用于检测对象区域的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于感测对象区域(12；12’)的装置(10)，其包含平坦壳体。所述壳体具有第一主面(14)、第二主面(16)、边缘面(18a)，以及具有被布置为侧向地彼此相邻且面向边缘面(18a)的多个光通道(24a；24b)的多孔径设备(22)，其中每个光通道(24a；24b)被设计为用于通过边缘面(18a)或沿着上述光通道(24a；24b)的光轴(32a；32b)感测对象区域(12；12’)的局部区域(26a；26b；26’a；26’b)，其中光轴在壳体内的侧向路径与壳体外的非侧向路径之间偏折，其中光通道(24a；24b)的局部区域(26a；26b；26’a；26’b)覆盖对象区域(12；12’)。

Apparatus and method for detecting an object region

The invention relates to a device (10) for sensing an object region (12, 12). The housing has a first main surface (14), a second main surface (16), edge surface (18a), and has disposed laterally adjacent to each other and oriented edge surface (18a) of a plurality of optical channels (24a; 24b) multi aperture device (22), wherein each optical channel (24a 24B;) is designed to be used by the edge surface (18a) or along the optical channel (24a; 24b) of the optical axis (32a; 32b) sensing object region (12; 12) the local area (26a; 26b; a; 26 'B 26'), between the optical axis in the lateral path and the shell shell non lateral deflection path, wherein the light channel (24a; 24b) of the local area (26a; 26b; a; 26 'B 26') covering the object region (12; 12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于检测对象区域的装置。
技术介绍
现今，许多移动电话或智能手机装有至少两个相机模块。一个相机模块往往包括用于检测对象区域的局部区域的正好一个光通道。例如，可被优化用于捕捉照片或视频的主相机位于装置的背对用户的正面或第二主面上，并且，在装置的面向用户的背面或第一主面上装有可被优化(例如)用于视频电话的副相机。因此，可检测两个相互独立的对象区域：面向壳体正面的第一对象区域以及面向背面的第二对象区域。出于说明的目的，图11分别示出根据在先技术的智能手机中的传统相机以及两个相机模块(以圆圈表示，副相机(视频电话)在左，主相机(照相机)在右)。在日益小型化的期间，一个主要设计目标在于减小智能手机或移动电话的厚度。在此，随着一个相机模块和多个相机模块的集成将分别产生问题：由于用于具有侧向尺寸X(在x方向上延伸)以及Y(在y方向上延伸)的每个给定的相机模块的光学器件的物理规律，对整个相机模块的高度Z(在z方向上延伸)，造成最小限制。例如，当沿智能手机或移动电话的厚度定向高度Z时，此高度Z确定整个装置的最小厚度。换言之，相机往往决定智能手机的最小厚度。用于减小相机的安装高度的选项是包括多个并列的成像通道的多孔径相机的使用。在此，使用超分辨率方法，借以可将安装高度减半。基本上，已知两个原理：其基于一方面光通道各自传输整个视场(PelicanImaging,i.a.WO2009151903A3,TOMBO日本)且另一方面仅成像全部视场的局部区域(DE102009049387以及基于其的申请DE102013222780)。多孔径设备可包括具有每通道一个图像传感器区域的图像传感器。多孔径设备的光通道用于将对象区域的局部区域投影至各个图像传感器区域上，且为此包括光学元件或成像光学器件，例如透镜、偏心透镜的部分或具有光学中心的自由曲面。另外，利用单个相机模块以及由此的单个光通道，不可能获得关于由其检测到的对象区域的深度信息。为此，需要至少两个相机模块，其中随着相机模块相对于彼此的距离的增大，可最大化深度分辨率。当使用具有超分辨率以及线性的通道布置的多孔径相机(再次参见DE102009049387以及基于其的申请DE102013222780)时，可减小最小安装高度Z。在此，然而，小型化取决于通常不超过2的超分辨率因子。多个相机模块的集成需要额外空间，例如，当在很多常用智能手机中将相机模块合并在面向用户的背面以检测例如面向背面的对象区域时，此额外空间已经受到在壳体同侧的屏幕的额外集成的限制。另外，基本上可以通过降低个别相机光学器件的焦距f来降低个别相机光学器件的安装高度Z。然而，本领域技术人员已知，此方法在降低像素尺寸或降低像素数量时仅导致关于分辨率和/或图像噪声的成像质量的下降。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标在于提供具有减小的厚度和相同的成像质量的装置或具有相同的厚度和更高的成像质量的装置。此目标通过独立权利要求的主题得以实现。本专利技术的核心理念为如下发现：用于检测对象区域的装置可以被制成更薄，或当具有相似的厚度时可提高成像质量，其中对于每个通道，通过装置的侧面(边缘面)或沿着在壳体内的侧向路径与壳体外的非侧向路径之间偏折的各个光轴，执行对象区域的各个局部区域的检测。每个通道沿深度(z)方向的延伸基本上可被布置为平行于主面(如用于对象检测的装置的正面或背面)，以使得用于对象检测的装置的厚度可受相机模块的沿x或y方向的延伸的影响并可独立于相机模块的沿z方向的延伸。根据实施例，包括至少两个光通道及被各自分配给各个光通道的一个光轴的多孔径设备被布置在包括至少一个侧面以及第一主面和第二主面的用于对象检测的装置中，以使得通过侧面可执行对象区域的局部区域的检测。如果在侧向路径和非侧向路径之间偏折光轴，对象区域可面向例如第一主面或第二主面。其他有利的实施为从属权利要求的主题。附图说明下面将参照附图讨论本专利技术的优选实施例，它们示出：图1为包括具有两个光通道的多孔径设备的用于检测对象区域的装置的示意性透视图；图2为包括具有四个光通道的多孔径设备的用于检测对象区域的装置的示意性透视图；图3a为具有呈线形结构的多个光通道及图像传感器区域的多孔径设备的示意性俯视图；图3b为用于检测对象区域的光通道的二维布置的示意性说明，其中图像传感器区域的布置对应于对象区域内的局部区域的位置；图4a示出分别为图3a的多孔径设备的区段或部分的示意性俯视图；图4b为图4a的部分的示意性俯视图，其中光通道具有垂直于线方向的侧向偏移，以使得个别光通道的图像传感器区域布置在垂直于该线方向的同一位置；图4c为在根据图4b的布置中的具有以不同距离彼此相距的多个图像传感器区域的基板的示意性俯视图；图4d为具有以相等距离彼此相距的多个图像传感器区域的基板的示意性俯视图；图4e为具有无间隙地并列的多个图像传感器区域的基板的示意性俯视图；图4f为当其他图像传感器区域布置在图像传感器区域之间的间隙中时的根据图4b的成像器；图5a为在第一状态中的用于检测对象区域的装置的透视图；图5b为在第二状态中的用于检测对象区域的装置的透视图；图6为用于检测对象区域的装置的透视图，其可同时检测两个不同的对象区域；图7为用于检测非正对(facingaway)两个主面的对象区域的装置的透视图；图8为用于检测面向第二主面的对象区域的装置的透视图，该装置额外包括布置在多孔径设备中的闪光设备；图9a为在允许检测面向第二主面的对象区域的第一状态中的用于检测两个对象区域的装置的透视图；图9b为在允许检测面向第一主面的对象区域的第二状态中的用于检测两个对象区域的装置的透视图；图10为用于检测三个不同的对象区域的装置的透视图。具体实施方式在下文参照附图更详细地讨论本专利技术的实施例之前，应当注意的是，完全相同的、功能相同的或相同的元件、对象和/或结构在不同的图中具有相同的附图标记，以使得不同实施例中示出的这些元件的描述是可彼此交换的或可彼此适用的。图1示出用于检测对象区域12的装置10的示意性透视图。装置10包括具有第一主面14及布置在相对面的第二主面16的扁平壳体。另外，装置10包括布置于第一主面14与第二主面16之间的侧面18a-d。第一主面14及第二主面16各自示例性地布置在平行于由y轴及z轴跨越的平面延续的平面中。相反，侧面18a以及对象区域12各自平行于由x轴及y轴跨越的平面。换言之，侧面18a是布置于装置10的两个主面14和16之间的侧向表面。侧面18a及侧面18b-d也可被称为正面。x轴、y轴及z轴在空间中彼此正交地布置且以顺时针方向彼此连接。显然，主面和/或侧面可具有弯曲和/或可以以任意表面几何图形(例如，圆形、椭圆形、多边形)形成为自由形状区域或其组合。可选地，装置10可具有不同数量的主面和/或侧面，例如仅一个、两个或三个侧面。装置10包括在此仅示例性地包含两个光通道24a及24b的多孔径设备22。多孔径设备22也可包含任意其他数量的光通道，例如但不限于六个、八个、十个或更多。每个通道24a、24b包括在此仅示例性地示出为包括圆形孔径且位于光学器件平面33中的光学器件29a,b，以及图像传感器区域25a,b。图像传感器区域25a及25b布置于像平面31中，且光学器件29a,b各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)的装置(10；20；30；50；60；70；80；90)，包括：扁平壳体，具有第一主面(14)、第二主面(16)以及侧面(18a)；以及多孔径设备(22；34；21；21’；39；39’；39”；56)，包括：面向所述侧面(18a)的多个侧向并列的光通道(24a‑i)，其中每个光通道(24a‑i)用于通过所述侧面(18a)或沿着在壳体内的侧向路径与壳体外的非侧向路径之间偏折的各个光通道(24a‑i)的光轴(32a；32b；32’a；32’b；32”a；32”b；37a‑d；37’a‑d；35a‑d)，检测所述对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)的各个局部区域(26a；26b；26’a；26’b；38a；38b；44a；44b；38’a；38’b)；其中光通道(24a‑i)的局部区域(26a；26b；26’a；26’b；38a；38b；44a；44b；38’a；38’b)覆盖所述对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.09 DE 102014213371.81.一种用于检测对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)的装置(10；20；30；50；60；70；80；90)，包括：扁平壳体，具有第一主面(14)、第二主面(16)以及侧面(18a)；以及多孔径设备(22；34；21；21’；39；39’；39”；56)，包括：面向所述侧面(18a)的多个侧向并列的光通道(24a-i)，其中每个光通道(24a-i)用于通过所述侧面(18a)或沿着在壳体内的侧向路径与壳体外的非侧向路径之间偏折的各个光通道(24a-i)的光轴(32a；32b；32’a；32’b；32”a；32”b；37a-d；37’a-d；35a-d)，检测所述对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)的各个局部区域(26a；26b；26’a；26’b；38a；38b；44a；44b；38’a；38’b)；其中光通道(24a-i)的局部区域(26a；26b；26’a；26’b；38a；38b；44a；44b；38’a；38’b)覆盖所述对象区域(12；12’；54；62；62’；72；72’；72”)。2.根据权利要求1所述的装置，其中多个光通道(24a-i)形成一维阵列，而所述对象区域的局部区域覆盖二维阵列。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中多个光通道(24a-d)包括光通道(24a-d)的第一群组(24a；24c)及光通道(24a-d)的第二群组(24b；24d)，其中光通道(24a-d)的第一群组(24a；24c)检测对象区域(12,12’)的第一局部区域(38a；44a)且光通道(24a-d)的第二群组(24b；24d)检测对象区域(12,12’)的第二局部区域(38b；44b)。4.根据权利要求3所述的装置，其中第一局部区域(38a；44a)以及第二局部区域(38b；44b)至少部分地重叠。5.根据权利要求3或4所述的装置，其中第一群组中的光通道(24a-i)的数量等于第二群组中的光通道(24a-i)的数量。6.根据权利要求3-5中的任一项所述的装置，其中第一群组中的光通道(24a-i)的图像传感器区域(25a-i)的像素阵列的中心相对于第一群组中的光通道(24a-i)的所分配到的成像光学器件(29a；29b)的中心以像素间距的分数向彼此侧向地移位，以使得第一局部区域(38a；44a)被以子像素偏移向彼此侧向地移位的第一群组中的光通道(24a-i)中的至少两个扫描。7.根据权利要求3-6中的任一项所述的装置，其中第一群组以及第二群组中的光通道(24a-i)交叉地布置在单行结构中。8.根据权利要求3-7中的任一项所述的装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·维普曼，安德里亚斯·布吕克纳，安德里亚斯·布劳尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE