JP2017530376A - 少なくとも1個の物体の位置を光学的に求めるための検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
− 物体から検出器に進行する少なくとも1個の光ビームの位置を求めるための少なくとも1個の光学センサであって、光学センサが、少なくとも第1の電極と第2の電極とを有し、少なくとも1種の光起電力材料が、第1の電極と第2の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第1の電極又は第2の電極が、少なくとも3個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも1個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している、光学センサと、
− 少なくとも1個の評価装置であって、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも1個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計され、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える。
− 第一に、平面内の選択された方向に対して垂直に設けられてもよい隣接する部分電極の対のセンサ信号の和を形成すること、
− 第二に、選択された方向内の隣接する部分電極の対のセンサ信号の和間の少なくとも1個の差を形成すること、そして、
− 第三に、差を全ての部分電極のセンサ信号の和で割ること。
更に、評価装置は、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計される。この種の評価は、好ましくは、前述の手順の第3の工程を等しく利用することによって行われてもよく、これは、特に、別々の評価工程並びに、したがって、労力及び時間を節約することを可能にすることができる。
− 物体から検出器に進行する少なくとも1個の光ビームの位置を求めるための少なくとも1個の光学センサであり、光学センサが、少なくとも第1の電極と第2の電極とを有し、少なくとも1種の光起電力材料が、第1の電極と第2の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第1の電極又は第2の電極が、少なくとも3個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも1個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存している、光学センサと、
− 少なくとも1個の評価装置であり、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも1個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計され、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体(112)の前後位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える、検出器。
− 検出器の少なくとも1個の光学センサが使用され、光学センサが、物体から検出器に進行する少なくとも1個の光ビームの位置を求め、光学センサが、少なくとも第1の電極と第2の電極とを有し、少なくとも1種の光起電力材料が、第1の電極と第2の電極との間に埋め込まれ、光起電力材料が、光による光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、第1の電極又は第2の電極が、少なくとも3個の部分電極を有する分割電極であり、各部分電極が、少なくとも1個のセンサ信号を発生するように適合され、センサ信号が、光学センサのセンサ領域での光ビームのビーム断面に依存しており、
− 少なくとも1個の評価装置が使用され、評価装置が、部分電極の対のセンサ信号を評価することによって物体の横断位置であり、検出器の光軸に対して垂直な少なくとも1個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも1個の情報を発生し、且つ評価装置が、全ての部分電極のセンサ信号の和を評価することによって物体の前後位置に関する少なくとも1個の情報を更に発生する、方法。
図1は、少なくとも1個の物体112の位置を求めるための本発明に係る検出器110の例示的な実施形態を、非常に概略的に例示する。検出器110は光学センサ114を備え、それはこの特定の実施形態において、検出器110の光軸116に沿って配置される。詳細には、光軸116は光学センサ114の構成の対称及び/又は回転軸であってもよい。光学センサ114は好ましくは検出器110のハウジング118内に設けられてもよい。ハウジング118の開口120は、好ましくは光軸116に関して同心状に設けられ、好ましくは検出器110の視野方向122を画定する。座標系124が定義されてもよく、光軸116と平行又は反平行な方向が前後方向として定義されるのに対して、光軸116に対して垂直な方向は横断方向として定義されてもよい。座標系124では、図1に記号的に描かれるように、前後方向は座標「z」によって表示されるのに対して、横断方向はそれぞれの座標「x」及び「y」によって表示される。しかしながら、他の種類の座標系124も実現可能であってもよい。
その後、隣接する部分電極によって提供されるセンサ信号の和間の以下のそれぞれの差が、対応する減算器176を使用することによって得られてもよい。
並行して、隣接する部分電極140、142、144、146によって提供される全てのセンサ信号の以下の総計を提供するために、更なる加算器174が使用してもよい。
図1に図示される好適な実施形態によれば、総計(A+B+C+D)は2種の異なる目的のために使用されてもよい。第一に、総計(A+B+C+D)は、隣接する部分電極によって提供されるセンサ信号の和間の少なくとも1個の除算器178を用いた上述の差を正規化するために利用されてもよい。
Claims (27)
- 少なくとも1個の物体(112)の位置を光学的に求めるための検出器(110)であって、
前記物体(112)から前記検出器(110)に進行する少なくとも1個の光ビーム(134)の位置を求めるための少なくとも1個の光学センサ(114)であり、前記光学センサ(114)が、少なくとも第1の電極(126)と第2の電極(128)とを有し、少なくとも1種の光起電力材料(130)が、前記第1の電極(126)と前記第2の電極(128)との間に埋め込まれ、前記光起電力材料(130)が、光による前記光起電力材料(130)の照明に応じて電荷を発生するように適合され、前記第1の電極(126)又は前記第2の電極(128)が、少なくとも3個の部分電極(140、142、144、146)を有する分割電極(136)であり、各部分電極(140、142、144、146)が、少なくとも1個のセンサ信号を発生するように適合され、前記センサ信号が、前記光学センサ(114)のセンサ領域(138)での前記光ビーム(134)のビーム断面に依存している、光学センサと、
少なくとも1個の評価装置(164)であり、前記評価装置(164)が、前記部分電極(140、142、144、146)の対(148、150)の前記センサ信号を評価することによって前記物体(112)の横断位置であり、前記検出器(110)の光軸(116)に対して垂直な少なくとも1個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計され、且つ前記評価装置(164)が、全ての部分電極(140、142、144、146)の前記センサ信号の和を評価することによって前記物体(112)の前後位置に関する少なくとも1個の情報を発生するように設計される、評価装置とを備える、検出器。 - 前記光学センサ(114)が少なくとも1個の色素増感太陽電池を備える、請求項1に記載の検出器(110)。
- 前記光学センサ(114)が前記第1の電極(126)、少なくとも1種のn−半導体金属酸化物、少なくとも1種の色素、少なくとも1種のp−半導体有機材料及び少なくとも前記第2の電極(128)を少なくとも備える、請求項2に記載の検出器(110)。
- 前記第1の電極(126)が前記分割電極(136)であり、前記n−半導体金属酸化物、前記色素、前記p−半導体有機材料及び前記第2の電極(128)が透明である、請求項3に記載の検出器(110)。
- 前記第1の電極(126)が少なくとも部分的に少なくとも1種の導電性酸化物でできており、前記第2の電極(128)が少なくとも部分的に透明導電性ポリマでできている、請求項4に記載の検出器(110)。
- 前記分割電極(136)が二対(148、150)の2個の部分電極を有し、各部分電極の2個の側(152、154)が更なる部分電極(156、158)の1個の側に隣接する、請求項1から5のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 2個の隣接する部分電極間に間隙(160)が残らない、請求項1から6のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記2個の隣接する部分電極が互いと部分的に重複し、重複範囲が作成され、前記重複範囲が前記重複する部分電極の各々の範囲の1%以下である、請求項7に記載の検出器(110)。
- 前記部分電極(140、142、144、146)を通る電流が前記センサ領域(138)での前記光ビーム(134)の位置に依存しており、前記光学センサ(114)が、前記部分電極(140、142、144、146)を通る前記電流に従って前記センサ信号を発生するように適合される、請求項1から8のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記評価装置(164)が、第一に、前記平面内の選択された方向に対して垂直に設けられる隣接する部分電極の対(148、150)の前記センサ信号の和を形成することによって、第二に、前記選択された方向内の前記隣接する部分電極の前記対(148、150)の前記センサ信号の前記和間の少なくとも1個の差を形成することによって、第三に、全ての部分電極(140、142、144、146)の前記センサ信号の前記和で前記差を割ることによって、前記物体(112)の前記横断位置に関する前記情報を発生するように設計される、請求項1から9のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記評価装置(164)が、照明の幾何形状と前記検出器(110)に対する前記物体(112)の相対位置どりとの間の少なくとも1つの所定の関係から前記物体(112)の前記前後位置に関する前記少なくとも1個の情報を発生するように設計される、請求項1から10のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記評価装置(164)が、前記物体(112)の前記前後位置に関する前記少なくとも1個の情報を求めるために、前記光ビーム(134)の既知のビーム特性と前記光ビーム(134)の直径を比較するように適合される、請求項11に記載の検出器(110)。
- 前記光学センサ(114)が、平面、平面凸、平面凹、両凸又は両凹形から成る群から選択される形状を呈する、請求項1から12のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記検出器(110)が少なくとも1個の伝達装置(180)を更に備える、請求項1から13のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記伝達装置(180)が少なくとも1個の焦点可調レンズ及び/又はエレクトロウェッティング装置(182)から成る、請求項14に記載の検出器(110)。
- 少なくとも1個の照明源を更に備える、請求項1から15のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記光学センサ(114)が、前記センサ信号が、前記照明の全出力が同じであれば、前記照明の変調の変調周波数に依存しているように更には設計される、請求項1から16のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- 前記物体(112)の前記横断位置に関する前記情報が、前記センサ信号の周波数依存を評価することによって前記物体(112)の前記前後位置に関する前記情報から分離される、請求項17に記載の検出器(110)
- 少なくとも2個の前記光学センサ(114)を備え、前記光学センサ(114)が、それらが前記検出器(110)の前記光軸(116)と平行の向きに整列され且つ前記検出器(110)の前記光軸(116)に対して垂直な向きに個々の変位を呈するように平行配置で設けられている、請求項1から18のいずれか一項に記載の検出器(110)。
- ユーザと機械との間で少なくとも1個の情報を交換するためのヒューマンマシンインタフェースであって、前記ヒューマンマシンインタフェースが、検出器(110)に関する請求項1から19のいずれか一項に記載の少なくとも1個の検出器(110)を備え、前記ヒューマンマシンインタフェースが、前記検出器(110)を用いて前記ユーザの少なくとも1個の幾何学的情報を発生するように設計され、前記ヒューマンマシンインタフェースが、少なくとも1個の情報を前記幾何学的情報に割り当てるように設計される、ヒューマンマシンインタフェース。
- 少なくとも1種の娯楽機能を実行するための娯楽装置であって、前記娯楽装置が、請求項20に記載の少なくとも1個のヒューマンマシンインタフェースを備え、前記娯楽装置が、少なくとも1個の情報が前記ヒューマンマシンインタフェースを用いてプレーヤによって入力されることを可能にするように設計され、前記娯楽装置が、前記情報に従って前記娯楽機能を変化させるように設計される、娯楽装置。
- 少なくとも1個の可動物体(112)の位置を追跡するための追跡システム(190)であって、前記追跡システム(190)が、検出器(110)に関する請求項1から19のいずれか一項に記載の少なくとも1個の検出器(110)を備え、前記追跡システム(190)が少なくとも1個の追跡コントローラ(198)を更に備え、前記追跡コントローラ(198)が、前記物体(112)の一連の位置を追跡するように適合され、各位置が、特定の時点での前記物体(112)の横断位置に関する少なくとも1個の情報及び特定の時点での前記物体(112)の前後位置に関する少なくとも1個の情報から成る、追跡システム。
- 少なくとも1個の物体(112)の少なくとも1つの位置を求めるための走査システム(194)であって、前記走査システム(194)が、検出器(110)に関する請求項1から19のいずれか一項に記載の少なくとも1個の検出器(110)を備え、前記走査システム(194)が、前記少なくとも1個の物体(112)の少なくとも1個の面(206)に設けられる少なくとも1個のドット(204)の照明のために構成される少なくとも1個の光ビーム(202)を発するように適合される少なくとも1個の照明源(200)を更に備え、前記走査システム(194)が、前記少なくとも1個の検出器(110)を使用することによって前記少なくとも1個のドット(204)と前記走査システム(194)との間の距離についての少なくとも1個の情報を発生するように設計される、走査システム。
- 請求項22に記載の少なくとも1個の追跡システム(190)と請求項23に記載の少なくとも1個の走査システム(194)とを備える立体視システム(186)であって、前記追跡システム(190)及び前記走査システム(194)が各々、前記立体視システム(186)の前記光軸(116)と平行の向きに整列され且つ前記立体視システム(186)の前記光軸(116)に対して垂直な向きに関して個々の変位を呈するように平行配置で設けられる少なくとも1個の光学センサ(114)を備える、立体視システム。
- 少なくとも1個の物体を撮像するためのカメラであって、検出器(110)に関する請求項1から19のいずれか一項に記載の少なくとも1個の検出器(110)を備えるカメラ。
- 少なくとも1個の物体(112)の位置を光学的に求めるための方法であって、
検出器(110)の少なくとも1個の光学センサ(114)が使用され、前記光学センサ(114)が、前記物体(112)から前記検出器(110)に進行する少なくとも1個の光ビーム(134)の位置を求め、前記光学センサ(114)が、少なくとも第1の電極(126)と第2の電極(128)とを有し、少なくとも1種の光起電力材料(130)が、前記第1の電極(126)と前記第2の電極(128)との間に埋め込まれ、前記光起電力材料(130)が、光による前記光起電力材料の照明に応じて電荷を発生するように適合され、前記第1の電極(126)又は前記第2の電極(128)が、少なくとも3個の部分電極(140、142、144、146)を有する分割電極(136)であり、各部分電極(140、142、144、146)が、少なくとも1個のセンサ信号を発生するように適合され、前記センサ信号が、前記光学センサ(114)のセンサ領域(138)での前記光ビーム(134)のビーム断面に依存しており、
少なくとも1個の評価装置(164)が使用され、前記評価装置(164)が、前記部分電極(140、142、144、146)の対(148、150)の前記センサ信号を評価することによって前記物体(112)の横断位置であり、前記検出器の光軸(116)に対して垂直な少なくとも1個の平面での位置である横断位置に関する少なくとも1個の情報を発生し、且つ前記評価装置(164)が、全ての部分電極(140、142、144、146)の前記センサ信号の和を評価することによって前記物体(112)の前後位置に関する少なくとも1個の情報を更に発生する、方法。 - 検出器(110)に関する請求項1から19のいずれか一項に記載の検出器(110)を:距離測定、特に交通技術で;位置測定、特に交通技術で;追跡用途、特に交通技術で;娯楽用途;カメラ、特にセキュリティ用途で;ヒューマンマシンインタフェース用途;マッピング用途、特に少なくとも1つの空間のマップを生成するため;距離測定、位置測定、追跡用途、走査用途から成る群から選択される自動化機械プロセスで;立体視で;高精度測定学で、特に分析学で;製造部品のモデリングで;医療手術で、特に内視鏡的方法で;から成る群から選択される使用の目的のために使用する方法。
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