[发明专利]一种深度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种深度测量装置，其特征在于：包括发射单元、接收单元、以及与发射单元和接收单元连接的控制与处理电路；其中，

所述发射单元包括有光源和光学元件，所述光源被配置为发射时序上振幅被调制的光束，所述光束经过所述光学元件后投射到目标区域；

所述接收单元包括有TOF图像传感器和变焦透镜，所述TOF图像传感器被配置成采集所述目标区域反射回的至少部分光束并形成电信号，所述变焦透镜被配置为将所述反射光束投射到所述TOF图像传感器的像素中；

所述控制与处理电路接收所述电信号并计算出所述反射光束的强度信息，根据所述强度信息以及预定义的阈值范围调整所述变焦透镜的焦距，进而调整所述TOF图像传感器采集所述反射光束的视场角；其中，当计算出的光强度小于或等于最小光强度时，减小变焦透镜的焦距；当计算出的光强度大于或等于最大光强度时，增大变焦透镜的焦距。

2.根据权利要求1所述深度测量装置，其特征在于：所述变焦透镜具有至少两个可调焦距；或，所述变焦透镜被配置为是连续变焦。

3.根据权利要求1所述深度测量装置，其特征在于：所述TOF图像传感器包括有多个像素；其中，每个所述像素包括至少两个抽头，所述抽头用于采集所述反射光束并产生电信号；所述控制与处理电路接收所述电信号以计算所述反射光束的强度信息。

4.根据权利要求1所述深度测量装置，其特征在于：所述控制与处理电路存储有预定义的光强度的阈值范围，所述阀值范围被配置成通过最小光强度和最大光强度来定义。

5.根据权利要求1-4任一项所述深度测量装置，其特征在于：所述控制与处理电路根据所述电信号计算光束从发射到反射被接收的相位差，基于所述相位差计算飞行时间，进一步计算出所述目标区域的深度图像。

6.一种深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制发射单元朝向目标区域发射时序上振幅被调制的光束；

控制接收单元采集经所述目标区域反射回的至少部分光束；其中，所述接收单元包括有TOF图像传感器和变焦透镜，所述TOF图像传感器被配置成采集所述目标区域反射回的至少部分光束并形成电信号，所述变焦透镜被配置为将所述反射光束投射到所述TOF图像传感器的像素中；

计算所述反射光束的光强度，并根据所述光强度及预定义的阈值范围调整所述变焦透镜的焦距，进而改变所述TOF图像传感器采集所述反射光束的视场角；其中，当计算出的光强度小于或等于最小光强度时，减小变焦透镜的焦距；当计算出的光强度大于或等于最大光强度时，增大变焦透镜的焦距。

7.根据权利要求6所述深度测量方法，其特征在于：通过最小光强度与最大光强度来定义所述阈值范围；其中，所述最小光强度被定义为当所述TOF图像传感器采集的反射光束的光强度小于或等于该最小光强度时，所述TOF图像传感器不产生有效电信号传输到控制与处理电路；所述最大光强度被定义为当所述TOF图像传感器采集的反射光束的光强度大于或等于所述最大光强度时，所述TOF图像传感器饱和而不产生有效电信号传输到控制与处理电路。

8.根据权利要求7所述深度测量方法，其特征在于：当所述光强度小于或等于所述最小光强度时，使所述TOF图像传感器在大视场角内采集所述反射光束；当所述光强度大于或等于所述最大光强度时，使所述TOF图像传感器在小视场角内采集所述反射光束。

9.根据权利要求7所述深度测量方法，其特征在于：所述变焦透镜被配置为具有至少三个可调焦距；其中，所述变焦透镜的初始焦距被配置为第一焦距时，使所述TOF图像传感器接收的光强度满足所述阈值范围；若所述光强度小于或等于最小光强度时，调整所述变焦透镜的焦距为第二焦距；若所述光强度大于或等于最大光强度时，调整所述变焦透镜的焦距为第三焦距。

10.根据权利要求6-9任一项所述深度测量方法，其特征在于：当所述光强度满足所述阈值范围时，所述TOF图像传感器接收所述反射光束并形成有效的电信号，控制与处理电路根据所述有效的电信号计算所述目标区域的深度图像。