WO2018141711A1 - Messanordnung mit einem optischen sender und einem optischen empfänger - Google Patents

Messanordnung mit einem optischen sender und einem optischen empfänger Download PDF

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WO2018141711A1
WO2018141711A1 PCT/EP2018/052209 EP2018052209W WO2018141711A1 WO 2018141711 A1 WO2018141711 A1 WO 2018141711A1 EP 2018052209 W EP2018052209 W EP 2018052209W WO 2018141711 A1 WO2018141711 A1 WO 2018141711A1
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receiver
transmitter
receiving
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PCT/EP2018/052209
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Dirk Becker
Martin Haushalter
Claus Jaeger
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • G01V8/14—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver using reflectors

Definitions

  • the invention relates to a measuring arrangement with an optical transmitter and an optical receiver.
  • the object of the invention is to provide an improved measuring arrangement with an optical transmitter and an optical receiver.
  • An advantage of the proposed measuring arrangement is that a further reduction of interference radiation is achieved.
  • means are provided which reduce the reception of interfering radiation, which is not reflected by the object measuring radiation.
  • a cover is provided for this purpose, wherein the cover is at least partially in the transmission is arranged in the receiving space and space between the transmitter and receiver and the object to be measured.
  • the cover has a passband, the passband being transparent to the measurement radiation and transparent to the measurement radiation reflected by the object.
  • the passband includes the broadcast room and the reception room.
  • the passage region is formed in the form of a continuous surface.
  • the transmitter and the receiver are arranged very close to each other so that a single passband can be used.
  • the transmitter is arranged in the receiving space, wherein the transmitter covers a part of the reception ⁇ space against a reception of reflected measuring radiation.
  • the receiving surface of the receiver has an inactive surface area. In the inactive area, the received reflected measurement radiation is not evaluated.
  • the inactive area includes at least one ring shape ⁇ arranged around the partial surface, which is su ⁇ shadowed by the transmitter on the receiving surface.
  • the ring shape may also be formed in the form of a continuous surface, which comprises a ring shape in the outer region. The surface may comprise the shaded by the transmitter ⁇ te receiving surface.
  • the arrangement of the transmitter on the receiver in the reception room space is saved.
  • the arrangement can be provided with a small footprint.
  • an increase of interference radiation is compensated by the arrangement of the transmitter in the receiving room thereby or at least reduced by the inactive area is seen before ⁇ .
  • the inactive area is formed in such a way that at least a portion of the interference caused by the arrangement of the transmitter in the receiving room is not detected and evaluated by the receiver.
  • the inactive surface area can be realized by the fact that in inactive surface area no receiving surface is provided or that the intended receiving surface is covered and is protected against receipt of reflected measuring radiation.
  • the inactive surface area may be imple- mented in that an intended receiving surface is not ak ⁇ tiv and is not used for the reception of reflected measuring radiation.
  • a receiving surface of the receiver which is provided for the reception of a reflected measuring radiation, divided into at least two partial surfaces.
  • at least one partial surface can be designed to be activatable and / or deactivatable. In an activated state, the partial surface is designed to detect the reflected measuring radiation. In the deactivated state, the partial surface is formed so as not to detect the reflected measuring radiation. In this way, the receiver with the two faces is individually applicable.
  • the receiver can be set individually to a given measurement situation.
  • the measuring situation by the nature of the Whether ⁇ jektes or the distance of the object with respect to the
  • Measuring arrangement can be influenced. Furthermore, it may be advantageous to operate both the first and the second partial area in the deactive state. This can be advantageous if too high a proportion of interfering radiation is received on both subareas and therefore the reflected measurement radiation of interest can no longer be detected to a sufficient extent.
  • a receiving surface of the receiver is located completely in the receiving space, which adjoins the receiver via the passage region. This is a compact design of the reception area made light ⁇ .
  • the existing receiving surface is used efficiently because the entire receiving surface is located in the receiving space, which is defined by the passage area.
  • the receiving surface is formed at least partially circular. Due to the pitch circle ⁇ form a precise boundary of the receiving surface may be realized on egg nen in cross section part-circular receiving space.
  • the passage opening is formed in such a way that the receiving space on the receiving surface of Emp ⁇ catcher has at least one partial circular shape.
  • the passage region is formed at least partially circular.
  • the passage area may be circular.
  • the Emp ⁇ circumferential surface may be semicircular.
  • the and / or the receiver comprises an optical element, in particular a lens for improved radiation guidance.
  • an optical element in particular a lens for improved radiation guidance.
  • at least one optical element having an improved radiation guide a better guidance of the emitted measuring radiation and / or the reflected and received measuring radiation can be achieved.
  • both the transmitter and the receiving surface of the receiver can be realized in a smaller area with the same measurement performance.
  • the construction of the measuring arrangement can be realized with a smaller area requirement and a smaller design.
  • the optical element can be realized as a single lens for the transmitter and / or the receiver.
  • an optical element may be provided in common for the transmitter and the receiver. In this case, the optical element extends both over the transmitting space of the transmitter and over the receiving space of the receiver.
  • the optical element in particular the lens or the lenses may be formed as a ge ⁇ reported optical element made of a molding material.
  • the receiving surface of the receiver has a U-shape with two legs and with a connection region.
  • the receiving surface can also be formed of several separate partial receiving surfaces.
  • the partial receiving surfaces may form a U-shape and receive the transmitter at least partially between the two legs of the U-shape.
  • the partial receiving surfaces may be square or rectangular in shape and partially protrude laterally beyond the receiving space. Although this provides a part of the receiving surface without receiving function, the structure of the receiving surface is simpler and less expensive.
  • in the inactive area of the receiving surface not receiving surface is seen pre ⁇ . As a result, the actual reception area is limited to the area which is actually provided for the reception of a measuring radiation.
  • the receiving surface is provided in the inactive area, but covered and protected from the reception of radiation.
  • the inactive area of the receiving surface ge ⁇ genüber a reception of interference but also protected against a receiving measurement radiation.
  • the covered area of the receiving surface is particularly so large ⁇ relationship, in the manner stated that little or no interference radiation is received.
  • the receiving surface is provided in the inactive surface area, but deactivated.
  • This can be realized for example by a segmented circumferential surface recom-, wherein a segment of the reception area ⁇ forms the inactive surface area and this segment is disabled and is not used for the reception of the measuring radiation.
  • a segment of the reception area ⁇ forms the inactive surface area and this segment is disabled and is not used for the reception of the measuring radiation.
  • a further second embodiment is in the transmission room of the
  • the lens is molded from a molding material, wherein the lens and the transmitter Wenig ⁇ least covers the recipient.
  • the receiver may also be provided with a lens.
  • the formation of the lens from a molding material is simple and inexpensive to manufacture.
  • both the lens for the transmitter and the lens for the receiver made in a simple manner who ⁇ .
  • the lens for the transmitter is mounted in a holder.
  • the holder is mounted on the transmitter and / or on the receiver and positions the lens at a predetermined distance from the transmitter.
  • the holder surrounds and covers the transmitter.
  • the holder laterally comprises the lens so that interference generated by the lens is blocked by the holder from hitting the receiving surface of the receiver. As a result, interference radiation for the receiver can be reduced.
  • the transmitter is angeord ⁇ net on the receiver or on the receiving surface of the receiver.
  • the receiver has a receiving surface which is arranged on an evaluation chip.
  • the receiving surface has a smaller area than the evaluation chip. This realizes a simple and compact design of the receiver.
  • a cover with a passage region is provided.
  • the passband is transparent to the measuring radiation and the reflected measuring radiation.
  • the passband comprises or defines the send room and the receive room.
  • the passage region is formed in the form of a continuous surface.
  • the partial surfaces are strip-shaped. This embodiment is particularly advantageous when the transmitter is arranged laterally next to the receiver.
  • two or more strip-shaped partial surfaces may be provided.
  • the faces can be the same length and the same width exhibit.
  • the strip-shaped partial surfaces may also have different lengths and / or different widths.
  • strip-shaped partial surfaces it is also possible to provide square partial surfaces or circular partial surfaces. Due to the activatability or deactivability of the partial surfaces, it is possible to realize a surface shape of the active partial surfaces of the receiving surface adapted to the measuring situation. This reduces or minimizes the reception of interference radiation.
  • the partial surfaces are annular, wherein the transmitter is arranged in the receiving space above the receiving surface.
  • the transmitter is arranged in the receiving space above the receiving surface.
  • An area of the receiving surface which is shaded by the transmitter can be covered, deactivated or free of receiving surface.
  • a first partial surface may be arranged annularly around the shaded region of the receiving surface.
  • the at least one other surface portion is annularly formed ⁇ out the ers ⁇ th partial area or the first partial surfaces.
  • at least one of the annular partial surfaces can be deactivated and thereby reduce the reception of interfering radiation.
  • the annular formation of the partial surfaces can be realized for example in the form of annular surfaces.
  • the innermost partial surface may also be formed as a circular surface.
  • the annular part surfaces in the form of closed strip rings with a plurality of rectilinearly adjacent strip portions are formed.
  • a strip ring can have at least three strip sections, in particular four strip sections.
  • an innermost partial surface may have a triangular surface, a rectangular surface or a polygon surface.
  • the receiving surface is designed as a segmented photodiode or in the form of a plurality of photodiodes. Using the segmented photodiode or the multiple photodiodes, the proposed faces can be realized easily and inexpensively. In addition, the faces of the receiving surface can be evaluated independently.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a first embodiment of a measuring arrangement with a transmitter and with a receiver, a schematic cross section through the first embodiment, a schematic representation of a receiver with a partially circular side contour of the receiving area,
  • FIG. 4 is a schematic representation of a receiver with a U-shaped receiving surface
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a receiver with a plurality of receiving surfaces arranged in a U-shape
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a cross section through a second embodiment of a measuring arrangement with a transmitter and a receiver, FIG the transmitter is located in the receiving room of the receiver,
  • Fig. 10 is a schematic representation of a third measuring arrangement
  • Fig. 11 is a schematic plan view of a first exporting ⁇ approximate shape of the receiver with segmented receiving surfaces
  • FIG. 12 is a schematic plan view of a further embodiment of the receiver with strip-shaped circumferential receiving surfaces
  • FIG. 13 is a schematic plan view of a further embodiment of the receiver with annular receiving surfaces.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a plan view of a first embodiment of a measuring arrangement 4 with a transmitter 1 and a receiver 2. A part of an upper side of the receiver 2 is configured as a receiving surface 3.
  • a cover 5 is arranged, wherein the cover 5 is shown transparent.
  • the cover 5 has a transparent passage region 6.
  • the passage area 6 is transparent to the measuring radiation of the transmitter and for a reflected to an object measurement ⁇ radiation which is received by the receiving face.
  • the cover 5 may consist of a non ⁇ transparent material and the passage area 6 in Form of an opening may be formed. Further, the cover 5 may consist entirely of a transparent material and the portion of the cover 5 outside the pass preparation ⁇ ches 6 with a non-transparent layer may be covered.
  • the cover 5 may be gebil ⁇ det of sapphire or glass.
  • the cover 5 may be formed in the form of a plate.
  • the cover 5 is arranged above the measuring arrangement 4 in such a way that electromagnetic radiation of the transmitter 1 can be radiated through the passage region 6 to an object to be measured.
  • the passage region 6 is arranged in relation to the receiving surface 3 in such a way that a measurement radiation reflected by the object to be measured can be radiated back to the receiving surface 3 via the passage region 6.
  • One function of the cover 5 with the passage area 6 is interference that is not reflected by the object is measured radiation ERS ⁇ block. The cover 5 thus ensures that as much reflected measuring radiation as possible hits the receiving surface 3 and impinges on the receiving surface 3 as little as possible.
  • the transmitter 1 is adapted to emit electromagnetic Strah ⁇ lung, in particular infrared radiation, visible light or ultraviolet radiation.
  • the transmitter 1 can be configured, for example, as a light-emitting diode or as a laser diode in the form of a semiconductor chip .
  • the receiver 2 has an evaluation chip 7, wherein the evaluation chip 7 has electrical and / or electronic circuits for evaluating the reflected measurement radiation received by the receiving surface 3.
  • the receiving surface 3 may be formed for example in the form of a photodiode.
  • the transmitter 1 and the receiver 2 with the receiving surface 3 are arranged close to each other.
  • the receiver surface 3, the passband 6 and the transmitter 1 are formed in such a way that the passband 6 is optimally utilized.
  • Fig. 2 shows a schematic side view of the arrangement of Fig. 1.
  • the transmitter 1 and the receiver 2 are on one Carrier 8 arranged.
  • the cover 5 is formed as a transparent plate, on the underside of an opaque layer 9 is arranged.
  • the layer 9 has an opening in the form of the passage region 6.
  • Above the cover 5, an object 10 to be measured is shown schematically.
  • the measuring arrangement has a casing cover 11, which is opaque for electromag netic ⁇ radiation, in particular for the measuring radiation.
  • the housing cover 11 is connected to the carrier 8 and protects the transmitter 1 and the receiver 2 against environmental influences.
  • the housing cover 11 has a recess 12 which is madebil ⁇ det over the transmitter 1 and the receiving surface 3.
  • the recess 12 may be closed with a transparent material.
  • a housing wall 13 is formed between the transmitter 1 and the receiver 2.
  • the housing ⁇ wall 13 extends from an upper side of the support 8 to a height above the transmitter 1 and the receiver 2. To ⁇ the housing wall 13 extends at least over a longitudinal side of the transmitter 1. In this way, a direct irradiation of Measuring radiation on the receiving surface 3 without reflection on the object 10 avoided.
  • the transmitter 1 is designed to transmit measuring radiation 14 in the direction of the object 10 to be measured through the recess 12 and through the passage region 6.
  • the object 10 reflects at least part of the measuring radiation 14 as reflected measuring radiation 15 back through the passage region 6 and the recess 12 onto the receiving surface 3 of the receiver 2.
  • the evaluation chip 7 is designed to detect a reception of the reflected measuring radiation 15 in the receiving surface 3 and evaluate.
  • the housing cover 11 may be formed of a transparent material and be formed completely closed above the measuring arrangement 4 with the transmitter 1 and the receiver 2.
  • the transparent region of the recess 12 is realized in that the housing cover 11 is an intransparan has pension layer.
  • the nontransparent layer has a recess which corresponds to the shape of the recess 12.
  • the transmitter 1 transmits the measuring radiation 14 in a transmission room 16.
  • the transmitting space 16 is fixed ⁇ through the housing wall 13 and the recess 12.
  • a receiving space 17 is formed, via which measuring radiation 15 reflected at the object 10 is radiated back onto the receiving surface 3.
  • the receiving room 17 is Festge ⁇ through the housing wall 13 and the recess 12 sets. Both the transmitting room 16 and the receiving room 17 are formed in such a way that the object 10 in the transmission ⁇ space 16 or in the receiving room 17 is arranged.
  • a first optical system 18 and / or a second optical system 19 may be arranged above the transmitter 1 for improved beam shaping over the transmitter 1.
  • the first and second optics 18, 19 may ⁇ example, in the form of individual lenses be formed and be placed in or above the recess 12th Depending on the selected embodiment, the first and the second optics 18, 19 can also be realized in the form of a common optic, in particular as a common lens.
  • the optics 18, 19 may be formed from a molding material.
  • FIGS. 3 to 5 are schematic representations optimized planar configurations of the transmitter 1 and the receiver 2. This is shown schematically only the transparent fürlassbe ⁇ rich 6 and shows the flat configuration of the transmitter 1 and the receiving surface 3.
  • Fig. 3 shows a circular passage area 6 with a transmitter 1.
  • the transmitter 1 has a smaller area than the Receiving surface 3 on.
  • the receiving surface 3 is formed in this exemplary embodiment as a pitch circle surface.
  • a side contour 20 of the receiving surface 3 has an approximately identical or identical shape to a limiting contour 21 of the passage region 6.
  • the receiving surface on a semi-circular surface can also have a smaller part than a semicircle ⁇ area or a larger part than the semicircular surface up.
  • the receiving surface 3 is U-shaped.
  • the receive ⁇ surface 3 has two legs 22, 23 which are connected to one another via a bond area Ver ⁇ 24th
  • the transmitter 1 is arranged between the legs 22, 23 of the receiving surface 3.
  • the receiving surface 3 partially a part-circular side contour 20.
  • the side contour 20 extends over more than a half-circle area, for example up to a nearly three- ⁇ quarter-circle shape.
  • the transmitter 1 has a base, which is square or rectangular in shape. Depending on the selected embodiment, the transmitter 1 may also have a circular base area.
  • the receiving space is determined by the size and shape of the passband 6.
  • the side contours 20 of the receiving surface 3 can be formed independently of the circular shape of the passage region 6. For example, can ⁇ form the receiving surface 3 laterally beyond the fürlassbe in both execution ⁇ rich 6 and thus extend over the receiving space, and also the receiving surface 3, or with a rectangular quadratic see outer contour be formed.
  • the receiving surface 3 at least partially have a rectilinear and teilckförmige side contour.
  • 5 shows a further embodiment for a cost-effective and efficient cover of the receiving space with egg ⁇ ner receiving surface 3.
  • the receiving surface 3 in the form of three partial receiving surfaces 31, 32, 33 is formed.
  • the first and the third part receiving surface 31, 33 are rectangular in shape and form a first and a second leg 22, 23 of a U-shape.
  • the second sub-receiving surface 32 is also rectangular in shape and between two ends of the first and drit ⁇ th receiving surface 31 arranged 33rd
  • the second partial receiving surface 32 forms a connecting surface 24 of the U-shape.
  • the second part receiving surface 32 may also be square. Zvi ⁇ rule of the first and third part-receiving surface 31, 33 of the transmitter 1 is disposed.
  • the illustrated embodiment of a plurality of partial receiving surfaces 31, 32, 33 cost-effective and efficient coverage of the receiving space can be realized.
  • the Railempfangsflä ⁇ Chen 31, 32, 33 may be formed in the form of three photodiodes.
  • a single segmented photodiode may be used depending on the embodiment chosen to represent the ⁇ ers te, second and third portion receiving surface 31, 32, 33 Darzu ⁇ .
  • FIGS. 6 to 9 show embodiments of a second embodiment
  • FIG. 6 shows a measuring arrangement 4 with a receiver 2, which is arranged on a carrier 8.
  • a receiving surface 3 is formed from ⁇ .
  • a transmitter 1 is disposed on or above the top 25 of the Emp ⁇ scavenger. 2
  • the transmitter 1 is directly on the top 25 of the receiver 2, that is arranged on the top of the evaluation chip 7 ⁇ .
  • the receiving surface 3 is formed annularly around the transmitter 1. Between the transmitter 1 and the receiving surface 3, an inactive receiving surface 34 is formed annularly around the transmitter 1.
  • the inactive receiving surface 34 is re ⁇ al instrument, for example, characterized in that no receiving surface 3, ie no photodiode is provided.
  • the inactive receiving surface 34 can be realized in that an opaque cover covers the receiving surface 3 in the region of the inactive receiving surface 34.
  • the inactive receiving surface 34 can be realized in that a sensor cover 35 covers the receiving surface.
  • the Sensorab ⁇ cover is shown as a dotted line in Fig. 6.
  • the inactive receiving surface 34 can be realized in that the receiving surface 3 is deactivated in the region of the inactive receiving surface 34 and is not used for an evaluation of the received reflected measuring radiation.
  • the inactive receiving surface 34 arranged annularly around the transmitter 1 has the advantage that less interference radiation is received by the receiving surface 3.
  • a region adjacent to the transmitter 1 has an increased interference radiation, which represents non-reflected Messstrah ⁇ ment.
  • the nontransparent layer 9 has an opening which has a Passage area 6 forms.
  • the cover 5 consists of a transparent material for the measuring radiation and the reflected measuring radiation.
  • the nontransparent layer 9 consists of a material which is opaque to the measurement radiation and the reflected measurement radiation.
  • the cover 5 made of glass, sapphire or a plastic.
  • the object 10 Darge ⁇ represents, which is to be measured by means of the measuring radiation.
  • the measuring radiation 14, which is emitted by the transmitter 1, can be reflected as interference radiation 37, for example at an interface at a first optical system 18.
  • the measuring radiation 14 can be reflected as interference radiation 37 on the cover 5.
  • the interference radiation 37 is thus reflected at a narrow angle with respect to the emission direction of the measurement radiation 14 back to the transmitter 1 and the receiver 2.
  • interfering radiation 37 is either directly incident on the transmitter 1 or in adjacent areas of the receiver 2. These adjacent areas are formed as an inactive receiving area 34 in order to reduce or prevent the reception of interference radiation from the receiving area 3.
  • the inactive-receiving surface 34 is formed in such a way that reflected measuring radiation 15, the reflectors ⁇ is advantage from the object 10 back toward the receiving surface 3 of the receiver 2, actually an active receiving surface 3 be ⁇ relationship as incident on the receiving surface.
  • the inactive receiving surface 34 and the receiving surface 3 or the entire receiver 2 may also be covered with a protective layer 36.
  • the protective layer 36 may comprise an optical Füh ⁇ approximate function for the reflected measuring beam 15 simultaneously.
  • the first optic 18 and the protective layer 36 or the second optic 19 may be formed as a one-piece optic, in particular from a molding material.
  • Fig. 7 shows a schematic plan view of the arrangement of Fig. 6.
  • the cover 5 is shown transparent and the shape of the passband 6 indicated by a dashed line.
  • the transmitter 1 has a rectangular base.
  • the inactive receiving surface 34 has a ring shape with a rectangular outer contour and a rectangular inner contour.
  • the inactive-receiving surface 34 may be formed as a rectangular FLAE ⁇ che, the transmitter 1 is arranged above or on the.
  • the receiving surface 3 has an annular shape with a rectangular outer contour and a rectangular inner contour.
  • the receiving surface and an annular surface 3 may illustrate ⁇ .
  • the inactive receiving surface 34 may have an annular surface.
  • the inactivated ⁇ ve receiving surface 34 may be formed as a circular disk, on which the transmitter 1 is arranged above or.
  • the transmitter 1 may have a circular area as base area.
  • the measuring arrangement can be reduced with respect to the areal extent.
  • a shading area of the transmitter 1 on the receiving surface 3 can be reduced by a ent ⁇ speaking training the size and / or shape of the inactive receiving surface 34th
  • area- areas 38 of the reception area which are not covered by the Emp ⁇ circumferential surface 3, are used for the arrangement of further sensors.
  • Fig. 8 shows in a schematic cross-section another example of the second embodiment according to Fig. 6, but in this embodiment the first optic 18 e.g. is arranged in the form of a lens directly on the transmitter 1. Due to the geometric limitation of the first optical system 18 on the upper side of the transmitter 1, a reduction of interference radiation 37, which can strike the receiving surface 3, is reduced.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the second embodiment of the measuring arrangement according to FIG. 6, in which a further embodiment of the measuring arrangement according to FIG. Düsung the interference radiation 37 can be achieved.
  • a holder 39 for the first optical system 18 is provided.
  • the holder 39 is formed in this embodiment as a housing which covers the transmitter 1 and the first optics 18 in the emission direction of the measuring radiation 14 above the transmitter 1 positio ⁇ ned.
  • the holder 39 surrounds the transmitter 1 and is arranged on the inactive receiving surface 34.
  • the holder 39 positio ⁇ niert the first optics 18, for example, in the form of a lens ⁇ is formed, at a predetermined distance in the direction of emission of the measuring radiation 14 above the transmitter 1.
  • the transmitter 1 is also arranged on the inactive receiving surface 34.
  • the receiving surface 34 may also be realized inactive, that part of the receiving surface 3 is not used for the evaluation of the Messsigna ⁇ les.
  • the receiving surface 3 may be formed as a photodiode having segmented areas. The segmented regions may also be formed as separate photodiodes.
  • an inner region of the receiving surface 3 may be formed as a first segmented region, which represents an inactive receiving surface 34 and is not used for the evaluation of the reflected measuring radiation 15.
  • the transmitter 1 can be designed as a strongly focused light source, in particular as a laser diode such as VCSEL. Furthermore, additional optics such as, for example, a lens in the housing cover or a mold lens directly on the carrier can be used to achieve further optimization or focusing of the measuring radiation. A strong concentration of the measuring radiation of the transmitter is advantageous in order to reduce interference radiation.
  • the carrier 8 may comprise a multilayer laminate, for example from FR4. In this case, the sensor 1 could first be fitted to the multilayer laminate. Subsequently, the receiver 2 can be mounted on the carrier 8. At- closing the transmitting and receiving unit can then be applied to a reflector. As a mechanical protection, a cap can be applied to the substrate. The cap may have at least one lens for the transmitter and / or a second lens for the receiver.
  • FIGS. 10 to 13 show embodiments of a third measuring arrangement or receiving areas of a receiver of the third measuring arrangement.
  • 10 shows a schematic side view of a transmitter 1 which is arranged on a carrier 8.
  • a receiver 2 is arranged on the carrier 8 at a predetermined distance from the transmitter 1.
  • the receiver 2 has a receiving surface 3 on an upper side of an evaluation chip 7.
  • the transmitter 1 emits measuring radiation 14 in the direction of an object 10 to be measured, which is arranged above the cover 5.
  • the Messstrah ⁇ lung 14 can be reflected on the bottom and at the top of from ⁇ cover 5 and are directed as interference 37 in the direction of the receiving surface. 3
  • interference radiation 37 is received in a first region 41 of the receiving surface 3.
  • Reflected measuring radiation 15 impinges on the receiving surface 3 laterally next to the first region 41.
  • 11 shows a schematic representation of a plan view of the receiving surface 3 of the receiver 2 of FIG. 10.
  • the receiving surface 3 has four strip-shaped segments 41, 42, 43, 44.
  • the four segments 41, 42, 43, 44 form, for example, four receiving regions of a photodiode. Due to the segmented design of the photodiode 3, the four regions 41, 42, 43, 44 can be used independently of one another by the evaluation chip 7 for evaluating the received, reflected measurement radiation 15, depending on the selected evaluation.
  • FIG. 12 shows, in a schematic plan view, a further embodiment of a measuring arrangement 4 with a receiver 2 on which a transmitter 1 is arranged.
  • this arrangement of the transmitter 1 and the receiver 2 substantially corresponds to the second measuring arrangement of FIGS. 6 to 9.
  • the receiver 2 is constructed in this embodiment with an evaluation chip 7, on top of which a receiving ⁇ surface is in the form of a segmented photodiode.
  • the photodiode has a first central region 41.
  • the first region 41 is rectangular in the illustrated embodiment.
  • the first region 41 is surrounded in a ring shape by a second region 42.
  • the second region 42 is surrounded annularly by a third region 43.
  • the third area 43 is surrounded annularly by a fourth area 44.
  • the second, third and fourth regions each have a rectangular inner contour and a rectangular outer contour.
  • the widths of the annular regions 42, 43, 44 can be the same size or have different widths.
  • the fourth and externa ⁇ ßere region 44 can have a greater width than the third and / or the second portion 43 having 42nd
  • the first region 41 can not be formed as a receiving surface, and thus only the second, third and fourth regions 42, 43, 44 may be formed as seg ⁇ mented photodiode regions. Depending on the present measurement situation, at least one of the regions 41, 42, 43, 44 can not be taken into account in the evaluation of the received reflected measurement radiation 15.
  • Fig. 13 shows an embodiment basically the structure of the arrangement of the transmitter and the receiver of Fig. 12 corresponds.
  • a receiver is provided with a 2 From ⁇ values chip 7, on top of which a receiving surface 3 is formed.
  • a transmitter 1 is arranged in the middle of the receiving surface 3.
  • the transmitter 1 is arranged on a first circular area 41.
  • the first circular region 41 is surrounded by an annular second region 42.
  • the second annular region 42 is surrounded by a third annular region 43.
  • a fourth region 44 may also surround the annular third region 43 in an annular manner.
  • the individual regions 41, 42, 43, 44 may be formed as segmented regions of a segmented photodiode.
  • the first region 41 may also be formed as inactive receiving surface 34 or not as receiving surface 3. This embodiment can be advantageous if in the first region 41 too much interference radiation 37 is received due to the present measuring arrangement.
  • the receiving surface 3 may be formed in the form of a photodiode with segmen ⁇ - oriented areas, the segmented areas 41, 42, 43, 44 for the evaluation of the reflected measuring radiation can be individually switched on or off. With a small air gap to the cover 5, all segments 41, 42, 43, 44 could thus be used for the evaluation. For a larger air gap between the transmitter and the cover 5, individual segments for the evaluation can be excluded. With increasing air gap more and more areas or segments of the Fotodi ⁇ ode are then turned off. The areas or segments to be executed Kings ⁇ nen so that it small in the critical area are ner structured than in the non-critical area. A critical area is characterized by the probability of higher interference radiation.
  • the segmentation i.e., the regions 41, 42, 43, 44 of the photodiode can be carried out in ⁇ be schiger form.
  • the areas may be rectangular, annular, or other shapes.
  • a cross-talk can be masked depending on the installation situation of the measuring arrangement.
  • the measuring arrangement can be operated optimized for a specific installation situation.
  • Measuring arrangement 4 represents an optical sensor, wherein the sensor surface is geometrically optimized in order to allow the smallest possible aperture in the housing.
  • the measuring arrangement is suitable, for example, for detecting a cardiac pulse of a person and / or for detecting a blood composition, in particular an oxygen concentration.
  • a blood composition in particular an oxygen concentration.
  • infrared radiation is used as measuring radiation.
  • the measuring arrangement can be used as a proximity sensor.

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Abstract

Messanordnung mit einem optischen Sender und einem optischen Empfänger, wobei der Sender ausgebildet ist, um elektromagnetische Messstrahlung in einen Senderaum auszusenden, wobei der Empfänger ausgebildet ist, um von einem Objekt reflektierte Messstrahlung von einem Empfangsraum zu empfangen, wobei Mittel vorgesehen sind, um einen Empfang von Störstrahlung, die nicht vom Objekt reflektierte Messstrahlung darstellt, durch den Empfänger zu reduzieren.

Description

ME S S ANORDNUNG MIT EINEM OPTISCHEN SENDER UND EINEM OPTISCHEN
EMPFÄNGER
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung mit einem optischen Sender und einem optischen Empfänger.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 101 945.6, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Im Stand der Technik ist es bekannt, einen optischen Sender und einen optischen Empfänger nebeneinander auf einem Träger vorzusehen. Zur Reduzierung von Störstrahlung, die nicht vom Objekt reflektierte Messstrahlung darstellt, ist zwischen dem Objekt und der Sende- und Empfängeranordnung ein Gehäusede¬ ckel vorgesehen, der zwei Öffnungen aufweist. Eine Öffnung ist über dem Sender und eine zweite Öffnung über dem Empfän- ger angeordnet. Insbesondere durch die Öffnung über dem Emp¬ fänger kann der Empfang von Störstrahlung reduziert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Messanordnung mit einem optischen Sender und einem optischen Empfänger bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Messanordnung besteht darin, dass eine weitere Reduzierung von Störstrahlung erreicht wird. Dazu sind Mittel vorgesehen, die den Empfang von Störstrahlung, die nicht vom Objekt reflektierte Messstrahlung darstellt, reduzieren.
In einer ersten Ausführungsform ist dazu eine Abdeckung vorgesehen, wobei die Abdeckung wenigstens teilweise im Sende- räum und im Empfangsraum zwischen dem Sender und Empfänger und dem zu vermessenden Objekt angeordnet ist. Die Abdeckung weist einen Durchlassbereich auf, wobei der Durchlassbereich transparent für die Messstrahlung und transparent für die vom Objekt reflektierte Messstrahlung ist. Der Durchlassbereich umfasst den Senderaum und den Empfangsraum. Zudem ist der Durchlassbereich in Form einer zusammenhängenden Fläche ausgebildet. Der Sender und der Empfänger sind sehr nah aneinander angeordnet, so dass ein einziger Durchlassbereich verwendet werden kann. Somit wird ein vereinfachter Aufbau erreicht, der zudem eine Reduzierung des Empfanges von Störstrahlung ermöglicht.
In einer zweiten Ausführungsform ist der Sender im Empfangsraum angeordnet, wobei der Sender einen Teil des Empfangs¬ raums gegen einen Empfang von reflektierter Messstrahlung abdeckt. Zur Reduzierung von Störstrahlung weist die Empfangsfläche des Empfängers einen inaktiven Flächenbereich auf. Im inaktiven Flächenbereich wird die empfangene reflektierte Messstrahlung nicht ausgewertet. Der inaktive Flächenbereich weist wenigstens eine Ringform auf, die um die Teilfläche an¬ geordnet ist, die vom Sender auf der Empfangsfläche abge¬ schattet wird. Die Ringform kann auch in Form einer durchgehenden Fläche ausgebildet sein, die im Außenbereich eine Ringform umfasst. Die Fläche kann die vom Sender abgeschatte¬ te Empfangsfläche umfassen.
Durch die Anordnung des Senders über dem Empfänger im Empfangsraum wird Bauraum eingespart. Somit kann die Anordnung mit einem geringen Flächenbedarf bereitgestellt werden. Weiterhin wird eine Erhöhung von Störstrahlung durch die Anordnung des Senders im Empfangsraum dadurch ausgeglichen oder wenigstens reduziert, indem der inaktive Flächenbereich vor¬ gesehen ist. Der inaktive Flächenbereich ist in der Weise ausgebildet, dass wenigstens ein Teil der Störstrahlung, die durch die Anordnung des Senders im Empfangsraum verursacht wird, nicht vom Empfänger erfasst und ausgewertet wird. Der inaktive Flächenbereich kann dadurch realisiert sein, dass im inaktiven Flächenbereich keine Empfangsfläche vorgesehen ist oder dass die vorgesehene Empfangsfläche abgedeckt ist und gegen einen Empfang von reflektierter Messstrahlung geschützt ist. Weiterhin kann der inaktive Flächenbereich dadurch rea- lisiert sein, dass eine vorgesehene Empfangsfläche nicht ak¬ tiv ist und nicht für den Empfang von reflektierter Messstrahlung verwendet wird.
In einer dritten Ausführungsform ist eine Empfangsfläche des Empfängers, die für den Empfang einer reflektierten Messstrahlung vorgesehen ist, in wenigstens zwei Teilflächen unterteilt. Dabei kann wenigstens eine Teilfläche aktivierbar und/oder deaktivierbar ausgebildet sein. In einem aktivierten Zustand ist die Teilfläche ausgebildet, um die reflektierte Messstrahlung zu erfassen. Im deaktivierten Zustand ist die Teilfläche ausgebildet, um die reflektierte Messstrahlung nicht zu erfassen. Auf diese Weise ist der Empfänger mit den zwei Teilflächen individuell einsetzbar. Abhängig von der gewählten Ausführung kann es vorteilhaft sein, beide Teilflächen in einem aktiven Zustand zu betreiben und die reflektierte Messstrahlung zu erfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann es von Vorteil sein, die erste o- der die zweite Teilfläche im deaktivierten Zustand zu betrei- ben und über die erste beziehungsweise die zweite Teilfläche keine reflektierte Messstrahlung zu erfassen. Dies kann ins¬ besondere dann von Vorteil sein, wenn über eine der zwei Teilflächen Störstrahlung oder ein hoher Anteil von Störstrahlung erfasst wird. Somit kann der Empfänger auf eine vorgegebene Messsituation individuell eingestellt werden.
Beispielsweise kann die Messsituation durch die Art des Ob¬ jektes oder des Abstandes des Objektes in Bezug auf die
Messanordnung beeinflusst werden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, sowohl die erste als auch die zweite Teilfläche im deaktiven Zustand zu betreiben. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn auf beiden Teilflächen ein zu hoher Anteil von Störstrahlung empfangen wird und deshalb die interessierende reflektierte Messstrahlung nicht mehr in einem ausreichenden Umfang erfasst werden kann.
In einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform liegt eine Empfangsfläche des Empfängers vollständig im Empfangsraum, der über den Durchgangsbereich an den Empfänger angrenzt. Dadurch wird ein kompakter Aufbau der Empfangsfläche ermög¬ licht. Zudem wird die vorhandene Empfangsfläche effizient eingesetzt, da die gesamte Empfangsfläche im Empfangsraum liegt, der durch den Durchgangsbereich festgelegt ist.
In einer weiteren ersten Ausführung ist die Empfangsfläche wenigstens teilkreisförmig ausgebildet. Durch die Teilkreis¬ form kann eine präzise Begrenzung der Empfangsfläche auf ei- nen im Querschnitt teilkreisförmigen Empfangsraum realisiert werden. Die Durchgangsöffnung ist dabei in der Weise ausgebildet, dass der Empfangsraum auf der Empfangsfläche des Emp¬ fängers wenigstens eine Teilkreisform aufweist. Dazu ist der Durchlassbereich wenigstens teilkreisförmig ausgebildet. In einer einfachen Ausführungsform kann der Durchlassbereich kreisförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Emp¬ fangsfläche halbkreisförmig ausgebildet sein. Dadurch wird ein kompakter Aufbau mit begrenztem Flächenbedarf realisiert. In einer weiteren ersten Ausführung weisen der Sender
und/oder der Empfänger ein optisches Element, insbesondere eine Linse für eine verbesserte Strahlungsführung auf. Mit¬ hilfe von wenigstens einem optischen Element mit einer verbesserten Strahlungsführung kann eine bessere Führung der ausgesendeten Messstrahlung und/oder der reflektierten und empfangenen Messstrahlung erreicht werden. Dadurch können sowohl der Sender als auch die Empfangsfläche des Empfängers in einer kleineren Fläche bei gleicher Messleistung realisiert werden. Zudem kann der Aufbau der Messanordnung mit einem ge- ringeren Flächenbedarf und einer kleineren Bauform realisiert werden . Das optische Element kann als Einzellinse für den Sender und/oder den Empfänger realisiert sein. Zudem kann ein optisches Element gemeinsam für den Sender und den Empfänger vorgesehen sein. Dabei erstreckt sich das optische Element so- wohl über den Senderaum des Senders als auch über den Empfangsraum des Empfängers. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können das optische Element, insbesondere die Linse oder die Linsen als aus einem Moldmaterial hergestelltes ge¬ meldetes optisches Element ausgebildet sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann als optisches Element auch ein Klarverguss verwendet werden, der geringe optische Führungs¬ funktionen aufweist, jedoch einen Schutz des Senders und/oder des Empfängers realisiert. In einer weiteren ersten Ausführung weist die Empfangsfläche des Empfängers eine U-Form mit zwei Schenkeln und mit einem Verbindungsbereich auf. Bei dieser Anordnung ist es für einen geringen Platzbedarf von Vorteil, wenn der Sender wenigstens teilweise oder vollständig in dem Bereich zwischen den zwei Schenkeln angeordnet ist. Zudem kann bei dieser Ausführungs¬ form es von Vorteil sein, eine Außenkontur der Empfangsfläche, die an eine Randfläche des Empfangsraumes angrenzt, kreisförmig oder in der Form der Begrenzungsfläche des Empfangsraumes auszubilden. Damit wird die zur Verfügung stehen- de Fläche effizient für den Sender und die Empfangsfläche ausgenutzt .
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Empfangsfläche auch aus mehreren getrennten Teilempfangsflächen ge- bildet sein. Auch die Teilempfangsflächen können eine U-Form bilden und den Sender wenigstens teilweise zwischen den zwei Schenkeln der U-Form aufnehmen. Die Teilempfangsflächen können quadratisch bzw. rechteckförmig ausgebildet sein und teilweise seitlich über den Empfangsraum hinausragen. Dadurch wird zwar ein Teil der Empfangsfläche ohne Empfangsfunktion bereitgestellt, jedoch ist der Aufbau der Empfangsfläche ein¬ fach und kostengünstig möglich. In einer weiteren zweiten Ausführung ist in dem inaktiven Flächenbereich der Empfangsfläche keine Empfangsfläche vorge¬ sehen. Dadurch wird die tatsächliche Empfangsfläche auf den Flächenbereich begrenzt, der tatsächlich für den Empfang ei- ner Messstrahlung vorgesehen ist.
In einer weiteren zweiten Ausführung ist in dem inaktiven Flächenbereich die Empfangsfläche zwar vorgesehen, aber abgedeckt und gegenüber dem Empfang von Strahlung geschützt. So- mit wird der inaktive Flächenbereich der Empfangsfläche ge¬ genüber einem Empfang von Störstrahlung aber auch gegenüber einem Empfang von Messstrahlung geschützt. Der abgedeckte Bereich der Empfangsfläche ist insbesondere so groß beziehungs¬ weise in der Weise ausgeführt, dass geringe oder keine Stör- Strahlung empfangen wird.
In einer weiteren zweiten Ausführung ist die Empfangsfläche in dem inaktiven Flächenbereich zwar vorgesehen, aber deaktiviert. Dies kann beispielsweise durch eine segmentierte Emp- fangsfläche realisiert sein, wobei ein Segment der Empfangs¬ fläche den inaktiven Flächenbereich bildet und dieses Segment deaktiviert ist und nicht für dem Empfang von Messstrahlung verwendet wird. In einer weiteren zweiten Ausführung ist im Senderaum des
Senders eine Linse vorgesehen, um die Strahlung auf einen gewünschten Zielbereich zu fokussieren. Dadurch wird eine verbesserte Messauswertung erreicht. In einer weiteren zweiten Ausführung ist die Linse aus einem Moldmaterial geformt, wobei die Linse den Sender und wenigs¬ tens den Empfänger bedeckt. Bei dieser Ausführungsform kann auch der Empfänger mit einer Linse versehen sein. Die Ausbildung der Linse aus einem Moldmaterial ist einfach und kosten- günstig herzustellen. Zudem kann auf diese Weise in einem Arbeitsschritt sowohl die Linse für den Sender als auch die Linse für den Empfänger auf einfache Weise hergestellt wer¬ den . In einer weiteren zweiten Ausführung ist die Linse für den Sender in einem Halter befestigt. Der Halter ist auf dem Sender und/oder auf dem Empfänger befestigt und positioniert die Linse in einem vorgegebenen Abstand zum Sender. Der Halter umgibt und bedeckt den Sender. Zudem umfasst der Halter die Linse seitlich, so dass Störstrahlung, die von der Linse erzeugt wird, durch den Halter gegen ein Auftreffen auf die Empfangsfläche des Empfängers abgeblockt wird. Dadurch kann Störstrahlung für den Empfänger reduziert werden.
In einer weiteren zweiten Ausführung ist der Sender auf dem Empfänger oder auf der Empfangsfläche des Empfängers angeord¬ net. Dadurch wird ein einfacher Aufbau mit einer niedrigen Bauform realisiert.
In einer weiteren zweiten Ausführung weist der Empfänger eine Empfangsfläche auf, die auf einem Auswertechip angeordnet ist. Die Empfangsfläche weist eine kleinere Fläche als der Auswertechip auf. Dadurch wird ein einfacher und kompakter Aufbau des Empfängers realisiert.
In einer weiteren zweiten Ausführung ist eine Abdeckung mit einem Durchlassbereich vorgesehen. Der Durchlassbereich ist transparent für die Messstrahlung und für die reflektierte Messstrahlung. Der Durchlassbereich umfasst beziehungsweise definiert den Senderaum und den Empfangsraum. Der Durchlassbereich ist in Form einer zusammenhängenden Fläche ausgebildet. Mithilfe der Abdeckung kann eine weitere Reduzierung der Störstrahlung bei einem kompakten Aufbau der Anordnung erreicht werden.
In einer weiteren dritten Ausführungsform sind die Teilflächen streifenförmig ausgebildet. Diese Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil, wenn der Sender seitlich neben dem Empfänger angeordnet ist. Beispielsweise können zwei oder mehr streifenförmige Teilflächen vorgesehen sein. Die Teilflächen können eine gleiche Länge und eine gleiche Breite aufweisen. Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform die streifenförmigen Teilflächen auch unterschiedliche Längen und/oder unterschiedliche Breiten aufweisen. Anstelle von streifenförmigen Teilflächen können auch quadrati- sehe Teilflächen oder kreisförmige Teilflächen vorgesehen sein. Durch die Aktivierbarkeit beziehungsweise die Deakti- vierbarkeit der Teilflächen kann eine auf die Messsituation angepasste Flächenform der aktiven Teilflächen der Empfangsfläche realisiert werden. Dadurch der Empfang von Störstrah- lung reduziert beziehungsweise minimiert werden.
In einer weiteren dritten Ausführungsform sind die Teilflächen ringförmig ausgebildet, wobei der Sender in dem Empfangsraum über der Empfangsfläche angeordnet ist. Beispiels- weise ist der Sender mittig über der Empfangsfläche angeord¬ net. Ein vom Sender abgeschatteter Bereich der Empfangsfläche kann abgedeckt, deaktiviert oder frei von Empfangsfläche sein. Zudem kann eine erste Teilfläche ringförmig um den abgeschatteten Bereich der Empfangsfläche angeordnet sein. Die wenigstens eine weitere Teilfläche ist ringförmig um die ers¬ te Teilfläche beziehungsweise die ersten Teilflächen ausge¬ bildet. Je nach Messsituation kann wenigstens eine der ringförmigen Teilflächen deaktiviert sein und dadurch den Empfang von Störstrahlung reduzieren.
Die ringförmige Ausbildung der Teilflächen kann beispielsweise in Form von Kreisringflächen realisiert sein. Dabei kann abhängig von der gewählten Ausführungsform auch die innerste Teilfläche als Kreisfläche ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind die ringförmigen Teilflächen in Form von geschlossenen Streifenringen mit mehreren geradlinig aneinander angrenzenden Streifenabschnitten ausgebildet. Ein Streifenring kann wenigstens drei Streifenab- schnitte, insbesondere vier Streifenabschnitte aufweisen. Bei dieser Ausführungsform kann eine innerste Teilfläche eine Dreiecksfläche, eine Rechtecksfläche oder eine Vieleckfläche aufweisen . In einer Weiterbildung der dritten Ausführungsform ist die Empfangsfläche als segmentierte Fotodiode oder in Form von mehreren Fotodioden ausgebildet. Mithilfe der segmentierten Fotodiode oder mithilfe der mehreren Fotodioden lassen sich die vorgeschlagenen Teilflächen einfach und kostengünstig realisieren. Zudem können die Teilflächen der Empfangsfläche unabhängig voneinander ausgewertet werden. 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 erläu- tert werden. Es zeigen eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausfüh rungsform einer Messanordnung mit einem Sender und mit einem Empfänger, einen schematischen Querschnitt durch die erste Ausführungsform, eine schematische Darstellung eines Empfängers mit einer teilkreisförmigen Seitenkontur der Empfangsfläche,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Empfängers mit einer U-förmigen Empfangsfläche,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Empfängers mit mehreren in einer U-Form angeordneten Empfangsflächen, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch eine zweite Ausführungsform einer Messanordnung mit einem Sender und einem Empfänger, wobei der Sender im Empfangsraum des Empfängers angeordnet ist,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die zweite Messanordnung,
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung der zweiten Messanordnung,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung der zweiten Messanordnung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer dritten Messanordnung, Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausfüh¬ rungsform des Empfängers mit segmentierten Empfangsflächen,
Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Aus- führungsform des Empfängers mit streifenförmigen umlaufenden Empfangsflächen, und
Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Aus¬ führungsform des Empfängers mit kreisringförmigen Empfangsflächen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Messanordnung 4 mit einem Sender 1 und einem Empfänger 2. Ein Teil einer Oberseite des Empfängers 2 ist als Empfangsfläche 3 ausgebil¬ det. Über der Messanordnung 4 ist eine Abdeckung 5 angeordnet, wobei die Abdeckung 5 transparent dargestellt ist. Die Abdeckung 5 weist einen transparenten Durchlassbereich 6 auf. Der Durchlassbereich 6 ist transparent für eine Messstrahlung des Senders und für eine an einem Objekt reflektierte Mess¬ strahlung, die von der Empfangsfläche 3 empfangen wird. Bei¬ spielsweise kann die Abdeckung 5 aus einem nicht¬ transparenten Material bestehen und der Durchlassbereich 6 in Form einer Öffnung ausgebildet sein. Weiterhin kann die Abdeckung 5 insgesamt aus einem transparenten Material bestehen und der Bereich der Abdeckung 5 außerhalb des Durchlassberei¬ ches 6 mit einer intransparenten Schicht bedeckt sein. Bei- spielsweise kann die Abdeckung 5 aus Saphir oder Glas gebil¬ det sein. Die Abdeckung 5 kann in Form einer Platte ausgebildet sein. Die Abdeckung 5 ist in der Weise über der Messanordnung 4 angeordnet, dass elektromagnetische Strahlung des Senders 1 durch den Durchlassbereich 6 zu einem zu vermessen- den Objekt gestrahlt werden kann. Der Durchlassbereich 6 ist in der Weise in Relation zur Empfangsfläche 3 angeordnet, dass eine vom zu vermessenden Objekt reflektierte Messstrah¬ lung zurück über den Durchlassbereich 6 zu der Empfangsfläche 3 gestrahlt werden kann. Eine Funktion der Abdeckung 5 mit dem Durchlassbereich 6 besteht darin, Störstrahlung, die nicht vom Objekt reflektierte Messstrahlung darstellt, abzu¬ blocken. Die Abdeckung 5 sorgt somit dafür, dass möglichst viel reflektierte Messstrahlung auf die Empfangsfläche 3 trifft und möglichst wenig Störstrahlung auf die Empfangsflä- che 3 trifft.
Der Sender 1 ist ausgebildet, um elektromagnetische Strah¬ lung, insbesondere Infrarotstrahlung, sichtbares Licht oder ultraviolette Strahlung auszusenden. Der Sender 1 kann z.B. als Leuchtdiode oder als Laserdiode in Form eines Halbleiter¬ chips ausgebildet sein. Der Empfänger 2 weist einen Auswertechip 7 auf, wobei der Auswertechip 7 elektrische und/oder elektronische Schaltungen zur Auswertung der von der Empfangsfläche 3 empfangenen reflektierten Messstrahlung auf- weist. Die Empfangsfläche 3 kann beispielsweise in Form einer Fotodiode ausgebildet sein. Der Sender 1 und der Empfänger 2 mit der Empfangsfläche 3 sind dicht nebeneinander angeordnet. Die Empfängerfläche 3, der Durchlassbereich 6 und der Sender 1 sind in der Weise ausgebildet, dass der Durchlassbereich 6 optimal ausgenutzt wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anordnung der Fig. 1. Der Sender 1 und der Empfänger 2 sind auf einem Träger 8 angeordnet. Die Abdeckung 5 ist als transparente Platte ausgebildet, auf deren Unterseite eine intransparente Schicht 9 angeordnet ist. Die Schicht 9 weist eine Öffnung in Form des Durchlassbereiches 6 auf. Oberhalb der Abdeckung 5 ist schematisch ein zu vermessendes Objekt 10 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform weist die Messanordnung 4 einen Gehäusedeckel 11 auf, der intransparent für elektromag¬ netische Strahlung, insbesondere für die Messstrahlung ist. Der Gehäusedeckel 11 ist mit dem Träger 8 verbunden und schützt den Sender 1 und den Empfänger 2 gegenüber Umwelteinflüssen. Der Gehäusedeckel 11 weist eine Ausnehmung 12 auf, die über dem Sender 1 und über der Empfangsfläche 3 ausgebil¬ det ist. Die Ausnehmung 12 kann mit einem transparenten Material verschlossen sein. Zudem ist zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 eine Gehäusewand 13 ausgebildet. Die Gehäuse¬ wand 13 erstreckt sich von einer Oberseite des Trägers 8 bis in eine Höhe oberhalb des Senders 1 und des Empfängers 2. Zu¬ dem erstreckt sich die Gehäusewand 13 wenigstens über eine Längsseite des Senders 1. Auf diese Weise wird eine direkte Einstrahlung von Messstrahlung auf die Empfangsfläche 3 ohne Reflexion am Objekt 10 vermieden.
Der Sender 1 ist ausgebildet, um Messstrahlung 14 in Richtung auf das zu vermessende Objekt 10 durch die Ausnehmung 12 und durch den Durchlassbereich 6 zu senden. Das Objekt 10 reflektiert wenigstens einen Teil der Messstrahlung 14 als reflektierte Messstrahlung 15 zurück durch den Durchlassbereich 6 und die Ausnehmung 12 auf die Empfangsfläche 3 des Empfängers 2. Der Auswertechip 7 ist ausgebildet, um einen Empfang der reflektierten Messstrahlung 15 in der Empfangsfläche 3 zu erfassen und auszuwerten.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Gehäusedeckel 11 aus einem transparenten Material gebildet sein und vollständig oberhalb der Messanordnung 4 mit dem Sender 1 und dem Empfänger 2 geschlossen ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform wird der transparente Bereich der Ausnehmung 12 dadurch realisiert, dass der Gehäusedeckel 11 eine intranspa- rente Schicht aufweist. Die intransparente Schicht weist eine Ausnehmung auf, die der Form der Ausnehmung 12 entspricht.
Der Sender 1 sendet die Messstrahlung 14 in einem Senderaum 16 ab. In der dargestellten Ausführungsform wird der Senderaum 16 durch die Gehäusewand 13 und die Ausnehmung 12 fest¬ gelegt. Gleichzeitig ist ein Empfangsraum 17 ausgebildet, über den am Objekt 10 reflektierte Messstrahlung 15 zurück auf die Empfangsfläche 3 gestrahlt wird. Der Empfangsraum 17 ist durch die Gehäusewand 13 und die Ausnehmung 12 festge¬ legt. Sowohl der Senderaum 16 als auch der Empfangsraum 17 sind in der Weise ausgebildet, dass das Objekt 10 im Sende¬ raum 16 beziehungsweise im Empfangsraum 17 angeordnet ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann für eine verbesserte Strahlformung über dem Sender 1 eine erste Optik 18 und/oder über dem Empfänger 2 eine zweite Optik 19 angeordnet sein. Die erste und die zweite Optik 18, 19 können beispiels¬ weise in Form von Einzellinsen ausgebildet sein und in oder über der Ausnehmung 12 angeordnet sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die erste und die zweite Optik 18, 19 auch in Form einer gemeinsamen Optik, insbesondere als gemeinsame Linse realisiert sein. Die Optiken 18, 19 können aus einem Moldmaterial gebildet sein. Zudem ist es auch denk- bar, anstelle von Optiken eine Abdeckschicht ohne Linsenfunk¬ tion in der Ausnehmung 12 bzw. auf dem Gehäusedeckel 11 auszubilden. Die Abdeckschicht verschließt die Ausnehmung 12 und schützt den Sender 1 und den Empfänger 2 gegenüber Umwelteinflüssen .
Die Fig. 3 bis 5 zeigen in schematischen Darstellungen optimierte flächige Ausbildungen des Senders 1 und des Empfängers 2. Dabei ist schematisch nur der transparente Durchlassbe¬ reich 6 und die flächige Ausbildung des Senders 1 und der Empfangsfläche 3 dargestellt.
Fig. 3 zeigt einen kreisförmigen Durchlassbereich 6 mit einem Sender 1. Der Sender 1 weist eine kleinere Fläche als die Empfangsfläche 3 auf. Die Empfangsfläche 3 ist in diesem Aus¬ führungsbeispiel als Teilkreisfläche ausgebildet. Damit weist eine Seitenkontur 20 der Empfangsfläche 3 eine annährend gleiche oder identische Form wie eine Begrenzungskontur 21 des Durchlassbereiches 6 auf. In der dargestellten Ausfüh¬ rungsform weist die Empfangsfläche 3 eine Halbkreisfläche auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Empfangsfläche 3 auch einen kleineren Teil als eine Halbkreis¬ fläche oder einen größeren Teil als die Halbkreisfläche auf- weisen.
Eine weitere Ausnutzung der für die Messung zur Verfügung stehenden Fläche, die durch den Durchlassbereich 6 bestimmt wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Empfangsfläche 3 U-förmig ausgebildet. Die Empfangs¬ fläche 3 weist zwei Schenkel 22, 23 auf, die über eine Ver¬ bindungsfläche 24 miteinander verbunden sind. Der Sender 1 ist zwischen den Schenkeln 22, 23 der Empfangsfläche 3 angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform weist die Empfangs- fläche 3 teilweise eine teilkreisförmige Seitenkontur 20 auf. Die Seitenkontur 20 erstreckt sich dabei über mehr als eine Halbkreisfläche und beispielsweise bis zu einer nahezu Drei¬ viertelkreisform. Der Sender 1 weist eine Grundfläche auf, die quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Sender 1 auch eine kreisrunde Grundfläche aufweisen.
Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, dass möglichst viel Fläche des Empfangsraumes durch die Empfangs- fläche 3 abgedeckt ist. Der Empfangsraum wird durch die Größe und die Form des Durchlassbereiches 6 festgelegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können bei den Ausführungen der Fig. 3 und 4 die Seitenkonturen 20 der Empfangsfläche 3 unabhängig von der Kreisform des Durchlassbereiches 6 ausge- bildet sein. Beispielsweise kann sich bei beiden Ausführungs¬ formen die Empfangsfläche 3 seitlich über den Durchlassbe¬ reich 6 und damit über den Empfangsraum hinaus erstrecken und die Empfangsfläche 3 rechteckförmig oder mit einer quadrati- sehen Außenkontur ausgebildet sein. Somit kann bei diesen Ausführungsformen die Empfangsfläche 3 wenigstens teilweise eine geradlinige und teileckförmige Seitenkontur aufweisen. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine kostengünstige und effiziente Abdeckung des Empfangsraumes mit ei¬ ner Empfangsfläche 3. Bei dieser Ausführungsform ist die Empfangsfläche 3 in Form von drei Teilempfangsflächen 31, 32, 33 ausgebildet. Die erste und die dritte Teilempfangsfläche 31, 33 sind rechteckförmig ausgebildet und bilden einen ersten beziehungsweise einen zweiten Schenkel 22, 23 einer U-Form. Die zweite Teilempfangsfläche 32 ist ebenfalls rechteckförmig ausgebildet und zwischen zwei Enden der ersten und der drit¬ ten Teilempfangsfläche 31, 33 angeordnet. Die zweite Teilemp- fangsfläche 32 bildet eine Verbindungsfläche 24 der U-Form. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die zweite Teilempfangsfläche 32 auch quadratisch ausgebildet sein. Zwi¬ schen der ersten und der dritten Teilempfangsfläche 31, 33 ist der Sender 1 angeordnet. Mithilfe der dargestellten Aus- führung von mehreren Teilempfangsflächen 31, 32, 33 kann eine kostengünstige und effiziente Abdeckung des Empfangsraumes realisiert werden. Beispielsweise können die Teilempfangsflä¬ chen 31, 32, 33 in Form von drei Fotodioden ausgebildet sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform eine einzige segmentierte Fotodiode verwendet werden, um die ers¬ te, zweite und dritte Teilempfangsfläche 31, 32, 33 darzu¬ stellen .
Durch eine angepasste Sensorgeometrie kann die Empfangsfläche für den Empfang der reflektierten Messstrahlung besser ausgenutzt werden. Insbesondere ist die Messanordnung ausgebildet, um Infrarotsignale auszusenden und zu empfangen. Durch die größere Empfangsfläche bezogen auf den zur Verfügung stehenden Durchlassbereich 6 beziehungsweise den dadurch definier- ten Empfangsraum 17 wird eine höhere Empfindlichkeit er¬ reicht. In einem Idealfall deckt die Fläche des Senders 1 und die Empfangsfläche 3 des Empfängers 2 den gesamten Empfangs¬ raum 17 ab. Die Fig. 6 bis 9 zeigen Ausführungsformen einer zweiten
Messanordnung, bei der der Sender 1 im Empfangsraum 17 angeordnet ist. Fig. 6 zeigt eine Messanordnung 4 mit einem Emp- fänger 2, der auf einem Träger 8 angeordnet ist. Auf einer Oberseite 25 des Empfängers 2 ist eine Empfangsfläche 3 aus¬ gebildet. Zudem ist auf oder über der Oberseite 25 des Emp¬ fängers 2 ein Sender 1 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Sender 1 direkt auf der Oberseite 25 des Empfängers 2, d.h. auf der Oberseite des Auswertechips 7 an¬ geordnet. Die Empfangsfläche 3 ist ringförmig um den Sender 1 ausgebildet. Zwischen dem Sender 1 und der Empfangsfläche 3 ist eine inaktive Empfangsfläche 34 ringförmig um den Sender 1 ausgebildet.
Die inaktive Empfangsfläche 34 ist beispielsweise dadurch re¬ alisiert, dass keine Empfangsfläche 3, d.h. keine Fotodiode vorgesehen ist. In einer weiteren Ausführungsform kann die inaktive Empfangsfläche 34 dadurch realisiert sein, dass eine intransparente Abdeckung die Empfangsfläche 3 im Bereich der inaktiven Empfangsfläche 34 abdeckt. Weiterhin kann die inaktive Empfangsfläche 34 dadurch realisiert sein, dass eine Sensorabdeckung 35 die Empfangsfläche abdeckt. Die Sensorab¬ deckung ist als gepunktete Linie in Fig. 6 dargestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann die inaktive Empfangsfläche 34 dadurch realisiert sein, dass die Empfangsfläche 3 im Bereich der inaktiven Empfangsfläche 34 deaktiviert ist und für eine Auswertung der empfangenen reflektierten Messstrahlung nicht verwendet wird. Die ringförmig um den Sender 1 an- geordnete inaktive Empfangsfläche 34 weist den Vorteil auf, dass weniger Störstrahlung durch die Empfangsfläche 3 empfangen wird. Ein Bereich angrenzend um den Sender 1 weist eine erhöhte Störstrahlung auf, die nicht reflektierte Messstrah¬ lung darstellt.
Oberhalb des Senders 1 und des Empfängers 2 ist eine Abde¬ ckung 5 mit einer intransparenten Schicht 9 vorgesehen. Die intransparente Schicht 9 weist eine Öffnung auf, die einen Durchlassbereich 6 bildet. Die Abdeckung 5 besteht aus einem für die Messstrahlung und die reflektierte Messstrahlung transparenten Material. Die intransparente Schicht 9 besteht aus einem für die Messstrahlung und die reflektierte Mess- Strahlung intransparenten Material. Beispielsweise kann die Abdeckung 5 aus Glas, Saphir oder einem Kunststoff bestehen. Oberhalb der Abdeckung 5 ist schematisch das Objekt 10 darge¬ stellt, das mithilfe der Messstrahlung vermessen werden soll. Die Messstrahlung 14, die vom Sender 1 ausgestrahlt wird, kann als Störstrahlung 37 z.B. an einer Grenzfläche an einer ersten Optik 18 reflektiert werden. Zudem kann die Messstrahlung 14 als Störstrahlung 37 an der Abdeckung 5 reflektiert werden. Die Störstrahlung 37 wird somit mit einem engen Winkel in Bezug auf die Abstrahlrichtung der Messstrahlung 14 zurück auf den Sender 1 beziehungsweise den Empfänger 2 reflektiert. Dadurch trifft Störstrahlung 37 entweder direkt wieder auf den Sender 1 oder in angrenzende Bereiche des Empfängers 2. Diese angrenzenden Bereiche werden als inaktive Empfangsfläche 34 ausgebildet, um den Empfang von Störstrah- lung der Empfangsfläche 3 zu reduzieren beziehungsweise zu verhindern .
Die inaktive Empfangsfläche 34 ist in der Weise ausgebildet, dass reflektierte Messstrahlung 15, die vom Objekt 10 zurück in Richtung auf die Empfangsfläche 3 des Empfängers 2 reflek¬ tiert wird, tatsächlich auf eine aktive Empfangsfläche 3 be¬ ziehungsweise auf die Empfangsfläche 3 auftrifft. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch die inaktive Empfangsfläche 34 und die Empfangsfläche 3 beziehungsweise der gesamte Empfänger 2 mit einer Schutzschicht 36 bedeckt sein. Die Schutzschicht 36 kann gleichzeitig eine optische Füh¬ rungsfunktion für die reflektierte Messstrahlung 15 aufweisen. Zudem kann die erste Optik 18 und die Schutzschicht 36 beziehungsweise die zweite Optik 19 als einteilige Optik ins- besondere aus einem Moldmaterial gebildet sein.
Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 6. Dabei ist die Abdeckung 5 transparent dargestellt und die Form des Durchlassbereiches 6 mit einer gestrichelten Linie angedeutet. In der dargestellten Ausführungsform weist der Sender 1 eine rechteckige Grundfläche auf. Ebenso weist die inaktive Empfangsfläche 34 eine Ringform mit einer recht- eckigen Außenkontur und einer rechteckigen Innenkontur auf. Die inaktive Empfangsfläche 34 kann auch als rechteckige Flä¬ che ausgebildet sein, über oder auf der der Sender 1 angeordnet ist. Weiterhin weist die Empfangsfläche 3 eine Ringform mit einer rechteckigen Außenkontur und einer rechteckigen In- nenkontur auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Empfangsfläche 3 auch eine ringförmige Fläche dar¬ stellen. Ebenso kann die inaktive Empfangsfläche 34 eine ringförmige Fläche aufweisen. Beispielsweise kann die inakti¬ ve Empfangsfläche 34 als Kreisscheibe ausgebildet sein, über oder auf der der Sender 1 angeordnet ist. Weiterhin kann der Sender 1 eine Kreisfläche als Grundfläche aufweisen.
Durch das Stapeln von Sender und Empfänger übereinander sowie eine vorzugsweise Bündelung der Messstrahlung 14 mithilfe ei- ner ersten Optik 18 kann die Messanordnung in Bezug auf die flächige Ausdehnung reduziert werden. Ein Abschattungsbereich des Senders 1 auf der Empfangsfläche 3 kann durch eine ent¬ sprechende Ausbildung der Größe und/oder der Form der inaktiven Empfangsfläche 34 reduziert werden. Zudem können Flächen- bereiche 38 des Empfangsbereiches, die nicht von der Emp¬ fangsfläche 3 abgedeckt sind, für die Anordnung von weiteren Sensoren verwendet werden.
Fig. 8 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein weiteres Beispiel für die zweite Ausführung gemäß Fig. 6, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform die erste Optik 18 z.B. in Form einer Linse direkt auf dem Sender 1 angeordnet ist. Durch die geometrische Begrenzung der ersten Optik 18 auf die Oberseite des Senders 1 wird eine Reduzierung von Störstrahlung 37, die auf die Empfangsfläche 3 treffen kann, reduziert.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der zweiten Ausführung der Messanordnung gemäß Fig. 6, bei der eine weitere Re- duzierung der Störstrahlung 37 erreicht werden kann. Dazu ist ein Halter 39 für die erste Optik 18 vorgesehen. Der Halter 39 ist in dieser Ausführungsform als Gehäuse ausgebildet, das den Sender 1 abdeckt und die erste Optik 18 in der Abstrahl- richtung der Messstrahlung 14 oberhalb des Senders 1 positio¬ niert. Der Halter 39 umgibt den Sender 1 und ist auf der inaktiven Empfangsfläche 34 angeordnet. Der Halter 39 positio¬ niert die erste Optik 18, die z.B. in Form einer Linse ausge¬ bildet ist, in einem vorgegebenen Abstand in der Abstrahl- richtung der Messstrahlung 14 oberhalb des Senders 1. Dadurch kann keine Störstrahlung der ersten Optik 18 auf die Empfangsfläche 3 gelangen. Zudem ist in dieser Ausführungsform der Sender 1 auch auf der inaktiven Empfangsfläche 34 angeordnet .
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die inaktive Empfangsfläche 34 auch dadurch realisiert sein, dass ein Teil der Empfangsfläche 3 nicht für die Auswertung des Messsigna¬ les verwendet wird. Beispielsweise kann die Empfangsfläche 3 als Fotodiode ausgebildet sein, die segmentierte Bereiche aufweist. Die segmentierten Bereiche können auch als getrennte Fotodioden ausgebildet sein. Somit kann ein innerer Bereich der Empfangsfläche 3 als erster segmentierter Bereich ausgebildet sein, der eine inaktive Empfangsfläche 34 dar- stellt und für die Auswertung der reflektierten Messstrahlung 15 nicht verwendet wird.
Der Sender 1 kann als stark gebündelte Lichtquelle insbesondere als Laserdiode wie zum Beispiel VCSEL ausgebildet sein. Weiterhin kann durch zusätzliche Optiken wie zum Beispiel eine Linse im Gehäusedeckel oder eine Moldlinse direkt auf dem Träger eine weitere Optimierung beziehungsweise Fokussierung der Messstrahlung erreicht werden. Eine starke Bündelung der Messstrahlung des Senders ist von Vorteil, um eine Störstrah- lung zu reduzieren. Der Träger 8 kann ein Mehrlagenlaminat zum Beispiel aus FR4 aufweisen. Dabei könnte zuerst der Sen¬ der 1 auf das Mehrlagenlaminat bestückt werden. Anschließend kann der Empfänger 2 auf den Träger 8 montiert werden. An- schließend kann die Sende- und Empfangseinheit dann auf einen Reflektor aufgebracht werden. Als mechanischer Schutz kann eine Kappe auf das Substrat aufgebracht werden. Die Kappe kann wenigstens eine Linse für den Sender und/oder eine zwei- te Linse für den Empfänger aufweisen.
Die Fig. 10 bis 13 zeigen Ausführungsformen einer dritten Messanordnung bzw. Empfangsflächen eines Empfängers der dritten Messanordnung. Fig. 10 zeigt in einer schematischen Sei- tenansicht einen Sender 1, der auf einem Träger 8 angeordnet ist. Neben dem Sender 1 ist in einem vorgegebenen Abstand zum Sender 1 ein Empfänger 2 auf dem Träger 8 angeordnet. Der Empfänger 2 weist eine Empfangsfläche 3 auf einer Oberseite eines Auswertechips 7 auf. Oberhalb der Messanordnung 4 ist eine Abdeckung 5 angeordnet. Der Sender 1 sendet Messstrahlung 14 in Richtung auf ein zu vermessendes Objekt 10 aus, das oberhalb der Abdeckung 5 angeordnet ist. Die Messstrah¬ lung 14 kann auf der Unterseite und an der Oberseite der Ab¬ deckung 5 reflektiert werden und als Störstrahlung 37 in Richtung auf die Empfangsfläche 3 gelenkt werden. Somit wird in einem ersten Bereich 41 der Empfangsfläche 3 Störstrahlung 37 empfangen. Reflektierte Messstrahlung 15 trifft seitlich neben dem ersten Bereich 41 auf der Empfangsfläche 3 auf. Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf die Empfangsfläche 3 des Empfängers 2 der Fig. 10. Die Empfangsfläche 3 weist vier streifenförmige Segmente 41, 42, 43, 44 auf. Die vier Segmente 41, 42, 43, 44 bilden z.B. vier Empfangsbereiche einer Fotodiode. Durch die segmentierte Ausbildung der Fotodiode 3 können abhängig von der gewählten Auswertung die vier Bereiche 41, 42, 43, 44 unabhängig voneinander vom Auswertechip 7 zur Auswertung der empfangenen, reflektierten Messstrahlung 15 verwendet werden. Somit kann abhängig von der vorliegenden Messsituation wenigstens einer der Bereiche oder mehrere Bereiche, insbesondere alle Berei¬ che 41, 42, 43, 44 bei der Erfassung der reflektierten Messstrahlung 15 nicht berücksichtigt werden. Somit kann eine in¬ dividuelle Anpassung der Auswertesituation der segmentierten Bereiche 41, 42, 43, 44 durch den Auswertechip 7 realisiert werden. Die vier segmentierten Bereiche 41, 42, 43, 44 können auch in Form von vier getrennten Fotodioden ausgebildet sein. Fig. 12 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine weitere Ausführungsform einer Messanordnung 4 mit einem Empfänger 2, auf dem ein Sender 1 angeordnet ist. Somit entspricht diese Anordnung des Senders 1 und des Empfängers 2 im Wesentlichen der zweiten Messanordnung der Fig. 6 bis 9.
Der Empfänger 2 ist in dieser Ausführungsform mit einem Auswertechip 7 ausgebildet, auf dessen Oberseite eine Empfangs¬ fläche 3 in Form einer segmentierten Fotodiode ausgebildet ist. Die Fotodiode weist einen ersten mittigen Bereich 41 auf. Der erste Bereich 41 ist in der dargestellten Ausführungsform rechteckförmig ausgebildet. Der erste Bereich 41 wird von einem zweiten Bereich 42 ringförmig umgeben. Der zweite Bereich 42 wird von einem dritten Bereich 43 ringförmig umgeben. Der dritte Bereich 43 wird von einem vierten Be- reich 44 ringförmig umgeben. Der zweite, dritte und vierte Bereich weisen jeweils eine rechteckförmige Innenkontur und eine rechteckförmige Außenkontur auf. Abhängig von der ge¬ wählten Ausführungsform können die Breiten der ringförmigen Bereiche 42, 43, 44 gleich groß sein oder unterschiedliche Breiten aufweisen. Insbesondere kann der vierte und damit äu¬ ßere Bereich 44 eine größere Breite als der dritte und/oder der zweite Bereich 43, 42 aufweisen.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der erste Be- reich 41 nicht als Empfangsfläche ausgebildet sein und somit nur der zweite, dritte und vierte Bereich 42, 43, 44 als seg¬ mentierte Fotodiodenbereiche ausgebildet sein. Abhängig von der vorliegenden Messsituation kann wenigstens einer der Bereiche 41, 42, 43, 44 bei der Auswertung der empfangenen re- flektierten Messstrahlung 15 nicht berücksichtigt werden.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, die grundsätzlich dem Aufbau der Anordnung des Senders und des Empfängers der Fig. 12 entspricht. Dabei ist ein Empfänger 2 mit einem Aus¬ wertechip 7 vorgesehen, auf dessen Oberseite eine Empfangsfläche 3 ausgebildet ist. Mittig in der Empfangsfläche 3 ist ein Sender 1 angeordnet. Der Sender 1 ist auf einem ersten kreisförmigen Bereich 41 angeordnet. Der erste kreisförmige Bereich 41 wird von einem kreisringförmigen zweiten Bereich 42 umgeben. Der zweite ringförmige Bereich 42 ist von einem dritten ringförmigen Bereich 43 umgeben. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch ein vierter Bereich 44 ringförmig den kreisringförmigen dritten Bereich 43 umgeben. Die einzelnen Bereiche 41, 42, 43, 44 können als segmentierte Bereiche einer segmentierten Fotodiode ausgebildet sein. So¬ mit kann abhängig von der gewählten Ausführungsform wenigstens einer der Bereiche 41, 42, 43 bei der Auswertung der empfangenen, reflektierten Messstrahlung 15 nicht berücksichtigt werden. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform auch der erste Bereich 41 als inaktive Empfangsflä¬ che 34 beziehungsweise nicht als Empfangsfläche 3 ausgebildet sein. Diese Ausführung kann dann von Vorteil sein, wenn im ersten Bereich 41 zu viel Störstrahlung 37 aufgrund der vorliegenden Messanordnung empfangen wird.
Die Empfangsfläche 3 kann in Form einer Fotodiode mit segmen¬ tierten Bereichen ausgebildet sein, wobei die segmentierten Bereiche 41, 42, 43, 44 für die Auswertung der reflektierten Messstrahlung individuell zu- oder abgeschaltet werden können. Bei einem geringen Luftspalt zur Abdeckung 5 könnten somit alle Segmente 41, 42, 43, 44 für die Auswertung genutzt werden. Für einen größeren Luftspalt zwischen dem Sender und der Abdeckung 5 können einzelne Segmente für die Auswertung ausgeschlossen werden. Mit größer werdendem Luftspalt werden dann immer mehr Bereiche beziehungsweise Segmente der Fotodi¬ ode ausgeschaltet. Die Bereiche beziehungsweise Segmente kön¬ nen so ausgeführt sein, dass sie im kritischen Bereich klei- ner strukturiert sind als im nicht-kritischen Bereich. Ein kritischer Bereich zeichnet sich dadurch aus, dass die Wahrscheinlichkeit für eine höhere Störstrahlung vorliegt.
Dadurch kann eine Justierung an die Messsituation genau er- folgen, ohne zu viel Empfindlichkeit durch die kleiner wer¬ dende Empfangsfläche zu verlieren. Die Segmentierung, das heißt die Bereiche 41, 42, 43, 44 der Fotodiode können in be¬ liebiger Form ausgeführt werden. Zum Beispiel können die Be- reiche rechteckig, ringförmig oder auch in anderen Formen ausgeführt sein.
Durch ein Abschalten von ausgewählten segmentierten Bereichen 41, 42, 43, 44 der Empfangsfläche 3 kann ein Cross-Talk in Abhängigkeit von der Einbausituation der Messanordnung ausgeblendet werden. Somit kann die Messanordnung für eine bestimmte Einbausituation optimiert betrieben werden. Die
Messanordnung 4 stellt einen optischen Sensor dar, wobei die Sensorfläche geometrisch optimiert ist, um eine möglichst kleine Apertur im Gehäuse zu ermöglichen.
Die Messanordnung eignet sich beispielsweise zur Erfassung eines Herzpulses eines Menschen und/oder zur Erfassung einer BlutZusammensetzung, insbesondere einer Sauerstoffkonzentra- tion. Dazu wird infrarote Strahlung als Messstrahlung verwendet. Weiterhin kann die Messanordnung als Näherungssensor verwendet werden.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei- spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Er¬ findung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . BEZUGSZEICHENLISTE
1 Sender
2 Empfänger
3 Empfangsfläche
4 Messanordnung
5 Abdeckung
6 Durchlassbereich
7 Auswertechip
8 Träger
9 Schicht
10 Objekt
11 Gehäusedeckel
12 Ausnehmung
13 Gehäusewand
14 Messstrahlung
15 reflektierte Messstrahlung
16 Senderaum
17 Empfangsräum
18 erste Optik
19 zweite Optik
20 Seitenkontur
21 Seitenkonturdurchlassbereich
22 erster Schenkel
23 zweiter Schenkel
24 Verbindungsfläche
25 Oberseite Empfänger
31 erste Teilempfangsfläche
32 zweite Teilempfangsfläche
33 dritte Teilempfangsfläche
34 inaktive Empfangsfläche
35 Sensorabdeckung
36 Schutzschicht
37 StörStrahlung
38 Flächenbereich
39 Halter
41 erster Bereich
42 zweiter Bereich dritter Bereich vierter Bereich

Claims

PATENTA S PRÜCHE
Messanordnung (4) mit einem optischen Sender (1) und einem optischen Empfänger (2 ) , wobei der Sender (1) ausgebildet ist, um elektromagnetische Messstrahlung (14) in einen Senderaum (16) auszusenden, wobei der Empfänger (2) ausgebildet ist, um von einem Objekt (10) in einem Emp¬ fangsraum (17) reflektierte Messstrahlung (15) zu empfangen, wobei Mittel vorgesehen sind, um einen Empfang von Störstrahlung (37), die nicht vom Objekt (10) reflektierte Messstrahlung (15) darstellt, durch den Empfänger (2) zu reduzieren.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Mittel eine Abde¬ ckung (5) umfassen, wobei die Abdeckung (5) wenigstens teilweise im Senderaum (16) und im Empfangsraum (17) angeordnet ist, wobei die Abdeckung (5) einen Durchlassbe¬ reich (6) aufweist, wobei der Durchlassbereich (6) trans¬ parent für die Messstrahlung (14) und transparent für re¬ flektierte Messstrahlung (15) ist, wobei der Durchlassbe¬ reich (6) wenigstens teilweise den Senderaum (16) und we¬ nigstens teilweise den Empfangsraum (17) begrenzt, und wobei der Durchlassbereich (6) in Form einer zusammenhängende (11) Fläche ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Sender (1) in dem Empfangsraum (17) angeordnet ist, wobei der Empfangsraum
(17) in einer Empfangsfläche (3) an den Empfänger
(2) angrenzt, wobei der Sender (1) eine Teilfläche der Emp¬ fangsfläche (3) gegen einen Empfang von reflektierter Messstrahlung (15) abdeckt, wobei in der Empfangsfläche
(3) ein inaktiver Flächenbereich (34) vorgesehen ist, wobei der inaktive Flächenbereich (34) wenigstens eine Ringform um die abgeschattete Teilfläche umfasst, wobei der Empfänger in dem inaktiven Flächenbereich (34) auftreffende Messstrahlung nicht auswertet.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Empfänger (2) eine Empfangsfläche (3) aufweist, die ausgebildet ist, um eine reflektierte Messstrahlung (15) zu empfangen, wobei die Empfangsfläche (3) in wenigstens zwei Teilflächen (41, 42, 43, 44) unterteilt ist, wobei wenigstens eine Teil¬ fläche (41, 42, 43, 44) aktivierbar und/oder deaktivierbar ausgebildet ist, wobei in einem aktiven Zustand über die Teilfläche (41, 42, 43, 44) die reflektierte Mess¬ strahlung (15) vom Empfänger (2) erfasst wird, und wobei im deaktiven Zustand über die deaktivierte Teilfläche die reflektierte Messstrahlung nicht erfasst wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Empfänger (2) eine Empfangsfläche (3) aufweist, wobei die Empfangsfläche (3) ausgebildet ist, um die reflektierte Messstrahlung (15) zu empfangen, und wobei die gesamte Empfangsfläche (3) im Empfangsraum (15) liegt, der über den Durchgangsbereich (6) auf den Empfänger (2) auf- trifft .
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Empfänger (2) eine Empfangsfläche (3) aufweist, wobei die Empfangsfläche (3) ausgebildet ist, um die reflektierte Messstrahlung (15) zu empfangen, und wobei die Empfangs¬ fläche (3) wenigstens teilkreisförmig entsprechend dem Empfangsraum (17) ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sender (1) und/oder der Empfänger (2) ein optisches Element (18, 19), insbesondere eine Linse für eine verbes¬ serte Strahlungsführung aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sender (1) zwischen zwei Schenkeln (22, 23) einer eiförmigen Empfangsfläche (3) angeordnet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 3, wobei in dem inaktiven Flächenbereich (34) keine Empfangsfläche (3) vorgesehen ist oder die Empfangsfläche (3) abgedeckt ist oder die Emp¬ fangsfläche (3) deaktiviert ist.
10. Anordnung nach Anspruch 3 oder 9, wobei im Senderaum (16) eine Linse (18) vorgesehen ist, um die Strahlung auf ei¬ nen Zielbereich zu fokussieren.
11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Linse (18, 19) aus einem Moldmaterial geformt ist, und wobei die Linse (18, 19) den Sender (1) und wenigstens teilweise den Empfänger
(3) bedeckt.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Linse (18) in einem Halter (39) in einem Abstand zum Sen- der (1) gehalten ist, wobei der Halter (39) auf der Empfangsfläche (3) oder dem Empfänger (2) angeordnet ist, wobei der Halter (39) den Sender umgibt und abdeckt.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Sender (1) auf dem Empfänger (2) angeordnet ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Empfänger (2) eine Empfangsfläche (3) aufweist, die auf einem Auswertechip (7) angeordnet ist, wobei die Emp- fangsfläche (3) eine kleinere Fläche als der Auswertechip
(7) aufweist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 3, 4, 9 bis 14, wobei eine Abdeckung (5) wenigstens teilweise im Senderaum (16) und im Empfangsraum (17) angeordnet ist, wobei die Abde¬ ckung (5) einen Durchlassbereich (6) aufweist, wobei der Durchlassbereich (6) transparent für die Messstrahlung (14) und transparent für reflektierte Messstrahlung (15) ist, wobei der Durchlassbereich (6) wenigstens teilweise den Senderaum (16) und wenigstens teilweise den Empfangs¬ raum (18) umfasst, und wobei der Durchlassbereich (6) ei¬ ne zusammenhängende Fläche aufweist.
16. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Teilflächen (41, 42, 43, 44) streifenförmig ausgebildet sind, und wobei insbe¬ sondere der Sender (1) seitlich neben dem Empfänger (2) angeordnet ist.
17. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Teilflächen (41, 42, 43, 44) ringförmig ausgebildet sind, wobei der Sender (1) in dem Empfangsraum (17) angeordnet ist, wobei der Sender (1) einen Teil des Empfangsraums (17) gegen einen Empfang von reflektierter Messstrahlung (15) abdeckt, wobei der Empfangsraum (17) in einer Empfangsfläche (3) an den Empfänger (2) angrenzt.
18. Anordnung nach Anspruch 17, wobei die Teilflächen (41, 42, 43, 44) kreisringförmig ausgebildet sind.
19. Anordnung nach Anspruch 17, wobei die Teilflächen (41, 42, 43, 44) als Streifenringe mit abgewinkelten Eckberei¬ chen ausgebildet sind.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 16 bis 19, wobei die Empfangsfläche (3) als segmentierte Fotodiode ausgebildet ist, und wobei die Teilflächen (41, 42, 43, 44) unabhängig auswertbare Segmente der Fotodiode dar- stellen.
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DE102017101945.6 2017-02-01

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11156796B2 (en) * 2017-09-11 2021-10-26 Pixart Imaging Inc. Optical sensor package module
US10950743B2 (en) * 2019-05-02 2021-03-16 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Time of flight (TOF) sensor with transmit optic providing for reduced parallax effect

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013104547A1 (de) * 2013-05-03 2014-11-06 Miele & Cie. Kg Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät und optisches System für ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät
WO2016148645A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic module for spectral and proximity data acquisition

Family Cites Families (135)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326799A (en) * 1975-08-06 1982-04-27 Raytheon Company Active-passive scanning system
US4964693A (en) * 1989-03-28 1990-10-23 Motorola, Inc. Radio having optical controls and method of optically controlling same
US5103085A (en) * 1990-09-05 1992-04-07 Zimmerman Thomas G Photoelectric proximity detector and switch
US5455669A (en) * 1992-12-08 1995-10-03 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik Laser range finding apparatus
JP3264109B2 (ja) * 1994-10-21 2002-03-11 三菱電機株式会社 障害物検知装置
KR100259490B1 (ko) * 1995-04-28 2000-06-15 윤종용 광검출기 일체형 표면광 레이저와 이를 채용한 광픽업 장치
US5648979A (en) * 1995-12-29 1997-07-15 Samsung Electronics Co. Ltd. Assembly of VCSEL light source and VCSEL optical detector
DE19607345A1 (de) * 1996-02-27 1997-08-28 Sick Ag Laserabstandsermittlungsvorrichtung
IT1283729B1 (it) * 1996-04-12 1998-04-30 Datologic S P A Dispositivo elettroottico per rilevare la presenza di un corpo a distanza regolabile con soppressione di sfondo
JPH10132934A (ja) * 1996-10-29 1998-05-22 Mitsubishi Electric Corp 車両用光レーダ装置
US5974071A (en) * 1997-05-20 1999-10-26 Motorola, Inc. VCSEL with integrated photodetectors for automatic power control and signal detection in data storage
US7028899B2 (en) * 1999-06-07 2006-04-18 Metrologic Instruments, Inc. Method of speckle-noise pattern reduction and apparatus therefore based on reducing the temporal-coherence of the planar laser illumination beam before it illuminates the target object by applying temporal phase modulation techniques during the transmission of the plib towards the target
JP2000162318A (ja) * 1998-11-24 2000-06-16 Hamamatsu Photonics Kk 全方位距離検出装置
US6262800B1 (en) * 1999-03-05 2001-07-17 Lockheed Martin Corporation Dual mode semi-active laser/laser radar seeker
DE19917509C1 (de) * 1999-04-17 2000-05-25 Leuze Electronic Gmbh & Co Optoelektronische Vorrichtung
KR100618969B1 (ko) * 1999-07-12 2006-08-31 삼성전자주식회사 광송수신 모듈
DE10004398A1 (de) * 2000-02-02 2001-08-16 Infineon Technologies Ag VCSEL mit monolithisch integriertem Photodetektor
WO2002061959A2 (en) * 2001-01-30 2002-08-08 University Of South Florida Open-path laser/optical communication systems and methods utilizing wavelengths between atmospheric and gaseous absorption lines
JP2002360530A (ja) * 2001-06-11 2002-12-17 Waatekkusu:Kk 脈波センサ及び脈拍数検出装置
US6835923B2 (en) * 2001-11-16 2004-12-28 Nokia Corporation Method and apparatus for self-monitoring of proximity sensors
US7049597B2 (en) * 2001-12-21 2006-05-23 Andrew Bodkin Multi-mode optical imager
US7489865B2 (en) * 2002-02-01 2009-02-10 Cubic Corporation Integrated optical communication and range finding system and applications thereof
US7495774B2 (en) * 2002-03-01 2009-02-24 Michigan Aerospace Corporation Optical air data system
US7656924B2 (en) * 2002-04-05 2010-02-02 The Furukawa Electric Co., Ltd. Surface emitting laser, and transceiver, optical transceiver, and optical communication system employing the surface emitting laser
US7831152B2 (en) * 2002-06-04 2010-11-09 Finisar Corporation Optical transceiver
EP1525484B1 (de) * 2002-08-02 2007-05-02 Ophir Corporation System und verfahren zum optischen messen von luftdaten
JP3875665B2 (ja) * 2003-07-31 2007-01-31 北陽電機株式会社 スキャニング型レンジセンサ
JP3908226B2 (ja) * 2004-02-04 2007-04-25 日本電産株式会社 スキャニング型レンジセンサ
US7808706B2 (en) * 2004-02-12 2010-10-05 Tredegar Newco, Inc. Light management films for displays
US7127133B2 (en) * 2004-03-10 2006-10-24 Alcatel Monolithically integrated optic triplexer and method for making same
US7157685B2 (en) * 2004-04-12 2007-01-02 Canesta, Inc. Method and system to enhance differential dynamic range and signal/noise in CMOS range finding systems using differential sensors
US7081614B2 (en) * 2004-05-21 2006-07-25 Raytheon Company Optical sensor system with built-in optical test capability
JP2006038572A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Sharp Corp 反射型エンコーダおよびこの反射型エンコーダを用いた電子機器
US7286581B2 (en) * 2004-08-20 2007-10-23 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd Self-monitoring light emitting apparatus
US7301608B1 (en) * 2005-01-11 2007-11-27 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Photon-counting, non-imaging, direct-detect LADAR
US8294809B2 (en) * 2005-05-10 2012-10-23 Advanced Scientific Concepts, Inc. Dimensioning system
US7355179B1 (en) * 2005-07-30 2008-04-08 Rockwell Collins, Inc. Scene imaging system integrity monitor and method thereof
US7274448B2 (en) * 2005-09-30 2007-09-25 Institut National D'optique Short range LIDAR apparatus having a flat spatial response
US7714265B2 (en) * 2005-09-30 2010-05-11 Apple Inc. Integrated proximity sensor and light sensor
EP1969395B1 (de) * 2005-12-19 2017-08-09 Leddartech Inc. Objekte detektierendes beleuchtungssystem und verfahren
DE102006013290A1 (de) * 2006-03-23 2007-09-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur optischen Distanzmessung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung
US7423821B2 (en) * 2006-03-24 2008-09-09 Gentex Corporation Vision system
EP1860462A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-28 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser zur Erfassung der räumlichen Abmessung eines Zieles
EP1903299A1 (de) * 2006-09-20 2008-03-26 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Verfahren und System zur Erfassung eines 3D-Bildes einer Szene
US8031164B2 (en) * 2007-01-05 2011-10-04 Apple Inc. Backlight and ambient light sensor system
US8125619B2 (en) * 2007-07-25 2012-02-28 Eminent Electronic Technology Corp. Integrated ambient light sensor and distance sensor
US8279287B2 (en) * 2007-08-13 2012-10-02 Trex Enterprises Corp Passive crosswind profiler
JP5171158B2 (ja) * 2007-08-22 2013-03-27 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置及び距離画像測定装置
US7486386B1 (en) * 2007-09-21 2009-02-03 Silison Laboratories Inc. Optical reflectance proximity sensor
JP5181628B2 (ja) * 2007-11-12 2013-04-10 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
US7746449B2 (en) * 2007-11-14 2010-06-29 Rosemount Aerospace Inc. Light detection and ranging system
EP3206046B1 (de) * 2007-12-21 2021-08-25 Leddartech Inc. Erkennungs- und bereichsverfahren und systeme
WO2009120568A2 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 Nanolambda, Inc. Multi-purpose plasmonic ambient light sensor and visual range proximity sensor
US8301027B2 (en) * 2008-05-02 2012-10-30 Massachusetts Institute Of Technology Agile-beam laser array transmitter
US9041915B2 (en) * 2008-05-09 2015-05-26 Ball Aerospace & Technologies Corp. Systems and methods of scene and action capture using imaging system incorporating 3D LIDAR
WO2010006081A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Chiaro Technologies, Inc. Multiple channel locating
JP5448617B2 (ja) * 2008-08-19 2014-03-19 パナソニック株式会社 距離推定装置、距離推定方法、プログラム、集積回路およびカメラ
US8995493B2 (en) * 2009-02-17 2015-03-31 Trilumina Corp. Microlenses for multibeam arrays of optoelectronic devices for high frequency operation
EP2226652B1 (de) 2009-03-02 2013-11-20 Sick Ag Optoelektronischer Sensor mit Ausrichtlichtsender
US20100228517A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-09 Lasercraft, Inc. Lidar devices with reflective optics
KR101018203B1 (ko) * 2009-03-25 2011-02-28 삼성전기주식회사 거리 측정 장치
US8717417B2 (en) * 2009-04-16 2014-05-06 Primesense Ltd. Three-dimensional mapping and imaging
US8675181B2 (en) * 2009-06-02 2014-03-18 Velodyne Acoustics, Inc. Color LiDAR scanner
US8779361B2 (en) * 2009-06-30 2014-07-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical proximity sensor package with molded infrared light rejection barrier and infrared pass components
US8803967B2 (en) * 2009-07-31 2014-08-12 Mesa Imaging Ag Time of flight camera with rectangular field of illumination
US8716665B2 (en) * 2009-09-10 2014-05-06 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Compact optical proximity sensor with ball grid array and windowed substrate
JP5588310B2 (ja) * 2009-11-15 2014-09-10 プライムセンス リミテッド ビームモニタ付き光学プロジェクタ
US9733357B2 (en) * 2009-11-23 2017-08-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared proximity sensor package with improved crosstalk isolation
US8786757B2 (en) * 2010-02-23 2014-07-22 Primesense Ltd. Wideband ambient light rejection
US8305561B2 (en) * 2010-03-25 2012-11-06 Hokuyo Automatic Co., Ltd. Scanning-type distance measuring apparatus
US8421003B2 (en) * 2010-04-30 2013-04-16 Raytheon Company Optical transceiver built-in test (BIT)
US9069059B2 (en) * 2010-05-13 2015-06-30 Laser Lions LLC Concealed light detection and ranging system
EP3901653A3 (de) * 2010-05-17 2022-03-02 Velodyne Lidar USA, Inc. Hochauflösendes lidar-system
US8558161B2 (en) * 2010-08-10 2013-10-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Lens having multiple conic sections for LEDs and proximity sensors
KR101669412B1 (ko) * 2010-11-01 2016-10-26 삼성전자주식회사 3ｄ 카메라를 위한 깊이 정보 측정 방법 및 장치
GB2485989A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 St Microelectronics Res & Dev Ambient light sensor package comprising a sensor array microchip
GB2485996A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 St Microelectronics Res & Dev A combined proximity and ambient light sensor
GB2485998A (en) * 2010-11-30 2012-06-06 St Microelectronics Res & Dev A single-package optical proximity detector with an internal light baffle
US8841597B2 (en) * 2010-12-27 2014-09-23 Avago Technologies Ip (Singapore) Pte. Ltd. Housing for optical proximity sensor
DE102011005740A1 (de) * 2011-03-17 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Messvorrichtung zur Messung einer Entfernung zwischen der Messvorrichtung und einem Zielobjekt mit Hilfe optischer Messstrahlung
US8908159B2 (en) * 2011-05-11 2014-12-09 Leddartech Inc. Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
US8805302B2 (en) * 2011-05-19 2014-08-12 Apple Inc. Proximity and ambient light sensor with improved smudge rejection
US8860056B2 (en) * 2011-12-01 2014-10-14 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Structure and method for LED with phosphor coating
US9069061B1 (en) * 2011-07-19 2015-06-30 Ball Aerospace & Technologies Corp. LIDAR with analog memory
US9453914B2 (en) * 2011-09-08 2016-09-27 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Inc. Terrain mapping LADAR system
US8692983B1 (en) * 2011-09-13 2014-04-08 Rockwell Collins, Inc. Optical, laser-based, or lidar measuring systems and method
US8743923B2 (en) * 2012-01-31 2014-06-03 Flir Systems Inc. Multi-wavelength VCSEL array to reduce speckle
US9213085B2 (en) * 2012-02-16 2015-12-15 Nucript LLC System and method for measuring the phase of a modulated optical signal
US9091535B2 (en) * 2012-05-22 2015-07-28 Korea Institute Of Industrial Technology 3D scanning system and method of obtaining 3D image
US20140084145A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical package with removably attachable cover
US10067231B2 (en) * 2012-10-05 2018-09-04 Faro Technologies, Inc. Registration calculation of three-dimensional scanner data performed between scans based on measurements by two-dimensional scanner
US8987656B2 (en) * 2012-10-09 2015-03-24 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Optical finger navigation device having an integrated ambient light sensor and electronic system comprising the same
US8946620B2 (en) * 2012-10-16 2015-02-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Proximity sensor device with internal channeling section
DE102013202170B4 (de) * 2013-02-11 2023-03-09 Robert Bosch Gmbh Optische Sensorchipvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren
US9291495B2 (en) * 2013-03-06 2016-03-22 Apple Inc. Proximity sensor with combined light sensor having an increased viewing angle
US10132928B2 (en) * 2013-05-09 2018-11-20 Quanergy Systems, Inc. Solid state optical phased array lidar and method of using same
US9753137B2 (en) * 2013-05-26 2017-09-05 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating positioning information
US9432115B2 (en) * 2013-07-10 2016-08-30 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating positioning transmissions
GB2529070B (en) * 2013-08-02 2017-07-12 Verifood Ltd Spectrometer comprising a plurality of isolated optical paths
US8836922B1 (en) * 2013-08-20 2014-09-16 Google Inc. Devices and methods for a rotating LIDAR platform with a shared transmit/receive path
US10203399B2 (en) * 2013-11-12 2019-02-12 Big Sky Financial Corporation Methods and apparatus for array based LiDAR systems with reduced interference
KR101582572B1 (ko) * 2013-12-24 2016-01-11 엘지전자 주식회사 차량 운전 보조 장치 및 이를 구비한 차량
US9240839B2 (en) * 2014-01-07 2016-01-19 Nokia Corporation Transmitting data to a rolling shutter sensor array via a light emitter array
DE102014101312B3 (de) 2014-02-04 2014-12-04 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
TWI550894B (zh) * 2014-09-30 2016-09-21 Optical induction module and its manufacturing method
US9752925B2 (en) * 2015-02-13 2017-09-05 Taiwan Biophotonic Corporation Optical sensor
TWM506280U (zh) * 2015-03-20 2015-08-01 Arima Lasers Corp 旋轉光學測距裝置
US9625582B2 (en) * 2015-03-25 2017-04-18 Google Inc. Vehicle with multiple light detection and ranging devices (LIDARs)
DE102015105264A1 (de) * 2015-04-08 2016-10-13 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Transmissionsüberwachung einer Frontscheibe
US9525863B2 (en) * 2015-04-29 2016-12-20 Apple Inc. Time-of-flight depth mapping with flexible scan pattern
EP3091272B1 (de) 2015-05-05 2018-01-03 Sick Ag Lichtgitter
US9992477B2 (en) * 2015-09-24 2018-06-05 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
US9989406B2 (en) * 2016-01-29 2018-06-05 Ouster, Inc. Systems and methods for calibrating an optical distance sensor
US9866816B2 (en) * 2016-03-03 2018-01-09 4D Intellectual Properties, Llc Methods and apparatus for an active pulsed 4D camera for image acquisition and analysis
US20170372602A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Llc Ladar enabled traffic control
US10379540B2 (en) * 2016-10-17 2019-08-13 Waymo Llc Light detection and ranging (LIDAR) device having multiple receivers
US10845470B2 (en) * 2016-11-16 2020-11-24 Waymo Llc Methods and systems for protecting a light detection and ranging (LIDAR) device
US10942272B2 (en) * 2016-12-13 2021-03-09 Waymo Llc Power modulation for a rotary light detection and ranging (LIDAR) device
US10122416B2 (en) * 2016-12-30 2018-11-06 Panosense Inc. Interface for transferring power and data between a non-rotating body and a rotating body
JP2018129266A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社小糸製作所 ランプ装置
EP3373037B1 (de) * 2017-03-10 2023-06-28 The Hi-Tech Robotic Systemz Ltd Fortschrittliches fahrerassistenzsystem mit einzelnem gehäuse
CN106970393B (zh) * 2017-03-14 2019-12-03 南京航空航天大学 一种基于码分多址的面阵激光雷达三维成像方法
WO2018176275A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 SZ DJI Technology Co., Ltd. System and method for supporting lidar applications
CN110809704B (zh) * 2017-05-08 2022-11-01 威力登激光雷达美国有限公司 Lidar数据获取与控制
CA3063605A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-22 Ouster, Inc. Optical imaging transmitter with brightness enhancement
US10809380B2 (en) * 2017-05-15 2020-10-20 Ouster, Inc. Augmenting panoramic LIDAR results with color
US20180372875A1 (en) * 2017-06-27 2018-12-27 Uber Technologies, Inc. Sensor configuration for an autonomous semi-truck
AU2018297291B2 (en) * 2017-07-05 2024-03-07 Ouster, Inc. Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array
CN109725322A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 光宝电子(广州)有限公司 距离感测装置
US10324185B2 (en) * 2017-11-22 2019-06-18 Luminar Technologies, Inc. Reducing audio noise in a lidar scanner with a polygon mirror
US10481269B2 (en) * 2017-12-07 2019-11-19 Ouster, Inc. Rotating compact light ranging system
US10627487B2 (en) * 2018-02-10 2020-04-21 Delphi Technologies, Llc Enclosure
US11592527B2 (en) * 2018-02-16 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Systems for incorporating LiDAR sensors in a headlamp module of a vehicle
KR102393439B1 (ko) * 2018-05-15 2022-05-03 현대모비스 주식회사 차량용 라이다 장치
US11181619B2 (en) * 2018-06-14 2021-11-23 Waymo Llc Camera ring structure for autonomous vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013104547A1 (de) * 2013-05-03 2014-11-06 Miele & Cie. Kg Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät und optisches System für ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät
WO2016148645A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic module for spectral and proximity data acquisition

Also Published As

Publication number Publication date
US20200116829A1 (en) 2020-04-16
DE102017101945A1 (de) 2018-08-02
US10809358B2 (en) 2020-10-20

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