(57)【要約】  少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する検出器（１１０）が提案される。検出器（１１０）は、  −  少なくとも１個の縦方向光学センサ（１１４）であって、少なくとも１つのセンサ領域（１３０）を有し、光ビーム（１３２）によるセンサ領域（１３０）の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域（１３０）内の光ビーム（１３２）のビーム断面積に依存し、縦方向光学センサは、少なくとも２個の電極（１６６、１７４）を有する少なくとも１個の光ダイオード（１３４）を含み、少なくとも１つの光活性層（１８０）は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極（１６６、１７４）間に埋め込まれる、縦方向光学センサ（１１４）と、  −  少なくとも１個の評価装置（１５０）であって、縦方向センサ信号を評価することによって、物体（１１２）の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、評価装置（１５０）とを含む。  以上により、簡単でありながらも効率的な、空間内での少なくとも１個の物体の位置を正確に判定し、信号対ノイズ比が改善された状態でＦｉＰ効果を示すと同時に、時間とエネルギーを節約する形で生産することができる検出器が提供される。
2018526636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する検出器（１１０）であって、
少なくとも１個の縦方向光学センサ（１１４）であって、少なくとも１つのセンサ領域（１３０）を有し、光ビーム（１３２）による前記センサ領域（１３０）の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、前記縦方向センサ信号は、前記照明の総出力が同じである場合、前記センサ領域（１３０）内の光ビーム（１３２）のビーム断面積に依存し、前記縦方向光学センサは、少なくとも２個の電極（１６６、１７４）を有する少なくとも１個の光ダイオード（１３４）を含み、少なくとも１つの光活性層（１８０）は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、前記電極（１６６、１７４）間に埋め込まれる、縦方向光学センサ（１１４）と、
少なくとも１個の評価装置（１５０）であって、前記縦方向センサ信号を評価することによって、前記物体（１１２）の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、評価装置（１５０）と
を含む検出器。
【請求項２】
前記電子ドナー材料が有機ドナーポリマーを含む請求項１に記載の検出器（１１０）。
【請求項３】
有機ドナーポリマーが、ポリ［３−ヘキシルチオフェン−２，５．ジイル］（Ｐ３ＨＴ）、ポリ［３−（４−ｎ−オクチル）−フェニルチオフェン］（ＰＯＰＴ）、ポリ［３−１０−ｎ−オクチル−３−フェノチアジン−ビニレンチオフェン−コ−２，５−チオフェン］（ＰＴＺＶ−ＰＴ）、ポリ［４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル］［３−フルオロ−２−［（２−エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４−ｂ］チオフェンジイル］（ＰＴＢ７）、ポリ［チオフェン−２，５−ジイル−オルト−［５，６−ビス（ドデシルオキシ）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール］−４，７−ジイル］（ＰＢＴ−Ｔ１）、ポリ［２，６−（４，４−ビス−（２−エチルヘキシル）−４Ｈ−シクロペンタ［２，１−ｂ；３，４−ｂ’］ジチオフェン）−オルト−４，７（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＰＤＴＢＴ）、ポリ［５，７−ビス（４−デカニル−２−チエニル）−チエノ（３，４−ｂ）ジアチアゾールチオフェン−２，５］（ＰＤＤＴＴ）、ポリ［Ｎ−９’−ヘプタデカニル−２，７−カルバゾール−オルト−５，５−（４’，７’−ジ−２−チエニル−２’，１’，３’−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＤＴＢＴ）、ポリ［（４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ；２’，３’−ｄ］シロール）−２，６−ジイル−オルト−（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）−４，７−ジイル］（ＰＳＢＴＢＴ）、ポリ［３−フェニルヒドラゾンチオフェン］（ＰＰＨＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン−２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン］（Ｍ３ＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（３’，７’−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＤＭＯ−ＰＰＶ）、ポリ［９，９−ジ−オクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ−４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン］（ＰＦＢ）、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうち１種である請求項２に記載の検出器（１１０）。
【請求項４】
前記電子アクセプタ材料がフラーレンベースの電子アクセプタ材料、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ペリレン誘導体、または無機ナノ粒子のうちの１種を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項５】
前記フラーレンベースの電子アクセプタ材料が［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣ６０ＢＭ）、［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）、［６，６］−フェニル−Ｃ８４−酪酸メチルエステル（ＰＣ８４ＢＭ）、インデン−Ｃ６０ビス付加体（ＩＣＢＡ）、１つまたは２つの付着オリゴエーテル（ＯＥ）鎖（それぞれＣ７０−ＤＰＭ−ＯＥまたはＣ７０−ＤＰＭ−ＯＥ２）を含むジフェニルメタノフラーレン（ＤＰＭ）成分、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうちの１種を含む請求項４に記載の検出器（１１０）。
【請求項６】
前記電子アクセプタ材料が有機アクセプタポリマーを含む請求項１から５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項７】
前記有機アクセプタポリマーがシアノ−ポリ［フェニレンビニレン］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［５−（２−（エチルヘキシルオキシ）−２−メトキシシアノテレフタリリデン］（ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［オキサ−１，４−フェニレン−１，２−（１−シアノ）−エチレン−２，５−ジオクチルオキシ−１，４−フェニレン−１，２−（２−シアノ）−エチレン−１，４−フェニレン］（ＣＮ−エーテル−ＰＰＶ）、ポリ［１，４−ジオクチルオキシ−ｐ−２，５−ジシアノフェニレンビニレン］（ＤＯＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［９，９’−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール］（ＰＦ８ＢＴ）、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうち１種を含む請求項６に記載の検出器（１１０）。
【請求項８】
前記電子ドナー材料および前記電子アクセプタ材料がドナー領域およびアクセプタ領域から成る相互浸透性ネットワークと、前記ドナー領域と前記アクセプタ領域との間の界面区域と、前記領域を前記電極へ接続するパーコレーション経路とを含む請求項１から７のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項９】
少なくとも１個の前記電極（１６６）の少なくとも一部が光学的に透明である請求項１から８のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも一部が光学的に透明な電極（１６６）が少なくとも１種の透明な導電性酸化物（１６８）を含む請求項９に記載の検出器（１１０）。
【請求項１１】
光学的に透明な基板（１６８）が少なくとも部分的に、前記少なくとも一部が光学的に透明な電極（１６６）で被覆されている請求項９または１０に記載の検出器（１１０）。
【請求項１２】
少なくとも１個の電極（１７４）が光学的に不透明かつ金属電極（１７６）を含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１３】
前記金属電極（１７６）が薄い金属層（１７８）を基板に蒸着させたものを含む請求項１２に記載の検出器（１１０）。
【請求項１４】
前記光活性層（１８０）が異なる２種類の電荷影響層の間に埋め込まれ、前記異なる２種類の電荷影響層が、電荷担体が同種の場合は１つの電荷担体阻止層（１８２）と１つの電荷担体輸送層（１８４）とを含み、あるいは電荷担体が異なる２種類の場合は異なる２種類の電荷担体阻止層（１８２）または異なる２種類の電荷担体輸送層（１８４）を含む請求項１から１３のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１５】
前記電荷影響層（１８２、１８４）のうち少なくとも１つの少なくとも一部が光学的に透明であり、前記少なくとも一部が光学的に透明な電極（１６６）の隣に配置される請求項１４に記載の検出器（１１０）。
【請求項１６】
前記電荷担体阻止層（１８２）がホール阻止層であり、前記ホール阻止層が炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、エトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニルフェナントロリン（ＢＣＰ）、（３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール）（ＴＡＺ）のうちの１種を含む請求項１４または１５に記載の検出器（１１０）。
【請求項１７】
前記電荷担体輸送層（１８４）がホール輸送層であり、前記ホール輸送層がポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリチオフェン（ＰＴ）から成る群から選択されるか、あるいは前記電荷担体阻止層（１８４）がモリブデン酸化物またはニッケル酸化物から選択される電子阻止層である請求項１４から１６のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１８】
評価装置（１５０）が照明の幾何形状と、検出器（１１０）を基準とする物体（１１２）の相対位置との間における少なくとも１つの所定の関係から、物体（１１２）の縦方向位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成するように設計される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項１９】
評価装置（１５０）が少なくとも１個の縦方向センサ信号からの光ビーム（１３２）のビーム断面の判定によって、物体（１１２）の縦方向位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成するように適合される、請求項１８に記載の検出器（１１０）。
【請求項２０】
さらに、少なくとも１個の横方向光学センサ（１６０）を含み、前記横方向光学センサ（１１０）が前記物体（１１２）から前記検出器（１１０）へと移動中の前記光ビーム（１３２）の横方向位置を判定するよう適応されており、前記横方向位置が前記検出器の光軸（１１６）に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であり、横方向光学センサ（１６０）が少なくとも１個の横方向センサ信号を生成するよう適応され、
前記評価装置（１５０）がさらに、前記横方向センサ信号の評価によって前記物体（１１２）の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計されている請求項１から１９のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２１】
前記検出器がさらに照明変調用の変調装置（１４４）を少なくとも１個有し、前記縦方向光学センサ（１１４）がさらに、前記照明の総出力が同じである場合に前記縦方向センサ信号が照明変調の変調周波数に依存する形で設計される請求項１から２０のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２２】
さらに少なくとも１個の照明源（１３６）を含む請求項１から２１のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２３】
前記変調装置（１４４）が前記照明源（１３６）を変調させるよう適応される請求項２２に記載の検出器（１１０）。
【請求項２４】
さらに少なくとも１個の転送装置（１２０）を含む請求項１から２３のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２５】
さらに少なくとも１個の撮像装置（２１０）を含む請求項１から２４のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
【請求項２６】
使用者（２１４）とマシン（２１８）との間で情報のうち少なくとも１つの項目を交換するためのヒューマンマシンインターフェース（２０４）であって、検出器（１１０）に関連する請求項１から２５のいずれか一項に記載の少なくとも１個の検出器（１１０）を含み、使用者（２１４）の幾何学的情報のうち少なくとも１つの項目を検出器（１１０）によって生成するように設計され、幾何学情報に対し、情報のうち少なくとも１つの項目を割り当てるように設計されるヒューマンマシンインターフェース（２０４）。
【請求項２７】
少なくとも１つの娯楽機能を実行するための娯楽装置（２０６）であって、ヒューマンマシンインターフェース（２０４）に関する請求項２６に記載のヒューマンマシンインターフェース（２０４）のうち少なくとも１つを含み、ヒューマンマシンインターフェース（２０４）を手段として情報のうち少なくとも１つの項目をプレーヤにより入力可能となるように設計され、娯楽機能を情報に従って変えるように設計される娯楽装置（２０６）。
【請求項２８】
少なくとも１個の可動物体（１１２）の位置を追跡する追跡システム（２０８）であって、検出器（１１０）に関する請求項１から２５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の、物体（１１２）の一連の位置を追跡するように適合される進路制御装置（２２０）を含み、各位置が特定の時点における物体（１１２）の少なくとも１つの縦方向位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を含む追跡システム（２０８）。
【請求項２９】
少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１つの位置を判定する走査システムであって、検出器（１１０）に関する請求項１から２５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の物体（１１２）の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビーム（１３２）を放出するように適合される少なくとも１個の照明源（１３６）を含み、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目を少なくとも１個の検出器（１１０）の使用によって生成するように設計される走査システム。
【請求項３０】
少なくとも１個の物体（１１２）の撮像のためのカメラ（２０２）であって、検出器（１１０）に言及している請求項１から２５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を少なくとも１個含むカメラ（２０２）。
【請求項３１】
少なくとも１個の物体（１１２）を光学的に検出する方法であって、
少なくとも１個の縦方向光学センサ（１１４）の使用によって少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成する工程であって、前記縦方向センサ信号は光ビーム（１３２）による前記縦方向光学センサ（１１４）のセンサ領域（１３０）の照明に依存し、前記縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、前記センサ領域（１３０）内の前記光ビーム（１３２）のビーム断面積に依存し、前記縦方向光学センサ（１１４）は、少なくとも２個の電極（１６６、１７４）を有する少なくとも１個の光ダイオード（１３４）を含み、少なくとも１つの光活性層（１８０）は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、前記電極（１６６、１７４）間に埋め込まれる、工程と、
前記縦方向センサ信号から前記物体（１１２）の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定することによって前記縦方向光学センサの前記縦方向センサ信号を評価する工程と
を含む方法。
【請求項３２】
測距、特に交通技術における測距；位置測定、特に交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；物流用途；機械視覚用途；安全用途；監視用途；データ収集用途；走査用途；写真撮影用途；撮像用途またはカメラ用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途から成る群から選択される用途を目的とする、検出器（１１０）に言及している請求項１から２５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に少なくとも１個の物体の位置を具体的には少なくとも１個の物体の深度または深度と幅を基準として判定するために、少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器に関する。さらに、本発明は、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、スキャニングデバイス、追跡システム、およびカメラにも関する。さらに、本発明は少なくとも１個の物体を光学的に検出する方法および検出器の様々な使用にも関する。このような装置、方法および使用は、例えば日常生活、ゲーム、交通技術、空間のマッピング、製造技術、セキュリティ技術、医療技術の様々な分野または科学分野において採用され得る。ただし、さらなる応用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
光学検出器に基づく、少なくとも１個の物体を光学的に検出する様々な検出器が知られている。国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号では、少なくとも１つのセンサ領域を示す少なくとも１個の光学センサを含む光学検出器を開示している。本発明では、光学センサは、センサ領域の照明に依存する形で少なくとも１個のセンサ信号を生成するよう設計される。いわゆる「ＦｉＰ効果」に従って、センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、照明の幾何学、特にセンサエリア上の照明のビーム断面積に依存する。検出器はさらに、少なくとも１つの幾何学的情報項目、特に照明および／または物体に関する少なくとも１つの幾何学的情報項目を生成するよう設計された少なくとも１個の評価装置を有する。
【０００３】
国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号において典型例として開示されている光学センサは、有機太陽電池、色素太陽電池、および色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、好ましくはソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）から成る群から選択される。本発明では、ＤＳＣは一般的に少なくとも２個の電極を有する設定を指し、これらの電極のうち少なくとも１個は少なくとも部分的に透明であり、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、および少なくとも１種の電解質またはｐ型半導体金属が電極間に埋め込まれる。この種の光学センサにおいて、センサ信号は、変調光がセンサエリアで合焦するときに増強されるａｃ光電流の形で提供され得る。
【０００４】
国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号では、少なくとも１個の横方向光学センサおよび少なくとも１個の縦方向光学センサを使用することによって少なくとも１個の物体の位置を決定する方法および検出器を開示している。好ましくは、特に物体の縦方向の位置を曖昧さを伴わずに高い正確度で判定するために、有機太陽電池、色素太陽電池、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、好ましくはソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）から成る群から典型的に選択される複数の縦方向光学センサから成るスタックが採用される。概して、物体の縦方向の位置を曖昧さを伴わずに判定するには、少なくとも２個の個別の「ＦｉＰセンサ」、すなわちＦｉＰ効果に基づく光学センサが要求され、これらのＦｉＰセンサのうち少なくとも１個は光力が変動する可能性を考慮に入れるために縦方向センサ信号を正規化する目的で採用される。さらに、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号では、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システムおよびカメラを開示しており、各々が少なくとも１個の物体の位置を判定するそのような検出器を少なくとも１個ずつ含む。
