CN213149250U - DToF距离传感器*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种DToF距离传感器***，包括接收端和发射端；接收端包括DToF传感器；发射端包括驱动电路、激光器、探测器及光学元件；激光器及探测器与所述驱动电路相连；所述激光器发射光线经过所述光学元件至待测物表面后反射至所述DToF传感器。构建的DToF距离传感器***可更精准的探测3D距离，并且可通过改变不同的光学元件的类型，控制发射出不同类型的光斑，从而满足不同的市场需求。

Description

DToF距离传感器***

技术领域

本实用新型涉及距离传感器制备领域，尤其涉及一种DToF距离传感器***。

背景技术

DToF(Direct Time of Flight，直接飞行时间)距离传感器可应用在手机中的AR、VR、解锁、背景虚化等场合。所谓飞行时间法3D成像，是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离的一种成像方法。

DToF距离传感器是基于SPAD(单光子雪崩二极管，Single Photon AvalancheDiode)的雪崩触发进行测距。具体的，请参考图1，图1为现有技术中距离传感器测距工作原理示意图；其中，DToF距离传感器10包括SPAD阵列11及处理模块，当发射出重复脉冲后，SPAD阵列11通过镜头20来自不同距离面反射回的光线信号，再经处理模块的计算处理，获得深度信息。

如图2所示，图2为现有技术中SPAD阵列结构示意图，SPAD阵列20包括m*n个SPAD21。

然而，需要提出一种DToF距离传感器***，可适用于不同市场需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种DToF距离传感器***，可适用于距离的探测。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种DToF距离传感器***，包括：

接收端和发射端；

所述接收端包括DToF传感器；

所述发射端包括驱动电路、激光器、探测器及光学元件；所述激光器及探测器与所述驱动电路相连；所述激光器发射光线经过所述光学元件至待测物表面后反射至所述DToF传感器。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述光学元件包括准直镜及衍射光学元件，所述激光器发射光线经过所述准直镜及衍射光学元件至待测物表面。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述光学元件包括扩散片，所述激光器发射光线经过所述扩散片至待测物表面。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述激光器为垂直腔面发射激光器。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述探测器为光电探测器。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述接收端还包括镜头，来自待测物表面的反射光线经过所述镜头后照射至所述DToF传感器。

优选地，在所述的DToF距离传感器***中，所述DToF传感器表面设有滤波层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：构建的DToF距离传感器***可更精准的探测3D距离，并且可通过改变不同的光学元件的类型，控制发射出不同类型的光斑，从而满足不同的市场需求。

附图说明

图1为现有技术中距离传感器测距工作原理示意图；

图2为现有技术中SPAD阵列结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中DToF距离传感器***的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中DToF距离传感器发射出的点斑光源形状示意图；

图5为本实用新型实施例二中DToF距离传感器***的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二中DToF距离传感器发射出的面阵光源形状示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的高分辨率距离传感器像素结构及距离传感器进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关***或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提出了一种DToF距离传感器***，包括：

接收端和发射端；

所述接收端包括DToF传感器；

所述发射端包括驱动电路、激光器、探测器及光学元件；所述激光器及探测器与所述驱动电路相连；所述激光器发射光线经过所述光学元件至待测物表面后反射至所述DToF传感器。

其中，所述接收端包括DToF传感器，如图2所示，其中DToF传感器设有SPAD阵列，用于接收来自待测物表面反射回来的光线阵列，通过ToF方式计算出待测物表面相应的距离，从而可以探测出待测物表面的三维距离。

在本实施例中提出的DToF距离传感器***中，其有益效果主要体现在：可更精准的探测3D距离，并且可通过改变不同的光学元件的类型，控制发射出不同类型的光斑，从而满足不同的市场需求。

实施例一

请参考图3，在本实施例中，提出了一种DToF距离传感器***100，包括接收端和发射端；

所述接收端包括DToF传感器；

所述发射端包括驱动电路、激光器、探测器、准直镜及DOE(衍射光学元件，Diffractive Optical Elements)；所述激光器及探测器与所述驱动电路相连；所述激光器发射光线经过所述准直镜及DOE至待测物表面200后反射至所述DToF传感器。

其中，所述激光器为垂直腔面发射激光器(VCSEL,Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)，所述探测器为光电探测器(PD，Photodetector)。所述激光器发射光线经过所述准直镜及衍射光学元件至待测物表面，发出如图4所示的点斑光源，其中，点斑光源的测量精度高。每个发射点光源精确的打到一个或多个像素(Pixel)上，因此充分利用了发射光，降低了功耗。因此在同样功耗下可提高发射功率，从而提高了灵敏度，提高了测量量程。

此外，所述接收端还包括镜头110，来自待测物表面200的反射光线经过所述镜头110后照射至所述DToF传感器上。进一步的，所述DToF传感器表面还可以设有滤波层120，所述滤波层120可过滤部分干扰信号，与镜头一起可提高光子探测效率，减少干扰。

实施例二

请参考图5，本实施例提出的DToF距离传感器***100与实施例一中的结构类似，唯一差别在于将实施例一中的光学元件准直镜和DOE更换为扩散片(Diffuser)，从而发出如图6所示的面阵光源，其中，面阵光源对光学元件安装和结构要求较低，从而可降低成本。

其中，所述激光器发射的光线经过所述扩散片至待测物200的表面，并反射至镜头110，经过滤波层120至所述DToF距离传感器上。

在本实施例中，发射出的面阵光源其精度更高，可全面的检测出待测物200的三维距离。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种DToF距离传感器***，其特征在于，包括：

接收端和发射端；

所述接收端包括DToF传感器；

所述发射端包括驱动电路、激光器、探测器及光学元件；所述激光器及探测器与所述驱动电路相连；所述激光器发射光线经过所述光学元件至待测物表面后反射至所述DToF传感器。

2.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述光学元件包括准直镜及衍射光学元件，所述激光器发射光线经过所述准直镜及衍射光学元件至待测物表面。

3.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述光学元件包括扩散片，所述激光器发射光线经过所述扩散片至待测物表面。

4.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器。

5.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述探测器为光电探测器。

6.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述接收端还包括镜头，来自待测物表面的反射光线经过所述镜头后照射至所述DToF传感器。

7.如权利要求1所述的DToF距离传感器***，其特征在于，所述DToF传感器表面设有滤波层。

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