CN116134827A - 距离测量相机 - Google Patents

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Abstract

根据实施例的距离测量相机包括图像传感器、光源、包括在光源上设置的多个透镜的第一透镜、以及用于在与第一透镜单元的光轴垂直的第一方向和第二方向中的至少一个中移动光源或第一透镜单元的驱动构件，其中从光源发射的输出光穿过第一透镜单元以形成包括在与第一透镜单元间隔开的区域中的二维布置的多个点图案的照明场(FOI)区域，并且该驱动构件执行控制使得FOI区域的位置位于第一区域或第二区域中，并且当驱动构件将FOI区域的位置从第一区域移动到第二区域时，与位于多个点图案的另一端处的第二点图案相比，位于多个点图案的一端处的第一点图案能够被移动得远离第一区域。

Description

距离测量相机
技术领域
实施例涉及距离测量相机。
背景技术
相机模块执行拍摄对象(object)并将其存储为图像或视频的功能，并安装在各种应用中。特别地，相机模块以小尺寸制造，并且被应用于提供各种功能的诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑的便携式设备以及无人机和车辆。
最近，对3D内容的需求和供应正在增加。因此，正在研究和开发通过使用相机抓取深度信息来抓取3D内容的各种技术。例如，能够确定深度信息的技术包括使用立体相机的技术、使用结构化的光相机的技术、使用离焦深度(DFD)相机的技术、以及使用飞行时间(TOF)的相机模块的技术等。
首先，通过使用立体相机的技术是一种通过使用从通过例如设置在左右两侧上的相机中的每个的多个相机接收到的图像的左右视差生成的距离、间隔等的差来生成深度信息的技术。此外，使用结构化光相机的技术是一种使用排列成形成设定图案的光源生成深度信息的技术，而使用离焦深度(Depth from Defocus，DFD)相机的技术是使用在同一场景中捕获的具有不同焦点的多个图像散焦并且生成深度信息的技术。此外，飞行时间(TOF)相机是一种通过测量当从光源朝向对象发射的光由目标反射并返回到传感器时的时间来计算到目标的距离来生成深度信息的技术。这些TOF相机具有实时获取深度信息的优点，并且最近受到关注。
然而，TOF相机具有安全问题，因为它使用相对高波长带的光。详细地，在TOF相机中使用的光一般使用红外波长带的光，并且当光入射到人的敏感部位，诸如眼睛或皮肤上时，存在的问题在于可能引起各种伤害和疾病。此外，随着TOF相机和对象之间的距离增加，到达对象的每个区域的光能减少，并且因此从对象反射并返回的光能也可能减少。因此，存在对象的深度信息的精度降低的问题。此外，如上所述，当对象位于远处时，可以朝向对象发射更强的光以便于改进对象的深度信息的精度。然而，在这种情况下，可能引起与相机的功耗的增加有关的议题和关于安全性的问题。此外，TOF相机的光源可以包括多个发射器。此时，从多个发射器发射的光被提供给对象，而与对象的尺寸、形状和距离无关。因此，存在通过将光辐射到对象不位于的不必要区域而增加相机的总功耗的问题。因此，需要一种能够解决上述问题的新相机。
发明内容
技术问题
实施例提供了一种能够改进对象上的深度信息的精度的距离测量相机。此外，实施例提供具有改进的空间分辨率的测距相机。此外，实施例提供能够改进功耗效率的距离测量相机。
技术方案
根据实施例的距离测量相机包括图像传感器、光源、包括设置在光源上的多个透镜的第一透镜部分、以及用于在与第一透镜部分的光轴垂直的第一方向和第二方向中的至少一个方向中移动光源或第一透镜部分的驱动构件，并且从光源发射的输出光穿过第一透镜部分，并且在与第一透镜部分间隔开的区域中形成包括二维排列的多个点图案(dotpattern)的照明场(FOI)区域，并且驱动构件控制FOI区域的位置以被位于第一区域或第二区域中，并且当驱动构件将FOI区域的位置从第一区域移动到第二区域时，与位于多个点图案的另一端处的第二点图案相比，位于多个点图案的一端处的第一点图案可以移动到第一区域的外部。
此外，移动到第二区域的第二点图案与移动之前在第一区域中的第一点图案之间的距离可以小于位于第一区域或第二区域中的FOI区域中的第一点图案和第二点图案之间的距离。
此外，第二区域包括多个子区域，并且当未向其施加驱动力的第一透镜部分由驱动构件移动时，FOI区域可以从定义为初始位置的第一区域移动到第二区域的多个子区域之中的一个所选择的子区域。
进一步，第二区域的多个子区域可以包括2-1区域、在第一方向中与2-1区域间隔开的2-2区域、在第二方向中与2-2区域间隔开的2-3区域、以及在第二方向中与2-2区域间隔开并且在第一方向中与2-3区域间隔开的2-4区域，其中2-1区域到2-4区域中的每个可以位于相对于第一区域垂直于光轴并且与第一方向和第二方向成对角的第三方向。
此外，第一区域可以基于光轴方向与2-1至2-4区域部分地重叠。此外，2-1至2-4区域可以基于光轴方向彼此不重叠。此外，2-1和2-3区域以及2-2和2-4区域基于光轴方向彼此部分地重叠，2-1和2-2区域以及2-3和2-4区域可以基于光轴方向彼此不重叠。
此外，当不施加驱动构件的驱动力时，从光源发射的输出光的FOI角可以满足下面的式1。
[式1]
Figure BDA0004113662040000031
(在式1中，FOI可以意指在未施加驱动构件的驱动力的初始状态中输出光的总照明场(FOI)角，并且D可以意指光源的有效区域的对角线长度。)除此之外，输出光的FOI角可以是60度或更小。此外，当第一透镜部分在第一方向中移动时，第一透镜部分在第一方向中的移动距离可以满足下面的式2。
[式2]
Figure BDA0004113662040000041
(在式2中，S1意指在第一方向中相对于光轴移动的第一透镜部分的移动距离，并且EFL意指第一透镜部分的有效焦距(effective focal length)。另外，dx意指第一方向中的长度。)
此外，当第一透镜部分在第二方向中移动时，第一透镜部分在第二方向中的移动距离可以满足下面的式3。
[式3]
Figure BDA0004113662040000042
(在式3中，S2意指第一透镜部分相对于光轴在第二方向中移动的移动距离，并且EFL意指第一透镜部分的有效焦距。另外，dx意指第一方向中的长度。)
此外，当第一透镜部分在第一方向和第二方向中的至少一个方向中移动时，从光源发射的输出光的总照明场(FOI)角可以满足下面的式4。
[式4]
Figure BDA0004113662040000043
(在式4中，FOIS意指由第一透镜部分的移动而改变的距离测量相机的总FOI角。此外，FOIx意指第一方向中的FOI角，并且FOIY意指第二方向中的FOI角。)
有益效果
根据实施例的距离测量相机可以有效地抓取对象的深度信息并且可以具有改进的空间分辨率。详细地，实施例可以通过控制第一透镜部分和光源中的至少一个的位置来控制由输出光形成的FOI区域的位置。因此，根据实施例的距离测量相机可以提供具有更宽的FOI角和更宽的FOI区域的面积的输出光。根据实施例的距离测量相机可以通过使用具有相对小尺寸的发光器件、包括相对少量发射器的发光器件、或具有相对小的FOI角的光源来控制输出光的FOI角。因此，距离测量相机可以具有改进的功耗特性。根据实施例的距离测量相机可以在考虑位于前面的对象的尺寸和形状、到对象的距离、对象是否正在移动等的情况下向对象提供最佳光。因此，距离测量相机可以跟踪和获取对象的深度信息，并且可以具有改进的空间分辨率特性。
附图说明
图1是根据实施例的距离测量相机的配置图。
图2是根据实施例的距离测量相机中的光发射部分和光接收部分的配置图。
图3是用于解释在距离测量相机中由光发射部分生成的光信号的图。
图4是用于解释根据实施例的距离测量相机的光图样的图。
图5是示出根据实施例的距离测量相机中的光发射部分的排列的视图。
图6是图示根据图5的距离测量相机中的第一透镜部分的移动的视图。
图7是图示根据示例性实施例的距离测量相机中的光发射部分的排列的另一视图。
图8是图示根据图7的距离测量相机中的光源的移动的图。
图9至图14是用于解释通过从光发射部分发射的输出光在距离n米处形成的FOI区域的视图。
图15至图17是用于解释根据实施例的距离测量相机中的FOI角的视图。
图18至图20是用于解释根据各种模式形成的FOI区域的视图。
图21和22是对其应用了根据实施例的距离测量相机的移动终端和车辆的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的技术精神不限于要描述的一些实施例，并且能够以其他各种形式实施，并且可以在本发明的技术精神的范围内选择性地组合和替代使用组件中的一个或多个。此外，本发明的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语)，除非特别定义和显式地描述，否则能够以本发明所属的本领域的普通技术人员可以普遍理解的含义来解释，而通常使用的术语，诸如字典中定义的术语，应该能够在考虑相关技术的上下文含义的情况下解释它们的含义。进一步，在本发明的实施例中使用的术语是用于解释实施例，而不是用于限制本发明。在本说明书中，单数形式也可以包括复数形式，除非在短语中另有特别说明，并且在其中陈述A和(和)B、C的至少一个(或一个或多个)的情况下，其可以包括可以与A、B和C组合的所有组合中的一种或多种。在描述本发明的实施例的组件中，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这样的术语仅用于将该组件与其他组件区分开来，并且可以不由该术语通过相应组成元件的性质、序列或程序来确定。并且当描述一个组件被“连接”、“耦合”或“接合”到另一个组件时，该描述不仅可以包括被直接连接、耦合或接合到另一个组件而且被该组件和另一组件之间的其他组件“连接”、“耦合”或“接合”。此外，在被描述为被形成或设置在每个组件的“上方(上)”或“下方(下)”的情况下，该描述不仅包括当两个组件彼此直接接触时，而且包括当一个或多个其他组件被形成或设置在两个组件之间。此外，当表达为“上方(上)”或“下方(下)”时，其可以指的是相对于一个元件的向下方向以及向上方向。
