[发明专利]光学传感器装置和制造光学传感器装置的方法

说明书

一种用于飞行时间的光学传感器装置，该装置包括由光学隔板(B)隔开并且由盖装置(CA)覆盖的第一和第二腔(C1、C2)。光学发射器(E)布置在第一腔(C1)中，测量和参考光电检测器布置在第二腔(C2)中。盖装置(CA)包括板(CP)和布置在该板(CP)的内部主表面(SI)上的材料层(LY)。层(LY)包括不透明涂层(OC)，其具有在第一腔(C1)上方的第一和第二孔(A1、A2)，具有在第二腔(C2)上方的第三和第四孔(A3，A4)。测量光电检测器(PM)被配置为检测通过第四孔(A4)进入第二腔(C2)的光。第二和第三孔(A2、A3)建立了从发射器(E)到参考光电检测器(PR)的光的参考路径。

本发明涉及一种光学传感器装置，特别是用于飞行时间测量的光学传感器装置，以及一种用于制造这种光学传感器装置的方法。

用于飞行时间，即TOF测量的光学传感器可以用在例如距离测量系统中。这种距离测量系统的应用可以包括例如，相机自动对焦辅助系统、用于车辆的停车辅助系统以及用于自动驾驶车辆的控制或监测系统。

对于在包括传感器或测距仪的设备与物体之间的距离的基于TOF的测量，测量两个事件之间的持续时间。这两个事件可以对应于当信号离开传感器的时间以及当从物体反射之后再次接收该信号的时间。例如，这两个事件之间的持续时间与期望的距离成正比。因此，距离测量的精度与时间测量的精度成正比。

因此，本发明的目的是提供一种用于飞行时间测量的光学传感器装置的改进概念，其具有更高的精度。

该目的通过独立权利要求的主题实现。进一步的实施方式是从属权利要求的主题。

改进的概念基于在光学传感器外壳的第一腔中提供光学发射器并且在外壳的第二腔中提供测量光电检测器以及参考光电检测器的想法。腔通过光学隔板而被光学隔开。此外，腔由具有不透明涂层的半透明盖板覆盖，该不透明涂层具有两个外孔，用于发射器的光发射以及相应地由测量光电检测器检测从物体反射的光。以这种方式，可以确定TOF测量的停止时间。不透明涂层的两个内部孔使得由发射器发射的光的参考路径能够经由盖板到达参考光电检测器。以这种方式，可以确定TOF测量的开始时间。

根据改进的概念，提供了一种用于TOF测量的光学传感器装置。该传感器装置包括外壳，该外壳具有由光学隔板隔开的第一和第二腔，并且具有覆盖第一和第二腔的盖装置。该外壳可以例如包括，盖装置和包括光学隔板的壳体。传感器装置还包括光发射器、测量光电检测器和参考光电检测器。发射器布置在第一腔中，而测量光电检测器和参考光电检测器都布置在第二腔中。

盖装置包括半透明或透明的板或盖板以及布置在板的内部主表面上的一个或更多个材料层。一个或更多个材料层包括不透明的涂层，特别是光学不透明的涂层，该涂层具有位于第一腔上方的第一和第二孔，以及位于第二腔上方的第三和第四孔。

发射器被配置和布置，特别地，发射器和第一孔相互布置，以通过第一孔发射光，特别是发射到传感器装置的外部。测量光电检测器被配置和布置，特别地，测量光电检测器和第四孔相互布置，以检测通过第四孔进入第二腔的光，特别是从传感器装置的外部进入的光。第二和第三孔建立了从发射器到参考光电检测器的光的参考路径。

这里，如果没有另外说明的话，“光”是指可见光、红外辐射和紫外辐射。

表述“不透明”是指至少对于具有在光学发射器的发射波长范围内的波长的光的不透明。“不透明”还可以包括对红外辐射的不透明。“不透明”还可以包括对可见光和/或紫外线辐射的不透明。

如果没有另外说明的话，半透明或透明的板分别至少对于具有在发射波长范围内的波长的光是半透明或透明的。

根据传感器装置的一些实施方式，发射波长范围对应于红外辐射。

根据传感器装置的一些实施方式，第二和第三孔位于第一和第四孔之间。

这意味着例如，第一孔和第四孔之间的距离大于第二孔和第四孔之间的距离并且大于第三孔和第四孔之间的距离。