專利名稱：具有可調(diào)節(jié)的光譜靈敏度的輻射檢測(cè)器的制作方法
具有可調(diào)節(jié)的光譜靈敏度的輻射檢測(cè)器
本發(fā)明涉及一種輻射檢測(cè)器。
本發(fā)明的任務(wù)是提出 一種輻射檢測(cè)器，該輻射檢測(cè)器可以以可變的方 式使用。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的輻射檢測(cè)器來解決。有利的擴(kuò)展 方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)本發(fā)明的輻射檢測(cè)器包括檢測(cè)器裝置，該檢測(cè)裝置具有多個(gè)檢測(cè) 器元件，借助這些檢測(cè)元件在輻射檢測(cè)器工作中獲得檢測(cè)器信號(hào)。此夕卜， 輻射檢測(cè)器具有調(diào)節(jié)裝置。檢測(cè)器元件分別具有光鐠靈敏度分布并且適于 產(chǎn)生信號(hào)。在此，至少一個(gè)檢測(cè)器元件包含化合物半導(dǎo)體材料，并且該檢 測(cè)器元件被構(gòu)建為用于檢測(cè)在可見光鐠范圍中的輻射。此外，輻射檢測(cè)器 被構(gòu)建為使得借助檢測(cè)器元件的靈敏度分布形成輻射檢測(cè)器的不同的光 語靈敏度通道。在靈敏度通道中可以借助檢測(cè)器元件產(chǎn)生與相應(yīng)的靈敏度 通道關(guān)聯(lián)的通道信號(hào)。此外，調(diào)節(jié)裝置被構(gòu)建為使得不同的通道信號(hào)對(duì)輻 射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)可以被不同地調(diào)節(jié)并且優(yōu)選被不同地調(diào)節(jié)。
合乎目的的是，調(diào)節(jié)裝置與檢測(cè)器裝置導(dǎo)電^目連。這樣，檢測(cè)器裝 置中產(chǎn)生的信號(hào)可以以簡(jiǎn)化的方式被輸送給調(diào)節(jié)裝置。
化合物半導(dǎo)體材料特別適于檢測(cè)可見光鐠范圍中的輻射。尤其是與元 素半導(dǎo)體材料樹目比可以看到這一點(diǎn)。硅在紅外光鐠范圍中具有特別高的
靈敏度。對(duì)于將硅用于檢測(cè)可見輻射的情況，必須費(fèi)事地通過外部濾光器 將紅外輻射成分從射到檢測(cè)器上的輻射中過濾掉，以便防止紅外輻射成分 影響檢測(cè)器信號(hào)。
而如果使用化合物半導(dǎo)體材料用于檢測(cè)，則化合物半導(dǎo)體材料可以被 簡(jiǎn)化地選擇為使得其在紅外光鐠范圍中是比較不靈敏的。這樣可以避免針 對(duì)長(zhǎng)波紅外輻射使用費(fèi)事的外部濾光器。 一方面這樣減小了位置需求而另 一方面降低了制造成本，因?yàn)橥獠繛V光器比如干涉濾光器會(huì)極大地提高輻 射檢測(cè)器的總成本。
III-V化合物半導(dǎo)體材料特別適于檢測(cè)可見輻射，例如波長(zhǎng)在420nm 到700nm之間(包括兩端值)的可見輻射，因?yàn)镮II-V化合物半導(dǎo)體材料在可見光鐠范圍中可以具有特別高的效率。在III-V化合物半導(dǎo)體材料中， 來自材料系InyAlxGaLx-yP (其中0么《1以及0《y《1，優(yōu)選x一O， y#0， x * 1和/或y # 1 )的化合物半導(dǎo)體材料是特別適合的。借助來自材料系(In， Al, Ga) P的化合物半導(dǎo)體材料可以檢測(cè)在整個(gè)可見光鐠范圍上的輻射。 通過組合和尤其是通過Al含量的選擇，可以調(diào)整由該材料系構(gòu)成層的帶 隙。由于InGaAlP在紅外光鐠范圍中不是非常靈敏的，所以已經(jīng)可以通 過帶隙調(diào)整相應(yīng)檢測(cè)器元件的光鐠靈敏度分布的長(zhǎng)波的邊界波長(zhǎng)，尤其是 可見光鐠范圍中的邊界波長(zhǎng)。對(duì)此并不需要外部濾光器。
檢測(cè)器元件的光鐠靈敏度分布通過在相應(yīng)檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào) 的強(qiáng)度(例如光電流的強(qiáng)度或者與此相關(guān)的量)與入射到檢測(cè)器元件上的 輻射的波長(zhǎng)的相關(guān)性來確定。
借助調(diào)節(jié)裝置可以調(diào)整檢測(cè)器靈敏度的預(yù)先給定的光譜分布，即整個(gè) 輻射檢測(cè)器的光鐠靈lt度分布。整個(gè)輻射檢測(cè)器的靈^:度分布例如從輻射 檢測(cè)器的輸出信號(hào)與入射輻射的波長(zhǎng)的相關(guān)性得到，其中輸出信號(hào)可以在 通過調(diào)節(jié)裝置之后被獲得。因此，通過不同地調(diào)節(jié)不同的通道信號(hào)對(duì)整個(gè) 檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)，可以由調(diào)節(jié)裝置調(diào)整輻射檢測(cè)器的預(yù)先給定的靈^1度 分布。
優(yōu)選地，不同通道信號(hào)對(duì)輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)的相對(duì)權(quán)重 借助調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)。尤其是，調(diào)節(jié)裝置可以將通道信號(hào)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的 貢獻(xiàn)相對(duì)于彼此不同地進(jìn)行加權(quán)。通過通道信號(hào)對(duì)整個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn) 的不同權(quán)重，可以調(diào)整輻射檢測(cè)器的預(yù)先給定的靈^t度分布。在此，相應(yīng) 的通道信號(hào)或靈敏度通道的相應(yīng)光譜分布借助調(diào)節(jié)裝置有針對(duì)地被減弱 或者增強(qiáng)。
隨后，可以使不同地被加權(quán)的通道信號(hào)疊加，使得檢測(cè)器信號(hào)根據(jù)檢 測(cè)器靈敏度的預(yù)先給定的分布;j^現(xiàn)。輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)尤其是可 以借助優(yōu)選被不同地加權(quán)的通道信號(hào)的疊加(例如借助相加)來形成。多 個(gè)通道信號(hào)可以貢獻(xiàn)于輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)。優(yōu)選的是，通道信號(hào)在 調(diào)節(jié)裝置中疊加。對(duì)于所希望的檢測(cè)器靈敏度不必要的通道信號(hào)在此可以 不予考慮。例如，對(duì)此一個(gè)通道信號(hào)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)在調(diào)節(jié)裝置中被 抑制。
通過調(diào)節(jié)裝置，于是可以借助預(yù)制的檢測(cè)器裝置實(shí)現(xiàn)輻射檢測(cè)器的不 同的靈敏度分布。所得到的檢測(cè)器靈敏度分布于是從各個(gè)靈敏度通道的不 同的權(quán)重中得到。特別優(yōu)選的是，輻射檢測(cè)器的不同靈敏度通道的數(shù)目對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器元 件的數(shù)目。
不同的靈敏度通道優(yōu)選在不同的波長(zhǎng)的情況下具有其相應(yīng)的靈敏度 最大值。
在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，調(diào)節(jié)裝置具有多個(gè)輸入端，通過這些輸入 端可以將檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào)輸送給該調(diào)節(jié)裝置。優(yōu)選地，不同的檢 測(cè)器元件或者不同的靈敏度通道尤其是分別與不同的輸入端關(guān)聯(lián)。特別有 利的是，檢測(cè)器元件或者靈敏度通道分別與各自的輸入端關(guān)聯(lián)。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，該調(diào)節(jié)裝置具有多個(gè)調(diào)節(jié)端子，借助這些 調(diào)節(jié)端子可以調(diào)節(jié)通道信號(hào)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)。優(yōu)選地，靈敏度通道的 數(shù)目對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)端子的數(shù)目。各個(gè)通道信號(hào)的貢獻(xiàn)可以通過調(diào)節(jié)端子優(yōu)選 彼此無關(guān)地進(jìn)g整。
通過調(diào)節(jié)端子例如可以不同地調(diào)整對(duì)通道信號(hào)的放大因數(shù)，借助這些 放大因數(shù)而相對(duì)于彼此相應(yīng)地增強(qiáng)或者減弱通道信號(hào)。對(duì)此，調(diào)節(jié)裝置合 乎目的地包括特別是可調(diào)節(jié)的放大器。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)裝置被構(gòu)建為使得通道信號(hào)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)可在外 部進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)此，調(diào)節(jié)端子合乎目的地可在外部進(jìn)行控制地實(shí)施。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，檢測(cè)器靈敏度的光鐠分布在工作中可借助 調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整。于是，用戶可以通過調(diào)節(jié)端子調(diào)整輻射檢測(cè)器的所希望 的靈敏度分布。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，靈敏度通ii^光鐠上疊加。優(yōu)選地，靈敏 度通道在光鐠中疊加為使得通過疊加的通道覆蓋輻射檢測(cè)器的光谞檢測(cè) 范圍，優(yōu)i^蓋可見光鐠范圍。合乎目的地，輻射檢測(cè)器對(duì)此具有多個(gè)在 可見光鐠范圍中的靈敏度通道。
例如，輻射檢測(cè)器包括多個(gè)光鐠靈敏度通道，這些光鐠靈敏度通道在 可見光鐠范圍中的波長(zhǎng)的情況下具有光鐠分布的最大值。
由于多個(gè)在可見光鐠范圍中的靈敏度通道，所以檢測(cè)器靈敏度可以借 助調(diào)節(jié)裝置以簡(jiǎn)化的方式才艮據(jù)預(yù)先給定的分布來成形。
在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，調(diào)節(jié)裝置被構(gòu)建為使得輻射檢測(cè)器作為環(huán) 境光傳感器來工作或者被驅(qū)動(dòng)，其中該環(huán)境光傳感器具有才pm人眼的靈敏
度分布的檢測(cè)器靈敏度的光i普分布。合乎目的地，靈敏度通道對(duì)此借助調(diào)節(jié)裝置不同地加權(quán)，使得通過不同地#>權(quán)的光譜靈^:度通道的疊加來形 成根據(jù)人眼的靈敏度分布的光鐠靈lt度分布。
適應(yīng)光亮的人眼的靈敏度最大值(晝視)為大約555nm。而適應(yīng)昏 暗的人眼的靈敏度最大值(夜視)在大約505nm的短波范圍中。
借助調(diào)節(jié)裝置可以對(duì)靈敏度通道不同地進(jìn)行加權(quán),使得輻射檢測(cè)器按 照調(diào)節(jié)裝置的調(diào)整而具有才艮據(jù)適應(yīng)光亮的或者適應(yīng)昏暗的人眼的靈敏度 分布的光譜靈敏度分布。
優(yōu)選地，檢測(cè)器靈^t度的光鐠分布借助調(diào)節(jié)裝置可在適應(yīng)光亮的人眼 的與適應(yīng)昏暗的人眼的靈敏度分布之間切換。切換過程例如可以借助亮度 /暗度傳感器來控制，其中該輻射檢測(cè)器優(yōu)選包括該亮JL/暗度傳感器。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，輻射檢測(cè)器可以作為色彩傳感器來工作， 尤其是用于檢測(cè)三原色例如紅、綠和藍(lán)。合乎目的地，輻射檢測(cè)器在此具 有在光譜中處于相應(yīng)基本色彩范圍中的靈敏度通道。優(yōu)選地，基本色彩中 的每一種與單獨(dú)的靈敏度通道關(guān)聯(lián)。
通過例如在調(diào)節(jié)裝置中借助放大因數(shù)O (這對(duì)應(yīng)于抑制相應(yīng)的通道信 號(hào)貢獻(xiàn))減弱其他色彩通道，在其余的色彩通道中可以檢測(cè)所希望的色彩。 通過檢測(cè)器信號(hào)于是可以確定入射到輻射檢測(cè)器上的輻射中的色彩成分。 由這些色彩成分例如可以確定入射的輻射的色覺或者色度坐標(biāo)。
優(yōu)選地，輻射檢測(cè)器借助通過調(diào)節(jié)裝置的合適調(diào)節(jié)不僅可以作為環(huán)境 光傳感器而且可以作為色彩傳感器來工作。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，檢測(cè)器裝置具有半導(dǎo)體本體，該半導(dǎo)體本 體包含檢測(cè)器元件中的至少一個(gè)。半導(dǎo)體本體可以包括多個(gè)半導(dǎo)體層并且 尤其是外延地生長(zhǎng)。合乎目的的是，半導(dǎo)體層相疊地沉積。優(yōu)選地，檢測(cè) 器元件包括用于產(chǎn)生信號(hào)的有源區(qū)。該有源區(qū)優(yōu)選i殳置在不同導(dǎo)電類型(p 型或者n型)的兩個(gè)半導(dǎo)體層之間。這些層優(yōu)選被摻雜。特別優(yōu)選的是， 有源區(qū)未被摻雜(#地)地實(shí)施。檢測(cè)器元件優(yōu)選根據(jù)二極管結(jié)構(gòu)來構(gòu) 建，例如根據(jù)pin 二極管結(jié)構(gòu)來構(gòu)建。pin二極管的特征在于有利地小的 響應(yīng)時(shí)間。有源區(qū)優(yōu)選包含化合物半導(dǎo)體材料。特別優(yōu)選地，多個(gè)檢測(cè)器 元件、尤其是相應(yīng)的有源區(qū)包含化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選包含來自材料系 (In， Ga， A1)P的材料。合乎目的地，化合物半導(dǎo)體材料包含多個(gè)針對(duì) 可見光譜范圍構(gòu)建的檢測(cè)器元件。
在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，多個(gè)檢測(cè)器元件單片地集成到共同的半導(dǎo)體本體中。優(yōu)選地，該半導(dǎo)體本體外延地生長(zhǎng)。檢測(cè)器元件可以堆疊地并 且尤其是相疊地設(shè)置。檢測(cè)器元件的這種布置具有有利地小的位置需求。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，輻射檢測(cè)器具有多個(gè)單獨(dú)的、優(yōu)選分立的 和/或并排設(shè)置的檢測(cè)器元件。這些元件可以分別包括帶有有源區(qū)的單獨(dú) 的半導(dǎo)體本體。各個(gè)檢測(cè)元件優(yōu)選構(gòu)建為分立的檢測(cè)器芯片。相對(duì)于如上 面描述的那樣的單片集成的實(shí)施形式，可以筒化地制造各個(gè)芯片。然而， 具有多個(gè)分立的檢測(cè)器芯片的布置相對(duì)于單片構(gòu)型更占用空間。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，輻射檢測(cè)器具有三個(gè)或者更多的、優(yōu)選四
個(gè)或者更多的、特別優(yōu)選五個(gè)或更多的靈敏度通道。這些靈^:度通道可以 在可見光鐠范圍中。不同的靈智:度通道的數(shù)目越多，則借助調(diào)節(jié)裝置可以 越精確JteJ"輻射檢測(cè)器的預(yù)先給定的靈敏度分布進(jìn)行模仿。
在另 一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，輻射檢測(cè)器具有一個(gè)或者多個(gè)窄帶的靈敏
度通道。窄帶的靈敏度通道的光鐠寬度(半高全寬，F(xiàn)WHM: Full width at half maximum)可以為lOOnm或者更小，優(yōu)選60nm或者更小，特別 優(yōu)選40nm或者更小，例如20nm或者更小。通過設(shè)置窄帶的靈敏度通道， 可以將輻射檢測(cè)器簡(jiǎn)化地用于檢測(cè)精確定義的鐠線。例如，靈敏度通道可 以被構(gòu)建為使得其僅僅響應(yīng)特定的鐠線。因此，輻射檢測(cè)器例如可以用于 對(duì)通過該鐠線表征的對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，如用于鈔票識(shí)別或者支票卡識(shí) 別。該功能此外為了可工作性而可以設(shè)計(jì)為色彩傳感器或者環(huán)境光傳感 器。
在另 一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，單個(gè)的通道信號(hào)借助兩個(gè)在不同的檢測(cè)器 元件中產(chǎn)生的信號(hào)來獲得。例如，可以在對(duì)兩個(gè)不同的檢測(cè)器元件中產(chǎn)生 的信號(hào)求差的情況下獲得通道信號(hào)。
光鐠靈敏度通道可以相應(yīng)地借助對(duì)由兩個(gè)檢測(cè)器元件的光譜靈敏度 分布求差來獲得。特別優(yōu)選的是，在調(diào)節(jié)裝置中求差。隨后同樣在調(diào)節(jié)裝 置中調(diào)節(jié)從求差中獲得的通道信號(hào)對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)。
對(duì)來自不同的檢測(cè)器元件中的信號(hào)進(jìn)行的這種處理簡(jiǎn)化了用于輻射 檢測(cè)器的具有不同的靈敏度通道的檢測(cè)器元件的構(gòu)建。對(duì)于靈敏度通道的 構(gòu)建，可以省去為使相應(yīng)檢測(cè)器元件的光鐠靈敏度分布的短波側(cè)展平的濾 光。
輻射檢測(cè)器的兩個(gè)(優(yōu)選任意的)光鐠靈敏度通道的分布合乎目的地 在小于分布最大值的值處相交，優(yōu)選在小于兩個(gè)分布的最大值的值處相交。優(yōu)選地，具有最大值的分布的長(zhǎng)波邊緣在較短的波長(zhǎng)處與其他分布的 短波邊緣相交。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，檢測(cè)器元件、優(yōu)選多個(gè)檢測(cè)器元件包括濾
光層。該濾光層優(yōu)選吸收在包括如下波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍中的輻射這些波長(zhǎng) 小于檢測(cè)器元件的光譜靈敏度分布的最大值的波長(zhǎng)。檢測(cè)器元件的光鐠靈
限'
優(yōu)選地，濾光層集成到檢測(cè)器元件的半導(dǎo)體本體中。濾光層可以外延地生 長(zhǎng)和/或包含(III-V)化合物半導(dǎo)體材料。
此外，濾光層可以確定相應(yīng)靈敏度通道的短波的邊界波長(zhǎng)。
相應(yīng)地，可以在制造檢測(cè)器元件時(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)靈敏度通道的構(gòu)建。有利 的是，事后的信號(hào)處理(如上面所描述的求差)不是必需的。然而，相應(yīng) 濾光層的設(shè)置提高了檢測(cè)器裝置的制造成本。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)裝置實(shí)施為集成電路，例如基于硅的集成電路。集成電 路可以配備有可變的功能，并且尤其是針對(duì)信號(hào)貢獻(xiàn)的不同的權(quán)重而對(duì)各 個(gè)通道信號(hào)進(jìn)行放大，并且必要時(shí)進(jìn)行求差用以獲得靈敏度通道。
在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，輻射檢測(cè)器具有電子控制裝置。該控制裝 置優(yōu)選與調(diào)節(jié)裝置、尤其是調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)端子導(dǎo)電連接。此外，控制裝 置優(yōu)選地以可編程的方式構(gòu)建。借助該控制裝置可以控制調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié) 端子的設(shè)置。于是通過該控制裝置可以以編程的方式控制輻射檢測(cè)器的工 作狀態(tài)(例如作為色彩傳感器、環(huán)境光傳感器或者用于檢測(cè)預(yù)先給定的鐠 線)。例如可以通過控制裝置以白天時(shí)間控制的方式(tageszeitgesteuert) 將環(huán)境光傳感器從白晝靈敏度切換到夜間靈敏度。對(duì)此合乎目的的是，該 控制裝置相應(yīng)地激勵(lì)調(diào)節(jié)端子?？刂蒲b置例如實(shí)施為可編程的微控制器。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和合乎目的性從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描 述中得到。
圖l示出了輻射檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖2借助圖2A示出了檢測(cè)器裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖，借 助圖2B示出了針對(duì)圖2A中的檢測(cè)器元件的半導(dǎo)體本體的數(shù)據(jù)，借助圖 2C示出了檢測(cè)器元件的光鐠靈敏度分布，并且借助圖2D示出了輻射檢 測(cè)器的從靈敏度分布中獲得的靈敏度通道。
圖3借助圖3A示出了檢測(cè)器裝置的另 一 實(shí)施例的示意截面圖，借助 圖3B示出了針對(duì)圖3A中的半導(dǎo)體本體的層的數(shù)據(jù)，并且借助圖3C示出
10了檢測(cè)器裝置的靈敏度通道。
圖4借助圖4A示出了根據(jù)圖2D的對(duì)適應(yīng)光亮的人眼的光鐠靈敏度 分布疊加的靈敏度通道，并且借助圖4B示出了根據(jù)圖2D的對(duì)適應(yīng)昏暗 的人眼的靈敏度分布疊加的靈^t度通道a
圖5借助圖5A示出了檢測(cè)器裝置的另一實(shí)施例的光諉靈敏度通道， 并且借助圖5B示出了用于檢測(cè)器元件的半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層的數(shù)據(jù)， 檢測(cè)器元件的光鐠靈敏度分布對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的靈敏度通道。
圖6示出了輻射檢測(cè)器的另一實(shí)施例的一部分。
相同、類似和作用相同的要素在附圖中設(shè)置有相同的參考標(biāo)記。此外， 附圖中的各個(gè)要素不一定合乎比例地繪制。更為確切地說，為了更好的理 解，附圖的各個(gè)要素可以被夸大地示出。


圖1示出了輻射檢測(cè)器1的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
輻射檢測(cè)器1包括檢測(cè)器裝置2和調(diào)節(jié)裝置3。調(diào)節(jié)裝置3與檢測(cè)器 裝置2導(dǎo)電地連接，使得在檢測(cè)器裝置中產(chǎn)生的電信號(hào)可以被輸送給調(diào)節(jié) 裝置。
檢測(cè)器裝置2包括多個(gè)檢測(cè)器元件4、 5和6。檢測(cè)器元件合乎目的 地被構(gòu)建為用于接收輻射和用于產(chǎn)生信號(hào)。優(yōu)選地，多個(gè)檢測(cè)器元件被構(gòu) 建為用于檢測(cè)可見輻射。例如，設(shè)置有三個(gè)檢測(cè)器元件，其被構(gòu)建為用于 檢測(cè)可見輻射。優(yōu)選地，不同的檢測(cè)區(qū)域例如不同色彩的光譜范圍與檢測(cè) 器元件關(guān)聯(lián)。這樣，檢測(cè)器元件4可以被構(gòu)建為用于在藍(lán)色光譜范圍中進(jìn) 行檢測(cè)，檢測(cè)器元件5可以被構(gòu)建為用于在綠色光鐠范圍中進(jìn)行檢測(cè)以及 檢測(cè)器元件6可以被構(gòu)建為用于在紅色光鐠范圍中進(jìn)行檢測(cè)。
被構(gòu)建為用于檢測(cè)可見輻射的多個(gè)檢測(cè)器元件(優(yōu)選所有的檢測(cè)器元 件)包含化合物半導(dǎo)體材料。來自材料系InyAlxGai-x_yP (其中0《x《l并 且0^y《1，優(yōu)選x—0, y*0， 1和/或y* 1)的III-V化合物半導(dǎo)體材 料與Si相比由于可實(shí)現(xiàn)的高的量子效率和其在紅外光鐠范圍中的不靈敏 性而特別適于構(gòu)建用于可見光鐠范圍的輻射檢測(cè)器。在檢測(cè)器裝置中可以 省去用于從待檢測(cè)的輻射中過濾掉紅外成分的外部濾光器，因?yàn)闄z測(cè)器元 件本身已可以構(gòu)建為具有在紅外光鐠范圍中的可忽略的或者消失的靈敏 度。
檢測(cè)器元件4、 5和6設(shè)置在共同的支承體7上并且優(yōu)選固定在其上。 該支承體7例如可以借助殼體、尤其是借助器件殼體、優(yōu)選借助用于可表面安裝的器件的殼體來形成。出于清楚的原因而未明確地示出檢測(cè)器元件 的電端子。
圖2A示出了檢測(cè)器裝置2的一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖。檢測(cè)器元 件4、 5和6構(gòu)建為分立的并且并排地設(shè)置在支承體7上的檢測(cè)器元件。 例如，檢測(cè)器元件實(shí)施為分立的檢測(cè)器芯片。
檢測(cè)器元件4、 5和6分別具有半導(dǎo)體本體401、 501或者601。優(yōu)選 地，半導(dǎo)體本體分別包含多個(gè)半導(dǎo)體層。此外，檢測(cè)器元件分別具有輻射 入射側(cè)402、 502或者602。輻射入射側(cè)與支承體7背離。
相應(yīng)的檢測(cè)器元件的半導(dǎo)體本體401、 501或者601包括有源區(qū)403、 503或者603。有源區(qū)設(shè)置在兩個(gè)勢(shì)壘層404和405、 504和505或者604 和605之間。其中設(shè)置有有源區(qū)的勢(shì)壘層優(yōu)選具有不同的導(dǎo)電類型(p型 或者n型)并且對(duì)此合乎目的地被適當(dāng)?shù)負(fù)诫s。有源區(qū)包括半導(dǎo)體功能層， 該半導(dǎo)體功能層優(yōu)選未被摻雜地實(shí)施。
檢測(cè)器元件4、 5和6的半導(dǎo)體本體分別設(shè)置在村底406、 506或者 606上。襯底可以借助用于半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)襯底來形成，在 生長(zhǎng)襯底上外延地生長(zhǎng)半導(dǎo)體層。
此外，檢測(cè)器元件4、 5和6分別具有兩個(gè)電接觸部407和408、 507 和508或者607和608。接觸部408、 508和608例如可以設(shè)置在村底的 與相應(yīng)半導(dǎo)體本體背離的側(cè)上。接觸部407、 507和607可以設(shè)置在相關(guān) 半導(dǎo)體本體的與相應(yīng)襯底背離的側(cè)上。電接觸部可以實(shí)施為金屬化物。
合乎目的地，電接觸部與相應(yīng)有源區(qū)導(dǎo)電連接，使得可以通it^A^射 到檢測(cè)器裝置2的輻射8中吸收一部分而^目應(yīng)的檢測(cè)器元件中引走有源 區(qū)中產(chǎn)生的載流子，并且載檢測(cè)器元件中這樣產(chǎn)生的信號(hào)可以被釆集。此 外，各個(gè)檢測(cè)器元件的信號(hào)可以彼此無關(guān)地被采集。
此外，相應(yīng)的半導(dǎo)體本體401、 501或者601優(yōu)選地具有接觸層409、 509或者609。由此可以改進(jìn)半導(dǎo)體本體與輻射入射側(cè)的電接觸部407、 507或者607的電連接。接觸層優(yōu)選實(shí)施為被摻雜，例如p型摻雜。
相應(yīng)半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層優(yōu)逸基于化合物半導(dǎo)體材料。對(duì)可見光i普 范圍，III-V化合物半導(dǎo)體材料是特別適合的。有源區(qū)優(yōu)選基于材料系 InyAlxGai_x-yP。通過Al的含量可以調(diào)整功能層的帶隙，該功能層包括相 應(yīng)的有源區(qū)或者該功能層形成有源區(qū)。
對(duì)于材料系InyAlxGa^.yP， GaAs襯底特別適于作為(生長(zhǎng))襯底。在與GaAs襯底的良好晶格匹配方面，已證明為有利的是使用來自子材料 系In。.s(GakAU).5P的材料。GaP特別適于相應(yīng)的接觸層。
有源區(qū)的半導(dǎo)體層的帶隙隨著增大的Al含量而增加。通過選#^有源 區(qū)的Al含量，尤其是可以調(diào)整相應(yīng)檢測(cè)器元件的光鐠靈歉變分布的長(zhǎng)波 的邊界波長(zhǎng)。較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射(即其波長(zhǎng)大于長(zhǎng)波的邊界波長(zhǎng)的輻射)在 相應(yīng)的檢測(cè)器元件中不再產(chǎn)生明顯的信號(hào)。檢測(cè)器元件4、 5和6的長(zhǎng)波 的邊界波長(zhǎng)優(yōu)選分別在可見光鐠范圍中，其中可以省去外部濾光器，例如 用于紅外輻射的濾光器。
圖2B中的表格示出了圖2A中的檢測(cè)器元件的半導(dǎo)體層的材料的實(shí) 施例。此外，說明了相應(yīng)層的層厚、相應(yīng)的帶隙(Eg)、對(duì)應(yīng)于帶隙的波 長(zhǎng)()和相應(yīng)層的導(dǎo)電類型。檢測(cè)器元件4被構(gòu)建為用于檢測(cè)藍(lán)色輻射、 檢測(cè)器元件5被構(gòu)建為用于檢測(cè)綠色輻射并且檢測(cè)器元件6被構(gòu)建為用于 檢測(cè)紅色輻射。
圖2C示出了檢測(cè)器元件4、 5和6的光i普靈敏度分布的模擬，其中 假設(shè)根據(jù)圖2B中的表格構(gòu)建半導(dǎo)體層。所示的為響應(yīng)度R與入射的輻射 的波長(zhǎng)人(單位為納米)的相關(guān)性。響應(yīng)度在此說明了入射的輻射功率的、 在相應(yīng)檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的光電流的強(qiáng)度(單位為安培/瓦)。
曲線600說明了檢測(cè)器元件6的光鐠靈敏度分布、曲線500說明了檢 測(cè)器元件5的光鐠靈敏度分布，而曲線400說明了檢測(cè)器元件4的光鐠靈 敏度分布。由于較小的A1含量，檢測(cè)器元件6已經(jīng)在紅色光鐠范圍中是 靈敏的。檢測(cè)器元件5由于較大的Al含量而在橙色到綠色光語范圍中表 現(xiàn)出高靈敏度值，而檢測(cè)器元件4由于又升高的Al含量而主要在藍(lán)色光 譜范圍中是靈敏的。
可見光i普范圍通過根據(jù)CIE (Commission Internationale de 1， 右clairage國(guó)際照明委員會(huì))的適應(yīng)光亮的人眼的靈敏度分布700來表示。 在可見光鐠范圍中，所有三個(gè)檢測(cè)器元件都表現(xiàn)出決定性的靈^>1。由于 例如在藍(lán)色光鐠范圍中在所有三個(gè)檢測(cè)元件中都產(chǎn)生有意義的信號(hào)，所以 直接從檢測(cè)器元件的三個(gè)信號(hào)中獲得入射輻射中的色彩成分是困難的。靈 敏度分布尤其是并未形成明顯分離的靈敏度通道，而是明顯彼此覆蓋。這 樣，例如分布600完全覆蓋了另外兩個(gè)分布。
圖3A借助示意性截面圖示出了檢測(cè)器裝置2的另 一實(shí)施例。
與根據(jù)圖2A的檢測(cè)器裝置不同，檢測(cè)器元件4、 5和6單片地集成
13到共同的半導(dǎo)體本體200中。因此，半導(dǎo)體本體200包括檢測(cè)器元件4、 5和6。半導(dǎo)體本體200設(shè)置在村底206上并且可以在襯底上外延地生長(zhǎng)。 此外，半導(dǎo)體本體還具有輻射入射側(cè)202。檢測(cè)器元件4、 5和6優(yōu)選設(shè) 置為使得相應(yīng)的有源區(qū)403、 503和603的功能層的帶隙隨著距輻射入射 側(cè)202的增大的距離而下降。與根據(jù)圖2A的具有分立的并排設(shè)置的檢測(cè) 器元件的檢測(cè)器裝置相比，這種單片集成的具有多個(gè)外延^目疊地生長(zhǎng)的 檢測(cè)器元件的檢測(cè)器裝置2具有較小的位置需求。然而檢測(cè)器裝置2的這 種構(gòu)型的制造費(fèi)用提高。
檢測(cè)器元件4、 5和6中所產(chǎn)生的信號(hào)可以通過與檢測(cè)器元件關(guān)聯(lián)的 電接觸部彼此無關(guān)地被采集。在此，接觸部210和211與檢測(cè)器元件4關(guān) 聯(lián)，接觸部211和212與檢測(cè)器元件5關(guān)聯(lián)，而接觸部212和213與檢測(cè) 器元件6關(guān)聯(lián)。與相應(yīng)的檢測(cè)器元件關(guān)聯(lián)的接觸部與檢測(cè)器元件的有源區(qū) 導(dǎo)電地連接。兩個(gè)相鄰的檢測(cè)器元件分別具有共同的接觸部。這些接觸部 可以實(shí)施為金屬化物。
此外，半導(dǎo)體本體200具有濾光層214，該濾光層單片地集成到半導(dǎo) 體本體中并且尤其是可以外延地生長(zhǎng)。濾光層214優(yōu)選在輻射入射側(cè)設(shè)置 在半導(dǎo)體本體中，并且特別優(yōu)選地吸收包括如下波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍中的輻 射該波長(zhǎng)小于與有源區(qū)的帶隙對(duì)應(yīng)、尤其是i殳置在輻射出射側(cè)的有源區(qū) 403的帶隙對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。在被過濾的波長(zhǎng)范圍中，在有源區(qū)中產(chǎn)生了相應(yīng) 被減小的信號(hào)。濾光層214用作至檢測(cè)器裝置的產(chǎn)生信號(hào)的區(qū)域的窗口 層。
圖3B示出了一個(gè)表格，該表格包含圖3A中相應(yīng)標(biāo)識(shí)的層的數(shù)據(jù)， 這些層是對(duì)檢測(cè)器裝置2的光謙靈敏度分布的模擬的基礎(chǔ)(參見圖3C )。
在圖3C中示出了檢測(cè)器元件4、 5或者6的靈凝:度分布400、 500和 600。與圖2C中的靈^t度分布不同，已經(jīng)通過檢測(cè)器元件的靈敏度分布 構(gòu)建了明顯的在光鐠上彼此分開的靈敏度通道。靈敏度分布尤其僅僅部分 彼此交疊。相對(duì)于根據(jù)圖2的檢測(cè)器裝置，筒化了直接從檢測(cè)器元件中產(chǎn) 生的信號(hào)中獲得關(guān)于入射輻射中的色彩成分的信息。然而，相應(yīng)地提高了 制造成本。
由于在輻射入射側(cè)的檢測(cè)元件4中已經(jīng)吸收了短波輻射的大部分，所 以短波輻射在之后的檢測(cè)器元件5和6中只是較少地貢獻(xiàn)于信號(hào)產(chǎn)生。因 此，檢測(cè)器元件5和6在短波范圍中產(chǎn)生了比在圖2A中所示的具有多個(gè) 并排設(shè)置的分立的檢測(cè)器元件的檢測(cè)器裝置中更小的信號(hào)。而必要時(shí)，在根據(jù)圖2的分立的檢測(cè)器元件的情況下，也可以通過設(shè)置合適的濾光層 (優(yōu)選基于(In， Ga, Al) P或者(Al) GaAs的濾光層)通過對(duì)短波輻 射的相應(yīng)過濾來抑制重要的靈敏度通道的相應(yīng)的靈敏度分布的短波邊緣。 相應(yīng)的濾光層優(yōu)選在針對(duì)中波輻射和長(zhǎng)波輻射的檢測(cè)器元件5和6中設(shè)置 在輻射入射側(cè)與相應(yīng)的半導(dǎo)體本體的有源區(qū)之間。
根據(jù)圖2A中的圖示，如果沒有設(shè)置這種濾光層，則例如可以從兩個(gè) 靈敏度分布求差，以便在根據(jù)圖2C的靈敏度分布的情況下獲得分離的靈 敏度通道。
圖2D示出了從這種求差獲得的用于光i普基本色彩(紅、綠和藍(lán))的 色彩檢測(cè)的靈敏度通道。此外，還示出了適應(yīng)光亮的人眼的靈敏度分布 700，以便表明可見的光謙范圍。
長(zhǎng)波的靈敏度通道620由根據(jù)圖2C的長(zhǎng)波的靈敏度分布600與中波 的靈敏度分布500的差來形成，該中波的靈潮:度通道520通過中波的和長(zhǎng) 波的靈敏度分布500和400的差來形成。短波的靈敏度通道420通過檢測(cè) 器元件4的光鐠靈敏度分布來形成，該光i瞽靈^t度分布并未被改變。
在(例如根據(jù)圖2或者3的實(shí)施例的)檢測(cè)器元件4、 5或者6工作 時(shí)，在這些檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào)可以被輸送給調(diào)節(jié)裝置3(參見圖1 )。 靈敏度通道已經(jīng)可以通it^目應(yīng)地形成檢測(cè)器元件的光譜靈敏度分布來預(yù) 先給定(例如參見圖3C)?？商孢x地，尚未與預(yù)先形成的靈敏度通道關(guān)聯(lián) 的信號(hào)可以被輸送給調(diào)節(jié)裝置(參見圖2C中的寬的分布500和600 )。
調(diào)節(jié)裝置具有多個(gè)輸入端(參見輸入端E4、 Es或者E6)。合乎目的 地，在檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào)S4、 Ss或者S6分別被輸送給調(diào)節(jié)裝置的 單獨(dú)的輸入端。在信號(hào)被輸送給調(diào)節(jié)裝置之前，信號(hào)還可以被預(yù)放大。在 此情況下，支承體7優(yōu)選實(shí)施為放大器，特別優(yōu)選是實(shí)施為放大器芯片， 例如基于硅的放大器芯片。檢測(cè)器元件4、 5和6在此情況下優(yōu)選分別與 放大器輸入端VE4、 VEs或者VE6關(guān)聯(lián)(參見圖1中的虛線所示的支承體 7的元件)。
在分立的檢測(cè)器元件的情況下，如例如與圖2相結(jié)合所描述的那樣， 各個(gè)檢測(cè)器元件優(yōu)選分別設(shè)置在放大器芯片的單獨(dú)的輸入端上并且與該 輸入端導(dǎo)電地連接。對(duì)于該連接，特別適合的是導(dǎo)電連接層，例如(銀) 導(dǎo)電粘合劑層。
由于在檢測(cè)器元件中通常產(chǎn)生較低強(qiáng)度的信號(hào)(例如在nA或者jiA的量級(jí))，所以通過例如厚度為ljim或者更小的、優(yōu)選500fim或者更小 的連接層的、至放大器的短的連接段特別合適。通過導(dǎo)電的層連接，有利 的是將易受千擾的"弱"信號(hào)在其上受到外部電磁干擾的段保持為較小。
通M大器芯片的與相應(yīng)的檢測(cè)器元件關(guān)聯(lián)的輸出端，可以將被預(yù)放 大的信號(hào)輸送給調(diào)節(jié)裝置3的相應(yīng)的輸入端(參見輸出端VA4、 VAs和VA6 以;s^被預(yù)放大的信號(hào)SV4、 SV5和SV6 )。
其中檢測(cè)器裝置的信號(hào)被預(yù)放大的變形方案通過直至調(diào)節(jié)裝置的虛 線條來表示。在此，每個(gè)檢測(cè)器元件優(yōu)選與恰好一個(gè)放大器輸入端(VEi， i=4， 5， 6)和/或放大器輸出端(VAi， i=4， 5， 6)關(guān)聯(lián)。
調(diào)節(jié)裝置3具有調(diào)節(jié)單元9。該調(diào)節(jié)單元9優(yōu)選構(gòu)建為放大器，在該 放大器中來自不同的靈敏度通道的通道信號(hào)Kt、K5和可以分別借助不 同的放大因數(shù)拔故大。調(diào)節(jié)單元9具有調(diào)節(jié)端子94、 95和96，通過這些調(diào)整。
如H測(cè)器裝置尚不具有預(yù)先形成的靈敏度通道(參見圖2C)，則調(diào) 節(jié)單元可以被構(gòu)建為使得在檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào)在調(diào)節(jié)裝置3中被 處理，使得構(gòu)建與靈敏度通道關(guān)聯(lián)的通道信號(hào)。在信號(hào)被輸送給調(diào)節(jié)單元 之前，在調(diào)節(jié)裝置中優(yōu)選通過該裝置的元件來構(gòu)建靈敏度通道。
例如，可以在調(diào)節(jié)裝置中設(shè)置求差單元10，該求差單元對(duì)由檢測(cè)器 裝置獲得的信號(hào)求差，由此構(gòu)建通道信號(hào)(參見圖2D)。
在調(diào)節(jié)單元9中可以對(duì)通道信號(hào)的相對(duì)權(quán)重彼此不同地進(jìn)行調(diào)整。
被不同地加權(quán)的通道信號(hào)隨后可以在調(diào)節(jié)裝置3的疊加單元11中被 疊加。優(yōu)選地，疊加單元11使通過調(diào)節(jié)單元9之后的被不同地加權(quán)的通 道信號(hào)相加。這通過在疊加單元中的虛線條來表示。
被不同地加權(quán)的通道信號(hào)在疊加單元11中被疊加(尤其是被相加) 成輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)DS。該檢測(cè)器信號(hào)DS可以在調(diào)節(jié)裝置3的 輸出端A上被采集，該輸出端與疊加單元ll導(dǎo)電地連接。
調(diào)節(jié)裝置3有利地構(gòu)建為集成電路，優(yōu)選為基于Si的集成電路。為 此簡(jiǎn)化了輻射檢測(cè)器1的小的并且緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
通過將被不同地加權(quán)的通道信號(hào)疊加，可以實(shí)現(xiàn)具有不同的靈敏度分 布(在輸出端A上的輸出信號(hào)DS與波長(zhǎng)的相關(guān)性)的輻射檢測(cè)器。例如，輻射檢測(cè)器可以通過借助調(diào)節(jié)單元9對(duì)通道信號(hào)不同的加權(quán)構(gòu) 建為環(huán)境光傳感器，該環(huán)境光傳感器具有根據(jù)人眼的靈敏度分布的靈敏度 分布。這針對(duì)根據(jù)圖2D的靈敏度通道示出在圖4A和4B中。
在圖4A中，用于根據(jù)適應(yīng)光亮的人眼的靈敏度分布來疊加靈敏度分 布的靈敏度通道。來自各個(gè)靈敏度通道的信號(hào)對(duì)此相對(duì)于彼此被減弱或者 被增強(qiáng)。所示的疊加的靈敏度分布701通過將靈敏度通道620放大因數(shù) 0.9、將靈敏度通道520放大因數(shù)1.2并且將靈敏度通道420放大因數(shù)0.25 來得到。相加的靈敏度分布701基本上對(duì)應(yīng)于適應(yīng)光亮的人眼700的靈敏 度分布。
在圖4B中，與紅色光鐠范圍關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)波的靈敏度通道620被抑制， 這對(duì)應(yīng)于0的放大因數(shù)。與綠色光鐠范圍對(duì)應(yīng)的靈敏度通道520以0.7的 因數(shù)來放大，而與藍(lán)色光鐠范圍關(guān)聯(lián)的靈敏度通道420以1.3的因數(shù)iMt 大。相加的分布703近似對(duì)應(yīng)于適應(yīng)昏暗的人眼的靈敏度分布702。對(duì)于 適應(yīng)昏暗的人眼的分布，例如可以考慮根據(jù)1951年的CIE的相應(yīng)分布。
檢測(cè)器靈敏度的光鐠分布優(yōu)選可以通過調(diào)節(jié)端子94、 95和96在適應(yīng) 光亮的人眼的光i普分布(圖4A，分布700)與適應(yīng)昏暗的人眼的光鐠分 布(圖4B，分布702)之間切換。切換過程例如可以借助亮>1/暗度傳感 器(未明確示出)來控制，輻射檢測(cè)器優(yōu)選包括該亮JL/暗度傳感器。單 片的檢測(cè)器裝置的靈敏度通道(參見圖3)可以相應(yīng)不同地加權(quán)并且針對(duì) 各所希望的分布來疊加。
除了輻射檢測(cè)器1作為環(huán)境光傳感器來工作的可能性之外，該輻射檢 測(cè)器當(dāng)然也可以用作色彩傳感器，用于檢測(cè)與靈敏度通道對(duì)應(yīng)的基本色彩 (在這些實(shí)施例中是紅、綠和藍(lán)色)。通過檢測(cè)器信號(hào)于是可以確定入射 到輻射檢測(cè)器上的輻射中的色彩成分。由這些色彩成分例如可以確定入射 的輻射的色度坐標(biāo)或者色覺。對(duì)此，可以通過調(diào)節(jié)端子的相應(yīng)調(diào)整來抑制 來自并不與待檢測(cè)的色彩關(guān)聯(lián)的靈敏度通道的信號(hào)貢獻(xiàn)。
此夕卜，輻射檢測(cè)器的預(yù)先給定的靈敏度分布可以通過調(diào)節(jié)端子上的相 應(yīng)調(diào)節(jié)來調(diào)整。輻射檢測(cè)器總體上可節(jié)約位置地構(gòu)建并且有利地可變化地 使用。
圖5A示出了具有多個(gè)獨(dú)立的光鐠靈敏度通道801...809的檢測(cè)器裝 置的光鐠靈敏度分布。在此，靈敏度通道通過與光鐠靈敏度分布對(duì)應(yīng)的檢 測(cè)器元件來形成。對(duì)此，檢測(cè)器元件具有相應(yīng)的濾光層，該濾光層^1置在
17相應(yīng)半導(dǎo)體本體的有源區(qū)與輻射入射側(cè)之間。例如，9個(gè)檢測(cè)器元件可以 類似于圖2A中的圖示并排地設(shè)置，其中除了圖2A中所示的層結(jié)構(gòu)之外 還在輻射入射側(cè)與相應(yīng)的有源區(qū)之間設(shè)置有濾光層。
對(duì)于檢測(cè)器元件的靈敏度分布在此使用了與圖5B中的表格對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
有源區(qū)分別基于材料系InyAlxGai_x-yP。相應(yīng)的濾光層基于相同的材料 系或者由GaP構(gòu)成。
檢測(cè)器元件的光語靈敏度分布在可見光譜范圍中的波長(zhǎng)X max附近分 別具有最大值。
此外，各個(gè)靈敏度通道以窄帶形式實(shí)施，并且特別是至少部分具有為 60nm或者更小，優(yōu)選40nm或者更小，特別優(yōu)選30nm或者更小的或者 甚至20nm或者更小的光鐠寬度。
多個(gè)靈敏度通道由于將通道在可見光譜上更為精細(xì)地劃分而一方面 使得對(duì)預(yù)先給定的靈敏度分布的精確模仿更容易，而另一方面也使得特定 的鐠線的檢測(cè)(例如用于對(duì)鈔票或者支票卡進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查)更容易。
對(duì)于特定的譜線的檢測(cè)，合乎目的地抑制了對(duì)譜線的檢測(cè)不必要的靈 敏度通道。
此外，在圖5A中示出了適應(yīng)昏暗的人眼的光鐠靈敏度分布702。借 助來自圖5B中的表格的針對(duì)各個(gè)靈敏度通道的放大因數(shù)而相加的靈敏度 分布703非常精確地根據(jù)適應(yīng)昏暗的人眼的靈敏度分布702來延伸。
所示的通道801...809也適于色彩檢測(cè)，其中色彩信息優(yōu)選從多個(gè)通 道信道中獲得。
優(yōu)選地，輻射檢測(cè)器的工作狀態(tài)的調(diào)整(作為色彩傳感器、作為針對(duì) 適應(yīng)光亮的眼睛的環(huán)境光傳感器、作為針對(duì)適應(yīng)昏暗的眼睛的環(huán)境光傳感 器或者必要時(shí)作為鐠線傳感器)以程序控制的方式來實(shí)現(xiàn)，例如通過可編 程的微控制器來實(shí)現(xiàn)。該微控制器合乎目的地與調(diào)節(jié)裝置9的調(diào)節(jié)端子 94、 95、 96導(dǎo)電地連接。
圖6示出了根據(jù)圖1的輻射檢測(cè)器1的部分視圖，在該視圖中，除了 根據(jù)圖1的輻射檢測(cè)器之外，這種微控制器12與調(diào)節(jié)裝置9的調(diào)節(jié)端子 94、 95、 96導(dǎo)電地連接。圖1中所示的輻射檢測(cè)器的其他元件在圖6中 出于清楚的原因而未明確地示出，但它們當(dāng)然也可以^L設(shè)置。調(diào)節(jié)端子借助微控制器合乎目的地可以彼此獨(dú)立地控制。例如，調(diào)節(jié)端子94、 95和 96分別與微控制器12的單獨(dú)的電接觸部124、 125或者126導(dǎo)電地連接。
微控制器12優(yōu)選被編程為使得其根據(jù)輻射檢測(cè)器的固定預(yù)先給定的 工作狀態(tài)(例如作為色彩傳感器、作為針對(duì)適應(yīng)光亮的眼睛的環(huán)境光傳感 器、作為針對(duì)適應(yīng)昏暗的眼睛的環(huán)境光傳感器或者作為譜線傳感器)來激 勵(lì)調(diào)節(jié)端子。用戶于是可以通過微控制器的相應(yīng)的響應(yīng)自由地在預(yù)先給定 的工作狀態(tài)之間進(jìn)行切換?？梢员苊庥脩舴劫M(fèi)事地確定調(diào)節(jié)端子相對(duì)于彼 此的、適于相應(yīng)工作狀態(tài)的調(diào)整。更確切地"^兌，這些調(diào)整已經(jīng)可以在廠方 通過微控制器的相應(yīng)編程來實(shí)施。
可替選地或者補(bǔ)充地，微控制器可以暫時(shí)地控制工作狀態(tài)，例如鑒于 白天時(shí)間而控制。例如，微控制器可以被編程為使得其從某個(gè)白天時(shí)間開 始，優(yōu)選在黃昏開始之后，在輻射檢測(cè)器作為環(huán)境光傳感器工作的情況下 僅^Ui允許根據(jù)適應(yīng)昏暗的人眼來檢測(cè)。優(yōu)選地，微控制器可以由用戶來 編程，使得在輻射檢測(cè)器的工作狀態(tài)之間的切換、尤其是時(shí)間控制的切換 可在用戶方^L預(yù)先調(diào)整。
本專利申請(qǐng)要求于2006年11月30日申請(qǐng)的德國(guó)專利申請(qǐng)10 2006 056 579.7和于2007年3月13日申請(qǐng)的德國(guó)專利申請(qǐng)IO 2007 012 115.8
的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)^i過引用明確地結(jié)合到本申請(qǐng)中。
本發(fā)明并未通過借助實(shí)施例的描述而受到限制。確切地說，本發(fā)明包 括任意新的特征和特征的任意組合，特別是包括權(quán)利要求中的特征的任意 組合，即使該特征或者該組合本身沒有明確地在權(quán)利要求或者實(shí)施例中說 明。
權(quán)利要求
1. 一種輻射檢測(cè)器(1)，具有檢測(cè)器裝置(2)，該檢測(cè)器裝置具有多個(gè)檢測(cè)器元件(4，5，6)，借助所述檢測(cè)器元件在輻射檢測(cè)器工作中獲得檢測(cè)器信號(hào)(DS)；以及調(diào)節(jié)裝置(3)，其中-檢測(cè)元件分別具有光譜靈敏度分布(400，500，600)并且適于產(chǎn)生信號(hào)(S4，S5，S6)，-至少一個(gè)檢測(cè)器元件包含化合物半導(dǎo)體材料，并且所述檢測(cè)器元件構(gòu)建為用于檢測(cè)可見光譜范圍中的輻射，-輻射檢測(cè)器構(gòu)建為使得借助所述檢測(cè)器元件的靈敏度分布形成輻射檢測(cè)器的不同的光譜靈敏度通道(420，520，620)，-在靈敏度通道中借助檢測(cè)器元件能夠產(chǎn)生與相應(yīng)的靈敏度通道關(guān)聯(lián)的通道信號(hào)(K4，K5，K6)，以及-調(diào)節(jié)裝置構(gòu)建為使得不同地調(diào)節(jié)不同的通道信號(hào)對(duì)輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射檢測(cè)器，其中調(diào)節(jié)裝置使通道信號(hào)對(duì) 檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)彼此不同地加權(quán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的輻射檢測(cè)器，其中輻射檢測(cè)器的檢 測(cè)器信號(hào)借助通道信號(hào)的疊加來形成。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中調(diào)節(jié)裝置 具有多個(gè)輸入端(E4， E5， E6)，通過這些輸入端將檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的 信號(hào)輸送給調(diào)節(jié)裝置，并且不同的輸入端與不同的檢測(cè)器元件關(guān)聯(lián)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中調(diào)節(jié)裝置 具有多個(gè)調(diào)節(jié)端子(94, 95, 96)，借助這些調(diào)節(jié)端子能夠調(diào)節(jié)通道信號(hào) 對(duì)檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中借助不同 的檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的兩個(gè)信號(hào)來獲得單個(gè)的通道信號(hào)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中在對(duì)兩個(gè) 不同的檢測(cè)器元件中產(chǎn)生的信號(hào)求差(10)的情況下獲得通道信號(hào)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中靈敏度通^￡^光鐠中疊加。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中靈敏度通 道疊加為使得可見光鐠范圍^A蓋。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中調(diào)節(jié)裝置 構(gòu)建為使得輻射檢測(cè)器能夠作為環(huán)境光傳感器來工作，該環(huán)境光傳感器具 有根據(jù)人眼的靈敏度分布(700， 702)的檢測(cè)器靈敏度的光鐠分布。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的輻射檢測(cè)器，其中檢測(cè)器靈敏度的光鐠 分布能夠借助調(diào)節(jié)裝置在適應(yīng)光亮的人眼的靈^t度分布(700)與適應(yīng)昏 暗的人眼的靈敏度分布(702)之間切換。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中該輻射檢 測(cè)器能夠作為色彩傳感器來工作，尤其是用于檢測(cè)三原色例如紅、綠和藍(lán)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12和權(quán)利要求10或者引用權(quán)利要求10的權(quán)利要 求所述的輻射檢測(cè)器，該輻射檢測(cè)器借助調(diào)節(jié)裝置不僅能夠作為環(huán)境光傳 感器工作而且能夠作為色彩傳感器工作。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中檢測(cè)器裝 置具有尤其是外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體本體(200， 401， 501， 601)，該半導(dǎo)體 本體包含檢測(cè)器元件中的至少 一個(gè)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的輻射檢測(cè)器，其中檢測(cè)器元件具有用于 產(chǎn)生信號(hào)的有源區(qū)(403, 503， 603)，該有源區(qū)包含化合物半導(dǎo)體材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或者15所述的輻射檢測(cè)器，其中多個(gè)檢測(cè)器元 件單片地集成在共同的半導(dǎo)體本體(200)中。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中輻射檢測(cè) 器具有多個(gè)分離的并排設(shè)置的檢測(cè)器元件。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中多個(gè)檢測(cè) 器元件包含化合物半導(dǎo)體材料。
19. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中多個(gè)檢測(cè) 器元件祐:構(gòu)建為用于檢測(cè)在可見光鐠范圍中的輻射。
20. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中該輻射檢 測(cè)器具有三個(gè)或者更多個(gè)、優(yōu)選四個(gè)或者更多個(gè)、特別優(yōu)選五個(gè)或者更多 個(gè)靈敏度通道。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中該輻射檢 測(cè)器具有一個(gè)或者多個(gè)窄帶的靈^t度通道(801,……，809)。
22. 根據(jù)上a利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中化合物半 導(dǎo)體材料是III-V半導(dǎo)體材料，優(yōu)選是來自材料系(In, Al, Ga)P的化 合物半導(dǎo)體材料。
23. 根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的輻射檢測(cè)器，其中調(diào)節(jié)裝置 實(shí)施為集成電路。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種輻射檢測(cè)器(1)，其具有檢測(cè)器裝置(2)，該檢測(cè)器裝置具有多個(gè)檢測(cè)器元件(4，5，6)，借助所述檢測(cè)器元件在輻射檢測(cè)器工作中獲得檢測(cè)器信號(hào)(DS)；以及調(diào)節(jié)裝置(3)，其中檢測(cè)器元件分別具有光譜靈敏度分布(400，500，600)并且適于產(chǎn)生信號(hào)(S4，S5，S6)，至少一個(gè)檢測(cè)器元件包含化合物半導(dǎo)體材料，并且所述檢測(cè)器元件構(gòu)建為用于檢測(cè)可見光譜范圍中的輻射，輻射檢測(cè)器構(gòu)建為使得借助所述檢測(cè)器元件的靈敏度分布形成輻射檢測(cè)器的不同的光譜靈敏度通道(420，520，620)，在靈敏度通道中借助檢測(cè)器元件能夠產(chǎn)生與相應(yīng)的靈敏度通道關(guān)聯(lián)的通道信號(hào)(K4，K5，K6)，以及調(diào)節(jié)裝置構(gòu)建為使得不同地調(diào)節(jié)不同的通道信號(hào)對(duì)輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)的貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)G01J1/42GK101535785SQ200780041421
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者克勞斯·施特羅伊貝爾, 彼得·施陶斯, 阿恩特·耶格, 韋爾納·庫(kù)爾曼 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司