DE19638693A1 - Photodetektor und Farbfilter unter Verwendung eines Photodetektors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Photodetektor zur Um­ wandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrische Signale mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, getrennten photoelektrischen Elementen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter einen Farbsensor mit einem Photodetektor zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrische Signale mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, getrennten photoelek­ trischen Elementen, denen ein Farbfilterelement zugeordnet ist.

Photodetektoren und Farbsensoren der zuvor genannten Art werden insbesondere in der Optosensorik verwendet, um optische Signale wellenlängenselektiv zu erfassen. Anwendungsbeispiele derarti­ ger Farbsensoren sind enthalten in Vorrichtungen zum Selektie­ ren farbiger Gegenstände, zur Überwachung der Qualität von Farbdrucken, zum Auslesen farbiger Codierungen, zur Detektion chemischer Farbreaktionen oder zur Durchführung maschinell op­ tischer Erfassung und Digitalisierung des Erscheinungsbildes (Gestalt und Farbe) von Gegenständen.

Bekannte Photodetektoren basieren auf optoelektronischen Halb­ leitervorrichtungen, wie CCD′s oder Photodiodenarrays, die eine Umwandlung optischer Signale in elektrische Signale ermögli­ chen. Derartige Photodetektoren sind zumeist mit optischen An­ ordnungen zur Formung, Umlenkung, Aufspaltung und/oder selekti­ ven Bedämpfung des optischen Signals kombiniert.

Zum Erhalt von Information über die spektrale Zusammensetzung des optischen Signals waren Spektralphotometer bekannt, bei de­ nen das optische Meßsignal mittels eines dispersiven Elements, beispielsweise einer Gitter- oder Prismenanordnung, in seine spektralen Bestandteile räumlich aufgespalten wird. Das räum­ lich dispergierte optische Signal wird von einem mit getrenn­ ten, nebeneinanderliegenden photoelektrischen Elementen verse­ henen optoelektronischen Sensor, wie z. B. einer CCD-Zeile oder einem CCD-Feld, empfangen. Jedes einzelne Element des optoelek­ tronischen Sensors empfängt das in einem bestimmten Spektralbe­ reich liegende optische Signal und wandelt seine Intensität in ein dazu entsprechendes elektrisches Signal um. Durch ein Wich­ tungsverfahren kann die spektrale Information, die über die räumliche Lage der einzelnen Empfängerelemente bestimmbar ist, an die wellenlängenabhängige Lichtquellen- und Augenfunktion angepaßt werden.

Die Farbinformation in dem Lichtsignal kann auch nach dem sog. Dreibereichsverfahren ermittelt werden. Dabei besitzen die Sen­ soren vorzugsweise der Normalspektralwertfunktion des menschli­ chen Auges angepaßte Filter, wobei Filter unterschiedlicher Farbcharakteristik abwechselnd den Photoempfängern zugeordnet werden. Dadurch wird eine direkte Ermittlung der gesuchten Farbwerte ermöglicht. Als Photodetektoren für derartige Farb­ bildsensoren kommen bei hochauflösenden Geräten, z. B. Kameras, CCD-Matrixelemente zum Einsatz. Bei einfacheren Geräten, die keine hohe Auflösung erfordern, werden einfach strukturierte Photodioden bzw. hybride Kombinationen von einzelnen Dioden für integrale Farbbestimmungen verwendet.

Für die Art der Zuordnung der Farbfilter zu den photoempfindli­ chen Elementen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispiels­ weise kann einem Dreistreifenfilter mit drei Farbstreifen je­ weils einer bestimmten Farbe ein einziges photoelektrisches Element zugeordnet sein, das während der Messung zyklisch, bei­ spielsweise durch einen Piezosteller, relativ zu den drei Farb­ filterstreifen des Streifenfilters verschoben wird. Die Filter können jedoch auch als streifenförmige (vgl. Fig. 9) oder mosa­ ikförmige (vgl. Fig. 8) Filterzellen gestaltet sein, die ent­ sprechend gestalteten photoelektrischen Elementen des Empfän­ gerarrays zugeordnet sind. Jede Filterzelle überdeckt dabei vollständig genau ein photoelektrisches Element. Die Elemente des Empfängerarrays und die Filterzellen besitzen in den nach dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen eine quadra­ tische oder rechteckige Form.

In den Fig. 8-11 sind Ausführungsformen herkömmlicher, nach dem Dreibereichsverfahren arbeitender Farbsensoren gezeigt. Ein Farbsensor 410 umfaßt beispielsweise quadratische Farbfilter 412 und 416 einer Farbe, und rechteckige Farbfilter 414, 415 einer weiteren Farbe und Farbfilter 418 und 419 einer dritten Farbe. Der schematisch durch das Bezugszeichen 420 angezeigte Lichtfleck beleuchtet unterschiedlich große Gebiete der jewei­ ligen Farbfilter. In Fig. 9 ist eine andere Ausführungsform ei­ nes derartigen Farbsensors gezeigt, bei dem die Farbfilter 512, 514 und 516 unterschiedlicher Farbcharakteristiken jeweils als Streifen gleicher Breite ausgebildet sind. Der Lichtfleck 520 überdeckt wiederum Flächen unterschiedlicher Größe auf den ein­ zelnen Farbfiltern. In Fig. 10 ist gezeigt, wie ein Lichtfleck 620 ein Feld aus quadratischen Sensoren mit großer Rasterung beleuchtet. Offensichtlich ist durch die grobe Rasterung das Auflösungsvermögen herabgesetzt. In Fig. 11 ist die gleiche Si­ tuation wie in Fig. 10 gezeigt, wobei jedoch die Rasterung durch die photoelektrischen Elemente 710 wesentlich vergrößert ist, so daß der Lichtfleck 720 feiner aufgelöst wird. Nun wird durch die hohe Rasterung eine hohe Datenmenge erzeugt, die zu Schwierigkeiten führt, die Information simultan zum Meßvorgang zu verarbeiten.

Die Streifen- bzw. Mosaikfilteranordnungen besitzen ausgeprägte Vorzugsrichtungen aufgrund der geraden, quasi lückenlosen Auf­ einanderfolge von gleichen Filterelementen. Dies führt zu stö­ renden Aliasing/Farbinterferenzeffekten an Farbkanten eines Meßobjekts.

Für die Farbmessung/Farbdetektion in industriellen Anwendun­ gen sind schnelle, kompakte und dezentral verwendbare Farbsen­ soren erforderlich, die eine hohe Meßsicherheit aufweisen und kostengünstig herstellbar sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Pho­ todetektor und einen Farbsensor zu schaffen, mit denen die ge­ forderten schnellen, kompakten und kostengünstig herstellbaren Sensoren unter verbesserter Meßsicherheit und verringerten Far­ binterferenzeffekten realisierbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Photode­ tektor der eingangs genannten Art, der sich dadurch auszeich­ net, daß die photoelektrischen Elemente jeweils rhombusförmig ausgebildet sind.

Bei der Auffüllung der Photodetektorfläche mit erfindungsgemä­ ßen rhombusförmigen, nebeneinander angeordneten getrennten pho­ toelektrischen Elementen wird eine für derartige Detektoren neuartige 3zählige Symmetrie der Detektorfläche geschaffen. Das bisherige Problem aufgrund zweier zueinander senkrecht stehen­ der Vorzugsrichtungen wird dadurch gemindert.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind je drei derartige rhombusförmige getrennte photoelektrische Elemente unter Bil­ dung hexagonaler Detektorzellen zusammengruppiert. Die hexago­ nalen Detektorzellen sind besser an eine runde oder elliptische Strahlform des optischen Signals angepaßt und gewährleisten dennoch einen hohen Grad der Auffüllung der Detektoroberfläche mit photoelektrischen Elementen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in dem Pho­ todetektor Strahlungsquellen integriert, die bei der Messung passiver Farboberflächen eine bessere Homogenität der Ausleuch­ tung der Meßflächen und die vollständige Benutzung eines defi­ nierten Beleuchtungsspektrum sicherstellen. Dabei ist es insbe­ sondere möglich, eine Kombination mehrerer Lichtquellen ver­ schiedener spektraler Charakteristik zur gleichzeitigen oder zeitversetzten Beleuchtung des Meßobjekts vorzusehen.

Die obenstehende Aufgabe wird auf erfindungsgemäße Weise weiter durch einen Farbsensor der eingangs genannten Art gelöst, der sich dadurch auszeichnet, daß die photoelektrischen Elemente und die Farbfilterelemente jeweils rhombusförmig ausgebildet sind. Die erfindungsgemäßen Sensoren bieten in ihrer spezifi­ schen Form und in der Art ihrer Anordnung zueinander den Vor­ teil, daß die bei herkömmlichen Farbsensoren mit rechtwinkeli­ gen Filterelementen auftretenden Farbinterferenzen reduziert sind.

Vorzugsweise sind unter Bildung hexagonaler Sensorzellen je­ weils drei Farbfilter unterschiedlicher Farbcharakteristik drei photoelektrischen Elementen zugeordnet. Die Bestrahlung einer derartigen hexagonalen Zelle liefert eine Information über die spektrale Zusammensetzung des Lichts aufgrund der relativen An­ teile der durch jeden der Farbfilter durchgelassenen Lichtin­ tensität. Im Gegensatz zu rechtwinkelig angeordneten Streifen- oder Mosaikfiltern herkömmlicher Farbsensoren lassen sich durch die erfindungsgemäße Anordnung Farbinterferenzen bestimmter Mu­ ster effektiv unterdrücken. Diese durch Vorzugsrichtungen auf­ einanderfolgender gleicher Filterelemente hervorgerufenen Ef­ fekte reduzieren sich erfindungsgemäß infolge eines durch den Wabenaufbau bedingten halbzeiligen/-spaltigen Versatzes benach­ barter Sensortripel sowie durch das Vorhandensein einer weite­ ren Hauptachse, da das System eine dreizählige Symmetrie auf­ weist. Damit ist auch eine um 50% größere Anzahl einsetzbarer Kombinationen der Filterelemente für hexagonale Sensorzellen gegenüber rechtwinkeligen Systemen vorhanden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die einzel­ nen photoelektrischen Elemente selektiv und individuell kontak­ tierbar. Damit läßt sich der Sensor durch eine äußere elektri­ sche Beschaltung, die für einen bestimmten Einzelfall optimiert wird, einfach konfigurieren. Damit sind beispielsweise Paral­ lelschaltungen jeweils aller einer bestimmten Farbe zugeordne­ ten Elemente zur integralen Farbbestimmung möglich. Bei der in­ tegralen Farbbestimmung bewirkt die verschachtelte Anordnung der Vielzahl von Filterelementen mit einer bestimmten Farbcha­ rakteristik eine sichere Verteilung bzw. Mittelung der Messung. Dadurch wird ein Fehlereinfluß z. B. aufgrund inhomogener Be­ leuchtung reduziert. Andererseits können lediglich einige be­ nachbarte Sensorzellen beispielsweise zeilen- oder spaltenweise oder ringförmig parallel geschaltet werden, was einerseits eine Herabsetzung der Auflösung bewirkt, aber andererseits sehr schnelle Farbübersichtsbilder ermöglicht. Weiter können Pixel benachbarter hexagonaler Grundstrukturen unter Bildung jeweils halbzeilig bzw. halbspaltig versetzter sekundärer Sensorgrund­ strukturen kombiniert werden. Eine derartige Kombination führt zu einer partiellen Erhöhung der Orts- oder Richtungsauflösung.

Bei hybrider Kombination des photoelektrischen Detektors mit Filterstrukturen einer anwendungsspezifischen Verteilung der einzelnen Farbfilter auf transparenten Farbfiltersubstraten, gegebenenfalls unter Verwendung von angepaßten Mikrooptiken, sind für viele Einzelfälle optimierte Farbsensoren auch in Kleinserien effektiv herstellbar.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleiten­ den Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. In den Zeich­ nungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Detek­ torfläche zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Anordnung der einzelnen photoelektrischen Elemente;

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende schematische Draufsicht, die die erfindungsgemäße Anordnung der den photoelektri­ schen Elementen zugeordneten Farbfilter zeigt;

Fig. 3 eine Draufsicht zur Darstellung eines Beispiels für die Gesamtdetektorfläche eines erfindungsgemäßen Photode­ tektors;

Fig. 4A einen Querschnitt entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3 durch einen erfindungsgemäßen hybriden Farbsensors mit einem Photodetektorsubstrat und einem Farbfilter-/Mi­ krolinsensubstrat;

Fig. 4B eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 4A gezeigten Querschnitts;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Photodetektors, die eine zentral angeordnete Strahlungsquelle beinhaltet;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Photodetektors mit im Randbereich an­ geordneten Lichtquellen;

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen fertig konfektionierten Farbsensor;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Photode­ tektors nach dem Stand der Technik;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Photodetektors nach dem Stand der Technik;

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein Photodetektorfeld nach dem Stand der Technik mit geringer Auflösung; und

Fig. 11 eine Draufsicht auf ein Photodetektorfeld nach dem Stand der Technik mit hoher Auflösung.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Vielzahl von getrennten benachbarten photoelektrischen Elementen 12, 14, 16 in rhomben­ förmiger Gestalt gezeigt. Jeweils drei photoelektrische Elemen­ te 12, 14, 16 sind zur Bildung einer hexagonalen Zelle 10 grup­ piert. Unter dem Begriff "rhombenförmige Gestalt" der photo­ elektrischen Element ist im Sinne dieser Erfindung eine Fläche zu verstehen, die aus einem Viereck mit jeweils gleichen Kan­ tenlängen und zwei jeweils einander gegenüberliegenden 60°-Win­ keln und zwei jeweils einander gegenüberliegenden 120°-Win­ keln gebildet wird. Diese Vierecke (Rauten) sind so ausge­ bildet, daß mit ihnen ein regelmäßiges Sechseck ausfüllbar ist.

Die rhombenförmigen photoelektrischen Elemente sind einzeln elektrisch kontaktierbar, vorzugsweise einzeln elektrisch an­ steuerbar. Die Zusammengruppierung der einzelnen rhombenförmi­ gen photoelektrischen Elemente in hexagonale Detektorzellen ge­ schieht vorzugsweise durch eine fest vorgegebene Verdrahtung oder insbesondere durch eine softwaremäßige Strukturierung der Detektorfläche mittels einer geeigneten Steuervorrichtung, bei­ spielsweise einer Mikroprozessorsteuerung oder einem anwender­ spezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC). Durch die Mög­ lichkeit, die rhombenförmigen Detektorelemente softwaremäßig umzugruppieren, kann die Strukturierung des Detektorgebiets in Form von hexagonalen Detektorzellen einfach durchgeführt und auch einfach an benutzerspezifische Gegebenheiten angepaßt wer­ den.

Der Photodetektor ist als eine Halbleiterstruktur ausgebildet, beispielsweise als Opto-ASIC. Bevorzugt wird die CMOS, BiCMOS, Bipolar- oder Si-Pin-Technologie zur Bildung des Photoempfän­ gers verwendet.

In Fig. 2 ist in Draufsicht die Zuordnung der Farbfilterelemen­ te zu den Detektorelementen auf das in Fig. 1 gezeigte Teilge­ biet des Detektorfeldes dargestellt. Die Farbfilter einer er­ sten Farbe sind mit den Bezugszeichen 21-27 bezeichnet. Die Farbfilter einer zweiten Farbe sind mit den Bezugszeichen 31-37 bezeichnet. Die Farbfilter einer dritten Farbe sind mit den Be­ zugszeichen 41-47 bezeichnet. Jeder Farbfilter weist im wesent­ lichen die gleiche rhombenförmige Gestalt wie die photoelektri­ schen Elemente auf. Bei Betrachtung in Einfallsrichtung des mit dem Detektor nachzuweisenden Lichts sind die Farbfilter jeweils deckungsgleich über den zugeordneten photoelektrischen Elemen­ ten angeordnet. Jeder hexagonalen Zelle 10 mit den drei photo­ elektrischen Elementen 12, 14 und 16 sind drei Farbfilterele­ mente jeweils unterschiedlicher Farbe zugeordnet, die an den 120°-Winkel benachbarter Farbfilterelemente aneinander anstoßen (Zellenmittelpunkt). Somit umfaßt beispielsweise die hexagonale Detektorzelle 10 die Farbfilterelemente 22, 32 und 42. Eine weitere hexagonale Detektorgrundstruktur umfaßt die Farbfilte­ relemente 23, 33 und 43, etc.

In Fig. 2 ist auch dargestellt, wie die Farbfilterelemente in den einzelnen hexagonalen Zellen in bezug auf benachbarte hexa­ gonale Zellen angeordnet sind. Die Anordnung der den Detektor­ zellen zugeordneten Farbtripel ist derart, daß die Filterele­ mente dreier benachbarter Tripel wiederum eine Zelle bilden, die drei Filterelemente unterschiedlicher Farbcharakteristik be­ sitzt.

Bezüglich der Berührungspunkte, an denen die 120°-Winkel be­ nachbarter Farbfilterelemente aneinander anstoßen und die die Mittelpunkte einer hexagonalen Zelle sind, kann somit die Sen­ sorgrundstruktur halbzeilig und halbspaltig durch entsprechende Umgruppierung der den einzelnen Farbfilterelementen zugeordne­ ten photoelektrischen Elementen zu neuen sekundären hexagonalen Zellen verschoben werden.

Ein Beispiel für eine erste wiederholte Zellenstruktur ist in Fig. 2 dargestellt, wobei zur Hervorhebung der Zellenstruktur verstärkte Linien verwendet werden. Eine Verschiebung der hexagonalen Sensorzellenstrukturen ist entlang von drei, je­ weils einen 120°-Winkel bildenden Achsen möglich. Somit kann der Mittelpunkt A der zentralen Zelle 70 mit den Filterelemen­ ten 27, 37, 47 zum Mittelpunkt B einer eine Halbspalte nach links verschobenen Zelle mit den Filterelementen 33, 24, 47, oder zum Mittelpunkt C einer halbspaltig nach rechts und halb­ spaltig nach oben verschobenen Zelle mit Filterelementen 32, 27, 41, oder zum Mittelpunkt D einer halbspaltig nach rechts und halbspaltig nach unten verschobenen Zelle mit Filterelemen­ ten 26, 37, 45 verschoben werden.

Eine Anzahl von 6 _* n Zellen (Filter- bzw. Empfängertripel) um eine zentrale Zelle kann als ein System von n Ringen um eine zentrale Zelle angesehen werden. Das gesamte Detektorfeld ist hierbei aus 2 _* n + 1 Zeilen und

Zellen aufgebaut.

In Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der gesamten Detek­ torfläche dargestellt, bei der das gesamte, durch die hexagona­ len Zelle 10 aufgefüllte Detektorgebiet einer Fläche 80 in der Form eines regelmäßigen Sechsecks möglichst vollständig einbe­ schrieben ist.

In der Fig. 4A ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Farbsensors gezeigt. Die Quer­ schnittsansicht entspricht einem Schnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform entlang der Linie IV-IV. In der Oberfläche eines Substrats 140 sind die photoelektrischen Ele­ mente 110 regelmäßig ausgebildet. Dieser Oberfläche eines Substrats 140 liegt ein Filterträgersubstrat, beispielsweise aus Glas gegenüber, das an den photoelektrischen Elementen ge­ genüberliegenden und ausgerichteten Positionen Farbfilterele­ mente 130 aufweist. Die Farbfilterelemente könnten auch direkt auf die Detektorelemente 110 aufgebracht sein. Auf der den pho­ toelektrischen Elementen abgewandten Seite sind an dem Farbträ­ gersubstrat zu den photoelektrischen Elementen ausgerichtete Mikrolinsen 122 ausgebildet. Die Mikrolinsen können als aufge­ setzte Polymerlinsen oder als in das Filterträgersubstrat inte­ grierte GRIN-Linsen vorgesehen sein. Diese Linsen sind jeweils über einer hexagonalen Empfängergrundstruktur ausgebildet und dieser zugeordnet. Der Strahlengang durch die Mikrolinsen 120 ist durch das Bezugszeichen 122 beispielhaft veranschaulicht. Wie gezeigt, wird durch jede Mikrolinse das zugeordnete Bild­ feld auf eine der Größe der photoelektrischen Elemente entspre­ chende Fläche verkleinert. Damit kann die durch den Platzbedarf elektrischer Signalleitungen 112 (vgl. Fig. 4B) eingeschränkte effektive Sensorfläche kompensiert werden.

In Fig. 5 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform darge­ stellt, die als zentrales Element in der Sensorfläche eine Lichtquelle 200 umfaßt. Durch die Integration der Strahlungs­ quelle wird bei der Messung passiver Farboberflächen eine bes­ sere Homogenität der Ausleuchtung der Meßflächen und eine ste­ tige Benutzung eines definierten Beleuchtungsspektrums gewähr­ leistet.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, die anstelle der zentral angeordneten Strahlungsquelle in der Peripherie des photoelektrischen Gebiets angeordnete Lichtquellen 302, 304 und 306 aufweist. Die Lichtquellen können hybrid an dem die photo­ elektrischen Elemente tragenden Substrat 300 angebrachte LED-Chips oder präparierte Endstücke von Lichtleitfasern sein.

