(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の物体（１１２）の位置を光学的に求めるための検出器（１１０）であって、
前記物体（１１２）から前記検出器（１１０）に進行する少なくとも１個の光ビーム（１３４）の位置を求めるための少なくとも１個の光学センサ（１１４）であり、前記光学センサ（１１４）が、少なくとも第１の電極（１２６）と第２の電極（１２８）とを有し、少なくとも１種の光起電力材料（１３０）が、前記第１の電極（１２６）と前記第２の電極（１２８）との間に埋め込まれ、前記光起電力材料（１３０）が、光による前記光起電力材料（１３０）の照明に応じて電荷を発生するように適合され、前記第１の電極（１２６）又は前記第２の電極（１２８）が、少なくとも３個の部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）を有する分割電極（１３６）であり、各部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）が、少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、前記センサ信号が、前記光学センサ（１１４）のセンサ領域（１３８）での前記光ビーム（１３４）のビーム断面に依存している、光学センサと、
少なくとも１個の評価装置（１６４）であり、前記評価装置（１６４）が、前記部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）の対（１４８、１５０）の前記センサ信号を評価することによって前記物体（１１２）の横断位置であり、前記検出器（１１０）の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計され、且つ前記評価装置（１６４）が、全ての部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）の前記センサ信号の和を評価することによって前記物体（１１２）の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える、検出器。
【請求項２】
前記光学センサ（１１４）が少なくとも１個の色素増感太陽電池を備える、請求項１に記載の検出器（１１０）。
【請求項３】
前記光学センサ（１１４）が前記第１の電極（１２６）、少なくとも１種のｎ−半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素、少なくとも１種のｐ−半導体有機材料及び少なくとも前記第２の電極（１２８）を少なくとも備える、請求項２に記載の検出器（１１０）。
【請求項４】
前記第１の電極（１２６）が前記分割電極（１３６）であり、前記ｎ−半導体金属酸化物、前記色素、前記ｐ−半導体有機材料及び前記第２の電極（１２８）が透明である、請求項３に記載の検出器（１１０）。
【請求項５】
前記第１の電極（１２６）が少なくとも部分的に少なくとも１種の導電性酸化物でできており、前記第２の電極（１２８）が少なくとも部分的に透明導電性ポリマでできている、請求項４に記載の検出器（１１０）。
【請求項６】
前記分割電極（１３６）が二対（１４８、１５０）の２個の部分電極を有し、各部分電極の２個の側（１５２、１５４）が更なる部分電極（１５６、１５８）の１個の側に隣接する、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】
２個の隣接する部分電極間に間隙（１６０）が残らない、請求項１から６のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項８】
前記２個の隣接する部分電極が互いと部分的に重複し、重複範囲が作成され、前記重複範囲が前記重複する部分電極の各々の範囲の１％以下である、請求項７に記載の検出器（１１０）。
【請求項９】
前記部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）を通る電流が前記センサ領域（１３８）での前記光ビーム（１３４）の位置に依存しており、前記光学センサ（１１４）が、前記部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）を通る前記電流に従って前記センサ信号を発生するように適合される、請求項１から８のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１０】
前記評価装置（１６４）が、第一に、前記平面内の選択された方向に対して垂直に設けられる隣接する部分電極の対（１４８、１５０）の前記センサ信号の和を形成することによって、第二に、前記選択された方向内の前記隣接する部分電極の前記対（１４８、１５０）の前記センサ信号の前記和間の少なくとも１個の差を形成することによって、第三に、全ての部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）の前記センサ信号の前記和で前記差を割ることによって、前記物体（１１２）の前記横断位置に関する前記情報を発生するように設計される、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】
前記評価装置（１６４）が、照明の幾何形状と前記検出器（１１０）に対する前記物体（１１２）の相対位置どりとの間の少なくとも１つの所定の関係から前記物体（１１２）の前記前後位置に関する前記少なくとも１個の情報を発生するように設計される、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】
前記評価装置（１６４）が、前記物体（１１２）の前記前後位置に関する前記少なくとも１個の情報を求めるために、前記光ビーム（１３４）の既知のビーム特性と前記光ビーム（１３４）の直径を比較するように適合される、請求項１１に記載の検出器（１１０）。
【請求項１３】
前記光学センサ（１１４）が、平面、平面凸、平面凹、両凸又は両凹形から成る群から選択される形状を呈する、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】
前記検出器（１１０）が少なくとも１個の伝達装置（１８０）を更に備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１５】
前記伝達装置（１８０）が少なくとも１個の焦点可調レンズ及び／又はエレクトロウェッティング装置（１８２）から成る、請求項１４に記載の検出器（１１０）。
【請求項１６】
少なくとも１個の照明源を更に備える、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】
前記光学センサ（１１４）が、前記センサ信号が、前記照明の全出力が同じであれば、前記照明の変調の変調周波数に依存しているように更には設計される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１８】
前記物体（１１２）の前記横断位置に関する前記情報が、前記センサ信号の周波数依存を評価することによって前記物体（１１２）の前記前後位置に関する前記情報から分離される、請求項１７に記載の検出器（１１０）
【請求項１９】
少なくとも２個の前記光学センサ（１１４）を備え、前記光学センサ（１１４）が、それらが前記検出器（１１０）の前記光軸（１１６）と平行の向きに整列され且つ前記検出器（１１０）の前記光軸（１１６）に対して垂直な向きに個々の変位を呈するように平行配置で設けられている、請求項１から１８のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２０】
ユーザと機械との間で少なくとも１個の情報を交換するためのヒューマンマシンインタフェースであって、前記ヒューマンマシンインタフェースが、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少なくとも１個の検出器（１１０）を備え、前記ヒューマンマシンインタフェースが、前記検出器（１１０）を用いて前記ユーザの少なくとも１個の幾何学的情報を発生するように設計され、前記ヒューマンマシンインタフェースが、少なくとも１個の情報を前記幾何学的情報に割り当てるように設計される、ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項２１】
少なくとも１種の娯楽機能を実行するための娯楽装置であって、前記娯楽装置が、請求項２０に記載の少なくとも１個のヒューマンマシンインタフェースを備え、前記娯楽装置が、少なくとも１個の情報が前記ヒューマンマシンインタフェースを用いてプレーヤによって入力されることを可能にするように設計され、前記娯楽装置が、前記情報に従って前記娯楽機能を変化させるように設計される、娯楽装置。
【請求項２２】
少なくとも１個の可動物体（１１２）の位置を追跡するための追跡システム（１９０）であって、前記追跡システム（１９０）が、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少なくとも１個の検出器（１１０）を備え、前記追跡システム（１９０）が少なくとも１個の追跡コントローラ（１９８）を更に備え、前記追跡コントローラ（１９８）が、前記物体（１１２）の一連の位置を追跡するように適合され、各位置が、特定の時点での前記物体（１１２）の横断位置に関する少なくとも１個の情報及び特定の時点での前記物体（１１２）の前後位置に関する少なくとも１個の情報から成る、追跡システム。
【請求項２３】
少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１つの位置を求めるための走査システム（１９４）であって、前記走査システム（１９４）が、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少なくとも１個の検出器（１１０）を備え、前記走査システム（１９４）が、前記少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１個の面（２０６）に設けられる少なくとも１個のドット（２０４）の照明のために構成される少なくとも１個の光ビーム（２０２）を発するように適合される少なくとも１個の照明源（２００）を更に備え、前記走査システム（１９４）が、前記少なくとも１個の検出器（１１０）を使用することによって前記少なくとも１個のドット（２０４）と前記走査システム（１９４）との間の距離についての少なくとも１個の情報を発生するように設計される、走査システム。
【請求項２４】
請求項２２に記載の少なくとも１個の追跡システム（１９０）と請求項２３に記載の少なくとも１個の走査システム（１９４）とを備える立体視システム（１８６）であって、前記追跡システム（１９０）及び前記走査システム（１９４）が各々、前記立体視システム（１８６）の前記光軸（１１６）と平行の向きに整列され且つ前記立体視システム（１８６）の前記光軸（１１６）に対して垂直な向きに関して個々の変位を呈するように平行配置で設けられる少なくとも１個の光学センサ（１１４）を備える、立体視システム。
【請求項２５】
少なくとも１個の物体を撮像するためのカメラであって、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少なくとも１個の検出器（１１０）を備えるカメラ。
【請求項２６】
少なくとも１個の物体（１１２）の位置を光学的に求めるための方法であって、
検出器（１１０）の少なくとも１個の光学センサ（１１４）が使用され、前記光学センサ（１１４）が、前記物体（１１２）から前記検出器（１１０）に進行する少なくとも１個の光ビーム（１３４）の位置を求め、前記光学センサ（１１４）が、少なくとも第１の電極（１２６）と第２の電極（１２８）とを有し、少なくとも１種の光起電力材料（１３０）が、前記第１の電極（１２６）と前記第２の電極（１２８）との間に埋め込まれ、前記光起電力材料（１３０）が、光による前記光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、前記第１の電極（１２６）又は前記第２の電極（１２８）が、少なくとも３個の部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）を有する分割電極（１３６）であり、各部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）が、少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、前記センサ信号が、前記光学センサ（１１４）のセンサ領域（１３８）での前記光ビーム（１３４）のビーム断面に依存しており、
少なくとも１個の評価装置（１６４）が使用され、前記評価装置（１６４）が、前記部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）の対（１４８、１５０）の前記センサ信号を評価することによって前記物体（１１２）の横断位置であり、前記検出器の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生し、且つ前記評価装置（１６４）が、全ての部分電極（１４０、１４２、１４４、１４６）の前記センサ信号の和を評価することによって前記物体（１１２）の前後位置に関する少なくとも１個の情報を更に発生する、方法。
【請求項２７】
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：距離測定、特に交通技術で；位置測定、特に交通技術で；追跡用途、特に交通技術で；娯楽用途；カメラ、特にセキュリティ用途で；ヒューマンマシンインタフェース用途；マッピング用途、特に少なくとも１つの空間のマップを生成するため；距離測定、位置測定、追跡用途、走査用途から成る群から選択される自動化機械プロセスで；立体視で；高精度測定学で、特に分析学で；製造部品のモデリングで；医療手術で、特に内視鏡的方法で；から成る群から選択される使用の目的のために使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１個の物体の位置を光学的に求めるための検出器に関する。更に、本発明は、立体視を提供するために適合されている検出器に関する。更には、本発明は、ヒューマンマシンインタフェース、娯楽装置、追跡システム、走査装置及びカメラに関する。更には、本発明は、少なくとも１個の物体の位置を光学的に検出するための方法に、及び検出器を使用する様々な方法に関する。そのような装置、方法及び使用方法は、例えば、日常生活、ゲーム、交通技術、生産技術、セキュリティ技術、医療技術の様々な領域で又は科学で利用されることができる。しかしながら、他の用途も原則として可能である。
【背景技術】
【０００２】
様々な光学センサ及び光起電力デバイスが先行技術から知られている。光起電力デバイスが一般に電磁放射線、特に紫外、可視又は赤外光を電気信号又は電気エネルギーに変換するために使用されるのに対して、光学検出器は一般に画像情報を選ぶために及び／又は少なくとも１個の光学パラメータ、例えば明るさを検出するために使用される。
【０００３】
一般に無機及び／又は有機センサ材料の使用に基づくことができる様々な光学センサが、先行技術から知られている。次第に、特に大面積処理を向上させるために、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５（Ａ１）号に記載されるように、少なくとも１種の有機センサ材料から成るセンサが使用されつつある。特に、いわゆる色素太陽電池がますます重要であり、例えばＷＯ２００９／０１３２８２Ａ１に全般的に記載されている。
【０００４】
少なくとも１個の物体を光学的に検出するための様々な検出器が、そのような光学センサを基礎として知られている。ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１が少なくとも１個の光学センサを備える検出器を開示し、ここでは光学センサは少なくとも１個のセンサ領域を有する。そこでは、光学センサは、センサ領域の照明に依存するように少なくとも１個のセンサ信号を発生するように設計される。センサ信号は、照明の全出力が同じであれば、これによって照明の幾何形状に、特にセンサ範囲上の照明のビーム断面に依存しており、これは「ＦｉＰ効果」として命名されてもよい。結果的に、ＦｉＰ効果を利用するこの種の光学センサは「ＦｉＰセンサ」とも称されてもよい。検出器は、センサ信号から少なくとも１個の幾何学的情報、特に照明及び／又は物体についての少なくとも１個の幾何学的情報を発生するように指定される少なくとも１個の評価装置を更には有する。
【０００５】
ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１が、少なくとも１個の横断光学センサ及び少なくとも１個の前後光学センサを使用することによって、少なくとも１個の物体の位置を求めるための方法及び検出器を開示する。好ましくは、特に高い正確度で且つ不明確さなしで物体の前後位置を求めるために、前後光学センサのスタックが利用される。そこでは、スタックは、光ビームが進行してもよい検出器の共通の光軸に沿って、特に前後光学センサと共に配置されてもよい少なくとも１個の横断光学センサ及び、任意に、少なくとも１個の撮像デバイスを更に備えてもよい。この目的のために、特定のビーム経路内の最後の光学センサを除いた全ては、好ましくは、透明であってもよい。更に、少なくとも１個の横断光学センサ及び少なくとも１個の前後光学センサはまた、少なくとも部分的に複合光学センサに統合されてもよい。この目的のために、少なくとも１個の前後光学センサの第２の電極が任意に、個々に接触されてもよい部分電極に細分されてもよく、ここでは第２の電極は単一のセンサ信号を提供するように設計されてもよく、したがって単一の電極接触のみを提供してもよい。したがって、前後信号に加えて、横断センサ信号が前後光学センサで発生されてもよい。更には、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、各々少なくとも１個の物体の位置を求めるための少なくとも１個の検出器を備える、ヒューマンマシンインタフェース、娯楽装置、追跡システム及びカメラを開示する。
【０００６】
引用によって全内容が本明細書に含まれる、２０１４年１２月９日出願の欧州特許出願第１４１９６９４２．８号が、２個以上の光学センサ及び、任意に、少なくとも１個の撮像デバイスが構成の異なる枝路に、特に別々の部分ビーム経路に置かれてもよいことを開示し、ここでは１個又は複数個のビーム分割要素が入射光ビームを分割するために使用されてもよい。例として、深さ情報を求めるために適合されているＦｉＰセンサ及び二次元画像を捕捉するために適合される撮像デバイスが、検出器の別々の部分ビーム経路に配置されてもよい。この配置は、特に、検出器に２個以上の不透明光学センサ又は、該当する場合撮像デバイスを使用することを許容してもよい。更には、光学センサ及びイメージセンサは、特に少なくとも１個のＦｉＰセンサと少なくとも１個の画素化光学検出器、特にＣＣＤデバイス又はＣＭＯＳデバイスなどの無機イメージセンサとの組合せで「ハイブリッドセンサ」、即ち同時に１種又は複数種の有機及び／又は無機材料から成ってもよいアセンブリを構成してもよい。
【０００７】
引用によって全内容が本明細書に含まれる、２０１５年６月１６日出願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５４５３６号が、少なくとも１個の光学センサの像平面と平行する成分を備える少なくとも１個の光ビームを発し、ここでは光学センサが、光ビームの成分から光が散乱されるように光学センサに接近する物体の位置の横断成分を求めるように適合され、ここでは光学センサが、光ビームの成分から散乱される光によるセンサの照明に依存する少なくとも１個の前後センサ信号を発生するように更に設計される、少なくとも１個の照明源、並びに横断センサ信号を評価することによって物体の位置の横断成分に関する少なくとも１個の情報、及び前後センサ信号を評価することによって物体の位置の前後成分に関する少なくとも１個の情報を発生するための評価装置を備える検出器を開示する。この検出器は、特に近距離で検出器を通過する、指、手又はそれに関連した別の物体などの少なくとも１個の物体の位置を検出するための近接センサとして特に使用されてもよく、したがって人物がディスプレイ又はヒューマンマシンインタフェースに実際に触れることを強いられることなくそれと対話することを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５（Ａ１）号
【特許文献２】ＷＯ２００９／０１３２８２Ａ１
【特許文献３】ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１
【特許文献４】ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１
【特許文献５】欧州特許出願第１４１９６９４２．８号
【特許文献６】国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５４５３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述された装置及び検出器によって、具体的にはＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１又は国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５４５３６号などに開示されるような検出器によって暗示されるような利点にもかかわらず、単純で、費用効率がよく且つ信頼できる空間検出器の必要が依然としてある。したがって、本発明によって対処される課題は、この種類の既知の装置及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ための装置及び方法を特定するものである。
【００１０】
特に、対応する装置の高度な製造もそれぞれの方法を行う際の複雑な評価プロセスも必要とせずに、高分解能で物体の位置の横断及び前後成分を急速に且つ並行して感知するための改善された光学センサ及び関連した方法を提供することが望ましいだろう。
【００１１】
更に、とりわけ立体視を提供するために適合されてもよい検出器及び少なくとも１個の検出器を備える立体視システムを提供することが望ましいだろうし、ここでは、好ましくは、物体の位置に関する少なくとも１個の情報は、先行技術から知られている類似の種のシステムと比較して低減された労力で発生されてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、独立特許請求項の特徴を持つ本発明によって解決される。本発明の有利な展開は、個々に又は組み合わせて実現されることができ、従属請求項に並びに／又は以下の明細書及び詳細な実施形態に提示される。
【００１３】
本明細書で使用される場合、表現「有する」、「備える」及び「含む」の他にその文法的変異は非排他的に使用される。したがって、表現「ＡはＢを有する」の他に表現「ＡはＢを備える」又は「ＡはＢを含む」は両方とも、Ｂの他に、Ａが１個又は複数個の更なる構成要素及び／又は構成成分を含むという事実を、並びにＢの他に、他の構成要素、構成成分又は要素がＡに存在しない場合を指してもよい。
【００１４】
本発明の第１の態様では、少なくとも１個の物体の位置を求めるための検出器が開示される。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「物体」は通常、生物及び無生物から選ばれる任意の物体であってもよい。したがって、例として、少なくとも１個の物体は、１個若しくは複数個の物品及び／又は物品の１個若しくは複数個の部分を備えてもよい。追加的に又は代替的に、物体は、人間、例えばユーザ及び／若しくは動物の１つ又は複数の体部など、１つ若しくは複数の生物及び／又はその１つ若しくは複数の部分であってもよいか或いはそれらから成ってもよい。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「位置」は通常、空間における物体の場所及び／又は向きに関する任意の情報を指す。この目的のために、例として、１個又は複数個の座標系が使用されてもよく、そして物体の位置は、１個、２個、３個又はそれ以上の座標を使用することによって求められてもよい。例として、１個又は複数個のデカルト座標系及び／又は他の種類の座標系が使用されてもよい。一例では、座標系は、検出器が所定の位置及び／又は向きを有する検出器の座標系であってもよい。以下更に詳細に概説されるだろうように、検出器は光軸を有してもよく、それは検出器の主視野方向を構成してもよい。光軸は、ｚ軸などの座標系の軸を形成してもよい。更に、１個又は複数個の追加の軸が、好ましくはｚ軸に対して垂直に提供されてもよい。
【００１７】
したがって、例として、検出器は、光軸がｚ軸を形成し、且つ追加的に、ｚ軸に対して垂直であり且つ互いに対して垂直であるｘ軸及びｙ軸が提供されてもよい座標系を構成してもよい。例として、検出器及び／又は検出器の一部は、この座標系の原点になど、この座標系での特定の点に静止してもよい。この座標系では、ｚ軸と平行又は反平行の方向が前後方向とみなされてもよく、そしてｚ軸に沿った座標が前後座標と考えられてもよい。前後方向に対して垂直な任意の方向が横断方向と考えられてもよく、そしてｘ及び／又はｙ座標が横断座標と考えられてもよい。
【００１８】
代替的に、他の種類の座標系が使用されてもよい。したがって、例として、光軸がｚ軸を形成し、且つｚ軸からの距離及び極角度が追加の座標として使用されてもよい極座標系が使用されてもよい。ここでも、ｚ軸と平行又は反平行の方向が前後方向と考えられてもよく、そしてｚ軸に沿った座標が前後座標と考えられてもよい。ｚ軸に対して垂直ないずれの方向も横断方向と考えられてもよく、そして極座標及び／又は極角度が横断座標と考えられてもよい。
【００１９】
本明細書で使用される場合、少なくとも１個の物体の位置を求めるための「検出器」は通常、少なくとも１個の物体の位置に関する少なくとも１個の情報を提供するために適合されている装置である。検出器は固定装置又は移動装置であってもよい。更に、検出器は独立装置であってもよいか、又はコンピュータ、車両若しくはいずれかの他の装置などの別の装置の一部を形成してもよい。更に、検出器はハンドヘルド装置であってもよい。検出器の他の実施形態が実現可能である。
【００２０】
検出器は、いずれかの実現可能なように少なくとも１個の物体の位置に関する少なくとも１個の情報を提供するように適合されてもよい。したがって、情報は、例えば電子的に、視覚的に、音響的に又はそのいずれかの任意の組合せで提供されてもよい。情報は検出器のデータ記憶装置若しくは別々の装置に更に記憶されてもよく、且つ／又は無線インタフェース及び／若しくは結線インタフェースなどの少なくとも１個のインタフェースを介して提供されてもよい。
【００２１】
本発明によれば、検出器は、
−  物体から検出器に進行する少なくとも１個の光ビームの位置を求めるための少なくとも１個の光学センサであって、光学センサが、少なくとも第１の電極と第２の電極とを有し、少なくとも１種の光起電力材料が、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第１の電極又は第２の電極が、少なくとも３個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している、光学センサと、
−  少なくとも１個の評価装置であって、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計され、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える。
【００２２】
以下更に詳細に概説されるだろうように、上記掲載された構成要素は別々の構成要素であってもよい。代替的に、上記掲載された構成要素の２個以上が１個の構成要素に統合されてもよい。したがって、少なくとも１個の評価装置は、少なくとも１個の光学センサから独立した別々の評価装置として形成されてもよいが、しかし好ましくは、センサ信号を受信するために少なくとも１個の光学センサに接続されてもよい。代替的に、少なくとも１個の評価装置は、少なくとも１個の光学センサに完全に又は部分的に統合されてもよい。
【００２３】
用語「横断位置」に関して、上記与えられた定義に参照がなされてもよい。したがって、好ましくは、横断位置は、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での少なくとも１個の座標であってもよいか又はそれから成ってもよい。例として、横断位置は、光学センサの感光センサ面上など、光軸に対して垂直な平面で光ビームによって発生される光点の位置であってもよい。例として、平面での位置はデカルト座標及び／又は極座標で与えられてもよい。他の実施形態が実現可能である。
【００２４】
少なくとも１個のセンサ信号は通常、横断位置を示す任意の信号であってもよい。例として、センサ信号はデジタル及び／若しくはアナログ信号であってもよいか又はそれから成ってもよい。例として、センサ信号は電圧信号及び／若しくは電流信号であってもよいか又はそれから成ってもよい。追加的に又は代替的に、センサ信号はデジタルデータであってもよいか又はそれから成ってもよい。センサ信号は単一の信号値及び／又は一連の信号値から成ってもよい。センサ信号は、以下更に詳細に概説されるだろうように、２個以上の信号を平均することによって且つ／又は２個以上の信号の商を形成することによってなど、２個以上の個々の信号を組み合わせることによって導出される任意の信号から更に成ってもよい。
【００２５】
以下更に概説されるだろうように、好ましくは、少なくとも１個の「光学センサ」は、１個又は複数個の光検出器、好ましくは１個又は複数個の有機光検出器及び、最も好ましくは、１個又は複数個の固体色素増感有機太陽電池（ｓ−ＤＳＣ）などの１個又は複数個の色素増感有機太陽電池（ＤＳＣ、色素太陽電池とも称される）を備えてもよい。したがって、光学センサは、少なくとも１個の第１の電極、少なくとも１個の第２の電極及び少なくとも１種の光起電力材料を有する光検出器であり、ここでは光起電力材料は第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれる。本明細書で使用される場合、「光起電力材料」は通常、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合される材料又は材料の組合せである。
【００２６】
本明細書で使用される場合、用語「評価装置」は通常、物体の位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される任意の装置を指す。例として、評価装置は、１個若しくは複数個の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１個若しくは複数個の集積回路、並びに／又は１個若しくは複数個のコンピュータ、好ましくは１個若しくは複数個のマイクロコンピュータ及び／若しくはマイクロコントローラなどの１個若しくは複数個のデータ処理装置であってもよいか或いはそれらを備えてもよい。１個若しくは複数個のＡＤ変換器及び／又は１個若しく複数個のフィルタなど、センサ信号の受信及び／又は前処理のための１個又は複数個の装置などの、１個又は複数個の前処理装置及び／又はデータ取得装置などの、追加の構成要素が備えられてもよい。更に、評価装置は１個又は複数個のデータ記憶装置を備えてもよい。更に、上記概説されたように、評価装置は、１個若しくは複数個の無線インタフェース及び／又は１個若しくは複数個の結線インタフェースなどの１個又は複数個のインタフェースを備えてもよい。
【００２７】
少なくとも１個の評価装置は、横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生する工程及び／又は前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生する工程を行う又はサポートする少なくとも１個のコンピュータプログラムなどの、少なくとも１個のコンピュータプログラムを行うように適合されてもよい。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、物体の横断位置及び／又は前後位置への所定の変換を行ってもよい１個又は複数個のアルゴリズムが実装されてもよい。
【００２８】
本発明によれば、光学センサの第１の電極又は第２の電極は、少なくとも３個の部分電極を有する分割電極であり、ここでは光学センサはセンサ範囲を有し、ここでは少なくとも１個のセンサ信号はセンサ範囲での光ビームの位置を示す。したがって、上記概説されたように、光学センサは１個若しくは複数個の光検出器、好ましくは１個若しくは複数個の有機光検出器、より好ましくは１個若しくは複数個のＤＳＣ若しくはｓＤＳＣであってもよいか又はそれらを備えてもよい。センサ範囲は、物体の方を向く光検出器の面であってもよい。センサ範囲は好ましくは、光軸に対して垂直に方向付けられてもよい。したがって、センサ信号は、光学センサのセンサ範囲の平面で光ビームによって発生される光点の位置を示してもよい。
【００２９】
本発明の特定の実施形態において、検出器は、特に検出器が少なくとも２個の異なる波長によって衝突されてもよい場合、好ましくは少なくとも２個の別々の光検出器を利用することによって少なくとも２個のセンサ信号を検出するように設計されてもよい。そこでは、例として、第１の光検出器が光スペクトルの第１の部分に対して透明で且つ光スペクトルのその他の部分に対して吸収性であってもよいが、一方衝突光ビームの方向に関して光検出器の後ろに置かれてもよい少なくとも１個の第２の光検出器は光スペクトルの第２の部分に対して透明で且つ、特に、第１の光検出器が透明であってもよいスペクトルの第１の部分に対して吸収性であってもよい。
【００３０】
通常、本明細書で使用される場合、用語「分割電極」は、複数の電極のうちの、少なくとも１個の電流及び／又は電圧信号を測定するために適合され、好ましくは他の部分電極から独立した電極を指す。したがって、複数の部分電極が提供される場合、第１の電極又は第２の電極は、少なくとも３個の部分電極を介して複数の電位及び／又は電流及び／又は電圧を提供するように適合され、それらは独立して測定及び／又は使用されてもよい。
【００３１】
第１の電極又は第２の電極が３個以上の部分電極を持つ分割電極である少なくとも１個の光学センサを使用することによって、部分電極を通る電流はセンサ範囲での光ビームの位置に依存していることになる。このことは通常、衝突光のための電荷の発生の場所から部分電極への途中でオーム損又は抵抗損が生じることになるという事実のためであるだろう。したがって、部分電極の他に、分割電極は部分電極に接続される１種又は複数種の追加の電極材料を備えてもよく、ここでは１種又は複数種の追加の電極材料は電気抵抗を提供する。したがって、電荷の発生の場所から１種又は複数種の追加の電極材料を通って部分電極への途中でのオーム損のため、部分電極を通る電流は、電荷の発生の場所に及び、したがってセンサ範囲での光ビームの位置に依存する。センサ範囲での光ビームの位置を求めるこの原理の詳細について、以下の好適な実施形態に並びに／又は、例えば米国特許第６，９９５，４４５号及び／若しくは米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５（Ａ１）号に開示されるような物理的原理及び装置オプションに参照がなされてもよい。
【００３２】
光学センサは、部分電極を通る電流に従ってセンサ信号を発生するように更に適合されてもよい。したがって、２個の水平に隣接する部分電極を通る電流の比率が形成されて、それによってｘ座標を発生してもよく、且つ／又は垂直に隣接する部分電極に通る電流の比率が形成されて、それによってｙ座標を発生してもよい。検出器、好ましくは光学センサ及び／又は評価装置は、部分電極を通る電流の少なくとも１個の比率から物体の横断位置に関する情報を導出するように適合されてもよい。しかしながら、部分電極を通る電流を比較することによって位置座標を発生する他の方法が実現可能である。
【００３３】
特に好適な実施形態において、分割電極は二対の２個の部分電極を備えてもよく、ここでは４個の部分電極の面が全体として光学センサ上で正方形範囲などの矩形範囲を占有するように、各部分電極の２個の側が更なる部分電極の１個の側に隣接してもよい。しかしながら、三対の２個若しくは３個の部分電極が光学センサ上であろうとなかろうとなお正方形範囲などの矩形範囲を占有する配置、又は６個の部分電極の面が全体として光学センサ上で六角形範囲を占有するように各部分電極が三角形の形状を有する、６個の部分電極を持つ六角形配置など、他の配置が可能である。
【００３４】
この点に関しては、特にそれぞれの部分電極からの電流をできる限り大きく達成するために、特定の配置によって作成される面が、隣接する部分電極間の空所をできる限り少なくして特定の範囲にわたるように部分電極を配置することが特に有利であるだろう。特に、２個の隣接する部分電極が、それらの間に間隙が残らないか又は僅かだけ残るように光学センサに配置されてもよい。代替的に、２個の隣接する部分電極は、重複範囲が作成されるように互いと部分的に重複さえしてもよく、ここでは重複範囲は重複する部分電極の各々の範囲の１％以下を占有してもよい。
【００３５】
上記概説されたように、好ましくは、少なくとも１個の光学センサは透明な光学センサであってもよい。したがって、光学センサの少なくとも１個の第１の電極は好ましくは透明である。本発明で使用される場合、用語「透明な」は通常、透明な物体を通しての透過後の光の強さが、透明な物体を通しての透過前の光の強さの１０％、好ましくは４０％及び、より好ましくは６０％以上であるという事実を指す。より好ましくは、光学センサの少なくとも１個の第１の電極は、完全に又は部分的に少なくとも１種の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）でできていてもよい。例として、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）及び／又はフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）が挙げられてもよい。更なる例が以下与えられることになる。更に、光学センサの少なくとも１個の第２の電極は好ましくは、完全に又は部分的に透明であってもよい。
【００３６】
したがって、具体的には、分割電極は、３個以上の部分電極及び３個以上の部分電極に接触する少なくとも１種の追加の電極材料を備えてもよい。本発明によれば、光学センサの少なくとも１個の分割電極は、完全に少なくとも１種の導電性ポリマ、好ましくは透明導電性ポリマでできていてもよい。例として、少なくとも０．０１Ｓ／ｃｍの、好ましくは少なくとも０．１Ｓ／ｃｍの又は、より好ましくは、少なくとも１Ｓ／ｃｍ若しくは少なくとも１０Ｓ／ｃｍ若しくは少なくとも１００Ｓ／ｃｍの導電率を有する導電性ポリマが使用されてもよい。例として、少なくとも１種の導電性ポリマは：ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、好ましくは少なくとも１種の対イオンで電気的にドープされているＰＥＤＯＴ、より好ましくはポリスチレンスルホン酸ナトリウムでドープされるＰＥＤＯＴ（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）；ポリアニリン（ＰＡＮＩ）；ポリチオフェンから成る群から選択されてもよい。
【００３７】
上記概説されたように、導電性ポリマは、少なくとも３個の部分電極間で電気接続を提供してもよい。導電性ポリマはオーム抵抗を提供し、したがって電荷発生の位置を求めることを許容してもよい。好ましくは、導電性ポリマは、部分電極間で０．１〜２０ｋΩの電気抵抗率、好ましくは０．５〜５．０ｋΩの電気抵抗率及び、より好ましくは、１．０〜３．０ｋΩの電気抵抗率を提供する。本明細書で使用される場合、「導電材料」は通常、１０４未満、１０３未満、１０２未満の、又は１０Ωｍ未満の比電気抵抗を有する材料であってもよい。好ましくは、導電材料は、１０−１未満、１０−２未満、１０−３未満、１０−５未満又は１０−６Ωｍ未満の比電気抵抗を有する。最も好ましくは、導電材料の比電気抵抗は５×１０−７Ωｍ未満であるか、又は１×１０−７Ωｍ未満、特にアルミニウムの比電気抵抗の範囲内である。
【００３８】
本発明の更なる実施形態が、物体から検出器に伝搬する光ビームの本質に言及する。光ビームは物体自体によって許されてもよく、即ち物体から生じてもよい。追加的に又は代替的に、光ビームの別の起点が実現可能である。したがって、所定の特性を有する１個又は複数個の一次線又はビームなどの、１個又は複数個の一次線又はビームを使用することによってなど、物体を照明してもよい１個又は複数個の照明源が提供されてもよい。後者の場合、物体から検出器に伝搬する光ビームは、物体及び／又は物体に接続される反射装置によって反射される光ビームであってもよい。したがって、物体は、一次光を発生する照明源を使用することによって照明されてもよく、ここでは物体は一次光を弾性的に又は非弾性的に反射し、それによって検出器に伝搬する光ビームを発生する。照明源自体が検出器の一部であってもよい。したがって、検出器は少なくとも１個の照明源を備えてもよい。本明細書で、照明源は通常：少なくとも部分的に物体に接続され且つ／又は少なくとも部分的に物体と同一である照明源；一次放射線、好ましくは一次光で物体を少なくとも部分的に照明するように設計され、ここでは光ビームは好ましくは、物体上での一次放射線の反射によって及び／又は一次放射線によって刺激される、物体自体による発光によって発生される、照明源から選択されてもよい。更に、照明源は、定義済みパターンが少なくとも１個の光学センサ上に投影されるように衝突光ビームを修正することが可能でもよい構造化光源であってもよい。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「光」は通常、可視スペクトル領域、紫外スペクトル領域及び赤外スペクトル領域の１個又は複数個での電磁放射線を指す。そこでは、用語可視スペクトル領域は通常、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのスペクトル領域を指す。用語赤外（ＩＲ）スペクトル領域は通常、７８０ｎｍ〜１０００μｍの範囲での、好ましくは７８０ｎｍ〜３．０μｍの範囲での電磁放射線を指す。用語紫外スペクトル領域は通常、１ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲での、好ましくは１００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲での電磁放射線を指す。好ましくは、本発明内で使用される光は可視光、即ち可視スペクトル領域での光である。
【００４０】
用語光ビームは通常、特定の方向に発される光量を指す。したがって、光ビームは、光ビームの伝搬方向に対して垂直な方向に所定の拡大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、ビームウエスト、レイリー長、又はビーム直径の展開及び／若しくは空間におけるビーム伝搬を特性化するのに適したいずれかの他のビームパラメータ若しくはビームパラメータの組合せの１個又は複数個など、１個又は複数個のガウスビームパラメータによって特性化されてもよい１個又は複数個のガウス光ビームであってもよいか或いはそれらから成ってもよい。
【００４１】
上記概説されたように、少なくとも１個のセンサ信号は、光ビームによる照明の全出力が同じであれば、少なくとも１個の光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している。本明細書で使用される場合、用語「ビーム断面」は通常、光ビームの横方向の拡大又は特定の場所で光ビームによって発生される光点を指す。円形光点が発生される場合、半径、直径若しくはガウスビームウエスト、又はガウスビームウエストの２倍がビーム断面の尺度として機能してもよい。非円形光点が発生される場合、等価ビーム断面とも称される、非円形光点と同じ面積を有する円の断面を求めることによってなど、断面はいずれかの他の実現可能な方法で求められてもよい。
【００４２】
したがって、光ビームによるセンサ領域の照明の全出力が同じであれば、第１のビーム直径又はビーム断面を有する光ビームが第１のセンサ信号を発生してもよいが、一方第１のビーム直径又はビーム断面と異なっている第２のビーム直径又はビーム断面を有する光ビームは第１のセンサ信号と異なっていてもよい第２のセンサ信号を発生する。したがって、センサ信号を比較することによって、ビーム断面に関する、具体的にはビーム直径に関する少なくとも１個の情報が発生されてもよい。この効果の詳細について、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に参照がなされてもよい。
【００４３】
詳細には物体から検出器に伝搬する光ビームの１個又は複数個のビーム特性が知られている場合、物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報はしたがって、少なくとも１個のセンサ信号と物体の位置との間の既知の関係から導出されてもよい。既知の関係は、アルゴリズムとして及び／又は１個又は複数個の校正曲線として評価装置に記憶されてもよい。例として、詳細にはガウスビームに関して、ビーム直径又はビームウエストと物体の位置との間の関係が、ビームウエストと前後座標との間のガウス関係を使用することによって容易に導出されてもよい。この効果は、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に開示されるように、「ＦｉＰ−効果」とも称され、そして光ビームの適切な変調に依存してもよいか又はそれによって強調されてもよい。したがって、好ましくは、検出器は、照明を変調するための少なくとも１個の変調装置を更には有してもよい。検出器は、異なる変調の場合には少なくとも２個のセンサ信号、特にそれぞれ異なる変調周波数での少なくとも２個のセンサ信号を検出するように設計されてもよい。この場合には、評価装置は、少なくとも２個のセンサ信号を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計されてもよい。通常、光学センサは、少なくとも１個のセンサ信号が、照明の全出力が同じであれば、照明の変調の変調周波数に依存しているように設計されてもよい。この周波数依存の性質は詳細にはＤＳＣに及び、より好ましくは、ｓＤＳＣに提供される。しかしながら、他の種類の光学センサ、好ましくは光検出器及び、より好ましくは、有機光検出器もこの効果を呈してもよい。
【００４４】
好ましくは、少なくとも１個の光学センサは薄膜デバイスであり、電極及び光起電力材料を含む層の層構成であって、好ましくはほんの１ｍｍの、より好ましくは多くとも５００μｍ以下の厚さを有する層構成を有する。したがって、光学センサのセンサ領域は好ましくはセンサ範囲であってもよいか又はそれを備えてもよく、それはそれぞれのデバイスの面によって形成されてもよく、ここでは面は物体の方を向いてもよいか又は物体から離れて向いてもよい。ここで、センサ領域を構成する幾つかの面が物体の方を向くのに対して他の面が物体から離れて向くように、少なくとも１個の光学センサを配置することが更に実現可能であってもよい。それぞれのデバイスのそのような種の配置は、スタックを通る光ビームの経路を最適化し且つ／又は光経路内の反射を低減するのに有益だろうが、いずれかの理由又は目的のために、センサ領域が物体の方を向いてもよい１個、２個又は３個以上のデバイスが、センサ領域が物体から離れて向いてもよい１個、２個又は３個以上の他のデバイスと交互になるなど、交互方式で実装されてもよい。
【００４５】
好ましくは、光学センサのセンサ領域は、デバイス当たり１個の連続センサ範囲又はセンサ面などの、１個の連続センサ領域によって形成されてもよい。したがって、好ましくは、光学センサのセンサ領域は、厳密に１個の連続センサ領域によって形成されてもよい。センサ信号は好ましくは、光学センサの全センサ領域に対して均一のセンサ信号である。それによって、少なくとも１個の光学センサは、少なくとも１ｍｍ２の、好ましくは少なくとも５ｍｍ２の、センサ範囲とも称される敏感範囲、例えば５ｍｍ２〜１０００ｃｍ２のセンサ範囲、好ましくは７ｍｍ２〜１００ｃｍ２のセンサ範囲、より好ましくは１ｃｍ２のセンサ範囲を提供するセンサ領域を有してもよい。センサ範囲は好ましくは、正方形幾何形状などの矩形の幾何形状を有する。少なくとも１個のセンサ領域は、例えば少なくとも１個のセンサ範囲、即ち横方向の広さがセンサ領域の厚さを、例えば少なくとも１０倍だけ、好ましくは少なくとも１００倍だけ及び特に好ましくは少なくとも１０００倍だけ相当に超えるセンサ領域から成ることができる。しかしながら、他の幾何形状及び／又はセンサ範囲が実現可能である。
【００４６】
センサ信号は好ましくは、電流（光電流など）及び電圧（光電圧など）又は、電流及び／又は電圧の商などのそこから導出されるいずれかの信号から成る群から選択されてもよい。更に、センサ信号は、平均化及び／又はフィルタリングによってなど、生センサ信号から精密センサ信号を導出するために前処理されてもよい。センサ領域はしたがって、均一の信号、例えば電気信号が発生されるための光学センサの最小単位であることができ、それは好ましくは、もはや例えばセンサ領域の部分領域を求めて部分信号に細分されることができない。センサは１個の、でなければ複数のそのようなセンサ領域を有することができ、後者の場合、例えば複数のそのようなセンサ領域が二次元及び／又は三次元行列配置に配置されることによる。
【００４７】
通常、光学センサは、少なくとも１個の半導体検出器、特に少なくとも１種の有機材料から成る有機半導体検出器、好ましくは有機太陽電池、そして特に好ましくは色素太陽電池又は色素増感太陽電池、特に固体色素太陽電池又は固体色素増感太陽電池を備えてもよい。好ましくは、光学センサはＤＳＣ若しくはｓＤＳＣであるか又はそれを備える。したがって、好ましくは、光学センサは、少なくとも１個の第１の電極、少なくとも１種のｎ−半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素、少なくとも１種のｐ−半導体有機材料、好ましくは固体ｐ−半導体有機材料、及び少なくとも１個の第２の電極を備える。好適な実施形態において、光学センサは少なくとも１個のＤＳＣ又は、より好ましくは、少なくとも１個のｓＤＳＣを備える。上記概説されたように、好ましくは、少なくとも１個の光学センサは透明な光学センサであるか又は少なくとも１個の透明な光学センサから成る。したがって、好ましくは、第１の電極も第２の電極も透明である。
【００４８】
光学センサは、平面、平面凸、平面凹、両凸、両凹、又はレンズ若しくはプリズムなど、光学目的のために利用されることができるいずれかの他の形から成る群から選択されてもよい形状を呈してもよい。本明細書で、基板は剛性でも、でなければ可撓性でもよい。適切な基板は、金属箔の他に、特にプラスチックシート又は膜、そしてとりわけガラスシート又はガラス膜である。形状変化ポリマなどの形状変化材料が、可撓性基板として優先して利用されてもよい材料の例を構成する。更には、基板は、特に入射光ビームの反射を低減及び／又は緩和する目的のために覆われても又は被覆されてもよい。例として、基板は、基板の後での光軸の分割がいずれかの目的のために必要とされてもよい構成で特に有用だろう、ダイクロイックミラーのものなどのミラー効果を呈するように成形されてもよい。
【００４９】
物体から検出器に伝搬する光ビームのビーム特性が完全に又は部分的に知られている場合であっても、多くのビームで、ビーム断面が焦点に達する前に狭くなり、そして以後再び広がることが知られている。したがって、光ビームが最も狭いビーム断面を有する焦点の前にそしてしばしばその間に、光ビームが同じ断面を有する、光ビームの伝搬軸に沿った位置が出現する。したがって、例として、焦点の距離ｚ０前後で、光ビームの断面は同一である。したがって、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、光ビームのビーム断面と物体の前後位置との間の既知の関係における不明確さを解決するために評価装置によって使用されるべき複数の前後センサ信号を発生してもよい幾つかの別々の前後光学センサのスタックを提案する。しかしながら、幾つかの光学センサのスタックは様々な状況下で適切でないかもしれないので、物体の前後位置を求めるために１つの光学センサのみが使用されてもよい。本明細書で、光ビームの全出力又は強さが知られている場合、光ビームの特定の断面が求められるだろう。この情報を使用することによって、焦点からのそれぞれの光学センサの距離ｚ０が、したがって、なお求められるだろう。しかしながら、それぞれの光学センサが位置するのが焦点の前か又は後かを判定するために、物体及び／若しくは検出器の移動の履歴並びに／又は検出器が位置するのが焦点の前か又は後かに関する情報などの、付加情報が必要とされてもよい。したがって、通常、評価装置は、この付加情報を考慮に入れることによって、光ビームが広がるか又は狭くなるかを認識するように適合されてもよい。物体の少なくとも１個の前後座標に加えて、物体の少なくとも１個の横断座標が求められてもよい。したがって、通常、評価装置は、少なくとも１個の光学センサ上の光ビームの位置を求めることによって物体の少なくとも１個の横断座標を求めるように更に適合されてもよい。
【００５０】
更なる好適な実施形態が評価装置に言及する。したがって、評価装置は、好ましくは照明の既知の出力を考慮して、且つ任意に照明が変調される変調周波数を考慮して、照明の幾何形状と検出器に対する物体の相対位置どりとの間の少なくとも１つの所定の関係から物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計されてもよい。通常、上記概説されたように、評価装置は、少なくとも１個のセンサ信号から光ビームの直径を求めることによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように適合されてもよい。ここで使用される場合及び以下で使用される場合、特定の場所での光ビームのビーム断面を特性化するために、光ビームの直径又は、同等に、光ビームのビームウエストが使用されるだろう。上記概説されたように、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前後位置を求めるために、物体の前後位置とビーム断面との間の既知の関係が使用されるだろう。例として、光ビームが少なくとも略ガウス方式で伝搬することを前提として、ガウス関係が使用されるだろう。この目的のために、既知のガウス分布などの既知の伝搬特性を有する光ビームを発生する照明源を使用することによってなど、光ビームは適切に成形されるだろう。この目的のために、照明源自体が既知の特性を有する光ビームを発生してもよいが、これは、当業者が知っているように、例えば多くの種類のレーザの場合である。追加的に又は代替的に、照明源及び／又は検出器は、当業者が認識するだろうように、既知の特性を有する光ビームを提供するために、１個若しくは複数個のレンズ及び／又は１個若しくは複数個の絞りなどの、１個又は複数個のビーム成形素子を有してもよい。したがって、例として、既知のビーム成形特性を有する１個又は複数個の伝達素子などの、１個又は複数個の伝達素子が提供されてもよい。追加的に又は代替的に、照明源及び／又は少なくとも１個の任意の伝達素子などの検出器は、少なくとも１個の光学センサの励起極大外の波長を除去するための１個又は複数個のフィルタ素子など、１個又は複数個のフィルタなどの１個又は複数個の波長選択素子を有してもよい。したがって、通常、評価装置は、好ましくは光ビームの伝搬方向における少なくとも１個の伝搬座標への光ビームのビーム直径の既知の依存から且つ／又は光ビームの既知のガウス分布から物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を求めるために、光ビームの既知のビーム特性と光ビームのビーム断面及び／又は直径を比較するように適合されてもよい。
【００５１】
検出器が、特に検出器が少なくとも２個の異なる波長によって衝突されてもよい場合、好ましくは少なくとも２個の別々の光検出器を利用することによって少なくとも２個のセンサ信号を検出するように設計されてもよい、より詳細に上記記載されたような本発明の特定の実施形態において、評価装置は、少なくとも２個の光検出器から生じる少なくとも２個のセンサ信号を評価することによって物体の前後位置に関する２個以上の情報を発生するように設計されてもよい。
【００５２】
通常、検出器は、少なくとも１個の撮像デバイス、即ち少なくとも１個の画像を取得することが可能なデバイスを更に備えてもよい。撮像デバイスは種々の方法で具象化されることができる。したがって、撮像デバイスは、例えば検出器ハウジング内で検出器の一部であることができる。代替的に又は追加的に、しかしながら、撮像デバイスは、例えば少なくとも１個の光学センサから独立した別々の撮像デバイスとして、検出器ハウジング外に配置されることもできる。追加的に又は代替的に、少なくとも１個の任意の撮像デバイスは、検出器に接続されるなど、光学センサに完全に若しくは部分的に統合されても、又は検出器の一部であってさえよい。しかしながら、他の配置が可能である。
【００５３】
本明細書で使用される場合、「撮像デバイス」は通常、物体の又はその一部の一次元、二次元又は三次元画像を発生することができるデバイスとして理解される。特に、検出器は、少なくとも１個の任意の撮像デバイスの有無にかかわらず、完全に又は部分的に、ＩＲカメラ又はＲＧＢカメラ、即ち３個の別々の接続上で赤、緑及び青と指定される３種の基本色を送り出すように設計されるカメラなどのカメラとして使用されることができる。したがって、例として、少なくとも１個の撮像デバイスは：画素化有機カメラ素子、好ましくは画素化有機カメラチップ；画素化無機カメラ素子、好ましくは画素化無機カメラチップ、より好ましくはＣＣＤ若しくはＣＭＯＳチップ；モノクロームカメラ素子、好ましくはモノクロームカメラチップ；マルチカラーカメラ素子、好ましくはマルチカラーカメラチップ；フルカラーカメラ素子、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個の撮像デバイスであってもよいか又はそれから成ってもよい。撮像デバイスは、モノクローム撮像デバイス、マルチクローム撮像デバイス及び少なくとも１個のフルカラー撮像デバイスから成る群から選択される少なくとも１個のデバイスであってもよいか又はそれから成ってもよい。マルチクローム撮像デバイス及び／又はフルカラー撮像デバイスは、当業者が認識するだろうように、フィルタ技法を使用することによって且つ／又は固有の色感度若しくは他の技法を使用することによって生成されてもよい。撮像デバイスの他の実施形態も可能である。
【００５４】
撮像デバイスは、物体の複数の部分領域を連続して且つ／又は同時に撮像するように設計されてもよい。例として、物体の部分領域は、例えば撮像デバイスの解像限界によって画定され且つ電磁放射線が出現する物体の一次元、二次元又は三次元領域であることができる。この文脈では、撮像は、物体のそれぞれの部分領域から出現する電磁放射線が、例えば検出器の少なくとも１個の任意の伝達装置を用いて撮像デバイスに送られることを意味するものと理解されるべきである。電磁線は、例えば発光放射線の形態で、物体自体によって発生されることができる。代替的に又は追加的に、少なくとも１個の検出器は、物体を照明するための少なくとも１個の照明源を備えてもよい。
【００５５】
特に、撮像デバイスは、例えば走査法を用いて、特に少なくとも１回の行走査及び／又は線走査を使用して、複数の部分領域を順次撮像するように設計されることができる。しかしながら、他の実施形態、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。撮像デバイスは、物体の部分領域のこの撮像中に、部分領域と関連づけられる信号、好ましくは電子信号を発生するように設計される。信号はアナログ及び／又はデジタル信号であってもよい。例として、電子信号は各部分領域と関連づけられることができる。電子信号はしたがって同時に、でなければ時間差方式で発生されることができる。例として、行走査又は線走査中に、物体の部分領域に対応する一連の電子信号を発生し、それらが、例えば一列に並べられることが可能である。更に、撮像デバイスは、電子信号を処理及び／又は前処理するための１個又は複数個のフィルタ及び／又はアナログ−デジタル変換器などの、１個又は複数個の信号処理デバイスを備えてもよい。
【００５６】
加えて、検出器は、光学レンズ、特に焦点可調レンズなどの、少なくとも１個の伝達装置を備えてもよく、それはより詳細に後記されることになり、且つ共通の光軸に沿って更に配置されてもよい。例として、物体から出現する光ビームはこの場合には、それが最終的に撮像デバイスと衝突するまで最初は少なくとも１個の伝達装置を通してそしてその後光学センサを通して進行してもよい。光学センサへの光の送りは、特に例えば丸、楕円又は異なって構成された断面を有する光点が光学センサの任意のセンサ範囲に生成されるように遂行されることができる。例として、検出器は、内部で物体が検出されることができる視覚範囲、特に立体角範囲及び／又は空間範囲を有することができる。好ましくは、任意の伝達装置は、例えば検出器の視覚範囲内に配置される物体の場合には、光点が完全にセンサ領域、特にセンサ範囲に配置されるように設計される。例として、センサ範囲は、この条件を保証するために対応する大きさを有するように選ばれることができる。
【００５７】
好適な実施形態において、少なくとも１個の物体は、一次光を発生する少なくとも１個の照明源を使用することによって照明されてもよく、ここでは少なくとも１個の物体は一次光を弾性的に又は非弾性的に反射し、それによって少なくとも２個の検出器のうちの１個に伝搬する複数の光ビームを発生する。少なくとも１個の照明源は、少なくとも２個の検出器の各々の構成部分を形成してもよいか又は形成しなくてもよい。したがって、少なくとも１個の照明源は少なくとも２個の検出器と独立して形成されてもよく、且つしたがって、特に少なくとも２個の検出器から分離される少なくとも１つの位置に設けられてもよい。例として、少なくとも１個の照明源自体は環境光源であってもよいか若しくはそれから成ってもよい及び／又は人工照明源であってもよいか若しくはそれから成ってもよい。この実施形態は好ましくは、特に単一の検出器の固有の測定体積を拡張する測定体積を提供する目的で深さ情報を取得するために、少なくとも２個の検出器、優先して２個の同一の検出器が利用される用途に適している。
【００５８】
上記概説されたように、好ましくは、少なくとも１個の光学検出器の構成の考え得る詳細に対して、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に、及び／又は詳細には考え得る電極材料、有機材料、無機材料、層構成、任意の伝達装置、任意の照明源及び更なる詳細に関して、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に参照がなされてもよい。なお、他の実施形態が実現可能である。
【００５９】
更なる好適な実施形態において、本発明に係る検出器は少なくとも２個の個々の光学センサ、好ましくは２個又は３個の個々の光学センサを備えてもよく、それらは２つの別個の位置に置かれてもよい。この点に関しては、個々の光学センサは、好ましくは、検出器に備えられるその他の個々の光学センサによって撮られる画像と異なってもよい個々の画像を取得することを可能にするために、その他の個々の光学センサから離間されてもよい。特に、個々の光学センサは、単一の円形三次元画像を生成するために、別々のビーム経路に平行配置で配置されてもよい。したがって、個々の光学センサは、それらが光軸と平行して設けられ、且つ加えて、検出器の光軸に対して垂直な向きに個々の変位を呈するように整列されてもよい。本明細書で、整列は、個々の光学センサ及び／又は対応する伝達素子の場所及び向きを調節することによってなど、適切な方策によって達成されてもよい。したがって、２個の個々の光学センサは、好ましくは、それらが深さ情報の知覚を生成又は増強することができるように、とりわけ両眼視によって得られるような視覚情報など、重複する視野を有する２個の個々の光学センサから導出されるような視覚情報を組み合わせることによって深さ情報が得られる仕方で、離間されていてもよい。この目的のために、個々の光学センサは好ましくは、光軸に対して垂直な方向に測定されると、１ｃｍ〜１００ｃｍ、好ましくは１０ｃｍ〜２５ｃｍの距離だけ互いから離間されてもよい。本明細書で使用される場合、本実施例において提供されるような検出器は、特に、より詳細に下記されることになる「立体視システム」の一部であってもよい。立体視を可能にする他に、主に２個以上の光学センサの使用に基づく立体視システムの更なる特定の利点は、特に、全強さの増加及び／又はより低い検出閾値を含むことができる。
【００６０】
特に物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するために、上記されたような個々の光学センサは各々、「前後光学センサ」とも命名されてもよいＦｉＰセンサ、特にＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１又はＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に開示されるようなＦｉＰセンサであっても又はそれから成ってもよい。この点に関しては、ＦｉＰセンサは、好ましくは、変調モードで動作されてもよく、ここではＦｉＰセンサの各々は個々の変調周波数に感度が高くてもよく、したがって、異なるＦｉＰセンサによって発生されるようなセンサ信号間の単純な区別を許容する。結果として、離散変調を有し、且つそれらの配置の結果として、重複する視野を呈する２個の個々の光学センサによって記録される視覚情報を単に組み合わせることによって深さ情報が取得されるように離間されている、２個の個々のＦｉＰセンサを使用することによって分光視を適用することによって物体の前後位置を求めることが、したがって、可能であるだろう。
【００６１】
物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報も更に発生するために、横断センサ信号を提供することが可能であってもよい第３の個々の光学センサが、好ましくは、利用されてもよい。本明細書で使用される場合、この種のセンサは「横断光学センサ」とも命名されてもよい。本明細書で、横断光学センサは、好ましくは、２個の前後光学センサのうちの１個の同じビーム経路に置かれてもよい別々の光学センサであってもよい。代替的に、第３の個々の光学センサは、別々の第３のビーム経路に置かれてもよい前述された前後光学センサのうちの１個であっても又はそれから成ってもよく、ここでは第３のビーム経路はその他の２個の個々の光学センサの好ましくは平行したビーム経路と平行であってもよいが、しかし前述されたビーム経路に対して垂直な個々の変位を呈してもよい。
【００６２】
横断光学センサの配置に関わりなく、横断光学センサは、検出器の光軸を横断する方向に物体の一次元又は二次元位置に関する情報を求めるように適合されている位置感応装置であってもよい。本明細書で、位置感応装置はアナログ位置感応装置又は離散位置感応装置のうちの１種であってもよい。アナログ位置感応装置は通例、入射ビームによって照明されるように適合されるセンサ範囲を備え、ここではセンサ範囲は、少なくとも１ｍｍ２〜１０００ｃｍ２のセンサ範囲全体、好ましくは１０ｍｍ２〜１００ｃｍ２のセンサ範囲、より好ましくは１ｃｍ２のセンサ範囲にわたって、好ましくは、均一の抵抗を呈する１個の連続センサ範囲によって形成されてもよい。好ましくは、センサ範囲は、正方形の幾何形状など、矩形の幾何形状を呈してもよい。したがって、センサ範囲は、センサ範囲の厚さを、例えば少なくとも１０、好ましくは１００、特に好ましくは１０００倍相当上回る横方向の広さを有してもよい。しかしながら、他の種のセンサ範囲が実現可能である。センサ信号は、好ましくは、電流、特に光電流及び電圧、特に光電圧、又は電流及び／若しくは電圧の商など、そこから導出されるいずれかの信号から成る群から選択されてもよい。更に、センサ信号は、平均化及び／又はフィルタリングによってなど、生センサ信号から導出センサ信号を取得するために前処理されてもよい。センサ信号の対を比較することによって、入射ビームによって発生されるようなセンサ範囲上の光点の場所が導出されることができる。
【００６３】
有利には、アナログ位置感応装置は、１００ｋＨｚ以上の速度までの測定速度で光点の場所を連続的に求めることを可能にしてもよく、それによって光点の大きさに実質的に影響されない。しかしながら、アナログ位置感応装置のセンサ信号は場所への非線形依存を呈することがあり、且つ更に、光点の形状に依存することがあるので、個々のセンサ画素の行列を備える離散位置感応装置、特に既知のＣＭＯＳチップ又は既知のＣＣＤチップが、したがって、好まれてもよい。本明細書で、個々のセンサ画素の又は、好ましくは、個々のセンサ画素の列又は行の信号が閾値と比較されてもよく、したがって離散位置感応装置上の光点の場所の判定を可能にする。
【００６４】
更なる代替例では、横断光学センサ及び少なくとも１個の前後光学センサは、好ましくは、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に又は欧州特許出願第１４１９６９４２．８号に開示されるような複合光学センサなどの、複合光学センサに少なくとも部分的に統合されてもよい。
【００６５】
更に、検出器は、好ましくは、検出器に備えられるような光学センサのいずれか又は全てから受信されるだろういずれか又は全てのセンサ信号を評価することによって物体の位置に関する情報を発生するように設計される単一の評価装置を備えてもよい。しかしながら、特に光学センサの配置及びそれらのそれぞれの目的に応じて、検出器は、代替的に、検出器に備えられる光学センサの幾つか又は各々に割り当てられる個々の評価装置を備えてもよい。更に、少なくとも２個の従来の位置感応装置を備える従来の立体視システムでは、それぞれの画像における対応する画素は相当な計算労力を適用することによって求められなければならないのに対して、少なくとも２個のＦｉＰセンサを備える本発明に係る立体視システムでは、ＦｉＰセンサの各々が異なる変調周波数で動作されてもよいようにＦｉＰセンサを使用することによって記録されるようなそれぞれの画像における対応する画素は互いに対して明白に割り当てられることができる。したがって、１個又は複数個のＦｉＰセンサを使用することによって、物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報は低減された労力で発生されることができると強調されることができる。
【００６６】
本発明の更なる態様は本発明に係る少なくとも２個の検出器を使用し、ここではそのような検出器の各々は、上記開示された又は以下更に詳細に開示される実施形態の１つ又は複数に係る少なくとも１個の検出器から選択されてもよい。したがって、任意の実施形態について、検出器のそれぞれの実施形態に参照がなされるだろう。
【００６７】
本発明の更なる態様では、ユーザと機械との間で少なくとも１個の情報を交換するためのヒューマンマシンインタフェースが提案される。提案されるようなヒューマンマシンインタフェースは、上述された又は以下更に詳細に述べられるような実施形態の１つ又は複数における上述された検出器が、機械に情報及び／又は指令を提供するために１人又は複数人のユーザによって使用されてもよいという事実を使用してもよい。したがって、好ましくは、ヒューマンマシンインタフェースは制御指令を入力するために使用されてもよい。ヒューマンマシンインタフェースは、上記開示された実施形態の１つ若しくは複数に係る且つ／又は以下更に詳細に開示されるような実施形態の１つ若しくは複数に係るなど、本発明に係る少なくとも１個の検出器を備え、ここではヒューマンマシンインタフェースは、検出器を用いてユーザの少なくとも１個の幾何学的情報を発生するように設計され、ここではヒューマンマシンインタフェースは、少なくとも１個の情報、特に少なくとも１個の制御指令を幾何学的情報に割り当てるように設計される。
【００６８】
通常、本明細書で使用される場合、ユーザの少なくとも１個の幾何学的情報は、ユーザ及び／又はユーザの１つ又は複数の体部の横断位置に関する及び／又は前後位置に関する１個又は複数個の情報を暗示してもよい。したがって、好ましくは、ユーザの幾何学的情報は、検出器の評価装置によって提供されるような横断位置及び／又は前後位置に関する１個又は複数個の情報を暗示してもよい。ユーザ、ユーザの体部又はユーザの複数の体部は、少なくとも１個の検出器によって検出されてもよい１個又は複数個の物体とみなされてもよい。そこでは、厳密に１個の検出器が提供されてもよいし、又は複数の検出器の組合せが提供されてもよい。例として、複数の検出器が、ユーザの複数の体部の位置を求めるために且つ／又はユーザの少なくとも１つの体部の向きを求めるために提供されてもよい。ヒューマンマシンインタフェースは１個又は複数個の検出器を備えてもよく、ここでは複数の検出器が提供される場合、検出器は同一であってもよいし又は異なってもよい。本明細書で、複数の検出器が使用される場合、複数の検出器、特に複数の同一の検出器は、複数の検出器によって、上記されたように記録されてもよい重複量で少なくとも１個の物体についての深さ情報の信頼できる取得をなお可能にする。したがって、好ましくは、ユーザの少なくとも１個の幾何学的情報は：ユーザの体の位置；ユーザの少なくとも１つの体部の位置；ユーザの体の向き；ユーザの少なくとも１つの体部の向きから成る群から選択される。
【００６９】
本発明の更なる態様では、少なくとも１種の娯楽機能を実行するための娯楽装置が開示される。本明細書で使用される場合、娯楽装置は、以下で１人又は複数人のプレーヤとも称される、１人又は複数人のユーザの余暇及び／又は娯楽の目的を満たすことができる装置である。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を満たすことができる。追加的に又は代替的に、娯楽装置は、概して運動、スポーツ、物理療法又は動き追跡のためになど、他の目的のためにも使用されてもよい。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若しくはコンピュータシステムに実装されてもよいし、又は１種若しくは複数種のゲーム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又はコンピュータシステムを備えてもよい。
【００７０】
娯楽装置は、上記開示された実施形態の１つ若しくは複数に係る且つ／又は以下開示される実施形態の１つ若しくは複数に係るなど、本発明に係る少なくとも１個のヒューマンマシンインタフェースを備える。娯楽装置は、少なくとも１個の情報がヒューマンマシンインタフェースを用いてプレーヤによって入力されることを可能にするように設計される。少なくとも１個の情報は、娯楽装置のコントローラ及び／若しくはコンピュータに送信されてもよいし且つ／又はそれによって使用されてもよい。少なくとも１個の情報は好ましくは、ゲームの過程に影響するために適合される少なくとも１個の指令から成ってもよい。したがって、例として、少なくとも１個の情報は、プレーヤの及び／又はプレーヤの１つ又は複数の体部の動作、向き及び位置の少なくとも１つに関する少なくとも１個の情報を含んでもよく、それによってプレーヤがゲームのために必要とされる特定の位置及び／又は行動をシミュレーションすることを可能にする。例として、以下の動作の１つ又は複数がシミュレーションされ且つ娯楽装置のコントローラ及び／又はコンピュータに通信されてもよい：ダンスする；ランニングする；ジャンプする；ラケットを振る；バットを振る；クラブを振る；玩具銃を標的に向けるなど、物体を別の物体に向ける。
【００７１】
娯楽装置、好ましくは娯楽装置のコントローラ及び／又はコンピュータは、情報に従って娯楽機能を変化させるように設計される。したがって、上記概説されたように、ゲームの過程は少なくとも１個の情報に従って影響されるだろう。したがって、娯楽装置は、少なくとも１個の検出器の評価装置と別であってもよいし、且つ／又は少なくとも１個の評価装置と完全に若しくは部分的に同一であってもよいし、又は少なくとも１個の評価装置を含みさえしてもよい１個又は複数個のコントローラを含んでもよい。好ましくは、少なくとも１個のコントローラは、１個又は複数個のコンピュータ及び／又はマイクロコントローラなどの、１個又は複数個のデータ処理装置を含んでもよい。
【００７２】
本発明の更なる態様では、少なくとも１個の可動物体の位置を追跡するための追跡システムが提供される。本明細書で使用される場合、追跡システムは、少なくとも１個の物体又は物体の少なくとも１個の部分の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。追加的に、追跡システムは、少なくとも１個の物体又は物体の少なくとも１個の部分の少なくとも１つの予測される将来の位置に関する情報を提供するように適合されてもよい。追跡システムは少なくとも１個の追跡コントローラを有してもよく、それは完全に又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として、より好ましくは少なくとも１個のコンピュータ又はマイクロコントローラとして具象化されてもよい。ここでも、少なくとも１個の追跡コントローラは少なくとも１個の評価装置を備えてもよいし、且つ／又は少なくとも１個の評価装置の一部であってもよいし、且つ／又は少なくとも１個の評価装置と完全に若しくは部分的に同一であってもよい。
【００７３】
追跡システムは、上記掲載された実施形態の１つ又は複数に開示されるような且つ／又は以下実施形態の１つ又は複数に開示されるような少なくとも１個の検出器などの、本発明に係る少なくとも１個の検出器を備える。追跡システムは少なくとも１個の追跡コントローラを更に備える。追跡システムは１個又は２個以上の検出器、特に２個以上の同一の検出器を備えてもよく、これは２個以上の検出器間の重複量で少なくとも１個の物体についての深さ情報の信頼できる取得を可能にする。追跡コントローラ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、特定の時点での物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報及び特定の時点での物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報から成る。追跡システムは、追跡システム自体の及び／又は１個若しくは複数個の別々の装置の１種又は複数種の行動を開始するように適合されてもよい。後者の目的のために、追跡システム、好ましくは追跡コントローラは１個若しくは複数個の無線及び／若しくは結線インタフェース並びに／又は少なくとも１種の行動を開始するための他の種類の制御接続を有してもよい。好ましくは、少なくとも１個の追跡コントローラは、物体の少なくとも１つの実際の位置に従って少なくとも１種の行動を開始するように適合されてもよい。例として、行動は：物体の将来の位置の予測；物体に少なくとも１つの装置を向ける；検出器に少なくとも１つの装置を向ける；物体を照明する；検出器を照明するから成る群から選択されてもよい。
【００７４】
追跡システムの適用の例として、追跡システムは、たとえ少なくとも１個の第１の物体及び／又は少なくとも１個の第２の物体が移動するかもしれないとしても、第１の物体を第２の物体に連続的に向けるために使用されてもよい。考え得る例は、ロボット工学でなど、及び／又はたとえ物品が移動しているとしても物品に連続的に取り組むために、製造ライン又は組立ラインでの製造中になど、ここでも産業用途に見いだされることができる。追加的に又は代替的に、追跡システムは、たとえ物体が移動していてもよいとしても物体に照明源を連続的に向けることによって物体を連続的に照明するためになど、照明目的のために使用されてもよい。更なる用途は、移動物体に送信機を向けることによって移動物体に情報を連続的に送信するためになど、通信システムに見いだされることがある。
【００７５】
本発明の更なる態様では、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を求めるための走査システムが提供される。本明細書で使用される場合、走査システムは、少なくとも１個の物体の少なくとも１個の面に設けられる少なくとも１個のドットの照明のために構成されている少なくとも１個の光ビームを発するように、且つ少なくとも１個のドットと走査システムとの間の距離についての少なくとも１個の情報を発生するために適合される装置である。少なくとも１個のドットと走査システムとの間の距離についての少なくとも１個の情報を発生する目的のために、走査システムは、上記掲載された実施形態の１つ又は複数に開示されるような且つ／又は以下実施形態の１つ又は複数に開示されるような検出器のうちの少なくとも１個など、本発明に係る検出器のうちの少なくとも１個を備える。
【００７６】
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個の面に設けられる少なくとも１個のドットの照明のために構成されている少なくとも１個の光ビームを発するように適合される少なくとも１個の照明源を備える。本明細書で使用される場合、用語「ドット」は、照明源によって照明されるように、例えば走査システムのユーザによって選択されてもよい物体の面の一部上の小範囲を指す。好ましくは、ドットは、一方では、走査システムに備えられる照明源とドットが設けられてもよい物体の面の一部との間の距離に対する値を走査システムができる限り正確に求めることを可能にするために、できる限り小さくてもよく且つ、他方では、走査システムのユーザ又は走査システム自体が、特に自動手順によって、物体の面の関連した一部上のドットの存在を検出することを可能にするために、できる限り大きくてもよい大きさを呈してもよい。
【００７７】
この目的のために、照明源は人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ源並びに／又は少なくとも１個の白熱電球並びに／又は少なくとも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、特に有機及び／若しくは無機発光ダイオードから成ってもよい。それらの通常の定義ビームプロファイル及び取扱性の他の特性のために、照明源としての少なくとも１個のレーザ源の使用が特に好まれる。本明細書で、特にユーザによって容易に保管及び移動可能であり得るコンパクトな走査システムを提供することが重要になる場合に、単一のレーザ源の使用が好まれてもよい。照明源はしたがって、好ましくは検出器の構成部分であってもよく、そしてしたがって、検出器のハウジングになど、特に検出器に統合されてもよい。好適な実施形態において、特に走査システムのハウジングは、ユーザに、例えば読みやすいように距離関連情報を提供するために構成される少なくとも１個のディスプレイを備えてもよい。更なる好適な実施形態において、特に走査システムのハウジングは、加えて、１種又は複数種の操作モードを設定するためになど、走査システムに関連した少なくとも１種の機能を作動させるために構成されてもよい少なくとも１個のボタンを備えてもよい。更なる好適な実施形態において、特に走査システムのハウジングは、加えて、特に距離測定の正確さ及び／又はユーザによる走査システムの取扱性を上昇させるために磁気材料から成る、ゴム足、台板又は壁ホルダなどの、走査システムを更なる面に締結するために構成されてもよい少なくとも１個の締結ユニットを備えてもよい。
【００７８】
特に好適な実施形態において、走査システムの照明源は、したがって、物体の面に設けられる単一のドットの照明のために構成されてもよい単一のレーザビームを発してもよい。本発明に係る検出器のうちの少なくとも１個を使用することによって、少なくとも１個のドットと走査システムとの間の距離についての少なくとも１個の情報が、したがって、発生されることができる。ここでは、好ましくは、走査システムに備えられるような照明源と照明源によって発生されるような単一のドットとの間の距離は、少なくとも１個の検出器に備えられるような評価装置を利用することによってなどで求められてもよい。しかしながら、走査システムは更に、特にこの目的のために適合されてもよい追加の評価システムを備えてもよい。代替的に又は加えて、走査システムの、特に走査システムのハウジングの大きさが考慮されてもよく、そしてしたがって、ハウジングの前縁又は後縁などの走査システムのハウジング上の特定の点と単一のドットとの間の距離が、代替的に、求められてもよい。
【００７９】
代替的に、走査システムの照明源はビームの放射の方向間の、直角などのそれぞれの角度を提供するために構成されてもよい２個の個々のレーザビームを発してもよく、それによって同じ物体の面に又は２個の別々の物体での２個の異なる面に設けられる２個のそれぞれのドットが照明されてもよい。しかしながら、２個の個々のレーザビーム間のそれぞれの角度に対する他の値も実現可能であってもよい。この特徴は、走査システムとドットとの間の１個又は複数個の障害物の存在によってなど、直接到達できないであろう、又はそうでなければ到達するのが難しいであろう間接距離を導出するためになど、特に間接測定機能のために利用されてもよい。例として、２つの個々の距離を測定し、そしてピタゴラス公式を使用することによって高さを導出することによって物体の高さに対する値を求めることが、したがって、実現可能であろう。特に物体に関して所定のレベルを保つことができるために、走査システムは更に、ユーザによって所定のレベルを保つために使用されてもよい少なくとも１個のレベリングユニット、特に統合気泡管を備えてもよい。
【００８０】
更なる代替例として、走査システムの照明源は、互いに関してそれぞれのピッチ、特に一定のピッチを呈してもよく、且つ少なくとも１個の物体の少なくとも１個の面上に設けられるドットのアレイを生成するように配置されてもよいレーザビームのアレイなどの、複数の個々のレーザビームを発してもよい。この目的のために、レーザビームの記載されたアレイの生成を可能にしてもよい、ビーム分割装置及びミラーなどの、特別に適合される光学素子が提供されてもよい。
【００８１】
したがって、走査システムは、１個又は複数個の物体の１個又は複数個の面上に置かれる１個又は複数個のドットの静的配置を提供してもよい。代替的に、走査システムの照明源、特にレーザビームの上記されたアレイなどの１個又は複数個のレーザビームは、経時的に変化する強さを呈してもよく且つ／又は時間の経過で交番する放射の方向に従ってもよい１個又は複数個の光ビームを提供するために構成されてもよい。したがって、照明源は、走査装置の少なくとも１個の照明源によって発生されるような交番特徴を持つ１個又は複数個の光ビームを使用することによって少なくとも１個の物体の少なくとも１個の面の一部を画像として走査するために構成されてもよい。特に、走査システムは少なくとも１回の行走査及び／又は線走査を使用して、１個又は複数個の物体の１個又は複数個の面を順次又は同時に走査するなどしてもよい。
【００８２】
本発明に係る走査システムは飛行時間測定、特に変調光信号を送信することと反射信号を受信することとの間の時間差の測定に基づかないので、本発明に係る走査装置は、測定中にさえ走査システムの残部から独立して移動可能など、走査システムから独立している照明源を使用してもよい。更に、本発明に係る走査システムは、生産環境など、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、クロム又は他の反射若しくは部分反射面などの金属面を持つ環境などの、高反射環境で使用されてもよい。そのような高反射環境では、飛行時間カメラの照明源によって送出される信号が直接的及び間接的にカメラに後方反射され、誤った信号に至ることがあるので、飛行時間測定は困難である。本発明に係る走査システムは、照明源の散乱光がどこで焦点が合うかを求め、したがって光反射が存在するときに誤差を起こしにくい。
【００８３】
本発明の更なる態様では、少なくとも１個の物体の少なくとも１個の単一の円形三次元画像を発生するための立体視システムが提供される。本明細書で使用される場合、上記及び／又は以下開示されるような立体視システムは、光学センサとしてＦｉＰセンサの少なくとも２個を備えてもよく、ここでは第１のＦｉＰセンサは追跡システムに、特に本発明に係る追跡システムに備えられてもよく、一方で第２のＦｉＰセンサは走査システムに、特に本発明に係る走査システムに備えられてもよい。本明細書で、ＦｉＰセンサは、好ましくは、ＦｉＰセンサを光軸と平行して且つ立体視システムの光軸に垂直に個々に変位させて整列させることによってなど、別々のビーム経路に平行配置で配置されてもよい。したがって、ＦｉＰセンサは、とりわけ、重複する視野を有し且つ、好ましくは、個々の変調周波数に感度が高い個々のＦｉＰセンサから導出される視覚情報の組合せによって深さ情報を得ることによって、深さ情報の知覚を生成又は増強することができてもよい。この目的のために、個々のＦｉＰセンサは好ましくは、光軸に対して垂直な方向に測定されると、１ｃｍ〜１００ｃｍ、好ましくは１０ｃｍ〜２５ｃｍの距離だけ互いから離間されてもよい。この好適な実施形態において、追跡システムは、したがって、変調アクティブ標的の位置を求めるために利用されてもよく、一方で１個又は複数個の物体の１個又は複数個の面上に１個又は複数個のドットを投影するように適合される走査システムは、少なくとも１個のドットと走査システムとの間の距離についての少なくとも１個の情報を発生するために使用されてもよい。加えて、立体視システムは、本出願の他の部分で記載されるように画像内の少なくとも１個の物体の横断位置に関する情報を発生するために適合されている別々の位置感応装置を更に備えてもよい。
【００８４】
立体視を可能にする他に、主に２個以上の光学センサの使用に基づく立体視システムの更なる特定の利点は、特に、全強さの増加及び／又はより低い検出閾値を含むことができる。更に、少なくとも２個の従来の位置感応装置を備える従来の立体視システムでは、それぞれの画像における対応する画素は相当な計算労力を適用することによって求められなければならないのに対して、少なくとも２個のＦｉＰセンサを備える本発明に係る立体視システムでは、ＦｉＰセンサの各々が異なる変調周波数で動作されてもよいようにＦｉＰセンサを使用することによって記録されているそれぞれの画像における対応する画素は互いに対して明白に割り当てられることができる。したがって、本発明に係る立体視システムは、低減された労力で物体の前後位置に関すると同様に物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生することを可能にすることができると強調されることができる。
【００８５】
立体視システムの更なる詳細については、追跡システム及び走査システムの記載にそれぞれ参照がなされてもよい。
【００８６】
本発明の更なる態様では、少なくとも１個の物体を撮像するためのカメラが開示される。カメラは、上記与えられた又は以下更に詳細に与えられる実施形態の１つ又は複数に開示されるなどの、本発明に係る少なくとも１個の検出器を備える。したがって、詳細には、本出願は写真の分野に適用されてもよい。したがって、検出器は写真装置の、詳細にはデジタルカメラの一部であってもよい。詳細には、検出器は３Ｄ写真のために、詳細にはデジタル３Ｄ写真のために使用されてもよい。したがって、検出器はデジタル３Ｄカメラを形成してもよいし又はデジタル３Ｄカメラの一部であってもよい。本明細書で使用される場合、用語「写真」は通常、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。更に本明細書で使用される場合、「カメラ」は通常、写真を行うために適合される装置である。更に本明細書で使用される場合、用語「デジタル写真」は通常、照明の強さ及び／又は色を示す電気信号、好ましくはデジタル電気信号を発生するように適合される複数の感光素子を使用すること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。更に本明細書で使用される場合、用語「３Ｄ写真」は通常、三空間次元で少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。したがって、３Ｄカメラは３Ｄ写真を行うために適合される装置である。カメラは通常、単一の３Ｄ画像など、単一の画像を取得するために適合されてもよいし、又は一連の画像など、複数の画像を取得するために適合されてもよい。したがって、カメラはまた、デジタルビデオ系列を取得するためになど、ビデオ用途のために適合されるビデオカメラであってもよい。
【００８７】
したがって、通常、本発明は更に、少なくとも１個の物体を撮像するためのカメラ、詳細にはデジタルカメラ、より詳細には３Ｄカメラ又はデジタル３Ｄカメラを指す。上記概説されたように、用語撮像は、本明細書で使用される場合、通常、少なくとも１個の物体の画像情報を取得することを指す。カメラは本発明に係る少なくとも１個の検出器を備える。カメラは、上記概説されたように、単一の画像を取得するために又は、画像系列など、複数の画像を取得するために、好ましくはデジタルビデオ系列を取得するために適合されてもよい。したがって、例として、カメラはビデオカメラであってもよいか又はそれから成ってもよい。後者の場合、カメラは好ましくは、画像系列を記憶するためのデータメモリを備える。
【００８８】
ヒューマンマシンインタフェース、娯楽装置、追跡システム及びカメラに関する更なる情報について、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に参照がなされてもよく、そのそれぞれの内容は参照によってここに含められる。
【００８９】
本発明の更なる態様では、少なくとも１個の物体の位置を求めるための方法が開示される。好ましくは、方法は、上記及び／又は以下更に詳細に開示される実施形態の１つ又は複数に係る少なくとも１個の検出器など、本発明に係る少なくとも１個の検出器を使用してもよい。したがって、方法の任意の実施形態について、検出器の実施形態に参照がなされることがある。方法は以下の工程を備え、それらは所与の順序で又は異なる順序で行われてもよい。更に、掲載されていない追加の方法工程が提供されることができる。更に、方法工程の２つ以上又は全てさえが少なくとも部分的に同時に行われることができる。更に、方法工程は２度又は３度以上さえ繰り返し行われることができる。
【００９０】
第１の方法工程によれば、検出器の少なくとも１個の光学センサが使用され、ここでは光学センサは物体から検出器に進行する少なくとも１個の光ビームの位置を求める。そこでは、光学センサは少なくとも第１の電極と第２の電極とを有し、ここでは少なくとも１種の光起電力材料が第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、ここでは光起電力材料は光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合される。本発明によれば、第１の電極又は第２の電極は少なくとも３個の部分電極を有する分割電極であり、ここでは各部分電極は少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、ここではセンサ信号は光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している。
【００９１】
第２の方法工程によれば、少なくとも１個の評価装置が使用され、ここでは評価装置は、部分電極の対のセンサ信号を、好ましくは連続して、評価することによって物体の横断位置であって、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生する。更に、評価装置は、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生する。
【００９２】
本発明の更なる態様では、本発明に係る検出器を使用する方法が開示される。そこで、距離測定、特に交通技術で；位置測定、特に交通技術で；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインタフェース用途；追跡用途；走査用途；追跡用途；立体視用途；写真用途；撮像用途又はカメラ用途；少なくとも１つの空間のマップを生成するためのマッピング用途；から成る群から選択される使用の目的のために検出器を使用する方法が提案される。加えて、本発明に係る光学検出器及び装置、検出器システム、ヒューマンマシンインタフェース、娯楽装置、追跡システム又はカメラを使用する更なる方法は、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に及び／又はＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に見いだされるだろうし、その目的は参照によってここに含められる。
【００９３】
上記概説されたように、少なくとも１個の光学センサは、例えば、照明の出力が同じであれば、即ち例えばセンサ範囲上の照明の強さの積分が同じであれば、センサ信号が照明の幾何形状に、即ち例えば直径及び／又はセンサ点に対する等価直径に依存しているように設計されることができる。例として、光学センサは、ビーム断面が２倍になると、全出力が同じであれば、少なくとも３倍だけ、好ましくは少なくとも４倍だけ、特に５倍又は１０倍さえ、信号変動が生じるような方途で設計されることができる。この条件は、例えば少なくとも１個の特定のビーム断面について、例えば特定の集束範囲にわたって有効であり得る。したがって、例として、センサ信号は、信号が例えば少なくとも１個の最大又は極大を有することができる少なくとも１つの最適集束と上記少なくとも１つの最適集束外の集束との間で、少なくとも３倍だけ、好ましくは少なくとも４倍だけ、特に５倍又は１０倍さえ信号差を有することができる。特に、センサ信号は、例えば光点の直径又は等価直径の照明の幾何形状の関数として、例えば少なくとも３倍だけ、特に好ましくは少なくとも４倍だけ、及び特に好ましくは少なくとも１０倍だけの上昇で、少なくとも１個の顕著な最大値を有することができる。結果的に、光学センサは上述されたＦｉＰ効果に基づいてもよく、これはＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１にとても詳細に開示される。したがって、詳細にはｓＤＳＣでは、光ビームの集束は決定的な役割、即ち一定数の光子（ｎｐｈ）が入射する断面又は断面積を担ってもよい。光ビームがより密接に焦束されると、即ちその断面がより小さい程、光電流はより高くてもよい。用語「ＦｉＰ」は入射ビームの断面φ（Ｆｉ）と太陽電池の電力（Ｐ）との間の関係を表す。特に、少なくとも１個の光学センサは、センサ信号が、照明の全出力が同じであれば、特に照明の光点が完全にセンサ領域、特にセンサ範囲内にある限り、センサ領域の大きさと、特にセンサ範囲の大きさと実質的に無関係であるような方途で設計されることができる。結果的に、センサ信号は、排他的にセンサ範囲上の電磁線の集束に依存していることができる。特に、センサ信号は、センサ範囲当たりの光電流及び／又は光電圧が、照明が同じであれば、同じ値を有し、例えば光点の大きさが同じであれば、同じ値を有するような方途で具象化されることができる。
【００９４】
評価装置は特に少なくとも１個のデータ処理装置、特に電子データ処理装置を備えることができ、それは横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように、且つ少なくとも１個のセンサ信号を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計されることができる。したがって、評価装置は、入力変数として少なくとも１個のセンサ信号を使用するように、そしてこれらの入力変数を処理することによって物体の横断位置及び前後位置に関する情報を発生するように設計される。処理は並列に、続いて、又は複合方式でさえ行われることができる。評価装置は、計算によって且つ／又は少なくとも１個の記憶した及び／又は既知の関係を使用してなど、これらの情報を発生するための任意のプロセスを使用してもよい。少なくとも１個のセンサ信号の他に、１個又は複数の更なるパラメータ及び／又は情報が、上記関係、例えば変調周波数についての少なくとも１個の情報に影響することができる。関係は、経験的に、分析的に若しくは他に半経験的に決定される又は決定可能であることができる。特に好ましくは、関係は少なくとも１個の校正曲線、少なくとも一組の校正曲線、少なくとも１個の関数又は言及された実行可能な事柄の組合せから成る。１個又は複数の校正曲線は、例えばデータ記憶装置及び／又はテーブルに、例えば一組の値及びその関連した関数値の形態で記憶されることができる。代替的に又は追加的に、しかしながら、少なくとも１個の校正曲線は、例えばパラメータ化された形状で及び／又は関数方程式として記憶されることもできる。少なくとも１個のセンサ信号を横断位置に関する少なくとも１個の情報に及び前後位置に関する少なくとも１個の情報に処理するための別々の関係が使用されてもよい。代替的に、センサ信号を処理するための少なくとも１個の複合関係が実現可能である。様々な実行可能な事柄が考えられ且つ組み合わされることもできる。
【００９５】
ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１及びＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に更に詳細に概説されるように、光ビームの断面は、少なくとも１個の光学センサのセンサ領域上の光点の特定の直径又は等価直径に帰着し、物体と検出器との間の距離に及び／又は検出器の任意の伝達装置、例えば少なくとも１個の検出器レンズに依存していることができる。例として、物体と任意の伝達装置のレンズとの間の距離の変動はセンサ領域上の照明の焦点外れに至ることがあり、照明の幾何形状の変化、例えば光点の広がりを伴い、対応して変更されたセンサ信号に帰着することがある。伝達装置なしでも、例として、センサ信号及び／又はその変動からの既知のビームプロファイルから、例えば既知のビームプロファイル及び／又は光ビームの既知の伝搬を用いて、焦点外れ及び／又は幾何学的情報を推論することが可能である。例として、照明の全出力が既知であれば、したがって、光学センサのセンサ信号から照明の幾何形状を、そして次いでそれから幾何学的情報、特に物体の少なくとも１個の場所情報を推論することが可能である。
【００９６】
同様に、少なくとも１個の光学センサは物体の横断位置の簡単な検出を可能にする。この目的のために、物体の横断位置の変化が通常、少なくとも１個の光学センサのセンサ領域での光ビームの横断位置の変化に至るだろうという事実が使用されてもよい。したがって、例えば光学センサの、センサ範囲などの、センサ領域に衝突する光ビームによって発生される光点の横断位置を検出することによって、物体の横断位置又は横断位置に関する少なくとも１個の情報が発生されてもよい。したがって、光点の位置は、少なくとも３個の異なる部分電極を通る少なくとも２つの電流の少なくとも１種の比率を形成することによってなど、横断光学センサの部分電極の電流及び／又は電圧信号を比較することによって求められてもよい。この測定原理については、例として、米国特許第６，９９５，４４５号及び／又は米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５（Ａ１）号に参照がなされてもよい。
【００９７】
したがって、評価装置は物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計され、ここでは横断位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である。本発明によれば、評価装置は、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される。本明細書で、部分電極は、上記及び／又は下記されるように光学センサ上に配置されてもよい。特に本発明に関して、評価装置は、最も好ましくは、以下の手順を利用することによって物体の横断位置に関する情報を発生するように設計されてもよい：
−  第一に、平面内の選択された方向に対して垂直に設けられてもよい隣接する部分電極の対のセンサ信号の和を形成すること、
−  第二に、選択された方向内の隣接する部分電極の対のセンサ信号の和間の少なくとも１個の差を形成すること、そして、
−  第三に、差を全ての部分電極のセンサ信号の和で割ること。
更に、評価装置は、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される。この種の評価は、好ましくは、前述の手順の第３の工程を等しく利用することによって行われてもよく、これは、特に、別々の評価工程並びに、したがって、労力及び時間を節約することを可能にすることができる。
【００９８】
前述の手順を実際に行うために、評価装置は、したがって、入力センサ信号を適宜処理することが可能でもよい、ＡＣ変換器、フィルタ、（前置）増幅器、加算器、減算器、乗算器、除算器、分波器及び／又は他の電子デバイスなどの適切な電子デバイスを搭載してもよい。この目的のために、評価装置は個別の電子機器を利用してもよいか、並びに／又は１個若しくは複数個の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの、１個若しくは複数個の集積回路であってもよいか若しくはそれを備えてもよい。代替的に又は加えて、評価装置は、上述の手順内の１個又は複数個の動作を行うことが可能でもよい、１個又は複数個のコンピュータ、好ましくは１個又は複数個のマイクロコンピュータ及び／又はマイクロコントローラなどの、１個又は複数個のデータ処理装置を備えてもよい。更には、評価装置は１個又は複数個の揮発性又は不揮発性データメモリを備えることができ、ここでは例えば、電子テーブル及び特に少なくとも１個のルックアップテーブルが備えられてもよい。
【００９９】
記載される検出器は種々の方途で有利に展開されることができる。したがって、検出器は、照明を変調するための、特に周期変調のための少なくとも１個の変調装置、特に周期ビーム断続装置を更には有することができる。照明の変調は、照明の全出力が、好ましくは周期的に、特に１個又は複数個の変調周波数で変更されるプロセスを意味すると理解されるべきである。特に、周期変調は、照明の全出力の最大値と最小値との間で遂行されることができる。最小値は０であることができるが、また＞０であることもでき、その結果、例として、完全変調は遂行される必要はない。例として、検出器は、０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚなど、０．０５Ｈｚ〜１ＭＨｚの周波数で、物体の照明及び／又は、少なくとも１個の光学センサの少なくとも１個のセンサ領域など、検出器の少なくとも１個のセンサ領域の変調をもたらすように設計されることができる。上記概説されたように、この目的のために、検出器は少なくとも１個の変調装置を備えてもよく、それは少なくとも１個の任意の照明源に統合されてもよいし且つ／又は照明源から独立していてもよい。したがって、少なくとも１個の照明源は、それ自体、照明の上述の変調を発生するように適合されてもよく、且つ／或いは、少なくとも１個のチョッパー並びに／又は、少なくとも１個の電気光学素子及び／若しくは少なくとも１個の音響光学素子などの、変調伝達率を有する少なくとも１個の素子など、少なくとも１個の独立した変調装置が存在してもよい。
【０１００】
変調は例えば、物体と光学センサとの間のビーム経路で、例えば上記ビーム経路に配置されている少なくとも１個の変調装置によって遂行されることができる。代替的に又は追加的に、しかしながら、変調はまた、物体を照明するための−以下更により詳細に記載される−任意の照明源と物体との間のビーム経路で、例えば上記ビーム経路に配置されている少なくとも１個の変調装置によって遂行されることができる。これらの実行可能な事柄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、ビームチョッパー又は、例えば少なくとも１個の断続器ブレード又は断続器ホイールを備える、いずれかの他の種類の周期ビーム断続装置を備えることができ、それは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断続することができる。代替的に又は追加的に、しかしながら、１個又は複数個の異なる種類の変調装置、例えば電気光学効果及び／又は音響光学効果に基づく変調装置を使用することも可能である。ここでも代替的に又は追加的に、少なくとも１個の任意の照明源自体は、例えば上記照明源自体が変調強さ及び／若しくは全出力、例えば周期的に変調される全出力を有することによって、且つ／又は上記照明源がパルス照明源として、例えばパルスレーザとして具象化されることによって、変調照明を発生するように設計されることもできる。したがって、例として、少なくとも１個の変調装置は照明源に完全に又は部分的に統合されることもできる。様々な実行可能な事柄が考えられる。
【０１０１】
上記概説されたように、検出器は少なくとも１個の照明源を備えてもよい。照明源は様々な方途で具象化されることができる。したがって、照明源は、例えば検出器ハウジング内で検出器の一部であることができる。代替的に又は追加的に、しかしながら、少なくとも１個の照明源は、例えば別々の光源として、検出器ハウジング外に配置されることもできる。照明源は物体とは別に配置され、且つ遠くから物体を照明することができる。代替的に又は追加的に、照明源はまた、物体に接続されるか又は物体の一部であることさえでき、その結果、例として、物体から出現する電磁放射線は照明源によって直接発生されることもできる。例として、少なくとも１個の照明源は物体上に及び／又は内に配置されることができ、且つセンサ領域が照明される電磁放射線を直接発生することができる。例として、少なくとも１個の赤外線放射体及び／又は少なくとも１個の可視光用放射体、及び／又は少なくとも１個の紫外光用放射体が物体上に配置されることができる。例として、少なくとも１個の発光ダイオード及び／又は少なくとも１個のレーザダイオードが物体上に及び／又は内に配置されることができる。照明源は、特に以下の照明源の１個又は複数個から成ることができる：レーザ、特にレーザダイオード、原則としてであるが、代替的に又は追加的に、他の種類のレーザも使用されることができる；発光ダイオード；白熱電球；有機光源、特に有機発光ダイオード。代替的に又は追加的に、他の照明源も使用されることができる。例えば多くのレーザで少なくとも大体該当するように、照明源が、ガウスビームプロファイルを有する１個又は複数個の光ビームを発生するように設計されれば、特に好ましい。しかしながら、他の実施形態も原則として可能である。
【０１０２】
検出器の更なる可能な実施形態は、少なくとも１個の任意の伝達装置の実施形態に関する。上記説明されたように、上記少なくとも１個の伝達装置は撮像特性を有することができるか又は他に純粋な非撮像伝達装置として具象化されることができ、これは照明の集束には影響を有しない。しかしながら、伝達装置が少なくとも１個の撮像素子、例えば少なくとも１個のレンズ及び／又は少なくとも１個の湾曲ミラーを有すれば、特に好ましく、これは、そのような撮像素子の場合、例えばセンサ領域上の照明の幾何形状が相対位置どり、例えば伝達装置と物体との間の距離に依存していることができるからである。通常、特に物体が検出器の視覚範囲に配置される場合、物体から出現する電磁放射線がセンサ領域に完全に転送される、例えば、センサ領域、特にセンサ範囲上に完全に焦束されるような方途で伝達装置が設計されれば、特に好ましい。
【０１０３】
焦点可調レンズなどの可調光学素子が、異なる距離の物体が異なる焦点を呈するという事実を補正することが可能であることによって、追加の利点を提供してもよい。例として、焦点可調レンズ又は焦点可調レンズアレイが米国特許出願公開第２０１４／０１３２７２４（Ａ１）号に開示される。更に、焦点可調液体マイクロレンズアレイの考え得る例については、Ｃ．Ｕ．Ｍｕｒａｄｅら、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、第２０巻、第１６号、１８１８０〜１８１８７（２０１２）に参照がなされてもよい。ここでも、他の実施形態が実現可能である。特に、本センサにおける伝達素子はマイクロ−プリズムアレイ、好ましくはエレクトロウェッティング装置、特にアレイエレクトロウェッティングマイクロプリズムから成ってもよい。本明細書で使用される場合、「エレクトロウェッティング装置」は、少なくとも２種の異なる液体を有する１個又は複数個の光学素子を備えてもよい電気光学素子を指し、ここでは各光学素子の焦点はそれぞれの光学素子に電圧を印加することによって調節されてもよい。更なる詳細については、Ｊ．Ｈｅｉｋｅｎｆｅｌｄら、Ｏｐｔｉｃｓ＆Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｎｅｗｓ、２００９年１月２０〜２６日に参照がなされてもよい。ここでも、焦点可調光学素子の他の実施形態が使用されてもよい。
【０１０４】
検出器は、上記されたように、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、例えば評価装置が検出器の変調装置の１個若しくは複数個を制御するように且つ／又は検出器の少なくとも１個の焦点可調伝達装置を制御するように且つ／又は検出器の少なくとも１個の照明源を制御するように設計されることによって、検出器を完全に又は部分的に制御又は駆動するように設計されることもできる。したがって、評価装置は、特に、センサ信号、例えば照明の連続して異なる変調周波数での及び／又は少なくとも１個の焦点可調伝達装置によって達成される連続して異なる焦点での複数のセンサ信号の１個又は複数個が選ばれる少なくとも１つの測定サイクルを実行するように設計されることができる。
【０１０５】
評価装置は、上記されたように、センサ信号を評価することによって物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報の他に前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される。物体の上記位置は静的であり得るか、又は物体の少なくとも１種の移動、例えば検出器若しくはその一部と物体若しくはその一部との間の相対移動を含みさえしてもよい。この場合には、相対移動は、通常少なくとも１種の線形移動及び／又は少なくとも１種の回転移動を含むことができる。移動情報は例えば、異なる時間に選ばれる少なくとも２個の情報の比較によって得られることもでき、そのため、例えば少なくとも１個の場所情報はまた、少なくとも１個の速度情報及び／又は少なくとも１個の加速度情報を含むことができ、例えば物体又はその一部と検出器又はその一部との間の少なくとも１つの相対速度についての少なくとも１個の情報を含むことができる。特に、少なくとも１個の場所情報は通常：物体又はその一部と検出器又はその一部との間の距離についての情報、特に光路長；物体又はその一部と任意の伝達装置又はその一部との間の距離又は光路長についての情報；検出器又はその一部に対する物体又はその一部の位置どりについての情報；検出器又はその一部に対する物体及び／又はその一部の向きについての情報；物体又はその一部と検出器又はその一部との間の相対移動についての情報；物体又はその一部の二次元又は三次元空間構成についての情報、特に物体の幾何形状又は形状から選択されることができる。通常、少なくとも１個の場所情報はしたがって例えば：物体又はその少なくとも１個の部分の少なくとも１つの場所についての情報；物体又はその一部の少なくとも１つの向きについての情報；物体の又はその一部の幾何形状又は形状についての情報、物体の又はその一部の速度についての情報、物体の又はその一部の加速度についての情報、検出器の視覚範囲における物体の又はその一部の有無についての情報からなる群から選択されることができる。少なくとも１個の場所情報は、例えば少なくとも１個の座標系、例えば検出器又はその部分が静止する座標系で特定されることができる。代替的に又は追加的に、場所情報は、例えば検出器又はその部分と物体又はその部分との間の距離も単に含むことができる。言及された実行可能な事柄の組合せも考えられる。
【０１０６】
上記された検出器、方法、ヒューマンマシンインタフェース及び娯楽装置、そしてまた提案された使用方法は先行技術に勝る相当な利点を有する。したがって、通常、空間における少なくとも１個の物体の位置を求めるための単純な且つなお効率的な検出器が提供されるだろう。そこで、例として、物体又は物体の一部の三次元座標が高速な且つ効率的な方途で求められるだろう。詳細には、光学センサは、特にこれらの光学センサの各々に対して色素増感太陽電池、好ましくはｓＤＳＣを使用することによってなど、完全に又は部分的に有機光起電力デバイスとして設計されることによって、費用効率がよい方途で設計されることができ、コンパクトで、費用効率がよく、且つなお非常に精密な装置に至ることができる。
【０１０７】
複雑な三角測量法に基づく、当技術で既知の装置と比較して、提案した検出器は、詳細には検出器の光学構成に関して高い単純性を提供する。したがって、原則として、好ましくは適した伝達装置、詳細には適したレンズと組み合わせて、且つ適切な評価装置と併せて、１個又は２個以上のｓＤＳＣの単純な組合せで高精度位置検出に十分である。高精度測定の可能性と組み合わせて、この高い単純性は、詳細には、ヒューマンマシンインタフェースで及び、より好ましくは、ゲーム、走査、追跡及び立体視でなど、機械制御に適している。したがって、より多数のゲーム、走査、追跡、立体視目的のために使用されることができる費用効率がよい娯楽装置が提供されることができる。
【０１０８】
全体として、本発明の文脈で、以下の実施形態が特に好まれるとみなされる。
【０１０９】
実施形態１：少なくとも１個の物体の位置を光学的に求めるための検出器であって、
−  物体から検出器に進行する少なくとも１個の光ビームの位置を求めるための少なくとも１個の光学センサであり、光学センサが、少なくとも第１の電極と第２の電極とを有し、少なくとも１種の光起電力材料が、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第１の電極又は第２の電極が、少なくとも３個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している、光学センサと、
−  少なくとも１個の評価装置であり、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計され、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体（１１２）の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える、検出器。
【０１１０】
実施形態２：光学センサが少なくとも１個の色素増感太陽電池を備える、実施形態１に係る検出器。
【０１１１】
実施形態３：色素増感太陽電池が、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれる層構成であって、少なくとも１種のｎ−半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素及び少なくとも１種の固体ｐ−半導体有機材料から成る層構成を備える固体色素増感太陽電池である、実施形態２に係る検出器。
【０１１２】
実施形態４：光学センサが第１の電極、少なくとも１種のｎ−半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素、少なくとも１種のｐ−半導体有機材料及び少なくとも第２の電極を少なくとも備える、実施形態１から３のいずれか１つに係る検出器。
【０１１３】
実施形態５：第１の電極が少なくとも部分的に少なくとも１種の透明導電性酸化物でできており、第２の電極が少なくとも部分的に導電性ポリマ、好ましくは透明導電性ポリマでできている、実施形態１から４のいずれか１つに係る検出器。
【０１１４】
実施形態６：導電性ポリマが：ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、好ましくは少なくとも１種の対イオンで電気的にドープされているＰＥＤＯＴ、より好ましくはポリスチレンスルホン酸ナトリウムでドープされるＰＥＤＯＴ（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）；ポリアニリン（ＰＡＮＩ）；ポリチオフェンから成る群から選択される、実施形態５に係る検出器。
【０１１５】
実施形態７：導電性ポリマが部分電極間で０．１〜２０ｋΩの電気抵抗率、好ましくは０．５〜５．０ｋΩの電気抵抗率及び、より好ましくは、１．０〜３．０ｋΩの電気抵抗率を提供する、実施形態５又は６に係る検出器。
【０１１６】
実施形態８：第１の電極が分割電極であり、ｎ−半導体金属酸化物、色素、ｐ−半導体有機材料及び第２の電極が透明である、実施形態１から７のいずれか１つに係る検出器。
【０１１７】
実施形態９：分割電極が二対の２個の部分電極を有し、各部分電極の２個の側が更なる部分電極の１個の側に隣接する、実施形態８に係る検出器。
【０１１８】
実施形態１０：２個の隣接する部分電極間に間隙が残らない、実施形態１から９のいずれか１つに係る検出器。
【０１１９】
実施形態１１：２個の隣接する部分電極が互いと部分的に重複し、重複範囲が作成され、重複範囲が重複する部分電極の各々の範囲の１％以下である、実施形態１０に係る検出器。
【０１２０】
実施形態１２：部分電極を通る電流がセンサ領域での光ビームの位置に依存している、実施形態１から１１のいずれか１つに係る検出器。
【０１２１】
実施形態１３：光学センサが、部分電極を通る電流に従って横断センサ信号を発生するように適合される、実施形態１２に係る検出器。
【０１２２】
実施形態１４：検出器、好ましくは光学センサ及び／又は評価装置が、部分電極を通る電流の少なくとも１個の比率から物体の横断位置に関する情報を導出するように適合される、実施形態１２又は１３に係る検出器。
【０１２３】
実施形態１５：評価装置が、第一に、平面内の選択された方向に対して垂直に設けられる隣接する部分電極の対のセンサ信号の和を形成することによって、第二に、選択された方向内の隣接する部分電極の対のセンサ信号の和間の少なくとも１個の差を形成することによって、第三に、全ての部分電極のセンサ信号の和で差を割ることによって、物体の横断位置に関する情報を発生するように設計される、実施形態１から１４のいずれか１つに係る検出器。
【０１２４】
実施形態１６：少なくとも４個の部分電極が提供される、実施形態１から１５のいずれか１つに係る検出器。
【０１２５】
実施形態１７：光学センサが、平面、平面凸、平面凹、両凸又は両凹形から成る群から選択される形状を呈する、実施形態１から１６のいずれか１つに係る検出器。
【０１２６】
実施形態１８：検出器が少なくとも１個の伝達装置を更に備える、実施形態１から１７のいずれか１つに係る検出器。
【０１２７】
実施形態１９：伝達装置が少なくとも１個の焦点可調伝達装置から成る、実施形態１８に係る検出器。
【０１２８】
実施形態２０：焦点可調伝達装置が焦点可調レンズ又はエレクトロウェッティング装置から成る、実施形態１９に係る検出器。
【０１２９】
実施形態２１：検出器が少なくとも１個の撮像デバイスを更に備える、実施形態１から２０のいずれか１つに係る検出器。
【０１３０】
実施形態２２：撮像デバイスがカメラから成る、実施形態２１に係る検出器。
【０１３１】
実施形態２３：撮像デバイスが：無機カメラ；モノクロームカメラ；マルチクロームカメラ；フルカラーカメラ；画素化無機チップ；画素化有機カメラ；ＣＣＤチップ、好ましくはマルチカラーＣＣＤチップ又はフルカラーＣＣＤチップ；ＣＭＯＳチップ；ＩＲカメラ；ＲＧＢカメラの少なくとも１個から成る、実施形態２１又は２２に係る検出器。
【０１３２】
実施形態２４：検出器が照明を変調するための少なくとも１個の変調装置を更に有する、実施形態１から２３のいずれか１つに係る検出器。
【０１３３】
実施形態２５：検出器が、異なる変調の場合には少なくとも２個のセンサ信号、特にそれぞれ異なる変調周波数での少なくとも２個のセンサ信号を検出するように設計され、評価装置が、少なくとも２個のセンサ信号を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される、実施形態２４に係る検出器。
【０１３４】
実施形態２６：検出器が少なくとも２個のセンサ信号を検出するように設計される、実施形態１から２５のいずれか１つに係る検出器。
【０１３５】
実施形態２７：検出器が少なくとも２個の別々の光学センサを備える、実施形態２６に係る検出器。
【０１３６】
実施形態２８：少なくとも２個の別々の光学センサが、衝突光ビームが少なくとも２個の別々の光学センサに連続的に衝突するように設けられる、実施形態２７に係る検出器。
【０１３７】
実施形態２９：少なくとも２個の光学センサのうちの１個が光スペクトルの第１の部分に対して透明で且つ光スペクトルのその他の部分に対して吸収性である、実施形態２７又は２８に係る検出器。
【０１３８】
実施形態３０：少なくとも２個の光学センサのうちの更なるものが光スペクトルの第２の部分に対して透明で且つ光スペクトルのその他の部分に対して吸収性であり、光スペクトルの第１の部分及び光スペクトルの第２の部分が互いから離れている、実施形態２９に係る検出器。
【０１３９】
実施形態３１：評価装置が、少なくとも２個のセンサ信号を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも２個の情報を発生するように設計される、実施形態２６から３０のいずれか１つに係る検出器。
【０１４０】
実施形態３２：検出器が、それらが検出器の光軸と平行の向きに整列され且つ検出器の光軸に対して垂直な向きに個々の変位を呈するように平行配置で設けられている少なくとも２個の光学センサを備える、実施形態１から３１のいずれか１つに係る検出器。
【０１４１】
実施形態３３：光学センサの少なくとも２個が前後光学センサであり、前後光学センサのセンサ信号が物体の前後位置に関する情報を求めるために組み合わされる、実施形態３２に係る検出器。
【０１４２】
実施形態３４：光学センサの少なくとも１個が横断光学センサであり、横断光学センサのセンサ信号が物体の横断位置に関する情報を求めるために使用される、実施形態３２又は３３に係る検出器。
【０１４３】
実施形態３５：物体の前後位置に関する情報及び物体の横断位置に関する情報を組み合わせることによって物体の立体映像が得られる、実施形態３４に係る検出器。
【０１４４】
実施形態３６：光学センサが、センサ信号が、照明の全出力が同じであれば、照明の変調の変調周波数に依存しているような方途で更には設計される、実施形態１から３５のいずれか１つに係る検出器。
【０１４５】
実施形態３７：物体の横断位置に関する情報が、センサ信号の周波数依存を評価することによって物体の前後位置に関する情報から分離される、実施形態３６に係る検出器。
【０１４６】
実施形態３８：評価装置が、好ましくは照明の既知の出力を考慮して、且つ任意に照明が変調される変調周波数を考慮して、照明の幾何形状と検出器に対する物体の相対位置どりとの間の少なくとも１個の所定の関係から物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように設計される、実施形態１から３７のいずれか１つに係る検出器。
【０１４７】
実施形態３９：少なくとも１個の照明源を更に備える、実施形態１から３８のいずれか１つに係る検出器。
【０１４８】
実施形態４０：照明源が：少なくとも部分的に物体に接続され且つ／又は少なくとも部分的に物体と同一である照明源；一次放射線で物体を少なくとも部分的に照明するように設計され、ここでは光ビームが好ましくは、物体上での一次放射線の反射によって及び／又は一次放射線によって刺激される、物体自体による発光によって発生される、照明源から選択される、実施形態３９に係る検出器。
【０１４９】
実施形態４１：評価装置が、好ましくは光ビームの伝搬方向における少なくとも１個の伝搬座標への光ビームのビーム直径の既知の依存から且つ／又は光ビームの既知のガウス分布から物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を求めるために、光ビームの既知のビーム特性と光ビームの直径を比較するように適合される、実施形態４０に係る検出器。
【０１５０】
実施形態４２：照明源が構造化光源である、実施形態４０又は４１に係る検出器。
【０１５１】
実施形態４３：実施形態１から４２のいずれか１つに係る少なくとも２個の検出器を備える配置。
【０１５２】
実施形態４４：配置が少なくとも１個の照明源を更に備える、実施形態４３に係る配置。
【０１５３】
実施形態４５：ユーザと機械との間で少なくとも１個の情報を交換するための、特に制御指令を入力するためのヒューマンマシンインタフェースであって、ヒューマンマシンインタフェースが、検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る少なくとも１個の検出器を備え、ヒューマンマシンインタフェースが、検出器を用いてユーザの少なくとも１個の幾何学的情報を発生するように設計され、ヒューマンマシンインタフェースが、少なくとも１個の情報、特に少なくとも１個の制御指令を幾何学的情報に割り当てるように設計される、ヒューマンマシンインタフェース。
【０１５４】
実施形態４６：ユーザの少なくとも１個の幾何学的情報が：ユーザの体の位置；ユーザの少なくとも１つの体部の位置；ユーザの体の向き；ユーザの少なくとも１つの体部の向きから成る群から選択される、実施形態４５に係るヒューマンマシンインタフェース。
【０１５５】
実施形態４７：少なくとも１種の娯楽機能、特にゲームを実行するための娯楽装置であって、娯楽装置が、ヒューマンマシンインタフェースに関する実施形態４５又は４６に係る少なくとも１個のヒューマンマシンインタフェースを備え、娯楽装置が、少なくとも１個の情報がヒューマンマシンインタフェースを用いてプレーヤによって入力されることを可能にするように設計され、娯楽装置が、情報に従って娯楽機能を変化させるように設計される、娯楽装置。
【０１５６】
実施形態４８：少なくとも１個の可動物体の位置を追跡するための追跡システムであって、追跡システムが、検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る少なくとも１個の検出器を備え、追跡システムが少なくとも１個の追跡コントローラを更に備え、追跡コントローラが、物体の一連の位置を追跡するように適合され、各位置が、特定の時点での物体の横断位置に関する少なくとも１個の情報及び特定の時点での物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報から成る、追跡システム。
【０１５７】
実施形態４９：追跡コントローラが、物体の実際の位置に従って少なくとも１種の行動を開始するように適合される、追跡システムに関する実施形態４８に係る追跡システム。
【０１５８】
実施形態５０：行動が：物体の将来の位置の予測；物体に少なくとも１つの装置を向ける；検出器に少なくとも１つの装置を向ける；物体を照明する；検出器を照明するから成る群から選択される、実施形態４９に係る追跡システム。
【０１５９】
実施形態５１：少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を求めるための走査システムであって、走査システムが、検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る少なくとも１個の検出器を備え、走査システムが、少なくとも１個の物体の少なくとも１個の面に設けられる少なくとも１個のドットの照明のために構成される少なくとも１個の光ビームを発するように適合される少なくとも１個の照明源を更に備え、走査システムが、少なくとも１個の検出器を使用することによって少なくとも１個のドットと走査システムとの間の距離についての少なくとも１個の情報を発生するように設計される、走査システム。
【０１６０】
実施形態５２：照明源が少なくとも１個の人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ源及び／又は少なくとも１個の白熱電球及び／又は少なくとも１個の半導体光源から成る、実施形態５１に係る走査システム。
【０１６１】
実施形態５３：照明源が、複数の個々の光ビーム、特にそれぞれのピッチ、特に一定のピッチを呈する光ビームのアレイを発する、実施形態５１又は５２に係る走査システム。
【０１６２】
実施形態５４：走査システムが少なくとも１個のハウジングを備える実施形態５１から５３のいずれか１つに係る走査システム。
【０１６３】
実施形態５５：少なくとも１個のドットと走査システム距離との間の距離についての少なくとも１個の情報が、少なくとも１個のドット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縁又は後縁との間で求められる、実施形態５４に係る走査システム。
【０１６４】
実施形態５６：ハウジングが、ディスプレイ、ボタン、締結ユニット、レベリングユニットのうちの少なくとも１個を備える、実施形態５４又は５５に係る走査システム。
【０１６５】
実施形態５７：追跡システムに関する実施形態４８から５０のいずれか１つに係る少なくとも１個の追跡システムと走査システムに関する実施形態５１から５６のいずれか１つに係る少なくとも１個の走査システムとを備える立体視システムであって、追跡システム及び走査システムが各々、立体視システムの光軸と平行の向きに整列され且つ、並行して、立体視システムの光軸に対して垂直な向きに関して個々の変位を呈するように平行配置で置かれる少なくとも１個の光学センサを備える、立体視システム。
【０１６６】
実施形態５８：追跡システム及び走査システムが各々少なくとも１個の前後光学センサを備え、前後光学センサのセンサ信号が物体の前後位置に関する情報を求めるために組み合わされる、実施形態５７に係る立体視システム。
【０１６７】
実施形態５９：前後光学センサのセンサ信号が、異なる変調周波数を適用することによって互いに対して区別可能である、実施形態５８に係る立体視システム。
【０１６８】
実施形態６０：立体視システムが少なくとも１個の横断光学センサを更に備え、横断光学センサのセンサ信号が物体の横断位置に関する情報を求めるために使用される、実施形態５９に係る立体視システム。
【０１６９】
実施形態６１：物体の前後位置に関する情報及び物体の横断位置に関する情報を組み合わせることによって物体の立体映像が得られる、実施形態６０に係る立体視システム。
【０１７０】
実施形態６２：少なくとも１個の物体を撮像するためのカメラであって、検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る少なくとも１個の検出器を備えるカメラ。
【０１７１】
実施形態６３：特に検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る検出器を使用して、少なくとも１個の物体の位置を求めるための方法であって、
−  検出器の少なくとも１個の光学センサが使用され、光学センサが、物体から検出器に進行する少なくとも１個の光ビームの位置を求め、光学センサが、少なくとも第１の電極と第２の電極とを有し、少なくとも１種の光起電力材料が、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第１の電極又は第２の電極が、少なくとも３個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存しており、
−  少なくとも１個の評価装置が使用され、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生し、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも１個の情報を更に発生する、方法。
【０１７２】
実施形態６４：検出器に関する実施形態１から４２のいずれか１つに係る検出器を：距離測定、特に交通技術で；位置測定、特に交通技術で；追跡用途、特に交通技術で；娯楽用途；カメラ、特にセキュリティ用途で；ヒューマンマシンインタフェース用途；マッピング用途、特に少なくとも１つの空間のマップを生成するため；距離測定、位置測定、追跡用途、走査用途から成る群から選択される自動化機械プロセスで；立体視で；高精度測定学で、特に分析学で；製造部品のモデリングで；医療手術で、特に内視鏡的方法で；から成る群から選択される使用の目的のために使用する方法。
【０１７３】
本発明の更なる任意の詳細及び特徴は、従属請求項と関連して以下に続く好適な例示的な実施形態の記載から明白である。この文脈では、特定の特徴は単独でも又は幾つかの他の特徴と組み合わせて実装されてもよい。本発明は例示的な実施形態に限定されない。例示的な実施形態は図に概略的に図示される。個々の図における同一の参照数字は、同一の要素若しくは同一の機能を持つ要素、又はそれらの機能に関して互いに対応する要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明に係る検出器の例示的な実施形態を図示する。
【図２】伝達装置、特にエレクトロウェッティング装置を追加的に備える、本発明に係る検出器の更なる実施形態を図示する。
【図３】図２に描かれる伝達装置に加えて変調装置を追加的に備える、本発明に係る検出器の更なる実施形態を図示する。
【図４】本発明に係る立体視システムの実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０１７５】
例示的な実施形態
図１は、少なくとも１個の物体１１２の位置を求めるための本発明に係る検出器１１０の例示的な実施形態を、非常に概略的に例示する。検出器１１０は光学センサ１１４を備え、それはこの特定の実施形態において、検出器１１０の光軸１１６に沿って配置される。詳細には、光軸１１６は光学センサ１１４の構成の対称及び／又は回転軸であってもよい。光学センサ１１４は好ましくは検出器１１０のハウジング１１８内に設けられてもよい。ハウジング１１８の開口１２０は、好ましくは光軸１１６に関して同心状に設けられ、好ましくは検出器１１０の視野方向１２２を画定する。座標系１２４が定義されてもよく、光軸１１６と平行又は反平行な方向が前後方向として定義されるのに対して、光軸１１６に対して垂直な方向は横断方向として定義されてもよい。座標系１２４では、図１に記号的に描かれるように、前後方向は座標「ｚ」によって表示されるのに対して、横断方向はそれぞれの座標「ｘ」及び「ｙ」によって表示される。しかしながら、他の種類の座標系１２４も実現可能であってもよい。
【０１７６】
光学センサ１１４は第１の電極１２６及び第２の電極１２８を備え、ここで光起電力材料１３０が第１の電極１２６と第２の電極１２８との間に埋め込まれ（「挟まれ」）、ここで第１の電極１２６は別の基板１３２に設けられてもよい。本明細書で、光起電力材料１３０は、少なくとも１個の入射光ビーム１３４による光起電力材料１３０の照明に応じて電荷を発生するように適合され、ここで光ビーム１３４内に備えられる光は物体１１２から生じてもよいし又は、ハウジング１１８の開口１２０に向けて物体１１２によって反射されている光でもよく、そしてしたがって、光学センサ１１４に衝突してもよい。この例では、光ビーム１３４内に備えられる光はまず第２の電極１２８に直面してもよく、光起電力材料１３０を横断した後に、それは第１の電極１２６に衝突してもよく、ここで光のそのような遷移は、電荷の発生の場所に及び、したがって光学センサ１１４のセンサ領域１３８での光ビーム１３４の位置に応じて、電荷が電極１２６、１２８を通る電流になるように光起電力材料１３０内で電荷を発生することができてもよい。
【０１７７】
図１に概略的に描かれる検出器１１０の例示的な実施形態によれば、光学センサ１１４の第１の電極１２６は分割電極１３６であり、ここで、この特に好適な例では、分割電極１３６は４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６を備え、ここで部分電極１４０、１４２、１４４、１４６の各々は少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合される。本明細書で、光学センサ１１４はセンサ領域１３８を備え、それは、好ましくは、物体１１２から検出器１１０に進行する光ビーム１３４に対して透明である。光学センサ１１４は、方向ｘに且つ／又は方向ｙになど、１つ又は複数の横断方向に光ビーム１３４の横断位置を求めるように適合される。そこで、実施形態は１つの横断方向のみに横断位置が求められて実現可能であり、又は更なる実施形態では、全く同一の光学センサ１１４によって２つ以上の横断方向に横断位置が求められる。この目的のために、光学センサ１１４は、光ビーム１３４によるそれぞれのセンサ領域１３８の照明に依存するように少なくとも１個のセンサ信号を発生するように設計される。前後センサ信号は、照明の全出力が同じであれば、それぞれのセンサ領域１３８での光ビーム１３４のビーム断面に依存している。
【０１７８】
図１に概略的に図示される検出器１１０のこの例示的な実施形態において、第１の電極１２６が分割電極１３６であるのに対して、ここには描かれないが、更なる実施形態において、第２の電極１２８が分割電極１３６である可能性もある。図１に図示される実施形態において、光ビーム１３４が第１の電極１２６に衝突することになる場所でその高強度を達成するために、第２の電極１２８が好ましくは高い透明性を呈するのに対して、第２の電極１２８が分割電極１３６であってもよいその他の場合では、第１の電極１２６も透明であってもよいが、しかし特に第１の電極１２６が光学センサ１１４内で光ビーム１３４によって衝突されている最後の電極であるときには、不透明であってさえもよい。
【０１７９】
更に、図１に描かれるこの特に好適な例では、分割電極１３６は４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６を実際に備え、それらは各々電流又は電圧などのセンサ信号を提供することが可能であり、更に概略的にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして表示される。本明細書で、分割電極１３６は二対１４８、１５０の部分電極を備え、ここで各対１４８、１５０自体は２個の別々の部分電極を備え、したがって合計で前述の４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６となる。更にこの例では、４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６の各々は正方形状の面を呈してもよく、ここで４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６は、各部分電極、例えば部分電極１４０の２個の側１５２、１５４がそれぞれ更なる部分電極、例えば部分電極１４２又は１４４の１個の側１５６、１５８に隣接するように配置されてもよい。配置は、好ましくは、４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６の面が全体として光学センサ１１４上で正方形範囲などの矩形範囲を占有するように提示されてもよい。
【０１８０】
しかしながら、本発明によれば、部分電極の異なる数、異なる形状及び／又は異なる配置を呈してもよい更なる実施形態も実現可能であってもよいことが留意されるものとする。例として、三対の各々２個の部分電極を構成してもよい６個の部分電極又は三対の各々３個の部分電極を構成してもよい９個の部分電極が、なお光学センサ１１４上で矩形範囲を占有するために配置されてもよい。更なる例として、各部分電極が三角形の形状を呈してもよい６個の部分電極が、６個の部分電極の面が全体として光学センサ１１４上で六角形範囲を占有するように提供されてもよい。
【０１８１】
更には、特にそれぞれの部分電極からの電流をできる限り大きく達成するために、それらの特定の配置によって作成される面が、隣接する部分電極間の空所をできる限り少なく呈する特定の範囲にわたるように部分電極１４０、１４２、１４４、１４６を配置することが特に有利であるだろう。この目的のために、部分電極１４０、１４２又は部分電極１４０、１４４などの２個の隣接する部分電極が、それらの間に小さな間隙１６０が残らないか又は僅かだけ残るように光学センサ１１４に配置されてもよい。代替的にしかし、ここには描かれないが、部分電極１４０、１４２又は部分電極１４０、１４４などの２個の隣接する部分電極が、重複範囲が作成されるが、しかしながら、前述の重複する部分電極の各々の範囲の１％以下にわたるだけであるように更に部分的に重複してもよい。
【０１８２】
したがって、少なくとも１個の光学センサ１１４は少なくとも１個のセンサ信号を発生するように適合され、ここで発生されたセンサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは検出器１１０の少なくとも１個の評価装置１６４に１個又は複数個の信号リード１６２によって送信されてもよい。本明細書で、評価装置１６４は、部分電極１４０、１４２、１４４、１４６の対のセンサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを評価することによって、少なくとも１個の横断評価ユニット１６６（「ｘ」によって又は「ｙ」によって表示される）で物体１１２の横断位置に関する少なくとも１個の情報を発生するように指定され、ここで横断位置は検出器１１０の光軸１１６に対して垂直な少なくとも１個の平面での位置である。更に、評価装置１６４は、全ての部分電極１４０、１４２、１４４、１４６のセンサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの和を評価することによって、少なくとも１個の前後評価ユニット１６８（「ｚ」によって表示される）で物体１１２の前後位置に関する少なくとも１個の情報を発生するために指定され、ここで前後位置は検出器１１０の光軸１１６と平行した位置である。評価ユニット１６６、１６８によって導出されてもよい結果を組み合わせることによって、位置情報１７０、好ましくは三次元位置情報が、したがって、発生されてもよい（「ｘ，ｙ，ｚ」によって表示される）。
【０１８３】
本明細書で、評価装置１６４はデータ処理装置の一部であってもよいし且つ／又は１個又は複数個のデータ処理装置を構成してもよい。評価装置１６４は、光学センサ１１４に無線又は結線様式で、特に信号リード１６２によって電気的に接続されてもよい、図１に図示される、別々の装置として具象化されてもよいが、しかし代替的に（図１には描かれない）、ハウジング１１８に完全に又は部分的に統合されてもよい。評価装置１６４は、１個若しくは複数個の電子ハードウェア部品、及び／又は１個若しくは複数個の測定ユニット（図１には描かれない）などの１個若しくは複数個のソフトウェア部品などの、１個又は複数個の追加の構成要素を更に備えてもよい。また、図１に図示される個別の電子要素は、代替的に、更なる電子ハードウェア部品及び／又はソフトウェア部品を用いて実装されてもよい。
【０１８４】
図１に更に概略的に例示されるように、評価装置１６４は、この例示的な実施形態における分割電極１３６の４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６によって提供されるセンサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを、４個の別々の信号リード１６２を用いて、信号リード１６２の各々が特定の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６と評価装置１６４との間の電気的接続を提供して受信してもよい。好ましくは、センサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それらの振幅を増強するために、評価装置１６４によって受信された後に、まず対応する前置増幅器１７２で増幅されてもよい。この特定の例では、４個の別々の信号リード１６２によって提供されるセンサ信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、前置増幅されようがされまいが、対応する加算器１７４内で多数の総和を行うために使用され、ここで好ましくは、隣接する部分電極によって提供されるセンサ信号の以下のそれぞれの和が得られることができる。
【０１８５】
（Ａ＋Ｃ）；（Ｃ＋Ｄ）；（Ｂ＋Ｄ）；及び（Ａ＋Ｂ）
その後、隣接する部分電極によって提供されるセンサ信号の和間の以下のそれぞれの差が、対応する減算器１７６を使用することによって得られてもよい。
【０１８６】
（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）；（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
並行して、隣接する部分電極１４０、１４２、１４４、１４６によって提供される全てのセンサ信号の以下の総計を提供するために、更なる加算器１７４が使用してもよい。
【０１８７】
（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ）＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）
図１に図示される好適な実施形態によれば、総計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）は２種の異なる目的のために使用されてもよい。第一に、総計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）は、隣接する部分電極によって提供されるセンサ信号の和間の少なくとも１個の除算器１７８を用いた上述の差を正規化するために利用されてもよい。
【０１８８】
【数１】
0006578006.tif 000002
【０１８９】
したがって、第１項は衝突光ビーム１３４のｘ位置に関する情報を提供してもよく、その一方で、第２項は衝突光ビーム１３４のｙ位置に関する情報を提供してもよい。両項に係る信号は、好ましくは、それらが少なくとも１個の横断評価ユニット１６６（それぞれ「ｘ」又は「ｙ」によってここに表示される）に物体１１２の横断位置に関する少なくとも１個の情報として提供されるまで、追加の前置増幅器１７２で更に増幅されてもよい。したがって、光学センサ１１４は物体１１２の横断位置に関する情報を提供するために利用されてもよく、そしてしたがって「横断光学センサ」としても表示されてもよい。
【０１９０】
第二に、総計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）は、物体１１２の前後位置に関する少なくとも１個の情報を提供するために利用されてもよく、且つしたがって少なくとも１個の前後評価ユニット１６８（「ｚ」によってここに表示される）に供給されてもよく、ここで物体１１２の前後位置に関する少なくとも１個の情報が、この値に関する何らかの不明確さを考慮することによってなどで導出されてもよい。結果として、光学センサ１１４は物体１１２の前後位置に関する情報を提供するためにも利用されてもよく、そしてしたがって「前後光学センサ」とも命名されてもよい。
【０１９１】
最後に、好ましくは、三次元位置情報（「ｘ，ｙ，ｚ」によって表示される）を構成してもよい完全位置情報１７０が、したがって、検出器１１０の評価装置１６４によって発生されてもよい。結果的に、光学センサ１１４は物体１１２の前後位置に関する情報も物体１１２の横断位置に関する情報も両方提供するために利用されてもよく、この点に関して「複合前後及び横断光学センサ」とも称されてもよい。
【０１９２】
図２は、少なくとも１個の物体１１２の位置を求めるための本発明に係る検出器１１０の更なる例示的な実施形態を、概略図で例示する。この特定の実施形態は、開口１２０に又は開口１２０の前になど、特に検出器１１０の光軸１１６に沿って置かれてもよい、１個又は複数個の光学系など、好ましくは１個又は複数個の焦点可調伝達装置１８０から成る、少なくとも１個の伝達装置１８０、特にエレクトロウェッティング装置１８２を追加的に備えてもよい。上記されるように、エレクトロウェッティング装置１８２は少なくとも２種の異なる液体を有する１個又は複数個の光学素子を備えてもよく、ここで各光学素子の焦点はそれぞれの光学素子に電圧を印加することによって調節されてもよい。
【０１９３】
明確化のために、図２は、伝達装置１８０、特にエレクトロウェッティング装置１８２と評価装置１６４との間の接続を提供してもよい、いずれの現存のリードも描かない。この接続は、伝達装置１８０、特にエレクトロウェッティング装置１８２を使用することによって検出器１１０内に焦点を位置決めすることができるための他に、評価装置１６４を用いて物体１１２の前後位置を求めるときに、伝達装置１８０、特にエレクトロウェッティング装置１８２の効果を考慮するために利用されてもよい。この点に関しては、焦点可調伝達装置１８０は、異なる距離の物体が異なる焦点を呈するという事実に補正を提供することができることによって特に有用でもよい。
【０１９４】
更に、焦点可調伝達装置１８０は、代替的に又は加えて、光学センサ１１４の場所に関して焦点を意図的に変化させるために利用されてもよく、したがって、例えば、より詳細にＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に記載されるように、光ビームのビーム断面と物体１１２の前後位置との間の既知の関係における何らかの不明確さを解決することができる。そこから既知であるように、焦点１９４の前又は後に特定の距離で位置決めされてもよい光学センサ１１４は同じセンサ信号を提供してもよい。光ビーム１３４が光軸１１６に沿った伝搬中に弱まる場合に同様の不明確さが起こるだろうが、それは通常経験的に及び／又は計算によって補正されてもよい。ｚ位置のこの不明確さを解決するために、焦点の異なる場所で各々記録されてもよい複数の異なるセンサ信号が、焦点の位置を求めることを可能にしてもよい。したがって、２個以上のセンサ信号を比較することによって、光学センサ１１４が位置するのが前後軸１１６に沿って設けられる焦点の前か又は後かが判定されてもよい。
【０１９５】
図２に例示的な様式で提示されるその他の特徴に関しては、図１の上記記載に参照がなされる。
【０１９６】
本発明に係る検出器１１０の更なる例示的な実施形態が図３に非常に概略的に図示される。この特定の実施形態において、検出器１１０は、特に検出器１１０の光軸１１６に沿って、好ましくは物体１１２と開口１２０との間に置かれてもよい少なくとも１個の変調装置１８４を備えてもよい。本明細書で描かれるように、変調装置１８４は好ましくは、ここでは１個のエレクトロウェッティング装置１８２から成る伝達装置１８０と、この実施形態において、第１の電極１２６及び第２の電極１２８を備え、ここで光起電力材料１３０が第１の電極１２６と第２の電極１２８との間に埋め込まれ、ここで第１の電極１２６は、実際に４個の部分電極１４０、１４２、１４４、１４６を備える分割電極１３６である、光学センサ１１４との間に設けられてもよい。
【０１９７】
この例では、センサ信号は光ビーム１３４の各種の変調周波数に対して提供されてもよく、ここで変調周波数は、好ましくは、変調装置１８４によって提供されるだろう。０Ｈｚの変調周波数の場合、ＦｉＰ効果は無く又は、前後センサ信号のノイズと容易に区別されることができない僅かなＦｉＰ効果のみが検出されることになる。より高い変調周波数の場合、しかしながら、上記された決定的ＦｉＰ効果、即ち光ビーム１３４の断面への前後センサ信号の顕著な依存が観察されることができる。０．３Ｈｚの変調周波数など、典型的に０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲の変調周波数が本発明に係る検出器のために使用されてもよい。
【０１９８】
明確化のために、図３も、一方で伝達装置１８０、特にエレクトロウェッティング装置１８２と評価装置１６４との間の、及び、他方で、変調装置１８４と評価装置１６４との間の接続を提供してもよい、いずれの現存のリードも描かない。変調装置１８４と評価装置１６４との間の接続は、第１の点で、検出器１１０のハウジング１１８に入る前に入射光ビーム１３４を変調するための変調装置１８４によって提供される変調周波数を調整することができること及び、第２の点で、特に物体１１２の前後位置に関して物体１１２の位置を求める際のセンサ信号の更なる処理のために必要とされる、評価装置１６４によって受信されるセンサ信号の復調を行うときに評価装置１６４によって変調周波数を考慮することに有用であろう。本明細書で、復調は、好ましくは、センサ信号が評価装置１６４によって受信されたかもしれないときに、センサ信号の前置増幅の前か後に第１の工程として行われてもよい。しかしながら、他の実施形態が実現可能であってもよい。
【０１９９】
図３に例示的な様式で提示されるその他の特徴に関しては、図１及び／又は２に関する上記記載に参照がなされる。
【０２００】
図４は、少なくとも１個の物体１１２の少なくとも１個の単一の円形三次元画像を発生するための立体視システム１８６のための実施形態を概略的に例示する。この目的のために、立体視システム１８６は少なくとも２個、好ましくは２個又は３個の光学センサ１１４を備え、それは複合様式で物体１１２の前後位置に関する他に物体１１２の横断位置に関する情報を提供するために利用されてもよい。図４に図示されるように、光学センサ１１４は、立体視システム１８６の検出器１１０のハウジング１１８内部に設けられる。本明細書で、立体視システム１８６に利用される光学センサ１１４は、図１〜３の１個又は複数個に記載される光学センサ１１４を１個又は複数個でもよい。代替的に、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１又は国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５４５３６号に開示される光学センサ１１４を１個又は複数個。
【０２０１】
図４に描かれる特定の実施形態において、第１の前後光学センサ１８８は、追跡システム１９０における、特に本発明に係る追跡システム１９０における光学センサ１１４のうちの１個として構成される。更に、第２の前後光学センサ１９２は、走査システム１９４における、特に本発明に係る走査システム１９４における光学センサ１１４のうちの更なる１個として構成される。加えて、ここに描かれる立体視システム１８６は更に、とりわけ物体１１２の横断位置に関する情報を発生するために適合されている光学センサ１１４の追加の一個を構成する別々の位置感応装置１９６を備える。
【０２０２】
ここに更に例示されるように、立体視システム１８６における光学センサ１１４は、好ましくは、別々のビーム経路１３４に平行配置で配置されてもよく、ここで光学センサ１１４は光軸１１６と平行して整列され、それによって立体視システム１８６の光軸１１６に対して垂直に個々に変位される。本明細書で、平行配置は、特に、光学検出器１１４を備えるハウジング１１８のそれぞれの開口１２０に置かれる適当数の伝達装置１８０を利用することによって、達成されてもよい。
【０２０３】
上記されたように、追跡システム１９０は、第１の前後光学センサ１８８を使用することによって、１個又は複数個の物体１１２の、特に少なくとも１個の可動物体１１２の位置を追跡するために適合される。この目的のために、追跡システム１９０は、したがって、追跡コントローラ１９８を更に備える、ここで追跡コントローラ１９８は物体１１２の一連の位置を追跡するように適合される。本明細書で、追跡コントローラ１９８は、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として、より好ましくは少なくとも１個のコンピュータ又はマイクロコントローラとして完全に又は部分的に具象化されてもよい。追跡システム１８６は、追跡システム自体の及び／又は１個若しくは複数個の別々の装置の１種又は複数種の行動を開始するように適合されてもよい。後者の目的のために、追跡コントローラ１９８は、１個若しくは複数個の無線及び／若しくは結線インタフェース並びに／又は物体の少なくとも１つの実際の位置に従って少なくとも１種の行動を開始する他の種類の制御接続を有してもよい。結果として、物体１１２の各位置は、特定の時点での物体１１２の前後位置に関する少なくとも１個の情報に関連がある。物体１１２の横断位置に関する少なくとも１個の情報を追加的に取得するために、位置感応装置１９６によって記録されるセンサ信号が考慮されてもよい。代替的に、第１の前後光学センサ１８８は、本出願の他の部分で記載される複合光学センサの一部であってもよい。
【０２０４】
更に上記されたように、走査システム１９４は１個又は複数個の物体１１２の位置を求めるために適合される。この目的のために、走査システム１９４は、したがって、１１２の面２０６に設けられる少なくとも１個のドット２０４の照明のために構成される少なくとも１個の光ビーム２０２を発するように適合される少なくとも１個の照明源２００を更に備える。光学センサ１１４間の相互作用を最小化するために、照明源２００は、ハウジング１１８内に又は光学センサ１１４を備えるハウジング１１８外に設けられてもよい。例として、照明源２００は環境光源であってもよいか又はそれから成ってもよく、及び／或いは、人工照明源、特にレーザ源、白熱電球、若しくは発光ダイオードなどの半導体光源であってもよいか又はそれから成ってもよい。本明細書で、単一のレーザ源の使用が、特にユーザによって容易に保管及び移動可能であるコンパクトな立体視システム１８８を提供するために好まれる。したがって、走査システム１９４は、第２の前後光学センサ１９２を使用することによってドット２０４と走査システム１９４との間の距離についての少なくとも１個の情報を発生するように設計される。
【０２０５】
結果として、視野方向１２２に重複している視野を有する第１の前後光学センサ１８８及び第２の前後光学センサ１９２から導出される視覚情報の組合せを適用することによって、立体視システム１９８は、深さ情報の知覚を生成又は増強することができてもよい。この目的のために、第１の前後光学センサ１８８及び第２の前後光学センサ１９２は、好ましくは、光軸１１６に対して垂直な方向に１ｃｍ〜１００ｃｍ、特に１０ｃｍ〜２５ｃｍの距離だけ互いから離間されている。更に、第１の前後光学センサ１８８及び第２の前後光学センサ１９２は、好ましくは、変調装置１８４によって提供されている個々の変調周波数に感度が高くてもよく、したがって評価装置１６４を使用することによって２個の個々の光学センサ１１４のセンサ信号間の簡単な区別を可能にする。したがって、立体視システム１８６の評価装置１６４は、立体視を適用することによって物体１１２の１個又は複数個の画像を発生するために利用されてもよい。更には、主に２個以上の光学センサ１１４の使用に基づく立体視システム１８６はまた、全強さの増加を達成するために且つ／又はより低い検出閾値を得るために利用されてもよい。
【０２０６】
立体視システム１８６の詳細については、図１〜３における検出器１１０の記載に参照がなされてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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