(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学検出器（１１０）において、
−光学センサ（１１２）と、
−少なくとも１つの読み出し装置（１１４）と、
を含んでおり、
前記光学センサ（１１２）は、基板（１１６）と、該基板（１１６）上に設けられている少なくとも１つの感光層構造（１１８）と、を有しており、
前記感光層構造（１１８）は、少なくとも１つの第１の電極（１２０）と、少なくとも１つの第２の電極（１３０）と、前記第１の電極（１２０）と前記第２の電極（１３０）との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料（１４０）と、を有しており、
前記光起電材料（１４０）は、少なくとも１種の有機材料を含んでおり、
前記第１の電極（１２０）は、複数の第１の電極ストリップ（１２４）を含んでおり、
前記第２の電極（１３０）は、複数の第２の電極ストリップ（１３４）を含んでおり、
前記第１の電極ストリップ（１２４）と前記第２の電極ストリップ（１３４）の交差部においてピクセル（１４４）のマトリクス（１４２）が形成されるように、前記第１の電極ストリップ（１２４）と前記第２の電極ストリップ（１３４）は交差しており、
前記読み出し装置（１１４）は、前記第２の電極ストリップ（１３４）に接続されている複数の電気測定装置（１５４）と、前記第１の電極ストリップ（１２４）を前記電気測定装置（１５４）に順次接続するためのスイッチング装置（１６０）と、を含んでおり、
前記光学センサ（１１２）は、ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７６）を含んでおり、
前記光学センサ（１１２）は、前記ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７６）の上面に堆積された、少なくとも１種の固体ｐ型半導体有機材料（１８０）を含んでおり、該固体ｐ型半導体有機材料（１８０）は、電気絶縁セパレータ（１９２）によって、複数のストリップ形状の領域に細分化されている、
光学検出器（１１０）。
【請求項２】
ピクセル（１４４）の前記マトリクス（１４２）は、前記第１の電極ストリップ（１２４）によって規定される行（１４６）と、前記第２の電極ストリップ（１３４）によって規定される列（１４８）と、を有しており、
各電気測定装置は、各行（１４６）のピクセル（１４４）に関する電気信号を同時に測定できるように１つの列（１４８）に接続されており、
前記スイッチング装置（１６０）は、各行（１４６）を前記電気測定装置（１５４）に順次接続するように適合されている、
請求項１に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項３】
前記電気測定装置（１５４）は、アナログ測定装置（１５４）であり、
前記電気測定装置（１５４）は、更に、アナログディジタル変換器（１６４）を含んでいる、
請求項１又は２に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項４】
前記読み出し装置（１１４）は、更に、ピクセル（１４４）の前記マトリクス（１４２）の各ピクセル（１４４）に関する測定値を記憶する少なくとも１つのデータメモリ（１６６）を含んでいる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項５】
前記第１の電極（１２０）及び前記第２の電極（１３０）のうちの一方は下部電極（１２２）であり、
前記第１の電極（１２０）及び前記第２の電極（１３０）のうちの他方は上部電極（１３２）であり、
前記下部電極（１２２）は、基板（１１６）に適用されており、
前記光起電材料（１４０）は、前記下部電極（１２２）に適用されており、且つ、前記下部電極（１２２）を少なくとも部分的に被覆しており、
前記上部電極（１３２）は、前記光起電材料（１４０）に適用されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項６】
前記上部電極（１３２）は、複数の金属電極ストリップ（１９０）を含んでおり、
前記金属電極ストリップ（１９０）は、前記電気絶縁セパレータ（１９２）によって離隔されている、
請求項５に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項７】
前記電気絶縁セパレータ（１９２）は、前記ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７６）の上面に配置されている、
請求項６に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項８】
前記ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７５）は、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物（１７６）である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項９】
前記上部電極（１３２）は、透明である、
請求項５から７のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１０】
前記上部電極（１３２）は、少なくとも１つの金属層（１８４）を含んでいる、
請求項９に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１１】
前記上部電極（１３２）は、更に、前記光起電材料（１４０）と前記金属層（１８４）との間に埋め込まれている少なくとも１種の導電性ポリマー（１８６）を含んでいる、
請求項１０に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１２】
前記光学検出器（１１０）は、少なくとも２つの撮像装置（１９８）のスタック（１９６）を含んでおり、
前記撮像装置（１９８）のうちの少なくとも１つは、光学センサ（１１２）である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１３】
撮像装置（１９８）の前記スタック（１９６）は、更に、少なくとも１つの付加的な撮像装置（２０２）を含んでいる、
請求項１２に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１４】
前記スタックは、相互に異なる分光感度を有している少なくとも２つの撮像装置（１９８）を含んでいる、
請求項１２又は１３に記載の光学検出器（１１０）。
【請求項１５】
少なくとも１つの対象物（２１８）の位置を求めるための検出器システム（２２２）において、
前記検出器システム（２２２）は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）を少なくとも１つ含んでおり、
前記検出器システム（２２２）は、更に、少なくとも１つの光ビーム（２０６）を前記光学検出器（１１０）に向けるように適合されている少なくとも１つのビーコン装置（２２０）を含んでおり、
前記ビーコン装置（２２０）は、前記対象物（２１８）に取り付け可能である、及び／又は、前記対象物（２１８）によって保持可能である、及び／又は、前記対象物（２１８）に組み込み可能である、
ことを特徴とする、少なくとも１つの対象物（２１８）の位置を求めるための検出器システム（２２２）。
【請求項１６】
ユーザ（２３６）と機械との間で情報の少なくとも１つの項目を交換するためのヒューマンマシンインタフェース（２２６）において、
前記ヒューマンマシンインタフェース（２２６）は、請求項１５に記載の検出器システム（２２２）を少なくとも１つ含んでおり、
前記少なくとも１つのビーコン装置（２２０）は、前記ユーザ（２３６）に直接的又は間接的に取り付けられるように、及び／又は、前記ユーザ（２３６）によって保持されるように適合されており、
前記ヒューマンマシンインタフェース（２２６）は、前記検出器システム（２２２）によって前記ユーザ（２３６）の少なくとも１つの位置を求めるように設計されており、
前記ヒューマンマシンインタフェース（２２６）は、前記位置に情報の少なくとも１つの項目を割り当てるように設計されている、
ことを特徴とする、ユーザ（２３６）と機械との間で情報の少なくとも１つの項目を交換するためのヒューマンマシンインタフェース（２２６）。
【請求項１７】
少なくとも１つのエンターテイメント機能を実行するためのエンターテイメントデバイス（２２８）において、
前記エンターテイメントデバイス（２２８）は、請求項１６に記載のヒューマンマシンインタフェース（２２６）を少なくとも１つ含んでおり、
前記エンターテイメントデバイス（２２８）は、前記ヒューマンマシンインタフェース（２２６）を用いたプレーヤによる情報の少なくとも１つの項目の入力を可能にするように設計されており、
前記エンターテイメントデバイス（２２８）は、前記情報に応じて前記エンターテイメント機能を変更するように設計されている、
ことを特徴とする、少なくとも１つのエンターテイメント機能を実行するためのエンターテイメントデバイス（２２８）。
【請求項１８】
少なくとも１つの可動の対象物（２１８）の位置を追跡するためのトラッキングシステム（２２４）において、
前記トラッキングシステム（２２４）は、請求項１５に記載の検出器システム（２２２）を少なくとも１つ含んでおり、
前記トラッキングシステム（２２４）は、更に、少なくとも１つのトラックコントローラ（２０８）を含んでおり、
前記トラックコントローラ（２０８）は、特定の複数の時点において前記対象物（２１８）の一連の位置を追跡するように適合されている、
ことを特徴とする、少なくとも１つの可動の対象物（２１８）の位置を追跡するためのトラッキングシステム（２２４）。
【請求項１９】
少なくとも１つの対象物（２１８）を撮像するためのカメラ（２１４）において、
前記カメラ（２１４）は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）を少なくとも１つ含んでいる、
ことを特徴とする、少なくとも１つの対象物（２１８）を撮像するためのカメラ（２１４）。
【請求項２０】
光学検出器（１１０）を製造するための方法において、
ａ）光学センサ（１１２）を製造するステップと、
ｂ）少なくとも１つの読み出し装置（１１４）を前記光学センサ（１１２）に接続するステップと、
を備えており、
少なくとも１つの第１の電極（１２０）と、少なくとも１つの第２の電極（１３０）と、前記第１の電極（１２０）と前記第２の電極（１３０）との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料（１４０）と、を有している感光層構造（１１８）が、基板（１１６）上に設けられており、
前記光起電材料（１４０）は、少なくとも１種の有機材料を含んでおり、
前記第１の電極（１２０）は、複数の第１の電極ストリップ（１２４）を含んでおり、
前記第２の電極（１３０）は、複数の第２の電極ストリップ（１３４）を含んでおり、
前記第１の電極ストリップ（１２４）と前記第２の電極ストリップ（１３４）の交差部においてピクセル（１４４）のマトリクス（１４２）が形成されるように、前記第１の電極ストリップ（１２４）と前記第２の電極ストリップ（１３４）は交差しており、
前記読み出し装置（１１４）は、前記第２の電極ストリップ（１３４）に接続されている複数の電気測定装置（１５４）を含んでおり、更に、前記第１の電極ストリップ（１２４）を前記電気測定装置（１５４）に順次接続するための少なくとも１つのスイッチング装置（１６０）を含んでおり、
前記光学センサ（１１２）は、ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７６）を含んでおり、
前記光学センサ（１１２）は、前記ｎ型半導体金属酸化物（１７４，１７６）の上面に堆積された、少なくとも１種の固体ｐ型半導体有機材料（１８０）を含んでおり、該固体ｐ型半導体有機材料（１８０）は、電気絶縁セパレータ（１９２）によって、複数のストリップ形状の領域に細分化されている、
方法。
【請求項２１】
方法ステップａ）は、以下のサブステップを含んでいる：
ａ１）基板（１１６）を提供するステップ；
ａ２）少なくとも１つの下部電極（１２２）を前記基板（１１６）上に配置するステップ、但し、前記下部電極（１２２）は、前記第１の電極（１２０）又は前記第２の電極（１３０）の一方であり、前記下部電極（１２２）は、複数の下部電極ストリップ（１２６）を含んでおり；
ａ３）少なくとも１種の光起電材料（１４０）を前記下部電極（１２２）上に堆積させるステップ；
ａ４）少なくとも１つの上部電極（１３２）を前記光起電材料（１４０）上に配置するステップ、但し、前記上部電極（１３２）は、方法ステップａ２）との比較において、前記第１の電極（１２０）及び前記第２の電極（１３０）の他方であり、前記上部電極（１３２）は、複数の上部電極ストリップ（１３６）を含んでおり、前記上部電極ストリップ（１３６）は、前記下部電極ストリップ（１２６）及び前記上部電極ストリップ（１３６）が交差して、ピクセル（１４４）のマトリクス（１４２）が形成されるように配置されている、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
方法ステップａ４）は、
−前記光起電材料（１４０）の上に前記上部電極（１３２）をパターニングしながら堆積させるステップ、
−前記上部電極（１３２）を、前記光起電材料（１４０）上にパターニングを行わずに堆積させ、それに続いて、少なくとも１つのパターニングステップを実行するステップ、
−前記電気絶縁セパレータ（１９２）を、前記基板（１１６）又は前記光起電材料（１４０）のうちの１つ以上の上に提供し、それに続いて、前記上部電極（１３２）を、パターニングを行わずに堆積させ、前記上部電極（１３２）を、前記電気絶縁セパレータ（１９２）によって複数の前記上部電極ストリップ（１３６）に細分化するステップ、
のうちの１つ以上を含んでいる、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
対象物（２１８）の少なくとも１つの画像（１７０）を取得するための方法において、
当該方法は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）の使用を含み、
−前記光学センサ（１１２）に前記対象物（２１８）を結像させるステップと、
−前記第１の電極ストリップ（１２４）を前記電気測定装置（１５４）に順次接続し、前記電気測定装置（１５４）が、各第１の電極ストリップ（１２４）について、各第１の電極ストリップ（１２４）のピクセル（１４４）に関する電気信号を測定するステップと、
−前記ピクセル（１４４）の前記電気信号を処理して画像（１７０）を形成するステップと、
を備えていることを特徴とする、対象物（２１８）の少なくとも１つの画像（１７０）を取得するための方法。
【請求項２４】
交通技術における位置測定、エンターテイメントの用途、セキュリティに関連する用途、安全性に関連する用途、ヒューマンマシンインタフェース（２２６）の用途、トラッキングの用途、写真の用途、少なくとも１つの飛行時間検出器（２４４）との組み合わせにおける使用から成る群から選択された使用を目的とした、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学検出器（１１０）の使用。
【請求項２５】
方法ステップａ４）は、シャドーマスクを介する堆積を使用することによって、前記光起電材料（１４０）の上に前記上部電極（１３２）をパターニングしながら堆積させるステップを含んでいる、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
方法ステップａ４）は、印刷技術を使用することによって、前記光起電材料（１４０）の上に前記上部電極（１３２）をパターニングしながら堆積させるステップを含んでいる、
請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行して出願された欧州特許出願第１３１７１８９８．３号を基礎とするものであり、その開示内容全体は参照により本願に含まれるものとする。本発明は、光学検出器、検出器システム、ヒューマンマシンインタフェース、エンターテイメントデバイス、トラッキングシステム、カメラ、光学検出器の製造方法、対象物の少なくとも１つの画像の取得方法、及び、本発明による光学検出器の種々の使用に関する。本発明による装置及び方法は、主として、撮像及びカメラの技術分野において使用され、例えば少なくとも１つの対象物を検出するため、及び／又は、少なくとも１つの対象物の画像を取得するために使用される。従って、本発明による光学検出器を特に、写真の分野に使用することができる、及び／又は、ヒューマンマシンインタフェース若しくはゲーミングのために使用することができる。しかしながら、その他の用途も考えられる。
【背景技術】
【０００２】
従来技術より、多数の光学センサ及び光起電力装置が公知である。光起電力装置は、一般的に、電磁放射を、例えば紫外線光、可視光又は赤外線光を、電気信号又は電気エネルギに変換するために使用されるが、それに対し光学検出器は、一般的に、画像情報を取得するため、及び／又は、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ために使用される。
【０００３】
光学センサが、無機センサ材料及び／又は有機センサ材料を基礎とすることができることは一般的に公知である。そのようなセンサの例は、米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５号明細書、米国特許第６，９９５，４４５号明細書、独国特許出願公開第２５０１１２４号、独国特許出願公開第３２２５３７２号明細書、又はその他の従来技術の文献に多数開示されている。特に、コスト上の理由から、また処理が広範囲に及ぶという理由から、少なくとも１種の有機センサ材料を含んでいるセンサがますます使用されるようになってきており、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７６１６５号明細書に開示されている。とりわけ、いわゆる色素太陽電池の重要度が一層高まってきており、その概要は例えば国際公開第２００９／０１３２８２号に開示されている。
【０００４】
上述のような光学センサを基礎とした、少なくとも１つの対象物を検出するための検出器が多数公知である。それらの検出器を、各用途に応じて、種々のやり方で実施することができる。そのような検出器の例は、撮像装置、例えばカメラ及び／又は顕微鏡である。高解像共焦顕微鏡が公知であり、例えば、そのような高解像共焦顕微鏡を、特に、医療技術の分野及び生物学の分野において、生体サンプルを高解像度で検査するために使用することができる。少なくとも１つの対象物を光学的に検出するための検出器の別の例は、例えば、対応する光学信号の、例えばレーザパルスの伝播時間法を基礎とする距離測定装置である。対象物を光学的に検出するための検出器の別の例は、同様に距離測定を実行するために用いられる三角測量システムである。
【０００５】
米国特許出願公開第２００７／００８０９２５号明細書には、低消費電力の表示装置が開示されている。この表示装置においては、２つの光活性層が使用されており、それら２つの光活性層は電気エネルギに反応し、それによって、表示装置は情報を表示することができ、また入射放射に反応して電気エネルギを生成することができる。単一の表示装置の複数の表示ピクセルを、表示用ピクセルと生成用ピクセルに分類することができる。表示用ピクセルは情報を表示することができ、また生成用ピクセルは電気エネルギを生成することができる。生成された電気エネルギは、画像を動かす電力を供給するために使用することができる。生成用ピクセル及び表示用ピクセルの技術的に複雑な駆動電子回路が必要になる。
【０００６】
欧州特許出願公開第１６６７２４６号明細書には、同一の空間位置を用いて電磁放射の２つ以上のスペクトル帯を検出することができるセンサ素子が開示されている。この素子は複数の補助素子のスタックから構成されており、補助素子はそれぞれ電磁放射の異なるスペクトル帯を検出することができる。各補助素子は、非シリコン半導体を含んでいる。各補助素子における非シリコン半導体は、電磁放射の種々のスペクトル帯に対して感応性である、及び／又は、電磁放射の種々のスペクトル帯に対して感応性であるように感応化されている。
【０００７】
国際公開第２０１２／１１０９２４号には、少なくとも１つの対象物を光学的に検出するための検出器が提案されており、この刊行物の開示内容は参照により本願に含まれるものとする。検出器は、少なくとも１つの光学センサを含んでいる。光学センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有している。光学センサは、センサ領域の照明にある程度依存して、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている。照明の総出力が等しければ、センサ信号は照明の幾何学形状に依存し、特にセンサ領域における照明のビーム横断面に依存する。検出器は、更に、少なくとも１つの評価装置を有している。評価装置は、センサ信号から幾何学情報の少なくとも１つの項目を生成するように、特に、照明及び／又は対象物に関する幾何学情報の少なくとも１つの項目を生成するように設計されている。
【０００８】
２０１２年１２月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号、２０１３年１月８日に出願された米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号、２０１３年８月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／８６７，１６９号及び２０１３年１２月１８日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０６１０９５には、少なくとも１つの横方向光学センサ及び少なくとも１つの光学センサを使用して、少なくとも１つの対象物の位置を求めるための方法及び検出器が開示されており、それらの刊行物の全開示内容は参照により本願に含まれるものとする。特に、多義性が生じることなく高精度で対象物の縦方向の位置を求めるために、センサスタックを使用することが開示されている。
【０００９】
上述の装置及び検出器によって、とりわけ国際公開第２０１２／１１０９２４号、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号及び米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号に開示されている検出器によって、種々の利点が示唆されているにもかかわらず、幾つかの技術的な課題は依然として残されたままである。従って、一般的に、対象物の画像、特に３Ｄ画像を取得することができ、且つ、信頼性が高いにもかかわらず低コストで製造することができる光学検出器が必要とされている。更には、種々の目的に関して、透明であり且つ対象物の画像を取得することができる光学検出器を提供することが所望されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の課題は、上述の技術的な課題を解決する、光学検出器及び当該光学検出器の製造方法を提供することである。特に、対象物の画像を、有利には高解像度で取得することができ、且つ、信頼性が高いにもかかわらず低コストで製造することができる光学検出器が開示されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、この課題は、独立請求項の特徴部分に記載の構成によって解決される。単独でも組み合わせでも実現することができる本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている、及び／又は、以下の明細書及び詳細な説明に記載されている。
【００１２】
本明細書において使用されているように、「有している」、「含んでいる」及び「備えている」という表現、またそれらの表現の文法上のヴァリエーションは、排他的に使用されているものではない。従って、「ＡはＢを有している」並びに「ＡはＢを含んでいる」又は「ＡはＢを備えている」という表現は、Ｂ以外にもＡは１つ以上の別のコンポーネント及び／又は構成要素を含んでいるということ、また、Ｂ以外の他のコンポーネント、構成要素又は要素はＡには存在しないということのいずれも表していると考えられる。更には、本明細書において使用されているように、「特に」、「有利には」、「より有利には」、「最も有利には」という表現は、他の実施の形態も実現できるにもかかわらず、本発明の特定の任意の特徴を実現するための特定のオプションに注目させるために使用されている。それらの表現を使用することによって、特許請求の範囲が制限されることは意図していないことを言及しておく。
【００１３】
更には、以下において使用されているように、「有利には」、「更に有利には」、「より有利には」、「特に」、「とりわけ」、「厳密には」、「より厳密には」又は同様の語句は、選択的な特徴と組み合わせて用いられており、代替的な可能性を制限するものではない。従って、それらの語句を用いて紹介される特徴は、選択的な特徴であって、特許請求の範囲を制限することは何ら意図していない。当業者であれば分かるように、代替的な特徴を使用して本発明を実施することができる。同様に、「本発明の１つの実施の形態において」という表現又は同様の表現によって紹介される特徴も選択的な特徴を意図したものであって、本発明の代替的な実施の形態及び本発明の範囲に関して何ら制限を課すものではなく、また、そのようにして紹介される特徴と、本発明のその他の選択的な特徴又は非選択的な特徴との考えられる組み合わせに関して何ら制限を課すものではない。
【００１４】
本発明の第１の態様においては、光学検出器が明らかになる。本明細書において使用されているように、光学検出器は、少なくとも１つの光学信号を測定することができる検出器である。特に、光学検出器は、対象物の少なくとも１つの画像を取得するように適合されるべきである。更に本明細書において使用されているように、「画像」という用語は、一般的に、情報値の配列を表し、特に情報値の２次元配列、若しくは３次元配列又はより高次の配列を表し、その際、各情報値は複数の撮像素子から成るアレイの各撮像素子によって生成される信号を表す。以下では、複数の撮像素子から成るアレイの各撮像素子を「ピクセル」とも称する。従って、「撮像」という表現は一般的に、上述の定義のような画像を取得する動作を表す。
【００１５】
本発明による光学検出器を、種々の用途に使用することができる。従って、一例として、光学検出器を写真の分野において、特にディジタル写真及び／又はディジタルカメラの分野において使用することができる。付加的又は択一的に、ユーザ及び／又は対象物の位置及び／又は向きを機械読み出し可能な情報及び／又はコマンドに変換するために、光学検出器をヒューマンマシンインタフェースにおいて使用することができる。特に、コンピュータゲーミングの分野では、例えば、ユーザ、ユーザの身体の一部、及び／又は、ユーザによって保持されている及び／又はユーザによって動かされるコントロールエレメントの位置及び／又は向きを認識するために、光学検出器をヒューマンマシンインタフェースにおいて使用することができる。その他の用途も考えられる。
【００１６】
光学検出器は、少なくとも１つの光学センサを含んでいる。本明細書において使用されているように、「光学センサ」という用語は、一般的に、以下の詳細な説明において概要を述べるように「ピクセル」とも称される、複数の撮像素子を有している素子を表す。従って、光学センサは、複数の撮像素子、例えば複数の感光性撮像素子を含んでおり、有利には撮像素子のマトリクス、例えばピクセルのマトリクスを含んでいる。
【００１７】
光学センサは、少なくとも１つの基板と、その基板の上に設けられている少なくとも１つの感光層構造と、を含んでいる。本明細書において使用されているように、「基板」という語句は一般的に、光学センサに機械的な安定性をもたらす支持部材を表す。以下の詳細な説明において概要を述べるように、基板は透明基板及び／又は不透明基板であって良い。一例として、基板はプレート状の基板、例えばスライドガラス及び／又は金属箔であって良い。基板は、一般的に、１００μｍから５ｍｍまでの厚さ、有利には５００μｍから２ｍｍまでの厚さを有することができる。しかしながら、それ以外の厚さであっても良い。
【００１８】
更に本明細書において使用されているように、感光層構造とは一般的に、感光特性を一般的に有している２つ以上の層を有している構成要素を表す。従って、感光層構造は、可視スペクトル領域、紫外線スペクトル領域又は赤外線スペクトル領域のうちの１つ以上の領域にある光を電気的な信号に変換することができる。このために、多くの物理効果及び／又は化学効果、例えば光効果及び／又は有機分子の励起及び／又は感光層構造内部での励起種の生成を使用することができる。
【００１９】
感光層構造は、少なくとも１つの第１の電極と、少なくとも１つの第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料と、を有している。以下の詳細な説明において概要を述べるように、第１の電極が基板に最も近くなるように、従って、第１の電極が下部電極として実施されるように感光層構造を形成することができる。択一的に、第２の電極を基板に最も近くなるように実施することができ、従って、第２の電極を下部電極として形成することができる。一般的に、「第１の」及び「第２の」という語句は、本明細書において使用されているように、単に区別を目的として使用しているに過ぎず、感光層構造を格付けすること及び／又は感光層構造の順序を示すことは何ら意図していない。一般的に、「電極」という用語は、電極間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料と電気的に接触することができる感光層構造の構成要素を表す。従って、各電極は、光起電材料と接触する導電性材料の１つ以上の層及び／又はフィールドを提供することができる。更には、各電極は付加的な電極リードを提供することができ、例えば第１の電極及び／又は第２の電極との接触接続を行うための１つ以上の電気的なリードを提供することができる。従って、第１の電極及び第２の電極はそれぞれ、第１の電極及び／又は第２の電極それぞれとの接触接続を行うための、１つ以上のコンタクトパッドを提供することができる。以下の詳細な説明において概要を述べるように、少なくとも１つの電極コンタクトパッドには、以下の詳細な説明において定義する、複数の第１の電極ストリップ及び／又は複数の第２の電極ストリップを設けることができる。
【００２０】
本明細書において使用されているように、光起電材料は一般的に、感光層構造の上述の感光性を提供する材料であるか、又はその種の材料が組み合わされたものである。従って、光起電材料は、可視スペクトル領域、紫外線スペクトル領域又は赤外線スペクトル領域のうちの１つ以上の領域にある光によって照明されると、電気信号、有利には照度を表す電気信号を生成することができる材料から成る１つ以上の層を提供することができる。つまり、光起電材料は、１つ以上の光起電材料層を含むことができ、それらの層はそれ自体で、又は複数の層が組み合わされることによって、照明に反応して正及び／又は負の電荷、例えば電子及び／又は正孔を生成することができる。
【００２１】
本明細書において使用されているように、「挟まれた」という語句は、一般的に、光起電材料が少なくとも部分的に、第１の電極と第２の電極との間の中間空間に配置されているが、第１の電極と第２の電極との間の中間空間以外の場所に配置される光起電材料のその他の領域が存在していても良いということを表す。
【００２２】
光起電材料は、少なくとも１種の有機材料を含んでいる。更に、第１の電極は複数の第１の電極ストリップを含んでおり、また第２の電極は複数の第２の電極ストリップを含んでいる。本明細書において使用されているように、「ストリップ」という用語は、一般的に、幅よりも、例えば少なくとも２倍、より有利には少なくとも５倍、最も有利には少なくとも１０倍又は少なくとも１５倍大きい長さ若しくは伸長部を有している、細長いシート、材料の細長い層、又は、複数の材料の層が組み合わされた細長い層を表す。従って、ストリップは細長い矩形のストリップであって良い。付加的又は択一的に、ストリップは１つ以上の屈曲部、湾曲部又はその他の非線形の要素を含むことができる。つまり一般的に、ストリップは、線形のストリップであっても良いし、完全に又は部分的に、湾曲又は屈曲したストリップとして、例えばメアンダ状のストリップとして形成されていても良い。複数のストリップを有利には、少なくとも部分的に、平行に方向付けることができる。従って、一例として、各第１の電極ストリップはその他の第１の電極ストリップに平行であって良い。同様に、各第２の電極ストリップはその他の第２の電極ストリップに平行であって良い。複数の電極ストリップが屈曲及び／又は湾曲している場合には、向きが平行になっている部分は、少なくともそれらの電極ストリップの複数の区間に存在していると考えられる。その他の方向付けも考えられる。更に、ストリップは各ストリップの伸長部分全体にわたり均一な幅を有することができる。従って、各ストリップの幅を始端から終端まで一定にすることができる。付加的又は択一的に、各ストリップは、幅が変化する少なくとも１つの区画を有することができる。しかしながら、有利には、各ストリップの幅は、ストリップの全長にわたり、５０％より大きく変化しないか、より有利には２０％以下しか変化しないか、最も有利には１０％以下、それどころか５％以下しか変化しない。
【００２３】
従って、一例として、電極ストリップは、矩形の細長い形状を有することができる。有利には、各第１の電極ストリップは、その長手方向の伸長部の少なくとも一部において相互に平行であり、また各第２の電極ストリップは、その長手方向の伸長部の少なくとも一部において相互に平行である。更に有利には、第１の電極ストリップは第１の電極平面に設けられており、それに対し、第２の電極ストリップは第２の電極平面に設けられており、有利には、第１の電極平面及び第２の電極平面は相互に平行に方向付けられている。従って、有利には、光起電材料は少なくとも部分的に、第１の電極平面と第２の電極平面との間の空間に設けられている。
【００２４】
第１の電極ストリップと第２の電極ストリップは交差しており、それによって、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップの交差部においてピクセルのマトリクスが形成される。本明細書において使用されているように、「交差」という用語は、基板表面を垂直に見る方向において、第１の電極平面と第２の電極平面が重畳すること、及び／又は、光学センサの光軸に平行な方向において、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップが重畳することを表す。各ピクセルは、第１の電極ストリップの一部と、その部分に対向している、第２の電極ストリップの一部と、それらの第１の電極ストリップの一部と第２の電極ストリップの一部との間に存在する所定量の光起電材料と、を含んでいる。一例として、特に電極ストリップが細長い矩形の電極ストリップである場合、ピクセルは、とりわけ基板表面を垂直に見る方向において、矩形の形状及び／又は平行四辺形の形状を有することができる。従って、各ピクセルは、第１の電極ストリップの一部と、第２の電極ストリップの一部と、それらの部分の間に埋め込まれている少なくとも１種の光起電材料と、を含んでいる撮像素子を形成している。
【００２５】
更に本明細書において使用されているように、マトリクスは一般的に、ピクセルの２次元の配置構成を表す。従って、マトリクスは有利には、以下の詳細な説明において概要を述べるように、ピクセルの行列を有している矩形のマトリクスであって良い。なお、ピクセルのマトリクスのその他の形状も考えられる。
【００２６】
更に、各第１の電極ストリップ及び／又は各第２の電極ストリップは、各電極ストリップの電気的な接触接続を行うための少なくとも１つの接触接続部、例えば少なくとも１つのコンタクトパッドを有することができる。有利には、この少なくとも１つの接触接続部を、複数のピクセルから成るマトリクスの領域以外に、例えば基板の縁部の近傍に配置することができる。しかしながら、その他の実施の形態も考えられる。
【００２７】
光学検出器は、更に、少なくとも１つの読み出し装置を含んでいる。本明細書において使用されているように、「読み出し装置」という用語は、一般的に、光学センサのピクセルのマトリクスの各ピクセルを使用することによって、複数の測定値及び／又は情報値を生成するように適合されている装置又はそのような装置が複数組み合わされたものを表す。従って、一般的に、読み出し装置は、ピクセルのマトリクスを使用することによって収集された電気信号から画像を生成することができる装置であって良い。つまり、以下の詳細な説明において概要を述べるように、少なくとも１つの読み出し装置は、複数の電気測定装置、例えば複数の電圧計及び／又は複数の電流計を含むことができる。更には、読み出し装置は、上述のようにして生成された情報値を記憶するための、例えば１つの画像及び／又は複数の画像及び／又は画像シーケンスを記憶するための付加的な構成要素、例えばデータメモリを含むことができる。また、付加的又は択一的に、少なくとも１つの読み出し装置は、データ伝送用の、例えば情報値を１つ以上の外部装置に、例えば１つ以上のデータ処理装置に伝送するための、１つ以上の電気的なインタフェースを含むことができる。少なくとも１つのインタフェースはワイヤレスインタフェースで良い、及び／又は、少なくとも１つのインタフェースを完全に又は部分的にワイヤボンディング式インタフェースとして形成することができる。
【００２８】
読み出し装置を評価装置とみなすこともでき、また読み出し装置は、比較的大きい評価装置の一部であっても良いし、少なくとも１つの評価装置を含むこともできる。本明細書において使用されているように、評価装置という用語は、一般的に、少なくとも１つの光学センサによって提供される１つ以上のセンサ信号を評価するように及び／又は１つ以上の別の評価アルゴリズムを実行するように適合されている任意の装置を表す。評価装置は特に、少なくとも１つのデータ処理装置、より有利にはプロセッサを使用する少なくとも１つのデータ処理装置を含むことができる。従って、一例として、少なくとも１つの評価装置は、多数のコンピュータコマンドを含むソフトウェアコードが記憶されている少なくとも１つのデータ処理装置を含むことができる。
【００２９】
評価装置は、１つ以上の集積回路、例えば１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又は１つ以上のデータ処理装置、例えば１つ以上のコンピュータ、有利には１つ以上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であっても良いし、そのような集積回路を１つ以上含むことができる。付加的なコンポーネント、例えば１つ以上の前処理装置及び／又はデータ取得装置、例えばセンサ信号を受信及び／又は前処理するための１つ以上の装置、例えば１つ以上のＡＤ変換器及び／又は１つ以上のフィルタを含ませることができる。更には、評価装置は、１つ以上の測定装置を、例えば電流又は電圧を測定するための１つ以上の測定装置を含むことができる。従って、一例として、評価装置は、ピクセルを流れる電流及び／又はピクセルの電圧を測定するための１つ以上の測定装置を含むことができる。更には、評価装置は１つ以上のデータ記憶装置を含むことができる。また、評価装置は１つ以上のインタフェース、例えば１つ以上のワイヤレスインタフェース及び／又は１つ以上のワイヤボンディング式インタフェースを含むこともできる。
【００３０】
少なくとも１つの評価装置を、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、例えば本発明による方法の１つ以上のステップ、それどころか全てのステップを実行又はサポートするように適合されている、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せることができる。一例として、入力変量としてのセンサ信号を使用することによって対象物の位置を求めることができる、１つ以上のアルゴリズムを実行することができる。
【００３１】
評価装置は、情報の、例えば光学センサ及び／又は評価装置によって取得された情報の表示、視覚化、分析、配布、通信又は別の処理のうちの１つ以上を目的として使用することができる、少なくとも１つの別のデータ処理装置に接続することができるか、又は、評価装置はそのような少なくとも１つの別のデータ処理装置を含むことができる。一例として、データ処理装置を、ディスプレイ、プロジェクタ、モニタ、ＬＣＤ、ＴＦＴ、スピーカ、マルチチャネルサウンドシステム、ＬＥＤパターンプロジェクタ又は別の視覚化装置のうちの少なくとも１つに接続することができるか、それらに組み込むことができる。更には、Ｅメール、テキストメッセージ、電話、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、赤外線インタフェース又はインターネットインタフェース、ポート又はコネクタのうちの１つ以上を使用して、暗号化された情報又は暗号化されていない情報を送信することができる、通信装置又は通信インタフェース、コネクタ又はポートのうちの少なくとも１つにデータ処理装置を接続することができるか、又は、それらに組み込むことができる。更には、Ａｐｐｌｅ社のＡシリーズ又はＳａｍｓｕｎｇ社のＳ３Ｃ２シリーズの製品、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサ等のチップ上のプロセッサ、グラフィックプロセッサ、ＣＰＵ、Ｏｐｅｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ（ＯＭＡＰ：（登録商標））、集積回路、システム、１つ以上のメモリブロック、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ、タイミングソース、例えば発振器又は位相ロックループ、カウンタタイマ、リアルタイムタイマ、又は、パワーオン・リセットジェネレータ、電圧レギュレータ、電力管理回路、又は、ＤＭＡコントローラのうちの少なくとも１つにデータ処理装置を接続することができるか、又は、それらに組み込むことができる。バスによって、例えばＡＭＢＡバスによって、個々のユニットを更に接続することができる。
【００３２】
評価装置及び／又はデータ処理装置を、別の装置、例えばＲＧＢインタフェース、例えばＣａｍｅｒａＬｉｎｋを使用する２Ｄカメラ装置に、別の外部インタフェース又は外部ポート、例えば、シリアルインタフェース又はシリアルポート又はパラレルインタフェース又はパラレルポート、ＵＳＢ、セントロニクスポート、ＦｉｒｅＷｉｒｅ、ＨＤＭＩ、イーサネット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦＩＤ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＵＳＡＲＴ又はＳＰＩ、若しくは、アナログインタフェース又はアナログポート、例えば、ＡＤＣ又はＤＡＣのうちの１つ以上を介して、若しくは、規格化されたインタフェース又はポートを介して接続することができるか、又は、評価装置及び／又はデータ処理装置はそれらを有することができる。更には、評価装置及び／又はデータ処理装置を、プロセッサ間インタフェース又はプロセッサ間ポート、ＦＰＧＡ−ＦＰＧＡインタフェース、若しくは、シリアルインタフェースポート又はパラレルインタフェースポートのうちの１つ以上を介して接続することができる。評価装置及びデータ処理装置は、更に、光学ディスクドライブ、ＣＲ−ＲＷドライブ、ＤＶＤ＋ＲＷドライブ、フラッシュドライブ、メモリカード、ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートディスク、ソリッドステートハードディスクのうちの１つ以上に接続することができる。
【００３３】
評価装置及び／又はデータ処理装置を、１つ以上の別の外部コネクタ、例えば、フォンコネクタ、ＲＣＡコネクタ、ＶＧＡコネクタ、オスメスコネクタ、ＵＳＢコネクタ、ＨＤＭＩコネクタ、８Ｐ８Ｃコネクタ、ＢＣＮコネクタ、ＩＥＣ  ６０３２０  Ｃ１４コネクタ、光ファイバコネクタ、Ｄサブミニチュア（Ｄ−ｓｕｂ）コネクタ、ＲＦコネクタ、同軸コネクタ、ＳＣＡＲＴコネクタ、ＸＬＲコネクタのうちの１つ以上のコネクタを介して接続することができる、又は、それらのコネクタを有することができる、及び／又は、評価装置及び／又はデータ処理装置を、それらのコネクタのうちの１つ以上のための少なくとも１つのソケットに組み込むことができる。
【００３４】
本発明による光学検出器、評価装置又はデータ処理装置のうちの１つ以上が組み込まれている単一の装置、例えば光学センサ、光学システム、評価装置、通信装置、データ処理装置、インタフェース、チップ上のシステム、表示装置又は別の電子装置が組み込まれている単一の装置の考えられる実施の形態は、携帯電話、パーソナルコンピュータ、タブレットＰＣ、テレビ、ゲームコンソール、又は、別のエンターテイメントデバイスである。１つの別の実施の形態においては、以下の詳細な説明において概要を述べる３Ｄカメラ機能を、ケーシング又は外見における顕著な相異は存在しない、慣例の２Ｄディジタルカメラを利用できる装置に組み込むことができる。ユーザにとっての顕著な相異は、３Ｄ情報を取得及び／又は処理する機能にのみ存在する。
【００３５】
特に、光学検出器及び／又は光学検出器の一部、例えば、評価装置及び／又はデータ処理装置が組み込まれている実施の形態は、３Ｄカメラの機能のための、表示装置、データ処理装置、光学センサ、オプションとしてのセンサ光学系及び評価装置が組み込まれている携帯電話であって良い。本発明による検出器は、特に、エンターテイメントデバイス及び／又は通信装置、例えば携帯電話に組み込むことに適したものであって良い。
【００３６】
本発明の別の実施の形態は、自動車において使用するため、自動走行において使用するため、又は、カーセーフティーシステム、例えばダイムラー社のインテリジェントドライブシステムにおいて使用するための装置において、光学検出器又は光学検出器の一部、例えば評価装置及び／又はデータ処理装置が統合された装置である。一例として、光学センサ、オプションとしての１つ以上の光学システム、評価装置、オプションとしての通信装置、オプションとしてのデータ処理装置、オプションとしての１つ以上のインタフェース、オプションとしてのチップ上のシステム、オプションとしての１つ以上の表示装置、又は、オプションとしての別の電子装置は、車両、自動車、トラック、列車、自転車、飛行機、船舶、オートバイの一部であって良い。自動車の用途においては、装置の自動車設計への統合は、光学センサ、オプションとしての光学系の統合、若しくは、外部又は内部からの装置の最小限の可視性が必要になると考えられる。検出器又は検出器の一部、例えば評価装置及び／又はデータ処理装置は、特に、そのような自動車設計への統合に適していると考えられる。
【００３７】
読み出し装置は、第２の電極ストリップに接続されている複数の電気測定装置と、その電気測定装置に第１の電極ストリップを順次接続するためのスイッチング装置と、を含んでいる。
【００３８】
本明細書において使用されているように、電気測定装置は、一般的に、少なくとも１回の電気的測定、例えば少なくとも１回の電流測定及び／又は少なくとも１回の電圧測定を実行することができる装置を表す。従って、各電気測定装置は少なくとも１つの電圧計及び／又は少なくとも１つの電流計を含むことができる。その他の実施の形態も考えられる。
【００３９】
有利には、少なくとも１つの電気測定装置には各第２の電極ストリップが設けられている。従って、一例として、各第２の電極ストリップを、それぞれの第２の電極に専用の１つ以上の測定装置に永続的に又は解除可能に接続することができる。しかしながら、測定装置を単一の装置に、例えば１つの集積回路に含ませることができる。有利には、電気測定装置は、各第２の電極ストリップに対応する電気信号を同時に測定するように適合されている。
【００４０】
更に本明細書において使用されているように、スイッチング装置は、一般的に、複数ある第１の電極ストリップを電気測定装置に順次接続するように適合されている装置である。従って、一般的に、特定の瞬間に１つの特定の第１の電極ストリップを全ての測定装置及び／又は複数の測定装置に接続することができる。つまり、一例として、各測定装置は、第１の測定ポート及び第２の測定ポートを有することができ、測定装置の１つの第１の測定ポート又は複数の第１の測定ポートは、スイッチング装置によって選択された同一の第１の電極ストリップに接続されており、測定装置の第２のポートは各第２の電極ストリップに接続されている。後続の時点において、測定装置を第１の電極ストリップの別の１つの第１の電極ストリップに接続するように、例えば第１の電極ストリップのうちの後続の１つの第１の電極ストリップに接続するように、スイッチング装置を適合させることができる。従って、スイッチング装置を有利には、多重化方式を実行するように適合させることができ、それによって、全ての第１の電極ストリップの順次的なスイッチング及び／又は所定数の第１の電極ストリップの順次的なスイッチングが行われる。
【００４１】
更に、全ての第１の電極ストリップに対して一様にスイッチングを実行できることを言及しておく。択一的に、少なくとも２つのスイッチング装置を提供し、各スイッチング装置が複数の第１の電極ストリップに割り当てられるように、光学センサを分割することができる。従って、光学センサを第１の電極ストリップの種々の領域に細区画することができ、各領域を専用のスイッチング装置に割り当てることができる。付加的又は択一的に、複数ある第１の電極ストリップのｎ番目の第１の電極ストリップ毎に特定のスイッチング装置が割り当てられるように、インターリーブ式のスイッチング方式を使用することができる。種々の実施の形態が考えられる。
【００４２】
光学検出器は、更に、少なくとも１つの対象物を光学センサに光学的に結像させるための少なくとも１つの光学素子を含むことができる。本明細書において使用されているように、光学素子は、一般的に、フォーカシング特性及び／又はデフォーカシング特性を有している素子を表す。従って、一例として、少なくとも１つの光学素子は、対象物を少なくとも１つの光学センサに結像させるための少なくとも１つのレンズを含むことができる。付加的な素子、例えば少なくとも１つのダイヤフラム及び／又は少なくとも１つのミラーを光学素子に含ませることができる。付加的又は択一的に、１つ以上の波長選択素子、例えば１つ以上の光学フィルタ及び／又は１つ以上のプリズム及び／又は１つ以上のダイクロイックミラーを含ませることができる。
【００４３】
上記において概要を述べたように、ピクセルのマトリクスは有利には、第１の電極ストリップによって規定される複数の行と、第２の電極ストリップによって規定される複数の列と、を有することができる。従って、各ピクセルを行列の形態で配置することができ、その際、各ピクセルを、行番号及び／又は行を形成する第１の電極ストリップの番号と、列番号及び／又は行を形成する第２の電極ストリップの番号とによって識別することができる。有利には、各測定装置を列に接続することができ、例えば各行のピクセルに関する電気的な信号を同時に測定することができる。従って、１回の測定ステップで、各測定装置は、行に含まれている複数のピクセルに関する少なくとも１つの測定信号、例えば、行の全てのピクセルに関する測定値、及び／又は、少なくとも、行の複数のピクセルに関する測定値を同時に測定することができる。続いて、上記において概要を述べたように、スイッチング装置は別の１つの行へのスイッチングを、例えば後続の行へのスイッチングを行うことができ、またそのようにして新たに選択された行の複数のピクセルの電気的な信号を測定装置によって同時に測定できるようにすることができる。従って、複数の行にわたる順次的なスイッチングによって、例えばピクセルのマトリクスの全ての行にわたる順次的なスイッチングによって、及び／又は、ピクセルのマトリクスの複数の行にわたる順次的なスイッチングによって、各ピクセルに関する測定値を生成することができる。測定値を収集することによって、１つの画像を生成することができる。
【００４４】
各行を電気測定装置に順次接続するように、スイッチング装置を適合させることができる。
【００４５】
上記において概要を述べたように、各電気測定装置は、電流測定装置及び電圧測定装置のうちの少なくとも１つを含むことができる。一般的に、更なる処理を必要としない「生の」電気的な測定信号として使用することができる電気的な測定信号を生成するように電気測定装置を適合させることができることを言及しておく。付加的又は択一的に、測定信号に対して、１つ以上の処理ステップ、例えば、フィルタリングステップ、アナログディジタル変換ステップ、平均値形成ステップ、例えば多数の測定値から及び／又は特定の期間内の測定値から測定信号の平均値を形成するステップ、のうちの１つ以上の処理ステップを、完全に又は部分的に実施することができる。従って、少なくとも１つの読み出し装置は、１つ以上の信号処理装置を提供することができる。信号処理装置を、処理された測定信号を生成するように適合させることができる。以下では、測定信号について言及する限り、生の測定信号と処理された測定信号は区別しない。従って、いずれのオプションであっても良い。
【００４６】
測定装置は、一般的に、ディジタル測定装置及び／又はアナログ測定装置であって良い。測定装置が完全に又は部分的にアナログ測定装置として設計されている場合、有利には、電気測定装置は更に、少なくとも１つのアナログディジタル変換器を含んでいる。従って、一例として、各電気測定装置は、少なくとも１つのアナログディジタル変換器を含むことができる。付加的又は択一的に、２つ以上の電気測定装置、それどころか全ての電気測定装置が、同一のアナログディジタル変換器を使用することができる。
【００４７】
上記において概要を述べたように、読み出し装置は、更に、マトリクスの各ピクセルに関する測定値を記憶するために、少なくとも１つのデータメモリ、例えば少なくとも１つの揮発性データメモリ及び／又は少なくとも１つの不揮発性データメモリを含むことができる。
【００４８】
読み出し装置を単一の装置又として形成しても良いし、複数の装置として形成しても良いことを言及しておく。従って、読み出し装置は、１つ以上の電気回路基板及び／又は１つ以上の集積回路を含むことができる。つまり一例として、読み出し装置は、更に、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。
【００４９】
上記において概要を述べたように、スイッチング装置を、一般的に、ピクセルのマトリクスの複数の行にわたる多重化を行う多重測定方式を実行するように適合させることができる。多重測定方式においては、第１の電極ストリップを反復的に電気測定装置に接続することができる。従って、少なくとも１つのスイッチング装置が、ピクセルのマトリクスの全ての行及び／又は特定のスイッチング装置に割り当てられた全ての行にわたりスイッチングが行われると、例えば最初の行へと戻るスイッチングが行われることによって、スイッチングプロセスを新たに最初の行から開始することができる。つまり、一般的には、少なくとも１つの読み出し装置を、いわゆるパッシブマトリクス検出方式で検出器を駆動させるように適合させることができる。即ち、一般的に、光学検出器はパッシブマトリクス光学検出器であって良い。電気信号は、生の形態及び／又は処理された形態であれ、電気測定信号及び／又は情報値とも称され、特に、各ピクセルに関する照度を表すことができる。従って、一例として、各ピクセルに関してグレースケール値が提供されるように適合させることができる。つまり、画像は情報値のマトリクスを提供することができ、各情報値は、ピクセルのマトリクスの各ピクセルに関するグレースケール値を含んでいる。即ち、一例として、各ピクセルについて４ビット情報値、８ビット情報値、それどころか１６ビット情報値を提供することができる。
【００５０】
更には、光学センサ及び／又は光学検出器によって、その他の情報も提供できることを言及しておく。従って、一例として、以下の詳細な説明において概要を述べるように、色情報を提供することができる。更には、光学センサは、ピクセルの他に、１つ以上の付加的な構成要素、例えば１つ以上感光性の構成要素を含むことができることを言及しておく。従って、一例として、光学センサは、マトリクスの一部ではない、１つ以上の付加的な感光性の構成要素を提供することができる。更には、マトリクスの１つ以上の部分を、例えば光学センサの１つ以上の部分をその他の目的に使用するために、上述の多重方式から除外することができる。
【００５１】
上記において概要を述べたように、第１の電極及び第２の電極のうちの一方は、基板に一番近い下部電極を形成することができ、他方の電極は基板とは離れた位置にある上部電極を形成することができる。更に、第１の電極は感光層構造のアノードであって良く、また、第２の電極は感光層構造のカソードであって良いが、それとは反対に、第１の電極が感光層構造のカソードであって良く、第２の電極は感光層構造のアノードであって良い。
【００５２】
特に、第１の電極及び第２の電極のうちの一方を下部電極とし、第１の電極及び第２の電極のうちの他方を上部電極とすることができる。下部電極を基板に直接的に適用しても良いし、間接的に適用しても良い。後者のケースは、例えば、１つ以上のバッファ層又は保護層が下部電極と基板との間に挿入されていることを意味している。光起電材料を下部電極に適用することができ、また光起電材料は少なくとも部分的に下部電極を覆うことができる。上記において概要を述べたように、下部電極の１つ以上の部分を、例えば接触接続を行うために、少なくとも１種の光起電材料によって覆わないままにすることができる。上部電極に光起電材料を適用することができ、例えば上部電極の１つ以上の部分は、光起電材料の上面に配置されている。更に、上記において概要を述べたように、上部電極の１つ以上の付加的な部分を、例えば接触接続を行うために、他の場所に配置することができる。従って、一例として、下部電極は１つ以上のコンタクトパッドを含むことができ、例えば、下部電極の電極ストリップ毎に、光起電材料によって覆われていないままである少なくとも１つのコンタクトパッドを含むことができる。同様に、上部電極は１つ以上のコンタクトパッドを含むことができ、例えば、上部電極の電極ストリップ毎に少なくとも１つのコンタクトパッドを含むことができ、この場合、コンタクトパッドは有利には、光起電材料によってコーティングされた領域の外側に配置されている。
【００５３】
上記において概要を述べたように、基板は不透明であっても良いし、少なくとも部分的に透明であっても良い。本明細書において使用されているように、「透明」という語句は、可視スペクトル領域、紫外線スペクトル領域又は赤外線スペクトル領域のうちの１つ以上のスペクトル領域において、光が基板を少なくとも部分的に通過できることを表す。従って、可視スペクトル領域、赤外線スペクトル領域又は紫外線スペクトル領域のうちの１つ以上のスペクトル領域において、基板は少なくとも１０％、有利には少なくとも３０％、より有利には少なくとも５０％の透明度を有することができる。一例として、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、又は、その他の種類の基板を透明基板として使用することができる。更に、多層基板、例えば積層体を使用することもできる。
【００５４】
更に本明細書において使用されているように、「光」という用語は、一般的に、可視スペクトル領域、紫外線スペクトル領域又は赤外線スペクトル領域のうちの１つ以上のスペクトル領域にある光を表す。更に本明細書において使用されているように、可視スペクトル領域とは、３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長範囲である。赤外線スペクトル領域は、一般的に、７８０ｎｍから１ｍｍまでのスペクトル領域、より有利には、７８０ｎｍから３．０μｍまでのスペクトル領域を表す。更に本明細書において使用されているように、「紫外線スペクトル領域」という用語は、一般的に、１ｎｍから３８０ｎｍまでのスペクトル領域、有利には５０ｎｍから３８０ｎｍまでのスペクトル領域、より有利には２００ｎｍから３８０ｎｍまでのスペクトル領域を表す。
【００５５】
上記において概要を述べたように、下部電極及び上部電極のうちの一方又は両方が透明であって良い。従って、光学センサを照明する方向に応じて、下部電極、上部電極又は両電極を透明にすることができる。一例として、透明基板が使用される場合には、少なくとも下部電極は透明電極である。下部電極が第１の電極である場合、及び／又は、下部電極がアノードとして機能する場合、有利には、下部電極は、透明導電性酸化物、例えば酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化スズ又はそれらの材料の内の２つ以上が組み合わされたものから成る少なくとも１つの層を含んでいる。透明基板及び透明下部電極が使用される場合には、光学センサを照明する方向は、基板を通る方向であると考えられる。不透明基板が使用される場合には、下部電極は透明であっても良いし、不透明であっても良い。従って、一例として、不透明電極は一般的に任意の厚さの金属層、例えば銀層及び／又はその他の材料の１つ以上の層を含むことができる。一例として、下部電極及び／又は第１の電極は、３ｅＶから６ｅＶまでの仕事関数を有することができる。
【００５６】
上記において概要を述べたように、上部電極は不透明であっても良いし、透明であっても良い。光学センサの照明が基板及び下部電極を介して行われる場合、上部電極は不透明であって良い。照明が上部電極を介して行われる場合、有利には、上部電極は透明である。なお、以下の詳細な説明において概要を述べるように、少なくとも光の１つ以上のスペクトル領域において、光学センサ全体が透明であって良い。その場合、下部電極及び上部電極の両電極が透明であって良い。
【００５７】
透明な上部電極を作製するために、種々の技術を使用することができる。従って、一例として、上部電極は透明導電性酸化物、例えば酸化亜鉛を含むことができる。透明導電性酸化物を、一例として、適切な物理蒸着堆積技術、例えばスパッタリング、熱蒸着及び／又は電子ビーム蒸着を使用することによって適用することができる。上部電極、有利には第２の電極はカソードであって良い。択一的に、上部電極がアノードとして機能しても良い。特に、上部電極がカソードとして機能する場合には、上部電極は有利には、１つ以上の金属層を、例えば、有利には４．５ｅＶ未満の仕事関数を有している金属、例えばアルミニウムの１つ以上の層を含んでいる。透明な金属電極を作製するために、薄い金属層を使用することができ、例えば５０ｎｍ未満、より有利には４０ｎｍ未満、又は、更に有利には３０ｎｍ未満の厚さを有している金属層を使用することができる。それらの厚さの金属を使用することによって、少なくとも可視スペクトル領域においては透明性を生じさせることができる。効果的な導電性を更に提供するために、上部電極は、１つ以上の金属層の他に、付加的な導電層を含むことができ、例えば、金属層と少なくとも１種の光起電材料との間に適用される１種以上の導電性有機材料を含むことができる。従って、一例として、導電性ポリマーの１つ以上の層を、上部電極の金属層と光起電材料との間に挿入することができる。
【００５８】
上記において概要を述べたように、下部電極及び上部電極の両電極はそれぞれ、第１の電極ストリップ及び第２の電極ストリップに対応する複数の電極ストリップを含むことができる。従って、下部電極は、第１の電極ストリップ及び第２の電極ストリップのうちの一方を形成する、複数の下部電極ストリップを含むことができる。上部電極は、第１の電極ストリップ及び第２の電極ストリップのうちの他方を形成する、複数の下部電極ストリップを含むことができる。
【００５９】
一例として、上部電極は複数の金属電極ストリップを含むことができる。一例として、上部電極を形成する金属電極ストリップを、Ａｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕから成る群から選択された１種以上の金属を含んでいる、１つ以上の金属層から形成することができる。付加的又は択一的に、その他の金属及び／又は複数の金属の組み合わせ、例えば、上述の金属及び／又はその他の金属のうちの２種以上の組み合わせを使用することができる。更には、２種以上の金属を含有している１種以上の合金を使用することができる。一例として、ＮｉＣｒ，ＡｌＮｉＣｒ，ＭｏＮｂ及びＡｌＮｄから成る群の１種以上の合金を使用することができる。しかしながら上記において概要を述べたように、択一的には、上部電極は、透明導電性酸化物から成る複数のストリップを含むことができ、例えば上記において挙げた透明導電性酸化物のうちの１つ以上から成る複数のストリップを含むことができる。
【００６０】
複数の金属電極ストリップが使用される場合には、電極ストリップを堆積させるため、及び／又は、金属電極ストリップをパターニングするために、種々の技術を使用することができる。従って、一例として、金属電極ストリップの１つ以上の堆積技術を使用することができ、それらの堆積技術においては金属電極ストリップのパターニングが堆積中に行われる。つまり、一例として、金属電極ストリップに対応するスリット形状の開口部を備えている１つ以上のシャドーマスクを使用することができる。しかしながら、付加的又は択一的に、金属電極を堆積させるために大面積のコーティングを使用することができ、それに続いて、金属電極ストリップを形成するために１つ以上のパターニングステップが実行され、例えば１つ以上のエッチング技術が使用される。ここでもまた、付加的又は択一的に、セルフパターニング技術を、複数の電気絶縁セパレータを形成するために使用することができる。従って、一例として、金属電極ストリップを電気絶縁セパレータによって離隔させることができる。この技術は一般的にディスプレイ技術の分野においては公知である。本発明に適用可能な潜在的なセパレータについては、例えば、欧州特許出願公開第１１９１８１９号明細書、米国特許出願公開第２００５／００５２１２０号明細書、米国特許出願公開第２００３／００１７３６０号明細書、又は、有機発光パッシブマトリクスディスプレイのカソードパターニングの分野において公知であるその他の技術を参照されたい。従って、一般的には、電気絶縁セパレータは、とりわけ上面において急峻な縁部を提供するためのフォトレジスト構造体であって良く、特に、１つ以上のネガ型フォトレジストを有しているフォトレジスト構造体であって良い。つまり、電気絶縁セパレータを使用することによって、上部電極のセルフパターニングによる対応する上部電極ストリップの形成を、上部電極の堆積中に実施することができる。
【００６１】
上記において概要を述べたように、感光層構造は有利には光起電層構造であって良く、特に、１種以上の有機材料を有している有機フォトダイオード及び／又は太陽電池のうちの１つ以上の層構造であって良い。有利には、感光層構造は、色素増感太陽電池、より有利には、固体色素増感太陽電池（ｓＤＳＣ）の層構造であって良い。従って光学センサは、特に感光層構造は、またより有利には光起電材料は、ｎ型半導体金属酸化物を、有利にはナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物を含むことができ、その場合、電気絶縁セパレータは、ｎ型半導体金属酸化物の上面に配置される。つまり、一例として、光学検出器は、基板の上面に直接的又は間接的に堆積された下部電極ストリップ、それに続くナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の１つ以上の層、例えば二酸化チタンの１つ以上の層から成る層構造を含むことができる。電気絶縁セパレータを、特にセパレータバーを、半導体金属酸化物の１つ以上の層の上面に配置することができる。少なくとも１種の色素によってｎ型半導体金属酸化物に感光性を与える前に、又は感光性を与えた後に、電気絶縁セパレータを配置することができる。従って、一例として、少なくとも１種の色素によってｎ型半導体金属酸化物に感光性を与える前に、セパレータをｎ型半導体金属酸化物の上面に配置することができる。その後は、１つ以上の付加的な層を、例えば、１種以上のｐ型半導体材料を、有利には１種以上のｐ型半導体有機材料を堆積させることができ、それに続いて、上部電極が堆積される。この上部電極は、電気絶縁セパレータによってセルフパターニングされている。従って、一例として、光学センサは更に、ｎ型半導体金属酸化物の上面に堆積された少なくとも１種の固体ｐ型半導体有機材料を含むことができ、その場合、固体ｐ型半導体有機材料は、電気絶縁セパレータによって、複数のストリップ形状の領域に細分化される。ｐ型半導体有機材料の上面には、上部電極の１つ以上の層を堆積させることができ、また電気絶縁セパレータは上部電極を複数の電極ストリップに細分化することができる。
【００６２】
上記において概要を述べたように、上部電極は不透明であっても良いし、透明であっても良い。透明上部電極が設けられている場合には、上記において一部説明したような種々の技術を適用することができる。従って、一例として、上部電極は１つ以上の金属層を含むことができる。少なくとも１つの金属層は、５０ｎｍ未満の厚さ、有利には４０ｎｍ未満の厚さ、より有利には３０ｎｍ未満の厚さ、それどころか２５ｎｍ又は２０ｎｍ未満の厚さを有することができる。金属層は、Ａｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕから成る群から選択された少なくとも１種の金属を含むことができる。付加的又は択一的に、その他の金属及び／又は複数の金属の組み合わせ、例えば、上述の金属及び／又はその他の金属のうちの２種以上の組み合わせを使用することができる。更には、２種以上の金属を含有している１種以上の合金を使用することができる。一例として、ＮｉＣｒ，ＡｌＮｉＣｒ，ＭｏＮｂ及びＡｌＮｄから成る群の１種以上の合金を使用することができる。しかしながら、その他の金属の使用も可能である。
【００６３】
上部電極は、更に、光起電材料と金属層との間に埋め込まれている少なくとも１種の導電性ポリマーを含むことができる。上部電極ストリップの形状に対応させるために、導電性ポリマーを複数のストリップに細分化することができる。ここでもまた金属ストリップによって覆われている複数の導電性ポリマーストリップへの導電性ポリマーの細分化を種々のやり方で実施することができる。従って、一例として、少なくとも１種の導電性ポリマーの堆積を、パターニングを行いながら実施することができ、例えば適切なパターニング堆積技術を使用することによって、例えば印刷技術を使用することによって実施することができる。付加的又は択一的に、連続的なパターニングを使用することができる。ここでもまた、付加的又は択一的に、導電性ポリマーを複数の導電性ポリマーストリップに分割するために、上述のセパレータを使用することができる。本発明において使用できる導電性ポリマーの種々の可能性が存在する。従って、一例として、導電性ポリマーは本質的に導電性あって良い。一例として、導電性ポリマーは１種以上の共役ポリマーを含むことができる。一例として、導電性ポリマーは、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、有利には少なくとも１種の対イオンで電気的にドープされているＰＥＤＯＴ、より有利にはポリスチレンスルホン酸ナトリウムでドープされた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た少なくとも１種のポリマーを含むことができる。
【００６４】
光学検出器は、更に、光起電材料、第１の電極又は第２の電極のうちの１つ以上を少なくとも部分的に湿気から保護する少なくとも１つの封入部を含むことができる。従って、一例として、封入部は１つ以上の封止層を含むことができる、及び／又は、１つ以上の封止キャップを含むことができる。一例として、ガラスキャップ、金属キャップ、セラミックキャップ及びポリマーキャップ又はプラスチックキャップから成る群から選択された１つ以上のキャップを感光層構造の上面に適用して、感光層構造又はその少なくとも一部を湿気から保護することができる。付加的又は択一的に、１つ以上の封止層、例えば１つ以上の有機封止層及び／又は無機封止層を適用することができる。更に、下部電極ストリップ及び／又は上部電極ストリップの電気的な接触接続を行うためのコンタクトパッドを、キャップ及び／又は１つ以上の封止層の外側に配置し、電極ストリップの適切な電気的な接触接続を実現することができる。
【００６５】
上記において概要を述べたように、各ピクセルは独立した光起電装置、有利には有機光起電装置を形成することができる。従って、一例として、各ピクセルは、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、より有利には、固体色素増感太陽電池（ｓＤＳＣ）を形成することができる。つまり、上記において概要を述べたように、光起電材料は有利には、少なくとも１種のｎ型半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素及び少なくとも１種の固体ｐ型半導体有機材料を含むことができる。更に上記において概要を述べたように、ｎ型半導体金属酸化物を、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの緻密層又は固体層に細分化し、第１の電極の上面におけるバッファ層として機能させることができる。付加的に、ｎ型半導体金属酸化物は、ナノ多孔性特性及び／又はナノ粒子特性を有している、同一又は異なるｎ型半導体金属酸化物の１つ以上の付加的な層を含むことができる。色素は、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の上面に別個の色素層を形成することによって、及び／又は、ｎ型半導体金属酸化物層の少なくとも一部を浸漬させることによって、後続の層に感光性を与えることができる。従って、一般的に、少なくとも１種の色素、有利には少なくとも１種の有機色素によってナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物に感光性を与えることができる。
【００６６】
光学検出器は、上述のような及び／又は以下の詳細な説明において開示するような、１つ以上の光学センサを含むことができる。しかしながら、光学検出器は更に、１つ以上の付加的な撮像装置を含むことができる。本明細書において使用されているように、付加的な撮像装置は、上述のような又は以下の詳細な説明において開示するような光学センサの構造体である撮像装置である。従って、一例として、その他のタイプの光学センサも上述のような構造を有していない付加的な撮像装置として使用することができる。つまり、一例として、オプションとしての少なくとも１つの付加的な撮像装置は１つ以上の慣例の撮像装置であっても良いし、そのような慣例の撮像装置を含んでいても良い。一例として、１つ以上の半導体撮像装置を、例えば１つ以上のＣＣＤチップ及び／又は１つ以上のＣＭＯＳチップを光学検出器に設けることができる。従って、光学センサを単独で、及び／又は、１つ以上の付加的な光学センサと組み合わせて、及び／又は、１つ以上の付加的な撮像装置と組み合わせて使用することができる。一例として、光学検出器は、少なくとも２つの撮像装置のスタックを含むことができ、その場合、少なくとも１つの撮像装置は光学センサである。一例として、複数の撮像装置を検出器の光軸に沿って積層化することができ、例えば、それら撮像装置の各感応面が検出器の光軸に平行に向き合うようにして積層化することができる。一例として、光学センサは透明な光学センサで良く、また、光を放射する対象物とは反対側に位置する撮像装置のスタックの端部に位置する不透明の撮像装置が最終的に照明される前に、光学検出器に入射する光を、先ず少なくとも１つの光学センサを通過させることができる。
【００６７】
更に、少なくとも２つ撮像装置を含んでいるスタックが使用される場合には、撮像装置は、同一の分光感度を有することができる、及び／又は、異なる分光感度を有することができる。従って、一例として、一方の撮像装置は、第１の波長帯に対して分光感度を有することができ、また他方の撮像装置は、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯に対して分光感度を有することができる。それらの撮像装置によって生成された信号及び／又は画像を評価することによって、色情報を生成することができる。このコンテキストにおいて、上述のように撮像装置のスタック内の少なくとも１つの透明な光学センサを使用することが有利である。撮像装置の分光感度を種々のやり方で適合させることができる。従って、例えば異なる種類の色素を使用することによって、撮像装置に含まれている少なくとも１種の光起電材料を、特定の分光感度を提供するように適合させることができる。つまり、適切な色素を選択することによって、撮像装置の特定の分光感度を生じさせることができる。付加的又は択一的に、撮像装置の分光感度を調整するために、その他の手段を使用することができる。従って、一例として、１つ以上の波長選択素子を使用することができ、また、１つ以上の撮像装置に割り当てることができ、例えば、１つ以上の波長選択素子は、上記において定義したように、各撮像装置の一部となる。一例として、フィルタ、有利にはカラーフィルタ、プリズム及びダイクロイックミラーから成る群から選択された１つ以上の波長選択素子を使用することができる。従って、一般的には、上述の手段及び／又はその他の手段のうちの１つ以上を使用することによって、２つ以上の撮像装置が異なる分光感度を示すように撮像装置を調整することができる。
【００６８】
上記において概要を述べたように、光学検出器は、特に、少なくとも２つの撮像装置のスタックを含むことができる。ここでは、撮像装置のうちの１つ、有利には少なくとも２つが、上述のような又は以下の詳細な説明において開示するような構造を有している光学センサであって良い。それらの光学センサを画素化光学センサ又は、単に画素化センサとも称する。従って、一般的に、光学検出器は、１つ、２つ又はそれ以上の数の撮像装置を含んでおり、撮像装置のうちの１つ以上を、上述のような又は以下の詳細な説明において開示するような構造を有している１つ以上の光学センサとして形成しても良いし、撮像装置のうちの１つ以上がそのような光学センサを含んでいても良い。つまりスタックは１つ、２つ又はそれ以上の光学センサを含むことができ、例えば透明な光学センサ又は少なくとも部分的に透明な光学センサを含むことができる。スタックは特に、互いに異なる分光感度を有している２つ以上の光学センサを含むことができる。特に、２種以上の異なる色素を使用することによって、異なる分光感度を達成することができる。従って、スタックは、少なくとも１つの第１の分光感度、例えば第１の吸収スペクトル、例えば少なくとも１種の第１のタイプの色素を使用することによって生じる第１の吸収スペクトルを有している、少なくとも１つの第１のタイプの光学センサと、少なくとも１つの第２の分光感度、例えば第２の吸収スペクトル、例えば少なくとも１種の第２のタイプの色素を使用することによって生じる第２の吸収スペクトルを有している、少なくとも１つの第２のタイプの光学センサと、を含むことができる。異なる分光感度を有している複数の光学センサに由来するセンサ信号を評価することによって、光学検出器の視野内の対象物に関する色情報の少なくとも１つの項目、及び／又は、光学検出器に入射する光ビームに関する色情報の少なくとも１つの項目、例えば色座標等を生成するように、光学検出器を適合させることができる。色情報の少なくとも１つの項目を生成するために、異なる分光感度を有している複数の光学センサのセンサ信号を、特に、少なくとも１つの評価アルゴリズムを使用することによって、例えばセンサ信号を入力変量として使用するアルゴリズム及び／又はルックアップテーブル等を使用することによって評価することができる。スタックは特に、異なる分光感度を交番的に有している、複数の光学センサを含むことができる。
【００６９】
２つ以上の光学センサを含んでいるスタックを使用するにことによって、光学検出器を、特に、複数の光学センサのセンサ信号を評価して３次元画像を取得するように適合させることができる。従って、上記において概要を述べたように、画素化光学センサを複数の焦平面に配置することができ、それによって、２次元画像のスタックを同時に又は順次的に取得することができる。複数の２次元画像を組み合わせて３次元画像を形成することができる。光学検出器を、特に、相互に異なるスペクトル特性を有している複数の光学センサのセンサ信号を評価して多色３次元画像を、有利にはフルカラー３次元画像を取得するように適合させることができる。つまり要約すると、光学検出器を、一般的に、光学検出器の視野内のシーンの３次元画像を取得するように適合させることができる。３Ｄ画像情報を取得するための考えられる評価アルゴリズムは、ｄｅｐｔｈ  ｆｒｏｍ  ｄｅｆｏｃｕｓ（以下ＤＦＤ法と記す）であるが、別のアルゴリズムも考えられる。
【００７０】
付加的又は択一的に、光学検出器を、少なくとも１つの対象物の位置を求めるように、例えば光学検出器の視野内及び／又は光学検出器によって捕捉されるシーン内の対象物の少なくとも１つの位置を求めるように適合させることができる。本明細書において使用されているように、「位置」という用語は、一般的に、空間内の対象物の絶対位置及び／又は向きに関する情報の任意の項目を表す。一例として、位置を１つ以上の座標によって、例えば１つ以上のデカルト座標及び／又は回転座標によって求めることができる。更に、一例として、光学検出器と対象物との間の距離を求めることによって、位置を求めることができる。
【００７１】
対象物の位置を求めるために、及び／又は、位置に関する情報の少なくとも１つの項目を導出するために、種々のアルゴリズムを使用することができる。特に、例えば適切な評価装置によって、及び／又は、読み出し装置を適切に設計することによって、光学検出器の少なくとも１つのセンサによって収集された少なくとも１つの画像を評価するように、光学検出器を適合させることができる。このために、種々の画像評価アルゴリズムを使用することができる。一例として、光学センサ上の対象物の画像の位置を評価することによって、対象物の横方向の座標を求めることができる。対象物と光学検出器との間の距離を求めることに関して、当業者には種々のアルゴリズムが公知であり、また一般的にそれらのアルゴリズムを使用することができる。従って、一例として、対象物と光学検出器との間の距離を求めるために、光学センサ上の対象物の画像の大きさを評価することができる。更には、一例として、「ｂｌｏｂ  ｔｒａｃｋｉｎｇ」及び／又は「ｃｏｕｎｔｅｒ  ｔｒａｃｋｉｎｇ」のような評価アルゴリズムが一般的に当業者には公知であり、またそれらの評価アルゴリズムを本発明のコンテキストにおいて使用することができる。
【００７２】
以下の詳細な説明において概要を述べるように、光学検出器を更に、対象物の３次元画像及び／又は光学検出器によって捕捉されたシーンの３次元を取得するように適合させることができる。従って、特に画素化光学センサのスタックを使用することによって、１つ以上の３次元画像を収集することができる。つまり、各画素化光学センサによって取得された画像を組み合わせて、１つ以上の３次元画像を形成することができる。１つ以上の３次元画像を評価することによって、少なくとも１つの対象物の位置に関する別の情報を導出することができる。従って、光学検出器を使用して生成された３次元画像内の対象物の画像を評価することによって、空間内の対象物の位置を導出することができる。このことは一般的に、３次元画像内の対象物の画像を検出することによって、また光学検出器の一般的に公知の撮像特性を使用することによって、空間内の対象物に関する位置情報を導出することができることに起因する。
【００７３】
従って、一般的に、例えば異なる焦平面において画像を同時に記録するために光学検出器を使用することができる。有利には、レンズとの距離は、複数の画像の種々の部分の焦点が合うように設定されている。従って、それらの画像を、焦点合成（ｆｏｃｕｓ  ｓｔａｃｋｉｎｇ）、ｚスタッキング（ｚ−ｓｔａｃｋｉｎｇ）、焦平面マージング（ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ｍｅｒｇｉｎｇ）として公知である画像処理技術において使用することができる。それらの技術の１つの用途は比較的深い被写界深度を用いる画像の取得であり、これは、一般的に非常に浅い被写界深度を用いる撮像技術において、例えばマクロ撮影又は光学顕微鏡において特に有用である。別の用途は、アルゴリズム、アルゴリズムを基礎とした畳み込み、例えばｄｅｐｔｈ  ｆｒｏｍ  ｆｏｃｕｓ（以下ＤＦＦ法と記す）又はＤＦＤ法を使用した距離情報の取得である。その他の用途は、より高い美術的価値又は科学的価値を得るための画像の最適化である。
【００７４】
また、複数の画素化センサを有している光学検出器を、検出器のレンズ又はレンズシステムの後方のライトフィールドを記録するために使用することができる。従って、特に、複数の焦平面において例えば同時に画像を取得するように適合されたライトフィールドカメラとして検出器を形成することができる。本明細書において使用されているように、ライトフィールドという用語は、一般的に、検出器内部での、例えばカメラ内部での光の空間光伝播を表す。特に光学センサのスタックを有している、本発明による検出器は、例えばレンズの後方にある検出器又はカメラ内部のライトフィールドを直接的に記録することができる。複数の画素化センサは、レンズからの種々の距離において画像を記録することができる。例えば、変換ベースのアルゴリズム、例えばＤＦＦ法又はＤＦＤ法を使用して、レンズ後方の光の拡散、伝播方向及び焦点をモデリングすることができる。モデリングされたレンズ後方の光の伝播から、レンズまで種々の距離にある複数の画像を抽出することができるか、又は、被写界深度を最適化することができるか、又は、種々の距離において焦点が合っている複数のピクチャを抽出することができるか、又は、対象物の距離を計算することができる。別の情報も抽出することができる。
【００７５】
検出器内部の、例えば検出器のレンズの後方の光伝播がモデリング及び／又は記録されれば、この光伝播の知識によって多数の利点が提供される。一例として、この光伝播の知識を用いることによって、画像スタックを記録した後に、画像処理技術を使用して観察者の位置を僅かに修正することができる。単一の画像においては、対象物が別の対象物の裏に隠れて見えない場合がある。しかしながら、その隠れた対象物によって散乱された光がレンズに到達し、センサの１つ以上のレンズを通過する場合、レンズまでの距離及び／又は光軸に相対的な像面までの距離を変更することによって、もしくは非平面の像面を使用することによって、対象物を可視にすることができる。観察者の位置の変化は、その観察者の位置の変化によって画像が僅かに変化するホログラムを見ることと比較することができる。観察者の位置の修正は特に、モーションキャプチャ及び３次元ビデオ撮影では非常に有益である。何故ならば、書き割り効果として知られている３次対象物の非現実的な平面知覚が回避されるからである。
【００７６】
更には、種々の画素化センサを使用することによって、画像記録後の画像処理ステップにおけるレンズエラーを修正することができる。レンズエラーを修正することが必要になった場合、光学機器はそれに関する費用が高くつき、また構造上の解決すべき問題が生じることが多い。それらは特に、顕微鏡及び望遠鏡において問題となる。顕微鏡における典型的なレンズエラーは、光軸までの距離が変動する光線が種々に歪むことである（球面収差）。望遠鏡においては、大気中の温度が異なることに起因して、焦点が変化する可能性がある。静的なエラー、例えば、製造に起因する球面収差又は別のエラーを、較正ステップにおいてエラーを求めて、続いて、固定の画像処理を使用することによって、例えばピクセル及びセンサの固定されたセットを使用することによって、又は、光伝播情報を使用した、より複雑な処理技術を使用することによって修正することができる。レンズエラーが時間に大きく依存する場合、即ち、望遠鏡では天候条件に依存する場合、レンズ後方の光伝播の使用、拡張された被写界深度画像の計算、ＤＦＦ法の技術の使用等によって、レンズエラーを修正することができる。
【００７７】
少なくとも１つの光学センサ及び少なくとも１つの読み出し装置を含んでいる本発明による光学検出器を、更に、１つ以上のその他のタイプのセンサ又は検出器と組み合わせることができる。従って、ピクセルのマトリクスを有している少なくとも１つの光学センサ（以下では、単に、画素化光学センサ及び／又は画素化センサとも称する）及び少なくとも１つの読み出し装置を含んでいる光学検出器は、更に、少なくとも１つの付加的な検出器を含むことができる。少なくとも１つの付加的な検出器を、少なくとも１つのパラメータ、例えば周囲環境のパラメータ、例えば周囲環境の温度及び／又は輝度；検出器の位置及び／又は向きに関するパラメータ；検出すべき対象物の状態を規定するパラメータ、例えば対象物の位置、例えば空間内の対象物の絶対位置及び／又は対象物の向き、のうちの少なくとも１つのパラメータを検出するように適合させることができる。従って、一般的に、付加的な情報を取得するために、及び／又は、測定結果を検証するため、若しくは、測定エラー又は測定ノイズを低減するために、本発明の原理をその他の測定原理と組み合わせることができる。
【００７８】
特に、本発明による検出器は、更に、少なくとも１回の飛行時間測定を実行することによって、少なくとも１つの対象物と光学検出器との間の少なくとも１つの距離を検出するように適合されている少なくとも１つの飛行時間（ＴｏＦ：ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）検出器（以下ＴｏＦ検出器と記す）を含むことができる。本明細書において使用されているように、飛行時間測定は、一般的に、信号が２つの対象物間を伝播するために必要とする時間、又は、信号が２つの対象物間を往復するために必要とする時間を基礎とする測定を表す。このケースにおいては、信号は特に、音響信号又は電磁信号、例えば光信号のうちの１つ以上であって良い。従って、ＴｏＦ検出器は、飛行時間測定を実行するように適合されている検出器を表す。飛行測定時間は、種々の技術分野において、例えば市販の距離測定装置又は市販の流量計、例えば超音波流量計において広く知られている。ＴｏＦ検出器はまたＴｏＦカメラとして形成することもできる。それらのタイプのカメラは、レンジ撮像カメラシステムとして市販されており、既知の光速に基づいて対象物間の距離を分解することができる。
【００７９】
現在入手可能なＴｏＦ検出器は、一般的に、パルス信号の使用を基礎としており、またオプションとして、１つ以上の光センサ、例えばＣＭＯＳセンサと組み合わされる。光センサによって生成されたセンサ信号を積分することができる。積分は２つの異なる時点において開始される。２つの積分結果間の相対的な信号強度から距離を計算することができる。
【００８０】
更に、上記において概要を述べたように、ＴｏＦカメラは公知であり、またＴｏＦカメラを一般的に本発明のコンテキストにおいても使用することができる。それらのＴｏＦカメラは、複数の画素化光センサを含むことができる。しかしながら、各ピクセルは一般的に２回の積分を実行する必要があるので、ピクセル構造は一般的により複雑になり、また市販のＴｏＦカメラの解像度はむしろ低い（一般的には２００×２００ピクセル）。４０ｃｍを下回る距離及び数メートルを超える距離では一般的に検出が困難であるか、それどころか不可能である。更には、１周期内の複数のパルスの相対的なシフトしか測定されないので、パルスの周期性によって距離は不明確になる。
【００８１】
独立型の装置としてのＴｏＦ検出器は、種々の短所及び技術的な問題に直面する。従って、一般的には、パルスが過度に非常に早く反射されるか、雨滴の後方の対象物が隠れるか、又は、部分反射では積分が誤った結果に繋がることから、ＴｏＦ検出器は、特にＴｏＦカメラは、光路内の雨及び他の透明な対象物の影響を受ける。更に、測定におけるエラーを回避するために、また、複数のパルスを明確に区別できるようにするために、ＴｏＦ測定に関しては低照度条件が有利である。明るい光、例えば明るい太陽光ではＴｏＦ測定が不可能になる場合がある。更には、反射されて戻ってきたパルスをカメラが依然として検出できるようにするために、パルスは十分に明るくなくてはならないので、典型的なＴｏＦカメラのエネルギ消費量はむしろ高い。しかしながら、パルスの輝度は目又はその他のセンサにとって有害となり得るか、又は、２回以上のＴｏＦ測定が相互に干渉する場合には、そのパルスの輝度によって測定エラーが引き起こされる可能性がある。要約すると、現行のＴｏＦ検出器、また特に、現行のＴｏＦカメラは種々の欠点、例えば低解像度、距離測定における多義性、限定的な使用範囲、限定的な光条件、光路における透明な対象物に対する感度、天候条件に対する感度及び高いエネルギ消費量を有している。それらの技術的な課題は、一般的に、日常の用途、例えば自動車における安全性に関連する用途、日常の使用のためのカメラ、又は、特にゲーミングの用途において使用するためのヒューマンマシンインタフェースに対する現行のＴｏＦカメラの適性を低くする。
【００８２】
少なくとも１つの画素化光学センサ及び読み出し装置が設けられている、本発明による光学検出器との組み合わせにおいて、両システムの利点及び性能を有益に組み合わせることができる。従って、光学検出器は、高照度条件において種々の利点を提供することができ、その一方でＴｏＦ検出器は一般的に、低照度条件においてより良好な結果を提供する。従って、組み合わされた装置、即ち、少なくとも１つのＴｏＦ検出器を更に含んでいる本発明による光学検出器は、両システムを単独で用いる場合に比べて、照度条件に関して、より高い許容度を提供する。これは特に、例えば自動車又はその他の車両における安全性に関連する用途にとって重要である。
【００８３】
特に、光学検出器は、画素化光学センサを使用することによって実行された少なくとも１回の測定を補正するために、少なくとも１回のＴｏＦ測定を実行するように設計することができるか、またそれとは反対に、少なくとも１回のＴｏＦ測定を補正するために、画素化光学センサを使用することによって少なくとも１回の測定を実行するように設計することができる。更には、ＴｏＦ測定の不正確性を、光学検出器の使用によって解消することができる。特に、ＴｏＦ測定を分析した結果、不正確である可能性が高い場合には、画素化光学センサを使用する測定を常に実行することができる。付加的又は択一的に、画素化光学センサを使用する測定を、ＴｏＦ検出器の動作範囲を、ＴｏＦ測定の不正確性に起因して一般的には除外される領域にまで拡張するために連続的に実行することができる。付加的又は択一的に、画素化光学センサは、より広範囲の距離測定領域を実現するために、より広い領域又は付加的な領域をカバーすることができる。更には、画素化光学センサを、特にカメラにおいて使用される場合には、エネルギ消費量を抑えるため又は目を保護するために、測定にとって重要な１つ以上の領域を求めるために使用することができる。従って、画素化光学センサを、１つ以上の関心領域を検出するように適合させることができる。付加的又は択一的に、画素化光学センサを、検出器によって捕捉されたシーン内の１つ以上の対象物の粗い深度マップを求めるために使用することができ、この粗い深度マップを、１回以上のＴｏＦ測定によって重要な領域に洗練することができる。更に、ＴｏＦ検出器を、例えばＴｏＦカメラを要求される距離領域に調整するために、画素化光学センサを使用することができる。これによって、例えば、ＴｏＦ測定において不正確性が発生する可能性を排除又は低減するために、ＴｏＦ測定の頻度及び／又はパルス長を事前に設定することができる。従って、一般的に、ＴｏＦ検出器に対して、例えばＴｏＦカメラに対してオートフォーカスを提供するために、画素化光学センサを使用することができる。
【００８４】
上記において概要を述べたように、カメラ又はカメラの一部として使用することができる画素化光学センサによって粗い深度マップを記録することができる。更に、検出器によって捕捉されたシーン内の１つ以上の対象物に関する深度情報又はｚ情報を含んでいる粗い深度マップを、１回以上のＴｏＦ測定によって洗練することができる。特に、重要な領域においてのみＴｏＦ測定を実行することができる。付加的又は択一的に、ＴｏＦ検出器を調整するために、特にＴｏＦカメラを調整するために、粗い深度マップを使用することができる。
【００８５】
更に、少なくとも１つのＴｏＦ検出器と組み合わされた画素化光学センサの使用によって、検出されるべき対象物の性質に対するＴｏＦ検出器の感度、又は、検出器と検出されるべき対象物との間の光路内に存在する障害物又は媒体に対するＴｏＦ検出器の感度、例えば雨又は天候条件に対するＴｏＦ検出器の感度に関する上述の問題を解決することができる。画素化光学センサを使用する測定とＴｏＦ測定の組み合わせを、ＴｏＦ信号から重要な情報を抽出するために、若しくは、透明又は半透明の種々の層を有する複雑な対象物を測定するために使用することができる。従って、ガラス、水晶、液体構造から成る対象物、相転移、液体運動等を観測することができる。更に、画素化検出器と少なくとも１つのＴｏＦ検出器の組み合わせは、雨天においても依然として機能し、また検出器全体の天候条件への依存性は一般的に低くなる。一例として、画素化光学センサによって提供される測定結果を、雨によって誘発されるエラーをＴｏＦ測定結果から取り除くために使用することができる。このことは特に、上記の組み合わせを例えば自動車又はその他の車両において安全性に関連する用途にとって有用なものとする。
【００８６】
少なくとも１つのＴｏＦ検出器の、本発明による光学検出器への導入を種々のやり方で実現することができる。従って、少なくとも１つの画素化光学センサ及び少なくとも１つのＴｏＦ検出器を、同一の光路内に順に配置することができる。一例として、少なくとも１つの透明な画素化光学センサを、少なくとも１つのＴｏＦ検出器の前に配置することができる。付加的又は択一的に、画素化光学センサ及びＴｏＦ検出器に対して、別個の光路又は分割された光路を使用することができる。ここでは、一例として、１つ以上のビーム分割素子によって、例えば上述のビーム分割素子又は以下の詳細な説明において列記するビーム分割素子のうちの１つ以上を用いて、光路を分割することができる。一例として、波長選択素子によってビーム路を分割することができる。従って、例えば、ＴｏＦ検出器は赤外線光を使用することができ、これに対し、画素化光学センサはそれとは異なる波長の光を使用することができる。この例では、ＴｏＦ検出器に対する赤外線光を、波長選択ビーム分割素子、例えばホットミラーを使用して分離させることができる。
【００８７】
付加的又は択一的に、画素化光学センサを用いた測定のために使用される光ビーム及びＴｏＦ測定のために使用される光ビームを、１つ以上のビーム分割素子、例えば１つ以上の半透明ミラー、ビームスプリッタキューブ、偏光ビームスプリッタ又はそれらの組み合わせによって分離させることができる。更に、少なくとも１つの画素化光学センサ及び少なくとも１つのＴｏＦ検出器を、同一の装置内で相互に隣接させて配置し、別個の光路を使用させることができる。その他の種々の構造も考えられる。
【００８８】
基本的には、少なくとも１つの光学ＴｏＦ検出器を、本発明による光学検出器のいずれの実施の形態とも組み合わせることができる。特に、単一のＴｏＦ検出器又はＴｏＦカメラであって良い、少なくとも１つのＴｏＦ検出器を、単一の光学センサ又は複数の光学センサ、例えばセンサスタックと組み合わせることができる。更に、光学検出器は、１つ以上の撮像装置を、例えば１つ以上の無機撮像装置を、例えばＣＣＤチップ及び／又はＣＭＯＳチップ、有利には１つ以上のフルカラーＣＣＤチップ又はフルカラーＣＭＯＳチップを含むことができる。付加的又は択一的に、光学検出器は、更に、１つ以上のサーモグラフカメラを含むことができる。
【００８９】
