光传感器模块、用于运行光传感器模块的方法和用于制造光传感器模块的方法技术

本发明专利技术涉及一种光传感器模块(300)。所述光传感器模块(300)包括具有多个传感器单元(304)的传感器层(302)。所述传感器单元(304)分别具有至少两个传感器像素(1，2，3，4，5)，所述至少两个传感器像素分别用于检测不同的光特征或传输特性。所述传感器像素(1，2，3，4，5)以列和行布置。此外，所述光传感器模块(300)包括信号处理单元(402)，所述信号处理单元用于处理所述传感器像素(1，2，3，4，5)的传感器信号。在此，每列的传感器像素(1，2，3，4，5)通过分别分配给不同的光特征的至少一个读取线路(800)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接。同样地，每行的传感器像素(1，2，3，4，5)通过至少一个选择线路(802)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接。所述信号处理单元(402)构造用于通过所述选择线路(802)逐行地选择所述传感器像素(1，2，3，4，5)，以便通过所述读取线路(800)对所述传感器像素进行读取。

Optical Sensor Module, Method for Operating Optical Sensor Module and Method for Manufacturing Optical Sensor Module

The invention relates to an optical sensor module (300). The optical sensor module (300) includes a sensor layer (302) having a plurality of sensor units (304). The sensor unit (304) has at least two sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5) for detecting different optical or transmission characteristics, respectively. The sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5) are arranged in columns and rows. In addition, the optical sensor module (300) includes a signal processing unit (402) for processing sensor signals of the sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5). Here, each column of sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5) can be electrically connected with the signal processing unit (402) by at least one reading line (800) assigned to different optical characteristics, respectively. Similarly, each row of sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5) can be electrically connected to the signal processing unit (402) via at least one selection line (802). The signal processing unit (402) is configured to select the sensor pixels (1, 2, 3, 4, 5) row by row through the selection line (802) for reading the sensor pixels through the reading line (800).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光传感器模块、用于运行光传感器模块的方法和用于制造光传感器模块的方法
本专利技术从根据独立权利要求的类别的一种设备或一种方法出发。本专利技术的主题也是一种计算机程序。
技术介绍
光传感器模块可以实现成由多个多通道的宏单元构成的传感器阵列。
技术实现思路
在所述背景下，借助在此提出的方案提供根据独立权利要求所述的一种光传感器模块、一种用于运行光传感器模块的方法、一种用于制造光传感器模块的方法，还提供一种使用这些方法中的至少一种的设备，以及最后提供一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中列举的措施能够实现独立权利要求中说明的设备的有利的扩展方案和改善方案。提出一种具有以下特征的光传感器模块：传感器层，该传感器层具有多个2至5个不同的传感器单元，其中，这些传感器单元分别实施用于检测不同的光特征，和/或，这些传感器单元具有不同的转换特性(Wandelcharakteristik)和/或具有不同的探测容量，其中，传感器像素以行和列布置；信号处理单元，该信号处理单元用于处理传感器像素的传感器信号，其中，每列的传感器像素通过至少一个读取线路与信号处理单元能够导电地连接，所述至少一个读取线路分别分配给不同的光特征或转换特性或传输特性，并且每行的传感器像素通过至少一个选择线路与信号处理单元能够导电地连接，其中，信号处理单元构造用于通过选择线路逐行地选择传感器像素，以便通过读取线路对所述传感器像素进行读取。根据一种实施方式，传感器层具有多个传感器单元，其中，这些传感器单元分别具有至少两个传感器像素(根据一种实施方式至少五个传感器像素)，所述传感器像素分别用于检测不同的光特征或传输特性或转换特性，其中，所述传感器像素以列和行布置。也可以设想，传感器单元的两个或多个传感器像素具有相同的光特征或传输特性或转换特性，以便例如冗余地对这些特征或特性进行检测。在此，检测相同的光特征或传输特性或转换特性的传感器像素例如可以具有不同的尺寸。“传感器层”例如可以理解为由半导体材料构成的层或者由有机材料和半导体材料构成的混合层。“传感器单元”例如可以理解为五通道的、光敏的宏单元(也称为宏像素)。“传感器像素”可以理解为传感器单元的单个元件。传感器单元例如可以分别具有一个较大的主像素和四个较小的附加像素。附加像素例如可以围绕主像素对称地布置。因此，附加像素也可以称为卫星单元。根据一种实施方式，传感器像素也称为传感器单元。“光特征”例如可以理解为波长或颜色、偏振或时间强度分布。“转换特性”可以理解为强度信号到电信号的线性转换或对数转换。在此提出的方案基于以下认知：通过逐行地选择并且逐列地读取光传感器模块(例如用于机器视觉的传感器阵列布置)的传感器像素，可以显著降低用于(尽管以高分辨率)生成图像信号的数据率。此外，通过各个传感器像素分别检测不同的光特征，可以提高光传感器模块的识别准确度。能够测量的光特征反映照明与周围环境中的对象的表面的相互作用。偏振现象、颜色现象以及由于越来越多出现的脉冲光源而引起的强度调制尤其是特别适用于对对象进行分类的特性。因此特别有利的是，借助合适的光传感器模块(如在此描述的方案的主题)等位地(ortsgleich)以其他特征检测这些特性，以便因此可以将对象的不同特征的整体与该对象联系起来并且简化对情况的识别，所述情况例如是经调制的照明、湿的行车道或进行反射的建筑物立面，或者也简化了通过比较对象特征(例如宽频带反射率、反射或偏振的光谱成分)来区分对象与其相应的背景。根据一种实施方式，所述感器单元中的每个构造有一个主像素和至少一个附加像素(根据不同的实施方式例如具有两个、三个、四个、五个或六个附加像素)作为传感器像素。在此，主像素的面积大于一个附加像素的相应面积。由此可以提高光传感器模块的效率。也可设想，主像素的更大面积通过互联相同类型的更多的传感器像素来实现，这些传感器像素例如具有相同的光特征或传输特性或转换特性。在此，各个传感器像素充当大的传感器像素并且还被共同地操控和读取。在此，传感器像素的形状例如可以任意地选择成矩形、圆形或十字。如果使用多于一个附加像素，那么附加像素可以围绕主像素对称地布置。由此，可以将传感器像素均匀地布置在传感器层中。根据另一实施方式，主像素可以构型成十字，该十字将传感器单元划分成四个象限。在此，在四个象限中的每个中可以分别布置有这种情况下的四个附加像素中的一个。由此，可以尽可能节省空间地实现传感器单元。有利的是，主像素构造用于检测亮度(尤其宽频带亮度)。由此，借助光传感器模块可以实现特别灵敏的亮度检测。光传感器模块可以具有信号处理层。在此，信号处理单元可以布置在信号处理层中。在半导体技术(“堆叠”或“混合键合”)的方法中，信号处理层和传感器层例如可以彼此组合成机械耦合和电耦合的层复合物(Lagenverbund)。由此，可以使光传感器模块高效且成本有利地小型化。传感器像素可以布置在至少一个第一行和第二行中。第一行可以比第二行具有更多数量的能够通过选择线路选择的传感器像素。附加地或替代地，传感器像素可以布置在至少一个第一列和第二列中。在此，第一列可以比第二列具有更多数量的能够通过读取线路读取的传感器像素。由此，能够将传感器像素灵活地布置在传感器层中。此外，在此描述的方案提供一种用于运行根据以上实施方式中的一种所述的光传感器模块的方法，其中，该方法包括以下步骤：通过选择线路逐行地选择传感器像素；通过读取线路读取通过选择线路所选择的传感器像素的传感器信号。根据一种实施方式，在读取的步骤中，基本上同时读取传感器单元的传感器信号。这种实施方式提供以下优点：可以在没有传感器信号的复杂缓存的情况下实现传感器单元的传感器信号的读取。由此，不需要单独的存储器元件或不必要的计算容量。可以要么时间偏移地、要么几乎同时地实现对整个传感器行的读取，所述传感器行又包含多个传感器单元。这取决于所选择的图像传感器的操控/连接。要么可以在模拟域中，通过在求和点中互联读取线路、与所连接的电容电容耦合等来实现各个单元的信号的组合。在此，也可以通过引入可控放大环节或偏移环节来实现加权的互联。同样可以在AD转换之后，通过(例如用于累加、除法、乘法的)计算器执行信号的组合。在此，“基本上同时”意味着：显然，出现小的时间偏移也是可能的，所述小的时间偏移在读取/采样各个传感器信号时产生并且对于本领域技术人员来说是已知的。此外，可以设想一种实施方式，在该实施方式中，同时寻址多个行并且同时读取传感器单元的传感器像素，尤其可以同时寻址图像传感器的3行或5行。由此，同样可以省去缓存。根据另一实施方式，该方法可以包括在使用传感器信号的情况下生成图像信号的步骤。在此，尤其可以在不对传感器信号进行缓存的情况下生成图像信号。由此，可以特别高效地生成图像信号。根据该方法的另一实施方式，时间偏移地读取定义的像素组和/或单元组合。在此，整个图像传感器或所有可用的传感器像素例如可以划分成两个或多个像素组或单元组合。有利的是，这些像素组或单元组可以检测所探测的辐射的相同特征(例如亮度值和/或色度值)。这可以通过相应地选择各个传感器像素来实现。可以与图像传感器的读取频率无关地选择不同像素组和/或单元组合的读取之间的时间偏移。该值可以是任意大小的并且可以在图像传感器运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光传感器模块(300)，所述光传感器模块具有以下特征：传感器层(302)，所述传感器层具有多个传感器单元(304)，其中，所述传感器单元(304)分别具有至少两个传感器像素(1，2，3，4，5)，所述至少两个传感器像素分别用于检测不同的光特征或传输特性，其中，所述传感器像素(1，2，3，4，5)以列和行布置；信号处理单元(402)，所述信号处理单元用于处理所述传感器像素(1，2，3，4，5)的传感器信号(1525)，其中，每列的传感器像素(1，2，3，4，5)通过至少一个读取线路(800)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接，所述至少一个读取线路分别分配给不同的光特征或传输特性，并且每行的传感器像素(1，2，3，4，5)通过至少一个选择线路(802)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接，其中，所述信号处理单元(402)构造用于通过所述选择线路(802)逐行地选择所述传感器像素(1，2，3，4，5)，以便通过所述读取线路(800)对所述传感器像素进行读取。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.13 DE 102016212797.71.一种光传感器模块(300)，所述光传感器模块具有以下特征：传感器层(302)，所述传感器层具有多个传感器单元(304)，其中，所述传感器单元(304)分别具有至少两个传感器像素(1，2，3，4，5)，所述至少两个传感器像素分别用于检测不同的光特征或传输特性，其中，所述传感器像素(1，2，3，4，5)以列和行布置；信号处理单元(402)，所述信号处理单元用于处理所述传感器像素(1，2，3，4，5)的传感器信号(1525)，其中，每列的传感器像素(1，2，3，4，5)通过至少一个读取线路(800)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接，所述至少一个读取线路分别分配给不同的光特征或传输特性，并且每行的传感器像素(1，2，3，4，5)通过至少一个选择线路(802)与所述信号处理单元(402)能够导电地连接，其中，所述信号处理单元(402)构造用于通过所述选择线路(802)逐行地选择所述传感器像素(1，2，3，4，5)，以便通过所述读取线路(800)对所述传感器像素进行读取。2.根据权利要求1所述的光传感器模块(300)，在所述光传感器模块中，所述传感器单元(304)中的每个构造有一个主像素(5)和至少一个附加像素(1，2，3，4)——尤其四个附加像素(1，2，3，4)——作为所述传感器像素(1，2，3，4，5)，其中，所述主像素(5)的面积大于一个附加像素(1，2，3，4)的相应的面积。3.根据权利要求2所述的光传感器模块(300)，在所述光传感器模块中，至少两个——尤其四个——附加像素(1，2，3，4)围绕所述主像素(5)对称地布置。4.根据权利要求2或3所述的光传感器模块(300)，在所述光传感器模块中，所述主像素(5)构型成十字，所述十字将所述传感器单元(304)划分成四个象限，其中，在所述四个象限中的每个中分别布置有所述附加像素(1，2，3，4)中的一个。5.根据权利要求2至4中任一项所述的光传感器模块(300)，在所述光传感器模块中，所述主像素(5)构造用于检测亮度——尤其宽频带的亮度。6.根据以上权利要求中任一项所述的光传感器模块(300)，所述光传感器模块具有信号处理层(400)，其中，所述信号处理单元(402)布置在所述信号处理层(400)中，其中，所述信号处理层(400)和所述传感器层(302)以半导体技术的方法彼此结合成层复合物。7.根据以上权利要求中任一项所述的光传感器模块(300)，在所述光传感器模块中，所述传感器像素(1，2，3，4，5)布置在至少一个第一行和第二行中，其中，所述第一行比所述第二行具有更多数量的能够通过所述选择线路(802)选择的...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·塞格，M·格泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE