CN105980812A - 用于光学检测对象的目标装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于至少一个对象(112)的光学检测的目标装置(110)。目标装置(110)适于以下至少一项：结合到对象(112)中，由对象(112)保持或者与对象(112)连接。目标装置(110)具有至少一个用于反射光束(118)的反射元件(114)。目标装置(110)进一步具有至少一个颜色转换元件(116)，所述颜色转换元件(116)适于在反射光束(118)期间改变光束(118)的至少一个光谱性能。

Description

用于光学检测对象的目标装置
发明领域
本发明涉及用于光学检测至少一个对象的目标装置和目标装置的成套装置。本发明进一步涉及包含至少一个目标装置的对象，用于检测至少一个对象的检测器装置，人机界面，娱乐装置，跟踪系统，和光学检测至少一个对象的至少一个位置的方法。本发明进一步涉及本发明目标装置对于选自如下的使用目的的用途：距离测量，特别是交通技术；位置测量，特别是交通技术；娱乐应用；安全应用；人机界面应用；跟踪应用；成像应用；照相技术。然而，其它应用也是可能的。
发明背景
大量光学传感器和光电装置是由现有技术已知的。尽管光电装置通常用于将电磁辐射，例如紫外线、可见光或红外光转化成电信号或电能，光学检测器通常用于获取图像信息和/或检测至少一个光参数，例如亮度。
对象的光学检测通常基于使用一个或多个照相机系统，例如基于使用具有一个或多个成像装置，例如CCD芯片和/或CMOS芯片的照相机系统，其中单色、多色或全色彩成像装置是已知的。此外，可使用基于无机和/或有机传感器材料的使用的光学传感器。这类传感器的实例公开于US2007/0176165 A1、US 6,995,445 B2、DE 2501124 A1、DE 3225372 A1或者大量其它现有技术文件中。至第一提高的程度，特别是由于成本原因以及由于大面积加工的原因，使用包含至少一种有机传感器材料的传感器，如例如US 2007/0176165 A1所述的。特别是，所谓的染料太阳能电池在此处越来越重要，其通常描述于例如WO 2009/013282 A1中。
已知用于检测至少一个对象的大量检测器基于这类光学传感器。取决于各使用目的，这类检测器可以以不同的方法具体表达。这类检测器的实例为成像装置，例如照相机和/或显微镜。高分辨率共焦显微镜是已知的，例如，其可特别用于医疗技术和生物技术领域中以便以高光学分辨率检查生物试样。用于光学检测至少一个对象的检测器的其它实例为例如基于相应光信号的传播时间方法，例如激光脉冲的距离测量装置。用于光学检测对象的检测器的其它实例为三角测量系统，借助其可进行距离测量。
在WO 2012/110924 A1(通过引用将其内容包括在本文中)中，提出用于光学检测至少一个对象的检测器。检测器包含至少一个光学传感器。光学传感器具有至少一个传感器区域。光学传感器设计用于以取决于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号。如果给定相同的照明总功率，则传感器信号取决于照明的几何，特别是取决于在传感器区域上的照射的光束横截面。此外，检测器具有至少一个评估装置。评估装置设计用于由传感器信号产生至少一个几何信息项，特别是关于照射和/或对象的至少一个几何信息项。
2012年12月19日提交的美国临时申请61/739,173和2013年1月8日提交的61/749,964(通过引用将其全部内容包括在本文中)公开了用于通过使用至少一个横向光学传感器和至少一个纵向光学传感器而测定至少一个对象的位置的检测器。具体而言，公开了传感器堆栈的使用，以便以高精确度且毫不含糊地测定对象的纵向位置。
2013年6月13日提交的欧洲专利申请No.13171900.7(通过引用将其全部内容包括在本文中)公开了用于测定至少一个对象的取向的检测器装置。检测器装置包含至少2个信标装置，所述信标装置适于为以下至少一项：与对象连接，由对象保持和结合到对象中，信标装置适于将光束送向检测器，信标装置在对象的坐标体系中具有预定的坐标。检测器装置进一步包含至少一个适于检测从信标装置向检测器行进的光束的检测器。检测器装置进一步包含至少一个评估装置，所述评估装置适于测定检测器的坐标体系中各信标装置的纵向坐标，评估装置进一步适于通过使用信标装置的纵向坐标而测定检测器的坐标体系中对象的取向。
2013年6月13日提交的欧洲专利申请No.13171901.5(通过引用将其全部内容包括在本文中)公开了用于测定至少一个对象的位置的检测器。检测器包含至少一个适于检测从对象向检测器行进的光束的光学传感器，其中光学传感器具有至少一个像素矩阵。检测器进一步包含至少一个适于测定由光束照射的光学传感器的像素数目N的评估装置。评估装置进一步适于通过使用由光束照射的像素数目N而测定对象的至少一个纵向坐标。
2013年6月13日提交的欧洲专利申请No.13171898.3(通过引用将其全部内容包括在本文中)公开了包含光学传感器的光学检测器，所述光学传感器具有基质和置于其上的至少一个光敏层设置，光敏层设置具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和夹在第一电极与第二电极之间的至少一种光电材料，其中光电材料包含至少一种有机材料，其中第一电极包含多个第一电极条，且其中第二电极包含多个第二电极条，其中第一电极条和第二电极条相交使得在第一电极条和第二电极条的交叉点形成像素矩阵。光学检测器进一步包含至少一个读取装置，所述读取装置包含与第二电极条连接的多个电测量装置和用于随后将第一电极条与电测量装置连接的开关装置。
尽管上述装置和检测器，具体而言，WO 2012/110924 A1、US61/739,173、US 61/749,964、EP 13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3所述检测器暗示的优点，仍保留几个技术挑战。因此，即使可以以高精确度测定对象的位置，许多应用还要求关于空间对象，具体而言，具有显著形状的对象的取向的信息。另外，在许多情况下，检测对象和/或检测对象的位置或取向要求使用可执行到对象中和/或与对象连接和/或由对象保持并且适于将光束送向检测器的一个或多个目标装置，也称为信标装置。目标装置可以为主动或被动目标装置。然而，在许多应用中，要求使用多个目标装置，具体而言，如果必须测定对象的取向的话。然而，后一种应用通常意味着辨别源自不同目标装置的光束的技术挑战。为此，目标装置可以为适于发射可辨别光束的主动目标装置，例如使用不同的颜色和/或不同的调制频率。然而，该执行在许多情况下要求使用可执行和/或与对象连接的小型化光源。这些光源通常显著提高总技术装置的成本。另外，使用具有光源的主动目标装置通常将待检测对象的类型限于能够维持与对象连接、由对象保持或者结合到对象中的1、2个或更多光源的存在的宏观对象。另外，主动目标装置通常要求一个或多个电池或其它能量来源，这进一步限制了这些目标装置的潜在应用。
待解决的问题
因此，本发明的目的是提供用于避免已知装置的上述缺点的装置和方法和光学检测至少一个对象的方法。具体而言，应公开通过避免显著扰乱对象的总体形状以及通过避免将对象限于能够维持主动光源的宏观对象而以划算的方式容许光学检测对象的位置，包括对象的取向的目标装置。
发明概述
该问题由具有独立权利要求书的特征的目标装置、成套装置、对象、检测器装置、人机界面、娱乐装置、跟踪系统、方法和用途解决。可以以分离方式或者以任何任意组合实现的优选实施方案列于从属权利要求中。
如下文中所用，术语“具有”、“包含”或“包括”或其任何任意文法变体以非排他性方式使用。因此，这些术语可以指其中除这些术语结引入的特征外，在该上下文中所述实体中不存在其它特征的情况，以及其中存在一个或多个其它特征的情况。作为实例，表述“A具有B”、“A包含B”和“A包括B”可以指其中除B外，A中不存在其它元素的情况(即其中仅仅且排他性地由B组成的情况)和其中除B外，实体A中存在一种或多种其它元素，例如元素C、元素C和D或者甚至其它元素的情况。
另外，如下文中所用，术语“优选”、“更优选”、“特别是”、“更特别是”、“具体而言”、“更具体而言”或者类似术语与任选的特征联合使用而不限制可选的可能性。因此，由这些术语引入的特征为任选的特征且不意欲以任何方式限制权利要求书的范围。如技术人员认识到的，本发明可通过使用可选特征进行。类似地，由“在本发明一个实施方案中”或类似表述引入的特征意欲为任选的特征而不具有关于本发明可选实施方案的任何限制，不具有关于本发明范围的任何限制且不具有关于将以该方式引入的特征与本发明的其它任选或非任选特征组合的可能性的任何限制。
在本发明第一方面中，公开了用于光学检测至少一个对象的目标装置，其中目标装置适于以下至少一项：结合到对象中，由对象保持或者与对象连接。目标装置具有至少一个用于反射光束的反射元件，由此产生反射光束。目标装置进一步具有至少一个颜色转换元件，所述颜色转换元件适于在反射光束期间改变光束的至少一个光谱性能。光谱性能具体地可选自：光束的颜色；光束的光谱的峰值波长；光束的偏振。因此，颜色转换元件可适于在反射光束期间改变光束的颜色。
一般而言，如本文所用以及如下文进一步详细描述，也称为信标装置的目标装置通常为可通过至少一个检测器，通过能够将至少一个光束送向检测器而光学检测的装置。因此，一般而言，目标装置的位置和/或涉及位置的至少一个信息可由检测器产生。关于本发明，目标装置为反射目标装置，目标装置能够反射初级光束，由此产生反射光束。在下文中，初级光束与反射光束之间没有词语区别，即使击中目标装置的初级光束和反射光束在至少一个光谱性能方面，具体而言，在至少一种颜色方面不同。
如本文中进一步使用，反射元件通常为能够反射光束，具体而言，以定向方式反射光束的元件。因此，反射元件通常可以为或者可包含用于反射光的任意手段，例如至少一个反射表面。作为实例，反射元件可包含至少一个反射金属表面，例如至少一个选自铝、银、铬、铜或金的金属表面。另外或者作为选择，可使用其它反射表面，例如一个或多个抛光材料和/或半导体的反射表面，例如反射选择表面。此处，可使用纯金属或金属合金。进一步，另外或者作为选择，反射元件可以为或者可包含其它反射方式，例如反射多层体系，具体而言，提供多个界面的无机透明多层体系，所述多个界面总计提供反射性能。这些类型的无机多层体系通常是光学镜领域中已知的。因此，作为实例，可使用氧化物多层体系，例如包含一个或多个氧化镁层的多层体系。其它实施方案是可行的。
如本文中进一步使用，颜色转换元件通常为适于在反射光束期间改变光束的至少一个光谱性能的元件。因此，具体而言，光束的颜色可在反射期间，即在与通常的目标装置相互作用期间通过颜色转换元件改变。至少一个光谱性能的转换可在反射以前立即，在反射期间或者在反射以后立即进行。因此，一般而言，表述“在反射光束期间”指光束与目标装置相互作用，具体而言，与颜色转换元件相互作用的时段。
如本文中进一步使用，光束的颜色通常指光束的光谱组成。具体而言，光束的颜色可以在任何任意色坐标体系中和/或在光谱装置，例如通过给出光的光谱的主峰波长而给出。具体而言，光束的颜色可以在CIE坐标中给出。其它实施方案是可行的。如果光束为窄波带光束如激光光束和/或由半导体装置如发光二极管产生的光束，则可给出光束的峰值波长以表征光束的颜色。
颜色转换元件尤其可以为适于将光束的颜色转向较长波长的下转换颜色转换元件和适于将光束的颜色转向较低波长的上转换颜色转换元件中的一种。如果颜色转换元件为下转换颜色转换元件，则下转换颜色转换元件尤其可包含以下至少一种：萘嵌苯染料；萘染料，特别是萘苯并咪唑；方酸菁染料；二酮吡咯并吡咯染料；吖啶染料；芘染料；三芳基胺；若丹明；荧光素；稀土金属络合物；过渡金属络合物；无机金属氧化物颜料；无机吸收剂；无机颜料；酞菁染料；卟啉染料；有机颜料；技术人员已知的其它荧光染料和颜料。如果颜色转换元件为上转换颜色转换元件，则上转换颜色转换元件尤其可包含至少一种稀土金属络合物。
颜色转换元件尤其可包含至少一种染料。因此，作为实例，颜色转换元件可包含至少一种吸收紫外线和/或蓝色光谱区的染料。染料通常可选自有机染料和无机染料。作为实例，可使用萘衍生物、二萘嵌苯衍生物或稀土金属络合物中的一种或多种。
颜色转换元件尤其可包含至少一个颜色转化器。因此，作为实例，颜色转换元件可包含至少一个如WO 2012/152812 A1中所述和/或如WO2012/168395 A1中所述的颜色转化器-其具有或不具有这些文件中所公开的至少一个屏障层。作为实例，有机荧光着色剂可以为或者可包含至少一种萘染料和/或至少一种二萘嵌苯衍生物。另外，颜色转换元件通常可包含至少一个包含至少一种有机荧光着色剂的层和至少一个具有低透氧性的屏障层，如WO 2012/152812 A1和/或WO 2012/168395 A1中所公开的。
目标装置尤其可包含具有形成反射元件或其部分的至少一个反射层的层设置和形成颜色转换元件或其部分的至少一个颜色转换层，颜色转换层置于反射层上，颜色转换层包含至少一个颜色转换元件。其它实施方案是可行的，例如其中反射元件和颜色转换元件是完全或部分相同的或者例如通过将一种或多种颜色转换材料混入一种或多种反射材料中和/或通过在一个且相同层内，例如在基体材料的一个且相同层内提供反射颗粒和颜色转换颗粒而完全或部分结合到一个且相同元件中的实施方案。
反射层可包含一个或多个反射元件，优选一个或多个选自如下的反射元件：角反射器；反向反射器；Luneburg透镜；面反向反射器。
反射元件可包含至少一种挠性材料，优选选自如下的挠性材料：挠性塑料、挠性织物、玻璃珠带、微棱镜反向反射带。如本文中通常使用的，挠性材料为可通过用手处理反射元件和/或目标装置期间发生的普通力，例如10N以下的力变形的材料。
目标装置优选为不具有主动光源的被动目标装置。因此，目标装置可保持为非常小的。具体而言，目标装置可具有0.5mm至50mm，优选1.0mm至20mm，更优选5.0mm至10mm的直径或当量直径。然而，另外，可存在一个或多个主动光源。作为选择，一个或多个要求电能的其它装置可存在于目标装置内。由于上述原因，仍优选被动目标装置。
颜色转换元件尤其可包含至少一个基体元件和嵌入基体元件中的至少一种颜色转换材料。作为实例，基体元件包含至少一种透明基体材料。因此，基体材料可具有在可见光谱范围内，例如在蓝色光谱范围内至少30％，优选至少50％的透明度。具体而言，基体元件可包含至少一种选自如下的基体材料：树脂；聚合物，优选选自如下的聚合物：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、聚氨酯、合成或天然橡胶、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚硅氧烷、热塑性聚合物、弹性聚合物；玻璃；二氧化硅；盐；无定形有机或无机相；结晶有机或无机相；胶如环氧胶。作为实例，二萘嵌苯染料和/或萘染料，特别是萘苯并咪唑可作为颜色转换材料或其部分嵌入作为基体材料的透明塑料中，例如嵌入聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚苯乙烯(PS)中。
目标装置可进一步包含分散于基体材料中的至少一种光散射材料。因此，作为实例，光散射材料可包含无机颗粒，具体而言，二氧化钛。
颜色转换元件尤其可包含以下一个或多个：有机颜色转换元件，更优选聚合物颜色转换元件；颜色转化颜料；颜色转化无机发光材料。
目标装置可进一步包含至少一个适于将目标装置与至少一个对象连接的连接装置。作为实例，连接装置可包含至少一个选自如下的元件：粘合表面；Velcro扣件；皮带；钩子；夹子；磁体；条；皮带；按钮；拉链；橡胶带；吸盘；选自如下的扣件：回形针、夹子、销子、按扣、技术人员已知的另一种扣件。
在本发明另一方面中，公开了包含多个本发明目标装置的成套装置。此处，至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。因此，至少一个第一目标装置可具有至少一个第一颜色转换元件，且至少一个第二目标装置可具有至少一个第二颜色转换元件，其中第一颜色转换元件和第二颜色转换元件在其改变光束的至少一个光谱性能的能力方面不同。因此，一个且相同光束在照射第一颜色转换元件时经受至少一个光谱性能的第一变化，并且在照射第二颜色转换元件时经受至少一个光谱性能的第二变化，其中第一变化和第二变化不同。因此，作为实例，第一颜色转换元件可适于将光束的颜色转化成第一目标颜色，且第二颜色转换元件可适于将光束的颜色转化成第二目标颜色，其中第二目标颜色不同于第一目标颜色。
在本发明的另一方面中，公开了可通过至少一个光学检测器检测的对象，所述对象包含至少一个本发明目标装置，其中目标装置为以下至少一项：结合到对象中，由对象保持或者与对象连接。对象尤其可包含多个目标装置，例如本发明成套装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。所述多个目标装置尤其可包含至少一个第一目标装置和至少一个第二目标装置，第一目标装置具有第一颜色转换元件，其中第一颜色转换元件适于将光束的颜色变成第一目标颜色，第二目标装置具有第二颜色转换元件，其中第二颜色转换元件适于将光束的颜色变成第二目标颜色，第二目标颜色不同于第一目标颜色。
对象通常可以为任意对象。然而，具体而言，对象可选自：衣服，优选选自如下的衣服：帽子、帽、手套、套装、衬衣、短裤、套衫、夹克、罩衣和罩衫、外套或面具；乐器或者用于控制一个或多个乐器的装置，例如棒、鼓锤、琴拨、琴弓或小提琴弓；体育装置，优选选自如下的体育装置：球拍、球棒；玩具，优选选自如下的玩具：玩具枪和玩具剑；用于控制机器的控制装置，优选用于控制以下一种或多种的控制装置：计算机、电视机、另一娱乐装置、远程控制玩具如玩具车、飞机或船，更优选用户可手持的手持控制装置；移动电子装置，优选移动通信装置，例如移动电话，优选智能电话；交通号志；交通信号；汽车；自行车；摩托车；铲车，例如叉车；由于高安全性要求而装配有反射材料以确保可见性的对象。
在本发明的另一方面中，公开了用于检测至少一个对象的检测器装置，其包含至少一个本发明目标装置，目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中，检测器装置进一步包含至少一个适于检测由目标装置反射的至少一个光束的光学检测器，其中检测器装置适于通过测定目标装置的至少一个位置而测定对象的至少一个位置。
检测器装置可进一步包含至少一个适于照射目标装置的照明源。因此，作为实例，至少一个照明源可以为或者可包含至少一个选自如下的照明源：激光器、发光二极管、灯泡、白炽光源。另外或者作为选择，可使用其它照明源，例如环境光或日光，具体而言，直射日光。
检测器装置尤其可包含多个目标装置，例如至少一个本发明成套装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。因此，第一目标装置的至少一个第一颜色转换元件可适于将光束的颜色变成第一颜色，其中第二目标装置的至少一个第二颜色转换装置可适于将光束的颜色变成第二颜色，其中第二颜色不同于第一颜色。因此，目标装置可适于将由一个且相同照明源发射的光束的颜色转换成不同的颜色，由此容许识别转化光束源自的各目标装置。检测器装置可进一步包含至少一个颜色敏感元件。检测器装置可适于通过由这些目标装置反射的光束的颜色辨别目标装置。具体而言，颜色敏感元件可包含至少一个选自如下的元件：滤波器，优选滤光轮；棱镜；光栅；分光镜；颜色敏感检测元件。
关于光学检测器的可能设置，可参考例如WO 2012/110924 A1。因此，可使用至少一个具有至少一个光学传感器的检测器，具体而言，至少一个具体表达为染料敏化太阳能电池，更具体而言，具体表达为固体染料敏化太阳能电池的光学传感。作为实例，光学检测器可包含染料敏化太阳能电池堆栈，例如固体染料敏化太阳能电池堆栈。另外或者作为选择，光学检测器可包含一个或多个如US 6,995,445 B2中所公开的薄膜有机位置敏感检测器。因此，作为实例，光学检测器可包含一个或多个如WO 2012/110924A1所述光学传感器和一个或多个如US 6,995,445 B2所述薄膜有机位置敏感检测器的组合。具体而言，一个或多个如WO 2012/110924 A1所述光学传感器可用于通过使用如WO 2012/110924 A1所述FiP效应测定对象和/或其部分的至少一个纵向坐标或z坐标，且一个或多个如US 6,995,445 B2所述薄膜有机位置敏感检测器可通过使用如US 6,995,445 B2所述横向名感性而测定对象和/或其部分的至少一个横向坐标或x-y坐标。然而，其它设置是可行的。因此，一般而言，至少一个光学检测器可包含US 6,995,445B2、WO 2012/110924 A1、US 61/739,173、US 61/749,964、EP 13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3中的一个或多个中所公开的检测器或光学检测器中的一个或多个，通过引用将其全部内容包括在其中。
因此，光学检测器可包含至少一个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其中纵向光学传感器设计用于以取决于光束对传感器区域的照明的方式产生至少一个纵向传感器信号，其中如果给定相同的照明总功率，则纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的光束横截面，其中光学检测器进一步包含至少一个评估装置，其中评估装置设计用于通过评估纵向传感器信号而产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。关于其它细节，可参考WO 2012/110924 A1和其中公开的所谓FiP效应。评估装置尤其可设计用于由照明几何与对象相对于光学检测器的相对位置之间的至少一个预定关系产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
如上文所述，光学检测器尤其可具有多个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器是堆叠的。因此，纵向光学传感器可沿着至少一个光轴堆叠。具体而言，可排列纵向光学传感器使得光束照射所有纵向光学传感器，其中至少一个纵向传感器信号通过各纵向光学传感器产生，其中评估装置适于将纵向传感器信号标准化并独立于光束的强度而产生关于对象的纵向位置的信息。
评估装置可适于通过由至少一个纵向传感器信号测定光束的直径而产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。因此，评估装置可适于对比光束的直径与光束的已知光束性能以测定关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
如例如WO 2012/110924 A1所述，还可以以一定方式设计纵向光学传感器使得如果给定相同的照明总功率，则纵向传感器信号取决于照明调制的调制频率。光学检测器尤其可包含至少一个用于调节照明的调制装置。调制装置可完全或者部分地包括在任选的照明源内和/或可完全或者部分地插入照明源与对象之间和/或可完全或者部分地插入对象与检测器的至少一个光学传感器之间。作为实例，调制装置可适于，优选以定期方式调节光束的强度。
如上所述，光学检测器可进一步包含至少一个横向光学传感器，横向光学传感器适于测定光束的横向位置，横向位置为垂直于检测器的光轴的至少一个维中的位置。横向光学传感器可适于产生至少一个横向传感器信号，其中评估装置可进一步适于通过评估横向传感器信号而产生关于对象的横向位置的至少一个信息项。关于至少一个横向光学传感器的潜在实施方案，可参考例如US 61/739,173、US 61/749,964或US 6,995,445 B2中的一个或多个。
至少一个横向光学传感器尤其可完全或者部分地具体表达为具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和至少一种光电材料的光检测器，其中光电材料嵌入第一电极与第二电极之间，其中光电材料适于响应于用光照射光电材料而产生电荷，其中第二电极为具有至少2个部分电极(partialelectrode)的多回路电极，其中横向光学传感器具有传感器区域，其中至少一个横向传感器信号表示传感器区域中光束的位置。具体而言，通过部分电极的电流可取决于传感器区域中光束的位置。横向光学传感器可适于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。检测器装置可适于由通过部分电极的电流的至少一个比得到关于对象的横向位置的信息。具体而言，光检测器可以为染料敏化太阳能电池。第一电极可至少部分地由至少一种透明导电氧化物制成，且第二电极可至少部分地由导电聚合物，优选透明导电聚合物制成。
在本发明的另一方面中，公开了用于在用户与机器之间交换至少一个信息项的人机界面。人机界面包含至少一个本发明检测器装置。人机界面设计用于借助检测器装置产生用户的至少一个几何信息项。人机界面设计用于分配给几何信息至少一个信息项。关于人机界面或其部分的其它定义、细节和潜在实施方案，可参考例如WO 2012/110924 A1、US 61/739,173、US 61/749,964、EP 13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3中的一个或多个。
在本发明的另一方面中，公开了用于进行至少一个娱乐功能的娱乐装置。娱乐装置包含至少一个本发明人机界面。娱乐装置设计用于使表演者借助人机界面输入至少一个信息项。娱乐装置进一步设计用于根据信息改变娱乐功能。关于娱乐装置或其部分的其它定义、细节和潜在实施方案，可参考例如WO 2012/110924 A1、US 61/739,173、US 61/749,964、EP13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3中的一个或多个。
在本发明的另一方面中，公开了用于跟踪至少一个可移动对象的位置的跟踪系统。跟踪系统包含至少一个本发明检测器装置。跟踪系统进一步包含至少一个跟踪控制器，其中跟踪控制器适于跟踪对象的一系列位置，各个位置包含关于对象在特定时间点的横向位置的至少一个信息项和关于对象在特定时间点的纵向位置的至少一个信息项。关于跟踪系统或其部分的其它定义、细节和潜在实施方案，可参考例如WO 2012/110924 A1、US61/739,173、US 61/749,964、EP 13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3中的一个或多个。
在本发明的另一方面中，公开了光学检测至少一个对象的至少一个位置的方法。方法包括可以以给定顺序或者以不同顺序进行的以下方法步骤。另外，可提供未列出的其它方法步骤。另外，2个或者多个或者甚至所有方法步骤可至少部分地同时进行。另外，2个或者多个或者甚至所有方法步骤可重复地进行两次或者甚至多于两次。
方法可包括使用至少一个本发明目标装置。目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中。方法进一步包括检测由目标装置反射的至少一个光束。方法进一步包括通过测定目标装置的至少一个位置测定对象的至少一个位置。方法可进一步包括用照明光照射对象。
方法可进一步包括使用多个目标装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。第一目标装置的至少一个第一颜色转换元件尤其可适于将光束的颜色变成第一颜色，且第二目标装置的至少一个第二颜色转换装置尤其可适于将光束的颜色变成第二颜色，其中第二颜色不同于第一颜色。方法可进一步包括通过由这些目标装置反射的光束的颜色辨别目标装置。
在所提到的本发明的另一方面中，公开了本发明目标装置对于选自如下的使用目的的用途：距离测量，特别是交通技术；位置测量，特别是交通技术；娱乐应用；安全应用；人机界面应用；跟踪应用；成像应用；照相技术；制造方法；包装方法。
如上所述，检测器装置优选可包含适于通过评估至少一个检测器的一个或多个检测器信号而进行一种或多种评估和/或计算，例如用于测定对象的至少一个位置，例如至少一个取向的一个或多个评估装置。因此，评估装置可包含一个或多个数据加工装置和/或一个或多计算机。作为实例，评估装置可包含一个或多个处理器。另外，评估装置可包含数据存储器装置，例如一个或多个易失性存储器和/或一个或多个非易失性存储器。另外，评估装置可包含一个或多个用户界面，例如一个或多个适于用户输入信息和/或命令的装置，和/或一个或多个适于向用户显示或提供信息的装置。
在上下文中，位置通常可以为表示对象或其部分的一个或多个空间位置、对象或其部分的取向或者对象或其部分的空间构型的任意坐标或坐标组合或者任何其它信息。
因此，具体而言，目标装置、成套装置、对象、检测器装置和方法可适于通过测定至少两个目标装置的位置可测定对象或其部分的至少两个取向，所述目标装置的至少一半为在不同的位置与对象连接，由对象保持或者结合到对象中。通过使用检测器装置测定目标装置的坐标，可测定对象或其部分的取向。
因此，如上所述，可使用至少2个目标装置，目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中。目标装置各自可例如在发射步骤中将光束送向检测器。目标装置可在对象的坐标体系中具有预定坐标。另外，从目标装置向检测器行进的光束可例如在检测步骤中由检测器检测。目标装置各自的纵向坐标可在检测器的坐标体系中测定，且对象的取向可通过使用目标装置的纵向坐标而在检测器的坐标体系中测定。
对象的坐标体系通常可以为具有与对象的至少一个点连接的至少一个点，优选坐标体系的原点的坐标体系。因此，优选对象的坐标体系随着对象移动和/或旋转。类似地，检测器的坐标体系可为具有与检测器的至少一个点连接的至少一个点，优选坐标体系的原点的坐标体系。一般而言，坐标体系优选可以为Cartesian坐标体系。然而，另外或者作为选择，可使用其它类型的坐标体系，例如极坐标体系和/或球面坐标体系。
对象的取向优选通过使用一个或多个定位角而提供。如技术人员认识到，在用于测定对象的取向的领域中，例如在陀螺仪的领域中已知几个体系。具体而言，评估装置可适于通过提供至少2个定位角而测定对象的取向。优选，评估装置可适于通过提供至少2个或至少3个定位角而测定对象的取向。
作为本领域中通常已知的定位角的实例，评估装置可适于通过提供选自如下的至少一个角组合而测定对象的取向：偏转角(Ψ)和螺旋角(Θ)；偏转角(Ψ)、螺旋角(Θ)和滚转角(Φ)；欧拉姿态角。实例在下文中进一步详细给出。
如上所述，检测器装置包含至少一个检测器。检测器本身可包含多个组件，例如多个单独或组合检测器或传感器。因此，至少一个检测器可包含至少一个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其中纵向光学传感器设计用于以取决于光束对传感器区域的照射的方式而产生纵向传感器信号，其中如果给定相同的照明总功率，纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的光束横截面。
关于如果给定相同的照明总功率，纵向光学传感器提供取决于传感器区域中光束的光束横截面的传感器信号的这一性能的潜在细节，可参考WO 2012/110924 A1，通过引用将其全部内容包括在本文中，和其中公开的所谓FiP效应。另外，可参考US 61/739,173、US 61/749,964、EP13171900.7、EP 13171901.5和13171898.3中的一个或多个，通过引用将其全部内容包括在其中
评估装置可设计用于通过评估纵向传感器信号而测定目标装置的纵向坐标。纵向光学传感器可以为透明光学传感器。其它实施方案是可能的。纵向光学传感器尤其可包含至少一种染料敏化太阳能电池。其它实施方案是可能的。
纵向光学传感器可包含至少一个第一电极、至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导体有机材料，优选固体p-半导体有机材料，和至少一个第二电极。第一电极、第二电极或者第一电极和第二电极可以为透明的。其它实施方案是可能的。
评估装置可设计用于由照明的几何与各目标装置相对于检测器的相对位置之间的至少一种预定关系而测定目标装置的纵向坐标。
检测器可具有多个纵向光学传感器。具体而言，纵向光学传感器可以为堆叠的，由此优选形成纵向光学传感器堆栈。可排列纵向光学传感器使得从至少一个目标装置行进至检测器的光束照射所有纵向光学传感器。至少一个纵向传感器信号可由各纵向光学传感器产生。评估装置可适于将纵向传感器信号标准化并独立于光束的强度，至少对于>0的强度而产生各目标装置的至少一个纵向坐标。
评估装置可适于通过由至少一个纵向传感器信号测定各光束的直径而测定各目标装置的纵向坐标。因此，评估装置可适于对比光束的直径与光束的已知光束性能以测定纵向坐标。如下文进一步详细描述，光束的已知光束性能尤其可以为高斯性能，例如纵向坐标与光束的束腰之间的已知关系。
此外，纵向光学传感器可以以一定方式设计，使得如果给定相同的照明总功率，纵向传感器信号取决于照明调制的调制频率。实例在下文中进一步详细给出。
检测器装置的至少一个检测器可进一步包含至少一个横向光学传感器，横向光学传感器适于测定光束的横向位置，横向位置为垂直于检测器的光轴的至少一个维中的位置，横向光学传感器适于产生横向传感器信号。这类横向光学传感器通常是本领域中，例如US 6,995,445 B2中已知的。因此，可使用一个或多个如US 6,995,445 B2中一般性公开的横向光学传感器。另外或者作为选择，可使用如美国临时申请61/739,173和61/749,964中公开的一个或多个横向光学传感器，通过引用将其全部内容包括在其中。
评估装置可设计用于通过评估横向传感器信号而测定至少一个目标装置，优选多个目标装置，最优选所用目标装置的至少一个横向坐标。
横向光学传感器可以为具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和至少一种光电材料的光检测器，其中光电材料嵌入第一电极与第二电极之间，其中光电材料适于响应于用光照射光电材料而产生电荷，其中第二电极为具有至少2个部分电极的多回路电极，其中横向光学传感器具有传感器区域，其中至少一个横向传感器信号表示传感器区域中光束的位置。通过部分电极的电流可取决于传感器区域中光束的位置，其中横向光学传感器适于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。检测器装置可适于由通过部分电极的电流的至少一个比得到横向坐标。其它实施方案是可行的。
至少一个任选横向光学传感器的至少一个任选光检测器尤其可以为染料敏化太阳能电池。其它实施方案是可行的。至少一个任选横向光学传感器的至少一个任选光检测器的第一电极可至少部分地由至少一种透明导电氧化物制成，其中第二电极至少部分地由导电聚合物，优选透明导电聚合物制成。其它实施方案是可行的。横向光学传感器可以为不透明的，或者优选透明光学传感器。
检测器的至少一个任选横向光学传感器和至少一个任选纵向光学传感器优选沿着光轴堆叠使得沿着光轴行进的光束击中横向光学传感器和纵向光学传感器。
此外，检测器装置可包含至少一个照明源。因此，检测器装置可包含至少一个适于照射至少一个目标装置的照明源。如上所述，至少一个目标装置包含至少一个反射元件，因此，可适于产生送向检测器的一个或多个反射光束。因此，目标装置完全或部分地表达为所谓被动目标装置。然而，另外，1个、多于一个或者甚至所有目标装置可装配有至少一个适于发射光的照明源，由此为自发射目标装置。
在本发明的另一方面中，公开了检测器系统。检测器系统包含至少一个根据本发明，例如根据上文公开或者下文进一步详细公开的一个或多个实施方案的检测器装置。检测器系统进一步包含至少一个对象，其中至少一个目标装置，优选多个至少2个或至少3个目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中。
对象优选可以为刚性对象。因此，优选对象为完全或部分刚性的。如本文所用，术语刚性指这一事实：在对象的坐标体系中，对象的各个点或者对象的至少一个区域的至少各个点保持在不随时间而改变的恒定位置。仍然，其它实施方案是可行的。因此，对象可完全或者部分地具体表达为挠性对象和/或完全或部分地可改变其形状的对象。在后一种情况下，优选使用3个或更多目标装置。如果使用完全或部分为挠性和/或完全或部分可改变其形状的对象，则对象的典型运动和/或形状变化可以为已知的和/或可以为预定的。因此，作为实例，臂和/或其它身体部分的典型移动是已知的并且可执行。
如下文中进一步详细描述，本发明优选可以应用于人机界面领域、运动领域和/或电脑游戏领域中。因此，优选对象可选自：运动设备物品，优选选自球拍、球棍、球棒的物品；衣服物品，例如帽子、鞋子、手套、衬衣、短裤、套装、罩衣和罩衫或束发带。其它实施方案是可行的。然而，另外或者作为选择，如下文中进一步详细描述，对象可以为活体对象或者活体对象的一部分，例如用户的身体部分。因此，作为实例，对象可选自手、臂、头、躯干、腿或脚和/或其一个或多个部分。
如本文所用，对象通常可以为选自活体对象和/或非活体对象的任意对象，其中至少一个活体对象和至少一个非活体对象的组合是可行的。因此，作为实例，至少一个对象可包含一个或多个物品和/或物品的一个或多个部分。另外或者作为选择，对象可以为或者可包含一种或多种生物和/或其一个或多个部分，例如人类如用户，和/或动物的一个或多个身体部分。
关于检测器的坐标体系，检测器可构成坐标体系，其中检测器的光轴形成z轴，且其中还提供与z轴垂直并且相互垂直的x轴和y轴。作为实例，检测器和/或检测器的一部分可置于该坐标体系中的指定点，例如在该坐标体系的原点。在该坐标体系中，与z轴平行或反平行的方向可认为是纵向，且沿着z轴的坐标可认为是纵向坐标。与纵向垂直的任意方向可认为是横向，且x-和/或y-坐标可认为是横向坐标。
作为选择，可使用其它类型的坐标体系。因此，作为实例，可使用极坐标体系，其中光轴形成z轴，且其中从z轴的距离和极角可用作其它坐标。同样，与z轴平行或反平行的方向可认为是纵向，且沿着z轴的坐标可认为是纵向坐标。与z轴垂直的任意方向可认为是横向，且极坐标和/或极角可认为是横向坐标。
对象的位置，可能包括取向，可以以各种方式，通过使用至少两个目标装置的至少2个纵向坐标，以及任选涉及一个或多个或者所有目标装置的一个或多个其它信息项，例如至少一个目标装置，优选至少两个目标装置或者所有目标装置的至少一个横向坐标测定。如上所述，评估装置可适于通过提供选自如下的至少一个角组合测定对象的取向：偏转角(Ψ)和螺旋角(Θ)；偏转角(Ψ)、螺旋角(Θ)和滚转角(Φ)；欧拉姿态角。
在最简单的情况下，为测定取向，目标装置的纵向坐标差，即目标装置的z坐标差可能是足够的。因此，作为实例，如果发现至少两个目标装置的z坐标是相同的，则可确定包含至少两个目标装置的对象的平面垂直于检测器的光轴取向。类似地，如果2个目标装置的z坐标相差Δz，通过使用对象的坐标体系中目标装置之间的已知距离d以及通过使用简单的三角函数(例如sinΘ＝Δz/d或者类似的函数)，可测定目标装置之间的连接线与光轴之间的角。一般而言，尤其是对具有任意形状且具有或者与多个，至少2个，优选至少3个目标装置连接的刚性对象而言，可找出当至少两个目标装置的至少2个纵向坐标，优选至少3个目标装置的至少3个纵向坐标以及优选其它信息是已知的时，容许测定检测器的坐标体系中涉及对象的取向的至少一个信息项的转换。转换的其它实例在下文中详细地给出。
作为实例，转换可通过使用转换矩阵进行。另外或者作为选择，可使用用于测定关于对象的取向的至少一个信息项的运算法则。
如本文所用，用于测定至少一个对象的取向的检测器装置为适于提供关于至少一个对象和/或其部分的取向的至少一个信息项的装置。因此，取向可以指完全描述检测器的坐标体系中对象或其部分的取向的信息项，或者可以指仅部分地描述取向，例如关于检测器的坐标体系中的指定平面的部分信息。为检测器装置的一部分的检测器通常为适于检测光束，例如从目标装置向检测器行进的光束的装置。
如上文所述，检测器装置包含多个组件，即至少，至少两个目标装置、检测器和评估装置。优选，至少两个目标装置可不依赖于检测器而处理，由此形成独立实体。然而，评估装置和检测器可完全或者部分地结合到单一装置中。因此，一般而言，评估装置还可形成检测器的一部分。作为选择，评估装置和检测器可形成分开的装置。检测器装置可包含其它组件。
检测器可以为固定装置或移动装置。另外，检测器可以为独立装置或者可形成另一装置如计算机、车辆或任何其它装置的一部分。另外，检测器可以为手持式装置。检测器的其它实施方案是可行的。
至少一个任选横向光学传感器和至少一个任选纵向光学传感器可至少部分地结合到一个光学传感器。作为选择，可提供与至少一个横向光学传感器分开的至少一个纵向光学传感器。另外，至少一个评估装置可不取决于至少一个横向光学传感器和至少一个纵向光学传感器而形成分开的评估装置，但可优选与至少一个任选横向光学传感器和至少一个任选纵向光学传感器连接以接收横向传感器信号和/或纵向传感器信号。作为选择，至少一个评估装置可完全或部分地结合到至少一个横向光学传感器和/或至少一个纵向光学传感器中。
如本文所用，术语横向光学传感器通常指适于测定从对象行进至检测器的至少一个光束的横向位置的装置。关于术语横向位置，可参考上文给出的定义。因此，优选横向位置可以为或者可包含在垂直于检测器的光轴的至少一个维中的至少一个坐标。作为实例，横向位置可以为在垂直于光轴的平面中，例如在横向光学传感器的光敏传感器表面上由光束产生的光点的位置。作为实例，平面中的位置可在Cartesian坐标和/或极坐标中给出。其它实施方案是可行的。
关于横向光学传感器的潜在实施方案，可参考如US 6,995,445和US2007/0176165 A1中公开的位置敏感有机检测器。然而，其它实施方案是可行的并且进一步详细描述于下文中。
如上所述，可使用一个或多个目标装置。因此，在一个实施方案中，可使用至少两个目标装置，其中优选目标装置具有不同的颜色转换元件以辨别由各目标装置反射的光束。因此，由不同目标装置反射的反射光束可具有不同的光谱性能，例如不同的颜色。检测器装置，具体而言，检测器可具有适于通过这些目标装置反射的光束的颜色而辨别目标装置的颜色敏感元件。如本文所用，颜色敏感元件通常指适于取决于光束的至少一个光谱性能而提供动作或响应的元件。因此，颜色敏感元件可以为或者可包含具有取决于光束颜色的光谱响应的光学传感器。另外或者作为选择，颜色敏感元件可以为或者可包含光谱分离元件，例如以下至少一个：滤光器、光栅、棱镜、分光镜或者适于通过其颜色分离光束或其组分的任何其它类型的光学分离元件中。
因此，一般而言，检测器装置可适于辨别由不同目标装置反射的光束。因此，优选可存在2个或更多个目标装置，所述目标装置为以下一项或多项：与对象连接，结合到对象中或者由对象保持。
通过检测或辨别由不同目标装置反射的光束，可测定对象的取向。因此，取向可通过使用2个或更多个本发明目标装置，优选通过使用如2013年6月13日提交的欧洲专利申请No.13171900.7中所述的方法和/或检测器装置测定，通过引用将其全部内容包括在其中。其它实施方案是可行的。
如果仅存在2个目标装置，则优选至少一个其它信息项用于测定取向。因此，作为实例，作为至少一个其它信息项，可使用至少一个目标装置的至少一个横向坐标，如下文进一步详细描述的，优选两个目标装置或者所有目标装置的横向坐标。如果存在3个或更多目标装置，则3个或更多目标装置的纵向坐标通常足以测定对象的取向。因此，作为实例，由3个或更多目标装置的纵向坐标差，可测定对象的取向，例如旋转，如如下文进一步详细描述的。具体而言，通过使用对象的坐标体系中目标装置的预定坐标，以及通过测定检测器的坐标体系中目标装置的纵向坐标，可进行坐标转换和/或可通过使用评估装置而测定上述定位角。因此，评估装置可适于使用一个或多个转换运算法则将目标装置的纵向坐标和任选一个或多个其它信息项转换成关于检测器的坐标体系中对象的取向的至少一个信息项。
作为实例，评估装置可以为或者可包含一个或多个集成电路，例如一个或多个专用集成电路(ASIC)，和/或一个或多个数据加工装置，例如一个或多个计算机，优选一个或多个微型计算机和/或微型控制器。可包含其它组件，例如一个或多个预处理装置和/或数据获取装置，例如一个或多个用于接收和/或预处理横向传感器信号和/或纵向传感器信号的装置，例如一个或多个AD转换器和/或一个或多个过滤器。另外，评估装置可包含一个或多个数据存储器装置。另外，评估装置可包含一个或多个界面，例如一个或多个无线界面和/或一个或多个接线界面。
至少一个评估装置可适于执行至少一个计算机程序，例如至少一个执行或者支持测定检测器的坐标体系中各目标装置的纵向坐标和/或通过使用目标装置的纵向坐标而测定检测器的坐标体系中对象的取向的步骤的计算机程序。作为实例，可执行一个或多个运算法则，其可通过使用横向传感器信号和/或纵向传感器信号作为输入变量而执行向对象的取向的预定转换。
如上所述，优选，至少一个任选横向光学传感器为具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和至少一种光电材料的光检测器，其中光电材料嵌入第一电极与第二电极之间。如本文所用，光电材料通常为适于响应于用光照射光电材料而产生电荷的材料或材料组合。
如本文所用，术语光通常指可见光谱范围、紫外光谱范围和红光谱范围中的一个或多个内的电磁辐射。在本文中，术语可见光谱范围通常指380nm至780nm的光谱范围。术语红外光谱范围通常指780nm至1mm，优选780nm至3.0μm的电磁辐射。术语紫外光谱范围通常指1nm至380nm，优选100nm至380nm的电磁辐射。优选，如本发明中所用光为可见光，即可见光谱范围内的光。
术语光束通常指发射和/或反射到指定方向的一定量的光。因此，光束可以为在垂直于光束传播方向的方向上具有预定延伸的一束光射线。优选，光束可以为或者可包含一个或多个高斯光束，其可以通过一个或多个高斯光束参数表征，例如以下一个或多个：束腰、瑞利长度或者适于表征光束直径的发展和/或空间光束传播的任何其它光束参数或者光束参数组合。
优选，横向光学传感器的第二电极可以为具有两个部分电极的多回路电极，其中横向光学传感器具有传感器面积，其中至少一个横向传感器信号表示传感器面积中光束的位置。因此，如上所述，横向光学传感器可以为或者可包含一个或多个光检测器，优选一个或多个有机光检测器，更优选一个或多个DSC或者sDSC。传感器面积可以为面向对象的光检测器的表面。传感器面积优选可垂直于光轴取向。因此，横向传感器信号可表示在横向光学传感器的传感器面积的平面中由光束产生的光点的位置。
一般而言，如本文所用，术语部分电极指多个电极中的适于优选独立于其它部分电极而测量至少一个电流和/或电压信号的电极。因此，如果提供多个部分电极，则第二电极适于借助至少2个部分电极提供多个电势和/或电流和/或电压，其可单独地测量和/或使用。
当使用具有至少一个具有2个或更多个部分电极的多回路电极作为第二电极的至少一个横向光学传感器时，通过部分电极的电流可取决于传感器面积中光束的位置。这通常可能是由于这一事实：欧姆损耗或电阻损耗可能在从由于击中光而产生电荷的位置至部分电极的路径上发生。因此，除部分电极外，第二电极可包含与部分电极连接的一种或多种其它电极材料，其中一种或多种其它电极材料提供电阻。因此，由于在从产生电荷的位置至一种或多种其它电极材料通过的部分电极的路径上的欧姆损耗，通过部分电极的电流取决于电荷产生的位置，以及因此传感器面积中光束的位置。关于测定传感器面积中光束的位置的该原理的细节，参考下文的优选实施方案和/或如例如US 6,995,445和/或US 2007/0176165 A1中公开的物理原理和装置选择。
横向光学传感器可进一步适于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。因此，可形成通过两个水平部分电极的电流的比，由此产生x坐标，和/或可形成直至垂直部分电极的电流的比，由此产生y坐标。检测器，优选横向光学传感器和/或评估装置可适于由通过部分电极的电流的至少一个比得到关于对象的横向位置的信息。通过对比通过部分电极的电流而产生位置坐标的其它方法是可行的。
部分电极通常可以以各种方式限定以测定传感器面积中光束的位置。因此，可提供2个或更多个水平部分电极以测定水平坐标或x坐标，并且可提供2个或更多个垂直部分电极以测定垂直坐标或y坐标。因此，部分电极可提供于传感器面积的边缘处，其中传感器面积的内部空间保持自由并且可被一种或多种其它电极材料覆盖。如下文中进一步详细描述，其它电极材料优选可以为透明的其它电极材料，例如透明金属和/或透明导电氧化物，和/或最优选透明导电聚合物。
其它优选实施方案可以指光电材料。因此，横向光学传感器的光电材料可包含至少一种有机光电材料。因此，一般而言，横向光学传感器可以为有机光检测器。优选，有机光检测器可以为染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池优选可以为包含嵌入第一电极与第二电极之间的层设置的固体染料敏化太阳能电池，层设置包含至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料和至少一种固体p-半导体有机材料。染料敏化太阳能电池(DSC)的其它细节和任选实施方案描述于下文中。
横向光学传感器的至少一个第一电极优选为透明的。如本发明中所用，术语透明通常指这一事实：透射通过透明对象以后的光的强度等于或者超过透射通过透明对象以前光的强度的10％，优选40％，更优选60％。更优选，横向光学传感器的至少一个第一电极可完全或部分地由至少一种透明导电氧化物(TCO)制成。作为实例，可提到铟掺杂的氧化锡(ITO)和/或氟掺杂的氧化锡(FTO)。其它实例在下文中给出。
另外，横向光学传感器的至少一个第二电极优选可完全或者部分地为透明的。因此，具体而言，至少一个第二电极可包含2个或更多个部分电极和接触2个或更多个部分电极的至少一种其它电极材料。2个或更多个部分电极可以为不透明(intransparent)的。作为实例，2个或更多个部分电极可完全或者部分地由金属制成。因此，2个或更多个部分电极优选位于传感器面积的边缘处。然而，2个或更多个部分电极可通过至少一种其它电极材料电连接，所述其它电极材料优选为透明的。因此，第二电极可包含具有2个或更多个部分电极的不透明边缘和具有至少一种透明的其它电极材料的透明内部面积。更优选，横向光学传感器的至少一个第二电极，例如上述至少一种其它电极材料可完全或者部分地由至少一种导电聚合物，优选透明导电聚合物制成。作为实例，可使用具有至少0.01S/cm，优选至少0.1S/cm或者更优选至少1S/cm或者甚至至少10S/cm或至少100S/cm的导电率的导电聚合物，作为实例，至少一种透明导电聚合物可选自：聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)，优选被至少一个抗衡离子电掺杂的PEDOT，更优选掺杂有聚苯乙烯磺酸钠的PEDOT(PEDOT:PSS)；聚苯胺(PANI)；聚噻吩。
如上所述，导电聚合物可提供至少2个部分电极之间的电连接。导电聚合物可提供欧姆电阻率，容许测定电荷产生的位置。优选，导电聚合物提供部分电极之间0.1-20kΩ的电阻率，优选0.5-5.0kΩ的电阻率，更优选1.0-3.0kΩ的电阻率。作为实例，可使用一个或多个具有至少0.00001S/cm、至少0.001S/cm或至少0.01S/cm，优选至少0.1S/cm或者更优选至少1S/cm或甚至至少10S/cm或至少100S/cm的表面导电率的导电聚合物膜。
一般而言，如本文所用，导电材料可以为具有小于104、小于103、小于102或小于10Ωm的比电阻的材料。优选，导电材料具有小于10-1、小于10-2、小于10-3、小于10-5或者小于10-6Ωm的比电阻。最优选，导电材料的比电阻为小于5×10-7Ωm或者为小于1×10-7Ωm，特别是在铝的比电阻的范围内。
如上所述，优选，任选至少一个横向光学传感器和任选至少一个纵向光学传感器中的至少一个为透明光学传感器。因此，至少一个横向光学传感器可以为透明横向光学传感器和/或可包含至少一个透明横向光学传感器。另外或者作为选择，至少一个纵向光学传感器可以为透明纵向光学传感器和/或可包含至少一个透明纵向光学传感器。如果提供多个纵向光学传感器，例如纵向光学传感器堆栈，则优选多个或者堆栈的所有纵向光学传感器或者多个和/或堆栈的所有纵向光学传感器但不是一个纵向光学传感器为透明的。作为实例，如果提供其中纵向光学传感器沿着检测器的光轴排列的纵向光学传感器堆栈，则优选所有纵向光学传感器，背对对象的最后纵向光学传感器除外，可以为透明纵向光学传感器。最后纵向光学传感器，即背对对象的堆栈侧上的纵向光学传感器可以为透明纵向光学传感器或不透明纵向光学传感器。示例实施方案在下文中给出。
如果横向光学传感器和纵向光学传感器中的一个为透明光学传感器或者包含至少一个透明光学传感器，则光束可在击中横向光学传感器和纵向光学传感器中的另外一个以前通过透明光学传感器。因此，由目标装置反射的向检测器行进的至少一个光束随后可到达横向光学传感器和纵向光学传感器或者反之亦然。
其它实施方案涉及横向光学传感器与纵向光学传感器之间的关系。因此，原则上，横向光学传感器和纵向光学传感器至少部分地可以为相同的，如上文所述。然而，优选，横向光学传感器和纵向光学传感器至少部分可以为独立的光学传感器，例如独立的光检测器，更优选独立的DSC或sDSC。
如上所述，横向光学传感器和纵向光学传感器优选可沿着光轴堆叠。因此，由目标装置反射的向检测器行进，沿着光轴行进的光束可优选随后击中横向光学传感器和纵向光学传感器。因此，光束可随后通过横向光学传感器和纵向光学传感器或者反之亦然。
如上所述，如果给定光束的相同照明总功率，则至少一个纵向传感器信号可取决于至少一个纵向光学传感器的传感器区域中各光束的光束横截面。如本文所用，术语光束横截面通常指光束或者在指定位置上光束产生的光点的横向延伸。如果产生圆形光点，则半径、直径或者高斯束腰或两倍高斯束腰可充当光束横截面的度量。如果产生非圆形光点，则横截面可以以任何其它可行方式，例如通过测定具有与非圆形光点相同面积的圆的横截面而测定，其也称为当量光束横截面。
因此，如果给定光束对传感器区域的相同照明总功率，则具有第一光束直径或光束横截面的光束可产生第一纵向传感器信号，而具有不同于第一光束直径或光束横截面的第二光束直径或光束横截面的光束产生不同于第一纵向传感器信号的第二纵向传感器信号。因此，通过对比纵向传感器信号，可产生关于光束横截面，具体而言，关于光束直径的信息项或至少一个信息项。关于该效应的细节，可参考WO 2012/110924 A1、US61/739,173和61/749,964中的一个或多个。尤其是如果从目标装置传播至检测器的光束的一个或多个光束性能是已知的话，目标装置的纵向坐标可因此衍生自至少一个纵向传感器信号与目标装置的纵向位置之间的已知关系。该已知关系可作为运算法则和/或作为一个或多个校准曲线储存于评估装置中。作为实例，尤其是对高斯光束而言，光束直径或束腰与各光束从那里向检测器传播的目标装置的各纵向坐标之间的关系可容易使用束腰与纵向坐标之间的高斯关系得到。
上述效应，也称为FiP效应(暗指光束横截面φ影响由纵向光学传感器产生的电功率P的效应)，可取决于或者可通过对光束的适当调节而强调，如WO 2012/110924 A1、US 61/739,173和61/749,964中的一个或多个所公开的。因此，优选，检测器装置还具有用于调节光束或者一个或多个光束的至少一个调制装置。调制装置可完全或者部分地执行到至少一个照明源中和/或执行到至少一个照明源中，和/或可完全或者部分地设计为分开的调制装置。
检测器可设计用于在不同调制的情况下检测至少两个纵向传感器信号，特别是至少两个在各自不同的调制频率下的传感器信号。在这种情况下，评估装置可设计用于通过评估至少2个纵向传感器信号产生于对象的纵向位置的至少一个信息项。
一般而言，纵向光学传感器可以以一定方式设置，使得如果给定相同的照明总功率，则至少一个纵向传感器信号取决于照明调制的调制频率。其它细节和示例实施方案在下文中给出。频率相关性的这一属性尤其是在DSC，更优选sDSC中提供。然而，其它类型的光学传感器，优选光检测器，更优选有机光检测器可显示出该效应。
优选，横向光学传感器和纵向光学传感器都为薄膜装置，其具有包含电极和光电材料的层的层设置，层设置具有优选不多于1mm，更优选至多500μm或甚至更小的厚度。因此，横向光学传感器的传感器区域和/或纵向光学传感器的传感器区域优选各自可以为或者可包含可由面向对象的各装置的表面形成的传感器面积。
优选，横向光学传感器的传感器区域和/或纵向光学传感器的传感器区域可由每个装置一个连续传感器区域，例如一个连续传感器面积或传感器表面形成。因此，优选，纵向光学传感器的传感器区域或者如果提供多个纵向光学传感器(例如纵向光学传感器堆栈)，则纵向光学传感器中的各个传感器区域可由恰好一个连续传感器区域形成。纵向传感器信号优选为关于纵向光学传感器的整个传感器区域的均匀传感器信号，或者如果提供多个纵向光学传感器，则为关于各纵向光学传感器的各传感器区域的均匀传感器信号。
至少一个横向光学传感器和/或至少一个纵向光学传感器各自可独立地具有提供至少1mm2，优选至少5mm2的敏感面积(也称为传感器面积)，例如5mm2至1000cm2的传感器面积，优选7mm2至100cm2的传感器面积，更优选1cm2的传感器面积的传感器区域。传感器面积优选具有矩形几何，例如正方形几何。然而，其它几何和/或传感器面积是可行的。
纵向传感器信号优选可选自电流(例如光电流)和电压(例如光电压)。类似地，横向传感器信号优选可选自电流(例如光电流)和电压(例如光电压)或其衍生的任何信号，例如电流和/或电压的商。另外，可通过求平均值和/或筛选而预处理纵向传感器信号和/或横向传感器信号以由原始传感器信号得到指定传感器信号。
一般而言，纵向光学传感器可包含至少一个半导体检测器，特别是包含至少一种有机材料，优选有机太阳能电池，特别优选染料太阳能电池或染料敏化太阳能电池，特别是固体染料太阳能电池或固体染料敏化太阳能电池的有机半导体检测器。优选，纵向光学传感器为或者包含DSC或sDSC。因此，优选，纵向光学传感器包含至少一个第一电极、至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导体有机材料，优选固体p-半导体有机材料和至少一个第二电极。在一个优选实施方案中，纵向光学传感器包含至少一个DSC或者更优选至少一个sDSC。如上所述，优选，至少一个纵向光学传感器为透明纵向光学传感器为或者包含至少一个透明纵向光学传感器。因此，优选，第一电极和第二电极为透明的，或者如果提供多个纵向光学传感器，则设计至少一个纵向光学传感器使得第一电极和第二电极都是透明的。如上所述，如果提供纵向光学传感器堆栈，则优选所有所述纵向光学传感器都是透明的，最远离对象的堆栈的最后纵向光学传感器除外。最后纵向光学传感器可以为透明或不透明的。在后一种情况下，可设计最后纵向光学传感器使得它面向对象的电极为透明的，而它背对对象的电极可以为不透明的。
如上所述，检测器优选具有多个纵向光学传感器。更优选，多个纵向光学传感器例如沿着检测器的光轴堆叠。因此，纵向光学传感器可形成纵向光学传感器堆栈。纵向光学传感器堆栈优选可定向使得纵向光学传感器的传感器区域垂直于光轴取向。因此，作为实例，单一纵向光学传感器的传感器面积或传感器表面可平行取向，其中轻微的角容差是可容许的，例如不多于10°，优选不多于5°的角容差。
如果提供堆叠纵向光学传感器，则至少一个横向光学传感器优选完全或部分地位于面对对象的堆叠纵向光学传感器的侧上。然而，其它实施方案是可行的。因此，其中至少一个横向光学传感器完全或部分地位于背对对象的横向光学传感器堆栈的侧上的实施方案是可行的。另外或者作为选择，其中至少一个横向光学传感器完全或部分位于纵向光学传感器堆栈之间的实施方案是可行的。
优选排列纵向光学传感器使得来自一个目标装置的各光束优选顺序地照射所有纵向光学传感器。具体而言，在这种情况下，优选至少一个纵向传感器信号由各个纵向光学传感器产生。该实施方案是尤其优选的，因为纵向光学传感器的叠层设置容许信号的容易且有效的标准化，即使光束的总功率的强度是未知的。因此，可已知单一纵向传感器信号由一个且相同光束产生。因此，评估装置可适于将纵向传感器信号标准化并独立于光束的强度而产生关于对象的纵向位置的信息。就这点而言，可使用这一事实：如果单一纵向传感器信号由一个且相同光束产生，则单一纵向传感器信号的不同仅仅是由于单一纵向光学传感器的各传感器区域的位置处的光束的横截面不同。因此，通过对比单一纵向传感器信号，可产生关于光束横截面的信息，即使光束的总功率是未知的。由光束横截面，具体而言，通过使用光束的横截面与目标装置的纵向位置之间的已知关系，可获得关于各目标装置的纵向位置以及因此关于目标装置的纵向坐标的信息。
另外，评估装置可使用上述纵向光学传感器的堆叠和通过这些堆叠纵向光学传感器产生的多个纵向传感器信号以解决光束的光束横截面与目标装置的纵向坐标之间的已知关系的不明确性。因此，即使从目标装置传播至检测器的光束的光束性能是完全或部分已知的，已知在许多光束中，光束横截面在到达焦点以前变窄，其后再次变宽。因此，在焦点以前以及通常作为其中光束具有最窄的光束横截面的焦点，沿着光束传播的轴可存在其中光束具有相同横截面的位置。因此，作为实例，在焦点以前和以后的距离z0处，光束的横截面是相同的。因此，如果仅使用一个纵向光学传感器，如果光束的总功率或强度是已知的话，则可测定光束的具体横截面。通过使用该信息，可测定各纵向光学传感器与焦点的距离z0。然而，为测定各纵向光学传感器位于焦点以前还是以后，可能要求其它信息，例如对象和/或检测器的运动历史和/或关于检测器位于焦点以前还是以后的信息。在典型情况下，该其它信息是不可得的。因此，通过使用多个纵向光学传感器，可获得其它信息以解决上述不明确性。因此，如果评估装置通过评估纵向传感器信号而识别第一纵向光学传感器上光束的光束横截面大于第二纵向光学传感器上光束的光束横截面，其中第二纵向光学传感器位于第一纵向光学传感器后面，评估装置可测定光束仍然正在变窄且第一纵向光学传感器的位置位于光束的焦点以前。相反，如果第一纵向光学传感器上光束的光束横截面小于第二纵向光学传感器上光束的光束横截面，则评估装置可测定光束正在变宽且第二纵向光学传感器的位置位于焦点以后。因此，一般而言，评估装置可适于通过对比不同的纵向传感器的纵向传感器信号而识别光束变宽还是变窄。
纵向光学传感器堆栈优选可包含至少3个纵向光学传感器，更优选至少4个纵向光学传感器，甚至更优选至少5个纵向光学传感器或者甚至至少6个纵向光学传感器。通过跟踪纵向光学传感器的纵向传感器信号，甚至可评估光束的光束轮廓。
如本文所用以及如下文中所用，光束的直径或者相等地，光束的束腰可用于表征具体位置上光束的光束横截面。如上所述，可使用各目标装置，即发射和/或反射光束的目标装置的纵向位置与光束横截面之间的已知关系以通过评估至少一个纵向传感器信号而测定目标装置的纵向坐标。作为实例，如上所述，可使用高斯关系，其中假定光束至少近似地以高斯方式传播。为此，光束可例如通过使用产生具有已知的传播性能如已知的高斯特征的光束的照明源而适当地成型。就这点而言，照明源本身可产生具有已知性能的光束，这例如为许多激光器的情况，如技术人员已知的。另外或者作为选择，照明源和/或检测器可具有一个或多个光束成型元件，例如一个或多个透镜和/或一个或多个光阑，以提供具有已知性能的光束，如技术人员认识到的。因此，作为实例，可提供一个或多个传输元件，例如一个或多个具有已知光束成型性能的传输元件。另外或者作为选择，照明源和/或检测器，例如至少一个任选传输元件可具有一个或多个波长选择性元件，例如一个或多个过滤器，例如一个或多个用于过滤掉在至少一个横向光学传感器和/或至少一个纵向光学传感器的最大激发外部的波长的过滤器元件。
因此，一般而言，评估装置可适于对比光束的光束横截面和/或直径与光束的已知光束性能以便优选由光束的光束直径对光束传播方向上的至少一个传播坐标的已知依赖性和/或由光束的已知高斯特征而测定关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
如上所述，本发明进一步涉及用于在用户与机器之间交换至少一个信息项的人机界面。所提出的人机界面可使用这一事实：一个或多个用户可使用上文提到以及下文进一步详细提到的一个或多个实施方案中的上述检测器装置提供给机器信息和/或命令。因此，优选，人机界面可用于输入控制命令。
人机界面设计用于借助检测器装置产生用户的至少一个几何信息项。因此，用户的几何信息可暗示涉及用户或者用户的至少一个身体部分的至少一个位置和/或至少一个取向的至少一个信息项。一般而言，如本文所用，使用者的至少一个取向可暗示关于用户整体和/或用户的一个或多个身体部分的取向。因此，优选，用户的取向可暗示如检测器的评估装置所提供的关于用户的取向的一个或多个信息项。用户、用户的身体部分或者用户的多个身体部分可认为是其取向可由至少一个检测器装置检测的一个或多个对象。因此，至少一个目标装置，优选2个或更多个目标装置可与用户连接或者由用户保持。另外或者作为选择，用户可保持或者操纵具有与其连接和/或结合到其中的一个或多个目标装置的一个或多个控制装置，其中控制装置的位置(包括控制装置的取向)可由检测器检测，并且可转变成机器命令和/或机器信息。
此处可提供正好一个检测器，或者可提供多个检测器的组合。作为实例，可提供多个检测器用于测定用户的多个身体部分的取向和/或用于测定用户的至少一个身体部分的取向。
人机界面可包含多个目标装置，所述目标装置可适于以下至少一项：与用户直接或间接连接和由用户保持。目标装置可具有不同的颜色转换元件。目标装置各自可独立地通过任何合适的手段，例如通过合适的固定装置与用户连接。另外或者作为选择，用户可例如在他或她的手中和/或通过在其身体部分上穿戴至少一个目标装置和/或含有目标装置的衣服而保持和/或运送至少一个目标装置或者一个或多个目标装置。
如本文所用，目标装置通常为可通过至少一个检测器光学检测和/或可促进通过至少一个检测器光学检测的任意装置。至少一个目标装置可以以直接或间接方式永久性或临时性地与用户连接和/或可由用户运送或保持。连接可通过使用一个或多个连接手段和/或通过用户本人，例如通过用户手持至少一个目标装置和/或通过用户佩戴目标装置而进行。
另外或者作为选择，目标装置可以为以下至少一项：与对象连接和结合到用户保持的对象中，在本发明的意义上，其应当包括在用户保持目标装置的选择的意义中。因此，如下文进一步详细描述的，目标装置可与控制元件连接或者结合到控制元件中，所述控制元件可以为人机界面的一部分并且可由用户保持或运送，且其位置(可能包括取向)可由检测器装置识别。因此，一般而言，本发明还涉及包含至少一个本发明检测器装置并且进一步包含至少一个对象的检测器系统，其中目标装置为以下一项：与对象连接，由对象保持和结合到对象中。如上所述，对象优选可形成控制元件，其位置可受用户影响。因此，检测器系统可以为如上文所述或者如下文进一步详细描述的人机界面的一部分。作为实例，用户可以以具体方式处理控制元件以将一个或多个信息项传输至机器，例如以将一个或多个命令传输至机器。
作为选择，检测器系统可以以其它方式使用。因此，作为实例，检测器系统的对象可不同于用户或用户的身体部分，作为实例，可以为独立于用户可移动的对象。作为实例，检测器系统可用于控制设备和/或工业方法，例如制造方法和/或机器人方法。因此，作为实例，对象可以为机器和/或机器部件，例如机械手，其取向可通过使用检测器系统而检测。
可采用人机界面使得检测器装置产生关于用户或者用户的至少一个身体部分的位置的至少一个信息项。
可形成检测器系统的一部分的对象通常可具有任意形状。优选，如上所述，为检测器系统的一部分的对象可以为可由用户，例如手动处理的控制元件。作为实例，控制元件可以为或者可包含至少一个选自如下的元件：手套、夹克、帽子、鞋子、裤子和套装；可手持的棍；球辊；球棒；球拍；手杖；玩具，例如玩具枪。因此，作为实例，检测器系统可以为人机界面和/或娱乐装置的一部分。
如本文所用，娱乐装置为可用于一个或多个用户的休闲和/或娱乐目的的装置，所述一个或多个用户在下文中也称为一个或多个表演者。作为实例，娱乐装置可用于游戏目的，优选电脑游戏。因此，娱乐装置可执行到运行一个或多个游戏软件程序的计算机、计算机网络或计算机系统中，或者可包含计算机、计算机网络或计算机系统。
娱乐装置包含至少一个根据本发明，例如根据上述公开的一个或多个实施方案和/或根据下文公开的一个或多个实施方案的人机界面。娱乐装置设计用于使表演者借助人机界面输入至少一个信息项。至少一个信息项可传输至和/或可由娱乐装置的控制器和/或计算机使用。
至少一个信息项优选可包含至少一个适于影响游戏过程的命令。因此，作为实例，至少一个信息项可包括关于表演者和/或表演者的一个或多个身体部分的至少一个取向的至少一个信息项，由此容许表演者模拟游戏所需的具体位置和/或取向和/或动作。作为实例，可模拟一项或多项以下运动并与娱乐装置的控制器和/或计算机连通：舞蹈；奔跑；跳跃；球拍的摆动；球棒的摆动；球棍的摆动；一个对象向另一对象的指点，例如玩具枪向目标的指点；用手抓至少一个对象；用手移动至少一个对象。
作为一部分或者整体的娱乐装置，优选娱乐装置的控制器和/或计算机设计用于根据信息改变娱乐功能。因此，如上所述，游戏过程可根据至少一个信息项而受影响。因此，娱乐装置可包括一个或多个控制器，所述控制器可与至少一个检测器的评估装置分离和/或可与至少一个评估装置完全或部分相同或者可甚至包括至少一个评估装置。优选，至少一个控制器可包括一个或多个数据加工装置，例如一个或多个计算机和/或微型控制器。
如本文中进一步使用，跟踪系统为适于收集关于至少一个对象和/或对象的至少一个部分的一系列过去取向的信息的装置。另外，跟踪系统可适于提供关于至少一个对象或者对象的至少一个部分的至少一个预测未来位置和/或取向的信息。跟踪系统可具有至少一个跟踪控制器，其可完全或者部分地具体表达为电子装置，优选至少一个数据加工装置，更优选至少一个计算机或微型控制器。至少一个跟踪控制器也可完全或部分地包含至少一个评估装置和/或可以为至少一个评估装置的一部分和/或可完全或者部分地与至少一个评估装置相同。
跟踪系统包含至少一个本发明检测器装置，例如至少一个如上文所列一个或多个实施方案中公开和/或如下文一个或多个实施方案中公开的检测器装置。跟踪系统进一步包含至少一个跟踪控制器。跟踪控制器适于例如通过记录一组数据或数据对而跟踪具体时间点对象的一系列取向，各组数据或数据对包含至少一个取向信息和至少一个时间信息。
除至少一个检测器以及至少一个评估装置和至少一个目标装置外，跟踪系统可进一步包含对象本身或对象的一部分，例如包含目标装置或至少一个目标装置的至少一个控制元件，其中控制元件可与待跟踪的对象直接或间接地连接或者结合。
跟踪系统可适于引发跟踪系统本身和/或一个或多个分开装置的一个或多个动作。就后一个目的而言，跟踪系统，优选跟踪控制器可具有一个或多个无线和/或接线界面和/或其它类型的控制连接用于引发至少一个动作。优选，至少一个跟踪控制器可适于根据对象的至少一个实际位置而引发至少一个动作。作为实例，动作可选自：预测对象的未来位置；使至少一个装置指向对象；使至少一个装置指向检测器；照射对象；照射检测器。
作用跟踪系统的应用的实例，跟踪系统可用于至少一个第一对象连续地指向至少一个第二对象，即使第一对象和/或第二对象可移动。潜在的实例也可在工业应用中，例如在机器人中找到，和/或用于连续作用于物品上，即使物品正在移动，例如在生产线或装配线中生产期间。另外或者作为选择，跟踪系统可用于照明目的，例如用于通过照明源连续指向对象而连续照射对象，即使对象可能正在移动。其它应用可在通信系统中找到，例如以通过发射机指向移动对象而将信息连续传送至移动对象。
如上所述，在本发明的另一方面中，本发明涉及光学检测至少一个对象的至少一个位置的方法。方法优选可使用至少一个本发明检测器装置，例如至少一个根据上文公开或者下文进一步详细公开的一个或多个实施方案的检测器装置。因此，对于方法的任选实施方案，可参考检测器装置的实施方案。
如上所述，优选，对于至少一个检测器的设置的潜在细节，优选关于至少一个任选横向光学检测器、至少一个任选纵向光学检测器、至少一个任选输送装置和评估装置中的一个或多个的潜在设置，可参考WO2012/110924 A1、US 61/739,173和61/749,964中的一个或多个，具体而言，关于潜在电极材料、有机材料、无机材料、层设置和其它细节。
检测器可包含一个或多个任选输送装置。至少一个任选输送装置可例如包含一个或多个镜子和/或光束分离器和/或光束偏转元件以影响电磁辐射的方向。作为选择或者另外，输送装置可包含一个或多个成像元件，所述成像元件可具有会聚透镜和或发散透镜的作用。作为实例，任选输送装置可具有一个或多个透镜和/或一个或多个凸透镜和/或凹透镜。再次以作为选择或者另外，输送装置可具有至少一个波长选择性元件，例如至少一个滤光器。再次以作为选择或者另外，输送装置可设计用于在电子辐射，例如在传感器区域的位置以及特别是传感器面积上赋予预定光束特征。任选输送装置的上述任选实施方案原则上可单独或者以任何所需组合实现。
另外，一般而言，应当指出，在本发明上下文中，光学传感器可以指设计用于将至少一个光学信号转化成不同的信号形式，优选转化成至少一个电信号如电压信号和/或电流信号的任意元件。特别是，光学传感器可包含至少一个光电转化器元件，优选至少一个光电二极管和/或至少一个太阳能电池。如下文中甚至更详细地解释的，在本发明上下文中，特别优选适用至少一个有机光学传感器，即包含至少一种有机材料，例如至少一种有机半导体材料的光学传感器。
在本发明上下文中，传感器区域应当理解意指优选，但未必是连续的并可形成连续区域的二维或三维区域，其中传感器区域设计用于以取决于照明的方式改变至少一个可测量性能。作为实例，所述至少一个性能可包含电性能，例如设计传感器区域以单独或者与光学传感器的其它元件相互作用而产生光电压和/或光电流和/或一些其它类型的信号。特别是，传感器区域可以以一定方式具体表达使得它以取决于传感器区域的照明的方式产生均匀的，优选单一信号。因此，传感器区域可以为产生均匀信号如电信号的光学传感器的最小单元，所述信号优选不能再细分为部分信号，例如对传感器区域的部分区域而言。横向光学传感器和/或纵向光学传感器各自可具有一个或者多个这类传感器区域，后一种情况，例如多个这类传感器区域以二维和/或三维矩阵配置排列。
至少一个传感器区域可包含例如至少一个传感器面积，即其侧向延伸相当地超过传感器区域的厚度例如至少10的因子，优选超过至少100的因子，特别优选超过至少1000的因子的传感器区域。这类传感器面积的实例可在例如根据上文所述现有技术或者根据下文甚至更详细描述的示例实施方案的有机或无机光电元件中找到。检测器可具有一个或多个这类光学传感器和/或传感器区域。作为实例，多个光学传感器可以以间隔方式直线排列或者以二维配置或者三维配置排列，例如通过使用光电元件，优选有机光电元件的堆栈，优选其中光电元件的传感器面积相互平行排列的堆栈。其它实施方案也是可能的。
如上文所解释的，任选输送装置可设计用于将从对象传播至检测器的光供入，优选连续地供入横向光学传感器和/或纵向光学传感器。如上文所解释的，该供给可任选借助成像或者借助输送装置的非成像性能进行。特别是，输送装置也可设计用于在将后者供入横向和/或纵向光学传感器以前收集电磁辐射。任选输送装置也可如下文甚至更详细解释的，完全或部分地为至少一个任选照明源的组成部分，例如照明源设计用于提供具有指定光性能，例如具有指定或者确切已知的光束特征的光束，例如至少一个高斯光束，特别是至少一个具有已知光束特征的激光束。
关于任选照明源的潜在实施方案，可参考WO 2012/110924 A1。其它实施方案是仍是可行的。照明源可例如为或者包含环境照明源和/或可以为或者可包含人造照明源。作为实例，检测器本身可包含至少一个照明源，例如至少一个激光器和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体照明源，例如，至少一个发光二极管，特别是有机和/或无机发光二极管。由于它们通常限定的光束特征和其它可处理性能，使用一个或多个激光器作为照明源或其一部分是特别优选的。照明源本身可以为检测器的组成部分或者可独立于检测器形成。照明源可特别结合到检测器，例如检测器的外壳中。作为选择或者另外，至少一个照明源也可结合到至少一个目标装置中和/或结合到对象中或者与对象连接或空间连接。
将光供入检测器中，具体而言，供入至少一个横向和/或至少一个纵向光学传感器中可特别以这种方式进行使得在横向和/或纵向光学传感器的任选传感器面积上产生例如具有圆形、椭圆形或不同构型的横截面的光点。作为实例，检测器可具有可见范围，特别是立体角和/或空间范围，在该范围内可检测对象。优选，任选输送装置以一定方式设计使得例如在置于检测器的可见范围内的对象的情况下，光点完全置于传感器区域，特别是传感器面积上。例如，可选择传感器面积具有相应尺寸以确保该条件。
如上所述，至少一个纵向光学传感器可例如以一定方式设计使得如果给定相同的照明功率，即例如给定传感器面积上照明强度下的相同积分，则纵向传感器信号取决于照明的几何，即例如取决于传感器点的直径和/或当量直径。作为实例，纵向光学传感器可以以一定方式设计使得在双倍光束横截面下，如果给定相同的总功率，则发生至少3个因子，优选至少4的因子，特别是5的因子或者甚至10的因子的信号变化。该情况例如对具体聚焦范围，例如对于至少一个具体光束横截面而言可保持为真实的。因此，作为实例，纵向传感器信号可具有在信号可具有例如至少一个全局或局部最大值的至少一个最佳聚焦与所述至少一个最佳聚焦外部的聚焦之间至少3个因子，优选至少4的因子，特别是5的因子或者甚至10的因子的信号差。特别是，作为照明的几何，例如光点的直径或当量直径的函数，纵向传感器信号可具有至少一个明显最大值，例如具有至少3个因子、特别优选至少4的因子，特别优选至少10的提高。因此，纵向光学传感器可基于上述FiP效应，其更详细地公开于WO 2012/110924 A1中。因此，具体而言，在sDSC中，光束的聚焦可以起决定性作用，即特定数目或速率的光子(nph)入射到其上的横截面或横截面面积。光束越紧密地聚焦，即它的横截面越小，光电流可能越高。术语‘FiP’表示入射光束的横截面与太阳能电池功率(P)之间的关系。
至少一个纵向光学传感器可与至少一个横向光学传感器组合以优选提供对象的合适位置信息。
至少一个纵向传感器信号对光束几何，优选至少一个光束的光束横截面的依赖性这一效应在通向本发明的研究的上下文中观察到，特别是在有机光电组件，即，包含至少一种有机材料，例如至少一种有机p半导体材料和/或至少一种有机染料的光电组件如太阳能电池的情况下。作为实例，如下文中作为实例甚至更详细地解释的，该效应在染料太阳能电池，即具有至少一个第一电极、至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、至少一种p半导体有机材料，优选固体有机p型半导体和至少一个第二电极的组件的情况下观察到。这类染料太阳能电池，优选固体染料太阳能电池(固体染料敏化太阳能电池，sDSC)原则上以大量变体由文献中已知。
特别地，至少一个纵向光学传感器可以以一定方式设计使得如果给定相同的照明总功率，则传感器信号基本不依赖于传感器区域的尺寸，特别是传感器面积的尺寸，特别是只要照明的光点完全位于传感器区域，特别是传感器面积内。因此，纵向传感器信号可仅取决于传感器面积上电磁射线的聚焦。特别是，传感器信号可以以一定方式具体表达使得如果给定相同的照明，则每传感器面积的光电流和/或光电压具有相同的值，例如如果给定相同的光点尺寸，具有相同的值。
评估装置可特别包含至少一个数据加工装置，特别是电子数据加工装置。数据加工装置尤其可设计用于通过评估至少一个横向传感器信号而产生关于目标装置的横向位置的至少一个信息项并通过评估至少一个纵向传感器信号而产生关于目标装置的纵向位置的至少一个信息项。因此，评估装置可设计用于使用至少一个横向传感器信号和至少一个纵向传感器信号作为输入变量并通过处理这些输入变量而产生关于目标装置的横向位置和纵向位置的信息项。由此，可通过评估装置计算至少一个目标装置的位置，所述目标装置为以下一项或多项：与对象连接，结合到对象中或由对象保持。如果提供多个目标装置，则可计算各目标装置的位置。
处理可平行、随后或者甚至以组合方式进行。评估装置可使用用于产生这些信息项的任意方法，例如通过计算和/或使用至少一个储存和/或已知的关系。除至少一个横向传感器信号和至少一个纵向传感器信号外，一个或多个其它参数和/或信息项可影响所述关系，例如关于调制频率的至少一个信息项。该关系可经验地、分析或者半经验地测定或可测定。特别优选，关系包含至少一个校准曲线、至少一组校准曲线、至少一个函数或者所提到的可能性的组合。一个校准曲线或者多个校准曲线可例如以一组值及其相关函数值的形式储存于例如数据存储装置和/或表中。然而，作为选择或者另外，至少一个校准曲线也可例如以参数形式和/或作为函数方程式储存。可使用用于将至少一个横向传感器信号加工成关于横向位置的至少一个信息项和用于将至少一个纵向传感器信号加工成关于纵向位置的至少一个信息项的单独关系。作为选择，用于加工传感器信号的至少一个组合关系是可行的。各种可能性是可能的并且也可组合。
作为实例，评估装置可根据用于计算至少一个目标装置的至少一个位置，例如用于测定信息项的编程设计。评估装置可特别包含至少一个计算机，例如至少一个微型计算机。此外，评估装置可包含一个或多个易失性或非易失性数据存储器。作为选择或者除数据加工装置，特别是至少一个计算机外，评估装置可包含一个或多个设计用于测定信息项的其它电子组件，例如电子表以及特别是至少一个查找表和/或至少一个应用专用集成电路(ASIC)。
如上所述，光束总功率的总强度通常是未知的，因为该总功率例如可取决于目标装置的性能，例如反射性能和/或发射性能，和/或可取决于照明源的总功率和/或可取决于大量环境条件。由于至少一个纵向光学传感器信号与至少一个纵向光学传感器的至少一个传感器区域中光束的光束横截面之间的上述已知关系，以及因此至少一个纵向光学传感器信号与关于对象的取向的至少一个信息项之间的已知关系可取决于光束总强度的总功率，克服该不确定性的各种方法是可行的。因此，如WO 2012/110924 A1中更详细地描述，多个纵向传感器信号可通过相同的纵向光学传感器，例如通过使用照射对象的不同调制频率而检测。因此，可在照明的不同调制频率下获得至少2个纵向传感器信号，其中例如通过与相应的校准曲线对比，由至少2个传感器信号可推断出照明的总功率和/或几何，和/或由此直接或间接地推断出关于对象的取向的至少一个信息项。
然而，另外或者作为选择，如上所述，检测器可包含多个纵向光学传感器，各个纵向光学传感器适于产生至少一个纵向传感器信号。可对比由纵向光学传感器产生的纵向传感器信号以获得关于光束的总功率和/或强度的信息，和/或以便对于光束的总功率和/或总强度，将纵向传感器信号和/或关于各目标装置的纵向位置的至少一个信息项标准化。因此，作为实例，可检测纵向光学传感器信号的最大值，并且可将所有纵向传感器信号除以该最大值，由此产生标准化纵向光学传感器信号，然后可使用上述已知关系将其转变成关于目标装置的至少一个纵向信息项，以及因此转变成各目标装置的各纵向坐标。其它标准化方法是可行的，例如使用纵向传感器信号的平均值并将所有纵向传感器信号除以平均值而标准化。其它选择是可能的。这些选择各自适于使转变不依赖于各光束的总功率和/或强度。另外，可产生关于各光束的总功率和/或强度的信息。
如上所述，一个光束、多于一个光束或者甚至所有光束可例如通过幅度调制和/或相位调制，最优选通过幅度调制而调制。也如上文所述，该调制，优选幅度调制可用于各种目的。因此，如上文所述以及如下文更详细地描述，可用于检测检测器的坐标体系中目标装置的纵向坐标的FiP效应可取决于调制频率。因此，可选择调制以提高FiP效应，由此提高测定目标装置的纵向坐标的准确度。
如上所述，多个目标装置各自可以为以下一项或多项：与对象连接，结合到对象中或者由对象保持。目标装置可具有不同性能以便辨别由各目标装置反射的光束，即以便容许检测器识别光束源自的各目标装置。因此，具体而言，目标装置可具有不同的颜色转换元件。因此，作为实例，由不同目标装置反射的光束可具有不同的颜色。检测器可适于例如通过使用至少一个波长敏感元件，具体而言，至少一个颜色分离元件而辨别具有不同的颜色的光束，因此，识别光束源自的各目标装置。因此，作为实例，第一个目标装置可反射具有颜色λ1的光束，而第二个目标装置可反射具有颜色λ2≠λ1的光束，等等。
检测器可适于顺序和/或并行地产生关于具有不同颜色且源自不同目标装置的不同光束的检测器信号。
因此，为并行地产生关于不同颜色的检测器信号，可将进入检测器中的光根据其颜色分离，以根据其来源，即根据它源自的目标装置而分离光束的组分。因此，在检测器内，可存在多个部分光路，各个光路对应于特定颜色。为了将光路分成多个部分光路，可使用至少一个波长敏感元件，例如棱镜、光栅或分光镜中的一个或多个。至少一个光学传感器可在各个部分光路中以产生关于各个部分光路的至少一个检测器信号。
另外或者作为选择，为顺序地检测关于不同颜色的检测器信号，至少一个波长敏感元件可适于顺序地影响光束和/或顺序地分离进入检测器中的光束。作为顺序方法的实例，可使用具有具有不同透射率性能的滤波器节的旋转滤光轮。因此，滤光轮的各循环周期可分离成时间段，其中各段可对应于不同的颜色。因此，至少一个光学传感器可置于滤光轮后面，以产生至少一个组合检测器信号。通过以时间分辨方式评估至少一个组合检测器信号，例如通过使用相敏检测，可将组合检测器信号分离成对应于不同时间段，以及因此对应于光束的不同颜色的部分检测器信号。由此，可对应于不同目标装置反射的光束，产生关于各颜色的检测器信号。
因此，通过使用颜色作为辨别参数而将至少一个纵向光学传感器的信号分配给各目标装置，可独立地测定目标装置的纵向坐标和/或横向坐标。
此外，检测器装置，例如检测器可具有至少一个调制装置。一般而言，光束的调制应当理解已知其中各光束的总功率和/或相，最优选总功率，优选定期，特别是随着一个或多个调制频率而改变的方法。特别地，定期调制可在照明总功率的最大值与最小值之间进行。最小值可以为0，但也可以为>0，使得例如未必进行完全调制。调制可例如在目标装置与光学传感器之间的光路中进行，例如通过将至少一个调制装置置于所述光路中。然而，作为选择或者另外，调制也可在用于照射目标装置的任选照明源与对象之间的光路中进行，例如通过将至少一个调制装置置于所述光路中。另外或者作为选择，调制也可在检测器内进行。这些可能性的组合也是可能的。至少一个调制装置可包含斩光器或者其它类型的定期光束中断装置，其例如包含至少一个优选以恒定速度旋转并且因此可定期地中断照明的中断叶片或中断轮。然而，作为选择或者另外，也可使用一个或多个不同类型的调制装置，例如基于电光效应和/或声光效应的调制装置。再次作为选择或者另外，至少一个任选照明源本身也可设计用于产生调制照明，例如通过所述照明源本身具有调制的强度和/或总功率，例如定期调制的总功率，和/或通过所述照明源具体表达为脉冲照明源，例如脉冲激光器。因此，例如至少一个调制装置也可完全或部分地结合到照明源中。各种可能性是可能的。
作为实例，检测器可设计用于产生以0.05Hz至1MHz，例如0.1Hz至10kHz的频率对对象和/或检测器的至少一个传感器区域，例如至少一个纵向光学传感器的至少一个传感器区域的照明的调制，尤其是对FiP效应而言。
关于检测器的上述元件，例如至少一个任选纵向光学传感器和/或至少一个任选横向光学传感器的潜在实施方案，可参考文献中的各个文件，例如参考WO 2012/110924 A1、US 2007/0176165 A1、US 6,995,445 B2、DE2501124 A1、DE 3225372 A1、WO 2009/013282 A1、US 61/739,173和61/749,964中的一个或多个。因此，具体而言，关于至少一个任选纵向光学传感器和/或至少一个任选横向光学传感器中可暗含的以下组件中的一个或多个，可参考WO 2012/110924 A1、US 61/739,173和61/749,964中的一个或多个：第一电极和n-半导体金属氧化物；染料；p-半导体有机材料；第二电极，具体而言，横向光学传感器的第二电极和/或纵向光学传感器的第二电极；包封。其它实施方案仍是可行的。另外，关于合成实施例，可参考所述文件中的一个或多个，具体而言，参考WO 2012/110924 A1、US61/739,173中的一个或多个。
汇总本发明的发现，优选以下实施方案：
实施方案1：一种用于至少一个对象的光学检测的目标装置，所述目标装置适于以下至少一项：结合到对象中，由对象保持或者与对象连接，目标装置具有至少一个用于反射光束的反射元件，目标装置进一步具有至少一个颜色转换元件，颜色转换元件适于在反射光束期间改变光束的至少一个光谱性能。
实施方案2：根据前述实施方案的目标装置，其中光谱性能选自：光束的颜色；光束的光谱的峰值波长；光束的偏振。
实施方案3：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件适于在反射光束期间改变光束的颜色。
实施方案4：根据前述实施方案的目标装置，其中颜色转换元件为适于使光束的颜色转向较长波长的下转换颜色转换元件和适于使光束的颜色转向较低波长的上转换颜色转换元件中的一种。
实施方案5：根据前述实施方案的目标装置，其中颜色转换元件为下转换颜色转换元件，其中下转换颜色转换元件包含以下至少一种：二萘嵌苯染料；萘染料，特别是萘苯并咪唑；方酸菁染料；二酮吡咯并吡咯染料；吖啶染料；芘染料；三芳基胺；若丹明；荧光素；稀土金属络合物；过渡金属络合物；无机金属氧化物颜料；无机吸收剂；无机颜料；酞菁染料；卟啉染料；有机颜料；技术人员已知的其它荧光染料和颜料。
实施方案6：根据前述两个实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件为上转换颜色转换元件，其中上转换颜色转换元件包含至少一种稀土金属络合物。
实施方案7：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件包含至少一种染料。
实施方案8：根据前述实施方案的目标装置，其中染料选自有机染料或颜料和无机染料或颜料。
实施方案9：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件包含至少一个颜色转化器，具体而言，至少一个如WO 2012/152812 A1中所述和/或如WO 2012/168395 A1中所述的颜色转化器。
实施方案10：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中目标装置包含层设置，所述层设置具有形成反射元件的至少一个反射层和形成颜色转换元件的至少一个颜色转换层，颜色转换层置于反射层上，颜色转换层包含至少一个颜色转换元件。
实施方案11：根据前述实施方案的目标装置，其中反射层包含一个或多个反射元件，优选一个或多个选自如下的反射元件：角反射器；反向反射器；Luneburg透镜；面反向反射器。
实施方案12：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中反射元件包含至少一种挠性材料，优选选自如下的挠性材料：挠性塑料、挠性织物、玻璃珠带、微棱镜反向反射带。
实施方案13：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中目标装置具有0.5mm至50mm，优选1.0mm至20mm，更优选5.0mm至10mm的直径或当量直径。
实施方案14：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件包含至少一个基体元件和嵌入基体元件中的至少一种颜色转换材料。
实施方案15：根据前述实施方案的目标装置，其中基体元件包含至少一种透明基体材料。
实施方案16：根据前述两个实施方案中任一项的目标装置，其中基体元件包含至少一种选自如下的基体材料：树脂；聚合物，优选选自如下的聚合物：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、聚氨酯、合成或天然橡胶、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚硅氧烷、热塑性聚合物、弹性聚合物；玻璃；二氧化硅；盐；无定形有机或无机相；结晶有机或无机相；胶如环氧胶。
实施方案17：根据前述实施方案的目标装置，其中目标装置包含分散于基体材料中的至少一种光散射材料。
实施方案18：根据前述实施方案的目标装置，其中光散射材料包含无机颗粒，具体而言，二氧化钛。
实施方案19：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中颜色转换元件包含以下一个或多个：有机颜色转换元件，更优选聚合物颜色转换元件；颜色转化颜料；颜色转化无机发光材料；金属有机颜色转换元件；无机颜色转化颜料。
实施方案20：根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中目标装置进一步包含至少一个适于将目标装置与至少一个对象连接的连接装置。
实施方案21：根据前述实施方案的目标装置，其中连接装置包含至少一个选自如下的元件：粘合表面；Velcro扣件；皮带；钩子；夹子；磁体；条；传送带；按钮；拉链；橡胶带；吸盘；选自如下的扣件：回形针、夹子、销子、按扣、技术人员已知的另一种扣件。
实施方案22：一种成套装置，其包含多个根据前述实施方案中任一项的目标装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。
实施方案23：一种可通过至少一个光学检测器检测的对象，所述对象包含至少一个根据涉及目标装置的前述实施方案中任一项的目标装置，其中目标装置为以下至少一项：结合到对象中，由对象保持或者与对象连接。
实施方案24：根据前述实施方案的对象，其中对象包含多个目标装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。
实施方案25：根据前述实施方案的对象，其中多个目标装置包含至少一个第一目标装置和至少一个第二目标装置，第一目标装置具有第一颜色转换元件，其中第一颜色转换元件适于将光束的颜色变成第一目标颜色，第二目标装置具有第二颜色转换元件，其中第二颜色转换元件适于将光束的颜色变成第二目标颜色，第二目标颜色不同于第一目标颜色。
实施方案26：根据涉及对象的前述实施方案中任一项的对象，其中对象选自：衣服，优选选自如下的衣服：帽子、帽、手套、套装、衬衣、短裤、套衫、夹克、外套或面具；体育装置，优选选自如下的体育装置：球拍、球棒；玩具，优选选自如下的玩具：玩具枪和玩具剑；用于控制机器的控制装置，优选用于控制以下一种或多种的控制装置：计算机、电视机、另一娱乐装置、远程控制玩具如玩具车、飞机或船，更优选用户可手持的手持控制装置；移动电子装置，优选移动通信装置，例如移动电话，优选智能电话；乐器或使用乐器的装置，例如琴拨、棒、鼓槌或者琴弓或小提琴弓；交通号志；交通信号；汽车；自行车；摩托车；铲车，例如叉车；由于高安全性要求而装配有反射材料以确保可见性的对象。
实施方案27：一种用于检测至少一个对象的检测器装置，其包含至少一个根据涉及目标装置的前述实施方案中任一项的目标装置，目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中，检测器装置进一步包含至少一个适于检测由目标装置反射的至少一个光束的光学检测器，其中检测器装置适于通过测定目标装置的至少一个位置而测定对象的至少一个位置。
实施方案28：根据前述实施方案的检测器装置，其还包含至少一个适于照亮目标装置的照明源。
实施方案29：根据涉及检测器装置的前述实施方案中任一项的检测器装置，其包含多个目标装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。
实施方案30：根据前述实施方案的检测器装置，其中第一目标装置的至少一个第一颜色转换元件适于将光束的颜色变成第一颜色，其中第二目标装置的至少一个第二颜色转换装置适于将光束的颜色变成第二颜色，其中第二颜色不同于第一颜色。
实施方案31：根据前述实施方案的检测器装置，其中检测器装置进一步包含至少一个颜色敏感元件，其中检测器装置适于通过由这些目标装置反射的光束的颜色辨别目标装置。
实施方案32：根据前述实施方案的检测器装置，其中颜色敏感元件包含至少一个选自如下的元件：滤波器，优选滤光轮；棱镜；光栅；分光镜；颜色敏感检测元件。
实施方案33：根据涉及检测器装置的前述实施方案中任一项的检测器装置，其中光学检测器包含至少一个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其中纵向光学传感器设计用于以取决于光束对传感器区域的照明的方式产生至少一个纵向传感器信号，其中如果给定相同的照明总功率，则纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的光束横截面，其中光学检测器进一步包含至少一个评估装置，其中评估装置设计用于通过评估纵向传感器信号产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
实施方案34：根据前述实施方案的检测器装置，其中评估装置设计用于由照明几何与对象相对于光学检测器的相对位置之间的至少一种预定关系产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
实施方案35：根据前述两个实施方案中的任一项的检测器装置，其中光学检测器具有多个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器堆叠。
实施方案36：根据前述实施方案的检测器装置，其中配置纵向光学传感器使得光束照射所有纵向光学传感器，其中各个纵向光学传感器产生至少一个纵向传感器信号，其中评估装置适于将纵向传感器信号标准化并独立于光束的强度而产生关于对象的纵向位置的信息。
实施方案37：根据前述4个实施方案中任一项的检测器装置，其中评估装置适于通过由至少一个纵向传感器信号测定光束的直径而产生关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
实施方案38：根据前述实施方案的检测器装置，其中评估装置适于对比光束的直径与光束的已知光束性能以测定关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
实施方案39：根据前述6个实施方案中任一项的检测器装置，其中还以一定方式设计纵向光学传感器使得如果给定相同的照明总功率，纵向传感器信号取决于照明调制的调制频率。
实施方案40：根据前述7个实施方案中任一项的检测器装置，其中光学检测器进一步包含至少一个横向光学传感器，横向光学传感器适于测定光束的横向位置，横向位置为垂直于检测器的光轴的至少一个维中的位置，横向光学传感器适于产生至少一个横向传感器信号，其中评估装置进一步适于通过评估横向传感器信号而产生关于对象的横向位置的至少一个信息项。
实施方案41：根据前述实施方案的检测器装置，其中横向光学传感器为具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和至少一种光电材料的光检测器，其中光电材料嵌入第一电极与第二电极之间，其中光电材料适于响应于用光照射光电材料而产生电荷，其中第二电极为具有至少2个部分电极的多回路电极，其中横向光学传感器具有传感器区域，其中至少一个横向传感器信号表示传感器区域中光束的位置。
实施方案42：根据前述实施方案的检测器装置，其中通过部分电极的电流取决于传感器区域中光束的位置，其中横向光学传感器适于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。
实施方案43：根据前述实施方案的检测器装置，其中检测器装置适于由通过部分电极的至少一个电流比得到关于对象的横向位置的信息。
实施方案44：根据前述3个实施方案中任一项的检测器装置，其中光检测器为染料敏化太阳能电池。
实施方案45：根据前述4个实施方案中任一项的检测器装置，其中第一电极至少部分地由至少一种透明导电氧化物制成，其中第二电极至少部分地由导电聚合物，优选透明导电聚合物制成。
实施方案46：一种检测器系统，所述检测器系统包含至少一个根据涉及检测器装置的前述实施方案中任一项的检测器装置，检测器系统进一步包含至少一个对象，其中检测器装置的至少一个目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中。
实施方案47：一种用于在用户与机器之间交换至少一个信息项的人机界面，其中人机界面包含至少一个根据涉及检测器装置的前述实施方案中任一项的检测器装置，其中人机界面设计用于借助检测器装置产生用户的至少一个几何信息项，其中人机界面设计用于分配给几何信息至少一个信息项。
实施方案48：一种用于进行至少一个娱乐功能的娱乐装置，其中娱乐装置包含至少一个根据前述实施方案的人机界面，其中娱乐装置设计用于使表演者借助人机界面输入至少一个信息项，其中娱乐装置设计用于根据信息改变娱乐功能。
实施方案49：一种用于跟踪至少一个可移动对象的位置的跟踪系统，所述跟踪系统包含至少一个根据涉及检测器装置的前述权利要求中任一项的检测器装置，跟踪系统进一步包含至少一个跟踪控制器，其中跟踪控制器适于跟踪对象的一系列位置，各个位置包含关于对象在特定时间点的横向位置的至少一个信息项和关于对象在特定时间点的纵向位置的至少一个信息项。
实施方案50：一种光学检测至少一个对象的至少一个位置的方法，所述方法使用至少一个根据涉及目标装置的前述实施方案中任一项的目标装置，目标装置为以下至少一项：与对象连接，由对象保持或者结合到对象中，方法进一步包括检测由目标装置反射的至少一个光束，其中方法进一步包括通过测定目标装置的至少一个位置测定对象的至少一个位置。
实施方案51：根据前述实施方案的方法，其中方法进一步包括用照明光照射对象。
实施方案52：根据前述方法实施方案中任一项的方法，方法包括使用多个目标装置，其中至少两个目标装置具有不同的颜色转换元件。
实施方案53：根据前述实施方案的方法，其中第一目标装置的至少一个第一颜色转换元件适于将光束的颜色变成第一颜色，其中第二目标装置的至少一个第二颜色转换装置适于将光束的颜色变成第二颜色，其中第二颜色不同于第一颜色。
实施方案54：根据前述实施方案的方法，方法进一步包括通过由这些目标装置反射的光束的颜色辨别目标装置。
实施方案55：根据涉及目标装置的前述实施方案中任一项的目标装置对于选自如下的使用目的的用途：距离测量，特别是交通技术；位置测量，特别是交通技术；娱乐应用；安全应用；人机界面应用；跟踪应用；成像应用；照相技术；制造方法；包装方法。
附图简述
本发明的其它任选特征和实施方案更详细地公开于对优选实施方案的随后描述以及优选连同从属权利要求中。此处，如技术人员认识的，各个任选特征可以以独立的方式以及以任何任意可行组合实现。本发明的范围不受优选实施方案限制。实施方案示意性描述于图中。其中，这些图中相同的参考数字指相同或功能上相当的元件。
在图中：
图1显示根据本发明的用于光学检测至少一个对象的目标装置；
图2显示包含多个目标装置的成套装置；
图3A显示检测器装置的示例实施方案；
图3B显示波长敏感元件的实例；
图3C显示透射率的时间发展；和
图4显示人机界面的示例实施方案。
实施方案详述
在图1中，描述了根据本发明的用于光学检测至少一个对象112的目标装置110。目标装置110可具有0.5mm至50mm，优选1.0mm至20mm，更优选5.0mm至10mm的直径或当量直径。目标装置110包含至少一个反射元件114和至少一个颜色转换元件116。在图1所示实施方案中，目标装置110可包含层设置，所述层设置具有至少一个形成反射元件114的反射层115和至少一个形成颜色转换元件116的颜色转换层117。颜色转换层117可置于反射层115上。其它实施方案是可行的，例如其中反射元件114和颜色转换元件116为完全或部分相同的或者例如通过将一种或多种颜色转换材料混入一种或多种反射材料中和/或通过在一个且相同层内，例如在基体材料的一个且相同层内提供反射颗粒和颜色转换颗粒而完全或部分结合到一个且相同元件中的实施方案。
反射元件114适于反射光束118。反射元件114可包含一个或多个反射元件。例如，反射元件114可包含一个或多个选自如下的反射元件：角反射器；反向反射器；Luneburg透镜；面反向反射器。反射元件114可包含至少一种挠性材料，优选选自如下的挠性材料：挠性塑料、挠性织物、玻璃珠带、微棱镜反向反射带。
颜色转换元件116适于在反射光束118期间改变光束118的至少一个光谱性能。一般而言，光谱性能可选自：光束的颜色；光束的光谱的峰值波长；光束的偏振。在图1中，显示一个实施方案，其中颜色转换元件116可适于在反射光束118期间改变光束118的颜色。在图1中，待通过颜色转换元件116改变的光束118的颜色表示为λ1。反射光束118的改变颜色表示为λ2。颜色转换元件116可以为下转换颜色转换元件120和上转换颜色转换元件122中的一种。下转换颜色转换元件120可适于使光束118的颜色λ1转向较长波长，而上转换颜色转换元件122可适于使光束118的颜色λ1转向较低波长。下转换颜色转换元件120可包含以下至少一种：萘嵌苯染料；萘染料，特别是萘苯并咪唑；方酸菁染料；二酮吡咯并吡咯染料；吖啶染料；芘染料；三芳基胺；若丹明；荧光素；稀土金属络合物；过渡金属络合物；无机金属氧化物颜料；无机吸收剂；无机颜料；酞菁染料；卟啉染料；有机颜料；技术人员已知的其它荧光染料和颜料。上转换颜色转换元件122可包含至少一种稀土金属络合物。
颜色转换元件116可包含至少一种染料。例如，染料可选自有机染料和无机染料。颜色转换元件可包含至少一个颜色转化器，具体而言，至少一个如WO 2012/152812A1中公开和/或WO 2012/168395 A1中公开的颜色转化器。
颜色转换元件116可包含至少一个基体元件和嵌入基体元件中的至少一种颜色转换材料。基体元件可包含至少一种透明基体材料。具体而言，基体元件可包含至少一种选自如下的基体材料：树脂；聚合物，优选选自如下的聚合物：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚苯乙烯；聚氨酯、合成或天然橡胶、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚硅氧烷、热塑性聚合物、弹性聚合物；玻璃；二氧化硅；盐；无定形有机或无机相；结晶有机或无机相；胶如环氧胶。目标装置110可包含分散于基体材料中的至少一种光散射材料。例如，光散射材料可包含无机颗粒，具体而言，二氧化钛。颜色转换元件116可包含以下一种或多种：有机颜色转换元件，更优选聚合物颜色转换元件；颜色转化颜料；颜色转化无机发光材料。
另外，目标装置110可包含至少一个适于将目标装置110与对象112连接的连接装置124。例如，连接装置124可包含至少一个选自如下的元件：粘合表面；Velcro扣件；皮带；钩子；夹子；磁体；条；传送带；按钮；拉链；橡胶带；吸盘；选自如下的扣件：回形针、夹子、销子、按扣、技术人员已知的另一种扣件。
在图2中，描述包含多个目标装置110的成套装置126。至少两个目标装置110可具有不同的颜色转换元件116。在该实施方案中，成套装置126可包含3个目标装置110。光束118在击中多个目标装置110以前可具有颜色λ1。包含在成套装置126中的3个目标装置110各自可具有不同的颜色转换元件116。因此，各个颜色转换元件116可适于在反射光束118期间使光束118的颜色变成不同的波长(λ2’、λ2”、λ2”’)。
图3A以高度示意性阐述，阐述检测器装置128的示例实施方案，其形成用于检测至少一个对象112的本发明检测器系统130的一个组件。检测器装置128包含至少一个目标装置110，其为以下至少一项：与对象112连接，由对象112保持或者结合到对象112中。检测器装置128可包含多个目标装置110，其中至少两个目标装置110可具有不同的颜色转换元件116。
对象112可通过至少一个光学检测器132检测。在图3A所示实施方案中，对象112可以为体育装置，特别是球拍。在该示例实施方案中，对象112可形成可由用户(未显示)保持和/或处理的控制元件113。对象112包含至少一个目标装置110。优选，对象112可包含多个目标装置110。优选，在该实施方案中，在其它实施方案中，目标装置110位于对象112上的代表性位置上，使得目标装置110的位置为用于测定对象112的至少一个取向的代表性度量。因此，一般而言，如果存在3个或更多目标装置110，则优选布置目标装置110使得它们不能通过一条直线互相连接。因此，目标装置110可跨越一个平面。优选，至少2个或至少3个目标装置110位于面向光学检测器132的对象112表面上。如果提供多于3个目标装置110，则进一步优选目标装置110位于对象112的两侧上，例如至少2个或至少3个目标装置110位于对象112的各个主表面上。图3A显示一个实施方案，其中对象可包含3个目标装置110。至少两个目标装置110可具有不同的颜色转换元件116。各个颜色转换元件116可适于在发射光束118期间使光束118的颜色变成不同的波长(λ2’、λ2”、λ2”’)。因此，光束118可被3个目标装置110中的每个反射。各个反射光束134可具有不同的波长。检测器装置128进一步包含至少一个用于检测由目标装置110反射的至少一个光束134的光学检测器132。各自具有不同颜色(λ2’、λ2”、λ2”’)的反射光束134可由光学检测器132检测。检测器装置128适于通过测定目标装置110的至少一个位置而测定对象的至少一个位置。
检测器装置128可包含至少一个颜色敏感元件136。颜色敏感元件136可选自：滤波器，优选滤光轮；棱镜；光栅；分光镜；颜色敏感检测元件。检测器装置128适于通过目标装置110反射的光束134的颜色而辨别目标装置110。检测器装置128可适于顺序和/或并行地产生关于具有不同颜色且源自不同目标装置110的不同光束134的检测器信号。一般而言，可行的是对于并行地产生关于不同颜色的检测器信号，进入检测器装置128中的光束134可根据其颜色分离，以便根据其来源，即根据各光束134源自的目标装置110分离光束134的组分。在检测器装置128内，可存在多个可存在多个部分光路，各个光路对应于特定颜色。为了将光路分成多个部分光路，可使用至少一个波长敏感元件，例如棱镜、光栅或分光镜中的一个或多个。至少一个光学传感器可在各个部分光路中以产生关于各个部分光路的至少一个检测器信号。图3A显示一个备选实施方案，其中关于不同颜色的检测器信号可顺序地产生。在检测器装置128内，可使用至少一个波长敏感元件138，其适于顺序地影响光束134和/或顺序地分离进入检测器装置128中的光束134。
作为波长敏感元件138，图3B描述旋转滤光轮140。旋转滤光轮140可具有具有不同透射率性能，例如不同颜色、不同吸收性能等的滤波器节142。旋转滤光轮140可以以旋转方向144旋转。滤光轮140的各旋转循环可分成时间段146，其中各段可对应于不同的颜色。在图3B中，显示一个实施方案，其中旋转滤光轮140可具有3个滤波器节142。第一时间段146可对应于颜色λ’，第二时间段146可对应于颜色λ”，且第三时间段146可对应于颜色λ”’。由不同目标装置110反射的光束134可具有具有不同颜色λ’、λ”和λ”’的组分。反射光束134可击中旋转滤光轮140。可顺序地分离反射光束134的具有不同颜色的组分。在图3C中，显示透射率T的时间发展。对应于颜色λ’的反射光束134的组分的时间发展由实线显示。在时间t1至t2之间的时间间隔期间，反射光束134可击中对应于颜色λ’的片段146。因此，在该时间间隔期间，对应于颜色λ’的反射光束134的透射率显示出最大值。而在其中光束134可能击中对应于颜色λ”和λ”’的片段146的时间间隔，没有对应于颜色λ’的反射光束134的组分的光可通过过滤器。在该时间间隔内，透射率可以为偏移值左右和/或零左右。虚线和点线分别显示对应于颜色λ”和λ”的反射光束134的组分的时间发展。光束134可击中时间t1与t2之间的第二片段146以及时间t2与t3之间的第三时间段146。旋转周期可在时间t3时重新开始，使得在时间t3与t4之间，对应于颜色λ’的反射光束134的透射率再次具有最大值。
再次参考图3A，可将光学检测器132放在波长敏感元件138后面，以产生至少一个组合检测器信号。组合检测器信号可以以时间分辨方式，例如通过使用相敏检测而评估。因此，组合检测器信号可分离成对应于不同时间段146以及对应于由不同目标装置110反射的光束134的不同颜色的部分检测器信号。
光学检测器132可包含多个光学传感器148，在具体实施方案中，其都沿着光学检测器132的光轴150堆叠。具体而言，光轴150可以为光学传感器148装置的对称和/或旋转轴。光学传感器148可位于外壳152内部。另外，可包含至少一个输送装置154，例如一个或多个光学系统，其优选包含一个或多个透镜156。外壳152中优选相对于光轴150同心布置的开口158优选限定光学检测器132的观察方向160。可定义坐标体系162，其中与光轴150平行或反平行的方向定义为纵向，而垂直于光轴150的方向可定义为横向。在图3A中象征性描述的坐标体系162中，纵向由z表示，且横向分别由x和y表示。其它类型的坐标体系162是可行的。
光学传感器148可包含至少一个横向光学传感器164，在该实施方案中，多个纵向光学传感器166。纵向光学传感器166形成纵向光学传感器堆栈168。在图3A中所示实施方案中，描述5个纵向光学传感器166。然而，应当指出具有不同数目的纵向光学传感器166的实施方案是可行的。
横向光学传感器16包含传感器区域172，其优选对从目标装置110行进至光学检测器132的光束134而言是透明的。横向光学传感器164可以为光检测器，特别是染料敏化太阳能电池。横向光学传感器164可任选适于测定一个或多个横向，例如方向x和/或y方向上的光束134的横向位置。此处，其中测定仅一个横向上的横向位置的实施方案，其中通过一个且相同的横向光学传感器164测定多于一个横向上的横向位置的实施方案，以及其中通过第一横向光学传感器测定第一横向上的横向位置且其中通过至少一个其它横向光学传感器测定至少一个其它横向上的至少一个其它横向位置的实施方案是可行的。
除光学检测器132外，检测器装置128包含评估装置170。评估装置170可完全或者部分地结合到光学检测器132中和/或可完全或者部分地设计为分开的装置。至少一个任选横向光学传感器164可适于产生至少一个横向传感器信号。该横向传感器信号可通过一个或多个横向信号引线174传送至评估装置170。评估装置170可适于通过评估横向传感器信号而在对象112的横向位置上产生至少一个信息项。
纵向光学传感器166各自包含至少一个传感器区域172。优选，一个、多个或者所有纵向光学传感器166是透明的。一般而言，可行的是一个或多个纵向光学传感器166为完全或部分不透明的。例如，纵向光学传感器堆栈168的最后纵向光学传感器176，即最远离对象112的堆栈168侧面上的纵向光学传感器166可以为完全或者部分地不透明的。
纵向光学传感器166各自可设计用于以取决于光束134对各传感器区域172的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号。如果给定相同的照明总功率，纵向传感器信号可取决于各传感器区域172中光束134的光束横截面。借助一个或多个纵向信号引线178，纵向传感器信号可传送至评估装置170。评估装置170可用于通过测定来自至少一个纵向传感器信号的光束134的直径而产生关于对象112的至少一个纵向位置的至少一个信息项。评估装置170可适于对比光束134的直径与光束的已知光束性能以测定关于对象112的纵向位置的至少一个信息项。
评估装置170设计用于通过评估纵向传感器信号而测定目标装置110的纵向坐标。评估装置170可用于由照明的几何与各目标装置110相对于光学检测器132的相对位置之间的至少一种预定关系而测定目标装置110的纵向坐标。
可配置纵向光学传感器166使得从目标装置110行进至光学检测器132的光束134照射所有纵向光学传感器166。至少一个纵向传感器信号可由各个纵向光学传感器166产生。评估装置170可适于将纵向传感器信号标准化并独立于光束的强度，至少对于>0的强度，产生各目标装置110的至少一个纵向坐标。
评估装置170可特别包含至少一个数据加工装置180，特别是电子数据加工装置。具体而言，数据加工装置180可设计用于通过评估至少一个横向传感器信号而产生关于目标装置110的横向位置的至少一个信息项并通过评估至少一个纵向传感器信号而产生关于目标装置110的纵向位置的至少一个信息项。因此，评估装置170可设计用于使用至少一个横向传感器信号和至少一个纵向传感器信号作为输入变量并通过加工这些输入变量而产生关于目标装置110的横向位置和纵向位置的信息项。由此，可通过评估装置170计算至少一个目标装置110的位置。如果提供多个目标装置110，可计算目标装置110各自的位置。
评估装置170可包含一个或多个电子装置和/或一个或多个软件组件以评估纵向传感器信号和横向信号，其象征性地由横向评估单元182(由“xy”表示)和纵向评估单元184(由“z”表示)表示。通过组合由这些进展装置182、184得到的结果，可产生例如关于各目标装置110的位置信息，优选三维位置信息(由“x，y，z”表示)。在图3A所示实施方案中，存在3个目标装置110。3个目标装置110的纵向坐标可用于测定对象112的取向。评估装置170可适于使用对象186的坐标体系中目标装置110的预定坐标并通过测定光学检测器132的坐标体系162中目标装置110的纵向坐标而进行坐标转换和/或测定定位角。评估装置170可适于使用一个或多个转换运算法则将目标装置110的纵向坐标以及任选一个或多个其它信息项转换成光学检测器132的坐标体系中关于对象112的取向的至少一个信息项。
评估装置170可完全或者部分地结合到检测器132中和/或可完全或者部分地为数据加工装置180的一部分和/或可包含一个或多个数据加工装置180。评估装置170可完全或部分地结合到外壳152中和/或可完全或者部分地具体表达为以无线或接线方式与光学传感器148电连接的分开装置。评估装置170可进一步包含一个或多个其它组件，例如一个或多个电子软件组件和/或一个或多个软件组件，例如一个或多个测量单元(图3A中未描述)和/或一个或多个转换单元188。在图3A中象征性地描述一个任选转换单元188，其可适于将至少2个横向传感器信号转换成公用信号或公用信息。
图3A进一步阐述检测器系统130，其除检测器装置128外进一步包含至少一个对象112，其具有与其连接和/或结合到其中的目标装置110。另外，由于对象112，具体而言，控制元件113可由用户处理以将至少一个信息项传送至机器190，具体而言，数据加工装置180。图3A还阐述本发明人机界面192的示意性实施方案。由于例如人机界面192可用于电脑游戏和将控制命令传送至适于游戏的数据加工装置180，数据加工装置180以及人机界面192也可形成娱乐装置194的说明性实例。
另外，数据加工装置180以及检测器装置128可适于跟踪对象112的取向。因此，数据加工装置180可充当跟踪控制器196，因此，数据加工装置180、检测器装置128和跟踪控制器196可形成本发明跟踪系统198的示例实施方案。
在图4中，描述本发明人机界面192的示例实施方案，其同时也可具体表达为本发明娱乐装置194的示例实施方案或者可以为娱乐装置194的组成部分。另外，人机界面192和/或娱乐装置194也可形成跟踪系统198的示例实施方案，所述跟踪系统198适于跟踪用户200和/或用户200的一个或多个身体部分的取向，以及任选跟踪用户200和/或用户200的一个或多个身体部分的位置。因此，可跟踪用户200的一个或多个身体部分的运动。一般而言，对于所述系统和装置的多数组件，可参考上文关于图3A给出的定义。
作为实例，可再一次提供具有至少一个本发明光学检测器132，例如，根据上述一个或多个实施方案，具有一个或多个光学传感器148的至少一个检测器装置128，所述光学传感器148可包含一个或多个横向光学传感器164和一个或多个纵向光学传感器166。可提供图4中未阐述的光学检测器132的其它元件，例如任选输送装置154的元件。对于可能的实施方案，可参考图3A。此外，可提供一个或多个照明源202。一般而言，关于光学检测器132的这些可能实施方案，可参考例如以上描述。
人机界面192可设计用于赋予在用户200与机器190之间交换至少一个信息项。例如，控制命令和/或信息的单向或双向交换可通过使用人机界面192而进行。机器190原则上可包含具有可以以一些方式控制和/或影响的至少一个功能的任何所需装置。如图4所述，至少一个检测器装置128的至少一个评估装置170和/或其部分可完全或部分地结合到所述机器190中，但原则上也可与机器190完全或部分分离而形成。
人机界面192可例如设计用于借助检测器装置128产生用户200的至少一个几何信息项，并且可分配给几何信息至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。为此，人机界面192适于通过使用检测器装置128测定用户200的至少一个取向。如上所述，在该示例实施方案中，使用控制元件113。在该实施方案中，控制元件113可具有3个目标装置110，所述目标装置110为以下至少一项：结合到控制元件113中或者与控制元件113连接，其中控制元件113充当对象112，其可由用户200处理。因此，通过测定控制元件113的取向，可测定用户200的至少一个身体部分的取向，例如保持控制元件113的臂和/或手的位置。另外或者作为选择，其它可能性是可行的，例如目标装置110以不同的方式由用户200保持和/或与用户200连接。
例如，借助检测器装置128，可识别用户200和/或用户200的身体部分的运动和/或取向变化。例如，如图4所述，可检测用户200的手运动和/或特定手势。另外或者作为选择，用户200的其它类型的几何信息可由具有一个或多个光学检测器132的检测器装置128检测。在该实施方案中，对象112可以为体育装置，特别是球拍。对象112可包含与球拍连接的3个目标装置110。
此外，装置和/或机器190可包含一个或多个未必根据本发明具体表达的其它人机界面，例如如图4所述，至少一个显示器204和/或至少一个键盘206。另外或者作为选择，可提供其它类型的人机界面。机器190原则上可以为任何类型的机器或机器组合，例如个人计算机。
至少一个评估装置170和/或其一个或多个部分可进一步用作跟踪系统198的跟踪控制器196。另外或者作为选择，可提供一个或多个其它跟踪控制器196，例如一个或多个其它数据评估装置。跟踪控制器196可以为或者可包含一个或多个数据存储器，例如一个或多个易失性和非易失性存储器。在该至少一个数据存储器中，可储存一个或多个对象112或者对象112的部分和/或用户200和/或用户200的一个或多个身体部分的多个随后取向和/或位置，以容许储存过去的轨迹。另外或者作为选择，可例如通过计算、外推或任何其它合适的运算法则预测未来的轨迹。作为实例，对象112或其部分的过去轨迹可外推至未来值，以预测对象112或其部分的未来取向和/或未来位置和/或未来轨迹中的至少一种。
在娱乐装置194的上下文中，所述机器190可例如设计用于进行至少一个娱乐功能，例如至少一个游戏，特别是用显示器204上的至少一个图形显示，和任选相应的音频输出。用户200可例如借助人机界面192和/或一个或多个其它界面输入至少一个信息项，其中娱乐装置194设计用于根据信息改变娱乐功能。作为实例，一个或多个虚拟物品，例如游戏中虚拟人物的具体运动和/或游戏中的虚拟车辆的运动可借助用户200和/或用户200的一个或多个身体部分的相应运动和/或至少一个控制元件113控制，所述控制元件113又可由检测器装置128识别。通过用户200，借助至少一个检测器装置128对至少一个娱乐功能的其它类控制也是可能的。
参考数字目录
110 目标装置
112 对象
113 控制元件
114 反射元件
115 反射层
116 颜色转换元件
117 颜色转换层
118 光束
120 下转换颜色转换元件
122 上转换颜色转换元件
124 连接装置
126 成套装置
128 检测器装置
130 检测器系统
132 光学检测器
134 反射光束
136 颜色敏感元件
138 波长敏感元件
140 旋转滤光轮
142 滤波器节
144 旋转方向
146 时间段
148 光学传感器
150 光轴
152 外壳
154 输送装置
156 透镜
158 开口
160 观察方向
162 坐标体系
164 横向光学传感器
166 纵向光学传感器
168 纵向光学传感器堆栈
170 评估装置
172 传感器区域
174 横向信号引线
176 最后纵向光学传感器
178 纵向信号引线
180 数据加工装置
182 横向评估单元
184 纵向评估单元
186 对象的坐标体系
188 转换单元
190 机器
192 人机界面
194 娱乐装置
196 跟踪控制器
198 跟踪系统
200 用户
202 照明源
204 显示器
206 键盘

Claims (18)

1.一种用于至少一个对象(112)的光学检测的目标装置(110)，所述目标装置(110)适于以下至少一项：结合到对象(112)中，由对象(112)保持或者与对象(112)连接，目标装置(110)具有至少一个用于反射光束(118)的反射元件(114)，目标装置(110)进一步具有至少一个颜色转换元件(116)，颜色转换元件(116)适于在反射光束(118)期间改变光束(118)的至少一个光谱性能。
2.根据前述权利要求的目标装置(110)，其中颜色转换元件(116)适于在反射光束(118)期间改变光束(118)的颜色。
3.根据前述权利要求的目标装置(110)，其中颜色转换元件(116)为适于将光束(118)的颜色转向较长波长的下转换颜色转换元件(120)和适于将光束(118)的颜色转向较低波长的上转换颜色转换元件(122)。
4.根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中颜色转换元件(116)包含至少一种染料。
5.根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中目标装置(110)包含层设置，所述层设置具有形成反射元件(114)的至少一个反射层(115)和形成颜色转换元件(116)的至少一个颜色转换层(117)，颜色转换层(117)置于反射层(115)上，颜色转换层(117)包含至少一个颜色转换元件(116)。
6.根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中反射元件(114)包含至少一种挠性材料，优选选自如下的挠性材料：挠性塑料、挠性织物、玻璃珠带、微棱镜反向反射带。
7.根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中颜色转换元件(116)包含至少一个基体元件和嵌入基体元件中的至少一种颜色转换材料。
8.根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中目标装置(110)进一步包含至少一个适于将目标装置(110)与至少一个对象(112)连接的连接装置(124)。
9.一种成套装置(126)，其包含多个根据前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中至少两个目标装置(110)具有不同的颜色转换元件(116)。
10.一种可通过至少一个光学检测器(132)检测的对象(112)，所述对象(112)包含至少一个根据涉及目标装置(110)的前述权利要求中任一项的目标装置(110)，其中目标装置(110)为以下至少一项：结合到对象(112)中，由对象(112)保持或者与对象(112)连接。
11.一种用于检测至少一个对象(112)的检测器装置(128)，其包含至少一个根据涉及目标装置(110)的前述权利要求中任一项的目标装置(110)，目标装置(110)为以下至少一项：与对象(112)连接，由对象(112)保持或者结合到对象(112)中，检测器装置(128)进一步包含至少一个适于检测由目标装置(110)反射的至少一个光束(134)的光学检测器(132)，其中检测器装置(128)适于通过测定目标装置(110)的至少一个位置而测定对象(112)的至少一个位置。
12.根据前述权利要求的检测器装置(128)，其包含多个目标装置(110)，其中至少两个目标装置(110)具有不同的颜色转换元件(116)，其中第一目标装置的至少一个第一颜色转换元件适于将光束(118)的颜色变成第一颜色，其中第二目标装置的至少一个第二颜色转换装置适于将光束(118)的颜色变成第二颜色，其中第二颜色不同于第一颜色，其中检测器装置(128)进一步包含至少一个颜色敏感元件(136)，其中检测器装置(128)适于通过由这些目标装置(110)反射的光束(134)的颜色而辨别目标装置(110)。
13.一种检测器系统(130)，所述检测器系统(130)包含至少一个根据涉及检测器装置(128)的前述权利要求中任一项的检测器装置(128)，检测器系统(130)进一步包含至少一个对象(112)，其中检测器装置(128)的至少一个目标装置(110)为以下至少一项：与对象(112)连接，由对象(112)保持或者结合到对象(112)中。
14.一种用于在用户(200)与机器(190)之间交换至少一个信息项的人机界面(192)，其中人机界面(192)包含至少一个根据涉及检测器装置(128)的前述权利要求中任一项的检测器装置(128)，其中人机界面(192)设计用于借助检测器装置(128)产生用户(200)的至少一个几何信息项，其中人机界面(192)设计用于分配给几何信息至少一个信息项。
15.一种用于进行至少一个娱乐功能的娱乐装置(194)，其中娱乐装置(194)包含至少一个根据前述权利要求的人机界面(192)，其中娱乐装置(194)设计用于使表演者借助人机界面(192)输入至少一个信息项，其中娱乐装置(194)设计用于根据信息改变娱乐功能。
16.一种用于跟踪至少一个可移动对象(112)的位置的跟踪系统(198)，所述跟踪系统(198)包含至少一个根据涉及检测器装置(128)的前述权利要求中任一项的检测器装置(128)，跟踪系统(198)进一步包含至少一个跟踪控制器(196)，其中跟踪控制器(196)适于跟踪对象(112)的一系列位置，各个位置包含关于特定时间点对象(112)的横向位置的至少一个信息项和关于特定时间点对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
17.一种光学检测至少一个对象(112)的至少一个位置的方法，所述方法使用至少一个根据涉及目标装置(110)的前述权利要求中任一项的目标装置(110)，目标装置(110)为以下至少一项：与对象(112)连接，由对象(112)保持或者结合到对象(112)中，方法进一步包括检测由目标装置(110)反射的至少一个光束(134)，其中方法进一步包括通过测定目标装置(110)的至少一个位置而测定对象(112)的至少一个位置。
18.根据涉及目标装置(110)的前述权利要求中任一项的目标装置(110)对于选自如下的使用目的的用途：距离测量，特别是交通技术；位置测量，特别是交通技术；娱乐应用；安全应用；人机界面应用；跟踪应用；成像应用；照相技术；制造方法；包装方法。
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