上記において概要を述べたように、検出器の少なくとも１つの光学センサ又は画素化センサは、一例として、少なくとも１つの有機光学センサであっても良いし、少なくとも１つの有機光学センサを含んでいても良い。一例として、少なくとも１つの光学センサは、少なくとも１つの有機太陽電池、例えば少なくとも１つの色素増感太陽電池（ＤＳＣ）であっても良いし、有利には少なくとも１つの固体ＤＳＣ又はｓＤＳＣであっても良いし、それらを少なくとも１つ含んでいても良い。特に、少なくとも１つの光学センサは、光子密度又は光子束に依存するセンサ信号の効果を示すことができる少なくとも１つの光学センサであっても良いし、そのような光学センサを少なくとも１つ含んでいても良い。以下では、そのようなタイプの光学センサをＦｉＰセンサと称する。ＦｉＰセンサにおいては、照明の総出力ｐが等しければ、センサ信号ｉは一般的に、光子束Ｆに、即ち、単位面積あたりの光子の数に依存する。換言すれば、少なくとも１つの光学センサは、ＦｉＰセンサとして、即ちセンサ信号を提供することができる光学センサとして定義されている少なくとも１つの光学センサを含むことができ、そのような光学センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有しており、例えばピクセルのような複数のセンサ領域を含むことができる。センサ信号は、光ビームによるセンサ領域の照明の総出力が等しければ、照明の幾何学形状、特にセンサ面における照明のビーム横断面に依存する。この効果を示す光学センサ（例えばｓＤＳＣ）の潜在的な実施の形態を含む効果は、国際公開第２０１２／１１０９２４号、２０１２年１２月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号、２０１３年１月８日に出願された米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号、２０１３年８月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／８６７，１６９号、及び、２０１３年１２月１８日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０６１０９５に更に詳細に開示されている。参照により全体が本願に含まれるそれらの従来技術の文献に開示されているようなＦｉＰ効果を示す光学センサの実施の形態は、光学センサ又は少なくとも１つの光学センサが画素化されているということ以外に、本発明による検出器における光学センサとして使用することもできる。従って、上述の従来技術の文献のうちの１つ以上において、画素化された形態で使用されているような光学センサを、本発明のコンテキストにおいて使用することもできる。上記において概要を述べたように、画素化は、単純に、それらの光学センサの第１の電極及び／又は第２の電極の適切なパターニングによって達成することができる。従って、上述のＦｉＰ効果を示す画素化光学センサの各ピクセルは、それ自体でＦｉＰセンサを形成することができる。
【００９０】
従って、特に本発明による光学検出器を、完全に又は部分的に、画素化ＦｉＰカメラとして、即ち、少なくとも１つの光学センサが画素化ＦｉＰセンサとして形成されているカメラとして、又は、複数の光学センサが設けられている場合には、複数の光学センサのうちの少なくとも１つが画素化ＦｉＰセンサとして形成されているカメラとして形成することができる。画素化ＦｉＰカメラにおいては、上記と同様のやり方で、ライトフィールドカメラの構造においてピクチャを記録することができる。従って、検出器は、各光学センサが画素化ＦｉＰセンサとして形成されている光学センサのスタックを含むことができる。レンズからの種々の距離において、ピクチャを記録することができる。種々のアプローチ、例えばＤＦＦ法及び／又はＤＦＤ法を使用して、深度を計算することができる。
【００９１】
ＦｉＰ測定は、一般的に、２つ以上のＦｉＰセンサを、例えばＦｉＰ効果を示す２つ以上の有機太陽電池を必要とする。種々のセルにおける光子密度を、例えば、焦点に近いセルと焦点から離れたセルとの間で少なくとも１／１００の電流比が得られるように変化させることができる。比が１近くになると、測定が不正確になる虞がある。
【００９２】
完全に又は部分的に光学検出器の評価装置として形成することができるか、又は、完全に又は部分的に光学検出器の評価装置の一部であって良い、少なくとも１つの読み出し装置を、特に、異なる光学センサのピクセルによって生成された信号を比較するために形成することができる。その場合、各ピクセルは、検出器の光軸に平行な直線上に配置されている。光ビームの光円錐は、焦点領域における信号ピクセルを覆う。焦点が外れた領域においては、光円錐の小さい部分しかピクセルを覆わない。従って、画素化ＦｉＰセンサのスタックにおいては、焦点が外れているセンサのピクセルの信号は、一般的に、焦点が合っているセンサのピクセルの信号よりも大幅に小さくなる。従って、信号比が改善される。対象物と検出器との間の距離の計算に関して、精度を更に高めるために、３つ以上のセンサを使用することもできる。
【００９３】
従って、一般的に、少なくとも１つの光学センサは、光学センサの少なくとも１つのスタックを含むことができ、各光学センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有しており、且つ、少なくとも１つのセンサ信号を提供することができる。センサ信号は、光ビームによるセンサ領域の照明の総出力が等しければ、照明の幾何学形状に依存し、特に、センサ面における照明のビーム横断面に依存する。複数ある光学センサのうちの第１の光学センサの少なくとも１つのピクセルによって生成された少なくとも１つのセンサ信号と、複数ある光学センサのうちの第２の光学センサの少なくとも１つのピクセルによって生成された少なくとも１つのセンサ信号とを比較するように評価装置を適合させることができ、特に、少なくとも１つの対象物と光学検出器との間の距離及び／又は対象物のｚ座標を求めるように評価装置を適合させることができる。更に、ピクセルのセンサ信号を評価するように、読み出し装置を、特に評価装置を適合させることができる。従って、１つ以上の評価アルゴリズムを使用することができる。付加的又は択一的に、その他の評価手段を使用することができ、例えば１つ以上のルックアップテーブルを使用することができ、例えばＦｉＰセンサ信号値又はその比、対象物の対応するｚ座標及び／又は対象物と検出物との間の対応する距離を含んでいる１つ以上のルックアップテーブルを使用することができる。レンズとの距離及び／又は光学センサ間の距離を考慮した種々のＦｉＰ信号の解析により、光ビームに関する情報、例えば光ビームの拡散に関する情報、従って通常のＦｉＰ距離に関する情報が得られる。
【００９４】
感光層構造は、少なくとも３つの第１の電極ストリップを含むことができ、有利には少なくとも１０個の第１の電極ストリップを、より有利には少なくとも３０個の第１の電極ストリップを、最も有利には少なくとも５０個の第１の電極ストリップを含むことができる。同様に、感光層構造は、少なくとも３つの第２の電極ストリップを含むことができ、有利には少なくとも１０個の第２の電極ストリップを、より有利には少なくとも３０個の第２の電極ストリップを、最も有利には少なくとも５０個の第２の電極ストリップを含むことができる。従って、一例として、感光層構造は、３〜１，２００個の第１の電極ストリップ及び３〜１，２００個の第２の電極ストリップを含むことができ、有利には１０〜１，０００個の第１の電極ストリップ及び１０〜１，０００個の第２の電極ストリップを、より有利には５０〜５００個の第１の電極ストリップ及び５０〜５００個の第２の電極ストリップを含むことができる。その他の実施の形態も考えられる。
【００９５】
本発明の別の態様においては、少なくとも１つの対象物の位置を求めるための検出器システムが明らかになる。検出器システムは、本発明による光学検出器、例えば、上述の実施の形態のうちの１つ以上において説明した光学検出器及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上において説明する光学検出器を少なくとも１つ含んでいる。上記において概要を述べたように、光学検出器は１つ、２つ又は３つ以上の撮像装置を含んでおり、撮像装置のうちの１つ以上を、上記において説明した又は以下の詳細な説明において開示するような構造を有している、１つ以上の光学センサとして形成することもできるし、そのような光学センサを１つ以上含んでいても良い。即ち、光学検出器を、１つ以上の画素化光学センサとして形成することもできるし、そのような画素化光学センサを１つ以上含んでいても良い。特に、光学検出器は、２つ以上の画素化光学センサのスタックを含むことができる。上記において概要を述べたように、２つ以上の画素化光学センサを使用することによって、例えば２つ以上の画素化光学センサのスタックを使用することによって、また、それらの画素化光学センサを使用して画像を取得することによって、光学検出器によって捕捉されたシーン及び／又は対象物の３次元画像を取得することができる。３次元画像を評価することによって、例えば、３次元画像内の対象物の画像を検出することによって、またオプションとして光学検出器の既知の撮像特性を使用することによって、例えば光学検出器の少なくとも１つのレンズの既知の撮像特性を使用することによって、空間内の対象物の位置、例えば対象物と光学検出器との間の距離及び／又は空間内の対象物の位置に関する情報のその他の項目を求めることができる。検出器システムは、更に、少なくとも１つの光ビームを検出器に向けるように適合されている、少なくとも１つのビーコン装置を含むことができる。本明細書において使用されているように、ビーコン装置は一般的に、少なくとも１つの光ビームを光学検出器に向けるように適合されている任意の装置を表す。ビーコン装置を完全に又は部分的に、光ビームを生成するための少なくとも１つの照明源を含んでいる能動的なビーコン装置として形成することができる。付加的又は択一的に、ビーコン装置を完全に又は部分的に、ビーコン装置から独立して生成された一次光ビームを光学検出器に向けて反射させるように適合されている少なくとも１つの反射素子を含んでいる受動的なビーコン装置として形成することができる。
【００９６】
ビーコン装置を、対象物に取り付けることができる、及び／又は、対象物によって保持することができる、及び／又は、対象物に組み込むことができる。従って、ビーコン装置を、任意の取り付け手段、例えば、１つ以上の接続部材によって対象物に取り付けることができる。付加的又は択一的に、例えば１つ以上の適切な保持手段によって、ビーコン装置を保持するように対象物を適合させることができる。付加的又は択一的に、ここでもまた、ビーコン装置を完全に又は部分的に、対象物に組み込むことができ、従って、ビーコン装置は対象物の一部を成すことができるか、それどころか対象物を成すことができる。
【００９７】
一般的に、ビーコン装置の潜在的な実施の形態については、２０１２年１２月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号、２０１３年１月８日に出願された米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号、２０１３年８月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／８６７，１６９号、及び、２０１３年１２月１８日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０６１０９５を参照されたい。それら全ての刊行物の全開示内容は参照により本願に含まれるものとする。その他の実施の形態も考えられる。
【００９８】
上記において概要を述べたように、ビーコン装置を完全に又は部分的に、能動的なビーコン装置として形成することができ、またビーコン装置は少なくとも１つの照明源を含むことができる。従って、一例として、ビーコン装置は、一般的に任意の照明源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱電球、白熱灯及び蛍光灯から成る群から選択された照明源を含むことができる。その他の実施の形態も考えられる。
【００９９】
付加的又は択一的に、上記において概要を述べたように、ビーコン装置を完全に又は部分的に、受動的なビーコン装置として形成することができ、また対象物から独立した照明源によって生成された一次光ビームを反射するように適合されている少なくとも１つの反射装置を含むことができる。従って、光ビームの生成に加え、又は光ビームを生成する代わりに、一次光ビームを検出器に向けて反射させるように、ビーコン装置を適合させることができる。
【０１００】
検出器システムは、ビーコン装置を１つも含んでいないか、若しくは、１つ、２つ又は３つ以上のビーコン装置を含んでいる。従って、一般的に、対象物が少なくとも顕微鏡スケールではその形状が変化しない硬質の物体である場合、有利には、少なくとも２つのビーコン装置を使用することができる。対象物が完全に又は部分的に可撓性であるか、又は、対象物が完全に又は部分的にその形状が変化するように適合されている場合、有利には、３つ以上のビーコン装置を使用することができる。一般的に、ビーコン装置の数を、対象物の可撓性の度合いに適合させることができる。有利には、検出器システムは、少なくとも３つのビーコン装置を含んでいる。
【０１０１】
一般的に、対象物は生物であっても良いし、非生物であって良い。それどころか、検出器システムは少なくとも１つの対象物を含むことができ、それによって対象物は検出器システムの一部を成すことができる。しかしながら有利には、対象物は、少なくとも１つの空間次元において、検出器から独立して移動することができる。
【０１０２】
一般的に、対象物は任意の物体であって良い。１つの実施の形態においては、対象物は硬質の物体であって良い。その他の実施の形態も考えられ、例えば、対象物が非硬質の物体であるか、又は、その形状が変化する物体である実施の形態も考えられる。
【０１０３】
以下の詳細な説明において概要を述べるように、本発明を特に、人間の位置及び／又は動きを追跡するために、例えば機械の制御、スポーツのシミュレーション又はゲーミングを目的として使用することができる。この実施の形態において、又はその他の実施の形態において、特に、対象物を、スポーツ用品、有利には、ラケット、クラブ、バットから成る群から選択されたスポーツ用品；衣類；帽子；靴から成る群から選択することができる。
【０１０４】
本発明の別の態様においては、ユーザと機械との間で情報の少なくとも１つの項目を交換するためのヒューマンマシンインタフェースが明らかになる。ヒューマンマシンインタフェースは、本発明による検出器システムを少なくとも１つ含んでおり、例えば、上述の実施の形態のうちの１つ以上及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上による検出器システムを少なくとも１つ含んでいる。ビーコン装置は、ユーザに直接的又は間接的に取り付けられるように、及び／又は、ユーザによって保持されるように適合されている。ヒューマンマシンインタフェースは、検出器システムを用いてユーザの少なくとも１つの位置を求めるように設計されている。ヒューマンマシンインタフェースは、更に、その位置に情報の少なくとも１つの項目を割り当てるように設計されている。
【０１０５】
本発明の別の態様においては、少なくとも１つのエンターテイメント機能を実行するためのエンターテイメントデバイスが明らかになる。エンターテイメントデバイスは、本発明によるヒューマンマシンインタフェースを少なくとも１つ含んでいる。エンターテイメントデバイスは、更に、ヒューマンマシンインタフェースを用いた、プレーヤによる情報の少なくとも１つの項目の入力を可能にするように設計されている。エンターテイメントデバイスは更に、情報に応じてエンターテイメント機能を変更するように設計されている。
【０１０６】
本発明の別の態様においては、可動の少なくとも１つの対象物の位置を追跡するためのトラッキングシステムが明らかになる。トラッキングシステムは、本発明による検出器システムを少なくとも１つ含んでおり、例えば、上述の実施の形態のうちの１つ以上及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上による検出器システムを少なくとも１つ含んでいる。トラッキングシステムは、更に、少なくとも１つのトラックコントローラを含んでいる。トラックコントローラは、特定の複数の時点において対象物の一連の位置を追跡するように適合されている。
【０１０７】
本発明の別の態様においては、光学検出器を製造するための方法が明らかになる。有利には、光学検出器は、本発明による光学検出器であり、例えば、上述の実施の形態のうちの１つ以上及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上による光学検出器である。従って、光学検出器の考えられる実施の形態については、上述の光学検出器の説明及び／又は下記において述べる光学検出器の説明を参照されたい。しかしながら、その他の実施の形態も考えられる。
【０１０８】
本方法は、下記の複数のステップを備えている。方法ステップは、有利な順序で記載されている。しかしながら、それらの方法ステップを、記載のものとは異なる順序で実行することも可能であることを言及しておく。更に、方法のステップのうちの２つ以上のステップ又は全てのステップを、同時に実行することができる、及び／又は、時間的に重畳するように実行することができる。更に、方法ステップのうちの１つのステップ又は２つ以上のステップを繰り返し実行することができる。本方法は、以下に列記していない付加的な方法ステップを含むこともできる。
【０１０９】
方法ステップは以下の通りである：
ａ）光学センサを製造するステップ。このステップにおいては、少なくとも１つの第１の電極と、少なくとも１つの第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料と、を有している感光層構造が基板上に設けられる。光起電材料は、少なくとも１種の有機材料を含んでいる。第１の電極は、複数の第１の電極ストリップを含んでおり、また第２の電極は、複数の第２の電極ストリップを含んでいる。第１の電極ストリップと第２の電極ストリップの交差部においてピクセルのマトリクスが形成されるように、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップは交差している。
ｂ）少なくとも１つの読み出し装置を光学センサに接続するステップ。読み出し装置は、第２の電極ストリップに接続されている複数の電気測定装置を含んでおり、更に、第１の電極ストリップを電気測定装置に順次接続するための少なくとも１つのスイッチング装置を含んでいる。
【０１１０】
光学センサ及び／又は読み出し装置の考えられる実施の形態並びに考えられる堆積技術については、上述の光学検出器の説明及び／又は以下の詳細な説明において記載する光学検出器の説明を参照されたい。
【０１１１】
少なくとも１つの読み出し装置と、光学センサとを、有利には電極ストリップと接触接続している光学センサの電気的なコンタクトパッドとを、永続的に及び／又は解除可能に接続することができる。従って、最も単純なやり方では、コンタクトピン及び／又はコンタクトクランプを、電極ストリップの電気的な接触接続のために使用することができる。付加的又は択一的に、永続的な接続技術を使用することができ、例えばディスプレイ技術において、例えば液晶ディスプレイ技術及び／又はその他のディスプレイ技術において公知であるコネクタ技術を使用することができる。従って、１種以上の導電性接着剤を使用することによって、例えば１種以上の異方性導電性接着剤を使用することによって、及び／又は、いわゆるゼブラコネクタを、即ち、導電性の部分と非導電性の部分とを有している接着性のストリップを使用することによって、接続を行うことができる。それらの技術は一般的に当業者には公知である。
【０１１２】
上述の方法ステップのうちの一方又は両方は、２つ以上のサブステップを含むことができる。従って、一例として、方法ステップａ）は、以下の複数のサブステップを含むことができる：
ａ１）基板を提供するステップ；
ａ２）少なくとも１つの下部電極を基板上に配置するステップ。ここで下部電極は、第１の電極又は第２の電極の一方の電極である。また下部電極は、複数の下部電極ストリップを含んでいる；
ａ３）少なくとも１種の光起電材料を下部電極に堆積させるステップ；
ａ４）少なくとも１つの上部電極を光起電材料に配置するステップ。ここで上部電極は、ステップａ２）との比較において、第１の電極及び第２の電極の他方の電極である。上部電極は、複数の上部電極ストリップを含んでいる。また上部電極ストリップは、下部電極ストリップ及び上部電極ストリップが交差して、ピクセルのマトリクスが形成されるように配置されている。
【０１１３】
基板の考えられる詳細及び下部電極及び／又は上部電極の配置については、上述の説明及び／又は下記において述べるオプションとしての別の実施の形態を参照されたい。少なくとも１種の光起電材料の堆積については、公知の堆積技術、例えば国際公開第２０１２／１１０９２４号、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号又は米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号のうちの１つ以上に開示されている堆積技術を参照されたい。しかしながら、その他の堆積技術も考えられる。
【０１１４】
上記において概要を述べたように、下部電極のパターニングに関しては種々の技術が適している。従って、一例として、パターニングを行わずに下部電極を堆積させ、その後に、有利にはリソグラフィ技術を使用して、例えばエッチング技術を使用してパターニングを行うことができる。例えば、それらの技術は、ディスプレイ技術の分野においては公知であり、例えばインジウムドープ酸化スズのパターニングに関して公知であり、この技術は本発明においても使用することができる。付加的又は択一的に、有利には、シャドーマスクのようなマスクを介する堆積技術又は印刷技術のうちの１つ以上を使用して、パターニングを行いながら下部電極を堆積させることができる。
【０１１５】
方法ステップａ３）自体も、複数のサブステップを含むことができる。従って、一例として、少なくとも１種の光起電材料の堆積は、複数の光起電材料の層構造の形成を含むことができる。一例として、方法ステップａ３）は、以下の複数の方法ステップを含むことができる：
−高濃度ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を、有利にはＴｉＯ2の少なくとも１つの緻密層を堆積させるステップ；
−ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を、有利にはナノ多孔性のＴｉＯ2の少なくとも１つの層を堆積させるステップ；
−ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層に、少なくとも１種の有機色素によって感光性を与えるステップ；
−固体ｐ型半導体有機材料の少なくとも１つの層を、感光性が与えられたナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の上面に堆積させるステップ。
【０１１６】
それらの層を堆積させるために使用される堆積技術は、一般的に当業者には公知である。従って、それらの堆積技術についてはやはり上述の刊行物を参照されたい。一例として、ｎ型半導体金属酸化物の緻密層を堆積させるために、スプレー熱分解法又は物理気相成長法、例えばスパッタリング、有利には反応性スパッタリングを使用することができる。従って、一例として、高濃度ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層は、有利には、１０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有している二酸化チタンの１つ以上の層を含むことができる。ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を堆積させるために、種々の堆積技術、例えば湿式加工又は湿式印刷を使用することができる。一例として、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の粒子、例えばナノ多孔性二酸化チタン粒子を含んでいる溶液及び／又は分散液の湿式塗装技術、例えばドクターブレード法及び／又はスピンコーティングを使用することができる。一例として、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層は、乾燥した状態において、１０ｎｍ〜１０，０００ｎｍの厚さを有している１つ以上の層を含むことができる。
【０１１７】
ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層に感光性を与えるために、種々の技術を使用することができ、有利には湿式加工技術、例えばディップコーティング、スプレー法、スピンコーティング、ドクターブレード法、印刷又はその他の技術を使用することができるか、又は、単純にナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を少なくとも１種の有機色素の溶液に浸漬させることができる。
【０１１８】
同様に、固体ｐ型半導体有機材料の少なくとも１つの層を堆積させるために、公知の堆積技術を使用することができ、例えば物理気相成長法、有利には真空蒸着技術、及び／又は、湿式加工技術、例えば印刷及び／又はスピンコーティングを使用することができる。
【０１１９】
上述のステップを逆の順序で実行することによって、上述の層構造を逆転させることもできることを言及しておく。
【０１２０】
上述のように、少なくとも１つの上部電極の堆積を種々のやり方で実施することができる。従って、一例として、パターニングを行いながら堆積を行うことができ、有利には、光起電材料の上に上部電極をパターニングしながら堆積させることによって、例えば、シャドーマスクを介する堆積及び／又は印刷技術を使用することによって、堆積を行うことができる。付加的又は択一的に、上記において概要を述べたように、光起電材料上に上部電極を、パターニングを行わずに堆積させることができ、それに続いて、例えばレーザーアブレーション及び／又はその他のパターニングステップによって、上部電極の少なくとも１つのパターニングステップが実行される。ここでもまた、付加的又は択一的に、基板又は光起電材料又はその一部のうちの１つ以上に少なくとも１つのセパレータを設け、それに続いて、パターニングを行わずに上部電極を堆積させることによって、上部電極の堆積を完全に又は部分的に実施することができる。上部電極はセパレータによって複数の上部電極ストリップに細分化される。従って、考えられる電気絶縁セパレータについては、上記の刊行物を参照されたい。有利には、少なくとも１つのセパレータは、有利には複数のセパレータストリップを含んでおり、また、上部電極を複数の上部電極ストリップに細分化するための鋭角部を上面に有しているフォトレジスト構造体であって良い。
【０１２１】
上記において概要を述べたように、上部電極は、純粋な電極、例えば１つ以上の金属層を含んでいる純金属電極であっても良いし、１つ以上の導電層及び１つ以上の金属層を含んでいる複合電極であっても良い。従って、一例として、方法ステップａ４）は、光起電材料の上面に少なくとも１種の導電性ポリマーを堆積させるステップと、有利にはそれに続く、導電性ポリマーの上面に少なくとも１つの金属層を堆積させるステップとを含んでいる。そのようにして、一例として、透明な上部電極を作製することができる。従って、一例として、金属層は５０ｎｍ未満の厚さ、有利には４０ｎｍ未満の厚さ、更に有利には３０ｎｍ未満の厚さを有することができる。上記において概要を述べたように、金属の３０ｎｍ未満の厚さ、例えば２０ｎｍ未満の厚さ、又はそれよりも薄い厚さでは、金属層の透明性を達成することができる。少なくとも１つの金属層の下に導電性ポリマーを設けることによって、導電性を提供することができる。上記において概要を述べたように、少なくとも１種の導電性ポリマーを、パターニングを行わずに適用し、それに続いて、１つ以上のパターニングステップを実行することができる。付加的又は択一的に、導電性ポリマーの少なくとも１つの層を、例えば、１つ以上の印刷技術を使用することによって、パターニングを行いながら設けることができる。ここでもまた、付加的又は択一的に、導電性ポリマーの少なくとも１つの層を、例えば上述の１つ以上の電気絶縁セパレータを使用することによって、セルフパターニングステップにおいてパターニングすることができる。従って、導電性ポリマーを、１つ以上の電気絶縁セパレータを有している基板の上面にスピンコーティングにより塗布することができ、その場合、１つ以上の電気絶縁セパレータは、導電性ポリマーの少なくとも１つの層が、複数の導電性ポリマーストリップに細分化されるように適合されている。従って、１つ以上の金属層を堆積させることができ、それらの金属層もまた、１つ以上の電気絶縁セパレータによって複数の金属ストリップに細分化することができる。
【０１２２】
本発明の別の態様においては、対象物の少なくとも１つの画像を取得する方法が明らかになる。対象物は、一般的に、画像が取得されるべき任意の物体であって良い。本方法は、本発明による光学検出器の使用を含み、例えば、上述の実施の形態のうちの１つ以上及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上による光学検出器の使用を含む。
【０１２３】
本方法は、記載の順序で実行することができる以下の複数の方法ステップを備えることができる。しかしながら、記載のものとは異なる順序も考えられる。更に、２つ以上の方法ステップを、時間的に重畳するように及び／又は同時に実行することができる。更に、方法ステップのうちの１つ以上のステップ、それどころか全てのステップを繰り返し実行することができる。更に、本方法は、記載していない付加的な方法ステップを含むこともできる。
【０１２４】
方法ステップは以下のステップを備えている：
−光学センサに対象物を結像させるステップ
−第１の電極ストリップを測定装置に順次接続し、測定装置が、各第１の電極ストリップに関して、各第１の電極ストリップのピクセルの対応する電気信号を測定するステップ；
−ピクセルの電気信号を処理して画像を形成するステップ。
【０１２５】
上記において概要を述べたように、ピクセルの電気信号を、データメモリに、例えば揮発性及び／又は不揮発性のデータメモリに記憶することができる。電気信号を表す値、例えばディジタル値、より有利にはグレースケール値の配列を提供することができる。
【０１２６】
上記において概要を述べたように、１つ以上の処理ステップが実施される生の又は一次電気信号を使用することによって、本方法を実施することができる。従って、電気信号は、一次電気信号をアナログの形態で含むことができる。生の電気信号とも称される一次電気信号を二次電気信号に変換することができる。二次電気信号はディジタル電気信号であって良い。一次電気信号を二次電気信号に変換するために、１つ以上のアナログディジタル変換器を使用することができる。しかしながら、択一的又は付加的に、アナログディジタル変換以外のその他の処理技術、例えばフィルタリング技術及び／又はデータ圧縮技術を使用できることを言及しておく。しかしながら有利には、二次電気信号は、各ピクセルに関してグレースケール階調を含んでいる。従って、一例として、４ビットグレースケール階調、８ビットグレースケール階調、それどころか１６ビットグレースケール階調を使用することができる。その他の実施の形態も考えられる。
【０１２７】
本発明の別の態様においては、交通技術における位置測定、エンターテイメントの用途、セキュリティに関連する用途、安全性に関連する用途、ヒューマンマシンインタフェースの用途、トラッキングの用途、写真の用途、例えばアート、ドキュメンテーション又は技術目的のためのディジタル写真の用途から成る群から選択された使用を目的とした、本発明による光学検出器の使用、例えば上述の実施の形態のうちの１つ以上及び／又は以下の詳細な説明において開示する実施の形態のうちの１つ以上による光学検出器の使用が明らかになる。
【０１２８】
従って、一般的に、本発明による光学検出器を、種々の使用分野に適用することができる。特に、光学検出器を以下の用途から成る群から選択された使用を目的として適用することができる。つまり、交通技術における位置測定、エンターテイメントの用途、セキュリティに関連する用途、ヒューマンマシンインタフェースの用途、トラッキングの用途、写真の用途、少なくとも１つの場所のマップ、例えば、部屋、建物及び道路から成る群から選択された少なくとも１つの場所のマップを作製するためのマッピングの用途、モバイルの用途、光学ヘッドマウントディスプレイ、ウェブカム、オーディオデバイス、ドルビーサラウンドオーディオシステム、コンピュータ周辺装置、ゲーミングの用途；カメラ又はビデオの用途；安全性に関連する用途；監視の用途；自動車の用途；輸送の用途；医療の用途；スポーツの用途；マシンビジョンの用途；車両の用途；飛行機の用途；船舶の用途：宇宙船の用途；建物の用途；建築の用途；地図作製の用途；製造の用途；少なくとも１つの飛行時間検出器との組み合わせにおける使用から成る群から選択された使用を目的として、光学検出器を適用することができる。付加的又は択一的に、ローカルポジショニングシステム及び／又はグローバルポジショニングシステムにおける用途が挙げられ、特に、ランドマークを基礎とする測位及び／又はナビゲーション、特に、自動車又はその他の車両（例えば、列車、オートバイ、自転車、貨物輸送のトラック）における使用のための、ランドマークを基礎とする測位及び／又はナビゲーション、ロボット又は歩行者による使用が挙げられる。更に、例えば家庭内の用途及び／又は製造技術において使用されるロボットに関して、屋内測位システムが潜在的な用途として挙げられる。
【０１２９】
従って、国際公開第２０１２／１１０９２４号又は２０１２年１２月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号、２０１３年１月８日に出願された米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号、２０１３年８月１９日に出願された米国仮出願特許第６１／８６７，１６９号、及び、２０１３年１２月１８日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０６１０９５に開示されている光学検出器及び装置に関して、本発明による光学検出器、検出器システム、ヒューマンマシンインタフェース、エンターテイメントデバイス、トラッキングシステム又はカメラ（以下では単に「本発明による装置」と記す）を、複数の用途を目的として、例えば以下の詳細な説明において開示する用途のうちの１つ以上の用途を目的として使用することができる。
【０１３０】
従って、先ず、本発明による装置を、携帯電話、タブレットコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、ラップトップ、スマートパネル又はその他の据え置きコンピュータ又はモバイルコンピュータ、若しくは、通信の用途に使用することができる。つまり、本発明による装置を、性能向上のために、少なくとも１つの能動的な光源、例えば可視スペクトル領域又は赤外線スペクトル領域にある光を放射する光源と組み合わせることができる。即ち、一例として、本発明による装置を、例えば周囲環境、物体及び生体をスキャンするためのモバイルソフトウェアと組み合わせて、カメラ及び／又はセンサとして使用することができる。それどころか、本発明による装置を、撮像効果を高めるために、２Ｄカメラ、例えば慣例のカメラと組み合わせることができる。更に、本発明による装置を、監視及び／又は記録を目的として、又は、モバイル装置を制御するための入力装置として、特に、音声認識及び／又はジェスチャ認識及び／又は視線追跡と組み合わせて使用することができる。従って、特に、入力装置とも称されるヒューマンマシンインタフェースとして機能する本発明による装置を、モバイルの用途において、例えば、モバイル装置を介して、例えば携帯電話を介してその他の電子装置又は電子コンポーネントを制御するために使用することができる。一例として、本発明による装置を少なくとも１つ含んでいるモバイルの用途を、テレビ受像機、ゲームコンソール、音楽プレーヤ又は音楽装置又はその他のエンターテイメントデバイスを制御するために使用することができる。
【０１３１】
更に、本発明による装置を、ウェブカム又はコンピューティング用途のためのその他の周辺装置において使用することができる。従って、一例として、本発明による装置を、撮像、記録、検査、スキャン又はモーション検出と組み合わせて使用することができる。ヒューマンマシンインタフェース及び／又はエンターテイメントデバイスのコンテキストにおいて概要を述べたように、本発明による装置は、特に、顔を用いた表現及び／又は身体を用いた表現によるコマンド入力に対して有用である。本発明による装置を、その他の入力生成装置と組み合わせることができ、例えばマウス、キーボード、タッチパッド、マイクロフォン、アイトラッカ等と組み合わせることができる。更に、本発明による装置を、例えばウェブカムを使用することによって、ゲーミングの用途において使用することができる。更に、本発明による装置を、ヴァーチャルトレーニングの用途及び／又はビデオ会議において使用することができる。
【０１３２】
更に、本発明による装置を、上記において一部説明したような、携帯型のオーディオデバイス、テレビ及びゲーミング装置において使用することができる。特に、本発明による装置を、電子装置又はエンターテイメントデバイス等のためのコントローラ又は制御装置として使用することができる。更に、本発明による装置を、視線検出器又はアイトラッカ、例えば２Ｄ表示技術及び３Ｄ表示技術に使用することができ、特に透明又は不透明のディスプレイを用いた、仮想現実及び／又は拡張現実の用途のために、及び／又は、ディスプレイを見ているか否か、及び／又は、どこからディスプレイを見ているかの識別のために使用することができる。
【０１３３】
更に、本発明による装置を、例えばＤＳＣカメラのようなディジタルカメラにおいて使用しても良いし、ディジタルカメラとして使用しても良い、及び／又は、ＳＬＲカメラのようなレフレックスカメラにおいて使用しても良いし、レフレックスカメラとして使用しても良い。それらの用途については、上記において説明したようなモバイルの用途、例えば携帯電話及び／又はスマートフォンにおける本発明による装置の使用を参照されたい。
【０１３４】
更に、本発明による装置を、セキュリティの用途又は監視の用途に使用することができる。従って、一例として、少なくとも１つの本発明による装置を、（例えば銀行又は博物館における監視の用途に関して）物体が所定の領域内入ると、又は物体が所定の領域から出ると信号を出力する、１つ以上のディジタル式及び／又はアナログ式の電気機器と組み合わせることができる。特に、本発明による装置を、光学的な暗号化のために使用することができる。少なくとも１つの本発明による装置を使用する検出を、例えばＩＲ、Ｘ線、ＵＶ−ＶＩＳのような波長を補完するその他の検出装置、レーダ又は超音波検出器と組み合わせることができる。更に、本発明による装置を、少なくとも１つの能動的な赤外線光源及び／又は少なくとも１つの能動的な構造化光源と組み合わせて、低照度の周辺環境での検出を実現することができる。本発明による装置は、一般的に、能動的な検出器システムと比べて有利であり、特に、本発明による装置では、例えばレーダの用途、超音波の用途、ＬＩＤＡＲ又は同様の能動的な検出装置のケースのように、第三者によって検出される虞がある信号を能動的に送信することが回避されるので有利である。従って、一般的に、本発明による装置を、移動する対象物を認識されず且つ気付かれずに追跡するために使用することができる。付加的に、本発明による装置は、一般的に、従来の装置に比べて不正操作されにくく、また過敏になりにくい。
【０１３５】
更に、本発明による検出器の使用により３Ｄ検出が容易且つ正確になるので、本発明による装置を、顔、身体及び人間の認識及び識別に使用することができる。そこでは、本発明による装置を、パスワード、指紋、虹彩検出、音声認識又はその他の手段のような識別又は個人化のためのその他の検出手段と組み合わせることができる。従って、本発明による装置を、セキュリティ装置及びその他の個人化の用途に使用することができる。
【０１３６】
更に、本発明による装置を、製品の識別のための３Ｄバーコードリーダとして使用することができる。
【０１３７】
上述のようなセキュリティの用途及び監視の用途以外に、本発明による装置を、一般的に、空間及び領域の監視及びモニタリングに使用することができる。従って、本発明による装置を、空間及び領域の監視及びモニタリングのために使用することができ、また一例として、禁止区域への侵入が確認された際の警告の発信又は実行のために使用することができる。従って、一般的に、本発明による装置を、建物又は博物館における管理を目的として使用することができ、オプションとして、その他のタイプのセンサと組み合わせて使用することができ、例えば、モーションセンサ又は熱センサと組み合わせて、また、イメージインテンシファイア又はイメージエンハンスメント装置及び／又は光電子増倍管と組み合わせて使用することができる。
【０１３８】
更に、本発明による装置を、有利には、カメラの用途、例えばビデオ及びカムコーダの用途に適用することができる。従って、本発明による装置を、モーションキャプチャ及び３Ｄ映画撮影に使用することができる。そこでは、本発明による装置は、一般的に、従来の光学検出器を上回る多数の利点を提供する。従って、本発明による装置は、一般的に、光学コンポーネントに関して必要とされる複雑性は低くて済む。つまり、一例として、例えばレンズを１つだけ有している本発明による装置を提供することによって、レンズの数を従来の光学装置に比べて低減することができる。複雑性が低いことに基づき、例えばモバイルの用途に関して、非常に小型の装置が実現される。２つ以上の高品質レンズを有している従来の光学システムの体積は、一般的に、例えば体積の大きいビームスプリッタが一般的に必要とされることから大きい。モーションキャプチャのための本発明による装置の潜在的な用途における更なる利点として、絶対的な３Ｄ情報を取得できることから、種々のカメラを単純に組み合わせて１つのシーンをカバーすることが挙げられる。これによって、２つ以上の３Ｄカメラを用いて記録された複数のシーンを単純に統合することができる。更に、本発明による装置を、一般的に、フォーカス／オートフォーカス装置、例えばオートフォーカスカメラに使用することができる。更に、本発明による装置を光学顕微鏡において、特に共焦顕微鏡において使用することができる。
【０１３９】
更に、本発明による装置を、一般的に、自動車技術及び輸送技術の技術分野において適用することができる。従って、一例として、本発明による装置を、距離センサ及び監視センサとして、例えばアダプティブクルーズコントロール、非常ブレーキアシスト、車線逸脱監視装置、サラウンドビュー、死角検出、後退時支援及びその他の自動車交通の用途に使用することができる。更に、本発明による装置を、例えば本発明による光学検出器を使用することによって取得された位置情報の一次時間微分及び二次時間微分を解析することによって、速度測定及び／又は加速度測定に使用することができる。この特徴を、一般的に、自動車技術、輸送技術又は一般的な交通技術に適用することができる。一例として、屋内測位システムにおける特定の用途は、交通機関における乗客の位置検出であって良く、特には、エアバッグのようなセーフティシステムの使用を電子的に制御するための、交通機関における乗客の位置検出であって良い。エアバッグの使用は、その使用によって重大な損傷を引き起こすであろう位置に乗客がいる場合には阻止される。その他の分野における用途も考えられる。自動車システムにおける用途に関しては、本発明による装置を、車両の１つ以上の電子制御ユニットに接続することができ、また本発明による装置は、コントローラエリアネットワーク等を介する更なるコネクションを実現することができる。自動車又はその他の複雑な用途における検査を目的として、特に、別のセンサ及び／又はアクチュエータとの組み合わせにおける使用に関して、ハードウェアインザループシミュレーションシステムにおける統合が考えられる。
【０１４０】
それらの用途又はその他の用途においては、一般的に、本発明による装置を、独立型の装置として使用することができるか、又は、その他のセンサ装置と組み合わせて、例えば、レーダ装置及び／又は超音波装置と組み合わせて使用することができる。特に、本発明による装置を、自動運転及び安全性に関連する問題に関して使用することができる。更に、それらの用途においては、本発明による装置を、音波センサである赤外線センサ、レーダセンサ、２次元カメラ又はその他のタイプのセンサと組み合わせて使用することができる。それらの用途においては、本発明による装置の一般的な受動的な特性が有利である。従って、本発明による装置は、一般的に、信号の送出を必要としないので、能動的なセンサ信号がその他の信号源と干渉するリスクを回避することができる。本発明による装置は、特に、認識ソフトウェアと組み合わせて、例えば標準的な画像認識ソフトウェアと組み合わせて使用することができる。従って、本発明による装置によって提供されるような信号及びデータは、一般的に、容易に処理可能であり、従って、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。空間に関する要求が低いことから、本発明による装置を、例えばカメラを、車両内の実質的に任意の場所、例えば窓、フロントフッド、バンパ、ライト、ミラー又はその他の場所に設けることができる。本発明による種々の光学検出器を、例えば本明細書において開示した効果を基礎とする１つ以上の光学検出器を、例えば車両の自動操縦を実現するために、又は、アクティブセーフティの性能を向上させるために組み合わせることができる。従って、本発明による種々の装置を、本発明による１つ以上のその他の装置及び／又は従来のセンサと、例えばリアウィンドウ、サイドウィンド又はフロントウィンドウ等のガラスにおいて、若しくは、バンパ又はライトにおいて、組み合わせることができる。
【０１４１】
少なくとも１つの本発明による装置と、例えば少なくとも１つの本発明による光学検出器と、１つ以上の雨検出センサとの組み合わせも考えられる。このことは、本発明による装置が一般的に、とりわけ豪雨の間は、慣例のセンサ技術、例えばレーダよりも有利であるという事実による。少なくとも１つの本発明による装置と、少なくとも１つの慣例のセンシング技術、例えばレーダとの組み合わせによって、天候条件に応じた複数の信号の正しい組み合わせを選択するソフトウェアを実現することができる。
【０１４２】
更に、本発明による装置を、一般的に、ブレーキアシスト及び／又はパーキングアシスト及び／又は速度測定に使用することができる。速度測定を車両に組み込むことができるか、又は、車両外で、例えば交通制御においてその他の車両の速度を測定するために使用することができる。更に、本発明による装置を、駐車場において空駐車スペースを発見するために使用することができる。
【０１４３】
更に、本発明による装置を、医療システム及びスポーツの分野において使用することができる。上記において概要を述べたように、本発明による装置は小容量しか必要とせず、また、その他の装置に組み込むことができるので、従って、医療技術の分野においては、医療用ロボットが、例えば内視鏡において使用するための医療用ロボットが用途として挙げられる。特に、レンズを１つだけ有している本発明による装置を、医療用装置において、例えば内視鏡において３Ｄ情報を取得するために使用することができる。更に、動きを追跡及び解析できるようにするために、本発明による装置を、適切なモニタリングソフトウェアと組み合わせることができる。それらの用途は特に、例えば治療及び長距離診断及び遠隔医療において価値がある。更には、トモグラフィ又は放射線療法において患者の身体を測位するための用途、又は、疾患を発見するために手術前の患者の身体の形状を測定するための用途等も考えられる。
【０１４４】
更には、本発明による装置を、例えばトレーニング、遠隔指示又は競争を目的として、スポーツ及び運動の分野に適用することができる。特に、本発明による装置を、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、ボクシング等に適用することができる。本発明による装置を、スポーツ及び試合において、ボール、バット又は剣の位置及び運動等を検出するため、例えば、試合を監視するため、審判をサポートするため、又は、スポーツにおける特定の状況において判定を行うため、とりわけ自動的な判定を行うため、例えば、実際に得点又はゴールがあったか否の判定を行うために使用することができる。
【０１４５】
更には、本発明による装置を、トレーニングを促すために、及び／又は、動きを検査及び修正するために、リハビリテーション及び理学療法に使用することができる。この場合、本発明による装置を、距離診断にも適用することができる。
【０１４６】
更には、本発明による装置を、マシンビジョンの分野に適用することができる。従って、１つ以上の本発明による装置を、例えば、自動運転及び／又はロボットの作業に関する受動的なコントロール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で、本発明による装置は、自律的な移動及び／又は部分的な欠陥の自律的な検出を実現することができる。本発明による装置を、例えばロボットと生産部品と生物との間での衝突のような事故を回避するために、製造及び安全性の監視に使用することができる。上記の事故は一例に過ぎず、従って、事故はこれに限定されるものではない。ロボット工学においては、ロボットが人間を認識しなければ、人間に深刻な怪我を負わせる虞があることから、人間とロボットとの間での安全で直接的なインタラクションがしばしば問題になる。本発明による装置は、対象物及び人間の位置をより良好且つより高速に特定し、また安全なインタラクションを実現するために、ロボットを支援することができる。本発明による装置には受動的な特性を備えていることから、本発明による装置は能動的な装置よりも有利であると考えられる、及び／又は、本発明による装置を、レーダ、超音波、２Ｄカメラ、ＩＲ検出器等の既存の解決手段を補完する形で使用することができる。本発明による装置の１つの特別な利点として、信号干渉が発生する確率が低いことが挙げられる。従って、信号が干渉する危険が生じることなく、複数のセンサが同じ環境で同時に動作することができる。つまり、本発明による装置は、一般的に、高度に自動化された生産環境においては、例えば、自動車産業、採鉱、鉄鋼産業等においては有用であると考えられる。上記の生産環境は一例に過ぎず、従って、生産環境はこれらに限定されるものではない。本発明による装置を、生産における品質管理に使用することもでき、例えば、２Ｄ撮像センサ、レーダ、超音波センサ、ＩＲセンサ等との組み合わせにおいて、例えば品質制御又はその他の目的のために使用することができる。更に、本発明による装置を、表面品質の評価に使用することができ、例えば、製品の表面平坦性を検査するため、又は、数マイクロメートルの範囲から数メートルの範囲までの特定の寸法の遵守を検査するために使用することができる。その他の品質制御用途も考えられる。製造環境においては、本発明による装置は、特に、大量の廃棄物を回避するために、複雑な３次元構造を有している天然物、例えば食品又は木材の処理にとって有用である。更に、本発明による装置を、タンク、サイロ等の充填レベルを監視するために使用することができる。
【０１４７】
更に、本発明による装置を、ｐｏｌｌ、飛行機、船舶、宇宙船及びその他の交通の用途において使用することができる。従って、交通の用途のコンテキストにおいては、上述の用途以外にも、航空機、車両等のための受動的なトラッキングシステムが用途として挙げられる。少なくとも１つの本発明による装置を、例えば少なくとも１つの本発明による光学検出器を、移動する対象物の速度及び／又は向きを監視するために使用することも考えられる。とりわけ、陸、海、また宇宙空間も含めた空における、高速に移動する対象物のトラッキングも用途として挙げられる。少なくとも１つの本発明による装置を、例えば少なくとも１つの本発明による光学検出器を、特に、据置の装置及び／又は可動の装置に取り付けることができる。少なくとも１つの本発明による装置の出力信号を、例えば、その他の対象物の自律移動又は誘導移動のためのガイドメカニズムと組み合わせることができる。従って、衝突を回避するための用途又は追跡している対象物と操縦している対象物とを衝突させるための用途が考えられる。本発明による装置は、一般的に、要求される計算能力が低く済み、且つ応答が早いことに起因して、また、一般的に例えばレーダのような能動的なシステムに比べて検出及び擾乱が困難である検出システムの受動的な特性に起因して、有用且つ有利である。本発明による装置は、例えば速度制御装置及び航空交通制御装置にとって特に有利であるが、本発明による装置はこれらの例に限定されるものではない。
【０１４８】
本発明による装置を、一般的に、受動的な用途において使用することができる。受動的な用途には、港湾又は危険区域における船舶の誘導、また、離着陸時の航空機の誘導が含まれる。その際、固定されている既知のアクティブなターゲットを正確な誘導のために使用することができる。そのような固定されている既知のアクティブなターゲットを、危険ではあるが明確に定義されているルートにおける車両の運転に、例えば採掘車両の運転に使用することができる。
【０１４９】
更に、上記において概要を述べたように、本発明による装置を、ゲーミングの分野において使用することができる。従って、本発明による装置は、サイズ、色、形状等が同じであるか又は異なっている複数の対象物を用いる使用に対して、例えば、移動を自身のコンテンツに組み込むソフトウェアと組み合わされた移動検出に対して受動的であって良い。特に、移動をグラフィック出力として実現する用途が考えられる。更には、例えば、ジェスチャ認識又は顔認識のために１つ以上の本発明による装置を使用することによって、コマンドを入力するために本発明による装置を適用することが考えられる。本発明による装置を、例えば低照度での作業又は周囲条件の改善が必要とされるその他の状況下での作業のために、能動的なシステムと組み合わせることができる。付加的又は択一的に、１つ以上の本発明による装置と、１つ以上のＩＲ光源又はＶＩＳ光源との組み合わせも考えられる。本発明による光学検出器を、特色、形状、その他の装置に対する相対位置、移動速度、光、装置における光源の変調に使用される周波数、表面特性、使用される材料、反射特性、透明度、吸収特性等をシステム及びそのソフトウェアによって容易に識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。上記の識別対象は一例に過ぎず、従って、識別対象はこれらに限定されるものではない。装置は、数ある可能性の中でも、スティック、ラケット、クラブ、銃、ナイフ、ホイール、リング、ハンドル、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、帽子、眼鏡、ヘルメット、スイッチ、グローブ、宝飾品、楽器又は楽器を演奏するための補助器具、例えば、ピック、ドラムスティック等に類似するものであって良い。その他のオプションも考えられる。
【０１５０】
更に、本発明による装置を、一般的に、建築、建設及び地図作成の分野において使用することができる。従って、一般的に、１つ以上の本発明による装置を、周囲地域、例えば一地方又は建築物を測定及び／又は監視するために使用することができる。そこでは、１つ以上の本発明による装置を、その他の方法及び装置と組み合わせることができるか、又は、単に建設プロジェクトの進捗状況及び精度、変化する対象物、家屋等を監視するために使用することができる。本発明による装置を、部屋、道路、家屋、コミュニティ、若しくは、地上又は空から見た風景のマップを作成するために、スキャンされた周囲の３次元モデルの生成に使用することができる。潜在的な適用分野として、建築、地図作成、不動産管理、土地測量等が考えられる。
【０１５１】
更に、１つ以上の本発明による装置を、対象物のスキャンに使用することができ、例えば、ＣＡＤ又は同様のソフトウェアと組み合わせて、例えば、付加製造（ＡＭ）及び／又は３Ｄプリンティングに使用することができる。そこでは、例えばｘ方向、ｙ方向又はｚ方向において、若しくは、それらの方向のいずれかの任意の組み合わせにおいて、例えば同時に、本発明による装置を高寸法精度で使用することができる。更に、本発明による装置を、例えばパイプライン検査ゲージとして、検査及び保守に使用することができる。
【０１５２】
上記において概要を述べたように、本発明による装置を、更に、製造、品質制御又は識別の用途において使用することができ、例えば、製品識別又はサイズ識別（例えば、最適な場所又はパッケージを発見するため、廃棄量を削減するため等）に使用することができる。更に、本発明による装置を、ロジスティックスの用途において使用することができる。従って、本発明による装置を、コンテナ又は車両への最適な積荷又は荷詰めを行うために使用することができる。更に、本発明による装置を、製造の分野において表面の損傷を監視又は制御するために、及び／又は、レンタルの対象物、例えばレンタルの車両を監視又は制御するために、及び／又は、保険の用途において例えば損傷を査定するために、使用することができる。更に、本発明による装置を、材料、対象物又はツールのサイズを識別するために、例えば、特にロボットとの組み合わせにおける最適な材料処理のために、及び／又は、製造プロセスにおける品質又は精度を保証するために、例えば、製品サイズ又は製品容積の精度若しくは製造されたレンズの光学的な精度を保証するために使用することができる。更に、本発明による装置を、生産におけるプロセス制御に、例えばタンクの充填レベルの観察に使用することができる。更に、本発明による装置を、製品資産の管理に、例えばタンク、パイプ、反応器、ツール等の管理に使用することができる。上記の製品資産は一例に過ぎず、従って、製品資産はこれらに限定されるものではない。更に、本発明による装置を、３Ｄ品質マークの解析に使用することができる。更に、本発明による装置を、特注品、例えば歯のインレー、歯列矯正具、義肢、衣類等の製作に使用することができる。本発明による装置を、ラピッドプロトタイピング、３Ｄコピー等のために、１つ以上の３Ｄプリンタと組み合わせることもできる。更に、本発明による装置を、１つ以上の物品の形状を検出するために使用することができ、例えば、海賊品及び模造品を防止するために使用することができる。
【０１５３】
感光層構造の有利な実施の形態
以下では、感光層構造の種々の例を、特に、感光層構造において使用することができる材料に関して説明する。上記において概要を述べたように、感光層構造は、有利には太陽電池の感光層構造、より有利には有機太陽電池及び／又は色素増感太陽電池（ＤＳＣ）の感光層構造、更に有利には、固体色素増感太陽電池（ｓＤＳＣ）の感光層構造である。しかしながら、その他の実施の形態も考えられる。
【０１５４】
上記において概要を述べたように、有利には、感光層構造は、少なくとも１種の光起電材料を含んでおり、例えば、第１の電極と第２の電極との間に挟まれている、少なくとも２つの層を有している少なくとも１つの光起電層構造を含んでいる。有利には、感光層構造及び光起電材料は、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層、少なくとも１種の色素及び少なくとも１種のｐ型半導体有機材料を含んでいる。一例として、光起電材料は、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの緻密層、例えば二酸化チタンの少なくとも１つの緻密層、ｎ型半導体金属酸化物の緻密層と接触しているｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つのナノ多孔性層、例えば二酸化チタンの少なくとも１つのナノ多孔性層、ｎ型半導体金属酸化物のナノ多孔性層に感光性を与える少なくとも１種の色素、有利には有機色素、及び、色素と接触している少なくとも１種のｐ型半導体有機材料の少なくとも１つの層及び／又はｎ型半導体金属酸化物のナノ多孔性層を有している層構造を含むことができる。
【０１５５】
ｎ型半導体金属酸化物の緻密層は、以下の詳細な説明において述べるように、第１の電極と、ナノ多孔性のｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層との間において少なくとも１つのバリア層を形成することができる。しかしながら、その他の実施の形態、例えばその他の種類のバッファ層を有している実施の形態も考えられることを言及しておく。
【０１５６】
第１の電極は、アノード又はカソードのうちの一方であって良く、有利にはアノードである。第２の電極は、アノード又はカソードのうちの他方であって良く、有利にはカソードである。第１の電極は、有利には、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層と接触しており、また、第２の電極は、有利には、ｐ型半導体有機材料の少なくとも１つの層と接触している。第１の電極は、基板と接触している下部電極であって良く、また、第２の電極は、基板とは離れた位置にある上部電極であって良い。択一的には、第２の電極が、基板と接触している下部電極であって良く、また、第１の電極が、基板とは離れた位置にある上部電極であって良い。有利には、第１の電極及び第２の電極の一方又は両方が透明である。
【０１５７】
以下では、第１の電極、第２の電極及び光起電材料に関する幾つかのオプション、有利には２種以上の光起電材料を含んでいる層構造に関する幾つかのオプションを説明する。しかしながら、その他の実施の形態も考えられることを言及しておく。
【０１５８】
ａ）基板、第１の電極及びｎ型半導体金属酸化物
一般的に、第１の電極及びｎ型半導体金属酸化物の有利な実施の形態については、国際公開第２０１２／１１０９２４号、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号又は米国仮出願特許第６１／７０８，０５８号を参照されたい。それらの刊行物の開示内容全体は参照により本願に含まれるものとする。その他の実施の形態も考えられる。
【０１５９】
以下では、第１の電極が、直接的又は間接的に基板と接触している下部電極であると仮定する。しかしながら、第１の電極が上部電極であるその他の構造も考えられることを言及しておく。
【０１６０】
感光層構造において、例えば、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの密フィルム（固体フィルムとも称される）において、及び／又は、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つのナノ多孔性フィルム（ナノ粒子フィルムとも称される）において使用することができるｎ型半導体金属酸化物は、単一の金属酸化物であっても良いし、異なる酸化物の混合物であっても良い。混合酸化物の使用も考えられる。特に、ｎ型半導体金属酸化物は多孔性であって良い、及び／又は、ｎ型半導体金属酸化物をナノ粒子酸化物の形で使用することができる。このコンテキストにおいてナノ粒子とは、０．１μｍ未満の平均粒径を有している粒子を意味していると解される。ナノ粒子酸化物は、一般的に、焼結法によって、大きい表面積を有している薄い多孔性フィルムとして、導電性基板（即ち、第１の電極としての導電層を有している担持体）に適用されている。有利には、光学センサは、少なくとも１つの透明基板を使用する。しかしながら、１つ以上の不透明基板を使用する構造も考えられる。
【０１６１】
基板は剛性であっても良いし、可撓性であっても良い。適切な基板（以下では担持体とも称する）としては、金属箔だけでなく、特にプラスチックシート又はプラスチックフィルム、とりわけガラスシート又はガラスフィルムが挙げられる。とりわけ上述の有利な構造による第１の電極に関する、特に適切な電極材料として、導電性材料が挙げられ、例えば透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えばフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）及び／又はインジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）及び／又はアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、カーボンナノチューブ又は金属フィルムが挙げられる。しかしながら、択一的又は付加的に、十分な透明性を有している薄い金属フィルムを使用することも可能である。不透明な第１の電極が所望され、そのような電極が使用される場合には、厚い金属フィルムを使用することができる。
【０１６２】
それらの導電性材料によって、基板を被覆又はコーティングすることができる。一般的に、提案される構造において基板は１つしか必要とされないので、フレキシブルセルを形成することもできる。これによって種々の最終用途が実現される。そのような種々の最終用途を、例えば銀行カード、衣服等において使用される剛性の基板で達成しようとしても困難である。
【０１６３】
付加的に、ｐ型半導体がＴＣＯ層と直接的に接触することを阻止するために、第１の電極を、特にＴＣＯ層を、（例えば１０〜２００ｎｍの厚さの）固体金属酸化物バッファ層又は緻密金属酸化物バッファ層で被覆又はコーティングすることができる（Ｐｅｎｇ等のＣｏｏｒｄ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２４８，１４７９（２００４）を参照されたい）。しかしながら、液状又はゲル状の電解質に比べて電解質と第１の電極の接触が大幅に低減されることになる固体ｐ型半導体電解質の使用により、多くの場合、このバッファ層が不要になる。例えば、多くの場合において、電流制限作用を有しており、またｎ型半導体金属酸化物と第１の電極との接触を悪化させる可能性があるこの層を省略することが可能である。これによって、コンポーネントの効率が高まる。他方では、そのようなバッファ層自体を、制御された形で、色素太陽電池の電流成分を有機太陽電池の電流成分に調和させるために使用することができる。更に、バッファ層が省略されている電池では、特に固体電池では、電荷担体の不所望な再結合が生じるという問題が頻繁に起こる。この点において、バッファ層は多くの場合において、特に固体電池では有利である。
【０１６４】
公知のように、金属酸化物の薄い層又はフィルムは、一般的に廉価な固体半導体材料（ｎ型半導体）であるが、その吸収帯域は、バンドギャップが大きいことに起因して、一般的には電磁スペクトルの可視領域内にはなく、通常は紫外線スペクトル領域にある。従って、太陽電池における使用に関して、金属酸化物は一般的に、色素太陽電池において使用される場合のように、太陽光の波長範囲、即ち３００〜２，０００ｎｍの波長領域の光を吸収し、且つ、電子励起状態においては、電子を半導体の伝導体へと注入する光増感剤としての色素と組み合わせる必要がある。セルにおいて付加的に使用されている電解質としての固体ｐ型半導体を用いることによって、電子を増感剤にリサイクルすることができ、例えば増感剤が再生される。有機太陽電池における使用に関してとりわけ関心の対象となるのは、酸化亜鉛、二酸化スズ、二酸化チタン又はそれらの金属酸化物の混合物のような半導体である。金属酸化物を、ナノ結晶多孔性層の形で使用することができる。それらの層は大きい表面積を有しており、増感剤としての色素でコーティングされており、例えば太陽光の高い吸収性能が達成される。構造化されている金属酸化物層、例えばナノロッドは、比較的高い電子移動度又は色素による改善された細孔充填のような利点を提供する。
【０１６５】
金属酸化物半導体を、単独で、又は混合物の形で使用することができる。金属酸化物を、１種以上のその他の金属酸化物でコーティングすることも可能である。更に、金属酸化物を、その他の半導体、例えばＧａＰ，ＺｎＰ又はＺｎＳに対するコーティングとして適用することができる。
【０１６６】
特に有利な半導体は、有利にはナノ結晶の形で使用される、アナターゼ型の二酸化チタン及び酸化亜鉛である。
【０１６７】
更に、増感剤を有利には、典型的にはそれらの太陽電池において使用されるあらゆるｎ型半導体と組み合わせることができる。有利な例には、セラミックにおいて使用される金属酸化物が含まれ、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ（ＩＶ）、酸化タングステン（ＶＩ）、酸化タンタル（Ｖ）、酸化ニオブ（Ｖ）、酸化セシウム、チタン酸ストロンチウム、スズ酸亜鉛、ペロフスカイト型の複合酸化物、例えば、チタン酸バリウム、２価及び３価の酸化鉄が含まれ、これらはナノ結晶又はアモルファスの形態で存在することができる。
【０１６８】
従来の有機色素及びルテニウム、フタロシアニン及びポルフィリンが示す強い吸収に起因して、ｎ型半導体金属酸化物の薄い層又はフィルムでさえも、必要量の色素を吸収するには十分である。薄い金属酸化物フィルム自体は、不所望な再結合プロセスの確率が低下しており、且つ、色素サブセルの内部抵抗が低下しているという利点を有している。ｎ型半導体金属酸化物に関しては、有利には、１００ｎｍから２０μｍまでの層厚、より有利には５００ｎｍから約３μｍまでの間の範囲にある層厚を使用することができる。
【０１６９】
ｂ）色素
本発明のコンテキストにおいて、特にＤＳＣに関しては通常であるように、「色素」、「増感剤色素」及び「増感剤」という用語は実質的に同義であり、考えられる構成に関して何ら制限を課すものではない。本発明のコンテキストにおいて使用することができる色素は従来技術から多数公知である。また、考えられる材料の例については、色素太陽電池に関する上述の従来技術の説明を参照されたい。有利な例として、国際公開第２０１２／１１０９２４号、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号又は米国仮出願特許第６１／７０８，０５８号において開示されている色素のうちの１種以上を使用することができる。それら全ての刊行物の開示内容全体は参照により本願に含まれるものとする。付加的又は択一的に、国際公開第２００７／０５４４７０号及び／又は国際公開第２０１２／０８５８０３号において開示されているような色素のうちの１種以上を使用することができる。それらの刊行物の開示内容全体は参照により本願に含まれるものとする。
【０１７０】
半導体材料としての二酸化チタンを基礎とする色素増感太陽電池は、例えば、米国特許第４９２７７２１号、Ｎａｔｕｒｅ  ３５３，ｐ．７３７−７４０（１９９１）及び米国特許第５３５０６４４号、並びに、Ｎａｔｕｒｅ  ３９５，ｐ．５８３−５８５（１９９８）及び欧州特許第１１７６６４６号に記載されている。それらの文献に記載されている色素を、基本的には、本発明のコンテキストにおいて有利に使用することができる。それらの色素太陽電池は、有利には、遷移金属錯体の単分子フィルム、特に、ルテニウム錯体を含んでおり、それらは、増感剤としての酸基を介して二酸化チタン層に結合される。
【０１７１】
提案されている多くの増感剤は無金属有機色素を含んでおり、それらもやはり本発明のコンテキストにおいて使用することができる。特に固体色素太陽電池における４％を上回る高効率を、例えば、インドリン色素でもって達成することができる（例えば、Ｓｃｈｍｉｄｔ−Ｍｅｎｄｅ等のＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００５，１７，８１３を参照されたい）。米国特許第６３５９２１１号には、二酸化チタン半導体に固定するためのアルキレンラジカルを介して結合されたカルボキシル基を有している、シアニン色素、オキサジン色素、チアジン色素及びアクリジン色素の使用が記載されており、従って、それらをやはり本発明のコンテキストにおいて使用することができる。
【０１７２】
提案された色素太陽電池における特に有利な増感剤色素は、独国特許出願公開第１０２００５０５３９９５号又は国際公開第２００７／０５４４７０号に記載されている、ペリレン誘導体、テリレン誘導体及びクアテリレン誘導体である。更に、上記において概要を述べたように、国際公開第２０１２／０８５８０３号に開示されているような色素のうちの１種以上を使用することができる。それらの色素の使用は、本発明のコンテキストの意味においても可能であり、また、効率が高く、且つ、それと同時に安定性も高い光起電素子をもたらす。
【０１７３】
リレンは、太陽光の波長領域において強い吸収を示し、また、共役系の長さに応じて、約４００ｎｍ（独国特許出願公開第１０２００５０５３９９５号に記載されているペリレン誘導体Ｉ）から約９００ｎｍ（独国特許出願公開第１０２００５０５３９９５号に記載されているクアテリレン誘導体Ｉ）までの範囲をカバーすることができる。テリレンを基礎とするリレン誘導体Ｉは、その組成に従い、二酸化チタンに吸着された固体状態において、約４００〜８００ｎｍの範囲内で吸収を示す。可視領域から近赤外線領域にまで及ぶ入射太陽光を大部分利用できるようにするために、種々のリレン誘導体Ｉの混合物を使用することが有利である。場合によっては、種々のリレン同族体を使用することも望ましい。
【０１７４】
リレン誘導体Ｉを、ｎ型半導体金属酸化物フィルムに簡単且つ永続的に固定することができる。この結合は、無水物官能基（ｘ１）又はｉｎ  ｓｉｔｕで形成されたカルボキシル基−ＣＯＯＨ又は−ＣＯＯ−を介して、若しくは、イミド基又は縮合物（（ｘ２）又は（ｘ３））中に存在する酸基Ａを介してもたらされる。独国特許出願公開第１０２００５０５３９９５号に記載されているリレン誘導体Ｉは、本発明のコンテキストにおける色素増感太陽電池における使用に非常に適している。
【０１７５】
色素が、分子の一方の端部において、その色素をｎ型半導体フィルムに固定することができるアンカー基を有している場合には、特に有利である。分子の他方の端部において、色素は有利には、電子供与体Ｙを有しており、この電子供与体によって、ｎ型半導体への電子の解放後の色素の再生が容易になり、また半導体に既に解放された電子との再結合が阻止される。適切な色素の考えられる選択肢に関する更なる詳細については、例えば、ここでもまた独国特許出願公開第１０２００５０５３９９５号を参照されたい。例えば、特に、ルテニウム錯体、ポルフィリン、その他の有機増感剤、また有利にはリレンを使用することが考えられる。
【０１７６】
色素を、ｎ型半導体金属酸化物フィルム、例えばナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物層の層上又は層内に単純なやり方で固定することができる。例えば、ｎ型半導体金属酸化物フィルムを、焼結されたばかりの状態（まだ暖かい状態）において、十分な期間（例えば約０．５〜２４時間）にわたり、適切な有機溶剤中の色素の溶液又は懸濁液と接触させることができる。このことは、例えば、金属酸化物がコーティングされている基板を色素の溶液に浸漬させることによって達成することができる。
【０１７７】
異なる色素の組み合わせが使用されるべき場合には、それらの色素を、１種以上の色素を含んでいる１つ以上の溶液又は懸濁液から連続的にもたらすことができる。例えばＣｕＳＣＮの層によって離隔されている２種の色素を使用することも可能である（これに関しては、例えば、Ｔｅｎｎａｋｏｎｅ，Ｋ．Ｊ．，Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ．２００３，１０７，１３７５８を参照されたい）。最も適した方式は、個々のケースにおいて比較的容易に求めることができる。
【０１７８】
色素の選択及びｎ型半導体金属酸化物の酸化物粒子径の選択に際し、有機太陽電池は、最大量の光が吸収されるように構成されるべきである。酸化物層は、固体ｐ型半導体が効率的に細孔を充填できるように構成されるべきである。例えば、比較的小さい粒子は、比較的大きい表面積を有し、従って、比較的多くの量の色素を吸収することができる。他方では、比較的大きい粒子は、一般的に、比較的大きい孔を有しており、これによってｐ型半導体への浸入が良好になる。
【０１７９】
ｃ）ｐ型半導体有機材料
上述のように、少なくとも１つの感光層構造は、例えばＤＳＣ又はｓＤＳＣの感光層構造は、特に、少なくとも１種のｐ型半導体有機材料を、有利には少なくとも１種の固体ｐ型半導体材料を含むことができ、この材料を以下では、ｐ型半導体又はｐ型導体とも称する。以下では、そのような有機ｐ型半導体の有利な一連の例を説明する。それらの有機ｐ型半導体を、単独で、又は、あらゆる所望の組み合わせで、例えば、それぞれがｐ型半導体を有している複数の層の組み合わせで、及び／又は、１つの層における複数のｐ型半導体の組み合わせで使用することができる。
【０１８０】
ｎ型半導体金属酸化物における電子と固体ｐ導体の再結合を阻止するために、ｎ型半導体金属酸化物とｐ型半導体との間において、パッシベーション材料を有している少なくとも１つのパッシベーション層を使用することができる。この層は非常に薄くあるべきであり、また、可能な限り、ｎ型半導体金属酸化物のまだ覆われていない側のみを覆うべきである。パッシベーション材料を、場合によっては、色素よりも前に金属酸化物に適用することもできる。有利なパッシベーション材料は、特に、Ａｌ2Ｏ3；シラン、例えばＣＨ3ＳｉＣｌ3；Ａｌ3+；４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン（ＴＢＰ）；ＭｇＯ；ＧＢＡ（４−グアニジノ酪酸）及び類似の誘導体；アルキル酸；ヘキサデシルマロン酸（ＨＤＭＡ）、のうちの１種以上の物質である。
【０１８１】
上述のように、有利には、１種以上の固体有機ｐ型半導体が、単独で使用されるか、又は、有機又は無機の性質を有している、１種以上の別のｐ型半導体と組み合わされて使用される。本発明のコンテキストにおいて、ｐ型半導体とは一般的に、正孔、即ち正の電荷担体を伝導させることができる材料、特に有機材料を意味していると解される。とりわけ、ｐ型半導体は、拡張π電子系を有している有機材料であっても良く、この有機材料を、例えばいわゆるフリーラジカルカチオンを形成するために、少なくとも１回安定して酸化させることができる。例えば、ｐ型半導体は、上述の特性を備えている少なくとも１種の有機マトリクス材料を含むことができる。更に、ｐ型半導体は、オプションとして、ｐ型半導体特性を強化する１種以上のドーパントを含むことができる。ｐ型半導体の選択に影響を及ぼす重大なパラメータは正孔移動度である。何故ならば、この正孔移動度によって、部分的に、正孔拡散距離が定まるからである（Ｋｕｍａｒａ，Ｇ．，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００２，１８，１０４９３−１０４９５を参照されたい）。例えば、Ｔ．Ｓａｒａｇｉ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．２００６，１６，９６６−９７４においては、種々のスピロ化合物における電荷担体移動度の比較が行われている。
【０１８２】
有利には、本発明のコンテキストにおいて、有機半導体（即ち、低分子量のオリゴマー半導体又はポリマー半導体、若しくは、そのような半導体の混合物のうちの１種以上）が使用される。特に有利には、液相から処理することができるｐ型半導体が使用される。ここでは、例として、ポリマーを基礎とするｐ型半導体、例えばポリチオフェン及びポリアリールアミンを基礎とするｐ型半導体、又は、アモルファスの、可逆的に酸化可能な非ポリマー有機化合物を基礎とするｐ型半導体、例えば上記において述べたようなスピロビフルオレンを基礎とするｐ型半導体が挙げられる（例えば、米国特許第２００６／００４９３９７号及びそこに開示されているｐ型半導体としてのスピロ化合物。それらもまた本発明のコンテキストにおいて使用することができる）。また有利には、低分子量の有機半導体を使用することができ、例えば国際公開第２０１２／１１０９２４号に開示されているような低分子量のｐ型半導体材料、有利にはスピロＭｅＯＴＡＤ、及び／又は、Ｌｅｉｊｔｅｎｓ等のＡＣＳ  Ｎａｎｏ，ＶＯＬ．６，ＮＯ．２，１４５５−１４６２（２０１２）に開示されているｐ型半導体材料のうちの１種以上を使用することができる。更には、上述した従来技術の説明のうちｐ型半導体材料及びドーパントに関する注記も参照されたい。
【０１８３】
ｐ型半導体は、有利には、少なくとも１種の有機材料を少なくとも１つの担持体に適用することによって生産可能であるか又は生産される。有機材料の適用は、例えば、少なくとも１種のｐ導電有機材料を含んでいる液相からの堆積によって行われる。堆積は、このケースにおいてもやはり、原則として、あらゆる所望の堆積プロセスによって、例えば、スピンコーティング、ドクターブレード法、ナイフコーティング、印刷、又は、上述の堆積法及び／又はその他の堆積法の組み合わせによって実施することができる。
【０１８４】
有機ｐ型半導体は、特に、少なくとも１種のスピロ化合物、例えばスピロＭｅＯＴＡＤ、及び／又は、構造式：
【化１】
0006400087.tif 000002
を有している、少なくとも１種の化合物を含むことができる。式中、
Ａ1，Ａ2，Ａ3は、それぞれ、独立して任意に置換されたアリール基又はヘテロアリール基であり、
Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3は、置換基−Ｒ，−ＯＲ，−ＮＲ2，−Ａ4−ＯＲ及び−Ａ4−ＮＲ2から成る群から、それぞれ独立して選択されており、
Ｒは、アルキル、アリール及びヘテロアリールから成る群から選択されており、
且つ、
Ａ4は、アリール基又はヘテロアリール基であり、
式（Ｉ）中の各事例におけるｎは、独立して、０，１，２又は３のいずれかの値であり、
但し、個々のｎの値の和は、少なくとも２であり、且つ、ラジカルＲ1，Ｒ2，Ｒ3のうちの少なくとも２つは、−ＯＲ及び／又は−ＮＲ2である。
【０１８５】
有利には、Ａ2及びＡ3は同一であり、従って、式（Ｉ）の化合物は有利には以下の構造（Ｉａ）を有している：
【化２】
0006400087.tif 000003
【０１８６】
従って上述のように、より有利には、ｐ型半導体は、少なくとも１種の低分子量の有機ｐ型半導体を有することができる。低分子量の材料とは、一般的に、重合化又はオリゴマー化されていないモノマーの形で存在する材料を意味していると解される。本明細書のコンテキストにおいて使用されているような「低分子量」という用語は、ｐ型半導体が、１００〜２５，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有していることを意味する。有利には、低分子量の物質は、５００〜２，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有している。
【０１８７】
一般的に、本発明のコンテキストにおいて、ｐ型半導体特性とは、正孔を形成し、且つ、それらの正孔を輸送する、及び／又は、それらの正孔を隣接する分子へと引き渡す材料の特性、特に有機分子の特性を意味していると解される。より有利には、それらの分子の安定した酸化が実現されるべきである。更には、上述の低分子量の有機ｐ型半導体は、特に、拡張π電子系を有することができる。より有利には、少なくとも１種の低分子量のｐ型半導体材料を溶液から処理することができる。低分子量のｐ型半導体は、特に、少なくとも１種のトリフェニルアミンを含んでいる。低分子量の有機ｐ型半導体が少なくとも１種のスピロ化合物を含んでいる場合には、特に有利である。スピロ化合物とは、スピロ原子とも称されるただ１つの原子に結合した環を有している、多環式の有機化合物を意味していると解される。より有利には、スピロ原子をｓｐ3混成することができ、例えばスピロ原子を介して相互に結合されているスピロ化合物の構成要素が、例えば、相互に異なる平面に配置される。
【０１８８】
より有利には、スピロ化合物は、次式の構造を有している：
【化３】
0006400087.tif 000004
ここで、各ラジカルＡｒｙｌ1，Ａｒｙｌ2，Ａｒｙｌ3，Ａｒｙｌ4，Ａｒｙｌ5，Ａｒｙｌ6，Ａｒｙｌ7及びＡｒｙｌ8は、置換されたアリールラジカル及びヘテロアリールラジカルから、それぞれ独立して選択されており、特に、置換されたフェニルラジカルからそれぞれ独立して選択されている。アリールラジカル及びヘテロアリールラジカルは、有利にはフェニルラジカルは、それぞれ独立して置換されており、有利には、各ケースにおいて、−Ｏ−アルキル，−ＯＨ，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ及び−Ｉから成る群から選択された１種以上の置換基によって置換されている。但し、アルキルは有利にはメチル、エチル、プロピル又はイソプロピルである。より有利には、フェニルラジカルは、それぞれ独立して置換されており、各ケースにおいて、−Ｏ−Ｍｅ，−ＯＨ，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ及び−Ｉから成る群から選択された１種以上の置換基によって置換されている。
【０１８９】
更に有利には、スピロ化合物は、次式の化合物である：
【化４】
0006400087.tif 000005
ここで、Ｒr，Ｒs，Ｒt，Ｒu，Ｒv，Ｒw，Ｒx及びＲyは、−Ｏ−アルキル，−ＯＨ，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ及び−Ｉから成る群から、それぞれ独立して選択されている。但し、アルキルは有利にはメチル、エチル、プロピル又はイソプロピルである。より有利には、Ｒr，Ｒs，Ｒt，Ｒu，Ｒv，Ｒw，Ｒx及びＲyは、−Ｏ−Ｍｅ，−ＯＨ，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ及び−Ｉから成る群から、それぞれ独立して選択されている。
【０１９０】
より有利には、ｐ型半導体は、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ社（ドイツ、ダルムシュタット）より販売されている以下の式の化合物であるスピロＭｅＯＴＡＤを含んでいても良いし、スピロＭｅＯＴＡＤから成るものであって良い：
【化５】
0006400087.tif 000006
【０１９１】
択一的又は付加的に、その他のｐ型半導体化合物、特に低分子量の及び／又はオリゴマーの及び／又はポリマーのｐ型半導体化合物を使用することもできる。
【０１９２】
択一的な実施の形態においては、低分子量の有機ｐ型半導体は、上述の一般式（Ｉ）の１種以上の化合物を含んでいる。これに関しては、例えば、ＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５１８２６を参照されたい。ｐ型半導体は、上述のスピロ化合物の以外に又はその代わりに、上述の一般式（Ｉ）の少なくとも１種の化合物を含むことができる。
【０１９３】
本発明のコンテキストにおいて使用されているような「アルキル」又は「アルキル基」又は「アルキルラジカル」という用語は、一般的に、置換された又は置換されていないＣ1−Ｃ20−アルキルラジカルを意味していると解される。Ｃ1アルキルラジカル〜Ｃ10アルキルラジカルが有利であり、またＣ1アルキルラジカル〜Ｃ8アルキルラジカルが特に有利である。アルキルラジカルは直鎖であっても良いし、分岐していても良い。更には、アルキルラジカルを、Ｃ1−Ｃ20アルコキシ、ハロゲン、有利にはＦ、及びＣ6−Ｃ30アリール（これ自体は置換されていても良いし、置換されていなくても良い）から成る群から選択された１種以上の置換基によって置換することができる。適切なアルキル基の例として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチル、及び、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ネオペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルヘキシル、及び、Ｃ6−Ｃ30アリール、Ｃ1−Ｃ20アルコキシ及び／又はハロゲン、特にＦ、例えばＣＦ3によって置換された上述のアルキル基の誘導体が挙げられる。
【０１９４】
本発明のコンテキストにおいて使用されているような「アリール」又は「アリール基」又は「アリールラジカル」という用語は、単環式、２環式、３環式又は多環式の芳香環から誘導された、任意に置換されたＣ6−Ｃ30−アリールラジカルを意味していると解される。芳香環は環ヘテロ原子を含んでいない。アリールラジカルは、有利には、５員芳香環及び／又は６員芳香環を含んでいる。アリールが単環系でない場合、第２の環に関する用語「アリール」については、特定の形態が既知であり且つ安定していれば、飽和した形態（パーヒドロ形態）又は部分的に不飽和形態（例えばジヒドロ形態又はテトラヒドロ形態）も考えられる。従って、本発明のコンテキストにおける用語「アリール」には、例えば、２つ又は３つ全てのラジカルが芳香族である二環基又は三環基、ただ１つの環だけが芳香族である二環基又は三環基、及び、２つの環が芳香族である三環基が含まれる。アリールの例として、フェニル、ナフチル、インダニル、１，２−ジヒドロナフテニル、１，４−ジヒドロナフテニル、フルオレニル、インデニル、アントラセニル、フェナントレニル又は１，２，３，４−テトラヒドロナフチルが挙げられる。Ｃ6−Ｃ10−アリールラジカル、例えばフェニル又はナフチルが特に有利であり、Ｃ6−アリールラジカル、例えばフェニルが極めて有利である。更に、用語「アリール」には、単結合又は二重結合を介して相互に結合されている、少なくとも２つの単環式、２環式又は多環式の芳香環を有している環系も含まれる。１つの例として、ビフェニル基が挙げられる。
【０１９５】
本発明のコンテキストにおいて使用されているような「ヘテロアリール」又は「ヘテロアリール基」又は「ヘテロアリールラジカル」という用語は、任意に置換された５員芳香環又は６員芳香環及び多環式の環、例えば少なくとも１つの環において少なくとも１つのヘテロ原子を有している２環式及び３環式の化合物を意味していると解される。本発明のコンテキストにおけるヘテロアリールは、有利には、５〜３０個の環原子を含んでいる。ヘテロアリールは、単環式、２環式又は３環式であって良く、また、アリールベースの骨格における少なくとも１つの炭素原子がヘテロ原子に置換されることによって、上述のアリールから導出できるものもある。有利なヘテロ原子はＮ，Ｏ及びＳである。ヘタリールラジカルは、より有利には、５〜１３個の環原子を有している。ヘテロアリールラジカルの基本骨格は、特に有利には、ピリジン及び５員ヘテロ芳香族、例えばチオフェン、ピロール、イミダゾール又はフランのような系から選択されている。オプションとして、これらの基本骨格を１つ又は２つの６員芳香族ラジカルと融合させることができる。更に、用語「ヘテロアリール」には、単結合又は二重結合を介して相互に結合されている、少なくとも２つの単環式、２環式又は多環式の芳香環を有している環系も含まれ、少なくとも１つの環はヘテロ原子を含んでいる。ヘテロアリールが単環系でない場合、少なくとも１つの環に関する用語「ヘテロアリール」については、特定の形態が既知であり且つ安定していれば、飽和した形態（パーヒドロ形態）又は部分的に不飽和形態（例えばジヒドロ形態又はテトラヒドロ形態）も考えられる。従って、本発明のコンテキストにおける用語「ヘテロアリール」には、例えば、２つ又は３つ全てのラジカルが芳香族である二環基又は三環基、ただ１つの環だけが芳香族である二環基又は三環基、及び、２つの環が芳香族である三環基が含まれ、環のうちの少なくとも１つは、即ち、少なくとも１つの芳香族又は１つの非芳香環はヘテロ原子を有している。適切に融合されたヘテロ芳香族としては、例えば、カルバゾリル、ベンジミダゾリル、ベンゾフリル、ジベンゾフリル又はジベンゾチオフェニルが挙げられる。基本骨格を、１つの置換可能な位置、２つ以上の置換可能な位置又は全ての置換可能な位置において置換することができる。適切な置換基は、Ｃ6−Ｃ30−アリールを定義した際に説明したものと同一の置換基である。しかしながら、ヘタリールラジカルは有利には置換されていない。適切なヘタリールラジカルとして、例えば、ピリジン−２−イル、ピリジン−３−イル、ピリジン−４−イル、チオフェン−２−イル、チオフェン−３−イル、ピロール−２−イル、ピロール−３−イル、フラン−２−イル、フラン−３−イル及びイミダゾール−２−イル及び対応するベンゾ融合したラジカル、特に、カルバゾリル、ベンジミダゾリル、ベンゾフリル、ジベンゾフリル又はジベンゾチオフェニルが挙げられる。
【０１９６】
本発明のコンテキストにおいて、「任意に置換された」という語句は、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基の少なくとも１つの水素ラジカルが置換基によって置換されているラジカルを表す。この置換基の種類に関しては、アルキルラジカル、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル及びオクチル、及び、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ネオペンチル、３，３−ジメチルブチル及び２−エチルヘキシル、アリールラジカル、例えばＣ6−Ｃ10−アリールラジカル、特に、フェニル又はナフチル、最も有利にはＣ6−アリールラジカル、例えばフェニル、及びヘタリールラジカル、例えばピリジン−２−イル、ピリジン−３−イル、ピリジン−４−イル、チオフェン−２−イル、チオフェン−３−イル、ピロール−２−イル、ピロール−３−イル、フラン−２−イル、フラン−３−イル及びイミダゾール−２−イル、及び、対応するベンゾ融合されたラジカル、特にカルバゾリル、ベンジミダゾリル、ベンゾフリル、ジベンゾフリル又はジベンゾチオフェニルが有利である。更なる置換基の例には、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヒドロキシルが含まれる。
【０１９７】
ここで、置換度は、一置換から考えられる置換基の最大数まで変化することができる。
【０１９８】
本発明に従い使用するための式（Ｉ）の有利な化合物は、ラジカルＲ1，Ｒ2及びＲ3のうちの少なくとも２つがパラ−ＯＲ及び／又はパラ−ＮＲ2置換基であるという点で注目に値する。ここで、少なくとも２つのラジカルは、−ＯＲラジカルだけであっても良いし、−ＮＲ2ラジカルだけであっても良いし、少なくとも１つの−ＯＲ及び少なくとも１つの−ＮＲ2であっても良い。
【０１９９】
本発明に従い使用するための式（Ｉ）の特に有利な化合物は、ラジカルＲ1，Ｒ2及びＲ3のうちの少なくとも４つがパラ−ＯＲ及び／又はパラ−ＮＲ2置換基であるという点で注目に値する。ここで、少なくとも４つのラジカルは、−ＯＲラジカルだけであっても良いし、−ＮＲ2ラジカルだけであっても良いし、−ＯＲと−ＮＲ2の混合物あっても良い。
【０２００】
本発明に従い使用するための式（Ｉ）の極めて有利な化合物は、ラジカルＲ1，Ｒ2及びＲ3の全てのラジカルがパラ−ＯＲ及び／又はパラ−ＮＲ2置換基であるという点で注目に値する。それらのラジカルは、−ＯＲラジカルだけであっても良いし、−ＮＲ2ラジカルだけであっても良いし、−ＯＲと−ＮＲ2の混合物あっても良い。
【０２０１】
いずれのケースにおいても、−ＮＲ2ラジカル中の２つのＲを相互に異ならせることができるが、しかしながらそれら２つのＲは有利には同一である。
【０２０２】
有利には、Ａ1，Ａ2及びＡ3は、
【化６】
0006400087.tif 000007
から成る群から、それぞれ独立して選択されている。
ここで、
ｍは１〜１８の整数であり、
Ｒ4は、アルキル、アリール又はヘテロアリールであり、有利にはアリールラジカル、より有利にはフェニルラジカルであり、
Ｒ5，Ｒ6は、それぞれ独立して、Ｈ、アルキル、アリール又はヘテロアリールであり、
上記に示した構造の芳香環及びヘテロ芳香環は、オプションとして、更に置換基を有することができる。ここで、芳香環及びヘテロ芳香環の置換度は、一置換から考えられる置換基の最大数にまで及ぶ。
【０２０３】
芳香環及びヘテロ芳香環の別の置換基の場合における有利な置換基には、１つ、２つ又は３つの任意に置換された芳香族基又はヘテロ芳香族基に関して上記において既に言及した置換基が含まれる。
【０２０４】
有利には、上記に示した芳香環及びヘテロ芳香環は別の置換基を有していない。
【０２０５】
より有利には、Ａ1，Ａ2及びＡ3は、
それぞれ独立して、
【化７】
0006400087.tif 000008
であり、より有利には、
【化８】
0006400087.tif 000009
である。
【０２０６】
より有利には、式（Ｉ）の少なくとも１種の化合物は、以下の構造、
【化９】
0006400087.tif 000010
のうちの一方を有している。
【０２０７】
代替的な実施の形態においては、有機ｐ型半導体は、以下の構造、
【化１０】
0006400087.tif 000011
を有しているＩＤ３２２型の化合物を含んでいる。
【０２０８】
本発明に従い使用するための化合物を、当業者には公知である有機合成の慣例の方式によって準備することができる。また、関連する（特許）文献については、以下に示す合成例を参照されたい。
【０２０９】
ｄ）第２の電極
第２の電極は、基板に対向している下部電極であっても良いし、基板とは離れた位置にある上部電極であっても良い。上記において概要を述べたように、第２の電極は完全に又は部分的に透明であっても良いし、不透明であっても良い。本明細書において使用されているように、部分的に透明という語句は、第２の電極が透明な領域と不透明な領域を含むことができるという事実を表している。
【０２１０】
以下に挙げる材料の群のうちの１種以上の材料を使用することができる：少なくとも１種の金属材料、有利には、アルミニウム、銀、白金、金から成る群から選択された金属材料；少なくとも１種の非金属無機材料、有利にはＬｉＦ；少なくとも１種の有機導電性材料、有利には、少なくとも１種の導電性ポリマー、より有利には、少なくとも１種の透明導電性ポリマー。
【０２１１】
第２の電極は、少なくとも１つの金属電極を含むことができ、純金属の形態又は混合物／合金としての１種以上の金属を使用することができ、例えば特にアルミニウム又は銀を使用することができる。
【０２１２】
付加的又は択一的に、非金属材料を、例えば無機材料及び／又は有機材料を、単独で使用することもできるし、金属電極と組み合わせて使用することもできる。一例として、無機／有機の混合電極又は多層電極、例えばＬｉＦ／Ａｌ電極を使用することができる。付加的又は択一的に、導電性ポリマーを使用することができる。従って、光学センサの第２の電極は、１種以上の導電性ポリマーを含むことができる。
【０２１３】
つまり、一例として、第２の電極は、金属の１つ以上の層との組み合わせにおいて、１種以上の導電性ポリマーを含むことができる。有利には、少なくとも１種の導電性ポリマーは、透明導電性ポリマーである。この組み合わせは、非常に薄く、従って透明な金属層を提供することができ、更には十分な導電性を提供することができ、これによって、第２の電極を透明且つ高導電性にすることができる。従って、一例として、１つ以上の金属層において、各層又は層の組み合わせが、５０ｎｍ未満、有利には４０ｎｍ未満、又は、更に有利には３０ｎｍ未満の厚さを有することができる。
【０２１４】
一例として、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）及び／又はその化学的類似物；ポリチオフェン及び／又はその化学的類似物、例えばポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）及び／又はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホン酸））から成る群から選択された、１種以上の導電性ポリマーを使用することができる。付加的又は択一的に、欧州特許出願公開第２５０７２８６号明細書、欧州特許出願公開第２２０５６５７号明細書又は欧州特許出願公開第２２２０１４１号明細書に開示されているような導電性ポリマーのうちの１種以上を使用することができる。更なる実施例については、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号又は米国仮出願特許第６１／７０８，０５８号を参照されたい。それら全ての刊行物の開示内容全体は参照により本願に含まれるものとする。
【０２１５】
付加的又は択一的に、無機の導電性材料を使用することができ、例えば無機の導電性カーボン材料、例えばグラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤから成る群から選択されたカーボン材料を使用することができる。
【０２１６】
更に、適切な反射によって、光子が吸収層を少なくとも２回通過することが強いられることによって、物質の量子効率が高められている電極設計を使用することも可能である。そのような層構造は「コンセントレータ」とも称され、同様に、例えば国際公開第０２／１０１８３８号（特に第２３〜２４頁）に記載されている。
【０２１７】
本発明の研究結果を要約すると、以下の実施の形態が有利である：
実施の形態１：光学検出器は、
−光学センサと、
−少なくとも１つの読み出し装置と、を含んでおり、
前記の光学センサは、基板と、その基板上に設けられている少なくとも１つの感光層構造と、を有しており、感光層構造は、少なくとも１つの第１の電極と、少なくとも１つの第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料と、を有しており、光起電材料は、少なくとも１種の有機材料を含んでおり、第１の電極は、複数の第１の電極ストリップを含んでおり、第２の電極は、複数の第２の電極ストリップを含んでおり、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップの交差部においてピクセルのマトリクスが形成されるように、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップは交差しており、
前記の読み出し装置は、第２の電極ストリップに接続されている複数の電気測定装置と、第１の電極ストリップを電気測定装置に順次接続するためのスイッチング装置と、を含んでいる。
【０２１８】
実施の形態２：光学検出器は、更に、少なくとも１つの対象物を光学センサに光学的に結像させるための少なくとも１つの光学素子を含んでいる、実施の形態１に記載の光学検出器。
【０２１９】
実施の形態３：少なくとも１つの光学素子は、少なくとも１つのレンズを含んでいる、実施の形態２に記載の光学検出器。
【０２２０】
実施の形態４：ピクセルのマトリクスが、第１の電極ストリップによって規定される複数の行と、第２の電極ストリップによって規定される複数の列と、を有しており、各電気測定装置は、各行のピクセルに関する電気信号を同時に測定できるように１つの列に接続される、実施の形態１から３のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２１】
実施の形態５：スイッチング装置は、各行を電気測定装置に順次接続するように適合されている、実施の形態４に記載の光学検出器。
【０２２２】
実施の形態６：スイッチング装置は、多重測定方式を実行するように適合されており、多重測定方式においては、第１の電極ストリップは反復的に電気測定装置に接続される、実施の形態１から５のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２３】
実施の形態７：各電気測定装置は、電流測定装置及び電圧測定装置のうちの少なくとも１つを含んでいる、実施の形態１から６のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２４】
実施の形態８：電気測定装置は、アナログ測定装置である、実施の形態１から７のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２５】
実施の形態９：電気測定装置は、更に、アナログディジタル変換器を含んでいる、実施の形態８に記載の光学検出器。
【０２２６】
実施の形態１０：読み出し装置は、更に、ピクセルのマトリクスの各ピクセルに関する測定値を記憶する少なくとも１つのデータメモリを含んでいる、実施の形態１から９のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２７】
実施の形態１１：第１の電極及び第２の電極のうちの一方は下部電極であり、且つ、第１の電極及び第２の電極のうちの他方は上部電極であり、下部電極は基板に適用されており、光起電材料は下部電極に適用されており、且つ、下部電極を少なくとも部分的に被覆しており、上部電極は光起電材料に適用されている、実施の形態１から１０のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２２８】
実施の形態１２：基板は透明基板である、実施の形態１１に記載の光学検出器。
【０２２９】
実施の形態１３：下部電極及び上部電極のうちの少なくとも１つは透明である、実施の形態１１又は１２に記載の光学検出器。
【０２３０】
実施の形態１４：下部電極は透明である、実施の形態１３に記載の光学検出器。
【０２３１】
実施の形態１５：下部電極は、透明導電性酸化物を含んでおり、有利には、フッ素ドープ酸化スズ、インジウムドープ酸化スズ及び酸化亜鉛から成る群から選択された透明導電性酸化物を含んでいる、実施の形態１４に記載の光学検出器。
【０２３２】
実施の形態１６：上部電極は、複数の金属電極ストリップを含んでいる、実施の形態１から１５のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２３３】
実施の形態１７：金属電極ストリップは、電気絶縁セパレータによって離隔されている、実施の形態１６に記載の光学検出器。
【０２３４】
実施の形態１８：電気絶縁セパレータは、フォトレジスト構造体である、実施の形態１７に記載の光学検出器。
【０２３５】
実施の形態１９：光学センサは、ｎ型半導体金属酸化物を含んでおり、有利にはナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物を含んでおり、電気絶縁セパレータは、ｎ型半導体金属酸化物の上面に配置されている、実施の形態１７又は１８に記載の光学検出器。
【０２３６】
実施の形態２０：光学センサは、更に、ｎ型半導体金属酸化物の上面に堆積された、少なくとも１種の固体ｐ型半導体有機材料を含んでおり、固体ｐ型半導体有機材料は、電気絶縁セパレータによって、複数のストリップ状の領域に細分化されている、実施の形態１９に記載の光学検出器。
【０２３７】
実施の形態２１：上部電極は透明である、実施の形態１から２０のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２３８】
実施の形態２２：上部電極は、少なくとも１つの金属層を含んでおり、金属層は、有利には、５０ｎｍ未満の厚さ、より有利には４０ｎｍ未満の厚さ、最も有利には３０ｎｍ未満の厚さを有している、実施の形態２１に記載の光学検出器。
【０２３９】
実施の形態２３：金属層は、Ａｇ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕから成る群から選択された少なくとも１種の金属、及び／又は、ＮｉＣｒ，ＡｌＮｉＣｒ，ＭｏＮｂ及びＡｌＮｄから成る群から選択された少なくとも１種の合金を含んでいる、実施の形態２２に記載の光学検出器。
【０２４０】
実施の形態２４：上部電極は、更に、光起電材料と金属層との間に埋め込まれている少なくとも１種の導電性ポリマーを含んでいる、実施の形態２１から２３のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２４１】
実施の形態２５：導電性ポリマーは、少なくとも１種の共役ポリマーを含んでいる、実施の形態２４に記載の光学検出器。
【０２４２】
実施の形態２６：導電性ポリマーは、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、有利には少なくとも１種の対イオンで電気的にドープされているＰＥＤＯＴ、より有利にはポリスチレンスルホン酸ナトリウムでドープされた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た少なくとも１種のポリマーを含んでいる、実施の形態２４又は２５に記載の光学検出器。
【０２４３】
実施の形態２７：光学検出器は、光起電材料、第１の電極又は第２の電極のうちの１つ以上を少なくとも部分的に湿気から保護する少なくとも１つの封入部を含んでいる、実施の形態１から２６のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２４４】
実施の形態２８：各ピクセルは、独立した光起電装置、有利には有機光起電装置を形成している、実施の形態１から２７のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２４５】
実施の形態２９：各ピクセルは、色素増感太陽電池を形成しており、より有利には固体色素増感太陽電池を形成している、実施の形態２８に記載の光学検出器。
【０２４６】
実施の形態３０：少なくとも１つの光学センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有しており、且つ、少なくとも１つのセンサ信号を提供することができる少なくとも１つの光学センサを含んでおり、センサ信号は、光ビームによるセンサ領域の照明の総出力が等しければ、照明の幾何学形状に依存し、特にセンサ面における照明のビーム横断面に依存する、実施の形態１から２９のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２４７】
実施の形態３１：少なくとも１つの光学センサは、光学センサの少なくとも１つのスタックを含んでおり、各光学センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有しており、且つ、少なくとも１つのセンサ信号を提供することができ、センサ信号は、光ビームによるセンサ領域の照明の総出力が等しければ、照明の幾何学形状に依存し、特にセンサ面における照明のビーム横断面に依存し、評価装置は、複数ある光学センサのうちの第１の光学センサの少なくとも１つのピクセルによって生成された少なくとも１つのセンサ信号と、複数ある光学センサのうちの第２の光学センサの少なくとも１つのピクセルによって生成された少なくとも１つのセンサ信号と、を比較するように適合されている、実施の形態１から３０のいずれか１つに記載の検出器。
【０２４８】
実施の形態３２：光起電材料は、少なくとも１種のｎ型半導体金属酸化物、少なくとも１種の色素及び少なくとも１種の固体ｐ型半導体材料、有利には少なくとも１種のｐ型半導体有機材料を含んでいる、実施の形態１から３１のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２４９】
実施の形態３３：ｎ型半導体金属酸化物は、少なくとも１種のナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物を含んでいる、実施の形態３２に記載の光学検出器。
【０２５０】
実施の形態３４：ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物は、少なくとも１種の有機色素によって感光性が与えられている、実施の形態３３に記載の光学検出器。
【０２５１】
実施の形態３５：ｎ型半導体金属酸化物は、更に、ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの緻密層を含んでいる、実施の形態３３又は３４に記載の光学検出器。
【０２５２】
実施の形態３６：光学検出器は、少なくとも２つの撮像装置のスタックを含んでおり、撮像装置のうちの少なくとも１つは光学センサである、実施の形態１から３５のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２５３】
実施の形態３７：撮像装置のスタックは、更に、少なくとも１つの付加的な撮像装置を含んでおり、有利には、ＣＣＤチップ及びＣＭＯＳチップから成る群から選択された少なくとも１つの撮像装置を含んでいる、実施の形態３６に記載の光学検出器。
【０２５４】
実施の形態３８：スタックは、異なる分光感度を有している少なくとも２つの撮像装置を含んでいる、実施の形態３６又は３７に記載の光学検出器。
【０２５５】
実施の形態３９：スタックは、少なくとも２つの光学センサを含んでいる、実施の形態３６から３８のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２５６】
実施の形態４０：スタックは、異なる分光感度を有している複数の光学センサを含んでいる、実施の形態３９に記載の光学検出器。
【０２５７】
実施の形態４１：スタックは、交互に異なる分光感度を有している複数の光学センサを含んでいる、実施の形態４０に記載の光学検出器。
【０２５８】
実施の形態４２：光学検出器は、複数の光学センサのセンサ信号を評価することによって、３次元画像を取得するように適合されている、実施の形態３６から４１のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２５９】
実施の形態４３：光学検出器は、スペクトル特性が異なる複数の光学センサのセンサ信号を評価することによって、多色３次元画像を取得するように、有利にはフルカラー３次元画像を取得するように適合されている、実施の形態４２に記載の光学検出器。
【０２６０】
実施の形態４４：光学検出器は、当該光学検出器の視野内のシーンの３次元画像を取得するように適合されている、実施の形態３６から４３のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６１】
実施の形態４５：検出器は、更に、少なくとも１回の飛行時間測定を実行することによって、少なくとも１つの対象物と光学検出器との間の少なくとも１つの距離を検出するように適合されている少なくとも１つの飛行時間検出器を含んでいる、実施の形態１から４４のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６２】
実施の形態４６：感光層構造は、少なくとも３つの第１の電極ストリップを含んでおり、有利には少なくとも１０個の第１の電極ストリップ、より有利には少なくとも３０個の第１の電極ストリップ、最も有利には少なくとも５０個の第１の電極ストリップを含んでいる、実施の形態１から４５のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６３】
実施の形態４７：感光層構造は、少なくとも３つの第２の電極ストリップを含んでおり、有利には少なくとも１０個の第２の電極ストリップ、より有利には少なくとも３０個の第２の電極ストリップ、最も有利には少なくとも５０個の第２の電極ストリップを含んでいる、実施の形態１から４６のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６４】
実施の形態４８：感光層構造は、３〜１，２００個の第１の電極ストリップ及び３〜１，２００個の第２の電極ストリップを含んでおり、有利には１０〜１，０００個の第１の電極ストリップ及び１０〜１，０００個の第２の電極ストリップ、より有利には５０〜５００個の第１の電極ストリップ及び５０〜５００個の第２の電極ストリップを含んでいる、実施の形態１から４７のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６５】
実施の形態４９：光学センサは透明である、実施の形態１から４８のいずれか１つに記載の光学検出器。
【０２６６】
実施の形態５０：少なくとも１つの対象物の位置を求めるための検出器システムであって、検出器システムは、実施の形態１から４９のいずれか１つに記載の光学検出器を少なくとも１つ含んでおり、検出器システムは、更に、少なくとも１つの光ビームを光学検出器に向けるように適合されている少なくとも１つのビーコン装置を含んでおり、ビーコン装置は、対象物に取り付け可能及び／又は対象物によって保持可能及び／又は対象物に組み込み可能である。
【０２６７】
実施の形態５１：ビーコン装置は、少なくとも１つの照明源を含んでいる、実施の形態５０に記載の検出器システム。
【０２６８】
実施の形態５２：ビーコン装置は、対象物から独立した照明源によって生成された一次光ビームを反射するように適合されている、少なくとも１つの反射装置を含んでいる、実施の形態５０又は５１に記載の検出器システム。
【０２６９】
実施の形態５３：検出器システムは、少なくとも２つのビーコン装置を含んでおり、有利には少なくとも３つのビーコン装置を含んでいる、実施の形態５０から５２のいずれか１つに記載の検出器システム。
【０２７０】
実施の形態５４：検出器システムは、更に、少なくとも１つの対象物を含んでいる、実施の形態５０から５３のいずれか１つに記載の検出器システム。
【０２７１】
実施の形態５５：対象物は硬質の物体である、実施の形態５０から５４のいずれか１つに記載の検出器システム。
【０２７２】
実施の形態５６：対象物は、スポーツ用品、有利には、ラケット、クラブ、バットから成る群から選択された物品；衣料品；帽子；靴；ヘルメット；眼鏡から成る群から選択されている、実施の形態５４又は５５に記載の検出器システム。
【０２７３】
実施の形態５７：ユーザと機械との間で情報の少なくとも１つの項目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、ヒューマンマシンインタフェースは、検出器システムに関する上述の実施の形態のうちのいずれか１つに記載の検出器システムを少なくとも１つ含んでおり、少なくとも１つのビーコン装置は、ユーザに直接的又は間接的に取り付けられる、及び／又は、ユーザによって保持されるように適合されており、ヒューマンマシンインタフェースは、検出器システムによってユーザの少なくとも１つの位置を求めるように設計されており、ヒューマンマシンインタフェースは、その位置に情報の少なくとも１つの項目を割り当てるように設計されている。
【０２７４】
実施の形態５８：少なくとも１つのエンターテイメント機能を実行するためのエンターテイメントデバイスであって、エンターテイメントデバイスは、本発明によるヒューマンマシンインタフェースを少なくとも１つ含んでおり、エンターテイメントデバイスは、ヒューマンマシンインタフェースを用いたプレーヤによる情報の少なくとも１つの項目の入力を可能にするように設計されており、エンターテイメントデバイスは、前記の情報に応じてエンターテイメント機能を変更するように設計されている。
【０２７５】
実施の形態５９：少なくとも１つの可動の対象物の位置を追跡するためのトラッキングシステムであって、トラッキングシステムは、検出器システムに関する上述の実施の形態のうちのいずれか１つに記載の検出器システムを少なくとも１つ含んでおり、トラッキングシステムは、更に、少なくとも１つのトラックコントローラを含んでおり、トラックコントローラは、特定の複数の時点において対象物の一連の位置を追跡するように適合されている。
【０２７６】
実施の形態６０：少なくとも１つの対象物を撮像するためのカメラであって、カメラは、光学検出器に関する上述の実施の形態のうちのいずれか１つに記載の光学検出器を少なくとも１つ含んでいる。
【０２７７】
実施の形態６１：光学検出器を製造するための方法であって、以下のステップを備えている：
ａ）光学センサを製造するステップであって、少なくとも１つの第１の電極と、少なくとも１つの第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に挟まれている少なくとも１種の光起電材料と、を有している感光層構造が基板上に設けられ、光起電材料は、少なくとも１種の有機材料を含んでおり、第１の電極は、複数の第１の電極ストリップを含んでおり、第２の電極は、複数の第２の電極ストリップを含んでおり、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップの交差部においてピクセルのマトリクスが形成されるように、第１の電極ストリップと第２の電極ストリップは交差しており、
ｂ）少なくとも１つの読み出し装置を光学センサに接続するステップであって、読み出し装置は、第２の電極ストリップに接続されている複数の電気測定装置を含んでおり、更に、第１の電極ストリップを電気測定装置に順次接続するための少なくとも１つのスイッチング装置を含んでいる。
【０２７８】
実施の形態６２：方法ステップａ）は、以下のサブステップを含んでいる：
ａ１）基板を提供するステップ；
ａ２）少なくとも１つの下部電極を基板上に配置するステップであって、下部電極は、第１の電極又は第２の電極の一方であり、下部電極は、複数の下部電極ストリップを含んでおり；
ａ３）少なくとも１種の光起電材料を下部電極上に堆積させるステップ；
ａ４）少なくとも１つの上部電極を光起電材料上に配置するステップであって、上部電極は、方法ステップａ２）との比較において、第１の電極及び第２の電極の他方であり、上部電極は、複数の上部電極ストリップを含んでおり、上部電極ストリップは、下部電極ストリップ及び上部電極ストリップが交差して、ピクセルのマトリクスが形成されるように配置されている、
実施の形態６１に記載の方法。
【０２７９】
実施の形態６３：方法ステップａ２）は、以下のパターニング技術のうちの１つを含んでいる：
−下部電極を、パターニングを行わずに堆積させ、その後にパターニングを行い、有利にはリソグラフィを使用してパターンニングを行う；
−下部電極をパターニングしながら堆積させ、有利には、マスクを介する堆積技術又は印刷技術のうちの１つ以上を使用して堆積させる、実施の形態６２に記載の方法。
【０２８０】
実施の形態６４：方法ステップａ３）は、
−高濃度ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を、有利にはＴｉＯ2の少なくとも１つの層を堆積させるステップ；
−ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層を、有利にはナノ多孔性のＴｉＯ2の少なくとも１つの層を堆積させるステップ；
−ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層に、少なくとも１種の有機色素でもって感光性を与えるステップ；
−固体ｐ型半導体有機材料の少なくとも１つの層を堆積させるステップ；
を備えている、実施の形態６２又は６３に記載の方法。
【０２８１】
実施の形態６５：方法ステップａ４）は、
−光起電材料の上に上部電極をパターニングしながら堆積させ、有利には、シャドーマスク及び／又は印刷技術を介する堆積を使用することによって堆積させるステップ、
−上部電極を、光起電材料上にパターニングを行わずに堆積させ、それに続いて、少なくとも１つのパターニングステップを実行するステップ、
−少なくとも１つのセパレータを、基板又は光起電材料のうちの１つ以上の上に提供し、それに続いて、上部電極を、パターニングを行わずに堆積させ、上部電極を、セパレータによって複数の上部電極ストリップに細分化するステップ、
のうちの１つ以上を含んでいる、実施の形態６１から６４のいずれか１つに記載の方法。
【０２８２】
実施の形態６６：方法ステップａ４）は、光起電材料の上面に少なくとも１つの導電性ポリマーを堆積させるステップと、導電性ポリマーの上面に少なくとも１つの金属層を堆積させるステップと、を備えている、実施の形態６３から６５のいずれか１つに記載の方法。
【０２８３】
実施の形態６７：金属層は、５０ｎｍ未満の厚さ、有利には４０ｎｍ未満の厚さ、より有利には３０ｎｍ未満の厚さを有している、実施の形態６４に記載の方法。
【０２８４】
実施の形態６８：対象物の少なくとも１つの画像を取得するための方法であって、光学検出器に関する上述の実施の形態のうちのいずれか１つに記載の光学検出器の使用を含み、
−対象物を光学センサに結像させるステップと、
−第１の電極ストリップを電気測定装置に順次接続し、電気測定装置が、各第１の電極ストリップについて、各第１の電極ストリップのピクセルに関する電気信号を測定するステップと、
−ピクセルの電気信号を処理して画像を形成するステップと、
を備えている。
【０２８５】
実施の形態６９：ピクセルの電気信号は、データメモリに記憶され、データメモリは、電気信号を表す値の配列を提供する、実施の形態６８に記載の方法。
【０２８６】
実施の形態７０：電気信号は、アナログの形態の一次電気信号を含んでおり、一次電気信号は、アナログディジタル変換器を使用することによって、ディジタル電気信号である二次電気信号に変換される、実施の形態６８又は６９に記載の方法。
【０２８７】
実施の形態７１：二次電気信号は、各ピクセルに関してグレースケール階調を含んでいる、実施の形態７０に記載の方法。
【０２８８】
実施の形態７２：交通技術における位置測定、エンターテイメントの用途、セキュリティに関連する用途、安全性に関連する用途、ヒューマンマシンインタフェースの用途、トラッキングの用途、写真の用途、少なくとも１つの飛行時間検出器との組み合わせにおける使用から成る群から選択された使用を目的とした、光学検出器に関する上述の実施の形態のうちのいずれか１つに記載の光学検出器の使用。
【０２８９】
本発明の更なるオプションの詳細及び特徴は、従属請求項に関連して下記に記載する有利な実施例の説明から明らかになる。このコンテキストにおいて、特定の特徴を単独で実現することができるか、また種々に組み合わせて実現することもできる。本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。実施例は図面において概略的に描かれている。個々の図面における同一の参照番号は、同一の構成要素又は同一の機能を有する構成要素、又は、機能面に関して相互に対応している構成要素を表す。
とりわけ、図面においては以下のことが記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０２９０】
【図１】光学センサ及び読み出し装置を有している光学検出器の１つの実施の形態を示す。
【図２Ａ】図１に示した光学検出器の切断線Ａ−Ａに沿った、層構造の１つの実施の形態の断面図を示す。
【図２Ｂ】図１に示した光学検出器の切断線Ａ−Ａに沿った、層構造の１つの実施の形態の断面図を示す。
【図２Ｃ】図１に示した光学検出器の切断線Ａ−Ａに沿った、層構造の１つの実施の形態の断面図を示す。
【図３】撮像装置のスタックを有している光学検出器の断面図を示す。
【図４】ライトフィールドカメラとして実施されている光学検出器の概略的な構造を示す。
【図５】本発明による光学検出器を使用する、検出器システム、トラッキングシステム、ヒューマンマシンインタフェース及びエンターテイメントデバイスの概略的な構造を示す。
【図６】少なくとも１つの飛行時間検出器の本発明による検出器への統合形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０２９１】
図１には、本発明による光学検出器１１０の１つの実施の形態が平面図で示されている。この実施の形態において、光学検出器１１０は、１つ以上の光学センサ１１２と、その光学センサ１１２と接続されているか又は接続可能である、少なくとも１つの読み出し装置１１４と、を含んでいる。
【０２９２】
光学センサ１１２は、基板１１６と、その基板１１６の上に配置されている、少なくとも１つの感光層構造１１８と、を含んでいる。感光層構造１１８は、第１の電極１２０を含んでいる。この実施の形態においては、第１の電極１２０を下部電極１２２として形成することができる。しかしながら、上述のように、第１の電極１２０は上部電極であっても良いことを言及しておく。第１の電極１２０は、複数の第１の電極ストリップ１２４を含んでおり、従って、それらの第１の電極ストリップ１２４は下部電極ストリップ１２６として形成されているが、択一的には、それらの第１の電極ストリップ１２４を、上部電極ストリップとして形成することもできる。各第１の電極ストリップ１２４は、少なくとも１つのコンタクトパッド１２８を含んでおり、このコンタクトパッド１２８によって、各第１の電極ストリップ１２４の電気的な接触接続が実現される。
【０２９３】
感光層構造１１８は、更に、少なくとも１つの第２の電極１３０を含んでおり、この第２の電極１３０を上部電極１３２として形成することができる。上記において概要を述べたように、択一的には、第２の電極１３０を下部電極として形成することができ、従って、図１に示されている構造を逆転させることもできる。第２の電極１３０は、複数の第２の電極ストリップ１３４を含んでおり、従って、それらの第２の電極ストリップ１３４を上部電極ストリップ１３６として形成することができる。上記において概要を述べたように、第２の電極ストリップ１３４が下部電極として形成されている、逆転された構造も考えられる。
【０２９４】
第１の電極ストリップ１２４の構造と同様に、コンタクトパッド１３８を介して、第２の電極ストリップ１３４の電気的な接触接続を行うことができる。
【０２９５】
図１に示されている実施例においては、４つの第１の電極ストリップ１２４及び５つの第２の電極ストリップ１３４が図示されていることを言及しておく。異なる個数の第１の電極ストリップ１２４及び／又は異なる個数の第２の電極ストリップ１３４も考えられる。
【０２９６】
感光層構造１１８は更に、第１の電極１２０と第２の電極１３０との間に挟まれている、少なくとも１種の光起電材料１４０を含んでいる。有利には、コンタクトパッド１２８が光起電材料１４０によって覆われないままであるように、光起電材料１４０は適用されている。光起電材料１４０の詳細な実施例は、下記において、図２Ａから図２Ｃを参照しながら説明する。
【０２９７】
図１から見て取れるように、第１の電極ストリップ１２４及び第２の電極ストリップ１３４は、ピクセル１４４のマトリクス１４２が形成されるように交差している。各ピクセル１４４は、第１の電極ストリップ１２４の一部と、第２の電極ストリップ１３４の一部と、それら２つの電極ストリップの間に挟まれている光起電材料１４０の一部と、を含んでいる。図１に示されているこの実施例において、マトリクス１４２は矩形のマトリクスであり、各ピクセル１４４は各行１４６（図１においては水平方向）及び各列１４８（図１においては垂直方向）に配置されている。従って、一例として、各ピクセル１４４を行番号及び列番号によって識別することができる。
【０２９８】
この実施の形態において、各第１の電極ストリップ１２４及び各下部電極ストリップ１２６の接触接続は、コンタクトパッド１２８に接触接続されている各第１のリード１５０を介して行われる。同様に、各第２の電極ストリップ１３４及び各上部電極ストリップ１３６の電気的な接触接続は、コンタクトパッド１３８に電気的に接触接続されている各第２のリード１５２によって行われる。更に、読み出し装置１１４は複数の測定装置１５４を含んでいる。有利には、各列に１つの測定装置１５４が設けられている。以下において更に詳細に説明するように、図１に示されている実施の形態では、行スイッチング（row-switching）が示されている。択一的に、列スイッチング（column-switching）も考えられる。後者の場合、有利には、各行に１つの測定装置１５４が設けられている。更には、例えば複数の列１４８が１つの測定装置を共有することによって、及び／又は、複数の列１４８に対する複数の測定装置１５４を単一の集積装置に、例えばＡＳＩＣに統合することによって、複数の測定装置１５４を組み合わせることが一般的に可能である。
【０２９９】
測定装置１５４を、少なくとも１つの電気信号を生成するように適合させることができる。従って有利には、図１に示されているような複数の電流測定装置及び／又は複数の電圧測定装置から成る群から、測定装置１５４を選択することができる。図１に示されている実施の形態においては、Ｉ1〜Ｉ5によって示唆されている、各列１４８の電流を測定するように適合されている、複数の電流測定装置が設けられている。
【０３００】
測定装置１５４は、それぞれポート１５６，１５８を含むことができる。第１のポート１５６をスイッチング装置１６０に、有利には自動スイッチング装置１６０に接続することができる。また、第２のポート１５８は、各第２のリード１５２を介して各列１４８に接続されている。図１から見て取れるように、各測定装置１５４の第１のポート１５６を１つの統合リード１６２と組み合わせることによって、各第１のポート１５６をスイッチング装置１６０に接続することもできる。
【０３０１】
図１において、参照符号Ｓによっても表されているスイッチング装置１６０は、統合リード１６２及び／又は第１のポート１５６を、第１のリード１５０に選択的に接続するように適合されている。従って、有利には、スイッチング装置１６０は、複数ある第１のリード１５０を統合リード１６２に順次接続する。つまり、最上位行１４６から最下位行１４６への順次的なスイッチングを行い、再び最上位行へと戻るスイッチングを行うことができる。これとは異なるスイッチング構成も可能である。更に、上記において概要を述べたように、マトリクス１４２が別個にスイッチング及び／又は選択されるサブマトリクスに細分化されるように、光学センサ１１２及び／又は読み出し装置１１４を適合させることができる。
【０３０２】
スイッチング装置１６０の各位置において、特定の１つの行１４６が統合リード１６２に接続され、従って、その特定の１つの行１４６が測定装置１５４の全ての第１のポート１５６に接続される。つまり、特定の１つの行１４６が選択され、また測定装置１５４は、その選択された行の各ピクセル１４４に関する信号を測定するように適合されている。それらの信号を、例えばアナログディジタル変換器１６４を使用することによって処理することができ、またデータメモリ１６６に記憶することができる。一例として、データメモリ１６６は、複数のデータフィールド１６８を含むことができ、それらのデータフィールド１６８を、マトリクス１４２の各ピクセル１４４に対応させることができる。従って、各測定信号について、データメモリ１６６の対応する１つのフィールドを選択することができ、また測定値を、有利にはディジタル測定値を、各データフィールド１６８に記憶することができる。つまり、スイッチング装置１６０が行１４６全体にわたるスイッチングを行う場合には、データメモリ１６６が行毎に対応する測定値で順次満たされる。最終的に、データフィールド１６８のエンティティ及びその対応する測定値を有しているデータメモリ１６６は、電子フォーマットの画像１７０を表す。
【０３０３】
この実施の形態において、又は他の実施の形態において、スイッチング装置１６０によるスイッチングは、事前に規定された多重化方式を使用することによって、有利には自動的に行われる。それらの多重化方式並びに対応するスイッチング装置１６０は、ディスプレイ技術の分野においては一般的に公知である。しかしながら、ディスプレイ技術においては、スイッチング装置１６０がディスプレイピクセルのパッシブマトリクスアドレッシングに使用され、例えば、それらのピクセル全体にわたり適切な電圧及び／又は電流を供給するために使用される。もっとも本発明においては、各ピクセル１４４からの電気信号を読み出すために、測定を目的としてスイッチング装置１６０を使用することによって、反転パッシブマトリクス方式が使用される。
【０３０４】
図２Ａから図２Ｃには、図１に示した切断線Ａ−Ａに沿った光学センサ１１２の断面図が示されている。それらの図には、光学センサ１１２の層構造の考えられる種々の実施の形態が示されている。しかしながら、他の層構造も可能であることを言及しておく。図２Ａから図２Ｃにおいて、読み出し装置１１４及び／又はリード１５０，１５２は図示していない。
【０３０５】
図２Ａから図２Ｃに示されている全ての実施の形態において描かれているように、また上述のように、光学センサ１１２は、感光層構造１１８が上面に配置されている基板１１６を含んでいる。更には、１つ以上の封入部１７２によって、例えばガラスカバー、金属カバー又はセラミックカバーのような少なくとも１つの封入部材によって、感光層構造１１８を完全に又は部分的に覆うことができる。付加的又は択一的に、感光層構造１１８の上面を１つ以上の封入層でもってコーティングすることができる。封入部１７２は透明であっても不透明であっても良い。有利には、少なくとも図２Ｂに示されている構造では、封入部１７２を完全に又は部分的に透明にすることができる。コンタクトパッド１２８及び／又は（図２Ａから図２Ｃには図示していない）コンタクトパッド１３８が封入部１７２によって覆われないままであるように、従って、電気的な接触接続を行うためにコンタクトパッド１２８及び／又はコンタクトパッド１３８に接近できるように、封入部１７２を配置することができる。
【０３０６】
上述の図１から見て取れるように、第１の電極１２０は、全ての実施の形態において、複数の第１の電極ストリップ１２４を含んでいる。一例として、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）を使用することができる。ストリップを形成するためのパターニングを、ディスプレイ技術から公知である標準的なリソグラフィ技術によって、例えばエッチング技術によって実施することができる。従って、一例として、ＦＴＯによる基板１１６の大面積のコーティング部を設けることができ、且つ、第１の電極ストリップ１２４の領域をフォトレジストによって覆うことができる。続けて、フォトレジストによって覆われていない部分からＦＴＯを除去するために、それらの領域を標準的なエッチング技術によって、例えばウェットエッチング及び／又はドライエッチングによってエッチングすることができる。
【０３０７】
第１の電極１２０の上面には、光起電材料１４０が配置されている。図２Ａから図２Ｃに示されている実施の形態においては、この光起電材料１４０は、第１の電極１２０の上面に配置されている、ｎ型半導体金属酸化物１７４の緻密層を含んでいるが、この実施の形態は単に一実施例に過ぎず、その他の種類の光起電材料１４０及び／又はその他の種類の層構造を使用する可能性を制限するものではない。緻密層１７４は、バリア層として機能し、また例えば１０ｎｍから５００ｎｍまでの厚さを有している。緻密層１７４の上面には、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の１つ以上の層１７６を設けることができる。例えば、少なくとも部分的に、有機色素１７８を層１７６にドープすることによって、及び／又は、有機色素１７８に層１７６を浸漬させることによって、層１７６の上面及び／又は層１７６の内部に少なくとも１種の有機色素１７８をもたらすことができる。付加的又は択一的に、有機色素１７８の別個の層を層１７６の上面に設けることができる。
【０３０８】
層１７６の上面及び／又は有機色素１７８の上面には、固体ｐ型半導体有機材料１８０の１つ以上の層が配置されている。一般的に、層１７４，１７６及び１８０並びに有機色素１７８に関しては、上述の実施例を参照されたい。更に、処理技術及び／又は材料若しくは材料の組み合わせに関しては、国際公開第２０１２／１１０９２４号、米国仮出願特許第６１／７３９，１７３号及び米国仮出願特許第６１／７４９，９６４号のうちの１つ以上の文献を参照されたい。本発明においては、下部電極１２２がストリップ形状の下部電極１２２であるにもかかわらず、同一の材料及び／又は処理技術を使用することができる。
【０３０９】
図２Ａに示されている実施の形態においては、感光層構造１１８の複数の層が順次堆積された後に、第２の電極ストリップ１３４が堆積される。このために、金属ストリップを公知の堆積技術によって、例えば熱蒸着及び／又は電子ビーム蒸着及び／又はスパッタリングによって堆積させることができる。ストリップ形状のパターンを形成するために、一例として、シャドーマスクを使用することができる。従って、層造体の表面の、第２の電極ストリップ１３４以外の領域をシャドーマスクによって覆い、その一方で、第２の電極ストリップ１３４が堆積されるべき領域を覆わないままにすることができる。一例として、第２の電極ストリップ１３４の形状に対応するスロット形状の開口部を備えているスチールマスクを使用することができる。このシャドーマスクが上面に設けられている構造体を真空鐘に挿入することができ、また一例として、例えば坩堝からの熱蒸着及び／又は電子ビーム蒸着を使用して、アルミニウム層を上面に堆積させることができる。一例として、第２の電極ストリップ１３４の少なくとも１つの金属層は、２０ｎｍから５００ｎｍまでの厚さ、有利には３０ｎｍから３００ｎｍまでの厚さを有することができる。従って、図２Ａに示されている実施の形態においては、照明が参照番号１８２によってシンボリックに表されている。この実施の形態においては、照明は基板１１６を介して、有利には透過性の特性を備えているプラスチック基板及び／又はガラス基板を介して行われる。しかしながら、付加的又は択一的に、照明を上面側から、即ち、反対方向から行うこともできる。感光層構造１１８内部に十分な光を提供するこめに、このケースでは、封入部１７２が有利には完全に又は部分的に透明であり、更には、第２の電極ストリップ１３４を透明な第２の電極ストリップ１３４として設けることができる。透明な第２の電極ストリップ１３４を提供するために、種々の技術を使用することができる。従って、上記において概要を述べたように、薄い金属層を使用することができる。つまり、４０ｎｍ未満、有利には３０ｎｍ未満、又はそれどころか２０ｎｍ未満の層厚の金属層が設けられる場合、特にアルミニウムに関しては、可視スペクトル領域において十分な透明性を提供することができる。しかしながら、金属層の厚さが薄くなるに連れ、第２の電極ストリップ１３４に沿って導電性が不十分になる虞がある。
【０３１０】
この問題を回避するために、第２の電極１３０の１つ以上の金属層を完全に透明な導電性材料に置換することができる、及び／又は、第２の電極１３０の１つ以上の層を完全に透明な導電性材料によってサポートすることができる。従って、一例として、図２Ｂに示されている択一的な実施の形態において描かれているように、第２の電極ストリップ１３４に対して、１つ以上の導電性ポリマー層を使用することができる。一方の側から又は両側から照明することができ、且つ、光が通過するように適合させることができる透明な光学センサ１１２を形成するために使用することができるこの実施の形態においては、図２Ａに示されている実施の形態と同様に、第２の電極ストリップ１３４が１つ以上の金属層１８４を含んでいる。しかしながら付加的に、第２の電極ストリップ１３４の金属層１８４とｐ型半導体有機材料１８０との間に、導電性有機材料の１つ以上の層１８６が挿入されている。有利には、導電性ポリマーの少なくとも１つの層１８６は、金属ストリップ１９０によって完全に又は部分的に覆われている導電性ポリマーストリップ１８８を提供するために、パターニングされている。ストリップ１８８及び１９０の組み合わせは、第２の電極ストリップ１３４及び／又は上部電極ストリップ１３６を形成している。
【０３１１】
上述のように、この実施の形態において及び／又は他の実施の形態において、金属ストリップ１９０の透明性を維持するために、金属ストリップ１９０に関しては４０ｎｍ未満の厚さ、有利には３０ｎｍ未満の厚さが好適である。導電性ポリマーの層１８６は、適切な電流を維持するために、付加的な導電性を提供する。
【０３１２】
上述のように、金属ストリップ１９０を、種々の金属堆積技術によって、例えば物理蒸着（ＰＶＤ）、有利にはスパッタリング及び／又は熱蒸着及び／又は電子ビーム蒸着によって形成することができる。従って、一例として、１つ以上のアルミニウム層を堆積させることができる。導電性ポリマーストリップ１８８をパターニングするために、導電性ポリマーをパターニングして適用することができる。従って、一例として、導電性ポリマーに対して種々の印刷技術を使用することができる。印刷技術の実施例に関しては、有機発光ディスプレイの技術において公知の印刷技術、及び／又は、有機エレクトロニクスから公知の印刷技術を参照されたい。従って、一例として、米国特許出願公開第２００４／０２１６６２５号に開示されているようなスクリーン印刷技術を参照されたい。付加的又は択一的に、その他の種類の印刷技術、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷から成る群から選択された印刷技術若しくはその他の技術も使用することができる。
【０３１３】
図２Ａ及び図２Ｂに示されている実施の形態は、上部電極１３２、例えば第２の電極１３０がパターニングされて堆積されている実施の形態である。従って、上部電極１３２がパターニングされて堆積される堆積技術が使用される。上記において概要を述べたように、付加的又は択一的に、その他の技術も考えられる。従って一般的には、大面積での堆積を行い、それに続いて、レーザーアブレーション及び／又はエッチング技術のようなパターニングステップを実行することが可能である。上述のように、付加的又は択一的に、セルフパターニング技術を使用することができる。従って、光学センサ１１２自体が、図２Ｃに示した実施例に描かれているように、１つ以上の離隔部材１９２を含むことができる。一例として、それらの離隔部材１９２は、基板１１６及び／又は感光層構造１１８の１つ以上の層に適用される細長い棒状部材であって良い。この断面図では、セパレータとも称される離隔部材が、紙面に対して垂直に、即ち第２の電極ストリップ１３４に平行に延在している。例えば、セパレータ９２に台形の形状を与えることによって、セパレータ９２の上端部又はその近傍に鋭角部１９４を設けることができる。蒸着の領域を制限するシャドーマスクの使用の有無にかかわらず、上部電極１３２の１つ以上の金属層１８４が蒸着されると、金属層１８４は鋭角部１９４で途切れるので、従って、隣接するセパレータ１９２間に別個の金属ストリップが生じ、これが上部電極ストリップ１３６を形成する。
【０３１４】
セルフパターニング技術は一般的に、ディスプレイ技術から公知である。従って、一例として、セパレータ１９２を完全に又は部分的に、フォトレジスト構造体によって形成することができる。それらのフォトレジスト構造のパターニングに関しては、米国特許出願公開第２００３／００１７３６０号、米国特許出願公開第２００５／００５２１２０号、米国特許出願公開第２００３／００９４６０７号のうちの１つ以上の文献又はその他のパターニング技術を参照されたい。
【０３１５】
セルフパターニングを上部電極１３２にのみ適用することができる。しかしながら付加的に、図２Ｃに示されている実施の形態に描かれているように、１つ以上のセパレータ１９２によるセルフパターニングを、光学センサの１つ以上の付加的な層及び／又は構成要素をパターニングするためにも使用することができる。従って、一例として、１つ以上の有機層をそのようにしてパターニングすることができる。一例として、有機色素１７８及び／又はｐ型半導体有機材料１８０を、少なくとも１つのセパレータ１９２によって完全に又は部分的にパターニングすることができる。従って一般的には、感光層構造１１８の１つ以上の有機成分が適用される前に、少なくとも１つのセパレータ１９２を適用することができる。一例として、ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の少なくとも１つの層１７６を準備した後に、１つ以上のセパレータ１９２を適用することができる。典型的なフォトレジストパターニング技術は、強度のエッチングステップ及び／又は強度の加熱ステップ、例えば約１００℃の温度への加熱を必要とするので、それらのステップが有機材料にとって有害なものになる虞がある。従って、有機材料が適用される前に、例えば、少なくとも１つの有機色素１７８が適用される前に、及び／又は、少なくとも１つのｐ型半導体有機材料１８０が適用される前に、セパレータ１９２を作製することが望ましい。ディスプレイ技術から公知であるように、１つ以上のセパレータ１９２が基板１１６上に存在したとしても、有機材料を均一に適用し、またパターニングすることができる。従って、１種以上の有機色素１７８及び／又は１種以上のｐ型半導体有機材料１８０を、公知の堆積技術によって、例えば真空蒸着（ＣＶＤ及び／又はＰＶＤ）、ウェットプロセス（例えばスピンコーティング及び／又は印刷）又はその他の堆積技術によって適用することができる。セパレータ１９２のパターニング、セパレータ１９２の考えられる幾何学的配置、セパレータ１９２の考えられる材料及びそれらのセパレータ１９２のその他の詳細に関しては、上記の刊行物を参照されたい。
【０３１６】
例えば図２Ｂの実施の形態において使用されているように、ここでもまた、少なくとも１つの金属層１８４の他に、導電性ポリマーの層、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの１つ以上の層を堆積させることができる。従って、図２Ｂにおいて、１つ以上のセパレータ１９２が使用される場合であっても、透明な上部電極１３２を作製することができる。
【０３１７】
光学検出器１１０は、少なくとも１つの光学センサ１１２の他に、１つ以上の付加的な構成要素を含むことができる。従って、図３においては、光学検出器１１０の一実施例が断面図で示されている。光学検出器１１０を、一例として、写真用途のためのカメラ２１４として形成することができる。この実施の形態においては、光学検出器１１０は、少なくとも２つ、有利には少なくとも３つの撮像装置１９８から成るスタック１９６を含んでいる。それらの撮像装置１９８は、光学検出器１１０の光軸２００に沿って積層化されている。少なくとも１つの撮像装置１９８は、請求項１に規定されているような、及び／又は、上述の実施の形態のうちの１つ以上の実施の形態、例えば図１又は図２Ａから図２Ｃに示されている実施の形態のうちの１つ以上の実施の形態に開示されているような、光学センサ１１２である。一例として、スタック１９６は、例えば図３において番号１，２及び３が付されている位置において、３つの光学センサ１１２を含むことができる。付加的に、スタック１９６は、例えば図３において番号４が付されている位置において、１つ以上の付加的な撮像装置２０２を含むことができる。番号４が付されている位置はスタック１９６の最後の位置であって、光学検出器１１０の入口開口部２０４とは反対側に位置している。少なくとも１つの付加的な撮像装置２０２は、一例として、有機撮像装置又は無機撮像装置又はハイブリッド撮像装置で良いが、この少なくとも１つの付加的な撮像装置２０２を、択一的には、請求項１に規定されているような少なくとも１つの光学センサ１１２と比較して形成することができる。一例として、付加的な撮像装置２０２は、無機半導体撮像装置、例えばＣＣＤチップ及び／又はＣＭＯＳチップであっても良いし、そのような無機半導体撮像装置を含んでいても良い。従って、一例として、スタック１９６は、有機撮像装置と無機撮像装置１９８の組み合わせであって良い。択一的に、スタック１９６が、請求項１に規定されているような光学センサ１１２のみを含んでいても良い。
【０３１８】
スタック１９６が設けられている場合、有利には、複数ある撮像装置１９８のうちの少なくとも１つは透明である。従って、一例として、入口開口部２０４とは反対側に位置する最後の撮像装置１９８を除く全ての撮像装置１９８を、完全に又は部分的に透明な撮像装置１９８として形成することができる。上述のように、この透明性は透明な第１及び第２の電極１２０，１３０を使用することによって容易に実現することができる。最後の撮像装置１９８に関しては、透明性は要求されない。従って上述のように、この最後の撮像装置１９８（例えば、図３において番号４が付されている位置にある撮像装置１９８）は無機半導体撮像装置１９８で良く、透明な特性を提供することは必要とされない。つまり、例えばカメラ技術において公知であるような、典型的な高解像撮像装置を使用することができる。
【０３１９】
更には、特に撮像装置１９８のスタック１９６が設けられている場合には、スタック１９６の各撮像装置１９８又は撮像装置１９８のうちの少なくとも２つは、異なる分光感度を提供することができる。従って、一例として、各光学センサ１１２は、相互に異なる吸収特性を有している異なる種類の有機色素１７８を提供することができる。つまり、一例として、番号１の位置にある撮像装置の有機色素１７８は、青色スペクトル領域にある光を吸収し、番号２の位置にある撮像装置の有機色素１７８は、緑色スペクトル領域にある光を吸収し、また、番号３の位置にある撮像装置の有機色素１７８は、赤色スペクトル領域にある光を吸収することができる。これとは異なり、それらの吸収特性のあらゆる任意の順列も可能である。最後の撮像装置１９８は、スペクトル領域全体にわたる積分信号を生成するために、広帯域分光感度を有することができる。従って、異なる撮像装置１９８に由来する画像を比較することによって、光学検出器１１０に入射する光ビーム２０６における色情報を提供することができる。一例として、１つの撮像装置１９８の複数の信号、例えば積分信号を、全ての撮像装置１９８の和信号によって、及び／又は、付加的な撮像装置２０２の１つ以上の信号によって除算して、色情報を提供することができる。
【０３２０】
光軸２００に沿った種々の位置において、例えば種々の焦平面において、光ビーム２０６の像を取得するように、光学検出器１１０を適合させることができる。それらの像を比較することによって、複数の撮像装置１９８によって生成された画像から種々の情報、例えば少なくとも１つの光ビーム２０６を放射している対象物の位置情報を導出することができる。この情報を評価するために、光学検出器１１０は、１つ以上の読み出し装置１１４の他に、それら複数の撮像装置１９８によって生成された画像を評価するための１つ以上のコントローラ２０８を含んでいる。１つ以上のコントローラ２０８は、評価装置２１６を形成することができる、及び／又は、評価装置２１６の一部であって良く、この評価装置２１６は更に、１つ以上の読み出し装置１１４を含むこともできる。上述の少なくとも１つのデータメモリ１６６は、コントローラ２０８及び／又は評価装置２１６の一部であって良い。
【０３２１】
上述のように、光学検出器１１０は更に、１つ以上の光学素子２１０を、例えば光ビーム２０６のビーム伝播特性を変更するように適合されている１つ以上の光学素子２１０を含むことができる。一例として、光学素子２１０は、１つ以上のフォーカシングレンズ及び／又はデフォーカシングレンズを含むことができる。光学検出器１１０は、更に、撮像装置１９８が収容されている、例えば遮光性のケーシングであるケーシング２１２を含むことができる。
【０３２２】
上記において概要を述べたように、光軸２０２に沿った種々の位置において、例えば種々の焦平面において、光ビーム２０６の像を取得するように、光学検出器１１０を適合させることができる。それらの像を比較することによって、生成された画像から種々の情報、例えば少なくとも１つの光ビーム２０６を放射している対象物の位置情報を導出することができる。この可能性は図４にシンボリックに示されている。図４は基本的に、図３の構造を再度示したものである。この図４において、参照符号Ａ，Ｂ及びＣによって表されている１つ以上の対象物２１８、及び／又は、それらの対象物２１８に取り付けられているか又は統合されているか、若しくは、対象物２１８によって保持されている１つ以上のビーコン装置２２０は、光学検出器１１０に向かって光ビーム２０６を放射及び／又は反射する。
【０３２３】
この実施の形態において又は他の実施の形態において、光学検出器１１０を、ライトフィールドカメラとして使用されるように構成することができる。基本的に、図４に示されている構造を、図３に示されている実施の形態又は本発明のその他の実施の形態に対応させることができる。光学検出器１１０は、上記において概要を述べたように、画素化センサとも称され、特に透明であって良い光学センサ１１２のスタック１９６を含んでいる。一例として、画素化有機光学センサ、例えば有機太陽電池、特にｓＤＳＣを使用することができる。更には、検出器１１０、特にスタック１９６は、少なくとも１つの付加的な撮像装置２０２を含むことができ、例えばＣＣＤ及び／又はＣＭＯＳ撮像装置のような不透明撮像装置２０２を含むことができる。光学検出器１１０は、更に、対象物２１８の撮像に適合されている少なくとも１つの光学素子２１０を含むことができ、例えば少なくとも１つのレンズ又はレンズシステムを含むことができる。
【０３２４】
上記において概要を述べたように、ここで図示されている実施の形態における検出器１１０は、ライトフィールドカメラとして動作することに適している。従って、１つ以上の対象物２１８又ビーコン装置から伝播する光ビーム２０６を光学素子２１０によって、図４において参照符号Ａ’，Ｂ’及びＣ’によって表されている、対応する像に焦点合わせすることができる。光学センサ１１２のスタック１９６を使用することによって、３次元画像を取得することができる。従って、特に光学センサ１１２がＦｉＰセンサである場合、即ち、センサ信号が光子密度に依存するセンサである場合、隣接する光学センサ１１２のセンサ信号を評価することによって、各光ビーム２０６に関する焦点を求めることができる。つまり、スタック１９６のセンサ信号を評価することによって、種々の光ビーム２０６のビームパラメータ、例えば焦点位置、伝播パラメータ又は他のパラメータを求めることができる。このことから、一例として、対象となる各光ビーム２０６及び／又は１つ以上の光ビーム２０６を、ビームパラメータから求めることができ、またパラメータ表現及び／又はベクトル表現によって表すことができる。従って、光学素子２１０の光学品質及び光学特性は一般的に公知であることから、光ビーム２０６のビームパラメータがスタック１９６の使用によって求められれば、光学検出器１１０によって捕捉された、１つ以上の対象物２１８を含んでいるシーンを、単純化されたビームパラメータのセットによって即座に表すことができる。図４に示したライトフィールドカメラの更なる詳細に関しては、上述の種々の可能性についての説明を参照されたい。
【０３２５】
更に、上記において概要を述べたように、光学センサのスタック１９６の光学センサ１１２の波長感度は同じであっても良いし、異なっていても良い。従って、スタック１９６は、２つのタイプの光学センサ１１２を例えば交互に有することができる。この点に関して、第１のタイプの光学センサ１１２と第２のタイプの光学センサ１１２を、スタック１９６に設けることができる。特に、第１のタイプの光学センサ１１２と第２のタイプの光学センサ１１２を、光軸２００に沿って交互に配置することができる。第１のタイプの光学センサ１１２は、第１の分光感度、例えば第１の吸収スペクトル、例えば第１の色素によって規定される第１の吸収スペクトルを有することができ、また第２のタイプの光学センサ１１２は、第１の分光感度とは異なる第２の分光感度、例えば第２の吸収スペクトル、例えば第２の色素によって規定される第２の吸収スペクトルを有することができる。それら２つのタイプの光学センサ１１２又はそれ以上の数のタイプの光学センサのセンサ信号を評価することによって、色情報を取得することができる。従って、導出することができるビームパラメータの他に、２つ又はそれ以上の数のタイプの光学センサ１１２によって、付加的な色情報、例えばフルカラー３Ｄ画像を導出することができる。つまり、一例として、ルックアップテーブルに記憶されている値を有している種々の色の光学センサ１１２のセンサ信号を比較することによって、色情報を導出することができる。このことから、図４の構造を、モノクロ型、フルカラー型又は多色型のライトフィールドカメラ２１４として実施することができる。
【０３２６】
上記において概要を述べたように、また以下において図５を参照しながら詳細に説明するように、上述の実施の形態のうちの１つ以上の実施の形態において、本発明による光学検出器１１０は特に、カメラ２１４、検出器システム２２２、トラッキングシステム２２４、ヒューマンマシンインタフェース２２６又はエンターテイメントデバイス２２８のうちの１つ以上の一部であってよい。
【０３２７】
図５においては、複数の光学センサ１１２を有している、検出器１１０の実施例が非常に概略的に示されている。特に、検出器１１０をカメラ２１４として形成することもできるし、検出器１１０はカメラ２１４の一部であっても良い。カメラ２１４は撮像を行うことができ、特に３Ｄ撮像を行うことができ、また、静止画像及び／又はディジタルビデオクリップのような連続する画像を取得することができる。その他の実施の形態も考えられる。更に図５には、少なくとも１つの検出器１１０の他に１つ以上のビーコン装置２２０を含んでいる検出器システム２２２の実施の形態も示されている。この実施例において、ビーコン装置２２０は、検出器１１０を使用することによってその位置が検出されるべき対象物２１８に取り付けられている及び／又は統合されている。更に図５には、少なくとも１つの検出器システム２２２を含んでいるヒューマンマシンインタフェース２２６の実施例が示されており、またそれ以外に、そのようなヒューマンマシンインタフェース２２６を含んでいるエンターテイメントデバイス２２８の実施例も示されている。図面には更に、対象物２１８の位置を追跡するためのトラッキングシステム２２４の実施の形態が示されており、このトラッキングシステム２２４は、検出器システム２２２と、この実施の形態又は他の実施の形態においてトラックコントローラとして機能するコントローラ２０８と、を含んでいる。装置及びシステムのそれらのコンポーネントを以下において更に詳細に説明する。
【０３２８】
検出器１１０は、１つ以上の光学センサ１１２の他に、少なくとも１つの読み出し装置１１４を含んでおり、この読み出し装置１１４は、上記において詳細に説明したように、少なくとも１つの評価装置２１６の一部であって良い。評価装置２１６を、１つ以上のコネクタ２３０及び／又は１つ以上のインタフェースを介して、光学センサ１１２に接続することができる。少なくとも１つの光学コネクタ２３０を使用する代わりに、評価装置２１６を完全に又は部分的に、光学センサ１１２及び／又は検出器１１０のケーシング２３２に統合することができる。付加的又は択一的に、評価装置２１６を完全に又は部分的に別個の装置として設計することができる。
【０３２９】
この実施例において、その位置を検出することができる対象物２１８を、スポーツ用品としてデザインすることができる、及び／又は、対象物２１８は、ユーザ２３６によってその位置を操作することができるコントロールエレメント２３４を形成することができる。一例として、対象物２１８はバット、ラケット（レコード）、クラブ又は他の何らかのスポーツ用品及び／又は擬似スポーツ用品で良いか、又はそれらを含むことができる。その他の種類の対象物２１８も考えられる。更に、ユーザ２３６自身も、その位置が検出されるべき対象物２１８とみなすことができる。
【０３３０】
上記において概要を述べたように、検出器１１０は複数の光学センサ１１２を有している。光学センサ１１２を、検出器１１０のケーシング２３２内に設けることができる。更には、少なくとも１つの光学素子２１０を含めることができ、有利には１つ以上のレンズを含んでいる１つ以上の光学系を含めることができる。有利には検出器１１０の光軸２００に関して同心に設けられている、ケーシング２３２における開口部２３８は、有利には検出器１１０の視野方向２４０を規定する。光軸２００に平行又は逆平行な方向が縦方向として規定されており、それに対し、光軸２００に垂直な方向が横方向として規定されている座標系２４２を規定することができる。図５ではシンボリックに描かれている座標系２４２において、縦方向は参照符号ｚによって、また横方向は参照符号ｘ及びｙによってそれぞれ表されている。その他の種類の座標系２４２も使用することができる。
【０３３１】
検出器１１０は、１つ以上の光学センサ１１２を含むことができる。有利には、図５に示されているように、複数の光学センサ１１２が含まれており、それらは有利には光軸２００に沿って積層化されており、それによりセンサスタック１９６が形成されている。図５の実施の形態においては、５つの光学センサ１１２が示されている。しかしながら、異なる数の光学センサ１１２を有している実施の形態も考えられることを言及しておく。
【０３３２】
上記において概要を述べたように、検出器１１０は更に、１つ以上の飛行時間検出器を含むことができる。この可能性は図６に示されている。検出器１１０は、先ず、１つ以上の画素化光学センサ１１２を有している少なくとも１つのコンポーネントを、例えばセンサスタック１９６を含んでいる。図６に示されている実施の形態においては、光学センサ１１２を含んでいる少なくとも１つのユニットはカメラ２１４として表されている。しかしながら、その他の実施の形態も考えられることを言及しておく。カメラ２１４の考えられる構造の詳細については、上述の構造、例えば図３又は図５に示した実施の形態、又は検出器１１０のその他の実施の形態を参照されたい。基本的には、上述のような検出器１１０のあらゆる構造を、図６に示した実施の形態のコンテキストにおいて使用することができる。
【０３３３】
更に、検出器１１０は、少なくとも１つの飛行時間（ＴｏＦ：ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）検出器２４４を含んでいる。図６に示されているように、ＴｏＦ検出器２４４を検出器１１０の読み出し装置１１４及び／又は評価装置２１６に接続しても良いし、ＴｏＦ検出器２４４に別個の評価装置を設けても良い。上記において概要を述べたように、図６においてシンボリックに示されているように、パルス２４６を送受信することによって、検出器１１０と対象物２１８との間の距離を求めるように、換言すれば、光軸２００に沿ったｚ座標を求めるように、ＴｏＦ検出器２４４を適合させることができる。
【０３３４】
少なくとも１つの光学ＴｏＦ検出器２４４を、画素化光学センサ１１２、例えばカメラ２１４を有している少なくとも１つの検出器と種々に組み合わせることができる。従って、一例として、また図６に示されているように、少なくとも１つのカメラ２１４を第１の部分ビームパス２４８に設けることができ、またＴｏＦ検出器２４４を第２の部分ビームパス２５０に設けることができる。部分ビームパス２４８，２５０を、少なくとも１つのビーム分割素子２５２によって分離させることができる、及び／又は、結合させることができる。一例として、ビーム分割素子２５２は、波長に作用しないビーム分割素子２５２、例えば半透明ミラーであってよい。付加的又は択一的に、波長依存性を与えることができ、これによって、異なる波長を分離することができる。図６に示した構造の代わりに、又は図６に示した構造に追加する構造として、ＴｏＦ検出器２４４の他の構造も使用することができる。従って、例えばＴｏＦ検出器２４４をカメラ２１４の後方に配置することによって、カメラ２１４とＴｏＦ検出器２４４を直線上に配置することができる。この場合、有利には、不透明の光学センサはカメラ２１４内に設けられておらず、また全ての光学センサ１１２は少なくとも部分的に透明である。またこれに代わる構造として、又はこれに追加する構造として、ＴｏＦ検出器２４４をカメラ２１４から独立して配置し、複数の光路を組み合わせることなく、異なる光路を使用することができる。種々の構造が考えられる。
【０３３５】
上記において概要を述べたように、例えば、多義性を解消するため、光学検出器１１０を使用することができる天候条件の範囲を拡大するため、又は、対象物２１８と光学検出器１１０との間の距離を延長するため等の種々の目的に応じて、ＴｏＦ検出器２４４及びカメラ２１４を効果的に組み合わせることができる。更なる詳細については、上記の説明を参照されたい。
【符号の説明】
【０３３６】
１１０  光学検出器
１１２  光学センサ
１１４  読み出し装置
１１６  基板
１１８  感光層構造
１２０  第１の電極
１２２  下部電極
１２４  第１の電極ストリップ
１２６  下部電極ストリップ
１２８  コンタクトパッド
１３０  第２の電極
１３２  上部電極
１３４  第２の電極ストリップ
１３６  上部電極ストリップ
１３８  コンタクトパッド
１４０  光起電材料
１４２  マトリクス
１４４  ピクセル
１４６  行
１４８  列
１５０  第１のリード
１５２  第２のリード
１５４  電気測定装置
１５６  第１のポート
１５８  第２のポート
１６０  スイッチング装置
１６２  統合リード
１６４  アナログディジタル変換器
１６６  データメモリ
１６８  データフィールド
１７０  画像
１７２  封入部
１７４  ｎ型半導体金属酸化物の緻密層
１７６  ナノ多孔性ｎ型半導体金属酸化物の層
１７８  有機色素
１８０  ｐ型半導体有機材料
１８２  照明
１８４  金属層
１８６  導電性ポリマーの層
１８８  導電性ポリマーストリップ
１９０  金属電極ストリップ
１９２  離隔部材、セパレータ
１９４  鋭角部
１９６  スタック
１９８  撮像装置
２００  光軸
２０２  付加的な撮像装置
２０４  入射開口部
２０６  光ビーム
２０８  コントローラ
２１０  光学素子
２１２  ケーシング
２１４  カメラ
２１６  評価装置
２１８  対象物
２２０  ビーコン装置
２２２  検出器システム
２２４  トラッキングシステム
２２６  ヒューマンマシンインタフェース
２２８  エンターテイメントデバイス
２３０  コネクタ
２３２  ケーシング
２３４  コントロールエレメント
２３６  ユーザ
２３８  開口部
２４０  視野方向
２４２  座標系
２４４  飛行時間検出器
２４６  パルス
２４８  第１の部分ビームパス
２５０  第２の部分ビームパス
２５２  ビーム分割素子
【図１】
0006400087.tif 000012
【図２Ａ】
0006400087.tif 000013
【図２Ｂ】
0006400087.tif 000014
【図２Ｃ】
0006400087.tif 000015
【図３】
0006400087.tif 000016
【図４】
0006400087.tif 000017
【図５】
0006400087.tif 000018
【図６】
0006400087.tif 000019