CN107431077B - 传感器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器设备，包括：载体和透镜装置，所述载体具有平坦的载体表面，在所述载体表面上布置多个光电检测器，每一个光电检测器具有背离载体表面的光敏传感器表面，所述透镜装置与传感器表面相对并且具有光轴，以用于将电磁辐射光学成像到传感器表面上，使得透镜装置可以将电磁辐射成像在传感器表面上，其中所述多个光电检测器包括至少一个光电检测器，所述至少一个光电检测器的传感器表面具有至少一个性质，所述至少一个性质不同于所述多个光电检测器中基于透镜装置的光轴而布置成在载体表面上比所述至少一个光电检测器更靠近光轴的光电检测器的传感器表面的性质，以便减少透镜装置的光学成像误差。本发明还涉及激光雷达系统和车辆。

Description

传感器设备
技术领域
本发明涉及传感器设备。本发明还涉及激光雷达系统和车辆。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2015 104 208.8的优先权，该德国专利申请的公开内容通过引用并入于此。
背景技术
简单的会聚透镜可以将光线射束成像到光电二极管阵列上。以相对于会聚透镜的光轴的大角度入射在会聚透镜上的射束在距光轴较大距离处的像平面中撞击在光电二极管阵列上。距该像平面中的光轴的距离越大，像差（场曲）变得越大。射束现在不再聚焦于该像平面中的一个点处，而是替代地成像为椭圆形斑。
因而，一般来说，在相对大的光电二极管阵列的情况下不可能甚至在远离光轴的光电二极管上也获得聚焦成像。这导致边缘区中的分辨率的恶化，因为某个角度片段然后被成像在两个光电二极管上。
一般地，像差可以通过复杂光学器件予以补偿，所述复杂光学器件例如是多透镜元件物镜。
发明内容
本发明所基于的目标可以被认为是提供一种高效的概念，其可以减少透镜装置的光学像差。
该目标借助于独立权利要求的相应主题来实现。本发明的有利配置是相应从属权利要求的主题。
根据一个方面，规定一种传感器设备，包括：
- 载体，
- 所述载体具有平坦的载体表面，
- 在所述载体表面上布置大量光电检测器，
- 所述光电检测器各自包括光敏传感器区域，所述光敏传感器区域远离载体表面，以及
- 透镜装置，与传感器区域相对地布置并且包括光轴，以用于将电磁辐射光学成像到传感器区域上，使得透镜装置可以将电磁辐射成像到传感器区域上，
- 其中所述大量光电检测器包括至少一个光电检测器，所述至少一个光电检测器的传感器区域包括至少一个性质，所述至少一个性质与所述大量光电检测器中的以下光电检测器的传感器区域的性质不同，该光电检测器相对于透镜装置的光轴布置成在载体表面上比所述至少一个光电检测器更靠近光轴，以便减少透镜装置的光学像差。
根据另外的方面，规定一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括用于发射电磁辐射的激光器以及传感器设备。
依照另一个方面，规定一种包括激光雷达系统的车辆。
本发明是基于以下发现：透镜装置的像差，例如场曲，特别是取决于距透镜装置的光轴的距离。因而这意味着，一般来说像差随着距透镜装置的光轴的距离的增加而变得更大。现在，依照本发明，规定至少一个光电检测器具有以下传感器区域：该传感器区域具有与另外的光电检测器的传感器区域的性质不同的性质，所述另外的光电检测器相对于透镜装置的光轴布置成在载体表面上比具有不同传感器区域的光电检测器更靠近光轴。因而，更远离的光电检测器的传感器区域包括相对于布置成更靠近光轴的光电检测器的传感器区域不同的性质。作为该不同性质的结果，有利地可能考虑到以下事实：像差随着距光轴的距离的增加而增加。作为这一点的结果，因而有利地可能减少透镜装置的光学像差。这可以特别是通过传感器区域的性质的合适适配来实施。
因而，根据本发明，规定光电检测器的传感器区域不同于布置成更远离光轴的另外的光电检测器的传感器区域。
特别地，短语“至少一个”包括短语“一个或多个”。
根据一个实施例，载体被形成为印刷电路板，所述印刷电路板还可以称为电路板。一般来说，德语术语“Leiterplatte”在英语中称为a printed circuit board（印刷电路板）。借助于将印刷电路板提供为载体，可能的是，有利地带来了光电检测器的高效电气接触。
特别地，透镜装置的光轴表示与透镜装置的对称轴重合的直线。如果透镜装置包括多个透镜，则透镜装置的光轴表示由各个透镜的光轴形成的线。
根据一个实施例，透镜装置包括单个透镜。
根据另外的实施例，透镜装置包括多个透镜。
作为示例，在本发明的含义内，透镜是会聚透镜。
根据一个实施例，光电检测器是选自光电检测器的以下分组的元件：光电池、光电倍增管、CMOS传感器、CCD传感器、光电二极管、针状光电二极管、雪崩光电二极管、PSD（位置灵敏设备）光电二极管、光电晶体管、光敏电阻器。特别地，因此这意味着光电检测器例如是光电二极管。
因此，在本发明的含义内，光电检测器特别是以下电子组件：所述电子组件使用光电效应将光转化为电信号和/或展现出取决于所捕获的电磁辐射的电阻。
在本发明的含义内，术语“光”特别是包括“红外光”和“紫外光”。也就是说，特别地，电磁辐射位于例如300纳米到1200纳米之间的波长范围内。特别地，提供前述波长范围的子范围。作为示例，光电检测器配置为捕获紫外光或红外光。特别是当在激光雷达系统中使用传感器装置时，例如规定光电检测器能够测量或者捕获850nm和1000nm之间和/或1520nm和1570nm之间的波长范围中的电磁辐射。
根据一个实施例，规定所述至少一个性质包括传感器区域相对于载体表面的高度，使得所述至少一个光电检测器包括比布置成在载体表面上更靠近光轴的光电检测器抬高得更多的传感器区域。
特别地，这带来了以下技术优势：与场曲有关的像差可以被减少或者甚至得到补偿或校正。如在说明书的开头部分中解释的，这是因为场曲随着距像平面中的光轴的距离增加而增加。然而，作为根据本发明规定的传感器区域的高度随着距光轴的距离变大而增加的结果，该像差被高效地减少或者甚至校正了。借助于透镜装置将射束聚焦于其处的点现在理想地位于弯曲的像平面中或者相比以下情况而言至少更靠近像平面：所述至少一个光电检测器的传感器区域的高度与布置成在载体表面上更靠近光轴的光电检测器的传感器区域的高度相同。在后一种情况下，射束将成像为椭圆形斑。然而，这一点由于所述至少一个光电检测器的传感器区域的抬高或更大高度而被减少或者甚至得到避免。
依照另外的实施例，规定所述至少一个光电检测器垂直于载体表面的长度比布置成在载体表面上更靠近光轴的光电检测器垂直于载体表面的长度更大。
这特别是带来了以下技术优势：可以高效地带来所述至少一个光电检测器的传感器区域的更大高度。特别地，因此，这有利地促进了在光电检测器的生产期间就已经将光电检测器配置为对应地更长。
此处，特别地，长度表示垂直于载体表面的光电检测器的范围。特别地，可以将长度表示为光电检测器的高度或厚度。
依照另外的实施例，规定光电检测器被形成为包括不同半导体层的半导体组件，使得所述至少一个光电检测器的更大长度至少部分地借助于相对于布置为在载体表面上更靠近光轴的光电检测器的层厚度而言半导体层中的至少一个半导体层不同的层厚度来加以形成。
特别地，这带来了以下技术优势：能够通过以高效方式在半导体组件的生产期间修改过程参数将所述至少一个光电检测器配置为更长或更高。
在本发明的含义内，半导体组件特别是包括作为衬底层的半导体层。作为示例，根据一个实施例，规定相比于布置为在载体表面上更靠近光轴的光电检测器的衬底层，具有包括不同性质的传感器区域的所述至少一个光电检测器的衬底层具有更厚的配置。因而，特别地，规定光电检测器仅在其衬底层厚度方面不同。另外的半导体层特别是具有相同的形式，即，特别地具有相同的层厚度。
根据一个实施例，所述至少一个光电检测器的更大长度排他性地借助于半导体层中的至少一个半导体层的不同层厚度而形成。也就是说，依照该实施例，所述至少一个光电检测器的传感器区域的更大高度仅通过不同衬底层厚度而带来。
依照另外的实施例，规定所述至少一个光电检测器被布置在载体表面上所布置的间隔物上。
特别地，这带来了以下技术优势：允许以高效的方式带来所述至少一个光电检测器的传感器区域的更大高度。特别地，这因此有利地促进了相同光电检测器的使用，因为根据一个实施例，更大的高度仅借助于间隔物带来。另外，借助于间隔物的合适选择而以有利的方式促进了对特定传感器区域高度的灵活适配。
因而，将所述至少一个光电检测器布置在载体表面上所布置的间隔物上特别是意味着，所述至少一个光电检测器间接地、即借助于间隔物布置在载体表面上。这与没有间隔物的实施例区分开，在没有间隔物的实施例中所述至少一个光电检测器直接地布置在载体表面上。
根据一个实施例，间隔物是基板。特别地，基板包括载体功能；即，它可以称为载体。为了将它与上文提到的载体更好地区分开，基板因此可以称为子载体。
根据一个实施例，间隔物被形成为电路板或者印刷电路板。
根据一个实施例，间隔物是陶瓷衬底。
作为对陶瓷衬底的可替换方案，根据一个实施例，可以规定从通过电镀而金属化的塑料来形成间隔物（所谓的MID技术，简写MID代表“模塑互连设备”，即，注塑成型的电路载体）。也就是说，间隔物例如被形成为MID组件。
依照另外的实施例，规定间隔物包括用于所述至少一个光电检测器的电气接触的一个或多个通孔。
特别地，这带来了以下技术优势：促进了所述至少一个光电检测器的高效电气接触。在本发明的含义内，直通连接特别是可以称为通孔。
也就是说，特别地，所述一个或多个通孔延伸穿过间隔物，使得所述至少一个光电检测器可以通过这些通孔而被电气接触。
根据另外的实施例，规定间隔物在其表面上包括金属化层以用于所述至少一个光电检测器的电气接触。
特别地，这带来了以下技术优势：促进了所述至少一个光电检测器的高效电气接触。一般来说，金属化层被施加到间隔物上是可以通过技术手段很容易实现的过程，并且因此可以很容易地产生对应的传感器设备。
根据另一个实施例，规定金属化层被形成为从间隔物的远离载体表面的表面延伸到间隔物的面向载体表面的表面，所述至少一个光电检测器布置在间隔物的远离载体表面的所述表面上。
特别地，这带来了以下技术优势：可以产生所述至少一个光电检测器的高效电气接触。金属化层因而至少从间隔物的远离载体表面的表面延伸到间隔物的面向载体表面的表面。
根据一个实施例，所述至少一个光电检测器布置在间隔物的远离载体表面的表面上。根据实施例，间隔物用面向载体表面的表面布置在载体表面上。
依照另外的实施例，规定所述至少一个性质包括传感器区域的大小，使得所述至少一个光电检测器具有比布置成在载体表面上更靠近光轴的光电检测器更大的传感器区域。
特别地，这带来了以下技术优势：在相对于光轴远距离成像的情况下，可能防止特定角度片段被成像在两个光电检测器上。这是因为由于像差（场曲）而产生的椭圆形斑由于更大传感器区域的缘故而仅成像在所述更大传感器区域上以及没有同时成像在两个光电检测器的两个更小传感器区域上。这也可以高效地减少或者甚至补偿或校正光学像差。
根据一个实施例，激光器是脉冲激光器。也就是说，脉冲激光器发射激光脉冲。这有利地促进了高效的光学距离测量。
激光雷达系统可以有利地用于光学距离测量。此处，激光器发射电磁辐射，例如激光脉冲，所述电磁辐射被位于激光雷达系统周围的物体反射。经反射的电磁辐射部分地借助于传感器设备来捕获或测量，更精确地借助于光电检测器来捕获或测量，并且因此促进了飞行时间测量。
包括载体和大量光电检测器的装置例如可以称为光电检测器阵列。如果光电检测器是光电二极管，则该装置特别是可以称为光电二极管阵列。
也就是说，传感器设备包括光电检测器阵列，特别是光电二极管阵列。
附图说明
以上描述的本发明的性质、特征和优点以及实现它们的方式，将结合下面对示例性实施例的描述而变得更清楚和可更容易理解，结合附图更加详细地解释所述示例性实施例，其中
图1示出了透镜装置，
图2示出了来自图1的透镜装置的区段的截面放大图，
图3示出了光电二极管阵列，
图4示出了依照图3的光电二极管阵列的区段的截面放大图，
图5示出了传感器设备，
图6示出了依照图5的传感器设备的区段的截面放大图，
图7示出了光电检测器，
图8示出了间隔物上的来自图7的光电检测器，
图9示出了另外的间隔物上的来自图7的光电检测器，
图10示出了传感器设备，
图11示出了激光雷达系统，以及
图12示出了车辆。
在下文中，相同的附图标记可以用于相同的特征。
具体实施方式
图1示出了透镜装置101。
透镜装置101包括会聚透镜103，此处借助于双向箭头象征性地代表所述会聚透镜103。会聚透镜103以及因而透镜装置101的光轴借助于附图标记105表示。
附图标记107指向平行于光轴105延伸的射线。这些射线107因此形成平行于光轴105延伸的射束。会聚透镜103使各个射线107折射并且将它们聚焦在点111上。借助于会聚透镜103折射的射线此处称为聚焦射线并且由附图标记109表示。也就是说，平行于轴延伸的射束，即射线107，聚焦在点上，在该情况下是点111。
此外，绘出了没有平行于光轴105延伸的射线113。这些射线113同样地借助于会聚透镜103折射。以类似于与轴平行延伸的射线107的方式，经折射的射线在该情况下也称为聚焦射线并且为该射线提供附图标记115。也就是说，借助于会聚透镜103将非平行射线113聚焦在点117上。
由于会聚透镜103的像差（场曲），点111,117，即一般地借助于会聚透镜103而将各个射束聚集在其上的点，没有位于公共平面中，而是替代地位于弯曲区域中，在该情况下象征性地为所述弯曲区域提供附图标记118。弯曲区域118是弯曲的像平面。
在垂直于光轴109并且穿过点111延伸的笔直平面119上，各个射束由于场曲而呈现为加宽的斑121。
以大角度撞击在会聚透镜103上的射束，例如射线113，被聚焦在弯曲区域118（弯曲的像平面）上的一个点处，例如在点117处。然而，在笔直平面119上，将该射束，即例如射线113，描绘为加宽的斑121。
附图标记123指向图1中的区段，该区段在图2中以放大方式呈现。
因而，以上描述的像差引起场曲。如果该像差没有得到校正或补偿，或者至少被减少，如在下文结合图3更加详细地描述的情况就可能出现。
图3示出了光电二极管阵列301。
光电二极管301包括印刷电路板303，所述印刷电路板303包括平坦的印刷电路板表面305。多个光电二极管307布置在印刷电路板表面305上。光电二极管307各自具有传感器区域310，所述传感器区域310远离印刷电路板表面305。附图标记311,313,315,317指向如由透镜装置所产生的相应射束，所述透镜装置例如是来自图1的会聚透镜103。也就是说，会聚透镜103对射束311,313,315,317的对应射线进行聚焦，其中由于以上描述的像差的缘故，取决于距光轴105的距离，聚焦射束311,313,315,317的各个射线所聚焦于的点位于距传感器区域310更大或更小的距离处。也就是说，相比于更靠近光轴105的射束而言，以距光轴105的更大距离延伸的射束较差地聚焦在传感器区域310上。
出于清楚的原因，此处仅绘出光轴105，而没有绘出透镜装置101。
附图标记311表示针对相对于光轴105最外部的光电二极管307的射束。附图标记313表示针对相对于光轴105第三最外部的光电二极管307的射束。附图标记315表示针对相对于光轴105第二最外部的光电二极管307的射束。附图标记317表示针对相对于光轴105最靠近光轴105的光电二极管307的射束。
针对在印刷电路板表面105上布置为更靠近光轴105的光电二极管307而促进了各个光射线的更好成像。针对相对于这些光电检测器在印刷电路板表面305上更远离光轴105的光电二极管307而实现了各个射束的射线的欠佳成像。也就是说，光电二极管307距光轴105的距离越大，像差就越大，在该情况下特别是场曲就越大。
附图标记319指向以放大方式在图4中呈现的光电二极管阵列301的区段。如依照图4的截面放大图所示，射束311的射线不再成像为传感器区域310上的点，而是替代地成像为放大或加宽的斑。
图5示出了传感器设备501。
传感器设备501包括载体503，所述载体503例如可以形成为印刷电路板。这样的印刷电路板还可以称为基底印刷电路板。因而，载体503一般地还可以称为基底载体。
传感器设备501包括布置在载体503的平坦的载体表面507上的多个光电检测器505。光电检测器505各自具有光敏传感器区域509。光电检测器505按照以下方式布置在载体表面507上，即相应光电检测器505的光敏传感器区域509远离载体表面507。
作为示例，光电检测器505是光电二极管。
出于清楚的原因，此处仅绘出透镜装置的光轴105，而没有绘出透镜装置本身。后者与传感器区域509相对，使得透镜装置（没有在此处绘出）能够将电磁辐射成像到传感器区域上。因而，光电检测器505位于载体503与透镜装置之间。
附图标记511指向以放大方式呈现在图6中的传感器设备501的区段。
附图标记513指向括号，所述括号表征最外部光电检测器505的传感器区域509相对于载体表面507的高度。类似地，附图标记515指向括号，所述括号表征相对于光轴105第三最外部的光电检测器505的传感器区域509的高度。类似地，附图标记517指向括号，所述括号表征相对于光轴105第二最外部的光电检测器505的高度。
如图5中所示，高度513,515,517不同。此处，高度513大于高度515，高度515大于高度517。也就是说，随着相对于光轴105而言光电检测器505距光轴105的距离增加，对应光电检测器505的传感器区域509的高度增加。优选地，将传感器区域509的对应高度与由于像差而产生的场曲匹配。但是，即便没有实现场曲的理想轮廓，各个光电检测器505的传感器区域509也更靠近实际点，透镜装置由于不同的高度而将射束311,313,315,317的各个射线聚焦到所述实际点上。因而，最小化了可能加宽的斑的大小，并且因此最终地，这带来了像差的减少。
在将来自图6的截面放大图与来自图4的截面放大图比较时，来自图6的所述截面放大图清楚地示出了这一点。
因此，这以有利的方式促进的是，甚至在距光轴105的大距离处，射线的成像也可以在点中或者至少在加宽的斑中实现，所述加宽的斑具有相对于非校正情况减少的大小。
作为示例，单个光电检测器505一般地可以形成光电检测器阵列中的像素。因而，根据一个实施例，一般地规定这样的光电检测器阵列中的各个像素具有不同的高度，其中所述高度取决于距光轴105的距离。
存在实现这些不同高度的很多选项。下文描述用于带来这些不同高度的示例性实施例。
图7示出了形成为半导体组件的光电检测器701。
附图标记703,705,707,709,711,713,715各自指向形成光电检测器701的半导体层。附图标记703指向光电检测器701的没有以任何更多的细节呈现的后侧接触部。
详细地，附图标记705指向可以例如为n+掺杂的衬底层。附图标记707指向n+掺杂的半导体层。附图标记709指向p+掺杂的半导体层。附图标记711指向n+掺杂的半导体层。附图标记713指向SiO2半导体层。附图标记715指向Si3N4半导体层。
附图标记717指向电气接触部，例如铝接触部，所述电气接触部用于电气接触光电检测器701的目的，所述光电检测器701在该情况下体现为光电二极管。如何将光电二极管构造为具有适当掺杂的各个半导体层的半导体组件本身对于本领域技术人员而言是已知的，因此关于这一点没有以任何更多的细节进行解释。
根据一个实施例，规定光电二极管701的衬底层705的层厚度719变化，所述层厚度719此处借助于双向箭头象征性地呈现。也就是说，光电二极管701的不同长度可以借助于衬底层705的层厚度719的变化而获得，其中长度表示相对于与载体表面507垂直的方向的光电二极管701的范围。因而，传感器区域509的高度可以有利地借助于不同衬底层厚度而变化。
因此，由于衬底层的厚度的上述变化，使得可能的是，以有利的方式产生具有衬底层705的不同衬底厚度719的多个光电二极管701。这样的光电二极管701然后可以用作传感器设备501的光电检测器505。
使衬底层705的层厚度719变化可以有利地在光电二极管701的半导体生产过程期间就已经以高效的方式予以实现或实施。也就是说，光电二极管701在其生产期间就已经被提供有这些不同的层厚度。
图8示出了用于获得传感器区域509的不同高度的另外的选项。
依照该实施例，例如可以形成为光电二极管的光电检测器701布置在间隔物801上，其中该间隔物801布置在载体表面507上。也就是说，光电检测器701间接地、即借助于间隔物801布置在载体表面507上。
根据一个实施例，间隔物801形成为基板。特别地，间隔物801形成为电路板或者印刷电路板。
间隔物801包括两个通孔803，可以借助于这两个通孔803而电气接触光电检测器701。
间隔物801的高度使用具有附图标记805的双向箭头予以象征性地代表。在该情况下，间隔物801的高度是指在相对于平坦的载体表面507的垂直方向上间隔物801的范围。
因而，通过使用不同高度的间隔物801，可能获得传感器区域509相对于载体表面507的不同高度。
也就是说，依照来自图8的示例性实施例，传感器表面509的高度变化例如可以通过针对各个光电检测器701使用作为所谓的基板的各个电路板予以获得，一般地通过使用具有不同高度的间隔物予以获得。间隔物801，特别是电路板，包括通孔803，以用于有利地建立光电二极管701的后侧与载体表面507之间的电气接触，所述光电二极管701的后侧在该情况下为层703的面向间隔物801的那一侧。因而，例如这样的间隔物可以用于传感器设备501的光电检测器505。特别地，传感器设备501可以包括光电检测器701，类似于图8，所述光电检测器701各自布置在间隔物801上。
图9示出了基本上类似于来自图8的示例性实施例形成的示例性实施例。此处的差异在于，提供包括金属化层903的不同间隔物901以代替间隔物801。该金属化层903从间隔物901的面向光电检测器701的表面905延伸到间隔物901的面向载体表面507的表面907。因而，一般地，金属化层903从间隔物901的上侧（表面905）延伸到间隔物901的下侧（表面907）。
类似于图8，间隔物901的高度在此处也由附图标记805表示。
作为示例，间隔物901是陶瓷衬底，所述陶瓷衬底例如被提供有金属化层903。作为陶瓷衬底的可替换方案，根据一个实施例，可以规定从通过电镀而金属化的塑料来形成间隔物901（所谓的MID技术，其中简写MID代表“模塑互连器件”，即，注射成型电路载体）。也就是说，例如将间隔物901形成为MID组件。金属化层903特别是使得可能在光电检测器701的后侧与载体表面507之间建立电气接触。
类似于图8，因此可能的是通过使用不同高度的间隔物901而使各个传感器区域509的高度变化，因而，可能的是例如将依照图8和/或9的包括传感器区域509的不同高度的光电二极管701用作依照图5的传感器设备501的光电检测器505，所述传感器区域509的不同高度借助于间隔物801,801产生。
图10示出了传感器设备1001。
传感器设备1001具有与图5中的传感器设备501基本上类似的结构。差异在于，传感器设备1001的光电检测器505的传感器区域509全部具有相同高度。无论如何，为了能够减少或者校正或者补偿像差（场曲），根据该实施例，规定取决于对应光电检测器505距光轴105的距离而使传感器区域509的大小变化。
附图标记1003象征性地指向括号，所述括号表征相对于光轴105最外部的光电检测器505的传感器区域509大小。类似地，附图标记1005指向括号，所述括号象征性地表征在载体表面507上布置为相对于光轴105第三最外部的光电检测器505的传感器区域509的大小。
如图10生动地所示，最外部的光电检测器505的传感器区域509的大小1003大于相对于最外部的光电检测器505而言布置成在载体表面507上更靠近光轴105的光电检测器505的传感器区域509的大小。
特别地，这意味着随着距光轴105距离的增加，也使用更大的光电检测器505，即更大的传感器区域。有利地，这可以确保：相对于光轴105所限定的角度片段仅成像在光电检测器505的一个传感器区域509上。
图11示出了激光雷达系统1101。
激光雷达系统1101包括激光器1103，特别是脉冲激光器，用于发射电磁辐射，特别是激光脉冲。激光雷达系统1101包括传感器设备1105，如已经例如在上文结合图5到10以及在说明书的发明内容部分中描述的。
作为示例，这样的激光雷达系统1101可以用于对激光雷达系统1101周围的物体的光学距离测量。此处，激光器1103发射电磁辐射，特别是激光脉冲。位于激光雷达系统1101周围的物体至少部分地将该电磁辐射反射回传感器设备1105的方向上，所述传感器设备能够借助于光电检测器捕获该反射回的电磁辐射。因而，因此可能有利地实现飞行时间测量，借助于飞行时间测量继而可能确定到物体的距离。
图12示出了车辆1201。
车辆1201包括来自图11的激光雷达系统1101。
总结起来，本发明提供了一种高效的概念，其使得可能以简单的方式、即在没有复杂且昂贵的光学器件的情况下减少或者补偿透镜装置的像差。因而，根据一个实施例，规定各个光电检测器（特别是各个光电二极管）被体现为具有取决于其距透镜装置的光轴的距离的更大高度，以便使像平面适配于透镜装置的弯曲像场，所述透镜装置一般地可以称为光学系统。特别地，这意味着光电检测器的高度随着光电检测器距光轴的距离增加而增加。
作为示例，根据一个实施例，光电检测器的传感器区域的更大高度可以通过在各个光电检测器的生产期间修改过程参数来获得。作为示例，可以提供不同的衬底厚度。此外，根据一个实施例，光电检测器的高度可以通过使用间隔物（例如，基板）而加以改变，所述间隔物安装或者布置在光电检测器和载体之间。
根据一个实施例，还可以规定光电检测器被体现为具有不同的基本区域，即包括不同大的传感器区域。特别地，也就是说，随着距光轴的距离增大，也使用更大的光电检测器，即包括更大传感器区域的光电检测器。以该方式，有利地可能确保限定的角度片段仅成像在单个光电检测器的传感器区域上。
尽管已经通过优选的示例性实施例详细描述并且更具体地图示了本发明，但是本发明不受所公开的示例所限制，并且其它变形也可以由本领域技术人员从中导出，而不脱离本发明的保护范围。
附图标记列表
101 透镜装置
103 会聚透镜
105 光轴
107 平行于光轴的射线
109 聚焦射线
111 聚焦射线在其上聚焦的点
113 不平行于光轴的射线
115 聚焦射线
117 聚焦射线在其上聚焦的点
118 弯曲区域
119 像平面
121 加宽的斑
123 区段
301 光电二极管阵列
303 印刷电路板
305 印刷电路板表面
307 光电二极管
310 光电二极管的传感器区域
311,313,315,317 射束
319 区段
501 传感器设备
503 载体
505 光电检测器
507 载体表面
509 光敏传感器区域
511 区段
513,515,517 高度
701 光电检测器
703 后侧接触部
705 衬底层
707,709,711,713,715 半导体层
717 电气接触部
719 衬底层的层厚度
701 光电检测器
801 间隔物
803 通孔
805 高度
901 间隔物
903 金属化层
905 间隔物的表面
907 间隔物的表面
1001 传感器设备
1003,1005 传感器区域的大小
1101 激光雷达系统
1103 激光器
1105 传感器设备
1201 车辆

Claims (6)

1.一种传感器设备（501,1001），包括：
- 载体（503），
- 所述载体（503）具有平坦的载体表面（507），
- 在所述载体表面（507）上布置大量光电检测器（505,701），
- 所述光电检测器各自包括光敏传感器区域（509），所述光敏传感器区域（509）远离所述载体表面（507），以及
- 透镜装置（101），布置为与所述传感器区域（509）相对并且包括光轴（105），以用于将电磁辐射光学成像到所述传感器区域（509）上，
- 其中所述大量光电检测器（505,701）包括至少一个光电检测器（505,701），所述至少一个光电检测器（505,701）的传感器区域（509）包括与所述大量光电检测器（505,701）中的如下光电检测器（505,701）的传感器区域（509）的性质（513,515,517,1003,1005）不同的至少一个性质（513,515,517,1003,1005），所述光电检测器（505,701）相对于所述透镜装置（101）的所述光轴（105）布置成在所述载体表面（507）上比所述至少一个光电检测器（505,701）更靠近所述光轴（105），以便减少所述透镜装置（101）的光学像差，
- 其中所述至少一个性质（513,515,517,1003,1005）包括所述传感器区域（509）相对于所述载体表面（507）的高度（513,515,517），使得所述至少一个光电检测器（505,701）包括比布置成在所述载体表面（507）上更靠近所述光轴（105）的光电检测器（505,701）抬高得更多的传感器区域（509），
- 其中所述至少一个光电检测器（505,701）布置在所述载体表面（507）上所布置的间隔物（801,901）上，
- 其中所述间隔物（801,901）在其表面上包括用于电气接触所述至少一个光电检测器（505,701）的金属化层（903），
- 其中所述金属化层（903）形成为从所述间隔物（801,901）的远离所述载体表面（507）的表面（905）延伸到所述间隔物（801,901）的面向所述载体表面（507）的表面（907），所述至少一个光电检测器（505,701）布置在所述间隔物的远离所述载体表面（507）的所述表面上。
2.根据权利要求1所述的传感器设备（501,1001），其中所述至少一个光电检测器（505,701）垂直于所述载体表面（507）的长度（719,805）比布置成在所述载体表面（507）上更靠近所述光轴（105）的光电检测器（505,701）垂直于所述载体表面（507）的长度（719,805）更大。
3.根据权利要求2所述的传感器设备（501,1001），其中所述光电检测器（505,701）形成为包括不同半导体层的半导体组件，使得所述至少一个光电检测器（505,701）的更大长度（719,805）至少部分地借助于相对于布置成在所述载体表面（507）上更靠近所述光轴（105）的光电检测器（505,701）的层厚度而言所述半导体层中的至少一个半导体层的不同层厚度来形成。
4.根据权利要求1所述的传感器设备（501,1001），其中所述间隔物（801,901）包括用于电气接触所述至少一个光电检测器（505,701）的一个或多个通孔。
5.一种激光雷达系统，包括用于发射电磁辐射的激光器（1003）以及根据权利要求1到4中任一项所述的传感器设备（501,1001）。
6.一种车辆（1201），包括根据权利要求5所述的激光雷达系统（1101）。
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