DE19917890A1 - Low-profile image acquisition system - Google Patents

Low-profile image acquisition system

Info

Publication number
DE19917890A1
DE19917890A1 DE19917890A DE19917890A DE19917890A1 DE 19917890 A1 DE19917890 A1 DE 19917890A1 DE 19917890 A DE19917890 A DE 19917890A DE 19917890 A DE19917890 A DE 19917890A DE 19917890 A1 DE19917890 A1 DE 19917890A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acquisition system
image acquisition
image
flat
lens matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19917890A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Wallstab
Reinhard Voelkel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19917890A priority Critical patent/DE19917890A1/en
Priority to PCT/DE2000/001252 priority patent/WO2000064146A2/en
Publication of DE19917890A1 publication Critical patent/DE19917890A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/95Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
    • H04N23/957Light-field or plenoptic cameras or camera modules
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0075Arrays characterized by non-optical structures, e.g. having integrated holding or alignment means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/16Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
    • G06V40/161Detection; Localisation; Normalisation
    • G06V40/166Detection; Localisation; Normalisation using acquisition arrangements
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/19Sensors therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0232Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/69Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

Ein flachbauendes Bilderfassungssystem weist eine Linsenmatrixanordnung (3) auf, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegend angeordneten Mikrolinsen (4) enthält. Ferner umfaßt das System eine in einer Bildebene (6) im Strahlengang hinter den Mikrolinsen (4) liegende flächige Photodetektoranordnung. Der Abstand (A) zwischen der Front der Linsenmatrixanordnung (3) und der sensitiven Fläche der Photodetektoranordnung ist kleiner als 1 cm, insbesondere kleiner als 0,5 cm.A flat imaging system has a lens matrix arrangement (3) which contains a multiplicity of microlenses (4) arranged next to one another. The system further comprises a planar photodetector arrangement located in an image plane (6) in the beam path behind the microlenses (4). The distance (A) between the front of the lens matrix arrangement (3) and the sensitive area of the photodetector arrangement is less than 1 cm, in particular less than 0.5 cm.

Description

Die Erfindung betrifft ein flachbauendes Bilderfassungssy­ stem, das in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz kommen kann.The invention relates to a flat image capturing system stem that in a variety of different applications can be used.

In den letzten Jahren haben sich die Abmessungen von Photoka­ meras und anderen optischen Abbildungsgeräten ständig ver­ kleinert, wobei der Trend zur Miniaturisierung anhält. Dies liegt zum einen daran, daß die fortschreitende Miniaturisie­ rung die Attraktivität derartiger Kameras für den täglichen Gebrauch erhöht, da sie bequem fast überall hin mitgenommen werden können. Zum anderen werden durch die Miniaturisierung aber auch neue technische Einsatzgebiete wie beispielsweise optische Überwachungs- oder Autorisierungsanwendungen er­ schlossen, für die herkömmliche Photokameras nicht oder nur bedingt geeignet sind.In recent years, the dimensions of Photoka meras and other optical imaging devices constantly ver shrinks, with the trend towards miniaturization continuing. This is because, on the one hand, that the advancing miniaturization the attractiveness of such cameras for everyday use Use increased, as they are conveniently taken almost anywhere can be. On the other hand, through miniaturization but also new technical areas of application such as optical surveillance or authorization applications closed, for the conventional photo cameras not or only are conditionally suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bilderfassungs­ system mit einem hohen Miniaturisierungspotential insbesonde­ re bezüglich der Dimension in Richtung der optischen Achse zu schaffen.The invention has for its object an image capture system with a high miniaturization potential, in particular re regarding the dimension in the direction of the optical axis create.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Durch die Verwendung einer Linsenmatrixanordnung bestehend aus einer Vielzahl N von nebeneinanderliegend angeordneten Mikrolinsen wird ein Bilderfassungssystem mit einer kleinen Bildweite B geschaffen. Dies ermöglicht es, den Abstand A zwischen der Front der Linsenmatrixanordnung und der sensiti­ ven Fläche der Photodetektoranordnung so einzustellen, daß dieser maximal 1 cm beträgt, aber auch um Größenordnungen kleiner ausgelegt sein kann. Dadurch wird der Einsatz des erfindungsgemäßen optischen Bilderfassungssystems als inte­ graler Bestandteil von flachbauenden Kleingeräten wie bei­ spielsweise Uhren, Notebooks, Organizer, Mobiltelefone ermög­ licht. Ferner kann ein Einbau in Brillen, Kleidungsstücken (z. B. Hüte) und dergleichen oder - als besonders interessante Anwendungsmöglichkeit - in Chipkarten vorgesehen sein.Consisting of using a lens matrix arrangement from a large number N arranged side by side Microlenses becomes an imaging system with a small Image size B created. This enables the distance A between the front of the lens array and the sensiti ven surface of the photodetector array so that this is a maximum of 1 cm, but also by orders of magnitude can be designed smaller. This will make the use of the optical imaging system according to the invention as inte Grail component of low-profile small devices such as  for example clocks, notebooks, organizers, cell phones light. It can also be installed in glasses, clothing (e.g. hats) and the like or - as particularly interesting Possible application - be provided in chip cards.

Generell gilt, daß durch eine Erhöhung der Anzahl N der Mi­ krolinsen eine weitere Reduzierung der Bildweite B und damit des Abstands A ermöglicht wird. Vorzugsweise ist daher N ≧ 10, insbesondere N ≧ 1000, und es können im Rahmen der Erfin­ dung auch Bilderfassungssysteme mit N im Bereich von 1.000.000 und mehr realisiert werden.In general, an increase in the number N of Mi krolinsen a further reduction in image size B and thus of distance A is made possible. N 10 is therefore preferred, in particular N ≧ 1000, and it can within the scope of the Erfin also imaging systems with N in the range of 1,000,000 and more can be realized.

Zur Erzielung eines kleinen Abstands A werden vorzugsweise Mikrolinsen eingesetzt, deren Öffnungsweite kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm ist. Auch wesentlich kleine­ re Öffnungsweiten im Bereich von 150 µm bis zu etwa 5 µm sind möglich.To achieve a small distance A are preferred Micro lenses are used, the opening width of which is less than 2 mm, is in particular less than 0.5 mm. Also much smaller re opening widths in the range of 150 microns to about 5 microns possible.

Vorzugsweise weisen in bezug auf die optische Achse der Lin­ senmatrixanordnung außermittig liegende Mikrolinsen eine im wesentlichen elliptische Linsenumfangsform auf. Dadurch kann eine Korrektur der Aberrationen, insbesondere des Astigmatis­ mus des Bilderfassungssystems erreicht werden.Preferably, with respect to the optical axis of the Lin micro matrix arrangement eccentrically located an im essential elliptical lens shape. This can a correction of aberrations, especially astigmatism must be achieved by the imaging system.

Zweckmäßigerweise wird die Linsenmatrixanordnung durch Prä­ gen, Gießen, insbesondere Spritzgießen, Formpressen oder Drucken aus einem optisch transparenten Kunststoffmaterial hergestellt.The lens matrix arrangement is expediently prepared by Pre gene, casting, in particular injection molding, compression molding or Printing from an optically transparent plastic material manufactured.

Zur Begrenzung des Strahlengangs in den einzelnen, durch die N Mikrolinsen definierten optischen Kanälen wird gemäß einer vorteilhaften Maßnahme im Strahlengang vor und/oder hinter der Linsenmatrixanordnung eine Lochblendenmatrix angeordnet und in bezug auf die Linsenmatrixanordnung so positioniert, daß jeder Mikrolinse ein oder mehrere transmittierende Berei­ che, insbesondere ein oder mehrere Löcher der Lochblendenma­ trix zugeordnet sind. Durch die Lochblendenmatrix kann eine Erhöhung der Tiefenschärfe (und damit eine Vergrößerung des nutzbaren Objekt-Abstandsbereichs) sowie eine Reduzierung des Übersprechens zwischen benachbarten optischen Kanälen er­ reicht werden. Eine Lochblendenmatrix, die für jede Mikro­ linse drei für verschiedene Wellenlängen transmittierende Fo­ lienbereiche umfaßt, kann (gleichzeitig) als Filtermaske bei einer Farbdetektion dienen.To limit the beam path in the individual by N microlenses defined optical channels is according to one advantageous measure in the beam path before and / or behind a pinhole matrix is arranged in the lens matrix arrangement and positioned with respect to the lens array that each microlens has one or more transmitting areas che, in particular one or more holes of the pinhole size are assigned to trix. Through the pinhole matrix a  Increasing the depth of field (and thus increasing the usable object distance range) and a reduction in Crosstalk between adjacent optical channels be enough. A pinhole matrix for every micro lens three fo transmitting for different wavelengths lien included, can (at the same time) as a filter mask serve a color detection.

Bei dem erfindungsgemäßen Bilderfassungssystem können die op­ tischen Achsen der Mikrolinsen sowohl parallel als auch - ähnlich wie bei einem Insektenauge - in Richtung zum Objekt divergent verlaufen. Dabei gilt für den Abbildungsmaßstab β zumeist -1 < β < 1 (d. h. die Abbildung ist verkleinernd), es sind jedoch auch erfindungsgemäße optische 1 : 1-Abbildungs­ systeme (β = ± 1) oder vergrößernde Abbildungssysteme (β < -1 oder β < 1) möglich.In the image acquisition system according to the invention, the op table axes of the microlenses both parallel and - similar to an insect eye - towards the object divergent. The following applies to the imaging scale β mostly -1 <β <1 (i.e. the figure is reduced), it are however also optical 1: 1 imaging according to the invention systems (β = ± 1) or magnifying imaging systems (β <-1 or β <1) possible.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungs­ gemäße Bilderfassungssystem zwei oder mehr im Strahlengang hintereinander angeordnete Linsenmatrixanordnungen auf. Dies ermöglicht, die Abbildungsqualität des Systems zu erhöhen.According to an advantageous embodiment, the invention appropriate imaging system two or more in the beam path lens matrix arrangements arranged one behind the other. This enables the imaging quality of the system to be increased.

Gute Abbildungseigenschaften werden insbesondere mit einem System aus drei Linsenmatrixanordnungen (objektseitige Lin­ senmatrixanordnung, Zwischenlinsenmatrixanordnung, bildseiti­ ge Linsenmatrixanordnung) erhalten. Durch die Zwischenlin­ senmatrixanordnung kann in wirkungsvoller Weise ein optisches Übersprechen zwischen benachbarten optischen Kanälen unter­ drückt werden.Good imaging properties are especially with a System of three lens matrix arrangements (object-side Lin sensor matrix arrangement, intermediate lens matrix arrangement, image side ge lens matrix arrangement) obtained. Through the intermediate line Sen matrix arrangement can effectively an optical Crosstalk between neighboring optical channels be pressed.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kennzeichnet sich dadurch, daß eine Flüssigkristallschicht im Strahlengang angeordnet ist. Durch eine geeignete elektrische Ansteuerung derselben kann eine variable Bildvergrößerung ("Zoomen") erreicht wer­ den. Alternativ oder zusätzlich kann eine Variabilität der Bildvergrößerung auch auf elektronischem Wege durch eine ge­ eignete Auswertung der von der Photodetektoranordnung gelie­ ferten Bildsignale bewirkt werden.Another advantageous measure is characterized in that that a liquid crystal layer is arranged in the beam path is. By suitable electrical control of the same variable image enlargement ("zooming") can be achieved the. Alternatively or additionally, a variability of the Image enlargement also electronically through a ge  suitable evaluation of the gelie by the photodetector arrangement far image signals are caused.

Eine erste bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemä­ ßen Bilderfassungssystems kennzeichnet sich dadurch, daß jede Mikrolinse ein Bild des gesamten zu erfassenden Objekts in der Bildebene erzeugt, so daß in der Bildebene N überschnei­ dungsfrei nebeneinander angeordnete Objektbilder erzeugt wer­ den, daß jedem erzeugten Objektbild eine Detektoreinheit der Photodetektoranordnung zugeordnet ist, und daß die Relativla­ gen der Objektbilder zu den zugeordneten Detektoreinheiten variieren, derart, daß die Detektoreinheiten jeweils unter­ schiedliche Bildabschnitte der N Objektbilder erfassen.A first preferred embodiment of the invention ß image acquisition system is characterized in that each Microlens an image of the entire object to be captured in of the image plane so that N overlaps in the image plane object images arranged next to each other without any problems that that each object image generated a detector unit of Associated photodetector arrangement, and that the Relativla gene of the object images to the assigned detector units vary in such a way that the detector units each under capture different image sections of the N object images.

Bei dieser ersten Ausführungsvariante wird in jedem optischen Kanal zwar das gesamte Objektbild übertragen, dieses jedoch nur abschnittsweise photometrisch erfaßt. Im Ergebnis wird die Bildinformation durch eine "statische" Abtastung des Ob­ jektbilds erhalten. Der Bildaufbau erfolgt auf elektroni­ schem Wege auf der Basis der bei den einzelnen Abtastungen erhaltenen Teilbildinformationen.In this first embodiment, each optical Channel transmit the entire object image, but this only recorded photometrically in sections. As a result the image information by a "static" scan of the Ob received jektbilds. The image is built up on electroni paths based on the individual scans received sub-picture information.

Eine überlappungsfreie aber lückenlose (und somit vollständi­ ge) Bilderfassung und -auswertung wird erreicht, wenn bezüg­ lich benachbarter Objektbilder der Versatz der Relativlagen gerade der Abmessung der lichtempfindlichen Fläche einer De­ tektoreinheit entspricht.An overlap-free but gapless (and thus completely ge) Image acquisition and evaluation is achieved when related Lich neighboring object images the offset of the relative positions just the dimension of the light-sensitive surface of a De tector unit corresponds.

Eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Bilder­ fassungssystems kennzeichnet sich dadurch, daß jede Mikrolin­ se ein Bild eines Teilabschnitts des gesamten zu erfassenden Objekts in der Bildebene erzeugt, wobei sich die erzeugten N Teilabschnitte (bereits) in der Bildebene lagerichtig zu dem Bild des gesamten zu erfassenden Objekts zusammensetzen, und daß das zusammengesetzte Bild durch eine Vielzahl von über die Bildebene verteilt angeordneten Detektoreinheiten der Photodetektoranordnung erfaßt wird. A second embodiment of the picture according to the invention recording system is characterized in that each microline se an image of a portion of the total to be captured Object generated in the image plane, the N Sections (already) in the image plane in the correct position to the Compose image of the entire object to be captured, and that the composite image through a variety of over the image plane distributed detector units of the Photodetector arrangement is detected.  

Bei dieser Variante entsteht auf der Photodetektoranordnung lediglich ein einziges Bild des zu erfassenden Objekts, das von den Mikrolinsen durch Überlagerung der Bildteilabschnitte zusammengefügt wird. Anders als bei der ersten Ausführungs­ variante ist bei der zweiten Ausführungsvariante eine beson­ dere laterale Positionierung der Photodetektoranordnung bzw. der Detektoreinheiten relativ zu der Linsenmatrixanordnung nicht erforderlich.This variant creates on the photodetector arrangement just a single image of the object to be captured, the from the microlenses by superimposing the image sections is put together. Different from the first execution variant is a special one in the second variant lateral positioning of the photodetector arrangement or of the detector units relative to the lens matrix arrangement not mandatory.

Eine Detektoreinheit kann durch einen Einzeldetektor reali­ siert sein (in diesem Fall umfaßt die Photodetektoranordnung N Einzeldetektoren) oder auch aus einer Detektorgruppe beste­ hend aus mehreren Einzeldetektoren aufgebaut sein.A detector unit can reali by a single detector be siert (in this case includes the photodetector arrangement N individual detectors) or the best from a group of detectors be made up of several individual detectors.

Als Photodetektoranordnung wird vorzugsweise ein dünnes CCD oder ein CMOS-Photosensorarray eingesetzt. Solche Photode­ tektoranordnungen bestehen üblicherweise aus Si und können relativ problemlos auf Dicken unter 100 µm heruntergedünnt werden. Eine geringe Dicke der Photodetektoranordnung ist nicht nur in Hinblick auf die angestrebte Reduzierung der Ge­ samtdicke des Bilderfassungssystems von Interesse, sondern ist auch Voraussetzung für Anwendungen, bei denen eine gewis­ se Biegsamkeit des erfindungsgemäßen Bilderfassungssystems benötigt wird - beispielsweise bei Integration desselben in eine Chipkarte oder bei Anbringung desselben auf nicht ebenen Oberflächen. Das an sich spröde Si zeigt bei etwa 150 µm be­ reits eine gewisse Biegsamkeit, die sich durch weiteres Her­ unterdünnen geeignet erhöhen läßt.A thin CCD is preferably used as the photodetector arrangement or a CMOS photosensor array. Such a photode tector arrangements usually consist of Si and can thinned down to thicknesses below 100 µm relatively easily become. A small thickness of the photodetector arrangement is not only with a view to reducing Ge velvet thickness of the imaging system of interest, but is also a requirement for applications in which a certain se flexibility of the imaging system according to the invention is needed - for example, when integrating it into a chip card or if it is attached on a non-level surface Surfaces. The Si, which is brittle per se, is around 150 µm a certain flexibility, which is characterized by further forth can be appropriately increased under thin.

Insbesondere für Anwendungen, die eine hohe Biegeflexibilität des erfindungsgemäßen Bilderfassungssystems erforderlich ma­ chen, ist es bevorzugt, ein photoempfindliches, elektrisch leitfähiges Polymermaterial für die Photodetektoranordnung zu verwenden. Especially for applications that require high flexibility of the image acquisition system according to the invention required ma Chen, it is preferred to be a photosensitive, electrical conductive polymer material for the photodetector arrangement use.  

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in specified in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von zwei Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung erläutert; in dieser zeigt:The invention is described below by way of example of two variants with reference to the drawing explained; in this shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der ersten erfindungsgemäßen Aus­ führungsvariante; Fig. 1 is a schematic representation for explaining the principle of operation of the first embodiment from the invention;

Fig. 2 eine Detailansicht der Einzelheit X aus Fig. 1; FIG. 2 shows a detailed view of the detail X from FIG. 1;

Fig. 3 eine Photodetektoranordnung mit darauf projizierten Objektbildern in Draufsicht; Fig. 3 is a photodetector array with projected thereon object images in plan view;

Fig. 4a eine einen Einzeldetektor enthaltende Zelle der Pho­ todetektoranordnung aus Fig. 3; FIG. 4a is a a single detector cell containing the Pho todetektoranordnung of FIG. 3;

Fig. 4b eine eine Detektorgruppe enthaltende Zelle der Photo­ detektoranordnung aus Fig. 3; FIG. 4b shows a detector group-containing cell of the photodetector array in FIG. 3;

Fig. 5 verschiedene Realisierungen einer Detektoreinheit in Form eines Einzeldetektors oder einer Detektorgruppe in Draufsicht; Fig. 5 different implementations of a detector unit in the form of a single detector or a detector array in plan view;

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der zweiten erfindungsgemäßen Aus­ führungsvariante; Fig. 6 is a schematic representation for explaining the principle of operation of the second embodiment variant of the invention;

Fig. 7 das in Fig. 6 gezeigte Bilderfassungssystem mit ein­ gezeichnetem Strahlengang; Fig. 7, the image capture system shown in Figure 6 with a subscribed beam path.

Fig. 8 eine Schnittdarstellung einer aus vier Linsenma­ trixanordnungen bestehenden Optik; Fig. 8 is a sectional view of a lens consisting of four lens matrix arrangements;

Fig. 9 ein Schaubild zur Verdeutlichung des Strahlengangs des in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Bilderfassungssy­ stems; und FIG. 9 is a diagram to illustrate the beam path of the image detection system shown in FIGS . 6 to 8; and

Fig. 10 eine schematische Darstellung von zwei Mittenberei­ chen einer Linsenmatrixanordnung in Draufsicht. Fig. 10 is a schematic representation of two Mittenberei Chen a lens matrix arrangement in plan view.

Nach Fig. 1 liegt ein Objekt 1 (Haus mit Baum) im räumlichen Erfassungsbereich eines Bilderfassungssystems 2. Das Bilder­ fassungssystem 2 weist als Optik wenigstens eine Linsenma­ trixanordnung 3 auf, in oder auf der eine Vielzahl (N) von nebeneinanderliegend angeordneten Mikrolinsen 4 ausgebildet sind. Die Linsenmatrixanordnung 3 kann beispielsweise in Form einer dünnen transparenten Kunststoffolie realisiert sein, in der die Mikrolinsen 4 durch Prägen, Drucken oder dergleichen herausgebildet sind. Eine andere Möglichkeit be­ steht darin, die Linsenmatrixanordnung 3 als Kunststoff- Formpreß- oder Spritzgußteil zu fertigen.According to FIG. 1, an object 1 (house with tree) lies in the spatial detection area of an image acquisition system 2 . The image acquisition system 2 has at least one lens matrix arrangement 3 as optics, in or on which a multiplicity (N) of microlenses 4 arranged side by side are formed. The lens matrix arrangement 3 can be implemented, for example, in the form of a thin transparent plastic film in which the microlenses 4 are formed by embossing, printing or the like. Another possibility is to manufacture the lens matrix arrangement 3 as a plastic molded or injection molded part.

Die (bildseitigen) Hauptebenen der einzelnen Mikrolinsen 4 liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen (bildseitigen) Lin­ senmatrix-Hauptebene 5, und die Mikrolinsen 4 weisen übli­ cherweise eine identische Brennweite auf. Eine Bildebene 6 erstreckt sich dann parallel zu der Linsenmatrix-Hauptebene 5 und ist von letzterer unter der Bildweite B beabstandet, wel­ che durch die Brennweite der Mikrolinse 4 und den (gewünsch­ ten) Objektabstand (d. h. der Entfernung des Objektes 1 von der Linsenmatrix-Hauptebene 5) bestimmt ist.The (image-side) main planes of the individual microlenses 4 are preferably in a common (image-side) lens matrix main plane 5 , and the microlenses 4 usually have an identical focal length. An image plane 6 then extends parallel to the main lens matrix plane 5 and is spaced apart from the latter by the image width B, which is due to the focal length of the microlens 4 and the (desired) object distance (ie the distance of the object 1 from the lens matrix main plane 5 ) is determined.

Allgemein können die einzelnen Mikrolinsen 4 allerdings un­ terschiedliche Linsenformen und/oder unterschiedliche Brenn­ weiten aufweisen. In diesen Fällen existiert in der Regel keine gemeinsame (bildseitige) Linsenmatrix-Hauptebene 5. Ferner muß die Linsenmatrixanordnung 3 nicht notwendigerweise plan sein, sondern kann beispielsweise auch eine leicht ge­ wölbte Formgebung zeigen. In general, however, the individual microlenses 4 can have different lens shapes and / or different focal lengths. In these cases, there is generally no common (image-side) lens matrix main plane 5 . Furthermore, the lens matrix arrangement 3 does not necessarily have to be flat, but can, for example, also have a slightly curved shape.

Zentrallinien 7 erstrecken sich von dem Objekt 1 durch die Mitten der Linsen 4 und repräsentieren die von der Linsenma­ trixanordnung 3 definierten optischen Kanäle.Central lines 7 extend from the object 1 through the centers of the lenses 4 and represent the optical channels defined by the lens matrix arrangement 3 .

Im Strahlengang hinter der Linsenmatrixanordnung 3 ist in nicht dargestellter Weise eine Photodetektoranordnung ange­ bracht. Eine sensitive Oberfläche der Photodetektoranordnung ist bezüglich der Linsenmatrixanordnung 3 so angeordnet, daß sie mit der Bildebene 6 möglichst genau zusammenfällt. Jedem optischen Kanal ist eine Zelle auf der Photodetektoranordnung zugeordnet. Jede Zelle enthält eine in der sensitiven Ober­ fläche angeordnete Photodetektoreinheit, die, wie im fol­ genden noch näher erläutert, einen oder mehrere lichtempfind­ liche Bereiche aufweisen kann.In the beam path behind the lens array 3 , a photodetector arrangement is introduced in a manner not shown. A sensitive surface of the photodetector arrangement is arranged with respect to the lens matrix arrangement 3 such that it coincides with the image plane 6 as precisely as possible. A cell on the photodetector arrangement is assigned to each optical channel. Each cell contains a photodetector unit arranged in the sensitive surface, which, as explained in more detail below, can have one or more light-sensitive areas.

Der Abstand A zwischen der Linsenvorderfront und der sensiti­ ven Oberfläche der Photodetektoranordnung kann im wesentli­ chen der Bildweite B entsprechen, ist kleiner als 1 cm und kann auf Werte im Bereich von 150 µm oder ggf. noch darunter reduziert werden.The distance A between the front of the lens and the sensiti The surface of the photodetector arrangement can essentially Chen correspond to the image width B, is less than 1 cm and can reach values in the range of 150 µm or even less be reduced.

Die von der Linsenmatrixanordnung 3 auf die sensitive Ober­ fläche der Photodetektoranordnung projizierten Bilder des Ob­ jekts 1 sind mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Jede Mikrolinse 4 erzeugt in der Regel ein vollständiges Bild 8 des Objekts 1 in der Bildebene 6. Insgesamt werden auf diese Weise in der Bildebene 6 N Bilder 8 des Objekts 1 erzeugt.The images of the object 1 projected by the lens matrix arrangement 3 onto the sensitive surface of the photodetector arrangement are identified by the reference numeral 8 . Each microlens 4 generally generates a complete image 8 of the object 1 in the image plane 6 . Overall, N images 8 of the object 1 are generated in the image plane 6 in this way.

Die einzelnen Mikrolinsen 4 können refraktiv, diffraktiv oder refraktiv-diffraktiv (hybrid) sein. Die Größe einer Mikro­ linse 4 liegt typischerweise im Bereich zwischen etwa 2 mm bis 5 µm. Die Mikrolinsen 4 können eine runde, elliptische, dreieckige, quadratische, hexagonale oder allgemein polygona­ le Umfangsform aufweisen.The individual microlenses 4 can be refractive, diffractive or refractive-diffractive (hybrid). The size of a micro lens 4 is typically in the range between about 2 mm to 5 microns. The microlenses 4 can have a round, elliptical, triangular, square, hexagonal or generally polygonal peripheral shape.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 von einer punktierten Linie um­ randete Einzelheit X wiedergegeben. FIG. 2 shows the detail X bordered by a dotted line in FIG. 1.

Bei der Linse 4.1 fällt die Zentrallinie 7.1 mit der opti­ schen Achse 9.1 der Linse 4.1 zusammen. Demgegenüber ist bei der Linse 4.2 die Zentrallinie 7.2 gegenüber der optischen Achse 9.2 um einen kleinen Winkel α geneigt. Während also das von der Linse 4.1 erzeugte Objektbild 8.1 zentrisch zu der optischen Achse 9.1 liegt, ist das von der Linse 4.2 er­ zeugte Objektbild 8.2 um einen kleinen Abstand Δx gegenüber der optischen Achse 9.2 (auf der sensitiven Oberfläche der Photodetektoranordnung) verschoben.In the case of the lens 4.1 , the central line 7.1 coincides with the optical axis 9.1 of the lens 4.1 . In contrast, the central line 7.2 in the lens 4.2 is inclined by a small angle α with respect to the optical axis 9.2 . Thus, while the object image 8.1 generated by the lens 4.1 is centered on the optical axis 9.1 , the object image 8.2 generated by the lens 4.2 is shifted by a small distance Δx with respect to the optical axis 9.2 (on the sensitive surface of the photodetector arrangement).

Die Detektoreinheit (nicht dargestellt) ist jeweils im Zen­ trum der Zellen Z1 bzw. Z2 angeordnet. Der erwähnte Versatz Δx zwischen den relativen Lagen der Objektbilder 8.1 und 8.2 bezogen auf die Zellteilung bewirkt, daß die in der Zelle Z2 angeordnete Detektoreinheit einen anderen Abschnitt (oder Ausschnitt) des Objektbildes 8.2 erfaßt als die in der be­ nachbarten Zelle Z1 angeordnete Detektoreinheit.The detector unit (not shown) is arranged in the center of the cells Z1 and Z2. The mentioned offset Δx between the relative positions of the object images 8.1 and 8.2 with respect to the cell division has the effect that the detector unit arranged in the cell Z2 detects a different section (or section) of the object image 8.2 than the detector unit arranged in the adjacent cell Z1.

Dieses Prinzip setzt sich über sämtliche N Zellen der Photo­ detektoranordnung fort und bewirkt, daß jede Detektoreinheit einen anderen Abschnitt der Objektbilder 8, 8.1, 8.2 erfaßt. Somit wird das Objektbild als Ganzes von den Detektoreinhei­ ten der Zellen zeitgleich abgetastet. Es bietet sich an, die Linsenmatrixanordnung 3 und die Photodetektoranordnung bau­ lich und in bezug auf ihre Justage so aufeinander abzustim­ men, daß der Versatz Δx der Objektbilder 8, 8.1, 8.2 von Zelle zu Zelle der Größe des lichtempfindlichen Bereichs der Detektoreinheit entspricht. Das Gesamtbild ergibt sich dann in einfacher Weise durch "elektronisches Aneinanderfügen" der von den Detektoreinheiten sämtlicher Zellen Z1, Z2 ausgegebe­ nen Bildinformationen. Es ist jedoch auch eine überlappende oder eine unvollständige Bildabtastung möglich, d. h. ein und derselbe Bildausschnitt kann entweder von mehreren oder von keiner Detektoreinheit erfaßt werden. This principle continues over all N cells of the photo detector arrangement and causes each detector unit to detect a different section of the object images 8 , 8.1 , 8.2 . The object image as a whole is thus scanned simultaneously by the detector units of the cells. It lends itself to match the lens matrix arrangement 3 and the photodetector arrangement in terms of construction and with respect to their adjustment so that the offset Δx of the object images 8 , 8.1 , 8.2 from cell to cell corresponds to the size of the photosensitive area of the detector unit. The overall image is then obtained in a simple manner by “electronically joining” the image information output by the detector units of all cells Z1, Z2. However, overlapping or incomplete image scanning is also possible, ie one and the same image section can be detected either by several or by no detector unit.

Ferner kann auch eine über das Objektbild nicht konstante Auflösung eingerichtet werden. Beispielsweise können ver­ gleichsweise weniger Zellen Z1, Z2 zur Abtastung der Bildpe­ ripherie als der Bildmitte vorgesehen sein, d. h. daß zum Bildrand hin eine zunehmend kleinere Anzahl von Bildaus­ schnitten pro Bildfläche abgetastet (und nachfolgend elektro­ nisch ausgewertet) wird.Furthermore, one that is not constant over the object image can also be used Resolution can be set up. For example, ver equally fewer cells Z1, Z2 for scanning the image pe periphery may be provided as the center of the image, d. H. that for Edge of the picture an increasingly smaller number of pictures cuts per image area (and subsequently electro nically evaluated).

Die Relativlage zwischen der Linsenmatrixanordnung 3 und der Photodetektoranordnung kann durch das Erfassen geeigneter Eichbilder beim Herstellungsprozeß justiert werden. Alterna­ tiv oder zusätzlich dazu kann bei dem fertiggestellten Bild­ erfassungssystem (d. h. bei bereits festgelegter Relativlage zwischen Linsenmatrixanordnung 3 und Photodetektoranordnung) - ebenfalls durch das Erfassen geeigneter Eichbilder - die Zuordnung zwischen den einzelnen Detektoreinheiten und den Bildabschnitten bestimmt und der der Photodetektoranordnung nachgeschalteten Elektronik individuell eingelernt werden.The relative position between the lens matrix arrangement 3 and the photodetector arrangement can be adjusted by capturing suitable calibration images during the manufacturing process. As an alternative or in addition to this, the assignment between the individual detector units and the image sections can be determined and the electronics connected downstream of the photodetector arrangement can be individually learned in the finished image acquisition system (ie when the relative position between the lens matrix arrangement 3 and the photodetector arrangement) has already been determined .

Fig. 3 zeigt in Draufsicht das Zellenmuster der Photodetekto­ ranordnung sowie die Lagen der in den Zellen Z1, Z2, . . ., Z8 erzeugten Objektbilder. Es wird deutlich, daß die Objektbil­ der 8 in beiden Dimensionen der Bildebene 6 von Zelle zu Zel­ le einen Versatz Δx zeigen. Fig. 3 shows a top view of the cell pattern of the photodetector arrangement and the layers in the cells Z1, Z2,. . ., Z8 generated object images. It is clear that the object images of FIG. 8 show an offset Δx in both dimensions of the image plane 6 from cell to cell.

Fig. 4a und Fig. 4b zeigen unterschiedliche Ausbildungen ei­ ner Zelle Z1-Z8 der Photodetektoranordnung. Die in Fig. 4a gezeigte Zelle Z weist eine Detektoreinheit mit einem einzi­ gen, zellenmittig angeordneten Photodetektor 10 auf. Alter­ nativ dazu kann gemäß Fig. 4b eine Zelle Z' eine Detektorein­ heit aufweisen, die aus einer Detektorgruppe 10' (d. h. mehre­ ren Einzeldetektoren 10) aufgebaut ist. FIG. 4a and FIG. 4b show different embodiments ei ner cell Z1-Z8 the photodetector array. The cell Z shown in FIG. 4a has a detector unit with a single photodetector 10 arranged in the cell center. Alternatively, according to FIG. 4b, a cell Z 'can have a detector unit which is composed of a detector group 10 ' (ie, several individual detectors 10 ).

Bei beiden Ausführungen kann der nicht von der Detektorein­ heit (einzelner Photodetektor 10 oder Detektorgruppe 10') be­ anspruchte Platz der Zelle Z bzw. Z' für eine Bildvorverar­ beitungselektronik 11 genutzt werden. In both versions, the space of the cell Z or Z 'not used by the detector unit (individual photodetector 10 or detector group 10 ') can be used for image preprocessing electronics 11 .

Fig. 5 zeigt weitere Möglichkeiten zur Realisierung einer De­ tektoreinheit. Bei einer Schwarz/Weiß-Detektion (S/W) wird ein einzelner Bildpunkt (Pixel) durch einen Einzeldetektor 10 und mehrere Pixel durch mehrere Einzeldetektoren (d. h. eine Detektorgruppe 10') erzeugt. Bei einer Farbdetektion sind zur Erzeugung eines (Farb-)Pixels mindestens 3 Einzeldetekto­ ren mit entsprechenden vorgeschalteten Filtern erforderlich, wobei zur Erhöhung der Auflösung beispielsweise auf einer Kreislinie um die Farbdetektoren angeordnete weitere Einzel­ detektoren vorgesehen sein können. Fig. 5 shows further possibilities for realizing a detector unit. In a black / white detection (S / W), a single picture element (pixel) by a single detector 10, and a plurality of pixels is a plurality of individual detectors (a detector array 10 'that is) generated. In the case of a color detection, at least 3 individual detectors with corresponding upstream filters are required to generate a (color) pixel, with further individual detectors arranged to increase the resolution, for example, on a circular line around the color detectors.

Bei einer Detektion mit einer Detektorgruppe 10' (Fig. 4b) können einzelne Detektoren der Gruppe 10' mit einzelnen De­ tektoren benachbarter Detektorgruppen 10' elektronisch gekop­ pelt sein, um dadurch eine schnelle Auswertung der Lage oder der Bewegung der einzelnen Bildabschnitte zu ermöglichen. Eine ähnliche Bildverarbeitung wird bei Insekten (z. B. Stu­ benfliege) beobachtet. Auf diese Weise läßt sich beispiels­ weise eine elektronische Steuerung oder Korrektur gegen Ver­ wackeln des Bildes realisieren.In the case of detection with a detector group 10 '( FIG. 4b), individual detectors of group 10 ' can be electronically coupled with individual detectors of adjacent detector groups 10 ', in order thereby to enable rapid evaluation of the position or the movement of the individual image sections. Similar image processing is observed in insects (e.g. step flies). In this way, for example, an electronic control or correction against Ver wiggle the image can be realized.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung. Auch hier kann die Optik des Bilderfassungssystems mehrere (typischerweise 3 oder 4) Linsenmatrixanordnungen umfassen. Die Optik des dargestellten Bilderfassungssystems 102 weist eine objektseitige Linsenmatrixanordnung 103.1, eine bildsei­ tige Linsenmatrixanordnung 103.3 und eine dazwischen liegende Linsenmatrixanordnung 103.2 auf. Fig. 6 shows a second embodiment of the invention. Here, too, the optics of the image acquisition system can comprise several (typically 3 or 4 ) lens matrix arrangements. The optics of the image acquisition system 102 shown has an object-side lens matrix arrangement 103.1 , an image-side lens matrix arrangement 103.3 and an intermediate lens matrix arrangement 103.2 .

Ein Objekt 101 wird durch die Buchstabenfolge ABCDEFGHIJK veranschaulicht. Im Strahlengang hinter der bildseitigen Linsenmatrixanordnung 103.3 ist eine Bildebene 106 einge­ zeichnet. Der Abstand A wird durch die Entfernung zwischen der dem Objekt 101 zugewandten Frontseite der objektseitigen Linsenmatrixanordnung 103.1 und der mit der Bildebene 106 zu­ sammenfallenden sensitiven Oberfläche der Photodetektoranord­ nung (nicht dargestellt) definiert.An object 101 is illustrated by the sequence of letters ABCDEFGHIJK. An image plane 106 is drawn in the beam path behind the image-side lens matrix arrangement 103.3 . The distance A is defined by the distance between the front side of the object-side lens matrix arrangement 103.1 facing the object 101 and the sensitive surface of the photodetector arrangement (not shown) to be coincident with the image plane 106 .

Das Bilderfassungssystem 102 gemäß der zweiten Ausführungsva­ riante der Erfindung umfaßt ebenfalls N optische Kanäle, die durch die optischen Achsen 109 einander zugeordneter Mikro­ linsen 104, 104' dargestellt sind. Es können ferner in nicht dargestellter Weise weitere, bereits bezüglich der ersten Ausführungsvariante beschriebene optische Elemente wie bei­ spielsweise eine oder mehrere Lochblendenmatrizen, eine Flüs­ sigkristallschicht usw. im Strahlengang angeordnet sein.The image acquisition system 102 according to the second embodiment of the invention also comprises N optical channels which are represented by the optical axes 109 of mutually associated micro lenses 104 , 104 '. Furthermore, further optical elements, already described with respect to the first embodiment variant, such as one or more pinhole matrixes, a liquid crystal layer, etc., can be arranged in the beam path in a manner not shown.

Anders als bei der ersten Ausführungsvariante überträgt bei der zweiten Ausführungsvariante jeder optische Kanal nur ei­ nen Teilbildabschnitt des Objektes 101. Veranschaulicht ist dies in Fig. 6 dadurch, daß der links dargestellte optische Kanal im wesentlichen den Teilbildabschnitt ABC, der benach­ barte Kanal im wesentlichen den Teilbildabschnitt DEF, usw., überträgt. Das Zusammenfügen der einzelnen Teilbildabschnit­ te zu dem Objektbild 108 erfolgt hier auf optischem Wege durch Überlagern der in den einzelnen Kanälen übertragenen Teilbildabschnitte in der Bildebene 106. Damit die einzelnen Teilbildabschnitte dort seitenrichtig aneinandergefügt wer­ den, muß in der Bildebene 106 ein aufrechtes Bild erzeugt werden, d. h. eine nichtinvertierende Abbildung (β < 0) vorge­ sehen sein.In contrast to the first embodiment variant, in the second embodiment variant each optical channel transmits only a partial image section of the object 101 . This is illustrated in FIG. 6 in that the optical channel shown on the left essentially transmits the field section ABC, the neighboring channel essentially the field section DEF, etc., transmits. The assembly of the individual partial image sections into the object image 108 takes place here optically by superimposing the partial image sections transmitted in the individual channels in the image plane 106 . So that the individual partial image sections are joined to one another there correctly, an upright image must be generated in the image plane 106 , ie a non-inverting image (β <0) must be provided.

Diese kann folgendermaßen realisiert werden: Die objektsei­ tige Linse 104 eines jeden optischen Kanals erzeugt ein in­ vertiertes (β < 0) Zwischenbild. Die bildseitige Linse 104' des betrachteten optischen Kanals bildet das invertierte Zwi­ schenbild in die Bildebene 106 als aufrechtes Bild (β < 0) ab. Zwischen der objektseitigen Linse 104 und der bildseiti­ gen Linse 104' befindet sich eine oder mehrere zusätzliche Linse(n) einer oder mehrerer Zwischenlinsenmatrixanord­ nung(en), welche in Art einer Feldlinse das Übersprechen zwi­ schen benachbarten optischen Kanälen reduziert (reduzieren). This can be implemented as follows: The object-side lens 104 of each optical channel generates an intermediate image (β <0). The image-side lens 104 'of the optical channel under consideration forms the inverted intermediate image in the image plane 106 as an upright image (β <0). Between the object-side lens 104 and the image-side lens 104 'there is one or more additional lens (s) of one or more intermediate lens matrix arrangement (s) which, in the manner of a field lens, reduce (reduce) the crosstalk between adjacent optical channels.

In der Regel benötigt die zweite Ausführungsvariante mehr Linsenmatrixanordnungen als die erste Ausführungsvariante, weshalb die erste Ausführungsvariante zumindest konzeptionell ein größeres Miniaturisierungspotential als die zweite Aus­ führungsvariante aufweist.As a rule, the second variant requires more Lens matrix arrangements as the first embodiment, which is why the first variant is at least conceptually a greater miniaturization potential than the second off leadership variant.

Fig. 7 zeigt das in Fig. 6 schematisch dargestellte Bilder­ fassungssystem 102 mit eingezeichnetem Strahlengang. Wie bei der ersten Ausführungsvariante ist die Bildweite B durch den Abstand zwischen der Hauptebene 105 der Linsenmatrixanordnun­ gen 103.1, 103.2 und 103.3 und der Bildebene 106 definiert. Fig. 7 shows the image acquisition system 102 shown schematically in Fig. 6 with the beam path shown. As in the first embodiment variant , the image width B is defined by the distance between the main plane 105 of the lens matrix arrangements 103.1 , 103.2 and 103.3 and the image plane 106 .

Fig. 8 zeigt einen möglichen praktischen Aufbau der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Optik des Bilderfassungssystems 102 der zweiten Ausführungsvariante. Die Optik des Bilderfas­ sungssystems 2 der ersten Ausführungsvariante kann entspre­ chend aufgebaut sein. Eine objektseitige Kunststoffolie 12 realisiert auf ihrer dem Objekt zugewandten Oberfläche die Linsen 104 der objektseitigen Linsenmatrixanordnung 103.1 und eine bildseitige Kunststoffolie 13 realisiert auf ihrer der Bildebene 106 zugewandten Oberfläche die Linsen 104' der bildseitigen Linsenmatrixanordnung 103.3. Die Zwischenlin­ senmatrixanordnung 103.2 wird hier durch Linsenpaare gebil­ det, die an den einander zugewandten Oberflächen der Folien 12, 13 ausgebildet sind. FIG. 8 shows a possible practical structure of the optics of the image acquisition system 102 of the second embodiment variant shown in FIGS. 6 and 7. The optics of the imaging system 2 of the first embodiment can be constructed accordingly. An object-side plastic film 12 realizes the lenses 104 of the object-side lens matrix arrangement 103.1 on its surface facing the object, and an image-side plastic film 13 realizes the lenses 104 'of the image-side lens matrix arrangement 103.3 on its surface facing the image plane 106 . The intermediate lens matrix arrangement 103.2 is formed here by lens pairs which are formed on the mutually facing surfaces of the foils 12 , 13 .

Zur lagegenauen lateralen und axialen Positionierung der Fo­ lien 12, 13 sind an diesen im peripheren Bereich über eine gedachte Kreislinie verteilt mehrere komplementär ausgebilde­ te Strukturen 14a, 14b angeordnet, die bei Eingriff eine Selbstjustage der Folien 12, 13 herbeiführen. Die Struktur 14a, 14b kann beispielsweise in Form eines an einer der Foli­ en 12; 13 angeformten Justierrings 14a und eines an der ande­ ren Folie 13; 12 angeformten Kugelkappenabschnitts 14b reali­ siert sein. Lien for the positionally accurate lateral and axial positioning of the Fo 12, 13 are connected to these in the peripheral region beyond an imaginary circular line distributed more complementarily image te structures 14 a, arranged 14 b, which upon engagement of a self-adjustment of the films 12, bring about. 13 The structure 14 a, 14 b can, for example, in the form of a on one of the foils 12 ; 13 molded adjustment ring 14 a and one on the other Ren film 13 ; 12 integrally formed ball cap portion 14 b realized.

Fig. 9 zeigt eine Darstellung des Strahlengangs durch das in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Bilderfassungssystem 102. Die Längenangaben sowohl der z-Achse (Richtung der optischen Ach­ se) als auch der x-Achse (Vertikalrichtung) sind in der Ein­ heit mm angegeben. FIG. 9 shows a representation of the beam path through the image acquisition system 102 shown in FIGS . 6 to 8. The lengths of both the z-axis (direction of the optical axis) and the x-axis (vertical direction) are given in the unit mm.

Die Abbildung ist nichtinvertierend und verkleinernd (0 < β < 1), die Objektweite beträgt 1 cm, der Abstand A zwischen der Linsenfront (bei x = 0) und der Bildebene 106 beträgt etwa 4,7 mm und die Bildweite B beträgt ungefähr 3 mm.The image is non-inverting and reducing (0 <β <1), the object width is 1 cm, the distance A between the lens front (at x = 0) and the image plane 106 is approximately 4.7 mm and the image width B is approximately 3 mm .

Fig. 10 zeigt mittige Bereiche von zwei verschiedenen Linsen­ matrixanordnungen 3, 103.1, 103.2, 103.3 in Draufsicht. Wäh­ rend bei der im linken Bildteil dargestellten Linsenmatrix­ anordnung sämtliche Linsen 4 eine sphärische Umfangsform auf­ weisen, zeigt bei der im rechten Bildteil dargestellten Lin­ senmatrixanordnung lediglich eine in bezug auf die optische Achse des Bilderfassungssystems 2 bzw. 102 zentrale Linse 4a eine sphärische Umfangsform, während die sie umgebenden Lin­ sen 4b jeweils eine elliptische Umfangsform aufweisen. Fig. 10 shows central regions of two different lens arrays 3, 103.1, 103.2, 103.3 in plan view. Whereas in the lens matrix arrangement shown in the left part of the image all the lenses 4 have a spherical circumferential shape, in the lens matrix arrangement shown in the right part of the image only one central lens 4 a with respect to the optical axis of the image acquisition system 2 or 102 shows a spherical peripheral shape, while the surrounding Lin sen 4 b each have an elliptical peripheral shape.

Aufgrund der geringen axialen Dimension A des erfindungsgemä­ ßen Bilderfassungssystems 2, 102 ist dieses ausgesprochen vielseitig einsetzbar. Im Bereich von Überwachungsanwendun­ gen kann das Bilderfassungssystem beispielsweise in das Lenk­ rad oder Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs integriert wer­ den, um über eine Erfassung der Lidbewegung oder der Kopfhal­ tung den Ermüdungszustand des Fahrers zu kontrollieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch biometrische Verfah­ ren wie Gesichts- oder Iriserkennung die Berechtigung des am Steuer sitzenden Fahrers zu kontrollieren, d. h. einen Dieb­ stahlschutz zu ermöglichen.Because of the small axial dimension A of the image acquisition system 2 , 102 according to the invention, it can be used in a very versatile manner. In the field of surveillance applications, the image acquisition system can be integrated into the steering wheel or dashboard of a motor vehicle, for example, in order to control the driver's fatigue state by detecting the movement of the eyelid or the head. Another option is to use biometric methods such as face or iris recognition to check the authorization of the driver at the wheel, ie to enable theft protection.

Weitere Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Bilderfassungs­ systems in bzw. an einem Kraftfahrzeug betreffen sicherheits­ technische Anwendungen. Ein oder mehrere der beschriebenen Bilderfassungssysteme 2, 102 können an geeigneter Stelle im Innenraum des Kraftfahrzeugs (beispielsweise Lenkrad, Sonnen­ blende, Innenverkleidung usw.) angeordnet sein und dort die Auslösung von Insassenschutzvorrichtungen wie beispielsweise Airbags oder andere Personenrückhaltesysteme steuern. Insbe­ sondere ist auf diese Weise ein Schutz von Kleinkindern vor dem Beifahrer-Airbag realisierbar. Eine weitere sicher­ heitstechnische Anwendung im Kraftfahrzeugbereich bezieht sich auf die Überwachung der Fahrzeugumgebung. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere erfindungsgemäße Bilderfas­ sungssysteme im Außenbereich des Fahrzeugs (beispielsweise an der Karosserie, der Außenbeleuchtung, insbesondere Blinker, dem Stoßfänger, der Antenne usw.) angebracht bzw. integriert sein.Further areas of application of the image capture system according to the invention in or on a motor vehicle relate to safety-related applications. One or more of the image acquisition systems 2 , 102 described can be arranged at a suitable point in the interior of the motor vehicle (for example steering wheel, sun visor, interior trim, etc.) and control the triggering of occupant protection devices such as airbags or other passenger restraint systems there. In particular, a protection of small children from the front passenger airbag can be realized in this way. Another safety-related application in the motor vehicle sector relates to monitoring the vehicle environment. For this purpose, one or more image acquisition systems according to the invention can be attached or integrated in the exterior of the vehicle (for example on the body, the exterior lighting, in particular the indicator, the bumper, the antenna, etc.).

Eine (weitere) Anwendung im Bereich der personenbezogenen Au­ torisierungsüberprüfung umfaßt die Integration des erfin­ dungsgemäßen Bilderfassungssystems in einen Gegenstand, des­ sen Nutzung einer bestimmten Person oder einem bestimmten Personenkreis vorbehalten bleiben soll, beispielsweise in ei­ ne Chipkarte (d. h. Kredit-, Geld-, Telefon-, Zugangskarte und dergleichen). Die personen- oder personengruppenbezogene Be­ rechtigung zur Nutzung einer solchen Chipkarte kann bei­ spielsweise anhand einer photometrischen Erfassung und Erken­ nung des Fingerabdrucks durchgeführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der bereits angesprochenen Gesichts- und/oder Iriserfassung/-erkennung der die Chipkarte verwenden wollenden Person durch die Chipkarte selbst. Damit das in der Chipkarte integrierte erfindungsgemäße Bilderfassungs­ system das richtige Objekt (Gesicht oder Iris) sieht, kann in der Chipkarte eine Struktur eingebaut sein, die bei senkrech­ ter oder nahezu senkrechter Betrachtung ein charakteristi­ sches Erscheinungsbild abgibt. Dies könnte beispielsweise ein auf der Vorder- und Rückseite der Karte angebrachtes dop­ peltes Zielkreuz sein, das von dem Betrachter durch Verkippen der Chipkarte übereinandergelegt werden muß. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Chipkarte mit einer spiegeln­ den Fläche auszustatten, in der sich der Betrachter bei lage­ richtig gehaltener Chipkarte selbst erkennt. Die Bilderfas­ sungs/-erkennungsfunktion der Chipkarte kann anschließend z. B. über einen Foliendruckschalter ausgelöst werden.A (further) application in the field of personal au The validation check includes the integration of the inventor image acquisition system according to the invention in an object, the use of a particular person or a particular People should be reserved, for example in egg ne chip card (i.e. credit, money, telephone, access card and the like). The person- or person-group-related Be You can be entitled to use such a chip card for example based on photometric detection and detection fingerprint. Another Possibility exists in the facial and / or iris detection / detection using the chip card wanting person through the chip card itself the chip card integrated image acquisition according to the invention system can see the correct object (face or iris) the chip card, a structure must be built in, with perpendicular characteristic or almost vertical observation gives the appearance. For example a dop on the front and back of the card pelt target cross that the viewer by tilting the chip card must be placed on top of one another. Another Possibility is to flip the chip card with a to equip the area in which the viewer is lying  correctly recognized chip card itself. The imagery Solution / recognition function of the chip card can then e.g. B. triggered by a film pressure switch.

Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Bilderfassungs­ systems besteht in der Realisierung einer Photokamera im Chipkartenformat - d. h. einer Kamera, die im Kartenfach des Geldbeutels transportiert werden kann.Another application of the image capture according to the invention systems consists in the implementation of a photo camera in the Smart card format - d. H. a camera in the card compartment of the Purse can be transported.

Bei einer solchen "Photokamera-Karte" kann als Sucher ein auf der Rückseite der Karte aufgebrachtes, flexibles Flüssigkri­ stall-Display (LCD) vorgesehen sein. Bei der zweiten Ausfüh­ rungsvariante der Erfindung sowie einer transparenten Ausfüh­ rung der Photodetektoranordnung (z. B. durch Verwendung eines geeigneten photoelektrischen Polymermaterials) kann auch durch direkte Betrachtung des auf der Kartenrückseite durch­ scheinenden Objektbildes eine (parallaxenfreie) Erfassung des gewünschten Bildausschnitts erreicht werden.With such a "photo camera card" can be used as a viewfinder flexible liquid crystal applied to the back of the card stall display (LCD) may be provided. In the second execution tion variant of the invention and a transparent Ausfüh tion of the photodetector arrangement (e.g. by using a suitable photoelectric polymer material) can also by looking directly at the back of the card shining object image a (parallax free) detection of the desired image section can be achieved.

In der Regel wird jedoch der Sucher einer derartigen flachen Photokamera als zusätzliches, eigenständiges System reali­ siert sein. Dieses kann wiederum gemäß der Erfindung konzi­ piert sein. Der Sucher kann also beispielsweise in Form der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung realisiert sein und - sofern das eigentliche Bilderfassungssystem der Photokamera gemäß der ersten Ausführungsvariante aufgebaut ist - zusätz­ lich und benachbart zu diesem auf der "Photokamera-Karte" an­ geordnet sein. As a rule, however, the viewfinder becomes such a flat one Photo camera as an additional, independent system reali be based. Again, this can be done in accordance with the invention be piert. The viewfinder can, for example, in the form of second embodiment of the invention can be realized and - provided the actual image acquisition system of the photo camera is constructed according to the first embodiment - additional Lich and adjacent to this on the "photo camera card" be ordered.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Objekt
object

22nd

Bilderfassungssystem
Imaging system

33rd

Linsenmatrixanordnung
Lens matrix arrangement

44th

, ,

4.14.1

, ,

4.24.2

Mikrolinse
Micro lens

44th

a kreisförmige Mikrolinse
a circular microlens

44th

b elliptische Mikrolinse
b elliptical microlens

55

Linsenmatrix-Hauptebene
Lentil matrix main plane

66

Bildebene
Image plane

77

, ,

7.17.1

, ,

7.27.2

Zentrallinie
Center line

88th

, ,

8.18.1

, ,

8.28.2

Objektbild
Object picture

99

, ,

9.19.1

, ,

9.29.2

optische Achse
optical axis

1010th

Einzeldetektor
Single detector

1010th

' Detektorgruppe
'Detector group

1111

Bildvorverarbeitungselektronik
Image preprocessing electronics

1212th

objektseitige Kunststoffolie
object-side plastic film

1313

bildseitige Kunststoffolie
plastic film on the image side

1414

a Justierring
a adjustment ring

1414

b Kugelkappenabschnitt
b Ball cap section

101101

Objekt
object

102102

Bilderfassungssystem
Imaging system

103.1103.1

,,

22nd

,,

33rd

Linsenmatrixanordnung
Lens matrix arrangement

104104

, ,

104104

' Mikrolinse
'Micro lens

105105

Linsenmatrix-Hauptebene
Lentil matrix main plane

106106

Bildebene
Image plane

108108

Objektbild
Object picture

109109

optische Achse
A Abstand
B Bildweite
α Neigungswinkel
Δx Versatz
X Einzelheit
Z, Z', Z1-Z8 Zelle
optical axis
A distance
B image width
α angle of inclination
Δx offset
X detail
Z, Z ', Z1-Z8 cell

Claims (24)

1. Flachbauendes Bilderfassungssystem, mit
  • - einer Linsenmatrixanordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3), die eine Vielzahl N von nebeneinanderliegend angeordneten Mi­ krolinsen (4; 104) enthält, und
  • - einer in einer Bildebene (6; 106) im Strahlengang hinter den Mikrolinsen (4; 104) liegenden flächigen Photodetektor­ anordnung, wobei
  • - der Abstand (A) zwischen der Front der Linsenmatrixanord­ nung (3; 103.1, 103.2, 103.3) und der sensitiven Fläche der Photodetektoranordnung kleiner als 1 cm, insbesondere klei­ ner als 0,5 cm ist.
1. Flat imaging system, with
  • - A lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ), which contains a plurality N of Mi Krolinsen ( 4 ; 104 ) arranged side by side, and
  • - Arrange a flat photodetector in an image plane ( 6 ; 106 ) in the beam path behind the microlenses ( 4 ; 104 )
  • - The distance (A) between the front of the lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) and the sensitive area of the photodetector arrangement is less than 1 cm, in particular less than 0.5 cm.
2. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß N ≧ 10, insbesondere N ≧ 1000 ist.2. Flat image acquisition system according to claim 1, characterized, that N ≧ 10, in particular N ≧ 1000. 3. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite einer Mikrolinse (4; 104) kleiner als 2 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm ist.3. Flat image acquisition system according to claim 1 or 2, characterized in that the opening width of a microlens ( 4 ; 104 ) is less than 2 mm, in particular less than 0.5 mm. 4. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der optischen Achse der Linsenmatrixanordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3) außermittig liegende Mikrolinsen (4b) eine im wesentlichen elliptische Linsenumfangsform auf­ weisen.4. Flat image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that with respect to the optical axis of the lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) eccentric microlenses ( 4 b) have an essentially elliptical lens shape. 5. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenmatrixanordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3) durch Prägen, Gießen, insbesondere Spritzgießen, Formpressen oder Drucken aus einem optisch transparenten Kunststoffmaterial hergestellt ist.5. Low-profile image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that the lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) is made from an optically transparent plastic material by embossing, casting, in particular injection molding, compression molding or printing. 6. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor und/oder hinter der Linsenmatrix­ anordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3) eine Lochblendenmatrix an­ geordnet und in bezug auf die Linsenmatrixanordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3) so positioniert ist, daß jeder Mikrolin­ se (4; 104) ein oder mehrere transmittierende Bereiche, ins­ besondere ein oder mehrere Löcher der Lochblendenmatrix zuge­ ordnet sind.6. Flat-building image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that arranged in the beam path in front of and / or behind the lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) and a pinhole matrix and in relation to the lens matrix arrangement ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) is positioned so that each microlens ( 4 ; 104 ) is assigned one or more transmitting areas, in particular one or more holes of the pinhole matrix. 7. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblendenmatrix aus einer bezüglich der Linsenma­ trixanordnung (3; 103.1, 103.2, 103.3) lagefest gehalterten perforierten Folie oder Folie mit transmittierenden Folienbe­ reichen besteht.7. Flat-building image acquisition system according to claim 6, characterized in that the pinhole matrix consists of a fixed with respect to the Linsenma trixanordnung ( 3 ; 103.1 , 103.2 , 103.3 ) perforated film or film with transmitting Folienbe rich. 8. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen (9.1, 9.2) der Mikrolinsen (4; 104) parallel verlaufen.8. Flat image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that the optical axes ( 9.1 , 9.2 ) of the microlenses ( 4 ; 104 ) run parallel. 9. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen (109) der Mikrolinsen (4; 104) zum Objekt (1, 101) hin divergieren.9. Flat image acquisition system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the optical axes ( 109 ) of the microlenses ( 4 ; 104 ) diverge towards the object ( 1 , 101 ). 10. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr im Strahlengang hintereinander angeordnete Linsenmatrixanordnungen (103.1, 103.2, 103.3) vorgesehen sind.10. Flat image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that two or more lens matrix arrangements ( 103.1 , 103.2 , 103.3 ) arranged one behind the other in the beam path are provided. 11. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer objektseitigen Linsenmatrixanordnung (103.1) und einer bildseitigen Linsenmatrixanordnung (103.3) mindestens eine Zwischenlinsenmatrixanordnung (103.2) ange­ ordnet ist, die ein optisches Übersprechen zwischen benach­ barten optischen Kanälen, jeweils definiert durch ein Mikro­ linsenpaar (104, 104') der objekt- und bildseitigen Linsenma­ trixanordnungen (103.1, 103.3), unterdrückt.11. Flat image acquisition system according to claim 10, characterized in that between an object-side lens matrix arrangement ( 103.1 ) and an image-side lens matrix arrangement ( 103.3 ) at least one intermediate lens matrix arrangement ( 103.2 ) is arranged, which defines an optical crosstalk between adjacent optical channels, each defined by a Micro lens pair ( 104 , 104 ') of the object and image-side lens matrix arrangements ( 103.1 , 103.3 ), suppressed. 12. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Flüssigkristallschicht im Strahlengang ange­ ordnet ist.12. Flat image acquisition system according to one of the previously claims, characterized, that also a liquid crystal layer in the beam path is arranged. 13. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß jede Mikrolinse (4; 4.1, 4.2) ein Bild (8; 8.1, 8.2) des gesamten zu erfassenden Objekts (1) in der Bildebene (6) erzeugt, so daß in der Bildebene (6) N überschneidungs­ frei nebeneinander angeordnete Objektbilder (8; 8.1, 8.2) erzeugt werden,
  • - daß jedem erzeugten Objektbild (8; 8.1, 8.2) eine Detek­ toreinheit (10, 10') der Photodetektoranordnung zugeordnet ist, und
  • - daß die Relativlagen der Objektbilder (8; 8.1, 8.2) zu den zugeordneten Detektoreinheiten (10, 10') variieren, derart, daß die Detektoreinheiten (10, 10') unterschiedliche Bild­ abschnitte der Objektbilder (8; 8.1, 8.2) erfassen.
13. Flat image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That each microlens ( 4 ; 4.1 , 4.2 ) produces an image ( 8 ; 8.1 , 8.2 ) of the entire object ( 1 ) to be detected in the image plane ( 6 ), so that in the image plane ( 6 ) N overlap freely arranged object images ( 8 ; 8.1 , 8.2 ) are generated,
  • - That each object image generated ( 8 ; 8.1 , 8.2 ) has a detector unit ( 10 , 10 ') assigned to the photodetector arrangement, and
  • - that the relative positions of the object images (8; 8.1, 8.2) to the associated detector units (10, 10 ') vary such that the detector units (10, 10') different image portions of the object images (8; 8.1, 8.2) capture.
14. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich benachbarter Objektbilder (8; 8.1, 8.2) der Versatz (Δx) der Relativlagen gerade der Abmessung der lichtempfindlichen Fläche einer Detektoreinheit (10, 10') entspricht.14. Flat image acquisition system according to claim 13, characterized in that with respect to adjacent object images ( 8 ; 8.1 , 8.2 ) the offset (Δx) of the relative positions corresponds precisely to the dimension of the light-sensitive surface of a detector unit ( 10 , 10 '). 15. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß jede Mikrolinse (104) ein Bild eines Teilabschnitts (ABC; DEF; . . .; IJK) des gesamten zu erfassenden Objekts (101) in der Bildebene (106) erzeugt, wobei sich die er­ zeugten N Teilabschnitte in der Bildebene (106) lagerichtig zu dem Bild des gesamten zu erfassenden Objekts (101) zu­ sammensetzen, und
  • - daß das zusammengesetzte Bild durch eine Vielzahl von über die Bildebene (106) verteilt angeordneten Detektoreinheiten (10, 10') der Photodetektoranordnung erfaßt wird.
15. Flat image acquisition system according to one of claims 1 to 12, characterized in that
  • - That each microlens ( 104 ) generates an image of a partial section (ABC; DEF;...... IJK) of the entire object ( 101 ) to be detected in the image plane ( 106 ), the N segments being generated in the image plane ( 106 ) in the correct position to form the image of the entire object ( 101 ) to be detected, and
  • - That the composite image is detected by a plurality of detector units ( 10 , 10 ') of the photodetector arrangement distributed over the image plane ( 106 ).
16. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektoreinheit durch einen Einzeldetektor (10) rea­ lisiert ist.16. Flat image acquisition system according to one of the preceding claims, characterized in that each detector unit is realized by a single detector ( 10 ). 17. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Detektoreinheit durch eine aus mehreren Einzeldetek­ toren bestehende Detektorgruppe (10') realisiert ist.17. Flat image acquisition system according to one of claims 1 to 15, characterized in that each detector unit is realized by a detector group consisting of several individual detectors ( 10 '). 18. Flachbauendes Bilderfassungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoranordnung ein CCD, ein CMOS-Photo­ sensorarray oder ein aus Polymeren bestehendes Photosensor­ array ist. 18. Flat image acquisition system according to one of the previously claims, characterized, that the photodetector arrangement is a CCD, a CMOS photo sensor array or a polymer photosensor array is.   19. Chipkarte, enthaltend ein flachbauendes Bilderfassungssy­ stem (2, 102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.19. Chip card, containing a flat image acquisition system ( 2 , 102 ) according to one of the preceding claims. 20. Armband- oder Taschenuhr, enthaltend ein flachbauendes Bilderfassungssystem (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.20. A wrist or pocket watch containing a flat image acquisition system ( 2 , 102 ) according to one of claims 1 to 18. 21. Mobiles Kommunikationsendgerät, enthaltend ein flachbau­ endes Bilderfassungssystem (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.21. Mobile communication terminal, comprising a flat-ended image acquisition system ( 2 , 102 ) according to one of claims 1 to 18. 22. Tragbarer Computer, enthaltend ein flachbauendes Bilder­ fassungssystem (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.22. A portable computer containing a low-profile picture Socket system (2, 102) according to one of claims 1 to 18. 23. Brille, enthaltend ein flachbauendes Bilderfassungssystem (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.23. Spectacles containing a flat image acquisition system ( 2 , 102 ) according to one of claims 1 to 18. 24. Kleidungsstück, enthaltend ein flachbauendes Bilderfas­ sungssystem (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.24. A garment containing a flat image acquisition system ( 2 , 102 ) according to one of claims 1 to 18.
DE19917890A 1999-04-20 1999-04-20 Low-profile image acquisition system Ceased DE19917890A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19917890A DE19917890A1 (en) 1999-04-20 1999-04-20 Low-profile image acquisition system
PCT/DE2000/001252 WO2000064146A2 (en) 1999-04-20 2000-04-20 Flat image acquisition system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19917890A DE19917890A1 (en) 1999-04-20 1999-04-20 Low-profile image acquisition system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19917890A1 true DE19917890A1 (en) 2000-11-30

Family

ID=7905230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19917890A Ceased DE19917890A1 (en) 1999-04-20 1999-04-20 Low-profile image acquisition system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19917890A1 (en)
WO (1) WO2000064146A2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004055591A2 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Hentze Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for recording and device for reproducing three-dimensional items of image information of an object
DE10301775A1 (en) * 2003-01-18 2004-07-29 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg Optical detector for objects, scanning device and confocal microscope includes second lens assembly comprising array of optical elements
US6860508B2 (en) 2001-10-10 2005-03-01 Trw Automotive Safety Systems Gmbh & Co. Kg Vehicle steering device
WO2005069607A1 (en) * 2004-01-20 2005-07-28 Frauhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Image recording system, and use thereof
WO2009090217A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Axsionics Ag Camera device for image acquisition of flat or nearly flat objects
US8917323B2 (en) 2006-08-30 2014-12-23 Robert Bosch Gmbh Image capture system for applications in vehicles
DE102016106390A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Bundesdruckerei Gmbh EYE-AUTHENTICATION DEVICE FOR AUTHENTICATING A PERSON

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4235539B2 (en) * 2003-12-01 2009-03-11 独立行政法人科学技術振興機構 Image composition apparatus and image composition method
FR2884338B1 (en) * 2005-04-11 2007-10-19 Valeo Vision Sa METHOD, DEVICE AND CAMERA FOR DETECTING OBJECTS FROM DIGITAL IMAGES
US7557338B2 (en) 2006-03-14 2009-07-07 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Electronic device with integrated optical navigation module and microlens array therefore
DE102006060062A1 (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Sick Ag Object detection sensor
DE102009012292A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 Sensovation Ag Light auto-focusing method for use in microscope, involves arranging detector elements such that profiles of radiation property registered by detector elements are different and focus position is set based on profiles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852524A (en) * 1968-07-22 1974-12-03 Mitsubishi Electric Corp Stereoscopic television system
US4190330A (en) * 1977-12-27 1980-02-26 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Variable focus liquid crystal lens system
JP2666907B2 (en) * 1986-03-05 1997-10-22 オリンパス光学工業株式会社 Liquid crystal lens
US5340978A (en) * 1992-09-30 1994-08-23 Lsi Logic Corporation Image-sensing display panels with LCD display panel and photosensitive element array
DE19545484C2 (en) * 1995-12-06 2002-06-20 Deutsche Telekom Ag Image recording device
US5696371A (en) * 1996-05-23 1997-12-09 Eastman Kodak Company Diffractive/refractive lenslet array
NO305728B1 (en) * 1997-11-14 1999-07-12 Reidar E Tangen Optoelectronic camera and method of image formatting in the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860508B2 (en) 2001-10-10 2005-03-01 Trw Automotive Safety Systems Gmbh & Co. Kg Vehicle steering device
WO2004055591A2 (en) * 2002-12-13 2004-07-01 Hentze Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for recording and device for reproducing three-dimensional items of image information of an object
WO2004055591A3 (en) * 2002-12-13 2004-10-07 Hentze Lissotschenko Patentver Device for recording and device for reproducing three-dimensional items of image information of an object
DE10301775A1 (en) * 2003-01-18 2004-07-29 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg Optical detector for objects, scanning device and confocal microscope includes second lens assembly comprising array of optical elements
US7015450B2 (en) 2003-01-18 2006-03-21 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh Co. Kg Detection apparatus for the optical detection of an object, method for operating a detection apparatus of this type and scanning apparatus and confocal microscope
WO2005069607A1 (en) * 2004-01-20 2005-07-28 Frauhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Image recording system, and use thereof
US8917323B2 (en) 2006-08-30 2014-12-23 Robert Bosch Gmbh Image capture system for applications in vehicles
DE102006040657B4 (en) * 2006-08-30 2016-05-12 Robert Bosch Gmbh Image capture system for vehicle applications
WO2009090217A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Axsionics Ag Camera device for image acquisition of flat or nearly flat objects
DE102016106390A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Bundesdruckerei Gmbh EYE-AUTHENTICATION DEVICE FOR AUTHENTICATING A PERSON

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000064146A3 (en) 2001-04-26
WO2000064146A2 (en) 2000-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1665779B8 (en) Image recording system, and use thereof
DE102006004802B4 (en) Image acquisition system and method for producing at least one image capture system
DE102005016564B4 (en) Image sensor with integrated electrical optical device
EP2429176B1 (en) Image processing device
EP2406825B1 (en) Method for producing a multiplicity of micro-optoelectronic components and micro-optoelectronic component
DE60023156T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE TRAPEZER DISTORTION AND IMPROVING THE IMAGE DYE IN AN OPTICAL IMAGE ASSEMBLY SYSTEM
DE19917890A1 (en) Low-profile image acquisition system
EP0050751B1 (en) Optical arrangement for an infrared intrusion detector
DE102014112746A1 (en) Fingerprint sensor module
DE602005003905T2 (en) Compact lens with three single lenses
DE102009021438A1 (en) spectroscopy module
DE102014017281A1 (en) Optical detection device and method for controlling the same
DE102019102606A1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
DE102018101625A1 (en) Device for optical direct recording of skin impressions and documents
DE202020005757U1 (en) Lens assembly, camera and electronic device
DE102019102605A1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
DE102019102614A1 (en) Screen with a transparent base
DE102019102607A1 (en) Functionalized waveguide for a detector system
EP2181313A2 (en) Solar sensor for the detection of the direction of incidence and the intensity of solar radiation
DE112021005281T5 (en) MULTISPECTRAL OPTICAL SENSOR AND SYSTEM
DE102022102009A1 (en) SPECTRAL SENSOR MODULE
DE112021001013T5 (en) DISPLAY DEVICE, ELECTRONIC DEVICE AND METHOD OF MAKING THE DISPLAY DEVICE
WO2021250051A1 (en) Apparatus and method for recording a projected dot pattern in a display device
DE102005016818B4 (en) Optical encryption device, optical decryption device and encryption / decryption system
WO2005078401A1 (en) Filter unit with an adjustable wavelength and assembly comprising said filter unit

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection