CN109905175A - 飞行时间组件的控制系统和终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种飞行时间组件的控制系统和终端。飞行时间组件包括激光光源和扩散器。控制系统包括光电转换器、驱动芯片和应用处理器。光电转换器接收由激光光源发射并被扩散器反射的激光并转换成电信号。驱动芯片与光电转换器连接并接收电信号。应用处理器在电信号满足预定条件时关闭激光光源。本申请实施方式的飞行时间组件的控制系统和终端根据光电转换器输出的电信号来判断扩散器是否异常，并在扩散器异常时及时关闭激光光源，如此，在扩散器异常时，光发射器不会向外界空间发射能量较强的激光，可以确保用户使用终端的安全性。

Description

飞行时间组件的控制系统和终端

技术领域

本申请涉及消费性电子技术领域，特别涉及一种飞行时间组件的控制系统和终端。

背景技术

飞行时间(Time of Flight,TOF)组件可通过计算光发射器发射激光的时刻，与光接收器接收到激光的时刻之间的时间差来计算被测物体的深度信息。激光光源发射的光通常为红外激光，当光发射器中的扩散器发生异常(如脱落、破裂等)时，出射的红外激光容易伤害到用户。

发明内容

本申请实施方式提供了一种飞行时间组件的控制系统和终端。

本申请实施方式的飞行时间组件的控制系统，飞行时间组件包括激光光源和扩散器，所述控制系统包括光电转换器、驱动芯片和应用处理器。所述光电转换器接收由所述激光光源发射并被所述扩散器反射的激光并转换成电信号。所述驱动芯片与所述光电转换器连接并接收所述电信号。所述应用处理器在所述电信号满足预定条件时关闭所述激光光源。

本申请实施方式的终端包括飞行时间组件和上述的飞行时间组件的控制系统。所述控制系统与所述飞行时间组件连接。

本申请实施方式的飞行时间组件的控制系统和终端根据光电转换器输出的电信号来判断扩散器是否异常，并在扩散器异常时及时关闭激光光源，如此，在扩散器异常时，光发射器不会向外界空间发射能量较强的激光，可以确保用户使用终端的安全性。

本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的终端的结构示意图。

图2是本申请某些实施方式的飞行时间组件及控制系统的结构示意图。

图3是本申请某些实施方式的控制系统的模块示意图。

图4和图5是本申请某些实施方式的判断扩散器异常的流程示意图。

图6是本申请某些实施方式的控制系统的模块示意图。

图7至图10是本申请某些实施方式的固有调制方式和安全调制方式的波形示意图。

图11至图15是本申请某些实施方式的判断光电转换器损坏或扩散器异常的流程示意图。

图16是本申请某些实施方式的控制系统的模块示意图。

图17和图18是本申请某些实施方式的飞行时间组件及控制系统的部分结构示意图。

图19是本申请某些实施方式的透光导电膜的分布示意图。

图20是本申请某些实施方式的判断光电转换器损坏或扩散器异常的流程示意图。

图21是本申请某些实施方式的控制系统的模块示意图。

图22是本申请某些实施方式的飞行时间组件及控制系统的部分结构示意图。

图23和图24是本申请某些实施方式的判断光电转换器损坏或扩散器异常的流程示意图。

图25至图30是本申请某些实施方式的飞行时间组件及控制系统的部分结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

请一并参阅图1和图2，本申请实施方式的终端100包括飞行时间组件10及控制系统20。终端10可以利用控制系统20控制飞行时间组件10获取目标物体的深度信息，以利用深度信息进行测距、建模等操作。终端100具体可以是手机、平板电脑、遥控器、智能穿戴设备等，终端100还可以是安装在移动平台(例如无人机、汽车等)上的外挂设备。本申请实施例以终端100为手机为例进行说明，可以理解，终端100的具体形式不限于手机。在如图1所示的例子中，终端100包括壳体30，壳体30可用于安装飞行时间组件10及控制系统20。

请参阅图1，飞行时间组件10可以安装在壳体30内，具体地，在一个例子中，壳体30上开设有通孔，飞行时间组件10安装在壳体30内并与通孔对准，通孔可以开设在壳体30的正面或背面；在另一个例子中，飞行时间组件10安装在壳体30内且对准显示屏40，即设置在显示屏40下，飞行时间组件10发射的激光穿过显示屏40进入外界，或者经外界物体反射回的激光穿过显示屏40由飞行时间组件10接收。

请结合图2，飞行时间组件10包括光发射器11、光接收器12和基板13。光发射器11和光接收器12均设置在基板13上，具体地，光发射器11与光接收器12可以设置在同一个基板13上(图2所示)，光发射器11与光接收器12也可以分别设置在两个独立的基板13上(图未示)。光发射器11包括激光光源111、扩散器(diffuser)112及套筒115。套筒115设置在基板13上，套筒115与基板13围成有收容腔110，激光光源111和扩散器112均收容在收容腔110内。激光光源111可以是垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser,VCSEL)，激光光源111可用于发射激光，激光可为红外激光，其波长可以是940纳米，红外激光可以具备均匀的光斑图案。扩散器112设置在激光光源111的发光光路上，激光光源111发射的激光经扩散器112扩散，以更均匀地向外界空间中发射。同时，扩散器112还会反射部分激光。

在本申请实施例中，激光光源111发射的激光为激光脉冲，激光脉冲的波形为方波，即在高电平时激光光源111发射激光脉冲，在低电平时激光光源111不发射激光脉冲，以避免持续向外界发射激光而伤害到用户，另外，激光光源111发射的激光强度也不能超过预定的安全阈值。

光接收器12包括透镜121及传感器122。激光从光发射器11中射出后到达目标物体，在目标物体的反射作用下，激光返回到光接收器12并由光接收器12接收，具体地，被反射的激光穿过透镜121后被传感器122接收。通过计算激光光源111发射激光的时刻与传感器122接收到被反射回的激光的时刻之间的时间差，可以计算得到目标物体相对于飞行时间组件10的深度(即，距离)。

请一并参阅图2和图3，控制系统20可以与飞行时间组件10连接，控制系统20可以控制飞行时间组件10发射和接收激光。控制系统20包括光电转换器21、驱动芯片22和应用处理器23。光电转换器21具体可以是光电二极管(Photo-Diode,PD)，光电转换器21在接收由激光光源111发射并被扩散器112反射回的激光后，可以将接收到的激光转换成电信号，激光的强度越大，则电信号的强度也越大。光电转换器21可以设置在光发射器11内。在如图2所示的例子中，光电转换器21设置在激光光源111附近的基板13上，光电转换器21的收光面与激光光源111的光轴垂直。当然，光电转换器21在光发射器11内的具体位置不限于上述举例，例如，光电转换器21还可以设置在套筒115的内侧壁116上，光电转换器21的收光面与激光光源111的光轴垂直等。在本申请的实施例中，光电转换器21接收由激光光源111发射并被到扩散器112反射的激光并转换成电信号。电信号可以表征由扩散器112反射回的激光的特征，进一步用来判断扩散器112是否异常(异常可为脱落或破裂)。可以理解，在驱动芯片22提供的脉冲信号固定的情况下，若扩散器112正常工作，则扩散器112反射回的激光的强度应该趋近于一个预定强度值，对应地，光电转换器21输出的电信号也应该趋近于一个预定电信号的值；但若扩散器112破裂或脱落，扩散器112反射回的激光的强度较低，光电转换器21输出的电信号也会相应降低，甚至为0(此时驱动芯片22接收不到光电转换器21输出的电信号)。

请一并参阅图3和图4，驱动芯片22与激光光源111、光电转换器21、应用处理器23均连接，其中，驱动芯片22可以与应用处理器23直接连接或间接连接。驱动芯片22可以设置在基板13上。驱动芯片22在接收应用处理器23发送的开启光发射器11的指令后会向光发射器11中的激光光源111提供脉冲信号，以驱动激光光源111发射激光。驱动芯片22还可以接收光电转换器21输出的电信号，并将光电转换器21输出的电信号传送给应用处理器23，应用处理器23接收到光电转换器21发送的电信号后，判断电信号是否满足预定条件，在电信号满足预定条件时，认为扩散器112出现异常，此时应用处理器23关闭激光光源111。其中，满足预定条件指的是光电转换器21输出的电信号处于一个预定电信号范围内，该预定电信号范围包括电信号为0的情况。应用处理器23关闭激光光源111包括两种方式：(1)应用处理器23发送关闭激光光源111的指令给驱动芯片22，驱动芯片22接收到指令后停止向激光光源111提供脉冲信号以关闭激光光源111；(2)应用处理器23停止向激光光源111提供使能信号，以关闭激光光源111。

具体地，驱动芯片22接收到光电转换器21输出的电信号后，将电信号传送给应用处理器23。若应用处理器23判断电信号不处于预设电信号范围内(即不满足预定条件)，此时应用处理器23认为扩散器112正常工作。若应用处理器23判断电信号处于预设电信号范围内(即满足预定条件)，此时应用处理器23判断扩散器112出现异常，应用处理器23立即关闭激光光源111。

综上，本申请实施方式的飞行时间组件10的控制系统20和终端100根据光电转换器21输出的电信号来判断扩散器112是否异常，并在扩散器112异常时及时关闭激光光源111，如此，在扩散器112异常时，光发射器11不会向外界空间发射能量较强的激光，可以确保用户使用终端100的安全性。

请一并参阅图3和图5，在某些实施方式中，应用处理器23未接收到驱动芯片22发送的光电转换器21输出的电信号(即电信号为0的情况)，此时，应用处理器23立即关闭激光光源111。应用处理器23未能接收到驱动芯片22发送的电信号可能由于以下两种原因导致：(1)扩散器112从套筒115脱落，激光光源111发射的激光没有被扩散器112反射，而是全部出射到外界空间中，此时光电转换器21接收不到被反射回的激光；(2)驱动芯片22自身出现异常，无法正常执行接收光电转换器21输出的电信号并将电信号发送给应用处理器23的操作。但无论是何种原因导致应用处理器23未接收到驱动芯片22发送的电信号，应用处理器23均会立即关闭激光光源111。进一步地，在某些实施方式中，应用处理器23关闭激光光源111后，执行复位驱动芯片22的操作，并再次开启激光光源111，具体地，应用处理器23为激光光源111提供使能信号，并控制驱动芯片22向激光光源111提供脉冲信号以驱动激光光源111发射激光。在驱动芯片22复位且激光光源111再次开启后，若应用处理器23未接收到电信号，则说明是扩散器112异常导致光电转换器21收不到激光而没有电信号输出；若应用处理器23接收到了电信号，则说明是驱动芯片22出现异常，此时，应用处理器23根据电信号进一步判断扩散器112是否出现异常：若电信号处于预定电信号范围内，则应用处理器23判定扩散器112出现异常，应用处理器23再次关闭激光光源111；若电信号不处于预定电信号范围内，则应用处理器23判定扩散器112正常工作，应用处理器23保持激光光源111开启。

请参阅图6，在某些实施方式中，控制系统20还包括集成在光接收器12的传感器122上的调制模块24。调制模块24内存储有固有调制方式和安全调制方式。其中，与固有调制方式相比，在安全调制方式下，脉冲信号的脉宽参数、电流参数、功率参数、帧率参数中的至少一个参数小于固有调制方式的脉冲信号的对应的参数。例如，仅安全调制方式的脉宽参数小于固有调制方式的脉宽参数(如图7所示)；或者，仅安全调制方式的电流参数小于固有调制方式的电流参数(如图8所示)；或者，仅安全调制方式的功率参数小于固有调制方式的功率参数(如图9所示)；或者，仅安全调制方式的帧率参数小于固有调制方式的帧率参数(如图10所示)；或者，安全调制方式的功率参数小于固有调制方式的功率参数，并且安全调制的帧率参数小于固有调制方式的帧率参数；或者，安全调制方式的脉宽参数小于固有调制方式的脉宽参数，安全调制方式的电流参数小于固有调制方式的电流参数，并且安全调制方式的功率参数小于固有调制方式的功率参数；或者，安全调制方式的脉宽参数小于固有调制方式的脉宽参数，安全调制方式的电流参数小于固有调制方式的电流参数，安全调制方式的功率参数小于固有调制方式的功率参数，并且安全调制的帧率参数小于固有调制方式的帧率参数等等。

应用处理器23与驱动芯片22间接连接，具体地，应用处理器23与传感器122连接，传感器122与驱动芯片22连接。在电信号不满足预定条件时，应用处理器23控制传感器122调用固有调制方式，驱动芯片22接收传感器122发送的固有调制方式，并驱动激光光源111以固有调制方式发射激光。

在电信号满足预定条件时，在一个例子中，应用处理器23首先控制传感器122调用安全调制方式，驱动芯片22接收传感器122发送的安全调制方式，并驱动激光光源111以安全调制方式发射激光。随后，应用处理器23根据飞行时间组件10获取的深度图像和红外图像判断是光电转换器21损坏还是扩散器112异常，并在扩散器112异常时，关闭激光光源111。

具体地，应用处理器23控制激光光源111在安全调制方式下发射激光，并控制光接收器12接收被目标物体反射回的激光。应用处理器23根据光接收器12接收的激光计算光发射器11发射激光的时刻与光接收器12接收激光的时刻之间的时间差，并根据光速和时间差计算得到当前的深度图像。应用处理器23还可以根据光接收器12接收的激光计算得到一张红外图像。随后，应用处理器23计算飞行时间组件10当前获取的深度图像与历史获取的深度图像之间的深度差值、以及飞行时间组件10当前获取的红外图像与历史获取的红外图像之间的灰度差值，并根据深度差值和灰度差值判断是光电转换器21损坏还是扩散器112异常。其中，历史获取的深度图像指的是在飞行时间组件10第一次使用的时刻至当前的时刻这一时间段(不包含当前的时刻)中，飞行时间组件10获取的所有有效深度图像，历史获取的红外图像指的是在飞行时间组件10第一次使用的时刻至当前的时刻这一时间段(不包含当前的时刻)中，飞行时间组件10获取的所有有效红外图像。其中，深度图像与红外图像是一一对应的，即每次飞行时间组件10获取一张深度图像时，还会对应获取一张红外图像；由于扩散器112异常时，会影响深度图像和红外图像的获取，因此，有效深度图像是指扩散器112正常工作状态下获取到的深度图像，有效红外图像是指扩散器112正常工作状态下获取到的红外图像。历史获取的深度图像和红外图像可以形成一个数据库存储在终端100的存储器50(图1所示)中，如此，应用处理器23可以随时从存储器50中读取这两种图像；或者，历史获取的深度图像和红外图像也可以形成一个数据库存储在云服务器上，终端100与云服务器通信，如此，历史获取的深度图像和红外图像不会占用终端100的存储器50的存储空间。

请参阅图11，在一个实施方式中，应用处理器23获取到当前的深度图像和当前的红外图像后，将当前的深度图像与数据库中的历史的深度图像进行比对，并将当前的红外图像与数据库中的历史的红外图像进行比对。具体地，应用处理器23可以计算当前深度图像中每一个像素的深度值与每一张历史深度图像中对应位置的像素的深度值之间的差值以得到多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前深度图像与历史深度图像的深度差值。如此，即可得到与多张历史深度图像一一对应的多个深度差值。应用处理器23从多个深度差值中找到值最小的深度差值，并将该深度差值与预设深度差值进行比较，若该深度差值大于预设深度差值，则应用处理器23判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏。若该深度差值小于或等于预设深度差值，则应用处理器23进一步寻找与该深度差值的历史深度图像对应的历史红外图像，并计算当前红外图像的每一个像素的灰度值与选定的历史红外图像的对应位置的像素的灰度值之间的差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前红外图像与历史红外图像之间的灰度差值，若灰度差值大于预设灰度差值，则判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏，此时关闭激光光源111；若灰度差值小于或等于预设灰度差值，则判定光电转换器21损坏，扩散器112未出现异常，此时激光光源111以固有调制方式发射激光。

请参阅图12，在另一个实施方式中，应用处理器23获取到当前的深度图像和当前的红外图像后，将当前的红外图像与数据库中的历史的红外图像进行比对，并将当前的深度图像与数据库中的历史的深度图像进行比对。具体地，应用处理器23可以计算当前红外图像中每一个像素的灰度值与每一张历史红外图像中对应位置的像素的灰度值之间的差值以得到多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前红外图像与历史红外图像的灰度差值。如此，即可得到与多张历史红外图像一一对应的多个灰度差值。应用处理器23从多个灰度差值中找到值最小的灰度差值，并将该灰度差值与预设灰度差值进行比较，若该灰度差值大于预设灰度差值，则应用处理器23判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏。若该灰度差值小于或等于预设灰度差值，则应用处理器23进一步寻找与该灰度差值的历史红外图像对应的历史深度图像，并计算当前深度图像的每一个像素的深度值与选定的历史深度图像的对应位置的像素的深度值之间的差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前深度图像与历史深度图像之间的深度差值，若深度差值大于预设深度差值，则判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏，此时关闭激光光源111；若深度差值小于或等于预设深度差值，则判定光电转换器21损坏，扩散器112未出现异常，此时激光光源111以固有调制方式发射激光。

请参阅图13，在又一个实施例中，应用处理器23获取到当前的深度图像和当前的红外图像后，将当前的深度图像与数据库中的历史的深度图像进行比对，并将当前的红外图像与数据库中的历史的红外图像进行比对。具体地，应用处理器23可以计算当前深度图像中每一个像素的深度值与每一张历史深度图像中对应位置的像素的深度值之间的差值以得到多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前深度图像与历史深度图像的深度差值。如此，即可得到与多张历史深度图像一一对应的多个深度差值。应用处理器23从多个深度差值中找到值最小的深度差值，从而确定出该最小的深度差值对应的历史深度图像。应用处理器23再计算计算当前红外图像中每一个像素的灰度值与每一张历史红外图像中对应位置的像素的灰度值之间的差值以得到多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前红外图像与历史红外图像的灰度差值。如此，即可得到与多张历史红外图像一一对应的多个灰度差值。应用处理器23从多个灰度差值中找到值最小的灰度差值，从而确定出该最小的灰度差值对应的历史红外图像。应用处理器23判断最小的深度差值是否大于预设深度差值、最小的灰度差值是否大于预设灰度差值、以及最小的深度差值对应的历史深度图像和最小的灰度差值对应的历史红外图像是否为相对应的一组图像，在最小的深度差值小于或等于预设深度差值、最小的灰度差值小于或等于预设灰度差值、并且最小的深度差值对应的历史深度图像和最小的灰度差值对应的历史红外图像为相对应的一组图像时，判定光电转换器21损坏，否则判定扩散器112异常。

也即是说，当应用处理器23在数据库中找到与当前深度图像匹配度高于某一预定值的历史深度图像，并且在数据库中找到与当前红外图像匹配度高于某一预定值的历史红外图像，并且找到的历史深度图像与找到的历史红外图像为相对应的一组图像时，才确认是光电转换器21损坏，否则认为是扩散器112异常。

其中，计算当前深度图像与历史深度图像之间的深度差值的方式还可以是：应用处理器23将当前深度图像划分为多个当前深度区域，对应地，将历史深度图像划分为多个历史深度区域，多个当前深度区域与多个历史深度区域一一对应。应用处理器23首先计算每个当前深度区域的多个深度值的平均值，再计算每个历史深度区域中多个深度值的平均值。随后，应用处理器23计算每一个当前深度区域的深度值的平均值与对应的历史深度区域的深度值的平均值之间的差值，得到与多个当前深度区域一一对应的多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前深度图像与历史深度图像之间的深度差值。

同样地，计算当前红外图像与历史红外图像之间的灰度差值的方式还可以是：应用处理器23将当前红外图像划分为多个当前红外区域，对应地，将历史红外图像划分为多个历史红外区域，多个当前红外区域与多个历史红外区域一一对应。应用处理器23首先计算每个当前红外区域的多个灰度值的平均值，再计算每个历史红外区域中多个灰度值的平均值。随后，应用处理器23计算每一个当前红外区域的灰度值的平均值与对应的历史红外区域的灰度值的平均值之间的差值，得到与多个当前红外区域一一对应的多个差值，再将多个差值的绝对值累加得到当前红外图像与历史红外图像之间的灰度差值。

可以理解，扩散器112出现异常会影响深度图像和红外图像的获取。扩散器112异常时，飞行时间组件10获取的当前深度图像和当前红外图像与历史数据不符。具体地，当扩散器112脱落时，激光光源111发射的激光没有经过扩散器112的扩散直接出射，与扩散器112正常工作时相比，扩散器112脱落时光发射器11的视场远小于扩散器112正常工作时光发射器11的视场，获取的当前深度图像中，除中心区域外的剩余的大部分区域的像素无法获取深度值。并且，扩散器112脱落时，激光没有经过扩散器112的衰减作用直接出射，出射的激光的能量较高，与扩散器112正常工作时相比，扩散器112脱落时飞行时间组件10获取的红外图像的灰度要大于扩散器112正常工作时飞行时间组件10获取的红外图像的灰度。因此，可以将当前深度图像与从多张历史深度图像中找到的匹配度最高的一张历史深度图像作对比，并将当前红外图像与从多张历史红外图像中找到的匹配度最高的一张历史红外图像作对比，若深度差值未大于预设深度差值、灰度差值未大于预设灰度差值且选定的历史深度图像与选定的历史红外图像为关联的一组图像则说明光电转换器21损坏，扩散器112可以正常工作。同样地，当扩散器112破裂时，从破裂位置出射的激光的能量较高，与扩散器112正常工作时相比，扩散器112破裂时飞行时间组件10获取的红外图像的灰度要大于扩散器112正常工作时飞行时间组件10获取的红外图像的灰度。此时，虽然可能出现当前深度图像与从多张历史红外图像中找到的匹配度最高的一张历史红外图像的深度差值小于或等于预设深度差值的情况，但是当前红外图像与从多张历史红外图像中找到的匹配度最高的一张历史红外图像之间的红外差值还是会大于预设灰度差值，因此，仍旧可以分辨出扩散器112破裂的情况。其中，限定选定的历史深度图像和选定的历史红外图像应为相对应的一组图像是为了进一步检验当前深度图像和当前红外图像与历史数据的匹配度，提升光电转换器21损坏或扩散器112异常的判断的准确度。

在电信号满足预定条件时，在另一个例子中，应用处理器23首先控制传感器122调用安全调制方式，驱动芯片22接收传感器122发送的安全调制方式，并驱动激光光源111以安全调制方式发射激光。终端100还包括可见光相机60，应用处理器23可接收可见光相机60获取的可见光图像。应用处理器23根据可见光相机60获取的可见光图像、飞行时间组件10获取的深度图像和红外图像判断是光电转换器21损坏还是扩散器112异常，并在扩散器112异常时，关闭激光光源111。

具体地，应用处理器23控制飞行时间组件10获取深度图像和红外图像，并同时控制可见光相机60获取可见光图像。随后，应用处理器23计算飞行时间组件10当前获取的深度图像与历史获取的深度图像之间的深度差值、飞行时间组件10当前获取的红外图像与历史获取的红外图像之间的灰度差值、以及可见光相机60当前获取的可见光图像与历史获取的可见光图像之间的色彩差值，并根据深度差值、灰度差值和色彩差值判断是光电转换器21损坏还是扩散器112异常。其中，历史获取的深度图像指的是在飞行时间组件10第一次使用的时刻至当前的时刻这一时间段(不包含当前的时刻)中，飞行时间组件10获取的所有有效深度图像，历史获取的红外图像指的是在飞行时间组件10第一次使用的时刻至当前的时刻这一时间段(不包含当前的时刻)中，飞行时间组件10获取的所有有效红外图像，历史获取的可见光图像是在飞行时间组件10第一次使用的时刻至当前的时刻这一时间段(不包含当前的时刻)中，每一次行飞行时间组件10开启时可见光相机60对应开启并获取到的可见光图像，其中，深度图像、红外图像、可见光图像是一一对应的，即每次飞行时间组件10获取一张深度图像时，还会对应获取一张红外图像，并且可见光相机60会对应获取一张可见光图像，有效深度图像和有效红外图像如前所述，在此不再赘述。历史获取的深度图像、红外图像和可见光图像可以形成一个数据库存储在终端100的存储器50中或者存储在云服务器上。需要说明的是，可见光图像可以是去马赛克之前的图像，此时每个像素的色彩由R、G、B三者中的任意一个表示；可见光图像也可以是去马赛克之后(即插值之后)的图像，此时每个像素的色彩由R、G、B三者共同计算得到。

请参阅图14，在一个实施方式中，应用处理器23获取到当前深度图像、当前红外图像和当前可见光图像后，计算当前深度图像与历史深度图像的深度差值，并从多个深度差值中找到值最小的深度差值，将该深度差值与预设深度差值进行比较。若该深度差值大于预设深度差值，则应用处理器23判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏。若该深度差值小于或等于预设深度差值，则应用处理器23寻找与该深度差值的历史深度图像对应的历史红外图像，并计算当前红外图像与历史红外图像的灰度差值，若灰度差值大于预设灰度差值，则应用处理器23判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏；若灰度差值小于或等于预设灰度差值，则应用处理器23进一步寻找与该深度差值的历史深度图像对应的可见光图像，并计算当前可见光图像与历史可见光图像的色彩差值，若色彩差值大于预设色彩差值，则应用处理器23判定扩散器112异常，光电转换器21未损坏；若色彩差值小于或等于预设色彩差值，则应用处理器23判定光电转换器21损坏，扩散器112正常工作。其中，当前可见光图像与历史可见光图像的色彩差值的计算方法与当前深度图像与历史深度图像的深度差值的计算方法类似，在此不再赘述。本实施方式中图像的比较顺序为深度图像、红外图像、可见光图像，在其他实施方式中，比较顺序还可以为深度图像、可见光图像、红外图像，或者可见光图像、深度图像、红外图像，或者可见光图像、红外图像、深度图像，或者红外图像、可见光图像、深度图像，或者红外图像、深度图像、可见光图像。

请参阅图15，在另一个实施方式中，应用处理器23获取到当前深度图像、当前红外图像和当前可见光图像后，计算当前深度图像与历史深度图像的深度差值，从多张历史深度图像中找出深度差值最小的历史深度图像，计算当前红外图像与历史红外图像的灰度差值，并从多张历史红外图像中找出灰度差值最小的历史红外图像，并计算当前可见光图像与历史可见光图像的色彩差值，并从多张历史可见光图像中找出色彩差值最小的历史可见光图像。应用处理器23判断最小的深度差值是否大于预设深度差值、最小的灰度差值是否大于预设灰度差值、最小的色彩差值是否大于预设色彩差值、以及确定出的历史深度图像、历史红外图像和历史可见光图像是否为相对应的一组图像，在最小的深度差值小于或等于预设深度差值、最小的灰度差值小于或等于预设灰度差值、最小的色彩差值小于或等于预设色彩差值、并且确定出的历史深度图像、历史红外图像和历史可见光图像为相对应的一组图像时，判定光电转换器21损坏，否则判定扩散器112异常。

也即是说，当应用处理器23在数据库中找到与当前深度图像匹配度高于某一预定值的历史深度图像，并且在数据库中找到与当前红外图像匹配度高于某一预定值的历史红外图像，并且在数据库中找到与当前可见光图像的匹配度高于某一预定值的历史可见光图像，并且找到的历史深度图像、历史红外图像、历史可见光图像为相对应的一组图像时，才确认是光电转换器21损坏，否则认为是扩散器112异常。

增加可见光图像作为光电转换器21损坏或扩散器112异常的判断依据，可以提升光电转换器21损坏或扩散器112异常的判断的准确度。

请参阅图16和图17，在某些实施方式中，控制系统20还包括检测电路25。检测电路25与应用处理器23连接。检测电路25可以输出检测信号至应用处理器23，应用处理器23根据检测信号判断光电转换器21损坏或扩散器112异常，并在扩散器112异常时关闭激光光源111。其中，检测信号可为电流信号。

具体地，检测电路25包括透光导电膜251和金属接线252。透光导电膜251、金属接线252和应用处理器23形成导电回路。透光导电膜251设置在扩散器112上以检测扩散器112是否破裂，例如，透光导电膜251可以设置在扩散器112的入光面113(图17所示)，或设置在扩散器112的出光面114(图18所示)上。如图19所示，透光导电膜251呈蛇形的弯折结构分布在扩散器112上，如此，透光导电膜251可以覆盖扩散器112更多的面积，可以更精准地检测扩散器112是否出现破裂。金属接线252设置在套筒115和基板13上。具体地，金属接线252包括第一金属接线253和第二金属接线254，第一金属接线253的一端与透光导电膜251的一端连接，第一金属接线253的另一端连接应用处理器23，第二金属接线254的一端与透光导电膜251的另一端连接，第二金属接线254的另一端连接应用处理器23。第一金属接线253和第二金属接线254可以贴附套筒115的内侧壁116或外侧壁117设置，并贴附在基板13上延伸以与应用处理器23连接。如图17所示，当透光导电膜251设置在扩散器112的入光面113时，第一金属接线253和第二金属接线254贴附套筒115的内侧壁116设置；如图18所示，当透光导电膜251设置在扩散器112的出光面114时，第一金属接线253和第二金属接线254贴附套筒115的外侧壁117设置。可以理解，当扩散器112未出现脱落或破裂时，导电回路导通，检测电路25输出的电流的值趋近于预定电流值。当扩散器112破裂时，透光导电膜251也会破裂，透光导电膜251破裂处的电阻值非常大，检测电路25输出的电流值很小，甚至为0。同样地，当扩散器112脱落时，透光导电膜251与金属接线252的连接处会部分或全部断开，断开处的电阻值非常大，检测电路25输出的电流值很小，甚至为0。因此，如图20所示，在电信号满足预定条件时，应用处理器23可以进一步接收检测电路发送的检测信号，并判断检测信号是否满足设定条件，即检测信号是否处于预设检测信号范围内(预设检测信号范围包括检测信号为0的情况)，若预设检测信号处于检测信号范围内，则判定扩散器112异常，并关闭激光光源111；若预设检测信号不处于预设检测信号范围内，则判定光电转换器21损坏，扩散器112正常工作。

