本发明专利技术涉及一种用于检测光的摄像机的图像传感器装置(10)。图像传感器装置(10)包括至少一个第一传感器元件(12)和第二传感器元件(14)和载体介质(16)，其中，载体介质(16)具有第一耦入区域(18)和第二耦入区域(20)以及第一耦出区域(22)和第二耦出区域(24)，其中，第一耦入区域(18)具有第一偏转结构(26)，该第一偏转结构将第一预定波长的光朝向第一耦出区域(22)的方向耦入到载体介质(16)中，其中，第二耦入区域(20)具有第二偏转结构(28)，该第二偏转结构将第二预定波长的光朝向第二耦出区域(24)的方向耦入到载体介质(16)中，其中，第一耦出区域(22)具有第一耦出偏转结构(30)，其将传输的光从载体介质(16)耦出到第一传感器元件(12)上，其中，第二耦出区域(24)具有第二耦出偏转结构(32)，其将光耦出到第二传感器元件(14)上。件(14)上。件(14)上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测光的摄像机的图像传感器装置
[0001]本专利技术涉及一种用于检测光、特别是可见光谱和红外光谱范围内的光的摄像机的图像传感器装置。
技术介绍
[0002]图像传感器装置、特别是用于摄像机传感器的图像传感器装置通常是各个传感器元件、即像素的平面的布置，传感器元件借助于图像点和相对应的强度或亮度值来产生图像信息。
[0003]各个传感器元件(图像点、像素)自身只能记录强度信号，而不能记录颜色。因此，为了拍摄颜色，将滤色器放置在像素上方，滤色器仅分别允许特定的颜色、例如红色、绿色和蓝色透过，由此，可以将特定的亮度值分配给该颜色。因为只能给每个传感器元件、即每个像素分配一个滤色器，所以这然而意味着，理论上只有三分之一的像素和进而减小的分辨率可用于每个颜色，并且每个像素根据滤色器接收仅一部分光。用于分配红色、绿色和蓝色滤色器的最常用的方法是所谓的拜耳图案。在此，绿色出现的频率是红色或蓝色的两倍。因为如上所述，每个像素只能测量一个具体的亮度值，所以针对该像素位置的两个缺失的颜色值被插入，由此，对于每个像素和进而图像点存在完整的红色、绿色和蓝色信号。
[0004]如果想要更多的图像信息、即更高的分辨率，那么图像传感器装置的像素数量或传感器元件数量必须增加。为此，要么图像传感器装置的面积必须变得更大，要么在面积保持不变的情况下，各个像素必须变得更小。
[0005]如今，当前的图像信息发挥着越来越重要的作用，例如用于图像处理。越来越精确的和要求越来越高的应用需要越来越多的图像信息。这适用于静止图像、即照片以及运动图像、即视频。
[0006]因为传感器尺寸通常是固定的，例如由于现有的镜头标准，所以放大图像传感器装置通常不是一种选择。相反，越来越多的像素安置在同一表面上。这例如带来了图像噪声的问题。简而言之，传感器元件的面积越小，那么该面积所能收集的光(光子)就越少，并且产生的图像噪声就越强。
[0007]从WO 2008/091534 A1提供了在图像传感器中提供全息层作为微透镜和滤色器装置的方法、设备和系统。
[0008]从US 5764389 A已知一种用于显示应用的全息滤色器。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是，提供一种改进的图像传感器装置，在其中可以为传感器元件提供更多的光。
[0010]该目的通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的有利的改进方案由从属权利要求、以下的描述和附图公开。
[0011]本专利技术提供一种用于检测光的图像传感器装置。该图像传感器装置特别可以是用
于根据颜色检测光的摄像机的图像传感器装置。图像传感器装置包括至少一个第一和第二传感器元件，其被设计为用于，从检测到的光产生相应的强度信号；载体介质，其布置在第一和第二传感器元件的前面，其中，载体介质被设计为光导体并且具有至少一个第一和第二耦入区域以及至少一个第一和第二耦出区域。第一耦入区域具有第一偏转结构，该第一偏转结构被设计为用于，将具有第一预定波长的光——该光从环境入射到第一耦入区域上——朝向第一耦出区域的方向耦入到载体介质中，其中，第二耦入区域具有第二偏转结构，第二偏转结构被设计为用于，将具有第二预定波长的光——该光从环境入射到第二耦入区域上——朝向第二耦出区域的方向耦入到载体介质中。此外，载体介质被设计为用于，借助于内反射将经由耦入区域耦入的光传输到耦出区域，其中，第一耦出区域布置在第一传感器元件的前面，而第二耦出区域布置在第二传感器元件的前面，其中，第一耦出区域具有第一耦出偏转结构，其被设计为用于，将传输的具有第一预定波长的光——该光入射到第一耦出区域上——从载体介质耦出到第一传感器元件上，并且其中，第二耦出区域具有第二耦出偏转结构，其被设计为用于，将传输的具有第二预定波长的光——该光入射到第二耦出区域上——从载体介质耦出到第二传感器元件上。
[0012]换言之，具有预定波长的光通过载体介质的相应的耦入区域传输到旨在检测用于预定波长的强度信号的传感器元件，其中，光意味着优选在可见光谱和红外光谱范围内的电磁辐射。第一和第二传感器元件可以并排布置并且优选是传感器元件布置的一部分。这意味着，第一和第二传感器元件是摄像机的图像传感器的传感器。特别地，传感器元件可以是光电二极管。第一和第二耦入区域可以优选具有比传感器元件大的面积，从而可以收集更多的光以用于检测。相应的耦入区域可以例如布置在相应其他的传感器元件上方，并且收集预定波长，以便将其引导到适当的传感器元件上。这意味着，例如将到达第二传感器元件的第一预定波长通过第一偏转结构从第一耦入区域耦入到载体介质中，并且借助于内反射引导到第一耦出区域，其在那里到达为第一预定波长提供的第一传感器元件。特别地，仅第二耦入区域或者第一和第二耦入区域可以布置在第一传感器元件上方。替代地，两个耦入区域均没有布置在第一传感器元件上方，从而将光从载体介质的另一区域引导至第一传感器元件。这同样适用于第二传感器元件以及第一和/或第二耦入区域在该传感器元件之前的布置。
[0013]如果第一和第二传感器元件平面并排布置，则载体介质内的内反射意味着，光平行于传感器元件表面地被引导，以便能够在通过耦出区域确定的部位处耦出预定波长。
[0014]载体介质或光导介质例如可以包括玻璃板或玻璃盘，其被设计为光导体。这意味着，载体介质可以借助于内反射，特别是借助于全反射，特别是类似于玻璃纤维电缆地转发光。耦入区域和耦出区域布置在载体介质上。可以说，载体介质承载耦入区域和耦出区域。
[0015]为了将光耦入，耦入区域具有提到的偏转结构。该偏转结构例如可以构造成光栅的形式、也被称为衍射光栅。偏转结构被设计为用于，将从环境入射到耦入区域上的光耦入到载体介质中。在此情况下，耦入意味着，偏转结构偏转或转向来自环境的光，使得光穿透到载体介质的体积中，并且在那里在载体介质的至少一个边界面处被内反射。载体介质被设计为用于，借助于内反射将经由耦入区域耦入的光传输到耦出区域。如果被传输的光现在到达耦出区域，那么耦出区域的耦出偏转结构可以最后从载体介质耦出所传输的光。这意味着，耦出偏转结构可以偏转或转向被传输或转发的光，特别使得光在到达偏转结构时
不再在载体介质的边界面处被反射，而是替代地从载体介质耦出，并且因此可以从载体介质逸出。优选地，相应预定波长的光在耦入之后平行于传感器元件传播。
[0016]相应的偏转结构可以被设计为衍射结构或折射结构，被设计为干涉结构、光栅结构、透镜系统或镜子。特别地，偏转结构可以分别被设计为全息光学元件(HOE)(或简称为全息元件)，其可以将具有预定波长的光偏转至预定角度。
[0017]优选地，图像传感器装置还可以包括计算装置，该计算装置被设计为用于，从检测到的光的相应的强度信号产生图像、特别是彩色图像。
[0018]通过本专利技术产生以下优点，即可以给每个传感器元件提供更多的光，因为可以从扩大的区域收集光，并且将其引导到相应的传感器元件上。由此，例如可以在不增大图像噪声的情况下提高图像传感器装置的分辨率。
[001本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测光的摄像机的图像传感器装置(10)，所述图像传感器装置包括：
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至少一个第一传感器元件(12)和第二传感器元件(14)，所述第一传感器元件和第二传感器元件被设计为用于，从检测到的光产生相应的强度信号；
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载体介质(16)，所述载体介质布置在第一传感器元件(12)和第二传感器元件(14)之前；
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其中，载体介质(16)被设计为光导体并且具有至少一个第一耦入区域(18)和第二耦入区域(20)以及至少一个第一耦出区域(22)和第二耦出区域(24)；
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其中，第一耦入区域(18)具有第一偏转结构(26)，该第一偏转结构被设计为用于，将具有第一预定波长的、从环境入射到第一耦入区域(18)上的光朝向第一耦出区域(22)的方向耦入到载体介质(16)中，
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其中，第二耦入区域(20)具有第二偏转结构(28)，该第二偏转结构被设计为用于，将具有第二预定波长的、从环境入射到第二耦入区域(20)上的光朝向第二耦出区域(24)的方向耦入到载体介质(16)中；
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其中，载体介质(16)被设计为用于，借助于内反射将经由耦入区域(18、20)耦入的光传输到耦出区域(22、24)；
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其中，第一耦出区域(22)布置在第一传感器元件(12)之前，而第二耦出区域(24)布置在第二传感器元件(14)之前；
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其中，第一耦出区域(22)具有第一耦出偏转结构(30)，该第一耦出偏转结构被设计为用于，将传输的具有第一预定波长的、入射到第一耦出区域(22)上的光从载体介质(16)耦出到第一传感器元件(12)上；
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其中，第二耦出区域(24)具有第二耦出偏转结构(32)，该第二耦出偏转结构被设计为用于，将传输的具有第二预定波长的、入射到第二耦出区域(24)上的光从载体介质(16)耦出到第二传感器元件(14)上。2.根据权利要求1所述的图像传感器装置(10)，其中，相应的偏转结构(26、28、30、32)被设计为具有至少一个光栅的全息元件、特别是全息体光栅或全息表面光栅。3.根据前述权利要求中任一项所述的图像传感器装置(10)，其中，提供有至少一个第三传感器元件(42)和具...
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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