[发明专利]基于异步ToF离散点云的3D成像装置及电子设备

权利要求书

1.一种基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，包括异步离散光束投射器和光探测器阵列成像器；

所述异步离散光束投射器，用于在一预设的时间段内按时间顺序顺次向目标物体的不同区域投射多束离散准直光束；

所述光探测器阵列成像器，用于顺次接收经所述目标物体反射的多束所述离散准直光束并测量出多束所述离散准直光束的传播时间，进而能够获得所述目标物体的多个区域的深度数据，根据所述目标物体多个区域的深度数据生成所述目标物体表面的深度数据，所述多个区域为相邻接的区域；

所述异步离散光束投射器包括设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器；

所述边发射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；

所述光束投射器，用于将入射的所述激光在一预设的时间段内按时间顺序顺次向目标物体的不同区域投射多束离散准直光束。

2.根据权利要求1所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述异步离散光束投射器包括设置在一光路上的激光器阵列、准直镜头和分束器件；

所述激光器阵列，包括多个呈阵列排列的多个激光器，多个所述激光器分为多个激光器发射组，在一预设的时间段内按时间顺序依次通过每个激光器发射组向所述准直镜头投射第一数量级的激光；

所述准直镜头，用于将入射的多束激光准直后出射第一数量级的准直光束；

所述分束器件，用于将入射的第一数量级的准直光束分束后出射第二数量级的准直光束；

所述第二数量级大于所述第一数量级。

3.根据权利要求2所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述光探测器阵列成像器包括光学成像镜头、光探测器阵列以及驱动电路；

所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器，多个所述光探测器分为多个光探测器组，每一所述光探测器组与一所述激光器发射组相对应；

所述光探测器组，用于接收对应的激光器发射组发射后经所述目标物体反射的准直光束；

所述光学成像镜头，用于使得透过所述光学成像镜头进入光探测器阵列的所述准直光束的方向向量与光探测器呈一一对应关系；

所述驱动电路，用于测量出多束所述离散准直光束的传播时间并进而生成所述目标物体表面的多个区域的深度数据，进而根据所述目标物体多个区域的深度数据生成所述目标物体表面的深度数据。

4.根据权利要求1所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述多束离散准直光束周期性排布呈一预设定的形状。

5.根据权利要求4所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述预设定的形状包括如下任一形状或能够相互切换的任多个形状：

-直线形

-三角形；

-四边形；

-矩形；

-圆形；

-六边形；

-五边形。

6.根据权利要求1所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述多束离散准直光束非周期性排布呈另一预设定的形状。

7.根据权利要求6所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述非周期性排布包括如下任一排布方式或能够相互切换的任多个排布方式：

-随机排布；

-空间编码排布；

-准晶格排布。

8.根据权利要求1所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，所述异步离散光束投射器包括多组设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器；

所述边发射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；所述光束投射器，用于将入射的所述激光投射出多束离散准直光束；

通过在所述一预设的时间段内按时间顺序顺次控制一组设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器打开以向目标物体的不同区域投射多束离散准直光束。

9.一种电子设备，包括权利要求1至8任一项所述的基于异步ToF离散点云的3D成像装置，其特征在于，还包括显示面板；所述异步离散光束投射器和所述光探测器阵列成像器位于所述显示面板背光侧；

当所述异步离散光束投射器在一预设的时间段内按时间顺序顺次向目标物体的不同区域投射多束离散准直光束时，使得多束所述离散准直光束穿透显示面板后照射到目标物体上；

所述光探测器阵列成像器接收所述目标物体反射后穿透所述显示面板的多束离散准直光束，并根据多束所述离散准直光束的传播时间获得所述目标物体的多个区域的深度数据，进而根据所述目标物体多个区域的深度数据生成所述目标物体表面的深度数据。