用于产生与光和温度有关的信号的、 尤其是用于成像高温 计的电路装置 本发明涉及一种用于产生与光和温度有关的、 表征场景的特征信号的电路装置， 该电路装置具有一定数量的第一传感器元件和第二传感器元件， 它们根据入射的电磁辐射 产生一定数量的第一电信号和第二电信号， 其中第一传感器元件构建为根据在第一波长范 围中的电磁辐射产生第一电信号， 第一波长范围至少包含大部分的可见光， 并且其中第二 传感器元件构建为根据在第二波长范围中的电磁辐射产生第二电信号， 第二波长范围主要 包含红外辐射。
在 EP 1 134 565 B1 中公开了这种电路装置。
EP 1 134 565 B1 描述了一种成像高温计， 借助其可以确定在所观察的场景中的 对象的表面温度分布。此外， 该已知的高温计提供了场景的 “正常的” 光学图像。这通过已 知的高温计具有带有多个传感器元件的光电子传感器来实现， 所述传感器元件在该出版物 中被称作像素。光电子传感器具有三种不同类型的传感器元件， 它们交替地设置在传感器 表面上。第一类型的传感器元件构建用于根据来自带宽非常窄的 1.06μm 左右的波长范围 的电磁辐射产生电信号。第二类型的传感器元件构建为根据在窄带的 0.99μm 左右的第二 波长范围中的电磁辐射来产生电信号。 这两个窄带的波长范围分别包含红外光谱的小的部 分。 第三类型的传感器元件构建为根据在带宽比较宽的波长范围中的电磁辐射来产生电信 号， 该波长范围基本上仅仅包含可见光。在两个红外范围中的电信号被用于根据如例如在 US4,413,324 中所描述的算法来确定温度。在此涉及比例方法 (Quotientenverfahren)， 其 中求在两个窄带的红外范围中的信号的商以便消除其温度被确定的表面的发射特性。 借助 在可见光的波长范围中的第三电信号仅仅产生所观察的场景的 “正常的” 光学图像。
已知的传感器于是具有三种不同类型的传感器元件， 它们必须以至少部分不同的 工艺步骤来制造并且必须分布在传感器的表面上。因此， 已知的传感器的制造相当费事并 且昂贵。另一方面， 已知的传感器的分辨率不仅在可视的图像方面而且在温度分布方面都 受限， 因为不同的传感器元件并排地设置在传感器的表面上， 使得在相同类型的两个传感 器元件之间分别存在 “空隙” ， 这些空隙被其他类型的传感器元件占据。当例如想要根据光 学图像确定所记录的对象的几何特征时， 受限的分辨率是不利的。最后， 在已知的传感器 中， 传感器元件的动态范围也受限， 使得根据在所观察的场景中的温度和辐射强度需要不 同的曝光时间。因此， 图像记录会有问题。
已经引用的 US 4,413,324 公开了一种比例高温计， 其带有多个传感器元件， 这些 传感器元件吸收在两个不同的分别为窄带的波长范围中的电磁辐射。 已知的高温计能够实 现确定温度分布， 然而不能实现对所观察的场景的 “正常” 光学图像的记录。
此外， 多年来在不同的印刷物中公开了比例高温计。 例如参考 DE 1237 804 A1， 其 中建议的是首先将测量值对数化， 以便随后求对数的差， 其中该差对应于商的对数。 在此建 议的是 ： 吸收红色波长范围和蓝色波长范围中的电磁辐射。 在 DE 867 453 中也有类似的建 议， 其中在那里要吸收在红色波长范围和绿色波长范围中的电磁辐射。
DE 24 27 892 A1 公开了一种比例高温计， 其中场景中的实际温度借助分离的热
辐射器来确定， 该热辐射器提供比较值用于确定温度。
DE 11 36 135A 公开了一种比例高温计， 其中由硅构成的光敏元件在辐射方向上 设置在锗二极管之前。 硅片用作滤波元件并且主要只让其波长大于 1.2μm 的辐射通过。 锗 二极管具有在 1.5μm 左右的波长范围中的最大灵敏度。由硅构成的光敏元件的最大灵敏 度在大约 0.9μm。根据两个传感器元件的信号确定在所观察的场景中的温度。
在 DE 33 17 108 A1 中公开了一种薄膜半导体器件， 其例如用作太阳能电池。薄 膜半导体器件按层的方式施加在半导体衬底上。
在 DE 196 50 705 A1 中公开了一种带有多个传感器元件的摄像机， 多个传感器元 件按堆叠方式相叠地设置。例如， 色彩矩阵传感器和黑白矩阵传感器垂直相叠地设置并且 按像素彼此对齐。传感器的在深度上堆叠的 pn 结对不同的波长起反应， 因为光学波长侵入 材料越深， 则波长越长。
最后， 在 DE 42 09 536 A1 中公开了一种用于图像记录芯片的图像单元， 其中光电 二极管和 MOS 晶体管彼此相连， 使得在光电二极管中生成的载流子流经 MOS 晶体管的沟道。 MOS 晶体管在此在所谓阈下范围 (Sub-Threshold-Bereich) 中工作， 这导致图像单元的电 输出信号以对数方式与入射的辐射的强度相关。 已知的图像单元因此能够实现记录高动态 的光信号。在商业上以本申请人的商标 来提供具有这种技术的图像记录芯片。 基于该现有技术， 本发明的任务是提出一种用于产生与光和温度有关的信号的电 路装置， 借助该装置可以以高精度且成本低廉的方式确定在场景中的对象的不同特征或者 特点 ( 包括与辐射相关的特征 )。 本发明的任务尤其是提出一种电路装置， 借助其可以低廉 地实现成像的高温计。
根据本发明的一个方面， 该任务通过开头所述类型的电路装置来解决， 其中第一 波长范围与第二波长范围交叠并且因此同样包含红外辐射。
新型的电路装置基于本身已知的构思 ： 吸收在两个不同波长范围中的电磁辐射。 通过求商于是可以确定在所观察的场景中的对象的表面温度。由于求商， 所以消除了表面 的发射特征。与现有技术中的许多电路装置不同， 新型的电路装置使用了两个宽带的波长 范围， 它们在红外辐射的范围中交叠。此外， 第一波长范围也包含大部分的可见光。如令人 惊讶地展现的那样， 尽管波长在红外范围中交叠， 但可以根据已知的比例方法以高精度确 定温度。此外， 新型的电路装置也提供了在可见的波长范围中的信号。因此， 新型的电路装 置不仅能够实现确定温度， 而且其也提供了信号以产生所观察的场景的光学图像 ( 传统的 摄像机图像 )。
与开头所述的根据 EP 1 134 565 B1 的电路装置不同， 该新型的电路装置在此具 有两种不同类型的传感器元件就足够。该电路装置因此可以简单且成本低廉地实现。在优 选的实施例中， 第一传感器元件在没有特殊的滤波器的情况下被实现， 即其记录来自整个 波长范围的电磁辐射， 该波长范围在原则上可以借助所使用的材料来检测。 换言之， 在第一 传感器元件的情况下优选省去了附加的滤波器， 这能够实现特别简单且成本低廉的实现。
由于只需要两种不同类型的传感器元件， 所以相同类型的传感器元件可以更密地 并排设置在矩阵状的图像传感器的表面上， 这能够实现更高的分辨率。 因此， 所观察的对象 的几何特征可以由记录的图像以更高的精度来确定。 然而原则上该新型的电路装置不仅可 以使用在矩阵状的图像传感器中， 而且也可以使用在高温计中， 该高温计仅仅具有两种传
感器元件或者少量第一和第二传感器元件。
为了根据比例方法来确定温度， 新型的电路装置利用了 ： 借助第一传感器元件和 第二传感器元件记录的第一波长范围和第二波长范围彼此不同。因此， 第一传感器元件和 第二传感器元件即使当它们对准所观察的场景的同一点时也提供了不同的电信号。 尽管第 一波长范围和第二波长范围在红外辐射的范围中交叠， 不同的信号能够实现根据比例方法 来确定温度。
因此， 完全解决了上述任务。
在一个优选的扩展方案中， 该新型的电路装置具有如下电路部分 ： 该电路部分构 建为根据第一信号和第二信号来确定场景的温度。
在该扩展方案中， 该电路部分获得第一电信号和第二电信号并且进行求商， 以便 消除所观察的场景中的表面的发射特征。 已知的用于确定发射辐射的表面的温度的方法可 以借助该新型的电路装置非常简单且成本非常低廉地实现。在优选的扩展方案中， 用于确 定温度的电路部分是该新型的电路装置的一部分。而对此可替选地， 该新型的电路装置也 可能与该电路部分分开地使用， 例如用于同时记录可视的图像和红外图像。
在另一扩展方案中， 该新型的电路装置包含半导体衬底， 在该半导体衬底上并排 地设置有多个第一传感器元件和第二传感器元件。
优选地， 第一传感器元件和第二传感器元件并排地设置成矩阵状。它们形成具有 多个像素的平面的图像传感器。 第一传感器元件和第二传感器元件可以交替地根据棋盘图 案的方式设置在半导体衬底的表面上。在另外的实施例中， 第一传感器元件和第二传感器 元件按行或者按列地交替。 这些扩展方案能够实现在可见光的范围中以及在红外范围中对 所观察的场景快速并且时间同步地记录平面图像。 通过时间同步的记录可以使不同的图像 彼此良好地关联。
在另一扩展方案中， 第一传感器元件和第二传感器元件分别相叠地设置。
该扩展方案就其本身而言可以改进所述新型的电路装置， 然而也可以与前述扩展 方案结合而非常有利地使用。在首次提及的情况下， 新型的电路装置仅仅具有一个或者几 个第一和第二传感器元件， 它们例如可以用于场景中的点状的选择性测量。 在第二情况中， 分别以堆叠方式相叠设置的多个第一传感器元件和第二传感器元件矩阵状并排地设置。 由 第一传感器元件和第二传感器元件构成的每个对在此一同形成矩阵传感器的一个像素。 最 后提及的扩展方案能够实现非常高的分辨率。有利的是 ： 形成每个堆叠的上部传感器元件 的材料层已经具有相对于到达下部传感器元件的辐射的滤波作用。此外， 所有传感器元件 可以在共同的工艺步骤中制造， 这总体上简化了新型的电路装置的制造。但当新型的电路 装置不用于矩阵传感器时， 该扩展方案也能够实现非常小的传感器， 借助该传感器可以使 第一传感器元件和第二传感器元件对准在所观察的场景内相同的测量点。
在另一优选的扩展方案中， 第一传感器元件和第二传感器元件分别包括光电二极 管和至少一个 MOS 晶体管， 该 MOS 晶体管带有一个栅极端子、 两个另外的端子以及一个沟 道， 其中光电二极管与 MOS 晶体管耦合， 使得在光电二极管中生成的载流子通过该沟道流 出， 并且其中栅极端子与所述两个另外的端子之一导电相连。
在该扩展方案中， 第一传感器元件和第二传感器元件尤其是根据 HDRC 原理来构 建， 如在开头所提及的 DE 42 09 536 A1 中所描述的那样。 MOS 晶体管在此有利地在阈下范围中被驱动， 使得传感器元件分别具有对数特征曲线。该扩展方案具有许多优点。一方面， 其能够实现通过求差来替代对确定温度有利的求商， 因为对数信号的差对应于信号的商的 对数。求差可以比 “真实的” 求商更为简单并且更为快速地实现。此外， 该扩展方案具有如 下优点 ： 第一传感器元件和第二传感器元件具有达到 120dB 的非常高的输入动态特性。换 言之， 第一传感器元件和第二传感器元件可以检测并且处理具有非常低的强度以及具有非 常高的强度的电磁辐射。这对于成像高温计而言是非常有利的， 因为高的信号动态特性能 够实现记录在与暗的、 辐射弱的对象或者面的紧邻的邻近区域中的非常亮的、 辐射强的对 象。特别有利的是， 新型的电路装置也包含在第一传感器元件和第二传感器元件实现于其 上的半导体芯片上进行第一信号和第二信号的初级信号处理。有利地， 初级信号处理包含 模数转换， 使得在传感器的输出端上提供了第一信号和第二信号用于进一步处理。 总之， 该 扩展方案能够实现非常精确的图像记录并且在非常大的动态范围上的温度测量。
在另一扩展方案中， 第一波长范围与第二波长范围在很大程度上完全重叠。
在该扩展方案中， 第二波长范围是第一波长范围的部分范围。该扩展方案能够非 常简单和成本低廉地实现第一传感器元件和第二传感器元件， 因为这两个传感器元件原则 上可以相同地构建并且仅通过用于第二传感器的一个或者多个附加的滤波器彼此区分。 在另一扩展方案中， 第二传感器元件包含截止滤波器， 其限定了第二波长范围的 下边界。在优选的实施例中， 该下边界在大约 660nm 到大约 740nm 之间， 优选在大约 680nm 到大约 720nm 之间， 并且特别优选地在大约 700nm 的范围中。
在该扩展方案意义中的截止滤波器是引起传输跳跃的滤波器， 该传输跳跃限定了 第二波长范围的下边界。所说明的波长和波长范围是优选的， 因为它们一方面可以成本低 廉地实现而另一方面尤其是为确定温度提供了良好的测量结果。 使用截止滤波器能够非常 简单并且成本低廉地在其上设置有第一传感器元件的相同半导体衬底上实现第二传感器 元件。
在另一扩展方案中， 截止滤波器是带有多个相叠设置的材料层的介电干涉滤波 器， 其中这些材料层基本上由硅和氮化硅构成。 在一个优选的实施例中， 干涉滤波器由两个 氮化硅层构成， 在两个氮化硅层之间设置有硅层。
该扩展方案能够在一个工艺序列内实现非常简单且成本低廉地制造干涉滤波器， 借助该工艺序列也可以在半导体衬底上制造第一传感器元件和第二传感器元件。 带有所说 明的、 由氮化硅和硅构成的层序列的截止滤波器可以非常简单且成本低廉地制造， 并且在 本发明的实施例中能够实现非常良好的测量结果。
在另一扩展方案中， 下边界基本上在第一波长范围的中部。
该扩展方案也有助于简单且成本低廉地制造新型的电路装置。此外， 借助该扩展 方案可以实现非常良好的测量结果。在此有利的是， 在两个所形成的波长范围中的能量分 布特别良好地适于求商， 因为在更高的波长的情况下可检测的光子流增加。
在另一扩展方案中， 新型的电路装置具有至少一个另外的温度敏感的传感器元 件， 该传感器元件针对来自第一波长范围和第二波长范围中的电磁辐射而被屏蔽。
在优选的实施例中， 所述另外的温度敏感的传感器元件是二极管， 测量电流流经 该二极管。 该二极管的温度敏感的特性能够实现校正第一传感器元件和第二传感器元件的 温度相关的漂移， 其方式是第一信号和第二信号关于温度来定标。 特别有利的是， 所述另外
的温度敏感的传感器元件借助一个或者多个二极管来实现， 这些二极管通常作为所谓的工 艺控制结构存在于图像传感器的边缘区域中。足够的是， 在这种工艺控制结构上设置材料 层 ( 譬如金属化物 )， 这些材料层屏蔽在第一波长范围和第二波长范围中的电磁辐射。 在优 选的实施例中， 以相同的方式进行第一信号和第二信号的温度补偿， 如在具有多个矩阵状 并排设置的传感器元件的图像传感器情况下的 FPN(Fixed Pattern Noise 固定模式噪声 ) 校正。该扩展方案能够实现在测量温度时非常高的测量精度。
可以理解的是， 前面所述的以及下面还要阐述的特征不仅可以以相应说明的组合 来应用， 而且也可以以其他组合来应用或者单独地应用， 而不脱离本发明的范围。
本发明的实施例在附图中示出， 并且在下面的描述中将进一步阐述。其中 ：
图 1 示出了新型的电路装置的一个实施例的示意图，
图 2 示出了用于阐述新型的电路装置的优选实施例的频谱图，
图 3 示出了用于实现第一传感器元件和第二传感器元件的第一实施例，
图 4 示出了用于实现第一传感器元件和第二传感器元件的另一实施例， 以及
图 5 还示出了用于实现第一传感器元件和第二传感器元件的另一实施例。
在图 1 中， 新型的电路装置的实施例在其整体上用参考数字 10 表示。 在此示出， 电路装置 10 具有第一传感器元件 12 和第二传感器元件 14。每个传感 器元件都具有光电二极管 16 和 MOS 晶体管 18。MOS 晶体管 18 具有一个栅极 20 和两个另 外的端子 22、 24， 它们通常称作源极和漏极。在优选的实施例中， 栅极端子 20 和漏极端子 24 短接。源极端子 22 与光电二极管 16 的负极相连。由于该装置， 在光电二极管 16 的 pn 结的区域中通过入射的电磁辐射 28、 30 产生的载流子通过 MOS 晶体管 18 的沟道 26 流出， 并且 MOS 晶体管 18 产生输出电压， 其大小以对数方式与电磁辐射的强度相关。
传感器元件 12、 14 在此被简化地示出。另外的有利的细节在 DE 42 09536 A1 中
进行了描述， 其公开了对数图像单元的基本原理， 其被本发明的申请人以名称 销售。在本发明的优选的实施例中， 所有传感器元件都根据该 原理来构建。基 本上， 传感器元件也可以以其他方式来实现， 例如实施为线性 CMOS 图像单元或者也实施为 CCD 图像单元。
在图 1 中示出了仅仅两个传感器元件 12、 14。 而在优选的实施例中， 新型的电路装 置 10 具有多个第一传感器元件和第二传感器元件 12、 14， 出于简单的原因它们在图 1 中未 示出。多个传感器元件 12、 14 在优选的实施例中设置在半导体衬底上， 如以下参照图 2 至 4 所阐述的那样。
在根据图 1 的实施例中， 在每个传感器元件 12、 14 的输出端上设置有阻抗转换器 32， 其输出端与乘法器 34 相连。借助乘法器 34 可能将多个电信号输送给共同的信号处理 电路。在图 1 中所示的优选的实施例中， 使用第一乘法器 34 来聚集第一传感器元件 12 的 电信号， 而第二乘法器用于聚集第二传感器元件 14 的电信号。在优选的实施例中， 新型的 电路装置 10 具有两个并行的信号处理通道， 其中一个信号处理通道处理第一传感器元件 12 的电信号， 而另外的信号处理通道处理传感器元件 14 的电信号。优选地， 这两个信号处 理通道相同地构建， 所以以下仅仅进一步阐述针对第一传感器元件 12 的信号处理通道。
乘法器 34 的输出端与加法器 36 相连。加法器 36 从 D/A 转换器 38 获得另一电信 号， 该信号以已知的方式用于校正固定模式噪声。固定模式噪声表示在具有多个传感器元件的图像传感器的情况下会出现的图像噪声， 因为各个传感器元件的电特性由于制造公差 而会变化。 固定图像噪声可以通过分别将各自的校正信号加到各个传感器元件的电信号上 来校正。该校正信号选择为使得各个传感器元件的电特性彼此平衡。用于产生校正信号的 校正系数在此存储在存储器 40 中， 该存储器与 D/A 转换器 38 相连。D/A 转换器 38 根据来 自存储器 40 的校正系数产生针对每个传感器元件的校正信号。
加法器 36 的输出端通过放大器 42 与 A/D 转换器 44 相连， 该 A/D 转换器将各个传 感器元件的被校正的模拟信号转换成相应的数字信号 45。数字信号 45 被输送给微控制器 46。代替微控制器也可以使用 ASIC、 FPGA 或者其他信号处理电路。微控制器 46 在此也用 于将用于 FPN 校正的校正系数写入存储器 40 中。
微控制器 46 在此通过接口 47 与处理器 48 相连。处理器 48 获得所有第一传感器 元件和第二传感器元件 12、 14 的电信号 45， 并且由此根据已知的比例方法尤其是计算温度 值。处理器 48 在输出端 50 上提供数字信号以显示在屏幕 52 上。在优选的实施例中， 屏幕 52 用于显示在可见波长范围中的所观察的场景的光学图像。 处理器 48 在输出端 54 上提供 表征计算出的温度的信号。该输出端 54 可以与另外的显示器 56 相连。对此可替选地， 图 像数据和温度值也可交替地或者共同地显示在屏幕 52 上。 用参考数字 58 表示另外的温度敏感的传感器元件， 其在优选的实施例中被针对 电磁辐射 28、 30 进行屏蔽。针对第一传感器元件和第二传感器元件 12、 14 是矩阵图像传感 器的图像单元 ( 像素 ) 的情况， 优选的是， 另外的传感器元件 58 以一个或者多个二极管的 形式来实现， 这些二极管设置在传感器的光敏感的面的边缘区域中。另外的传感器元件 58 产生了温度信息， 其表征传感器的本征温度 (Eigentemperatur)。 该温度信息在该新型的电 路装置的优选实施例中被控制器 46 使用， 以便在计算上校正各个传感器元件 12、 14 的电信 号 45， 使得补偿了由于各个传感器元件的温度漂移引起的信号变化。
对应于优选将新型电路装置用于成像的高温计， 第一传感器元件和第二传感器元 件 12、 14 构建为用于记录在不同波长范围中的电磁辐射 28、 30。在优选的实施例中， 第一 传感器元件 12 构建为使得其记录在第一波长范围 62 中的电磁辐射 28， 第一波长范围在图 2 的图表中用实线示出。在一个优选的实施例中， 第一波长范围 62 包含大约 280nm 至大约 1000nm 的波长。第一波长范围的最大传输在大约 680nm。当第一传感器元件 12 的光电二 极管 16 实现为在硅半导体材料中的接近表面的 pn 结时， 得到第一传感器元件的这种传输 特征。然而， 边界并非精确地确定， 而是与所使用的材料和工艺条件有关。在新型电路装置 的优选实施例中， 第一波长范围 62 是由于硅光电二极管的光谱灵敏度得到的波长范围， 其 中这些光电二极管无需特殊的滤波器来实现。
第二传感器元件 14 构建为记录在第二波长范围 64 中的电磁辐射 30， 该第二波长 范围不同于第一波长范围 62。 在一个优选的实施例中， 第二波长范围是第一波长范围 62 的 “上半部” 。第二波长范围 64 在优选的实施例中通过将第二传感器元件 14 的光电二极管设 置有附加的截止滤波器来得到， 该边缘滤波器的传输特性在图 2 中通过点线 66 示出。传输 跳跃 ( 削减， cut on) 在此在大约 680nm 处。具有 680nm 以下的波长的电磁辐射被截止滤 波器抑制。仅仅具有在大约 680nm 以上的波长的电磁辐射到达第二传感器元件 14 的光电 二极管。
图 3 示出了用于实现传感器元件 12、 14 的第一实施例。相同的附图标记表示与前
面相同的元件。
图 3 示出了来自半导体衬底 70 的部分， 其以横截面示出。例如， 半导体衬底 70 在 此是 p 掺杂的硅衬底或者半导体衬底中的 p 掺杂的阱。在 p 掺杂的衬底 70 中设置有 n 掺 杂的岛 72。在每个岛 72 的上侧上设置有另外的 p 掺杂的层 74。因此形成两个 pn 结 76、 78， 其中 pn 结 76 在 pn 结 78 上。pn 结 76 形成第一传感器元件 12 的光电二极管 16， 而 pn 结 78 形成第二传感器元件 14 的光电二极管 16。较长波长的辐射 30 侵入到半导体材料中 更深并且由此到达了更深的 pn 结 78， 而较短波长的辐射 28 仅仅到达上部的 pn 结 76。在 该实施例中， 上部 pn 结 76 的层形成对于下部 pn 结 78 的滤波器。pn 结 76、 78 的位置在此 根据要检测的辐射的侵入深度来选择。如在图 3 中所示， 多个这种相叠堆叠的光电二极管 并排地设置在半导体衬底 70 中。在该实施例中， 传感器元件 12、 14 分别一同形成矩阵传感 器的单个像素。应理解的是， 每个像素还包含 MOS 晶体管和 ( 在优选实施例中的 ) 其他的 部件， 譬如阻抗转换器 32。这些其他的部件在此出于简单原因而未示出。
图 4 示出了另一实施例， 如何可以实现相叠地堆叠的第一和第二传感器元件 12、 14。在该实施例中， 传感器元件 12、 14 示例性地实现在 n 掺杂的衬底 70′上。在 n 掺杂的 衬底 70′中设置有多个固有导电层 80， 在其上存在 p 掺杂的层 82。以此方式形成多个 pin 二极管 84， 它们用作第二传感器元件 14 的光电二极管。 在 pin 二极管 84 上设置有由二氧化 硅构成的连续的绝缘层 85。在绝缘层 85 上设置有多个另外的 pin 二极管， 其带有由 n 掺杂 的硅 86、 固有导电的硅 88 和 p 掺杂的硅 90 构成的层序列。带有层序列 86、 88、 90 的 pin 二 极管形成第一传感器元件 12。优选地， 层 86、 88、 90 借助 CVD 方法来制造。根据图 4 的实施 例的实现具有如下优点 ： 传感器元件 12、 14 的光电二极管相叠地堆叠， 然而通过绝缘层 85 彼此电分离。两个传感器元件 12、 14 的光电二极管通过绝缘而是浮置的 (potentialfrei) 并且以此可以任意布线。与此相对， 岛 72 在根据图 3 的实施例中形成传感器元件 12、 14 的 两个光电二极管的共同的负极端子。
图 5 示出了另一实施例， 其中传感器元件 12、 14 的光电二极管并非垂直相叠地设 置， 而是水平并排地设置。在此情况下， 传感器元件 12、 14 的光电二极管在很大程度上相同 地构建。在所示的实施例中， 又涉及带有层 80、 82 的 pin 光电二极管， 这些层设置在 n 掺杂 的硅衬底 70″中。 为了实现不同的频谱灵敏度， 在第二传感器元件 14 的光电二极管上分别 设置有滤波器 92， 其滤波特性对应于图 2 的点线 66。在优选的实施例中， 滤波器 92 实现为 介电干涉滤波器， 并且其具有由氮化硅构成的上层 94、 由硅构成的中间层 96 和由氮化硅构 成的下层 98。层 94 至 98 又可以借助 CVD 方法来产生。
在根据图 5 的实施例中， 传感器元件 12、 14 可以根据棋盘图案的方式或者按行或 者按列交替地设置在半导体衬底 70′的表面上。与根据图 3 或 4 的实施例的传感器相比， 分辨率更低。每个传感器元件 12、 14 在此形成矩阵传感器的专用的像素。另一方面， 传感 器元件 12、 14 在此可以在共同的工艺步骤中制造。为了完成工艺序列， 第二传感器元件 14 的光电二极管用层 94 至 98 覆盖是足够的。