CN111123289B - 一种深度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深度测量装置，包括：发射模块，其包括光源阵列，所述光源阵列包括至少两个子光源阵列，以分别发射第一和第二斑点图案光束；其中，所述第一、第二斑点图案光束是在时序上振幅被调制的光束；接收模块，其包括有TOF图像传感器，所述传感器包括有像素阵列，所述像素阵列接收目标物体反射的第一斑点图案光束获取强度信息；或，接收目标物体反射的第二斑点图案光束获取相位信息；控制和处理电路，利用所述强度信息以形成灰度图，并利用所述灰度图计算出结构光深度图像；或，利用所述相位信息计算出相位差，基于所述相位差计算出TOF深度图像。本发明基于不同的测量需求可进行合理的调制，从而可满足不同应用场景的需要。

Description

一种深度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种深度测量装置及测量方法。

背景技术

深度测量装置可以用来获取物体的深度图像，进一步可以进行3D建模、骨架提取、人脸识别等，在3D测量以及人机交互等领域有着非常广泛的应用。目前的深度测量技术主要有TOF测距技术、结构光测距技术等。

TOF的全称是Time-of-Flight，即飞行时间，TOF测距技术是一种通过测量光脉冲在发射/接收装置和目标物体间的往返飞行时间来实现精确测距的技术，分为直接测距技术和间接测距技术。其中，间接测距技术测量反射光信号相对于发射光信号的相位延迟，再由相位延迟对飞行时间进行计算，按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波(Continuous Wave，CW)调制解调方法和脉冲调制(Pulse Modulated，PM)调制解调方法。TOF测距技术无需复杂的图像处理计算，且探测距离较远并能保持较高的精度。

结构光测距技术则向空间物体发射结构光光束，其次采集被物体调制及反射后的结构光光束所形成的结构光图案，最后利用三角法进行深度计算以获取物体的深度数据。常用的结构光图案有不规则斑点图案、条纹图案、相移图案等。

结构光技术在近距离测量时具有非常高的精度，在低光环境中表现良好，但是在强光环境中易受影响，相对而言TOF技术在强光环境中的抗干扰效果要优于结构光技术。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深度测量装置及测量方法，以解决上述背景技术问题中的至少一种。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种深度测量装置，包括发射模块、接收模块、以及分别与发射模块和接收模块连接的控制和处理电路；其中，发射模块，其包括有光源阵列，所述光源阵列包括至少两个子光源阵列，用于向目标物体发射第一斑点图案光束或第二斑点图案光束；其中，第一、第二斑点图案光束是在时序上振幅被调制的光束；接收模块，其包括有TOF图像传感器，所述TOF图像传感器中包括有像素阵列，所述像素阵列接收由目标物体反射的所述第一斑点图案光束后获取强度信息；或，接收目标物体反射的所述第二斑点图案光束后获取相位信息；控制和处理电路，利用所述强度信息以形成灰度图，并利用所述灰度图计算目标物体的结构光深度图像；或，利用所述相位信息并计算出相位差，基于所述相位差计算目标物体的TOF深度图像。

在一些实施例中，还包括有驱动电路，所述光源阵列在驱动电路的控制下分组发光或者整体发光。

在一些实施例中，所述光源阵列包括第一、第二子光源阵列；其中，所述第一子光源阵列是稀疏光源阵列，以用于发射稀疏斑点图案光束；所述第二子光源阵列是密集光源阵列，以用于发射密集斑点图案光束。

在一些实施例中，所述TOF图像传感器包括至少一个像素，每个像素包含两个及以上的抽头，在单个帧周期内以一定的次序依次切换抽头以采集相应的光子，接收光信号并转换成电信号。

在一些实施例中，所述第一、第二斑点图案光束中每个斑点对应的光束在时序上振幅被连续波、方波或脉冲方式中的至少一种方式调制。

本发明实施例另一技术方案为：

一种深度测量方法，包括如下步骤：

S1、利用光源阵列向目标物体发射第一斑点图案光束或第二斑点图案光束；其中，所述第一、第二斑点图案光束是在时序上振幅被调制的光束；所述光源阵列包括至少两个子光源阵列，以分别发射所述第一斑点图案光束与所述第二斑点图案光束；

S2、利用TOF图像传感器中的像素阵列接收所述目标物体反射的第一斑点图案光束后获取强度信息；或，接收所述目标物体反射的第二斑点图案光束后获取相位信息；

S3、接收所述强度信息以形成灰度图，并利用所述灰度图计算目标物体的结构光深度图像；或，接收所述相位信息并计算出相位差，基于所述相位差计算目标物体的TOF深度图像。

在一些实施例中，所述光源阵列包括至少一个稀疏光源阵列和至少一个密集光源阵列；所述稀疏光源阵列用于发射稀疏斑点图案光束，而所述密集光源阵列用于发射密集斑点图案光束。

在一些实施例中，在控制和处理电路的控制下，光源阵列可以分组或共同朝向目标区域发射斑点图案光束。

在一些实施例中，所述斑点图案光束中每个斑点对应的光束在时序上振幅被连续波、方波或脉冲方式中的至少一种方式调制。

本发明实施例又一技术方案为：

一种电子设备，包括：壳体、屏幕、以及前述方案的深度测量装置；其中，所述深度测量装置的发射模块与接收模块设置于电子设备的第一平面上，以用于向目标物体发射在时序上振幅被调制的斑点图案光束与接收由目标物体反射的斑点图案光束；所述屏幕安装在所述电子设备的第二平面上，用于显示图像或者文字等信息；所述第一平面与第二平面为同一平面或所述第一平面与第二平面为相对立的平面。

本发明技术方案的有益效果是：

本发明深度测量装置可以基于测量范围、测试环境、测试精度等不同的需求进行合理的调制，从而以满足不同应用场景的需要，同时保证设备的小型化、简易化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一个实施例深度测量装置的示意图。

图2是根据本发明一个实施例深度测量装置的光源阵列的示意图。

图3是根据本发明一个实施例深度测量装置的原理示意图。

图4是根据本发明一个实施例深度测量方法的流程图。

图5是根据本发明一个实施例集成有图1深度测量装置的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，作为本发明一个实施例，提供一种深度测量装置。所述深度测量装置10包括发射模块11、接收模块12以及控制和处理电路13。其中，发射模块11用于向目标物体20发射光束30，所述发射光束30是在时序上振幅被调制的斑点图案光束，该斑点图案光束发射至目标空间中以照明空间中的目标物体20；至少部分发射光束30经目标物体20反射后形成反射光束40，反射光束40中的至少部分光束被接收模块12接收；控制和处理电路13分别与发射模块11以及接收模块12连接，以控制光束的发射与接收，同时接收来自于接收模块12接收反射光束并产生的信息，并对该信息进行计算以获取目标物体的深度信息。

发射模块11包括光源阵列111、光学元件112以及光源驱动器(图中未示出)等。其中，光源阵列111可以是发光二极管(LED)、边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)等多个光源组成的光源阵列，光源所发射的光束可以是可见光、红外光、紫外光等。优选地，光源阵列111为不规则排列的VCSEL_S阵列，用于发射不规则的斑点图案光束。光源阵列111在光源驱动器(其可以进一步被控制和处理电路13控制)的控制下以一定的时序振幅被调制后向外发射光束，比如在一个实施例中，光源阵列111在光源驱动器的控制下以一定的频率发射脉冲调制光束、方波调制光束、正弦波调制光束等光束。在本发明的一个实施例中，不规则斑点图案光束中每个斑点对应的光束的振幅在时序上以连续波、方波或脉冲的方式被调制。可以理解的是，在一些实施例中，可以利用控制和处理电路13中的一部分或者独立于控制和处理电路13存在的子电路来控制光源阵列111发射相关的光束，比如脉冲信号发生器。

光学元件112接收来自光源阵列111的光束，并向外发射斑点图案光束。在一些实施例中，光学元件112还用于将接收到的光束进行扩束，以扩大视场角。可以理解的是，通过光学元件112调制后的光束其振幅依旧是以一定的时序被调制，即入射的是正弦波调制光束，出射的依旧是正弦波调制光束。光学元件112可以是透镜单元、衍射光学元件(DOE)、微透镜阵列、液晶中的一种或几种的组合。

接收模块12包括TOF图像传感器121、过滤单元122、以及透镜单元123；其中，透镜单元123接收并将由目标物体反射回的至少部分斑点图案光束成像在至少部分TOF图像传感器121上，过滤单元122设置为与光源波长相匹配的窄带滤光片，用于抑制其余波段的背景光噪声。TOF图像传感器121可以是电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、雪崩二极管(AD)、单光子雪崩二极管(SPAD)等组成的图像传感器阵列，阵列大小代表着该深度相机的分辨率，比如320×240等。一般地，与TOF图像传感器121连接的还包括由信号放大器、时数转换器(TDC)、模数转换器(ADC)等器件中的一种或多种组成的读出电路(图中未示出)。

一般地，TOF图像传感器121包括至少一个像素，与传统的仅用于拍照的图像传感器相比，TOF图像传感器121的每个像素包含两个及以上的抽头(tap，用于在相应电极的控制下存储并读取或者排出由入射光子产生的电荷信号)，比如包括2个抽头，在单个帧周期(或单次曝光时间内)内以一定的次序依次切换抽头以采集相应的光子，以接收光信号并转换成电信号。

控制和处理电路13可以是独立的专用电路，比如包含CPU、存储器、总线等组成的专用SOC芯片、FPGA芯片、ASIC芯片等等，也可以包含通用处理电路，比如当该深度测量装置被集成到如手机、电视、电脑等智能终端时，终端中的处理电路可以作为该控制和处理电路13的至少一部分。

控制和处理电路13用于提供光源阵列111发射激光时所需的调制信号(发射信号)，光源在调制信号的控制下向目标物体发射光束。比如在一个实施例中，调制信号为方波信号或脉冲信号，光源在该调制信号的调制下振幅被时序上调制以产生方波信号或者脉冲信号向外发射。

控制和处理电路13还提供TOF图像传感器121各像素中各抽头的解调信号(采集信号)，抽头在解调信号的控制下采集由包含目标物体反射回的反射光束所产生的电信号，该电信号包含反射光束的强度信息，控制和处理电路13随后对该电信号进行处理并计算出反映反射光束强度的强度信息以形成灰度图案，最后基于该灰度图案进行像匹配计算、三角法计算等计算以获得目标物体的深度图像。

此外，TOF图像传感器121各像素中各抽头在解调信号的控制下采集由包含目标物体反射回的反射的光束所产生的电信号，该电信号包含反射光束的相位信息，控制和处理电路13随后对该电信号进行处理并计算出反映光束从发射到接收的相位差，基于相位差计算光束的飞行时间，进一步获得目标物体的深度图像。

在一些实施例中，深度测量装置10还可以包括驱动电路、电源、彩色相机、红外相机、IMU等器件，在图中并未示出，与这些器件的组合可以实现更加丰富的功能，比如3D纹理建模、红外人脸识别、SLAM等功能。深度测量装置10可以被嵌入到手机、平板电脑、计算机等电子产品中。

图2是根据本发明一个实施例的光源阵列示意图。光源阵列111由设置在单片基底(或多片基底)上的多个子光源组成，子光源以不规则的形式排列在基底上。基底可以是半导体基底、金属基底等，子光源可以是发光二极管、边发射激光发射器、垂直腔面激光发射器(VCSEL)等；优选地，光源阵列111由设置在半导体基底上的多个VCSEL子光源所组成的阵列VCSEL芯片。子光源用于发射任意波长的光束，比如可见光、红外光、紫外光等。光源阵列111在驱动电路(可以是处理电路13的一部分)的调制驱动下进行发光，比如连续波调制、脉冲调制等。

在本发明实施例中，光源阵列111在驱动电路的控制下分组发光或者整体发光(驱动电路也可以是接受控制和处理电路13的控制)，比如光源阵列111包含第一子光源阵列201(图2中用空心的圆表示)、第二子光源阵列202(图2中用带竖线的圆表示)等；驱动电路包括第一驱动电路和第二驱动电路。其中，第一子光源阵列201是稀疏光源阵列，在第一驱动电路的控制下朝向目标区域发射稀疏斑点图案光束；第二子光源阵列202是密集光源阵列，在第二驱动电路的控制下朝向目标区域发射密集斑点图案光束。可以理解的是，光源阵列111也可以包括第三子光源阵列、第四子光源阵列等等，在本发明实例中不做特别限制。

图3是根据本发明一实施例的深度测量装置原理示意图。控制与处理电路13控制光源阵列111分组或者整体向目标物体发射振幅被方波或脉冲调制的斑点图案光束30。可以理解的是，光源阵列111中光源的调制方式相同，在一些其他实施例中，还可以利用正弦波对发射光束的振幅进行调制。

在一个实施例中，控制和处理电路13控制第一光源阵列201向目标物体发射稀疏斑点图案光束301，各个光斑302的振幅在时序上被方波或脉冲调制。接收模组12中的TOF图像传感器的各个像素包括4个抽头，分别用于在单个帧周期内分别采集4次光信号并转换成电信号C₁、C₂、C₃和C₄，4次采集的时间以及间隔相同。

控制和处理电路13接收电信号C₁、C₂、C₃和C₄计算出斑点图案光束的强度信息。在一个实施例中的，强度信息根据下式计算：

在获取所有像素的强度信息之后就可以形成灰度图案，最后再利用灰度图像进行匹配计算以获取视差以及根据视差计算出深度图像。

对于存在环境光信号时，这一光束强度计算方式与传统方式一样，均难以进行消除，从而导致最终的灰度图案信噪比较低。因此，在一个实施例，强度信息将根据下式计算：

根据式子(2)计算出的斑点图案光束的强度信息生成灰度图像，进一步根据灰度图像进行匹配计算以获取视差以及根据视差计算出深度图像。

上述基于4抽头的TOF图像传感器以及方波或脉冲调制光发射信号的灰度图案获取方案同样也适用于其他抽头TOF图像传感器以及其他类型调制光发射信号的深度测量装置。可以理解的是，与传统的结构光深度测量相比，本发明利用发射端发出时序调制的斑点投影光束，采用接收端多抽头像素采集方式，从而可以使得该方法拥有比传统方案更多的功能，比如实现传统方案难以抗环境干扰的深度测量方法。

同理，控制和处理电路13还可以控制第二光源阵列202向目标物体发射密集斑点图案光束，其中各个光斑上的振幅在时序上同样被方波或脉冲调制，目标物体反射的斑点图案光束被接收模块12中的TOF图像传感器接收。TOF图像传感器121各个像素中的各个抽头在解调信号的控制下输出采集反射光束所产生的电信号，该电信号与反射光束的相位相关，控制和处理电路13随后对该电信号进行处理以计算出相位差，并根据该相位差计算出反映光束从发射端发射到被接收端接收所用的飞行时间，进一步基于该飞行时间计算出目标物体的深度图像。

在另一个实施例中，还可以在控制和处理电路13的控制下，控制第一光源阵列201和第二光源阵列202同时向目标物体发射密集度更高的斑点图案光束，TOF图像传感器中各像素中的各抽头采集经反射光束引起的电信号，并对电信号进行处理计算光束从发射到接收的相位差，基于相位差计算飞行时间以及目标物体的深度图，可以有效的提高系统分辨率。

在本发明又一个实施例中，测量目标物体范围较近时，控制光源阵列朝向目标物体发射稀疏斑点图案光束，此时TOF图像传感器接收到反射光束后生成灰度图，控制和处理电路根据灰度图进行计算得到结构光深度图像。

而当测量目标物体范围较远时，控制光源阵列朝向目标物体发射密集斑点图案光束，此时TOF图像传感器接收到反射光束得到相位信息，控制和处理电路计算光束从发射到接收的相位差并进行计算得到TOF深度图像。

作为本发明另一实施例，还提供一种深度测量方法。参照图4所示，图4为本发明深度测量方法流程图示，具体包括如下步骤：

S1、利用光源阵列发射时序上振幅被调制的光束，光学元件接收光束后向目标物体发射斑点图案化光束；其中，光源阵列包括至少两个子光源阵列，分别朝向目标物体发射第一斑点图案光束和第二斑点图案光束；

具体的，光源阵列包括至少一个稀疏光源阵列和至少一个密集光源阵列，在控制和处理电路的控制下，光源阵列可以分组或共同朝向目标区域发射斑点图案光束；其中，稀疏光源阵列发射稀疏斑点图案光束，而密集光源阵列发射密集斑点图案光束；光源阵列发射的光束在控制和处理电路的控制下以一定的时序振幅被调制，具体的，调制斑点图案光束中每个斑点对应的光束在时序上振幅被连续波、方波或脉冲的方式中的至少一种方式调制。

S2、利用TOF图像传感器中的像素阵列接收目标物体反射的第一斑点图案光束后获取强度信息；或，接收目标物体反射的第二斑点图案光束后获取相位信息；

具体的，像素阵列中的每个像素包括有至少两个抽头；优选地，每个像素包括4个抽头。在单个帧周期(或单次曝光时间内)内以一定的次序依次切换抽头以采集相应的光子，用于接收光信号并转换成电信号。其中，控制和处理电路提供各像素中各抽头的解调信号(采集信号)。

具体的，TOF图像传感器接收目标物体反射回的稀疏图案化光束，抽头在解调信号的控制下接收光信号并生成电信号，该电信号包括反射光的强度信息；或，TOF图像传感器接收目标物体反射回的密集图案化光束，抽头在解调信号的控制下接收光信号并生成电信号，该电信号包括反射光的相位信息。

S3、接收强度信息以形成灰度图，并利用灰度图计算目标物体的结构光深度图像；或，接收相位信息并计算出相位差，基于相位差计算目标物体的TOF深度图像。

具体的，控制和处理电路接收包含强度信息的电信号得出稀疏斑点图案化光束所对应的灰度图，利用灰度图并结合匹配算法、三角法等得到目标物体的结构光深度图像；或，控制和处理电路接收包含相位信息的电信号计算出密集斑点图案化光束从发射到接收的相位差，并根据该相位差计算出飞行时间，进一步根据飞行时间得到目标物体的TOF深度图。

在本发明实施例中，深度测量装置基于测量范围、测试环境、测试精度等不同的需求进行合理的调制，以满足不同应用场景的需要，同时保证设备的小型化、简易化。

作为本发明又一实施例，还提供一种电子设备。所述电子设备可以是手机、平板、电脑、电视、智能头盔、智能眼镜以及机器人等。参照图5所示，以手机为例进行说明，所述电子设备500包括壳体51、屏幕52、以及前述实施例所述的深度测量装置；所述屏幕52用于进行信息显示；而所述壳体51可为该电子设备提供防尘、防水、防摔等保护功能。

具体的，深度测量装置的发射模块11与接收模块12设置于电子设备500的第一平面上，用于向目标物体发射在时序上振幅被调制的斑点图案光束与接收由目标物体反射的斑点图案光束；所述屏幕52安装在电子设备的第二平面上，用于显示图像或者文字等信息；所述第一平面与第二平面为同一平面或所述第一平面与第二平面为相对立的平面。

通过将所述深度测量装置集成到电子设备中，如：手机、平板、电脑、电视、智能头盔、智能眼镜以及机器人等，从而使得电子设备的功能不断扩大，应用越来越广泛，例如可以根据测量范围、测试环境、测试精度等不同的需求进行合理的调制，以使得电子设备可满足不同应用场景的需要。

可以理解的是，以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

此外，本发明的范围不旨在限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域普通技术人员将容易理解，可以利用执行与本文所述相应实施例基本相同功能或获得与本文所述实施例基本相同结果的目前存在的或稍后要开发的上述披露、过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其范围内。

Claims (10)

1.一种深度测量装置，其特征在于，包括发射模块、接收模块、以及分别与发射模块和接收模块连接的控制和处理电路；其中，

发射模块，其包括有光源阵列，所述光源阵列包括至少两个子光源阵列，用于向目标物体发射第一斑点图案光束或第二斑点图案光束；其中，所述第一斑点图案光束、所述第二斑点图案光束是在时序上振幅被调制的光束；所述第一斑点图案光束为稀疏斑点图案光束，所述第二斑点图案光束为密集斑点图案光束；

接收模块，其包括有TOF图像传感器，所述TOF图像传感器中包括有像素阵列，所述像素阵列接收由所述目标物体反射的第一斑点图案光束后获取强度信息；或，接收所述目标物体反射的第二斑点图案光束后获取相位信息；

控制和处理电路，当所述目标物体范围较近时，控制所述光源阵列朝向所述目标物体发射所述稀疏斑点图案光束，利用所述强度信息以形成灰度图，并利用所述灰度图计算所述目标物体的结构光深度图像；当所述目标物体范围较远时，控制所述光源阵列朝向所述目标物体发射所述密集斑点图案光束，利用所述相位信息并计算出相位差，基于所述相位差计算所述目标物体的TOF深度图像。

2.如权利要求1所述的深度测量装置，其特征在于：还包括有驱动电路，所述光源阵列在所述驱动电路的控制下分组发光或者整体发光。

3.如权利要求1所述的深度测量装置，其特征在于：所述光源阵列包括第一子光源阵列、第二子光源阵列；其中，所述第一子光源阵列是稀疏光源阵列，以用于发射稀疏斑点图案光束；所述第二子光源阵列是密集光源阵列，以用于发射密集斑点图案光束。

4.如权利要求1所述的深度测量装置，其特征在于：所述TOF图像传感器包括至少一个像素，每个像素包含两个及以上的抽头，在单个帧周期内以一定的次序依次切换抽头以采集相应的光子，接收光信号并转换成电信号。

5.如权利要求1所述的深度测量装置，其特征在于：所述第一、第二斑点图案光束中每个斑点对应的光束在时序上振幅被连续波、方波或脉冲方式中的至少一种方式调制。

6.一种深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、当目标物体范围较近时，利用光源阵列向所述目标物体发射第一斑点图案光束，当所述目标物体范围较远时，利用所述光源阵列向所述目标物体发射第二斑点图案光束；其中，所述第一斑点图案光束、所述第二斑点图案光束是在时序上振幅被调制的光束；所述光源阵列包括至少两个子光源阵列，以分别发射所述第一斑点图案光束或所述第二斑点图案光束；所述第一斑点图案光束为稀疏斑点图案光束，所述第二斑点图案光束为密集斑点图案光束；

S2、利用TOF图像传感器中的像素阵列接收所述目标物体反射的第一斑点图案光束后获取强度信息；或，接收所述目标物体反射的第二斑点图案光束后获取相位信息；

S3、接收所述强度信息以形成灰度图，并利用所述灰度图计算所述目标物体的结构光深度图像；或，接收所述相位信息并计算出相位差，基于所述相位差计算所述目标物体的TOF深度图像。

7.如权利要求6所述的深度测量方法，其特征在于：所述光源阵列包括至少一个稀疏光源阵列和至少一个密集光源阵列；所述稀疏光源阵列用于发射稀疏斑点图案光束，所述密集光源阵列用于发射密集斑点图案光束。

8.如权利要求6所述的深度测量方法，其特征在于：在控制和处理电路的控制下，光源阵列分组或共同朝向目标区域发射斑点图案光束。

9.如权利要求6所述的深度测量方法，其特征在于：所述斑点图案光束中每个斑点对应的光束在时序上振幅被连续波、方波或脉冲方式中的至少一种方式调制。

10.一种电子设备，包括：壳体、屏幕、以及权利要求1-5任一项所述的深度测量装置；其中，所述深度测量装置的发射模块与接收模块设置于电子设备的第一平面上，以用于向所述目标物体发射在时序上振幅被调制的斑点图案光束与接收由所述目标物体反射的斑点图案光束；所述屏幕安装在所述电子设备的第二平面上，用于显示图像或者文字信息；所述第一平面与所述第二平面为同一平面或所述第一平面与所述第二平面为相对立的平面。

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