图1是根据实施例的距离测量相机的配置图。
参考图1，根据实施例的距离测量相机1000可以包括光发射部分100和光接收部分300。
光发射部分100可以发射光。光发射部分100可以在设定方向中发射具有设定强度的光。光发射部分100可以发射可见光到红外波长带的光。光发射部分100可以形成光信号。光发射部分100可以形成由从控制部分(未示出)施加的信号设置的光信号。光发射部分100可以根据施加的信号来生成并输出以脉冲波或连续波形式的输出光信号。这里，连续波可以是正弦波或方波的形式。此外，光信号可以指的是入射到对象上的光信号。通过光发射部分100输出的光信号可以是输出光信号或基于距离测量相机1000的输出光信号，并且光发射部分100输出的光可以是入射光或基于对象的入射光信号。
光发射部分100可以在预先确定的曝光周期(积分时间)内将光信号辐射到对象。这里，曝光周期可以意指一个帧周期。例如，当距离测量相机1000的帧速率是每秒30帧(FPS)时，一个帧的周期可以是1/30秒。
光发射部分100可以输出具有相同频率的多个光信号。此外，光发射部分100可以输出具有不同频率的多个光信号。例如，光发射部分100可以根据设定的规则重复地输出具有不同频率的多个光信号。此外，光发射部分100可以同时输出具有不同频率的多个光信号。
光接收部分300可以被设置为与光发射部分100相邻。例如，光接收部分300可以与光发射部分100并排排列。光接收部分300可以接收光。光接收部分300可以检测由对象反射的光，例如，输入光。详细地，光接收部分300可以检测从光发射部分100发射并在对象上反射的光。光接收部分300可以检测与由光发射部分100发射的光相对应的波长带的光。
距离测量相机1000可以进一步包括控制器(未示出)。控制部分可以被连接到光发射部分100和光接收部分300中的至少一个。控制部分可以控制光发射部分100和光接收部分300中的至少一个的驱动。例如，控制部分可以包括控制光发射部分100的第一控制部分(未示出)。第一控制部分可以控制施加到光发射部分100的光信号。第一控制部分可以控制光信号的强度和频率图案。
此外，控制部分可以进一步包括用于控制光发射部分100的第二控制部分(未示出)。详细地，第二控制部分可以控制第一透镜部分130和光发射部分100的光源110中的至少一个。例如，第二控制部分可以控制被供应给驱动构件150的驱动信号。此外，第二控制部分可以控制被供应给光源110的驱动信号。
控制部分可以根据位于距离测量相机1000前面的对象的尺寸、位置、形状等来控制光发射部分100的驱动。例如，控制部分可以根据对象的位置来控制发射的光的强度、光图案的尺寸和光图案的形状。
距离测量相机1000可以是飞行时间(TOF)相机，其朝向对象发射光并且基于从对象反射并返回的光的时间或相位差来计算对象的深度信息。
此外，尽管在附图中未示出，距离测量相机1000可以进一步包括耦合部分(未示出)和连接部分(未示出)。
耦合部分可以被连接到稍后将要描述的光学器件。耦合部分可以包括电路板和设置在电路板上的端子。例如，终端可以是用于与光学器件物理和电连接的连接器。
连接部分可以被设置在距离测量相机1000的基板和耦合部分之间，这将在后面描述。连接部分可以连接基板和耦合部分。例如，连接部分可以包括柔性PCB(FPCB)，并且可以电连接基板和电路板的耦合部分。这里，基板可以是光发射部分100的第一基板和光接收部分300的第二基板中的至少一个。
图2是根据实施例的距离测量相机中的光发射部分和光接收部分的配置图，图3是用于解释根据实施例的距离测量相机中的光发射部分生成的光信号的图，并且图4是用于解释根据实施例的距离测量相机的光图案的图。此外，图5是示出根据实施例的距离测量相机中的光发射部分的排列的视图，并且图6是示出根据图5的距离测量相机中的第一透镜部分的移动的视图。此外，图7是示出根据实施例的距离测量相机中的光发射部分的排列的另一视图，并且图8是示出根据图7的距离测量相机中的光源的移动的视图。
将参考图2至图8更详细地描述根据实施例的光发射部分100和光接收部分300。
首先，参考图2至图4，光发射部分100可以包括光源110、第一透镜部分130和驱动构件150。
光发射部分100可以被设置在第一基板(未示出)上。第一基板可以支撑光发射部分100。第一基板可以电连接到光发射部分100。第一基板可以是电路板。第一基板可以包括用于向光发射部分100供应电力的布线层并且可以是由多个树脂层形成的印刷电路板(PCB)。例如，第一基板可以包括刚性PCB、金属芯PCB(MCPCB)、柔性PCB(FPCB)和刚性柔性PCB(RFPCB)中的至少一个。
此外，第一基板可以包括含玻璃、树脂、环氧等的合成树脂，并且可以包括具有优异的导热性的陶瓷或具有绝缘表面的金属。第一基板可以具有诸如板或引线框架的形状，但不限于此。此外，虽然在附图中未示出，齐纳二极管(Zener diode)、电压调节器和电阻器可以进一步被设置在第一基板上，但不限于此。
绝缘层(未示出)或保护层(未示出)可以被设置在第一基板上。绝缘层或保护层可以被设置在第一基板的一个表面和另一个表面中的至少一个上。
光源110可以被设置在第一基板上。光源110可以直接接触第一基板的上表面并且被电连接到第一基板。
光源110可以包括发光器件。例如，光源110可以包括发光二极管(LED)、包括用于发射光的发射器的垂直腔面发射激光器(VCSEL)、有机发光二极管(OLED)和激光二极管(LD)中的至少一个发光器件。
光源110能够以设定的波长带发射光。详细地，光源110可以发射可见光或红外光。例如，光源110可以发射大约380nm到大约700nm的波长范围内的可见光。此外，光源110可以发射大约700nm到大约1mm的波长范围内的红外光。
光源110可以包括一个或多个发光器件。例如，当光源110包括一个发光器件时，该一个发光器件可以包括用于发射光的多个光圈(aperture)，并且所述多个光圈可以根据预先确定的规则而被设置。此外，当光源110包括多个发光器件时，多个发光器件可以按照设定的图案被设置在第一基板上。另外，多个发光器件中的每个包括用于发光的多个光圈，并且多个光圈可以根据预先确定的规则来排列。
此外，光源110可以包括用于单独控制多个光圈的多个通道。因此，光源110可以选择性地驱动多个光圈。
此外，光源110可以形成设定的光信号。
例如，参考图3(a)，光源110能够以规则间隔生成光脉冲。光源110能够以预先确定的脉冲重复周期(t调制)生成具有预先确定的脉冲宽度(t脉冲)的光脉冲。
此外，参考图3(b)，光源110可以通过对预先确定的数量的光脉冲进行分组来生成一个相位脉冲。光源110可以生成具有预先确定的相位脉冲周期(t相位)和预先确定的相位脉冲宽度(t曝光、t照明、t积分)的相位脉冲。这里，一个相位脉冲周期(t相位)可以对应于一个子帧。子帧可以被称为相位帧。相位脉冲周期可以被分组成预先确定的数量。将四个相位脉冲周期(t相位)分组的方法可以被称为4相位方法。将8个周期(t相位)进行分组可以被称为8相位方法。
此外，参考图3(c)，光源110可以通过对一定数量的相位脉冲进行分组来生成一个帧脉冲。光源110可以生成具有预先确定的帧脉冲周期(t帧)和预先确定的帧脉冲宽度(t相位组(子帧组))的帧脉冲。这里，一个帧脉冲周期(t帧)可以对应于一个帧。因此，当以10FPS拍摄对象时，每秒可以重复10个帧脉冲周期(t帧)。在4相位方法中，一个帧可以包括4个子帧。也就是说，可以通过4个子帧生成一个帧。在8相位方法中，一个帧可以包括8个子帧。也就是说，可以通过8个子帧生成一个帧。对于以上描述，使用了光脉冲、相位脉冲和帧脉冲的术语，但不限于此。
第一透镜部分130可以设置在光源110上。第一透镜部分130可以包括与光源110间隔开的多个透镜和容纳透镜的壳体。例如，第一透镜部分130可以包括三个透镜。透镜可以包括玻璃和塑料中的至少一个。第一透镜部分130可以控制从光源110发射的光的路径。例如，第一透镜部分130可以漫射、散射、折射或凝聚从光源110发射的光。
第一透镜部分130的多个透镜可以包括准直透镜。准直透镜可以准直从光源110输出的光。在此，准直可以意指降低光的发散角，并且理想地可以意指使光平行传播而不会聚或发散。也就是说，准直透镜可以将从光源110发射的光压缩成平行光。
第一透镜部分130可以设置在从光源110发射的光的发射路径上。详细地，准直透镜可以设置在从光源110发射的光的发射路径上。准直透镜的中心可以与光源110的光轴OA重叠。
第一透镜部分130可以具有距光源110的设定距离。详细地，准直透镜可以与光源110具有设定的距离。例如，第一透镜部分130的焦点，例如，准直透镜，可以设置在光源110上以提供以点图案的光，并且焦点可以设置在光源110上以提供平面图案的光。
第一透镜部分130可以形成具有设定照明场(FOI)角的输出光。例如，从光源110发射的光可以穿过第一透镜部分130并具有设定的FOI角。详细地，第一透镜部分130可以改变平行光穿过准直透镜的路径，使得输出光具有设定的视角。例如，光源110的发散角可以大于或等于大约15度且小于或等于大约30度。此外，输出光的FOI角可以是大约60度或更小。详细地，输出光的FOI角可以是大约55度或更小。更详细地，输出光的FOI角可以是大约50度或更小。也就是说，输出光可以具有相对小的FOI角。例如，当FOI角相对较大，例如，超过60度时，通过移动所形成的FOI区域来增加总FOI角和FOI区域的面积的效果可能是微不足道的。然而，因为实施例具有如上所述的相对小的FOI角，所以能够有效地增加总FOI角和形成的FOI区域的面积。
