[发明专利]具有小高度和高分辨率的光学图像记录设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学图像记录设备，包括：外壳，具有相对小的高度和至少一个相对宽的光学图像信息输入表面；光程单元，包括第一透镜阵列、第二透镜阵列以及包括图像传感器的光学图像记录设备，在光程单元中，第一透镜阵列将输入的光学信息引导到基本上垂直于外壳的高度延伸的第二透镜阵列的光轴上，以及图像传感器接收该光学图像信息，以及光学图像记录设备进一步包括与图像传感器相耦合的用于处理和存储图像数据的电子装置。

背景技术

US 6,850,279 B1公开了一种如上所述的光学图像记录设备。

根据现有技术的光学图像记录设备包括具有“相对”宽的表面和“相对”小的高度的照相机外壳，这里“相对”是指与传统大小的照相机相比，这类照相机具有扁平构造。在这种如上所述根据现有技术的照相机中，透镜系统完全容纳在外壳中，使得光学图像记录系统总是具有较低的高度和鲁棒的结构。这样，这类相机就可以容易地装在皮夹或者设计用来盛装信用卡的小手提包中。与其他现有的照相机例如卡片式照相机相比，这种照相机的优点在于，插入皮夹或手提包之前，不必从外壳上取下透镜系统。

在根据现有技术的上述设备中，通过具有垂直于外壳的宽表面之一延伸的光轴的前透镜阵列来接收光学信息。然后通过反射元件(例如镜子)将输入的光学信息反射例如90度，进入沿着与垂直于外壳高度的方向延伸的第二透镜阵列的光轴中，例如，沿着外壳的长度延伸，其优选为外壳的最大尺寸。图像记录设备接收经过第二透镜阵列处理过的光学信息，该图像记录设备包括具有二维光敏阵列的CCD(电荷耦合器件)或者CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。光学图像转换成电信号并存储为例如RAW图像信息。电信号可以在数据处理设备中，典型的是在微处理器中进行处理和存储。

US 2005/0111106 A1公开了一种光学元件组件，其中利用棱镜反射来自物体并输入到第二光学元件中的入射光。

发明内容

本发明的目的就是如前文所述改进光学图像记录设备，使得关于其机械结构和光学分辨率都是最优化的。

通过以下特征实现上述目的：至少包括两个不同的光程单元，其中每个光程单元至少处理并记录输入的光信息的相应部分，以及该光学图像记录设备中配备有组合装置，用于将相应的光学图像记录设备中记录的信号进行电组合。

本发明的一个优点在于，因为使用了不同的并行光程单元，每个单元的机械尺寸可以被最优化，并且每个光程单元处理的信息都可以分别在电子层面上进行组合。这可形成对于特定高度具有改进分辨率的光学图像记录设备，或者可替换地相对于给定分辨率具有进一步减少高度的光学图像记录设备。

在本发明的一个实施例中，每个光程单元都包括一个二维图像传感器，其中的一维沿着外壳的高度延伸。这样，第二透镜阵列的光轴就与图像传感器的光轴重合，其结果是不再需要其他的光学或机械装置。本实施例允许每个光程单元都分别使用减小高度的图像传感器，而总光学图像信息可以从每个图像传感器输出的电信号组合。在另一个实施例中，其中包括一对光程单元，与根据现有技术的“单光程单元”设备相比，两个图像传感器中的每一个只有它的横向尺寸的大约一半。由于图像传感器的尺寸是决定照相机大小的一个重要因素，所以减小高度得以实现。

另一个实施例的特征在于，包括至少一对相互反并行布置的光程单元，其中每个光程单元处理沿着分配给相应的第一透镜阵列的各自观察锥体输入的其各自图像，以及组合装置配备用于合成完整的图像信息。这样，可以维持每个光程单元的分辨率，并且可以最小化主要由图像传感器的大小决定的高度。如果根据本实施例的优选的详述，一对光程单元的观察锥体是部分重叠的，这允许恢复在观察锥体的边缘处可能丢失的信息。

本发明实施例的另一可替换方案特征在于，在第一和第二透镜阵列之间具有一个孔径，该孔径优势地是机械快门。

另一个实施例的特征在于，在每个光程单元中都具有自动聚焦单元。

作为一种可选的解决方案，自动聚焦单元包括一个操作装置，用于沿与外壳的高度垂直的方向移动图像传感器，而用于移动图像传感器的操作装置优选地包括压电致动器元件。如果图像传感器本身没有足够的惯量，为了改进机械性能，可以将该压电致动器元件与一个质量块接合。

作为另一种可选的解决方案，每个光程单元中配备的自动聚焦单元包括另一个操作装置，用于相对于外壳内的第一透镜阵列来移动第二透镜阵列或第二透镜阵列的部分，同时保持图像传感器是固定的。

总之，在本发明的所有实施例中，第一透镜阵列包括棱镜或者由棱镜组成。