一种ToF测距装置的制作方法

本公开涉及tof，尤其涉及一种tof测距装置。

背景技术：

1、飞行时间(time-of-flight，tof)技术是众多三维光学测量技术中较为突出的一种。tof技术的基本原理是：主动光源发射的光线经目标对象反射后被tof设备捕获，而后tof设备根据光线由发出至捕获的时间差或相位差来计算目标对象的距离。tof广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3d建模等诸多领域。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种tof测距装置，包括壳体和设置于壳体中的光发射端、光接收端和数据处理端，所述壳体中还设置有反射装置，所述光接收端包括第一感应区和第二感应区；其中：

2、所述光发射端，用于发射光源，所述光源包括探测光和参考光；其中，所述探测光经目标对象被反射至所述第二感应区；所述参考光经所述反射装置被反射至所述第一感应区，且所述参考光中被所述反射装置反射至所述第一感应区的任意两个光子到达所述第一感应区的时间差均小于预设时间阈值；

3、所述数据处理端，用于基于所述第一感应区感应的参考光和所述第二感应区感应的探测光生成直方图，并根据所述直方图计算所述tof测距装置至所述目标对象的距离。

4、在一些实施例中，所述反射装置包括设置于所述壳体内部的第一反射面，所述第一反射面的反射率高于所述壳体内壁的反射率；其中：

5、所述第一反射面与所述第一感应区所在平面的夹角为非零夹角，所述参考光的至少部分光子经所述第一反射面反射至所述第一感应区。

6、在一些实施例中，所述第一反射面的数量为多个，所述参考光中经每一所述第一反射面反射至所述第一感应区的光子的光程差小于预设光程阈值。

7、在一些实施例中，所述反射装置包括设置于所述壳体内部的第二反射面，所述第二反射面的反射率高于所述壳体内壁的反射率；其中：

8、所述第二反射面与所述第一感应区所在平面平行，所述参考光的至少部分光子经所述第二反射面反射至所述第一感应区。

9、在一些实施例中，所述第二反射面的数量为多个，多个所述第二反射面分别设置在所述壳体的相对两侧的侧壁上，所述参考光的至少部分光子依次经相对设置的多个第二反射面的多次反射到达所述第一感应区。

10、在一些实施例中，所述反射装置包括设置于所述壳体内壁的至少一个第一反射面和至少一个第二反射面，所述第一反射面与所述第一感应区所在平面的夹角为非零角度，所述第二反射面与所述第一感应区所在平面平行；其中：

11、所述参考光由所述光发射端发射至所述第一反射面，再被至少一个所述第二反射面反射至所述第一感应区。

12、在一些实施例中，所述壳体中除所述反射装置以外的部分内壁或者全部内壁设置有吸光涂层。

13、在一些实施例中，所述反射装置为设置于所述壳体内壁上的反射面，所述反射面为平面或者弧形凹面或者锥面。

14、在一些实施例中，所述第一感应区与所述第二感应区之间设置有挡光件，所述光发射端设置于所述壳体内部靠近所述第一感应区的一侧，且所述光发射端与所述第一感应区之间无遮挡。

15、在一些实施例中，所述壳体内部设置有位于所述第一感光区上方的第一滤光片和位于所述第二感光区上方的第二滤光片，所述第一感光区在第一滤光片上的正投影位于第一滤光片内，所述第二感光区在第二滤光片上的正投影位于第二滤光片内。

16、本公开实施例提供了一种tof测距装置，包括壳体和设置于壳体中的光发射端、光接收端和数据处理端，壳体中还设置有反射装置，光接收端包括第一感应区和第二感应区；其中：光发射端，用于发射光源，光源包括探测光和参考光；其中，探测光经目标对象被反射至第二感应区；参考光经反射装置被反射至第一感应区，且参考光中被反射装置反射至第一感应区的任意两个光子到达第一感应区的时间差均小于预设时间阈值；数据处理端，用于基于第一感应区感应的参考光和第二感应区感应的探测光生成直方图，并根据直方图计算tof测距装置至目标对象的距离。这样，利用反射装置对参考光进行反射，由于参考光中被反射装置反射至第一感应区的任意两个光子到达第一感应区的时间差均小于预设时间阈值，意味着参考光中被反射装置反射至第一感应区的第一个光子的到达时间与最后一个光子的到达时间之差小于预设时间阈值，从而实现使参考光时间集中地到达第一感应区，如此，在统计光子数量得到直方图时，能够得到窄且陡的参考峰，减小了参考峰的拖尾影响，提高了tof测距的准确性。

技术特征：

1.一种tof测距装置，其特征在于，包括壳体和设置于壳体中的光发射端、光接收端和数据处理端，所述壳体中还设置有反射装置，所述光接收端包括第一感应区和第二感应区；其中：

2.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述反射装置包括设置于所述壳体内部的第一反射面，所述第一反射面的反射率高于所述壳体内壁的反射率；其中：

3.根据权利要求2所述的tof测距装置，其特征在于，所述第一反射面的数量为多个，所述参考光中经每一所述第一反射面反射至所述第一感应区的光子的光程差小于预设光程阈值。

4.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述反射装置包括设置于所述壳体内部的第二反射面，所述第二反射面的反射率高于所述壳体内壁的反射率；其中：

5.根据权利要求4所述的tof测距装置，其特征在于，所述第二反射面的数量为多个，多个所述第二反射面分别设置在所述壳体的相对两侧的侧壁上，所述参考光的至少部分光子依次经相对设置的多个第二反射面的多次反射到达所述第一感应区。

6.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述反射装置包括设置于所述壳体内壁的至少一个第一反射面和至少一个第二反射面，所述第一反射面与所述第一感应区所在平面的夹角为非零角度，所述第二反射面与所述第一感应区所在平面平行；其中：

7.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述壳体中除所述反射装置以外的部分内壁或者全部内壁设置有吸光涂层。

8.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述反射装置为设置于所述壳体内壁上的反射面，所述反射面为平面或者弧形凹面或者锥面。

9.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述第一感应区与所述第二感应区之间设置有挡光件，所述光发射端设置于所述壳体内部靠近所述第一感应区的一侧，且所述光发射端与所述第一感应区之间无遮挡。

10.根据权利要求1所述的tof测距装置，其特征在于，所述壳体内部设置有位于所述第一感光区上方的第一滤光片和位于所述第二感光区上方的第二滤光片，所述第一感光区在第一滤光片上的正投影位于第一滤光片内，所述第二感光区在第二滤光片上的正投影位于第二滤光片内。

技术总结
本公开实施例提供了一种ToF测距装置，包括壳体和设置于壳体中的光发射端、光接收端和数据处理端，壳体中还设置有反射装置，光接收端包括第一感应区和第二感应区；其中：光发射端，用于发射光源，光源包括探测光和参考光；其中，探测光经目标对象被反射至第二感应区；参考光经反射装置被反射至第一感应区，且参考光中被反射装置反射至第一感应区的任意两个光子到达第一感应区的时间差均小于预设时间阈值；数据处理端，用于基于第一感应区感应的参考光和第二感应区感应的探测光生成直方图，并根据直方图计算ToF测距装置至目标对象的距离。

技术研发人员：张睿,张玺
受保护的技术使用者：武汉北极芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10