EP3894925A1 - Multi-channel imaging apparatus and an apparatus comprising a multi-aperture imaging apparatus - Google Patents

Multi-channel imaging apparatus and an apparatus comprising a multi-aperture imaging apparatus

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EP3894925A1
EP3894925A1 EP19813525.3A EP19813525A EP3894925A1 EP 3894925 A1 EP3894925 A1 EP 3894925A1 EP 19813525 A EP19813525 A EP 19813525A EP 3894925 A1 EP3894925 A1 EP 3894925A1
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EP
European Patent Office
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view
beam deflection
image
imaging device
image sensor
Prior art date
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Application number
EP19813525.3A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Wippermann
Jacques DUPARRÉ
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Definitions

  • Multi-channel imaging device and device with a multi-aperture imaging device Multi-channel imaging device and device with a multi-aperture imaging device
  • the present invention relates to a multi-channel imaging device and to a device with a multi-channel imaging device.
  • the present invention further relates to a portable device having a multi-aperture imaging device.
  • the object of the present invention is therefore to create a multi-aperture imaging device which enables a high degree of image information while at the same time requiring little space for the multi-aperture imaging device.
  • a key concept of the present invention is to have recognized that the above object can be achieved in that a high degree of image information can be obtained by recording the overall field of view in different wavelength ranges, which means a small number of recording channels and thus small sizes and low costs enables.
  • a multi-aperture imaging device comprises an image sensor; an array of optical channels arranged next to one another, each optical channel comprising an optical system for imaging at least a partial field of view of an overall field of view onto an image sensor region of the image sensor.
  • the multi-aperture imaging device has a beam deflection device for deflecting a beam path the optical channels, the beam deflecting device having a first beam deflecting region which is effective for a first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel; and has a second beam deflection area which is effective for a second wavelength range of the electromagnetic radiation which passes through the optical channel and which is different from the first wavelength range.
  • the multi-aperture imaging device is designed to capture a first image of the entire field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the first image is based on the first wavelength range; and to capture a second image of the entire field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the second image is based on the second wavelength region.
  • the multi-aperture imaging device is designed to determine a depth map for the first exposure using the second exposure. This enables depth information to be obtained regarding the entire field of view.
  • the first beam deflection area is arranged on a first side of the beam deflection device and the second beam deflection area is arranged on a second side opposite to the first side, and the beam deflection device is designed such that the first side faces the image sensor for acquiring a first image of the total field of view is arranged, and for capturing a second image of the total field of view the second side is arranged facing the image sensor.
  • a first side of the beam deflection device has a coating that differs from a second, opposite side, in order to be effective in the first or second wavelength range.
  • the beam deflection device is designed to reflect the first wavelength range when effective in the first wavelength range and to at least partially absorb different wavelength ranges thereof beers and / or wherein the beam deflection device is designed to reflect the second wavelength range when effective in the second wavelength range and to absorb at least partially different wavelength ranges therefrom.
  • the overall field of view is a first overall field of view
  • the multi-aperture imaging device has a first line of sight for capturing the first overall field of view and a second line of sight towards a second overall field of view.
  • the multi-aperture imaging device is designed to capture a third image of the second overall field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the third image is based on the first wavelength range; and to acquire a fourth image of the second total field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the fourth image is based on the second wavelength region.
  • Both total, possibly spatially spaced, fields of view can thus be recorded in both wavelength ranges.
  • the first overall field of view and the second overall field of view are arranged along different main directions of the multi-aperture imaging device, and the beam deflection regions deflect the beam path alternately in the direction of the first overall field of view and the second overall field of view and alternately with the first beam deflection region and the second beam deflection region when a progressive rotary movement is carried out around.
  • This can be an implemented or theoretical consideration of the sequence of movements.
  • Exemplary embodiments provide in particular that a shortest path and therefore a shortest actuating time are implemented in order to change a position or position of the beam deflection device, so that the beam deflection device can be moved in different directions.
  • the beam deflection device is designed to have an angle of incidence of 45 ° ⁇ 10 ° of the first beam deflection region with respect to the image sensor in order to obtain a first image of the overall field of view and to have an angle of incidence of 45 ° ⁇ 10 ° of the second in order to obtain a second image of the overall field of view To have beam deflection area with respect to the image sensor.
  • This angle of attack enables the beam path to be deflected by approximately 90 ° and to a small extent Size of the multi-aperture imaging device, since the small thickness of the multi-aperture imaging device can be used to advantage.
  • the multi-aperture imaging device is designed to capture the entire field of view through at least two partial fields of view and to capture at least one of the partial fields of view through at least a first optical channel and a second optical channel. This enables the occlusion effects to be avoided or reduced.
  • the multi-aperture imaging device is designed to segment the total field of view into exactly two partial facial fields and to capture exactly one of the partial field of view through a first optical channel and a second optical channel. This enables the occlusion to be reduced or avoided and, at the same time, a small number of optical channels, which enables a small size and / or low costs.
  • the first optical channel and the second optical channel are spaced apart by at least one further optical channel in the array.
  • This enables the occlusion effects to be avoided or reduced.
  • occlusion effects can be reduced or avoided.
  • a first partial field of view is taken up by channels to the left and right of the channel which receives a second partial field of view, in particular when the total field of view is divided into exactly two partial fields of view along a vertical direction or perpendicular to a direction along which the optical channels in the array are more optical Channels can be arranged, the line extension direction.
  • the beam deflection device is formed as an array of facets, each optical channel being assigned to a facet, and each of the facets having the first beam deflection area and the second beam deflection area.
  • the facets of the array of facets are formed as reflectors that are reflective on both sides and plane-parallel on both sides. This enables simple design of the facets.
  • the image sensor regions are designed for image generation in the first wavelength region and for image generation in the second wavelength region. This enables a space-saving design of the image sensor.
  • pixels of the image sensor areas are designed for image generation in the first wavelength range and at least partially for image generation in the second wavelength range. This can be done, for example, by arranging appropriate filters and / or by integrating or substituting appropriately configured photo cells in groups of photo cells, for example a Bayer pattern.
  • the first wavelength range comprises a visible spectrum and the second wavelength range comprises an infrared spectrum, in particular a near infrared spectrum.
  • the multi-aperture imaging device furthermore has an illumination device which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern with a third wavelength range which at least partially corresponds to the second wavelength range. This enables targeted illumination of the entire field of view with light of the second wavelength range, so that the arrangement of further illumination sources for this wavelength range can be dispensed with.
  • the multi-aperture imaging device is designed to capture the entire field of view, at least stereoscope. This enables an additional increase in the image information obtained.
  • the beam deflection device is designed to block or attenuate the second wavelength region with the first beam deflection region and to block or attenuate the first wavelength region with the second beam deflection region. This enables the wavelength ranges to be isolated the deflection, so that only light strikes the image sensor for use in the desired recording.
  • a device comprises a multi-aperture imaging device according to the invention and is designed to generate a depth map of the overall field of view.
  • the device does not have an additional infrared camera.
  • the device is designed to record the entire field of view from a perspective and to provide no stereoscopic image of the overall field of view.
  • This embodiment is particularly advantageous with the generation of depth information based on the different wavelength ranges, which enable additional imaging modules to be saved for stereoscopic purposes.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a device according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a main side of a device according to a further exemplary embodiment
  • 3a shows a beam deflecting device and a state of diaphragms in a first
  • 3b shows the beam deflection device and the diaphragms in a second operating state
  • 4a shows a schematic view of the beam deflection device according to an exemplary embodiment, which comprises a plurality of beam deflection regions
  • 4b shows a schematic view of the beam deflection device according to an alternative configuration to FIG. 4a and according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5a shows a schematic perspective view of an imaging device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5b shows a schematic perspective view of a multi-aperture imaging device according to an exemplary embodiment, which has an illumination device which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern;
  • FIG. 5c shows a schematic side sectional view of a modified imaging device, in which the beam deflection device can be rotated between a first position of the first operating state and a second position;
  • 6a is a schematic view of an overall field of view, which comprises four overlapping partial fields of view;
  • FIG. 6b shows a division of the total field of view that is changed to FIG. 6a, in which a
  • Partial field of view is recorded twice and partial fields of view are arranged alongside one another in a first direction;
  • Fig. 6c a changed to Fig. 6a distribution of the total field of view, in which a
  • Partial field of view is recorded twice and partial fields of view are arranged side by side along a second direction;
  • FIG. 7a shows a schematic perspective view of a device which comprises two multi-aperture imaging devices for stereoscopic imaging of an entire field of view, according to an exemplary embodiment
  • Fig. 7b. 1 shows a schematic perspective view of a device which comprises two multi-aperture imaging devices, according to an exemplary embodiment, which is designed to create the depth information instead of a stereoscopic image from the image in one of the wavelength ranges;
  • FIG. 7c shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of a multi-aperture imaging device according to an exemplary embodiment, which has a single viewing direction;
  • FIG. 8 shows a schematic structure comprising a first multi-aperture imaging device and a second multi-aperture imaging device with a common image sensor;
  • 9a-d are schematic views of a multi-aperture imaging device according to one
  • Embodiment that uses different wavelength ranges.
  • FIG. 10 shows a schematic graph of a sensitivity of an image sensor region of the image sensor of the multi-aperture imaging device over the wavelengths of a first and second wavelength region according to an exemplary embodiment.
  • the following exemplary embodiments relate to the use of different wavelength ranges for imaging on an image sensor.
  • the wavelength relates to electromagnetic radiation, especially light.
  • An example of different wavelength ranges is, for example, the use of visible light, for example in a wavelength range from approximately 380 nm to approximately 650 nm.
  • a wavelength range that differs from this can, for example, be an ultraviolet spectrum with wavelengths of less than 380 nm and / or an infrared Spectrum with wavelengths of more than 700 nm, approximately from approximately 1,000 nm to approximately 1,000 pm, in particular a near infrared spectrum with wavelengths in a range from approximately 700 nm or 780 nm to approximately 3 pm.
  • the first and the second wavelength range have wavelengths that are at least partially different from one another on.
  • the wavelength ranges have no overlaps.
  • the wavelength ranges have an overlap, which is, however, only partial, so that there are wavelengths in both ranges that enable a differentiation.
  • a beam deflection area can be a surface area or an area of an object that is configured to deflect a beam path at least in a specific wavelength range.
  • This can be a sequence of at least one applied layer, for example dielectric but also electrically conductive layers, which provide or set a reflectivity. It can be an electrically passive or active property.
  • a main page of a device may be understood to be the embodiment described herein as the side of a housing or the device that has a large or a large dimension compared to other sides.
  • a first main page may refer to a front side and a second main page may indicate a back side.
  • Side pages can be understood to mean pages or surfaces that connect the main pages to one another.
  • the exemplary embodiments described below relate to portable devices, the aspects set forth can easily be transferred to other mobile or immobile devices. It goes without saying that the described portable devices can be installed in other devices, for example in vehicles. Furthermore, the housing of a device can be designed so that it is not portable. Therefore, the exemplary embodiments described below are not intended to be limited to portable devices, but can relate to any implementation of a device.
  • the portable device 10 comprises a housing 12 with a first transparent area 14a and a second transparent area 14b.
  • the housing 12 can be formed from an opaque plastic, a metal or the like.
  • the transparent areas 14a and / or 14b can be made in one piece with the housing 12 may be formed or be formed in several pieces.
  • the transparent areas 14a and / or 14b can be recesses in the housing 12, for example.
  • a transparent material can be arranged in a region of the cutouts or the transparent regions 14a and / or 14b.
  • Transparent materials of the transparen ⁇ th portions 14a and / or 14b of electromagnetic radiation may be at least in a wavelength range to be transparent for an imaging device, in particular a Multiaperturab Struktursvorraum 16 and an image sensor of the same is susceptible.
  • the transparent regions 14a and / or 14b can be partially or completely opaque in different wavelength ranges.
  • the imaging device 16 can be designed to detect a first and a second wavelength range, for example to detect a visible wavelength range and an at least partially different wavelength range.
  • the imaging device or multi-aperture imaging device 16 is arranged inside the housing 12.
  • the imaging device 16 comprises a beam deflecting device 18 and an image capturing device 19.
  • the image capturing device 19 can comprise two or more optical channels, each having one or more optics for changing (such as bundling, focusing or scattering) an optical path of the imaging device 16 and an image sensor.
  • Optics can be disjoint or undivided or channel-specific with respect to different optical channels.
  • the optics it is also possible for the optics to have elements which act jointly for two, more or all optical channels, for example a common converging lens, a common filter or the like combined with a channel-specific lens.
  • the image acquisition device 19 can have one or more image sensors, the associated beam paths of which are directed through one or more optical channels onto the beam deflection device 18 and deflected by the latter.
  • the at least two optical channels can be deflected such that they capture overlapping partial visual fields (partial object areas) of an overall visual field (overall object area).
  • the imaging device 16 can be referred to as a multi-aperture imaging device. Each image sensor area of the image sensor can be assigned to an optical channel.
  • a constructional gap can be arranged between adjacent image sensor areas or the image sensor areas can be different image sensors or parts be implemented thereof, but it is alternatively or additionally also possible that be ⁇ neighboring image sensing areas directly adjoin each other and are separated from the reading of the image sensor of each other.
  • the portable device 10 has a first operating state and a second operating state.
  • the operating state can be correlated with a slope, position or orientation of the beam deflection device 18. This can relate to which wavelength range is deflected by the beam deflection device 16 by using pages with different effectiveness for the deflection.
  • two different operating states can be related to the direction in which the beam path is deflected. In the exemplary multi-aperture imaging device 16, for example, 4 operating states could exist, two for two different viewing directions and two for the different wavelength ranges.
  • the beam deflection device 16 has a first beam deflection area which is effective for the first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel; and has a second beam deflection region which is effective for the second wavelength region of the electromagnetic radiation which passes through the optical channels and which is different from the first wavelength region.
  • the beam deflection device 18 can deflect the beam path 22 of the imaging device 16 such that it runs through the first transparent region 14a, as is indicated by the beam path 22a.
  • the beam deflection device 18 can be designed to deflect the beam path 22 of the imaging device 16 such that it runs through the second transparent region 14b, as is indicated by the beam path 22b.
  • This can also be understood to mean that the beam deflection device 18 directs the beam path 22 through one of the transparent regions 14a and / or 14b at a time and based on the operating state.
  • a position of a visual field (object area), which is captured by the imaging device 16 can be arranged to be variable in space.
  • the first beam deflection area effective for the first wavelength range and the second beam deflection area effective for the second wavelength range can be used alternately to deflect the beam paths of the optical channels or the beam path 22. This makes it possible to steer that part of the spectrum in the direction of the image sensor for which the beam deflection area is effective.
  • E.g. can he Strahlumlenk Scheme have a band-pass functionality and those Wellenlän ⁇ gene regions deflect, ie, reflecting, for the band-pass functionality, is designed while other wavelength ranges suppressed, are filtered out or at least greatly attenuated, such as by at least 20 dB, at least 40 dB, or at least 60 dB.
  • the beam deflection areas can be arranged on the same side of the beam deflection device 18, which offers advantages in the case of beam deflection devices that can be displaced in translation.
  • different beam deflection areas can also be arranged on different sides of the beam deflection device 18, which can alternately face the image sensor based on a rotational movement of the beam deflection device 18.
  • An angle of attack can be arbitrary. However, it is advantageous to use an angle of approximately 45 ° when using two possibly opposite viewing directions of the multi-aperture imaging device 16, so that a rotational movement of 90 ° is sufficient to change the viewing direction. On the other hand, with just one viewing direction, a further degree of freedom can be selected.
  • the total field of view of the respective line of sight can be captured with wavelength ranges that are different from one another, in that the multi-aperture imaging device is designed to capture a first image of the entire field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the first image is based on the first wavelength range; and to capture a second image of the entire field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the second image is based on the second wavelength region.
  • a wavelength range that is not visible to the human eye can be used to obtain additional image information, such as depth maps.
  • the portable device 10 may include a first bezel 24a and a second bezel 24b.
  • the diaphragm 24a is arranged in a region of the transparent region 14a and is designed to optically at least partially close the transparent region 14a in a closed state of the diaphragm 24a.
  • the diaphragm 24a is designed to completely or at least 50%, 90% or at least 99% of the surface of the transparent region 14a be closed off the transparent region 14a in the closed state.
  • the diaphragm 24b is designed to close the transparent area 14b in the same or similar manner as described for the diaphragm 24a in connection with the transparent area 14a.
  • the diaphragm 24b can at least partially optically close the transparent area 14b, so that the transparent area 14b causes false light to a small extent or possibly not into the interior of the housing 12 occurs. This enables a slight influence on the recording of the visual field in the first operating state by the false light entering through the aperture 14b.
  • the diaphragm 24a can at least partially optically close the transparent region 14a.
  • the diaphragms 24a and / or 24b can be designed such that they close transparent areas 14a and 14b in such a way that this false light occurs from unwanted directions (in which, for example, the detected visual field is not arranged) to a small extent or does not occur.
  • the diaphragms 24a and 24b can be formed continuously and can be arranged with respect to all optical channels of the imaging device 16. This means that the diaphragms 24a and 24b can be used by all optical channels of the multi-aperture imaging device based on the respective operating state. According to one embodiment, no individual round diaphragms are arranged for each optical channel, but instead an aperture 24a or 24b is used, which is used by all optical channels.
  • the diaphragms 24a and / or 24b can be shaped following a polygon, for example rectangular, oval, round or elliptical.
  • Switching between the first and the second operating state can comprise, for example, a movement of the beam deflection device 18 based on a translatory movement 26 and / or based on a rotary movement 28.
  • the diaphragms 24a and / or 24b can be designed, for example, as a mechanical diaphragm.
  • the diaphragms 24a and / or 24b can be designed as an electrochromic diaphragm. This enables a small number of mechanically moving parts.
  • an embodiment of the diaphragms 24a and / or 24b as an electrochromic diaphragm enables the transparent areas 14a and / or 14b to be opened and / or closed silently, as well as a good embodiment that can be integrated into the optics of the portable device 10.
  • the diaphragms 24a and / or 24b can be designed such that they are hardly or not perceived by a user in a closed state, since there are few visual differences from the housing 12.
  • the housing 12 can be formed flat.
  • the main sides 13a and / o ⁇ the 13b may be arranged in parallel, in the space in an x / y-plane, or a plane.
  • Secondary sides or secondary surfaces 15a and / or 15b between the main sides 13a and 13b can be arranged obliquely or perpendicularly in space, the main sides 13a and / or 13b and / or the secondary sides 15a and / or 15b can be curved or flat.
  • An expansion of the housing 12 along a first housing direction z between the main sides 13a and 13b, for example parallel or antiparallel to a surface normal of a display of the portable device 10, may be slight if it is combined with further dimensions of the housing 12 along further dimensions, ie along a Direction of extension of the main side 13a and / or 13b is compared.
  • the minor sides 15a and 15b can be parallel or anti-parallel to the surface normal of a display.
  • the main sides 13a and / or 13b can be arranged perpendicular to a surface normal of a display of the portable device 10 in space.
  • an extension of the housing along the x direction and / or the y direction can have at least three times, at least five times or at least seven times an extension of the housing 12 along the first extension z.
  • the expansion of the housing z can be understood in a simplifying manner, but without restricting effect, as the thickness or depth of the housing 12.
  • the portable device may include device 10.
  • the portable device 20 may include a display 33, such as a screen or display.
  • the device 20 can be a portable communication device, such as a mobile phone (smartphone), a tablet computer, a mobile music player, a monitor or screen device, which has the imaging device 16.
  • the transparent region 14a and / or the transparent region 14b can be arranged in a region of the housing 12 in which the display 33 is arranged. This means that the diaphragm 24a and / or 24b can be arranged in a region of the display 33.
  • the transparent area 14a and / or 14b and / or the panel 24a or 24b can be covered by the display 33.
  • information from the display can be displayed at least temporarily.
  • the presentation of the information can be any operation of the portable device 20.
  • a viewfinder function can be represented on the display 33, in which a field of view can be represented which is generated by the imaging device inside the Housing 12 is scanned or detected.
  • images that have already been captured or any other information can be displayed .
  • the transparent area 14a and / or the aperture 24a may be hidden from the display 33 so that the transparent portion 14a and / or the aperture 24a during a Be ⁇ drive 20 of the portable device hardly or not perceptible.
  • the transparent regions 14a and 14b can each be arranged in at least one main side 13a of the housing 12 and / or in an opposite main side.
  • the housing 12 can have a transparent area at the front and a transparent area at the rear.
  • front and back can be arbitrarily replaced by other terms, such as left and right, top and bottom or the like, without restricting the exemplary embodiments described here.
  • the transparent regions 14a and / or 14b can be arranged on a secondary side.
  • the transparent areas can be arranged as desired and / or depending on the directions in which the beam paths of the optical channels can be deflected.
  • the display 33 can be designed, for example, to be temporarily deactivated during the acquisition of an image with the imaging device or to increase the transparency of the display 33 out of the housing 12.
  • the display 33 can also remain active in this area, for example if the display 33 emits no or hardly any electromagnetic radiation in a relevant wavelength range into the interior of the portable device 20 or the housing 12 or towards the imaging device 16.
  • FIG. 3a shows the beam deflection device 18 and a state of the multi-aperture imaging device, which is associated, for example, with an operating state of the first aperture 24a and the second aperture 24b.
  • the aperture 24b can at least partially close the transparent region 14b at times, so that false light penetrates to a small or no extent into the interior of the housing of the portable device through the transparent region 14b.
  • 3b shows the beam deflecting device 18, the aperture 24a and the aperture 24b in a second operating state, the beam deflecting device 18 being executed, for example the rotary movement 28 has a different viewing direction by 90 °.
  • the beam deflecting device directs now the beam path with a Strahiumlenk Scheme 18B to which is effective for the second wavelength range, so that detection of a can in view ⁇ direction of the beam path 22b arranged overall field of view at the second wavelength range effected.
  • the first viewing direction shown in FIG. 3a would be taken up again, but under the influence of the beam deflection area 18B.
  • a larger number of overall fields of view for example 2, 3 or more, can thus also be acquired.
  • the beam deflection device 18 can deflect the beam path 22 such that it runs as a beam path 22b through the transparent area 14b, while the diaphragm 24a optically at least partially closes the transparent areas 14a.
  • the diaphragm 24b can have an at least partially or completely open state.
  • the open state can refer to a transparency of the panel.
  • an electrochromic diaphragm can be called open or closed, depending on a control state, without moving mechanical components.
  • a diaphragm 24b designed as an electrochromic diaphragm can be partially or completely transparent at least temporarily during the second operating state for a wavelength range to be detected by the imaging device.
  • the first operating state as shown in FIG.
  • the aperture 24b can be partially or completely non-transparent or opaque for this wavelength range. Switching between the first operating state according to FIG. 3a and the second operating state according to FIG. 3b can be based on the rotational movement 28 of the deflection device 18 and / or based on a translatory movement, as described in connection with FIGS. 4a and 4b, and are preserved or include at least one of these movements.
  • the imaging device can comprise a plurality or a plurality of optical channels, for example two, four or a greater number.
  • the imaging device has four optical channels on that beam deflecting device 18, a number of ray deflection 32a-h ge ⁇ Gurss a number of optical channels multiplied by a number of operating states between which the beam deflecting device 18 or the portable device is switchable environmentally include.
  • the ray deflection 32a and 32e ei ⁇ nem first optical channel can be assigned, wherein the beam deflector 32a the beam path of the first optical channel in the first operating state and the beam deflection element 32e the beam path of the first optical channel in the first operating state deflects.
  • the beam deflecting elements 32b and 32f, 32c and 32g or 32d and 32h can be assigned to further optical channels.
  • the beam deflection device can be translationally movable along the translatory movement direction 26 and / or can be moved back and forth between a first position and a second position of the beam deflection device 18 with respect to the optical channels of the imaging device in order to switch between the first operating state and the second operating state.
  • a distance 34 over which the beam deflection device 18 is moved between the first position and the second position can correspond to at least a distance between four optical channels of the imaging device.
  • the beam deflection device 18 can have a block-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h. E.g.
  • the beam deflection elements 32a-d can be designed to deflect the beam paths of the imaging device in a first viewing direction towards a first field of view, wherein each optical channel can be assigned to a partial field of view of the overall field of view.
  • the beam deflecting elements 32e-h can be designed to deflect the beam paths of the imaging device in a second viewing direction towards a second field of view, wherein each optical channel can be assigned to a partial field of view of the overall field of view.
  • the beam deflecting elements 32a-h can be, for example, regions of the beam deflecting device 18 which are curved differently from one another or flat facets of a facet mirror.
  • the beam deflecting device 18 can be understood as an array of facets and / or deflecting elements 32a-h which are inclined at different angles to one another, so that beam paths of optical channels striking the beam deflecting device 18 into partial fields of view of the field of view of the first th operating state and beam paths striking deflecting elements 32e-h and deflected by them into different partial fields of view of a field of view of the second operating state.
  • FIG. 4b shows a schematic view of the beam deflection device 18 according to a configuration that is different from the configuration according to FIG. 4a.
  • 4a can be understood as a block-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h based on an operating state
  • the configuration according to FIG. 4b can be understood as a channel-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h based on a sequence of the optical channels of the imaging device .
  • the beam deflection elements 32a and 32e assigned to the first optical channel can be arranged adjacent to one another.
  • the beam deflection elements 32b and 32f, 32c and 32g or 32d and 32h which can be assigned to the optical channels 2, 3 or 4, can be arranged adjacent to one another.
  • a distance 34 ′ over which the beam deflection device 18 is moved in order to be moved back and forth between the first position and the second position may be less than the distance 34, for example a quarter or a half thereof. This enables an additionally reduced design of the imaging device and / or the portable device.
  • the beam deflection elements can also provide different types of beam deflection areas, so that a pure assignment to optical channels is provided, so that a first optical channel is deflected, for example, by deflection either with the beam deflection element 32a in the first wavelength range or by deflection with the beam deflection element 32e in the second wavelength range.
  • the rotational movement can be combined with the translatory movement. It is conceivable, for example, that a translatory movement switches between the wavelength ranges, i. that is, the different beam deflecting elements 32a-h are arranged on a common side of the beam deflecting device 18, a design that is reflective on both sides making it possible to switch the viewing direction or vice versa.
  • FIG. 4c shows a schematic side sectional view of a beam deflecting element 32, as can be used for a beam deflecting device described here, such as the beam deflecting device 18 of FIGS. 4a or 4b.
  • the beam deflecting element 32 can have a polygonal cross-section. Although a triangular cross section is shown, it can also be any other polygon.
  • the cross section can also have at least one curved surface, it being possible, in particular in the case of reflecting surfaces, for an embodiment which is at least sectionally flat to avoid imaging errors. Beam deflection regions with different effective wavelengths can be arranged on different and opposite main sides 35a and 35b.
  • the beam deflecting element 32 has, for example, a first side 35a, a second side 35b and a third side 35c. At least two sides, for example sides 35a and 35b, are reflective, so that the beam deflecting element 32 is reflective on both sides.
  • the sides 35a and 35b can be main sides of the beam deflecting element 32, that is to say sides whose area is larger than the side 35c.
  • the beam deflecting element 32 can be wedge-shaped and reflective on both sides.
  • a further surface can be arranged opposite the surface 35c, that is to say between the surfaces 35a and 35b, but this is considerably smaller than the surface 35c.
  • the wedge formed by the surfaces 35a, 35b and 35c does not run to an arbitrary point, but is provided with a surface on the pointed side and is therefore truncated.
  • FIG. 4d shows a schematic side sectional view of the beam deflecting element 32, in which a suspension or a displacement axis 37 of the beam deflecting element 32 is described.
  • the displacement axis 37 about which the beam deflection element 32 can be moved in the beam deflection device 18 in a rotational and / or translatory manner, can be displaced eccentrically with respect to a centroid 43 of the cross section.
  • the center of area can alternatively also be a point which describes the half-dimension of the beam deflecting element 32 along a thickness direction 45 and along a direction 47 perpendicular thereto.
  • the displacement axis can, for example, remain unchanged along a thickness direction 45 and have any offset in a direction perpendicular to it.
  • an offset along the thickness direction 45 is also conceivable.
  • the displacement can, for example, take place in such a way that when the beam deflecting element 32 rotates about the displacement axis 37, a higher adjustment path is obtained than when rotating about the surface center of gravity 43.
  • the displacement by which the displacement axis 37 can move The edge between the sides 35a and 35b moved during a rotation is increased at the same rotation angle compared to a rotation around the center of gravity 43.
  • the beam deflecting element 32 is preferably arranged such that the edge, that is to say the pointed side of the wedge-shaped cross section, faces the image sensor between the sides 35a and 35b. A small other side 35a or 35b can thus deflect the beam path of the optical channels by slight rotational movements.
  • the rotation can be carried out in such a way that a space requirement of the beam deflection device along the thickness direction 45 is small, since a movement of the beam deflection element 32 such that a main side is perpendicular to the image sensor is not necessary.
  • the side 35c can also be referred to as the secondary side or the rear side.
  • a plurality of beam deflection elements can be connected to one another in such a way that a connecting element is arranged on the side 35c, or runs through the cross section of the beam deflection elements, that is to say is arranged in the interior of the beam deflection elements, for example in the region of the displacement axis 37.
  • the retaining element can do so be arranged so that it is not or only to a small extent, i.e. i.e., a maximum of 50%, a maximum of 30% or a maximum of 10% protrudes beyond the beam deflecting element 32 along the direction 45, so that the holding element does not increase or determine the extent of the overall structure along the direction 45.
  • the extension in the thickness direction 45 can alternatively be determined by the lenses of the optical channels, i. H. these have the dimension defining the minimum of the thickness.
  • the beam deflecting element 32 can be formed from glass, ceramic, glass ceramic, plastic, metal or a combination of these materials and / or other materials.
  • the beam deflecting element 32 can be arranged such that the tip, ie the edge between the main sides 35a and 35b, faces the image sensor.
  • the beam deflecting elements can be held in such a way that they only take place on the back or inside the beam deflecting elements, ie the main sides are not covered.
  • a common holding or connecting element can extend over the rear side 35c.
  • the axis of rotation of the trap arm 32 can be arranged eccentrically.
  • FIG. 4e shows a schematic perspective view of a multi-aperture imaging device 40 which comprises an image sensor 36 and a single-line array 38 of optical channels 42a-d arranged next to one another.
  • the beam deflection device 18 comprises a number of beam deflection elements 32a-d, which can correspond to the number of optical channels. Alternatively, a smaller number of beam deflecting elements can be arranged, for example if at least one beam deflecting element is used by two optical channels. Alternatively, a higher number can also be arranged, for example if the deflection direction of the beam deflection device 18 is switched by a translational movement, as is described in connection with FIGS. 4a and 4b. Each beam deflection element 32a-d can be assigned to an optical channel 42a-d.
  • the beam steering elements 32a-d can be formed as a plurality of elements 32 according to FIGS. 4c and 4d. Alternatively, at least two, several or all of the beam deflecting elements 32a-d can be formed in one
  • 4f shows a schematic side sectional view of the beam deflecting element 32, the cross section of which is formed as a free-form surface.
  • the side 35c can have a cutout 49 which enables a holding element to be fastened, the cutout 49 also being able to be formed as a projecting element, for example as a tongue of a tongue and groove system.
  • the cross section also has a fourth side 35d, which has a smaller surface area than the main sides 35a and 35b and connects the same to one another.
  • FIG. 4g shows a schematic side sectional view of a first beam deflecting element 32a and a second beam deflecting element 32b lying behind in the direction of illustration.
  • the cutouts 49a and 49b can be arranged such that they are essentially congruent, so that an arrangement of a connecting element in the cutouts is made possible.
  • FIG. 4h shows a schematic perspective view of the beam deflecting device 18, which comprises, for example, four beam deflecting elements 32a-d which are connected to a connecting element 51.
  • the connecting element can be usable in order to be translationally and / or rotationally movable by an actuator.
  • the connecting element 51 can be formed in one piece and over an extension direction, for example the y direction in FIG. 4e, run on or in the Strahiumlenketementen 32a-d.
  • the connecting element 51 can also be connected only to at least one side of the beam deflection device 18, for example if the beam deflection elements 32a-d are formed in one piece.
  • a connection to an actuator and / or a connection of the beam deflecting elements 32a-d can also be made in any other way, for example by means of gluing, wringing or soldering.
  • the imaging device 16 comprises the beam deflection device 18, an image sensor 36 and a single-line array 38 of optical channels 42a-cf arranged next to one another.
  • Each optical channel 42a-d can have optics that are designed to optically influence beam paths 22-1 to 22-4 of the imaging device 16.
  • the optics can be channel-specific or have common components for groups of two or more optical channels.
  • the image sensor 36 can comprise image sensor areas 44a-d, wherein the beam paths 22-1 to 22-4 of the optical channels 22a-d can each strike an image sensor area 44a-d.
  • an optical channel 22a-d and / or a beam path 22-1 to 22-4 can be assigned to each image sensor area 44a-d.
  • the beam deflection device 18 can be designed to deflect the beam paths 22-1 to 22-4 in different directions and / or deflect different wavelengths, for example, based on different operating states of the portable device and / or on different positions of the beam deflection device 18 in connection with FIGS. 1, 2, 3a, 3b, 4a-h. This means that the imaging device 16 can be formed as a multi-aperture imaging device 40 or can comprise this.
  • the image sensor areas 44a-d can, for example, each be formed from a chip that comprises a corresponding pixel array, wherein the image sensor areas can be mounted on a common substrate or a common circuit board.
  • the image sensor regions 44a-d can be formed in each case from a part of a common pixel array which extends continuously over the image sensor regions 44a-d, the common pixel array being formed, for example, on a single chip. For example, only the pixel values of the common pixel array in the image sensor areas 44a-d are then read out.
  • Different mixtures of these alternatives are of course also possible, such as the presence of one Chips for two or more channels and a further chip for still other channels or the like.
  • these can be mounted, for example, on one or more boards, such as, for example, all together or in groups or the like.
  • the single-line array 38 can have a carrier 39, on which optics 41a-d of the optical channels are arranged.
  • the carrier 39 can be passed by the optical beam paths 22-1 to 22-4 used for the imaging in the individual optical channels.
  • the optical channels of the multi-aperture imaging device can traverse the carrier 39 between the black-light deflection device 18 and an image sensor 36.
  • the carrier 39 can keep a relative position between the optics 41 a-d stable.
  • the carrier 39 can be made transparent and comprise, for example, a glass material and / or a polymer material.
  • the optics 41a-d can be arranged on at least one surface of the carrier 39.
  • the carrier 39 is not or only insignificant along the direction parallel to a main side of the field sensor 36 and perpendicular to the line stretching direction 56, i. i.e., at most 20%, at most 10% or at most 5%, larger than a corresponding dimension of the optics 41a-d.
  • the beam deflection device can be designed in such a way that in the first position and in the second stiffening it deflects the beam path 22-1 to 22-4 of each optical channel 42a-d in a different direction from one another. This means that the deflected beam paths 22-1 to 22-4 can have an angle to one another, as is described in connection with FIG. 6a.
  • the optical channels 16a-d can be arranged in at least one row along a row extension direction 56.
  • the array 38 can be formed as a multi-line array comprising at least two lines or as a single-line array comprising (exactly) one line of optical channels.
  • the optical channels can be directed by the beam deflecting device 18 to variable visual fields based on a set viewing direction.
  • the optical channels can be at an angle to one another within a viewing direction, so that the optical channels are directed into the highest partially overlapping partial visual fields of the overall visual field become.
  • the different angles of the optical channels can be obtained based on the optics of the optical channels and / or based on a different deflection of the optical channels on the beam deflection device 18.
  • the imaging device 16 can comprise an actuator 48a, which is, for example, part of an optical image stabilizer 46a and / or can be used to change the position or position of the beam deflection device 18.
  • the optical image stabilizer 46 can be designed to enable optical image stabilization of an image captured by the image sensor 36.
  • the actuator 48a can be designed to generate a rotational movement 52 of the beam deflection device 18.
  • the rotational movement 52 can take place about an axis of rotation 54, the axis of rotation 54 of the beam deflecting device 18 being able to be arranged in a central region of the beam deflecting device 18 or apart therefrom.
  • the rotational movement 52 can be superimposed on the rotational movement 28 or the translatory movement 26 for switching the beam deflection device between a first and a second position or operating state. If the beam deflection device 18 is translationally movable, the translatory movement 26 can be arranged in space parallel to a line extension direction 56 of the one-line array 38.
  • the line extension direction 56 can refer to a direction along which the optical channels 42a-d are arranged next to one another.
  • an optical image stabilization can be obtained along a first image axis 58, possibly perpendicular to the line extension direction 56.
  • the optical image stabilizer 46 can comprise an actuator 48b, which is designed to translate the single-line array 38 along the line extension direction 56. Based on the translational movement of the one-line array 38 along the line extension direction 56, an optical image stabilization along a second image axis 62 can be obtained, possibly parallel to the line extension direction 56 or parallel to the direction of movement of the one-line array 38.
  • the actuators 48a and 48b can be formed, for example, as a piezoelectric actuator, pneumatic actuator, hydraulic actuator, direct current motor, stepper motor, thermal actuator, electrostatic actuator, electrostrictive actuator and / or magnetostrictive actuator.
  • the actuators 48a and 48b can be formed identically or differently from one another.
  • an actuator can also be arranged, which is designed to move the beam deflection device 18 in a rotary manner and the single-line array 38 in a translatory manner.
  • the axis of rotation 54 can be parallel to the line extension direction 56.
  • the rotational movement 52 about the axis of rotation 54 can lead to a small installation space requirement of the imaging device 16 along a direction parallel to the image axis 58, so that the portable device, which comprises the imaging device 16 inside a housing, can also have a small dimension.
  • the portable device can have a flat housing.
  • the translatory movement 26 can, for example, be carried out parallel or substantially parallel to an extension of a main side 13a and / or 13b of the device 10, so that an additional installation space that may be required for switching the beam deflection device between operating states can be carried out along the line extension direction 56 can be arranged and / or there is no need to provide installation space along a thickness direction of the device.
  • the actuators 48a and / or 48b can be arranged along the line extension direction and / or perpendicularly thereto, parallel to an extension direction from main sides of the housing of the device.
  • actuators for shadowing between operating states and / or actuators of the optical image stabilizer can be arranged next to, in front of and behind an extension between the image sensor, the one-line array 38 and the beam deflecting device 18, with an arrangement above and / or below is omitted in order to keep the overall height of the imaging device 16 low.
  • actuators for switching the operating state and / or the optical image stabilizer can be arranged in a plane in which the image sensor 36, the single-line array 38 and the beam deflection device 18 are arranged.
  • the actuator 48b and / or other actuators can be designed to change a distance between the image sensor 36 and the single-line array 38 or the optics of the optical channels.
  • the actuator 48b can be designed, for example, to move the single-line array 38 and / or the image sensor 36 relative to one another along a beam path of the beam paths 22-1 to 22-4 or perpendicular to the line extension direction 56 in order to focus the image of the To change the field of view and / or to obtain an auto focus function.
  • the imaging device 16 can have a focus device that is designed to change the focus of the imaging device.
  • the focus device can be designed to provide a relative movement between the single-row array 38 and the image sensor 36.
  • the focus device can be designed to perform the relative movement by executing a movement of the movement which is simultaneous to the relative movement Execute beam deflector 18.
  • the actuator 48b or another actuator can be designed to keep a distance between the single-line array 38 and the beam deflection device 18 at least essentially constant or, if no additional actuator is used, at least essentially, if necessary, exactly constant, that is, the beam deflection device 18 to move to an extent such as the single-line array 38.
  • an implementation of a focus function can lead to an increased dimension (thickness) of the device.
  • the imaging device 16 can have a focus device for changing a focus.
  • the focus device can be designed to provide a relative movement (focusing movement) between at least one optics 41a-d of the optical channels of the multi-aperture imaging device 16 and the image sensor 36.
  • the focus device can have an actuator for providing the relative movement, for example the actuator 48b and / or 48a.
  • the beam deflection device 18 can be moved simultaneously with the focusing movement by appropriate design or use, possibly using a further actuator. This means that a distance between the single-line array 38 and the beam deflecting device remains unchanged and / or that the beam deflecting device 18 is moved simultaneously or with a time delay to the same or comparable extent as the focusing movement, so that at least at one point in time the field of view is captured by the Multi-aperture imaging device is unchanged compared to a distance before a change in focus.
  • the imaging device 16 comprises a control device 53, which is designed to receive image information from the image sensor 36.
  • a control device 53 which is designed to receive image information from the image sensor 36.
  • an image of the total field of view is evaluated, which is evaluated by deflecting the beam paths 22-1 to 22- 4 of the optical channels 42a to 42d with the first beam deflection area, and a corresponding, ie, corresponding image is evaluated, which is obtained by deflecting the beam paths 22- 1 to 22-4 of the optical channels 42a to 42d with the second beam deflection area is obtained, the order of the first and second imaging being arbitrary.
  • the control device 53 can generate two overall images of the acquired total field of view, for example using methods for stitching, wherein a first overall image is based on the first wavelength range and a second overall image is based on the second wavelength range.
  • the control device can be designed to determine a depth map for the first exposure using the second exposure, for example based on a wavelength range that is not visible to humans, such as an infrared range, in particular a near infrared range (NIR).
  • the control device can be designed, for example, to evaluate a pattern visible in the second wavelength range.
  • a predefined pattern for example a dot pattern in the NIR wavelength range in the direction of the overall field of view, can be emitted and a distortion of the pattern can be evaluated in the second image or image.
  • the distortion can be correlated with depth information.
  • the control device 53 can be designed to provide the depth map by evaluating the depth information.
  • temporal information can also be evaluated, for example with knowledge of a temporal variance of the pattern.
  • the lighting source can be designed to emit the temporal and / or spatial lighting pattern with a third wavelength range that completely or partially encompasses the second wavelength range, so that the third wavelength range at least partially corresponds to the second wavelength range.
  • a partial reflection of the wavelengths of the emitted pattern represents a sufficient source for the second wavelength range arriving at the image sensor and also includes wavelength shifts or partial reflections, for example based on absorptions.
  • the second wavelength range and the third wavelength range may also be congruent.
  • the deflected beam paths of the optical channels can run through a transparent area of a housing of the device, wherein an aperture can be arranged in the transparent area.
  • an aperture can be arranged in the transparent area.
  • the diaphragm can have an open state for the two, the plurality or all of the optical channels. This means that the diaphragms can be effective for at least two optical channels of the multi-aperture imaging device.
  • the diaphragm 24b can optically at least partially close the transparent region 14b for the two, the plurality or all optical channels.
  • the aperture 24a can optically at least partially close the transparent region 14a for the two, the plurality or all optical channels.
  • 5b shows a schematic perspective view of the multi-aperture imaging device 16 according to an exemplary embodiment, in which the array 38 has, for example, two optical channels which comprise optics 41a-b, any higher number being possible, for example three, four, five or more .
  • One of the optical channels 41a and 41b is designed to capture a partial field of view 64a or 64b of a total field of view 60.
  • the partial fields of view 64a and 64b overlap with one another and together form the overall facial field 60.
  • the multi-aperture imaging device 16 comprises an illumination device 55, which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern 55a, in particular in the direction of the overall field of view 60.
  • the illumination pattern 55a can comprise a third wavelength range, which at least partially overlaps or corresponds to the second wavelength range that a deflection of the beam paths using the second beam deflection region hits the pattern distorted in the overall field of view on the image sensor and can be evaluated by the control device 53.
  • FIG. 5 c shows a schematic side sectional view of a modified imaging device 16 ′, in which the beam deflection device 18 can be moved between a first position Pos1 of the first operating state and a second position Pos2 of the second operating state based on a rotational movement 52 ′ about the axis of rotation 54.
  • the imaging device 16 ' can have a first viewing direction 57a.
  • the imaging device 16 ′ can have a first viewing direction 57b.
  • Main pages 59a and 59b of the beam deflection device 18 can be formed reflectively as a mirror and / or as facet elements.
  • the beam deflection device 18 can be switchable between a center position 61, so that a distance between parallel planes 63a and 63b, which can describe a minimum dimension of the imaging device 16 'along a normal direction of the planes 63a and 63b, can be described by the dimensions of the Image sensor 36, the array 38 is not influenced by a movement of the beam deflection device 18.
  • the rotational movement 52 can be superimposed on the rotational movement 28. Put simply, a superimposition of switching and optical image stabilization can be implemented.
  • Actuators of the multi-aperture imaging device can be arranged such that it is at least partially arranged between two planes 63a and 63b, which are spanned by the sides of a cuboid.
  • the sides of the cuboid can be aligned parallel to one another and parallel to the line extension direction of the array and part of the beam path of the optical channels between the image sensor and the beam deflection device.
  • the volume of the cuboid is minimal and nevertheless includes the image sensor, the array and the beam deflection device and their operational movements.
  • a thickness direction of the multi-aperture imaging device can be arranged normal to the planes 63a and / or 63b.
  • the actuators can have a dimension or extension parallel to the thickness direction. A portion of at most 50%, at most 30% or at most 10% of the dimension can protrude from an area between levels 63a and 63b beyond level 63a and / or 63b or protrude from the area.
  • the actuators thus protrude, for example, at most insignificantly level 63a and / or 63b.
  • the actuators do not protrude beyond levels 63a and / or 63b. The advantage of this is that an expansion of the multi-aperture imaging device along the thickness direction is not increased by the actuators.
  • a volume of the multi-aperture imaging device can have a small or minimal installation space between the planes 63a and 63b.
  • an installation space of the multi-aperture imaging device can be large or arbitrarily large.
  • the volume of the virtual cuboid is influenced, for example, by an arrangement of the image sensor 36, the array 38 and the beam deflecting device, the arrangement of these components being described in accordance with the The exemplary embodiments can be such that the installation space of these components along the direction perpendicular to the planes and therefore the distance between the planes 63a and 63b to one another is small or minimal. Compared to other arrangements of the components, the volume and / or the distance between other sides of the virtual cuboid can be increased.
  • FIG. 6a shows a schematic view of an overall field of view 60, which comprises four overlapping partial fields of view 64a-d.
  • the partial fields of view 64a-d are arranged, for example, along two directions H and V in the object area, which for example, but not restrictively, can denote a horizontal direction and a vertical direction. Any other directional arrangement is possible.
  • 5a for example, the beam path 22-1 towards the partial field of view 64a, the beam path 22-2 towards the partial field of view 64b, the beam path 22-3 towards the partial field of view 64c and / or the beam path 22-4 towards the Field of view 64d can be directed.
  • the beam paths 22-1 to 22-4 are directed in different directions from one another.
  • the total field of view 60 is detected in the exemplary embodiment described by means of four optical channels which detect the partial field of view 64a-d, the total field of view 60 can also be captured by any other number of partial field of view greater than 1, i.e. at least 2, at least 3, at least five, at least seven or more.
  • FIG. 6b shows a division of the total field of view 60, which is also possible and has been changed from FIG. 6a and is captured, for example, by only two partial fields of view 64a and 64b.
  • the partial facial fields 64a and 64b can, for example, be arranged along the direction V or, as shown in FIG. 6c, along the direction H and overlap with one another in order to enable effective image merging.
  • the partial fields of view are only shown with different sizes for better differentiation, even if this can mean a corresponding optional implementation.
  • An assignment of the partial visual fields 64a and 64b to the optical channels and a relative alignment of the array 14 can in principle be arbitrary.
  • a direction along which the partial visual fields are arranged for example V in FIG. 6b or H in FIG. 6c, can be arranged as desired in relation to the line extension direction 56 of the array 14.
  • An arrangement such that the line extension direction 56 and the direction along which the partial fields of view are arranged are advantageous at least within a tolerance range of ⁇ 25 °, ⁇ 15 ° or ⁇ 5 ° are arranged perpendicular to each other, preferably perpendicular to each other.
  • the line extension direction 56 is arranged parallel to the direction H arranged perpendicular to V, for example.
  • the line extension direction 56 is also rotated in accordance with the arrangement of the partial visual fields 64a and 64b rotated with respect to FIG. 6b, so that the line extension direction 56 is parallel to V or within the specified tolerance range perpendicular to H.
  • the optical channels 42a c and the image sensor areas 44a-c could thus overlap in the representation plane of FIG. 6c or be congruent within the tolerance range and are shown offset from one another for the sake of illustration.
  • Multi-aperture imaging devices in accordance with exemplary embodiments can be designed to capture the entire field of view 60 through at least two partial fields of view 64a-b.
  • At least one of the partial facial fields, other than single-field partial fields, such as the partial field of view 64b or the partial fields of view according to the explanations for FIG. 6a can be captured by at least a first optical channel 42a and a second optical channel 42c.
  • the total field of view can be segmented into exactly two partial fields of view 64a and 64b.
  • Exactly one of the partial fields of view for example the partial field of view 64a, can be detected by two optical channels 42a and 42c.
  • Other partial fields of view can be captured through one channel.
  • multi-aperture imaging devices provide for the use of exactly two optical channels in order to image the two partial visual fields 64a and 64b in the respective wavelength range or in both wavelength ranges.
  • occlusions or occlusion effects which means that instead of a double detection of a visual field arranged behind an object, only one viewing angle is detected.
  • some exemplary embodiments provide for capturing at least one of the partial facial fields 64a and / or 64b with a further optical channel 42a-c, so that at least this channel 42a-c is captured several times, in particular twice.
  • a different number of partial fields of view recorded twice and / or a different number of partial fields of view and / or a different number of optical channels is also possible.
  • optical channels 42a and 42c and / or image sensor areas 44a and 44c can be used for multiple detection of a partial facial field.
  • des 64 be arranged symmetrically around an optical channel 42b for detecting the other partial field of view, be spaced apart from one another in the array 14 by at least one optical channel 42b directed at another partial field of view and / or have an enlarged or maximum distance from one another within the array, to allow some degree of disparity.
  • FIG. 7a shows a schematic perspective view of a device 70i, which comprises a first multi-aperture imaging device 16a and a second multi-aperture imaging device 16b, and is designed to stereoscopically capture the entire field of view 60 with the multi-aperture imaging devices.
  • the overall field of view 60 is arranged, for example, on a main side 13b facing away from the main side 13a.
  • the multi-aperture imaging devices 16a and 16b can capture the entire field of view 60 through transparent areas 14a and 14c, respectively, with diaphragms 24a and 24c arranged in the main side 13b being at least partially transparent.
  • Apertures 24b and 24d arranged in the main side 13a can at least partially optically close transparent areas 14b and 14d, respectively, so that an amount of false light from a side facing the main side 13a, which can falsify the images of the multi-aperture imaging devices 16a and / or 16b, is at least reduced is.
  • the multi-aperture imaging devices 16a and 16b are shown spaced apart from one another, the multi-aperture imaging devices 16a and 16b can also be spatially adjacent or combined.
  • the single-line arrays of the imaging devices 16a and 16b can be arranged side by side or parallel to one another.
  • the single-line arrays can form lines to one another, with each multi-aperture imaging device 16a and 16b having a single-line array.
  • the imaging devices 16a and 16b can have a common beam deflection device and / or a common carrier 39 and / or a common image sensor 36.
  • the transparent areas 14a-d can additionally be equipped with a switchable diaphragm 24a-d, which covers the optical structure in the case of non-use.
  • the aperture 24a-d can comprise a mechanically moving part. The movement of the mechanically moved part can take place using an actuator, as described for example for the actuators 48a and 48b.
  • the diaphragm can be electrically controllable and comprise an electrochromic layer or an electrochromic layer sequence. According to an embodiment preferred in FIG.
  • a device 702 is configured similarly to device 70i, but is designed such that the depth information instead of a stereoscopic image creates a recording from the recording in one of the wavelength ranges, for example by evaluating a pattern distortion in a non-visible one Wavelength range.
  • the device 70 is configured and configured, for example, with only a single imaging device 18 in order to record the entire field of view from a perspective, namely that of the imaging device 16, and to record no stereoscopic images of the overall field of view.
  • the device 70 can also be designed in accordance with the preferred embodiment in order to provide or generate a depth map of the overall field of view, for example by evaluating a pattern distortion in one of the detected wavelength ranges, for example by the control device 53 or a calculation device of the device 70 or the device set up for this purpose Imaging device 16.
  • the device 70 can be implemented without an additional infrared camera that complements or expands the imaging device 16, since such functionality is already implemented in the imaging device 16, possibly including the lighting device 55.
  • the imaging device 16 of a device 70a is designed to have only one viewing direction compared to the devices 70i and 702, so that an arrangement of a corresponding viewing window in other directions and the anyway optional diaphragms can be dispensed with .
  • the devices 7O2 and 7O3 can also be designed to create a depth map of the overall field of view.
  • FIG. 8 shows a schematic structure comprising a first multi-aperture imaging device 16a and a second multi-aperture imaging device 16b, as can be arranged, for example, in the imaging system 70i.
  • the multi-aperture imaging devices 16a and 16b can be formed in whole or in part as a common multi-aperture imaging device.
  • the single-line arrays 38a and 38b form a common line.
  • the image sensors 36a and 36b can be on a common substrate or on a common circuit carrier such as a common circuit board or a common one Flexboard mounted. Alternatively, the image sensors 36a and 36b can also comprise substrates that are different from one another.
  • multi-aperture imaging devices comprising a common image sensor, a common array and / or a common beam deflection device 18 and further multi-aperture imaging devices which have separate components.
  • An advantage of a common image sensor, a common single-line array and / or a common beam deflection device is that a movement of a respective component can be obtained with great precision by actuating a small amount of actuators, and synchronization between actuators can be reduced or avoided. Furthermore, high thermal stability can be obtained.
  • further multi-aperture imaging devices can have a common array, a common image sensor and / or a common beam deflection device. By arranging at least one further group of imaging optical channels, any number of which can be implemented, the multi-aperture imaging device can be designed to capture the entire field of view at least stereoscope.
  • the beam paths or optical axes can be directed in different directions from the beam deflection device. This can be obtained by deflecting the beam paths during a deflection on the beam deflection device and / or by means of the optics in a manner different from parallelism.
  • the beam paths or optical axes can deviate from parallelism before or without beam deflection.
  • this fact is described by the fact that the channels can be provided with a kind of preliminary divergent. With this preliminary divergence of the optical axes, it would be possible, for example, that not all facet inclinations differ from facets of the beam deflection device, but that some groups of channels, for example, have the facets with the same inclination or are directed onto them.
  • the latter can then be formed in one piece or continuously merging into one another, quasi as a facet, which is assigned to this group of channels adjacent in the direction of line extension.
  • the divergence of the optical axes of these channels could then originate from the divergence of these optical axes, as is achieved by a lateral offset between optical centers of the optics of the optical channels and image sensor regions of the channels.
  • the pre-divergence could be limited to one level, for example.
  • the optical axes could run in a common plane before or without beam deflection, but divergent in this plane, and the Facets only cause an additional divergence in the other transverse plane, i.e.
  • the optics can allow (pre) divergence of the beam paths along a first (image) direction and the beam deflection device can allow a divergence of the beam paths along a second (image) direction.
  • the aforementioned possible pre-divergence can be achieved, for example, by the optical centers of the optics lying on a straight line along the line extension direction, while the centers of the image sensor areas from the projection of the optical centers along the normal of the plane of the image sensor areas onto points on a straight line in are arranged differently from the image sensor plane, for example at points which deviate from the points on the aforementioned straight line in the image sensor plane channel-specifically along the line extension direction and / or along the direction perpendicular to both the line extension direction and the image sensor normal.
  • preliminary divergence can be achieved by the centers of the image sensors lying on a straight line along the line extension direction, while the centers of the optics from the projection of the optical centers of the image sensors along the normal of the plane of the optical centers of the optics onto points on a straight line in are arranged differently at the optic center level, such as at points that are channel-specific from the points on the aforementioned straight line in the optic center level! along the line extension direction and / or along the direction perpendicular to both the line extension direction and the normal of the optics center plane.
  • the aforementioned channel-specific deviation from the respective projection only extends in the direction of line extension, that is to say the optical axes are only in a common plane and are blown away with a pre-divergence. Both optical centers and image sensor area centers then lie on a straight line parallel to the line extension direction, but with different intermediate distances.
  • a lateral offset between lenses and image sensors in a vertical lateral direction to the line extension direction led to an increase in the overall height.
  • a pure in-plane offset in the direction of line extension does not change the overall height, but it does possibly fewer facets and / or the facets only have a tilt in an angular orientation, which simplifies the structure. For example, neighboring optical ones can be used
  • a facet can be arranged with respect to a group of optical channels, inclined only in one direction and parallel to the direction of line extension.
  • optical channels are assigned to the same partial field of view, e.g. for the purpose of super resolution or to increase the resolution with which the corresponding partial field of view is scanned through these channels.
  • the optical channels within such a group would then run parallel, for example before beam deflection, and would be deflected by a facet onto a partial field of view.
  • pixel images of the image sensor of one channel of a group would lie in intermediate positions between images of the pixels of the image sensor of another channel of this group.
  • the above exemplary embodiments can thus be implemented in the form of a multi-aperture imaging device and / or a device comprising such a multi-aperture imaging device, with a single-line channel arrangement, each channel transmitting a partial field of view of an overall field of view and the partial fields of view partially overlapping.
  • a setup with several such multi-aperture imaging devices for stereo trio, quattro etc. setups for 3D image recording is possible.
  • the plurality of modules can be designed as a continuous line.
  • the connected line could use identical actuators and a common beam deflecting element.
  • One or more reinforcing substrates possibly present in the beam path can extend over the entire line, which can form a stereo, trio, quattro structure.
  • the optical axes can also run divergent without a beam deflection device, so that fewer facets on the beam deflection device. steering unit are required.
  • the facets then advantageously have only one angle component.
  • the image sensor can be in one piece, have only one coherent pixel matrix or several interrupted ones.
  • the image sensor can be composed of many partial sensors which are arranged next to one another on a printed circuit board, for example.
  • An autofocus drive can be designed such that the beam deflecting element is moved synchronously with the optics or is stationary.
  • Sub-modules can also be constructed as a system.
  • the sub-modules or systems can be installed in a housing, such as a smartphone.
  • the systems can be arranged in one or more rows and / or rows and at any location.
  • two imaging devices 16 can be arranged in the housing 12 in order to enable stereoscopic detection of a visual field.
  • the device 70 comprises further multi-aperture imaging devices 16, so that the overall field of view 60 can be scanned with more than two multi-aperture imaging devices.
  • This enables a number of partially overlapping channels which, due to their viewing directions adapted to each channel, record the entire field.
  • at least one further arrangement of channels according to the exemplary embodiments described here and / or the described arrangement of channels can be arranged, which can be formed as exactly one line or as separate modules.
  • the single-line array can be arranged in multiple lines with a further line, wherein the further line of optical channels can be assigned to a further multi-aperture imaging device.
  • the optical channels of the further line can also record overlapping partial areas and together cover the entire field of view. This enables a stereo, trio, quattro, etc. structure to be obtained from array cameras, which consist of channels which partially overlap and cover the entire field of view within their sub-grouping.
  • multi-aperture cameras with a linear channel arrangement can comprise a plurality of optical channels which are arranged next to one another and each transmit parts of the overall field of view.
  • a mirror beam deflection device
  • a mirror can advantageously be arranged in front of the imaging lenses, which mirror can be used for beam deflection and for reducing the overall height of the device
  • a channel-by-channel mirror such as a facet mirror, where the facets can be flat or arbitrarily curved or provided with a free-form surface, it can be advantageous to construct the imaging optics of the channels essentially identically, whereas the viewing directions of the channels can be the individual facets of the mirror array are influenced or predetermined.
  • the imaging optics of the channels can be designed or shaped differently, so that there are different viewing directions.
  • the deflecting mirror (beam deflecting device) can be rotatably mounted, the axis of rotation being perpendicular to the optical channels, ie parallel to the line extension direction of the channels.
  • the deflecting mirror can be reflective on both sides, whereby metallic or dielectric layers or layer sequences can be arranged in order to obtain a reflectivity.
  • Rotation or translational displacement of the mirror can be carried out in an analog or bistable or multiply stable manner. It can be understood to be stable if a force has to be applied to move along a predicted direction, wherein falling below the force can result in the beam deflecting device stopping or returning.
  • the analog rotation can be used for a one-dimensional adaptation of the image position, which can be understood as optical image stabilization. For example, a movement of only a few degrees can be sufficient, for example s 15 °, ⁇ 10 ° or £ 1 °.
  • the bistable or multiple stable rotation of the mirror can be used to switch the viewing direction of the camera. For example, you can switch between the viewing directions in front of, next to and behind the display.
  • Analog and bistable / multi-stable movements or positions can be combined, ie overlaid.
  • the exemplary embodiments described here can be used to replace solutions in portable devices, such as smartphones, which use two cameras with different viewing directions forwards and backwards, by a structure which comprises only one imaging device.
  • the structure can be distinguished, for example, by the fact that the viewing window in the housing for the cameras with the viewing direction to the front and to the rear is arranged in the same position, ie opposite in the upper or lower housing cover. Areas of these housing covers, which are arranged for the beam passage, can be transparent and, in the case of the use of visible light, can consist of or include glass and / or polymers.
  • FIGS. 9a-d which can be used on their own or as part of a device according to the invention, such as device 70i, 702 and / or 70a.
  • the side sectional views shown relate, for example, to the respective facets of a faceted beam deflection device.
  • the beam deflection device can be formed, for example, as an array of facets.
  • a facet can be assigned to each optical channel, wherein each facet can deflect one or more optical channels.
  • Each of the facets can have a corresponding first beam deflection area and second beam deflection area.
  • the facets of the array of facets can be formed as reflective mirrors on both sides.
  • the beam deflection device can be moved such that the front edge of the facet is moved slightly up and down for alternate deflection with different sides, without the surface normal of the sides 35a and 35b being parallel to a surface normal of the image sensor.
  • a simple and / or small ßau size along the line extension direction of the array can be obtained by the beam deflection device being rotatably supported by 90 ° or more, for example approximately 180 ° or even 360 °.
  • the four positions mentioned can be obtained by a purely rotary movement, so that additional facets and / or a translatory movement can be dispensed with.
  • This also enables a simple configuration of the facets as plane-parallel mirrors, for example as a single plane-parallel mirror with adjustment of the divergence of the beam paths by means of the optics and / or as mutually inclined or tilted plane-parallel facets which adjust the divergence in whole or in part.
  • 9a shows a schematic side sectional view of a multi-aperture imaging device 90 according to an exemplary embodiment, in which opposite sides 18A and 1 SB are designed to deflect an optical path 22 in such a way that on the sides 18A and
  • the beam deflection device is shown in a first position, in which the side 18A faces the image sensor 36.
  • the beam deflection device 18A has a first beam deflection area, which is formed, for example, on the side 18A and which is effective for a first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel, for example the visible wavelength range.
  • the beam deflecting device has a second beam deflecting region 18B, which is, for example, for a second wavelength range, such as ultraviolet (UV) infrared (IR) or near infrared (NIR), which is different from the first wavelength range and which is effective through electromagnetic radiation passing through the optical channel.
  • UV ultraviolet
  • IR infrared
  • NIR near infrared
  • the wavelength ranges can be disjoint, but can also partially overlap as long as they are at least partially different and thus enable different image information to be obtained.
  • N coded
  • the beam steering device can be designed in order to obtain a first angle of view of the entire field of view, an angle of attack ai of the first beam fume deflection region 18A with respect to the
  • the beam deflecting device 18 in a second position, in which the side 18B faces the image sensor, so that the side 18B is effective, for example around NIR. Redirect light.
  • the beam deflection can be rotated 180 ° from the ers ⁇ th position 18th
  • the beam deflecting region 18A can be arranged on a first side of the beam deflecting device 18 and the second beam deflecting region 18B can be arranged on a second side which is arranged opposite the first side.
  • the beam deflecting device 18 can be designed as a whole or in the individual beam deflecting elements such that the first side is arranged facing the image sensor for capturing a first image of the total field of view, and the second side is arranged facing the image sensor for capturing a second image of the total field of view.
  • a rotary and / or translatory movement can be used to change the sides facing the image sensor.
  • a plane-parallel configuration of the beam deflection device or the facet thereof enables the facet or beam deflection device 18, in order to obtain a second image of the total facial field, for example using the second wavelength range, to set an angle of incidence a 2 of the second beam deflection area 18B with respect to the image sensor of 45 ° within a tolerance range of ⁇ 10 ° ⁇ 5 ° or ⁇ 2 °.
  • the tolerance ranges can compensate, for example, that beam deflection elements have a slightly different angle of attack of 45 °, which results from an inclination or tilting of different facets of the beam deflection device 18 relative to one another, so that the individual facets or deflection regions are obtained in an average of approximately 45 ° deviate from this due to the individual inclination.
  • the beam deflection regions 18A and 18B can be obtained by coatings which are configured differently from one another and which are either reflective or non-reflective in the first or second wavelength range.
  • Exemplary embodiments provide that a corresponding coating with one or more layers is provided on the sides of the beam deflection device 18 in order to produce the beam deflection regions 18A and 18B.
  • These layers can have, for example, one or more dielectric layers, the layer thickness of which can be adapted to the angle of incidence of the beam deflection device.
  • wavelength ranges in particular of the respective other wavelength range
  • some embodiments have a range for absorbing certain wavelengths, such as a volume absorber or the like.
  • the area can be covered by the coating, so that, for example, some wavelengths are reflected first and non-reflected, for example transmitted, wavelength areas are absorbed.
  • the corresponding wavelengths can be reflected by the coating, while other wavelengths, for example at least undesired parts of the second wavelength range, can be transmitted, ie transmitted, by these layers.
  • the area for absorption arranged behind the coating can absorb these portions in order to avoid or at least reduce the image in the multi-aperture imaging device thereby being adversely affected.
  • a complementary device for absorbing unwanted parts of the first wavelength range, which is effective when the second beam deflection region 18B is used for beam deflection, can be arranged on the second side.
  • 9c shows the beam deflecting device 18 in an optional third position, in which the side 18A is again facing the image sensor, but the inclination is selected such that the beam paths are deflected in the direction of a second overall field of view, for example the first overall field of view 9a and 9b.
  • 9d shows the beam deflection device in an optional fourth position, in which the side 18B again faces the image sensor, so that the side 18B is effective, for example in order to deflect from the second overall field of view in the direction of the image sensor 36.
  • the additional positions according to FIG. 9c and FIG. 9d for the acquisition of the second total field of view enable the second overall field of view to be recorded using the first beam deflection region 18A with the image sensor, so that this recording is based on the first wavelength range.
  • the second overall field of view can be imaged with a further image, specifically using the beam deflection region 18B with the image sensor, so that this image is based on the second wavelength range.
  • the two overall fields of view can be arranged along different main directions of the multi-aperture imaging device, for example along opposite directions, that is, along approximately 180 ° different directions.
  • the beam deflection areas can, for example, be carried out along a progressive rotational movement 9a-d, the beam path alternately in the direction of the first overall field of view and the second overall field of view and alternately with the first beam deflection region 18A and the second beam deflection region
  • Redirect 18B This can be a possible but not absolutely necessary sequence of movements. Rather, the direction of rotation can always be selected, for example, which enables a shortest and / or fastest change of position, so that it is possible to switch between the positions in any order, in particular in the case of detection of a third overall field of view along a third direction and / or in an arrangement of the total fields of view at an angle not equal to 180 °.
  • FIGS. 9a-9d can be approached in any order, approximately in each case approximately 45 °.
  • a translational displacement of the beam deflection device can also be implemented.
  • pixels of the image sensor can be designed to be effective for both wavelength ranges and / or cells with different sensitivity can be arranged spatially adjacent, so that at least the image sensor range is sensitive to both wavelength ranges .
  • the image sensor areas can be designed for image generation in the first wavelength range and for image generation in the second wavelength range.
  • CMOS pixels can be sensitive in the visual and NIR range at the same time
  • the overlying color filter array (“CFA" - in the visual typically in a Bayer arrangement) can be depending on the color (red, green, blue; or magenta, cyan, yellow / yellow) but also contain "filter pixels", only some of which also transmit the NIR and only partially, but that is sufficient.
  • CFA color filter array
  • individual cells can be replaced or implemented by cells that are only sensitive in the NIR
  • pixels of the image sensor areas can be configured for image generation in the first wavelength range and for image generation in the second wavelength range.
  • the invention thus relates to a beam deflection device in facetVISION architecture with different configurations of the mirror front and mirror rear sides, wherein facetVISION is related to the multi-aperture imaging devices described herein.
  • a key idea is to design the deflecting mirror so that it has different functionalities on the front and rear.
  • the 1st side reflects the visual spectral range (visual - VIS) at the desired beam deflection angle, but not the near infrared (NIR) and the 2nd Side reflects NIR under the desired beam deflection, but not VIS, all of this, for example through differently configured dielectric layer systems on the 1st and 2nd mirror sides.
  • Mirror switching can be used as a VIS or NIR camera.
  • the mirror no longer necessarily has a wedge shape, but is a simple plane-parallel plate. 180 ° rotation used for mirror switching VIS / NIR. Any negative installation space implications in the rotating area of the mirror can be cured by opening and closing cover glasses at the location of the windows (through openings of the device).
  • the camera can be constructed with a one-sided viewing direction ("World” or “Selfie”), mirror switching (180 °) then only serves to change the recorded spectral range. But can still allow front and rear viewing directions. Then e.g. in 90 ° turning steps of the mirror: Welt-Vf S, Selfie-NIR, Weit-NIR, Selfie-VIS.
  • the image sensor areas can be configured for image generation in the first wavelength range 66 and for image generation in the second wavelength range 68.
  • the first wavelength range 66 is arranged, for example, between a first lower wavelength Ai and a first upper wavelength hz, with A ⁇ ⁇ h z .
  • the second wavelength range 68 is arranged, for example, between a second lower wavelength l 3 and a second upper wavelength l 4 , with l 3 ⁇ l.
  • the second wavelength range 68 has longer wavelengths than the first wavelength range 66, it is also possible for the second wavelength range 68 to have smaller wavelengths than the first wavelength range 66.
  • the wavelength ranges 66 and 68 can overlap with one another , but can also be spaced apart from one another by an intermediate region 72.
  • the image sensor area can be designed to generate image data at least in the wavelength areas 66 and 68, which means that it has, at least in the wavelength areas 66 and 68, a sensitivity Ei which is increased compared to a sensitivity Eo in which the image sensor area does not, for example Image data or image signals generated because it is insensitive to these wavelengths.
  • the beam deflection can be carried out selectively for the wavelength ranges 66 and 68, so that wavelengths outside the respective wavelength range for which the beam deflection range is currently effective are attenuated or filtered out, it being sufficient that at least the wavelengths are suppressed or attenuated which are arranged in the complementary wavelength range.
  • a wavelength range for which the image sensor is insensitive can also be deflected by the beam deflection region 18A and / or 18B.
  • the image sensor area can also be designed for imaging outside the wavelength ranges 66 and 68.
  • the image sensor area can have a plurality of pixels, i. i.e., pixels (picture element).
  • Each pixel can consist of at least one, preferably several imaging, i.e. H. photosensitive, sensor cells. These can be arranged freely or according to a pattern, for example a Bayer pattern.
  • a sensitivity of the image sensor area for the second wavelength area 68 can be obtained, for example, by a first subset of pixels being sensitive to the first wavelength area 66 and a second subset of other pixels being sensitive to the second wavelength area 68.
  • a pixel of the first subset can be interlaced with one another and alternately, i.
  • Pixels of the image sensor areas can thus be designed for image generation in the first wavelength range 66 and / or at least partially for image generation in the second wavelength range 68.
  • aspects have been described in connection with a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or feature of a corresponding device.

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Abstract

A multi-aperture imaging apparatus comprises an image sensor, an array of optical channels disposed next to one another, each optical channel comprising an optical unit for imaging at least a partial field of view of an overall field of view onto an image sensor region of the image sensor, a beam deflection device for deflecting a beam path of the optical channels, the beam deflection device having a first beam deflection region that is effective for a first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel and a second beam deflection region that is effective for a second wavelength range, differing from the first wavelength range, of the electromagnetic radiation passing through the optical channels.

Description

Multikanalabbildungsvorrichtung und Vorrichtung mit einer Multiaperturabbildungsvorrichtung Multi-channel imaging device and device with a multi-aperture imaging device
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Multikanalabbildungsvorrichtung und auf eine Vorrichtung mit einer Multikanalabbildungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine tragbare Vorrichtung mit einer Multiaperturabbildungsvorrichtung. The present invention relates to a multi-channel imaging device and to a device with a multi-channel imaging device. The present invention further relates to a portable device having a multi-aperture imaging device.
Konventionelle Kameras übertragen in einem Kanal das gesamte Gesichtsfeld und sind in ihrer Miniaturisierung begrenzt. In mobilen Vorrichtungen wie etwa Smartphones werden zwei Kameras genutzt, die in und entgegen dem Richtungssinn der Flächennormalen des Displays orientiert sind. Conventional cameras transmit the entire field of view in one channel and are limited in their miniaturization. In mobile devices such as smartphones, two cameras are used, which are oriented in and against the direction of the surface normal of the display.
Wünschenswert wäre demnach ein Konzept, das miniaturisierte Vorrichtungen zum Erfassen eines Gesamtgesichtsfeldes unter Gewährleistung einer hohen Bildqualität ermöglicht. Accordingly, it would be desirable to have a concept that enables miniaturized devices for capturing an entire field of view while ensuring high image quality.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Multiaperturabbildungsvorrichtung zu schaffen, die ein hohes Maß an Bildinformation bei gleichzeitig geringem Bauraum der Multiaperturabbildungsvorrichtung ermöglicht. The object of the present invention is therefore to create a multi-aperture imaging device which enables a high degree of image information while at the same time requiring little space for the multi-aperture imaging device.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. This object is achieved by the subject matter of the independent claims.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass durch Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ein hohes Maß an Bildinformationen erhalten werden kann, was eine geringe Anzahl von Aufnahmekanälen und somit kleine Baugrößen und geringe Kosten ermöglicht. A key concept of the present invention is to have recognized that the above object can be achieved in that a high degree of image information can be obtained by recording the overall field of view in different wavelength ranges, which means a small number of recording channels and thus small sizes and low costs enables.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Multiaperturabbildungsvorrichtung einen Bildsensor; ein Array von nebeneinander angeordneten optischen Kanälen, wobei jeder optische Kanal eine Optik zur Abbildung zumindest eines Teilgesichtsfeldes eines Gesamtgesichtsfeldes auf einen Bildsensorbereich des Bildsensors umfasst. Die Multiaperturabbildungsvorrichtung weist eine Strahlumlenkeinrichtung zum Umlenken eines Strahlengangs der optischen Kanäle auf, wobei die Strahlumlenkeinrichtung einen ersten Strahlumlenkbe- reich aufweist, der für einen ersten Wellenlängenbereich durch den optischen Kanal verlaufender elektromagnetischer Strahlung wirksam ist; und einen zweiten Strahlumlenkbe- reich aufweist, der für einen zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen Wellenlängenbereich der durch den optischen Kanal verlaufenden elektromagnetischen Strahlung wirksam ist. Vorteilhaft daran ist, dass mit derselben Kamera bzw. denselben Kanälen Bilder in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen erfasst werden können. According to one embodiment, a multi-aperture imaging device comprises an image sensor; an array of optical channels arranged next to one another, each optical channel comprising an optical system for imaging at least a partial field of view of an overall field of view onto an image sensor region of the image sensor. The multi-aperture imaging device has a beam deflection device for deflecting a beam path the optical channels, the beam deflecting device having a first beam deflecting region which is effective for a first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel; and has a second beam deflection area which is effective for a second wavelength range of the electromagnetic radiation which passes through the optical channel and which is different from the first wavelength range. The advantage of this is that images can be captured in different wavelength ranges with the same camera or the same channels.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet, um eine erste Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des ersten Strahlumlenkbereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die erste Aufnahme auf dem ersten Wellenlängenbereich basiert; und um eine zweite Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die zweite Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich basiert. According to one exemplary embodiment, the multi-aperture imaging device is designed to capture a first image of the entire field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the first image is based on the first wavelength range; and to capture a second image of the entire field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the second image is based on the second wavelength region.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet, um unter Verwendung der zweiten Aufnahme eine Tiefenkarte für die erste Aufnahme zu bestimmen. Dies ermöglicht den Erhalt von Tiefeninformationen bezüglich des Gesamtgesichtsfeldes. According to one exemplary embodiment, the multi-aperture imaging device is designed to determine a depth map for the first exposure using the second exposure. This enables depth information to be obtained regarding the entire field of view.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der erste Strahlumlenkbereich an einer ersten Seite der Strahlumlenkeinrichtung und der zweite Strahlumlenkbereich an einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten Seite angeordnet, und die Strahlumlenkeinrichtung ist so ausgebildet, dass zum Erfassen einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes die erste Seite dem Bildsensor zugewandt angeordnet ist, und zum Erfassen einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes die zweite Seite dem Bildsensor zugewandt angeordnet ist. According to one exemplary embodiment, the first beam deflection area is arranged on a first side of the beam deflection device and the second beam deflection area is arranged on a second side opposite to the first side, and the beam deflection device is designed such that the first side faces the image sensor for acquiring a first image of the total field of view is arranged, and for capturing a second image of the total field of view the second side is arranged facing the image sensor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist eine erste Seite der Strahlumlenkeinrichtung eine von einer zweiten, gegenüberliegenden Seite verschiedene Beschichtung auf, um in dem ersten bzw. zweiten Wellenlängenbereich wirksam zu sein. According to one exemplary embodiment, a first side of the beam deflection device has a coating that differs from a second, opposite side, in order to be effective in the first or second wavelength range.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Strahlumlenkeinrichtung ausgebildet, um bei einer Wirksamkeit in dem ersten Wellenlängenbereich den ersten Wellenlängenbereich zu reflektieren und hiervon verschiedene Wellenlängenbereiche zumindest teilweise zu absor- bieren und/oder wobei die Strahlumlenkeinrichtung ausgebildet ist, um bei einer Wirksamkeit in dem zweiten Wellenlängenbereich den zweiten Wellenlängenbereich zu reflektieren und hiervon verschiedene Wellenlängenbereiche zumindest teilweise zu absorbieren. Dies ermöglicht eine Reduzierung oder Vermeidung von Falschlicht in den Aufnahmen und so eine hohe Bildqualität. According to one embodiment, the beam deflection device is designed to reflect the first wavelength range when effective in the first wavelength range and to at least partially absorb different wavelength ranges thereof beers and / or wherein the beam deflection device is designed to reflect the second wavelength range when effective in the second wavelength range and to absorb at least partially different wavelength ranges therefrom. This enables a reduction or avoidance of false light in the pictures and thus a high image quality.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Gesamtgesichtsfeld ein erstes Gesamtgesichtsfeld, und die Multiaperturabbildungsvorrichtung weist eine erste Blickrichtung zum Erfassen des ersten Gesamtgesichtsfeldes und eine zweite Blickrichtung hin zu einem zweiten Gesamtgesichtsfeld auf. Die Multiaperturabbildungsvorrichtung ist ausgebildet, um eine dritte Aufnahme des zweiten Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des ersten Strahlumlenk- bereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die dritte Aufnahme auf dem ersten Wellenlängenbereich basiert; und um eine vierte Aufnahme des zweiten Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die vierte Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich basiert. Es können somit beide, ggf. räumlich voneinander beabstandete Gesamtgesichtsfelder in beiden Wellenlängenbereichen erfasst werden. According to one embodiment, the overall field of view is a first overall field of view, and the multi-aperture imaging device has a first line of sight for capturing the first overall field of view and a second line of sight towards a second overall field of view. The multi-aperture imaging device is designed to capture a third image of the second overall field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the third image is based on the first wavelength range; and to acquire a fourth image of the second total field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the fourth image is based on the second wavelength region. Both total, possibly spatially spaced, fields of view can thus be recorded in both wavelength ranges.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das erste Gesamtgesichtsfeld und das zweite Gesamtgesichtsfeld entlang unterschiedlicher Hauptrichtungen der Multiaperturabbildungsvorrichtung angeordnet, und die Strahlumlenkbereiche lenkt bei Ausführen einer fortschreitenden rotatorischen Bewegung den Strahlengang abwechselnd in Richtung des ersten Gesamtgesichtsfeldes und des zweiten Gesamtgesichtsfeldes und abwechselnd mit dem ersten Strahlumlenkbereich und dem zweiten Strahlumlenkbereich um. Hierbei kann es sich um eine implementierte oder theoretische Betrachtung der Bewegungsreihenfolge handeln. Ausführungsbeispiele sehen insbesondere vor, dass zum Verändern einer Position oder Stellung der Strahlumlenkeinrichtung ein kürzester Weg und mithin eine kürzeste Stellzeit implementiert wird, so dass die Strahlumlenkeinrichtung in unterschiedliche Richtungen be wegt werden kann. According to one exemplary embodiment, the first overall field of view and the second overall field of view are arranged along different main directions of the multi-aperture imaging device, and the beam deflection regions deflect the beam path alternately in the direction of the first overall field of view and the second overall field of view and alternately with the first beam deflection region and the second beam deflection region when a progressive rotary movement is carried out around. This can be an implemented or theoretical consideration of the sequence of movements. Exemplary embodiments provide in particular that a shortest path and therefore a shortest actuating time are implemented in order to change a position or position of the beam deflection device, so that the beam deflection device can be moved in different directions.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Strahlumlenkeinrichtung ausgebildet, um zum Erhalt einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes einen Anstellwinkel von 45°±10° des ersten Strahlumlenkbereichs bezüglich des Bildsensors aufzuweisen und um zum Erhalt einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes einen Anstellwinkel von 45°±10° des zweiten Strahlumlenkbereichs bezüglich des Bildsensors aufzuweisen. Dieser Anstellwinkel ermöglicht eine Umlenkung des Strahlengangs um in etwa 90° und eine geringe Baugröße der Multiaperturabbildungsvorrichtung, da die geringe Dicke der Multiaperturabbildungsvorrichtung vorteilhaft ausgenutzt werden kann. According to one exemplary embodiment, the beam deflection device is designed to have an angle of incidence of 45 ° ± 10 ° of the first beam deflection region with respect to the image sensor in order to obtain a first image of the overall field of view and to have an angle of incidence of 45 ° ± 10 ° of the second in order to obtain a second image of the overall field of view To have beam deflection area with respect to the image sensor. This angle of attack enables the beam path to be deflected by approximately 90 ° and to a small extent Size of the multi-aperture imaging device, since the small thickness of the multi-aperture imaging device can be used to advantage.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet, um das Gesamtgesichtsfeld durch zumindest zwei Teilgesichtsfelder zu erfassen und zumindest eines der Teilgesichtsfelder durch zumindest einen ersten optischen Kanal und einen zweiten optischen Kanal zu erfassen. Dies ermöglicht die Vermeidung oder Verringerung von Okklusionseffekten. According to one embodiment, the multi-aperture imaging device is designed to capture the entire field of view through at least two partial fields of view and to capture at least one of the partial fields of view through at least a first optical channel and a second optical channel. This enables the occlusion effects to be avoided or reduced.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet, um das Gesamtgesichtsfeld in exakt zwei Teilgesichtsfeiderzu segmentieren und, um exakt eines der Teilgesichtsfelder durch einen ersten optischen Kanal und einen zweiten optischen Kanal zu erfassen. Dies ermöglicht die Verringerung oder Vermeidung der Okklusion und gleichzeitig eine geringe Anzahl optischer Kanäle, was eine geringe Baugröße und/oder geringe Kosten ermöglicht. According to one exemplary embodiment, the multi-aperture imaging device is designed to segment the total field of view into exactly two partial facial fields and to capture exactly one of the partial field of view through a first optical channel and a second optical channel. This enables the occlusion to be reduced or avoided and, at the same time, a small number of optical channels, which enables a small size and / or low costs.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der erste optische Kanal und der zweiten optische Kanal durch zumindest einen weiteren optischen Kanal in dem Array beabstandet. Dies ermöglicht die Vermeidung oder Verringerung von Okklusionseffekten. Insbesondere bei einer symmetrischen Anordnung der das Teilgesichtsfeld aufnehmenden optischen Kanäle um einen weiteren optischen Kanal können Okklusionseffekte (engl.: Occlusions) verringert oder vermieden werden. Bspw. wird ein erstes Teilgesichtsfeld wird von Kanälen links und rechts von dem Kanal aufgenommen, der ein zweites Teilgesichtsfeld aufnimmt, insbesondere bei einer Aufteilung des Gesamtgesichtsfeldes in exakt zwei Teilgesichtsfelder entlang einer vertikalen Richtung bzw. senkrecht zu einer Richtung entlang der die optischen Kanäle in dem Array optischer Kanäle angeordnet sein, der Zeilenerstreckungsrichtung. According to one exemplary embodiment, the first optical channel and the second optical channel are spaced apart by at least one further optical channel in the array. This enables the occlusion effects to be avoided or reduced. In particular with a symmetrical arrangement of the optical channels receiving the partial field of view around a further optical channel, occlusion effects can be reduced or avoided. E.g. a first partial field of view is taken up by channels to the left and right of the channel which receives a second partial field of view, in particular when the total field of view is divided into exactly two partial fields of view along a vertical direction or perpendicular to a direction along which the optical channels in the array are more optical Channels can be arranged, the line extension direction.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Strahlumlenkeinrichtung als Array von Facetten gebildet, wobei jeder optische Kanal einer Facette zugeordnet ist, und jede der Facetten den ersten Strahlumlenkbereich und den zweiten Strahlumlenkbereich aufweist. Dies ermöglicht eine facettenindividuelle oder gar kanalindividuelle Einstellung einer Divergenz in den umgelenkten optischen Kanälen, so dass der eingestellte Anteil an Divergenz nicht in den optischen Kanälen bzw. den Optiken selbst eingestellt werden muss. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die die Facetten des Arrays von Facetten als beidseitig reflektive beidseitig planparallele Spiegel gebildet. Dies ermöglicht eine einfache Ausgestaltung der Facetten. According to one exemplary embodiment, the beam deflection device is formed as an array of facets, each optical channel being assigned to a facet, and each of the facets having the first beam deflection area and the second beam deflection area. This enables facet-specific or even channel-specific setting of a divergence in the deflected optical channels, so that the set proportion of divergence does not have to be set in the optical channels or the optics themselves. According to one exemplary embodiment, the facets of the array of facets are formed as reflectors that are reflective on both sides and plane-parallel on both sides. This enables simple design of the facets.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Bildsensorbereiche zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich und zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich ausgebildet. Dies ermöglicht eine platzsparende Ausgestaltung des Bildsensors. According to one exemplary embodiment, the image sensor regions are designed for image generation in the first wavelength region and for image generation in the second wavelength region. This enables a space-saving design of the image sensor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind Pixel der Bildsensorbereiche zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich und zumindest teilweise zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich ausgebildet. Dies kann bspw. über die Anordnung von entsprechenden Filtern und/oder über Integration oder Substitution von entsprechend eingerichteten Photozellen in Gruppen von Photozellen erfolgen, etwa einem Bayer-Muster. According to one exemplary embodiment, pixels of the image sensor areas are designed for image generation in the first wavelength range and at least partially for image generation in the second wavelength range. This can be done, for example, by arranging appropriate filters and / or by integrating or substituting appropriately configured photo cells in groups of photo cells, for example a Bayer pattern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der erste Wellenlängenbereich ein sichtbares Spektrum und der zweite Wellenlängenbereich ein Infrarotspektrum, insbesondere ein nahes Infrarotspektrum. Dies ermöglicht eine Ausgestaltung der Multiaperturabbildungsvorrichtung dergestalt, dass mittels des Infrarotspektrums zusätzliche Bildinformationen gewonnen werden können. According to one exemplary embodiment, the first wavelength range comprises a visible spectrum and the second wavelength range comprises an infrared spectrum, in particular a near infrared spectrum. This enables the multi-aperture imaging device to be designed in such a way that additional image information can be obtained by means of the infrared spectrum.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ferner eine Beleuchtungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, um ein zeitliches oder räumliches Beleuchtungsmuster mit einem dritten Wellenlängenbereich auszusenden, das zumindest teilweise dem zweiten Wellenlängenbereich entspricht. Dies ermöglicht eine gezielte Beleuchtung des Gesamtgesichtsfeldes mit Licht des zweiten Wellenlängenbereichs, so dass auf die Anordnung weiterer Beleuchtungsquellen für diesen Wellenlängenbereich verzichtet werden kann. According to one exemplary embodiment, the multi-aperture imaging device furthermore has an illumination device which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern with a third wavelength range which at least partially corresponds to the second wavelength range. This enables targeted illumination of the entire field of view with light of the second wavelength range, so that the arrangement of further illumination sources for this wavelength range can be dispensed with.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet, um das Gesamtgesichtsfeld zumindest Stereoskop zu erfassen. Dies ermöglicht eine zusätzliche Erhöhung der gewonnenen Bildinformationen. According to one embodiment, the multi-aperture imaging device is designed to capture the entire field of view, at least stereoscope. This enables an additional increase in the image information obtained.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Strahlumlenkeinrichtung ausgebildet, um mit dem ersten Strahlumlenkbereich den zweiten Wellenlängenbereich zu sperren oder zu dämpfen, und um mit dem zweiten Strahlumlenkbereich den ersten Wellenlängenbereich zu sperren oder dämpfen. Dies ermöglicht eine Isolierung der Wellenlängenbereiche bei der Umlenkung, so dass auf den Bildsensor lediglich Licht zur Verwendung bei der gewünschten Aufnahme trifft. According to one exemplary embodiment, the beam deflection device is designed to block or attenuate the second wavelength region with the first beam deflection region and to block or attenuate the first wavelength region with the second beam deflection region. This enables the wavelength ranges to be isolated the deflection, so that only light strikes the image sensor for use in the desired recording.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung eine erfindungsgemäße Multiaperturabbildungsvorrichtung und ist ausgebildet, um eine Tiefenkarte des Gesamtgesichtsfeldes zu erzeugen. According to one exemplary embodiment, a device comprises a multi-aperture imaging device according to the invention and is designed to generate a depth map of the overall field of view.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung keine zusätzliche Infrarotkamera auf. According to one embodiment, the device does not have an additional infrared camera.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung ausgebildet, um das Gesamtgesichtsfeld aus einer Perspektive aufzunehmen und die keine Stereoskope Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes bereitzustellen. Insbesondere vorteilhaft ist diese Ausgestaltung mit der Erzeugung von Tiefeninformationen basierend auf den unterschiedlichen Wellenlän genbereichen, die eine Einsparung zusätzlicher bildgebender Module zu Stereoskopiezwecken ermöglichen. According to one exemplary embodiment, the device is designed to record the entire field of view from a perspective and to provide no stereoscopic image of the overall field of view. This embodiment is particularly advantageous with the generation of depth information based on the different wavelength ranges, which enable additional imaging modules to be saved for stereoscopic purposes.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Figure 1 is a schematic perspective view of a device according to an embodiment.
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Hauptseite einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 2 shows a schematic view of a main side of a device according to a further exemplary embodiment;
Fig. 3a eine Strahlumlenkeinrichtung und einen Zustand von Blenden in einem ersten 3a shows a beam deflecting device and a state of diaphragms in a first
Betriebszustand gemäß einem Ausführungsbeispiel; Operating state according to an embodiment;
Fig. 3b die Strahlumlenkeinrichtung, und die Blenden in einem zweiten Betriebszustand; 3b shows the beam deflection device and the diaphragms in a second operating state;
Fig. 4a eine schematische Ansicht der Strahlumlenkeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine Vielzahl von Strahlumlenkbereichen umfasst; Fig. 4b eine schematische Ansicht der Strahlumlenkeinrichtung gemäß einer zu Fig.4a alternativen Konfiguration und gemäß einem Ausführungsbeispiel; 4a shows a schematic view of the beam deflection device according to an exemplary embodiment, which comprises a plurality of beam deflection regions; 4b shows a schematic view of the beam deflection device according to an alternative configuration to FIG. 4a and according to an exemplary embodiment;
Fig. 4c-h eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Strahlumlenkeinrichtung einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 4c-h an advantageous embodiment of a beam deflection device of an imaging device according to an embodiment.
Fig. 5a eine schematische perspektivische Ansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 5a shows a schematic perspective view of an imaging device according to an exemplary embodiment;
Fig. 5b eine schematische perspektivische Ansicht einer Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, um ein zeitliches oder räumliches Beleuchtungsmuster auszusenden; 5b shows a schematic perspective view of a multi-aperture imaging device according to an exemplary embodiment, which has an illumination device which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern;
Fig. 5c eine schematische Seitenschnittansicht einer modifizierten Abbildungsvorrich tung, bei der die Strahlumlenkeinrichtung zwischen einer ersten Position des ersten Betriebszustands und einer zweiten Position rotatorische umschaltbar ist; FIG. 5c shows a schematic side sectional view of a modified imaging device, in which the beam deflection device can be rotated between a first position of the first operating state and a second position;
Fig. 6a eine schematische Ansicht eines Gesamtgesichtsfeldes, das vier einander überlappende Teilgesichtsfelder umfasst; 6a is a schematic view of an overall field of view, which comprises four overlapping partial fields of view;
Fig. 6b eine zur Fig. 6a veränderte Aufteilung des Gesamtgesichtsfeldes, bei der ein FIG. 6b shows a division of the total field of view that is changed to FIG. 6a, in which a
Teilgesichtsfeld doppelt erfasst wird und Teilgesichtsfelder entlang einer ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind; Partial field of view is recorded twice and partial fields of view are arranged alongside one another in a first direction;
Fig. 6c eine zur Fig. 6a veränderte Aufteilung des Gesamtgesichtsfeldes, bei der ein Fig. 6c a changed to Fig. 6a distribution of the total field of view, in which a
Teilgesichtsfeld doppelt erfasst wird und Teilgesichtsfelder entlang einer zweiten Richtung nebeneinander angeordnet sind; Partial field of view is recorded twice and partial fields of view are arranged side by side along a second direction;
Fig. 7a eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die zwei Mul- tiaperturabbildungsvorrichtungen zur Stereoskopen Aufnahme eines Gesamtgesichtsfeldes umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel; 7a shows a schematic perspective view of a device which comprises two multi-aperture imaging devices for stereoscopic imaging of an entire field of view, according to an exemplary embodiment;
Fig. 7b. eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die zwei Mul- tiaperturabbildungsvorrichtungen umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel, die ausgebildet ist, um die Tiefeninformation anstelle einer Stereoskopen Aufnahme aus der Aufnahme in einem der Wellenlängenbereiche zu erstellen; Fig. 7b. 1 shows a schematic perspective view of a device which comprises two multi-aperture imaging devices, according to an exemplary embodiment, which is designed to create the depth information instead of a stereoscopic image from the image in one of the wavelength ranges;
Fig. 7c eine schematische perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine einzige Blickrichtung aufweist; 7c shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of a multi-aperture imaging device according to an exemplary embodiment, which has a single viewing direction;
Fig. 8 einen schematischen Aufbau umfassend eine erste Multiaperturabbildungsvorrichtung und eine zweite Multiaperturabbildungsvorrichtung mit einem gemeinsamen Bildsensor; 8 shows a schematic structure comprising a first multi-aperture imaging device and a second multi-aperture imaging device with a common image sensor;
Fig. 9a-d schematische Ansichten einer Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem 9a-d are schematic views of a multi-aperture imaging device according to one
Ausführungsbeispiel, das unterschiedliche Wellenlängenbereiche nutzt; und Embodiment that uses different wavelength ranges; and
Fig. 10 einen schematischen Graphen einer Empfindlichkeit eines Bildsensorbereichs des Bildsensors der Multiaperturabbildungsvorrichtung über die Wellenlängen eines ersten und zweiten Wellenlängenbereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel. 10 shows a schematic graph of a sensitivity of an image sensor region of the image sensor of the multi-aperture imaging device over the wavelengths of a first and second wavelength region according to an exemplary embodiment.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann. Before exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings, it is pointed out that identical, functionally identical or equivalent elements, objects and / or structures in the different figures are provided with the same reference numerals, so that they are shown in different exemplary embodiments Description of these elements is interchangeable or can be applied to each other.
Nachfolgende Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Verwendung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche zur Bildgebung auf einem Bildsensor. Die Wellenlänge bezieht sich auf elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht. Ein Beispiel für unterschiedliche Wellenlängenbereiche ist bspw. die Verwendung sichtbaren Lichts, etwa in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 650 nm. Ein hiervon verschiedener Wellenlängenbereich kann bspw. ein ultraviolettes Spektrum mit Wellenlängen von weniger als 380 nm und/oder ein infrarotes Spektrum mit Wellenlängen von mehr als 700 nm, etwa von ca. 1.000 nm bis ca. 1.000 pm, insbesondere ein nahes Infrarotspektrum mit Wellenlängen in einem Bereich von ca. 700 nm oder 780 nm bis hin zu ca. 3 pm. Der erste und der zweite Wellenlängenbereich weisen von einander zumindest teilweise verschiedene Wellenlängen auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Wellenlängenbereiche keine Überlappungen auf. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weisen die Wellenlängenbereiche einen Überlapp auf, der jedoch nur teilweise ist, so dass es Wellenlängen in beiden Bereichen gibt, die eine Unterscheidung ermöglichen. The following exemplary embodiments relate to the use of different wavelength ranges for imaging on an image sensor. The wavelength relates to electromagnetic radiation, especially light. An example of different wavelength ranges is, for example, the use of visible light, for example in a wavelength range from approximately 380 nm to approximately 650 nm. A wavelength range that differs from this can, for example, be an ultraviolet spectrum with wavelengths of less than 380 nm and / or an infrared Spectrum with wavelengths of more than 700 nm, approximately from approximately 1,000 nm to approximately 1,000 pm, in particular a near infrared spectrum with wavelengths in a range from approximately 700 nm or 780 nm to approximately 3 pm. The first and the second wavelength range have wavelengths that are at least partially different from one another on. According to one embodiment, the wavelength ranges have no overlaps. According to an alternative exemplary embodiment, the wavelength ranges have an overlap, which is, however, only partial, so that there are wavelengths in both ranges that enable a differentiation.
Nachfolgend erläuterte Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Strahlumlenkbereiche einer Strahlumlenkeinrichtung. Ein Strahlumlenkberiech kann ein Flächenbereich oder ein Bereich eines Objekts sein, der konfiguriert ist, um eine Umlenkung eines Strahlengangs zumindest in einem bestimmten Wellenlängenbereich vorzunehmen. Es kann sich dabei um eine Abfolge zumindest einer aufgebrachten Schicht, etwa dielektrischer aber auch elektrisch leitfähiger Schichten handeln, die eine Reflektivität bereitstellen oder einstellen. Es kann sich um eine elektrisch passive oder aktive Eigenschaft handeln. Exemplary embodiments explained below relate to beam deflection regions of a beam deflection device. A beam deflection area can be a surface area or an area of an object that is configured to deflect a beam path at least in a specific wavelength range. This can be a sequence of at least one applied layer, for example dielectric but also electrically conductive layers, which provide or set a reflectivity. It can be an electrically passive or active property.
In nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird Bezug genommen auf Hauptseiten und Nebenseiten einer Vorrichtung. Eine Hauptseite einer Vorrichtung kann hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen als Seite eines Gehäuses oder der Vorrichtung verstanden werden, die verglichen mit anderen Seiten eine große oder eine größte Abmessung aufweist. Obwohl dies keine einschränkende Wirkung entfalten soll, kann beispielsweise eine erste Hauptseite eine Vorderseite und eine zweite Hauptseite eine Rückseite bezeichnen. Als Nebenseiten können Seiten oder Flächen verstanden werden, die die Hauptseiten miteinander verbinden. In the exemplary embodiments described below, reference is made to main sides and secondary sides of a device. A main page of a device may be understood to be the embodiment described herein as the side of a housing or the device that has a large or a large dimension compared to other sides. For example, although this is not intended to be limiting, a first main page may refer to a front side and a second main page may indicate a back side. Side pages can be understood to mean pages or surfaces that connect the main pages to one another.
Obwohl sich nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele auf tragbare Vorrichtungen beziehen, können die dargelegten Aspekte ohne weiteres auf andere mobile oder immobile Vorrichtungen übertragen werden. Es versteht sich, dass beschriebene tragbare Vorrichtungen in anderen Vorrichtungen verbaut werden können, bspw. in Fahrzeugen. Ferner kann an Gehäuse einer Vorrichtung so gestaltet sein, dass nicht tragbar ist. Deshalb sollen die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht auf tragbare Vorrichtungen beschränkt sein, sondern können sich auf jegliche Implementierung einer Vorrichtung beziehen. Although the exemplary embodiments described below relate to portable devices, the aspects set forth can easily be transferred to other mobile or immobile devices. It goes without saying that the described portable devices can be installed in other devices, for example in vehicles. Furthermore, the housing of a device can be designed so that it is not portable. Therefore, the exemplary embodiments described below are not intended to be limited to portable devices, but can relate to any implementation of a device.
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer tragbaren Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die tragbare Vorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einem ersten transparenten Bereich 14a und einem zweiten transparenten Bereich 14b. Beispielsweise kann das Gehäuse 12 aus einem opaken Kunststoff, einem Metall oder dergleichen geformt sein. Die transparenten Bereiche 14a und/oder 14b können einstückig mit dem Gehäuse 12 gebildet sein oder mehrstückig gebildet sein. Die transparenten Bereiche 14a und/oder 14b können beispielsweise Aussparungen in dem Gehäuse 12 sein. Alternativ kann in einem Bereich der Aussparungen oder der transparenten Bereiche 14a und/oder 14b ein transparentes Material angeordnet sein. Transparente Materialen der transparen¬ ten Bereiche 14a und/oder 14b können zumindest in einem Wellenlängenbereich einer elektromagnetischen Strahlung transparent sein, für die eine Abbildungsvorrichtung, insbesondere eine Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 bzw. ein Bildsensor derselben empfänglich ist. Das bedeutet, dass die transparenten Bereiche 14a und/oder 14b in hiervon verschiedenen Wellenlängenbereichen teilweise oder vollständig opak ausgebildet sein können. Beispielsweise kann die Abbildungsvorrichtung 16 ausgebildet sein, um einen ersten und einen zweiten Wellenlängenbereich zu erfassen, etwa einen sichtbaren Wellenlängenbereich und einen zumindest teilweise hiervon verschiedenen Wellenlängenbereich zu erfassen. 1 shows a schematic perspective view of a portable device 10 according to an exemplary embodiment. The portable device 10 comprises a housing 12 with a first transparent area 14a and a second transparent area 14b. For example, the housing 12 can be formed from an opaque plastic, a metal or the like. The transparent areas 14a and / or 14b can be made in one piece with the housing 12 may be formed or be formed in several pieces. The transparent areas 14a and / or 14b can be recesses in the housing 12, for example. Alternatively, a transparent material can be arranged in a region of the cutouts or the transparent regions 14a and / or 14b. Transparent materials of the transparen ¬ th portions 14a and / or 14b of electromagnetic radiation may be at least in a wavelength range to be transparent for an imaging device, in particular a Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 and an image sensor of the same is susceptible. This means that the transparent regions 14a and / or 14b can be partially or completely opaque in different wavelength ranges. For example, the imaging device 16 can be designed to detect a first and a second wavelength range, for example to detect a visible wavelength range and an at least partially different wavelength range.
Die Abbildungsvorrichtung oder Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 ist einem Inneren des Gehäuses 12 angeordnet. Die Abbildungsvorrichtung 16 umfasst eine Strahlumlenkeinrichtung 18 und eine Bilderfassungseinrichtung 19. Die Bilderfassungseinrichtung 19 kann zwei oder mehrere optische Kanäle umfassen, die jeweils eine oder mehrere Optiken zum Verändern (etwa Bündeln, Fokussieren oder Streuen) eines Strahlengangs der Abbildungsvorrichtung 16 und einen Bildsensor aufweisen. Optiken können bezüglich unterschiedlicher optischer Kanäle disjunkt bzw. ungeteilt oder kanalindividuell sein. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, dass die Optiken Elemente aufweisen, die gemeinsam für zwei, mehrere oder alle optische Kanäle wirken, etwa eine gemeinsame Sammellinse, ein gemeinsames Filter oder dergleichen kombiniert mit einer kanalindividuellen Linse. The imaging device or multi-aperture imaging device 16 is arranged inside the housing 12. The imaging device 16 comprises a beam deflecting device 18 and an image capturing device 19. The image capturing device 19 can comprise two or more optical channels, each having one or more optics for changing (such as bundling, focusing or scattering) an optical path of the imaging device 16 and an image sensor. Optics can be disjoint or undivided or channel-specific with respect to different optical channels. Alternatively, however, it is also possible for the optics to have elements which act jointly for two, more or all optical channels, for example a common converging lens, a common filter or the like combined with a channel-specific lens.
Beispielsweise kann die Bilderfassungseinrichtung 19 einen oder mehrere Bildsensoren aufweisen, deren zugeordnete Strahlengänge durch einen oder mehrere optische Kanäle hindurch auf die Strahlumlenkeinrichtung 18 gelenkt und von dieser umgelenkt werden. Wie es im Zusammenhang mit Fig. 6a beschrieben ist, können die zumindest zwei optischen Kanäle so umgelenkt werden, dass sie einander überlappende Teilgesichtsfelder (Teilobjektbereiche) eines Gesamtgesichtsfeldes (Gesamtobjektbereich) erfassen. Die Abbildungsvorrichtung 16 kann als Multiaperturabbildungsvorrichtung bezeichnet werden. Jeder Bildsensorbereich des Bildsensors kann einem optischen Kanal zugeordnet sein. Dabei kann zwischen benachbarten Bildsensorbereichen eine bautechnische Lücke angeordnet sein oder die Bildsensorbereiche können als unterschiedliche Bildsensoren oder Teilen hiervon implementiert sein, es ist aber alternativ oder zusätzlich ebenso möglich, dass be¬ nachbarte Bildsensorbereiche direkt aneinandergrenzen und über das Auslesen des Bildsensors von einander separiert werden. For example, the image acquisition device 19 can have one or more image sensors, the associated beam paths of which are directed through one or more optical channels onto the beam deflection device 18 and deflected by the latter. As described in connection with FIG. 6a, the at least two optical channels can be deflected such that they capture overlapping partial visual fields (partial object areas) of an overall visual field (overall object area). The imaging device 16 can be referred to as a multi-aperture imaging device. Each image sensor area of the image sensor can be assigned to an optical channel. A constructional gap can be arranged between adjacent image sensor areas or the image sensor areas can be different image sensors or parts be implemented thereof, but it is alternatively or additionally also possible that be ¬ neighboring image sensing areas directly adjoin each other and are separated from the reading of the image sensor of each other.
Die tragbare Vorrichtung 10 weist einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand auf. Der Betriebszustand kann mit einer Steilung, Position oder Orientierung der Strahlumlenkeinrichtung 18 korreliert sein, Dies kann sich darauf beziehen, welcher Wellenlängenbereich von der Strahlumlenkeinrichtung 16 umgelenkt wird indem Seiten mit unterschiedlicher Wirksamkeit zur Umlenkung genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können zwei unterschiedliche Betriebszustände darauf bezogen werden, in welche Richtung der Strahlengang umgelenkt wird. Bei der beispielhaften Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 könnten bspw. 4 Betriebszustände vorliegen, zwei für zwei unterschiedliche Blickrichtungen und zwei für die unterschiedlichen Wellenlängenbereiche. Ein Grund hierfür ist, dass die Strahlumlenkeinrichtung 16 einen ersten Strahlumlenkbereich aufweist, der für den ersten Wellenlängenbereich durch den optischen Kanal verlaufender elektromagnetischer Strahlung wirksam ist; und einen zweiten Strahlumlenkbereich aufweist, der für den zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen Wellenlängenbereich der durch die optischen Kanäle verlaufenden elektromagnetischen Strahlung wirksam ist. The portable device 10 has a first operating state and a second operating state. The operating state can be correlated with a slope, position or orientation of the beam deflection device 18. This can relate to which wavelength range is deflected by the beam deflection device 16 by using pages with different effectiveness for the deflection. Alternatively or additionally, two different operating states can be related to the direction in which the beam path is deflected. In the exemplary multi-aperture imaging device 16, for example, 4 operating states could exist, two for two different viewing directions and two for the different wavelength ranges. One reason for this is that the beam deflection device 16 has a first beam deflection area which is effective for the first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel; and has a second beam deflection region which is effective for the second wavelength region of the electromagnetic radiation which passes through the optical channels and which is different from the first wavelength region.
Im Hinblick auf die Blickrichtungen kann in dem ersten Betriebszustand die Strahlumlenkeinrichtung 18 den Strahlengang 22 der Abbildungsvorrichtung 16 so umlenken, dass dieser durch den ersten transparenten Bereich 14a verläuft, wie es durch den Strahlengang 22a angedeutet ist. In dem zweiten Betriebszustand kann die Strahlumlenkeinrichtung 18 ausgebildet sein, um den Strahlengang 22 der Abbildungsvorrichtung 16 so umzuienken, dass dieser durch den zweiten transparenten Bereich 14b verläuft, wie es durch den Strahlengang 22b angedeutet ist. Dies kann auch so verstanden werden, dass die Strahlumlenkeinrichtung 18 den Strahlengang 22 zu einem Zeitpunkt und basierend auf dem Betriebszustand durch einen der transparenten Bereiche 14a und/oder 14b lenkt. Basierend auf dem Betriebszustand kann eine Position eines Gesichtsfeldes (Objektbereich), das von der Abbildungsvorrichtung 16 erfasst wird, im Raum veränderlich angeordnet sein. With regard to the viewing directions, in the first operating state the beam deflection device 18 can deflect the beam path 22 of the imaging device 16 such that it runs through the first transparent region 14a, as is indicated by the beam path 22a. In the second operating state, the beam deflection device 18 can be designed to deflect the beam path 22 of the imaging device 16 such that it runs through the second transparent region 14b, as is indicated by the beam path 22b. This can also be understood to mean that the beam deflection device 18 directs the beam path 22 through one of the transparent regions 14a and / or 14b at a time and based on the operating state. Based on the operating state, a position of a visual field (object area), which is captured by the imaging device 16, can be arranged to be variable in space.
Der erste, für den ersten Wellenlängenbereich wirksame Strahlumlenkbereich und der zweite, für den zweiten Weilenlängenbereich wirksame Strahlumlenkbereich kann wechselweise genutzt werden, um die Strahlengänge der optischen Kanäle bzw. den Strahlengang 22 umzulenken. Hierdurch ist es möglich, denjenigen Teil des Spektrums in Richtung des Bildsensors zu lenken, für den der Strahlumlenkbereich wirksam ist. Bspw. kann der Strahlumlenkbereich eine Bandpass-Funktionalität aufweisen und diejenigen Wellenlän¬ genbereiche umlenken, d. h., reflektieren, für die die Bandpass-Funktionalität ausgelegt ist, während andere Wellenlängenbereiche unterdrückt, herausgefiltert werden oder zumindest stark gedämpft werden, etwa um zumindest 20 dB, zumindest 40 dB oder zumindest 60 dB. The first beam deflection area effective for the first wavelength range and the second beam deflection area effective for the second wavelength range can be used alternately to deflect the beam paths of the optical channels or the beam path 22. This makes it possible to steer that part of the spectrum in the direction of the image sensor for which the beam deflection area is effective. E.g. can he Strahlumlenkbereich have a band-pass functionality and those Wellenlän ¬ gene regions deflect, ie, reflecting, for the band-pass functionality, is designed while other wavelength ranges suppressed, are filtered out or at least greatly attenuated, such as by at least 20 dB, at least 40 dB, or at least 60 dB.
Die Strahlumlenkbereiche können auf einer selben Seite der Strahlumlenkeinrichtung 18 angeordnet sein, was Vorteile bei translatorisch verschiebbaren Strahlumlenkeinrichtungen bietet. Alternativ oder zusätzlich können unterschiedliche Strahlumlenkbereiche auch an unterschiedlichen Seiten der Strahlumlenkeinrichtung 18 angeordnet sein, die basierend auf einer Rotationsbewegung der Strahlumlenkeinrichtung 18 wechselweise dem Bildsensor zugewandt sein können. Ein Anstellwinkel kann dabei beliebig sein. Es ist jedoch vorteilhaft, bei Verwendung zweier ggf. gegenüberliegender Blickrichtungen der Mul- tiaperturabbildungsvorrichtung 16 einen Winkel von in etwa 45° zu wählen, so dass eine Rotationsbewegung von 90° ausreichend ist, um die Blickrichtung zu wechseln. Bei lediglich einer Blickrichtung kann dahingegen ein weiterer Freiheitsgrad gewählt werden. The beam deflection areas can be arranged on the same side of the beam deflection device 18, which offers advantages in the case of beam deflection devices that can be displaced in translation. Alternatively or additionally, different beam deflection areas can also be arranged on different sides of the beam deflection device 18, which can alternately face the image sensor based on a rotational movement of the beam deflection device 18. An angle of attack can be arbitrary. However, it is advantageous to use an angle of approximately 45 ° when using two possibly opposite viewing directions of the multi-aperture imaging device 16, so that a rotational movement of 90 ° is sufficient to change the viewing direction. On the other hand, with just one viewing direction, a further degree of freedom can be selected.
Durch das wechselweise Zuwenden unterschiedlicher Strahlumlenkbereiche kann das Ge samtgesichtsfeld der jeweiligen Blickrichtung mit von einander verschiedenen Wellenlängenbereichen erfasst werden, indem die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet ist, um eine erste Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des ersten Strahlumlenkbereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die erste Aufnahme auf dem ersten Wellenlängenbereich basiert; und um eine zweite Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs mit dem Bildsensor zu erfassen, so dass die zweite Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich basiert. So kann bspw. ein für das menschliche Auge nicht sichtbarer Wellenlängenbereich genutzt werden, um zusätzliche Bildinformationen zu erhalten, etwa Tiefenkarten. By alternately turning different beam deflection areas, the total field of view of the respective line of sight can be captured with wavelength ranges that are different from one another, in that the multi-aperture imaging device is designed to capture a first image of the entire field of view using the first beam deflection region with the image sensor, so that the first image is based on the first wavelength range; and to capture a second image of the entire field of view using the second beam deflection region with the image sensor, so that the second image is based on the second wavelength region. For example, a wavelength range that is not visible to the human eye can be used to obtain additional image information, such as depth maps.
Die tragbare Vorrichtung 10 kann eine erste Blende 24a und eine zweite Blende 24b umfassen. Die Blende 24a ist in einem Bereich des transparenten Bereichs 14a angeordnet und ist ausgebildet, um in einem geschlossenen Zustand der Blende 24a den transparenten Bereich 14a optisch zumindest teilweise zu verschließen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Blende 24a ausgebildet, um in dem geschlossenen Zustand den transparenten Bereich 14a vollständig oder zumindest zu 50 %, 90 % oder zumindest zu 99 % der Fläche des transparenten Bereichs 14a zu verschließen. Die Blende 24b ist ausgebildet, um den transparenten Bereich 14b in gleicher oder ähnlicher Weise zu verschließen, wie es für die Blende 24a im Zusammenhang mit dem transparenten Bereich 14a beschrieben ist. In dem ersten Betriebszustand, in dem die Strahlumlenkeinrichtung 18 den Strahlengang 22 zum Strahlengang 22a umlenkt, kann die Blende 24b den transparenten Bereich 14b optisch zumindest teilweise verschließen, so dass durch den transparenten Bereich 14b Falschlicht in einem geringen Umfang oder ggf. nicht in das Innere des Gehäuses 12 eintritt. Dies ermöglicht eine geringe Beeinflussung der Aufnahme des Gesichtsfeldes im ersten Betriebszustand durch die Blende 14b eintretendes Falschlicht. In dem zweiten Betriebszustand, in dem beispielsweise der Strahlengang 22b aus dem Gehäuse 12 austritt, kann die Blende 24a den transparenten Bereich 14a optisch zumindest teilweise verschließen. Vereinfacht ausgedrückt, können die Blenden 24a und/oder 24b so ausgebildet sein, dass sie transparente Bereiche 14a bzw. 14b so verschließen, dass durch diese Falschlicht aus ungewollten Richtungen (in denen beispielsweise das erfasste Gesichtsfeld nicht angeordnet ist) in einem geringen Umfang eintritt oder nicht eintritt. Die Blenden 24a bzw. 24b können durchgehend gebildet sein und jeweils bzgl. aller optischen Kanäle der Abbildungsvorrichtung 16 angeordnet sein. Das bedeutet, die Blenden 24a und 24b können basierend auf dem jeweiligen Betriebszustand sind von allen optischen Kanälen der Multiaperturabbildungsvorrichtung genutzt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind keine einzelnen runden Blenden für jeden optischen Kanal angeordnet, sondern stattdessen wird eine Blende 24a bzw. 24b, die von allen optischen Kanälen genutzt. Die Blenden 24a und/oder 24b können einem Polygonzug folgend, bspw. rechteckig, oval, rund oder elliptisch geformt sein. The portable device 10 may include a first bezel 24a and a second bezel 24b. The diaphragm 24a is arranged in a region of the transparent region 14a and is designed to optically at least partially close the transparent region 14a in a closed state of the diaphragm 24a. According to one exemplary embodiment, the diaphragm 24a is designed to completely or at least 50%, 90% or at least 99% of the surface of the transparent region 14a be closed off the transparent region 14a in the closed state. The diaphragm 24b is designed to close the transparent area 14b in the same or similar manner as described for the diaphragm 24a in connection with the transparent area 14a. By doing In the first operating state, in which the beam deflection device 18 deflects the beam path 22 to the beam path 22a, the diaphragm 24b can at least partially optically close the transparent area 14b, so that the transparent area 14b causes false light to a small extent or possibly not into the interior of the housing 12 occurs. This enables a slight influence on the recording of the visual field in the first operating state by the false light entering through the aperture 14b. In the second operating state, in which, for example, the beam path 22b emerges from the housing 12, the diaphragm 24a can at least partially optically close the transparent region 14a. In simple terms, the diaphragms 24a and / or 24b can be designed such that they close transparent areas 14a and 14b in such a way that this false light occurs from unwanted directions (in which, for example, the detected visual field is not arranged) to a small extent or does not occur. The diaphragms 24a and 24b can be formed continuously and can be arranged with respect to all optical channels of the imaging device 16. This means that the diaphragms 24a and 24b can be used by all optical channels of the multi-aperture imaging device based on the respective operating state. According to one embodiment, no individual round diaphragms are arranged for each optical channel, but instead an aperture 24a or 24b is used, which is used by all optical channels. The diaphragms 24a and / or 24b can be shaped following a polygon, for example rectangular, oval, round or elliptical.
Ein Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand kann beispielsweise eine Bewegung der Strahlumlenkeinrichtung 18 basierend auf einer translatorischen Bewegung 26 und/oder basierend auf einer rotatorischen Bewegung 28 umfassen. Switching between the first and the second operating state can comprise, for example, a movement of the beam deflection device 18 based on a translatory movement 26 and / or based on a rotary movement 28.
Die Blenden 24a und/oder 24b können beispielsweise als mechanische Blende ausgebildet sein. Alternativ können die Blenden 24a und/oder 24b als elektrochrome Blende ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine geringe Anzahl von mechanisch beweglichen Teilen. Ferner ermöglicht eine Ausgestaltung der Blenden 24a und/oder 24b als elektrochrome Blende ein geräuschloses Öffnen und/oder Verschließen der transparenten Bereiche 14a und/oder 14b sowie eine gute in eine Optik der tragbaren Vorrichtung 10 integrierbare Ausgestaltung. Beispielsweise können die Blenden 24a und/oder 24b so ausgeführt sein, dass sie in einem geschlossenen Zustand von einem Benutzer kaum oder nicht wahrgenommen werden, da sich wenig optische Unterschiede zu dem Gehäuse 12 ergeben. Das Gehäuse 12 kann flach gebildet sein. Beispielsweise können Hauptseiten 13a und/o¬ der 13b in einer x-/y-Ebene oder einer Ebene parallel hierzu im Raum angeordnet sein. Nebenseiten oder Nebenflächen 15a und/oder 15b zwischen den Hauptseiten 13a und 13b können schräg oder senkrecht hierzu im Raum angeordnet sein, wobei die Hauptseiten 13a und/oder 13b und/oder die Nebenseiten 15a und/oder 15b gekrümmt oder eben ausgebildet sein können. Eine Ausdehnung des Gehäuses 12 entlang einer ersten Gehäuserichtung z zwischen den Hauptseiten 13a und 13b, beispielsweise parallel oder antiparallel zu einer Oberflächennormalen einer Anzeige der tragbaren Vorrichtung 10, kann gering sein, wenn sie mit weiteren Abmessungen des Gehäuses 12 entlang weiteren Ausdehnungen, d.h. entlang einer Erstreckungsrichtung der Hauptseite 13a und/oder 13b verglichen wird. Die Nebenseiten 15a und 15b können parallel oder antiparallel zu der Oberflächennormalen einer Anzeige sein. Die Hauptseiten 13a und/oder 13b können senkrecht zu einer Oberflächennormalen einer Anzeige der tragbaren Vorrichtung 10 im Raum angeordnet sein. So kann beispielsweise eine Ausdehnung des Gehäuses entlang der x-Richtung und/oder der y-Richtung mindestens ein Dreifaches, mindestens ein Fünffaches oder mindestens ein Siebenfaches einer Ausdehnung des Gehäuses 12 entlang der ersten Ausdehnung z aufweisen. Die Ausdehnung des Gehäuses z kann vereinfachend, jedoch ohne einschränkende Wirkung, als Dicke oder Tiefe des Gehäuses 12 verstanden werden. The diaphragms 24a and / or 24b can be designed, for example, as a mechanical diaphragm. Alternatively, the diaphragms 24a and / or 24b can be designed as an electrochromic diaphragm. This enables a small number of mechanically moving parts. Furthermore, an embodiment of the diaphragms 24a and / or 24b as an electrochromic diaphragm enables the transparent areas 14a and / or 14b to be opened and / or closed silently, as well as a good embodiment that can be integrated into the optics of the portable device 10. For example, the diaphragms 24a and / or 24b can be designed such that they are hardly or not perceived by a user in a closed state, since there are few visual differences from the housing 12. The housing 12 can be formed flat. For example, the main sides 13a and / o ¬ the 13b may be arranged in parallel, in the space in an x / y-plane, or a plane. Secondary sides or secondary surfaces 15a and / or 15b between the main sides 13a and 13b can be arranged obliquely or perpendicularly in space, the main sides 13a and / or 13b and / or the secondary sides 15a and / or 15b can be curved or flat. An expansion of the housing 12 along a first housing direction z between the main sides 13a and 13b, for example parallel or antiparallel to a surface normal of a display of the portable device 10, may be slight if it is combined with further dimensions of the housing 12 along further dimensions, ie along a Direction of extension of the main side 13a and / or 13b is compared. The minor sides 15a and 15b can be parallel or anti-parallel to the surface normal of a display. The main sides 13a and / or 13b can be arranged perpendicular to a surface normal of a display of the portable device 10 in space. For example, an extension of the housing along the x direction and / or the y direction can have at least three times, at least five times or at least seven times an extension of the housing 12 along the first extension z. The expansion of the housing z can be understood in a simplifying manner, but without restricting effect, as the thickness or depth of the housing 12.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Hauptseite einer tragbaren Vorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die tragbare Vorrichtung kann die Vorrichtung 10 umfassen. Die tragbare Vorrichtung 20 kann eine Anzeige 33 umfassen, beispielsweise einen Bildschirm oder Display. Beispielsweise kann es sich bei der Vorrichtung 20 um eine tragbare Kommunikationsvorrichtung, wie etwa ein Mobiltelefon (Smartphone), einen Tablet- Computer, ein mobiles Musikabspielgerät, einen Monitor oder Bildschirmgerät, das die Abbildungsvorrichtung 16 aufweist, handeln. Der transparente Bereich 14a und/oder der transparente Bereich 14b können in einem Bereich des Gehäuses 12 angeordnet sein, in dem die Anzeige 33 angeordnet ist. Das bedeutet, dass die Blende 24a und/oder 24b in einem Bereich der Anzeige 33 angeordnet sein kann. Beispielsweise kann der transparente Bereich 14a und/oder 14b und/oder die Blende 24a bzw. 24b von der Anzeige 33 verdeckt sein. In einem Bereich der Anzeige 33, in dem die Blende 24a und/oder 24b angeordnet ist, kann zumindest zeitweise eine Information der Anzeige darstellbar sein. Bei dem Darstellen der Information kann es sich um einen beliebigen Betrieb der tragbaren Vorrichtung 20 handeln. Beispielsweise kann auf der Anzeige 33 eine Sucher-Funktion darstellbar sein, in welcher ein Gesichtsfeld darstellbar ist, das von der Abbildungsvorrichtung im Inneren des Gehäuses 12 abgetastet oder erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich können bereits er¬ fasste Bilder oder beliebige andere Informationen darstellbar sein. In einfachen Worten kann der transparente Bereich 14a und/oder die Blende 24a von der Anzeige 33 verdeckt sein, so dass der transparente Bereich 14a und/oder die Blende 24a während eines Be¬ triebs der tragbaren Vorrichtung 20 kaum oder nicht wahrnehmbar ist. 2 shows a schematic view of a main side of a portable device 20 according to an embodiment. The portable device may include device 10. The portable device 20 may include a display 33, such as a screen or display. For example, the device 20 can be a portable communication device, such as a mobile phone (smartphone), a tablet computer, a mobile music player, a monitor or screen device, which has the imaging device 16. The transparent region 14a and / or the transparent region 14b can be arranged in a region of the housing 12 in which the display 33 is arranged. This means that the diaphragm 24a and / or 24b can be arranged in a region of the display 33. For example, the transparent area 14a and / or 14b and / or the panel 24a or 24b can be covered by the display 33. In an area of the display 33 in which the diaphragm 24a and / or 24b is arranged, information from the display can be displayed at least temporarily. The presentation of the information can be any operation of the portable device 20. For example, a viewfinder function can be represented on the display 33, in which a field of view can be represented which is generated by the imaging device inside the Housing 12 is scanned or detected. As an alternative or in addition, images that have already been captured or any other information can be displayed . In simple words, the transparent area 14a and / or the aperture 24a may be hidden from the display 33 so that the transparent portion 14a and / or the aperture 24a during a Be ¬ drive 20 of the portable device hardly or not perceptible.
Die transparenten Bereich 14a und 14b können jeweils in zumindest einer Hauptseite 13a des Gehäuses 12 und/oder in einer gegenüberliegenden Hauptseite angeordnet sein. In einfachen Worten kann das Gehäuse 12 einen transparenten Bereich vorne und einen transparenten Bereich hinten aufweisen. Hierzu sei angemerkt, dass die Begriffe vorne und hinten beliebig durch andere Begriffe, wie etwa links und rechts, oben und unten oder dergleichen ersetzt werden können, ohne hierin beschriebene Ausführungsbeispiele einzuschränken. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die transparenten Bereiche 14a und/oder 14b in einer Nebenseite angeordnet sein. Eine Anordnung der transparenten Bereiche kann beliebig und/oder abhängig von Richtungen, in welche die Strahlengänge der optischen Kanäle umlenkbar sind, sein, The transparent regions 14a and 14b can each be arranged in at least one main side 13a of the housing 12 and / or in an opposite main side. In simple words, the housing 12 can have a transparent area at the front and a transparent area at the rear. In this regard, it should be noted that the terms front and back can be arbitrarily replaced by other terms, such as left and right, top and bottom or the like, without restricting the exemplary embodiments described here. According to further exemplary embodiments, the transparent regions 14a and / or 14b can be arranged on a secondary side. The transparent areas can be arranged as desired and / or depending on the directions in which the beam paths of the optical channels can be deflected.
In dem Bereich des transparente Bereichs 14a oder der Blende 24a kann die Anzeige 33 beispielsweise ausgebildet sein, um während eines Erfassens eines Bildes mit der Abbildungsvorrichtung zeitweise deaktiviert zu werden oder um eine Transparenz der Anzeige 33 aus dem Gehäuse 12 heraus zu erhöhen. Alternativ kann die Anzeige 33 in diesem Bereich auch aktiv bleiben, etwa wenn die Anzeige 33 keine oder kaum elektromagnetische Strahlung in einem relevanten Wellenlängenbereich in das Innere der tragbaren Vorrichtung 20 bzw. des Gehäuses 12 oder hin zu der Abbildungsvorrichtung 16 aussendet. In the area of the transparent area 14a or the aperture 24a, the display 33 can be designed, for example, to be temporarily deactivated during the acquisition of an image with the imaging device or to increase the transparency of the display 33 out of the housing 12. Alternatively, the display 33 can also remain active in this area, for example if the display 33 emits no or hardly any electromagnetic radiation in a relevant wavelength range into the interior of the portable device 20 or the housing 12 or towards the imaging device 16.
Fig. 3a zeigt die Strahlumlenkeinrichtung 18 und einen Zustand der Multiaperturabbildungsvorrichtung, der bspw. einhergeht mit einem Betriebszustand der ersten Blende 24a sowie der zweiten Blende 24b. Die Strahlumlenkeinrichtung 18 lenkt beispielsweise den Strahlen gang 22 mit einem erst in Fig. 3b gezeigten Strahlumlenkbereich 18A so um, dass dieser als Strahlengang 22a durch den transparenten Bereich 14a verläuft. Die Blende 24b kann den transparenten Bereich 14b zeitweise zumindest teilweise verschließen, so dass durch den transparenten Bereich 14b Falschlicht in einem geringen oder keinem Umfang in das Innere des Gehäuses der tragbaren Vorrichtung eindringt. 3a shows the beam deflection device 18 and a state of the multi-aperture imaging device, which is associated, for example, with an operating state of the first aperture 24a and the second aperture 24b. The beam deflection device 18, for example, deflects the beam path 22 with a beam deflection region 18A, which is only shown in FIG. 3b, in such a way that it runs as a beam path 22a through the transparent region 14a. The aperture 24b can at least partially close the transparent region 14b at times, so that false light penetrates to a small or no extent into the interior of the housing of the portable device through the transparent region 14b.
Fig. 3b zeigt die Strahlumlenkeinrichtung 18, die Blende 24a und die Blende 24b in einem zweiten Betriebszustand, wobei die Strahlumlenkeinrichtung 18 bspw. unter Ausführung der rotatorischen Bewegung 28 um 90° eine andere Blickrichtung aufweist. Allerdings lenkt die Strahlumlenkeinrichtung nun den Strahlengang mit einem Strahiumlenkbereich 18B um, der für den zweiten Wellenlängenbereich wirksam ist, so dass eine Erfassung eines in Blick¬ richtung des Strahlengangs 22b angeordneten Gesamtgesichtsfeldes im Bereich des zweiten Wellenlängenbereichs erfolgen kann. 3b shows the beam deflecting device 18, the aperture 24a and the aperture 24b in a second operating state, the beam deflecting device 18 being executed, for example the rotary movement 28 has a different viewing direction by 90 °. However, the beam deflecting device directs now the beam path with a Strahiumlenkbereich 18B to which is effective for the second wavelength range, so that detection of a can in view ¬ direction of the beam path 22b arranged overall field of view at the second wavelength range effected.
Bei einer Rotation der Strahlumlenkeinrichtung um weitere 90° und somit 180° gegenüber dem ursprünglichen Zustand würde die in Fig. 3a dargestellte erste Blickrichtung wieder eingenommen, jedoch unter Einfluss des Strahlumlenkbereichs 18B. Obwohl auch die Erfassung lediglich eines Gesamtgesichtsfeldes möglich ist, indem bspw. lediglich die Blickrichtung 22a oder 22b unter einem beliebigen Winkel vorgesehen ist, kann somit auch eine höhere Anzahl von Gesamtgesichtsfeldern , etwa 2, 3 oder mehr erfasst werden. With a rotation of the beam deflection device by a further 90 ° and thus 180 ° compared to the original state, the first viewing direction shown in FIG. 3a would be taken up again, but under the influence of the beam deflection area 18B. Although it is also possible to acquire only one overall field of view, for example by only providing the line of sight 22a or 22b at any angle, a larger number of overall fields of view, for example 2, 3 or more, can thus also be acquired.
Die Strahlumlenkeinrichtung 18 kann den Strahlengang 22 so umlenken, dass dieser als Strahlengang 22b durch den transparenten Bereich 14b verläuft, während die Blende 24a den transparenten Bereiche 14a optisch zumindest teilweise verschließt. In dem zweiten Betriebszustand kann die Blende 24b einen zumindest teilweise oder vollständig geöffneten Zustand aufweisen. Der geöffnete Zustand kann sich auf eine Transparenz der Blende beziehen. Bspw. kann eine elektrochrome Blende abhängig von einem Ansteuerungszustand als geöffnet oder geschlossen bezeichnet werden, ohne dass mechanische Komponenten bewegt werden. Eine als elektrochrome Blende ausgeführte Blende 24b kann zumindest zeitweise während des zweiten Betriebszustands für einen von der Abbildungsvorrichtung zu erfassenden Wellenlängenbereich teilweise oder vollständig transparent sein. In dem ersten Betriebszustand, wie er in Fig. 3a dargestellt ist, kann die Blende 24b für diesen Wellenlängenbereich teilweise oder vollständig intransparent oder opak sein. Ein Umschalten zwischen dem ersten Betriebszustand gemäß Fig. 3a und dem zweiten Betriebszustand gemäß Fig. 3b kann basierend auf der Rotationsbewegung 28 der Umlenkeinrichtung 18 und/oder basierend auf einer translatorischen Bewegung, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 4a und 4b beschrieben ist, und erhalten werden oder zumindest eine dieser Bewegungen umfassen. The beam deflection device 18 can deflect the beam path 22 such that it runs as a beam path 22b through the transparent area 14b, while the diaphragm 24a optically at least partially closes the transparent areas 14a. In the second operating state, the diaphragm 24b can have an at least partially or completely open state. The open state can refer to a transparency of the panel. E.g. For example, an electrochromic diaphragm can be called open or closed, depending on a control state, without moving mechanical components. A diaphragm 24b designed as an electrochromic diaphragm can be partially or completely transparent at least temporarily during the second operating state for a wavelength range to be detected by the imaging device. In the first operating state, as shown in FIG. 3a, the aperture 24b can be partially or completely non-transparent or opaque for this wavelength range. Switching between the first operating state according to FIG. 3a and the second operating state according to FIG. 3b can be based on the rotational movement 28 of the deflection device 18 and / or based on a translatory movement, as described in connection with FIGS. 4a and 4b, and are preserved or include at least one of these movements.
Fig. 4a zeigt eine schematische Ansicht der Strahlumlenkeinrichtung 18, die eine Vielzahl von Strahlumlenkelementen 32a-h umfasst. Beispielsweise kann die Abbildungsvorrichtung eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von optischen Kanälen umfassen, etwa zwei, vier oder eine höhere Anzahl. Weist die Abbildungsvorrichtung beispielsweise vier optische Kanäle auf, kann die Strahlumlenkeinrichtung 18 eine Anzahl von Strahlumlenkelemente 32a-h ge¬ mäß einer Anzahl der optischen Kanäle multipliziert mit einer Anzahl von Betriebszuständen, zwischen denen die Strahlumlenkeinrichtung 18 oder die tragbare Vorrichtung um- schaltbar ist, umfassen. Beispielsweise können die Strahlumlenkelemente 32a und 32e ei¬ nem ersten optischen Kanal zugeordnet sein, wobei der Strahlumlenkelement 32a den Strahlengang des ersten optischen Kanal in dem ersten Betriebszustand und der Strahlumlenkelement 32e den Strahlengang des ersten optischen Kanals in dem ersten Betriebszustand umlenkt. In gleicher Weise können die Strahlumlenkelement 32b und 32f, 32c und 32g bzw. 32d und 32h weiteren optischen Kanälen zugeordnet sein. 4a shows a schematic view of the beam deflecting device 18, which comprises a plurality of beam deflecting elements 32a-h. For example, the imaging device can comprise a plurality or a plurality of optical channels, for example two, four or a greater number. For example, the imaging device has four optical channels on that beam deflecting device 18, a number of ray deflection 32a-h ge ¬ Mäss a number of optical channels multiplied by a number of operating states between which the beam deflecting device 18 or the portable device is switchable environmentally include. For example, the ray deflection 32a and 32e ei ¬ nem first optical channel can be assigned, wherein the beam deflector 32a the beam path of the first optical channel in the first operating state and the beam deflection element 32e the beam path of the first optical channel in the first operating state deflects. In the same way, the beam deflecting elements 32b and 32f, 32c and 32g or 32d and 32h can be assigned to further optical channels.
Die Strahlumlenkeinrichtung kann entlang der translatorischen Bewegungsrichtung 26 translatorisch bewegbar sein kann und/oder zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung der Strahlumlenkeinrichtung 18 bezüglich der optischen Kanäle der Abbildungsvorrichtung hin und her bewegbar sein, um zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand zu wechseln. Eine Distanz 34, über die die Strahlumlenkeinrichtung 18 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bewegt wird, kann zumindest einem Abstand zwischen vier optischen Kanälen der Abbildungsvorrichtung entsprechen. Die Strahlumlenkeinrichtung 18 kann eine blockweise Sortierung der Strahlumlenkelemente 32a-h aufweisen. Bspw. können die Strahlumlenkelemente 32a-d ausgebildet sein, um die Strahlengänge der Abbildungsvorrichtung in eine erste Blickrichtung hin zu einem ersten Gesichtsfeld umzulenken, wobei jeder optische Kanal einem Teilgesichtsfeld des Gesamtgesichtsfelds zugeordnet sein kann. Die Strahlumlenkelemente 32e-h können ausgebildet sein, um die Strahlengänge der Abbildungsvorrichtung in eine zweite Blickrichtung hin zu einem zweiten Gesichtsfeld umzulenken, wobei jeder optische Kanal einem Teilgesichtsfeld des Gesamtgesichtsfelds zugeordnet sein kann. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass Strahiengänge von zumindest zwei optischen Kanälen von einem Strahlumlenkelement umgelenkt werden, so dass eine Anzahl von Strahlumlen- kelementen der Strahlumlenkeinrichtung 18 geringer sein kann. The beam deflection device can be translationally movable along the translatory movement direction 26 and / or can be moved back and forth between a first position and a second position of the beam deflection device 18 with respect to the optical channels of the imaging device in order to switch between the first operating state and the second operating state. A distance 34 over which the beam deflection device 18 is moved between the first position and the second position can correspond to at least a distance between four optical channels of the imaging device. The beam deflection device 18 can have a block-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h. E.g. The beam deflection elements 32a-d can be designed to deflect the beam paths of the imaging device in a first viewing direction towards a first field of view, wherein each optical channel can be assigned to a partial field of view of the overall field of view. The beam deflecting elements 32e-h can be designed to deflect the beam paths of the imaging device in a second viewing direction towards a second field of view, wherein each optical channel can be assigned to a partial field of view of the overall field of view. According to further exemplary embodiments, it is possible for beam paths of at least two optical channels to be deflected by a beam deflecting element, so that a number of beam deflecting elements of the beam deflecting device 18 can be smaller.
Bei den Strahlumlenkelementen 32a-h kann es sich bspw. um von einander verschieden gekrümmte Bereiche der Strahlumlenkeinrichtung 18 oder um plane Facetten eines Facettenspiegels handeln. Beispielsweise kann die Strahlumlenkeinrichtung 18 als ein Array von Facetten und/oder zueinander unterschiedlich geneigten Umlenkelementen 32a-h verstanden werden, so dass auf die Strahlumlenkeinrichtung 18 treffende Strahlengänge von optischen Kanälen in voneinander verschiedene Teilgesichtsfelder des Gesichtsfeldes des ers- ten Betriebszustandes und auf Umlenkelemente 32e-h treffende und von diesen umgelenkte Strahlengänge in voneinander verschiedene Teilgesichtsfelder eines Gesichtsfeldes des zweiten Betriebszustandes gelenkt werden. The beam deflecting elements 32a-h can be, for example, regions of the beam deflecting device 18 which are curved differently from one another or flat facets of a facet mirror. For example, the beam deflecting device 18 can be understood as an array of facets and / or deflecting elements 32a-h which are inclined at different angles to one another, so that beam paths of optical channels striking the beam deflecting device 18 into partial fields of view of the field of view of the first th operating state and beam paths striking deflecting elements 32e-h and deflected by them into different partial fields of view of a field of view of the second operating state.
Fig. 4b zeigt eine schematische Ansicht der Strahlumlenkeinrichtung 18 gemäß einer Konfiguration, die zu der Konfiguration gemäß der Fig. 4a verschieden ist. Während die Konfiguration gemäß Fig. 4a als blockweise Sortierung der Strahlumlenkelemente 32a-h basierend auf einem Betriebszustand verstanden werden kann, kann die Konfiguration gemäß Fig. 4b als kanalweise Sortierung der Strahlumlenkelemente 32a-h basierend auf einer Reihenfolge der optischen Kanäle der Abbifdungs Vorrichtung verstanden werden. Die dem ersten optischen Kanal zugeordneten Strahlumlenkelemente 32a und 32e können benachbart zueinander angeordnet sein. Analog können die Strahlumlenkelemente 32b und 32f, 32c und 32g bzw. 32d und 32h, die den optischen Kanälen 2, 3 bzw. 4 zugeordnet sein können, benachbart zueinander angeordnet sein. Weisen die optischen Kanäle der Abbildungsvorrichtung beispielsweise einen hinreichen großen Abstand zueinander auf, kann eine Distanz 34’, über die die Strahlumlenkeinrichtung 18 hinweg bewegt wird, um zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung hin und her bewegt zu werden, geringer sein als die Distanz 34, beispielsweise ein Viertel oder eine Hälfte hiervon. Dies ermöglicht eine zusätzlich reduzierte Bauform der Abbildungsvorrichtung und/oder der tragbaren Vorrichtung. FIG. 4b shows a schematic view of the beam deflection device 18 according to a configuration that is different from the configuration according to FIG. 4a. 4a can be understood as a block-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h based on an operating state, the configuration according to FIG. 4b can be understood as a channel-wise sorting of the beam deflection elements 32a-h based on a sequence of the optical channels of the imaging device . The beam deflection elements 32a and 32e assigned to the first optical channel can be arranged adjacent to one another. Analogously, the beam deflection elements 32b and 32f, 32c and 32g or 32d and 32h, which can be assigned to the optical channels 2, 3 or 4, can be arranged adjacent to one another. For example, if the optical channels of the imaging device are at a sufficiently large distance from one another, a distance 34 ′ over which the beam deflection device 18 is moved in order to be moved back and forth between the first position and the second position may be less than the distance 34, for example a quarter or a half thereof. This enables an additionally reduced design of the imaging device and / or the portable device.
Ansteife einer reinen Zuordnung zu optischen Kanälen können die Strahlumlenkelemente auch jeweils verschieden geartete Strahlumlenkbereiche bereitstellen, so dass ein erster optischer Kanal bspw. durch Umlenken entweder mit dem Strahlumlenkelement 32a im ersten Wellenlängenbereich oder durch Umlenken mit dem Strahlumlenkelement 32e im zweiten Weilenlängenbereich umgelenkt wird. The beam deflection elements can also provide different types of beam deflection areas, so that a pure assignment to optical channels is provided, so that a first optical channel is deflected, for example, by deflection either with the beam deflection element 32a in the first wavelength range or by deflection with the beam deflection element 32e in the second wavelength range.
Die Rotationsbewegung ist mit der translatorischen Bewegung kombinierbar. So ist es bspw. vorstellbar, dass eine translatorische Bewegung zwischen den Wellenlängenbereichen umschaltet, d. h., die verschiedenen Strahlumlenkelemente 32a-h sind an einer gemeinsamen Seite der Strahlumlenkeinrichtung 18 angeordnet, wobei eine beidseitig reflek- tive Ausgestaltung eine Umschaltung der Blickrichtung ermöglicht oder anders herum. The rotational movement can be combined with the translatory movement. It is conceivable, for example, that a translatory movement switches between the wavelength ranges, i. that is, the different beam deflecting elements 32a-h are arranged on a common side of the beam deflecting device 18, a design that is reflective on both sides making it possible to switch the viewing direction or vice versa.
Anhand der Fig. 4c-h werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Strahlumlenkeinrichtung 18 beschrieben. Die Ausführungen zeigen eine Reihe von Vorteilen auf, die einzeln oder in beliebiger Kombination mit einander ausführbar sind, jedoch nicht einschränkend wirken sollen. 4c-h, advantageous configurations of the beam deflection device 18 are described. The designs show a number of advantages, individually or in any combination with each other are executable, but should not have a restrictive effect.
Fig. 4c zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Strahlumlenkelements 32, wie es für eine hierin beschriebene Strahlumlenkeinrichtung, etwa die Strahlumlenkeinrichtung 18 der Fig. 4a oder 4b, einsetzbar ist. Das Strahlumlenkelement 32 kann einen polygonzugartigen Querschnitt aufweisen. Obwohl ein dreieckiger Querschnitt gezeigt ist, kann es sich auch um ein beliebiges anderes Polygon handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Querschnitt auch zumindest eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, wobei insbesondere bei reflektierenden Oberflächen eine zumindest abschnittsweise ebene Ausbildung vorteilhaft sein kann, um Abbildungsfehler zu vermeiden. Bezüglich Wellenlängen unterschiedlich wirksame Strahlumlenkbereiche können an unterschiedlichen und einander gegenüberliegenden Hauptseiten 35a und 35b angeordnet sein. FIG. 4c shows a schematic side sectional view of a beam deflecting element 32, as can be used for a beam deflecting device described here, such as the beam deflecting device 18 of FIGS. 4a or 4b. The beam deflecting element 32 can have a polygonal cross-section. Although a triangular cross section is shown, it can also be any other polygon. As an alternative or in addition, the cross section can also have at least one curved surface, it being possible, in particular in the case of reflecting surfaces, for an embodiment which is at least sectionally flat to avoid imaging errors. Beam deflection regions with different effective wavelengths can be arranged on different and opposite main sides 35a and 35b.
Das Strahlumlenkelement 32 weist bspw. eine erste Seite 35a, eine zweite Seite 35b und eine drite Seite 35c auf. Zumindest zwei Seiten, etwa die Seiten 35a und 35b sind reflektiv ausgebildet, so dass das Strahlumlenkelement 32 beidseitig reflektiv ausgebildet ist. Bei den Seiten 35a und 35b kann es sich um Hauptseiten des Strahlumlenkelements 32 handeln, also Seiten, deren Fläche größer ist, als die Seite 35c. The beam deflecting element 32 has, for example, a first side 35a, a second side 35b and a third side 35c. At least two sides, for example sides 35a and 35b, are reflective, so that the beam deflecting element 32 is reflective on both sides. The sides 35a and 35b can be main sides of the beam deflecting element 32, that is to say sides whose area is larger than the side 35c.
In anderen Worten kann das Strahlumlenkelement 32 keilförmig und beidseitig reflektiv gebildet sein. Der Fläche 35c gegenüberliegend, also zwischen den Flächen 35a und 35b, kann eine weitere Fläche angeordnet sein, die jedoch wesentlich kleiner als die Fläche 35c ist. Mit anderen Worten verläuft in einem solchen Fall der durch die Flächen 35a, 35b und 35c gebildete Keil nicht beliebig spitz zu, sondern ist an der spitzen Seite mit einer Fläche versehen und mithin abgestumpft. In other words, the beam deflecting element 32 can be wedge-shaped and reflective on both sides. A further surface can be arranged opposite the surface 35c, that is to say between the surfaces 35a and 35b, but this is considerably smaller than the surface 35c. In other words, in such a case the wedge formed by the surfaces 35a, 35b and 35c does not run to an arbitrary point, but is provided with a surface on the pointed side and is therefore truncated.
Fig. 4d zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des Strahlumlenkelements 32, bei dem eine Aufhängung oder eine Verschiebeachse 37 des Strahlumlenkelements 32 beschrieben ist. Die Verschiebeachse 37, um die das Strahlumlenkelement 32 rotatorisch und/oder translatorisch in der Strahlumlenkeinrichtung 18 bewegbar sein kann, kann exzentrisch bezüglich eines Flächenschwerpunktes 43 des Querschnitts verschoben sein. Der Flächenschwerpunkt kann alternativ auch ein Punkt sein, der die hälftige Abmessung des Strahlumlenkelements 32 entlang einer Dickenrichtung 45 und entlang einer Richtung 47 senkrecht hierzu beschreibt. Die Verschiebeachse kann bspw. entlang einer Dickenrichtung 45 unverändert und einen beliebigen Versatz in einer Richtung senkrecht hierzu aufweisen. Alternativ ist auch ein Versatz entlang der Dickenrichtung 45 vorstellbar. Die Verschiebung kann bspw. so erfol gen, dass bei einer Rotation des Strahlumlenkelements 32 um die Verschiebeachse 37 ein höherer Stellweg erhalten wird, als bei einer Rotation um den Flächenschwerpunkt 43. So kann sich durch die Verschiebung der Verschiebeachse 37 der Weg, um den die Kante zwischen den Seiten 35a und 35b bei einer Rotation bewegt wird bei gleichem Rotationswinkel verglichen mit einer Rotation um den Flächenschwerpunkt 43 erhöhen. Bevorzugt ist das Strahlumlenkelement 32 so angeordnet, dass die Kante, also die spitze Seite des keilförmigen Querschnitts, zwischen den Seiten 35a und 35b dem Bildsensor zugewandt ist. Durch geringe Rotationsbewegungen kann somit eine jeweils andere Seite 35a oder 35b den Strahlengang der optischen Kanäle umlenken. Hierbei wird deutlich, dass die Rotation so ausgeführt werden kann, dass ein Raumbedarf der Strahlumlenkeinrichtung entlang der Dickenrichtung 45 gering ist, da eine Bewegung des Strahlumlenkelements 32 so, dass eine Hauptseite senkrecht zum Bildsensor steht, nicht erforderlich ist. 4d shows a schematic side sectional view of the beam deflecting element 32, in which a suspension or a displacement axis 37 of the beam deflecting element 32 is described. The displacement axis 37, about which the beam deflection element 32 can be moved in the beam deflection device 18 in a rotational and / or translatory manner, can be displaced eccentrically with respect to a centroid 43 of the cross section. The center of area can alternatively also be a point which describes the half-dimension of the beam deflecting element 32 along a thickness direction 45 and along a direction 47 perpendicular thereto. The displacement axis can, for example, remain unchanged along a thickness direction 45 and have any offset in a direction perpendicular to it. Alternatively, an offset along the thickness direction 45 is also conceivable. The displacement can, for example, take place in such a way that when the beam deflecting element 32 rotates about the displacement axis 37, a higher adjustment path is obtained than when rotating about the surface center of gravity 43. Thus, the displacement by which the displacement axis 37 can move The edge between the sides 35a and 35b moved during a rotation is increased at the same rotation angle compared to a rotation around the center of gravity 43. The beam deflecting element 32 is preferably arranged such that the edge, that is to say the pointed side of the wedge-shaped cross section, faces the image sensor between the sides 35a and 35b. A small other side 35a or 35b can thus deflect the beam path of the optical channels by slight rotational movements. It is clear here that the rotation can be carried out in such a way that a space requirement of the beam deflection device along the thickness direction 45 is small, since a movement of the beam deflection element 32 such that a main side is perpendicular to the image sensor is not necessary.
Die Seite 35c kann auch als Nebenseite oder als Rückseite bezeichnet werden. Mehrere Strahfumfenkefemente können so miteinander verbunden werden, dass ein verbindendes Element an der Seite 35c angeordnet ist, oder durch den Querschnitt der Strahlumlenkele- mente verläuft, also im Inneren der Strahlumlenkelemente angeordnet ist, etwa im Bereich der Verschiebeachse 37. Insbesondere kann das haltende Element so angeordnet sein, dass es nicht oder lediglich in geringem Umfang, d. h., höchstens 50 %, höchstens 30 % oder höchstens 10 % über das Strahlumlenkelement 32 entlang der Richtung 45 hinausragt, so dass das Halteelement nicht die Ausdehnung des Gesamtaufbaus entlang der Richtung 45 erhöht oder bestimmt. Die Ausdehnung in Dickenrichtung 45 kann alternativ durch die Linsen der optischen Kanäle bestimmt sein, d. h. diese weisen die das Minimum der Dicke definierende Abmessung auf. The side 35c can also be referred to as the secondary side or the rear side. A plurality of beam deflection elements can be connected to one another in such a way that a connecting element is arranged on the side 35c, or runs through the cross section of the beam deflection elements, that is to say is arranged in the interior of the beam deflection elements, for example in the region of the displacement axis 37. In particular, the retaining element can do so be arranged so that it is not or only to a small extent, i.e. i.e., a maximum of 50%, a maximum of 30% or a maximum of 10% protrudes beyond the beam deflecting element 32 along the direction 45, so that the holding element does not increase or determine the extent of the overall structure along the direction 45. The extension in the thickness direction 45 can alternatively be determined by the lenses of the optical channels, i. H. these have the dimension defining the minimum of the thickness.
Das Strahlumlenkelement 32 kann aus Glas, Keramik, Glaskeramik, Kunststoff, Metall oder einer Kombination dieser Materialien und /oder weiterer Materialien gebildet sein. The beam deflecting element 32 can be formed from glass, ceramic, glass ceramic, plastic, metal or a combination of these materials and / or other materials.
In anderen Worten kann das Strahlumlenkelement 32 so angeordnet sein, dass die Spitze, d. h., die Kante zwischen den Hauptseiten 35a und 35b zum Bildsensor zeigt. Eine Haltung der Strahlumlenkelemente kann so erfolgen, dass sie lediglich an der Rückseite oder im Inneren der Strahlumlenkelemente erfolgt, d. h. die Hauptseiten werden nicht verdeckt. Ein gemeinsames haltendes oder verbindendes Element kann sich über die Rückseite 35c erstrecken. Die Drehachse des Strablumfenkelemenfs 32 kann exzentrisch angeordnet sein. In other words, the beam deflecting element 32 can be arranged such that the tip, ie the edge between the main sides 35a and 35b, faces the image sensor. The beam deflecting elements can be held in such a way that they only take place on the back or inside the beam deflecting elements, ie the main sides are not covered. A common holding or connecting element can extend over the rear side 35c. The axis of rotation of the trap arm 32 can be arranged eccentrically.
Fig. 4e zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Multiaperturabbildungsvorrichtung 40, die einen Bildsensor 36, und ein einzeiliges Array 38 von nebeneinander angeordneten optischen Kanälen 42a-d umfasst. Die Strahlumlenkeinrichtung 18 umfasst eine Anzahl von Strahlumlenkelementen 32a-d, die der Anzahl von optischen Kanälen entsprechen kann. Alternativ kann eine geringere Anzahl von Strahlumlenkelementen angeordnet sein, etwa wenn zumindest ein Strahlumfenkelement von zwei optischen Kanälen genutzt wird. Alternativ kann auch eine höhere Anzahl angeordnet sein, etwa wenn eine Umschaltung der Umlenkrichtung der Strahlumlenkeinrichtung 18 durch eine translatorische Bewegung erfolgt, wie es mi Zusammenhang mit den Fig. 4a und 4b beschreiben ist. Jedes Strahlumfenkelement 32a-d kann einem optischen Kanal 42a-d zugeordnet sein. Die Strahiumlenkelemente 32a-d können als eine Vielzahl von Elementen 32 gemäß den Fig. 4c und Fig. 4d gebildet sein. Alternativ können zumindest zwei, mehrere oder alle Strahfum- lenkelemente 32a-d einstückig mit einander gebildet sein. 4e shows a schematic perspective view of a multi-aperture imaging device 40 which comprises an image sensor 36 and a single-line array 38 of optical channels 42a-d arranged next to one another. The beam deflection device 18 comprises a number of beam deflection elements 32a-d, which can correspond to the number of optical channels. Alternatively, a smaller number of beam deflecting elements can be arranged, for example if at least one beam deflecting element is used by two optical channels. Alternatively, a higher number can also be arranged, for example if the deflection direction of the beam deflection device 18 is switched by a translational movement, as is described in connection with FIGS. 4a and 4b. Each beam deflection element 32a-d can be assigned to an optical channel 42a-d. The beam steering elements 32a-d can be formed as a plurality of elements 32 according to FIGS. 4c and 4d. Alternatively, at least two, several or all of the beam deflecting elements 32a-d can be formed in one piece with one another.
Fig. 4f zeigt eine schematische Seitenschnittansicht des Strahlumfenketements 32, dessen Querschnitt als Freiformfläche gebildet ist. So kann die Seite 35c eine Aussparung 49 aufweisen, die eine Befestigung eines haltenden Elements ermöglicht, wobei die Aussparung 49 auch als hervorstehendes Element, etwa als Feder eines Nut-Feder-Systems gebildet sein kann. Der Querschnitt weist ferner eine vierte Seite 35d auf, die eine geringere Flächenausdehnung als die Hauptseiten 35a und 35b aufweist und selbige mit einander verbindet. 4f shows a schematic side sectional view of the beam deflecting element 32, the cross section of which is formed as a free-form surface. Thus, the side 35c can have a cutout 49 which enables a holding element to be fastened, the cutout 49 also being able to be formed as a projecting element, for example as a tongue of a tongue and groove system. The cross section also has a fourth side 35d, which has a smaller surface area than the main sides 35a and 35b and connects the same to one another.
Fig. 4g zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines ersten Strahlumlenkelements 32a und eines in Darsteliungsrichtung dahinterliegenden zweiten Strahlumlenkelements 32b. Die Aussparungen 49a und 49b können dabei so angeordnet sein, dass sie im Wesentlichen deckungsgleich sind, so dass eine Anordnung eines verbindenden Elements in den Aussparungen ermöglicht ist. 4g shows a schematic side sectional view of a first beam deflecting element 32a and a second beam deflecting element 32b lying behind in the direction of illustration. The cutouts 49a and 49b can be arranged such that they are essentially congruent, so that an arrangement of a connecting element in the cutouts is made possible.
Fig. 4h zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Strahlumlenkeinrichtung 18, die bspw. vier Strahlumlenkelements 32a-d umfasst, die mit einem verbindenden Element 51 verbunden sind. Das verbindende Element kann nutzbar sein, um von einem Aktor translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar zu sein. Das verbindende Element 51 kann einstückig ausgebildet sein und über eine Erstreckungsrichtung, etwa die y-Richtung in Fig. 4e, an oder in den Strahiumlenketementen 32a-d verlaufen. Alternativ kann das verbindende Element 51 auch lediglich mit zumindest einer Seite der Strahlumlenkeinrichtung 18 verbunden sein, etwa wenn die Strahiumlenkelemente 32a-d einstückig gebildet sind. Alternativ kann eine Verbindung mit einem Aktor und/oder eine Verbindung der Strahlumlenkele- mente 32a-d auch auf beliebige andere Weise erfolgen, etwa mittels Kleben, Ansprengen oder Löten. 4h shows a schematic perspective view of the beam deflecting device 18, which comprises, for example, four beam deflecting elements 32a-d which are connected to a connecting element 51. The connecting element can be usable in order to be translationally and / or rotationally movable by an actuator. The connecting element 51 can be formed in one piece and over an extension direction, for example the y direction in FIG. 4e, run on or in the Strahiumlenketementen 32a-d. Alternatively, the connecting element 51 can also be connected only to at least one side of the beam deflection device 18, for example if the beam deflection elements 32a-d are formed in one piece. Alternatively, a connection to an actuator and / or a connection of the beam deflecting elements 32a-d can also be made in any other way, for example by means of gluing, wringing or soldering.
Fig. 5a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Abbildungsvorrichtung 16. Die Abbildungsvorrichtung 16 umfasst die Strahlumlenkeinrichtung 18, einen Bildsensor 36 und ein einzeiliges Array 38 von nebeneinander angeordneten optischen Kanälen 42a-cf. Jeder optische Kanal 42a-d kann eine Optik aufweisen, die ausgebildet ist, um Strahlengänge 22- 1 bis 22-4 der Abbiidungsvorrichtung 16 optisch zu beeinflussen. Die Optik kann kanalindividuell sein oder für Gruppen aus zwei oder mehr optischen Kanälen gemeinsame Komponenten aufweisen. 5a shows a schematic perspective view of the imaging device 16. The imaging device 16 comprises the beam deflection device 18, an image sensor 36 and a single-line array 38 of optical channels 42a-cf arranged next to one another. Each optical channel 42a-d can have optics that are designed to optically influence beam paths 22-1 to 22-4 of the imaging device 16. The optics can be channel-specific or have common components for groups of two or more optical channels.
Der Bildsensor 36 kann Bildsensorbereiche 44a-d umfassen, wobei die Strahlengänge 22- 1 bis 22-4 der optischen Kanäle 22a-d jeweils auf einen Bildsensorbereich 44a-d treffen können. Vereinfacht ausgedrückt kann jedem Bifdsensorbereich 44a-d ein optischer Kanal 22a-d und/oder ein Strahlengang 22-1 bis 22-4 zugeordnet sein. Die Strahlumlenkeinrichtung 18 kann ausgebildet sein, um basierend auf voneinander verschiedenen Betriebszuständen der tragbaren Vorrichtung und/oder auf voneinander verschiedenen Stellungen der Strahlumlenkeinrichtung 18 die Strahlengänge 22-1 bis 22-4 in voneinander verschiedene Richtungen umzulenken und/oder unterschiedliche Wellenlängen umzulenken, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit den Fig. 1 , 2, 3a, 3b, 4a-hbeschrieben ist. Das bedeutet, dass die Abbildungsvorrichtung 16 als Multiaperturabbildungsvorrichtung 40 gebildet sein kann oder diese umfassen kann. The image sensor 36 can comprise image sensor areas 44a-d, wherein the beam paths 22-1 to 22-4 of the optical channels 22a-d can each strike an image sensor area 44a-d. In simple terms, an optical channel 22a-d and / or a beam path 22-1 to 22-4 can be assigned to each image sensor area 44a-d. The beam deflection device 18 can be designed to deflect the beam paths 22-1 to 22-4 in different directions and / or deflect different wavelengths, for example, based on different operating states of the portable device and / or on different positions of the beam deflection device 18 in connection with FIGS. 1, 2, 3a, 3b, 4a-h. This means that the imaging device 16 can be formed as a multi-aperture imaging device 40 or can comprise this.
Die Bildsensorbereiche 44a-d können beispielsweise jeweils aus einem Chip gebildet sein, der ein entsprechendes Pixelarray umfasst, wobei die Bildsensorbereiche auf einem gemeinsamen Substrat bzw. einer gemeinsamen Platine montiert sein können. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die Bildsensorbereiche 44a-d jeweils aus einem Teil eines gemeinsamen Pixelarrays, das sich kontinuierlich über die Bildsensorbereiche 44a-d erstreckt, gebildet sind, wobei das gemeinsame Pixelarray beispielsweise auf einem einzelnen Chip gebildet ist. Beispielsweise werden dann lediglich die Pixelwerte des gemeinsamen Pixelarrays in den Bildsensorbereichen 44a-d ausgelesen. Verschiedene Mischungen dieser Alternativen sind natürlich ebenfalls möglich, wie z.B. das Vorhandensein eines Chips für zwei oder mehr Kanäle und eines weiteren Chips für wiederum andere Kanäle oder dergleichen. In dem Fall mehrerer Chips des Bildsensors 36 können diese beispielsweise auf einer oder mehreren Platinen montiert sein, wie z.B. alle gemeinsam oder gruppenweise oder dergleichen. The image sensor areas 44a-d can, for example, each be formed from a chip that comprises a corresponding pixel array, wherein the image sensor areas can be mounted on a common substrate or a common circuit board. Alternatively, it would of course also be possible for the image sensor regions 44a-d to be formed in each case from a part of a common pixel array which extends continuously over the image sensor regions 44a-d, the common pixel array being formed, for example, on a single chip. For example, only the pixel values of the common pixel array in the image sensor areas 44a-d are then read out. Different mixtures of these alternatives are of course also possible, such as the presence of one Chips for two or more channels and a further chip for still other channels or the like. In the case of a plurality of chips of the image sensor 36, these can be mounted, for example, on one or more boards, such as, for example, all together or in groups or the like.
Das einzeilige Array 38 kann einen Träger 39 aufweisen, an dem Optiken 41a-d der optischen Kanäle angeordnet sind. Der Träger 39 kann von den für die Abbildung in den einzelnen optischen Kanälen genutzten optischen Strahlengängen 22-1 bis 22-4 passiert werden. Die optischen Kanäle der Multiaperturabbildungsvorrichtung können den Träger 39 zwischen der Sfrahlumienkeinrichtung 18 und einem Bildsensor 36 durchqueren. Der Träger 39 kann eine Relativposition zwischen den Optiken 41 a-d stabil halten. Der Träger 39 kann transparent gebildet sein und bspw. ein Glasmaterial und/oder ein Polymermaterial umfassen. Die Optiken 41a-d können an zumindest einer Oberfläche des Trägers 39 angeordnet sein. Dies ermöglicht eine geringe Abmessung des Trägers 39 und mithin des einzeiligen Arrays 38 entlang einer Richtung parallel zu dem Bildsensor 36 und senkrecht zu der Zeilenerstreckungsrichtung 56, da auf eine Einfassung der Optiken 41a-d in einem Umfangsbereich derselben verzichtet werden kann. Gemäß Ausführungsbeispielen ist der Träger 39 entlang der Richtung parallel zu einer Hauptseite des ßifdsensors 36 und senkrecht zu der Zeilenstreckungsrichtung 56 nicht oder lediglich unwesentlich, d. h., höchstens 20 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 %, größer ausgebildet, als eine entsprechende Abmessung der Optik 41a-d. The single-line array 38 can have a carrier 39, on which optics 41a-d of the optical channels are arranged. The carrier 39 can be passed by the optical beam paths 22-1 to 22-4 used for the imaging in the individual optical channels. The optical channels of the multi-aperture imaging device can traverse the carrier 39 between the black-light deflection device 18 and an image sensor 36. The carrier 39 can keep a relative position between the optics 41 a-d stable. The carrier 39 can be made transparent and comprise, for example, a glass material and / or a polymer material. The optics 41a-d can be arranged on at least one surface of the carrier 39. This enables a small dimension of the carrier 39 and therefore of the one-line array 38 along a direction parallel to the image sensor 36 and perpendicular to the line extension direction 56, since the optics 41a-d can be dispensed with in a peripheral region thereof. According to exemplary embodiments, the carrier 39 is not or only insignificant along the direction parallel to a main side of the field sensor 36 and perpendicular to the line stretching direction 56, i. i.e., at most 20%, at most 10% or at most 5%, larger than a corresponding dimension of the optics 41a-d.
Die Strahlumlenkeinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie in der ersten Stellung und in der zweiten Steifung den Strahlengang 22-1 bis 22-4 jedes optischen Kanals 42a-d in eine voneinander verschiedene Richtung umlenkt. Das bedeutet, dass die umgelenkten Strahlengänge 22-1 bis 22-4 einen Winkel zueinander aufweisen können, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6a beschrieben wird. Die optischen Kanäle 16a-d können in zumindest einer Zeile entlang einer Zeilenerstreckungsrichtung 56 angeordnet sein. Das Array 38 kann als mehrzeiliges Array umfassend zumindest zwei Zeilen oder als einzeiliges Array umfassend (genau) eine Zeile von optischen Kanälen gebildet sein. Die optischen Kanäle können von der Strahlumlenkeinrichtung 18 basierend auf einer eingestellten Blickrichtung hin zu veränderlichen Gesichtsfeldern gelenkt werden. Die optischen Kanäle können innerhalb einer Blickrichtung einen Winkel zueinander aufweisen, so dass die optischen Kanäle in höchsten teilweise überlappende Teilgesichtsfelder des Gesamtgesichtsfeldes gelenkt werden. Die unterschiedlichen Winkel der optischen Kanäle können basierend auf den Optiken der optischen Kanäle und/oder basierend auf einer von einander verschiedenen Umlenkung der optischen Kanäle an der Strahlumlenkeinrichtung 18 erhalten werden. The beam deflection device can be designed in such a way that in the first position and in the second stiffening it deflects the beam path 22-1 to 22-4 of each optical channel 42a-d in a different direction from one another. This means that the deflected beam paths 22-1 to 22-4 can have an angle to one another, as is described in connection with FIG. 6a. The optical channels 16a-d can be arranged in at least one row along a row extension direction 56. The array 38 can be formed as a multi-line array comprising at least two lines or as a single-line array comprising (exactly) one line of optical channels. The optical channels can be directed by the beam deflecting device 18 to variable visual fields based on a set viewing direction. The optical channels can be at an angle to one another within a viewing direction, so that the optical channels are directed into the highest partially overlapping partial visual fields of the overall visual field become. The different angles of the optical channels can be obtained based on the optics of the optical channels and / or based on a different deflection of the optical channels on the beam deflection device 18.
Die Abbildungsvorrichtung 16 kann einen Aktor 48a umfassen, der bspw. als Teil eines optischen Bildstabilisators 46a ist und/oder zum Umschaten der Position oder Stellung der Strahlumlenkeinrichtung 18 verwendet werden kann. Der optische Bildstabilisator 46 kann ausgebildet sein, um eine optische Bildstabilisierung eines von dem Bildsensor 36 erfassten Bildes zu ermöglichen. Hierfür kann der Aktor 48a ausgebildet sein, um eine Rotationsbewegung 52 der Strahlumfenkeinrichtung 18 zu erzeugen. Die Rotationsbewegung 52 kann um eine Rotationsachse 54 erfolgen, wobei die Rotationsachse 54 der Strahlumlenkeinrichtung 18 in einem Mittenbereich der Strahlumlenkeinrichtung 18 oder abseits hiervon angeordnet sein kann. Die Rotationsbewegung 52 kann der Rotationsbewegung 28 bzw. der translatorischen Bewegung 26 zum Umschalten der Strahlumlenkeinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung oder Betriebszustand überlagerbar sein. Ist die Strahlumlenkeinrichtung 18 translatorisch bewegbar, so kann die translatorische Bewegung 26 parallel zu einer Zeilenerstreckungsrichtung 56 des einzeiligen Arrays 38 im Raum angeordnet sein. Die Zeilenerstreckungsrichtung 56 kann sich auf eine Richtung beziehen, entlang der die optischen Kanäle 42a-d nebeneinander angeordnet sind. Basierend auf der Rotationsbewegung 52 kann eine optische BildstabiSisierung entlang einer ersten Bildachse 58, ggf. senkrecht zu der Zeilenerstreckungsrichtung 56 erhalten werden. The imaging device 16 can comprise an actuator 48a, which is, for example, part of an optical image stabilizer 46a and / or can be used to change the position or position of the beam deflection device 18. The optical image stabilizer 46 can be designed to enable optical image stabilization of an image captured by the image sensor 36. For this purpose, the actuator 48a can be designed to generate a rotational movement 52 of the beam deflection device 18. The rotational movement 52 can take place about an axis of rotation 54, the axis of rotation 54 of the beam deflecting device 18 being able to be arranged in a central region of the beam deflecting device 18 or apart therefrom. The rotational movement 52 can be superimposed on the rotational movement 28 or the translatory movement 26 for switching the beam deflection device between a first and a second position or operating state. If the beam deflection device 18 is translationally movable, the translatory movement 26 can be arranged in space parallel to a line extension direction 56 of the one-line array 38. The line extension direction 56 can refer to a direction along which the optical channels 42a-d are arranged next to one another. Based on the rotational movement 52, an optical image stabilization can be obtained along a first image axis 58, possibly perpendicular to the line extension direction 56.
Der optische Bildstabilisator 46 kann alternativ oder zusätzlich einen Aktor 48b umfassen, der ausgebildet ist, um das einzeilige Array 38 entlang der Zeilenerstreckungsrichtung 56 translatorisch zu bewegen. Basierend auf der translatorischen Bewegung des einzeiligen Arrays 38 entlang der Zeilenerstreckungsrichtung 56 kann eine optische Bildstabilisierung entlang einer zweiten Bildachse 62 ggf. parallel zu der Zeilenerstreckungsrichtung 56 bzw. parallel zu der Bewegungsrichtung des einzeiligen Arrays 38 erhalten werden. Die Aktoren 48a und 48b können beispielsweise als piezoelektrischer Aktor, pneumatischer Aktor, hydraulischer Aktor, Gleichstrommotor, Schrittmotor, thermischer Aktor, elektrostatischer Aktor, elektrostriktiver Aktor und/oder magnetostriktiver Aktor gebildet sein. Die Aktoren 48a und 48b können gleich oder voneinander verschieden gebildet sein. Alternativ kann auch ein Aktor angeordnet sein, der ausgebildet ist, um die Strahlumlenkeinrichtung 18 rotatorisch und das einzeilige Array 38 translatorisch zu bewegen. Beispielsweise kann die Rotationachse 54 parallel zu der Zeilenerstreckungsrichtung 56 sein. Die Rotationsbewegung 52 um die Rotationsachse 54 kann zu einem geringen Bauraumbedarf der Abbildungsvorrichtung 16 entlang einer Richtung parallel zu der Bildachse 58 führen, so dass die tragbare Vorrichtung, die im Inneren eines Gehäuses die Abbildungsvorrichtung 16 umfasst, ebenfalls eine geringe Abmessung aufweisen kann. Vereinfacht ausgedrückt, kann die tragbare Vorrichtung ein flaches Gehäuse aufweisen. As an alternative or in addition, the optical image stabilizer 46 can comprise an actuator 48b, which is designed to translate the single-line array 38 along the line extension direction 56. Based on the translational movement of the one-line array 38 along the line extension direction 56, an optical image stabilization along a second image axis 62 can be obtained, possibly parallel to the line extension direction 56 or parallel to the direction of movement of the one-line array 38. The actuators 48a and 48b can be formed, for example, as a piezoelectric actuator, pneumatic actuator, hydraulic actuator, direct current motor, stepper motor, thermal actuator, electrostatic actuator, electrostrictive actuator and / or magnetostrictive actuator. The actuators 48a and 48b can be formed identically or differently from one another. As an alternative, an actuator can also be arranged, which is designed to move the beam deflection device 18 in a rotary manner and the single-line array 38 in a translatory manner. For example, the axis of rotation 54 can be parallel to the line extension direction 56. The rotational movement 52 about the axis of rotation 54 can lead to a small installation space requirement of the imaging device 16 along a direction parallel to the image axis 58, so that the portable device, which comprises the imaging device 16 inside a housing, can also have a small dimension. In simple terms, the portable device can have a flat housing.
Die translatorische Bewegung 26 kann beispielsweise parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Erstreckung einer Hauptseite 13a und/oder 13b der Vorrichtung 10 ausführbar sein, so dass auf einen zusätzlichen Bauraum, der für ein Umschalten der Strahlumlenkeinrichtung zwischen Betriebszuständen erforderlich sein kann entlang der Zeiienerstre- ckungsrichtung 56 angeordnet werden kann und/oder auf eine Bereitstellung von Bauraum entlang einer Dickenrichtung der Vorrichtung verzichtet werden kann. Die Aktoren 48a und/oder 48b können entlang der Zeilenerstreckungsrichtung und/oder senkrecht hierzu parallel zu einer Erstreckungsrichtung von Hauptseiten des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet sein. Vereinfacht kann dies so beschrieben werden, dass Aktoren zum Umschatten zwischen Betriebszuständen und/oder Aktoren des optischen Bildstabilisators neben, vor und hinter einer Erstreckung zwischen dem Bildsensor, dem einzeiligen Array 38 und der Strahiumfenkeinrichtung 18 angeordnet sein können, wobei auf eine Anordnung darüber und/oder darunter verzichtet wird, um eine Bauhöhe der Abbildungsvorrichtung 16 gering zu halten. Das bedeutet, das Aktoren zum Umschalten des Betriebszustandes und/oder des optischen Bildstabilisators in einer Ebene angeordnet sein können, in der der Bildsensor 36, das einzeilige Array 38 und die Strahlumlenkeinrichtung 18 angeordnet sind. The translatory movement 26 can, for example, be carried out parallel or substantially parallel to an extension of a main side 13a and / or 13b of the device 10, so that an additional installation space that may be required for switching the beam deflection device between operating states can be carried out along the line extension direction 56 can be arranged and / or there is no need to provide installation space along a thickness direction of the device. The actuators 48a and / or 48b can be arranged along the line extension direction and / or perpendicularly thereto, parallel to an extension direction from main sides of the housing of the device. In simple terms, this can be described in such a way that actuators for shadowing between operating states and / or actuators of the optical image stabilizer can be arranged next to, in front of and behind an extension between the image sensor, the one-line array 38 and the beam deflecting device 18, with an arrangement above and / or below is omitted in order to keep the overall height of the imaging device 16 low. This means that actuators for switching the operating state and / or the optical image stabilizer can be arranged in a plane in which the image sensor 36, the single-line array 38 and the beam deflection device 18 are arranged.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der Aktor 48b und/oder andere Aktoren ausgebildet sein, um einen Abstand zwischen dem Bildsensor 36 und dem einzeiligen Array 38 bzw. der Optiken der optischen Kanäle zu verändern. Hierfür kann bspw. der Aktor 48b ausgebildet sein, um das einzeilige Array 38 und/oder den Bildsensor 36 relativ zueinander entlang eines Strahlengangs der Strahlengänge 22-1 bis 22-4 bzw. senkrecht zur Zeilenerstreckungsrichtung 56 zu bewegen, um einen Fokus der Abbildung des Gesichtsfeldes zu verändern und/oder um eine Autofokusfunktion zu erhalten. According to further exemplary embodiments, the actuator 48b and / or other actuators can be designed to change a distance between the image sensor 36 and the single-line array 38 or the optics of the optical channels. For this purpose, the actuator 48b can be designed, for example, to move the single-line array 38 and / or the image sensor 36 relative to one another along a beam path of the beam paths 22-1 to 22-4 or perpendicular to the line extension direction 56 in order to focus the image of the To change the field of view and / or to obtain an auto focus function.
Die Abbildungsvorrichtung 16 kann eine Fokuseinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um den Fokus der Abbildungsvorrichtung zu verändern. Die Fokuseinrichtung kann ausgebildet sein, um eine Relativbewegung zwischen dem einzeiiigen Array 38 und dem Bildsensor 36 bereitzustellen. Die Fokuseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Relativbewegung unter Ausführung einer zu der Relativbewegung simultanen Bewegung der Strahlumlenkeinrichtung 18 auszuführen. Bspw. kann der Aktor 48b oder ein weiterer Aktor ausgebildet sein, um einen Abstand zwischen dem einzeiligen Array 38 und der Strahlumlenkeinrichtung 18 zumindest im Wesentlichen konstant oder auch bei Nutzung keines zusätzlichen Aktors zumindest im Wesentlichen, ggf. exakt konstant zu halten, d. h., die Strahlumlenkeinrichtung 18 in einem Umfang zu bewegen, wie das einzeilige Array 38. Bei Kameras, die keine Strahlumlenkeinrichtung aufweisen, kann eine Implementierung einer Fokusfunktion zu einer erhöhten Abmessung (Dicke) der Vorrichtung führen. The imaging device 16 can have a focus device that is designed to change the focus of the imaging device. The focus device can be designed to provide a relative movement between the single-row array 38 and the image sensor 36. The focus device can be designed to perform the relative movement by executing a movement of the movement which is simultaneous to the relative movement Execute beam deflector 18. E.g. For example, the actuator 48b or another actuator can be designed to keep a distance between the single-line array 38 and the beam deflection device 18 at least essentially constant or, if no additional actuator is used, at least essentially, if necessary, exactly constant, that is, the beam deflection device 18 to move to an extent such as the single-line array 38. In cameras that do not have a beam deflection device, an implementation of a focus function can lead to an increased dimension (thickness) of the device.
Basierend auf der Strahlumlenkeinrichtung kann dies ohne eine zusätzliche Abmessung entlang einer Abmessung parallel zu einer Hauptseite des Biidsensors 36 und senkrecht zu der Zeilenerstreckungsrichtung 56 (bspw. eine Dicke) der Multiaperturabbildungsvorrichtung erfolgen, da ein die Bewegung ermöglichender Bauraum senkrecht hierzu angeordnet werden kann. Basierend auf einem konstanten Abstand zwischen einzeiligem Array 38 und der Strahiumlenkeinrichtung 18 kann eine Strahlumlenkung in einem eingestellten (ggf. optimalen) Zustand beibehalten werden. Vereinfacht ausgedrückt, kann die Abbildungsvorrichtung 16 eine Fokuseinrichtung zum Verändern eines Fokus aufweisen. Die Fokuseinrichtung kann ausgebildet sein, um eine Relativbewegung (Fokussierungsbewegung) zwischen zumindest einer Optik 41a-d der optischen Kanäle der Multiaperturabbiidungsvor- richtung 16 und dem Bildsensor 36 bereitzustellen. Die Fokuseinrichtung kann einen Aktor zum Bereitstellen der Relativbewegung aufweisen, etwa den Aktor 48b und/oder 48a. Die Strahlumlenkeinrichtung 18 kann dabei durch entsprechende konstruktive Auslegung oder Nutzung ggf. unter Nutzung eines weiteren Aktors simultan zur Fokussierungsbewegung mitbewegt werden. Das bedeutet, dass ein Abstand zwischen dem einzeiligen Array 38 und der Strahiumlenkeinrichtung unverändert bleibt und/oder dass die Strahlumlenkeinrichtung 18 gleichzeitig oder zeitversetzt in einem gleichen oder vergleichbaren Umfang wie die Fokussierungsbewegung bewegt wird, so dass zumindest zu einem Zeitpunkt einer Aufnahme des Gesichtsfeldes durch die Multiaperturabbildungsvorrichtung unverändert verglichen mit einem Abstand vor einer Veränderung des Fokus ist. Based on the beam deflection device, this can take place without an additional dimension along a dimension parallel to a main side of the image sensor 36 and perpendicular to the line extension direction 56 (for example a thickness) of the multi-aperture imaging device, since an installation space that enables the movement can be arranged perpendicularly to it. Based on a constant distance between the one-line array 38 and the beam deflection device 18, a beam deflection can be maintained in a set (possibly optimal) state. In simple terms, the imaging device 16 can have a focus device for changing a focus. The focus device can be designed to provide a relative movement (focusing movement) between at least one optics 41a-d of the optical channels of the multi-aperture imaging device 16 and the image sensor 36. The focus device can have an actuator for providing the relative movement, for example the actuator 48b and / or 48a. The beam deflection device 18 can be moved simultaneously with the focusing movement by appropriate design or use, possibly using a further actuator. This means that a distance between the single-line array 38 and the beam deflecting device remains unchanged and / or that the beam deflecting device 18 is moved simultaneously or with a time delay to the same or comparable extent as the focusing movement, so that at least at one point in time the field of view is captured by the Multi-aperture imaging device is unchanged compared to a distance before a change in focus.
Die Abbildungsvorrichtung 16 umfasst eine Steuereinrichtung 53, die ausgebildet ist, um Bildinformationen von dem Bildsensor 36 zu empfangen. Hierfür wird eine Abbildung des Gesamtgesichtsfeldes ausgewertet, die durch Umlenkung der Strahlengänge 22-1 bis 22- 4 der optischen Kanäle 42a bis 42d mit dem ersten Strahlumtenkbereich ausgewertet und es wird eine korrespondierende, d. h., übereinstimmende Abbildung ausgewertet, die durch Umlenkung der Strahlengänge 22-1 bis 22-4 der optischen Kanäle 42a bis 42d mit dem zweiten Strahlumlenkbereich erhalten wird, wobei eine Reihenfolge der ersten und zweiten Abbildung beliebig ist. The imaging device 16 comprises a control device 53, which is designed to receive image information from the image sensor 36. For this purpose, an image of the total field of view is evaluated, which is evaluated by deflecting the beam paths 22-1 to 22- 4 of the optical channels 42a to 42d with the first beam deflection area, and a corresponding, ie, corresponding image is evaluated, which is obtained by deflecting the beam paths 22- 1 to 22-4 of the optical channels 42a to 42d with the second beam deflection area is obtained, the order of the first and second imaging being arbitrary.
Die Steuereinrichtung 53 kann zwei Gesamtbilder des erfassten Gesamtgesichtsfeldes erzeugen, etwa unter Verwendung von Verfahren zur Bildkombination (engl.: Stitching), wobei ein erstes Gesamtbild auf dem ersten Wellenlängenbereich und ein zweites Gesamtbild auf dem zweiten Wellenlängenbereich basiert. The control device 53 can generate two overall images of the acquired total field of view, for example using methods for stitching, wherein a first overall image is based on the first wavelength range and a second overall image is based on the second wavelength range.
Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um unter Verwendung der zweiten Aufnahme, etwa basierend auf einem für Menschen nicht sichtbaren Wellenlängenbereich, etwa einen Infrarotbereich, insbesondere einen nahen infrarotbereich (NIR), eine Tiefenkarte für die erste Aufnahme zu bestimmen. Hierzu kann die Steuereinrichtung bspw. ausgebildet sein, um ein in dem zweiten Wellenlängenbereich sichtbares Muster auszuwerten. So kann bspw. ein vordefiniertes Muster, etwa ein Punktmuster im NIR-Welienlängenbereich in Richtung des Gesamtgesichtsfeldes ausgesendet werden und eine Verzerrung des Musters kann in der zweiten Aufnahme oder Abbildung ausgewertet werden. Die Verzerrung kann mit Tiefeninformation korreliert sein. Die Steuereinrichtung 53 kann ausgebildet sein, um unter Auswertung der Tiefeninformation die Tiefenkarte bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich zu der räumlichen Information eines Musters kann auch eine zeitliche Information ausgewertet werden, etwa in Kenntnis einer zeitlichen Varianz des Musters. The control device can be designed to determine a depth map for the first exposure using the second exposure, for example based on a wavelength range that is not visible to humans, such as an infrared range, in particular a near infrared range (NIR). For this purpose, the control device can be designed, for example, to evaluate a pattern visible in the second wavelength range. For example, a predefined pattern, for example a dot pattern in the NIR wavelength range in the direction of the overall field of view, can be emitted and a distortion of the pattern can be evaluated in the second image or image. The distortion can be correlated with depth information. The control device 53 can be designed to provide the depth map by evaluating the depth information. As an alternative or in addition to the spatial information of a pattern, temporal information can also be evaluated, for example with knowledge of a temporal variance of the pattern.
Die Beleuchtungsquelie kann ausgebildet sein, um das zeitliche und/oder räumliche Beleuchtungsmuster mit einem dritten Wellenlängenbereich auszusenden, der den zweiten Wellenlängenbereich ganz oder teilweise umfasst, so dass der dritte Wellenlängenbereich zumindest teilweise dem zweiten Wellenlängenbereich entspricht. Dies umfasst, dass bereits eine Teilrefiektion der Wellenlängen des ausgesendeten Musters eine hinreichende Quelle für den am Bildsensor ankommenden zweiten Wellenlängenbereich darsteiien und Wellenlängenverschiebungen oder Teilreflektionen, etwa basierend auf Absorptionen, mit umfasst sind. Möglicherweise sind der zweite Wellenlängenbereich und der dritte Wellenlängenbereich auch deckungsgleich. The lighting source can be designed to emit the temporal and / or spatial lighting pattern with a third wavelength range that completely or partially encompasses the second wavelength range, so that the third wavelength range at least partially corresponds to the second wavelength range. This includes that a partial reflection of the wavelengths of the emitted pattern represents a sufficient source for the second wavelength range arriving at the image sensor and also includes wavelength shifts or partial reflections, for example based on absorptions. The second wavelength range and the third wavelength range may also be congruent.
Wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist, können die umgelenkten Strahlengänge der optischen Kanäle durch einen transparenten Bereich eines Gehäuses der Vor richtung verlaufen, wobei in dem transparenten Bereich eine Blende angeordnet sein kann. In zumindest einem Betriebszustand der Vorrichtung kann eine in einem Bereich des trans- parenten Bereichs angeordnete Blende diesen optisch zumindest teilweise so verschließen, dass die ßiende für zwei, eine Vielzahl oder alle optische Kanäle wirksam ist, d. h., den zumindest teilweise geschlossenen Zustand aufweist. In einem anderen Betriebszustand kann die Blende für die zwei, die Vielzahl oder für alle optischen Kanäle einen geöffneten Zustand aufweisen. Das bedeutet, die Blenden können für zumindest zwei optische Kanäle der Multiaperturabbildungsvorrichtung wirksam sein. In dem ersten Betriebszustand kann die Blende 24b den transparenten Bereich 14b optisch zumindest teilweise für die zwei, die Vielzahl oder alle optischen Kanäle verschließen. In dem zweiten Betriebszustand kann die Blende 24a den transparenten Bereich 14a optisch zumindest teilweise für die zwei, die Vielzahl oder alle optischen Kanäle verschließen. As described in connection with FIG. 1, the deflected beam paths of the optical channels can run through a transparent area of a housing of the device, wherein an aperture can be arranged in the transparent area. In at least one operating state of the device, one in a region of the trans- Parent area arranged visually at least partially close this so that the ßiende is effective for two, a plurality or all optical channels, ie, has the at least partially closed state. In another operating state, the diaphragm can have an open state for the two, the plurality or all of the optical channels. This means that the diaphragms can be effective for at least two optical channels of the multi-aperture imaging device. In the first operating state, the diaphragm 24b can optically at least partially close the transparent region 14b for the two, the plurality or all optical channels. In the second operating state, the aperture 24a can optically at least partially close the transparent region 14a for the two, the plurality or all optical channels.
Fig. 5b zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem das Array 38 bspw. zwei optische Kanäle aufweist, die Optiken 41a-b umfassen, wobei eine beliebige höhere Anzahl möglich ist, etwa drei, vier, fünf oder mehr. Jeweils einer der optischen Kanäle 41a und 41 b ist ausgebildet, um ein Teilgesichtsfeld 64a oder 64b eines Gesamtgesichtsfeldes 60 zu erfassen. Die Teilgesichtsfelder 64a und 64b überlappen mit einander und bilden gemeinsam das Gesamtgesichtsfeid 60. 5b shows a schematic perspective view of the multi-aperture imaging device 16 according to an exemplary embodiment, in which the array 38 has, for example, two optical channels which comprise optics 41a-b, any higher number being possible, for example three, four, five or more . One of the optical channels 41a and 41b is designed to capture a partial field of view 64a or 64b of a total field of view 60. The partial fields of view 64a and 64b overlap with one another and together form the overall facial field 60.
Die Multiaperturabbildungsvorrichtung 16 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 55, die ausgebildet ist, um ein zeitliches oder räumliches Beleuchtungsmuster 55a auszusenden, insbesondere in Richtung des Gesamtgesichtsfeldes 60. Das Beleuchtungsmuster 55a kann einen dritten Wellenlängenbereich umfassen, der zumindest teilweise mit dem zweiten Wellenlängenbereich überlappt oder diesem entspricht, so dass einem Umlenken der Strahlengänge unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs das in dem Gesamtgesichtsfeld verzerrte Muster auf den Bildsensor trifft und von der Steuereinrichtung 53 ausgewertet werden kann. The multi-aperture imaging device 16 comprises an illumination device 55, which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern 55a, in particular in the direction of the overall field of view 60. The illumination pattern 55a can comprise a third wavelength range, which at least partially overlaps or corresponds to the second wavelength range that a deflection of the beam paths using the second beam deflection region hits the pattern distorted in the overall field of view on the image sensor and can be evaluated by the control device 53.
Fig. 5c zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer modifizierten Abbildungsvorrichtung 16‘, bei der die Strahlumlenkeinrichtung 18 zwischen einer ersten Position Pos1 des ersten Betriebszustands und einer zweiten Position Pos2 des zweiten Betriebszustands basierend auf einer rotatorischen Bewegung 52‘ um die Rotationsachse 54 bewegbar ist. In dem ersten Betriebszustand kann die Abbildungsvorrichtung 16' eine erste Blickrichtung 57a aufweisen. In dem zweiten Betriebszustand kann die Abbildungsvorrichtung 16‘ eine erste Blickrichtung 57b aufweisen. Hauptseiten 59a und 59b der Strahlumlenkeinrichtung 18 können reflektiv als Spiegel und/oder als Facettenelemente gebildet sein. Während eines Umschaltens zwischen den Betriebszuständen kann die Strahlumlenkeinrichtung 18 zwischen einer Mittenposition 61 umschaltbar sein, so dass ein Abstand zwischen parallelen Ebenen 63a und 63b, der eine minimale Abmessung der Abbildungsvorrichtung 16‘ entlang einer Normalenrichtung der Ebenen 63a und 63b beschreiben können durch den Abmessungen des Bildsensors 36, des Arrays 38 nicht jedoch von einer Bewegung der Strahlumlenkeinrichtung 18 beeinflusst ist. Die Rotationsbewegung 52 kann mit der Rotationsbewegung 28 überlagerbar sein. Vereinfacht ausgedrückt kann eine Überlagerung von Umschalten und optischer Bildstabilisierung implementiert sein. FIG. 5 c shows a schematic side sectional view of a modified imaging device 16 ′, in which the beam deflection device 18 can be moved between a first position Pos1 of the first operating state and a second position Pos2 of the second operating state based on a rotational movement 52 ′ about the axis of rotation 54. In the first operating state, the imaging device 16 'can have a first viewing direction 57a. In the second operating state, the imaging device 16 ′ can have a first viewing direction 57b. Main pages 59a and 59b of the beam deflection device 18 can be formed reflectively as a mirror and / or as facet elements. During a switchover between the operating states, the beam deflection device 18 can be switchable between a center position 61, so that a distance between parallel planes 63a and 63b, which can describe a minimum dimension of the imaging device 16 'along a normal direction of the planes 63a and 63b, can be described by the dimensions of the Image sensor 36, the array 38 is not influenced by a movement of the beam deflection device 18. The rotational movement 52 can be superimposed on the rotational movement 28. Put simply, a superimposition of switching and optical image stabilization can be implemented.
Aktoren der Multiaperturabbildungsvorrichtung können so angeordnet sein, dass sie zumindest teilweise zwischen zwei Ebenen 63a und 63b angeordnet ist, die durch Seiten eines Quaders aufgespannt werden. Die Seiten des Quaders können parallel zueinander sowie parallel zu der Zeilenerstreckungsrichtung des Arrays und eines Teils des Strahiengangs der optischen Kanäle zwischen dem Bildsensor und der Strahlumlenkeinrichtung parallel ausgerichtet sein. Das Volumen des Quaders ist minimal und umfasst dennoch den Bildsensor, das Array und die Strahlumlenkeinrichtung sowie deren betriebsbedingte Bewegungen. Actuators of the multi-aperture imaging device can be arranged such that it is at least partially arranged between two planes 63a and 63b, which are spanned by the sides of a cuboid. The sides of the cuboid can be aligned parallel to one another and parallel to the line extension direction of the array and part of the beam path of the optical channels between the image sensor and the beam deflection device. The volume of the cuboid is minimal and nevertheless includes the image sensor, the array and the beam deflection device and their operational movements.
Eine Dickenrichtung der Multiaperturabbildungsvorrichtung kann normal zu den Ebenen 63a und/oder 63b angeordnet sein. Die Aktoren können eine Abmessung oder Ausdehnung parallel zu der Dickenrichtung aufweisen. Ein Anteil von höchstens 50 %, höchstens 30 % oder höchstens 10 % der Abmessung kann ausgehend von einem Bereich zwischen den Ebenen 63a und 63b über die Ebene 63a und/oder 63b hinausragen oder aus dem Bereich herausragen Die Aktoren ragen somit bspw. höchstens unwesentlich über die Ebene 63a und/oder 63b hinaus. Gemäß Ausführungsbeispielen ragen die Aktoren nicht über die Ebenen 63a und/oder 63b hinaus. Vorteilhaft daran ist, dass eine Ausdehnung der Multiaperturabbildungsvorrichtung entlang der Dickenrichtung durch die Aktoren nicht vergrößert wird. A thickness direction of the multi-aperture imaging device can be arranged normal to the planes 63a and / or 63b. The actuators can have a dimension or extension parallel to the thickness direction. A portion of at most 50%, at most 30% or at most 10% of the dimension can protrude from an area between levels 63a and 63b beyond level 63a and / or 63b or protrude from the area. The actuators thus protrude, for example, at most insignificantly level 63a and / or 63b. According to exemplary embodiments, the actuators do not protrude beyond levels 63a and / or 63b. The advantage of this is that an expansion of the multi-aperture imaging device along the thickness direction is not increased by the actuators.
Ein Volumen der Multiaperturabbildungsvorrichtung kann einen geringen oder minimalen Bauraum zwischen den Ebenen 63a und 63b aufweisen. Entlang der lateralen Seiten oder Erstreckungsrichtungen der Ebenen 63a und/oder 63b kann ein Bauraum der Multiaperturabbildungsvorrichtung groß oder beliebig groß sein. Das Volumen des virtuellen Quaders ist bspw. von einer Anordnung des Bildsensors 36, des Arrays 38 und der Strahlumlenkeinrichtung beeinflusst, wobei die Anordnung dieser Komponenten gemäß der hierin beschrie- benen Ausführungsbeispiele so erfolgen kann, dass der Bauraum dieser Komponenten entlang der Richtung senkrecht zu den Ebenen und mithin der Abstand der Ebenen 63a und 63b zueinander gering oder minimal wird. Gegenüber anderen Anordnungen der Komponenten kann das Volumen und/oder der Abstand anderer Seiten des virtuellen Quaders vergrößert sein. A volume of the multi-aperture imaging device can have a small or minimal installation space between the planes 63a and 63b. Along the lateral sides or directions of extent of the planes 63a and / or 63b, an installation space of the multi-aperture imaging device can be large or arbitrarily large. The volume of the virtual cuboid is influenced, for example, by an arrangement of the image sensor 36, the array 38 and the beam deflecting device, the arrangement of these components being described in accordance with the The exemplary embodiments can be such that the installation space of these components along the direction perpendicular to the planes and therefore the distance between the planes 63a and 63b to one another is small or minimal. Compared to other arrangements of the components, the volume and / or the distance between other sides of the virtual cuboid can be increased.
Fig. 6a zeigt eine schematische Ansicht eines Gesamtgesichtsfeldes 60, das vier einander überlappende Teilgesichtsfelder 64a-d umfasst. Die Teilgesichtsfelder 64a-d sind bspw. entlang zweier Richtungen H und V im Objektbereich angeordnet, die bspw. aber nicht einschränkend eine horizontale Richtung und eine vertikale Richtung bezeichnen können. Jegliche andere Richtungsanordnung ist möglich. Bezugnehmend auf Fig. 5a kann beispielsweise der Strahlengang 22-1 hin zu dem Teilgesichtsfeld 64a, der Strahlengang 22-2 hin zu dem Teilgesichtsfeld 64b, der Strahlengang 22-3 hin zu dem Teilgesichtsfeld 64c und/oder der Strahfengang 22-4 hin zu dem Teilgesichtsfeld 64d gelenkt werden. Obwohl eine Zuordnung zwischen Strahlengängen 22-1 bis 22-4 zu den Teilgesichtsfeldern 64a-d beliebig ist, wird deutlich, dass ausgehend von der Strahlumlenkeinrichtung 18 die Strahlengänge 22-1 bis 22-4 in voneinander verschiedene Richtungen gelenkt werden. Obwohl das Gesamtgesichtsfeld 60 im beschriebenen Ausführungsbeispiel mitteis vier optischer Kanäle erfasst wird, die die Teilgesichtsfelder 64a-d erfassen, kann das Gesamtgesichtsfeld 60 auch durch eine beliebige andere Anzahl von Teilgesichtsfeldern größer 1 erfasst werden, also zumindest 2, zumindest 3, zumindest fünf, zumindest sieben oder mehr. FIG. 6a shows a schematic view of an overall field of view 60, which comprises four overlapping partial fields of view 64a-d. The partial fields of view 64a-d are arranged, for example, along two directions H and V in the object area, which for example, but not restrictively, can denote a horizontal direction and a vertical direction. Any other directional arrangement is possible. 5a, for example, the beam path 22-1 towards the partial field of view 64a, the beam path 22-2 towards the partial field of view 64b, the beam path 22-3 towards the partial field of view 64c and / or the beam path 22-4 towards the Field of view 64d can be directed. Although an assignment between beam paths 22-1 to 22-4 to the partial visual fields 64a-d is arbitrary, it becomes clear that starting from the beam deflection device 18, the beam paths 22-1 to 22-4 are directed in different directions from one another. Although the total field of view 60 is detected in the exemplary embodiment described by means of four optical channels which detect the partial field of view 64a-d, the total field of view 60 can also be captured by any other number of partial field of view greater than 1, i.e. at least 2, at least 3, at least five, at least seven or more.
Fig. 6b zeigt eine zur Fig. 6a veränderte, ebenfalls mögliche Aufteilung des Gesamtgesichtsfeldes 60, das bspw. durch lediglich zwei Teilgesichtsfelder 64a und 64b erfasst wird. Die Teilgesichtsfeider 64a und 64b können bspw. entlang der Richtung V oder, wie es in Fig. 6c dargestellt ist, entlang der Richtung H angeordnet sein und überlappen mit einander, um eine effektive Bildzusammenfügung zu ermöglichen. Die Teilgesichtsfelder sind lediglich zur besseren Unterscheidbarkeit mit unterschiedlicher Größe dargestellt, auch wenn dies eine entsprechende optionale Implementierung dergestalt bedeuten kann. FIG. 6b shows a division of the total field of view 60, which is also possible and has been changed from FIG. 6a and is captured, for example, by only two partial fields of view 64a and 64b. The partial facial fields 64a and 64b can, for example, be arranged along the direction V or, as shown in FIG. 6c, along the direction H and overlap with one another in order to enable effective image merging. The partial fields of view are only shown with different sizes for better differentiation, even if this can mean a corresponding optional implementation.
Eine Zuordnung der Teilgesichtsfelder 64a und 64b zu den optischen Kanälen sowie eine relative Ausrichtung des Arrays 14 kann prinzipiell beliebig sein. Eine Richtung entlang der die Teilgesichtsfelder angeordnet sind, etwa V in Fig. 6b oder H in Fig. 6c kann beliebig zur Zeilenerstreckungsrichtung 56 des Arrays 14 angeordnet sein. Vorteilhaft ist eine Anordnung dergestalt, dass die Zeilenerstreckungsrichtung 56 und die Richtung entlang der die Teilgesichtsfelder angeordnet sind zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs von ± 25°, ± 15° oder ± 5° senkrecht zu einander angeordnet sind, bevorzugt senkrecht zueinander. So Ist in Fig. 6b die Zeilenerstreckungsrichtung 56 bspw. parallel zu der senkrecht zu V angeordneten Richtung H angeordnet. In Fig. 6c ist die Zeiienerstreckungsrichtung 56 in Übereinstimmung mit der gegenüber Fig. 6b gedrehten Anordnung der Teilgesichtsfelder 64a und 64b ebenfalls gedreht, so dass die Zeiienerstreckungsrichtung 56 parallel zu V ist bzw. innerhalb des bezeichnten Toleranzbereichs senkrecht zu H. Die optische Kanäle 42a-c und die Bildsensorbereiche 44a-c könnten somit in der Darstellungsebene der Fig. 6c überlappen oder innerhalb des Toleranzbereichs deckungsgleich sein und sind der Darstellung wegen zueinander versetzt dargestellt. An assignment of the partial visual fields 64a and 64b to the optical channels and a relative alignment of the array 14 can in principle be arbitrary. A direction along which the partial visual fields are arranged, for example V in FIG. 6b or H in FIG. 6c, can be arranged as desired in relation to the line extension direction 56 of the array 14. An arrangement such that the line extension direction 56 and the direction along which the partial fields of view are arranged are advantageous at least within a tolerance range of ± 25 °, ± 15 ° or ± 5 ° are arranged perpendicular to each other, preferably perpendicular to each other. 6b, the line extension direction 56 is arranged parallel to the direction H arranged perpendicular to V, for example. 6c, the line extension direction 56 is also rotated in accordance with the arrangement of the partial visual fields 64a and 64b rotated with respect to FIG. 6b, so that the line extension direction 56 is parallel to V or within the specified tolerance range perpendicular to H. The optical channels 42a c and the image sensor areas 44a-c could thus overlap in the representation plane of FIG. 6c or be congruent within the tolerance range and are shown offset from one another for the sake of illustration.
Multiaperturabbildungsvorrichtung in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen können ausgebildet sein, um das Gesamtgesichtsfeld 60 durch zumindest zwei Teilgesichtsfelder 64a-b zu erfassen. Zumindest eines der Teilgesichtsfeider kann anders als einkanalig erfasste Teiigesichtsfeider, etwa das Teilgesichtsfeld 64b oder die Teilgesichtsfelder gemäß den Erläuterungen zur Fig. 6a, durch zumindest einen ersten optischen Kanal 42a und ei nen zweiten optischen Kanal 42c erfasst werden. Bspw. kann das Gesamtgesichtsfeld in exakt zwei Teilgesichtsfelder 64a und 64b segmentiert werden. Exakt eines der Teilgesichtsfelder, etwa das Teilgesichtsfeld 64a, kann durch zwei optische Kanäle 42a und 42c erfasst werden. Andere Teilgesichtsfelder können einkanalig erfasst werden. Multi-aperture imaging devices in accordance with exemplary embodiments can be designed to capture the entire field of view 60 through at least two partial fields of view 64a-b. At least one of the partial facial fields, other than single-field partial fields, such as the partial field of view 64b or the partial fields of view according to the explanations for FIG. 6a, can be captured by at least a first optical channel 42a and a second optical channel 42c. E.g. the total field of view can be segmented into exactly two partial fields of view 64a and 64b. Exactly one of the partial fields of view, for example the partial field of view 64a, can be detected by two optical channels 42a and 42c. Other partial fields of view can be captured through one channel.
Multiaperturabbildungsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen sehen hierzu die Verwendung von genau zwei optischen Kanälen vor, um die beiden Teilgesichtsfelder 64a und 64b in dem jeweiligen Wellenlängenbereich oder in beiden Wellenlängenbereichen abzubilden. Es besteht die Möglichkeit, dass es in dem Überlappbereich bei einer derartigen Konfiguration zu Verdeckungen bzw. Okklusionseffekten kommt, das bedeutet, anstelle einer zweifachen Erfassung eines hinter einem Objekt angeordneten Gesichtsfeldes wird lediglich ein Blickwinkel erfasst. Zur Verringerung oder Vermeidung solcher Effekte sehen manche Ausführungsbeispiele vor, zumindest eines der Teilgesichtsfeider 64a und/oder 64b mit einem weiteren optischen Kanal 42a-c zu erfassen, so dass zumindest dieser Kanal 42a-c mehrfach, insbesondere zweifach erfasst wird. Eine andere Anzahl doppelt aufgenommener Teilgesichtsfelder und/oder eine andere Anzahl von Teilgesichtsfeldern und/oder eine andere Anzahl von optischen Kanälen ist ebenfalls möglich. For this purpose, multi-aperture imaging devices according to exemplary embodiments provide for the use of exactly two optical channels in order to image the two partial visual fields 64a and 64b in the respective wavelength range or in both wavelength ranges. There is the possibility that in the overlap region with such a configuration there are occlusions or occlusion effects, which means that instead of a double detection of a visual field arranged behind an object, only one viewing angle is detected. To reduce or avoid such effects, some exemplary embodiments provide for capturing at least one of the partial facial fields 64a and / or 64b with a further optical channel 42a-c, so that at least this channel 42a-c is captured several times, in particular twice. A different number of partial fields of view recorded twice and / or a different number of partial fields of view and / or a different number of optical channels is also possible.
Wie es anhand der Fig. 6b und Fig. 6c gezeigt ist, können optische Kanäle 42a und 42c und/oder Bildsensorbereiche 44a und 44c zur mehrfachen Erfassung eines Teilgesichtsfel- des 64 symmetrisch um einen optischen Kanal 42b zur Erfassung des anderen Teiige- sichtsfeldes angeordnet sein, durch zumindest einen auf ein anderes Teilgesichtsfeld gerichteten optischen Kanal 42b voneinander im Array 14 beabstandet sein und/oder einen vergrößerten oder innerhalb des Arrays maximalen Abstand zu einander aufweisen, um ein gewisses Maß an Disparität zu ermöglichen. As shown in FIGS. 6b and 6c, optical channels 42a and 42c and / or image sensor areas 44a and 44c can be used for multiple detection of a partial facial field. des 64 be arranged symmetrically around an optical channel 42b for detecting the other partial field of view, be spaced apart from one another in the array 14 by at least one optical channel 42b directed at another partial field of view and / or have an enlarged or maximum distance from one another within the array, to allow some degree of disparity.
Fig. 7a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 70i, die einer erste Multiaperturabbildungsvorrichtung 16a und eine zweite Multiaperturabbildungsvorrichtung 16b umfasst, und ausgebildet ist um das Gesamtgesichtsfeld 60 stereoskopisch mit den Multiaperturabbildungsvorrichtungen zu erfassen. Das Gesamtgesichtsfeld 60 ist bspw. an einer der Hauptseite 13a abgewandten Hauptseite 13b angeordnet. Beispielsweise können die Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16a und 16b das Gesamtgesichtsfeld 60 durch transparente Bereiche 14a bzw. 14c erfassen, wobei in der Hauptseite 13b angeordnete Blenden 24a und 24c zumindest teilweise transparent sind. In der Hauptseite 13a angeordnete Blenden 24b und 24d können transparenten Bereiche 14b bzw. 14d zumindest teilweise optisch verschließen, so dass ein Umfang von Falschlicht aus einer der Hauptseite 13a zugewandten Seite, das die Aufnahmen der Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16a und/oder 16b verfälschen kann, zumindest reduziert ist. Obwohl die Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16a und 16b räumlich voneinander beabstandet angeordnet dargestellt sind, können die Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16a und 16b auch räumlich benachbart oder kombiniert angeordnet sein. Bspw. können die einzeiligen Arrays der Abbildungsvorrichtungen 16a und 16b nebeneinander oder parallel zu einander ange ordnet sein. Die einzeiligen Arrays können Zeilen zueinander bilden, wobei jede Multiaperturabbildungsvorrichtung 16a und 16b ein einzeiliges Array aufweist. Die Abbildungsvorrichtungen 16a und 16b können eine gemeinsame Strahlumlenkeinrichtung und/oder einen gemeinsamen Träger 39 und/oder ein gemeinsamen Bildsensor 36 aufweisen. 7a shows a schematic perspective view of a device 70i, which comprises a first multi-aperture imaging device 16a and a second multi-aperture imaging device 16b, and is designed to stereoscopically capture the entire field of view 60 with the multi-aperture imaging devices. The overall field of view 60 is arranged, for example, on a main side 13b facing away from the main side 13a. For example, the multi-aperture imaging devices 16a and 16b can capture the entire field of view 60 through transparent areas 14a and 14c, respectively, with diaphragms 24a and 24c arranged in the main side 13b being at least partially transparent. Apertures 24b and 24d arranged in the main side 13a can at least partially optically close transparent areas 14b and 14d, respectively, so that an amount of false light from a side facing the main side 13a, which can falsify the images of the multi-aperture imaging devices 16a and / or 16b, is at least reduced is. Although the multi-aperture imaging devices 16a and 16b are shown spaced apart from one another, the multi-aperture imaging devices 16a and 16b can also be spatially adjacent or combined. E.g. The single-line arrays of the imaging devices 16a and 16b can be arranged side by side or parallel to one another. The single-line arrays can form lines to one another, with each multi-aperture imaging device 16a and 16b having a single-line array. The imaging devices 16a and 16b can have a common beam deflection device and / or a common carrier 39 and / or a common image sensor 36.
Die transparenten Bereiche 14a-d können zusätzlich mit einer schaltbaren Blende 24a-d ausgestattet sein, die den optischen Aufbau für den Fall der Nicht-Benutzung abdeckt. Die Blende 24a-d kann ein mechanisch bewegtes Teil umfassen. Die Bewegung des mecha nisch bewegten Teils kann unter Nutzung eines Aktors erfolgen, wie es beispielsweise für die Aktoren 48a und 48b beschrieben ist. Die Blende kann alternativ oder zusätzlich elektrisch steuerbar sein und eine elektrochrome Schicht oder eine elektrochrome Schichtfolge umfassen. Gemäß einer in Fig. 7b bevorzugten Ausführungsform ist eine Vorrichtung 702 ähnlich ausgebildet wie die Vorrichtung 70i, jedoch so ausgestaltet, dass die Tiefeninformation anstelle einer Stereoskopen Aufnahme aus der Aufnahme in einem der Wellenlängenbereiche erstellt, bspw. über die Auswertung einer Musterverzerrung in einem nicht sichtbaren Wellenlängenbereich. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 70 bspw. mit lediglich einer einzelnen Abbildungsvorrichtung 18 ausgestaltet und konfiguriert, um das Gesamtgesichtsfeld aus einer Perspektive, nämlich der der Abbildungsvorrichtung 16, aufzunehmen und keine Stereoskope Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes zu erfassen. The transparent areas 14a-d can additionally be equipped with a switchable diaphragm 24a-d, which covers the optical structure in the case of non-use. The aperture 24a-d can comprise a mechanically moving part. The movement of the mechanically moved part can take place using an actuator, as described for example for the actuators 48a and 48b. As an alternative or in addition, the diaphragm can be electrically controllable and comprise an electrochromic layer or an electrochromic layer sequence. According to an embodiment preferred in FIG. 7b, a device 702 is configured similarly to device 70i, but is designed such that the depth information instead of a stereoscopic image creates a recording from the recording in one of the wavelength ranges, for example by evaluating a pattern distortion in a non-visible one Wavelength range. According to this preferred embodiment, the device 70 is configured and configured, for example, with only a single imaging device 18 in order to record the entire field of view from a perspective, namely that of the imaging device 16, and to record no stereoscopic images of the overall field of view.
Die Vorrichtung 70 kann auch gemäß der bevorzugten Ausgestaltung ausgebildet sein, um eine Tiefenkarte des Gesamtgesichtsfeldes bereitzustellen oder zu erzeugen, etwa indem eine Musterverzerrung in einem der erfassten Wellenlängenbereiche ausgewertet wird, bspw. durch die Steuereinrichtung 53 oder eine hierfür eingerichtete Berechnungseinrichtung der Vorrichtung 70 oder der Abbildungsvorrichtung 16. The device 70 can also be designed in accordance with the preferred embodiment in order to provide or generate a depth map of the overall field of view, for example by evaluating a pattern distortion in one of the detected wavelength ranges, for example by the control device 53 or a calculation device of the device 70 or the device set up for this purpose Imaging device 16.
Die Vorrichtung 70 kann unter Verzicht auf eine zusätzliche, die Abbildungsvorrichtung 16 ergänzende oder erweiternde Infrarotkamera implementiert sein, da eine derartige Funktionalität bereits in der Abbifdungsvorrichtung 16 umgesetzt ist, ggf. unter Einbeziehung der Beleuchtungseinrichtung 55. The device 70 can be implemented without an additional infrared camera that complements or expands the imaging device 16, since such functionality is already implemented in the imaging device 16, possibly including the lighting device 55.
Gemäß einer in Fig. 7c dargestellten anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Abbildungsvorrichtung 16 einer Vorrichtung 70a ausgebildet, um gegenüber den Vorrichtungen 70i und 702 nur eine Blickrichtung aufzuweisen, so dass auf eine Anordnung eines entsprechenden Sichtfensters in andere Richtungen sowie der ohnehin optionalen Blenden verzichtet werden kann. According to another preferred embodiment shown in FIG. 7c, the imaging device 16 of a device 70a is designed to have only one viewing direction compared to the devices 70i and 702, so that an arrangement of a corresponding viewing window in other directions and the anyway optional diaphragms can be dispensed with .
Durch die Auswertung der beiden Wellenlängenbereiche können auch die Vorrichtungen 7O2 und 7O3 ausgebildet sein, um eine Tiefenkarte des Gesamtgesichtsfeldes zu erstellen. By evaluating the two wavelength ranges, the devices 7O2 and 7O3 can also be designed to create a depth map of the overall field of view.
Fig. 8 zeigt einen schematischen Aufbau umfassend eine erste Multiaperturabbildungsvorrichtung 16a und eine zweite Multiaperturabbildungsvorrichtung 16b, wie er bspw. in dem Abbildungssystem 70i angeordnet sein kann. Die Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16a und 16b können ganz oder teilweise als gemeinsame Multiaperturabbildungsvorrichtung gebildet sein. Die einzeiligen Arrays 38a und 38b bilden eine gemeinsame Zeile. Die Bildsensoren 36a und 36b können auf einem gemeinsamen Substrat bzw. auf einem gemeinsamen Schaltungsträger wie einer gemeinsamen Platine oder einem gemeinsamen Flexboard montiert sein. Alternativ können die Bildsensoren 36a und 36b auch von einander verschiedene Substrate umfassen. Verschiedene Mischungen dieser Alternativen sind natürlich ebenfalls möglich, wie etwa Multiaperturabbildungsvorrichtungen umfassend einen gemeinsamen Bildsensor, ein gemeinsames Array und/oder eine gemeinsame Strahlumlenkeinrichtung 18 sowie weitere Multiaperturabbildungsvorrichtungen, die separate Komponenten aufweisen. Vorteilhaft an einem gemeinsamen Bildsensor, einem gemeinsamen einzeiligen Array und/oder einer gemeinsamen Strahlumlenkeinrichtung ist, dass eine Bewegung einer jeweiligen Komponente mit einer großen Präzision durch ansteuern einer geringen Menge von Aktoren erhalten werden kann und eine Synchronisierung zwischen Aktoren reduziert oder vermieden werden kann. Ferner kann eine hohe thermische Stabilität erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Multiaperturabbildungs- vorrichtungen ein gemeinsames Array, einen gemeinsamen Bildsensor und/oder eine gemeinsame Strahlumlenkeinrichtung aufweisen. Durch Anordnen zumindest einer weiteren Gruppe abbildender optischer Kanäle, wobei eine beliebige Anzahl derselben implementierbar ist kann die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet sein, um das Gesamtgesichtsfeld zumindest Stereoskop zu erfassen. FIG. 8 shows a schematic structure comprising a first multi-aperture imaging device 16a and a second multi-aperture imaging device 16b, as can be arranged, for example, in the imaging system 70i. The multi-aperture imaging devices 16a and 16b can be formed in whole or in part as a common multi-aperture imaging device. The single-line arrays 38a and 38b form a common line. The image sensors 36a and 36b can be on a common substrate or on a common circuit carrier such as a common circuit board or a common one Flexboard mounted. Alternatively, the image sensors 36a and 36b can also comprise substrates that are different from one another. Various mixtures of these alternatives are of course also possible, such as multi-aperture imaging devices comprising a common image sensor, a common array and / or a common beam deflection device 18 and further multi-aperture imaging devices which have separate components. An advantage of a common image sensor, a common single-line array and / or a common beam deflection device is that a movement of a respective component can be obtained with great precision by actuating a small amount of actuators, and synchronization between actuators can be reduced or avoided. Furthermore, high thermal stability can be obtained. Alternatively or additionally, further multi-aperture imaging devices can have a common array, a common image sensor and / or a common beam deflection device. By arranging at least one further group of imaging optical channels, any number of which can be implemented, the multi-aperture imaging device can be designed to capture the entire field of view at least stereoscope.
Es wurde bereits weiter oben darauf hingewiesen, dass die Strahlengänge bzw. optischen Achsen ausgehend von der Strahlumlenkeinrichtung in voneinander verschiedene Richtungen gelenkt werden können. Dies kann erhalten werden, indem die Strahlengänge während einer Umlenkung an der Strahlumlenkeinrichtung und/oder durch die Optiken abweichend von einer Parallelität zueinander gelenkt werden. Die Strahlengänge bzw. optischen Achsen können von einer Parallelität vor bzw. ohne Strahlumlenkung abweichend sein. Dieser Umstand wird im Folgenden damit umschrieben, dass die Kanäle mit einer Art Vorab-Di- vergenz versehen sein können. Mit dieser Vorab-Divergenz der optischen Achsen wäre es möglich, dass sich beispielsweise nicht alle Facettenneigungen von Facetten der Strahlumlenkeinrichtung untereinander unterscheiden, sondern dass manche Gruppen von Kanälen beispielsweise die Facetten mit gleicher Neigung besitzen oder auf diese gelenkt werden. Letztere können dann einstückig bzw. kontinuierlich ineinander übergehend gebildet werden, quasi als eine Facette, die dieser Gruppe von in Zeilenerstreckungsrichtung benachbarten Kanälen zugeordnet ist. Die Divergenz der optischen Achsen dieser Kanäle könnte dann von der Divergenz dieser optischen Achsen stammen, wie sie durch einen lateralen Versatz zwischen optischen Zentren der Optiken der optischen Kanäle und Bildsensorbereichen der Kanäle erzielt wird. Die Vorab-Divergenz könnte sich beispielsweise auf eine Ebene beschränken. Die optischen Achsen könnten beispielsweise vor bzw. ohne Strahlumlenkung in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, aber in dieser divergent, und die Faceten bewirken lediglich nur noch eine zusätzliche Divergenz in der anderen Transversalebene, d.h. es sind alle parallel zur Zeilenerstreckungsrichtung und gegeneinander nur noch unterschiedlich zur vorerwähnten gemeinsamen Ebene der optischen Achsen geneigt, wobei hier wiederum mehrere Faceten gleichen Neigung besitzen können bzw. einer Gruppe von Kanälen gemeinsam zugeordnet sein könnten, deren optischen Achsen sich beispielsweise bereits in der vorerwähnten gemeinsamen Ebene der optischen Achsen paarweise vor bzw. ohne Strahlumlenkung unterscheiden. Vereinfachend können die Optiken eine (Vorab-)Divergenz der Strahlengänge entlang einer ersten (Bild-)Richtung und die Strahlumlenkeinrichtung eine Divergenz der Strahiengänge entlang einer zweiten (Bild- )Richtung ermöglichen. It was pointed out earlier that the beam paths or optical axes can be directed in different directions from the beam deflection device. This can be obtained by deflecting the beam paths during a deflection on the beam deflection device and / or by means of the optics in a manner different from parallelism. The beam paths or optical axes can deviate from parallelism before or without beam deflection. In the following, this fact is described by the fact that the channels can be provided with a kind of preliminary divergent. With this preliminary divergence of the optical axes, it would be possible, for example, that not all facet inclinations differ from facets of the beam deflection device, but that some groups of channels, for example, have the facets with the same inclination or are directed onto them. The latter can then be formed in one piece or continuously merging into one another, quasi as a facet, which is assigned to this group of channels adjacent in the direction of line extension. The divergence of the optical axes of these channels could then originate from the divergence of these optical axes, as is achieved by a lateral offset between optical centers of the optics of the optical channels and image sensor regions of the channels. The pre-divergence could be limited to one level, for example. For example, the optical axes could run in a common plane before or without beam deflection, but divergent in this plane, and the Facets only cause an additional divergence in the other transverse plane, i.e. they are all inclined parallel to the line extension direction and against each other only differently to the aforementioned common plane of the optical axes, here again several facets can have the same inclination or a group of channels together could be assigned, the optical axes of which, for example, already differ in pairs in the aforementioned common plane of the optical axes before or without beam deflection. To simplify matters, the optics can allow (pre) divergence of the beam paths along a first (image) direction and the beam deflection device can allow a divergence of the beam paths along a second (image) direction.
Die erwähnte möglicherweise vorliegende Vorab-Divergenz kann beispielsweise erzielt werden, indem die optischen Zentren der Optiken auf einer Geraden entlang der Zeilenerstreckungsrichtung liegen, während die Zentren der Bildsensorbereiche von der Projektion der optischen Zentren entlang der Normalen der Ebene der Bildsensorbereiche auf Punkte auf einer Geraden in der Bildsensorebene abweichend angerordnet sind, wie z.B. an Punkten, die von den Punkten auf vorerwähnter Gerade in der Bildsensorebene kanalindividuell entlang der Zeiienerstreckungsrichtung und/oder entlang der Richtung senkrecht zur sowohl der Zeiienerstreckungsrichtung als auch der Bildsensornormalen abweichen. Alternativ kann Vorab-Divergenz erzielt werden, indem die Zentren der Bildsensoren auf einer Geraden entlang der Zeiienerstreckungsrichtung liegen, während die Zentren der Optiken von der Projektion der optischen Zentren der Bildsensoren entlang der Normalen der Ebene der optischen Zentren der Optiken auf Punkte auf einer Geraden in der Optikzentrenebene abweichend angerordnet sind, wie z.B. an Punkten, die von den Punkten auf vorerwähnter Gerade in der Optikzentrenebene kanalindividuel! entlang der Zeiienerstreckungsrichtung und/oder entlang der Richtung senkrecht zur sowohl der Zeiienerstreckungsrichtung als auch der Normalen der Optikzentrenebene abweichen. Es wird bevorzugt, wenn vorerwähnte kanalindividuelle Abweichung von der jeweiligen Projektion lediglich in Zeiienerstreckungsrichtung verläuft, also die optischen Achsen sich lediglich in einer gemeinsamen Ebene befinden mit einer Vorabdivergenz verwehen werden. Sowohl optische Zentren als auch Bildsensorbereichszentren liegen dann jeweils auf einer Geraden parallel zur Zeiienerstreckungsrichtung, aber mit unterschiedlichen Zwischenabständen. Ein lateraler Versatz zwischen Linsen und Bildsensoren in senkrechter lateraler Richtung zur Zeiienerstreckungsrichtung führte demgegenüber zu einer Vergrößerung der Bauhöhe. Ein reiner In- Ebene-Versatz in Zeiienerstreckungsrichtung ändert die Bauhöhe nicht, aber es resultieren ggf. weniger Faceten und/oder die Faceten weisen nur eine Kippung in einer Winkelorientierung auf, was den Aufbau vereinfacht. So können bspw. jeweils benachbarte optischeThe aforementioned possible pre-divergence can be achieved, for example, by the optical centers of the optics lying on a straight line along the line extension direction, while the centers of the image sensor areas from the projection of the optical centers along the normal of the plane of the image sensor areas onto points on a straight line in are arranged differently from the image sensor plane, for example at points which deviate from the points on the aforementioned straight line in the image sensor plane channel-specifically along the line extension direction and / or along the direction perpendicular to both the line extension direction and the image sensor normal. Alternatively, preliminary divergence can be achieved by the centers of the image sensors lying on a straight line along the line extension direction, while the centers of the optics from the projection of the optical centers of the image sensors along the normal of the plane of the optical centers of the optics onto points on a straight line in are arranged differently at the optic center level, such as at points that are channel-specific from the points on the aforementioned straight line in the optic center level! along the line extension direction and / or along the direction perpendicular to both the line extension direction and the normal of the optics center plane. It is preferred if the aforementioned channel-specific deviation from the respective projection only extends in the direction of line extension, that is to say the optical axes are only in a common plane and are blown away with a pre-divergence. Both optical centers and image sensor area centers then lie on a straight line parallel to the line extension direction, but with different intermediate distances. In contrast, a lateral offset between lenses and image sensors in a vertical lateral direction to the line extension direction led to an increase in the overall height. A pure in-plane offset in the direction of line extension does not change the overall height, but it does possibly fewer facets and / or the facets only have a tilt in an angular orientation, which simplifies the structure. For example, neighboring optical ones can be used
Kanäle in der gemeinsamen Ebene verlaufende, jeweils gegeneinander schielende, also mit einer Vorab-DSvergenz versehene, optische Achsen aufweisen. Eine Facette kann bezüglich einer Gruppe von optischen Kanälen angeordnet, lediglich in einer Richtung geneigt und parallel zur Zeilenerstreckungsrichtung sein. Have optical axes running in the common plane, in each case cross-eyed, that is to say provided with a preliminary DSvergence. A facet can be arranged with respect to a group of optical channels, inclined only in one direction and parallel to the direction of line extension.
Ferner könnte es vorgesehen sein, dass manche optische Kanäle dem gleichen Teilgesichtsfeld zugeordnet sind, wie z.B. zum Zwecke der Superresolution bzw. zur Erhöhung der Auflösung, mit welcher das entsprechende Teilgesichtsfeld durch diese Kanäle abgetastet wird. Die optischen Kanäle innerhalb einer solchen Gruppe verliefen dann beispielsweise vor Strahlumlenkung parallel und würden durch eine Facette auf ein Teilgesichtsfeld umgelenkt werden. Vorteilhafterweise lägen Pixelbilder des Bildsensors eines Kanals einer Gruppe in Zwischenpositionen zwischen Bildern der Pixel des Bildsensors eines anderen Kanals dieser Gruppe. Furthermore, it could be provided that some optical channels are assigned to the same partial field of view, e.g. for the purpose of super resolution or to increase the resolution with which the corresponding partial field of view is scanned through these channels. The optical channels within such a group would then run parallel, for example before beam deflection, and would be deflected by a facet onto a partial field of view. Advantageously, pixel images of the image sensor of one channel of a group would lie in intermediate positions between images of the pixels of the image sensor of another channel of this group.
Denkbar wäre beispielsweise auch ohne Superresolutionszwecke, sondern lediglich zu Stereoskopiezwecken eine Ausführung, bei denen eine Gruppe von unmittelbar benachbarten Kanälen in Zeilenerstreckungsrichtung mit ihren Teilgesichtsfeldern das Gesamtgesichtsfeld vollständig abdecken, und dass eine weitere Gruppe einander unmittelbar benachbarter Kanäle das Gesamtgesichtsfeld ihrerseits vollständig abdecken. For example, it would also be conceivable without super-resolution purposes, but only for stereoscopic purposes, in which a group of immediately adjacent channels in the direction of line extension with their partial fields of view completely cover the entire field of view, and that a further group of channels directly adjacent to one another completely cover the overall field of view.
Obige Ausführungsbeispiele lassen sich also in Form einer Multiaperturabbildungsvorrichtung und/oder einer eine derartige Multiaperturabbildungsvorrichtung umfassenden Vorrichtung implementieren, und zwar mit einzeiliger Kanalanordnung, wobei jeder Kanal ein Teilgesichtsfeld eines Gesamtgesichtsfeld überträgt und sich die Teilgesichtsfelder teilweise überlappen. Ein Aufbau mit mehreren solcher Multiaperturabbildungsvorrichtungen für Stereo- T rio-, Quattro usw. Aufbauten für die 3D-Bifdaufnahme ist möglich. Die Mehrzahl von Modulen kann dabei als eine zusammenhängende Zeile ausgeführt sein. Die zusammenhängende Zeile könnte identische Aktoren und ein gemeinsames Strahlumlenkelement nutzen. Ein oder mehrere eventuell im Strahlengang vorhandene verstärkende Substrate können sich über die gesamte Zeile, die einen Stereo-, Trio, Quattro-Aufbau bilden kann, erstrecken. Es können Verfahren der Superresolution genutzt werden, wobei mehrere Kanäle dieselben Teilbildbereiche abbilden. Die optischen Achsen können auch bereits ohne Strahlumlenkvorrichtung divergent verlaufen, so dass weniger Facetten auf der Strahlum- lenkeinheit benöt gt werden. Die Faceten besitzen dann vorteilhafter Weise nur eine Wtn- kelkomponente. Der Bildsensor kann einteilig sein, nur eine zusammenhängende Pixelmatrix oder mehrere unterbrochene aufweisen. Der Bildsensor kann aus vielen Teilsensoren zusammengesetzt sein, die z.B. auf einer Leiterplatte nebeneinander angeordnet sind. Ein Autofokusantrieb kann so ausgeführt sein, dass das Strahlumlenkelement synchron mit den Optiken bewegt wird, oder ruhend ist. The above exemplary embodiments can thus be implemented in the form of a multi-aperture imaging device and / or a device comprising such a multi-aperture imaging device, with a single-line channel arrangement, each channel transmitting a partial field of view of an overall field of view and the partial fields of view partially overlapping. A setup with several such multi-aperture imaging devices for stereo trio, quattro etc. setups for 3D image recording is possible. The plurality of modules can be designed as a continuous line. The connected line could use identical actuators and a common beam deflecting element. One or more reinforcing substrates possibly present in the beam path can extend over the entire line, which can form a stereo, trio, quattro structure. Super resolution methods can be used, with several channels mapping the same partial image areas. The optical axes can also run divergent without a beam deflection device, so that fewer facets on the beam deflection device. steering unit are required. The facets then advantageously have only one angle component. The image sensor can be in one piece, have only one coherent pixel matrix or several interrupted ones. The image sensor can be composed of many partial sensors which are arranged next to one another on a printed circuit board, for example. An autofocus drive can be designed such that the beam deflecting element is moved synchronously with the optics or is stationary.
Prinzipiell können beliebig viele Teilmodule umfassend Bildsensor(en), Abbildungsoptik(en) und Spiegel-Array(s) angeordnet werden. Teilmodule können auch als ein System aufgebaut sein. Die Teilmodule oder Systeme können in einem Gehäuse, wie einem Smartphone verbaut sein. Die Systeme können in einer oder mehreren Zeilen und/oder Reihen und an einer beliebigen Stelle angeordnet sein. Beispielsweise können zwei Abbildungsvorrichtungen 16 in dem Gehäuse 12 angeordnet sein, um eine stereoskopische Erfassung eines Gesichtsfeldes zu ermöglichen. In principle, any number of sub-modules comprising image sensor (s), imaging optics (s) and mirror array (s) can be arranged. Sub-modules can also be constructed as a system. The sub-modules or systems can be installed in a housing, such as a smartphone. The systems can be arranged in one or more rows and / or rows and at any location. For example, two imaging devices 16 can be arranged in the housing 12 in order to enable stereoscopic detection of a visual field.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung 70 weitere Multiaperturabbildungsvorrichtungen 16, so dass das Gesamtgesichtsfeld 60 mit mehr als zwei Multiaperturabbildungsvorrichtungen abtastbar ist. Dies ermöglicht eine Anzahl von sich teilweise überlappenden Kanälen, die infolge ihrer kanalweise angepassten Blickrichtungen das Gesamtfeld aufnehmen. Für eine stereoskopische oder eine höhere Ordnung aufweisende Erfassung des Gesamtgesichtsfeldes kann mindestens eine weitere Anordnung von Kanälen gemäß hierin beschriebener Ausführungsbeispiele und/oder der beschriebenen Anordnung von Kanälen angeordnet sein, die als genau eine Zeile oder als separate Mo- dule ausgeprägt sein können. Das bedeutet, dass das einzeilige Array mehrzeilig mit einer weiteren Zeile angeordnet sein kann, wobei die weitere Zeile von optischen Kanälen einer weiteren Multiaperturabbildungsvorrichtung zugeordnet werden kann. Die optischen Kanäle der weiteren Zeile können ebenfalls jeweils überlappende Teilbereiche aufnehmen und zusammen das Gesamtgesichtsfeld abdecken. Dies ermöglicht den Erhalt eines Stereo-, Trio- , Quattro-, usw. Aufbaus von Arraykameras, die aus Kanälen bestehen, die teilweise überlappen und innerhalb ihrer Teilgruppierung das Gesamtgesichtsfeld abdecken. According to further exemplary embodiments, the device 70 comprises further multi-aperture imaging devices 16, so that the overall field of view 60 can be scanned with more than two multi-aperture imaging devices. This enables a number of partially overlapping channels which, due to their viewing directions adapted to each channel, record the entire field. For a stereoscopic or higher order detection of the total field of view, at least one further arrangement of channels according to the exemplary embodiments described here and / or the described arrangement of channels can be arranged, which can be formed as exactly one line or as separate modules. This means that the single-line array can be arranged in multiple lines with a further line, wherein the further line of optical channels can be assigned to a further multi-aperture imaging device. The optical channels of the further line can also record overlapping partial areas and together cover the entire field of view. This enables a stereo, trio, quattro, etc. structure to be obtained from array cameras, which consist of channels which partially overlap and cover the entire field of view within their sub-grouping.
In anderen Worten können Multiaperturkameras mit linearer Kanalanordnung mehrere op tische Kanäle umfassen, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils Teile des Gesamtgesichtsfeldes übertragen. Gemäß Ausführungsbeispielen können vorteilhafterweise ein Spiegel (Strahlumlenkeinrichtung) vor den Abbildungslinsen angeordnet sein, der zur Strahlumlenkung genutzt werden kann und zur Reduzierung der Bauhöhe der Vorrichtung beitragen kann ln Kombination mit einem kanalweise angepassten Spiegel, wie etwa Facettenspiegel, wobei die Facetten plan oder beliebig gekrümmt oder mit einer Freiform fläche versehen sein können, kann es vorteilhaft sein, die Abbildungsoptiken der Kanäle im Wesentlichen identisch aufzubauen, wohingegen die Blickrichtungen der Kanäle durch die einzelnen Facetten des Spiegelarrays beeinflusst oder vorgegeben sind. In Kombination mit einem planen (eben ausgebildeten) Spiegel können die Abbiidungsoptiken der Kanäle unterschiedlich ausgebildet oder ausgeprägt sein, so dass sich unterschiedliche Blickrichtungen ergeben. Der Ablenkspiegel (Strahlumlenkvorrichtung) kann drehbar gelagert sein, wobei die Drehachse senkrecht zu den optischen Kanälen, d.h. parallel zu der Zeilenerstreckungsrichtung, der Kanäle verlaufen kann. Der Ablenkspiegei kann beidseitig refiektiv sein, wobei metallische oder dielektrische Schichten oder Schichtfolgen angeordnet sein können, um eine Reflektivität zu erhalten. Eine Drehung oder translatorische Verschiebung des Spiegels kann analog oder bistabil oder mehrfach stabil erfolgen. Als stabil kann verstanden werden, wenn zur Bewegung entlang einer vorhergesehenen Richtung eine Kraft aufzuwenden ist, wobei ein Unterschreiten der Kraft zu einem verharren oder einer Rückbewegung der Strahlumlenkeinrichtung führen kann. In other words, multi-aperture cameras with a linear channel arrangement can comprise a plurality of optical channels which are arranged next to one another and each transmit parts of the overall field of view. According to exemplary embodiments, a mirror (beam deflection device) can advantageously be arranged in front of the imaging lenses, which mirror can be used for beam deflection and for reducing the overall height of the device In combination with a channel-by-channel mirror, such as a facet mirror, where the facets can be flat or arbitrarily curved or provided with a free-form surface, it can be advantageous to construct the imaging optics of the channels essentially identically, whereas the viewing directions of the channels can be the individual facets of the mirror array are influenced or predetermined. In combination with a flat (evenly formed) mirror, the imaging optics of the channels can be designed or shaped differently, so that there are different viewing directions. The deflecting mirror (beam deflecting device) can be rotatably mounted, the axis of rotation being perpendicular to the optical channels, ie parallel to the line extension direction of the channels. The deflecting mirror can be reflective on both sides, whereby metallic or dielectric layers or layer sequences can be arranged in order to obtain a reflectivity. Rotation or translational displacement of the mirror can be carried out in an analog or bistable or multiply stable manner. It can be understood to be stable if a force has to be applied to move along a predicted direction, wherein falling below the force can result in the beam deflecting device stopping or returning.
Die analoge Drehung (Rotationsbewegung 52) kann für eine eindimensionale Anpassung der Bildlage genutzt werden, was als optische Bildstabilisierung verstanden werden kann. Beispielsweise kann hierbei eine Bewegung um nur wenige Grad ausreichend sein, beispielsweise s 15°, ^ 10° oder £ 1°. Die bistabile oder mehrfach stabile Drehung des Spiegels kann für das Umschalten der Blickrichtung der Kamera genutzt werden. So kann beispielsweise zwischen den Blickrichtungen vor, neben und hinter dem Display umgeschaltet werden. Analoge und bistabile/mehrfach stabile Bewegungen oder Positionen können kombinierbar, d.h. überlagerbar sein. Beispielsweise können durch hierin beschriebene Ausführungsbeispiele Lösungen in tragbaren Vorrichtungen, wie etwa Smartphones, die zwei Kameras mit voneinander verschiedener Blickrichtung nach vorne und nach hinten nutzen, durch einen Aufbau ersetzt werden, der lediglich eine Abbildungsvorrichtung umfasst. Der Aufbau kann sich in Abgrenzungen zu bekannten Lösungen beispielsweise dadurch auszeichnen, dass das Sichtfenster im Gehäuse für die Kameras mit Blickrichtung nach vorne und nach hinten an derselben Position, d.h. gegenüberliegend in oberer oder unterer Gehäuseabdeckung angeordnet ist. Bereiche dieser Gehäuseabdeckungen, die für den Strahldurchgang angeordnet sind, können transparent sein und können für den Fall der Nutzung sichtbaren Lichts aus Glas und/oder Polymeren bestehen oder diese umfassen. Obwohl vorangegangen beschriebene Ausführungsbeispiele so beschrieben sind, dass die Vorrichtung einen ersten und einen zweiten Betriebszustand aufweist, können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen weitere Betriebszustände zur Erfassung weiterer, d.h. zumindest eines dritten Gesichtsfeldes, angeordnet sein. The analog rotation (rotation movement 52) can be used for a one-dimensional adaptation of the image position, which can be understood as optical image stabilization. For example, a movement of only a few degrees can be sufficient, for example s 15 °, ^ 10 ° or £ 1 °. The bistable or multiple stable rotation of the mirror can be used to switch the viewing direction of the camera. For example, you can switch between the viewing directions in front of, next to and behind the display. Analog and bistable / multi-stable movements or positions can be combined, ie overlaid. For example, the exemplary embodiments described here can be used to replace solutions in portable devices, such as smartphones, which use two cameras with different viewing directions forwards and backwards, by a structure which comprises only one imaging device. In contrast to known solutions, the structure can be distinguished, for example, by the fact that the viewing window in the housing for the cameras with the viewing direction to the front and to the rear is arranged in the same position, ie opposite in the upper or lower housing cover. Areas of these housing covers, which are arranged for the beam passage, can be transparent and, in the case of the use of visible light, can consist of or include glass and / or polymers. Although exemplary embodiments described above are described in such a way that the device has a first and a second operating state, further operating states can be arranged according to further exemplary embodiments for detecting further, ie at least a third, field of view.
Nachfolgend werden anhand der Fig. 9a-d besonders vorteilhafte Ausgestaltungen von Multiaperturabbildungsvorrichtungen beschrieben, die für sich genommen oder als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, etwa der Vorrichtung 70i , 702 und/oder 70a einsetzbar sind. In the following, particularly advantageous embodiments of multi-aperture imaging devices are described with reference to FIGS. 9a-d, which can be used on their own or as part of a device according to the invention, such as device 70i, 702 and / or 70a.
Die dargestellten Seitenschnittansichten beziehen sich bspw. auf jeweilige Facetten einer facettierten Strahlumlenkeinrichtung. Die Strahlumlenkeinrichtung kann bspw. als Array von Facetten gebildet sein. Jedem optischen Kanal kann eine Facette zugeordnet sein, wobei jede Facette einen oder mehrere optische Kanäle umlenken kann. Jede der Facetten kann einen entsprechenden ersten Strahlumlenkbereich und zweiten Strahlumlenkbereich aufweisen. Wie es in den Fig. 4c-4f dargestellt ist, können die Facetten des Arrays von Facetten als beidseitig reflektive Spiegel gebildet sein. Die in den Fig. 4c-4f dargestellte Keilform kann insbesondere bei Verwendung lediglich einer Blickrichtung oder bei Kombination einer rotatorischen Bewegung mit einer translatorischen Bewegung zum Umschalten zwischen den für die Aufnahme zweier Blickrichtungen und der Verwendung zweier Wellenlängenbereiche verwendeten vier Stellungen der Strahlumlenkrichtung eine geringe Bauhöhe ermöglichen. Hierzu kann die Strahlumlenkeinrichtung so bewegt werden, dass zum wechselweisen Umlenken mit unterschiedlichen Seiten die Vorderkante der Facette geringfügig auf und ab bewegt wird, ohne dass die Oberflächennormale der Seiten 35a und 35b parallel zu einer Oberflächennormale des Bildsensors ist. The side sectional views shown relate, for example, to the respective facets of a faceted beam deflection device. The beam deflection device can be formed, for example, as an array of facets. A facet can be assigned to each optical channel, wherein each facet can deflect one or more optical channels. Each of the facets can have a corresponding first beam deflection area and second beam deflection area. As shown in FIGS. 4c-4f, the facets of the array of facets can be formed as reflective mirrors on both sides. The wedge shape shown in FIGS. 4c-4f can enable a small overall height, in particular when using only one viewing direction or when combining a rotary movement with a translational movement to switch between the four positions of the beam deflection direction used for recording two viewing directions and the use of two wavelength ranges . For this purpose, the beam deflection device can be moved such that the front edge of the facet is moved slightly up and down for alternate deflection with different sides, without the surface normal of the sides 35a and 35b being parallel to a surface normal of the image sensor.
Eine einfache und/oder entlang der Zeilenerstreckungsrichtung des Arrays geringe ßau- größe kann im Gegenzug erhalten werden, indem die Strahlumlenkeinrichtung um 90° oder mehr, bspw. in etwa 180° oder gar 360° drehbar gelagert ist. So können bspw. die vier erwähnten Stellungen oder Positionen durch eine rein rotatorische Bewegung erhalten werden so dass auf zusätzliche Facetten und/oder eine translatorische Bewegung verzichtet werden kann. Dies ermöglicht ferner eine einfache Ausgestaltung der Facetten als planparallele Spiegel, bspw. als ein einziger planparalleler Spiegel unter Einstellung der Divergenz der Strahlengänge mittels der Optiken und/oder als gegeneinander geneigte oder verkippte planparallele Facetten, die die Divergenz ganz oder teilweise einstellen. Fig. 9a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer Multiaperturabbildungsvorrichtung 90 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei der gegenüberliegende Seiten 18A und 1 SB ausgelegt sind, um einen Strahlengang 22 so zu umzulenken, dass an den Seiten 18A undIn return, a simple and / or small ßau size along the line extension direction of the array can be obtained by the beam deflection device being rotatably supported by 90 ° or more, for example approximately 180 ° or even 360 °. For example, the four positions mentioned can be obtained by a purely rotary movement, so that additional facets and / or a translatory movement can be dispensed with. This also enables a simple configuration of the facets as plane-parallel mirrors, for example as a single plane-parallel mirror with adjustment of the divergence of the beam paths by means of the optics and / or as mutually inclined or tilted plane-parallel facets which adjust the divergence in whole or in part. 9a shows a schematic side sectional view of a multi-aperture imaging device 90 according to an exemplary embodiment, in which opposite sides 18A and 1 SB are designed to deflect an optical path 22 in such a way that on the sides 18A and
18B eine Filterung bezüglich der reflektierten Wellenlänge erfolgt. Die Strahlumlenkeinrich- tung ist in einer ersten Stellung gezeigt, in welcher die Seite 18A dem Bildsensor 36 zugewandt ist. 18B, filtering takes place with respect to the reflected wavelength. The beam deflection device is shown in a first position, in which the side 18A faces the image sensor 36.
Die Strahlumlenkeinrichtung 18A weist einen ersten Strahlumlenkbereich auf, der bspw. an der Seite 18A gebildet ist, und der für einen ersten Wellenlängenbereich durch den optischen Kanal verlaufender elektromagnetischer Strahlung wirksam ist, etwa den sichtbaren Wellenlängenbereich. Die Strahlumlenkeinrichtung weist einen zweiten Strahlumlenkbereich 18B auf, der bspw. für einen zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen Weilenlängenbereich, etwa ultraviolett (UV) Infrarot (IR) oder naher Infrarot (NIR), der durch den optischen Kanal verlaufenden elektromagnetischen Strahlung wirksam ist. The beam deflection device 18A has a first beam deflection area, which is formed, for example, on the side 18A and which is effective for a first wavelength range of electromagnetic radiation passing through the optical channel, for example the visible wavelength range. The beam deflecting device has a second beam deflecting region 18B, which is, for example, for a second wavelength range, such as ultraviolet (UV) infrared (IR) or near infrared (NIR), which is different from the first wavelength range and which is effective through electromagnetic radiation passing through the optical channel.
Die Wellenlängenbereiche können disjunkt sein, können sich aber auch teilweise überlappen, solange sie zumindest teilweise verschieden sind und so den Erhalt unterschiedlicher Bildinformationen ermöglichen. The wavelength ranges can be disjoint, but can also partially overlap as long as they are at least partially different and thus enable different image information to be obtained.
Dies ermöglicht den Erhalt von Aufnahmen unterschiedlicher Wellenlängenbereiche mittels des Bildsensors 36, so dass bspw. die zweite Aufnahme genutzt werden kann, um eine Tiefen karte für die erste Aufnahme zu erstellen, insbesondere in Kombination mit einem codierten (N)IR-Muster, das durch die Vorrichtung 90 ausgesendet wird. This enables images of different wavelength ranges to be obtained by means of the image sensor 36, so that, for example, the second image can be used to create a depth map for the first image, in particular in combination with a coded (N) IR pattern which is transmitted through device 90 is transmitted.
In Fig. 9a ist die Strahlumlenkeinrichtung 18 in einer ersten Stellung gezeigt. Die Strahium- lenkeinrichtung kann ausgebildet sein, um zum Erhalt einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes einen Anstellwinkel ai des ersten Strahfumienkbereichs 18A bezüglich des9a shows the beam deflection device 18 in a first position. The beam steering device can be designed in order to obtain a first angle of view of the entire field of view, an angle of attack ai of the first beam fume deflection region 18A with respect to the
Bildsensors von 45° innerhalb eines Toleranzbereichs von ±10° ±5° oder ±2° aufzuweisen. Bspw. stellt die Seite 18A vollständig den entsprechenden ersten Strahlumlenkbereich bereit und die Seite 18B vollständig den entsprechenden zweiten Strahlumlenkbereich bereit, so dass die Begriffe hier synonym verwendet werden. Die Strahiumlenkbereiche können jedoch auch lediglich einen Teil der Seite bedecken, 45 ° image sensor within a tolerance range of ± 10 ° ± 5 ° or ± 2 °. E.g. page 18A completely provides the corresponding first beam deflection area and page 18B completely provides the corresponding second beam deflection area, so that the terms are used synonymously here. However, the beam steering areas can only cover part of the side,
In Fig. 9b ist die Strahlumlenkeinrichtung 18 in einer zweiten Stellung gezeigt, in der die Seite 18B dem Bildsensor zugewandt ist, so dass die Seite 18B wirksam ist, etwa um NIR- Licht umzulenken. Bspw. kann die Strahlumlenkeinrichtung 18 um 180° gegenüber der ers¬ ten Stellung gedreht sein. Der Strahiumlenkbereich 18A kann an einer ersten Seite der Strahlumlenkeinrichtung 18 und der zweite Strahlumtenkbereich 18B an einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten Seite angeordnet sein. Die Strahlumlenkein- richtung 18 kann insgesamt oder in den einzelnen Strahlumlenkelementen so ausgebildet sein, dass zum Erfassen einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes die erste Seite dem Bildsensor zugewandt angeordnet ist, und zum Erfassen einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes die zweite Seite dem Bildsensor zugewandt angeordnet ist. Für ei nen Wechsel der dem Bildsensor zugewandten Seiten kann eine rotatorische und/oder translatorische Bewegung genutzt werden. 9b shows the beam deflecting device 18 in a second position, in which the side 18B faces the image sensor, so that the side 18B is effective, for example around NIR. Redirect light. E.g. the beam deflection can be rotated 180 ° from the ers ¬ th position 18th The beam deflecting region 18A can be arranged on a first side of the beam deflecting device 18 and the second beam deflecting region 18B can be arranged on a second side which is arranged opposite the first side. The beam deflecting device 18 can be designed as a whole or in the individual beam deflecting elements such that the first side is arranged facing the image sensor for capturing a first image of the total field of view, and the second side is arranged facing the image sensor for capturing a second image of the total field of view. A rotary and / or translatory movement can be used to change the sides facing the image sensor.
Eine planparallele Ausgestaltung der Strahlumlenkeinrichtung oder der Facette hiervon ermöglicht, dass die Facette bzw. Strahlumlenkeinrichtung 18 zum Erhalt einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfefdes, etwa unter Verwendung des zweiten Wellenlängenbereichs, einen Anstellwinkel a2 des zweiten Strahlumlenkbereichs 18B bezüglich des Bildsensors von 45° innerhalb eines Toleranzbereichs von ±10° ±5° oder ±2° aufweist. Die Toleranzbereiche können bspw. kompensieren, dass Strahlumlenkelemente einen leicht von 45° verschiedene Anstellwinkel umfassen, der von einer Neigung oder Verkippung unterschiedlicher Facetten der Strahlumlenkeinrichtung 18 zueinander herrührt, so dass zwar in einem Mittel in etwa 45° erhalten werden, die einzelnen Facetten oder Umlenkbereiche durch die individuelle Neigung hiervon abweichen. A plane-parallel configuration of the beam deflection device or the facet thereof enables the facet or beam deflection device 18, in order to obtain a second image of the total facial field, for example using the second wavelength range, to set an angle of incidence a 2 of the second beam deflection area 18B with respect to the image sensor of 45 ° within a tolerance range of ± 10 ° ± 5 ° or ± 2 °. The tolerance ranges can compensate, for example, that beam deflection elements have a slightly different angle of attack of 45 °, which results from an inclination or tilting of different facets of the beam deflection device 18 relative to one another, so that the individual facets or deflection regions are obtained in an average of approximately 45 ° deviate from this due to the individual inclination.
Die Strahfumlenkbereiche 18A und 18B können durch voneinander verschieden ausgestaltete Beschichtungen erhalten werden, die in dem ersten bzw. zweiten Wellenlängenbereich entweder reflektierend oder nicht-reflektierend wirksam sind. The beam deflection regions 18A and 18B can be obtained by coatings which are configured differently from one another and which are either reflective or non-reflective in the first or second wavelength range.
Ausführungsbeispiele sehen vor, dass eine entsprechende Beschichtung mit einer oder mehreren Schichten auf den Seiten der Strahlumlenkeinrichtung 18 vorgesehen ist, um die Strahlumlenkbereiche 18A und 18B zu erzeugen. Diese Schichten können bspw. eine oder mehrere dielektrische Schichten aufweisen, die bezüglich ihrer Schichtdicke an den Anstellwinkel der Strahlumlenkeinrichtung angepasst sein können. Exemplary embodiments provide that a corresponding coating with one or more layers is provided on the sides of the beam deflection device 18 in order to produce the beam deflection regions 18A and 18B. These layers can have, for example, one or more dielectric layers, the layer thickness of which can be adapted to the angle of incidence of the beam deflection device.
Da abhängig von dem gewählten Betriebsmodus oder dem gerade für die Aufnahme erwünschten Weifenlängenbereich Anteile von Wellenlängenbereichen, insbesondere des jeweils anderen Wellenlängenbereich, auf die Strahlumlenkeinrichtung 18 treffen können, weisen manche Ausführungsbeispiele einen Bereich zur Absorption bestimmter Wellenlängen auf, etwa einen Volumenabsorber oder dergleichen. Der Bereich kann von der Beschichtung bedeckt sein, so dass bspw. zuerst eine Reflektion von manchen Wellenlängen erfolgt und nicht reflektierte, bspw. transmittierte Wellenlängenbereiche absorbiert werden. So können bspw. bei Aufnahme des ersten Wellenlängenbereichs, die entsprechenden Wellenlängen von der Beschichtung reflektiert werden, während andere Wellenlängen, etwa zumindest unerwünschte Teile des zweiten Wellenlängenbereichs, von diesen Schichten bspw. transmittiert, also durchgelassen werden. Der hinter der Beschichtung angeordnete Bereich zur Absorption kann diese Anteile absorbieren, um eine negative Beeinflussung der Abbildung hierdurch in der Multiaperturabbildungsvorrichtung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. An der zweiten Seite kann eine komplementäre Einrichtung zur Absorption von unerwünschten Teilen des ersten Wellenlängenbereichs angeordnet sein, der wirksam ist, wenn der zweite Strahlumlenkbereich 18B zur Strahlumlenkung genutzt wird. Since, depending on the selected operating mode or the desired wavelength range just for the recording, portions of wavelength ranges, in particular of the respective other wavelength range, can strike the beam deflection device 18, some embodiments have a range for absorbing certain wavelengths, such as a volume absorber or the like. The area can be covered by the coating, so that, for example, some wavelengths are reflected first and non-reflected, for example transmitted, wavelength areas are absorbed. For example, when the first wavelength range is recorded, the corresponding wavelengths can be reflected by the coating, while other wavelengths, for example at least undesired parts of the second wavelength range, can be transmitted, ie transmitted, by these layers. The area for absorption arranged behind the coating can absorb these portions in order to avoid or at least reduce the image in the multi-aperture imaging device thereby being adversely affected. A complementary device for absorbing unwanted parts of the first wavelength range, which is effective when the second beam deflection region 18B is used for beam deflection, can be arranged on the second side.
Fig. 9c zeigt ist die Strahlumlenkeinrichtung 18 in einer optionalen dritten Stellung gezeigt, in der die Seite 18A wieder dem Bildsensor zugewandt ist, die Neigung aber so gewählt ist, dass die Strahlengänge in Richtung eines zweiten Gesamtgesichtsfeldes umgelenkt werden, das bspw. Dem ersten Gesamtgesichtsfeld aus Fig. 9a und Fig. 9b ist. 9c shows the beam deflecting device 18 in an optional third position, in which the side 18A is again facing the image sensor, but the inclination is selected such that the beam paths are deflected in the direction of a second overall field of view, for example the first overall field of view 9a and 9b.
In Fig. 9d ist die Strahlumlenkeinrichtung in einer optionalen vierten Stellung gezeigt, in der die Seite 18B wieder dem Bildsensor zugewandt ist, so dass die Seite 18B wirksam ist, etwa um aus dem zweiten Gesamtgesichtsfeld in Richtung des Bildsensors 36 umzulenken. 9d shows the beam deflection device in an optional fourth position, in which the side 18B again faces the image sensor, so that the side 18B is effective, for example in order to deflect from the second overall field of view in the direction of the image sensor 36.
Durch die zusätzlichen Stellungen gemäß Fig. 9c und Fig. 9d zur Erfassung des zweiten Gesamtgesichtsfeldes kann eine Aufnahme des zweiten Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des ersten Strahlumlenkbereichs 18A mit dem Bildsensor zu erfasst werden, so dass diese Aufnahme auf dem ersten Wellenlängenbereich basiert. Zusätzlich kann das zweite Gesamtgesichtsfeld mit einer weiteren Aufnahme abgebildet werden, und zwar unter Verwendung des Strahlumlenkbereichs 18B mit dem Bildsensor, so dass diese Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich basiert. The additional positions according to FIG. 9c and FIG. 9d for the acquisition of the second total field of view enable the second overall field of view to be recorded using the first beam deflection region 18A with the image sensor, so that this recording is based on the first wavelength range. In addition, the second overall field of view can be imaged with a further image, specifically using the beam deflection region 18B with the image sensor, so that this image is based on the second wavelength range.
Die beiden Gesamtgesichtsfelder können entlang unterschiedlicher Hauptrichtungen der Multiaperturabbildungsvorrichtung angeordnet sind, bspw. entlang entgegengesetzter Richtungen d. h., entlang in etwa 180° unterschiedlicher Richtungen. Die Strahlumlenkbe- reiche können bei Ausführen einer fortschreitenden rotatorischen Bewegung, etwa entlang einer Reihenfolge analog zur Reihenfolge der Fig. 9a-d den Strahlengang abwechselnd in Richtung des ersten Gesamtgesichtsfeldes und des zweiten Gesamtgesichtsfeldes und abwechselnd mit dem ersten Strahtumlenkbereich 18A und dem zweiten StrahlumienkbereichThe two overall fields of view can be arranged along different main directions of the multi-aperture imaging device, for example along opposite directions, that is, along approximately 180 ° different directions. The beam deflection areas can, for example, be carried out along a progressive rotational movement 9a-d, the beam path alternately in the direction of the first overall field of view and the second overall field of view and alternately with the first beam deflection region 18A and the second beam deflection region
18B umlenken. Hierbei kann es sich zwar um einen möglichen aber nicht zwingend notwendigen Bewegungsablauf handeln. Vielmehr kann bspw. stets die Rotationsrichtung gewählt werden, die einen kürzesten und/oder schnellsten Stellungswechsel ermöglicht, so dass zwischen den Stellungen in beliebiger Reihenfolge gewechselt werden kann, insbesondere im Falle einer Erfassung eines dritten Gesamtgesichtsfeld entlang einer dritten Richtung und/oder bei einer Anordnung der Gesamtgesichtsfelder in einem Winkel von ungleich 180°. Redirect 18B. This can be a possible but not absolutely necessary sequence of movements. Rather, the direction of rotation can always be selected, for example, which enables a shortest and / or fastest change of position, so that it is possible to switch between the positions in any order, in particular in the case of detection of a third overall field of view along a third direction and / or in an arrangement of the total fields of view at an angle not equal to 180 °.
Die Winkel der Fig.9a-9d können in beliebiger Reihenfolge angefahren werden, etwa jeweils ca. 45°. The angles of FIGS. 9a-9d can be approached in any order, approximately in each case approximately 45 °.
Anstelle oder in Kombination mit der beschriebenen rotatorischen Verschiebung kann auch eine translatorische Verschiebung der Strahlumlenkeinrichtung implementiert werden. Instead of or in combination with the described rotary displacement, a translational displacement of the beam deflection device can also be implemented.
Für den Erhalt von Abbildungen, Bildinformationen oder Bildern mit unterschiedlicher Wellenlängeninformation können Pixel des Bildsensors ausgebildet sein, um für beide Wellenlängenbereiche wirksam zu sein und/oder es können räumlich benachbart Zellen mit unterschiedlicher Sensitivität angeordnet sein, so dass zumindest der Bildsensorbereich für beide Wellenlängenbereiche sensitiv ist. To obtain images, image information or images with different wavelength information, pixels of the image sensor can be designed to be effective for both wavelength ranges and / or cells with different sensitivity can be arranged spatially adjacent, so that at least the image sensor range is sensitive to both wavelength ranges .
Bspw. können die Bildsensorbereiche zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich und zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich ausgebildet sein. So können CMOS-Pixel bspw. gleichzeitig im visuellen und NIR-Bereich sensitiv sein, das darüberliegende Farbfilterarray („CFA“- im Visuellen typischerweise in Bayer-Anordnung) kann je nach Farbe (rot, grün, blau; oder magenta, cyan, yellow/gelb) aber auch„Filterpixel“ enthalten, von denen nur manche auch das NIR und auch nur teilweise transmittieren, das ist aber ausreichend. Alternativ oder zusätzlich können bei einer Zellenanordnung, etwa im erweiterten Bayer-Muster, einzelne Zellen durch nur im NIR sensitive Zellen ausgetauscht oder implementiert sein, E.g. The image sensor areas can be designed for image generation in the first wavelength range and for image generation in the second wavelength range. For example, CMOS pixels can be sensitive in the visual and NIR range at the same time, the overlying color filter array ("CFA" - in the visual typically in a Bayer arrangement) can be depending on the color (red, green, blue; or magenta, cyan, yellow / yellow) but also contain "filter pixels", only some of which also transmit the NIR and only partially, but that is sufficient. Alternatively or additionally, in a cell arrangement, for example in the extended Bayer pattern, individual cells can be replaced or implemented by cells that are only sensitive in the NIR,
Bspw. können Pixel der Bildsensorbereiche zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich und zur Bilderzeugung in dem zweiten Weilenlängenbereich ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft somit eine Strahlumlenkeinrichtung in facetVISION-Architektur mit unterschiedlicher Ausgestaltung der Spiegelvorder- und Spiegelrückseiten, wobei facetVI- SION auf die hierin beschriebenen Multiaperturabbildungsvorrichtungen bezogen ist. E.g. For example, pixels of the image sensor areas can be configured for image generation in the first wavelength range and for image generation in the second wavelength range. The invention thus relates to a beam deflection device in facetVISION architecture with different configurations of the mirror front and mirror rear sides, wherein facetVISION is related to the multi-aperture imaging devices described herein.
Eine Kernidee besteht darin, den Umlenkspiegel so auszugestalten, dass dieser unterschiedliche Funktionalitäten auf Vorder- und Rückseite besitzt. A key idea is to design the deflecting mirror so that it has different functionalities on the front and rear.
Dies betrifft insbesondere die Reflektivität, insbesondere spektrale Reflektivität (d.h. in Abhängigkeit der auftreffenden Wellenlängen), insbesondere reflektiert die 1. Seite unter dem gewünschten Strahlumlenkungswinkel den visuellen spektralen Bereich (visuell - VIS), nicht aber das nahe Infrarot (NIR) und die 2. Seite reflektiert unter der gewünschten Strahlum- lenkung NIR, aber nicht VIS, dies alles z.B. durch auf 1. und 2. Spiegelseiten unterschiedlich ausgestaltete dielektrische Schichtsysteme. This applies in particular to reflectivity, in particular spectral reflectivity (ie depending on the incident wavelengths), in particular the 1st side reflects the visual spectral range (visual - VIS) at the desired beam deflection angle, but not the near infrared (NIR) and the 2nd Side reflects NIR under the desired beam deflection, but not VIS, all of this, for example through differently configured dielectric layer systems on the 1st and 2nd mirror sides.
Dies ermöglicht, dass This enables that
• Die gleiche Kamera kann„gleichzeitig" bzw. sehr schnell hintereinander - nur durch • The same camera can "simultaneously" or very quickly in succession - only by
Spiegelumschaltung, als VIS- oder NIR-Kamera genutzt werden. Mirror switching, can be used as a VIS or NIR camera.
• Spiegel hat nicht mehr notwendigerweise eine Keilform, sondern ist einfache planparallele Platte. 180°-Drehung zur Spiegelumschaltung VIS/NIR verwendet. Eventuelle negative Bauraumimplikationen im Drehbereich des Spiegels, können durch auf- und zufahrende Deckgläser an der Stelle der Fenster (Durchlassöffnungen der Vorrichtung) geheilt werden. • The mirror no longer necessarily has a wedge shape, but is a simple plane-parallel plate. 180 ° rotation used for mirror switching VIS / NIR. Any negative installation space implications in the rotating area of the mirror can be cured by opening and closing cover glasses at the location of the windows (through openings of the device).
• Kamera kann mit nur einseitiger Blickrichtung („Welt" oder„Selfie") konstruiert werden, Spiegelumschaltung (180°) dient dann nur der Änderung des aufgenommenen spektralen Bereiches. Kann aber auch weiterhin Vorder- und Rückseitige Blickrichtungen zulassen. Dann z.B. in 90°-Drehschritten des Spiegels: Welt-Vf S, Selfie-NIR, Weit-NIR, Selfie-VIS. • The camera can be constructed with a one-sided viewing direction ("World" or "Selfie"), mirror switching (180 °) then only serves to change the recorded spectral range. But can still allow front and rear viewing directions. Then e.g. in 90 ° turning steps of the mirror: Welt-Vf S, Selfie-NIR, Weit-NIR, Selfie-VIS.
• Natürlich Kombination mit Gesichtsfeldaufteilung und Image-stitching (bspw. 2 Kanäle). • Of course, combination with visual field division and image stitching (e.g. 2 channels).
• Auch möglich als Ausführung als Dualkamera, zur Erzeugung einer disparitätsba- sierten Tiefenkarte für das Image-stitching (bspw. 4 Kanäle). Dies ist aber nicht notwendig (und damit kanal-sparend und damit erheblich kostensparend), denn: • Also possible as a dual camera version to generate a disparity-based depth map for image stitching (eg 4 channels). However, this is not necessary (and therefore channel-saving and therefore considerably cost-saving), because:
• Kann obige Anordnung nun mit strukturierter bzw. codierter Beleuchtung (ä la Ki- nect) im NIR kombinieren (Kamera sieht ja in einer Spiegelstellung jetzt auch im NIR) und Kann daraus Tiefenkarte erzeugen, welche für Image-stitching des VIS- Bildes notwendig ist. Dies alles nur mit 2 Gesichtsfeld-aufgeteilten Kamerakanälen, dem speziellen Spiegel und nur unter Hinzunahme des NIR-Punktmuster- Projektors, ohne zusätzliche NIR-Kamera. • Can now combine the above arrangement with structured or coded lighting (à la Kinect) in the NIR (camera can now also see in a mirror position in the NIR) and can use it to generate a depth map, which is necessary for image stitching of the VIS image. All this with only two channels of the field of view, the special mirror and only with the addition of the NIR dot pattern projector, without an additional NIR camera.
• Ziel der Reduktion von 4 auf 2 Kanäle erreicht, sogar ohne Hinzufügung einer zusätzlichen NIR-Kamera (wäre 3. optischer Kanal), nur zusätzlicher NIR-Projektor notwendig • The goal of reducing from 4 to 2 channels was achieved, even without adding an additional NIR camera (would be the 3rd optical channel), only an additional NIR projector is required
• Kostenreduktion bei Beibehaltung des Bauhöhenvorteils, nur durch alternative Erzeugung der Tiefenkarte, welche teils in das System selbst integriert ist • Cost reduction while maintaining the overall height advantage, only through alternative generation of the depth map, which is partly integrated into the system itself
Fig. 10 zeigt einen schematischen Graphen einer Empfindlichkeit E eines Bildsensorbereichs des Bildsensors der Multiaperturabbildungsvorrichtung über die Wellenlängen l von Wellenlängenbereichen 66 und 68, etwa der Empfindlichkeit eines oder mehrerer der Bildsensorbereiche 44a-d. Die die Bildsensorbereiche können zur Bilderzeugung in dem ersten Weiienlängenbereich 66 und zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich 68 ausgebildet sein. Der erste Wellenlängenbereich 66 ist bspw. zwischen einer ersten unteren Wellenlänge Ai und einer ersten oberen Wellenlänge hz angeordnet, mit A} < hz. Der zweite Wellenlängenbereich 68 ist bspw. zwischen einer zweiten unteren Wellenlänge l3 und einer zweiten oberen Wellenlänge l4 angeordnet, mit l3 < l . Obwohl Fig. 10 so dargestellt ist, dass der zweite Wellenlängenbereich 68 größere Wellenlängen aufweist als der erste Wellenlängenbereich 66, ist es ebenfalls möglich, dass der zweite Wellenlängenbereich 68 kleinere Wellenlängen aufweist als der erste Wellenlängenbereich 66. Die Wellenlängenbereiche 66 und 68 können mit einander überlappen, können aber auch durch einen Zwischenbereich 72 von einander be abstandet sein. 10 shows a schematic graph of a sensitivity E of an image sensor region of the image sensor of the multi-aperture imaging device over the wavelengths l of wavelength regions 66 and 68, for example the sensitivity of one or more of the image sensor regions 44a-d. The image sensor areas can be configured for image generation in the first wavelength range 66 and for image generation in the second wavelength range 68. The first wavelength range 66 is arranged, for example, between a first lower wavelength Ai and a first upper wavelength hz, with A } <h z . The second wavelength range 68 is arranged, for example, between a second lower wavelength l 3 and a second upper wavelength l 4 , with l 3 <l. Although FIG. 10 is shown such that the second wavelength range 68 has longer wavelengths than the first wavelength range 66, it is also possible for the second wavelength range 68 to have smaller wavelengths than the first wavelength range 66. The wavelength ranges 66 and 68 can overlap with one another , but can also be spaced apart from one another by an intermediate region 72.
Der Bildsensorbereich kann ausgebildet sein, um zumindest in den Wellenlängenbereichen 66 und 68 Bilddaten zu erzeugen, das bedeutet, er weist zumindest in den Wellenlängenbereichen 66 und 68 eine Empfindlichkeit Ei auf, die gegenüber einer Empfindlichkeit Eo erhöht ist, in welcher der Bildsensorberiech bspw. keine Bilddaten oder Bildsignale erzeugt, da er für diese Wellenlängen unempfindlich ist. The image sensor area can be designed to generate image data at least in the wavelength areas 66 and 68, which means that it has, at least in the wavelength areas 66 and 68, a sensitivity Ei which is increased compared to a sensitivity Eo in which the image sensor area does not, for example Image data or image signals generated because it is insensitive to these wavelengths.
Die Strahlumlenkung kann selektiv für die Weileniängenbereiche 66 und 68 erfolgen, so dass ein jeweiliges Dämpfen oder Herausfilfern von Wellenlängen außerhalb des jeweiligen Wellenlängenbereichs erfolgt, für welchen der Strahlumlenkbereich gerade wirksam ist, wobei es ausreichend ist, dass zumindest die Wellenlängen unterdrückt oder gedämpft werden die in dem komplementären Wellenlängenbereich angeordnet sind. Das bedeutet, dass bspw. ein Wellenlängenbereich, für den der Bildsensor unempfindlich ist auch durch den Strahiumlenkbereich 18A und/oder 18B umgelenkt werden kann. Vereinfacht ausgedrückt kann der Bildsensorbereich auch zur Bildgebung außerhalb der Wellenlängenberieche 66 und 68 ausgelegt sein. The beam deflection can be carried out selectively for the wavelength ranges 66 and 68, so that wavelengths outside the respective wavelength range for which the beam deflection range is currently effective are attenuated or filtered out, it being sufficient that at least the wavelengths are suppressed or attenuated which are arranged in the complementary wavelength range. This means that, for example, a wavelength range for which the image sensor is insensitive can also be deflected by the beam deflection region 18A and / or 18B. In simple terms, the image sensor area can also be designed for imaging outside the wavelength ranges 66 and 68.
Bspw. kann der Bildsensorbereich eine Vielzahl von Bildpunkten, d. h., Pixel (Bildelement), aufweisen. Jedes Pixel kann aus zumindest einem, bevorzugt mehreren bildgebenden, d. h. photoempfindlichen, Sensorzellen gebildet sein. Diese können frei oder nach einem Muster angeordnet sein, bspw. einem Bayer-Muster. Eine Empfindlichkeit des Bildsensorbereichs für den zweiten Wellenlängenbereich 68 kann bspw. dadurch erhalten werden, dass eine erste Teilmenge von Pixeln für den ersten Wellenlängenbereich 66 empfindlich ist und eine zweite Teilmenge anderer Pixel für den zweiten Wellenlängenbereich 68 empfindlich ist. Ein Pixel der ersten Teilmenge kann, je nach gewünschter Auflösung der ersten und/oder zweiten Aufnahme verschränkt miteinander und abwechselnd, d. h., 1 :1 , oder in einem anderen Verhältnis angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass eine, mehrere oder alle der Sensorzellen eines Pixels für den ersten und den zweiten Wellenlängenbereich 66 und 68 empfindlich sind. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenfalls möglich, das Muster der Sensorzellen für den ersten Wellenlängenbereich 66 so zu ändern, dass für den zweiten Wellenlängenbereich 68 empfindliche Sensorzeüen hinzugefügt werden und/oder Sensorzellen aus dem Muster substituieren. Pixel der Bildsensorbereiche können so zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich 66 und/oder zumindest teilweise zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich 68 ausgebildet sein. E.g. the image sensor area can have a plurality of pixels, i. i.e., pixels (picture element). Each pixel can consist of at least one, preferably several imaging, i.e. H. photosensitive, sensor cells. These can be arranged freely or according to a pattern, for example a Bayer pattern. A sensitivity of the image sensor area for the second wavelength area 68 can be obtained, for example, by a first subset of pixels being sensitive to the first wavelength area 66 and a second subset of other pixels being sensitive to the second wavelength area 68. Depending on the desired resolution of the first and / or second image, a pixel of the first subset can be interlaced with one another and alternately, i. i.e., 1: 1, or in some other ratio. Alternatively or additionally, it is possible for one, several or all of the sensor cells of a pixel to be sensitive to the first and second wavelength ranges 66 and 68. Alternatively or additionally, it is also possible to change the pattern of the sensor cells for the first wavelength range 66 in such a way that sensitive sensor lines for the second wavelength range 68 are added and / or to replace sensor cells from the pattern. Pixels of the image sensor areas can thus be designed for image generation in the first wavelength range 66 and / or at least partially for image generation in the second wavelength range 68.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darsteilen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Although some aspects have been described in connection with a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or feature of a corresponding device.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein- leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. The above-described embodiments are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations in the arrangements and details described herein will occur to those skilled in the art. will shine. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented with the description and explanation of the embodiments herein.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Multiaperturabbildungsvorrichtung mit: einem Bildsensor (36); einem Array (38) von nebeneinander angeordneten optischen Kanälen (42a-d), wobei jeder optische Kanal (42a-d) eine Optik zur Abbildung zumindest eines Teilgesichtsfeldes (64a-d) eines Gesamtgesichtsfeldes (60) auf einen Bildsensorbereich (46a-d) des Bildsensors (36) umfasst, einer Strahlumlenkeinrichtung (18) zum Umlenken eines Strahlengangs der optischen Kanäle (42a-d), wobei die Strahlumlenkeinrichtung (18) einen ersten Strahlumlenkbereich (18A) aufweist, der für einen ersten WeKeniängenbereich (66) durch den optischen Kanal (42a- d) verlaufender elektromagnetischer Strahlung wirksam ist; und einen zweiten Strahlumlenkbereich (18B) aufweist, der für einen zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich (66) verschiedenen Wellenlängenbereich (68) der durch die optischen Kanäle (42a-d) verlaufenden elektromagnetischen Strahlung wirksam ist. 1. A multi-aperture imaging device comprising: an image sensor (36); an array (38) of optical channels (42a-d) arranged next to one another, each optical channel (42a-d) having an optical system for imaging at least one partial field of view (64a-d) of an overall field of view (60) onto an image sensor area (46a-d) of the image sensor (36), a beam deflecting device (18) for deflecting a beam path of the optical channels (42a-d), the beam deflecting device (18) having a first beam deflecting area (18A) which is used for a first wavelength range (66) by the optical Channel (42a-d) running electromagnetic radiation is effective; and has a second beam deflection region (18B) which is effective for a second wavelength region (68), different from the first wavelength region (66), of the electromagnetic radiation passing through the optical channels (42a-d).
2. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , die ausgebildet ist, um eine erste Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) unter Verwendung des ersten Strahlumlenkbereichs (18A) mit dem Bildsensor (36) zu erfassen, so dass die erste Aufnahme auf dem ersten Weilenlängenbereich (66) basiert; und um eine zweite Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs (18B) mit dem Bildsensor (36) zu erfassen, so dass die zweite Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich (68) basiert. 2. Multi-aperture imaging device according to claim 1, which is designed to capture a first image of the entire field of view (60) using the first beam deflection region (18A) with the image sensor (36), so that the first image is based on the first wavelength length region (66) ; and to acquire a second image of the entire field of view (60) using the second beam deflection region (18B) with the image sensor (36), so that the second image is based on the second wavelength region (68).
3. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, die ausgebildet ist, um unter Verwendung der zweiten Aufnahme eine Tiefenkarte für die erste Aufnahme zu bestimmen. 3. Multi-aperture imaging device according to claim 2, which is designed to determine a depth map for the first image using the second image.
4. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erste Strahlumlenkbereich (18A) an einer ersten Seite der Strahlumlenkeinrichtung (18) und der zweite Strahlumlenkbereich (18B) an einer zweiten, der ersten4. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, wherein the first beam deflection region (18A) on a first side of the beam deflection device (18) and the second beam deflection region (18B) on a second, the first
Seite gegenüberliegend angeordneten Seite angeordnet ist, und die Strahlumlenkeinrichtung (18) so ausgebildet ist, dass zum Erfassen einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) die erste Seite dem Bildsensor (36) zugewandt angeordnet ist, und zum Erfassen einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) die zweite Seite dem Bildsensor (36) zugewandt angeordnet ist. The opposite side is arranged, and the beam deflecting device (18) is designed such that the first side is arranged facing the image sensor (36) for capturing a first image of the overall field of view (60), and for capturing a second image of the overall field of view (60 ) the second side is arranged facing the image sensor (36).
5. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine erste Seite der Strahlumlenkeinrichtung (18) eine von einer zweiten, gegenüberliegenden Seite verschiedene Beschichtung aufweist, um in dem ersten bzw. zweiten Wellenlängenbereich (66, 68) wirksam zu sein. 5. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, wherein a first side of the beam deflecting device (18) has a different coating from a second, opposite side, in order to be effective in the first and second wavelength range (66, 68).
6. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Strahlumlenkeinrichtung (18) ausgebildet ist, um bei einer Wirksamkeit in dem ersten Wellenlängenbereich (66) den ersten Wellenlängenbereich (66) zu reflektieren und hiervon verschiedene Welleniängenbereiche zumindest teilweise zu absorbieren und/oder wobei die Strahlumlenkeinrichtung (18) ausgebildet ist, um bei einer Wirksamkeit in dem zweiten Wellenlängenbereich (68) den zweiten Wellenlängenbereich (68) zu reflektieren und hiervon verschiedene Wellenlängenbereiche zumindest teilweise zu absorbieren. 6. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the beam deflection device (18) is designed to reflect the first wavelength range (66) when effective in the first wavelength range (66) and at least partially absorb different wavelength ranges and / or wherein the beam deflection device (18) is designed to reflect the second wavelength range (68) when effective in the second wavelength range (68) and to absorb at least partially different wavelength ranges therefrom.
7. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Gesamtgesichtsfeld (60) ein erstes Gesamtgesichtsfeld ist, und die eine erste Blickrichtung zum Erfassen des ersten Gesamtgesichtsfeldes und eine zweite Blickrichtung hin zu einem zweiten Gesamfgesichtsfefd aufweist; wobei die Multiaperturabbildungsvorrichtung ausgebildet ist, um eine dritte Aufnahme des zweiten Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des ersten Strahlumlenkbe- reichs (18A) mit dem Bildsensor (36) zu erfassen, so dass die dritte Aufnahme auf dem ersten Wellenlängenbereich (66) basiert; und um eine vierte Aufnahme des zweiten Gesamtgesichtsfeldes unter Verwendung des zweiten Strahlumlenkbereichs (18B) mit dem Bildsensor (36) zu erfassen, so dass die vierte Aufnahme auf dem zweiten Wellenlängenbereich (68) basiert. 7. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the overall field of view (60) is a first overall field of view, and which has a first direction of view for capturing the first overall field of view and a second direction of view towards a second overall field of view; wherein the multi-aperture imaging device is designed to acquire a third image of the second overall field of view using the first beam deflection region (18A) with the image sensor (36), so that the third image is based on the first wavelength region (66); and to acquire a fourth image of the second total field of view using the second beam deflection region (18B) with the image sensor (36), so that the fourth image is based on the second wavelength region (68).
8. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das erste Gesamtgesichtsfeld und das zweite Gesamtgesichtsfeld entlang unterschiedlicher Hauptrichtungen der Multiaperturabbildungsvorrichtung angeordnet sind, und die Strahlumlenkbereiche (18A-B) bei Ausführen einer fortschreitenden rotatorischen Bewegung den Strahlengang abwechselnd in Richtung des ersten Gesamtgesichtsfeldes und des zweiten Gesamtgesichtsfeldes und abwechselnd mit dem ersten Strahlumlenkbereich (18A) und dem zweiten Strahlumlenkbereich (18B) umlenkt. 8. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the first overall field of view and the second overall field of view are arranged along different main directions of the multi-aperture imaging device, and the beam deflection regions (18A-B) alternately in the direction of the first overall field of view and the direction when performing a progressive rotational movement second overall field of view and alternately deflected with the first beam deflection area (18A) and the second beam deflection area (18B).
9. Multiaperturabbiidungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Strahlumlenkeinrichtung (18) ausgebildet ist, um zum Erhalt einer ersten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) einen Anstellwinkel (ai) von 45°±10° des ersten Strahlumlenkbereichs (18A) bezüglich des Bildsensors (36) aufzuweisen und um zum Erhalt einer zweiten Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) einen Anstellwinkel (a2) von 45°±10° des zweiten Strahlumlenkbereichs (18B) bezüglich des Bildsensors (36) aufzuweisen. 9. Multiaperturabbiidungsvorrichtung according to any one of the preceding claims, wherein the beam deflection device (18) is designed to obtain a first image of the total field of view (60) an angle of attack (ai) of 45 ° ± 10 ° of the first beam deflection area (18A) with respect to the image sensor (36) and in order to obtain a second image of the total field of view (60) an angle of attack (a 2 ) of 45 ° ± 10 ° of the second beam deflection area (18B) with respect to the image sensor (36).
10. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um das Gesamtgesichtsfeld (60) durch zumindest zwei Teilgesichtsfelder (64a-d) zu erfassen und um zumindest eines der Teilgesichtsfelder (64a-b) durch zumindest einen ersten optischen Kanal (42a) und einen zweiten optischen Kanal (42c) zu erfassen. 10. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, which is designed to capture the entire field of view (60) by at least two partial fields of view (64a-d) and by at least one of the partial fields of view (64a-b) by at least a first optical channel (42a) and to detect a second optical channel (42c).
11. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, die ausgebildet ist, um das Gesamtgesichtsfeld in exakt zwei Teilgesichtsfelder (64a-b) zu segmentieren und, um exakt eines der T eilgesichtsfelder (64a) durch einen ersten optischen Kanal (42a) und einen zweiten optischen Kanal (42c) zu erfassen. 11. Multi-aperture imaging device according to claim 10, which is designed to segment the total field of view into exactly two partial fields of view (64a-b) and to exactly one of the partial fields of view (64a) through a first optical channel (42a) and a second optical channel ( 42c).
12. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11 , bei der der erste optische Kana! (42a) und der zweiten optische Kana! (42c) durch zumindest einen weiteren optischen Kanal (42b) in dem Array (14) beabstandet sind. 12. Multi-aperture imaging device according to claim 10 or 11, wherein the first optical channel! (42a) and the second optical channel! (42c) are spaced apart by at least one further optical channel (42b) in the array (14).
13. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Strahlumlenkeinrichtung (18) als Array von Facetten (32) gebildet ist, wobei jeder optische Kanal (42a-d) einer Facette (32) zugeordnet ist, und jede der Facetten den ersten Strahlumlenkbereich (18A) und den zweiten Strahlumlenkbereich (18B) aufweist. 13. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the beam deflection device (18) is formed as an array of facets (32), each optical channel (42a-d) being associated with a facet (32), and each of the facets with the first beam deflection region (18A) and the second beam deflection region (18B).
14. Multiaperturabbildungsvorricbtung gemäß Anspruch 13, bei der die Facetten (32) des Arrays von Facetten als beidseitig reflektive planparallele Spiegel gebildet sind. 14. Multiaperturabbildungsvorricbtung according to claim 13, wherein the facets (32) of the array of facets are formed on both sides reflective plane-parallel mirrors.
15. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Bildsensorbereiche (46a-d) zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich (66) und zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich (68) ausgebildet sind. 15. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the image sensor regions (46a-d) are designed for image generation in the first wavelength region (66) and for image generation in the second wavelength region (68).
16. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der Pixel der Bildsensorbereiche (46a-d) zur Bilderzeugung in dem ersten Wellenlängenbereich (66) und zumindest teilweise zur Bilderzeugung in dem zweiten Wellenlängenbereich (68) ausgebildet sind. 16. Multi-aperture imaging device according to claim 15, in which pixels of the image sensor regions (46a-d) are designed for image generation in the first wavelength region (66) and at least partially for image generation in the second wavelength region (68).
17. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erste Wellenlängenbereich (66) ein sichtbares Spektrum umfasst und bei der der zweite Wellenlängenbereich (68) ein Infrarotspektrum, insbesondere ein nahes (nfrarotspektrum umfasst, 17. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the first wavelength range (66) comprises a visible spectrum and in which the second wavelength range (68) comprises an infrared spectrum, in particular a near (infrared spectrum),
18. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Beleuchtungseinrichtung (55), die ausgebildet ist, um ein zeitliches oder räumliches Beleuchtungsmuster (55a) mit einem dritten Wellenlängenbereich auszusenden, das zumindest teilweise dem zweiten Wellenlängenbereich (68) entspricht. 18. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, further comprising an illumination device (55) which is designed to emit a temporal or spatial illumination pattern (55a) with a third wavelength range which at least partially corresponds to the second wavelength range (68).
19. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um das Gesamtgesichtsfeld (60) zumindest Stereoskop zu erfassen. 19. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, which is designed to capture the entire field of view (60) at least stereoscope.
20. Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Strahlumlenkeinrichtung (18) ausgebildet ist, um mit dem ersten Strahlum- lenkbereich (18A) den zweiten Wellenlängenbereich (68) zu sperren oder zu dämpfen, und um mit dem zweiten Strahlum!enkbereich (18B) den ersten Wellenlängenbereich (66) zu sperren oder dämpfen. 20. Multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, in which the beam deflection device (18) is designed to block or attenuate the second wavelength range (68) with the first beam deflection region (18A) and to use the second beam deflection region (68) 18B) to block or attenuate the first wavelength range (66).
21. Vorrichtung mit einer Multiaperturabbildungsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um eine Tiefenkarte des Gesamtgesichtsfeldes (60) zu erzeugen. 21. Device with a multi-aperture imaging device according to one of the preceding claims, which is designed to generate a depth map of the overall field of view (60).
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21 , die keine zusätzliche Infrarotkamera aufweist. 22. The apparatus of claim 21, which has no additional infrared camera.
23. Vorrichtung gemäß Anspruch 21 oder 22, die ausgebildet ist, um das Gesamtgesichtsfeld (60) aus einer Perspektive aufzunehmen und die keine Stereoskope Aufnahme des Gesamtgesichtsfeldes (60) bereitsteift. 23. The device according to claim 21 or 22, which is designed to record the entire field of view (60) from a perspective and which does not stiffen the stereoscopic image of the overall field of view (60).
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