KR20190002489A - 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 물체(112)의 광학적 검출을 위한 검출기(110)가 개시된다. 검출기(110)는, 적어도 하나의 종방향 광학 센서(114) - 종방향 광학 센서(114)는 적어도 하나의 센서 영역(134)을 구비하고, 종방향 광학 센서(114)는 광 빔에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 센서 영역(134)에서의 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ; 적어도 하나의 전달 디바이스(128) - 전달 디바이스(128)는 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내고, 전달 디바이스(128)는 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 광 빔(130) 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 적어도 하나의 제2 광 빔(132)의 빔 단면을, 센서 영역(134)에서, 제1 광 빔(130)의 빔 단면이 제2 광 빔(132)의 빔 단면과는 상이하게끔, 각각의 광 빔의 파장에 따라 조정하도록 적응됨 - ; 및 적어도 하나의 평가 디바이스(156) - 평가 디바이스(156)는 종방향 광학 센서(114)의 종방향 센서 신호를, 제1 광 빔에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호로 그리고 제2 광 빔에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록 적응되고, 평가 디바이스(156)는, 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체(112)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계됨 - 를 포함한다.

Description

적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기

본 발명은 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 검출기, 검출기 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 유저와 머신, 엔터테인먼트 디바이스, 추적 시스템, 카메라, 스캐닝 시스템 및 검출기 디바이스의 다양한 용도 사이에서 정보의 적어도 하나의 항목을 교환하기 위한 휴먼-머신 인터페이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디바이스, 시스템, 방법 및 용도는, 예를 들면, 일상 생활, 게이밍, 교통 기술, 생산 기술, 보안 기술, 예술을 위한 디지털 사진 촬영 또는 비디오 사진 촬영과 같은 사진 촬영, 문서화 또는 기술 목적, 의료 기술 또는 과학의 다양한 분야에서 구체적으로 활용될 수도 있다. 그러나, 다른 애플리케이션도 또한 가능하다.

많은 수의 광학 센서 및 광기전 디바이스(photovoltaic device)가 종래 기술로부터 알려져 있다. 광기전 디바이스가 전자기 방사선, 예를 들면, 자외선, 가시광선 또는 적외선을 전기 신호 또는 전기 에너지로 변환하기 위해 일반적으로 사용되지만, 광학 검출기는 일반적으로 이미지 정보를 포착하기 위해 및/또는 적어도 하나의 광학 파라미터, 예를 들면, 밝기를 검출하기 위해 사용된다.

일반적으로 무기 및/또는 유기 센서 재료의 사용에 기초할 수 있는 다수의 광학 센서가 종래 기술로부터 알려져 있다. 이러한 센서의 예는 US 2007/0176165 A1, US 6,995,445 B2, DE 2501124 A1, DE 3225372 A1에서 또는 그 밖에 다수의 다른 종래 기술 문헌에서 개시되어 있다. 특히 비용적 이유 때문에 그리고 대면적 프로세싱의 이유 때문에 점점 더 많이, 예를 들면 미국 특허 출원 공개 제2007/0176165 A1호에서 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 유기 센서 재료를 포함하는 센서가 사용되고 있다. 특히, 소위 염료 태양 전지가 여기서 점점 중요해지고 있는데, 이것은, 예를 들면, WO2009/013282A1에서 일반적으로 설명되어 있다. 그러나, 본 발명은 유기 디바이스의 사용으로 제한되지는 않는다. 따라서, 구체적으로는, CCD 센서 및/또는 CMOS 센서, 구체적으로는 픽셀화된 센서와 같은 무기 디바이스가 또한 활용될 수도 있다.

적어도 하나의 물체를 검출하기 위한 다수의 검출기가 이러한 광학 센서에 기초하여 공지되어 있다. 이러한 검출기는, 각각의 사용 목적에 따라, 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 검출기의 예는, 이미징 디바이스, 예를 들면, 카메라 및/또는 현미경이다. 예를 들면, 특히 의료 기술 및 생물학의 분야에서 높은 광학 해상도로 생물학적 샘플을 검사하기 위해 사용될 수 있는 고해상도 공초점 현미경이 알려져 있다. 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기의 또 다른 예는, 예를 들면, 대응하는 광학 신호, 예를 들면 레이저 펄스의 전파 시간법(propagation time method)에 기초한 거리 측정 디바이스이다. 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기의 또 다른 예는 삼각 측량 시스템인데, 이에 의해 거리 측정이 마찬가지로 수행될 수 있다.

그 내용이 참고로 본원에 포함되는 WO 2012/110924 A1에서는, 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기가 제안된다. 검출기는 적어도 하나의 광학 센서를 포함한다. 광학 센서는 적어도 하나의 센서 영역(sensor region)을 갖는다. 광학 센서는 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 설계된다. 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 조명의 기하학적적 형상, 특히 센서 구역(sensor area)에 대한 조명의 빔 단면에 의존한다. 검출기는 또한 적어도 하나의 평가 디바이스를 구비한다. 평가 디바이스는 센서 신호로부터 기하학적 형상의 정보의 적어도 하나의 항목, 특히 조명 및/또는 물체에 관한 기하학적 형상의 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다.

그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는 WO 2014/097181 A1은, 적어도 하나의 횡방향 광학 센서(transversal optical sensor) 및 적어도 하나의 광학 센서를 사용하는 것에 의해, 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 방법 및 검출기를 개시한다. 구체적으로, 고도의 정확도로 그리고 모호함이 없이 물체의 종방향 위치를 결정하기 위해, 센서 스택의 사용이 개시된다.

그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는 WO 2015/024871 A1은 광 빔의 적어도 하나의 속성을 공간적으로 분해된 양식으로 수정하도록 적응되는, 픽셀의 매트릭스 - 각각의 픽셀은 그 픽셀을 통과하는 광 빔의 일부의 적어도 하나의 광학적 속성을 개별적으로 수정하도록 제어 가능함 - 를 구비하는 적어도 하나의 공간적 광 변조기; 공간적 광 변조기의 픽셀의 매트릭스를 통과한 이후의 광 빔을 검출하도록 그리고 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 광학 센서; 상이한 변조 주파수를 갖는 픽셀 중 적어도 두 개를 주기적으로 제어하도록 적응되는 적어도 하나의 변조기 디바이스; 및 변조 주파수에 대한 센서 신호의 신호 성분을 결정하기 위해 주파수 분석을 수행하도록 적응되는 적어도 하나의 평가 디바이스를 포함하는 광학 검출기를 개시한다.

그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는 WO 2014/198629 A1은, 적어도 하나의 광학 센서 - 광학 센서는 물체로부터 검출기를 향해 전파하는 광 빔을 검출하도록 적응되고, 광학 센서는 픽셀의 적어도 하나의 매트릭스를 구비함 - ; 및 적어도 하나의 평가 디바이스 - 평가 디바이스는 광 빔에 의해 조명되는 광학 센서의 N 개의 픽셀을 결정하도록 적응되고, 평가 디바이스는 또한 광 빔에 의해 조명되는 N 개의 픽셀을 사용하는 것에 의해 물체의 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하도록 적응됨 - 를 포함하는 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 검출기를 개시한다.

그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는 2015년 12월 3일자로 출원된 EP 15 197 744.4는, 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기를 설명한다. 검출기는 적어도 하나의 종방향 광학 센서 - 종방향 광학 센서는 적어도 하나의 센서 영역을 구비하고, 종방향 광학 센서는 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존하고, 종방향 센서 신호는 또한 종방향 광학 센서의 적어도 하나의 속성에 의존하고, 종방향 광학 센서의 속성은 조정 가능함 - ; 및 적어도 하나의 평가 디바이스 - 평가 디바이스는 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계됨 - 를 포함한다.

또한, 일반적으로, 다양한 다른 검출기 개념에 대하여, 그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는 WO 2014/198626 A1, WO 2014/198629 A1 및 WO 2014/198625 A1에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 또한, 본 발명의 맥락에서 또한 활용될 수도 있는 잠재적인 재료 및 광학 센서와 관련해서는, 그 전체 내용이 또한 참조에 의해 본원과 함께 포함되는, 2015년 1월 30일자로 출원된 유럽 특허 출원 제EP 15 153 215.7호, 2015년 3월 3일자로 출원된 EP 15 157 363.1, 2015년 4월 22일자로 출원된 EP 15 164 653.6호, 2015년 7월 17일자로 출원된 EP 15177275.3, 둘 모두 2015년 8월 10일자로 출원된 EP 15180354.1 및 EP 15180353.3, 2015년 9월 14일자 출원된 EP 15 185 005.4, 둘 모두 2015년 11월 25일자로 출원된 EP 15 196 238.8 및 EP 15 196 239.6, 2015년 12월 3일자로 출원된 EP 15 197 744.4, 및 모두 2016년 2월 16일자로 출원된 EP 16155834.1, EP 16155835.8 및 EP 16155845.7에 대한 참조가 이루어질 수도 있다.

상기 언급된 디바이스 및 검출기에 의해 암시되는 이점에도 불구하고, 몇몇 기술적 도전 과제가 남아 있다. 따라서, 일반적으로, 신뢰 가능할 뿐만 아니라 저비용으로 제조될 수도 있는, 공간에서 물체의 위치를 검출하기 위한 검출기에 대한 필요성이 존재한다. 구체적으로는, 3D 감지 개념에 대한 필요성이 존재한다. 다양한 공지된 개념은, 상기 언급된 개념 중 몇몇과 같은 소위 FiP 센서를 사용하는 것에 적어도 부분적으로 기초한다. 공간에서 물체의 위치를 모호하지 않게 검출하기 위해, FiP 센서를 사용하는 3D 감지 개념은, 적어도 두 개의 상이한 초점 위치를 결정하기 위해, 통상적으로 적어도 두 개의 검출기, 예를 들면, 적어도 하나의 FiP 센서 및 적어도 하나의 기준 검출기, 및 광학 렌즈를 사용한다. 예를 들면, 서로의 뒤에 적층되어 배치될 수도 있는 투명 검출기가 사용될 수도 있다. 대안적으로, 두 개의 검출기는, 예를 들면, 빔 스플리터에 의해 분할되는 광 빔의 광이 검출기 둘 모두에 충돌하도록 배치될 수도 있다. 따라서, 투명 검출기 또는 고가의 빔 스플리터가 필요하다. 이것은 달성 가능한 양자 효율성, 신호 대 잡음비 및 광학 해상도에 관한 단점으로 나타난다.

상기 언급된 종래 기술 문헌 중 몇몇의 개념과 같은 공지된 개념의 이 논의는, 몇몇 기술적 도전 과제가 남아 있다는 것을 명백히 보여준다. 상기 언급된 디바이스 및 검출기에 의해, 구체적으로는 WO 2012/110924 A1에서 개시되는 검출기에 의해 암시되는 이점에도 불구하고, 간단하고, 비용 효율적이며, 여전히 신뢰 가능한 공간 검출기에 대한 개선이 여전히 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 공지된 디바이스 및 방법의 상기 언급된 기술적 과제에 직면하는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명의 목적은, 공간에서 물체의 위치를, 바람직하게는 낮은 기술적 노력을 통해 그리고 기술적 리소스 및 비용의 관점에서 낮은 요건을 가지고, 신뢰성 있게 결정할 수도 있는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.

이 문제는 독립 특허 청구항의 피쳐를 갖는 본 발명에 의해 해결된다. 개별적으로 또는 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 유리한 개발은, 종속항에서 및/또는 하기의 명세서 및 상세한 실시예에서 제시된다.

다음에서 사용되는 바와 같이, "구비한다(have)", "포함한다(comprise)" 또는 "포함한다(include)" 또는 이들의 임의의 문법적 변형어는 비배타적인 방식으로 사용된다. 따라서, 이들 용어는, 이 용어에 의해 소개되는 피쳐 외에는 이 맥락에서 설명되는 엔티티에 어떤 추가적인 피쳐도 존재하지 않는 상황 및 하나 이상의 추가적인 피쳐가 존재하는 상황 둘 모두를 가리킬 수도 있다. 한 예로서, 표현 "A는 B를 구비한다(has)", "A는 B를 포함한다(comprise)" 및 "A는 B를 포함한다(include)"는, B 외에는 어떠한 다른 엘리먼트도 A에 존재하지 않는 상황(즉, A가 전적으로 그리고 배타적으로 B로만 구성되는 상황) 및 B 외에, 하나 이상의 추가적인 엘리먼트, 예컨대 엘리먼트 C, 엘리먼트 C 및 D 또는 심지어 또 다른 엘리먼트가 엔티티 A에 존재하는 상황 둘 모두를 가리킬 수도 있다.

또한, 피쳐 또는 엘리먼트가 한 번 또는 한 번보다 더 많이 존재할 수도 있다는 것을 나타내는 용어 "적어도 하나", "하나 이상의" 또는 유사한 표현은, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트를 소개할 때 단지 한 번만 사용될 것이다는 것을 유의해야 할 것이다. 이하에서, 대부분의 경우에서, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트를 언급할 때, 표현 "적어도 하나" 또는 "하나 이상의"는, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트가 한 번 또는 한 번보다 더 많이 존재할 수도 있다는 사실에도 불구하고, 반복되지 않을 것이다.

또한, 이하에서 사용될 때, 용어 "바람직하게는(preferably)", "더 바람직하게는(more preferably)", "특히(particularly)", "더욱 특별하게는(more particularly)", "구체적으로(specifically)", "더 구체적으로(more specifically)" 또는 유사한 용어는, 대안적인 가능성을 제한하지 않으면서, 옵션 사항의(optional) 피쳐와 연계하여 사용된다. 따라서, 이 용어에 의해 도입되는 피쳐는 옵션 사항의 피쳐이며 청구범위의 범위를 어떤 식으로든 제한하도록 의도되지는 않는다. 본 발명은, 숙련된 자가 인식하는 바와 같이, 대안적인 피쳐를 사용하는 것에 의해 수행될 수도 있다. 마찬가지로, "본 발명의 한 실시예" 또는 유사한 표현에 의해 도입되는 피쳐는, 본 발명의 대안적인 실시예에 관한 어떠한 제약도 없이, 본 발명의 범위에 관한 어떠한 제약도 없이 그리고 본 발명의 다른 옵션 사항의 또는 비 옵션 사항의 피쳐를 갖는 방식으로 소개되는 피쳐를 조합하는 가능성에 관한 어떠한 제약도 없이, 옵션 사항의 피쳐인 것으로 의도된다.

본 발명의 제1 양태에서, 구체적으로는 적어도 하나의 물체의 깊이 또는 깊이 및 폭 둘 모두와 관련하여, 적어도 하나의 물체의 광학적 검출을 위한, 특히 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 검출기가 개시된다.

"물체"는 일반적으로 살아 있는 물체(living object) 및 살아 있지 않은 물체(non-living object)로부터 선택되는 임의적인 물체일 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 적어도 하나의 물체는 하나 이상의 물품 및/또는 물품의 하나 이상의 부분을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 물체는, 인간, 예를 들면, 유저 및/또는 동물의 하나 이상의 신체 부위와 같은, 하나 이상의 생물 및/또는 그것의 하나 이상의 부분일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다.

본원에서 사용될 때, 용어 "위치"는, 공간에서의 물체 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의 위치 및/또는 방위에 관한 정보의 적어도 하나의 항목을 가리킨다. 따라서, 정보의 적어도 하나의 항목은 물체의 적어도 하나의 지점과 적어도 하나의 검출기 사이의 적어도 하나의 거리를 암시할 수도 있다. 하기에서 더 상세하게 개설되는 바와 같이, 거리는 종방향 좌표일 수도 있거나 또는 물체의 지점의 종방향 좌표를 결정하는 데 기여할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 물체 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의 위치 및/또는 방위에 관한 정보의 하나 이상의 다른 항목이 결정될 수도 있다. 한 예로서, 물체 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 횡방향 좌표가 결정될 수도 있다. 따라서, 물체의 위치는 물체 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 종방향 좌표를 암시할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 물체의 위치는, 물체 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 횡방향 좌표를 암시할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 물체의 위치는, 공간에서의 물체의 방위를 나타내는, 물체의 적어도 하나의 방위 정보를 암시할 수도 있다.

이 목적을 위해, 한 예로서, 하나 이상의 좌표 시스템이 사용될 수도 있고, 물체의 위치는 하나의, 두 개의, 세 개의 또는 그 이상의 좌표를 사용하는 것에 의해 결정될 수도 있다. 한 예로서, 하나 이상의 직교 좌표 시스템 및/또는 다른 타입의 좌표 시스템이 사용될 수도 있다. 하나의 예에서, 좌표 시스템은, 검출기가 미리 결정된 위치 및/또는 방위를 갖는 검출기의 좌표 시스템일 수도 있다. 하기에서 더 상세하게 개설되는 바와 같이, 검출기는, 검출기의 시야의 주 방향을 구성할 수도 있는 광학 축을 구비할 수도 있다. 광학 축은, z 축과 같은 좌표 시스템의 한 축을 형성할 수도 있다. 또한, 바람직하게는 z 축에 수직인 하나 이상의 추가적인 축이 제공될 수도 있다.

따라서, 한 예로서, 검출기는, 광학 축이 z 축을 형성하는 그리고, 추가적으로, z 축에 수직이며 서로 수직인 x 축 및 y 축이 제공될 수도 있는 좌표 시스템을 구성할 수도 있다. 한 예로서, 검출기 및/또는 검출기의 일부는, 이 좌표 시스템의 원점과 같은, 이 좌표 시스템의 특정한 지점에 놓일 수도 있다. 이 좌표 시스템에서, z 축에 평행한 또는 반평행한 방향은 종방향으로 간주될 수도 있고, z 축을 따르는 좌표는 종방향 좌표로 간주될 수도 있다. 종방향에 수직인 임의적인 방향은 횡방향으로 간주될 수도 있고, x 및/또는 y 좌표는 횡방향 좌표로 간주될 수도 있다.

대안적으로, 다른 타입의 좌표 시스템이 사용될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 광학 축이 z 축을 형성하고 z 축으로부터의 거리 및 극각이 추가적인 좌표로 사용될 수도 있는 극좌표 시스템이 사용될 수도 있다. 다시, z 축에 평행한 방향 또는 반평행한 방향은 종방향으로 간주될 수도 있고, z 축을 따르는 좌표는 종방향 좌표로 간주될 수도 있다. z 축에 수직인 임의의 방향은 횡방향으로 간주될 수도 있고, 극 좌표 및/또는 극각은 횡방향 좌표로 간주될 수도 있다.

본원에서 사용될 때, 광학적 검출을 위한 검출기는 일반적으로, 적어도 하나의 물체의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 제공하도록 적응되는 디바이스이다. 검출기는 고정식 디바이스 또는 이동식 디바이스일 수도 있다. 또한, 검출기는 독립형 디바이스일 수도 있거나 또는 컴퓨터, 차량 또는 임의의 다른 디바이스와 같은 다른 디바이스의 일부를 형성할 수도 있다. 또한, 검출기는 핸드헬드 디바이스일 수도 있다. 검출기의 다른 실시예가 실현 가능하다.

검출기는 임의의 실현 가능한 방식으로 적어도 하나의 물체의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 제공하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 정보는, 예를 들면, 전자적으로, 시각적으로, 음향적으로 또는 이들의 임의의 임의적인 조합으로 제공될 수도 있다. 정보는 또한, 검출기의 데이터 스토리지 또는 별개의 디바이스에 저장될 수도 있고 및/또는 무선 인터페이스 및/또는 유선 인터페이스와 같은 적어도 하나의 인터페이스를 통해 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기는, 적어도 하나의 종방향 광학 센서 - 종방향 광학 센서는 적어도 하나의 센서 영역을 구비하고, 종방향 광학 센서는 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ; 적어도 하나의 전달 디바이스 - 전달 디바이스는 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내고, 전달 디바이스는 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 광 빔 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 적어도 하나의 제2 광 빔의 빔 단면을, 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하게끔, 각각의 광 빔의 파장에 따라 조정하도록 적응됨 - ; 및 적어도 하나의 평가 디바이스 - 평가 디바이스는 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호를, 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호로 그리고 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록 적응되고, 평가 디바이스는, 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계됨 - 를 포함한다.

여기서, 상기에서 열거되는 컴포넌트는 별개의 컴포넌트일 수도 있다. 대안적으로, 상기에서 열거되는 바와 같은 컴포넌트 중 두 개 이상이 하나의 컴포넌트로 통합될 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 평가 디바이스는, 전달 디바이스 및 종방향 광학 센서와는 독립적인 별개의 평가 디바이스로서 형성될 수도 있지만, 그러나 종방향 센서 신호를 수신하기 위해 종방향 광학 센서에 연결되는 것이 바람직할 수도 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 평가 디바이스는 종방향 광학 센서로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있다.

본원에서 사용될 때, 광학 센서는, 광 빔을 검출하기 위한, 예컨대 광 빔에 의해 생성되는 조명 및/또는 광 스팟을 검출하기 위한 광 감지 디바이스를 일반적으로 가리킨다. 광학 센서는, 하기에서 더 상세하게 개설되는 바와 같이, 물체의 및/또는 물체의 적어도 하나의 부분의, 예컨대 적어도 하나의 광 빔이 자신으로부터 검출기를 향해 이동하는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하도록 적응될 수도 있다.

본원에서 사용될 때, "종방향 광학 센서"는, 일반적으로, 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되는 디바이스인데, 여기서 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 소위 "FiP 효과"에 따라, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존한다. 본원에서 사용될 때, 용어 "센서 신호"는, 조명에 응답하여, 종방향 광학 센서에 의해 생성되는 임의적인 기억 가능하고 전달 가능한 신호를 일반적으로 가리킨다. 종방향 센서 신호는, 일반적으로, 깊이로서 또한 표시될 수도 있는 종방향 위치를 나타내는 임의적인 신호일 수도 있다. 한 예로서, 종방향 센서 신호는 디지털 및/또는 아날로그 신호일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 한 예로서, 종방향 센서 신호는 전압 신호 및/또는 전류 신호일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 종방향 센서 신호는 디지털 데이터일 수도 있거나 디지털 데이터를 포함할 수도 있다. 한 예로서, 센서 신호는, 디지털 전자 신호 및/또는 아날로그 전자 신호일 수도 있는 또는 그들을 포함할 수도 있는 적어도 하나의 전자 신호일 수도 있거나 그들을 포함할 수도 있다. 종방향 센서 신호는 단일의 신호 값 및/또는 일련의 신호 값을 포함할 수도 있다. 종방향 센서 신호는, 두 개 이상의 개개의 신호를 조합하는 것에 의해, 예컨대 두 개 이상의 신호를 평균하는 것에 의해 및/또는 두 개 이상의 신호의 몫을 형성하는 것에 의해 유도되는 임의적인 신호를 더 포함할 수도 있다. 종방향 광학 센서 및 종방향 센서 신호의 잠재적인 실시예에 대하여, WO 2012/110924 A1에서 개시되는 바와 같은 광학 센서에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 또한, 원시(raw) 센서 신호가 사용될 수도 있거나, 또는 검출기, 광학 센서 또는 임의의 다른 엘리먼트가 센서 신호를, 필터링 또는 등등에 의한 사전 프로세싱과 같은, 프로세싱 또는 사전 프로세싱하도록 적응될 수도 있고, 그에 의해, 센서 신호로서 또한 사용될 수도 있는 이차 센서 신호를 생성할 수도 있다.

본원에서 사용될 때, 용어 "광"은 일반적으로, 가시광선 스펙트럼 범위, 자외선 스펙트럼 범위 및 적외선 스펙트럼 범위 중 하나 이상에서의 전자기 방사선을 가리킨다. 여기서, ISO 표준 ISO-21348에 부분적으로 따르면, 용어 가시광선 스펙트럼 범위는 용어는 일반적으로 380 nm 내지 760 nm의 스펙트럼 범위를 가리킨다. 용어 적외선(infrared; IR) 스펙트럼 범위는 일반적으로 760 nm 내지 1000 ㎛의 범위 내의 전자기 방사선을 가리키는데, 760 nm 내지 1.4 ㎛의 범위는 일반적으로 근적외선(near infrared: NIR) 스펙트럼 범위로 명명되고, 15 ㎛에서부터 1000 ㎛까지의 범위는 원적외선(far infrared; FIR) 스펙트럼 범위로 일반적으로 명명된다. 용어 자외선 스펙트럼 범위는 일반적으로 1 nm 내지 380 nm의 범위 내의, 바람직하게는 100 nm 내지 380 nm의 범위 내의 전자기 방사선을 가리킨다. 바람직하게는, 본 발명 내에서 사용되는 바와 같은 광은 가시광선, 즉 가시광선 스펙트럼 범위 내의 광이다.

용어 "광 빔"은, 특정한 방향으로 방출되는 일정 양의 광, 구체적으로는, 확산 각도 또는 넓어지는 각도를 갖는 광 빔의 가능성을 비롯한, 본질적으로 동일한 방향으로 진행하는 일정 양의 광을 일반적으로 가리킨다. 따라서, 광 빔은 광 빔의 전파 방향에 수직인 방향에서 미리 결정된 확장을 갖는 광선의 묶음일 수도 있다. 바람직하게는, 광 빔은, 하나 이상의 가우스(Gaussian) 빔 파라미터, 예컨대 빔 웨이스트, 레일레이(Rayleigh) 길이 또는 임의의 다른 빔 파라미터 또는 공간에서의 빔 전파 및/또는 빔 직경의 전개를 특성 묘사하기에 적합한 빔 파라미터의 조합 중 하나 이상에 의해 특성 묘사될 수도 있는 하나 이상의 가우스 광 빔일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 광 빔은 물체로부터 검출기를 항해 전파된다.

또한 본원에서 사용될 때, 용어 "변조된"은 일반적으로 적어도 하나의 속성의 주기적인 변화를 가리킨다. 따라서, 변조된 광 빔은, 한 예로서, 구체적으로, 적어도 하나의 변조 주파수를 사용하여, 진폭 변조 및/또는 주파수 변조될 수도 있다. 변조는, 한 예로서, 사인파 변조 또는 다른 타입의 변조, 예컨대 톱니파 변조, 구형파 변조, 월시(Walsh) 함수 타입의 변조, 코드 분할 멀티플렉스(code division multiplex; CDM)와 같은 코드 멀티플렉싱을 위한 GPS형 변조 또는 다른 타입의 변조일 수도 있다. 적어도 하나의 변조 주파수는, 구체적으로는, 고정 주파수일 수도 있는데, 이 경우, 또한, 변조 주파수에서의 변화도 실현 가능하고 검출될 수도 있다.

적어도 하나의 종방향 센서 신호는, 광 빔에 의한 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, FiP 효과에 따라, 적어도 하나의 종방향 광학 센서의 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존한다.

본원에 사용될 때, 용어 "센서 영역"은, 바람직하게는, 연속하는 그리고 연속하는 영역을 형성할 수 있는, 그러나 필수적이지는 않은, 이차원 또는 삼차원 영역을 일반적으로 가리키는데, 여기서 센서 영역은, 조명에 의존하는 방식으로, 적어도 하나의 측정 가능한 속성을 변경시키도록 설계된다. 한 예로서, 상기 적어도 하나의 속성은, 예를 들면, 광기전 및/또는 광전류 및/또는 몇몇 다른 타입의 신호를, 센서 영역이 단독으로 또는 광학 센서의 다른 엘리먼트와 상호 작용하여 생성하도록 설계되는 것에 의한 전기적 속성을 포함할 수 있다. 특히, 센서 영역은, 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 균일한, 바람직하게는 단일의 신호를 센서 영역이 생성하는 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 센서 영역은, 바람직하게는, 예를 들면, 센서 영역의 부분 영역에 대한 부분 신호로 더 이상 세분될 수 없는 종방향 광학 센서의 최소 단위일 수 있는데, 이 최소 단위에 대해 균일한 신호, 예를 들면, 전기적 신호가 생성된다. 종방향 광학 센서는 하나의 또는 그렇지 않으면 복수 개의 이러한 센서 영역을 가질 수 있는데, 후자의 경우에는, 예를 들면, 복수의 이러한 센서 영역이 이차원 및/또는 삼차원 매트릭스 배열로 배치되는 것에 의해 의한다.

본 발명에 따른 검출기뿐만 아니라, 본 발명의 맥락에서 제안되는 다른 디바이스 및 방법은, 구체적으로는, WO 2012/110924 A1에서 및/또는 WO 2014/097181 A1에서 더 상세하게 설명되는 소위 "FiP"효과와 유사한 개념을 구현하는 것으로 간주될 수도 있다. 여기서, "FiP"는, 조명의 동일한 전체 전력 P가 주어지면, 입사 빔의 광자 밀도, 광자 플럭스에 의존하는, 따라서, 단면적(φ(F))에 의존하는 신호(i)가 생성될 수도 있다는 뜻을 암시한다.

본원에 사용될 때, 용어 "빔 단면"은, 광 빔의 측방향 연장부 또는 특정한 위치에서 광 빔에 의해 생성되는 광 스팟을 일반적으로 가리킨다. 또한 본원에서 사용될 때, 광 스팟은 광 빔에 의한 특정한 위치에서의 가시적인 또는 검출 가능한 원형 또는 비원형 조명을 일반적으로 가리킨다. 광 스팟에서, 광은 완전히 또는 부분적으로 산란될 수도 있거나 또는 단순히 투과될 수도 있다. 원형의 광 스팟이 생성되는 경우, 반경, 직경 또는 가우스 빔 웨이스트 또는 가우스 빔 웨이스트의 두 배가 빔 단면의 척도로서 기능할 수도 있다. 비원형 광 스팟이 생성되는 경우, 임의의 다른 실현 가능한 방식으로, 예컨대, 원형 광 스팟과 동일한 면적을 갖는, 등가 빔 단면으로도 또한 칭해지는 원의 단면을 결정하는 것에 의해, 단면이 결정될 수도 있다. 이와 관련하여, 가장 작은 가능한 단면을 갖는 광 빔이 센서 영역에 충돌할 수도 있는 조건 하에서, 예컨대 광학 렌즈에 의해 영향을 받을 때 센서 영역이 초점에 또는 그 근처에 위치될 수도 있는 경우에, 종방향 센서 신호의 극값, 즉 최대값 또는 최소값, 특히 전역적 극값의 관찰을 활용하는 것이 가능할 수도 있다. 극값이 최대값인 경우, 이 관찰은 긍정적인 FiP 효과로서 명명될 수도 있고, 한편 극값이 최소값인 경우, 이 관찰은 부정적인 FiP 효과로 명명될 수도 있다.

광 빔에 의한 센서 영역의 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 제1 빔 직경 또는 빔 단면을 갖는 광 빔은 제1 종방향 센서 신호를 생성할 수도 있고, 반면 제1 빔 직경 또는 빔 단면과는 상이한 제2 빔 직경 또는 빔 단면을 갖는 광 빔은, 제1 종방향 센서 신호와는 상이한 제2 종방향 센서 신호를 생성한다. 따라서, 종방향 센서 신호를 비교하는 것에 의해, 빔 직경에 관한 빔 단면에 대한 정보의 적어도 하나의 항목이 생성될 수도 있다. 이 효과의 세부 사항에 대해서는, WO 2012/110924 A1에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 따라서, 종방향 광학 센서에 의해 생성되는 종방향 센서 신호는, 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도에 대한 정보를 획득하기 위해 및/또는 종방향 센서 신호 및/또는 광 빔의 전체 전력 및/또는 총 강도에 대한 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 정규화하기 위해, 비교될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 종방향 광학 센서 신호의 최대 값이 검출될 수도 있고, 모든 종방향 센서 신호는 이 최대 값에 의해 분할될 수 있고, 그에 의해, 그 다음 상기 언급된 공지의 관계를 사용하는 의해 물체에 대한 종방향 정보의 적어도 하나의 항목으로 변환될 수도 있는 정규화된 종방향 광학 센서 신호를 생성할 수도 있다. 종방향 센서 신호의 평균 값을 사용하는 그리고 평균 값에 의해 모든 종방향 센서 신호를 제산하는 정규화와 같은 다른 방식의 정규화도 실현 가능하다. 다른 옵션도 가능하다. 이들 옵션의 각각은, 변환을, 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도와는 독립적으로 만들기에 적절할 수도 있다. 또한, 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도에 대한 정보가, 따라서, 생성될 수도 있을 것이다.

구체적으로는, 물체로부터 검출기로 전파하는 광 빔의 하나 이상의 빔 속성이 알려져 있는 경우, 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목은, 따라서, 적어도 하나의 종방향 센서 신호와 물체의 종방향 위치 사이의 공지된 관계로부터 유도될 수도 있다. 공지된 관계는 알고리즘으로서 및/또는 하나 이상의 교정 곡선으로서 평가 디바이스에 저장될 수도 있다. 한 예로서, 구체적으로는 가우스 빔의 경우, 빔 직경 또는 빔 웨이스트와 물체의 위치 사이의 관계는, 빔 웨이스트와 종방향 좌표 사이의 가우스 관계를 사용하는 것에 의해 용이하게 유도될 수도 있다.

검출기는, 나중에 더 상세히 설명될, 그리고 공통 광학 축을 따라 추가로 배치될 수도 있는 적어도 하나의 전달 디바이스, 예컨대 광학 렌즈를 포함한다. 가장 바람직하게는, 물체로부터 나오는 광 빔은, 이 경우, 먼저 적어도 하나의 전달 디바이스를 통해, 그 다음, 종방향 광학 센서로 진행할 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "전달 디바이스"는, 물체로부터 방출되는 적어도 하나의 광 빔을 검출기 내의 광학 센서, 즉 적어도 하나의 종방향 광학 센서 및 적어도 하나의 옵션 사항인 횡방향 광학 센서로 전달하도록 구성되는 광학 엘리먼트를 가리킨다. 따라서, 전달 디바이스는 물체로부터 검출기로 전파하는 광을 광학 센서에 공급하도록 설계될 수 있는데, 이 공급은, 옵션 사항으로서(optionally), 이미징에 의해 또는 그 밖에 전달 디바이스의 비이미징 속성에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 전달 디바이스는 또한, 전자기 방사선이 횡방향 및/또는 종방향 광학 센서로 공급되기 이전에, 전자기 방사선을 수집하도록 설계될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 전달 디바이스는 이미징 속성을 가질 수도 있다. 결과적으로, 전달 디바이스는 적어도 하나의 이미징 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 하나의 렌즈 및/또는 적어도 하나의 곡면 미러를 포함하는 데, 그 이유는, 이러한 이미징 엘리먼트의 경우, 예를 들면, 센서 영역 상의 조명의 기하학적 형상이 전달 디바이스와 물체 사이의 상대적인 위치 결정, 예를 들면, 거리에 의존할 수 있기 때문이다. 전달 디바이스는, 물체로부터 방출되는 전자기 방사선이 센서 영역으로 완전히 전달되는, 예를 들면, 특히 물체가 검출기의 시각적 범위 내에 배치되는 경우, 센서 영역, 특히 센서 구역 상으로 완전히 집속되는 방식으로 설계될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 전달 디바이스는 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내는데, 이 경우, 특히, 전달 디바이스의 상이한 초점 길이는 적어도 하나의 입사 광 빔의 파장에 대해 상이하다. 본원에서 사용될 때, 용어 전달 디바이스의 "초점 길이"는, 전달 디바이스에 충돌할 수도 있는 입사 시준 광선이, "초점(focal point)"으로 또한 표시될 수도 있는 "초점(focus)"으로 이동되는 거리를 가리킨다. 따라서, 초점 길이는, 충돌하는 광 빔을 수렴시키는 전달 디바이스의 능력의 척도를 구성한다. 따라서, 전달 디바이스는, 수렴 렌즈(converging lens)의 효과를 가질 수 있는 하나 이상의 이미징 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 한 예로서, 전달 디바이스는 하나 이상의 렌즈, 특히 하나 이상의 굴절 렌즈, 및/또는 하나 이상의 볼록 미러를 가질 수 있다. 이 예에서, 초점 길이는, 얇은 굴절 렌즈의 중심으로부터 얇은 렌즈의 주 초점까지의 거리로서 정의될 수도 있다. 볼록 렌즈 또는 양면 볼록 렌즈와 같은 수렴성의(converging) 얇은 굴절 렌즈의 경우, 초점 길이는 양의 값인 것으로 간주될 수도 있고, 전달 디바이스로서의 얇은 렌즈에 충돌하는 시준된 광의 빔이 단일의 스팟으로 집속될 수도 있는 거리를 제공할 수도 있다. 추가적으로, 전달 디바이스는 적어도 하나의 파장 선택 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 하나의 광학 필터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 전달 디바이스는, 예를 들면, 센서 영역 및 특히 센서 구역의 위치에서 전자기 방사선에 대한 미리 정의된 빔 프로파일에 영향을 주도록 설계될 수 있다. 전달 디바이스의 상기 언급된 옵션 사항의 실시예는, 원칙적으로는, 개별적으로 또는 임의의 소망되는 조합으로 실현될 수 있다.

이미 언급된 바와 같이, 전달 디바이스는, 제1 파장을 갖는 제1 광 빔 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 제2 광 빔의 빔 단면을 각각의 광 빔의 파장에 따라 조정하도록 적응되는데, 예컨대, 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면은 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하다. 전달 디바이스는 적어도 하나의 입사 광 빔의 파장에 의존하는 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타낸다. 전달 디바이스는, 파장 종속 굴절률을 갖는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함할 수도 있다. 특히, 전달 디바이스가 굴절 렌즈를 포함하는 경우, 전달 디바이스 내의 상이한 초점 길이는, 전달 디바이스에서 사용되는 재료에 의해 야기되는 색수차에 의해 생성될 수도 있다. 전달 디바이스는 강한 색수차를 갖는 렌즈일 수도 있거나 또는 그것을 포함할 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "빔 단면을 조정한다"는, 일반적으로, 광 빔의 빔 단면을 구성, 변경, 수정, 변화시키는 것 중 적어도 하나의 목적을 위해 전달 디바이스에 충돌하는 적어도 하나의 광 빔에 영향을 주는 것을 가리킨다. 전달 디바이스는, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면이 상이하도록, 제1 광 빔 및 제2 광 빔을, 광 빔의 파장에 따라 분리하도록 적응될 수도 있다. 또한, 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 분리 및/또는 독립적인 광 빔으로서 생성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 적어도 두 개의 조명 소스에 의해 또는 적어도 두 개의 광원을 갖는 적어도 하나의 조명 소스에 의해 생성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 광 빔 및 제2 광 빔은, 예를 들면, 적어도 하나의 조명 소스에 의해 생성되는 하나의 광 빔의 일부일 수도 있는데, 이 경우, 광 빔은 상이한 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 적어도 하나의 제2 부분을 포함한다. 예를 들면, 적어도 하나의 광 빔이 전달 디바이스에 충돌할 수도 있다. 전달 디바이스는, 제1 파장을 갖는 광 빔의 부분이 센서 영역에서 제1 빔 단면을 가지며 제2 파장을 갖는 광 빔의 부분이 센서 영역에서 제1 빔 단면과는 상이한 제2 빔 단면을 가지도록, 제1 파장을 갖는 광 빔의 부분을, 제2 파장을 갖는 광 빔의 부분으로부터 분리하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 다시 말하면, 전달 디바이스는, 제1 파장을 갖는 부분이 센서 영역에서, 제2 파장을 갖는 부분과는 상이한 스팟 사이즈를 갖는 스팟을 생성하도록, 제1 파장을 갖는 부분 및 제2 파장을 갖는 부분의 빔 단면을 조정하도록 적응될 수도 있다. 다른 실시예에서, 두 개의 상이한 파장을 갖는 두 개의 광 빔이 전달 디바이스에서 충돌할 수도 있다. 전달 디바이스는, 제1 파장을 갖는 광 빔이 센서 영역에서 제1 빔 단면을 가지고 제2 파장을 갖는 광 빔이 센서 영역에서 제1 빔 단면과는 상이한 제2 빔 단면을 가지게끔, 제1 파장을 갖는 광 빔을 제2 파장을 갖는 광 빔으로부터 분리하도록 적응될 수도 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는, 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호를, 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록, 예를 들면 분리하도록 및/또는 이들로 할당하도록 적응되는데, 여기서, 평가 디바이스는, 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해, 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다. 본원에서 사용될 때, 용어 "평가 디바이스"는, 정보의 항목, 즉 물체의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되는 임의적인 디바이스를 일반적으로 가리킨다. 한 예로서, 평가 디바이스는, 하나 이상의 집적 회로, 예컨대 하나 이상의 주문형 반도체(application-specific integrated circuit; ASIC), 및/또는 하나 이상의 데이터 프로세싱 디바이스, 예컨대 하나 이상의 컴퓨터, 바람직하게는 하나 이상의 마이크로컴퓨터 및/또는 마이크로컨트롤러일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 사전 프로세싱 디바이스 및/또는 데이터 획득 디바이스, 예컨대 센서 신호의 수신 및/또는 사전 프로세싱을 위한 하나 이상의 디바이스, 예컨대 하나 이상의 AD 컨버터 및/또는 하나 이상의 필터와 같은 추가적인 컴포넌트가 포함될 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 센서 신호는 일반적으로 종방향 센서 신호 중 하나, 및 적용 가능한 경우, 횡방향 센서 신호를 가리킬 수도 있다. 또한, 평가 디바이스는 하나 이상의 데이터 스토리지 디바이스를 포함할 수도 있다. 또한, 상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는 하나 이상의 인터페이스, 예컨대 하나 이상의 무선 인터페이스 및/또는 하나 이상의 유선 인터페이스를 포함할 수도 있다.

적어도 하나의 평가 디바이스는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램, 예컨대 정보의 항목을 생성하는 단계를 수행 또는 지원하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 수행하도록 적응될 수도 있다. 한 예로서, 센서 신호를 입력 변수로서 사용하는 것에 의해, 물체의 위치로의 미리 결정된 변환을 수행할 수도 있는 하나 이상의 알고리즘이 구현될 수도 있다.

평가 디바이스는, 센서 신호를 평가하는 것에 의해 정보의 항목을 생성하도록 설계될 수 있는 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스, 특히 전자 데이터 프로세싱 디바이스를 특히 포함할 수도 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 센서 신호를 입력 변수로서 사용하도록 그리고 이들 입력 변수를 프로세싱하는 것에 의해 물체의 횡방향 위치 및 종방향 위치에 대한 정보의 항목을 생성하도록 설계된다. 프로세싱은 병렬로, 이어서(subsequently), 또는 심지어 조합된 방식으로 행해질 수 있다. 평가 디바이스는, 예컨대 계산에 의해 및/또는 적어도 하나의 저장된 및/또는 공지된 관계를 사용하는 것에 의해, 정보의 이들 항목을 생성하기 위해 임의적인 프로세스를 사용할 수도 있다. 센서 신호 외에, 하나의 또는 복수의 추가 파라미터 및/또는 정보의 항목, 예를 들면, 변조 주파수에 대한 정보의 적어도 하나의 항목이 상기 관계에 영향을 미칠 수 있다. 그 관계는, 경험적으로, 분석적으로 또는 그 밖에 반경험적으로 결정될 수 있거나 또는 결정 가능할 수 있다. 그 관계는 적어도 하나의 교정 곡선(calibration curve), 교정 곡선의 적어도 하나의 세트, 적어도 하나의 함수 또는 언급된 가능성의 조합을 포함할 수도 있다. 하나의 또는 복수의 교정 곡선은, 예를 들면, 값 및 그의 관련된 함수 값의 세트의 형태로, 예를 들면, 데이터 스토리지 디바이스 및/또는 테이블에 저장될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 교정 곡선은 또한, 예를 들면, 파라미터화된 형태로 및/또는 함수식으로서 저장될 수 있다. 센서 신호를 정보의 항목으로 프로세싱하기 위한 별개의 관계가 사용될 수도 있다. 대안적으로, 센서 신호를 프로세싱하기 위한 적어도 하나의 조합된 관계가 실현 가능하다. 다양한 가능성이 생각될 수 있고 또한 조합될 수 있다.

한 예로서, 평가 디바이스는 정보의 항목을 결정하는 목적을 위해 프로그래밍의 관점에서 설계될 수 있다. 평가 디바이스는 특히 적어도 하나의 컴퓨터, 예를 들면, 적어도 하나의 마이크로컴퓨터를 포함할 수 있다. 또한, 평가 디바이스는 하나의 또는 복수의 휘발성 또는 불휘발성 데이터 메모리를 포함할 수 있다. 데이터 프로세싱 디바이스, 특히 적어도 하나의 컴퓨터에 대한 대안으로서 또는 그에 추가하여, 평가 디바이스는, 정보의 항목을 결정하도록 설계되는 하나의 또는 복수의 추가적인 전자적 컴포넌트, 예를 들면, 전자 테이블 및 특히 적어도 하나의 룩업 테이블 및/또는 적어도 하나의 주문형 반도체(ASIC)를 포함할 수 있다.

검출기는, 상기에서 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 평가 디바이스를 구비한다. 특히, 적어도 하나의 평가 디바이스는 또한, 예를 들면, 적어도 하나의 조명 소스를 제어하도록 및/또는 검출기의 적어도 하나의 변조 디바이스를 제어하도록 평가 디바이스가 설계되는 것에 의해, 검출기를 완전히 또는 부분적으로 제어 또는 구동하도록 설계될 수 있다. 평가 디바이스는, 특히, 하나의 또는 복수의 센서 신호, 예컨대 복수의 센서 신호가 포착되는, 예를 들면, 복수의 센서 신호가 조명의 상이한 변조 주파수에서 연속적으로 포착되는 적어도 하나의 측정 사이클을 수행하도록 설계될 수 있다.

평가 디바이스는, 상기에서 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다. 물체의 상기 위치는 정적일 수 있거나 또는, 심지어, 물체의 적어도 하나의 이동, 예를 들면, 검출기 또는 그 일부와 물체 또는 그 일부 사이의 상대적인 이동을 포함할 수도 있다. 이 경우, 상대적인 이동은 일반적으로 적어도 하나의 선형 이동 및/또는 적어도 하나의 회전 이동을 포함할 수 있다. 이동 정보의 항목은 또한, 예를 들면, 상이한 시간에 포착되는 정보의 적어도 두 개의 항목의 비교에 의해 획득될 수 있고, 그 결과, 예를 들면, 위치 정보의 적어도 하나의 항목은 또한, 속도 정보의 적어도 하나의 항목 및/또는 가속도 정보의 적어도 하나의 항목, 예를 들면, 물체 또는 그 일부와 검출기 또는 그 일부 사이의 적어도 하나의 상대 속도에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 포함할 수 있다. 특히, 위치 정보의 적어도 하나의 항목은 일반적으로, 물체 또는 그 일부와 검출기 또는 검출기의 일부 사이의 거리에 대한 정보의 항목, 특히 광학 경로 길이; 물체 또는 그 일부와 옵션 사항인 전달 디바이스 또는 그 일부 사이의 거리 또는 광학적 거리에 대한 정보의 항목; 검출기 또는 그 일부에 대한 물체 또는 그 일부의 위치 결정을 위한 정보의 항목; 검출기 또는 그 일부에 대한 물체 및/또는 그 일부의 방위에 대한 정보의 항목; 물체 또는 그 일부와 검출기 또는 그 일부 사이의 상대적인 이동에 대한 정보의 항목; 물체 또는 그 일부의 이차원 또는 삼차원 공간적 구성, 특히 물체의 기하학적 형상 또는 형태에 대한 정보의 항목. 일반적으로, 위치 정보의 적어도 하나의 항목은, 따라서, 예를 들면, 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 물체 또는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 위치에 대한 정보의 항목; 물체 또는 그 일부의 적어도 하나의 방위에 대한 정보; 물체 또는 그 일부의 기하학적 형상 또는 형태에 대한 정보의 항목, 물체 또는 그 일부의 속도에 대한 정보의 항목, 물체 또는 그 일부의 가속도에 대한 정보의 항목, 검출기의 시각적 범위 내에서의 물체 또는 그 일부의 존재 또는 부재에 대한 정보의 항목으로부터 선택될 수 있다.

위치 정보의 적어도 하나의 항목은, 예를 들면, 적어도 하나의 좌표 시스템, 예를 들면, 검출기 또는 그 일부가 놓이는 좌표 시스템에서 명시될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 위치 정보는 또한, 예를 들면 검출기 또는 그 일부와 물체 또는 그 일부 사이의 거리를 단순히 포함할 수 있다. 언급된 가능성의 조합도 또한 생각될 수 있다.

평가 디바이스는 적어도 하나의 종방향 센서 신호로부터 광 빔의 직경을 결정하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 적응될 수도 있다. 본 발명에 따른 평가 디바이스를 활용하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 결정하는 것에 관한 또 다른 세부 사항에 대해서는, WO 2014/097181 A1의 설명에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 평가 디바이스는, 바람직하게는 광 빔의 전파의 방향에서 적어도 하나의 전파 좌표에 대한 광 빔의 빔 직경의 공지된 의존성으로부터 및/또는 광 빔의 공지된 가우스 프로파일로부터, 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 결정하기 위해, 광 빔의 빔 단면 및/또는 직경을 광 빔의 공지된 빔 속성과 비교하도록 적응될 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스는, 광 빔의 빔 직경이 조명 소스의 및/또는 조명 소스의 하나 이상의 어퍼쳐의 위치에서 공지되도록, 광 빔의 개방 각도를 미리 결정된 개방 각도로 조정하도록 적응될 수도 있다.

평가 디바이스는, 변조, 주파수 또는 위상 시프트 중 하나 이상에 의해 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 구별하도록 설계될 수도 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 제1 광 빔에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분 및 제2 광 빔에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분을 분리 및/또는 결정하도록 설계될 수도 있다. 예를 들면, 광 빔은 변조된 광 빔일 수도 있는데, 광 빔은 상이한 변조 주파수로 변조될 수도 있다. 검출기는, 상이한 변조의 경우에 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를, 특히 각각의 상이한 변조 주파수에서 적어도 두 개의 센서 신호를 검출하도록 설계될 수도 있다. 종방향 광학 센서는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 종방향 센서 신호가 조명의 변조의 변조 주파수에 의존하는 방식으로 설계될 수도 있다. 종방향 센서 신호는, 제1 광 빔의 변조 주파수에 의존하는 제1 부분 및 제2 광 빔의 변조 주파수에 의존하는 제2 부분을 포함할 수도 있다. 평가 디바이스는, 제1 광 빔에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분 및 제2 광 빔에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분을 구별 및/또는 분리 및/또는 결정하도록 설계될 수도 있다.

평가 디바이스는, 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스는 적어도 하나의 종방향 센서 신호로부터 광 빔의 직경을 결정하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 적응될 수도 있다.

평가 디바이스는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 고려하는 것에 의해 모호성을 해소하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스는 종방향 광학 센서 신호를 모호하지 않게 평가하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스는, 광 빔의 빔 단면과 물체의 종방향 위치 사이의 공지된 관계에서 모호성을 해소하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 물체로부터 검출기로 전파하는 광 빔의 빔 속성이 완전히 또는 부분적으로 공지되는 경우에도, 많은 빔에서, 빔 단면은 초점에 도달하기 이전에 좁아지고, 이후에 다시 넓어진다는 것이 공지되어 있다. 따라서, 광 빔이 가장 좁은 빔 단면을 갖는 초점 전후에서, 광 빔이 동일한 단면을 갖는 광 빔의 전파의 축을 따르는 위치가 발생한다. 따라서, 한 예로서, 초점 전후의 거리 z0에서, 광 빔의 단면은 동일하다.

이 맥락에서, 그 전체 내용이 참고로 본원에 포함되는, 2015년 10월 28일자로 출원된 유럽 특허 출원 제15191960.2호에 대한 참조가 이루어질 수 있다. 특정한 분광 감도를 갖는 단지 하나의 종방향 광학 센서만이 사용되는 경우, 광 빔의 전체적인 전력 또는 강도가 공지되는 경우, 광 빔의 특정한 단면이 결정될 수 있다. 이 정보를 사용하는 것에 의해, 초점으로부터 각각의 종방향 광학 센서의 거리 z0이 결정될 수도 있을 것이다. 그러나, 각각의 종방향 광학 센서가 초점의 앞에 위치되는지 또는 뒤에 위치되는지의 여부를 결정하기 위해, 물체 및/또는 검출기의 이동의 이력 및/또는 검출기가 초점 앞에 위치되는지 또는 뒤에 위치되는지의 여부에 대한 정보와 같은 추가적인 정보가 요구된다. 통상적인 상황에서, 이 추가적인 정보는 제공되지 않을 수도 있다. 따라서, 모호성을 해소하기 위해, 검출기는 적어도 두 개의 종방향 광학 센서를 포함할 수도 있다. 그러나, 특히 비용 효율성 및 공간 요건의 관점에서, 단일 종방향 광학 센서를 사용하는 것에 의해, 모호성 없이 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 결정하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 검출기는 하나의 종방향 광학 센서를 포함할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내는 적어도 하나의 전달 디바이스가 개시되는데, 전달 디바이스는, 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하도록, 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 광 빔 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 적어도 하나의 제2 광 빔의 빔 단면을, 각각의 광 빔의 파장에 따라 조정하도록 적응된다. 상이한, 특히 미리 결정된 빔 단면을 갖는 두 개의 광 빔을 생성하는 것에 의해, 모호성을 해소하는 것을 허용할 수도 있다. 종방향 광학 센서의 센서 영역에 충돌하는 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 상이한 빔 단면을 가지며 상이한 사이즈, 예를 들면, 상이한 직경을 갖는 두 개의 스팟을 종방향 광학 센서 영역 상에 생성할 수도 있다. 종방향 광학 센서는 제1 및 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 및/또는 그 조명에 의해 생성되는 종방향 센서 신호를 생성할 수도 있다. 종방향 센서 신호는 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 및/또는 그 조명에 의해 생성되는 제1 부분을 포함할 수도 있다. 종방향 센서 신호는, 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 및/또는 그 조명에 의해 생성되는 제2 부분을 포함할 수도 있다. 평가 디바이스는, 제1 및 제2 부분을 분리 및/또는 결정하도록 그리고 종방향 센서 신호의 두 부분 모두를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 종방향 광학 센서가 종방향 센서 신호의 제1 및 제2 부분으로부터 초점의 앞에 위치되는지 또는 뒤에 위치되는지의 여부에 대한 추가적인 정보를 결정하도록 적응될 수도 있다. 예를 들면, 평가 디바이스는, 종방향 센서 신호의 부분을 비교하도록 그리고 종방향 광학 센서가 종방향 센서 신호의 제1 및 제2 부분으로부터 초점 앞에 위치되는지 또는 뒤에 위치되는지 여부를 결정하도록 적응될 수도 있다.

평가 디바이스가, 종방향 센서 신호의 부분을 평가하는 것에 의해, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면보다 더 크다는 것을 인식하는 경우 - 이 경우 전달 디바이스는 제2 파장에 대해서 보다 제1 파장에 대해서 더 짧은 초점 길이를 가짐 - , 평가 디바이스는 제1 광 빔이 넓어지고 있고 반면 제2 광 빔이 여전히 좁아지고 있다는 것 및 종방향 광학 센서의 위치가 제1 광 빔의 초점의 뒤에 그리고 제2 광 빔의 초점의 앞에 위치된다는 것을 결정할 수도 있다. 반대로, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면보다 더 작은 경우, 평가 디바이스는 광 빔이 여전히 좁아지고 있다는 것 및 종방향 광학 센서의 위치가 초점 앞에 위치된다는 것을 결정할 수도 있다. 일반적으로, 평가 디바이스는, 제1 광 빔 및 제2 광 빔에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분을 비교하는 것에 의해, 광 빔이 넓어지는지 또는 좁아지는지를 인식하도록 적응될 수도 있다.

평가 디바이스는 종방향 센서 신호의 분석, 특히 종방향 센서 신호의 곡선 분석을 수행하도록 구성될 수도 있다. 평가 디바이스는 종방향 센서 신호의 진폭을 결정하도록 구성될 수도 있다. 평가 디바이스는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호의 진폭을 결정하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스는 제1 및 제2 종방향 센서 신호를 동시에 평가하도록 구성될 수도 있다. 평가 디바이스는 제1 및 제2 종방향 센서 신호를 비교하는 것에 의해 모호성을 해소하도록 구성될 수도 있다. 평가 디바이스는, 종방향 센서 신호를 정규화하도록 그리고 광 빔의 강도와는 독립적인 물체의 종방향 위치에 대한 정보를 생성하도록 적응될 수도 있다. 제1 및 제2 종방향 센서 신호는, 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도에 대한 정보를 획득하기 위해 및/또는 종방향 센서 신호 및/또는 광 빔의 전체 전력 및/또는 전체 강도에 대한 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 정규화하기 위해, 비교될 수도 있다.

검출기는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 더 포함할 수도 있다. 조명 소스는, 적어도 두 개의 상이한 파장을 포함하는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응될 수도 있는데, 광 빔은, 상이한 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 적어도 하나의 제2 부분을 포함할 수도 있다. 조명 소스는 상이한 파장을 갖는 적어도 두 개의 광 빔을 방출하도록 적응될 수도 있다. 검출기는 적어도 하나의 제1 광 빔 및 적어도 하나의 제2 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 포함할 수도 있다. 조명 소스는 적어도 두 개의 광원을 포함할 수도 있다. 따라서, 예컨대, 하나 이상의 일차 광선 또는 빔, 예컨대 미리 결정된 특성을 갖는 하나 이상의 일차 광선 또는 빔을 사용하는 것에 의해, 물체를 조명하는 하나 이상의 조명 소스가 제공될 수도 있을 것이다. 후자의 경우, 물체로부터 검출기로 전파하는 광 빔은, 물체 및/또는 물체에 연결되는 반사 디바이스에 의해 반사되는 광 빔일 수도 있을 것이다.

본원에 사용될 때, "조명 소스"는 일반적으로 적어도 하나의 광 빔을 생성 및 방출하도록 설계되는 임의적인 디바이스를 가리킨다. 조명 소스는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 조명 소스는, 예를 들면, 검출기 하우징 내의 검출기의 일부일 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 조명 소스는 또한 검출기 하우징의 외부에, 예를 들면, 별개의 광원으로서 배치될 수 있다. 조명 소스는 물체와는 별개로 배치될 수 있고 물체를 멀리에서부터 조명할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 조명 소스는 또한 물체에 연결될 수 있고 심지어 물체의 일부일 수 있고, 그 결과, 예로서, 물체로부터 방출되는 전자기 방사선도 또한 조명 소스에 의해 직접적으로 생성될 수 있다. 한 예로서, 적어도 하나의 조명 소스는 물체 상에 및/또는 물체 내에 배치될 수 있고, 센서 영역을 조명하는 전자기 방사선을 직접 생성할 수도 있다. 이 조명 소스는, 예를 들면, 주변 광원일 수 있거나 또는 그것을 포함할 수 있고 및/또는 인공 조명 소스일 수도 있거나 또는 그것을 포함할 수도 있다. 한 예로서, 적어도 하나의 적외선 방출기 및/또는 가시광선에 대한 적어도 하나의 방출기 및/또는 자외선 광에 대한 적어도 하나의 방출기가 물체 상에 배치될 수 있다. 한 예로서, 적어도 하나의 발광 다이오드 및/또는 적어도 하나의 레이저 다이오드가 물체 상에 및/또는 물체 내에 배치될 수 있다. 조명 소스는, 특히, 비록 원칙적으로는, 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 타입의 레이저가 또한 사용될 수 있지만, 레이저, 특히 레이저 다이오드; 발광 다이오드; 백열 램프; 네온 등; 화염 소스; 열원; 유기 광원, 특히 유기 발광 다이오드; 구조화된 광원 중 하나 또는 복수의 조명 소스를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 조명 소스가 또한 사용될 수 있다. 그것은, 예를 들면, 많은 레이저에서 적어도 대략적으로 그러한 것처럼, 가우스 빔 프로파일을 갖는 하나 이상의 광 빔을 생성하도록 조명 소스가 설계되는 경우 특히 바람직하다. 옵션 사항인 조명 소스의 또 다른 잠재적인 실시예에 대해서는, WO 2012/110924 A1 및 WO 2014/097181 A1 중 하나에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 여전히, 다른 실시예도 실현 가능하다.

조명 소스는 인공 조명 소스, 특히 적어도 하나의 레이저 소스 및/또는 적어도 하나의 백열 램프 및/또는 적어도 하나의 반도체 광원, 예를 들면, 적어도 하나의 발광 다이오드, 특히 유기 및/또는 무기 발광 다이오드를 포함할 수도 있다. 그들의 일반적으로 정의된 빔 프로파일 및 핸들링 가능성의 다른 속성 때문에, 조명 소스로서의 적어도 하나의 레이저 소스의 사용이 특히 바람직하다. 예를 들면, 조명 소스는 두 개의 레이저 소스를 포함할 수도 있는데, 레이저 소스의 각각은 상이한 또는 동일한 파장을 갖는 광 빔을 생성하도록 적응될 수도 있다. 조명 소스는 적어도 두 개의 레이저 빔을 방출할 수도 있다. 광 빔은 발산하는 레이저 빔일 수도 있다. 광 빔 중 하나 또는 둘 모두는, 광 빔 중 하나 또는 둘 모두의 빔 직경이 조명 소스의 어퍼쳐로부터의 거리에 따라 증가하도록 하는 발산하는 광 빔일 수도 있다. 광 빔은 상이한 빔 발산성을 가질 수도 있다.

예를 들면, 조명 소스는 또한 물체에 연결될 수도 있고 심지어 물체의 일부일 수 있고, 그 결과, 예로서, 물체로부터 방출되는 전자기 방사선도 또한 조명 소스에 의해 직접적으로 생성될 수 있다. 대안적으로, 조명 소스, 예를 들면, 레이저 빔의 각각은, 예를 들면, 물체에 연결될 수도 있거나 심지어 물체의 일부일 수도 있는 적어도 하나의 투사 표면 상에 위치되는 단일 도트의 조명을 위해 구성될 수도 있다.

적어도 하나의 옵션 사항인 조명 소스는 일반적으로, 바람직하게는 200 nm 내지 380 nm의 범위 내의 자외선 스펙트럼 범위; 가시광선 스펙트럼 범위(380 nm 내지 780 nm); 바람직하게는 780 nm 내지 3.0 마이크로미터의 범위 내의 적외선 스펙트럼 범위 중 적어도 하나에서 광을 방출할 수도 있다. 가장 바람직하게는, 적어도 하나의 조명 소스는, 가시광선 스펙트럼 범위에서, 바람직하게는 500 nm 내지 780 nm에서, 가장 바람직하게는 650 nm 내지 750 nm에서 또는 690 nm 내지 700 nm의 범위에서 광을 방출하도록 적응된다. 여기서, 그것은, 특히 각각의 조명 소스에 의해 조명될 수도 있는 종방향 센서가 높은 강도 - 따라서, 높은 강도는 충분한 신호 대 잡음비를 갖는 고해상도 평가를 가능하게 할 수도 있음 - 를 갖는 센서 신호를 제공할 수도 있다는 것을 보장하는 방식으로, 종방향 센서의 분광 감도에 관련될 수도 있는 스펙트럼 범위를 조명 소스가 나타낼 수도 있을 때 특히 바람직하다.

조명 소스는 제1 광원 및 제2 광원을 포함할 수도 있는데, 제1 광원은 제1 광 빔을 방출하도록 적응되고 제2 광원은 제2 광 빔을 방출하도록 적응된다. 예를 들면, 조명 소스는 적어도 두 개의 광원, 예를 들면, 두 개 이상의 LED 또는 레이저 소스를 포함할 수도 있다. 조명 소스는, 두 개의 상이한 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 2 컬러(bi-color) 타겟 또는 복수의 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 다중 컬러 타겟 중 하나를 포함할 수도 있다.

조명 소스는 적어도 하나의 어퍼쳐 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 어퍼쳐 엘리먼트는 발광 어퍼쳐 엘리먼트일 수도 있다. 일반적으로 사용되는 바와 같이, 용어 "어퍼쳐 엘리먼트"는, 후속하여 광학 센서에 충돌하는 입사 광 빔의 빔 경로 상에 배치되는 조명 소스의 광학 엘리먼트를 가리키는데, 어퍼쳐 엘리먼트는, 입사 광 빔의 한 부분만이 통과하는 것을 허용할 수도 있고 한편 입사 광 빔의 다른 부분은 차단되고 및/또는 예컨대 광학 센서 외부의 하나 이상의 타겟으로 반사된다. 결과적으로, 용어 "어퍼쳐 엘리먼트"는, 따라서, 불투명 본체와 불투명 본체에 삽입되는 개구를 갖는 광학 엘리먼트를 가리킬 수도 있는데, 이 경우, 불투명 본체는 입사 광 빔의 추가적인 통과를 차단시키도록 및/또는 광 빔을 반사하도록 적응될 수도 있고, 한편, "어퍼쳐"로 일반적으로 표시되는 개구에 충돌할 수도 있는 입사 광의 부분은 어퍼쳐 엘리먼트를 통과할 수 있다. 따라서, 어퍼쳐 엘리먼트는 "조리개" 또는 "스톱"으로도 또한 명명될 수도 있다.

조명 소스는 적어도 두 개의 상이한 파장에서 광을 방출하도록 적응될 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스는, 적어도 하나의 제1 파장에서 광을 방출하는 것과 적어도 하나의 제2 파장에서 광을 방출하는 것 사이를 전환하도록 구성될 수도 있고 및/또는 조명 소스는 상이한 파장의 광을 방출하는 두 개의 광원을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스는 상이한 파장의 광을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수도 있는데, 방출된 광 빔의 파장은, 예를 들면, 외부 영향에 의해 조정 가능할 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스는 적어도 두 개의 광원을 포함할 수도 있는데, 적어도 두 개의 광원은 상이한 파장의 광을 방출하도록 구성된다. 따라서, 제1 광원은 제1 파장을 갖는 광 빔을 제공할 수도 있고, 제2 광원은 제2 파장을 갖는 광 빔을 제공할 수도 있다. 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 동시에 또는 순차적으로 방출될 수도 있다. 예를 들면, 조명 소스가 두 개의 광원을 포함하는 경우, 제1 광 빔을 제공하는 제1 광원은 스위치 온 상태로 유지될 수도 있고, 한편 제2 광원은 제2 광 빔을 제공할 수도 있다.

예를 들면, 제1 파장은 제2 파장에 비해 짧은 파장일 수도 있다. 특히, 제1 파장은 가시광선 스펙트럼 범위, 바람직하게는 380 내지 450 nm의 범위, 더욱 바람직하게는 390 내지 420 nm의 범위, 가장 바람직하게는 400 내지 410 nm의 범위 내에 있을 수도 있다. 예를 들면, 제2 파장은 또한, 가시광선 스펙트럼 범위, 바람직하게는 500 내지 560nm의 범위, 더욱 바람직하게는 510 내지 550nm의 범위, 가장 바람직하게는 520 내지 540nm의 범위 내에 있을 수도 있다.

제1 광 빔 및 제2 광 빔은 동시에 또는 순차적으로 방출될 수도 있다

또한, 검출기는, 조명을 변조하기 위한, 특히 주기적 변조를 위한 적어도 하나의 변조 디바이스, 특히 주기적인 빔 차단 디바이스를 구비할 수도 있다. 조명의 변조는, 조명의 전체 전력이, 바람직하게는 주기적으로, 특히 하나의 또는 복수의 변조 주파수를 가지고 변경되는 프로세스를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 주기적인 변조는 조명의 전체 전력의 최대 값과 최소값 사이에서 달성될 수 있다. 최소값은 0일 수 있지만, 그러나 또한 0보다 클 수 있고, 그 결과, 예로서, 완전한 변조가 달성되지 않아야 한다. 변조는, 예를 들면, 적어도 하나의 변조 디바이스가 상기 빔 경로 내에 배치되는 것에 의해, 예를 들면, 물체와 광학 센서 사이의 빔 경로에서 달성될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 변조는, 예를 들면, 적어도 하나의 변조 디바이스가 상기 빔 경로 내에 배치되는 것에 의해, 물체를 조명하기 위한 옵션 사항인 조명 소스 - 하기에서 더욱 더 상세하게 설명됨 - 와 물체 사이의 빔 경로 내에서 또한 달성될 수 있다. 이들 가능성의 조합도 또한 생각될 수 있다. 적어도 하나의 변조 디바이스는, 예를 들면, 바람직하게는 일정한 속도로 회전하는 따라서 조명을 주기적으로 차단할 수 있는, 예를 들면, 적어도 하나의 인터럽터 블레이드(interrupter blade) 또는 인터럽터 휠(interrupter wheel)을 포함하는 몇몇 다른 타입의 주기적 빔 차단 디바이스 또는 빔 초퍼를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 하나의 또는 복수의 상이한 타입의 변조 디바이스, 예를 들면, 전자 광학 효과 및/또는 음향 광학 효과에 기초한 변조 디바이스를 사용하는 것이 또한 가능하다. 또 다시 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 옵션 사항인 조명 소스 자체는 또한, 예를 들면, 상기 조명 소스 자체가 변조된 강도 및/또는 전체 전력, 예를 들면, 주기적으로 변조된 전체 전력을 갖는 것에 의해, 및/또는 상기 조명 소스가 펄스 조명 소스로서, 예를 들면, 펄스 레이저로서 구현되는 것에 의해, 변조된 조명을 생성하도록 설계될 수 있다. 따라서, 예로서, 적어도 하나의 변조 디바이스는 또한, 전체적으로 또는 부분적으로, 조명 소스에 통합될 수 있다. 다양한 가능성이 생각될 수 있다.

따라서, 검출기는, 특히 상이한 변조의 경우에 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를, 특히 각각의 상이한 변조 주파수에서 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 검출하도록 설계될 수 있다. 평가 디바이스는 적어도 두 개의 종방향 센서 신호로부터 기하학적 형상의 정보를 생성하도록 설계될 수 있다. WO 2012/110924 A1 및 WO 2014/097181 A1에서 설명되는 바와 같이, 모호성을 해소하는 것이 가능하고 및/또는, 예를 들면, 조명의 총 전력이 일반적으로 공지되지 않는다는 사실을 고려하는 것이 가능하다. 한 예로서, 검출기는, 0.05 Hz 내지 1 MHz, 예컨대 0.1 Hz 내지 10 kHz의 주파수에서, 물체의 조명 및/또는 적어도 하나의 종방향 광학 센서의 적어도 하나의 센서 영역과 같은 검출기의 적어도 하나의 센서 영역의 변조를 유발하도록 설계될 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 이 목적을 위해, 검출기는, 적어도 하나의 옵션 사항인 조명 소스에 통합될 수도 있는 및/또는 조명 소스와는 독립적일 수도 있는 적어도 하나의 변조 디바이스를 포함할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 조명 소스는, 그 자체로, 상기 언급된 조명의 변조를 생성하도록 적응될 수도 있을 것이고, 및/또는 적어도 하나의 초퍼 및/또는 변조된 투과도를 갖는 적어도 하나의 디바이스, 예컨대 적어도 하나의 전기 광학 디바이스 및/또는 적어도 하나의 음향 광학 디바이스와 같은 적어도 하나의 독립적인 변조 디바이스가 존재할 수도 있다.

예를 들면, 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 변조된 광 빔일 수도 있다. 검출기는 상이한 변조의 경우에 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를, 특히 각각 상이한 변조 주파수에서 적어도 두 개의 센서 신호를 검출하도록 설계될 수도 있는데, 이 경우 평가 디바이스는, 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계될 수도 있다. 종방향 광학 센서는 또한, 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 종방향 센서 신호가 조명의 변조의 변조 주파수에 의존하는 방식으로 설계될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 상기에서 설명되는 바와 같이 광학 검출기에 적어도 하나의 변조 주파수를 인가하는 것이 유리할 수도 있다. 그러나, 광학 검출기에 변조 주파수를 인가하지 않고 종방향 센서 신호를 직접 결정하는 것이 여전히 가능할 수도 있다. 물체에 대한 소망되는 종방향 정보를 획득하기 위해 많은 관련 상황 하에서 변조 주파수의 인가가 필요하지 않을 수도 있다. 결과적으로, 광학 검출기는, 따라서, 공간 검출기의 간단하고 비용 효율적인 셋업에 추가로 기여할 수도 있는 변조 디바이스를 포함할 필요가 없을 수도 있다. 또 다른 결과로서, 공간적 광 변조기는, 주파수 멀티플렉싱 모드가 아닌 시간 멀티플렉싱 모드에서 또는 이들의 조합에서 사용될 수도 있다.

변조 디바이스는 제1 광 빔 및 제2 광 빔이 위상 시프트를 가지게끔 조명을 변조하도록 적응될 수도 있다. 예를 들면, 주기적 신호가 광원 변조를 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 종방향 광학 센서의 결과적인 응답이 두 개의 종방향 센서 신호의 비율일 수도 있도록 위상 시프트는 180°일 수도 있다. 그에 의해, 종방향 광학 센서의 응답으로부터 거리를 바로 유도하는 것이 가능할 수도 있다.

검출기는 적어도 두 개의 종방향 광학 센서를 포함할 수도 있는데, 각각의 종방향 광학 센서는 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 적응될 수도 있다. 한 예로서, 종방향 광학 센서의 센서 영역 또는 센서 표면은, 따라서, 평행하게 배향될 수도 있는데, 이 경우, 10° 이하의, 바람직하게는 5° 이하의 각도 공차와 같은 약간의 각도 공차가 허용될 수도 있을 것이다. 여기서, 바람직하게는, 검출기의 광학 축을 따라 적층의 형태로 배치되는 것이 바람직할 수도 있는 검출기의 종방향 광학 센서 모두가 투명할 수도 있다. 따라서, 광 빔은, 다른 종방향 광학 센서에 충돌하기 이전에, 바람직하게는 후속하여, 제1 투명한 종방향 광학 센서를 통과할 수도 있다. 따라서, 물체로부터의 광 빔은, 후속하여, 광학 검출기에 존재하는 모든 종방향 광학 센서에 도달할 수도 있다. 여기서, 상이한 종방향 광학 센서는 입사 광 빔에 대해 동일한 또는 상이한 분광 감도를 나타낼 수도 있다.

본 발명에 따른 검출기는, 특히 하나 이상의 횡방향 광학 센서와 조합하여, WO 2014/097181 A1에서 개시되는 바와 같은 종방향 광학 센서의 스택을 포함할 수도 있다. 한 예로서, 하나 이상의 횡방향 광학 센서는, 종방향 광학 센서의 스택의, 물체를 향해 바라보는 쪽 상에 위치될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 횡방향 광학 센서는, 종방향 광학 센서의 스택의, 물체로부터 멀어지게 바라보는 쪽 상에 위치될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 횡방향 광학 센서는 스택의 종방향 광학 센서 사이에 삽입될 수도 있다. 그러나, 물체의 깊이만을 결정하는 것이 바람직할 수 있는 경우와 같이, 단일의 종방향 광학 센서만을 포함할 수도 있지만 그러나 어떠한 횡방향 광학 센서도 포함하지 않을 수도 있는 실시예가 여전히 가능할 수도 있다.

바람직하게는, 검출기는 적어도 하나의 횡방향 광학 센서를 더 포함할 수도 있고, 횡방향 광학 센서는 물체로부터 검출기로 진행하는 광 빔의 횡방향 위치를 결정하도록 적응될 수도 있고, 횡방향 위치는 검출기의 광학 축에 수직인 적어도 하나의 차원에서의 위치이고, 횡방향 광학 센서는 적어도 하나의 횡방향 센서 신호를 생성하도록 적응될 수도 있고, 평가 디바이스는 또한, 횡방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 횡방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계될 수도 있다.

본원에서 사용될 때, 용어 "횡방향 광학 센서"는 일반적으로, 물체로부터 검출기로 진행하는 적어도 하나의 광 빔의 횡방향 위치를 결정하도록 적응되는 디바이스를 가리킨다. 용어 위치와 관련하여, 상기의 정의에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 따라서, 바람직하게는, 횡방향 위치는 검출기의 광학 축에 수직인 적어도 하나의 차원에서의 적어도 하나의 좌표일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 한 예로서, 횡방향 위치는 광학 축에 수직인 평면에서, 예컨대 횡방향 광학 센서의 광 감지 센서 표면 상에서 광 빔에 의해 생성되는 광 스팟의 위치일 수도 있다. 한 예로서, 평면 내의 위치는 직교 좌표 및/또는 극좌표로 주어질 수도 있다. 다른 실시예가 실현 가능하다. 횡방향 광학 센서의 잠재적인 실시예의 경우, WO 2014/097181 A1에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 그러나, 다른 실시예가 실현 가능하며, 하기에서 더 상세하게 개설될 것이다.

횡방향 광학 센서는 적어도 하나의 횡방향 센서 신호를 제공할 수도 있다. 여기서, 횡방향 센서 신호는 일반적으로 횡방향 위치를 나타내는 임의적인 신호일 수도 있다. 한 예로서, 횡방향 센서 신호는 디지털 및/또는 아날로그 신호일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 한 예로서, 횡방향 센서 신호는 전압 신호 및/또는 전류 신호일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 횡방향 센서 신호는 디지털 데이터일 수도 있거나 그것을 포함할 수도 있다. 횡방향 센서 신호는 단일의 신호 값 및/또는 일련의 신호 값을 포함할 수도 있다. 횡방향 센서 신호는, 두 개 이상의 개개의 신호를 조합하는 것에 의해, 예컨대 두 개 이상의 신호를 평균하는 것에 의해 및/또는 두 개 이상의 신호의 몫을 형성하는 것에 의해 유도될 수도 있는 임의적인 신호를 더 포함할 수도 있다.

예를 들면, WO 2014/097181 A1에 따른 개시와 유사하게, 횡방향 광학 센서는, 적어도 하나의 제1 전극, 적어도 하나의 제2 전극 및 적어도 하나의 광기전성 재료(photovoltaic material)를 갖는 광학 검출기일 수도 있는데, 광기전성 재료는 제1 전극과 제2 전극 사이에 매립될 수도 있다. 따라서, 횡방향 광학 센서는, 하나 이상의 유기 광학 검출기, 예컨대 하나 이상의 유기 광검출기 및, 가장 바람직하게는, 하나 이상의 염료 감응형 유기 태양 전지(dye-sensitized organic solar cell)(DSC, 또한 염료 태양 전지로도 칭해짐), 예컨대 하나 이상의 고체 염료 감응형 유기 태양 전지(solid dye-sensitized organic solar cell; s-DSC)일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수도 있다. 따라서, 검출기는, 적어도 하나의 횡방향 광학 센서로서 작용하는 하나 이상의 DSC(예컨대 하나 이상의 sDSC) 및 적어도 하나의 종방향 광학 센서로서 작용하는 하나 이상의 DSC(예컨대 하나 이상의 sDSC)를 포함할 수도 있다.

횡방향 광학 센서는, 바람직하게는 물체로부터 검출기로 진행하는 광 빔에 투명할 수도 있는 센서 구역을 포함할 수도 있다. 따라서, 횡방향 광학 센서는, x 방향 및/또는 y 방향과 같은 하나 이상의 횡방향에서 광 빔의 횡방향 위치를 결정하도록 적응될 수도 있다. 이 목적을 위해, 적어도 하나의 횡방향 광학 센서는 또한, 적어도 하나의 횡방향 센서 신호를 생성하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 평가 디바이스(140)는, 종방향 광학 센서의 횡방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해, 물체의 횡방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계될 수도 있다. 물체의 적어도 하나의 종방향 좌표 외에, 물체의 적어도 하나의 횡방향 좌표가 결정될 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 평가 디바이스는 또한, WO 2014/097181 A1에서 또한 추가로 개설되는 바와 같이, 픽셀화될 수도 있거나, 세그먼트화될 수도 있거나 또는 대면적 횡방향 광학 센서일 수도 있는 적어도 하나의 횡방향 광학 센서 상에서의 광 빔의 위치를 결정하는 것에 의해, 물체의 적어도 하나의 횡방향 좌표를 결정하도록 적응될 수도 있다.

또한, 검출기는 하나 이상의 추가적인 광학 엘리먼트와 같은 하나 이상의 추가적인 엘리먼트를 더 포함할 수도 있다. 또한, 검출기는 적어도 하나의 하우징에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있다. 검출기는, 구체적으로는, 광 빔을 광학 센서 상으로 유도하도록 적응되는 적어도 하나의 전달 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 전달 엘리먼트는 적어도 하나의 렌즈, 바람직하게는 적어도 하나의 초점 조정 가능한 렌즈; 적어도 하나의 빔 편향 엘리먼트, 바람직하게는 적어도 하나의 미러; 적어도 하나의 빔 분할 엘리먼트, 바람직하게는 빔 분할 큐브 또는 빔 분할 미러 중 적어도 하나; 적어도 하나의 다중 렌즈 시스템; 조리개 등 중에서 하나 이상을 포함할 수도 있다. 예컨대, 광 빔의 빔 파라미터, 광 빔의 폭 또는 광 빔의 방향 중 하나 이상을 수정하는 것에 의해, 광 빔을 수정하도록 적응되는 이들 광학 엘리먼트는, 상기에서 또는 하기에서, "전달 엘리먼트"로서 또한 칭해진다. 가장 바람직하게는, 물체로부터 방출되는 광 빔은, 이 경우, 먼저 적어도 하나의 전달 엘리먼트를 통해 그 후 단일의 투명한 종방향 광학 센서 또는 투명한 종방향 광학 센서의 스택을 통해, 최종적으로 이미징 디바이스에 충돌할 수도 있을 때까지, 진행할 수도 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 단일의 종방향 광학 센서를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 물체의 모호하지 않은 결정이 가능할 수도 있다. 이러한 간단한 구성은 전달 디바이스 뒤의 이용 가능한 공간을 향상시킬 수도 있고, 그 결과, 추가적인 센서 디바이스를 사용하는 구성에 비해 더 짧은 초점 길이가 사용될 수 있다. 또한, 이러한 구성은 광학적 셋업에서의 유연성, 더 적은 공간적 요건 및 광학 엘리먼트 및 센서에 대한 비용의 감소를 허용할 수도 있다.

또한, 적어도 하나의 전달 디바이스는 이미징 속성을 가질 수도 있다. 결과적으로, 전달 디바이스는 적어도 하나의 이미징 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 하나의 렌즈 및/또는 적어도 하나의 곡면 미러를 포함하는 데, 그 이유는, 이러한 이미징 엘리먼트의 경우, 예를 들면, 센서 영역 상의 조명의 기하학적 형상이 전달 디바이스와 물체 사이의 상대적인 위치 결정, 예를 들면, 거리에 의존할 수 있기 때문이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전달 디바이스는, 조명 소스로부터 및/또는 물체로부터 방출되는 전자기 방사선이 센서 영역으로 완전히 전달되는 방식으로 설계될 수도 있다.

일반적으로, 검출기는 적어도 하나의 이미징 디바이스, 즉 적어도 하나의 이미지를 획득할 수 있는 디바이스를 더 포함할 수도 있다. 이미징 디바이스는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 이미징 디바이스는, 예를 들면, 검출기 하우징 내의 검출기의 일부일 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 이미징 디바이스는 또한 검출기 하우징 외부에, 예를 들면, 별개의 이미징 디바이스로서 배치될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이미징 디바이스는 또한 검출기에 연결될 수 있거나 또는 심지어 검출기의 일부일 수 있다. 바람직한 배치에서, 투명한 종방향 광학 센서의 스택 및 이미징 디바이스는, 광 빔이 진행하는 공통 광학 축을 따라 정렬된다. 따라서, 광 빔이, 단일의 투명한 종방향 광학 센서 또는 투명한 종방향 광학 센서의 스택을 통해, 이미징 디바이스에 충돌할 때까지, 진행하는 방식으로, 광 빔의 광학적 경로에서 이미징 디바이스를 위치시키는 것이 가능할 수도 있다. 그러나, 다른 배치도 가능하다.

본원에서 사용될 때, "이미징 디바이스"는 일반적으로, 물체 또는 그 일부의 일차원, 이차원 또는 삼차원 이미지를 생성할 수 있는 디바이스로서 이해된다. 특히, 적어도 하나의 옵션 사항인 이미징 디바이스를 갖는 또는 갖지 않는 검출기는, 카메라, 예컨대 IR 카메라, 또는 RGB 카메라, 즉, 적색, 녹색, 및 청색으로 지정되는 세 개의 기본 컬러를 세 개의 별개의 연결부 상에서 전달하도록 설계되는 카메라로서 완전히 또는 부분적으로 사용될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 적어도 하나의 이미징 디바이스는 픽셀화된(pixelated) 유기 카메라 엘리먼트, 바람직하게는 픽셀화된 유기 카메라 칩; 픽셀화된 무기 카메라 엘리먼트, 바람직하게는 픽셀화된 무기 카메라 칩, 더 바람직하게는 CCD 칩 또는 CMOS 칩; 단색 카메라 엘리먼트, 바람직하게는 단색 카메라 칩; 다중 컬러(multicolor) 카메라 엘리먼트, 바람직하게는 다중 컬러 카메라 칩; 풀 컬러 카메라 엘리먼트, 바람직하게는 풀 컬러 카메라 칩으로부터 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 이미징 디바이스일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수도 있다. 이미징 디바이스는, 단색(monochrome) 이미징 디바이스, 다색(multi-chrome) 이미징 디바이스 및 적어도 하나의 풀 컬러 이미징 디바이스로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 디바이스일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 통상의 숙련자가 인식하는 바와 같이, 필터 기술을 사용하는 것에 의해 및/또는 고유의 컬러 감도 또는 다른 기술을 사용하는 것에 의해, 다색 이미징 디바이스 및/또는 풀 컬러 이미징 디바이스가 생성될 수도 있다. 이미징 디바이스의 다른 실시예도 또한 가능하다.

이미징 디바이스는, 물체의 복수의 부분 영역을 연속적으로 및/또는 동시에 이미지화하도록 설계될 수도 있다. 한 예로서, 물체의 부분 영역은, 예를 들면, 이미징 디바이스의 해상도 한계에 의해 범위가 정해지는 그리고 전자기 방사선이 방출되는 물체의 일차원, 이차원, 또는 삼차원 영역일 수 있다. 이러한 맥락에서, 이미징은, 물체의 각각의 부분 영역으로부터 방출되는 전자기 방사선이, 예를 들면, 검출기의 적어도 하나의 옵션 사항인 전달 디바이스에 의해 이미징 디바이스로 공급되는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 전자기 광선은, 예를 들면, 발광 방사선의 형태로 물체 자체에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 검출기는 물체를 조명하기 위한 적어도 하나의 조명 소스를 포함할 수도 있다.

특히, 이미징 디바이스는, 예를 들면, 스캐닝 방법에 의해, 특히 적어도 하나의 행 스캔 및/또는 라인 스캔을 사용하여, 복수의 부분 영역을 순차적으로 이미지화하도록 설계될 수 있다. 그러나, 다른 실시예, 예를 들면, 복수의 부분 영역이 동시에 이미지화되는 실시예도 또한 가능하다. 이미징 디바이스는, 물체의 부분 영역의 이 이미징 동안, 부분 영역과 관련되는 신호, 바람직하게는 전자 신호를 생성하도록 설계된다. 그 신호는 아날로그 및/또는 디지털 신호일 수도 있다. 한 예로서, 전자 신호는 각각의 부분 영역과 관련될 수 있다. 따라서, 전자 신호는 동시에 또는 그 밖에 시간적으로 엇갈린 방식으로 상응하게 생성될 수 있다. 한 예로서, 행 스캔 또는 라인 스캔 동안, 예를 들면, 라인으로 함께 연결되어 있는 물체의 부분 영역에 대응하는 전자 신호의 시퀀스를 생성하는 것이 가능하다. 또한, 이미징 디바이스는, 전자 신호를 프로세싱 및/또는 사전 프로세싱하기 위한 하나 이상의 신호 프로세싱 디바이스, 예컨대 하나 이상의 필터 및/또는 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 검출기 시스템이 개시된다. 검출기 시스템은 본 발명에 따른, 예컨대 상기에서 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따른 또는 하기에서 더욱 상세하게 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 적어도 하나의 비콘 디바이스를 더 포함하는 검출기 시스템은 적어도 하나의 광 빔을 검출기쪽으로 지향시키도록 적응되는데, 비콘 디바이스는 물체에 부착 가능한 것, 물체에 의해 유지 가능한 것 및 물체에 통합 가능한 것 중 적어도 하나이다.

비콘 디바이스에 관한 추가적인 세부 사항은, 그 잠재적인 실시예를 비롯하여, 하기에서 주어질 것이다. 따라서, 적어도 하나의 비콘 디바이스는, 하나 이상의 조명 소스, 예컨대 레이저, LED, 전구 또는 등등과 같은 하나 이상의 광원을 포함하는 적어도 하나의 능동 비콘 디바이스일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 비콘 디바이스는, 예컨대 하나 이상의 반사 엘리먼트를 포함하는 것에 의해, 하나 이상의 광 빔을 검출기쪽으로 반사하도록 적응될 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 비콘 디바이스는, 광 빔을 산란시키도록 적응되는 하나 이상의 산란 엘리먼트일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 거기에서, 탄성 또는 비탄성 산란이 사용될 수도 있다. 적어도 하나의 비콘 디바이스가 일차 광 빔을 검출기를 향해 반사 및/또는 산란시키도록 적응되는 경우, 비콘 디바이스는 광 빔의 스펙트럼 속성을 영향을 받지 않는 상태로 남겨 두도록 적응될 수도 있거나, 또는, 대안적으로, 예컨대 광 빔의 파장을 수정하는 것에 의해, 광 빔의 스펙트럼 속성을 변경하도록 적응될 수도 있다.

비콘 디바이스로부터 방출되는 광은, 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 광이 각각의 비콘 디바이스 자체에서 발생한다는 옵션으로부터, 조명 소스로부터 방출될 수 있고 및/또는 조명 소스에 의해 여기될 수 있다. 한 예로서, 비콘 디바이스로부터 방출되는 전자기 광은 비콘 디바이스 자체에 의해 방출될 수 있고 및/또는 비콘 디바이스에 의해 반사될 수 있고 및/또는 전자기 광이 검출기로 공급되기 이전에 비콘 디바이스에 의해 산란될 수 있다. 이 경우, 전자기 방사선의 방출 및/또는 산란은, 전자기 방사선의 스펙트럼 영향 없이 또는 그러한 영향을 통해, 영향을 받을 수 있다. 따라서, 예로서, 파장 시프트가 산란 동안, 예를 들면, 스톡스(Stokes) 또는 라만(Raman)에 따라, 또한 발생할 수 있다. 또한, 예를 들면, 일차 조명 소스에 의해, 예를 들면, 물체 또는 물체 영역의 일부분이 여기되어 발광, 특히 인광 및/또는 형광을 발생시키는 것에 의해, 광의 방출이 여기될 수 있다. 원칙적으로는, 다른 방출 프로세스도 또한 가능하다. 반사가 발생하면, 물체는, 예를 들면, 적어도 하나의 반사 영역, 특히 적어도 하나의 반사 표면을 가질 수 있다. 상기 반사 표면은 물체 자체의 일부일 수 있지만, 그러나 또한, 예를 들면, 물체에 연결되는 또는 공간적으로 커플링되는 반사기, 예를 들면, 물체에 연결되는 반사기 플라크일 수 있다. 적어도 하나의 반사기가 사용되면, 그것은 결국에는 또한, 예를 들면, 검출기의 다른 컴포넌트와는 독립적으로, 물체에 연결되는 검출기의 일부로서 또한 간주될 수 있다.

비콘 디바이스 및/또는 적어도 하나의 옵션 사항인 조명 소스는 일반적으로, 바람직하게는 200 nm 내지 380 nm의 범위의 자외선 스펙트럼 범위; 가시광선 스펙트럼 범위(380 nm 내지 780 nm); 바람직하게는 780 nm 내지 3.0 마이크로미터의 범위의 적외선 스펙트럼 범위 중 적어도 하나에서 광을 방출될 수도 있다. 열 화상 애플리케이션의 경우, 타겟은, 원적외선 스펙트럼 범위에서, 바람직하게는 3.0 마이크로미터 내지 20 마이크로미터 범위에서 광을 방출할 수도 있다. 가장 바람직하게는, 적어도 하나의 조명 소스는, 가시광선 스펙트럼 범위에서, 바람직하게는 500 nm 내지 780 nm에서, 가장 바람직하게는 650 nm 내지 750 nm에서 또는 690 nm 내지 700 nm의 범위에서 광을 방출하도록 적응된다.

검출기 시스템은 적어도 두 개의 비콘 디바이스를 포함할 수도 있는데, 이 경우, 제1 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성은, 제2 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성과는 상이할 수도 있다. 제1 비콘 디바이스의 광 빔과 제2 비콘 디바이스의 광 빔은 동시에 또는 순차적으로 방출될 수도 있다. 예를 들면, 제1 비콘 디바이스는 스위치 온 상태로 유지되어 제1 광 빔을 제공할 수도 있고, 한편 제2 비콘 디바이스는 제2 광 빔을 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명은, 특히 검출기, 예컨대 본 발명에 따른, 예컨대 상기에서 개시되는 바와 같은 또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 바와 같은 검출기를 언급하는 실시예 중 하나 이상에 따른 검출기를 사용하는, 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 방법을 개시한다. 여전히, 다른 타입의 검출기도 사용될 수도 있다.

그 방법은 다음의 방법 단계를 포함하는데, 그 방법 단계는 주어진 순서로 수행될 수도 있거나 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 나열되지 않은 하나 이상의 추가적인 방법 단계가 존재할 수도 있다. 또한, 방법 단계 중 하나, 하나보다 많은 것 또는 심지어 모두가 반복적으로 수행될 수도 있다.

방법 단계는 다음과 같다.

- 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하도록, 적어도 하나의 제1 광 빔의 그리고 적어도 하나의 제2 광 빔의 빔 단면을 조정하는 단계 - 제1 광 빔은 제1 파장을 구비하고 제2 광 빔은 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 구비함 - ;

- 적어도 하나의 종방향 광학 센서를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하는 단계 - 종방향 센서 신호는 광 빔에 의한 종방향 광학 센서의 센서 영역의 조명에 의존하고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ;

- 적어도 하나의 평가 디바이스를 사용하는 것에 의해 종방향 센서 신호 - 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호는, 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별됨 - 를 평가하는 단계, 및 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하는 단계.

세부 사항, 옵션 및 정의에 대해서는, 상기에서 논의되는 바와 같은 검출기에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 따라서, 구체적으로는, 상기에서 개설되는 바와 같이, 그 방법은, 본 발명에 따른, 예컨대 상기에서 주어지며 하기에서 더 상세하게 주어지는 실시예 중 하나 이상에 따른 검출기를 사용하는 것을 포함할 수도 있다.

그 방법은 제1 광 빔 및 제2 광 빔을 변조하는 것을 더 포함할 수도 있다.

종방향 광학 센서 신호는 모호하지 않게 평가될 수도 있다. 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호는 동시에 평가될 수도 있다. 모호성은 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 고려하는 것에 의해 해소될 수도 있다. 각각의 종방향 센서 신호는 광 빔에 의한 종방향 광학 센서의 센서 영역의 조명에 의존할 수도 있는데, 여기서, 센서 영역에 충돌하는 두 개의 광 빔의 광 강도는 상이하다. 특히, 상기에서 개설되는 바와 같이, 센서 영역 상의 제1 광 빔 및 제2 광 빔의 스팟 사이즈는 상이하다. 그 방법은 비교 단계를 더 포함할 수도 있는데, 비교 단계에서, 제1 종방향 센서 신호와 제2 종방향 센서 신호는 비교된다. 예를 들면, 비교 단계에서, 종방향 센서 신호는, 광 빔의 강도와는 독립적인 물체의 종방향 위치에 대한 정보를 생성하도록 정규화될 수도 있다. 예를 들면, 제1 또는 제2 종방향 센서 신호 중 하나가 기준 신호로서 선택될 수도 있다. 선택된 기준 신호 및 다른 종방향 신호의 비교에 의해, 모호성이 제거될 수도 있다. 종방향 센서 신호는, 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도에 대한 정보를 획득하기 위해 및/또는 종방향 센서 신호 및/또는 광 빔의 전체 전력 및/또는 전체 강도에 대한 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 정규화하기 위해, 비교될 수도 있다. 예를 들면, 종방향 센서 신호는 제산에 의해 정규화될 수도 있고, 그에 의해, 정규화된 종방향 광학 센서 신호를 생성할 수도 있는데, 그것은, 그 다음, 상기 언급된 공지의 관계를 사용하는 것에 의해, 물체에 대한 종방향 정보의 적어도 하나의 항목으로 변환될 수도 있다. 따라서, 변환은 광 빔의 전체 전력 및/또는 강도와는 독립적일 수도 있다. 따라서, 제산에 의해, 모호성이 제거될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 유저와 머신 사이에서 정보의 적어도 하나의 항목을 교환하기 위한 휴먼-머신 인터페이스가 제안된다. 제안되는 바와 같은 휴먼-머신 인터페이스는, 상기에서 언급되는 또는 하기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같은 실시예 중 하나 이상에서의 상기 언급된 검출기가, 정보 및/또는 커맨드를 머신에 제공하기 위해, 한 명 이상의 유저에 의해 사용될 수도 있다는 사실을 이용할 수도 있다. 따라서, 바람직하게는, 휴먼-머신 인터페이스는 제어 커맨드를 입력하기 위해 사용될 수도 있다.

휴먼-머신 인터페이스는, 본 발명에 따른, 예컨대 상기에서 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따른, 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 바와 같은 실시예 중 하나 이상에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함하는데, 휴먼-머신 인터페이스는 검출기에 의해 유저의 기하학적 형상 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되고, 휴먼-머신 인터페이스는 기하학적 형상 정보를, 정보의 적어도 하나의 항목에, 특히 적어도 하나의 제어 커맨드에 할당하도록 설계된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 엔터테인먼트 기능을 수행하기 위한 엔터테인먼트 디바이스가 개시된다. 본원에서 사용될 때, 엔터테인먼트 디바이스는, 이하에서 한 명 이상의 플레이어로도 또한 칭해질 수도 있는 한 명 이상의 유저의 여가 및/또는 엔터테인먼트의 목적을 서비스할 수도 있는 디바이스이다. 한 예로서, 엔터테인먼트 디바이스는 게이밍, 바람직하게는 컴퓨터 게이밍의 목적을 서비스할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 엔터테인먼트 디바이스는 또한, 일반적으로, 운동, 스포츠, 물리 치료 또는 모션 추적과 같은 다른 목적을 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 엔터테인먼트 디바이스는, 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 또는 컴퓨터 시스템으로 구현될 수도 있거나, 또는 하나 이상의 게이밍 소프트웨어 프로그램을 실행하는 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 또는 컴퓨터 시스템을 포함할 수도 있다.

엔터테인먼트 디바이스는 본 발명에 따른, 예컨대 상기에서 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따른 및/또는 하기에서 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따른 적어도 하나의 휴먼-머신 인터페이스를 포함한다. 엔터테인먼트 디바이스는 정보의 적어도 하나의 항목이 휴먼-머신 인터페이스를 통해 플레이어에 의해 입력되는 것을 가능하게 하도록 설계된다. 정보의 적어도 하나의 항목은 엔터테인먼트 디바이스의 컨트롤러 및/또는 컴퓨터로 전송될 수도 있고 및/또는 그들에 의해 사용될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 이동 가능한 물체의 위치를 추적하기 위한 추적 시스템이 제공된다. 본원에서 사용될 때, 추적 시스템은, 적어도 하나의 물체 또는 물체의 적어도 하나의 부분의 일련의 과거 위치에 대한 정보를 모으도록 적응되는 디바이스이다. 추가적으로, 추적 시스템은, 적어도 하나의 물체 또는 물체의 적어도 하나의 부분의 적어도 하나의 예측된 장래 위치에 대한 정보를 제공하도록 적응될 수도 있다. 추적 시스템은, 전자 디바이스로서, 바람직하게는 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스로서, 더욱 바람직하게는 적어도 하나의 컴퓨터 또는 마이크로컨트롤러로서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수도 있는 적어도 하나의 추적 컨트롤러를 구비할 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 추적 컨트롤러는 적어도 하나의 평가 디바이스를 포함할 수도 있고 및/또는 적어도 하나의 평가 디바이스의 일부일 수 있고 및/또는 적어도 하나의 평가 디바이스와 완전히 또는 부분적으로 동일할 수도 있을 것이다.

추적 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기, 예컨대 상기에서 열거되는 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 바와 같은 및/또는 하기의 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 바와 같은 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 단일의 종방향 광학 센서를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 물체의 모호하지 않은 결정이 가능할 수도 있다. 따라서, xyz 추적 시스템의 간단하고 비용 효율적인 구성이 가능하다. 추적 시스템은 적어도 하나의 추적 컨트롤러를 더 포함한다. 추적 시스템은, 두 개 이상의 검출기 사이의 중첩하는 볼륨에서 적어도 하나의 물체에 관한 깊이 정보의 신뢰 가능한 획득을 허용하는, 하나, 두 개 또는 더 많은 검출기, 특히 두 개 이상의 동일한 검출기를 포함할 수도 있다. 추적 컨트롤러는 물체의 일련의 위치를 추적하도록 적응되는데, 각각의 위치는, 예컨대 데이터 쌍 또는 데이터의 그룹을 기록하는 것에 의해, 특정 시점에서의 물체의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 포함하고, 데이터 쌍 또는 데이터의 각각의 그룹은 적어도 하나의 위치 정보 및 적어도 하나의 시간 정보를 포함한다.

추적 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기 시스템을 더 포함할 수도 있다. 따라서, 적어도 하나의 검출기 및 적어도 하나의 평가 디바이스 및 옵션 사항인 적어도 하나의 비콘 디바이스 외에, 추적 시스템은 물체 그 자체 또는 물체의 일부, 예컨대 비콘 디바이스 또는 적어도 하나의 비콘 디바이스를 포함하는 적어도 하나의 제어 엘리먼트를 더 포함할 수도 있는데, 제어 엘리먼트는 추적될 물체에 직접적으로 또는 간접적으로 부착 가능하거나 또는 그 물체 안으로 통합 가능하다.

추적 시스템은 추적 시스템 그 자체의 및/또는 하나 이상의 별개의 디바이스의 하나 이상의 액션을 개시하도록 적응될 수도 있다. 후자의 목적을 위해, 추적 시스템, 바람직하게 추적 컨트롤러는 하나 이상의 무선 및/또는 유선 인터페이스 및/또는 적어도 하나의 액션을 개시하기 위한 다른 타입의 제어 연결부를 구비할 수도 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 추적 컨트롤러는, 물체의 적어도 하나의 실제 위치에 따라 적어도 하나의 액션을 개시하도록 적응될 수도 있다. 한 예로서, 액션은, 물체의 장래 위치의 예측; 적어도 하나의 디바이스를 물체쪽으로 향하게 하는 것; 적어도 하나의 디바이스를 검출기쪽으로 향하게 하는 것; 물체를 조명하는 것; 검출기를 조명하는 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수도 있다.

추적 시스템의 애플리케이션의 한 예로서, 추적 시스템은, 심지어 제1 물체 및/또는 제2 물체가 이동할 수도 있더라도, 적어도 하나의 제1 물체를 적어도 하나의 제2 물체에 연속적으로 지향시키도록 사용될 수도 있다. 잠재적인 예는, 또한, 산업 애플리케이션에서, 예컨대 로봇 공학에서 및/또는, 예컨대, 생산 라인 또는 조립 라인에서의 제조 동안, 심지어 물품이 움직이고 있더라도, 제품에 대해 연속적으로 작업하기 위한 산업 애플리케이션에서 발견될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 추적 시스템은 조명 목적을 위해, 예컨대, 비록 물체가 움직이고 있을 수도 있을지라도 조명 소스를 물체로 연속적으로 지향시키는 것에 의해 물체를 연속적으로 조명하도록 사용될 수도 있을 것이다. 추가적인 애플리케이션은, 예컨대 송신기를 움직이는 물체쪽으로 지향시키는 것에 의해 움직이는 물체에 정보를 연속적으로 전송하기 위한 통신 시스템에서 발견될 수도 있을 것이다.

추적 시스템은 물체에 연결 가능한 적어도 하나의 비콘 디바이스를 더 포함할 수도 있다. 비콘 디바이스의 잠재적인 정의를 위해, WO 2014/097181 A1에 대한 참조가 이루어질 수도 있다. 추적 시스템은, 바람직하게는, 특히, 특정한 분광 감도를 나타내는 특정한 비콘 디바이스를 포함하는 물체의 위치에 대한 정보를 생성하기 위해, 적어도 하나의 비콘 디바이스의 물체의 위치에 대한 정보를 검출기가 생성할 수도 있도록 적응된다. 따라서, 상이한 분광 감도를 나타내는 하나보다 많은 비콘이, 바람직하게는 동시적인 방식으로, 본 발명의 검출기에 의해 추적될 수도 있다. 여기서, 비콘 디바이스는 능동 비콘 디바이스 및/또는 수동 비콘 디바이스로서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수도 있다. 한 예로서, 비콘 디바이스는, 검출기로 전송될 적어도 하나의 광 빔을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비콘 디바이스는 조명 소스에 의해 생성되는 광을 반사하도록 적응되는 적어도 하나의 반사기를 포함할 수도 있고, 그에 의해 검출기로 전송될 반사된 광 빔을 생성할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 스캐닝 시스템이 제공된다. 본원에서 사용될 때, 스캐닝 시스템은, 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 표면에 위치되는 적어도 하나의 도트의 조명을 위해 그리고 적어도 하나의 도트와 스캐닝 시스템 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하기 위해 구성되는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 디바이스이다. 적어도 하나의 도트와 스캐닝 시스템 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하는 목적을 위해, 스캐닝 시스템은 본 발명에 따른 검출기 중 적어도 하나, 예컨대 상기에서 열거되는 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 바와 같은 및/또는 하기의 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 바와 같은 검출기 중 적어도 하나를 포함한다.

따라서, 스캐닝 시스템은, 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 표면에 위치되는 적어도 하나의 도트의 조명을 위해 구성되는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 포함한다. 조명 소스는 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기의 맥락에서 상기에서 설명되는 조명 소스로서 설계될 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "도트"는, 조명 소스에 의해 조명되도록, 예를 들면, 스캐닝 시스템의 유저에 의해 선택될 수도 있는 물체의 표면의 일부 상의 작은 구역을 가리킨다. 바람직하게는, 도트는, 한편으로는, 스캐닝 시스템이, 스캐닝 시스템에 의해 포함되는 조명 소스와 도트가 위치될 수도 있는 물체의 표면의 일부 사이의 거리에 대한 값을 가능한 한 정확하게 결정하는 것을 허용하기 위해 가능한 한 작을 수도 있는, 그리고, 다른 한편으로는, 스캐닝 시스템의 유저 또는 스캐닝 시스템 그 자체가, 특히 자동 절차에 의해, 물체의 표면 상의 관련된 일부 상의 도트의 존재를 검출하는 것을 허용하기 위해 가능한 한 클 수도 있는 사이즈를 나타낼 수도 있다.

이 목적을 위해, 조명 소스는 인공 조명 소스, 특히 적어도 하나의 레이저 소스 및/또는 적어도 하나의 백열 램프 및/또는 적어도 하나의 반도체 광원, 예를 들면, 적어도 하나의 발광 다이오드, 특히 유기 및/또는 무기 발광 다이오드를 포함할 수도 있다. 그들의 일반적으로 정의된 빔 프로파일 및 핸들링 가능성의 다른 속성 때문에, 조명 소스로서의 적어도 하나의 레이저 소스의 사용이 특히 바람직하다. 여기서, 단일의 레이저 소스의 사용은, 유저에 의해 쉽게 보관 가능하고 및 이송 가능할 수도 있을 소형 스캐닝 시스템을 제공하는 것이 중요할 수도 있는 경우에 특히 바람직할 수 있다. 바람직하게는, 조명 소스는 상이한 파장을 갖는 광 빔을 생성하도록 적응되는 단일의 레이저 소스를 포함할 수도 있다. 따라서, 조명 소스는, 바람직하게는, 검출기의 구성 부품일 수도 있고, 따라서, 특히 검출기 안으로, 예컨대 검출기의 하우징 안으로 통합될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 특히 스캐닝 시스템의 하우징은, 거리 관련 정보를 예컨대 판독하기 쉬운 방식으로 유저에게 제공하도록 구성되는 적어도 하나의 디스플레이를 포함할 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 특히 스캐닝 시스템의 하우징은, 스캐닝 시스템에 관련되는 적어도 하나의 기능을 동작시키도록, 예컨대 하나 이상의 동작 모드를 설정하도록 구성될 수도 있는 적어도 하나의 버튼을, 추가적으로, 포함할 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 특히 스캐닝 시스템의 하우징은, 특히 유저에 의한 스캐닝 시스템의 핸들링 가능성 및/또는 거리 측정의 정확도를 증가시기 위해, 또 다른 표면, 예컨대 자성 재료를 포함하는, 예컨대 고무 발(rubber foot), 베이스 플레이트 또는 벽 홀더에 스캐닝 시스템을 체결하도록 구성될 수도 있는 적어도 하나의 체결 유닛(fastening unit)을, 추가적으로, 포함할 수도 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 스캐닝 시스템의 조명 소스는, 따라서, 물체의 표면에 위치되는 단일의 도트의 조명을 위해 구성될 수도 있는 단일의 레이저 빔을 방출할 수도 있다. 본 발명에 따른 검출기 중 적어도 하나를 사용하는 것에 의해, 따라서, 적어도 하나의 도트와 스캐닝 시스템 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목이 생성될 수도 있다. 이로서, 바람직하게는, 스캐닝 시스템에 의해 포함되는 것과 같은 조명 시스템과 조명 소스에 의해 생성되는 것과 같은 단일의 도트 사이의 거리가, 예컨대 적어도 하나의 검출기에 의해 포함되는 것과 같은 평가 디바이스를 활용하는 것에 의해 결정될 수도 있다. 그러나, 스캐닝 시스템은, 특히 이 목적을 위해 적응될 수도 있는 추가적인 평가 시스템을 더 포함할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스캐닝 시스템의, 특히 스캐닝 시스템의 하우징의 사이즈가 고려될 수도 있고, 따라서 스캐닝 시스템의 하우징 상의 특정한 지점, 예컨대 하우징의 전방 에지 또는 후방 에지와 단일의 도트 사이의 거리가, 대안적으로, 결정될 수도 있다.

대안적으로, 상이한 파장을 갖는 적어도 두 개의 광 빔을 제공하기 위해, 조명 소스는 상이한 파장의 광을 방출하는 두 개의 레이저 소스를 포함할 수도 있다. 조명 소스는 적어도 두 개의 레이저 빔을 방출할 수도 있다. 레이저 빔의 각각은 물체의 표면 상에 위치되는 단일의 도트의 조명을 위해 구성될 수도 있다. 대안적으로, 스캐닝 시스템의 조명 소스는, 빔의 방출 방향 사이에서 직각과 같은 각각의 각도를 제공하도록 구성될 수도 있는 두 개의 개개의 레이저 빔을 방출할 수도 있고, 그에 의해 동일한 물체의 표면에 또는 두 개의 별개의 물체에서의 두 개의 상이한 표면에 위치되는 두 개의 각각의 도트가 조명될 수도 있다. 그러나, 두 개의 개개의 레이저 빔 사이의 각각의 각도에 대한 다른 값도 또한 실현 가능할 수도 있다. 이 피쳐는, 특히, 간접적인 측정 기능을 위해, 예컨대 스캐닝 시스템과 도트 사이의 하나 이상의 장애물의 존재로 인해, 예컨대 직접적으로 액세스될 수 없을 수도 있는 또는 다르게는 도달하기 어려울 수도 있는 간접 거리를 유도하기 위해 활용될 수도 있다. 한 예로서, 따라서, 두 개의 개개의 거리를 측정하는 것 및 피타고라스(Pythagoras) 식을 사용하는 것에 의해 높이를 유도하는 것에 의해 물체 높이에 대한 값을 결정하는 것이 실현 가능할 수도 있다. 특히, 물체와 관련하여 미리 정의된 레벨을 유지할 수 있기 위해서, 스캐닝 시스템은, 유저에 의해 미리 정의된 레벨을 유지하기 위해 사용될 수도 있는 적어도 하나의 레벨링 유닛, 특히 통합된 기포 수준기(bubble vial)를 더 포함할 수도 있다.

또 다른 대안으로서, 스캐닝 시스템의 조명 소스는, 서로에 대해 각각의 피치, 특히 규칙적인 피치를 나타낼 수도 있는 그리고 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 표면 상에 위치되는 도트의 어레이를 생성하기 위한 방식으로 배치될 수도 있는 레이저 빔의 어레이와 같은 복수의 개개의 레이저 빔을 방출할 수도 있다. 이 목적을 위해, 레이저 빔의 설명된 어레이의 생성을 허용할 수도 있는, 빔 분할 디바이스 및 미러와 같은 특별히 적응된 광학 엘리먼트가 제공될 수도 있다.

따라서, 스캐닝 시스템은 하나 이상의 물체의 하나 이상의 표면 상에 배치되는 하나 이상의 도트의 정적 배치를 제공할 수도 있다. 대안적으로, 스캐닝 시스템의 조명 소스, 특히 하나 이상의 레이저 빔, 예컨대 상기에서 설명된 레이저 빔의 어레이는, 시간 경과에 따라 변화하는 강도를 나타낼 수도 있는 및/또는 시간의 경과에서 교대하는 방출의 방향에 지배를 받을 수도 있는 하나 이상의 광 빔을 제공하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 조명 소스는, 스캐닝 디바이스의 적어도 하나의 조명 소스에 의해 생성되는 바와 같은 교대하는 피쳐를 갖는 하나 이상의 광 빔을 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 표면의 일부를 이미지로서 스캐닝하도록 구성될 수도 있다. 특히, 스캐닝 시스템은, 따라서, 예컨대 하나 이상의 물체의 하나 이상의 표면을 순차적으로 또는 동시에 스캔하기 위해, 적어도 하나의 행 스캔 및/또는 라인 스캔을 사용할 수도 있다. 비제한적인 한 예로서, 스캐닝 시스템은, 안전 레이저 스캐너에서, 예를 들면, 생산 환경에서, 및/또는 예컨대 3D 인쇄, 신체 스캐닝, 품질 제어와 연계하여 물체의 형상을 결정하기 위해 사용되는 바와 같은 3D 스캐닝 디바이스에서, 건설 애플리케이션에서, 예를 들면, 거리계로서, 예를 들면, 소포의 사이즈 또는 볼륨을 결정하기 위한 물류 애플리케이션에서, 가정용 애플리케이션에서, 예를 들면, 진공 청소기 또는 잔디 깎는 머신에서, 또는 스캐닝 단계를 포함할 수도 있는 다른 종류의 애플리케이션에서 사용될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 물체를 이미징하기 위한 카메라가 개시된다. 카메라는, 예컨대 상기에서 주어지는 또는 하기에서 더 상세하게 주어지는 실시예 중 하나 이상에서 개시되는, 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 따라서, 검출기는 사진 디바이스의, 특히 디지털 카메라의 일부일 수도 있다. 구체적으로, 검출기는 3D 사진 촬영을 위해, 특히 디지털 3D 사진 촬영을 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 검출기는 디지털 3D 카메라를 형성할 수도 있거나 또는 디지털 3D 카메라의 일부일 수도 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "사진 촬영"은 일반적으로 적어도 하나의 물체의 이미지 정보를 획득하는 기술을 가리킨다. 또한 본원에서 사용될 때, "카메라"는 일반적으로 사진 촬영을 수행하도록 적응되는 디바이스이다. 또한 본원에서 사용될 때, 용어 "디지털 사진 촬영"은 일반적으로, 조명의 강도, 바람직하게는 디지털 전기 신호를 나타내는 전기 신호를 생성하도록 적응되는 복수의 감광 엘리먼트를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 물체의 이미지 정보를 획득하는 기술을 가리킨다. 본원에서 또한 사용될 때, 용어 "3D 사진 촬영"은 일반적으로, 세 개의 공간 차원에서 적어도 하나의 물체의 이미지 정보를 획득하는 기술을 가리킨다. 따라서, 3D 카메라는 3D 사진 촬영을 수행하도록 적응되는 디바이스이다. 카메라는 일반적으로 단일의 3D 이미지와 같은 단일의 이미지를 획득하도록 적응될 수도 있거나, 또는 이미지의 시퀀스와 같은 복수의 이미지를 획득하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 카메라는 또한, 예컨대 디지털 비디오 시퀀스를 획득하기 위한 비디오 애플리케이션에 대해 적응되는 비디오 카메라일 수도 있다.

따라서, 일반적으로, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 물체를 이미지화하기 위한 카메라, 구체적으로는 디지털 카메라, 더 구체적으로는 3D 카메라 또는 디지털 3D 카메라에 관련된다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 용어 "이미징"은, 본원에서 사용될 때, 일반적으로, 적어도 하나의 물체의 이미지 정보를 획득하는 것을 가리킨다. 카메라는, 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 카메라는, 상기에서 개설되는 바와 같이, 단일의 이미지를 획득하도록 또는 복수의 이미지, 예컨대 이미지 시퀀스를 획득하도록, 바람직하게는, 디지털 비디오 시퀀스를 획득하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 카메라는 비디오 카메라일 수도 있거나 또는 비디오 카메라를 포함할 수도 있다. 후자의 경우, 카메라는, 바람직하게는, 이미지 시퀀스를 저장하기 위한 데이터 메모리를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에서는, 교통 기술에서의 위치 측정; 엔터테인먼트 애플리케이션; 보안 애플리케이션; 휴먼-머신 인터페이스 애플리케이션; 추적 애플리케이션; 스캐닝 애플리케이션; 사진 촬영 애플리케이션; 방, 건물 및 거리의 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 공간과 같은 적어도 하나의 공간의 맵을 생성하기 위한 매핑 애플리케이션; 모바일 애플리케이션; 웹캠; 오디오 디바이스; 돌비 서라운드 오디오 시스템; 컴퓨터 주변장치 디바이스; 게이밍 애플리케이션; 오디오 애플리케이션; 카메라 또는 비디오 애플리케이션; 보안 애플리케이션; 감시 애플리케이션; 자동차 애플리케이션; 운송 애플리케이션; 의료용 애플리케이션; 농업 애플리케이션; 식물 또는 동물을 키우는 것에 관련되는 애플리케이션; 작물 보호 애플리케이션; 스포츠 애플리케이션; 머신 비젼 애플리케이션; 차량 애플리케이션; 항공기 애플리케이션; 선박 애플리케이션; 우주선 애플리케이션; 건축 애플리케이션; 건설 애플리케이션; 지도 제작 애플리케이션; 제조 애플리케이션; 로봇 애플리케이션; 품질 제어 애플리케이션; 제조 애플리케이션; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 품질 제어 애플리케이션; 적어도 하나의 비행 시간 검출기와 조합한 사용; 구조화된 조명 소스와 조합한 사용; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 능동 목표 거리 측정 셋업에서의 사용으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 사용의 목적을 위한, 예컨대 상기에서 논의되는 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 및/또는 하기에서 더 상세하게 주어지는 실시예 중 하나 이상에서 개시되는 바와 같은 본 발명에 따른 광학 검출기의 사용이 개시된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 구체적으로 자동차 또는 다른 차량(예컨대, 기차, 오토바이, 자전거, 화물 운송용 트럭), 로봇에서 사용하기 위한 또는 보행자에 의한 사용을 위한, 로컬 및/또는 글로벌 위치 결정 시스템의 애플리케이션, 특히 랜드마크 기반의 위치 결정 및/또는 실내 및/또는 실외 내비게이션이 거명될 수도 있다. 또한, 실내 위치 결정 시스템은, 예컨대 가정용 애플리케이션에 대한 및/또는 제조 기술에서 사용되는 로봇에 대한 잠재적 애플리케이션으로 명명될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학 검출기는 자동 도어 개방기(automatic door opener)에서, 예컨대 소위 스마트 슬라이딩 도어, 예컨대 문헌 [Jie-Ci Yang et al., Sensors 2013, 13(5), 5923-5936; doi:10.3390/ s130505923]에서 개시되는 스마트 슬라이딩 도어에서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 적어도 하나의 광학 검출기는 사람 또는 물체가 도어에 접근하는 때를 검출하도록 사용될 수도 있고, 도어는 자동적으로 열릴 수도 있다.

추가적인 애플리케이션은, 상기에서 개설되는 바와 같이, 글로벌 위치 결정 시스템, 로컬 위치 결정 시스템, 실내 내비게이션 시스템 또는 등등일 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스, 즉 광학 검출기, 검출기 시스템, 휴먼-머신 인터페이스, 엔터테인먼트 디바이스, 추적 시스템 또는 카메라 중 하나 이상은, 구체적으로는, 로컬 또는 글로벌 위치 결정 시스템의 일부일 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 디바이스는 가시광 통신 시스템의 일부일 수도 있다. 다른 용도가 실현 가능하다.

본 발명에 따른 디바이스, 즉 광학 검출기, 검출기 시스템, 휴먼-머신 인터페이스, 엔터테인먼트 디바이스, 추적 시스템, 스캐닝 시스템, 또는 카메라 중 하나 이상은 또한, 구체적으로는, 예컨대 실내 또는 실외 내비게이션을 위해, 로컬 또는 글로벌 위치 결정 시스템과 조합하여 사용될 수도 있다. 한 예로서, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스는, Google Maps® 또는 Google Street View®와 같은 소프트웨어/데이터베이스와 조합될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 또한 주위의 물체까지의 거리를 분석하기 위해 사용될 수도 있는데, 물체의 위치는 데이터베이스에서 발견될 수 있다. 공지의 물체의 위치까지의 거리로부터, 유저의 로컬 또는 글로벌 위치가 계산될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 광학 검출기, 검출기 시스템, 휴먼-머신 인터페이스, 엔터테인먼트 디바이스, 추적 시스템, 스캐닝 시스템 또는 카메라(이하 간단히 "본 발명에 따른 디바이스" 또는 - 본 발명을 FiP 효과의 잠재적인 사용으로 제한하지 않으면서 - "FiP 디바이스"로서 칭해짐)는 복수의 애플리케이션 목적, 예컨대 하기에서 더 상세하게 개시되는 목적 중 하나 이상을 위해 사용될 수도 있다.

따라서, 먼저, "FiP 디바이스"로도 또한 명명되는 본 발명에 따른 디바이스는 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, 스마트 패널 또는 다른 고정식 또는 이동식 컴퓨터 또는 통신 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는, 성능을 향상시키기 위해, 가시광선 범위 또는 적외선 스펙트럼 범위에서 광을 방출하는 광원과 같은 적어도 하나의 능동 광원과 조합될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대, 환경, 물체 및 생물체를 스캐닝하기 위한 모바일 소프트웨어와 조합하여, 카메라 및/또는 센서로서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 이미징 효과를 증가시키기 위해, 종래의 카메라와 같은 2D 카메라와 심지어 조합될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 또한, 특히 음성 및/또는 제스쳐 인식과 조합하여, 감시를 위해 및/또는 기록 목적을 위해, 또는 모바일 디바이스를 제어하기 위한 입력 디바이스로서 사용될 수도 있다. 따라서, 구체적으로, 입력 디바이스로도 또한 칭해지는, 휴먼-머신 인터페이스로서 작용하는 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 모바일 디바이스, 예컨대 이동 전화를 통해 다른 전자 디바이스 또는 컴포넌트를 제어하기 위해, 모바일 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 한 예로서, 적어도 하나의 FiP 디바이스를 포함하는 모바일 애플리케이션은, 텔레비전 세트, 게임 콘솔, 뮤직 플레이어 또는 뮤직 디바이스 또는 다른 엔터테인먼트 디바이스를 제어하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 컴퓨팅 애플리케이션을 위한 다른 주변장치 디바이스 또는 웹캠에서 사용될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 이미징, 레코딩, 감시, 스캐닝, 또는 모션 검출을 위한 소프트웨어와 조합하여 사용될 수도 있다. 휴먼-머신 인터페이스 및/또는 엔터테인먼트 디바이스의 맥락에서 개설되는 바와 같이, 본 발명에 따른 디바이스는 얼굴 표정 및/또는 신체 표현에 의해 지령을 내리는 데 특히 유용하다. 본 발명에 따른 디바이스는, 예를 들면, 마우스, 키보드, 터치패드, 등등과 같은 다른 입력 발생 디바이스와 조합될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 웹캠을 사용하는 것에 의해 게이밍용 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 가상 트레이닝 애플리케이션 및/또는 화상 회의에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 특히 헤드 마운트형 디스플레이를 착용하는 경우, 가상 또는 증강 현실 애플리케이션에서 사용되는 손, 팔 또는 물체를 인식 또는 추적하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 상기에서 부분적으로 설명되는 바와 같이, 모바일 오디오 디바이스, 텔레비전 디바이스 및 게이밍 디바이스에서 사용될 수도 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 디바이스는, 전자 디바이스, 엔터테인먼트 디바이스 또는 등등에 대한 제어부 또는 제어 디바이스로서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 특히 증강 현실 애플리케이션을 위한 투명한 디스플레이를 갖는 예컨대 2D 및 3D 디스플레이 기술에서, 눈 검출 및 눈 추적을 위해 및/또는 디스플레이를 보고 있는지의 여부 및/또는 어떤 시각에서 디스플레이를 보고 있는지를 인식하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 특히 헤드 마운트형 디스플레이를 착용하는 경우, 가상 또는 증강 현실 애플리케이션과 관련하여, 실내, 경계, 장애물을 탐색하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, DSC 카메라와 같은 디지털 카메라에서 또는 그 디지털 카메라로서 및/또는 SLR 카메라와 같은 반사식 카메라에서 또는 그 반사식 카메라로서 사용될 수도 있다. 이들 애플리케이션의 경우, 상기에서 개시되는 바와 같이, 이동 전화와 같은 모바일 애플리케이션에서의 본 발명에 따른 디바이스의 사용에 대한 참조가 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 보안 또는 감시 애플리케이션에 대해 사용될 수도 있다. 따라서, 한 예로서, FiP 센서는 일반적으로, (예를 들면, 은행 또는 박물관에서의 감시 애플리케이션의 경우) 물체가 미리 결정된 구역 내에 또는 외부에 있는 경우, 신호를 제공할 하나 이상의 디지털 및/또는 아날로그 전자장치와 조합될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 디바이스는 광학 암호화를 위해 사용될 수도 있다. 파장을 보완하기 위해, FiP 기반의 검출은 다른 검출 디바이스와, 예컨대 IR, x 선, UV-VIS, 레이더 또는 초음파 검출기와 조합될 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 또한, 저조도 환경에서의 검출을 허용하기 위해 능동 적외선 광원과 조합될 수도 있다. FiP 기반의 센서와 같은 본 발명에 따른 디바이스는, 구체적으로는, 예를 들면, 레이더 애플리케이션, 초음파 애플리케이션, LIDAR 또는 유사한 능동 검출기 디바이스에서 그러한 것처럼, 써드파티에 의해 검출될 수도 있는 신호를 본 발명에 따른 디바이스가 능동적으로 전송하는 것을 방지하기 때문에, 능동 검출기 시스템과 비교하여, 일반적으로 유리하다. 따라서, 일반적으로, 본 발명에 따른 디바이스는, 움직이는 물체의 인식되지 않는 그리고 검출 불가능한 추적 및/또는 스캐닝을 위해 사용될 수도 있다. 추가적으로, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로, 종래 디바이스와 비교하여, 조작이 용이하고 및 자극이 덜 발생한다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스를 사용하는 것에 의해 3D 검출의 용이성 및 정확성이 주어지면, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로, 얼굴, 신체 및 사람 인식 및 식별을 위해 사용될 수도 있다. 여기서, 본 발명에 따른 디바이스는, 패스워드, 지문, 홍채 검출, 음성 인식 또는 다른 수단과 같은, 식별 또는 개인화 목적을 위한 다른 검출 수단과 조합될 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 본 발명에 따른 디바이스는 보안 디바이스 및 다른 개인화된 애플리케이션에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 제품 식별을 위한 3D 바코드 판독기로서 사용될 수도 있다.

상기에서 언급되는 보안 및 감시 애플리케이션 외에, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 공간 및 구역의 감시 및 모니터링을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 공간 및 구역을 감시 및 모니터링하기 위해, 한 예로서, 금지된 구역이 침범되는 경우에 경고를 트리거하거나 또는 실행하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 본 발명에 따른 디바이스는, 옵션 사항으로서, 다른 타입의 센서와 조합하여, 예컨대 모션 또는 열 센서와 조합하여, 영상 증배관(image intensifier) 또는 이미지 향상 디바이스 및/또는 광전자증배관과 조합하여, 건물 감시 또는 박물관에서의 감시 목적을 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 공항의 무인 수하물과 같은 무인 물체(unattended object) 또는 주차장에서의 도난과 같은 범죄의 실행과 같은 잠재적으로 위험한 활동을 검출하기 위해 공공 장소 또는 혼잡한 공간에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 비디오 및 캠코더 애플리케이션과 같은 카메라 애플리케이션에서 유리하게 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 모션 캡쳐 및 3D 영화 기록을 위해 사용될 수도 있다. 여기서, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 종래의 광학 디바이스에 비해 많은 수의 이점을 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 광학 컴포넌트와 관련하여 더 낮은 복잡성을 요구한다. 따라서, 한 예로서, 예컨대 하나의 렌즈만을 갖는 본 발명에 따른 디바이스를 제공하는 것에 의해, 종래의 광학 디바이스에 비해 렌즈의 수가 감소될 수도 있다. 감소된 복잡성으로 인해, 예컨대 모바일 용도를 위한 매우 컴팩트한 디바이스가 가능하다. 고품질의 두 개 이상의 렌즈를 갖는 종래의 광학 시스템은 일반적으로, 예컨대 볼륨이 큰 빔 스플리터에 대한 일반적인 필요성으로 인해, 볼륨이 크다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 자동 초점 카메라와 같은 초점/자동 초점 디바이스에 대해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 광학 현미경 검사, 특히 공초점 현미경 검사에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 자동차 기술 및 운송 기술의 기술 분야에서 적용 가능하다. 따라서, 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 적응형 순항 제어, 비상 브레이크 어시스트, 차선 이탈 경고, 서라운드 뷰, 사각 지대 검출, 후방 교행 교통 경고, 및 다른 자동차 교통 애플리케이션을 위한 거리 및 감시 센서로서 사용될 수도 있다. 또한, FiP-센서는 FiP-센서를 사용하는 것에 의해 획득되는 위치 정보의 1차 및 2차 시간 미분치를 분석하는 것에 의해, 속도 및/또는 가속도 측정을 위해 또한 사용될 수 있다. 이 피쳐는 일반적으로, 자동차 기술, 운송 기술 또는 일반 교통 기술에서 적용 가능할 수도 있다. 다른 분야의 기술에서의 적용도 실현 가능하다. 실내 위치 결정 시스템에서의 특정한 애플리케이션은, 운송 중인 승객의 위치의 검출, 더 구체적으로는, 에어백과 같은 안전 시스템의 사용을 전자식으로 제어하기 위한 승객 위치의 검출일 수도 있다. 에어백의 사용이 심각한 상해를 야기할 것처럼 승객이 위치되는 경우, 에어백의 사용은 방지될 수도 있다.

이들 또는 다른 애플리케이션에서, 일반적으로, 본 발명에 따른 디바이스는 독립형 디바이스로서 또는 다른 센서 디바이스와 조합하여, 예컨대 레이더 및/또는 초음파 디바이스와 조합하여 사용될 수도 있다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 디바이스는 자율 구동 및 안전 문제에 대해 사용될 수도 있다. 또한, 이들 애플리케이션에서, 본 발명에 따른 디바이스는, 적외선 센서, 음향 센서인 레이더 센서, 2차원 카메라 또는 다른 타입의 센서와 조합하여 사용될 수도 있다. 이들 애플리케이션에서, 본 발명에 따른 디바이스의 일반적으로 수동인 성질이 통상적으로 유리하다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스가 일반적으로 신호를 방출할 필요가 없기 때문에, 다른 신호 소스와의 능동 센서 신호의 간섭의 위험성이 방지될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 구체적으로는, 표준 이미지 인식 소프트웨어와 같은 인식 소프트웨어와 조합하여 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스에 의해 제공되는 바와 같은 신호 및 데이터는 통상적으로 용이하게 프로세싱 가능하고, 따라서, 일반적으로, LIDAR과 같은 확립된 스테레오 시스템보다는 더 낮은 계산 능력을 요구한다. 낮은 공간 요구가 주어지면, FiP 효과를 사용하는 카메라와 같은 본 발명에 따른 디바이스는 차량에서 사실상 임의의 장소에, 예컨대 윈도우 스크린 상에, 전면 후드 상에, 범퍼 상에, 라이트 상에, 미러 또는 다른 장소 등등 상에 배치될 수도 있다. 예컨대 자율적으로 구동하는 차량을 허용하기 위해 또는 능동적인 안전 개념의 성능을 증가시키기 위해, FiP 효과에 기초한 다양한 검출기가 조합될 수 있다. 따라서, 예컨대, 후면 윈도우, 측면 윈도우 또는 전면 윈도우와 같은 윈도우에서, 범퍼 상에서 또는 조명 상에서, 다양한 FiP 기반 센서가 다른 FiP 기반 센서 및/또는 종래의 센서와 조합될 수도 있다.

하나 이상의 우적 검출 센서(rain detection sensor)와의, 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기와 같은 본 발명에 따른 적어도 하나의 디바이스의 조합도 또한 가능하다. 이것은, 본 발명에 따른 디바이스가, 구체적으로는 호우(heavy rain) 동안, 레이더와 같은 종래의 센서 기술에 비해 일반적으로 유리하다는 사실에 기인한다. 레이더와 같은 적어도 하나의 종래의 감지 기술과의 적어도 하나의 FiP 디바이스의 조합은, 소프트웨어가 기상 조건에 따라 신호의 올바른 조합을 선택하는 것을 허용할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 브레이크 어시스트 및/또는 주차 어시스트로서 및/또는 속도 측정을 위해 사용될 수도 있다. 속도 측정은, 예컨대, 교통 제어에서 다른 차량의 속도를 측정하기 위해, 차량에 통합될 수도 있거나 또는 차량 외부에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 주차장 내의 빈 주차 공간을 검출하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 의료 시스템 및 스포츠의 분야에서 사용될 수도 있다. 따라서, 의료 기술의 분야에서는, 예를 들면, 내시경에서 사용하기 위한 수술용 로봇이 거명될 수도 있는데, 그 이유는, 상기에서 개설되는 바와 같이, 본 발명에 따른 디바이스가 적은 볼륨만을 요구할 수도 있고 다른 디바이스 안으로 통합될 수도 있기 때문이다. 구체적으로, 기껏해야 하나의 렌즈를 갖는 본 발명에 따른 디바이스는, 의료 디바이스에서, 예컨대 내시경에서 3D 정보를 캡쳐하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 움직임의 추적 및/또는 스캐닝 분석을 가능하게 하기 위해, 적절한 모니터링 소프트웨어와 조합될 수도 있다. 이것은, 내시경 또는 메스와 같은 의료 디바이스의 위치와, 예컨대 자기 공명 영상, x 선 영상, 또는 초음파 영상으로부터 획득되는 의료 영상으로부터의 결과의 즉석에서의 오버레이를 허용할 수도 한다. 이들 애플리케이션은, 예를 들면, 의료 처치 및 장거리 진단 및 원격 의료에서 특히 유용하다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 3D 신체 스캐닝에서 사용될 수도 있다. 신체 스캐닝은 의학적 맥락에서, 예컨대 치과 수술, 성형 수술, 비만 치료, 또는 미용 성형 수술에서 적용될 수도 있거나, 또는 그것은 의료 진단의 맥락에서, 예컨대 근막동통 증후군, 암, 신체 이형 장애, 또는 또 다른 질병의 진단에서 적용될 수도 있다. 신체 스캐닝은 또한, 스포츠 기기의 인체 공학적 사용 또는 적합성을 평가하기 위해 스포츠의 분야에서 적용될 수도 있다.

신체 스캐닝은 또한, 예컨대 옷의 적절한 사이즈 및 피팅을 결정하기 위해, 의류의 맥락에서 사용될 수도 있다. 이 기술은, 맞춤옷의 맥락에서 또는 인터넷에서 또는 마이크로 키오스크 디바이스 또는 고객 컨시어지 디바이스(customer concierge device)와 같은 셀프 서비스 쇼핑 디바이스에서 옷 또는 신발을 주문하는 맥락에서 사용될 수도 있다. 의류의 맥락에서의 신체 스캐닝은, 완전히 차려 입은 고객을 스캐닝하는 데 특히 중요하다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대, 엘리베이터, 기차, 버스, 자동차, 또는 비행기에서 사람들의 수를 카운트하는, 또는 복도, 도어, 통로, 소매점, 스타디움, 유흥지, 박물관, 도서관, 공공 장소, 영화관, 극장, 또는 등등을 지나가는 사람들의 수를 카운트하는 사람 계수 시스템의 맥락에서 사용될 수도 있다. 또한, 사람 계수 시스템에서의 3D 기능은, 카운트되는 사람들에 대한 추가적인 정보, 예컨대 신장, 체중, 연령, 체력, 또는 등등을 획득 또는 추정하기 위해 사용될 수도 있다. 이 정보는, 비즈니스 인텔리전스 메트릭을 위해, 및/또는 사람들이 카운트될 수도 있는 장소를 더욱 매력적으로 또는 안전하게 만들도록 그 장소를 추가적으로 최적화하기 위해 사용될 수도 있다. 소매 환경에서, 사람 계수의 맥락에서의 본 발명에 따른 디바이스는, 재방문 고객 또는 크로스 쇼퍼(cross shopper)를 인식하기 위해, 쇼핑 거동을 평가하기 위해, 구매를 한 방문객의 비율을 평가하기 위해, 직원 교대를 최적화하기 위해, 또는 방문객당 쇼핑몰의 비용을 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 수퍼마켓, 쇼핑몰, 또는 등등을 통한 고객 경로를 평가하기 위해 사람 계수 시스템이 사용될 수도 있다. 또한, 사람 계수 시스템은 인체측정학적 조사(anthropometric survey)를 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 운송의 거리에 따라 승객에게 자동으로 요금을 청구하기 위해 대중 교통 시스템에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 어린이용 놀이터에서, 부상당한 어린이 또는 위험한 활동을 하는 어린이를 인식하기 위해, 놀이터 장난감과의 추가적인 상호 작용을 허용하기 위해, 놀이터 장난감의 안전한 사용을 보장하기 위해 또는 등등을 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 건설 공구, 예컨대 물체까지의 또는 벽까지의 거리를 결정하는 거리계에서, 표면이 평탄한지의 여부를 평가하기 위해, 물체를 정렬하거나 또는 물체를 순서가 정해진 방식으로 배치하기 위해, 또는 건설 환경 또는 등등에서 사용하기 위한 검사 카메라에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 스포츠 및 운동의 분야에서, 예컨대 트레이닝, 원격 교수 또는 경쟁 목적을 위해 적용될 수도 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 디바이스는, 춤, 에어로빅, 축구, 싸커, 농구, 야구, 크리켓, 하키, 육상 경기(track and field), 수영, 폴로, 핸드볼, 배구, 럭비, 스모, 유도, 펜싱, 권투, 등등의 분야에서 적용될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대, 게임을 모니터링하고, 심판(referee)을 지원하기 위해, 또는 스포츠에서의 특정한 상황의 판정, 구체적으로는 자동 판정을 위해, 예컨대 포인트 또는 득점이 실제로 이루어졌는지의 여부를 판정하기 위해, 스포츠 및 게임 둘 모두에서, 볼, 배트, 검, 모션, 등등의 위치를 검출하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 디바이스는 또한, 악기의 연습, 특히 원격 레슨, 예를 들면, 피들(fiddle), 바이올린, 비올라, 첼로, 베이스, 하프, 기타, 밴조(banjo), 또는 우쿨렐레와 같은 현악기, 피아노, 오르간, 키보드, 하프시코드(harpsichord), 하모늄(harmonium), 또는 아코디언과 같은 키보드 악기, 및/또는 드럼, 팀파니, 마림바, 실로폰, 비브라폰, 봉고, 콩가, 팀바레스, 젬베 또는 타블라와 같은 타악기의 레슨을 지원하기 위해 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 디바이스는 또한, 트레이닝을 북돋우기 위해 및/또는 움직임을 검사하고 교정하기 위해, 재활 및 물리 치료에서 사용될 수도 있다. 여기서, 본 발명에 따른 디바이스는 거리 진단에도 또한 적용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 머신 비전의 분야에서 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스는, 예를 들면, 로봇의 자율 구동 및 또는 작업을 위한 수동 제어 유닛으로서 사용될 수도 있다. 이동하는 로봇과 조합하여, 본 발명에 따른 디바이스는 자율 이동 및/또는 부품에서의 고장의 자율 검출을 허용할 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 로봇, 생산 부품 및 생명체 사이의 충돌을 포함하는 그러나 이들로 제한되지는 않는 사고를 피하기 위해, 제조 및 안전 감시를 위해 또한 사용될 수도 있다. 로봇 공학에서, 인간과 로봇의 안전하고 직접적인 상호 작용은 종종 문제가 되는데, 사람이 인식되지 않을 때 로봇이 사람을 심하게 다치게 할 수도 있기 때문이다. 본 발명에 따른 디바이스는, 로봇이 물체 및 인간을 더 잘 그리고 더 빨리 위치 결정하는 것을 도울 수도 있고 안전한 상호 작용을 허용할 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스의 수동적 성질을 고려하면, 본 발명에 따른 디바이스는 능동 디바이스에 비해 유리할 수도 있고 및/또는 레이더, 초음파, 2D 카메라, IR 검출 등등과 같은 현존하는 솔루션에 보완적으로 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스의 하나의 특별한 이점은 신호 간섭의 낮은 가능성이다. 따라서, 신호 간섭의 위험 없이, 다수의 센서가 동일한 환경에서 동시에 작동할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로, 예를 들면, 자동차, 광업, 철강, 등등과 같은, 그러나 이들로 제한되지는 않는 고도로 자동화된 생산 환경에서 유용할 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 또한, 생산에서 품질 제어를 위해, 예를 들면, 예컨대 품질 제어 또는 다른 목적을 위해, 2차원 이미징, 레이더, 초음파, IR 등등과 같은 다른 센서와 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 표면 품질의 평가를 위해, 예컨대 제품의 표면 균일성 또는 명시된 치수에 대한 준수성을, 마이크로미터의 범위에서부터 미터의 범위까지, 조사하기 위해 사용될 수도 있다. 다른 품질 제어 애플리케이션도 실현 가능하다. 제조 환경에서, 본 발명에 따른 디바이스는, 다량의 낭비되는 재료를 방지하기 위한 복합 3 차원 구조체에서, 음식 또는 목재와 같은 자연 제품을 처리하는 데 특히 유용하다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 탱크, 사일로 등등의 충전 레벨을 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대, 인쇄 회로 기판의 자동 광학 검사, 어셈블리 또는 서브 어셈블리의 검사, 설계된 컴포넌트의 검증, 엔진 부품 검사, 목재 품질 검사, 라벨 검사, 의료 디바이스의 검사, 제품 방향 검사, 포장 검사, 식품 팩 검사, 또는 등등에서, 누락 부품, 불완전한 부품, 느슨한 부품, 저품질 부품, 또는 등등에 대해 복잡한 제품을 검사하기 위해 사용될 수도 있다.

특히, 본 발명에 따른 디바이스는, 제품, 특히 비고체 상(non-solid phase), 특히 유체, 예컨대 액체, 에멀전, 기체, 에어로졸, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제품의 제조, 포장 및 분배에 관련되는 속성을 식별하기 위한 산업 품질 제어에서 사용될 수도 있다. 일반적으로 화학, 제약, 화장품, 식품 및 음료 산업에서 뿐만 아니라 다른 산업 분야에 존재할 수도 있는 이들 종류의 제품은, 컨테이너, 케이스, 또는 병으로 표현될 수도 있는 고체 용기(receptacle)를 일반적으로 필요로 하는데, 여기서 용기는, 바람직하게는, 완전히 또는 적어도 부분적으로 투명할 수도 있다. 단순화를 위해, 하기에서, 용어 "병(bottle)"은, 예컨대 용기의 형상 또는 재료에 관해서, 어떠한 실질적인 제한도 의도하지 않는 특정한 빈번한 예로서 사용될 수도 있다. 결과적으로, 대응하는 제품을 포함하는 병은, 바람직하게는 본 발명에 따른 광학 검출기 또는 광학 검출기를 포함하는 시스템을 활용하는 것에 의해, 품질 제어를 위해 사용될 수도 있는 다수의 광학 파라미터에 의해 특성 묘사될 수도 있다. 이와 관련하여, 광학 검출기는, 특히, 병 내의 제품의 충전 레벨, 병의 형상, 및 특히 각각의 제품 정보를 포함하기 위해 병에 부착될 수도 있는 라벨의 속성을 포함할 수도 있는 다음의 광학 파라미터 중 하나 이상을 검출하기 위해 사용될 수도 있다.

최신 기술에 따르면, 이러한 종류의 산업 품질 제어는 일반적으로, 각각의 이미지를 기록 및 평가하는 것에 의해 언급된 광학 파라미터 중 하나 이상을 평가하기 위해 산업용 카메라 및 후속하는 이미지 분석을 사용하는 것에 의해 수행될 수도 있고, 그에 의해, 산업 품질 제어에 의해 일반적으로 요구되는 대답이, 값 TRUE(참)(즉, 품질 충족) 또는 FALSE(거짓)(즉, 품질 불충족)만을 획득할 수도 있는 논리문(logic statement)이기 때문에, 광학 파라미터와 관련하여 획득되는 복잡한 정보의 대부분은 일반적으로 폐기될 수도 있다. 예를 들면, 산업용 카메라는 병의 이미지를 기록하는 데 요구될 수도 있는데, 이미지는, 충전 라벨, 병의 형상의 임의의 가능한 변형 및 병 상에 부착될 때의 대응하는 라벨 상에 포함되는 임의의 에러 및/또는 누락을 검출하기 위해 후속하는 이미지 분석에서 평가될 수도 있다. 특히, 편차가 일반적으로 다소 작기 때문에, 동일한 제품의 상이한 기록된 이미지는 모두 매우 유사하다. 결과적으로, 컬러 레벨이나 그레이 스케일과 같은 간단한 도구를 활용할 수도 있는 이미지 분석은 일반적으로 충분하지 않다. 또한, 종래의 대면적 이미지 센서는, 특히 입사 광 빔의 전력으로부터의 그들의 선형 독립성으로 인해, 정보를 거의 산출하지 못한다.

이와는 대조적으로, 본 발명에 따른 광학 검출기는, 입사 광 빔의 전력으로부터 공지된 의존성을 나타내는 하나 이상의 광학 센서를 갖는 셋업을 이미 포함하는데, 이것은, 특히, 병 내의 제품의 충전 레벨, 병의 형상, 및 병에 부착되는 라벨의 적어도 하나의 속성과 같은 상기 언급된 광학 파라미터와 관련하여 제품의 이미지에 대한 더 큰 영향으로 나타날 수도 있다. 특히, 광학 센서는, 따라서, 제품의 이미지 내에 포함되는 바와 같은 복잡한 정보를, 하나 이상의 센서 신호, 예컨대 쉽게 액세스 가능한 전류 신호로 직접적으로 간결하게 하도록 적응될 수도 있고, 따라서, 복잡한 이미지 분석을 수행하는 현존하는 필요성을 방지할 수도 있다. 또한, 상기에서 이미 설명된 바와 같이, 각각의 시간 인터벌 내에서의 센서 전류의 로컬 최대치 또는 최소치와 같은 센서 신호가, 조사 중에 있는 제품이 실제 초점이 맞다는 것을 나타낼 수도 있는 자동 초점 디바이스를 제공하는 것을 특히 언급하는 본 발명의 목적은 또한, 대응하는 제품의 이미지로부터 상기 언급된 광학 파라미터의 평가를 지원할 수도 있다. 자동 초점 디바이스가 최신 기술로부터 공지된 카메라에서 사용될 수도 있는 경우에도, 초점이 측정 동안 일반적으로 변하지 않고 유지되기 때문에, 렌즈 시스템은 제한된 범위의 거리만을 일반적으로 커버할 수도 있다. 그러나, 초점 조정 가능한 렌즈의 사용에 기초하는 본 발명에 따른 측정 개념은, 넓은 범위에 걸쳐 초점을 변경하는 것이 본원에서 설명되는 바와 같은 측정 개념을 활용하는 것에 의해 가능할 수도 있기 때문에, 훨씬 넓은 범위를 커버할 수도 있다. 또한, 특별히 적응된 전달 디바이스, 조명 소스, 예컨대 대칭성 파괴 및/또는 변조된 조명을 제공하도록 구성되는 디바이스, 변조 디바이스 및/또는 센서 스택의 사용은 또한, 품질 제어 동안 획득된 정보의 신뢰 가능성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 투표, 차량, 기차, 비행기, 선박, 우주선 및 다른 교통 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 따라서, 교통 애플리케이션의 맥락에서 상기에서 언급되는 애플리케이션 외에도, 항공기, 차량 및 등등에 대한 수동 추적 시스템이 거명될 수도 있다. 이동하는 물체의 속도 및/또는 방향을 모니터링하기 위한 본 발명에 따른 적어도 하나의 디바이스, 예컨대 본 발명에 따른 적어도 하나의 검출기의 사용이 실현 가능하다. 구체적으로는, 육상, 바다 및 우주를 포함하는 공중에서 빠르게 움직이는 물체의 추적이 거명될 수도 있다. 적어도 하나의 FiP 검출기는 특히 정지하여 서있는 디바이스 상에 및/또는 이동하는 디바이스 상에 장착될 수도 있다. 적어도 하나의 FiP 디바이스의 출력 신호는, 예를 들면, 다른 물체의 자율적인 또는 유도된 이동을 위한 유도 메커니즘과 조합될 수 있다. 따라서, 추적된 물체와 조정된 물체 사이의 충돌을 방지하기 위한 또는 그들 사이의 충돌을 가능하게 하기 위한 애플리케이션이 실현 가능하다. 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로, 요구되는 낮은 계산 능력으로 인해, 즉각적인 응답으로 인해, 그리고 예를 들면, 레이더와 같은, 능동 시스템과 비교하여, 검출 및 방해하기가 일반적으로 더욱 어려운 검출 시스템의 수동적 성질로 인해, 유용하고 유리하다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 레이더 시스템이 충분히 정확하게 작동하지 않을 수 있는 활주로에 특별히 근접하여, 착륙 또는 이륙 절차 동안 항공기를 지원하기 위해 사용될 수도 있다. 이러한 착륙 또는 이륙 지원 디바이스는, 활주로와 같은 지상에 고정되는 또는 항공기에 고정되는 비콘 디바이스에 의해, 또는 항공기 또는 지상 중 어느 하나, 또는 둘 모두에 고정되는 조명 및 측정 디바이스에 의해, 실현될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 예를 들면, 속도 제어 및 항공 교통 제어 디바이스에 특히 유용하지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 도로 요금에 대한 자동화된 요금 징수 시스템에서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 디바이스는, 일반적으로, 수동 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 수동 애플리케이션은, 항구 또는 위험 구역에 있는 선박에 대한, 그리고 착륙 또는 이륙시에 항공기에 대한 유도를 포함하는데, 고정된 공지의 능동 타겟이 정확한 유도를 위해 사용될 수도 있다. 광산 차량과 같은, 위험하지만 그러나 잘 정의된 노선을 운행하는 차량에 대해서도 동일한 것이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 자동차, 기차, 비행 물체, 동물, 또는 등등과 같은 급속하게 접근하는 물체를 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 물체의 속도 또는 가속도를 검출하기 위해, 또는 시간에 따른 물체의 위치, 속도, 및/또는 가속도 중 하나 이상을 추적하는 것에 의해 물체의 움직임을 예측하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 상기에서 개설되는 바와 같이, 본 발명에 따른 디바이스는 게이밍의 분야에서 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 움직임을 자신의 내용에 통합하는 소프트웨어와 조합한 움직임 검출의 경우, 동일한 또는 상이한 사이즈, 컬러, 형상, 등등의 다수의 물체와의 사용에 대해 수동적일 수 있다. 특히, 움직임을 그래픽 출력으로 구현함에 있어서, 애플리케이션이 실현 가능하다. 또한, 예컨대 제스쳐 또는 얼굴 인식을 위해 본 발명에 따른 디바이스 중 하나 이상을 사용하는 것에 의해, 커맨드를 제공하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 애플리케이션이 실현 가능하다. 본 발명에 따른 디바이스는, 예를 들면, 저조도 조건 하에서 또는 주변 조건의 보강이 요구되는 다른 상황에서 작동하기 위해, 능동 시스템과 조합될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 IR 또는 VIS 광원과의, 예컨대 FiP 효과에 기초한 검출 디바이스와의 본 발명에 따른 디바이스 중 하나 이상의 조합이 가능하다. 예를 들면, 시스템 및 그 소프트웨어에 의해 쉽게 구별될 수 있고 특별한 컬러, 형상, 다른 디바이스에 대한 상대적 위치, 이동 속도, 광, 디바이스 상의 광원을 변조하기 위해 사용되는 주파수, 표면 속성, 사용되는 재료, 반사 속성, 투명도, 흡수 특성, 등등으로 제한되지 않을 수 있는 특수한 디바이스와의 FiP 기반 검출기의 조합도 또한 가능하다. 그 디바이스는, 다른 가능성 중에서도, 스틱, 라켓, 클럽, 총, 칼, 휠, 반지, 핸들, 병, 볼, 유리, 꽃병, 숟가락, 포크, 큐브, 주사위, 피규어, 작은 인형, 곰 인형, 비이커, 페달, 스위치, 장갑, 장신구, 악기 또는 악기를 연주하기 위한 보조 디바이스, 예컨대, 채(plectrum), 드럼스틱 또는 등등을 닮을 수 있다. 다른 옵션도 실현 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 고온 또는 추가적인 발광 프로세스로 인해, 자체적으로 광을 방출하는 물체를 검출 및 추적하기 위해 사용될 수도 있다. 발광부는 배기 흐름(exhaust stream) 또는 등등일 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 반사하는 물체를 추적하고 이들 물체의 회전 또는 방위를 분석하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 일반적으로 건축, 건설 및 지도 제작의 분야에서 사용될 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스는, 예를 들면, 시골 또는 건물과 같은 환경 구역을 측정 및/또는 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 여기서, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스는, 건축 프로젝트, 변화하는 물체, 하우스, 등등의 진척도 및 정확도를 모니터링하기 위해, 다른 방법 및 디바이스와 조합될 수도 있거나, 또는 단독으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스는, 방, 거리, 하우스, 마을 또는 풍경의 맵을, 지상 및 공중 둘 다로부터 구축하기 위해, 스캐닝된 환경의 삼차원 모델을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 애플리케이션의 잠재적인 분야는 건설, 내부 아키텍쳐; 실내 가구 배치; 지도 제작, 부동산 관리, 토지 측량 또는 등등일 수도 있다. 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 빌딩, 농산물 생산 환경 예컨대 들판, 생산 플랜트, 또는 조경을 모니터링하기 위해, 구조 작업을 지원하기 위해, 또는 한 명 이상의 사람 또는 동물을 찾고 모니터링하기 위해, 또는 등등을 위해 멀티콥터에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 파이프라인의 길이, 탱크 볼륨 또는 생산 플랜트 또는 반응기에 관련되는 추가적인 기하학적 형상을 측정하기 위해 생산 환경에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 가정에서의 기본 가전기기 관련 서비스, 예를 들면, 에너지 또는 부하 관리, 원격 진단, 애완 동물 관련 기기, 아이 관련 기기, 아이 감시, 가전 기기 관련 감시, 고령자 또는 아픈 사람에 대한 지원 또는 서비스, 가정 보안 및/또는 감시, 가전 기기 동작의 원격 제어, 및 자동 유지 보수 지원을 상호 연결하고, 자동화하고, 제어하기 위해, CHAIN(Cedec Home Appliances Interoperating Network: 세덱 가전기기 상호 연동 네트워크)과 같은 가전 기기의 상호 연동 네트워크 내에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 특히 한 명 이상의 사람의 위치에 의존하여, 방의 어떤 부분이 소정의 온도 또는 습도로 되어야 하는지를 위치 결정하기 위해, 에어컨 시스템과 같은 난방 또는 냉방 시스템에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 가사 노동에 대해 사용될 수도 있는 서비스 로봇 또는 자율 로봇과 같은 가정용 로봇에서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 다수의 상이한 목적을 위해, 예컨대 충돌을 방지하기 위해 또는 환경을 매핑하기 위해, 또한, 유저를 식별하기 위해, 주어진 유저에 대한 로봇의 성능을 개인 맞춤화하기 위해, 보안 목적을 위해, 또는 제스쳐 또는 얼굴 인식을 위해 사용될 수도 있다. 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 로봇 진공 청소기, 바닥 세척 로봇, 건식 청소 로봇(dry-sweeping robot), 옷을 다림질하기 위한 다림질 로봇, 동물 자동 화장실(animal litter robot), 예컨대 고양이 자동 화장실, 침입자를 검출하는 보안 로봇, 로봇식 잔디 깍는 머신, 자동화된 수영장 청소기, 비받이 세정 로봇, 윈도우 세척 로봇, 장난감 로봇, 텔레프레즌스 로봇, 이동성이 덜한 사람들에게 친구를 제공하는 소셜 로봇, 또는 말을 수화로 또는 수화를 말로 번역하는 로봇에서 사용될 수도 있다. 고령자와 같이 이동성이 덜한 사람들의 맥락에서, 본 발명에 따른 디바이스를 갖는 가정용 로봇은, 안전한 방식으로 물체를 집어 들고, 물체를 운반하고, 물체 및 유저와 상호 작용하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 로봇이 위험한 재료 또는 물체와 또는 위험한 환경에서 동작함에 있어서 사용될 수도 있다. 비제한적인 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 위험한 물질 예컨대 재난 이후의 화학 물질 또는 방사성 물질을 다루기 위해, 또는 지뢰, 미폭발 무기, 또는 등등과 같은 다른 위험한 또는 잠재적으로 위험한 물체를 다루기 위해, 또는 근처가 불타고 있는 물체 또는 재난 이후의 구역과 같은 안전하지 않은 환경에서 동작하거나 또는 그들을 조사하기 위해 로봇 또는 무인 원격 제어 차량에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 혈압, 심박수, 온도 또는 등등과 같은 건강 기능을 평가하는 로봇에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 사람의 존재를 검출하기 위해, 디바이스의 콘텐츠 또는 기능을 모니터링하기 위해, 또는 또 다른 가정용, 이동식 또는 엔터테인먼트 디바이스를 갖는 사람과 상호 작용하고 및/또는 그 사람에 대한 정보를 공유하기 위해, 가정용, 이동식 또는 엔터테인먼트 디바이스, 예컨대 냉장고, 전자레인지, 세탁기, 윈도우 블라인드 또는 셔터, 가정용 알람, 에어컨 디바이스(air condition device), 난방 디바이스, 텔레비전, 오디오 디바이스, 스마트 워치, 이동 전화, 전화기, 식기세척기, 스토브 또는 등등에서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 디바이스는 또한, 농업에서, 예를 들면, 해충, 잡초 및/또는 감염된 농작물(crop plant)을 완전히 또는 부분적으로 검출 및 분류하기 위해 사용될 수도 있는데, 농작물은 곰팡이 또는 곤충에 의해 감염될 수도 있다. 또한, 작물을 수확하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스는, 검출하지 않으면 수확 디바이스에 의해 해를 입을 수도 있는 사슴과 같은 동물을 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 들판 또는 온실 내에서의 식물의 성장을 모니터링하기 위해, 특히 들판 또는 온실 내의 주어진 영역에 대한 또는 심지어 주어진 식물에 대한, 물 또는 비료 또는 작물 보호 제품의 양을 조정하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 농업 생명 공학 기술에서, 본 발명에 따른 디바이스는 식물의 사이즈 및 형상을 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 경작 환경에서 또는 예컨대 마구를 청소하기 위해 동물 사육 환경에서, 자동화된 착유용 계류 장치(automated milk stanchion)에서, 잡초, 건초, 짚 또는 등등의 가공에서, 알을 획득하는 것에서, 농작물, 잡초, 또는 잔디를 베는 것에서, 동물을 도축하는 것에서, 새의 깃털을 뽑는 것에서, 또는 등등에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 화학 물질 또는 오염물을 검출하기 위한 센서, 전자 코 칩, 박테리아 또는 바이러스 또는 등등을 검출하기 위한 미생물 센서 칩, 가이거(Geiger) 계수기, 촉각 센서, 열 센서, 또는 등등과 조합될 수도 있다. 이것은, 예를 들면, 위험한 또는 어려운 작업을 핸들링하도록 구성되는 스마트 로봇을 구성함에 있어서, 예컨대 고도로 전염성의 환자를 치료함에 있어서, 고도로 위험한 물질을 핸들링 또는 제거함에 있어서, 고도로 오염된 구역, 예컨대 고도로 방사성이 있는 구역 또는 화학 물질의 유출을 세정함에 있어서, 또는 농업에서 해충 구제를 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는 수상한 물체, 사람 또는 거동에 대해 한 구역을 모니터링하는 것과 같은 보안 애플리케이션에서 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스는 또한, 예컨대 적층 가공 및/또는 3D 프린팅을 위해, 예컨대 CAD 또는 유사한 소프트웨어와 조합한 물체의 스캐닝을 위해 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 디바이스의 높은 치수 정밀도의 사용이, 예를 들면, x, y 또는 z 방향에서 또는 이들 방향의 임의의 임의적인 조합에서, 예컨대 동시에 이루어질 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 검사 및 유지 보수, 예컨대 파이프라인 검사 게이지(pipeline inspection gauges)에서 사용될 수도 있다. 또한, 생산 환경에서, 본 발명에 따른 디바이스는, 자연적으로 성장된 물체와 같은 불규칙하게(badly) 정의된 형상의 물체와 함께 작업하기 위해, 예컨대 형상 또는 사이즈별로 야채 또는 다른 자연 제품을 분류하기 위해 또는 가공 단계에 필요한 정밀도보다 낮은 정밀도로 제조되는 물체 또는 육류, 과일, 빵, 두부, 야채, 계란, 또는 등등과 같은 제품을 절단하기 위해 사용될 수도 있다. 비제한적인 한 예로서, 본 발명에 따른 디바이스는 생산 환경에서 포장 단계 전후에 약간 떨어지는 품질(minor quality)의 자연 제품을 분류하기 위해 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 실내 또는 실외 공간을 통해 자율적으로 또는 부분적으로 자율적으로 이동하는 차량 또는 멀티콥터 또는 등등을 허용하기 위해 로컬 내비게이션 시스템에서 사용될 수도 있다. 비제한적인 예는, 물체를 집어들고 그들을 상이한 위치에 배치하기 위해 자동화된 저장소를 통해 이동하는 차량을 포함할 수도 있다. 실내 내비게이션은 또한, 이동성 물품, 모바일 디바이스, 수하물, 고객 또는 직원의 위치를 추적하기 위해, 또는 유저에게 위치 특정 정보, 예컨대 맵 상에서의 현재 위치, 또는 판매된 제품에 대한 정보, 또는 등등을 제공하기 위해, 쇼핑몰, 소매점, 박물관, 공항, 또는 기차역에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 예컨대 로봇 팔을 사용하여 물체를 픽업하고 그들을 그 밖의 다른 곳, 예컨대 컨베이어 벨트 상에 배치하기 위한 제조 환경에서 사용될 수도 있다. 비제한적인 한 예로서, 본 발명에 따른 하나 이상의 디바이스와 조합된 로봇 암이 박스로부터 나사를 픽업하여 컨베이어 벨트 상에서 이송되는 물체의 특정 위치에 나사를 박을 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 속도, 경사, 다가오는 장애물, 도로의 비평탄성, 또는 커브 또는 등등을 모니터링하는 것에 의해 오토바이에 대한 운전 지원과 같은 오토바이의 안전한 운전을 보장하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 충돌을 방지하기 위해 기차 또는 트램에서 사용될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대, 물류 프로세스를 최적화하기 위해 포장재 또는 소포를 스캐닝하기 위한 핸드헬드 디바이스에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 또 다른 핸드헬드 디바이스 예컨대 개인 쇼핑 디바이스, RFID 판독기, 병원 또는 건강 환경에서의 사용을 위한 예컨대 의료 용도를 위한 또는 환자 또는 환자 건강 관련 정보, 소매 또는 건강 환경에 대한 스마트 배지, 또는 등등을 획득, 교환 또는 기록하기 위한 핸드헬드 디바이스에서 사용될 수도 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 본 발명에 따른 디바이스는 또한 제조, 품질 제어 또는 식별 애플리케이션에서, (예컨대, 최적의 장소 또는 패키지를 찾기 위해, 폐기물을 감소시키기 위해, 등등을 위해) 예컨대 제품 식별 또는 사이즈 식별에서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 물류 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디바이스는 최적화된 적재 또는 포장 용기 또는 차량을 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 제조의 분야에서 표면 손상을 모니터링 또는 제어하기 위해, 렌탈 차량과 같은 렌탈 물체를 모니터링 또는 제어하기 위해, 및/또는 보험 애플리케이션을 위해, 예컨대 손상의 평가를 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 재료, 물체 또는 툴의 사이즈를 식별하기 위해, 예컨대, 특별히 로봇과 조합하여, 최적의 재료 핸들링을 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 생산에서의 프로세스 제어를 위해, 예를 들면, 탱크의 충전 레벨을 관찰하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 탱크, 파이프, 반응로, 공구 등등과 같은, 그러나 이들로 제한되지는 않는 생산 자산의 유지 보수를 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는 3D 품질의 마크를 분석하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 치아 인레이, 치아 교정기(dental brace), 보철물, 의류 또는 등등과 같은 맞춤식 제품을 제조함에 있어서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 또한, 신속한 프로토타입화, 3D 복사 또는 등등을 위해 하나 이상의 3D 프린터와 조합될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스는, 예컨대 제품 저작권 침해 방지를 위해 그리고 위조 방지 목적을 위해, 하나 이상의 물품의 형상을 검출하기 위해 사용될 수도 있다.

바람직하게는, 구체적으로는 잠재적인 재료, 셋업 및 또 다른 세부 사항에 대한, 특히 전달 디바이스, 종방향 광학 센서, 평가 디바이스 및, 적용 가능한 경우, 횡방향 광학 센서, 변조 디바이스, 조명 소스 및 이미징 디바이스와 관련한, 광학 검출기, 방법, 휴먼-머신 인터페이스, 엔터테인먼트 디바이스, 추적 시스템, 카메라 및 검출기의 다양한 용도의 또 다른 잠재적인 세부 사항에 대해서는, WO 2012/110924 A1, US 2012/206336 A1, WO 2014/097181 A1, 및 US 2014/291480 A1 중 하나 이상에 대한 참조가 이루어질 수도 있는데, 이들 문헌 모두의 전체 내용은 참조에 의해 본원에 포함된다.

상기에서 설명된 검출기, 방법, 휴먼-머신 인터페이스 및 엔터테인먼트 디바이스 및 또한 제안된 용도는 종래 기술에 비해 상당한 이점을 갖는다. 따라서, 일반적으로, 공간 내의 적어도 하나의 물체의 위치를 정확하게 결정하기 위한 간단하며, 여전히 효율적인 검출기가 제공될 수도 있다. 여기서, 한 예로서, 물체 또는 그 일부의 삼차원 좌표가 빠르고 효율적인 방식으로 결정될 수도 있다.

본 기술 분야에서 공지되어 있는 디바이스와 비교하여, 제안되는 바와 같은 검출기는, 구체적으로는 검출기의 광학 셋업과 관련하여, 고도의 단순성을 제공한다. 따라서, 단일 종방향 광학 센서가 모호하지 않은 위치 검출을 위해 충분하다. 이러한 고도의 단순성은, 예컨대 휴먼-머신 인터페이스에서 그리고 더 바람직하게는 게이밍, 추적, 스캐닝, 및 입체 비전에서 머신 제어에 특히 적합하다. 따라서, 아주 많은 수의 게이밍, 오락, 추적, 스캐닝, 및 입체 비전 목적을 위해 사용될 수도 있는 비용 효율적인 엔터테인먼트 디바이스가 제공될 수도 있다.

요약하면, 본 발명의 맥락에서, 다음의 실시예가 특히 바람직한 것으로 간주된다.

실시예 1: 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 검출기로서,

- 적어도 하나의 종방향 광학 센서 - 종방향 광학 센서는 적어도 하나의 센서 영역을 구비하고, 종방향 광학 센서는 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ;

- 적어도 하나의 전달 디바이스 - 전달 디바이스는 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내고, 전달 디바이스는 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 광 빔 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 적어도 하나의 제2 광 빔의 빔 단면을, 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하게끔, 각각의 광 빔의 파장에 따라 조정하도록 적응됨 - ; 및

- 적어도 하나의 평가 디바이스 - 평가 디바이스는 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호를, 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호로 그리고 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록 적응되고, 평가 디바이스는, 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계됨 - 를 포함하는 검출기.

실시예 2: 전달 디바이스는 파장 종속 굴절률을 갖는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함하는, 바로 이전 실시예에 따른 검출기.

실시예 3: 전달 디바이스는, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면이 상이하도록, 광 빔의 파장에 따라 제1 광 빔 및 제2 광 빔을 분리하도록 적응되는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 4: 검출기는 하나의 종방향 광학 센서를 포함하는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 5: 검출기는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 더 포함하는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 6: 조명 소스는 적어도 두 개의 상이한 파장을 포함하는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되고, 광 빔은 상이한 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 적어도 하나의 제2 부분을 포함하는, 바로 이전 실시예에 따른 검출기.

실시예 7: 조명 소스는 상이한 파장을 갖는 적어도 두 개의 광 빔을 방출하도록 적응되는, 두 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 8: 조명 소스는 적어도 두 개의 광원을 포함하는, 세 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 9: 조명 소스는 제1 광원 및 제2 광원을 포함하고, 제1 광원은 제1 광 빔을 방출하도록 적응되고 제2 광원은 제2 광 빔을 방출하도록 적응되는, 바로 이전 실시예에 따른 검출기.

실시예 10: 조명 소스는 두 개의 상이한 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 2 컬러 타겟 또는 복수의 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 다중 컬러 타겟 중 하나를 포함하는, 세 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 11: 조명 소스는 적어도 하나의 어퍼쳐 엘리먼트를 포함하는, 네 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 12: 평가 디바이스는 변조, 주파수 또는 위상 시프트 중 하나 이상에 의해 제1 종방향 센서 신호와 제2 종방향 센서 신호를 구별하도록 설계되는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 13: 평가 디바이스는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 고려하는 것에 의해 모호성을 해소하도록 설계되는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 14: 검출기는 또한 조명을 변조하기 위한 적어도 하나의 변조 디바이스를 구비하는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 15: 제1 광 빔 및 제2 광 빔은 변조된 광 빔인, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 16: 검출기는, 상이한 변조의 경우 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를, 특히 각각 상이한 변조 주파수에서 적어도 두 개의 센서 신호를 검출하도록 설계되고, 평가 디바이스는 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되는, 바로 이전 실시예에 따른 검출기.

실시예 17: 종방향 광학 센서는 또한, 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 종방향 센서 신호가 조명의 변조의 변조 주파수에 의존하는 방식으로 설계되는, 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 검출기.

실시예 18: 변조 디바이스는, 제1 광 빔 및 제2 광 빔이 위상 시프트를 가지게끔 조명을 변조하도록 적응되는, 다섯 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 검출기.

실시예 19: 평가 디바이스는 종방향 센서 신호를 정규화하도록 그리고 광 빔의 강도와는 독립적으로 물체의 종방향 위치에 대한 정보를 생성하도록 적응되는, 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 검출기.

실시예 20: 평가 디바이스는, 적어도 하나의 종방향 센서 신호로부터 광 빔의 직경을 결정하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 적응되는, 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 검출기.

실시예 21: 적어도 하나의 횡방향 광학 센서를 더 포함하되, 횡방향 광학 센서는 물체로부터 검출기로 진행하는 광 빔의 횡방향 위치를 결정하도록 적응되고, 횡방향 위치는 검출기의 광학 축에 수직인 적어도 하나의 차원에서의 위치이고, 횡방향 광학 센서는 적어도 하나의 횡방향 센서 신호를 생성하도록 적응되고, 평가 디바이스는 또한 횡방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 횡방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 22: 검출기는 적어도 하나의 이미징 디바이스를 포함하는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기.

실시예 23: 적어도 하나의 물체의 위치를 결정하기 위한 검출기 시스템으로서, 검출기 시스템은 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 검출기 시스템은 적어도 하나의 광 빔을 검출기를 향해 지향시키도록 적응되는 적어도 하나의 비콘 디바이스를 더 포함하고, 비콘 디바이스는 물체에 부착 가능한 것, 물체에 의해 유지 가능한 것 및 물체 안으로 통합 가능한 것 중 적어도 하나인 검출기 시스템.

실시예 24: 검출기 시스템은 적어도 두 개의 비콘 디바이스를 포함하고, 제1 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성은, 제2 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성과는 상이한, 바로 이전 실시예에 따른 검출기 시스템.

실시예 25: 제1 비콘 디바이스의 광 빔 및 제2 비콘 디바이스의 광 빔은 동시에 또는 순차적으로 방출되는, 두 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기 시스템.

실시예 26: 특히, 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 검출기를 사용하는, 적어도 하나의 물체를 광학적으로 검출하기 위한 방법으로서,

- 센서 영역에서, 제1 광 빔의 빔 단면이 제2 광 빔의 빔 단면과는 상이하도록, 적어도 하나의 제1 광 빔의 그리고 적어도 하나의 제2 광 빔의 빔 단면을 조정하는 단계 - 제1 광 빔은 제1 파장을 구비하고 제2 광 빔은 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 구비함 - ;

- 적어도 하나의 종방향 광학 센서를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하는 단계 - 종방향 센서 신호는 광 빔에 의한 종방향 광학 센서의 센서 영역의 조명에 의존하고, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 센서 영역에서의 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ;

- 적어도 하나의 평가 디바이스를 사용하는 것에 의해 종방향 센서 신호 - 종방향 광학 센서의 종방향 센서 신호는, 제1 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 광 빔에 의한 센서 영역의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별됨 - 를 평가하는 단계, 및 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하는 단계를 포함하는 방법.

실시예 27: 상기 방법은 제1 광 빔 및 제2 광 빔을 변조하는 것을 더 포함하는, 바로 이전 실시예에 따른 방법.

실시예 28: 종방향 광학 센서 신호는 모호하지 않게 평가되는, 두 개의 바로 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 방법.

실시예 29: 유저와 머신 사이의 정보의 적어도 하나의 항목을 교환하기 위한 휴먼-머신 인터페이스로서, 휴먼-머신 인터페이스는 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 검출기 시스템을 포함하고, 적어도 하나의 비콘 디바이스는 직접적으로 또는 간접적으로 유저에 부착되는 것 및 유저에 의해 유지되는 것 중 적어도 하나가 되도록 적응되고, 휴먼-머신 인터페이스는 검출기 시스템에 의해 유저의 적어도 하나의 위치를 결정하도록 설계되고, 휴먼-머신 인터페이스는 정보의 적어도 하나의 항목을 그 위치에 할당하도록 설계된 휴먼-머신 인터페이스.

실시예 30: 적어도 하나의 엔터테인먼트 기능을 수행하기 위한 엔터테인먼트 디바이스로서, 엔터테인먼트 디바이스는, 바로 이전 실시예에 따른 적어도 하나의 휴먼-머신 인터페이스를 포함하고, 엔터테인먼트 디바이스는, 휴먼-머신 인터페이스를 통해 정보의 적어도 하나의 항목이 플레이어에 의해 입력되는 것을 가능하게 하도록 설계되고, 엔터테인먼트 디바이스는 정보에 따라 엔터테인먼트 기능을 변경시키도록 설계된 엔터테인먼트 디바이스.

실시예 31: 적어도 하나의 이동 가능한 물체의 위치를 추적하기 위한 추적 시스템으로서, 추적 시스템은 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 검출기 시스템을 포함하고, 추적 시스템은 적어도 하나의 추적 컨트롤러를 더 포함하고, 추적 컨트롤러는 특정 시점에서의 물체의 일련의 위치를 추적하도록 적응된 추적 시스템.

실시예 32: 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 스캐닝 시스템으로서, 스캐닝 시스템은, 이전 실시예 중 임의의 것에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 스캐닝 시스템은, 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 표면에 위치되는 적어도 하나의 도트의 조명을 위해 구성되는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스를 더 포함하고, 스캐닝 시스템은, 적어도 하나의 검출기를 사용하는 것에 의해, 적어도 하나의 도트와 스캐닝 시스템 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된 스캐닝 시스템.

실시예 33: 적어도 하나의 물체를 이미지화하기 위한 카메라로서, 카메라는, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 검출기를 포함한다.

실시예 34: 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 사용의 목적을 위한, 이전 실시예 중 임의의 하나에 따른 검출기의 사용: 교통 기술에서의 위치 측정; 엔터테인먼트 애플리케이션; 보안 애플리케이션; 감시 애플리케이션; 안전 애플리케이션; 휴먼-머신 인터페이스 애플리케이션; 추적 애플리케이션; 사진 촬영 애플리케이션; 적어도 하나의 비행 시간 검출기와 조합한 사용; 구조화된 광원과 조합한 사용; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 머신 비젼 애플리케이션; 로봇 애플리케이션; 품질 제어 애플리케이션; 제조 애플리케이션; 구조화된 조명 소스와 조합한 사용; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 능동 타겟 거리 측정 셋업에서의 사용.

본 발명의 또 다른 옵션 사항인 세부 사항 및 피쳐는, 종속항과 연계하여 후속하는 바람직한 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백하다. 이러한 맥락에서, 특정한 피쳐는 단독으로 또는 여러 개가 조합하여 구현될 수도 있다. 본 발명은 예시적인 실시예로 제한되지는 않는다. 예시적인 실시예가 도면에서 개략적으로 도시된다. 개개의 도면에서의 동일한 참조 번호는 동일한 엘리먼트 또는 동일한 기능을 갖는 엘리먼트, 또는 그들 기능과 관련하여 서로 대응하는 엘리먼트를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 대한 검출기의 예시적인 실시예의 개략적인 셋업을 도시한다.
도 2는, 본 발명에 따른 검출기, 검출기 시스템, 휴먼-머신 인터페이스, 엔터테인먼트 디바이스, 및 추적 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.

도 1은, 적어도 하나의 물체(112)의 위치를 결정하기 위한, 본 발명에 따른 광학 검출기(110)의 예시적인 실시예를 매우 개략적인 양식으로 예시한다. 그러나, 다른 실시예도 실현 가능하다. 광학 검출기(110)는, 이 특정한 실시예에서, 검출기(110)의 광학 축(116)을 따라 배치되는 적어도 하나의 종방향 광학 센서(114)를 포함한다. 구체적으로, 광학 축(116)은 광학 센서(114)의 셋업의 대칭 및/또는 회전의 축일 수도 있다. 검출기(110)는 적어도 하나의 광 빔(120)을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스(118)를 포함할 수도 있다. 광 빔(120)은 적어도 두 개의 상이한 파장을 포함할 수도 있는데, 광 빔은 상이한 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 적어도 하나의 제2 부분을 포함할 수도 있다.

조명 소스(118)는 또한 물체(112)에 연결될 수도 있고 심지어 물체(112)의 일부일 수도 있고, 그 결과, 예로서, 물체(112)로부터 방출되는 전자기 방사선도 또한 조명 소스(118)에 의해 직접적으로 생성될 수 있다. 한 예로서, 적어도 하나의 조명 소스(118)는 물체(112) 상에 및/또는 물체(112) 내에 배치될 수 있고 광 빔(120)을 직접적으로 생성할 수 있다.

광 빔(120)은 조명 소스(118)에 의해 생성될 수도 있는데, 조명 소스(118)는 주변 광원 및/또는 인공 광원, 예컨대 적어도 하나의 레이저 소스 및/또는 적어도 하나의 백열 램프 및/또는 적어도 하나의 반도체 광원, 예를 들면, 적어도 하나의 발광 다이오드, 특히 유기 및/또는 무기 발광 다이오드를 포함할 수도 있다. 조명 소스는 적어도 하나의 레이저 소스를 포함할 수도 있다. 도 1에서, 조명 소스(118)는 적어도 하나의 제1 광원(122) 및 적어도 하나의 제2 광원(124) 예컨대 두 개의 발광 다이오드 및/또는 두 개의 레이저 다이오드를 포함할 수도 있다. 제1 광원(122)은 파장 λ1을 갖는 광을 생성 및 방출하도록 적응될 수도 있고, 제2 광원(124)은 λ1과는 상이한 파장 λ2를 갖는 광을 생성 및 방출하도록 적응될 수도 있다. 따라서, 광 빔(120)은 파장 λ1을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 파장 λ2를 갖는 적어도 하나의 제2 부분을 포함할 수도 있다.

조명 소스(118)는 적어도 하나의 어퍼쳐 엘리먼트(126)를 포함할 수도 있다. 어퍼쳐 엘리먼트(126)는 발광 어퍼쳐 엘리먼트일 수도 있다.

검출기(110)는 적어도 하나의 전달 디바이스(128)를 더 포함할 수도 있다. 전달 디바이스(128)는 광 빔(120)에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타낼 수도 있다. 전달 디바이스(128)는, 종방향 광학 센서(114)의 센서 영역(134)에서, 제1 광 빔(130)의 빔 단면이 제2 광 빔(132)의 빔 단면과는 상이하게끔, 제1 파장, 예를 들면, λ1을 갖는 제1 광 빔(130) 및 제1 파장과는 상이한 제2 파장, 예를 들면, λ2를 갖는 제2 광 빔(132)의 빔 단면을, 각각의 광 빔(130, 132)의 파장에 따라 조정하도록 적응된다. 전달 디바이스(128)는 파장 종속 굴절률을 갖는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함할 수도 있다. 특히, 전달 디바이스(128)가 굴절 렌즈를 포함하는 경우, 전달 디바이스(128)에서의 상이한 초점 길이는, 전달 디바이스(128)에서 사용되는 재료에 의해 야기되는 색수차에 의해 생성될 수도 있다. 전달 디바이스(128)는 강한 색수차를 갖는 렌즈일 수도 있거나 또는 그것을 포함할 수도 있다. 전달 디바이스(128)는, 센서 영역(134)에서 광 빔의 빔 단면이 상이하게끔, 광 빔의 파장에 따라 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)을 분리하도록 적응될 수도 있다. 도 1에서, 광 빔(120)은 전달 디바이스(128)에 충돌할 수도 있다. 전달 디바이스(128)는 제1 파장 λ1을 갖는 광 빔(120)의 부분을 제2 파장 λ2를 갖는 광 빔(120)의 부분으로부터 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)으로 분리하도록 적응될 수도 있다. 제1 파장을 갖는 제1 광 빔(130)은 센서 영역(134)에서 제1 빔 단면을 가질 수도 있고 제2 광 빔(132)은 센서 영역(134)에서 제1 빔 단면과는 상이한 제2 광 빔 단면을 가질 수도 있다.

제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은 종방향 광학 센서(114)에 충돌할 수도 있다. 종방향 광학 센서(114)는 적어도 하나의 센서 영역(134)을 갖는다. 종방향 광학 센서(114)는, 광 빔에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되는데, 이 경우, 종방향 센서 신호는, 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 센서 영역(134)에서의 광 빔의 빔 단면에 의존한다. 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은, 종방향 광학 센서(114)의 센서 영역(134) 상에 상이한 스팟 사이즈를 갖는 두 개의 스팟을 생성할 수도 있다. 종방향 광학 센서(114)의 센서 영역(134)에 충돌하는 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은 상이한 빔 단면을 가질 수도 있다. 종방향 광학 센서(114)는, 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 및/또는 그 조명에 의해 생성되는 종방향 센서 신호를 생성할 수도 있다. 종방향 센서 신호는, 제1 광 빔(130)에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 및/또는 그 조명에 의해 생성되는 제1 부분 및 제2 광 빔(132)에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의해 생성되는 제2 부분을 포함할 수도 있다.

도 2는, 적어도 하나의 종방향 광학 센서(114) 및 적어도 하나의 조명 소스(118)를 구비하는 검출기(110)의 예시적인 실시예를 고도로 개략적인 예시에서 도시한다. 조명 소스(118)는 제1 광원(136) 및 제2 광원(138)을 포함할 수도 있다. 제1 광원(136)은 제1 광 빔(130)을 생성하도록 적응될 수도 있다. 제2 광원(138)은 제2 광 빔(132)을 생성하도록 적응될 수도 있다.

검출기(110)는 구체적으로는 카메라(140)로서 구현될 수도 있거나 또는 카메라(140)의 일부일 수도 있다. 카메라(140)는 이미징을 위해, 구체적으로는 3D 이미징을 위해 제조될 수도 있고, 정지 이미지 및/또는 디지털 비디오 클립과 같은 이미지 시퀀스를 획득하도록 제조될 수도 있다. 다른 실시예가 실현 가능하다.

도 2는 또한, 적어도 하나의 검출기(110) 외에, 이 예시적인 실시예에서, 물체(146)에 부착 및/또는 통합되는 하나 이상의 비콘 디바이스(144)를 포함하는 검출기 시스템(142)의 실시예를 도시하는데, 하나 이상의 비콘 디바이스(144)의 위치는 검출기(110)를 사용하여 검출될 것이다. 도 2는 또한, 적어도 하나의 검출기 시스템(142)을 포함하는 휴먼-머신 인터페이스(148), 및, 또한, 휴먼-머신 인터페이스(148)를 포함하는 엔터테인먼트 디바이스(150)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도면은 또한, 검출기 시스템(142)을 포함하는, 물체(146)의 위치를 추적하기 위한 추적 시스템(152)의 실시예를 도시한다. 디바이스 및 시스템의 컴포넌트는 하기에서 더 상세하게 설명될 것이다.

도 2는 또한, 적어도 하나의 물체(146)의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 스캐닝 시스템(154)의 예시적인 실시예를 도시한다. 스캐닝 시스템(154)은 적어도 하나의 검출기(110), 및, 또한, 적어도 하나의 조명 소스(118)를 포함한다. 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은, 적어도 하나의 물체(146)의 적어도 하나의 표면 상에 위치되는 적어도 하나의 도트(예를 들면, 비콘 디바이스(144)의 위치 중 하나 이상 상에 위치되는 도트)의 조명을 위해 구성될 수도 있다. 스캐닝 시스템(154)은, 적어도 하나의 검출기(110)를 사용하는 것에 의해, 적어도 하나의 도트와 스캐닝 시스템(154), 구체적으로는 검출기(110) 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 도 2의 셋업에서 사용될 수도 있는 검출기(110)의 예시적인 실시예가 도 1에서 도시되어 있다. 검출기(110)는 도 2에 상징적으로 묘사되는 바와 같이, 예를 들면, 적어도 하나의 감산 디바이스(158)를 구비하는 적어도 하나의 평가 디바이스(156)를 포함한다. 평가 디바이스(156)의 컴포넌트는 종방향 광학 센서(114) 중 적어도 하나 또는 전부 또는 심지어 각각으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있거나 또는 별개의 컴포넌트로서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수도 있다.

종방향 광학 센서(114) 및 평가 디바이스(156)의 컴포넌트 중 하나 이상은, 도 2에서 상징적으로 묘사되는 바와 같이, 하나 이상의 커넥터(160) 및/또는 하나 이상의 인터페이스에 의해 상호 연결될 수도 있다. 또한, 옵션 사항인 적어도 하나의 커넥터(160)는 센서 신호를 수정 또는 사전 프로세싱하기 위한 하나 이상의 드라이버 및/또는 하나 이상의 디바이스를 포함할 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 옵션 사항인 커넥터(160)를 사용하는 대신, 평가 디바이스(156)는 검출기(110)의 하우징(162) 안으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 평가 디바이스(156)는 완전히 또는 부분적으로 별개의 디바이스로서 설계될 수도 있다.

평가 디바이스(156)는, 일반적으로, 종방향 광학 센서(114)의 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체(112, 146)의 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다. 이 목적을 위해, 평가 디바이스(156)는, 종방향 평가 유닛("z"로 표시됨)에 의해 상징적으로 표시되는 센서 신호를 평가하기 위해, 하나 이상의 전자 디바이스 및/또는 하나 이상의 소프트웨어 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 평가 디바이스(156)는 종방향 광학 센서(114)의 하나보다 많은 종방향 센서 신호를 비교하는 것에 의해 물체(112, 146)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 결정하도록 적응될 수도 있다.

평가 디바이스(156)는, 종방향 광학 센서(114)의 종방향 센서 신호를, 제1 광 빔(130)에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호 및 제2 광 빔(132)에 의한 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록, 예를 들면 분리하도록 및/또는 이들로 할당하도록 적응되는데, 여기서, 평가 디바이스(156)는, 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해, 물체(112, 146)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계된다.

평가 디바이스(156)는 변조, 주파수 또는 위상 시프트 중 하나 이상에 의해 제1 종방향 센서 신호 및 제2 종방향 센서 신호를 구별하도록 설계될 수도 있다. 따라서, 평가 디바이스(156)는 제1 광 빔(130)에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분 및 제2 광 빔(132)에 의해 생성되는 종방향 센서 신호의 부분을 분리 및/또는 결정하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스(156)는, 적어도 두 개의 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 물체(112, 146)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계될 수도 있다. 평가 디바이스(156)는 적어도 하나의 종방향 센서 신호로부터 광 빔의 직경을 결정하는 것에 의해 물체(112, 146)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 적응될 수도 있다.

이 예시적인 실시예에서, 자신의 위치가 검출될 수도 있는 물체(146)는 스포츠 장비의 물품으로서 설계될 수도 있고 및/또는 제어 엘리먼트 또는 제어 디바이스(164)를 형성할 수도 있는데, 이들의 위치는 유저(168)에 의해 조작될 수도 있다. 한 예로서, 물체(146)는, 배트, 라켓, 클럽 또는 스포츠 장비 및/또는 위조 스포츠 장비의 임의의 다른 물품일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수도 있다. 다른 타입의 물체(146)도 가능하다. 또한, 유저(168) 그 자신 또는 그녀 자신은, 위치가 검출될 물체로서 간주될 수도 있다.

또한, 상기에서 개설되는 바와 같이, 검출기(110)는 전달 디바이스(134)를 포함한다. 바람직하게는, 검출기(110)의 광학 축(116)에 대해 동심으로 위치되는 하우징(162) 내의 개구(170)는, 바람직하게는, 광학 검출기(110)의 시야(172)의 방향을 정의한다. 광학 축(116)에 평행한 또는 반평행한 방향이 종방향으로서 정의되고, 반면, 광학 축(116)에 수직인 방향이 횡방향으로서 정의될 수도 있는 좌표 시스템(174)이 정의될 수도 있다. 도 2에서 상징적으로 묘사되는 좌표 시스템(174)에서, 종방향은 z에 의해 표시되고, 횡방향은 각각 x 및 y에 의해 표시된다. 다른 타입의 좌표 시스템(174)도 실현 가능하다.

하나 이상의 광 빔, 특히 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은, 물체(146)로부터 및/또는 비콘 디바이스(144) 중 하나 이상으로부터 검출기(110)를 향해 전파될 수도 있는데, 참조 번호 176에 의해 상징적으로 표시된다. 검출기(110)는 적어도 하나의 물체(146)의 위치를 결정하도록 적응된다. 전달 디바이스(128)에 의해 조정된 이후 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은 센서 영역(134) 상에서 두 개의 광 스팟을 생성한다.

조명 소스(118)는 변조된 광원일 수도 있는데, 이 경우 조명 소스(118)의 하나 이상의 변조 속성은, 적어도 하나의 옵션 사항인 변조 디바이스(178)에 의해 제어될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 변조는, 조명 소스(118)와 물체(146) 사이 및/또는 물체(164)와 종방향 광학 센서(114) 사이의 빔 경로에서 달성될 수도 있다. 또 다른 가능성이 고려될 수도 있다. 변조 디바이스(178)는 평가 디바이스(156)의 일부일 수도 있거나 별개의 디바이스로서 설계될 수도 있다. 예를 들면, 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)은 변조된 광 빔일 수도 있다. 광 빔(130, 132)은 하나 이상의 변조 주파수에 의해 변조될 수도 있다. 예를 들면, 광 빔의 초점은, 하나 이상의 변조 주파수를 사용하여 광 빔을 변조하는 것에 의해, 조정 가능할 수도 있고, 특히 변경 가능할 수도 있다. 특히, 광 빔(130, 132)은 종방향 광학 센서(114)에 충돌할 때 초점이 맞을 수도 있거나 또는 초점이 맞지 않을 수도 있다. 광 빔은 하나 이상의 변조 주파수에 의해 변조될 수도 있다. 예를 들면, 광 빔의 초점은, 하나 이상의 변조 주파수를 사용하여 광 빔을 변조하는 것에 의해, 조정 가능할 수도 있고, 특히 변경 가능할 수도 있다. 특히, 광 빔은 종방향 광학 센서(114)에 충돌할 때 초점이 맞을 수도 있거나 또는 초점이 맞지 않을 수도 있다. 변조 디바이스(178)는, 제1 광 빔(130) 및 제2 광 빔(132)이 위상 시프트를 가지게끔 조명을 변조하도록 적응될 수도 있다. 예를 들면, 주기적 신호가 광원 변조를 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 위상 시프트는, 종방향 광학 센서(114)의 결과적인 응답이 두 개의 종방향 센서 신호의 비율일 수도 있도록, 180°일 수도 있다. 따라서, 종방향 광학 센서(114)의 응답으로부터 거리를 직접적으로 유도하는 것이 가능할 수도 있다.

일반적으로, 평가 디바이스(156)는 데이터 프로세싱 디바이스(180)의 일부일 수도 있고 및/또는 하나 이상의 데이터 프로세싱 디바이스(180)를 포함할 수도 있다. 데이터 프로세싱 디바이스(180)는 머신(182)일 수도 있거나 또는 머신(182)의 일부일 수도 있다. 평가 디바이스(156)는 하우징(162) 안으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있고 및/또는 무선 또는 유선 방식으로 종방향 광학 센서(114)에 전기적으로 연결되는 별개의 디바이스로서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수도 있다. 평가 디바이스(156)는, 하나 이상의 추가적인 컴포넌트, 예컨대 하나 이상의 전자 하드웨어 컴포넌트 및/또는 하나 이상의 소프트웨어 컴포넌트, 예컨대 하나 이상의 측정 유닛 및/또는 하나 이상의 평가 유닛 및/또는 하나 이상의 제어 유닛을 더 포함할 수도 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 광학 검출기(110) 및/또는 검출기 시스템(142)을 사용하는 것에 의한 물체(112) 및/또는 그 일부의 위치의 결정은, 정보의 적어도 하나의 항목을 머신(182)으로 제공하기 위해, 휴먼-머신 인터페이스(148)를 제공하도록 사용될 수도 있다. 도 2에서 개략적으로 묘사되는 실시예에서, 머신(182)은, 데이터 프로세싱 디바이스(180)를 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터 및/또는 컴퓨터 시스템일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있다. 다른 실시예가 실현 가능하다. 평가 디바이스(156)는 컴퓨터일 수도 있고 및/또는 컴퓨터를 포함할 수도 있고 및/또는 별개의 디바이스로서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수도 있고 및/또는 머신(182), 특히 컴퓨터 안으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수도 있다. 평가 디바이스(156) 및/또는 머신(182)의 일부를 완전히 또는 부분적으로 형성할 수도 있는, 추적 시스템(152)의 추적 컨트롤러(184)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

마찬가지로, 상기에서 개설되는 바와 같이, 휴먼-머신 인터페이스(148)는 엔터테인먼트 디바이스(150)의 일부를 형성할 수도 있다. 따라서, 유저(168)가 물체(112)로서 기능하는 것에 의해 및/또는 유저(168)가 물체(112) 및/또는 물체(112)로서 기능하는 제어 엘리먼트(164)를 핸들링하는 것에 의해, 유저(168)는 정보의 적어도 하나의 항목, 예컨대 적어도 하나의 제어 커맨드를, 머신(182), 특히 컴퓨터로 입력할 수도 있고, 그에 의해, 컴퓨터 게임의 과정을 제어하는 것과 같은 엔터테인먼트 기능을 변경할 수도 있다.

110 검출기
112 물체
114 종방향 광학 센서
116 광학 축
118 조명 소스
120 광 빔
122 제1 광원
124 제2 광원
126 어퍼쳐 엘리먼트
128 전달 디바이스
130 제1 광 빔
132 제2 광 빔
134 센서 영역
136 제1 광원
138 제2 광원
140 카메라
142 검출기 시스템
144 비콘 디바이스
146 물체
148 휴먼-머신 인터페이스
150 엔터테인먼트 디바이스
152 추적 시스템
154 스캐닝 시스템
156 평가 디바이스
158 감산 디바이스
160 커넥터
162 하우징
164 제어 디바이스
168 유저
170 개구
172 시야의 방향
174 좌표 시스템
176 광 빔
178 변조 디바이스
180 데이터 프로세싱 디바이스
182 머신
184 추적 컨트롤러

Claims (21)

1. 적어도 하나의 물체(112)의 광학적 검출을 위한 검출기(110)로서,
   적어도 하나의 종방향 광학 센서(114) - 상기 종방향 광학 센서(114)는 적어도 하나의 센서 영역(134)을 구비하고, 상기 종방향 광학 센서(114)는 광 빔에 의한 상기 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 방식으로 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 상기 종방향 센서 신호는, 상기 조명의 동일한 전체 전력이 주어지면, 상기 센서 영역(134)에서의 상기 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ;
   적어도 하나의 전달 디바이스(128) - 상기 전달 디바이스(128)는 적어도 하나의 입사 광 빔에 응답하여 적어도 두 개의 상이한 초점 길이를 나타내고, 상기 전달 디바이스(128)는 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 광 빔(130) 및 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 갖는 적어도 하나의 제2 광 빔(132)의 상기 빔 단면을, 상기 센서 영역(134)에서, 상기 제1 광 빔(130)의 상기 빔 단면이 상기 제2 광 빔(132)의 상기 빔 단면과는 상이하게끔, 각각의 광 빔의 상기 파장에 따라 조정하도록 적응됨 - ; 및
   적어도 하나의 평가 디바이스(156) - 상기 평가 디바이스(156)는 상기 종방향 광학 센서(114)의 상기 종방향 센서 신호를, 상기 제1 광 빔에 의한 상기 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호로 그리고 상기 제2 광 빔에 의한 상기 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별하도록 적응되고, 상기 평가 디바이스(156)는, 상기 제1 종방향 센서 신호 및 상기 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 상기 물체(112)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계됨 - 를 포함하는,
   검출기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전달 디바이스(128)는 파장 종속 굴절률을 갖는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함하는,
   검출기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 검출기(110)는 적어도 하나의 광 빔(120)을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스(118)를 더 포함하는,
   검출기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 조명 소스(118)는 적어도 두 개의 상이한 파장을 포함하는 적어도 하나의 광 빔(120)을 방출하도록 적응되되, 상기 광 빔(120)은 상이한 파장을 갖는 적어도 하나의 제1 부분 및 적어도 하나의 제2 부분을 포함하는,
   검출기.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 조명 소스(118)는 상이한 파장을 갖는 적어도 두 개의 광 빔을 방출하도록 적응되는,
   검출기.
   
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조명 소스(118)는 적어도 두 개의 광원을 포함하는,
   검출기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 조명 소스(118)는 두 개의 상이한 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 2 컬러 타겟 또는 복수의 파장을 갖는 광을 방출하도록 적응되는 다중 컬러 타겟 중 하나를 포함하는,
   검출기.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평가 디바이스(156)는 변조, 주파수 또는 위상 시프트 중 하나 이상에 의해 상기 제1 종방향 센서 신호 및 상기 제2 종방향 센서 신호를 구별하도록 설계되는,
   검출기.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 검출기(110)는 상기 조명을 변조하기 위한 적어도 하나의 변조 디바이스(178)를 또한 구비하는,
   검출기.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 횡방향 광학 센서를 더 포함하되, 상기 횡방향 광학 센서는 상기 물체(112)로부터 상기 검출기(110)로 진행하는 상기 광 빔의 횡방향 위치를 결정하도록 적응되고, 상기 횡방향 위치는 상기 검출기(110)의 광학 축(116)에 수직인 적어도 하나의 차원에서의 위치이고, 상기 횡방향 광학 센서는 적어도 하나의 횡방향 센서 신호를 생성하도록 적응되고, 상기 평가 디바이스는 또한, 상기 횡방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 상기 물체(112)의 횡방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되는,
    검출기.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기(110)는 적어도 하나의 이미징 디바이스를 포함하는,
    검출기.
    
12. 적어도 하나의 물체(112)의 위치를 결정하기 위한 검출기 시스템(142)으로서,
    상기 검출기 시스템(142)은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 검출기(110)를 포함하고, 상기 검출기 시스템(142)은 적어도 하나의 광 빔을 상기 검출기(110)를 향해 지향시키도록 적응되는 적어도 하나의 비콘 디바이스(144)를 더 포함하고, 상기 비콘 디바이스(144)는 상기 물체(112)에 부착 가능한 것, 상기 물체(112)에 의해 유지 가능한 것 및 상기 물체(112) 안으로 통합 가능한 것 중 적어도 하나인,
    검출기 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 검출기 시스템(142)은 적어도 두 개의 비콘 디바이스(144)를 포함하되, 제1 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성은 제2 비콘 디바이스에 의해 방출되는 광 빔의 적어도 하나의 속성과는 상이한,
    검출기 시스템.
    
14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 검출기(110)를 특히 사용하여 적어도 하나의 물체(112)를 광학적으로 검출하기 위한 방법으로서,
    센서 영역(134)에서, 제1 광 빔(130)의 빔 단면이 제2 광 빔(132)의 빔 단면과는 상이하도록, 적어도 하나의 상기 제1 광 빔(130)의 그리고 적어도 하나의 상기 제2 광 빔(132)의 상기 빔 단면을 조정하는 단계 - 상기 제1 광 빔(130)은 제1 파장을 구비하고 상기 제2 광 빔(132)은 상기 제1 파장과는 상이한 제2 파장을 구비함 - ;
    적어도 하나의 종방향 광학 센서(114)를 사용하는 것에 의해 적어도 하나의 종방향 센서 신호를 생성하는 단계 - 상기 종방향 센서 신호는 광 빔에 의한 상기 종방향 광학 센서(114)의 센서 영역(134)의 조명에 의존하고, 상기 종방향 센서 신호는, 상기 조명의 동일한 총 전력이 주어지면, 상기 센서 영역(134)에서의 상기 광 빔의 빔 단면에 의존함 - ;
    적어도 하나의 평가 디바이스(156)를 사용하는 것에 의해 상기 종방향 센서 신호 - 상기 종방향 광학 센서(114)의 상기 종방향 센서 신호는, 상기 제1 광 빔(130)에 의한 상기 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제1 종방향 센서 신호 및 상기 제2 광 빔(132)에 의한 상기 센서 영역(134)의 조명에 의존하는 제2 종방향 센서 신호로 구별됨 - 를 평가하고, 상기 제1 종방향 센서 신호 및 상기 제2 종방향 센서 신호를 평가하는 것에 의해 상기 물체(112)의 종방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하는 단계를 포함하는,
    방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제1 광 빔(130) 및 상기 제2 광 빔(132)을 변조하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
    
16. 유저(168)와 머신(182) 사이의 정보의 적어도 하나의 항목을 교환하기 위한 휴먼-머신 인터페이스(148)로서,
    상기 휴먼-머신 인터페이스(148)는 제12항 또는 제13항에 따른 적어도 하나의 검출기 시스템(142)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 비콘 디바이스(144)는 직접적으로 또는 간접적으로 상기 유저(168)에 부착되는 것 및 상기 유저(168)에 의해 유지되는 것 중 적어도 하나가 되도록 적응되고, 상기 휴먼-머신 인터페이스(148)는 상기 검출기 시스템(142)에 의해 상기 유저(168)의 적어도 하나의 위치를 결정하도록 설계되고, 상기 휴먼-머신 인터페이스(148)는 정보의 적어도 하나의 항목을 상기 위치에 할당하도록 설계되는,
    휴먼-머신 인터페이스.
    
17. 적어도 하나의 엔터테인먼트 기능을 수행하기 위한 엔터테인먼트 디바이스(150)로서,
    상기 엔터테인먼트 디바이스(150)는 제16항에 따른 적어도 하나의 휴먼-머신 인터페이스(148)를 포함하고, 상기 엔터테인먼트 디바이스(150)는 상기 휴먼-머신 인터페이스(148)를 통해 정보의 적어도 하나의 항목이 플레이어에 의해 입력되는 것을 가능하게 하도록 설계되고, 상기 엔터테인먼트 디바이스(150)는 상기 정보에 따라 상기 엔터테인먼트 기능을 변경시키도록 설계되는,
    엔터테인먼트 디바이스.
    
18. 적어도 하나의 이동 가능한 물체의 위치를 추적하기 위한 추적 시스템(152)으로서,
    상기 추적 시스템은 제12항 또는 제13항에 따른 적어도 하나의 검출기 시스템(142)을 포함하고, 상기 추적 시스템(152)은 적어도 하나의 추적 컨트롤러(184)를 더 포함하고, 상기 추적 컨트롤러(184)는 특정 시점에서의 상기 물체의 일련의 위치를 추적하도록 적응되는,
    위한 추적 시스템.
    
19. 적어도 하나의 물체(112)의 적어도 하나의 위치를 결정하기 위한 스캐닝 시스템(154)으로서,
    상기 스캐닝 시스템(154)은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 검출기(110)를 포함하고, 상기 스캐닝 시스템(154)은, 상기 적어도 하나의 물체(112)의 적어도 하나의 표면에 위치되는 적어도 하나의 도트의 조명을 위해 구성되는 적어도 하나의 광 빔을 방출하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 소스(118)를 더 포함하고, 상기 스캐닝 시스템은, 상기 적어도 하나의 검출기(110)를 사용하는 것에 의해, 상기 적어도 하나의 도트와 상기 스캐닝 시스템(154) 사이의 거리에 대한 정보의 적어도 하나의 항목을 생성하도록 설계되는,
    스캐닝 시스템.
    
20. 적어도 하나의 물체를 이미지화하기 위한 카메라(140)로서,
    상기 카메라(140)는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 검출기(110)를 포함하는,
    카메라.
    
21. 교통 기술에서의 위치 측정; 엔터테인먼트 애플리케이션; 보안 애플리케이션; 감시 애플리케이션; 안전 애플리케이션; 휴먼-머신 인터페이스 애플리케이션; 추적 애플리케이션; 사진 촬영 애플리케이션; 적어도 하나의 비행 시간 검출기와 조합한 사용; 구조화된 광원과 조합한 사용; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 머신 비젼 애플리케이션; 로봇 애플리케이션; 품질 제어 애플리케이션; 제조 애플리케이션; 구조화된 조명 소스와 조합한 사용; 스테레오 카메라와 조합한 사용; 능동 타겟 거리 측정 셋업에서의 사용으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 사용의 목적을 위한, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 검출기(110)의 사용.

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