[发明专利]光传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光传感器，该传感器包括具有第一透光孔的不透光层、具有多个光电传感器元件的第一传感器阵列层(3)、以及在该不透光层和该传感器阵列层之间的隔离装置，该隔离装置包括透光固态第一承载层，位于该第一承载层的一侧，并且该传感器阵列层位于该第一承载层的另一侧。

背景技术

现有技术的精密光传感器包括孔，该孔包括膜，其通过精密隔离件与光电传感器元件阵列(为简洁起见，称为传感器阵列)隔开，以将膜和光电阵列保持在正确的位置。

膜包括孔，光通过该孔照射到光电阵列上，在传感器阵列上造成光斑。利用光斑在传感器阵列上的位置以及膜与传感器阵列之间的(已知)距离，能够测量(或计算)入射光的角度。

已知的一种现有技术的传感器来自于欧洲公报第0613183号，其公开了一种通过在透光玻璃板的一侧上形成光导膜以及在该玻璃板的另一侧上形成光屏蔽膜制造的位置测量元件。然而该传感器单元必须被供电，但是该公报没有披露怎样供电。在一个方面，期望提供一种具有成本效益并紧凑的方式来为具有上述属性的光传感器供电。

在本申请中，术语“光”代表任意在电磁波频谱中有影响的辐射，典型地，在可见范围内的光，以及UV和或/IR光。

发明内容

另一方面是为提供一种制造工艺更简单的光传感器。两个方面导致了一种更便宜和更可靠的光传感器。本发明的附加方面是为提供一种具有集成光电电源的光传感器。

根据本发明的一个方面，提供了一种如权利要求1所定义的光传感器。具体地，提供了一种光传感器，包括：不透光层，具有第一透光孔；第一传感器阵列层，具有多个光电传感器元件；以及隔离装置，在不透光层和传感器阵列之间，该隔离装置包括透光固态第一承载层，位于该第一承载层的一侧，以及传感器阵列，位于第一承载层的另一侧，其中，该不透光层包括提供在该透光第一承载层的一侧的第二透光孔，以及其中，包括光电传感器元件阵列的第二传感器阵列层被提供在该透光第一承载层的另一侧；其中，处理模块提供在该透光第一承载层上并电连接到该第一和第二传感器阵列层，该第二阵列层向该处理模块提供集成光电电源。

因此，可以提供一种能够容易并高效制造的独立光传感器应用。此处，应当理解，为使传感器提供有意义的输出，传感器将典型地被安排为朝向能够用于向该传感器提供能量的入射光，以使传感器可仅实现光电电源的功能。

优选地，该不透光层被提供(例如，沉积)在第一承载层的位于所述一侧的表面上，例如，通过真空沉积。以相同的方式，传感器阵列层可被提供在第一承载层的位于另一侧的表面上，例如，通过在随后可以掺杂的例如硅或CIGS(铜铟镓硒化物)层的另一侧真空沉积，以形成期望的传感器。

然而在实际中将传感器阵列层提供在第一承载层的表面上(例如，通过真空沉积和掺杂装置)似乎更复杂，这是因为透光第一承载层(例如，其可由玻璃或玻璃状材料制成)的特性，可能不太适用于这种沉积工艺。

为解决可能的透光(例如，玻璃状)第一承载层可能不是非常适用于在其上沉积传感器阵列层的问题，优选地将传感器阵列层提供在位于第一承载层的另一侧(即，与不透光层的一侧相反)的第二承载层的表面上面。第二承载层不需要透光，即，当传感器阵列被提供在面向第一承载层相对的第二承载层的表面上时。第二承载层可由例如(不透光的)硅或CIGS制成。传感器阵列可通过对硅或CIGS承载层(衬底)的表面进行掺杂而制成。

通过将不透光(或不透明)层(具有孔的“膜”)提供到(透光)承载层的一侧并在另一侧组装传感器阵列，能够制成一种(机械上)非常耐用并紧凑的传感器，其能够被便宜的大量制造，从而扩大了这种光传感器的应用范围。

通过提供较合适的材料，能够设计出能较好地抵抗非常严重的低温和/或辐射的光传感器。

通过提供塑料隔离物和较合适的材料，能够设计出可以在大体积卷带式工艺(large volume roll-to-roll process)中制造的传感器，从而产生非常有成本效益的传感器。

光传感器优选地包括通过孔和透光承载层被照亮的光敏结构。光敏结构可由硅光电二极管、正交二极管或有源像素传感器元件体现。在低成本实施例中，硅光电二极管的正交二极管是优选的。

数字形式的检测器可被提供有“O/E像素”阵列，其可通过例如可以数字方式扫描和读出的小尺寸光电二极管的较大阵列来形成，从而传递能够被数字处理的数字输出信号。模拟形式的检测器可包括较少数目的(例如)光电二极管(例如，如示例性实施例将示出的四个)，其发射电流(取决于接收到的光强度)能够(主要)以模拟形式来处理。