用于光学检测至少一种物体的检测器的制作方法

文档序号:15798850发布日期:2018-11-02 21:17阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于确定至少一种物体(112)的位置的检测器(110),包含:

-至少一个横向光学传感器(130),横向光学传感器(130)适于确定由物体(112)传输至检测器(110)的至少一束光束(138)的横向位置,所述横向位置为在垂直于检测器(110)的光轴(116)的至少一个维度中的位置,横向光学传感器(130)适于产生至少一个横向传感器信号;

-至少一个纵向光学传感器(132),其中纵向光学传感器(132)具有至少一个传感器区域(136),其中纵向光学传感器(132)设计为以依赖于光束(138)对传感器区域(136)的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号,其中在给定的相同总照射功率下,纵向传感器信号依赖于传感器区域(136)中的光束(138)的束横截面;

-至少一个评价装置(142),其中评价装置(142)设计为通过评价横向传感器信号而产生至少一个关于物体(112)的横向位置的信息项和通过评价纵向传感器信号而产生至少一个关于物体(112)的纵向位置的信息项;

其中横向光学传感器(130)为具有至少一个第一电极(160)、至少一个第二电极(170)和至少一种光伏材料(164,166,168)的光检测器,其中光伏材料(164,166,168)包埋于第一电极(160)和第二电极(170)之间,其中光伏材料(164,166,168)适于响应于光对光伏材料(164,166,168)的照射而产生电荷,其中第二电极(170)为具有至少两个分电极(176)的分割电极,其中横向光学传感器(130)具有传感器区域(136),其中至少一个横向传感器信号表示光束(138)在传感器区域(136)中的位置;

其中通过分电极(176)的电流依赖于横向光学传感器(130)的传感器区域(136)中的光束(138)位置,其中横向光学传感器(130)适于根据通过分电极(176)的电流产生横向传感器信号;

其中检测器(110)适于由通过分电极(176)的电流的至少一个比值推导物体(112)的横向位置信息。

2.根据权利要求1所述的检测器(110),其中光检测器包括染料敏化太阳能电池。

3.根据权利要求1所述的检测器(110),其中第一电极(160)至少部分由至少一种透明导电氧化物制成,其中第二电极(170)至少部分由导电聚合物(188)制成。

4.根据权利要求3所述的检测器(110),其中导电聚合物(188)为透明导电聚合物(188)。

5.根据权利要求1所述的检测器(110),其中横向光学传感器(130)和纵向光学传感器(132)中至少一个为透明光学传感器。

6.根据权利要求1所述的检测器(110),其中横向光学传感器(130)和纵向光学传感器(132)沿光轴(116)堆叠,从而使得沿光轴(116)传输的光束(138)照射在横向光学传感器(130)和纵向光学传感器(132)二者上。

7.根据权利要求1所述的检测器(110),其中纵向光学传感器(132)包含至少一个染料敏化太阳能电池。

8.根据权利要求7所述的检测器(110),其中纵向光学传感器(132)包含至少一个第一电极(160)、至少一种n型半导电金属氧化物(164)、至少一种染料(166)、至少一种p型半导电有机材料(168)和至少一个第二电极(170)。

9.根据权利要求8所述的检测器(110),其中至少一种p型半导电有机材料(168)为固体p型半导电有机材料(168)。

10.根据权利要求8所述的检测器(110),其中横向光学传感器(130)和纵向光学传感器(132)的第一电极(160)和第二电极(170)均为透明的。

11.根据权利要求1所述的检测器(110),其中评价装置(142)设计为由照射几何学和物体(112)相对于检测器(110)的相对位置之间的至少一种预定关系产生至少一个关于物体(112)纵向位置的信息项。

12.根据权利要求1所述的检测器(110),进一步包含至少一个照射源(192)。

13.根据权利要求1所述的检测器(110),其中检测器(110)具有多个纵向光学传感器(132),其中纵向光学传感器(132)是堆叠的。

14.根据权利要求13所述的检测器(110),其中纵向光学传感器(132)以使得来自物体(112)的光束(138)照射全部纵向光学传感器(132)的方式排列,其中由各纵向光学传感器(132)产生至少一个纵向传感器信号,其中评价装置(142)适于归一化纵向传感器信号且独立于光束(138)强度地产生关于物体(112)纵向位置的信息。

15.根据权利要求13所述的检测器(110),其中最后纵向光学传感器(144)以使得直至光束(138)照射在最后纵向光学传感器(144)上之前,光束(138)照射除最后纵向光学传感器(144)之外的所有其他纵向光学传感器(132)的方式排列,其中最后纵向光学传感器(144)对光束(138)是不透明的。

16.根据权利要求13所述的检测器(110),其中至少两个纵向光学传感器的叠堆部分或完全浸在至少一种选自如下组的材料中:液体或固体材料。

17.根据权利要求16所述的检测器(110),其中至少两个纵向光学传感器的叠堆部分或完全浸在至少一种选自油的材料中。

18.根据权利要求1所述的检测器(110),其中至少一个选自所述至少一个横向光学传感器和/或所述至少一个纵向光学传感器的传感器使用至少两种不同的透明基材。

19.根据权利要求1所述的检测器(110),其中检测器(110)进一步包含至少一个成像装置(157)。

20.根据权利要求1所述的检测器(110),其中检测器(110)进一步包含至少一个光敏元件(161)。

21.根据权利要求20所述的检测器(110),其中光敏元件(161)包括至少一种选自如下组的元件:色轮(163)、色鼓或使用椭圆偏振滤光器的滤光器转盘。

22.根据权利要求1所述的检测器(110),其中评价装置(142)适于通过由至少一个纵向传感器信号确定光束(138)的直径而产生至少一个关于物体(112)纵向位置的信息项。

23.根据权利要求22所述的检测器(110),其中评价装置(142)适于将光束(138)的直径与光束(138)的已知束性质比较,从而确定至少一个关于物体(112)纵向位置的信息项。

24.根据权利要求1所述的检测器(110),其中纵向光学传感器(132)进一步以使得在给定的相同总照射功率下,纵向传感器信号独立于照射调制的调制频率的方式设计。

25.一种用于在用户(200)和机器之间交换至少一个信息项的人-机接口(196),其中人-机接口(196)包含至少一个根据权利要求1所述的检测器(110),其中人-机接口(196)设计为借助检测器(110)产生用户(200)的至少一个几何学信息项,其中人-机接口(196)设计为给几何信息指定至少一个信息项。

26.一种用于执行一种娱乐功能的娱乐装置(198),其中娱乐装置(198)包含至少一个根据权利要求25所述的人-机接口(196),其中娱乐装置(198)设计为能由玩家借助人-机接口(196)输入至少一个信息项,其中娱乐装置(198)设计为根据所述信息改变娱乐功能。

27.一种用于跟踪至少一种可运动物体(112)的位置的跟踪系统(199),跟踪系统(199)包含至少一个根据权利要求1所述的检测器(110),跟踪系统(199)进一步包含至少一个跟踪控制器(201),其中跟踪控制器(201)适于跟踪物体(112)的一系列位置,各位置包含至少一个关于物体(112)在特定时间点的横向位置的信息项和关于物体(112)在特定时间点的纵向位置的信息项。

28.一种用于成像至少一种物体(112)的照相机(111),照相机(111)包含至少一个根据权利要求1所述的检测器(110)。

29.一种确定至少一种物体(112)的位置的方法,

-其中使用检测器(110)的至少一个横向光学传感器(130),其中横向光学传感器(130)确定由物体(112)传输至检测器(110)的至少一束光束(138)的横向位置,所述横向位置为在垂直于检测器(110)的光轴(116)的至少一个维度中的位置,其中横向光学传感器(130)产生至少一个横向传感器信号;

-其中使用检测器(110)的至少一个纵向光学传感器(132),其中纵向光学传感器(132)具有至少一个传感器区域(136),其中纵向光学传感器(132)以依赖于光束(138)对传感器区域(136)的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号,其中在给定的相同总照射功率下,所述纵向传感器信号依赖于光束(138)在传感器区域(136)中的束横截面;

-其中使用至少一个评价装置(142),其中评价装置(142)通过评价横向传感器信号而产生至少一个关于物体(112)的横向位置的信息项,且其中评价装置(142)进一步通过评价纵向传感器信号而产生至少一个关于物体(112)的纵向位置的信息项;

其中横向光学传感器(130)为具有至少一个第一电极(160)、至少一个第二电极(170)和至少一种光伏材料(164,166,168)的光检测器,其中光伏材料(164,166,168)包埋于第一电极(160)和第二电极(170)之间,其中光伏材料(164,166,168)适于响应于光对光伏材料(164,166,168)的照射而产生电荷,其中第二电极(170)为具有至少两个分电极(176)的分割电极,其中横向光学传感器(130)具有传感器区域(136),其中至少一个横向传感器信号表示光束(138)在传感器区域(136)中的位置;

其中通过分电极(176)的电流依赖于横向光学传感器(130)的传感器区域(136)中的光束(138)位置,其中横向光学传感器(130)适于根据通过分电极(176)的电流产生横向传感器信号;

其中检测器(110)适于由通过分电极(176)的电流的至少一个比值推导物体(112)的横向位置信息。

30.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用于选自如下组的应用目的:距离测量;测量位置;跟踪应用。

31.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用作娱乐应用的目的。

32.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用作照相机(111)的目的。

33.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用作人-机接口(196)应用的目的。

34.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用作地图绘制应用的目的。

35.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用于选自如下组的自动机器处理的目的:距离测量、位置测量、跟踪应用。

36.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用于高精度计量中的目的。

37.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用于生产零件的模拟中的目的。

38.根据权利要求1所述的检测器(110)的用途,用于医疗操作中的目的。

39.根据权利要求30所述的用途,用于交通技术中。

40.根据权利要求32所述的用途,用于安全应用中。

41.根据权利要求34所述的用途,用于产生至少一个空间的地图。

42.根据权利要求36所述的用途,用于分析中。

43.根据权利要求38所述的用途,用于内窥镜方法中。

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