具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为现有技术中图像捕捉装置的工作示意图，发射器01发出的光束02投射至整个视场03，视场03反射的光束02传导至接收器04，接收器04上的感光点感应到光束02后根据光束02发出和光束02感应的时间点直接计算时间差就可以获得深度信息，但是由于现有的发射器01中一个子光源、视场03的一个子区以及接收器04的一个感光点是一一对应的关系，导致获得深度信息较差，很难获得较好的成像像素效果，使得包含目标深度值的深度图像准确率下降。为了解决上述问题，本发明通过改变子光源、子区以及感光点的对应关系，以提高深度信息，获得像素倍增的成像效果。

实施例一，

如图2以及图3所示，图3中F、G、M为对应的放大示意，本发明提供了一种图像捕捉装置100，用于计算目标物体(视场)的深度信息，该图像捕捉装置100包括发射器110、接收器120以及处理器140这三部分，处理器140与发射器110及接收器120电连接，处理器140和发射器110之间、处理器140和接收器120之间分别具有电信号的传输，其中，

发射器110用于向视场130发射光束111，在发射器110接收到处理器140发送的发射信号时能够发出光束111，该发射器110包括至少一组光源单元112，光源单元112的个数可以为一个、两个、三个及三个以上，每一光源单元112包括多个子光源113，多个子光源113可以为两个子光源113、三个子光源113、四个子光源113以及四个以上子光源113，这些子光源113之间阵列排布，多个子光源113可以成行列分布的矩阵形式排布，多个子光源113也可以成不规则形式阵列分布，并且这些子光源113被处理器140独立控制，视场130包含至少一个分区131，且每个分区131包含多个子区132，每一光源单元112对应于视场130的一个分区131，多个光源单元112和视场130的多个分区131一一对应，多个子光源113一一对应于一个分区131的多个子区132，一个子光源113向一个分区131发射光束111；

接收器120用于接收被视场130反射回的光束111，光束111作用于接收器120以输出响应信号，该输出信号输送至处理器140，接收器120包括至少一组接收单元121，接收单元121的个数可以为一个、两个、三个及三个以上，每一接收单元121为一个单光子感应单元122，每一接收单元121对应于一分区131，单光子感应单元122对应于分区131的所有子区132，从同一分区131的所有子区132反射回的光均被同一个单光子感应单元122所接收；

处理器140用于产生发射信号以控制光源单元112的多个子光源113依次点亮，该发射信号传输至发射器110，发射器110根据发射信号控制相应的子光源113点亮，并且该处理器140根据发射信号以及接收到的响应信号分析计算以获得深度信息。

上述图像捕捉装置100中，光源单元112、视场130以及接收单元121一一对应，子光源113和子区132一一对应，并且一个单光子感应单元122对应于一个分区131中的所有子区132；处理器140产生发射信号并将该发射信号传输至发射器110，发射器110根据接收到的发射信号控制子光源113点亮，子光源113向着视场130发射光束111，以点亮与该子光源113相对应的子区132，并且此时光束111被视场130反射，接收器120接收被视场130反射的光束111并向处理器140输送响应信号，处理器140根据发射信号以及接收到的响应信号获得深度信息，处理器140控制发射器110的多个子光源113依次点亮，从而能够保证与之相对应的多个分区131依次点亮，此时，接收器120依次接收多个子光源113的反射光束111并依次输出多个响应信号，在处理器140的作用下能够获得多个深度信息，由于此时多个深度信息都是属于一个分区131，并且相互独立，彼此之间没有重叠，从而使得通过处理器140计算出的是多个深度信息的总和，最终的成像像素效果是多倍的现有技术的成像效果，使得包含目标深度值的深度图像准确率较高。

发射器110的结构形式具有多种，为了便于多个子光源113的阵列排布且被独立控制，一种优选实施方式，发射器110可以包括集成在同一半导体管芯上的成阵列的VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)激光器。

上述图像捕捉装置100中，由于VCSEL激光器具有低成本、易集成为大面积阵列等优点，并在光束111质量、与光纤耦合效率、腔面反射率上都具有较大优势,因此，通过限定发射器110为集成在同一半导体管芯上的成阵列的VCSEL激光器，以便于多个子光源113的阵列排布且被独立控制。在具体设置时，发射器110可以为在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源以形成的VCSEL阵列光源芯片，发射器110发出的光束111可以是可见光、红外光、紫外光等，当然发射器110并不局限于上述VCSEL激光器，还可以为发光二极管(LED)、边发射激光器(EEL)等，或是发光二极管(LED)、边发射激光器(EEL)与VCSEL激光器的组合，而发射器110的具体结构形式根据图像捕捉装置100的实际情况进行确定。

接收器120的结构形式具有多种，为了便于根据接收到的视场130反射回的光束111并输出响应信号，一种优选实施方式，接收器120可以包括单光子雪崩二极管(SPAD)的阵列，每一单光子感应单元122为单光子雪崩二极管，多个单光子雪崩二极管阵列形成接收器120。

上述图像捕捉装置100中，由于单光子雪崩二极管(SPAD)具备灵敏度高、响应速度快等优点，可以实现远距离、高精度地测量，与CCD(电荷耦合器件)/CMOS(互补金属氧化物半导体)等组成的以光积分为原理的图像传感器相比，单光子雪崩二极管可以通过对单光子进行计数，比如利用时间相关单光子计数法(TCSPC)实现对微弱光信号的采集，因此，通过限定接收器120包括单光子雪崩二极管(SPAD)的阵列，以便于根据接收到的视场130反射回的光束111并输出响应信号。在具体设置时，该接收器120并不局限于上述单光子雪崩二极管(SPAD)的阵列，还可以为其他能够满足要求的结构形式，而接收器120的具体结构形式根据图像捕捉装置100的实际情况进行确定。

由于对应的光源单元112的尺寸与其所对应的视场130的尺寸成比例，也就是说，视场130的尺寸越小，照亮它所需要的光源单元112越小，因此，通过改变光源单元112中子光源113的数目以及形状能够调整视场130的大小，为了便于视场130的划分，一种优选实施方式，如图3所示，光源单元112中每一子光源113的形状相同，与光源单元112所对应的视场130的每一分区131的形状相同。

上述图像捕捉装置100中，通过限定光源单元112中每一子光源113的形状相同，以使得光源单元112的结构简单，便于视场130的划分。在具体设置时，光源单元112中多个子光源113的形状相同，每一子光源113的形状可以为方形、矩形、三角形、圆形等，对应的每一分区131的形状相应为方形、矩形、三角形、圆形等，发射器110的多个光源单元112的子光源113的形状可以不同，如一组光源单元112中子光源113的形状为方形，另一组光源单元112中子光源113的形状为圆形，以适应不同图像特征，发射器110的多个光源单元112的子光源113的形状可以相同，如一组光源单元112中子光源113的形状为方形，另一组光源单元112中子光源113的形状也为方形，以使得整个发射器110的结构简单，进一步方便视场130的划分。

为了便于视场130的划分如图3所示，具体地，所有光源单元112的子光源113的数目相同，与光源单元112所对应的视场130的每一分区131的数目相同。

上述图像捕捉装置100中，通过限定所有光源单元112中的子光源113的数目相同，以使得发射器110的结构简单，便于实现多个光源单元112的划分。在具体设置时，光源单元112中多个子光源113的数目相同，每一子光源113的数目可以为两个、三个、四个、五个等，对应的每一分区131的形状相应为两个、三个、四个、五个等，发射器110的多个光源单元112的子光源113的数目可以不同，如一组光源单元112中子光源113的数目为三个，另一组光源单元112中子光源113的数目为六个，以适应不同图像特征，发射器110的多个光源单元112的子光源113的数目可以相同，如一组光源单元112中子光源113的数目为四个，另一组光源单元112中子光源113的数目也为四个，以使得整个发射器110的结构简单，进一步方便视场130的划分。

为了使用不同距离的视场130，一种优选实施方式，处理器140还用于根据视场130对接收器120进行焦距调节。

上述图像捕捉装置100中，通过限定处理器140能够根据视场130的大小对接收器120进行焦距调节，以使得接收能够适应发射器110的不同光场，进而能够满足不同距离的视场130。在具体设置时，当发射器110和视场130之间的距离较大时，此时发射器110的发射角较大，视场130较大，当发射器110和视场130之间的距离较小时，此时发射器110的发射角较小，视场130较小，当发射器110和视场130之间的距离逐渐增大或是逐渐减小时，接收器120的焦距需要根据视场130的大小对应调节。

实施例二，

另外，如图2、图3以及图4所示，本发明还提供了一种图像捕捉方法，包括以下步骤：

步骤S401,根据发射信号依次开启一光源单元112中的多个子光源113，子光源113向视场130发射光束111，多个子光源113阵列排布且被独立控制，每一光源单元112对应于视场130的一分区131，多个子光源113一一对应于分区131的多个子区132，其中，视场130包含至少一个分区131，并且每个分区131包含多个子区132，在具体设置时，多个子光源113依次获得发射信号点亮，使得对应于多个子光源113的视场130中的多个子区132依次被照亮；

步骤S402,接收被视场130反射回的发射光束111并输出响应信号；

步骤S403,分析发射信号以及接收到的响应信号获得深度信息。

上述图像捕捉方法中，通过步骤S401，处理器140产生发射信号并将该发射信号传输至发射器110，发射器110根据接收到的发射信号控制子依次光源点亮，每一子光源113向着视场130发射光束111，以点亮与该子光源113相对应的子区132，并且此时光束111被视场130反射；通过步骤S402，接收器120接收被视场130反射的光束111并输出响应信号，而该相应信号输送至处理器140；通过步骤S403，处理器140根据发射信号以及接收到的响应信号获得深度信息，根据每一对应的发射信号和响应信号就能够获得一深度信息，处理器140根据依次接收到的发射信号和响应信号能够获得多个深度信息的总和，最终的成像像素效果是多倍的现有技术的成像效果，使得包含目标深度值的深度图像准确率较高。通过上述方法能够方便快捷地获得像素倍增的成像效果。

为了便于处理器140的设置，一种优选实施方式，根据发射信号依次开启一光源单元112中的多个子光源113，子光源113向视场130发射光束，具体包括：在每一光源单元112中，子光源113固定地向一分区131的一子区132发射光束。

上述图像捕捉方法中，通过限定子光源113与子区132具有固定的对应关系，使得子光源113发射的光束固定地照射到对应子区132上，逻辑简单，以便于处理器140的设置。在具体设置时，光源单元112的多个子光源113的数目和分区131中多个子区132的数目相同，并且每一子光源113在每一次开启时其产生的光束固定地照射到一个子区132上，子光源113和子区132具有相同的对应映射关系。

为了能够捕捉较为丰富的图像信息，一种优选实施方式，根据发射信号依次开启一光源单元112中的多个子光源113，子光源113向视场130发射光束，具体包括：在每一光源单元112中，子光源113随机地向一分区131的一子区132发射光束，并且多个子光源113的发射光束一一对应于分区131的多个子区132。

上述图像捕捉方法中，通过限定子光源113与子区132具有随机的对应关系，使得子光源113发射的光束随机地照射到子区132上，并且限定多个子光源113的发射光束一一对应于多个子区132，以能够捕捉较为丰富的图像信息。在具体设置时，光源单元112的多个子光源113的数目和分区131中多个子区132的数目相同，并且每一子光源113在每一次开启时其产生的光束所照射到的子区132并不固定，在一次开启时子光源113产生的光束所照射到的一子区132，在下一次开启时子光源113产生的光束所照射到的另一子区132，而虽然多次子光源113和子区132具有对应的映射关系不同，但是，每一次多个子光源113的发射光束一一对应于分区131的多个子区132。

值得注意的是，多次开启时，多个光源单元112和多个分区131可以具有相同的对应映射关系，此时，一个光源单元112和一个固定的分区131相对应，以便于处理器的设置；当然，多次开启时，多个光源单元112和多个分区131可以具有不同的对应映射关系，此时，在一次开启时光源单元112对应于一分区131，在下一次开启时光源单元112对应于另一分区131，以丰富图像捕捉信息。

为了能够方便快捷地获得像素倍增的成像效果，一种优选实施方式，分析发射信号以及接收到的响应信号获得深度信息，具体包括：

分析一个子光源113发射信号以及接收到的对应响应信号获得一深度信息；叠加对应于多个子光源113的深度信息，以获得多个子光源113所对应的视场130的深度信息。

上述图像捕捉方法首先通过依次根据多组相对应的发射信号和响应信号获得对应的深度信息，然后通过对多个深度信息进行叠加，能够方便快捷地获得像素倍增的成像效果。

为了便于说明，本发明的实施例设定一个光源单元112具有四个子光源113，以此说明上述图像捕捉装置100的工作原理，四个子光源113所对应的分区131具有四个子区132，四个子光源113中A光源对应的子区132为a区，B光源对应的子区132为b区，C光源对应的子区132为c区，D光源对应的子区132为d区，处理器140控制A光源、B光源、C光源以及D光源依次点亮，对应的a区、b区、c区以及d区依次被照亮，通过接收器120和处理器140的作用，可以依次获得对应于a区的深度信息H(a)，对应于b区的深度信息H(b)，对应于c区的深度信息H(c)，对应于d区的深度信息H(d)，此时深度信息H(a)、深度信息H(b)、深度信息H(c)、深度信息H(d)对应的视场130都是属于具有a区、b区、c区以及d区的同一分区131，并是相互独立的深度信息，彼此之间没有重叠，从而使得处理器140获得的该一个分区131的深度信息为深度信息H(a)、深度信息H(b)、深度信息H(c)、深度信息H(d)之和，最终的3D信息图，相比较于现有技术，获得了4倍的深度信息，及最终的成像像素效果是现有技术成像效果的4倍，因此，上述图像捕捉装置100的深度信息较大，成像像素效果较好。

为了能够满足不同距离的视场130，一种优选实施方式，图像捕捉方法还包括根据视场130对接收器120进行焦距调节。

上述图像捕捉方法中，处理器140能够根据视场130的大小对接收器120进行焦距调节，以使得接收能够适应发射器110的不同光场，进而能够满足不同距离的视场130。当发射器110和视场130之间的距离较大时，此时发射器110的发射角较大，视场130较大，当发射器110和视场130之间的距离较小时，此时发射器110的发射角较小，视场130较小，当发射器110和视场130之间的距离逐渐增大或是逐渐减小时，接收器120的焦距需要根据视场130的大小对应调节。

实施例三，

另外，本发明还提供了一种计算系统，包括如上述任一技术方案的图像捕捉装置100。一种优选实施方式，计算系统可以为移动计算机，如平板电脑、智能手机、笔记本等，计算系统还可以为其他满足需要的结构形式。

上述计算系统中，由于在上述图像捕捉装置100中，光源单元112、视场130以及接收单元121一一对应，子光源113和子区132一一对应，并且一个单光子感应单元122对应于一个分区131中的所有子区132；处理器140产生发射信号并将该发射信号传输至发射器110，发射器110根据接收到的发射信号控制子光源113点亮，子光源113向着视场130发射光束111，以点亮与该子光源113相对应的子区132，并且此时光束111被视场130反射，接收器120接收被视场130反射的光束111并向处理器140输送响应信号，处理器140根据发射信号以及接收到的响应信号获得深度信息，处理器140控制发射器110的多个子光源113依次点亮，从而能够保证与之相对应的多个分区131依次点亮，此时，接收器120依次接收多个子光源113的反射光束111并依次输出多个响应信号，在处理器140的作用下能够获得多个深度信息，由于此时多个深度信息都是属于一个分区131，并且相互独立，彼此之间没有重叠，从而使得通过处理器140计算出的是多个深度信息的总和，最终的成像像素效果是多倍的现有技术的成像效果，使得包含目标深度值的深度图像准确率较高。因此具有该图像捕捉装置100的计算系统能够获得像素倍增的成像效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。