用于光学检测至少一种物体的检测器制造技术

提出一种用于光学检测至少一种物体(112)的检测器(110)。检测器(110)包含至少一个光学传感器(114)。光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)。光学传感器(114)设计为以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号。在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别是在传感器面积(118)上照射的光束截面。检测器(110)额外具有至少一个评价装置(122)。评价装置(122)设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体(112)的至少一个几何学信息项。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年2月9日、申请号为201280018328.5、名称为\用于光学检测至少一种物体的检测器\的专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及一种用于光学检测至少一种物体的检测器。此外，本专利技术涉及一种距离测量装置、一种成像装置、一种人-机接口、一种娱乐装置和一种安全装置。此外，本专利技术涉及一种光学检测至少一种物体的方法和有机太阳能电池作为光学传感器的用途。该类装置、方法和用途例如可用于日常生活的各个领域、交通技术、生产技术、安全技术、医药技术或用于科学中。然而，其他应用原则上也是可以的。现有技术大量光学传感器和光伏装置是现有技术已知的。尽管光伏装置通常用于将电磁辐射如紫外线、可见或红外光转化为电信号或电能，光学传感器通常用于采集图像信息和/或检测至少一种光学参数，例如亮度。大量通常可基于使用无机和/或有机传感器材料的光学传感器是现有技术已知的。该类传感器的实例公开于US 2007/0176165A1、US 6,995,445B2、DE 2501124A1、DE 3225372A1或许多其他现有技术文献中。特别是出于成本原因和出于大面积加工原因，包含至少一种有机传感器材料的传感器的使用提高，例如如US 2007/0176165A1所述。这里，特别是所谓染料太阳能电池的重要性提高，其例如通常描述于WO 2009/013282A1中。基于该类光学传感器，大量用于检测至少一种物体的检测器是已知的。依赖于相应的使用目的，该类检测器可以各种方式体现。该类检测器的实例为成像装置如照相机和/或显微镜。高分辨共焦显微镜是已知的，例如可特别用于医药技术和生物学领域中以在高的光学分辨率下检测生物试样。用于光学检测至少一种物体的检测器的其他实例为距离测量装置，其例如基于相应光信号如激光脉冲的传播时间方法。用于光学检测物体的检测器的其他实例为三角测量系统，借助其同样可进行距离测量。从用于光学检测物体的该类已知检测器和方法出发，可明确的是在许多情况下需要提供相当多的技术花费以在足够精确度下进行该物体检测。例如，在显微镜中就设备而言需要相当多的花费以获得光束的准确聚焦和/或获得关于待成像试样的深度信息。相反，距离测量在许多情况下基于技术上不充分的假定如在图像评价中假定物体的具体尺寸。其他方法也基于复杂的脉冲序列，例如借助激光脉冲的距离测量。还有其他方法基于使用多个检测器如三角测量方法。专利技术解决的问题因此，本专利技术解决的问题在于指定用于光学检测至少一种物体的装置和方法，其至少实质上避免该类已知装置和方法的缺点。特别地，所提出的装置和方法意欲使得可以就设备而言简化至少一种物体的光学检测。专利技术公开内容该问题通过本专利技术以独立权利要求的特征解决。可独立地或组合地实现的本专利技术有利方案展示于从属权利要求中。在本专利技术第一方面，提出用于光学检测至少一种物体的检测器。就本专利技术而言，光学检测应通常理解为意指一种其中获得关于检测物体的至少一个信息项的方法。在该情况下，术语信息应作广义解释。至少一个信息项可特别地包括如下信息项中的一项或多项：关于物体例如在检测器的测量范围和/或视觉范围内存在或不存在这一事实的信息项；关于检测器的至少一种光学性能如至少一种亮度和/或至少一种辐射性能如发光性能的信息项；物体的位置信息项，例如关于物体与检测器或检测器一部分之间的距离和/或物体相对于检测器或检测器一部分的相对定向的信息项和/或物体在至少一个坐标系中的位置信息项，所述坐标系由检测器和/或物体确定；关于物体的移动状态如物体的一维、二维或三维速度和/或物体的加速度的信息项。替换地或额外地，也可在物体检测过程中获得其他信息项。在下文实质上就获得关于物体的位置信息项而描述本专利技术，不限制可替换地或额外地实现的至少一个几何学信息项的其他实施方案。所述几何学信息，特别是位置信息，可涉及整个物体或仅物体一部分，例如借助检测器检测的物体的点、面或区域。所述点、所述面或所述区域可设置在物体表面上或至少部分地设置在物体内。物体通常可为有生命或无生命物体。可借助检测器完全或部分检测的物体的实例在下文甚至更详细地描述。检测器包含至少一个光学传感器。光学传感器具有至少一个传感器区域，特别是包含至少一个传感器面积的至少一个传感器区域。光学传感器设计为以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号。在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别地依赖于传感器区域中(特别是传感器面积上)照射的光束截面。检测器额外具有至少一个评价装置。评价装置设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体的至少一个几何学信息项。检测器可额外包含至少一个传递装置。传递装置可设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器并在工艺中照射传感器区域。就本专利技术而言，传递装置应理解为意指原则上以任意所需方式体现和设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器(特别是传感器区域或优选传感器面积)的装置。该输给可以成像方式或以非成像方式体现。因此，该光学传递装置可包含例如至少一个光路。传递装置可例如包含一个或多个反射镜和/或分束器和/或光束偏转元件，以影响电磁辐射的方向。替换地或额外地，传递装置可包含一个或多个成像元件，其可具有会聚透镜和/或发散透镜的作用。例如，任选传递装置可具有一个或多个透镜和/或一个或多个凸面镜和/或凹面镜。再次替换地或额外地，传递装置可具有至少一个波长选择元件，例如至少一个光学过滤器。再次替换地或额外地，传递装置可设计为在电磁辐射上施加预定的光束轮廓，例如在传感器区域(特别是传感器面积)的位置。任选传递装置的上述任选实施方案原则上可单独或以任意所需组合实现。就本专利技术而言，光学传感器应理解为通常意指设计为将至少一种光信号转换为不同的信号形式，优选转换为至少一种电信号如电压信号和/或电流信号的元件。特别地，光学传感器可包含至少一个光-电转换器元件，优选至少一个光电二极管和/或至少一个太阳能电池。如在下文甚至更详细地解释的那样，就本专利技术而言，特别优选使用至少一种有机光学传感器，即包含至少一种有机材料如至少一种有机半导体材料的光学传感器。就本专利技术而言，传感器区域应理解为意指二维或三维区域，其优选地但不必需地为连续的且可形成连续区域，其中传感器区域设计为以依赖于照射的方式改变至少一种可测量性能。例如，所述至少一种性能可包含电性能，例如通过传感器区域设计为单独地或以与光学传感器其他元件相互作用地产生光电压和/或光电流和/或某些其他类型信号。特别地，传感器区域可以其以依赖于传感器区域的照射的方式产生均一(优选单一)信号的方式体现。传感器区域可由此为光学传感器的最小单元，对其产生均一信号如电信号，其优选不再细分为局部信号，例如对于传感器区域的局部区域。光学传感器可具有一个或多个该类传感器区域，后一情况例如通过将多个该类传感器区域设置在二维和/或三维矩阵排列中。至少一个传感器区域可例如包含至少一个传感器面积，即其横向程度显著超过传感器区域厚度的传感器区域，例如以至少10倍，优选至少100倍，特别优选至少1000倍。该类传感器面积的实例可在有机或无机光伏元件中找到，例如根据上述现有技术，或根据在下文甚至更详细描述的示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学检测至少一种物体(112)的检测器(110)，其包含至少一个光学传感器(114)，其中光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)，其中光学传感器(114)设计为以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，其中检测器(110)额外具有至少一个评价装置(122)，其中评价装置(122)设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，其中所述至少一个传感器区域(116)包含至少一个传感器面积(118)，其中所述照射几何学包括在传感器面积(118)上照射的光束截面，以及其中所述几何学信息项包括由传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学的效果直接或间接产生的任意所需信息项。

【技术特征摘要】
2011.02.15 EP 11154531.51.一种用于光学检测至少一种物体(112)的检测器(110)，其包含至少一个光学传感器(114)，其中光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)，其中光学传感器(114)设计为以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，其中检测器(110)额外具有至少一个评价装置(122)，其中评价装置(122)设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，其中所述至少一个传感器区域(116)包含至少一个传感器面积(118)，其中所述照射几何学包括在传感器面积(118)上照射的光束截面，以及其中所述几何学信息项包括由传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学的效果直接或间接产生的任意所需信息项。2.根据上述权利要求1的检测器(110)，其中所述至少一个几何学信息项包括关于照射和/或物体(112)的至少一个几何学信息项。3.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其中检测器(110)额外具有用于调制照射的至少一个调制装置(138)。4.根据上述权利要求3的检测器(110)，其中检测器(110)设计为在不同调制情况下检测至少两个传感器信号，其中评价装置(122)设计为由至少两个传感器信号产生几何学信息。5.根据上述权利要求4的检测器(110)，其中所述至少两个传感器信号包括在相应不同的调制频率下的至少两个传感器信号。6.根据上述权利要求1、2、4和5中任一项的检测器(110)，其中光学传感器(114)以传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射调制的调制频率的方式设计。7.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其中传感器区域(116)为正好一个连续的传感器区域(116)，其中传感器信号为对于整个传感器区域(116)的均一传感器信号。8.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其中传感器信号选自光电流和光电压。9.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其中光学传感器(114)包含至少一个半导体检测器(148)。10.根据上述权利要求9的检测器(110)，其中所述至少一个半导体检测器(148)包括包含至少一种有机材料的有机半导体检测器(150)。11.根据上述权利要求10的检测器(110)，其中所述有机半导体检测器(150)包括有机太阳能电池(152)。12.根据上述权利要求11的检测器(110)，其中所述有机太阳能电池(152)包括染料太阳能电池(154)。13.根据上述权利要求12的检测器(110)，其中所述染料太阳能电池(154)包括固体染料太阳能电池。14.根据上述权利要求9的检测器(110)，其中光学传感器(114)包含至少一个第一电极(158)、至少一种n-半导电性金属氧化物(162)、至少一种染料(164)、至少一种p-半导电性有机材料(166)和至少一个第二电极(168)。15.根据上述权利要求14的检测器(110)，其中所述至少一种p-半导电性有机材料(166)包括固体p-半导电性有机材料。16.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其中几何学信息包含物体(112)的至少一个位置信息项。17.根据上述权利要求16的检测器(110)，其中评价装置(122)设计为由照射几何学与物体(112)相对于检测器(110)的相对定位之间的至少一种预定关系确定几何学信息。18.根据上述权利要求17的检测器(110)，其中所述评价装置(122)设计为由照射几何学与物体(112)相对于检测器(110)的相对定位之间的至少一种预定关系确定几何学信息，考虑已知的照射功率。19.根据上述权利要求18的检测器(110)，其中所述评价装置(122)设计为由照射几何学与物体(112)相对于检测器(110)的相对定位之间的至少一种预定关系确定几何学信息，考虑已知的照射功率和考虑用来调制照射的调制频率。20.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其额外包含至少一个传递装置(130)，其中传递装置(130)设计为将自物体(112)产生的电磁辐射(134)输给光学传感器(114)并由此照射传感器区域(116)。21.根据上述权利要求1或2的检测器(110)，其额外包含至少一个照射源(142)。22.根据上述权利要求21的检测器(110)，其中照射源(142)选自：至少部分地与物体(112)连接和/或至少部分地等同于物体(112)的照射源(142)；设计为借助初级辐射(144)至少部分地照射物体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·布鲁德，F·艾克迈尔，P·埃尔克，R·森斯，S·伊尔勒，H·阿尔穆罕默迪，A·佩尔斯特，E·蒂尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE