[发明专利]TOF装置及电子设备

说明书

本申请公开了一种TOF装置和具有TOF装置的电子设备。TOF装置包括发射端和接收端，发射端和接收端均分为多个区域。TOF装置通过发射端采用分区点亮、接收端采用分区探测的方式，能够采集对应于目标对象的不同区域的多张局部3D图像，然后电子设备通过拼接多张局部3D图像，从而获得目标对象的3D图像。由于发射端采用分区点亮方式、接收端采用分区探测方式，TOF装置在采集单张局部3D图像时所需的峰值电流大幅度降低，使得TOF装置能够在电子设备允许的峰值电流下实现更远距离的探测，TOF装置和电子设备的探测范围更大。

技术领域

本申请涉及光学电子器件技术领域，尤其涉及一种TOF装置及电子设备。

背景技术

目前，电子设备的三维(three-dimensional，3D)相机主要采用时间飞行(time offlight，TOF)装置，TOF装置采用时间飞行技术获取目标对象的3D图像。其中，TOF装置包括发射端(也可称为投射端，transmitter)和接收端(receiver)，发射端用于向目标对象发射光信号，光信号被目标对象反射后，可以被接收端接收。依据光信号在发射端与接收端之间的飞行时间，可以确定目标对象与TOF装置之间的距离。

其中，TOF装置的探测距离与其发射端的峰值电流是相关的，电子设备提供的峰值电流越大，则TOF装置能够具有更远的探测距离。然而，手机等可移动的电子设备(也可称为移动终端)的电源通常难以为TOF装置提供较大的峰值电流，导致TOF装置的探测距离有限，难以满足电子设备的越来越多样化的应用需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种TOF装置和具有TOF装置的电子设备，TOF装置能够实现远距离探测。

第一方面，本申请提供一种TOF装置，TOF装置可以作为3D摄像头应用于电子设备。TOF装置包括发射端和接收端。

发射端包括光源、驱动芯片以及光学元件。光源包括多个发光单元。多个发光单元可以彼此独立工作。驱动芯片电连接多个发光单元，驱动芯片用于按照一定时序轮流点亮多个发光单元。光学元件位于多个发光单元的发光路径上，光学元件用于使多个发光单元发出的光线形成一一对应的多个投射视场，多个投射视场用于覆盖目标对象。

接收端包括镜头和图像传感器。镜头用于接收被目标对象反射的光线并形成多个感测视场，多个感测视场与多个投射视场一一对应。图像传感器位于镜头的出光侧。图像传感器包括多个感光单元和逻辑控制电路。多个感测视场一一对应地覆盖多个感光单元。多个感光单元可以彼此独立工作。逻辑控制电路用于按照一定时序轮流启动多个感光单元，且每个感光单元的启动时序与对应的发光单元的点亮时序相同。被启动的感光单元能够将光信号转换成电信号。

在本申请中，由于TOF装置采用分区点亮、分区探测的方式，通过多次探测目标对象的局部区域、实现对目标对象的全部区域的探测，因此TOF装置的多次探测能够有效分摊峰值电流，TOF装置的每次探测过程只需要较低的峰值电流即可实现，故而，在电子设备能够提供一定的峰值电流的情况下，TOF装置能够实现更远距离的探测，TOF装置和电子设备的探测范围更广，也可以更好地适用于室内环境和室外环境探测。此外，TOF装置的单位面积有效功率也较高，有利于提高TOF装置的分辨率，使得TOF装置实现高分辨率探测。

在本申请中，TOF装置采用发射端分区点亮、接收端分区探测的方式获取目标对象的多个探测区域的3D轮廓信息。TOF装置电连接电子设备的处理器，处理器根据每个探测区域的3D轮廓信息能够形成目标对象的局部3D图像，然后通过拼接多张局部3D图像，获得目标对象的3D图像。也即，处理器能够依据TOF装置的输出信号形成目标对象的3D图像。