JP2020502491A - 少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための検出器 - Google Patents

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Abstract

少なくとも１個の対象物（１１２）の光学的な検出のための検出器（１１０）が提案される。さらに、本発明は、少なくとも１個の対象物（１１２）の光学的な検出のための方法に関し、また、さまざまな検出器（１１０）を使用する方法に関する。検出器（１１０）は、− 少なくとも１個のセンサ領域（１３２）を有しており、センサ領域（１３２）は、少なくとも１個の湾曲した基板（１４２）、および、光伝導性材料（１３６）を有する少なくとも１個のフィルム（１３４）を含み、フィルム（１３４）は、湾曲した基板（１４２）の少なくとも１個の表面（１４０、１７２）の上に設置されている、少なくとも１個の光学センサ（１１４）であって、光ビーム（１２４）によるセンサ領域（１３２）の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている、少なくとも１個の光学センサ（１１４）と、− 光ビーム（１２４）を対象物（１１２）から光学センサ（１１４）へ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板（１４２）の上に位置しているフィルム（１３４）へ光ビーム（１２４）をガイドするように適合されている、少なくとも１個の伝送デバイス（１２０）と、− 光学センサ（１１４）のセンサ信号を評価することによって、対象物（１１２）の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、少なくとも１個の評価デバイス（１５４）とを含む。それによって、空間の中の少なくとも１個の対象物（１１２）の位置を正確に決定するための、簡単でコスト効率的で依然として信頼性の高い検出器（１１０）が提供される。

Description

本発明は、少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための、とりわけ、少なくとも１個の対象物の位置を決定するための、具体的には、少なくとも１個の対象物の深さ、幅、または、深さおよび幅の両方に関する、検出器に関する。そのうえ、本発明は、ヒューマンマシンインターフェース、エンターテイメントデバイス、スキャニングシステム、トラッキングシステム、立体視システム、およびカメラに関する。さらに、本発明は、少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための方法に関し、また、検出器のさまざまな使用に関する。そのようなデバイス、方法、および使用は、例えば、日常生活、ゲーミング、交通技術、空間のマッピング、生産技術、セキュリティ技術、医療技術、または科学のさまざまなエリアの中で用いられ得る。しかし、さらなる用途も可能である。
少なくとも１個の対象物を光学的に検出するためのさまざまな検出器が、光学センサに基づいて知られている。ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１は、少なくとも１個の光学センサを含む検出器を開示しており、そこでは、光学センサは、少なくとも１個のセンサ領域を示している。ここでは、光学センサは、センサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている。いわゆる「ＦｉＰ効果」に従って、センサ信号は、照射の合計パワーが同じであることを所与として、これによって、照射の幾何学形状に依存しており、とりわけ、センサ領域の上の照射のビーム断面に依存している。ここでは、ＦｉＰ効果は、色素太陽電池に関して、好ましくは、固体色素太陽電池（固体色素増感有機太陽電池、ｓＤＳＣ）に関して、すなわち、第１の電極、ｎ−半導体金属酸化物、色素、固体有機ｐ−タイプ半導体、および、第２の電極を有するコンポーネントに関して、例示的な様式で説明されている。そのうえ、検出器は、少なくとも１個の評価デバイスを有しており、少なくとも１個の評価デバイスは、センサ信号から少なくとも１つの幾何学的情報を発生させるように指定されており、とりわけ、照射および／または対象物についての少なくとも１つの幾何学的情報を発生させるように指定されている。
ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、少なくとも１個の横方向光学センサおよび少なくとも１個の縦方向光学センサを使用することによって、少なくとも１個の対象物の位置を決定するための方法および検出器を開示している。好ましくは、縦方向光学センサのスタックが、とりわけ、高い程度の精度によって、および、曖昧性なしに、対象物の縦方向位置を決定するために用いられる。とりわけ、横方向光学センサおよび縦方向光学センサは、電極および光起電力材料を含む層の構成体を有する薄いフィルムデバイスである。したがって、光学センサのセンサ領域は、対象物の方を向くかまたは対象物から離れる方を向くそれぞれのデバイスによって形成されている。ここでは、スタックになった複数の光学センサのために使用される基板は、とりわけ、平面的な形態、平面形−凸形の形態、平面形−凹形の形態、両凸形の形態、または両凹形の形態、例えば、レンズまたはプリズムなどを含む群から選択される、異なる形状を有することによって、異なっていることが可能である。さらに、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、少なくとも１個の対象物の位置を決定するための少なくとも１個のそのような検出器をそれぞれ含む、ヒューマンマシンインターフェース、エンターテイメントデバイス、トラッキングシステム、およびカメラを開示している。
ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１は、ＦｉＰ効果を示すことができるさらなる種類の光学センサを開示している。ここでは、光学センサのセンサ領域は、好ましくは、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）、その固溶体および／またはドープされた変形例から選択される、光伝導性材料を含む。ここでは、光伝導性材料は、絶縁基板、とりわけ、セラミック基板または透明なもしくは半透明の基板、例えば、ガラスもしくは石英などの上に蒸着されている。それに加えて、ＦｉＰ効果は、センサ領域の中に位置している、水素化アモルファス半導体材料の中に、とりわけ、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の中に観察され得る。
上述のデバイスおよび検出器によって、暗示されている利点にかかわらず、単純でコスト効率が良く依然として信頼性の高い空間的検出器に関する改善に対する必要性が、依然として存在している。
ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１ ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１ ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１
したがって、本発明によって対処される課題は、このタイプの公知のデバイスおよび方法の不利益を少なくとも実質的に回避する、少なくとも１個の対象物を光学的に検出するためのデバイスおよび方法を特定するものである。とりわけ、空間の中の対象物の位置を決定するための、改善された簡単でコスト効率的であり依然として信頼性の高い空間的検出器が望ましいこととなる。
この課題は、独立特許請求項の特徴を備えた本発明によって解決される。本発明の有利な発展例は、個別にまたは組み合わせて実現化され得、それは、従属請求項に提示されており、ならびに／または、以下の明細書および詳細な実施形態に提示されている。
本明細書で使用されているように、「有する」、「含む」、および「含有する」という表現、ならびに、その文法上の変化形は、非排他的に使用されている。したがって、「ＡはＢを有する」という表現、および、「ＡはＢを含む」という表現、または「ＡはＢを含有する」という表現は、Ｂ以外に、Ａが、１個または複数のさらなるコンポーネントおよび／または構成要素を含有するという事実、ならびに、Ｂ以外に、他のコンポーネント、構成要素、またはエレメントがＡの中には存在していないというケースの両方を表している。
本発明の第１の態様では、具体的には、少なくとも１個の対象物の深さに関して、または、深さおよび幅の両方に関して、とりわけ、少なくとも１個の対象物の位置を決定するための、光学的な検出のための検出器が開示されている。
「対象物」は、一般的に、生物および非生物から選ばれる任意の対象物であることが可能である。したがって、例として、少なくとも１個の対象物は、１個もしくは複数の物品、および／または、１個もしくは複数の物品のパーツを含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、対象物は、１個もしくは複数の生物、および／または、１個または複数の生物のパーツ、例えば、人間、例えば、ユーザ、および／または動物の１個もしくは複数の身体のパーツであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。
本明細書で使用されているように、「位置」は、一般的に、空間の中の対象物の場所および／または配向に関する任意の情報を表している。この目的のために、例として、１つまたは複数の座標系が使用され得、対象物の位置が、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上の座標を使用することによって決定され得る。例として、１つもしくは複数のデカルト座標系および／または他のタイプの座標系も使用され得る。１つの例では、座標系は、検出器の座標系であることが可能であり、検出器は所定の位置および／または配向を有する。さらに詳細に下記に概説されることとなるように、検出器は、光学軸を有することが可能であり、光学軸は、検出器の視点の主要方向を構成することが可能である。光学軸は、ｚ軸などのような、座標系の軸を形成することが可能である。さらに、１つまたは複数の追加的な軸線が、好ましくは、ｚ軸に対して垂直に設けられ得る。
したがって、例として、検出器は、座標系を構成することが可能であり、その座標系において、光学軸は、ｚ軸を形成しており、また、その座標系において、追加的に、ｘ軸およびｙ軸も設けられ得、ｘ軸およびｙ軸は、ｚ軸に対して垂直になっており、また、互いに対して垂直になっている。例として、検出器、および／または、検出器の一部は、この座標系の中の特定の点に存在することが可能であり、例えば、この座標系の原点などに存在することが可能である。この座標系において、ｚ軸に対して平行または逆平行の方向は、縦方向とみなされ得、また、ｚ軸に沿った座標は、縦方向座標と考えられ得る。縦方向に対して垂直の任意の方向は、横方向と考えられ得、また、ｘ座標および／またはｙ座標は、横方向座標と考えられ得る。
代替的に、他のタイプの座標系も使用され得る。したがって、例として、極座標系も使用され得、極座標系において、光学軸は、ｚ軸を形成しており、また、極座標系において、ｚ軸からの距離および極角度は、追加的な座標として使用され得る。繰り返しになるが、ｚ軸に対して平行または逆平行の方向は、縦方向と考えられ得、また、ｚ軸に沿った座標は、縦方向座標と考えられ得る。ｚ軸に対して垂直の任意の方向は、横方向と考えられ得、極座標および／または極角度は、横方向座標と考えられ得る。
本明細書で使用されているように、光学的な検出のための検出器は、一般的に、少なくとも１個の対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を提供するように適合されたデバイスである。検出器は、据置型デバイスまたはモバイルデバイスであることが可能である。さらに、検出器は、スタンドアロンデバイスであることが可能であり、または、コンピュータ、車両、もしくは任意の他のデバイスなどのような、別のデバイスの一部を形成することが可能である。さらに、検出器は、ハンドヘルド式デバイスであることが可能である。検出器の他の実施形態も実行可能である。
検出器は、任意の実行可能な方式で、少なくとも１個の対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を提供するように適合され得る。したがって、情報は、例えば、電子的に、視覚的に、聴覚的に、または、それらの任意の組み合わせで提供され得る。情報は、検出器のデータストレージもしくは別々のデバイスの中にさらに記憶され得、および／または、少なくとも１つのインターフェース、例えば、ワイヤレスインターフェースおよび／またはワイヤーバウンドインターフェースなどを介して提供され得る。
本発明による少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための検出器は、
− 少なくとも１個のセンサ領域を有し、センサ領域は、少なくとも１個の湾曲した基板、および、光伝導性材料を有する少なくとも１個のフィルムを含み、フィルムは、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されている、少なくとも１個の光学センサであって、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている、少なくとも１個の光学センサと、
− 光ビームを対象物から光学センサへ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板の上に位置しているフィルムへ光ビームをガイドするように適合されている、少なくとも１個の伝送デバイスと、
− 光学センサのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、少なくとも１個の評価デバイスと
を含む。
本明細書では、上記に列挙されているコンポーネントは、別々のコンポーネントであることが可能である。代替的に、上記に列挙されているようなコンポーネントのうちの２つ以上は、１個のコンポーネントへ一体化され得る。さらに、少なくとも１個の評価デバイスは、伝送デバイスおよび少なくとも１個の光学センサから独立した別々の評価デバイスとして形成され得るが、好ましくは、センサ信号を受け取るために少なくとも１個の光学センサに接続され得る。代替的に、少なくとも１個の評価デバイスは、少なくとも１個の光学センサの中へ完全にまたは部分的に一体化され得る。
本明細書で使用されているように、「光学センサ」は、一般的に、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されているデバイスである。とりわけ、光学センサは、「縦方向光学センサ」であることが可能であり、「縦方向光学センサ」は、一般的に、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させるように設計されているデバイスであり、縦方向センサ信号は、照射の合計パワーが同じであることを所与として、いわゆる「ＦｉＰ効果」に従って、センサ領域の中の光ビームのビーム断面に依存している。縦方向センサ信号は、一般的に、縦方向位置を示す任意の信号であることが可能であり、縦方向位置は、また、深さとして示され得る。例として、縦方向センサ信号は、デジタル信号および／もしくはアナログ信号であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。例として、縦方向センサ信号は、電圧信号および／もしくは電流信号であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、縦方向センサ信号は、デジタルデータであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。縦方向センサ信号は、単一の信号値および／または一連の信号値を含むことが可能である。縦方向センサ信号は、２つ以上の個々の信号を組み合わせることによって、例えば、２つ以上の信号を平均することによって、および／または、２つ以上の信号の商を形成することなどによって導出される、任意の信号をさらに含むことが可能である。
さらに、縦方向光学センサのセンサ領域は、少なくとも１つの光ビームによって照射される。照射の合計パワーが同じであることを所与として、センサ領域の電気伝導性は、したがって、センサ領域の中の光ビームのビーム断面に依存する（それは、センサ領域の中の入射ビームによって発生される「スポットサイズ」と命名される）。したがって、光伝導性材料の電気伝導性が入射光ビームによる光伝導性材料を含むセンサ領域の照射の範囲に依存するという観察可能な特性は、とりわけ、同じ合計パワーを含むがセンサ領域の上に異なるスポットサイズを発生させる２つの光ビームが、センサ領域の中に光伝導性材料の電気伝導性に関して異なる値を提供し、結果的に、互いに対して区別可能であることを達成する。
さらに、電圧信号および／または電流信号などのような、電気信号を適用することによって、縦方向センサ信号が決定されるので、電気信号によって横断される材料の電気伝導性が、したがって、縦方向センサ信号を決定するときに考慮に入れられる。より詳細に下記に説明されることとなるように、縦方向光学センサと直列に用いられるバイアス電圧供給源および負荷抵抗器の適用が、好ましくは、ここで使用され得る。したがって、結果として、センサ領域の中に光伝導性材料を含む縦方向光学センサは、主に、縦方向センサ信号の記録から、例えば、少なくとも２つの縦方向センサ信号、ビーム断面に関する少なくとも１つの情報、具体的には、ビーム直径に関する少なくとも１つの情報を比較することなどによって、センサ領域の中の光ビームのビーム断面を決定することを可能にする。
さらに、センサ領域の中の光ビームのビーム断面は、上述のＦｉＰ効果に従って、照射の合計パワーが同じであることを所与として、センサ領域に衝突する光ビームを放出または反射する対象物の縦方向位置または深さに依存するので、縦方向光学センサは、したがって、それぞれの対象物の縦方向位置を決定するように適用され得る。縦方向光学センサおよび縦方向センサ信号の考えられる実施形態に関して、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１またはＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に開示されているような光学センサが参照され得る。
代替的に、光学センサは、横方向光学センサであることが可能であり、横方向光学は、一般的に、対象物から検出器へ進行する少なくとも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得るデバイスを表している。横方向光学センサは、より詳細に下記に説明されている。
本発明によれば、少なくとも１個の光学センサは、少なくとも１個のセンサ領域を示し、センサ領域は、少なくとも１つの光伝導性材料を含む。本明細書で使用されているように、「光伝導性材料」という用語は、ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１に基づいて、電流を持続することができる材料を表しており、したがって、特定の電気伝導性を示し、具体的には、電気伝導性は、材料の照射に依存している。電気抵抗率が電気伝導性の逆数として定義されるので、代替的に、「フォトレジスト材料」という用語が、また、同じ種類の材料を表示するために使用され得る。この種類の材料では、電流は、少なくとも１個の第１の電気接点を介して、材料を通して、少なくとも１個の第２の電気接点へガイドされ得、第１の電気接点は、第２の電気接点から隔離されており、一方、第１の電気接点および第２の電気接点の両方は、材料と直接的に接続した状態になっている。この目的のために、直接的な接続は、電気的に高度に伝導性の物質、とりわけ、金、銀、プラチナ、またはパラジウムのような金属、および、上述の金属のうちの少なくとも１つを含む合金を、接触ゾーンにおいて、従来技術から知られる任意の公知の対策によって、例えば、めっきするか、溶接するか、はんだ付けするか、または蒸着させることなどによって、提供され得る。
本発明の目的のために、光学センサのセンサ領域の中に使用されているような光伝導性材料は、好ましくは、無機の光伝導性材料、有機の光伝導性材料、組み合わせ、固溶体、および／または、そのドープされた変形例を含むことが可能である。この点において、無機の光伝導性材料は、とりわけ、セレン、テルル、セレン−テルル合金、金属酸化物、第ＩＶ族元素または化合物のうちの１つまたは複数、すなわち、第ＩＶ族からの元素、または、少なくとも１つの第ＩＶ族元素を有する化学化合物、第ＩＩＩ−Ｖ族化合物、すなわち、少なくとも１つの第ＩＩＩ族元素および少なくとも１つの第Ｖ族元素を有する化学化合物、第ＩＩ−ＶＩ族化合物、すなわち、一方では、少なくとも１つの第ＩＩ族元素または少なくとも１つの第ＸＩＩ族元素を有し、他方では、少なくとも１つの第ＶＩ族元素を有する化学化合物、および／またはカルコゲニドを含むことが可能である。しかし、他の無機の光伝導性材料も、等しく適当である可能性がある。
上記に述べられているように、好ましくは、硫化物カルコゲニド、セレン化物カルコゲニド、テルル化物カルコゲニド、三元カルコゲニド、四元以上のカルコゲニドを含む群から選択されるカルコゲニドが、好ましくは、光学センサのセンサ領域の中の光伝導性材料として使用されるのに適当であり得る。一般的に使用されているように、「カルコゲニド」という用語は、酸素は別として周期表の第１６族元素を含み得る化合物、すなわち、硫化物、セレン化物、およびテルル化物を表している。とりわけ、光伝導性材料は、硫化物カルコゲニド、好ましくは、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化物カルコゲニド、好ましくは、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化物カルコゲニド、好ましくは、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、または、三元カルコゲニド、好ましくは、水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ；ＭＺＴ）であることが可能であり、または、それらを含むことが可能である。少なくとも上述の好適な光伝導性材料は、一般的に、赤外線スペクトル範囲の中の独特の吸収特質を示すことが知られているので、上述の好適な光伝導性材料を含む層を有する光学センサは、好ましくは、赤外線センサとして使用され得る。しかし、他の実施形態、および／または、他の光伝導性材料、とりわけ、下記に説明されているような光伝導性材料も、実行可能であり得る。
とりわけ、硫化物カルコゲニドは、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）、硫化マンガン（ＭｎＳ）、三硫化二ビスマス（Ｂｉ２Ｓ３）、三硫化二アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）、三硫化二ヒ素（Ａｓ２Ｓ３）、硫化スズ（ＩＩ）（ＳｎＳ）、二硫化スズ（ＩＶ）（ＳｎＳ２）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、硫化銅（ＣｕＳまたはＣｕ２Ｓ）、硫化コバルト（ＣｏＳ）、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、および三硫化クロム（ＣｒＳ３）を含む群から選択され得る。
とりわけ、セレン化物カルコゲニドは、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、三セレン化二ビスマス（Ｂｉ２Ｓｅ３）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、三セレン化二アンチモン（Ｓｂ２Ｓｅ３）、三セレン化二ヒ素（Ａｓ２Ｓｅ３）、セレン化ニッケル（ＮｉＳｅ）、セレン化タリウム（ＴｌＳｅ）、セレン化銅（ＣｕＳｅまたはＣｕ２Ｓｅ）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）、セレン化スズ（ＳｎＳｅ）、およびセレン化コバルト（ＣｏＳｅ）、およびセレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）を含む群から選択され得る。さらに、上述の化合物の、または、この種類の他の化合物の、固溶体および／またはドープされた変形例も、実行可能であり得る。
とりわけ、テルル化物カルコゲニドは、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、三テルル化二ビスマス（Ｂｉ２Ｔｅ３）、三テルル化二ヒ素（Ａｓ２Ｔｅ３）、三テルル化二ヒアンチモン（Ｓｂ２Ｔｅ３）、テルル化ニッケル（ＮｉＴｅ）、テルル化タリウム（ＴｌＴｅ）、テルル化銅（ＣｕＴｅ）、二テルル化モリブデン（ＭｏＴｅ２）、テルル化スズ（ＳｎＴｅ）、およびテルル化コバルト（ＣｏＴｅ）、テルル化銀（Ａｇ２Ｔｅ）、およびテルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）を含む群から選択され得る。さらに、上述の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例、または、この種類の他の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例も、実行可能であり得る。
とりわけ、三元カルコゲニドは、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ）、水銀カドミウム硫化物（ＨｇＣｄＳ）、鉛カドミウム硫化物（ＰｂＣｄＳ）、鉛水銀硫化物（ＰｂＨｇＳ）、銅インジウム二硫化物（ＣｕＩｎＳ２；ＣＩＳ）、硫セレン化カドミウム（ＣｄＳＳｅ）、硫セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）、硫セレン化タリウム（ＴｌＳＳｅ）、カドミウム亜鉛硫化物（ＣｄＺｎＳ）、カドミウムクロム硫化物（ＣｄＣｒ２Ｓ４）、水銀クロム硫化物（ＨｇＣｒ２Ｓ４）、銅クロム硫化物（ＣｕＣｒ２Ｓ４）、カドミウム鉛セレン化物（ＣｄＰｂＳｅ）、銅インジウム二セレン化物（ＣｕＩｎＳｅ２）、インジウムガリウムヒ化物（ＩｎＧａＡｓ）、酸化鉛硫化物（Ｐｂ２ＯＳ）、酸化鉛セレン化物（Ｐｂ２ＯＳｅ）、硫セレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、硫化ヒ素テルル化物（Ａｓ２Ｓｅ２Ｔｅ）、カドミウムセレナイト（ＣｄＳｅＯ３）、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ）、およびカドミウム亜鉛セレン化物（ＣｄＺｎＳｅ）、上記に挙げられたバイナリーカルコゲニド、および／または、下記に挙げられるようなバイナリーＩＩＩ−Ｖ化合物からの化合物を適用することによるさらなる組み合わせを含む群から選択され得る。さらに、上述の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例、または、この種類の他の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例も、実行可能であり得る。
四元以上のカルコゲニドに関して、この種類の材料は、適切な光伝導性特性を示すことが知られ得る四元以上のカルコゲニドから選択され得る。とりわけ、Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓ／Ｓｅ２の組成またはＣｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ／Ｓｅ）４の組成を有する化合物が、この目的のために実行可能であり得る。
ＩＩＩ−Ｖ化合物に関して、この種類の半導体材料は、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、ヒ化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、ヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、およびアンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）を含む群から選択され得る。さらに、上述の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例、または、この種類の他の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例も、実行可能であり得る。
ＩＩ−ＶＩ化合物に関して、この種類の半導体材料は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ）、水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ）、および水銀セレン化亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）を含む群から選択され得る。しかし、他のＩＩ−ＶＩ化合物も実行可能であり得る。さらに、上述の化合物の固溶体、または、この種類の他の化合物の固溶体も、適用可能であり得る。
金属酸化物に関して、この種類の半導体材料は、光伝導性特性を示し得る公知の金属酸化物から選択され得、とりわけ、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化銅（Ｉ）（ＣｕＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、フェライト（Ｆｅ３Ｏ４）、およびペロブスカイト酸化物（ＡＢＯ３、ここで、Ａは二価カチオンであり、Ｂは四価カチオンである）を含む群から選択され得る。それに加えて、三元金属酸化物、四元金属酸化物、または、それ以上の金属酸化物も、適用可能であり得る。そのうえ、上述の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例、または、この種類の他の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例（それは、化学量論比の化合物または非化学量論比の化合物であり得る）も、実行可能であり得る。より詳細に後に説明されているように、同時に透明な特性または半透明の特性を示し得る金属酸化物を選択することが好ましい可能性がある。
第ＩＶ族元素または化合物に関して、この種類の半導体材料は、ドープされたダイヤモンド（Ｃ）、ドープされたシリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、およびシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む群から選択され得、半導体材料は、結晶材料、微結晶材料から、または、好ましくは、アモルファス材料から選択され得る。一般的に使用されているように、「アモルファス」という用語は、半導体材料の非結晶同素フェーズを表している。とりわけ、光伝導性材料は、少なくとも１つの水素化アモルファス半導体材料を含むことが可能であり、アモルファス材料は、それに加えて、水素を材料に適用することによって不動態化されており、それによって、理論に拘束されることを望むことなく、材料の中のダングリングボンドの数が数桁も低減されたように見える。とりわけ、水素化アモルファス半導体材料は、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、水素化アモルファスシリコン炭素合金（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）、または水素化アモルファスゲルマニウムシリコン合金（ａ−ＧｅＳｉ：Ｈ）からなる群から選択され得る。しかし、水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）などのような、他の種類の材料も、これらの目的のために使用され得る。
代替的にまたはそれに加えて、有機の光伝導性材料は、とりわけ、有機化合物、とりわけ、適当な光伝導性特性を含むことが知られ得る有機化合物、好ましくは、ポリビニルカルバゾール、一般的にゼログラフィにおいて使用される化合物であることが可能であり、または、それらを含むことが可能である。しかし、より詳細にＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１に説明されている多数の他の有機分子も実行可能であり得る。
さらなる好適な実施形態では、光伝導性材料は、量子ドットを含み得るコロイド状フィルムの形態で提供され得る。したがって、同じ材料の均質な層に対してわずかにまたは著しく修正された化学的特性および／または物理的特性を示し得る、光伝導性材料のこの特定の状態は、コロイド状量子ドット（ＣＱＤ）とも示され得る。本明細書で使用されているように、「量子ドット」という用語は、光伝導性材料が、電子または正孔などのような、電気伝導性の粒子を含むことができる、光伝導性材料の状態を表しており、それらは、すべての３つの空間的寸法において、通常は「ドット」と命名される小さい体積に閉じ込められている。本明細書では、量子ドットは、簡単にするために、上述の粒子の体積を近似することができる球体の直径として考えられ得るサイズを示すことが可能である。この好適な実施形態では、特定の薄いフィルムの中に実際に含まれている量子ドットが、特定の薄いフィルムの厚さを下回るサイズを示すことができるという条件で、光伝導性材料の量子ドットは、とりわけ、１ｎｍから１００ｎｍのサイズ、好ましくは、２ｎｍから１００ｎｍのサイズ、より好適には、２ｎｍから１５ｎｍのサイズを示すことが可能である。実際には、量子ドットは、ナノメートルスケールの半導体結晶を含むことが可能であり、それは、コロイド状フィルムを形成するために、界面活性剤分子によってキャップされ、溶液の中に分散され得る。本明細書では、界面活性剤分子は、とりわけ、選択される界面活性剤分子の近似的な空間的な延在の結果として、コロイド状フィルムの中の個々の量子ドット同士の間の平均距離を決定することを可能にするように選択され得る。さらに、リガンドの合成に応じて、量子ドットは、親水性のまたは疎水性の特性を示すことが可能である。ＣＱＤは、気相、液相、または固相アプローチを適用することによって作り出され得る。これによって、とりわけ、溶射、コロイド状合成、またはプラズマ合成などのような、公知のプロセスを用いることによって、ＣＱＤの合成のためのさまざまな方式が可能である。しかし、他の生産プロセスも実行可能であり得る。
さらに、この好適な実施形態では、量子ドットに関して使用される光伝導性材料は、好ましくは、上記に述べられているような光伝導性材料のうちの１つから選択され得、より具体的には、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ペロブスカイト構造の材料ＡＢＣ３を含む群から選択され得、ここで、Ａは、アルカリ金属または有機カチオンを示しており、Ｂ＝Ｐｂ、Ｓｎ、またはＣｕであり、Ｃは、ハロゲン化合物、および銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）である。さらに、上述の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例、または、この種類の他の化合物の固溶体および／もしくはドープされた変形例も、実行可能であり得る。また、この種類の材料のコアシェル構造の材料も実行可能であり得る。しかし、他の光伝導性材料の種類も実行可能であり得る。
本発明によれば、光伝導性材料は、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されている。本明細書では、光伝導性材料、とりわけ、上記に説明されているような光伝導性材料のうちの１つまたは複数は、優先的には、蒸着プロセスを使用することによって取得され得、蒸着プロセスは、１ｎｍから１００μｍ、好ましくは、１０ｎｍから１０μｍ、より好適には、１００ｎｍから１μｍの厚さを有するフィルムを発生させることを可能にし得る。
より具体的には、特に、ここで示されているような範囲にある厚さを有する光伝導性材料を含むフィルムは、好ましくは、蒸着プロセスを使用することによって取得され得、蒸着プロセスにおいて、基板と光伝導性材料を提供する蒸着ユニットとの間の距離は、無視できるものとして考えられ得る。この目的は、とりわけ、とりわけ好適な蒸着プロセスとして浴析出プロセスを適用することによって実現され得る。本明細書では、好ましくは、均質な溶液の中の準安定複合体が用いられ得、それは、特に、十分な混合を提供するように適合されることによって、所望の範囲の中のフィルムの実用的に一定の厚さにつながり得る。この背景に基づいて、それに限定されないが、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセス、および／またはディップコーティングプロセスを含む、他の蒸着プロセスも適用可能であり得るが、それは、フィルムの所望の一定の厚さを実現するために、場合によっては、ハンドリングするためにより高機能である。同じ理由のために、それに限定されないが、スパッタリング、スピンコーティング、スロットコーティング、またはインクジェットプリンティングを含む、さらなる蒸着プロセスは、現在の目的のために使用されるにはあまり好適でない可能性がある。
上記に述べられているように、光伝導性材料のフィルムが、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されている。一般的に使用されているように、「湾曲した基板」という用語は、空間の中に延在された対象物に関連し得、それは、１つまたは複数の表面を含むことが可能であり、少なくとも、光伝導性材料のフィルムを受け入れるために設計されている表面は、平坦な平面から偏位している可能性がある。例として、対象物は、立方体であることが可能であり、光伝導性材料のフィルムがその上に蒸着されように指定される表面は、平坦ではなく、むしろ、凸形または凹形の湾曲を示している。
したがって、好適な実施形態では、湾曲した基板は、光学エレメントを構成するか、または、光学エレメントを含むことが可能であり、光学エレメントは、光ビームの波長範囲の少なくとも一区画に関して光学エレメントが少なくとも部分的に光学的に透明であることに関して、少なくとも部分的に光学的に透明であることが可能である。この目的のために、光学エレメントのために使用される湾曲した基板は、とりわけ、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣａＦ２、ＭｇＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、サファイヤ、溶融シリカ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、または透明有機ポリマーから選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含むことが可能である。本明細書で使用されているように、透明導電性酸化物は、好ましくは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ；ＦＴＯ）、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、またはペロブスカイト透明導電性酸化物から選択され得る。しかし、スペクトルの所望の部分において、とりわけ、赤外線スペクトル範囲において、少なくとも部分的に透明であり得る他の材料も使用され得る。
さらに、この好適な実施形態では、光学エレメントは、光学レンズ、湾曲したミラー、回折格子、および回折光学エレメントからなる群から選択され得る。より具体的には、光学レンズは、特に、両凸形レンズ、平凸形レンズ、両凹形レンズ、平凹形レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ、およびメニスカスレンズからなる群から選択され得る。しかし、光学エレメントは、１つまたは複数の光伝導性材料によってコーティングされるように適合され得る少なくとも１つの湾曲したまたは構造化された表面をそれらが含む限りにおいて、当業者に公知のさらなる光学コンポーネントなどのような、他の種類の光学コンポーネントから選択され得る。
本発明の特定の実施形態では、湾曲した基板の表面は、球状表面または非球状表面から選択され得る。一般的に使用されているように、「球状表面」という用語は、空間の中に延在された対象物の表面を表すことが可能であり、表面は、球体のセクションを含む。本明細書では、「球状セクション」という用語は、一般的に使用されているように、球体の中心に交差することができない延在された平面による球体の交差によって取得され得る球体の一区画を表している。結果として、球状表面を含む湾曲した基板は、入射光ビームに反作用する球体と同様に振る舞うことが可能である。したがって、２つの対向する部分的な球状表面によって近似され得る簡単な両凸の光学レンズは、光学軸の近くで、球体と同様の光学的な特性を示すことが可能である。現実には、とりわけ、レンズの縁部において、光学軸から遠くに離れている簡単な光学レンズに衝突する光ビームは、しかし、球面収差および／または非点収差を含む、複数の偏差効果を結果として生じさせるこの挙動から、偏差を引き起こす可能性がある。したがって、偏差効果を低減させるかまたは好ましくは排除するために、湾曲した基板の表面は、非球状表面であることが可能であるか、または、非球状表面を含むことが可能である。球状表面とは対照的に、非球状表面は、上記に説明されているような球状セクションからの偏差を含むことが可能である。好ましくは、非球状表面（したがって、それは「非球面」とも命名され得る）を含む少なくとも１個の光学エレメントは、少なくとも２つの光学エレメントの組み合わせ、例えば、マルチレンズシステムなどであることが可能であり、または、好ましくは、特に、この目的のために設計され得る個別に形成された形状を含む単一の光学エレメントであることが可能である。
より具体的には、湾曲した基板は、それがＰｅｔｚｖａｌ表面のセクション、または、少なくとも、Ｐｅｔｚｖａｌ表面の近似に追従することができるように配置され得る。一般的に、「Ｐｅｔｚｖａｌ表面」という用語は、延在された線形対象物が上記に説明されているような簡単な光学レンズを使用することによってその上に焦点を合わせられ得る２次元のイメージ湾曲を表し得る。したがって、「Ｐｅｔｚｖａｌ表面」という用語は、光学収差を説明するために使用され得、光学収差は、光学軸に垂直の平坦な対象物が平坦なイメージ平面の上に焦点の合った状態に適正に持っていかれることができないという効果を引き起こす可能性がある。それとは対照的に、光学軸に垂直の平坦な対象物の焦点は、２次元のイメージ湾曲の上に位置することが可能であり、２次元のイメージ湾曲は、一般的に、凸形レンズの縁部に向けて、および、凹形レンズの縁部から離れるように湾曲していることが可能である。結果的に、好ましくは、少なくともおおよそＰｅｔｚｖａｌ表面のセクションに追従することができる、本発明による湾曲した基板を使用することは、光学軸に垂直の平坦な対象物が今ではＰｅｔｚｖａｌ表面の任意の場所の上で焦点の合った状態に適正に持っていかれることができるという対照的な効果を結果として生じることが可能である。したがって、光伝導性材料のフィルムは、好ましくは、おおよそＰｅｔｚｖａｌ表面に追従する湾曲した基板の上に蒸着され得、その配置によって、衝突する光ビームの焦点が、その入射の角度から独立して、フィルムの中に位置することを可能にすることが可能であり得る。したがって、結果として、光学センサのセンサ領域の中に位置している湾曲した基板の上に設置されている光伝導性材料のフィルムは、フィルムの中に焦点の合った状態であり得る光ビームによるセンサ領域の照射に応じて、光学センサが少なくとも１つのセンサ信号を発生させることを可能にすることができ、それは、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１、またはＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１に説明されているような、光学センサのセンサ領域の中に位置している平坦な基板を使用することによっては可能ではない。
それに加えて、検出器は、少なくとも１個の伝送デバイスを含み、少なくとも１個の伝送デバイスは、さらに、共通の光学軸に沿って配置され得る。最も好ましくは、対象物から出現する光ビームは、したがって、最初に、少なくとも１個の伝送デバイスを通って進行し、その後に、少なくとも１個の光学センサにおいて、または、少なくとも１個の光学センサを通って進行し、それは、最後に、イメージングデバイスに衝突することが可能である。本明細書で使用されているように、「伝送デバイス」という用語は、対象物から少なくとも１個の光学センサへ検出器の中に出現する少なくとも１つの光ビームを伝送するように構成され得る光学コンポーネントを表している。したがって、伝送デバイスは、対象物から検出器へ伝播する光を少なくとも１個の光学センサへ給送またはガイドするように設計され得、この給送は、任意に、イメージングによって実現され得、または、その他、伝送デバイスの非イメージング特性によって実現され得る。とりわけ、伝送デバイスは、また、電磁放射線が少なくとも１個の光学センサへ給送またはガイドされる前に、電磁放射線を収集するように設計され得る。
それに加えて、少なくとも１個の伝送デバイスは、イメージング特性を有することが可能である。結果的に、伝送デバイスは、少なくとも１個のイメージングエレメント、例えば、少なくとも１個のレンズおよび／または少なくとも１個の湾曲したミラーを含むことが可能である。その理由は、そのようなイメージングエレメントのケースでは、センサ領域の上の照射の幾何学形状が、相対的な位置決め、例えば、伝送デバイスと対象物との間の距離に依存し得るからである。本明細書で使用されているように、伝送デバイスは、対象物から出現する電磁放射線がセンサ領域へ完全に伝送され得るように設計され得、例えば、とりわけ、対象物が検出器の視覚的範囲の中に配置されている場合には、電磁放射線がセンサ領域の上に完全に焦点を合わせられるように設計され得る。好ましくは、伝送デバイスに関して用いられるような少なくとも１個の光学エレメントは、光ビームの波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明であることが可能である。この目的のために、伝送デバイスは、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣａＦ２、ＭｇＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、サファイヤ、溶融シリカ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、および透明有機ポリマーからなる群から選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含む。
とりわけ、少なくとも１個の伝送デバイスは、したがって、収束光学エレメント、好ましくは、収束光学レンズ、とりわけ、１個または複数の屈折レンズ、とりわけ、収束する薄い屈折レンズ、例えば、凸形または両凸の薄いレンズ、および／または、１個または複数の凸形ミラーを構成することが可能であるか、または、それを含むことが可能であり、それは、さらに、共通の光学軸に沿って配置され得る。本明細書では、伝送デバイス、とりわけ、収束光学エレメントは、好ましくは、少なくとも１個のフォーカルポイントを有することが可能であり、湾曲した基板および伝送デバイスは、フォーカルポイントのうちの１個または複数が湾曲した基板の上に設置されているフィルムの体積の中に位置しているように、互いに対して設置されている。すでに上記に述べられているように、フィルムがその上に蒸着され得る湾曲した基板の湾曲は、好適な実施形態では、少なくともおおよそＰｅｔｚｖａｌ表面に追従することが可能であり、その配置によって、衝突する光ビームの焦点は、したがって、その入射の角度から独立して、フィルムの中に位置することが可能である。
特定の実施形態では、光学エレメントは、少なくとも２つの個別に湾曲した表面、とりわけ、２つの個別に湾曲した表面を含むことが可能であり、それは、したがって、「両面の湾曲した光学エレメント」としても示され得る。この特定の実施形態では、２つの個別に湾曲した表面は、好ましくは、湾曲した基板の両方の上に設置されているフィルムの体積の中にフォーカルポイントが位置し得るように、互いに対して設置され得る。本明細書では、２つの個別に湾曲した基板のそれぞれに関して、同じフィルムまたは個々のフィルムが使用され得る。特定のケースでは、伝送デバイスは、少なくとも２つのフォーカルポイントを有することが可能であり、とりわけ、互いに対して異なる位置に位置し得る２つのフォーカルポイントを有することが可能である。本明細書では、両面の湾曲した光学エレメントの２つ以上の個別に湾曲した表面は、異なるフォーカルポイントのそれぞれが個々のフィルムのうちの１つの体積の中に位置し得るように、互いに対して設置され得る。したがって、結果として、それは、湾曲した基板が２つの個々の光学センサを含むことができる、光学センサを提供することが可能であり得る。
本明細書では、２つの光学センサのうちの一方は、縦方向光学センサであることが可能であり、一方、２つの光学センサのうちの他方は、横方向光学センサとして機能することが可能である。結果的に、両面の湾曲した光学エレメントを有するこの種類の光学検出器を使用することによって、対象物の深さおよび幅の両方が、同時に決定され得る。換言すれば、作製される空間の中の場所は、２つだけの個々の光学コンポーネント、すなわち、単一の伝送エレメントおよび単一の両面の湾曲した光学エレメントを含むことが可能である、光学検出器に関する特定の簡単な構成体を使用することによって決定され得る。したがって、本発明は、対象物の３次元の位置に関する１つまたは複数の情報を発生させるように設計されている検出器を提供することが可能であり得、検出器は、２つだけの個々の光学コンポーネントであることが可能である。
代替的に、両方の光学センサは、縦方向光学センサであることが可能であり、検出器が第１の縦方向光学センサおよび第２の縦方向光学センサを含むことができるようになっている。本明細書では、伝送デバイスは、球状レンズまたは非球状レンズから選択され得る。結果的に、それぞれの湾曲した表面の上に単一の縦方向光学センサを有する両面の湾曲した光学エレメントを使用するこの種類の構成体は、ＦｉＰ効果に従って、より詳細に上記に説明されているように、高い程度の精度によって、および、曖昧性なしに、対象物の縦方向位置を決定するように指定され得る。
さらなる代替的な実施形態では、両方の光学センサは、同じ種類の光学センサ、例えば、２つの縦方向光学センサまたは２つの横方向光学センサなどから選択され得、同じ種類の２つの光学センサが、さらなる光学的な特性において、例えば、光学的な感度などにおいて、例えば、特定の波長またはスペクトル範囲に関して、それぞれに対して異なっていることが可能である。したがって、例として、異なるスペクトル感度を有する光伝導性材料の２つの個々のフィルムを担持する両面の湾曲した光学エレメントを使用することによって、入射光ビームの２つの異なる色を決定することが可能であり得る。しかし、同じ種類の２つの光学センサの間での他の種類の異なる光学的な特性も実行可能であり得る。
さらなる実施形態では、伝送デバイスは、回折光学エレメントを含むことが可能であり、回折光学エレメントは、入射光ビームを少なくとも２つのスプリットビームへとスプリットするように適合されている分散型光学エレメントであることが可能である。この目的のために、回折光学エレメントは、好ましくは、回折光学レンズ、プリズム、湾曲した回折ミラー、ビームスプリッタ、エンジニアードディフューザ（商標）、および光学回折格子からなる群から選択され得る。しかしここで適している可能性のある他の種類の回折光学エレメントも考えられ得る。
とりわけ、光学センサおよび伝送デバイスは、２つのスプリットビームのうちの少なくとも２つが光伝導性材料を含むフィルムへ給送またはガイドされ得るように、互いに対して設置され得る。本明細書では、スプリットビームのうちの少なくとも２つは、好ましくは、
− 同じフィルム、
− 同じ光学センサの上に含まれ得るフィルムの一部分、または、
− ２つの異なる湾曲した表面の上に設置され得る少なくとも２つの個々のフィルム
のうちの少なくとも１個へガイドされ得る。
とりわけ好適な実施形態では、少なくとも１個の光学センサのそれぞれは、したがって、光ビームが単一の光学センサだけに衝突するように、本発明の検出器の中に配置され得る。この実施形態は、第１の配置を含むことが可能であり、第１の配置において、単一の入射光ビームが、検出器によって含まれるような単一の光学センサに衝突することが可能であり、単一の光学センサは、単一の湾曲した表面を有することが可能であり、または、代替例として、少なくとも２つの個別に湾曲した表面、例えば、両面の湾曲した光学エレメントなどを有することが可能である。代替的に、この実施形態は、第２の配置を含むことが可能であり、第２の配置において、入射光ビームは、例えば、分散型光学エレメントを使用することなどによって、少なくとも２つのスプリットビームへとスプリットされ得、分散型光学エレメントは、その目的のために適合され得るものであり、しかし、単一のスプリットビームのそれぞれは、単一の光学センサだけに衝突することが可能であり、検出器は、したがって、スプリットビームのそれぞれに関して単一の光学センサを含むことが可能である。
特定の実施形態では、回折光学エレメントに関して使用されるような光学回折格子は、等しい間隔を置いて配置されたルーリング（ｒｕｌｉｎｇ）を有することが可能であり、等しい間隔を置いて配置されたルーリングは、凹形表面の上に設置され得、とりわけ、球形の回折格子マウントの上に設置され得る。この種類の光学回折格子は、一般的に、平坦なマウントの上に設置されているかまたは球形のマウントの上に設置されているかにかかわらず、回折格子ラインの等しくないスペーシングを示す光学回折格子と比較して、より容易に製造され得る。結果として、球形の回折格子マウントの上に設置されている光学回折格子は、入射光ビームをスプリットことが可能であり、入射光ビームは、好ましくは、エントランススリットを通して、すべての回折次数のスペクトル的に分解された反射ビームへと提供され、それは、第１の波長λ１と第２の波長λ２との間できるスペクトル的に分解される。一般的に知られているように、この種類の光学回折格子によって反射される光ビームは、第１の波長λ１と第２の波長λ２との間の任意の波長に関して、ローランド円の上の位置において、それらの焦点を有することが可能である。一般的に使用されているように、「ローランド円」という用語は、球形の回折格子マウントの上に提供される回折格子表面の中心に接しており、球形の回折格子の半径の半分を有する、円を表している。結果的に、スペクトロメータを提供するために、とりわけ、ローランド円の上の所定の場所に１個または複数の光学センサを位置付けすることが有利であり得る。それに加えて、所定のスペクトルの分解能を達成する目的のために、少なくとも１個の光学センサのセンサ領域は、好ましくは、センサエリアのアレイ、例えば、センサエリアの線形アレイなどであることが可能であり、または、それを含むことが可能であり、センサエリアのアレイは、とりわけ、光学回折格子によって反射されるようなスペクトル的に分解されたビームによって画定される平面の中に、隣接する様式で配置されている。したがって、この種類の光学センサは、とりわけ、波長の関数として分解されている入射光ビームの強度を検出することを可能にすることができる。
本明細書でさらに使用されているように、「評価デバイス」という用語は、一般的に、情報、すなわち、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている任意のデバイスを表している。例として、評価デバイスは、１つもしくは複数の集積回路、例えば、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または１つもしくは複数のデータ処理デバイス、例えば、１つもしくは複数のコンピュータ、好ましくは、１つもしくは複数のマイクロコンピュータおよび／またはマイクロコントローラなどであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。追加的なコンポーネントが含まれ得、それは、例えば、１つもしくは複数の事前処理デバイスおよび／またはデータ収集デバイスなど、例えば、センサ信号を受け取りおよび／または事前処理するための１つまたは複数のデバイス、例えば、１つもしくは複数のＡＤコンバータ、および／または、１つもしくは複数のフィルタなどである。本明細書で使用されているように、センサ信号は、一般的に、縦方向センサ信号、および、適用可能である場合には、横方向センサ信号のうちの１つを表すことが可能である。さらに、評価デバイスは、１つまたは複数のデータストレージデバイスを含むことが可能である。さらに、上記に概説されているように、評価デバイスは、１つまたは複数のインターフェース、例えば、１つもしくは複数のワイヤレスインターフェース、および／または、１つもしくは複数のワイヤーバウンドインターフェースを含むことが可能である。
少なくとも１個の評価デバイスは、少なくとも１つのコンピュータプログラム、例えば、情報を発生させる工程を実施または支持する少なくとも１つのコンピュータプログラムなどを実施するように適合され得る。例として、センサ信号を入力変数として使用することによって、対象物の位置への所定の変換を実施することができる、１つまたは複数のアルゴリズムが実装され得る。
評価デバイスは、とりわけ、センサ信号を評価することによって情報を発生させるように設計され得る少なくとも１つのデータ処理デバイス、とりわけ、電子的なデータ処理デバイスを含むことが可能である。したがって、評価デバイスは、センサ信号を入力変数として使用するように設計されており、また、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および縦方向位置に関する情報を発生させるように設計されている。処理することは、並列に、その後に、または、さらには組み合わせられて行われ得る。評価デバイスは、例えば、少なくとも１つの記憶されたおよび／または公知の関係を計算および／または使用することなどによって、これらの情報を発生させるための任意のプロセスを使用することが可能である。センサ信号の他に、１つまたは複数のさらなるパラメータおよび／または情報が、前記関係、例えば、変調周波数についての少なくとも１つの情報に影響を及ぼすことが可能である。関係は、経験的に、分析的に、または、その他、半経験的に決定され得るかまたは決定可能であり得る。とりわけ、好ましくは、関係は、少なくとも１つの較正曲線、少なくとも１つのセットの較正曲線、少なくとも１つの関数、または、上述の可能性の組み合わせを含む。１つまたは複数の較正曲線が、例えば、１セットの値、および、その関連の関数値の形態で、例えば、データストレージデバイスおよび／またはテーブルの中に記憶され得る。しかし、代替的にまたは追加的に、少なくとも１つの較正曲線は、また、例えば、パラメータ化された形態で、および／または、関数式として記憶され得る。センサ信号を情報に処理するための別々の関係が使用され得る。代替的に、センサ信号を処理するための少なくとも１つの組み合わせられた関係も実行可能である。さまざまな可能性が考えられ、また、組み合わせられ得る。
例として、評価デバイスは、情報を決定する目的のためのプログラミングの観点から設計され得る。評価デバイスは、とりわけ、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含むことが可能である。そのうえ、評価デバイスは、１つまたは複数の揮発性のまたは不揮発性のデータメモリを含むことが可能である。データ処理デバイス、とりわけ、少なくとも１つのコンピュータの代替例として、または、それに加えて、評価デバイスは、例えば、電子的なテーブル、および、とりわけ、少なくとも１つのルックアップテーブルなどの情報を決定するように設計されている１つもしくは複数のさらなる電子コンポーネント、および／または少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことが可能である。
上記に説明されているように、検出器は、少なくとも１個の評価デバイスを有する。例えば、評価デバイスが、少なくとも１個の照射源を制御するように、および／または、検出器の少なくとも１つの変調デバイスを制御するように設計されていることによって、とりわけ、少なくとも１個の評価デバイスは、完全にまたは部分的に検出器を制御または駆動するように設計され得る。評価デバイスは、とりわけ、少なくとも１つの測定サイクルを実施するように設計され得、少なくとも１つの測定サイクルにおいて、１つまたは複数のセンサ信号、例えば、複数のセンサ信号などがピックアップされ、それは、例えば、照射の異なる変調周波数において連続的な複数のセンサ信号などである。
上記に説明されているように、評価デバイスは、少なくとも１つのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計される。対象物の前記位置は、静的であることが可能であるか、または、対象物の少なくとも１つの移動、例えば、検出器またはそのパーツと対象物またはそのパーツとの間の相対的な移動を含むことさえも可能である。このケースでは、相対的な移動は、一般的に、少なくとも１つの線形移動および／または少なくとも１つの回転移動を含むことが可能である。また、移動情報は、例えば、異なる時間にピックアップされた少なくとも２つの情報の比較によって取得され得、例えば、少なくとも１つの場所情報が、少なくとも１つの速度情報および／または少なくとも１つの加速度情報、例えば、対象物またはそのパーツと検出器またはそのパーツとの間の少なくとも１つの相対速度についての少なくとも１つの情報を含むことが可能であるようになっている。とりわけ、少なくとも１つの場所情報は、一般的に、対象物またはそのパーツと検出器またはそのパーツとの間の距離についての情報、とりわけ、光路長さ；対象物またはそのパーツと任意の伝送デバイスまたはそのパーツとの間の距離または光学的な距離についての情報；検出器またはそのパーツに対する対象物またはそのパーツの位置決めについての情報；検出器またはそのパーツに対する対象物および／またはそのパーツの配向についての情報；対象物またはそのパーツと検出器またはそのパーツとの間の相対的な移動についての情報；対象物またはそのパーツの２次元のまたは３次元の空間的構成についての情報、とりわけ、対象物の幾何学形状または形態から選択され得る。したがって、一般的に、少なくとも１つの場所情報は、例えば、対象物または少なくとも１つのそのパーツの少なくとも１つの場所についての情報；対象物またはそのパーツの少なくとも１つの配向についての情報；対象物またはそのパーツの幾何学形状または形態についての情報、対象物またはそのパーツについての情報、対象物またはそのパーツの加速度についての情報、検出器の可視範囲の中の対象物またはそのパーツの存在または不存在についての情報からなる群から選択され得る。
少なくとも１つの場所情報は、例えば、少なくとも１つの座標系の中で、例えば、検出器またはそのパーツがその中に存在する座標系の中で特定され得る。代替的にまたは追加的に、場所情報は、また、単純に、例えば、検出器またはそのパーツと対象物またはそのパーツとの間の距離を含むことが可能である。上述の可能性の組み合わせも考えられる。
本明細書で使用されているように、「横方向光学センサ」という用語は、一般的に、対象物から検出器へ進行する少なくとも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ているデバイスを表している。位置という用語に関して、上記の定義が参照され得る。したがって、好ましくは、横方向位置は、検出器の光学軸に対して垂直の少なくとも１次元の少なくとも１つの座標であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。例として、横方向位置は、例えば、横方向光学センサの感光センサ表面の上など、光学軸に対して垂直の平面の中に光ビームによって発生される光スポットの位置であることが可能である。例として、平面の中の位置は、デカルト座標および／または極座標で与えられ得る。他の実施形態も実行可能である。横方向光学センサの考えられる実施形態に関して、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１が参照され得る。しかし、他の実施形態も実行可能であり、さらに詳細に下記に概説される。
横方向光学センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を提供することが可能である。本明細書では、横方向センサ信号は、一般的に、横方向位置を示す任意の信号であることが可能である。例として、横方向センサ信号は、デジタル信号および／またはアナログ信号であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。例として、横方向センサ信号は、電圧信号および／または電流信号であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、横方向センサ信号は、デジタルデータであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。横方向センサ信号は、単一の信号値および／または一連の信号値を含むことが可能である。横方向センサ信号は、２つ以上の個々の信号を組み合わせることによって、例えば、２つ以上の信号を平均することによって、および／または、２つ以上の信号の商を形成することなどによって導出される、任意の信号をさらに含むことが可能である。
ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１による開示と同様の第１の実施形態では、横方向光学センサは、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、および少なくとも１つの光起電材料を有する、光検出器であることが可能であり、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得る。したがって、横方向光学センサは、１つまたは複数の光検出器、例えば、１つまたは複数の有機の光検出器など、および、最も好ましくは、１つまたは複数の色素増感有機太陽電池（ＤＳＣ。色素太陽電池とも称される）、例えば、１つまたは複数の固体色素増感有機太陽電池（ｓ−ＤＳＣ）などであることが可能であるか、または、それを含むことが可能である。したがって、検出器は、少なくとも１つの横方向光学センサとして作用する１つまたは複数のＤＳＣ（例えば、１つまたは複数のｓＤＳＣなど）と、少なくとも１個の縦方向光学センサとして作用する１つまたは複数のＤＳＣ（例えば、１つまたは複数のｓＤＳＣなど）とを含むことが可能である。
さらなる実施形態では、横方向光学センサは、光伝導性材料、好ましくは、無機の光伝導性材料、例えば、上記におよび／または下記に述べられているような光伝導性材料のうちの１つなどの層を含むことが可能である。本明細書では、光伝導性材料の層は、均質な結晶、多結晶、微結晶、ナノ結晶、および／または、アモルファス相から選択される組成を含むことが可能である。代替的に、光伝導性材料は、上記に説明されているような量子ドットの形態で提供され得る。好ましくは、光伝導性材料の層は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、好ましくは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ；ＦＴＯ）、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、またはペロブスカイト透明導電性酸化物の２つの層の間に埋め込まれ得、２つの層のうちの１個は、金属ナノワイヤーによって、とりわけ、Ａｇナノワイヤーによって交換され得る。しかし、とりわけ、所望の透明なスペクトル範囲に従って、他の材料も実行可能であり得る。
さらに、少なくとも２つの電極は、横方向光信号を記録するために存在することが可能である。好適な実施形態では、少なくとも２つの電極は、実際には、少なくとも２つの物理的な電極の形態で配置され得、それぞれの物理的な電極は、電気伝導性の材料、好ましくは、金属的に伝導性の材料、より好適には、高度に金属的に伝導性の材料、例えば、銅、銀、金、これらの種類の材料を含む合金もしくは組成、またはグラフェンを含むことが可能である。本明細書では、少なくとも２つの物理的な電極のそれぞれは、好ましくは、例えば、光学センサと評価デバイスとの間の輸送経路の中の追加的な抵抗などに起因して、とりわけ、可能な限り小さい損失を伴う縦方向センサ信号を獲得するために、それぞれの電極と光学センサの中の光伝導性層との間の直接的な電気的接触が実現され得るように配置され得る。
好ましくは、横方向光学センサの電極のうちの少なくとも１個は、少なくとも２つの部分的な電極を有するスプリット電極であることが可能であり、横方向光学センサは、センサ領域を有することが可能であり、少なくとも１つの横方向センサ信号は、センサ領域の中の入射光ビームのｘ位置および／またはｙ位置を示すことが可能である。センサ領域は、対象物の方を向く光検出器の表面であることが可能である。センサ領域は、好ましくは、光学軸に対して垂直に配向され得る。したがって、横方向センサ信号は、横方向光学センサのセンサ領域の平面の中の光ビームによって発生される光スポットの位置を示すことが可能である。一般的に、本明細書で使用されているように、「部分的な電極」という用語は、好ましくは、他の部分的な電極から独立して、少なくとも１つの電流および／または電圧信号を測定するように適合されている、複数の電極のうちの所定の電極を表している。したがって、複数の部分的な電極が提供されるケースでは、それぞれの電極は、少なくとも２つの部分的な電極を介して、複数の電位および／または電流および／または電圧を提供するように適合されており、それは、独立して測定および／または使用され得る。
横方向光学センサは、さらに、部分的な電極を通る電流に従って横方向センサ信号を発生させるように適合され得る。したがって、２つの水平方向の部分的な電極を通る電流の比率が形成され得、それによってｘ座標を発生させ、および／または、垂直方向の部分的な電極を通る電流に比率が形成され得、それによって、ｙ座標を発生させる。検出器、好ましくは、横方向光学センサ、および／または、評価デバイスは、部分的な電極を通る電流の少なくとも１つの比率から、対象物の横方向位置に関する情報を生じさせるように適合され得る。部分的な電極を通る電流を比較することによって位置座標を発生させる他の方式も実行可能である。
部分的な電極は、一般的に、センサ領域の中の光ビームの位置を決定するために、さまざまな方式で定義され得る。したがって、２つ以上の水平方向の部分的な電極が、水平方向の座標またはｘ座標を決定するために提供され得、２つ以上の垂直方向の部分的な電極が、垂直方向の座標またはｙ座標を決定するために提供され得る。したがって、部分的な電極は、センサ領域のリム部に提供され得、センサ領域の内部空間は、自由のままであり、１つまたは複数の追加的な電極材料によってカバーされ得る。さらに詳細に下記に概説されることとなるように、追加的な電極材料は、好ましくは、透明な追加的な電極材料、例えば、透明な金属および／または透明導電性酸化物、および／または、最も好ましくは、透明導電性ポリマーであることが可能である。
横方向光学センサを使用することによって、電極のうちの１個は、３つ以上の部分的な電極を備えたスプリット電極であり、部分的な電極を通る電流は、センサ領域の中の光ビームの位置に依存することが可能である。これは、一般的に、部分的な電極の上に衝突する光に起因して、オーム損失または抵抗損失が電荷の発生の場所からの途中で起こり得るという事実に起因することが可能である。したがって、部分的な電極の他に、スプリット電極は、部分的な電極に接続されている１つまたは複数の追加的な電極材料を含むことが可能であり、１つまたは複数の追加的な電極材料は、電気抵抗を提供する。したがって、電荷の発生の場所から部分的な電極への途中の１つまたは複数の追加的な電極材料によるオーム損失に起因して、部分的な電極を通る電流は、電荷の発生の場所に依存しており、したがって、センサ領域の中の光ビームの位置に依存している。センサ領域の中の光ビームの位置を決定するこの原理の詳細に関して、下記の好適な実施形態が参照され得、および／または、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に開示されているような物理的な原理およびデバイス、および、その中のそれぞれの参照文献が参照され得る。
したがって、横方向光学センサは、センサ領域を含むことが可能であり、センサ領域は、好ましくは、対象物から検出器へ進行する光ビームに対して透明になっていることが可能である。したがって、横方向光学センサは、１つまたは複数の横方向に、例えば、ｘ方向および／またはｙ方向などに、光ビームの横方向位置を決定するように適合され得る。この目的のために、少なくとも１つの横方向光学センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を発生させるようにさらに適合され得る。したがって、評価デバイスは、縦方向光学センサの横方向センサ信号を評価することによって、対象物の横方向位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計され得る。
本発明のさらなる実施形態は、対象物から検出器へ伝播する光ビームの性質を表している。本明細書で使用されているように、「光」という用語は、一般的に、可視スペクトル範囲、紫外線スペクトル範囲、および赤外線スペクトル範囲のうちの１つまたは複数の中の電磁放射線を表している。その場合に、「紫外線スペクトル範囲」という用語は、一般的に、１ｎｍから３８０ｎｍの範囲、好ましくは、１００ｎｍから３８０ｎｍの範囲の中の電磁放射線を表している。さらに、この文献の日付において有効なバージョンの標準ＩＳＯ−２１３４８に部分的に従って、「可視スペクトル範囲」という用語は、一般的に、３８０ｎｍから７６０ｎｍのスペクトル範囲を表している。「赤外線スペクトル範囲」（ＩＲ）という用語は、一般的に、７６０ｎｍから１０００μｍの範囲の中の電磁放射線を表しており、７６０ｎｍから１．５μｍの範囲は、通常、「近赤外線スペクトル範囲」（ＮＩＲ）と命名され、１．５μから１５μｍの範囲は、「中赤外線スペクトル範囲」（ＭｉｄＩＲ）と命名され、一方、１５μｍから１０００μｍの範囲は、「遠赤外線スペクトル範囲」（ＦＩＲ）と命名される。好ましくは、本発明の中で使用されているような光は、赤外線スペクトル範囲の中の光であり、より好適には、中赤外線スペクトル範囲の中の光である。
「光ビーム」という用語は、一般的に、特定の方向に放出される光の量を表している。したがって、光ビームは、光ビームの伝播の方向に対して垂直の方向に所定の延在を有する光線の束であることが可能である。好ましくは、光ビームは、１個もしくは複数のガウシアン光ビームであることが可能であり、または、それを含むことが可能であり、ガウシアン光ビームは、１個または複数のガウシアンビームパラメータ、例えば、ビームウエスト、レイリー長、もしくは、任意の他のビームパラメータのうちの１つもしくは複数など、または、ビーム直径および／もしくは空間内のビーム伝播の発達を特徴付けるのに適しているビームパラメータの組み合わせによって、特徴付けられ得る。
光ビームは、対象物自身によって放出され得、すなわち、対象物から起こることが可能である。追加的にまたは代替的に、光ビームの別の起源も実行可能である。したがって、さらに詳細に下記に概説されることとなるように、１つまたは複数の照射源が設けられ得、１つまたは複数の照射源が、例えば、所定の特質を有する１つまたは複数の一次的な光線またはビームなどのような、１つまたは複数の一次的な光線またはビームを使用することなどによって、対象物を照射する。後者のケースでは、対象物から検出器へ伝播する光ビームは、対象物、および／または、対象物に接続された反射デバイスによって、反射される光ビームであることが可能である。
上記に概説されているように、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合計パワーが同じであることを所与として、ＦｉＰ効果に従って、少なくとも１個の縦方向光学センサのセンサ領域の中の光ビームのビーム断面に依存する。本明細書で使用されているように、ビーム断面という用語は、一般的に、特定の場所において光ビームによって発生される光ビームまたは光スポットの側方延在を表している。円形の光スポットが発生されるケースでは、半径、直径、または、ガウシアンビームウエスト、もしくは、ガウシアンビームウエストの２倍が、ビーム断面の測定値として機能することが可能である。非円形の光スポットが発生されるケースでは、任意の他の実行可能な方式で、例えば、非円形の光スポットと同じ面積を有する円形の断面（それは、等価ビーム断面とも称される）を決定することなどによって、断面が決定され得る。この点において、例えば、光学レンズによって影響を与えるように、材料がフォーカルポイントにまたはフォーカルポイントの近くに位置しているときなどに、光起電力材料などのような、対応する材料が、最小の可能な断面を有する光ビームによって衝突され得る条件の下で、縦方向センサ信号の極値、すなわち、最大または最小、とりわけ、全域的極値の観察を用いることが可能であり得る。極値が最大であるケースでは、この観察は、プラスのＦｉＰ効果として命名され得、一方、極値が最小であるケースでは、この観察は、マイナスのＦｉＰ効果として命名され得る。
したがって、センサ領域の中に実際に含まれている材料に関係ないが、光ビームによるセンサ領域の照射の合計パワーが同じであることを所与として、第１のビーム直径またはビーム断面を有する光ビームは、第１の縦方向センサ信号を発生させることが可能であり、一方、第１のビーム直径またはビーム断面とは異なる第２のビーム直径またはビーム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発生させることが可能である。したがって、縦方向センサ信号同士を比較することによって、ビーム断面に関する、具体的には、ビーム直径に関する少なくとも１つの情報が発生され得る。この効果の詳細に関して、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１が参照され得る。したがって、光ビームの合計パワーおよび／もしくは強度に関する情報を得るために、ならびに／または、縦方向センサ信号を正規化するために、ならびに／または、光ビームの合計パワーおよび／または合計強度に関して対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を正規化するために、縦方向光学センサによって発生される縦方向センサ信号同士が比較され得る。したがって、例として、縦方向光学センサ信号の最大値が検出され得、すべての縦方向センサ信号が、この最大値によって分割され得、それによって、正規化された縦方向光学センサ信号を発生させ、それは、次いで、上述の既知の関係を使用することによって、対象物に関する少なくとも１つの縦方向情報へと変換され得る。例えば、縦方向センサ信号の中央値を使用した正規化、および、すべての縦方向センサ信号を中央値で割った正規化など、正規化の他の方式も実行可能である。他のオプションも可能である。これらのオプションのそれぞれは、光ビームの合計パワーおよび／または強度から独立して、変換を行うのに適当であり得る。したがって、それに加えて、光ビームの合計パワーおよび／または強度に関する情報も発生され得る。
具体的には、対象物から検出器へ伝播する光ビームの１つまたは複数のビーム特性が既知であるケースでは、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報は、したがって、少なくとも１つの縦方向センサ信号と対象物の縦方向位置との間の既知の関係から導出され得る。既知の関係は、アルゴリズムとして、および／または、１つもしくは複数の較正曲線として、評価デバイスの中に記憶され得る。例として、具体的には、ガウシアンビームに関して、ビーム直径またはビームウエストと対象物の位置との間の関係が、ビームウエストと縦方向座標との間のガウシアン関係を使用することによって、容易に導出され得る。
この実施形態は、とりわけ、光ビームのビーム断面と対象物の縦方向位置との間の公知の関係における曖昧性を解消するために、評価デバイスによって使用され得る。したがって、対象物から検出器へ伝播する光ビームのビーム特性が完全にまたは部分的に知られているとしても、多くのビームにおいて、フォーカルポイントに到達する前にビーム断面が細くなり、その後に、再び太くなることが知られている。したがって、光ビームが最も狭いビーム断面を有するフォーカルポイントの前後において、光ビームの伝播の軸線に沿って、光ビームが同じ断面を有する位置が生じる。したがって、例として、フォーカルポイントの前後の距離ｚ０において、光ビームの断面は同一になっている。したがって、特定のスペクトル感度を有する１つだけの縦方向光学センサが使用されるケースでは、光ビームの全体的なパワーまたは強度が知られている場合には、光ビームの特定の断面が決定され得る。この情報を使用することによって、フォーカルポイントからのそれぞれの縦方向光学センサの距離ｚ０が決定され得る。しかし、それぞれの縦方向光学センサがフォーカルポイントの前に位置するかまたはフォーカルポイントの後に位置するかを決定するために、追加的な情報が必要とされ、それは、例えば、対象物および／もしくは検出器の移動の履歴、ならびに／または、検出器がフォーカルポイントの前に位置するかまたはフォーカルポイントの後ろに位置するかに関する情報などである。典型的な状況では、この追加的な情報は、提供されなくてもよい。したがって、追加的な情報が、上述の曖昧性を解消するために得られ得る。したがって、縦方向センサ信号を評価することによって、第１の縦方向光学センサの上の光ビームのビーム断面が、第２の縦方向光学センサの上の光ビームのビーム断面よりも大きいことを評価デバイスが認識し、第２の縦方向光学センサが、第１の縦方向光学センサの後ろに位置しているケースでは、評価デバイスは、光ビームが依然として細くなっていること、および、第１の縦方向光学センサの場所が光ビームのフォーカルポイントの前に位置していることを決定することが可能である。これに反して、第１の縦方向光学センサの上の光ビームのビーム断面が、第２の縦方向光学センサの光ビームのビーム断面よりも小さくなっているケースでは、評価デバイスは、光ビームが太くなっていること、および、第２の縦方向光学センサの場所がフォーカルポイントの後ろに位置していることを決定することが可能である。したがって、一般的に、評価デバイスは、異なる縦方向センサの縦方向センサ信号を比較することによって、光ビームが太くなっているかまたは細くなっているかを認識するように適合され得る。
本発明による評価デバイスを用いることによって、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を決定することに関するさらなる詳細に関して、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１の説明が参照され得る。したがって、一般的に、好ましくは、光ビームの伝播の方向への少なくとも１つの伝播座標に対する、光ビームのビーム直径の既知の依存性から、および／または、光ビームの既知のガウシアンプロファイルから、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を決定するために、評価デバイスは、光ビームのビーム断面および／または直径を、光ビームの既知のビーム特性と比較するように適合され得る。
対象物の少なくとも１つの縦方向座標に加えて、対象物の少なくとも１つの横方向座標が決定され得る。したがって、一般的に、評価デバイスは、少なくとも１つの横方向光学センサの上の光ビームの位置を決定することによって、対象物の少なくとも１つの横方向座標を決定するようにさらに適合され得、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１にもさらに概説されているように、ピクセル化された、セグメント化された、または、大面積の横方向光学センサであることが可能である。
一般的に、検出器は、少なくとも１つのイメージングデバイス、すなわち、少なくとも１つのイメージを獲得することができるデバイスをさらに含むことが可能である。イメージングデバイスは、さまざまな方式で具現化され得る。したがって、イメージングデバイスは、例えば、検出器ハウジングの中の検出器のパーツであることが可能である。しかし、代替的にまたは追加的に、イメージングデバイスは、また、検出器ハウジングの外側に、例えば、別々のイメージングデバイスとして配置され得る。また、代替的にまたは追加的に、イメージングデバイスは、検出器に接続されるか、または、検出器のパーツにも接続され得る。好適な配置では、光学センサおよびイメージングデバイスが、共通の光学軸に沿って整合されており、光ビームは共通の光学軸に沿って進行する。したがって、光ビームが、光学センサを通って、イメージングデバイスの上にそれが衝突するまで進行するように、イメージングデバイスを光ビームの光路の中に位置させることが可能であり得る。しかし、他の配置も可能である。
本明細書で使用されているように、「イメージングデバイス」は、一般的に、対象物またはそのパーツの１次元の、２次元の、または３次元のイメージを発生させることができるデバイスとして理解される。とりわけ、検出器は、少なくとも１つの任意のイメージングデバイスの有無にかかわらず、カメラとして完全にまたは部分的に使用され得、カメラは、例えば、ＩＲカメラ、またはＲＧＢカメラ、すなわち、赤色、緑色、および青色として指定される３つの基本色を３つの別々の接続の上に送達するように設計されたカメラなどである。したがって、例として、少なくとも１つのイメージングデバイスは、ピクセル化された有機カメラエレメント、好ましくは、ピクセル化された有機カメラチップ；ピクセル化された無機カメラエレメント、好ましくは、ピクセル化された無機カメラチップ、より好ましくは、ＣＣＤ−チップまたはＣＭＯＳ−チップ；モノクロームのカメラエレメント、好ましくは、モノクロームのカメラチップ；マルチカラーカメラエレメント、好ましくは、マルチカラーカメラチップ；フルカラーカメラエレメント、好ましくは、フルカラーカメラチップからなる群から選択される少なくとも１つのイメージングデバイスであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。イメージングデバイスは、モノクロームのイメージングデバイス、マルチクロームのイメージングデバイス、および、少なくとも１つのフルカラーイメージングデバイスからなる群から選択される少なくとも１つのデバイスであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。マルチクロームのイメージングデバイス、および／または、フルカラーイメージングデバイスは、当業者が認識するように、フィルタ技法を使用することによって、および／または、真性色感度または他の技法を使用することによって、発生され得る。イメージングデバイスの他の実施形態も可能である。
イメージングデバイスは、対象物の複数の部分的な領域を、連続的におよび／または同時にイメージングするように設計され得る。例として、対象物の部分的な領域は、対象物の１次元の、２次元の、または３次元の領域であることが可能であり、それは、例えば、イメージングデバイスの分解能限界によって境界を定められており、電磁放射線がそれから出現する。この文脈において、イメージングは、対象物のそれぞれの部分的な領域から出現する電磁放射線が、例えば、検出器の少なくとも１つの任意の伝送デバイスによって、イメージングデバイスの中へ給送されることを意味すると理解されるべきである。電磁線は、対象物自身によって、例えば、発光放射線の形態で発生され得る。代替的にまたは追加的に、少なくとも１つの検出器は、対象物を照射するための少なくとも１個の照射源を含むことが可能である。
とりわけ、イメージングデバイスは、順次、例えば、スキャニング方法によって、とりわけ、少なくとも１つの行スキャンおよび／またはラインスキャンを使用して、複数の部分的な領域を順次イメージングするように設計され得る。また、しかし、複数の部分的な領域が同時にイメージングされる例示的な実施形態に関して、他の実施形態も可能である。イメージングデバイスは、対象物の部分的な領域のこのイメージングの間に、部分的な領域に関連付けられる信号、好ましくは、電子信号を発生させるように設計されている。信号は、アナログ信号および／またはデジタル信号であることが可能である。例として、電子信号は、それぞれの部分的な領域に関連付けられ得る。したがって、電子信号は、同時に、または、その他、時間的に互い違いに発生され得る。例として、行スキャンまたはラインスキャンの間に、対象物の部分的な領域に対応する一連の電子信号を発生させることが可能であり、それは、例えば、一列につなぎ合わせられている。さらに、イメージングデバイスは、電子信号を処理および／または事前処理するための１つもしくは複数のフィルタおよび／またはアナログ−デジタル−コンバータなどのような、１つまたは複数の信号処理デバイスを含むことが可能である。
対象物から出現する光は、対象物自体の中に起こることが可能であるが、任意に、異なる起源を有することも可能であり、この起源から対象物へ、および、その後に光学センサに向けて伝播することが可能である。後者のケースは、例えば、少なくとも１個の照射源が使用されることによって、影響を与えられ得る。照射源は、さまざまな方式で具現化され得る。したがって、照射源は、例えば、検出器ハウジングの中の検出器のパーツであることが可能である。しかし、代替的にまたは追加的に、少なくとも１個の照射源は、また、検出器ハウジングの外側に、例えば、別々の光源として配置され得る。照射源は、対象物から別々に配置され得、所定の距離から対象物を照射することが可能である。また、代替的にまたは追加的に、照射源は、対象物に接続されているか、または、対象物のパーツであることさえも可能であり、例として、対象物から出現する電磁放射線が、照射源によって直接的に発生され得るようになっている。例として、少なくとも１個の照射源は、対象物の上および／または中に配置され得、電磁放射線を直接的に発生させることが可能であり、電磁放射線によってセンサ領域が照射される。この照射源は、例えば、周囲光源であることが可能であり、もしくは、それを含むことが可能であり、および／または、人工的な照射源であることが可能であり、もしくは、それを含むことが可能である。例として、少なくとも１つの赤外線エミッター、および／または、可視光のための少なくとも１つのエミッター、および／または、紫外光のための少なくとも１つのエミッターが、対象物の上に配置され得る。例として、少なくとも１つの発光ダイオード、および／または、少なくとも１つのレーザーダイオードが、対象物の上および／または中に配置され得る。照射源は、とりわけ、１つまたは複数の以下の照射源、すなわち、レーザー、とりわけ、レーザーダイオード（しかし、原理的には、代替的にまたは追加的に、他のタイプのレーザーも使用され得る）；発光ダイオード；白熱ランプ；ネオンライト；火炎源；熱源；有機光源、とりわけ、有機発光ダイオード；構造化された光源を含むことが可能である。代替的にまたは追加的に、他の照射源も使用され得る。例えば、多くのレーザーが少なくともおおよそそうであるように、ガウシアンビームプロファイルを有する１つまたは複数の光ビームを発生させるように、照射源が設計されている場合には、とりわけ好適である。任意の照射源のさらに考えられる実施形態に関して、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１およびＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１のうちの１つが参照され得る。さらに、他の実施形態も実行可能である。
少なくとも１個の任意の照射源は、一般的に、紫外線スペクトル範囲（好ましくは、２００ｎｍから３８０ｎｍ）、可視スペクトル範囲（３８０ｎｍから７８０ｎｍ）；赤外線スペクトル範囲（７８０ｎｍから１０００μ）、好ましくは、７８０ｎｍから１５マイクロメートルの範囲のうちの少なくとも１つの中の光を放出することが可能である。最も好ましくは、少なくとも１個の照射源は、上述のスペクトル範囲のうちの少なくとも１つ、すなわち、紫外線スペクトル範囲、可視スペクトル範囲、および／または赤外線スペクトル範囲の中の光を放出するように適合されている。本明細書では、とりわけ、したがって、十分な信号対雑音比を有する高分解能評価を可能にし得る高い強度で、それぞれの照射源によって照射され得る縦方向センサがセンサ信号を提供することができることを保証する様式で、照射源が、縦方向センサのスペクトル感度に関連し得るスペクトル範囲を示すことが可能であるときに、とりわけ好適である。
この好適な実施形態の実際の構成に関係なく、比較的に簡単でコスト効率的な光学センサのためのセットアップが、本発明による検出器によって取得され得る。この利点は、とりわけ、例えば、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１またはＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に示されているような光学センサと比較したときに明らかになる可能性があり、ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１またはＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１では、より多くの個々の光学コンポーネントが、光学検出器のセットアップに必要とされ得る。それにもかかわらず、ここで使用され得る、より少ない数の個々の光学コンポーネントが、光学センサのために働く実施形態を依然として提供することが可能である。しかし、他の実施形態も、本発明による光学センサのためのセットアップとして適当であり得る。
そのうえ、検出器は、照射を変調させるための、とりわけ、定期的な変調のための少なくとも１つの変調デバイスを有してよく、とりわけ、定期的なビーム中断デバイスを有してよい。照射の変調は、照射の合計パワーが、とりわけ、１つまたは複数の変調周波数によって、好ましくは、周期的に変化させられる、プロセスを意味するように理解されるべきである。とりわけ、定期的な変調は、照射の合計パワーの最大値と最小値との間で実現され得る。最小値は、０であることが可能であるが、＞０であることも可能であり、例として、完全な変調が実現される必要がないようになっている。変調は、例えば、少なくとも１つの変調デバイスが前記ビーム経路の中に配置されていることによって、例えば、対象物と光学センサとの間のビーム経路の中で実現され得る。しかし、代替的にまたは追加的に、変調は、また、例えば、少なくとも１個の変調デバイスが前記ビーム経路の中に配置されていることによって、対象物を照射するための任意の照射源（さらにより詳細に以下に説明されている）と対象物との間のビーム経路の中に実現され得る。これらの可能性の組み合わせも考えられる。少なくとも１つの変調デバイスは、例えば、ビームチョッパ、または、いくつかの他のタイプの周期的なビーム中断デバイスを含むことが可能であり、定期的なビーム中断デバイスは、例えば、少なくとも１つのインタラプタブレードまたはインタラプタホイールを含み、それは、好ましくは、一定の速度で回転し、したがって、周期的に照射を中断することが可能である。しかし、代替的にまたは追加的に、１つまたは複数の異なるタイプの変調デバイス、例えば、電気光学的な効果および／または音響光学的な効果に基づく変調デバイスを使用することも可能である。また、繰り返しになるが、代替的にまたは追加的に、少なくとも１つの任意の照射源自身は、例えば、前記照射源自身が、変調された強度および／もしくは合計パワー、例えば、周期的に変調された合計パワーを有することによって、および／または、前記照射源が、パルス状照射源として、例えば、パルス状レーザーとして具現化されていることによって、変調された照射を発生させるように設計され得る。したがって、例として、少なくとも１つの変調デバイスは、また、全体的にまたは部分的に照射源の中へ一体化され得る。さまざまな可能性が考えられる。
したがって、検出器は、とりわけ、異なる変調のケースでは、少なくとも２つの縦方向センサ信号を検出するように設計され得、とりわけ、それぞれに異なる変調周波数において、少なくとも２つの縦方向センサ信号を検出するように設計され得る。評価デバイスは、少なくとも２つの縦方向センサ信号から幾何学的情報を発生させるように設計され得る。ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１およびＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１に説明されているように、曖昧性を解消することが可能であり、および／または、例えば、照射の合計パワーが一般的に知られていないという事実を考慮に入れることが可能である。例として、検出器は、０．０５Ｈｚから１ＭＨｚの周波数、例えば、０．１Ｈｚから１０ｋＨｚの周波数によって、対象物の照射の変調、および／または、検出器の少なくとも１つのセンサ領域、例えば、少なくとも１個の縦方向光学センサの少なくとも１つのセンサ領域などの照射の変調を引き起こすように設計され得る。上記に概説されているように、この目的のために、検出器は、少なくとも１つの変調デバイスを含むことが可能であり、少なくとも１つの変調デバイスは、少なくとも１つの任意の照射源の中へ一体化され得、および／または、照射源から独立していることが可能である。したがって、少なくとも１個の照射源は、それ自身によって、照射の上述の変調を発生させるように適合され得、および／または、少なくとも１つの独立した変調デバイスが存在することが可能であり得、それは、例えば、変調された伝達性を有する少なくとも１つのチョッパおよび／または少なくとも１つのデバイスなど、例えば、少なくとも１つの電気光学的なデバイス、および／または、少なくとも１つの音響光学的なデバイスなどである。
本発明によれば、それは、上記に説明されているような光学検出器に少なくとも１つの変調周波数を適用するために有利である可能性がある。しかし、変調周波数を光学検出器に適用することなく、縦方向センサ信号を直接的に決定することも、依然として可能である可能性がある。より詳細に下記に実証されることとなるように、変調周波数の適用は、対象物についての所望の縦方向の情報を獲得するために、多くの関連の環境の下で必要とされない可能性がある。したがって、結果として、光学検出器は、空間的検出器の単純でコスト効率の良いセットアップにさらに寄与し得る変調デバイスを含むことが必要とされない可能性がある。さらなる結果として、空間的光変調器は、周波数分割多重化モードよりもむしろ時間分割多重化モードにおいて、または、それらの組み合わせで使用され得る。
本発明のさらなる態様では、先行する実施形態のいずれかによる少なくとも２つの個々の検出器、好ましくは、２つの別個の場所に設置され得る２つまたは３つの個々の光学センサを含む配置が、提案され得る。本明細書では、少なくとも２つの検出器は、好ましくは、同一の光学的な特性を有することが可能であるが、互いに異なっていることも可能である。それに加えて、配置は、少なくとも１個の照射源をさらに含むことが可能である。本明細書では、少なくとも１個の対象物は、一次的な光を発生させる少なくとも１個の照射源を使用することによって照射され得、少なくとも１個の対象物は、一次的な光を弾性的にまたは非弾性的に反射し、それによって、少なくとも２つの検出器のうちの一方へ伝播する複数の光ビームを発生させる。少なくとも１個の照射源は、少なくとも２つの検出器のそれぞれの構成要素を形成してもよく、または、それを形成しなくてもよい。例として、少なくとも１個の照射源自体は、周囲光源であることが可能であり、もしくは、それを含むことが可能であり、および／または、人工的な照射源であることが可能であり、もしくは、それを含むことが可能である。この実施形態は、好ましくは、少なくとも２つの検出器、優先的には、２つの同一の検出器が、深さ情報を獲得するために用いられ、とりわけ、単一の検出器の固有の測定体積を拡張する測定体積を提供する目的のために用いられるという用途に適している。
この点において、個々の光学センサは、好ましくは、他の個々の光学センサによってとられるイメージとは異なり得る個々のイメージを獲得することを可能にするために、検出器によって含まれる他の個々の光学センサから間隔を離して配置され得る。とりわけ、個々の光学センサは、単一の円形、３次元のイメージを発生させるために、コリメートされた配置の中で別々のビーム経路の中に配置され得る。したがって、個々の光学センサは、それらが光学軸に対して平行に位置するように整合され得、それに加えて、検出器の光学軸に対して垂直の配向で個々の変位を示すことが可能である。本明細書では、アライメントは、例えば、個々の光学センサおよび／または対応する伝送エレメントの場所および配向を調節することによって、十分な対策によって実現され得る。したがって、２つの個々の光学センサは、好ましくは、それらが深さ情報の知覚を発生させるかまたは増加させることができるように、特に、重なり合う視野を有する２つの個々の光学センサから生じるような視覚的情報、例えば、両眼視によって取得されるような視覚的情報などを組み合わせることによって、深さ情報が取得され得るという方式で、間隔を離して配置され得る。この目的のために、個々の光学センサは、好ましくは、光学軸に対して垂直の方向に決定されるように、１ｃｍから１００ｃｍの距離、好ましくは、１０ｃｍから２５ｃｍの距離だけ、互いから間隔を離して配置され得る。本明細書で使用されているように、この実施形態において提供されるような検出器は、とりわけ、より詳細に下記に説明されることとなる「立体視システム」の一部であることが可能である。立体視覚を可能にすることの他に、主に２つ以上の光学センサの使用に基づく立体視システムのさらなる特定の利点は、とりわけ、合計強度の増加、および／または、検出閾値の低下を含むことが可能である。
本発明のさらなる態様では、ユーザとマシンとの間で少なくとも１つの情報を交換するためのヒューマンマシンインターフェースが提案されている。提案されているようなヒューマンマシンインターフェースは、上記に述べられているような実施形態のうちの１つまたは複数の中の上述の検出器、または、さらに詳細に下記に述べられているような検出器が、情報および／またはコマンドをマシンに提供するために、１人または複数人のユーザによって使用され得るという事実を使用することが可能である。したがって、好ましくは、ヒューマンマシンインターフェースは、制御コマンドを入力するために使用され得る。
ヒューマンマシンインターフェースは、本発明による少なくとも１つの検出器を含み、例えば、上記に開示されている実施形態のうちの１つもしくは複数による、および／または、さらに詳細に下記に開示されているような実施形態のうちの１つもしくは複数による、少なくとも１つの検出器などを含み、ヒューマンマシンインターフェースは、検出器によってユーザの少なくとも１つの幾何学的な情報を発生させるように設計されており、ヒューマンマシンインターフェースは、少なくとも１つの情報に、とりわけ、少なくとも１つの制御コマンドに、幾何学的な情報を割り当てるように設計されている。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１つのエンターテイメント機能を実施するためのエンターテイメントデバイスが開示されている。本明細書で使用されているように、エンターテイメントデバイスは、以下では１人または複数人のプレイヤとも称される、１人または複数人のユーザのレジャーおよび／またはエンターテイメントの目的を果たすことができるデバイスである。例として、エンターテイメントデバイスは、ゲーミングの目的、好ましくは、コンピュータゲーミングの目的を果たすことが可能である。また、追加的にまたは代替的に、エンターテイメントデバイスは、一般的に、エクササイズ、スポーツ、物理療法、またはモーショントラッキングなどのような、他の目的のためにも使用され得る。したがって、エンターテイメントデバイスは、コンピュータ、コンピュータネットワーク、またはコンピュータシステムの中へ実装され得、または、１つまたは複数のゲーミングソフトウェアプログラムを走らせる、コンピュータ、コンピュータネットワーク、またはコンピュータシステムを含むことが可能である。
エンターテイメントデバイスは、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ーフェースを含み、例えば、上記に開示されている実施形態のうちの１つもしくは複数による、および／または、下記に開示されている実施形態のうちの１つもしくは複数による、少なくとも１つのヒューマンマシンインターフェースなどを含む。エンターテイメントデバイスは、少なくとも１つの情報がヒューマンマシンインターフェースを用いてプレイ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ている。少なくとも１つの情報は、エンターテイメントデバイスのコントローラおよび／もしくはコンピュータに伝送され得、ならびに／または、エンターテイメントデバイスのコントローラおよび／もしくはコンピュータによって使用され得る。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１つの移動可能な対象物の位置をトラッキングするためのトラッキングシステムが提供されている。本明細書で使用されているように、トラッキングシステムは、少なくとも１個の対象物および／または対象物の少なくとも１つの部分の一連の過去の位置に関する情報を集めるように適合されているデバイスである。追加的に、トラッキングシステムは、少なくとも１個の対象物または対象物の少なくとも１つの部分の少なくとも１つの予測される未来の位置に関する情報を提供するように適合され得る。トラッキングシステムは、少なくとも１つのトラックコントローラを有することが可能であり、少なくとも１つのトラックコントローラは、電子デバイスとして、好ましくは、少なくとも１つのデータ処理デバイスとして、より好ましくは、少なくとも１つのコンピュータまたはマイクロコントローラとして、完全にまたは部分的に具現化され得る。繰り返しになるが、少なくとも１つのトラックコントローラは、少なくとも１個の評価デバイスを含むことが可能であり、および／または、少なくとも１個の評価デバイスの一部になっていてもよく、および／または、少なくとも１個の評価デバイスに完全にまたは部分的に同一になっていてもよい。
トラッキングシステムは、本発明による少なくとも１つの検出器を含み、例えば、上記に列挙されている実施形態のうちの１つまたは複数に開示されているような少なくとも１つの検出器、および／または、下記の実施形態のうちの１つまたは複数に開示されているような少なくとも１つの検出器などを含む。トラッキングシステムは、少なくとも１つのトラックコントローラをさらに含む。トラッキングシステムは、１つ、２つ、またはそれ以上の検出器を含むことが可能であり、とりわけ、２つ以上の同一の検出器を含むことが可能であり、それは、２つ以上の検出器の間の重複する体積の中の少なくとも１個の対象物についての深さ情報の信頼性の高い獲得を可能にする。トラックコントローラは、対象物の一連の位置をトラッキングするように適合されており、それぞれの位置は、特定の時点における対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を含む。
トラッキングシステムは、対象物に接続可能な少なくとも１つのビーコンデバイスをさらに含むことが可能である。ビーコンデバイスの考えられる定義に関して、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１が参照され得る。トラッキングシステムは、好ましくは、検出器が少なくとも１つのビーコンデバイスの対象物の位置に関する情報を発生させることができるように適合されており、とりわけ、特定のスペクトル感度を示す特定のビーコンデバイスを含む対象物の位置に関する情報を発生させるように適合されている。したがって、異なるスペクトル感度を示す２つ以上のビーコンが、好ましくは、同時に、本発明の検出器によってトラッキングされ得る。本明細書では、ビーコンデバイスは、アクティブビーコンデバイスとして、および／または、パッシブビーコンデバイスとして、完全にまたは部分的に具現化され得る。例として、ビーコンデバイスは、検出器へ伝送されることとなる少なくとも１つの光ビームを発生させるように適合された少なくとも１個の照射源を含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、ビーコンデバイスは、少なくとも１つのリフレクタを含むことが可能であり、少なくとも１つのリフレクタは、照射源によって発生される光を反射するように適合されており、それによって、検出器へ伝送されることとなる反射光ビームを発生させる。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の位置を決定するためのスキャニングシステムが提供される。本明細書で使用されているように、スキャニングシステムは、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の表面に位置する少なくとも１個のドットを照射するために、および、少なくとも１個のドットとスキャニングシステムとの間の距離についての少なくとも１つの情報を発生させるために構成されている少なくとも１個の光ビームを放出するように適合されているデバイスである。少なくとも１個のドットとスキャニングシステムとの間の距離についての少なくとも１つの情報を発生させる目的のために、スキャニングシステムは、本発明による検出器のうちの少なくとも１個を含み、例えば、上記に列挙されている実施形態のうちの１個または複数に開示されているような検出器、および／または、下記の実施形態のうちの１個または複数に開示されているような検出器のうちの少なくとも１個などを含む。
したがって、スキャニングシステムは、少なくとも１個の照射源を含み、少なくとも１個の照射源は、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の表面に位置する少なくとも１個のドットを照射するように構成されている少なくとも１個の光ビームを放出するように適合されている。本明細書で使用されているように、「ドット」という用語は、例えば、スキャニングシステムのユーザによって、照射源によって照射されるように選択され得る、対象物の表面の一部の上の小さいエリアを表している。好ましくは、ドットは、あるサイズを示すことが可能であり、そのサイズは、一方では、スキャニングシステムによって含まれる照射源と、ドットがその上に位置し得る対象物の表面の一部との間の距離に関する値を可能な限り正確にスキャニングシステムが決定することを可能にするために、可能な限り小さくなっていることが可能であり、また、そのサイズは、他方では、スキャニングシステムのユーザまたはスキャニングシステム自身が、とりわけ、自動的な手順によって、対象物の表面の関連部分の上のドットの存在を検出することを可能にするために、可能な限り大きくなっていることが可能である。
この目的のために、照射源は、人工的な照射源を含むことが可能であり、とりわけ、少なくとも１個のレーザ供給源および／または少なくとも１個の白熱ランプおよび／または少なくとも１個の半導体光源、例えば、少なくとも１個の発光ダイオード、とりわけ、有機発光ダイオードおよび／または無機発光ダイオードを含むことが可能である。その一般的に画定されたビームプロファイル、および、取り扱い性の他の特性の理由で、照射源として少なくとも１個のレーザ供給源を使用することがとりわけ好適である。本明細書では、単一のレーザ供給源を使用することは、とりわけ、それが、ユーザによって容易に保管可能および輸送可能であり得るコンパクトなスキャニングシステムを提供するために重要である可能性があるケースでは、好適である可能性がある。したがって、照射源は、好ましくは、検出器の構成要素部であることが可能であり、また、したがって、とりわけ、検出器に一体化され、例えば、検出器のハウジングなどに一体化され得る。好適な実施形態では、とりわけ、スキャニングシステムのハウジングは、例えば、読み易い様式などで、距離関連の情報をユーザに提供するように構成されている、少なくとも１個のディスプレイを含むことが可能である。さらに好適な実施形態では、とりわけ、スキャニングシステムのハウジングは、それに加えて、少なくとも１個のボタンを含むことが可能であり、少なくとも１個のボタンは、スキャニングシステムに関連する少なくとも１個の機能を動作させるように構成され得、例えば、１個または複数の動作モードを設定するように構成され得る。さらなる好適な実施形態では、とりわけ、スキャニングシステムのハウジングは、それに加えて、少なくとも１個の締結ユニットを含むことが可能であり、少なくとも１個の締結ユニットは、スキャニングシステムをさらなる表面に締結するように構成され得、それは、例えば、ラバーフット、ベースプレートまたはウォールホルダーなどであり、そのようなものは、磁気材料を含むものとして、とりわけ、距離測定の精度を向上させるために、および／または、ユーザによるスキャニングシステムの操作性を向上させるために含む。
とりわけ好適な実施形態では、スキャニングシステムの照射源は、したがって、対象物の表面に位置している単一のドットの照射のために構成され得る単一のレーザビームを放出することが可能である。したがって、本発明による検出器のうちの少なくとも１個を使用することによって、少なくとも１個のドットとスキャニングシステムとの間の距離についての少なくとも１つの情報が発生され得る。これにより、好ましくは、スキャニングシステムによって含まれるような照射システムと、照射源によって発生されるような単一のドットとの間の距離は、例えば、少なくとも１個の検出器によって含まれるような評価デバイスを用いることなどによって決定され得る。しかし、スキャニングシステムは、とりわけ、この目的のために適合され得る追加的な評価システムをさらに含むことが可能である。代替的にまたはそれに加えて、スキャニングシステムのサイズ、とりわけ、スキャニングシステムのハウジングのサイズが考慮に入れられ得、したがって、ハウジングの前方縁部または後方縁部などのような、スキャニングシステムのハウジングの上の特定のポイントと単一のドットとの間の距離が、代替的に決定され得る。
代替的に、スキャニングシステムの照射源は、２個の個々のレーザービームを放出することが可能であり、２個の個々のレーザービームは、ビームの放出の方向同士の間に、直角などのようなそれぞれの角度を提供するように構成され得、それによって、同じ対象物の表面に位置する２個のそれぞれのドット、または、２個の別々の対象物における２個の異なる表面に位置する２個のそれぞれのドットが、照射され得る。しかし、２個の個々のレーザービーム同士の間のそれぞれの角度に関する他の値も実行可能であり得る。この特徴は、とりわけ、間接的な測定機能のために用いられ、例えば、間接的な距離を導出するために用いられ得、その間接的な距離は、例えば、スキャニングシステムとドットとの間の１個または複数の障害物の存在などに起因して、直接的にアクセスすることができないか、または、そうでなければ、到達することが困難である可能性がある。したがって、例として、それは、２個の個々の距離を測定することによって、および、ピタゴラスの公式を使用することによって高さを導出することによって、対象物の高さに関する値を決定するように実行可能であり得る。とりわけ、対象物に対して所定のレベルを維持することができるように、スキャニングシステムは、ユーザによって所定のレベルを維持するために使用され得る、少なくとも１個のレベリングユニット、とりわけ、一体型のバブルバイアルをさらに含むことが可能である。
さらなる代替例として、スキャニングシステムの照射源は、複数の個々のレーザービームを放出することが可能であり、例えば、レーザービームのアレイなどを放出することが可能であり、レーザービームのアレイは、互いに対して、それぞれのピッチ、とりわけ、規則的なピッチを示すことが可能であり、また、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の表面の上に位置するドットのアレイを発生させるように配置され得る。この目的のために、ビームスプリッティングデバイスおよびミラーなどのような、特別に適合された光学エレメントが設けられ得、それは、説明されているレーザービームのアレイの発生を可能にすることができる。
したがって、スキャニングシステムは、１個または複数の対象物の１個または複数の表面の上に設置されている１個または複数のドットの静的な配置を提供することが可能である。代替的に、スキャニングシステムの照射源、とりわけ、１個または複数のレーザービーム、例えば、レーザービームの上述のアレイなどは、時間の経過とともに変化する強度を示し得る１個または複数の光ビーム、および／または、時間の経過に従って放出の方向が交互になり得る１個または複数の光ビームを提供するように構成され得る。したがって、照射源は、スキャニングデバイスの少なくとも１個の照射源によって発生されるときに交互になる特徴を有する１個または複数の光ビームを使用することによって、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の表面の一部をイメージとしてスキャンするように構成され得る。とりわけ、スキャニングシステムは、したがって、少なくとも１個の行スキャンおよび／またはラインスキャンを使用し、例えば、１個または複数の対象物の１個または複数の表面を順次または同時にスキャンすることなどが可能である。したがって、スキャニングシステムは、３つ以上のドットを測定することによって角度を測定するように適合され得、または、スキャニングシステムは、角部または幅の狭い領域、例えば、従来の測定スティックを使用してほとんどアクセス可能でない可能性のある、屋根の切妻などを測定するように適合され得る。
非限定的な例として、スキャニングシステムは、いくつかの角部および表面を備えた対象物または領域に向けて、三脚およびポイントに取り付けられ得る。１個または複数のフレキシブルに移動可能なレーザ供給源が、スキャニングシステムに取り付けられている。１個または複数のレーザ供給源は、それらが関心のポイントを照射するように移動される。スキャニングシステムに対する照射されるポイントの位置は、スキャニングシステムの上の指定されたボタンを押すときに測定され、位置情報が、ワイヤレスインターフェースを介してモバイルフォンへ送信される。位置情報は、モバイルフォンアプリケーションの中に記憶される。レーザ供給源は、さらなる関心のポイントを照射するように移動され、さらなる関心のポイントの位置が測定され、モバイルフォンアプリケーションへ送信される。モバイルフォンアプリケーションは、平面的な表面によって隣接するポイントを接続することによって、ポイントのセットを３ｄモデルへ変換することが可能である。３ｄモデルは、さらに記憶および処理され得る。測定されるポイント同士または表面同士の間の距離およびまたは角度は、スキャニングシステムに取り付けられているディスプレイの上に直接的に表示され得るか、または、位置情報が送信されるモバイルフォンの上に表示され得る。
非限定的な例として、スキャニングシステムは、ポイントを投射するための２つ以上のフレキシブルな移動可能なレーザ供給源と、ラインを投射するさらなる１個の移動可能なレーザ供給源とを含むことが可能である。ラインは、ラインに沿って２つ以上のレーザスポットを配置させるために使用され得、スキャニングデバイスのディスプレイは、例えば、等しい距離などに、ラインに沿って配置され得る２つ以上のレーザスポット同士の間の距離を表示することが可能である。２つのレーザスポットのケースでは、単一のレーザ供給源が使用され得、一方、投射されるポイントの距離は、１個または複数のビームスプリッタまたはプリズムを使用して修正され、ここで、投射されるレーザスポットが離れるようにまたは近付くように移動されるように、ビームスプリッタまたはプリズムが移動され得る。さらに、スキャニングシステムは、直角、円形、正方形、または三角形などのような、さらなるパターンを投射するように適合され得、それに沿って、レーザスポットを投射することによって、および、それらの位置を測定することによって、測定が行われ得る。
非限定的な例として、スキャニングシステムは、ツール、例えば、木材加工ツールまたは金属加工ツールなど、例えば、鋸またはドリラーなどによって、ワークを支持するように適合され得る。したがって、スキャニングシステムは、２つの反対側方向への距離を測定するように適合され得、また、ディスプレイの中に、２つの測定される距離、または、距離の総計を表示するように適合され得る。さらに、スキャニングシステムは、表面の縁部への距離を測定するように適合され得、スキャニングシステムが表面の上に設置されているときに、レーザポイントが、表面の角部または縁部に起因して距離測定が突然の変化を示すまで、表面に沿ってスキャニングシステムから離れるように自動的に移動されるようになっている。これは、スキャニングデバイスがプランクの上であるがその端部から遠隔に設置されている状態で、木材プランクの端部の距離を測定することを可能にする。さらに、スキャニングシステムは、１つの方向にプランクの端部の距離を測定することが可能であり、反対側方向に指定された距離に、ラインまたは円形またはポイントを投射することが可能である。スキャニングシステムは、反対側方向に測定される距離に応じて、例えば、所定の総計距離などに応じて、所定の距離にラインまたは円形またはポイントを投射するように適合され得る。これは、ツールから安全な距離にスキャニングシステムを設置しながら、同時に、プランクの縁部まで所定の距離においてツールを使用してプロセスを実施しながら、投射された位置において、鋸またはドリラーなどのようなツールによって作業することを可能にする。さらに、スキャニングシステムは、所定の距離において、２つの反対側方向に、ポイントまたはラインなどを投射するように適合され得る。距離の総計が変化されるときに、投射される距離のうちの１つだけが変化する。
非限定的な例として、スキャニングシステムは、表面の上に設置されるように適合され得、例えば、カッティング、ソーイング、またはドリリングなどのような、タスクがその表面の上に実施され、例えば、スキャニングデバイスの上のボタンなどによって調節され得る所定の距離に、表面の上にラインを投射する。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１個の対象物の少なくとも１つの単一の円形の３次元のイメージを発生させるための立体視システムが提供される。本明細書で使用されているように、上記におよび／または下記に開示されているような立体視システムは、光学センサとして、ＦｉＰセンサのうちの少なくとも２つを含むことが可能であり、第１のＦｉＰセンサは、トラッキングシステムの中に含まれ得、とりわけ、本発明によるトラッキングシステムの中に含まれ得、一方、第２のＦｉＰセンサは、スキャニングシステムの中に含まれ得、とりわけ、本発明によるスキャニングシステムの中に含まれ得る。本明細書では、ＦｉＰセンサは、好ましくは、例えば、ＦｉＰセンサを光学軸に対して平行に整合させることなどによって、コリメートされた配置において、別々のビーム経路の中に配置され得、また、立体視システムの光学軸に対して垂直に個別に変位され得る。したがって、ＦｉＰセンサは、特に、個々のＦｉＰセンサから生じる視覚的情報の組み合わせによって深さ情報を取得することによって、深さ情報の知覚を発生させるかまたは増加させることが可能であり得、個々のＦｉＰセンサは、重なり合う視野を有しており、好ましくは、個々の変調周波数に対して感度が高い。この目的のために、個々のＦｉＰセンサは、好ましくは、光学軸に対して垂直の方向に決定されるように、１ｃｍから１００ｃｍの距離、好ましくは、１０ｃｍから２５ｃｍの距離だけ、互いから間隔を離して配置され得る。この好適な実施形態では、トラッキングシステムは、したがって、変調されたアクティブターゲットの位置を決定するために用いられ得、一方、１個または複数の対象物の１つまたは複数の表面の上に１個または複数のドットを投射するように適合されているスキャニングシステムは、少なくとも１個のドットとスキャニングシステムとの間の距離についての少なくとも１つの情報を発生させるために使用され得る。それに加えて、立体視システムは、本出願の他の場所に説明されているような、イメージの中の少なくとも１個の対象物の横方向位置に関する情報を発生させるように適合されている別々の位置感応性デバイスをさらに含むことが可能である。
立体視覚を可能にすることの他に、２つ以上の光学センサの使用に主に基づく立体視システムのさらなる特定の利点は、とりわけ、合計の強度の増加、および／または、検出閾値の低下を含むことが可能である。さらに、少なくとも２つの従来の位置感応性デバイスを含む従来の立体視システムでは、それぞれのイメージの中の対応するピクセルが、かなりのコンピュータ計算の労力を適用することによって決定されなければならないが、一方、少なくとも２つのＦｉＰセンサを含む本発明による立体視システムでは、それぞれのイメージの中の対応するピクセルが、ＦｉＰセンサを使用することによって記録され、ＦｉＰセンサのそれぞれが、異なる変調周波数によって動作され得、互いに対して明白に割り当てられ得る。したがって、本発明による立体視システムは、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報、および、対象物の横方向位置に関する少なくとも１つの情報を、低減された労力で発生させることを可能にすることができることが強調され得る。
立体視システムのさらなる詳細に関して、トラッキングシステムおよびスキャニングシステムの説明がそれぞれ参照され得る。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１個の対象物をイメージングするためのカメラが開示されている。カメラは、本発明による少なくとも１つの検出器を含み、例えば、上記に与えられているかまたはさらに詳細に下記に与えられている実施形態のうちの１つまたは複数の中に開示されているような、少なくとも１つの検出器などを含む。したがって、検出器は、写真撮影デバイスの一部であることが可能であり、具体的には、デジタルカメラの一部であることが可能である。具体的には、検出器は、３Ｄ写真撮影に関して使用され得、具体的には、デジタル３Ｄ写真撮影に関して使用され得る。したがって、検出器は、デジタル３Ｄカメラを形成することが可能であり、または、デジタル３Ｄカメラの一部であることが可能である。本明細書で使用されているように、「写真撮影」は、一般的に、少なくとも１個の対象物のイメージ情報を獲得する技術を表している。本明細書でさらに使用されているように、「カメラ」は、一般的に、写真撮影を実施するように適合されているデバイスである。本明細書でさらに使用されているように、「デジタル写真撮影」という用語は、一般的に、照射の強度を示す電気信号、好ましくは、デジタル電気信号を発生させるように適合されている複数の感光性エレメントを使用することによって、少なくとも１個の対象物のイメージ情報を獲得する技術を表している。本明細書でさらに使用されているように、「３Ｄ写真撮影」という用語は、一般的に、３次元空間的な少なくとも１個の対象物のイメージ情報を獲得する技術を表している。したがって、３Ｄカメラは、３Ｄ写真撮影を実施するように適合されているデバイスである。カメラは、一般的に、単一の３Ｄイメージなどのような、単一のイメージを獲得するために適合され得、または、一連のイメージなどのような、複数のイメージを獲得するように適合され得る。したがって、カメラは、ビデオカメラであることも可能であり、ビデオカメラは、ビデオの用途のために適合され得、例えば、デジタルビデオシーケンスを獲得するように適合され得る。
したがって、一般的に、本発明は、少なくとも１個の対象物をイメージングするためのカメラをさらに表しており、具体的には、デジタルカメラ、より具体的には、３Ｄカメラまたはデジタル３Ｄカメラを表している。上記に概説されているように、イメージングという用語は、本明細書で使用されているように、一般的に、少なくとも１個の対象物のイメージ情報を獲得することを表している。カメラは、本発明による少なくとも１個の検出器を含む。カメラは、上記に概説されているように、単一のイメージを獲得するように適合され得、または、イメージシーケンスなどのような、複数のイメージを獲得するように適合され得、好ましくは、デジタルビデオシーケンスを獲得するように適合され得る。したがって、例として、カメラは、ビデオカメラであることが可能であり、または、それを含むことが可能である。後者のケースでは、カメラは、好ましくは、イメージシーケンスを記憶するためのデータメモリを含む。
本発明のさらなる態様では、少なくとも１個の対象物の位置を決定するための方法が開示されている。方法は、好ましくは、本発明による少なくとも１個の検出器を利用することが可能であり、例えば、上記に開示されているかまたはさらに詳細に下記に開示されている実施形態のうちの１つまたは複数による少なくとも１個の検出器などを利用することが可能である。したがって、方法の任意の実施形態に関して、検出器のさまざまな実施形態の説明が参照され得る。
方法は、以下の工程を含み、以下の工程は、所与の順序で、または、異なる順序で実施され得る。さらに、列挙されていない追加的な方法工程が提供され得る。さらに、方法工程のうちの２つ以上またはさらにはすべてが、少なくとも部分的に、同時に実施され得る。さらに、方法工程のうちの２つ以上またはさらにはすべてが、２回またはさらには３回以上、繰り返して実施され得る。
本発明による方法は、
− 少なくとも１個の縦方向光学センサを使用することによって、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させる工程であって、光学センサは、少なくとも１個のセンサ領域を有しており、センサ領域は、少なくとも１個の湾曲した基板、および、光伝導性材料の少なくとも１個のフィルムを含み、フィルムは、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されており、光学センサは、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されており、少なくとも１個の伝送デバイスは、光ビームを対象物から光学センサへ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板の上に位置しているフィルムへ光ビームをガイドするように適合されている、工程と、
− 光学センサのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させる工程と
を含む。
本発明のさらなる態様では、本発明による検出器の使用が開示されている。その場合に、対象物の位置、とりわけ、対象物の側方位置を決定する目的のための検出器の使用が提案され、検出器は、好ましくは、同時に、少なくとも１個の縦方向光学センサとして使用され得るか、または、とりわけ、位置測定、とりわけ、交通技術における位置測定；エンターテイメントの用途；セキュリティの用途；ヒューマンマシンインターフェースの用途；トラッキングの用途；スキャニングの用途；立体視覚の用途；写真撮影の用途；イメージングの用途もしくはカメラの用途；少なくとも１つの空間のマップを発生させるためのマッピングの用途；車両のためのホーミングまたはトラッキングビーコン検出器；サーマルシグネチャ（背景よりも熱いかまたは冷たい）による対象物の位置測定；マシンビジョンの用途；ロボットの用途からなる群から選択される使用の目的のために、少なくとも１個の追加的な縦方向光学センサと組み合わせられ得る。
また、本発明による光学検出器のさらなる使用は、すでに公知の用途、例えば、対象物の存在または不存在を決定すること；光学的な用途、例えば、カメラ露出制御、オートスライドフォーカス、自動化されたバックミラー、電子スケール、自動利得制御（とりわけ、変調された光源の中の）、自動ヘッドライトディマー、ナイト（ストリート）ライト制御、油バーナーフレームアウト、もしくは煙検出器を拡張すること；または、他の用途、例えば、デンシトメータなどにおける用途、例えば、フォトコピーマシンの中のトナーの密度を決定すること；または、比色分析測定における用途などとの組み合わせを表すことも可能である。
したがって、一般的に、本発明によるデバイス、例えば、検出器などは、さまざまな使用の分野において適用され得る。具体的には、検出器は、交通技術における位置測定；エンターテイメントの用途；セキュリティの用途；ヒューマンマシンインターフェースの用途；トラッキングの用途；写真撮影の用途；地図製作の用途；少なくとも１つの空間のマップを発生させるためのマッピングの用途；車両のためのホーミングまたはトラッキングビーコン検出器；モバイルの用途；ウェブカム；オーディオデバイス；ドルビーサラウンドオーディオシステム；コンピュータ周辺デバイス；ゲーミングの用途；カメラまたはビデオの用途；監視の用途；自動車の用途；輸送の用途；ロジスティクスの用途；車両の用途；飛行機の用途；船舶の用途；宇宙船の用途；ロボットの用途；医療の用途；スポーツの用途；建物の用途；建築の用途；製造の用途；マシンビジョンの用途；飛行時間検出器、レーダ、Ｌｉｄａｒ、超音波センサ、または干渉計から選択された少なくとも１個のセンシング技術との組み合わせによる使用からなる群から選択された使用の目的のために適用され得る。追加的にまたは代替的に、ローカルポジショニングシステムおよび／またはグローバルポジショニングシステムにおける用途も挙げることが可能であり、特に、ランドマークを基礎とする位置決めおよび／またはナビゲーション、具体的には、車または他の車両（例えば、列車、オートバイ、自転車、貨物輸送のためのトラックなど）、ロボットにおける使用のための、または、歩行者による使用のためのものも挙げることが可能である。さらに、インドアポジショニングシステムは、例えば、家庭内アプリケーションに関して、および／または、製造、ロジスティクス、監視、またはメンテナンス技術において使用されるロボットに関して、考えられる用途として挙げられ得る。
したがって、第１に、本発明によるデバイスは、モバイルフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートパネル、または、他の据置型コンピュータもしくはモバイルコンピュータもしくはウェアラブルコンピュータ、または通信の用途おいて使用され得る。したがって、本発明によるデバイスは、性能を向上させるために、少なくとも１個のアクティブ光源と組み合わせられ得、例えば、可視光範囲または赤外線スペクトル範囲にある光を放出する光源などと組み合わせられ得る。したがって、例として、本発明によるデバイスは、カメラおよび／またはセンサとして使用され得、例えば、環境、対象物、および生物をスキャンおよび／または検出するためのモバイルソフトウェアと組み合わせて使用され得る。さらには、本発明によるデバイスは、イメージング効果を高めるために、従来のカメラなどのような、２Ｄカメラと組み合わせられ得る。本発明によるデバイスは、さらに、監視のために、および／もしくは、記録目的のために使用され得、または、モバイルデバイスを制御するための入力デバイスとして、特に、音声認識および／またはジェスチャ認識と組み合わせて使用され得る。したがって、具体的には、ヒューマンマシンインターフェースとして作用する本発明によるデバイス（入力デバイスとも称される）は、モバイルの用途において使用され得、例えば、モバイルフォンなどのようなモバイルデバイスを介して、他の電子デバイスまたはコンポーネントを制御するためなどのために使用され得る。例として、本発明による少なくとも１個のデバイスを含むモバイルの用途は、テレビジョンセット、ゲームコンソール、音楽プレイヤもしくは音楽デバイス、または、他のエンターテイメントデバイスを制御するために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ウェブカム、または、コンピューティングの用途のための他の周辺デバイスにおいて使用され得る。したがって、例として、本発明によるデバイスは、イメージング、記録、監視、スキャニング、または運動検出に関するソフトウェアと組み合わせて使用され得る。ヒューマンマシンインターフェースおよび／またはエンターテイメントデバイスの文脈において概説されているように、本発明によるデバイスは、顔表現および／または身体表現によってコマンドを与えることに関して、とりわけ有用である。本発明によるデバイスは、例えば、マウス、キーボード、タッチパッド、マイクロフォンなどのような他の入力発生デバイスと組み合わせられ得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、ウェブカムを使用することなどによって、ゲーミングに関する用途において使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、バーチャルトレーニングの用途および／またはビデオ会議において使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、特に、ヘッドマウントディスプレイを装着しているときに、バーチャルリアリティまたはオーグメンテッドリアリティの用途において使用される手、腕、または対象物を認識またはトラッキングするために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、部分的に上記に説明されているように、モバイルオーディオデバイス、テレビジョンデバイス、およびゲーミングデバイスにおいて使用され得る。具体的には、本発明によるデバイスは、電子デバイスまたはエンターテイメントデバイスなどのためのコントロールまたは制御デバイスとして使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、２Ｄディスプレイ技法および３Ｄディスプレイ技法において、視線検出またはアイトラッキングに関して使用され得、特に、オーグメンテッドリアリティの用途のために、および／または、ディスプレイが見られているかどうかを認識するために、および／または、どの視点からディスプレイが見られているかを認識するために、透明なディスプレイとともに使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、特に、ヘッドマウントディスプレイを装着しているときに、バーチャルリアリティまたはオーグメンテッドリアリティの用途に関連して、部屋、境界線、障害物を探索するために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ＤＳＣカメラなどのようなデジタルカメラの中で使用され得、または、デジタルカメラとして使用され得、および／または、ＳＬＲカメラなどのようなレフレックスカメラの中で使用され得、または、レフレックスカメラとして使用され得る。これらの用途に関して、上記に開示されているように、モバイルフォンなどのようなモバイルの用途における、本発明によるデバイスの使用が参照され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、セキュリティまたは監視の用途のために使用され得る。したがって、例として、本発明による少なくとも１個のデバイスは、１個または複数のデジタル電子機器および／またはアナログ電子機器と組み合わせられ得、１個または複数のデジタル電子機器および／またはアナログ電子機器は、（例えば、銀行または博物館における監視の用途に関して）対象物が所定のエリアの中または外側にある場合に、信号を与えることになる。具体的には、本発明によるデバイスは、光学的な暗号化のために使用され得る。本発明による少なくとも１個のデバイスを使用することによる検出は、ＩＲ、Ｘ線、ＵＶ−ＶＩＳなどのような、波長を補完する他の検出デバイス、レーダまたは超音波検出器と組み合わせられ得る。本発明によるデバイスは、さらに、アクティブ赤外線光源と組み合わせられ得、低い光の周囲の中での検出を可能にする。本発明によるデバイスは、一般的に、アクティブ検出器システムと比較して有利である。その理由は、例えば、レーダの用途、超音波の用途、ＬＩＤＡＲまたは同様のアクティブ検出器デバイスにおいてそうであるように、具体的には、本発明によるデバイスは、第三者によって検出され得る信号をアクティブに送ることを回避するからである。したがって、一般的に、本発明によるデバイスは、移動している対象物を認識されずに検出不可能にトラッキングするために使用され得る。追加的に、本発明によるデバイスは、一般的に、従来のデバイスと比較して、不正操作されにくく、また過敏になりにくい。
さらに、本発明によるデバイスを使用することによる３Ｄ検出の容易さおよび精度を所与として、本発明によるデバイスは、一般的に、顔、身体、および人の認識および識別のために使用され得る。その場合に、本発明によるデバイスは、パスワード、指紋、虹彩検出、音声認識、または他の手段などのような、識別目的またはパーソナライゼーション目的のための他の検出手段と組み合わせられ得る。したがって、一般的に、本発明によるデバイスは、セキュリティデバイスおよび他のパーソナライズされた用途において使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、製品の識別のための３Ｄバーコードリーダーとして使用され得る。
上述のセキュリティおよび監視の用途に加えて、本発明によるデバイスは、一般的に、空間およびエリアの監視およびモニタリングのために使用され得る。したがって、本発明によるデバイスは、空間およびエリアを監視およびモニタリングするために使用され得、また、例として、禁止エリアが侵入された場合にアラームをトリガまたは実行するために使用され得る。したがって、一般的に、本発明によるデバイスは、建物監視または博物館における監視目的のために使用され得、任意に、他のタイプのセンサと組み合わせて使用され得、例えば、モーションセンサまたは熱センサと組み合わせて、イメージインテンシファイアーまたはイメージエンハンスメントデバイスおよび／または光電子増倍管と組み合わせて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、公共空間または混雑した空間において使用され、駐車場における盗難などのような犯罪行為などの潜在的に危険な活動、または、空港における持ち主不明の手荷物などのような、持ち主不明の対象物を検出することが可能である。
さらに、本発明によるデバイスは、有利には、ビデオおよびカムコーダーの用途などのようなカメラの用途において適用され得る。したがって、本発明によるデバイスは、モーションキャプチャおよび３Ｄムービー記録のために使用され得る。その場合に、本発明によるデバイスは、一般的に、従来の光学的なデバイスを上回る多数の利点を提供する。したがって、本発明によるデバイスは、一般的に、光学コンポーネントに関して、より低い複雑さしか必要としない。したがって、例として、レンズの数は、例えば、１個のレンズだけを有する本発明によるデバイスを提供することなどによって、従来の光学的なデバイスと比較して低減され得る。低減された複雑さに起因して、例えば、モバイルの用途などに関して、非常にコンパクトなデバイスが可能である。高い品質を備える２個以上のレンズを有する従来の光学システムは、一般的に、例えば、体積の大きいビームスプリッタを一般的に必要とすることなどに起因して、体積が大きい。さらに、本発明によるデバイスは、一般的に、オートフォーカスカメラなどのような、フォーカス／オートフォーカスデバイスのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、また、光学顕微鏡において、特に、共焦点顕微鏡において使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、自動車技術および輸送技術の技術分野において適用可能である。したがって、例として、本発明によるデバイスは、距離センサおよび監視センサとして使用され得、例えば、アダプティブクルーズコントロール、緊急ブレーキアシスト、車線逸脱警報、サラウンドビュー、ブラインドスポット検出、交通標識検出、交通標識認識、レーン認識、リアクロストラフィックアラート、接近する交通もしくは前方に運転する車両に応じて、ヘッドライト強度および範囲を適合させるための光源認識、アダプティブフロントライティングシステム、ハイビームヘッドライトの自動制御、フロントライトシステムの中のアダプティブカットオフライト、グレアフリーハイビームフロントライティングシステム、ヘッドライト照射によって動物もしくは障害物などをマーキングすること、リアクロストラフィックアラート、および他の運転者支援システム、例えば、新型運転者支援システムなど、または、他の自動車および交通の用途などに関して使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、とりわけ、衝突回避のために事前に運転者の操縦を予測するように適合され得る運転者支援システムにおいて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、また、本発明による検出器を使用することによって得られる位置情報の１次時間微分および２次時間微分を分析することなどによって、速度測定および／または加速度測定のために使用され得る。この特徴は、一般的に、自動車技術、輸送技術、または、一般的な交通技術に適用可能であり得る。他の技術分野における用途も実行可能である。インドアポジショニングシステムにおける特定の用途は、輸送中の乗客の位置決めの検出であることが可能であり、より具体的には、エアバッグなどのような安全システムの使用を電子的に制御する。本明細書では、エアバッグの使用が傷害、とりわけ、重度の傷害を乗客に引き起こし得るように、乗客が車両の中に位置し得るケースにおいて、エアバッグの使用が特に防止され得る。さらに、車などのような車両、列車、または飛行機の中で、特に、自律的な車両の中で、本発明によるデバイスは、例えば、アルコールまたは他の薬物の消費などに起因して、運転者が交通に注意を払っているか、または、注意散漫になっているか、または、眠っているか、または、疲れているか、または、運転することができないかを決定するために使用され得る。
これらの用途または他の用途では、一般的に、本発明によるデバイスは、スタンドアロンのデバイスとして使用され得、または、他のセンサデバイスと組み合わせて、例えば、レーダおよび／または超音波デバイスと組み合わせて使用され得る。具体的には、本発明によるデバイスは、自動運転および安全性問題に関して使用され得る。さらに、これらの用途では、本発明によるデバイスは、赤外線センサ、音波センサであるレーダセンサ、２次元カメラ、または、他のタイプのセンサと組み合わせて使用され得る。これらの用途では、一般的に、本発明によるデバイスのパッシブな性質が有利である。したがって、本発明によるデバイスは、一般的に、信号を放出することを必要としないので、アクティブセンサ信号と他の信号供給源との干渉のリスクが回避され得る。本発明によるデバイスは、具体的には、標準的なイメージ認識ソフトウェアなどのような、認識ソフトウェアと組み合わせて使用され得る。したがって、本発明によるデバイスによって提供されるような信号およびデータは、典型的に、平易に処理することが可能であり、したがって、一般的に、ＬＩＤＡＲなどのような確立されたステレオビジョンシステムよりも低い計算しか必要としない。低い空間要求を所与として、カメラなどのような、本発明によるデバイスは、車両の中の事実上任意の場所に設置され得、例えば、ウィンドウスクリーンの上、フロントフードの上、バンパーの上、ライトの上、ミラーの上、または、他の場所などに設置され得る。本発明の中に開示されている効果に基づく１個または複数の検出器などのような、本発明によるさまざまな検出器は、例えば、車両を自律的に運転することを可能にするために、または、アクティブセーフティコンセプトの性能を向上させるなどのために、組み合わせられ得る。したがって、本発明によるさまざまなデバイスは、本発明による１個または複数の他のデバイスおよび／または従来のセンサと組み合わせられ得、例えば、リアウィンドウ、サイドウィンドウ、またはフロントウィンドウのようなウィンドウの中に、バンパーの上に、または、ライトの上などに組み合わせられ得る。
本発明による少なくとも１個の検出器などのような、本発明による少なくとも１個のデバイスを、１個または複数の雨検出センサと組み合わせることも可能である。これは、本発明によるデバイスが、一般的に、具体的には、激しい雨の間に、レーダなどのような従来のセンサ技法よりも有利であるという事実に起因している。本発明による少なくとも１個のデバイスを、レーダなどのような少なくとも１個の従来のセンシング技法と組み合わせることは、天候条件に従って正しい信号の組み合わせを選定するためのソフトウェアを可能にすることができる。
さらに、本発明によるデバイスは、一般的に、ブレーキアシストおよび／もしくはパーキングアシストとして使用され得、および／または、速度測定に関して使用され得る。速度測定は、例えば、交通制御において他の車の速度を測定するために、車両の中に一体化され得、または、車両の外側に使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、駐車場の中で空いている駐車スペースを検出するために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、一般的に、視力に関して、とりわけ、困難な可視性条件の下での視力に関して、例えば、夜間視力、霧視力、または煙霧視力などにおいて、使用され得る。この目的を実現するために、光学検出器は、具体的に選択されるコロイド状量子ドットを含むことが可能であり、それは、少なくとも所定の波長範囲の中で高感度であることが可能であり、その所定の波長範囲の中では、小さい粒子、例えば、煙もしくは煙霧の中に存在している粒子など、または、小さい液滴、例えば、霧、ミスト、もしくはヘイズの中に存在している液滴などが、入射光ビームを反射することができないか、または、その小さい一区画だけしか反射することができない。一般的に知られているように、入射光ビームの反射は、入射ビームの波長が粒子のサイズまたは液滴のサイズをそれぞれ超えるケースにおいて、小さいかまたは無視することが可能である。さらに、夜間視力は、身体および対象物によって放出されている熱放射を検出することによって使用可能にされ得る。したがって、とりわけ、赤外線（ＩＲ）スペクトル範囲の中で、好ましくは、近赤外線（ＮＩＲ）スペクトル範囲の中で高感度であり得る、具体的に選択されるコロイド状量子ドットを含む光学検出器が、したがって、夜間においても、煙霧、煙、霧、ミスト、またはヘイズの中でも、良好な可視性を可能にすることができる。
さらに、本発明によるデバイスは、医療システムおよびスポーツの分野において使用され得る。したがって、医療技術の分野において、手術用ロボティクス、例えば、内視鏡において使用するための手術用ロボティクスを挙げることが可能である。その理由は、上記に概説されているように、本発明によるデバイスは、低い体積しか必要とせず、他のデバイスに一体化され得るからである。具体的には、最大でも１個のレンズだけを有する本発明によるデバイスが、内視鏡などのような医療用デバイスにおいて、３Ｄ情報をキャプチャするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、動きのトラッキングおよび分析を可能にするために、適当なモニタリングソフトウェアと組み合わせられ得る。これは、内視鏡または外科用メスなどのような、医療用デバイスの位置の瞬間的なオーバーレイを可能にすることができ、例えば、磁気共鳴イメージング、Ｘ線イメージング、または超音波イメージングから取得される、医療用イメージングからの結果を伴う。これらの用途は、具体的には、例えば、正確な場所情報が重要である治療、例えば、脳外科などにおいて、ならびに、長距離診断および遠隔医療において価値がある。さらに、本発明によるデバイスは、３Ｄボディースキャニングにおいて使用され得る。ボディースキャニングは、医療の文脈において適用可能であり得、例えば、口腔外科、形成外科、肥満症治療手術、または美容整形外科などにおいて適用可能であり、または、それは、筋筋膜性疼痛症候群、癌、身体醜形障害、または、さらなる疾患の診断などのような、医療診断の文脈において適用され得る。ボディースキャニングは、スポーツ機器の人間工学的な使用またはフィットを査定するために、スポーツの分野においてさらに適用され得る。
ボディースキャニングは、例えば、衣服の適切なサイズおよびフィッティングを決定するために、服飾の文脈においてさらに使用され得る。この技術は、オーダーメイドの衣服の文脈において使用され得、または、インターネットから、または、マイクロキオスクデバイスもしくはカスタマーコンシェルジュデバイスなどのような、セルフサービスショッピングデバイスにおいて、衣服または靴を注文する文脈において使用され得る。服飾の文脈において、ボディースキャニングは、しっかりと正装している顧客をスキャンするために特に重要である。
さらに、本発明によるデバイスは、人数カウントシステムの文脈において使用され得、例えば、エレベーター、列車、バス、車、もしくは飛行機の中の人々の数をカウントするために使用され得、または、玄関、ドア、通路、小売店、スタジアム、エンターテイメント開催地、博物館、図書館、公共の場所、映画館、もしくは劇場などを通過する人々の数をカウントするために使用され得る。さらに、人数カウントシステムの３Ｄ機能は、高さ、重量、年齢、または体力などのような、カウントされた人々についてのさらなる情報を取得または推定するために使用され得る。この情報は、ビジネスインテリジェンスメトリクスに関して使用され得、および／または、人々がカウントされ得る局所をさらに最適化し、それをより魅力的で安全にするために使用され得る。小売業環境において、本発明によるデバイスは、人数カウントの文脈において、常連客または横切る買い物客を認識するために使用され得、ショッピングの行動を査定するために使用され得、購入をする訪問客のパーセンテージを査定するために使用され得、スタッフシフトを最適化するために使用され得、または、訪問客当たりのショッピングモールのコストをモニタリングするために使用され得る。さらに、人数カウントシステムは、身体計測調査のために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、輸送の長さに応じて、乗客に自動的に請求するために、公共輸送システムにおいて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、子供の遊び場において使用され得、怪我をした子供、または、危険な活動に取り組んでいる子供を認識するために使用され得、遊び場のおもちゃとの追加的な相互作用を可能にするために使用され得、遊び場のおもちゃなどの安全な使用を確実にするために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、表面が平面的になっているかどうかを査定するために、指示されたように対象物を整列させるために、または、対象物を置くために、対象物または壁までの距離を決定するレンジメータなどのような、建設用ツールにおいて使用され得、または、建築環境などにおいて使用するための検査カメラにおいて使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、例えば、トレーニング、遠隔インストラクション、または競争の目的などのために、スポーツおよびエクササイズの分野において適用され得る。具体的には、本発明によるデバイスは、ダンス、エアロビクス、フットボール、サッカー、バスケットボール、ベースボール、クリケット、ホッケー、陸上競技、水泳、ポロ、ハンドボール、バレーボール、ラグビー、相撲、柔道、フェンシング、ボクシング、ゴルフ、カーレーシング、レーザタグ、バトルフィールドシミュレーションなどの分野において適用され得る。本発明によるデバイスは、スポーツおよびゲームの両方において、ボール、バット、剣、モーションなどの位置を検出するために使用され得、例えば、ゲームをモニタリングするために、審判をサポートするために、または、スポーツにおける特定の状況の判定のために、具体的には、自動的な判定のために使用され得、例えば、ポイントまたはゴールが実際に入ったかどうかを判定することなどのために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、自動車レーシング、またはカードライバートレーニング、または自動車安全トレーニングなどの分野で使用され、車の位置、または、車のトラックの位置、または、以前のトラックもしくは理想的なトラックなどからの偏差を決定することが可能である。
本発明によるデバイスは、楽器の練習をサポートするためにさらに使用され得、とりわけ、遠隔レッスン、例えば、フィドル、ヴァイオリン、ヴィオラ、チェロ、ベース、ハープ、ギター、バンジョー、またはウクレレ、鍵盤楽器、例えば、ピアノ、オルガン、キーボード、ハープシコード、ハーモニウム、またはアコーディオンなど、および／または、打楽器、例えば、ドラム、ティンパニ、マリンバ、シロフォン、ヴィブラフォン、ボンゴ、コンガ、ティンバレス、ジャンベ、またはタブラなどのような、弦楽器のレッスンをサポートするためにさらに使用され得る。
本発明によるデバイスは、トレーニングを促すために、および／または、動きを監視および補正するためにリハビリテーションおよび理学療法においてさらに使用され得る。その場合に、本発明によるデバイスは、また、距離診断に関して適用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、マシンビジョンの分野において適用され得る。したがって、本発明によるデバイスのうちの１個または複数は、例えば、自動運転および／またはロボットの作業に関するパッシブ制御ユニットとして使用され得る。移動しているロボットと組み合わせて、本発明によるデバイスは、自律的な移動、および／または、パーツの欠陥の自律的な検出を可能にすることができる。また、本発明によるデバイスは、製造および安全性の監視のために使用され得、例えば、それに限定されないが、ロボット、生産パーツ、および生物との間の衝突を含む、事故を回避するなどのために使用され得る。ロボットは、人間が認識されないときに、人間を深刻に傷つける可能性があるので、ロボティクスにおいて、人間とロボットの安全で直接的な相互作用が問題となる場合が多い。本発明によるデバイスは、ロボットが対象物および人間をより良好かつ迅速に位置決めすることを助けることが可能であり、また、安全な相互作用を可能にする。本発明によるデバイスのパッシブな性質を所与として、本発明によるデバイスは、アクティブデバイスよりも有利である可能性があり、および／または、レーダ、超音波、２Ｄカメラ、ＩＲ検出などのような既存の解決策に対して相補的に使用され得る。本発明によるデバイスの１個の特定の利点は、信号干渉の可能性が低いことである。したがって、複数のセンサが、信号干渉のリスクなしに、同じ環境で同時に動作することが可能である。したがって、本発明によるデバイスは、一般的に、例えば、それに限定されないが、自動車、採鉱、鉄鋼などのような、高度に自動化された生産環境において有用である可能性がある。また、本発明によるデバイスは、生産における品質制御のために使用され得、例えば、品質制御または他の目的のために、２Ｄイメージング、レーダ、超音波、ＩＲなどのような他のセンサと組み合わせて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、製品の表面平坦性を監視するために、または、マイクロメートルの範囲からメートルの範囲までの特定の寸法の遵守を監視するためなどに、表面品質の査定のために使用され得る。他の品質制御の用途も実行可能である。製造環境において、本発明によるデバイスは、大量の廃棄材料を回避するための複雑な３次元の構造を有する、食物または木材などのような天然物を加工するために特に有用である。さらに、本発明によるデバイスは、タンク、サイロなどの充填レベルをモニタリングするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、紛失パーツ、不完全パーツ、弛緩したパーツ、または低品質パーツなどに関する複雑な製品を検査するために使用され得、例えば、プリント回路基板の自動的な光学的検査、アセンブリまたはサブアセンブリの検査、工学的コンポーネントの検証、エンジンパーツ検査、木材品質検査、ラベル検査、医療用デバイスの検査、製品配向の検査、パッケージング検査、または食物パック検査などにおいて使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、車両、列車、飛行機、船舶、宇宙船、および、他の交通の用途において使用され得る。したがって、交通の用途の文脈において、上述の用途の他にも、航空機および車両などのためのパッシブトラッキングシステムを挙げることが可能である。移動している対象物の速度および／または方向をモニタリングするための、本発明による少なくとも１個の検出器などのような、本発明による少なくとも１個のデバイスの使用も実行可能である。具体的には、陸において、海において、および、宇宙空間を含む空において高速に移動している対象物のトラッキングを挙げることが可能である。本発明による少なくとも１個のデバイス、例えば、本発明による少なくとも１個の検出器などは、具体的には、静置式デバイスの上に、および／または、可動式のデバイスの上に装着され得る。本発明による少なくとも１個のデバイスの出力信号は、例えば、別の対象物の自律的な移動またはガイドされた移動のためのガイディングメカニズムと組み合わせられ得る。したがって、衝突を回避するための用途、または、トラッキングされている対象物と操縦されている対象物との間の衝突を可能にするための用途も実行可能である。本発明によるデバイスは、一般的に、低い計算パワーが必要とされ、応答が速いことに起因して、有用および有利であり、また、一般的に、例えばレーダのようなアクティブシステムと比較して、検出および阻害することがより困難な検出システムのパッシブな性質に起因して、有用および有利である。本発明によるデバイスは、それに限定されないが、例えば、速度制御および航空交通制御デバイスにとって、とりわけ有用である。さらに、本発明によるデバイスは、道路課金に関する自動化された通行料徴収システムにおいて使用され得る。
本発明によるデバイスは、一般的に、パッシブ用途において使用され得る。パッシブ用途は、港湾または危険エリアにおける船舶の誘導、および、着陸または出発時における航空機のための誘導を含む。固定された既知のアクティブなターゲットが、正確な誘導のために使用され得る。それは、危険ではあるが明確に規定されたルートの上での車両の運転に関して使用され得、例えば、採鉱車両などに関して使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、車、列車、飛行物体、または動物などのような、迅速にアプローチする対象物を検出するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、対象物の速度または加速度を検出するために使用され得、または、時間に応じて、その位置、速度、および／または加速度のうちの１個または複数をトラッキングすることによって、対象物の移動を予測するために使用され得る。
さらに、上記に概説されているように、本発明によるデバイスは、ゲーミングの分野において使用され得る。したがって、本発明によるデバイスは、同じまたは異なるサイズ、色、形状などの複数の対象物を用いる使用に関してパッシブであることが可能であり、例えば、移動をそのコンテンツに組み込むソフトウェアと組み合わせされた移動検出に関してパッシブであることが可能である。とりわけ、グラフィック出力の中へ移動を実装する際の用途が実行可能である。さらに、例えば、ジェスチャ認識または顔認識のために本発明によるデバイスのうちの１個または複数を使用することなどによって、コマンドを与えるための本発明によるデバイスの用途も実行可能である。本発明によるデバイスは、例えば、低い光条件の下で作業するために、または、周囲条件の改善が必要とされる他の状況における作業するために、アクティブシステムと組み合わせられ得る。追加的にまたは代替的に、本発明によるデバイスのうちの１つまたは複数と、１つまたは複数のＩＲ光源またはＶＩＳ光源との組み合わせも可能である。また、本発明による検出器と特殊デバイスの組み合わせも可能であり、それは、特殊デバイスは、システムおよびそのソフトウェアによって、例えば、および、それに限定されないが、特別な色、形状、他のデバイスに対する相対位置、移動の速度、光、デバイスの上の光源を変調させるために使用される周波数、表面特性、使用される材料、反射特性、透明度、吸収特質などによって、容易に区別され得る。デバイスは、他の可能性の中でも、スティック、ラケット、クラブ、銃、ナイフ、ホイール、リング、ステアリングホイール、ボトル、ボール、ガラス、花瓶、スプーン、フォーク、キューブ、ダイス、フィギュア、人形、テディー、ビーカー、ペダル、スイッチ、グローブ、宝飾品、楽器、または、楽器を演奏するための補助デバイス、例えば、ピックもしくはドラムスティックなどに似ていることが可能である。他のオプションも実行可能である。
さらに、本発明によるデバイスは、例えば、高温またはさらなる光放出プロセスなどに起因して、自分自身で光を放出する対象物を検出および／またはトラッキングするために使用され得る。光を放出する部分は、排気ストリームなどであることが可能である。さらに、本発明によるデバイスは、反射する対象物をトラッキングするために使用され得、また、これらの対象物の回転または配向を分析するために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、一般的に、建築、建設、および地図製作の分野において使用され得る。したがって、一般的に、１個または複数の本発明によるデバイスは、例えば、田舎または建物などの、周囲環境エリアを測定および／またはモニタリングするために使用され得る。その場合に、１個または複数の本発明によるデバイスは、他の方法およびデバイスと組み合わせられ得、または、単に、建築プロジェクトの進捗および精度、変化する対象物、家屋などをモニタリングするために使用され得る。本発明によるデバイスは、スキャンされた環境の３次元モデルを発生させるために使用され得、地上または空の両方から、部屋、街路、家屋、コミュニティ、または風景のマップを構築するようになっている。考えられる適用分野は、建設、地図製作、不動産管理、または土地測量などであることが可能である。例として、本発明によるデバイスは、建物、煙突、生産現場、農業生産環境、例えば、田畑、生産プラント、または風景などをモニタリングするために、救援活動を支持するために、危険な環境における作業を支持するために、インドアもしくはアウトドアの燃えている場所における消防隊を支持するために、１つもしくは複数の人、動物、もしくは移動する対象物を発見もしくはモニタリングするために、または、エンターテイメント目的のために、スキーもしくはサイクリングなどのようなスポーツをする１人もしくは複数の人を追跡および記録するドローンなどのために（それは、ヘルメット、マーク、もしくはビーコンデバイスなどを追跡することによって実現化され得る）、ドローンまたはマルチコプタなどのような、飛行可能な車両において使用され得る。本発明によるデバイスは、障害物を認識するために、所定のルートを辿るために、縁部、パイプ、もしくは建物を辿るために、または、環境のグローバルマップまたはローカルマップを記録するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、大気圧力センサが十分に正確ではない場合のインドア用ドローンの高さを安定化させるために、または、いくつかのドローンのコンサータイズされた（ｃｏｎｃｅｒｔｉｚｅｄ）移動、または、空中での再充電もしくは燃料補給などのような、複数のドローンの相互作用のために、ドローンのインドアまたはアウトドアのローカライゼーションおよび位置決めのために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ＣＨＡＩＮ（Ｃｅｄｅｃ Ｈｏｍｅ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのような、家庭用電気製品の相互接続ネットワークの中で使用され得、家庭での基礎的な電気製品関連のサービス、例えば、エネルギーまたは負荷管理、遠隔診断、ペット関連の電気製品、子供関連の電気製品、子供監視、電気製品関連の監視、高齢者または病人に対するサポートもしくはサービス、ホームセキュリティ、および／または、監視、電気製品動作の遠隔制御、および、自動的なメンテナンスサポートを相互接続し、自動化し、および制御することが可能である。さらに、本発明によるデバイスは、空気調節システムなどのような加熱または冷却システムにおいて使用され得、特に、１個または複数の人の場所に応じて、部屋のどの部分が特定の温度または湿度まで持っていかれるかを探すことが可能である。さらに、本発明によるデバイスは、家事のために使用され得るサービスロボットまたは自律的なロボットなどのような、家庭内ロボットにおいて使用され得る。本発明によるデバイスは、複数の異なる目的のために使用され得、例えば、衝突を回避するために、または、環境をマッピングするために使用され得るが、また、ユーザを識別するためにも使用され得、所与のユーザに関して、セキュリティ目的に関して、または、ジェスチャ認識もしくは顔の認識に関して、ロボットの性能をパーソナル化するために使用され得る。例として、本発明によるデバイスは、掃除用ロボット、床清掃ロボット、ドライスイーピングロボット、衣服にアイロンをかけるためのアイロンロボット、動物排泄用ロボット、例えば、猫排泄用ロボット、侵入者を検出するセキュリティロボット、芝刈り機ロボット、自動化されたプールクリーナー、雨樋クリーニングロボット、窓掃除ロボット、おもちゃのロボット、テレプレゼンスロボット、動くことの少ない人々に交わりを提供するソーシャルロボット、または、スピーチを手話に、または、手話をスピーチに変換するロボットにおいて使用され得る。高齢者などのような、動くことの少ない人々の文脈において、本発明によるデバイスを備える家事ロボットは、対象物を拾い上げるために使用され得、対象物を輸送するために使用され得、また、安全な方式で対象物およびユーザと相互作用するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、有害な材料もしくは対象物とともに動作し、または、危険な環境において動作する、ロボットにおいて使用され得る。非限定的な例として、本発明によるデバイスは、ロボットまたは無人の遠隔制御された車両において使用され得、特に、災害の後に、化学材料または放射性材料などのような有害な材料とともに動作し、または、地雷もしくは不発弾などのような、他の有害な対象物、または、潜在的に有害な対象物とともに動作し、または、燃えている対象物もしくは災害後のエリアの近くなどのような、安全でない環境において動作し、安全でない環境を調査し、または、空中、海、もしくは地下などでの有人のもしくは無人の救援活動のためのものである。
さらに、本発明によるデバイスは、家事デバイス、モバイルデバイス、またはエンターテイメントデバイスにおいて使用され得、例えば、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、ウィンドウブラインドもしくはシャッタ、家庭用アラーム、空気調節デバイス、加熱デバイス、テレビジョン、オーディオデバイス、スマートウォッチ、モバイルフォン、フォン、食洗器、またはストーブなどにおいて使用され得、人の存在を検出し、デバイスのコンテンツまたは機能をモニタリングし、または、人と相互作用し、および／または、さらなる家事デバイス、モバイルデバイス、またはエンターテイメントデバイスを備える人についての情報を共有する。本明細書では、本発明によるデバイスは、例えば、家事において、または、仕事中などにおいて、例えば、対象物を保持するか、運搬するか、もしくは選定するためのデバイスの中において、または、環境の中の障害物に信号を送るために適合された光学的信号および／もしくは音響信号を備えた安全システムの中において、高齢者または身体障害者、盲目の人、または、限られた視力を有する人をサポートするために使用され得る。
本発明によるデバイスは、農業においてさらに使用され得、例えば害虫、雑草、および／または、感染した作物プラントを完全にまたは部分的に検出および選別し、作物プラントは、菌類または昆虫によって感染され得る。さらに、作物を収穫するために、本発明によるデバイスは、鹿などのような動物を検出するために使用され得、その動物は、そうでなければ、収穫デバイスによって傷つけられる可能性がある。さらに、本発明によるデバイスは、田畑または温室の中の植物の成長をモニタリングするために使用され得、とりわけ、田畑または温室の中の所与の領域に関して、または、さらには、所与の植物に関して、水または肥料または作物保護製品の量を調節するために使用され得る。さらに、農業バイオテクノロジーにおいて、本発明によるデバイスは、植物のサイズおよび形状をモニタリングするために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、髭剃り、散髪、または化粧手順などの間に、ユーザをガイドするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、ヴァイオリンなどのような楽器の上で演奏されているものを記録またはモニタリングするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、スマート冷蔵庫などのようなスマート家電において使用され得、例えば、冷蔵庫の内容物をモニタリングし、内容物に応じて通知を送信するようになっている。さらに、本発明によるデバイスは、人間、動物、または植物の個体数、例えば、森の中の鹿または木の個体数をモニタリングまたはトラッキングするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、作物、花、または果物、例えば、ぶどう、とうもろこし、ホップ、りんご、穀物、米、いちご、アスパラガス、チューリップ、バラ、大豆などを収穫するなどのために、収穫機において使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、繁殖、食糧生産、農業、または研究などの用途において、植物、動物、藻類、魚などの成長をモニタリングするために使用され得、灌漑、肥沃化、湿度、温度、または、除草剤、殺虫剤、殺菌剤、もしくは殺鼠剤などの使用を制御する。さらに、本発明によるデバイスは、動物またはペットのための、例えば、牛、豚、猫、犬、鳥、または魚などのための給餌マシンにおいて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、自動化された搾乳プロセスまたは食肉処理プロセスなどにおいて、例えば、ミルク、卵、毛皮、または肉などを収集するなどのために、動物製品生産プロセスにおいて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、とうもろこし、にんにく、木、またはサラダなどを植え付けるなどのために、自動化された種蒔き機もしくは播種機、または植え付け機のために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、天候現象、例えば、雲もしくは霧などにアクセスもしくはモニタリングするために使用され得、または、雪崩、津波、強風、地震、もしくは、激しい雷雨などの危険から警告するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、地震のリスクをモニタリングするなどのために、モーション、ショック、または激しい振動などを測定するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、危険な交差点をモニタリングするために交通技術において使用され得、交通に応じて交通信号灯を制御するために使用され得、公共空間をモニタリングするために使用され得、道路、ジム、スタジアム、スキーリゾート、または公共イベントなどをモニタリングするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、組織、医学的なもしくは生物学的なアッセイ、ほくろまたはメラノーマなどの中の組織の変化をモニタリングまたは分析するために、医療の用途において使用され得、網膜スキャン、呼吸もしくは脈拍測定、胃カメラ検査、または患者監視などのために、バクテリア、血液細胞、細胞、または藻類などを数える。さらに、本発明によるデバイスは、ドロップ、ストリーム、もしくはジェットなどの形状、サイズ、または周囲をモニタリングするために使用され得、または、例えば、風洞などの中のプロファイルまたはガスもしくは液体の流れを分析するか、評定するか、またはモニタリングするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、車または列車の運転者などのような、運転者に、彼らが具合が悪くなるかまたは疲れているときなどに警告するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、歪み、テンション、または亀裂などを認識するための材料検査において使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、セイリングにおいて、例えば、自動的に、セイル位置をモニタリングおよび最適化するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、燃料レベルゲージのために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、化学物質または汚染物質を検出するためのセンサ、エレクトロニックノーズチップ、細菌もしくはウィルスなどを検出するための微生物センサチップ、ガイガーカウンタ、触覚センサ、または熱センサなどと組み合わせられ得る。これは、例えば、危険なタスクまたは困難なタスクを取り扱うように構成されているスマートロボットを構築する際に使用され得、例えば、高度な感染患者を治療する際に、高度に危険な物質を取り扱いまたは除去する際に、高度に放射性のエリアもしくは化学物質流出などのような、高度に汚染されたエリアをクリーニングする際などに使用され得、または、農業における害虫駆除のために使用され得る。
１個または複数の本発明によるデバイスは、例えば、ＣＡＤまたは同様のソフトウェアなどと組み合わせて、対象物のスキャニングのためにさらに使用され得、例えば、アディティブマニュファクチャリングおよび／または３Ｄプリンティングなどのために使用され得る。その場合に、例えば、ｘ方向、ｙ方向、もしくはｚ方向において、または、これらの方向の任意の組み合わせにおいて、例えば同時に、本発明によるデバイスの高い寸法精度が使用され得る。この点において、検出器からの反射されたまたは広範に散乱された光を提供し得る表面の上の照射されたスポットの距離を決定することは、照射されたスポットからの光源の距離から事実上独立して実施され得る。本発明のこの特性は、三角測量または飛行時間（ＴＯＦ）方法などのような、公知の方法とは全く対照的であり、公知の方法において、光源と照射されるスポットとの間の距離は、検出器と照射されるスポットとの間の距離を決定することができるために、演繹的に知られるかまたは帰納的に計算されなければならない。これとは対照的に、本発明による検出器に関しては、スポットが十分に照射されていることで十分である可能性がある。さらに、本発明によるデバイスは、それらが固体または液体の表面を含むことができるかどうかから独立して、反射表面、例えば、金属表面の反射表面をスキャンするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、パイプライン検査ゲージなどのような、検査およびメンテナンスにおいて使用され得る。さらに、生産環境において、本発明によるデバイスは、悪い所定の形状の対象物、例えば、自然に育った対象物、例えば、形状もしくはサイズによる選別野菜または他の天然物など、または、肉のような切断製品、または、処理工程のために必要とされる精度よりも低い精度で製造されている対象物とともに作業するように使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ローカルナビゲーションシステムにおいて使用され得、インドアスペースまたはアウトドアスペースを通して、車両またはマルチコプタなどを自律的にまたは部分的に自律的に移動させることを可能にする。非限定的な例は、対象物をピックアップしてそれらを異なる場所に設置するための自動化された保管庫を通って移動する車両を含むことが可能である。インドアナビゲーションは、ショッピングモール、小売店、博物館、空港、または列車の駅においてさらに使用され得、モバイルグッズ、モバイルデバイス、手荷物、顧客または従業員の場所をトラッキングし、または、マップの上の現在の位置などのような、場所特有の情報、または、売上などに関する情報を、ユーザに供給する。
さらに、本発明によるデバイスは、オートバイの安全運転を確実にするために使用され得、例えば、速度、勾配、近付いてくる障害物、道路の凹凸、または曲線などをモニタリングすることによって、オートバイに関する運転支援をすることなどのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、衝突を回避するために、列車または路面電車において使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ハンドヘルド式デバイスにおいて使用され得、例えば、ロジスティクスプロセスを最適化するために、パッケージングまたは小包をスキャンするために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、さらにハンドヘルド式デバイスにおいて使用され得、例えば、パーソナルショッピングデバイス、ＲＦＩＤリーダー、病院または健康環境において使用するためのハンドヘルド式デバイス、例えば、医療使用などのためのハンドヘルド式デバイスにおいて使用され得、または、患者に関連する情報もしくは患者の健康に関連する情報、または、小売業または健康環境に関するスマートバッジなどを取得し、交換し、または記録するために使用され得る。
上記に概説されているように、本発明によるデバイスは、製造用途、品質制御用途、または識別用途において、さらに使用され得、例えば、製品識別またはサイズ識別などにおいて使用され得る（例えば、最適な場所またはパッケージを見出すために、また、廃棄物を低減させるために使用され得る）。さらに、本発明によるデバイスは、ロジスティクスの用途において使用され得る。したがって、本発明によるデバイスは、コンテナまたは車両への最適化された積載またはパッキングのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、製造の分野において表面損傷をモニタリングまたは制御するために使用され得、レンタル車両などのような、レンタル対象物をモニタリングまたは制御するために使用され得、および／または、保険の用途のために、例えば、損傷の査定のために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、材料、対象物、またはツールのサイズを識別するために使用され得、例えば、最適な材料の取り扱いのために、特に、ロボットと組み合わせて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、生産におけるプロセス制御に関して使用され得、例えば、タンクの充填レベルを観察するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、それに限定されないが、タンク、パイプ、反応器、ツールなどのような、製品資産のメンテナンスのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、３Ｄ品質マークを分析するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、歯のインレー、歯列矯正具、プロテーゼ、または衣服などのような、オーダーメイドのグッズを製造する際に使用され得る。また、本発明によるデバイスは、ラピッドプロトタイピングまたは３Ｄコピーなどのために、１個または複数の３Ｄプリンタと組み合わせられ得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば、海賊品防止および模倣品防止の目的などのために、１個または複数の物品の形状を検出するために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識の文脈において使用され得る。この文脈において、ジェスチャ認識は、本発明によるデバイスと組み合わせて、とりわけ、身体のモーション、身体のパーツのモーション、または対象物のモーションを介して情報をマシンへ送信するためのヒューマンマシンインターフェースとして使用され得る。本明細書では、好ましくは、手または手の一部、例えば、指などのモーションを介して、とりわけ、対象物を指さすことによって、手話を適用することによって、例えば、耳の不自由な人々などのために、数、承認、または非承認などに関するサインを作ることによって、例えば、アプローチすること、離れること、または、人を迎えること、対象物を押すこと、対象物を取ることを誰かに頼むときなどに、手を振ることによって、または、スポーツもしくは音楽の分野において、手もしくは指のエクササイズにおいて、例えば、ウォームアップエクササイズなどにおいて、情報が送信され得る。さらに、腕もしくは脚のモーションによって、例えば、腕、脚、両腕、もしくは両脚、または、腕および脚の組み合わせを回転する、キックする、掴む、捩じる、回転する、スクロールする、ブラウズする、押す、曲げる、パンチする、振ることによって、例えば、スポーツまたは音楽の目的などのために、例えば、エンターテイメント、エクササイズ、または、マシンのトレーニング機能などのために、情報が送信され得る。さらに、身体全体またはその主要なパーツのモーションによって、例えば、ジャンプする、回転する、もしくは、複雑なサインを作ることによって、例えば、空港において使用される手話などによって、または、例えば、「右に曲がれ」、「左に曲がれ」、「進め」、「減速せよ」、「停止せよ」、もしくは「エンジンを停止せよ」などの情報を送信するために、交通警官によって、または、泳ぐふりをする、運転するふりをする、走るふりをする、もしくは撃つふりをするなどによって、または、例えば、ヨガ、ピラティス、柔道、空手、ダンス、もしくはバレエなどにおいて、複雑なモーションまたは身体の位置を作ることによって、情報が送信され得る。さらに、モックアップデバイスに対応するバーチャルのデバイスを制御するための本物のデバイスもしくはモックアップデバイスを使用することによって、例えば、コンピュータプログラムの中のバーチャルギター機能を制御するためのモックアップギターを使用すること、コンピュータプログラムの中のバーチャルギター機能を制御するために本物のギターを使用すること、ｅ−ｂｏｏｋを読むために本物の本もしくはモックアップ本を使用すること、または、バーチャルの文書の中でページを移動するかもしくはブラウズすること、または、コンピュータプログラムの中で描くために本物のペンもしくはモックアップペンを使用することなどによって、情報が送信され得る。さらに、情報の送信は、音、振動、またはモーションなどとして、ユーザへのフィードバックに連結され得る。
音楽および／または楽器の文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、エクササイズ目的、楽器の制御、楽器のレコーディング、音楽の演奏もしくはレコーディングのために、モックアップ楽器の使用を介して使用され得、または、例えば、騒音を回避するかまたはレコーディングを行うなどのために、例えば、エアギターを演奏するなど、楽器が存在するふりをすることのみによって、または、バーチャルのオーケストラ、アンサンブル、バンド、ビッグバンド、もしくは聖歌隊などを実行するために、練習、エクササイズ、レコーディング、もしくはまたはエンターテイメント目的などのために使用され得る。
さらに、安全および監視の文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、例えば、ウォーキングもしくは身体を移動させることによって人を認識することなど、人のモーションプロファイルを認識するために使用され得、または、パーソナル識別サインもしくはパーソナル識別移動などのようなアクセスもしくは識別制御として、手のサインもしくは移動、または、身体のパーツもしくは身体全体のサインもしくは移動を使用するために使用され得る。
さらに、スマートホームアプリケーションまたはインターネットオブシングスの文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、家庭用デバイスの中央制御または非中央制御のために使用され得、それは、家庭用電化製品および／または家庭用デバイス、例えば、冷蔵庫、セントラルヒーティング、エアコン、電子レンジ、角氷製造機、もしくは水ボイラーなど、または、エンターテイメントデバイス、例えば、テレビジョンセット、スマートフォン、ゲームコンソール、ビデオレコーダー、ＤＶＤプレイヤ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットなど、または、それらの組み合わせ、または、家庭用デバイスおよびエンターテイメントデバイスの組み合わせのネットワークの相互接続の一部であり得る。
さらに、バーチャルリアリティまたは拡張現実の文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、バーチャルリアリティの用途または拡張現実の用途の移動または機能を制御するために使用され得、例えば、サイン、ジェスチャ、身体の移動、もしくは身体のパーツの移動などを使用してゲームを実施もしくは制御すること、バーチャル世界を通して移動すること、バーチャルの対象物を操作すること、ボール、チェスのフィギュア、碁石、楽器、ツール、ブラシなどのような、バーチャルの対象物を使用して、スポーツ、アート、クラフト、音楽、もしくはゲームを練習するか、エクササイズするか、もしくは行うことなどのために使用され得る。
さらに、医学の文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、リハビリテーショントレーニング、遠隔診断をサポートするために使用され得、または、外科手術もしくは治療をモニタリングもしくは調査するために使用され得、医療用デバイスの位置と医療用イメージを重ね合わせて表示するために使用され得、または、例えば、磁気共鳴断層撮影もしくはＸ線などから事前記録された医療用イメージを、外科手術もしくは治療の間に記録される内視鏡もしくは超音波などからのイメージと重ね合わせて表示するために使用され得る。
さらに、製造およびプロセス自動化の文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、ロボット、ドローン、無人の自律的な車両、サービスロボット、もしくは移動可能な対象物などを制御、教示、またはプログラムするために使用され得、例えば、安全理由もしくはメンテナンス目的などのために、プログラミング目的、制御目的、製造目的、操作目的、修理目的、もしくは教示目的、または、対象物もしくはエリアの遠隔操作などのために使用され得る。
さらに、ビジネスインテリジェンスメトリクスの文脈において、本発明によるデバイスは、ジェスチャ認識と組み合わせて、人数計測、顧客移動の調査、顧客が時間を費やすエリア、対象物、顧客テスト、テイク、またはプローブなどのために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、ドゥ−イット−ユアセルフツールまたはプロフェッショナルツールの文脈において使用され得、特に、電気駆動もしくはモーター駆動のツールもしくはパワーツール、例えば、ドリリングマシン、鋸、チゼル、ハンマ、レンチ、ステープルガン、ディスクカッタ、金属剪断機、およびニブラ、アングルグラインダー、ダイグラインダー、ドリル、ハンマドリル、ヒートガン、レンチ、サンダー、エングレイバ、ネイラ、ジグソー、ビスケットジョイナ、ウッドルータ、プレーナ、ポリッシャ、タイルカッタ、ワッシャ、ローラ、ウォールチェイサ、旋盤、インパクトドライバ、ジョインタ、ペイントローラ、スプレーガン、のみ盤、または溶接機などにおいて、とりわけ、製造の精度をサポートするために、最小距離もしくは最大距離を維持するために、または、安全対策のために使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、視覚障害者を支援するために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、例えば衛生的な理由などのために直接的な文脈を回避するなどのために、タッチスクリーンにおいて使用され得、それは、小売り環境、医療の用途、または生産環境などにおいて使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、農業生産環境において使用され得、例えば、家畜小屋クリーニングロボット、卵収集マシン、搾乳マシン、収穫機、農業機械、ハーベスタ、フォワーダ、コンバインハーベスタ、トラクタ、耕運機、プラウ、デストナ、ハロウ、ストリップティル、ブロードキャストシーダ、ポテトプランタなどのようなプランタ、肥料散布機、スプレイヤ、スプリンクラーシステム、スワサ、ベーラ、ローダ、フォークリフト、または、草刈り機などにおいて使用され得る。
さらに、本発明によるデバイスは、コミュニケーション技能または能力が限られた人または動物、例えば、子供または障害者などが、衣服、シューズ、眼鏡、ハット、プロテーゼ、歯科用ブレースを選択するおよび／または適合するのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、倉庫、ロジスティクス、分配、出荷、荷積み、荷降ろし、スマートマニュファクチャリング、またはインダストリー４．０などの文脈において使用され得る。さらに、製造の文脈において、本発明によるデバイスは、加工、ディスペンシング、ベンディング、または材料ハンドリングなどの文脈において使用され得る。
本発明によるデバイスは、１つまたは複数の他のタイプの測定デバイスと組み合わせられ得る。したがって、本発明によるデバイスは、１つまたは複数の他のタイプのセンサまたは検出器、例えば、飛行時間（ＴＯＦ）検出器、ステレオカメラ、ライトフィールドカメラ、ライダ、レーダ、ソナー、超音波検出器、または干渉計と組み合わせられ得る。本発明によるデバイスを１つまたは複数の他のタイプのセンサまたは検出器と組み合わせるときに、本発明によるデバイス、および、少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器は、本発明によるデバイスが少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器から分離された状態で、独立したデバイスとして設計され得る。代替的に、本発明によるデバイス、および、少なくとも１個のさらなるセンサまたは検出器は、単一のデバイスとして完全にまたは部分的に一体化されるかまたは設計され得る。
したがって、非限定的な例として、本発明によるデバイスは、ステレオカメラをさらに含むことが可能である。本明細書で使用されているように、ステレオカメラは、少なくとも２つの異なる視点からシーンまたは対象物のイメージを取り込むように設計されているカメラである。したがって、本発明によるデバイスは、少なくとも１個のステレオカメラと組み合わせられ得る。
ステレオカメラの機能性は、一般的に、当技術分野で公知である。その理由は、ステレオカメラが、一般的に、当業者に公知であるからである。本発明によるデバイスとの組み合わせは、加的な距離情報を提供することが可能である。したがって、本発明によるデバイスは、ステレオカメラの情報に加えて、ステレオカメラによって取り込まれるシーンの中の少なくとも１個の対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を提供するように適合され得る。ステレオカメラによって提供される情報、例えば、ステレオカメラを使用することによって実施される三角測量測定を評価することによって取得される距離情報などは、本発明によるデバイスを使用することによって、較正および／または有効化され得る。したがって、例として、ステレオカメラは、例えば、三角測量測定を使用することなどによって、少なくとも１個の対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの第１の情報を提供するために使用され得、また、本発明によるデバイスは、少なくとも１個の対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの第２の情報を提供するために使用され得る。第１の情報および第２の情報は、測定の精度を改善するために使用され得る。したがって、第１の情報は、第２の情報を較正するために使用され得、または、その逆も同様である。結果的に、本発明によるデバイスは、例として、ステレオカメラおよび本発明によるデバイスを有する、ステレオカメラシステムを形成することが可能であり、ステレオカメラシステムは、本発明によるデバイスによって提供される情報を使用することによって、ステレオカメラによって提供される情報を較正するように適合されている。
結果的に、追加的にまたは代替的に、本発明によるデバイスは、ステレオカメラによって提供される第１の情報を訂正するために、本発明によるデバイスによって提供される第２の情報を使用するように適合され得る。追加的にまたは代替的に、本発明によるデバイスは、ステレオカメラの光学的なゆがみを訂正するために、本発明によるデバイスによって提供される第２の情報を使用するように適合され得る。さらに、本発明によるデバイスは、ステレオカメラによって提供されるステレオ情報を計算するように適合され得、本発明によるデバイスによって提供される第２の情報は、ステレオ情報の計算の速度を上げるために使用され得る。
例として、本発明によるデバイスは、ステレオカメラを較正するために、本発明によるデバイスによって取り込まれるシーンの中の少なくとも１個のバーチャルのまたは現実の対象物を使用するように適合され得る。例として、１個または複数の対象物および／またはエリアおよび／またはスポットは、較正のために使用され得る。例として、少なくとも１個の対象物またはスポットの距離は、本発明によるデバイスを使用することによって決定され得、ステレオカメラによって提供される距離情報は、本発明によるデバイスを使用することによって決定されたこの距離を使用することによって較正され得る。例えば、本発明によるデバイスの少なくとも１つのアクティブ光スポットは、ステレオカメラのための較正ポイントとして使用され得る。アクティブ光スポットは、例として、ピクチャの中を自由に移動することが可能である。
本発明によるデバイスは、アクティブ距離センサによって提供される情報を使用することによって、ステレオカメラを連続的にまたは非連続的に較正するように適合され得る。したがって、例として、較正は、規則的な間隔で、連続的に、または時々起こることが可能である。
さらに、典型的なステレオカメラは、対象物の距離に依存する測定誤差または不確かさを示す。この測定誤差は、本発明によるデバイスによって提供される情報と組み合わせられるときに低減され得る。
ステレオカメラと他のタイプの距離センサとの組み合わせが、一般的に、当技術分野で公知である。したがって、Ｄ． Ｓｃａｒａｍｕｚｚａら， ＩＥＥＥ／ＲＳＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｏｂｏｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２００７， ＩＲＯＳ ２００７，４１６４〜４１６９頁において、自然のシーンからのカメラおよび３Ｄレーザレンジファインダの外因性の自己較正が開示されている。同様に、Ｄ． Ｋｌｉｍｅｎｔｊｅｗら， ２０１０ ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ Ｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ （ＭＦＩ），２３６〜２４１頁において、対象物認識に関するカメラおよび３Ｄレーザレンジファインダのマルチセンサフュージョンが開示されている。当業者は認識することとなるように、当技術分野で公知のこれらのセットアップの中のレーザレンジファインダは、これらの先行技術文献によって開示されている方法および利点を変更することなく、単に本発明による少なくとも１個のデバイスによって交換または補完され得る。ステレオカメラの考えられるセットアップに関して、これらの先行技術文献が参照され得る。依然として、少なくとも１個の任意のステレオカメラの他のセットアップおよび実施形態も実行可能である。
好ましくは、光学検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェース、エンターテイメントデバイス、トラッキングシステム、カメラ、および、さまざまな検出器の使用のさらなる考えられる詳細に関して、とりわけ、伝送デバイス、横方向光学センサ、評価デバイス、および、適用可能である場合には、縦方向光学センサ、変調デバイス、照射源、およびイメージングデバイスに関して、具体的には、考えられる材料、セットアップ、およびさらなる詳細に関して、２０１６年１月２８日に出願されたＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１、ＵＳ２０１２／２０６３３６Ａ１、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１、ＵＳ２０１４／２９１４８０Ａ１、およびＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０５１８１７号のうちの１つまたは複数が参照され得、それらのすべての完全な内容は、参照により本明細書に含まれている。
さらに、本発明によるデバイスは、赤外線検出の用途、熱検出の用途、温度計の用途、熱追跡の用途、火炎検出の用途、火災検出の用途、煙検出の用途、温度センシングの用途、または、分光法の用途などのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、フォトコピーまたはゼログラフィの用途において使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、排気ガスをモニタリングするために使用され得るか、燃焼プロセスをモニタリングするために使用され得るか、汚染をモニタリングするために使用され得るか、産業プロセスをモニタリングするために使用され得るか、化学的なプロセスをモニタリングするために使用され得るか、食品加工プロセスをモニタリングするために使用され得るか、水品質を評定するために使用され得るか、または、空気品質を評定するなどのために使用され得る。さらに、本発明によるデバイスは、品質制御、温度制御、モーション制御、排気制御、ガスセンシング、ガス分析学、モーションセンシング、または、化学的なセンシングなどのために使用され得る。
上述の検出器、方法、ヒューマンマシンインターフェース、およびエンターテイメントデバイス、ならびに、また提案された使用は、先行技術を上回るかなりの利点を有する。したがって、一般的に、空間の中の少なくとも１個の対象物の位置正確に決定するための、単純であるが依然として効率的な検出器が提供され得る。ここでは、例として、対象物またはその一部の３次元の座標が、高速で効率的な方式で決定され得る。当技術分野で公知のデバイスと比較して、ここで提案されているような検出器は、具体的には、検出器の光学的なセットアップに関して、高い程度の簡単性を提供する。本明細書では、伝送デバイスとして提供される単一の非球状レンズと、光学センサとして光伝導性材料のフィルムを担持する両凹形レンズとの組み合わせが、とりわけ、有利である可能性がある。その理由は、単一の非球状レンズは、すでに、良好なイメージを提供するように適合されており、したがって、簡単でコスト効率的であり同時に信頼性の高い検出器を可能にするからである。同様に、光伝導性材料の２つの個々のフィルムを担持するように適合され得る両面の湾曲した光学エレメントは、好ましくは、２つの個々の光学センサ、例えば、２つの個々の縦方向光学センサなど、または、代替的に、１個の縦方向光学センサおよび１個の横方向光学センサを、比較的に小さい体積の中に配置するために用いられ得、それによって、光学センサの集積密度が強化され得、それによって、簡単なセットアップを使用することが強化され得る。さらに、湾曲した光学センサは、また、スペクトロメータセットアップを提供するのに有用であり得、それは、光学回折格子製作において前例のない簡単性を有することが可能である。それに加えて、光伝導性材料の１つまたは複数のフィルムは、公知の簡単な蒸着方法、とりわけ、浴析出方法が適用され得るので、光学センサのセンサ領域の中の光学エレメントのそれぞれの湾曲した表面の上に容易に蒸着され得る。この高い程度の簡単性は、高精度測定の可能性と組み合わせて、具体的には、ヒューマンマシンインターフェースなどにおいて、および、より好ましくは、ゲーミング、トラッキング、スキャニング、および、立体視覚において、マシン制御に適している。したがって、多数のゲーミング、エンターテイニング、トラッキング、スキャニング、および立体視覚の目的のために使用され得る、コスト効率的なエンターテイメントデバイスが提供され得る。
要約すると、本発明の文脈において、以下の実施形態が、とりわけ好適であるとしてみなされる。
実施形態１：少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための検出器は、
− 少なくとも１個のセンサ領域を有しており、センサ領域は、少なくとも１個の湾曲した基板、および、光伝導性材料を有する少なくとも１個のフィルムを含み、フィルムは、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されている、少なくとも１個の光学センサであって、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている、少なくとも１個の光学センサと、
− 光ビームを対象物から光学センサへ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板の上に位置しているフィルムへ光ビームをガイドするように適合されている、少なくとも１個の伝送デバイスと、
− 光学センサのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、少なくとも１個の評価デバイスと
を含む、検出器。
実施形態２：湾曲した基板の表面は、球状表面または非球状表面のうちの１つであり、球状表面は、球状セクションを構成している、実施形態１に記載の検出器。
実施形態３：湾曲した基板は、Ｐｅｔｚｖａｌ表面または近似Ｐｅｔｚｖａｌ表面のセクションのうちの１つとして配置されている、実施形態２に記載の検出器。
実施形態４：湾曲した基板は、光学エレメントを構成するか、または、光学エレメントを含み、光学エレメントは、光ビームの波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明になっている、実施形態１から３のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態５：光学エレメントは、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣａＦ２、ＭｇＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、サファイヤ、溶融シリカ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、および透明有機ポリマーからなる群から選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含む、実施形態４に記載の検出器。
実施形態６：光学エレメントは、光学レンズ、湾曲したミラー、回折格子、および回折光学エレメントからなる群から選択される、実施形態４または５に記載の検出器。
実施形態７：光学レンズは、両凸形レンズ、平凸形レンズ、両凹形レンズ、平凹形レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ、およびメニスカスレンズからなる群から選択される、実施形態６に記載の検出器。
実施形態８：伝送デバイスは、収束光学エレメントを構成するか、または、収束光学エレメントを含み、収束エレメントは、光ビームの波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明になっている、実施形態１から７のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態９：収束光学エレメントは、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣａＦ２、ＭｇＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、サファイヤ、溶融シリカ、石英、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、および透明有機ポリマーからなる群から選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含む、実施形態８に記載の検出器。
実施形態１０：収束光学エレメントは、収束光学レンズ、収束回折光学エレメント、および収束する湾曲したミラーからなる群から選択される、実施形態８または９に記載の検出器。
実施形態１１：伝送デバイスは、少なくとも１つのフォーカルポイントを有しており、湾曲した基板および伝送デバイスは、少なくとも１つのフォーカルポイントのうちの少なくとも１つが湾曲した基板の上に設置されたフィルムの上に位置するように、互いに対して設置されている、実施形態１から１０のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態１２：光学エレメントは、少なくとも２つの個別に湾曲した表面を含む、実施形態１１に記載の検出器。
実施形態１３：少なくとも２つの個別に湾曲した表面は、フォーカルポイントが湾曲した基板のうちの少なくとも１個の上に設置されたフィルムの中に位置するように、互いに対して設置されている、実施形態１２に記載の検出器。
実施形態１４：個々のフィルムは、少なくとも２つの個別に湾曲した基板のそれぞれの上に設置されている、実施形態１２または１３に記載の検出器。
実施形態１５：伝送デバイスは、少なくとも２つのフォーカルポイントを有しており、フォーカルポイントは、互いに関して異なる位置に位置しており、少なくとも２つの個別に湾曲した表面は、少なくとも２つのフォーカルポイントのそれぞれが個々のフィルムのうちの少なくとも１個の中に設置されるように、互いに対して設置されている、実施形態１４に記載の検出器。
実施形態１６：伝送デバイスは、回折光学エレメントを含み、回折エレメントは、光ビームの波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明になっており、回折光学エレメントは、光ビームを少なくとも２つのスプリットビームへとスプリットするように適合されている、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態１７：回折光学エレメントは、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣａＦ２、ＭｇＦ、ＮａＣｌ、ＫＢｒ、サファイヤ、溶融シリカ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、および透明有機ポリマーからなる群から選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含む、実施形態１６に記載の検出器。
実施形態１８：回折光学エレメントは、回折光学レンズ、プリズム、湾曲した回折ミラー、ビームスプリッタ、エンジニアードディフューザ（商標）、および光学回折格子からなる群から選択される、実施形態１６または１７に記載の検出器。
実施形態１９：光学センサおよび伝送デバイスは、２つのスプリットビームのうちの少なくとも２つがフィルムへガイドされるように、互いに対して設置されている、実施形態１６から１８のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態２０：少なくとも２つのスプリットビームのうちの少なくとも２つは、
− 同じフィルム、
− 同じ光学センサの上に含まれているフィルムの一部分、または、
− 少なくとも２つの異なる湾曲した表面の上に設置されている少なくとも２つのフィルム
のうちの少なくとも１個へガイドされる、実施形態１９に記載の検出器。
実施形態２１：少なくとも２つの異なる湾曲した表面は、ローランド円の上に位置しており、光学回折格子は、好ましくは、等しく間隔を置いて配置されたルーリング有している、実施形態２０に記載の検出器。
実施形態２２：少なくとも１個の光学センサのそれぞれは、光ビームが単一の光学センサだけに衝突するように配置されている、実施形態１から２１のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態２３：光伝導性材料は、無機の光伝導性材料、有機の光伝導性材料、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１から２２のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態２４：無機の光伝導性材料は、セレン、テルル、セレン−テルル合金、金属酸化物、第ＩＶ族元素もしくは化合物、ＩＩＩ−Ｖ化合物、ＩＩ−ＶＩ化合物、カルコゲニド、プニクトゲン化合物、ハロゲン化合物、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例のうちの１つまたは複数を含む、実施形態２３に記載の検出器。
実施形態２５：カルコゲニドは、硫化物カルコゲニド、セレン化物カルコゲニド、テルル化物カルコゲニド、三元カルコゲニド、四元以上のカルコゲニドを含む群から選択される、実施形態２４に記載の検出器。
実施形態２６：硫化物カルコゲニドは、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）、硫化マンガン（ＭｎＳ）、三硫化二ビスマス（Ｂｉ２Ｓ３）、三硫化二アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）、三硫化二ヒ素（Ａｓ２Ｓ３）、硫化スズ（ＩＩ）（ＳｎＳ）、二硫化スズ（ＩＶ）（ＳｎＳ２）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、硫化銅（ＣｕＳ）、硫化コバルト（ＣｏＳ）、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、三硫化クロム（ＣｒＳ３）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２５に記載の検出器。
実施形態２７：セレン化物カルコゲニドは、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、三セレン化二ビスマス（Ｂｉ２Ｓｅ３）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、三セレン化二アンチモン（Ｓｂ２Ｓｅ３）、三セレン化二ヒ素（Ａｓ２Ｓｅ３）、セレン化ニッケル（ＮｉＳｅ）、セレン化タリウム（ＴｌＳｅ）、セレン化銅（ＣｕＳｅ）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）、セレン化スズ（ＳｎＳｅ）、セレン化コバルト（ＣｏＳｅ）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、銅亜鉛セレン化スズ（ＣＺＴＳｅ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２５または２６に記載の検出器。
実施形態２８：テルル化物カルコゲニドは、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、三テルル化二ビスマス（Ｂｉ２Ｔｅ３）、三テルル化二ヒ素（Ａｓ２Ｔｅ３）、三テルル化二ヒアンチモン（Ｓｂ２Ｔｅ３）、テルル化ニッケル（ＮｉＴｅ）、テルル化タリウム（ＴｌＴｅ）、テルル化銅（ＣｕＴｅ）、二テルル化モリブデン（ＭｏＴｅ２）、テルル化スズ（ＳｎＴｅ）、およびテルル化コバルト（ＣｏＴｅ）、テルル化銀（Ａｇ２Ｔｅ）、テルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２５から２７のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態２９：三元カルコゲニドは、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ）、水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ）、水銀カドミウム硫化物（ＨｇＣｄＳ）、鉛カドミウム硫化物（ＰｂＣｄＳ）、鉛水銀硫化物（ＰｂＨｇＳ）、銅インジウム二硫化物（ＣｕＩｎＳ２）、硫セレン化カドミウム（ＣｄＳＳｅ）、硫セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）、硫セレン化タリウム（ＴｌＳＳｅ）、カドミウム亜鉛硫化物（ＣｄＺｎＳ）、カドミウムクロム硫化物（ＣｄＣｒ２Ｓ４）、水銀クロム硫化物（ＨｇＣｒ２Ｓ４）、銅クロム硫化物（ＣｕＣｒ２Ｓ４）、カドミウム鉛セレン化物（ＣｄＰｂＳｅ）、銅インジウム二セレン化物（ＣｕＩｎＳｅ２）、インジウムガリウムヒ化物（ＩｎＧａＡｓ）、酸化鉛硫化物（Ｐｂ２ＯＳ）、酸化鉛セレン化物（Ｐｂ２ＯＳｅ）、硫セレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、硫化ヒ素テルル化物（Ａｓ２Ｓｅ２Ｔｅ）、インジウムガリウムリン化物（ＩｎＧａＰ）、ヒ化ガリウムリン化物（ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムリン化物（ＡｌＧａＰ）、カドミウムセレナイト（ＣｄＳｅＯ３）、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ）、カドミウム亜鉛セレン化物（ＣｄＺｎＳｅ）、銅−亜鉛−スズ硫黄−セレンカルコゲニド（ＣＺＴＳＳｅ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２５から２８のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３０：ＩＩ−ＶＩ化合物は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ）、水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ）、および水銀セレン化亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２３から２９のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３１：ＩＩＩ−Ｖ化合物は、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、ヒ化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、ヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、およびアンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２３から３０のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３２：金属酸化物は、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化銅（Ｉ）（ＣｕＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態２３から３１のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３３：第ＩＶ族元素または化合物は、ドープされたダイヤモンド（Ｃ）、ドープされたシリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、およびシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例を含む群から選択される、実施形態１から３２のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３４：光伝導性材料は、量子ドットを含むコロイド状フィルムとして提供される、実施形態２４から３３のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３５：光伝導性材料は、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、および銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）を含む群から選択される、実施形態３４に記載の検出器。
実施形態３６：少なくとも１個の光学センサのうちの少なくとも１個は、縦方向光学センサであり、縦方向光学センサは、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させるように設計されており、縦方向センサ信号は、照射の合計パワーが同じであることを所与として、センサ領域の中の光ビームのビーム断面に依存しており、評価デバイスは、縦方向光学センサの縦方向センサ信号を評価することによって、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、実施形態１から３５のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態３７：評価デバイスは、照射の幾何学形状と、検出器に体する対象物の相対的な位置決めとの間の少なくとも１つの所定の関係から、好ましくは、照射の既知のパワーを考慮に入れて、対象物の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、実施形態３６に記載の検出器。
実施形態３８：縦方向光学検出器は、少なくとも１つの電流−電圧測定および／または少なくとも１つの電圧−電流測定を実施することによって、縦方向センサ信号を発生させるように適合されている、実施形態３６または３７に記載の検出器。
実施形態３９：少なくとも１個の光学センサは、横方向光学センサであり、横方向光学センサは、対象物から検出器へ進行する光ビームの横方向位置を決定するように適合されており、横方向位置は、検出器の光学軸に対して垂直の少なくとも１つの寸法における位置であり、横方向光学センサは、少なくとも１つの横方向センサ信号を発生させるように適合されており、評価デバイスは、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つの情報を発生させるようにさらに設計されている、実施形態１から３８のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態４０：少なくとも１個の横方向光学センサは、少なくとも１対の電極を含み、電極は、光伝導性材料のフィルムに接触しており、電極は、少なくとも２つの部分的な電極をそれぞれ含むスプリット電極であり、部分的な電極を通る電流は、センサ領域の中の光ビームの位置に依存しており、横方向センサ信号は、部分的な電極を通る電流に従って発生される、実施形態３９に記載の検出器。
実施形態４１：フィルムは、１ｎｍから１００μｍの厚さ、好ましくは、１０ｎｍから１０μｍの厚さ、より好適には、１００ｎｍから３μｍの厚さを示す、実施形態４０に記載の検出器。
実施形態４２：少なくとも１個の照射源をさらに含む、実施形態１から４１のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態４３：照射源は、少なくとも部分的に対象物に接続されており、および／または、少なくとも部分的に対象物に同一である、照射源；一次的な放射線によって少なくとも部分的に対象物を照射するように設計されている照射源から選択される、実施形態４２に記載の検出器。
実施形態４４：光ビームは、対象物の上の一次的な放射線の反射によって発生され、および／または、一次的な放射線によって刺激された対象物自体による光放出によって発生される、実施形態４３に記載の検出器。
実施形態４５：光学センサのスペクトル感度は、照射源のスペクトル範囲によってカバーされている、実施形態４４に記載の検出器。
実施形態４６：検出器は、照射を変調させるための少なくとも１個の変調デバイスをさらに有している、実施形態４５に記載の検出器。
実施形態４７：光ビームは、変調された光ビームである、実施形態１から４６のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態４８：検出器は、異なる変調のケースにおいて少なくとも２つのセンサ信号を検出するように設計されており、とりわけ、それぞれに異なる変調周波数において、少なくとも２つのセンサ信号を検出するように設計されており、評価デバイスは、それぞれに異なる変調周波数において少なくとも２つのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、実施形態１から４７のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態４９：光学センサは、そのうえ、照射の合計パワーが同じであることを所与として、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されている、実施形態１から４８のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態５０：検出器は、少なくとも１個のイメージングデバイスをさらに含む、実施形態１から４９のいずれか１つに記載の検出器。
実施形態５１：イメージングデバイスは、少なくとも１個のカメラを含み、カメラは、好ましくは、無機のカメラ；モノクロームカメラ；マルチクロームカメラ；フルカラーカメラ；ピクセル化された無機のチップ；ピクセル化された有機のカメラ；ＣＣＤチップ、好ましくは、マルチカラーＣＣＤチップまたはフルカラーＣＣＤチップ；ＣＭＯＳチップ；ＩＲカメラ；ＲＧＢカメラから選択される、実施形態４９または５０に記載の検出器。
実施形態５２：実施形態１から５１のいずれか１つに記載の少なくとも２つの検出器を含む構成体であって、好ましくは、少なくとも１個の照射源をさらに含む、構成体。
実施形態５３：ユーザとマシンとの間で少なくとも１つの情報を交換するための、とりわけ、制御コマンドを入力するためのヒューマンマシンインターフェースであって、検出器に関する実施形態１から５１のいずれか１つに記載のなくとも１個の検出器を含み、検出器によってユーザの少なくとも１つの幾何学的情報を発生させるように設計されており、少なくとも１つの情報、とりわけ、少なくとも１つの制御コマンドを、幾何学的情報に割り当てるように設計されている、ヒューマンマシンインターフェース。
実施形態５４：ユーザの少なくとも１つの幾何学的情報は、ユーザの身体の位置；ユーザの少なくとも１つの身体のパーツの位置；ユーザの身体の配向；ユーザの少なくとも１つの身体のパーツの配向からなる群から選択される、実施形態５３に記載のヒューマンマシンインターフェース。
実施形態５５：ヒューマンマシンインターフェースは、ユーザに接続可能な少なくとも１個のビーコンデバイスをさらに含み、ヒューマンマシンインターフェースは、検出器が少なくとも１個のビーコンデバイスの位置に関する情報を発生させることができるように適合されている、実施形態５３または５４に記載のヒューマンマシンインターフェース。
実施形態５６：ビーコンデバイスは、検出器へ送信されることとなる少なくとも１つの光ビームを発生させるように適合されている少なくとも１個の照射源を含む、実施形態５５に記載のヒューマンマシンインターフェース。
実施形態５７：少なくとも１つのエンターテイメント機能、とりわけ、ゲームを実施するためのエンターテイメントデバイスであって、ヒューマンマシンインターフェースを参照する実施形態５３から５６のいずれか１つに記載の少なくとも１個のヒューマンマシンインターフェースを含み、少なくとも１つの情報がヒューマンマシンインターフェースを介してプレイ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ており、情報に従ってエンターテイメント機能を変化させるように設計されている、エンターテイメントデバイス。
実施形態５８：少なくとも１個の移動可能な対象物の位置をトラッキングするためのトラッキングシステムであって、検出器を参照する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の少なくとも１個の検出器を含み、少なくとも１個のトラックコントローラをさらに含み、トラックコントローラは、特定の時点における対象物の位置に関する少なくとも１つの情報をそれぞれ含む、対象物の一連の位置をトラッキングするように適合されている、トラッキングシステム。
実施形態５９：トラッキングシステムは、対象物に接続可能な少なくとも１個のビーコンデバイスをさらに含み、トラッキングシステムは、検出器が少なくとも１個のビーコンデバイスの対象物の位置に関する情報を発生させることができるように適合されている、実施形態５８に記載のトラッキングシステム。
実施形態６０：少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の位置を決定するためのスキャニングシステムであって、検出器に関する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の少なくとも１個の検出器を含み、少なくとも１個の対象物の少なくとも１個の表面に位置付けされている少なくとも１個のドットの照射のために構成されている少なくとも１個の光ビームを放出するように適合されている少なくとも１個の照射源をさらに含み、少なくとも１個の検出器を使用することによって、少なくとも１個のドットとスキャニングシステムとの間の距離についての少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、スキャニングシステム。
実施形態６１：照射源は、少なくとも１個の人工的な照射源、とりわけ、少なくとも１個のレーザ供給源、および／または、少なくとも１個の白熱ランプ、および／または、少なくとも１個の半導体光源を含み、照射源は、複数の個々の光ビーム、とりわけ、それぞれのピッチ、とりわけ、規則的なピッチを示す光ビームのアレイを放出する、実施形態６０に記載のスキャニングシステム。
実施形態６２：スキャニングシステムは、少なくとも１個のハウジングを含み、少なくとも１個のドットとスキャニングシステム距離との間の距離についての少なくとも１つの情報は、少なくとも１個のドットと、スキャニングシステムのハウジングの上の特定のポイント、とりわけ、ハウジングのフロント縁部またはバック縁部との間で決定され、ハウジングは、好ましくは、ディスプレイ、ボタン、ファスニングユニット、レベリングユニットのうちの少なくとも１つを含む、実施形態６０または６１に記載のスキャニングシステム。
実施形態６３：トラッキングシステムを参照する実施形態５８または５９に記載の少なくとも１個のトラッキングシステムと、スキャニングシステムを参照する実施形態６０から６２のいずれか１つに記載の少なくとも１個のスキャニングシステムとを含む、立体視システムであって、トラッキングシステムおよびスキャニングシステムは、少なくとも１個の光学センサをそれぞれ含み、少なくとも１個の光学センサは、それらが立体視システムの光学軸に対して平行の配向で整合されるように、および、同時に、立体視システムの光学軸に対して垂直の配向に関して個々の変位を示すように、コリメートされた配置で設置されている、立体視システム。
実施形態６４：トラッキングシステムおよびスキャニングシステムは、少なくとも１個の縦方向光学センサをそれぞれ含み、縦方向光学センサのセンサ信号は、対象物の縦方向位置に関する情報を決定するように組み合わせられる、実施形態６３に記載の立体視システム。
実施形態６５：縦方向光学センサのセンサ信号は、異なる変調周波数を適用することによって、互いに対して区別可能である、実施形態６４に記載の立体視システム。
実施形態６６：少なくとも１個の対象物をイメージングするためのカメラであって、検出器を参照する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の少なくとも１個の検出器を含む、カメラ。
実施形態６７：とりわけ、検出器に関する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の検出器を使用することによって、少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための方法であって、
− 少なくとも１個の縦方向光学センサを使用することによって、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させる工程であって、光学センサは、少なくとも１個のセンサ領域を有しており、センサ領域は、少なくとも１個の湾曲した基板、および、光伝導性材料の少なくとも１個のフィルムを含み、フィルムは、湾曲した基板の少なくとも１個の表面の上に設置されており、光学センサは、光ビームによるセンサ領域の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されており、少なくとも１個の伝送デバイスは、光ビームを対象物から光学センサへ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板の上に位置しているフィルムへ光ビームをガイドするように適合されている、工程と、
− 光学センサのセンサ信号を評価することによって、対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させる工程と
を含む、方法。
実施形態６８：光伝導性材料は、湾曲した基板の上に蒸着される、実施形態６７に記載の方法。
実施形態６９：光伝導性材料は、浴析出方法を使用することによって、湾曲した基板の上に蒸着される、実施形態６８に記載の方法。
実施形態７０：光伝導性材料は、実施形態２３から３５のいずれか１つの材料から選択される、実施形態６７から６９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態７１：光伝導性材料は、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、および銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）からなる群から選択される、実施形態７０に記載の方法。
実施形態７２：交通技術における位置測定；エンターテイメントの用途；セキュリティの用途；ヒューマンマシンインターフェースの用途；トラッキングの用途；スキャニングの用途；写真撮影の用途；地図製作の用途；少なくとも１つの空間のマップを発生させるためのマッピングの用途；車両のためのホーミングまたはトラッキングビーコン検出器；モバイルの用途；ウェブカム；オーディオデバイス；ドルビーサラウンドオーディオシステム；コンピュータ周辺デバイス；ゲーミングの用途；ビデオの用途；監視の用途；自動車の用途；輸送の用途；ロジスティクスの用途；車両の用途；飛行機の用途；船舶の用途；宇宙船の用途；ロボットの用途；医療の用途；スポーツの用途；建物の用途；建築の用途；製造の用途；マシンビジョンの用途；飛行時間検出器、レーダ、Ｌｉｄａｒ、超音波センサ、または干渉計から選択された少なくとも１個のセンシング技術との組み合わせによる使用の目的のための、検出器に関する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の検出器の使用。
実施形態７３：赤外線検出の用途；熱検出の用途；温度計の用途；熱追跡の用途；火炎検出の用途；火災検出の用途；煙検出の用途；温度センシングの用途；分光法の用途；フォトコピーの用途；ゼログラフィの用途；排気ガスモニタリングの用途；燃焼プロセスモニタリングの用途；汚染モニタリングの用途；産業プロセスモニタリングの用途；化学プロセスモニタリングの用途；食品加工プロセスモニタリングの用途；水品質のモニタリングの用途；空気品質モニタリングの用途；品質制御の用途；温度制御の用途；モーション制御の用途；排気制御の用途；ガスセンシングの用途；ガス分析学の用途；モーションセンシングの用途；化学的センシングの用途の目的のための、検出器に関する実施形態１から５１のいずれか１つに記載の検出器の使用。
本発明のさらなる任意の詳細および特徴は、従属請求項に関連して下記に続く好適な例示的な実施形態の説明から明らかである。この文脈において、特定の特徴は、単独で、または、いくつかの組み合わせで実装され得る。本発明は、例示的な実施形態に限定されない。例示的な実施形態は、図の中に概略的に示されている。個々の図における同一の参照番号は、同一のエレメント、もしくは、同一の機能を備えるエレメント、または、それらの機能に関して互いに対応しているエレメントを表している。
本発明による検出器の例示的な実施形態を示す図である。 光学センサの中の光学エレメントと伝送デバイスとの好適な組み合わせの例示的な実施形態を示す図である。 光学センサの中の光学エレメントと伝送デバイスとの好適な組み合わせの例示的な実施形態を示す図である。 光学センサの中の光学エレメントと伝送デバイスとの好適な組み合わせの例示的な実施形態を示す図である。 光学センサの中の光学エレメントと伝送デバイスとの好適な組み合わせの例示的な実施形態を示す図である。 本発明による、光学検出器、検出器システム、ヒューマンマシンインターフェース、エンターテイメントデバイス、トラッキングシステム、およびカメラの例示的な実施形態を示す図である。
例示的実施形態
図１は、少なくとも１個の対象物１１２の位置を決定するための、本発明による光学検出器１１０の例示的な実施形態を、非常に概略的に図示している。光学検出器１１０は、少なくとも１個の光学センサ１１４を含み、少なくとも１個の縦方向光学センサ１１４は、この特定の実施形態では、検出器１１０の光学軸１１６に沿って配置されている。具体的には、光学軸１１６は、光学センサ１１４のセットアップの対称軸および／または回転軸であることが可能である。光学センサ１１４は、検出器１１０のハウジング１１８の内側に位置し得る。さらに、少なくとも１個の伝送デバイス１２０が含まれており、好ましくは、収束レンズ１２２が含まれており、収束レンズ１２２は、光ビーム１２４を対象物１１２から光学センサ１１４へ伝送するように適合されている。ハウジング１１８の中の開口部１２６は、とりわけ、光学軸１１６に関して同心円状に位置し得、それは、好ましくは、検出器１１０の視線の方向１２８を画定している。座標系１３０が定義され得、座標系１３０では、光学軸１１６に対して平行または逆平行の方向は、縦方向として定義され、一方、光学軸１１６に対して垂直な方向は、横方向として定義され得る。図１に象徴的に示されている座標系１３０では、縦方向は、ｚによって示されており、横方向は、それぞれ、ｘおよびｙによって示されている。しかし、他のタイプの座標系１３０も実行可能である。
さらに、光学センサ１１４は、光ビーム１２４によるセンサ領域１３２の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている。本発明によれば、センサ領域１３２は、光伝導性材料１３６の少なくとも１個のフィルム１３４を含む。とりわけ好適な実施形態では、光伝導性材料１３６のフィルム１３４は、とりわけ、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、またはリン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、水銀カドミウムテルル化物（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、および銅亜鉛スズ硫化物（ＣＺＴＳ）からなる群から選択される、少なくとも１つのカルコゲニド材料１３８を含むことが可能である。
本発明によれば、光伝導性材料１３６のフィルム１３４は、湾曲した基板１４２の少なくとも１個の表面の上に設置されている。本明細書では、光伝導性材料１３６、とりわけ、光伝導性材料１３８、例えば、上記に示されている好適な例などは、有利には、浴析出プロセスを使用することによって蒸着され得、それは、フィルム１３４に関して、１ｎｍから１００μｍの厚さ、好ましくは、１０ｎｍから１０μｍの厚さ、より好適には、１００ｎｍから１μｍの厚さを発生させることを容易に可能にする。この厚さは、高い信号対雑音比、所望の波長範囲の中の低い吸収レート、および、同時に、高い機械的な安定性を有するフィルム１３４を容易に発生させることを可能にし得る。実現されるフィルム１３４の厚さは、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどのような、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを用いることによって比較的であることが可能である。本明細書では、光伝導性材料１３６が、上記に説明されているような水素化アモルファス半導体材料から選択され得るケースでは、ＰＥＣＶＤプロセスが、とりわけ好適であり得る。さらに、スピンコーティングまたはインクジェットプリンティングも、フィルム１３４を提供するために適用可能であり得る。
図１の例示的な実施形態に図示されているように、湾曲した基板１４２は、したがって、光学エレメント１４４を構成するか、または、光学エレメント１４４を含むことが可能であり、光学エレメント１４４は、光ビーム１２４の少なくとも１つの波長に関して少なくとも部分的に光学的に透明であることが可能である。この目的のために、光学エレメントは、とりわけ、ガラス、石英、または、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ；ＦＴＯ）、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、またはペロブスカイト透明導電性酸化物などから選択される、少なくとも部分的に光学的に透明な材料を含むことが可能である。しかし、他の少なくとも部分的に光学的に透明な材料、とりわけ、透明有機ポリマーも実行可能であり得る。図１にさらに図示されているように、この例示的な実施形態に関して選択される光学エレメント１４４は、両凹形レンズ１４８の形態の光学レンズ１４６である。また、図１に表示されているように、伝送デバイス１２０の収束レンズ１２２に面する湾曲した表面１４０は、光伝導性材料１３６のフィルム１３４を担持している。しかし、光学エレメント１４４は、図２に図示されているような好適な実施形態などのような、他の種類の光学コンポーネントから選択され得ることが示され得る。
すでに上記に述べられているように、伝送デバイス１２０は、光ビーム１２４を対象物１１２から光学センサ１１４へ伝送するように適合されており、それによって、湾曲した基板１４２の表面１４０の上に位置しているフィルム１３４に光ビーム１２４をガイドする。本発明のとりわけ好適な実施形態では、光学センサ１１４は、伝送デバイス１２０のフォーカルポイント１５０に位置し得る。とりわけ、少なくとも１つのフォーカルポイント１５０を有する伝送デバイス１２０、特に、収束レンズ１２２、および、湾曲した基板１４２は、伝送デバイス１２０のフォーカルポイント１５０のうちの少なくとも１つが、湾曲した基板１４２の表面１４０の上に設置されているようなフィルム１３４の中に位置するような方式で、互いに設置されている。結果として、光学センサ１１４は、したがって、好ましくは、対象物１１２の位置に関する少なくとも１つの情報を決定するように適合され得る。
結果的に、光ビーム１２４によるセンサ領域１３２の衝突のときに光学センサ１１４によって提供されるような結果として生じるセンサ信号は、センサ領域１３２の中に位置している光伝導性材料１３６の特性に依存する。少なくとも１個の信号リード線１５２を介して、センサ信号は、評価デバイス１５４へ送信され得る。評価デバイス１５４は、一般的に、光学センサ１１４によって提供されるようなセンサ信号を評価することによって、対象物１１２の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている。この目的のために、評価デバイス１５４は、センサ信号、とりわけ、縦方向センサ信号を評価するために、１個または複数の電子デバイスおよび／または１個または複数のソフトウェアコンポーネントを含むことが可能であり、センサ信号は、ここでは縦方向評価ユニット１５６によって象徴的に示されている（「ｚ」によって示されている）。
したがって、評価デバイス１５４は、光学センサ１１４の２つ以上の縦方向センサ信号を比較することによって、対象物１１２の縦方向位置に関する少なくとも１個の情報を決定するように適合され得、光学センサ１１４は、この実施形態では、縦方向光学センサとして配置されている。この目的のために、光学検出器１１０は、とりわけ、少なくとも１つの電流−電圧測定および／または少なくとも１つの電圧−電流測定を実施することによって、縦方向センサ信号を発生させるように適合され得る。ＦｉＰデバイスとして公知であるように、縦方向センサ信号は、照射の合計パワーが同じであることを所与として、センサ領域１３２の中の光ビーム１２４のビーム断面に依存し得る。対象物１１２の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を発生させる目的のために、評価デバイス１５４は、したがって、照射の幾何学形状と、検出器１１０に対する対象物１１２の相対的な位置決めとの間の少なくとも１つの所定の関係を用いるように設計され得、これによって、好ましくは、既知の照射のパワーを考慮に入れる。しかし、他の種類の評価手順の適用も実行可能であり得る。
代替的にまたはそれに加えて（ここでは示されていない）、評価デバイス１５４は、光学センサ１１４によって提供されるような２つ以上の横方向センサ信号を比較することによって、対象物１１２の横方向位置に関する少なくとも１つの情報を決定するように適合され得る。この目的のために、光学センサ１１４は、とりわけ、少なくとも１対の電極を含むことが可能であり、電極は、横方向センサ信号を獲得するために、光伝導性材料１３６のフィルム１３４に接触することが可能である。横方向光学センサのとりわけ好適な実施形態では、電極のいずれかまたはすべては、スプリット電極であることが可能であり、それぞれのスプリット電極は、少なくとも２つの部分的な電極を含むことが可能である。本明細書では、部分的な電極を通る電流は、センサ領域１３２の中の光ビーム１２４の位置に依存し得、したがって、横方向センサ信号は、部分的な電極を通る電流に従って発生され得る。
一般的に、評価デバイス１５４は、データ処理デバイス１５８の一部であることが可能であり、および／または、１個もしくは複数のデータ処理デバイス１５８を含むことが可能である。評価デバイス１５４は、完全にもしくは部分的にハウジング１１８に一体化され得、および／または、ワイヤレスもしくはワイヤーバウンドの方式で光学センサ１１４に電気的に接続される別々のデバイスとして、完全にもしくは部分的に具現化され得る。評価デバイス１５４は、１個または複数の追加的なコンポーネント、例えば、１個もしくは複数の電子的なハードウェアコンポーネント、および／または、１個もしくは複数のソフトウェアコンポーネントなど、例えば、１個もしくは複数の測定ユニット、および／または、１個もしくは複数の評価ユニット、および／または、１個もしくは複数の制御ユニット（ここでは示されていない）をさらに含むことが可能である。
光学センサ１１４のセンサ領域１３２を照射するための光ビーム１２４は、光を放出する対象物１１２によって発生され得る。代替的にまたはそれに加えて、光ビーム１２４は、別々の照射源１６０によって発生され得、照射源１６０は、周囲光源および／または人工的な光源、例えば、発光ダイオードなどを含むことが可能であり、それは、対象物１１２を照射するように適合されており、好ましくは、光学軸１１６に沿って開口部１２６を通って光学検出器１１０のハウジング１１８に進入することによって、光ビーム１２４が光学センサ１１４のセンサ領域１３２に到達するように構成され得るように、対象物１１２が、照射源１６０によって発生される光の少なくとも一部を反射することが可能であり得る。
特定の実施形態では（ここでは示されていない）、照射源１６０は、変調された光源であることが可能であり、照射源１６０の１個または複数の変調特性は、少なくとも１個の任意の変調デバイスによって制御され得る。代替的にまたはそれに加えて、変調は、照射源１６０と対象物１１２との間のビーム経路、および／または、対象物１１２と光学センサ１１４との間のビーム経路の中で実現され得る。さらなる可能性も考えられ得る。この特定の実施形態では、対象物１１２の位置に関する少なくとも１つの情報を決定するために光学センサ１１４のセンサ信号を評価するときに、変調特性のうちの１つまたは複数、とりわけ、変調周波数を考慮に入れることが有利であり得る。
図２Ａから図２Ｄは、少なくとも１個の光学センサ１１４のために使用されるような少なくとも１個の光学エレメント１４４と少なくとも１個の伝送デバイス１２０との組み合わせに関して、複数の実施形態を提示しており、それぞれの実施形態は、好ましくは、ここで修正を伴って表示されているように、縦方向光学センサまたは横方向光学センサのうちの少なくとも１個として使用され得る。それに加えて、ここでは示されていない、光学エレメント１４４と伝送デバイス１２０とのさらなる組み合わせも実行可能であり得る。
図２Ａは、図１にすでに示されているような実施形態と同様の、光学エレメント１４４および伝送デバイス１２０の組み合わせのさらなる例示的な実施形態を図示している。したがって、フィルム１３４は、湾曲した基板１４２の表面１４０の上に設置されており、表面１４０は、伝送デバイス１２０の収束レンズ１２２に面している。しかし、平凹形レンズ１６２が、光学レンズ１４６として使用され、そのように光学エレメント１４４を構成する。さらに、収束レンズ１２２の表面１６４は、球状表面として形状決めされており、球状表面１６４は、通常通り、球からのセクションを構成することによって定義される。結果として、単一の収束レンズ１２２は、したがって、球状レンズ１６６として命名され得、単一の収束レンズ１２２は、収束レンズ１２２から少し離れてフォーカルポイント１５０に平面的な波面の焦点を合わせるように適合されている。すでに上記に述べられているように、伝送デバイス１２０のフォーカルポイント１５０は、好ましくは、光伝導性材料１３６のフィルム１３４の中に位置し得る。したがって、光学軸１１６に沿った光ビーム１２４に関するイメージポイントだけでなく、光学軸１１６から外れた光ビーム１２４に関するイメージポイントが、それらのそれぞれのフォーカルポイント１５０に位置し得る構成を達成するために、光学センサ１１４に関して使用されるような光学レンズ１４６の凹形表面１４０が、図１および図２Ａに図示されているように選ばれている。この構成を達成するために、湾曲した基板１４２の表面１４０は、したがって、いわゆる「Ｐｅｔｚｖａｌ」表面のセクションを取ることが可能である。
図２Ｂに示されているようなさらなる例示的な実施形態では、繰り返しになるが、図１の実施形態の中で使用されているような両凹形レンズ１４８が、ここで、光学エレメント１４４として用いられており、一方、伝送デバイス１２０は、ここでは、球状レンズ１６８を含む（「非球面」とも命名される）。一般的に使用されているように、非球状レンズ１６８は、表面１６４が球状セクションを構成することができない収束レンズ１２２のタイプを構成している。とりわけ、図１および図２Ａの球状レンズと比較すると、図２Ｂに図示されているような非球状レンズ１６８は、それが入射光ビーム１２４に関して球面収差を少なくとも減らすか、または、好ましくは完全に排除するように適合されるように、所定の機能を示す。それに加えて、非球状レンズ１６８は、また、他の種類の光学収差、とりわけ、非点収差を減らすように適合され得る。結果として、伝送デバイス１２０のような単一の非球状レンズ１６８と、光学センサ１１４のために使用される光学エレメント１４４としての両凹形レンズ１４８（非球状レンズ１６６に面する両凹形レンズ１４８の表面１４０の上に、フィルム１３４が設置されている）とのとりわけ好適な組み合わせは、すでに、簡単でコスト効率的であるが、依然として信頼性の高い検出器１１０に関する基礎を提供することが可能である。
代替的な実施形態では（ここでは示されていない）、図２Ｂに図示されているような単一の非球状レンズ１６８を使用する代わりに、原理的には、単一の非球状レンズ１６６と同じ機能を示すことができるマルチレンズシステムも用いられ得る。
図２Ｃは、光学エレメント１４４および伝送デバイス１２０のとりわけ好適な組み合わせのさらなる実施形態の概略図を提供している。光学センサ１１４の中の光学エレメント１４４は、好ましくは、メニスカス１７０を示すことが可能であり、メニスカス１７０は、第１の表面１４０（凹形表面になっている）と第２の表面１７２（凸形表面になっている）とを有しており、メニスカス１７０の第１の表面１４０は、収束レンズ１２２に面しており、一方、メニスカス１７０の第２の表面１７２は、収束レンズ１２２から離れる方を見ることが可能である。結果的に、収束レンズ１２２に面するメニスカス１７０の第１の表面１４０は、光伝導性材料１３６のフィルム１３４を装備することが可能であり、したがって、図１、図２Ａ、および図２Ｂに関して説明されているものと同じ方式の機能であることが可能であり、収束レンズ１２２のフォーカルポイント１５０は、優先的には、フィルム１３４の中に位置し得る。
図１、図２Ａ、および図２Ｂの実施形態とは対照的に、光伝導性材料１３６のフィルム１３４は、メニスカス１７０の両方の表面１４０、１７２の上に個別に設置され得、したがって、第１の表面１４０の上に第１の部分１７４を含み、メニスカス１７０の第２の表面１７０の上に第２の部分１７６を含む。この実施形態のとりわけ好適な変形例では、繰り返しになるが、伝送デバイス１２０は、収束レンズ１２２のうちの１個または複数を含むことが可能であり、それは、二重焦点レンズ１７８を構成することが可能であり、二重焦点レンズ１７８は、特に、追加的なフォーカルポイント１８０を示すことが可能であり、追加的なフォーカルポイント１８０は、優先的には、フィルム１３４の第２の部分１７６の中に位置し得、一方、第１のフォーカルポイント１５０は、上記に説明されているように、フィルム１３４の第１の部分１７４の中に位置し得る。しかし、二重焦点レンズ１７８を使用する代わりに、球状レンズ１６６または非球状レンズ１６８が、また、さらなる好適な実施形態（ここでは示されていない）において用いられ得る。この特定の実施形態の結果として、図２Ｃに示されているようなメニスカス１７０を含む湾曲した基板１４０は、２つの個々の光学センサ１１４を担持するように適合され得る。
好適な実施形態では、２つの光学センサ１１４のうちの一方は、縦方向光学センサとして選ばれ得、一方、２つの光学センサ１１４のうちの他方は、横方向光学センサであり得る。結果的に、単一の光学エレメント１４４を含む光学センサ１１４を使用することによって、対象物１１２の深さおよび幅の両方が同時に決定され得る。したがって、２つの光学センサ１１４に関してこの特定の配置を選ぶことによって、対応する光学検出器１１０は、比較的に簡単なセットアップを示すことが可能であり、それは、２つの個々の光学コンポーネント、すなわち、伝送エレメント１２０および両面の湾曲した光学エレメント１４４のみを含むことが可能である。結果として、この種類の光学検出器１１０の製作、および、２つだけの個々の光学コンポーネントの対応する装着が、特に容易であり得る。
伝送デバイス１２０が球状レンズ１６６または非球状レンズ１６８から選択され得る代替的な実施形態では、単一の光学エレメント１４４によって含まれるような両方の光学センサ１１４は、縦方向光学センサ、すなわち、第１の縦方向光学センサおよび第２の縦方向光学センサであることが可能である。結果的に、この種類の配置は、そうでなければ単一の縦方向光学センサを使用することによって起こり得る、上述の曖昧性を解消するように適合され得る。したがって、縦方向センサ信号を評価することによって、第１の縦方向光学センサのセンサ領域１３２の上の光ビーム１２４のビーム断面が、第２の縦方向光学センサのセンサ領域１３２の上の光ビーム１２４のビーム断面よりも大きくなっており、第２の縦方向光学センサが第１の縦方向光学センサの後ろに位置していることを、評価デバイス１５４が認識することができるケースでは、評価デバイス１５４は、光ビーム１２４が依然として細くなっていること、および、第１の縦方向光学センサの場所が光ビーム１２４のフォーカルポイントの前に位置していることを決定することが可能である。これに反して、第１の縦方向光学センサのセンサ領域１３２の上の光ビーム１２４のビーム断面が第２の縦方向光学センサのセンサ領域１３２の上の光ビームのビーム断面よりも小さいケースでは、評価デバイス１５４は、したがって、光ビーム１２４が太くなっていること、および、第２の縦方向光学センサの場所がフォーカルポイントの後ろに位置していることを決定することが可能である。したがって、この特定の実施形態では、評価デバイス１５４は、単一の光学エレメント１４４によって含まれているような２つの個々の縦方向センサの縦方向センサ信号を比較することによって、光ビーム１５４が太くなるかまたは細くなるかを認識するように適合され得る。ここで示されているような曖昧性を出現および解消することについてのさらなる情報に関して、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１および対応する上記の説明を参照することが可能である。
図２Ｄは、伝送デバイス１２０および少なくとも１個の光学エレメント１４４のとりわけ好適な組み合わせのさらなる実施形態を図示している。本明細書では、伝送デバイス１２０は、光学回折格子１８２を含み、光学回折格子１８２は、とりわけ、凹形表面１６４の上の関連の回折格子ラインの等しいスペーシングを示すことが可能である。結果として、入射光ビーム１２４は、ここで示されているように、通常は「ローランド円」として示される円形１８６の上に位置しているエントランススリット１８４を通して提供され得、光ビーム１２４は、エントランススリット１８４を通過し、凹形表面１６４を有する光学回折格子１８２にぶつかることが可能であり、光ビーム１２４は、すべての回折次数のスペクトル的に分解された反射ビーム１８８にスプリットされ得、それは、第１の波長λ１と第２の波長λ２との間でスペクトル的に分解される。本明細書では、反射ビーム１８８は、第１の波長λ１と第２の波長λ２との間の任意の波長に関して、ローランド円１８６の上の位置において、それらの焦点１９０を有することが可能である。明確にするために、単一の回折次数に関して、単一のスペクトル的に分解された反射ビーム１８８だけが、図２Ｄに概略的に示されていることが強調され得る。
したがって、スペクトロメータをセットアップするために、反射ビーム１８８がそれらの焦点１９０を示すローランド円１８６の上の位置に、少なくとも１個の光学センサ１１４を位置付けすることが有利であり得る。スペクトルの分解能を達成する目的のために、少なくとも１個の光学センサ１１４のセンサ領域１３２は、好ましくは、センサエリアのアレイ、例えば、センサエリアの線形アレイなどであることが可能であるか、または、それを含むことが可能であり、それは、とりわけ、光学回折格子１８２によって反射させるときにスペクトル的に分解されたビーム１８８によって画定される平面の中に隣接する様式で配置され得る。したがって、光学センサ１１４は、波長の関数として分解された入射光ビーム１２４の強度を検出することを可能にし得る。結果的に、この配置は、凹形表面１６４の上に関連の回折格子ラインの等しいスペーシングを有する上述の光学回折格子１８２を用いることを可能にすることができ、それは、一般的に、スペクトロメータの中に回折格子ラインの等しくないスペーシングを有する光学回折格子と比較して、より製造し易い。
さらなる例として、図３は、検出器システム２００の例示的な実施形態を示しており、それは、図１および図２Ａから図２Ｄに示されている実施形態のうちの１つまたは複数に開示されているような光学検出器１１０などのような、少なくとも１個の光学検出器１１０を含む。本明細書では、光学検出器１１０は、カメラ２０２、具体的には、３Ｄイメージングのためのカメラ２０２として用いられ得、カメラ２０２は、イメージおよび／またはイメージシーケンス、例えば、デジタルビデオクリップなどを獲得するために作製され得る。さらに、図３は、ヒューマンマシンインターフェース２０４の例示的な実施形態を示しており、それは、少なくとも１個の検出器１１０および／または少なくとも１個の検出器システム２００を含み、また、図３は、ヒューマンマシンインターフェース２０４を含むエンターテイメントデバイス２０６の例示的な実施形態をさらに示している。図３は、少なくとも１個の対象物１１２の位置をトラッキングするように適合されたトラッキングシステム２０８の実施形態をさらに示しており、それは、検出器１１０および／または検出器システム２００を含む。
光学検出器１１０および検出器システム２００に関して、この出願の完全な開示が参照され得る。基本的に、検出器１１０のすべての考えられる実施形態は、また、図３に示されている実施形態の中で具現化され得る。評価デバイス１５４は、とりわけ、信号リード線１５２によって、ここで示されているような２つの縦方向光学センサ１１４のそれぞれに接続され得る。本明細書では、検出器１１０は、２つの光学センサ１１４を含み、上記に説明されているように、２つの光学センサ１１４のうちの一方は、縦方向光学センサとして選ばれ得、一方、２つの光学センサ１１４のうちの他方は、横方向光学センサであることが可能であり、したがって、光学センサ１１４が対象物１１２の深さおよび幅の両方を同時に決定することを可能にする。代替的な実施形態では（ここでは示されていない）、２つの縦方向光学センサ１１４の使用は、曖昧性が残ることなしに、縦方向センサ信号の評価を支持することが可能である。例として、信号リード線１５２が提供され得、および／または、１個または複数のインターフェースが提供され得、１個または複数のインターフェースは、ワイヤレスインターフェースおよび／またはワイヤーバウンドインターフェースであることが可能である。さらに、信号リード線１５２は、センサ信号を発生させるための、および／または、センサ信号を修正するための、１個もしくは複数のドライバおよび／または１個もしくは複数の測定デバイスを含むことが可能である。さらに、繰り返しになるが、少なくとも１個の伝送デバイス１２０が、とりわけ、収束レンズ１２２または凸形ミラーとして提供される。光学検出器１１０は、少なくとも１個のハウジング１１８をさらに含むことが可能であり、少なくとも１個のハウジング１１８は、例として、光学センサ１１４のうちの１個または複数を入れることが可能である。
さらに、評価デバイス１５４は、光学センサ１１４に、および／または、光学検出器１１０の他のコンポーネントに、完全にまたは部分的に一体化され得る。また、評価デバイス１５４は、ハウジング１１８の中に、および／または、別々のハウジングの中に囲まれ得る。評価デバイス１５４は、センサ信号を評価するために、１個もしくは複数の電子デバイスおよび／または１個もしくは複数のソフトウェアコンポーネントを含むことが可能であり、それは、縦方向評価ユニット１５６（「ｚ」によって示されている）および横方向評価ユニット２１０（「ｘｙ」によって示されている）によって、象徴的に示されている。これらの評価ユニット１５６、２１０に由来する結果を組み合わせることによって、位置情報２１２、好ましくは、３次元の位置情報が、発生され得る（「ｘ、ｙ、ｚ」によって示されている）。
さらに、光学検出器１１０および／または検出器システム２００は、イメージングデバイス２１４を含むことが可能であり、イメージングデバイス２１４は、さまざまに構成され得る。したがって、図３に示されているように、イメージングデバイス２１４は、例えば、検出器ハウジング１１８の中の検出器１１０の一部であることが可能である。本明細書では、イメージングデバイス信号は、１個または複数のイメージングデバイス信号リード線１５２によって、検出器１１０の評価デバイス１５４へ送信され得る。代替的に、イメージングデバイス２１４は、検出器ハウジング１１８の外側に別々に位置していてもよい。イメージングデバイス２１４は、完全にまたは部分的に透明または不透明になっていることが可能である。イメージングデバイス２１４は、有機イメージングデバイスもしくは無機イメージングデバイスであることが可能であるか、または、それを含むことが可能である。好ましくは、イメージングデバイス２１４は、ピクセルの少なくとも１つのマトリックスを含むことが可能であり、ピクセルのマトリックスは、とりわけ、無機半導体センサデバイス、例えば、ＣＣＤチップおよび／またはＣＭＯＳチップなど；有機半導体センサデバイスからなる群から選択され得る。
図３に示されているような例示的な実施形態では、検出されることとなる対象物１１２は、例として、スポーツ用品として設計され得、および／または、コントロールエレメント２１６を形成することが可能であり、コントロールエレメント２１６の位置および／または配向は、ユーザ２１８によって操作され得る。したがって、一般的に、図３に示されている実施形態では、または、検出器システム２００、ヒューマンマシンインターフェース２０４、エンターテイメントデバイス２０６、もしくはトラッキングシステム２０８の任意の他の実施形態では、対象物１１２自体は、上述のデバイスの一部であることが可能であり、具体的には、少なくとも１個のコントロールエレメント２１６を含むことが可能であり、具体的には、少なくとも１個のコントロールエレメント２１６は、１個または複数のビーコンデバイス２２０を有しており、コントロールエレメント２１６の位置および／または配向は、好ましくは、ユーザ２１８によって操作され得る。例として、対象物１１２は、バット、ラケット、クラブ、または、任意の他のスポーツ用品および／もしくは疑似スポーツ用品のうちの１個または複数であることが可能であり、または、それらを含むことが可能である。他のタイプの対象物１１２も可能である。さらに、ユーザ２１８は、対象物１１２として考えられ得、その位置は、検出されるべきである。例として、ユーザ２１８は、自体の身体に直接的にまたは間接的に取り付けられているビーコンデバイス２２０のうちの１個または複数を携行することが可能である。
光学検出器１１０は、ビーコンデバイス２２０のうちの１個または複数の縦方向位置に関する少なくとも１つの項目、および、任意に、その横方向位置に関する少なくとも１つの情報、および／または、対象物１１２の縦方向位置に関する少なくとも１つの他の情報、および、任意に、対象物１１２の横方向位置に関する少なくとも１つの情報を決定するように適合され得る。とりわけ、光学検出器１１０は、色を識別するように、および／または、対象物１１２、例えば、対象物１１２の異なる色など、より具体的には、異なる色を含み得るビーコンデバイス２２０の色をイメージングするように適合され得る。ハウジング１１８の中の開口部１２６は、好ましくは、検出器１１０の光学軸１１６に関して同心円状に位置し得、それは、好ましくは、光学検出器１１０の視線の方向１２８を画定することが可能である。
光学検出器１１０は、少なくとも１個の対象物１１２の位置を決定するように適合され得る。追加的に、光学検出器１１０、具体的には、カメラ２０２を含む実施形態は、対象物１１２の少なくとも１つのイメージ、好ましくは、３Ｄイメージを獲得するように適合され得る。上記に概説されているように、光学検出器１１０および／または検出器システム２００を使用することによって、対象物１１２および／またはその一部の位置を決定することは、ヒューマンマシンインターフェース２０４を提供するために使用され得、少なくとも１つの情報をマシン２２２に提供するようになっている。図３に概略的に示されている実施形態では、マシン２２２は、データ処理デバイス１５８を含む少なくとも１個のコンピュータおよび／またはコンピュータシステムであることが可能であるか、または、それを含むことが可能である。他の実施形態も実行可能である。評価デバイス１５４は、コンピュータであることが可能であり、および／または、コンピュータを含むことが可能であり、および／または、別々のデバイスとして完全にまたは部分的に具現化され得、および／または、マシン２２２、とりわけ、コンピュータに完全にまたは部分的に一体化され得る。同じことが、トラッキングシステム２０８のトラックコントローラ２２４にも当てはまり、トラックコントローラ２２４は、評価デバイス１５４および／またはマシン２２２の一部を完全にまたは部分的に形成することが可能である。
同様に、上記に概説されているように、ヒューマンマシンインターフェース２０４は、エンターテイメントデバイス２０６の一部を形成することが可能である。したがって、ユーザ２１８が対象物１１２として機能することによって、ならびに／または、ユーザ２１８が対象物１１２および／もしくは対象物１１２として機能する制御エレメント２１６を取り扱うことによって、ユーザ２１８は、少なくとも１つの制御コマンドなどのような、少なくとも１つの情報を、マシン２２２の中へ、とりわけ、コンピュータの中へ入力することが可能であり、それによって、エンターテイメント機能を変化させることが可能であり、例えば、コンピュータゲームの進行を制御することなどが可能である。
上記に概説されているように、検出器１１０は、直線的なビーム経路もしくは傾斜を付けられたビーム経路、角度を付けられたビーム経路、分岐したビーム経路、偏向されたもしくはスプリットされたビーム経路、または、他のタイプのビーム経路を有することが可能である。さらに、光ビーム１２４は、それぞれのビーム経路または部分的なビーム経路に沿って、一回だけ単方向に伝播させるか、または、繰り返して双方向に伝播させることが可能である。それによって、上記に列挙されているコンポーネント、または、さらに詳細に下記に列挙されている任意のさらなるコンポーネントは、光学センサ１１４の前に、および／または、光学センサ１１４の後ろに、完全にまたは部分的に位置し得る。
１１０ 検出器
１１２ 対象物
１１４ 光学センサ
１１６ 光学軸
１１８ ハウジング
１２０ 伝送デバイス
１２２ 収束レンズ
１２４ ビーム経路
１２６ 開口部
１２８ 視線の方向
１３０ 座標系
１３２ センサ領域
１３４ フィルム
１３６ 光伝導性材料
１３８ カルコゲニド材料
１４０ 湾曲した基板の（第１の）表面
１４２ 湾曲した基板
１４４ 光学エレメント
１４６ 光学レンズ
１４８ 両凹形レンズ
１５０ フォーカルポイント
１５２ 信号リード線
１５４ 評価デバイス
１５６ 縦方向評価ユニット
１５８ データ処理デバイス
１６０ 照射源
１６２ 平凹形レンズ
１６４ 収束レンズの表面
１６６ 球状レンズ
１６８ 非球状レンズ（非球面）
１７０ メニスカス
１７２ 湾曲した基板の第２の表面
１７４ フィルムの第１の部分
１７６ フィルムの第２の部分
１７８ 二重焦点レンズ
１８０ 追加的なフォーカルポイント
１８２ 回折格子
１８４ エントランススリット
１８６ ローランド円
１８８ スペクトル的に分解された反射ビーム
１９０ 焦点
２００ 検出器システム
２０２ カメラ
２０４ ヒューマンマシンインターフェース
２０６ エンターテイメントデバイス
２０８ トラッキングシステム
２１０ 横方向評価ユニット
２１２ 位置情報
２１４ イメージングデバイス
２１６ 制御エレメント
２１８ ユーザ
２２０ ビーコンデバイス
２２２ マシン
２２４ トラックコントローラ

Claims (17)

  1. 少なくとも１個の対象物（１１２）の光学的な検出のための検出器（１１０）であって、
    少なくとも１個のセンサ領域（１３２）を有しており、前記センサ領域（１３２）は、少なくとも１個の湾曲した基板（１４２）、および、光伝導性材料（１３６）を有する少なくとも１個のフィルム（１３４）を含み、前記フィルム（１３４）は、前記湾曲した基板（１４２）の少なくとも１個の表面（１４０、１７２）の上に設置されている、少なくとも１個の光学センサ（１１４）であって、光ビーム（１２４）による前記センサ領域（１３２）の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されている、少なくとも１個の光学センサ（１１４）と、
    前記光ビーム（１２４）を前記対象物（１１２）から前記光学センサ（１１４）へ伝送するように適合されており、それによって、前記湾曲した基板（１４２）の上に位置している前記フィルム（１３４）へ前記光ビーム（１２４）をガイドするように適合されている、少なくとも１個の伝送デバイス（１２０）と、
    前記光学センサ（１１４）の前記センサ信号を評価することによって、前記対象物（１１２）の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、少なくとも１個の評価デバイス（１５４）と
    を含む、検出器（１１０）。
  2. 前記湾曲した基板（１４２）は、光学エレメント（１４４）を構成するか、または、光学エレメント（１４４）を含み、前記光学エレメント（１４４）は、前記光ビーム（１２４）の波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明になっている、請求項１に記載の検出器（１１０）。
  3. 前記光学エレメント（１４４）は、光学レンズおよび湾曲したミラーからなる群から選択される、請求項２に記載の検出器（１１０）。
  4. 前記光学レンズは、両凸形レンズ、平凸形レンズ、両凹形レンズ、平凹形レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ、およびメニスカスレンズからなる群から選択される、請求項３に記載の検出器（１１０）。
  5. 前記伝送デバイス（１２０）は、少なくとも１つのフォーカルポイント（１５０、１８０）を有しており、前記湾曲した基板（１４２）および前記伝送デバイス（１２０）は、前記少なくとも１つのフォーカルポイント（１５０、１８０）のうちの少なくとも１つが前記湾曲した基板（１４２）の上に設置された前記フィルム（１３４）の上に位置するように、互いに対して設置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  6. 前記光学エレメント（１４４）は、少なくとも２つの個別に湾曲した表面（１４０、１７２）を含む、請求項５に記載の検出器（１１０）。
  7. 前記少なくとも２つの個別に湾曲した表面（１４０、１７２）は、前記フォーカルポイント（１５０、１８０）が前記少なくとも２つの個別に湾曲した表面（１４０、１７２）のうちの少なくとも１つの上に設置された前記フィルム（１３４）の中に位置するように、互いに対して設置されている、請求項６に記載の検出器（１１０）。
  8. 前記伝送デバイス（１２０）は、少なくとも２つのフォーカルポイント（１５０、１８０）を有しており、前記フォーカルポイント（１５０、１８０）は、互いに関して異なる位置に位置しており、前記少なくとも２つの個別に湾曲した表面（１４０、１７２）は、前記少なくとも２つのフォーカルポイント（１５０、１８０）のそれぞれが前記少なくとも２つの個別に湾曲した基板（１４０、１７２）のそれぞれの上に設置された個々のフィルム（１３４）のうちの少なくとも１個の中に設置されるように、互いに対して設置されている、請求項６または７に記載の検出器（１１０）。
  9. 前記少なくとも２つの個別に湾曲した表面（１４０、１７２）は、前記少なくとも２つのフォーカルポイント（１５０、１８０）のそれぞれが前記個々のフィルム（１３４）のうちの少なくとも１個の中に設置されるように、互いに対して設置されている、請求項８に記載の検出器（１１０）。
  10. 前記伝送デバイス（１２０）は、回折光学エレメントを含み、前記回折エレメントは、前記光ビーム（１２４）の波長範囲の少なくとも一区画に関して、少なくとも部分的に光学的に透明になっており、前記回折光学エレメントは、前記光ビーム（１２４）を少なくとも２つのスプリットビームへとスプリットするように適合されており、前記光学センサ（１１４）および前記伝送デバイス（１２０）は、前記スプリットビームが前記フィルム（１３４）へガイドされるように、互いに対して設置されており、前記スプリットビームは、同じ前記フィルム（１３４）、同じ前記光学センサ（１１４）の上に含まれている前記フィルム（１３４）の一部分、または、少なくとも２つの異なる湾曲した表面（１４０、１７２）の上に設置されている少なくとも２つの個々のフィルム（１３４）のうちの少なくとも１個へガイドされている、請求項１から９のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  11. 前記少なくとも１個の光学センサ（１１４）のそれぞれは、前記光ビーム（１２４）が単一の光学センサ（１１４）だけに衝突するように配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  12. 前記光伝導性材料（１３６）は、セレン、テルル、セレン−テルル合金、金属酸化物、第ＩＶ族元素もしくは化合物、ＩＩＩ−Ｖ化合物、ＩＩ−ＶＩ化合物、カルコゲニド、プニクトゲン化合物、ハロゲン化合物、ならびに、その固溶体および／またはドープされた変形例から選択される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  13. 前記光伝導性材料（１３６）は、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、または水銀亜鉛テルル化物（ＨｇＺｎＴｅ；ＭＺＴ）から選択される、請求項１２に記載の検出器（１１０）。
  14. 前記少なくとも１個の光学センサ（１１４）のうちの少なくとも１個は、縦方向光学センサであり、前記縦方向光学センサは、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させるように設計されており、前記縦方向センサ信号は、照射の合計パワーが同じであることを所与として、前記センサ領域（１３２）の中の前記光ビーム（１２４）のビーム断面に依存しており、前記評価デバイスは、前記縦方向光学センサの前記縦方向センサ信号を評価することによって、前記対象物（１１２）の縦方向位置に関する少なくとも１つの情報を発生させるように設計されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  15. 前記少なくとも１個の光学センサ（１１４）のうちの少なくとも１個は、横方向光学センサであり、前記少なくとも１個の横方向光学センサは、少なくとも１対の電極を含み、前記電極は、前記光伝導性材料（１３６）の前記フィルム（１３４）に接触しており、前記電極は、少なくとも２つの部分的な電極をそれぞれ含むスプリット電極であり、前記部分的な電極を通る電流は、前記センサ領域（１３２）の中の前記光ビーム（１２４）の位置に依存しており、前記横方向センサ信号は、前記部分的な電極を通る前記電流に従って発生される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の検出器（１１０）。
  16. 少なくとも１個の対象物（１１２）の光学的な検出のための方法であって、
    少なくとも１個の光学センサ（１１４）を使用することによって、少なくとも１つの縦方向センサ信号を発生させる工程であって、前記光学センサ（１１４）は、少なくとも１個のセンサ領域（１３２）を有しており、前記センサ領域（１３２）は、少なくとも１個の湾曲した基板（１４２）、および、光伝導性材料（１３６）の少なくとも１個のフィルム（１３４）を含み、前記フィルム（１３４）は、前記湾曲した基板（１４２）の少なくとも１個の表面（１４０、１７２）の上に設置されており、前記光学センサ（１１４）は、光ビーム（１２４）による前記センサ領域（１３２）の照射に依存するように、少なくとも１つのセンサ信号を発生させるように設計されており、少なくとも１個の伝送デバイス（１２０）は、前記光ビーム（１２４）を前記対象物（１１２）から前記光学センサ（１１４）へ伝送するように適合されており、それによって、前記湾曲した基板（１４２）の上に位置している前記フィルム（１３４）へ前記光ビーム（１２４）をガイドするように適合されている、工程と、
    前記光学センサの前記センサ信号を評価することによって、前記対象物の位置に関する少なくとも１つの情報を発生させる工程と
    を含む、方法。
  17. 交通技術における位置測定；エンターテイメントの用途；セキュリティの用途；ヒューマンマシンインターフェースの用途；トラッキングの用途；スキャニングの用途；写真撮影の用途；地図製作の用途；少なくとも１つの空間のマップを発生させるためのマッピングの用途；車両のためのホーミングまたはトラッキングビーコン検出器；モバイルの用途；ウェブカム；オーディオデバイス；ドルビーサラウンドオーディオシステム；コンピュータ周辺デバイス；ゲーミングの用途；ビデオの用途；監視の用途；自動車の用途；輸送の用途；ロジスティクスの用途；車両の用途；飛行機の用途；船舶の用途；宇宙船の用途；ロボットの用途；医療の用途；スポーツの用途；建物の用途；建築の用途；製造の用途；マシンビジョンの用途；飛行時間検出器、レーダ、Ｌｉｄａｒ、超音波センサ、または干渉計から選択された少なくとも１個のセンシング技術との組み合わせによる使用；赤外線検出の用途；熱検出の用途；温度計の用途；熱追跡の用途；火炎検出の用途；火災検出の用途；煙検出の用途；温度センシングの用途；分光法の用途；フォトコピーの用途；ゼログラフィの用途；排気ガスモニタリングの用途；燃焼プロセスモニタリングの用途；汚染モニタリングの用途；産業プロセスモニタリングの用途；化学プロセスモニタリングの用途；食品加工プロセスモニタリングの用途；水品質のモニタリングの用途；空気品質モニタリングの用途；品質制御の用途；温度制御の用途；モーション制御の用途；排気制御の用途；ガスセンシングの用途；ガス分析学の用途；モーションセンシングの用途；化学的センシングの用途からなる群から選択された使用の目的のための、検出器（１１０）を参照する請求項１から１５のいずれか一項に記載の検出器（１１０）を使用する方法。
JP2019522468A 2016-10-25 2017-10-24 少なくとも１個の対象物の光学的な検出のための検出器 Active JP7241684B2 (ja)

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