[发明专利]定向光电探测器和光学传感器装置

权利要求书

1.一种用于飞行时间测量的光学传感器装置，所述传感器装置包括：

-光发射器(E)；以及

-被实施为定向光电探测器的测量光电探测器(PM)；和

-被实施为定向光电探测器的参考光电探测器(PR)；

-所述测量光电探测器(PM)和所述参考光电探测器(PR)分别包括：

-光敏元件(P)，其包括单光子雪崩二极管SPAD或SPAD阵列；和

-光选择器(LS、LS’)，其布置在所述光敏元件(P)上方，并且被配置为通过使入射方向在所述光选择器(LS、LS’)的通过方向范围内的光通过来至少针对波长在特定波长范围内的光限制所述光敏元件(P)的视场；

-所述测量光电探测器(PM)被布置和配置为探测通过所述传感器装置的壳体(H)中的测量孔(AM)进入所述传感器装置的光；

-所述参考光电探测器(PR)被布置和配置为探测由所述发射器(E)发射并且被所述壳体(H)反射的光；

所述参考光电探测器(PR)的光选择器(LS)的通过方向范围不包括相对于所述参考光电探测器(PR)的有效表面的垂直方向；并且

-所述特定波长范围对应于所述发射器(E)的发射光谱。

2.根据权利要求1所述的光学传感器装置，其中所述光选择器(LS、LS’)包括具有通带(PB、PB’)的干涉滤波器(F、F’)，其中所述通带(PB、PB’)的光谱位置取决于入射角。

3.根据权利要求2所述的光学传感器装置，其中

-对于垂直入射，所述干涉滤波器(F、F’)对具有主波长(lp)的光具有最大透射率值；并且

-所述光选择器(LS、LS’)的通过方向范围至少部分地由所述主波长(lp)和所述特定波长范围的特征波长(lc)之间的移位所限定。

4.根据权利要求1或2所述的光学传感器装置，其中所述光选择器(LS、LS’)包括金属层堆叠(MS、MS’)，所述金属层堆叠形成光能够通过其中的一个或更多个通道。

5.根据权利要求4所述的光学传感器装置，其中，所述金属层(M1、…、M6、M1’、…、M6’)中的每个包括金属结构(STR、STR’)，并且为了形成所述一个或更多个通道，所述金属层(M1、…、M6、M1’、…、M6’)中的相继层的金属结构(STR、STR’)

-一个布置在另一个之上；或者

-相对彼此横向移位。

6.根据权利要求1所述的光学传感器装置，其中

-所述测量光电探测器(PM)的光选择器(LS、LS’)包括具有通带(PB、PB’)的干涉滤波器(F、F’)，其中所述通带(PB、PB’)的光谱位置取决于入射角；

-对于垂直入射，所述测量光电探测器(PM)的干涉滤波器(F、F’)对具有主波长(lp)的光具有最大透射率值；并且

-所述测量光电探测器(PM)的光选择器(LS、LS’)的通过方向范围至少部分地由所述主波长(lp)和所述特定波长范围的特征波长(lc)之间的移位所限定；

-所述测量光电探测器(PM)的干涉滤波器(F)的主波长(lp)匹配所述发射光谱的特征波长(lc)。

7.根据权利要求1所述的光学传感器装置，其中

-所述测量光电探测器(PM)的光选择器(LS、LS’)包括金属层堆叠(MS、MS’)，所述金属层堆叠形成光能够通过其中的一个或更多个通道；所述金属层(M1、…、M6、M1’、…、M6’)中的每个包括金属结构(STR、STR’)，并且为了形成所述一个或更多个通道，所述金属层(M1、…、M6、M1’、…、M6’)中的相继层的金属结构(STR、STR’)

-一个布置在另一个之上；或者

-相对彼此横向移位；并且

-所述测量光电探测器(PM)的金属层堆叠(MS)中的相继层的金属结构(STR)一个布置在另一个之上。

8.根据权利要求1或2所述的光学传感器装置，其中所述参考光电探测器(PR)的光选择器(LS’)的通过方向范围不包括朝向所述壳体(H)的发射孔的方向。