用于光学检测至少一个对象的检测器制造技术

公开了一种用于确定至少一个对象的位置，特别用于3D感测概念的检测器。该检测器包括：纵向光学传感器(110)，用于通过从对象行进到检测器的光束确定对象的纵向位置；以及横向光学传感器(112)，其可设计为成像装置或位置敏感检测器。纵向光学传感器(110)具有至少两个PN结构或PIN结构(138，140)。PN结构或PIN结构中的每一个结构位于两个电极层(144)之间，从而形成各自具有纵向传感器区域(148)的光电二极管(146)。给定相同的照射总功率，来自光电二极管(146)的纵向传感器信号取决于纵向传感器区域(148)中光束的束横截面。作为替代，并非横向光学传感器(112)，纵向光学传感器(110)的光电二极管(146)可以适于各自作为一维位置敏感检测器来操作，用于分别确定横向x坐标和横向y坐标。

Detector for optical detection of at least one object

A detector for determining the position of at least one object, especially for 3D sensing concepts, is disclosed. The detector includes a longitudinal optical sensor (110) for determining the longitudinal position of the object by the beam traveling from the object to the detector, and a transverse optical sensor (112), which can be designed as an imaging device or a position sensitive detector. The longitudinal optical sensor (110) has at least two PN or PIN structures (138, 140). Each of the PN or PIN structures is located between two electrode layers (144), thus forming photodiodes (146) with their respective longitudinal sensor regions (148). Given the same total irradiation power, the longitudinal sensor signal from the photodiode (146) depends on the beam cross section in the longitudinal sensor region (148). Instead of transverse optical sensors (112), photodiodes (146) of longitudinal optical sensors (110) can be adapted to operate as one-dimensional position sensitive detectors for determining transverse x coordinates and transverse y coordinates, respectively.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学检测至少一个对象的检测器
本专利技术涉及一种用于确定至少一个对象的位置的检测器、检测器系统和方法。本专利技术进一步涉及用于在用户和机器之间交换至少一个信息项的人机接口、娱乐装置、跟踪系统、相机、扫描系统、方法以及检测器装置的各种用途。根据本专利技术的装置、系统和用途具体可以用于例如日常生活、游戏、交通技术、生产技术、安全技术，诸如用于艺术、文档或技术目的的数字摄影或视频摄影的摄影、医疗技术的各种领域或用于科学中。然而，其它应用也是可能的。
技术介绍
从现有技术中已知大量光学传感器和光伏器件。虽然光伏器件通常用于将电磁辐射(例如，紫外光、可见光或红外光)转换成电信号或电能，但光学检测器通常用于拾取图像信息和/或用于检测至少一个光学参数，例如亮度。从现有技术中已知通常基于无机和/或有机传感器材料的使用的大量光学传感器。这种传感器的示例在US2007/0176165A1、US6,995,445B2、DE2501124A1、DE3225372A1或其它许多现有技术文献中公开。在越来越多的程度上，特别是出于成本原因和大面积处理的原因，正在使用包括至少一种有机传感器材料的传感器，例如在U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定至少一个对象(156)的位置的检测器(114)，所述检测器(114)包括：‑至少一个纵向光学传感器(110)，用于确定从所述对象(156)行进到所述检测器(114)的至少一个光束(142)的纵向位置，所述纵向光学传感器(110)具有层设置(116)，其中所述纵向光学传感器(110)包括至少两个p型半导体层(124)、至少两个n型半导体层(130)和至少三个独立的电极层(144)，其中所述p型半导体层(124)和所述n型半导体层(130)形成至少两个独立的PN结构，其中所述PN结构中的每个PN结构位于所述电极层(144)中的至少两个电极层之间，从而形成至少两个光电二极管(146)...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.06 EP 16164114.7;2016.05.24 EP 16171049.61.一种用于确定至少一个对象(156)的位置的检测器(114)，所述检测器(114)包括：-至少一个纵向光学传感器(110)，用于确定从所述对象(156)行进到所述检测器(114)的至少一个光束(142)的纵向位置，所述纵向光学传感器(110)具有层设置(116)，其中所述纵向光学传感器(110)包括至少两个p型半导体层(124)、至少两个n型半导体层(130)和至少三个独立的电极层(144)，其中所述p型半导体层(124)和所述n型半导体层(130)形成至少两个独立的PN结构，其中所述PN结构中的每个PN结构位于所述电极层(144)中的至少两个电极层之间，从而形成至少两个光电二极管(146)，其中，所述两个光电二极管(146)中的每个光电二极管具有至少一个纵向传感器区域(148)，其中所述纵向光学传感器(110)被设计为以取决于由所述光束(142)对所述纵向传感器区域(148)的照射的方式生成至少两个纵向传感器信号，其中给定相同的所述照射的总功率，所述纵向传感器信号取决于所述纵向传感器区域(148)中所述光束(142)的束横截面；以及-至少一个评估装置(154)，其中所述评估装置(154)被配置为通过评估所述纵向传感器信号来确定所述对象(156)的至少一个纵向坐标。2.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中所述纵向光学传感器(110)包括至少一个本征半导体层(118)，其中所述本征半导体层(118)位于所述p型半导体层(124)中的一个p型半导体层和所述n型半导体层(130)中的一个n型半导体层之间，从而形成至少一个PIN结构(136)。3.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中所述纵向光学传感器(110)包括至少两个本征半导体层(118)，其中所述本征半导体层(118)中的每个本征半导体层位于所述p型半导体层(124)中的一个p型半导体层和所述n型半导体层(130)中的一个n型半导体层之间，从而形成至少两个独立的PIN结构(136)。4.根据前述两项权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述本征半导体层(118)、所述p型半导体层(124)和所述n型半导体层(130)中的一个或多个包括以下中的一种或多种：非晶硅、包含非晶硅的合金、微晶硅、锗(Ge)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铜锌锡(CZTSe)、铜-锌-锡硫-硒硫属化物(CZTSSe)、碲化镉(CdTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、砷化铟(InAs)、砷化铟镓(InGaAs)、锑化铟(InSb)、有机-无机卤化物钙钛矿，以及它们的固溶体和/或掺杂变体。5.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中所述包含非晶硅的合金是包含硅和碳的非晶合金或包含硅和锗的非晶合金。6.根据前述两项权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中通过使用氢钝化所述非晶硅。7.根据前述五项权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述本征半导体层(118)具有100nm至300nm，特别是150至200nm的厚度。8.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述纵向光学传感器(110)是至少部分透明的。9.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中所述层设置(116)适于由所述入射光束(142)以所述层被布置在所述层设置(116)内的顺序穿过。10.根据前述两项权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述层设置(116)中的每一层是至少部分透明或半透明的。11.根据前述三项权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中待由所述入射光束(142)穿过的所述层设置(116)中的每一层除了所述设置中的最后一层之外是至少部分透明或半透明的。12.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中两个相邻的PN结构共用所述电极层(144)中的一个电极层作为公共电极层(166)。13.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中具有相同极性的两个相邻电极层(144)通过绝缘层(158)彼此分开。14.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中所述绝缘层(158)包括玻璃、石英或透明有机聚合物中的一种的层。15.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述光电二极管(146)中的每个光电二极管被配置为单独寻址。16.根据前一权利要求所述的检测器(114)，其中第一光电二极管(150)被设计为生成至少第一纵向传感器信号，并且第二光电二极管(152)被设计为生成至少第二纵向传感器信号，其中所述评估装置(154)适于同时确定所述第一纵向光学传感器信号和所述第二纵向传感器信号。17.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述电极层(144)包括导电材料，其中所述电极层(144)是至少部分透明的，其中所述电极层(144)包括透明导电氧化物(TCO)，特别是氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)中的一种或多种。18.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述纵向光学传感器(110)包括至少一个间隔物层(160)，其中所述间隔物层(160)被设计为将第一光电二极管(150)和第二光电二极管(152)分开。19.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(114)，其中所述检测器(114)进一步包括至少一个横向光学传感器(112)，用于确定从对象(156)行进到所述检测器(114)的所述至少一个光束(142)的至少一个横向位置，其中所述横向光学传感器(112)被设计为生成至少一个横向传感器信号，其中所述评估装置(154)进一步被配置为通过评估所述横向传感器信号来确定所述对象...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·森德，I·布鲁德，C·朗根施密德，W·赫尔梅斯，S·瓦鲁施，
申请(专利权)人：特里纳米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE