光电子发光装置、用于对场景照明的方法、相机以及移动终端与流程

文档序号:15753892发布日期:2018-10-26 18:19阅读:144来源:国知局
光电子发光装置、用于对场景照明的方法、相机以及移动终端与流程

本发明涉及一种光电子发光装置。本发明还涉及一种用于照明要作为图像被记录的场景的方法。本发明还涉及一种相机。本发明此外涉及一种移动终端。



背景技术:

已知借助闪光灯来照射要作为图像被记录的场景。常见的闪光灯通常以固定的强度和色度分布来照明场景。

像素化发射器例如由公开文献de102014101896a1所已知。该申请的公开内容由此通过参考结合于此。



技术实现要素:

本发明所基于的任务在于,提供一种对要作为图像被记录的场景进行有效照明的有效的概念。

该任务借助独立权利要求的相应主题来解决。本发明的有利的扩展方案是各自的从属权利要求的主题。

按照一个方面,提供了一种用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置,包括:

-像素化发射器,具有多个发射光的像素,用于照明要作为图像被记录的场景,以及

-操控机构,其被构造用于根据至少一个参数来单独地操控像素,以便以预确定的照明强度分布来照明要记录的场景。

发光装置在此可以包括一个或多个像素化发射器。每个像素化发射器可以被分配有自己的操控机构,或者全部的像素化发射器利用唯一的操控机构来运行。

按照该光电子发光装置的至少一个实施方式,所述至少一个像素化发射器为照明装置的光源,其在该发光装置运行时产生用于照明要作为图像被记录的场景的光。至少一个像素化发射器的光在此例如通过至少一个光学元件被辐射到该发光装置的视场中。所述视场可以被分成多个子区域。每个子区域于是被发光装置的至少一个像素照射。通过这种方式,能够不仅仅用均匀的照明强度分布照明要作为图像被记录的场景,而且用可预给定的照明强度来照明不同的子区域。

这里,尤其可能的是,将发光装置的两个或更多个像素设计为用于照射在视场中的共同的子区域。通过这种方式,能够实现:通过使用辐射不同类型的光的像素来用不同类型的光照明视场中的每个子区域。利用其来照明子区域的光的类型例如可以也涉及该光的色温和/或色坐标。

发光装置的像素可以相互分离地运行。也即,每个像素可以单独地以可预给定的电流强度来运行,其中可以以不同的电流强度来运行不同的像素。

优选地,将成像光学系统设计为,使得当全部像素被相同地通电时在目标面上出现以下照明强度分布,该照明强度分布具有从中心到边角的定义的照明强度下降。例如,照明强度从在中心的值或者从出现的最大照明强度值下降到该值的30%。

按照该光电子发光装置的至少一个实施方式,照明强度描述了涉及面积的光流,所述光流投射到在要作为图像被记录的场景中被照明的对象上。在此,照明强度针对视场的各个子区域可以是不同的,使得在整个视场上得到确定的照明强度分布。照明强度尤其是涉及光度大小,进行照明的射线的各个波长用眼睛在所涉及的波长情况下的敏感度来加权成光度大小。因此,通过这种方式,进行照明的光的颜色也进入照明强度中。如果例如以红光来照射视场的子区域,其中发射红光的像素产生确定的辐射强度,那么当相应的绿色像素发射基于相同的辐射强度的光时,用绿光照射的其他子区域中的照明强度在那里由于眼睛在绿色光谱区域中的敏感度提高而更大。

按照另一方面,提出了一种用于在使用用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置的情况下来照明要作为图像被记录的场景的方法,包括下面的步骤:

-提供至少一个参数,

-借助通过操控机构基于该至少一个参数来操控发射光的像素,以预确定的照明强度分布来照明要记录的场景。

按照另一方面,提供了一种用于记录场景的图像的相机,包括:

–用于记录场景的图像的图像传感器,

-用于将场景成像到图像传感器上的物镜,以及

-用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置。

按照另一方面提供了一种移动终端,其中该移动终端包括用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置或者用于记录场景的图像的相机。

本发明基于如下认识:上述任务可以通过使用像素化发射器来予以解决,该像素化发射器具有可以被单独地操控的多个发射光的像素。发射光的像素被构造为可被单独操控的发射光的像素。发射光的像素可以单独地用操控机构来加以操控,使得例如不同的像素分别发射基于不同强度的光。由此,尤其是带来技术上的优点:可以针对要记录的场景调整预确定的照明强度分布。也就是说,由于对发射光的像素的单独操控不再预给定固定的照明强度分布,而是能够实现可变的、也就是可调整的照明强度分布。

通过设置操控机构基于其来单独操控像素的参数,尤其是引起下面的技术优点:可以通过选择合适的参数来调整相应的照明强度分布。

因此,尤其是引起如下技术优点:提供了用于对于要作为图像被记录的场景进行有效照明的有效概念。

就像素化发射器而言,可能的是:像素化发射器的每个像素可以用单个半导体芯片、例如发光二极管芯片来予以构成。但是,按照至少一个实施方式,优选的是:像素化发射器具有至少一个半导体芯片,该至少一个半导体芯片包括大量像素中的两个或更多个像素。也就是说,像素化发射器包括一个或多个半导体芯片,这些半导体芯片被划分为多个像素。这种半导体芯片尤其是可以为像素化的发光二极管芯片。

这具有优点:像素化发射器的像素的间距通过将半导体芯片结构化为多个像素来加以预给定并且通过这种方式例如可以通过光刻方法来加以调整。与此不同地,在其中每个像素通过单个半导体芯片构成的像素化发射器中,半导体芯片必须以高精度来并排布置,由此它们全部校准至布置在后面的光学系统。在包括一个或多个以下半导体芯片的像素化发射器中减少了校准花费,所述一个或多个半导体芯片包括大量像素中的两个或更多个像素。

在极端情况下可能的是:像素化发射器正好包括一个半导体芯片,该半导体芯片包括全部像素。在该情况下,像素化发射器正好由一个半导体芯片构成。由此,校准花费被最小化,因为仅仅还必须将一个唯一的半导体芯片校准至后接的光学系统。

按照该光电子发光装置的至少一个实施方式,该光电子发光装置包括两个或更多个像素化发射器和一个光学元件,其中该光学元件被构造为,使得这些像素化发射器之一的每个像素被分配有这些像素化发射器中另一像素化发射器的像素,从而由这些像素发射的射线在要记录的场景的共同的子区域中叠加。在此,特别可能的是,像素化发射器中的每个由正好一个半导体芯片构成,也即由正好一个半导体芯片组成。

通过这种方式,例如可以存在其像素在工作中发射暖白光的像素化发射器、其像素在工作中发射冷白光的像素化发射器、以及在工作中发射彩色光的一个或多个像素化发射器。通过该光学元件可以将不同的光成像到在视场中的相同子区域上。通过这种方式,能够实现:通过运行相应的像素以具有可预给定的照明强度的光来照射视场中的每个子区域。也即,用来照射视场中的每个子区域的强度、色坐标和颜色可以通过这种方式特别简单地加以选择。

在此,光学元件例如可以被构造为带有两个或更多个区段的透镜,其中给每个区段唯一地分配一个像素化发射器。也即,每个像素化发射器的光于是仅仅穿过该光学元件的分配的区段。

发射光的像素尤其是可以包括pn结。当在这种pn结上施加电压时,该pn结发射光。也即,发射光的像素例如具有包括n掺杂的和p掺杂的半导体层的多个半导体层。在最简单的情况下,规定一个n掺杂的和一个p掺杂的半导体层。

场景尤其是表示在三维空间中的一个或多个对象的布置。例如,对象是人。对象例如是动物。对象例如是物体。物体例如是非存活的三维体。对象例如是植物。对象例如是树。

根据一种实施方式规定:至少几个像素被构造为发射不同波长的光,其中操控机构被构造为根据至少一个参数来单独地操控像素,使得用预确定的光谱强度分布来照明要记录的场景。

由此,尤其是引起如下技术优点:可以用预确定的光谱强度分布来照明要记录的场景。这样例如还引起如下的技术优点:可以进行色温的有效的适配。尤其是,由此引起如下技术优点:可以执行有效的白平衡。

像素被构造用于发射不同波长的光,也即例如,像素包括不同的转换层或转换材料。例如,发射不同波长的像素具有不同地构造的半导体层。这些半导体层例如在其层厚和/或其半导体材料方面相互区别。

例如,这些不同的像素被布置在棋盘结构中。尤其是也即:直接与一个像素相邻地仅存在另一像素,该另一像素发射具有与该一个像素不同的波长的光。也即,在棋盘结构中直接相邻的像素被不同地构造并且由此相应地发射不同的波长。

这些像素例如被构造用于发射带有不同白色色调的光。由此可以以有利的方式来执行对场景的特别有效的照明。

在一种实施方式中规定,将操控机构构造为根据至少一个参数来单独操控像素,使得分别用具有预确定色温的光来照明在要记录的场景中的预确定地点。

由此,尤其是引起如下技术优点:可以有效地在预确定地点处调整预确定的色坐标。由此,例如可以以有利的方式减少或者甚至避免色温混合。尤其是,可以由此以有利的方式引起在要记录的场景中的更一致并且更均匀的颜色再现。

根据一种实施方式规定,该操控机构被构造用于根据至少一个参数来控制针对像素的各自的运行电流。

由此,尤其是引起如下技术优点:可以有效地操控像素。为了控制运行电流,例如规定:操控机构将不同的电压施加在像素上。

按照另一实施方式规定,所述至少一个参数分别是选自下面的参数组中的元素:图像的记录格式、场景中的发光光源的地点、场景中的发光光源的色温、场景中的发光光源的光强度、场景中的对象至像素化发射器的距离、场景中的对象的材料特性。

“对象的材料特性”的概念在此应在宽泛意义上来理解。对象的材料特性例如可以是对象的表面或一部分表面的特性。其例如涉及对象的表面的占优势的颜色。对象的表面的占优势的颜色在此是占优势的色觉,其在观察对象表面时形成。这样,例如成熟的西红柿具有颜色“红色”作为占优势的颜色,或者成熟的香蕉具有颜色“黄色”作为占优势的颜色。

此外,对象的表面的特性还可以是对象的表面的反射性。通过表面的反射性尤其是确定用来照明该对象的光的哪部分被定向或散射地反射。利用当前发光装置例如能够实现:对其表面具有高反射性的对象用比其表面具有较低反射性的对象要小的照明强度来照明。通过这种方式可以在该发光装置运行时节省电流。这是能够实现的,因为在视场中的、本来就反射强光的子区域被较弱地照明,并且因此必须以较小的电流强度来运行照射该对象所处的一个或多个子区域的相应像素。此外,也可以通过这种方式来防止在所记录的图像中的带有过度曝光的子区域,而不必通过同样耗能的、对图像的后处理来消除这些子区域。

此外,材料特性可以是对象的类型。例如,对象可以被识别为人的脸部,从而材料特性可以涉及如下事实:该对象是人的脸部。

本发明意义上的光源例如是有源光源、也即自发光的光源。这种光源也可以被称为1阶光源。

本发明意义上的光源例如是无源光源。无源光源尤其是首先通过由其他光源的照明或者尤其是辐射来发射光。这例如通过反射和/或例如通过诱导发射实现。

无源光源例如可以被称为2阶或更高阶光源。

无源光源例如是月亮,其被太阳辐射并且反射太阳光。

无源光源例如是镜子。

在本说明书的意义上,其他光源的光通过其来进行照射的窗口也被称为光源。该窗口在本说明书的意义上被分类为无源光源。

表述“发光的光源”因此包括自发光的光源(有源光源)、以及非自发光的光源(无源光源)。也即,通过表述“发光”应当仅仅表达出所述光源瞬时地发射光。通过表述“发光”不应当暗示:在本发明意义上的光源仅仅是自发光的光源。

光源是否是自发光或非自发光的,对于场景的照明不重要。这取决于该光源瞬时发射光还是不发射光。这样,手电筒例如是有源光源。但是,只要该手电筒被关断并且未对场景照明,那照明也不必与没有被接通的手电筒协调。

发光的光源因此是瞬时发射光的光源(有源或无源)。

通过设置前面所称的参数尤其是引起如下技术优点:可以有效地将该照明适配于具体的当前场景或者说具体的当前记录条件,或者适配于基本条件。

图像的记录格式尤其是表示图像的纵横比。纵横比例如为4:3或15:9。

按照一种实施方式规定,操控机构被构造用于根据图像的记录格式来操控发射光的像素,使得对场景的处于与记录格式相应的记录区域之外的区域进行照明的发射光的像素与对该记录区域进行照明的发射光的像素相比被变暗或关断。

由此,尤其是引起如下技术优点:该场景的照射可以有效地适配于所使用的记录格式。没有被记录的区域通常也不需要照明。通过相应像素的变暗或关断例如还引起如下技术优点:可以节省必须被用来照明的电功率。因此,例如保护了对发射光的像素提供电压的蓄电池的容量。

在一种实施方式中规定,该操控机构被构造用于根据在该场景中第一对象至像素化发射器的第一距离和第二对象至像素化发射器的第二距离(其中第一距离小于第二距离)来操控发射光的像素,使得对第一对象照明的发射光的像素相比于对第二对象照明的发射光的像素变暗或者被关断。

由此,尤其是引起如下技术优点:可以导致均匀的照明。尤其是,可以由此避免,处于距离像素化发射器第二距离处的对象与处于距离像素化发射器第一距离处的对象相比显得太暗。

对于固定的照明强度分布来说,在这种情况下,第一对象比第二对象被明显更强地照明。

由此于是尤其是引起如下技术优点:防止了场景的前景比背景被明显更强地照明。因此,尤其是引起如下技术优点,可以实现对前景以及背景二者的更均匀的照射。

按照该发光装置的至少一种实施方式,该操控机构被构造并且被设立用于根据至少一个对象的被照明的表面的反射性来操控发射光的像素,使得照明较高反射性的表面的发射光的像素相比于照明较低反射性的表面的发射光的像素变暗或者被关断。在此,能够实现:照射其表面具有较高反射性的区域和较低反射性的区域的单个对象。此外,还能够实现:场景包括多个对象,其中这些对象具有不同反射性的表面。发光装置的该实施例主要基于如下认识,强反射性表面必须被不太强地照明,以便能够在所记录的图像中作为不太强反射的表面而被良好地察觉。

由于被分配给具有较高反射性的表面的像素可以以比被分配给较低反射性的表面的像素要小的电流强度来运行,因此该发光装置是特别节省电流的。像素的分配关系在此优选又通过将发光装置的视区划分成多个子区域来进行,其中给每个子区域分配确定的像素。如果在一个子区域中存在高反射性的对象,那么照明该子区域的像素以比照明处于较低反射性的表面中的子区域的像素要低的电流强度运行。

利用这种发光装置尤其是也能够实现:避免在高反射性的表面上的不希望的反射。高反射性的表面例如可以是镜子、水、玻璃、金属等的部分。为了确定反射性表面例如可以记录中间图像,其带有或者不带预闪光地被记录。预闪光在此是以较少强度的光来均匀地照射场景。然后,通过例如在也可以是操控机构一部分的处理装置中分析中间图像可以确定带有反射性表面的子区域,之后记录最终的图像。

这种发光装置也可以特别有利地被用于记录绘画或照片,它们例如作为图像被挂在墙上。正好在记录这种图像时,由于有些地方的不自然的颜色、反射、阴影投射和对该对象进行照明的其他光源而出现问题。通过局部地适配每个像素的亮度和色坐标,带有像素化发射器的发光装置可以为该问题提供帮助。

戴眼镜的人也可以更好地被记录在图像中,其方式例如是,高反射性的区域、也即镜片被不太强地照明或者不被照明。

按照发光装置的至少一种实施方式,该操控机构被构造用于根据至少一个对象的表面的颜色来操控发射光的像素,使得对第一颜色的表面照明的发射光的像素与对其他颜色的表面照明的发射光的像素相比变暗或者被关断。

在此,例如其表面具有不同的占优势的颜色的对象可以被照射,或者被照射的对象可以具有其表面的不同区域,这些区域具有不同的占优势的颜色。利用这种发光装置例如可以实现:具有确定的占优势的颜色的表面或表面区域以类似该颜色的颜色来被照射。

如果例如应该将场景作为其中有西红柿的图像来记录,那么可以在包括西红柿的视场的子区域中使得红色像素运行,而在邻接的子区域中例如仅仅使得暖白和/或冷白的像素运行。通过这种方式,尤其是可以突出彩色的对象。特别是被彩色地照射的区域在此可以或者在用户处来选择,其中该用户例如在屏幕上选择所述区域;或者这些区域又可以由处理机构来自动地确定。在此也可能的是,它不仅经由照明的颜色来确定表面的颜色,而且也利用其他的材料特性。这样,例如人的脸部可以以特别温暖的光来予以照射和/或以具有提高的红光分量的光来予以照射。

按照光电子发光装置的至少一种实施方式,该操控机构被构造用于操控发射光的像素,使得以与周围环境不同的照明强度和/或以与周围环境不同的色坐标的光来照明人的脸部。在该情况下,例如能够实现:以具有减少的照明强度的光来照射人的眼睛,以便避免所谓的红眼效应或者人炫目。此外可以以赋予人特别健康的观感的光来照射人的脸部。这种光例如可以尤其是暖白光和/或带有红色分量的光。

还能实现,将照明聚集到要作为图像被记录的场景的确定区域上。照射这些区域的像素于是可以以特别高的电流强度来运行。通过这种方式,可以特别亮地照射确定的区域,而针对该照明整体上不消耗更多的电流。这样,例如可以节省对在视场中远距离的对象所处的子区域的照明,因为在这些子区域中本来就几乎不或者不反射用于照亮该场景的光。

在此,例如可能必须的是,确定从光电子发光装置至在要作为图像被记录的场景、也即发光装置的视场中的对象的距离。为此,发光装置可以包括用于距离测量的装置。操控机构于是可以根据由该装置求得的信息来运行发光装置的像素。

该装置例如可以是所谓的“飞行时间相机”。对此,可以用红外光来照射要照明的场景并且可以通过时间测量来确定在发光装置和该场景中对象之间的距离。为此,测量由发送红外信号直至接收到反射回的红外信号所经历的时间。但是也可以使用更简单的系统,例如自动对焦装置,以便估计至要照明的场景中的对象的距离。

此外也可以使用聚焦到发光装置的视场的确定子区域上的照明,以便突出在所记录的图像中的确定对象。此外,可以由通过发光装置的照明显出场景的已经被良好照射的区域,在那里所述场景已经通过其他的光源或太阳光明亮地照亮。此外,如果希望,例如也可以特别强烈地照射被遮蔽的区域。

即使在特别暗的环境中(例如在晚上)进行记录时,通过发光装置的集中照明(其中照明被限定于确定的子区域)也是有意义的。在该情况下,例如也仅仅照射足够近地布置在该发光装置旁的对象,以便反射所辐射的光的一定部分。对此,可以用预闪光来记录场景。处理机构然后可以识别反射回光的子区域,从而有针对性地仅仅运行照射这些子区域的像素。

总之能够实现:特别有能效地运行这里描述的发光装置,因为仅仅运行照射视场的反射回光的子区域的像素。这种发光装置因此在记录运动的场景、例如记录视频期间也特别良好地适合作为持续照明装置。正好在记录运动的场景时,必须使得发光装置运行较长的时间,这在均匀照射该场景的发光装置情况下导致高的电流消耗。当前,可以通过例如借助处理装置持续地分析所记录的图像来确保:仅仅运行照明反射回光的子区域的像素。此外,可以以较低的电流强度来运行照射被良好照明的对象或带有高反射性的对象所处的子区域的像素。这也用于对场景的特别节省能量的照明。

根据一种实施方式设计了一种处理机构,其被构造用于从场景的被记录的图像中求得至少一个参数。该处理机构例如由相机所包括。例如,处理机构由光电子发光装置所包括。

由此,尤其是引起如下技术优点:可以有效地求得至少一个参数。尤其是,这样可以以有效的方式根据具体的基本条件来调整照明。

这样,例如可以借助本身已知的图像分析方法来实现:在所记录的图像中求得场景中的发光光源的地点、场景中的发光光源的色温、和/或场景中的发光光源的发光强度和/或场景中的对象至像素化发射器的距离。

也即,首先借助像素化发射器无附加照明地从场景中记录第一图像,其中借助处理机构来分析所记录的图像,以便求得所述至少一个参数。然后在求得所述至少一个参数之后尤其是规定,操控机构基于所求得的参数单独地操控发射光的像素,使得以预确定的照明强度分布或者说预确定的光谱强度分布来对要记录的场景照明,从而相应地被照明或者被照射的场景然后又可以或者说将借助图像传感器来予以检测,以便记录该场景的另外的图像。

按照一种实施方式规定:将移动终端构造为移动电话。

根据一种实施方式规定:将光电子发光装置构造为闪光灯。

表述“或者说”尤其是包括“和/或”。

用于照明要作为图像被记录的场景的方法的技术功能类似地从用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置的相应功能中得到,反之亦然。尤其是也就是说,方法特征从光电子发光装置中的相应装置特征得到,反之亦然。表述“至少一个参数”尤其是包括如下情形:求得或者说使用多个参数。

附图说明

本发明的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法结合下面对实施例的描述被更清楚且明显地来理解,这些实施例结合附图被进一步阐述,其中

图1示出光电子发光装置,

图2示出用于照明要作为图像被记录的场景的方法,

图3示出相机,

图4示出移动终端,

图5示出像素化发射器,

图6示出另外的像素化发射器,

图7示出两个记录格式,

图8示出场景,

图9示出用于照射图8的场景的像素化发射器,

图10示出了另外的场景,

图11示出了用于照射图10的场景的像素化发射器,

图12示出了场景,

图13示出了光电子发光装置,以及

图14a、b、c示出了另外的光电子发光装置。

具体实施方式

图1示出了用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置101。

发光装置101包括像素化发射器103。像素化发射器103具有多个用于照明要作为图像被记录的场景的发射光的像素105。发射光的像素105可以被单独地操控。

光电子发光装置101还包括操控机构107,该操控机构被构造用于根据至少一个参数来单独地操控像素,以便以预确定的照明强度分布来照明要记录的场景。

操控机构107例如这样地操控各个发射光的像素105,使得它们根据至少一个参数发射带有不同强度的光。从而例如可以调整预确定的照明强度分布,借助所述照明强度分布来照明要记录的场景。

例如,这些像素105至少部分地被构造用于发射不同波长的光。因此,视借助操控机构107对发射光的像素105的具体操控而定地,可以以有利的方式来调整预确定的光谱强度分布。相应地,可以以预确定的光谱强度分布来照明要记录的场景。

光电子发光装置、也即尤其是发射光的像素105对场景801照明,场景801例如应当作为静态图像被记录。场景801在此处于发光装置的视场10中,所述视场理想地与记录该图像的相机的视场重叠或一致。视场10可以被细分为多个子区域14、15、…。每个子区域14、15、…通过一个或多个像素105来予以照明。通过操控被分配给确定的子区域的相应像素105,可以对在该子区域中的照明强度进行适配。总体上,要记录的场景801因此可以以预确定的照明强度分布来予以照明。

在该场景中可以存在多个对象,当前例如是人805、球810和树811。视场10的子区域可以被施加一个照明强度,其中该照明强度取决于参数,例如对象的材料特性或者对象至发光装置的距离。

图2示出了用于在使用用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置的情况下照明要作为图像被记录的场景的方法的流程图。该发光装置例如为图1的发光装置101。

按照步骤201,规定:提供至少一个参数。例如提供多个参数。

按照步骤203,规定:操控机构根据所述至少一个参数来操控发射光的像素,以便按照步骤205来以预确定的照明强度分布来照明要记录的场景。

在一种未示出的实施方式中,规定:记录该场景的另外的图像,其中为了记录该另外的图像以预确定的照明强度分布来照明该场景。

图3示出了用于记录场景的图像的相机301。

相机301包括用于记录场景的图像的图像传感器303。相机301还包括用于将场景成像到图像传感器303上的物镜305。

相机301还包括图1的光电子发光装置101。处于简要起见,仅仅描绘出带有参考标记101的四边形,而没有另外的元件103、105、107。

根据一种未示出的实施方式,规定:相机301包括处理机构,该处理机构被构造用于从场景的被记录的图像来求得所述至少一个参数。

例如规定,处理机构从记录的图像中求得发光的光源在场景中的位置。该位置是操控机构107基于其来操控像素105的参数。这样,例如规定:会照明发光光源的发射光的像素105被关断或变暗,因为光源附近的区域已经通过光源本身被足够地照明。相反,不具有发光光源的区域通常必须被照明,从而例如规定,接通会照明这样的区域的发射光的像素105,以便来照射这些区域。

图4示出了移动终端401。

移动终端401例如是移动电话。

根据一种实施方式,移动终端401包括用于照明要作为图像被记录的场景的光电子发光装置。根据另一实施方式,移动终端包括用于记录场景的图像的相机。

图5示出了像素化发射器501,其可以被用于按照本发明的实施方式的光电子发光装置。像素化发射器501包括多个像素503。发射光的像素503是可以被单独操控的。这例如借助操控机构。

也即尤其是,通过将像素化发射器501划分成多个可单独操控的发射光的像素503,可以改变对要记录的场景的照射。例如规定,可以通过电流大小的变动来改变借助各自发射光的像素503发射的光的光强度变化,其中相应的像素以该电流大小来运行。通过电流大小的变化或变动,例如规定:相应的像素被完全关闭、也即关断。

于是也即,选择性地接通或关断各个像素503。被接通的像素尤其是可以通过电流大小的变动来发射不同强度的光。

例如,参考标记505表示被接通、也即发射光的发射光的像素503。例如参考标记507表示被关断的、也即不发射光的发射光的像素503。

图6示出了另外的像素化发射器601,其可以被用于光电子发光装置。

像素化发射器601包括多个发射光的像素603。类似于像素化发射器501,像素603也是可以被单独操控的。此外,发射光的像素603被构造来发射不同波长的光。因此尤其是也即,像素603发射的光具有不同的光谱分布。

这例如可以通过使用不同的转换材料来引起。例如,这可以通过使用不同地构造的半导体层来引起。

例如,像素化发射器601被构造为半导体芯片,其具有由发射光的像素构成的结构或图案。在制造半导体芯片时,发射光的像素可以分别用不同材料来构成,从而它们由此在其光谱分布上不同。

参考标记605例如表示关断的发射光的像素603。例如,参考标记607表示接通的像素,其发射第一光谱分布的光。参考标记609例如表示接通的像素,其发射第二光谱分布的光。参考标记611例如表示发射光的像素603,其发射第三光谱分布的光。

这三个光谱分布彼此不同。

因此,可以以有利的方式不仅仅局部地在光强度方面、而且在颜色方面对场景照射的分布进行适配。这通过组合地操控不同的发射光的像素603来实现。

图7示出了两种记录格式701、703。

记录格式701相应于15:9的纵横比。记录格式703相应于4:3的纵横比。

记录格式例如是这样一种参数,基于所述参数来操控像素化发射器的各个发射光的像素。这样,例如在4:3的比例的记录格式情况下,也即在记录格式703的情况下,不需要全部的发射光的像素对该场景进行照明。因为处于该像素化发射器的边缘区域中的像素通常不对照明相应于记录格式703的记录区域做贡献。但是,相应地,在15:9的记录格式、也即记录格式701的情况下,发射光的像素在该像素化发射器的边缘区域中必须被激活,以便现在照射相应地被放大的记录区域。

例如,相机软件允许选择要记录的场景的不同的记录格式。在此为了实现该场景的良好再现,尤其是规定,相应地适配场景大小的照射。根据一种实施方式,通过选择确定的像素而取决于格式地适配通过像素化发射器的所述照射。于是也即,基于记录格式相应地激活或者停用发射光的像素。

在这些情况下,发光装置的视场不与相机的视场一致。尤其是,能够实现:相机的视场小于发光装置的视场。在发光装置视场中、而不在相机视场中的子区域于是被分配不运行的像素。通过这种方式,能够实现发光装置的特别省电流的使用。

相机视场不与发光装置视场一致的这种情况例如也可出现在相机的变焦或宏模式中。在该情况下相机的视场也减小,并且在发光装置中,被分配给在相机视场之外的子区域的像素优选地不被激活。通过这种方式可以节省电流,并且另一方面能够实现:对相机视场中的子区域照明的像素以特别高的电流并且因此以特别高的亮度运行。

图8示出了场景801。

该场景801包括空间802,在该空间802中,窗803关于纸平面处于左上方。

通过窗803投射光,这在这里出于简化在图上没有示出。

因此,窗803构成进行照明的光源。

在空间802中有两个人805,在这两个人805右边有桌子807,燃烧的蜡烛809布置在该桌子上。

燃烧的蜡烛809构成处于场景801中的另外的光源。

通常,蜡烛809以比光投射经过的窗803稍弱的强度照明其周围环境。

相应地,为了均匀的照射,必须对蜡烛809周围的区域比对窗803周围的区域更强地进行照射。

如果例如通过窗803辐射入中午太阳的阳光,则该阳光具有比燃烧的蜡烛809的烛光更高的蓝色分量。为了引起这里均匀的光谱分布或者为了避免这些不同光谱分量的混合,规定:以预确定的光谱分布和预确定的照明强度分布来照明场景801。

为此,相应地操控像素化发射器的各个发射光的像素,使得对窗803附近的区域照明的像素被关断并且因此不用于照明。照射蜡烛809直接附近的区域的像素例如也被关断。

这例如在图9中示出,图9示出了包括多个发射光的像素903的像素化发射器901。这里,参考标记905表示不对照射场景801做贡献的被关断的像素903。

参考标记907表示接通的或者打开的发射光的像素903。相应地,参考标记909同样表示打开的像素903。这里规定:发射光的像素907相比于发射光的像素909变暗。于是也即,发射光的像素907以比发射光的像素909小的强度发射出光。

发射光的像素909被选择来最佳地照射这两个人805。

于是也即,例如在一个场景中可以在不同地点处有不同的光源:例如光源803和光源809在场景801的空间802中。

如果没有附加的相应适配的照射,这可能导致场景的不均匀的再现(记录的图像),尤其是在图像处理之后。

在场景801中的不同光源803、809通常导致不同的光谱分布强度,这例如在使用用于计算白平衡的算法情况下可能导致整个场景都处于不自然并且局部不同的颜色再现。

通过具有带不同光谱分布的像素的像素化发射器,可以通过用不同的光谱照射该场景来解决并且有效补偿这种效应。例如,规定:在光路中将成像光学系统设置或者连接在像素之后,其中所述成像光学系统可以将发射光的像素的光成像到该场景上。

在图8中所示的场景801中,例如规定:该场景的左部分通过确切地说冷白的光谱分布来予以照射,而该场景的右部分由于用蜡烛809的附加照明而将包含更高的、红色光谱分量,以便避免色混。

图10示出了另外的场景1001。

场景1001借助符号化的虚线分割线1003被划分为前景1005和背景1007。

在前景1005中有人1009。此外,在前景1005中,在人1009的右边有树1011。

在背景1007中,有多个人1013以及多个树1015。

因为他们处于背景1007中,因此他们比人1009和树1011缩小地示出。

也即,在一个场景中可以有至相机不同间距或距离的对象和人。因为通常用于照射或照明的光电子发光装置的地点相对于对象和人是固定的,所以在固定的照明强度分布情况下在前景1005中的所述对象和人、也即这里的人1009和树1011比站在背景1007中的人1003和处于背景1007中的树1015要明显更强地被照明。

通过设置像素化发射器可以以有利的方式将用于照射处于前景1005中的对象、这里为树1011和人1009的相应像素的强度减少到大于零的值(通过使像素变暗)或者减少到零(通过完全关闭像素)。

图11例如示出包括多个发射光的像素1103的像素化发射器1101的配置。

参考标记1105表示关断的像素1103。参考标记1107、1109、1111各表示被接通、也即发射光的发射光的像素1103。这里,像素1107发射具有比发射光的像素1109大的强度的光。发射光的像素1109又发射具有比发射光的像素1111小的强度的光。发射光的像素1111又发射具有比发射光的像素1107小的强度的光。

由此,尤其是能够引起:针对在前景1005中的人1009的照射比针对在前景1005中的树1011或在背景1007中的树1015的照射要少。

通过设置包括多个发射光的像素的像素化发射器,其中这些像素可以发射不同波长的光,尤其是可以进行更有效的白平衡。这将在下面阐述。

白平衡本身是专业人员已知的。这里,按照用于白平衡的已知算法,采用在cam02色空间中的确定的色坐标。在要记录的场景中的全部像素根据该策略经校正地被描述。与为了白平衡所采用的不同的色坐标却在使用该算法之后具有比原始感觉的颜色要大的色距离。因此,例如由观察者与确定的颜色相关联的各个对象可能明显偏离所期望的颜色。

例如可能会发生:在白平衡之后照射的情况下脸部颜色变得太蓝。通过借助像素化发射器预给定预确定的光谱强度分布来进行光谱适配,可以以有利的方式改善颜色再现。在场景具有多个对象的情况下,例如规定:也局部地不同地适配色混,从而可以以良好的颜色再现记录所有的对象。

这例如结合图12进一步来阐述。在图12中显示了一种场景,在其中有距发光装置不同距离的多个人1009、1013。在发光装置的视场10中,人1009、1013的脸部布置在不同的子区域13、14、15、16、17、18中。这些子区域因此例如可以是被特别暖白的光照射,以便实现在图像中对人的特别自然的显示。

在图13中示出了光源的实施例,该光源可以应用在这里描述的发光装置的实施例中。与图1的实施例不同,该光源这里包括至少两个像素化发射器103,它们分别通过半导体芯片61、62来构成。每个半导体芯片61、62包括大量像素。在光源的运行中辐射的射线借助光学元件8被偏转到该发光装置的要照明的视场10中。

发光装置101具有大量第一类型的像素41。第一类型的像素41布置在第一半导体芯片61的第一矩阵结构中、也即布置在矩形栅格的节点上。此外,该发光装置101具有大量第二类型的像素42,其中第二类型的像素42布置在第二半导体芯片62的第二矩阵结构中。第一类型的像素41和第二类型的像素42在其辐射方面、尤其是其光谱辐射方面彼此不同。例如,第一类型的像素41发射对人眼来说显现为暖白的光,第二类型的像素42发射对人眼来说显现为冷白的光。

第一半导体芯片61和第二半导体芯片62在横向上并排地布置。横向在此为与半导体芯片61、62的主延伸平面平行的那些方向。在发光装置101的俯视图中,半导体芯片61、62无重叠地并排布置。

光学元件8具有多个区段81,其中给每个半导体芯片61、62唯一地分配一个区段。光学元件8的区段81被构造为,使得给第一半导体芯片61的每个像素41分配第二半导体芯片的像素42,从而由这些像素发射的射线在子区域15的视场10中叠加,尤其是重合或者基本上重合。

这在图13中借助点划线被示出,所述点划线示意性地延伸出分别从第一半导体芯片61的像素41和第二半导体芯片62的像素42出发穿过光学元件8的所属区段81的射线轮廓,并且在视场10中定义子区域15。然而这些射线轮廓仅仅用于说明功能原理,不表示在几何光学意义上的精确射线轮廓。

在图13中,区段81不仅仅在朝向半导体芯片61、62的一侧上、而且在背离半导体芯片61、62的一侧上具有凸形。但是,光学元件8也可以与其不同地构造,例如针对每个区段以菲涅尔光学系统的形式。

用于使得所分配的像素在视场子区域中可以进行叠加的光学元件被记载在德国专利申请102016124871.1和102016124866.5中予以描述,其全部的公开内容就此而言通过参考被结合于此。

借助在第一类型的像素41和所属的第二类型的像素42之间的电流关系的变动,在发光装置101的运行中能够调整在视场10的由这些像素照明的子区域15中的色坐标。电流关系的变动在此借助操控机构107来进行,该操控机构也可以构成用于半导体芯片61、62的载体。在此,发光装置101如所示地包括一个唯一的操控机构107,其被分配给全部的像素化发射器,或者发光装置101针对每个像素化发射器包括一个操控机构107。

像素41、42的数量可以在宽的界限中变动。例如,发光装置101具有在10(包括10)和1000(包括1000)之间个第一类型的像素41。第一类型的像素41的数量优选与第二类型的像素42的数量相等。

图14a示出了发光装置101示意性的剖视图,该发光装置101带有用于这里描述的布置的实施例的操控机构107。

在该实施例中,发光装置101包括像素41、42和43,它们分别包括单独的半导体芯片61、62、63,这些半导体芯片横向地并排布置。

像素41、42和43可以分别具有同类的半导体芯片61、62、63,从而这些像素41、42和43仅仅通过施加或未施加在半导体芯片上的转换体91、92来相互区别。

例如,半导体芯片61、62、63分别发射在蓝色光谱范围中的射线。第一转换体91将该射线部分地转换为在黄色、绿色和/或红色光谱范围中的射线,使得第一类型的像素41辐射出显现为暖白的混合光或相应彩色的光。

与此不同地,将第二转换体92构造为,使得由第二类型的像素42整体上辐射出的射线显现冷白色或者与第一类型的像素41的光不同的其他颜色。

第三类型的像素43可以发射蓝光、未经转换的光。

转换体91、92的厚度例如在包含两端值的40和100之间,尤其是在包含两端值的60和80之间。由此,在视场10中在要照明的子区域14、15、16之间产生比在更薄的射线转换元件的情况下要更平缓的过渡区。这种转换体因此不仅仅确定辐射出的射线的色坐标、而且也影响空间的辐射特性。如果针对第三类型的像素43的光也期望类似的效应,那么可以将不进行转换的扩散体93布置在第三类型的像素43之后。

不过,像素41、42和43也可以是没有转换体和扩散体的并且可以用不同的半导体材料构成。例如,基于砷化合物半导体材料的半导体芯片适于产生在红色光谱范围中的射线。相反,基于氮化合物半导体材料的半导体芯片适于产生在蓝色或绿色光谱范围中的射线。

通过将在其射线发射方面不同的像素构造为单独的半导体芯片,可以针对各自的射线产生相应地选择合适的半导体材料。这种布置因此可以由于特别高的射线产生效率而出众。

此外可能的是,各个半导体芯片61、62、63也可以分别构成多于一个的像素41、42和43。例如,在图14a中所示的实施例中的第一半导体芯片61单独地构成第一类型的像素41的列。

要放置的全部半导体芯片的数量可以由此减少。

为了在第一半导体芯片61、第二半导体芯片62和第三半导体芯片63之间的导电连接,可以将这些半导体芯片在横向上并排地布置在中间载体25上。中间载体25引起在半导体芯片和操控机构107之间的简化的电接触。

例如,第一半导体芯片61的第一接触部711、第二半导体芯片62的第一接触部721和第三半导体芯片63的第一接触部731分别与操控机构107的端子21导电连接。第一半导体芯片的对应接触部712、第二半导体芯片的对应接触部722和第三半导体芯片的对应接触部732与操控机构107的共同的对应端子22导电连接。在中间载体25内部的电接触例如经由在中间载体上或中的引线27来进行。这些引线27在垂直方向上穿过通孔接触部26地延伸至操控机构107,从而操控机构107可以直接布置在被设置用于产生射线的半导体芯片61、62、63下方并且构成用于中间载体25和像素41、42和43的机械支承载体。

与此不同地,操控机构107却也可以在空间上与发光装置101分开地布置并且与其导电连接。

在图14b中示出了发光装置的实施例,在其中多个像素41、42和43被集成到共同的半导体芯片61中。例如,一个类型的多个像素被集成在共同的半导体芯片中。此外,不同类型的像素、例如第一类型的像素和第二类型和第三类型的像素可以被集成在共同的半导体芯片中。

该半导体芯片具有尤其是外延沉积的、带有被设置用于产生射线的有源区190的半导体层序列90,其中该有源区190被布置在第一导电类型(例如n型导电)的第一半导体层191与不同于第一导电类型的第二导电类型(例如p型导电)的第二半导体层192之间。

各个像素41、42和43、尤其是这些像素的有源区分别源自所述半导体层序列90的子区域。

尤其是,这些子区域源自在制造半导体芯片61时的同一半导体层序列90,从而各个像素的半导体层在其材料和层厚方面除了制造引起的横向波动之外并无不同。

各个像素通过中间腔199相互分离。中间腔199尤其是分隔开相邻像素的有源区190。

半导体层序列90布置在载体197上。该载体也用于机械地稳定半导体层序列90,从而为此用于所述半导体层序列的生长衬底可以不再需要并且因此可以被取消。也就是说,半导体芯片61可以没有生长衬底。

在衬底197中,布置带有多个开关20的操控机构107。给每个像素分配一个开关20,从而各个像素在照明机构的运行中可以彼此无关地运行。

布置在有源区190的背离载体197的一侧上的第一半导体层191借助凹部195分别与所分配的开关20导电连接。像素的第二半导体层192相互导电连接并且可以在发光装置101的运行中处于同一电势。因此,为了电接触,可以从朝向载体197的一侧到达该有源区190的两侧。在此,各个像素的电接触可以在宽界限中变动,只要所述各个像素可以单独地被操控并且在半导体芯片的运行中载流子可以从相对置的侧到达有源区190中并且在那里重新组合以发射出射线。

在半导体层序列90的背离载体197的一侧上,给第一类型的像素41、第二类型的像素42和第三类型的像素43分别分配第一转换体91、第二转换体92和可选的扩散体93。转换体92、93和扩散体93可以与结合图13描述的一样地来构造。

在图14c中描述的实施例基本上相应于结合图14b所描述的实施例。与此不同的是,在半导体芯片61上延伸有共同的转换体91。半导体芯片61构成相同类型的多个像素,例如第一类型的多个像素。在此,这种用于构成同类像素41的共同转换体91也可以被用于结合图14b所描述的实施例。

此外,半导体层序列90在图14c所示的实施例中在相邻的第一类型的像素41之间没有被分开。在相邻像素之间的空间上的分离由此基本上通过在各个像素的电接触时的横向电流扩张来得到。在所示的实施例中,至第二半导体层192的电端子的空间上的尺寸确定了第一类型的像素41的射线发射的横向尺寸。

由此,在各个像素41之间得到流动的过渡区。因此在使用这种光源来用于对场景照明时减少了如下风险:在视场10的要被不同强度地照明的子区域14、15、16之间出现在这些子区域之间的太分明的过渡区,在使用这种照明的情况下这可能导致记录的图像不自然。

带有可单独地被操控的像素的半导体芯片的其他构型分别在不同的背景下被记载在美国专利9,362,335中以及在美国专利9,192,021中。这些文献的全部公开内容通过参考被结合于此。

已经令人惊奇地表明:在用于照明机构的共同的半导体芯片中的各个像素的构型和电接触的基本类型适于使用在闪光灯中。

总之,本发明提供了一种有效的技术概念,基于其可以根据场景的不同的基本条件、内容或配置有效地改善对该场景的照射或照明。该场景通常借助相机来予以记录。此外,可以避免各个对象/人的过度曝光和曝光不足。尤其是,可以为了看上去自然的颜色再现而适配色温。尤其是,可以避免或者减少具有不同色温的照明装置(光源)的混合。尤其是,可以由此引起用于应用本身已知的用于场景白平衡的标准化算法的输入数据的改善。

通过使用像素化发射器,可以根据场景的基本条件、内容或者配置来在像素化发射器的照明强度分布和局部色坐标方面对照射进行适配,其中这些像素化发射器可以分别单独地或者以所有可自由选择的组合方式运行并且因此可以被用于照明。因此,可以在借助各种常见图像处理算法进行计算处理之后明显改善该场景的再现并且由此明显改善所记录的场景的质量。

通过改变发射器的尤其是具有相应光学系统的、对照明做贡献的发射光的像素的数量,可以以有利的方式引起照射的强度分布的改变以及对要探测的场景的参量(相机格式、广角、变焦功能的聚束)的适配。

通过改变发射器的对照明做贡献的发射光的像素的数量,以有利的方式实现对要探测的场景中确定区域的特定照射,例如利用比更远距离的对象/人更小的强度对在前景中的对象/人进行特定照射;或者对在一侧上存在通过窗口的附加照明、而另一空间侧是昏暗的空间中的场景进行特定照射,使得所述另一空间侧比该窗口被更强地照明。特定照射尤其是通过经由接通和关断所涉及的像素组导致的照明强度的局部变动来引起。

通过将不同的转换材料施加到各个可相互分离地运行或操控的发射器像素上,能够实现不同的色温和光谱。它们可以根据周围环境被用于减少和/或避免在场景中的色温混合并且由此能够实现对要探测的场景的一致并且均匀的颜色再现。

此外,能够实现避免对站在场景的离相机近距离的确定区域中的人的炫目,其方式是,将用于照射该区域的相应像素变暗。

虽然本发明具体地通过优选实施例被详细图示和描述了,然而本发明并不局限于公开的例子,技术人员可以从其中导出其他变型,而不会脱离本发明的保护范围。

要求德国专利申请de102016104381.8的优先权,其公开内容通过参考结合于此。

参考标记列表

10视场

14子区域

15子区域

16子区域

17子区域

18子区域

20开关

25中间载体

26通孔接触部

27引线

41像素

42像素

43像素

61半导体芯片

62半导体芯片

8光学元件

81区段

82区段

90半导体层序列

91转换体

92转换体

93扩散体

101光电子发光装置

103像素化发射器

105发射光的像素

107操控机构

190有源区

191第一半导体层

192第二半导体层

195凹部

197载体

201提供

203操控

205照明

301相机

303图像传感器

305物镜

401移动终端

501像素化发射器

503发射光的像素

505打开的像素

507关断的像素

601像素化发射器

603发射光的像素

605关断的像素

607接通的像素

609接通的像素

611接通的像素

70115:9记录格式

7034:3记录格式

711接触部

712对应接触部

721接触部

722对应接触部

731接触部

732对应接触部

801场景

802空间

803窗口

805人

807桌子

809蜡烛

810球

811树

901像素化发射器

903发射光的像素

905关断的像素

907打开的像素

909打开的像素

1001场景

1003分割线

1005前景

1007背景

1009人

1011树

1013人

1015树

1101像素化发射器

1103发射光的像素

1105关断的像素

1107打开的像素

1109打开的像素

1111打开的像素。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1