(57)【要約】  少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する検出器（１１０）が提案される。検出器（１１０）は  物体（１１２）から検出器（１１０）へと移動中の光ビーム（１３６）の横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置は検出器（１１０）の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置である、少なくとも１個の横方向光学センサ（１１４）であって、少なくとも２つの伝導層（１３２、１３２’）の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層（１３０）を有し、光起電層（１３０）は複数の量子ドット（１３４）を含み、複数の伝導層の少なくとも１つは少なくとも一部が透明であることにより光ビーム（１３６）が光起電層（１３０）へと移動することを可能にし、横方向光学センサ（１１４）はさらに、複数の伝導層の１つに（１３２’）位置する少なくとも１個の分割電極を有し、分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極（１３８、１３８’）を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は光起電層（１３０）内での光ビーム（１３６）の横方向位置を示す、横方向光学センサ（１１４）と、  少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって物体（１１２）の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、少なくとも１個の評価装置（１４０）とを含む。  以上により、簡単でありながらも効率的な、少なくとも１個の物体（１１２）の側方位置を正確に判定する検出器（１１０）が提供される。
2019514016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する検出器（１１０）であって、
前記物体（１１２）から前記検出器（１１０）へと移動中の光ビーム（１３６）の横方向位置を判定するよう適応されており、前記横方向位置は前記検出器（１１０）の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置である、少なくとも１個の横方向光学センサ（１１４）であって、少なくとも２つの伝導層（１３２、１３２’）の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層（１３０）を有し、前記光起電層（１３０）は複数の量子ドット（１３４）を含み、前記複数の伝導層の少なくとも１つは（１３２）少なくとも一部が透明であることにより前記光ビーム（１３６）が前記光起電層（１３０）へと移動することを可能にし、前記横方向光学センサ（１１４）はさらに、前記複数の伝導層の１つに（１３２’）位置する少なくとも１個の分割電極を有し、前記分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極（１３８、１３８’）を有し、前記少なくとも１つの横方向センサ信号は前記光起電層（１３０）内での前記光ビーム（１３６）の前記横方向位置を示す、横方向光学センサ（１１４）と、
前記少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって前記物体（１１２）の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、少なくとも１個の評価装置（１４０）と
を含む検出器。
【請求項２】
前記光起電層（１３０）が複数のコロイド量子ドット（ＣＱＤ）を含む請求項１に記載の検出器（１１０）。
【請求項３】
複数の量子ドット（１３４）を含むコロイド膜（１５６）から前記コロイド量子ドット（ＣＱＤ）を取得可能である請求項２に記載の検出器（１１０）。
【請求項４】
前記コロイド膜（１５６）の熱処理から前記コロイド量子ドット（ＣＱＤ）を取得可能であり、前記コロイド膜（１５６）の前記熱処理が、前記複数の量子ドット（１３４）を維持しながら連続相を除去ように前記コロイド膜（１５６）を乾燥することを含む請求項３に記載の検出器（１１０）。
【請求項５】
前記熱処理が５０℃〜２５０℃の加温を含む請求項４に記載の検出器（１１０）。
【請求項６】
前記量子ドット（１３４）が１種の無機光起電材料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項７】
前記無機光起電材料が１種または複数種の第２族−第６族化合物、第３族−第５族化合物、これらの組み合わせ、固溶体またはドープ変形を含む請求項６に記載の検出器（１１０）。
【請求項８】
前記第２族−第６族化合物がカルコゲニドであり、前記カルコゲニドが硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、硫セレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、セレン化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳｅ）、銅−亜鉛−スズ−硫黄−セレンカルコゲニド（ＣＺＴＳＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、ならびにこれらの固溶体および／またはドープ変形から成る群から選択される請求項７に記載の検出器（１１０）。
【請求項９】
前記第３族−第５族化合物がプニクトゲニドであり、前記プニクトゲニドが窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、アンチモン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳｂ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化リン化ガリウム（ＧａＡｓＰ）、およびリン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）から成る群から選択される請求項７または８に記載の検出器（１１０） 
【請求項１０】
前記伝導層（１３２、１３２’）が５００Ω／ｓｑ〜２００００Ω／ｓｑのシート抵抗を示す請求項１から９のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１１】
前記部分電極（１３８、１３８’）を通る電流が前記光起電層（１３０）内の前記光ビーム（１３６）の位置に依存し、前記横方向光学センサ（１１４）が前記部分電極（１３８、１３８’）を通る前記電流に応じて前記横方向センサ信号を生成するよう適応される請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１２】
物体（１１２）の横方向位置に関する情報を、前記部分電極（１３８、１３８’）を通る複数の電流の少なくとも１つの比率から導き出すよう適応される請求項１１に記載の検出器（１１０）。
【請求項１３】
さらに少なくとも１個の縦方向光学センサ（２０９）を含み、前記縦方向光学センサ（２０９）が少なくとも１つのセンサ領域を有し、前記縦方向光学センサ（２０９）が前記光ビーム（１３６）による前記センサ領域（１８６）の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、前記照明の総出力が同じであれば前記縦方向センサ信号が前記センサ領域内の前記光ビーム（１３６）の断面積に依存し、
前記評価装置（１４０）がさらに前記縦方向光学センサ（２０９）の前記縦方向センサ信号の評価によって前記物体（１１２）の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される請求項１から１２のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１４】
横方向光学センサ（１１４）が同時に前記縦方向光学センサ（２０９）としても使用される請求項１３に記載の検出器（１１０）。
【請求項１５】
さらに少なくとも１個の照明源（１４６）を含む請求項１から１４のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１６】
さらに少なくとも１個の撮像装置（２１４）を含む請求項１から１５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１７】
使用者（２１８）とマシン（２２２）との間で少なくとも１項目の情報を交換するためのヒューマンマシンインターフェース（２０４）であって、検出器（１１０）に関連する請求項１から１６のいずれか一項に記載の少なくとも１個の検出器（１１０）を含み、使用者（２１８）の少なくとも１項目の幾何学的情報を検出器（１１０）によって生成するように設計され、幾何学情報に対し、少なくとも１項目の情報を割り当てるように設計されるヒューマンマシンインターフェース（２０４）。
【請求項１８】
少なくとも１つの娯楽機能を実行するための娯楽装置（２０６）であって、ヒューマンマシンインターフェース（２０４）に関する請求項１７に記載のヒューマンマシンインターフェース（２０４）のうち少なくとも１つを含み、ヒューマンマシンインターフェース（２０４）を手段として少なくとも１項目の情報をプレーヤ（２１８）により入力可能となるように設計され、娯楽機能を情報に従って変えるように設計される娯楽装置（２０６）。
【請求項１９】
少なくとも１個の可動物体（１１２）の位置を追跡する追跡システム（２０８）であって、検出器（１１０）に関する請求項１から１８のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の、物体（１１２）の一連の位置を追跡するように適合される進路制御装置（２２４）を含み、各位置が特定の時点における物体（１１２）の少なくとも１つの横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を含む追跡システム（２０８）。
【請求項２０】
少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１つの位置を判定する走査システムであって、検出器（１１０）に関する請求項１から１９のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビーム（１３６）を放出するように適合される少なくとも１個の照明源を含み、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報を少なくとも１個の検出器（１１０）の使用によって生成するように設計される走査システム。
【請求項２１】
少なくとも１個の物体（１１２）の撮像のためのカメラ（２０２）であって、検出器（１１０）に関する請求項１から２０のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含むカメラ（２０２）。
【請求項２２】
少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する方法であって、
少なくとも１個の横方向光学センサ（１１４）の使用によって少なくとも１つの横方向センサ信号を生成する工程であって、前記横方向光学センサ（１１４）は前記物体（１１２）から検出器（１１０）へと移動中の光ビーム（１３６）の横方向位置を判定するよう適応されており、前記横方向位置は前記検出器（１１０）の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であり、前記横方向光学センサ（１１４）は少なくとも２つの伝導層（１３２、１３２’）の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層（１３０）を有し、前記光起電層（１３０）は複数の量子ドット（１３４）を含み、前記複数の伝導層の少なくとも１つ（１３２）は少なくとも一部が透明であることにより前記光ビーム（１３６）が前記光起電層（１３０）へと移動することを可能にし、前記横方向光学センサ（１１４）はさらに、前記複数の伝導層の１つ（１３２’）に位置する少なくとも１個の分割電極を有し、前記分割電極は少なくとも１つ横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極（１３８、１３８’）を有し、前記少なくとも１つの横方向センサ信号は前記光起電層（１３０）内での前記光ビーム（１３６）の前記横方向位置を示す、工程と、
前記少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって前記物体（１１２）の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成する工程と
を含む方法。
【請求項２３】
検出器（１１０）に関する請求項１から２２のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を使用する方法であって、交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；走査用途；写真撮影用途；地図製作用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途；車両向けのホーミング用または追跡用のビーコン検出器；モバイル用途；ウェブカム；音響装置；ドルビーサラウンド音響システム；コンピュータ周辺機器；ゲーミング用途；カメラ（２０２）またはビデオ用途；監視用途；自動車用途；輸送用途；物流用途；車両用途；航空機用途；船舶用途；宇宙船用途；ロボット用途；医療用途；スポーツ用途；建築用途；工事用途；製造用途；機械視覚用途；飛行時間検出器、レーダ、ライダ、超音波センサまたは干渉分光法から選択される少なくとも１つのセンシング技術との併用から成る群から選択される、或る使用目的のために検出器を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に少なくとも１個の物体の位置を具体的には少なくとも１個の物体の側方位置を判定するために、少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器に関する。さらに、本発明は、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システム、スキャニングシステム、およびカメラにも関する。さらに、本発明は少なくとも１個の物体を光学的に検出する方法および検出器の様々な使用にも関する。このような装置、方法および使用は、例えば日常生活、ゲーム、交通技術、空間のマッピング、製造技術、セキュリティ技術、医療技術の様々な分野または科学分野において採用され得る。ただし、さらなる応用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
多数の光学センサおよび光起電装置が、先行技術から知られている。光起電装置は一般的に、紫外光、可視光または赤外光などの電磁放射を電気信号または電気エネルギーに変換する目的で使用される一方、光学検出器は一般的に、放射物体もしくは被照明物体の位置など画像情報の取得および／または少なくとも１つの光学パラメータ、例えば輝度を検出する目的で使用される。
【０００３】
光学センサに基づく、少なくとも１個の物体の側方位置を光学的に検出する様々な検出器が知られている。概して、ＣＭＯＳまたはＣＣＤの技術に基づく画像センサは光点の位置の分析に使用することができる。しかし、コスト削減によって側方分解能を拡充する目的で、位置感受性センサの使用頻度が高まっている。本発明では、生成された光電流が側方分割を示し得るという点を、位置感受性ダイオードが活用する。このように、最新技術から既知であるとおり、「位置感受性検出器」または「ＰＳＤ」という用語は通常、入射光ビームの焦点位置を判定する目的でシリコンベースのダイオードを採用し得る光学検出器を指す。結果的に、ＰＳＤの表面領域上の１つの光点が、表面領域上の光点の位置に相当する電気信号を生成し得、その場合、光点の位置は、特に少なくとも２つの電気信号間の関係を基に判定され得る。しかし、この種のＰＳＤにおいて採用されるようなシリコン材料の不透明な光学特性を基に、位置感受性シリコンダイオードを活用する横方向光学センサは不透明な光学センサであり、これは適用可能性の範囲をひどく制限するおそれのある所感である。
【０００４】
米国特許第６，９９５，４４５号および米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５Ａ１号では、位置感受性有機検出器が開示されている。この検出器では抵抗性底部電極が使用され、この電極は、少なくとも２個の電気接点を使用することによって電気的に接触する。電気接点からの複数の電流の電流比の形成によって、有機検出器上の光点の位置が検出され得る。
【０００５】
参照によってその内容の全体が本明細書に含まれる国際公開２０１４／０９７１８１Ａ１号は、少なくとも１個の縦方向光学センサおよび少なくとも１個の横方向光学センサを使用することによって少なくとも１個の物体の位置を判定する方法および検出器を開示している。具体的には、曖昧さを伴わず高い正確度で物体の縦方向位置と少なくとも１つの側方位置の両方を判定するための、センサスタックの使用が開示される。本発明において、横方向センサは、少なくとも１個の第１の電極、少なくとも１個の第２の電極および少なくとも１個の光起電材料を有する光検出器であり、光起電材料は第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれる。これを目的に、横方向光学センサは１個または複数の固体色素増感有機太陽電池（ｓ−ＤＳＣ）など、１個または複数の色素増感有機太陽電池（ＤＳＣ、色素太陽電池ともいう）である、またはそれを含む。しかし、この種の材料を採用する既知の横方向光学センサは、概して１０００ｎｍ未満の波長の光学的検出にしか使えない。１０００ｎｍ超の波長については非効率であるため、通常はアップコンバージョン材料が必要である。結果として、そのような横方向光学センサは非効率過ぎて、赤外スペクトル範囲内の光学的検出には使えない。さらに、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号では、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システムおよびカメラを開示しており、各々が少なくとも１個の物体の位置を判定するそのような検出器を少なくとも１個ずつ含む。
【０００６】
２０１６年１月２８日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号（全内容が参照によって本明細書に含まれる）では、縦方向光学センサを開示している。本発明では、縦方向光学センサのセンサ領域が１種の光伝導性材料を含み、光伝導性材料における導電性は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存する。したがって、縦方向センサ信号は光伝導性材料の導電性に依存する。縦方向光学センサは、１つの光伝導性材料層と、この層に接触する２個の電極を含む。本発明において、光伝導性材料は好ましくは硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ、ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ペロブスカイト構造材料ＡＢＣ３（式中、Ａはアルカリ金属または有機陽イオンを表わし、ＢはＰｂ、ＳｎまたはＣｕであり、Ｃはハロゲン化物を表わす）、および硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）から成る群から選択され得る。さらに、上記の化合物またはこの種の他の化合物の固溶体および／またはドープ変形も実現可能と考えられる。この種の材料のコアシェル構造も実現可能と考えられる。特別な一実施形態において、光伝導性材料は量子ドットを含む薄いコロイド膜の形態で提供され、薄膜は２つの個別の伝導層の間に配列される。付加的に、薄膜と複数の伝導層の１つとの間の界面でショットキーバリアが形成してもよい。さらに、複数の伝導層の１つと薄膜との間に電子またはホールに対する阻止層を付加的に配列してもよい。
【０００７】
Ｊ．Ｐ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ、Ｇ．Ｋｏｎｓｔａｎｔａｔｏｓ、Ｋ．Ｗ．Ｊｏｈｎｓｔｏｎ、Ｓ．Ｈｏｏｇｌａｎｄ、Ｌ．Ｌｅｖｉｎａ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｆａｓｔ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ａｎｄ  ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ、Ｎａｔｕｒｅ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ４、２００９年１月では、可視光および赤外光の両方で動作する溶液−プロセスコロイド量子ドット（ＣＱＤ）に基づく超高感度光検出器を記述している。相応に、個々のＣＱＤ間の間隔を、それらの表面の不動態化に使用する有機リガンドの長さによって制御することができ、この長さは電荷担体可動性および結果的にＣＱＤ膜の伝導性に関する決定因子であることが既に証明済みである。照明に関する変化について数秒間の尺度でのかなり長い応答時間を示すか、または低い感度を示す最新式の装置と対照的に、著者らは、ＣＱＤ装置の時間的応答は２つの成分、すなわち高速プロセスである電子ドリフトおよび低速プロセスである電子拡散によって決定付けられることを示している。これらの観察結果を考慮に入れつつ、拡散成分を除外する能力のある可視光および／または赤外光のスペクトル範囲内で動作可能な、感度と帯域幅の積に関して大幅な改善を示す、同調可能ＣＱＤフォトダイオードが提供されている。この目的に対し、ＰｂＳ  ＣＱＤ膜とアルミニウム接点との間の界面でのショットキーバリアに基づくフォトダイオードが使用されており、その中でガラス基板上の平面、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）薄膜が、反対側のオーム接触を形成する。ガラス基板を通過する入射光ビームはＣＱＤ膜内で電子およびホールを生成し、これらはそれぞれアルミニウム接点およびＩＴＯ膜において収集される。結果として、ＣＱＤ膜内の金属−ＣＱＤ界面で空乏領域が形成し得る一方、ＣＱＤ膜における残存容積をｐ型半導体として捉えることができる、 本発明では、使用したＰｂＳ  ＣＱＤは直径が約６ｎｍであったため、有効バンドギャップについて値が０．８６ｅＶに増え（これと比べ、バルクＰｂＳの場合は０．４２ｅＶ）、これは吸収特性が約１４５０ｎｍという結果をもたらす。
【０００８】
Ａ．Ｇ．Ｐａｔｔａｎｔｙｕｓ−Ａｂｒａｈａｍ、Ｉ．Ｊ．Ｋｒａｍｅｒ、Ａ．Ｒ．Ｂａｒｋｈｏｕｓｅ、Ｘ．Ｗａｎｇ、Ｇ．Ｋｏｎｓｔａｎｔａｔｏｓ、Ｒ．Ｄｅｂｎａｔｈ、Ｌ．Ｌｅｖｉｎａ、Ｉ．Ｒａａｂｅ、Ｍ．Ｋ．Ｎａｚｅｅｒｕｄｄｉｎ、Ｍ．Ｇｒａｅｔｚｅｌ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｄｅｐｌｅｔｅｄ−Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ、ＡＣＳ  ＮＡＮＯ  ４（６）、２０１０年５月２４日では、太陽光スペクトルと吸光が一致する量子サイズの効果の調整可能性を低コストの溶液処理可能性と組み合わせるコロイド量子ドット（ＣＱＤ）光起電材料を記述している。２つの特徴的な装置アーキテクチャと動作機構が紹介されている。不透明な低仕事関数金属とｐ型ＣＱＤ膜との間の接合の半導体側における電子正孔対の分離を推進する空乏領域に関して、ショットキー装置が最適化および説明される。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）に加えＣＱＤ層を採用する励起子装置が、ＣＱＤ膜とＴＣＯとの間のＩＩ型ヘテロ界面でのエネルギー伝達に続く励起分離を介する拡散性励起子輸送に関して説明される。さらに、ＴＣＯ上のＣＱＤ光起電装置は電界駆動型の電荷の輸送と分離のための空欠領域の確立に依存するだけでなく、望ましくないホール抽出の整流改善と阻止のため、ＴＣＯの大きなバンドギャップを活用する。ＣＱＤ太陽電池装置は１８００ｎｍという波長で光子を集めた結果、２５ｍＡ／ｃｍ２という高い短絡電流密度を示した。
【０００９】
Ｇ．Ｈ．Ｃａｒｅｙ、Ａ．Ｌ．Ａｂｄｅｌｈａｄｙ、Ｚ．Ｎｉｎｇ、Ｓ．Ｍ．Ｔｈｏｎ、Ｏ．Ｍ．Ｂａｋｒ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．  １１５（２３）、２０１５、１２７３２−１２７６３頁では、完全な太陽電池を生成するために非対称電極と共に、金属または別の半導体と組み合わされるドープ半導体ＣＱＤ膜を含む光起電装置に関するレビューを提示している。結果として、金属との組み合わせでショットキーバリア型セルを得ることができる一方、少なくとも２個の半導体が、好ましくはＣＱＤ−ＣＱＤのｐｎ接合、ＣＱＤ−二酸化チタンのｐｎ接合、またはＣＱＤ−ＣＱＤ−酸化亜鉛のｐｉｎ接合の少なくとも１つへと結合し得る。本発明では、バンドギャップ、吸収性および分散性に関して望ましい特性を含み得る量子ドット溶液の合成と、量子ドットパッキング、表面不動態化、吸収性および／または伝導性に関して望ましい特性を含み得るＣＱＤ膜への溶液の変換と、完全な太陽電池を生成するためのＣＱＤ膜周囲での材料スタックの構築とに関連する最新技術が取り上げられる。
【００１０】
Ｒ．ＭａｒｔｉｎｓおよびＥ．Ｆｏｒｔｕｎａｔｏ、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ：ｆｒｏｍ  １Ｄ  ｔｏ  ３Ｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｃｈａｐ．８（於：Ｒ．Ａ．Ｓｔｒｅｅｔ（編）、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２０１０では、水素化非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を含む１Ｄ、２Ｄおよび３Ｄの薄膜位置感受性検出器（ＴＦＰＳＤ）について、製造工程および挙動を支配する物理学に関する技術的意味合いを含め、レビューを提示している。
【００１１】
上述の先行技術文書の複数における概念など、既知の概念に関するこの議論は、いくつかの技術的課題が依然残ることを明確に示すものである。具体的には、距離測定、２次元センシング、または３次元センシング向けの位置検出器の正確性向上に関して言えば、まだ改善の余地がある。さらに、光学システムの複雑さも依然、対処可能な争点として残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，９９５，４４５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５Ａ１号
【特許文献３】国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号
【特許文献４】ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｊ．Ｐ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ、Ｇ．Ｋｏｎｓｔａｎｔａｔｏｓ、Ｋ．Ｗ．Ｊｏｈｎｓｔｏｎ、Ｓ．Ｈｏｏｇｌａｎｄ、Ｌ．Ｌｅｖｉｎａ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｆａｓｔ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ａｎｄ  ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ、Ｎａｔｕｒｅ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ４、２００９年１月
【非特許文献２】Ａ．Ｇ．Ｐａｔｔａｎｔｙｕｓ−Ａｂｒａｈａｍ、Ｉ．Ｊ．Ｋｒａｍｅｒ、Ａ．Ｒ．Ｂａｒｋｈｏｕｓｅ、Ｘ．Ｗａｎｇ、Ｇ．Ｋｏｎｓｔａｎｔａｔｏｓ、Ｒ．Ｄｅｂｎａｔｈ、Ｌ．Ｌｅｖｉｎａ、Ｉ．Ｒａａｂｅ、Ｍ．Ｋ．Ｎａｚｅｅｒｕｄｄｉｎ、Ｍ．Ｇｒａｅｔｚｅｌ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｄｅｐｌｅｔｅｄ−Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ、ＡＣＳ  ＮＡＮＯ  ４（６）、２０１０年５月２４日
【非特許文献３】Ｇ．Ｈ．Ｃａｒｅｙ、Ａ．Ｌ．Ａｂｄｅｌｈａｄｙ、Ｚ．Ｎｉｎｇ、Ｓ．Ｍ．Ｔｈｏｎ、Ｏ．Ｍ．Ｂａｋｒ、およびＥ．Ｈ．Ｓａｒｇｅｎｔ、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．  １１５（２３）、２０１５、１２７３２−１２７６３頁
【非特許文献４】Ｒ．ＭａｒｔｉｎｓおよびＥ．Ｆｏｒｔｕｎａｔｏ、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ：ｆｒｏｍ  １Ｄ  ｔｏ  ３Ｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｃｈａｐ．８（於：Ｒ．Ａ．Ｓｔｒｅｅｔ（編）、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明によって対処される問題は、この種の既知の装置および方法の不利点を少なくとも実質的に回避する、少なくとも１個の物体を光学的に検出する装置および方法を明確にすることである。特に、物体の側方位置を、可視光スペクトル範囲の光ビームだけでなく赤外光スペクトル範囲、特に波長１０００ｎｍ以上の光ビームも使用することによって判定するための、単純で費用効率が高く、少なくとも一部が透明でありながらも信頼性のある、改善された横方向検出器がかなり望ましいと思われる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、独立特許請求項の特徴を有する本発明によって解決される。個別にまたは組み合わせて実現することができる本発明の有利な発展形態は、従属請求項および／または以下の明細書および詳細な実施形態において提示される。
【００１６】
本明細書で使用されるとき、「有する」、「含む」および「含有する」という表現、ならびにそれらの文法上の変形は、非排他的な形で使用される。したがって、「ＡはＢを有する」という表現、および「ＡはＢを含む」または「ＡはＢを含有する」という表現は、ＡはＢのほかに、１個または複数のさらなる構成要素および／または成分を含有するという事実と、ＡにおいてＢ以外の構成要素、成分または要素が存在しない状況も指す場合がある。
【００１７】
本発明の第１の態様において、特に少なくとも１個の物体の位置を具体的には少なくとも１個の物体の側方位置を判定するための、光学検出用の検出器が開示される。
【００１８】
「物体」は一般的に、生物物体および非生物物体から選択される１個の任意の物体であってもよい。したがって、一例として、少なくとも１個の物体は１個または複数の物品および／または１個の物品を構成する１個または複数の部分を含み得る。付加的にまたは代替的に、物体は、少なくとも１個の生物および／またはその１つ以上の部分、例えばユーザなど人間および／または動物の１つ以上の身体部分であってもよい。
【００１９】
本明細書で使用されるとき、「位置」は一般的に、空間内の物体の配置および／または配向に関する情報の任意の項目を指す。この目的に対し、一例として、１つまたは複数の座標系を使用してもよく、また物体の位置は１つ、２つ、または３つ以上の座標の使用によって判定され得る。一例として、１つまたは複数のデカルト座標系および／または他の種類の座標系が使用され得る。一例において、座標系は、検出器が所定の位置および／または配向を有する、検出器の座標系であってもよい。以下にてさらに詳しく概説されるとおり、検出器は、検出器の主たる視野方向を構成し得る光軸を有し得る。光軸は、ｚ軸など、座標系における１本の軸を形成し得る。さらに、１本または複数の側軸、好ましくはｚ軸に対して垂直な軸を設けてもよい。
【００２０】
したがって、一例として、検出器は、光軸がｚ軸を構成し、また付加的にｚ軸に対して垂直かつ互いに垂直であるｘ軸とｙ軸が提供され得る座標系を構成し得る。一例として、検出器および／または検出器の一部は、この座標系の原点など、この座標系における特定の点に所在し得る。この座標系において、ｚ軸に平行または逆平行な方向を、縦方向と見なすことができ、またｚ軸に沿った座標を、縦方向座標と見なすことができる。縦方向に対して垂直な任意の方向を側方方向または横方向と見なすことができ、ｘ座標および／またはｙ座標を側方方向座標または横方向座標と見なすことができる。
【００２１】
あるいは、他の種類の座標系を使用してもよい。したがって、一例として、光軸がｚ軸を形成する極座標系を使用することができ、またｚ軸からの距離および極角を付加的座標として使用することができる。同じく、ｚ軸に平行または逆平行な方向を縦方向と見なすことができ、またｚ軸に沿った座標を縦方向座標と見なすことができる。ｚ軸に対して垂直な任意の方向を側方方向または横方向と見なすことができ、また極座標および／または極角を側方方向座標または横方向座標と見なすことができる。
【００２２】
本明細書で使用されるとき、光学的に検出する検出器は一般的に、少なくとも１個の物体の位置、特に少なくとも１個の物体の側方位置または横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を提供するよう適応される装置である。検出器は、固定式装置であるか、または移動式装置であってもよい。さらに、検出器は独立型装置であるか、あるいはコンピュータ、車両または他の装置など、別の装置の一部をも形成し得る。さらに、検出器は携帯型装置であってもよい。検出器の他の実施形態も実現可能である。
【００２３】
検出器は、実現可能な何らかの形で少なくとも１個の物体の位置、特に少なくとも１個の物体の側方位置または横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を提供するよう適応され得る。したがって、情報は例えば電子的、視覚的、聴覚的に、あるいはこれらの任意の組合せの形で提供され得る。情報はさらに、検出器のデータ記憶装置または別個の装置に保存するか、および／または無線インターフェースおよび／または有線インターフェースなど、少なくとも１つのインターフェースを介して提供することができる。
【００２４】
本発明に記載の少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器は、
物体から検出器へと移動中の光ビームの横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置である、少なくとも１個の横方向光学センサであって、少なくとも２つの伝導層の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層を有し、光起電層は複数の量子ドットを含み、複数の伝導層の少なくとも１つは少なくとも一部が透明であることにより光ビームが光起電層へと移動することを可能にし、横方向光学センサはさらに、複数の伝導層の１つに位置する少なくとも１個の分割電極を有し、分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は光起電層内での光ビームの横方向位置を示す、横方向光学センサと、
少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって物体の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、評価装置と
を含む。
【００２５】
本発明では、上に挙げた構成要素は別々の構成要素であってもよい。あるいは、上に挙げた構成要素のうち複数を１つの構成要素に一体化してもよい。さらに、少なくとも１個の評価装置は、転送装置および横方向光学センサから独立した別個の評価装置として形成され得るが、好ましくは横方向センサ信号を受信できるよう横方向光学センサに接続され得る。あるいは、少なくとも１個の評価装置を完全にまたは部分的に、少なくとも１つの横方向光学センサに一体化してもよい。
【００２６】
本明細書で使用されるとき、「横方向光学センサ」という用語は一般的に、物体から検出器へと移動する少なくとも１本の光ビームの横方向位置または側方位置を判定するように適合される装置を指す。位置という用語については、上記の定義を参照するとよい。したがって、好ましくは、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元における少なくとも１つの座標であるか、または係る座標を含み得る。一例として、横方向位置は、光軸に対して垂直な平面内、例えば横方向光学センサの感光性センサ表面上に光ビームによって生成される光点の位置であってもよい。一例として、平面内の位置はデカルト座標および／または極座標において示され得る。他の実施形態も実現可能である。
【００２７】
本発明では、横方向光学センサは、好ましくは、物体の空間位置の２つの側方成分の双方を、特に同時に提供する能力を有することにより、「位置感受性検出器」または「位置感知検出器」（いずれも略して「ＰＳＤ」）の役割を果たすよう構成設定され得る。結果として、物体の少なくとも１つの横方向座標を物体の少なくとも１つの縦方向座標と組み合わせることにより、上記にて定義される物体の３次元位置をこのように、評価装置の使用によって判定することができる。横方向センサが縦方向座標を検出する能力を有するという状況もあり得る。
【００２８】
横方向光学センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を提供し得る。本発明では、横方向センサ信号は一般的に、横方向位置または側方位置の指標となる任意の信号であってもよい。一例として、横方向センサ信号はデジタル信号および／またはアナログ信号であるか、またはこれを含み得る。一例として、横方向センサ信号は電圧信号および／または電流信号であるか、またはこれを含み得る。付加的にまたは代替的に、横方向センサ信号は電圧信号または電流信号それぞれに関連するデジタルデータである、またはこれを含み得る。横方向センサ信号は単一の信号値および／または一連の信号値を含み得る。横方向センサ信号はさらに、複数の個別の信号を組み合わせることにより、例えば複数の信号の平均化および／または複数の信号の商の形成によって導き出され得る任意の信号を含んでもよい。
【００２９】
本発明によれば、横方向光学センサは少なくとも２つの伝導層間に埋め込まれる少なくとも１つの光起電層を有し、２つの個別の伝導層間に埋め込まれる単一の光起電層が特に好適となり得る。一般的な用法として、「層」という用語は長い形状と厚さを有する要素を指し、側方次元での要素の広がりは要素の厚さを超える、例えば少なくとも１０倍、好ましくは２０倍、より好ましくは５０倍、最も好ましくは１００倍以上である。
【００３０】
特に好適な一実施形態において、少なくとも２つの伝導層の少なくとも１つ、あるいは代替的または付加的に少なくとも１つの付加的な中間層は５００Ω／ｓｑ〜２００００Ω／ｓｑ、好ましくは１０００Ω／ｓｑ〜１５０００Ω／ｓｑのシート抵抗を示し得る。一般的な用法として、単位「Ω／ｓｑ」はＳＩ単位のΩと次元的に等しいが、専らシート抵抗を表わす目的で使用される。一例として、シート抵抗が１０Ω／ｓｑの正方形のシートはサイズに関係なく実際の抵抗は１０Ωである。シート抵抗が指示される範囲内にある結果として、光起電層は少なくとも２つの伝導層間に埋め込まれ、少なくとも１個の分割電極を備えることにより、横方向検出器の役割を果たし得る。本発明では、以下にて詳述するとおり、複数の伝導層の少なくとも１つは電磁スペクトルの少なくとも１区画において、好ましくは電磁スペクトルにおいて光起電層内の材料が透明伝導層経由で伝達される電磁放射との相互作用によって電荷担体を生成可能となり得る区画において、少なくとも一部が透明である。一例として、透明伝導層は、以下にて詳述するとおり、透明伝導性材料、好ましくは透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）を含み得る。さらに、複数の量子ドットが光起電層内に存在する。一般的な用法として、「量子ドット」という用語は、材料において、材料が電子またはホールなど、３つの空間次元すべてにおいて通常は「ドット」と呼ばれるかなり小さい容積に閉じ込められる、導電性粒子を含み得る状態を指す。本発明において、量子ドットは、簡単に言えば、上述の粒子容積とほぼ同じとなり得る球の直径と捉えることができるサイズを示し得る。この好適な実施形態において、量子ドットは、ナノメートルスケールの結晶、特に１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍの範囲のサイズを示し得る結晶を含み得る。したがって、量子ドットを含む薄膜は好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚さを示し得るが、特定の薄膜に実際に含まれる量子ドットが示し得るサイズが特定の薄膜の厚さよりも少ないことが前提条件である。さらに好適な一実施形態において、室温を超える温度を適用すればナノメートルスケール結晶の凝集体の形成に繋がる可能性があり、このプロセスは「ネッキング」とも呼ばれ、その結果、１００ｎｍ〜１μｍ未満の厚さを示し得るサブマイクロメートルスケールの結晶を得ることができる。この実施形態では、量子ドットのサブマイクロメートルスケールの凝集体を含む薄膜は好ましくは１０００ｎｍ〜１μｍの厚さを示し得るが、特定の薄膜に実際に含まれる凝集体が示し得るサイズが特定の薄膜の厚さよりも少ないことが前提条件である。さらに、「複数の」という用語はここでは多数の量子ドットが層内に存在し得ることを意味し得、その場合、量子ドットの少なくとも一部が一体的に固着する結果、多数の量子ドットを含み得る凝集体を形成し得る。
【００３１】
さらに、光起電層は、好ましくは、光起電層を生産するために提供される複数の量子ドットを含むコロイド膜の使用によって取得可能となり得る。本明細書で使用されるとき、「コロイド膜」という用語は１種の媒体、特に不溶性量子ドットのナノ粒子が媒体全体にわたり分散し得る少なくとも１種の有機化合物を含む化学混合物を指す。溶質と溶媒が単一の相を構成する溶液とは対照的に、安定した相分離がコロイド膜内において、分散した量子ドットのナノ粒子が分散相を構成する一方で媒体が連続相を構成する形で維持される。本発明では、連続相内の媒体は少なくとも１種の非極性有機溶媒を含み、非極性有機溶媒は好ましくはオクタン、トルエン、シキロヘキサン、ｎヘプタン、ベンゼン、クロロベンゼン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびクロロホルムから成る群から選択される。
【００３２】
特に好適な一実施形態において、コロイド膜はこのように、ナノメートルスケールの半導体結晶を含み、これを付加的に、架橋分子で覆うことができる。本発明では、架橋分子を一方ではコロイド膜内の個々の量子ドット間での凝集を提供するよう、他方で同時にコロイド膜内の個々の量子ドット間の平均距離を、特に選択された架橋分子の近似空間拡張の結果として判定することを可能にするよう、選択することができる。この目的に対し、架橋分子は１種の有機物質を含んでもよく、有機物質は特にチオールおよびアミンから成る群から、好ましくは１，２−エタンジチオール（ｅｄｔ）、１，２−および１，３−ベンゼンジチオール（ｂｄｔ）、ならびにブチルアミンから成る群から選択され得る。このように、リガンド次第で量子ドットは親水特性を示す場合もあれば、疎水特性を示す場合もある。
【００３３】
量子ドットは気相、液相、または固相のアプローチの適用によって生産され得る。本発明により、多様な量子ドット合成方法を、特に溶射、コロイド合成、またはプラズマ合成など既知のプロセスの採用によって実行することができる。光起電層を得るため、複数の量子ドットを含むコロイド膜を、媒体を含む連続相および該当する場合は付加的な架橋分子を特にこれらの有機化合物に対する熱処理の適用によって、複数の量子ドットが維持され得る形で除去することが可能な形で処理することができる。このように、コロイド量子ドット（ＣＱＤ）はコロイド膜の熱処理から取得可能となり得る。一例として、Ｐｂｓ  ＣＱＤの熱処理は５０℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜２２０℃、より好ましくは１００℃〜２００℃の大気中加温を含み得、これを大気、窒素、アルゴンまたは真空など様々な雰囲気中で行うことができる。生産プロセスに関するさらなる詳細を以下にて詳述する。ただし、他の生産プロセスやパラメータ範囲も、特に使用するＣＱＤの種類に応じて実現可能となり得る。生産プロセスの詳細に関係なく、光起電層内の量子ドットはこのように、コロイド量子ドット（ＣＱＤ）と表わすこともできる状態になり得る。
【００３４】
さらに、一般的な用法として、「光起電材料」という用語は、入射光ビームで材料が照らされる結果、判定対象となる光電流または光電圧を提供する電荷担体が生成され得る材料を指す。一例として、光ビームが光起電材料に入射し得る場合、材料の価電子帯内に存在し得る電子がエネルギーを吸収することによって励起され、電子が自由導電性電子として挙動し得る伝導帯へとジャンプし得る。結果的に、この効果を観察するためにバイアス電圧は必要とならない。これはセンサ領域の抵抗性が該当するセンサ領域の照明によって変化し得る光伝導性材料と対照的で、材料において観察可能な導電性の変化を、材料全体にわたり印加される電圧の変動によって、または材料経由で印加される電流の値が変化する状態で、例えば材料全体にわたるバイアス電圧の印加によって、監視することができる。
【００３５】
しかし、かさ容積で通常は光伝導性材料と見なすことができる組成物を含むコロイド量子ドット（ＣＱＤ）であっても、同じ材料の均一層に関して少しまたは大幅に修正された化学的および／または物理的特性を示し得る。このように、本発明の特に好適な一実施形態において、複数の量子ドット向けに使用されるような光起電材料を、かさ容積を含む均一層内で使用される、通常は光伝導性材料と表わすことができる材料から選択することができる。本発明では、コロイド量子ドットの形態の材料は特に同じ層にわたり均一に分布する状態の同じ材料よりも高い電気抵抗を示し得る結果、コロイド量子ドット層を通る隣接する伝導層間で短絡が全く観察され得ないことを保証し得る。その上、判定対象となる光電流または光電圧を提供し得る電荷担体を生成するためにバイアス電圧も必要とならない。結果的に、コロイド量子ドットを含む層を「光起電層」と表わすことが正当化され得る。
【００３６】
より具体的に、量子ドット向けに使用される光起電材料は、好ましくは硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ、ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ペロブスカイト構造材料ＡＢＣ３（式中、Ａはアルカリ金属または有機陽イオンを表わし、ＢはＰｂ、ＳｎまたはＣｕであり、Ｃはハロゲン化物を表わす）、および硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）から成る群から選択され得る。さらに、上記の化合物またはこの種の他の化合物の固溶体および／またはドープ変形も実現可能と考えられる。この種の材料のコアシェル構造も実現可能と考えられる。ただし、他の種類の材料も実現可能となり得る。
【００３７】
本発明の目的上、横方向光学センサのコロイド膜内で複数の量子ドットを提供するために使用されるような光起電材料はこのように、好ましくは１種の無機材料、それの組み合わせ、固溶体および／またはドープ変形を、上述のサブマイクロメートルスケールの結晶の形で含み得る。本明細書で使用されるとき、「固溶体」という用語は、少なくとも１種の溶質が溶媒中に含まれ得ることによって均一相が形成され、溶媒の結晶構造が一般的に溶質の存在によって不変となり得る材料の状態を指す。一例として、２成分のＣｄＴｅをＺｎＴｅ中で溶解させてＣｄ１−ｘＺｎｘＴｅに至らしめることができ、式中、ｘの値は０〜１の範囲で変動し得る。本明細書でさらに使用されるとき、「ドープ変形」という用語は、材料において、材料自体の成分とは別に単独の原子が、結晶内で非ドープ状態の固有原子によって占有されるサイトに導入される状態を指し得る。一般的に知られているとおり、特にシリコン結晶の化学的および／または物理的特性の修正を目的に、純粋なシリコン結晶を１個または複数のホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、リン、ヒ素、アンチモン、ゲルマニウムまたは他の原子でドープすることができる。
【００３８】
これに関して、量子ドットを提供するために使用されるような無機材料は特に、１種または複数種の第２族−第６族化合物、すなわち一方で少なくとも１種の第２族元素または少なくとも１種の第１２族元素を含み、他方で少なくとも１種の第６族元素を含む化合物、特にカルコゲニド、または第３族−第５族化合物、すなわち少なくとも１種の第３族元素と少なくとも１種の第５族元素を含む化合物、特にプニクトゲニド、ならびにこれらの組み合わせ、固溶体および／またはドープ変形を含み得る。ただし、他の無機材料も同様に適切となり得る。
【００３９】
好ましくは、カルコゲニドは硫化物カルコゲニド、セレン化物カルコゲニド、テルル化物カルコゲニド、三元カルコゲニド、四元以上のカルコゲニドから成る群から選択され得る。一般的な用法として、「カルコゲニド」という用語は、硫化物、セレン化物、またはテルル化物の陰イオンを含む化合物を指す。好ましくは、プニクトゲニドは窒化物プニクトゲニド、リン化物プニクトゲニド、ヒ化プニクトゲニド、アンチモン化物プニクトゲニド、三元プニクトゲニド、四元以上のプニクトゲニドから成る群から選択され得る。一般的な用法として、「プニクトゲニド」という用語は、窒化物、リン化物、ヒ化物、アンチモン化物またはビスマス化物の陰イオンを含む化合物を指す。
【００４０】
赤外スペクトル範囲用の光学検出器の提供を目的とする場合に特に適する材料に関して、量子ドット向けに使用され得る硫化物カルコゲニドは、最も好ましくは、硫化鉛（ＰｂＳ）または硫化亜鉛（ＺｎＳ）から、セレン化物カルコゲニドはセレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）またはセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）から選択され得る一方、三元カルコゲニドは特にテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）、テルル化水銀亜鉛（ＨｇＺｎＴｅ）、または硫化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＳ）から選択され得、窒化物プニクトゲニドは特に窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、または窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）から選択され得、リン化物プニクトゲニドはリン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、またはリン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）から選択され得、ヒ化物プニクトゲニドはヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、またはヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）から選択され得、アンチモン化物プニクトゲニドはアンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、またはアンチモン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳｂ）から選択され得る一方、三元プニクトゲニドはリン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化リン化ガリウム（ＧａＡｓＰ）またはリン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）から選択され得る。
【００４１】
さらに、硫化物カルコゲニドは好ましくは硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）、硫化マンガン（ＭｎＳ）、三硫化ビスマス（Ｂｉ２Ｓ３）、三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）、三硫化ヒ素（Ａｓ２Ｓ３）、硫化スズ（ＩＩ）（ＳｎＳ）、二硫化スズ（ＩＶ）（ＳｎＳ２）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、硫化銅（ＣｕＳまたはＣｕ２Ｓ）、硫化コバルト（ＣｏＳ）、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、および三硫化クロム（ＣｒＳ３）から成る群から選択され得る。
【００４２】
さらに、セレン化物カルコゲニドは好ましくはセレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、三セレン化ビスマス（Ｂｉ２Ｓｅ３）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、三セレン化アンチモン（Ｓｂ２Ｓｅ３）、三セレン化ヒ素（Ａｓ２Ｓｅ３）、セレン化ニッケル（ＮｉＳｅ）、セレン化タリウム（ＴｌＳｅ）、セレン化銅（ＣｕＳｅまたはＣｕ２Ｓｅ）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）、セレン化スズ（ＳｎＳｅ）、セレン化コバルト（ＣｏＳｅ）、およびセレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）から成る群から選択され得る。
【００４３】
さらに、テルル化物カルコゲニドは好ましくはテルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、三テルル化ビスマス（Ｂｉ２Ｔｅ３）、三テルル化ヒ素（Ａｓ２Ｔｅ３）、三テルル化アンチモン（Ｓｂ２Ｔｅ３）、テルル化ニッケル（ＮｉＴｅ）、テルル化タリウム（ＴｌＴｅ）、テルル化銅（ＣｕＴｅ）、二テルル化モリブデン（ＭｏＴｅ２）、テルル化スズ（ＳｎＴｅ）、テルル化コバルト（ＣｏＴｅ）、テルル化銀（Ａｇ２Ｔｅ）、およびテルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）から成る群から選択され得る。
【００４４】
さらに、三元カルコゲニドは好ましくはテルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ、ＭＣＴ）、テルル化水銀亜鉛（ＨｇＺｎＴｅ）、硫化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＳ）、硫化鉛カドミウム（ＰｂＣｄＳ）、硫化鉛水銀（ＰｂＨｇＳ）、二硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２、ＣＩＳ）、硫セレン化カドミウム（ＣｄＳＳｅ）、硫セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）、硫セレン化タリウム（ＴｌＳＳｅ）、硫化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＳ）、硫化カドミウムクロム（ＣｄＣｒ２Ｓ４）、硫化水銀クロム（ＨｇＣｒ２Ｓ４）、硫化銅クロム（ＣｕＣｒ２Ｓ４）、セレン化カドミウム鉛（ＣｄＰｂＳｅ）、二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、硫化一酸化鉛（Ｐｂ２ＯＳ）、セレン化一酸化鉛（Ｐｂ２ＯＳｅ）、硫セレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、セレン化テルル化ヒ素（Ａｓ２Ｓｅ２Ｔｅ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化リン化ガリウム（ＧａＡｓＰ）、リン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）、亜セレンカドミウム（ＣｄＳｅＯ３）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）、およびセレン化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）、上述の２成分カルコゲニドおよび／または２成分第３族−第５族化合物に属する化合物の適用によるさらなる組み合わせから成る群から選択され得る。
【００４５】
四元以上のカルコゲニドに関して、この種の材料は、好ましくは、量子ドットの形態で適切な光起電特性を示すことが既知と考えられる四元以上のカルコゲニドから選択され得る。特に、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ／Ｓｅ２またはＣｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ／Ｓｅ）４の組成を有する化合物はこの目的に対し実現可能となり得る。
【００４６】
さらに、上記の化合物あるいはこの種の他の化合物の組み合わせおよび／または固溶体および／またはドープ変形も実現可能となり得る。
【００４７】
上述のとおり、少なくとも１つの光起電層が少なくとも２つの伝導層に挟まれる。上述のとおり、少なくとも２つの伝導層を各々、個々の伝導層と埋め込まれた光起電層との間での直接の電気的接触が達成され得る形で、特に横方向センサ信号を、例えば隣接する層間での付加的抵抗に起因する損失も可能な限り少ない状態で取得できるよう配列することができる。このように、２つの個別の伝導層を、好ましくはサンドイッチ構造の形で、すなわち光起電薄膜が２つの伝導層の両方に隣接し得る形で配列することができる一方、２つの伝導層は互いに離れた状態であってもよい。
【００４８】
本発明において、第１の伝導層は、好ましくは、入射光ビームの少なくとも一区画が、複数の量子ドットを含む光起電層に到達するために第１の伝導層を通過することができるよう、少なくとも一部が光学的に透明な特性を示すよう選択され得る。この目的に対し、第１の伝導層は、特に、少なくとも一部が透明な金属的に導電性の材料または半導体材料を含んでいてもよく、好ましくは少なくとも一部が透明の半導体金属酸化物またはそのドープ変形から成る群から選択され得る。本発明では、少なくとも１種の透明な金属酸化物、特にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ２：Ｆ、ＦＴＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、アンチモンスズ酸化物（ＳｎＯ２／Ｓｂ２Ｏ５）、またはペロブスカイト透明伝導性酸化物（ＳｒＶＯ３またはＣａＶＯ３など）から、あるいは銀ナノワイヤーなど金属ナノワイヤーが好ましくは使用され得る。当業者には既知であるとおり、透明な金属酸化物の一部は、ドーピングの度合いに応じて金属的に導電性または半導性であってもよい。ただし、他の材料も、特に所望の透明スペクトル範囲に応じて実現可能となり得る。
【００４９】
以下にて詳述するとおり、横方向光学センサは、部分電極を通る電流が光起電層内での光ビームの位置に依存し得る形で配列される複数の部分電極を有する１個の分割電極を含む。この効果は概して、光起電層内での電荷の生成位置から部分電極に至る途上で発生するオーム損失または抵抗損失によって達成され得る。このように、電荷の生成位置から部分電極に至る途上でオーム損失または抵抗損失を生成するため、第２の伝導層は好ましくは部分電極の電気抵抗よりも高い電気抵抗を示し得る。さらに、第２の伝導層は少なくとも一部が光学的に透明な特性を示すよう選択される結果、上述のような伝導層向けに使用され得る半導体材料から選択される材料を含み得る。ただし、透明導電性有機ポリマー層が、好ましくはこれを目的に採用され得る。本発明ではポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）またはＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の分散物を透明導電性ポリマーとして選択することができる。他方、複数の伝導層の１つが既に少なくとも部分的に透明であってもよい場合、より多種多様な材料を、光学的に不透明な材料を含め、他の少なくとも１つの伝導層向けに採用してもよい。
【００５０】
特に、横方向センサ信号の記録を目的に、横方向光学センサは少なくとも２個の部分電極を有する１個の分割電極を含む。このように、横方向センサ信号は、分割電極が位置する伝導層が対応する分割電極の電気抵抗よりも高い電気抵抗を示し得る範囲で、横方向光学センサの光起電層内で光ビームによって生成される光点の位置を示し得る。
【００５１】
一般的に、本明細書で使用されるとき、「部分電極」という用語は、少なくとも１個の電流および／または電圧信号を測定するように適合された、好ましくは他の部分電極から独立した状態の、複数の電極のうち１個の電極を指す。したがって、複数の部分電極が提供される場合、それぞれの電極は複数の電位および／または電流および／または電圧を少なくとも２個の部分電極を介して提供するように適合され、これらは独立的に測定および／または使用され得る。さらに、特に電子接点の改良を可能にするため、各々が金属接点を含み得る少なくとも２個の部分電極を有する分割電極を、複数の伝導層の１つの頂部、好ましくは導電性ポリマー層の頂部に配列することができる。ただし、横方向光学センサ内における他の種類の分割電極配列も実現可能となり得る。本発明において、金属接点は好ましくは蒸着接点またはスパッタ接点、あるいは印刷接点または被覆接点の１つであってもよく、それを目的に導電性インクの製造が採用され得る。
【００５２】
横方向光学センサはさらに、部分電極を通る電流に従って横方向センサ信号を生成するように適合され得る。したがって、２個の横軸方向部分電極を通る複数の電流の比率が形成される結果、ｘ座標を生成することができ、および／または縦軸方向部分電極を通る複数の電流の比率が形成される結果、ｙ座標を生成することができる。検出器、好ましくは横方向光学センサおよび／または評価装置は、物体の横方向位置に関する情報を、部分電極を通る複数の電流の少なくとも１つの比率から導き出すように適合され得る。部分電極を通る複数の電流の比較によって位置座標を生成する他の方法も実現可能である。
【００５３】
部分電極は一般的に、光起電層内での光ビームの位置判定を目的に、様々な形で定義され得る。したがって、横軸座標またはｘ座標を判定するために複数の横軸方向部分電極を提供してもよく、また縦軸座標またはｙ座標を判定するために複数の部分電極を提供してもよい。特に、光ビームの横方向位置の測定向けになるべく広い面積を維持できるよう、横方向光学センサの内部空間が第２の伝導層で覆われる形で横方向光学センサの周縁に部分電極を提供してもよい。好ましくは、分割電極は正方形または長方形の横方向光学センサの４辺に配列される４個の部分電極を含み得る。あるいは、横方向光学センサは二重側方型であってもよく、その場合、二重側方横方向光学センサは、光起電層を埋め込む２つの伝導層の１つに各々が位置する２個の別々の分割電極を含んでもよく、２つの伝導層は各々、対応する分割電極よりも高い電気抵抗を示し得る。ただし、特に横方向光学センサの形態に応じて他の実施形態も実現可能となり得る。上述のとおり、第２の伝導層材料は好ましくは透明伝導性酸化物など透明電極材料、および／または最も好ましくは分割電極よりも高い電気抵抗を示し得る透明導電性ポリマーであってもよい。
【００５４】
電極のうち１個が２個以上の部分電極を有する分割電極である場合に横方向光学センサを使用することにより、部分電極を通る電流は、「センサエリア」とも表わされ得る光起電層内での光ビームの位置に依存して変動し得る。この種の効果は一般的に、複数の量子ドットを含む光起電層内における光起電層への光の衝突に起因する電荷の生成位置から部分電極に至る途上でオーム損失または抵抗損失が発生し得るという事実が背景にあると考えられる。このように、電荷生成位置から第２の伝導層を経て部分電極に至る途中でのオーム損失を背景に、部分電極を通る各々の電流は電荷発生位置に依存し、したがって光起電層内での光ビームの位置に依存する。電子および／またはホール向けの閉回路を完成するため、上述のような第１の伝導層が好ましくは採用され得る。光ビームの位置判定について詳しくは、下記の好適な実施形態、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号の開示、同文献に記載の各参考文献、または上記にて引用のＲ．ＭａｒｔｉｎｓおよびＥ．Ｆｏｒｔｕｎａｔｏを参照するとよい。
【００５５】
さらなる特別な一実施形態において、ショットキーバリアが付加的に、量子ドットを含む光起電膜と、伝導層のうちショットキーバリアを形成する上で十分な特性を示し得る１つの層との間の界面で形成し得る。一般的な用法として、「ショットキーバリア」という用語は、半導体層と隣接する金属層との間の境界層で出現し得る電子またはホールにとってのエネルギーバリアを指し、これは以下にてもっと詳しく記述するオーム接触とは対照的に、整流特性を示す結果、ショットキーバリアを含む電子装置をダイオードとして使用することを可能にする。一例として、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電極など透明伝導層を横断する入射光ビームは電荷担体、すなわち電子とホールを、量子ドットを含む光起電膜内に生成し得る。さらに、電荷担体は両方の伝導層に向かう境界で収集され得、その場合、不透明伝導層は好ましくは金属電極であってもよい。結果として、伝導層の１つに向かう薄膜内で空乏領域が形成し得る一方、光起電層の残存容積はｐ型半導体層の役割を果たし得る。一例として、光起電層がＰｂｓ量子ドットを含み得る場合、対応する伝導層はアルミニウム電極を含み得る。
【００５６】
さらなる特別な一実施形態において、付加的に、透明伝導層と、量子ドットを含む光起電層との間に阻止層を配列することができる。本明細書で使用されるとき、「阻止層」という用語は、導電性粒子、特に電子またはホールの浸透経路に、電子的要素内の隣接層に関して例えば隣接層の短絡防止、または隣接層のうち１つによってイオンなど逆帯電粒子を提供されるにつれ浸透する伝導性粒子が他の隣接層で再結合することの防止といった影響を及ぼすよう適応され得る薄膜を指す。この特別な実施形態において、阻止層は、好ましくは導電性材料、特に二酸化チタン（ＴｉＯ２）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）の１種または複数から成る薄膜を含み得る。ただし、他の実施形態において、この目的に対して酸化モリブデン（ＭｏＯ３−ｘ）層など電子阻止層が代替的に採用され得る。
【００５７】
Ａ．Ｇ．Ｐａｔｔａｎｔｙｕｓ−Ａｂｒａｈａｍ  ｅｔ  ａｌ．などに基づくさらなる特別な一実施形態において、ナノ多孔質電極層、特にナノ多孔質二酸化チタン（ＴｉＯ２）電極を、ＣＱＤの薄層を好ましくは単層として使用して増感させることができる。いわゆる「ＣＱＤ増感電池」は報告によると最大３．２％の電力変換効率を示すことから、大面積電極表面の薄い吸収材層を含むと捉えられ、これを本発明に記載の光起電層のさらなる特別な一実施形態として使用することができる。
【００５８】
本明細書で使用されるとき、「評価装置」という用語は一般的に、情報項目、すなわち物体の位置、特に物体の側方位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計された任意の装置を指す。一例として、評価装置は、１個または複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など１個または複数の集積回路、および／または１個または複数のコンピュータ、好ましくは１個または複数のマイクロコンピュータおよび／もしくはマイクロコントローラなど１個または複数のデータ処理装置である、またはこれらを含んでもよい。付加的な構成要素は、例えばセンサ信号を受信および／または前処理するための、１個または複数のＡＤコンバータおよび／または１個または複数のフィルタなど、１個または複数の前処理装置および／またはデータ取得装置で構成され得る。本明細書で使用されるとき、センサ信号は一般的に、横方向センサ信号および該当する場合は縦方向センサ信号の１つを指す。さらに、評価装置は、１個または数個のデータ記憶装置を含み得る。さらに、上記にて概説のとおり、評価装置は、１つまたは複数の無線インターフェースおよび／または１つまたは複数の有線インターフェースなど、１つまたは複数のインターフェースを含み得る。
【００５９】
少なくとも１個の評価装置は、少なくとも１つのコンピュータプログラム、例えば情報項目を生成する工程を実行または補助する少なくとも１つのコンピュータプログラムを実行するように適合され得る。一例として、センサ信号を入力変数として使用することによって物体の位置への所定の変換を実行し得る、１つまたは複数のアルゴリズムが実装され得る。
【００６０】
評価装置は、少なくとも１個の横方向センサ信号を評価することによって少なくとも１項目の情報を生成し、また少なくとも１個のセンサ信号を評価することによって物体の色に関する情報の項目を生成するように設計された少なくとも１個のデータ処理装置、特に電子データ処理装置を特に含み得る。したがって、評価装置は、センサ信号を入力変数として使用し、かつこれらの入力変数を処理することによって、物体の横方向の位置および該当する場合は縦方向の位置に関する情報項目を生成するように設計される。処理は並行して、または続発的に、さらには複合的な形で実行され得る。評価装置は、例えば少なくとも１つの保存された関係および／または既知の関係を計算および／または使用して、これらの情報項目を生成するための任意のプロセスを使用し得る。センサ信号に加え、１つまたは複数のさらなるパラメータおよび／または情報項目が、前記の関係、例えば変調周波数に関する少なくとも１項目の情報に影響し得る。この関係は、経験的に、解析的にまたは準経験的に判定され得る、また判定可能であり得る。特に好ましくは、この関係は、少なくとも１つの較正曲線、複数の較正曲線からなる少なくとも１つの組、少なくとも１つの関数または上述の可能性の組合せを含む。１つまたは複数の較正曲線は、例えば一連の値およびそれらに関連する関数値の形、例えばデータ保存装置および／またはテーブルに保存され得る。ただし、代替的にまたは付加的に、少なくとも１つの較正曲線を、例えばパラメータ化された形で、および／または、関数式の形で保存することもできる。センサ信号を情報項目へと処理する場合について、別々の関係が使用され得る。あるいは、センサ信号処理について少なくとも１つの複合的な関係も使用され得る。様々な可能性が考えられ、これらを組み合わせることもできる。
【００６１】
一例として、評価装置は、情報項目を判定するためのプログラミングに関して設計され得る。評価装置は、特に少なくとも１個のコンピュータ、例えば少なくとも１個のマイクロコンピュータを含み得る。さらに、評価装置は１個または複数の揮発性または不揮発性のデータメモリをも含み得る。データ処理装置、特に少なくとも１個のコンピュータの代わりにまたはこれに加えて、評価装置は、情報項目、例えば電子テーブル、特に少なくとも１つのルックアップテーブルおよび／または少なくとも１つの特定目的集積回路（ＡＳＩＣ）を判定するように設計された１個または複数のさらなる電子構成要素を有し得る。
【００６２】
検出器は、前述のとおり、少なくとも１個の評価装置を有する。特に、少なくとも１個の評価装置は、検出器を完全にまたは部分的に制御または駆動するようにも設計され得、例えば評価装置は、検出器の少なくとも１個の照明源を制御するよう、および／または検出器の少なくとも１個の変調装置を制御するよう設計される。評価装置は、特に、複数のセンサ信号など、１つまたは複数のセンサ信号、例えば連続的な複数のセンサ信号が異なる照明変調周波数において取得される、少なくとも１つの測定周期を実行するよう設計され得る。
【００６３】
評価装置は、上述のとおり、少なくとも１つのセンサ信号の評価によって物体の位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するように設計される。前記物体の位置は静的であってもよく、または物体の少なくとも１つの運動、例えば検出器またはその一部と物体またはその一部との間での相対運動を含んでさえもよい。この場合、相対位置は一般的に、少なくとも１つの線形運動および／または少なくとも１つの回転運動を含み得る。運動情報項目は、例えば、異なる時点で取得される少なくとも２項目の情報の比較によっても得られ、したがって、例えば少なくとも１項目の位置情報はまた、少なくとも１項目の速度情報および／または少なくとも１項目の加速度情報、例えば物体またはその一部と検出器またはその一部との間における少なくとも１つの相対速度に関する少なくとも１項目の情報を含み得る。特に、少なくとも１項目の位置情報は、一般的に、物体またはその一部と検出器またはその一部との間の距離、特に光路長に関する情報項目；物体またはその一部と任意の転送装置またはその一部との間の距離または光学的距離に関する情報項目；物体またはその一部の検出器またはその一部との相対的な位置に関する情報項目；物体および／またはその一部の検出器またはその一部との相対的な配向に関する情報項目；物体またはその一部と検出器またはその一部との間の相対運動に関する情報項目；物体またはその一部の２次元または３次元空間構成、特に物体の幾何学に関する情報項目、これらの中から選択され得る。したがって、一般的に、少なくとも１項目の位置情報は、例えば、物体または少なくともその一部の少なくとも１つの位置に関する情報項目；物体またはその一部の少なくとも１つの配向に関する情報、物体またはその一部の幾何学または形態に関する情報項目；物体またはその一部の速度に関する情報項目；物体またはその一部の加速度に関する情報項目；検出器の可視範囲内における物体またはその一部の存在または不存在に関する情報項目、これらから成る群から選択され得る。少なくとも１項目の位置情報は、例えば少なくとも１つの座標系、例えば検出器またはその一部が存在する座標系において指定され得る。代替的にまたは付加的に、位置情報は単純に、例えば検出器またはその一部と物体またはその一部との間の距離のみを含むものであってもよい。上述の可能性の組合せも考えられる。
【００６４】
本発明では、上述の情報の一部は本発明に記載の少なくとも１個の側方検出光学センサだけを使用して判定できる一方、他の情報の取得には付加的に少なくとも１個の縦方向光学センサが必要となり得る。このように、本明細書で使用されるとき、「縦方向光学センサ」という用語は一般的に、光ビームによるセンサ領域の照明に依存する形で少なくとも１個の縦方向センサ信号を生成するよう設計される装置を指し、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、いわゆる「ＦｉＰ効果」に従って、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存する。縦方向センサ信号は一般的に、深度と表わすこともできる縦方向位置の指標となる任意の信号であってもよい。
【００６５】
特に好適な一実施形態において、本発明に記載の横方向光学センサは同時に縦方向光学センサとしても採用され得る。２０１６年１月２８日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号における特定の一実施形態に記載のとおり、縦方向光学センサのセンサ領域は少なくとも１種の光伝導性材料を含み、光伝導性材料はコロイド膜の形で提供され得、コロイド膜は複数の量子ドットを含むことにより本発明に記載の横方向光学センサの同時使用を可能にし得、量子ドットは１種の光伝導性材料を縦方向光学センサとして含み得る。
【００６６】
縦方向光学センサおよび縦方向センサ信号のさらなる潜在的実施形態については、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号において開示されているような光学センサ、または２０１６年１月２８日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号に記載のような縦方向光学センサのさらなる実施形態を参照するとよい。
【００６７】
国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されているとおり、本発明に記載の検出器は複数の光学センサ、特に１個または複数の横方向光学センサを１個または複数の縦方向光学センサ、特に複数の縦方向光学センサから成るスタックと組み合わせたものを含み得る。一例として、１個または複数の横方向光学センサは、物体に面する複数の縦方向光学センサから成るスタックの１つの側に配置され得る。代替的にまたは付加的に、１個または複数の横方向光学センサは、物体から見て外方を向いている複数の縦方向光学センサから成るスタックの１つの側に配置され得る。同じく付加的にまたは代替的に、１個または複数の横方向光学センサは、スタックの縦方向光学センサの中間に配置され得る。ただし、縦方向光学センサを含まず、単一の横方向光学センサのみ含み得る実施形態もやはり可能であり、例えば物体の１つまたは複数の側方寸法のみ判定すればよい場合などが挙げられる。
【００６８】
相応に、検出器は少なくとも２個の縦方向光学センサを含んでもよく、その場合、各光学センサを少なくとも１つのセンサ信号を生成するよう適応させてもよい。一例として、光学センサのセンサ表面の向きを平行にすることができ、その場合、１０°以下、好ましくは５°以下など、角度のわずかな許容差が許容可能となり得る。本発明では、好ましくは検出器の光軸に沿ったスタックの形で配列され得る、検出器の光学センサのすべてが、好ましくは透明であってもよい。このように、光ビームは第１の透明な光学センサを通過した後、他の光学センサに、好ましくは順次、衝突し得る。このように、物体からの光ビームは順次、光学検出器内に存在するすべての光学センサに到達し得る。この目的に対し、最後の光学センサ、すなわち入射光ビームが最後に衝突する光学センサは不透明であってもよい。本発明では、異なる複数の光学センサが入射光ビームと同一または異なるスペクトル感度を示し得る。
【００６９】
本発明のさらなる実施形態は、物体から検出器へと伝播し得る光ビームの性質を指し得る。本明細書で使用されるとき、「光」という用語は一般的に、可視スペクトル範囲、紫外スペクトル範囲および赤外スペクトル範囲のうちの１つまたは複数のスペクトル範囲の電磁放射を指す。その中で、部分的に本出願の日付時点で有効な版のＩＳＯ−２１３４８規格に従って、可視スペクトル範囲という用語は一般的に３８０ｎｍ〜７６０ｎｍのスペクトル範囲を指す。赤外（ＩＲ）スペクトル範囲という用語は一般的に７６０ｎｍ〜１０００μｍの範囲の電磁放射を指し、７６０ｎｍ〜１．４μｍの範囲は通常、近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲として表わされ、１５μｍ〜１０００μｍの範囲は遠赤外（ＦＩＲ）スペクトル範囲として表わされる。紫外スペクトル範囲という用語は一般的に１ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲、好ましくは１００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の電磁放射を指す。好ましくは、本発明の範囲内で使用される光は可視光、すなわち可視スペクトル範囲内の光である。
【００７０】
「光ビーム」という用語は一般的に、特定の方向に放射された一定量の光を指す。したがって、光ビームは、光ビームの伝播方向に対して垂直な方向に所定の拡がりを有する光線の束であってもよい。好ましくは、光ビームは１つまたは複数のガウスビームパラメータ、例えばビームウエスト、レイリー長またはその他、空間内でのビーム直径および／またはビーム伝播の発達の特徴付けに適する任意のビームパラメータまたは複数のビームパラメータの組合せによって特徴付けられ得る、１本または複数のガウス光ビームであるか、またはこれを含み得る。
【００７１】
光ビームは物体自体によって発せられ得る、すなわち物体から生じ得る。付加的にまたは代替的に、光ビームの別の発生源も実現可能である。したがって、以下にてさらに詳しく概説されるとおり、物体を照らす１個または複数の照明源は、１本または複数の一次光線またはビームなど、例えば所定の特徴を有する１本または複数の一次光線またはビームの使用によって提供され得る。後者の場合、物体から検出器へと伝播する光ビームは、物体および／または物体に接続された反射装置によって反射される光ビームであってもよい。
【００７２】
加えて、検出器は少なくとも１個の転送装置、例えば光学レンズ、特に１個または複数の屈折レンズ、特に薄い凸レンズまたは両凸レンズなど薄い収束性屈折レンズ、および／または１個または複数の凸型ミラーを含み得、これらをさらに、共通の光軸に沿って配列することができる。最も好ましくは、物体から発生する光ビームはこの場合、まず少なくとも１個の転送装置を通り、次いで少なくとも１個の透明な横方向光学センサを通って移動し、最終的に撮像装置に衝突し得る。本明細書で使用されるとき、「転送装置」という用語は、物体から発生した少なくとも１本の光ビームを検出器内の光学センサ、すなわち少なくとも１個の横方向光学センサおよび少なくとも１個の任意の縦方向光学センサへと転送するよう構成設定され得る光学素子を指す。このように、物体から検出器へと伝播する光を光学センサへ供給するよう、転送装置を設計することができ、この供給を任意選択的に、転送装置の撮像手段により、そうでなければ非撮像手段の特性によって有効化することができる。特に、転送装置は、電磁放射が横方向光学センサおよび／または該当する場合は任意の縦方向光学センサに供給される前に、電磁放射を収集するよう設計されてもよい。
【００７３】
加えて、少なくとも１個の転送装置は撮像特性を有し得る。結果的に、転送装置は少なくとも１個の撮像要素、例えば少なくとも１個のレンズおよび／または少なくとも１個の曲面鏡を有するが、何故ならそのような撮像要素の場合、例えばセンサ領域上での照明の幾何学は相対的配置、例えば転送装置と物体との間の距離に依存し得るからである。本明細書で使用されるとき、転送装置は、物体から発生する電磁放射が完全にセンサ領域へ転送されるような形で、例えば、特に物体が検出器の可視範囲内に配列される場合に電磁放射が光学センサ上で完全に集束するような形で設計され得る。
【００７４】
一般的に、検出器はさらに、少なくとも１個の撮像装置、すなわち少なくとも１個の画像を取得可能な装置をも含み得る。撮像装置は様々な形で具現化され得る。したがって、撮像装置は例えば検出器ハウジング内の検出器の一部であってもよい。ただし、代替的にまたは付加的に、撮像装置は検出器ハウジング外に、例えば別個の撮像装置として配置され得る。代替的にまたは付加的に、撮像装置を検出器へ、さらには検出器の一部へ接続してもよい。好適な一実施形態において、少なくとも１個の光学センサおよび撮像装置は、光ビームが移動する共通の光軸に沿って配置される。したがって、光ビームの光路において、光ビームが少なくとも１個の光学センサを通り、撮像装置に衝突するまで移動する形で、撮像装置を配置することができる。ただし、他の配置も可能である。
【００７５】
本明細書で使用されるとき、「撮像装置」は一般的に、１次元、２次元または３次元の、物体または物体の一部の画像を生成可能な装置として理解される。特に、検出器は、少なくとも１個の任意の撮像装置を使用して、または使用せずに、カメラ、例えばＩＲカメラまたはＲＧＢカメラ、すなわち３つの別々の接続において赤色、緑色および青色として設計された３原色を送達するように設計されたカメラとして、完全にまたは部分的に使用され得る。したがって、一例として、少なくとも１個の撮像装置は、ピクセル化有機カメラ要素、好ましくはピクセル化有機カメラチップ；ピクセル化無機カメラ要素、好ましくはピクセル化無機カメラチップ、より好ましくはＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップ；モノクロムカメラ要素、好ましくはモノクロムカメラチップ；多色カメラ要素、好ましくは多色カメラチップ；フルカラーカメラ要素、好ましくはフルカラーカメラチップから成る群から選択される少なくとも１個の撮像装置であるか、またはこれを含み得る。撮像装置は、モノクロム撮像装置、マルチクロム撮像装置および少なくとも１個のフルカラー撮像装置から成る群から選択される少なくとも１個の装置であるか、またはこれを含み得る。マルチクロム撮像装置および／またはフルカラー撮像装置は、当業者であれば認識することになるとおり、フィルタ技術の使用により、および／または固有の色感度技法あるいは他の技法の使用により生成され得る。撮像装置の他の実施形態も可能である。
【００７６】
撮像装置は、物体の複数の部分領域を連続的におよび／または同時に撮像するように設計され得る。一例として、物体の部分領域は、例えば撮像装置の解像限界によって定められ、電磁放射が発せられる物体の１次元、２次元または３次元領域であってもよい。この文脈において、撮像とは、物体の各部分領域から発生する電磁放射が、例えば検出器の少なくとも１個の任意の伝送装置によって、撮像装置に供給されることを意味すると理解されるべきである。電磁線は、物体自体によって、例えば発光放射の形で生成され得る。代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の検出器は、物体を照らす少なくとも１個の照明源を含み得る。
【００７７】
特に、撮像装置は、例えば、特に少なくとも１つの列走査および／または線走査を使用する走査法により、複数の部分領域を連続的に撮像するように設計され得る。ただし、他の実施形態も可能であり、例えば複数の部分領域が同時に撮像される実施形態も可能である。撮像装置は、物体の部分領域の撮像中、部分領域に関連付けられた信号、好ましくは電子信号を生成するように設計される。信号はアナログ信号および／またはデジタル信号であってもよい。一例として、電子信号は各部分領域と関連付けられ得る。したがって、電子信号は同時に生成されるか、または時間的にずれる形で生成され得る。一例として、列走査中または線走査中、例えばある線内で結び付けられた、物体の部分領域に対応する電子信号のシーケンスが生成され得る。さらに、撮像装置は、少なくとも１個の信号処理装置、例えば少なくとも１個のフィルタ、および／または電子信号を処理および／または前処理するアナログデジタルコンバータを含み得る。
【００７８】
物体から出る光は、物体自体から生じてよいが、任意に、異なる起点を有していてもよく、この起点から物体へと伝播し、その後、光学センサへと伝播してもよい。後者の場合、例えば使用されている少なくとも１個の照明源に影響され得る。照明源は様々な形で具現化され得る。したがって、照明源は例えば検出器ハウジング内の検出器の一部であってもよい。ただし、代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の照明源は検出器ハウジング外に、例えば別個の照明源としても配置され得る。照明源は物体から離れて配置され、ある距離から物体を照らし得る。代替的にまたは付加的に、照明源は物体に接続されるか、さらには物体の一部とされてもよく、したがって、一例として、物体から発生する電磁放射は照明源によって直接生成され得る。一例として、少なくとも１個の照明源は物体の表面および／または内部に配置され得、センサ領域を照らす手段となる電磁放射を直接生成し得る。この照射源は、例えば環境光源であるかこれを含み得る、および／または人工照明源であるかまたはこれを含み得る。一例として、少なくとも１個の赤外線放出装置および／または少なくとも１個の可視光放出装置および／または少なくとも１個の紫外光放出装置を、物体の表面に配置することができる。一例として、少なくとも１個の発光ダイオードおよび／または少なくとも１個のレーザダイオードを、物体の表面および／または内部に配置することができる。照明源は特に、以下に挙げる照明源のうち１つまたは複数を含み得る：レーザ、特にレーザダイオード（ただし原則として、代替的にまたは付加的に、他の種類のレーザも使用され得る）；発光ダイオード；白熱電球；ネオンライト；炎源；熱源；有機光源、特に有機発光ダイオード；構造化された光源。代替的にまたは付加的に、他の照明源も使用され得る。特に好適なのは、例えば多数のレーザの場合に少なくともおおよそ当てはまるとおり、ガウスビームプロファイルを有する１本または複数の光ビームを生成するように照明源が設計される場合である。任意の照明源のさらなる潜在的実施形態については、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号の１つを参照するとよい。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【００７９】
少なくとも１個の任意の照明源は、一般的に、紫外スペクトル範囲、好ましくは２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲；可視スペクトル範囲（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）；赤外スペクトル範囲、好ましくは７８０ｎｍ〜３．０μｍの範囲のうち少なくとも１つに該当する光を放出し得る。最も好ましくは、少なくとも１個の照明源は赤外（ＩＲ）スペクトル範囲、好ましくは７８０ｎｍ〜１．５マイクロメートルの近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲の光を放出するよう適応される。本発明において特に好適なのは、横方向センサのスペクトル感度に関連付けられ得るスペクトル範囲を照明源が示し得る場合、特に、個々の照明源によって照らされ得る横方向センサが高い強度のセンサ信号を提供し得ることを確保する結果、十分な信号対ノイズ比での光分解能評価が可能となり得る場合である。
【００８０】
この好適な実施形態の実際の構成設定に関係なく、比較的単純で費用効率的な環境を横方向光学センサ向けに得ることができ、その場合、横方向光学センサは少なくとも一部が透明な光学特性を含み得、また付加的に、赤外（ＩＲ）スペクトル範囲、好ましくは近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲内で比較的高い感度を示し得る。このように、本発明に記載の横方向光学センサの環境は、特に、この種の横方向光学センサを位置感受性装置として使用することを可能にし得る。ただし、他の実施形態も適切となり得る。
【００８１】
さらに、検出器は照明の変調、特に周期的変調のための少なくとも１個の変調装置、特に周期的ビーム遮断装置をも有し得る。照明の変調は、照明の総出力を、好ましくは周期的に、特に１つまたは複数の変調周波数で変化させるプロセスを意味すると理解されるべきである。特に、周期的変調は、照明の総出力の最大値と最小値との間で有効化され得る。最小値は０であってもよいが、例えば完全な変調を有効化する必要がないよう、最小値は０より大きい値であってもよい。変調は、例えば物体と光学センサとの間のビーム経路において、例えば前記ビーム経路内に配置されている少なくとも１個の変調装置によって有効化され得る。ただし、代替的にまたは付加的に、以下にてさらに詳しく記載されるとおり、物体を照らすための任意の照明源と物体との間のビーム経路において、前記ビーム経路内に配置されている少なくとも１個の変調装置によって変調を有効化することもできる。これらの可能性の組合せも考えられる。少なくとも１個の変調装置は、例えば、好ましくは一定速度で回転し、したがって照明を周期的に遮断することができる、少なくとも１個の遮断ブレードまたは遮断ホイールを含むビームチョッパまたは他の種類の周期的ビーム遮断装置を含み得る。ただし代替的にまたは付加的に、１個または複数の異なる種類の変調装置、例えば電気光学効果および／または音響光学効果に基づく変調装置の使用も可能である。同じく代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の任意の照明源自体を、例えば前記照明源自体が変調強度および／または総出力、例えば周期的変調総出力を有することによって、および／または前記照明源がパルス照明源、例えばパルスレーザとして具現化されることによって、変調照明を生成するように設計することもできる。したがって、一例として、少なくとも１個の変調装置を照明源に完全にまたは部分的に組み込んでもよい。様々な可能性が考えられる。
【００８２】
相応に、検出器を、特に異なる変調の場合に少なくとも２つの横方向センサ信号を検出するよう、特に少なくとも２つの横方向センサ信号をそれぞれ異なる変調周波数にて検出するよう設計することができる。結果として、２つの異なる横方向センサ信号をこのように、各々の異なる変調周波数によって区別することが可能となり得る。評価装置は、少なくとも２つの横方向センサ信号から幾何学情報を生成するよう設計され得る。一例として、検出器は、物体および／または少なくとも横方向光学センサにおける、０．０５Ｈｚ〜１ＭＨｚ、例えば０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数での照明の変調をもたらすように設計され得る。上記にて概説のとおり、この目的に対し、検出器は少なくとも１個の変調装置を含み得、変調装置は少なくとも１個の任意の照明源に組み込まれてもよく、および／または照明源から独立した状態であってもよい。したがって、少なくとも１個の照明源は、それ自体、上述の照明の変調を生成するように適合され得、および／または少なくとも１個の独立した変調装置、例えば少なくとも１個のチョッパおよび／または変調された伝送性を有する少なくとも１個の装置、例えば少なくとも１個の電気光学装置および／または少なくとも１個の音響光学装置が存在し得る。
【００８３】
本発明のさらなる一態様において、使用者とマシンとの間で少なくとも１項目の情報を交換するためのヒューマンマシンインターフェースが提案される。提案されるヒューマンマシンインターフェースは、上述のまたは以下にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において、上述の検出器が１人または複数の使用者によって、マシンに情報および／または命令を提供するために使用され得るという事実を利用し得る。したがって、好ましくは、ヒューマンマシンインターフェースは制御命令の入力に使用され得る。
【００８４】
ヒューマンマシンインターフェースは、本発明に記載の、例えば上記にて開示されている１つまたは複数の実施形態および／または以下にてさらに詳しく開示される１つまたは複数の実施形態に記載の少なくとも１個の検出器を含み、ヒューマンマシンインターフェースは使用者の少なくとも１項目の幾何学的情報を検出器によって生成するように設計され、ヒューマンマシンインターフェースは幾何学的情報に対し、少なくとも１項目の情報、特に少なくとも１つの制御命令を割り当てるように設計される。
【００８５】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１つの娯楽機能を実行する娯楽装置が開示される。本明細書で使用されるとき、娯楽装置は、１人または複数の使用者（以下では１人または複数のプレーヤともいう）のレジャーおよび／または娯楽の目的に役立ち得る装置である。一例として、娯楽装置はゲーム、好ましくはコンピュータゲームの目的に役立ち得る付加的にまたは代替的に、娯楽装置は他の目的、例えばエクササイズ、スポーツ、理学療法または運動追跡全般などの目的にも使用され得る。したがって、娯楽装置は、コンピュータ、コンピュータネットワークまたはコンピュータシステムに実装され得るか、あるいは１つまたは複数のゲーム用ソフトウェアプログラムを実行するコンピュータ、コンピュータネットワークまたはコンピュータシステムを含み得る。
【００８６】
娯楽装置は、本発明に記載の、例えば上記にて開示されている１つまたは複数の実施形態および／または以下にて開示される１つまたは複数の実施形態に記載の少なくとも１個のヒューマンマシンインターフェースを含む。娯楽装置は、ヒューマンマシンインターフェースを手段として少なくとも１項目の情報をプレーヤが入力可能となるように設計される。少なくとも１項目の情報は、娯楽装置の制御装置および／またはコンピュータへと伝送され得るか、および／またはそれらによって使用され得る。
【００８７】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の可動物体の位置を追跡する追跡装置が提供される。本明細書で使用されるとき、追跡システムは、少なくとも１個の物体または物体の少なくとも一部における、一連の過去の位置に関する情報を収集するように適合される装置である。付加的に、追跡システムは、少なくとも１個の物体または物体の少なくとも一部について予測される少なくとも１つの将来の位置に関する情報を提供するように適合され得る。追跡システムは少なくとも１個の進路制御装置を有し得、進路制御装置は完全にまたは部分的に電子装置として、好ましくは少なくとも１個のデータ処理装置、より好ましくは少なくとも１個のコンピュータまたはマイクロコントローラとして具現化され得る。同じく、少なくとも１個の進路制御装置は少なくとも１個の評価装置を含み得、および／または少なくとも１個の評価装置の一部であってもよく、および／または完全にまたは部分的に少なくとも１個の評価装置と同一であってもよい。
【００８８】
追跡システムは、本発明に記載の少なくとも１個の検出器、例えば上記に挙げた１つまたは複数の実施形態において開示されているような、および／または下記の１つまたは複数の実施形態において開示されているような、少なくとも１個の検出器を含む。追跡システムはさらに、少なくとも１個の進路制御装置をも含む。追跡システムは、複数の検出器間において重複する容積内での少なくとも１個の物体に関する深度情報の信頼性のある取得を可能にする複数の検出器、特に複数の同一の検出器を含み得る。進路制御装置は物体の一連の位置を追跡するように適合され、各位置は特定の時点における物体の位置に関する少なくとも１項目の情報を含む。
【００８９】
追跡システムはさらに、物体に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置をも含み得る。ビーコン装置の潜在的定義については国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号の開示を参照するとよい。追跡システムは、好ましくは、検出器が少なくとも１個のビーコン装置の物体の位置に関する情報を生成し得るよう、特に特異的なスペクトル感度を示す特定のビーコン装置を含む物体の位置に関する情報を生成するよう、適応される。このように、異なるスペクトル感度を示す複数のビーコンを、本発明の検出器により、好ましくは同時に追跡することができる。本明細書において、ビーコン装置は、完全にまたは部分的に能動型ビーコン装置および／または受動型ビーコン装置として具現化され得る。一例として、ビーコン装置は、検出器へと伝送されることになる少なくとも１本の光ビームを生成するように適合された少なくとも１個の照明源を含み得る。付加的にまたは代替的に、ビーコン装置は、照明源により生成される光を反射するように適合された少なくとも１個の反射体を含むことにより、検出器へと伝送されることになる反射された光ビームを生成し得る。
【００９０】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を判定する走査システムが提供される。本明細書で使用されるとき、走査システムは、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に、また少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報を生成することを目的に構成される、少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される装置である。少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報を生成する目的に対し、走査システムは発明に記載の検出器のうち少なくとも１個、例えば上記に挙げた１つまたは複数の実施形態において開示されているような、および／または下記の１つまたは複数の実施形態において開示されているような、少なくとも１個の検出器を含む。
【００９１】
したがって、走査システムは、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される、少なくとも１個の照明源を含む。本明細書で使用されるとき、「点」という用語は、例えば走査システムの使用者によって、照明源によって照らされるよう選択され得る、物体の表面の一部に存在する小さい区域を指す。好ましくは、点は、走査システムに含まれる照明源と、物体の表面上で点が位置し得る部分との間の距離の値を、走査システムが可能な限り正確に判定できるよう、可能な限り小さいサイズを示すものであってもよい一方、他方では走査システムの使用者または走査システム自体が、特に自動手順により、物体の表面上の関連部分における点の存在を検出できる程度に大きいサイズであってもよい。
【００９２】
この目的に対し、照明源は人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ光源および／または少なくとも１個の白熱電球および／または少なくとも１個の半導体光源、例えば少なくとも１個の発光ダイオード、特に有機および／または無機の発光ダイオードを含み得る。一般的に定義されるビームプロファイルおよび他の操作特性の関係上、少なくとも１個のレーザ光源の使用が特に好適である。この場合、単一のレーザ光源の使用が好適となり得るが、特に、使用者にとって保管しやすく運びやすいと考えられる、小型操作システムを提供することが重要となり得る場合がそうである。したがって、照明源は、好ましくは検出の構成要素であってもよく、したがって特に、検出器のハウジングへの一体化など、検出器に組み込まれ得る。好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは、距離関連情報を使用者へ、例えば判読しやすい形で提供するよう構成された、少なくとも１個の表示装置を含み得る。さらなる好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは付加的に、例えば１つまたは複数の操作モードなど、走査システムに関連する少なくとも１つの機能の操作向けに構成され得る少なくとも１個のボタンを含み得る。さらなる好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは付加的に、走査システムを別の表面、例えばゴム製脚、ベースプレートまたは壁ホルダなどへ固定するために、磁性材料などを含む形で、特に測距の正確性および／または使用者による走査システムの操作性の向上を目的に構成され得る、少なくとも１個の固定ユニットを含み得る。
【００９３】
したがって、特に好適な一実施形態において、走査システムの照明源は、物体の表面に位置する単一の点を照らすよう構成され得る単一のレーザビームを放出し得る。したがって、本発明に記載の少なくとも１個の検出器の使用により、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報が生成され得る。この場合、好ましくは、走査システムに含まれる照明システムと、照明源によって生成される単一の点との間の距離は、少なくとも１個の検出器に含まれる評価装置の採用などによって判定され得る。ただし、走査システムはさらに、特にこれを目的に適合され得る付加的な評価システムをも含み得る。代替的にまたは付加的に、走査システムのサイズ、特に走査システムのハウジングのサイズを考慮に入れることができ、したがって走査システムのハウジング上の特定の点、例えばハウジングの前端または後端と、単一の点との間の距離を、選択的に判定することができる。
【００９４】
あるいは、走査システムの照明源は、ビームの放出方向間に直角など個別の角度を提供することにより、同じ物体の表面または２個の別々の物体における２つの異なる表面に位置する２個の個別の点を照らすことができるよう構成され得る、２本の個別のレーザビームを放出し得る。ただし、２本の個別のレーザビーム間における個別の角度について、他の値も実現可能である。この特徴は特に、例えば走査システムと点との間における１個または複数の障害物の存在などが原因で直接アクセスできない可能性のある、あるいは別段に到達困難となり得る間接距離の導出などを目的とする間接測定機能向けに採用され得る。したがって、一例として、物体の高さの値を、２つの個別の距離を測定し、そしてピタゴラスの定理の使用により高さを導き出すことによって判定することが実現可能となり得る。特に、物体を基準に既定の水平を維持することを可能にするため、走査システムはさらに、使用者が既定の水平を維持するために使用し得る、少なくとも１個の水平調整ユニット、特に一体型気泡バイアルをも含み得る。
【００９５】
さらなる一選択肢として、走査システムの照明源は、個別のピッチ、特に規則的なピッチを、互いを基準に示し得る、また少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面上に位置する複数の点からなる配置を生成する形で配置され得る、複数のレーザビームからなる配置など、複数の個別のレーザビームを放出し得る。この目的に対し、特別に適合された光学要素、例えばビーム分割装置および鏡などが提供され得、これにより上述の複数のレーザビームからなる配置の生成が可能となり得る。
【００９６】
したがって、走査システムは、１個または複数の物体の１つまたは複数の表面上に配置された１個または複数の点の静的配置を提供し得る。あるいは、走査システムの照明源、特に上述の複数のレーザビームからなる配置など、１本または複数のレーザビームは、時間の経過につれ変化する強度を示し得る、および／または時間が経過する中で放出方向が交互に変化し得る、１本または複数の光ビームを提供するよう構成され得る。したがって、照明源は、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面の一部を１個の画像として、走査装置の少なくとも１個の照明源によって生成される交互に変化する特徴と併せて１本または複数の光ビームを使用することによって走査するよう構成され得る。したがって、特に、走査システムは少なくとも１回の列走査および／または線走査、例えば１個または複数の物体の１つまたは複数の表面の連続的走査または同時走査を使用し得る。
【００９７】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の撮像用カメラが開示される。カメラは、本発明に記載の、例えば上記または下記にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において開示されるような、少なくとも１個の検出器を含む。特に好適な一実施形態において、カメラは本発明に記載の少なくとも１個の横方向光学センサを、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号または２０１６年１月２８日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号に記載のような少なくとも１個の縦方向光学センサと一緒に含み得る。このように、検出器は写真装置、具体的にはデジタルカメラの一部であってもよい。具体的に、検出器は３Ｄ写真撮影、具体的にはデジタル３Ｄ写真撮影で使用され得る。このように、検出器はデジタル３Ｄカメラの一部であってもよい。本明細書で使用されるとき、「写真撮影」という用語は一般的に、少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。本明細書でさらに使用されるとき、「カメラ」は一般的に、写真撮影の実施向けに適応された装置である。本明細書でさらに使用されるとき、「デジタル写真撮影」という用語は一般的に、照明の強度を示す電気信号、好ましくは、デジタル電気信号を生成するよう適応された複数の感光性要素の使用によって、少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。本明細書でさらに使用されるとき、「３Ｄ写真撮影」という用語は一般的に、３次元空間における少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。相応に、３Ｄカメラは３Ｄ写真撮影の実施向けに適応された装置である。カメラは一般的に、単一の画像、例えば単一の３Ｄ画像を取得するために適応され得るか、または複数の画像、例えば一連の画像を取得するために適応され得る。このように、カメラは、例えばデジタルビデオシーケンスの取得など、ビデオ用途向けに適応されたビデオカメラであってもよい。
【００９８】
このように、一般的に、本発明はさらに、少なくとも１個の物体の撮像向けのカメラ、具体的にはデジタルカメラ、より具体的には３Ｄカメラまたはデジタル３Ｄカメラを指す。上記にて概説のとおり、「撮像」という用語は、本明細書で使用されるとき、一般的に、少なくとも１個の物体の画像情報の取得を指す。カメラは本発明に記載の少なくとも１個の検出器を含む。カメラは、上記にて概説のとおり、単一の画像の取得、あるいは画像シーケンスなど複数の画像の取得、好ましくはデジタルビデオシーケンスの取得向けに適応され得る。このように、一例として、カメラはビデオカメラであるか、またはビデオカメラを含み得る。後者の場合、カメラは好ましくは画像シーケンスを保存するためのデータメモリを含む。
【００９９】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の位置を判定する方法が開示される。該方法は、好ましくは本発明に記載の、例えば上記または下記にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において開示されるような、少なくとも１個の検出器を使用し得る。このように、該方法の任意の実施形態については、検出器の様々な実施形態の説明を参照するとよい。
【０１００】
該方法は、以下に挙げる工程を含み、これらは所定の順序で、または異なる順序で実行され得る。さらに、列記されていない付加的な方法工程も提供され得る。さらに、該方法工程のうち複数、さらにはすべてが、少なくとも部分的に同時に実行され得る。さらに、該方法工程のうち複数、さらにはすべてが、２回、さらには３回以上、反復的に実行され得る。
【０１０１】
本発明に記載の方法は、
少なくとも１個の横方向光学センサの使用によって少なくとも１つの横方向センサ信号を生成する工程であって、横方向光学センサは物体から検出器へと移動中の光ビームの横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であり、横方向光学センサは少なくとも２つの伝導層の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層を有し、光起電層は複数の量子ドットを含み、複数の伝導層の少なくとも１つは少なくとも一部が透明であることにより光ビームが光起電層へと移動することを可能にし、横方向光学センサはさらに、複数の伝導層の１つに位置する少なくとも１個の分割電極を有し、分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は光起電層内での光ビームの横方向位置を示す、工程と、
少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって物体の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成する工程と
を含む。
【０１０２】
上述のとおり、光起電層材料は、好適な一実施形態において、コロイド量子ドット（ＣＱＤ）を含む薄膜の提供によって取得され得る。本発明では、ＣＱＤ膜は、好ましくは伝導層の表面に蒸着され得、第１の伝導層は少なくとも一部が透明な半導体材料を含み得、半導体材料は好ましくは少なくとも一部が透明な半導体金属酸化物またはそのドープ変形から成る群から、特にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ２：Ｆ、ＦＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、アンチモンスズ酸化物（ＳｎＯ２／Ｓｂ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）またはペロブスカイトＴＣＯ（ＳｒＶＯ３またはＣａＶＯ３など）から、あるいは銀または銅のナノワイヤーなど金属ナノワイヤーから選択され得る。本発明では、ＣＱＤ膜は非極性有機溶媒中の量子ドット溶液として提供され得、溶媒は好ましくはオクタン、トルエン、シキロヘキサン、ｎヘプタン、ベンゼン、クロロベンゼン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびクロロホルムから成る群から選択され得る。好ましくは、量子ドットは１０ｍｇ／ｍｌ〜２００ｍｇ／ｍｌ、好ましくは５０ｍｇ／ｍｌ〜１００ｍｇ／ｍｌの範囲の有機溶媒中濃度で提供され得る。
【０１０３】
一般的に、ＣＱＤ膜は単一の層として、または少なくとも２つの別々に処理された層、好ましくは全く別々の２つの層として提供され得る。ただし、３つ、４つ、５つまたは６つの別々に処理された層も実現可能となり得る。処理され得る層が単一か複数かを問わず、ＣＱＤ膜は好ましくは蒸着法、好ましくはコーティング法、より好ましくはスピンコーティング法またはスロットコーティング法により、またはインクジェット印刷により、またはブレードコーティング法により、提供され得る。好ましくは、ＣＱＤ膜は有機物質での処理を経てもよく、その場合、有機物質は好ましくはチオールおよびアミンから成る群から、特にブチルアミン、１，２−エタンジチオール（ｅｄｔ）、１，２−および１，３−ベンゼンジチオール（ｂｄｔ）、および／またはオレイン酸から選択され得る。一例として、硫化鉛量子ドット（ＰｂＳ  ＣＱＤ）を含むコロイド膜の処理向けに、有機物質ブチルアミンが採用された成功例がある。有機物質での処理後、ＣＱＤ膜は５０℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜２２０℃、より好ましくは１００℃〜２００℃の温度帯で空中乾燥させるのが好ましい。上記にて詳述のとおり、ｎ型材料層を最初に第１の伝導層へ直接蒸着させた後、ＣＱＤ膜を阻止層へ蒸着させてもよい。本発明では、阻止層は導電性材料、好ましくは二酸化チタン（ＴｉＯ２）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）の薄膜を含み得る。
【０１０４】
上記にて記述のとおり、さらなる伝導層を付加的に、単一または複数のＣＱＤ膜へ蒸着させることができ、さらなる伝導層は少なくとも一部が透明な半導体材料か、または好ましくは不透明な導電性材料、より好ましくは蒸着金属層、特に銀、アルミニウム、白金、クロム、チタンまたは金の１種または複数を含み得る。
【０１０５】
あるいは、さらなる伝導層は導電性ポリマー、特にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）またはＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の分散物の層を含み得る。さらに、蒸着金属接点を含む分割電極は付加的に、導電性ポリマー層の上に配置され、蒸着金属接点は特に銀、アルミニウム、白金、チタン、クロムまたは金の１種または複数を含み得る。
【０１０６】
本発明に記載の方法に関するさらなる詳細については、前述および／または後述の、光学検出器に関する説明を参照するとよい。
【０１０７】
本発明のさらなる一態様において、本発明に記載の検出器の使用が開示される。この態様では、物体の位置、特に物体の側方位置の判定を目的とする検出器の使用が提案され、検出器は好ましくは同時に少なくとも１個の縦方向光学センサとして、または少なくとも１個の付加的な縦方向光学センサとの組み合わせで、特に、位置測定、特に交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；走査用途；立体視用途；写真撮影用途；撮像用途またはカメラ用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途；車両向けのホーミングビーコンまたは追跡ビーコン検出器；熱シグネチャ（背景と比べ高温か低温か）による物体の距離および／または位置の測定；機械視覚用途；ロボット工学用途から成る群から選択される用途を目的に使用され得る。
【０１０８】
具体的に、本発明に記載の検出器は、特に、光起電層内で量子ドット向けに選択される材料に応じて、かなり広いスペクトル範囲にわたる電磁波の光学検出器として使用され得る。これに関する限り、紫外光（ＵＶ）、可視光、近赤外光（ＮＩＲ）、および赤外光（ＩＲ）のスペクトル範囲が、特に好適となり得る。非限定的な例として、特に、
ＵＶスペクトル範囲向けに窒化ガリウム（ＧａＮ）またはリン化ガリウム（ＧａＰ）、
可視スペクトル範囲向けに硫化カドミウム（ＣｄＳ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２、ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、硫化鉛（ＰｂＳ）を含む量子ドット、またはリン化インジウム（ＩｎＰ）、
ＮＩＲスペクトル範囲、特に８５０ｎｍ超の波長向けにテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ２、ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、または硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、
ＩＲスペクトル範囲向けにヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）（波長が２．６μｍ以下の場合）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）（波長が３．１μｍ以下の場合）、硫化鉛（ＰｂＳ）（波長が３．５μｍ以下の場合）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）（波長が５μｍ以下の場合）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）（波長が５．５μｍ以下の場合）、およびテルル化水銀カドミウム（ＭＣＴ、ＨｇＣｄＴｅ）（波長が１６μｍ以下の場合）、
これらの材料が量子ドット向けに選択され得る。
【０１０９】
これに関して、上述の材料の多くが費用効率的で長期安定性と信頼性のある材料として十分に知られ、長年にわたり、特に所定のスペクトル範囲でのセンシングの最適化に向けて開発されてきたという点を、特に強調することができる。したがって、本発明によって提案される拡大的目的に対し、既に商業的に入手可能な材料を適応させることが可能であることを、本発明の特に有利な点として捉えることができる。
【０１１０】
本発明に記載の光学検出器のさらなる用途として、例えば物体の存在または不存在の判定；光学的用途の拡大（例：カメラ露出制御、自動スライドフォーカス、自動リアビューミラー、電子スケール、自動ゲイン制御（特に変調光源における制御）、自動前照灯調光装置、夜間（街路）照明制御、石油ストーブ自動消火、または煙感知器）；またはその他、複写機のトナー密度判定などに使用する密度計；または比色分析測定などの既知である用途との組合せが挙げられる。
【０１１１】
このように、一般的に、検出器など本発明に記載の装置を様々な分野での用途に応用することができる。具体的に、検出器を以下から成る群から選択される用途に応用することができる：交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；写真撮影用途；地図製作用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途；車両向けのホーミング用または追跡用のビーコン検出器；モバイル用途；ウェブカム；音響装置；ドルビーサラウンド音響システム；コンピュータ周辺機器；ゲーミング用途；カメラまたはビデオ用途；監視用途；自動車用途；輸送用途；物流用途；車両用途；航空機用途；船舶用途；宇宙船用途；ロボット用途；医療用途；スポーツ用途；建築用途；工事用途；製造用途；機械視覚用途；飛行時間検出器、レーダ、ライダ、超音波センサまたは干渉分光法から選択される少なくとも１つのセンシング技術との併用。付加的にまたは代替的に、局所および／または全地球測位システムでの用途、特に乗用車または他の車両（例：鉄道、自動二輪車、自転車、貨物輸送トラック）、ロボットまたは歩行者用の陸標ベースの測位および／または航法での用途も挙げられる。さらに、屋内測位システムも潜在的用途として、例えば家庭用品および／または製造、物流、監視または保守技術で使用されるロボットが挙げられる。
【０１１２】
このように、第１に、本発明に記載の装置は携帯電話機、タブレットコンピュータ、ラップトップ、スマートパネルまたは他の固定型または移動型または着用型のコンピュータまたは通信アプリケーションにおいて使用され得る。このように、本発明に記載の装置は少なくとも１個の活性光源、例えば可視光範囲または赤外光スペクトル範囲の光を放出する光源と、性能向上を目的に組み合わされ得る。このように、一例として、本発明に記載の装置はカメラおよび／またはセンサとして、例えば環境、物体および生物を走査および／または検出するモバイルソフトウェアと組み合わせて使用され得る。本発明に記載の装置はさらに、撮像効果を高めるために、従来型カメラなど２Ｄカメラと組み合わせることもできる。本発明に記載の装置はさらに、監視および／または記録目的に、あるいはモバイル機器を制御する入力装置として、特に音声および／またはジェスチャ認識と組み合わせて使用することもできる。このように、具体的に、ヒューマンマシンインターフェースの役割を果たす、入力装置とも呼ばれる本発明に記載の装置は、携帯電話機などモバイル機器を介して他の電子装置または構成要素を制御する目的などモバイル用途において使用され得る。一例として、本発明に記載の少なくとも１個の装置を含むモバイルアプリケーションを、テレビジョン、ゲームコンソール、音楽再生機器または音楽装置または他の娯楽装置の制御用として使用することができる。
【０１１３】
さらに、本発明に記載の装置はコンピューティング用途向けのウェブカムまたは他の周辺機器においても使用され得る。このように、一例として、本発明に記載の装置は撮像、記録、監視、走査、または運動検出用のソフトウェアと組み合わせて使用され得る。ヒューマンマシンインターフェースおよび／または娯楽装置の文脈で概説されているとおり、本発明に記載の装置は特に、顔面表現および／または身体表現による命令付与に有用である。本発明に記載の装置は、マウス、キーボード、タッチパッド、マイクロフォンなどのような他の入力生成装置と組み合わせることができる。さらに、本発明に記載の装置は例えばウェブカムの使用により、ゲーム用途にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は仮想トレーニング用途および／またはビデオ会議においても使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、仮想現実または拡張現実用途において、特に頭部装着型表示装置を着用する際、使用される手、腕または物体の認識または追跡にも使用され得る。
【０１１４】
さらに、本発明に記載の装置は、上記にて部分的に説明したとおり、携帯型音響装置、テレビジョン装置およびゲーム装置においても使用され得る。具体的に、本発明に記載の装置は、電子装置、娯楽装置などの制御装置として使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、２Ｄ表示技法および３Ｄ表示技法などにおける眼球検出または視線追跡向けに、特に拡張現実用途および／または表示装置に視線が向けられているか否かの認識および／または表示装置に視線が向けられている方向の認識向けの透明表示装置と併せて使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、仮想現実または拡張現実用途との関連において、特に頭部装着型表示装置を着用する際、部屋、境界または障害物を探索する目的にも使用され得る。
【０１１５】
さらに、本発明に記載の装置は、例えばＤＳＣカメラなどデジタルカメラ、またはそれに含まれるものとして、および／またはＳＬＲカメラなどレフレックスカメラにおいて、またはそれに含まれるものとして、使用され得る。これらの用途については、上述のような携帯電話機などモバイルアプリケーションにおける本発明に記載の装置の使用を参照するとよい。
【０１１６】
さらに、本発明に記載の装置はセキュリティ用途または監視用途向けにも使用され得る。このように、一例として、本発明に記載の少なくとも１個の装置を、ある物体が所定の区域内または区域外に存在する場合に信号を発する１個または複数のデジタルおよび／またはアナログの電子機器と組み合わせることができる（例：銀行または博物館での監視用途）。具体的に、本発明に記載の装置は光学的暗号化に使用され得る。本発明に記載の少なくとも１個の装置の使用による検出を、ＩＲ、Ｘ線、ＵＶ−ＶＩＳ、レーダまたは超音波検出器など、波長を補完する他の検出装置と組み合わせることができる。本発明に記載の装置をさらに、低光量環境での検出を可能にする、活性赤外光源と組み合わせることもできる。本発明に記載の装置は一般的に、能動型検出器システムと比べ有利であるが、何故なら具体的に、本発明に記載の装置は第三者によって検出され得る信号を能動的に送信することを回避するからであり、例えばレーダ用途、超音波用途、ＬＩＤＡＲまたは同様の能動型検出装置の場合がそうである。このように、一般的に、本発明に記載の装置は、移動中の物体を、認識されず、かつ気付かれずに追跡するために使用され得る。加えて、本発明に記載の装置は一般的に、従来の装置と比べ、不正操作されにくく、過敏になりにくい。
【０１１７】
さらに、本発明に記載の装置の使用により３Ｄ検出が容易かつ正確になることを踏まえ、本発明に記載の装置は一般的に、顔面、身体および人の認識および識別に使用され得る。その場合、本発明に記載の装置は、識別または個人化を目的とする他の検出手段、例えばパスワード、指紋、虹彩検出、音声認識または他の手段と組み合わされ得る。このように、本発明に記載の装置は一般的に、セキュリティ装置および他の個人化用途において使用され得る。
【０１１８】
さらに、本発明に記載の装置は生産物識別用３Ｄバーコードリーダとして使用され得る。
【０１１９】
前述のセキュリティ用途および監視用途に加え、本発明に記載の装置は一般的に、空間および区域の監視およびモニタリングにも使用され得る。このように、本発明に記載の装置は、空間および区域の測量およびモニタリング向けに、また一例として、禁止区域への侵入が発生した場合の警報の発動または実行に使用され得る。このように、本発明に記載の装置は一般的に、建物監視または博物館において、任意で他の種類のセンサと組み合わせて、例えば運動センサまたは熱センサと組み合わせて、あるいは画像増倍管または画像拡大装置および／または光電子増倍管と組み合わせて、監視目的に使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は公共空間または混雑空間において、潜在的に危険有害な活動、特に犯罪、例えば駐車場での窃盗の実行、または空港における置き去りの手荷物など置き去りの物体の検出にも使用され得る。
【０１２０】
さらに、本発明に記載の装置は、有利にはビデオおよびカムコーダの用途など、カメラ用途にも適用され得る。このように、本発明に記載の装置は運動捕捉および３Ｄ映画撮影に使用され得る。その場合、本発明に記載の装置は一般的に、従来の光学装置と比べ、多数の利点を提供する。このように、本発明に記載の装置は一般的に、光学構成要素に関して要求される複雑性が低く済む。このように、一例として、レンズを１個しか持たない本発明に記載の装置の提供などにより、従来の光学装置と比べ、レンズ数を少なくすることができる。複雑性が低減されることから、超小型装置が、例えばモバイル用途向けに可能である。高品質のレンズを複数有する従来の光学システムは一般的に、概して大型のビーム分割装置が必要となるといった理由により、大型である。さらに、本発明に記載の装置は一般的に、自動焦点カメラなど、合焦／自動合焦装置向けにも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は光学顕微鏡法、特に共焦点顕微鏡法にも使用され得る。
【０１２１】
さらに、本発明に記載の装置は一般的に、自動車技術および輸送技術の技術分野においても適用可能である。このように、一例として、本発明に記載の装置は例えば適応型クルーズコントロール、非常用ブレーキアシスト、車線離脱警告、サラウンドビュー、死角検出、交通標識検出、交通標識認識、車線認識、後部横断通行警告、前方走行中の交通または車両の接近に応じて前照灯強度／距離を適応させるための光源認識、適応型前方照明システム、上向き前照灯自動制御、前方照明システムにおける適応型カットオフ照明、グレア防止上向き前方照明システム、前照灯照明による動物、障害物などのマーキング、後部横断通行警告およびその他、高度運転者支援システムなど運転者支援システムまたは他の自動車／交通用途向けに、距離センサおよび監視センサとして使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、特に衝突回避のために運転者の操作を予測するよう適応され得る、運転者支援システムにも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、本発明に記載の検出器の使用によって得られる位置情報の第１および第２の時間導関数の分析などにより、速度および／または加速度の測定にも使用され得る。この特徴は一般的に、自動車技術、輸送技術または全般的交通技術に適用可能である。他の分野の技術への応用も実現可能である。屋内測位システムにおける具体的用途として、輸送における乗客の配置の検出、より具体的にはエアバッグなど安全システムの使用の電子制御が挙げられる。本発明では、エアバッグの使用は特に、エアバッグの使用が乗員の負傷、特に重傷の原因となる危険性が生じる形で乗員が車両内に配置される状況において防ぐことができる。さらに、乗用車、鉄道、航空機などの輸送手段、特に自律型輸送手段において、本発明に記載の装置を、運転者が交通に気を配っているか、あるいはアルコールまたは他の薬物の消費が原因で注意力散漫、眠気または疲労または運転不能の状態であるか否かの判定に使用することができる。
【０１２２】
これらまたは他の用途において、本発明に記載の装置は一般的に単独の装置として、あるいは他のセンサ装置と組み合わせて、例えばレーダおよび／または超音波装置と組み合わせて使用され得る。具体的に、本発明に記載の装置は自律型運転および安全対策向けに使用され得る。さらに、これらの用途において、本発明に記載の装置は、赤外センサ、音波センサであるレーダセンサ、２次元カメラまたは他の種類のセンサと組み合わせて使用され得る。これらの用途では、本発明に記載の装置の概して受動的な性質が有利である。このように、本発明に記載の装置は一般的に信号放出を必要としないことから、能動型センサ信号が他の信号源と干渉するリスクを回避することができる。本発明に記載の装置は具体的に、標準的な画像認識ソフトウェアなど、認識ソフトウェアと組み合わせて使用され得る。このように、本発明に記載の装置によって提供されるような信号およびデータは一般的に、容易に処理可能であり、したがって一般的に、計算能力に対する要求は、確立された立体視システム、例えばＬＩＤＡＲよりも低い。空間要求が低いことから、カメラなど本発明に記載の装置を車両内の事実上どこでも、例えばフロントガラスの表面または裏面、前方フード、バンパ、ライト、ミラーまたは他の場所に設置することができる。本発明の範囲内で開示される効果に基づく１個または複数の検出器など、本発明に記載の様々な検出器を、例えば車両の自律運転を可能にするために、またはアクティブセーフティの概念の性能を向上させるために組み合わせることができる。このように、本発明に記載の様々な装置を、本発明に記載の他の１個または複数の装置および／または従来型のセンサと、例えばリアウィンドウ、サイドウィンドまたはフロントウィンドウ、バンパまたはライトにおいて、組み合わせることができる。
【０１２３】
本発明に記載の少なくとも１個の検出器など、本発明に記載の少なくとも１個の装置を、１個または複数の降雨検出センサと組み合わせることも可能である。これは、本発明に記載の装置が一般的に、とりわけ豪雨の間は、レーダなど従来型のセンサ技術よりも有利であるという事実による。本発明に記載の少なくとも１個の装置を、少なくとも１つ従来型のセンシング技術、例えばレーダと組み合わせることにより、気象条件に応じた複数の信号の適正な組合せを選択するソフトウェアを実現することができる。
【０１２４】
さらに、本発明に記載の装置は一般的に、ブレーキアシストおよび／またはパーキングアシストおよび／または速度測定にも使用され得る。速度測定は車両と一体化され得るか、または車両外において、例えば交通規制時における他の車両の速度測定向けに使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、駐車場で空き駐車スペースを検出する目的にも使用され得る。
【０１２５】
さらに、本発明に記載の装置は一般的に視覚、特に暗視能力、霧中視界または煙中視界など、視認が困難な条件下での視覚を目的に使用され得る。この目的を達成するため、光学検出器は、霧中または煙中に存在する粒子など小粒子、あるいは霧または煙霧中に存在する水滴など小さい水滴が入射光を反射しないか、またはごく一部しか反射しないと考えられる波長範囲内で少なくとも感受性となり得る、特異的に選択されたコロイド量子ドットを含み得る。一般的に知られているとおり、入射光ビームの反射は、入射光ビームの波長が粒子または水滴それぞれのサイズを超える場合、小さいかまたはごくわずかとなり得る。さらに、暗視能力は身体や物体から放出される熱放射の検出によって可能となり得る。このように、赤外光（ＩＲ）スペクトル範囲、好ましくは近赤外光（ＮＩＲ）スペクトル範囲内で特に感受性となり得る、特異的に選択されたコロイド量子ドットを含む光学検出器は、たとえ夜間、煙中、霧中、または煙霧中であっても良好な視認性を提供し得る。
【０１２６】
さらに、本発明に記載の装置は、医療システムおよびスポーツの分野でも使用され得る。このように、医療技術分野では、内視鏡などに使われる外科用ロボット工学が挙げられるが、何故なら上記にて概説のとおり、本発明に記載の装置は必要な容積が少なく済み、他の装置に組み込むことができるからである。具体的に、内視鏡など医療用装置において３Ｄ情報を捕捉するために使用され得る、本発明に記載の装置は、レンズが１個あればよい。さらに、本発明に記載の装置は、運動の追跡および分析を可能にするために、適切なモニタリングソフトウェアと組み合わされ得る。これにより、内視鏡または外科用メスなど医療用装置の位置を瞬間的に、磁気共鳴映像法、Ｘ線撮影または超音波撮影などから取得された医療用撮像結果と重ね合わせることができる。これらの用途は具体的に、例えば脳手術および遠隔診断および遠隔治療など、精密な位置情報が重要となる医療処置において有益である。さらに、本発明による装置は、３Ｄボディスキャンにも使用され得る。ボディスキャンは医療分野において、歯科手術、形成手術、肥満手術または美容整形手術などに適用され得るか、あるいは筋膜疼痛症候群、癌、身体醜形傷害または他の疾患などの医療診断文脈において適用され得る。ボディスキャンはさらに、スポーツ用具の人間工学的使用な使用または適合を評価する目的で、スポーツ分野でも適用され得る。
【０１２７】
ボディスキャンはさらに、衣類の分野において、衣類の適切なサイズやフィッティングの判定などにも使用され得る。この技術はテーラーメードの衣類、あるいはインターネットまたはセルフサービスのショッピング装置、例えばマイクロキオスク装置または顧客コンシェルジュ装置などから注文した衣類または履物の文脈で使用され得る。衣類分野におけるボディスキャンは、正装する顧客をスキャンする場合に特に重要である。
【０１２８】
さらに、本発明による装置は、人数計数システムの文脈において、例えばエレベーター、列車、バス、乗用車、または航空機内の人数の計数、あるいは玄関、扉、通路、小売店舗、スタジアム、娯楽会場、博物館、図書館、公共の場所、映画館、劇場などを通過する人数の計数を目的に使用され得る。さらに、人数計数システムにおける３Ｄ機能は、計数される人々に関する詳細情報、例えば身長、体重、年齢、体力などの情報を取得または推定する目的にも使用され得る。この情報は、ビジネスインテリジェンス測定基準向けに、および／または地域社会において人数を数えることによって魅力または安全性を高めるためのさらなる最適化に使用され得る。小売環境において、人数計数の文脈における本発明による装置は、再来店顧客または買物客の往来の認識、買物行動の評価、実際に購入する来訪者の割合の評価、交代勤務の最適化、あるいは商店街における来訪者１人当たり原価のモニタリングなどに使用され得る。さらに、人数計数システムは身体計測調査にも使用され得る。さらに、本発明による装置は公共輸送システムにおいて、輸送距離に応じた自動運賃課金にも使用され得る。さらに、本発明による装置は子どもの遊び場において、特に負傷した子どもまたは危険な活動に関わっている子どもの認識による、遊具との付加的相互交流の実現および／または遊具の安全な使用の確保等にも使用され得る。
【０１２９】
さらに、本発明に記載の装置は建設用具、例えば物体または壁までの距離を判定する距離計、あるいは表面が平面かどうかを評価する道具、物体を順序通りに整列または配置するための道具、あるいは建設環境などで使用するための検査用カメラにおいて使用され得る。
【０１３０】
さらに、本発明に記載の装置はトレーニング、遠隔指導または競技目的など、スポーツおよび運動の分野でも適用され得る。具体的に、本発明に記載の装置はダンス、エアロビクス、フットボール、サッカー、バスケットボール、野球、クリケット、ホッケー、陸上競技、水泳、ポロ、ハンドボール、バレーボール、ラグビー、相撲、柔道、フェンシング、ボクシング、ゴルフ、自動車レース、レーザタグ、戦場シミュレーションなどの分野でも適用され得る。本発明に記載の装置はスポーツと試合の両方において、ボール、バットまたは剣の位置および運動などを検出するため、例えば試合を監視するため、審判をサポートするため、またはスポーツにおける特定の状況において判定を行うため、とりわけ自動判定を行うため、例えば、実際に得点またはゴールがあったか否の判定を行うために使用され得る。
【０１３１】
さらに、本発明に記載の装置は自動車レースまたは自動車運転訓練または自動車安全訓練などの分野において、車両の位置または進路、あるいは従前の進路または理想的な進路からの逸脱などを判定する目的にも使用され得る。
【０１３２】
本発明による装置はさらに、楽器の練習の補助、特に遠隔レッスン、例えばフィドル、バイオリン、チェロ、ベース、ハープ、ギター、バンジョーまたはウクレレなど弦楽器、ピアノ、オルガン、キーボード、ハープシコード、ハーモニウムまたはアコーディオンなど鍵盤楽器、および／またはドラム、ティンパニ、マリンバ、木琴、ビブラホン、ボンゴ、コンガ、タンバル、ジャンベまたはタブラなど打楽器のレッスンの補助にも使用され得る。
【０１３３】
本発明による装置はさらに、トレーニングの奨励および／または運動の調査および是正を目的に、リハビリテーションおよび理学療法においても使用され得る。この場合、本発明による装置は遠隔診断にも適用され得る。
【０１３４】
さらに、本発明による装置はマシンビジョンの分野でも適用され得る。したがって、１個または複数の本発明による装置を、例えば自律運転および／またはロボットの作業に関する受動的制御ユニットとして使用することができる。移動するロボットと組み合わせることにより、本発明による装置は、自律的な移動および／または部品の不具合の自律的な検出を実現することができる。本発明による装置は、例えばロボットと生産部品と生物との間での衝突（に限られない）などの事故を回避するために、製造および安全性の監視にも使用され得る。ロボット工学では、ロボットが人間を認識しないと人間に重傷を負わせてしまうおそれがあることから、人間とロボットとの安全な直接の相互作用が争点となることが多い。本発明に記載の装置は、ロボットが物体や人間の位置をより良好かつ迅速に判断し、安全な相互作用を可能にする上で役立ち得る。本発明に記載の装置の受動的性質を踏まえ、本発明に記載の装置は能動型装置よりも有利と考えられ、および／またはレーダ、超音波、２Ｄカメラ、ＩＲ検出など、既存の解決手段を補う目的に使用され得る。本発明に記載の装置における１つの特別な利点は、信号干渉の可能性が低いことである。したがって、複数のセンサが同じ環境で同時に、信号干渉のリスクを伴うことなく作動し得る。このように、本発明に記載の装置は一般的に、高度に自動化された生産環境、例えば限定するものではないが、自動車産業、鉱業、鉄鋼産業などにおいて有用となり得る。本発明に記載の装置は、例えば２Ｄ撮像、レーダ、超音波、ＩＲなど他のセンサと組み合わせて、品質管理または他の目的など、生産における品質管理にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は表面品質の評価向けに、例えば製品の表面平坦性または指定された寸法の遵守状況の調査などを目的に、数マイクロメートルから数メートルの範囲に至るまで、使用することができる。他の品質管理用途も実現可能である。製造環境において、本発明に記載の装置は食品または木材など天然生産物の加工に特に有用であり、複雑な３次元構造によって大量の廃棄物の発生を回避する。さらに、本発明に記載の装置は、タンクやサイロなどの充填レベルのモニタリングに使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は複雑な製品の部品検査、特に欠落部品、不完全な部品、緩んでいる部品、または低品質の部品の検査向けに、例えば自動光学検査または印刷回路基板に関連する検査、組立品または部分組立品の検査、工学的構成要素の検証、エンジン部品検査、木材品質検査、ラベル検査、医療用具検査、製品配向検査、包装検査、食品包装検査、あるいは他の種類の部品に関連する検査にも使用され得る。
【０１３５】
さらに、本発明に記載の装置は車両、列車、航空機、船舶、宇宙船および他の交通用途にも使用され得る。このように、交通用途の文脈においては上述の用途に加え、航空機や車両など向けの受動型追跡システムも挙げられる。本発明に記載の少なくとも１個の検出器など、本発明に記載の少なくとも１個の装置を、移動中の物体の速度および／または方向のモニタリングに使用することが実現可能である。具体的に、陸地、海および空（宇宙空間を含む）における高速移動中の物体の追跡が挙げられる。具体的に、本発明に記載の少なくとも１個の検出器など、本発明に記載の少なくとも１個の装置を、固定型および／または移動型の装置に装着することができる。本発明に記載の少なくとも１個の装置の出力信号を、例えば別の物体の自律移動または誘導移動のための誘導機構と組み合わせることができる。したがって、追跡対象物体と操縦される物体との間での衝突を回避するか、または可能にするための用途が実現可能である。本発明に記載の装置は一般的に有用かつ有利であるが、その背景には要求される計算能力が低く、瞬時に応答することと、検出システムの受動的性質のおかげで一般的に、レーダなど能動型システムと比べ、見つかりにくく、撹乱されにくいという点がある。本発明に記載の装置は、速度制御装置や航空交通制御装置に特に有用であるが、これらに限られるわけではない。さらに、本発明に記載の装置は、有料道路の自動料金徴収システムでも使用され得る。
【０１３６】
本発明に記載の装置は一般的に、受動的用途に使用され得る。受動的用途の例として港湾または危険区域での船舶の誘導や、航空機の離着陸時の誘導が挙げられる。この場合、精密な誘導のため、固定型の既知の能動的標的が使用され得る。同じものを、鉱山用車両など、危険であるが適切に定められている経路での車両運転に使用することができる。さらに、本発明に記載の装置は、自動車、列車、飛行物体、動物など、急速に接近する物体の検出にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、物体の速度または加速度の検出、あるいは時間に応じた位置、速度および／または加速度のうち１つまたは複数の追跡による物体の動きの予測にも使用され得る。
【０１３７】
さらに、上記にて概説のとおり、本発明に記載の装置はゲーム分野でも使用され得る。このように、本発明に記載の装置は、サイズ、色、形状などが同一または異なる複数の物体と併用する場合、例えば運動を内容に組み入れるソフトウェアとの組合せによる運動検出の場合、受動的であってもよい。特に、運動をグラフィック出力へと実装する用途が実現可能である。さらに、命令を付与するための本発明に記載の装置の用途が、例えばジェスチャ認識または顔面認識用の、本発明に記載の１個または複数の装置の使用によって実現可能である。本発明に記載の装置は、例えば低光量条件またはその他、周囲条件の増強が必要となる状況下で作動できるよう、能動型システムと組み合わせることができる。付加的にまたは代替的に、本発明に記載の１個または複数の装置と１個または複数のＩＲ光源またはＶＩＳ光源との組合せも可能である。本発明による検出器を、例えば特別な色、形状、他の装置に対する相対位置、移動速度、光、装置の光源の変調に使用される周波数、表面特性、使用材料、反射特性、透明度、吸収特性などをシステムとそのソフトウェアによって容易に区別することができる特殊装置と組み合わせることも可能である。装置は、他にも数ある可能性の中で特に、スティック、ラケット、クラブ、銃、ナイフ、ホイール、リング、ステアリングホイール、ボトル、ボール、グラス、花瓶、スプーン、フォーク、キューブ、ダイス、フィギュア、人形、テディ、ビーカ、ペダル、スイッチ、手袋、宝飾品、楽器または楽器を演奏するための補助用具、例えばピック、ドラムスティックなどに類似するものであってもよい。他の選択肢も実現可能である。
【０１３８】
さらに、本発明に記載の装置は、高温または他の発光プロセスなどが原因でそれ自体が発光する物体の検出および／または追跡にも使用され得る。発光部分は排気流などであってもよい。さらに、本発明に記載の装置は、反射性物体の追跡や、これらの物体の回転または配向の分析にも使用され得る。
【０１３９】
さらに、本発明に記載の装置は、一般に建築、建設および地図製作の分野でも使用され得る。このように、本発明に記載の１個または複数の装置は一般的に、田園地帯または建物など、環境的区域の測定および／またはモニタリングに使用され得る。その場合、本発明に記載の１個または複数の装置を他の方法および装置と組み合わせるか、あるいはもっぱら建築プロジェクト、変化する物体、住宅などの進捗および正確性のモニタリングを目的に使用することができる。本発明に記載の装置は、部屋、街路、住宅、コミュニティまたは景観（地上または上空からの双方）に関する地図を作成するために、スキャンされた環境の３次元モデルを生成する目的で使用され得る。潜在的な適用分野の例として建設、地図作成、不動産管理、土地測量などが挙げられる。一例として、本発明に記載の装置を、ドローンまたはマルチコプターなど飛行可能な手段に搭載し、畑、生産工場または景観など、建物、煙突、生産現場、農業生産環境のモニタリング、救出活動の支援、危険な環境での作業の支援、屋内または屋外の火災現場での消防隊の支援、人間、動物または移動物体の捜索またはモニタリングのため、あるいはスキーまたはサイクリングなどスポーツを実施中の人々の追従および記録など、ヘルメット、マーク、ビーコン装置などの追従によって実現可能な娯楽目的に使用することができる。本発明に記載の装置を、障害物の認識、既定の経路の追従、端部、パイプ、建物などの追従、あるいは環境の大域的または局所的マップの記録に使用することができる。さらに、本発明に記載の装置を、ドローンの屋内または屋外での所在特定および配置、気圧センサが十分に正確でない屋内でのドローンの高度の安定化、あるいは複数のドローンの動きの調和または空中での再充電または燃料補給など、複数のドローンの相互作用を目的に使用することができる。
【０１４０】
さらに、本発明による装置は、家屋内での基本的な電化製品関連サービス、例えばエネルギーまたは負荷の管理、遠隔診断、ペット関連電化製品、児童監視、電化製品関連監視、高齢者または病人の補助またはサービス提供、家屋の保安および／または監視、電化製品の操作の遠隔制御、そして自動保守補助の相互接続、自動化および制御のための、ＣＨＡＩＮ（欧州家電機器委員会相互運用ネットワーク）など、家庭用電化製品の相互接続ネットワーク内で使用され得る。さらに、本発明による装置は、空調システムなど冷暖房システムにおいて、特定の温度または湿度への調整対象となる部屋の部分を、特に１人または複数の人の位置に応じて判定するために使用され得る。さらに、本発明による装置は、家事に使用され得る奉仕ロボットまたは自律型ロボットなど、家庭用ロボットにおいても使用され得る。本発明による装置は多種多様な目的、例えば衝突回避または環境地図作成に使用され得るだけでなく、使用者の識別、任意の使用者についてのロボットの性能の個人化、セキュリティ目的、あるいはジェスチャ認識または顔面認識にも使用され得る。一例として、本発明による装置は、ロボット掃除機、床洗浄ロボット、乾拭きロボット、衣類のアイロン掛け用ロボット、動物用トイレロボット（猫用トイレロボットなど）、侵入者を発見するセキュリティロボット、芝刈りロボット、自動プール洗浄機、雨樋洗浄ロボット、窓洗浄ロボット、おもちゃのロボット、テレプレゼンスロボット、移動能力が低い人々の友達になるソーシャルロボット、または手話通訳ロボットにおいて使用され得る。高齢者など移動能力が低い人々の文脈において、本発明による装置を有する家庭用ロボットは、物体の拾い上げ、運搬、そして物体や使用者との安全な形での相互交流のために使用され得る。さらに、本発明による装置は、危険物を扱うロボットまたは危険な環境で働くロボットにも使用され得る。非限定的な一例として、本発明に記載の装置は、化学物質または放射性物質など危険物（特に災害発生後）、あるいは地雷、不発弾など他の危険物または潜在的危険物を扱うロボットまたは無人遠隔制御型車両への搭載、あるいは燃えている物体の近くまたは被災地の付近など不安全な環境の調査、あるいは空中、海上、地下などでの有人または無人での救出活動に使用され得る。
【０１４１】
さらに、本発明による装置は、家庭用機器、モバイル機器または娯楽装置、例えば冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、窓のブラインドまたはシャッター、家庭用警報器、空調機器、暖房機器、テレビジョン、音響装置、スマートウォッチ、携帯電話機、電話機、食器洗浄機、またはストーブなどにおいて、人の存在の検出、装置の内容または機能のモニタリング、あるいは人との相互交流および／または人に関する情報の別の家庭用機器、モバイル機器または娯楽装置との共有にも使用され得る。本発明では、本発明に記載の装置は高齢者、障害者または視覚障害者のための、例えば物体の保持、運搬または拾い上げなど家事または作業の支援の装置、あるいは安全システムにおける、環境中の障害物を伝達するよう適応された光学信号および／または音声信号による支援に使用され得る。
【０１４２】
本発明による装置はさらに、農業分野において、例えば害虫、雑草および／または菌類や昆虫によって全体または部分的に感染するおそれのある作物植物の感染状況の検出および選別にも使用され得る。さらに、作物収穫の場合、本発明による装置を使用しなければ収穫用機器によって負傷する可能性のあるシカなどの動物の検出に、本発明による装置を使用することもできる。さらに、本発明による装置は、畑または温室での植物の成長を観察するため、特に畑または温室内の任意の領域について、さらには任意の植物について、水または肥料または作物保護製品の量を調整するために使用され得る。さらに、農業用バイオテクノロジー分野において、本発明による装置は植物のサイズおよび形状のモニタリングにも使用され得る。
【０１４３】
さらに、本発明による装置を、化学物質または汚染物質を検出するセンサ、バクテリアまたはウイルスなどを検出する電子鼻チップ、微生物センサチップ、ガイガーカウンタ、触覚センサ、熱センサなどと組み合わせることもできる。これは例えば危険または困難な作業、例えば感染性の高い患者の治療、きわめて危険な物質の取扱いまたは除去、高度汚染区域（高放射能区域または化学物質漏出）の浄化、あるいは農業での害虫駆除向けに構成されるスマートロボットの製造に使用され得る。
【０１４４】
本発明に記載の１個または複数の装置はさらに、物体のスキャン向けに、例えばＣＡＤまたは同様のソフトウェアと組み合わせて、例えば付加製造および／または３Ｄ印刷向けにも使用され得る。その場合、本発明に記載の装置の高い寸法精度を、例えばｘ方向、ｙ方向またはｚ方向において、あるいはこれらの方向の任意の組合せで、例えば同時に利用することができる。これに関して、反射光または散乱光を提供し得る表面上の被照明スポットの検出器からの距離の判定を、被照明スポットから光源までの距離とは事実上無関係に実施することができる。本発明におけるこの特性は、三角測量または飛行時間（ＴＯＦ）方式など既知の方法と正反対で、既知の方法では光源から被照明スポットまでの距離は先験的に既知であるか、または帰納的に計算されることにより、検出器から被照明スポットまでの距離が判定可能でなければならない。これとは対照的に、本発明に記載の検出器の場合、スポットが適度に照らされているだけで十分と考えられる。さらに、本発明に記載の装置は金属表面など反射表面の走査向けに、それらが固体表面を含み得るかまたは液体表面を含み得るかを問わず、使用することができる。さらに、本発明に記載の装置は例えばパイプライン検査ゲージなど、検査および保守の際にも使用され得る。さらに、生産環境において、本発明に記載の装置は、自然に成長する物体など定義困難な形状の物体が相手の作業、例えば野菜または他の自然生産物の形状またはサイズによる選別、あるいは加工ステップに必要な精度よりも低い精度で製造される食肉または物体などの生産物の切断にも使用され得る。
【０１４５】
さらに、本発明による装置は、車両またはマルチコプターなどを例えば屋内空間または屋外空間経由で自律移動または部分自律移動させることを可能にするための、局所操縦システムにも使用され得る。非限定的な一例として、物体を拾い上げ、それらを様々な位置に配置するために、自動化された貯蔵施設を通って移動する車両が挙げられる。屋内操縦はさらに、商店街、小売店舗、博物館、空港または鉄道駅における可動物品、可動装置、手荷物、顧客または従業員の位置の追跡、あるいは地図上での現在位置など場所特異的情報、または販売された物品に関する情報の使用者への提供などにも使用され得る。
【０１４６】
さらに、本発明に記載の装置は、自動二輪車の安全運転の確保、例えば速度、傾斜、接近中の障害物、道路の凹凸、またはカーブのモニタリングによる自動二輪車運転支援などにも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、列車または路面電車の衝突回避にも使用され得る。
【０１４７】
さらに、本発明に記載の装置は、携帯型装置において、包装物または小包の、物流プロセス最適化のためのスキャンにも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、さらなる携帯型装置、例えば個人用買物装置、ＲＦＩＤリーダ、病院または保健環境において使用するための医療用携帯型装置、あるいは患者または患者の健康に関連する情報の入手、交換または記録、あるいは小売環境または保健環境向けのスマートバッジなどにも使用され得る。
【０１４８】
上記にて概説のとおり、本発明に記載の装置はさらに、製造、品質管理または識別の用途、例えば生産物識別またはサイズ識別（最適な場所または包装物の発見、廃棄物低減などの目的）にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は物流用途に使用され得る。このように、本発明に記載の装置は、載荷または包装容器または車両の最適化に使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、製造分野における表面損傷のモニタリングまたは制御、レンタル車両などレンタル物品のモニタリングまたは制御、および／または損害評価など保険用途にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、最適な材料の取扱いなど、材料、物体または道具のサイズの識別向けに、特にロボットと併用する形で使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、タンクの充填レベル観察など、生産工程管理に使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、限定されるものではないが、タンク、パイプ、反応装置、道具など生産用資産の保守にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は３Ｄ品質マークの分析にも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、歯の詰め物、歯列矯正具、義歯、衣類などのテーラーメードの物品の製造にも使用され得る。本発明に記載の装置は、１つまたは複数の３Ｄプリンタとの組合せによる、迅速な試作品製作、３Ｄ複製などにも使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、１個または複数の物品の形状検出にも、例えば海賊品や偽造品の摘発のために使用され得る。
【０１４９】
さらに、本発明に記載の装置はジェスチャ認識の文脈で使用され得る。この文脈で、ジェスチャ認識と本発明に記載の装置の組み合わせは、特に、身体、身体部位または物体の運動を介して情報を機械に伝達するためのヒューマンマシンインターフェースとして使用され得る。本発明では、情報は好ましくは手または手の部位（指など）の動作を介して、特に物体の指差し、手話の適用（聴覚障害者向けの適用など）、数字、承認、不承認などを意味する仕草の実行、手を振る動作（誰かに接近、退去、挨拶、物体を押す、物体を手に取ることを要求する場合など）により、あるいはスポーツまたは音楽の分野における準備運動など手または指の運動において、伝達され得る。さらに、情報は腕または脚の動作により、スポーツ、音楽、例えば娯楽、エクササイズ、または機械の機能訓練などを目的とする場合における腕、脚、両腕、両脚、または腕と脚の組み合わせの回転、蹴り、握り、撚り、回転、スクローリング、ブラウジング、押し、曲げ、パンチ、揺さぶりといった動作によって伝達され得る。さらに、情報は全身または身体の主要部位の動作、例えばジャンプ、回転、あるいは空港職員または交通警察による「右へ曲がれ」、「左へ曲がれ」、「前進せよ」、「減速せよ」、「止まれ」、または「エンジンを止めよ」などの情報を伝達するための手話、あるいは泳ぐ真似、飛び込む真似、走る真似、射撃する真似など複雑な仕草、あるいはヨガ、ピラティス、柔道、空手、ダンス、またはバレエなどにおける複雑な動作または身体位置によって伝達され得る。さらに、情報は、コンピュータプログラムにおける仮想ギター機能を制御するためのモックアップギターの使用、コンピュータプログラムにおける仮想ギター機能を制御するための本物のギターの使用、電子書籍を読む、あるいは仮想文書におけるページの移動またはブラウジングのための本物またはモックアップの書物の使用、コンピュータプログラムにおける描画のための本物またはモックアップのペンの使用など、モックアップ装置に相当する仮想装置を制御するための本物またはモックアップの装置の使用によって伝達され得る。さらに、情報の伝達は例えば音、振動または動作など、使用者へのフィードバックに連動され得る。
【０１５０】
音楽および／または楽器の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、訓練、楽器の制御、楽器の録音、モックアップ楽器の使用を介した、またはエアギターなど単に楽器の存在を装うことによる音楽の演奏または録音（騒音防止または録音の実施を目的とする場合など）、あるいは仮想のオーケストラ、アンサンブル、バンド、ビッグバンド、聖歌隊などの指揮、あるいは練習、訓練、録音または娯楽を目的とする場合などに使用され得る。
【０１５１】
さらに、安全および監視の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、歩行または身体の動きによる人の認識など人の動作プロファイルの認識、あるいは個人を識別する仕草または動きなど、アクセスまたは識別制御としての手または身体部位または全身の仕草または動きの認識に使用され得る。
【０１５２】
さらに、スマートホーム用途またはモノのインターネットの文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、家電製品および／または家庭用装置、例えば冷蔵庫、セントラルヒーティング、空調、電子レンジ、製氷機または湯沸かし器など、あるいはテレビジョンセット、スマートフォン、ゲームコンソール、ビデオレコーダー、ＤＶＤプレーヤー、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレットなど娯楽装置、またはこれらの組み合わせ、または家庭用装置と娯楽装置の組み合わせを相互に接続するネットワークの一部となり得る家庭用装置の集中または非集中管理として使用され得る。
【０１５３】
さらに、仮想現実または拡張現実の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、仮想現実アプリケーションまたは拡張現実アプリケーションの動きまたは機能の制御、例えば仕草、ジェスチャ、身体の動きまたは身体部位の動きなどを使用するゲームのプレイまたは制御、あるいは仮想世界の中での移動、仮想物体の操作、スポーツ、芸術、工芸、音楽またはゲームにおけるボール、チェス駒、碁石、楽器、道具、ブラシなど仮想物体を使用してのプレイなどに使用され得る。
【０１５４】
さらに、医療の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、リハビリ訓練や遠隔診断の補助、あるいは手術または治療のモニタリングまたは調査、医用画像と医療装置の位置の重ね合わせおよび表示、あるいは磁気共鳴断層撮影法またはＸ線撮影などからの予め記録された医用画像と手術中または治療中に記録される内視鏡または超音波などからの画像の重ね合わせおよび表示に使用され得る。
【０１５５】
さらに、製造および工程自動化の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、プログラミング、制御、製造、操作、補修または教え込みなど、ロボット、ドローン、無人自律車両、サービスロボット、可動物体などを制御し、教え込み、またはプログラムするために、あるいは安全上の理由または保守目的などでの物体またはエリアの遠隔操作に使用され得る。
【０１５６】
さらに、ビジネスインテリジェンス測定の文脈で言えば、本発明に記載の装置はジェスチャ認識と組み合わせて、人数計数、顧客動向調査、あるいは顧客が時間や物体を費やす場所、顧客が試験、取得、探査などを行うエリアの調査に使用され得る。
【０１５７】
さらに、本発明に記載の装置は日曜大工またはプロ用の道具の文脈で言えば、特に電動式、モーター駆動式または動力式の道具、例えばドリル機械、鋸、のみ、ハンマー、レンチ、ステープルガン、ディスクカッター、金属鋏および金属ニブラー、アングルグラインダー、ダイグラインダー、ドリル、ハンマードリル、ヒートガン、レンチ、サンダー、エングレーバー、ネイラー、糸鋸、ビスケットジョイナー、木材ルーター、かんな、ポリッシャー、タイルカッター、洗浄機、ローラー、ウォールチェイサー、木摺、イパクトドライバー、ジョインター、塗装用ローラー、スプレーガン、ほぞ継ぎ機、または溶接機などに、特に製造時の精度補助、最低限または最大限の距離の維持、または安全対策を目的に使用され得る。
【０１５８】
さらに、本発明に記載の装置は視覚障害者の補助に使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は、小売店舗環境、医療用途、生産環境などで使用され得るタッチ画面において、例えば衛生上の理由から直接接触を避ける目的で使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は農業生産環境において、例えば安定洗浄ロボット、卵収集機、搾乳機、収穫機、農場用機械類、刈り取り機、集材機、コンバインハーベスタ−、トラクター、耕運機、鋤、石抜き機、馬鋤、ストリップティル 、ばらまき機、種蒔き機（ジャガイモ種蒔き機など）、肥料拡散機、噴霧器、スプリンクラーシステム、スワサー、ベイラ−、ローダー、フォークリフト、草刈り機などに使用され得る。
【０１５９】
さらに、本発明に記載の装置は、児童または障害者などコミュニケーションの技量または可能性が限られる人または動物向けに衣類、靴、メガネ、帽子、義肢、歯列矯正具を選定および／または適応する目的で使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は倉庫、物流、流通、輸送、荷物の積み降ろし、スマート製造、インダストリー４．０などの文脈で使用され得る。さらに、本発明に記載の装置は製造の文脈において加工、分注、曲げ加工、材料取り扱いなどの文脈で使用され得る。
【０１６０】
本発明に記載の装置は１個または複数の他の種類の測定装置と組み合わせてもよい。このように、本発明に記載の装置は例えば飛行時間（ＴＯＦ）検出器、ステレオカメラ、ライトフィールドカメラ、ライダ、レーダ、ソナー、超音波検出器または干渉分光法など、１個または複数の他の種類のセンサまたは検出器と組み合わせてもよい。本発明に記載の装置を１個または複数の他の種類のセンサまたは検出器と組み合わせる場合、本発明に記載の装置および少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器は各々が独立的な装置として、本発明に記載の装置が少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器から分離する形で設計され得る。あるいは、本発明に記載の装置および少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器は完全にまたは部分的に、単一の装置として一体化または設計され得る。
【０１６１】
このように、非限定的な一例として、本発明に記載の装置はさらにステレオカメラを含み得る。本明細書で使用されるとき、ステレオカメラは、ある場面または物体の画像を少なくとも２つの別々の視点から捕捉するために設計されるカメラである。このように、本発明に記載の装置は少なくとも１個のステレオカメラと組み合わせてもよい。
【０１６２】
ステレオカメラは当業者にとって一般的に既知であることから、ステレオカメラの機能性は当該技術分野において一般的に既知である。本発明に記載の装置と組み合わせると、付加的な距離情報を提供し得る。このように、本発明に記載の装置は、ステレオカメラの情報に加え、ステレオカメラによって捕捉される場面内の少なくとも１個の物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を提供するよう適応され得る。ステレオカメラによって提供される情報、例えばステレオカメラの使用により実施された三角測量結果の評価によって得られる距離情報などは、本発明に記載の装置の使用によって較正および／または妥当性確認され得る。このように、一例として、ステレオカメラは少なくとも１個の物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の第１の情報を、例えば三角測量結果の使用によって提供する目的で使用され得る一方、本発明に記載の装置を少なくとも１個の物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の第２の情報を提供する目的で使用され得る。第１の情報項目と第２の情報項目は、測定の正確性を改善する目的で使用され得る。このように、第１の情報項目が第２の情報項目の較正に使用され得るか、または第２の情報項目が第１の情報項目の較正に使用され得る。結果的に、本発明に記載の装置は、一例として、ステレオカメラおよび本発明に記載の装置を有するステレオカメラシステムを形成し得、ステレオカメラシステムは本発明に記載の装置によって提供される情報の使用により、ステレオカメラによって提供される情報を較正するよう適応される。
【０１６３】
結果として付加的にまたは代替的に、本発明に記載の装置は、ステレオカメラによって提供される第１の情報項目を補正する目的で、本発明に記載の装置によって提供される第２の情報項目を使用するよう適応され得る。付加的にまたは代替的に、本発明に記載の装置は、ステレオカメラの光学的歪みを補正する目的で、本発明に記載の装置によって提供される第２の情報項目を使用するよう適応され得る。さらに、本発明に記載の装置はステレオカメラによって提供されるステレオ情報を計算するよう適応され得、本発明に記載の装置によって提供される第２の情報項目はステレオ情報の計算を加速する目的で使用され得る。
【０１６４】
一例として、本発明に記載の装置は、本発明に記載の装置によって捕捉される場面内の少なくとも１個の仮想物体または実物体をステレオカメラの較正に使用するよう適応され得る。一例として、１つまたは複数の物体および／またはエリアおよび／またはスポットが較正に使用され得る。一例として、少なくとも１つの物体またはスポットの距離は、本発明に記載の装置の使用によって判定され得、ステレオカメラによって提供される距離情報は本発明に記載の装置の使用によって判定されるこの距離を使用して較正され得る。例えば、本発明に記載の装置における少なくとも１つの活性光スポットが、ステレオカメラの較正点として使用され得る。一例として、この活性光スポットは写真内で自由に移動し得る。
【０１６５】
本発明に記載の装置は、活性距離センサによって提供される情報を使用してステレオカメラを連続的または断続的に較正するよう適応され得る。このように、一例として、較正は周期的、連続的または散発的に発生し得る。
【０１６６】
さらに、典型的なステレオカメラは、物体の距離に依存する測定誤差または不確実性を示す。この測定誤差は、本発明に記載の装置によって提供される情報と組み合わせると低減され得る。
【０１６７】
ステレオカメラと他の種類の距離センサとの組み合わせは、当該技術分野において一般的に既知である。このように、Ｄ．Ｓｃａｒａｍｕｚｚａ  ｅｔ  ａｌ．、ＩＥＥＥ／ＲＳＪ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｒｏｂｏｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、２００７、ＩＲＯＳ  ２００７、４１６４−４１６９頁において、カメラおよび３Ｄレーザーレンジファインダーにおける自然な場面からの外部の自己較正が開示されている。同様に、Ｄ．Ｋｌｉｍｅｎｔｊｅｗ  ｅｔ  ａｌ．、２０１０  ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ  Ｆｕｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＦＩ）、２３６−２４１頁において、カメラおよび３Ｄレーザーレンジファインダーにおける物体認識用の多重センサ融合が開示されている。当業者であれば認識するとおり、当該技術分野において既知であるこれらのセットアップにおけるレーザーレンジファインダーを、上述の先行技術文書によって開示されている方法および利点を変更することなく、本発明に記載の少なくとも１個の装置で単純に置換または補完することができる。ステレオカメラの潜在的セットアップについては上述の先行技術文書を参照するとよい。さらに、少なくとも１個の任意のステレオカメラにおける他のセットアップおよび実施形態も実現可能である。
【０１６８】
好ましくは、光学検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システム、カメラおよび様々な検出器用途のさらなる潜在的詳細について、特に転送装置、横方向光学センサ、評価装置、および該当する場合縦方向光学センサ、変調装置、照明源および撮像装置に関して、具体的には潜在的材料、設定および更なる詳細に関して、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号、米国特許出願公開第２０１２／２０６３３６Ａ１号、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号、米国特許出願公開第２０１４／２９１４８０Ａ１号、および２０１６年１月２８日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号の１つまたは複数を参照するとよい。これらの文献すべての全内容は参照によって本明細書に含まれる。
【０１６９】
前述の検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェースおよび娯楽装置、そして提案される使用も、先行技術に対して大幅な利点を有する。このように、一般的に、簡単でありながらも効率的な、空間内での少なくとも１個の物体の位置を正確に判定する検出器が提供され得る。その中で、一例として、物体または物体の一部の３次元座標を、迅速かつ効率的な形で判定することができる。
【０１７０】
本技術分野において既知の装置と比べ、提案される検出器は高度な簡素さ、具体的には検出器の光学的設定に関する簡素さを提供する。このように、原則として、コロイド量子ドットを特別に適応させた環境および適切な評価装置と組み合わせる単純な組み合わせでも、信頼性のある、好ましくは赤外（ＩＲ）スペクトル範囲、特に近赤外（ＮＩＲ）スペクトル範囲内での高精度位置検出には十分である。この高度な簡素さは、高精度測定の可能性との組合せにより、具体的には機械制御、例えばヒューマンマシンインターフェースや、より好ましくはゲーム、追跡、走査、および立体視などにおいて適切である。このように、多数のゲーム、娯楽、追跡、走査、および立体視の目的に使用され得る、費用効率的な娯楽装置が提供され得る。
【０１７１】
要約すると、本発明の文脈においては以下の実施形態が特に好ましいと考えられる。
【０１７２】
実施形態１：少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器であって、
物体から検出器へと移動中の光ビームの横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置である、少なくとも１個の横方向光学センサであって、少なくとも２つの伝導層の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層を有し、光起電層は複数の量子ドットを含み、複数の伝導層の少なくとも１つは少なくとも一部が透明であることにより光ビームが光起電層へと移動することを可能にし、横方向光学センサはさらに、複数の伝導層の１つに位置する少なくとも１個の分割電極を有し、分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は光起電層内での光ビームの横方向位置を示す、横方向光学センサと、
少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって物体の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、少なくとも１個の評価装置と
を含む検出器。
【０１７３】
実施形態２：光起電層が複数のコロイド量子ドット（ＣＱＤ）を含む実施形態１に記載の検出器。
【０１７４】
実施形態３：複数の量子ドットを含むコロイド膜からコロイド量子ドット（ＣＱＤ）を取得可能である実施形態１または２に記載の検出器。
【０１７５】
実施形態４：１種の媒体を含む連続相中で分散した状態のサブマイクロメートルスケールの半導体結晶をコロイド膜が含む実施形態３に記載の検出器。
【０１７６】
実施形態５：媒体が少なくとも１種の非極性有機溶媒を含む実施形態４に記載の検出器。
【０１７７】
実施形態６：非極性有機溶媒がオクタン、トルエン、シキロヘキサン、ｎヘプタン、ベンゼン、クロロベンゼン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）およびクロロホルムから成る群から選択される実施形態５に記載の検出器。
【０１７８】
実施形態７：サブマイクロメートルスケールの半導体結晶が付加的に架橋分子で覆われ、架橋分子が１種の有機物質を含む実施形態４から６のいずれかに記載の検出器。
【０１７９】
実施形態８：有機物質がチオールおよびアミンから成る群から選択される実施形態７に記載の検出器。
【０１８０】
実施形態９：有機物質が１，２−エタンジチオール（ｅｄｔ）、１，２−および１，３−ベンゼンジチオール（ｂｄｔ）、ならびにブチルアミンからから成る群から選択される実施形態８に記載の検出器。
【０１８１】
実施形態１０：コロイド膜の熱処理からコロイド量子ドット（ＣＱＤ）を取得可能である実施形態３から９のいずれかに記載の検出器。
【０１８２】
実施形態１１：コロイド膜の熱処理が、複数の量子ドットを維持しながら連続相を除去ようにコロイド膜を乾燥することを含む実施形態１０に記載の検出器。
【０１８３】
実施形態１２：熱処理が好ましくは大気中での５０℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜２２０℃、より好ましくは１００℃〜２００℃の加温を含む実施形態１０または１１に記載の検出器。
【０１８４】
実施形態１３：量子ドットが１種の無機光起電材料を含む実施形態１から１２のいずれかに記載の検出器。
【０１８５】
実施形態１４：無機光起電材料が１種または複数種の第２族−第６族化合物、第３族−第５族化合物、これらの組み合わせ、固溶体またはドープ変形を含む実施形態１３に記載の検出器。
【０１８６】
実施形態１５：第２族−第６族化合物がカルコゲニドである実施形態１４に記載の検出器。
【０１８７】
実施形態１６：カルコゲニドが硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、硫セレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、セレン化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳｅ）、銅−亜鉛−スズ−硫黄−セレンカルコゲニド（ＣＺＴＳＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、ならびにこれらの固溶体および／またはドープ変形から成る群から選択される実施形態１５に記載の検出器。
【０１８８】
実施形態１７：第３族−第５族化合物が１種のプニクトゲニドである実施形態１５または１６に記載の検出器。
【０１８９】
実施形態１８：プニクトゲニドが窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、アンチモン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳｂ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、ヒ化リン化ガリウム（ＧａＡｓＰ）、およびリン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）から成る群から選択される実施形態１７に記載の検出器。
【０１９０】
実施形態１９：量子ドットが１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍの範囲のサイズを示す実施形態１から１８のいずれかに記載の検出器。
【０１９１】
実施形態２０：光起電層が複数の量子ドットを含む薄膜として提供される実施形態１から１９のいずれかに記載の検出器。
【０１９２】
実施形態２１：薄膜が１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚さを示し、量子ドットが示すサイズが薄膜の厚さより少ない実施形態２０に記載の検出器。
【０１９３】
実施形態２２：伝導層が５００Ω／ｓｑ〜２００００Ω／ｓｑ、好ましくは１０００Ω／ｓｑ〜１５０００Ω／ｓｑのシート抵抗を示す実施形態１から２１のいずれかに記載の検出器。
【０１９４】
実施形態２３：複数の量子ドットを含む光起電層が第１の伝導層と第２の伝導層との間でサンドイッチ構造の形で配列され、第１の伝導層が入射光ビームに関して少なくとも一部が透明な特性を示す実施形態１から２２のいずれかに記載の検出器。
【０１９５】
実施形態２４：少なくとも一部が透明な半導体材料を第１の伝導層が含む実施形態２３に記載の検出器。
【０１９６】
実施形態２５：少なくとも一部が透明な半導体金属酸化物またはそのドープ変形から成る群から半導体材料が選択される実施形態２４に記載の検出器。
【０１９７】
実施形態２６：半導体材料がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ２：Ｆ、ＦＴＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、アンチモンスズ酸化物（ＳｎＯ２／Ｓｂ２Ｏ５）、ペロブスカイト透明伝導性酸化物、または金属ナノワイヤーから選択される実施形態２３から２５のいずれかに記載の検出器。
【０１９８】
実施形態２７：第１の伝導層と量子ドットを含む光起電層との間に阻止層が配列され、阻止層が導電性材料の薄膜を含む実施形態２６に記載の検出器。
【０１９９】
実施形態２８：阻止層がｎ型半導体であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうち１種または複数を含むか、または酸化モリブデン（ＭｏＯ３−ｘ）を含むｐ型半導体である実施形態２６または２７に記載の検出器。
【０２００】
実施形態２９：第２の伝導層が不透明な導電性材料を含む実施形態２３から２８のいずれかに記載の検出器。
【０２０１】
実施形態３０：第２の伝導層が蒸着金属層を含み、蒸着金属層が好ましくは銀、アルミニウム、白金、マグネシウム、クロム、チタンまたは金の１種または複数を含む実施形態２９に記載の検出器。
【０２０２】
実施形態３１：第２の伝導層が１種の導電性ポリマーの層を含む実施形態２３から３０のいずれかに記載の検出器。
【０２０３】
実施形態３２：導電性ポリマーがポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）またはＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の分散物から選択される実施形態３１に記載の検出器。
【０２０４】
実施形態３３：第２の伝導層上に配列された金属接点を分割電極が含む実施形態３１または３２に記載の検出器。
【０２０５】
実施形態３４：金属接点が銀、銅、アルミニウム、白金、マグネシウム、クロム、チタンまたは金の１種または複数を含む実施形態３３に記載の検出器。
【０２０６】
実施形態３５：分割電極が少なくとも４個の部分電極を有する実施形態１から３４のいずれかに記載の検出器。
【０２０７】
実施形態３６：部分電極を通る電流が光起電層内での光ビームの位置に依存する実施形態１から３５のいずれかに記載の検出器。
【０２０８】
実施形態３７：部分電極を通る電流に従って横方向センサ信号を生成するよう横方向光学センサが適応される実施形態３６に記載の検出器。
【０２０９】
実施形態３８：検出器、好ましくは横方向光学センサおよび／または評価装置が、部分電極を通る複数の電流の少なくとも１つの比率から物体の横方向位置に関する情報を導き出すよう適応される実施形態１から３７のいずれかに記載の検出器。
【０２１０】
実施形態３９：横方向センサ信号が電流と電圧またはそれらから導き出される任意の信号から成る群から選択される実施形態１から３８のいずれかに記載の検出器。
【０２１１】
実施形態４０：さらに少なくとも１個の照明源を含む実施形態１から３９のいずれかに記載の検出器。
【０２１２】
実施形態４１：物体に少なくとも部分的に接続され、および／または物体と少なくとも部分的に同一である照明源；物体を少なくとも部分的に一次放射で照らすよう設計された照明源から照明源が選択される実施形態４０に記載の検出器。
【０２１３】
実施形態４２：光ビームが物体上での一次放射の反射および／または物体自体による一次放射によって刺激される発光によって生成される実施形態４１に記載の検出器。
【０２１４】
実施形態４３：さらに少なくとも１個の照明変調用の変調装置を有する実施形態１から４２のいずれかに記載の検出器。
【０２１５】
実施形態４４：光ビームが非変調連続波光ビームまたは変調光ビームのいずれかである実施形態１から４３のいずれかに記載の検出器。
【０２１６】
実施形態４５：検出器がさらに１個の縦方向光学センサを含み、評価装置がさらに、縦方向光学センサの縦方向センサ信号を評価することによって物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される実施形態１から４４のいずれかに記載の検出器。
【０２１７】
実施形態４６：縦方向光学センサが少なくとも１つのセンサ領域を有し、縦方向光学センサが光ビームによるセンサ領域の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、縦方向センサ信号が、照明の総出力が同じである場合にセンサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存する実施形態４５に記載の検出器。
【０２１８】
実施形態４７：実施形態１から４６のいずれかに記載の横方向センサが同時に縦方向光学センサとしても使用される実施形態４５または４６に記載の検出器。
【０２１９】
実施形態４８：横方向光学センサおよび少なくとも２個の縦方向光学センサが光軸に沿って積層されることにより、光軸に沿って移動する光ビームが横方向光学センサと縦方向光学センサの双方に衝突し、光ビームが続発的に横方向光学センサと少なくとも２個の縦方向光学センサを、またはその逆の順に通過する、実施形態１から４７のいずれかに記載の検出器。
【０２２０】
実施形態４９：光ビームが横方向光学センサを通過した後、縦方向光学センサのうち１個に衝突する、実施形態４８に記載の検出器。
【０２２１】
実施形態５０：縦方向センサ信号が電流および電圧またはそれらから導き出される任意の信号から成る群から選択される実施形態４５から４９のいずれかに記載の検出器。
【０２２２】
実施形態５１：検出器がさらに少なくとも１個の撮像装置を含む、実施形態１から５０のいずれかに記載の検出器。
【０２２３】
実施形態５２：撮像装置が、物体から最も遠い位置内に位置する、実施形態５１に記載の検出器。
【０２２４】
実施形態５３：光ビームが、撮像装置を照らす前に少なくとも１個の横方向光学センサを通過する、実施形態５１または５２のいずれかに記載の検出器。
【０２２５】
実施形態５４：撮像装置がカメラを含む、実施形態５１から５３のいずれかに記載の検出器。
【０２２６】
実施形態５５：撮像装置が無機カメラ；モノクロムカメラ；マルチクロムカメラ；フルカラーカメラ；ピクセル化無機チップ；ピクセル化有機カメラ；ＣＣＤチップ、好ましくは多色ＣＣＤチップまたはフルカラーＣＣＤチップ；ＣＭＯＳチップ；ＩＲカメラ；ＲＧＢカメラのうち少なくとも１つを含む、実施形態５１から５４のいずれかに記載の検出器。
【０２２７】
実施形態５６：実施形態１から５５のいずれかに記載の検出器を少なくとも２個含む配置。
【０２２８】
実施形態５７：配置がさらに少なくとも１個の照明源を含む、実施形態５６に記載の配置。
【０２２９】
実施形態５８：使用者とマシンとの間で少なくとも１項目の情報を交換するための、特に制御命令を入力するためのヒューマンマシンインターフェースであって、検出器に関連する実施形態１から５７のいずれかに記載の少なくとも１個の検出器を含み、使用者の少なくとも１項目の幾何学的情報を検出器によって生成するように設計され、幾何学情報に対し、少なくとも１項目の情報、特に少なくとも１つの制御命令を割り当てるように設計されるヒューマンマシンインターフェース。
【０２３０】
実施形態５９：使用者の少なくとも１項目の幾何学的情報が、使用者の身体の位置；使用者の少なくとも１つの身体部分の位置；使用者の身体の配向；使用者の少なくとも１つの身体部分の配向から成る群から選択される、実施形態５８に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０２３１】
実施形態６０：ヒューマンマシンインターフェースがさらに、使用者に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置を含み、ヒューマンマシンインターフェースは検出器が少なくとも１個のビーコン装置の位置に関する情報を生成し得るように適合される、実施形態５８または５９に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０２３２】
実施形態６１：ビーコン装置が、検出器へと伝送されることになる少なくとも１本の光ビームを生成するように適合された少なくとも１個の照明源を含む、実施形態６０に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０２３３】
実施形態６２：少なくとも１つの娯楽機能、特にゲームを実行するための娯楽装置であって、ヒューマンマシンインターフェースに関する前の実施形態のいずれかに記載のヒューマンマシンインターフェースのうち少なくとも１つを含み、ヒューマンマシンインターフェースを手段として少なくとも１項目の情報をプレーヤにより入力可能となるように設計され、娯楽機能を情報に従って変えるように設計される娯楽装置。
【０２３４】
実施形態６３：少なくとも１個の可動物体の位置を追跡する追跡システムであって、検出器に関する実施形態１から６２のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の、物体の一連の位置を追跡するように適合される進路制御装置を含み、それぞれが特定の時点における物体の位置に関する少なくとも１項目の情報を含む追跡システム。
【０２３５】
実施形態６４：追跡システムがさらに、物体に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置を含み、追跡システムは検出器が少なくとも１個のビーコン装置の位置に関する情報を生成し得るように適合される、実施形態６３に記載の追跡システム。
【０２３６】
実施形態６５：少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を判定する走査システムであって、検出器に関する実施形態１から６４のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される少なくとも１個の照明源を含み、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報を少なくとも１個の検出器の使用によって生成するように設計される走査システム。
【０２３７】
実施形態６６：照明源が人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ光源および／または少なくとも１個の白熱電球および／または少なくとも１個の半導体光源を含む、実施形態６５に記載の走査システム。
【０２３８】
実施形態６７：照明源が複数の個別の光ビーム、特に個別のピッチ、特に規則的なピッチを示す複数の光ビームの配置を放出する、実施形態６５または６６に記載の走査システム。
【０２３９】
実施形態６８：走査システムが少なくとも１個のハウジングを含む、実施形態６５から６７のいずれかに記載の走査システム。
【０２４０】
実施形態６９：少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する少なくとも１項目の情報が、少なくとも１個の点と、走査システムのハウジング上の特定の点、特にハウジングの前端または後端との間で判定される、実施形態６８に記載の走査システム。
【０２４１】
実施形態７０：ハウジングが表示装置、ボタン、固定ユニット、水平調整ユニットのうち少なくとも１つを含む、実施形態６８または６９に記載の走査システム。
【０２４２】
実施形態７１：少なくとも１個の物体の撮像のための、検出器に関する実施形態１から７０のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含むカメラ。
【０２４３】
実施形態７２：少なくとも１個の物体を、特に検出器に関する実施形態１から７１のいずれかに記載の検出器の使用によって光学的に検出する方法であって、
少なくとも１個の横方向光学センサの使用によって少なくとも１つの横方向センサ信号を生成する工程であって、横方向光学センサは物体から検出器へと移動中の光ビームの横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であり、横方向光学センサは少なくとも２つの伝導層の間に埋め込まれた少なくとも１つの光起電層を有し、光起電層は複数の量子ドットを含み、複数の伝導層の少なくとも１つは少なくとも一部が透明であることにより光ビームが光起電層へと移動することを可能にし、横方向光学センサはさらに、複数の伝導層の１つに位置する少なくとも１個の分割電極を有し、分割電極は少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応された少なくとも２個の部分電極を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は光起電層内での光ビームの横方向位置を示す、工程と、
少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって物体の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成する工程と
を含む方法。
【０２４４】
実施形態７３：光起電層がコロイド量子ドット（ＣＱＤ）として提供される実施形態７２に記載の方法。
【０２４５】
実施形態７４：複数の量子ドットを含むコロイド膜からコロイド量子ドット（ＣＱＤ）が取得される実施形態７２または７３に記載の方法。
【０２４６】
実施形態７５：１種の媒体を含む連続相中で分散した状態のサブマイクロメートルスケールの半導体結晶の形でコロイド膜が提供される実施形態７４に記載の方法。
【０２４７】
実施形態７６：コロイド膜が１種の非極性有機溶媒中の複数の量子ドットの溶液として提供される実施形態７５に記載の方法。
【０２４８】
実施形態７７：溶媒がオクタン、トルエン、シキロヘキサン、クロロベンゼン、ｎヘプタン、ベンゼン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトニトリルおよびクロロホルムから成る群から選択される実施形態７６に記載の方法。
【０２４９】
実施形態７８：量子ドットが１０ｍｇ／ｍｌ〜２００ｍｇ／ｍｌ、好ましくは５０ｍｇ／ｍｌ〜１００ｍｇ／ｍｌの範囲の有機溶媒中濃度で提供される実施形態７７に記載の方法。
【０２５０】
実施形態７９：コロイド膜が第１の伝導層の表面に蒸着される実施形態７８に記載の方法。
【０２５１】
実施形態８０：少なくとも一部が透明な半導体材料を第１の伝導層が含む実施形態７９に記載の方法。
【０２５２】
実施形態８１：少なくとも一部が透明な半導体材料が、少なくとも一部が透明な半導体金属酸化物、そのドープ変形、または金属ナノワイヤーから成る群から選択される実施形態８０に記載の方法。
【０２５３】
実施形態８２：透明伝導性酸化物がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッソドープスズ酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、またはペロブスカイト透明伝導性酸化物から成る群から選択される実施形態８１に記載の方法。
【０２５４】
実施形態８３：コロイド膜が少なくとも２つの別々の層として提供される実施形態７９から８２のいずれかに記載の方法。
【０２５５】
実施形態８４：コロイド膜が蒸着法、好ましくはコーティング法、より好ましくはスピンコーティング法によって提供される実施形態７９から８３のいずれかに記載の方法。
【０２５６】
実施形態８５：有機物質を含む架橋分子での処理をコロイド膜が施される結果、サブマイクロメートルスケールの半導体結晶が付加的に架橋分子で覆われる実施形態８４に記載の方法。
【０２５７】
実施形態８６：有機物質が好ましくはチオールおよびアミンから成る群から選択される実施形態８５に記載の方法。
【０２５８】
実施形態８７：有機物質が１，２−エタンジチオール（ｅｄｔ）、１，２−および１，３−ベンゼンジチオール（ｂｄｔ）、ならびにブチルアミンからから成る群から選択される実施形態８６に記載の方法。
【０２５９】
実施形態８８：有機物質での処理後に複数の量子ドットを維持しながら連続相を除去する形でコロイド膜が乾燥される実施形態８７に記載の方法。
【０２６０】
実施形態８９：コロイド膜が５０℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜２２０℃、より好ましくは１００℃〜２００℃の温度帯で乾燥される実施形態８８に記載の方法。
【０２６１】
実施形態９０：阻止層が最初に第１の伝導層に直接蒸着された後、ＣＱＤコロイド膜が阻止層に蒸着され、阻止層が導電性材料、好ましくは二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または酸化モリブデン（ＭｏＯ３−ｘ）の薄膜を含む実施形態７４から８９のいずれかに記載の方法。
【０２６２】
実施形態９１：第２の伝導層がコロイド膜に蒸着される実施形態７４から９０のいずれかに記載の方法。
【０２６３】
実施形態９２：第２の伝導層が金属層を含む実施形態９１に記載の方法。
【０２６４】
実施形態９３：金属層が特に銀、銅、アルミニウム、白金、クロム、チタンまたは金の１種または複数を含む実施形態９２に記載の方法。
【０２６５】
実施形態９４：第２の伝導層が１種の導電性ポリマー層、特にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）またはＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の分散物から選択されるものを含む実施形態９２または９３に記載の検出器。
【０２６６】
実施形態９５：金属接点を含む分割電極が導電性ポリマー層上に配列され、蒸着金属接点が好ましくは銀、銅、アルミニウム、白金、チタン、クロムまたは金の１種または複数を含む実施形態９４に記載の方法。
【０２６７】
実施形態９６：検出器に関する実施形態１から９５のいずれかに記載の検出器を使用する方法であって、交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；走査用途；写真撮影用途；地図製作用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途；車両向けのホーミング用または追跡用のビーコン検出器；モバイル用途；ウェブカム；音響装置；ドルビーサラウンド音響システム；コンピュータ周辺機器；ゲーミング用途；カメラまたはビデオ用途；監視用途；自動車用途；輸送用途；物流用途；車両用途；航空機用途；船舶用途；宇宙船用途；ロボット用途；医療用途；スポーツ用途；建築用途；工事用途；製造用途；機械視覚用途；飛行時間検出器、レーダ、ライダ、超音波センサまたは干渉分光法から選択される少なくとも１つのセンシング技術との併用から成る群から選択される、或る使用目的のために検出器を使用する方法。
【０２６８】
本発明のさらなる任意の詳細および特徴は、従属請求項に関して以下に記載される、好ましい模範的実施形態の説明から明らかである。この文脈において、特定の特徴は、単独でまたはいくつかの特徴と組み合わせて実現可能である。本発明は、模範的実施形態に限定されない。模範的実施形態は図面中で概略的に示されている。個々の図面中の同一の参照番号は、同一の要素または同一の機能を有する１つまたは複数の要素あるいは機能に関して互いに対応する要素を指す。
【０２６９】
具体的に図面の説明は以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【０２７０】
【図１】横方向光学センサを含み、横方向光学センサが複数の量子ドットを含む光起電層を有する本発明に記載の検出器の模範的な一実施形態を示す図である。
【図２】複数の量子ドットを含む光起電層を有する横方向光学センサの好適な一実施形態を示す図である。
【図３】位置感受性装置としての図２に記載の横方向光学センサの適用可能性を実証する実験結果を示す図である。
【図４】本発明に記載の光学検出器、検出器システム、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡装置およびカメラの模範的な一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０２７１】
図１は、少なくとも１個の物体１１２の側方位置を判定するための、本発明に記載の光学検出器１１０の模範的な一実施形態を、きわめて概略的に示す図である。好ましくは光学検出器１１０を、特に、ＮＩＲスペクトル範囲の、特に１０００ｎｍ超の波長の赤外線検出器として使用するよう適応させてもよい。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【０２７２】
検出器１１０は少なくとも１個の横方向光学センサ１１４を含み、これはこの特定の実施形態において、検出器１１０の光軸１１６に沿って配列される。具体的に、光軸１１６は、光学センサ１１４の設定における対称軸および／または回転軸であってもよい。本明細書において別途記載のとおり、横方向光学センサ１１４は、特に好適な一実施形態において、同時に縦方向光学センサとしても採用され得る。横方向光学センサ１１４は、検出器１１０のハウジング１１８の内部に配置され得る。さらに、少なくとも１個の転送装置１２０、好ましくは屈折レンズ１２２を含む装置が含まれ得る。ハウジング１１８における開口１２４は、特に光軸１１６を基準に同心円状に配置され得、好ましくは検出器１１０の視野１２６の方向を定義付ける。座標系１２８が定義され得、その中で光軸１１６に対して平行または逆平行の方向が縦方向として定義される一方、光軸１１６に対して垂直の方向は横方向として定義され得る。座標系１２８において、図１では象徴的に描かれているが、縦方向はｚ、横方向はそれぞれｘおよびｙとして表わされている。ただし、他の種類の座標系１２８も実現可能である。
【０２７３】
さらに、この実施形態における横方向光学センサ１１４は、２つの伝導層１３２、１３２’の間に位置する光起電層１３０を有する。本発明によれば、光起電層１３０は複数の量子ドット１３４、特に複数のコロイド量子ドット（ＣＱＤ）を含む。好ましくは、コロイド量子ドット（ＣＱＤ）は複数の量子ドット１３４を含み得るコロイド膜から取得可能である。本発明では、光学検出器１１０の光軸１１６に沿って、入射光ビーム１３６が光起電層１３０に衝突する前に最初に伝導層１３２を横切る形で位置する伝導層１３２は少なくとも一部が光学的に透明である結果、光ビーム１３６が光起電層１３０へと移動することを可能にする。
【０２７４】
光起電層１３０内での光ビーム１３６の横方向位置の指標となり得る少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するため、横方向光学センサ１１４は、５００Ω／ｓｑ〜２００００Ω／ｓｑ、好ましくは１０００Ω／ｓｑ〜１５０００Ω／ｓｑのシート抵抗を示すもう１つの伝導層１３２’に位置する１個の分割電極を備える。横方向センサ信号は、好ましくは電流および電圧、またはこれらから導き出される任意の信号から成る群から選択され得る。図１で概略的に図示されているとおり、分割電極は少なくとも２個の部分電極１３８、１３８’を有し、これらは部分電極１３８、１３８’を通る電流が光起電層１３０内での光ビーム１３６の位置に依存し得る形で配列される。この種の依存性は概して、光起電層１３０内での電荷の生成位置から部分電極１３８、１３８’に至る途上で発生し得るオーム損失または抵抗損失によって達成され得る。これを目的に、もう１つの伝導層１３２’が好ましくは部分電極の電気抵抗よりも高い電気抵抗を示し得ることにより、オーム損失または抵抗損失が達成され得る。
【０２７５】
評価装置１４０は一般的に、横方向光学センサ１１４のセンサ信号を評価することによって物体１１２の位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される。この目的に対し、評価装置１４０は、横方向評価ユニット１４２（「ｘｙ」で表わされる）によって象徴的に表わされているセンサ信号を評価するために、１個または複数の電子装置および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントを含み得る。以下にてさらに詳しく説明するとおり、縦方向光学センサ１１４の複数の縦方向センサ信号の比較によって物体１１２の縦方向光学に関する少なくとも１項目の情報を判定するよう、評価装置１４０を適応させてもよい。
【０２７６】
本発明において、横方向センサ信号は１本または複数の信号リード線１４４を介して評価装置１４０へと伝送され得る。一例として、信号リード線１４４を提供し、および／または１つもしくは複数のインターフェースを提供してもよく、インターフェースは無線インターフェースおよび／または有線インターフェースであってもよい。さらに、信号リード線１４４はセンサ信号の生成および／またはセンサ信号の修正のための１個または複数のドライバおよび／または１個または複数の測定装置を含み得る。
【０２７７】
横方向光学センサ１１４のセンサ領域を照らす光ビーム１３６を、発光性物体１１２によって生成してもよい。代替的または付加的に、光ビーム１３６を別個の照明源１４６によって生成してもよく、これは好ましくは光軸１１６に沿った開口１２４経由での光学検出器１１０のハウジング１１８への進入によって光ビーム１３６が横方向光学センサ１１４のセンサ領域へ到達するよう構成設定され得る形で、照明源１４６によって生成される光の少なくとも一部を物体１１２が反射することができるように物体１１２を照明するよう適応されたレーザダイオード１４８など、周囲光源および／または人工光源を含み得る。
【０２７８】
特定の一実施形態において、照明源１４６は変調光源１５０であってもよく、この場合、照明源１４６の１つまたは複数の変調特性を、少なくとも１個の任意の変調装置１５２によって制御してもよい。代替的または付加的に、照明源１４６と物体１１２との間、および／または物体１１２と横方向光学センサ１１４との間のビーム経路内で変調を有効化してもよい。さらなる可能性も考えられる。この特定の実施形態では、物体１１２の位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するために横方向光学センサ１１４の横方向センサ信号を評価する際、１つまたは複数の変調特性、特に変調周波数を考慮に入れることにより、異なる光ビーム１３６の区別が可能となり得る。
【０２７９】
一般に、評価装置１４０はデータ処理装置１５４の一部であってもよく、および／または１個または複数のデータ処理装置１５４を含み得る。評価装置１４０はハウジング１１８に完全にまたは部分的に組み込まれてもよく、および／または完全にまたは部分的に、無線または有線の形で横方向光学センサ１１４へ電気的に接続される別個の装置として具現化され得る。評価装置１４０はさらに、１個または複数の電子ハードウェアコンポーネントおよび／または１個または複数のソフトウェアコンポーネント、例えば１個または複数の測定ユニットおよび／または１個または複数の評価ユニットおよび／または１個または複数の制御ユニット（不記載）などの１個または複数の追加コンポーネントをも含み得る。
【０２８０】
図２は、複数の量子ドット１３４を含むコロイド膜１５６の形で光起電層１３０が提供される、特に好適な横方向光学センサ１１４の例を示す図である。この特に好適な実施形態において、量子ドット１３４はナノメートルスケールの硫化鉛（ＰｂＳ）結晶を含み、この目的に対してＰｂＳ以外のカルコゲニドも適用可能となり得る。このように、量子ドット１３４は別の無機光起電材料、好ましくは第２族−第６族化合物、特にカルコゲニド、第３族−第５族化合物、特にプニクトゲニド、これらの組み合わせ、固溶体、またはドープ変形から成る群から選択される材料のサブマイクロメートルスケールの結晶を含み得る。多数の好適な材料が上記に詳しく記載されている。本発明において、ナノメートルスケールの結晶は１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍのサイズを示す一方、光起電層１３０を構成するコロイド膜１５６は１ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜１５ｎｍの厚さ１５８を示し、ただし量子ドット１３４のサイズは、コロイド膜１５６の厚さ１５８より少なくなるよう選択される。
【０２８１】
図２で概略的に図示されているとおり、横方向光学センサ１１４の特に好適な実施形態において、光起電層１３０を構成するＰｂＳのサブマイクロメートルスケールの結晶から成るコロイド膜１５６は、第１の伝導層１６０と第２の伝導層１６２とに挟まれる。本発明において、入射光ビーム１３６が横切る第１の伝導層１６０は、好ましくは、導電性かつ少なくとも一部が光学的に透明な層１６４、より好ましくは少なくとも１種の透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）、特にＦＴＯ（「ＦＴＯ」はフッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ２：Ｆ）を表わす）層１６６を含む。ただし、他の種類の導電性、光学的に透明な材料１６４が第１の伝導層１６０の材料として適する場合もあり、特に、インジウムドープスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、または代替的に銀または銅ナノワイヤーなど金属ナノワイヤーの１種または複数種が挙げられる。
【０２８２】
これとは対照的に、第２の伝導層１６２は導電性ポリマー１６８、好ましくはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）層１７０をコロイド膜１５６の表面に蒸着させたものを含む。外部の電気的手段への良好な電気的接触を達成するため、２００ｎｍの蒸着銀（Ａｇ）部分電極１３８、１３８’、１３８”を少なくとも２個含む分割電極を、ＰＥＤＯＴ層１７０の表面に蒸着させた。本発明において、ＰＥＤＯＴ層１７０は５００Ω／ｓｑ〜２００００Ω／ｓｑ、好ましくは１０００Ω／ｓｑ〜１５０００Ω／ｓｑのシート抵抗を示す。あるいは、分割電極を、白金（Ｐｔ）電極および金（Ａｕ）電極から成る群から選択してもよい。ここでは分割電極は、好ましくは多数の部分電極として配列されている、または金属格子の形の分割電極であってもよい。
【０２８３】
さらに、好ましくは二酸化チタン（ＴｉＯ２）層１７４を含む阻止層１７２を第１の伝導層１６０に蒸着させた後、コロイド膜１５６を阻止層１７２の表面に蒸着させた。図２の実施形態において、二酸化チタン層１７４はｎ型半導体であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子１７６を含む。あるいは、阻止層１７２は酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または阻止層がｐ型半導体である場合は酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を含んでもよい。本発明において、ＴｉＯ２を含む阻止層１７２は、特に、ホール阻止層の役割を果たす結果、電子の輸送を阻止し得ることから、阻止層１７２内でのホールと電子の再結合を排除することができる。
【０２８４】
この好適な例では、直径が約４ｎｍのＰｂＳ量子ドット１３４を含むコロイド膜１５６は、１０００ｎｍ超のかなり高い光吸収を示す。この結果を達成するため、非極性有機溶媒、好ましくはオクタン中のＰｂＳブチルアミン被覆量子ドット１３４の５０ｍｇ／ｍｌ溶液が提供され、この溶液から、蒸着法により、好ましくは１０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍ、例えば５０００ｒｐｍの回転数でのスピンコーティング法により、２つの後続層がＦＴＯ層１６６上に形成された。ただし、５０ｍｇ／ｍｌ以外の濃度も可能である。さらに、３つ以上のＰｂＳ  ＣＱＤ層も使用可能である。２つの層をそれぞれ個別に、好ましくは１０秒〜１０分間、より好ましくは１０秒〜１分、例えば３０秒間の処理時間にわたり、エタンジチオールで処理した後、乾燥手順を好ましくは１分〜２時間、より好ましくは１０分〜１時間、例えば３０分間の乾燥時間にわたり、５０℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜２００℃、例えば１６０℃の乾燥温度で実施した。この種の手順は、横方向光学センサ１１４向けに、コロイド膜１５６を通る短絡が可能な限り少ない設定の取得に関して、特に有利であることが判明した。その後、ＰＥＤＯＴ層１７０をコロイド膜１５６の表面に生成させた。これを目的に、ＰＥＤＯＴ  ＰＨ１０００を１：１：１の混合比にてエタノールおよびイソプロパノールで希釈したものをコロイド膜１５６の表面に蒸着させ、１０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍ、例えば３０００ｒｐｍの回転数で回転させた後、５０℃〜２００℃、好ましくは８０℃〜１５０℃、例えば９０℃の温度で、好ましくは１分〜２時間、より好ましくは１０分〜１時間、例えば３０分間の乾燥時間にわたり、グローブボックス内で、好ましくはホットプレート上で乾燥させた。最後に、厚さ５０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ〜２５０ｎｍ、例えば２００ｎｍの銀（Ａｇ）接点を、蒸発を介してＰＥＤＯＴ層１７０の表面に部分電極１３８、１３８’、１３８”として蒸着させた。
【０２８５】
図３は、この目的に対する図２に記載の横方向光学センサ１１４の適用可能性を実証する実験結果を示す図である。この実験では、光起電層１３０内の量子ドット１３４として硫化鉛（ＰｂＳ）を含む横方向光学センサ１１４が、８５０ｎｍの波長を出力１ｍＷ、印加電圧５Ｖの条件で放出するＮＩＲレーザダイオード１４８で照らされている。さらに、ＮＩＲレーザダイオード１４８向けに変調周波数３７５Ｈｚが使用されている。この実験では、レーザダイオード１４８と光起電層１３０との間の距離が２０ｃｍに調整されている。
【０２８６】
図３は、横方向光学センサ１１４のｘ方向とｙ方向のセンサエリア１７６の概略図である。この図では、多数の測定点について、本発明に記載の横方向光学センサ１１４の評価装置１４０の適用によって判定される位置１７８を、他の種類の方法、例えば横方向光学センサ１１４について既知の設定を使用する際の幾何学的考察によって利用可能とされている実際の位置１８０と比較している。
【０２８７】
或る測定点の位置１７８を横方向光学センサ１１４の適用によって判定するため、以下の手順を用いることができる。一例として（ここでは不記載）、正方形または長方形である第２の伝導層１６２の４つの周縁の頂部に位置する４個の部分電極を含む１個の分割電極が採用される。この場合、光起電層１３０内での電荷生成によって電極電流を得ることができ、各々ｉ１〜ｉ４と表わすことができる。本明細書で使用されるとき、電極電流ｉ１、ｉ２はｙ方向に位置する部分電極を通る電極電流を表わし、電極電流ｉ３、ｉ４はｘ方向に位置する部分電極を通る電極電流を表わし得る。これらの電極電流は、１個または複数の適切な電極測定装置により、同時にまたは連続的に測定され得る。これらの電極電流を評価することにより、調査対象となる測定点の望ましいｘ座標とｙ座標、すなわちｘ０とｙ０を判定することができる。したがって、以下の式が使用され得る。
【０２８８】
【数１】
2019514016.tif 000003
【０２８９】
式中、ｆは任意の既知の関数、例えばストレッチ係数および／またはオフセットの追加が既知である電流の割合の単純な乗算などが考えられる。このように、一般的に、電極電流ｉ１〜ｉ４は横方向光学センサ１１４によって生成される横方向センサ信号を提供し得る一方、評価装置１４０は、横方向センサ信号を変換することによって、例えば少なくとも１つのｘ座標および／または少なくとも１つのｙ座標など横方向位置に関する情報を、既定のまたは判定可能な変換アルゴリズムおよび／または既知の関係の使用によって生成するよう適応され得る。  
【０２９０】
図３に記載の結果は、記載されている測定点の数について、本発明に記載の横方向光学センサ１１４の適用によって判定される位置１７８が合理的に、他の種類の方法によって実際に取得された位置１８０に匹敵することを実証するものである。
【０２９１】
上述のとおり、本発明に記載の横方向センサ１１４は同時に、ｚ位置の判定向けに適応される縦方向光学センサとしても採用され得る。これを目的に、ｙ方向に位置する部分電極を通る電極電流ｉ１、ｉ２と、ｘ方向に位置する部分電極を通る電極電流ｉ３、ｉ４の合計を好適な一実施形態において使用することができ、その場合、ｚ座標判定に適する１個または複数の電極測定装置を同時または順繰りに使用して電極電流を測定することができる。これらの電極電流を評価することにより、調査対象となる測定点の位置１７８の望ましいｚ座標、すなわちｚ０を、下記の式を使用して判定することができる。
【０２９２】
ｚ０＝ｆ（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）
【０２９３】
所望のｚ座標を取得するための電極電流の評価について詳しくは、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号または国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号を参照するとよい。
【０２９４】
さらなる例として、図４は、図１または２に記載の実施形態の１つまたは複数において開示されている光学検出器１１０など、少なくとも１個の光学検出器１１０を含む検出器システム２００の模範的な一実施形態を示す図である。ここでは、光学検出器１１０をカメラ２０２、具体的には３Ｄ撮像用として採用することができ、これはデジタルビデオクリップなど画像および／または画像シーケンスを取得するために製造されたものであってもよい。さらに、図４では少なくとも１個の検出器１１０および／または少なくとも１つの検出器システム２００を含むヒューマンマシンインターフェース２０４の模範的な一実施形態、およびさらに、ヒューマンマシンインターフェース２０４を含む娯楽装置２０６の模範的な一実施形態も示している。図４ではさらに、少なくとも１個の物体１１２の位置を追跡するよう適応される、検出器１１０および／または検出器システム２００を含む追跡システム２０８の一実施形態も示している。光学検出器１１０については、本出願の全開示を参照するとよい。基本的に、検出器１１０の潜在的実施形態もすべて、図４に記載の実施形態において具現化され得る。
【０２９５】
上述のとおり、光学検出器１１０は、単一の横方向光学センサ１１４、または例えば国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されているような１個または複数の横方向光学センサ１１４を、特に１個または複数の縦方向光学センサ２０９と組み合わされる形で含み得る。特に好適な一実施形態において、横方向光学センサ１１４は同時に上述のような縦方向光学センサ２０９としても採用され得る。代替的にまたは付加的に、１個または複数の少なくとも部分的に透明な縦方向光学センサ２０９は、物体１１２に面する複数の横方向光学センサ１１４から成るスタックの１つの側に配置され得る。代替的にまたは付加的に、１個または複数の縦方向光学センサ２０９は、物体１１２から見て外方を向いている複数の横方向光学センサ１１４から成るスタックの１つの側に配置され得る。国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号に記載のとおり、２個または好ましくは３個の縦方向光学センサ２０９の使用は、曖昧さを残さない縦方向センサ信号の評価の支援となり得る。ただし、縦方向光学センサ２０９を含まず、単一の横方向光学センサ１１４のみ含み得る実施形態もやはり可能であり、物体のｘ座標およびｙ座標のみ判定すればよい場合などが挙げられる。少なくとも１個の任意の縦方向光学センサ２０９をさらに、評価装置１４０へ、特に信号リード線１４４によって接続してもよい。
【０２９６】
さらに、少なくとも１個の転送装置１２０を、特に屈折レンズ１２２または凸レンズとして提供してもよい。光学検出器１１０はさらに、例えば１つまたは複数の構成要素１１４、２０９を収容し得る少なくとも１個のハウジング１１８をも含み得る。
【０２９７】
さらに、評価装置１４０を完全にまたは部分的に、光学センサ１１４、２０９および／または光学検出器１１０の他の構成要素へ一体化することもできる。評価装置１４０をハウジング１１８および／または別個のハウジング内に閉じ込めてもよい。評価装置１４０は、横方向評価ユニット１４２（「ｘｙ」で表わされる）および縦方向評価ユニット２１０（「ｚ」で表わされる）によって象徴的に表わされているセンサ信号を評価するために、１個または複数の電子装置および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントを含み得る。これらの評価ユニット１４２、２１０によって導き出された結果を組み合わせることにより、位置情報２１２、好ましくは３次元位置情報が生成され得る（「ｘ，ｙ，ｚ」で表わされる）。
【０２９８】
さらに、光学検出器１１０および／または検出器システム２００は、様々な形で構成設定可能な撮像装置２１４をも含み得る。このように、図４に記載のとおり、画像処置装置２１４は、例えば検出器ハウジング１１８内の検出器１１０の一部であってもよい。ここでは、撮像装置信号を、１本または複数の撮像装置信号リード線１４４により、検出器１１０の評価装置１４０へ転送することができる。あるいは、画像処置装置２１４を検出器ハウジング１１８の外部に別々に配置してもよい。画像処置装置２１４は完全にまたは部分的に透明または不透明であってもよい。画像処置装置２１４は、有機画像処置装置または無機撮像装置であるか、またはこれらを含み得る。好ましくは、画像処置装置２１４は複数のピクセルから成る少なくとも１つのマトリクスを含み、複数のピクセルから成るマトリクスは、ＣＣＤチップおよび／またはＣＭＯＳチップなど無機半導体センサ装置；有機半導体センサ装置から成る群から選択され得る。
【０２９９】
図４に記載の模範的実施形態において、一例として、検出対象となる物体１１２はスポーツ用品として設計され得るか、および／または制御要素２１６を形成し得、その位置および／または配向は使用者２１８によって操作され得る。このように、一般的に、図４に記載の実施形態またはその他、検出器システム２００、ヒューマンマシンインターフェース２０４、娯楽装置２０６または追跡システム２０８に関する任意の実施形態において、物体１１２自体は指定された装置の一部であってもよく、具体的には少なくとも１つの制御要素２１６を含み得、具体的に、少なくとも１つの制御要素２１６は１個または複数のビーコン装置２２０を有し、制御要素２１６の位置および／または配向は好ましくは使用者２１８によって操作され得る。一例として、物体１１２は１個または複数のバット、ラケット、クラブまたはその他、スポーツ用品および／または疑似スポーツ用具であるか、またはそれらを含み得る。他の種類の物体１１２も可能である。さらに、使用者２１８を物体１１２として捉え、その位置が検出されるようにしてもよい。一例として、使用者２１８は自分の身体に直接または間接的に装着される１個または複数のビーコン装置２２０を携行し得る。
【０３００】
光学検出器１１０を、１個または複数のビーコン装置２２０の横方向位置に関する少なくとも１項目、および任意でその縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するよう適応させることができる。特に、光学検出器１１０を、物体の色の特定および／または撮像向けに、例えば物体１１２の様々な色、特に様々な色を含み得るビーコン装置の色について、適応させることができる。好ましくは検出器１１０の光軸１１６を基準に同心円状に配置され得るハウジング１１８における開口１２４は、好ましくは検出器１１０の視野１２６の方向を定義付け得る。
【０３０１】
光学検出器１１０を、少なくとも１個の物体１１２の位置を判定するよう適応させることができる。加えて、光学検出器１１０、具体的にはカメラ２０２を含む実施形態を、物体１１２の少なくとも１つの画像、好ましくは２Ｄまたは３Ｄ画像の取得向けに適応させることができる。上記にて概説のとおり、物体１１２および／またはその一部の位置の光学検出器１１０および／または検出器システム２００の使用による判定を、少なくとも１項目の情報を機械２２２へ提供するために、ヒューマンマシンインターフェース２０４の提供向けに使用することができる。図４に概略図が記載されている実施形態において、機械２２２は、データ処理装置１５４を含む少なくとも１台のコンピュータおよび／またはコンピュータシステムであるか、またはそれらを含み得る。他の実施形態も実現可能である。評価装置１４０はコンピュータであるか、および／またはコンピュータを含み得、および／または別の装置として完全にまたは部分的に具現化され得、および／または完全にまたは部分的に、機械２２２、特にコンピュータに組み込まれ得る。同じことが、追跡システム２０８の追跡制御装置にも当てはまり、これは完全にまたは部分的に装置１４０および／または機械２２２の一部を形成し得る。
【０３０２】
同様に、上記にて概説のとおり、ヒューマンマシンインターフェース２０４は娯楽装置２０６の一部を形成し得る。このように、物体１１２として機能する使用者２１８を手段として、および／または物体１１２の役割を果たす制御要素２１６を手段として、使用者２１８は、少なくとも１つの制御コマンドなど少なくとも１項目の情報を機械２２２、特にコンピュータへ入力することができる結果、コンピュータゲームの過程の制御など、娯楽機能を変化させることができる。
【０３０３】
参照番号一覧
１１０  検出器
１１２  物体
１１４  横方向光学センサ
１１６  光軸
１１８  ハウジング
１２０  転送装置
１２２  屈折レンズ
１２４  開口
１２６  視野方向
１２８  座標系
１３０  光起電層
１３０、１３２’  伝導層
１３４  量子ドット
１３６  光ビーム
１３８、１３８’、１３８’’  部分電極
１４０  評価装置
１４２  横方向評価ユニット
１４４  信号リード線
１４６  照明源
１４８  レーザダイオード
１５０  変調照明源
１５２  変調装置
１５４  データ処理装置
１５６  コロイド膜
１５８  厚さ
１６０  第１の伝導層
１６２  第２の伝導層
１６４  導電性かつ少なくとも一部が光学的に透明な層
１６６  フッ素ドープスズ酸化物（ＳｎＯ２：Ｆ、ＦＴＯ）層
１６８  導電性ポリマー
１７０  ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）層
１７２  阻止層
１７４  二酸化チタン層
１７６  活性エリア
１７８  判定される位置
１８０  実際の位置
２００  検出器システム
２０２  カメラ
２０４  ヒューマンマシンインターフェース
２０６  娯楽装置
２０８  追跡システム
２０９  縦方向光学センサ
２１０  縦方向評価ユニット
２１２  位置情報
２１４  撮像装置
２１６  制御要素
２１８  使用者
２２０  ビーコン装置
２２２  マシン
２２４  進路制御装置
【図１】
2019514016.tif 000004
【図２】
2019514016.tif 000005
【図３】
2019514016.tif 000006
【図４】
2019514016.tif 000007
【国際調査報告】
2019514016.tif 000008
2019514016.tif 000009
2019514016.tif 000010