多通道成像设备和具有多孔径成像设备的设备制造技术

一种多孔径成像设备，包括：图像传感器；相邻布置的光学通道的阵列，其中，每个光学通道包括用于将总视场的至少一个局部视场成像到图像传感器的图像传感器区域上的光学器件；用于偏转光学通道的光路的光束偏转装置，其中，该光束偏转装置包括：可操作用于通过光学通道的电磁辐射的第一波长范围的第一光束偏转区域；以及可操作用于通过光学通道的电磁辐射的第二波长范围的第二光束偏转区域，第二波长范围不同于第一波长范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多通道成像设备和具有多孔径成像设备的设备
本专利技术涉及一种多通道成像设备和具有多通道成像设备的设备。本专利技术还涉及一种具有多孔径成像设备的便携式设备。
技术介绍
传统相机在一个通道内传输总视场，并且在其小型化方面受到限制。例如，在诸如智能电话之类的移动设备中，采用两个相机，它们被取向在显示器的表面法线的方向上并且与之相反。因此，期望的是这样的构思，即，使得小型化的设备能够捕获总视场，同时确保高图像质量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种多孔径成像设备，其能够同时实现大量图像信息和多孔径成像设备的小的安装空间。该目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的核心思想在于已经发现，可以以这样的方式来实现上述目的，即，通过在不同的波长范围内捕获总视场，可以获得大量的图像信息，从而实现少量的捕获通道以及因此小的安装尺寸和低成本。根据实施例，一种多孔径成像设备包括：图像传感器；相邻布置的光学通道的阵列，其中，每个光学通道包括用于将总视场的至少一个局部视场成像到图像传感器的图像传感器区域上的光学器件。该多孔径成像设备包括用于偏转光学通道的光路的光束偏转装置，其中，该光束偏转装置包括：可操作用于通过光学通道的电磁辐射的第一波长范围的第一光束偏转区域；以及可操作用于通过光学通道的电磁辐射的第二波长范围的第二光束偏转区域，第二波长范围不同于第一波长范围。这是有利的，因为可以使用相同的相机或相同的通道在不同的波长范围内捕获图像。根据实施例，该多孔径成像设备被配置为利用图像传感器使用第一光束偏转区域捕获总视场的第一捕获，使得该第一捕获基于第一波长范围；以及利用图像传感器使用第二光束偏转区域捕获总视场的第二捕获，使得该第二捕获基于第二波长范围。根据实施例，该多孔径成像设备被配置为使用第二捕获确定第一捕获的深度图。这使得能够获得关于总视场的深度信息。根据实施例，第一光束偏转区域布置在光束偏转装置的第一侧上，第二光束偏转区域布置在与第一侧相对布置的第二侧上，并且光束偏转装置被配置为使得：为了捕获总视场的第一捕获，第一侧被布置为面向图像传感器，以及为了捕获总视场的第二捕获，第二侧被布置为面向图像传感器。根据实施例，光束偏转装置的第一侧包括不同于与其相对的第二侧的涂层的涂层，以便可分别在第一波长范围和第二波长范围内操作。根据实施例，当在第一波长范围内操作时，光束偏转装置被配置为反射第一波长范围并且至少部分地吸收与其不同的波长范围，和/或当在第二波长范围内操作时，光束偏转装置被配置为反射第二波长范围并且至少部分地吸收与其不同的波长范围。这使得能够减少或避免捕获中的杂散光，并且因此实现高图像质量。根据实施例，总视场是第一总视场，并且该多孔径成像设备包括用于捕获第一总视场的第一观看方向和朝向第二总视场的第二观看方向。该多孔径成像设备被配置为：利用图像传感器使用第一光束偏转区域捕获第二总视场的第三捕获，使得第三捕获基于第一波长范围；以及利用图像传感器使用第二光束偏转区域捕获第二总视场的第四捕获，使得第四捕获基于第二波长范围。因此，可以在两个波长范围内捕获两个可能间隔开的总视场。根据实施例，第一总视场和第二总视场沿多孔径成像设备的不同主方向布置，并且当执行连续旋转运动时，光束偏转区域使光路交替地朝向第一总视场和第二总视场并且交替地利用第一光束偏转区域和第二光束偏转区域偏转。这可以是对运动顺序的实施性或理论性的考虑。特别地，实施例规定，为了改变光束偏转装置的位置，实现最短的路径和因此最短的致动时间，使得光束偏转装置可以在不同的方向上运动。根据实施例，光束偏转装置被配置为：为了获得总视场的第一捕获，包括第一光束偏转区域相对于图像传感器的45°±10°的倾斜角；以及为了获得总视场的第二捕获，包括第二光束偏转区域相对于图像传感器的45°±10°的倾斜角。该倾斜角使得能够将光路偏转大约90°，并且使得多孔径成像设备的安装尺寸更小，因为可以有利地使用多孔径成像设备的低厚度。根据实施例，该多孔径成像设备被配置为通过至少两个局部视场捕获总视场并且通过至少一个第一光学通道和一个第二光学通道捕获至少一个局部视场。这使得能够避免或减少遮挡效应。根据实施例，该多孔径成像设备被配置为将总视场分割为正好两个局部视场，以便通过第一光学通道和第二光学通道精确地捕获局部视场之一。这使得能够减少或避免遮挡，并且同时实现少量的光学通道，从而实现小的安装尺寸和/或低成本。根据实施例，第一光学通道和第二光学通道在阵列中由至少一个另外的光学通道间隔开。这使得能够避免或减少遮挡效应。特别地，利用在另一光学通道周围捕获局部视场的光学通道的对称布置，可以减少或避免遮挡效应。例如，第一局部视场由捕获第二局部视场的通道左边和右边的通道捕获，特别是当沿垂直方向或垂直于光学通道阵列中的光学通道的布置方向(行延伸方向)将总视场划分为正好两个局部视场时。根据实施例，光束偏转装置被形成为小平面(facet)阵列，其中，每个光学通道被分配给一个小平面，并且每个小平面包括第一光束偏转区域和第二光束偏转区域。这使得能够对偏转的光学通道中的发散度进行小平面单独的或甚至通道单独的调节，使得不必在光学通道或光学器件本身中调节发散度的所调节部分。根据实施例，小平面阵列的小平面被形成为双面均反射的且双面均平行平面的反射镜。这使得能够简单地实现这些小平面。根据实施例，图像传感器区域被配置用于第一波长范围内的图像生成以及用于第二波长范围内的图像生成。这使得能够空间高效地实现图像传感器。根据实施例，图像传感器区域的像素被配置用于第一波长范围内的图像生成以及至少部分地用于第二波长范围内的图像生成。例如，这可以通过布置相应的滤光器和/或经由在光电管组(例如，以Baver模式)中集成或替换相应地实现的光电管来实现。根据实施例，第一波长范围包括可见光谱，第二波长范围包括红外光谱，特别是近红外光谱。这使得能够实现多孔径成像设备，从而可以通过红外光谱获得附加的图像信息。根据实施例，该多孔径成像设备还包括照明装置，其被配置为发射具有第三波长范围的时间或空间照明图案，该第三波长范围至少部分地对应于第二波长范围。这使得能够利用第二波长范围的光选择性地照明总视场，从而可以对于该波长范围省略另外的照明源的布置。根据实施例，该多孔径成像设备被配置为至少立体地捕获总视场。这使得能够额外增加所获得的图像信息。根据实施例，光束偏转装置被配置为利用第一光束偏转区域阻挡或衰减第二波长范围以及利用第二光束偏转区域阻挡或衰减第一波长范围。这使得能够在偏转期间隔离波长范围，使得图像传感器仅受到要在期望的捕获中使用的光的照射。根据实施例，一种设备包括本专利技术的多孔径成像设备，并且被配置为生成总视场的深度图。根据实施例，该设备不包括附加的红外相机。根据实施例，该设备被配置为从透视图捕获总视场，并且不提供总视场的立体捕获。由于利用基于不同波长的范围生成深度信息，这种实施方式是特别有利的，从而能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔径成像设备，包括：/n图像传感器(36)；/n相邻布置的光学通道(42a-d)的阵列(38)，其中，每个光学通道(42a-d)包括用于将总视场(60)的至少一个局部视场(64a-d)成像到所述图像传感器(36)的图像传感器区域(46a-d)上的光学器件；/n用于偏转所述光学通道(42a-d)的光路的光束偏转装置(18)，/n其中，所述光束偏转装置(18)包括：可操作用于通过所述光学通道(42a-d)的电磁辐射的第一波长范围(66)的第一光束偏转区域(18A)；以及可操作用于通过所述光学通道(42a-d)的所述电磁辐射的第二波长范围(68)的第二光束偏转区域(18B)，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围(66)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 DE 102018221358.5;20181221 DE 102018222831.一种多孔径成像设备，包括：
图像传感器(36)；
相邻布置的光学通道(42a-d)的阵列(38)，其中，每个光学通道(42a-d)包括用于将总视场(60)的至少一个局部视场(64a-d)成像到所述图像传感器(36)的图像传感器区域(46a-d)上的光学器件；
用于偏转所述光学通道(42a-d)的光路的光束偏转装置(18)，
其中，所述光束偏转装置(18)包括：可操作用于通过所述光学通道(42a-d)的电磁辐射的第一波长范围(66)的第一光束偏转区域(18A)；以及可操作用于通过所述光学通道(42a-d)的所述电磁辐射的第二波长范围(68)的第二光束偏转区域(18B)，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围(66)。


2.根据权利要求1所述的多孔径成像设备，其被配置为：利用所述图像传感器(36)使用所述第一光束偏转区域(18A)捕获所述总视场(60)的第一捕获，使得所述第一捕获基于所述第一波长范围(66)；以及利用所述图像传感器(36)使用所述第二光束偏转区域(18B)捕获所述总视场(60)的第二捕获，使得所述第二捕获基于所述第二波长范围(68)。


3.根据权利要求2所述的多孔径成像设备，其被配置为使用所述第二捕获确定所述第一捕获的深度图。


4.根据前述权利要求中任一项所述的多孔径成像设备，其中，所述第一光束偏转区域(18A)布置在所述光束偏转装置(18)的第一侧上，所述第二光束偏转区域(18B)布置在与所述第一侧相对布置的第二侧上，并且所述光束偏转装置(18)被配置为使得：为了捕获所述总视场(60)的第一捕获，所述第一侧被布置为面向所述图像传感器(36)，以及为了捕获所述总视场(60)的第二捕获，所述第二侧被布置为面向所述图像传感器(36)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的多孔径成像设备，其中，所述光束偏转装置(18)的第一侧包括不同于与其相对的第二侧的涂层的涂层，以便能够分别在所述第一波长范围和所述第二波长范围(66、68)内操作。


6.根据前述权利要求中任一项所述的多孔径成像设备，其中，所述光束偏转装置(18)被配置为当在所述第一波长范围(66)内操作时反射所述第一波长范围(66)并且至少部分地吸收与其不同的波长范围，和/或所述光束偏转装置(18)被配置为当在第二波长范围(68)内操作时反射所述第二波长范围(68)并且至少部分地吸收与其不同的波长范围。


7.根据前述权利要求中任一项所述的多孔径成像设备，其中，所述总视场(60)是第一总视场，并且包括用于捕获所述第一总视场的第一观看方向和朝向第二总视场的第二观看方向；
其中，所述多孔径成像设备被配置为利用所述图像传感器(36)使用所述第一光束偏转区域(18A)捕获所述第二总视场的第三捕获，使得所述第三捕获基于所述第一波长范围(66)；以及利用所述图像传感器(36)使用所述第二光束偏转区域(18B)捕获所述第二总视场的第四捕获，使得所述第四捕获基于所述第二波长范围(68)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的多孔径成像设备，其中，所述第一总视场和所述第二总视场沿所述多孔径成像设备的不同主方向布置，并且其中，当执行连续旋转运动时，所述光束偏转区域(18A-B)使所述光路交替地朝向所述第一总视场和所述第二总视场并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·维佩曼，雅克·迪帕里，
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