[发明专利]基于时间飞行的成像方法及3D成像装置

权利要求书

1.一种基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，包括：

散斑投射模块，包括光源，所述光源用于发出多束光束并在目标面形成间隔分布的散斑；

阵列接收模块，包括与所述散斑数量相应的像素单元，所述像素单元用于接收目标面的散斑反射光束并记录光接收时刻；

控制处理模块，记录所述散斑投射模块发出光束的光发射时刻，并控制散斑投射模块发出的散斑对目标面进行扫描，根据每次扫描对应的光发射时刻和光接收时刻，得到反射散斑的位置点距离信息，生成距离深度图。

2.如权利要求1所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的散斑投射模块内设有控制光路变化的扫描装置。

3.如权利要求2所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的扫描装置为布置在散斑投射模块内光路后的二维扫描振镜。

4.如权利要求2所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的散斑投射模块包括激光发射器、准直透镜和衍射光学元件。

5.如权利要求4所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的扫描装置为驱动所述激光发射器或准直透镜实现光路变化的动作机构。

6.如权利要求1所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，每个像素单元内包含一计时电路，用于记录光接收时刻。

7.如权利要求6所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的阵列接收模块为包括由多个SPAD单SPAD像素单元组成的阵列SPAD阵列、窄带滤光片和成像接收透镜。

8.如权利要求1所述的基于时间飞行的3D成像装置，其特征在于，所述的光源为分区域工作的vcsel激光发射器，依次点亮的每个区域发射出投射至所述目标面的散斑。

9.一种基于时间飞行的成像方法，其特征在于，包括：

利用散斑投射模块发出多束光束并在目标面形成间隔分布的散斑；

利用阵列接收模块内与所述散斑数量相应的像素单元，用于接收目标面的散斑反射光束并记录光接收时刻；

记录所述散斑投射模块发出光束的光发射时刻，并控制散斑投射模块发出的散斑对目标面进行扫描，根据每次扫描对应的光发射时刻和光接收时刻，得到反射散斑的位置点距离信息，生成距离深度图。

10.如权利要求9所述的基于时间飞行的成像方法，其特征在于，每个像素单元对应一光束形成的散斑，该散斑在对应像素单元的接收区域内扫描。