DE102018215177A1 - Autofocus and particle sensor device and corresponding method, as well as camera and particle sensor system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung (1a; 1b; 1c), mit einer optischen Emittereinrichtung (2), welche dazu ausgebildet ist, mindestens einen Mess-Laserstrahl (L) in eine Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung (1a; 1b; 1c) auszusenden; und einer Detektoreinrichtung (3), welche dazu ausgebildet ist, den mindestens einen an Partikeln oder Objekten (6) in der Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung (1a; 1b; 1c) gestreuten Mess-Laserstrahl (L) zu detektieren und ein entsprechendes Messsignal auszugeben. Eine Auswerteeinrichtung (4) ist dazu ausgebildet, unter Verwendung des Messsignals in einem ersten Betriebsmodus mindestens eine Messgröße bezüglich der Partikel in der Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung (1a; 1b; 1c) zu bestimmen; und in einem zweiten Betriebsmodus ein Ansteuersignal zum Anpassen eines Fokus einer externen Kamera (5) zu generieren. The invention relates to a combined autofocus and particle sensor device (1a; 1b; 1c) with an optical emitter device (2) which is designed to emit at least one measuring laser beam (L) into the surroundings of the combined autofocus and particle sensor device (1a; 1b; 1c) send out; and a detector device (3) which is designed to detect the at least one measurement laser beam (L) scattered on particles or objects (6) in the vicinity of the combined autofocus and particle sensor device (1a; 1b; 1c) and a corresponding one Output measurement signal. An evaluation device (4) is designed to use the measurement signal in a first operating mode to determine at least one measurement variable with regard to the particles in the vicinity of the combined autofocus and particle sensor device (1a; 1b; 1c); and to generate a control signal for adapting a focus of an external camera (5) in a second operating mode.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiter ein kombiniertes Kamera- und Partikelsensorsystem. Die Erfindung betrifft schließlich ein kombiniertes Autofokus- und Partikelmessverfahren. Im Speziellen betrifft die Erfindung kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtungen sowie entsprechende Messverfahren zur Anwendung in mobilen Vorrichtungen, insbesondere in Smartphones.The present invention relates to a combined autofocus and particle sensor device. The invention further relates to a combined camera and particle sensor system. Finally, the invention relates to a combined autofocus and particle measurement method. In particular, the invention relates to combined autofocus and particle sensor devices and corresponding measurement methods for use in mobile devices, in particular in smartphones.
Stand der TechnikState of the art
In vielen größeren Städten mit hohem Verkehrsaufkommen oder in Industriegebieten kann die Luftbelastung, welche insbesondere aufgrund von Schwebstaub entsteht, problematisch werden. Um die Überschreitung von Grenzwerten zu messen oder um bestimmte Problembezirke zu identifizieren, werden durch öffentliche Institute oder wissenschaftliche Forschungseinrichtungen Messungen vorgenommen, um die Partikelbelastung zu bestimmen. Zunehmend besteht jedoch auch im privaten Bereich eine Nachfrage an Möglichkeiten, die Partikelbelastung lokal zu bestimmen. Es besteht somit Bedarf an tragbaren, miniaturisierte Sensoren zur Erfassung der Partikelbelastung.In many larger cities with a high volume of traffic or in industrial areas, the air pollution, which arises in particular due to particulate matter, can become problematic. In order to measure the exceedance of limit values or to identify certain problem areas, measurements are carried out by public institutes or scientific research institutions in order to determine the particle load. However, there is also an increasing demand in the private sector for possibilities to determine the particle load locally. There is therefore a need for portable, miniaturized sensors for detecting the particle load.
Die Partikelbelastung kann beispielsweise auf Basis optischer Messungen ermittelt werden. So ist ein beispielhafter optischer Partikelsensor aus der
Ein weiterer beispielhafter optischer Partikelsensor zum Detektieren von Partikeldichten kleiner Partikel mit Partikelgrößen im Bereich zwischen 0,05 µm und 10 µm ist aus der
Tragbare Geräte, wie etwa Smartphones, umfassen neben optischen Sensoren typischerweise Kameras zum Erfassen von Bildern und Videos. Während klassischerweise der Fokus der Kamera manuell eingestellt wurde, verfügen die meisten modernen Kameras, und insbesondere Kameras von tragbaren Geräten wie Smartphones, Tablets oder Notebooks, über einen Autofokus (
Passive Autofokussysteme umfassen die Kantenkontrastmessung, wobei die Bildweite des Objektivs variiert wird und der Helligkeitsverlauf an Konturkanten maximiert wird. Weitere passive Methoden umfassen einen Phasenvergleich, Liniensensoren und Kreuzsensoren.Passive autofocus systems include edge contrast measurement, whereby the image width of the lens is varied and the brightness curve at contour edges is maximized. Other passive methods include phase comparison, line sensors and cross sensors.
Aktive Autofokussysteme umfassen Laufzeitverfahren, wobei ein Abstand von Objekten anhand der Laufzeit von an den Objekten reflektierten Ultraschallwellen oder Laserstrahlen bestimmt wird. Um auch bei schlechter Beleuchtung des Objekts passive Verfahren, etwa Kontrastmessung oder Phasenvergleich, verwenden zu können, kann ein AF-Hilfslicht zum Einsatz kommen.Active autofocus systems include time-of-flight methods, a distance between objects being determined on the basis of the time-of-flight of ultrasonic waves or laser beams reflected on the objects. An AF auxiliary light can be used in order to be able to use passive methods, such as contrast measurement or phase comparison, even when the object is poorly illuminated.
Für verschiedene Sensorfunktionen, insbesondere zum Bestimmen von Eigenschaften von Partikeln, und für eine Autofokusfunktion einer Kamera sind typischerweise mehrere Sensoren erforderlich, was einen hohen Gesamtaufwand darstellt und zu Bauraumproblemen der tragbaren Geräte führen kann.Several sensors are typically required for various sensor functions, in particular for determining properties of particles, and for an autofocus function of a camera, which represents a high overall expenditure and can lead to space problems of the portable devices.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung stellt eine kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein kombiniertes Kamera- und Partikelsensorsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und ein kombiniertes Autofokus- und Partikelmessverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bereit.The invention provides a combined auto focus and particle sensor device with the features of claim 1, a combined camera and particle sensor system with the features of claim 8 and a combined auto focus and particle measurement method with the features of claim 10.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach eine kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung mit einer optischen Emittereinrichtung, einer Detektoreinrichtung und einer Auswerteeinrichtung. Die optische Emittereinrichtung ist dazu ausgebildet, mindestens einen Mess-Laserstrahl in eine Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung auszusenden. Die Detektoreinrichtung detektiert den mindestens einen an Partikeln oder Objekten in der Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung gestreuten Mess-Laserstrahl und gibt ein entsprechendes Messsignal aus. Die Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, unter Verwendung des Messsignals in einem ersten Betriebsmodus mindestens eine Messgröße bezüglich der Partikel in der Umgebung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung zu bestimmen, und in einem zweiten Betriebsmodus ein Ansteuersignal zum Anpassen eines Fokus einer externen Kamera zu generieren.According to a first aspect, the invention accordingly relates to a combined autofocus and particle sensor device with an optical emitter device, a detector device and an evaluation device. The optical emitter device is designed to emit at least one measurement laser beam into the surroundings of the combined autofocus and particle sensor device. The detector device detects the at least one measurement laser beam scattered on particles or objects in the vicinity of the combined autofocus and particle sensor device and outputs a corresponding measurement signal. The evaluation device is designed to use the measurement signal in a first operating mode to determine at least one measurement variable with regard to the particles in the vicinity of the combined autofocus and particle sensor device, and to generate a control signal for adapting a focus of an external camera in a second operating mode.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein kombiniertes Kamera- und Partikelsensorsystem, mit einer Kamera und einer kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, den Fokus der Kamera mithilfe des Ansteuersignals anzupassen.According to a second aspect, the invention relates to a combined camera and particle sensor system, with a camera and a combined auto focus and particle sensor device, which is designed to adapt the focus of the camera with the aid of the control signal.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein kombiniertes Autofokus- und Partikelmessverfahren, wobei mindestens einen Mess-Laserstrahl ausgesendet wird und der mindestens eine an Partikeln oder Objekten gestreute Mess-Laserstrahl detektiert wird und ein entsprechendes Messsignal ausgegeben wird. In einem ersten Verfahrensmodus wird unter Verwendung des Messsignals eine Messgröße bezüglich der Partikel bestimmt und in einem zweiten Verfahrensmodus wird unter Verwendung des Messsignals ein Ansteuersignal zum Anpassen eines Fokus einer Kamera generiert.According to a third aspect, the invention relates to a combined autofocus and particle measurement method, wherein at least one measurement laser beam is emitted and the at least one measurement laser beam scattered on particles or objects is detected and a corresponding measurement signal is output. In a first method mode, a measurement variable relating to the particles is determined using the measurement signal, and in a second method mode, a control signal for adapting a focus of a camera is generated using the measurement signal.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl für eine Autofokusfunktion verwendbar als auch als Partikelsensor einsetzbar. Die beiden Betriebsmodi bzw. Betriebsverfahren (Autofokus-Modus bzw. -Verfahren und Partikelsensor-Modus bzw. -Verfahren) können entweder unabhängig voneinander, d.h. zeitlich aufeinander folgend, oder auch gleichzeitig eingesetzt oder durchgeführt werden. Da für beide Funktionen nur eine einzige, gemeinsame optische Emittereinrichtung und eine entsprechende Detektoreinrichtung notwendig sind, kann die kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung sehr kompakt ausgebildet sein, sodass der erforderliche Bauraum reduziert wird, was vor allem bei tragbaren Geräten wie Smartphones sehr von Vorteil ist. Durch einen Verzicht auf mehrere unabhängige Sensoren werden weiter die Herstellungskosten reduziert.The device according to the invention can be used both for an autofocus function and as a particle sensor. The two operating modes or operating methods (autofocus mode or method and particle sensor mode or method) can either be independent of one another, i.e. successively in time, or also used or carried out simultaneously. Since only a single, common optical emitter device and a corresponding detector device are required for both functions, the combined autofocus and particle sensor device can be designed to be very compact, so that the required installation space is reduced, which is particularly advantageous in the case of portable devices such as smartphones. By eliminating several independent sensors, the manufacturing costs are further reduced.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung basiert das Messprinzip der Detektoreinrichtung auf einem Self-Mixing-Interferenzverfahren (SMI-Verfahren), d.h. der mindestens eine ausgesendete Mess-Laserstrahl interferiert mit dem entsprechenden gestreuten Mess-Laserstrahl. Das Messsignal kann basierend auf einem Fotostrom von Fotodioden der Detektoreinrichtung generiert werden.According to a preferred development of the combined autofocus and particle sensor device, the measuring principle of the detector device is based on a self-mixing interference method (SMI method), i.e. the at least one emitted measuring laser beam interferes with the corresponding scattered measuring laser beam. The measurement signal can be generated based on a photo current from photo diodes of the detector device.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, in dem zweiten Betriebsmodus unter Verwendung des Messsignals einen Abstand eines Objekts von der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung zu berechnen und das Ansteuersignal in Abhängigkeit des berechneten Abstands zu generieren. Insbesondere bei Verwendung eines SMI-Verfahrens kann der Abstand sehr schnell und exakt bestimmt werden, wodurch eine langwierige Einstellung des Fokus, etwa mittels Kantenkontrastmessung, wobei mehrere Testbilder erzeugt werden müssen, bis der optimale Fokus erreicht wird, entfallen kann.According to a preferred development of the combined autofocus and particle sensor device, the evaluation device is designed to calculate a distance of an object from the combined autofocus and particle sensor device in the second operating mode using the measurement signal and to generate the control signal as a function of the calculated distance. In particular when using an SMI method, the distance can be determined very quickly and precisely, as a result of which a lengthy adjustment of the focus, for example by means of edge contrast measurement, in which several test images have to be generated until the optimum focus is reached.
Gemäß einer Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus unter Verwendung des Messsignals einen Geschwindigkeitsbetrag und/oder eine Bewegungsrichtung eines Objekts in der Umgebung der Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung zu berechnen und in Abhängigkeit des berechneten Geschwindigkeitsbetrags und/oder der berechneten Bewegungsrichtung des Objekts eine Einstellung des Fokus der externen Kamera zu einem zukünftigen Zeitpunkt vorherzusagen und das Ansteuersignal entsprechend zu generieren. Gemäß einer Weiterbildung kann unter Verwendung des Messsignals der momentane Abstand des Objekts von der Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung gemessen werden und unter Verwendung des berechneten Geschwindigkeitsbetrags und/oder der berechneten Bewegungsrichtung kann der Abstand des Objekts von der Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung zu mindestens einem zukünftigen Zeitpunkt vorhergesagt werden. Allgemeiner kann die Trajektorie des Objekts berechnet werden, sodass der Fokus stets auf das Objekt scharf gestellt werden kann, wobei das Ansteuersignal entsprechend generiert wird.According to a development of the combined autofocus and particle sensor device, the evaluation device is designed to calculate a speed amount and / or a direction of movement of an object in the vicinity of the autofocus and particle sensor device in the second operating mode using the measurement signal and as a function of the calculated speed amount and / or to predict a setting of the focus of the external camera at a future point in time in the calculated direction of movement of the object and to generate the control signal accordingly. According to a further development, the instantaneous distance of the object from the autofocus and particle sensor device can be measured using the measurement signal and the distance of the object from the autofocus and particle sensor device can be predicted at least at a future time using the calculated speed amount and / or the calculated direction of movement become. More generally, the trajectory of the object can be calculated so that the focus can always be focused on the object, the control signal being generated accordingly.
Die optische Emittereinrichtung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung kann eine beliebige Anzahl von Mess-Laserstrahlen aussenden. Insbesondere kann die Emittereinrichtung auch nur einen einzigen Mess-Laserstrahl emittieren. Es ist jedoch bevorzugt, dass die optische Emittereinrichtung eine Vielzahl von Mess-Laserstrahlen, das heißt mindestens zwei Mess-Laserstrahlen aussendet. Insbesondere kann die optische Emittereinrichtung dazu ausgebildet sein, mindestens drei Mess-Laserstrahlen in verschiedene Raumrichtungen auszusenden. Unter Annahme eines homogenen Partikelstroms können bei Verwendung von mindestens drei Mess-Laserstrahlen die Projektionen von vektoriellen Partikeleigenschaften, etwa einer Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Partikel des Partikelstroms, auf die verschiedenen Raumrichtungen ermittelt werden. Da sich die Raumrichtungen unterscheiden, können dadurch die vektoriellen Partikeleigenschaften vollständig rekonstruiert werden. Bei Verwendung von vier oder mehr Mess-Laserstrahlen treten gewisse Redundanzen auf, wodurch zusätzlich Plausibilisierungsprüfungen durchgeführt werden können, um die Verlässlichkeit der Ergebnisse zu verbessern.The optical emitter device of the combined autofocus and particle sensor device can emit any number of measurement laser beams. In particular, the emitter device can also emit only a single measurement laser beam. However, it is preferred that the optical emitter device emits a multiplicity of measurement laser beams, that is to say at least two measurement laser beams. In particular, the optical emitter device can be designed to emit at least three measurement laser beams in different spatial directions. Assuming a homogeneous particle flow, the projections of vectorial particle properties, for example a speed or acceleration of the particles of the particle flow, onto the different spatial directions can be determined when using at least three measuring laser beams. Since the spatial directions differ, the vectorial particle properties can be completely reconstructed. When using four or more measuring Laser beams have certain redundancies, which means that additional plausibility checks can be carried out to improve the reliability of the results.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung ist die optische Emittereinrichtung dazu ausgebildet, eine Vielzahl von Mess-Laserstrahlen auszusenden, wobei in einem Energiesparmodus die optische Emittereinrichtung nur eine Teilmenge der Mess-Laserstrahlen aussendet und/oder wobei die Detektoreinrichtung in dem Energiesparmodus nur eine Teilmenge der gestreuten Mess-Laserstrahlen detektiert und das Messsignal ausgibt. Der Energiesparmodus kann sowohl im ersten Betriebsmodus, d.h. im Partikelsensor-Modus, als auch im zweiten Betriebsmodus, d.h. im Autofokus-Modus, eingesetzt werden, kann jedoch auch für beide Betriebsmodi einsetzbar sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Energiesparmodus stets im ersten Betriebsmodus oder stets im zweiten Betriebsmodus ausgeführt werden.According to a preferred development of the autofocus and particle sensor device, the optical emitter device is designed to emit a large number of measurement laser beams, the optical emitter device emitting only a subset of the measurement laser beams in an energy-saving mode and / or the detector device in the energy-saving mode only one Part of the scattered measurement laser beams are detected and the measurement signal is output. The energy-saving mode can be used both in the first operating mode, i.e. in the particle sensor mode as well as in the second operating mode, i.e. in autofocus mode, but can also be used for both operating modes. According to some embodiments, the energy-saving mode can always be executed in the first operating mode or always in the second operating mode.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung umfasst die Messgröße bezüglich der Partikel eines oder mehreres von Reflexionsamplituden, Dopplerverschiebungen, Partikelgeschwindigkeitsbeträgen, Partikelabständen, Partikelbewegungsrichtungen, Partikelgrößen, Partikelverteilungen, Partikelgrößenverteilungen, Partikeldichten und einer Reflektivität. Die Messgröße bezüglich der Partikel kann somit beliebige, optisch erfassbare Eigenschaften der Partikel umfassen.According to a preferred development of the combined autofocus and particle sensor device, the measurement variable with respect to the particles comprises one or more of reflection amplitudes, Doppler shifts, particle velocity amounts, particle distances, particle movement directions, particle sizes, particle distributions, particle size distributions, particle densities and a reflectivity. The measurement variable with regard to the particles can thus include any optically detectable properties of the particles.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus unterschiedliche Filter zur Auswertung des Messsignals einzusetzen. Insbesondere können bei einer Fast-Fourier-Transformation unterschiedliche Bandbreiten gefiltert und verwendet werden.According to a preferred development of the combined autofocus and particle sensor device, the evaluation device is designed to use different filters for evaluating the measurement signal in the first operating mode and in the second operating mode. In particular, different bandwidths can be filtered and used in a Fast Fourier transformation.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung weist die optische Emittereinrichtung mindestens eine Laserdiode auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Detektoreinrichtung mindestens eine Fotodiode aufweisen. Bei der Laserdiode kann es sich um ein VCSEL (englisch: vertical cavity surface emitting laser) handeln. Hierunter ist eine lichtemittierende Diode zu verstehen, bei welcher das Licht senkrecht zur Ebene des Halbleiterchips abgestrahlt wird. Die mindestens eine Fotodiode kann in jeweils eine entsprechende Laserdiode integriert sein.According to a preferred development of the combined autofocus and particle sensor device, the optical emitter device has at least one laser diode. Alternatively or additionally, the detector device can have at least one photodiode. The laser diode can be a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser). This is to be understood as a light-emitting diode in which the light is emitted perpendicular to the plane of the semiconductor chip. The at least one photodiode can be integrated into a corresponding laser diode.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des kombinierten Kamera- und Partikelsensorsystems ist die optische Emittereinrichtung der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung dazu ausgebildet, den mindestens einen Mess-Laserstrahl in einen Umgebungsbereich der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung auszusenden, welcher mit einem Erfassungsbereich der Kamera zumindest teilweise überlappt.According to a preferred development of the combined camera and particle sensor system, the optical emitter device of the combined autofocus and particle sensor device is designed to emit the at least one measurement laser beam into a surrounding area of the combined autofocus and particle sensor device which overlaps at least partially with a detection area of the camera.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens wird im zweiten Verfahrensmodus unter Verwendung des Messsignals ein Abstand eines Objekts berechnet und das Ansteuersignal wird in Abhängigkeit des berechneten Abstands generiert.According to a preferred development of the combined autofocus and particle measurement method, a distance of an object is calculated in the second method mode using the measurement signal, and the control signal is generated as a function of the calculated distance.
Gemäß einer Weiterbildung des kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens werden im zweiten Verfahrensmodus unter Verwendung des Messsignals ein Geschwindigkeitsbetrag und/oder eine Bewegungsrichtung eines Objekts berechnet. In Abhängigkeit des berechneten Geschwindigkeitsbetrags und/oder der berechneten Bewegungsrichtung des Objekts wird eine Einstellung des Fokus der Kamera zu einem zukünftigen Zeitpunkt vorhergesagt. Das Ansteuersignal wird entsprechend generiert.According to a development of the combined autofocus and particle measurement method, a speed amount and / or a direction of movement of an object are calculated in the second method mode using the measurement signal. Depending on the calculated speed and / or the calculated direction of movement of the object, a setting of the focus of the camera is predicted at a future point in time. The control signal is generated accordingly.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens wird eine Vielzahl von Mess-Laserstrahlen ausgesendet, wobei in einem Energiesparmodus nur eine Teilmenge der Mess-Laserstrahlen ausgesendet wird. Alternativ oder zusätzlich können in dem Energiesparmodus nur eine Teilmenge der gestreuten Mess-Laserstrahlen detektiert werden und das entsprechende Messsignal ausgegeben werden.According to a preferred development of the combined autofocus and particle measurement method, a multiplicity of measurement laser beams are emitted, only a subset of the measurement laser beams being emitted in an energy-saving mode. Alternatively or additionally, only a subset of the scattered measurement laser beams can be detected in the energy-saving mode and the corresponding measurement signal can be output.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens umfasst die Messgröße bezüglich der Partikel eines oder mehreres von Reflexionsamplituden, Dopplerverschiebungen, Partikelgeschwindigkeitsbeträgen, Partikelabständen, Partikelbewegungsrichtungen, Partikelgrößen, Partikelverteilungen, Partikelgrößenverteilungen, Partikeldichten und einer Reflektivität.According to a preferred development of the combined autofocus and particle measurement method, the measurement variable with respect to the particles comprises one or more of reflection amplitudes, Doppler shifts, particle velocity amounts, particle distances, particle movement directions, particle sizes, particle distributions, particle size distributions, particle densities and a reflectivity.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens werden im ersten Verfahrensmodus und im zweiten Verfahrensmodus unterschiedliche Filter zur Auswertung des Messsignals eingesetzt.According to a preferred development of the combined autofocus and particle measurement method, different filters are used to evaluate the measurement signal in the first method mode and in the second method mode.
FigurenlisteFigure list
Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockdiagramm einer kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Schrägansicht einer kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein schematisches Blockdiagramm zur Erläuterung der Partikelsensor-Funktion der kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung; -
4 ein schematisches Blockdiagramm zur Erläuterung der Einstellung des Autofokus; -
5 ein schematisches Blockdiagramm einer kombinierten Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und -
6 ein schematisches Flussdiagramm eines kombinierten Autofokus- und Partikelmessverfahrens.
-
1 a schematic block diagram of a combined autofocus and particle sensor device according to an embodiment of the invention; -
2nd a schematic oblique view of a combined autofocus and particle sensor device according to a further embodiment of the invention; -
3rd a schematic block diagram for explaining the particle sensor function of the combined autofocus and particle sensor device; -
4th a schematic block diagram for explaining the setting of the autofocus; -
5 a schematic block diagram of a combined autofocus and particle sensor device according to a further embodiment of the invention; and -
6 a schematic flow diagram of a combined autofocus and particle measurement method.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.The same or functionally identical elements and devices are provided with the same reference symbols in all the figures. The numbering of procedural steps is for clarity and should generally not imply any particular chronological order. In particular, several process steps can also be carried out simultaneously.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die Auswerteeinrichtung
Die Auswerteeinrichtung
Bei der Auswertung des Messsignals durch die Auswerteeinrichtung
In jedem Betriebsmodus können die optische Emittereinrichtung
Im ersten Betriebsmodus bzw. Partikelsensor-Modus bestimmt die Auswerteeinrichtung
Im zweiten Betriebsmodus bzw. Autofokus-Modus generiert die Auswerteeinrichtung
Die kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung
Weiter kann die kombinierte Autofokus- und Partikelsensorvorrichtung
Die Kamera
In einem ersten Verfahrensschritt
In einem zweiten Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Im ersten Verfahrensmodus wird in einem weiteren Verfahrensschritt
In den zweiten Verfahrensmodus wird in einem weiteren Verfahrensschritt
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. So ist es insbesondere möglich, die Verfahrensschritte
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2017/198699 A1 [0003]WO 2017/198699 A1 [0003]
- WO 2018/104153 A1 [0004]WO 2018/104153 A1 [0004]
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DE102020127377A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Sensor device and particle sensor |
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- 2018-09-06 DE DE102018215177.6A patent/DE102018215177A1/en active Pending
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