其中，TOF模组的发射光的一部分光以第一反射率在分光板进行反射后，沿第一光路返回至TOF模组，TOF模组的发射光的另一部分光穿过分光板入射至第一反射板，并沿第二光路返回至TOF模组。通过本公开能够定性及定量确定多路径光对TOF模组获取的深度值产生的误差。

Description

TOF模组的多路径光线测试设备、深度误差测量方法及***
技术领域
本公开涉及检测及测量技术领域，尤其涉及一种TOF模组的多路径光线测试设备、深度误差测量方法及***。
背景技术
3D成像技术越来越受到人们的关注。相对于2D成像而言，3D成像还需要进一步获取物体的深度值。物体的深度值可以通过TOF(time of flight)模组来获取。TOF模组的工作原理为通过给目标物连续发送光脉冲，然后利用TOF模组接收从目标物返回的光，通过探测光脉冲的飞行时间来得到目标物和TOF模组之间的距离，进而得到该目标物的深度值。
在应用TOF模组的过程中，往往受到多路径光线的影响，导致测得的目标物的深度值存在偏差。由于多路径光线往往是不可控的，因此，基于TOF模组测得的目标物的深度值也不能具体确定受多路径光线的影响情况。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种TOF模组的多路径光线测试设备、深度误差测量方法及***。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种TOF模组的多路径光线测试设备，所述设备包括：分光板，对TOF模组的发射光进行分光处理；第一反射板，连接于分光板，并与分光板构成第一角度；以及第二反射板，设置于第一反射板的相对一侧，第二反射板所在方向与第一反射板所在方向构成第二角度，其中，TOF模组的发射光的一部分光以第一反射率在分光板进行反射后，沿第一光路返回至TOF模组，TOF模组的发射光的另一部分光穿过分光板入射至第一反射板，并沿第二光路返回至TOF模组。
一种实施方式中，第一光路包括：入射光入射至分光板的入射光路以及返回至TOF模组的第一返回光路；第二光路包括：入射光入射至分光板的第一入射光路、穿过分光板入射至第一反射板的第二入射光路、以及经第一反射板和第二反射板反射并返回至TOF模组的第二返回光路。
另一种实施方式中，第一角度以及第二角度为45°。
又一种实施方式中，第二返回光路包括：穿过分光板入射至第一反射板的光经第一反射板反射并入射至第二反射板的第三入射光路、以及经第二反射板反射至第一反射板的第三反射光路、经第一反射板反射并入射至分光板的第四入射光路、以及从分光板穿过返回至TOF模组的光路。
又一种实施例中，经第一反射板反射并入射至分光板的光的一部分光被分光板进行反射，反射后的光入射至第一反射板，并沿第三光路返回至所述TOF模组；第三光路包括：入射光入射至分光板的第一入射光路、穿过分光板入射至第一反射板的第二入射光路、经第一反射板反射并入射至第二反射板的第三入射光路、经第二反射板反射至第一反射板的第三反射光路、经第一反射板反射并入射至分光板的第四入射光路、经所述分光板反射并入射至第一反射板的第五入射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述第二反射板的第六入射光路、经所述第二反射板反射至所述第一反射板的第六反射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述分光板的第七入射光路，以及从分光板穿过返回至TOF模组的光路。
又一种实施方式中，分光板的两面涂覆有分光层，将入射至分光板的光分为从分光板进行反射的光、以及穿过分光板的光。
又一种实施方式中，TOF模组的多路径光线测试设备还包括壳体；壳体设置有窗口；分光板设置于窗口；第一反射板和第二反射板设置于壳体的内部。
又一种实施方式中，TOF模组的多路径光线测试设备还包括：底座，壳体设置于底座上；滑轨，滑轨设置于底座上；以及支撑架，设置于滑轨并沿着滑轨的长度方向可进行移动，TOF模组设置于支撑架，通过支撑架在滑轨上进行移动，调节TOF模组与分光板之间的距离。
又一实施方式中，安装于支撑架的TOF模组与分光板的中心区域对向设置。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种TOF模组深度值的误差测量***，该***包括第一方面及第一方面任意一种实施方式中所涉及的TOF模组的多路径光线测试设备；TOF模组，TOF模组向TOF模组的多路径光线测试设备发射光，获取分光板的测量深度值；获取模块，基于支撑架在滑轨上的位置，获取安装于支撑架上的TOF模组的光源到分光板之间的距离，并将距离作为理论深度值；以及处理模块，接收获取模块获取的理论深度值，并接收TOF模组获取的测量深度值，对理论深度值和测量深度值进行对比，计算多路径光对TOF模组产生的误差。
一种实施方式中，测量深度值是TOF模组的光源到分光板的中心区域的深度值。
另一种实施方式中，TOF模组基于来自第一光路的光和来自第二光路的光，测量分光板的深度值，以获取测量深度值。
又一实施方式中，TOF模组基于来自第一光路的光、来自第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量分光板的深度值，以获取测量深度值。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种TOF模组深度值的误差测量方法，TOF模组深度值的误差测量方法使用第二方面及第二方面任意一种实施方式中所涉及的TOF模组深度值的误差测量***，TOF模组深度值的误差测量方法包括：TOF模组向TOF模组的多路径光线测试设备发射光，获取分光板的测量深度值；获取TOF模组的光源到分光板的理论深度值；对比理论深度值和测量深度值，计算多路径光对TOF模组产生的误差。
一种实施方式中，理论深度值是TOF模组的光源到分光板之间的距离；测量深度值是TOF模组向TOF模组的多路径光线测试设备发射光，基于光经过TOF模组的多路径光线测试设备返回的时间计算分光板的测量深度值。
另一种实施方式中，测量深度值是TOF模组的光源到分光板的中心区域的深度值。
又一种实施方式中，TOF模组基于来自第一光路的光和来自第二光路的光，测量分光板的深度值，以获取测量深度值。
又一种实施方式中，TOF模组基于来自第一光路的光、来自第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量分光板的深度值，以获取测量深度值。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：存储器，配置用于存储指令；以及处理器，配置用于调用所述指令执行第三方面或第三方面任意一种实施方式中所述的TOF模组深度值的误差测量方法。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，非临时性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在由处理器执行时，执行第三方面或第三方面任意一种实施方式中所述的TOF模组深度值的误差测量方法。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：分光板、第一反射板和第二反射板的合理设置模拟了多路径光线，因此能够定性及定量确定多路径光线对TOF模组获取的深度值产生的误差。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是用于说明相关技术中多路径光线对TOF模组测量深度值产生影响的示意图；
图2是用于说明相关技术中多路径光线对TOF模组测量深度值产生影响的示意图；
图3是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组的多路径光线测试设备的示意图；
图4是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组的多路径光线测试设备中的分光板、第一反射板和第二反射板之间的位置关系的示意图；
图5是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第一光路示意图；
图6是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第二光路示意图；
图7是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第三光路示意图；
图8是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备在使用过程中产生的光路的示意图；
图9是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组深度值的误差测量方法的示意图；
图10是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组深度值的误差测量装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面将参考若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。
需要注意，虽然本文中使用“第一”、“第二”等表述来描述本公开的实施方式的不同模块、步骤和数据等，但是“第一”、“第二”等表述仅是为了在不同的模块、步骤和数据等之间进行区分，而并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。
为了更好地理解按照本公开的侧键固定装置，下面结合附图对本公开的侧键固定装置的优选实施例做进一步阐述说明。其中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制，相同的标号指示的是同一种类型的结构。
图1是用于说明相关技术中多路径光线对TOF模组测量深度值产生影响的示意图；图2是用于说明相关技术中多路径光线对TOF模组测量深度值产生影响的示意图。
如图1及图2所示，在相关技术中，衡量多路径光线对TOF模组输出的深度值的影响是通过以下方式实现的。即，将TOF模组对准图1所示的一个高反射率的三面锥形角落，以此来形成多路径光线。获得该三面锥形角落形成的深度图，判断所述深度图能否还原出该三面锥形角落，来判断多路径光线对TOF模组所获取并输出的深度值的影响程度。
由于通过对准高反射率的三面锥形角落射出发射光，以此形成的多路径光线是不可控的，因此，基于目前的方法无法准确确定多路径光线对TOF模组所获取并输出的深度值产生何种具体的影响。
在相关技术中，通过观察所获得的深度图来判断多路径光线对TOF模组产生的影响，然而，这样的方法主观性强，无法客观地定性多路径光线对TOF模组产生的影响。
为了解决相关技术中存在的技术问题，本公开实施例提供一种TOF模组的多路径光线测试设备。
图3是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组的多路径光线测试设备的示意图；图4是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组的多路径光线测试设备中的分光板、第一反射板和第二反射板之间的位置关系的示意图。
如图3以及图4所示，TOF模组的多路径光线测试设备100包括分光板10、与分光板10连接的第一反射板20、以及与第一反射板20对向设置的第二反射板30。
分光板10用于对TOF模组40的发射光进行分光处理。分光板10的“分光处理”是指可以将入射至分光板10的光的一部分光进行反射，而使另一部分光穿过分光板10。例如，从TOF模组40射出的光入射至分光板10，分光板10将一部分光直接反射至TOF模组40，使另一部分光穿透分光板10而入射至第一反射板20。
在本公开的一示例性实施例中，分光板10以第一反射率反射从TOF模组40射出的光。例如，该第一反射率可以为50％。当第一反射率为50％时，从TOF模组40射出的光入射至分光板10后，所述射出的光的50％的光在分光板10被反射而返回至TOF模组40，而剩余的50％的光穿过分光板10，而入射至第一反射板20。
第一反射板20连接于分光板10，并且第一反射板20与分光板10构成第一角度。第一角度可以是45°，也可以是30°。穿过分光板10而入射至第一反射板20的光，经第一反射板20反射后，入射至第二反射板30。
第二反射板30与第一反射板20对向设置，第二反射板30所在方向与第一反射板20所在方向构成第二角度。即，第二反射板30的延长线和第一反射板20的延长线相交，构成第二角度。第二角度可以是45°，也可以是30°。
第一反射板20和第二放射板30具有高反射或全反射能力，即光入射至第一反射板20或第二反射板30后，入射的光可以不被反射板吸收，而可以全部被反射。
TOF模组40的发射光入射至分光板10后，发射光的一部分光以第一反射率在分光板10进行反射，反射后的光可以沿着第一光路返回至TOF模组40。
本公开提供的TOF模组的多路径光线测试设备100，通过分光板10将TOF模组40的发射光进行分光处理，并利用分光板10、第一反射板20和第二反射板30合理的位置设置，使得TOF模组40的发射光的一部分光以第一反射率在分光板10进行反射后，沿第一光路200返回至TOF模组40；TOF模组40的发射光的另一部分光穿过分光板10入射至第一反射板20，并沿第二光路300返回至TOF模组40。通过本公开测试的多路径光线，能够定性及定量确定多路径光线对TOF模组40获取的深度值产生的误差。
图5是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第一光路示意图。
在本公开的一示例性实施例中，如图5所示，第一光路200包括：来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的入射光路以及所述发射光在分光板10进行反射而返回至TOF模组的第一返回光路。
如图5所示，经分光板10分光处理后，来自TOF模组40的发射光的一部分光直接沿着第一光路200返回至TOF模组40，此处可以将该部分的发射光称为第一路径光。第一路径光“飞行”的距离可以理解为多路径光线中的第一路径的距离。相应的，第一路径光形成了沿着第一路径“飞行”的光线。需要说明的是，来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的入射光路的长度，与所述发射光返回至TOF模组40的第一返回光路的长度是一致的，两者的光路方向是相反的。
图6为本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第二光路示意图。
来自TOF模组40发射光的另一部分光穿过分光板10入射至第一反射板20，并沿第二光路300返回至TOF模组40。
第二光路300包括：来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的第一入射光路、穿过分光板10入射至第一反射板20的第二入射光路、以及经第一反射板20和第二反射板30反射并返回至TOF模组40的第二返回光路。
需要说明的是，来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的第一入射光路与来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的入射光路是同一光路。
如图6所示，经分光板10分光处理后，来自TOF模组40的发射光的另一部分穿过分光板10入射至第一反射板20，此处可以将该部分发射光称为第二路径光。第二路径光入射至第一反射板20后，依次经过第二反射板30和第一反射板10反射后，入射至分光板10。经分光板10分光处理后，使得第二路径光的一分部光反射至第一反射板20，该部分光可称之为一次反射光。第二路径光中的另一部分光，该部分光可称之为一次射出光，将穿过分光板10，返回至TOF模组40。
从第二路径光中的一次射出光的整个“飞行”过程来看，一次射出光沿着第二光路300返回至TOF模组40。一次射出光的“飞行”距离可以理解为多路径光线中的第二路径的距离。相应的，一次射出光形成了沿着第二路径“飞行”的光线。
分光板10与第一反射板20以第一角度设置连接。其中，“第一角度”可以根据实际应用中需要测试的多路径光线的具体情况来进行调整。基于同一TOF模组40测量同一目标区域的深度值，第一角度不同，通过本公开的TOF模组的多路径光线测试设备100形成的可控的多路径光线也相应不同。进而可以定性或定量的确定不同的多路径光线对TOF模组40测量目标区域的深度值产生的不同误差。
第二角度基于反射原理，将根据第一角度的调整进行相应的调整，以保证第二路径光可以沿第二光路300返回至TOF模组40。
在本公开的一示例性实施例中，第一角度可以为45°。根据反射原理，若使得上文所述的TOF模组40的发射光的另一部分光穿过分光板10入射至第一反射板20，沿第二光路300返回至TOF模组40，则可以计算出第二角度为45°。
在本公开的一示例性实施例中，第二返回光路包括穿过分光板10入射至第一反射板20的光经第一反射板20反射并入射至第二反射板30的第三入射光路、以及经第二反射板30反射至第一反射板20的第三反射光路、经第一反射板20反射并入射至分光板10的第四入射光路、以及从分光板10穿过返回至TOF模组的光路。
在实际应用中，若一次射出光的光强度低于强度阈值，此时，则不考虑一次射出光“飞行”的距离，即不考虑沿着第二路径(或第二光路)“飞行”的光线对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差；若一射出光的光强度高于强度阈值，此时，则需要考虑沿着第二路径(或第二光路)“飞行”的光线对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。
图7为本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备中的第三光路示意图。
在本公开的一示例性实施例中，如图7所示，经第一反射板20反射并入射至分光板10的光(第二路径光)的一部分光被分光板10进行反射后的光，也就是上文所述的一次反射光，可以入射至第一反射板20，并依次经过第二反射板30和第一反射板20反射后，入射至分光板10。
由于分光板10具有分光能力，可以将一次反射光中的一部分光，该部分光可以称之为二次反射光，再次反射至第一反射板20。一次反射光中的另一部分光，该部分光可以称之为二次射出光，将穿过分光板10，返回至TOF模组40。
从二次射出光的整个“飞行”过程来看，二次射出光沿第三光路400返回至TOF模组40。二次射出光的“飞行”距离可以理解为多路径光线中的第三路径的距离。相应的，二次射出光形成了沿着第三路径“飞行”的光线。
第三光路400包括：来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的第一入射光路、穿过分光板10入射至第一反射板20的第二入射光路、经第一反射板20反射并入射至第二反射板30的第三入射光路、经第二反射板30反射至第一反射板20的第三反射光路、经第一反射板20反射并入射至分光板10的第四入射光路、经分光板10反射并入射至第一反射板20的第五入射光路、经第一反射板20反射并入射至第二反射板30的第六入射光路、经第二反射板30反射至第一反射板20的第六反射光路、经第一反射板20反射并入射至分光板10的第七入射光路，以及从分光板10穿过返回至TOF模组的光路。
需要说明的是，若一次射出光的光强度低于强度阈值，那么，基于一次反射光形成的二次射出光的光强度势必低于强度阈值。则由二次射出光形成的沿着多路径光线中的第三路径(或第三光路)“飞行”的光线，对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差将不再考虑。否则，将需要继续判断二次射出光的光强度是否高于强度阈值，若高于强度阈值，则需要考虑二次射出光“飞行”的距离对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。
需要说明的是，强度阈值的大小可以根据实际情况进行调节。例如，强度阈值的大小可以是TOF模组40射出的发射光的10％。
同理，上文所述的二次反射光，可以再次入射至第一反射板20，并依次经过第二反射板30和第一反射板20反射后，再次入射至分光板10。
由于分光板10具有分光能力，可以将二次反射光中的一部分光，该部分光可以称之为三次反射光，又一次反射至第一反射板20。二次反射光中的另一部分光，该部分光可以称之为三次射出光，将穿过分光板10，返回至TOF模组40。
从三次射出光的整个“飞行”过程来看，三次射出光沿着第四光路返回至TOF模组40。三次射出光的“飞行”距离可以理解为多路径光线中的第四路径的距离。相应的，三次射出光形成了沿着第四路径“飞行”的光线。
需要说明的是，若二次射出光的光强度低于强度阈值，那么，基于二次反射光形成的三次射出光的光强度势必低于强度阈值。则由三次射出光形成的沿着多路径光线中的第四路径(或第四光路)“飞行”的光线，对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差将不再考虑。否则，将需要继续判断三次射出光的光强度是否高于强度阈值，若高于强度阈值，则需要考虑三次射出光“飞行”的距离对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。
由于沿着第四路径“飞行”的光线以及后续的沿着第五路径“飞行”的光线等的形成原理，与沿着第二路径“飞行”的光线或沿着第三路径“飞行”的光线的形成原理相同，在此，不再一一赘述。
分光板10可以对TOF模组40射出的发射光进行分光处理，其分光处理的程度，即分光板10的反射能力，可以根据实际需要，通过对分光板10进行相应的处理来进行调整。
在本公开的一示例性实施例中，分光板10的两面可以涂覆有分光层，其中，分光层可以将入射至分光板10的光分为从分光板10进行反射的光，以及穿过分光板10的光。
通过调整分光层可以调整分光板10的分光处理能力，即分光板10的反射能力或反射率。
在本公开的一示例性实施例中，分光板10的反射率可以为50％，TOF模组40的发射光经分光板10处理后，发射光的50％的光，即为上述的第一路径光。经分光板10反射后沿第一光路200返回至TOF模组40。
另外的发射光的50％的光，即为上文所指的第二路径光，穿透分光板10入射至第一反射板20。由于分光板10的反射率不同，则将产生不同光强度的第一路径光和第二路径光。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组的多路径光线测试设备100还包括壳体50。
其中，壳体50设置有窗口501，分光板10置于窗口501处，第一反射板20和第二反射板30设置于壳体50的内部。
在实际应用中，分光板10的大小还可以与窗口501的大小一致。
将分光板10置于壳体50的窗口501处，以及将第一反射板20和第二反射板30置于壳体50内部，使得TOF模组40射出的发射光中穿过分光板10的那部分光(第二路径光)，可以在一个密闭的环境中利用第一反射板20和第二反射板30完成一次或多次反射，使其在形成的沿着多路径“飞行”的光线的过程中免受其他杂光的影响。进而使得TOF模组的多路径光线测试设备100形成的可控的多路径光线更加准确。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组的多路径光线测试设备100还包括底座60，设置于底座60上的滑轨70和设置于滑轨70上的支撑架80。
其中，壳体50设置于底座60上。滑轨70设置于底座60上。支撑架80设置于滑轨70并沿着滑轨70的长度方向可进行移动。TOF模组40设置于支撑架80上，通过支撑架80在滑轨70上进行移动，调节TOF模组40与分光板10之间的距离。
在应用中，基于TOF模组40与分光板10之间不同的距离，可以利用TOF模组的多路径光线测试设备100来测试与TOF模组40和分光板10之间距离相对应的多路径光线。
在本公开的一示例性实施例中，安装于支撑架80的TOF模组40与分光板10的中心区域对向设置。
图8是根据本公开的一示例性实施例的TOF模组的多路径光线测试设备在使用过程中产生的光路的示意图。
如图8所示，为了更加清楚得展示本公开的工作原理，现以下例进行说明。
在实际应用中，可以将TOF模组40正对本公开的TOF模组的多路径光线测试设备100的分光板10。为了便于计算TOF模组的多路径光线测试设备100形成的多路径光线的具体距离，可以选取分光板10中心区域部分作为TOF模组40获取并输出深度值的目标区域。
中心区域可以根据实际情况进行确定，例如，可以是以分光板10的中心点为圆心，以分光板10最短的边长的30％的长度为半径而确定的圆形区域。
在应用中，将TOF模组40置于支撑架80上，支撑架80置于滑轨70上，通过滑轨70来调整TOF模组40与本设备的分光板10之间的距离L3。
现令TOF模组40与分光板10的距离L3为40cm。若不存在多路径光路的情况下，也就是说分光板10不具有分光的能力，为全反射板。由于TOF模组40与目标区域的距离为40cm，那么，基于TOF算法可以测出的TOF模组40的发射光相对于目标区域“飞行”的距离为40cm*2。进而，可以基于TOF模组40的发射光相对于目标区域“飞行”的距离来确定TOF模组40获取并输出的目标区域的深度值。在实际应用中，基于TOF模组40的发射光相对于目标区域“飞行”的距离来确定的目标区域的深度值，可以作为目标区域的理论深度值。
为了测试多路径光线，现令分光板10具备分光能力，其分光能力的大小根据分光板10的反射率而定。现令分光板10的反射率为50％，令壳体50设置有窗口501一侧的长度L2为36cm，其中，窗口501的长度L1为16cm，相应的，分光板10的长度同样为16cm。
为了便于计算，现令第一角度Q1为45°，则根据反射原理，可以确定第二角度Q2同样为45°。
当TOF模组40正对TOF模组的多路径光线测试设备100的分光板10射出发射光时，由于分光板10的反射率为50％，则将有50％的发射光，即第一路径光经分光板10反射，沿着第一光路200，也就是来自TOF模组40的发射光入射至分光板10的入射光路201以及所述发射光返回至TOF模组40的第一返回光路，其距离为40cm*2，返回至待测TOF模组40。此时，第一路径光“飞行”的距离，也就是上文中所提及的多路径光线中的第一路径的距离为40cm*2。
另外的50％发射光，也就是第二路径光，将穿透分光板10进入至壳体50内，入射第一反射板20上。由于第一反射板20具有全反射性，根据反射原理，第二路径光将全反射至第二反射板30上。同理，由于第二反射板30具有全反射性，第二路径光将再次全反射至第一反射板20上。全反射至第一反射板20上的第二路径光入射至分光板10上。
基于分光板的50％的反射率，50％的第二路径光，将被再次反射至第一反射板20上，即上文中所指的一次反射光，其余50％的第二路径光，即上文所指的一次射出光，将直接穿透分光板10，返回至TOF模组40。此时，一次射出光的强度为TOF模组40的射出光的光强度的50％*50％＝25％。
令强度阈值为TOF模组的发射光的10％，由于一次射出光的强度高于强度阈值，则需要考虑一次射出光的“飞行”距离对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。此时，一次射出光“飞行”的距离，也就是上文中所提及的多路径光线中的第二路径的距离为40cm*2+(8+8+20)cm*2。
对于上文“第二路径光”，一部分以一次射出光的形式返回至TOF模组40，另一部分将以一次反射光的形式，再次反射至第一反射板20。其中，一次反射光的光强度为TOF模组40的射出光的光强度的50％*50％＝25％。
一次反射光依次经过第二反射板20和第一反射板30全反射后，第二次入射至分光板10。基于分光板的50％的反射率，50％的一次反射光，即上文所指的二次反射光，将被再次反射至第一反射板20上，其余50％的一次反射光，即上文所指的二次射出光，将直接穿透分光板10，返回至TOF模组40。此时，二次射出光的光强度为TOF模组40的射出光的光强度的50％*50％*50％＝12.5％。
令强度阈值为TOF模组40的发射光的10％，由于二次射出光的强度高于强度阈值，则需要考虑二次射出光的“飞行”距离对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。此时，二次射出光“飞行”的距离，也就是上文中所提及的多路径光线中的第三路径的距离为40cm*2+(8+8+20)cm*2+(8+8+20)cm*2。
同理，基于二次反射光形成的三次射出光的光强度为TOF模组40的射出光的光强度的50％*50％*50％*50％＝6.25％。由于强度阈值为TOF模组40的发射光的10％，此时，三次射出光的光强度低于强度阈值，则不需要考虑三次射出光“飞行”的距离对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差影响。
由此可知，针对此示例而言，对TOF模组40获取并输出的深度值可以产生误差影响的多路径的光线包括沿着第一路径“飞行”的光线(距离为80cm)、沿着第二路径“飞行”的光线(距离为152cm)和沿着第三路径“飞行”的光线(距离为224cm)构成的长短路径混合的光线。
在实际应用中，还可以通过调整分光板10的反射率、第一角度和第二角度来可控的调整对TOF模组40获取并输出的深度值产生误差的多路径光线。
基于相同的发明构思，本公开实施例还提供一种TOF模组深度值的误差测量***。TOF模组深度值的误差测量***包括：本公开第一方面或第一方面任意一种实施方式中所述的TOF模组的多路径光线测试设备100，TOF模组40，获取模块和处理模块。
TOF模组40用于向TOF模组的多路径光线测试设备100发射光，以获取分光板10的测量深度值。
获取模块，基于支撑架80在滑轨70上的位置，获取安装于支撑架80上的TOF模组40的光源到分光板10之间的距离，并将距离作为理论深度值。
处理模块，接收获取模块获取的理论深度值，并接收TOF模组40获取的测量深度值，对理论深度值和测量深度值进行对比，计算多路径光对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差。
在本公开的一示例性实施例中，测量深度值是TOF模组40的光源到分光板10的中心区域的深度值。
在应用中，若想要具体分析某些特定的长短路径混合的光线对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差，则可通过TOF模组的多路径光线测试设备100来测试这些特定的长短路径混合的光线。
TOF模组40基于这些特定的长短路径混合的光线，获取并输出TOF模组的多路径光线测试设备100的分光板10的中心区域的深度值，即分光板10的测量深度值。需要说明的是，测量深度值是TOF模组40受到这些特定的长短路径混合的光线影响后，获取并输出的分光板10的深度值，其与理论深度值有所差异。
其中，分光板10的中心区域可以根据实际情况进行确定，例如，可以是以分光板10的中心点为圆心，以分光板10最短的边长的30％的长度为半径而确定的圆形区域。
可以通过将分光板10中心区域所有像素点的测量深度值求取平均值，作为TOF模组40获取并输出的分光板10的测量深度值。
TOF模组40获取并输出的分光板10中心区域的深度值的准确性可以通过求取测量深度值与理论深度值之间的差值来确定。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组40基于来自第一光路的光和来自第二光路的光，测量分光板10的深度值，以获取测量深度值。
即，TOF模组40基于由第一光路的光和第二光路的光构成的特定的长短路径混合的光线，获取并输出TOF模组的多路径光线测试设备100的分光板10的中心区域的深度值。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组40基于来自第一光路的光、来自第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量分光板10的深度值，以获取测量深度值。
即，TOF模组40基于由第一光路的光、第二光路的光和第三光路的光构成的特定的长短路径混合的光线，获取并输出TOF模组的多路径光线测试设备100的分光板10的中心区域的深度值。
图9是根据本公开的一示例性实施例的一种TOF模组深度值的误差测量方法的示意图。
基于相同的发明构思，如图9所示，本公开实施例还提供一种TOF模组深度值的误差测量方法500。TOF模组深度值的误差测量方法500使用本公开第二方面或第二方面的任意一项实施例所述的TOF模组深度值的误差测量***。
TOF模组深度值的误差测量方法500包括：获取测量深度值的步骤(S501)、获取理论深度值的步骤(S502)、以及计算误差的步骤(S503)。
在获取测量深度值的步骤(S501)中，TOF模组40向TOF模组的多路径光线测试设备100发射光，获取分光板10的测量深度值。
在获取理论深度值的步骤(S502)中，获取TOF模组40的光源到分光板10的理论深度值。
在计算误差的步骤(S503)中，对比理论深度值和测量深度值，计算多路径光对TOF模组40获取并输出的深度值产生的误差。
在本公开的一示例性实施例中，理论深度值是TOF模组10的光源到分光板10之间的距离。测量深度值是TOF模组10向TOF模组的多路径光线测试设备100发射光，基于光经过TOF模组的多路径光线测试设备100返回的时间计算分光板10的测量深度值。
在本公开的一示例性实施例中，测量深度值是TOF模组40的光源到分光板10的中心区域的深度值。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组40基于来自第一光路的光和来自第二光路的光，测量分光板10的深度值，以获取测量深度值。
在本公开的一示例性实施例中，TOF模组40基于来自第一光路的光、来自第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量分光板10的深度值，以获取测量深度值。
图10是根据一示例性实施例示出的一种执行TOF模组深度值的误差测量方法500的装置的框图。例如，装置可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图10，装置可以包括以下一个或多个组件：处理组件1302，存储器1304，电力组件1306，多媒体组件1308，音频组件1310，输入/输出(I/O)的接口1312，传感器组件1314，以及通信组件1316。
处理组件1302通常控制装置的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件1302可以包括一个或多个处理器1320来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件1302可以包括一个或多个模块，便于处理组件1302和其他组件之间的交互。例如，处理组件1302可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1308和处理组件1302之间的交互。
存储器1304被配置为存储各种类型的数据以支持在设备的操作。这些数据的示例包括用于在装置上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器1304可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电力组件1306为装置的各种组件提供电力。电力组件1306可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为装置生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件1308包括在所述装置和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件1308包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件1310被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1310包括一个麦克风(MIC)，当装置处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1304或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件1310还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口1312为处理组件1302和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件1314包括一个或多个传感器，用于为装置提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1314可以检测到设备的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置的显示器和小键盘，传感器组件1314还可以检测装置或装置一个组件的位置改变，用户与装置接触的存在或不存在，装置方位或加速/减速和装置的温度变化。传感器组件1314可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件1314还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件1314还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件1316被配置为便于装置和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件1316经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件1316还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器1304，上述指令可由装置的处理器1320执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器1304，上述指令可由装置的处理器1320执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (20)

1.一种TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，包括：
分光板，对TOF模组的发射光进行分光处理；
第一反射板，连接于所述分光板，并与所述分光板构成第一角度；以及
第二反射板，设置于所述第一反射板的相对一侧，所述第二反射板所在方向与所述第一反射板所在方向构成第二角度，
其中，所述TOF模组的所述发射光的一部分光以第一反射率在所述分光板进行反射后，沿第一光路返回至所述TOF模组，
所述TOF模组的所述发射光的另一部分光穿过所述分光板入射至所述第一反射板，并沿第二光路返回至所述TOF模组。
2.根据权利要求1所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述第一光路包括：入射光入射至所述分光板的入射光路以及返回至所述TOF模组的第一返回光路；
所述第二光路包括：入射光入射至所述分光板的第一入射光路、穿过所述分光板入射至所述第一反射板的第二入射光路、以及经所述第一反射板和所述第二反射板反射并返回至所述TOF模组的第二返回光路。
3.根据权利要求1所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述第一角度以及所述第二角度为45°。
4.根据权利要求2所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述第二返回光路包括：穿过所述分光板入射至所述第一反射板的光经所述第一反射板反射并入射至所述第二反射板的第三入射光路、以及经所述第二反射板反射至所述第一反射板的第三反射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述分光板的第四入射光路、以及从所述分光板穿过返回至所述TOF模组的光路。
5.根据权利要求4所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
经所述第一反射板反射并入射至所述分光板的光的一部分光被所述分光板进行反射，反射后的光入射至所述第一反射板，并沿第三光路返回至所述TOF模组；
所述第三光路包括：入射光入射至所述分光板的第一入射光路、穿过所述分光板入射至所述第一反射板的第二入射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述第二反射板的第三入射光路、经所述第二反射板反射至所述第一反射板的第三反射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述分光板的第四入射光路、经所述分光板反射并入射至第一反射板的第五入射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述第二反射板的第六入射光路、经所述第二反射板反射至所述第一反射板的第六反射光路、经所述第一反射板反射并入射至所述分光板的第七入射光路，以及从所述分光板穿过返回至所述TOF模组的光路。
6.根据权利要求1所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述分光板的两面涂覆有分光层，将入射至所述分光板的光分为从所述分光板进行反射的光、以及穿过所述分光板的光。
7.根据权利要求1所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述TOF模组的多路径光线测试设备还包括壳体；
所述壳体设置有窗口；
所述分光板设置于所述窗口；
所述第一反射板和所述第二反射板设置于所述壳体的内部。
8.根据权利要求7所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
所述TOF模组的多路径光线测试设备还包括：
底座，所述壳体设置于所述底座上；
滑轨，所述滑轨设置于所述底座上；以及
支撑架，设置于所述滑轨并沿着所述滑轨的长度方向可进行移动，所述TOF模组设置于所述支撑架，通过所述支撑架在所述滑轨上进行移动，调节所述TOF模组与所述分光板之间的距离。
9.根据权利要求8所述的TOF模组的多路径光线测试设备，其特征在于，
安装于所述支撑架的所述TOF模组与所述分光板的中心区域对向设置。
10.一种TOF模组深度值的误差测量***，其特征在于，包括：
权利要求1至9中任意一项所述的TOF模组的多路径光线测试设备；
TOF模组，TOF模组向所述TOF模组的多路径光线测试设备发射光，获取所述分光板的测量深度值；
获取模块，基于支撑架在滑轨上的位置，获取安装于所述支撑架上的所述TOF模组的光源到所述分光板之间的距离，并将所述距离作为理论深度值；以及
处理模块，接收所述获取模块获取的理论深度值，并接收所述TOF模组获取的所述测量深度值，对所述理论深度值和所述测量深度值进行对比，计算多路径光对所述TOF模组产生的误差。
11.根据权利要求10所述的TOF模组深度值的误差测量***，其特征在于，
所述测量深度值是所述TOF模组的所述光源到所述分光板的中心区域的深度值。
12.根据权利要求10所述的TOF模组深度值的误差测量***，其特征在于，
所述TOF模组基于来自所述第一光路的光和来自所述第二光路的光，测量所述分光板的深度值，以获取所述测量深度值。
13.根据权利要求10所述的TOF模组深度值的误差测量***，其特征在于，
所述TOF模组基于来自所述第一光路的光、来自所述第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量所述分光板的深度值，以获取所述测量深度值。
14.一种TOF模组深度值的误差测量方法，其特征在于，所述TOF模组深度值的误差测量方法使用权利要求10至13中任意一项所述的TOF模组深度值的误差测量***，所述TOF模组深度值的误差测量方法包括：
TOF模组向所述TOF模组的多路径光线测试设备发射光，获取所述分光板的测量深度值；
获取所述TOF模组的光源到所述分光板的理论深度值；
对比所述理论深度值和所述测量深度值，计算多路径光对所述TOF模组产生的误差。
15.根据权利要求14所述的TOF模组深度值的误差测量方法，其特征在于，
所述理论深度值是所述TOF模组的所述光源到所述分光板之间的距离；
所述测量深度值是所述TOF模组向所述TOF模组的多路径光线测试设备发射光，基于所述光经过所述TOF模组的多路径光线测试设备返回的时间计算所述分光板的测量深度值。
16.根据权利要求15所述的TOF模组深度值的误差测量方法，其特征在于，
所述测量深度值是所述TOF模组的所述光源到所述分光板的中心区域的深度值。
17.根据权利要求15所述的TOF模组深度值的误差测量方法，其特征在于，
所述TOF模组基于来自所述第一光路的光和来自所述第二光路的光，测量所述分光板的深度值，以获取所述测量深度值。
18.根据权利要求15所述的TOF模组深度值的误差测量方法，其特征在于，
所述TOF模组基于来自所述第一光路的光、来自所述第二光路的光、以及来自第三光路的光，测量所述分光板的深度值，以获取所述测量深度值。
19.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
存储器，配置用于存储指令；以及
处理器，配置用于调用所述指令执行权利要求14至18中任意一项所述TOF模组深度值的误差测量方法。
20.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非临时性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由处理器执行时，执行权利要求14至18中任意一项所述TOF模组深度值的误差测量方法。
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