用于至少一个对象的光学检测的检测器
2019-11-22

用于至少一个对象的光学检测的检测器

提出了一种用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)。该检测器(110)包括:‑至少一个纵向光学传感器(114),其中纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130),其中纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号,其中给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于传感器区域(130)中光束(132)的束横截面(174),其中传感器区域(130)包括至少一种光导材料(134),其中给定照射的相同总功率,光导材料(134)的电导率取决于传感器区域(130)中光束(132)的束横截面(174),其中纵向传感器信号取决于电导率;以及‑至少一个评估装置(140),其中评估装置(140)被设计成通过评估纵向光学传感器(114)的纵向传感器信号来生成关于对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。由此,提供了用于准确地确定空间中的至少一个对象(112)的位置的简单且仍然有效的检测器(110)。

实施例78:根据前一实施例所述的检测器,其中检测器被设计成在不同调制的情况下检测至少两个纵向传感器信号,特别是分别在不同调制频率下的至少两个传感器信号,其中评估装置被设计成通过评估至少两个纵向传感器信号来生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。

此外,图IOD示出了如对于27Hz(实线)、375Hz(虚线)和2177Hz(虚线)的不同调制频率观察到的FIP曲线的变化,由此69mA的调制电流和530nm的照射波长保持恒定。这里没有向样品施加偏置电压。此外,从图IOE可以得出,对于光学透明的a-Si:H的光透射的幅度在从500nm到800nm的波长范围内取决于i型半导体层的厚度。如图IOE所示,透射光学取决于光学透明的氢化非晶硅(a_Si:H)的厚度。在此,i表示230nm的光学透明层的厚度,而2i是指460nm的厚度,并且3i是指690nm的厚度。

此外,如上所述,根据本发明的装置可以用于游戏领域中。因此,根据本发明的装置可以是无源的,用于相同或不同尺寸、颜色、形状等的多个对象,诸如与用于将移动结合到其内容中的软件结合的移动检测。特别地,应用在将运动实现为图形输出中是可行的。此夕卜,用于给出命令的根据本发明的装置的应用是可行的,诸如通过使用根据本发明的装置中的一个或多个来进行手势或面部识别。根据本发明的装置可以与有源系统组合以便在例如低光条件下或在需要增强周围环境条件的其它情况下工作。另外或可替代地,根据本发明的一个或多个装置与一个或多个IR或VIS光源的组合是可能的。根据本发明的检测器与特殊装置的组合同样是可能的,这可以通过系统及其软件容易地区分,例如但不限于特殊的颜色、形状、距其它装置的相对位置、移动速度、光、用于调制装置上的光源的频率、表面特性、使用的材料、反射特性、透明度、吸收特性等。除了其它可能性之外,该装置可以类似于棒、球拍、球杆、枪、刀、轮、环、方向盘、并瓦、球、玻璃、花并瓦、汤匙、叉子、立方体、骰子、人物、木偶、玩具、烧杯、踏板、开关、手套、珠宝、乐器或用于演奏乐器的辅助装置,诸如琴拔、鼓槌等。其它选项是可行的。

实施例60:根据十四个前述实施例中任一项所述的检测器,其中电子供体材料和电子受体材料形成混合物。

如图IOB所示,可以在包括如图IOA中示意性描绘的布置的纵向传感器114中观察到正的FiP效应。在此,对于375Hz的调制频率,对于多个不同的照射强度呈现所产生的FiP曲线,即以nA为单位的交流光电流I相对于纵向光学传感器114距对象112的距离d,该多个照射强度在以mA为单位的控制电流中根据需要给出,用于控制作为调制照射源160的发光二极管158。这里要强调的是,用于控制发光二极管158的ImA控制电流对应于非常弱的5nA的纵向传感器信号。因此,图IOB进一步表明,与其它已知的FiP装置相比,这里可以观察到相当高的信噪比。

-至少一个评估装置,其中评估装置被设计成通过评估纵向光学传感器的纵向传感器信号来生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。

如上所述,检测器110可以具有直的束路径或倾斜束路径、成角度的束路径、分支束路径、偏转或分离的束路径或其它类型的束路径。此外,光束132可以沿着每一个束路径或部分束路径一次或重复地、单向地或双向地传播。因此,上面列出的组件或下面进一步详细列出的可选的进一步组件可以完全或部分地位于纵向光学传感器114的前面和/或纵向光学传感器114的后面。

114纵向光学传感器

图3A至3C示出了通过使用具有传感器区域的纵向光学传感器来表明负的FiP效应的实验结果,其中传感器区域包括作为光导材料的硫化铅(PbS);

-至少一个纵向光学传感器,其中纵向光学传感器具有至少一个传感器区域,其中纵向光学传感器被设计成以取决于由光束对传感器区域的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号,其中给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于在传感器区域中光束的束横截面,其中传感器区域包括至少一种光导材料,其中给定照射的相同总功率,传感器区域的电导率取决于传感器区域中光束的束横截面,其中纵向传感器信号取决于电导率;以及

用于至少一个对象的光学检测的检测器

提出了一种用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)。该检测器(110)包括:‑至少一个纵向光学传感器(114),其中纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130),其中纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号,其中给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于传感器区域(130)中光束(132)的束横截面(174),其中传感器区域(130)包括至少一种光导材料(134),其中给定照射的相同总功率,光导材料(134)的电导率取决于传感器区域(130)中光束(132)的束横截面(174),其中纵向传感器信号取决于电导率;以及‑至少一个评估装置(140),其中评估装置(140)被设计成通过评估纵向光学传感器(114)的纵向传感器信号来生成关于对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。由此,提供了用于准确地确定空间中的至少一个对象(112)的位置的简单且仍然有效的检测器(110)。

在该方面,无机光导材料可特别地包括以下中的一种或多种:硒、碲、硒-碲合金、金属氧化物、IV族元素或化合物(即来自IV族的元素或具有至少一种IV族元素的化合物)、III-V族化合物(即具有至少一种III族元素和至少一种V族元素的化学化合物)、II-VI族化合物(即一方面具有至少一种II族元素或至少一种XII族元素,并且另一方面具有至少一种VI族元素的化学化合物),和/或硫属元素化物,其可能优选地选自包括硫化物硫属元素化物、硒化物硫属元素化物、三元硫属元素化物、四元和更多元硫属元素化物。然而,其它无机光导材料也同样适用。

此外,检测器可以具有用于调制照射的至少一个调制装置,特别是用于周期性调制,特别是周期性束中断装置。照射的调制应理解为是指照射的总功率特别地以一个或多个调制频率优选周期性地变化的过程。特别地,可以在照射的总功率的极大值和极小值之间实现周期性调制。极小值可以是〇,但是也可以>〇,使得例如可以不必实现完全调制。调制可以例如在对象和光学传感器之间的束路径中实现,例如通过将至少一个调制装置布置在所述束路径中。然而,可替代地或另外,调制同样可以在下面更详细描述的用于照射对象的可选的照射源和对象之间的束路径中实现,例如通过将至少一个调制装置布置在所述光束路径中。这些可能性的组合同样是可设想的。至少一个调制装置可以包括例如束斩波器或一些其它类型的周期性束中断装置,例如包括至少一个中断器叶片或中断器轮,其优选地以恒定速度旋转并且因此可以周期性地中断照射。然而,可替代地或另外,同样可以使用一种或多种不同类型的调制装置,例如基于电光效应和/或声光效应的调制装置。再次可替代地或另外,至少一个可选照射源本身同样可被设计成生成调制照射,例如通过所述照射源本身具有调制强度和/或总功率(例如周期性调制的总功率)和/或通过所述照射源被实现为脉冲照射源(例如实现为脉冲激光器)。因此,通过示例的方式,至少一个调制装置同样可以全部或部分地集成到照射源中。各种可能性是可设想的。

148纵向评估单位

实施例11:根据八个前述实施例中任一项所述的检测器,其中金属氧化物选自包括如下的组:氧化铜(II)(CuO)、氧化铜(I)(CuO2)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化银(Ag2〇)、氧化猛(MnO)、二氧化钛(TiO2)、氧化钡(BaO)、氧化铅(PbO)、氧化铺(CeO2),氧化祕(Bi2O3)、氧化镉(CdO)及其固溶体和/或掺杂变体。

根据本发明的至少一个装置(诸如根据本发明的至少一个检测器)与一个或多个雨检测传感器的组合同样是可能的。这是由于根据本发明的装置通常比常规传感器技术(诸如雷达)有利的事实,特别是在大雨期间。根据本发明的至少一个装置与至少一种常规感测技术(诸如雷达)的组合可以允许软件根据天气条件选择正确的信号组合。

-用于可见光谱范围的硅(Si)、砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、碲化镉(CdTe)、二硫化铜铟(CuInS2;CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS),包括如上所述的硫化铅(PbS)、磷化铟(InP)或有机光导体的量子点;

实施例203:根据前一实施例所述的方法,其中CQD膜被沉积在第一导电层上。

256透明导电氧化物层

用于至少一个对象的光学检测的检测器

提出了一种用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)。检测器(110)包括:‑至少一个传送装置(120),其中,传送装置(120)包括响应于至少一个入射光束(136)的至少两个不同焦距(140);‑至少两个纵向光学传感器(132),其中,每个纵向光学传感器(132)具有至少一个传感器区域(146),其中,每个纵向光学传感器(132)被设计成以取决于由光束(136)对传感器区域(146)的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号,其中,给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于光束(136)在传感器区域(146)中的束横截面,其中,每个纵向光学传感器(132)以两个不同的纵向光学传感器(132)在它们的光谱灵敏度方面不同的方式表现出响应于光束(136)的光谱灵敏度,其中,每个纵向光学传感器(132)位于与各自纵向光学传感器(132)的光谱灵敏度相关的传送装置(120)的焦点(138)处;和‑至少一个评估装置(150),其中,评估装置(150)被设计成通过评估每个纵向光学传感器(132)的纵向传感器信号产生关于对象(112)的纵向位置的至少一项信息和/或关于对象(112)的颜色的至少一项信息。因此,提供了用于精确确定空间中的至少一个对象的位置和/或颜色的简单且仍然有效的检测器。

实施例75:根据前述三个实施例中任一项所述的检测器,其中,成像装置包括相机。

实施例I3:根据前述实施例中任一项所述的检测器,其中,纵向光学传感器包括至少一个半导体检测器,特别是有机半导体检测器,该有机半导体检测器包括至少一种有机材料,优选有机太阳能电池,并且特别优选染料太阳能电池或染料敏化太阳能电池,特别是固体染料太阳能电池或固体染料敏化太阳能电池。

实施例54:根据前述两个实施例中任一项所述的检测器,其中,光伏材料包括至少一种有机光伏材料,并且其中,横向光学传感器是有机光检测器。

根据本发明,在纵向光学传感器132的堆叠134内的每个纵向光学传感器132以堆叠1:34内的不同纵向光学传感器132在它们各自的光谱灵敏度方面不同的方式表现出响应于光束136的光谱灵敏度。因此,堆叠134内的纵向光学传感器132的不同光谱灵敏度由各自形状的不同阴影表示。通过示例的方式,如在图1中示出的三个纵向光学传感器132可以具有不同的光谱灵敏度,该不同的光谱灵敏度在600nm和780nm(红色)之间、在490nm和600nm(绿色)之间、在380nm和490nm(蓝色)之间的光谱范围内分别具有最大吸收波长。然而,其他颜色分布,诸如青色、品红色和黄色也是可能的。因此,可以通过在纵向光学传感器132内使用不同的染料来实现不同的光谱灵敏度。

124开口

178人机接口

实施例57:根据前述八个实施例中任一项所述的检测器,其中,第一电极至少部分地由至少一种透明导电氧化物制成,其中,第二电极至少部分地由导电聚合物制成,优选为透明导电聚合物。

至少一个可选的照射源通常可以发射以下至少一个范围内的光:紫外光谱范围,优选在200nm至380nm的范围内;可见光谱范围(380nm至780nm);红外光谱范围,优选在780mn至3.0微米的范围内。最优选地,至少一个照射源适配于发射在可见光谱范围内的光,优选在500nm至780nm的范围内,最优选在650nm至750nm或690nm至700nm的范围内。这里,特别优选的是,照射源可以表现出与纵向传感器的光谱灵敏度有关的光谱范围,特别是以确保可由相应照射源照射的纵向传感器可以提供具有高强度的传感器信号的方式,该高强度的传感器信号因此使得能够进行具有足够的信噪比的高分辨率评估。

-其中,使用检测器的至少两个纵向光学传感器,其中,每个纵向光学传感器具有至少一个传感器区域,其中,每个纵向光学传感器以取决于由光束对传感器区域的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号,其中,给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面,其中,每个纵向光学传感器以两个不同的纵向光学传感器在它们的光谱灵敏度方面不同的方式表现出响应于光束的光谱灵敏度;其中,每个纵向光学传感器位于与各自的纵向光学传感器的光谱灵敏度相关的传送装置的焦点处;

用于至少一个对象的光学检测的检测器

提出了一种用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)。检测器(110)包括:‑至少一个调制装置(136),其中调制装置(136)能够产生从对象(112)行进到检测器(110)的至少一个调制光束(134);‑至少一个纵向光学传感器(114),其中纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130),其中纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由调制光束(134)对传感器区域(130)的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号,其中给定照射的相同总功率,纵向传感器信号取决于传感器区域(130)中调制光束(134)的束横截面并且取决于照射的调制的调制频率(138),其中纵向传感器信号包括第一分量和第二分量,其中第一分量取决于纵向光学传感器(114)对调制光束(134)的调制变化的响应,并且第二分量取决于照射的总功率;以及‑至少一个评估装置(150),其中评估装置(150)被设计成通过从纵向传感器信号导出第一分量和第二分量来产生关于对象(112)的纵向位置的至少一个信息项,其中关于对象(112)的纵向位置的信息项取决于第一分量和第二分量。因此,提供了一种用于精确确定空间中的至少一个对象的位置的简单且仍然有效的检测器。因此,特别地,可以分别利用包括单个大面积纵向光学传感器或单个像素化光学传感器的检测器,并且仍然能够确定对象的纵向位置而没有模糊性。

实施例30:根据四个前述实施例中任一项的检测器,其中调制装置适于调制照射源。

-至少一个调制装置,其中调制装置能够产生从对象到检测器行进的至少一个调制光束;

206娱乐装置

W02012/110924A1公开了一种包括至少一个光学传感器的检测器,其中光学传感器表现出至少一个传感器区域。在此,光学传感器被设计成以取决于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号。根据所谓的“FiP效应”,给定照射的相同总功率,传感器信号在此取决于照射的几何形状,特别是取决于传感器区域上的照射的束横截面。检测器另外具有被指定为从传感器信号产生至少一个几何信息项(特别是关于照射和/或对象的至少一个几何信息项)的至少一个评估装置。作为示例,光学传感器可以是或可以包括染料敏化太阳能电池(DSC),优选固体染料敏化太阳能电池(sDSC)。

148调制的传送装置

实施例19:根据前述实施例中任一项的检测器,其中纵向光学传感器的传感器区域正好是一个连续传感器区域,其中纵向传感器信号是整个传感器区域的均匀传感器信号。

除了对象的至少一个纵向坐标之外,可以确定对象的至少一个横向坐标。因此,通常,评估装置可以进一步适于通过确定光束在至少一个横向光学传感器上的位置来确定对象的至少一个横向坐标,所述横向光学传感器可以是像素化的、分段的或大面积横向光学传感器,如在W02014/097181A1中进一步描述的。

220用户

实施例35:根据四个前述实施例中任一项的检测器,其中第一电极和/或第二电极是包括至少两个部分电极的分离电极。

如上所述,给出照射的相同总功率,如由纵向光学传感器114根据光束132入射提供的纵向传感器信号取决于传感器区域130中调制光束134的特性,即取决于传感器区域中光束132的束横截面和照射的调制的调制频率138。根据本发明,纵向传感器信号包括第一分量和第二分量,其中第一分量取决于纵向光学传感器对光束132的调制变化的响应,并且第二分量取决于照射的总功率。因此,评估装置150被设计成通过从纵向传感器信号导出第一分量和第二分量来产生关于对象112的纵向位置的至少一个信息项。