WO2016150826A1 - Sensorvorrichtung - Google Patents

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WO2016150826A1
WO2016150826A1 PCT/EP2016/055870 EP2016055870W WO2016150826A1 WO 2016150826 A1 WO2016150826 A1 WO 2016150826A1 EP 2016055870 W EP2016055870 W EP 2016055870W WO 2016150826 A1 WO2016150826 A1 WO 2016150826A1
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photodetector
sensor
optical axis
sensor device
photodetectors
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PCT/EP2016/055870
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Andreas Wojcik
Hubert Halbritter
Karsten Auen
Tim Boescke
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a sensor device.
  • the invention further relates to a lidar system and a vehicle.
  • a simple converging lens can image a bundle of light rays onto a photodiode array. Beams falling at a large angle on the converging lens with respect to the optical axis of the converging lens, meet in the image plane with a large distance from the optical axis to the Photodi ⁇ odenarray. The larger the distance from the optical axis in the image plane, the larger the aberration becomes (field curvature). The beam is now no longer focused in the image ⁇ level in a point, but mapped as el ⁇ liptischer spot.
  • Image aberrations can generally be compensated by complex optics, for example multi-lens objectives.
  • the object underlying the invention can be seen to provide an efficient concept, which can reduce an optical aberration of a lens assembly. This object is achieved by means of the respective subject matter of the un ⁇ dependent claims.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of each dependent Unteransprü ⁇ chen.
  • a sensor device comprising:
  • the plurality of photodetectors comprise at least one photodetector whose sensor surface has at least one property which is different from a property of a sensor surface ⁇ a photodetector of Dahl ⁇ number of photodetectors, based on the optical axis of the lens assembly closer to the optical axis the carrier surface is arranged as the at least one photodetector in order to reduce an optical aberration of the lens array.
  • a lidar system in yet another aspect, includes a laser for emitting electromagnetic radiation and the sensor device.
  • a vehicle in another aspect, includes the lidar system.
  • the invention is based on the realization that Ab Struktursfeh ⁇ ler, for example, a field curvature, a lens array in particular from a distance from the optical axis of the Lin- depend senaniser. That is to say that a mapping ⁇ error is usually larger, the larger the distance from the optical axis of the lens assembly. It is now provided according to the invention that at least one of the photodetectors has a sensor surface with a property that is different from a property of a sensor surface of another photodetector, which is arranged closer to the optical axis on the carrier surface than the optical axis of the lens arrangement the photodetector with the different sensor surface.
  • the sensor surface of a more distant photodetector thus has a different property with respect to a sensor surface of a photodetector, which is arranged closer to the optical axis.
  • the circumstance can advantageously be taken into account that an imaging error becomes greater with a greater distance to the optical axis.
  • an optical aberration of the lens arrangement can be reduced. This in particular by suitable adaptation of the property of the sensor surface.
  • phrases "at least one" includes in particular the phrase “one or more”.
  • the carrier is formed as a circuit board, which may also be referred to as a printed circuit board.
  • a printed circuit board is usually referred to in English as a "printed circuit board.”
  • the optical axis of the lens arrangement insbesonde ⁇ re the straight line, with the axis of symmetry of the lens Order matches. If the lens arrangement should comprise a plurality of lenses, the optical axis of the lens arrangement designates the line formed by the optical axis of the individual lenses.
  • the lens assembly comprises a single lens.
  • the lens arrangement comprises a plurality of lenses.
  • a lens according to the present invention is for example a converging lens.
  • the photodetectors are elements selected from the following group of photodetectors: photocell, photomultiplier, CMOS sensor, CCD sensor, photodiode, pin photodiode, avalanche photodiode, PSD (Position Sensitive Device) photodiode, phototransistor, Photoresistor.
  • the photodetectors are photodiodes, for example.
  • a photodetector in the sense of the present invention is therefore in particular an electronic component which converts light into an electrical signal using the photoelectric effect and / or exhibits an electrical resistance dependent on the trapped electromagnetic radiation.
  • the term "light” in the sense of the present invention comprises in particular "infrared light” and "ultraviolet
  • the electromagnetic ⁇ specific radiation in a wavelength range of, for example, 300 nanometers to 1200 nanometers.
  • partial regions of the above-mentioned wavelength range are provided.
  • the photodetectors are designed to detect ultraviolet light, or infrared light.
  • the Pho ⁇ todetektoren can measure or detect electromagnetic radiation in a wavelength range between 850 nm and 1000 nm and / or between 1520 nm and 1570 nm.
  • the at least one characteristic comprises an amount of the sensor surface relative to Trä ⁇ gerober Chemistry so that the at least one Photodetek ⁇ gate has a higher sensor surface as the photodetector, which is closer to ⁇ assigns to the optical axis on the support surface ,
  • the technical advantage is brought about that the aberration regarding a field curvature can be reduced or even compensated or corrected. Because, as already explained in the introduction, the field curvature increases, the greater the distance from the optical axis in the image plane. As a result, however, that according to the invention it is provided that the height of the sensor surface becomes larger further away from the optical axis, this aberration is efficiently reduced or even corrected.
  • the point in which the beam is focused by means of the lens arrangement is now opti ⁇ mally in the curved image plane or at least closer to the image plane than for the case that the height of the Sensorflä ⁇ surface of the at least one photodetector is the same as the Hö ⁇ He the sensor surface of the photodetector, which is arranged closer to the opti ⁇ 's axis on the support surface.
  • the beam would be represented as elliptical spot. However, this is due to the higher or greater height of the sensor surface of at least one photodetector ver ⁇ reduces or even avoided.
  • Carrier surface is greater than a length of the photodetector perpendicular to the carrier surface, which is arranged closer to the optical axis on the support surface.
  • This technical advantage is particularly causes efficient a photodetector can be effected a greater height of the sensor surface of the at least ⁇ . In particular, it is thus possible in an advantageous manner, even in the manufacture of the photodetector this form correspondingly longer.
  • the length here refers in particular to an extension of the photodetector perpendicular to the carrier surface.
  • the length can be referred to herein and in particular as a height or a thickness of the Pho ⁇ todetektors.
  • the photodetectors are formed as semiconductor components comprising different semiconductor layers, so that the greater length of the at least one photodetector is at least partially formed by means of a different layer thickness of at least one of the semiconductor layers with respect to the layer thicknesses of the photodetector closer to optical axis is arranged on the support surface.
  • the technical advantage is in particular causes can be efficiently formed longer or higher by changing process parameters during the production of the semiconductor devices of at least one Photode ⁇ Tektor.
  • a semiconductor component in the sense of the present invention comprises in particular a semiconductor layer as a substrate layer.
  • a semiconductor layer as a substrate layer.
  • the photodetectors differ only in their substrate layer thickness.
  • the further semiconductor layers are in particular identical. forms, so in particular have an equal layer thickness.
  • the greater length of the at least one photodetector is formed according to one embodiment exclusively by means of a different layer thickness of at least one of the semi ⁇ conductor layers. That means that according to this embodiment, the greater height of the sensor surface of the at least one photodetector ⁇ is effected exclusively via the different substrate layer thickness is, respectively.
  • the at least one photodetector is arranged on a arranged on the Susunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunasunsky spacer.
  • This technical advantage is particularly causes efficient a photodetector can be effected a greater height of the sensor surface of the at least ⁇ .
  • identical photo detectors can be used, since the greater height is effected in one embodiment exclusively by means of the spacer or is.
  • By a suitable choice of a spacer flexible adaptation to a specific sensor surface height is also possible in an advantageous manner.
  • the at least one photodetector is arranged on a arranged on the Trä ⁇ gerober Structure spacer, that means in particular that the at least one photodetector indirectly, ie by means of the spacer, is arranged on the Trä ⁇ gerober construction.
  • the spacer is a submount.
  • the submount has a carrier function, so it can be referred to as a carrier.
  • the submount may therefore be referred to as a subcarrier.
  • the spacer is formed as a printed circuit board or as a circuit board.
  • the spacer is a ceramic substrate in one embodiment.
  • the spacer is formed from a galvanically metallized plastic (so-called MID technology, the abbreviation MID standing for "Molded Interconnect Devices", ie injection molded circuit carriers) in that the spacer is formed, for example, as an MID component.
  • MID technology the abbreviation MID standing for "Molded Interconnect Devices", ie injection molded circuit carriers
  • the spacer comprises one or more plated-through holes for electrical contacting of the at least one photodetector.
  • a plated through hole in the sense of the present invention may be referred to in particular as a via.
  • one or more through contacts extend through the spacer so that the at least one photodetector can be electrically contacted via these plated-through holes.
  • the spacer comprises on its surface a metalization layer ⁇ for electrical contacting of the at least ei ⁇ NEN photodetector.
  • a metalization layer ⁇ for electrical contacting of the at least ei ⁇ NEN photodetector.
  • the metal tallticians slaughterwand ⁇ th of one of the support surface surface of the spacer on which the photodetector is arranged at least facing to the substrate surface surface of the spacer is formed to extend.
  • the technical advantage is achieved that an efficient electrical contacting of the at least one photodetector can be effected.
  • the metallization layer ⁇ approximately extends at least from the surface of the spacer which is remote from the support surface to the surface of the spacer which faces the support surface.
  • the at least one photodetector is arranged according to an embodiment on the surface of the spacer, which faces away from the carrier surface.
  • the spacer is in one embodiment with the surface, which faces the support surface is ⁇ arranged on the support surface.
  • the at least one property comprises a size of the sensor area, so that the at least one photodetector has a larger sensor area than the photodetector, which is arranged closer to the optical axis on the carrier surface.
  • the technical advantage in particular, is brought about that it can be prevented that a specific angle segment is prevented.
  • at a remote imaging relative to the optical axis is mapped to two photodetectors. Because due to the larger sensor area is a result of the imaging ⁇ error (curvature of field) is mapped generated elliptical spot only on the larger sensor area and not gleichzei ⁇ tig two smaller sensor surfaces of two Photodetekto ⁇ ren. Also, this can effectively reduce an optical aberration or even compensated or corrected.
  • the laser is a pulsed laser. So that means that the pulse laser emits laser pulses.
  • the lidar system can be advantageously used for optical distance measurement.
  • the laser emits electromagnetic radiation that is reflected from an object which ⁇ be found in the vicinity of the lidar system, for example, laser pulses.
  • the reflected electromagnetic radiation is detected or measured by means of the sensor device, more precisely by means of the photodetectors, so that a running time measurement is made possible.
  • the arrangement can todetektoren comprising the support and the plurality of photon, for example, as a photodetector array ⁇ be distinguished. If the photodetectors should be photodiodes, the arrangement can be referred to in particular as a photodiode array. This means that the sensor device comprises a photodetector array, in particular a photodiode array.
  • Fig. 2 is an enlarged detail of a section of
  • FIG. 8 the photodetector of FIG. 7 on a spacer
  • FIG. 9 shows the photodetector of FIG. 7 on a further spacer
  • FIG. 10 shows a sensor device
  • Fig. 11 is a Lidarsystem
  • Fig. 12 shows a vehicle.
  • the lens arrangement 101 comprises a converging lens 103, which is symbolically represented here by means of a double arrow.
  • An optical axis of the collecting lens 103, and thus the Lin ⁇ nozzle arrangement 101 is characterized by reference numeral 105th
  • the reference numeral 107 points to rays that are parallel to the optical axis 105. These rays 107 thus form an axis-parallel bundle of rays.
  • the condenser lens 103 breaks the individual beams 107 and focuses them on a point 111.
  • the beams refracted by the condenser lens 103 are referred to herein as focused beams and are designated by the reference numeral 109. That is to say that achspa ⁇ rallele radiation beam, ie the beams 107 are focused on a point, the point here 111th
  • rays 113 are drawn in, which do not run parallel to the optical axis 105. These rays 113 are also refracted by the converging lens 103. Analogous to the paraxial rays 107, the refracted beams are referred to as focused beams and provided with ⁇ means of the reference numeral 115 as well. The non-parallel rays 113 are therefore focused by means of the converging lens 103 at a point 117.
  • the curved surface 118 is the curved image plane.
  • the individual ray bundles are represented as a widened spot 121 due to the field curvature.
  • the beam of rays hitting the converging lens 103 at a large angle, for example the rays 113, is focused on the curved surface 118, the curved image plane, at a point, for example at the point 117.
  • this beam that is, for example, the rays 113, is represented as a widened spot 121.
  • the reference numeral 123 points to a detail in FIG. 1, which is shown enlarged in FIG.
  • 3 shows a photodiode array 301.
  • the photodiode array 301 includes a board 303 having a planar board surface 305. On the board surface 305 a plurality of photodiodes 307 are arranged. The photodiodes 307 each have a sensor surface 310, which faces away from the Plati ⁇ nenober Assembly 305.
  • the reference numerals 311, 313, 315, 317 point to respective bundles of rays, such as those of a lens arrangement, for example the converging lens 103 of FIG.
  • Fig. 1 are generated. That is, the converging lens 103 focuses the respective beams of the beams 311, 313, 315, 317, whereby due to the above-beschrie ⁇ surrounded aberration, the points on which the individual rays of the beams 311, 313, 315, 317 focused, more or less, depending on a distance from the optical axis 105, spaced from the sensor surface 310 are. This means that bundles of rays which are more distant from the optical axis 105 are focused less well on the sensor surface 310 in comparison to bundles of rays that are closer to the optical axis 105. For the sake of clarity, only the optical axis 105 is shown, but not the lens arrangement 101.
  • the reference numeral 311 denotes the beams for the outermost photodiodes 307 with respect to the optical axis 105.
  • the reference numeral 313 denotes the beams for the photodiodes 307 which are located at the third outermost with respect to the optical axis 105.
  • the reference numeral 315 denotes the radiation beams for the photodiodes 307, which are located on the second outermost of the optical axis 105 relative to the optical axis 105.
  • the reference numeral 317 denotes the radiation beams for the photodiodes 307, which are closest to the optical axis 105 relative to the optical axis 105.
  • a bes ⁇ sere image of the individual light rays is possible.
  • the photodiode 307 which, based on these photodetectors further away from the optical axis 105 are disposed on the sinker surface 305, a lower Abbil ⁇ extension of the beams of the individual beam bundles is realized. That is, that the larger the distance of a de Photodio ⁇ 307 from the optical axis 105, the stronger the aberration, especially the curvature of field.
  • the reference numeral 319 points to a section of the photodiode array 301, which is shown enlarged in FIG. As the detail enlargement according to FIG. 4 shows, the rays of the radiation beam 311 are not imaged on the sensor surface 310 more than one point, but rather as an enlarged or widened spot.
  • Fig. 5 shows a sensor device 501.
  • the sensor device 501 comprises a carrier 503, which may be formed, for example, as a circuit board. Such a board may also be referred to as a base board. Thus, also generally the carrier 503 may be referred to as a base carrier.
  • the sensor device 501 comprises a plurality of photodetectors 505, which are arranged on a planar carrier surface 507 of the carrier 503.
  • the photodetectors 505 each have a photosensitive sensor surface 509.
  • the photodetectors 505 are arranged on the carrier surface 507 such that the photosensitive sensor surface 509 of the respective photodetectors 505 faces away from the carrier surface 507.
  • the photodetectors 505 are, for example, photodiodes.
  • the optical axis is only 105 egg ne lens array located, but not the lens Nano ⁇ rdnung itself. This is the sensor surfaces 509 over so that the lens assembly, not shown, may map electromagnetic ⁇ diagram radiation on the sensor surfaces.
  • the photodetectors 505 thus lie between the carrier 503 and the lens arrangement.
  • the reference numeral 511 points to a detail of the sensor device 501, which is shown enlarged in FIG.
  • Reference numeral 513 indicates a curly bracket that indicates a height of the sensor surface 509 of the outermost photodetector 505 with respect to the support surface 507.
  • the reference numeral 515 points to a curly bracket which indicates a height of the sensor surface 509 of the third outermost photodetector 505 with respect to the optical axis 105.
  • the reference numeral 517 on a curly Klam ⁇ mer, the bezo ⁇ gen indicates the height of the second outermost photodetector 505 to the optical axis 105th As shown in FIG. 5, the heights 513, 515, 517 are different among ⁇ .
  • the height 513 is greater than the height 515, which is greater than the height 517. That is to say that, depending RESIZE ⁇ SSER the distance of a photodetector 505 based on the op- Tables axis 105 to the optical axis 105, the greater is the height of the sensor surface 509 of the corresponding Photode ⁇ tektors 505.
  • the respective heights of the sensor surfaces 509 are adapted to the ER witnessed due to the field curvature aberration.
  • the sensor surfaces 509 of the individual photodetectors 505 lie closer to the actual point due to the different heights, on which the lens arrangement focuses the individual beams of the radiation beams 311, 313, 315, 317.
  • a size of a possibly widened spot is minimized, so that ultimately a reduction of the aberration is effected.
  • the detail enlargement of FIG. 6 shows this clearly when this detail enlargement is compared with the detail enlargement of FIG. 4.
  • a single photodetector 505 may generally form one pixel in a photodetector array.
  • al ⁇ is generally provided according to one embodiment, that in such a photodetector array having the individual pixels have different heights, the heights are a function of a distance to the optical axis 105th
  • Fig. 7 shows a photodetector 701 formed as a semiconductor device.
  • the reference numerals 703, 705, 707, 709, 711, 713, 715 respectively show semiconductor layers constituting the photodetector 701.
  • the reference numeral 703 indicates a rear side contact, not shown in detail, of the photodetector 701.
  • the reference numeral 705 points to a substrate ⁇ layer, which may be n + -doped, for example.
  • the reference symbol 707 points to an n + -doped semiconductor layer.
  • the reference numeral 709 points to a p + -doped semiconductor ⁇ layer.
  • Reference numeral 711 points to an n + -doped semiconductor layer.
  • Reference numeral 713 indicates an S1O 2 semiconductor layer.
  • Reference numeral 715 points to a
  • Reference numeral 717 shows electrical contacts, for example, aluminum contacts, for the purpose of electrical contacting of the photodetector 701, which is formed here as a photo diode ⁇ .
  • a photodiode is constructed as a semiconductor device with individual semiconductor layers with appropriate doping, the skilled person is known as such and will therefore not be explained in detail in this context.
  • Layer thickness 719 which is symbolized here by a double arrow ⁇
  • the substrate layer 705, the de Photodio ⁇ is varied 701.
  • a height of the sensor surface 509 can be varied by means of different substrate layer thicknesses.
  • Such photodiodes 701 may then be used as photodetectors 505 of the sensor device 501.
  • the varying of the layer thicknesses 719 of the substrate layers 705 can advantageously be effected or carried out in an efficient manner already in a semiconductor manufacturing process of the photodiodes 701. This means that the photodiodes 701 are already provided with these different layer thicknesses during their production.
  • Fig. 8 shows a further possibility to achieve differing ⁇ che height of the sensor surface 509th
  • the photodetector 701 which may be formed for example as a photodiode, arranged on ei ⁇ nem spacer 801, this Abstandshal ⁇ ter 801 is disposed on the support surface 507th This means that the photodetector 701 is arranged indirectly on the carrier surface 507, that is, by means of the spacer 801.
  • the spacer 801 is formed as a submount according to one embodiment.
  • the spacer 801 is formed as a printed circuit board or as a circuit board.
  • the spacer 801 has two vias 803, by means of which the photodetector 701 can be electrically contacted.
  • a height of the spacer 801 is shown symbolically by a double arrow with the reference numeral 805.
  • the height of the spacer 801 here refers to the extension of the spacer 801 in the vertical direction with respect to the planar support surface 507.
  • a different level of Sensorflä ⁇ che 509 relative to the support surface 507 can be achieved. That is to say, according to the exemplary embodiment of FIG. 8, a variation of the height of the sensor surfaces 509 can be achieved, for example, by using individual printed circuit boards as so-called submounts, generally by using spacers of different heights, for the individual photodetectors 701.
  • the spacers 801, in particular the printed circuit boards, have plated-through holes 803 in order to advantageously produce an electrical contact between a rear side of the photodiode 701, here the side of the layer 703 facing the spacer 801, and the carrier surface 507.
  • Such spacers may thus be used, for example, for the photodetectors 505 of the sensor device 501.
  • the Sensorvor ⁇ device 501 may comprise photodetectors 701 that are arranged analogously to FIG. 8 are each on a spacer eight hundred and first
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment which is formed substantially analogously to the exemplary embodiment of FIG. 8.
  • another spacer 901 is provided instead of the spacer 801, which comprises a metallization layer 903.
  • This metallization layer 903 extends from a surface 905 of the spacer 901, which faces the photodetector 701, to a surface 907 of the spacer 901, which faces the support surface 507.
  • the metallization extends approximately layer 903 from an upper surface (surface 905) to ei ⁇ ner lower side (surface 907) of the spacer 901.
  • a height of the spacer 901 is also designated by the reference numeral 805.
  • the spacer 901 is, for example, a ceramic substrate provided with the metallization layer 903, for example.
  • the spacer 901 is formed from a galvanically metallized plastic (so-called MID technology, the abbreviation MID standing for "Molded Interconnect Devices", ie injection-molded circuit carriers) play is formed as a MID component.
  • MID technology the abbreviation MID standing for "Molded Interconnect Devices", ie injection-molded circuit carriers
  • the metallization layer 903 ⁇ effected in particular in that an electric Kon ⁇ clock between a rear side of the photodetector 701 and the support surface can be made 507th
  • the heights of the individual sensor surfaces 509 can thus be varied by using spacers 901 of different heights.
  • the photodiodes 701 according to FIG. 8 and / or 9 comprising the different heights of the sensor surfaces 509 generated by the spacers 801, 901 can be used as photodetectors 505 of the sensor device 501 according to FIG. 5.
  • FIG. 10 shows a sensor device 1001.
  • the sensor device 1001 is constructed essentially analogously to the sensor device 501 of FIG. 5. As a difference, the sensor surfaces 509 of the photodetectors 505 of the sensor device 1001 all have a same height. In order nevertheless to be able to reduce or correct the aberration (field curvature), it is provided according to this embodiment that a size of the sensor surfaces 509 is varied as a function of a distance of the corresponding photodetector 505 from the optical axis 105.
  • reference numeral 1003 Symbolically shows the reference numeral 1003 a brace, the size of the sensor surface 509 of the outermost photodetector 505 with respect to the optical axis 105 indicative ⁇ distinguished.
  • reference numeral 1005 an overall swept clip which symbolically identifies the size of the sensor surface 509 of the photodetector 505, which is arranged relative to the optical axis 105 as the third outermost on the Sugoberflä ⁇ che 507th As shown in FIG.
  • the size 1003 of the sensor surface 509 of the outermost photodetector 505 is larger than the size of the sensor surface 509 of the photodetector 505 located closer to the optical axis 105 on the support surface 507 with respect to the outermost photodetector 505.
  • 11 shows a lidar system 1101.
  • the lidar system 1101 comprises a laser 1103, in particular a pulse laser, for emitting electromagnetic radiation, in particular laser pulses.
  • the lidar system 1101 includes a sensor 1105, as already described for the case of game ⁇ above in connection with Figures 5 to 10 and in the general description.
  • Such lidar system 1101 may be used for example for opti ⁇ cal distance measurement to an object in the environment of Lidarsys- tems 1,101th
  • the laser 1103 emits electromagnetic radiation, in particular laser pulses.
  • a running time measurement can thus advantageously be carried out, by means of which a distance to the object can again be determined.
  • FIG. 12 shows a vehicle 1201.
  • the vehicle 1201 includes the lidar system 1101 of FIG. 11.
  • the present invention provides a effi ⁇ gent concept ready, which allows imaging ⁇ error of a lens array in a simple way, without a complicated and expensive optics, reduced or compensated can be. It is this approximate shape provided by an execution that the individual photodetectors, in particular the individual photodiodes depends are executed by their distance from the optical axis of the lens arrangement in a greater height to an image plane to the ge ⁇ arched image field of the lens assembly, generally may be referred to as an optical system. That means in particular that the greater a distance from the optical axis of a photo detector ⁇ rule, the greater height of the photodetector.
  • the increased height of the sensor surfaces of the photodetectors can be achieved in one embodiment by changing process parameters in the manufacture of the individual photodetectors. For example, it may be provided another substrate ⁇ thick.
  • a change in the height of the photodetectors may be accomplished by using spacers, for example, submounts, mounted or disposed between the photodetector and the carrier.
  • provision may also be made for the photodetectors to be executed in a different base area, that is to say to have differently sized sensor areas. This means in particular that larger photodetectors are used at a greater distance from the optical axis, ie photodetectors comprising a larger sensor area. In this way can be si ⁇ cher ceremonies advantageously that a defined angular segment only is submitbil ⁇ det onto a sensor surface of a single photodetector.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, umfassend: - einen Träger, - der eine ebene Trägeroberfläche aufweist, - auf welcher eine Vielzahl von Photodetektoren angeordnet sind, - die jeweils eine der Trägeroberfläche abgewandte photosensitive Sensorfläche aufweisen, und - eine den Sensorflächen gegenüberliegend angeordnete und eine optische Achse aufweisende Linsenanordnung zur optischen Abbildung von elektromagnetischer Strahlung auf die Sensorflächen, so dass die Linsenanordnung elektromagnetische Strahlung auf die Sensorflächen abbilden kann, - wobei die Vielzahl von Photodetektoren zumindest einen Photodetektor umfassen, dessen Sensorfläche zumindest eine Eigenschaft aufweist, die verschieden von einer Eigenschaft einer Sensorfläche eines Photodetektors der Vielzahl von Photodetektoren ist, der bezogen auf die optische Achse der Linsenanordnung näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist als der zumindest eine Photodetektor, um einen optischen Abbildungsfehler der Linsenanordnung zu vermindern. Die Erfindung betrifft ferner ein Lidarsystem sowie ein Fahrzeug.

Description

SENSORVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Lidarsystem und ein Fahrzeug.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 104 208.8, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Eine einfache Sammellinse kann ein Bündel Lichtstrahlen auf ein Photodiodenarray abbilden. Strahlenbündel, die unter ei- nem großen Winkel auf die Sammellinse fallen bezogen auf die optische Achse der Sammellinse, treffen in der Bildebene mit einem großen Abstand von der optischen Achse auf das Photodi¬ odenarray. Je größer der Abstand von der optischen Achse in der Bildebene wird, desto größer wird der Abbildungsfehler (Bildfeldwölbung) . Das Strahlenbündel wird nun in der Bild¬ ebene nicht mehr in einen Punkt fokussiert, sondern als el¬ liptischer Fleck abgebildet.
Somit ist es bei größeren Photodiodenarrays in der Regel nicht möglich, auch auf den weit von der optischen Achse entfernten Photodioden eine fokussierte Abbildung zu erreichen. Dies führt zu einer Verschlechterung der Auflösung in den Randbereichen, da ein bestimmtes Winkelsegment dann auf zwei Photodioden abgebildet wird.
Abbildungsfehler können generell durch aufwendige Optiken, zum Beispiel mehrlinsige Objektive, kompensiert werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gese- hen werden, ein effizientes Konzept bereitzustellen, welches einen optischen Abbildungsfehler einer Linsenanordnung vermindern kann. Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der un¬ abhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprü¬ chen .
Nach einem Aspekt wird eine Sensorvorrichtung bereitgestellt, umfassend :
- einen Träger,
- der eine ebene Trägeroberfläche aufweist,
- auf welcher eine Vielzahl von Photodetektoren angeordnet sind,
- die jeweils eine der Trägeroberfläche abgewandte photo¬ sensitive Sensorfläche aufweisen, und
- eine den Sensorflächen gegenüberliegend angeordnete und eine optische Achse aufweisende Linsenanordnung zur opti¬ schen Abbildung von elektromagnetischer Strahlung auf die Sensorflächen, so dass die Linsenanordnung elektromagnetische Strahlung auf die Sensorflächen abbilden kann,
- wobei die Vielzahl von Photodetektoren zumindest einen Photodetektor umfassen, dessen Sensorfläche zumindest eine Eigenschaft aufweist, die verschieden von einer Eigen¬ schaft einer Sensorfläche eines Photodetektors der Viel¬ zahl von Photodetektoren ist, der bezogen auf die optische Achse der Linsenanordnung näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist als der zumindest eine Photodetektor, um einen optischen Abbildungsfehler der Linsenanordnung zu vermindern.
Nach noch einem Aspekt wird ein Lidarsystem bereitgestellt, welches einen Laser zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung und die Sensorvorrichtung umfasst.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches das Lidarsystem umfasst.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Abbildungsfeh¬ ler, zum Beispiel eine Bildfeldwölbung, einer Linsenanordnung insbesondere von einem Abstand zur optischen Achse der Lin- senanordnung abhängen. Das heißt also, dass ein Abbildungs¬ fehler in der Regel größer wird, je größer der Abstand zur optischen Achse der Linsenanordnung ist. Es ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest einer der Photodetekto- ren eine Sensorfläche mit einer Eigenschaft aufweist, die verschieden von einer Eigenschaft einer Sensorfläche eines weiteren Photodetektors ist, der bezogen auf die optische Achse der Linsenanordnung näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist als der Photodetektor mit der verschiedenen Sensorfläche. Die Sensorfläche eines weiter entfernten Photodetektors weist also eine andere Eigenschaft auf bezogen auf eine Sensorfläche eines Photodetektors, der näher zur optischen Achse angeordnet ist. Durch diese unterschiedliche Eigenschaft kann in vorteilhafter Weise dem Um- stand Rechnung getragen werden, dass ein Abbildungsfehler größer wird mit größerer Distanz zur optischen Achse. Dadurch kann also in vorteilhafter Weise ein optischer Abbildungsfehler der Linsenanordnung vermindert werden. Dies insbesondere durch geeignete Anpassung der Eigenschaft der Sensorfläche.
Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich Sensorflä¬ chen von Photodetektoren von Sensorflächen von weiteren Photodetektoren unterscheiden, die weiter entfernt von der optischen Achse angeordnet sind.
Die Formulierung „zumindest ein (e) " umfasst insbesondere die Formulierung „ein (e) oder mehrere".
Nach einer Ausführungsform ist der Träger als eine Platine gebildet, die auch als eine Leiterplatte bezeichnet werden kann. Eine Leiterplatte wird in der Regel auf englisch als „printed circuit board" bezeichnet. Durch das Vorsehen einer Platine als Träger kann in vorteilhafter Weise eine effiziente elektrische Kontaktierung der Photodetektoren bewirkt wer- den.
Die optische Achse der Linsenanordnung bezeichnet insbesonde¬ re die gerade Linie, die mit der Symmetrieachse der Linsenan- Ordnung übereinstimmt. Sofern die Linsenanordnung mehrere Linsen umfassen sollte, bezeichnet die optische Achse der Linsenanordnung die Linie, die durch die optische Achse der einzelnen Linsen gebildet wird.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Linsenanordnung eine einzelne Linse.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Linsenanord- nung mehrere Linsen.
Eine Linse im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel eine Sammellinse. Nach einer Ausführungsform sind die Photodetektoren Elemente ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Photodetektoren: Photozelle, Photomultiplier, CMOS-Sensor, CCD-Sensor, Photodiode, pin-Photodiode, Avalanche-Photodiode, PSD-Photodiode (PSD = Position Sensitive Device) , Phototransistor, Photowider- stand. Das heißt also insbesondere, dass die Photodetektoren zum Beispiel Photodioden sind.
Ein Photodetektor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist also insbesondere ein elektronisches Bauelement, welches Licht unter Benutzung des photoelektrischen Effekts in ein elektrisches Signal umwandelt und/oder einen von der eingefangenen elektromagnetischen Strahlung abhängigen elektrischen Widerstand zeigt. Der Begriff „Licht" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere „Infrarotlicht" und „ultraviolettes
Licht". Das heißt also insbesondere, dass die elektromagneti¬ sche Strahlung in einem Wellenlängenbereich von zum Beispiel 300 Nanometern bis 1200 Nanometern liegt. Insbesondere sind Teilbereiche des vorstehend genannten Wellenlängenbereichs vorgesehen. Zum Beispiel sind die Photodetektoren ausgebildet, ultraviolettes Licht oder Infrarotlicht zu erfassen. Insbesondere bei der Verwendung der Sensorvorrichtung in ei- nem Lidarsystem ist beispielsweise vorgesehen, dass die Pho¬ todetektoren elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 850 nm und 1000 nm und/oder zwischen 1520 nm und 1570 nm messen oder erfassen können.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eigenschaft eine Höhe der Sensorfläche relativ zur Trä¬ geroberfläche umfasst, so dass der zumindest eine Photodetek¬ tor eine höhere Sensorfläche aufweist als der Photodetektor, der näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche ange¬ ordnet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der Abbildungsfehler betreffend eine Bildfeldwölbung vermindert oder sogar kompensiert oder korrigiert werden kann. Denn wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt, wird die Bildfeldwölbung größer, je größer der Abstand von der optischen Achse in der Bildebene wird. Dadurch aber, dass erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass weiter beabstandet von der optischen Achse die Höhe der Sensorfläche größer wird, wird dieser Abbildungsfehler effizient vermindert oder sogar korrigiert. Der Punkt, in welchem das Strahlenbündel mittels der Linsenanordnung fokussiert wird, liegt nun opti¬ malerweise in der gewölbten Bildebene oder zumindest näher an der Bildebene als für den Fall, dass die Höhe der Sensorflä¬ che des zumindest einen Photodetektors gleich ist wie die Hö¬ he der Sensorfläche des Photodetektors, der näher zur opti¬ schen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist. Im letz¬ teren Fall würde das Strahlenbündel als elliptischer Fleck abgebildet. Dies wird aber aufgrund der höheren oder größeren Höhe der Sensorfläche des zumindest einen Photodetektors ver¬ mindert oder sogar vermieden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ei- ne Länge des zumindest einen Photodetektors senkrecht zur
Trägeroberfläche größer ist als eine Länge des Photodetektors senkrecht zur Trägeroberfläche, der näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass effizient eine größere Höhe der Sensorfläche des zumin¬ dest einen Photodetektors bewirkt werden kann. Insbesondere ist es somit in vorteilhafter Weise ermöglicht, bereits bei der Herstellung des Photodetektors diesen entsprechend länger auszubilden .
Die Länge bezeichnet hier insbesondere eine Ausdehnung des Photodetektors senkrecht zur Trägeroberfläche. Die Länge kann hier insbesondere als eine Höhe oder als eine Dicke des Pho¬ todetektors bezeichnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Photodetektoren als verschiedene Halbleiterschichten umfassende Halbleiterbauteile gebildet sind, so dass die größere Länge des zumindest einen Photodetektors zumindest teilweise mittels einer unterschiedlichen Schichtdicke von zumindest einer der Halbleiterschichten gebildet ist bezogen auf die Schichtdicken des Photodetektors, der näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass effizient durch geänderte Prozessparameter bei der Her- Stellung der Halbleiterbauteile der zumindest eine Photode¬ tektor länger oder höher ausgebildet werden kann.
Ein Halbleiterbauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung um- fasst insbesondere eine Halbleiterschicht als Substrat- Schicht. Zum Beispiel ist nach einer Ausführungsform vorgese¬ hen, dass die Substratschicht des zumindest einen Photodetek¬ tors mit der Sensorfläche aufweisend die verschiedene Eigen¬ schaft dicker ausgebildet wird respektive ist im Vergleich zu der Substratschicht des Photodetektors, der näher zur opti- sehen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist. Somit ist also insbesondere vorgesehen, dass sich die Photodetekto¬ ren lediglich in ihrer Substratschichtdicke unterscheiden. Die weiteren Halbleiterschichten sind insbesondere gleich ge- bildet, weisen also insbesondere eine gleiche Schichtdicke auf .
Die größere Länge des zumindest einen Photodetektors wird nach einer Ausführungsform ausschließlich mittels einer unterschiedlichen Schichtdicke von zumindest einer der Halb¬ leiterschichten gebildet. Das heißt also, dass gemäß dieser Ausführungsform die größere Höhe der Sensorfläche des zumin¬ dest einen Photodetektors ausschließlich über die unter- schiedliche Substratschichtdicke bewirkt wird respektive ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zumindest eine Photodetektor auf einem auf der Trägeroberflä¬ che angeordneten Abstandshalter angeordnet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass effizient eine größere Höhe der Sensorfläche des zumin¬ dest einen Photodetektors bewirkt werden kann. Insbesondere ist es somit in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass identi- sehe Photodetektoren verwendet werden können, da die größere Höhe nach einer Ausführungsform ausschließlich mittels des Abstandshalters bewirkt wird respektive ist. Durch geeignete Wahl eines Abstandshalters ist ferner in vorteilhafter Weise eine flexible Anpassung an eine bestimmte Sensorflächenhöhe ermöglicht.
Dass der zumindest eine Photodetektor auf einem auf der Trä¬ geroberfläche angeordneten Abstandshalter angeordnet ist, heißt also insbesondere, dass der zumindest eine Photodetek- tor mittelbar, also mittels des Abstandshalters, auf der Trä¬ geroberfläche angeordnet ist. Dies als Unterschied zu einer Ausführungsform ohne einen Abstandshalter, in welcher der zumindest eine Photodetektor unmittelbar auf der Trägeroberflä¬ che angeordnet ist.
Nach einer Ausführungsform ist der Abstandshalter ein Sub- mount . Der Submount weist insbesondere eine Trägerfunktion auf, kann also als ein Träger bezeichnet werden. Zu besseren Unterscheidung von dem vorstehend bezeichneten Träger kann der Submount daher als ein Subträger bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform ist der Abstandshalter als eine Leiterplatte oder als eine Platine gebildet.
Der Abstandshalter ist nach einer Ausführungsform ein Keramiksubstrat . Alternativ zu einem Keramiksubstrat kann nach einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Abstandshalter aus einem galvanisch metallisierten Kunststoff gebildet ist (sogenannte MID-Technologie, wobei die Abkürzung MID für „Molded Inter- connect Devices", also spritzgegossene Schaltungsträger, steht) . Das heißt also, dass der Abstandshalter zum Beispiel als ein MID-Bauteil gebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstandshalter eine oder mehrere Durchkontaktierungen für ei- ne elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors umfasst.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors ermöglicht ist. Eine Durchkontaktierung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere als ein Via bezeichnet werden.
Das heißt also insbesondere, dass eine oder mehrere Durchkon- taktierungen durch den Abstandshalter verlaufen, so dass über diese Durchkontaktierungen der zumindest eine Photodetektor elektrisch kontaktiert werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstandshalter auf seiner Oberfläche eine Metallisierungs¬ schicht für eine elektrische Kontaktierung des zumindest ei¬ nen Photodetektors umfasst. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors ermöglicht ist. In der Regel ist das Aufbringen einer Metallisierungsschicht auf den Abstandshal- ter ein technisch einfach zu realisierender Prozess, so dass die entsprechende Sensorvorrichtung einfach hergestellt werden kann.
Nach noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Me- tallisierungsschicht von einer der Trägeroberfläche abgewand¬ ten Oberfläche des Abstandshalters, auf welcher der zumindest eine Photodetektor angeordnet ist, zu einer der Trägeroberfläche zugewandten Oberfläche des Abstandshalters verlaufend gebildet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors bewirkt werden kann. Die Metallisie¬ rungsschicht verläuft also zumindest von der Oberfläche des Abstandshalters, die der Trägeroberfläche abgewandt ist, zu der Oberfläche des Abstandshalters, die der Trägeroberfläche zugewandt ist.
Der zumindest eine Photodetektor ist nach einer Ausführungs- form auf der Oberfläche des Abstandshalters angeordnet, die der Trägeroberfläche abgewandt ist. Der Abstandshalter ist nach einer Ausführungsform mit der Oberfläche, die der Trägeroberfläche zugewandt ist, auf der Trägeroberfläche ange¬ ordnet .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eigenschaft eine Größe der Sensorfläche um- fasst, so dass der zumindest eine Photodetektor eine größere Sensorfläche aufweist als der Photodetektor, der näher zur optischen Achse auf der Trägeroberfläche angeordnet ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass verhindert werden kann, dass ein bestimmtes Winkelseg- ment bei einer entfernten Abbildung bezogen auf die optische Achse auf zwei Photodetektoren abgebildet wird. Denn aufgrund der größeren Sensorfläche wird ein aufgrund des Abbildungs¬ fehlers (Bildfeldwölbung) erzeugter elliptischer Fleck nur auf die größere Sensorfläche abgebildet und nicht gleichzei¬ tig auf zwei kleineren Sensorflächen von zwei Photodetekto¬ ren. Auch dadurch kann effizient ein optischer Abbildungsfehler vermindert oder sogar kompensiert oder korrigiert werden. Nach einer Ausführungsform ist der Laser ein Impulslaser. Das heißt also, dass der Impulslaser Laserimpulse emittiert.
Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine effiziente optische Distanzmessung ermöglicht. Das Lidarsystem kann in vorteilhafter Weise für eine optische Distanzmessung verwendet werden. Hierbei emittiert der Laser elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel Laserimpulse, die von einem Objekt, welches sich im Umfeld des Lidarsystems be¬ findet, reflektiert wird. Teilweise wird die reflektierte elektromagnetische Strahlung mittels der Sensorvorrichtung, genauer mittels der Photodetektoren, erfasst oder gemessen, so dass eine LaufZeitmessung ermöglicht ist.
Die Anordnung umfassend den Träger und die Vielzahl von Pho- todetektoren kann zum Beispiel als ein Photodetektorarray be¬ zeichnet werden. Sofern die Photodetektoren Photodioden sein sollten, kann die Anordnung insbesondere als ein Photodiode- narray bezeichnet werden. Das heißt also, dass die Sensorvorrichtung ein Photodetektorarray, insbesondere ein Photodiodenarray, umfasst.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei Fig. 1 eine Linsenanordnung,
Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung eines Ausschnitts der
Linsenanordnung der Fig. 1,
Fig. 3 ein Photodiodenarray,
Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung eines Ausschnitts des
Photodiodenarrays gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Sensorvorrichtung,
Fig. 6 eine Ausschnittsvergrößerung eines Ausschnitts der
Sensorvorrichtung gemäß Fig. 5
Fig. 7 einen Photodetektor,
Fig. 8 den Photodetektor der Fig. 7 auf einem Abstandshal- ter,
Fig. 9 den Photodetektor der Fig. 7 auf einem weiteren Abstandshalter, Fig. 10 eine Sensorvorrichtung,
Fig. 11 ein Lidarsystem und
Fig. 12 ein Fahrzeug zeigen .
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszei¬ chen verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine Linsenanordnung 101. Die Linsenanordnung 101 umfasst eine Sammellinse 103, die hier symbolisch mittels eines Doppelpfeils dargestellt ist. Eine optische Achse der Sammellinse 103 und somit der Lin¬ senanordnung 101 ist mittels des Bezugszeichens 105 gekenn- zeichnet.
Das Bezugszeichen 107 zeigt auf Strahlen, die parallel zur optischen Achse 105 verlaufen. Diese Strahlen 107 bilden also ein achsparalleles Strahlenbündel. Die Sammellinse 103 bricht die einzelnen Strahlen 107 und fokussiert sie auf einen Punkt 111. Die mittels der Sammellinse 103 gebrochenen Strahlen werden hier als fokussierte Strahlen bezeichnet und sind mit dem Bezugszeichen 109 versehen. Das heißt also, dass achspa¬ rallele Strahlenbündel, also die Strahlen 107, auf einen Punkt, hier den Punkt 111, fokussiert werden.
Weiterhin sind Strahlen 113 eingezeichnet, die nicht parallel zur optischen Achse 105 verlaufen. Diese Strahlen 113 werden ebenfalls mittels der Sammellinse 103 gebrochen. Analog zu den achsparallelen Strahlen 107 werden auch hier die gebrochenen Strahlen als fokussierte Strahlen bezeichnet und mit¬ tels des Bezugszeichens 115 versehen. Die nicht parallelen Strahlen 113 werden also mittels der Sammellinse 103 in einem Punkt 117 fokussiert.
Aufgrund von Abbildungsfehlern (Bildfeldwölbung) der Sammellinse 103 liegen die Punkte 111, 117, also allgemein die Punkte, auf welchen die einzelnen Strahlenbündel mittels der Sammellinse 103 fokussiert werden, nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern vielmehr in einer gewölbten Fläche, die hier symbolisch mit dem Bezugszeichen 118 versehen ist. Die gewölbte Fläche 118 ist die gewölbte Bildebene.
Auf einer geraden Ebene 119, die senkrecht zur optischen Ach- se 109 und durch den Punkt 111 verläuft, werden die einzelnen Strahlenbündel aufgrund der Bildfeldwölbung als aufgeweiteter Fleck 121 dargestellt. Das unter großem Winkel auf die Sammellinse 103 treffende Strahlenbündel, zum Beispiel die Strahlen 113, wird auf die gewölbte Fläche 118, die gewölbte Bildebene, in einem Punkt, zum Beispiel im Punkt 117, fokussiert. Auf der geraden Ebene 119 wird aber dieses Strahlenbündel, also zum Beispiel die Strahlen 113, als aufgeweiteter Fleck 121 dargestellt.
Das Bezugszeichen 123 zeigt auf einen Ausschnitt in der Fig. 1, welcher in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist.
Der vorstehend beschriebene Abbildungsfehler führt also zu einer Bildfeldwölbung. Wenn dieser Abbildungsfehler nicht korrigiert oder kompensiert oder zumindest vermindert wird, kann eine Situation entstehen, wie sie im Folgenden im Zusam- menhang mit der Fig. 3 näher beschrieben wird.
Fig. 3 zeigt ein Photodiodenarray 301.
Das Photodiodenarray 301 umfasst eine Platine 303 aufweisend eine ebene Platinenoberfläche 305. Auf der Platinenoberfläche 305 sind mehrere Photodioden 307 angeordnet. Die Photodioden 307 weisen jeweils eine Sensorfläche 310 auf, die der Plati¬ nenoberfläche 305 abgewandt sind. Die Bezugszeichen 311, 313, 315, 317 zeigen auf jeweilige Strahlenbündel, wie sie von ei- ner Linsenanordnung, zum Beispiel der Sammellinse 103 der
Fig. 1, erzeugt werden. Das heißt also, dass die Sammellinse 103 die entsprechenden Strahlen der Strahlenbündel 311, 313, 315, 317 fokussiert, wobei aufgrund des vorstehend beschrie¬ benen Abbildungsfehlers die Punkte, auf welchen die einzelnen Strahlen der Strahlenbündel 311, 313, 315, 317 fokussiert werden, mehr oder weniger, abhängig von einem Abstand zur optischen Achse 105, beabstandet zur Sensorfläche 310 liegen. Das heißt also, dass Strahlenbündel, die mehr beabstandet zur optischen Achse 105 verlaufen, weniger gut auf die Sensorflä- che 310 fokussiert werden im Vergleich zu Strahlenbündel, die näher an der optischen Achse 105 liegen. Der Übersicht halber ist lediglich die optische Achse 105 eingezeichnet, nicht jedoch die Linsenanordnung 101.
Das Bezugszeichen 311 kennzeichnet die Strahlenbündel für die äußersten Photodioden 307 bezogen auf die optische Achse 105. Das Bezugszeichen 313 kennzeichnet die Strahlenbündel für die Photodioden 307, die bezogen auf die optische Achse 105 am drittäußersten liegen. Das Bezugszeichen 315 kennzeichnet die Strahlenbündel für die Photodioden 307, die bezogen auf die optische Achse 105 am zweitäußersten von der optischen Achse 105 liegen. Das Bezugszeichen 317 kennzeichnet die Strahlenbündel für die Photodioden 307, die bezogen auf die optische Achse 105 am nähesten dran an der optischen Achse 105 liegen. Für die Photodioden 307, die näher an der optischen Achse 105 auf der Platinenoberfläche 305 angeordnet sind, ist eine bes¬ sere Abbildung der einzelnen Lichtstrahlen ermöglicht. Für die Photodioden 307, die bezogen auf diese Photodetektoren weiter entfernt von der optischen Achse 105 auf der Platinen- Oberfläche 305 angeordnet sind, ist eine schlechtere Abbil¬ dung der Strahlen der einzelnen Strahlenbündel realisiert. Das heißt also, dass je größer die Entfernung einer Photodio¬ de 307 von der optischen Achse 105 ist, desto stärker ist der Abbildungsfehler, hier insbesondere die Bildfeldwölbung.
Das Bezugszeichen 319 zeigt auf einen Ausschnitt des Photodi- odenarrays 301, der in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist. Wie die Ausschnittsvergrößerung gemäß Fig. 4 zeigt, werden die Strahlen des Strahlenbündels 311 auf der Sensorfläche 310 nicht mehr als ein Punkt abgebildet, sondern vielmehr als ein vergrößerter oder aufgeweiteter Fleck.
Fig. 5 zeigt eine Sensorvorrichtung 501. Die Sensorvorrichtung 501 umfasst einen Träger 503, der zum Beispiel als eine Platine gebildet sein kann. Eine solche Platine kann auch als eine Basisplatine bezeichnet werden. Somit kann auch allgemein der Träger 503 als ein Basisträger bezeichnet werden.
Die Sensorvorrichtung 501 umfasst mehrere Photodetektoren 505, die auf einer ebenen Trägeroberfläche 507 des Trägers 503 angeordnet sind. Die Photodetektoren 505 weisen jeweils eine photosensitive Sensorfläche 509 auf. Die Photodetektoren 505 sind derart auf der Trägeroberfläche 507 angeordnet, dass die photosensitive Sensorfläche 509 der jeweiligen Photode- tektoren 505 der Trägeroberfläche 507 abgewandt ist.
Die Photodetektoren 505 sind zum Beispiel Photodioden.
Der Übersicht halber ist lediglich die optische Achse 105 ei- ne Linsenanordnung eingezeichnet, nicht jedoch die Linsenano¬ rdnung selbst. Diese liegt den Sensorflächen 509 gegenüber, so dass die nicht dargestellte Linsenanordnung elektromagne¬ tische Strahlung auf die Sensorflächen abbilden kann. Die Photodetektoren 505 liegen also zwischen dem Träger 503 und der Linsenanordnung.
Das Bezugszeichen 511 zeigt auf einen Ausschnitt der Sensorvorrichtung 501, der in Fig. 6 vergrößert dargestellt ist. Das Bezugszeichen 513 zeigt auf eine geschweifte Klammer, die eine Höhe der Sensorfläche 509 des äußersten Photodetektors 505 bezogen auf die Trägeroberfläche 507 kennzeichnet. Analog zeigt das Bezugszeichen 515 auf eine geschweifte Klammer, die eine Höhe der Sensorfläche 509 des drittäußersten Photodetek- tors 505 bezogen auf die optische Achse 105 kennzeichnet.
Analog zeigt das Bezugszeichen 517 auf eine geschweifte Klam¬ mer, die die Höhe des zweitäußersten Photodetektors 505 bezo¬ gen auf die optische Achse 105 kennzeichnet. Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Höhen 513, 515, 517 unter¬ schiedlich. Hierbei ist die Höhe 513 größer als die Höhe 515, die größer als die Höhe 517 ist. Das heißt also, dass je grö¬ ßer der Abstand eines Photodetektors 505 bezogen auf die op- tische Achse 105 zur optischen Achse 105 ist, desto größer ist die Höhe der Sensorfläche 509 des entsprechenden Photode¬ tektors 505. Vorzugsweise werden die entsprechenden Höhen der Sensorflächen 509 an die aufgrund des Abbildungsfehlers er- zeugte Bildfeldwölbung angepasst. Doch selbst wenn nicht der Idealverlauf der Bildfeldwölbung erzielt wird, so liegen die Sensorflächen 509 der einzelnen Photodetektoren 505 aufgrund der unterschiedlichen Höhen näher am eigentlichen Punkt an, auf welchem die Linsenanordnung die einzelnen Strahlen der Strahlenbündel 311, 313, 315, 317 fokussiert. Somit wird also eine Größe eines eventuell aufgeweiteten Flecks minimiert, so dass letztlich darüber eine Verminderung des Abbildungsfehlers bewirkt ist. Die Ausschnittsvergrößerung der Fig. 6 zeigt dies anschaulich, wenn diese Ausschnittsvergrößerung mit der Ausschnittsvergrößerung der Fig. 4 verglichen wird.
Somit kann also in vorteilhafter Weise ermöglicht werden, dass auch in einem großen Abstand von der optischen Achse 105 eine Abbildung der Strahlen in einem Punkt oder zumindest in einem aufgeweiteten Fleck mit einer verminderten Größe bezogen auf den nicht korrigierten Fall erfolgen kann. Ein einzelner Photodetektor 505 kann zum Beispiel allgemein einen Pixel in einem Photodetektorarray bilden. Somit ist al¬ so allgemein nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass in einem solchen Photodetektorarray die einzelnen Pixel unterschiedliche Höhen aufweisen, wobei die Höhen abhängig von ei- ner Distanz zur optischen Achse 105 sind.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese unterschiedlichen Höhen zu bewirken. Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, um diese unterschiedlichen Höhen zu bewir- ken.
Fig. 7 zeigt einen Photodetektor 701, der als ein Halbleiterbauteil gebildet ist. Die Bezugszeichen 703, 705, 707, 709, 711, 713, 715 zeigen jeweils auf Halbleiterschichten, die den Photodetektor 701 bilden. Das Bezugszeichen 703 zeigt auf einen nicht im Detail dargestellten Rückseitenkontakt des Photodetektors 701.
Im Einzelnen zeigt das Bezugszeichen 705 auf eine Substrat¬ schicht, die zum Beispiel n+-dotiert sein kann. Das Bezugs¬ zeichen 707 zeigt auf eine n+-dotierte Halbleiterschicht. Das Bezugszeichen 709 zeigt auf eine p+-dotierte Halbleiter¬ schicht. Das Bezugszeichen 711 zeigt auf eine n+-dotierte Halbleiterschicht. Das Bezugszeichen 713 zeigt auf eine S1O2- Halbleiterschicht . Das Bezugszeichen 715 zeigt auf eine
Si3N4-Halbleiterschicht .
Das Bezugszeichen 717 zeigt auf elektrische Kontakte, zum Beispiel Aluminiumkontakte, zwecks elektrischer Kontaktierung des Photodetektors 701, der hier als eine Photodiode ausge¬ bildet ist. Wie eine Photodiode als ein Halbleiterbauteil mit einzelnen Halbleiterschichten mit entsprechender Dotierung aufgebaut ist, ist dem Fachmann als solches bekannt und wird daher in diesem Zusammenhang nicht näher erläutert werden.
Es ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine
Schichtdicke 719, die hier symbolisch mittels eines Doppel¬ pfeils dargestellt ist, der Substratschicht 705 der Photodio¬ de 701 variiert wird. Das heißt also, dass mittels einer Va¬ riation der Schichtdicke 719 der Substratschicht 705 unter¬ schiedliche Längen der Photodiode 701 erzielt werden können, wobei die Länge die Ausdehnung der Photodiode 701 bezogen auf eine Richtung senkrecht zur Trägeroberfläche 507 bezeichnet. Somit kann also in vorteilhafter Weise eine Höhe der Sensorfläche 509 mittels unterschiedlicher Substratschichtdicken variiert werden.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Variation der Dicke der Substratschicht ist es somit in vorteilhafter Weise ermög¬ licht, mehrere Photodioden 701 mit unterschiedlichen Sub- stratschichtdicken 719 der Substratschicht 705 herzustellen. Solche Photodioden 701 können dann als Photodetektoren 505 der Sensorvorrichtung 501 verwendet werden. Das Variieren der Schichtdicken 719 der Substratschichten 705 kann in vorteilhafter Weise effizient bereits bei einem Halb- leiterherstellungsprozess der Photodioden 701 bewirkt oder durchgeführt werden. Das heißt also, dass die Photodioden 701 bereits bei ihrer Herstellung mit diesen unterschiedlichen Schichtdicken versehen werden.
Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit, um eine unterschiedli¬ che Höhe der Sensorfläche 509 zu erzielen. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Photodetektor 701, der zum Beispiel als eine Photodiode gebildet sein kann, auf ei¬ nem Abstandshalter 801 angeordnet, wobei dieser Abstandshal¬ ter 801 auf der Trägeroberfläche 507 angeordnet ist. Das heißt also, dass der Photodetektor 701 mittelbar, also mit- tels des Abstandshalters 801, auf der Trägeroberfläche 507 angeordnet ist.
Der Abstandshalter 801 ist nach einer Ausführungsform als ein Submount gebildet. Insbesondere ist der Abstandshalter 801 als eine Leiterplatte oder als eine Platine gebildet.
Der Abstandshalter 801 weist zwei Durchkontaktierungen 803 auf, mittels welchen der Photodetektor 701 elektrisch kontaktiert werden kann.
Eine Höhe des Abstandshalters 801 ist symbolisch mit einem Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 805 dargestellt. Die Höhe des Abstandshalters 801 bezieht sich hier auf die Ausdehnung des Abstandshalters 801 in senkrechter Richtung bezogen auf die ebene Trägeroberfläche 507. Durch die Verwendung von unterschiedlich hohen Abstandshaltern 801 kann also eine unterschiedliche Höhe der Sensorflä¬ che 509 bezogen auf die Trägeroberfläche 507 erzielt werden. Das heißt also, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 eine Variation der Höhe der Sensorflächen 509 zum Beispiel durch Verwendung von einzelnen Leiterplatten als sogenannte Submounts, allgemein durch die Verwendung von Abstandshaltern unterschiedlicher Höhe, für die einzelnen Photodetektoren 701 erzielt werden kann. Die Abstandshalter 801, insbesondere die Leiterplatten, verfügen über Durchkontaktierungen 803, um in vorteilhafter Weise einen elektrischen Kontakt zwischen einer Rückseite der Photodiode 701, hier die Seite der Schicht 703, die dem Abstandshalter 801 zugewandt ist, und der Trägerober- fläche 507 herzustellen. Solche Abstandshalter können also zum Beispiel für die Photodetektoren 505 der Sensorvorrichtung 501 verwendet werden. Insbesondere kann die Sensorvor¬ richtung 501 Photodetektoren 701 aufweisen, die analog zu Fig. 8 jeweils auf einem Abstandshalter 801 angeordnet sind.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen analog zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 gebildet ist. Als ein Unterschied ist hier anstelle des Abstandshalters 801 ein anderer Abstandshalter 901 vorgesehen, der eine Metalli- sierungsschicht 903 umfasst. Diese Metallisierungsschicht 903 verläuft von einer Oberfläche 905 des Abstandshalters 901, die dem Photodetektor 701 zugewandt ist, bis zu einer Oberfläche 907 des Abstandshalters 901, die der Trägeroberfläche 507 zugewandt ist. Allgemein verläuft also die Metallisie- rungsschicht 903 von einer Oberseite (Oberfläche 905) zu ei¬ ner Unterseite (Oberfläche 907) des Abstandshalters 901.
Analog zu Fig. 8 ist auch hier eine Höhe des Abstandshalters 901 mit dem Bezugszeichen 805 gekennzeichnet.
Der Abstandshalter 901 ist zum Beispiel ein Keramiksubstrat, das zum Beispiel mit der Metallisierungsschicht 903 versehen ist. Alternativ zu einem Keramiksubstrat kann nach einer Aus- führungsform vorgesehen sein, dass der Abstandshalter 901 aus einem galvanisch metallisierten Kunststoff gebildet ist (sogenannte MID-Technologie, wobei die Abkürzung MID für „Molded Interconnect Devices", also spritzgegossene Schaltungsträger, steht) . Das heißt also, dass der Abstandshalter 901 zum Bei¬ spiel als ein MID-Bauteil gebildet ist. Die Metallisierungs¬ schicht 903 bewirkt insbesondere, dass ein elektrischer Kon¬ takt zwischen einer Rückseite des Photodetektors 701 und der Trägeroberfläche 507 hergestellt werden kann.
Analog zu Fig. 8 können somit die Höhen der einzelnen Sensorflächen 509 mittels Verwendung von unterschiedlich hohen Abstandshaltern 901 variiert werden. Somit können also zum Beispiel die Photodioden 701 gemäß Fig. 8 und/oder 9 umfassend die mittels der Abstandshalter 801, 901 erzeugten unterschiedlichen Höhen der Sensorflächen 509 als Photodetektoren 505 der Sensorvorrichtung 501 gemäß Fig. 5 verwendet werden.
Fig. 10 zeigt eine Sensorvorrichtung 1001.
Die Sensorvorrichtung 1001 ist im Wesentlichen analog zu der Sensorvorrichtung 501 der Fig. 5 aufgebaut. Als ein Unterschied weisen die Sensorflächen 509 der Photodetektoren 505 der Sensorvorrichtung 1001 alle eine gleiche Höhe auf. Um dennoch den Abbildungsfehler (Bildfeldwölbung) vermindern o- der korrigieren oder kompensieren zu können, ist gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen, dass eine Größe der Sensorflächen 509 abhängig von einer Distanz des entsprechenden Photodetektors 505 zur optischen Achse 105 variiert wird.
Symbolisch zeigt das Bezugszeichen 1003 auf eine geschweifte Klammer, die die Größe der Sensorfläche 509 des äußersten Photodetektors 505 bezogen auf die optische Achse 105 kenn¬ zeichnet. Analog zeigt das Bezugszeichen 1005 auf eine ge- schweifte Klammer, die symbolisch die Größe der Sensorfläche 509 des Photodetektors 505 kennzeichnet, der bezogen auf die optische Achse 105 als drittäußerstes auf der Trägeroberflä¬ che 507 angeordnet ist. Wie die Fig. 10 anschaulich zeigt, ist die Größe 1003 der Sensorfläche 509 des äußersten Photodetektors 505 größer als die Größe der Sensorfläche 509 des Photodetektors 505, der bezogen auf den äußersten Photodetektor 505 näher an der optischen Achse 105 auf der Trägeroberfläche 507 angeordnet ist .
Das heißt also insbesondere, dass mit einem größeren Abstand von der optischen Achse 105 auch größere Photodetektoren 505, also größere Sensorflächen, verwendet werden. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass ein definiertes Winkelsegment bezogen auf die optische Achse 105 nur auf einer Sensorfläche 509 eines Photodetektors 505 abge- bildet wird.
Fig. 11 zeigt ein Lidarsystem 1101.
Das Lidarsystem 1101 umfasst einen Laser 1103, insbesondere einen Impulslaser, zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Laserimpulsen. Das Lidarsystem 1101 umfasst eine Sensorvorrichtung 1105, wie sie zum Bei¬ spiel vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 10 und im allgemeinen Beschreibungsteil bereits beschrieben wurde.
Ein solches Lidarsystem 1101 kann zum Beispiel für eine opti¬ sche Distanzmessung zu einem Objekt im Umfeld des Lidarsys- tems 1101 verwendet werden. Hierbei emittiert der Laser 1103 elektromagnetische Strahlung, insbesondere Laserimpulse. Ein Objekt, welches sich im Umfeld des Lidarsystems 1101 befin¬ det, reflektiert diese elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zurück in Richtung der Sensorvorrichtung 1105, die mittels der Photodetektoren diese zurückreflektierte elektro¬ magnetische Strahlung erfassen kann. Somit kann also in vor- teilhafter Weise eine LaufZeitmessung durchgeführt werden, worüber wiederum eine Distanz zum Objekt bestimmt werden kann . Fig. 12 zeigt ein Fahrzeug 1201.
Das Fahrzeug 1201 umfasst das Lidarsystem 1101 der Fig. 11. Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein effizi¬ entes Konzept bereit, welches es ermöglicht, dass Abbildungs¬ fehler einer Linsenanordnung auf eine einfache Art, also ohne eine aufwendige und kostenintensive Optik, vermindert oder kompensiert werden können. Es ist hierbei nach einer Ausfüh- rungsform vorgesehen, dass die einzelnen Photodetektoren, insbesondere die einzelnen Photodioden, abhängig von ihrem Abstand zur optischen Achse der Linsenanordnung in einer größeren Höhe ausgeführt werden, um eine Bildebene an das ge¬ wölbte Bildfeld der Linsenanordnung, die allgemein als ein optisches System bezeichnet werden kann, anzupassen. Das heißt also insbesondere, dass je größer ein Abstand zur opti¬ schen Achse eines Photodetektors ist, desto größer ist eine Höhe des Photodetektors. Die größere Höhe der Sensorflächen der Photodetektoren kann zum Beispiel nach einer Ausführungsform durch geänderte Prozessparameter bei der Herstellung der einzelnen Photodetektoren erreicht werden. Zum Beispiel kann eine andere Substrat¬ dicke vorgesehen sein. Außerdem kann nach einer Ausführungs- form eine Änderung der Höhe der Photodetektoren durch Verwendung von Abstandshaltern, zum Beispiel von Submounts, erfolgen, die zwischen dem Photodetektor und dem Träger montiert oder angeordnet werden. Nach einer Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Photodetektoren in unterschiedlicher Grundfläche ausgeführt werden, also unterschiedlich große Sensorflächen aufweisen. Das heißt also insbesondere, dass mit einem größeren Abstand von der optischen Achse auch größere Photodetektoren verwendet werden, also Photodetektoren umfassend eine größere Sensorfläche. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise si¬ chergestellt werden, dass ein definiertes Winkelsegment nur auf eine Sensorfläche eines einzelnen Photodetektors abgebil¬ det wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
BEZUGSZEICHENLISTE
101 Linsenanordnung
103 Samme11inse
105 optische Achse
107 Strahlen, parallel zur optischen Achse
109 fokussierte Strahlen
111 Punkt, auf welchen die fokussierten Strahlen fokussiert sind
113 Strahlen, nicht parallel zur optischen Achse
115 fokussierte Strahlen
117 Punkt, auf welchen die fokussierten Strahlen fokussiert sind
118 gewölbte Fläche
119 Bildebene
121 aufgeweiteter Fleck
123 Ausschnitt
301 Photodiodenarray
303 Platine
305 Platinenoberfläche
307 Photodiode
310 Sensorfläche der Photodiode
311, 313, 315, 317 Strahlenbündel
319 Ausschnitt
501 Sensorvorrichtung
503 Träger
505 Photodetektor
507 Trägeroberfläche
509 photosensitive Sensorfläche
511 Ausschnitt
513, 515, 517 Höhe
701 Photodetektor
703 Rückseitenkontakt
705 Substratschicht
707, 709, 711, 713, 715 Halbleiterschichten
717 elektrischer Kontakt
719 Schichtdicke der Substratschicht
701 Photodetektor 801 Abstandshalter
803 Durchkontaktierung
805 Höhe
901 Abstandshalter
903 Metallisierungsschicht
905 Oberfläche des Abstandshalters
907 Oberfläche des Abstandshalters
1001 Sensorvorrichtung
1003, 1005 Größe der Sensorfläche
1101 Lidarsystem
1103 Laser
1105 Sensorvorrichtung
1201 Fahrzeug

Claims

PATENTA S PRÜCHE
Sensorvorrichtung (501, 1001), umfassend:
- einen Träger (503) ,
- der eine ebene Trägeroberfläche (507) aufweist,
- auf welcher eine Vielzahl von Photodetektoren (505, 701) angeordnet sind,
- die jeweils eine der Trägeroberfläche (507) abgewandte photosensitive Sensorfläche (509) aufweisen, und
- eine den Sensorflächen (509) gegenüberliegend angeord¬ nete und eine optische Achse (105) aufweisende Lin¬ senanordnung (101) zur optischen Abbildung von elektromagnetischer Strahlung auf die Sensorflächen (509), so dass die Linsenanordnung (101) elektromagnetische Strahlung auf die Sensorflächen (509) abbilden kann,
- wobei die Vielzahl von Photodetektoren (505, 701) zumindest einen Photodetektor (505, 701) umfassen, dessen Sensorfläche (509) zumindest eine Eigenschaft (513, 515, 517, 1003, 1005) aufweist, die verschieden von einer Eigenschaft (513, 515, 517, 1003, 1005) ei¬ ner Sensorfläche (509) eines Photodetektors (505, 701) der Vielzahl von Photodetektoren (505, 701) ist, der bezogen auf die optische Achse (105) der Linsenanord¬ nung (101) näher zur optischen Achse (105) auf der Trägeroberfläche (507) angeordnet ist als der zumin¬ dest eine Photodetektor (505, 701), um einen optischen Abbildungsfehler der Linsenanordnung (101) zu vermindern . 2. Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Eigenschaft (513, 515, 517, 1003, 1005) ei¬ ne Höhe (513, 515, 517) der Sensorfläche (509) relativ zur Trägeroberfläche (507) umfasst, so dass der zumindest eine Photodetektor (505, 701) eine höhere Sensorfläche (509) aufweist als der Photodetektor (505, 701), der näher zur optischen Achse (105) auf der Trägeroberfläche (507) ange¬ ordnet ist. Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 2, wobei eine Länge (719, 805) des zumindest einen Photodetektors (505, 701) senkrecht zur Trägeroberfläche (507) größer ist als eine Länge (719, 805) des Photodetektors (505, 701) senk¬ recht zur Trägeroberfläche (507), der näher zur optischen Achse (105) auf der Trägeroberfläche (507) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 3, wobei die Photodetektoren (505, 701) als verschiedene Halbleiterschichten umfassende Halbleiterbauteile gebildet sind, so dass die größere Länge (719, 805) des zumindest einen Pho¬ todetektors (505, 701) zumindest teilweise mittels einer unterschiedlichen Schichtdicke von zumindest einer der Halbleiterschichten gebildet ist bezogen auf die Schichtdicken des Photodetektors (505, 701), der näher zur opti¬ schen Achse (105) auf der Trägeroberfläche (507) angeord¬ net ist.
Sensorvorrichtung (501, 1001) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zumindest eine Photodetektor (505, 701) auf einem auf der Trägeroberfläche (507) angeordneten Ab¬ standshalter (801, 901) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 5, wobei der Abstandshalter (801, 901) eine oder mehrere Durchkontak- tierungen für eine elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors (505, 701) umfasst.
Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Abstandshalter (801, 901) auf seiner Oberfläche eine Metallisierungsschicht (903) für eine elektrische Kontaktierung des zumindest einen Photodetektors (505, 701) umfasst.
Sensorvorrichtung (501, 1001) nach Anspruch 7, wobei die Metallisierungsschicht (903) von einer der Trägeroberflä¬ che (507) abgewandten Oberfläche (905) des Abstandshalters (801, 901), auf welcher der zumindest eine Photodetektor (505, 701) angeordnet ist, zu einer der Trägeroberfläche (507) zugewandten Oberfläche (907) des Abstandshalters (801, 901) verlaufend gebildet ist.
9. Sensorvorrichtung (501, 1001) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zumindest eine Eigenschaft (513, 515, 517, 1003, 1005) eine Größe der Sensorfläche (509) um- fasst, so dass der zumindest eine Photodetektor (505, 701) eine größere Sensorfläche (509) aufweist als der Photode¬ tektor (505, 701), der näher zur optischen Achse (105) auf der Trägeroberfläche (507) angeordnet ist.
10. Lidarsystem, umfassend einen Laser (1003) zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung und die Sensorvorrichtung (501, 1001) nach einem der vorherigen Ansprüche.
11. Fahrzeug (1201), umfassend das Lidarsystem (1101) nach Anspruch 10.
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