(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの対象物（１１２）を光学的に検出するために使用するターゲットデバイス（１１０）に関するターゲットデバイス（１１０）が、対象物（１１２）へ一体化されるか、対象物（１１２）によって保持されるか又は対象物（１１２）に取り付けられるか、の少なくとも１つに適応される、ことに関する。ターゲットデバイス（１１０）は、光ビーム（１１８）を反射するために少なくとも１つの反射要素（１１４）を有する。ターゲットデバイス（１１０）は、少なくとも１つの色変換要素（１１６）をさらに有し、色変換要素（１１６）は、光ビームの反射中にこの光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応される。
2017504796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの対象物（１１２）を光学的に検出するために使用するターゲットデバイス（１１０）であって、該ターゲットデバイス（１１０）は、前記対象物（１１２）へ一体化されるか、前記対象物（１１２）によって保持されるか又は前記対象物（１１２）に取り付けられるか、の少なくとも１つに適応され、前記ターゲットデバイス（１１０）は、光ビーム（１１８）を反射するために少なくとも１つの反射要素（１１４）を有し、前記ターゲットデバイス（１１０）は、少なくとも１つの色変換要素（１１６）をさらに有し、前記色変換要素（１１６）は、前記光ビームの反射中に該光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応されるターゲットデバイス（１１０）。
【請求項２】
前記色変換要素（１１６）は、前記光ビーム（１１８）の反射中に該光ビーム（１１８）の色を変更するように適応される、請求項１に記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項３】
前記色変換要素（１１６）は、前記光ビーム（１１８）の前記色をより長い波長に変えるように適応した下方変換型色変換要素（１２０）、及び前記光ビーム（１１８）の前記色をより短い波長に変えるように適応した上方変換型色変換要素（１２２）の一方である、請求項１又は２に記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項４】
前記色変換要素（１１６）は少なくとも一種類の色素を含む、請求項１から３の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項５】
前記ターゲットデバイス（１１０）は、前記反射要素（１１４）を形成する少なくとも１つの反射層（１１５）と、前記色変換要素（１１６）を形成する少なくとも１つの色変換層（１１７）とを有する層構成を含み、前記色変換層（１１７）は前記反射層（１１５）の上に配置され、前記色変換層（１１７）は少なくとも一種類の色変換要素（１１６）を含む、請求項１から４の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項６】
前記反射要素（１１４）は、少なくとも一種類の可撓性材料、好ましくは、可撓性プラスチック材料、可撓性織物、ガラスビードテープ、マイクロプリズム型再帰反射テープから成る群から選ばれた可撓性材料である、請求項１から５の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項７】
前記色変換要素（１１６）は、少なくとも１つのマトリックス要素と、該マトリックス要素に埋め込まれた少なくとも一種類の色変換材料とを含む、請求項１から６の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項８】
前記ターゲットデバイス（１１０）は、該ターゲットデバイス（１１０）を少なくとも１つの対象物（１１２）に取り付けるように適応された少なくとも１つの取付デバイス（１２４）をさらに備える、請求項１から７の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１つに記載の複数の前記ターゲットデバイス（１１０）を備えるキットであって、少なくとも２つの前記ターゲットデバイス（１１０）は、異なる色変換要素（１１６）を有するキット（１２６）。
【請求項１０】
少なくとも１つの光検出器（１３２）によって検出可能な対象物（１１２）であって、該対象物（１１２）は、ターゲットデバイス（１１０）に関する請求項１から８の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイス（１１０）を備え、該ターゲットデバイス（１１０）は、前記対象物（１１２）へ一体化されるか、前記対象物（１１２）によって保持されるか又は前記対象物（１１２）に取り付けられるか、の少なくとも１つである対象物（１１２）。
【請求項１１】
少なくとも１つの対象物（１１２）を検出するための検出装置（１２８）であって、前記ターゲットデバイス（１１０）に関する請求項１から８の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイス（１１０）を備え、該ターゲットデバイス（１１０）は、前記対象物（１１２）に取り付けられるか、前記対象物（１１２）によって保持されるか又は前記対象物（１１２）へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、前記検出装置（１２８）は、前記ターゲットデバイス（１１０）によって反射された少なくとも１つの前記光ビーム（１３４）を検出するように適応された少なくとも１つの光検出器（１３２）をさらに備え、前記検出装置（１２８）は、前記ターゲットデバイス（１１０）の少なくとも１つの位置を決めることによって、前記対象物（１１２）の少なくとも１つの位置を決めるように適応される検出装置（１２８）。
【請求項１２】
複数の前記ターゲットデバイス（１１０）を備え、少なくとも２つの前記ターゲットデバイス（１１０）は異なる色変換要素（１１６）を有し、第１のターゲットデバイスの少なくとも１つの第１の色変換要素は、前記光ビーム（１１８）の色を第１の色に変更するように適応され、第２のターゲットデバイスの少なくとも１つの第２の色変換要素は、前記光ビーム（１１８）の色を第２の色に変更するように適応され、第２の色は第１の色とは異なり、前記検出装置（１２８）は、少なくとも１つの色感応要素（１３６）を有し、前記検出装置（１２８）は、前記ターゲットデバイス（１１０）を、これらのターゲットデバイス（１１０）によって反射された光ビーム（１３４）の前記色によって識別するように適応される、請求項１１に記載の検出装置（１２８）。
【請求項１３】
検出システム（１３０）であって、該検出システム（１３０）は、前記検出装置（１２８）に関する請求項１１又は１２に記載の少なくとも１つの検出装置（１２８）を備え、前記検出システム（１３０）は少なくとも１つの対象物（１１２）をさらに備え、前記検出装置（１２８）の少なくとも１つの前記ターゲットデバイス（１１０）は、前記対象物（１１２）に取り付けられるか、前記対象物（１１２）によって保持されるか又は前記対象物（１１２）に一体化されるか、の少なくとも１つである検出システム（１３０）。
【請求項１４】
ユーザ（２００）とマシン（１９０）との間で少なくとも１つの情報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（１９２）であって、該ヒューマンマシンインタフェース（１９２）は、検出装置（１２８）に関する請求項１１又は１２に記載の少なくとも１つの検出装置（１２８）を備え、前記ヒューマンマシンインタフェース（１９２）は、ユーザ（２００）の少なくとも１つの幾何学的な情報項目を前記検出装置（１２８）によって生成するように設計され、前記ヒューマンマシンインタフェース（１９２）は、少なくとも１つの情報項目を前記幾何学的な情報に割り当てるように設計されるヒューマンマシンインタフェース（１９２）。
【請求項１５】
少なくとも１つのエンタテインメント機能を実施するためのエンタテインメント機器（１９４）であって、該エンタテインメント機器（１９４）は、請求項１４に記載の少なくとも１つのヒューマンマシンインタフェース（１９２）を備え、前記エンタテインメント機器（１９４）は、少なくとも１つの情報項目がプレーヤによって前記ヒューマンマシンインタフェース（１９２）を用いて入力可能となるように設計され、前記エンタテインメント機器（１９４）は、前記情報に従ってエンタテインメント機能を変えるように設計されるエンタテインメント機器（１９４）。
【請求項１６】
少なくとも１つの可動な対象物（１１２）の位置を追跡するための追跡システム（１９８）であって、該追跡システム（１９８）は、検出装置（１２８）に関する請求項１１又は１２に記載の少なくとも１つの検出装置（１２８）を備え、前記追跡システム（１９８）は、少なくとも１つの追跡コントローラ（１９６）をさらに備え、該追跡コントローラ（１９６）は、前記対象物（１１２）の一連の位置を追跡するように適応され、各位置は、特定時点における前記対象物（１１２）の横方向位置についての少なくとも１つの情報項目と、特定時点における前記対象物（１１２）の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目とを備える追跡システム（１９８）。
【請求項１７】
少なくとも１つの対象物（１１２）の少なくとも１つの位置を光学的に検出するための方法であって、ターゲットデバイス（１１０）に関する請求項１から８の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイス（１１０）を使用し、該ターゲットデバイス（１１０）は、前記対象物（１１２）に取り付けられるか、前記対象物（１１２）によって保持されるか又は前記対象物（１１２）へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、前記方法は、前記ターゲットデバイス（１１０）によって反射された少なくとも１つの光ビーム（１３４）の検出をさらに備え、前記方法は、前記ターゲットデバイス（１１０）の少なくとも１つの位置の決定による前記対象物（１１２）の少なくとも１つの位置の決定をさらに備える方法。
【請求項１８】
ターゲットデバイス（１１０）に関する請求項１から８の何れか１つに記載のターゲットデバイス（１１０）の利用であって、特に交通技術での距離測定、特に交通技術での位置測定、エンタテインメント用途、セキュリティ用途、ヒューマンマシンインタフェース用途、追跡用途、撮像用途、カメラ用途、製造工程、包装工程から成る群から選ばれる用途を目的とする利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも１つの対象物を光学的に検出する際に使用するターゲットデバイス及びターゲットデバイスのキットに関する。本発明は、さらに、少なくとも１つのターゲットデバイスを含む対象物、少なくとも１つの対象物を検出するための検出装置、ヒューマンマシンインタフェース、エンタテインメント機器、追跡システム、及び少なくとも１つの対象物の少なくとも１つの位置を光学的に検出する方法に関する。本発明は、さらに、本発明によるターゲットデバイスを、特に交通技術における距離測定、特に交通技術における位置測定、エンタテインメント用途、セキュリティ用途、ヒューマンマシンインタフェース用途、追跡用途、イメージング用途、カメラ用途から成る群から選んだ使用目的で利用することに関する。しかしながら、さらに他の用途も可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、多くの光センサ及び光起電デバイスが公知である。光起電デバイスは、一般に、電磁放射、例えば紫外光、可視光又は赤外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、光検出器は、一般に、画像情報をピックアップし及び／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】
対象物の光学的検出は、一般に１つ以上のカメラシステム、例えばＣＣＤチップ及び／又はＣＭＯＳチップのような、単色、多色又はフルカラーの少なくとも１つの撮像素子を有するカメラシステムの使用に基づいている撮像機器が公知である。さらに、無機及び／又は有機センサ材料の使用に基づく光センサを使用することができる。そのようなセンサの例は、ＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２、ＤＥ２５０１１２４Ａ１、ＤＥ３２２５３７２Ａ１、又は多数の他の先行技術文献に開示される。例えばＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１に記載されるような、少なくとも一種類の有機センサ材料を含むセンサの使用が、特にコスト理由及び大面積処理の理由で広がりつつある。特に、今、例えばＷＯ２００９／０１３２８２Ａ１などに広く記載されるように、いわゆる色素太陽電池がますます重要である。
【０００４】
そのような光センサに基づき、少なくとも１つの対象物を検出するための多くの検出器が公知である。このような検出器は、それぞれの使用目的に応じて多様な方法で具体化可能である。このような検出器の例は、撮像機器、例えばカメラ及び／又は顕微鏡である。例えば、高解像度の共焦点顕微鏡が公知であり、それは、特に医用技術及び生物学の分野で使用可能であり、高い光学解像度で生物サンプルを検査する。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他の例は、例えば、対応する光学信号例えばレーザパルスの伝播時間法に基づく距離測定機器である。対象物を光学的に検出するための他の例は、距離測定を同様に実行可能な三角測量システムである。
【０００５】
内容が参照によって本明細書に含まれるＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１では、少なくとも１つの対象物を光学的に検出する検出器が提案される。検出器は少なくとも１つの光センサを有する。光センサは少なくとも１つのセンサ領域を有する。光センサは、センサ領域の照射に応じて少なくとも１つのセンサ信号を形成するように設計される。センサ信号は、合計照射出力が同じである場合、照射の幾何形状、具体的に、センサ領域における照射の光ビーム横断面に依存する。検出器は、少なくとも１つの評価装置をさらに有する。評価装置は、センサ信号からの少なくとも１つの幾何情報項目、具体的に、照射及び／又は対象物に関する少なくとも１つの幾何情報項目を生成するように設計される。
【０００６】
全体が参照によって本明細書に含まれる、２０１２年１２月１９日に出願されたＵＳ６１／７３９，１７３、及び２０１３年１月８日に出願されたＵＳ６１／７４９，９６４には、少なくとも１つの横方向（transversal）光センサ及び少なくとも１つの縦方向（longitudinal）光センサにより少なくとも１つの対象物の位置を決定するための方法及び検出器が開示される。詳細には、センサスタックの使用が開示され、それにより対象物の縦方向位置が高精度で明確に決定される。
【０００７】
全体が参照によって本明細書に含まれる、２０１３年６月１３日に出願されたＥＰ１３１７１９００．７には、少なくとも１つの対象物の向きを決定するための検出装置が開示される。検出装置は少なくとも２つ以上のビーコンデバイスを含み、ビーコンデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、ビーコンデバイスは各々光ビームを検出器に向けるように適応され、ビーコンデバイスは対象物の座標系内に所定の座標を有する。検出装置は、ビーコンデバイスから検出器に向かって進む光ビームを検出するように適応された少なくとも１つの検出器をさらに含む。検出装置は少なくとも１つの評価装置をさらに備え、評価装置は、検出器の座標系において各ビーコンデバイスの縦方向座標を決定するように適応される。評価装置は、ビーコンデバイスの縦方向座標を用いて検出器の座標系における対象物の向きを決めるようにさらに適応される。
【０００８】
全体が参照によって本明細書に含まれる、２０１３年６月１３日に出願されたＥＰ１３１７１９０１．５には、少なくとも１つの対象物の位置を決定するための検出器が開示される。検出器は、対象物から検出器に向かって進む光ビームを検出するように適応された少なくとも１つの光センサを含み、光センサは少なくとも１つの画素マトリックスを有する。検出器は、光ビームによって照射される光センサのＮ個の画素を決定するように適応された少なくとも１つの評価装置をさらに含む。評価装置は、光ビームによって照射されるＮ個の画素を用いて対象物の少なくとも１つの縦方向座標を決定するのにさらに適応される。
【０００９】
全体が参照によって本明細書に含まれる、２０１３年６月１３日に出願されたＥＰ１３１７１８９８．３には、基板と、基板上にセットアップされた少なくとも１つの感光性層構成とを備える光検出器が開示される。感光性層構成は、少なくとも１つの第１の電極及び少なくとも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た少なくとも一種類の光起電材料とを備える。光起電材料は、少なくとも一種類の有機材料を含み、第１の電極は複数の第１の電極ストライプを含み、第２電の極は複数の第２の電極ストライプを含み、第１の電極ストライプと第２の電極ストライプとは交差して、第１の電極ストライプと第２の電極ストライプとの交点に画素マトリックスが形成される。光検出器は、少なくとも１つの読出装置をさらに備え、読出装置は、第２の電極ストライプに接続された複数の電気測定機器と、第１の電極ストライプを電気測定機器に後で接続するスイッチング機器とを備える。
【００１０】
前述の機器及び検出器、特にＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及び第１３１７１８９８．３に開示された検出器によって示唆された利点にもかかわらず、いくつかの技術的な課題が残る。従って、たとえ対象物の位置が高精度で決定できても、多くの用途では、特に突出形状の対象物では、空間内の対象物の向きに関する情報がさらに要求される。さらに、対象物の検出及び／又は対象物の位置又は向きの検出には、多くの場合、対象物に実装され及び／又は対象物に取り付けられ及び／又は対象物によって保持され、しかも光ビームを検出器に向けるように適応されたビーコンデバイスに参照されるような１つ以上のターゲットデバイスの使用が要求される。ターゲットデバイスは、能動型又は受動型のターゲットデバイスとすることができる。しかしながら、多くの用途では、特に対象物の向きを決定する必要があるとき、複数のターゲットデバイスの使用が要求される。しかしながら、後者の用途は、異なるターゲットデバイスから発生する光ビームを識別する技術的な課題を一般に示唆する。この目的のために、ターゲットデバイスには、例えば異なる色及び／又は異なる変調周波数を用いて識別可能な光ビームを放出するように適応された能動型ターゲットデバイスを用いることができる。しかしながら、この実施には、多くの場合、対象物に実装され及び／又は取り付けることができる小型化した光源の使用が要求される。これらの光源は、一般に、技術的構成全体のコストを著しく増加させる。さらに、光源を有する能動型ターゲットデバイスの使用によって検出される対象物のタイプは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるかの１つ、又は２つ以上の光源の存在を保つ性能がある巨視的な対象物に制限される。加えて、能動型ターゲットデバイスでは、一般に、１つ以上のバッテリ又は他のエネルギ源が要求され、それによりこれらのターゲットデバイスの潜在的な用途が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１
【特許文献２】ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２
【特許文献３】ＤＥ２５０１１２４Ａ１
【特許文献４】ＤＥ３２２５３７２Ａ１
【特許文献５】ＷＯ２００９／０１３２８２Ａ１
【特許文献６】ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１
【特許文献７】ＵＳ６１／７３９，１７３
【特許文献８】ＵＳ６１／７４９，９６４
【特許文献９】ＥＰ１３１７１９００．７
【特許文献１０】ＥＰ１３１７１９０１．５
【特許文献１１】ＥＰ１３１７１８９８．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、少なくとも１つの対象物を光学的に検出する公知の機器及び方法における前述の欠点を回避する機器及び方法を提供することである。具体的に、開示するターゲットデバイスは、対象物の全体形状を著しく乱さないようにし、しかも対象物を能動型光源を保持することができる巨視的な対象物に制限しないようにすることによって、費用対効果に優れ、対象物の向きを含む対象物の位置を光学的に検出することを可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この問題は、独立請求項の特徴を備えたターゲットデバイス、キット、対象物、検出装置、ヒューマンマシンインタフェース、エンタテインメント機器、追跡システム、方法及び使用によって解決される。分離された様式で、又はあらゆる任意の組合せで実現可能な好ましい実施形態が、従属請求項に列挙される。
【００１４】
以下で使用するように、「有する」、「備える」、「含む」という用語、又はその文法的な変形は、非排他的に用いる。従って、これらの用語は、これらの用語に導入された特徴の他には、この文脈に記載された実体中に別の特徴は存在しない状況、及び１つ以上の別の特徴が存在する状況の両方を指すことができる。例として、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを備える」及び「ＡはＢを含む」という表現は、Ｂの他には何らの他の要素も存在しない状況（すなわち、単独でしかも排他的にＢから成るような状況）、及びＢの他にも、１つ以上の別の構成、例えば要素Ｃ、要素Ｃ及びＤ、又はさらに別の要素が実体中に存在する状況の両方を意味することができる。
【００１５】
以下で使用するように、さらに、「好ましくは」、「より好ましくは」、「詳しくは」、「より詳しくは」「具体的に」、「より具体的に」という用語、又は同様の用語は、代替可能性を制限することなく、随意的な機能と併せて使用される。従って、これらの用語によって導入された特徴は、随意的な機能であり、請求項の範囲を制限することは決して意図しない。本発明は、当業者であれば理解するように、代替的な特徴を用いて実施することができる。同様に、「本発明の実施形態では」又は同様の表現によって導入された特徴は、随意的な機能であることを意図し、導入には、本発明の代替的な実施形態に関するいかなる制限、本発明の範囲に関するいかなる制限、及び本発明の他の随意的又は非随意的な機能を伴う方法で導入される特徴の組合せの可能性に関するいかなる制限もない。
【００１６】
本発明の第１の態様では、少なくとも１つの対象物を光学的に検出するために使用するターゲットデバイスが開示され、ターゲットデバイスは、対象物へ一体化され、対象物によって保持され又は対象物に取り付ける、の少なくとも１つに適応される。ターゲットデバイスは、光ビームを反射するために少なくとも１つの反射要素を有し、それによって反射した光ビームを生成する。ターゲットデバイスは、少なくとも一種類の色変換要素をさらに含み、色変換要素は、光ビームの反射中に光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応される。スペクトル特性は、具体的に、光ビームの色、光ビームのスペクトルのピーク波長、光ビームの分極から成る群から選ぶことができる。従って、色変換要素は、光ビームの反射中に光ビームの色を変更するように適応できる。
【００１７】
一般に、本明細書で用いるように、また以下でさらに詳しく概説するように、ビーコンデバイスとも呼ばれるターゲットデバイスは、一般に、少なくとも１つの光ビームを検出器に差し向けることができることにより、少なくとも１つの検出器によって光学的に検出され得るデバイスである。従って、一般に、ターゲットデバイスの位置及び／又は位置に関係する少なくとも１つの情報が、検出器によって生成され得る。本発明に関して、ターゲットデバイスは反射式ターゲットデバイスであり、ターゲットデバイスは主光ビームを反射することができ、それによって反射光ビームを生成する。以下では、ターゲットデバイスに衝突する主光ビームと反射光ビームとは、少なくとも１つのスペクトルの特性、具体的に少なくとも１つの色に関して異なるが、主光ビームと反射光ビームとの間では言葉上の違いは生じない。
【００１８】
さらに本明細書で用いるように、一般に、反射要素は、具体的に光ビームを定方向の挙動で反射し得る要素である。従って、一般に、反射要素は、光を反射するための少なくとも１つの反射面のような任意の手段か、又はそれを備えることができる。例として、反射要素は、例えばアルミニウム、銀、クロム、銅又は金から成る群から選ばれた金属の少なくとも１つの表面のような少なくとも１つの反射性金属表面を備える。追加的又は代替的に、例えば、反射性選択面として磨き上げた材料及び／又は半導体の１つ以上の反射面からなる他の反射面を使用できる。そこで、純粋な金属又は合金を使用することができる。さらに、追加的又は代替的に、反射要素は、具体的に複数のインタフェースを与える無機で透明な、全体で反射特性を与える多層システムといった、例えば反射多層システムのような他の反射手段であるか又はこれを備えたものであってもよい。これらのタイプの無機多層システムは、光学反射鏡の技術で一般に公知である。従って、例として、酸化マグネシウムの１つ以上の層を備える多層システムのような酸化物の多層システムを使用することができる。他の実施形態が実現可能である。
【００１９】
本明細書でさらに用いるように、色変換要素は、一般に、光ビームの反射中に光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応した要素である。従って、具体的に、光ビームの色は、反射中に、即ち一般にターゲットデバイスとの相互作用中に色変換要素によって変えることができる。少なくとも１つのスペクトル特性の変換は、反射直前に、反射中に、又は反射直後に起こすことができる。従って、一般に、「光ビームの反射中」との表現は、光ビームがターゲットデバイスと相互作用する、具体的に色変換要素と相互作用する時間を指す。
【００２０】
さらに本明細書で用いるように、光ビームの色は、一般に、光ビームの分光組成を指す。具体的に、光ビームの色は、任意の色座標系及び／又は例えば光のスペクトルの支配的なピークの波長を与えることによるスペクトルユニットで与え得る。具体的に、光ビームの色はＣＩＥ座標で与えることができる。他の実施形態が実現可能である。光ビームが、レーザ光ビーム及び／又は発光ダイオードのような半導体デバイスによって生成された光ビームのような狭周波数帯光ビームである場合、光ビームの色を特徴付けるために、光ビームのピーク波長を与えることができる。
【００２１】
色変換要素は、具体的に、光ビームの色をより長い波長に変えるように適応された下方変換型色変換要素、及び光ビームの色をより短い波長に変えるように適応された上方変換型色変換要素の一方とすることができる。色変換要素が下方変換型色変換要素である場合、下方変換型色変換要素は、具体的に、ペリレン色素、ナフタリン色素、詳しくはナフタリンベンゾイミダゾール、スクアライン色素、ジケトピロロピロール色素、アクリジン色素、ピレン色素、トリアールアミン、ローダミン、フルオレセイン、希土類金属複合体、遷移金属錯体、無機金属酸化膜顔料、無機吸収体、無機顔料、フタロシアニン色素、ポルフィリン色素、有機顔料、当業者に公知の他の蛍光色素及び顔料、の少なくとも１つを含むことができる。色変換要素が上方変換型色変換要素である場合、上方変換型色変換要素は、具体的に、少なくとも１つの希土類金属複合体を備えることができる。
【００２２】
色変換要素は、具体的に、少なくとも一種類の色素を含むことができる。従って、例として、色変換要素は、紫外線及び／又は青いスペクトル領域において吸収する少なくとも１つの色素を含むことができる。色素は、一般に、有機色素及び無機色素から成る群から選ぶことができる。例として、一種類以上のナフタリン誘導体、ペリレン誘導体又は希土類金属複合体が使用できる。
【００２３】
色変換要素は、具体的に、少なくとも一種類の色変換体を備えることができる。従って、例として、色変換要素は、ＷＯ２０１２／１５２８１２Ａ１に開示され、及び／又はＷＯ２０１２／１６８３９５Ａ１に開示された、少なくとも一種類の色変換体とすることができ、これらの文献に示された少なくとも１つのバリア層は、あってもなくても良い。例として、有機蛍光性着色剤は、少なくとも一種類のナフタリン色素及び／又は少なくとも一種類のペリレン誘導体であるか、又はこれを含むことができる。さらに、色変換要素は、ＷＯ２０１２／１５２８１２Ａ１、及び／又はＷＯ２０１２／１６８３９５Ａ１に開示されるように、一般に、少なくとも一種類の有機蛍光性着色剤を含む少なくとも１つの層と、酸素に対して透過性が低い少なくとも一種類のバリア層とを含むことができる。
【００２４】
ターゲットデバイスは、反射要素又はその一部を形成する少なくとも１つの反射層と、色変換要素又はその一部を形成する少なくとも１つの色変換層とを形成する層構成を具体的に備えることができ、色変換層は反射層の上に配置され、色変換層は少なくとも一種類の色変換要素を備える。他の実施形態、例えば反射要素及び色変換要素が、全体的又は部分的に同じか、又は、一種類以上の色変換材料を一種類以上の反射材料に混合し及び／又は反射粒子及び色変換粒子の両方をマトリックス材の同一の層のような同一の層内に供給することによって全体的に又は部分的に同一の要素へ一体化される実施形態が実現可能である。
【００２５】
反射層は、１つ以上の反射要素、好ましくは角度反射器、再帰反射器、リューネブルクレンズ、局所的な再帰反射器から成る群から選ばれた１つ以上の反射要素を含むことができる。
【００２６】
反射要素は、少なくとも一種類の可撓性材料、好ましくは、可撓性プラスチック材料、可撓性織物、ガラスビードテープ、マイクロプリズム型再帰反射テープから成る群から選ばれた可撓性材料を含むことができる。本明細書で一般に用いるように、可撓性材料は、反射要素及び／又はターゲットデバイスを、好ましくは手によって、例えば１０Ｎ未満の力で扱う間に生じる通常の力で変形できる材料である。
【００２７】
ターゲットデバイスは、好ましくは、能動型光源を有しない受動型のターゲットデバイスである。従って、ターゲットデバイスは非常に小さく保つことができる。具体的に、ターゲットデバイスは、直径又は相当径が０．５ｍｍから５０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ以上から２０ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍから１０ｍｍである。しかしながら、追加的に、１つ以上の能動型光源が存在できる。代替的に、ターゲットデバイス内に電気エネルギを要求する１つ以上の他のデバイスが存在できる。それでも、前述の理由によって受動型ターゲットデバイスが好ましい。
【００２８】
色変換要素は、具体的に、少なくとも１つのマトリックス要素と、マトリックス要素に埋め込まれた少なくとも一種類の色変換材料とを含むことができる。例として、マトリックス要素は、少なくとも一種類の透明なマトリックス材を含む。従って、マトリックス材は、青色スペクトル域のような可視スペクトル域内で、少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％の透明度を有することができる。具体的に、マトリックス要素は、樹脂、ポリマ、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、ポリウレタン、合成ゴム又は天然ゴム、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸塩、ポリアミド、シリコン、熱可塑性ポリマ、弾性ポリマから成る群から選ばれたポリマ、ガラス、二酸化ケイ素、塩、非晶性有機相又は無機相、結晶性有機相又は無機相、エポキシ接着剤のような接着剤、から成る群から選ばれた少なくとも一種類のマトリックス材を備えることができる。例として、ペリレン色素及び／又はナフタリン色素、具体的に、色変換材料又はその一部としてのナフタリンベンゾイミダゾールを、マトリックス材である透明プラスチック材料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び／又はポリスチレン（ＰＳ）に埋め込むことができる。
【００２９】
ターゲットデバイスは、マトリックス材内へ分散した少なくとも一種類の光散乱材料をさらに含むことができる。従って、例として、光散乱材料は、無機質微粒子、具体的に二酸化チタンを含むことができる。
【００３０】
色変換要素は、具体的に、有機色変換要素、より好ましくはポリマ色変換要素、色変換顔料、色変換燐光体のうちの一種類以上を含むことができる。
【００３１】
ターゲットデバイスは、このターゲットデバイスを少なくとも１つの対象物に取り付けるように適応された少なくとも１つの取付デバイスをさらに備えることができる。取付デバイスは、例として、接着面、ベルクロ（登録商標）ファスナ、ストラップ、フック、クランプ、磁石、リボン、ベルト、ボタン、ジッパ、輪ゴム、吸着盤、クリップ、クランプ、ピン、ホック、当業者に公知な別の種類のファスナから成る群から選ばれたファスナ、から成る群から選ばれた少なくとも一種類の要素を備えることができる。
【００３２】
本発明の別の態様では、本発明による複数のターゲットデバイスを備えるキットが開示される。そこで、少なくとも２つのターゲットデバイスは、異なる色変換要素を有する。従って、少なくとも１つの第１のターゲットデバイスは、少なくとも１つの第１の色変換要素を有することができ、少なくとも１つの第２のターゲットデバイスは、少なくとも１つの第２の色変換要素を有することができ、第１の色変換要素及び第２の色変換要素は、光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するそれらの能力に関して異なる。従って、同一の光ビームは、第１の色変換要素を照射する場合、少なくとも１つのスペクトル特性の第１の変化を受け、第２の色変換要素を照射する場合、少なくとも１つのスペクトル特性の第２の変化を受け、第１の変化と第２の変化とは異なる。従って、例として、第１の色変換要素は、光ビームの色を第１のターゲット色に変換するように適応されることができ、第２の色変換要素は、光ビームの色を第２のターゲット色に変換するように適応されることができ、第２のターゲット色は第１ターゲット色とは異なる。
【００３３】
本発明の別の態様では、少なくとも１つの光学検波器によって検出可能な対象物が開示され、対象物は、本発明による少なくとも１つのターゲットデバイスを備え、ターゲットデバイスは、対象物へ一体化されるか、対象物によって保持されるか又は対象物に取り付けられるか、の少なくとも１つである。対象物は、具体的に、本発明によるキットのような複数のターゲットデバイスを備えることができ、少なくとも２つのターゲットデバイスは異なる色変換要素を有する。複数のターゲットデバイスは、具体的に、少なくとも１つの第１のターゲットデバイスと、少なくとも１つの第２のターゲットデバイスとを備えることができ、第１のターゲットデバイスは第１の色変換要素を有し、第１の色変換要素は、光ビームの色を第１のターゲット色に変えるのに適し、第２のターゲットデバイスは第２の色変換要素を有し、第２の色変換要素は、光ビームの色を第２のターゲット色に変えるのに適し、第２のターゲット色は第１のターゲット色とは異なる。
【００３４】
対象物は、一般に、任意の対象物とすることができる。しかしながら、具体的に、対象物は、衣服、好ましくは縁あり帽子、縁なしキャップ、手袋、スーツ、シャツ、ズボン、プルオーバ、ジャケット、カバーロール及びオーバロール、コート又はマスクから成る群から選ばれた衣服、楽器又は１つ以上の楽器を制御するための機器、例えばスティック、ドラムスティック、ピック、バイオリンの弓（fiddlestick）又はバイオリンの弓（violin bow）、スポーツ器具、好ましくはラケット、バットから成る群から選ばれたスポーツ器具、玩具、好ましくは玩具の銃、玩具の剣から成る群から選ばれた玩具、マシン、好ましくはコンピュータ、テレビジョンセット、別のエンタテインメント機器、玩具の自動車、飛行機又は船のような遠隔制御された玩具、より好ましくはユーザによって保持することができる手持ち式制御機器の１つ以上を制御するための制御機器、可動式通信機器、好ましくは携帯電話のような可動式電子機器、好ましくはスマートフォン、交通標識、交通信号、自動車、自転車、オートバイ、フォークリフトトラックのようなフォークリフトから成る群から選ぶことができ、高い安全要求により視認性を保証するための反射材料を装備した対象物である。
【００３５】
本発明の別の態様では、少なくとも１つの対象物を検出するための検出装置が開示され、それは、本発明による少なくとも１つのターゲットデバイスを備え、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、検出装置は、ターゲットデバイスによって反射された少なくとも一種類の光ビームの検出に適応された、少なくとも１つの光検出器をさらに備えることができ、検出装置は、ターゲットデバイスの少なくとも１つの位置を決めることによって、対象物の少なくとも１つの位置を決めるように適応される。
【００３６】
検出装置は、ターゲットデバイスを照射するように適応した少なくとも１つの照射源をさらに備えることができる。従って、例として、少なくとも１つの照射源は、レーザ、発光ダイオード、電球、白熱光源から成る群から選ばれた少なくとも１つの照射源であるか、又はそれを備えることができる。追加的又は代替的に、他の照射源は、間接照射、又は日光、具体的に直射日光を使用することができる。
【００３７】
検出装置は、具体的に、本発明による少なくとも１つのキットのように複数のターゲットデバイスを備えることができ、そのうちの少なくとも２つのターゲットデバイスは、異なる色変換要素を有する。従って、第１のターゲットデバイスの少なくとも１つの第１の色変換要素は、光ビームの色を第１の色に変更するように適応でき、第２のターゲットデバイスの少なくとも第２の色変換要素は、光ビームの色を第１の色とは異なる第２の色に変更するように適応できる。従って、ターゲットデバイスは、同一の照射源によって放出された光ビームの色を異なる色へ変換するように適応でき、それによって変換された光ビームが発生するそれぞれのターゲットデバイスが識別可能となる。検出装置は、少なくとも１つの色感応要素をさらに備えることができる。検出装置は、ターゲットデバイスを、これらのターゲットデバイスによって反射された光ビームの色によって識別するように適応できる。具体的に、色感応要素は、フィルタ、好ましくはフィルタホイール、プリズム、回折格子、二色性ミラー、色感応検出要素から成る群から選ばれた少なくとも１つの要素を備えることができる。
【００３８】
光検出器の可能な構成について、例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１が参照できる。従って、少なくとも１つの光センサを有する少なくとも１つの検出器を使用することができ、少なくとも１つの光センサは、具体的に色素増感太陽電池として、より具体的に固体相色素増感太陽電池として具体化される。例として、光検出器は、固体相色素増感太陽電池の積重ねのような色素増感太陽電池の積重ねを備えることができる。追加的又は代替的に、光検出器は、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２に開示される、１つ以上の有機薄膜位置感応検出器を備えることができる。従って、例として、光検出器は、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に開示される１つ以上の光センサと、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２に開示される１つ以上の有機薄膜位置感応検出器との組合せを備えることができる。具体的に、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に開示される１つ以上の光センサを、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に開示されるＦｉＰ効果を利用することによって、対象物及び／又はその一部の少なくとも１つの縦方向座標又はｚ座標を決めるために使用でき、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２に開示される１つ以上の有機薄膜位置感応検出器を、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２に開示される横方向感度を用いることによって、対象物及び／又はその一部の少なくとも１つの横方向座標又はｘ−ｙ座標を決めるために使用できる。しかしながら、他のセットアップが実現可能である。従って、一般に、少なくとも１つの光検出器は、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及びＥＰ１３１７１８９８．３の１つ以上に開示される検出器又は光検出器を備えることができ、これら公報の十分な内容は、参照によって本明細書に含まれる。
【００３９】
従って、光検出器は少なくとも１つの縦方向光センサを備えることができ、縦方向光センサは少なくとも１つのセンサ領域を有し、縦方向光センサは、光ビームによるセンサ領域の照射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に設計される。縦方向センサ信号は、照射の総出力が同じであれば、センサ領域にある光ビームの光ビーム横断面に依存し、光検出器は少なくとも１つの評価装置をさらに備えることができ、評価装置は、縦方向センサ信号の評価によって対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計される。より詳細については、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１と、その中に開示されたいわゆるＦｉＰ効果とを参照できる。評価装置は、具体的に、照射の幾何学形状と、光検出器に関する対象物の相対位置との間の少なくとも１つの予め定めた関係から、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計できる。
【００４０】
以上で概説したように、光検出器は、具体的に、積み重ねられた複数の縦方向光センサを有することができる。従って、縦方向光センサは、少なくとも１つの光軸に沿って積み重ねることができる。具体的に、縦方向光センサは、光ビームが全ての縦方向光センサを照射するように配置することができ、少なくとも１つの縦方向センサ信号は各縦方向光センサによって生成され、評価装置は、縦方向センサ信号を標準化して光ビームの強度から独立した対象物の縦方向位置についての情報を生成するように適応される。
【００４１】
評価装置は、少なくとも１つの縦方向センサ信号から光ビームの直径を決めることによって、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように適応できる。従って、評価装置は、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を決めるために、光ビームの直径を光ビームの既知のビーム特性と比較するように適応できる。
【００４２】
例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に開示されるように、縦方向光センサは、照射の総出力が同じであれば、縦方向センサ信号が照射の変調の変調周波数に依存するようにさらに設計できる。光検出器は、照射を調整するために少なくとも１つの変調機器を具体的に備えることができる。変調機器は、随意的な照射源内に全体的に又は部分的に含むことができ、及び／又は照射源と対象物との間に全体的に又は部分的に介在させることができ、及び／又は対象物と検出器の少なくとも１つの光センサとの間に全体的に又は部分的に介在させることができるが、変調機器は、例として、光ビームの強度を、好ましくは周期的な様式で調整するように適応できる。
【００４３】
以上に概説したように、光検出器は少なくとも１つの横方向光センサを備えることができ、横方向光センサは、光ビームの横方向位置の決定に適応し、横方向位置は、検出器の光軸に垂直な少なくとも１つの次元における位置である。横方向光センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するように適応でき、評価装置は、横方向センサ信号を評価することによって対象物の横方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するようにさらに適応できる。少なくとも１つの横方向光センサの可能な実施形態について、例えば、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４又はＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２の１つ以上を参照できる。
【００４４】
少なくとも１つの横方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも１つの第２の電極及び少なくとも一種類の光起電材料を有する光検出器として全体的に又は部分的に具体化することができ、光起電材料は、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電材料はこれを光によって照射するのに応じて電荷を生成するように適応され、第２の電極は、少なくとも２つの部分電極を有する分離した電極であり、横方向光センサはセンサ領域を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は、センサ領域内の光ビームの位置を示す。具体的に、部分電極を通る電流は、センサ領域における光ビームの位置に依存できる。横方向光センサは、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応できる。検出装置は、部分電極を通る電流の少なくとも１つの比から、対象物の横方向位置についての情報を導くように適応する。具体的に、光検出器は、色素増感太陽電池とすることができる。第１の電極は、少なくとも１つの透明な伝導性酸化物で少なくとも部分的に作製することができ、第２の電極は、導電性のポリマ、好ましくは透明な導電性ポリマで少なくとも部分的に作製することができる。
【００４５】
本発明の別の態様では、ユーザとマシンとの間で少なくとも１つの情報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開示される。ヒューマンマシンインタフェースは、本発明による少なくとも１つの検出装置を備える。ヒューマンマシンインタフェースは、ユーザの少なくとも１つの幾何学的な情報項目を検出装置によって生成するように設計される。ヒューマンマシンインタフェースは、少なくとも１つの情報項目を幾何学的な情報に割り当てるように設計される。ヒューマンマシンインタフェース又はその一部の別の定義、詳細及び可能な実施形態は、例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及びＥＰ１３１７１８９８．３の１つ以上を参照できる。
【００４６】
本発明の別の態様では、少なくとも１つのエンタテインメント機能を実施するためのエンタテインメント機器が開示される。エンタテインメント機器は、本発明による少なくとも１つのヒューマンマシンインタフェースを備える。エンタテインメント機器は、少なくとも１つの情報項目がプレーヤによってヒューマンマシンインタフェースを用いて入力可能となるように設計される。エンタテインメント機器は、情報に従ってエンタテインメント機能を変えるようにさらに設計される。エンタテインメント機器又はその一部の別の定義、詳細及び可能な実施形態について、例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及びＥＰ１３１７１８９８．３の１つ以上を参照できる。
【００４７】
本発明の別の態様では、少なくとも１つの可動な対象物の位置を追跡するための追跡システムが開示される。追跡システムは、本発明による少なくとも１つの検出装置を備える。追跡システムは、少なくとも１つの追跡コントローラをさらに備え、追跡コントローラは、対象物の一連の位置を追跡するのに適し、各位置は、特定の時点における対象物の横方向位置についての少なくとも１つの情報項目と、特定の時点における対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目とを備える。追跡システム又はその一部の別の定義、詳細及び可能な実施形態について、例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及びＥＰ１３１７１８９８．３の１つ以上を参照できる。
