專利名稱：光學(xué)傳感器芯片和具有這種傳感器芯片的防夾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)傳感器芯片。本發(fā)明還涉及一種具有這種傳感 器芯片的、尤其是用于監(jiān)控機(jī)動(dòng)車中的窗玻璃、拉門或后備箱蓋的光學(xué) 防夾裝置。
背景技術(shù)：
在防夾裝置(Einklemmschutzvorrichtung )中，迄今一方面采用可 以識(shí)別在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)之間的連接線上的障礙物的光柵 (Lichtschranke)。接收機(jī)被構(gòu)造用于在正常運(yùn)行下接收發(fā)送機(jī)的信號(hào)， 和在監(jiān)控范圍中的障礙物的情況下根據(jù)到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)的減弱或衰 竭來(lái)識(shí)別障礙物的存在。
為了構(gòu)造平面的監(jiān)控范圍，光柵的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)可以被構(gòu)成為線 狀的并且被定位在監(jiān)控面的邊緣線處。因此不利地存在著用發(fā)送機(jī)接收 機(jī)系統(tǒng)來(lái)圍繞這樣的監(jiān)控面的設(shè)計(jì)上的必要性。此外如果預(yù)先規(guī)定彎曲 的或不規(guī)則成型的面積區(qū)用于監(jiān)控，則用于構(gòu)造這種發(fā)送機(jī)接收機(jī)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)耗費(fèi)上升，其中在所迷這種發(fā)送機(jī)接收機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)送機(jī)和接收 機(jī)、或發(fā)送機(jī)接收機(jī)單元和反射器必須互相相對(duì)地位于直線上。
另一方面，將具有發(fā)送接收系統(tǒng)的傳感器應(yīng)用于防夾裝置，所述傳 感器基于通過要探測(cè)的障礙物對(duì)信號(hào)的反射，類似于雷達(dá)或回波探測(cè)器 的原理。這種系統(tǒng)的接收機(jī)被構(gòu)造用于通過發(fā)送機(jī)信號(hào)的由該障礙物所 散射回或反射的分量來(lái)識(shí)別障礙物。
在文件DE696 34 151 T2中，公開了 一種具有基于紅外光反射的傳 感器技術(shù)的光學(xué)防夾裝置。由障礙物輻射回的紅外線輻射的強(qiáng)度被測(cè) 量。借助在到達(dá)接收機(jī)的該輻射的強(qiáng)度的提高來(lái)識(shí)別障礙物。但是在該 系統(tǒng)中已證明不利的是，不能將監(jiān)控范圍足夠好地與彎曲的面相匹配， 以便例如描繪車輛輪廓。所公知的系統(tǒng)還相對(duì)于溫度波動(dòng)以及相對(duì)于隨 同進(jìn)入測(cè)量中的背景輻射是易受影響的。該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)傳感器 芯片，所迷傳感器芯片分別具有光電二極管和用于預(yù)處理由光電二極管 所輸出的探測(cè)信號(hào)的后置的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，說明一種特別適用于光學(xué)防夾裝置的傳 感器芯片。本發(fā)明所基于的任務(wù)還在于，說明一種特別適合的光學(xué)防夾 裝置。
在傳感器芯片方面，根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征來(lái)解決該任 務(wù)。傳感器芯片因此包括光敏元件、尤其是光電二極管的一維或兩維陣 列、也就是多個(gè)以預(yù)先規(guī)定的幾何排列尤其是布置在共同襯底上的這種 元件。傳感器芯片還包括多個(gè)集成預(yù)處理電路，其中，每一個(gè)預(yù)處理電 路被設(shè)置用于獨(dú)立預(yù)處理陣列的光電二極管的探測(cè)信號(hào)。在此，由布置 在光電二極管陣列和電路之間的可編程接口靈活地、也就是通過接口的 編程可選擇或調(diào)節(jié)光電二極管和預(yù)處理電路的互相分配。
優(yōu)選如此構(gòu)造接口 ，使得始終恰好一個(gè)(尤其是任意的)光電二極 管可以明確地分配給預(yù)處理電路。^旦是替代于此，也可以如此構(gòu)造接口， 使得可將多個(gè)光電二極管并聯(lián)地分配給共同的預(yù)處理電路。
預(yù)處理包含一個(gè)或多個(gè)處理步驟，利用這些處理步驟準(zhǔn)備所分配的 光電二極管的輸出信號(hào)用于在控制單元中隨后分析。預(yù)處理尤其是(單 個(gè)地或以任意的組合地)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、測(cè)量值存儲(chǔ)、輸出信號(hào)的放大 或時(shí)間累積。因此將所分配光電二極管的輸出信號(hào)在預(yù)先規(guī)定數(shù)量的測(cè) 量循環(huán)上相加理解為累積。累積因此基本上對(duì)應(yīng)于照明時(shí)間調(diào)節(jié)
(Belichtungszeiteinstellung)。
本發(fā)明所基于的思路在于，對(duì)于大多應(yīng)用情況而言不需要陣列的所 有光電二極管。在機(jī)動(dòng)車車窗玻璃升降器的防夾裝置的情況下，通常由 基本上平行于探測(cè)器單元光學(xué)軸的面給定監(jiān)控范圍。這樣的監(jiān)控范圍被 映射到基本上一維的圖像范圍中，即以或多或少寬的線條被映射到光電 二極管陣列上，但是該線條根據(jù)監(jiān)控空間的幾何形狀大多是曲線的。另 一方面，監(jiān)控范圍和因此還有圖像范圍通常針對(duì)防夾裝置的每一具體的 應(yīng)用情況、例如也即針對(duì)應(yīng)釆用該裝置的車輛類型是不同的。為了在避 免特定制造的情況下可以將該裝置用于盡可能多的應(yīng)用情況，已認(rèn)識(shí)到 在合理性制造的意義上有意義的是，用足夠大尺寸設(shè)計(jì)的光電二極管布 置來(lái)配備光電二極管陣列，該光電二極管布置覆蓋對(duì)于通常應(yīng)用情況要 估計(jì)的監(jiān)控范圍的圖像范圍。但是這種標(biāo)準(zhǔn)陣列對(duì)于單個(gè)應(yīng)用情況而言通常是尺寸過大的，使得尤其是在陣列的邊緣處總是有可觀數(shù)量的光電 二極管是多余的，因?yàn)樗鼈兾挥趫D像范圍之外。如果給陣列的每一光電 二極管分配自己的預(yù)處理電路，尤其由此傳感器芯片的大小決定性地放 大，則已認(rèn)識(shí)到該尺寸過大會(huì)特別不利地起作用。例如鑒于機(jī)動(dòng)車中的 狹窄的位置情況，后者又會(huì)限制裝置的可用性，并使這種傳感器芯片的 制造昂貴。
在該緊張場(chǎng)(Spannungsfeld)下，通過上述的擴(kuò)展方案實(shí)現(xiàn)合成方 案。由于通過編程可以靈活地互相分配光電二極管和預(yù)處理電路的可能 性，取消必須對(duì)于每一光電二極管設(shè)置分離的預(yù)處理電路的必要性。更 確切地，在傳感器芯片上集成足夠大數(shù)量的、但是通?；疚闯^光電 二極管數(shù)量的預(yù)處理電路就足夠了，于是在具體的應(yīng)用情況下可以有針 對(duì)性地給所述預(yù)處理電路分配用于對(duì)監(jiān)控范圍的掃描重要的光電二極 管。這同時(shí)使得能夠既價(jià)格偏移地、又節(jié)省位置地實(shí)現(xiàn)仍然可以多方面 采用的傳感器芯片。
通過直接在傳感器芯片上預(yù)處理光電二極管的輸出信號(hào)，還達(dá)到特 別有利的信噪比。
在具有包括多個(gè)行和多個(gè)列的矩形光電二極管布置的兩維陣列中， 優(yōu)選設(shè)置數(shù)量對(duì)應(yīng)于行或列的數(shù)量的預(yù)處理電路。在此，可將分別由陣 列的行或列組成的光電二極管分別明確地分配給預(yù)處理電路。
在防夾裝置方面，根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求3的特征來(lái)解決該任務(wù)。 該裝置因此包括被設(shè)置用于向空間領(lǐng)域發(fā)射輻射的發(fā)射單元，以及被設(shè) 置用于檢測(cè)來(lái)自該空間領(lǐng)域的輻射場(chǎng)的探測(cè)器單元。該裝置還包括控制 單元，該控制單元被構(gòu)造用于通過分析探測(cè)器單元的輸出信號(hào)在空間領(lǐng) 域中識(shí)別在預(yù)先規(guī)定的監(jiān)控范圍中的障礙物。為此目的，探測(cè)器單元包 括上述類型的傳感器芯片。
尤其是由一個(gè)或多個(gè)軟件模塊來(lái)構(gòu)成控制單元，所述一個(gè)或多個(gè)才莫 塊被實(shí)施到 一 個(gè)或多個(gè)硬件模塊上、尤其是微控制器或類似物上。
在此，優(yōu)選在光電二極管陣列前連接映射光學(xué)裝置。將映射光學(xué)裝 置的概念理解為將從空間點(diǎn)出發(fā)射到光學(xué)裝置上的光束重新映射到圖 像空間的所定義的點(diǎn)中的光學(xué)元件(例如透鏡、鏡或類似物)或多個(gè)這 種元件的裝置。通過給光電二極管陣列前置映射光學(xué)裝置，監(jiān)控范圍中的每一個(gè)點(diǎn) 被明確地映射到傳感器芯片周圍中的圖像點(diǎn)上，并且位置選擇性地由在 那里的光電二極管陣列探測(cè)。這能夠?qū)崿F(xiàn)，與入射角有關(guān)地區(qū)分入射輻 射場(chǎng)的特征量(例如強(qiáng)度)。因此通過設(shè)計(jì)裝置實(shí)現(xiàn)監(jiān)控范圍的空間分 段，其方式是將來(lái)自監(jiān)控范圍的不同空間段中的光束映射到陣列的不同 的二極管上，并可以由這些二極管獨(dú)立地探測(cè)。在本發(fā)明的最寬廣的框 架內(nèi)，陣列包括至少兩個(gè)、但是優(yōu)選明顯更大數(shù)量的光電二極管。也即 空間分段的分辨率與陣列上的光電二極管的數(shù)量和密度有關(guān)。在陣列上 的光電二極管布置得越密和光電二極管的數(shù)量越大，則分段越精細(xì)，并 且按照入射角入射輻射場(chǎng)的特征量的分辨率越高。
與分別裝入在分離的二極管外殼中的分離的光電二極管相比較，光 電二極管陣列可以具有光電二極管的較高的數(shù)量和密度，例如以分段的 光敏層的形式。
按照該構(gòu)造原理，因此可以用光電二極管的這種陣列和之前所確定 位置的映射光學(xué)裝置相應(yīng)精細(xì)地識(shí)別入射光脈沖的入射角。
映射光學(xué)裝置、例如凸透鏡的采用還具有附加的優(yōu)點(diǎn)即在兩維上 垂直于光學(xué)裝置的光軸地將由障礙物所反射的光成束，由此借助比較小 的透鏡可以集中比較大的光量。
在防夾裝置的優(yōu)選實(shí)施方案中，控制單元被構(gòu)造用于控制發(fā)射單元。
通過由控制單元控制發(fā)射單元，首先可能的是，只有當(dāng)例如通過另 外的裝置校驗(yàn)出夾住情況的提高的概率或由于系統(tǒng)狀態(tài)本身而該概率 提高，才激活發(fā)射單元。例如對(duì)于車窗，只有當(dāng)窗正在被關(guān)閉，仍是開 著的，并且離閉合位置少于可以預(yù)先規(guī)定的最小數(shù)額，但是不處于靜止 的閉合狀態(tài)時(shí)，或當(dāng)窗正在被打開時(shí)，光學(xué)防夾才必須是激活的。
優(yōu)選地以脈動(dòng)方式控制發(fā)射單元。通過以脈動(dòng)方式控制發(fā)射單元， 可以通過由探測(cè)器單元識(shí)別的和相應(yīng)分類的發(fā)射單元輻射具有特定標(biāo) 志、例如具有特定強(qiáng)度調(diào)制的參考信號(hào)，使得可以屏蔽(ausblenden) 干擾效應(yīng)(例如背景輻射)。為了識(shí)別信號(hào)，控制單元在此意義上作為 在控制單元和探測(cè)器單元之間的電子接口起作用。
在光學(xué)防夾裝置的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，發(fā)射單元包括多個(gè)發(fā)光二極管或多個(gè)激光二極管，其尤其在紅外范圍中輻射。
在光學(xué)防夾裝置的適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)方案中，發(fā)射單元包括用于定向輻射 的光學(xué)裝置，使得可以預(yù)先已如此程度地限制由發(fā)射場(chǎng)所檢測(cè)的空間領(lǐng) 域，以致于不僅預(yù)先規(guī)定的監(jiān)控范圍完全被檢測(cè)，而且在所檢測(cè)的空間 領(lǐng)域和監(jiān)控范圍之間的偏差盡可能小。發(fā)射場(chǎng)的聚焦是有意義的，以便 盡可能小地保持能量和處理耗費(fèi)。
在該實(shí)施方案中優(yōu)選以圓柱透鏡形式實(shí)現(xiàn)的該光學(xué)裝置尤其是被 構(gòu)造用于生成基本上扇形的射束。
此外有利地，控制單元被構(gòu)造用于，為了識(shí)別在監(jiān)控范圍中的障礙 物，根據(jù)陣列的不同光電二極管的輸出信號(hào)的比較來(lái)檢測(cè)從空間領(lǐng)域入 射的輻射場(chǎng)的與預(yù)先規(guī)定的參考模式相偏離的空間上的(即與入射角有 關(guān)地變化的)強(qiáng)度分布或空間上不均勻的時(shí)間上的強(qiáng)度變化。將射到光 電二極管陣列上的光輻射的時(shí)間上的變化稱作空間上不均勻的強(qiáng)度變 化，所述光輻射對(duì)于光電二極管陣列的不同的空間范圍、也即尤其是對(duì) 于陣列的不同的光電二極管有不同的結(jié)果。如果對(duì)于不同光電二極管所 記錄的光強(qiáng)度同時(shí)以顯著不成比例的方式變化，則尤其是滿足該準(zhǔn)則。
在此，非絕對(duì)地、而是與在其它光電二極管上入射的強(qiáng)度相比相對(duì) 地來(lái)分析在光電二極管處所測(cè)量的輻射強(qiáng)度或其數(shù)額方值與輻射強(qiáng)度 成比例的輻射幅度。相應(yīng)的強(qiáng)度確定相應(yīng)光電二極管的輸出信號(hào)的電流 強(qiáng)度，其用于分析被進(jìn)一步處理。
通過相對(duì)的強(qiáng)度分析， 一方面防夾裝置變得與絕對(duì)的射入的光強(qiáng)度 無(wú)關(guān)，并因此與照明能量無(wú)關(guān)。因此有效降低裝置相對(duì)于絕對(duì)亮度波動(dòng) 以及發(fā)射單元和探測(cè)器單元的與溫度有關(guān)地變化的運(yùn)行性能的敏感性。
另 一方面，對(duì)空間上不均勻的強(qiáng)度變化的檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)于干擾 效應(yīng)、例如背景亮度的突然變化更好地區(qū)分局部受限制的障礙物，例如 伸到車窗玻璃的關(guān)閉路徑中的手。因此對(duì)于由環(huán)境的情況所確定的靜態(tài) 照明或?qū)τ诒尘拜椛涮卣髟谟?，輻射?qiáng)度基本在空間上均勻地在時(shí)間上 變化。而通過在監(jiān)控范圍中的空間上受限制的移動(dòng)的障礙物決定輻射情 況的空間上不均勻的時(shí)間上的改變，該改變?cè)陉嚵械牟煌墓怆姸O管 處導(dǎo)致所記錄的強(qiáng)度的不同大小的不成比例的時(shí)間上的改變。空間分段 的分辨率越高，則該效應(yīng)對(duì)于分別更小的障礙對(duì)象證明更好。
8相對(duì)的強(qiáng)度分析在此尤其是有利地對(duì)比較小的和/或弱反射的障礙 對(duì)象的可靠識(shí)別產(chǎn)生作用，這些障礙對(duì)象的影響在對(duì)在探測(cè)器單元中所 探測(cè)的輻射的絕對(duì)分析時(shí)可能容易地由強(qiáng)的背景輻射覆蓋和由此而被 忽視。
相對(duì)的強(qiáng)度分析因而是一種有效的輔助，以便將背景輻射本身的時(shí) 間上的改變與輻射場(chǎng)的由于監(jiān)控范圍中可移動(dòng)的障礙物而引起的時(shí)間 上的改變區(qū)分開，并因此也在不利的照明情況下更好地識(shí)別可能的障礙 情況。


以下借助附圖詳細(xì)討論本發(fā)明的實(shí)施例。
在此分別以示意圖的方式
圖1以方框電路圖的方式展示了具有包括發(fā)射單元和探測(cè)器單元的 光電子組件以及具有控制單元的光學(xué)防夾裝置，
圖2以透視圖的方式展示了防夾裝置的第一實(shí)施形式，在該第一實(shí) 施形式中，包括控制單元的傳感器外圍印刷電路板關(guān)于光電子組件的傳 感器面平行地鄰近所述光電子組件，
圖3以根據(jù)圖2的示圖的方式展示了防夾裝置的替代實(shí)施形式，在 該替代實(shí)施形式中，傳感器外圍印刷電路板關(guān)于傳感器面正交地鄰近光 電子組件，
圖4以詳細(xì)的透視圖的方式展示了光電子組件，和
圖5以透視圖展示了具有可編程傳感器芯片的探測(cè)器單元的實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式
在圖中始終用相同的參考符號(hào)配備互相對(duì)應(yīng)的部分和參量。
在圖1中示意性示出了光學(xué)防夾裝置1，該光學(xué)防夾裝置1被用作 機(jī)動(dòng)車窗玻璃的電動(dòng)車窗玻璃升降器的一部分。
裝置1包括光電子組件2以及控制單元3?？刂茊卧?又包括發(fā)射 單元4和探測(cè)器單元6。
由發(fā)射單元4借助聚焦光學(xué)裝置8將扇形的射束10向空間領(lǐng)域12 輻射。在空間領(lǐng)域12內(nèi)定義監(jiān)控范圍14，其中在所迷監(jiān)控范圍14內(nèi)應(yīng) 將侵入的對(duì)象識(shí)別為障礙物。探測(cè)器單元6包括映射光學(xué)裝置16和在光射入方向上連接在該映 射光學(xué)裝置16之后的傳感器芯片17。借助映射光學(xué)裝置16將從空間領(lǐng) 域12入射的(光)輻射場(chǎng)18映射(abbilden)到傳感器芯片17上。輻 射場(chǎng)18含有射束10的反射的分量以及來(lái)自空間領(lǐng)域12的背景輻射的 分量。
如果障礙物20位于空間領(lǐng)域12中，則由發(fā)射單元4所輻射的射束 10的光脈沖22射到障礙物20上，并由該障礙物20散射。在此，向探 測(cè)器單元6回射光脈沖22的分量24。
光脈沖22和因此還有回射的其分量24具有短時(shí)標(biāo)定的 (kurzzeitskalig)強(qiáng)度調(diào)制作為標(biāo)志(Signatur),使得探測(cè)器單元6可 以識(shí)別具有均勻地或最高長(zhǎng)時(shí)標(biāo)定地變化的背景輻射的入射輻射場(chǎng)18 中的分量24。分量24通過映射光學(xué)裝置16被導(dǎo)向傳感器芯片17,并 在那里被探測(cè)。
控制單元3借助調(diào)制電壓U來(lái)控制發(fā)射單元4用于發(fā)射周期性強(qiáng)度 調(diào)制的光脈沖，所述光脈沖的標(biāo)志由調(diào)制電壓U確定。還將調(diào)制電壓U 作為參考量U，傳輸給探測(cè)器單元6。探測(cè)器單元6 (以下面詳述的方式) 與參考量U， 一起處理對(duì)應(yīng)于所探測(cè)的輻射分量24的探測(cè)信號(hào)I,并將 從中所產(chǎn)生的探測(cè)器輸出信號(hào)U"轉(zhuǎn)發(fā)給控制單元3。該探測(cè)器輸出信號(hào) 含有關(guān)于在發(fā)射單元4和探測(cè)器單元6之間的所回射的分量24的幅度 和從而光強(qiáng)度的信息以及關(guān)于分量24的入射方向的信息?？刂茊卧? 借助探測(cè)器輸出信號(hào)U"確定障礙物20的距離和位置，并校驗(yàn)障礙物 20是否位于預(yù)先規(guī)定的監(jiān)控范圍14中。如果情況如此，則控制單元3 向其它裝置、例如車窗玻璃升降器的控制裝置傳輸識(shí)別信號(hào)Id，所述其 它裝置隨即停止或逆反車窗玻璃的進(jìn)給量。
根據(jù)圖2，光電子組件2具有基本上長(zhǎng)方體形的外殼25。在這種情 況下，發(fā)射單元4和探測(cè)器單元6以分別所分配的光學(xué)裝置8或16在 外殼25的以下稱作傳感器面26的側(cè)面凸出。在根據(jù)圖2的實(shí)施方案中， 附加于組件2，裝置1還包括傳感器外圍印刷電路板28,該傳感器外圍 印刷電路板28至少包括控制單元的部分。在該實(shí)施方案中，傳感器外 圍印刷電路板28平行于傳感器面26定向，并且鄰近外殼25的與該傳 感器面26相對(duì)的側(cè)面30來(lái)布置。在優(yōu)選的尺寸設(shè)計(jì)中，外殼25具有25 mm的高度a， 10mm的寬 度b,和約50mm的長(zhǎng)度c。裝置1以光電子組件2的這些緊湊的尺寸 適用于作為車輛中的車窗防夾系統(tǒng)的所述用途。在此，防夾系統(tǒng)l利用 鄰近的傳感器外圍印刷電路板28被安裝在關(guān)于車窗玻璃位置固定的底 座(Untergrimd)上。
圖3中所示出的裝置1的實(shí)施形式基本上與上述實(shí)施形式結(jié)構(gòu)相同 地被構(gòu)造，但是與后者的差別在于，傳感器外圍印刷電路板28在這里 相對(duì)于組件2的傳感器面26正交地定向，并因此大體上垂直于外殼25 的側(cè)面30。
在圖4中以相對(duì)于圖1更詳細(xì)的示圖展示了光電子組件2。可以看 出組件2的兩個(gè)相距高度a的外殼側(cè)壁，這些外殼側(cè)壁對(duì)應(yīng)于傳感器面 26和與該傳感器面26相對(duì)的側(cè)面30。在該示圖中沒有展示出外殼25 的其它側(cè)壁，使得在光電子組件2的內(nèi)部空間中的元件變得可見。在該 示圖中還可以識(shí)別，發(fā)射單元4包括多個(gè)發(fā)光二極管32,所迷多個(gè)發(fā)光 二極管如此定向，使得它們借助以圓柱透鏡形式構(gòu)造的聚焦光學(xué)裝置8 將從發(fā)光二極管32輸出的光散射到扇形的射束10中。
根據(jù)圖4，由凸透鏡形成探測(cè)器單元6的映射光學(xué)裝置16。傳感器 芯片17包括光電二極管36的在這里為一維的陣列34。
該示圖展示了以下的光路38和39,所述光路38和39從空間領(lǐng)域 12中的在這里示出為長(zhǎng)形對(duì)象的障礙物20的相應(yīng)端點(diǎn)經(jīng)由光學(xué)裝置16 射到相應(yīng)不同的光電二極管36上。
圖5展示了在探測(cè)器單元6的一種實(shí)施形式，其中設(shè)置可編程傳感 器芯片40。傳感器芯片17在這里(不同于圖4)包括以兩維矩陣的形 式以行47和列48布置的光電二極管45、 46的陣列44。在陣列44之前 連接多個(gè)預(yù)處理電路49,其中，預(yù)處理電路49的數(shù)量對(duì)應(yīng)于陣列44的 行47的數(shù)量?？删幊探涌?50分別將來(lái)自行47的每一個(gè)的光電二極管 46恰好分配給預(yù)處理電路49之一。因此在相應(yīng)分配的預(yù)處理電路49中 預(yù)處理這種光電二極管46的輸出信號(hào)，并傳輸給控制單元3。通過接口 49的配置，將陣列44的其它光電二極管45從預(yù)處理電路49脫耦，使 得不進(jìn)一步處理這些光電二極管45的探測(cè)信號(hào)I。以此方式激活的光電 二極管46形成在兩維陣列44上的一維輪廓，以此由于映射光學(xué)裝置16的光路51在空間領(lǐng)域12中定義相對(duì)應(yīng)地畫出輪廓的監(jiān)控范圍14。
控制單元3將由不同光電二極管46所測(cè)量的光強(qiáng)度的變化互相比 較，并且如果該控制單元3確定光強(qiáng)度的顯著變化，則識(shí)別出障礙物20 存在，其中所迷光強(qiáng)度的顯著變化在空間上不均勻，也即不被所有光電 二極管46以相同的或相應(yīng)的方式探測(cè)到。
權(quán)利要求
1.尤其是光學(xué)防夾裝置(1)用的光學(xué)傳感器芯片(17)，-具有光敏元件、尤其是光電二極管(45，46)的一維或兩維陣列(34)，-具有多個(gè)預(yù)處理電路(49)，用于分別對(duì)于元件(46)相應(yīng)處理探測(cè)信號(hào)(I)，和-具有在陣列(44)和預(yù)處理電路(49)之間的可編程接口(50)，其中，借助所述接口(50)能夠?qū)㈩A(yù)處理電路(49)分配給每一個(gè)元件(45，46)。
2. 按照權(quán)利要求1的傳感器芯片(17),其中， -光敏元件(45, 46)的陣列(44)是兩維的，-預(yù)處理電路(49)的數(shù)量對(duì)應(yīng)于陣列(44)的行(47)的數(shù)量或 列(48)的數(shù)量，和-能夠?qū)⒎謩e來(lái)自陣列(44)的行(47)或列(48)中的元件(46) 分別恰好分配給一個(gè)相關(guān)電路(49)。
3. 光學(xué)防夾裝置(1),曙具有發(fā)射單元(4),其被設(shè)置用于向空間領(lǐng)域(12)發(fā)射輻射， -具有探測(cè)器單元(6)，其被設(shè)置用于檢測(cè)來(lái)自所述空間領(lǐng)域U2)的輻射場(chǎng)(18)，和-具有控制單元(3),其被構(gòu)造用于通過分析探測(cè)器單元(6)的輸出信號(hào)(U，，)在空間領(lǐng)域(12)中識(shí)別在預(yù)先規(guī)定的監(jiān)控范圍(14)中的障礙物(20),其中，所述探測(cè)器單元(6)包括按照權(quán)利要求l或2的傳感器芯片(17)。
4. 按照權(quán)利要求3的防夾裝置(1)，其中，所迷探測(cè)器單元(6) 包括在光入射方向上連接在傳感器芯片(17)前的映射光學(xué)裝置(16)。
5. 按照權(quán)利要求3或4的防夾裝置(1),其中，所述控制單元(3) :故構(gòu)造用于以脈動(dòng)方式控制發(fā)射單元(4)。
6. 按照權(quán)利要求3至5之一的防夾裝置(1)，其中，所迷發(fā)射單元 (4)包括多個(gè)發(fā)光二極管(32)和/或多個(gè)激光二極管。
7. 按照權(quán)利要求3至6之一的防夾裝置(1),其中，所述發(fā)射單元(4)包括用于形成基本上扇形的射束(10)的光學(xué)裝置(8)，尤其是 具有局部圓柱形表面形狀的透鏡。
8.按照權(quán)利要求3至7之一的防夾裝置(1 )，其中，所述控制單元(3)被構(gòu)造用于，為了識(shí)別在監(jiān)控范圍(14)中的障礙物(20),根 椐陣列(34)的不同光敏元件(36)的輸出信號(hào)(I)的比較來(lái)檢測(cè)輻射 場(chǎng)(18)的空間上不均勻的時(shí)間上的強(qiáng)度變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)傳感器芯片(17)，尤其是用于光學(xué)防夾裝置(1)。該傳感器芯片(17)包括光敏元件的一維或兩維陣列(34)、尤其是光電二極管(45，46)；多個(gè)預(yù)處理電路(49)，用于分別為元件(46)處理探測(cè)信號(hào)(I)；和在陣列(44)和預(yù)處理電路(49)之間的可編程接口(50)，其中，借助接口(50)能夠?qū)㈩A(yù)處理電路(49)分配給每一個(gè)元件(45，46)。本發(fā)明還涉及光學(xué)防夾裝置(1)。該防夾裝置(1)包括發(fā)射單元(4)，其被設(shè)置用于向空間領(lǐng)域(12)發(fā)射輻射；探測(cè)器單元(6)，其被設(shè)置用于檢測(cè)來(lái)自空間領(lǐng)域(12)中的輻射場(chǎng)(18)；和控制單元(3)，其被構(gòu)造用于通過分析探測(cè)器單元(6)的輸出信號(hào)(U”)，在空間領(lǐng)域(12)中識(shí)別在預(yù)先規(guī)定的監(jiān)控范圍(14)中的障礙物(20)。探測(cè)器單元(6)在此包括上述的傳感器芯片(17)。
文檔編號(hào)G01D5/30GK101641573SQ200880009592
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者B·索法利 申請(qǐng)人:歐陸汽車有限責(zé)任公司