用于確定至少一個(gè)對(duì)象的位置的檢測(cè)器制造技術(shù)

一種用于確定至少一個(gè)對(duì)象(112)的位置的檢測(cè)器(110)，所述檢測(cè)器(110)包括：用于將對(duì)象(112)成像到圖像平面(116)中的至少一個(gè)傳送裝置(114)，所述傳送裝置(114)具有焦平面(118)；至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)具有至少一個(gè)傳感器區(qū)域(124)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)被設(shè)計(jì)成以取決于由從所述對(duì)象傳播到所述檢測(cè)器(110)的至少一個(gè)光束對(duì)傳感器區(qū)域(124)的照射的方式來生成至少一個(gè)縱向傳感器信號(hào)，其中給定照射的相同總功率，縱向傳感器信號(hào)取決于在傳感器區(qū)域(124)中的光束的束橫截面；以及至少一個(gè)評(píng)估裝置(129)，其中評(píng)估裝置(129)被設(shè)計(jì)成通過評(píng)估縱向傳感器信號(hào)來生成關(guān)于對(duì)象(112)的縱向位置的至少一項(xiàng)信息。在此，至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)包括焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)，其中該焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)至少基本上布置在焦平面(118)中。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】用于確定至少一個(gè)對(duì)象的位置的檢測(cè)器
本專利技術(shù)涉及用于確定至少一個(gè)對(duì)象的位置的檢測(cè)器、人機(jī)界面、用于執(zhí)行至少一個(gè)娛樂功能的娛樂裝置、跟蹤系統(tǒng)、相機(jī)、用于確定至少一個(gè)對(duì)象的位置的方法，以及檢測(cè)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(gè)領(lǐng)域(交通技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、安全技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、娛樂技術(shù)或科學(xué))中。另外或可替代地，該應(yīng)用可以應(yīng)用于空間測(cè)繪領(lǐng)域，諸如用于生成一個(gè)或多個(gè)房間、一個(gè)或多個(gè)建筑物或一個(gè)或多個(gè)街道的地圖。此外，檢測(cè)器可以形成相機(jī)或者可以是用于對(duì)至少一個(gè)對(duì)象成像的相機(jī)的一部分。然而，其它應(yīng)用原則上同樣是可能的。
技術(shù)介紹
被配置為確定對(duì)象的位置的大量檢測(cè)器從現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。用于確定對(duì)象的位置的這種檢測(cè)器基于光學(xué)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(zhuǎn)換成電信號(hào)或電能，但光學(xué)檢測(cè)器通常用于拾取圖像信息和/或用于檢測(cè)至少一個(gè)光學(xué)參數(shù)，例如亮度。通常，光學(xué)傳感器可以基于無機(jī)和/或有機(jī)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(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)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(jī)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(gè)對(duì)象的位置的這種光學(xué)傳感器的檢測(cè)器可以取決于相應(yīng)的使用目的以多種方式實(shí)施。這種檢測(cè)器的示例是成像裝置，例如相機(jī)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(yī)學(xué)技術(shù)和生物學(xué)領(lǐng)域，以便采用高光學(xué)分辨率檢查生物樣品。用于光學(xué)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)器的其它示例是三角測(cè)量系統(tǒng)，借助于該三角測(cè)量系統(tǒng)可以執(zhí)行距離測(cè)量。用于光學(xué)地檢測(cè)至少一個(gè)對(duì)象的檢測(cè)器的其它示例是基于例如對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)(例如激光脈沖)的傳播時(shí)間方法的距離測(cè)量裝置。一般來說，這些檢測(cè)器可包括照射源，例如，燈或激光器，以及光檢測(cè)裝置。照射源可以發(fā)射光，特別是由透鏡和/或透鏡系統(tǒng)聚焦的一個(gè)或多個(gè)光束。發(fā)射的光可以由對(duì)象反射。反射光可以由光檢測(cè)裝置檢測(cè)。一般來說，這些檢測(cè)器可使用作為飛行時(shí)間分析、結(jié)構(gòu)光分析的技術(shù)或例如用于執(zhí)行三角測(cè)量方法的多個(gè)檢測(cè)器，用于確定對(duì)象的位置。其它方法轉(zhuǎn)而基于復(fù)雜的脈沖序列，諸如例如借助于激光脈沖的距離測(cè)量。各種位置檢測(cè)器在本領(lǐng)域中是已知的。因此，在JP8-159714A中，公開了一種距離測(cè)量裝置。其中，通過使用檢測(cè)器和陰影形成元件，基于對(duì)象的陰影形成取決于距離的事實(shí)來確定對(duì)象和檢測(cè)器之間的距離。在US2008/0259310A1中，公開了一種光學(xué)位置檢測(cè)器。通過使用各種已知距離和測(cè)量角度來確定透射系統(tǒng)的位置。在US2005/0184301A1中，公開了一種距離測(cè)量裝置。測(cè)量裝置使用具有不同波長(zhǎng)的多個(gè)發(fā)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(cè)器。此外，在JP10-221064A中，公開了與全息術(shù)中使用的光學(xué)設(shè)置類似的復(fù)雜光學(xué)設(shè)置。在US4,767,211中，公開了一種用于光學(xué)測(cè)量和成像的裝置和方法。其中，通過使用不同的光電檢測(cè)器和分頻器來確定沿著光軸行進(jìn)的反射光與偏軸行進(jìn)的反射光的比率。通過使用該原理，可以檢測(cè)樣品中的凹陷。在US4,647,193中，通過使用具有多個(gè)部件的檢測(cè)器來確定目標(biāo)對(duì)象的范圍。檢測(cè)器被放置為遠(yuǎn)離透鏡的焦平面。來自對(duì)象的光的光斑的尺寸隨對(duì)象的范圍而變化，并且因此取決于對(duì)象的范圍。通過使用不同的光電檢測(cè)器，可以通過比較由光電檢測(cè)器生成的信號(hào)來確定光斑的尺寸并且因此確定對(duì)象的范圍。在US6,995,445和US2007/0176165A1中，公開了一種位置敏感有機(jī)檢測(cè)器。其中，使用電阻底部電極，其通過使用至少兩個(gè)電觸點(diǎn)而電接觸。通過形成來自電觸點(diǎn)的電流的電流比，可以檢測(cè)有機(jī)檢測(cè)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(gè)或多個(gè)目標(biāo)的深度圖像的捕獲裝置。捕獲裝置可以包括深度相機(jī)、視頻相機(jī)、立體相機(jī)和/或其它合適的捕獲裝置。捕獲裝置可以包括圖像相機(jī)部件，其可以包括IR光部件、三維(3D)相機(jī)和/或RGB相機(jī)。在WO2010/088032A2中，捕獲裝置可以被配置為通過任何合適的技術(shù)(例如，飛行時(shí)間、結(jié)構(gòu)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(shù)之外，在US2011/0055846A1中，輸出光波的相位可以與輸入光波的相位進(jìn)行比較以確定相移，其被用于確定對(duì)象的物理距離。此外，在本領(lǐng)域中通常已知使用透明或至少部分透明的位置檢測(cè)器。WO2012/110924A1公開了一種用于光學(xué)檢測(cè)至少一個(gè)對(duì)象的檢測(cè)器，其內(nèi)容通過引用并入在此。檢測(cè)器包括至少一個(gè)光學(xué)傳感器。光學(xué)傳感器具有至少一個(gè)傳感器區(qū)域。光學(xué)傳感器被設(shè)計(jì)成以取決于傳感器區(qū)域的照射的方式生成至少一個(gè)傳感器信號(hào)。假定照射的相同總功率，傳感器信號(hào)取決于照射的幾何形狀，特別是取決于在傳感器區(qū)域上的照射的光束橫截面。此外，檢測(cè)器具有至少一個(gè)評(píng)估裝置。評(píng)估裝置被設(shè)計(jì)成從傳感器信號(hào)生成至少一項(xiàng)幾何信息，特別是關(guān)于照射和/或?qū)ο蟮闹辽僖豁?xiàng)幾何信息。然而，僅使用一個(gè)透明或部分透明的位置傳感器來確定對(duì)象的縱向位置可能導(dǎo)致縱向位置的測(cè)量的模糊性的問題，特別是如果對(duì)象位于焦點(diǎn)或焦點(diǎn)區(qū)域之前或之后。為了克服模糊性問題，從現(xiàn)有技術(shù)中已知使用多個(gè)透明或部分透明的位置傳感器或相應(yīng)的傳感器堆疊。2012年12月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)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(jù)在2013年12月18日提交的在WO2014/097181A1下公開的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IB2013/061095(其全部?jī)?nèi)容通過引用并入在此)公開了用于通過使用至少一個(gè)橫向光學(xué)傳感器和至少一個(gè)光學(xué)傳感器來確定至少一個(gè)對(duì)象的位置的方法和檢測(cè)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(duì)象的縱向位置。于2013年6月13日提交的歐洲專利申請(qǐng)?zhí)朎P13171898.3、于2014年3月12日提交的德國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?02014007775.6和于2014年6月5日提交的國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)朠CT/EP2014/061695(其全部公開內(nèi)容通過引用并入在此)公開了一種光學(xué)檢測(cè)器，其包括具有基板和設(shè)置在其上的至少一個(gè)光敏層設(shè)置的光學(xué)傳感器。光敏層設(shè)置具有至少一個(gè)第一電極、至少一個(gè)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(jī)材料。第一電極包括多個(gè)第一電極條帶，而第二電極包括多個(gè)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(xué)檢測(cè)器進(jìn)一步包括至少一個(gè)讀出裝置，該讀出裝置包括連接到第二電極條帶的多個(gè)電測(cè)量裝置和用于隨后將第一電極條帶連接到電測(cè)量裝置的開關(guān)裝置。于2013年6月13日提交的歐洲本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種檢測(cè)器(110)，用于確定至少一個(gè)對(duì)象(112)的位置，所述檢測(cè)器(110)包括：?至少一個(gè)傳送裝置(114)，用于將所述對(duì)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(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)具有至少一個(gè)傳感器區(qū)域(124)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)被設(shè)計(jì)成以取決于由從所述對(duì)象傳播到所述檢測(cè)器(110)的至少一個(gè)光束對(duì)所述傳感器區(qū)域(124)的照射的方式來生成至少一個(gè)縱向傳感器信號(hào)，其中給定所述照射的相同總功率，所述縱向傳感器信號(hào)取決于在所述傳感器區(qū)域(124)中的所述光束的束橫截面；以及?至少一個(gè)評(píng)估裝置(129)，其中所述評(píng)估裝置(129)被設(shè)計(jì)成通過評(píng)估所述縱向傳感器信號(hào)來生成關(guān)于所述對(duì)象(112)的縱向位置的至少一項(xiàng)信息，其中所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)包括焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)，其中所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)至少基本上布置在所述焦平面(118)中。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2014.07.08 EP 14176112.21.一種檢測(cè)器(110)，用于確定至少一個(gè)對(duì)象(112)的位置，所述檢測(cè)器(110)包括：-至少一個(gè)傳送裝置(114)，用于將所述對(duì)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(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)具有至少一個(gè)傳感器區(qū)域(124)，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)是至少部分透明的，其中所述縱向光學(xué)傳感器(122)被設(shè)計(jì)成以取決于由從所述對(duì)象傳播到所述檢測(cè)器(110)的至少一個(gè)光束對(duì)所述傳感器區(qū)域(124)的照射的方式來生成至少一個(gè)縱向傳感器信號(hào)，其中給定所述照射的相同總功率，所述縱向傳感器信號(hào)取決于在所述傳感器區(qū)域(124)中的所述光束的束橫截面；以及-至少一個(gè)評(píng)估裝置(129)，其中所述評(píng)估裝置(129)被設(shè)計(jì)成通過評(píng)估所述縱向傳感器信號(hào)來生成關(guān)于所述對(duì)象(112)的縱向位置的至少一項(xiàng)信息，其中所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)包括焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)，其中所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)至少基本上布置在所述焦平面(118)中。2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)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(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中所述評(píng)估裝置(129)適于評(píng)估所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)的至少一個(gè)縱向傳感器信號(hào)jfocal，并且導(dǎo)出在所述圖像平面(116)中的假設(shè)縱向光學(xué)傳感器的理論縱向傳感器信號(hào)jimage。4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中所述評(píng)估裝置(129)適于使用在所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)的所述縱向傳感器信號(hào)jfocal與所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage之間的預(yù)定或可確定關(guān)系，用于確定所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage。5.根據(jù)兩個(gè)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中所述評(píng)估裝置(129)適于使用如下假設(shè)用于確定所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage：所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage與所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)的所述縱向傳感器信號(hào)jfocal成比例。6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中用于確定所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage的所述評(píng)估裝置(129)適于使用以下關(guān)系：其中const.為預(yù)定或可確定的常數(shù)。7.根據(jù)兩個(gè)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中用于確定所述理論縱向傳感器信號(hào)jimage的所述評(píng)估裝置(129)適于使用以下關(guān)系：其中c(htarget,flens,llens)是取決于所述對(duì)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(yù)定或可確定的函數(shù)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中除了所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)之外，所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)還包括至少一個(gè)另外的縱向光學(xué)傳感器(122)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)包括縱向光學(xué)傳感器的堆疊(138)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中所述焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)形成所述縱向光學(xué)傳感器的堆疊(138)的一部分。11.根據(jù)兩個(gè)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中所述縱向光學(xué)傳感器的堆疊(138)包括不超過三個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)，優(yōu)選所述至少一個(gè)焦點(diǎn)縱向光學(xué)傳感器(136)，包括至少一個(gè)半導(dǎo)體檢測(cè)器，其中所述半導(dǎo)體檢測(cè)器是包括至少一種有機(jī)材料的有機(jī)半導(dǎo)體檢測(cè)器。13.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的檢測(cè)器(110)，其中所述半導(dǎo)體檢測(cè)器選自由有機(jī)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(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器(110)，其中所述至少一個(gè)縱向光學(xué)傳感器(122)，優(yōu)選所述至少一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體檢測(cè)器，包括至少一個(gè)第一電極、至少一種n半導(dǎo)電金屬氧化物、至少一種染料、至少一種p半導(dǎo)電有機(jī)材料，優(yōu)選固態(tài)p半導(dǎo)電有機(jī)材料，以及至少一個(gè)第二電極。15.一種人機(jī)界面(146)，用于在用戶(148)和機(jī)器(150)之間交換至少一項(xiàng)信息，其中所述人機(jī)界面(146)包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)檢測(cè)器(110)，其中所述人機(jī)界面(148)被設(shè)計(jì)成借助于所述檢測(cè)器(110)生成所述用戶(148)的至少一項(xiàng)幾何信息，其中所述人機(jī)界面(146)被設(shè)計(jì)成向所述幾何信息分配...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·森德，I·布魯?shù)?/a>，S·伊爾勒，E·蒂爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：巴斯夫歐洲公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó),DE