隐藏在灯具光学器件后面的相机传感器制造技术

本发明专利技术提供一种传感器单元（100），包括具有至少100×100传感器像素（125）的传感器阵列（120）、透镜系统（200）和包括光学结构（320）的透光传感器窗口（300），其中透光传感器窗口（300）配置在与所述传感器阵列（120）相距窗口距离（d）处，其中透镜系统（200）配置在传感器阵列（120）和所述传感器窗口（300）之间，并且其中，由所述透镜系统（200）和传感器阵列（120）限定的物平面（OP）和像平面（IP）具有选自0.1*d‑2*d的范围的物‑像平面距离（d1），其中光学结构（320）以图案配置，其中光学结构（320）具有选自50μm‑20mm的范围的选自长度（L）、宽度（W）和直径（D）的一个或多个尺寸，并且其中相邻光学结构（320）的最短距离（d2）选自0‑50 mm的范围。

Camera Sensors Hidden behind Optical Devices of Lamps

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隐藏在灯具光学器件后面的相机传感器
本专利技术涉及传感器单元和包括这种传感器单元的传感器系统。本专利技术还涉及包括这种传感器单元或传感器系统的照明系统。此外，本专利技术还涉及例如感测运动的方法。
技术介绍
安全相机与照明装置相结合在本领域中是已知的。例如，US8622561B2描述了一种灯具，包括具有外表面的壳体、在外表面上方延伸一定高度的盖子以及隐藏在盖子内的相机。该文献还描述了一种灯具，包括由分别具有第一和第二外表面的第一和第二部分制成的壳体，其中第一外表面基本上在第二外表面上方延伸一定高度，以及包括隐藏在第一部分内的相机。此外，该文献描述了一种灯具，包括壳体，该壳体包括分别具有第一和第二外表面的第一和第二部分，其中第一外表面基本上在第二外表面上方延伸一定高度，以及在第一表面上设置隐私膜，以及包括隐藏在第一部分内的相机。隐私膜可以通过通常透明的材料至少在电磁光谱的可见部分内降低可见度。隐私膜可以镀银，从而从低光侧提供无阻碍的视野，但从高光侧基本上没有视野。隐私膜可以由磨砂透明材料制成。这可以将材料转换为半透明。存在许多可以更亮或更暗的隐私膜梯度。此外，隐私膜可以包括具有多个小孔的材料，被称为穿孔膜。这种穿孔被设计为允许从外侧看到图形，同时允许人们从内侧向外看。这里，我们通常将各种隐私膜称为浅色膜、镀银膜、镜面膜或穿孔膜等。相机跟踪并记录目标。
技术实现思路
PIR（被动红外）传感器可以用于照明系统的存在检测器中。少量红外传感器（通常为四个）与（IR光透明）透镜阵列组合。取决于人相对于PIR传感器的位置，该人发射的IR光将聚焦在传感器中的一个上。如果此人运动，则光将聚焦在另一个传感器上。差异信号触发运动检测信号。PIR传感器的缺点是分辨率低：需要透镜阵列来创建小簇传感器的重复虚拟图案，使得可以覆盖某个区域。必须专门调整透镜阵列设计以适应应用高度和检测区域，否则可能在虚拟传感器阵列中出现其中不能检测到运动的间隙或虚拟传感器图像重叠，这降低了阵列的灵敏度。因此，每种应用都需要不同的PIR传感器设计或完整的其他解决方案。因此，本专利技术的一方面是提供一种替代传感器，其优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。这里，提出使用用于感测的相机，诸如照明系统中的这种相机。为避免关于隐私的问题，相机可以具有在相机前方几厘米处固定焦点。由于人通常在超过一米之外处，因此只能生成人的非常模糊的图像，并且可以保证隐私。在特定实施例中，“近视”相机被隐藏在具有光学结构（棱镜、小透镜、受控散射）的层或盖子的后面，该光学结构甚至更多地扰乱图像。这不仅强调隐私方面，而且在光学结构由透明材料制成并位于相机焦点的情况下，它还提高了相机对运动的灵敏度。高分辨率还实现对显示不相关动态的像素簇的区分，这可以用于计算存在的人数，以及甚至估计运动速度并从其推断出活动类型。高分辨率智能手机相机的成本已经接近4像素PIR传感器的成本。因此，本解决方案也可以是成本有效的。此外，本解决方案可以具有较少的关于距离的问题并且可以具有传感器可以良好地感测的较大的距离范围，而现有技术的传感器可以仅在有限的距离范围内良好地感测。此外，系统可以以相对高的精度感测，然而同时不会导致对隐私的侵犯。因此，在第一方面，本专利技术在实施例中提供了一种传感器单元（“单元”），包括具有至少100×100传感器像素（“像素”）的（2D）传感器阵列（“阵列”）和透镜系统。在其他实施例中，本专利技术提供了一种传感器单元，包括具有至少100×100传感器像素的（2D）传感器阵列，以及包括光学结构（“结构”）的透光传感器窗口（“窗口”或“传感器窗口”）。特别地，在实施例中，本专利技术提供了一种传感器单元，包括具有至少100×100传感器像素的（2D）传感器阵列、透镜系统和包括光学结构的透光传感器窗口。在这样的实施例中，透镜系统配置在传感器阵列和透光传感器窗口之间。透光传感器窗口配置在与所述（2D）传感器阵列相距窗口距离（d）处。此外，透镜系统可以特别地配置成提供近视（2D）传感器阵列，诸如在（距透镜系统）等于或小于约50cm（诸如等于或小于25cm）的距离处具有清晰焦点。由所述透镜系统限定的物平面和像平面具有选自0.1*d-5*d的范围的物-像平面距离（d1），特别是0.1*d-4*d，甚至更特别是0.1*d-2*d，诸如0.5*d-2*d，甚至更特别是0.9*d-1.1*d。以这种方式，基本上可以保证人的隐私，因为2D（2D）传感器阵列基本上聚焦在窗口上或窗口附近。此外，特别地，像平面被配置成靠近传感器阵列或在传感器阵列处。因此，在特定实施例中，传感器阵列配置在像平面处。因此，像平面可以与传感器阵列重合。因此，特别地，物平面和像平面由透镜系统和传感器阵列限定，特别地，（因此）其中传感器阵列在像平面处。由此，也限定了物平面。此外，特别地，光学结构以图案配置，其中更特别地，光学结构具有选自50μm-20mm的范围的选自长度（L）、宽度（W）和直径（D）的一个或多个尺寸，并且其中更特别地，相邻光学结构的最短距离（d2）选自0-50mm的范围。此外，光学结构选自点、小平面、锥体、线、凹槽、薄片和透镜的组。当窗口包括透射层时，光学结构可以例如设置在该层的一侧，诸如这种层的上游侧或下游侧。透射层在本文中也指示为“光学层”。在实施例中，透射层包括（透光）板。在其他实施例中，透射层包括（透光）箔。如上所指示的，这种传感器单元可以允许以相对高的精度进行感测，但不违反隐私规则。例如，可以用所述控制系统作为来自所述传感器阵列的传感器信号的函数来感测运动、光、颜色、人类存在、人类行为等中的一个或多个。传感器单元包括（2D）传感器阵列以及透镜系统和透光传感器窗口中的一个或多个，特别地，包括透镜系统和透光传感器窗口二者。（2D）传感器阵列可以具有至少100×100个传感器像素。具有100×100或更多像素，传感器可以以相对高的精度感测（运动）物体。目前的智能手机相机具有高得多的分辨率。因此，像素的数量可以大得多，而没有太多额外的成本。因此，在特定实施例中，（2D）传感器阵列具有至少400×400个传感器像素，比如至少1000×1000像素。当技术进步时，更多数量的像素也可以是可能的。但是，特别地，像素数量至少为400×400。在实施例中，（2D）传感器阵列可以是CCD（半导体电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）的（2D）传感器阵列。因此，在实施例中，（2D）传感器阵列可以包括CCD和CMOS中的一个或多个。（2D）传感器阵列可以被配置成感测（a）来自可见光谱的光（即，选自380-780nm的范围的一个或多个波长）和（b）来自红外的光（即，选自例如780-3000nm的范围的一个或更多波长，诸如例如选自780-1500nm的范围）中的一个或多个。例如，（2D）传感器阵列可以在700-900nm的波长范围中具有灵敏度。术语“像素”或“传感器像素”指的是单个传感器。如果未使用滤色器，或者如果所有传感器具有相同的滤色器，则所有像素都相同。通常，在相机传感器中，像素被分组为分别配备有红色、绿色和蓝色滤色器的传感器的三元组（triplet）。特别地，传感器单元包括透光传感器窗口。该透光传感器窗口可以是透光材料的板或箔，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器单元（100），包括具有至少100×100传感器像素（125）的传感器阵列（120）、固定焦点透镜系统（200）以及包括光学结构（320）的透光传感器窗口（300），其中所述透光传感器窗口（300）配置在与所述传感器阵列（120）相距窗口距离（d）处，其中所述透镜系统（200）配置在所述传感器阵列（120）和所述传感器窗口（300）之间，并且其中由所述透镜系统（200）和传感器阵列（120）限定的物平面（OP）和像平面（IP）具有选自0.1*d‑2*d的范围的物‑像平面距离（d1），其中所述光学结构（320）以图案配置，其中所述光学结构（320）具有选自50 μm‑20 mm的范围的选自长度（L）、宽度（W）和直径（D）的一个或多个尺寸，并且其中相邻光学结构（320）具有选自0‑50 mm的范围的最短距离（d2）；其中，所述透镜系统（200）被配置成提供选自0.1*d‑5*d的范围的所述物‑像平面（d1），并且其中所述像平面（IP）与所述传感器阵列（120）重合；其中，所述光学结构（320）选自点（320a）、小平面（320g）、锥体（320b）、线（320c）、凹槽（320d）、薄片（320e）和透镜（320f）的组。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.03 EP 17150181.01.一种传感器单元（100），包括具有至少100×100传感器像素（125）的传感器阵列（120）、固定焦点透镜系统（200）以及包括光学结构（320）的透光传感器窗口（300），其中所述透光传感器窗口（300）配置在与所述传感器阵列（120）相距窗口距离（d）处，其中所述透镜系统（200）配置在所述传感器阵列（120）和所述传感器窗口（300）之间，并且其中由所述透镜系统（200）和传感器阵列（120）限定的物平面（OP）和像平面（IP）具有选自0.1*d-2*d的范围的物-像平面距离（d1），其中所述光学结构（320）以图案配置，其中所述光学结构（320）具有选自50μm-20mm的范围的选自长度（L）、宽度（W）和直径（D）的一个或多个尺寸，并且其中相邻光学结构（320）具有选自0-50mm的范围的最短距离（d2）；其中，所述透镜系统（200）被配置成提供选自0.1*d-5*d的范围的所述物-像平面（d1），并且其中所述像平面（IP）与所述传感器阵列（120）重合；其中，所述光学结构（320）选自点（320a）、小平面（320g）、锥体（320b）、线（320c）、凹槽（320d）、薄片（320e）和透镜（320f）的组。2.根据权利要求1所述的传感器单元（100），其中，所述透镜系统（200）被配置成提供选自0.9*d-1.1*d的范围的所述物-像平面（d1），并且其中所述像平面（IP）与所述传感器阵列（120）重合。3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元（100），其中所述光学结构（320）以规则图案配置，其中所述光学结构（320）具有选自100μm-2mm的范围的选自长度（L）、宽度（W）和直径（D）的一个或多个尺寸，其中相邻光学结构（320）具有选自0-2mm的范围的最短距离（d2），并且其中所述传感器阵列（120）具有至少400×400传感器像素（125）。4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元（100），其中，所述光学结构（320）包括具有选自5-20mm的范围的最短距离（d2）的薄片（320e）。5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器单元（100），其中，所述传感器阵列（120）包括C...

【专利技术属性】
技术研发人员：MCJM维森伯格，WL埃泽曼，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL