CN110784694B - 结构光投影机及三维影像感测模块 - Google Patents

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Abstract

一种结构光投影机及三维影像感测模块，其中结构光投影机包括光源、照射范围控制装置以及绕射光学元件。照射范围控制装置设置在来自光源的光束的传递路径上。绕射光学元件设置在来自照射范围控制装置的光束的传递路径上。照射范围控制装置适于控制传递至绕射光学元件的光束的照射范围，以改变绕射光学元件被来自照射范围控制装置的光束照亮的区域的尺寸。亦提供一种使用所述结构光投影机的三维影像感测模块。

Description

结构光投影机及三维影像感测模块
技术领域
本发明涉及一种投影机及使用其的光源模块，且特别涉及一种结构光投影机及使用其的三维影像感测模块。
背景技术
相较于传统的二维(two-dimensional；2D)影像感测技术，三维 (three-dimensional；3D)影像感测技术除了获取X-Y平面的信息之外，还进一步获取目标物的深度信息(即Z轴方向上的信息)，因此不仅提高识别的准确性，还拓宽其应用领域。目前，三维影像感测技术主要可以分为立体视觉(stereo vision)、结构光(structured light)以及飞行时间(Time Of Flight； TOF)。与立体视觉和飞行时间技术相比，结构光技术具有深度识别的高准确性且适合短距离测量。因此，结构光技术已被广泛使用于脸部识别(facerecognition)、体感游戏机(somatosensory game machine)、工业机器视觉检验(industrial machine vision inspection，例如AOI)以及其他应用领域。
结构光技术的运行原理是在目标物上投射结构光束，接着通过照相机获取投射在目标物上的图形(例如绕射图形)。由于目标物的深度差异会导致投射在其上的绕射图形产生形变，因此可以通过比较目标物上的绕射图形与原始绕射图形(未形变的绕射图形)之间的差异以获得目标物的三维坐标。然而，在使用结构光技术的传统三维影像感测模块中，绕射图形的分辨率(例如点密度)与视场(Field Of View,FOV)是固定的且不可以在功能上调变。因此，在传统技术中的单个三维影像感测模块不适合或不能够测量需要不同分辨率或视场的目标物的深度信息。
发明内容
本发明提供一种结构光投影机及三维影像感测模块，其可以在功能上调变分辨率及视场。
本发明提供一种结构光投影机，其包括光源、照射范围控制装置以及绕射光学元件。照射范围控制装置设置在来自光源的光束的传递路径上。绕射光学元件设置在来自照射范围控制装置的光束的传递路径上。照射范围控制装置适于控制传递至绕射光学元件的光束的照射范围，以改变绕射光学元件被来自照射范围控制装置的光束照亮的区域的尺寸。
本发明还提供一种三维影像感测模块，其包括上述的结构光投影机、影像感测器以及运算装置。影像感测器适于获取通过光束照亮绕射光学元件的区域而产生在目标物上的绕射图形的影像。运算装置耦接至影像感测器，且根据获取的影像计算目标物的深度信息。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述光源是激光光源。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述照射范围控制装置包括多个可调镜头。多个可调镜头依序设置在来自光源的光束的传递路径上。每一个可调镜头具有可调的屈光力。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述照射范围控制装置包括可调镜头以及位置控制装置。位置控制装置适于控制可调镜头以及光源中的至少一个的位置。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述照射范围控制装置包括光准直元件以及可调孔径光栏。可调孔径光栏设置在来自光源的光束的传递路径上。光准直元件设置在来自可调孔径光栏的光束的传递路径上。可调孔径光栏具有可调孔径。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述照射范围控制装置包括光准直元件、具有固定孔径的孔径光栏以及位置控制装置。孔径光栏设置在来自光源的光束的传递路径上。光准直元件设置在来自孔径光栏的光束的传递路径上。位置控制装置适于控制孔径光栏、光准直元件以及光源中的至少一个的位置。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述绕射光学元件包括第一区域及围绕第一区域的第二区域。被光束照亮第一区域而产生在目标物上的绕射图形是第一绕射图形，且被光束照亮第二区域而产生在目标物上的绕射图形是第二绕射图形。在结构光投影机的第一模式下，被来自照射范围控制装置的光束照亮的区域是由第一区域组成，且在目标物上产生第一绕射图形。在结构光投影机的第二模式下，被来自照射范围控制装置的光束照亮的区域是由第一区域与第二区域组成，且在目标物上产生第一绕射图形与第二绕射图形。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述第一绕射图形与第二绕射图形不重叠，且在第一模式下产生的绕射图形具有比在第二模式下产生的绕射图形更小的视场。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述第一绕射图形与第二绕射图形重叠，且在第一模式下产生的绕射图形具有比在第二模式下产生的绕射图形更小的点密度。
在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的一实施例中，上述第一绕射图形与第二绕射图形部分重叠。在第一模式下产生的绕射图形具有比在第二模式下产生的绕射图形更小的视场，且在第一模式下产生的绕射图形具有比在第二模式下产生的绕射图形更小的点密度。
基于上述，在本发明的结构光投影机及三维影像感测模块的实施例中，通过将照射范围控制装置设置在来自光源的光束的传述路径上以调变由光束照亮的绕射光学元件的区域，从而能够在功能上调变绕射图形的分辨率及视场。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。
附图说明
图1A及图1B分别是依照本发明的第一实施例的三维影像感测模块在第一模式及第二模式下的示意图。
图2A至图2C分别是由光束照亮图1A与图1B中的绕射光学元件的第一区域、第二区域以及第一区域与第二区域所产生的绕射图形的示意图。
图3A及图3B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第一示意图。
图4A及图4B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第二示意图。
图5A及图5B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第三示意图。
图6A及图6B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第四示意图。
图7A及图7B分别是依照本发明的第二实施例的三维影像感测模块在第一模式及第二模式下的示意图。
图8A至图8C分别是由光束照亮图7A与图7B中的绕射光学元件的第一区域、第二区域以及第一区域与第二区域所产生的绕射图形的示意图。
图9A至图9C分别是由光束照亮依照本发明的一实施例的绕射光学元件的第一区域、第二区域以及第二区域所产生的绕射图形的示意图。
附图标记说明：
100、200：三维影像感测模块
110、210：结构光投影机
111：光源
112：照射范围控制装置
1121、1122：可调镜头
1123：位置控制装置
1124：可调孔径光栏
1125：光准直元件
1126：孔径光栏
113、213：绕射光学元件
120：影像感测器
130：运算装置
AP：可调孔径
APF：固定孔径
B：光束
D、D1、D2：距离
DP1：第一绕射图形
DP2：第二绕射图形
DP12：绕射图形
IDR：照射范围
R1：第一区域
R2：第二区域
RDP1、RDP2：区域
S：信号
具体实施方式
在说明书附图中，各个附图表示用于特定示例性实施例中的方法、结构及/或材料的一般特征。然而，附图不限于以下实施例的结构或特征，且此些附图不应被解释为限定或限制这些示例性实施例所涵盖的特征的范围或性质。举例来说，为清楚起见，可以缩小或放大膜层、区域和/或结构的相对厚度与位置。
在示例性实施例中，类似或相同的元件被赋予类似或相同的参考符号。因此，将省略对类似或相同的元件的材料、相对形态及效果的描述。
在以下示例性实施例中所列举的三维影像感测模块除了适于获取目标物的X-Y平面的信息之外，还适于获取目标物的深度信息。也就是说，以下示例性实施例中所列举的三维影像感测模块适于获得目标物的三维坐标 (即x、y、z方向的坐标)。
图1A及图1B分别是依照本发明的第一实施例的三维影像感测模块在第一模式及第二模式下的示意图。请参照图1A及图1B，第一实施例的三维影像感测模块100包括结构光投影机110、影像感测器120以及运算装置 130。
结构光投影机110适于在不同模式下于目标物(未示出)上投射具有不同视场的绕射图形(例如DP1及DP12)。举例来说，结构光投影机110适于在第一模式下于目标物上投射具有较小视场的绕射图形(例如第一绕射图形DP1)，且在第二模式下于目标物上投射具有较大视场的绕射图形DP12。
具体来说，结构光投影机110包括光源111、照射范围控制装置112以及绕射光学元件113。光源111适于提供用于辨认三维坐标信息的光束B。光源111例如是激光光源。然而，可以依需求改变光源的类型。
照射范围控制装置112设置在来自光源111的光束B的传递路径上，且绕射光学元件113设置在来自照射范围控制装置112的光束B的传递路径上。照射范围控制装置112适于控制传递至绕射光学元件113的光束B 的照射范围IDR(例如在照射范围控制装置112与绕射光学元件113之间被四个箭头所包围的体积)，以改变绕射光学元件113被来自照射范围控制装置112的光束B照亮的区域的尺寸。
具体而言，绕射光学元件113包括多个微结构，以在远场(far field) 中产生二维绕射图形。微结构的设计为本领域所熟知，因此在此省略其描述。在本实施例中，绕射光学元件113包括第一区域R1以及围绕第一区域R1 的第二区域R2。在本实施例中，第一区域R1是方形，第二区域R2是围绕方形的边框，其中方形与边框共用相同的中心轴(未示出)。然而，可以依需求改变包含在绕射光学元件113中的区域形状及区域数量。此外，可以依需求设计在每一个区域中的微结构的形状与间距。
图2A至图2C分别是由光束B照亮图1A与图1B中的绕射光学元件 113的第一区域R1、第二区域R2以及第一区域R1与第二区域R2所产生的绕射图形的示意图。如图2A至图2C所示，被光束照亮第一区域而在目标物上产生的绕射图形是第一绕射图形DP1，且被光束照亮第二区域而在目标物上产生的绕射图形是第二绕射图形DP2。在本实施例中，当光束B照亮第一区域R1及第二区域R2时，第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2 不重叠。因此，被光束照亮第一区域与第二区域所产生的绕射图形DP12是第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2的联集，如图2C所示。此外，对应于第一绕射图形DP1的绕射图形DP12中的区域RDP1的点密度与图2A 中的第一绕射图形DP1的点密度相同，且对应于第二绕射图形DP2的绕射图形DP12中的区域RDP2的点密度与图2B中的第二绕射图形DP2的点密度相同。
请往回参照图1A及图1B。在本实施例中，在结构光投影机110的第一模式下，如图1A所示，被来自照射范围控制装置112的光束B照亮的区域是由第一区域R1组成，且在目标物上产生如图2A所示的第一绕射图形 DP1。在结构光投影机110的第二模式下，如图1B所示，被来自照射范围控制装置112的光束B照亮的区域是由第一区域R1与第二区域R2组成，且在目标物上产生第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2。因此，在第一模式下产生的绕射图形(即第一绕射图形DP1)具有比在第二模式下产生的绕射图形(即绕射图形DP12)更小的视场。换句话说，第一实施例的第一模式与第二模式分别是窄视场模式与宽视场模式。
据此，三维影像感测模块100可以通过切换模式产生具有期望视场的绕射图形。具体来说，当目标物需要较小的视场以获得三维坐标时，例如当目标物距离三维影像感测模块100相对较远时，可以将三维影像感测模块100 切换至第一模式。另一方面，当目标物需要较大的视场以获得三维坐标时，例如当目标物距离三维影像感测模块100相对较近时，可以将三维影像感测模块100切换至第二模式。
在另一实施例中，绕射光学元件113可以被分成更多区域(例如共用相同中心轴的三个或更多个区域)。据此，三维影像感测模块100可以通过切换模式来产生具有更多视场的绕射图形。
下面参照图3A至图6B说明如何通过照射范围控制装置控制光束的照射范围。图3A及图3B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第一示意图。请参照图 3A及图3B，照射范围控制装置112可以包括多个可调镜头，例如可调镜头 1121及可调镜头1122。图3A及图3B示意性地示出两个可调镜头，但照射范围控制装置112中包含的可调镜头的数量并不限于此。应注意的是，可调镜头意味着焦距是可调的。
可调镜头1122及可调镜头1121依序设置在来自光源111的光束B的传递路径上。可调镜头1122与可调镜头1121中的每一个具有可调的屈光力 (refracting power)。举例来说，可调镜头1122及可调镜头1121是液晶透镜，且可以依据施加到其上的电压调整其屈光力。可调镜头1122适于调整光束的发散，且可调镜头1121适于将光束准直化，以形成平行的光束B(或实质上平行的光束B)。
在第一模式下，如图3A所示，来自光源111的光束B在依序穿过可调镜头1122及可调镜头1121后，传递至绕射光学元件113的第一区域R1。另一方面，在第二模式下，如图3B所示，来自光源111的光束B在依序穿过可调镜头1122及可调镜头1121后，传递至绕射光学元件113的第一区域R1与第二区域R2。因此，在第二模式下的光束B具有比在第一模式下的光束B更宽的照射范围。
图4A及图4B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第二示意图。请参照图4A 及图4B，照射范围控制装置112可以包括可调镜头1121与位置控制装置 1123。位置控制装置1123适于控制可调镜头1121以及光源111中的至少一个的位置。
具体来说，当可调镜头1121与光源111之间的距离D变小时，传递至绕射光学元件113的光束B的照射范围变小，且当可调镜头1121与光源111 之间的距离D变大时，传递至绕射光学元件113的光束B的照射范围变大。因此，通过位置控制装置1123调变可调镜头1121与光源111之间的距离D 可以控制来自可调镜头1121的光束B所照亮的区域。位置控制装置1123 可以是任何能够移动上述列出的元件的装置。举例来说，位置控制装置1123 包括电动机，但本发明不限于此。
在本实施例中，距离D是通过移动可调镜头1121但不改变光源111的位置来控制。替代地，可以通过移动光源111但不改变可调镜头1121的位置来控制距离D。或者，可以通过移动可调镜头1121及光源111来控制距离D。应注意的是，可调镜头1121应基于距离D的变化改变其焦距，以使光源111位于其焦点位置。如此一来，可调镜头1121可将光束准直化，以形成平行的光束B。
图5A及图5B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第三示意图。请参照图5A 及图5B，照射范围控制装置112可以包括光准直元件1125以及可调孔径光栏1124。可调孔径光栏1124设置在来自光源111的光束B的传递路径上。光准直元件1125设置在来自可调孔径光栏1124的光束B的传递路径上。可调孔径光栏1124具有可调孔径AP。举例来说，可调孔径光栏1124包括电控光调变材料，例如电致变色材料(electrochromic material)或液晶材料，且可调孔径光栏1124的可调孔径AP可以依据施加于可调孔径光栏1124上的电压调整，但本发明不限于此。
可调孔径AP越小，被可调孔径光栏1124阻挡的光束B越多，因此传递至绕射光学元件113的光束B的照射范围越窄。换句话说，调变可调孔径AP的尺寸可以控制光束B照亮的绕射光学元件113的区域。
在其他实施例中，光准直元件1125可以与绕射光学元件113整合。如此，可以省略照射范围控制装置112中的光准直元件1125。
图6A及图6B分别是依照本发明的一实施例的结构光投影机中的光源与照射范围控制装置在第一模式及第二模式下的第四示意图。请参照图6A 及图6B，照射范围控制装置112可以包括光准直元件1125、具有固定的孔径APF的孔径光栏1126以及位置控制装置1123。孔径光栏1126设置在来自光源111的光束B的传递路径上。光准直元件1125设置在来自孔径光栏 1126的光束B的传递路径上。位置控制装置1123适于控制孔径光栏1126 的位置。具体来说，在孔径APF的尺寸是常数的情况下，光源111与孔径光栏1126之间的距离D1越大，传递至绕射光学元件113的光束B的照射范围越窄。此外，孔径光栏1126与光准直元件1125之间的距离D2越小，传递至绕射光学元件113的光束B的照射范围越窄。在其他实施例中，光准直元件1125可以与绕射光学元件113整合。如此，可以省略照射范围控制装置112中的光准直元件1125。
请往回参照图1A及图1B，影像感测器120适于获取通过光束B照亮绕射光学元件113的区域而产生(或投射)在目标物上的绕射图形(例如第一绕射图形DP1或绕射图形DP12)的影像。举例来说，影像感测器120包括电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性金属氧化半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)，但本发明不限于此。
运算装置130耦接至影像感测器120以接收对应于获取的影像的信号 S，且运算装置130适于根据获取的影像计算目标物的深度信息。具体来说，运算装置130可以以有线或无线的方式电性连接至影像感测器120。运算装置130可以包括中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU)、数据处理单元(Data Processing Unit,DPU)或图形处理单元(Graphics Processing Unit, GPU)，以通过比较目标物上的绕射图形与原始的绕射图形之间的差异来计算目标物的深度信息。
基于上述，在结构光投影机110与三维影像感测模块100的第一实施例中，通过将照射范围控制装置112设置在来自光源111的光束B的传递路径上，以调变绕射光学元件113被光束B照亮的区域，使得能够在功能上调变绕射图形的视场。因此，三维影像感测模块100能够获得需要不同视场的目标物的三维坐标(或测量深度信息)。此外，由于结构光投影机110 中的所有元件都可以设置在相同光轴上，因此可以更容易完成由运算装置 130进行的校准。另外，由于结构光投影机110中只需要一个绕射光学元件 113，因此结构光投影机110可以具有低成本。
图7A及图7B分别是依照本发明的第二实施例的三维影像感测模块在第一模式及第二模式下的示意图。图8A至图8C分别是由光束照亮图7A 与图7B中的绕射光学元件的第一区域、第二区域以及第一区域与第二区域所产生的绕射图形的示意图。
请参照图7A及图7B，三维影像感测模块200类似于图1A及图1B中的三维影像感测模块100。三维影像感测模块200与三维影像感测模块100 之间的主要差异为结构光投影机的设计。
具体来说，在三维影像感测模块200的结构光投影机210中，绕射光学元件113的第一区域R1与第二区域R2的微结构设计成使得光束B照亮第一区域R1所产生的第一绕射图形DP1的尺寸相同于光束B照亮第二区域 R2所产生的第二绕射图形DP2的尺寸，而第一绕射图形DP1的点密度(或点分布)不同于第二绕射图形DP2的点密度(或点分布)，如图8A及图 8B所示。如此，当光束B照亮第一区域R1与第二区域R2时，第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2重叠，且光束B照亮第一区域R1与第二区域 R2产生的绕射图形DP12是第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2的叠加。因此，在第一模式下产生的绕射图形(例如第一绕射图形DP1)具有比在第二模式下产生的绕射图形(例如绕射图形DP12)更小的点密度。点密度越高，绕射图形的分辨率越高，因此三维影像感测模块200的识别能力 (recognition ability)越高。换句话说，第二实施例的第一模式与第二模式分别是低分辨率模式与高分辨率模式。
据此，三维影像感测模块200可以通过切换模式产生具有期望分辨率的绕射图形。具体来说，当目标物需要低分辨率以获得三维坐标(特别是深度信息)时，例如当目标物在测量范围中具有相对稀疏的深度变化时，可以将三维影像感测模块200切换至第一模式。另一方面，当目标物需要高分辨率以获得三维坐标(特别是深度信息)时，例如当目标物在测量范围中具有相对密集的深度变化时，可以将三维影像感测模块200切换至第二模式。
在另一实施例中，绕射光学元件213可以被分成更多区域(例如共用相同中心轴的三个或更多个区域)，且据此，三维影像感测模块200可以通过切换模式产生具有更多分辨率的绕射图形。
基于上述，在结构光投影机210与三维影像感测模块200的第二实施例中，通过将照射范围控制装置112设置在来自光源111的光束B的传递路径上，以调变绕射光学元件213被光束B照亮的区域，使得能够在功能上调变绕射图形的分辨率。因此，三维影像感测模块200能够获得需要不同分辨率的目标物的三维坐标(或测量深度信息)。此外，由于结构光投影机 210的所有元件都可以设置在相同光轴上，因此可以更容易完成由运算装置 130进行的校准。另外，由于结构光投影机210中只需要一个绕射光学元件 213，因此结构光投影机210可以具有低成本。
在上述实施例中，视场与点密度是个别地调变。然而，本发明不限于此。图9A至图9C分别是由光束照亮依照本发明的一实施例的绕射光学元件的第一区域、第二区域以及第二区域所产生的绕射图形的示意图。请参照图 9A至图9C，可以依需求设计绕射光学元件的每一个区域中的微结构，使得第一绕射图形DP1与第二绕射图形DP2部分重叠(例如第一绕射图形DP1 与第二绕射图形DP2之间重叠的面积等于第一绕射图形DP1的面积)、在第一模式下产生的绕射图形(例如第一绕射图形DP1)具有比在第二模式下产生的绕射图形(例如绕射图形DP12)更小的视场，且在第一模式下产生的绕射图形(例如第一绕射图形DP1)具有比在第二模式下产生的绕射图形 (例如绕射图形DP12)更小的点密度。换句话说，第一模式是窄视场与低分辨率模式，而第二模式是宽视场与高分辨率模式。
据此，使用上述绕射光学元件的三维影像感测模块可以通过切换模式产生具有期望视场及分辨率的绕射图形。具体来说，当目标物需要小视场及/ 或低分辨率以获得三维坐标(特别是深度信息)时，可以将三维影像感测模块切换至第一模式。另一方面，当目标物需要大视场及/或高分辨率以获得三维坐标(特别是深度信息)时，可以将三维影像感测模块切换至第二模式。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种结构光投影机，包括：
一光源；
一照射范围控制装置，设置在来自所述光源的一光束的传递路径上；以及
一绕射光学元件，设置在来自所述照射范围控制装置的所述光束的传递路径上，其中所述照射范围控制装置适于控制传递至所述绕射光学元件的所述光束的照射范围，以改变所述绕射光学元件被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的一区域的尺寸，
其中所述绕射光学元件包括一第一区域及围绕所述第一区域的一第二区域，被所述光束照亮所述第一区域而在一目标物上产生的绕射图形是一第一绕射图形，且被所述光束照亮所述第二区域而在所述目标物上产生的绕射图形是一第二绕射图形，其中
在所述结构光投影机的一第一模式下，被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的所述区域是由所述第一区域组成，且在所述目标物上产生所述第一绕射图形；以及
在所述结构光投影机的一第二模式下，被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的所述区域是由所述第一区域与所述第二区域组成，且在所述目标物上产生所述第一绕射图形与所述第二绕射图形。
2.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述照射范围控制装置包括多个可调镜头，所述多个可调镜头依序设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，且所述多个可调镜头的每一个具有可调的屈光力。
3.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述照射范围控制装置包括一可调镜头以及一位置控制装置，且所述位置控制装置适于控制所述可调镜头以及所述光源中的至少一个的位置。
4.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述照射范围控制装置包括一光准直元件以及一可调孔径光栏，所述可调孔径光栏设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，所述光准直元件设置在来自所述可调孔径光栏的所述光束的传递路径上，且所述可调孔径光栏具有可调孔径。
5.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述照射范围控制装置包括一光准直元件、具有固定的孔径的一孔径光栏以及一位置控制装置，所述孔径光栏设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，所述光准直元件设置在来自所述孔径光栏的所述光束的传递路径上，且所述位置控制装置适于控制所述孔径光栏的位置。
6.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形不重叠，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的视场。
7.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形重叠，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的点密度。
8.如权利要求1所述的结构光投影机，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形部分重叠，在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的视场，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的点密度。
9.一种三维影像感测模块，包括：
一结构光投影机，包括：
一光源；
一照射范围控制装置，设置在来自所述光源的一光束的传递路径上；以及
一绕射光学元件，设置在来自所述照射范围控制装置的所述光束的传递路径上，其中所述照射范围控制装置适于控制传递至所述绕射光学元件的所述光束的照射范围，以改变所述绕射光学元件被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的一区域的尺寸；
一影像感测器，适于获取通过所述光束照亮所述绕射光学元件的所述区域而在一目标物上产生的一绕射图形的一影像；以及
一运算装置，耦接至所述影像感测器，且根据获取的所述影像计算所述目标物的深度信息，
其中所述绕射光学元件包括一第一区域及围绕所述第一区域的一第二区域，被所述光束照亮所述第一区域而在所述目标物上产生的所述绕射图形是一第一绕射图形，且被所述光束照亮所述第二区域而在所述目标物上产生的所述绕射图形是一第二绕射图形，其中
在所述结构光投影机的一第一模式下，被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的所述区域是由所述第一区域组成，且在所述目标物上产生所述第一绕射图形；以及
在所述结构光投影机的一第二模式下，被来自所述照射范围控制装置的所述光束照亮的所述区域是由所述第一区域与所述第二区域组成，且在所述目标物上产生所述第一绕射图形与所述第二绕射图形。
10.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述照射范围控制装置包括多个可调镜头，所述多个可调镜头依序设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，且所述多个可调镜头的每一个具有可调的屈光力。
11.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述照射范围控制装置包括一可调镜头以及一位置控制装置，且所述位置控制装置适于控制所述可调镜头以及所述光源中的至少一个的位置。
12.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述照射范围控制装置包括一光准直元件以及一可调孔径光栏，所述可调孔径光栏设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，所述光准直元件设置在来自所述可调孔径光栏的所述光束的传递路径上，且所述可调孔径光栏具有可调孔径。
13.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述照射范围控制装置包括一光准直元件、具有固定的孔径的一孔径光栏以及一位置控制装置，所述孔径光栏设置在来自所述光源的所述光束的所述传递路径上，所述光准直元件设置在来自所述孔径光栏的所述光束的传递路径上，且所述位置控制装置适于控制所述孔径光栏、所述光准直元件与所述光源中的至少一个的位置。
14.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形不重叠，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的视场。
15.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形重叠，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的点密度。
16.如权利要求9所述的三维影像感测模块，其中所述第一绕射图形与所述第二绕射图形部分重叠，在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的视场，且在所述第一模式下产生的所述绕射图形具有比在所述第二模式下产生的所述绕射图形更小的点密度。
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