In Fig. 7 ist ein Querschnitt durch einen fertigkonfektionier­ ten Farbsensor gezeigt. In einem Standard-Multi-Pin-Gehäuse 870 mit Anschlußstiften oder Pins 874 ist über einem elektrischen Schaltkreis in Form eines Opto-ASIC-Chips 860, der in einer Wanne des Gehäuses versenkt fixiert ist, ein Substrat 840 mit den erfindungsgemäßen Photodetektoren angeordnet. Das Substrat mit den Photodetektoren steht in elektrischem Kontakt mit dem ASIC-Chip, der seinerseits über Bonddrähte 842 mit den An­ schluß-Pins 874 des Gehäuses 870 in Kontakt steht. Über dem die Photodetektoren tragenden Substrat 840 ist das Filtersubstrat 850 angeordnet, das ausführlicher in Fig. 4A dargestellt ist. Über dem beispielsweise an einem Absatz des Gehäuses angebrach­ ten Filtersubstrat in ein transparenter Gehäusedeckel, z. B. in der Form einer Kuppel, vorgesehen, der über Verbindungselemente 878 an dem Gehäuse 870 befestigt ist. Der Gehäusedeckel kann aus einer mechanisch gefaßten Spritzgußlinse bestehen, die zu­ sätzlich zur Verbesserung der Dynamikeigenschaften des Sensors mit einer Infrarot-Sperrfilterschicht versehen sein kann.

Claims (21)

1. Photodetektor zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrische Signale mit einer Vielzahl von nebeneinander an­ geordneten, getrennten photoelektrischen Elementen (12, 14, 16), dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Elemente jeweils rhombusförmig ausgebildet sind.

2. Photodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils drei photoelektrische Elemente unter Bildung einer hexagonalen Detektorzelle zusammengruppiert sind.

3. Photodetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die photoelektrischen Elemente einzeln elektrisch kon­ taktierbar sind.

4. Photodetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die aus einer Vielzahl aus photoelek­ trischen Elemente gebildete Detektorfläche derart aufgebaut ist, daß sie einem regelmäßigen Sechseck (80) unter optimaler Flächenabdeckung einbeschrieben ist.

5. Photodetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Strahlungsquelle vor­ gesehen ist.

6. Photodetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (200) zentral in der Fläche des Photode­ tektors angeordnet ist.

7. Photodetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Strahlungsquelle (302, 304, 306) peripherisch zu der von den photoelektrischen Elementen bedeckten Photodetek­ torfläche (80) angeordnet ist.

8. Photodetektor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strahlungsquellen auf einem Substrat (300) des Photodetektors integriert sind.

9. Farbsensor mit einem Photodetektor zur Umwandlung elektroma­ gnetischer Strahlung in elektrische Signale mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, getrennten photoelektrischen Elementen (12, 14, 10), denen jeweils ein Farbfilterelement (21-27, 31-37, 41-47) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Elemente und die Farbfilterelemente jeweils rhombenförmig ausgebildet sind.

10. Farbsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Elemente zusammengruppiert sind zur Bildung hexagonaler Detektorzellen, denen jeweils drei Filterelemente unterschiedlicher Farbcharakteristik zugeordnet sind.

11. Farbsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Detektorzellen zugeordneten Filterelemente derart angeordnet sind, daß jedes Tripel aus Filterelementen wiederum eine Zelle bildet, die drei Filterelemente unter­ schiedlicher Farbcharakteristik besitzt.

12. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Filterelemente jeweils eine von drei un­ terschiedlichen Farbcharakteristiken aufweisen.

13. Farbsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilterelemente an einem Filterträgersubstrat (150) vor­ gesehen sind, das mit einem Mikrolinsenfeld (120) versehen ist, wobei jeder hexagonalen Zelle eine Mikrolinse zugeordnet ist.

14. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein zusätzlicher Infrarotstrahlen absorbie­ render Filter (876) vorgesehen ist.

15. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aus einer Vielzahl aus photoelektrischen Elemente gebildete Detektorfläche derart aufgebaut ist, daß sie einem regelmäßigen Sechseck (80) unter optimaler Flächenabdeckung einbeschrieben ist.

16. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine Strahlungsquelle vorgesehen ist.

17. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (200) zentral in der Fläche des Photodetektors angeordnet ist.

18. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die oder jede Strahlungsquelle (302, 304, 306) peripherisch zu der von den photoelektrischen Elementen bedeckten Photodetektorfläche (80) angeordnet ist.

19. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strahlungsquellen auf einem Substrat (300) des Photodetektors integriert sind.

20. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich eine elektronische Ansteuerung (860) zur Ansteuerung der Detektorelemente vorgesehen ist.

21. Farbsensor nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß daß die photoelektrischen Elemente einzeln elektrisch kontaktierbar sind.