[发明专利]光电子装置和图像记录设备

说明书

本发明提出了一种光电子装置和一种图像记录设备。 

一个任务是借助紧凑的装置在对象上产生规则的图案，例如条。这些图案例如对于数字摄像机中的自动聚焦传感器是必需的，以便借助对图案的记录并且与给定几何形状的比较来产生清晰的摄像机图像。 

优点和其他特征尤其是也在考虑附图和权利要求的情况下从以下的描述中得到。 

类似于在幻灯机中的情况那样，目前这种图案生成器通过图案的投影实现。 

在将LED用作光源的情况下，在LED芯片的表面上的接触结构可以作为标准图案(Ur-Muster)借助投影透镜成像到远场中。 

这意味着： 

-设置被成像的标准图案，这在幻灯机的情况下意味着在结构中的附加的元件， 

-存在与标准图案的精度的相关性，即在标准图案中的误差或者制造公差被成像并且导致与给定图案几何形状的系统性偏差。 

此外，可能借助自由形状投影透镜产生图案。然而，透镜形状的计算尤其是针对扩展的源是极其复杂的，并且由于复杂的表面形状，这种透镜的制造比较费事。 

可替选地，LED和合适成形的透镜阵列可以彼此组合。如果首先从LED芯片的中部的点出发，则从该点出发的球形波前通过透镜阵列分解成或者转换成各个圆柱形波前。在此，圆柱形波前的每个都朝着不同的方向并且具有不同的旋转角的圆柱体轴线。例如在将透镜相应布置在阵列内的情况下，LED的中部中的点源变成了完美的锯齿形中断的条形图案。 

透镜阵列的各个透镜(“Lenslets，小透镜”)合乎目的地实施为使得成像误差被校正。对于上面所说明的在LED芯片的中部的点源而言，通过透镜表面的合适成形可能实现这一点。此外，单侧的透镜阵列的前侧也可以设置有弯曲部，并且于是降低轴外的成像误差如彗差。在假设点源的 情况下，因此形成细的清晰条形图案。如果使用扩展的源，即如在LED中的情况那样，则条相应地变得更宽。 

在本发明的范围中可以实现的另外的特征和优点是： 

-无需附加的元件，如“标准图案”，图案投影直接由成像光学装置/透镜阵列实施。图案尤其是可以首先通过光学装置来产生。由此该结构更为紧凑。 

-基于幻灯机的原理的方法(即照亮标准图案并且随后将其成像)是低效的，因为在穿过标准图案时光通量的大部分丢失。而在此提出的是，根据瞳孔划分的原理来工作。引入的波前被分裂成各个部分波前。在此，未发生系统性的遮蔽。 

-与源大小以及光源的光通量不相关：如果缩小LED芯片，即缩小所发射的总光通量，则图案内的条变得更窄，然而也更亮。因此，补偿了总光通量的损耗。也就是说，可以使用小的LED芯片，即具有200μm×200μm到300μm×300μm的范围中的芯片面积。 

所产生的图案的类型通过小透镜的空间布置的方式来确定。在此，小透镜可以具有不同的表面形状以及不同的大小。通过不同的小透镜大小可以平衡图案内的不同的条的亮度。 

特别的性能在于LED和合适地实施的、即例如针对在该装置中出现的成像误差而被校正的透镜阵列组合，使得在不使用标准图案的情况下在远场中产生图案。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，该光电子装置包括至少一个适于产生电磁辐射的光电子半导体芯片。优选地，半导体芯片构建为发光二极管或者构建为激光二极管。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，该光电子装置具有至少一个光学元件。该光学元件至少部分对于由光电子半导体芯片产生的电磁辐射是可透射的，尤其是透明的。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，光学元件单件式地构建。例如，光学元件可以通过注塑工艺或者浇注工艺来成形。光学元件可以通过玻璃或者环氧树脂来构建。然而，优选的是，该光学元件由塑料构成，尤其是由热塑性塑料构成，或者由硅树脂构成。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，光学元件具有两个彼此对置的 辐射穿透面。朝向光电子半导体芯片的辐射穿透面形成辐射入射面，与半导体芯片背离的辐射穿透面形成辐射出射面。辐射穿透面尤其是光学元件的、辐射在其上经历折射的面和/或用于有针对性地射束成形的面。除了辐射穿透面之外，光学元件可以具有另外的面，其例如用于固定光学元件。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，光学元件包含至少一个、尤其是恰好一个透镜装置。换言之，在光学元件中，透镜式的造型以确定的布置格栅组合。 

根据光电子装置的至少一个实施形式，透镜装置具有多个彼此邻接的透镜区域。每个透镜区域具有透镜面，这些透镜面形成透镜区域的表面并且以透镜式的形状尤其是类似凸透镜的形状构建。