用于確定至少一個對象的位置的檢測器制造技術

一種用于確定至少一個對象(112)的位置的檢測器(110)，所述檢測器(110)包括：用于將對象(112)成像到圖像平面(116)中的至少一個傳送裝置(114)，所述傳送裝置(114)具有焦平面(118)；至少一個縱向光學傳感器(122)，其中所述縱向光學傳感器(122)具有至少一個傳感器區域(124)，其中所述縱向光學傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學傳感器(122)被設計成以取決于由從所述對象傳播到所述檢測器(110)的至少一個光束對傳感器區域(124)的照射的方式來生成至少一個縱向傳感器信號，其中給定照射的相同總功率，縱向傳感器信號取決于在傳感器區域(124)中的光束的束橫截面；以及至少一個評估裝置(129)，其中評估裝置(129)被設計成通過評估縱向傳感器信號來生成關于對象(112)的縱向位置的至少一項信息。在此，至少一個縱向光學傳感器(122)包括焦點縱向光學傳感器(136)，其中該焦點縱向光學傳感器(136)至少基本上布置在焦平面(118)中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于確定至少一個對象的位置的檢測器
本專利技術涉及用于確定至少一個對象的位置的檢測器、人機界面、用于執行至少一個娛樂功能的娛樂裝置、跟蹤系統、相機、用于確定至少一個對象的位置的方法，以及檢測器的各種用途。這種裝置和這種方法可以用于例如日常生活的各個領域(交通技術、生產技術、安全技術、醫療技術、娛樂技術或科學)中。另外或可替代地，該應用可以應用于空間測繪領域，諸如用于生成一個或多個房間、一個或多個建筑物或一個或多個街道的地圖。此外，檢測器可以形成相機或者可以是用于對至少一個對象成像的相機的一部分。然而，其它應用原則上同樣是可能的。
技術介紹
被配置為確定對象的位置的大量檢測器從現有技術中是已知的。用于確定對象的位置的這種檢測器基于光學傳感器和光伏裝置是已知的。雖然光伏裝置通常用于將電磁輻射(例如紫外線、可見光或紅外光)轉換成電信號或電能，但光學檢測器通常用于拾取圖像信息和/或用于檢測至少一個光學參數，例如亮度。通常，光學傳感器可以基于無機和/或有機傳感器材料的使用。這種傳感器的示例在US2007/0176165A1、US6,995,445B2、DE2501124A1、DE3225372A1中或者在許多其它現有技術文獻中公開。在越來越大的程度上，特別是出于成本原因和出于大面積加工的原因，正在使用包括至少一種有機傳感器材料的傳感器，如例如在US2007/0176165A1中所描述的。特別地，所謂的染料太陽能電池在此越來越重要，其通常在例如WO2009/013282A1中描述。基于用于確定至少一個對象的位置的這種光學傳感器的檢測器可以取決于相應的使用目的以多種方式實施。這種檢測器的示例是成像裝置，例如相機和/或顯微鏡。高分辨率共聚焦顯微鏡是已知的，例如，其可以特別地用于醫學技術和生物學領域，以便采用高光學分辨率檢查生物樣品。用于光學檢測對象的檢測器的其它示例是三角測量系統，借助于該三角測量系統可以執行距離測量。用于光學地檢測至少一個對象的檢測器的其它示例是基于例如對應的光學信號(例如激光脈沖)的傳播時間方法的距離測量裝置。一般來說，這些檢測器可包括照射源，例如，燈或激光器，以及光檢測裝置。照射源可以發射光，特別是由透鏡和/或透鏡系統聚焦的一個或多個光束。發射的光可以由對象反射。反射光可以由光檢測裝置檢測。一般來說，這些檢測器可使用作為飛行時間分析、結構光分析的技術或例如用于執行三角測量方法的多個檢測器，用于確定對象的位置。其它方法轉而基于復雜的脈沖序列，諸如例如借助于激光脈沖的距離測量。各種位置檢測器在本領域中是已知的。因此，在JP8-159714A中，公開了一種距離測量裝置。其中，通過使用檢測器和陰影形成元件，基于對象的陰影形成取決于距離的事實來確定對象和檢測器之間的距離。在US2008/0259310A1中，公開了一種光學位置檢測器。通過使用各種已知距離和測量角度來確定透射系統的位置。在US2005/0184301A1中，公開了一種距離測量裝置。測量裝置使用具有不同波長的多個發光二極管。在CN101650173A中，公開了一種基于使用幾何原理的位置檢測器。此外，在JP10-221064A中，公開了與全息術中使用的光學設置類似的復雜光學設置。在US4,767,211中，公開了一種用于光學測量和成像的裝置和方法。其中，通過使用不同的光電檢測器和分頻器來確定沿著光軸行進的反射光與偏軸行進的反射光的比率。通過使用該原理，可以檢測樣品中的凹陷。在US4,647,193中，通過使用具有多個部件的檢測器來確定目標對象的范圍。檢測器被放置為遠離透鏡的焦平面。來自對象的光的光斑的尺寸隨對象的范圍而變化，并且因此取決于對象的范圍。通過使用不同的光電檢測器，可以通過比較由光電檢測器生成的信號來確定光斑的尺寸并且因此確定對象的范圍。在US6,995,445和US2007/0176165A1中，公開了一種位置敏感有機檢測器。其中，使用電阻底部電極，其通過使用至少兩個電觸點而電接觸。通過形成來自電觸點的電流的電流比，可以檢測有機檢測器上的光斑的位置。在WO2010/088032A2和US2011/0055846A1中，提出了一種被配置為獲得一個或多個目標的深度圖像的捕獲裝置。捕獲裝置可以包括深度相機、視頻相機、立體相機和/或其它合適的捕獲裝置。捕獲裝置可以包括圖像相機部件，其可以包括IR光部件、三維(3D)相機和/或RGB相機。在WO2010/088032A2中，捕獲裝置可以被配置為通過任何合適的技術(例如，飛行時間、結構光、立體圖像等)捕獲具有深度信息的視頻。除了在WO2010/088032A2中使用的技術之外，在US2011/0055846A1中，輸出光波的相位可以與輸入光波的相位進行比較以確定相移，其被用于確定對象的物理距離。此外，在本領域中通常已知使用透明或至少部分透明的位置檢測器。WO2012/110924A1公開了一種用于光學檢測至少一個對象的檢測器，其內容通過引用并入在此。檢測器包括至少一個光學傳感器。光學傳感器具有至少一個傳感器區域。光學傳感器被設計成以取決于傳感器區域的照射的方式生成至少一個傳感器信號。假定照射的相同總功率，傳感器信號取決于照射的幾何形狀，特別是取決于在傳感器區域上的照射的光束橫截面。此外，檢測器具有至少一個評估裝置。評估裝置被設計成從傳感器信號生成至少一項幾何信息，特別是關于照射和/或對象的至少一項幾何信息。然而，僅使用一個透明或部分透明的位置傳感器來確定對象的縱向位置可能導致縱向位置的測量的模糊性的問題，特別是如果對象位于焦點或焦點區域之前或之后。為了克服模糊性問題，從現有技術中已知使用多個透明或部分透明的位置傳感器或相應的傳感器堆疊。2012年12月19日提交的美國臨時申請61/739,173，2013年1月8日提交的61/749,964和2013年8月19日提交的61/867,169以及根據在2013年12月18日提交的在WO2014/097181A1下公開的國際專利申請PCT/IB2013/061095(其全部內容通過引用并入在此)公開了用于通過使用至少一個橫向光學傳感器和至少一個光學傳感器來確定至少一個對象的位置的方法和檢測器。具體地，公開了傳感器堆疊的使用，以便采用高精度和無模糊性地確定對象的縱向位置。于2013年6月13日提交的歐洲專利申請號EP13171898.3、于2014年3月12日提交的德國專利申請號102014007775.6和于2014年6月5日提交的國際專利申請號PCT/EP2014/061695(其全部公開內容通過引用并入在此)公開了一種光學檢測器，其包括具有基板和設置在其上的至少一個光敏層設置的光學傳感器。光敏層設置具有至少一個第一電極、至少一個第二電極，以及夾在第一電極和第二電極之間的至少一種光伏材料。光伏材料包括至少一種有機材料。第一電極包括多個第一電極條帶，而第二電極包括多個第二電極條帶，其中第一電極條帶和第二電極條帶相交，以使得像素矩陣形成在第一電極條帶和第二電極條帶的相交處。光學檢測器進一步包括至少一個讀出裝置，該讀出裝置包括連接到第二電極條帶的多個電測量裝置和用于隨后將第一電極條帶連接到電測量裝置的開關裝置。于2013年6月13日提交的歐洲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測器(110)，用于確定至少一個對象(112)的位置，所述檢測器(110)包括：?至少一個傳送裝置(114)，用于將所述對象(112)成像到圖像平面(116)中，所述傳送裝置(114)具有焦平面(118)，?至少一個縱向光學傳感器(122)，其中所述縱向光學傳感器(122)具有至少一個傳感器區域(124)，其中所述縱向光學傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學傳感器(122)被設計成以取決于由從所述對象傳播到所述檢測器(110)的至少一個光束對所述傳感器區域(124)的照射的方式來生成至少一個縱向傳感器信號，其中給定所述照射的相同總功率，所述縱向傳感器信號取決于在所述傳感器區域(124)中的所述光束的束橫截面；以及?至少一個評估裝置(129)，其中所述評估裝置(129)被設計成通過評估所述縱向傳感器信號來生成關于所述對象(112)的縱向位置的至少一項信息，其中所述至少一個縱向光學傳感器(122)包括焦點縱向光學傳感器(136)，其中所述焦點縱向光學傳感器(136)至少基本上布置在所述焦平面(118)中。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.08 EP 14176112.21.一種檢測器(110)，用于確定至少一個對象(112)的位置，所述檢測器(110)包括：-至少一個傳送裝置(114)，用于將所述對象(112)成像到圖像平面(116)中，所述傳送裝置(114)具有焦平面(118)，-至少一個縱向光學傳感器(122)，其中所述縱向光學傳感器(122)具有至少一個傳感器區域(124)，其中所述縱向光學傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學傳感器(122)被設計成以取決于由從所述對象傳播到所述檢測器(110)的至少一個光束對所述傳感器區域(124)的照射的方式來生成至少一個縱向傳感器信號，其中給定所述照射的相同總功率，所述縱向傳感器信號取決于在所述傳感器區域(124)中的所述光束的束橫截面；以及-至少一個評估裝置(129)，其中所述評估裝置(129)被設計成通過評估所述縱向傳感器信號來生成關于所述對象(112)的縱向位置的至少一項信息，其中所述至少一個縱向光學傳感器(122)包括焦點縱向光學傳感器(136)，其中所述焦點縱向光學傳感器(136)至少基本上布置在所述焦平面(118)中。2.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中所述焦點縱向光學傳感器(136)與所述焦平面(118)間隔開距離±ε，其中|ε|≤0.2·f，其中f為所述傳送裝置(114)的焦距。3.根據前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中所述評估裝置(129)適于評估所述焦點縱向光學傳感器(136)的至少一個縱向傳感器信號jfocal，并且導出在所述圖像平面(116)中的假設縱向光學傳感器的理論縱向傳感器信號jimage。4.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中所述評估裝置(129)適于使用在所述焦點縱向光學傳感器(136)的所述縱向傳感器信號jfocal與所述理論縱向傳感器信號jimage之間的預定或可確定關系，用于確定所述理論縱向傳感器信號jimage。5.根據兩個前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中所述評估裝置(129)適于使用如下假設用于確定所述理論縱向傳感器信號jimage：所述理論縱向傳感器信號jimage與所述焦點縱向光學傳感器(136)的所述縱向傳感器信號jfocal成比例。6.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中用于確定所述理論縱向傳感器信號jimage的所述評估裝置(129)適于使用以下關系：其中const.為預定或可確定的常數。7.根據兩個前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中用于確定所述理論縱向傳感器信號jimage的所述評估裝置(129)適于使用以下關系：其中c(htarget,flens,llens)是取決于所述對象(112)的尺寸htarget、所述傳送裝置(114)的焦距flens和所述傳送裝置(114)的孔徑llens的預定或可確定的函數。8.根據前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中除了所述焦點縱向光學傳感器(136)之外，所述至少一個縱向光學傳感器(122)還包括至少一個另外的縱向光學傳感器(122)。9.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中所述至少一個縱向光學傳感器(122)包括縱向光學傳感器的堆疊(138)。10.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中所述焦點縱向光學傳感器(136)形成所述縱向光學傳感器的堆疊(138)的一部分。11.根據兩個前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中所述縱向光學傳感器的堆疊(138)包括不超過三個縱向光學傳感器(122)。12.根據前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中所述至少一個縱向光學傳感器(122)，優選所述至少一個焦點縱向光學傳感器(136)，包括至少一個半導體檢測器，其中所述半導體檢測器是包括至少一種有機材料的有機半導體檢測器。13.根據前述權利要求所述的檢測器(110)，其中所述半導體檢測器選自由有機太陽能電池、染料太陽能電池、染料敏化太陽能電池、固體染料太陽能電池、固體染料敏化太陽能電池組成的組。14.根據前述權利要求中任一項所述的檢測器(110)，其中所述至少一個縱向光學傳感器(122)，優選所述至少一個有機半導體檢測器，包括至少一個第一電極、至少一種n半導電金屬氧化物、至少一種染料、至少一種p半導電有機材料，優選固態p半導電有機材料，以及至少一個第二電極。15.一種人機界面(146)，用于在用戶(148)和機器(150)之間交換至少一項信息，其中所述人機界面(146)包括根據前述權利要求中任一項所述的至少一個檢測器(110)，其中所述人機界面(148)被設計成借助于所述檢測器(110)生成所述用戶(148)的至少一項幾何信息，其中所述人機界面(146)被設計成向所述幾何信息分配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·森德，I·布魯德，S·伊爾勒，E·蒂爾，
申請(專利權)人：巴斯夫歐洲公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE