DE102013004594A1 - Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung - Google Patents

Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102013004594A1
DE102013004594A1 DE201310004594 DE102013004594A DE102013004594A1 DE 102013004594 A1 DE102013004594 A1 DE 102013004594A1 DE 201310004594 DE201310004594 DE 201310004594 DE 102013004594 A DE102013004594 A DE 102013004594A DE 102013004594 A1 DE102013004594 A1 DE 102013004594A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
functional
sensor device
components
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310004594
Other languages
English (en)
Inventor
Franz-Josef Hoffmann
Albrecht Faber
Dr. Wittig Klaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Original Assignee
Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG filed Critical Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Priority to DE201310004594 priority Critical patent/DE102013004594A1/de
Publication of DE102013004594A1 publication Critical patent/DE102013004594A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B96/00—Details of cabinets, racks or shelf units not covered by a single one of groups A47B43/00 - A47B95/00; General details of furniture
    • A47B96/02—Shelves
    • A47B96/021—Structural features of shelf bases
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/10—Organic photovoltaic [PV] modules; Arrays of single organic PV cells

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Sensorvorrichtung (2), die mattenförmig oder plattenförmig ausgebildet ist und eine erfassungsseitige Oberfläche (2a) zur Erfassung von an dieser angeordneten Objekten aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (2) aus folgenden Schichten aufgebaut ist: • einer Trägerschicht (4, 10d), • einer Schutzschicht (34), die eine Oberfläche aufweist, die die erfassungsseitige Oberfläche (2a) bildet, • eine zwischen der Trägerschicht (4, 10d) und der Schutzschicht (32), gelegene Funktionsschicht (10), in die eine Vielzahl von über die flächige Erstreckung verteilten elektrischen Funktionskomponenten (11) integriert sind, • eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den elektrischen Funktionskomponenten in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten (15) und eine Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37), wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) die Funktionskomponenten (11) mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten (11) signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte (15) an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) verbinden, Sensorsystem (1) mit einer solchen Sensorvorrichtung (2), Behältersystem mit einem Behälter zur Aufbewahrung von Objekten und einer solchen Sensorvorrichtung (2), Regalsystem mit einer solchen Sensorvorrichtung (2), Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Objekts mittels einer solchen Sensorvorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Sensorvorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung sowie ein Sensorsystem, einen Behälter und ein Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung.
  • Aus der WO 2005/088494 A1 ist ein System und ein Verfahren zur Lagerverwaltung bekannt. Das System umfasst Aufnahmen für zu lagernde Güter sowie Sensorelemente zur Erfassung der Güter. Bei den Aufnahmen handelt es sich um Regalböden, in die Drucksensoren und/oder elektromagnetisch sensitive Hell-Dunkelsensoren integriert sein können. Mit den Drucksensoren und/oder elektromagnetisch sensitiven Hell-Dunkelsensoren kann die Bodenform der gelagerten Güter erfasst werden. Zusätzliche Kamerasensoren können oberhalb der auf den Regalböden gelagerten Güter oder auf der gegenüberliegenden Regalseite angeordnet sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensorvorrichtung und ein Sensorsystem, einen Behälter und ein Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung sowie ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. mit der flexible und leistungsfähige Einrichtungen zur Lagerverwaltung bei einem einfachem Aufbau der Sensorvorrichtung realisiert werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Sensorvorrichtung vorgesehen. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist vorzugsweise mattenförmig oder plattenförmig ausgebildet und weist insbesondere eine an einer Erfassungsseite gelegene erfassungsseitige Oberfläche zur Erfassung von an dieser angeordneten Objekten auf, wobei die Sensorvorrichtung aus folgenden Schichten aufgebaut ist:
    • • einer Trägerschicht,
    • • einer Schutzschicht, die eine Oberfläche aufweist, die die erfassungsseitige Oberfläche bildet,
    • • eine zwischen der Trägerschicht und der Schutzschicht, gelegene Funktionsschicht, in die eine Vielzahl von über die flächige Erstreckung verteilten elektrischen Funktionskomponenten integriert sind,
    • • eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den elektrischen Funktionskomponenten in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten und eine Schaltungsanschluss-Vorrichtung, wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse die Funktionskomponenten mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung verbinden.
  • Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kann zwischen der Trägerschicht und der Schutzschich gelegene mehrere Funktionsschichten, die hierin als Teilfunktions-Schichten bezechnet werden, aufweisen. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung eine oder mehrere Kontaktschichten zur Herstellen elektrischer Kontakte zu der Funktionsschicht und eine oder mehrere Leitungsbahnenschichten zur Herstellen elektrischer Kontakte zu den Funktionsschichten aufweisen. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kann insbesondere derart ausgeführt sein, an einer Erfassungsseite der Sensorvorrichtung Eigenschaften oder Zustände eines Objekts mit einer oder mehreren Außenflächen in einem bliebigen Abstand zwischen Null und unendlich erfasst werden können.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Funktionsschicht gebildet ist aus zumindest einer als Polymer-Matrix ausgeführten Kunststoffschicht, die elektrischen Funktionskomponenten, die als auf die Kunststoffschicht aufgedruckte Materialdots ausgeführt sind, sowie die Funktionskomponenten-Anschlüsse.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht ein Array der elektrischen Funktionskomponenten integriert ist, von denen eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten jeweils als Emissionskomponenten zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung zur Ausbildung eines Emissionsarrays ausgeführt sind und von denen eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten jeweils als elektromagnetisch sensitive Funktionskomponenten zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung als Reflexion der emittierten Strahlung des Emissionsarrays ausgeführt sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Funktionsschicht aus einer ersten Teilfunktions-Schicht und einer zweiten Teilfunktions-Schicht gebildet ist und wobei die Emissionskomponenten in der ersten Teilfunktions-Schicht und die elektromagnetisch sensitive Funktionskomponenten in der zweiten Teilfunktions-Schicht integriert sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen durch organische Fotosensoren, auch mit OPS bezeichnet, gebildet ist.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen durch organische LEDs, auch mit OLEDs bezeichnet, gebildet ist.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen der Schutzschicht und der Funktionsschicht eine Filterschicht angeordnet ist, die von der an der erfassungsseitigen Oberfläche anliegenden elektromagnetischen Strahlung einen Strahlungsanteil mit zumindest einen vorbestimmten Wellenlängenbereich in die Sensorvorrichtung einlässt, der von den elektromagnetisch sensitiven Funktionskomponenten erfasst wird.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht Funktionskomponenten flächig verteilt angeordnet sind, die sichtbares Licht in einer vorbestimmten Farbe zu Darstellung von Anzeigeformaten an der erfassungsseitigen Oberfläche erzeugen können.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht Funktionskomponenten flächig verteilt angeordnet sind, die drucksensitiv auf Einwirkung eines Objekts an der erfassungsseitigen Oberfläche oder annäherungs-sensitiv für Objekte sind, die unterhalb eines Maximalabstands von der erfassungsseitigen Oberflächen gelegen sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht Funktionskomponenten flächig verteilt angeordnet sind, die In der Funktionsschicht zumindest eine aktive oder passive Antenne oder mehrere aktive oder passive Antennen integriert sein, die wenigstens zum Bestrahlen oder Auslesen eines mit passiven Resonanzantennen bzw. aktiven Sendeantennen ausgestatteten Objektes gegenueber der Erfassungsseite dienen.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen,
    • • dass in der Schutzschicht mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet,
    • • dass in der Schutzschicht eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den mit Gasmolekülen bindungsfähigen Funktionskomponenten in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten angeordnet sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung verbunden sind, wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse die Funktionskomponenten mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung verbinden.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen,
    • • dass die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten in einer Funktionskomponenten-Anordnungsstruktur in der Funktionsschicht angeordnet sind,
    • • dass die Sensorvorrichtung eine Maskierungs- und Leitungsbahnenschicht aufweist, in der die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die sich von der Funktionsschicht bis zur Maskierungs- und Leitungsbahnenschicht erstrecken, mit Leitungsabschnitten verbunden sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung verbunden sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die elektrischen Leitungsabschnitte und die Schaltungsanschluss-Vorrichtung in der Funktionsschicht angeordnet sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Leitungsabschnitte in einer Leitungsbahnenschicht integriert sind, die zwischen der Funktionsschicht und der Schutzschicht oder zwischen der Funktionsschicht und der Trägerschicht gelegen ist, und wobei die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen sich von der Funktionsschicht bis zur Leitungsbahnenschicht erstrecken und mit Leitungsabschnitten verbunden sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung verbunden sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen,
    • • dass zwischen der Leitungsbahnenschicht und der Funktionsschicht eine Maskierungsschicht mit einem Feld von Kontaktöffnungen angeordnet ist,
    • • dass die Kontaktöffnungen derart gelegen und die Funktionskomponenten-Anschlüsse derart ausgeführt sind, dass die Funktionskomponenten-Anschlüsse der Funktionsschicht sich durch jeweilige Kontaktöffnungen der Maskierungsschicht hindurch erstrecken und mit jeweiligen Leitungsabschnitten der Leitungsbahnenschicht verbunden sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen,
    • • dass an die Funktionskomponenten-Anschlüsse jeweils eine Schaltkomponente angeschlossen ist,
    • • dass die Schaltkomponenten mittels Leitungsabschnitten netzartig miteinander elektrisch verbunden sind, so dass die Leitungsabschnitte die Schaltkomponenten in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen in Reihe miteinander verbinden, und die die jeweilige Reihe bildenden Leitungsabschnitte über Anschlussleitungen an der Schaltungsanschluss-Vorrichtung angeschlossen sind.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Schaltkomponenten als Transistoren ausgeführt sind, von denen jeder mit seiner elektrischen Basis mit jeweils einer Funktionskomponente verbunden ist, der Emittor an eine erste Leitungsabschnitte und dessen Kollektor an einen zweiten Leitungsabschnitt angeschlossen ist, wobei der erste und der zweite Leitungsabschnitte Bestandteile einer Reihe von Leitungsabschnitten sind, die Transistoren seriell verbinden zur Ausbildung einer Netzstruktur mit netzartig verbundenen Transistoren.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Trägerschicht eine Mehrzahl von flächig in dieser verteilte Drucksensoren aufweist.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass durch eine Verformung der Erfassungsseite die Trägerschicht flexibel verformbar ist.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass auf der Trägerschicht eine Funktionsschicht angeordnet ist, die flächig mit der Trägerschicht verbunden ist, wobei die Funktionsschicht eine Mehrzahl von flächig in dieser verteilte Drucksensoren aufweist.
  • Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht zumindest eine aktive oder passive Antenne integriert ist, die elektrisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung zum Anschließen derselben an die Auswertungs- und Steuervorrichtung verbunden ist.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist die Funktionsschicht zwischen der Trägerschicht und der Schutzschicht gelegen und weist die Funktionsschicht ein flächiges Strahlungs-Sensorarray auf, das wenigstens ausgeführt ist: zum Erkennen und Messen von integralen, elektromagnetischen und/oder optischen Eigenschaften wie Farbe, Reflektivitaet, IR-Spektrum, UV Spektrum o. ä. und zum Erkennen und Auslesen spezieller, strukturiert aufgebrachter, elektromagnetischer und/oder spezieller optischer Informationen wie Datenträger mit einem elektromagnetisch oder optoelektronisch lesbaren Code in oder auf einer oder mehreren Außenflächen, unterhalb oder in der Naehe der Erfassungsseite platzierten Objekts. Dabei kann die Funktionsschicht aufweisen:
    • • eine Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven oder elektromagnetisch sensitiven Bauelementen wenigstens zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen einer oder mehrerer, RF-Antennen (z. B. Resonanzantenne oder RFID Tag) oder Lichtreflexionen vom Objekt selbst oder von dem Code auf dem Objekt
    • • ein flächiges Leuchtarray wenigstens zum Beleuchten des Objektes und im speziellen Fall des Codes mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen angeordnet, so dass mit dem Strahlungs-Sensorarray Sensordaten wenigstens eines gegenüber der Erfassungsseite angeordneten Objekts erfassbar sind, die eine Eigenschaft und/oder einen Zustand und/oder den Abstand des Objektes vom Strahlungs-Sensorarray und/oder Informationen eines Datenträgers auf dem Objekt repräsentieren.
  • Bei dem Objekt kann es sich z. B. um einen Behälter handeln, in dem Güter gelagert und/oder transportiert werden. Auch kann es sich bei dem Objekt um eine Vielzahl von Objektteilen handeln. Beispielsweise kann die Vielzahl von Objektteilen ein Schüttgut bilden. Auch kann ein Objektteil ein einzelner Gegenstände wie z. B. ein industrielles Lagergut, wie ein z. B. Ersatzteil und dabie z. B. ein elektronsiche Bauelement oder einer Leitplatte sein. Das Objektteil kann auch ein Gebrauchsgegenstand wie z. B. ein Behälter oder eine Flasche sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in der Funktionsschicht auch zumindest eine aktive oder passive Antenne oder mehrere aktive oder passive Antennen integriert sein, die wenigstens zum Bestrahlen oder Auslesen eines mit passiven Resonanzantennen bzw. aktiven Sendeantennen ausgestatteten Objektes gegenüber der Erfassungsseite dienen, welche infolge Aktivierung durch die Erfassungsschicht die Objektpraesenz und/oder einen speziellen Objektcode emittieren. Mittels einer solchen Funktionsschicht ist es möglich, Intensität eines von einem an der Erfassungsschicht angeordneten Objekt empfangenen RF-Signals, den Abstand, die Position und einen Code von an der Erfassungsschicht angeordneten Objekten zu detektierten und von einer nachgeschalteten Elektronik ausgewertet werden können.
  • Die Erfassungsseite der Sensorvorrichtung kann als Stellfläche ausgebildet sein, auf der ein Objekt mit der Außenfläche platziert werden kann, die zugleich die Auflagefläche oder Bodenfläche des Objekts bildet. Die Erfassungsseite kann aber auch derart realisiert sein, dass die Sensorvorrichtung in einem Seitenwandungsabschnitt oder einer Deckfläche einer Rahmenvorrichtung wie einem Regal oder einem Raum wie einem Lagerraum angeordnet oder angebracht sein. Bei Anordnung eines Objekts an der Sensorvorrichtung kann die Außenfläche des Objekts, die der Sensorvorrichtung gegenüber liegt oder die mit einer Oberfläche der Sensorvorrichtung in Kontakt gebracht werden kann, ohne dass die Gewichtskraft des Objekts auf die Erfassungsseite einwirkt, für die Erfassung von Eigenschaften oder Zuständen des Objekts wie dessen Position bezüglich der Sensorvorrichtung oder eines Koordinatensystems desselben und Abstand von der Sensorvorrichtung erfasst werden.
  • Unter „Anordnen an” wird dabei eine Annährung von unendlich weit und insbesondere von einem vorgegebenen maximalen Erfassungabstand bis zum unmittelbaren Kontakt, aber auch eine Annäherung eines Objekts bis auf einen Abstand zur Sensorvorrichtung verstanden, der kleiner als die lateralen Abmessungen der Erfassungsseite oder Außenfläche des Objekts ist. In Bezug auf die Erfassung eines Objekts mittels eines elektromabgnetisch sensitiven Bauelements kann der Erfassungsbereich der Sensorvorrichtung rechteck- oder quadratförmig sein. Generell wird unter „In-Kontakt-Bringen” oder „In-einen-Erfassungsbereich-Bringen” eine Annährung eines Objekts auf einen Abstand verstanden, der kleiner als der Erfassungsbereich und in dem Beispiel einer rechteck- oder quadratförmigen Ausführung desselben als die kleinste Kantenlänge der rechteck- oder quadratförmigen Erfassungsseite oder Außenfläche ist.
  • Dabei kann die Fläche der Erfassungsseite größer als eine Außenfläche des Objekts sein. Dies erlaubt es, Objekte mit unterschiedlich großen und unterschiedlich geformten Außenflächen mit der Erfassungsseite in Kontakt zu bringen oder gleichzeitig mehrere Objekte zu erfassen. Es kann aber auch die Erfassungsseite kleiner als die Außenfläche des Objekts sein, d. h. die Erfassungsseite der Sensorvorrichtung ist eine Teilfläche einer Gesamterfassungsseite.
  • Die Trägerschicht ist flächig ausgebildet, d. h. sie weist typischerweise eine Dicke auf, die kleiner als die lateralen Abmessungen der Trägerschicht in der Länge und der Breite ist, wenn es sich z. B. um eine rechteckförmige Trägerschicht handelt. Wenn die Trägerschicht z. B. kreis- bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist, ist der Durchmesser bzw. sind die Durchmesser größer als die Dicke der Trägerschicht, Mit dem zwischen der Trägerschicht und der Erfassungsseite angeordneten Strahlungs-Sensorarray können elektromagnetisch und speziell optisch auslesbare Informationen und/oder Codes, wie z. B. RFID Tags und ein- oder zweidimensionale Barcodes gelesen werden. Derartige Codes können Informationen über den Inhalt des Objekts, seiner Herkunft, oder seines Zielortes enthalten. Hierzu weist die Sensorvorrichtung eine Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen auf, die in einer Fläche nebeneinander angeordnet das Strahlungs-Sensorarray bilden. Jedes elektromagnetisch sensitive Bauelement erfasst Lichtreflexionen von nur einem Teilabschnitt des Codes. Das Strahlungs-Sensorarray erlaubt somit die unmittelbare Erfassung des Codes in einem Flächenabschnitt einer Außenfläche eines Objekts, ohne dass es einer Relativbewegung zwischen der Erfassungsseite und der Außenfläche mit dem Code bedarf. Zum einen wird so der Auslesevorgang beschleunigt. Zum anderen wird so die Auswertung eines derartigen Strahlungs-Sensorarrays vereinfacht, da keine derartigen Relativbewegungen zur Sensorsignalgenerierung nötig sind, wenn die Erfassungsseite größer als die Außenfläche des Objekts ist. So muss in diesem Fall eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung, die mit dem Strahlungs-Sensorarray verbunden ist, keine derartige Relativbewegungen bei der Sensorsignalauswertung mit verarbeiten bzw. herausfiltern und kann daher einfacher gestaltet werden.
  • Nach der Erfindung ist in der Funktionsschicht ein Emissionsarray mit einer Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten vorgesehen, die als elektromagnetische Strahlen emittierende und insbesondere licht-emittierende Funktionskomponenten ausgeführt sind, um eine Objektoberfläche und insbesondere einen auf der Objektoberfläche ausgebildeten oder dargestellten Code so zu bestrahlen, dass die emittierten Strahlen von der Oberfläche reflektiert und mit dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Strahlungs-Sensorarray erfasst werden kann. Bei einer Bestrahlung eines auf einer Oberfläche angeordneten Codes kann dieser somit insbesondere auch dann ausgelesen werden, wenn eine Bestrahlung und/oder Beleuchtung des Codes an einer Erfassungsseite der Sensorvorrichtung als Stellfläche erfolgt und die Außenfläche des Objekts als Bodenfläche ausgebildet ist. Die emittierenden Bauelemente sind Bestandteile der Sensorvorrichtung und sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Anwendung der Sensorvorrichtung selbst ortsfest. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der keine Elektronik oder Optik zur Strahlungsablenkung vorgesehen ist, ist die Austrittsrichtung der von den emittierenden Bauelementen emittierten Strahlung unveränderbar, so dass jedes der emittierenden Bauelemente nur einen Teilabschnitt der Objektoberfläche bzw. des Codes bestrahlt.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kombination aus Emissionsarray und Strahlungs-Sensorarray so gestaltet, dass die Position eines oder mehrerer gegenüber der Erfassungsschicht angeordneter Objekte relativ zur Erfassungsschicht mit hinreichender Genauigkeit sowohl statisch (zeitunabhaengig) als auch dynamisch (als Funktion der Zeit) im drei-dimensionalen Raum zu bestimmten Zeiten oder kontinuierlich erfasst werden kann. Dabei erfolgt eine synchronisierte, pulsartig emittierte Aktivierung des in der Funktionsschicht integrierten Emissionsarrays in Kombination mit Orts- und zeitaufgelöstem Auslesen des ebenfalls in der Funktionsschicht angeordneten Strahlungs-Sensorarrays. Hierbei wird die von Teilbereichen bzw. vom gesamten Strahlungs-Sensorarray emittierte Strahlung von den vor der Erfassungsschicht befindlichen Objekten reflektiert. Infolge der unterschiedlichen Entfernung der jeweils reflektierenden Objektoberflächen-Teilbereiche vom Strahlungs-Sensorarray kommt es zu detektierbaren Laufzeitunterschieden der in den individuellen Sensoren des Strahlungs-Sensorarrays absorbierten und/oder reflektierten Strahlungsanteile. Die auf diese Weise zeitlich und örtlich aufgelösten Strahlungs-Sensorarray-Signale werden anschließend durch eine nachgeschaltete Elektronik digitalisiert und ein entsprechend ausgefuehrtes Softwareprogramm erlaubt nachfolgend die Auswertung und visuelle Darstellung der Position, Bewegungsrichtung, Relativgeschwindigkeit und Kurvenform eines oder mehrerer vor der Erfassungsschicht befindlicher Objekte.
  • In einer besonderen Anordnung kann dieser Spezialfall auch zur Erfassung des Füllstands eines Behaelters oder eines Regalbodens eingesetzt werden. Hierbei wird die Erfindung so installiert, dass die Erfassungsschicht räumlich ueber den Objekten angeordnet ist und die Objekte von oben detektiert. In diesem Fall wird die Kombination aus Emissionsarray und Strahlungs-Sensorarray dazu verwendet ein räumlich aufgelöstes Oberflächenprofil der unterhalb der Erfassungsschicht befindlichen Objekte im Behälter oder im Regalboden zu erzeugen. Hierbei werden gemäß dem oben beschriebenen Verfahren die Abstände der einzelnen, der Erfassungsschicht gegenueberliegenden Oberflächenelemente erfasst und anschliessend mittels geeigneter Software zu einem Gesamtoberflächen-Profil zusammengefasst. Im höchsten Auflösungsfall entspricht jeweils ein Teilelement des Gesamtoberflächen-Profils einem Sensorelement des Strahlungs-Sensorarrays in der Erfassungsschicht. Durch individuelle Subtraktion des räumlichen Abstands der individuellen Teilelemente des so erfassten Gesamtoberflächenprofils vom räumlichen Abstand der jeweils äquivalenten Teilelemente des Gesamtoberflächen-Profils des leeren Behälters bzw. des leeren Regals kann in Kombination mit geeigneter Skalierung von Länge und Breite der vom Oberflaechenprofil ueberspannten Fläche mittels geeigneter Software das von den Objekten belegte Nettovolumen ermittelt werden. Dies kann in Verbindung mit einer definierten maximalen Füllhöhe (äquivalent zu einem minimalen Abstand des Gesamtoberflächen-Profils von der Erfassungsschicht) zur Ermittlung und Darstellung des Füllgrads eines Behälters bzw. eines Regals verwendet werden.
  • Unter emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelementen werden Bauelemente verstanden, die sowohl elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich, im IR- und/oder UV-Bereich sowie im RF Bereich emittieren bzw. erfassen können. Ferner können die verschiedenen emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelemente so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass sie selektiv jeweils nur Strahlung im sichtbaren, im IR oder UV Bereich, oder im RF Bereich emittieren bzw. erfassen können. Insofern erlaubt diese Anordnung auch die spektroskopische Analyse des entsprechend positionierten Objektes.
  • Die emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelemente sind dabei mittels Additivtechniken hergestellt, d. h. sie bestehen aus Materialen, die z. B. schichtförmig übereinander angeordnet sind, und auf eine unter den emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelementen liegende Schicht aufgebracht sind. Während der Herstelllung erfolgte keine Umwandlung oder Veränderung von physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Materials der darunter liegenden Schicht.
  • Somit erlaubt die Sensorvorrichtung auf überraschend einfache Weise eine schnelle und zuverlässige Erfassung eines in einem Objekt angebrachten elektromagnetisch lesbaren Codes oder speziell eines an eine Außenfläche eines Objekts angebrachten optoelektronisch lesbaren Codes, so dass Informationen über die Form, Ort, Bewegungsvektor, Bewegungsgeschwindigkeit Reflexions- und Absorptionseigenschaften einschliesslich Farbe sowie den Inhalt des Objekts, seiner Herkunft, oder seines Zielortes, aber auch über seinen Zustand (leer, voll) oder Eigenschaften für z. B. ein leistungsfähiges Lagersystem zur Verfügung stehen. Dabei weist die Sensorvorrichtung einen einfachen Aufbau ohne bewegliche Teile zur Strahlungsablenkung auf und ist daher besonders robust. Es eignet sich z. B. für einen Einsatz in einer Umgebung, in der starke, von Maschinen hervorgerufene Vibrationen herrschen, die bewegliche Teile eines Strahlungsablenkungssystems degradieren bzw. zerstören würden.
  • Darüber hinaus kann diese Sensorvorrichtung insbesondere auch in sogenannten E-Pads, i-Pads und ähnlichen, interaktiven Flachbild Touch Screens integriert werden, um im Zusammenhang mit geeigneten, dort installierten Softwareapplikationen (sogenannte Apps) ein oder mehrere auf ein solches Pad gelegte Objekte hinsichtlich optischer Eigenschaften, Groesse, Bewegung und optisch oder elektromagnetisch lesbarer Codes zu erfassen, zu erkennen und bezueglich anderer, in Datenbanken abrufbaren Eigenschaften zu charakterisieren bzw. identifizieren. Dies schliesst generell auch die elektromagnetische und speziell optische Analyse von festen, fluessigen oder gasfoermigen Stoffen oder lebenden Organismen ein und trifft insbesondere auch auf die Präsenz, den raeumlichen Abstand oder Relativbewegungen eines oder mehrerer Finger der menschlichen Hand relativ zum E-Pad zu. Letzteres laesst sich insbesondere fuer nicht-taktile, analog gefuehrte, interaktive, Steuer- und Kontrollprozesse mittels geeigneter Apps fuer diverse Steuer- und Regelprozesse einsetzen bei denen Software auf dem Pad direkt oder ueber andere Software und/oder Einrichtungen indirekt (über Kabel, WiFi, Bluetooth, GSM etc.) angesprochen werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Funktionsschicht erste Teilbereiche aufweist, in denen wenigstens je ein elektromagnetisch sensitives bzw. im optischen Bereich elektromagnetisch sensitives Bauelement angeordnet ist, und die erste Funktionsschicht zweite Teilbereiche aufweist, in denen je ein elektromagnetisch emittierendes bzw. im optischen Bereich lichtemittierendes Bauelement angeordnet ist. Somit sind die elektromagnetisch sensitiven und die emittierenden Bauelemente in einer Ebene nebeneinander angeordnet, die zur Sensorvorrichtungsoberseite hin von der Erfassungsseite und zur Sensorunterseite hin von der Trägerschicht begrenzt werden. Die elektromagnetisch sensitiven und die emittierenden Bauelemente sind somit auf der gleichen Schicht aufgebracht, wie zum Beispiel in einer als Massenanschluss dienenden Elektrodenschicht. Von Vorteil ist hierbei, dass sowohl die elektromagnetisch sensitiven als auch die emittierenden Bauelemente über die gleiche Elektrodenschicht elektrische angeschlossen werden können, z. B. mit einem Massepotential. Die Funktionsschicht kann aber auch zwei Unterschichten aufweisen, wobei in einer ersten der beiden Unterschichten z. B. die elektromagnetisch elektromagnetisch sensitiven Bauelemente und in der zweiten Unterschicht die elektromagnetisch emittierenden Bauelemente angeordnet sind.
  • Ferner ist vorzugsweise, dass in der Funktionsschicht zwischen zwei ersten Teilbereichen wenigstens ein zweiter Teilbereich angeordnet ist. Somit sind die emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelemente abwechselnd in Form einer Matrix oder eines Rasters – z. B. in Zeilen und Spalten – angeordnet. Durch diese Anordnung wird eine gleichmäßige und daher optimale Beleuchtung z. B. des auf einem Objekt befindlichen Codes durch die emittierenden Bauelemente und zugleich eine zuverlässige Erfassung des Codes durch die sensitiven Bauelemente erreicht.
  • Generell können die Funktionselemente als Materialdots auf einem schichtförmigen Matrixmaterial realisiert sein, die insbesondere in einem Druckverfahren auf das Matrixmaterial aufgebracht werden können. Das schichtförmige Matrixmaterial kann insbesondere ein Polymer aufweisen oder aus einem Polymer bestehbestehen.
  • Im Spezialfall optischer Anwendungen koennen als elektromagnetisch sensitive Bauelemente alle geeigneten Festkörper-Bauelemente, d. h. optoelektrische Sensoren, verwendet werden, die ein von der Lichtstärke abhängiges Ausgangsignal in Form einer elektrischen Größe, wie z. B. elektrische Spannung oder elektrische Stromstärke, liefern. Die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente können passive Bauelemente, wie z. B. Fotodioden, sein, die ohne Energieversorgung funktionsfähig sind und das auf sie auftreffende Licht direkt in elektrische Energie umwandeln. Vor Vorteil hierbei ist, dass keine Energieversorgung und damit auch keine Leiterbahnen zur Energieversorgung hergestellt werden müssen, so dass insgesamt der Fertigungsaufwand reduziert wird.
  • Die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente können aber auch aktive Bauelemente, wie z. B. Fototransistoren, sein, deren elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Lichtstärke verändert. Fototransistoren haben gegenüber Fotodioden den Vorteil, dass sie empfindlicher gegenüber Lichtstärkeänderungen sind und zugleich das Sensorsignal verstärken. Jedoch ist die Reaktionszeit von Fototransistoren Lichtstärkeveränderungen größer als bei Fotodioden, d. h. sie sind langsamer. Es kann auch ein Fotowiderstand verwendet werden, der seinen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Lichtstärke ändert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen durch organische Fotosensoren (OPS) gebildet ist. Derartige organische Fotosensoren können aus mehreren, additiv aufgebrachten, z. B. aus aufgedruckten Schichten unterschiedlicher Materialen bestehen, und als Fotodiode, Fototransistor oder Fotowiderstand ausgebildet sein. Die zu druckenden Materialen können Polymere in flüssiger oder pastöser Form enthalten, die elektrisch leitend, halbleitend und isolierend sein können. Als Drucktechniken können z. B. die Siebdrucktechnik, die Tintenstrahltechnik oder auch Massendrucktechniken wie der Tief-, Offset- oder Flexo-Druck Verwendung finden. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, erlauben Massendrucktechniken wie z. B. der Tiefdruck, es flexible Materialien wie Folien zu bedrucken, so dass die Trägerschicht selbst flexibel ausgebildet sein kann. Unter einer Folie wird dabei ein flächiger Materialabschnitt verstanden, der biegeschlaff ist, d. h. er verformt sich unter dem Einfluss seiner eigenen Gewichtkraft. Ferner kann auch die Nanopräge-Lithographie Verwendung finden. Diese Drucktechniken erlauben einen strukturierten Auftrag, bei dem Material der gewünschten Struktur entsprechend aufgebracht wird. Es wird also nur Material an den gewünschten Stellen aufgebracht, während an den Stellen, an denen kein Material sein soll, auch kein Material aufgebracht wird. Alternativ hierzu kann in einem ersten Schritt ein vollflächiger Auftrag, z. B. durch sein coating oder Aufsprühen eines Aerosols erfolgen, wobei das vollflächig aufgebrachte Material in einem zweiten Schritt mittels fotolithographischer Techniken strukturiert wird. Schließlich kann auch eine Abscheidung aus einer Gasphase vorgesehen sein, wie z. B. die organischen Gasphasenabscheidung (OPVD). Diese Ausführungsformen treffen auch fuer den allgemeineren Fall elektromagnetischer Sensoren, im einfachsten Fall Empfangsantennen, zu welche ebenfalls durch die verschiedenen dargestellten Material- und Drucktechniken hergestellt werden koennen.
  • Im Spezialfall optischer Anwendungen koennen als lichtemittierende Bauelemente alle geeigneten Festkörper-Bauelemente verwendet werden, die elektrische Energie direkt in Licht umzuwandeln vermögen, wie z. B. Elektrolumineszenzbauteile oder Bauelemente mit einem Halbleiterübergang, an dem Rekombinationen stattfinden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen durch organische LEDs (OLEDs) gebildet ist. Derartige organische LEDs können aus mehreren, additiv, z. B. aufgedruckten Schichten unterschiedlicher Materialen bestehen. Die zu druckenden Materialen können Polymere in flüssiger oder pastöser Form enthalten, die elektrisch leitend, halbleitend und isolierend sein können. Als Drucktechniken können auch hier z. B. die Siebdrucktechnik, die Tintenstrahltechnik oder auch Massendrucktechniken wie der Tief-, Offset- oder Flexo-Druck Verwendung finden. Auch hier erlauben es insbesondere Massendrucktechniken wie z. B. der Tiefdruck, flexible Materialien wie Folien zu bedrucken, so dass die Trägerschicht selbst flexibel ausgebildet sein kann. Ferner kann auch hier die Nanoprägelithographie Verwendung finden. Diese Drucktechniken erlauben einen strukturierten Auftrag, bei dem Material der gewünschten Struktur entsprechend aufgebracht wird. Ferner kann in einem ersten Schritt ein vollflächiger Auftrag, z. B. durch sein coating oder Aufsprühen eines Aerosol erfolgen, wobei das vollflächig aufgebrachte Material in einem zweiten Schritt mittels fotolithographischer Techniken strukturiert wird. Schließlich kann auch hier eine Abscheidung aus einer Gasphase vorgesehen sein, wie z. B. die organische Gasphasenabscheidung (OPVD). Es kann sich bei den OLEDs um polymere OLEDs gehören, bei denen eine Abscheidung aus einer Lösung erfolgt, und um SOMLEDs bzw. PLEDs oder SOLEDs handeln, bei denen organische Schichten aus dem Vakuum auf eine Anode aufgedampft wurden. Diese Ausführungsformen treffen auch fuer den allgemeineren Fall elektromagnetischer Sender, im einfachsten Fall Sendeantennen, zu welche ebenfalls durch die verschiedenen dargestellten Material- und Drucktechniken hergestellt werden koennen.
  • Die Trägerschicht kann als Substrat ausgebildet sein, auf dem lediglich die elektromagnetisch sensitiven und emittierenden Bauelemente aufgebracht sind, und das ansonsten keine weitere Funktion aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zusätzlich auch ein oder mehrere Drucksensoren in der Trägerschicht eingebettet sind. Die Drucksensoren erlauben so z. B. auf einfache Weise die Erfassung des Vorhandenseins eines Objekts durch ein unmittelbares in Kontakt bringen der Erfassungsseite der Sensorvorrichtung mit der Außenfläche des Objekts. Die Drucksensoren können als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Ferner können in die Trägerschicht piezoelektrische oder -resistive Bereiche oder Elemente eingebracht sein, z. B. in Form dotierter Abschnitte in einem Halbleitermaterial. Schließlich kann als Trägerschicht ein Ferroelektret verwendet werden. Bei einem derartigen Ferroelektret handelt es sich um ein Elastomere oder Polymerschaum, wie z. B. Polypropylen (PP), der Hohlräume aufweist, in denen Partikel, z. B. aus Calciumcarbonat (CaCo3), sind, die elektrisch aufgeladen und damit polarisiert sind. Die elektrische Leitfähigkeit derartiger Ferroelektret verändert sich bei Druckeinwirkung. Dies erlaubt z. B. die Erfassung des Vorhandenseins oder eine Gewichtbestimmung eines Objekts, oder eine Konturerfassung der Bodenfläche des Objekts, wenn die Erfassungsseite der Sensorvorrichtung als Stellfläche und die Außenfläche des Objekts als Bodenfläche ausgebildet ist. Somit kann zum einen durch das Gewicht z. B. der Füllgrad des Objekts bestimmt werden und zum anderen durch die Konturerfassung weitere Informationen ermittelt werden. So kann zum einen durch das Gewicht z. B. der Füllgrad des Objekts bestimmt werden und zum anderen durch die Konturerfassung weitere Informationen ermittelt werden. Hierzu kann die Sensorvorrichtung z. B. zwei Oberflächenabschnitte aufweisen, nämlich einen ersten mit dem Strahlungs-Sensorarray und dem Leuchtarray, und einen zweiten mit den Drucksensoren. Z. B. kann der zweiten Abschnitt des ersten Abschnitts rahmenförmig umlaufen, wobei der erste Abschnitt in einer Vertiefung eingebettet ist, so dass eine Gewichtbelastung des ersten Abschnitts auf den zweiten Abschnitt übertragen wird. So kann z. B. die Außenkontur einer Außenfläche eines Objekts durch die Drucksensoren im rahmenförmigen, zweiten Abschnitt erfasst werden, während der Code von dem Strahlungs-Sensorarray im ersten Abschnitt in der Mitte erfasst wird.
  • Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass durch eine Verformung der Erfassungsseite die Trägerschicht flexibel verformbar ist. Damit die Trägerschicht durch die Gewichtskraft eines Objekts verformbar ist, ist zumindest die zwischen der nun als Stellflächen ausgebildeten Erfassungsseite und der entsprechend als Bodenfläche ausgebildeten Außenfläche des Objekts angeordnete Funktionsschicht ebenfalls flexibel verformbar ausgebildet.
  • Ferner gehört zur Erfindung ein Sensorsystem, wenigstens ein derartiges Sensorvorrichtung aufweisend, sowie mit einer Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung, die wenigstens zum Auslesen des Strahlungs-Sensorarrays und zum Ansteuern des Emissionsarrays ausgebildet ist.
  • Die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung steuert dabei den Erfassungsvorgang eines optisch lesbaren Codes z. B. wie folgt: Zum Auslesen des Codes werden die lichtemittierenden Bauelemente des Leuchtarrays mit elektrischer Energie, zum Beispiel aus einer Batterie versorgt. Somit beleuchtet das Leuchtarray den Code. Das von dem Code reflektierte Licht wird von dem Strahlungs-Sensorarray erfasst. Es wird dann von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung ausgelesen, welche der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente welches Sensorsignal liefern. Somit kann der Code mit der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung ausgewertet werden.
  • Die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung kann ferner durch Auswerten der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente erfasst, ob ein Objekt sich auf der Stellfläche der Sensorvorrichtung befindet oder nicht.
  • Ferner kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung durch Auswerten einzelner elektromagnetisch sensitiven Bauelemente die Außenkontur der Außenfläche des Objekts bestimmen.
  • Außerdem kann die Möglichkeit, das Vorhandensein eines Objekts auf der Stellfläche zu erfassen, folgendermaßen zur Steuerung des Sensorsystems verwendet werden: Auf Erfassen des Vorhandensein eines Objekts auf der Stellfläche werden durch die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung das Leuchtarray und das Strahlungs-Sensorarray aktiviert, d. h., die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung veranlasst, dass die lichtemittierenden Bauelemente mit elektrischer Energie, z. B. aus einer Batterie versorgt werden. Zugleich wertet die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung die von den lichtelektromagnetisch sensitiven Bauelementen gelieferten Sensorsignale aus, um den Code zu bestimmen. Somit dienen die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente quasi als Schalter, um das Sensorsystem zu aktivieren.
  • In analoger Weise können die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente auch als Schalter wirken, um das Sensorsystem zu deaktivieren. Auf ein Entfernen eines Objekts von der Stellfläche ändert sich die von den elektromagnetisch sensitiven Bauelementen gelieferte elektrische Energie, was von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung erfasst wird. Daraufhin trennt die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung die emittierenden Bauelemente elektrisch von der Batterie. Wenn ferner die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente als Fotodioden ausgebildet sind, kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung den Betriebsmodus der als Fotodioden ausgebildeten lichtemittierenden Bauelemente verändern. Während die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung die Fotodioden zur Erfassung des Codes im Quasi-Kurzschluss oder im Sperrbereich betreibt, werden nun die Fotodioden von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung als Fotoelemente betrieben, so dass die nun nicht mehr vom Objekt verdeckten Fotodioden elektrische Energie liefern, die in der Batterie zwischengespeichert werden kann. Nun ist die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung in einem Stand-by Modus, in dem die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung lediglich die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente hinsichtlich ihrer erzeugten elektrischen Energie auswertet und nach Aktivierung die lichtemittierenden Bauelemente mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung kann entsprechend modifiziert sein, wenn die Sensorvorrichtung eine Trägerschicht mit einer Mehrzahl von Drucksensoren aufweist. In diesem Fall ist die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung ausgebildet, die Sensorsignale der Drucksensoren in analoger Weise wie oben beschrieben auszuwerten. Ferner kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein, sowohl die Sensorsignale der Drucksensoren als auch des Strahlungs-Sensorarray auszuwerten, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
  • Schließlich gehört zur Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung, wenigstens eine Trägerschicht und eine Erfassungsseite aufweisend, wobei an der Erfassungsseite ein Objekt mit seiner Außenfläche angeordnet werden kann, wenigstens umfassend die folgenden Schritte in beliebiger Reihenfolge:
    • – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht mit einem ersten Material, um wenigstens ein elektromagnetisch sensitivelektromagnetisch sensitives Bauelement eines Strahlungs-Sensorarrays in einer Funktionsschicht zwischen dem Trägerschicht und der Erfassungsseite zu bilden, und
    • – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht mit einem zweiten Material, um wenigstens ein elektromagnetisch emittierendes Bauelement eines Arrays in der Funktionsschicht zwischen dem Trägerschicht und der Erfassungsseite zu bilden.
  • Die verwendete Trägerschicht ist flächig ausgebildet, d. h. sie weist eine Dicke auf, die kleiner ist als die lateralen Abmessungen der Trägerschicht in der Länge und der Breite, wenn es sich z. B. um eine rechteckförmige Trägerschicht handelt, oder wenn die Trägerschicht kreis- bzw. ellipsenförmig ausgebildet ist, ist bzw. sind der Durchmesser bzw. die Durchmesser größer als die Dicke der Trägerschicht.
  • Es werden ein Strahlungs-Sensorarray mit einer Mehrzahl von elektromagnetisch empfindlichen bzw. im Spezialfall elektromagnetisch sensitiven Bauelementen und ein elektromagnetisches Emissionsarray bzw. im Spezialfall Leuchtarray mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen gebildet. Dabei kann zuerst in einem ersten Schritt das Strahlungs-Sensorarray gebildet werden und dann in einem zweiten Schritt das Emissionsarray gebildet werden. Es kann aber auch zuerst das Emissionsarray, und dann das Strahlungs-Sensorarray gebildet werden. Schließlich kann in einem ersten Teilschritt z. B. ein erstes emittierendes Bauelement gebildet werden, und dann in einem zweiten Teilschritt ein erstes elektromagnetisch sensitives Bauelement gebildet werden, d. h. emittierende und elektromagnetisch sensitive Bauelemente werden abwechselnd gebildet. Außerdem kann das Strahlungs-Sensorarray mit einer Mehrzahl von elektromagnetisch empfindlichen bzw. im Spezialfall elektromagnetisch sensitiven Bauelementen und das Emissionsarray bzw. im Spezialfall das Leuchtarray mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen zeitgleich, d. h. simultan gebildet werden.
  • Es können elektromagnetisch emittierende und elektromagnetisch sensitive Bauelemente gebildet werden, die sowohl RF Strahlung sowie Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich als auch im IR- und/oder UV-Bereich senden und erfassen können. Die emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelemente können so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass sie jeweils nur elektromagnetische Strahlung in einem bestimmten Wellenlaengenbereich z. B. Licht im sichtbaren, im IR oder im UV Bereich emittieren bzw. erfassen können.
  • Die Materialien, die aufgebracht und dann strukturiert oder strukturiert aufgebracht werden, werden additiv aufgebracht, d. h. es erfolgt keine Umwandlung oder Veränderung von physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Materials der darunter liegenden Schicht. Somit kann das Material der Trägerschicht in einem weiten Bereich frei gewählt werden, ohne dass das Material hinsichtlich seiner Veränderbarkeit von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften bestimmten Anforderungen zu erfüllen hat. Ein additives Aufbringen kann z. B. durch Drucktechniken, wie z. B. durch die Siebdrucktechnik, die Tintenstrahltechnik oder auch Massendrucktechniken wie der Tief-, Offset- oder Flexo-Druck erfolgen. Diese Drucktechniken erlauben einen strukturierten Auftrag, bei dem Material der gewünschten Struktur entsprechend aufgebracht wird. Es wird also nur Material an den gewünschten Stellen aufgebracht, während an den Stellen, an denen kein Material sein soll, auch kein Material aufgebracht wird. Alternativ hierzu kann in einem ersten Schritt ein vollflächiger Auftrag, z. B. durch sein coating oder Aufsprühen eines Aerosols erfolgen, wobei das vollflächig aufgebrachte Material in einem zweiten Schritt mittels fotolithographischer Techniken strukturiert wird. Außerdem kann ein additives Aufbringen durch eine Abscheidung aus einer Gasphase erfolgen, wie dies z. B. bei der organischen Gasphasenabscheidung (OPVD) der Fall ist. Schließlich kann ein additives Aufbringen auch durch ein Abscheiden aus einer Lösung erfolgen.
  • Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf überraschend einfache Weise eine Sensorvorrichtung mit einem Strahlungs-Sensorarray und einem Emissionsarray in Additivtechnik hergestellt werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch das zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein erster Teilbereich der ersten Funktionsschicht gebildet wird, und durch zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein zweiter Teilbereich der ersten Funktionsschicht gebildet wird. D. h., die elektromagnetisch sensitiven und die emittierenden Bauelemente werden in einer Ebene angeordnet, die zur Sensorvorrichtungsoberseite von der Erfassungsseite und zur Sensorunterseite von der Trägerschicht begrenzt werden. Die elektromagnetisch sensitiven und die emittierenden Bauelemente werden somit auf der gleichen Schicht aufgebracht, wie einer als Masseanschluss dienenden Elektrodenschicht. Von Vorteil ist hierbei, dass sowohl die elektromagnetisch sensitiven als auch die emittierenden Bauelemente über die gleiche Elektrodenschicht elektrisch angeschlossen werden können, z. B. mit einem Massepotential. Es muss also nur eine Elektrodenschicht für die elektromagnetisch sensitiven und die emittierenden Bauelemente aufgebracht werden.
  • Ferner ist vorzugsweise, dass zwei erste Teilbereiche und ein zweiter Teilbereich derart in der Funktionsschicht angeordnet werden, dass in der Funktionsschicht zwischen den zwei ersten Teilbereichen wenigstens der zweite Teilbereich angeordnet ist. Es werden also die emittierenden und elektromagnetisch sensitiven Bauelemente abwechselnd in Form einer Matrix oder eines Rasters – z. B. in Zeilen und Spalten – angeordnet. Durch diese Anordnung wird eine gleichmäßige und daher optimale Bestrahlung des Objektes und im speziellen Fall des darauf befindlichen Codes durch die emittierenden Bauelemente und damit eine zuverlässige Erfassung des Codes erreicht.
  • Wie schon in Bezug auf die Sensorvorrichtung selbst ausgeführt können als elektromagnetisch sensitive Bauelemente alle geeigneten Festkörper-Bauelemente gebildet werden. Die Ausführungen in Bezug auf die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente der Sensorvorrichtung selbst gelten auch hier. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass als elektromagnetisch sensitive Bauelemete Antennen aus leitfaehigen organischen Materialien bzw. im Spezialfall als optisch elektromagnetisch sensitive Bauelemente organische Fotosensoren (OPS) aufgebracht werden. Derartige organische Sensoren können hergestellt werden, in dem mehrere Schichten unterschiedlicher Materialen aufgedruckt werden. So können elektromagnetisch sensitive und speziell elektromagnetisch sensitive Bauteile Fotodioden, Fototransistoren oder Fotowiderstände gebildet werden. Die Materialen können z. B. Polymere in flüssiger oder pastöser Form enthalten, die elektrisch leitend, halbleitend und isolierend sein können. Als Drucktechniken können z. B. die Siebdrucktechnik, die Tintenstrahltechnik oder auch Massendrucktechniken wie der Tief-, Offset- oder Flexo-Druck Verwendung finden. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, erlauben Massendrucktechniken wie z. B. der Tiefdruck, es flexible Materialien wie Folien zu bedrucken, so dass die Trägerschicht selbst flexibel ausgebildet sein kann. Ferner kann auch die Nanoprägelithographie Verwendung finden. Diese Drucktechniken erlauben einen strukturierten Auftrag, bei dem Material der gewünschten Struktur entsprechend aufgebracht wird. Ferner kann in einem ersten Schritt ein vollflächiger Auftrag, z. B. durch sein coating oder Aufsprühen eines Aerosols, erfolgen, wobei das vollflächig aufgebrachte Material in einem zweiten Schritt mittels fotolithographischer Techniken strukturiert wird. Schließlich kann auch eine Abscheidung aus einer Gasphase vorgesehen sein, wie z. B. die organischen Gasphasenabscheidung (OPVD).
  • Wie außerdem schon in Bezug auf die Sensorvorrichtung selbst ausgeführt können als emittierende Bauelemente alle geeigneten Festkörper-Bauelemente verwendet werden, die elektrische Energie direkt in elektromagnetische Strahlung, im Spezialfall Licht umzuwandeln vermögen, wie z. B. Elektrolumineszenzbauteile oder Bauelemente mit einem Halbleiterübergang, an dem Rekombinationen stattfinden. Die Ausführungen in Bezug auf die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente der Sensorvorrichtung selbst gelten auch hier. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen durch organische LEDs (OLEDs) gebildet ist. Auch derartige organische LEDs (OLEDs) können hergestellt werden, in dem mehrere Schichten unterschiedlicher Materialen aufgedruckt werden. Die Materialen können Polymere in flüssiger oder pastöser Form enthalten, die elektrisch leitend, halbleitend und isolierend sein können. Als Drucktechniken können auch hier z. B. die Siebdrucktechnik, die Tintenstrahltechnik oder auch Massendrucktechniken wie der Tief-, Offset- oder Flexo-Druck Verwendung finden. Auch hier erlauben es insbesondere Massendrucktechniken wie z. B. der Tiefdruck, flexible Materialien wie Folien zu bedrucken, so dass die Trägerschicht selbst flexibel ausgebildet sein kann. Ferner kann auch hier die Nanoprägelithographie Verwendung finden. Diese Drucktechniken erlauben einen strukturierten Auftrag, bei dem Material der gewünschten Struktur entsprechend aufgebracht wird. Ferner kann ein vollflächiger Auftrag, z. B. durch sein coating erfolgen, wobei das vollflächig aufgebrachte Material in einem zweiten Schritt mittels fotolithographischer Techniken strukturiert wird. Schließlich kann auch hier eine Abscheidung aus einer Gasphase vorgesehen sein, wie z. B. die organische Gasphasenabscheidung (OPVD). Es kann sich bei den organische LEDs (OLEDs) um polymere OLEDs gehören, bei denen eine Abscheidung aus einer Lösung erfolgt, und um SOMLEDs bzw. PLEDs oder SOLEDs handeln, bei denen organische Schichten aus dem Vakuum auf eine Anode aufgedampft wurden.
  • Es kann eine Trägerschicht verwendet werden, die lediglich als Substrat ausgebildet ist, und das ansonsten keine weitere Funktion aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Trägerschicht verwendet wird, die eine Mehrzahl von in die Trägerschicht eingebetteten Drucksensoren aufweist. Die Drucksensoren können separate Bauteile sein, wie z. B. Dehnungsmessstreifen, die in Trägerschicht eingebracht wurden. Ferner können in die Trägerschicht piezoresistive Bereiche oder Elemente eingebracht sein, z. B. in Form dotierter Abschnitte in einem Halbleitermaterial, d. h. das Material der Trägerschicht wurde abschnittswiese hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften verändert. Schließlich kann als Trägerschicht ein Ferroelektret verwendet werden. Bei einem derartigen Ferroelektret handelt es sich um ein Elastomere oder Polymerschaum, wie z. B. Polypropylen (PP), der Hohlräume aufweist, in denen Partikel, z. B. aus Calciumcarbonat (CaCo3), sind, die elektrisch aufgeladen und damit polarisiert sind. Die elektrische Leitfähigkeit derartiger Ferroelektret verändert sich bei Druckeinwirkung. Dies erlaubt z. B. die Erfassung des Vorhandenseins oder eine Gewichtbestimmung eines Objekts, oder eine Konturerfassung der Bodenfläche des Objekts, wenn die Erfassungsseite der Sensorvorrichtung als Stellfläche und die Außenfläche des Objekts als Bodenfläche ausgebildet ist. Somit kann zum einen durch das Gewicht z. B. der Füllgrad des Objekts bestimmt werden und zum anderen durch die Konturerfassung weitere Informationen ermittelt werden. So kann zum einen durch das Gewicht z. B. der Füllgrad des Objekts bestimmt werden und zum anderen durch die Konturerfassung weitere Informationen ermittelt werden. Hierzu kann die Sensorvorrichtung z. B. zwei Oberflächenabschnitte aufweisen, nämlich einen ersten mit dem Strahlungs-Sensorarray und dem Leuchtarray, und einen zweiten mit den Drucksensoren. Z. B. kann der zweiten Abschnitt des ersten Abschnitts rahmenförmig umlaufen. So kann z. B. die Außenkontur einer Außenfläche eines Objekts durch die Drucksensoren im rahmenförmigen, zweiten Abschnitt erfasst werden, während der Code von dem Strahlungs-Sensorarray im ersten Abschnitt in der Mitte erfasst wird.
  • Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine flexible Sensorvorrichtung gebildet wird, derart, dass durch eine Verformung der Erfassungsseite die Trägerschicht flexibel verformbar ist. Damit die Trägerschicht durch die Gewichtskraft eines Objekts verformbar ist, wird zumindest die Funktionsschicht flexibel verformbar ausgebildet, z. B. durch eine entsprechende Wahl der Dicke der Funktionsschicht und durch eine entsprechende Materialwahl.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Sensorsystem vorgesehen, das eine Sensorvorrichtung und eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung aufweist, wobei die Sensorvorrichtung mattenförmig oder plattenförmig ausgebildet ist und aufgebaut ist aus einer Trägerschicht, einer Schutzschicht, die eine Oberfläche aufweist, die die erfassungsseitige Oberfläche zur Erfassung von an dieser angeordneten Objekten bildet, und einer zwischen der Trägerschicht und der Schutzschicht gelegenen Funktionsschicht, in die über die flächige Erstreckung verteilte elektrischen Funktionskomponenten integriert sind, wobei das Sensorsystem eine Stromversorgungsvorrichtung aufweist, die elektrisch mit den Funktionskomponenten verbunden sind, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Das Sensorsystem kann insbesondere eine Sensorvorrichtung aufweisen, die nach einer hierin beschriebenen Ausführungsform ausgeführt ist.
  • Insbesondere kann das Sensorsystem derart ausgeführt sein,
    dass die Funktionsschicht eine Vielzahl von elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponenten zur Ausbildung eines Emissionsarrays und eine Vielzahl von elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten zur Ausbildung eines Sensorarrays aufweist, und
    dass die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung eine Code-Erkennungsfunktion zum Erkennen eines durch die elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten erfassten Musters an einer der erfassungsseitigen Oberfläche zugewandten Oberfläche des Objekts aufweist?.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems weist diese eine Code-Erkennungsfunktion auf. Diese kann insbesondere eine Annäherungsfunktion aufweisen, die derart ausgeführt ist, dass diese in einem vorgegebenen Ermittlungszeitraum durch zumindest eine emittierende Funktionskomponente die Emission eines in seinem zeitlichen Verlauf vorbestimmten Strahlungsimpulses durch zumindest eine elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponente emittiert und von zumindest einer elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponente in dem Zeitraum einen reflektierenden Strahlungsimpuls empfängt, in einer Impuls-Identifikationsfunktion zumindest eine Eigenschaft des emittierten mit dem erfassten Strahlungsimpulses vergleicht und bei einer Übereinstimmung oder zumindest vorgegebenen Ähnlichkeit der Eigenschaft des emittierten Strahlungsimpulses mit einer Eigenschaft des erfassten Strahlungsimpulses eine Identifikation des Strahlungsimpulses festlegt.
  • Dabei kann die Annäherungsfunktion eine Abstand-Ermittlungsfunktion aufweisen, die eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt ermittelt, an dem der emittierten Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung emittiert worden ist, und dem Zeitpunkt, an dem der erfasste Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung empfangen worden ist, und aus dem ermittelten Zeitdifferenz mittels einer Laufzeit der emittierten Strahlung einen Abstand des Objekts zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche der Sensorvorrichtung ermittelt,
  • Die Code-Erkennungsfunktion kann eine Informations-Errmittlungsfunktion aufweisen, die in dem Fall, dass der Abstand des Objekts zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche der Sensorvorrichtung einen vorgegebenene Code-Erfassungsabstand unterschreitet, mittels der elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten erfassten Muster eine Code-Information ableitet und einer Ausgabe-Schnittstelle bereitstellt.
  • Das Sensorsystem kann nach einer weiteren Ausführungsform desselben aufweisen:
    • • in der Funktionsschicht flächig verteilt angeordnete Funktionskomponenten, die sichtbares Licht in zumindest einer vorbestimmten Farbe zu Darstellung von Anzeigeformaten an der erfassungsseitigen Oberfläche erzeugen können,
    • • in der Funktionsschicht flächig verteilt angeordnete Funktionskomponenten, die drucksensitiv auf Einwirkung eines Objekts an der erfassungsseitigen Oberfläche oder annäherungs-sensitiv für Objekte sind, die unterhalb eines Maximalabstands von der erfassungsseitigen Oberflächen gelegen sind,
  • wobei die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung eine Funktion aufweist, mit der mittels der Funktionskomponenten zur Erzeugung eines sichtbares Lichts mit vorbestimmter Farbe derart aktiviert werden, dass mittels der Farbe auf der erfassungsseitigen Oberfläche ein Eingabeformat zur Darstellung gebracht wird und dass in der Dickenrichtung der Sensorvorrichtung gesehen innerhalb des Eingabeformats gelegene drucksensitive Funktionskomponenten aktiviert werden, wobei das System eine Kommandierungsfunktion aufweist, die bei einer Mindestbetätigung der erfassungsseitigen Oberfläche innerhalb des Anzeigeformats ein vorbestimmtes, der Betätigung entsprechendes Kommandosignal zur Ausgabe an eine Anwendungsvorrichtung erzeugt.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Behältersystem vorgesehen mit einem Behälter zur Aufbewahrung von Objekten, wobei der Behälter eine Bodenplatte und Seitenwände zur Ausbildung eines Behälter-Innenraums zur Aufnahme von Objekten aufweist, wobei das Behältersystem eine Sensorvorrichtung nach einer errfindungsgemäßen Sensorvorrichtung aufweist, die auf der Bodenplatte gelegen ist, um den Zustand von in dem Behälter-Innenraum befindlichen Objekten zu ermitteln.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Regalsystem vorgesehen mit einer ersten Regalplatte und einer zweiten Regalplatte, die entlang und oberhalb der ersten Regalplatte verläuft, mit einem Sensorsystem nach einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Sensorvorrichtung an derjenigen Oberfläche der zweiten Regalplatte, die der ersten Regalplatte zugewandt ist, angebracht ist, so dass ein Zustand von auf der ersten Regalplatte gelegenen Objekten oder Behälter zur Aufbewahrung von Objekten ermittelt werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Objekts mittels einer Sensorvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, wobei eine synchronisierte, pulsartig emittierte Aktivierung des in der Funktionsschicht integrierten Emissionsarrays in Kombination mit Orts- und zeitaufgelöstem Auslesen des ebenfalls in der Funktionsschicht angeordneten Strahlungs-Sensorarrays erfolgt.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung vorgesehen, die zumindest eine Trägerschicht und eine Erfassungsseite aufweist, wobei an der Erfassungsseite ein Objekt mit seiner Außenfläche angeordnet werden kann. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte in beliebiger Reihenfolge auf:
    • – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht mit einem ersten Material, um wenigstens ein elektromagnetisch sensitives Bauelement eines Sensorarrays in einer Funktionsschicht zwischen dem Trägerschicht und der Erfassungsseite zu bilden, und
    • – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht mit einem zweiten Material, um wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement eines Leuchtarrays in der Funktionsschicht zwischen dem Trägerschicht und der Erfassungsseite zu bilden.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass durch das zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein erster Teilbereich der ersten Funktionsschicht gebildet wird, und durch das zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein zweiter Teilbereich der ersten Funktionsschicht gebildet wird.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zwei erste Teilbereiche und ein zweiter Teilbereich derart in der Funktionsschicht angeordnet werden, dass in der Funktionsschicht zwischen den zwei ersten Teilbereichen wenigstens der zweite Teilbereich angeordnet ist.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als elektromagnetisch sensitive Bauelemente organische Fotosensoren (OPS) aufgebracht werden.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als lichtemittierenden Bauelemente organische LEDs (OLEDs) aufgebracht werden.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Trägerschicht verwendet wird, die eine Mehrzahl von in den Trägerschicht eingebetteten Drucksensoren aufweist.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine flexible Sensorvorrichtung gebildet wird, derart, dass durch eine Verformung der Erfassungsseite die Trägerschicht flexibel verformbar ist.
  • Hierin wird unter dem Ausdruck „Emission” oder „emittierend” generell eine elektromagnetische Emission oder elektromagnetisch emittierend verstanden.
  • Bei der Sensorvorrichtung nach der Erfindung ist generell vorgesehen, dass deren je nach Ausführungsform vorgesehenen Schichten, also insbesondere der Trägerschicht, der Schutzschicht, und der Funktionsschicht sowie gegebenenfalls der Leitungsbahnenschicht, der Maskierungsschicht oder der Isolationsschicht vorzugsweise in der Dickenrichtung oder Z-Rrichtung der Sensorvorrrichtung übereinander und innerhalb des Erfassungsabschnitts gelegen sind.
  • Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten ”oben” und ”unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren mit einer Ausrichtung mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
  • 1 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung mit einer Trägerschicht, einer Schutzschicht und einer zwischen diesen gelegenen Funktionsschicht,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Ausführungsform der Funktionsschicht,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform der Funktionsschicht,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform der Funktionsschicht,
  • 5 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung mit einer Trägerschicht, einer Schutzschicht und einer zwischen diesen gelegenen Funktionsschicht,
  • 6 eine schematische Darstellung einer Funktionsschicht als Draufsicht in einer Dickenrichtung der Sensorvorrichtung der 1,
  • 7 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung mit einer Trägerschicht, einer Schutzschicht und einer zwischen diesen gelegenen Funktionsschicht,
  • 8 eine schematische Funktionsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems mit einer Funktionsschicht einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung mit einer Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung und einer Batterie,
  • 9 eine perspektivische Ansicht eines Objekts mit einem optoelektronisch lesbaren Code auf seiner Bodenfläche,
  • 10 eine schematische Darstellung eines Erfassungsvorgangs unter Verwendung der Sensorvorrichtung gemäß 1 oder 5, und
  • 11 eine schematische Darstellung eines Erfassungsvorgangs unter Verwendung der Sensorvorrichtung gemäß 7,
  • 12 eine Ausführungsform einer Rahmenvorrichtung, in die ein Sensorsystem nach der Erfindung integriert ist,
  • 13 eine schematische Schnittdarstellung der Rahmenvorrichtung nach der 12 kombiniert mit einer funktionalen Darstellung der Sensorvorrichtung des Sensorsystems,
  • 14 die Rahmenvorrichtung nach der 12, in die ein Behälter eingestellt ist, in dem sich einzelne Objekte befinden,
  • 15 eine schematische Schnittdarstellung der Rahmenvorrichtung mit dem Behälter nach der 14 kombiniert mit einer funktionalen Darstellung der Sensorvorrichtung des Sensorsystems,
  • 16 die Rahmenvorrichtung nach der 12, in die ein Behälter eingestellt ist, der teilweise mit Schüttgut angefüllt ist.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 2. Die Sensorvorrichtung 2 weist eine Trägerschicht 4 und eine flächig auf dieser gelegene Funktionsschicht 10 sowie eine flächig auf der Funktionsschicht 10 gelegene Schutzschicht 32 auf. Zur Orientierung ist in der 1 ein Koordinatensystem der Sensorvorrichtung eingetragen, das als Koordinatenachsen eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse hat, wobei die Z-Achse in der Dickenrichtung der Sensorvorrichtung 2 verläuft.
  • Die Funktionsschicht 10 kann insbesondere eine Anschlussvorrichtung 37 aufweisen. Die Anschlussvorrichtung 37 weist eine Ausgangsschnittstelle 37a zur funktionalen Verbindung derselben mit einer Anwendungskomponente oder einem Anwendungssystem auf.
  • Wie in der 5 gezeigt ist, kann die Sensorvorrichtung 2 zusätzlich aufweisen:
    • • eine Kontaktschicht 28 mit einer Vielzahl von elektrischen Komponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den elektrischen Komponenten in Verbindung stehen, und
    • • zumindest eine Leitungsbahnenschicht 31 mit einer Vielzahl von elektrischen Leitern und der Anschlussvorrichtung 37, wobei die elektrischen Leiter die elektrischen Komponenten signaltechnisch mit der Anschlussvorrichtung 37 zum Anschließen der elektrischen Leiter an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 verbinden,
  • Die Leitungsbahnenschicht 31 weist Leitungsbahnen auf, von denen vorzugsweise jeweils eine mit jeweils einem Komponenten-Anschluss elektrisch in Verbindung steht, wobei Leitungsbahnen, von denen vorzugsweise jeweils eine mit jeweils einem smtliche Komponenten-Anschlüsse oder eine Teilmenge derselben mit jeweils einer Leitungsbahn elektrisch in Verbindung steht. Vorzugsweise sind die Leitungsbahnen in einem Substrat eingebracht.
  • Die Kontaktierungsschicht 28 und die zumindest eine Leitungsbahnenschicht 31 können auch als eine einstückige Schicht realisiert sein. Eine solche Schicht wird im Folgenden als Kontaktierungs- und Leitungsbahnenschicht 28, 31 bezeichnet.
  • Die Trägerschicht 4 ist ein Substrat, das insbesondere ein rechteckförmiges Substrat sein kann, dessen Länge und Breite größer als deren Dicke ist. Die Trägerschicht 4 kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen oder aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Die Trägerschicht 4 kann in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Kunststoff bestehen oder aus einem Kunststoff gebildet sein, der im Wesentlichen formstabil ist und sich nicht elastisch verformen lässt. Mögliche Materialien sind Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylenenaphthalate (PEN); Polycarbonat (PC), insb. Homo- oder Copolymer; Polyimid (PI), Polyetherimid (PEI), Polyvinylfluorid (PVF).
  • In der Funktionsschicht 10 ist eine Vielzahl von über die flächige Erstreckung verteilten elektrischen Funktionskomponenten 11 integriert. Die Funktionsschicht 10 kann einschichtig, also als ein Stück, ausgeführt oder alternativ aus mehreren separaten Funktionsschichten oder Funktionslagen und somit mehrstückig gebildet sein, in denen jeweils mehrere Funktionskomponenten 11 oder eine Vielzahl von Funktionskomponenten 11 angeordnet oder integriert sind. Weiterhin ist bei einer Ausführungsform in der Funktionsschicht 10 eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen 13 angeordnet, die signaltechnisch mit den elektrischen Funktionskomponenten 11 in Verbindung stehen. Vorzugsweise sind bei dieser Ausführungsform wie auch bei anderen Ausführungsformen nach der Erfindung die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 derart angeordnet, dass jeweils derjenige Funktionskomponenten-Anschluss 13 relativ zu den anderen Funktionskomponenten 11 am nächsten an derjenigen Funktionskomponente 11 gelegen ist, die mit dem jeweiligen Funktionskomponenten-Anschluss 13 verbunden ist.
  • Generell ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Funktionsschicht 10 gebildet ist aus zumindest einer als Polymer-Matrix ausgeführten Kunststoffschicht 9 und dass die elektrischen Funktionskomponenten 11 als auf die Kunststoffschicht aufgedruckte Materialdots ausgeführt sind. Solche Materialdots sind Materialhäufen, deren Größenordnung, also deren größter Durchmesser, insbesondere im Bereich von weniger als 0,1 mm und insbesondere im Bereich von weniger als 0,01 mm liegt. Solche Materialhäufen bestgehen oder sind aus einem Material gebildet, das sensorisch oder aktuatorisch reaktiv ist, d. h. dass aufgrund eines vorbestimmten inbsondere äußeren Ereignisses, eine Ladungsverschiebung, eine Ladungsänderung oder ein elektrischer Effekt wie eine Änderung des Spannungspotentials des Materialhaufens insbesondere eintritt. Jeder Materialdot kann z. B. als Lichtsensor, als Geruchssensor oder als Durcksensor wirken und über die Leitungsbahnenschicht 31 und die Anschschlussvorrichtung kann eine dabei erzeugte Spannungsänderung an jedem Materialhaufen von der Steuerungs- und Auswertungsvorrichtung 60 erfasst und z. B. in Intensität oder Größe ermittelt werden.
  • Die Funktionskomponenten 11 der Funktionsschicht 10 können generell jeweils aus verschiedenartigen Funktionskomponenten gebildet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Teilmenge der in der Funktionsschicht 10 angeordneten Funktionskomponenten 11 sensorische Funktionskomponenten und insbesondere für elektromagnetische Strahlung sensitive Funktionskomponenten aufweist und eine andere Teilmenge emittierende Funktionskomponente aufweist. Die sensorische Funktionskomponenten können als für elektromagnetische Strahlung sensitive Funktionskomponenten ausgeführt sein. Auch können die sensorische Funktionskomponenten als geruchs-sensitive Funktionskomponente ausgebildet sein. Weiterhin kann die sensorische als druck-sensitive Funktionskomponente ausgebildet sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 mit mehreren Arten von Funktionskomponenten 11 kann vorgesehen sein, dass z. B. die Funktionskomponenten 11 jeweils einer ersten Art in einer ersten Teilfunktions-Schicht 10a und die Funktionskomponenten 11 jeweils einer zweiten Art in einer zweiten Teilfunktions-Schicht 10b usw. angeordnet sind, also die Funktionskomponenten 11 jeweils einer Art in einer eigenen Teilfunktions-Schicht integriert sind (5). Bei einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 mit mehreren Arten von Funktionskomponenten 11 kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr als zwei Arten von Funktionskomponenten 11 in einer ersten Teilfunktions-Schicht 10a und zumindest eine weitere Arte von Funktionskomponenten 11 in einer weiteren Teilfunktions-Schicht 10b angeordnet sind, wobei wiederum mehrere solche Teilfunktions-Schichten vorgesehen sein können.
  • Bei der Anordnung von mehreren Gruppen mit zueinander unterschiedlichen Funktionskomponenten 11 in der Funktionsschicht 10 oder in jeweils einer Teilfunktions-Schicht 10a, 10b sind nach einer weiteren Ausführungsform die Funktionskomponenten 11 jeder dieser Gruppen von Funktionskomponenten 11 über die flächige Erstreckung der Sensorvorrichtung 2 und insbesondere der Funktionsschicht 10 bzw. Teilfunktions-Schicht 10a, 10b verteilt angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Funktionsschicht 10 oder die Teilfunktions-Schicht einen Randabschnitt 7 aufweist, der an einem äußeren Rand 10R der Funktionsschicht 10 bzw. der jeweiligen Teilfunktions-Schicht 10a, 10b abschnittsweise in einem oder mehreren Abschnitten 7a, 7b, 7c, 7d oder umlaufend verläuft und in dem keine Funktionskomponenten 11 angeordnet sind (1). Die Funktionskomponenten 11 befinden sich dann in einem Erfassungsbereich 10S der Funktionsschicht 10 bzw. der jeweiligen Teilfunktions-Schicht 10a, 10b.
  • Die Funktionskomponenten 11 können in der Funktionsschicht 10 in einer regelmäßigen Struktur angeordnet und in dieser Weise über die flächige Erstreckung der Funktionschicht 10 verteilt angeordnet sein. Dabei können die Funktionskomponenten 11 in einer Gitterpunkt-Anordnung angeordnet sein, also eine Matrix von Funktionskomponenten 11 in der Funktionsschicht 10 bilden. Alternativ können die Funktionskomponenten 11 unregelmäßig in der Funktionsschicht 10 angeordnet sein.
  • In den 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen einer Funktionsschicht 10 mit Funktionskomponenten 11 (nur teilweise mit dem Bezugzeichen „11” versehen) dargestellt, die in einer Gitteranordnung in der Funktionsschicht 10 angeordnet oder in dieser integriert sind. Die Funktionskomponenten sind in diesen Figuren mit den Bezugszeichen F11, F12, F13, F21, F22, F23, F31, F32, F33 versehen. In der 2 ist eine Anordnung von Funktionskomponenten 11 dargestellt, bei denen elektromagnetisch-sensitive Funktionskomponenten 12 und elektromagnetische Strahlung emittierende Emissionskomponenten 16 reihen- und spaltenweise abwechseln, während in der 3 eine Anordnung von Funktionskomponenten 11 dargestellt ist, bei denen eine Reihe jeweils aus elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten 12 oder aus elektromagnetische Strahlung emittierenden Emissionskomponenten 16 gebildet ist.
  • Bei der Ausführungsform nach der 2 sind die Funktionskomponenten (11, nicht dargestellt) über Schaltkomponenten 17 in der Leitungsbahnenschicht 31 oder innerhalb der Funktionsschicht 10 verdrahtet. Die Schaltkomponenten 17 können also in der Leitungsbahnenschicht 31 oder innerhalb der Funktionsschicht 10 angeordnet sein. Die Schaltkomponenten 17 sind über Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte 211, 212, 213 und 221, 222, 223 mit der Anschlussvorrichtung 37 verbunden.
  • Bei der Ausführungsform nach der 3 sind die Funktionskomponenten über Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte 321, 322, 323 mit der Anschlussvorrichtung 37 verbunden.
  • Bei der Ausführungsform nach der 4 sind die Funktionskomponenten über Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte 411, 412, 413, 421, 422, 423 mit der Anschlussvorrichtung 37 verbunden.
  • Die Anschlussvorrichtung 37 ist insbesondere in einer Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e gebildet, in der jeweils die Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte angordnet sind, oder in einer Leitungsbahnenschicht 31 ausgebildet. Nach einer in der 8 dargestellten Ausführungsform der Anschlussvorrichtung 37 ist diese an einem Randabschnitt einer Funktionsschicht 10 oder zumindest einer der Funktionschichten 10a, 10b, 10d, 10e einer jeweiligen Sensorvorrichtung 2 ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anschlussvorrichtung 37 entlang eines Randabschnitts 38 der jeweiligen Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10d, 10e angeordnet ist und den Randabschnitt 38 bildet. Die Anschlussvorrichtung 37 kann, wie beispielartig an Hand der ind er 8 dargestellten Ausführungsform der Funktionsschicht 10 gezeigt ist, als flexibler Abschnitt der Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e ausgebildet sein. Dabei laufen in der Anschlussvorrichtung 37 generell die Leitungsbahnen 15 einer Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, die für die in der 8 gezeigten konkrete Ausführungsform der Funktionschicht 10 mit dem Bezugszeichen „44” versehen sind, zusammen. Konkret verlaufen die Leitungsbahnen 15 bzw. 44 in der Anschlussvorrichtung 37 derart, dass diese die Leitungsbahnen 15 bzw. 44, die aus der flächigen Erstreckung der Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e über einen Leitungsführungsbereich 45 in der Anschlussvorrichtung 37 als einem Randabschnitt der Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e zusammen geführt werden. An dem Randabschnitt 38 ist auch die Ausgangsschnittstelle 38a realisert, wobei die Ausgangsschnittstelle 38a an dem Randabschnittsbereich 38 der Anschlussvorrichtung 37 gelegen ist und derart ausgeführt ist, dass an dieser die Leitungsbahnen 15 bzw. 44 austreten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anschlussvorrichtung 37 einen Randabschnitt 37a der Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e bildet, der sich über einen Teilabschnitt des Randabschnitts 38 erstreckt. Insbesondere kann der Randabschnitt 38 weitgehend geradlinig oder kurvenförmig ausgebildet sein, der wie dargestellt winklig, also jeweils über einen Kurvenabschnitt oder, idealisiert betrachtet über Ecken, in Seitenabschnitte 38b, 39c übergeht. Alternativ kann sich die Anschlussvorrichtung 37 über den gesamten Randabschnitt 38 erstrecken. Alternativ kann die Anschlussvorrichtung 37 derart ausgebildet sein, dass diese sich über einen gesamten Randabschnitt 38 erstreckt, wie dies in der 4 dargestellt ist.
  • Analog zu den beschriebenen Ausführngsformen einer Anschlussvorrichtung 37 als Abschnitt einer Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e kann die Anschlussvorrichtung 37 als Abschnitt einer einer Leitungsbahnenschicht 31 oder einer Kontaktierungs- und Leitungsbahnenschicht 28, 31 ausgegebildet sein.
  • Weiterhin kann die Anschlussvorrichtung 37 alternativ, wie die in der 4 dargestellte ist, als eigene auf der Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e aufgebrachte Ansclusskomponente ausgeführt sein. Dabei ist die Anschlussvorrichtung 37 nicht ein in die Funktionsschicht 10 bzw. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e integrierter Abschnitt gemäß der Darstellung der 7.
  • Zur Anordnung von Funktionskomponenten 11 über die flächige Erstreckung der Sensorvorrichtung 2 oder der Funktionsschicht 10 bzw. der jeweiligen Teilfunktions-Schicht verteilt ist in den 1 bis 4 ein Koordinatensystem mit den Koordinatenachsen u1, u2 dargestellt. Die Koordinatenachsen u1, u2 geben bei einer Gitterpunkt-Anordnung von Funktionskomponenten 11 die beiden Anordnungsrichtungen für zwei jeweils quer zueinander verlaufende Reihen von Funktionskomponenten 11 an. In der jeweiligen Richtung der Koordinatenachsen u1, u2 sind von Funktionskomponenten 11 in einer Reihe hintereinander angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsformen verlaufen die Koordinatenachsen u1, u2 senkrecht zueinander. Diese können jedoch auch in Richtungen verlaufen, die in einem Winkel ungleich 90 Grad zueinander verlaufen. Die Richtungen der Koordinatenachsen u1, u2 bezüglich der Koordinatenachsen x oder y der Funktionsschicht 10 können auch je nach Einzelfall definiert sein. Beispielsweise kann die Richtung der Koordinatenachsen u1, u2 parallel zu den Richtungen der Koordinatenachsen x oder y der Funktionsschicht 10 verlaufen oder umgekehrt. Jedoch können die Richtungen der Koordinatenachsen u1, u2 in einem Winkel ungleich 90 Grad zu den Richtungen der Koordinatenachsen x oder y der Funktionsschicht 10 verlaufen, wie dies in den 2, 3, 4 dargestellt ist.
  • Auch können Funktionskomponenten 11 in einer anderen Struktur als die Gitterstruktur über eine flächige Erstreckung der Sensorvorrichtung 2 bzw. der Funktionsschicht 10 angeordnet sein.
  • Nach der Erfindung kann generell eine Antenne oder mehrere Antennen in der Sensorvorrichtung 1 und dabei insbesondere in der Funktionsschicht 10 angeordnet sein. Die Antenne kann als aktive oder passive Antenne ausgeführt sein. Auch können mehrere aktive oder passive Antennen in der Sensorvorrichtung 1 und dabei insbesondere in der Funktionsschicht 10 integriert sein. Die Antenne kann als Leiterbahnabschnitt in der jeweiligen Funktionsschicht 10 ausgeführt sein. Die zumindest eine Antenne ist zum Bestrahlen oder Auslesen eines mit passiven Resonanzantennen bzw. aktiven Sendeantennen ausgestatteten Objektes gegenüber der Erfassungsseite vorgesehen, die infolge Aktivierung durch die Erfassungsschicht die Objektpraesenz und/oder einen speziellen Objektcode emittieren, welche von der Erfassungsschicht bezueglich Intensität, Abstand, Ort und Code detektiert und von einer nachgeschalteten Elektronik ausgewertet werden können. Die Antennen müssen sich nicht flächig in der Sensorvorrichtung oder der Funktionsschicht erstrecken. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Funktionskomponenten 11 unregelmäßig über die flächige Erstreckung der jeweiligen Funktionsschicht verteilt sind.
  • Die Sensorvorrichtung 2 weist eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten oder Leiterbahnabschnitte auf, mit denen die Funktionskomponenten 11 über jeweils einen Funktionskomponenten-Anschluss 13 an eine Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 angeschlossen sind, über die der elektrische Zustand jeder Funktionskomponente 11 erfassbar ist. Zu diesem Zweck ist die Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 über elektrische Leitungen mit einer Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 verbunden, mit der der elektrische Zustand jeder Funktionskomponente 11 erfassbar wird. Dabei sind die Funktionskomponenten 11 über jeweils einen Funktionskomponenten-Anschluss 13, der insbesondere eine Kontaktierungsstelle oder Übergangsabschnitt sein kann, an zumindest einen elektrischen Leitungsabschnitt oder Leiterbahnabschnitt, und insbresondere an jeweils einen elektrischen Leitungsabschnitt oder Leiterbahnabschnitt, und somit an die Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 angeschlossen. Unter Übergangsabschnitt kann als ein Leitungsabschnitt oder ein Abschnitt oder Haufen von leitfähigem Kontaktierungsmaterial ausgeführt sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist in der Funktionsschicht 10 ein Array von elektrischen Funktionskomponenten 11 integriert, von denen eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten 11 jeweils zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung zur Ausbildung eines Emissionsarrays ausgeführt sind sowie eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten 11 jeweils zum Erfassen elektromagnetischer Strahlung zur Ausbildung eines Sensorarrays ausgeführt sind.
  • Insbesondere in den 2, 3 und 4 ist dargestellt, dass die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten 11 in einer Funktionskomponenten-Anordnungsstruktur in der Funktionsschicht 10 angeordnet sind, wobei die Funktionsschicht 10 auch aus mehreren Teil-Funktionsschichten 10a, 10b, 10c, 10d, 10e (1, 5, 7) gebildet sein kann. Dabei ist die Funktionsschicht 10d als Trägerschicht ausgebildet.
  • Nach einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 sind die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13, die Schaltkomponenten 17 sowie die Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte 211, 212, 213, 221, 222, 223 bzw. 321, 322, 323 bzw. 411, 412, 413, 421, 422, 423 in derselben Funktionsschicht 10 oder Teil-Funktionsschicht 10a, 10b, 10c, 10d, 10e angeordnet, in denen die jewieligen Funktionskomponenten 11 angeorndet sind, an denen die zugehörigen Schaltkomponenten 17 sowie Verbindungsleitungen oder Leiterbahnabschnitte jeweils angeschlossen sind.
  • Alternativ dazu kann die Sensorvorrichtung 2 eine einheitliche Maskierungs- und Leitungsbahnenschicht 30, 31 als Funktionsschicht 10 aufweisen, in der die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen 13, die sich von der Funktionsschicht 10 bis zur Maskierungs- und Leitungsbahnenschicht 30, 31 erstrecken, mit Leitungsabschnitten 15 verbunden sind, mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 verbunden sind. In den 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen einer solchen Maskierungs- und Leitungsbahnenschicht 30, 31 als einheitlicher oder eintstückiger Schicht dargestellt. In den 2 bis 4 ist mit dem Bezugzeichen 30 für eine Maskierungsschicht und mit dem Bezugzeichen 31 für eine Leitungsbahnenschicht eine Ausführungsform der Sensorvorrrichtung 2 gezeigt, in der die Maskierungsschicht und mit dem Bezugzeichen 31 für eine Leitungsbahnenschicht jeweils als eigene Schichten der Sensorvorrichtung 2 und somit zweischichtig ausgebildet sind. Die Sensorvorrrichtung 2 kann derart ausgeführt sein, dass die Maskierungsschicht 30 und die Leitungsbahnenschicht 31 aneinander anliegen.
  • Die elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 und optional auch die zugehörigen Schaltungsanschluss-Vorrichtungen 37 können in ein und derselben Funktionsschicht 10 angeordnet sein.
  • Die Leitungsabschnitte 15 können in einer Leitungsbahnenschicht 31 integriert sein, die zwischen der Funktionsschicht 10 und der Schutzschicht oder zwischen der Funktionsschicht 10 und der Trägerschicht 4 gelegen ist, wobei die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen 13 sich von der Funktionsschicht 10 bis zur Leitungsbahnenschicht 31 erstrecken und mit Leitungsabschnitten 15 verbunden sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 verbunden sind. Die Leitungsbahnenschicht 31 kann insbesondere aus einer Trägerschicht insbesondere aus einem Kunststoff und den darin gelegenen Leitungsbahnen gebildet sein.
  • Zwischen der Leitungsbahnenschicht 31 und der Funktionsschicht 10 kann eine Maskierungsschicht 30 mit einem Feld von Kontaktöffnungen D angeordnet sein. Die Kontaktöffnungen D können derart gelegen und die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 derart ausgeführt sein, dass die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 der Funktionsschicht 10 sich durch jeweilige Kontaktöffnungen D der Maskierungsschicht 30 hindurch erstrecken und mit mit jeweiligen Enden mit jeweiligen Leitungsabschnitten 15 der Leitungsbahnenschicht 31 verbunden sind.
  • Bei der in den 2 und 4 dargestellten Ausführungsformen der Sensorvorrichtung 2 sind die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 jeweils eine Schaltkomponente 17 angeschlossen. Dabei sind die Schaltkomponenten 17 mittels Leitungsabschnitten 15 netzartig miteinander elektrisch verbunden, so dass die Leitungsabschnitte 15 die Schaltkomponenten 17 in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen in Reihe miteinander verbinden, und die die jeweilige Reihe bildenden Leitungsabschnitte 15 über Anschlussleitungen an der Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 angeschlossen sind.
  • Jede Schaltkomponente 17 kann als Schalter ausgeführt sein, der wahlweise auf eine von zwei durchgehenen Anschlussleitungen oder Leitungsbahnen 15 elektrischen Strom schickt, in Abhängigkeit dabvon, ob die mit der jeweiligen Schaltkomponente 17 jeweils verbundene Funktionskomponente 11 bzw. 12 der Schaltkomponente 17 aufgrund eines sensorischen Effekts elektrische Ladungsträger zuführt. Wenn die Funktionskomponente 11 eine elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponenten 16 ist, kann diese über die jeweils dieser zugeordneten Schaltkomponente 17 angesteurt werden. Die Schaltkomponente 17 kann dabei insbesondere als Gruppe von Molekülen aufgebaut und realisiert sein.
  • Bei der in der 4 dargestellten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 sind die Schaltkomponenten 17 als Transistoren ausgeführt, von denen jeder mit seiner elektrischen Basis mit jeweils einer Funktionskomponente verbunden ist, der Emittor E an jeweils einen ersten Leitungsabschnitt 15 und dessen Kollektor C an jeweils einen zweiten Leitungsabschnitt oder Leiterbahnabschnitt 15 angeschlossen ist. Bei der Ausführungsform der 4 sind die Emittoren E an erste Leitungsabschnitte oder Leiterbahnabschnitte 421, 422, 423 und die Kollektoren C an zweite Leitungsabschnitte oder Leiterbahnabschnitte 411, 412, 413 angeschlossen ist. Daobei können die ersten und die zweiten Leitungsabschnitte oder Leiterbahnabschnitte Bestandteile einer Reihe von Leitungsabschnitten 15 sein, die die Transistoren seriell zur Ausbildung einer Netzstruktur mit netzartig verbundenen Transistoren verbinden.
  • Eine Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 weist auf: eine Trägerschicht 4, eine auf der Trägerschicht 4 aufgebrachte Isolationsschicht 26, optional eine auf der Isolationsschicht 26 aufgebrachte separate Kontaktschicht 28, in der die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 angeordnet sind, zumindest eine auf der Kontaktschicht 28 bzw. der Isolationsschicht 26 aufgebrachte Funktionsschicht 10 oder zumindest einer Funktionschicht 10a, 10b, 10d insbesondere mit einem Strahlungs-Sensorarray 8 und einem Leuchtarray 14, eine auf der Funktionsschichten 10 aufgebrachte Maskierungsschicht 30 mit einem Feld von Kontaktöffnungen D, eine auf der Maskierungsschicht 30 gelegene Leitungsbahnenschicht 31 mit Leiterbahnen 15 bzw. 44, und eine auf der Leitungsbahnenschicht 31 aufgebrachte Schutzschicht 32 mit einer Erfassungsseite 6.
  • Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 2 kann als einzige Funktionsschicht oder als eine von mehreren Funktionsschichten eine Funktionsschicht 10e aufweisen, in der mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten 11 flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche 2a befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 2 kann eine Funktionsschicht 10e in der Dickenrichtung Z gesehen an der Außeneite der Schutzschicht gelegen sein. Die Funktionsschicht 10e kann auch in einer Schutzschicht 32 integriert sein. Auch kann diese in der Y-Richtung gesehen unter einer Schutzschicht 32 angeodnet sein. Dabei kann insbesondere die Schutzschicht 32 aus einem porösen Material gebildet sein.
  • Alernativ oder zusätzlich kann vorgesehen sind, dass in der Schutzschicht 32 mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten 11 flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche 2a befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass in der Schutzschicht eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den mit Gasmolekülen bindungsfähigen Funktionskomponenten 11 in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten 15 angeordnet sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 verbunden sind, wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse 13 die Funktionskomponenten 11 mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten 11 signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung 37 zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte 15 an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 verbinden.
  • Auf der Trägerschicht 4 kann vollflächig die Isolationsschicht 26 aufgebracht sein. Sie dient der elektrischen Isolation der nachfolgenden Schichten von der Trägerschicht 4, wenn die Trägerschicht 4 aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Wenn hingegen die Trägerschicht 4 aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, kann auf die Isolationsschicht 26 verzichtet werden.
  • Die optional auf die Isolationsschicht 26 aufgebrachte Kontaktschicht 28 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material oder ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet oder zusammengesetzt. Bei dem elektrisch leitfähigen Material kann es sich z. B. um ein Metall, wie zum Beispiel Aluminium handeln, oder um einen elektrisch leitfähigen Kunststoff oder Klebestoff. Die Kontaktschicht 28 bildet einen Masseanschluss für die zumindest eine Funktionsschicht 10 und z. B. für das Strahlungs-Sensorarray 8 und das Leuchtarray 14.
  • Bei Ausbildung eines Strahlungs-Sensorarrays 8 in der Funktionsschicht 10 weist dieses eine Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 auf, die elektrisch mit der Kontaktschicht 28 verbunden sind. Bei Ausbildung eines Leuchtarrays 14 in der Funktionsschicht 10 weist dieses eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen 16 auf, die ebenfalls elektrisch mit der Kontaktschicht 28 verbunden sind.
  • In diesem Beispiel sind die lichtsensitiven Bauelemente 12 den ersten Teilbereichen 10a der Funktionsschicht 10 angeordnet, während die lichtemittierenden Bauelemente 16 in den zweiten Bereichen 10b der Funktionsschicht 10 angeordnet sind. Somit bilden die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und die lichtemittieren Bauelemente 16 eine matrix- bzw. rasterförmig Anordnung mit Zeilen und Spalten, bei der ein elektromagnetisch sensitives Bauelement 12 von lichtemittierenden Bauelementen 16 benachbart ist und umgekehrt (siehe 2). Durch diese Anordnung wird eine optimale Beleuchtung zur Erfassung von optoelektronischen Codes mit den elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 erreicht.
  • Bei den elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 handelt es sich insbesondere um organische Fotosensoren (OPS), die im vorliegenden Ausführungsform als organische Fotodioden (OPS) ausgebildet sind, die z. B. auf die Kontaktschicht 28 aufgedruckt sind. Anstelle von Fotodioden können aber auch andere elektromagnetisch sensitive Bauelemente bzw. optoelektrische Sensorelemente Verwendung finden, wie z. B. Fotowiderstände oder Fototransistoren, ebenfalls auf der Basis organischer Materialien.
  • Bei dem lichtemittieren Bauelementen 16 kann es sich um organische LEDs (OLEDs) handeln, die z. B. ebenfalls auf die Kontaktschicht 28 aufgedruckt sind. Anstelle von organischen LEDs (OLEDs) können Elektrolumineszenzbauelemente Verwendung finden.
  • Die auf der Funktionsschicht 10 aufgebrachte Maskierungsschicht 29 weist eine Vielzahl von Kontaktöffnungen 31 auf, mit der eine elektrische Kontaktierung der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und der lichtemittierenden Bauelemente 16 möglich wird. Hierzu ist auf die Maskierungsschicht 30 aus elektrisch nicht-leitfähigem Material eine Leitungsbahnenschicht 31 aus einem elektrisch leitfähigen Material aufgebracht, zum Beispiel wieder ein Metall, wie zum Beispiel Aluminium, oder aus einem elektrisch leitfähiger Kunststoff oder Klebstoff. Die Maskierungsschicht 29 ist aus einem Material, das besondere für derartige Wellenlängen durchlässig ist, die von den lichtemittierenden Bauelementen 16 emittiert und von den elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 empfangen werden. Im Gegensatz zur Maskierungsschicht 30 behindert die Leitungsbahnenschicht oder Verdahtungsschicht 31 aufgrund ihrer geringen flächigen Ausdehnung in Form von Leiterbahnen 15 bzw. 44 den Durchtritt von Licht nur unwesentlich.
  • Um die Leitungsbahnenschicht 31, aber auch die darunter liegenden Schichten, vor mechanischen oder chemischen Beschädigungen zu schützen, ist auf der Leitungsbahnenschicht 31 die transparente Schutzschicht 32 aufgebracht. Die transparente Schutzschicht 32 ist besondere für derartige Wellenlängen durchlässig, die von den elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 empfangen und von den lichtemittierenden Bauelementen 16 emittiert werden. So kann die Erfassungsgenauigkeit gesteigert werden, da so Störungen durch Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlängen ausgefiltert werden.
  • Die transparente Schutzschicht 32 bildet die Sensorvorrichtungsoberseite der Sensorvorrichtung 2 und weist die Erfassungsseite 6 auf, die in Kontakt mit einer nachfolgend beschriebenen Außenfläche eines Objekts gebracht werden kann.
  • Die Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 gemäß der 7 unterscheidet sich von den Ausführungsform der Sensorvorrichtung 2 gemäß der 1 dadurch, dass für die Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d in der vorliegenden Ausführungsform ein Ferroelektret verwendet wird. Bei einem derartigen Ferroelektret handelt es sich um ein Elastomere oder Polymerschaum, wie z. B. Polypropylen (PP), der Hohlräume aufweist, in denen Partikel, z. B. aus Calciumcarbonat (CaCo3), sind, die elektrisch aufgeladen und damit polarisiert sind. Die elektrische Leitfähigkeit eines derartigen Ferroelektrets verändert sich bei Druckeinwirkung. Wird diese Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d zusammen gedrückt verändert sich abschnittweise die elektrische Leitfähigkeit der Trägerschicht 4. Somit weist die Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d gemäß der 7 eine Mehrzahl von Drucksensoren 18 auf.
  • Ferner sind bei der Ausführungsform der 7 alle anderen Schichten ähnlich wie die Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d elastisch verformbar, d. h. die Isolationsschicht 26, die Kontaktschicht 28, die Maskierungsschicht 29, die Leitungsbahnenschicht 31 und die transparente Schutzschicht 32. Dies erlaubt es, dass eine Verformung auf der Stellfläche 6 der Sensorvorrichtung 2 von der transparenten Schicht 32 über die anderen Schichten, nämlich die Isolationsschicht 26, die Kontaktschicht 28, die Maskierungsschicht 29 und die Leitungsbahnenschicht 31 in die Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d übertragen werden kann und dort eine Verformung der Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d bewirkt. Diese Verformung bewirkt eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit der Funktionsschicht bzw. Trägerschicht 10d und kann somit erfasst werden.
  • Da derartige Drucksensoren 18 auch licht- oder wärmeempfindlich sind, ist die Isolationsschicht optisch undurchlässig, um zu verhindern, dass Licht zu den Drucksensoren 18 gelangen kann und dort eine Messwertverfälschung bewirkt.
  • Es wird nun auf 8 Bezug genommen, die ein Sensorsystem 1 mit einer Sensorvorrichtung 2 gemäß der 1, 5 oder 7 zeigt.
  • Bei dem Ausführungsform gemäß der 8 sind wie bei den Ausführungsformen der 1, 5 und 7 die lichtemittierende Bauelemente 16 als organische LEDs (OLEDs) ausgebildet, während die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 als organische Fotodioden ausgebildet sind, die Licht direkt in elektrische Energie umzuwandeln vermögen. Die als Fotodioden ausgebildeten elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 benötigen keine Energieversorgungsleitungen. Über die Leiterbahnen 44 der Leitungsbahnenschicht 31 sind die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 der 8 mit einer Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 des Sensorsystems 1 elektrisch verbunden, mit der eine Auswertung möglich ist, welche der einzelnen elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 mit Licht beaufschlagt sind und welche nicht. Zur Versorgung der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 und der lichtemittierenden Bauelemente 16 weist das Sensorsystem 1 ferner eine Batterie 62 als Energiequelle bzw. -speicher auf. Dabei kann das Sensorsystem 1 der 8 derart ausgebildet sein, dass elektrische Energie, die mit den als Fotodioden ausgebildeten elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12, gewonnen wird, zum Aufladen der Batterie 62 verwendet werden kann. So wird ein besonders energiesparender Betrieb der Sensorvorrichtung 2 bzw. des Sensorsystems 1 möglich. Die Stromversorgungsleitungen 63 können über die Schnittstelle 37a oder eine eigene Schnittstelle 39 in die jeweilige Funktionsschicht geführt werden bzw. an dieser angeschlossen sein.
  • 9 zeigt ein Objekt 20, das in der vorliegenden Ausführungsform als Behälter ausgebildet ist, der fünf Außenwände aufweist, die einen Innenraum des Behälters begrenzen, von denen eine Außenfläche 24 in vorliegender Ausführungsform als Bodenfläche ausgebildet ist. Auf diese Außenfläche 24 ist ein Datenträger in Form eines optoelektronisch auslesbaren Codes 22 aufgebracht, bei dem es sich um einen zweidimensionalen Barcode („2D-Barcode”) handelt. Der Code 22 kann in codierter Form z. B. Informationen über den Inhalt des Objekts 20, seine Herkunft oder ein Ziel enthalten.
  • 10 zeigt in schematischer Darstellung das Auslesen eines Codes 22 unter Verwendung einer Sensorvorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform gemäß 1 oder 5. Das Objekt 20 ist mit seiner als Bodenfläche ausgebildeten Außenfläche 24 auf der Erfassungsseite 6 der Sensorvorrichtung 2 angeordnet, die im vorliegenden Ausführungsform als Stellfläche ausgebildet ist. D. h., das Objekt 20 wird mit seiner Bodenfläche durch seine Gewichtskraft auf die Stellfläche der Sensorvorrichtung 2 gedrückt. Hiervon abweichend kann die Sensorvorrichtung 2 auch verwendet werden, um Codes 22 auszulesen, die auf einer als Seitenfläche ausgebildeten Außenfläche des Objekts 20 angeordnet sind. In diesem Fall weist die Sensorvorrichtung 2 keine als Stellfläche ausgewählte Erfassungsseite 6, sondern eine seitliche Erfassungsseite 6 auf.
  • In der in 10 gezeigten Position steht die als Bodenfläche ausgewählte Außenfläche 24 des Objekts 20 in unmittelbaren Kontakt mit der Erfassungsseite 6 der Sensorvorrichtung 2. Jedoch ist ein Auslesen des Codes 22 mit der Sensorvorrichtung 2 auch dann möglich, wenn ein geringer Abstand zwischen der Erfassungsseite 6 und der Außenfläche 24 des Objekts 22 besteht. Unter einem geringen Abstand wird ein Abstand verstanden, dessen Länge kleiner als die lateralen Abmessungen der Außenfläche 24 des Objekts 20 oder kleiner als die lateralen Abmessungen der Stellfläche 6 der Sensorvorrichtung 2 sind.
  • Zum Auslesen des Codes 22 werden die lichtemittierenden Bauelemente 16 (siehe 1, 2 und 3) des Leuchtarrays 14 mit elektrischer Energie, zum Beispiel aus der Batterie 62 (siehe 8), versorgt. Somit beleuchtet das Leuchtarray 14 den Code 22. Hierzu emittiert das Leuchtarray 14 Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich. Alternativ oder zusätzlich können die lichtemittierenden Bauelemente 16 des Leuchtarrays 14 derart ausgebildet sein, dass sie Licht mit Wellenlängen im IR- oder UV-Bereich emittieren. Das emittierte Licht passiert die Maskierungsschicht 29, die Leitungsbahnenschicht 31 und die transparente Schutzschicht 32. Das Licht wird von dem Code 22 reflektiert, und das reflektierte Licht wird nach Durchtritt der transparenten Schicht 32, der Verdrahtungsebene 31 und der Maskierungsschicht 29 von dem Strahlungs-Sensorarray 8 mit den elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 (siehe 2 und 3) erfasst. Durch die matrix- bzw. rasterförmige Anordnung der lichtemittierenden Bauelemente 16 des Leuchtarrays 14 wird eine gleichmäßige Beleuchtung des Codes 22 erreicht und durch die ebenfalls matrix- bzw. rasterförmige Anordnung der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 des Strahlungs-Sensorarray 8 kann der Code 22 mit mindestens einer Auflösung erfasst werden, die der minimalen Strukturgröße des Codes 22 entspricht. Es wird dann über die Leitungsbahnenschicht 31 von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 ausgelesen. Somit kann der Code 22 mittels der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 (siehe 8) ausgewertet werden.
  • Wenn ein Objekt 20 mit seiner Außenfläche 24 auf die Stellfläche 6 der Sensorvorrichtung 2 platziert wird, werden die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 zumindest teilweise verdeckt. Diese elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 liefern darauf hin deutlich weniger elektrische Energie, was ebenfalls mit der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 erfasst werden kann. So kann durch Auswerten der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 erfasst werden, ob ein Objekt 20 sich auf der Stellfläche 6 der Sensorvorrichtung 2 befindet oder nicht.
  • Ferner kann durch Auswerten einzelner elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 die Außenkontur der Außenfläche 24 des Objekts 20 bestimmt werden, so dass weitere Informationen in Bezug auf den Typ des Objekts 20 bestimmt werden können.
  • Die Möglichkeit, das Vorhandensein eines Objekts 20 auf der Stellfläche 6 zu erfassen, kann folgendermaßen zur Steuerung des Sensorsystems 1 (8) verwendet werden:
    Auf Erfassen des Vorhandensein eines Objekts 20 auf der Stellfläche 6 werden durch die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 (siehe 8) das Leuchtarray 14 und das Strahlungs-Sensorarray 8 aktiviert, das heißt, die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 veranlasst, dass die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie aus der Batterie 62 versorgt werden. Zugleich wertet die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die von den lichtelektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 gelieferten Sensorsignale aus, um den Code 22 zu bestimmen. Somit dienen die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 quasi als Schalter, um das Sensorsystem zu aktivieren.
  • In analoger Weise können die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 auch als Schalter wirken, um das Sensorsystem 1 zu deaktivieren. Auf ein Entfernen eines Objekts 20 von der Stellfläche 6 ändert sich die von elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 gelieferte elektrische Energie, was von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 erfasst wird. Daraufhin trennt die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 die lichtemittierenden Bauelemente 16 elektrisch von der Stromversorgungsvorrichtung oder der Batterie 62. Da die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 als Fotodioden ausgebildet sind, kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 den Betriebsmodus der als Fotodioden ausgebildeten lichtemittierenden Bauelemente 12 verändern. Während die Fotodioden zur Erfassung des Codes 22 im Quasi-Kurzschluss oder im Sperrbereich betrieben werden, werden nun die Fotodioden als Fotoelemente betrieben, so dass die nun nicht mehr vom Objekt 20 verdeckten Fotodioden elektrische Energie liefern, die in der Batterie 62 zwischengespeichert werden kann, um die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 in einem Stand-by Modus zu halten, in der die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 lediglich die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 hinsichtlich ihrer erzeugten elektrischen Energie auswertet und nach Aktivierung z. B. die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Das Sensorsystem 1 kann eine Funktionsschicht 10 mit einer Vielzahl von elektromagnetischen Strahlen emittierende Emissionskomponenten 16 zur Ausbildung eines Emissionsarrays und eine Vielzahl von elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten 12 zur Ausbildung eines Sensorarrays aufweisen. Dabei kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 eine Code-Erkennungsfunktion zum Erkennen eines durch die elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten 12 erfassten Musters an einer der erfassungsseitigen Oberfläche 2a zugewandten Oberfläche 22 des Objekts 20 aufweisen.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Code-Erkennungsfunktion eine Annäherungsfunktion 65 aufweist, die derart ausgeführt ist, dass diese in einem vorgegebenen Ermittlungszeitraum durch zumindest eine emittierende Funktionskomponente die Emission eines in seinem zeitlichen Verlauf vorbestimmten Strahlungsimpulses durch zumindest ein elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponenten 16 kommandiert und von zumindest einer elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponente 12 in dem Zeitraum einen reflektierenden Strahlungsimpuls empfängt, in einer Impuls-Identifikationsfunktion zumindest eine Eigenschaft des emittierten mit dem erfassten Strahlungsimpulses vergleicht und bei einer Übereinstimmung oder zumindest vorgegebenen Ähnlichkeit der Eigenschaft des emittierten Strahlungsimpulses mit einer Eigenschaft des erfassten Strahlungsimpulses eine Identifikation des Strahlungsimpulses festlegt.
  • Die Annäherungsfunktion 65 kann eine Abstand-Ermittlungsfunktion aufweisen, die eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt ermittelt, an dem der emittierten Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 emittiert worden ist, und dem Zeitpunkt, an dem der erfasste Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 über eine Eingangsschnittstelle 63 empfangen worden ist, und aus der ermittelten Zeitdifferenz mittels einer Laufzeit der emittierten Strahlung einen Abstand des Objekts 20 zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche 2a der Sensorvorrichtung 2 ermittelt. Weiterhin kann die Code-Erkennungsfunktion eine Informations-Errmittlungsfunktion aufweist, die in dem Fall, dass der Abstand des Objekts 20 zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche 2a der Sensorvorrichtung 2 einen vorgegebenene Code-Erfassungsabstand unterschreitet, mittels der elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten 12 erfassten Muster eine Code-Information ableitet und an der Ausgabe-Schnittstelle 64 bereitstellt. An die Ausgabe-Schnittstelle 64 kann eine Anzeigevorrichtung angeschlosssen werden, mit der die Code-Information angezeigt werden kann. Auch kann an die Ausgabe-Schnittstelle 64 kann eine Sendevorrichtung angeschlosssen werden, mit der die Code-Information an Empfangsvorrichtungen übermittelt werden kann.
  • Die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 kann eine Ablaufsteuerung 69 aufweisen, mit der Funktionsmodule der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 in ihrem Ablauf gesteuert werden können.
  • Nach einer Ausführungsform des Sensorsystems 1 ist vorgesehen, dass in der Funktionsschicht 10 Funktionskomponenten 11 flächig verteilt angeordnet sind, die sichtbares Licht in zumindest einer vorbestimmten Farbe zu Darstellung von Anzeigeformaten an der erfassungsseitigen Oberfläche 2a erzeugen können, und dass in der Funktionsschicht 10 Funktionskomponenten 11 flächig verteilt angeordnet sind, die drucksensitiv auf Einwirkung eines Objekts an der erfassungsseitigen Oberfläche 2a oder annäherungs-sensitiv für Objekte sind, die unterhalb eines Maximalabstands von der erfassungsseitigen Oberflächen 2a gelegen sind. Dabei kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 eine Funktion aufweisen, mit der mittels der Funktionskomponenten 11 zur Erzeugung eines sichtbares Lichts mit vorbestimmter Farbe derart aktiviert werden, dass mittels der Farbe auf der erfassungsseitigen Oberfläche 2a ein Eingabeformat oder ein Eingabeelement, wie z. B. ein durch ein geometrisches Darstellungselement wie ein Kreis dargestelltes Eingabe- oder Betätigungsfeld zur Darstellung gebracht wird und dass in der Dickenrichtung Z der Sensorvorrichtung 2 gesehen innerhalb des Eingabeformats gelegene drucksensitive Funktionskomponenten 11 aktiviert werden, wobei das System eine Kommandierungsfunktion aufweist, die bei einer Mindestbetätigung der erfassungsseitigen Oberfläche 2a innerhalb des Anzeigeformats ein vorbestimmtes, der Betätigung entsprechendes Kommandosignal zur Ausgabe an eine Anwendungsvorrichtung oder ein Anwendungssystem erzeugt.
  • 11 zeigt in schematischer Darstellung das Auslesen eines Codes 22 unter Verwendung einer Sensorvorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform (siehe 7). Die Funktionsweise des Strahlungs-Sensorarrays 8 und des Leuchtarrays 14 entspricht der Funktionsweise der Sensorvorrichtung 2 der ersten Ausführungsform, das unter Bezugnahme auf 5 erläutert wurde.
  • Im Folgenden werden die Unterschiede erläutert:
    Wenn ein Objekt 20 mit seiner als Bodenfläche ausgebildeten Außenfläche 24 auf der Stellfläche ausgebildeten Erfassungsseite 6 der Sensorvorrichtung 2 platziert wird, wird durch die Gewichtskraft des Objekts 20 die Schutzschicht 32, die Leitungsbahnenschicht 31, die Maskierungsschicht 29, die Kontaktschicht 28 und die Isolationsschicht 26 verformt, so dass die Gewichtskraft des Objekts 20 auf die Trägerschicht 10d übertragen wird. Die in der Trägerschicht 10d integrierten Drucksensoren 18 verändern darauf hin ihren elektrischen Widerstand, das ebenfalls mit der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 erfasst werden kann. Sie sind somit als Gewichtssensoren ausgebildet. Somit kann durch Auswerten der Drucksensoren 18 in der Trägerschicht 10d erfasst werden, ob ein Objekt 20 sich auf der Stellfläche 6 der Sensorvorrichtung 2 befindet oder nicht.
  • Ferner kann durch Auswerten einzelner Drucksensoren 18 in der Trägerschicht 10d die Außenkontur der als Bodenfläche ausgebildeten Außenfläche 24 des Objekts 20 bestimmt werden, so dass weitere Informationen in Bezug auf den Typ des Objekts 20 ermittelt werden können.
  • Schließlich kann durch Auswerten der Drucksensoren 18 das Gewicht des Objekts mit seinem Inhalt 20 bestimmt werden und so festgestellt werden, ob das Objekt 20 leer oder voll ist, bzw. sein Füllgrad bestimmt werden. Außerdem kann bei Bekanntsein des Gewichts des Objekts 20 auf die Art des Inhalts des Objekts 20 geschlossen werden.
  • Die Möglichkeit, das Vorhandensein eines Objekts 20 auf der Stellfläche 6 zu erfassen, kann auch folgendermaßen zur Steuerung des Sensorsystems (8) verwendet werden:
    Auf Erfassen des Vorhandensein eines Objekts 20 auf der Stellfläche 6 werden durch die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 (siehe 8) das Leuchtarray 14 und das Strahlungs-Sensorarray 8 aktiviert, das heißt, die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 veranlasst, dass die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie aus der Batterie 62 versorgt werden. Zugleich wertet die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die von den lichtelektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 gelieferten Sensorsignale aus, um den Code 22 zu bestimmen. Somit dienen die Drucksensoren 18 in der Trägerschicht 10d quasi als Schalter, um das Sensorsystem zu aktivieren.
  • In analoger Weise können die Drucksensoren 18 auch als Schalter wirken, um das Sensorsystem 1 zu deaktivieren. Auf ein Entfernen eines Objekts 20 von der Stellfläche 6 ändert sich wieder der elektrische Widerstand der Drucksensoren 18, was von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 26 erfasst wird. Daraufhin trennt die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 die lichtemittierenden Bauelemente 16 elektrisch von der Batterie 62. Wenn ferner die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 als Fotodioden ausgebildet sind, kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 62 den Betriebsmodus der als Fotodioden ausgebildeten lichtemittierenden Bauelemente 12 verändern. Während die Fotodioden zur Erfassung des Codes 22 im Quasi-Kurzschluss oder im Sperrbereich betrieben werden, werden nun die Fotodioden als Fotoelemente betrieben, so dass die nun nicht mehr vom Objekt 20 verdeckten Fotodioden elektrische Energie liefern, die in der Batterie 62 zwischengespeichert werden kann, um die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 in einem Stand-by Modus zu halten, in der die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die Drucksensoren 18 auswertet und nach Aktivierung z. B. die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Selbstverständlich kann die unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Auswertung der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und die unter Bezugnahme auf 11 beschriebene Auswertung der Drucksensoren 18 auch kombiniert werden, um die Auswertegenauigkeit und Zuverlässigkeit des Sensorsystems 1 zu steigern.
  • Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 1) und der zweiten Ausführungsform (siehe 5 und/oder 7) erläutert. Als Substrat wird dabei im Folgenden die Schicht bezeichnet, die als erste mit einer weiteren Schicht versehen wird.
  • Ausgehend von einer als Substrat dienenden Trägerschicht 4, 10d, die ohne Drucksensoren 18 oder mit Drucksensoren 18 versehen sein kann, wird auf der Oberseite der Trägerschicht 4, 10d eine Isolationsschicht 26, zum Beispiel aus elektrisch isolierenden Kunststoff vollflächig aufgebracht. Ferner kann die Isolationsschicht optisch undurchlässig sein, um zu verhindern, dass Licht zu den Drucksensoren 18 gelangen kann und dort Messwertverfälschungen bewirkt. Die Isolationsschicht 26 kann z. B. in Form einer Folie vorliegen, die auf die Trägerschicht 4 auflaminiert wird, oder ein z. B. in flüssiger Form vorliegendes Material wird aufgetragen, z. B. durch einen Druckvorgang, das nach seinem Austrocken die Isolationsschicht 26 bildet.
  • Auf die Isolationsschicht 26 wird in einem weiteren Schritt eine Kontaktschicht 28 aufgebracht, die als Masseanschluss für die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 des Strahlungs-Sensorarrays 8 und für die lichtemittieren Bauelemente 16 des Leuchtarrays 14 dient. Die Kontaktschicht 28 kann aus einem Metall, wie zum Beispiel Aluminium, oder aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder Klebstoff bestehen. Auch die Kontaktschicht 28 wird vollflächig, das heißt ohne Strukturierung, aufgebracht. Auch die Kontaktschicht 28 kann z. B. in Form einer Folie vorliegen, die auf die Isolationsschicht 26 auflaminiert wird, oder ein z. B. in flüssiger Form vorliegendes Material wird aufgetragen, z. B. durch einen Druckvorgang, das nach seinem Austrocken die Kontaktschicht 28 bildet.
  • In einem weiteren Schritt wird nun auf die Kontaktschicht 28 die Funktionsschicht 10 aufgebracht.
  • Gemäß einer ersten Variante des Verfahrens werden zuerst die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 aufgebracht, die in ersten Teilbereichen 10a der Funktionsschicht 10 angeordnet sind. In einem weiteren Schritt werden die lichtemittierenden Bauelemente 16 in den zweiten Teilbereich 10b der Funktionsschicht 10 aufgebracht. Natürlich können auch zuerst die lichtemittierenden Bauelemente 16 und dann die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 aufgebracht werden.
  • Gemäß einer zweiten Variante des Verfahrens wird zuerst in einem ersten Teilbereich 10a ein elektromagnetisch sensitives Bauelement 12 gebildet, dann in einem zum ersten Teilbereich 10a benachbarten zweiten Teilbereich 10b ein lichtemittierendes Bauteil 16 gebildet, usw.. D. h. es werden abwechselnd elektromagnetisch sensitive Bauelemente 12 und lichtemittierende Bauelemente 16 gemäß der matrix- oder rasterförmigen Anordnung, z. B. in Zeilen und Spalten angeordnet, gebildet.
  • Gemäß einer dritten Variante des Verfahrens werden einzelnen Schichten, die die elektromagnetisch sensitive Bauelemente 12 und die lichtemittierende Bauelemente 16 umfassen, nacheinander aufgebracht, d. h. z. B. zuerst eine erste Schicht für die elektromagnetisch sensitive Bauelemente 12, und eine erste Schicht für die lichtemittierende Bauelemente 16, dann eine zweite Schicht für die elektromagnetisch sensitive Bauelemente 12, gefolgt von einer zweiten Schicht für die lichtemittierende Bauelemente 16, usw..
  • Allen diesen Varianten des Verfahrens ist gemein, dass Materialien zur Bildung der elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und der lichtemittierende Bauelemente 16 additiv auf die darunterliegende Schicht, in der vorliegenden Ausführungsform der Kontaktschicht 28, aufgebracht werden. Dabei können diese Materialen flüssige Polymere mit elektrisch isolierenden, halbleitenden und leitenden Eigenschaften sein, die flüssig aufgedruckt werden und ausgetrocknet Schichten die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und die lichtemittierende Bauelemente 16 bilden. Das Aufdrucken ermöglicht dabei einen strukturierten Auftrag, d. h. es wird nur an den Stellen Material aufgebracht, an den später die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und die lichtemittierende Bauelemente 16 sein sollen. Alternativ zum Aufdrucken kann ein vollflächiger Auftrag erfolgen, gefolgt von einem Strukturierungsschritt, mit dem das aufgebrachte Material unter Verwendung einer Maskierung an den Stellen entfernt wird, an denen später elektromagnetisch sensitive Bauelemente 12 und lichtemittierende Bauelemente 16 sein sollen. Zum Bilden einer derartigen Maskierung können bekannte fotolithographische Techniken verwendet werden.
  • In einem weiteren Schritt wird eine Maskierungsschicht 29 auf die Funktionsschicht 10 aufgebracht, die mit Kontaktöffnungen 31 versehen ist, um eine elektrische Kontaktierung der darunterliegenden elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und lichtemittierenden Bauelemente 16 zu erreichen. Die Maskierungsschicht 29 kann hergestellt werden, indem vollflächig ein elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel ein Kunststoff oder Klebstoff, auf die Funktionsschicht 10 aufgebracht wird, z. B. durch Auflaminieren einer derartigen Folie, und anschließend in einem weiteren Schritt unter Verwendung einer Maskierung Kontaktöffnungen 31 eingebracht werden. Zum Bilden einer derartigen Maskierung können bekannte fotolithographische Techniken verwendet werden. Alternativ kann die Maskierungsschicht 29 zum Beispiel aufgedruckt werden, d. h. es erfolgt ein strukturierter Auftrag, bei dem die Bereiche der Kontaktöffnungen 31 während des Auftrags freigelassen werden, so dass die Bildung der Maskierungsschicht 29 hier in einem einzigen Schritt erfolgt. Für die Herstellung der Maskierungsschicht 29 wird dabei ein Material verwendet, das zumindest transparent für Wellenlängen ist, die das von den lichtemittierenden Bauelemente 16 emittiert Licht aufweist.
  • In einem weiteren Schritt wird auf die Maskierungsschicht 29 die Leitungsbahnenschicht 31 aufgebracht. Die Leitungsbahnenschicht 31 ist elektrisch leitfähig und daher aus einem Metall, wie zum Beispiel Aluminium, oder einem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder Klebstoff, gebildet. Auch die Leitungsbahnenschicht 31 kann zuerst vollflächig auf die Maskierungsschicht 29 aufgebracht werden, wobei vorgesehen sein kann, dass das Material, das später die Leitungsbahnenschicht 31 bildet, die Kontaktöffnungen 31 der Maskierungsschicht 29 durchdringt, um die darunter liegende elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und lichtemittierenden Bauelemente 16 elektrisch leitfähig zu kontaktieren. Anschließend kann wie oben beschrieben die Leitungsbahnenschicht 31 strukturiert werden, um z. B. die Leiterbahnen 44 zu bilden. Alternativ hierzu kann ein strukturierter Auftrag der Leitungsbahnenschicht 31, zum Beispiel durch Drucktechniken erfolgen, so dass in einem Schritt die Leiterbahnen 44 der Leitungsbahnenschicht 31 gebildet werden.
  • In einem abschließenden Schritt wird dann auf die Leitungsbahnenschicht 31 die transparente Schutzschicht 32, zum Beispiel aus elektrisch isolierenden Kunststoff aufgebracht, die die Sensorvorrichtung 2 komplettiert und z. B. die darunter liegenden Schichten vor mechanischen und oder chemischen Beschädigungen schützt. Die transparente Schutzschicht 32 ist dabei transparent für Wellenlängen, die das von den lichtemittierenden Bauelemente 16 emittiert Licht aufweist, während andere Wellenlängen die transparente Schutzschicht 32 nicht passieren können, so dass die transparente Schutzschicht 32 zusätzlich die Funktion eine Filters aufweist, das Licht störender, d. h. andere Wellenlängen, nicht zu den elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 gelangen lässt und so die Genauigkeit der Sensorvorrichtung 2 erhöht.
  • Abweichend von dem oben beschriebenen Verfahrensablauf kann z. B. eine Folie als Substrat verwendet werden, das die transparente Schutzschicht 32 bildet, auf der dann im umgekehrter Reihenfolge die Leitungsbahnenschicht 31, die Maskierungsschicht 29, die Funktionsschicht 10, die Kontaktschicht 28 und die Isolationsschicht 26 aufgebracht werden. In einem weiteren Schritt wird dieses Schichtpaket auf der Trägerschicht 4, 10d aufgebracht, die ohne oder mit Drucksensoren 18 versehen sein kann. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass für die transparente Schutzschicht 32, die Leitungsbahnenschicht 31, die Maskierungsschicht 29, die Funktionsschicht 10, die Kontaktschicht 28 und die Isolationsschicht 26 Folien verwendet werden können. Unter einer Folie wird dabei ein flächiger Materialabschnitt verstanden, der biegeschlaff ist, d. h. er verformt sich unter dem Einfluss seiner eigenen Gewichtkraft. Auf eine derartige Folie kann eine andere Folie auflaminiert werden oder sie kann z. B. mit einem Massendruckverfahren bedruckt werden, um eine weitere der genannten Schichten zu bilden. Außerdem ist bei diesem Verfahrensablauf kein Wenden von Folien nötig, um die Rückseite zu beschichten.
  • Davon abweichend kann das Verfahren auch mit einer mittleren Schicht in Folienform als Substrat beginnen, z. B. der Leitungsbahnenschicht 28, deren Vorder- und Rückseite im weiteren Verlauf beschichtet wird, d. h. es werden weitere Folien auflaminiert oder weitere Schichten aufgedruckt, was gegebenenfalls ein Wenden erforderlich macht.
  • Um das Sensorsystem 1 zu bilden wird nach der Fertigstellung der Sensorvorrichtung 2 dieses elektrisch mit der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 und der Batterie 62 verbunden.
  • Das Sensorsystem 1 kann ferner einen Gas- bzw. Geruchssensor aufweisen, mit dem z. B. aus einem Behälter austretende Gase oder Gerüche erfasst werden können, um so den Zustand eines sich im Behälter befindlichen Gutes zu bestimmen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Erfassungsvorrichtung 100 vorgesehen zur Erfassung der Position von Objekten, die auf einer Bodenfläche einer Bodenplatte angeordnet sind. Die Erfassungsvorrichtung 100 weist eine plattenförmige oder mattenförmige Sensorvorrichtung 2 auf, die nach einer Ausführungsform gemäß den 1 bis 8 ausgeführt ist. Die Sensorvorrichtung 2 ist zur Erfassung der Position der Objekte mit ihrer Erfassungsseite 6 der Bodenfläche zugewandt, wobei die Erfassungsseite 6 und die Bodenfläche in einer Z-Richtung voneinander beabstandet sind. Die flächige Erstreckung der Bodenfläche und der plattenförmigen oder mattenförmigen Sensorvorrichtung 2 verlaufen entlang der X-Y-Ebene eines Koordinatensystems mit den Koordinatenachsen X, Y, Z.
  • Beispielsweise ist die Sensorvorrichtung 2 an eine Rahmenvorrichtung 110 angebracht, die insbesondere ein Lagerregal oder ein modulares Bauteil desselben sein kann (12). Die Rahmenvorrichtung 110 kann insbesondere ein Lagerregal darstellen oder ein Teil eines Lagerregals sein. Dabei kann die Rahmenvorrichtung 110, wie es in der 12 dargestellt ist, eine untere Platte 111, die somit eine vorgenannte Bodenplatte ist, eine obere Platte 112, und seitliche, die obere Platte 112 und die untere Platte 111 verbindende Seitenteile 113, 114 aufweisen. Die untere Platte 111 weist eine Bodenfläche 111a auf. Die Sensorvorrichtung 2 kann dabei insbesondere an einer unteren Oberfläche 112a der oberen Platte 112 angeordnet sein. Die Erfassungsseite 6 der Sensorvorrichtung 2 ist somit der Bodenfläche 111a zugewandt orientiert, so dass mittels der Sensorvorrichtung 2 Positionen von auf der Bodenfläche 111a angeordneten Objekten 20 erfasst werden können. Beispielartig sind in der Figur Objekte 121, 122, 123 verschiedener Fomen in vereinfachter Darstellung gezeigt.
  • Zur Bildung eines Sensorsystems 1 nach der Erfindung kann in einer entsprechenden Ausnehmung 112b der oberen Platte 112 oder eines anderen Bestandteils der Rahmenvorrichtung 110 die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 und in einer weiteren Ausnehmung 112c der oberen Platte 112 die Batterie 62 eingesetzt sein (12).
  • Die Sensorvorrichtung 2 kann nach einer Ausführungsform realisiert sein, die an Hand der 1 beschrieben wurde. Insbesondere weist die Sensorvorrichtung 2 ein Emissionsarray 14 und Strahlungs-Sensorarray 8 auf, wie in der Draufsicht der 9 und 11 mit einer schematischen matrixartigen Anordnung von elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 und lichtemittierenden Bauelemente 16 des Emissionsarrays 14 darstellt ist. Die in den 13 und 15 gezeigten Anordnungen von Bauelemente 12, 16 sind nur schematisch und in um Größenordnung größerer Größe und Rasterung eingefügt. Die Bezugszeichen „112” und „14” sind andeutungsweise nur für einige der dargestellten Bauelemente angegeben. Das Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts 20 ist bei diesen Anordnungen in folgender Weise vorgesehen:
    Auf das Vorhandensein zumindest eines Objekts 20 auf der Oberfläche 111a (12) oder 121a (14) empfängt die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 (siehe auch 8) entsprechende Signale von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 des Strahlungs-Sensorarrays 8 und erkennt aufgrund einer Auswertung der Signale das Vorhandensein des Objekts 20 auf der Oberfläche 111a. Daraufhin aktiviert die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die lichtemittierenden Bauelemente 16 des Emissions- oder Leuchtarrays 14 und die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 des Strahlungs-Sensorarrays 8, das heißt, die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 versorgt die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie aus der Batterie 62. Zugleich wertet die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die von den lichtelektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 gelieferten Sensorsignale aus, um den Code 22 zu bestimmen. Somit dienen die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 quasi als Schalter, um das Sensorsystem zu aktivieren.
  • Aufgrund einer synchronisierten, pulsartig emittierten Aktivierung des in der Funktionsschicht integrierten Emissionsarrays in Kombination mit Orts- und zeitaufgelöstem Auslesen von Signalen des Strahlungs-Sensorarrays 8i wird die von Teilbereichen bzw. vom gesamten Strahlungs-Sensorarray 8 emittierte Strahlung von den vor der Erfassungsseite 6 befindlichen Objekten 20, G1, G2, G3 reflektiert. Infolge der unterschiedlichen Entfernung der jeweils reflektierenden Objektoberflächen-Teilbereiche vom Strahlungs-Sensorarray 8 detektiert Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 Laufzeitunterschiede der in den individuellen die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 des Strahlungs-Sensorarrays 8 absorbierten, reflektierten Strahlungsanteile. Die auf diese Weise zeitlich und örtlich aufgelösten Strahlungs-Sensorarray-Signale werden anschließend durch eine nachgeschaltete Signalverarbeitungsvorrichtung der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 digitalisiert und mit einer entsprechend insbesondere als Softwareprogramm ausgeführten Funktion erfolgt eine Ermittlung von Position, Bewegungsrichtung, Relativgeschwindigkeit und Kurvenform eines oder mehrerer vor der Erfassungsseite 6 befindlicher Objekte 120, G1, G2, G3. An die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 kann eine Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) funktional angeschlossen sein und die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung kann eine Schnittstellen-Funktion aufweisen, mit der die erfassten Objekte in einer vorgegebenen Blickrichtung auf der Anzeigevorrichtung visuell dargestellt werden können.
  • In analoger Weise können die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 auch als Schalter wirken, um das Sensorsystem 1 zu deaktivieren. Auf ein Entfernen eines Objekts 20, G1, G2, G3 von der der Oberfläche 111a (12) oder 121a (14) ändert sich die von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen 12 gelieferte elektrische Energie, was von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 erfasst wird. Daraufhin trennt die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 die lichtemittierenden Bauelemente 16 elektrisch von der Batterie 62. Da die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 als Fotodioden ausgebildet sind, kann die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 den Betriebsmodus der als Fotodioden ausgebildeten lichtemittierenden Bauelemente 12 verändern und diese in einem Standby-Modus bringen, in der die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60 lediglich die elektromagnetisch sensitiven Bauelemente 12 hinsichtlich ihrer erzeugten elektrischen Energie auswertet und nach Aktivierung z. B. die lichtemittierenden Bauelemente 16 mit elektrischer Energie versorgt.
  • Eine in der 16 gezeigte Ausführungsform ist zur Erfassung des Füllstands des Behälters 120 vorgesehen und kann in analoger Weise auch zur Erfassung des Füllstands eines Regalbodens durch auf diesem befindlichen Material wie Schüttgut oder eine Vielzahl kleiner Objekte wie Schrauben oder im Fall der Verwendung eines Behälters 120 Flüssigkeit eingesetzt werden. In der 16 ist die Füllstandslinie mit dem Bezugszeichen F bezeichnet, so dass der Bereich unterhalb der Füllstandslinie F das Schüttgut oder die Flüssigkeit darstellt. Die Sensorvorrichtung 2 ist in der Z-Richtung gesehen räumlich über dem Schüttgut oder der Flüssigkeit angeordnet und detektiert das Schüttgut oder die Flüssigkeit von oben, also entgegen der Z-Richtung. In diesem Fall wird die Kombination aus Emissionsarray 14 und Strahlungs-Sensorarray 8 dazu verwendet, ein räumlich aufgelöstes Oberflächenprofil der unterhalb der Erfassungsschicht oder der Sensorvorrichtung 2 befindlichen Objekte des Schüttguts oder der Flüssigkeit im Behälter oder im Regalboden zu erzeugen.
  • Hierbei werden gemäß dem oben beschriebenen Verfahren die Abstände der einzelnen, der Sensorvorrichtung 2 gegenüber liegenden Oberflächenelemente erfasst und anschließend mittels einer Auswertungsfunktion der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung 60, die durch geeignete Software realisiert sein kann, zu einem Gesamtoberflächen-Profil zusammengefasst. Im höchsten Auflösungsfall entspricht jeweils ein Teilelement des Gesamtoberflächen-Profils einem sensitiven Bauelemente 12 des Strahlungs-Sensorarrays 8 in der Sensorvorrichtung 2 oder der Erfassungsschicht. Durch individuelle Subtraktion des räumlichen Abstands der individuellen Teilelemente des so erfassten Gesamtoberflächenprofils vom räumlichen Abstand der jeweils äquivalenten Teilelemente des Gesamtoberflächen-Profils des leeren Behälters bzw. des leeren Regals kann in Kombination mit geeigneter Skalierung von Länge und Breite der vom Oberflächenprofil überspannten Fläche mittels geeigneter Software das von den Objekten belegte Nettovolumen ermittelt werden. Dies wird in Verbindung mit einer definierten maximalen Füllhöhe (äquivalent zu einem minimalen Abstand des Gesamtoberflächen-Profils von der Sensorvorrichtung 2) zur Ermittlung und Darstellung des Füllgrads eines Behälters bzw. eines Regals verwendet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/088494 A1 [0002]

Claims (36)

  1. Sensorvorrichtung (2), die mattenförmig oder plattenförmig ausgebildet ist und eine erfassungsseitige Oberfläche (2a) zur Erfassung von an dieser angeordneten Objekten aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (2) aus folgenden Schichten aufgebaut ist: • einer Trägerschicht (4, 10d), • einer Schutzschicht (34), die eine Oberfläche aufweist, die die erfassungsseitige Oberfläche (2a) bildet, • eine zwischen der Trägerschicht (4, 10d) und der Schutzschicht (32), gelegene Funktionsschicht (10), in die eine Vielzahl von über die flächige Erstreckung verteilten elektrischen Funktionskomponenten (11) integriert sind, • eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den elektrischen Funktionskomponenten in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten (15) und eine Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37), wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) die Funktionskomponenten (11) mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten (11) signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte (15) an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) verbinden, wobei die Funktionsschicht (10) gebildet ist aus zumindest einer als Polymer-Matrix ausgeführten Kunststoffschicht (9), die elektrischen Funktionskomponenten (11), die als auf die Kunststoffschicht (9) aufgedruckte Materialdots ausgeführt sind, sowie die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13).
  2. Sensorvorrichtung (2) nach dem Anspruch 1, wobei in der Funktionsschicht (10) ein Array der elektrischen Funktionskomponenten (11) integriert ist, von denen eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten (11) jeweils als Emissionskomponenten (16) zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung ausgeführt sind und von denen eine Mehrzahl von elektrischen Funktionskomponenten (11) jeweils als elektromagnetisch sensitive Funktionskomponenten (12) zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung als Reflexion der emittierten Strahlung ausgeführt sind.
  3. Sensorvorrichtung (2) nach dem Anspruch 1, wobei die Funktionsschicht (10) aus einer ersten Teilfunktions-Schicht (10a) und einer zweiten Teilfunktions-Schicht (10b) gebildet ist und wobei die Emissionskomponenten (16) in der ersten Teilfunktions-Schicht (10a) und die elektromagnetisch sensitive Funktionskomponenten 12) in der zweiten Teilfunktions-Schicht integriert sind. – aneinander anliegen
  4. Sensorvorrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Mehrzahl von elektromagnetisch sensitiven Bauelementen (12) durch organische Fotosensoren (OPS) gebildet ist.
  5. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen (16) durch organische LEDs (OLEDs) gebildet ist.
  6. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei zwischen der Schutzschicht (32) und der Funktionsschicht (10) eine Filterschicht (33) angeordnet ist, die von der an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) anliegenden elektromagnetischen Strahlung einen Strahlungsanteil mit zumindest einen vorbestimmten Wellenlängenbereich in die Sensorvorrichtung (2) einlässt, der von den elektromagnetisch sensitiven Funktionskomponenten (12) erfasst wird.
  7. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Funktionsschicht (10) Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die sichtbares Licht in einer vorbestimmten Farbe zu Darstellung von Anzeigeformaten an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) erzeugen können.
  8. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Funktionsschicht (10) Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die drucksensitiv auf die Einwirkung eines Objekts an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) oder annäherungs-sensitiv für Objekte sind, die unterhalb eines Maximalabstands von der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) gelegen sind.
  9. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Funktionsschicht (10) Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, wobei in der Funktionsschicht (10) zumindest eine aktive oder passive Antenne oder mehrere aktive oder passive Antennen integriert sind, die wenigstens zum Bestrahlen oder Auslesen eines mit passiven Resonanzantennen bzw. aktiven Sendeantennen ausgestatteten Objektes gegenueber der Erfassungsseite dienen.
  10. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Funktionsschicht (10) mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet.
  11. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, • wobei in der Schutzschicht (32) als Funktionsschicht ausgeführt ist und dabei mit Gasmolekülen bindungsfähige Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die eine chemische Substanz enthalten, deren Moleküle eine chemische Verbindung mit vorbestimmten Gasmolekülen einer an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) befindlichen Umgebungsluft eingehen und bei dieser Verbindung eine Potentialänderung bewirkt, die über Leitungen erfassbar ist, so dass die Schicht eine geruchssensitive Schicht bildet, • wobei in der Schutzschicht eine Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen, die signaltechnisch mit den mit Gasmolekülen bindungsfähigen Funktionskomponenten (11) in Verbindung stehen, und eine Vielzahl von elektrischen Leitungsabschnitten (15) angeordnet sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) verbunden sind, wobei die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) die Funktionskomponenten (11) mit jeweils zumindest einem elektrischen Leitungsabschnitt verbinden und wobei die elektrischen Leitungsabschnitte die elektrischen Funktionskomponenten (11) signaltechnisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) zum Anschließen der elektrischen Leitungsabschnitte (15) an eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) verbinden.
  12. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, • wobei die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten (11) in einer Funktionskomponenten-Anordnungsstruktur in der Funktionsschicht (10) angeordnet sind, • wobei die Sensorvorrichtung (2) eine Maskierungs- und Verdrahtungsschicht (30, 31) aufweist, in der die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen (13), die sich von der Funktionsschicht (10) bis zur Maskierungs- und Verdrahtungsschicht (30, 31) erstrecken, mit Leitungsabschnitten (15) verbunden sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) verbunden sind.
  13. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die elektrischen Leitungsabschnitte (13) und die Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) in der Funktionsschicht (10) angeordnet sind.
  14. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Leitungsabschnitte (15) in einer Verdrahtungsschicht (31) integriert sind, die zwischen der Funktionsschicht (10) und der Schutzschicht oder zwischen der Funktionsschicht (10) und der Trägerschicht (4) gelegen ist, und wobei die Vielzahl von elektrischen Funktionskomponenten-Anschlüssen (13) sich von der Funktionsschicht (10) bis zur Verdrahtungsschicht (31) erstrecken und mit Leitungsabschnitten (15) verbunden sind, die mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) verbunden sind.
  15. Sensorvorrichtung (2) nach dem Anspruch 14, • wobei zwischen der Verdrahtungsschicht (31) und der Funktionsschicht (10) eine Maskierungsschicht (30) mit einem Feld von Kontaktöffnungen (31) angeordnet ist, • wobei die Kontaktöffnungen (31) derart gelegen und die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) derart ausgeführt sind, dass die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) der Funktionsschicht (10) sich durch jeweilige Kontaktöffnungen (31) der Maskierungsschicht (30) hindurch erstrecken und mit jeweiligen Leitungsabschnitten (15) der Verdrahtungsschicht (31) verbunden sind.
  16. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, • wobei an die Funktionskomponenten-Anschlüsse (13) jeweils eine Schaltkomponente (17) angeschlossen ist, • wobei die Schaltkomponenten (17) mittels Leitungsabschnitten (15) netzartig miteinander elektrisch verbunden sind, so dass die Leitungsabschnitte (15) die Schaltkomponenten (17) in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen in Reihe miteinander verbinden, und die die jeweilige Reihe bildenden Leitungsabschnitte (15) über Anschlussleitungen an der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) angeschlossen sind.
  17. Sensorvorrichtung (2) nach dem Anspruch 16, wobei die Schaltkomponenten (17) als Transistoren ausgeführt sind, von denen jeder mit seiner elektrischen Basis mit jeweils einer Funktionskomponente verbunden ist, der Emittor an eine erste Leitungsabschnitte (15) und dessen Kollektor an einen zweiten Leitungsabschnitt (15) angeschlossen ist, wobei der erste und der zweite Leitungsabschnitte Bestandteile einer Reihe von Leitungsabschnitten (15) sind, die Transistoren seriell verbinden zur Ausbildung einer Netzstruktur mit netzartig verbundenen Transistoren.
  18. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht (4) eine Mehrzahl von flächig in dieser verteilte Drucksensoren aufweist.
  19. Sensorvorrichtung (2) nach dem Anspruch 18, wobei durch eine Verformung der Erfassungsseite (6) die Trägerschicht (4, 10d) flexibel verformbar ist.
  20. Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei auf der Trägerschicht (4) eine Funktionsschicht (10d) angeordnet ist, die flächig mit der Trägerschicht (4) verbunden ist, wobei die Funktionsschicht (10d) eine Mehrzahl von flächig in dieser verteilte Drucksensoren aufweist.
  21. Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 17, wobei in der Funktionsschicht (10) zumindest eine aktive oder passive Antenne integriert ist, die elektrisch mit der Schaltungsanschluss-Vorrichtung (37) zum Anschließen derselben an die Auswertungs- und Steuervorrichtung (36) verbunden ist.
  22. Sensorsystem (1), das eine Sensorvorrichtung (2) und eine Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (62) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (2) mattenförmig oder plattenförmig ausgebildet ist und aufgebaut ist aus einer Trägerschicht (4, 10d), einer Schutzschicht (34), die eine Oberfläche aufweist, die die erfassungsseitige Oberfläche (2a) zur Erfassung eines an dieser angeordneten Objekts (20) bildet, und einer zwischen der Trägerschicht (4, 10d) und der Schutzschicht (34) gelegenen Funktionsschicht (10), in die über die flächige Erstreckung verteilte elektrischen Funktionskomponenten integriert sind, wobei das Sensorsystem (1) eine Stromversorgungsvorrichtung (62) aufweist, die elektrisch mit den Funktionskomponenten (11) verbunden sind, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.
  23. Sensorsystem (1) nach dem Anspruch 22, wobei die Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27 ausgebildet ist.
  24. Sensorsystem (1) nach dem Anspruch 22 oder 23, wobei die Funktionsschicht (10) eine Vielzahl von elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponenten (16) zur Ausbildung eines Emissionsarrays und eine Vielzahl von elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten (12) zur Ausbildung eines Sensorarrays aufweist, wobei die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) eine Code-Erkennungsfunktion zum Erkennen eines durch die elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten (12) erfassten Musters an einer der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) zugewandten Oberfläche (22) des Objekts (20) aufweist.
  25. Sensorsystem (1) nach dem Anspruch 24, wobei die Code-Erkennungsfunktion eine Annäherungsfunktion (65) aufweist, die derart ausgeführt ist, dass diese in einem vorgegebenen Ermittlungszeitraum durch zumindest eine emittierende Funktionskomponente die Emission eines in seinem zeitlichen Verlauf vorbestimmten Strahlungsimpulses durch zumindest ein elektromagnetische Strahlen emittierende Emissionskomponenten (16) kommandiert und von zumindest einer elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponente (12) in dem Zeitraum einen reflektierenden Strahlungsimpuls empfängt, in einer Impuls-Identifikationsfunktion zumindest eine Eigenschaft des emittierten mit dem erfassten Strahlungsimpulses vergleicht und bei einer Übereinstimmung oder zumindest vorgegebenen Ähnlichkeit der Eigenschaft des emittierten Strahlungsimpulses mit einer Eigenschaft des erfassten Strahlungsimpulses eine Identifikation des Strahlungsimpulses festlegt, wobei die Annäherungsfunktion (65) eine Abstand-Ermittlungsfunktion aufweist, die eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt ermittelt, an dem der emittierte Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) emittiert worden ist, und dem Zeitpunkt, an dem der erfasste Strahlungsimpuls von der Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (60) empfangen worden ist, und aus der ermittelten Zeitdifferenz mittels einer Laufzeit der emittierten Strahlung einen Abstand des Objekts (20) zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche (2a) der Sensorvorrichtung (2) ermittelt, wobei die Code-Erkennungsfunktion eine Informations-Ermittlungsfunktion aufweist, die in dem Fall, dass der Abstand des Objekts (20) zwischen der Objektoberfläche und der erfassungsseitige Oberfläche (2a) der Sensorvorrichtung (2) einen vorgegebenene Code-Erfassungsabstand unterschreitet, mittels der elektromagnetisch-sensitiven Funktionskomponenten (12) erfassten Muster eine Code-Information ableitet und einer Ausgabe-Schnittstelle (64) bereitstellt.
  26. Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei das Sensorsystem (1) aufweist: • in der Funktionsschicht (10) Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die sichtbares Licht in zumindest einer vorbestimmten Farbe zur Darstellung von Anzeigeformaten an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) erzeugen können, • in der Funktionsschicht (10) Funktionskomponenten (11) flächig verteilt angeordnet sind, die drucksensitiv auf Einwirkung eines Objekts an der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) oder annäherungs-sensitiv für Objekte sind, die unterhalb eines Maximalabstands von der erfassungsseitigen Oberflächen (2a) gelegen sind, wobei die Auswertungs- und Steuerungsvorrichtung (62) eine Funktion aufweist, mit der mittels der Funktionskomponenten (11) zur Erzeugung eines sichtbares Lichts mit vorbestimmter Farbe derart aktiviert werden, dass mittels der Farbe auf der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) ein Eingabeformat zur Darstellung gebracht wird und dass in der Dickenrichtung (Z) der Sensorvorrichtung (2) gesehen innerhalb des Eingabeformats gelegene drucksensitive Funktionskomponenten (11) aktiviert werden, wobei das System eine Kommandierungsfunktion aufweist, die bei einer Mindestbetätigung der erfassungsseitigen Oberfläche (2a) innerhalb des Anzeigeformats ein vorbestimmtes, der Betätigung entsprechendes Kommandosignal zur Ausgabe an eine Anwendungsvorrichtung erzeugt.
  27. Behältersystem mit einem Behälter zur Aufbewahrung von Objekten, wobei der Behälter eine Bodenplatte und Seitenwände zur Ausbildung eines Behälter-Innenraums zur Aufnahme von Objekten aufweist, wobei das Behältersystem eine Sensorvorrichtung (2) aufweist, die auf der Bodenplatte gelegen ist, um den Zustand von in dem Behälter-Innenraum befindlichen Objekten (20) zu ermitteln.
  28. Regalsystem mit einer ersten Regalplatte und einer zweiten Regalplatte, die entlang und oberhalb der ersten Regalplatte verläuft, mit einem Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, wobei die Sensorvorrichtung (2) an derjenigen Oberfläche der zweiten Regalplatte, die der ersten Regalplatte zugewandt ist, angebracht ist, so dass ein Zustand von auf der ersten Regalplatte gelegenen Objekten oder Behälter zur Aufbewahrung von Objekten ermittelt werden kann.
  29. Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Objekts mittels einer Sensorvorrichtung nach dem Anspruch 1, wobei eine synchronisierte, pulsartig emittierte Aktivierung des in der Funktionsschicht integrierten Emissionsarrays in Kombination mit Orts- und zeitaufgelöstem Auslesen des ebenfalls in der Funktionsschicht angeordneten Strahlungs-Sensorarrays erfolgt.
  30. Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung mit wenigstens einer Trägerschicht (4) und einer Erfassungsseite (6), wobei an der Erfassungsseite (6) ein Objekt (20) mit seiner Außenfläche (24) angeordnet werden kann, das Verfahren wenigstens aufweisend die folgenden Schritte in beliebiger Reihenfolge: – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht (4, 10d) mit einem ersten Material, um wenigstens ein elektromagnetisch sensitives Bauelement (12) eines Sensorarrays (8) in einer Funktionsschicht (10) zwischen dem Trägerschicht (4, 10d) und der Erfassungsseite (6) zu bilden, und – zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten der beschichteten oder unbeschichteten Trägerschicht (4, 10d) mit einem zweiten Material, um wenigstens ein lichtemittierendes Bauelement (16) eines Leuchtarrays (14) in der Funktionsschicht (10) zwischen dem Trägerschicht (4) und der Erfassungsseite (6) zu bilden.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei durch das zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein erster Teilbereich (10a) der ersten Funktionsschicht (10) gebildet wird, und durch das zumindest teilweises Beschichten und Strukturieren oder strukturiertes Beschichten wenigstens ein zweiter Teilbereich (10b) der ersten Funktionsschicht (10) gebildet wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei zwei erste Teilbereiche (10a) und ein zweiter Teilbereich (10b) derart in der Funktionsschicht (10) angeordnet werden, dass in der Funktionsschicht (10) zwischen den zwei ersten Teilbereichen (10a) wenigstens der zweite Teilbereich (10b) angeordnet ist.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei als elektromagnetisch sensitive Bauelemente (12) organische Fotosensoren (OPS) aufgebracht werden.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, wobei als lichtemittierende Bauelemente (16) organische LEDs (OLEDs) aufgebracht werden.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 34, wobei eine Trägerschicht (10d) verwendet wird, die eine Mehrzahl von in den Trägerschicht (10d) eingebetteten Drucksensoren (18) aufweist.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 35, wobei eine flexible Sensorvorrichtung (2) gebildet wird, derart, dass durch eine Verformung der Erfassungsseite (6) die Trägerschicht (4, 10d) flexibel verformbar ist.
DE201310004594 2013-03-15 2013-03-15 Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung Withdrawn DE102013004594A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310004594 DE102013004594A1 (de) 2013-03-15 2013-03-15 Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310004594 DE102013004594A1 (de) 2013-03-15 2013-03-15 Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013004594A1 true DE102013004594A1 (de) 2014-09-18

Family

ID=51418461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310004594 Withdrawn DE102013004594A1 (de) 2013-03-15 2013-03-15 Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013004594A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT519019A4 (de) * 2017-02-03 2018-03-15 Tedalos Ipr Og Lagersystem mit einer dem Lagerplatz zugeordneten Detektionsanordnung
DE102016124951A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Rehau Ag + Co Einrichtung umfassend ein Flachelement zum Auflegen auf ein Ablageelement eines Warenregals und System und Warenpräsentationssystem mit einer derartigen Einrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088494A1 (de) 2004-03-11 2005-09-22 Universität St. Gallen Hochschule für Wirtschafts-, Rechts- und Sozialwissenschaften (HSG) Lagersystem und verfahren zur lagerverwaltung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088494A1 (de) 2004-03-11 2005-09-22 Universität St. Gallen Hochschule für Wirtschafts-, Rechts- und Sozialwissenschaften (HSG) Lagersystem und verfahren zur lagerverwaltung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016124951A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Rehau Ag + Co Einrichtung umfassend ein Flachelement zum Auflegen auf ein Ablageelement eines Warenregals und System und Warenpräsentationssystem mit einer derartigen Einrichtung
AT519019A4 (de) * 2017-02-03 2018-03-15 Tedalos Ipr Og Lagersystem mit einer dem Lagerplatz zugeordneten Detektionsanordnung
AT519019B1 (de) * 2017-02-03 2018-03-15 Tedalos Ipr Og Lagersystem mit einer dem Lagerplatz zugeordneten Detektionsanordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2558927B1 (de) Tft-lc display sowie verfahren zur detektion der räumlichen position von gliedmassen in dem einem display vorgelagerten räumlichen bereich
DE60212633T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur optischen positionserfassung eines gegenstandes
DE102014116099A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für TFT-Fingerabdruck-Sensor
EP2699991A2 (de) Oled-interface
EP1786324B1 (de) Vorrichtung zum erfassen eines fingerabdruckes
EP2469991A2 (de) Etikett mit einem elektronischen Funktionselement
DE102011101237A1 (de) System zum Lokalisieren und Identifizieren von wenigstens zwei separaten Gegenständen
DE102018119376A1 (de) Display zur Darstellung einer optischen Information
US20100219408A1 (en) Sensor matrix with semiconductor components
EP3894260B1 (de) Gewölbte funktionsfolienstruktur und verfahren zur herstellung derselben
DE102013004594A1 (de) Sensorvorrichtung sowie Sensorsystem, Behälter und Regalsystem mit einer Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung
EP2580794A1 (de) Schichtaufbau umfassend elektrotechnische bauelemente
DE112021004373T5 (de) Display und Verfahren zur Herstellung eines Displays
CA3100762C (en) Printable photodetector array panels and methods of manufacture
WO2020228872A1 (en) A large-area sensor for the indication of occupancy of storage, exhibition or sales shelves
DE102008059903A1 (de) Dokumentprüfungsvorrichtung
EP1787238A1 (de) Vorrichtung zum erfassen eines fingerabdruckes
DE102017127065B4 (de) Flächensensor und autonom selbstfahrendes Fahrzeug mit einem Flächensensor
EP2463688B1 (de) Verfahren zur Erfassung von Objekten mittels eines Lichtgitters
EP1609121A1 (de) Sicherheitsmerkmal mit einer licht emittierenden diode
DE102006013776A1 (de) Anzeigevorrichtung zur Laserdetektion
DE102014117317A1 (de) Display-Vorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Display-Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Display-Vorrichtung
WO2016026824A1 (de) Möbel mit sensoreinrichtung
DE112021004383T5 (de) Elektronische Erfassungsvorrichtung und Erfassungsverfahren
DE102021003493A1 (de) Sicherheitsdokument und Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: SCHATT IP PATENT- UND RECHTSANWALTSKANZLEI, DE

Representative=s name: SCHATT, MARKUS, DIPL.-ING.UNIV., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHATT IP PATENT- UND RECHTSANWALTSKANZLEI, DE

Representative=s name: SCHATT, MARKUS, DIPL.-ING.UNIV., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHATT, MARKUS, DIPL.-ING.UNIV., DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee