[发明专利]用于光学检测至少一个对象的检测器

说明书

公开了一种用于光学检测至少一个对象(112)的检测器(110)。检测器(110)包括：至少一个照射源(118)，其适于发射至少一个第一光束(120)和至少一个第二光束(122)，其中第一光束(120)具有第一张开角并且第二光束(122)具有第二张开角，其中第一张开角与第二张开角不同；至少一个纵向光学传感器(114)，其中纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(136)，其中纵向光学传感器(114)被设计为以取决于由光束对传感器区域(136)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定相同的照射总功率，纵向传感器信号取决于传感器区域(136)中光束的束横截面；以及至少一个评估装置(164)，其中评估装置(164)适于将纵向光学传感器(114)的纵向传感器信号区分为取决于由第一光束(120)对传感器区域(136)的照射的第一纵向传感器信号和取决于由第二光束(122)对传感器区域(136)的照射的第二纵向传感器信号，其中评估装置(164)被设计为通过评估第一纵向传感器信号和第二纵向传感器信号生成关于对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。

技术领域

本发明涉及一种用于确定至少一个对象的位置的检测器、检测器系统和方法。本发明还涉及用于在用户与机器之间交换至少一个信息项的人机接口、娱乐装置、跟踪系统、相机、扫描系统和检测器装置的各种用途。根据本发明的装置、系统、方法和用途具体可以用于例如日常生活、游戏、交通技术、生产技术、安全技术、摄影(诸如用于艺术、文献或技术目的数字摄影或视频摄影)、医疗技术或科学方面的各个领域中。然而，其他应用也是可能的。

背景技术

从现有技术中已知大量的光学传感器和光伏器件。尽管光伏器件通常被用来将例如紫外线、可见光或红外光的电磁辐射变换为电信号或电能，但是光学检测器通常被用来拾取图像信息和/或用于检测至少一个光学参数，例如亮度。

从现有技术中已知大量的可以通常基于无机和/或有机传感器材料的使用的光学传感器。这种传感器的示例在US 2007/0176165A1、US 6,995,445 B2、DE 2501124 A1、DE3225372 A1中或在许多其他现有技术文献中公开。在越来越多的程度上，特别是由于成本原因和大面积处理的原因，正使用包括至少一种有机传感器材料的传感器，如例如US2007/0176165 A1中所描述的。特别地，所谓的染料太阳能电池在这里越来越重要，其通常描述于例如WO 2009/013282 A1中。然而，本发明不限于有机器件的使用。因此，具体地，也可以使用诸如CCD传感器和/或CMOS传感器的无机器件，具体地为像素化传感器。

基于这种光学传感器已知用于检测至少一个对象的大量检测器。这种检测器可以取决于各自的使用目的以不同的方式来实现。这种检测器的示例是成像装置，例如，相机和/或显微镜。例如，已知高分辨率共焦显微镜，其可以特别用于医疗技术和生物学领域中，以便以高光学分辨率检查生物样品。用于光学检测至少一个对象的检测器的另外的示例是例如基于相应的光学信号(例如，激光脉冲)的传播时间方法的距离测量装置。用于光学检测对象的检测器的另外的示例是三角测量系统，借助于该三角测量系统同样可以进行距离测量。

在WO 2012/110924 A1(其内容通过引用包括在此)中，提出了一种用于光学检测至少一个对象的检测器。该检测器包括至少一个光学传感器。该光学传感器具有至少一个传感器区域。光学传感器被设计成以取决于传感器区域的照射的方式生成至少一个传感器信号。给定相同的照射总功率，传感器信号取决于照射的几何形状，特别是取决于传感器区域上的照射的束横截面。检测器另外具有至少一个评估装置。该评估装置被设计成从传感器信号生成至少一个几何信息项，特别是关于照射和/或对象的至少一个几何信息项。

WO 2014/097181 A1(其全部内容通过引用被包括在此)公开了一种用于通过使用至少一个横向光学传感器和至少一个光学传感器来确定至少一个对象的位置的方法和检测器。具体地，公开了传感器堆叠的使用，以便以高精确度和无模糊性地确定对象的纵向位置。

WO 2015/024871 A1(其全部内容通过引用被包括在此)公开了一种光学检测器，该光学检测器包括：