如此，通过增加检测电路25以更准确地判断扩散器112是否异常，可以避免在光电转换器21损坏的情况下判定扩散器112异常的误判问题。

请参阅图21和图22，在某些实施方式中，光电转换器21的数量为多个。驱动芯片22与多个光电转换器21均连接并可以接收每个光电转换器21输出的电信号，应用处理器23可以接收驱动芯片22发送的多个电信号，并根据多个电信号判断扩散器112是否异常。进一步地，应用处理器23在一个电信号满足预定条件时，判断为与该一个电信号对应的光电转换器21损坏。应用处理器23在多个电信号均满足预定条件时，判断扩散器112异常。

具体地，假设有十个光电转换器21，每个光电转换器21输出一个电信号，十个光电转换器21输出十个电信号(当光电转换器21损坏时，电信号未能输出到驱动芯片22和应用处理器23，此时应用处理器23默认光电转换器21输出的电信号为0)。请结合图23，应用处理器23接收到这十个电信号后，分别判断每一个电信号是否满足预定条件，即每一个电信号是否都处于预定电信号范围内，若十个电信号都处于预定电信号范围内，则判定扩散器112异常；若十个电信号并未都处于预定电信号范围内，例如只有一个(或两个、三个、四个等)电信号处于预定电信号范围内，则判定这个电信号(或两个、三个、四个等)处于预定电信号范围内的光电转换器21损坏，扩散器112正常工作。

请参阅图24，在其他实施方式中，当光电转换器21的数量为多个时，应用处理器23计算满足预定条件的电信号的个数以及不满足预定条件的电信号的个数，在满足预定条件的电信号的个数大于或等于不满足预定条件的电信号的个数时，判定扩散器112异常，在满足预定条件的电信号的个数小于不满足预定条件的电信号的个数时，判定满足预定条件的电信号对应的光电转换器21损坏，扩散器112正常工作。

如此，设置多个光电转换器21后，应用处理器23可以根据多个电信号来判断扩散器112是否异常，可以避免因某一个或某几个光电转换器21损坏导致输出的电信号满足预定条件，从而误判为扩散器112出现异常的问题，提升扩散器112的工作状态判断的准确性。

请参阅图25，在某些实施方式中，套筒115包括第一部件1151和第二部件1152，第一部件1151、第二部件1152及基板13围成收容腔110。第二部件1152设置在基板13上，第一部件1151开设有通光孔118，通光孔118的面积略大于或等于扩散器112的光学有效区的面积。光电转换器21设置在基板13的被第一部件1151覆盖的位置处，即光电转换器21位于第一部件1151的遮挡区域内。此时，光电转换器21不会接收到外界的环境光或者仅接收到极少量的环境光。光电转换器21会接收到大部分由扩散器112反射回的光甚至是仅接收到由扩散器112反射回的光。如此，减小环境光的影响，光电转换器21输出的电信号更为准确。可以理解，如果光电转换器21在接收到扩散器112反射回的激光的同时还接收到较多的环境光，那么就会导致输出的电信号变大，此时可能出现实际上扩散器112已出现异常(如果此时光电转换器21仅接收到扩散器112反射回的激光，则电信号实际上是处于预定范围内的)，但由于多了这部分环境光，导致电信号变大且不处于预定电信号范围内的情况，此时会判定扩散器112正常工作。如此，导致扩散器112的工作状态判断出错。

在某些实施方式中，图25中的光电转换器21还可以设置在套筒115的内侧壁116上，以使得遮挡环境光的效果更好，且光电转换器21距离扩散器21较近，容易接收到由扩散器112反射的激光。

请参阅图26，在某些实施方式中，套筒115的内侧壁116上设置有光反射层1101。光线到达光反射层1101后，绝大部分由光反射层1101反射，以提高最终到达光电转换器21的光量，进一步地，减小对光电转换器21的检测灵敏度的要求，降低光电转换器21的成本。其中，光反射层1101可以是贴在内侧壁116上的膜、也可以是涂覆在内侧壁116上的涂层、还可以是在内侧壁116的内壁以特殊的工艺处理后形成的内侧壁116的一部分。

请参阅图27，在某些实施方式中，收容腔110内设置有聚光机构119，聚光机构119用于将照射在聚光机构119的光汇聚至光电转换器21。聚光机构119将光汇聚至光电转换器21，使得光电转换器21能够接收到较多的光量，减小对光电转换器21的检测灵敏度的要求，降低光电转换器21的成本。具体地，聚光机构119可以是具有凹面反射面的机构，到达该凹面反射面的光线均反射至光电转换器21。

请参阅图28，在某些实施方式中，飞行时间组件10还包括滤光件1103，滤光件1103设置在光电转换器21的接收光线的光路上。滤光件1103可以滤除部分到达光电转换器21的光线，以减少杂散光的影响。具体地，滤光件1103能够滤除的光线的种类可以依据用户的需求进行设定，例如，能够通过滤光件1103的光线的波长区间与激光光源111发射的激光波长相匹配，波长区间例如可以是[900纳米，980纳米]，激光光源111发射的激光波长落入该波长区间内，以使得扩散器21反射回的激光通过滤光件1103时的透过率较高，且滤除部分外界环境中的杂光。

滤光件1103具体可以是滤光膜、滤光片等。如图28所示，滤光件1103可以设置在光电转换器21的接收面上，扩散器21反射回的激光进入光电转换器21需要穿过滤光件1103。如图29所示，滤光件1103可以遮盖通光孔118，此时滤光件1103可以为红外通过滤光件，不会影响红外激光通过滤光件1103，而外界的杂散光不能通过通光孔118进入收容腔110，不会对光电转换器21产生的电信号产生干扰。

本实施方式的滤光件1103适用于图28所示的套筒115的结构，也适用于图2所示的套筒115的结构。当套筒115的结构如图2所示时，滤光件1103可以设置在扩散器112的出光面114上。

请参阅图30，在某些实施方式中，光电转换器21的数量为多个，至少一个光电转换器21设置在收容腔110内，至少一个光电转换器21设置在收容腔110外。如图30所示，在一个例子中，光电转换器21包括第一光电转换器211和第二光电转换器212，第一光电转换器211设置在收容腔110内，第二光电转换器212设置在收容腔110外，具体地，设置在第一部件1151上。当套筒115的结构为图2所示的结构时，第二光电转换器212可以设置在扩散器112的非光学有效区上。第一光光电转换器211主要接收由扩散器112反射或者由套套筒115的内侧壁116反射的红外激光、及环境光以生成第一电信号，第二光电转换器212主要接收环境光以生成第二电信号。驱动芯片22接收第一电信号和第二电信号并发送给应用处理器23，应用处理器23可以将第一电信号的幅值减去第二电信号的幅值，以得到第三电信号，其中，第三电信号则可用来表征仅由扩散器112或者由套筒115的内侧壁116反射的红外激光生成的电信号的大小。后续应用处理器23则利用第三电信号判断扩散器112是否异常(即判断第三电信号是否满足预定条件)，减少了环境光的干扰，判断的准确性较高。

上述用于减少环境光干扰的多个实施例可以在不相互矛盾的情况下进行组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种飞行时间组件的控制系统，其特征在于，所述飞行时间组件包括激光光源和扩散器，所述控制系统包括：

光电转换器，所述光电转换器接收由所述激光光源发射并被所述扩散器反射的激光并转换成电信号；

驱动芯片，所述驱动芯片与所述光电转换器连接并接收所述电信号；

应用处理器，所述应用处理器在所述电信号满足预定条件时关闭所述激光光源。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述飞行时间组件还包括传感器，所述传感器与所述驱动芯片连接，所述控制系统还包括集成在所述传感器上的调制模块，所述调制模块内存储有安全调制方式；当所述电信号满足所述预定条件时，所述应用处理器先控制所述传感器调用所述安全调制方式，所述驱动芯片接收所述安全调制方式并驱动所述激光光源以所述安全调制方式发射激光，所述应用处理器再根据所述飞行时间组件获取的深度图像和红外图像判断所述光电转换器损坏或所述扩散器异常，并在所述扩散器异常时关闭所述激光光源。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述应用处理器计算所述飞行时间组件当前获取的深度图像与历史获取的深度图像之间的深度差值、以及所述飞行时间组件当前获取的红外图像与历史获取的红外图像之间的灰度差值，并根据所述深度差值和所述灰度差值判断所述光电转换器损坏或所述扩散器异常。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述飞行时间组件还包括传感器，所述传感器与所述驱动芯片连接，所述控制系统还包括集成在所述传感器上的调制模块，所述调制模块内存储有安全调制方式；当所述电信号满足所述预定条件时，所述应用处理器先控制所述传感器调用所述安全调制方式，所述驱动芯片接收所述安全调制方式并驱动所述激光光源以所述安全调制方式发射激光，所述应用处理器再根据可见光相机获取的可见光图像、以及所述飞行时间组件获取的深度图像和红外图像判断所述光电转换器损坏或所述扩散器异常，并在所述扩散器异常时关闭所述激光光源。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述应用处理器计算所述飞行时间组件当前获取的深度图像与历史获取的深度图像之间的深度差值、所述飞行时间组件当前获取的红外图像与历史获取的红外图像之间的灰度差值、以及所述可见光相机当前获取的可见光图像与历史获取的可见光图像之间的色彩差值，并根据所述深度差值、所述灰度差值和所述色彩差值判断所述光电转换器损坏或所述扩散器异常。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述飞行时间组件还包括套筒和基板，所述控制系统还包括检测电路，所述检测电路包括设置在所述扩散器上的透光导电膜和设置在所述套筒和所述基板上的金属接线，所述检测电路与所述应用处理器连接，在所述电信号满足所述预定条件且所述检测电路输出的检测信号满足设定条件时，所述应用处理器判断所述扩散器异常并关闭所述激光光源。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述透光导电膜为蛇形的弯折结构。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述光电转换器的数量为多个，所述驱动芯片与多个所述光电转换器均连接并接收多个所述电信号，所述应用处理器根据多个所述电信号判断所述扩散器是否异常。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述应用处理器在一个所述电信号满足所述预定条件时，判断为与一个所述电信号对应的所述光电转换器损坏；所述应用处理器在多个所述电信号均满足所述预定条件时，判断为所述扩散器异常。

10.一种终端，其特征在于，包括：

飞行时间组件；及

权利要求1至9任意一项所述的飞行时间组件的控制系统，所述控制系统与所述飞行时间组件连接。