本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以照射用于車輛的傳感器設(shè)備的光學(xué)設(shè)備。此外，本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的具有用于車輛的傳感器設(shè)備的系統(tǒng)和一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的用以照射用于車輛的這種傳感器設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中已公開了例如在車輛中使用用于圖像捕捉和圖像再現(xiàn)的傳感器設(shè)備。例如，傳感器設(shè)備或傳感器系統(tǒng)也用于對車輛之外的探測區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，以便探測用戶的存在和/或用戶的姿勢。根據(jù)探測到的接近和/或姿勢例如執(zhí)行車輛上的功能如認(rèn)證。在這種傳感器設(shè)備中，圖像再現(xiàn)對于車輛的用戶而言并不重要。

但已知的解決方案中的缺點(diǎn)是，在光照條件不利時(shí)，難以或不可能進(jìn)行探測。由此，通過傳感器設(shè)備對姿勢或接近的誤識讀的風(fēng)險(xiǎn)升高。此外，為了運(yùn)行傳感器設(shè)備常常需要高能耗(即電流消耗和/或電壓消耗)，以便提高靈敏度。再者，由于探測有誤，也提高了能耗并且降低了反應(yīng)時(shí)間水平。此外，感光靈敏性的提高還需要具有用于傳感器設(shè)備或傳感器系統(tǒng)的可能更昂貴的部件的更復(fù)雜設(shè)計(jì)，譬如使用更大的像素或使用照明元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是至少部分消除上面所述的缺點(diǎn)。尤其是，本發(fā)明的任務(wù)是提高探測的可靠性、改進(jìn)姿勢識別、減小傳感器設(shè)備的能耗和/或降低用于傳感器設(shè)備或傳感器系統(tǒng)的成本。

上述的任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的光學(xué)設(shè)備、具有權(quán)利要求13的特征的系統(tǒng)、用于車輛的安裝模塊以及具有權(quán)利要求21的特征的方法來解決。本發(fā)明的其他特征和細(xì)節(jié)從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求、說明書描述和附圖中得到。在此，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法所描述的特征和細(xì)節(jié)當(dāng)然也適于結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備、根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊和根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)所描述的特征和細(xì)節(jié)，并且反之亦然，從而針對各個(gè)發(fā)明方面的公開內(nèi)容可以相互參考。

本發(fā)明的主題是用以照射傳感器設(shè)備的光學(xué)設(shè)備，其中該傳感器設(shè)備優(yōu)選用于車輛和/或用于識別人員如(車輛的)用戶的姿勢。表述“照射”在此情況下指的是，光學(xué)設(shè)備使入射光即尤其射到光學(xué)設(shè)備上的光對準(zhǔn)或進(jìn)一步傳導(dǎo)到傳感器設(shè)備。這優(yōu)選通過如下方式進(jìn)行：光學(xué)設(shè)備可以改變?nèi)肷涔馐墓饴泛?或方向，即改變或偏轉(zhuǎn)入射光。射出的光或射出的光束因此通過光學(xué)設(shè)備相對于相應(yīng)的入射光或入射光束就傳播方向而言發(fā)生改變，即轉(zhuǎn)向和/或聚束。隨后射出的或發(fā)出的光在此被對準(zhǔn)傳感器設(shè)備，由此對傳感器設(shè)備進(jìn)行定靶瞄準(zhǔn)照射。

在此，優(yōu)選可以設(shè)計(jì)為，光學(xué)設(shè)備包括光學(xué)結(jié)構(gòu)，該光學(xué)結(jié)構(gòu)具有光學(xué)微型元件尤其是微透鏡的布置，以便通過光學(xué)微型元件將入射光聚束并且分別對準(zhǔn)傳感器設(shè)備的傳感器元件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)成為，對準(zhǔn)所述傳感器元件的光對于傳感器元件的光活性的區(qū)域是可聚集的。由此，實(shí)現(xiàn)了如下優(yōu)點(diǎn)：可以使用較大的光量用于傳感器設(shè)備的圖像捕捉。正常情況下，即尤其在不通過光學(xué)設(shè)備改變?nèi)肷涔獾墓饴返那闆r下，傳感器設(shè)備的不僅光活性的而且非光活性的區(qū)域都以類似的程度被照明。傳感器元件的不具有光活性的區(qū)域的被照明的面因此形成非光活性的區(qū)域，所述非光活性的區(qū)域并不能(由于光作用)被用于圖像捕捉，并且例如包括線路、電子裝置和/或基底。被照明的光活性的區(qū)域的面積與被照明的非光活性的區(qū)域相比越小，則填充因數(shù)越小并且傳感器設(shè)備的光敏度越小。填充因數(shù)在此尤其通過感光的光活性的區(qū)域的面積與傳感器設(shè)備的(被照明的)總面積之比來給定。通過借助光學(xué)結(jié)構(gòu)改變?nèi)肷涔獾墓?即例如通過光的聚束)，在此提高了傳感器設(shè)備的填充因數(shù)并且明顯改進(jìn)了傳感器設(shè)備的感光靈敏性。因此也可以減小能耗，因?yàn)槔缤ㄟ^傳感器設(shè)備只須執(zhí)行更少的圖像記錄。

此外可考慮的是，傳感器設(shè)備適合于車輛、尤其機(jī)動車、乘用車、載重車輛和/或摩托車，并且尤其適合于監(jiān)控車輛的外圍區(qū)域。由傳感器設(shè)備監(jiān)控的區(qū)域在此形成至少一個(gè)探測區(qū)域。在此，在車輛的側(cè)面區(qū)域中(例如在車輛的b柱上)、在車輛的尾部區(qū)域中和/或在車輛的前部區(qū)域中可以設(shè)置至少一個(gè)傳感器設(shè)備連同至少一個(gè)光學(xué)設(shè)備。由此，形成多個(gè)探測區(qū)域，所述探測區(qū)域包括對于車輛的不同側(cè)或方向的外圍區(qū)域。因此，在車輛處用戶的接近和/或運(yùn)動和/或不同方向的姿勢可以被識別。

根據(jù)另一可能性，可以設(shè)計(jì)為，光學(xué)微型元件構(gòu)成為微透鏡和/或光學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)成為微透鏡陣列和/或各微型元件矩陣狀地設(shè)置。在此，入射光從外部介質(zhì)(例如空氣)過渡至微型元件中，其中尤其是由于微型元件的折射率，入射光在該過渡中出現(xiàn)光折射或偏轉(zhuǎn)。微型元件在此尤其是具有如下折射率的折射光學(xué)元件，所述折射率不同于外部介質(zhì)的折射率。優(yōu)選地在(射出的并且對準(zhǔn)傳感器元件的)光從微型元件射出時(shí)，光從微型元件進(jìn)一步過渡到外部介質(zhì)(例如空氣)或者尤其傳感器設(shè)備或傳感器元件(同樣具有不同的折射率)的另一介質(zhì)。所述光學(xué)結(jié)構(gòu)可以矩陣狀地尤其矩形地或方形地構(gòu)成并且例如具有10或20或30或者最高40個(gè)微型元件的行數(shù)和10或20或30或最高40個(gè)微型元件的列數(shù)。

此外可考慮的是，微型元件由無定形的材料和/或塑料構(gòu)成和/或具有聚碳酸酯和/或丙烯酸酯和/或工程聚酯和/或環(huán)烯烴共聚物(coc)和/或混合聚合物。塑料優(yōu)選是熱穩(wěn)定的和/或耐uv地構(gòu)成。聚酯尤其是聚碳酸酯在此提供了如下優(yōu)點(diǎn)：可以構(gòu)成非常透明的并且無色的微型元件，其具有良好的形狀穩(wěn)定性。通過使用漆，尤其是以涂層形式，和/或以色料摻雜，還可以提高uv耐受性并且確定微型元件作為濾光器的濾光器特性。uv耐受性還可以通過與聚氨酯結(jié)合來提高。環(huán)烯烴共聚物有利地具有非常低的雙折射性。尤其是，微型元件或微型元件的材料例如具有基本上80％到99％、優(yōu)選92％的透射率，尤其在紅外范圍中和/或在近紅外范圍中。此外，微型元件或微型元件的材料可以具有基本上1.4到4之間的折射率、優(yōu)選在1.5或3.1的范圍中的折射率，尤其在633nm的波長中和/或在紅外范圍中和/或近紅外范圍中。此外，微型元件可以具有0.01至1、優(yōu)選0.5至0.85和/或大于0.7的數(shù)值孔徑和在從1μm到5mm范圍中的直徑、尤其在10μm到800μm范圍中的直徑并且優(yōu)選在40μm到200μm的范圍的直徑，和/或具有0.3mm到60mm的焦距。此外，微型元件可以構(gòu)成為具有基本上球形的或柱形的或平凸的或雙凸的或非球形的或拋物線的幾何形狀和從0.1mm到1.5mm的平均厚度。由此可以最佳地使光學(xué)設(shè)備的光學(xué)特性與傳感器設(shè)備適配。微透鏡優(yōu)選以均勻的間距相鄰地設(shè)置，并且因此實(shí)現(xiàn)將入射光最佳地劃分成子束，所述子束對準(zhǔn)傳感器元件的光活性的區(qū)域。整個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)在此優(yōu)選可以具有最大10mm的寬度和最大10mm的長度。各個(gè)微型元件尤其微透鏡的曲率半徑例如可以在1mm到30mm的范圍中、尤其在10mm到15mm的范圍中。微型元件的擴(kuò)散角度為例如±0.5°到±2.5°。透鏡間距或者說微型元件的間距例如為40μm到300μm。光學(xué)結(jié)構(gòu)尤其微透鏡陣列的填充因數(shù)優(yōu)選基本上為100％、尤其至少90％和/或95％。此外，光學(xué)結(jié)構(gòu)的在相鄰設(shè)置的微型元件之間的區(qū)域可以被涂層和/或改性調(diào)整，使得吸收光和/或反射光。由此可以實(shí)現(xiàn)對比度提高。

在另一可能性中可以設(shè)計(jì)為，設(shè)置濾光器用以根據(jù)波長選擇入射光。由于有所述光學(xué)結(jié)構(gòu)，將入射光聚集到傳感器元件的光活性的區(qū)域上并且改善了填充因數(shù)。然而，會出現(xiàn)：在某些確定的前提條件下，例如在白天，過多的光射到傳感器設(shè)備上并且尤其聚集到光活性的區(qū)域上。在此情況下例如出現(xiàn)過度照射和/或使對圖像信息的技術(shù)分析變得困難，因?yàn)椴黄谕墓獬涑鈭D像記錄。為了解決該問題，可以使用濾光器，該濾光器將不期望的光濾除(例如通過吸收和/或相消干涉和/或反射不期望的光)。所述不期望的光在此尤其是在確定的不期望的光譜范圍中的光(例如在大約380nm到780nm的波長范圍中的可見光)和/或在確定的期望的光譜范圍之外的光(例如在紅外范圍之外的光)，其還可以由傳感器設(shè)備來探測。優(yōu)選地，針對不期望的光譜范圍的不同波長，不同強(qiáng)度地進(jìn)行對不期望的光的濾除，使得濾光器對于與圖像捕捉相關(guān)的光(在期望的光譜范圍中例如在紅外范圍中的期望的光)相較于對不期望的光具有明顯更高的透射率。

此外可考慮的是，濾光器集成在光學(xué)結(jié)構(gòu)中，尤其集成在微型元件中。例如構(gòu)成為玻璃板的單獨(dú)的濾光元件的配置會具有如下缺點(diǎn)：可能使安裝和/或校準(zhǔn)變得困難并且需要大的位置耗用。濾光器集成在光學(xué)結(jié)構(gòu)中和/或上在此能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成非常緊湊的且節(jié)約位置的以及成本低廉的光學(xué)設(shè)備。由此也提高了可靠性和安全性，因?yàn)椴槐卦O(shè)置單獨(dú)的結(jié)構(gòu)上分開的濾光器。在此，濾光器尤其可單片(整體)地和/或一件式與光學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)成并且因此將根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備構(gòu)成為(集成的)部件。濾光器因此優(yōu)選可以通過微型元件本身形成。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備還可以尤其單片地和/或一件式地與傳感器設(shè)備構(gòu)成和/或集成在傳感器設(shè)備中。由此，可以進(jìn)一步提高尤其根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的緊湊性，所述系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備以及傳感器設(shè)備。

此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，會有優(yōu)點(diǎn)的是，設(shè)置濾光器用以對入射光的預(yù)定的波長過濾，其中濾光器尤其是構(gòu)成為紅外濾光器，以便優(yōu)選阻擋可見光。在此尤其是波長范圍從大約700nm(或780nm)到1mm、優(yōu)選從830nm到10μm和/或從780nm到10μm的光(即電磁輻射)稱作紅外范圍。尤其光的從大約700nm或780nm(其尤其接著可見光范圍)到1100nm的波長范圍稱作近紅外或接近紅外。尤其是，電磁輻射的對于眼睛可見的部分并且優(yōu)選在380nm到700nm(或780nm或800nm)之間的波長范圍稱作可見的波長范圍。在此，取決于傳感器設(shè)備的使用目的而定：光的何種光譜范圍對于圖像捕捉是有關(guān)的。在此情況下，令人驚訝地已表明：在紅外范圍中的光尤其在近紅外范圍中的光能夠?qū)崿F(xiàn)針對車輛的外圍區(qū)域特別可靠地識別用戶的姿勢。

此外，在本發(fā)明的范圍中可以設(shè)計(jì)為，在光學(xué)結(jié)構(gòu)處和/或在光學(xué)結(jié)構(gòu)中設(shè)置濾光器并且該濾光器尤其是構(gòu)成為，使得對準(zhǔn)傳感器元件的光基本上沒有可見光?？梢姽庠诖死绫灰种疲沟脤?zhǔn)傳感器設(shè)備的可見光(即被過濾的光)的強(qiáng)度減小到入射的可見光的強(qiáng)度的最大80％或50％或30％或10％。入射的可見光在此尤其是由在探測區(qū)域中的對象(如用戶)向回放射并且射到光學(xué)設(shè)備上的可見光。由此有效地減少不期望的可見光。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，另一優(yōu)點(diǎn)依下述情形得以實(shí)現(xiàn)：光學(xué)結(jié)構(gòu)尤其微型元件構(gòu)成為濾光器并且尤其具有用于濾光的材料和/或摻雜以用于濾光的材料，所述材料優(yōu)選吸收可見光。因此，得到如下優(yōu)點(diǎn)：微型元件同時(shí)可以用作折射的元件(例如微透鏡)和濾光器。由此，獲得了緊湊的結(jié)構(gòu)方式和成本低廉的制造。該材料例如可以是色料，尤其合成色料，其例如吸收達(dá)到至少10％或30％或50％或80％的可見光。該材料尤其通過摻雜和/或通過注塑引入濾光器中，尤其是引入到光學(xué)結(jié)構(gòu)中和/或微型元件中。

在本發(fā)明的范圍中還可考慮的是，微型元件具有層尤其介電的和/或金屬的層。通過涂層可以擴(kuò)寬微型元件的功能。這樣，例如微型元件可以具有(優(yōu)選金屬的)層，其構(gòu)成為，使得尤其通過與波長有關(guān)的相長干涉和與波長有關(guān)的相消干涉來實(shí)現(xiàn)反射的減少。同樣，可以設(shè)置多個(gè)這種層，并且因此可以形成抗反射涂層。表面反射在(近)紅外范圍中由此優(yōu)選減少到5％和/或2％和/或1％之下。還可考慮的是，微型元件具有至少一個(gè)介電層，所述介電層尤其構(gòu)成為用于與波長有關(guān)地濾除光的干涉濾光器。在此，通過干涉濾光器例如通過如下方式對不期望的光進(jìn)行濾除：實(shí)現(xiàn)與波長有關(guān)地相長干涉和相消干涉。濾光器因此可以具有干涉濾光器(即通過在微型元件上的至少一個(gè)層構(gòu)成)和/或具有吸收濾光器(例如通過在微型元件中的吸收性的色料)。除了不同的濾光器類型的組合之外，也可以設(shè)計(jì)為，濾光器僅具有干涉濾光器或僅具有吸收濾光器。

在另一可能性中，可以設(shè)計(jì)為，至少10x10(即總共100個(gè)微型元件和/或10列和10行)和/或20x20(即總共400個(gè)微型元件和/或20列和20行)和/或30x30(即總共900個(gè)微型元件和/或30列和30行)和/或50x50(即總共2500個(gè)微型元件和/或50列和50行)微型元件尤其以矩陣布置設(shè)置在光學(xué)結(jié)構(gòu)中，并且尤其可以匹配于傳感器元件的對應(yīng)的布置。在此，匹配例如可以1:1地進(jìn)行，使得每個(gè)微型元件匹配有恰好一個(gè)傳感器元件。此外，匹配例如也可以1:2地進(jìn)行，使得每個(gè)微型元件匹配有恰好兩個(gè)傳感器元件，或1:5地或1:10地進(jìn)行或以任意其他固定的比例進(jìn)行。為了實(shí)現(xiàn)這種預(yù)設(shè)的比例，也可以設(shè)計(jì)為，多個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)(尤其微透鏡陣列)相鄰地尤其矩陣狀地設(shè)置。由此，有效地改進(jìn)傳感器設(shè)備的填充因數(shù)并且均勻地提高了傳感器元件尤其像素的感光靈敏性。

此外，在本發(fā)明的范圍中可能的是，微型元件由塑料構(gòu)成。塑料例如可以構(gòu)成為尤其在紅外中半透明的和/或至少部分透明的和/或涂有清漆的塑料。在此，可以設(shè)計(jì)為，塑料的折射率在1.4到1.6之間，以便實(shí)現(xiàn)最佳地聚焦到傳感器元件上。

此外可考慮的是，微型元件具有丙烯酸酯(亞克力)和/或聚碳酸酯和/或環(huán)氧樹脂和/或石英玻璃和/或硅和/或鍺和/或硫化鋅和/或硒化鋅和/或磷化鎵和/或砷化鎵。在此，微型元件例如可以構(gòu)成為丙烯酸有機(jī)玻璃(即聚甲基丙烯酸甲酯)或者由聚碳酸鹽構(gòu)成，其中由此給定了在紅外范圍中的特別好的透射率。在此，設(shè)置微型元件的這種顏色配方，使得能夠?qū)崿F(xiàn)在(整個(gè))可見光范圍中的不可透過性和(近)紅外光的透過性。此外，環(huán)氧樹脂具有良好的耐熱性，鍺在紅外范圍中具有特別好的透明度。在使用磷化鎵時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在紅外范圍中的特別有利的透射性，其中微型元件可以具有至少3的折射率。

進(jìn)一步有利地可以設(shè)計(jì)為，設(shè)置載體尤其支承元件，以便至少定位各個(gè)微型元件和/或光學(xué)結(jié)構(gòu)和/或?qū)⑵涔潭ㄔ趥鞲衅髟O(shè)備上。載體在此優(yōu)選用于穩(wěn)定和/或與溫度無關(guān)地定位微型元件和/或光學(xué)結(jié)構(gòu)。在此，載體可以具有這種構(gòu)造，使得即使在載體熱膨脹時(shí)光學(xué)結(jié)構(gòu)也保持固定在相同的位置上。尤其是，載體和/或載體的補(bǔ)償元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將熱膨脹沿不同的方向引導(dǎo)并且由此進(jìn)行補(bǔ)償。此外，載體例如能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)結(jié)構(gòu)在基底上和/或在傳感器設(shè)備上可拆式的或不可拆式的固定。在此，載體例如單側(cè)地、雙側(cè)地(例如在對置的側(cè)上)設(shè)置或設(shè)置在傳感器設(shè)備或光學(xué)結(jié)構(gòu)的每個(gè)側(cè)上?；桌缇哂胁ＡШ?或硅。

有利地，在本發(fā)明中可以設(shè)計(jì)為，載體尤其支承元件具有至少一個(gè)補(bǔ)償元件，其構(gòu)成在光學(xué)結(jié)構(gòu)上，使該補(bǔ)償元件補(bǔ)償載體和/或支承元件的熱膨脹，其中尤其光學(xué)結(jié)構(gòu)在載體熱膨脹時(shí)通過載體保持在基本上相同的位置處。這優(yōu)選地通過如下方式實(shí)現(xiàn)：載體的至少一個(gè)補(bǔ)償元件具有彎折的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)優(yōu)選構(gòu)成為，在補(bǔ)償元件的第一結(jié)構(gòu)的第一方向上的熱膨脹通過向補(bǔ)償元件的第二結(jié)構(gòu)的(尤其相反的)第二方向上的熱膨脹來平衡。由此，也在各種不同的工作條件下確保最佳的圖像捕捉。

同樣，本發(fā)明的主題是具有用于車輛尤其機(jī)動車的傳感器設(shè)備和用以照射傳感器設(shè)備的至少一個(gè)光學(xué)設(shè)備的系統(tǒng)。在此，優(yōu)選設(shè)計(jì)為，光學(xué)設(shè)備包括光學(xué)結(jié)構(gòu)，該光學(xué)結(jié)構(gòu)具有光學(xué)微型元件的布置，以便通過光學(xué)微型元件將入射光聚束并且分別對準(zhǔn)傳感器設(shè)備的傳感器元件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)成為，對準(zhǔn)所述傳感器元件的光對于傳感器元件的光活性的區(qū)域是可聚集的。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備可以用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。由此，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)帶來了如參照根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備所詳細(xì)闡述的相同優(yōu)點(diǎn)。

此外可考慮的是，光學(xué)結(jié)構(gòu)與傳感器設(shè)備形成一個(gè)單元和/或集成在傳感器設(shè)備上，并且優(yōu)選相對于傳感器設(shè)備設(shè)置為，使得從外部入射的光被引導(dǎo)到光學(xué)結(jié)構(gòu)并通過光學(xué)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)到傳感器元件。就此而言，將如下區(qū)域理解為“外部”，來自探測區(qū)域中的光從該區(qū)域入射到光學(xué)設(shè)備中。在此可考慮的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)或光學(xué)設(shè)備具有開口和/或隙孔，入射光通過該開口和/或隙孔從外部到達(dá)光學(xué)結(jié)構(gòu)上。此外，光學(xué)結(jié)構(gòu)與傳感器設(shè)備優(yōu)選形成一個(gè)尤其一件式的結(jié)構(gòu)單元，使得極大地簡化了安裝。光學(xué)結(jié)構(gòu)在此可以與傳感器設(shè)備優(yōu)選可拆式地或不可拆式地例如通過焊接來連接。

有利的會是，在本發(fā)明的范圍中傳感器設(shè)備是圖像捕捉設(shè)備和/或圖像傳感器，其中傳感器元件構(gòu)成為光敏像素和/或作為矩陣和/或彼此相鄰地設(shè)置。該傳感器設(shè)備可以為此例如具有至少10x10和/或20x20和/或30x30和/或50x50和/或100x100和/或200x200個(gè)像素的分辨率，其中所述像素矩陣形地并且優(yōu)選方形地設(shè)置。此外，傳感器設(shè)備可以(尤其完全)在光的可見光譜范圍中并且至少部分在紅外范圍中具有感光靈敏性。優(yōu)選地，傳感器設(shè)備可以構(gòu)成為執(zhí)行飛行時(shí)間(time-of-flight)記錄并且因此測量(所發(fā)射的且向回放射的)光的傳播時(shí)間。為此，傳感器設(shè)備可以通過控制和/或分析設(shè)備與光源尤其脈沖激光器連接。此外，傳感器設(shè)備可以以時(shí)間控制的方式例如由控制和/或分析設(shè)備來運(yùn)行。

優(yōu)選地在本發(fā)明的范圍中可以設(shè)計(jì)為，傳感器元件尤其像素具有光活性的區(qū)域和非光活性的區(qū)域，其中僅光活性的區(qū)域光敏地構(gòu)成和/或用于圖像捕捉。在此，光活性的區(qū)域例如可以具有光電二極管并且因此直接與入射光束相互作用并且用于圖像捕捉。而非光活性的區(qū)域具有例如電線路或電子裝置或基底，使得射到其上的光并不用于圖像捕捉。非光活性的區(qū)域因此是必需的，以便能夠?qū)崿F(xiàn)了電子功能和像素的電子讀取。傳感器設(shè)備在此可以構(gòu)成為具有顏色敏感的或單色的像素的一維行傳感器或二維傳感器。

同樣在本發(fā)明的范圍中可以設(shè)計(jì)為，傳感器設(shè)備構(gòu)成為cmos(互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體電路)傳感器和/或ccd(電荷耦合器件)傳感器和/或構(gòu)成為ldpd(橫向漂移場光電探測器)傳感器。ldpd傳感器例如在文獻(xiàn)de102009020218b3中予以描述并且可以特別快速地讀取。cmos傳感器具有不復(fù)雜的成本低廉的構(gòu)造結(jié)構(gòu)。ccd傳感器是特別感光地構(gòu)成的。尤其是，傳感器設(shè)備構(gòu)成為，在近紅外范圍中的感光靈敏性對應(yīng)于在可見范圍中的感光靈敏性的至少80％或90％或100％。在此，傳感器設(shè)備優(yōu)選具有像素，所述像素將光轉(zhuǎn)換成電流。

此外根據(jù)本發(fā)明可考慮的是，傳感器設(shè)備與控制和/或分析裝置電連接，并且尤其以節(jié)拍方式來操控，使得可以執(zhí)行飛行時(shí)間記錄(即光傳播時(shí)間的測量)。在此，為了測量光傳播時(shí)間例如使用光源，以便發(fā)射光脈沖。光脈沖例如照明探測區(qū)域并且被對象如用戶向回放射(反射和/或散射)。接著，向回放射的光例如到達(dá)光學(xué)設(shè)備并且對準(zhǔn)傳感器設(shè)備。根據(jù)在光脈沖的發(fā)射與通過傳感器設(shè)備的探測之間的時(shí)間可以計(jì)算對象的距離。為此，以時(shí)間控制方式進(jìn)行所述探測。以節(jié)拍方式的操控在此優(yōu)選與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的光源尤其脈沖激光器或led的脈沖式操控同步地進(jìn)行。在此，光源優(yōu)選構(gòu)成為紅外光源并且例如具有電子快門或至少兩個(gè)開關(guān)，其在時(shí)間上根據(jù)光源來操控。通過借助尤其共同的調(diào)制源(即例如借助控制和/或分析設(shè)備)對光源和/或傳感器設(shè)備的時(shí)間協(xié)調(diào)的并且同步的操控，可以捕獲光傳播時(shí)間并且由此可以實(shí)現(xiàn)間距探測。在此，例如使用每秒至少一個(gè)圖像或每秒至少三個(gè)圖像或每秒至少五個(gè)圖像或每秒至少十個(gè)圖像或每秒至少二十個(gè)圖像或每秒至少四十個(gè)圖像或至少八十個(gè)圖像或至少一百六十個(gè)圖像的圖像速率(幀速)。優(yōu)選地，這些圖像中的一個(gè)圖像(尤其任意各個(gè)圖像)在此由至少15或至少30或至少40或至少50或20到1000、優(yōu)選40到60、尤其200的單記錄和/或累積構(gòu)成。此外，可以設(shè)計(jì)為，針對相應(yīng)的單記錄和/或累積，以6ns到100ns(納秒)、優(yōu)選10ns到50ns、尤其至少30ns的記錄時(shí)間(曝光時(shí)間，即照射持續(xù)時(shí)間)執(zhí)行照射。為了執(zhí)行(對傳感器設(shè)備的)操控和/或采集單記錄，例如可以使用節(jié)拍器。此外，可以設(shè)計(jì)為，傳感器設(shè)備和/或圖像速率和/或照射持續(xù)時(shí)間和/或操控通過控制和/或分析設(shè)備的監(jiān)控單元來監(jiān)控，其中優(yōu)選由此監(jiān)控和/或調(diào)節(jié)和/或控制和/或同步化傳感器設(shè)備的操控和/或節(jié)拍和/或時(shí)間特性和/或能量供給。由此例如可以可靠地探測用戶的接近或姿勢。

此外可以設(shè)計(jì)為，設(shè)置至少一個(gè)光源用于發(fā)出至少光脈沖或連續(xù)的輻射，并設(shè)置光學(xué)設(shè)備的濾光器，其中濾光器的濾光器特性與由光源發(fā)射的光的波長適配。為了實(shí)現(xiàn)高效的姿勢識別和/或飛行時(shí)間測量，在此尤其設(shè)置紅外光源，其中濾光器與所發(fā)射的光的光譜范圍適配。

此外，本發(fā)明的主題是用以借助光學(xué)設(shè)備照射用于車輛的傳感器設(shè)備的方法。在此，可以設(shè)計(jì)為，光學(xué)設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)具有光學(xué)微型元件的布置，并且通過光學(xué)微型元件將入射光聚束并且分別對準(zhǔn)傳感器設(shè)備的傳感器元件，其中通過光學(xué)結(jié)構(gòu)將對準(zhǔn)傳感器元件的光對于傳感器元件的光活性的區(qū)域聚集。此外可以設(shè)計(jì)為，針對根據(jù)本發(fā)明的方法使用根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。由此，根據(jù)本發(fā)明的方法帶來了如參照根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備所詳細(xì)描述的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。

尤其可考慮的是，入射到光學(xué)設(shè)備中的光首先通過濾光器，隨后被微型元件操縱處理，并且接著通過微型元件對準(zhǔn)傳感器元件。對光的操縱處理尤其通過偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，使得光聚集到傳感器元件的光活性的區(qū)域上。在此，可以設(shè)計(jì)為，微型元件構(gòu)成為，使得光束距微型元件的中心點(diǎn)越遠(yuǎn)地射到，則射束被越強(qiáng)地折射和轉(zhuǎn)向，使得入射光被每個(gè)微型元件聚束和聚焦。

此外可以設(shè)計(jì)為，通過濾光器與波長有關(guān)地通過吸收和/或反射來對入射光進(jìn)行濾光。為此，濾光器例如可以具有色料。所述色料能夠?qū)崿F(xiàn)吸收光的確定的不期望的光譜范圍。色料例如可以引入微型元件的一個(gè)或多個(gè)層中和/或引入微型元件之內(nèi)。對光的不期望的光譜范圍的反射例如通過至少一個(gè)干涉濾光器進(jìn)行，所述干涉濾光器通過微型元件上和/或中的層構(gòu)成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地過濾(尤其可見光的)不期望的光范圍。

此外可考慮的是，微型元件將入射光聚束并且對準(zhǔn)和/或聚焦到傳感器設(shè)備的分別確定的區(qū)域，尤其是到傳感器元件的光活性的區(qū)域，使得減少對非光活性的區(qū)域的照射。微型元件因此尤其構(gòu)成為微透鏡，其中光的聚束由于微透鏡的與外部區(qū)域不同的折射率而實(shí)現(xiàn)。由此可以改善傳感器的感光靈敏性以及光產(chǎn)出(光效率)。填充因數(shù)和/或光電靈敏度由此例如被至少提高1.5倍、2倍和/或3倍。

此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以設(shè)計(jì)為，設(shè)置控制和/或分析設(shè)備，其中該控制和/或分析設(shè)備以脈沖方式操控傳感器設(shè)備和/或光源以執(zhí)行飛行時(shí)間記錄。傳感器設(shè)備的脈沖式運(yùn)行在此是與時(shí)間有關(guān)的運(yùn)行，其中傳感器設(shè)備例如借助電子開關(guān)以與時(shí)間有關(guān)的方式被靈敏地開關(guān)。光脈沖在此例如具有30ns到300ns的持續(xù)時(shí)間。控制和/或分析設(shè)備在此尤其用作用于與時(shí)間有關(guān)地進(jìn)行操控的調(diào)制源并且可替選地或附加地可以具有分析電子裝置。該分析電子裝置例如包括微處理器和/或數(shù)字信號處理器，并且例如可以借助傳感器設(shè)備測量到的圖像信息根據(jù)對光源的操控來確定光傳播時(shí)間。此外可考慮的是，控制和/或分析設(shè)備借助傳感器設(shè)備的圖像信息實(shí)現(xiàn)姿勢識別。為此例如執(zhí)行模式識別。在此，例如可以使用算法，如統(tǒng)計(jì)模式識別，如支持向量機(jī)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

此外可考慮的是，通過傳感器設(shè)備監(jiān)控在車輛之外的探測區(qū)域，以便確定用戶的接近和/或姿勢，其中在探測到接近和/或姿勢的情況下觸發(fā)車輛的功能。這樣的功能例如可以是辯識檢驗(yàn)，該辯識檢驗(yàn)例如在被動和/或主動無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的范圍中執(zhí)行。這樣，例如可能的是，在識別到確定的姿勢時(shí)將喚醒信號傳輸給用戶例如隨身攜帶的辯識發(fā)生器。辯識發(fā)生器接收喚醒信號并且隨后將代碼傳輸給車輛。另一功能例如可以是后備箱蓋的打開和/或車輛的車門的打開。在此，例如可以設(shè)計(jì)為，在識別到第一姿勢時(shí)操控第一功能而在識別到第二姿勢時(shí)操控第二功能。

此外可考慮的是，為了傳感器設(shè)備的圖像捕捉，設(shè)置控制和/或分析設(shè)備，該控制和/或分析設(shè)備將該傳感器設(shè)備的與光量有關(guān)的一定數(shù)量的圖像記錄組合，用以分析。因此，控制和/或分析設(shè)備也可以用于改善圖像捕捉，其中通過分析電子裝置例如對多個(gè)圖像記錄求平均和/或積分。為此需要的是，傳感器設(shè)備執(zhí)行多個(gè)圖像記錄，這些圖像記錄接著被組合成一項(xiàng)記錄。

此外，本發(fā)明的主題是一種安裝模塊，該安裝模塊具有光學(xué)設(shè)備和用于車輛的傳感器設(shè)備。在此，優(yōu)選設(shè)計(jì)為，光學(xué)設(shè)備包括光學(xué)結(jié)構(gòu)，該光學(xué)結(jié)構(gòu)具有光學(xué)微型元件的布置，以便通過光學(xué)微型元件將入射光聚束并且分別對準(zhǔn)傳感器設(shè)備的傳感器元件，其中所述光學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)成為，對準(zhǔn)所述傳感器元件的光對于傳感器元件的光活性的區(qū)域被聚集。此外可以設(shè)計(jì)為，針對根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊使用根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的方法。由此，根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊帶來了如參照根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的方法所詳細(xì)描述的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。

此外可考慮的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊具有殼體，并且尤其與殼體一起可手動地安裝在車輛上，使得車輛的外部區(qū)域可以通過傳感器設(shè)備監(jiān)控。此外，安裝模塊可以構(gòu)成為安裝到車輛中，使得傳感器設(shè)備的探測區(qū)域至少部分在車輛的外部區(qū)域中延伸。由此可以光學(xué)地捕捉對象如用戶。殼體例如可以構(gòu)成為設(shè)置在車輛的b柱上和/或設(shè)置在車輛的尾部區(qū)域上和/或車輛的標(biāo)志上。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊在此除了傳感器設(shè)備和光學(xué)設(shè)備之外例如也包括光源和/或控制和/或分析設(shè)備，該控制和/或分析設(shè)備優(yōu)選受保護(hù)地(例如以免氣候影響)設(shè)置在殼體之內(nèi)。在此，殼體具有開口，入射光穿過開口可以進(jìn)入并且射到光學(xué)設(shè)備上。

附圖說明

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)從如下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例的說明中得到。在此，在權(quán)利要求中和在說明書中所提及的特征分別單獨(dú)地或任意組合地反映本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。在附圖中：

圖1示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的車輛的尾部區(qū)域的俯視圖，

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的視圖，該光學(xué)設(shè)備設(shè)置在車輛的側(cè)部區(qū)域上，

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的視圖，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的視圖，

圖5示出了傳感器設(shè)備的放大的示意性視圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的運(yùn)行方式以及根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意性視圖，

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性視圖，

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)的另一示意性視圖，

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)的另一示意性視圖，

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)的另一示意性視圖，

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備、根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊的視圖；以及

圖12示出了用于視化根據(jù)本發(fā)明的方法的方法步驟的示意圖。

在后續(xù)的圖中，不同的實(shí)施例使用相同的附圖標(biāo)記來表示同樣的技術(shù)特征。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出了車輛1的尾部區(qū)域的俯視圖，其中在車輛1的尾部區(qū)域上設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200，該系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100和傳感器設(shè)備10。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200在此設(shè)置在車輛1的外部區(qū)域上，使得通過傳感器設(shè)備10可以監(jiān)控在車輛1之外的探測區(qū)域5。為此，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200和/或光學(xué)設(shè)備100具有開口或隙孔，其設(shè)置在車輛1上，使得來自探測區(qū)域5的光作為入射光2可以穿過根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100。入射光2在此通過根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100被偏轉(zhuǎn)或光路被修改，使得該光對準(zhǔn)傳感器設(shè)備10的傳感器元件10.1。入射光2在此尤其是來自探測區(qū)域5中的對象如用戶4的光信息。在此，例如日光和/或光源7的光被所述對象如用戶4向回放射。通過在利用光源7的情況下捕獲光傳播時(shí)間，例如通過飛行時(shí)間測量，還可以實(shí)現(xiàn)間距探測。此外，通過傳感器設(shè)備10對多個(gè)圖像記錄和比較能夠?qū)崿F(xiàn)用戶4的姿勢的識別和分析。在此可考慮的是，通過傳感器設(shè)備10進(jìn)行的圖像捕捉由用戶4的接近和/或由id發(fā)生器6的探測來啟動。根據(jù)對所捕捉的圖像信息譬如所識別的姿勢或所識別的運(yùn)動圖的分析，可以激活車輛1的功能。這樣的功能例如是認(rèn)證過程，其中，例如喚醒信號經(jīng)由無線電連接傳輸給id發(fā)生器6，和/或無線地與id發(fā)生器6進(jìn)行安全代碼交換。

圖2示出了帶有傳感器設(shè)備10以及根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的車輛1的后視圖。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100例如可以設(shè)置在車輛1的b柱上并且具有朝向車輛1的外部區(qū)域的至少一個(gè)開口?？煽紤]的是，根據(jù)光學(xué)設(shè)備100預(yù)設(shè)最大圖像角度，該圖像角度確定了探測區(qū)域5的伸展范圍。此外可能的是，也可以在車輛1上設(shè)置多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100和/或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200。這樣，根據(jù)圖1例如可以在車輛1的尾部區(qū)域上設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200或根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100，而在車輛的每個(gè)側(cè)面區(qū)域上設(shè)置另一根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100或另一根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200。由此，實(shí)現(xiàn)如下優(yōu)點(diǎn)：可以從車輛1的任一側(cè)探測用戶4的接近和/或姿勢。

在圖3中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)。在此可以設(shè)計(jì)為，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200是根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊300的組成部分。安裝模塊300在此構(gòu)成為，使得可以簡單地安置在車輛1上，例如在車輛1的為此設(shè)置的容納部中。為此，安裝模塊300例如具有殼體，在該殼體中設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100，包括傳感器設(shè)備10和/或光源7和/或控制和/或分析設(shè)備310。此外，根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊300例如可以通過螺絲、卡夾件、通過可拆式的固定和/或以形狀鎖合和/或力鎖合方式安裝在車輛1上或在為此設(shè)置的容納部中。同樣，根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊300可以具有電接觸機(jī)構(gòu)譬如插接連接，以便與車輛1或與車輛1的車輛電子裝置建立電連接，用以電流供給和/或數(shù)據(jù)連接?？刂坪?或分析設(shè)備310優(yōu)選具有電子裝置如微處理器和/或微控制器和/或fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)和/或數(shù)據(jù)存儲器。此外可考慮的是，控制和/或分析設(shè)備310包括總線適配器譬如用于與車輛電子裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接的can總線適配器和/或用于處理光和/或圖像信息的數(shù)字信號處理器。車輛1的車輛電子裝置在此尤其可以包括控制電子裝置1.1，該控制電子裝置例如借助由控制和/或分析設(shè)備310傳送的信息啟動認(rèn)證過程或車輛1的其他功能。在圖3中可看到，控制和/或分析設(shè)備310以電子方式或以電氣方式與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200、尤其與控制設(shè)備10和/或與光源7尤其是與用于操控激光二極管7.1的光源7的未示出的電子裝置連接。在此，控制和/或分析設(shè)備310優(yōu)選控制光源7和/或控制傳感器設(shè)備10的脈沖式或間歇式運(yùn)行。例如光束或光脈沖通過光源7產(chǎn)生，接著通過用于照明探測區(qū)域5的擴(kuò)展光學(xué)裝置7.2來擴(kuò)展并且發(fā)射到探測區(qū)域5中。所發(fā)射的光由探測區(qū)域5中的對象如用戶4向回放射并且至少部分作為入射光2射到光學(xué)設(shè)備100。入射光通過根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100被改變，例如聚束和/或聚集，并且對準(zhǔn)傳感器設(shè)備10。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的示意性放大視圖，其中根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100設(shè)置在傳感器設(shè)備10上。傳感器設(shè)備10例如構(gòu)成為圖像捕捉傳感器并且優(yōu)選與光學(xué)設(shè)備100形成共同的和/或可單獨(dú)安裝的和/或單片(整體)的組件。為此，傳感器設(shè)備10的傳感器元件10.1和/或光學(xué)設(shè)備100也可以設(shè)置和/或固定在傳感器設(shè)備10的基底10.5和/或電路板10.5上。通過傳感器設(shè)備10和光學(xué)設(shè)備100形成的這個(gè)組件例如形成根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200并且還可以具有用于安裝和/或用于保護(hù)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200的殼體201。在圖4中可看到，光學(xué)設(shè)備100可以構(gòu)成為微透鏡陣列101和/或具有微透鏡陣列101。此外，光學(xué)設(shè)備100的光學(xué)結(jié)構(gòu)101或者說微透鏡陣列101具有多個(gè)微型元件101.1。微型元件101.1優(yōu)選構(gòu)成為微透鏡101.1并且分別匹配于傳感器設(shè)備10的傳感器元件10.1。在此，在圖4中，每個(gè)微型元件101.1分別匹配于唯一一個(gè)傳感器元件10.1，對此也可以考慮其他比例關(guān)系。入射光2在此首先射到光學(xué)設(shè)備100或微型元件101.1并且由光學(xué)設(shè)備100優(yōu)選轉(zhuǎn)換成多個(gè)光束。在此，尤其每個(gè)微型元件101.1可以分別產(chǎn)生一個(gè)光束并且因此入射光2分別聚焦或?qū)?zhǔn)到與微型元件101.1匹配的傳感器元件10.1。

在圖5中示意性地示出了傳感器設(shè)備10的傳感器元件10.1(即具有示例性6x6傳感器元件的部分)的放大的視圖。在此，在圖5的右側(cè)上示出了傳感器設(shè)備10的四個(gè)(即2列和2行或者說2x2)傳感器元件10.1的示意性俯視圖。每個(gè)傳感器元件10.1在此具有光活性的區(qū)域10.2，該光活性的區(qū)域(直接光學(xué)活性地)用于圖像捕捉。該區(qū)域用陰影線示出。光活性的區(qū)域10.2在此是感光的區(qū)域，例如用于將光(尤其紅外光)轉(zhuǎn)換成電流并且例如具有光電二極管。光電二極管例如是矩形地、方向地或多邊形地構(gòu)成并且例如具有從1.4μm到大約20μm的邊長。傳感器元件10.1的其余面積形成非光活性的區(qū)域10.3，該非光活性的區(qū)域不能(通過光作用)用于圖像捕捉并且例如包括線路、電子裝置和/或僅包括基底10.5或印制導(dǎo)線。被照明的光活性的區(qū)域10.2的面積與被照明的非光活性的區(qū)域10.3相比越小，則填充因數(shù)越小并且傳感器設(shè)備10的光敏度越小。

如在圖5中所示，僅僅傳感器設(shè)備10的傳感器元件10.1的確定的區(qū)域是感光的并且因此可以用于圖像捕捉。然而，通常是要照明傳感器元件10.1的整個(gè)區(qū)域，因此光的一部分保持未被利用。由此降低了填充因數(shù)和對入射光2的光敏度。為了提高填充因數(shù)或光敏度，根據(jù)本發(fā)明在傳感器設(shè)備10上使用光學(xué)設(shè)備100。為此，入射光2首先射到光學(xué)設(shè)備100或光學(xué)結(jié)構(gòu)101上，其可以構(gòu)成為微透鏡陣列101。

在圖6中示出了，入射光2的光束被微型元件101.1折射并且由此尤其被偏轉(zhuǎn)，使得其作為對準(zhǔn)傳感器元件的光3聚集地對準(zhǔn)或聚焦到傳感器元件10.1的光活性的區(qū)域10.2上。由此，提高了對光活性的區(qū)域10.2的照明或者說降低了對非光活性的區(qū)域10.3的照明，并且可以使用更多光學(xué)信息來進(jìn)行圖像捕捉。尤其是，入射光2在微型元件101.1上的光折射基于微型元件101.1的折射率來進(jìn)行，微型元件的折射率與在微型元件101.1之外的材料或氣體(例如空氣)的折射率不同。

為了在良好的光照條件下(例如在日間)不是有過大光量射到傳感器元件10.1的光活性的區(qū)域10.2上并且還要減少干擾光，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100可以具有濾光器102。濾光器102在此構(gòu)成為，對圖像捕捉有關(guān)的波長(譬如光源7的波長和/或紅外范圍)被透射并且至少不期望的波長范圍譬如可見光被濾除。所述濾除例如經(jīng)由吸收和/或通過反射在不期望的光譜范圍中的光來進(jìn)行。吸收例如通過如下方式實(shí)現(xiàn)：光學(xué)設(shè)備100的光學(xué)結(jié)構(gòu)101和/或微型元件101.1以濾光器材料102.1尤其色料102.1摻雜和/或具有該色料102.1，如在圖7中示出。同樣，可考慮的是，微型元件101.1具有至少一個(gè)層102.2，所述層具有用于濾除的相應(yīng)的濾光器材料102.1。濾光器材料102.1在此被選擇或構(gòu)成為，使得通過所述濾光器材料102.1來進(jìn)行在不期望的光譜范圍中的或者說具有不期望的波長的光的吸收。原則上尤其是，濾光器102和/或?yàn)V光器材料102.1在此所具有的折射率和/或吸收特性不同于微型元件101.1的折射率或吸收特性。

可替選地和/或附加地，對在不期望的光譜范圍中的或者說具有不期望的波長的光進(jìn)行反射，以便濾除。為此，例如可以使用干涉濾光器，其構(gòu)建為在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的微型元件101.1上的至少一個(gè)層102.2。這例如在圖8中示出，其中第一波長2a的光被進(jìn)一步傳導(dǎo)，而第二波長2b的光被反射并且因此被濾除。此外也可以在微型元件101.1上構(gòu)成多個(gè)層102.2，譬如在圖9中示出。在此，例如所有層102.2可以用作濾光器102。此外，附加的層102.2例如可以具有第一層102.2a、另一功能。該功能例如可以是減少不期望的反射，使得例如第一層102.2a構(gòu)成為抗反射涂層，而第二層102.2b構(gòu)成為濾光器。第一層102.2a和/或第二層102.2b也可以分別具有多個(gè)層，以便例如提高過濾的程度和/或抗反射功能?？狗瓷鋵泳哂锌狗瓷涔δ懿⑶乙虼擞绕淇梢詼p少對入射光2的反射。這樣，抗反射涂層例如可以針對紅外范圍中的波長(例如900nm)是最佳的和/或針對紅外范圍(尤其針對900nm)具有低于5％或優(yōu)選低于1％的反射度或反射率。尤其是，濾光器102并且尤其是濾光器102的第一層102.2a所具有的反射度小于第二層102.2b和/或微型元件101.1的反射度。

在圖10中示出了濾光器102在光學(xué)結(jié)構(gòu)101上的另一可能的構(gòu)造。這樣，濾光器102可以作為涂層安置在光學(xué)結(jié)構(gòu)101上，使得入射光2首先射到濾光器102上并且在通過濾光器102透射之后才射到根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的微型元件101.1上。濾光器102也可以構(gòu)成為獨(dú)立的單元，該獨(dú)立的單元可拆式地或不可拆式地與光學(xué)結(jié)構(gòu)101或微型元件101.1連接。濾光器102可以具有至少一個(gè)層，并且尤其具有多個(gè)層，其中所述層至少部分構(gòu)成為與頻率有關(guān)的(干涉或吸收)濾光器和/或至少部分構(gòu)成為抗反射濾光器。也可以設(shè)置載體104尤其支承元件104，其例如單側(cè)地、雙側(cè)地設(shè)置或設(shè)置在光學(xué)結(jié)構(gòu)101的每個(gè)側(cè)上。載體104在此用于固定和穩(wěn)定光學(xué)結(jié)構(gòu)101，其中載體104尤其構(gòu)成為，即使在載體104熱膨脹時(shí)也使得光學(xué)結(jié)構(gòu)固定地保持在相同的位置處。這優(yōu)選地通過載體104的至少一個(gè)補(bǔ)償元件104.1借助一種(彎折的)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)優(yōu)選構(gòu)成為：在補(bǔ)償元件104.1的第一結(jié)構(gòu)的第一方向上的熱膨脹通過向補(bǔ)償元件104.1的第二結(jié)構(gòu)的(尤其相反的)第二方向上的熱膨脹來平衡。

在圖11中示出了具有根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200的另一構(gòu)造，其中根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)200與光源7一起構(gòu)成為根據(jù)本發(fā)明的安裝模塊300。此外，設(shè)置附加的光學(xué)裝置103，其中入射光2首先通過光學(xué)裝置103偏轉(zhuǎn)和/或聚束并且接著通過光學(xué)裝置103對準(zhǔn)根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100。光學(xué)裝置103在此例如可以構(gòu)成為會聚透鏡。

在圖12中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的方法步驟。在此，根據(jù)第一方法步驟400.1，入射光2首先射到根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備100的濾光器102上，由此尤其阻止或者說濾除可見光，并且尤其是相較于紅外光范圍抑制可見光。根據(jù)第二方法步驟400.2，接著，經(jīng)過濾的光射到光學(xué)設(shè)備100的光學(xué)微型元件101.1上并且通過所述光學(xué)微型元件被聚束，使得光接著根據(jù)第三方法步驟400.3聚集到傳感器元件10.1的光活性的區(qū)域10.2上。

前面對不同實(shí)施形式的闡述僅在示例的范疇內(nèi)描述了本發(fā)明。當(dāng)然，實(shí)施形式的各個(gè)特征只要在技術(shù)上合理就可以自由地彼此組合，而不離開本發(fā)明的范圍。

附圖標(biāo)記表

1車輛

1.1控制電子裝置

2入射光

2a第一波長的光

2b第二波長的光

3對準(zhǔn)傳感器元件的光

4用戶

5探測區(qū)域

6id發(fā)生器

7光源

7.1激光二極管

7.2擴(kuò)展光學(xué)裝置

10傳感器設(shè)備、圖像捕捉傳感器

10.1傳感器元件、像素

10.2光活性的區(qū)域

10.3非光活性的區(qū)域

10.5傳感器基底、電路板

100光學(xué)設(shè)備

101光學(xué)結(jié)構(gòu)、微透鏡陣列

101.1微型元件、微透鏡

102濾光器

102.1濾光器材料、色料

102.2層

102.2a第一層

102.2b第二層

103光學(xué)裝置

104載體、支承元件

104.1補(bǔ)償元件

200系統(tǒng)

201殼體

300安裝模塊

310控制和/或分析設(shè)備

400方法

400.1第一方法步驟

400.2第二方法步驟

400.3第三方法步驟