【０００５】
Ｓ．Ｇｕｅｎｅｓ  ａｎｄ  Ｎ．Ｓ．Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃａ  Ｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ  ３６１、２００８、５８１−５８８頁に、ハイブリッド太陽電池に関するレビューが提示されている。本明細書で使用されるとき、「ハイブリッド太陽電池」は、無機半導体の特性を共役ポリマーの膜形成特性と組み合わせる有機材料と無機材料双方の組み合わせを含む。有機材料は廉価で加工しやすく、分子設計や化学合成によって機能性を調整可能である一方、無機半導体は高い吸収係数とサイズ調整性を有するという利点をもたらすナノ粒子として製造可能である。ナノ粒子のサイズを変えることにより、吸収範囲を調整することができる。
【０００６】
Ｌ．Ｂｉａｎａ、Ｅ．Ｚｈｕａ、Ｊ．Ｔａｎｇａ、Ｗ．Ｔａｎｇａ、ａｎｄ  Ｆ．Ｚｈａｎｇ、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３７、２０１２、１２９２−１３３１頁に、有機太陽電池（ＯＰＶ）用共役ポリマーに関するレビューが記載されている。同書の記述によれば、ポリマー太陽電池（ＰＳＣ）は、特に、溶解処理技法の使用によって大面積可撓性装置を費用効果的に生産する潜在性があることから、代替的な太陽電池技術として登場した。典型的に、ＰＳＣはバルクヘテロ接合（ＢＪＨ）構造を採用し、この構造内でドナーポリマーと可溶性のフラーレンベースの電子アクセプタ、例えば［６，６］フェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣ６０ＢＭ）または［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７１ＢＭ）などの混合物溶液から光活性層が成型され、これが２個の電極間に挟まれる。相応に、典型的なＢＨＪ太陽電池はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）被覆ガラス基板を含み、これが透明な導電性ポリマー、通常はポリエチレン−ジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）の層によって被覆される。ドナーポリマーとフラーレン誘導体とを含む混合物がＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層の上方に配置され、金属、好ましくはアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）の薄層が光活性層に陰極として蒸着される。本発明では、ドナーポリマーは主要な太陽光吸収材およびホール輸送層の役割を果たす一方、電子を輸送するために小分子が適応される。
【０００７】
フラーレンは通常、ＢＨＪ  ＯＰＶではアクセプタ材料として採用されるが、非フラーレン分子アクセプタも知られている。Ａ．Ｆａｃｃｈｅｔｔｉ、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｏｄａｙ、第１６巻、第４号、２０１３、１２３−１３２頁に、ポリマードナーポリマーアクセプタ（全ポリマー）ＢＨＪ  ＯＰＶのレビューが記載されており、この場合、フラーレンまたは別の小分子の代わりにｎ型半導体ポリマーが電子アクセプタとして採用される。この種のＢＨＪ  ＯＰＶは多数の優位性、特に可視スペクトル領域および近赤外スペクトル領域での高い吸収係数、より効率的なエネルギーレベル調整、および溶液粘度制御における柔軟性の向上を示す。さらに、光活性配合組成物も本発明において提供され、各組成物は選択されたドナーポリマーおよび選択されたアクセプタポリマーを含む。
【０００８】
上述の装置および検出器により、具体的には国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されている検出器によって様々な優位性が示唆されているものの、依然、特に、単純で費用効果が高いながらも信頼性が高い空間検出器に関して、改良が必要である。
【０００９】
特に、有機太陽電池、色素太陽電池、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、好ましくはソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）のうち１種を含む光学センサを生産するには、相当な量の時間とエネルギーが必要であり、これは特に、それらの生産過程で少なくとも１回の高温焼結工程が適用されることが要因である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号
【特許文献２】国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｓ．Ｇｕｅｎｅｓ  ａｎｄ  Ｎ．Ｓ．Ｓａｒｉｃｉｆｔｃｉ、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃａ  Ｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ  ３６１、２００８、５８１−５８８頁
【非特許文献２】Ｌ．Ｂｉａｎａ、Ｅ．Ｚｈｕａ、Ｊ．Ｔａｎｇａ、Ｗ．Ｔａｎｇａ、ａｎｄ  Ｆ．Ｚｈａｎｇ、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３７、２０１２、１２９２−１３３１頁
【非特許文献３】Ａ．Ｆａｃｃｈｅｔｔｉ、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｏｄａｙ、第１６巻、第４号、１２３−１３２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明によって対処される問題は、この種の既知の装置および方法の不利点を少なくとも実質的に回避する、少なくとも１個の物体を光学的に検出する装置および方法を明確にすることである。特に、空間内の物体の位置を判定するための、単純で費用効率が高いながらも信頼性のある、改善された空間検出器が望ましいと思われる。
【００１３】
より具体的に、本発明によって対処される問題は、センサ領域内で信号対ノイズ比が改善された状態でＦｉＰ効果を示し得る材料を含む一方で、時間とエネルギーの消費がより少ない形で生産され得る光学検出器を提供するという問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は、独立特許請求項の特徴を有する本発明によって解決される。個別にまたは組み合わせて実現することができる本発明の有利な発展形態は、従属請求項および／または以下の明細書および詳細な実施形態において提示される。
【００１５】
本明細書で使用されるとき、「有する」、「含む」および「含有する」という表現、ならびにそれらの文法上の変形は、非排他的な形で使用される。したがって、「ＡはＢを有する」という表現、および「ＡはＢを含む」または「ＡはＢを含有する」という表現は、ＡはＢのほかに、１個または複数のさらなる構成要素および／または成分を含有するという事実と、ＡにおいてＢ以外の構成要素、成分または要素が存在しない状況も指す場合がある。
【００１６】
本発明の第１の態様において、特に少なくとも１個の物体の位置を具体的には少なくとも１個の物体の深度または深度と幅を基準として判定するための、光学検出用の検出器が開示される。
【００１７】
「物体」は一般的に、生物物体および非生物物体から選択される１個の任意の物体であってもよい。したがって、一例として、少なくとも１個の物体は１個または複数の物品および／または１個の物品を構成する１個または複数の部分を含み得る。付加的にまたは代替的に、物体は、少なくとも１個の生物および／またはその１つ以上の部分、例えばユーザなど人間および／または動物の１つ以上の身体部分であってもよい。
【００１８】
本明細書で使用されるとき、「位置」は一般的に、空間内の物体の配置および／または配向に関する情報の任意の項目を指す。この目的に対し、一例として、１つまたは複数の座標系を使用してもよく、また物体の位置は１つ、２つ、または３つ以上の座標の使用によって判定され得る。一例として、１つまたは複数のデカルト座標系および／または他の種類の座標系が使用され得る。一例において、座標系は、検出器が所定の位置および／または配向を有する、検出器の座標系であってもよい。以下にてさらに詳しく概説されるとおり、検出器は、検出器の主たる視野方向を構成し得る光軸を有し得る。光軸は、ｚ軸など、座標系における１本の軸を形成し得る。さらに、１本または複数の付加的な軸、好ましくはｚ軸に対して垂直な軸を設けてもよい。
【００１９】
したがって、一例として、検出器は、光軸がｚ軸を構成し、また付加的にｚ軸に対して垂直かつ互いに垂直であるｘ軸とｙ軸が提供され得る座標系を構成し得る。一例として、検出器および／または検出器の一部は、この座標系の原点など、この座標系における特定の点に所在し得る。この座標系において、ｚ軸に平行または逆平行な方向を、縦方向と見なすことができ、またｚ軸に沿った座標を、縦方向座標と見なすことができる。縦方向に対して垂直な任意の方向を横方向と見なすことができ、ｘ座標および／またはｙ座標を横方向座標と見なすことができる。
【００２０】
あるいは、他の種類の座標系を使用してもよい。したがって、一例として、光軸がｚ軸を形成する極座標系を使用することができ、またｚ軸からの距離および極角を付加的座標として使用することができる。同じく、ｚ軸に平行または逆平行な方向を縦方向と見なすことができ、またｚ軸に沿った座標を縦方向座標と見なすことができる。ｚ軸に対して垂直な任意の方向を横方向と見なすことができ、また極座標および／または極角を横方向座標と見なすことができる。
【００２１】
本明細書で使用されるとき、光学検出のための検出器は一般的に、少なくとも１個の物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を提供するように適合される装置である。検出器は、固定式装置であるか、または移動式装置であってもよい。さらに、検出器は独立型装置であるか、あるいはコンピュータ、車両または他の装置など、別の装置の一部をも形成し得る。さらに、検出器は携帯型装置であってもよい。検出器の他の実施形態も実現可能である。
【００２２】
検出器は、実現可能な何らかの形で少なくとも１個の物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を提供するように適合され得る。したがって、情報は例えば電子的、視覚的、聴覚的に、あるいはこれらの任意の組合せの形で提供され得る。情報はさらに、検出器のデータ記憶装置または別個の装置に保存するか、および／または無線インターフェースおよび／または有線インターフェースなど、少なくとも１つのインターフェースを介して提供することができる。
【００２３】
本発明に記載の少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器は、
−  少なくとも１個の縦方向光学センサであって、少なくとも１つのセンサ領域（sensor region）を有し、光ビームによるセンサ領域の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存し、縦方向光学センサは少なくとも２個の電極を有する少なくとも１個の光ダイオードを含み、少なくとも１つの光活性層（photoactive layer）は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極間に埋め込まれる、縦方向光学センサと、
−  少なくとも１個の評価装置であって、縦方向センサ信号を評価することによって、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、評価装置と
を含む。
【００２４】
本発明では、上に挙げた構成要素は別々の構成要素であってもよい。あるいは、上に挙げた構成要素のうち複数を１つの構成要素に一体化してもよい。さらに、少なくとも１個の評価装置は、縦方向光学センサから独立した別個の評価装置として形成され得るが、好ましくは縦方向センサ信号を受信できるよう縦方向光学センサに接続され得る。あるいは、少なくとも１個の評価装置を完全にまたは部分的に、縦方向光学センサに一体化してもよい。
【００２５】
本発明に記載の検出器は、少なくとも１個の縦方向光学センサを含む。本発明では、縦方向光学センサは少なくとも１つのセンサ領域、すなわち縦方向光学センサ内で入射光ビームによる照明に対して感受性のエリアを有する。本明細書で使用されるとき、「縦方向光学センサ」は一般的に、光ビームによるセンサ領域の照明に依存する形で少なくとも１個の縦方向のセンサ信号を生成するよう設計された装置であり、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、いわゆる「ＦｉＰ効果」に従って、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存する。このように、縦方向センサ信号は一般的に、深度と表わすこともできる縦方向位置の指標となる任意の信号であってもよい。一例として、縦方向センサ信号はデジタル信号および／またはアナログ信号であるか、またはこれを含み得る。一例として、縦方向センサ信号は電圧信号および／または電流信号であるか、またはこれを含み得る。付加的にまたは代替的に、縦方向センサ信号はデジタルデータであるか、またはこれを含み得る。縦方向センサ信号は単一の信号値および／または一連の信号値を含み得る。縦方向センサ信号はさらに、複数の個別の信号を組み合わせることにより、例えば複数の信号の平均化および／または複数の信号の商の形成によって導き出される任意の信号をも含み得る。
【００２６】
具体的に、本発明では少なくとも１個の光ダイオードにおいてＦｉＰ効果が観察され、光ダイオードが少なくとも２個の電極を有し、少なくとも１つの光活性層が少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極間に埋め込まれる。一般的な用法として、用語「光ダイオード」は入射光の一部を電流に変換する能力のある装置に関する。特に本発明に関して、本発明で使用される光ダイオードは前述のＦｉＰ効果を示す。このように、少なくとも１個の縦方向光学センサは少なくとも１種の有機電子ドナー材料および／または少なくとも１種の有機電子アクセプタ材料を含み得る。少なくとも１種の有機材料に加え、有機材料または無機材料から選択され得る１種または複数種のさらなる材料も含まれ得る。このように、光学検出器は有機材料のみ含む完全有機光学検出器として、あるいは１種または複数種の有機材料と１種または複数種の無機材料とを含むハイブリッド検出器として設計され得る。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【００２７】
好適な一実施形態において、本発明に記載の光学検出器に使用される光活性層は、一方ではドナーポリマー、特に有機ドナーポリマーを含む少なくとも１種の電子ドナー材料を有し、他方では少なくとも１種の電子アクセプタ材料、特に、好ましくはフラーレンベースの電子アクセプタ材料、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ペリレン誘導体、アクセプタポリマー、および無機ナノ結晶を含む群から選択されるアクセプタ小分子を有する。
【００２８】
好適な一実施形態において、電子ドナー材料は、このように、ドナーポリマーを含み得る一方、電子アクセプタ材料はアクセプタポリマーを含み得る結果、全ポリマー光活性層の基礎を提供する。特定の一実施形態において、コポリマーが同時に、１つのドナーポリマー単位と１つのアクセプタポリマー単位を含み得る形で構成され得、これは結果的にコポリマーの単位各々の機能に基づいて「プッシュプルコポリマー」と表わすこともできる。本明細書で使用されるとき、「光活性層」は本発明に記載の光学センサに含まれるような光ダイオード内の１種の材料、特に１種の有機材料に関し、この材料は入射光ビームの影響を、特にＦｉＰ効果を示し得る形で受けやすい。相応に、光ダイオードによって提供されるセンサ信号は、このように、入射光ビーム、特に変調入射光ビームがセンサエリアの少なくとも一部を構成する光ダイオード上で合焦する時点で増強される交流電流（ａｃ）の光電流の形態であってもよい。
【００２９】
好ましくは、電子ドナー材料および電子アクセプタ材料は、混合物の形で光活性層内に含まれ得る。一般的な用法として、「混合物」という用語は複数の個別の化合物の配合に関し、個別の化合物は混合物内で各々の化学的同一性を維持する。特に好適な一実施形態において、本発明に記載の光活性層において採用される混合物は電子ドナー材料および電子アクセプタ材料を１：１００から１００：１、より好ましくは１：１０から１０：１、特に１：２から２：１、例えば１：１の比率で含み得る。ただし、個々の化合物の他の比率も、特に関係する個々の化合物の種類および数に応じて該当し得る。好ましくは、光活性層内で混合物の形で含まれる電子ドナー材料および電子アクセプタ材料はドナー領域とアクセプタ領域から成る相互浸透性ネットワークを構成し得、ドナー領域とアクセプタ領域との間に界面区域が存在し得、パーコレーション経路がこれらの領域を電極へ接続し得る。特に、ドナー領域は結果的に、ホール抽出接点の役割を担う電極を接続し得る一方、アクセプタ領域は結果的に、電子抽出接点の役割を担う電極を接触させ得る。本明細書で使用されるとき、用語「ドナー領域」は光活性層内において、電子ドナー材料が支配的に、特に完全に存在し得る領域を指す。同様に、用語「アクセプタ領域」は光活性層内において、電子アクセプタ材料が支配的に、特に完全に存在し得る領域を指す。本発明では、これらの領域は異なる種類の領域間の直接接触を可能にする「界面区域」として表わされる区域を示す。さらに、用語「パーコレーション経路」は、光活性層内において、電子またはホールそれぞれの輸送が支配的に発生し得る導電性経路を指す。
【００３０】
前述のとおり、少なくとも１種の電子ドナー材料は、好ましくは、ドナーポリマー、特に有機ドナーポリマーを含み得る。本明細書で使用されるとき、「ポリマー」という用語は、通常は「モノマー」または「単量体単位」と表わされる多数の分子の繰り返し単位を一般的に含むマクロ分子組成物を指す。ただし本発明の目的上、合成有機ポリマーが好適となり得る。これに関して、「有機ポリマー」という用語は、一般的に有機化合物として帰属され得る単量体単位の性質を指す。本明細書で使用されるとき、「ドナーポリマー」という用語は、特に電子を電子ドナー材料として提供するよう適応され得るポリマーを指す。
【００３１】
好ましくは、ドナーポリマーは、単一結合と多重結合とを交互に入れ替えることによって、一体的に結合している複数の原子から成る群にわたり、非局在化電子が分配され得る共役系を含み得、共役系は環式、非環式および線形のうち１種または複数であってもよい。このように、有機ドナーポリマーは、好ましくは以下のポリマーのうち１種または複数から選択され得る。
【００３２】
−  ポリ［３−ヘキシルチオフェン−２，５．ジイル］（Ｐ３ＨＴ）、
−  ポリ［３−（４−ｎ−オクチル）−フェニルチオフェン］（ＰＯＰＴ）、
−  ポリ［３−１０−ｎ−オクチル−３−フェノチアジン−ビニレンチオフェン−コ−２，５−チオフェン］（ＰＴＺＶ−ＰＴ）、
−  ポリ［４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル］［３−フルオロ−２−［（２−エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４−ｂ］チオフェンジイル］（ＰＴＢ７）、
−  ポリ［チオフェン−２，５−ジイル−オルト−［５，６−ビス（ドデシルオキシ）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール］−４，７−ジイル］（ＰＢＴ−Ｔ１）、
−  ポリ［２，６−（４，４−ビス−（２−エチルヘキシル）−４Ｈ−シクロペンタ［２，１−ｂ；３，４−ｂ’］ジチオフェン）−オルト−４，７（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＰＤＴＢＴ）、
−  ポリ［５，７−ビス（４−デカニル−２−チエニル）−チエノ（３，４−ｂ）ジアチアゾールチオフェン−２，５］（ＰＤＤＴＴ）、
−  ポリ［Ｎ−９’−ヘプタデカニル−２，７−カルバゾール−オルト−５，５−（４’，７’−ジ−２−チエニル−２’，１’，３’−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＤＴＢＴ）、または
−  ポリ［（４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ；２’，３’−ｄ］シロール）−２，６−ジイル−オルト−（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）−４，７−ジイル］（ＰＳＢＴＢＴ）、
−  ポリ［３−フェニルヒドラゾンチオフェン］（ＰＰＨＴ）、
−  ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、
−  ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン−２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン］（Ｍ３ＥＨ−ＰＰＶ）、
−  ポリ［２−メトキシ−５−（３’，７’−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＤＭＯ−ＰＰＶ）、
−  ポリ［９，９−ジ−オクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ−４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン］（ＰＦＢ）、
またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物。
【００３３】
ただし、他の種類のドナーポリマーまたはさらなる電子ドナー材料、特に赤外光スペクトル範囲、特に１０００ｎｍ超の近赤外範囲で感受性であるポリマー、好ましくはジケトピロロピロールポリマー、特に欧州特許第２，８１８，４９３Ａ１号に記載のポリマー、より好ましくは同文献において「Ｐ−１」から「Ｐ−１０」と表わされているポリマー、国際公開第２０１４／０８６７２２Ａ１号において開示されているベンゾチオフェンポリマー、特にベンゾジチオフェン単位を含むジケトピロロピロールポリマー、米国特許第２０１５／０１３２８８７Ａ１号に記載のジチエベンゾフランポリマー、特にジケトピロロピロール単位を含むジチエノベンゾフランポリマー、米国特許第２０１５／０１１１３３７Ａ１号に記載のフェナントロ［９，１０−Ｂ］フランポリマー、特にジケトピロロピロール単位を含むフェナントロ［９，１０−Ｂ］フランポリマー、および米国特許２０１４／０２１７３２９Ａ１号に記載のようなジケトピロロピロールオリゴマーを特に１：１０または１：１００のオリゴマー対ポリマー比で含むポリマー組成物も適切となり得る。
【００３４】
さらに前述のとおり、電子アクセプタ材料は、好ましくはフラーレンベースの電子アクセプタ材料を含み得る。一般的な用法として、「フラーレン」という用語は、バックミンスターフラーレン（Ｃ６０）および関連する球体フラーレンを含む、純粋な炭素から成るケージ状の分子を指す。原則として、Ｃ２０からＣ２０００の範囲のフラーレンを使用することができ、Ｃ６０からＣ９６の範囲、特にＣ６０、Ｃ７０およびＣ８４が好適である。最も好適なのは、化学的に修飾されたフラーレン、特に
−  ［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣ６０ＢＭ）、
−  ［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）、
−  ［６，６］−フェニル−Ｃ８４−酪酸メチルエステル（ＰＣ８４ＢＭ）、または
−インデン−Ｃ６０ビス付加体（ＩＣＢＡ），
のほか、Ｃ６０またはＣ７０の成分を１種または複数含む二量体、特に
−  １つの付着オリゴエーテル（ＯＥ）鎖（Ｃ７０−ＤＰＭ−ＯＥ）を含むジフェニルメタノフラーレン（ＤＰＭ）成分、または
−  ２つの付着オリゴエーテル（ＯＥ）鎖（Ｃ７０−ＤＰＭ−ＯＥ）を含むジフェニルメタノフラーレン（ＤＰＭ）成分、
またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物
のうち１種または複数である。ただし、ＴＣＮＱまたはペリレン誘導体も適切となり得る。
【００３５】
代替的または付加的に、電子アクセプタ材料は、好ましくは無機ナノ結晶、特にセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、銅インジウム亜硫酸塩（ＣｕＩｎＳ２）、または硫化鉛（ＰｂＳ）から選択される無機ナノ結晶を含み得る。本発明では、無機ナノ結晶は、球形または細長い、２ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜１０ｎｍのサイズを含み得、選択されたドナーポリマーとの配合、例えばＣｄＳｅナノ結晶とＰ３ＨＴの複合体またはＰｂＳナノ粒子とＭＥＨ−ＰＰＶの複合体などを形成し得る粒子の形態で提供され得る。ただし、他の種類の配合が適切な場合もある。
【００３６】
代替的または付加的に、電子アクセプタ材料は、好ましくはアクセプタポリマーを含み得る。本明細書で使用されるとき、用語「アクセプタポリマー」は、特に電子を電子アクセプタ材料として受け取るよう適応され得るポリマーを指す。一般的に、シアネート化ポリ（フェニレンビニレン）、ベンゾチアジアゾール、ペリレンまたはナフタレンジイミドに基づく共役ポリマーが、この目的に対し好適である。特に、アクセプタポリマーは、好ましくは以下のポリマーのうち１種または複数から選択され得る。
【００３７】
−  シアノ−ポリ［フェニレンビニレン］（ＣＮ−ＰＰＶ）（Ｃ６−ＣＮ−ＰＰＶまたはＣ８−ＣＮ−ＰＰＶなど）、
−  ポリ［５−（２−（エチルヘキシルオキシ）−２−メトキシシアノテレフタルイリデン］（ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ）、
−  ポリ［オキサ−１，４−フェニレン−１，２−（１−シアノ）−エチレン−２，５−ジオクチルオキシ−１，４−フェニレン−１，２−（２−シアノ）−エチレン−１，４−フェニレン］（ＣＮ−エーテル−ＰＰＶ）、
−  ポリ［１，４−ジオクチルオキシ−ｐ−２，５−ジシアノフェニレンビニレン］（ＤＯＣＮ−ＰＰＶ）、
−  ポリ［９，９’−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール］（ＰＦ８ＢＴ）、
またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物。ただし、他の種類のアクセプタポリマーも適切となり得る。
【００３８】
ドナーポリマーまたは電子アクセプタ材料として使用され得る前述の化合物について詳しくは、Ｌ．Ｂｉａｎａら、Ａ．Ｆａｃｃｈｅｔｔｉ、およびＳ．Ｇｕｅｎｅｓら、ならびにこれらの文献に記載の個々の参考文献による上述のレビュー記事を参照するとよい。さらなる化合物はＦ．Ａ．Ｓｐｅｒｌｉｃｈの論文、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ、Ｊｕｌｉｕｓ−Ｍａｘｉｍｉｌｉａｎｓ−Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ  Ｗｕｅｒｚｂｕｒｇ、２０１３および同文献にて引用の参考文献に記載されている。
【００３９】
さらに前述のとおり、光活性層は、光ダイオード内に含まれる少なくとも２個の電極間に埋め込まれる。一般的な用法として、用語「電極」は導電性の高い材料を指し、電気伝導は、低導電性または非導電性の材料と接触したままの状態の金属製または高導電性半導体の範囲で発生し得る。特に、光ダイオードに衝突し得る光ビームが光活性層に到達することを促すことを目的に、複数の電極のうち少なくとも１個、特に入射光ビームの経路内に配置され得る電極は、同時に、少なくとも一部が光学的に透明であってもよい。本発明では、少なくとも一部が光学的に透明な電極は少なくとも１種の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、特に少なくとも１種のインジウムドープスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッソドープスズ酸化物（ＦＴＯ）、およびアルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）を含み得る。代替的に、絶縁体−金属−絶縁体構造も本発明では適用可能であり、例えば２つのＴＣＯ層の間に薄い金属層を配置する構造、特に厚さわずか数ｎｍのＡｇ層を２つのＩＴＯ層の間に配置する構造が挙げられる。ただし、ＰＥＤＯＴなど、電極材料として適切となり得る他の種類の光学的に透明な材料が適用可能な場合もある。さらに、特に光学的に透明な材料を最小限使用するが、それでもなお少なくとも一部が光学的に透明な電極の機械的安定性を向上させるために、光学的に透明な基板、特にガラス基板、石英基板、あるいは光学的に透明であるが電気絶縁性のポリマー、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを含む基板から選択され得る基板の少なくとも一部を、少なくとも一部が光学的に透明な電極で被覆してもよい。こうした類の設定により、結果的に、それでもなお十分な機械的安定性を一体的に示し得る透明な基板上に薄い電極層を得ることができる。
【００４０】
少なくとも一部が光学的に透明な電極に加え、残りの１個または複数の電極、特に光ダイオードに衝突する光ビームの経路外に位置する１個または複数の電極は、光活性層内の照明を増やすよう、光学的に不透明、好ましくは反射性であってもよい。この特定の実施形態において、少なくとも１個の光学的に不透明な電極は、好ましくは金属電極、特に銀（Ａｇ）電極、白金（Ｐｔ）電極、白金（Ｐｔ）電極、金（Ａｕ）電極、およびアルミニウム（Ａｌ）電極のうち１種または複数を含み得る。同じく、特に光学的に不透明な材料を最小限使用するが、それでもなお光学的に不透明な電極の機械的安定性を向上させるために、金属電極は薄い金属層、例えば薄い金属膜、グラフェン層、またはナノチューブ層を基板に蒸着（deposited）させたものを含み得る。本発明では、基板も光学的に不透明であってもよいが、少なくとも一部が光学的に透明な基板が適用可能な場合もある。
【００４１】
本発明に記載の光学センサ内で採用される光ダイオードの特に好適な一実施形態において、光活性層を異なる２種類の電荷影響層（charge-influencing layer）の間に埋め込むことができ、２種類の電荷影響層は、電荷担体が同種の場合は１つの電荷担体阻止層と１つの電荷担体輸送層とを含み、あるいは電荷担体が異なる２種類の場合は異なる２種類の電荷担体阻止層または異なる２種類の電荷担体輸送層を含む。一般的な用法として、用語「電荷担体」は、ソリッドステート材料内で電荷を提供、阻止および／または輸送するために適応される電子またはホールに関する。したがって、用語「電荷影響層」または代替的に用語「電荷操作層」は、１種の電荷担体の輸送に影響を及ぼすよう適応される材料を指す。特に、用語「電荷担体輸送層」は、電荷担体、すなわち電子またはホールを材料経由で輸送するよう適応される材料を指す一方、用語「電荷担体阻止層」は、各層経由での呼応する電荷の輸送を阻害するよう適応される材料に関する。このように、光活性層を、電荷担体阻止層と電荷担体輸送層との間に埋め込むことができる。代替的に、光活性層を埋め込むために、異なる２種類の電荷担体阻止層が存在していてもよい。本発明では、第１の電荷担体阻止層がホール阻止層であってもよい一方、第２の電荷担体阻止層が電子阻止層であってもよい。前述のとおり、ホール阻止層は結果的に、ホール阻止層経由でのホールの輸送を阻害するよう適応され得る一方、電子阻止層は電子阻止層経由での電子の輸送を阻害するよう適応され得る。ただし、いずれの種類の配列も概して同等と考えられ、何故なら特定の電荷担体の輸送を阻害するよう適応される層には、逆帯電した電荷担体の輸送を促進するよう適用され得る層と同様の効果を達成する能力があり得るからである。一例として、ホール輸送層を使用する代わりに電子阻止層を、ここでは本発明に従って光活性層の埋め込みを達成するために採用することができる。したがって、光活性層に、好ましくは２つの選択的接点を提供してもよく、その場合、第１の選択的接点を、電子を阻止してホールのみ輸送するよう適応させることができる一方、第２の選択的接点を、ホールを阻止して電子のみ輸送するよう適応させることができる。
【００４２】
同様に、前述のとおり、光ダイオードに衝突し得る光ビームが光活性層に到達することを促すことを目的に、電荷担体阻止層および電荷担体輸送層のうち少なくとも１つ、特に入射光ビームの経路内に配置され得る、したがって少なくとも一部が光学的に透明な電極の隣に配置され得る層は、同時に、少なくとも一部が光学的に透明であってもよい。光ダイオードの特徴を維持するため、電荷担体阻止層の厚さは、光ダイオードの照明下で電荷担体阻止層を通過する有意な短絡電流を達成できる範囲、特に１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であってもよい。
【００４３】
特に好適な一実施形態において、電荷担体阻止層はホール阻止層であってもよい。本発明では、ホール阻止層は、好ましくは
−  炭酸塩、特に炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、
−  ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、
−  エトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）、
−  ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニルフェナントロリン（ＢＣＰ）、
−  （３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール）（ＴＡＺ）、
−  遷移金属酸化物、特に酸化亜鉛（ＺｎＯ）または二酸化チタン（ＴｉＯ２）、あるいは
−  アルカリ性フッ化物、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）またはフッ化ナトリウム（ＮａＦ）
のうち少なくとも１種を含み得る。
【００４４】
特に好適な一実施形態において、電荷担体輸送層は、相応に、ホールを選択的に輸送するよう指定されるホール輸送層であってもよい。本発明では、ホール輸送層は、好ましくは
−  ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、好ましくはＰＥＤＯＴを少なくとも１種の対イオンで電気的にドープしたもの、より好ましくはＰＥＤＯＴをナトリウムポリスチレンスルホン酸でドープしたもの（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、
−  ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、
−  スルホン化テトラフルオロエチレン系フッ素化重合体−共重合体（Ｎａｆｉｏｎ）、および
−  ポリチオフェン（ＰＴ）
から成る群から選択され得る。
【００４５】
前述のとおり、ホール輸送層を使用する代わりに電子阻止層を代替的にここで採用することができ、その場合、電子阻止層は、例えば作業機能の整列により、または双極子層の形成により、電子の輸送を阻止するよう指定され得る。特に、電子阻止層は、好ましくは
−  モリブデン酸化物（通常、ＭｏＯ３と表わされる）、および
−  ニッケル酸化物（ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３など）、その修飾体または混合物
から成る群から選択され得る。
【００４６】
ただし、他の種類の材料、これらの材料間での組み合わせ、および／または前述の材料との組み合わせが適用可能な場合もある。さらに、光ダイオードは代替的に、電子阻止層と電子輸送層とを含み得る。さらに、光ダイオードは付加的に、１つまたは複数の特定の目的のために適応され得る１つまたは複数のさらなる層をも含み得る。
【００４７】
本発明に記載の光学センサに適する光ダイオードの生産を促すことを目的に、光活性層、電荷担体阻止層および電荷担体輸送層のうち少なくとも１つ、好ましくはすべてが、蒸着法、好ましくはコーティング法、より好ましくはスピンコーティング法、スロットコーティング法、ブレードコーティング法により、または代替的に蒸発によって提供され得る。このように、結果的な層は、好ましくはスピンキャスト層、スロット被覆層、またはブレード被覆層であってもよい。さらに、前述のとおり、光ダイオード内の１個または複数の電極は該当する電極の薄層として提供され得る。これを目的に、各電極材料を、コーティング法または蒸発法など適切な蒸着法の使用によって、該当する基板に蒸着させてもよい。
【００４８】
本発明に記載の光学センサに適する光ダイオードの生産、特に前述の蒸着法の使用による生産は、ＦｉＰセンサのセンサ領域内における色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、好ましくはソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）の採用に関して、多大な優位性を意味する。蒸着法の適用は、関係する材料の１つまたは複数の焼結工程を必要としない。適切な有機ポリマーの使用により、この種の生産方法内で使用する温度は、特に光活性層内での有機ポリマーの選択に応じて１４０℃未満、１２０℃未満、１００℃未満、またはさらに低い温度を達成するよう選択され得る。さらに、本発明で採用される蒸着法は概して、長い時間を要する焼結工程と比べ所要時間が少なく済むことから、蒸着法の適用により、本発明に記載の光ダイオードの生産の迅速化が可能となる。
【００４９】
本明細書で使用されるとき、評価装置という用語は一般的に、情報項目、すなわち物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成するよう設計された任意の装置を指す。一例として、評価装置は、１個または複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１個または複数の集積回路、および／または１個または複数のコンピュータ、好ましくは１個または複数のマイクロコンピュータおよび／またはマイクロコントローラなどの１個または複数のデータ処理装置であるか、またはこれらを含み得る。付加的な構成要素は、例えばセンサ信号を受信および／または前処理するための、１個または複数のＡＤコンバータおよび／または１個または複数のフィルタなど、１個または複数の前処理装置および／またはデータ取得装置で構成され得る。本明細書で使用されるとき、センサ信号は一般的に、縦方向センサ信号および該当する場合は横方向センサ信号の１つを指す。さらに、評価装置は、１個または数個のデータ記憶装置を含み得る。さらに、上記にて概説のとおり、評価装置は、１つまたは複数の無線インターフェースおよび／または１つまたは複数の有線インターフェースなど、１つまたは複数のインターフェースを含み得る。
【００５０】
少なくとも１個の評価装置は、少なくとも１つのコンピュータプログラム、例えば情報項目を生成する工程を実行または補助する少なくとも１つのコンピュータプログラムを実行するように適合され得る。一例として、センサ信号を入力変数として使用することによって物体の位置への所定の変換を実行し得る、１つまたは複数のアルゴリズムが実装され得る。
【００５１】
評価装置は、少なくとも１個の横方向センサ信号を評価することによって情報のうち少なくとも１つの項目を生成し、また少なくとも１個のセンサ信号を評価することによって物体の色に関する情報の項目を生成するように設計された少なくとも１個のデータ処理装置、特に電子データ処理装置を特に含み得る。したがって、評価装置は、センサ信号を入力変数として使用し、かつこれらの入力変数を処理することによって、物体の横方向の位置および縦方向の位置に関する情報項目を生成するように設計される。処理は並行して、または続発的に、さらには複合的な形で実行され得る。評価装置は、例えば少なくとも１つの保存された関係および／または既知の関係を計算および／または使用して、これらの情報項目を生成するための任意のプロセスを使用し得る。センサ信号に加え、１つまたは複数のさらなるパラメータおよび／または情報項目が、前記の関係、例えば変調周波数に関する情報のうち少なくとも１つの項目に影響し得る。この関係は、経験的に、解析的にまたは準経験的に判定され得る、また判定可能であり得る。特に好ましくは、この関係は、少なくとも１つの較正曲線、複数の較正曲線からなる少なくとも１つの組、少なくとも１つの関数または上述の可能性の組合せを含む。１つまたは複数の較正曲線は、例えば一連の値およびそれらに関連する関数値の形、例えばデータ保存装置および／またはテーブルに保存され得る。ただし、代替的にまたは付加的に、少なくとも１つの較正曲線を、例えばパラメータ化された形で、および／または、関数式の形で保存することもできる。センサ信号を情報項目へと処理する場合について、別々の関係が使用され得る。あるいは、センサ信号処理について少なくとも１つの複合的な関係も使用され得る。様々な可能性が考えられ、これらを組み合わせることもできる。
【００５２】
一例として、評価装置は、情報項目を判定するためのプログラミングに関して設計され得る。評価装置は、特に少なくとも１個のコンピュータ、例えば少なくとも１個のマイクロコンピュータを含み得る。さらに、評価装置は１個または複数の揮発性または不揮発性のデータメモリをも含み得る。データ処理装置、特に少なくとも１個のコンピュータの代わりにまたはこれに加えて、評価装置は、情報項目、例えば電子テーブル、特に少なくとも１つのルックアップテーブルおよび／または少なくとも１つの特定目的集積回路（ＡＳＩＣ）を判定するように設計された１個または複数のさらなる電子構成要素を有し得る。
【００５３】
検出器は、前述のとおり、少なくとも１個の評価装置を有する。以下でより詳細に記載されるように、特に、少なくとも１個の評価装置は、検出器を完全にまたは部分的に制御または駆動するようにも設計され得、例えば評価装置は、検出器の少なくとも１個の照明源を制御するよう、および／または検出器の少なくとも１個の変調装置を制御するよう設計される。評価装置は、特に、複数のセンサ信号など、１つまたは複数のセンサ信号、例えば連続的な複数のセンサ信号が異なる照明変調周波数において取得される、少なくとも１つの測定周期を実行するよう設計され得る。
【００５４】
評価装置は、上述のとおり、少なくとも１つのセンサ信号の評価によって物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成するように設計される。物体の位置は静的であってもよく、または物体の少なくとも１つの運動、例えば検出器またはその一部と物体またはその一部との間での相対運動を含んでさえもよい。この場合、相対位置は一般的に、少なくとも１つの線形運動および／または少なくとも１つの回転運動を含み得る。運動情報項目は、例えば、異なる時点で取得される情報のうち複数の項目の比較によっても得られ、したがって、例えば位置情報のうち少なくとも１つの項目はまた、速度情報のうち少なくとも１つの項目および／または加速度情報のうち少なくとも１つの項目、例えば物体またはその一部と検出器またはその一部との間における少なくとも１つの相対速度に関する情報の少なくとも１つの項目を含み得る。特に、位置情報のうち少なくとも１つの項目は、一般的に、物体またはその一部と検出器またはその一部との間の距離、特に光路長に関する情報項目；物体またはその一部と任意の転送装置またはその一部との間の距離または光学的距離に関する情報項目；物体またはその一部の検出器またはその一部との相対的な位置に関する情報項目；物体および／またはその一部の検出器またはその一部との相対的な配向に関する情報項目；物体またはその一部と検出器またはその一部との間の相対運動に関する情報項目；物体またはその一部の２次元または３次元空間構成、特に物体の幾何学に関する情報項目、これらの中から選択され得る。したがって、一般的に、位置情報のうち少なくとも１つの項目は、例えば、物体または少なくともその一部の少なくとも１つの位置に関する情報項目；物体またはその一部の少なくとも１つの配向に関する情報、物体またはその一部の幾何学または形態に関する情報項目；物体またはその一部の速度に関する情報項目；物体またはその一部の加速度に関する情報項目；検出器の可視範囲内における物体またはその一部の存在または不存在に関する情報項目、これらからなる群から選択され得る。
【００５５】
位置情報のうち少なくとも１つの項目は、例えば少なくとも１つの座標系、例えば検出器またはその一部が存在する座標系において指定され得る。代替的にまたは付加的に、位置情報は単純に、例えば検出器またはその一部と物体またはその一部との間の距離のみを含むものであってもよい。上述の可能性の組合せも考えられる。
【００５６】
前述のとおり、本発明に記載の検出器は、好ましくは単一の個別の縦方向光学センサを含む。ただし、複数の異なる縦方向光学センサが入射光ビームに対して異なるスペクトル感度を示し得る場合など、特定の一実施形態において、検出器は少なくとも２個の縦方向光学センサを含んでもよく、その場合、各々の縦方向光学センサを、少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう適応させることができる。一例として、縦方向光学センサのセンサエリアまたはセンサ表面の向きを平行にすることができ、その場合、１０°以下、好ましくは５°以下など、角度のわずかな許容差が許容可能となり得る。本発明では、好ましくは検出器の光軸に沿ったスタックの形で配列され得る、検出器の縦方向光学センサのすべてが、好ましくは透明であってもよい。このように、光ビームは第１の透明な縦方向光学センサを通過した後、他の縦方向光学センサに、好ましくは順次、衝突し得る。このように、物体からの光ビームは順次、光学検出器内に存在するすべての縦方向光学センサに到達し得る。
【００５７】
これに関する限り、本発明に記載の検出器は、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されているような複数の光学センサから成るスタックを、特に１個または複数の縦方向光学センサが１個または複数の横方向光学センサと組み合わされる形で含み得る。一例として、１個または複数の横方向光学センサは、物体に面する少なくとも１個の縦方向光学センサの１つの側に配置され得る。代替的にまたは付加的に、１個または複数の横方向光学センサは、物体から見て外方を向いている少なくとも１個の縦方向光学センサの１つの側に配置され得る。同じく付加的にまたは代替的に、１個または複数の横方向光学センサは、スタック内に配列された少なくとも２個の縦方向光学センサの中間に配置され得る。さらに、複数の光学センサから成るスタックは、単一の個別の縦方向光学センサと単一の個別の横方向光学センサとの組み合わせであってもよい。ただし、横方向光学センサを含まず、単一の個別の縦方向光学センサのみ含み得る実施形態もやはり有利となる場合があり、例えば物体の深度のみ判定すればよい場合などが挙げられる。
【００５８】
本明細書で使用されるとき、「横方向光学センサ」という用語は一般的に、物体から検出器へと移動する少なくとも１本の光ビームの横方向位置を判定するように適合される装置を指す。位置という用語については、上記の定義を参照するとよい。したがって、好ましくは、横方向位置は検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元における少なくとも１つの座標であるか、または係る座標を含み得る。一例として、横方向位置は、光軸に対して垂直な平面内、例えば横方向光学センサの感光性センサ表面上に光ビームによって生成される光点の位置であってもよい。一例として、平面内の位置はデカルト座標および／または極座標において示され得る。他の実施形態も実現可能である。横方向光学センサの潜在的実施形態については、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号または国際公開第２０１６／１２０３９２Ａ１号において開示されている位置感受性有機検出器を参照するとよい。ただし、他の実施形態も実現可能であり、以下にてさらに詳しく概説される。
【００５９】
横方向光学センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を提供し得る。本発明では、横方向センサ信号は一般的に、横方向位置の指標となる任意の信号であってもよい。一例として、横方向センサ信号はデジタル信号および／またはアナログ信号であるか、またはこれを含み得る。一例として、横方向センサ信号は電圧信号および／または電流信号であるか、またはこれを含み得る。付加的にまたは代替的に、横方向センサ信号はデジタルデータであるか、またはこれを含み得る。横方向センサ信号は単一の信号値および／または一連の信号値を含み得る。横方向センサ信号はさらに、複数の個別の信号を組み合わせることにより、例えば複数の信号の平均化および／または複数の信号の商の形成によって導き出され得る任意の信号を含んでもよい。
【００６０】
横方向光学センサは、少なくとも１個の第１電極、少なくとも１個の第２電極および少なくとも１個の光起電材料を有する、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および／または国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号に記載の光検出器であってもよく、光起電材料は第１電極と第２電極との間に埋め込まれ得る。このように、横方向光学センサは、１個または複数の有機光検出器など１個または複数の光検出器、最も好ましくは１個または複数の色素増感有機太陽電池（ＤＳＣ、色素太陽電池ともいう）、例えば１個または複数の固体色素増感有機太陽電池（ｓＤＳＣ）であるか、またはこれらを１個または複数含み得る。このように、検出器は少なくとも１個の横方向光学センサの役割を果たす１個または複数のＤＳＣ（１個または複数のｓＤＳＣなど）および少なくとも１個の縦方向光学センサの役割を果たす１個または複数のＤＳＣ（１個または複数のｓＤＳＣなど）を含み得る。
【００６１】
さらに、本発明に記載の横方向光学センサは、２０１５年１月３０日に出願された、その全内容が参照によって本明細書に組み込まれる欧州特許出願第１５１５３２１５．７号において開示されているように、少なくとも１個の第１電極、少なくとも１個の第２電極、および１種の光伝導性材料から成る１つの層を特に第１電極と第２電極との間に埋め込んだものとを含み得る。このように、横方向光学センサは本明細書において別途記載の光伝導性材料のうち１種、特にカルコゲニド、好ましくは硫化鉛またはセレン化鉛を含み得る。同じく、光伝導性材料層は、均質な結晶相、ポリ結晶相、ナノ結晶相および／または非晶質相から選択される組成物を含み得る。好ましくは、光伝導性材料層は透明な伝導性酸化物から成る、好ましくはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）または前述の光学的に透明な材料を含む、第１電極および第２電極の役割を果たし得る２つの層の間に埋め込まれ得る。ただし、他の材料も、特に光学スペクトルの範囲内の所望の透明性範囲に応じて実現可能となり得る。
【００６２】
さらに、少なくとも２個の電極が、横方向センサ信号の記録用として存在し得る。好ましくは、少なくとも２個の電極を実際には少なくとも２個の物理的電極の形で配列することができ、この場合、各物理的電極は導電性材料、好ましくは金属製導電性材料、より好ましくは金属製高導電性材料、例えば銅、銀、金または合金またはこれらの種類の材料を含む組成物を含み得る。本発明では、少なくとも２個の物理的電極を各々、好ましくは個々の電極と光学センサ内の光伝導層との間での直接の電気的接触が達成され得る形で、特に縦方向センサ信号を、例えば光学センサと評価装置との間の輸送経路における付加的抵抗に起因する損失が可能な限り少ない状態で取得することを目的に、配列することができる。
【００６３】
好ましくは、横方向光学センサの電極のうち少なくとも１個は複数の部分電極を有する分割電極であってもよく、横方向光学センサはセンサエリアを有し得、少なくとも１つの横方向センサ信号はセンサエリア内での入射光ビームのｘ位置および／またはｙ位置を示し得る。センサエリアは、物体に面する光検出器の表面であってもよい。センサエリアは、好ましくは光軸に対して垂直に配向され得る。したがって、横方向光学センサ信号は、横方向光学センサのセンサエリアの平面内で光ビームによって生成される光点の位置を示し得る。一般的に、本明細書で使用されるとき、「部分電極」という用語は、少なくとも１個の電流および／または電圧信号を測定するように適合された、好ましくは他の部分電極から独立した状態の、複数の電極のうち１個の電極を指す。したがって、複数の部分電極が提供される場合、それぞれの電極は複数の電位および／または電流および／または電圧を複数の部分電極を介して提供するように適合され、これらは独立的に測定および／または使用され得る。
【００６４】
横方向光学センサはさらに、部分電極を通る電流に従って横方向センサ信号を生成するように適合され得る。したがって、２個の横軸方向部分電極を通る複数の電流の比率が得られる結果、ｘ座標を生成することができ、および／または縦軸方向部分電極を通る複数の電流の比率が生成される結果、ｙ座標を生成することができる。検出器、好ましくは横方向光学センサおよび／または評価装置は、物体の横方向位置に関する情報を、部分電極を通る複数の電流の少なくとも１つの比率から導き出すように適合され得る。部分電極を通る複数の電流の比較によって位置座標を生成する他の方法も実現可能である。
【００６５】
部分電極は一般的に、センサエリア内での光ビームの位置判定を目的に、様々な形で定義され得る。したがって、横軸座標またはｘ座標を判定するために複数の横軸方向部分電極を提供してもよく、また縦軸座標またはｙ座標を判定するために複数の部分電極を提供してもよい。したがって、部分電極をセンサエリアの周縁部に提供してもよく、この場合、センサエリアの内部空間は自由な状態を維持し、またこの空間を１種または複数種の付加的電極材料で被覆してもよい。以下にてさらに詳しく概説されるとおり、付加的電極材料は好ましくは透明の付加的電極材料、例えば透明な金属および／または透明な導電性酸化物、および／または最も好ましくは透明な導電性ポリマーであってもよい。
【００６６】
電極のうち１個が３個以上の部分電極を有する分割電極であり得る場合に横方向光学センサを使用することにより、部分電極を通る電流は、センサエリア内での光ビームの位置に依存し得る。これは一般的に、部分電極に衝突する光に起因する電荷の生成位置からの途中でオーム損失または抵抗損失が発生し得るという事実が背景となり得る。したがって、部分電極に加え、分割電極は部分電極に接続された１個または複数の付加的電極材料を含んでもよく、１個または複数の付加的電極材料は電気抵抗をもたらす。したがって、電荷生成位置から１個または複数の付加的電極材料を経て部分電極に至る途中でのオーム損失を背景に、部分電極を通る電流は電荷発生位置に依存し、したがってセンサエリア内での光ビームの位置に依存する。センサエリア内での光ビームの位置の判定に関するこの原理について詳しくは、下記の好適な実施形態および／または国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号および同文献に記載の個々の参考文献において開示されている物理的原理および装置オプションを参照するとよい。
【００６７】
相応に、横方向光学センサはセンサエリアを含み得、センサエリアは好ましくは物体から検出器へと移動する光ビームに対して透明であってもよい。したがって、横方向光学センサは、１つまたは複数の横方向、例えばｘ方向および／またはｙ方向における、光ビームの横方向位置を判定するよう適応され得る。この目的に対し、少なくとも１個の横方向光学センサはさらに、少なくとも１つの横方向光学センサ信号を生成するよう適応され得る。このように、縦方向光学センサの横方向センサ信号を評価することによって、物体の横方向位置に関する情報を少なくとも１項目生成するよう、評価装置を設計することができる。
【００６８】
本発明のさらなる実施形態は、物体から検出器へと伝播する光ビームの性質を指す。本明細書で使用されるとき、光という用語は一般的に、可視スペクトル範囲、紫外スペクトル範囲および赤外スペクトル範囲のうちの１つまたは複数のスペクトル範囲の電磁放射を指す。その中で、可視スペクトル範囲という用語は一般的に３８０ｎｍから７８０ｎｍのスペクトル範囲を指す。赤外光（ＩＲ）スペクトル範囲という用語は一般的に７８０ｎｍから１０００μｍの範囲の電磁放射を指し、７８０ｎｍから１．４μｍの範囲は通常、近赤外光（ＮＩＲ）スペクトル範囲と表わされ、１５μｍから１０００μｍの範囲は遠赤外光（ＦＩＲ）スペクトル範囲と表わされる。紫外スペクトル範囲という用語は一般的に１ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲、好ましくは１００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の電磁放射を指す。好ましくは、本発明の範囲内で使用される光は可視光、すなわち可視スペクトル範囲内の光である。
【００６９】
「光ビーム」という用語は一般的に、特定の方向に放射された一定量の光を指す。したがって、光ビームは、光ビームの伝播方向に対して垂直な方向に所定の拡がりを有する光線の束であってもよい。好ましくは、光ビームは１つまたは複数のガウスビームパラメータ、例えばビームウエスト、レイリー長またはその他、空間内でのビーム直径および／またはビーム伝播の発達の特徴付けに適する任意のビームパラメータまたは複数のビームパラメータの組合せによって特徴付けられ得る、１本または複数のガウス光ビームであるか、またはこれを含み得る。
【００７０】
光ビームは物体自体によって発せられ得る、すなわち物体から生じ得る。付加的にまたは代替的に、光ビームの別の発生源も実現可能である。したがって、以下にてさらに詳しく概説されるとおり、物体を照らす１個または複数の照明源は、１本または複数の一次光線またはビームなど、例えば所定の特徴を有する１本または複数の一次光線またはビームの使用によって提供され得る。後者の場合、物体から検出器へと伝播する光ビームは、物体および／または物体に接続された反射装置によって反射される光ビームであってもよい。
【００７１】
上記にて概説のとおり、少なくとも１個の縦方向センサ信号は、光ビームによる照明の総出力が同じである場合、ＦＩＰ効果により、少なくとも１個の縦方向光学センサのセンサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存する。本明細書で使用されるとき、ビーム断面積という用語は一般的に、特定の位置での光ビームまたは光ビームによって生じる光点の横方向の拡がりを指す。円形の光点が生成される場合、半径、直径、またはガウスビームウエスト、あるいはガウスビームウエストの２倍が、ビーム断面積の尺度として機能し得る。非円形の光スポットが生成される場合、実現可能な他の方式により、例えば非円形光点と同じ面積を有する円の断面積の判定により、断面積を判定することができ、これは等価ビーム断面積とも呼ばれる。これに関して、極限値、すなわち縦方向センサ信号の最大値または最小値、特に大域的極限値の観測を、光起電材料など相応の材料に衝突する光ビームの断面積が最小限となり得る条件、例えば光学レンズによる影響に応じて材料が焦点または焦点付近に位置し得るという条件下で採用することが可能となり得る。極限値が最大値である場合、この観測を正のＦｉＰ効果と表わすことができる一方、極限値が最小値である場合はこの観測を負のＦｉＰ効果と表わすことができる。下記の実施形態において実証されるとおり、本発明に記載のセンサ領域内に光活性層を有する光ダイオードを含む光学センサは、特に光活性層向けに選択される材料および／または照明出力に応じて、正のＦｉＰ効果または代替的に負のＦｉＰ効果のうちの１つのＦｉＰ効果を示し得る。
【００７２】
このように、センサ領域に実際に含まれる材料と無関係に、ただし光ビームによるセンサ領域の照明の総出力が同じである場合、第１のビーム直径またはビーム断面積を有する光ビームは第１の縦方向センサ信号を生成し得る一方、第１のビーム直径またはビーム断面積とは異なる第２のビーム直径またはビーム断面積を有する光ビームは、第１の縦方向センサ信号とは異なる第２の縦方向センサ信号を生成する。国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号に記載のとおり、これらの縦方向センサ信号を比較することにより、ビーム断面積、具体的にはビーム直径に関する少なくとも１つの情報項目が生成され得る。したがって、光ビームの総出力および／または強度に関する情報を得るため、および／または縦方向センサ信号および／または光ビームの総出力および／または総強度についての物体の縦方向位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を正規化するために、縦方向光学センサによって生成される複数の縦方向センサ信号を比較することができる。したがって、一例として、縦方向光学センサ信号の最大値が検出され得、またすべての縦方向センサ信号が最大値によって分割され得ることにより、正規化された縦方向光学センサ信号が生成され、その後、この信号が、上述の既知の関係を使用することにより、物体の縦方向情報のうち少なくとも１つの項目へと変換され得る。他の正規化方法も実現可能であり、例えば縦方向センサ信号の平均値を使用して正規化し、平均値ですべての縦方向センサ信号を割ってもよい。他の選択肢も可能である。
【００７３】
光ビームのビーム断面積と物体の縦方向位置との間の既知の関係における曖昧さを解消するため、この実施形態が、特に評価装置によって使用され得る。したがって、たとえ物体から検出器へと伝播する光ビームのビーム特性が十分にまたは部分的に既知である場合でも、多くのビームにおいて、ビーム断面は焦点に達する前に狭まり、その後は再び拡がる。したがって、光ビームが最も狭いビーム断面積を有する焦点の前後において、光ビームの伝播の軸に沿って、光ビームが同じ断面を有する複数の位置が生じる。したがって、一例として、焦点の前後の距離ｚ０において、光ビームの断面積は同一である。このように、光検出器のみが単一の縦方向光センサを含む場合、光ビームの総体的な出力または強度が既知であれば、光ビームの比断面積を判定することができる。この情報を使用することにより、焦点からの各縦方向光センサの距離ｚ０が判定され得る。ただし、各縦方向光学センサが焦点の前または後のいずれに位置し得るかを判定するには、付加的な情報、例えば物体および／または検出器の動きの履歴および／または検出器が焦点の前または後のいずれにあるかに関する情報が必要となる。
【００７４】
このように、物体から検出器へと伝播する光ビームの１つまたは複数のビーム特性が既知である場合、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を、少なくとも１個の縦方向センサ信号と物体の縦方向位置との間における既知の関係から導き出すことができる。既知の関係を、１つのアルゴリズムおよび／または１個もしくは複数の較正曲線として、評価装置に保存することができる。一例として、具体的にガウスビームに関して、ビーム直径またはビームウエストと物体の位置との間の関係を、ビームウエストと縦方向座標との間のガウス関係を使用することにより、容易に導き出すことができる。このように、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されているとおり、また本発明に従って、評価装置を、好ましくは光ビームの伝播方向における少なくとも１つの伝播座標上の光ビームのビーム直径の既知の依存性から、および／または光ビームの既知のガウスプロファィルから、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するために、光ビームのビーム断面積および／または直径を光ビームの既知のビーム特性と比較するよう適応させることができる。
【００７５】
物体の少なくとも１つの縦方向座標に加え、物体の少なくとも１つの横方向座標も判定され得る。したがって、一般的に、評価装置はさらに、物体の少なくとも１つの横方向座標を、少なくとも１個の横方向光学センサ上での光ビームの位置の判定によって判定するように適合させることができ、少なくとも１個の横方向光学センサはピクセル化された、セグメント化された、または大面積の横方向光学センサであってもよく、これについては国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号においてもさらに概説される。
【００７６】
加えて、検出器は少なくとも１個の転送装置、例えば光学レンズ、特に１個または複数の屈折レンズ、特に薄い凸レンズまたは両凸レンズなど薄い収束性屈折レンズ、および／または１個または複数の凸型ミラーを含み得、これらをさらに、共通の光軸に沿って配列することができる。最も好ましくは、物体から発生する光ビームはこの場合、まず少なくとも１個の転送装置を通り、次いで単一の透明な縦方向光センサまたは複数の透明な縦方向光学センサから成るスタックを通って移動し、最終的に撮像装置に衝突し得る。本明細書で使用されるとき、「転送装置」という用語は、物体から発生した少なくとも１本の光ビームを検出器内の光学センサ、すなわち少なくとも２個の縦方向光学センサおよび少なくとも１個の横方向光学センサへと転送するよう構成設定され得る光学素子を指す。このように、物体から検出器へと伝播する光を光学センサへ供給するよう、転送装置を設計することができ、この供給を任意選択的に、転送装置の撮像手段により、そうでなければ非撮像手段の特性によって有効化することができる。特に、転送装置は、電磁放射が横方向光学センサおよび／または縦方向光学センサに供給される前に、電磁放射を収集するよう設計されてもよい。
【００７７】
加えて、少なくとも１個の転送装置は撮像特性を有し得る。結果的に、転送装置は少なくとも１個の撮像要素、例えば少なくとも１個のレンズおよび／または少なくとも１個の曲面鏡を有するが、何故ならそのような撮像要素の場合、例えばセンサ領域上での照明の幾何学は相対的配置、例えば転送装置と物体との間の距離に依存し得るからである。本明細書で使用されるとき、転送装置は、物体から発生する電磁放射が完全にセンサ領域へ転送されるような形で、例えば、特に物体が検出器の可視範囲内に配列される場合に電磁放射がセンサ領域、特にセンサエリア上で完全に集束するような形で設計され得る。
【００７８】
加えて、転送装置も、例えば変調転送装置の使用などにより、光ビームの変調向けに採用され得る。本発明では、変調転送装置を、光ビームが縦方向光学センサに衝突し得る前に入射光ビームの周波数および／または強度を変調させるよう適応させることができる。本発明では、変調転送装置は光ビームを変調させる手段を含み得る、および／または変調装置によって制御することができ、変調転送装置は評価装置の構成要素であってもよく、および／または少なくとも部分的に別個のユニットとして実装され得る。
【００７９】
相応に、本発明に記載の検出器は、物体から検出器へと移動する少なくとも１本の変調後の光ビームを生成する能力があり得る少なくとも１個の変調装置を含み得、その結果、物体および／または検出器の少なくとも１つのセンサ領域、例えば少なくとも１個の縦方向光学センサの少なくとも１つのセンサ領域の照明を変調させる。好ましくは、変調装置は例えばビームを周期的に遮断する装置の採用などにより、周期的変調を生成するために採用され得る。一例として、検出器は、少なくとも１個の縦方向光学センサの少なくとも１つのセンサ領域など、物体および／または検出器の少なくとも１つのセンサ領域における、０．０５Ｈｚ〜１ＭＨｚ、例えば０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数での照明変調をもたらすよう設計され得る。これに関して、照明変調は、照明の総出力を、好ましくは周期的に、特に単一の変調周波数で周期的に、あるいは複数の変調周波数で同時および／または連続的に変化させるプロセスを意味すると理解される。特に、周期的変調は、照明の総出力の最大値と最小値との間で有効化され得る。本発明では、最小値は０であってもよいが、例えば完全な変調を有効化する必要がないよう、最小値は０より大きい値であってもよい。特に好ましい形で、少なくとも１回の変調は例えば影響を受ける光ビームの正弦波変調、正方形変調、または三角形変調など、周期的な変調であるか、または周期的変調を含む変調であってもよい。さらに、変調は例えば平方正弦波関数、またはｓｉｎ（ｔ２）関数（ｔは時間を表わす）など、複数の正弦波関数の線形結合であってもよい。本発明の特定の効果、優位性および実現可能性を実証するため、本発明では概して正方形変調が変調の典型的形状として採用されるが、この表現は本発明の範囲をこの特定の変調形状に限定する意図があるわけではない。この例を参考に、当業者であれば、異なる変調形状を採用する場合に関連するパラメータや条件の適応方法をかなり容易に認識し得る。
【００８０】
変調は、例えば物体と光学センサとの間のビーム経路において、例えば前記ビーム経路内に配列されている少なくとも１個の変調装置によって有効化され得る。ただし、代替的にまたは付加的に、以下に記載のとおり、物体を照らすための任意の照明源と物体との間のビーム経路において、例えば前記ビーム経路内に配列されている少なくとも１個の変調装置によって変調装置を有効化することもできる。これらの可能性の組み合わせも考えられる。この目的のため、少なくとも１個の変調装置は、例えば、好ましくは一定速度で回転し、したがって照明を周期的に遮断することができる、例えば少なくとも１個の遮断ブレードまたは遮断ホイールを含むビームチョッパまたは他の種類の周期的ビーム遮断装置を含み得る。ただし代替的にまたは付加的に、１個または複数の異なる種類の変調装置、例えば電気光学効果および／または音響光学効果に基づく変調装置の使用も可能である。同じく代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の任意の照明源自体を、例えば照明源自体が変調強度および／または総出力、例えば周期的変調総出力を有することによって、および／または前記照明源がパルス照明源、例えばパルスレーザとして具現化されることによって、変調照明を生成するよう設計することもできる。したがって、一例として、少なくとも１個の変調装置を照明源に完全にまたは部分的に組み込んでもよい。さらに、代替的にまたは付加的に、検出器は例えば調節可能なレンズなど、それ自体が例えば、少なくとも１個の転送装置に衝突する入射光ビームが少なくとも１個の縦方向光学センサに衝突する前に転送装置を横切るために、入射光ビームの総強度および／または総出力を変調させる、特に周期的に変調させることによって照明を変調させるよう設計され得る少なくとも１個の任意の転送装置を含み得る。さまざまな可能性が実現可能である。
【００８１】
さらに、照明の総出力が同じである場合、縦方向センサ信号は結果的に、照明の変調周波数に依存し得る。縦方向光学センサおよび縦方向センサ信号の潜在的実施形態については、センサ領域内の光ビームの断面積および変調周波数に対する依存性を含め、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および第２０１４／０９７１８１Ａ１号において開示されている光学センサを参照するとよい。これに関する限り、特に異なる変調の場合に複数の縦方向センサ信号を検出するよう、特に複数の縦方向センサ信号をそれぞれ異なる変調周波数にて検出するよう設計することができる。評価装置は、複数の縦方向センサ信号から幾何学情報を生成するよう設計することができる。国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号に記載のとおり、曖昧さを解消することができ、および／または例えば照明の総出力は一般的に未知であるという事実を考慮に入れることができる。
【００８２】
一般的に、検出器はさらに、少なくとも１個の撮像装置、すなわち少なくとも１個の画像を取得可能な装置をも含み得る。撮像装置は様々な形で具現化され得る。したがって、撮像装置は例えば検出器ハウジング内の検出器の一部であってもよい。ただし、代替的にまたは付加的に、撮像装置は検出器ハウジング外に、例えば別個の撮像装置として配置され得る。代替的にまたは付加的に、撮像装置を検出器へ、さらには検出器の一部へ接続してもよい。好適な一実施形態において、透明な縦方向光学センサのスタックおよび撮像装置は、光ビームが移動する共通の光軸に沿って配置される。したがって、光ビームの光路において、光ビームが透明な縦方向光センサのスタックを通り、撮像装置に衝突するまで移動する形で、撮像装置を配置することができる。ただし、他の配置も可能である。
【００８３】
本明細書で使用されるとき、「撮像装置」は一般的に、１次元、２次元または３次元の、物体または物体の一部の画像を生成可能な装置として理解される。特に、検出器は、少なくとも１個の任意の撮像装置を使用して、または使用せずに、カメラ、例えばＩＲカメラまたはＲＧＢカメラ、すなわち３つの別々の接続において赤色、緑色および青色として設計された３原色を送達するように設計されたカメラとして、完全にまたは部分的に使用され得る。したがって、一例として、少なくとも１個の撮像装置は、ピクセル化有機カメラ要素、好ましくはピクセル化有機カメラチップ；ピクセル化無機カメラ要素、好ましくはピクセル化無機カメラチップ、より好ましくはＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップ；モノクロムカメラ要素、好ましくはモノクロムカメラチップ；多色カメラ要素、好ましくは多色カメラチップ；フルカラーカメラ要素、好ましくはフルカラーカメラチップからなる群から選択される少なくとも１個の撮像装置であるか、またはこれを含み得る。撮像装置は、モノクロム撮像装置、マルチクロム撮像装置および少なくとも１個のフルカラー撮像装置からなる群から選択される少なくとも１個の装置であるか、またはこれを含み得る。マルチクロム撮像装置および／またはフルカラー撮像装置は、当業者であれば認識することになるとおり、フィルタ技術の使用により、および／または固有の色感度技法あるいは他の技法の使用により生成され得る。撮像装置の他の実施形態も可能である。
【００８４】
撮像装置は、物体の複数の部分領域を連続的におよび／または同時に撮像するように設計され得る。一例として、物体の部分領域は、例えば撮像装置の解像限界によって定められ、電磁放射が発せられる物体の１次元、２次元または３次元領域であってもよい。この文脈において、撮像とは、物体の各部分領域から発生する電磁放射が、例えば検出器の少なくとも１個の任意の伝送装置によって、撮像装置に供給されることを意味すると理解されるべきである。電磁線は、物体自体によって、例えば発光放射の形で生成され得る。代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の検出器は、物体を照らす少なくとも１個の照明源を含み得る。
【００８５】
特に、撮像装置は、例えば、特に少なくとも１つの列走査および／または線走査を使用する走査法により、複数の部分領域を連続的に撮像するように設計され得る。ただし、他の実施形態も可能であり、例えば複数の部分領域が同時に撮像される実施形態も可能である。撮像装置は、物体の部分領域の撮像中、部分領域に関連付けられた信号、好ましくは電子信号を生成するように設計される。信号はアナログ信号および／またはデジタル信号であってもよい。一例として、電子信号は各部分領域と関連付けられ得る。したがって、電子信号は同時に生成されるか、または時間的にずれる形で生成され得る。一例として、列走査中または線走査中、例えば或る線内で結び付けられた、物体の部分領域に対応する電子信号のシーケンスが生成され得る。さらに、撮像装置は、少なくとも１個の信号処理装置、例えば少なくとも１個のフィルタ、および／または電子信号を処理および／または前処理するアナログデジタルコンバータを含み得る。
【００８６】
物体から出る光は、物体自体から生じてよいが、任意に、異なる起点を有していてもよく、この起点から物体へと伝播し、その後、光学センサへと伝播してもよい。後者の場合、例えば使用されている少なくとも１個の照明源に影響され得る。照明源は様々な形で具現化され得る。したがって、照明源は例えば検出器ハウジング内の検出器の一部であってもよい。ただし、代替的にまたは付加的に、少なくとも１個の照明源は検出器ハウジング外に、例えば別個の照明源としても配置され得る。照明源は物体から離れて配置され、或る距離から物体を照らし得る。代替的にまたは付加的に、照明源は物体に接続されるか、さらには物体の一部とされてもよく、したがって、一例として、物体から発生する電磁放射は照明源によって直接生成され得る。一例として、少なくとも１個の照明源は物体の表面および／または内部に配置され得、センサ領域を照らす手段となる電磁放射を直接生成し得る。この照射源は、例えば環境光源であるかこれを含み得る、および／または人工照明源であるかまたはこれを含み得る。一例として、少なくとも１個の赤外線放出装置および／または少なくとも１個の可視光放出装置および／または少なくとも１個の紫外光放出装置を、物体の表面に配置することができる。一例として、少なくとも１個の発光ダイオードおよび／または少なくとも１個のレーザダイオードを、物体の表面および／または内部に配置することができる。照明源は特に、以下に挙げる照明源のうち１つまたは複数を含み得る：レーザ、特にレーザダイオード（ただし原則として、代替的にまたは付加的に、他の種類のレーザも使用され得る）；発光ダイオード；白熱電球；ネオンライト；炎源；有機光源、特に有機発光ダイオード；構造化された光源。代替的にまたは付加的に、他の照明源も使用され得る。特に好適なのは、例えば多数のレーザの場合に少なくともおおよそ当てはまるとおり、ガウスビームプロファイルを有する１本または複数の光ビームを生成するように照明源が設計される場合である。任意の照明源のさらなる潜在的実施形態については、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号の１つを参照するとよい。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【００８７】
少なくとも１個の任意の照明源は、一般的に、紫外スペクトル範囲、好ましくは２００ｎｍ３８０ｎｍの範囲；可視スペクトル範囲（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）；赤外スペクトル範囲、好ましくは７８０ｎｍ〜３．０μｍの範囲のうち少なくとも１つに該当する光を放出し得る。最も好ましくは、少なくとも１個の照明源は、可視スペクトル範囲、好ましくは５００ｎｍ〜７８０ｎｍ、最も好ましくは６５０ｎｍ〜７５０ｎｍまたは６９０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の光を放出するように適合される。本発明において特に好適なのは、縦方向センサのスペクトル感度に関連付けられ得るスペクトル範囲を照明源が示し得る場合、特に、個々の照明源によって照らされ得る縦方向センサが高い強度のセンサ信号を提供し得ることを確保する結果、十分な信号対ノイズ比での光分解能評価が可能となり得る場合である。
【００８８】
本発明のさらなる一態様において、上記の実施形態のいずれかに記載の少なくとも２個の検出器を含む配列が提案される。本発明では、少なくとも２個の検出器は好ましくは光学特性が同一であるが、互いに異なるものであってもよい。加えて、配列はさらに少なくとも１個の照明源を含み得る。本明細書において、少なくとも１個の物体は一次光を生成する少なくとも１個の照明源を使用して照らされ得、少なくとも１個の物体が弾性的にまたは非弾性的に一次光を反射することにより、複数の検出器のうちの１個へと伝播する複数の光ビームが生成される。少なくとも１個の照明源は、複数の検出器それぞれの構成要素を形成し得るか、または形成しなくてもよい。一例として、少なくとも１個の照明源自体が環境光源であるかまたはこれを含み得、および／または人工照明源であるかまたはこれを含み得る。この実施形態は、好ましくは、複数の検出器、好ましくは２個の同一の検出器が深度情報取得のために、特に、単一の検出器の固有測定容積を範囲とする測定容積を提供する目的に採用される。
【００８９】
本発明のさらなる一態様において、使用者とマシンとの間で情報のうち少なくとも１つの項目を交換するためのヒューマンマシンインターフェースが提案される。提案されるヒューマンマシンインターフェースは、上述のまたは以下にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において、上述の検出器が１人または複数の使用者によって、マシンに情報および／または命令を提供するために使用され得るという事実を利用し得る。したがって、好ましくは、ヒューマンマシンインターフェースは制御命令の入力に使用され得る。
【００９０】
ヒューマンマシンインターフェースは、本発明に記載の、例えば上記にて開示されている１つまたは複数の実施形態および／または以下にてさらに詳しく開示される１つまたは複数の実施形態に記載の少なくとも１個の検出器を含み、ヒューマンマシンインターフェースは使用者の幾何学的情報のうち少なくとも１つの項目を検出器によって生成するように設計され、ヒューマンマシンインターフェースは幾何学的情報に対し、情報のうち少なくとも１つの項目、特に少なくとも１つの制御命令を割り当てるように設計される。
【００９１】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１つの娯楽機能を実行する娯楽装置が開示される。本明細書で使用されるとき、娯楽装置は、１人または複数の使用者（以下では１人または複数のプレーヤともいう）のレジャーおよび／または娯楽の目的に役立ち得る装置である。一例として、娯楽装置はゲーム、好ましくはコンピュータゲームの目的に役立ち得る付加的にまたは代替的に、娯楽装置は他の目的、例えばエクササイズ、スポーツ、理学療法または運動追跡全般などの目的にも使用され得る。したがって、娯楽装置は、コンピュータ、コンピュータネットワークまたはコンピュータシステムに実装され得るか、あるいは１つまたは複数のゲーム用ソフトウェアプログラムを実行するコンピュータ、コンピュータネットワークまたはコンピュータシステムを含み得る。
【００９２】
娯楽装置は、本発明に記載の、例えば上記にて開示されている１つまたは複数の実施形態および／または以下にて開示される１つまたは複数の実施形態に記載の少なくとも１個のヒューマンマシンインターフェースを含む。娯楽装置は、ヒューマンマシンインターフェースを手段として情報のうち少なくとも１つの項目をプレーヤが入力可能となるように設計される。情報のうち少なくとも１つの項目は、娯楽装置の制御装置および／またはコンピュータへと伝送され得るか、および／またはそれらによって使用され得る。
【００９３】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の可動物体の位置を追跡する追跡装置が提供される。本明細書で使用されるとき、追跡システムは、少なくとも１個の物体または物体の少なくとも一部における、一連の過去の位置に関する情報を収集するように適合される装置である。付加的に、追跡システムは、少なくとも１個の物体または物体の少なくとも一部について予測される少なくとも１つの将来の位置に関する情報を提供するように適合され得る。追跡システムは少なくとも１個の進路制御装置を有し得、進路制御装置は完全にまたは部分的に電子装置として、好ましくは少なくとも１個のデータ処理装置、より好ましくは少なくとも１個のコンピュータまたはマイクロコントローラとして具現化され得る。同じく、少なくとも１個の進路制御装置は少なくとも１個の評価装置を含み得、および／または少なくとも１個の評価装置の一部であってもよく、および／または完全にまたは部分的に少なくとも１個の評価装置と同一であってもよい。
【００９４】
追跡システムは、本発明に記載の少なくとも１個の検出器、例えば上記に挙げた１つまたは複数の実施形態において開示されているような、および／または下記の１つまたは複数の実施形態において開示されているような、少なくとも１個の検出器を含む。追跡システムはさらに、少なくとも１個の進路制御装置をも含む。追跡システムは、複数の検出器間において重複する容積内での少なくとも１個の物体に関する深度情報の信頼性のある取得を可能にする複数の検出器、特に複数の同一の検出器を含み得る。進路制御装置は物体の一連の位置を追跡するように適合され、各位置は特定の時点における物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を含む。
【００９５】
追跡システムはさらに、物体に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置をも含み得る。ビーコン装置の潜在的定義については国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号の開示を参照するとよい。追跡システムは、好ましくは、検出器が少なくとも１個のビーコン装置の物体の位置に関する情報を生成し得るよう、特に特異的なスペクトル感度を示す特定のビーコン装置を含む物体の位置に関する情報を生成するよう、適応される。このように、異なるスペクトル感度を示す複数のビーコンを、本発明の検出器により、好ましくは同時に追跡することができる。本明細書において、ビーコン装置は、完全にまたは部分的に能動型ビーコン装置および／または受動型ビーコン装置として具現化され得る。一例として、ビーコン装置は、検出器へと伝送されることになる少なくとも１本の光ビームを生成するように適合された少なくとも１個の照明源を含み得る。付加的にまたは代替的に、ビーコン装置は、照明源により生成される光を反射するように適合された少なくとも１個の反射体を含むことにより、検出器へと伝送されることになる反射された光ビームを生成し得る。
【００９６】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を判定する走査システムが提供される。本明細書で使用されるとき、走査システムは、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に、また少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成することを目的に構成される、少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される装置である。少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目を生成する目的に対し、走査システムは発明に記載の検出器のうち少なくとも１個、例えば上記に挙げた１つまたは複数の実施形態において開示されているような、および／または下記の１つまたは複数の実施形態において開示されているような、少なくとも１個の検出器を含む。
【００９７】
したがって、走査システムは、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される、少なくとも１個の照明源を含む。本明細書で使用されるとき、「点」という用語は、例えば走査システムの使用者によって、照明源によって照らされるよう選択され得る、物体の表面の一部に存在する小さい区域を指す。好ましくは、点は、走査システムに含まれる照明源と、物体の表面上で点が位置し得る部分との間の距離の値を、走査システムが可能な限り正確に判定できるよう、可能な限り小さいサイズを示すものであってもよい一方、他方では走査システムの使用者または走査システム自体が、特に自動手順により、物体の表面上の関連部分における点の存在を検出できる程度に大きいサイズであってもよい。
【００９８】
この目的に対し、照明源は人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ光源および／または少なくとも１個の白熱電球および／または少なくとも１個の半導体光源、例えば少なくとも１個の発光ダイオード、特に有機および／または無機の発光ダイオードを含み得る。一般的に定義されるビームプロファイルおよび他の操作特性の関係上、少なくとも１個のレーザ光源の使用が特に好適である。この場合、単一のレーザ光源の使用が好適となり得るが、特に、使用者にとって保管しやすく運びやすいと考えられる、小型操作システムを提供することが重要となり得る場合がそうである。したがって、照明源は、好ましくは検出の構成要素であってもよく、したがって特に、検出器のハウジングへの一体化など、検出器に組み込まれ得る。好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは、距離関連情報を使用者へ、例えば判読しやすい形で提供するよう構成された、少なくとも１個の表示装置を含み得る。さらなる好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは付加的に、例えば１つまたは複数の操作モードなど、走査システムに関連する少なくとも１つの機能の操作向けに構成され得る少なくとも１個のボタンを含み得る。さらなる好適な一実施形態において、特に走査システムのハウジングは付加的に、走査システムを別の表面、例えばゴム製脚、ベースプレートまたは壁ホルダなどへ固定するために、磁性材料などを含む形で、特に測距の正確性および／または使用者による走査システムの操作性の向上を目的に構成され得る、少なくとも１個の固定ユニットを含み得る。
【００９９】
したがって、特に好適な一実施形態において、走査システムの照明源は、物体の表面に位置する単一の点を照らすよう構成され得る単一のレーザビームを放出し得る。したがって、本発明に記載の少なくとも１個の検出器の使用により、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目が生成され得る。この場合、好ましくは、走査システムに含まれる照明システムと、照明源によって生成される単一の点との間の距離は、少なくとも１個の検出器に含まれる評価装置の採用などによって判定され得る。ただし、走査システムはさらに、特にこれを目的に適合され得る付加的な評価システムをも含み得る。代替的にまたは付加的に、走査システムのサイズ、特に走査システムのハウジングのサイズを考慮に入れることができ、したがって走査システムのハウジング上の特定の点、例えばハウジングの前端または後端と、単一の点との間の距離を、選択的に判定することができる。
【０１００】
あるいは、走査システムの照明源は、ビームの放出方向間に直角など個別の角度を提供することにより、同じ物体の表面または２個の別々の物体における２つの異なる表面に位置する２個の個別の点を照らすことができるよう構成され得る、２本の個別のレーザビームを放出し得る。ただし、２本の個別のレーザビーム間における個別の角度について、他の値も実現可能である。この特徴は特に、例えば走査システムと点との間における１個または複数の障害物の存在などが原因で直接アクセスできない可能性のある、あるいは別段に到達困難となり得る間接距離の導出などを目的とする間接測定機能向けに採用され得る。したがって、一例として、物体の高さの値を、２つの個別の距離を測定し、そしてピタゴラスの定理の使用により高さを導き出すことによって判定することが実現可能となり得る。特に、物体を基準に既定の水平を維持することを可能にするため、走査システムはさらに、使用者が既定の水平を維持するために使用し得る、少なくとも１個の水平調整ユニット、特に一体型気泡バイアルをも含み得る。
【０１０１】
さらなる一選択肢として、走査システムの照明源は、個別のピッチ、特に規則的なピッチを、互いを基準に示し得る、また少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面上に位置する複数の点からなる配置を生成する形で配置され得る、複数のレーザビームからなる配置など、複数の個別のレーザビームを放出し得る。この目的に対し、特別に適合された光学要素、例えばビーム分割装置および鏡などが提供され得、これにより上述の複数のレーザビームからなる配置の生成が可能となり得る。
【０１０２】
したがって、走査システムは、１個または複数の物体の１つまたは複数の表面上に配置された１個または複数の点の静的配置を提供し得る。あるいは、走査システムの照明源、特に上述の複数のレーザビームからなる配置など、１本または複数のレーザビームは、時間の経過につれ変化する強度を示し得る、および／または時間が経過する中で放出方向が交互に変化し得る、１本または複数の光ビームを提供するよう構成され得る。したがって、照明源は、少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面の一部を１個の画像として、走査装置の少なくとも１個の照明源によって生成される交互に変化する特徴と併せて１本または複数の光ビームを使用することによって走査するよう構成され得る。したがって、特に、走査システムは少なくとも１回の列走査および／または線走査、例えば１個または複数の物体の１つまたは複数の表面の連続的走査または同時走査を使用し得る。
【０１０３】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の撮像用カメラが開示される。カメラは、本発明に記載の、例えば上記または下記にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において開示されるような、少なくとも１個の検出器を含む。このように、検出器は写真装置、具体的にはデジタルカメラの一部であってもよい。具体的に、検出器は３Ｄ写真撮影、具体的にはデジタル３Ｄ写真撮影に使用され得る。このように、検出器はデジタル３Ｄカメラを形成するか、またはデジタル３Ｄカメラの一部であってもよい。本明細書で使用されるとき、「写真撮影」という用語は一般的に、少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。本明細書でさらに使用されるとき、「カメラ」は一般的に、写真撮影の実施向けに適応された装置である。本明細書でさらに使用されるとき、「デジタル写真撮影」という用語は一般的に、照明の強度を示す電気信号、好ましくは、デジタル電気信号を生成するよう適応された複数の感光性要素の使用によって、少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。本明細書でさらに使用されるとき、「３Ｄ写真撮影」という用語は一般的に、３次元空間における少なくとも１個の物体の画像情報を取得する技術を指す。相応に、３Ｄカメラは３Ｄ写真撮影の実施向けに適応された装置である。カメラは一般的に、単一の画像、例えば単一の３Ｄ画像を取得するために適応され得るか、または複数の画像、例えば一連の画像を取得するために適応され得る。このように、カメラは、例えばデジタルビデオシーケンスの取得など、ビデオ用途向けに適応されたビデオカメラであってもよい。
【０１０４】
このように、一般的に、本発明はさらに、少なくとも１個の物体の撮像向けのカメラ、具体的にはデジタルカメラ、より具体的には３Ｄカメラまたはデジタル３Ｄカメラを指す。上記にて概説のとおり、撮像という用語は、本明細書で使用されるとき、一般的に、少なくとも１個の物体の画像情報の取得を指す。カメラは本発明に記載の少なくとも１個の検出器を含む。カメラは、上記にて概説のとおり、単一の画像の取得、あるいは画像シーケンスなど複数の画像の取得、好ましくはデジタルビデオシーケンスの取得向けに適応され得る。このように、一例として、カメラはビデオカメラであるか、またはビデオカメラを含み得る。後者の場合、カメラは好ましくは画像シーケンスを保存するためのデータメモリを含む。
【０１０５】
本発明のさらなる一態様において、少なくとも１個の物体の位置を判定する方法が開示される。該方法は、好ましくは本発明に記載の、例えば上記または下記にてさらに詳しく記載される１つまたは複数の実施形態において開示されるような、少なくとも１個の検出器を使用し得る。このように、該方法の任意の実施形態については、検出器の様々な実施形態の説明を参照するとよい。
【０１０６】
該方法は、以下に挙げる工程を含み、これらは所定の順序で、または異なる順序で実行され得る。さらに、列記されていない付加的な方法工程も提供され得る。さらに、該方法工程のうち複数、さらにはすべてが、少なくとも部分的に同時に実行され得る。さらに、該方法工程のうち複数、さらにはすべてが、２回、さらには３回以上、反復的に実行され得る。
【０１０７】
本発明に記載の方法は、
−  少なくとも１個の縦方向光学センサを使用することによって少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成する工程であって、縦方向センサ信号は光ビームによる縦方向光学センサのセンサ領域の照明に依存し、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存し、縦方向光学センサは少なくとも２個の電極を有する少なくとも１個の光ダイオードを含み、少なくとも１つの光活性層は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極間に埋め込まれる、工程と、
−  縦方向センサ信号から物体の縦方向位置に関する情報項目を判定することによって縦方向光学センサの縦方向センサ信号を評価する工程と
を含む。
【０１０８】
本発明に記載の方法に関するさらなる詳細については、前述および／または後述の、光学検出器に関する説明を参照するとよい。
【０１０９】
本発明のさらなる一態様において、本発明に記載の検出器の使用が開示される。この態様においては、測距、特に交通技術における測距；位置測定、特に交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；追跡用途；写真撮影用途；撮像用途またはカメラ用途；物流用途；機械視覚用途；安全用途；監視用途；データ収集用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途から成る群から選択される用途を特に目的とする、物体の位置、特に深度の判定を目的とする検出器の使用が提案される。
【０１１０】
好ましくは、本発明に記載の光学検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システム、カメラおよび様々な検出器用途のさらなる潜在的詳細について、特に転送装置、縦方向光学センサ、評価装置、および該当する場合は横方向光学センサ、変調装置、照明源および撮像装置に関して、具体的には潜在的材料、設定および更なる詳細に関して、国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号、米国特許第２０１２／２０６３３６Ａ１号、国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号、および米国特許第２０１４／２９１４８０Ａ１号のうち１つまたは複数を参照するとよい。これらの文献すべての全内容は参照によって本明細書に含まれる。
【０１１１】
前述の検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェースおよび娯楽装置、そして提案される使用も、先行技術に対して大幅な利点を有する。このように、一般的に、簡単でありながらも効率的な、空間内での少なくとも１個の物体の位置を正確に判定する検出器が提供され得る。その中で、一例として、物体または物体の一部の３次元座標を、迅速かつ効率的な形で判定することができる。
【０１１２】
当該分野において既知の装置と比較して、本発明において提案される検出器は、特に、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）、特にソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）を採用するＦｉＰ装置と比べ少ないエネルギー消費および／または所要時間が少ない処理で生産され得る。このように、原則として、少なくとも１種の電子ドナー材料、好ましくは適切な有機ポリマーと、少なくとも１種の電子アクセプタ材料、好ましくはフラーレンベースの電子アクセプタ材料とを含み、縦方向光学センサのセンサ領域において電極間に埋め込まれた光活性層を有する光ダイオードを、適切な評価装置と併せて採用すれば、信頼性のある高精度の位置検出を行う光学検出器を十分に提供することができ、これは具体的に、ヒューマンマシンインターフェースなどにおける機械制御、より好ましくはゲーム、走査、および追跡における機械制御に適する。このように、多数のゲーム、娯楽、走査、および追跡の目的に使用され得る、費用効率的な装置が提供され得る。
【０１１３】
さらに、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）を採用するＦｉＰ装置と比較して、本発明に記載の光学検出器では、同等の、またはさらに大きなａｃ光電流が、同等の照明レベルで観察され得る。同等の、またはさらに大きなセンサ信号も取得され得る。同じことが焦点内反応対焦点外反応の比率にも当てはまる一方、周波数応答（帯域幅）は同様の挙動を示し得る。代表例については下記の図４Ａおよび４Ｂを参照のこと。
【０１１４】
要約すると、本発明の文脈においては以下の実施形態が特に好ましいと考えられる。
【０１１５】
実施形態１：少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器であって、
−  少なくとも１個の縦方向光学センサであって、少なくとも１つのセンサ領域を有し、光ビームによるセンサ領域の照明に依存する形で少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存し、縦方向光学センサは少なくとも２個の電極を有する少なくとも１個の光ダイオードを含み、少なくとも１つの光活性層は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極間に埋め込まれる、縦方向光学センサと、
−  少なくとも１個の評価装置であって、縦方向センサ信号を評価することによって、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される、評価装置と
を含む検出器。
【０１１６】
実施形態２：電子ドナー材料がドナーポリマーを含む実施形態１に記載の検出器。
【０１１７】
実施形態３：電子ドナー材料が有機ドナーポリマーを含む実施形態２に記載の検出器。
【０１１８】
実施形態４：ドナーポリマーが共役系を含み、共役系が環式、非環式および線形のうち１種または複数である実施形態３に記載の検出器。
【０１１９】
実施形態５：有機ドナーポリマーがポリ［３−ヘキシルチオフェン−２，５．ジイル］（Ｐ３ＨＴ）、ポリ［３−（４−ｎ−オクチル）−フェニルチオフェン］（ＰＯＰＴ）、ポリ［３−１０−ｎ−オクチル−３−フェノチアジン−ビニレンチオフェン−コ−２，５−チオフェン］（ＰＴＺＶ−ＰＴ）、ポリ［４，８−ビス［（２−エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，６−ジイル］［３−フルオロ−２−［（２−エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４−ｂ］チオフェンジイル］（ＰＴＢ７）、ポリ［チオフェン−２，５−ジイル−オルト−［５，６−ビス（ドデシルオキシ）ベンゾ［ｃ］［１，２，５］チアジアゾール］−４，７−ジイル］（ＰＢＴ−Ｔ１）、ポリ［２，６−（４，４−ビス−（２−エチルヘキシル）−４Ｈ−シクロペンタ［２，１−ｂ；３，４−ｂ’］ジチオフェン）−オルト−４，７（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＰＤＴＢＴ）、ポリ［５，７−ビス（４−デカニル−２−チエニル）−チエノ（３，４−ｂ）ジアチアゾールチオフェン−２，５］（ＰＤＤＴＴ）、ポリ［Ｎ−９’−ヘプタデカニル−２，７−カルバゾール−オルト−５，５−（４’，７’−ジ−２−チエニル−２’，１’，３’−ベンゾチアジアゾール）］（ＰＣＤＴＢＴ）、ポリ［（４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ；２’，３’−ｄ］シロール）−２，６−ジイル−オルト−（２，１，３−ベンゾチアジアゾール）−４，７−ジイル］（ＰＳＢＴＢＴ）、ポリ［３−フェニルヒドラゾンチオフェン］（ＰＰＨＴ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン−２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン］（Ｍ３ＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［２−メトキシ−５−（３’，７’−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＤＭＯ−ＰＰＶ）、ポリ［９，９−ジ−オクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ−４−ブチルフェニル−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン］（ＰＦＢ）、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうち１種である実施形態４に記載の検出器。
【０１２０】
実施形態６：電子アクセプタ材料がフラーレンベースの電子アクセプタ材料である実施形態１から５のいずれかに記載の検出器。
【０１２１】
実施形態７：フラーレンベースの電子アクセプタ材料が［６，６］−フェニル−Ｃ６１  −  酪酸メチルエステル（ＰＣ６０ＢＭ）、［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）、［６，６］−フェニル−Ｃ８４−酪酸メチルエステル（ＰＣ８４ＢＭ）、インデン−Ｃ６０ビス付加体（ＩＣＢＡ）、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうち少なくとも１種を含む実施形態６に記載の検出器。
【０１２２】
実施形態８：フラーレンベースの電子アクセプタ材料がＣ６０またはＣ７０の成分を１種または２種含む二量体を含む実施形態６または７に記載の検出器。
【０１２３】
実施形態９：フラーレンベースの電子アクセプタが１つまたは２つの付着オリゴエーテル（ＯＥ）鎖（それぞれＣ７０−ＤＰＭ−ＯＥまたはＣ７０−ＤＰＭ−ＯＥ２）を含むジフェニルメタノフラーレン（ＤＰＭ）を含む実施形態８に記載の検出器。
【０１２４】
実施形態１０：電子アクセプタ材料がテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ペリレン誘導体、または無機ナノ粒子のうち１種または複数である実施形態１から９のいずれかに記載の検出器。
【０１２５】
実施形態１１：電子アクセプタ材料がアクセプタポリマーを含む実施形態１から１０のいずれかに記載の検出器。
【０１２６】
実施形態１２：アクセプタポリマーがシアネート化ポリ（フェニレンビニレン）、ベンゾチアジアゾール、ペリレン、またはナフタレンジイミドのうち１種または複数に基づく共役ポリマーを含む実施形態１１に記載の検出器。
【０１２７】
実施形態１３：アクセプタポリマーがシアノ−ポリ［フェニレンビニレン］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［５−（２−（エチルヘキシルオキシ）−２−メトキシシアノテレフタルイリデン］（ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［オキサ−１，４−フェニレン−１，２−（１−シアノ）−エチレン−２，５−ジオクチルオキシ−１，４−フェニレン−１，２−（２−シアノ）−エチレン−１，４−フェニレン］（ＣＮ−エーテル−ＰＰＶ）、ポリ［１，４−ジオクチルオキシ−ｐ−２，５−ジシアノフェニレンビニレン］（ＤＯＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ［９，９’−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール］（ＰＦ８ＢＴ）、またはこれらの誘導体、修飾体もしくは混合物のうち１種または複数から選択される実施形態１２に記載の検出器。
【０１２８】
実施形態１４：電子ドナー材料および電子アクセプタ材料が混合物を形成する実施形態１から１３のいずれかに記載の検出器。
【０１２９】
実施形態１５：混合物が電子ドナー材料および電子アクセプタ材料を１：１００から１００：１、より好ましくは１：１０から１０：１、特に好ましくは１：２から２：１の比率で含む実施形態１４に記載の検出器。
【０１３０】
実施形態１６：電子ドナー材料および電子アクセプタ材料がドナー領域およびアクセプタ領域から成る相互浸透性ネットワークと、ドナー領域とアクセプタ領域との間の界面区域と、これらの領域を電極へ接続するパーコレーション経路とを含む実施形態１から１５のいずれかに記載の検出器。
【０１３１】
実施形態１７：光活性層が第１の層を含み、第１の層がスピンキャスト層、ブレードコート層、またはスロットコート層のうち１つである実施形態１から１６のいずれかに記載の検出器。
【０１３２】
実施形態１８：少なくとも１個の電極の少なくとも一部が光学的に透明である実施形態１から１７のいずれかに記載の検出器。
【０１３３】
実施形態１９：少なくとも一部が光学的に透明な電極が少なくとも１個の透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）を含む実施形態１８に記載の検出器。
【０１３４】
実施形態２０：少なくとも一部が光学的に透明な電極がインジウムドープスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物（ＦＴＯ）、およびアルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）のうち少なくとも１種を含む実施形態１９に記載の検出器。
【０１３５】
実施形態２１：光学的に透明な基板が少なくとも部分的に、少なくとも一部が光学的に透明な電極で被覆されている実施形態１８から２０のいずれかに記載の検出器。
【０１３６】
実施形態２２：光学的に透明な基板がガラス基板、石英基板、または光学的に透明な絶縁性ポリマー、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から選択される実施形態２１に記載の検出器。
【０１３７】
実施形態２３：電極のうち１個が光学的に不透明および／または反射性かつ金属電極を含む実施形態１から２２のいずれかに記載の検出器。
【０１３８】
実施形態２４：金属電極が銀（Ａｇ）電極、白金（Ｐｔ）電極、金（Ａｕ）電極、およびアルミニウム電極（Ａｌ）のうち１種または複数である実施形態２３に記載の検出器。
【０１３９】
実施形態２５：金属電極が薄い金属層を基板に蒸着させたものを含む実施形態２４に記載の検出器。
【０１４０】
実施形態２６：光活性層が異なる２種類の電荷影響層の間に埋め込まれ、異なる２種類の電荷影響層が、電荷担体が同種の場合は１つの電荷担体阻止層と１つの電荷担体輸送層とを含み、あるいは電荷担体が異なる２種類の場合は異なる２種類の電荷担体阻止層または異なる２種類の電荷担体輸送層を含む実施形態１から２５のいずれかに記載の検出器。
【０１４１】
実施形態２７：電荷担体阻止層および電荷担体輸送層のうち少なくとも１つの少なくとも一部が光学的に透明であり、少なくとも一部が光学的に透明な電極の隣に配置される実施形態２６に記載の検出器。
【０１４２】
実施形態２８：電荷担体阻止層がホール阻止層である実施形態２６または２７に記載の検出器。
【０１４３】
実施形態２９：ホール阻止層が炭酸塩、特に炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、エトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニルフェナントロリン（ＢＣＰ）、（３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール）（ＴＡＺ）のうち少なくとも１種を含む実施形態２８に記載の検出器。
【０１４４】
実施形態３０：ホール阻止層が遷移金属酸化物、特に酸化亜鉛（ＺｎＯ）または二酸化チタン（ＴｉＯ２）、あるいはアルカリ性フッ化物、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）またはフッ化ナトリウム（ＮａＦ）を含む実施形態２８または２９に記載の検出器。
【０１４５】
実施形態３１：電荷担体阻止層が電子阻止層であり、特にモリブデン酸化物またはニッケル酸化物を含む実施形態２６から３０のいずれかに記載の検出器。
【０１４６】
実施形態３２：電荷担体輸送層がホール輸送層である実施形態２６から３１のいずれかに記載の検出器。
【０１４７】
実施形態３３：ホール輸送層がポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、スルホン化テトラフルオロエチレン系フッ素化重合体−共重合体（Ｎａｆｉｏｎ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、および遷移金属酸化物から成る群から選択される実施形態３２に記載の検出器。
【０１４８】
実施形態３４：ホール輸送層がＰＥＤＯＴを少なくとも１種の対イオンで電気的にドープしたもの、特にＰＥＤＯＴをナトリウムポリスチレンスルホン酸でドープしたもの（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）である実施形態３３に記載の検出器。
【０１４９】
実施形態３５：電荷担体阻止層および電荷担体輸送層のうち少なくとも１つが第２の層を含み、第２の層がスピンキャスト層、ブレードコート層、またはスロットコート層のうち１つである実施形態２６から３４のいずれかに記載の検出器。
【０１５０】
実施形態３６：縦方向光学センサのセンサ領域が正確に１つの連続するセンサ領域であり、縦方向光学センサ信号がセンサ領域全体にわたり均一である、実施形態１から３５のいずれかに記載の検出器。
【０１５１】
実施形態３７：縦方向光学センサのセンサ領域がセンサエリアであるかまたはセンサエリアを含み、センサエリアは各装置の表面によって形成され、表面が物体に面しているか、または物体から見て外方を向いている状態である実施形態１から３６のいずれかに記載の検出器。
【０１５２】
実施形態３８：光学検出器がセンサ領域の少なくとも一部の電気抵抗または導電性の少なくとも１回または複数回の測定によって縦方向センサ信号を生成するよう適応された実施形態１から３７のいずれかに記載の検出器。
【０１５３】
実施形態３９：光学検出器が少なくとも１回の電流−電圧測定および／または少なくとも１回の電圧−電流測定の実施によって縦方向センサ信号を生成するよう適応された実施形態３８に記載の検出器。
【０１５４】
実施形態４０：評価装置が物体の縦方向位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を、好ましくは照明の既知の出力を考慮して、また任意で照明が変調される変調周波数を考慮しつつ、照明の幾何形状（geometry）と、検出器を基準とする物体の相対位置との間における少なくとも１つの所定の関係から生成するように設計される、実施形態１から３９のいずれかに記載の検出器。
【０１５５】
実施形態４１：評価装置が縦方向センサ信号を正規化し、そして光ビームの強度と無関係に物体の縦方向位置に関する情報を生成するように適合される、実施形態１から４０のいずれかに記載の検出器。
【０１５６】
実施形態４２：異なる縦方向センサの縦方向センサ信号を比較することにより、光ビームが拡がるか狭まるかを認識するよう評価装置が適応される実施形態４１に記載の検出器。
【０１５７】
実施形態４３：少なくとも１個以上の縦方向センサ信号からの光ビームの直径の判定によって、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう評価装置が適応される実施形態１から４２のいずれかに記載の検出器。
【０１５８】
実施形態４４：好ましくは光ビームの伝播方向における少なくとも１つの伝播座標上の光ビームのビーム直径の既知の依存性から、および／または光ビームの既知のガウスプロファィルから、物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するために、光ビームのビーム断面積および／または直径を光ビームの既知の特性と比較するよう評価装置が適応される実施形態４３に記載の検出器。
【０１５９】
実施形態４５：検出器がさらに照明変調用の変調装置を少なくとも１個含む実施形態１から４４のいずれかに記載の検出器。
【０１６０】
実施形態４６：光ビームが変調光ビームである実施形態１から４５のいずれかに記載の検出器。
【０１６１】
実施形態４７：検出器が、異なる変調の場合に複数の縦方向センサ信号、特にそれぞれ異なる変調周波数における複数のセンサ信号を検出するよう設計され、複数の縦方向センサ信号を評価することによって物体の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう評価装置が設計される実施形態４６に記載の検出器。
【０１６２】
実施形態４８：照明の総出力が同じである場合に縦方向センサ信号が照明の変調の変調周波数に依存するような形で縦方向光学センサがさらに設計される実施形態１から４７のいずれかに記載の検出器。
【０１６３】
実施形態４９：さらに少なくとも１個の照明源を含む実施形態１から４８のいずれか一つに記載の検出器。
【０１６４】
実施形態５０：物体に少なくとも部分的に接続され、および／または物体と少なくとも部分的に同一である照明源；物体を少なくとも部分的に一次放射で照らすよう設計された照明源から照明源が選択される実施形態４９に記載の検出器。
【０１６５】
実施形態５１：光ビームが物体上での一次放射の反射によっておよび／または物体自体による一次放射によって刺激される発光によって生成される実施形態５０に記載の検出器。
【０１６６】
実施形態５２：縦方向光学センサのスペクトル感度が照明源のスペクトル範囲によってカバーされる実施形態５１に記載の検出器。
【０１６７】
実施形態５３：検出器が少なくとも２個の縦方向光学センサを有し、縦方向光学センサが積層されている実施形態１から５２のいずれかに記載の検出器。
【０１６８】
実施形態５４：縦方向光学センサが光軸に沿って積層される実施形態５３に記載の検出器。
【０１６９】
実施形態５５：縦方向光学センサが縦方向光学センサスタックを形成し、縦方向光学センサのセンサ領域の配向が光軸に対して直角である実施形態５３または５４に記載の検出器。
【０１７０】
実施形態５６：物体からの光ビームがすべての縦方向光学センサを好ましくは逐次的に照らし、少なくとも１つの縦方向センサ信号が個々の縦方向光学センサによって生成される実施形態５３から５５のいずれかに記載の検出器。
【０１７１】
実施形態５７：少なくとも１個の縦方向光学センサが少なくとも１個の透明な縦方向光学センサを含む実施形態１から５６のいずれかに記載の検出器。
【０１７２】
実施形態５８：さらに少なくとも１個の横方向光学センサを含み、横方向光学センサが物体から検出器へと移動中の光ビームの横方向位置を判定するよう適応されており、横方向位置が検出器の光軸に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であり、横方向光学センサが少なくとも１個の横方向センサ信号を生成するよう適応されており、評価装置は縦方向センサ信号を評価することにより、物体の縦方向に関する少なくとも１項目の情報を生成するように更に設計される実施形態１から５７のいずれかに記載の検出器。
【０１７３】
実施形態５９：横方向光学センサが、少なくとも１個の第１電極、少なくとも１個の第２の電極および２つの別個の透明伝導性酸化物層の間に埋め込まれた少なくとも１種の光伝導性材料を有する光検出器であり、横方向光学センサがセンサエリアを有し、第１電極および第２電極が透明伝導性酸化物層のうち１つにおいて別々の位置に適用され、少なくとも１個の横方向光学センサ信号がセンサ領域内での光ビームの位置を示す実施形態５８に記載の検出器。
【０１７４】
実施形態６０：少なくとも１個の横方向光学センサが少なくとも１個の透明な横方向光学センサを含む実施形態５８または５９のいずれかに記載の検出器。
【０１７５】
実施形態６１：横方向光学センサのセンサ領域が横方向光学センサの表面によって形成され、表面が物体に面しているか、または物体から見て外方を向いている状態である実施形態５８から６０のいずれかに記載の検出器。
【０１７６】
実施形態６２：第１電極および／または第２電極が分割電極であり、少なくとも２個の部分電極を含む実施形態５８から６１のいずれかに記載の検出器。
【０１７７】
実施形態６３：少なくとも４個の部分電極が提供される実施形態１から６２に記載の検出器。
【０１７８】
実施形態６４：部分電極を通る電流がセンサ領域内での光ビームの位置に依存する実施形態６２または６３に記載の検出器。
【０１７９】
実施形態６５：部分電極を通る電流に従って横方向センサ信号を生成するよう横方向光学センサが適応される実施形態６４に記載の検出器。
【０１８０】
実施形態６６：検出器、好ましくは横方向光学センサおよび／または評価装置が、部分電極を通る複数の電流の少なくとも１つの比率から物体の横方向位置に関する情報を導き出すよう適応される実施形態６４または６５に記載の検出器。
【０１８１】
実施形態６７：少なくとも１個の横方向光学センサが透明な光学センサである実施形態４３から６６のいずれかに記載の検出器。
【０１８２】
実施形態６８：横方向光学センサおよび少なくとも２個の縦方向光学センサが光軸に沿って積層されることにより、光軸に沿って移動する光ビームが横方向光学センサと縦方向光学センサの双方に衝突する、実施形態５８から６７のいずれかに記載の検出器。
【０１８３】
実施形態６９：光ビームが続発的に横方向光学センサと少なくとも２個の縦方向光学センサを、またはその逆の順に通過する、実施形態６８に記載の検出器。
【０１８４】
実施形態７０：光ビームが横方向光学センサを通過した後、縦方向光学センサのうち１個に衝突する、実施形態６９に記載の検出器。
【０１８５】
実施形態７１：横方向センサ信号が電流および電圧またはそれらから導き出される任意の信号から成る群から選択される実施形態６９から７０のいずれかに記載の検出器。
【０１８６】
実施形態７２：検出器がさらに少なくとも１個の撮像装置を含む、実施形態１から７１のいずれかに記載の検出器。
【０１８７】
実施形態７３：撮像装置が、物体から最も遠い位置内に位置する、実施形態７２に記載の検出器。
【０１８８】
実施形態７４：光ビームが、撮像装置を照らす前に少なくとも１個の縦方向光学センサを通過する、実施形態７２または７３のいずれかに記載の検出器。
【０１８９】
実施形態７５：撮像装置がカメラを含む、実施形態７２から７４のいずれかに記載の検出器。
【０１９０】
実施形態７６：撮像装置が無機カメラ；モノクロムカメラ；マルチクロムカメラ；フルカラーカメラ；ピクセル化無機チップ；ピクセル化有機カメラ；ＣＣＤチップ、好ましくは多色ＣＣＤチップまたはフルカラーＣＣＤチップ；ＣＭＯＳチップ；ＩＲカメラ；ＲＧＢカメラのうち少なくとも１つを含む、実施形態７２から７５のいずれかに記載の検出器。
【０１９１】
実施形態７７：実施形態１から７６のいずれかに記載の検出器を複数含む配置。
【０１９２】
実施形態７８：配置がさらに少なくとも１個の照明源を含む、実施形態７６または７７に記載の配置。
【０１９３】
実施形態７９：使用者とマシンとの間で情報のうち少なくとも１つの項目を交換するための、特に制御命令を入力するためのヒューマンマシンインターフェースであって、検出器に関連する実施形態１から７８のいずれかに記載の少なくとも１個の検出器を含み、使用者の幾何学的情報のうち少なくとも１つの項目を検出器によって生成するように設計され、幾何学情報に対し、情報のうち少なくとも１つの項目、特に少なくとも１つの制御命令を割り当てるように設計されるヒューマンマシンインターフェース。
【０１９４】
実施形態８０：使用者の幾何学的情報のうち少なくとも１つの項目が、使用者の身体の位置；使用者の少なくとも１つの身体部分の位置；使用者の身体の配向；使用者の少なくとも１つの身体部分の配向からなる群から選択される、実施形態７９に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０１９５】
実施形態８１：ヒューマンマシンインターフェースがさらに、使用者に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置を含み、ヒューマンマシンインターフェースは検出器が少なくとも１個のビーコン装置の位置に関する情報を生成し得るように適合される、実施形態７９または８０に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０１９６】
実施形態８２：ビーコン装置が、検出器へと伝送されることになる少なくとも１本の光ビームを生成するように適合された少なくとも１個の照明源を含む、実施形態８１に記載のヒューマンマシンインターフェース。
【０１９７】
実施形態８３：少なくとも１つの娯楽機能、特にゲームを実行するための娯楽装置であって、ヒューマンマシンインターフェースに関する前の実施形態のいずれかに記載のヒューマンマシンインターフェースのうち少なくとも１つを含み、ヒューマンマシンインターフェースを手段として情報のうち少なくとも１つの項目をプレーヤにより入力可能となるように設計され、娯楽機能を情報に従って変えるように設計される娯楽装置。
【０１９８】
実施形態８４：少なくとも１個の可動物体の位置を追跡する追跡システムであって、検出器に関する実施形態１から８３のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の、物体の一連の位置を追跡するように適合される進路制御装置を含み、それぞれが特定の時点における物体の位置に関する情報のうち少なくとも１つの項目を含む追跡システム。
【０１９９】
実施形態８５：追跡システムがさらに、物体に接続可能な少なくとも１個のビーコン装置を含み、追跡システムは検出器が少なくとも１個のビーコン装置の位置に関する情報を生成し得るように適合される、実施形態８４に記載の追跡システム。
【０２００】
実施形態８６：少なくとも１個の物体の少なくとも１つの位置を判定する走査システムであって、検出器に関する実施形態１から８５のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含み、さらに少なくとも１個の物体の少なくとも１つの表面に位置する少なくとも１個の点の照明を目的に構成される少なくとも１本の光ビームを放出するように適合される少なくとも１個の照明源を含み、少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目を少なくとも１個の検出器の使用によって生成するように設計される走査システム。
【０２０１】
実施形態８７：照明源が人工照明源、特に少なくとも１個のレーザ光源および／または少なくとも１個の白熱電球および／または少なくとも１個の半導体光源を含む、実施形態８６に記載の走査システム。
【０２０２】
実施形態８８：照明源が複数の個別の光ビーム、特に個別のピッチ、特に規則的なピッチを示す複数の光ビームの配置を放出する、実施形態８６または８７に記載の走査システム。
【０２０３】
実施形態８９：走査システムが少なくとも１個のハウジングを含む、実施形態８６から８８のいずれかに記載の走査システム。
【０２０４】
実施形態９０：少なくとも１個の点と走査システムとの間の距離に関する情報のうち少なくとも１つの項目が、少なくとも１個の点と、走査システムのハウジング上の特定の点、特にハウジングの前端または後端との間で判定される、実施形態８９に記載の走査システム。
【０２０５】
実施形態９１：ハウジングが表示装置、ボタン、固定ユニット、水平調整ユニットのうち少なくとも１つを含む、実施形態８９または９０に記載の走査システム。
【０２０６】
実施形態９２：少なくとも１個の物体の撮像のための、検出器に関する実施形態１から９１のいずれかに記載の検出器を少なくとも１個含むカメラ。
【０２０７】
実施形態９３：特に検出器に関する実施形態１から９２のいずれかに記載の検出器を使用して少なくとも１個の物体を光学的に検出する方法であって、
−少なくとも１個の縦方向光学センサの使用によって少なくとも１つの縦方向センサ信号を生成する工程であって、縦方向センサ信号は光ビームによる縦方向光学センサのセンサ領域の照明に依存し、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域内の光ビームのビーム断面積に依存し、縦方向光学センサは少なくとも２個の電極を有する少なくとも１個の光ダイオードを含み、少なくとも１つの光活性層は少なくとも１種の電子ドナー材料および少なくとも１種の電子アクセプタ材料を含み、電極間に埋め込まれる）と、
−  縦方向センサ信号から物体の縦方向位置に関する情報項目を判定することによって縦方向光学センサの縦方向センサ信号を評価する工程と
を含む方法。
【０２０８】
実施形態９４：物体の位置、特に深度を判定することを目的とする、実施形態１から９３のうち検出器に関する実施形態のいずれかに記載の検出器の使用。
【０２０９】
実施形態９５：測距、特に交通技術における測距；位置測定、特に交通技術における位置測定；娯楽用途；セキュリティ用途；ヒューマンマシンインターフェース用途；走査用途；追跡用途；物流用途；機械視覚用途；安全用途；監視用途；データ収集用途；写真撮影用途；撮像用途またはカメラ用途；少なくとも１つの空間のマップ生成用のマッピング用途から成る群から選択される用途を目的とする実施形態９４に記載の検出器を使用する方法。
【０２１０】
本発明のさらなる任意の詳細および特徴は、従属請求項に関して以下に記載される、好ましい模範的実施形態の説明から明らかである。この文脈において、特定の特徴は、単独でまたはいくつかの特徴と組み合わせて実現可能である。本発明は、模範的実施形態に限定されない。模範的実施形態は図面中で概略的に示されている。個々の図面中の同一の参照番号は、同一の要素または同一の機能を有する１つまたは複数の要素あるいは機能に関して互いに対応する要素を指す。
【０２１１】
具体的に図面の説明は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】少なくとも１個の縦方向光学センサを含む本発明に記載の光学検出器の模範的な一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に記載の縦方向光学センサのセンサ領域に含まれる光ダイオードの特に好適な一実施形態を示す図である。
【図３】照明下での光学検出器の電流密度と電圧の特性の対比を提示する実験的概略図である。
【図４Ａ】縦方向光学センサと物体との間の光電流と距離の対比を示す図である。
【図４Ｂ】様々な焦点条件での変調における光電流と周波数の対比を示す図である。
【図５】本発明に記載の光学検出器を各々含む、光学検出器および検出器システム、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡装置およびカメラの模範的な一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０２１３】
図１は、少なくとも１個の物体１１２の位置を判定するための、本発明に記載の光学検出器１１０の模範的な一実施形態を、きわめて概略的に示す図である。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【０２１４】
検出器１１０は少なくとも１個の縦方向光学センサ１１４を含み、これはこの特定の実施形態において、検出器１１０の光軸１１６に沿って配列される。具体的に、光軸１１６は、光学センサ１１４の設定における対称軸および／または回転軸であってもよい。光学センサ１１４は、検出器１１０のハウジングの内部に配置され得る。さらに、少なくとも１個の転送装置１２０、好ましくは屈折レンズ１２２を含む装置が含まれ得る。ハウジング１１８における開口１２４は、特に光軸１１６を基準に同心円状に配置され得、好ましくは検出器１１０の視野１２６の方向を定義付ける。座標系１２８が定義され得、その中で光軸１１６に対して平行または逆平行の方向が縦方向として定義される一方、光軸１１６に対して垂直の方向は横方向として定義され得る。座標系１２８において、図１では象徴的に描かれているが、縦方向は「ｚ」、横方向はそれぞれ「ｘ」および「ｙ」として表されている。ただし、他の種類の座標系１２８も実現可能である。
【０２１５】
さらに、縦方向光学センサ１１４は、反射光ビーム１３２によるセンサ領域１３０の照明に応じて、少なくとも１個の縦方向センサ信号を生成するように設計される。このように、ＦｉＰ効果に応じて縦方向センサ信号は、以下にてさらに詳しく概説されるとおり、照明の総出力が同じである場合、各センサ領域１３０内の光ビーム１３２のビーム断面積に依存する。本発明に従って、縦方向光学センサ１１０のセンサ領域１３０は少なくとも１個の光ダイオード１３４を含み、特に好適な一実施形態が図２により詳しく記載されている。
【０２１６】
縦方向光学センサ１１４のセンサ領域１３０を照らす光ビーム１３２を、発光性物体１１２によって生成してもよい。代替的または付加的に、光ビーム１３２を別個の照明源１３６によって生成してもよく、これは好ましくは光軸１１６に沿った開口１２４経由での光学検出器１１０のハウジング１１８への進入によって光ビーム１３２が縦方向光学センサ１１４のセンサ領域１３０へ到達するよう構成設定され得る形で、照明源１３６によって生成される光の少なくとも一部を物体１１２が反射することができるように物体１１２を照明するよう適応された発光ダイオード１４０など、周囲光源および／または人工光源１３８を含み得る。
【０２１７】
特定の一実施形態において、照明源１３６は変調光源１４２であってもよく、この場合、照明源の１つまたは複数の変調特性を、少なくとも１個の変調装置１４４によって制御してもよい。代替的または付加的に、照明源と物体１１２との間の第１のビーム経路１４６、および／または物体１１２と縦方向光学センサ１１４との間の第２のビーム経路１４８内で変調を有効化してもよい。さらなる可能性も考えられる。この特定の実施形態において、物体１１２の位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するために横方向光学センサ１１４のセンサ信号を評価する際、１つまたは複数の変調特性、特に変調周波数を考慮に入れると、有利となり得る。
【０２１８】
評価装置１５０は一般的に、縦方向光学センサ１１４のセンサ信号を評価することによって物体１１２の位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計される。この目的に対し、評価装置１５０は、縦方向評価ユニット１５２によって象徴的に表わされるセンサ信号（「ｚ」で表わされる）を評価するために、１個または複数の電子装置および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントを含み得る。以下にてさらに詳しく説明するとおり、縦方向光学センサ１１４の複数の縦方向センサ信号の比較によって物体１１２の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するよう、評価装置１５０を適応させてもよい。上記にて説明のとおり、光ビーム１３２が衝突した後に縦方向光学センサ１１４によって提供される縦方向センサ信号は、光ビーム１３２によるセンサ領域１３０の照明に依存し、縦方向センサ信号は、照明の総出力が同じである場合、センサ領域１３０内の光ビーム１３２のビーム断面積に依存する。例えば国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号により詳細に説明されているとおり、縦方向光学センサ１１４の複数の縦方向センサ信号の比較によって物体１１２の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するよう、評価装置１５０を適応させてもよい。
【０２１９】
一般的に、評価装置１５０はデータ処理装置の一部であってもよく、および／または１個または複数のデータ処理装置を含んでいてもよい。評価装置はハウジング１１８へ完全にまたは部分的に一体化されてもよく、および／または完全にまたは部分的に、無線または有線の形で縦方向光学センサ１１４へ、例えば１本または複数の信号リード線１５４経由で電気的に接続される別個の装置として具現化され得る。評価装置はさらに、１個または複数の付加的コンポーネント、例えば１個または複数の電子ハードウェアコンポーネント、および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネント、例えば１個または複数の測定ユニットおよび／または１個または複数の評価ユニット（図１には不記載））および／または１個または複数の制御ユニット、例えば変調装置１４４を、変調光源１４２の変調特性を制御するために適応させたものをも含み得る。さらに、評価装置１５０はコンピュータ１５６であってもよく、および／またはデータ処理装置１５８を含むコンピュータシステムを含んでいてもよい。ただし、他の実施形態も実現可能である。
【０２２０】
好適な一実施形態において、光学検出器１１０は少なくとも１個の横方向光学センサ１６０をさらに含み、これはこの特定の実施形態において、検出器１１０の光軸１１６に沿って配列される。本発明では、横方向光学センサ１６０は、好ましくは物体１１２から光学検出器１１０へと移動する光ビーム１３２の横方向位置を判定するよう適応され得る。本発明では、横方向位置は光学検出器１１０の光軸１１６に対して垂直な少なくとも１つの次元での位置であってもよく、この特定の実施形態では座標系１２８に従ってそれぞれ「ｘ」と「ｙ」で表わされる。横方向光学センサ１６０はさらに、少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するよう適応され得る。横方向センサ信号は、無線または有線の形で、例えば１本または複数の信号リード線１５４経由で評価装置１５０へと転送され得、評価装置１５０はさらに、横方向センサ信号を評価することによって物体１１２の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を生成するよう設計され得る。この目的に対し、評価装置１５０はさらに、横方向評価ユニット１６２によって象徴的に表わされるセンサ信号（「ｚ」で表わされる）を評価するために、１個または複数の電子装置および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントをも含み得る。さらに、これらの評価ユニット１５２、１６２によって導き出された結果を組み合わせることにより、位置情報１６４、好ましくは３次元位置情報が生成され得、ここでは「ｘ，ｙ，ｚ」で象徴的に表わされる。
【０２２１】
光学検出器１１０は直線ビーム経路または傾斜ビーム経路、有角ビーム経路、分岐ビーム経路、偏向または分割ビーム経路または他の種類のビーム経路を有し得る。さらに、光ビーム１３２は各ビーム経路または部分ビーム経路に沿って、１回または反復的に、一方向または二方向で伝播し得る。以上により、上記に挙げた構成要素または以下に詳しく挙げる任意のさらなる構成要素は完全にまたは部分的に、縦方向光学センサ１１４の前方および／または縦方向光学センサ１１４の後方に配置され得る。
【０２２２】
図２は、本発明に記載の縦方向光学センサ１１０のセンサ領域１３０内の光ダイオード１３４の特に好適な一実施形態を示す図である。
【０２２３】
概略的に描かれているとおり、光ダイオード１３４は光学的に透明な第１電極１６６を有する。好ましくは、光ダイオード１３４は、光学的に透明な第１電極１６６を入射光ビーム１３２に向かって配置することができる形で配列され得る。光学的に透明な第１電極１６６は、１種または複数の透明伝導性酸化物１６８（ＴＣＯ）、特にインジウムドープスズ酸化物（ＩＴＯ）の層を含み得る。ただし、他の種類の光学的に透明な材料、例えばフッ素ドープスズ酸化物（ＦＴＯ）またはアルミニウムドープ亜鉛酸化物（ＡＺＯ）も、この目的に適する場合がある。光学的に透明な酸化物１６８を最小限使用するが、それでもなお光学的に透明な第１電極１６６の機械的安定性を維持することが可能になるよう、光学的に透明な酸化物１６８を、光学的に透明な基板１７０の上方、特にガラス基板１７２の上方に、好ましくはコーティング法または蒸発法などの蒸着法を使用して配置することができる。代替的に、石英基板、あるいはポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など光学的に透明であるが電気絶縁性のポリマーを含む基板も、この目的に使用され得る。
【０２２４】
さらに、光ダイオード１３４は第２電極１７４を有し、これは光学的に不透明であってもよい。相応に、光ダイオード１３４は、光学的に不透明な第２電極１７４を入射光ビーム１３２から遠ざかる形で配置することができる形で配列され得る。この好適な実施形態において、第２電極１７４は、銀（Ａｇ）電極、白金（Ｐｔ）電極、金（Ａｕ）電極、またはアルミニウム電極（Ａｌ）などの金属電極１７６を含み得る。好ましくは、金属電極１７６は薄い金属層１７８を含み得、これをさらなる層などの基板に蒸着させてもよい。
【０２２５】
さらに、光ダイオード１３４は少なくとも１つの光活性層１８０を有し、光活性層１８０は少なくとも１種の電子ドナー材料、好ましくは有機ポリマー、および少なくとも１種の電子アクセプタ材料、好ましくはフラーレンベースの電子アクセプタ材料を含む。この特に好適な実施例において、光活性層１８０は、電子ドナー材料を構成し得る有機ポリマーとしてのポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５ージイル）（Ｐ３ＨＴ）とフラーレンベースの電子アクセプタ材料として採用され得る［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣ６０ＢＭ）の配合物を含み、Ｐ３ＨＴとＰＣ６０ＢＭの配合比は１：１である。ただし、他の種類の電子ドナー材料と電子アクセプタ材料、特に本出願において別途記載の材料、ならびに複数の成分の他の配合比も、主に光学検出器１１０の目的に応じて使用され得る。
【０２２６】
本発明に従って、光活性層１８０は第１電極１６６と第２電極１７４との間に埋め込まれる。ただし、この好適な実施形態において、光活性層を電荷担体阻止層１８２と電荷担体輸送層１８４との間に、電荷担体阻止層１８２がさらに第１電極１６６と隣接し得る一方で電荷担体輸送層１８４が付加的に第２電極１７４に隣接し得る形で埋め込むことができる。代替的に、光活性層１８０を埋め込むために、異なる２種類の電荷担体阻止層１８２が存在していてもよい。本発明では、第１の電荷担体阻止層がホール阻止層であってもよい一方、第２の電荷担体阻止層が電子阻止層であってもよい。本発明では、電子阻止層には、光活性層を埋め込む際にホール輸送層と同様の効果を達成する能力があってもよい。同じく、入射光ビーム１３２が光活性層１８０に到達することを可能にするために、光ダイオード１３４に衝突する光ビーム１３２が光学的に透明な基板１７０、光学的に透明な第１電極１６６、および光学的に透明な電荷担体阻止層１８２を通って光ダイオード内のビーム経路１８６を辿り、所望のとおり光活性層１８０に到達し得るように、電荷担体阻止層１８２は好ましくは光学的に透明な層であってもよい。ただし、光ダイオード１３４内の前述の成分において、入射光ビーム１３２が少なくとも部分的に光活性層１８０に到達することをやはり可能にし得る他の配列が実現可能な場合もある。
【０２２７】
図２に記載の好適な一実施形態において、電荷担体阻止層は、ホール阻止材料を含むホール阻止層であってもよい。好ましくは、ホール阻止材料はエトキシル化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）または遷移金属酸化物、特にＺｎＯ、またはこれらの混合物を含むように選択され得る。ただし、他の種類のホール阻止材料、特に本出願において別途記載の材料も、この目的のために採用され得る。本発明では、ホール阻止層の厚さは、好ましくは、光ダイオード１３４の照明下でホール阻止層を通過する有意な短絡電流を可能にする範囲、特に１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であってもよい。
【０２２８】
さらに、電荷担体輸送層は、ホール輸送材料を含むホール輸送層であってもよい。好ましくは、ホール輸送層はポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）であってもよく、その場合、ＰＥＤＯＴは好ましくは少なくとも１種の対イオンで電気的にドープされたもの、特にナトリウムポリスチレンスルホン酸でドープされたもの（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってもよい。ただし、ここでも他の種類のホール輸送材料、特に本出願において別途記載の材料も、この目的のために使用され得る。
【０２２９】
図２に概略的に描かれている光ダイオード１３４の設定において特に有利な点は、光活性層１８０、電荷担体阻止層１８２、および電荷担体輸送層１８４のうち１つまたは複数、好ましくはすべてが、蒸着法、好ましくはコーティング法、より好ましくはスピンコーティング法またはスロットコーティング法の使用によって提供され得るという観察に帰属され得る。さらに、光ダイオード１３４内の電極１６６、１７４のうち１個または複数を、各電子材料を該当する基板に適切な蒸着法、例えばコーティング法または蒸発法の使用によって蒸着させることにより生産することができる。したがって、色素増感太陽電池（ＤＳＣ）と対照的に、好ましくはソリッドステート色素増感太陽電池（ｓｓＤＳＣ）と対照的に、蒸着法の適用は、１回または複数の焼結工程を必要としない。適切な有機ポリマーの使用により、この種の生産方法に必要とされる最高温度は、光活性層１８０内での有機ポリマーの選択に応じて１４０℃未満、１２０℃未満、１００℃未満、またはさらに低い温度になるよう選択され得る。加えて、蒸着法を適用すると、時間とエネルギーを消費する焼結工程と比べ時間とエネルギーが少なく済むことから、光ダイオード１３４の生産の迅速化とエネルギー節約が可能となる。
【０２３０】
図３は、本発明に記載の光学検出器１１０の入射光ビーム１３２による照明下での定常状態電流密度ｊと電圧Ｖの特性対比を提示する実験的概略図である。この図では、第１の曲線１８８は光ダイオード１３４がＰＥＩＥをホール阻止材料１８２として含む第１の実施形態に関する一方、第２の曲線１９０は光ダイオード１３４がＺｎＯとＰＥＩＥの混合物をホール阻止材料１８２として含む第２の実施形態に関する。ただし、いずれの場合も光ダイオード１３４はガラス基板１７２上のＩＴＯを第１電極１６６として、Ｐ３ＨＴとＰＣ６０ＢＭの配合物を光活性層１８０として、ＰＥＤＯＴをホール輸送層１８４として、および銀層を第２電極１７４として含む。代替的に、ホール輸送層１８４を使用する代わりにモリブデン酸化物またはニッケル酸化物など電子阻止層も使用され得る。図３から、図３に示す第４象限、すなわち電圧と定常状態電流密度双方の値がゼロを超える象限において生成および抽出される光電流は、太陽電池の特徴として知られるということが分かる。
【０２３１】
驚くことに、図４Ａおよび４Ｂに記載のとおり、本発明に記載の光学検出器１１０ではＦｉＰ効果が観察され得る。これらの実験的概略図において、物体１１２からの交流電流（ａｃ）光電流Ｉと縦方向光学センサ１１４の距離ｄとの対比（図４Ａ）と、様々な焦点条件での変調照明源１４２のａｃ光電流Ｉと周波数ｆとの対比（図４Ｂ）がそれぞれ示されている。
【０２３２】
図４Ａから分かるとおり、第１の曲線１９２と第２の曲線１９４はいずれも明確に、正のＦｉＰ効果を示している。この図では、第１の曲線１９２は光ダイオード１３４がＰＥＩＥをホール阻止材料１８２として含む図３との関連で記載される第１の実施形態に関する一方、第２の曲線１９４は同じく、光ダイオード１３４がＺｎＯとＰＥＩＥの混合物をホール阻止材料１８２として含む図３に関連する第２の実施形態に関する。したがって、短絡条件でのａｃ光電流は、入射光ビーム１３２が縦方向光学センサ１１４のセンサ領域１３０上で合焦するという条件が満たされるとき、特徴的な最大値を示す。この特定の実施例では、視野方向１２６での縦方向光学センサ１１４と物体１１２との間の距離約２４ｍｍ周辺で、条件が満たされる。図４Ａにおける第１の曲線１９２と第２の曲線１９４の双方を記録するため、照明源１３６は周波数３７５Ｈｚで変調されている。変調照明源１４２として、緑色の光、すなわち波長５３０ｎｍの光ビーム１３２を提供する発光ダイオード１４０が採用されている。
【０２３３】
さらなる一実施形態において（ここでは不記載）、他の種類の電子ドナー材料、特に赤外光スペクトル範囲、特に１０００ｎｍ超のＮＩＲ範囲で感受性であるポリマー、好ましくはジケトピロロピロールポリマー、特に欧州特許第２，８１８，４９３Ａ１号に記載のポリマー、より好ましくは同文献において「Ｐ−１」から「Ｐ−１０」と表わされているポリマー、国際公開第２０１４／０８６７２２Ａ１号において開示されているベンゾチオフェンポリマー、特にベンゾジチオフェン単位を含むジケトピロロピロールポリマー、米国特許第２０１５／１３２８８７Ａ１号に記載のジチエノベンゾフランポリマー、特にジケトピロロピロール単位を含むジチエノベンゾフランポリマー、米国特許第２０１５／０１１１３３７Ａ１号に記載のフェナントロ［９，１０−Ｂ］フランポリマー、特にジケトピロロピロール単位を含むフェナントロ［９，１０−Ｂ］フランポリマー、および米国特許２０１４／０２１７３２９Ａ１号に記載のようなジケトピロロピロールオリゴマーを特に１：１０または１：１００のオリゴマー対ポリマー比で含むポリマー組成物も適切となり得る。実験的に検証され得るとおり、光ダイオード１３４は、光活性層１８０内にこれらの種類のポリマーを含む場合、所望の負のＦｉＰ効果をＮＩＲ範囲、特に１０００ｎｍ超の範囲で示す。
【０２３４】
前述のとおり、図４Ｂは焦点内条件１９６と焦点外条件１９８それぞれの場合における短絡条件での変調照明源１４２のａｃ光電流と周波数の対比を示す図である。いずれの曲線についても、光ダイオード１３４がＰＥＩＥをホール阻止材料１８２として含む、図３との関連で記載されている第１の実施形態が使用されている。図４Ｂから分かるとおり、選択された周波数での両曲線間の比率は、本発明に記載の、有機ポリマーとフラーレンベースの電子アクセプタ材料の配合物を含む光活性層１８０を有する縦方向光学センサ１１４を含む光学検出器が、距離センサでの使用に適するほか、さらに１個または複数の横方向光学センサ１６０を採用することにより、ＦｉＰ技術に基づく３次元センサ、特に国際公開第２０１２／１１０９２４Ａ１号および国際公開第２０１４／０９７１８１Ａ１号から既知のセンサでの使用にも適することを意味する。
【０２３５】
一例として、図５では、図１から４に記載の実施形態のうち１つまたは複数において開示されている光学検出器１１０など、少なくとも１個の光学検出器１１０を含む、検出器システム２００の模範的な一実施形態を示している。ここでは、光学検出器１１０をカメラ２０２、具体的には３Ｄ撮像用として採用することができ、これはデジタルビデオクリップなど画像および／または画像シーケンスを取得するために製造されたものであってもよい。さらに、図５では少なくとも１個の検出器１１０および／または少なくとも１つの検出器システム２００を含むヒューマンマシンインターフェース２０４の模範的な一実施形態と、さらに、ヒューマンマシンインターフェース２０４を含む娯楽装置２０６の模範的な一実施形態を示している。図５ではさらに、少なくとも１個の物体１１２の位置を追跡するよう適応された、検出器１１０および／または検出器システム２００を含む追跡システム２０８の一実施形態を示している。
【０２３６】
光学検出器１１０および検出器システム２００については、本出願の全開示を参照するとよい。基本的に、検出器１１０の潜在的実施形態もすべて、図５に記載の実施形態において具現化され得る。評価装置は少なくとも２個の縦方向光学センサ各々へ、特に信号リード線１５４によって接続され得る。前述のとおり、２個または好ましくは３個の縦方向光学センサ１１４の使用は、曖昧さを残さない縦方向センサ信号の評価の支援となり得る。評価装置１５０はさらに、少なくとも１個の任意の横方向光学センサ１６０へ、特に信号リード線１５４によって接続され得る。一例として、信号リード線１５４を提供し、および／または１つまたは複数のインターフェースを提供してもよく、インターフェースは無線インターフェースおよび／または有線インターフェースであってもよい。さらに、信号リード線１５４はセンサ信号の生成および／またはセンサ信号の修正のための１個または複数のドライバおよび／または１個または複数の測定装置を含み得る。さらに、同じく少なくとも１個の転送装置１２０を、特に屈折レンズ１２２または凸レンズとして提供してもよい。光学検出器１１０はさらに、例えば１つまたは複数の構成要素を収容し得る少なくとも１個のハウジング１１８をも含み得る。
【０２３７】
さらに、評価装置１５０を完全にまたは部分的に、光学センサおよび／または光学検出器１１０の他の構成要素へ一体化することもできる。評価装置１５０をハウジング１１８および／または別個のハウジング内に閉じ込めてもよい、評価装置１５０は、縦方向評価ユニット１５２（「ｚ」で表わされる）および横方向評価ユニット１６２（「ｘｙ」で表わされる）によって象徴的に表わされているセンサ信号を評価するために、１個または複数の電子装置および／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントを含み得る。これらの評価ユニットによって導き出された結果を組み合わせることにより、位置情報１６４、好ましくは３次元位置情報が生成され得る（「ｘｙｚ」で表わされる）。
【０２３８】
さらに、光学検出器１１０および／または検出器システム２００は、様々な形で構成設定可能な撮像装置２１０をも含み得る。このように、図５に記載のとおり、撮像装置は、例えば検出器ハウジング１１８内の検出器１１０の一部であってもよい。ここでは、撮像装置信号を、１本または複数の信号リード線１５４により、検出器１１０の評価装置１５０へ転送することができる。あるいは、撮像装置２１０を検出器ハウジング１１８の外部に別々に配置してもよい。撮像装置２１０は完全にまたは部分的に透明または不透明であってもよい。撮像装置２１０は、有機画像処置装置または無機撮像装置であるか、またはこれらを含み得る。好ましくは、撮像装置２１０は複数のピクセルから成る少なくとも１つのマトリクスを含み、複数のピクセルから成るマトリクスは、ＣＣＤチップおよび／またはＣＭＯＳチップなど無機半導体センサ装置；有機半導体センサ装置から成る群から選択され得る。
【０２３９】
図５に記載の模範的実施形態において、一例として、検出対象となる物体１１２はスポーツ用品として設計され得るか、および／または制御要素２１２を形成し得、その位置および／または配向は使用者２１４によって操作され得る。このように、一般的に、図５に記載の実施形態またはその他、検出器システム２００、ヒューマンマシンインターフェース２０４、娯楽装置２０６または追跡システム２０８に関する任意の実施形態において、物体１１２自体は指定された装置の一部であってもよく、具体的には少なくとも１つの制御要素２１２を含み得、具体的に、少なくとも１つの制御要素２１２は１個または複数のビーコン装置２１６を有し、制御要素２１２の位置および／または配向は好ましくは使用者２１４によって操作され得る。一例として、物体１１２は１個または複数のバット、ラケット、クラブまたはその他、スポーツ用品および／または疑似スポーツ用具であるか、またはそれらを含み得る。他の種類の物体１１２も可能である。さらに、使用者２１４を物体１１２として捉え、その位置が検出されるようにしてもよい。一例として、使用者２１４は自分の身体に直接または間接的に装着される１個または複数のビーコン装置２１６を携行し得る。
【０２４０】
光学検出器１１０を、１個または複数のビーコン装置２１６の縦方向位置に関する少なくとも１項目、および任意でその横方向位置に関する少なくとも１項目の情報、および／または物体１１２の縦方向位置に関する少なくとも１項目の情報、および人居て物体１１２の横方向位置に関する少なくとも１項目の情報を判定するよう適応させることができる。特に、光学検出器１１０を、物体の色の特定および／または撮像向けに、例えば物体１１２の様々な色、特に様々な色を含み得るビーコン装置２１６の色について、適応させることができる。好ましくは検出器１１０の光軸を基準に同心円状に配置され得るハウジングにおける開口は、好ましくは検出器１１０の視野の方向を定義付け得る。
【０２４１】
光学検出器１１０を、少なくとも１個の物体１１２の位置を判定するよう適応させることができる。加えて、光学検出器１１０、具体的にはカメラ２０２を含む実施形態を、物体１１２の少なくとも１つの画像、好ましくは３Ｄ画像の取得向けに適応させることができる。上記にて概説のとおり、物体１１２および／またはその一部の位置の光学検出器１１０および／または検出器システム２００の使用による判定を、少なくとも１項目の情報を機械２１８へ提供するために、ヒューマンマシンインターフェース２０４の提供向けに使用することができる。図５に概略図が記載されている実施形態において、機械２１８は、データ処理装置１５８を含む少なくとも１台のコンピュータおよび／またはコンピュータシステムであるか、またはそれらを含み得る。他の実施形態も実現可能である。評価装置１５０はコンピュータ１５６であるか、および／またはコンピュータ１５６を含み得、および／または別のデータ処理装置１５８として完全にまたは部分的に具現化され得、および／または完全にまたは部分的に、機械２１８、特にコンピュータに組み込まれ得る。同じことが、追跡システム２０８の追跡制御装置２２０にも当てはまり、これは完全にまたは部分的に装置１５０および／または機械２１８の一部を形成し得る。
【０２４２】
同様に、上記にて概説のとおり、ヒューマンマシンインターフェース２０４は娯楽装置２０６の一部を形成し得る。このように、物体１１２として機能する使用者２１４を手段として、および／または物体１１２の役割を果たす制御要素２１２を手段として、使用者２１４は、少なくとも１つの制御コマンドなど少なくとも１項目の情報を機械２１８、特に別個のデータ処理装置１５８へ入力することができる結果、コンピュータゲームの過程の制御など、娯楽機能を変化させることができる。
【０２４３】
参照番号一覧
１１０  検出器
１１２  物体
１１４  縦方向光学センサ
１１６  光軸
１１８  ハウジング
１２０  転送装置
１２２  屈折レンズ
１２４  開口
１２６  視野方向
１２８  座標系
１３０  センサ領域
１３２  光ビーム
１３４  光ダイオード
１３６  照明源
１３８  人工照明源
１４０  発光ダイオード
１４２  変調照明源
１４４  変調装置
１４６  第１ビーム経路
１４８  第２ビーム経路
１５０  評価装置
１５２  縦方向評価ユニット
１５４  信号リード線
１５６  コンピュータ
１５８  データ処理装置
１６０  横方向光学センサ
１６２  横方向評価ユニット
１６４  位置情報
１６６  第１電極
１６８  透明な導電性酸化物
１７０  光学的に透明な基板
１７２  ガラス基板
１７４  第２電極
１７６  金属電極
１７８  薄い金属層
１８０  光活性層
１８２  電荷担体阻止層
１８４  電荷担体輸送層
１８６  光ダイオード内のビーム経路
１８８  第１の曲線
１９０  第２の曲線
１９２  第１の曲線
１９４  第２の曲線
１９６  焦点内条件
１９８  焦点外条件
２００  検出器システム
２０２  カメラ
２０４  ヒューマンマシンインターフェース
２０６  娯楽装置
２０８  追跡システム
２１０  撮像装置
２１２  制御要素
２１４  使用者
２１６  ビーコン装置
２１８  機械
２２０  軌道制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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