【００４８】
本発明の別の態様では、少なくとも１つの対象物の少なくとも１つの位置を光学的に検出する方法が開示される。方法は、以下の方法工程を備えることができ、それらは、所定の順序又は異なる順序で行うことができる。さらに、列挙されない追加の方法工程を設けることができる。さらに、２以上又は全ての方法工程ですら、少なくとも部分的に同時に行うことができる。さらに、２以上又は全ての方法工程ですら、２回又は２回以上繰り返し行なうことができる。
【００４９】
方法は、本発明による少なくとも１つのターゲットデバイスを使用する段階を備えることができる。ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つである。方法は、ターゲットデバイスによって反射された少なくとも１つの光ビームの検出をさらに備え得る。方法は、ターゲットデバイスの少なくとも１つの位置の決定による対象物の少なくとも１つの位置の決定をさらに備え得る。方法は、対象物を照射光で照射する段階をさらに備え得る。
【００５０】
方法は、複数のターゲットデバイスの使用をさらに備えることができ、少なくとも２つのターゲットデバイスは、異なる色変換要素を有する。第１のターゲットデバイスの少なくとも１つの第１の色変換要素は、光ビームの色を第１の色に変更するように具体的に適応可能であり、第２のターゲットデバイスの少なくとも１つの第２の色変換機器は、光ビームの色を第２色に変更するように具体的に適応可能であり、第２の色は第１の色とは異なる。方法は、ターゲットデバイスによって反射された光ビームの色によるこれらのターゲットデバイスの識別をさらに備えることができる。
【００５１】
上述した本発明の別の態様では、本発明によるターゲットデバイスの利用が、特に交通技術での距離測定、特に交通技術での位置測定、エンタテインメント用途、セキュリティ用途、ヒューマンマシンインタフェース用途、追跡用途、撮像用途、カメラ用途、製造工程、包装工程から成る群から選ばれる利用の目的に開示される。
【００５２】
以上に概説したように、検出装置は１つ以上の評価装置を備えることができ、評価装置は、少なくとも１つの検出器の１つ以上の検出信号を評価することによって、好ましくは、例えば対象物の少なくとも１つの位置や例えば少なくとも１つの向きを決定するといった１つ以上の計算及び／又は評価を実行するように適応される。従って、評価装置は、１つ以上のデータ処理機器及び／又は１つ以上のコンピュータを備えることができる。例として、評価装置は、１つ以上のプロセッサを備えることができる。さらに、評価装置は、データ保存手段、例えば１つ以上の揮発性のデータ記憶装置及び／又は１つ以上の不揮発性のデータ記憶装置を備えることができる。さらに、評価装置は１つ以上のユーザインタフェースを備えることができ、ユーザインタフェースは、例えば、ユーザが情報及び／又は命令を入力するのに適した１つ以上の機器、及び／又は、ユーザに情報を表示し又は提供するのに適した１つ以上の機器である。
【００５３】
文脈展開では、位置は、一般に、対象物又はその一部の空間位置、対象物又はその一部の向き、又は対象物又は一部の空間構成の１つ以上を示す、任意の座標又は座標の組合せ又はあらゆるその他の情報とすることができる。
【００５４】
従って、具体的に、ターゲットデバイス、キット、対象物、検出装置及び方法は、少なくとも半分の１つが対象物に部分的に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は異なる位置の二つの対象物へ一体化されるターゲットデバイスの少なくとも２つの位置を決定することによって、対象物又はその一部の少なくとも１つの向きを決定するように適応できる。検出装置を用いてターゲットデバイスの座標を決定することによって対象物又はその一部の向きを決定することができる。
【００５５】
従って、以上に概説したように、少なくとも２つのターゲットデバイスを使用することができ、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物に一体化されるか、の少なくとも１つである。ターゲットデバイスは、各々、例えば放出工程にて光ビームを検出器に差し向けることができる。ターゲットデバイスは、対象物の座標系内に所定の座標を有することができる。さらに、ターゲットデバイスから検出器に向かって進む光ビームは、例えば検出工程にて検出器によって検出できる。各々のターゲットデバイスの縦方向座標は、検出器の座標系にて決定でき、対象物の向きは、ターゲットデバイスの縦方向座標を用いることによって検出器の座標系にて決定できる。
【００５６】
対象物の座標系は、一般に、対象物の少なくとも一点、好ましくは座標系の原点に取り付けた少なくとも一点を有する座標系とすることができる。従って、好ましくは、対象物の座標系は、対象物とともに移動し及び／又は回転する。同様に、検出器の座標系は、検出器の少なくとも一点に取り付けた少なくとも一点、好ましくは座標系の原点を有する座標系とすることができる。一般に、座標系は、好ましくはデカルト座標系とすることができる。しかしながら、追加的に又は代替的に、極座標系及び／又は球座標系のような、他のタイプの座標系が使用できる。
【００５７】
対象物の向きは、好ましくは、１つ以上の配向角を用いることによって与えることができる。当業者であれば理解するように、対象物の向きを決定するための当該技術では、いくつかのシステム、例えばジャイロスコープ技術が公知である。具体的に、評価装置は、少なくとも２つの配向角を設けることによって対象物の向きを決めるように適応できる。好ましくは、評価装置は、少なくとも２つ又は少なくとも３つの配向角を設けることによって対象物の向きの決定に適応できる。
【００５８】
当該技術において一般に公知である配向角の例として、評価装置は、ヨー角(Ψ)及びピッチ角(Θ)、ヨー角(Ψ)、ピッチ角(Θ)及びロール角(Φ)、オイラ角から成る群から選ばれた少なくとも１つの角度の組合せを設けることによって、対象物の向きを決めるように適応できる。例は以下でさらに詳しく説明する。
【００５９】
以上に概説したように、検出装置は、少なくとも１つの検出器を備えることができる。検出器は、それ自体、複数の構成要素、例えば個々の又は組み合わせた複数の検出器又はセンサを備えることができる。従って、少なくとも１つの光検出器は、少なくとも１つの縦方向光センサを備えることができ、縦方向光センサは、少なくとも１つのセンサ領域を有し、縦方向光センサは、光ビームによるセンサ領域の照射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に設計され、縦方向センサ信号は、照射の総出力が同じであれば、センサ領域における光ビームのビーム横断面に依存する。
【００６０】
センサ信号を供給する縦方向光センサのこの特性の可能性の詳細について、センサ信号は、照射の総出力が同じであれば、センサ領域における光ビームのビーム横断面に依存し、これについては十分な内容が参照によって本明細書に含まれ且ついわゆるＦｉＰ効果が開示された、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１が参照できる。さらに、ＵＳ６１／７３９，１７３、ＵＳ６１／７４９，９６４号、ＥＰ１３１７１９００．７、ＥＰ１３１７１９０１．５及びＥＰ１３１７１８９８．３の１つ以上が参照でき、その十分な内容は参照によって本明細書に含まれる。
【００６１】
評価装置は、縦方向センサ信号を評価することによって、ターゲットデバイスの縦方向座標を決めるように設計できる。縦方向光センサは、透明な光センサとすることができる。他の実施形態が可能である。縦方向光センサは、具体的に、少なくとも１つの色素増感太陽電池を備えることができる。他の実施形態が可能である。
【００６２】
縦方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも１つのｎ型半導体金属酸化物、少なくとも１つの色素、少なくとも１つのｐ型有機半導体材料、好ましくは固体ｐ型有機半導体材料、及び少なくとも１つの第２の電極を備えることができる。第１の電極、第２の電極、又は第１の電極及び第２の電極の両方は透明であることができる。他の実施形態が可能である。
【００６３】
評価装置は、照射の幾何学形状と検出器に対するそれぞれのターゲットデバイスの相対位置との間の少なくとも１つの所定関係から、ターゲットデバイスの縦方向座標を決めるように設計できる。
【００６４】
検出器は、複数の縦方向光センサを有することができる。具体的に、縦方向光センサは積み重ねることができ、それによって好ましくは縦方向光センサの積重ねを形成する。縦方向光センサは、少なくとも１つのターゲットデバイスから検出器へ進む光ビームが、全ての縦方向光センサを照射するように配置できる。少なくとも１つの縦方向センサ信号は、各縦方向光センサによって生成できる。評価装置は、縦方向センサ信号を標準化し、しかも少なくとも０より大きい光ビームの強度から独立して、それぞれのターゲットデバイスの少なくとも１つの縦方向座標を生成するように適応できる。
【００６５】
評価装置は、少なくとも１つの縦方向センサ信号からのそれぞれの光ビームの直径を決定することによって、各ターゲットデバイスの縦方向座標を決めるように適応できる。従って、評価装置は、縦方向座標を決定するために、光ビームの直径を光ビームの既知のビーム特性と比較するように適応できる。以下で詳しく概説するように、光ビームの既知のビーム特性はガウス特性とすることができ、具体的に例えば、縦方向座標と光ビームのビームウエストとの間の既知の関係である。
【００６６】
縦方向光センサは、照射の総出力が同じである場合、縦方向センサ信号が照射の変調の変調周波数に依存するようにさらに設計できる。実施例は以下で詳しく説明される。
【００６７】
検出装置の少なくとも１つの検出器は、少なくとも１つの横方向光センサを備えることができ、横方向光センサは、光ビームの横方向位置の決定に適応し、横方向位置は、検出器の光軸に垂直な少なくとも１つの次元における位置であり、横方向光センサは、横方向センサ信号の生成に適応される。このタイプの横方向光センサは、当該技術において、例えばＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２から一般に公知である。従って、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２に一般に開示される１つ以上の横方向光センサが使用できる。追加的又は代替的に、十分な内容が参照によって本明細書に含まれる、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４に開示される１つ以上の横方向光センサが使用できる。
【００６８】
評価装置は、ターゲットデバイス、好ましくは複数のターゲットデバイス、最も好ましくは全てのターゲットデバイスの少なくとも１つのために、横方向センサ信号を評価することによって、横方向座標を決定するように設計できる。
【００６９】
横方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも１つの第２の電極及び少なくとも一種類の光起電材料を有する光検出器とすることができ、光起電材料は、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電材料はこれが光によって照射されるのに応じて電荷を生成するように適応され、第２の電極は少なくとも２つの部分電極を有する分離した電極であり、横方向光センサはセンサ領域を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は、センサ領域における光ビームの位置を示す。部分電極を通る電流は、センサ領域における光ビームの位置に依存されることができ、横方向光センサは、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応する。検出装置は、部分電極を通る電流の少なくとも１つの比から、横方向座標を導くように適応できる。他の実施形態が実現可能である。
【００７０】
少なくとも１つの横方向光センサの少なくとも１つの光検出器は、具体的に、色素増感太陽電池とすることができる。他の実施形態が実現可能である。少なくとも１つの随意的な横方向光センサの少なくとも１つの随意的な光検出器の第１の電極は、少なくとも１つの透明な伝導性酸化物で少なくとも部分的に作製することができ、第２の電極は、導電性のポリマ、好ましくは透明な導電性ポリマで少なくとも部分的に作製することができる。他の実施形態が実現可能である。横方向光センサは、不透明な又は好ましくは透明な光センサである。
【００７１】
検出器の少なくとも１つの随意的な縦方向光センサ及び少なくとも１つの随意的な横方向光センサは、好ましくは光軸に沿って積み重ねられ、結果として光軸に沿って進む光ビームは、横方向光センサ及び縦方向光センサの両方に衝突する。
【００７２】
検出装置は、少なくとも１つの照射源をさらに備えることができる。従って、検出装置は、少なくとも１つのターゲットデバイスの照射に適応した少なくとも１つの照射源を備えることができる。以上に概説したように、少なくとも１つのターゲットデバイスは、少なくとも１つの反射する要素を備えるので、検出器に差し向けられた１つ以上の反射光ビームを生成するように適応できる。従って、ターゲットデバイスは、いわゆる受動型ターゲットデバイスとして全体的に又は部分的に具体化される。しかしながら、追加的に、１つ、１つ以上又は全てのターゲットデバイスは、光の放出に適応された少なくとも１つの照射源をさらに装備することができ、それによって自己放射型のターゲットデバイスとなる。
【００７３】
本発明の別の態様では、検出システムが開示される。検出システムは、例えば以上に開示した又は以下に開示する1つ以上の実施形態である、本発明による少なくとも１つの検出装置を備える。検出システムは少なくとも１つの対象物をさらに備え、少なくとも１つのターゲットデバイス、好ましくは少なくとも２つ又は少なくとも３つのターゲットデバイスのうちの複数は、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物に一体化されるか、の少なくとも１つである。
【００７４】
対象物は、好ましくは剛性な対象物とすることができる。従って、好ましくは、対象物は、全体的に又は部分的に剛性である。本明細書で用いるように、剛性という用語は、対象物の座標系において、対象物の各点、又は対象物の少なくとも１つの領域の少なくとも各点が、時間につれて変化せず一定位置にとどまるという事実を指す。それでも、他の実施形態が実現可能である。従って、対象物は、可撓性の対象物として及び／又はその形状が全体的に又は部分的に変化する対象物として、全体的に又は部分的に具体化することができる。後者の場合、好ましくは、３つ以上のターゲットデバイスが使用される。全体的に又は部分的に可撓性の及び／又はその形状が全体的に又は部分的に変化する対象物が使用される場合、対象物の一般的な移動及び／又は形状の変化は、既知である及び／又は予め定めることができる。従って、例として、腕及び／又は他の身体部品の一般的な移動は既知であり且つ実施可能である。
【００７５】
以下で詳しく概説するように、本発明は、好ましくは、ヒューマンマシンインタフェースの分野、スポーツの分野及び／又はコンピューターゲームの分野に適用することができる。従って、好ましくは、対象物は、スポーツ用品、好ましくはラケット、クラブ、バットから成る群から選ばれた製品、及び衣服製品、例えば帽子、靴、手袋、シャツ、一対のズボン、スーツ、カバーオール及びオーバオール又はヘッドバンドから選ぶことができる。他の実施形態が実現可能である。しかしながら、追加的又は代替的に、以下でさらに詳しく概説するように、対象物は、ユーザの身体部分のような、生物又は生物の一部とすることができる。従って、例として、対象物は、手、腕、頭、胴、脚又は足及び／又はそれらの１つ以上の部分から成る群から選ぶことができる。
【００７６】
本明細書で用いるように、対象物は、一般に、生物対象物及び／又は非生物的対象物から選ばれる任意の対象物とすることができ、少なくとも１つの生物対象物と少なくとも１つの非生物的対象物との組合せが実現可能である。従って、例として、少なくとも１つの対象物は、１つ以上の物品及び／又は物品の１つ以上の部品を備えることができる。追加的に又は代替的に、対象物は、１つ以上の生物及び／又はその１つ以上の部分であり又はそれを備えることができ、部分は、例えばユーザである人間及び／又は動物の１つ以上の体の部分である。
【００７７】
検出器の座標系に関して、検出器は、検出器の光軸がｚ軸を構成し、さらにｚ軸に垂直で且つ互いに垂直なｘ軸及びｙ軸を備えた座標系を構成することができる。例として、検出器及び／又は検出器の一部は、この座標系内の特定の点、例えばこの座標系の原点として置かれる。この座標系では、ｚ軸に平行又は逆平行な方向は縦方向とみなすことができ、ｚ軸に沿った座標は縦方向座標とみなすことができる。縦方向に垂直な任意の方向は横方向とみなすことができ、ｘ座標及び／又はｙ座標は横方向座標とみなすことができる。
【００７８】
代替的に、他のタイプの座標系が使用できる。従って、例として、極座標系を使用することができ、そこで、光軸はｚ軸を構成し、ｚ軸からの距離及び角座標を追加的な座標として使用できる。この場合も、ｚ軸に平行又は逆平行な方向を縦方向とみなすことができ、ｚ軸に沿った座標を縦方向座標とみなすことができる。ｚ軸に垂直な任意の方向を横方向とみなすことができ、極座標及び／又は極角を横方向座標とみなすことができる。
【００７９】
場合によって向きも含む対象物の位置は、少なくとも２つのターゲットデバイスの少なくとも２つの縦方向座標及び随意的に１つ以上又は全てのターゲットデバイスに関係する追加の情報項目を用いることによって様々な方法で決めることができ、少なくとも１つのターゲットデバイスのため、好ましくは少なくとも２つのターゲットデバイスのため又は全てのターゲットデバイスのための、少なくとも１つの横方向座標が例示される。以上で概説したように、評価装置は、ヨー角（Ψ）及びピッチ角（Θ）、ヨー角（Ψ）、ピッチ角（Θ）及びロール角（Φ）、オイラの角度から成る群から選ばれた少なくとも１つの角度の組合せを与えることによって、対象物の向きを決めるように適応できる。
【００８０】
向きを決定するために、最も簡単な場合、ターゲットデバイスの縦方向座標、即ちターゲットデバイスのｚ座標間の差で十分とすることができる。従って、例として、少なくとも２つのターゲットデバイスのｚ座標が同一であると分かった場合、少なくとも２つのターゲットデバイスを含む対象物の平面は、検出器の光軸に垂直に向いていると決定できる。同様に、２つのターゲットデバイスのｚ座標がΔｚだけ異なる場合、対象物の座標系におけるターゲットデバイス間の既知の距離ｄを使用することによって、また簡単な三角関数（ｓｉｎΘ＝Δｚ／ｄ又は同様の関数）を使用することによって、ターゲットデバイス間の接続線と光学軸との間の角度を決定できる。一般に、剛性の対象物は、具体的に任意形状を有し、かつ、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つのターゲットデバイスのうちの複数のターゲットデバイスを有し又はこれが接続されているので、この剛性の対象物について、検出器の座標系における対象物の向きに関係する少なくとも１つの情報項目の決定を可能にする変換を見つけることができ、これは、少なくとも２つのターゲットデバイスの少なくとも２つの縦方向座標、好ましくは少なくとも３つのターゲットデバイスの少なくとも３つの縦方向座標、好ましくは追加情報を知ったとき、可能となる。変換の別の実施例が以下で詳しく説明される。
【００８１】
例として、変換は、変換マトリックスの使用によって行うことができる。追加的又は代替的に、対象物の向きに関する少なくとも１つの情報項目を決定するための他のアルゴリズムを使用することができる。
【００８２】
本明細書で用いるように、少なくとも１つの対象物の向きを決定する検出装置は、一般に、少なくとも１つの対象物及び／又はその一部の位置に関する情報の少なくとも１つの情報項目を供給するように適応された機器である。従って、向きは、検出器の座標系において、対象物又はその一部の向きを全体的に表す情報項目を指すことができ、又は例えば検出器の座標系における特定平面に関して単に向きを部分的に表す部分的な情報を指すことができる。検出装置の一部である検出器は、一般に、ターゲットデバイスから検出器へ進む光ビームのような光ビームを検出するように適応された機器である。
【００８３】
検出装置は、以上で概説したように、多くの構成要素、即ち少なくとも２つのターゲットデバイス、検出器及び評価装置を少なくとも備える。好ましくは、少なくとも２つのターゲットデバイスは、検出器から独立して扱うことができ、それによって独立した実体を形成する。しかしながら、評価装置及び検出器は、単一の機器へ全体的に又は部分的に一体化することができる。従って、一般に、評価装置も、検出器の一部を形成することができる。代替的に、評価装置及び検出器は個別の機器を形成することができる。検出装置は、別の構成要素を備えることができる。
【００８４】
検出器は、固定式機器又は可動式機器とすることができる。さらに、検出器は、独立型機器とすることができ、又は別の機器、例えばコンピュータ、自動車又は任意の他の機器の一部を形成することができる。さらに、検出器は手持ち式機器とすることができる。検出器の他の実施形態が実現可能である。
【００８５】
少なくとも１つの横方向光センサ及び少なくとも１つの縦方向光センサは、少なくとも部分的に１つの光センサに一体化できる。代替的に、少なくとも１つの縦方向光センサを、１つ以上の横方向光センサとは別個に設けることができる。さらに、少なくとも１つの評価装置は、１つ以上の横方向光センサ及び１つ以上の縦方向光センサから独立した別個の評価装置として構成できるが、好ましくは、横方向センサ信号及び／又は縦方向センサ信号を受信するため、少なくとも１つの光学的横方向光センサ及び少なくとも１つの光学的縦方向光センサに接続できる。代替的に、少なくとも１つの評価装置は、少なくとも１つの横方向光センサ及び／又は少なくとも１つの縦方向光センサへ全体的に又は部分的に一体化できる。
【００８６】
本明細書で用いるように、横方向光センサという語は、一般に、対象物から検出器へ進む少なくとも１つの光ビームの横方向位置を決定するように適合された機器を指す。横方向位置という語に関して、上述の定義を参照できる。従って、好ましくは、横方向位置は、検出器の光軸に垂直な少なくとも１つの次元における少なくとも１つの座標とすることができ、又はこれを備えることができる。例として、横方向位置は、光軸に垂直な平面内、例えば横方向光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とすることができる。例として、平面内の位置は、デカルト座標及び／又は極座標で得ることができる。他の実施形態も実現可能である。
【００８７】
横方向光センサの可能な実施形態について、ＵＳ６，９９５，４４５及びＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１に開示された位置感応有機検出器が参照できる。しかしながら、他の実施形態も実現可能であり、以下でさらに詳しく説明する。
【００８８】
以上に概説したように、１つ以上のターゲットデバイスを使用できる。従って、実施形態では、少なくとも２つのターゲットデバイスを使用でき、好ましくは、ターゲットデバイスは、それぞれのターゲットデバイスによって反射された光ビームを識別するために異なる色変換要素を有する。従って、異なるターゲットデバイスによって反射された反射光ビームは、異なる色のような異なるスペクトル特性を有することができる。検出装置、具体的に検出器は色感応要素を有し、ターゲットデバイスを、これらのターゲットデバイスによって反射された光ビームの色によって識別するように適応される。本明細書で用いるように、色感応要素は、一般に、光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性に応じて作用し又は反応するように適応された要素を指す。従って、色感応要素は、光ビームの色に応じたスペクトル感度を有する光センサであるか、又はこれを備えることができる。追加的又は代替的に、色感応要素は、光学フィルタ、回折格子、プリズム、二色性ミラー、又は、光ビーム又はその成分をそれらの色に応じて分離するように適応された任意の他のタイプの光学分離要素のうちの少なくとも１つであるスペクトル分離要素であるか、又はこれを備えることができる。
【００８９】
従って、一般に、検出装置は、異なるターゲットデバイスによって反射された光ビームを識別するように適応できる。従って、好ましくは、２つ以上のターゲットデバイスが存在することができ、そのうちの１つ以上は、対象物に取り付けられるか、対象物へ一体化されるか又は対象物によって保持される。
【００９０】
異なるターゲットデバイスによって反射された光ビームを検出し且つ識別することによって、対象物の向きを決定できる。このように、向きは、本発明による２つ以上のターゲットデバイスを使用することによって、好ましくは２０１３年６月１３日に出願され、しかも十分な内容が参照によって本明細書に含まれる、ＥＰ１３１７１９００．７に開示された方法及び／又は検出装置を使用することによって決定できる。他の実施形態が実現可能である。
【００９１】
２つのターゲットデバイスのみが存在する場合、好ましくは、少なくとも１つの別の情報項目を使用して向きを決定する。従って、例として、少なくとも１つの別の情報項目として、少なくとも１つのターゲットデバイスの少なくとも１つの横方向座標、好ましくは両方のターゲットデバイス又は全てのターゲットデバイスの横方向座標を使用することができ、以下でさらに詳しく概説する。３つ以上のターゲットデバイスが存在する場合、一般に、対象物の向きを決定するためには、その３つ以上のターゲットデバイスの縦方向座標で十分である。従って、例として、３つ以上のターゲットデバイスの縦方向座標間の差から、対象物の回転のような向きを決定することができ、以下でさらに詳しく説明する。具体的に、対象物の座標系におけるターゲットデバイスの予め定めた座標を使用することによって、及び検出器の座標系におけるターゲットデバイスの縦方向座標を決定することによって座標変換が実行でき、及び／又は、評価装置を使用することによって上述の配向角が決定できる。このように、評価装置は、１つ以上の変換アルゴリズムを使用するように適応でき、これによりターゲットデバイスの縦方向座標、及び随意的に１つ以上の追加的な情報項目を、検出器の座標系における対象物の向きに関する少なくとも１つの情報項目へ変換する。
【００９２】
例として、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、好ましくは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るか、又はこれらを備えることができる。追加的な構成要素は、例えば１つ以上の処理機器及び／又はデータ取得機器、例えば横方向センサ信号及び／又は縦方向センサ信号を受信及び／又は処理するための１つ以上の機器、例えば１つ以上のＡＤコンバータ及び／又は１つ以上のフィルタを備えることができる。さらに、評価装置は、１つ以上のデータ保存機器を備えることができる。さらに、評価装置は、１つ以上のインタフェース、例えば１つ以上の無線インタフェース及び／又は１つ以上の有線インタフェースを備えることができる。
【００９３】
少なくとも１つの評価装置は、少なくとも１つのコンピュータプログラムを実行するように適応でき、少なくとも１つのプログラムは、例えば、ターゲットデバイスの縦方向座標を用いることによって、検出器の座標系における各々のターゲットデバイスの縦方向座標を決定する工程を実行し又はサポートし、及び／又は、検出器の座標系における対象物の向きを決定する。例として、横方向センサ信号及び／又は縦方向センサ信号を入力変数として用いることによって対象物の向きへの所定の変換を実行可能な１つ以上のアルゴリズムが実施可能である。
【００９４】
以上で概説したように、好ましくは、少なくとも１つの横方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも１つの第２の電極及び少なくとも一種類の光起電材料層を有する光検出器であり、光起電材料層は、第１の電極と第２の電極との間に埋められる。本明細書で用いるように、光起電材料は、一般に、光による光起電材料の照射に応じて電荷を生成するように適応された一種類の材料又は複数種の材料の組合せである。
【００９５】
本明細書で用いるように、光という用語は、一般に、可視スペクトル範囲、紫外スペクトル範囲及び赤外スペクトル範囲の１つ以上における電磁放射を指す。可視スペクトル範囲という用語は、一般に、３８０ｎｍから７８０ｎｍのスペクトル範囲を指す。赤外スペクトル範囲という用語は、一般に、７８０ｎｍから１ｍｍの範囲、好ましくは７８０ｎｍから３．０μｍの範囲における電磁放射を指す。紫外スペクトル範囲という用語は、一般に、１ｎｍから３８０ｎｍの範囲、好ましくは、１００ｎｍから３８０ｎｍの範囲における電磁放射を指す。好ましくは、本発明で用いる光は可視光、即ち可視スペクトル範囲における光である。
【００９６】
光ビームという用語は、一般に、特定の方向に放射され及び／又は反射された一定量の光を指す。従って、光ビームは、光ビームの伝播方向に垂直な方向に所定の拡がりを有する光線の束とすることができる。好ましくは、光ビームは、１つ以上のガウス光ビームパラメータ、例えば１つ以上の光ビームウエスト、レーリ長又は任意の他の光ビームパラメータ、又は空間内における光ビーム直径及び／又は光ビーム伝播を特徴づけるのに適した光ビームパラメータの組合せによって特徴付けられた１つ以上のガウス光ビームであるか、又はこれを備えることができる。
【００９７】
好ましくは、横方向光センサの第２の電極は、少なくとも２つの部分電極を有する分割電極とすることができ、横方向光センサはセンサ範囲を有し、少なくとも１つの横方向光センサは、センサ範囲内における光ビームの位置を表す。従って、以上で概説したように、横方向光センサは、１つ以上の光検出器、好ましくは、１つ以上の有機光検出器、より好ましくは１つ以上のＤＳＣ又はｓＤＳＣであるか、又はこれらを備えることができる。センサ範囲は、対象物に対面する光検出器の表面とすることができる。センサ範囲は、好ましくは光軸に対して垂直に向けることができる。従って、横方向光センサ信号は、横方向光センサのセンサ領域の平面内に光ビームによって生成される光点の位置を表すことができる。
【００９８】
一般に、本明細書で用いるように、部分電極という語は複数の電極のうちの１つの電極を指し、この電極は、好ましくは他の部分電極から独立して、少なくとも１つの電流及び／又は電圧信号を測定するように適応される。従って、複数の部分電極を設ける場合、第２の電極は、２つ以上の部分電極を介した複数の電位及び／又は電流及び／又は電圧を独立して測定できるように及び／又は使用できるように適応される。
【００９９】
第２の電極として少なくとも１つの横方向光センサを用い、それが２つ以上の部分電極を有する少なくとも１つの分割電極を有する場合、部分電極を通る電流は、センサ範囲内における光ビームの位置に依存することができる。これは、一般に、部分電極に光が当たることによって電荷が生成された場所から途中で生じるオーム損又は抵抗損失の発生に起因する。従って、部分電極の他に、第２の電極は、部分電極に接続された１つ以上の電極材料を含むことができ、１つ以上の追加的な電極材料が電気抵抗を与える。従って、１つ以上の追加的な電極材料を通る、電荷の形成場所から部分電極への途中のオーム損のために、部分電極を通る電流は、電荷の形成位置、即ちセンサ範囲内における光ビームの位置に依存する。センサ範囲における光ビームの位置を決定するこの原理の詳細に関して、以下の好適な実施形態及び／又は例えばＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２及び／又はＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１に記載された物理原則及び装置の選択肢が参照できる。
【０１００】
横方向光センサは、部分電極を通る電流に従って横方向センサ信号を形成するようにさらに適応できる。従って、２つの横方向部分電極を通る電流の比が形成されてｘ座標を生成し、及び／又は縦方向部分電極を通る電流の比が形成されてｙ座標を生成する。検出器、好ましくは横方向光センサ及び／又は評価装置は、部分電極を通る電流の少なくとも１つの比から対象物の横方向位置に関する情報を導くように適応され得る。部分電極を通る電流を比較することによって位置座標を生成する他の方法も実現可能である。
【０１０１】
部分電極は、一般に、センサ範囲内での光ビームの位置を決定するために種々の方法で決定できる。従って、２つ以上の横軸方向（horizontal）の部分電極を横軸座標又はｘ座標を決めるために設けることができ、２つ以上の縦軸方向（vertical）の部分電極を縦軸座標又はｙ座標を決めるために設けることができる。従って、部分電極は、センサ範囲の縁部に設けることができ、センサ範囲の内側空間は空いたままであり、一種類以上の追加的な電極材料で覆うことができる。以下でより詳細に概説するように、追加的な電極材料は、好ましくは透明な追加的電極材料、例えば透明な金属及び／又は透明な導電性酸化物、最も好ましくは透明な導電性ポリマとすることができる。
【０１０２】
さらに好ましい実施形態は、光起電材料に言及し得る。従って、横方向光センサの光起電材料は、少なくとも一種類の有機光起電材料を含むことができる。従って、一般に、横方向光センサは有機光検出器にすることができる。好ましくは、有機光検出器は色素増感太陽電池にできる。色素増感太陽電池は、好ましくは、第１の電極と第２の電極との間に埋めた層構成を含む固体相色素増感太陽電池とすることができ、この層構成は、少なくとも１つのｎ型半導体金属酸化物と、少なくとも一種類の色素と、少なくとも１つのｐ型有機半導体材料とを含む。色素増感太陽電池（ＤＳＣ）のさらなる詳細及び随意的な実施形態は以下に記載される。
【０１０３】
横方向光センサの少なくとも１つの第１の電極は、好ましくは透明である。本発明で用いるとき、透明という語は、一般に、透明な対象物を透過後の光の強度が、透明な対象物を透過前の光の強度の１０％以上、好ましくは４０％以上、より好ましくは６０％以上であることを意味する。より好ましくは、透明な光センサの少なくとも１つの第１の電極は、少なくとも１つの透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）で全体的に又は部分的に作製できる。例として、インジウムドープ型スズ酸化物（ＩＴＯ）及び／又はフッ素ドープ型スズ酸化物（ＦＴＯ）が挙げられる。他の例が以下で説明される。
【０１０４】
さらに、横方向光センサの少なくとも１つの第２の電極は、好ましくは、全体的に又は十分に透明にできる。従って、具体的に、少なくとも１つの第２の電極は、２つ以上の部分電極、及び２つ以上の部分電極に接触する少なくとも１つの追加的な電極材料を含むことができる。２つ以上の部分電極は不透明としてもよい。例として、２つ以上の部分電極は、全体的に又は部分的に金属で作製できる。従って、２つ以上の部分電極は、好ましくは、センサ範囲の縁部に位置する。しかしながら、２つ以上の部分電極は、好ましくは透明な少なくとも１つの電極材料によって電気的に接続できる。従って、第２の電極は、２つ以上の部分電極を有する透明な縁部と、少なくとも１つの透明な追加的材料を有する透明な内側範囲とを備えることができる。より好ましくは、横方向光センサの少なくとも１つの第２の電極、例えば、上述した少なくとも１つの追加的な電極材料は、少なくとも一種類の導電性ポリマ、好ましくは透明な導電性ポリマで全体的に又は部分的に作製できる。例として、導電性が少なくとも０．０１Ｓ／ｃｍ、好ましくは少なくとも０．１Ｓ／ｃｍ、より好ましくは１Ｓ／ｃｍ又はさらに少なくとも１０Ｓ／ｃｍ又は少なくとも１００Ｓ／ｃｍである導電性ポリマを使用できる。例として、少なくとも一種類の導電性ポリマは、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、好ましくは少なくとも一種類の対イオンで電気的にドープされたＰＥＤＯＴ、より好ましくはナトリウムポリスチレンスルホネートでドープされた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ぶことができる。
【０１０５】
以上で概説した導電性ポリマは、少なくとも２つの部分電極間に電気的接続を与えることができる。導電性ポリマ層は、オーム損を生じ、電荷形成位置を決定することを可能にする。好ましくは、導電性ポリマ層は、部分電極間に０．１〜２０ｋΩの電気抵抗、好ましくは０．５ｋ〜５．０ｋΩの電気抵抗、より好ましくは１．０〜３．０ｋΩの電気抵抗を与える。例として、表面導電性が少なくとも０．００００１Ｓ／ｃｍ、少なくとも０．００１Ｓ／ｃｍ又は少なくとも０．０１Ｓ／ｃｍである導電性ポリマフィルムを使用することができ、表面導電性は、好ましくは少なくとも０．１Ｓ／ｃｍ、又はより好ましくは少なくとも１Ｓ／ｃｍ又は少なくとも１０Ｓ／ｃｍ又は１００Ｓ／ｃｍでも良い。
【０１０６】
本明細書で使用するとき、一般に、導電性材料は、比電気抵抗が１０４Ωｍ未満、１０３Ωｍ未満、１０２Ωｍ未満又は１０Ωｍ未満である。好ましくは、導電性材料は、比電気抵抗が１０−１Ωｍ未満、１０−２Ωｍ未満、１０−３Ωｍ未満、１０−５Ωｍ未満、１０−６Ωｍ未満である。最も好ましくは、導電性材料の比電気抵抗は、５×１０−７Ωｍ未満又は１×１０−７Ωｍ未満、具体的にアルミニウムの比電気抵抗の範囲内にある。
【０１０７】
以上で概説した随意的な少なくとも１つの横方向光センサ、及び随意的な少なくとも１つの縦方向光センサの少なくとも一方は、透明な光センサである。従って、少なくとも１つの横方向光センサは、透明な横方向光センサとすることができ、及び／又は少なくとも１つの透明な横方向光センサを備えることができる。追加的又は代替的に、少なくとも１つの縦方向光センサは、透明な縦方向光センサとすることができ、及び／又は、少なくとも１つの透明な縦方向光センサを備えることができる。複数の縦方向光センサを例えば縦方向光センサの積重ねとして設ける場合、好ましくは、複数の及び／又は積重ねのうちの全ての縦方向光センサ、又は、複数の及び／又は積重ねのうちの１つの縦方向光センサを除く全ての縦方向光センサは透明である。例として、縦方向光センサの積重ねを設け、縦方向光センサが検出器の光軸に沿って配置する場合、好ましくは、対象物に対面しない最後の縦方向光センサを除く全ての縦方向光センサは、透明な縦方向光センサとすることができる。最後の縦方向光センサ、即ち対象物に対面しない積重ねの一方の側にある縦方向光センサは、透明な横方向光センサ又は不透明な横方向光センサとすることができる。典型的な実施形態が以下で説明される。
【０１０８】
横方向光センサ及び縦方向光センサの一方が、透明な光センサであり又は１つ以上の透明な光センサを備える場合、光ビームは、横方向光センサ及び縦方向光センサの他方に衝突する前に、透明な光センサを通過する。従って、ターゲットデバイスによって反射され、検出器に向かって進む少なくとも１つの光ビームは、その後、横方向光センサ及び縦方向光センサに、又はその逆に到達する。
【０１０９】
別の実施形態は、横方向光センサと縦方向光センサとの間の関係に関する。従って、以上で概説したように、原則として、横方向光センサ及び縦方向光センサは、少なくとも部分的に同一にできる。しかしながら、好ましくは、横方向光センサ及び縦方向光センサは、少なくとも部分的に、独立な光センサ、例えば独立な光検出器、より好ましくは独立なＤＳＣ又はｓＤＳＣにできる。
【０１１０】
以上で概説したように、横方向光センサ及び縦方向光センサは、好ましくは、光軸に沿って積み重ねることができる。従って、ターゲットデバイスによって反射され、検出器に向かって進み、光軸に沿って進む光ビームは、横方向光センサ及び縦方向光センサの両方に、好ましくは続けて衝突できる。従って、光ビームは、横方向光センサ及び縦方向光センサを連続的に又はその逆に通過できる。
【０１１１】
以上で概説したように、少なくとも１つの縦方向センサ信号は、光ビームによる照射の総出力が同じである場合、少なくとも１つの縦方向光センサのセンサ領域のそれぞれの光ビームのビーム横断面に依存できる。本明細書で使用するとき、ビーム横断面という用語は、一般に、光ビームの横方向の延長部又は特定位置に光ビームによって生成された光点を指す。円形の光スポットが生成された場合、半径、直径又はガウスビームウエスト、又はガウスのビームウエストの２倍が、ビーム横断面の基準として機能することができる。非円形の光点が生成された場合、他の実現可能な方法、例えば非円形の光点と面積が同じ円形の横断面を決めることにより、等価なビーム横断面として参照することで、その横断面を決定できる。
【０１１２】
従って、光ビームによるセンサ領域の照射の総出力が同じ場合、第１のビーム直径又はビーム横断面を有する光ビームは、第１の縦方向センサ信号を生成することができるが、第１のビーム直径又はビーム横断面とは異なる第２のビーム直径又はビーム横断面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。従って、縦方向センサ信号同士を比較することによって、ビーム横断面に関する少なくとも１つの情報項目、具体的にはビーム直径に関する少なくとも１つの情報項目を生成できる。この効果の詳細について、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４の１つ以上が参照できる。具体的に、ターゲットデバイスから検出器まで伝播する光ビームの１つ以上のビーム特性が公知である場合、ターゲットデバイスの縦方向座標は、こうして少なくとも１つの縦方向センサ信号とターゲットデバイスの縦方向位置との間の既知の関係から導くことができる。既知の関係は、アルゴリズム及び／又は１つ以上の較正曲線として評価装置に記憶することができる。例として、具体的にガウスビームについては、ビーム直径又はビームウエストと、それぞれの光ビームが検出器に向かって伝播する起点となるターゲットデバイスのそれぞれの縦方向座標との間の関係は、ビームウエストと縦方向の座標との間のガウスの関係を用いて容易に導くことができる。
【０１１３】
上述した効果は、ＦｉＰ効果（簡単に述べると、ビーム横断面φが縦方向光センサによって生成される出力Ｐに影響を及ぼすという効果）とも呼ばれ、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４の１つ以上に開示されるように、光ビームの適切な変調に依存するか又はこれによって強調されることができる。従って、好ましくは、検出装置は、光ビーム又は光ビームの１つ以上を変調するための少なくとも１つの変調機器をさらに備えることができる。変調機器は、少なくとも１つの照射源及び／又は照射源の少なくとも１つへ全体的に又は部分的に実装することができ、及び／又は個別の変調機器として全体的に又は部分的に設計することができる。
【０１１４】
検出器は、異なる変調、具体的にそれぞれ異なる変調周波数における少なくとも２つのセンサ信号の場合、少なくとも２つの縦方向のセンサ信号を検出するように設計できる。この場合、評価装置は、少なくとも２つの縦方向のセンサ信号を評価することによって、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計できる。
【０１１５】
一般に、縦方向光センサは、照射の総出力が同一の場合、少なくとも１つの縦方向センサ信号が、照射の変調の変調周波数に依存するように設計できる。さらなる詳細及び典型的な実施形態は以下で説明する。この周波数依存特性は、具体的にＤＳＣ、より好ましくはｓＤＳＣに設けられる。しかしながら、他の種類の光センサ、好ましくは光検出器、より好ましくは有機光検出器もこの効果を発揮できる。
【０１１６】
好ましくは、横方向光センサ及び縦方向光センサは、両方とも、電極及び光起電材料を含む層構成を含む薄膜デバイスであり、この層構成の厚さは、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは最大で５００μｍ又はそれ未満である。従って、横方向光センサのセンサ領域及び／又は縦方向光センサのセンサ領域は、好ましくは、各々、対象物に対面するそれぞれのデバイスの表面によって形成可能なセンサ範囲であるか又はこれを備える。
【０１１７】
好ましくは、横方向光センサのセンサ領域及び／又は縦方向光センサのセンサ領域は、１つの連続したセンサ領域、例えばデバイス毎の１つの連続したセンサ領域又はセンサ表面によって形成できる。従って、好ましくは、縦方向光センサのセンサ領域、又は複数の縦方向光センサ（例えば、縦方向光センサの積重ね）を設ける場合、縦方向光センサの各センサ領域は、ただ１つの連続したセンサ領域によって形成できる。縦方向センサ信号は、好ましくは、縦方向光センサのセンサ領域全体について一様なセンサ信号であり、又は複数の縦方向光センサを設ける場合、各縦方向光センサの各センサ領域について一様なセンサ信号である。
【０１１８】
少なくとも１つの横方向光センサ及び／又は少なくとも１つの縦方向光センサは、各々独立に、少なくとも１ｍｍ２、好ましくは少なくとも５ｍｍ２であり、例えば５ｍｍ２〜１０００ｃｍ２のセンサ範囲、好ましくは７ｍｍ２〜１００ｃｍ２のセンサ範囲、より好ましくは１ｃｍ２のセンサ範囲といったセンサ範囲とも呼ばれる感応範囲を与えるセンサ領域を有することができる。センサ範囲は、好ましくは幾何形状が長方形、例えば正方形である。しかしながら、他の幾何形状及び／又はセンサ場所も実現可能である。
【０１１９】
縦方向センサ信号は、好ましくは電流（例えば光電流）及び電圧（例えば光電圧）から成る群から選ぶことができる。同様に、横方向センサ信号は、好ましくは、電流（例えば光電流）及び電圧（例えば光電圧）、又は、例えば電流及び／又は電圧の比率のような、そこから得られる任意の信号から成る群から選ぶことができる。さらに、縦方向センサ信号及び／又は横方向センサ信号は、例えば平均化及び／又はフィルタリングによって生のセンサ信号から精密なセンサ信号が得られるために前処理することができる。
【０１２０】
縦方向光センサは、一般に、少なくとも１つの半導体検出器、具体的に少なくとも一種類の有機材料を含む有機半導体検出器を備えることができ、有機半導体検出器は、好ましくは有機太陽電池、具体的に好ましくは色素太陽電池又は色素増感太陽電池、具体的に、固体相色素太陽電池又は固体相色素増感太陽電池を備えることができる。好ましくは、縦方向光センサは、ＤＳＣ又はｓＤＳＣであるか又はこれを備える。従って、好ましくは、縦方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも一種類のｎ型半導体金属酸化物、少なくとも一種類の色素、少なくとも一種類のｐ型有機半導体材料、好ましくは固体有機半導体材料層、及び少なくとも１つの第２の電極を備える。好ましい実施形態では、縦方向光センサは、少なくとも１つのＤＳＣ、より好ましくは少なくとも１つのｓＤＳＣを備える。以上で概説したように、好ましくは、１つ以上の縦方向光センサは、透明な縦方向光センサであり又は１つ以上の透明な縦方向光センサを備える。従って、好ましくは、第１の電極及び第２の電極はともに透明であり、又は複数の縦方向光センサを設ける場合、少なくとも１つの縦方向の光センサは第１の電極及び第２の電極がともに透明であるように設計される。以上で概説したように、縦方向光センサの積重ねを設ける場合、好ましくは、積重ねの全ての縦方向光センサは、対象物から最も遠い積重ねの最後の縦方向光センサを除いて透明である。積重ねの最後の縦方向光センサは、透明又は不透明にできる。不透明の場合、最後の縦方向の光センサは、対象物に対面するその電極は透明であるが、対象物に対面しないその電極は不透明にしてもよい。
【０１２１】
以上で概説したように、検出器は、好ましくは複数の縦方向光センサを有する。より好ましくは、複数の縦方向光センサは、例えば検出器の光軸に沿って積み重ねられる。従って、縦方向光センサは、縦方向光センサ積重ねを形成できる。縦方向光センサ積重ねは、好ましくは、この縦方向光センサのセンサ領域が光軸に垂直な向きとなるように配向できる。従って、例として、単一の縦方向光センサのセンサ範囲又はセンサ表面は、平行に配列することができ、わずかな角度公差、例えば１０°以下、好ましくは５°以下の角度公差が許容される。
【０１２２】
積み重ねた縦方向光センサを設ける場合、少なくとも１つの横方向光センサは、好ましくは、積み重ねた縦方向光センサのうちの対象物に対面する１つの側に全体的に又は部分的に位置する。しかしながら、他の実施形態が可能である。すなわち、対象物と対面しない横方向光センサ積み重ねの１つの側に１つ以上の横方向光センサが全体的に又は部分的に位置する実施形態が実現可能である。ここでも、代替的に又は追加的に、少なくとも１つの横方向光センサが、縦方向光センサ積重ねの間に全体的に又は部分的に位置する実施形態も実現可能である。
【０１２３】
縦方向光センサは、好ましくは、ターゲットデバイスのうちの１つからの各光ビームが全ての縦方向光センサを、好ましくは順に照射するように配置される。具体的に、この場合、好ましくは、少なくとも１つの縦方向センサ信号が、各縦方向光センサによって生成される。この実施形態は、縦方向光センサの積重ね構成により、光ビームの総出力又は強度が未知であっても、信号が簡単かつ効率的に標準化できるために、具体的に好ましい。従って、単一の縦方向センサ信号が同一の光ビームによって形成されるのを知ることができる。このように、評価装置は、縦方向センサ信号を標準化しかつ光ビームの強度から独立して対象物の縦方向位置に関する情報を形成するように適応できる。この目的のために、単一の縦方向センサ信号が同一の光ビームによって生成される場合、単一の縦方向センサ信号における差は、単一の縦方向光センサのそれぞれのセンサ領域の位置における、光ビームの横断面の差にのみ起因するという事実を用いることができる。このように、単一の縦方向センサ信号同士を比較することによって、光ビームの総出力が未知であっても、ビーム横断面に関する情報を形成できる。具体的に、光ビームの横断面と対象物の縦方向位置との間の既知の関係を用いることにより、ビーム横断面から、それぞれのターゲットデバイスの縦方向位置、ひいてはターゲットデバイスの縦方向座標に関する情報を得ることができる。
【０１２４】
さらに、光ビームのビーム横断面と対象物の縦方向位置との間の既知の関係における不明確さを解消するために、上述の縦方向光センサの積重ねと、これらの積み重ねた縦方向光センサによる複数の縦方向光信号の生成とが、評価装置によって使用できる。従って、対象物から検出器へ伝播する光ビームのビーム特性が十分に又は部分的に既知である場合でも、多くのビームにおいて、ビーム横断面は、焦点に達する前に狭まり、その後は再び拡がる。従って、光ビームが最も狭いビーム横断面を有する焦点の前後に、光ビームの伝播軸に沿って光ビームの横断面が同じである複数の位置が存在する。従って、例として、焦点の前後の距離ｚ０にて光ビームの横断面は同一である。従って、ただ１つの縦方向光センサを用いる場合、光ビームの総出力及び強度が既知であれば、光ビームの特定の横断面を決定できる。この情報を用いることにより、焦点からのそれぞれの縦方向光センサの距離ｚ０が決定できる。しかしながら、それぞれの縦方向光センサが焦点の前又は後の何れに位置するかを決定するために、例えば対象物及び／又は検出器の移動の履歴、及び／又は、検出器が焦点の前又は後の何れに位置するかに関する追加的な情報が必要とされる。一般的な状況では、この追加的な情報は利用できない。従って、上述の不明確さを解消するために、複数の縦方向光センサを用いることによって、追加的な情報が得られるようにしてもよい。従って、第２の縦方向光センサが第１の縦方向光センサの後に位置し、複数の縦方向センサ信号を評価することによって、第１の縦方向光センサ上の光ビームのビーム横断面が第２の縦方向光センサ上の光ビームのビーム横断面よりも大きいと評価危機が認識した場合、評価装置は、光ビームが依然として狭まっていることと、第１の縦方向光センサの位置が光ビームの焦点の前に位置することを決定できる。反対に、第１の縦方向光センサ上の光ビームのビーム横断面が第２の縦方向光センサ上の光ビームのビーム横断面よりも小さい場合、評価装置は、光ビームが拡がっていることと、第２の縦方向光センサの位置が焦点の後にあることを決定できる。従って、一般に、評価装置は、異なる縦方向光センサの縦方向センサ信号同士を比較することによって、光ビームが拡がっているか又は狭まっているか否かを認識するように適応できる。
【０１２５】
縦方向光センサ積重ねは、好ましくは少なくとも３つの縦方向の光センサ、より好ましくは少なくとも４つの縦方向の光センサ、より好ましくは少なくとも５つの縦方向の光センサ又は少なくとも６つの縦方向の光センサをも備えることができる。縦方向光センサの縦方向センサ信号を追跡することによって、光ビームのビームプロフィルさえも評価することができる。
【０１２６】
本明細書及び以下において用いるとき、光ビームの直径又は同等に光ビームのビームウエストは、特定位置における光ビームのビーム横断面を特徴付けるために使用できる。以上で概説したように、少なくとも１つの縦方向センサ信号を評価することによって、ターゲットデバイスの縦方向位置を決定するために、それぞれのターゲットデバイス、即ち光ビームを放出し及び／又は反射するターゲットデバイスの縦方向位置とビーム横断面との間の既知の関係を用いることができる。例として、上述したように、光ビームが少なくともほぼガウス状に伝播すると仮定して、ガウス関係を使用することができる。この目的のために、光ビームは、例えば、既知の伝播特性、例えば既知のガウスプロフィルを有する光ビームを形成する照射源を用いることによって適切な形状に決定できる。この目的のために、照射源自体は、例えば当業者に既知である多くの種類のレーザに関して当てはまる既知の特性を有する光ビームを形成できる。追加的に又は代替的に、照射源及び／又は検出器は、当業者が認識するように既知の特性を有する光ビームを供給するために、１つ以上のレンズ及び／又は１つ以上の絞りのような１つ以上のビーム整形要素を有することができる。従って、例として、１つ以上の伝送要素、例えば、ビーム整形特性を有する１つ以上の伝送要素を設け得る。追加的に又は代替的に、例として少なくとも１つの随意的な伝送要素のような照射源及び／又は検出器は、例えば１つ以上のフィルタ、例えば１つ以上の横方向光センサ及び／又は１つ以上の縦方向光センサの最大励起の外側の波長をフィルタ除去する１つ以上のフィルタ要素といった１つ以上の波長選択要素を有することができる。
【０１２７】
従って、一般に、評価装置は、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を、好ましくは、光ビームの既知のガウスプロフィルから、及び／又は、光ビームの伝播方向における少なくとも１つの伝播座標への光ビームのビーム直径の既知の依存性によって決定するために、光ビームのビーム横断面及び／又は直径を光ビームの既知の特性と比較するように適応できる。
【０１２８】
以上に概説したように、本発明は、ユーザとマシンとの間で少なくとも１つの情報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にさらに関する。上述した又は以下で詳述する1つ以上の実施形態による上述した検出器は、マシンへ情報及び／又は命令を供給するために１人以上のユーザによって使用可能であるという事実を、提案されるヒューマンマシンインタフェースは利用できる。従って、好ましくは、ヒューマンマシンインタフェースは、制御命令を入力するために使用できる。
【０１２９】
ヒューマンマシンインタフェースは、検出装置によってユーザの少なくとも１つの幾何学的な情報項目を生成するように設計される。従って、ユーザの幾何学的な情報は、ユーザの又はユーザの少なくとも１つの身体部分の少なくとも１つの位置及び／又は少なくとも１つの向きを指す、少なくとも１つの情報項目を含むことができる。一般に、本明細書で使用するとき、ユーザの少なくとも１つの向きは、ユーザ全体の及び／又はユーザの１つ以上の身体部分の向きに関する、１つ以上の情報項目を含むことができる。従って、好ましくは、ユーザの向きは、検出器の評価装置によって供給されるユーザの向きに関する１つ以上の情報項目を含むことができる。ユーザ、ユーザの１つの身体部分又はユーザの複数の身体部分は、１つ以上の対象物とみなすことができ、その向きは、少なくとも１つの検出装置によって検出できる。従って、少なくとも１つのターゲットデバイス、好ましくは２つ以上のターゲットデバイスは、ユーザに取り付けられるか又はユーザに保持されることができる。追加的又は代替的に、ユーザは、取り付けられた及び／又は一体化された１つ以上のターゲットデバイスを有する１つ以上の制御機器を保持又は操作することができ、制御機器の位置（制御装置の向きを含む）は、検出器によって検出することができ、しかもマシン命令及び／又はマシン情報に変換することができる。
【０１３０】
そこには、正確に１つの検出器を設けることができ、又は複数の検出器を組み合わせて設けることができる。例として、ユーザの多くの身体部分の向きを決定し及び／又はユーザの少なくとも１つの身体部分の向きを決定するために複数の検出器を設けることができる。
【０１３１】
ヒューマンマシンインタフェースは、直接的又は間接的にユーザに取り付けられるか、又はユーザに保持されるか、の少なくとも一方であるように適応された複数のターゲットデバイスを備えることができる。ターゲットデバイスは異なる色変換要素を有することができる。ターゲットデバイスは、各々、任意の適切な手段によって、例えば適切な固定デバイスによってユーザに独立して取り付けることができる。追加的又は代替的に、ユーザは、例えば、彼又は彼女の手の中に、及び／又は、少なくとも１つのターゲットデバイス及び／又はターゲットデバイスを含む衣服を身体上に着用することによって、少なくとも１つのターゲットデバイス又は複数ターゲットデバイスの１つ以上を保持し及び／又は持ち歩くことができる。
【０１３２】
本明細書で使用するとき、ターゲットデバイスは、一般に、少なくとも１つの検出器によって光学的に検出することができる、及び／又は、少なくとも１つの検出器による光学的検出を容易にする任意の機器である。少なくとも１つのターゲットデバイスは、直接的又は間接的な方法で、ユーザへ永久的に又は一時的に取り付けることができ、及び／又は、ユーザによって持ち運び又は保持することができる。取付けは、１つ以上の取付手段を使用することによって、及び／又は、例えばユーザが手にターゲットデバイスを保持する及び／又はユーザがターゲットデバイスを着用するといったように、ユーザである彼女自身彼自身によって行うことができる。
【０１３３】
追加的又は代替的に、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、又はユーザが保持した対象物へ一体化されるか、の少なくとも一方とされることができ、それは、本発明の意味では、ターゲットデバイスを保持するユーザの選択権の意思に含まれるべきである。従って、以下でさらに詳しく概説するように、ターゲットデバイスは、ヒューマンマシンインタフェースの一部として制御要素に取り付け又は一体化されることができ、ユーザによって保持され又は持ち運ばれることができ、ターゲットデバイスの位置（向きを含み得る）は検出装置によって認識されることができる。従って、一般に、本発明は検出システムにも関し、検出システムは、本発明による少なくとも１つの検出装置を備え、少なくとも１つの対象物をさらに備え、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つである。以上に概説したように、対象物は、好ましくは制御要素を形成でき、その位置はユーザによって影響され得る。従って、以上に概説しかつ以下にさらに詳細に概説するように、検出システムは、ヒューマンマシンインタフェースの一部とすることができる。例として、ユーザは、例えば１つ以上の命令をマシンへ伝達するといったように、１つ以上の情報項目をマシンに伝達するために、制御要素を特定方法で扱うことができる。
【０１３４】
代替的に、検出システムは他の方法で使用できる。従って、例として、検出システムの対象物は、ユーザ又はユーザの身体部分とは異なるものとすることができ、例として、ユーザから独立して移動する対象物とすることができる。例として、検出システムは、製造工程及び／又はロボット工学工程のような装置及び／又は製造工程を制御するために使用できる。従って、例として、対象物は、ロボットアームのようなマシン及び／又はマシン部品であってもよく、その向きは、検出システムの使用によって検出できる。
【０１３５】
ヒューマンマシンインタフェースは、検出装置がユーザ又はユーザの少なくとも１つの身体部分の位置に関する、少なくとも１つの情報項目を生成するように適応できる。
【０１３６】
検出システムの一部を形成できる対象物は、一般に、任意の形状を有することができる。好ましくは、以上に概説したように、検出システムの一部である対象物は、ユーザによって、例えば手動で取扱可能な制御要素であってもよい。例として、制御要素は、手袋、上着、帽子、靴、ズボン及びスーツ、手で保持可能な杖、バット、クラブ、ラケット、杖、玩具銃のような玩具から成る群から選ばれた要素であってもよく、又はこれを備えてもよい。従って、例として、検出システムは、ヒューマンマシンインタフェース及び／又はエンタテインメント機器の一部とすることができる。
【０１３７】
本明細書で使用するとき、エンタテインメント機器は、以下では１人以上のプレーヤとも呼ばれる１人以上のユーザのレジャ及び／又はエンタテインメントの目的に役立つ機器である。例として、エンタテインメント機器は、ゲーム、好ましくはコンピュータゲームの目的に役立つことができる。従って、エンタテインメント機器は、コンピュータ、コンピュータネットワーク又はコンピュータシステムへ実装することができ、又は、１つ以上のゲームソフトウェアプログラムを実行するコンピュータ、コンピュータネットワーク又はコンピュータシステムを備えることができる。
【０１３８】
エンタテインメント機器は、本発明による、例えば上述した１つ以上の実施形態による及び／又は以下に説明する１つ以上の実施形態による少なくとも１つのヒューマンマシンインタフェースを備える。エンタテインメント機器は、プレーヤによってヒューマンマシンインタフェースを用いて少なくとも１つの情報項目が入力可能であるように設計される。少なくとも１つの情報項目は、エンタテインメント機器のコントローラ及び／又はコンピュータに送信することができ、及び／又は、エンタテインメント機器のコントローラ及び／又はコンピュータによって使用できる。
【０１３９】
少なくとも１つの情報項目は、好ましくは、ゲームの進行に作用するように適応された少なくとも１つの命令を含むことができる。従って、例として、少なくとも１つの情報項目は、プレーヤ及び／又はプレーヤの少なくとも１つの身体部分の動き、少なくとも１つの向きに関する少なくとも１つの情報項目を含むことができ、これにより、プレーヤは、ゲームに必要な特定の位置及び／又は向き及び／又は動作をシミュレートできる。例として、以下の動きのうち、ダンス、ランニング、ジャンプ、ラケットのスイング、バットのスイング、クラブのスイング、ある対象物を別の対象物へ向けること、例えば、ターゲットへの玩具銃を向けること、少なくとも１つの対象物を手でつかむこと、少なくとも１つの対象物を手によって移動させること、のうちの１つ以上がシミュレートでき、エンタテインメント機器のコントローラ及び／又はコンピュータと通信できる。
【０１４０】
エンタテインメント機器の全部又は一部、好ましくは、エンタテインメント機器のコントローラ及び／又はコンピュータは、情報に従ってエンタテインメント機能を変更するように設計される。従って、以上で概説したように、ゲームの進行は、少なくとも１つの情報項目によって影響されることがある。従って、エンタテインメント機器は、１つ以上のコントローラを含むことができ、このコントローラは、少なくとも１つの検出器の評価装置とは分離することができ、及び／又は、少なくとも１つの評価装置と全体的に又は部分的に同一にすることができ、又は、少なくとも１つの評価装置さえ含むことができる。好ましくは、少なくとも１つのコントローラは、例えば１つ以上のコンピュータ及び／又はマイクロコントローラのような１つ以上のデータ処理機器を含むことができる。
【０１４１】
本明細書で用いるとき、追跡システムは、少なくとも１つの対象物及び／又は少なくとも１つの対象物の部分の一連の過去の向きに関する情報を集めるように適応された機器である。加えて、追跡システムは、少なくとも１つの対象物又は少なくとも１つの対象物の部分の、少なくとも１つの予測される将来の位置及び／又は向きに関する情報を提供するように適応できる。追跡システムは、電子機器、好ましくは少なくとも１つのデータ処理機器、より好ましくは少なくとも１つのコンピュータ又はマイクロコントローラとして全体的に又は部分的に具体化され得る少なくとも１つの追跡コントローラを有することができる。この場合も、少なくとも１つの追跡コントローラは、少なくとも１つの評価装置を全体的に又は部分的に備えることができ、及び／又は、少なくとも１つの評価装置の一部とすることができ、及び／又は、少なくとも１つの評価装置と全体的に又は部分的に同一とすることができる。
【０１４２】
追跡システムは、例えば以上で概説した１つ以上の実施形態に開示され及び／又は以下の１つ以上の実施形態に開示する少なくとも１つの検出装置のような本発明による少なくとも１つの検出装置を備える。追跡コントローラは、特定時点における対象物の一連の向きを例えばデータ群又はデータ対を記録することによって追跡し、各々のデータ群又はデータ対は少なくとも１つの向き情報及び少なくとも１つの時間情報を備える。
【０１４３】
少なくとも１つの検出器及び少なくとも１つの評価装置及び少なくとも１つのターゲットデバイスに加えて、追跡システムは、追跡される対象物に直接的又は間接的に取り付けられるか又は一体化され且つターゲットデバイス類又は少なくとも１つのターゲットデバイスを含む制御装置のような対象物自体又は対象物の一部を更に備えることができる。
【０１４４】
追跡システムは、追跡システム自体及び／又は１つ以上の別個の機器の１つ以上の動作を開始するよう適応できる。後者の目的のために、追跡システム、好ましくは追跡コントローラは、少なくとも１つの動作を開始するために１つ以上の無線及び／又は有線インタフェース及び／又は他の種類の制御接続を有することができる。好ましくは、少なくとも１つの追跡コントローラは、対象物の少なくとも１つの実際の位置に従って、少なくとも１つの動作を開始するように適応できる。例として、動作は、対象物の将来の位置の予測、少なくとも１つの機器を対象物に向けること、少なくとも１つの機器を検出器に向けること、対象物を照射すること、検出器を照射することから成る群から選ぶことができる。
【０１４５】
追跡システムの適用の例として、追跡システムは、たとえ第１の対象物及び／又は第２の対象物が動いても、少なくとも１つの第１の対象物を少なくとも１つの第２の対象物に継続的に向けるために使用できる。この場合にも可能な例は、ロボット工学のような、及び／又は、例えば製造ライン又は組立ラインでの製造中に物品が動いていてもその物品に継続的に作用するための工業分野に見出され得る。追加的に又は代替的に、追跡システムは、対象物が動いていたとしてもその対象物に照射源を継続的に向けることによって対象物を継続的に照射するためのような照射目的のために使用できる。別の用途は、例えば移動する対象物の方へ送信機を向けることによって、継続的に情報を移動対象物に送るための通信システムに見出すことができる。
【０１４６】
以上で概説したように、本発明の別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つの対象物の少なくとも１つの位置を光学的に検出する方法に関する。本方法は、好ましくは、本発明による少なくとも１つの検出装置、例えば上述した又は以下でより詳細に説明する１つ以上の実施形態による、少なくとも１つの検出装置を使用できる。従って、本方法の随意的な実施形態に関して、検出装置の実施形態が参照できる。
【０１４７】
以上で概説したように、好ましくは、少なくとも１つの検出器構成の可能な詳細について、好ましくは、少なくとも１つの随意的な横方向光検出器、少なくとも１つの随意的な縦方向光検出器、少なくとも１つの随意的な変換機器及び評価装置のうちの１つ以上の可能な構成に関して、具体的に可能な電極材料、有機材料、無機材料、層構成及びさらなる詳細に関するＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４の少なくとも１つを参照することができる。
【０１４８】
検出器は、１つ以上の随意的な伝送機器を備えることができる。少なくとも１つの伝送機器は、電磁放射の方向に影響を与えるために、例えば１つ又は複数のミラー及び／又はビームスプリッタ及び／又はビーム偏向要素を備えることができる。代替的に又は追加的に、伝送機器は、収束レンズ及び／又は発散レンズとして作用し得る１つ又は複数の結像要素を備えることができる。例として、随意的な伝送機器は、１つ又は複数のレンズ及び／又は１つ又は複数の凸面ミラー及び／又は凹面ミラーを含むことができる。この場合も、代替的に又は追加的に、伝送機器は、少なくとも１つの波長選択要素、例えば少なくとも１つの光学フィルタを有することができる。この場合も、代替的に又は追加的に、伝送機器は、例えばセンサ領域の位置、具体的にセンサ位置において電磁放射に所定のビームプロフィルを与えるように設計できる。随意的な伝送機器の上述した随意的な実施形態は、基本的に、個別に又は所望の任意の組合せで実現可能である。
【０１４９】
さらに、一般に、本発明の文脈において、光センサは任意の要素を指すことができ、任意の要素は、少なくとも１つの光信号を異なる信号形態、好ましくは少なくとも１つの電気信号、例えば電圧信号及び／又は電流信号へ変換するように設計されることに留意されたい。特に、光センサは、少なくとも１つの光電気変換要素、好ましくは少なくとも１つの光ダイオード及び／又は少なくとも１つの太陽電池を含むことができる。以下でより詳細に説明するように、本発明の文脈において、少なくとも１つの有機光センサの使用が特に優先され、それは従って、少なくとも一種類の有機材料、例えば少なくとも一種類の半導体材料を含む光センサである。
【０１５０】
本発明の文脈において、必須ではないが、センサ領域は、照射に依存する形で少なくとも１つの測定可能な特性を変えるように設計された、好ましくは連続し且つ連続した領域を形成することができる二次元又は三次元の領域を意味することを理解されたい。例として、上記少なくとも１つの特性は、例えば単独で又は光センサの他の要素と相互作用して、光電圧及び／又は光電流及び／又は何らかの他の種類の信号を形成するセンサ領域によって電気的特性を備えてもよい。特に、センサ領域は、その照射に依存する形で均一な、好ましくは単一の信号を生成するように具体化することができる。従って、センサ領域は、最小の単位について均一な信号、例えば、好ましくは例えばセンサ領域の部分領域用の部分信号にもはや再分割できない電気信号が形成される光センサの最小の単位にすることができる。横方向光センサ及び／又は縦方向光センサは、各々、１つ又は複数のこのようなセンサ領域を有することができ、複数の場合、例えば複数のセンサ領域は、二次元及び／又は三次元のマトリックス配置で配置される。
【０１５１】
少なくとも１つのセンサ領域は、言うならばセンサ範囲の横方向の拡がりが、例えば１０倍以上、好ましくは１００倍以上、最も好ましくは１０００倍以上、センサ領域の厚さを大きく超えるような、例えば少なくとも１つのセンサ範囲を含むことができる。このようなセンサ範囲の例は、例えば上述の従来技術による、又は以下でより詳細に説明する例示的な実施形態による、有機又は無機光起電要素に見い出すことができる。検出器は、１つ又は複数のこのような光センサ及び／又はセンサ領域を有することができる。例として、複数の光センサは、例えば使用される光起電要素、好ましくは有機光起電要素の積重ね、好ましくは光起電要素のセンサ範囲が互いに平行に配置された積重ねによるといったような、線形に離間する方法で、又は二次元配置又は三次元配置で配置することができる。他の実施形態も可能である。
【０１５２】
随意的な伝送機器は、以上で概説したように、対象物から検出器に伝播する光を、横方向光センサ及び／又は縦方向光センサに、好ましくは連続的に供給するように設計できる。以上で概説したように、この供給は、伝送機器の非結像特性によって又は結像特性によって随意的に行うことができる。具体的に、伝送機器は、電磁放射が横方向光センサ及び／又は縦方向光センサに供給される前に、電磁放射を収集するように設計できる。随意的な伝送機器は、以下でさらに詳細に説明するように、例えば少なくとも１つのガウスビーム、詳しくは既知のビームプロフィルを有する１つ以上のレーザビームのような、例えば定められた又は正確に知られるビームプロフィルを有する光ビームのように、所定の光特性を有する光ビームを供給するように設計された、少なくとも１つの照射源の全体的な又は部分的な構成部分とすることができる。
【０１５３】
随意的な照射源の可能な実施形態に関して、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１が参照できる。しかしながら、他の実施形態も実現可能である。この照射源は、例えば、環境照射源であり又はこれを備えることができる。例として、検出器自体は、例えば、例えば少なくとも１つの発光ダイオード、詳しくは有機及び／又は無機発光ダイオードのような、少なくとも１つのレーザ及び／又は少なくとも１つの白熱ランプ及び／又は少なくとも１つの半導体照射源といった、少なくとも１つの照射源を備えることができる。一般に定義されたビームプロフィル及びその他の取扱特性のために、１つ又は複数のレーザを照射源又はその一部として使用することが特に好ましい。照射源自体は、検出器の構成部分とすることができ、又は検出器から独立に形成できる。照射源は、詳しくは検出器、例えば検出器のケーシングに一体化することができる。代替的に又は追加的に、１つ以上の照射源は、少なくとも１つのターゲットデバイス及び／又は対象物に一体化することができ、又は対象物へ空間的に結合することができる。
【０１５４】
検出器、具体的に少なくとも１つの横方向光センサ及び／又は少なくとも１つの縦方向光センサへの光の送給は、詳しくは、光点、例えば丸形とか、楕円形とか又は異なるように形成された横断面を有する光点が、横方向光センサ及び／又は縦方向光センサの光センサ範囲上に生成される方法で実行できる。例として、検出器は視程、詳しくは対象物が内部で検出可能である立体角範囲及び／又は空間範囲を有する。好ましくは、随意的な伝送機器は、例えば、対象物が検出器の視程内に配置される場合、光点がセンサ領域内に、具体的にセンサ範囲内に全体的に配置されるような方法で設計される。例として、センサ範囲は、対応する大きさを有するために選ぶことができ、これにより条件が保証される。
【０１５５】
少なくとも１つの縦方向光センサは、以上で概説したように、言うならば、例えばセンサ範囲上の照射強度全ての総量が同じであるといったように照射出力が同一の場合に、言うならば、例えばセンサスポットに関する直径及び／又は同等の直径のような照射の幾何形状に縦方向センサ信号が依存するように設計することができる。例として、縦方向光センサは、総出力が同じである場合に、ビーム横断面が２倍になると、信号の変化が少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍、詳しくは、５倍又は１０倍になるようにさえ設計できる。この条件は、例えば、特定の焦点レンジ例えば少なくとも１つの特定のビーム横断面に当てはまる。従って、例として、縦方向センサ信号は、信号が例えば少なくとも１つの極大値又は最大値を有し得る少なくとも１つの最適焦点と、この少なくとも１つの最適焦点の外側の焦点との間で、少なくとも３倍、好ましくは少なくとも４倍、特に好ましくは５倍又は１０倍の信号差を有することができる。特に、縦方向センサ信号は、照射の幾何形状、例えば光点の直径又は同等の直径の関数として、例えば少なくとも３倍、特に好ましくは少なくとも４倍、特に好ましくは少なくとも１０倍に増大する、少なくとも１つの顕著な最大値を有することができる。結果的に、縦方向光センサは、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１により詳細に開示される上述したＦｉＰ効果に基づくことができる。従って、特にｓＤＳＣにおいて、光ビームの合焦、すなわち、特定の数又は割合の光子（ｎｐｈ）が入射する横断面又は横断面積は重要な役割を果たし得る。より密に光ビームが合焦する、すなわち、横断面がより小さいほど、光電流がより多くなる。「ＦｉＰ」という用語は、入射ビームの横断面φ（Ｆｉ）と太陽電池の出力（Ｐ）との間の関係を表わす。
【０１５６】
少なくとも１つの縦方向光センサは、少なくとも１つの縦方向光センサと組み合わされ、好ましくは、対象物の適当な位置情報を供給する。
【０１５７】
少なくとも１つの縦方向センサ信号がビーム幾何形状、好ましくは少なくとも１つの光ビームのビーム横断面へ依存するこのような効果は、例えば少なくとも一種類のｐ型有機半導体材料及び／又は少なくとも一種類の有機色素のような少なくとも一種類の有機材料を含む例えば太陽電池のような、言うならば光起電構成要素、特に有機光電起構成要素の本発明につながる調査の文脈において観察される。例として、このような効果は、以下において例としてより詳細に説明するように、色素太陽電池、言うならば少なくとも１つの第１の電極、少なくとも一種類のｎ型半導体金属酸化物、少なくとも一種類の色素、少なくとも一種類のｐ型有機材料、好ましくは固体相ｐ型有機半導体層、及び少なくとも１つの第２の電極を含む構成要素の場合に観察された。このような色素太陽電池、好ましくは固体相色素太陽電池（固体相色素増感太陽電池、ｓＤＳＣ）は、原則として、文献にて多数の変形例が公知である。
【０１５８】
特に、少なくとも１つの縦方向光センサは、照射の総出力が同じである場合、詳しくは照射の光点がセンサ領域、詳しくはセンサ範囲内に完全に存在する限り、センサ領域の大きさ、詳しくはセンサ範囲の大きさにセンサ信号が実質的に依存しないように設計することができる。その結果、縦方向センサ信号は、センサ場所上の電磁線の合焦のみに依存できる。詳しくは、センサ信号は、照射が同じである場合、例えば光点の大きさが同じである場合に、センサ範囲当たりの光電流及び／又は光電圧が同じ値をとるように具体化できる。
【０１５９】
評価装置は、詳しくは少なくとも１つのデータ処理機器、詳しくは電子データ処理機器を有することができる。データ処理機器は、少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによって対象物の横方向位置に関する少なくとも１つ情報項目を形成し、しかも少なくとも１つの縦方向センサ信号を評価することによって対象物の縦方向に関する少なくとも１つの情報項目を形成するように設計できる。従って、評価装置は、入力変数として少なくとも１つの横方向センサ信号及び少なくとも１つの縦方向センサ信号を使用し、しかもこれらの入力変数を処理することによって、対象物の横方向位置及び縦方向位置に関する情報項目を形成するように設計できる。それにより、対象物に取り付けられるか、対象物と一体化されるか又は対象物によって保持されるか、の１つ以上である少なくとも1つのターゲットデバイスの位置は、評価装置によって計算することができる。複数のターゲットデバイスを設ける場合、各々のターゲットデバイスの位置を計算することができる。
【０１６０】
処理は、並列に、順に又は組み合わせた方法で行なうことができる。評価装置は、例えば計算及び／又は少なくとも１つの保存された関係及び／又は既知の関係を用いて、これらの情報項目を形成するための任意のプロセスを使用することができる。少なくとも１つの横方向センサ信号及び少なくとも１つの縦方向センサ信号の他に、１つ又は複数の別のパラメータ及び／又は情報項目が、上記関係、例えば変調周波数に関する少なくとも１つの情報項目に影響することがある。この関係は、経験的に、解析的に又は半経験的に決定できる。特に好ましくは、この関係は、少なくとも１つの較正曲線、少なくとも一組の較正曲線、少なくとも１つの関数又は上述した可能性の組合せを含む。少なくとも１つの較正曲線又は複数の較正曲線は、例えば値の組及びその関連するその関数値の形態で、例えばデータ保存機器及び／又はテーブルに保存可能である。しかしながら、代替的に又は追加的に、少なくとも１つの較正曲線は例えば、パラメータ化された形態で及び／又は関数式の形態で保存できる。少なくとも１つの横方向センサ信号の横方向位置に関する少なくとも１つの情報項目への処理について、及び少なくとも１つの縦方向センサ信号の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目への処理について、個別の関係を使用することができる。代替的に、センサ信号を処理するための少なくとも１つの組み合わされた関係も実現可能である。種々の可能性が考えられ、組み合わせることも可能である。
【０１６１】
例として、評価装置は、少なくとも１つのターゲットデバイスの少なくとも１つの位置を計算する目的のプログラミングに関して、例えば情報項目を決定するためのプログラミングに関して設計できる。評価装置は、詳しくは、少なくとも１つのコンピュータ、例えば少なくとも１つのマイクロコンピュータを備えることができる。さらに、評価装置は、１つ又は複数の揮発性又は不揮発性のデータメモリを備えることができる。データ処理機器は、詳しくは少なくとも１つのコンピュータの代わりに又はこれに加えて、例えば電子テーブルや特に少なくとも１つのルックアップテーブル及び／又は少なくとも１つ以上の特定目的集積回路（ＡＳＩＣ）の情報項目を決定するように設計された１つ又は複数の別の電子構成要素を有することができる。
【０１６２】
以上で概説したように、光ビームの総出力の総強度は多くの場合分からず、その理由は、この総出力は、例えばターゲットデバイスの特性、例えば反射及び／又は反射特性に依存し、及び／又は照射源の総出力に依存し、及び／又は多数の環境条件に依存するであろうからである。少なくとも１つの縦方向センサ信号と、少なくとも１つの縦方向光センサの少なくとも１つのセンサ領域内の光ビームのビーム横断面との間の上述した既知の関係、従って、１つ以上の縦方向センサ信号と対象物の向きに関する少なくとも1つの情報項目との間の既知の関係は、光ビームの総強度の総出力に依存するであろうため、この不確実性を克服する種々の方法を使用することができる。従って、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１に非常に詳細に記載されるように、複数の縦方向センサ信号は、同じ縦方向光センサによって、例えば対象物の照射の異なる複数の変調周波数を用いて検出できる。すなわち、少なくとも２つ以上の縦方向センサ信号を、照射の変調の異なる周波数にて取得することができ、この少なくとも２つのセンサ信号から、例えば対応する較正曲線を比較することによって照射の総出力及び／又は幾何形状を推測することができ、及び／又は、これから直接的に又は間接的に、対象物の向きに関する少なくとも１つの情報項目を推測できる。
【０１６３】
しかしながら、追加的に又は代替的に、以上で概説したように、検出器は、複数の縦方向光センサを備え、各縦方向光センサは、少なくとも１つの縦方向センサ信号を形成するよう適応できる。光ビームの総出力及び／又は強度に関する情報を取得し、及び／又は縦方向センサ信号及び／又はそれぞれのターゲットデバイスの縦方向位置に関し、かつ光ビームの総出力及び／又は総強度に対する少なくとも１つの情報項目を標準化するために、縦方向光センサによって生成される縦方向センサ信号同士を比較することができる。従って、例えば、縦方向光センサ信号の最大値を検出することができ、全ての縦方向センサ信号を最大値によって割ることができ、それによって標準化された縦方向センサ信号を形成し、この信号を、次いで、上述した既知の関係を用いて、ターゲットデバイスに関する縦方向の少なくとも１つの情報項目に、ひいてはそれぞれのターゲットデバイスのそれぞれの縦方向座標に変換できる。標準化の他の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用いて標準化し、全ての縦方向センサ信号を平均値によって割ることができる。他の選択肢も実現可能である。これら各選択肢の各々は、それぞれの光ビームの総出力及び／又は強度から独立した変換を与えるのに適する。加えて、それぞれの光ビームの総出力及び／又は強度に関する情報を生成できる。
【０１６４】
以上に概説したように、光ビームの１つ、光ビームの２つ以上又は全ての光ビームは、例えば振幅変調及び／又は位相変調によって、最も好ましくは振幅変調によってさらに変調できる。同様に以上に概説したように、この変調、好ましくは振幅変調は、様々な目的のために実行することができる。従って、検出器の座標系内のターゲットデバイスの縦方向座標の検出に使用できるＦｉＰ効果自体は、以上に概説し及び以下にさらに詳細に概説するように変調周波数に依存することができ。従って、変調は、ＦｉＰ効果を向上させるため、ひいてはターゲットデバイスの縦方向座標の決定精度を向上させるために選ぶことができる。
【０１６５】
以上に概説したように、複数のターゲットデバイスは、各々、対象物に取り付けられるか、対象物へ一体化されるか又は対象物によって保持されるか、の少なくとも１つである。ターゲットデバイスは、それぞれのターゲットデバイスによって反射された光ビームを識別するため、ひいては光ビームが発生するそれぞれのターゲットデバイスを検出器が識別することを可能にするために異なる特性を有することができる。従って、具体的に、ターゲットデバイスは、異なる色変換要素を有することができる。具体的に、例として、異なるターゲットデバイスによって反射される光ビームは異なる色を有することができる。検出器は、少なくとも１つの波長感応要素、具体的に少なくとも１つの色分解要素を使用することによって、色が異なる光ビームを識別し、ひいては光ビームが発生するそれぞれのターゲットデバイスを識別するように適応させることができる。従って、例として、これらのターゲットデバイスの第１の要素は、色λ１である光ビームを反射してもよく、これらのターゲットデバイスの第２の要素は、色λ２≠λ１である光ビームなどを反射してもよい。
【０１６６】
検出器は、異なる色を有しかつ異なるターゲットデバイスから連続して及び／又は平行に発生する、異なる光ビーム用の検出信号を生成するように適応できる。
【０１６７】
従って、異なる色のための検出信号を平行に生成するために、検出器に入る光は、光ビームの成分をそれらの起源、即ちそれが発生されるターゲットデバイスに従って分離するために、その色に従って分離することができる。従って、検出器内には、多くの部分的な光路が存在し、各光路は特定の色に対応する。光路を複数の部分光路に分けるために、例えば１つ以上のプリズム、回折格子又はダイクロイックミラーのような少なくとも１つの波長敏感型要素を使用することができる。各々の部分光路に少なくとも１つの光センサがあり、各々の部分光路について少なくとも１つの検出信号を生成する。
【０１６８】
追加的又は代替的に、異なる色のための検出信号を連続して検出するために、少なくとも１つの波長敏感型要素は、連続的に光ビームに影響を及ぼし、及び／又は検出器に入る光ビームを連続的に分離するように適応できる。連続的なプロセスの例として、異なる伝送特性のフィルタセグメントを有する回転フィルタが使用できる。このように、フィルタホイールの各回転サイクルは、時間セグメントに分けることができ、各時間セグメントは異なる色に対応する。従って、少なくとも１つの組合せ検出信号を形成するために、少なくとも１つの光センサをフィルタホイールの後方に置くことができる。少なくとも１つの組合せ検出信号を、時間分解様式で、例えば位相敏感型検出を用いて評価することにより、組合せ検出信号を、異なる時間セグメントに対応しひいては光ビームの異なる色に対応する、複数の部分検出信号に分割することができる。これにより、異なるターゲットデバイスによって反射された光ビームに対応する各色の検出信号が生成される。
【０１６９】
従って、少なくとも１つの縦方向光センサのこれら信号を、識別パラメータとしての色を用いてそれぞれのターゲットデバイスに割り当てることによって、ターゲットデバイスの縦方向座標及び／又は横方向座標は、独立して決定することができる。
【０１７０】
検出装置、例えば検出器は、少なくとも１つの変調機器をさらに有することができる。一般に、光ビームの変調は、各々の光ビームの総出力及び／又は位相、最も好ましくは総出力が、好ましくは周期的に、詳しくは１つ以上の変調周波数で変化するプロセスを意味すると理解することが必要である。詳しくは、周期的変調は、照射の総出力の最大値と最小値との間で行われる。最小値は０にできるが、０より大きくても良く、例として、完全な変調が行われる必要はない。変調は、ターゲットデバイスと光センサとの間のビーム通路に、例えばこのビーム通路に配置された１つ以上の変調機器によって行うことができる。しかしながら、代替的に又は追加的に、変調は、ターゲットデバイスを照射するための随意的な照射源と対象物との間のビーム通路にて、例えばビーム通路に配置された少なくとも１つの変調機器によって行うことができる。この場合も、追加的又は代替的に、変調は検出器内で生ずることができる。これらの可能性を組み合わせることも考えられる。少なくとも１つの変調機器は、例えば好ましくは定速回転して周期的に照射を遮断可能な少なくとも１つの遮断ブレード又は遮断ホイールを含む、例えばビームチョッパ、又は何らかの他のタイプの周期ビーム遮断機器を含むことができる。しかしながら、代替的に又は追加的に、１つ又は複数の異なるタイプの変調機器、例えば、光電効果及び／又は光音響効果に基づいた変調機器を使用できる。この場合も、代替的に又は追加的に、少なくとも１つの随意的な光照射源自体は、例えば光照射源自体が、例えば変調された強度及び／又は総出力、例えば周期的に変調された総出力を有するように、及び／又は、照射源が例えばパルス式レーザのようなパルス式照射源で具体化されるようにして、変調された照射を生成するように設計することができる。従って、例として、少なくとも１つの変調機器は、照射源に全体的に又は部分的に一体化することができる。種々の可能性が考えられる。
【０１７１】
例として、検出器は、具体的にＦｉＰ効果の目的のために、０．０５Ｈｚから１ＭＨｚ、例えば０．１Ｈｚから１０ｋＨｚの周波数で、対象物の照射の変調及び／又は例えば少なくとも１つの縦方向光センサの少なくとも１つのセンサ領域のような検出器の少なくとも１つのセンサ領域を与えるように設計することができる。
【０１７２】
検出器の上述した要素、例えば少なくとも１つの随意的な縦方向の光センサ及び／又は少なくとも１つの随意的な横方向光センサの可能な実施形態について、例えばＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ２００７／０１７６１６５Ａ１、ＵＳ６，９９５，４４５Ｂ２、ＤＥ２５０１１２４Ａ１、ＤＥ３２２５３７２Ａ１、ＷＯ２００９／０１３２８２Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４のうちの１つ以上のような様々な文献を参照することができる。従って、具体的に、少なくとも１つの随意的な縦方向の光センサ及び／又は少なくとも１つの随意的な横方向光センサを意味する、以下の構成要素のうちの１つ以上につき、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３及びＵＳ６１／７４９，９６４の１つ以上を参照でき、構成要素は、第１の電極及びｎ型半導体金属酸化物染料、ｐ型有機半導体材料、第２の電極、具体的に横方向光センサ及び／又は縦方向光センサの第２の電極、カプセル化である。それでも、他の実施形態が実現可能である。さらに、合成した実施例に関して、１つ以上の名前が付いた文献、特にＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ６１／７３９，１７３の１つ以上を参照することができる。
【０１７３】
本発明で見出したことをまとめると、以下の実施形態が好ましい。
【０１７４】
実施形態１：少なくとも１つの対象物を光学的に検出するために使用するターゲットデバイスであって、ターゲットデバイスは、対象物へ一体化されるか、対象物によって保持されるか又は対象物に取り付けられるか、の少なくとも１つに適応され、ターゲットデバイスは、光ビームを反射するために少なくとも１つの反射要素を有し、ターゲットデバイスは、少なくとも一種類の色変換要素をさらに有し、色変換要素は、光ビームの反射中に光ビームの少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応されるターゲットデバイス。
【０１７５】
実施形態２：スペクトル特性は、光ビームの色、光ビームのスペクトルのピーク波長、光ビームの分極から成る群から選ばれる、実施形態１に記載のターゲットデバイス。
【０１７６】
実施形態３：色変換要素は、光ビームの反射中に光ビームの色を変更するように適応される、実施形態１又は２に記載のターゲットデバイス。
【０１７７】
実施形態４：色変換要素は、光ビームの色をより長い波長に変えるように適応した下方変換型色変換要素、及び光ビームの色をより短い波長に変えるように適応した上方変換型色変換要素の一方である、実施形態１から３の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１７８】
実施形態５：色変換要素が下方変換型色変換要素であり、下方変換型色変換要素は、ペリレン色素、ナフタリン色素、詳しくはナフタリンベンゾイミダゾール、スクアライン色素、ジケトピロロピロール色素、アクリジン色素、ピレン色素、トリアールアミン、ローダミン、フルオレセイン、希土類金属複合体、遷移金属錯体、無機金属酸化膜顔料、無機吸収体、無機顔料、フタロシアニン色素、ポルフィリン色素、有機顔料、当業者に公知の他の蛍光色素及び顔料、の少なくとも１つを含む、実施形態１から４の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１７９】
実施形態６：色変換要素が上方変換型色変換要素であり、上方変換型色変換要素は、少なくとも１つの希土類金属複合体を備える、実施形態４又は５に記載のターゲットデバイス。
【０１８０】
実施形態７：色変換要素は少なくとも一種類の色素を含む、実施形態１から６の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８１】
実施形態８：色素は、有機色素又は顔料及び無機色素又は顔料から成る群から選ばれる、実施形態１から７の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８２】
実施形態９：色変換要素は、少なくとも一種類の色変換体を具体的に含み、色変換体は、ＷＯ２０１２／１５２８１２Ａ１に開示され、及び／又はＷＯ２０１２／１６８３９５Ａ１に開示された少なくとも一種類の色変換体である、実施形態１から８の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８３】
実施形態１０：ターゲットデバイスは、反射要素を形成する少なくとも１つの反射層と、色変換要素を形成する少なくとも１つの色変換層とを形成する層構成を含み、色変換層は反射層の上に配置され、色変換層は少なくとも一種類の色変換要素を含む、実施形態１から９の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８４】
実施形態１１：反射層は、１つ以上の反射要素、好ましくは角度反射器、再帰反射器、リューネブルクレンズ、局所的な再帰反射器から成る群から選ばれた１つ以上の反射要素を含む、実施形態１から１０の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８５】
実施形態１２：反射要素は、少なくとも一種類の可撓性材料、好ましくは、可撓性プラスチック材料、可撓性織物、ガラスビードテープ、マイクロプリズム型再帰反射テープから成る群から選ばれた可撓性材料である、実施形態１から１１の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８６】
実施形態１３：ターゲットデバイスは、直径又は相当径が０．５ｍｍから５０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ以上から２０ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍから１０ｍｍである、実施形態１から１２の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８７】
実施形態１４：色変換要素は、少なくとも１つのマトリックス要素と、マトリックス要素に埋め込まれた少なくとも一種類の色変換材料とを含む、実施形態１から１３の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８８】
実施形態１５：マトリックス要素は、少なくとも一種類の透明なマトリックス材を含む、実施形態１から１４の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１８９】
実施形態１６：マトリックス要素は、樹脂、ポリマ、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、ポリウレタン、合成ゴム又は天然ゴム、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸塩、ポリアミド、シリコン、熱可塑性ポリマ、弾性ポリマから成る群から選ばれたポリマ、ガラス、二酸化ケイ素、塩、非晶性有機相又は無機相、結晶性有機相又は無機相、エポキシ接着剤のような接着剤、から成る群から選ばれた少なくとも一種類のマトリックス材を備える、実施形態１４又は１５に記載のターゲットデバイス。
【０１９０】
実施形態１７：ターゲットデバイスは、マトリックス材内へ分散した少なくとも一種類の光散乱材料を含む、実施形態１から１６の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１９１】
実施形態１８：光散乱材料は、無機質微粒子、具体的に二酸化チタンを含む、実施形態１から１７の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１９２】
実施形態１９：色変換要素は、有機色変換要素、より好ましくはポリマ色変換要素、色変換顔料、色変換燐光体、有機金属色変換要素、無機色変換顔料のうちの一種類以上を含む、実施形態１から１８の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１９３】
実施形態２０：ターゲットデバイスは、このターゲットデバイスを少なくとも１つの対象物に取り付けるように適応された少なくとも１つの取付デバイスをさらに備える、実施形態１から１９の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１９４】
実施形態２１：取付デバイスは、接着面、ベルクロ（登録商標）ファスナ、ストラップ、フック、クランプ、磁石、リボン、ベルト、ボタン、ジッパ、輪ゴム、吸着盤、クリップ、クランプ、ピン、ホック、当業者に公知な別の種類のファスナから成る群から選ばれたファスナ、から成る群から選ばれた少なくとも一種類の要素を備えることができる、実施形態１から２０の何れか１つに記載のターゲットデバイス。
【０１９５】
実施形態２２：実施形態１から２１の何れか１つに記載の複数のターゲットデバイスを備えるキットであって、少なくとも２つのターゲットデバイスは、異なる色変換要素を有するキット。
【０１９６】
実施形態２３：少なくとも１つの光検出器によって検出可能な対象物であって、対象物はターゲットデバイスに関する実施形態１から２１の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイスを備え、ターゲットデバイスは、対象物へ一体化されるか、対象物によって保持されるか又は対象物に取り付けられるか、の少なくとも１つである対象物。
【０１９７】
実施形態２４：対象物は、複数のターゲットデバイスを備え、少なくとも２つのターゲットデバイスは異なる色変換要素を有する、実施形態２３に記載の対象物。
【０１９８】
実施形態２５：複数のターゲットデバイスは、少なくとも１つの第１のターゲットデバイスと、少なくとも１つの第２のターゲットデバイスとを備え、第１のターゲットデバイスは第１の色変換要素を有し、第１の色変換要素は、光ビームの色を第１のターゲット色に変えるように適応し、第２のターゲットデバイスは第２の色変換要素を有し、第２の色変換要素は、光ビームの色を第２のターゲット色に変えるように適応し、第２のターゲット色は第１のターゲット色とは異なる、実施形態２３又は２４に記載の対象物。
【０１９９】
実施形態２６：対象物は、衣服、好ましくは縁あり帽子、縁なしキャップ、手袋、スーツ、シャツ、ズボン、プルオーバ、ジャケット、コート又はマスクから成る群から選ばれた衣服、スポーツ器具、好ましくはラケット、バットから成る群から選ばれたスポーツ器具、玩具、好ましくは玩具の銃、玩具の剣から成る群から選ばれた玩具、マシン、好ましくはコンピュータ、テレビジョンセット、別のエンタテインメント機器、玩具の自動車、飛行機又は船のような遠隔制御された玩具、より好ましくはユーザが保持できる手持ち式制御機器の１つ以上を制御するための制御機器、可動式通信機器、好ましくは携帯電話のような可動式電子機器、好ましくはスマートフォン、楽器又は１つ以上の楽器を制御するための機器、例えばピック、スティック、ドラムスティック、又はバイオリンの弓（fiddlestick）又はバイオリンの弓（violin bow）、交通標識、交通信号、自動車、自転車、オートバイ、フォークリフトトラックのようなフォークリフト、高い安全要求により視認性を保証するための反射材料を装備した対象物、から成る群から選ばれる、対象物に関する実施形態２３から２５の何れか１つに記載の対象物。
【０２００】
実施形態２７：少なくとも１つの対象物を検出するための検出装置であって、ターゲットデバイスに関する実施形態１から２１の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイスを備え、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、検出装置は、ターゲットデバイスによって反射された少なくとも１つの光ビームを検出するように適応した少なくとも１つの光検出器をさらに備え、検出装置は、ターゲットデバイスの少なくとも１つの位置を決め、これによって対象物の少なくとも１つの位置を決めるように適応される検出装置。
【０２０１】
実施形態２８：ターゲットデバイスを照射するように適応された少なくとも１つの照射源をさらに備える、実施形態２７に記載の検出装置。
【０２０２】
実施形態２９：複数のターゲットデバイスを備え、そのうちの少なくとも２つのターゲットデバイスは異なる色変換要素を有する、検出装置に関する実施形態２７又は２８に記載の検出装置。
【０２０３】
実施形態３０：第１のターゲットデバイスの少なくとも１つの第１の色変換要素は、光ビームの色を第１のターゲット色に変換するように適応され、第２のターゲットデバイスの少なくとも１つの第２の色変換要素は、光ビームの色を第２のターゲット色に変換するように適応され、第２のターゲット色は第１ターゲット色とは異なる、実施形態２７から２９の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０４】
実施形態３１：検出装置は、少なくとも１つの色感応要素を有し、検出装置は、ターゲットデバイスを、これらのターゲットデバイスによって反射された光ビームの色によって識別するように適応される、実施形態２７から３０の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０５】
実施形態３２：色感応要素は、フィルタ、好ましくはフィルタホイール、プリズム、回折格子、二色性ミラー、色感応検出要素から成る群から選ばれる、実施形態２７から３１の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０６】
実施形態３３：光検出器は少なくとも１つの縦方向光センサを備え、縦方向光センサは少なくとも１つのセンサ領域を有し、縦方向光センサは、光ビームによるセンサ領域の照射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に設計され、縦方向センサ信号は、照射の総出力が同じである場合、センサ領域にある光ビームの光ビーム横断面に依存し、光検出器は少なくとも１つの評価装置をさらに備え、評価装置は、縦方向センサ信号の評価によって対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目を生成するように設計される、検出装置に関する実施形態２７から３２の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０７】
実施形態３４：評価装置は、照射の幾何学形状と、光検出器に関する対象物の相対位置との間の少なくとも１つの予め定めた関係から、対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目を生成するように設計される、実施形態２７から３３の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０８】
実施形態３５：光検出器は複数の縦方向光センサを有し、縦方向光センサは積み重ねられる、実施形態２７から３４の何れか１つに記載の検出装置。
【０２０９】
実施形態３６：縦方向光センサは、光ビームが全ての縦方向光センサを照射するように配置され、少なくとも1つの縦方向センサ信号は各縦方向光センサによって生成され、評価装置は、縦方向センサ信号を標準化しかつ光ビームの強度から独立した対象物の縦方向位置についての情報を生成するように適応される、実施形態２７から３５の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１０】
実施形態３７：評価装置は、少なくとも１つの縦方向センサ信号から光ビームの直径を決めることによって、対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目を生成するように適応される、実施形態３３から３６の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１１】
実施形態３８：評価装置は、対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目を決めるために、光ビームの直径を光ビームの既知のビーム特性と比較するように適応される、実施形態２７から３７の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１２】
実施形態３９：縦方向光センサは、照射の総出力が同じであれば、縦方向センサ信号が照射の変調の変調周波数に依存するようにさらに設計される、実施形態３３から３８の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１３】
実施形態４０：光検出器は、少なくとも１つの横方向光センサを備えることができ、横方向光センサは、光ビームの横方向位置の決定に適応され、横方向位置は、検出器の光軸に垂直な少なくとも１つの次元における位置であり、横方向光センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するように適応され、評価装置は、横方向センサ信号を評価することによって対象物の横方向位置についての少なくとも１つの情報項目を生成するようにさらに適応される、実施形態３３から３９の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１４】
実施形態４１：横方向光センサは、少なくとも１つの第１の電極、少なくとも１つの第２の電極及び少なくとも一種類の光起電材料を有する光検出器であり、光起電材料は、第１の電極と第２の電極との間に埋め込まれ、光起電材料は、これを光によって照射するのに応じて電荷を生成するように適応され、第２の電極は、少なくとも２つの部分電極を有する分離した電極であり、横方向光センサはセンサ領域を有し、少なくとも１つの横方向センサ信号は、センサ領域内における光ビームの位置を示す、実施形態２７から４０の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１５】
実施形態４２：部分電極を通る電流は、センサ領域における光ビームの位置に依存し、横方向光センサは、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応される、実施形態２７から４１の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１６】
実施形態４３：検出装置は、部分電極を通る電流の少なくとも１つの比から、対象物の横方向位置についての情報を導くように適応される、実施形態２７から４２の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１７】
実施形態４４：光検出器は色素増感太陽電池である、実施形態４１から４３の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１８】
実施形態４５：第１の電極は、少なくとも１つの透明な伝導性酸化物で少なくとも部分的に作製され、第２の電極は、導電性のポリマ、好ましくは透明の導電性ポリマで少なくとも部分的に作製される、実施形態４１から４４の何れか１つに記載の検出装置。
【０２１９】
実施形態４６：検出システムであって、検出装置に関する実施形態２７から４５の何れか１つに記載の少なくとも１つの検出装置を備え、検出システムは少なくとも１つの対象物をさらに備え、検出装置の少なくとも１つのターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つである検出システム。
【０２２０】
実施形態４７：ユーザとマシンとの間で少なくとも１つの情報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、検出装置に関する実施形態２７から４５の何れか１つに記載の少なくとも１つの検出装置を備え、ヒューマンマシンインタフェースは、ユーザの少なくとも１つの幾何学的な情報項目を検出装置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フェースは、少なくとも１つの情報項目を幾何学的な情報に割り当てるように設計されるヒューマンマシンインタフェース。
【０２２１】
実施形態４８：少なくとも１つのエンタテインメント機能を実施するためのエンタテインメント機器であって、エンタテインメント機器は、実施形態４７に記載の少なくとも１つのヒューマンマシンインタフェースを備え、エンタテインメント機器は、少なくとも１つの情報項目がプレーヤによってヒューマンマシンインタフェースを用いて入力可能となるように設計され、エンタテインメント機器は、情報に従ってエンタテインメント機能を変えるように設計されるエンタテインメント機器。
【０２２２】
実施形態４９：少なくとも１つの可動な対象物の位置を追跡するための追跡システムであって、追跡システムは、検出装置に関する実施形態２７から４５の何れか１つに記載の少なくとも１つの検出装置を備え、追跡システムは、少なくとも１つの追跡コントローラをさらに備え、追跡コントローラは、対象物の一連の位置を追跡するように適応され、各位置は、特定時点における対象物の横方向位置についての少なくとも１つの情報項目と、特定時点における対象物の縦方向位置についての少なくとも１つの情報項目とを備える追跡システム。
【０２２３】
実施形態５０：少なくとも１つの対象物の少なくとも１つの位置を光学的に検出するための方法であって、方法は、ターゲットデバイスに関する実施形態１から２１の何れか１つに記載の少なくとも１つのターゲットデバイスを使用し、ターゲットデバイスは、対象物に取り付けられるか、対象物によって保持されるか又は対象物へ一体化されるか、の少なくとも１つであり、方法は、ターゲットデバイスによって反射された少なくとも１つの光ビームの検出をさらに備え、方法は、ターゲットデバイスの少なくとも１つの位置を決定することによる対象物の少なくとも１つの位置の決定をさらに備える方法。
【０２２４】
実施形態５１：方法は、照射光による対象物の照射をさらに備える、実施形態５０に記載の方法。
【０２２５】
実施形態５２：複数のターゲットデバイスの使用を備え、少なくとも２つのターゲットデバイスは異なる色変換要素を有する、実施形態５０又は５１に記載の方法。
【０２２６】
実施形態５３：第１のターゲットデバイスの少なくとも１つの第１の色変換要素は、光ビームの色を第１の色に変更するように適応され、第２のターゲットデバイスの少なくとも１つの第２の色変換機器は、光ビームの色を第２の色に変更するように適応され、第２の色は第１の色とは異なる、実施形態５０から５２の何れか１つに記載の方法。
【０２２７】
実施形態５４：方法は、これらのターゲットデバイスによって反射された光ビームの色によるターゲットデバイスの識別をさらに備える、実施形態５０から５３の何れか１つに記載の方法。
【０２２８】
実施形態５５：ターゲットデバイスに関する実施形態２７から４５の何れか１つに記載のターゲットデバイスの利用であって、具体的に交通技術での距離測定、具体的に交通技術での位置測定、エンタテインメント用途、セキュリティ用途、ヒューマンマシンインタフェース用途、追跡用途、撮像用途、カメラ用途、製造工程、包装工程から成る群から選ばれる用途を目的とする利用。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
本発明の更なる随意的な機能及び実施形態が、好ましくは従属請求項と併せて、好適な実施形態に関する以後の説明によって詳細に開示される。説明中、当業者であれば理解するように、それぞれの随意的な機能は、独立様式でもどのような任意の実現可能な組合せでも実現できる。本発明の範囲は、好ましい実施形態によって制限されない。実施形態は、各図中に概略的に示される。実施形態にて、各図の同一の参照番号は、同一の又は機能的に比較可能な要素を指す。
【０２３０】
【図１】本発明による、少なくとも１つの対象物を光学的に検出する際に使用するターゲットデバイスを示す。
【図２】複数のターゲットデバイスを備えるキットを示す。
【図３Ａ】検出装置の例示的な実施形態を示す。
【図３Ｂ】波長感応要素の実施例を示す。
【図３Ｃ】伝達の時間展開を示す。
【図４】ヒューマンマシンインタフェースの例示的な実施形態を示す。
【実施例】
【０２３１】
図１には、本発明による少なくとも１つの対象物１１２を光学的に検出する際に使用するターゲットデバイス１１０が示される。ターゲットデバイス１１０は、直径又は相当径が、０．５ｍｍから５０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ以上から２０ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍから１０ｍｍである。ターゲットデバイス１１０は、少なくとも１つの反射要素１１４と、少なくとも１つの色変換要素１１６とを備える。図１に示す実施形態では、ターゲットデバイス１１０は、反射要素１１４を形成する少なくとも１つの反射層１１５と、色変換要素１１６を形成する少なくとも１つの色変換層１１７とを有する層構成を備えることができる。色変換層１１７は反射層１１５の上に配置できる。その他の実施形態、例えば反射要素１１４及び色変換要素１１６が全体的に又は部分的に同一であり、又は、例えば一種類以上の色変換材料を一種類以上の色変換材料に混合することによって、及び／又は反射粒子及び色変換粒子の両方を同一の層、例えばマトリクス材の同一の層内に供給することによって、全体的に又は部分的に同一の要素へ一体化された実施形態が実現可能である。
【０２３２】
反射要素１１４は、光ビーム１１８を反射するように適応される。反射要素１１４は、１つ以上の反射要素を備えることができる。例えば、反射要素１１４は、１つ以上の反射要素、好ましくは角度反射器、再帰反射器、リューネブルクレンズ、局所的な再帰反射器から成る群から選ばれた１つ以上の反射要素を含むことができる。反射要素１１４は、少なくとも一種類の可撓性材料、好ましくは、可撓性プラスチック材料、可撓性織物、ガラスビードテープ、マイクロプリズム型再帰反射テープから成る群から選ばれた可撓性材料である。
【０２３３】
色変換要素１１６は、光ビーム１１８の反射中に、この光ビーム１１８の少なくとも１つのスペクトル特性を変更するように適応される。一般に、スペクトル特性は、光ビームの色、光ビームのスペクトルのピーク波長、光ビームの偏光から成る群から選ばれる。図１には実施形態が示され、色変換要素１１６は、光ビーム１１８の反射中に光ビーム１１８の色を変更するように適応できる。図１では、色変換要素１１６によって変更されるべき光ビーム１１８の色はλ１として示される。反射された光ビーム１１８の変更した色はλ２で示される。色変換要素１１６は、下方変換型色変換要素１２０及び上方変換型色変換要素１２２の一方であってよい。下方変換型色変換要素１２０は、光ビーム１１８の色λ１をより長い波長に変えるように適応でき、上方変換型色変換要素１２２は、光ビーム１１８の色λ１をより短い波長に変えるように適応できる。下方変換型色変換要素１２０は、ペリレン色素、ナフタリン色素、詳しくはナフタリンベンゾイミダゾール、スクアライン色素、ジケトピロロピロール色素、アクリジン色素、ピレン色素、トリアールアミン、ローダミン、フルオレセイン、希土類金属複合体、遷移金属錯体、無機金属酸化膜顔料、無機吸収体、無機顔料、フタロシアニン色素、ポルフィリン色素、有機顔料、当業者に公知の他の蛍光色素及び顔料、の少なくとも１つを含むことができる。上方変換型色変換要素１２２は、少なくとも１つの希土類金属複合体を備えることができる。
【０２３４】
色変換要素１１６は、少なくとも一種類の色素を含むことができる。例えば、色素は、有機色素及び無機色素から成る群から選ぶことができる。色変換要素は、少なくとも一種類の色変換体、具体的に、ＷＯ２０１２／１５２８１２Ａ１に開示され、及び／又はＷＯ２０１２／１６８３９５Ａ１に開示された少なくとも一種類の色変換体を含むことができる。
【０２３５】
色変換要素１１６は、少なくとも１つのマトリックス要素と、このマトリックス要素に埋め込まれた少なくとも一種類の色変換材料とを含むことができる。マトリックス要素は、少なくとも一種類の透明なマトリックス材料を含むことができる。具体的に、マトリックス要素は、樹脂、ポリマ、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、ポリウレタン、合成ゴム又は天然ゴム、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸塩、ポリアミド、シリコン、熱可塑性ポリマ、弾性ポリマから成る群から選ばれたポリマ、ガラス、二酸化ケイ素、塩、非晶性有機相又は無機相、結晶性有機相又は無機相、エポキシ接着剤のような接着剤、から成る群から選ばれた少なくとも一種類のマトリックス材料を備えることができる。ターゲットデバイス１１０は、マトリックス材料内に分散した少なくとも一種類の光散乱材料を含むことができる。例えば、光散乱材料は、無機質微粒子、具体的に二酸化チタンを含むことができる。色変換要素１１６は、有機色変換要素、より好ましくはポリマ色変換要素、色変換顔料、色変換燐光体のうちの一種類以上を含むことができる。
【０２３６】
さらに、ターゲットデバイス１１０は、このターゲットデバイス１１０を対象物１１２に取り付けるように適応された少なくとも１つの取付デバイス１２４を備えることができる。例えば、取付デバイス１２４は、接着面、ベルクロ（登録商標）ファスナ、ストラップ、フック、クランプ、磁石、リボン、ベルト、ボタン、ジッパ、輪ゴム、吸着盤、クリップ、クランプ、ピン、ホック、当業者に公知な別の種類のファスナから成る群から選ばれたファスナ、から成る群から選ばれた少なくとも一種類の要素を備えることができる。
【０２３７】
図２には、複数のターゲットデバイス１１０を備えるキット１２６が示される。少なくとも２つのターゲットデバイス１１０は、異なる色変換要素１１６を有することができる。この実施形態では、キット１２６は、３つのターゲットデバイス１１０を備えることができる。複数のターゲットデバイス１１０に衝突する前の光ビーム１１８は色λ１を有することができる。キット１２６が備える３つのターゲットデバイス１１０の各々は、異なる色変換要素１１６を有する。従って、各々の色変換要素１１６は、光ビーム１１８の反射中に、この光ビーム１１８の色を異なる波長（λ2’、λ2’’、λ2’’’）に変更するように適応できる。
【０２３８】
図３Ａには、非常に概略的な説明図で、少なくとも１つの対象物１１２を検出するために、本発明による検出システム１３０の構成要素を形成する検出装置１２８の典型的な実施形態を示す。検出装置１２８は、対象物１１２に取り付けられるか、対象物１１２によって保持されるか又は対象物１１２へ一体化されるか、の少なくとも１つである、少なくとも１つのターゲットデバイス１１０を備える。検出装置１２８は、複数のターゲットデバイス１１０を備えることができ、少なくとも２つのターゲットデバイス１１０は、異なる色変換要素１１６を有することができる。
【０２３９】
対象物１１２は、少なくとも１つの光検出器１３２によって検出可能である。図３Ａに示す実施形態では、対象物１１２はスポーツ器具、詳しくはラケットとすることができる。この典型的な実施形態では、対象物１１２は、ユーザ（図示しない）によって保持され及び／又は扱うことが可能な制御要素１１３を形成できる。対象物１１２は、少なくとも１つのターゲットデバイス１１０を備える。好ましくは、対象物１１２は、複数のターゲットデバイス１１０を備えることができる。好ましくは、この実施形態及び他の実施形態では、ターゲットデバイス１１０は対象物１１２における代表的な位置に位置し、結果としてターゲットデバイス１１０の位置は、対象物１１２の少なくとも１つの向きを決定するための代表的手段となる。従って、一般に、３つ以上のターゲットデバイス１１０が存在する場合、ターゲットデバイス１１０は、好ましくは、それらが１つの直線によって相互連結されないように位置決めされる。従って、ターゲットデバイス１１０は平面に広がることができる。好ましくは、少なくとも２つ又は少なくとも３つのターゲットデバイス１１０が、対象物１１２のうち光検出器１３２に向かって対向する表面に位置する。３つを超えるターゲットデバイス１１０を設けた場合、ターゲットデバイス１１０は、例えば少なくとも２つ又は少なくとも３つのターゲットデバイス１１０を対象物１１２の各々の主要な表面に位置決めするというように、対象物１１２の両側に位置決めすることがさらに好ましい。図３Ａには実施形態が示され、対象物は、３つのターゲットデバイス１１０を備えることができる。少なくとも２つのターゲットデバイス１１０は、異なる色変換要素１１６を有することができる。各々の色変換要素１１６は、光ビーム１１８の反射中に、光ビーム１１８の色を異なる波長（λ2’、λ2’’、λ2’’’）に変更するように適応できる。このように、光ビーム１１８は、３つのターゲットデバイス１１０の各々によって反射されることができる。各々の反射光ビーム１３４は異なる波長を有しても良い。検出装置１２８は、ターゲットデバイス１１０によって反射された少なくとも１つの光ビーム１３４を検出するために少なくとも１つの光検出器１３２をさらに備える。各々が異なる色（λ2’、λ2’’、λ2’’’）を有する反射光ビーム１３４は、光検出器１３２によって検出できる。検出装置１２８は、ターゲットデバイス１１０の少なくとも１つの位置を決定することによって対象物の少なくとも１つの位置を決定するように適応される。
【０２４０】
検出装置１２８は、少なくとも１つの色感応要素１３６を備えることができる。色感応要素１３６は、フィルタ、好ましくはフィルタホイール、プリズム、回折格子、二色性ミラー、色感応検出要素から成る群から選ぶことができる。検出装置１２８は、ターゲットデバイス１１０によって反射された光ビーム１３４の色によって、ターゲットデバイス１１０を識別するように適応される。検出装置１２８は、異なる色を有しかつ異なるターゲットデバイス１１０から連続的に及び／又は平行に発生する、異なる光ビーム１３４のための検出信号を生成するように適応できる。一般に、異なる色のための検出信号を平行に生成するために、光ビーム１３４の成分をそれらの起源、即ちそれが発生する各々のターゲットデバイス１１０に従って分離するべく、検出装置１２８に入る光ビーム１３４はその色に従って分離することができる。検出装置１２８内には複数の部分光路が存在することができ、各光路は特定の色に対応する。光路を複数の部分光路に分けるために、例えばプリズム、回折格子又はダイクロイックミラーのうちの１つ以上である、少なくとも１つの波長感応要素が使用できる。各々の部分光路内に少なくとも１つの光センサがあり、各々の部分光路について少なくとも１つの検出信号を生成する。図３Ａは、異なる色のための検出信号を連続的に生成することができる代替的な実施形態を示す。検出装置１２８内には、検出装置１２８に入る光ビーム１３４に連続的に影響し及び／又はこの光ビーム１３４を連続的に分離するように適応された少なくとも１つの波長敏感型要素１３８を使用することができる。
【０２４１】
波長感応要素１３８、回転フィルタホイール１４０の例が、図３Ｂに示される。回転フィルタホイール１４０は、伝達特性が異なる、例えば色が異なり、吸収特性又はその他が異なる、フィルタセグメント１４２を有することができる。回転フィルタホイール１４０は、回転方向１４４に回転することができる。フィルタホイール１４０の各回転サイクルは、時間セグメント１４６に分けることができ、各時間セグメントは異なる色に対応する。図３Ｂには実施形態が示され、回転フィルタホイール１４０は、３つのフィルタセグメント１４２を有することができる。第１の時間セグメント１４６は色λ’に対応でき、第２の時間セグメント１４６は色λ’’に対応でき、第３の時間セグメント１４６は色λ’’’に対応できる。異なるターゲットデバイス１１０によって反射された光ビーム１３４は、異なる色λ’、λ’’、λ’’’の成分を有する。反射光ビーム１３４は、回転フィルタホイール１４０に衝突することができる。反射光ビーム１３４の異なる色を有する成分は連続的に分離できる。図３Ｃには、伝達の時間展開Ｔが示される。色λ’に対応する反射光ビーム１３４の成分の時間展開は、実線によって示される。時刻ｔ0と時刻ｔ1との間の時間間隔中に、反射光ビーム１３４は、色λ’に対応するセグメント１４６に衝突することができる。従って、この時間間隔中に、色λ’に対応する反射光ビーム１３４の伝達は、最大になる。その一方、色λ’’、λ’’’に対応するセグメント１４６に光ビーム１３４が衝突する時間間隔では、反射光ビーム１３４のうち色λ’に対応する光の成分はフィルタを通過する必要がない。この時間間隔では、伝達は、およそオフセット値及び／又はおよそ０とすることができる。破線及び点線は、それぞれ、色λ’’、λ’’’に対応する反射光ビーム１３４の成分の時間展開を示す。光ビーム１３４は、時刻ｔ１と時刻間ｔ２との間に第２のセグメント１４６に衝突し、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に第３の時間セグメント１４６に衝突することができる。回転のサイクルは、時刻ｔ３にて新たに開始することができ、その結果、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間で、再び色λ’に対応する反射光ビーム１３４の伝達が最大になる。
【０２４２】
再度図３Ａを参照して、光検出器１３２は、少なくとも１つの組合せ検出信号を生成するために、波長感応要素１３８の背後に置くことができる。組合せ検出信号は、時間分解様式で、例えば位相感応検出を用いて評価できる。こうして、組合せ検出信号を部分検出信号に分割することができ、部分検出信号は、異なる時間セグメント１４６に、ひいては異なるターゲットデバイス１１０によって反射された光ビーム１３４の異なる色に対応する。
【０２４３】
光検出器１３２は、複数の光センサ１４８を備えることができ、それは、特定の実施形態では、全て光検出器１３２の光軸１５０に沿って積み重ねられる。具体的に、光軸１５０は、光センサ１４８のセットアップの対称軸及び／又は回転軸とすることができる。光センサ１４８は、ハウジング１５２の内部に位置することができる。さらに、少なくとも１つの変換機器１５４は、例えば１つ以上の光学系、好ましくは１つ以上のレンズ１５６を備えることができる。ハウジング１５２の開口部１５８は、好ましくは光軸１５０に関して同心的に位置し、好ましくは光検出器１３２の視野１６０の方向を定める。座標系１６２では光軸１５０と平行又は逆平行な方向を縦方向として定め、一方、光軸１５０に垂直な方向を横方向として定めることが可能な座標系１６２を定めることができる。図３Ａに象徴的に示した座標系１６２では、縦方向はｚによって表わし、横方向はｘ及びｙによってそれぞれ表わす。他のタイプの座標系１６２が実現可能である。
【０２４４】
光センサ１４８は、少なくとも１つの横方向光センサ１６４と、この実施形態では、複数の縦方向光センサ１６６とを備えることができる。縦方向光センサ１６６は縦方向光センサの積重ね１６８を形成する。図３Ａに描いた実施形態では、５つの縦方向光センサ１６６が示される。しかしながら、異なる数の縦方向光センサ１６６を有する実施形態が実現可能であることに注意されたい。
【０２４５】
横方向の光センサ１６４は、好ましくは、ターゲットデバイス１１０から光検出器１３２に進む光ビーム１３４に対して透明なセンサ領域１７２を備えることができる。横方向光センサ１６４は、光検出器、詳しくは色素増感太陽電池とすることができる。横方向光センサ１６４は、例えばｘ方向及び／又はｙ方向といった光ビーム１３４の１つ以上の横方向における横方向位置を決定するように随意的に適応させることができる。そこでは、１つの横方向だけの横方向位置が決定される実施形態、１つを超える横方向における横方向位置が同一の横方向光センサ１６４によって決定される実施形態、及び第１の横方向における横方向位置が第１の横方向光センサによって決定され、しかも少なくとも１つの別の横方向における少なくとも１つの別の横方向位置が少なくとも１つの別の横方向光センサによって決定される実施形態が、実現可能である。
【０２４６】
検出装置１２８は、光検出器１３２に加えて評価装置１７０を備えることができる。評価装置１７０は、光検出器１３２へ全体的に又は部分的に一体化でき及び／又は個別の機器として全体的に又は部分的に設計できる。少なくとも１つの随意的な横方向光センサ１６４は、少なくとも１つの横方向センサ信号を生成するように適応できる。この横方向センサ信号は、１本以上の横方向信号線１７４によって評価装置１７０に送信できる。評価装置１７０は、横方向センサ信号を評価することによって対象物１１２の横方向位置についての少なくとも１つの情報項目を生成するように適応できる。
【０２４７】
縦方向光センサ１６６は、各々、少なくとも１つのセンサ領域１７２を備える。好ましくは、１つ、２つ以上又は全ての縦方向光センサ１６６は透明である。一般に、１つ以上の縦方向光センサ１６６は、全体的に又は部分的に透明とすることができる。例えば、縦方向光センサ積重ね１６８の最後の縦方向光センサ１７６、即ち積重ね１６８のうち対象物１１２から最も遠くに離れた側の縦方向の光センサ１６６は、全体的に又は部分的に非透明とすることができる。
【０２４８】
各々の縦方向光センサ１６６は、光ビーム１３４によるそれぞれのセンサ領域１７２の照射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に設計できる。縦方向センサ信号は、照射の総出力が同じであれば、それぞれのセンサ領域１７２にある光ビーム１３４のビーム横断面に依存できる。１本以上の縦方向信号線１７８を介して、縦方向センサ信号は、評価装置１７０へ送信できる。評価装置１７０は、少なくとも１つの縦方向センサ信号からの光ビーム１３４の直径を決定することによって、対象物１１２の少なくとも１つの縦方向の位置に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計できる。評価装置１７０は、対象物１１２の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報項目を決定するために、光ビーム１３４の直径を光ビームの既知のビーム特性と比較するように適応することができる。
【０２４９】
評価装置１７０は、縦方向センサ信号を評価することによってターゲットデバイス１１０の縦方向座標を決定するように設計できる。評価装置１７０は、照射の幾何学形状と、光検出器１３２に対するそれぞれのターゲットデバイス１１０の相対位置との間の少なくとも１つの予め定めた関係から、ターゲットデバイス１１０の縦方向座標を決定するように設計できる。
【０２５０】
縦方向光センサ１６６は、ターゲットデバイス１１０から光検出器１３２へ進む光ビーム１３４が、全ての縦方向光センサ１６６を照射するように配置できる。少なくとも１つの縦方向センサ信号は、各縦方向光センサ１６６によって生成することができる。評価装置１７０は、縦方向センサ信号を標準化し、しかも、少なくとも０より大きい光ビームの強度から独立して、それぞれのターゲットデバイス１１０の少なくとも１つの縦方向座標を生成するように適応される。
【０２５１】
評価装置１７０は、詳しくは少なくとも１つのデータ処理機器１８０、詳しくは電子データ処理機器を有することができる。データ処理機器１８０は、具体的に、少なくとも１つの横方向センサ信号を評価することによってターゲットデバイス１１０の横方向位置に関する少なくとも１つ情報項目を生成し、少なくとも１つの縦方向センサ信号を評価することによってターゲットデバイス１１０の縦方向に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計できる。従って、評価装置１７０は、少なくとも１つの横方向センサ信号及び少なくとも１つの縦方向センサ信号を入力変数として使用し、しかもこれらの入力変数を処理することによって、ターゲットデバイス１１０の横方向位置及び縦方向位置に関する情報項目を生成するように設計できる。それにより、少なくとも1つのターゲットデバイス１１０の位置は、評価装置１７０によって計算されるようにできる。複数のターゲットデバイス１１０を設ける場合、各々のターゲットデバイス１１０の位置が計算できる。
【０２５２】
評価装置１７０は、縦方向センサ信号及び横方向センサ信号を評価するために、１つ以上の電子機器及び／又は１つ以上のソフトウェア構成要素を備えることができ、それは、横方向評価ユニット１８２（「ｘｙ」にて表わす）及び縦方向評価ユニット１８４（「ｚ」にて表わす）によって象徴的に示される。これらの評価ユニット１８２、１８４によって導かれた結果を組み合わせることによって、位置情報、好ましくは三次元の位置情報（「ｘ、ｙ、ｚ」にて表わす）を、例えば各々のターゲットデバイス１１０について生成できる。図３Ａに示す実施形態では、３つのターゲットデバイス１１０が存在する。３つのターゲットデバイス１１０の縦方向座標は、対象物１１２の向きの決定に使用できる。評価装置１７０は、対象物の座標系１８６内でターゲットデバイス１１０の予め定めた座標を使用し、しかも光検出器１３２の座標系１６２内でターゲットデバイス１１０の縦方向座標を決定することによって座標変換を実行するように及び／又は配向角を決定するように適応できる。評価装置１７０は、ターゲットデバイス１１０の縦方向座標及び随意的に１つ以上の追加の情報項目を、光検出器１３２の座標系内で対象物１１２の向きに関する少なくとも１つの情報項目へ変換するために、１つ以上の変換アルゴリズムを使用するように適応できる。
【０２５３】
評価装置１７０は、検出器１３２へ全体的に又は部分的に一体化でき、及び／又は全体的に又は部分的にデータ処理機器１８０の一部とすることができ、及び／又は１つ以上のデータ処理機器１８０を備えることができる。評価装置１７０は、ハウジング１５２へ全体的に又は部分的に一体化でき、及び／又は光センサ１４８に無線又は有線様式で電気的に接続された、別個の機器として全体的に又は部分的に具体化できる。評価装置１７０は、１つ以上の追加の構成要素、例えば１つ以上の電子ハードウェア構成部品、及び／又は、１つ以上のソフトウェア構成要素、例えば１つ以上の測定ユニット（図３Ａには示さない）及び／又は１つ以上の変換ユニット１８８を備えることができる。象徴的に、図３Ａには、少なくとも２つの横方向センサ信号を共通の信号又は共通の情報に変換するように適応された１つの随意的な変換ユニット１８８が示される。
【０２５４】
図３Ａには、検出装置１２８に加えて少なくとも１つの対象物１１２をさらに備え、ターゲットデバイス１１０が対象物１１２に取り付けられ及び／又はこれへ一体化された検出システム１３０がさらに示される。さらに、少なくとも１つの情報項目をマシン１９０、具体的にデータ処理機器１８０に通信するために、対象物１１２、具体的に制御要素１１３はユーザによって扱われてもよい。図３Ａは、本発明によるヒューマンマシンインタフェース１９２の概略的な実施形態も図示する。例えば、ヒューマンマシンインタフェース１９２は、コンピュータゲームに使用されて、ゲームに適応したデータ処理機器１８０に制御命令を通信できるので、データ処理機器１８０は、ヒューマンマシンインタフェース１９２と共同して、エンタテインメント機器１９４の実例的な実施例を形成することもできる。
【０２５５】
さらに、データ処理機器１８０は、検出装置１２８と共同して、対象物１１２の向きを追跡するように適応できる。このように、データ処理機器１８０は、追跡コントローラ１９６として作用可能であるので、データ処理機器１８０、検出装置１２８及び追跡コントローラ１９６は、本発明による追跡システム１９８の典型的な実施形態を形成することができる。
【０２５６】
図４には、本発明によるエンタテインメント機器１９４の典型的な実施形態として同時に具体化されることもでき、又はそれは、そのようなエンタテインメント機器１９４の構成部品となることが可能な本発明によるヒューマンマシンインタフェース１９２の典型的な実施形態が示される。さらに、ヒューマンマシンインタフェース１９２及び／又はエンタテインメント機器１９４は、ユーザ２００及び／又はユーザ２００の１つ以上の身体部分の向きを追跡し、随意的にユーザ２００及び／又はユーザ２００の１つ以上の身体部分の位置を追跡するように適応した追跡システム１９８の典型的な実施形態を形成できる。従って、ユーザ２００の１つ以上の身体部分の移動を追跡できる。一般に、名前を付けたシステム及び機器の大部分の構成要素について、図３Ａに関して上述した定義が参照できる。
【０２５７】
例として、本発明による少なくとも１つの光検出器１３２を備えた少なくとも１つの検出装置１２８は、ここでも、例えば上述した１つ以上の実施形態に従って、１つ以上の横方向光センサ１６４、及び１つ以上の縦方向光センサ１６６を備えた１つ又は複数の光センサ１４８を備えることができる。光検出器１３２は、例えば随意的な変換機器１５４の構成要素のような図４に示さない別の構成要素を設けることができる。可能な実施形態について図３Ａが参照できる。さらに、１つ又は複数の照射源２０２を設けることができる。一般に、光検出器１３２のこれらの可能な実施形態に関して、例えば上記説明が参照できる。
【０２５８】
ヒューマンマシンインタフェース１９２は、少なくとも１つの情報項目をユーザ２００とマシン１９０との間で交換可能にするように設計できる。例えば、制御命令及び／又は情報は、ヒューマンマシンインタフェース１９２を用いて一方向又は双方向に交換することができる。マシン１９０は、原則として、何らかの方法で制御され及び／又は影響され得る少なくとも１つの機能を有する、どのような所望の機器でも備えることができる。少なくとも１つの検出装置１２８及び／又はその一部の少なくとも１つの評価装置１７０は、図４に示すように、全体的に又は部分的に前記マシン１９０へ一体化されるが、原則として、マシン１９０とは全体的に又は部分的に別個に形成することもできる。
【０２５９】
ヒューマンマシンインタフェース１９２は、ユーザ２００の少なくとも１つの幾何学的な情報項目を例えば検出装置１２８によって生成し、しかも少なくとも１つの幾何学的情報を、少なくとも１つの情報項目、詳しくは少なくとも１つの制御命令に割り当てるように設計される。この目的のために、ヒューマンマシンインタフェース１９２は、検出装置１２８を用いることによって、ユーザ２００の少なくとも１つの向きを決定するように適応される。この典型的な実施形態では、以上に概説したように、制御要素１１３が使用される。制御要素１１３は、この実施形態では、制御要素１１３へ一体化されるか又はこれに取り付けられるか、の少なくとも一方である３つのターゲットデバイス１１０を有し、制御要素１１３は、ユーザ２００によって扱うことができる対象物１１２として作用する。従って、制御要素１１３の向きを決定することによって、ユーザ２００の少なくとも１つの身体部分の向きは、例えば制御要素１１３を保持する腕及び／又は手の位置として決定できる。追加的又は代替的に、他の可能性が実現可能であり、例えばターゲットデバイス１１０は、異なる方法でユーザ２００によって保持され及び／又はユーザ２００に取り付けられる。
【０２６０】
例として、ユーザ２００及び／又はユーザ２００の身体部分の移動及び／又は向きの変化が、検出装置１２８によって識別できる。例えば、図４に示すように、ユーザ２００の手の移動及び／又は特定の手の姿勢を検出することができる。追加的又は代替的に、ユーザ２００の他のタイプの幾何学的な情報は、１つ以上の光検出器１３２を有する検出装置１２８によって検出できる。この実施形態では、対象物１１２はスポーツ器具、詳しくはラケットとすることができる。対象物１１２は、ラケットに取り付けた３つのターゲットデバイス１１０を備えることができる。
【０２６１】
セットアップ及び／又はマシン１９０は、必ずしも本発明によって具体化される必要はないが、例えば図４に示すように、少なくとも１つのディスプレイ２０４及び／又は少なくとも１つのキーボード２０６といった１つ又は複数の別のヒューマンマシンインタフェースをさらに備えることができる。追加的又は代替的に、他のタイプのヒューマンマシンインタフェースを設け得る。マシン１９０は、原則として、あらゆるの所望タイプのマシン又はマシンの組合せ、例えばパソコンとすることができる。
【０２６２】
少なくとも１つの評価装置１７０及び／又はその１つ以上の部品が、追跡システム１９８の追跡コントローラ１９６として機能することができる。追加的又は代替的に、例えば１つ以上の追加のデータ評価装置のような１つ以上の追加の追跡コントローラ１９６を設けることができる。追跡コントローラ１９６は、例えば１つ以上の揮発性及び／又は不揮発性のメモリのような１つ以上のデータメモリであるか又はこれを備えることができる。この少なくとも１つのデータメモリでは、過去の軌跡を記憶可能とするために、１つ以上の対象物１１２又は対象物１１２の一部、及び／又は、ユーザ２００及び／又はユーザ２００の１つ以上の身体部分における次々と起きる複数の向き及び／又は位置を記憶できる。追加的又は代替的に、例えば計算、推定又は他の適切なアルゴリズムによって将来の軌跡を予測することができる。例として、対象物１１２又はその一部の将来の向き及び／又は将来の位置、及び／又は将来の軌跡を予測するために、対象物１１２又はその一部の過去の軌跡から将来の値を推定するようにしてもよい。
【０２６３】
エンタテインメント機器１９４の文脈では、上記マシン１９０は、例えば少なくとも１つのゲーム、詳しくはディスプレイ２０４上の少なくとも１つの図形表示、及び随意的に対応する音声出力といった少なくとも１つのエンタテインメント機能を実施するように設計できる。ユーザ２００は、例えばヒューマンマシンインタフェース１９２及び／又は１つ以上の他のインタフェースを介して、少なくとも１つの情報項目を入力することができ、エンタテインメント機器１９４は、その情報に従ってエンタテインメント機能を変えるように設計される。例として、１つ以上の仮想物品、例えばゲームでの仮想人物の特定の動作、及び／又はゲームでの仮想車両の移動は、ユーザ２００及び／又はユーザ２００の１つ以上の身体部分及び／又は少なくとも１つの制御要素１１３の対応する移動、それは次いで、検出装置１２８によって認識されるであろう移動によって制御できる。少なくとも１つの検出装置１２８を用いることによって、ユーザ２００による少なくとも１つのエンタテインメント機能の制御の他の形式も可能である。
【符号の説明】
【０２６４】
１１０  ターゲットデバイス
１１２  対象物
１１３  制御要素
１１４  反射要素
１１５  反射層
１１６  色変換要素
１１７  色変換層
１１８  光ビーム
１２０  下方変換型色変換要素
１２２  上方変換型色変換要素
１２４  取付デバイス
１２６  キット
１２８  検出装置
１３０  検出システム
１３２  光検出器
１３４  反射光ビーム
１３６  色感応要素
１３８  波長感応要素
１４０  回転フィルタホイール
１４２  フィルタセグメント
１４４  回転方向
１４６  時間セグメント
１４８  光センサ
１５０  光軸
１５２  ハウジング
１５４  切換機器
１５６  レンズ
１５８  開口部
１６０  視野方向
１６２  座標系
１６４  横方向光センサ
１６６  縦方向光センサ
１６８  縦方向光センサ積重ね
１７０  評価装置
１７２  センサ領域
１７４  横方向信号線
１７６  最後の縦方向光センサ
１７８  縦方向信号線
１８０  データ処理機器
１８２  横方向評価ユニット
１８４  縦方向評価ユニット
１８６  対象物の座標系
１８８  変換ユニット
１９０  マシン
１９２  ヒューマンマシンインタフェース
１９４  エンタテインメント機器
１９６  追跡コントローラ
１９８  追跡システム
２００  ユーザ
２０２  照射源
２０４  ディスプレイ
２０６  キーボード
【図１】
2017504796.tif 000003
【図２】
2017504796.tif 000004
【図３Ａ】
2017504796.tif 000005
【図３Ｂ】
2017504796.tif 000006
【図３Ｃ】
2017504796.tif 000007
【図４】
2017504796.tif 000008
【国際調査報告】
2017504796.tif 000009
2017504796.tif 000010
2017504796.tif 000011