第一透镜部分130可以具有设定的有效焦距(EFL)。详细地，准直透镜可以具有固定的EFL。第一透镜部分130的EFL可以是大约340μm至大约1050μm。
此外，第一透镜部分130可以具有后焦距(BFL)。这里，BFL可以意指在光轴方向中从最靠近光源110的第一透镜部分130的最后透镜的光源110侧到后焦点的距离。例如，当光源110被设置在后焦点处时，BFL可以是从面向光源110的准直透镜的光侧表面到光源110的上表面的距离。BFL可以大于EFL。
第一透镜部分130可以防止从光源110发射的光直接照射到对象上。例如，第一透镜部分130可以控制从光源110发射的光以防止光直接照射到诸如人类眼睛和皮肤的光敏区域。
此外，第一透镜部分130可以改进从光源110发射的光的均匀性。例如，第一透镜部分130可以防止在与光源110的多个发射器相对应的区域中光集中的热点被形成。此外，第一透镜部分130可以接收从光源110发射的光并将其变换成各种形状。例如，第一透镜部分130可以将从光源110发射的光变换成诸如圆形、椭圆形和多边形形状的各种横截面形状。
详细地，第一透镜部分130可以接收从光源110发射的光并将其变换成如图4(a)中所示的具有多个点图案的点光源。例如，从光发射部分100发射的光可以在与第一透镜部分130间隔开了n米的区域中形成具有预先确定的区域的FOI区域。多个点图案可以被设置在FOI区域内。在这种情况下，多个点图案可以在间隔开了n米的区域中具有预先确定的尺寸并且能够以预先确定的间隔彼此间隔开。
此外，第一透镜部分130可以接收从光源110发射的光并将其变换成如图4(b)中所示的平面光源。例如，从光发射部分100发射的光可以在与第一透镜部分130间隔开了n米的区域中以平面形状形成具有预先确定的区域的FOI。
驱动构件150可以被连接到光源110和第一透镜部分130中的至少一个。驱动构件150可以包括至少一个致动器。例如，驱动构件150可以包括作为致动器的音圈马达(VCM)、压电器件、形状记忆合金和MEMS器件中的至少一个。
驱动构件150被连接到光源110和第一透镜部分130中的至少一个，并且可以使用致动器的驱动力移动第一透镜部分130和光源110中的至少一个。详细地，驱动构件150可以使穿过第一透镜部分130的光源110的光轴OA从第一透镜部分130的中心移动。
光接收部分300可以与光发射部分100并排排列。光接收部分300具有设定视场(FOV)，并且可以检测从光发射部分100发射并在对象上反射的光。光接收部分300被设置在第二基板上并且可以包括图像传感器310和第二透镜部分330。
第二基板可以支撑光接收部分300。第二基板可以被电连接到光接收部分300。第二基板可以是电路板。第二基板可以包括用于向光发射部分100供应电力的布线层，并且可以是由多个树脂层形成的印刷电路板(PCB)。例如，第二基板可以包括刚性PCB、金属芯PCB(MCPCB)、柔性PCB(FPCB)和刚性柔性PCB(RFPCB)中的至少一个。
此外，第二基板可以包括含玻璃、树脂、环氧等的合成树脂，并且可以包括具有优异的导热性的陶瓷或具有绝缘表面的金属。第二基板可以具有诸如板或引线框架的形状，但不限于此。此外，尽管在附图中未示出，齐纳二极管、电压调节器和电阻器可以进一步设置在第二基板上，但不限于此。
绝缘层(未示出)或保护层(未示出)可以设置在第二基板上。绝缘层或保护层可以设置在第二基板的一个表面和另一个表面中的至少一个上。
第二基板可以被电连接到第一基板。第二基板可以与第一基板分离并间隔开，或者可以一体地形成，但不限于此。
图像传感器310可以与光源110并排排列。图像传感器310可以被设置在第二基板上。图像传感器310可以直接接触第二基板的上表面并电连接到第二基板。图像传感器310可以电连接到第二基板。
图像传感器310可以检测光。图像传感器310可以检测从对象反射并入射到距离测量相机1000上的光。详细地，图像传感器310可以检测从光发射部分100发射并由对象反射的反射光。图像传感器310的光轴可以平行于光源110的光轴OA。
图像传感器310具有在第一方向中的长度a(在x轴方向中的长度)和在第二方向中的长度b(在y轴方向中的长度)，并且可以检测具有与从光源110发射的相对应的波长的光。例如，图像传感器310可以包括能够检测从光源110发射的红外线(IR)的红外传感器。图像传感器310可以检测通过稍后将描述的第二透镜部分330入射的光。图像传感器310可以检测从光源110发射并在对象上反射的光，并且可以使用时间或相位差检测对象的深度信息。
第二透镜部分330可以被设置在图像传感器310上。第二透镜部分330与图像传感器310间隔开并且可以包括至少一个透镜和容纳透镜的壳体。透镜可以包括玻璃和塑料中的至少一个。
第二透镜部分330可以被设置在入射到光接收部分300的光路径上。第二透镜部分330可以使从光源110发射并且朝向图像传感器310在对象上反射的光通过。为此，第二透镜部分330的光轴可以对应于图像传感器310的光轴。
此外，尽管在附图中未示出，光发射部分100可以包括第一过滤器(未示出)。第一过滤器可以设置在光源110和第一透镜部分130之间。
第一过滤器可以使设定波长带的光通过并且过滤不同波长带的光。详细地，第一过滤器可以使在从光源110发射的光之中的设定波长带的光通过，并且阻挡不同波长带的光。此外，光接收部分300可以包括第二过滤器(未示出)。第二过滤器可以设置在对象和图像传感器310之间。例如，第二过滤器可以设置在图像传感器310和第二透镜部分330之间。第二过滤器可以使设定波长带的光通过并且过滤不同波长带的光。详细地，第二过滤器可以使经由第二透镜部分330入射到光接收部分300的光之中的具有与光源110相对应的波长的光通过，并且可以阻挡与光源110的波长不同的波长带的光。
参考图5和图6，根据实施例的驱动构件150可以被连接到第一透镜部分130。例如，驱动构件150可以被设置在第一透镜部分130上并且耦合到第一透镜部分130。驱动构件150可以被耦合到第一透镜部分130的壳体。还有，驱动构件150可以被耦合到第一透镜部分130的至少一个透镜。在这种情况下，驱动构件150可以被耦合到准直透镜。
驱动构件150可以通过使用致动器的驱动力来移动第一透镜部分130的整体或包括在第一透镜部分130中的至少一个透镜。例如，驱动构件150可以通过从第二控制器施加的信号在垂直于光轴OA的方向中移动第一透镜部分130的整体或至少一个透镜。详细地，驱动构件150可以在垂直于光轴OA的第一方向(x轴方向)和垂直于第一方向(y轴方向)的第二方向(y轴方向)中的至少一个方向中移动第一透镜部分130或者至少一个透镜。
也就是说，驱动构件150可以控制穿过第一透镜部分130的光源110的光轴OA的位置。例如，在驱动构件150不操作的初始状态中，光源110的光轴OA可以与第一透镜部分130的中心重叠。这里，光轴OA的初始位置可以被定义为初始位置。
然后，当驱动构件150操作时，第一透镜部分130的整体或第一透镜部分130的至少一个透镜可以移动，并且通过第一透镜部分130的光的光轴OA可以从初始光轴OA的位置移动。因此，可以改变从光源110发射的光的路径。
例如，如图6(a)或图6(b)中所示，第一透镜部分130可以在第一方向(负(-)第一方向(图6(a)，正(+)第一方向(图6(b))中由驱动构件150在设定范围内移动。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第一方向中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第一方向中移动。
此外，虽然在附图中未示出，但是第一透镜部分130可以在设定范围内由驱动构件150在第二方向(正(+)第二方向或负(-)第二方向)中移动。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第二方向中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第二方向中移动。此外，虽然在附图中未示出，但是第一透镜部分130可以由驱动构件150在设定范围内在第一方向和第二方向中移动。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第三方向(与第一方向和第二方向成对角的方向)中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第三方向中移动。因此，从光源110发射的光的路径可以穿过第一透镜部分130并且在诸如第一方向、第二方向和第三方中的各个方向中移动。
此外，参考图7和图8，根据实施例的驱动构件150可以被连接到光源110。例如，驱动构件150可以被设置在光源110上并且与光源110耦合。
驱动构件150可以通过使用致动器的驱动力来移动光源110。例如，驱动构件150可以通过从第二控制器施加的信号在与光源110的光轴OA垂直的方向中移动光源110。光源110可以通过驱动构件150在第一方向和第二方向(x轴和y轴方向)中的至少一个中移动。
也就是说，驱动构件150可以控制光源110的光轴OA的位置。例如，在其中驱动构件150不操作的初始状态中，光源110的光轴OA可以与第一透镜部分130的中心重叠。
然后，当驱动构件150操作时，光源110可以移动，并且光轴OA可以从初始光轴OA的位置移动。因此，可以改变从光源110发射的光的路径。
例如，驱动构件150可以在第一方向(图7(a)，正的第一方向(图7(b))中在设定范围内移动光源110。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第一方向中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第一方向中移动。
此外，虽然在附图中未示出，但是驱动构件150可以在第二方向(正(+)第二方向、负(-)第二方向)中在设定范围内移动光源110。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第二方向中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第二方向中移动。
驱动构件150可以在设定范围内在第一方向和第二方向中移动光源110。在这种情况下，光轴OA可以从初始光轴OA的位置在第三方向(与第一方向和第二方向成对角的方向)中移动，并且穿过第一透镜部分130的光的路径可以在第三方向中移动。因此，从光源110发射的光的路径可以穿过第一透镜部分130并且在诸如第一方向、第二方向和第三方向的各个方向中移动。也就是说，根据实施例的驱动构件150被连接到第一透镜部分130和光源110中的至少一个，并且可以移动第一透镜部分130和光源110中的至少一个。因此，在实施例中，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴OA可以被移动，并且输出光可以在各种方向中被移动。
图9至图14是用于解释由从光发射部分发射的光在n米的距离处形成的照明场(FOI)区域的图。根据实施例的距离测量相机1000可以通过从驱动构件150施加的驱动力来控制FOI区域被形成的位置。
参考图9，距离测量相机1000可以向前发射光。例如，光发射部分100可以向由被定义为n米的第一距离n1分离的区域提供输出光。在这种情况下，输出光的FOI角可以是大约60度或更小。详细地，输出光的FOI角可以是大约55度或更小。更详细地，输出光的FOI角可以是大约50度或更小。因此，光发射部分100可以在与第一透镜部分130间隔开了第一距离n1的区域中形成具有预先确定的面积的FOI区域L1。此外，具有对应于第一距离n1的尺寸且彼此间隔开的多个点图案510的光可以设置在FOI区域L1中。多个网点图案510可以被二维排列。FOI区域L1可以具有对应于第一距离n1的水平长度w1和垂直长度h1。例如，FOI区域L1可以具有矩形形状，并且水平长度w1和垂直长度h1能够以诸如4:3、16:9和18:9的各种比率被形成。
从光发射部分100发射的输出光可以取决于驱动构件150是否被驱动而被提供到各种区域。详细地，驱动构件150可以被连接到第一透镜部分130，并且穿过第一透镜部分130的光源110的光轴OA可以通过驱动构件150的驱动力来移动。
参考图10，驱动构件150可以不向第一透镜部分130提供驱动力。也就是说，图10可以是输出光的光轴OA由于驱动力未被施加而不移动的状态。在这种情况下，由输出光形成的FOI区域L1可以位于限定为初始位置的中心区域中。这里，中心区域可以被称为第一区域CA。输出光的光轴可以对应于第一区域CA的中心。
多个点图案510可以被设置在FOI区域L1中。多个点图案510可以包括设置在FOI区域L1的一侧的端部处的第一点图案511和设置在与该一侧相对的另一侧的端部处的第二点图案512。此外，多个点图案510可以包括设置在FOI区域L1的另一侧的端部处的第三点图案513和设置在FOI区域L1的另一侧的端部处的第四点图案514。这里，第一点图案511、第二点图案512、第三点图案513和第四点图案514可以是位于第一方向中最远距离处的点图案。此外，第一点图案511、第三点图案513、第二点图案512和第四点图案514可以是位于第二方向中最远距离处的点图案。也就是说，当FOI区域L1具有四边形形状时，第一到第四点图案511、512、513和514可以是被设置为四边形的顶点相邻的点图案。
参考图11至图14，驱动构件150可以向第一透镜部分130提供驱动力。也就是说，在图11至图14中，光轴OA可以通过施加驱动力向光发射部分100移动。在这种情况下，FOI区域L1可以移动到在定义为来自第一区域CA的区域集合的第二区域的多个子区域之中选择的一个子区域，或者可以从第二子区域之一移动到另一第二子区域。
驱动构件150可以在第一方向和第二方向中的至少一个中移动第一透镜部分130。驱动构件150可以通过在第一方向和第二方向中的至少一个中移动第一透镜部分130来控制FOI区域L1的位置。
例如，第二区域包括多个子区域，并且多个子区域可以包括2-1区域A1、2-2区域A2、2-3区域A3和2-4区域A4。2-1至2-4个区域A1、A2、A3和A4中的每个可以是相对于第一区域CA位于第三方向(与第一方向和第二方向成对角的方向)中的区域。详细地，2-1区域A1和2-2区域A2可以在第一方向中并排设置。此外，2-1区域A1可以在第二方向中与2-3区域A3并排设置。此外，2-2区域A2可以在第二方向中与2-4区域A4并排设置。此外，2-3区域A3可以在第一方向中与2-4区域A4并排设置。此外，2-4区域A4可以在第三方向(与第一方向和第二方向相反的方向)中与2-1区域A1并排设置。也就是说，FOI区域L1可以包括除了第一区域CA之外的总共四个可移动区域。
2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4可以基于光源110的光轴OA的方向与第一区域CA部分地重叠。
此外，基于光源110的光轴OA的方向，2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4可以不彼此重叠。可替选地，2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4可以部分地重叠。可替选地，2-1和2-3区域A1和A3，以及2-2和2-4区域A2和A4彼此部分地重叠，并且2-1和2-2区域A1和A2，以及2-3和2-4区域可以不彼此部分地重叠。
当驱动构件150的驱动力被施加到第一透镜部分130时，第一透镜部分130可以移动。因此，在由第一距离n1分离的区域中形成的FOI区域L1可以从第一区域CA移动。
参考图11，第一透镜部分130可以从初始位置(未施加驱动力的位置)在正(+)第一方向和负(-)第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴OA的方向中移动，例如，在第三方向(第一方向和第二方向的对角线方向)中移动。因此，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到2-1区域A1。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从第一区域CA的中心移动到2-1区域A1的中心。
此外，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可能由于FOI区域L1的移动而移动。例如，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-1区域A1时，设置在第一区域CA上的第一点图案511、第二点图案512、第三点图案513以及第四点图案514可以被移动到第一点图案511a、第二点图案512a、第三点图案513a和第四点图案514a与2-1区域A1相对应的位置。这里，设置在2-1区域A1中的第一点图案511a可以位于第一方向中距第二点图案512a最远的距离处，并且第三点图案513a可以位于在第一方向中距第四点图案514a最远的距离处。
详细地，当FOI区域L1的位置从第一区域CA移动到2-1区域A1时，第二点图案512可以比第一点图案511向外移动。例如，移动到2-1区域A1的第二点图案512a的位置可以与移动之前设置在第一区域CA中的第一点图案511的位置相邻地向外移动。
更详细地，移动的第二点图案512a可以移动到其中移动的第二点图案512a与移动之前的第一点图案511之间的距离小于设置在FOI区域L1中的第一点图案511和511a与第二点图案512和512a之间的距离的第一区域CA的外部。此外，移动的第四点图案514a可以在第一区域CA的内部移动。移动的第四点图案514a可以移动到与第一区域CA的中心相邻的区域。
也就是说，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-1区域A1时，与位于第一区域CA的最外部分处的多个点图案相比，位于2-1区域A1的最外部分处的多个点图案的一部分可以位于第一区域CA的外部。
参考图12，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从初始位置在负第一方向和负第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴OA的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到2-2区域A2。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从第一区域CA的中心移动到2-2区域A2的中心。
此外，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可能由于FOI区域L1的移动而移动。例如，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-1区域A1时，设置在第一区域CA上的第一点图案511、第二点图案512、第三点图案513和第四点图案514可以移动到对应于2-2区域的第一点图案511b和第二点图案512b、第三点图案513b以及和第四点图案514d的位置。这里，设置在2-2区域A2中的第一点图案511b可以位于在第一方向中距第二点图案512b最远的距离处，并且第三点图案513b可以位于在第一方向中距第四点图案514b最远的距离处。
详细地，当FOI区域L1的位置从第一区域CA移动到2-2区域A2时，第一点图案511可以比第二点图案512的位置向外移动。例如，移动到2-2区域A2的第一点图案511b的位置可以与移动之前设置在第一区域CA中的第二点图案512的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第一点图案511b可以移动到其中移动的第一点图案511b与移动之前的第二点图案512之间的距离小于第一点图案511和511a与第二点阵图点图案512和512a之间的距离的第一区域CA的外部。此外，移动的第三点图案513b可以在第一区域CA的内部移动。移动的第三点图案513b可以移动到与第一区域CA的中心相邻的区域。
也就是说，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-2区域A2时，位于2-2区域A2的最外部分处的多个点图案的一部分相对于位于第一区域CA的最外部分的多个点图案可以位于第一区域CA的外部。
可替选地，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从对应于2-1区域A1的位置在负(-)第一方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从2-1区域A1移动到2-2区域A2。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从2-1区域A1的中心移动到2-2区域A2的中心。
此外，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可能由于FOI区域L1的移动而移动。例如，设置在2-1区域A1上的第一点图案511a、第二点图案512a、第三点图案513a以及第四点图案514a可以移动到与2-2区域A2相对应的第一点图案511b、第二点图案512b、第三点图案513b以及第四点图案514b的位置。
详细地，当FOI区域L1的位置从2-1区域A1移动到2-2区域A2时，第一点图案511a可以比第二点图案512a的位置更加向外移动。例如，移动到2-2区域A2的第一点图案511b的位置可以移动到与移动之前设置在2-1区域A1的第二点图案512a的位置相邻的外部。详细地，移动的第一点图案511b可以移动到其中移动的第一点图案511b与移动之前的第二点图案512a之间的距离小于第一点图案511a和511b与第二点图案512a和512b之间的距离的2-1区域A1的外部。
此外，第三点图案513a可以比第四点图案514a的位置向外移动。例如，移动到2-2区域A2的第三点图案513a的位置可以移动到与移动之前设置在2-1区域A1的第四点图案514a的位置相邻的外部。详细地，移动的第三点图案513b可以移动到其中移动的第三点图案513b与移动之前的第四点图案514a之间的距离小于第三点图案513a和513b与第四点图案514a和514b之间的距离的2-1区域A1的外部。
参考图13，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从初始位置在正(+)第一方向和正(+)第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴OA的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到2-3区域A3。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从第一区域CA的中心移动到2-3区域A3的中心。
随着FOI区域L1移动，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可以移动。例如，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-3区域A3时，设置在第一区域CA上的第一点图案511、第二点图案512、第三点图案513和第四点图案514可以移动到与2-3区域A3相对应的第一点图案511c、第二点图案512c、第三点图案513c和第四点图案514c的位置。这里，设置在2-3区域A3中的第一点图案511c可以位于在第一方向中距第二点图案512c最远的距离处，并且第三点图案513c可以在第一方向中距第四点图案514c最远的距离处。
详细地，当FOI区域L1的位置从第一区域CA移动到2-3区域A3时，第三点图案513可以比第四点图案514的位置更加向外移动。例如，移动到2-3区域A3的第四点图案514c的位置可以移动到与移动之前设置在第一区域CA中的第三点图案513的位置相邻的外部。详细地，移动的第四点图案514c可以移动到移动的第四点图案514c与移动之前的第三点图案513之间的距离小于第三点图案513和513c与第四点图案514和514c之间的距离的第一区域CA的外部。此外，移动的第二点图案512c可以在第一区域CA的内部移动。移动的第二点图案512c可以移动到与第一区域CA的中心相邻的区域。也就是说，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-3区域A3时，位于2-3区域A3中最外点处的多个点图案的一部分相对于位于第一区域CA的最外部分处的多个点图案可以位于第一区域CA的外部。可替选地，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从对应于2-1区域A1的位置在正(+)第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从2-1区域A1移动到2-3区域A3。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从2-1区域A1的中心移动到2-3区域A3的中心。
随着FOI区域L1移动，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可以移动。例如，设置在2-1区域A1上的第一点图案511a、第二点图案512a、第三点图案513a以及第四点图案514a可以移动到与2-3区域A3相对应的第一点图案511c、第二点图案512c、第三点图案513c、以及第四点图案514c的位置。
详细地，当FOI区域L1的位置从2-1区域A1移动到2-3区域A3时，第一点图案511a可以移动到第三点图案513a的外部。例如，移动到2-3区域A3的第一点图案511c的位置可以移动到与移动之前设置在2-1区域A1中的第三点图案513a的位置相邻的外部。详细地，移动的第一点图案511c可以移动到其中移动的第一点图案511c与移动之前的第三点图案513a之间的距离小于第一点图案511a和511c与第三点图案513a和513c之间的距离的2-1区域A1的外部。
此外，第二点图案512a可以从第四点图案514a向外移动。例如，移动到2-3区域A3的第二点图案512c的位置可以移动到与移动之前设置在2-1区域A1中的第四点图案514a的位置相邻的外部。详细地，移动的第二点图案512c可以移动到其中移动的第二点图案512c与移动之前的第四点图案514a之间的距离小于第二点图案512a和512c与第四点图案514a和514c之间的距离的2-1区域的外部。
此外，参考图14，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从初始位置在负(-)第一方向和正(+)第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴OA的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到第二-第四区域A4。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从第一区域CA的中心移动到第二-第四区域A4的中心。
此外，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可能由于FOI区域L1的移动而移动。例如，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-4区域A4时，设置在第一区域CA上的第一点图案511、第二点图案512、第三点图案513和第四点图案514可以移动到对应于2-4区域A4的第一点图案511d、第二点图案512d的位置、第三点图案513d和第四点图案514d的位置。这里，设置在2-4区域A4中的第一点图案511d可以位于第一方向中距第二点图案512d最远的距离处，并且第三点图案513d可以位于第一方向中距第四点图案514d最远的距离处。
详细地，当FOI区域L1的位置从第一区域CA移动到2-4区域A4时，第三点图案513可以比第四点图案514的位置更加向外移动。例如，移动到2-4区域A4的第三点图案513d的位置可以与移动之前设置在第一区域CA中的第四点图案514的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第三点图案513d可以移动到其中移动的第三点图案513d与移动之前的第四点图案514之间的距离小于第三点图案513和513d与第四点图案514和514d之间的距离的第一区域CA的外部。此外，移动的第一点图案511d可以在第一区域CA的内部移动。移动的第一点图案511d可以移动到与第一区域CA的中心相邻的区域。也就是说，当FOI区域L1从第一区域CA移动到2-4区域A4时，位于2-4区域A4中最外点处的多个点图案的一部分相对于位于第一区域CA的最外部分处的多个点图案可以位于第一区域CA的外部。可替选地，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从对应于2-2区域A2的位置在正(+)第二方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从2-2区域A2移动到2-4区域A4。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从2-2区域A2的中心移动到2-4区域A4的中心。
随着FOI区域L1移动，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可以移动。例如，设置在2-2区域A2上的第一点图案511b、第二点图案512b、第三点图案513b、以及第四点图案514b可以移动到对应于2-4区域A4的第一点图案511d、第二点图案512d、第三点图案513d和第四点图案514d的位置。
详细地，当FOI区域L1的位置从2-1区域A1移动到2-4区域A4时，第一点图案511b可以比第三点图案513b的位置更向外移动。例如，移动到2-4区域A4的第一点图案511d的位置可以与在移动之前设置在2-2区域A2中的第三点图案513b的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第一点图案511d可以移动到其中移动的第一点图案511d与移动之前的第三点图案513b之间的距离小于第一点图案511b和511d与第三点图案513b和513d之间的距离的2-2区域A2的外部。
此外，第二点图案512b可以从第四点图案514b向外移动。例如，移动到2-4区域A4的第二点图案512b的位置可以与在移动之前设置在2-2区域A2中的第四点图案514b的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第二点图案512d可以移动到其中移动的第二点图案512d与移动之前的第四点图案514b之间的距离小于第二点图案512b和512d与第四点图案514b和514d的2-2区域A2的外部。可替选地，第一透镜部分130可以通过驱动构件150从对应于2-3区域A3的位置在负(-)第一方向中移动。在这种情况下，穿过第一透镜部分130的光的光轴OA可以在垂直于光源110的光轴的方向中移动。因此，FOI区域L1可以从2-3区域A3移动到2-4区域A4。也就是说，穿过第一透镜部分130的输出光的光轴可以从2-3区域A3的中心移动到2-4区域A4的中心。
随着FOI区域L1移动，设置在FOI区域L1中的多个点图案510可以移动。例如，设置在2-3区域A3上的第一点图案511c、第二点图案512c、第三点图案513c以及第四点图案514c可以移动到与2-4区域A4相对应的第一点图案511d、第二点图案512d、第三点图案513d以及第四点图案514d的位置。
详细地，当FOI区域L1的位置从2-3区域A3移动到2-4区域A4时，第一点图案511c可以比第二点图案512c更向外移动。例如，移动到2-4区域A4的第一点图案511d的位置可以与移动之前的2-3区域A3的第二点图案512c的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第一点图案511d可以移动到其中移动的第一点图案511d和移动之前的第二点图案512c之间的距离小于第一点图案511c和第二点图案512c之间的距离的2-3区域A3的外部。
此外，第三点图案513c可以比第四点图案514c更加向外移动。例如，移动到2-4区域A4的第三点图案513d的位置可以与移动之前设置在2-3区域A3中的第四点图案514c的位置相邻地向外移动。详细地，移动的第三点图案513d可以移动到其中移动的第三点图案513d与移动之前的第四点图案514c之间的距离小于第三点图案513c和513d与第四点图案514c和514d之间的距离的2-3区域A3的外部。
如上所述，根据实施例的距离测量相机1000可以使用驱动构件150来控制第一透镜部分130的位置。详细地，在实施例中，可以通过使用驱动构件150的驱动力来控制通过第一透镜部分130的输出光的光轴OA的位置。因此，该实施例可以控制在通过第一距离n1分离的区域中形成的FOI区域L1的位置并且控制FOI角。
例如，参考图15，当驱动力未施加到第一透镜部分130时，输出光在第一方向(x轴方向)中的FOI角θ1可以满足下式。
[式1]
Figure BDA0004113662040000291
在式1中，θ1可以意指在不施加驱动力的初始状态中光发射部分100的输出光在第一方向中的FOI角，并且dx可以意指光源110的发光器件在第一方向中的长度。
此外，参考图16，当驱动力未施加到第一透镜部分130时，输出光在第二方向(y轴方向)上的FOI角θ2可以满足下面的式2。
[式2]
Figure BDA0004113662040000301
在式2中，θ2可以意指在未施加驱动力的初始状态中光发射部分100的输出光在第一方向中的FOI角，并且dy可以意指光源110的发光器件在第一方向中的长度。
此外，参考图17，当没有驱动力施加到第一透镜部分130时，输出光的总FOI角θ3可以满足下面的式3。
[式3]
Figure BDA0004113662040000302
在式3中，θ3可以意指在不施加驱动力的初始状态中光发射部分100的输出光的总FOI角，并且D可以意指光源110的发光器件的有效区域的对角线长度。
此外，如上所述，当第一透镜部分130通过驱动构件150在第一方向(x轴方向)中移动时，第一方向中的输出光的FOI角可以满足下面的式4。
[式4]
Figure BDA0004113662040000303
在式4中，S1可以意指第一透镜部分130相对于光源110的光轴OA在第一方向中移动的移动距离，并且FOIX可以意指由驱动力改变的第一方向的FOI角。此外，EFL意味着第一透镜部分130的有效焦距，并且dx意味着光源110在第一方向中的长度。
此时，FOI角在第一方向中的变化范围可以满足下面的式5。
[式5]
Figure BDA0004113662040000311
在式5中，FOIX意指由驱动力改变的第一方向中的FOI角，并且dx意指光源110在第一方向中的长度。另外，S1意指第一透镜部130相对于光源110的光轴OA在第一方向中移动的移动距离，并且EFL意指第一透镜部130的有效焦距。
此外，第一透镜部分130由驱动构件150在第一方向中移动的程度可以满足下面的式6。
[式6]
Figure BDA0004113662040000312
在式6中，S1意指其中第一透镜部分130相对于光源110中的每个的光轴OA在第一方向中移动的移动距离，并且dx意指光源110在第一方向中的长度。
详细地，第一透镜部分130被驱动构件150在第一方向中移动的程度可以满足下面的式6-2。
[式6-2]
Figure BDA0004113662040000321
在式6-2中，S1意指其中第一透镜部分130相对于光源110的光轴OA在第一方向中移动的移动距离，并且dx意指光源110在第一方向中的长度。
更详细地，第一透镜部分130由驱动构件150在第一方向中移动的程度可以满足下面的式6-3。
[式6-3]
Figure BDA0004113662040000322
在式6-3中，S1意指基于光源110的光轴OA在第一方向中移动的第一透镜部分130的移动距离，并且dx意指光源110在第一方向中的长度。
此外，当第一透镜部分130通过驱动构件150在第二方向中移动时，输出光在第二方向(y轴方向)中的FOI角可以满足下面的式6。
[式7]
Figure BDA0004113662040000323
在式7中，S2意指基于光源110的光轴OA在第二方向中移动的第一透镜部分130的移动距离，并且FOIY意指由驱动力改变的第二方向的FOI角。此外，EFL意指第一透镜部分的有效焦距，并且dy意指光源110在第二方向中的长度。此时，FOI角在第二方向中的变化范围可以满足下面的式7。
[式8]
Figure BDA0004113662040000331
在式8中，FOIY意指由驱动力改变的第二方向中的FOI角，并且dy意指光源110在第二方向中的长度。另外，S2意指在第二方向中移动的第一透镜部分130相对于光源110的光轴OA的移动距离，并且EFL意指第一透镜部分130的有效焦距。
此外，通过根据实施例的驱动构件150在第二方向中移动第一透镜部分130的程度可以满足下面的式9。
[式9]
Figure BDA0004113662040000332
在式9中，S2意指基于光源110的光轴OA在第一方向和第二方向中移动的第一透镜部分130的移动距离，并且dy意指光源110在第二方向中的长度。
详细地，通过根据实施例的驱动构件150在第二方向中移动第一透镜部分130的程度可以满足下面的式9-2。
[式9-2]
Figure BDA0004113662040000333
在式9中，S2意指基于光源110的光轴OA在第一方向和第二方向中移动的第一透镜部分130的移动距离，并且dy意指光源110在第二方向中的长度。
更详细地，通过根据实施例的驱动构件150在第二方向中移动第一透镜部分130的程度可以满足下面的式9-3。
[式9-3]
Figure BDA0004113662040000341
在式9-3中，S2意指其中第一透镜部分130基于光源110的光轴OA在第一方向和第二方向中的每个方向中移动的移动距离，并且dy意指光源110在第二方向中的长度。
此外，基于上面的式4到9，当第一透镜部分130在第一方向和第二方向中的至少一个中移动时，输出光的总FOI角可以满足下面的式10。
[式10]
Figure BDA0004113662040000342
在式10中，FOI意指距离测量相机1000的总FOI角。还有，FOIX意指由驱动力改变的第一方向中的FOI角，并且FOIY意指由驱动力改变的第二方向中的FOI角。
此外，根据实施例的驱动构件150在第一方向和第二方向中移动第一透镜部分130的程度可以根据光源110的尺寸和图像传感器310的尺寸来设置。例如，第一透镜部分130在第一方向和第二方向中移动的移动距离可以满足下面的式11。
[式11]
S1≤0.8×dx，S2≤0.6×dy
在式11中，S1意指第一透镜部分130相对于光源110的光轴OA在第一方向中移动的移动距离，并且S2意指第一透镜部分130基于光源110的光轴OA在第二方向中移动的移动距离。也就是说，根据实施例的驱动构件150可以在上述范围内移动第一透镜部分130的位置。
此外，驱动构件150可以在考虑到图像传感器310的尺寸的情况下控制第一透镜部分130的位置。详细地，驱动构件150控制第一透镜部分130的位置以对应于图像传感器310的第一方向长度a和第二方向长度b，并且可以满足下面的式12。
[式12]
Figure BDA0004113662040000351
在式12中，FOIX意指第一方向中的FOI角，并且FOIY意指第二方向中的FOI角。此外，a和b表示图像传感器310在第一方向和第二方向中的长度。也就是说，在实施例中，可以在考虑到图像传感器310在第一方向和第二方向中的尺寸a和b来控制第一透镜部分130的位置。详细地，驱动构件150可以通过在对应于图像传感器310的区域内移动第一透镜部分130来控制FOI区域L1的位置。
因此，根据实施例的距离测量相机1000可以基于初始设定的校准值来检测输出光。详细地，在由驱动构件150间隔开第一距离n1的区域中形成的FOI区域L1的位置可以改变，并且多个点图案510在FOI区域L1中的位置也可以改变。然而，在实施例中，第一透镜部分130被移动以对应于图像传感器310的水平尺寸a和垂直尺寸b，并且位于FOI区域L1内的多个点图案510可以在初始设定的校准区域内移动。因此，通过由驱动力移动FOI区域L1的位置来改变多个点图案510的位置的输出光可以在没有单独校准校正的情况下基于初始设定的校准值而被有效地感测。
还有，根据实施例的距离测量相机1000可以在各种模式中操作。详细地，距离测量相机1000可以包括诸如全模式、中心模式和跟踪模式的各种模式。
首先，可以描述距离测量相机1000的所有模式。如图18和19中所示，根据实施例的距离测量相机1000可以在全模式中操作以提供具有更宽FOI角和FOI区域的输出光。
例如，当距离测量相机1000的帧速率为30FPS(每秒帧)以便于描述并且一个帧包括4个子帧时，驱动构件150可以针对与一个子帧相对应的每个时间控制FOI区域L1的位置。
详细地，在1/4子帧中，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到从2-1到2-4区域A1、A2、A3和A4中选择的一个。例如，在1/4子帧中，FOI区域L1可以从第一区域CA移动到2-1区域A1。
随后，在2/4子帧中，FOI区域L1可以从位于1/4子帧中的特定区域移动到另一区域。详细地，FOI区域可以移动到最接近该特定区域的另一区域。例如，当FOI区域L1位于1/4子帧中的2-1区域A1中时，2/4子帧中的FOI区域L1可以移动到与2-1区域A1并排设置的2-2区域A2。可替选地，在2/4子帧中，FOI区域L1可以移动到2-3区域A3。
随后，在3/4子帧中，FOI区域L1可以从位于2/4子帧中的特定区域移动到另一区域。详细地，FOI区域可以移动到最接近特定区域的另一区域。例如，当FOI区域L1位于2/4子帧中的2-2区域A2中时，在3/4子帧中的FOI区域L1可以移动到与2-2区域A2并排设置的2-4区域A4。可替选地，当FOI区域L1位于2/4子帧中的2-3区域A3中时，3/4子帧中的FOI区域可以移动到2-4区域A4。
随后，在4/4子帧中，FOI区域L1可以从位于3/4子帧中的特定区域移动到另一区域。详细地，FOI区域可以移动到最接近该特定区域的另一区域。例如，当FOI区域L1位于3/4子帧中的2-4区域A4中时，4/4子帧中的FOI区域L1可以移动到与2-4区域A4并排设置的2-3区域A3。也就是说，根据实施例的FOI区域L1可以从作为一个帧中的起始点的第一区域CA依次移动到2-1区域A1、2-2区域A2、2-4区域A4和2-3区域A3。
可替选地，当FOI区域L1位于2/4子帧中的2-3区域A3和3/4子帧中的2-4区域A4中时，4/4子帧中的FOI区域可以从2-4区域A4移动到2-2区域A2。也就是说，根据实施例的FOI区域L1可以从作为一个帧中的起始点的第一区域CA依次移动到2-1区域A1、2-3区域A3、2-4区域A4和2-2区域A2。
因此，在根据实施例的距离测量相机1000中，当位于前面的对象位于比第一距离n1更近的第二距离n2处，或存在对全模式操作的请求时，FOI区域的位置以子帧为单位依次移动到2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4，并且包括2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4的整个区域A可以扫描一次。
此外，当一个帧包括比四个子帧更多的子帧时，例如，八个子帧，包括2-1至2-4个区域A1、A2、A3和A4的整个区域A可以在一个帧中扫描两次，或者从2-1至2-4个区域A1、A2、A3和A4中选择的至少一个区域可以在对应于多个子帧的时间段内扫描并且可以扫描整个区域A。
因此，具有较宽FOI角的输出光和具有较大区域的第二FOI区域L2可以在设定的单位时间内被提供给位于前面的对象。例如，在第二距离n2处形成的第二FOI区域L2可以具有大于第一FOI区域L1的水平长度w1和h1长度的水平长度w2和垂直长度h2。此外，第二FOI区域L2可以具有矩形形状，并且水平长度w2和垂直长度h2能够以诸如4:3、16:9和18:9的各种比率被形成。
例如，参考下面的表1，根据实施例的光源110的发光器件可以具有在第一方向中大约0.58mm的长度和在第二方向中大约0.48mm的长度。此外，驱动构件150在设定范围内(第一方向中大约±0.295mm并且第二方向中大约±0.199mm)在第一方向和第二方向中的至少一个中移动第一透镜部分130，并且可以从没有施加驱动力的初始光轴OA的位置移动穿过第一透镜部分130的输出光的光轴OA。因此，输出光在第一方向和第二方向中的FOI角和总体FOI角可以被改变。
[表1]
Figure BDA0004113662040000381
详细地，参考上述式和表1，当不提供驱动构件150的驱动力时，其可以在中心模式中操作。当距离测量相机1000在中心模式中操作时，在以预先确定的间隔与距离测量相机1000间隔开的区域中形成的FOI区域L1可以位于第一区域CA中。此外，当距离测量相机1000在中心模式中操作时，在第一方向中从光发射部分100发射的输出光的FOI角可以是大约38.1度，并且在第二方向中的FOI角可以是大约31.9度。此外，输出光的总FOI角可以是大约48.3度。然而，当对象位于第二距离n2处或存在对全模式操作的请求时，第一透镜部分130可以在设定范围内移动，并且FOI区域L1可以至少扫描一次2-1至2-4区域A1、A2、A3以及A4。
因此，在全模式中，在第一方向中的角、在第二方向中的角以及输出光的总FOI角可以进一步增加。详细地，与在中心模式中提供的输出光的FOI角中选择的区域或2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4中形成的选择模式相比，在全模式中提供的输出光的FOI角可以具有更大的FOI角。例如，当第一透镜部分130在第一方向中移动时，输出光相对于第一方向的角(总变化角)可以是大约100度或更小。详细地，角(总变化角)可以是大约90度或更小。更详细地，角(总变化角)可以是大约80度或更小。此外，当第一透镜部分130在第二方向中移动时，输出光相对于第二方向的角(总变化角)可以是大约100度或更小。详细地，角(总变化角)可以是大约90度或更小。更详细地，角(总变化角)可以是大约80度或更小。
例如，当第一透镜部分130如表1中所示移动时，输出光的第一方向中的角可以增加到大约69.7度，并且第二方向中的角可以增加到大约55.2度，并且输出光的总FOI角大约是82.1度并且与中心模式相比可以被大大增加，该中心模式是第一透镜部分130不移动的模式。也就是说，根据实施例的距离测量相机1000控制2-1至2-4区域A1、A2、A3和A4的位置，使得输出光具有更宽的FOI角，并且形成的第二FOI区域L2可以是比FOI区域L1更大的区域。此外，根据实施例的距离测量相机1000可以使用具有相对小尺寸的发光器件、包括相对少量发射器的发光器件、或具有相对小FOI角的光源110有效地向位于前面的对象提供光。
参考图20，根据实施例的距离测量相机1000可以根据前面对象的位置来控制FOI区域L1的位置。例如，对象可以相对于整个区域A位于与2-1区域A1和2-3区域A3相对应的区域中。在这种情况下，FOI区域L1可以提供在一个帧中扫描2-1区域A1和2-3区域A3的输出光。也就是说，通过以子帧为单位扫描2-1区域A1和2-3区域A3，可以提供用于在一个帧中扫描区域的输出光。
因此，第三FOI区域L3的具有更宽FOI角和更大区域的输出光可以在设定的单位时间内被提供给位于前面的对象。例如，在间隔开了预先确定的间隔的区域中形成的第三FOI区域L3可以具有等于或不同于第一FOI区域L1的水平长度w1和垂直长度h1的水平长度w3和垂直长度h3。当第三FOI区域L3扫描对应于2-1区域A1和2-3区域A3的区域时，第三FOI区域L3的垂直长度w3等于FOI区域L1的水平长度w1并且可能比第二FOI区域L2的水平长度w2短，并且第三FOI区域L3的垂直长度h3可以等于第二区域L2的垂直长度h2。因此，该实施例可以有效地向位于与2-1和2-3区域A1和A3相对应的区域中的对象提供输出光。此外，距离测量相机1000可以通过控制FOI区域L1的位置来以跟踪模式操作。详细地，距离测量相机1000可以根据位于前面的对象的位置、形状、尺寸等来控制FOI区域L1的位置。例如，位于与距离测量相机1000相距第一距离n1处的对象可以在比第一距离n1更近的第二距离n2处移动。在这种情况下，驱动构件150可以在考虑到对象的移动方向、间隔、尺寸等的情况下控制FOI区域L1的位置，并且可以在对应于该对象的区域中移动FOI区域L1。此外，距离测量相机1000可以通过控制FOI区域L1选择性地向位于各种距离的多个对象中的每个提供光或同时提供光。因此，根据实施例的距离测量相机1000可以通过使用具有相对小的FOI角的光源110来有效地提供朝向多个对象或移动对象的输出光。
此外，距离测量相机1000可以通过驱动构件150的FOI区域的移动选择性地向位于短距离以及长距离的对象提供各种FOI角的输出光。因此，距离测量相机1000可以具有改进的功耗和空间分辨率特性，并且可以有效地检测位于前面的对象的深度信息。此外，在上述描述中，为了便于解释，已经描述了驱动构件150控制第一透镜部分130的位置，但是驱动构件150被连接到光源110或连接到光源110和第一透镜部分130以控制FOI区域L1的位置。
参考21和图22，根据实施例的距离测量相机可以被应用于光学器件。参考图21，根据实施例的距离测量相机1000可以被应用于移动终端1500。根据实施例的移动终端1500可以具有设置在后侧上的第一相机模块1000和第二相机模块1010。第一相机模块1000可以包括作为上述距离测量相机的光发射部分100和光接收部分300。第一相机模块1000可以是飞行时间(TOF)相机。
第二相机模块1010可以包括图像捕获功能。此外，第二相机模块1010可以包括自动聚焦功能(auto focus function)、变焦功能(zoom function)和OIS功能中的至少一个。第二相机模块1010可以在拍摄模式或视频通话模式中处理由图像传感器获得的静止图像或运动图像的图像帧。处理的图像帧可以被显示在预先确定的显示单元上并存储在存储器中。此外，虽然在附图中未示出，但是可以在移动终端1500的前侧上设置照相机。闪光模块1530可以被设置在移动终端1500的后表面上。闪光模块1530可以包括在其中发射光的发光器件。闪光灯模块1530可以通过操作移动终端的相机或通过用户的控制被操作。因此，用户可以使用移动终端1500拍摄和显示对象。此外，用户能够使用第一相机模块1000有效地掌握对象的深度信息，并实时感测对象的深度信息。
参考图22，根据实施例的距离测量相机1000可以被应用于车辆3000。根据实施例的车辆3000可以包括由动力源和预先确定的传感器旋转的车轮13FL和13FR。传感器可以包括相机传感器2000，并且相机传感器2000可以是包括如上所述的距离测量相机1000的相机传感器。根据实施例的车辆3000可以通过捕获前面图像或周围图像的相机传感器2000来获得图像信息和深度信息，并且可以使用图像和深度信息来确定车道未识别的情形，并且在车道未被识别时创建垂直平面。例如，相机传感器2000可以通过捕获车辆3000的前面来获得前面图像，并且处理器(未示出)可以通过分析包括在前面图像中的对象来获得图像信息。例如，当在由相机传感器2000捕获的图像中捕获诸如车道、相邻车辆、行驶障碍物、以及诸如中央分隔带、路缘和路边树的间接道路标记的对象时，处理器存储这些对象的图像信息。此外，可以检测深度信息。也就是说，实施例可以向车辆3000的占用者提供关于对象的更具体和准确的信息。
上述实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定仅限于一个实施例。此外，能够由实施例所属的本领域的那些技术人员相对于其他实施例进行组合或修改在每个实施例中图示的特征、结构、效果等。因此，与这些组合和变型有关的内容应被解释为包括在本发明的范围内。此外，尽管以上已经以实施例为重点进行了描述，但这些仅是示例并不限制本发明，并且本发明所属的本领域的技术人员能够在不偏离本实施例的本质特性的程度上例示上述内容。将看到，尚未做出的各种变型和应用是可能的。例如，可以对实施例中具体示出的各个组件进行修改和实施。并且与这些修改和应用有关的差异应被解释为包括在如所附权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种距离测量相机，包括：
图像传感器；
光源；
第一透镜部分，所述第一透镜部分包括设置在所述光源上的多个透镜；以及
驱动构件，所述驱动构件用于在与所述第一透镜部分的光轴垂直的第一方向和第二方向中的至少一个方向中移动所述光源或所述第一透镜部分，
其中，从所述光源发射的输出光穿过所述第一透镜部分，并且在与所述第一透镜部分间隔开的区域中形成包括以二维排列的多个点图案的照明场(FOI)区域，
其中，所述驱动构件控制所述FOI区域的位置以位于第一区域或第二区域中，以及
其中，当所述驱动构件将所述FOI区域的位置从所述第一区域移动到所述第二区域时，与位于所述多个点图案的另一端处的第二点图案相比，位于所述多个点图案的一端处的第一点图案相对于所述第一区域向外移动。
2.根据权利要求1所述的距离测量相机，其中，移动到所述第二区域的所述第二点图案与移动之前在所述第一区域中的所述第一点图案之间的距离小于位于所述第一区域或所述第二区域中的所述FOI区域内设置的所述第一点图案和所述第二点图案之间的距离。
3.根据权利要求2所述的距离测量相机，其中，所述第二区域包括多个子区域，以及
其中，当未向其施加驱动力的所述第一透镜部分由所述驱动构件移动时，所述FOI区域从被定义为初始位置的所述第一区域移动到在所述第二区域的所述多个子区域之中选择的一个子区域。
4.根据权利要求3所述的距离测量相机，其中，所述第二区域的多个子区域包括：
2-1区域；
2-2区域，所述2-2区域在所述第一方向中与所述2-1区域间隔开；
2-3区域，所述2-3区域在所述第二方向中与所述2-1区域间隔开；以及
2-4区域，所述2-4区域在所述第二方向中与所述2-2区域间隔开并且在所述第一方向中与所述2-3区域间隔开，
其中，所述2-1区域至所述2-4区域中的每个相对于所述第一区域垂直于所述光轴并且位于与所述第一方向和所述第二方向成对角的第三方向中。
5.根据权利要求4所述的距离测量相机，其中，所述第一区域基于光轴方向与所述2-1区域至所述2-4区域部分地重叠。
6.根据权利要求4所述的距离测量相机，其中，所述2-1区域至所述2-4区域基于光轴方向彼此不重叠。
7.根据权利要求4所述的距离测量相机，其中，所述2-1区域和所述2-3区域以及所述2-2区域和所述2-4区域在光轴方向中彼此部分地重叠，并且所述2-1区域和所述2-2区域以及所述2-3区域和所述2-4区域彼此不部分地重叠。
8.根据权利要求4所述的距离测量相机，其中，当不施加所述驱动构件的驱动力时，从所述光源发射的输出光的照明场(FOI)角满足下面的式1：
[式1]
Figure FDA0004113662030000021
(在式1中，FOI意指在未施加所述驱动构件的驱动力的初始状态中所述输出光的总FOI角，并且D意指所述光源的有效区域的对角线长度。)。
9.根据权利要求8所述的距离测量相机，其中，所述输出光的所述FOI角是60度或更小。
10.根据权利要求4所述的距离测量相机，其中，当所述第一透镜部分在所述第一方向中移动时，所述第一透镜部分在所述第一方向中的移动距离满足下面的式2：
[式2]
Figure FDA0004113662030000031
(在式2中，S1表示所述第一透镜部分在所述第一方向中相对于所述光轴移动的移动距离，并且EFL表示所述第一透镜部分的有效焦距。另外，dx是意指所述第一方向中的长度。)。
11.根据权利要求10所述的距离测量相机，其中，当所述第一透镜部分在所述第二方向中移动时，所述第一透镜部分在所述第二方向中的移动距离满足下面的式3：
[式3]
Figure FDA0004113662030000032
(在式3中，S2意指所述第一透镜部分相对于所述光轴在所述第二方向中移动的移动距离，并且EFL意指所述第一透镜部分的有效焦距。另外，dx意指所述光源在所述第一方向中的长度。)。
12.根据权利要求11所述的距离测量相机，其中，当所述第一透镜部分在所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向中移动时，从所述光源发射的输出光的总FOI角满足下面的式4：
[式4]
Figure FDA0004113662030000041
(在式4中，FOIS意指由所述第一透镜部分的移动所改变的所述距离测量相机的所述总FOI角。此外，FOIx意指所述第一方向中的所述FOI角，并且FOIY意指所述第二方向中的所述FOI角。)。
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