DE10155622A1

DE10155622A1 - Light detection device with exposure control

Info

Publication number: DE10155622A1
Application number: DE10155622A
Authority: DE
Inventors: Werner Krueger; Hannes Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-28
Also published as: WO2003042756A1

Abstract

The invention relates to a light detection device (KM1) comprising a light sensor (KA) having an electronic camera element which is provided with a receiving section (AA) for receiving light which is emitted from a light source; an optical element (L) for refracting the light emitted from the light source, said optical element (L, PL) being arranged between the receiving section (AA) and the light source; and an absorption element (PSG) which is arranged between the receiving section and the light source, in order to control the intensity of the light striking the receiving section. The absorption degree of the absorption element is variable. In order to facilitate the control of the light striking the receiving section of the camera element, the absorption element advantageously consists of a phototropic glass.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichterfassungsvorrichtung mit einer Belichtungssteuerung, sowie auf eine bilderzeugende Vorrichtung, in der eine derartige Lichterfassungsvorrichtung vorgesehen ist. The present invention relates to a Light detection device with an exposure control, as well an imaging device in which such Light detection device is provided.

Derartige Lichterfassungsvorrichtungen haben einen breiten Anwendungsbereich und finden ihren Einsatz beispielsweise in Mobilfunkgeräten, tragbaren Computern, Fotoapparaten oder Videokameras und werden insbesondere in Geräten verwendet, in denen eine Miniaturisierung der Lichterfassungsvorrichtung erforderlich ist. Such light detection devices have a wide range Scope and find their use for example in Mobile devices, portable computers, cameras or Video cameras and are used in particular in devices a miniaturization of the light detection device is required.

Um mit einer Fotokamera bzw. einem Fotoapparat gute und klare Bilder zu erhalten, muss auf dem lichtempfindlichen bilderzeugenden Element dieses Geräts, sei es ein herkömmlicher lichtempfindlicher Film oder ein modernes CCD- oder CMOS- Kameraelement, die angemessene Menge an Licht ankommen. Eine Steuerung der Belichtung des lichtempfindlichen bilderzeugenden Elements kann dadurch erfolgen, dass zwischen einer Linse und dem lichtempfindlichen bilderzeugenden Element eine mechanische Blende eingefügt wird. Durch Öffnen und Schließen der Blende, d. h. durch Vergrößern und Verkleinern des Blendendurchmessers, kann die Menge des Lichts, das auf das bilderzeugende Element trifft, (in Verbindung mit einer zeitgesteuerten Einrichtung) gesteuert werden. Auf Grund der komplexen Mechanik sind mechanische Blenden zum einen kostspielig und lassen sich zum anderen gar nicht oder nur mit sehr hohem technischen Aufwand in Kameravorrichtungen mit kleinen Dimensionen, beispielsweise mit Abmessungen in der Größenordnung von einigen Millimetern, realisieren. To be good and clear with a camera or camera To get pictures must be on the photosensitive imaging element of this device, be it a conventional one photosensitive film or a modern CCD or CMOS Camera element, the appropriate amount of light arrive. A Control the exposure of the photosensitive imaging element can be done between a lens and the photosensitive imaging member mechanical aperture is inserted. By opening and closing the aperture, d. H. by enlarging and reducing the Aperture diameter, the amount of light shining on the imaging element (in conjunction with a time-controlled device) can be controlled. Due to the Complex mechanics are mechanical covers on the one hand expensive and can not be at all or only with a lot high technical effort in camera devices with small Dimensions, for example with dimensions in the Order of magnitude of a few millimeters.

Im Stand der Technik besteht ferner die Möglichkeit, auf die Belichtung eines lichtempfindlichen bilderzeugenden Elements in analogen oder elektronischen Kameras mittels sogenannten neutralen Graufiltern (im Hinblick auf eine Dynamikbereicherweiterung) einzuwirken. Die neutralen Graufilter können auswechselbar oder fest an der Kamera angebracht sein und weisen im gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich eine gleichmäßige Transmission auf und können zu einer deutlichen Lichtreduktion führen, ohne Farben und Kontraste zu beeinflussen. Der Nachteil bei der Verwendung dieser neutralen Graufilter besteht darin, dass in Abhängigkeit der auf die Kamera einwirkende Lichtstärke nacheinander, manuell oder automatisch, Filter unterschiedlicher Dämpfung bzw. Absorption gewechselt werden müssen. Diese Methode bewirkt zwar eine Vergrößerung des Dynamikbereichs der Kamera, d. h. des Lichtstärkebereichs, der zwischen der kleinsten noch zu erfassenden Lichtstärke und der maximal noch aufnehmbaren Lichtstärke liegt, führt jedoch zu einem hohen verfahrens- und vorrichtungstechnischen Aufwand und setzt voraus, dass der Kamerabesitzer, sofern keine automatische Wechselvorrichtung an der Kamera vorgesehen ist, immer eine große Zahl an neutralen Graufiltern mit sich führen muss. In the prior art there is also the possibility of Exposure of a photosensitive imaging element in analog or electronic cameras using so-called neutral gray filters (with regard to a Dynamic range expansion). The neutral gray filters can interchangeable or fixed to the camera and point uniform in the entire visible wavelength range Transmission on and can lead to a clear Lead light reduction without affecting colors and contrasts. The Disadvantage when using this neutral gray filter is that depending on the camera luminous intensity in succession, manually or automatically, Filters with different attenuation or absorption changed Need to become. This method causes an enlargement the dynamic range of the camera, d. H. the light intensity range, between the smallest luminous intensity still to be detected and the maximum light intensity that can still be recorded however, to a high level of process and device technology Effort and assumes that the camera owner, provided no automatic change device on the camera is always provided with a large number of neutral gray filters must lead.

Eine weitere Methode der Belichtungssteuerung bei elektronischen Kameras besteht darin, die Belichtungszeit, d. h. die Zeit zum Aufnehmen von Licht durch das lichtempfindliche bilderzeugende Element zu variieren. Betrachtet man beispielsweise ein elektronisches Kameraelement, wie ein CCD-Kameraelement, bei dem auf lichtempfindlichen Fotosensoren, die in einem Feld bzw. Array angeordnet sind, elektrische Ladungen in Abhängigkeit des einfallenden Lichts erzeugt werden und dann unter Verwendung einer zentralen Ablaufsteuerung, die mit einer bestimmten Frequenz getaktet wird, in sogenannten Schieberegistern abtransportiert und elektronisch weiterverarbeitet werden, so ergeben sich hierbei bei der Belichtungssteuerung bezüglich der Belichtungszeit die folgenden Probleme. Zum einen kann die Taktrate der zentralen Ablaufsteuerung zum Auslesen der erzeugten Ladungen nicht beliebig erhöht werden, um die Belichtungszeit zu verkürzen, und zum anderen wird auf Grund der herstellungstechnisch bedingten unterschiedlichen Sensibilität der Fotosensoren des CCD-Sensor- Arrays, die sich insbesondere bei sehr kurzen Belichtungszeiten merklich zeigt, kein homogenes Bild mehr erhalten (was unter dem Begriff "fixed pattern noise" bzw. "festes Rauschmuster" bekannt ist). Auf Grund dieser Tatsache besteht bei elektronischen Kameraelementen, die als lichtempfindliche bilderzeugende Elemente verwendet werden, der Nachteil, dass sie nicht in der Lage sind, Helligkeitsschwankungen, die während eines Tages auftreten können, wie beispielsweise eine Beleuchtungsstärke von ca. 5 Lux bei Nacht und eine Beleuchtungsstärke von 200.000 Lux tagsüber bei klarem Himmel im Sommer, vollständig mittels einer elektronischen Belichtungssteuerung zu korrigieren. Diese Tatsache bedingt einen geringen Dynamikbereich der elektronischen Kameraelemente und führt dazu, dass das Kameraelement entweder bei geringen Beleuchtungsstärken unempfindlich ist oder bei hohen Beleuchtungsstärken überbelichtet wird. Another method of exposure control at electronic cameras is the exposure time, d. H. the Time to take light through the photosensitive vary imaging element. If you look at for example an electronic camera element such as a CCD camera element, which is based on photosensitive photosensors arranged in a field or array, electrical charges generated depending on the incident light and then using a central sequencer that is clocked with a certain frequency, in so-called Shift registers removed and electronically are further processed, so this results in the Exposure control regarding the exposure time the following Problems. Firstly, the clock rate of the central sequential control system not increased arbitrarily for reading the generated charges to shorten the exposure time, and on the other is due to the production-related different sensitivity of the photo sensors of the CCD sensor Arrays that are particularly short Exposure times shows noticeably, no longer get a homogeneous picture (what under the term "fixed pattern noise" or "fixed Noise Pattern "is known) electronic camera elements that are sensitive to light imaging elements are used, the disadvantage of that they are unable to adjust the brightness fluctuations can occur during a day, such as one Illuminance of about 5 lux at night and one Illuminance of 200,000 lux during the day when the sky is clear Summer, completely by means of an electronic Correct exposure control. This fact requires one low dynamic range of the electronic camera elements and leads to the camera element either at low Illuminance is insensitive or at high Illuminance is overexposed.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einer Belichtungssteuerung versehenen Lichterfassungsvorrichtung zu schaffen, die bei einem weiten Beleuchtungsstärkebereich einsetzbar ist und eine Herstellung mit geringen Dimensionen ermöglicht. It is therefore the object of the present invention, one with an exposure control To create light detection device that at a wide Illuminance range can be used and a production with low Dimensions.

Diese Aufgabe wird durch eine Lichterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch eine bilderzeugende Vorrichtung gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This task is accomplished by a light detection device according to claim 1 and by an imaging device solved according to claim 16. Advantageous embodiments of the Invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Lichterfassungsvorrichtung hat einen Lichtsensor, welcher einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von Licht, das von einer Lichtquelle abgestrahlt wird, aufweist. Als der Lichtsensor kann ein CCD-(CCD: Charge Coupled Device = Ladungsgekoppelte Vorrichtung)-Kameraelement, ein CMOS-(CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor = Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)-Kameraelement, ein Phototransistor oder ein herkömmlicher lichtempfindlicher bilderzeugender Film usw. verwendet werden. Die Lichterfassungsvorrichtung weist ferner ein Absorptionselement auf, das zwischen dem Aufnahmeabschnitt des Lichtsensors und der Lichtquelle angeordnet ist, um die Intensität des bei dem Aufnahmeabschnitt auftreffenden Lichts zu steuern, wobei der Absorptionsgrad des Absorptionselements steuerbar ist. Durch die Ausbildung des Absorptionselements in der Ausführung mit veränderlichen Absorptionsgrad sind im Gegensatz zur Verwendung einer mechanischen Blende im Stand der Technik keine komplexen mechanischen Systeme erforderlich, die einen großen Bauraum erfordern. Somit können die Abmessungen der erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung minimiert werden. A light detection device according to the invention has one Light sensor, which has a recording section for recording of light emitted by a light source having. A CCD (Charge Coupled Device = Charge Coupled Device) camera element CMOS- (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor = Complementary metal oxide semiconductor) camera element, a Phototransistor or a conventional photosensitive imaging film, etc. may be used. The Light detection device further comprises an absorption element, the between the receiving section of the light sensor and the Light source is arranged to adjust the intensity of the light To control the receiving section of incident light, the Degree of absorption of the absorption element is controllable. By the formation of the absorption element in the execution with variable degree of absorption are in contrast to Use of a mechanical aperture in the prior art none complex mechanical systems that require a large Require installation space. Thus, the dimensions of the light detection device according to the invention can be minimized.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Absorptionsgrad des Absorptionselements in Abhängigkeit von dem von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts automatisch steuerbar. Das bedeutet, dass, je höher die Menge des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts ist, desto höher wird der Absorptionsgrad, so dass mehr Licht am Absorptionselement absorbiert wird und nur ein verminderter Teil des Lichts von der Lichtquelle auf den Aufnahmeabschnitt des Lichtsensors treffen kann. Somit ist möglich, dass auch in Situationen, bei denen hohe Beleuchtungsstärken vorkommen, keine Überbelichtung mehr am Lichtsensor auftreten kann. According to an advantageous embodiment, the Degree of absorption of the absorption element depending on that of the Light source of radiated light can be controlled automatically. The means that the higher the amount of light source radiated light, the higher the Degree of absorption, so that more light is absorbed by the absorption element and only a reduced part of the light from the Hit the light source on the receiving section of the light sensor can. It is therefore possible that even in situations where high illuminance levels occur, no more overexposure can occur on the light sensor.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Absorptionselement ein phototropes Glas. Bei einem phototropen Glas handelt es sich um Glas, das im Normalzustand bzw. im nicht angeregten Zustand lichtdurchlässig ist und durch vorwiegend ultraviolette Strahlung im Bereich von 300 bis 400 nm in einen angeregten Zustand gebracht werden kann, indem es dunkler und somit lichtundurchlässiger wird. Das phototrope Glas kann als mineralisches Glas ausgebildet sein, in dem als photoaktive Substanzen Silberhalogenide enthalten sind. Durch ultraviolette Strahlung im oben genannten Bereich werden im mineralischen phototropen Glas Elektronen freigesetzt, die die Silberionen in metallisches Silber überführen. Dieses metallische Silber ist lichtabsorbierend und bewirkt die dunkle Färbung des Glases. Nach Ausbleiben der anregenden ultravioletten Strahlung bilden sich die Silberhalogenide in ihren transparenten Ausgangszustand zurück, wodurch das Glas wieder hell und lichtdurchlässig wird. Dieser Vorgang ist beliebig umkehrbar (reversibel) und zeigt auf Grund der stabilen Struktur des Mineralglases keinerlei Ermüdung. Das phototrope Glas kann ferner als Kunstglas bzw. Kunststoffglas, wie beispielsweise aus Indolinospironaphtoxazine (ISN), deren fotoaktiver Teil sich ebenfalls durch Anregung mit langwelliger UV-Strahlung chemisch verändert, ausgebildet sein. Auch hier wird dann das Licht bei Anregung durch UV-Strahlung absorbiert, und bei fehlender UV-Anregung erfolgt durch die Wärmebewegung der Moleküle wieder eine Rückkehr in den Ausgangszustand. Das bedeutet, durch die Verwendung eines phototropen Glases, sei es als mineralisches Glas oder als Kunststoffglas, wird eine Beleuchtungssteuerung geschaffen, die selbständig bzw. automatisch auf einfallendes Licht bzw. UV-Licht reagiert und ihren Absorptionsgrad derart verändert, um eine übermäßige Belichtung des Lichtsensors zu verhindern. According to a further advantageous embodiment, this includes Absorbent element is a phototropic glass. At a phototropic glass is glass that in the normal state or is translucent when not excited and through predominantly ultraviolet radiation in the range from 300 to 400 nm can be brought into an excited state by becoming darker and therefore more opaque. The phototropic glass can be designed as mineral glass, in which contain silver halides as photoactive substances are. By ultraviolet radiation in the above range become electrons in mineral phototropic glass released, which convert the silver ions into metallic silver. This metallic silver is light-absorbing and effective the dark color of the glass. After the lack of stimulating The silver halides form in ultraviolet radiation their transparent initial state, causing the glass becomes bright and translucent again. This process is reversible as desired and shows due to the stable structure of the mineral glass no fatigue. The Phototropic glass can also be used as artificial glass or plastic glass, such as for example from indolinospironaphtoxazine (ISN), whose photoactive part also by excitation with long-wave UV radiation chemically changed, be trained. Here too then the light is stimulated by UV radiation absorbed, and in the absence of UV excitation takes place through the Thermal movement of the molecules again returns to the Initial state. That means by using a phototropic Glases, be it as mineral glass or as Plastic glass, a lighting control is created that independently or automatically on incident light or UV light reacts and changes their degree of absorption to a to prevent excessive exposure of the light sensor.

Vorteilhafter Weise werden phototrope Gläser derart ausgebildet, dass sie einen vorbestimmten Absorptionsbereich aufweisen, innerhalb dem der Absorptionsgrad variierbar ist. Beispielsweise kann der Absorptionsbereich bei phototropen Kunststoffgläsern von 10% bis 55%, von 10% bis 70%, von 15% bis 65%, von 15% bis 80%, von 30% bis 85% usw., und bei mineralischen phototropen Gläsern von 15% bis 75%, von 10% bis 70%, von 15% bis 65% usw. reichen. Somit ist es möglich, in Umgebungen, in denen nur geringe Beleuchtungsstärken zu erwarten sind, Lichterfassungsvorrichtungen mit Absorptionselementen in Form von phototropen Gläsern zu verwenden, die nur einen Absorptionsbereich von 10% bis 55% aufweisen, während es sich empfiehlt, in Umgebungen mit hohen Beleuchtungsstärken Lichterfassungsvorrichtungen mit im Bereich von 30% bis 85% absorbierenden phototropen Gläsern zu verwenden. Eine vorrichtungstechnisch einfache Ausgestaltung zur Anpassung an verschiedene Beleuchtungsstärken wird dadurch erreicht, dass das Absorptionselement als ein auswechselbares Modul ausgebildet ist, das beispielsweise mit einem Gewindemittel oder dergleichen lösbar an der Lichterfassungsvorrichtung anbringbar ist. Somit kann sich ein Benutzer der Lichterfassungsvorrichtung Module mit verschiedenen Absorptionsbereichen anschaffen und je nach Beleuchtungsstärke das angemessene Modul in die Lichterfassungsvorrichtung einsetzen. Phototropic glasses are advantageously such formed to have a predetermined absorption range have within which the degree of absorption is variable. For example, the absorption range for phototropic Plastic glasses from 10% to 55%, from 10% to 70%, from 15% to 65%, from 15% to 80%, from 30% to 85% etc., and at mineral phototropic glasses from 15% to 75%, from 10% to 70%, range from 15% to 65% etc. It is therefore possible to Environments where only low illuminance levels too are expected to use light sensing devices To use absorption elements in the form of phototropic glasses that only have an absorption range of 10% to 55%, while it is recommended to use in environments with high Illuminance light detection devices ranging from 30% to Use 85% absorbent phototropic glasses. A simple design in terms of device technology for adaptation to Different illuminance levels are achieved in that the absorption element as a replaceable module is formed, for example with a thread or the like releasably on the light detection device is attachable. Thus, a user of the Light detection device modules with different absorption areas and the appropriate module depending on the illuminance insert into the light detection device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Lichterfassungsvorrichtung ferner eine optische Baugruppe zum Brechen, Leiten oder Reflektieren des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts. Zum Schaffen einer Lichterfassungsvorrichtung mit sehr geringen Abmessungen und Komponenten ist es möglich, das optische Element, das als eine Linse, ein Spiegel, ein Lichtleiter usw. ausgebildet sein kann, als das Absorptionselement, insbesondere in der Ausführung mit phototropem Glas, auszubilden. According to an advantageous embodiment, the Light detection device further an optical assembly for breaking, Directing or reflecting from the light source radiated light. To create a light detection device with very small dimensions and components, it is possible that optical element that acts as a lens, a mirror, a Light guide, etc. can be designed as that Absorption element, especially in the version with phototropic glass, train.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Absorptionselement ein Flüssigkristallelement. Vorteilhafter Weise umfasst das Flüssigkristallelement ein erstes Begrenzungsbauteil mit einem Polarisatorelement, ein zweites Begrenzungsbauteil mit einem Analysatorelement und eine zwischen den beiden Begrenzungselementen angeordnete Flüssigkeit, die in der Lage ist, in Abhängigkeit eines an diese angelegtes elektrisches Feld, die Polarisationsebene von Licht zu drehen, um den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements zu variieren. Genauer gesagt, umfasst die Flüssigkeit Flüssigkristalle ("Liquid Cristals"), die polymere Stoffe darstellen, welche sowohl die Eigenschaften von Flüssigkeiten als auch die von Kristallen aufweisen. Das Polarisatorelement dient dabei dazu, das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht zu polarisieren. Vorteilhafter Weise ist das Analysatorelement derart ausgelegt, dass es eine Polarisationsebene aufweist, die um 90° gegenüber der des Polarisatorelements angeordnet ist. In einem Zustand, in dem kein elektrisches Feld an die Flüssigkeit angelegt ist, dreht diese die Polarisationsebene des einfallenden Lichts um 90°, so dass das Licht ungehindert den Analysator passieren kann. Das Flüssigkristallelement bzw. LCD-Element ("liquid cristal display element") ist somit lichtdurchlässig. Legt man nun ein vorbestimmtes elektrisches Feld an die Flüssigkeit an, so drehen sich in der Flüssigkeit enthaltenen Kristalle, wodurch die Polarisationsebene des Lichts um beispielsweise weitere 90° gedreht wird. Der Analysator versperrt dann dem Licht den Weg, wodurch das Flüssigkristallelement undurchlässig geworden ist. Werden jedoch elektrische Felder geringer als die eben erwähnte vorbestimmte Spannung an die Flüssigkeit angelegt, so kann die Flüssigkeit ihre Polarisationsebene in einem Bereich von 90 bis 180° oder einem dazu äquivalenten Bereich drehen, um die Lichtdurchlässigkeit des Flüssigkristallelements in einem Bereich von "durchlässig" bis "nicht durchlässig" zu steuern. Ebenso wie ein phototropes Glas kann ein Flüssigkristallelement kostengünstig und in kleinen Dimensionen, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Millimetern mit geringem vorrichtungstechnischem und verfahrenstechnischem Aufwand ausgebildet werden. According to a further advantageous embodiment of the The invention includes the absorption element Liquid crystal element. The liquid crystal element advantageously comprises a first delimitation component with a polarizer element, a second delimitation component with an analyzer element and one arranged between the two delimiting elements Liquid that is capable of depending on one this applied electric field, the polarization plane of light to rotate the degree of absorption of the Vary liquid crystal elements. More specifically, that includes Liquid Liquid Crystals ("Liquid Cristals"), the polymeric Represent substances that have both the properties of Have liquids as well as those of crystals. The The polarizer element is used by the light source to polarize emitted light. This is advantageous Analyzer element designed such that there is a Has polarization plane, which is 90 ° compared to that of Polarizer element is arranged. In a state where no electric field is applied to the liquid, this turns the Plane of polarization of the incident light by 90 °, so that the light can pass freely through the analyzer. The Liquid crystal element or LCD element ("liquid crystal display element ") is therefore translucent. Now insert it predetermined electric field to the liquid, so rotate crystals contained in the liquid, causing the plane of polarization of light by, for example, more Is turned 90 °. The analyzer then blocks the light Way, making the liquid crystal element impermeable has become. However, electric fields become less than that just mentioned predetermined voltage to the liquid the liquid can change its polarization plane in a range of 90 to 180 ° or an equivalent Rotate the area to increase the light transmission of the Liquid crystal elements in a range from "permeable" to "not transparent ". Just like a phototropic glass can a liquid crystal element inexpensive and in small Dimensions, for example on the order of a few Millimeters with low fixture and procedural effort to be trained.

Das Flüssigkristallelement als Absorptionselement kann für sich alleine (wie es insbesondere für kleine Lichterfassungsvorrichtungen in der Ausführung als Kameramodule in Mobilfunkgeräten vorteilhaft ist) oder (bei größeren komplexeren Lichterfassungsvorrichtungen insbesondere in der Ausführung eines Photoapparats oder Videokamera) in Verbindung mit einer mechanischen Blende verwendet werden. In letzterem Fall kann das Flüssigkristallelement beispielsweise vor der Blende, d. h. zwischen einer Lichtquelle und der Blende, angeordnet werden, um die zum Lichtsensor durchgelassene Lichtmenge derart zu steuern, dass bestimmte erforderliche Eigenschaften, wie eine genau definierte oder möglichst geringe Tiefenschärfe bei hohen Lichtstärken, erzielt werden können. The liquid crystal element as an absorption element can for yourself (as it is especially for small Light detection devices designed as camera modules in Mobile devices is advantageous) or (for larger complex Light detection devices in particular in the execution a camera or video camera) in connection with a mechanical aperture can be used. In the latter case the liquid crystal element, for example, in front of the aperture, d. H. arranged between a light source and the diaphragm the amount of light let through to the light sensor to control such that certain required properties, like a precisely defined or as small as possible Depth of field at high light intensities can be achieved.

Zur Realisierung einer automatischen bzw. adaptiven Belichtungssteuerung, die in Abhängigkeit des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts (automatisch) den Absorptionsgrad des Absorptionselements, hier in der Ausführung des Flüssigkristallelements, verändert, weist die erfindungsgemäße Lichterfassungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einen Absorptionssteuerungslichtsensor zum Erfassen der Lichtintensität des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts und zum Ausgeben eines die Lichtintensität angebenden Intensitätssignals auf. Ferner weist die Lichterfassungsvorrichtung eine Absorptionsteuereinrichtung auf, die mit dem Absorptionssteuerungslichtsensor verbunden ist, um das elektrische Feld, das an die Flüssigkeit des Flüssigkristallelements angelegt wird, in Abhängigkeit des Intensitätssignals des Absorptionssteuerungslichtsensors zu steuern. Der Absorptionssteuerungslichtsensor kann einen Phototransistor umfassen, welcher entweder zwischen einer Lichtquelle und dem Flüssigkristallelement oder zwischen dem Flüssigkristallelement und dem (eigentlichen) Lichtsensor angeordnet ist. Ferner kann der Absorptionssteuerungslichtsensor in dem Fall eines Lichtsensors der Lichterfassungsvorrichtung, der als ein elektronisches Kameraelement, wie ein CCD- oder CMOS- Kameraelement ausgebildet ist, in diesem Lichtsensor integriert sein. Das bedeutet, dass in dem Fall, in dem der Lichtsensor als ein elektronische Kameraelement ausgebildet ist, dieser Lichtsensor die Aufgabe des Absorptionssteuerungslichtsensors übernimmt. Somit kann ein zusätzlicher Absorptionssteuerungslichtsensor eingespart werden, was die Anzahl der Komponenten der Lichterfassungsvorrichtung weiter verringert. To implement an automatic or adaptive Exposure control depending on the light source emitted light (automatically) the degree of absorption of the Absorption element, here in the execution of the Liquid crystal elements, modified, has the invention Light detection device according to an advantageous embodiment an absorption control light sensor for detecting the Light intensity of the light emitted by the light source and for outputting one indicating the light intensity Intensity signal. Furthermore, the Light detection device on an absorption control device that with the Absorption control light sensor is connected to the electric field attached to the liquid of the liquid crystal element is applied, depending on the intensity signal of the Control absorption control light sensor. The Absorption control light sensor may include a phototransistor which is either between a light source and the Liquid crystal element or between the liquid crystal element and the (actual) light sensor is arranged. Furthermore, the absorption control light sensor in the case of one Light sensor of the light detection device, which as a electronic camera element, such as a CCD or CMOS camera element is designed to be integrated in this light sensor. The means that in the case where the light sensor as a Electronic camera element is designed, this Light sensor the task of the absorption control light sensor takes over. So an additional Absorption control light sensor can be saved, which is the number of components the light detection device further reduced.

Das steuerbare Flüssigkristallelement kann in Verbindung mit einer elektronisch steuerbaren Blende (nicht dargestellt) derart (beispielsweise programmgesteuert) betrieben werden, dass bestimmte Profile (wie Tiefenschärfeprofile) vorgegeben werden können, um so bestimmte gewünschte oder erforderliche Eigenschaften einer Lichterfassungsvorrichtung, beispielsweise in Ausführung eines Kameramoduls bzw. einer Kamera, zu erhalten. Das bedeutet, eine der Lichterfassungsvorrichtung zugeordnete Tiefenschärfesteuereinrichtung, kann die Öffnung der Blende und den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements derart einstellen, um einen von einem Kamerabenutzer beliebigen gewünschten Tiefenschärfewert zu realisieren. Somit wird der verfahrenstechnische Aufwand bei der Tiefenschärfeeinstellung, die herkömmlicherweise durch Austauschen und Einsetzen von neutralen Graufiltern bestimmten Absorptionsgrades bei bestimmten Blendenöffnungen durchgeführt werden muß, wesentlich verringert. The controllable liquid crystal element can be used in conjunction with an electronically controllable aperture (not shown) operated in such a way (e.g. program-controlled) that certain profiles (like depth of field profiles) are given can be so specific as desired or required Properties of a light detection device, for example in the execution of a camera module or a camera receive. That means one of the light detection devices assigned depth of field control device, the opening the aperture and the degree of absorption of the Adjust liquid crystal elements to one by a camera user to realize any desired depth of field value. The process engineering effort at Depth-of-field adjustment, traditionally by swapping and use neutral gray filters Absorbance can be performed at certain apertures must be significantly reduced.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es auch denkbar, bei einer Lichterfassungsvorrichtung in Verbindung mit einem Flüssigkristallelement Filter für verschiedene Spektralbereiche, wie Rot, Grün, Blau usw. zu verwenden. Somit ist es möglich, neben der Steuerung der Lichtstärke auf den Lichtsensor, auch Einfluss auf das Lichtspektrum zu nehmen, das auf den Lichtsensor trifft. Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Lichterfassungsvorrichtung in Teleskopen zur Sonnenbeobachtung eingesetzt wird. According to a further advantageous embodiment, it is also conceivable in connection with a light detection device with a liquid crystal element filter for various Spectral ranges such as red, green, blue, etc. to use. It is therefore possible to control the light intensity the light sensor, also influence the light spectrum take that hits the light sensor. Such Design is advantageous, for example, if the Light detection device according to the invention in telescopes Sun observation is used.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine bilderzeugende Vorrichtung mit einer Lichterfassungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, geschaffen. Diese bilderzeugende Vorrichtung kann als ein Mobilfunkgerät bzw. Mobiltelefon, als ein tragbarer Computer, ein Fotoapparat oder eine Videokamera usw. ausgebildet sein. Auf Grund der Tatsache, dass die erfindungsgemäße Lichterfassungsvorrichtung in sehr kleinen Dimensionen ausgebildet werden kann, eignet sie sich insbesondere für die Verwendung in Mobilfunkgeräten und tragbaren Computern bzw. Organizern. According to a further aspect of the invention, a imaging device with a light detection device, as described above. This imaging device can be used as a mobile radio device or Mobile phone, as a portable computer, a camera or a video camera and so on. Due to the The fact that the light detection device according to the invention in very small dimensions, it is suitable are particularly suitable for use in mobile devices and portable computers or organizers.

Vorteilhafterweise kann das oben beschriebene Prinzip der Verwendung eines Flüssigkristallelements in Verbindung mit einer Belichtungssteuerung bzw. -regelung bei Sehhilfen eingesetzt werden. Dabei weist die Sehhilfe, wie eine Brille, einen Rahmen auf, an dem zumindest ein optisch abbildendes Element, wie eine Linse, befestigt ist und der Anbringungsabschnitte zum Anbringen an einem Brillenbenutzer umfaßt. Ferner ist ein Absorptionselement in Form eines Flüssigkristallelements in dem optisch abbildenden Element integriert oder benachbart zu diesem angeordnet, insbesondere derart, daß die Umfänge der beiden Elemente ungefähr deckungsgleich sind, so daß das von einer Lichtquelle abgestrahlte Licht beim Durchgang durch die beiden Elemente bezüglich seiner Stärke wirksam beeinflußbar ist. Es ist ferner ein Lichtsensor vorgesehen, der dazu dient, die Lichtstärke des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts zu erfassen, wobei der Lichtsensor vorteilhafterweise auf der dem Brillenbenutzer zugewandten Seite des Absorptionselements angeordnet ist. Eine Absorptionsteuereinrichtung, die sowohl mit dem Lichtsensor als auch mit dem Flüssigkristallelement verbunden ist, kann in Abhängigkeit des auf den Lichtsensor auftreffenden Lichts, den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements steuern bzw. regeln. Das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht kann dabei (beispielsweise um einen bestimmten Betrag in der Transmission, insbesondere je nach der Stärke des abgestrahlten Lichts) gedämpft werden. Es ist auch denkbar, daß der Benutzer einen gewünschten Intensitätswert des Lichts festlegt, das durch das Flüssigkristallelement hindurch tritt, wobei dann die Absorptionssteuereinrichtung den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements in Abhängigkeit des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts stetig anpasst, damit der festgelegte Intensitätswert beibehalten wird. Eine derartige Sehhilfe eignet sich insbesondere zum Autofahren, da sie in der Lage ist, schnell auf Helligkeitsschwankungen zu reagieren und beispielsweise bei der Fahrt an einem sonnenerfüllten Tag in einen Tunnel bzw. aus diesem heraus eine rasche Anpassung des Flüssigkristallelements als Absorptionselement vorzunehmen. Advantageously, the principle of Use of a liquid crystal element in connection with an exposure control or regulation for visual aids be used. The visual aid, like glasses, a frame on which at least one optically imaging Element, such as a lens, is attached and the Attachment sections for attachment to an eyeglass user. Furthermore, an absorption element in the form of a Liquid crystal elements integrated in the optically imaging element or arranged adjacent to this, in particular such that the The sizes of the two elements are approximately congruent, so that the light emitted by a light source at Passage through the two elements in terms of its strength can be effectively influenced. It is also a light sensor provided, which is used to control the light intensity of the light source radiate emitted light, the light sensor advantageously on the side facing the user of the glasses of the absorption element is arranged. A Absorption control device that works with both the light sensor and connected to the liquid crystal element can in Dependence of the light striking the light sensor, the Control the degree of absorption of the liquid crystal element or regulate. The light emitted by the light source can (for example by a certain amount in the Transmission, especially depending on the intensity of the emitted light) be dampened. It is also conceivable that the user sets the desired intensity value of the light that is generated by the liquid crystal element passes through, then the Absorption control device the degree of absorption of the Liquid crystal elements depending on the light source emits light continuously so that the specified Intensity value is maintained. Such a visual aid is particularly suitable for driving since it is able to react quickly to fluctuations in brightness and for example when driving on a sunny day in a tunnel or a rapid adaptation of the Make liquid crystal elements as an absorption element.

Es ist auch denkbar, das oben bezüglich einer Sehhilfe beschriebene Prinzip auch auf größere Glas- oder Kunststoffflächen (anstelle einer optischen Linse wie bei einer Brille), wie Fenster, anzuwenden. Zum einen kann der Absorptionsgrad von einem in oder benachbart zu einem Fenster angeordneten Flüssigkristallelement durch eine mit diesem und einem Lichtsensor verbundene Absorptionssteuereinrichtung automatisch in Abhängigkeit der von einer Lichtquelle abgestrahlten Lichtstärke oder durch den Benutzer manuell eingestellt werden. It is also conceivable that the above regarding a visual aid described principle also on larger glass or Plastic surfaces (instead of an optical lens like glasses), how to use windows. First, the degree of absorption from one located in or adjacent to a window Liquid crystal element by one with this and one Absorption control device automatically connected in light sensor Dependency of those emitted by a light source Luminous intensity or manually set by the user.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention are referred to below with reference to the enclosed Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der ein Absorptionselement in Form eines phototropen Glases als ein "Schutzglas" ausgebildet ist; Figure 1 is a schematic representation of a light detection device according to the invention according to a first embodiment, in which an absorption element in the form of a phototropic glass is designed as a "protective glass";

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der das Absorptionselement in Form eines phototropen Glases als eine Linse ausgebildet ist; FIG. 2 shows a schematic illustration of a light detection device according to the invention in accordance with a second embodiment, in which the absorption element is designed as a lens in the form of a phototropic glass;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der das Absorptionselement in Form eines Flüssigkristallelements ausgebildet ist, das als ein Schutzglas dient; Figure 3 is a schematic representation of the light detecting device of the invention according to a third embodiment in which the absorbent element of a liquid crystal element is formed in the shape which serves as a protective glass.

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Mobiltelefons mit einer erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung in Form eines Kameramoduls. Fig. 4 is a schematic representation of a mobile phone with a light detection device according to the invention in the form of a camera module.

In Fig. 1 ist nun eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in Form eines Kameramoduls KM1 gezeigt. Von außen nach innen betrachtet weist das Kameramodul KM1 zwei Gehäusewände G1 und G2 auf, an den verschiedene Trägerelemente zum Tragen der für den Betrieb des Kameramoduls KM1 notwendigen Komponenten angebracht sind. Diese Trägerelemente umfassen ein erstes und ein zweites Kameraträgerelement TK1 und TK2 zum Tragen eines Substrats SU, auf dem ein elektronisches Kameraelement KA bzw. mehrere elektronische Kameraelemente KA aufgebracht sind. Es sei bemerkt, dass in der folgenden Beschreibung zur besseren Verständlichkeit jedoch immer nur von einem Kameraelement KA gesprochen wird. Das Kameraelement kann als ein CCD-Kameraelement, als ein CMOS- Kameraelement usw. ausgebildet sein. An einem oberen Abschnitt weist das Kameraelement KA einen Aufnahmeabschnitt AA zum Aufnehmen von Licht auf, das von oben auf das Kameramodul einfällt. Zur Steuerung des Kameraelements KA bzw. zur Verarbeitung der von dem Kameraelement KA erzeugten Bildsignale sind elektrische Leitungen KL vorgesehen, die eine Verbindung von dem Kameraelement KA zu einer Steuer-/Verarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt) herstellt. An den Gehäusewänden G1 und G2 sind ferner untere Linsenträgerelemente TLU1 und TLU2 sowie obere Linsenträgerelemente TLO1 und TLO2 zum Tragen bzw. Halten einer Linse L angebracht. Die Linse L dient dabei als eine optische Baugruppe und insbesondere als ein optisch abbildendes Element. Es ist denkbar, an Stelle der Linse L, die zum Brechen von Licht dient, andere optische Baugruppen zu verwenden, wie beispielsweise einen Spiegel zum Reflektieren von Licht oder einen Lichtleiter (beispielsweise aus Glasfaser) zum Leiten bzw. Umlenken von Licht. Es ist auch denkbar, eine Mehrzahl von optischen Baugruppen zu verwenden. Dabei können eine Mehrzahl gleicher optischer Baugruppen wie Linsen "zusammengeschaltet" sein, oder es können komplexe optische Systeme aus verschiedenen optischen Baugruppen geschaffen werden. In Fig. 1 a cross-sectional view of a light detecting apparatus according to the invention, there is shown in a first embodiment in the form of a camera module KM1. Viewed from the outside inwards, the camera module KM1 has two housing walls G1 and G2, to which various carrier elements for carrying the components necessary for the operation of the camera module KM1 are attached. These carrier elements comprise a first and a second camera carrier element TK1 and TK2 for carrying a substrate SU, on which an electronic camera element KA or a plurality of electronic camera elements KA are applied. It should be noted that in the following description, however, only one camera element KA is spoken of for better comprehensibility. The camera element can be designed as a CCD camera element, as a CMOS camera element, etc. At an upper section, the camera element KA has a receiving section AA for receiving light that falls on the camera module from above. To control the camera element KA or to process the image signals generated by the camera element KA, electrical lines KL are provided which establish a connection from the camera element KA to a control / processing device (not shown). Lower lens support elements TLU1 and TLU2 and upper lens support elements TLO1 and TLO2 for carrying or holding a lens L are also attached to the housing walls G1 and G2. The lens L serves as an optical assembly and in particular as an optically imaging element. Instead of the lens L, which is used to refract light, it is conceivable to use other optical assemblies, such as, for example, a mirror for reflecting light or a light guide (for example made of glass fiber) for guiding or deflecting light. It is also conceivable to use a plurality of optical assemblies. A plurality of identical optical assemblies such as lenses can be "interconnected", or complex optical systems can be created from different optical assemblies.

Schließlich sind an den Gehäusewänden G1 und G2 erste und zweite Schutzglasträger TS1 und TS2 angebracht, von denen ein Schutzglas oder allgemein ein transparenter Stoff mit stoßfesten mechanischen Eigenschaften getragen wird. Außerdem soll das Schutzglas dazu dienen, das Innere des Kameramoduls gegenüber der Umgebung abzudichten. Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Schutzglas PSG als ein phototropes Glas ausgebildet. Dieses phototrope Glas PSG ist im Normalzustand bzw. im nicht angeregten Zustand lichtdurchlässig und dunkelt sich bei Anregung durch ultraviolette Strahlung im Bereich zwischen ungefähr 300 und 400 nm ab. Je größer die Rate der Einstrahlung der ultravioletten Strahlung ist, umso dunkler wird das Schutzglas PSG. Nach Ausbleiben der anregenden Strahlung kehrt das phototrope Schutzglas wieder in seinen Ausgangszustand bzw. Normalzustand zurück und wird wieder lichtdurchlässig. Das bedeutet, dass sich das phototrope Schutzglas selbständig bzw. automatisch in Abhängigkeit der Menge des eingestrahlten Lichts pro Zeit, insbesondere in Abhängigkeit der ultravioletten Strahlungskomponente des Lichts, verdunkelt. Anders ausgedrückt dient das Schutzglas PSG als ein Absorptionselement und ändert in Abhängigkeit des einfallenden Lichts (genauer gesagt in Abhängigkeit der Menge des einfallenden Lichts pro Zeit) seinen Absorptionsgrad, wobei bei geringer einfallender Lichtmenge pro Zeit der Absorptionsgrad einen geringen Wert und bei hoher Menge von einfallendem Licht pro Zeit der Absorptionsgrad einen hohen Wert aufweist. Finally, on the housing walls G1 and G2 are first and second protective glass support TS1 and TS2 attached, one of which Protective glass or a transparent fabric in general shockproof mechanical properties is worn. Moreover The protective glass is intended to serve the interior of the camera module to seal against the environment. According to the first The embodiment is the protective glass PSG as a phototropic glass educated. This phototropic glass PSG is in normal condition or translucent and dark when not excited when excited by ultraviolet radiation in the range between about 300 and 400 nm. The greater the rate of Irradiation of the ultraviolet radiation is the darker the protective glass PSG. After the lack of stimulating The phototropic protective glass returns to its radiation Initial state or normal state back and will again translucent. That means that the phototropic Protective glass independently or automatically depending on the Amount of light irradiated per time, especially in Dependence of the ultraviolet radiation component of the Light, darkened. In other words, the protective glass serves PSG as an absorption element and changes depending on the incident light (more precisely depending on the amount of the incident light per time) its degree of absorption, where with a small amount of incident light per time the Absorbance a low value and with a high amount of incident light per time the degree of absorption a high value having.

Es ist möglich, phototrope Gläser, sei es, dass sie aus einem mineralischen Glas oder einem Kunststoffglas ausgebildet sind, derart hergestellt werden können, dass sie einen vorbestimmten Absorptionsbereich aufweisen, innerhalb dem die Absorptionswerte des phototropen Glases variierbar sind. Es kann beispielsweise ein erstes phototropes Glas mit einem Absorptionsbereich von 10% bis 55% (dabei werden 10% bis 55% des auf das Glas einfallenden Lichts absorbiert) oder es kann ein zweites Glas mit einem Absorptionsbereich von 30% bis 85% hergestellt werden. Somit ist es vorteilhaft, das phototrope Schutzglas PSG als auswechselbares Modul auszuführen, wobei beispielsweise in Umgebungen bzw. Situationen, in denen keine großen Beleuchtungsstärken zu erwarten sind, ein Schutzglasmodul mit geringen Absorptionsgraden eingesetzt werden kann, während in Umgebungen bzw. Situationen, in denen große Beleuchtungsstärken zu erwarten sind, ein Schutzglasmodul verwendet werden kann, das hohe Absorptionsgradwerte aufweist. It is possible to use phototropic glasses, be it that they are made from one mineral glass or a plastic glass are manufactured so that they have a have predetermined absorption range within which the Absorption values of the phototropic glass are variable. It can, for example, a first phototropic glass with a Absorption range from 10% to 55% (10% to 55% of the light incident on the glass) or it can a second glass with an absorption range of 30% to 85% getting produced. Thus, it is advantageous to use the phototropic Protective glass PSG as a replaceable module, whereby for example in environments or situations in which none large illuminance levels are expected Protective glass module with low absorption levels can be used while in environments or situations where large Illuminance levels are expected, a protective glass module can be used that has high levels of absorption.

In Fig. 2 ist nun eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichterfassungsvorrichtung in Form eines Kameramoduls KM2 gezeigt. Der Aufbau des Kameramoduls KM2 der zweiten Ausführungsform entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des Kameramoduls KM1 der ersten Ausführungsform, weshalb eine ausführliche Beschreibung der beiden Ausführungsformen gemeinsamen Komponenten im Folgenden weggelassen wird. Das Kennzeichen des Kameramoduls KM2 der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass nicht das Schutzglas SG, sondern die optische Baugruppe, nämlich die Linse PL, aus einem phototropen Glas ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt, ist es denkbar, an Stelle der Linse PL oder zusätzlich dazu weitere optische Baugruppen, wie Spiegel oder Lichtleiter vorzusehen. Auch diese weiteren optisch abbildenden Elemente können aus einem phototropen Glas hergestellt sein. FIG. 2 shows a second embodiment of the light detection device according to the invention in the form of a camera module KM2. The structure of the camera module KM2 of the second embodiment essentially corresponds to the structure of the camera module KM1 of the first embodiment, which is why a detailed description of the components common to both embodiments is omitted below. The characteristic of the camera module KM2 of the second embodiment is that it is not the protective glass SG, but rather the optical assembly, namely the lens PL, that is made of a phototropic glass. As already mentioned, it is conceivable to provide additional optical assemblies, such as mirrors or light guides, instead of or in addition to the lens PL. These further optically imaging elements can also be produced from a phototropic glass.

Es ist auch denkbar, das Schutzglas SG wegzunehmen, insbesondere wenn eine gute bzw. angemessene Dichtung zwischen den Trägerelementen TLO1, TLO2, TLU1, TLU2 und der Linse PL hergestellt bzw. eine sorgfältige und umsichtige Benutzung des Kameramoduls vorausgesetzt werden kann. Es ist jedoch auch denkbar, das Schutzglas PSG der ersten Ausführungsform in Form eines phototropen Glases auszubilden und beispielsweise durch Schleifen des Schutzglases an der dem Lichtsensor zugewandten Seite einen Linsenabschnitt in diesem auszubilden. Dadurch kann im einfachsten Fall eine zusätzliche Linse weggelassen werden, was ebenso Baukomponenten und Kosten minimiert. It is also conceivable to remove the protective glass SG especially if there is a good or adequate seal between the Support elements TLO1, TLO2, TLU1, TLU2 and the lens PL manufactured or a careful and prudent use of the Camera module can be required. However, it is also conceivable in the protective glass PSG of the first embodiment Form a phototropic glass and for example by grinding the protective glass on the light sensor facing side to form a lens section in this. In the simplest case, this can be an additional lens to be omitted, which also includes building components and costs minimized.

Es lässt sich also zusammenfassen, dass die Verwendung eines phototropen Glases, ob in Form eines Schutzglases oder einer optischen Baugruppe, eine sich selbst einstellende Belichtungssteuerung bei einem Kameramodul schafft. Diese phototrope Belichtungssteuerung kann somit insbesondere als Unterstützung der in einem elektronischen Kameraelement vorgesehenen Belichtungssteuerung, in der die Belichtungszeit in einem bestimmten Zeitfenster einstellbar ist, unterstützen, indem Spitzenwerte in der Beleuchtung zunächst von einem phototropen Glas aufgenommen bzw. abgefangen werden und die durch das phototrope Glas reduzierte Lichtstärke dann von der elektronischen Belichtungssteuerung in angemessener Weise handhabbar ist. So it can be summarized that the use of a phototropic glass, whether in the form of a protective glass or a optical assembly, a self-adjusting Exposure control in a camera module creates. This phototropic exposure control can thus in particular as Support in an electronic camera element provided exposure control in which the exposure time in one certain time window is adjustable, support by Top values in the lighting first of all phototropic glass can be picked up and intercepted by the phototropic glass then reduced light intensity from the electronic exposure control can be handled appropriately is.

In Fig. 3 ist nun eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichterfassungseinrichtung ebenfalls in Form eines Kameramoduls KM3 gezeigt. Der Aufbau des Kameramoduls KM3 der dritten Ausführungsform stimmt im Wesentlichen mit dem Aufbau der Kameramodule KM1 und KM2 der ersten bzw. zweiten Ausführungsform überein, weshalb eine ausführliche Erläuterung der übereinstimmenden Komponenten im Folgenden weggelassen wird. In Fig. 3 shows a third embodiment of the light detecting device according to the invention, there is shown also in the form of a camera module BM3. The structure of the camera module KM3 of the third embodiment essentially corresponds to the structure of the camera modules KM1 and KM2 of the first and second embodiments, for which reason a detailed explanation of the corresponding components is omitted below.

Das Kennzeichen des Kameramoduls KM3 der dritten Ausführungsform besteht darin, das zur Belichtungssteuerung bzw. zur zusätzlichen Belichtungssteuerung an Stelle eines phototropen Glases nun ein Flüssigkristallelement verwendet wird. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist an Stelle eines Schutzglases, wie es bei den beiden ersten Ausführungsformen verwendet worden ist, ein Flüssigkristallelement FKE vorgesehen, das durch die Trägerelemente TS1 und TS2 getragen bzw. gehalten wird. Das Flüssigkristallelement besteht aus einem oberen Begrenzungselement in Form einer Glasplatte BO, auf der eine Leiterstruktur beispielsweise in Form einer sehr dünnen Metallschicht aufgebracht ist. Ferner ist auf der oberen Glasplatte BO eine Polarisationsfolie, der sogenannte Polarisator, aufgebracht, der dazu dient, das von oben auf die Glasplatte auftreffende Licht zu polarisieren. Auf der unteren Glasplatte ist ebenso eine Leiterstruktur beispielsweise in Form einer sehr dünnen Metallschicht sowie eine weitere Polarisationsfolie, der sogenannte Analysator, aufgebracht, deren Polarisationsebene um 90° bezüglich der Polarisationsfolie der oberen Glasplatte gedreht ist. Die jeweiligen dünnen Metallschichten (nicht dargestellt) der oberen BO und unteren BU Glasplatte sind über eine erste elektrische Leitung ASL1 und eine zweite elektrische Leitung ASL2, die getrennt in eine Leitung ASL münden, mit einer Absorptionssteuereinrichtung ASE verbunden. Die Absorptionssteuereinrichtung ASE ist in der Lage, durch Anlegen einer elektrischen Spannung über die elektrischen Leitungen ASL1 bzw. ASL2 an die dünnen Metallschichten der oberen BO und BU Glasplatten ein elektrisches Feld zu erzeugen, in Abhängigkeit dessen Stärke sich die in der Flüssigkeit FK enthaltenen Kristalle drehen und dadurch die Polarisationsebene des Lichts beeinflussen bzw. drehen. Sind die Polarisatorfolie und die Analysatorfolie, wie oben dargestellt, bezüglich ihrer Polarisationsebene um 90° versetzt angeordnet, und dreht die Flüssigkeit FK bzw. drehen die in der Flüssigkeit FK enthaltenen Kristalle ohne ein angelegtes elektrisches Feld die Polarisationsebene von einfallendem Licht um 90°, so ist das Flüssigkristallelement FKE bei ausgeschaltetem elektrischen Feld lichtdurchlässig. Wird von der Absorptionssteuereinrichtung ASE nun ein elektrisches Feld über die Leitungen ASL, ASL1, ASL2 bei den dünnen Metallschichten an der oberen BO und unteren BU Glasplatte aufgebaut, so drehen sich die in der Flüssigkeit FK enthaltenen Kristalle, wodurch die Polarisationsebene des Lichts auf einen größeren Wert als den Wert von 90° im Ruhezustand gedreht wird. Das bedeutet, dass bei einem sich vergrößernden elektrischen Feld die Polarisationsebene von einfallendem Licht in der Flüssigkeit FK gedreht wird, was bei einem bestimmten Winkel der Drehung der Polarisationsebene in der Flüssigkeit FK, bei dem die Polarisationsebene des austretenden Lichts um 90 bzw. 270° zu der Polarisationsebene der Analysatorfolie auf der unteren Glasplatte BU versetzt ist, zu einer Lichtundurchlässigkeit führt. Das bedeutet, dass es bei der dritten Ausführungsform durch Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkeit FK möglich ist, den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements FKE zu variieren. Die Zeit, in der sich die Flüssigkristalle gemäß einem angelegten elektrischen Feld ausrichten und somit der Absorptionsgrad bzw. Transmissionsgrad des Flüssigkristallelements FKE für Licht einstellbar ist, liegt im Millisekundenbereich. The characteristic of the camera module KM3 of the third embodiment is that a liquid crystal element is now used instead of a phototropic glass for exposure control or for additional exposure control. In the embodiment shown in FIG. 3, a liquid crystal element FKE is provided instead of a protective glass, as was used in the first two embodiments, which is carried or held by the carrier elements TS1 and TS2. The liquid crystal element consists of an upper boundary element in the form of a glass plate BO, on which a conductor structure is applied, for example in the form of a very thin metal layer. Furthermore, a polarizing film, the so-called polarizer, is applied to the upper glass plate BO, which serves to polarize the light impinging on the glass plate from above. A conductor structure, for example in the form of a very thin metal layer, and a further polarizing film, the so-called analyzer, are also applied to the lower glass plate, the polarization plane of which is rotated by 90 ° with respect to the polarizing film of the upper glass plate. The respective thin metal layers (not shown) of the upper BO and lower BU glass plate are connected to an absorption control device ASE via a first electrical line ASL1 and a second electrical line ASL2, which separate into a line ASL. The absorption control device ASE is able to generate an electrical field by applying an electrical voltage via the electrical lines ASL1 or ASL2 to the thin metal layers of the upper BO and BU glass plates, depending on the strength of which the crystals contained in the liquid FK rotate and thereby influence or rotate the plane of polarization of light. If the polarizer film and the analyzer film, as shown above, are arranged offset by 90 ° with respect to their plane of polarization, and the liquid FK rotates or the crystals contained in the liquid FK rotate the plane of polarization of incident light by 90 ° without an applied electric field, so the liquid crystal element FKE is translucent when the electrical field is switched off. If the absorption control device ASE now creates an electric field via the lines ASL, ASL1, ASL2 in the thin metal layers on the upper BO and lower BU glass plate, the crystals contained in the liquid FK rotate, thereby increasing the polarization level of the light Value is rotated as the value of 90 ° in the idle state. This means that with an increasing electric field, the plane of polarization of incident light in the liquid FK is rotated, which at a certain angle of rotation of the plane of polarization in the liquid FK, at which the plane of polarization of the emerging light increases by 90 or 270 ° the polarization plane of the analyzer film on the lower glass plate BU is offset, leading to an opacity. This means that in the third embodiment, by applying an electric field to the liquid FK, it is possible to vary the degree of absorption of the liquid crystal element FKE. The time in which the liquid crystals align themselves according to an applied electrical field and thus the degree of absorption or transmittance of the liquid crystal element FKE for light can be set in the millisecond range.

Zum einen ist es möglich, dass der Absorptionsgrad durch die Absorptionssteuereinrichtung ASE auf einen feststehenden Wert eingestellt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass der Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements in Abhängigkeit des einfallenden Lichts gesteuert bzw. geregelt wird. Dabei kann das elektronische Kameraelement KA oder können in dem Fall der Verwendung mehrerer elektronischer Kameraelemente KA diese, als Absorptionssteuerungslichtsensoren dienen. Wie oben bereits erwähnt, werden bei einem elektronischen Kameraelement durch Lichteinstrahlung auf die Sensorflächen des Kameraelements elektrische Ladungen erzeugt. Die Anzahl der erzeugten Ladungen ist ein Maß für die Menge des eingestrahlten Lichts, genauer gesagt für die Menge von eingestrahltem Licht während eines Belichtungszyklus und lässt somit Rückschlüsse auf die Lichtstärke oder Beleuchtungsstärke des auf das elektronische Kameraelement KA auftreffenden Lichts zu. Ein die Beleuchtungsstärke repräsentierendes Signal kann von dem elektronischen Kameraelement KA über eine elektrische Leitung KL zu der Absorptionssteuereinrichtung ASE geleitet werden. Diese kann dann nach Auswertung des Signals über die Leitungen ASL, ASL1, ASL2 eine Spannung an den dünnen Metallschichten an den oberen BO und unteren BU Glasplatten anlegen, um ein elektrisches Feld zum Drehen der Kristalle in der Flüssigkeit FK zu erzeugen. Stellt nun die Absorptionssteuereinrichtung fest, dass das von dem Kameraelement KA gelieferte Beleuchtungsstärkensignal zu groß ist, so wird sie durch Anlegen und Vergrößern des elektrischen Feldes den Absorptionsgrad des Flüssigkristallelements FKE vergrößern und somit den Transmissionsgrad verringern. Dabei kann die Absorptionssteuereinrichtung durch einen stetigen Vergleich der von dem Kameraelement KA gemessenen Beleuchtungsstärke mit einer vordefinierten Sollbeleuchtungsstärke eine rückgekoppelte Steuerung bzw. eine Regelung realisiert werden, so dass die von dem Kameraelement KA empfangenen Beleuchtungsstärke nicht über einen bestimmten Maximalwert hinaus geht, der von der elektronischen Beleuchtungssteuerung des Kameraelements KA noch handhabbar ist. On the one hand, it is possible that the degree of absorption by the Absorption control device ASE to a fixed value is set. However, it is also possible that the Degree of absorption of the liquid crystal element depending on the incident light is controlled or regulated. It can the electronic camera element KA or can in the case the use of several KA electronic camera elements these serve as absorption control light sensors. As above already mentioned are in an electronic Camera element by light irradiation on the sensor surfaces of the Camera element generates electrical charges. The number of The generated charge is a measure of the amount of the irradiated Light, more precisely for the amount of light shone in during an exposure cycle and thus draws conclusions on the light intensity or illuminance of the on the electronic camera element KA incident light. On the signal representing the illuminance can be obtained from the electronic camera element KA via an electrical line KL to be directed to the absorption control device ASE. After evaluation of the signal, this can then be done via the Lines ASL, ASL1, ASL2 a voltage on the thin Apply metal layers to the upper BO and lower BU glass plates an electric field for rotating the crystals in the To produce liquid FK. Now put that Absorption control device determines that that supplied by the camera element KA Illuminance signal is too large, so it is through Creation and enlargement of the electric field Increase the degree of absorption of the liquid crystal element FKE and thus the Reduce transmittance. The Absorption control device by a constant comparison of that of the Camera element KA measured illuminance with a a predefined target illuminance Control or regulation can be realized so that the the illuminance received by the camera element KA goes beyond a certain maximum value, which of the electronic lighting control of the camera element KA is still manageable.

Die Möglichkeit der Steuerung bzw. Regelung des Flüssigkristallelements im Millisekundenbereich bietet auch eine gewisse Schutzfunktion für das Kameraelement KA, da bei Einwirken extrem hoher Lichtstärken auf das Kameramodul schnell eine Verringerung der Durchlässigkeit des Flüssigkristallelements möglich ist. The possibility of controlling or regulating the Liquid crystal elements in the millisecond range also offer some Protection function for the camera element KA, because when it acts extremely high light intensities on the camera module Reduction of the permeability of the liquid crystal element is possible.

Die Absorptionssteuereinrichtung kann in der Steuer-/Verarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt) des elektronischen Kameraelements KA integriert sein oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Es sei wiederum zusammenzufassen, dass auch bei dem Kameramodul KM3 der dritten Ausführungsform eine Belichtungssteuerung bzw. zusätzliche Belichtungssteuerung durch ein Flüssigkristallelement durchführbar ist, das als Absorptionselement dient, dessen Absorptionsgrad variierbar ist. Wie auch bei der ersten und zweiten Ausführungsform lassen sich bei der dritten Ausführungsform Kameramodule herstellen, deren Abmessungen im Bereich von einigen Millimetern, beispielsweise 10 mm × 10 mm × 10 mm, liegen. The absorption control device can in the Control / processing device (not shown) of the electronic Camera element KA can be integrated or as a separate component be trained. Again, it should be summarized that too in the camera module KM3 of the third embodiment, one Exposure control or additional exposure control is feasible by a liquid crystal element which as Absorption element serves, the degree of absorption is variable is. As with the first and second embodiments can be camera modules in the third embodiment manufacture whose dimensions range from a few Millimeters, for example 10 mm × 10 mm × 10 mm.

Das Flüssigkristallelement FKE kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung derart ausgeführt sein, daß es eine Vielzahl von Flüssigkristallabschnitten umfaßt, die getrennt voneinander ansteuerbar sind. Diese Flüssigkristallabschnitte können beispielsweise in Malrixform angeordnet sein und erlauben, daß die Absorption bzw. Transmission von Licht nicht nur gleichmäßig über die gesamte Fläche des Flüssigkristallelements FKE verändert wird, sondern auch partiell in nur bestimmten Flächenbereichen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, auch dunkle Objekte abzutasten, die normalerweise von einer sehr starken Lichtquelle in der unmittelbaren Nachbarschaft überstrahlt werden würden. Bereiche hoher Lichtstärke (beispielsweise ein Scheinwerfer in Richtung des Kameraelements neben einer abzubildenden Person) können also gegenüber dem abzubildenden Objekt stärker abgedunkelt werden. The liquid crystal element FKE can according to an advantageous Embodiment be designed so that there are a variety of liquid crystal sections which separated are controllable from each other. These liquid crystal sections can for example in the form of a matrix and allow that the absorption or transmission of light is not only evenly over the entire area of the Liquid crystal elements FKE is changed, but also partially in only certain areas. In this way there is Possibility to also scan dark objects that are normally from a very strong light source in the immediate Neighborhood would be outshone. Areas higher Luminous intensity (for example a headlight in the direction of the Camera element next to a person to be imaged) be darkened more than the object to be imaged.

Abschließend ist in Fig. 4 noch eine schematische Darstellung eines Mobilfunkgeräts in Form eines Mobiltelefons MP mit einem Kameramodul KM gezeigt, das als ein der oben beschriebenen Kameramodule KM1, KM2 oder KM3 ausgeführt sein kann. Das Kameramodul KM ist dabei auf einer Vorderseite des Mobiltelefons MP angeordnet, auf der ferner ein Tastaturblock TB als eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe von Steueranweisungen in das Mobiltelefon MP sowie eine Anzeige bzw. ein Display DP zur Darstellung alphanumerischer Zeichen oder von Bildinformationen, die beispielsweise von dem Kameramodul KM erfaßt werden, vorgesehen sind. Bezugszeichenliste ASE Absorptionssteuereinrichtung
AA Aufnahmeabschnitt
ASL elektrische Spannungssteuerleitung von ASE
ASL1 Spannungssteuerleitung für Metallschicht auf BO
ASL2 Spannungssteuerleitung für Metallschicht auf BU
BO obere Glasplatte von FKE
BU untere Glasplatte von FKE
DP Anzeige von MP
FK Flüssigkeit von FKE
FKE Flüssigkristallelement
G1, G2 erste und zweite Gehäusewand von KM
KA elektronisches Kameraelement
KL elektrische Leitung von KA zur Steuerung von KA und zur Weiterleitung/Weiterverarbeitung von Bildinformationen von KA
KM Kameramodul
KM1, KM2, KM3 Kameramodul der 1., 2., 3. Ausführungsform
MP Mobiltelefon
L Linse
PL Linse aus phototropem Glas
PSG Schutzglas aus phototropem Glas
SG Schutzglas
SU Substrat zum Tragen von KA
TK1, TK2 Kameraträgerelemente
TLO1, TLO2 obere Linsenträgerelemente
TLU1, TLU2 untere Linsenträgerelemente
TB Tastaturblock
TS1, TS2 Schutzglasträgerelemente
Finally, FIG. 4 also shows a schematic illustration of a mobile radio device in the form of a mobile telephone MP with a camera module KM, which can be designed as one of the camera modules KM1, KM2 or KM3 described above. The camera module KM is arranged on a front side of the mobile phone MP, on which there is also a keyboard block TB as an input device for entering control instructions into the mobile phone MP and a display or a display DP for displaying alphanumeric characters or image information, for example from the Camera module KM are detected, are provided. LIST OF REFERENCE NUMBERS ASE absorption control device
AA receiving section
ASL electrical voltage control line from ASE
ASL1 voltage control line for metal layer on BO
ASL2 voltage control line for metal layer on BU
BO upper glass plate from FKE
BU lower glass plate by FKE
DP display of MP
FK liquid from FKE
FKE liquid crystal element
G1, G2 first and second housing wall from KM
KA electronic camera element
KL electrical line from KA for controlling KA and for forwarding / processing image information from KA
KM camera module
KM1, KM2, KM3 camera module of the 1st , 2nd , 3rd embodiment
MP mobile phone
L lens
PL lens made of phototropic glass
PSG protective glass made of phototropic glass
SG protective glass
SU substrate for wearing KA
TK1, TK2 camera support elements
TLO1, TLO2 upper lens support elements
TLU1, TLU2 lower lens support elements
TB keypad
TS1, TS2 protective glass support elements

Claims

1. Light detection device (KM, KM1, KM2, KM3) with the following features:
a light sensor (KA) having a receiving portion (AA) for receiving light emitted from a light source;
an absorption element (PL, PSG, FKE) which is arranged between the receiving section of the light sensor and the light source in order to control the intensity of the light impinging on the receiving section, the degree of absorption of the absorption element being controllable.

2. Light detection device according to claim 1, wherein the Degree of absorption of the absorption element (PL, PSG, FKE) in Dependence on the light emitted by the light source is automatically controllable.

3. Light detection device according to claim 1 or 2, the an optical assembly (L, PL) for breaking, Reflect or direct the light emitted by the light source Has light.

4. Light detection device according to one of claims 1 to 3, in which the absorption element (PL, PSG) includes phototropic glass.

5. Light detection device according to claim 4, wherein the phototropic glass a predetermined absorption range has, within which the degree of absorption is variable.

6. Light detection device according to claim 4 or 5, at which the absorption element (PSG) as a replaceable Module is formed.

7. Light detection device according to one of claims 4 to 6, in which the phototropic glass consists of a mineral Glass or a plastic glass is made.

8. Light detection device according to claim 3 and one of claims 4 to 7, wherein the optical assembly (PL) is formed as the absorption element.

9. Light detection device according to one of claims 1 to 3, in which the absorption element Includes liquid crystal element (FKE).

10. The light detection device according to claim 9, wherein the Liquid crystal element (FKE) a first boundary component (BO) with one polarizer element, a second Boundary component (BU) with one analyzer element and one between liquid (FK) arranged in the two boundary elements has, which is able, depending on one of these applied electrical control field, the polarization plane of light to rotate the degree of absorption of the Vary liquid crystal elements.

11. Light detection device according to claim 10, having the following features:
an absorption control light sensor (KA) for detecting the light intensity of the light emitted by the light source and for outputting an intensity signal indicating the light intensity;
an absorption control device (ASE) connected to the absorption control light sensor for controlling the electrical control field for the liquid (FK) of the liquid crystal element (FKE) as a function of the intensity signal of the absorption control light sensor (KA).

12. The light detection device according to claim 11, wherein the light sensor (KA) as the absorption control light sensor (KA) is formed.

13. Light detection device according to claim 9 to 12, at which the liquid crystal element (FKE) a plurality of Includes liquid crystal sections, their degree of absorption can be varied separately.

14. Light detection device according to one of claims 1 to 13, where the light sensor (KA) as one Image generating device is formed.

15. The light detection device according to claim 14, wherein the light sensor (KA) is a CCD camera element or a CMOS Includes camera element.

16. Imaging device (MP) with a Light detection device (KM) according to one of claims 1 to 15.

17. Imaging device used as a cellular device (MP), a portable computer, a camera or a Video camera is designed.