用于至少一个对象的光学检测的检测器的制作方法

本发明涉及一种用于至少一个对象的光学检测的检测器，特别是用于确定至少一个对象的颜色和/或位置，具体地关于至少一个对象的深度或深度和宽度二者。此外，本发明涉及人机接口、娱乐装置、跟踪系统和照相机。此外，本发明涉及一种用于光学检测至少一个对象的方法以及检测器的各种用途。这些设备、方法和用途可以用于例如日常生活、游戏、交通技术、空间制图、生产技术、安全技术、医疗技术或科学的各个领域中。然而，其他应用在原理上也是可能的。

背景技术：

从现有技术中已知各种光学传感器和光伏器件。虽然光伏器件通常用于将电磁辐射，特别是紫外线、可见光或红外光转换为电信号或电能，但是光学检测器通常用于拾取图像信息和/或用于检测至少一个光学参数，例如，亮度。

从现有技术中已知通常可以基于无机和/或有机传感器材料的使用的各种光学传感器。在增长的程度上，特别是为了改进大面积加工，正在使用包含至少一种有机传感器材料的传感器，如例如us2007/0176165a1中描述。特别地，所谓的染料太阳能电池越来越重要，其通常在例如wo2009/013282a1中描述。

用于光学检测至少一个对象的各种检测器在这种光学传感器的基础上是已知的。wo2012/110924a1公开了一种包括至少一个光学传感器的检测器，其中光学传感器具有至少一个传感器区域(sensorregain)。这里，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”，给定相同的照射总功率，传感器信号在此取决于照射的几何形状，特别是取决于在传感器区(sensorarea)上的照射的束横截面。检测器还具有被指定为从传感器信号产生至少一项几何信息的至少一个评估装置，特别是关于照射和/或对象的至少一项几何信息。

wo2014/097181a1公开了一种通过使用至少一个横向光学传感器和至少一个纵向光学传感器来确定至少一个对象的位置的方法和检测器。优选地，使用纵向光学传感器的堆叠，特别地，以确定具有高精确度和无不确定性的对象的纵向位置。在其中的特定实施例中，至少两个纵向光学传感器在它们各自的光谱灵敏度方面不同，而评估装置适配于通过比较具有不同的光谱灵敏度的纵向光学传感器的传感器信号来确定入射光束的颜色。此外，不透明的最后纵向光学传感器被配置为适配于在整个可见光谱范围内吸收光的白色检测器。不考虑特定的颜色，传播通过该至少两个不同的光学传感器直到入射到不透明的最后纵向光学传感器的每个光束，由该至少两个不同的光学传感器记录。这允许解决在光束的束横截面与对象的纵向位置之间的已知关系中的不确定性，特别是对于每种颜色。此外，wo2014/097181a1公开了一种人机接口、娱乐装置、跟踪系统和照相机，每一个包括用于确定至少一个对象的位置的至少一个这样的检测器。

尽管由上述装置和检测器具体地由wo2014/097181a1中公开的检测器所暗示的优点，仍然需要一种简单的、成本有效的、仍然可靠的空间检测器，其可以另外地能够、优选地同时检测对象的颜色。因此，与在空间中确定对象的颜色的可能性相结合的对象的改进的空间分辨率是值得期望的。

技术实现要素：

因此，本发明解决的问题在于指定用于光学地检测至少一个对象的装置和方法，其至少基本上避免了这种类型的已知装置和方法的缺点。特别地，优选以同时方式确定空间中的对象的位置和/或颜色的改进的检测器是值得期望的。

本发明通过独立权利要求的特征来解决该问题。可以在从属权利要求和/或以下说明书和详细实施例中呈现本发明的有利发展，其可以单独地或组合地实现。

如本文所使用的，术语“具有(have)”、“包括(comprise)”和“包含(contain)”以及其语法变型以非排它的方式使用。因此，表述“a具有b”以及表达“a包括b”或“a包含b”可以指：除了b之外a包含一个或多个其它组件和/或构件的事实，以及除了b之外没有其他组件、构件或元素存在于a中的情况。

在本发明的第一方面中，公开了一种用于光学检测的检测器，特别是用于确定至少一个对象的颜色和/或位置，具体地关于至少一个对象的深度或深度和宽度二者。

“对象”通常可以是从有生命对象和无生命对象中选择的任意对象。因此，作为示例，至少一个对象可以包括一个或多个物品和/或物品的一个或多个部分。另外或可替代地，对象可以是或可以包括一个或多个生物体和/或其一个或多个部分，诸如人类(例如用户)和/或动物的一个或多个身体部位。

如本文所使用的，“位置”通常是指关于对象在空间中的定位和/或取向的任意信息项。为此，作为示例，可以使用一个或多个坐标系，并且可以通过使用一个、两个、三个或更多个坐标来确定对象的位置。作为示例，可以使用一个或多个笛卡尔坐标系和/或其他类型的坐标系。在一个示例中，坐标系可以是检测器的坐标系，在该坐标系中，检测器具有预定位置和/或取向。如下面将进一步详细描述的，检测器可以具有可以构成检测器的主要观察方向的光轴。光轴可以形成坐标系的轴，诸如z轴。此外，可以提供一个或多个附加的轴，优选地垂直于z轴。

因此，作为示例，检测器可以构成坐标系，在该坐标系中，光轴形成z轴，并且另外地可以提供垂直于z轴并且彼此垂直的x轴和y轴。作为示例，检测器和/或检测器的一部分可以停留在该坐标系中的特定点处，诸如在该坐标系的原点。在该坐标系中，与z轴平行或反平行的方向可以被认为是纵向方向，并且沿z轴的坐标可以被认为是纵坐标。垂直于纵向方向的任意方向可以被认为是横向方向，并且x和/或y坐标可以被认为是横向坐标。

可替代地，可以使用其他类型的坐标系。因此，作为示例，可以使用极坐标系，其中光轴形成z轴，并且其中可以使用与z轴的距离和极角作为附加坐标。再次，与z轴平行或反平行的方向可以被认为是纵向方向，并且沿z轴的坐标可以被认为是纵向坐标。垂直于z轴的任何方向可以被认为是横向方向，极坐标和/或极角可以被认为是横向坐标。

如本文所使用的，用于光学检测的检测器通常是适配于提供关于至少一个对象的位置和/或颜色的至少一项信息的装置。检测器可以是固定装置或移动装置。此外，检测器可以是独立装置，或者可以形成另一装置的一部分，诸如计算机、车辆或任何其他装置。此外，检测器可以是手持装置。检测器的其他实施例是可行的。

检测器可以适配于以任何可行的方式提供关于至少一个对象的位置和/或颜色的至少一项信息。因此，信息可以是例如以电子、视觉、声学或其任意组合的方式提供。信息还可以存储在检测器或单独装置的数据存储器中和/或可以经由诸如无线接口和/或有线接口的至少一个接口来提供。

检测器包括：

-至少一个传送装置，其中，该传送装置包括响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距；

-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被设计成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的光束的束横截面，其中，每个纵向光学传感器以两种不同纵向光学传感器相对于它们的光谱灵敏度不同的方式表现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纵向传感器的光谱灵敏度相关的传送装置的焦点处；以及

-至少一个评估装置，其中，评估装置被设计成通过评估每个纵向光学器件的纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息和/或关于对象的颜色的至少一项信息。

这里，上面列出的组件可以是单独的组件。可替代地，可以将上面列出的组件中的两种或更多种集成为一种组件。此外，至少一个评估装置可以形成为独立于传送装置和纵向光学传感器的单独的评估装置，但是可以优选地连接到纵向光学传感器以便接收纵向传感器信号。可替代地，至少一个评估装置可以完全或部分地集成到纵向光学传感器中。

如本文所使用的，“纵向光学传感器”通常是被设计成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的装置，其中给定照射的相同总功率，纵向传感器信号根据所谓的“fip效应”取决于传感器区域中的光束的束横截面。纵向传感器信号通常可以是指示纵向位置的任意信号，其也可以表示为深度。作为示例，纵向传感器信号可以是或可以包括数字和/或模拟信号。作为示例，纵向传感器信号可以是或可以包括电压信号和/或电流信号。另外或可替代地，纵向传感器信号可以是或可以包括数字数据。纵向传感器信号可以包括单个信号值和/或一系列信号值。纵向传感器信号还可以包括通过组合两个或多个单独信号而导出的任意信号，诸如通过平均两个或更多个信号和/或通过形成两个或多个信号的商。对于纵向光学传感器和纵向传感器信号的潜在实施例，可以参考如wo2012/110924a1中公开的光学传感器。

如将在下面更详细地描述的，根据本发明的检测器包括至少两个纵向光学传感器，优选地在传感器堆叠中，传感器堆叠可以沿着检测器的共共光轴布置。因此，优选地，根据本发明的检测器可以包括如wo2014/097181a1中所公开的纵向光学传感器堆叠，特别是与一个或多个横向光学传感器组合。作为示例，一个或多个横向光学传感器可以位于纵向光学传感器的堆叠的面向对象的一侧。可替代地或另外，一个或多个横向光学传感器可以位于纵向光学传感器堆叠的背离对象的一侧。在此，另外或可替代地，一个或多个横向光学传感器可以插入在堆叠的纵向光学传感器之间。在具体实施例中，至少一个横向光学传感器可以集成到纵向光学传感器中的一个中，从而形成单个光学传感器，其可以适配于确定对象的纵向位置和横向位置。然而，仅包括至少两个纵向光学传感器但不包括横向光学传感器的实施例仍然是可能的，诸如在仅需要确定对象的深度和/或颜色的情况下。

如本文所使用的，术语“横向光学传感器”通常是指适配于确定从对象行进到检测器的至少一个光束的横向位置的装置。关于术语位置，可以参考上面定义。因此，优选地，横向位置可以是或可以包括在垂直于检测器的光轴的至少一个维度中的至少一个坐标。作为示例，横向位置可以是在垂直于光轴的平面中，诸如在横向光学传感器的光敏传感器表面上由光束产生的光斑的位置。作为示例，平面中的位置可以以笛卡尔坐标和/或极坐标给出。其他实施例是可行的。对于横向光学传感器的潜在实施例，可以参考wo2014/097181a1。然而，其他实施例是可行的，并且将在下面进一步详细描述。

横向光学传感器可以提供至少一个横向传感器信号。这里，横向传感器信号通常可以是指示横向位置的任意信号。作为示例，横向传感器信号可以是或可以包括数字和/或模拟信号。作为示例，横向传感器信号可以是或可以包括电压信号和/或电流信号。另外或可替代地，横向传感器信号可以是或可以包括数字数据。横向传感器信号可以包括单个信号值和/或一系列信号值。横向传感器信号还可以包括通过组合两个或多个单独信号而导出的任意信号，诸如通过平均两个或更多个信号和/或通过形成两个或多个信号的商，如将在下面进一步详细地描述的。

如将在下面进一步描述的，优选地，纵向光学传感器和(如果适用的话)纵向光学传感器可以包括一个或多个光检测器，优选一个或多个有机光检测器，并且最优选地，一个或多个染料敏化有机太阳能电池(dsc，也称为染料太阳能电池)，诸如一个或多个固体染料敏化的有机太阳能电池(s-dsc)。因此，优选地，检测器可以包括用作至少一个横向光学传感器的一个或多个dsc(诸如一个或多个sdsc)和用作至少一个纵向光学传感器的一个或多个dsc(诸如一个或多个sdsc)，优选地是用作至少一个纵向光学传感器的多个dsc的堆叠(优选地，多个sdsc的堆叠)。

由于根据本发明，使用至少两个纵向光学传感器，其中至少两个纵向光学传感器在它们各自的光谱灵敏度方面不同，评估装置通常适配于通过比较表现不同光谱灵敏度的至少两个纵向光学传感器的传感器信号来确定光束的颜色。如本文所使用的，表达“确定颜色”通常是指产生关于光束的至少一项光谱信息的步骤。至少一项光谱信息可以从由波长，具体地是峰值波长；颜色坐标，诸如cie坐标组成的组中选择。如本文进一步使用的，光束的“颜色”通常是指光束的光谱组成。具体地说，光束的颜色可以以任何颜色坐标系和/或光谱单位给出，诸如通过给出光谱的主峰的波长。其他实施例是可行的。在光束是诸如激光束的窄带光束和/或由诸如发光二极管的半导体器件产生的光束的情况下，可以给出光束的峰值波长以表征光束的颜色。光束的颜色的确定可以以本领域技术人员通常已知的各种方式进行。

优选地，纵向光学传感器的光谱灵敏度可以跨越颜色空间中的坐标系，并且由纵向光学传感器提供的纵向信号可以提供该颜色空间中的坐标，如本领域技术人员例如从确定cie坐标的方式中已知的。作为示例，检测器可以包括堆叠中的两个、三个或更多个纵向光学传感器。因此，至少两个、优选至少三个光学传感器可以具有不同的光谱灵敏度，由此在600nm和780nm(红色)之间、在490nm和600nm之间(绿色)、以及在380nm和490nm(蓝色)之间的光谱范围内具有最大吸收波长的三个不同的纵向光学传感器通常是优选的。此外，评估装置可以适配于通过评估具有不同光谱灵敏度的纵向光学传感器的纵向传感器信号来产生用于光束的至少一项颜色信息。因此，评估装置可以适配于产生至少两个颜色坐标，优选地至少三个颜色坐标，其中通过将光谱敏感光学传感器中的一个的信号除以标准化值来确定每个颜色坐标。作为示例，标准化值可以包含所有光谱敏感光学传感器的信号之和。至少一项颜色信息可以包含颜色坐标。作为示例，至少一项颜色信息可以包含cie坐标。

如本文所使用的，术语“光”通常是指可见光谱范围、紫外光谱范围和红外光谱范围中的一个或多个中的电磁辐射。这里，术语可见光谱范围通常指380nm至780nm的光谱范围。术语红外(ir)光谱范围通常是指在780nm至1000μm范围内，优选在780nm至3.0μm的范围内的电磁辐射。术语紫外光谱范围通常是指在1nm至380nm范围内，优选在100nm至380nm的范围内的电磁辐射。优选地，本发明中使用的光是可见光，即在可见光谱范围内的光。

术语“光束”通常是指发射到特定方向的光的量。因此，光束可以是在垂直于光束的传播方向的方向上具有预定延伸的一束光线。优选地，光束可以是或可以包括一个或多个高斯光束，其可以由一个或多个高斯束参数表征，诸如束腰、瑞利长度或任何其他束参数中的一个或多个，或者适合于表征空间中束直径和/或的束传播的发展的束参数。

此外，检测器包括至少一个传送装置，例如光学透镜，其将在后面进行更详细的描述，并且还可沿公共光轴布置。最优选地，从对象出射的光束可以在这种情况下首先穿过至少一个传送装置，然后穿过透明纵向光学传感器的堆叠，直到其最终入射在成像装置上。如本文所使用的，术语“传送装置”是指被配置为将从对象出射的至少一个光束传送到检测器内的光学传感器(即，至少两个纵向光学传感器和至少一个可选横向光学传感器)的光学元件。因此，传送装置可以设计成将从对象传播到检测器的光馈送到光学传感器，其中可以通过传送装置的成像或者非成像特性来可选地进行该馈送。特别地，传送装置还可以设计成在电磁辐射被馈送到横向和/或纵向光学传感器之前收集电磁辐射。

另外，至少一个传送装置具有成像特性。因此，传送装置包括至少一个成像元件，例如至少一个透镜和/或至少一个曲面镜，因为在这种成像元件的情况下，例如，传感器区域上的照射的几何形状可以取决于传送装置和对象之间的相对定位，例如距离。如本文所使用的，传送装置被设计成使得从对象出射的电磁辐射被完全传送到传感器区域，例如完全聚焦到传感器区域，特别是传感器区上，特别是如果对象被布置在检测器的视觉范围内。

根据本发明，传送装置表现出响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距，其中特别地，传送装置的不同焦距相对于至少一个入射光束的波长而不同。如本文所使用的，术语传送装置的“焦距”是指这样的距离，可以入射到传送装置上的入射准直光线经过该距离被导致聚焦，其也可以被表示为“焦点”。因此，焦距构成传送装置会聚入射光束的能力的量度。因此，传送装置可以包括可以具有会聚透镜效果的一个或多个成像元件。通过示例的方式，可选的传送装置可以具有一个或多个透镜，特别是一个或多个折射透镜，和/或一个或多个凸面镜。在该示例中，焦距可以被定义为从薄折射透镜的中心到薄透镜的主焦点的距离。对于会聚的薄折射透镜，例如凸或双凸透镜，焦距可以被认为是正的，并且可以提供入射到作为传送装置的薄透镜的准直光束可以聚焦成单个点的距离。另外，传送装置可以包括至少一个波长选择元件，例如至少一个光学滤波器。另外，传送装置可被设计成施加关于电磁辐射的预定束轮廓，例如在传感器区域特别是传感器区的位置。可选择的传送装置的上述可选实施例原则上可以单独实现或以任何期望的组合实现。

如已经提到的，传送装置表现出响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距。特别是在传送装置包括折射透镜的情况下，可以通过由传送装置中使用的材料引起的比色像差来产生传送装置中的不同焦距。此外，不同的焦距可以由诸如周期光栅的纳米结构化单独元件或透镜的一部分的纳米结构化表面产生。可替代地或另外，传送装置中的不同焦距可以由可以布置在传送装置内的不同位置处的至少两个不同区来产生。这里，每个区可以包括特定焦距，使得两个不同区在它们各自的焦距的值方面可以彼此不同。为此，传送装置可以包括一个或多个多焦透镜。这里，不同区可以彼此直接邻近，从而提供用于入射光束的两个邻近区之间的焦距的突然变化。该实施例对于随着检测器内的纵向光学传感器的数量调节由传送装置提供的焦点的数量是特别有用的。

然而，为了避免所描述的相邻区之间的焦距的突然变化，传送装置还可以包括邻近区之间的过渡区域。这里，在每个过渡区域中，焦距可以在邻近区的焦距之间变化，优选地以平滑或单调的方式。为此，传送装置可以包括一个或多个渐进透镜。该实施例可能是特别有用的，以便允许相对于对象的颜色更高分辨率的装置，诸如在仅存在可沿着光轴移动的两个或三个纵向光学传感器的情况下，或者作为另外的情况，可以存在多于两个或三个纵向光学传感器。

如本文所使用的，术语“评估装置”通常是指被设计成产生信息项，即，关于对象的颜色的至少一项信息和/或关于对象的位置的至少一项信息的任意装置。作为示例，评估设备可以是或可以包括一个或多个集成电路，诸如一个或多个专用集成电路(asic)和/或一个或多个数据处理装置，诸如一个或多个计算机，优选地一个或多个微计算机和/或微控制器。可以包括附加组件，诸如一个或多个预处理装置和/或数据采集装置，诸如用于接收和/或预处理传感器信号的一个或多个装置，诸如一个或多个ad转换器和/或一个或多个滤波器。如本文所使用的，传感器信号通常可以指的是纵向传感器信号和横向传感器信号(如果适用的话)中的一个。此外，评估装置可以包括一个或多个数据存储装置。此外，如上所述，评估设备可以包括一个或多个接口，诸如一个或多个无线接口和/或一个或多个有线接口。

至少一个评估装置可以适配于执行至少一个计算机程序，诸如执行或支持产生信息项的步骤的至少一个计算机程序。作为示例，可以实现一种或多种算法，其通过使用传感器信号作为输入变量来执行到对象的颜色和/或位置的预定变换。

评估装置可以特别地包括至少一个数据处理装置，特别是电子数据处理装置，其可被设计成通过评估传感器信号来产生信息项。因此，评估装置被设计为使用传感器信号作为输入变量，并且通过处理这些输入变量来产生关于对象的横向位置和纵向位置的信息项。处理可以并行、顺序或甚至以组合的方式进行。评估装置可以使用用于产生这些信息项的任意方法，诸如通过计算和/或使用至少一个存储和/或已知的关系。除了传感器信号之外，一个或多个另外的参数和/或信息项可以影响所述关系，例如关于调制频率的至少一项信息。关系可以根据经验、分析或半经验来确定或可确定。特别优选地，该关系包括至少一条校准曲线、至少一组校准曲线、或所提到的可能性的至少一个函数或组合。一条或多条校准曲线可以例如以一组值的形式及其相关联的函数值的形式存储，例如存储在数据存储装置和/或表格中。但是，可替代地或另外，至少一条校准曲线也可以例如以参数化形式和/或作为函数方程被存储。可以使用用于将传感器信号处理为信息项的单独关系。可替代地，用于处理传感器信号的至少一个组合关系是可行的。各种可能性可以被想到并且也可以被组合。

作为示例，评估装置可以根据编程来设计，以便确定信息项目。评估装置可特别地包括至少一个计算机，例如至少一个微型计算机。此外，评估装置可以包括一个或多个易失性或非易失性数据存储器。作为数据处理装置，特别是至少一个计算机的替代或补充，评估装置可以包括被设计为用于确定信息项的一个或多个另外的电子组件，例如电子表，特别是至少一个查找表和/或至少一个专用集成电路(asic)。

如上所述，检测器具有至少一个评估装置。特别地，至少一个评估装置还可以被设计成完全或部分地控制或驱动检测器，例如通过评估装置被设计成控制检测器的一个或多个调制装置和/或控制检测器的至少一个照射源。评估装置特别地可以被设计成执行至少一个测量周期，在该至少一个测量周期中，拾取一个或多个传感器信号，诸如多个传感器信号，例如连续地在照射的不同调制频率处的多个传感器信号。

如上所述，评估装置被设计为通过评估各自的传感器信号来产生关于对象的位置和/或颜色的至少一项信息。对象的所述位置可以是静态的，或者甚至可以包括对象的至少一个运动，例如检测器或其部分与对象或其部分之间的相对运动。在这种情况下，相对运动通常可以包括至少一个线性运动和/或至少一个旋转运动。运动信息的项目例如也可以通过比较在不同时间拾取的至少两项信息来获得，使得例如至少一项位置信息也可以包括至少一项速度信息和/或在至少一项加速度信息，例如关于对象或其部分与检测器或其部分之间的至少一个相对速度的至少一项信息。特别地，至少一项位置信息通常可以选自：关于对象或其部分与检测器或其部分之间的距离的信息项，特别是光路长度；关于对象或其部分与可选的传送装置或其部分之间的距离或光学距离的信息项；关于对象或其部分相对于检测器或其部分的定位的信息项；关于对象和/或其部分相对于检测器或其部分的取向的信息项；关于对象或其部分与检测器或其部分之间的相对运动的信息项；关于对象或其部分的二维或三维空间配置的信息项，特别是对象的几何形状或形式。通常，至少一项位置信息因此可以选自例如由以下组成的组：关于对象或其至少一部分的至少一个位置的信息项；关于对象或其部分的至少一个取向的信息；关于对象或其部分的几何形状或形式的信息项；关于对象或其部分的速度的信息项；关于对象或其部分的加速度的信息项；关于对象或其部分在检测器的视觉范围中存在或不存在的信息项。

可以例如在至少一个坐标系中指定至少一项位置信息，例如检测器或其部分停留的坐标系。可替代地或另外，位置信息还可以简单地包括例如检测器或其部分与对象或其部分之间的距离。所提到的可能性的组合也是可以想到的。

如上所述，优选地，横向光学传感器是具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和至少一种光伏材料的光检测器，其中光伏材料嵌入在第一电极和第二电极之间。如本文所使用的，“光伏材料”通常是适配于响应于用光对光伏材料的照射而产生电荷的材料或材料的组合。

优选地，横向光学传感器的电极中的一个可以是具有至少两个部分电极的分割电极，其中横向光学传感器具有传感器区，其中至少一个横向传感器信号指示光束在传感器区中的位置。因此，如上所述，横向光学传感器可以是或可以包括一个或多个光检测器，优选一个或多个有机光检测器，更优选一个或多个dsc或sdsc。传感器区可以是光检测器的面向对象的表面。传感器区优选地可以垂直于光轴取向。因此，横向传感器信号可以指示由光束产生的光斑在横向光学传感器的传感器区的平面中的位置。

通常，如本文所使用的，术语“部分电极”是指多个电极中的电极，其适配于测量至少一个电流和/或电压信号，优选地独立于其它部分电极。因此，在提供多个部分电极的情况下，各个电极适配于经由至少两个部分电极提供可以被独立地测量和/或使用的多个电势和/或电流和/或电压。

横向光学传感器还可以适配于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。因此，可以形成通过两个水平部分电极的电流的比率，从而产生x坐标，和/或可以形成通过垂直部分电极的电流的比率，从而产生y坐标。检测器，优选地横向光学传感器和/或评估装置可以适配于从通过部分电极的电流的至少一个比率导出关于对象的横向位置的信息。通过比较通过部分电极的电流来产生位置坐标的其他方式是可行的。

通常可以以各种方式限定部分电极，以便确定光束在传感器区中的位置。因此，可以提供两个或更多个水平部分电极以便确定水平坐标或x坐标，并且可以提供两个或更多个垂直部分电极以便确定垂直坐标或y坐标。因此，部分电极可以设置在传感器区的边缘处，其中传感器区域的内部空间保持自由并且可以被一个或多个附加电极材料覆盖。如将在下面进一步详细描述的，附加电极材料优选地可以是透明附加电极材料，诸如透明金属和/或透明导电氧化物和/或最优选透明导电聚合物。

另外的实施例涉及横向光学传感器和纵向光学传感器之间的关系。在具体实施例中，至少一个横向光学传感器可以集成到纵向光学传感器中的一个中，从而形成可以适配于确定对象的纵向位置和横向位置的单个光学传感器。因此，原则上，横向光学传感器和纵向光学传感器可以至少部分地相同。然而，优选地，横向光学传感器和纵向光学传感器至少部分地可以是独立的光学传感器，诸如独立的光检测器，以及更优选地，独立的dsc或sdsc。

通过使用横向光学传感器或单个光学传感器，其中电极中的一个是具有三个或更多个部分电极的分割电极，通过部分电极的电流可以取决于光束在传感器区中的位置。这通常可能是由于以下事实：从由于光入射到部分电极上而产生电荷的位置的途中可能会发生欧姆损耗或电阻损耗。因此，除了部分电极之外，分割电极可以包括连接到部分电极的一个或多个附加电极材料，其中一个或多个附加电极材料提供电阻。因此，由于通过一个或多个附加电极材料从电荷产生的位置到部分电极的途中的欧姆损耗，通过部分电极的电流取决于电荷的产生位置，以及因此取决于光束在传感器区中的位置。关于确定光束在传感器区中的位置的原理的细节，可以参考下文中的优选实施例和/或参考如wo2014/097181a1中公开的物理原理和设备选项以及其中的各个参考文献。

进一步优选的实施例可以涉及光伏材料。因此，横向光学传感器的光伏材料可以包括至少一种有机光伏材料。因此，通常，横向光学传感器可以是有机光检测器。优选地，有机光检测器可以是染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池优选地可以是固体染料敏化太阳能电池，其包括嵌入在第一电极和第二电极之间的层设置，该层设置包括至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、和至少一种固体p-半导体有机材料。

根据本发明，检测器包括至少两个纵向光学传感器，每个纵向光学传感器适配于产生至少一个纵向传感器信号。这里，优选地，可以以沿着检测器的光轴的堆叠形式布置的检测器的所有纵向光学传感器是透明的。因此，光束可以在优选地随后入射到另一纵向光学传感器之前穿过第一透明纵向光学传感器。因此，来自对象的光束随后到达所有纵向光学传感器。

本发明的进一步实施例涉及从对象传播到检测器的光束的性质。光束可由对象本身发射，即可源自对象。另外或可替代地，光束的另一个源是可行的。因此，如下面将进一步详细描述的，可以提供照射对象的一个或多个照射源，诸如通过使用一个或多个主光线或光束，诸如具有预定特性的一个或多个主光线或光束。在后一种情况下，从对象传播到检测器的光束可以是被对象和/或连接到对象的反射装置反射的光束。

如上所述，给定通过光束的照射的相同总功率，根据fip效应，至少一个纵向传感器信号取决于光束在至少一个纵向光学传感器的传感器区域中的束横截面。如本文所用，术语束横截面通常指光束或由光束在特定位置处产生的光斑的横向延伸。在产生圆形光斑的情况下，半径、直径或高斯束腰或两倍的高斯束腰可用作束横截面的度量。在产生非圆形光斑的情况下，可以以任何其他可行的方式确定横截面，诸如通过确定具有与非圆形光斑相同面积的圆的横截面，其也被称为等效束横截面。

因此，给定由光束对传感器区域的照射的相同总功率，具有第一束直径或束横截面的光束可以产生第一纵向传感器信号，而具有不同于第一束直径或束截面的第二束直径或束截面的光束产生不同于第一纵向传感器信号的第二纵向传感器信号。因此，通过比较纵向传感器信号，可以产生关于束横截面、特别是关于光束直径的的至少一项信息。关于这种效应的细节，可以参考wo2012/110924a1。具体地，在从对象传播到检测器的光束的一个或多个束特性是已知的情况下，关于对象的纵向位置的至少一项信息可因此可以从至少一个纵向传感器信号和对象的纵向位置的已知关系导出。该已知关系可以作为算法和/或作为一个或多个校准曲线存储在评估装置中。作为示例，具体地针对高斯光束，可以通过使用束腰与纵向坐标之间的高斯关系来容易地导出束直径或束腰与对象的位置之间的关系。

通常，检测器还可以包括至少一个成像装置，即能够获取至少一个图像的装置。成像装置可以以各种方式实现。因此，成像装置可以是例如在检测器壳体中的检测器的一部分。然而，可替代地或附加地，成像装置也可以布置在检测器壳体的外部，例如作为单独的成像装置。可替代地或另外，成像装置也可以连接到检测器或者甚至是检测器的一部分。在优选的布置中，透明纵向光学传感器的堆叠和成像装置沿着光束沿其行进的公共光轴对准。因此，可以以光束行进穿过透明纵向光学传感器的堆叠直到它撞击成像装置的方式将成像装置定位在光束的光路中。然而，其他布置是可能的。

如本文所使用的，“成像装置”通常被理解为可以产生对象或其一部分的一维、二维或三维图像的装置。特别地，具有或不具有至少一个可选成像装置的检测器可以完全或部分地用作相机，例如ir相机或rgb相机，即被设计成在三个单独的连接上递送被指定为红色、绿色和蓝色的三种基本颜色的相机。因此，作为示例，至少一个成像装置可以是或可以包括从由以下组成的组中选择的至少一个成像装置：像素化有机相机元件，优选像素化有机相机芯片；像素化无机相机元件，优选像素化无机相机芯片，更优选ccd或cmos芯片；单色相机元件，优选单色相机芯片；多色相机元件，优选多色相机芯片；全色相机元件，优选全色相机芯片。成像装置可以是或可以包括从由以下组成的组中选择的至少一种装置：单色成像装置、多色成像装置和至少一个全色成像装置。如本领域技术人员将认识到的，可以通过使用滤波技术和/或使用固有颜色灵敏度或其他技术来产生多色成像装置和/或全色成像装置。成像装置的其它实施例也是可能的。

成像装置可以被设计成连续和/或同时对对象的多个部分区域成像。通过示例的方式，对象的部分区域可以是对象的一维、二维或三维区域，其受例如成像装置的分辨率极限限定，并且电磁辐射从该部分区域出射。在这种背景下，成像应被理解为是指从对象的相应部分区域出射的电磁辐射例如通过检测器的至少一个可选的传送装置被馈送到成像装置中。电磁射线可以由对象本身例如以发光辐射的形式产生。可替代地或另外，至少一个检测器可以包括用于照射对象的至少一个照射源。

特别地，成像装置可以被设计成例如通过扫描方法，特别是使用至少一个行扫描和/或线扫描，顺序地对多个部分区域进行成像。然而，其他实施例也是可能的，例如其中多个部分区域被同时成像的实施例。成像装置被设计成在对象的部分区域的成像期间产生与部分区域相关联的信号，优选电信号。信号可以是模拟和/或数字信号。通过示例的方式，电信号可以与每个部分区域相关联。因此，电信号可以同时产生或者以时间上交错的方式产生。通过示例的方式，在行扫描或线扫描期间，可以产生对应于对象的部分区域的例如被串成一条线的一系列电信号。此外，成像装置可以包括一个或多个信号处理装置，诸如用于处理和/或预处理电信号的一个或多个滤波器和/或模拟数字转换器。

从对象出射的光可以源于对象本身，但是也可以可选地具有不同的源，并且从该源传播到对象并且随后朝向光学传感器传播。后一种情况可以例如通过使用至少一个照射源来实现。照射源可以以各种方式体现。因此，照射源可以例如是检测器壳体中的检测器的一部分。然而，可替代地或另外，至少一个照射源也可以布置在检测器壳体的外部，例如作为单独的光源。照射源可以与对象分开布置，并从远距离照射对象。可替代地或者另外，照射源还可以连接到对象，或者甚至是对象的一部分，使得通过示例的方式，也可以由照射源直接产生从对象出射的电磁辐射。通过示例的方式，至少一个照射源可以布置在对象上和/或对象中，并且直接产生电磁辐射，通过该电磁辐射照射传感器区域。该照射源可以例如是或包括环境光源和/或可以是或可以包括人造照射源。通过示例的方式，可以在对象上布置至少一个红外发射器和/或用于可见光的至少一个发射器和/或用于紫外光的至少一个发射器。通过示例的方式，可以在对象上和/或对象中布置至少一个发光二极管和/或至少一个激光二极管。照射源可以特别地包括一个或多个以下照射源：激光器，特别是激光二极管，尽管原则上可替代地或另外还可以使用其他类型的激光器；发光二极管；白炽灯；有机光源，特别是有机发光二极管；结构化光源。可替代地或另外，也可以使用其他照射源。特别优选的是，照射源被设计成产生具有高斯光束轮廓的一个或多个光束，如在许多激光器中是至少近似的情况。对于可选的照射源的进一步的潜在实施例，可以参考wo2012/110924a1和wo2014/097181a1中的一个。仍然，其他实施例是可行的。

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780nm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。

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。照射的调制应被理解为是指照射的总功率优选地周期性地、特别是以一个或多个调制频率改变的过程。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0，但也可以>0，使得通过示例的方式完全调制不必须实现。调制可以例如在对象和光学传感器之间的束路径中实现，例如通过布置在所述束路径中的至少一个调制装置来实现。然而，可替代地或另外，调制也可以在下面更详细地描述的用于照射对象的可选照射源和对象之间的束路径中实现，例如通过布置在所述束路径中的至少一个调制装置来实现。这些可能性的组合也是可以想到的。至少一个调制装置可以包括例如束斩波器或某种其他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。可替代地或另外，然而，还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，至少一个可选的照射源本身也可被设计成产生调制照射，例如通过所述照射源本身具有调制的强度和/或总功率，例如周期性调制的总功率，以及/或通过所述照射源被实施为脉冲照射源，例如作为脉冲激光器。因此，通过示例的方式，至少一个调制装置也可以全部或部分地集成到照射源中。可以想到各种可能性。

因此，检测器可以特别地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，特别是在各自不同调制频率下的至少两个纵向传感器信号。评估装置可被设计成从至少两个纵向传感器信号产生几何信息。如在wo2012/110924a1和wo2014/097181a1中所描述的，可以解决不确定性和/或可以考虑例如照射的总功率通常是未知的事实。通过示例的方式，检测器可被设计成对对象和/或检测器的至少一个传感器区域(诸如至少一个纵向光学传感器的至少一个传感器区域)的照射进行调制，频率为0.05hz至1mhz，例如0.1hz至10khz。如上所述，为了这个目的，检测器可以包括至少一个调制装置，其可以集成到至少一个可选的照射源中和/或可独立于照射源。因此，至少一个照射源本身可以适配于产生照射的上述调制，和/或可以存在至少一个独立的调制装置，诸如至少一个斩波器和/或至少一个具有调制传输性的装置，诸如至少一个电光装置和/或至少一个声光装置。

如上所述，检测器具有多个纵向光学传感器。优选地，多个纵向光学传感器诸如沿着检测器的光轴被堆叠。因此，纵向光学传感器可以形成纵向光学传感器堆叠。纵向光学传感器堆叠可优选地以使得纵向光学传感器的传感器区域垂直于光轴取向的方式来取向。因此，作为示例，纵向光学传感器的传感器区或传感器表面可以平行取向，其中可容许微小的角公差，例如角度公差不大于10°，优选不大于5°。

在优选实施例中，至少一个横向光学传感器可以优选地完全或部分地位于堆叠的纵向光学传感器的面向对象的一侧。然而，其他实施例是可行的，诸如至少一个横向光学传感器完全或部分地位于横向光学传感器堆叠的背离对象的一侧的实施例。再次地，另外或可替代地，至少一个横向光学传感器完全或部分地位于纵向光学传感器堆叠之间的实施例是可行的。

如上所述，根据本发明的检测器包括至少两个纵向光学传感器，优选至少三个纵向光学传感器，其可以以堆叠的方式和/或以其它布置来布置，但根据期望的目的，四个、五个、六个或更多个纵向光学传感器也是有用的。此外，根据本发明，纵向光学传感器由于它们各自的光谱灵敏度而不同。如本文所使用的，术语“光谱灵敏度”通常是指对于光束的相同功率,纵向光学传感器的纵向传感器信号可以随着光束的波长而变化的观察。因此，对于每个纵向光学传感器，纵向传感器信号的振幅可以表示为入射光束的波长的函数。因此，通常，至少两个光学传感器可以在其光谱特性方面不同，即对应的纵向传感器信号可以在入射光束的波长方面表现出不同的振幅。通过示例的方式，检测器可以包括堆叠中的三个纵向光学传感器，其中三个不同的纵向光学传感器可以分别表现出在600nm和780nm(红色)之间、490nm和600nm(绿色)之间、380nm和490nm(蓝色)之间的光谱范围内的最大吸收波长。然而，可以使用其他种类的颜色，诸如青色、品红色和黄色。此外，包括两个、三个、四个或更多个纵向光学传感器的其他示例是可能的。

通常可以通过使用不同类型的透明基板来实现纵向光学传感器的不同光谱灵敏度。这里，用于纵向光学传感器的基板可以彼此不同，特别是在与基板相关的几何量和/或材料量方面，诸如每个基板的厚度、形状和/或折射率。特别优选的示例包括使用用于纵向光学传感器的不同吸收材料，诸如不同类型的染料。此外，可以改变可由行进通过相应基板的光束穿过的光路限定的一些基板或每个基板的厚度。另外或可替代地，用于纵向光学传感器的基板可以通过表现不同的形状而不同，其形状可以选自包括以下的组：平面、平面-凸面、平面-凹面、双凸面、双凹面或可以用于光学目的的任何其它形式，诸如透镜或棱镜。这里，基板可以是刚性的或者是柔性的。合适的基板可以特别地是塑料片或膜以及尤其是玻璃片或玻璃膜，也可以是金属箔。形状变化材料，诸如形状变化聚合物，构成可用作柔性基板的材料的示例。此外，为了减少和/或改变入射光束的反射的目的，特别地，可以覆盖或涂覆基板。

纵向光学传感器优选地被布置成使得来自对象的光束优选顺序地照射所有纵向光学传感器。具体地，在这种情况下，优选地，每个纵向光学传感器产生至少一个纵向传感器信号。这种实施例是特别优选的，因为即使光束的总功率或强度未知，纵向光学传感器的堆叠设置也允许信号的简单而有效的标准化。因此，可以知道单个纵向传感器信号由一个并且相同的光束产生。因此，评估装置可以适配于使纵向传感器信号标准化并且独立于光束的强度产生关于对象的纵向位置的信息。为此，可以使用以下事实：在单个纵向传感器信号由一个并且相同的光束产生的情况下，单个纵向传感器信号中的差异仅仅是由于光束在单个纵向光学传感器的相应传感器区域的位置处的横截面的差异。因此，通过比较单个纵向传感器信号，即使光束的总功率未知，也可以产生关于束横截面的信息。根据束横截面，可以获得关于对象的纵向位置的信息，具体地可以通过利用光束的横截面与对象的纵向位置之间的已知关系获得。

在本发明的特别优选的实施例中，检测器还包括至少两个次级纵向光学传感器。关于它们在检测器内的位置具有显著的例外，次级纵向光学传感器通常表现出与纵向光学传感器相同或相似的特性。因此，为了获取有关次级纵向光学传感器的细节的进一步的信息，可以参考纵向光学传感器的相应特性。因此，特别地，每个次级纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其中每个次级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产生至少一个纵向传感器信号。因此，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的光束的束横截面。结果，评估装置还可以被设计成通过评估每个次纵向光学传感器的纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息，从而考虑到通过每个次级光学纵向传感器所提供的附加信息项。

此外，每个次级光学纵向传感器可以以两个次级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。这样的效果可以以与纵向光学传感器内的相同或类似的方式来实现。在特别优选的实施例中，每个次级纵向光学传感器可以包括与纵向光学传感器中的一个纵向光学传感器相同的光谱灵敏度。因此，在该实施例中，检测器可以包括可表现出相同或相似的光谱灵敏度的至少两个纵向光学传感器，即一个纵向光学传感器和一个次级纵向光学传感器。如本文所使用的，“相同或相似的光谱灵敏度”可以被理解为，各自的次级纵向光学传感器的纵向传感器信号与对应的次级纵向光学传感器的纵向传感器信号在入射光束的波长方面相同或相似。因此，可以将每个次级纵向光学传感器的次级纵向传感器信号的振幅描述为入射光束的波长的函数。通过示例的方式，三个不同的次级纵向光学传感器可以以与它们所比较的三个对应的不同纵向光学传感器相同的方式分别表现出在如以上限定的红色、绿色或蓝色光谱范围内的最大吸收波长。然而，包括两个、三个、四个或更多个次级纵向光学传感器的其他示例是可能的。

在进一步优选的实施例中，表现出不同光谱灵敏度的次级纵向光学传感器可以以与具有不同光谱灵敏度的纵向光学传感器的堆叠状布置相同的方式被布置为检测器中的至少一个次级堆叠。特别地，检测器的纵向光学传感器可以形成单个堆叠，而次级纵向光学传感器也可以形成单个次级堆叠，或者可替代地，多个单独的次级堆叠，诸如可以以第一次级堆叠和第二次级堆叠的形式布置的两个二次堆叠。在后一种实施例中，纵向光学传感器的单个堆叠可以优选以等距离的方式沿着光轴定位，特别是定位在第一次级堆叠和第二次级堆叠之间。然而，所提到的堆叠的其他布置是可能的。通过示例的方式，检测器可以包括纵向光学传感器的单个堆叠和次级纵向光学传感器的一个或两个次级堆叠，其中每个堆叠和每个次级堆叠可以优选地分别包括相同数量的纵向光学传感器和次级纵向光学传感器。更优选地，每个堆叠和每个次级堆叠可以分别包括三个纵向光学传感器和次级纵向光学传感器，其可以在红色、绿色或蓝色光谱范围内表现出它们的最大吸收波长。优选地，所提到的堆叠的布置可以使得入射光束可总是以关于它们的光谱灵敏度相同的顺序分别入射纵向光学传感器和次级纵向光学传感器，例如，首先是在红色光谱范围内敏感的传感器，其次是在绿色光谱范围内敏感的传感器，最后是在蓝色光谱范围内敏感的传感器。此外，包括不同颜色的混合组件也是可能的，诸如以重复顺序的具有各自灵敏度的一系列光学传感器，诸如红-绿-蓝-红-绿-蓝或其它布置。然而，其他组合是可能的，诸如在堆叠内具有不同数量的纵向光学传感器的实施例，例如，两个、四个或更多个纵向光学传感器，和/或具有不同颜色的纵向光学传感器，例如，青色、品红色和黄色，或其他颜色组合，其可以在每个堆叠或每个次级堆叠中以相同或相似的方式发生。

在进一步优选的实施例中，每个次纵向光学传感器因此可以位于与各自次级纵向光学传感器的光谱灵敏度有关的传送装置的焦点附近。这种布置可以特别地反映出这样的情况：由于每个纵向光学传感器已经位于与各自纵向光学传感器的光谱灵敏度有关的传送装置的焦点处，所以传送装置的各自焦点处的位置已经是由检测器的纵向光学传感器占据。然而，其他布置也是可能的，特别是每个次级纵向光学传感器可以位于距所使用的传送装置的焦点相应的距离处。

此外，可以比较由纵向光学传感器产生的纵向传感器信号，以便获得关于光束的总功率和/或强度的信息和/或以便针对光束的总功率和/或总强度标准化纵向传感器信号和/或关于对象的纵向位置的至少一项信息。因此，作为示例，可以检测纵向光学传感器信号的极大值，并且可以将所有纵向传感器信号除以该极大值，从而产生标准化的纵向光学传感器信号，然后可以通过使用上述已知关系将其变换成关于对象的至少一项纵向信息。其他标准化方法是可行的，例如使用纵向传感器信号的平均值并将所有纵向传感器信号除以平均值的标准化。其他选项也是可能的。这些选项中的每一个可以适合于使该变换独立于光束的总功率和/或强度。另外，可以产生关于光束的总功率和/或强度的信息。

在本发明的进一步优选实施例中，当确定关于对象的纵向位置的至少一项信息时，可以考虑由次级纵向光学传感器产生的纵向传感器信号。为此目的，评估装置可以适配于将至少一个纵向光学传感器的纵向传感器信号与至少一个次级纵向光学传感器的纵向传感器信号比较，特别是通过将特定纵向光学传感器的纵向传感器信号和表现出与所选择的纵向光学传感器相同的光谱灵敏度的那个次级纵向光学传感器的纵向传感器信号比较。

特别地，该实施例可以由评估装置使用，以便解决在光束的束横截面与对象的纵向位置之间的已知关系中的不确定性。因此，即使从对象传播到检测器的光束的束特性完全或部分地已知，但是已知的是，在许多光束中，束横截面在到达焦点之前变窄，然后再次变宽。因此，在光束具有最窄束横截面的焦点之前和之后，出现光束具有相同横截面的沿着光束的传播轴的位置。因此，作为示例，在焦点之前和之后的距离z0处，光束的横截面是相同的。因此，在仅使用具有特定光谱灵敏度的一个纵向光学传感器的情况下，在已知光束的总功率或强度的情况下，可以确定光束的特定横截面。通过使用该信息，可以确定各自纵向光学传感器与焦点的距离z0。然而，为了确定各自纵向光学传感器是否位于焦点之前或之后，需要附加的信息，诸如对象和/或检测器的移动历史和/或关于检测器是位于焦点之前还是之后的信息。在典型情况下，可能不会提供此附加信息。因此，通过使用具有相同或相似光谱灵敏度的至少两个纵向光学传感器，可以获得附加信息以便解决上述不确定性。因此，在评估装置通过评估纵向传感器信号识别出光束在第一纵向光学传感器上的束横截面大于光束在第二纵向光学传感器上的束横截面的情况下，其中第二纵向光学传感器位于第一纵向光学传感器的后面，评估装置可以确定光束仍在变窄以及第一纵向光学传感器的位置位于光束的焦点之前。相反，在光束在第一纵向光学传感器上的束横截面小于光束在第二纵向光学传感器上的束横截面的情况下，评估装置可以确定光束正在变宽以及第二纵向光学传感器的位置位于焦点的后面。因此，通常，评估装置可以适配于通过比较不同纵向传感器的纵向传感器信号来识别光束是否变宽或变窄。此外，该识别可以通过针对每个选择的颜色使用包括表现出相同或相似光谱灵敏度的、在所选择的颜色处或附近显示高振幅的至少一个次级纵向光学传感器和纵向光学传感器的组来针对每个选择的颜色单独进行。

关于通过使用根据本发明的评估装置来确定关于对象的纵向位置的至少一项信息的进一步的细节，可以参考wo2014/097181a1中的描述。因此，通常，评估装置可以适配于将光束的束横截面和/或直径与光束的已知束特性比较，以便优选地根据光束的束直径对光束的传播方向上的至少一个传播坐标的已知依赖性和/或光束的已知高斯分布确定关于对象的纵向位置的至少一项信息。

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，评估装置还可以适配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、分段的或大面积的横向光学传感器，如wo2014/097181a1中进一步概述的。

在本发明的进一步的方面，提出了包括根据前述实施例中任一项的至少两个检测器的布置。这里，至少两个检测器优选地可以具有相同的光学特性，但是也可以相对于彼此不同。另外，该布置还可以包括至少一个照射源。这里，可以通过使用产生初级光的至少一个照射源来照射至少一个对象，其中至少一个对象弹性或非弹性地反射初级光，从而产生传播到至少两个检测器中的一个的多个光束。至少一个照射源可以形成或可以不形成至少两个检测器中的每一个的组成部分。通过示例的方式，至少一个照射源本身可以是或可以包括环境光源和/或可以是或可以包括人造照射源。该实施例优选地适用于使用至少两个检测器，优选两个相同检测器来获取深度信息的应用，特别是为了提供扩展单个检测器的固有测量体积(measurementvolume)的测量体积的目的。

在本发明的进一步的方面，提出了一种用于在用户和机器之间交换至少一项信息的人机接口。所提出的人机接口可以利用以下事实：在上述一个或多个实施例中提到的或如下面进一步详细描述的上述检测器可被一个或多个用户用于向机器提供信息和/或命令。因此，优选地，人机接口可以用于输入控制命令。

人机接口包括根据本发明的至少一个检测器，诸如根据以上公开的一个或多个实施例和/或下文进一步详细公开的一个或多个实施例的至少一个检测器，其中人机接口被设计成通过检测器产生用户的至少一项几何信息和/或颜色信息，其中人机接口被设计为将几何信息和/或颜色信息分配给至少一项信息，特别是至少一个控制命令。

在本发明的进一步的方面中，公开了一种用于执行至少一个娱乐功能的娱乐装置。如本文所使用的，娱乐装置是可以用于一个或多个用户(在下文中也称为一个或多个玩家)的休闲和/或娱乐的目的的装置。作为示例，娱乐装置可以用于游戏的目的，优选地计算机游戏。另外或可替代地，娱乐装置也可以用于其他目的，诸如通常用于锻炼、运动、物理治疗或运动跟踪。因此，娱乐装置可以被实现成计算机、计算机网络或计算机系统，或者可以包括运行一个或多个游戏软件程序的计算机、计算机网络或计算机系统。

娱乐装置包括根据本发明的至少一个人机接口，诸如根据上面公开的一个或多个实施例和/或根据以下公开的一个或多个实施例的至少一个人机接口。娱乐装置被设计成使得至少一个信息项可以由玩家通过人机接口来输入。该至少一项信息可以被传送到娱乐装置的控制器和/或计算机和/或可以被娱乐装置的控制器和/或计算机使用。

在本发明的进一步的方面中，提供了一种用于跟踪至少一个可移动对象的位置的跟踪系统。如本文所使用的，跟踪系统是适于收集关于至少一个对象或对象的至少一个部分的一系列过去位置的信息的装置。另外，跟踪系统可以适配于提供关于至少一个对象或对象的至少一个部分的至少一个预测的未来位置的信息。跟踪系统可以具有至少一个轨迹控制器，其可以完全地或部分地被实现为电子装置，优选地实现为至少一个数据处理装置，更优选地实现为至少一个计算机或微控制器。再次，至少一个轨迹控制器可以包括至少一个评估装置和/或可以是至少一个评估装置的一部分，和/或可以完全或部分地与至少一个评估装置相同。

跟踪系统包括根据本发明的至少一个检测器，诸如在上面列出的一个或多个实施例中公开的和/或如下面的一个或多个实施例中公开的至少一个检测器。跟踪系统还包括至少一个轨迹控制器。跟踪系统可以包括一个、两个或更多个检测器，特别是两个或更多个相同的检测器，其允许在两个或更多个检测器之间的重叠体积中可靠地获取关于至少一个对象的深度信息。轨迹控制器适配于跟踪对象的一系列位置，每个位置包括关于对象在特定时间点处的位置的至少一项信息和关于对象在特定时间点处的颜色的至少一项信息。

跟踪系统还可以包括可连接到对象的至少一个信标装置。对于信标装置的潜在定义，可以参考wo2014/097181a1。跟踪系统优选地适配于使得检测器可以产生关于至少一个信标装置的对象的位置和/或颜色的信息，特别是产生关于包括表现出特定光谱灵敏度的特定信标的对象的位置的信息。因此，可以优选地以同时的方式由本发明的检测器跟踪呈现不同颜色的多于一个的信标。这里，信标装置可以完全或部分地被实现为有源信标装置和/或无源信标装置。作为示例，信标装置可以包括适配于产生待传输到检测器的至少一个光束的至少一个照射源。另外或可替代地，信标装置可以包括适配于反射由照射源产生的光的至少一个反射器，从而产生将被传输到检测器的反射光束。

在本发明的进一步方面中，公开了一种用于对至少一个对象成像的相机。相机包括根据本发明的至少一个检测器，诸如在上面给出的一个或多个实施例中公开的或下文进一步详细描述的。因此，具体地，本申请可以应用于彩色摄影领域。因此，检测器可以是摄影装置的一部分，具体地是数字相机的一部分。具体地，检测器可以用于3d摄影，具体地用于数字3d摄影。因此，检测器可以形成数字3d相机，或者可以是数字3d相机的一部分。如本文所使用的，术语“摄影”通常是指获取至少一个对象的图像信息的技术，该图像信息可以不仅包括几何信息，而且包括颜色信息。如本文进一步使用的，“相机”通常是适配于执行拍摄的装置。如本文进一步使用的，术语“数字摄影”通常是指通过使用多个光敏元件来获取至少一个对象的图像信息的技术，该多个光敏元件适配于产生指示照射的强度和/或颜色的电信号，优选地数字电信号。如本文进一步使用的，术语“3d摄影”通常是指在三个空间维度中获取至少一个对象的图像信息的技术。因此，3d相机是适配于进行3d摄影的装置。相机通常可以适配于获取单个图像，诸如单个3d图像，或者可以适配于获取多个图像，诸如图像序列。因此，相机也可以是适用于视频应用的摄像机，诸如用于获取数字视频序列。

因此，通常，本发明还涉及一种用于对至少一个对象成像的相机，具体地，数字相机，更具体地，3d相机或数字3d相机。如上所述，如本文所使用的术语成像通常是指获取至少一个对象的图像信息。相机包括根据本发明的至少一个检测器。如上所述，相机可以适配用于获取单个图像或用于获取诸如图像序列的多个图像，优选地用于获取数字视频序列。因此，作为示例，相机可以是或可以包括摄像机。在后一种情况下，相机优选地包括用于存储图像序列的数据存储器。

在本发明的进一步的方面中，公开了一种用于确定至少一个对象的位置的方法。该方法优选地可以利用根据本发明的至少一个检测器，诸如根据上面公开的一个或多个实施例的或下面进一步详细公开的至少一个检测器。因此，对于该方法的可选实施例，可以参考检测器的各种实施例的描述。

该方法包括以下步骤，其可以以给定的顺序或以不同的顺序执行。此外，可以提供未列出的附加方法步骤。此外，可以至少部分地同时执行两个或更多个或甚至所有的方法步骤。此外，两个或更多个或甚至所有方法步骤可以被重复地执行两次或甚至两次以上。

在第一方法步骤中，使用检测器的至少一个传送装置。为此目的，传送装置包括响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距。这里，可以采用如上面和/或下面描述的一个或多个传送装置。

在进一步的方法步骤中，使用检测器的至少两个纵向光学传感器。因此，每个纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其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。这里，给定照射的相同总功率，纵向传感器信号取决于光束在传感器区域中的束横截面。此外，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。此外，每个纵向光学传感器位于与各自纵向光学传感器的光谱灵敏度相关的传送装置的焦点处。

在进一步的方法步骤中，使用至少一个评估装置。为此目的，如上面和/或下面所描述的，评估装置通过评估每个纵向光学传感器的纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息和/或关于对象的颜色的至少一项信息。

在本发明的进一步方面中，公开了根据本发明的检测器的用途。其中，提出了用于确定(优选地以同时方式)对象的位置，特别是深度和/或颜色的目的的用途，特别是为了用途的目的，选自由以下组成的组：距离测量，特别是交通技术中；位置测量，特别是交通技术中；娱乐应用；安全应用；人机接口应用；跟踪应用；摄影应用；成像应用或相机应用；用于产生至少一个空间的地图的制图应用。

优选地，对于光学检测器、方法、人机接口、娱乐装置、跟踪系统、相机以及检测器的各种用途的进一步潜在细节，特别是关于传送装置、纵向光学传感器、评估装置以及如果适用的话关于横向光学传感器、调制装置、照射源和成像装置，具体地关于潜在的材料、设置和进一步的细节，可以参考wo2012/110924a1、us2012/206336a1、wo2014/097181a1和us2014/291480a1中的一个或多个，所有这些的全部内容通过引用包含在本文。

上述检测器、方法、人机接口和娱乐装置以及所提出的用途具有相对于现有技术的显著优点。因此，通常，可以提供用于准确地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。其中，作为示例，可以以快速且有效的方式确定彩色对象或其一部分的三维坐标。具体地，位于具体实现的传送装置的各自焦点处的至少两个纵向光学传感器的应用可以导致紧凑的、成本有效的和仍然是高精度的装置，其允许优选地以同时的方式确定不同的颜色。

与本领域已知的装置相比，所提出的检测器提供了特别地关于检测器的光学设置的高度简单性。因此，原则上，一个、两个或更多个sdsc与适合的传送装置，特别是适合的透镜组合并且与合适的评估装置结合的简单组合对于高精度位置和/或颜色检测是足够的。这种高度简单性与高精度测量的可能性相结合，特别适用于机器控制，诸如在人机界面中，更优选地在游戏中。因此，可以提供可以用于大量游戏目的的成本有效的娱乐装置。

总的来说，在本发明的上下文中，以下实施例被认为是特别优选的：

实施例1：一种用于至少一个对象的光学检测的检测器，包括：

-至少一个传送装置，其中所述传送装置表现出响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距；

-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被设计成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在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纵向光学传感器的光谱灵敏度相关的传送装置的焦点处；和

-至少一个评估装置，其中，评估装置被设计成通过评估每个纵向光学传感器的纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息和/或关于对象的颜色的至少一项信息。

实施例2：根据前述实施例的检测器，其中，传送装置的不同焦距和至少两个纵向光学传感器的不同光谱灵敏度在至少一个入射光束的波长方面不同。

实施例3：根据前述实施例的检测器，其中，传送装置中的不同焦距由通过由传送装置中的材料引起的色差产生。

实施例4：根据前述实施例的检测器，其中，传送装置包括折射透镜和/或凸面镜。

实施例5：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，传送装置中的不同焦距由传送装置内的不同区产生，其中，每个区包括以两个不同区在他们的焦距方面不同的方式的焦距。

实施例6：根据前述实施例的检测器，其中，传送装置包括多焦透镜。

实施例7：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，传送装置还包括邻近区之间的过渡区域，其中，在每个过渡区域中焦距在邻近区的焦距之间变化。

实施例8：根据前述实施例的检测器，其中，传送装置包括渐进透镜。

实施例9：根据前述实施例中任一项的检测器，其中，至少一个纵向光学传感器是透明光学传感器。

实施例10：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器的传感器区域恰好是一个连续传感器区域，其中纵向传感器信号是针对整个传感器区域的均匀传感器信号。

实施例11：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器的传感器区域是或包括传感器区，该传感器区由各自设备的表面形成，其中所述表面面向对象或背离对象。

实施例12：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向传感器信号选自电流和电压。

实施例13：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14：根据前述实施例的检测器，其中，纵向光学传感器包括至少一个第一电极、至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导体有机材料，优选固体p-半导体有机材料和至少一个第二电极。

实施例15：根据前述实施例的检测器，其中第一电极和第二电极都是透明的。

实施例16：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置被设计成从照射的几何形状与对象相对于检测器的相对定位之间的至少一个预定关系产生关于对象的纵向位置的至少一项信息，优选地考虑照射的已知功率，并且可选地考虑照射被调制的调制频率。

实施例17：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，检测器还具有用于调制照射的至少一个调制装置。

实施例18：根据前述实施例的检测器，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，特别是在分别不同的调制频率下的至少两个传感器信号，其中，评估装置被设计为通过评估至少两个纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息。

实施例19：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器进一步被以如下的方式被设计：使得给定照射的相同总功率，纵向传感器信号取决于照射的调制的调制频率。

实施例20：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置适配于通过比较至少两个纵向光学传感器的纵向传感器信号来确定关于对象的颜色的至少一项信息。

实施例21：根据前述实施例的检测器，其中，评估装置适配于产生至少两个颜色坐标，其中，每个颜色坐标通过至少两个纵向光学传感器中的一个的纵向传感器信号除以标准化值来确定，其中，标准化值优选地包括至少两个纵向光学传感器的纵向传感器信号的总和。

实施例22：根据前述实施例中任一项所述的检测器，还包括至少一个照射源。

实施例23：根据前述实施例的检测器，其中，照射源选自：至少部分地连接到对象和/或至少部分地与对象相同的照射源；被设计成用初级辐射至少部分地照射对象的照射源，其中，光束优选地是通过初级辐射在对象上的反射和/或通过由对象本身被初级辐射激发的光发射而产生。

实施例24：根据前述实施例的检测器，其中，照射源表现出与至少两个纵向传感器的光谱灵敏度相关的光谱范围。

实施例25：根据前述实施例的检测器，其中，至少两个纵向传感器的光谱灵敏度被照射源的光谱范围所覆盖。

实施例26：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，检测器具有至少三个纵向光学传感器，其中，纵向光学传感器被堆叠。

实施例27：根据前述实施例的检测器，其中，纵向光学传感器沿着光轴堆叠。

实施例28：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器形成纵向光学传感器堆叠，其中，纵向光学传感器的传感器区域垂直于光轴取向。

实施例29：根据前述三个实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器被布置成使得来自对象的光束优选顺序地照射所有纵向光学传感器，其中，每个纵向光学传感器产生至少一个纵向传感器信号。

实施例30：根据前述四个实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器中的至少两个表现出不同的光谱灵敏度。

实施例31：根据前述实施例的检测器，其中，不同的光谱灵敏度被布置在允许至少两个纵向光学传感器中的每一个对特定颜色敏感的光谱范围上。

实施例32：根据前述实施例的检测器，其中，纵向光学传感器包括吸收第一光谱范围内的光的至少一个第一纵向光学传感器，其中，纵向光学传感器还包括吸收不同于第一光谱范围的第二光谱范围内的光的至少一个第二纵向光学传感器，其中，纵向光学传感器还包括吸收包括第一光谱范围和第二光光谱范围的第三光谱范围内的光的至少一个第三纵向光学传感器。

实施例33：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，特定颜色包括至少一个红色、绿色、蓝色、白色、青色、黄色或品红色片段中的两种、三种或更多种。

实施例34：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，纵向光学传感器通过至少两种不同的染料而不同。

实施例35：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置适配于使纵向传感器信号标准化并且独立于光束的强度产生关于对象的纵向位置的信息。

实施例36：根据前述七个实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置适配于通过比较不同纵向传感器的纵向传感器信号来识别光束是否变宽或变窄。

实施例37：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，至少两个横向光学传感器使用至少两个透明基板。

实施例38：根据前述实施例的检测器，其中，基板在与基板相关的几何量和/或材料量方面彼此不同。

实施例39：根据前述实施例的检测器，其中，基板彼此的厚度不同。

实施例40：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，基板的形状彼此不同。

实施例41：根据前述实施例的检测器，其中，形状选自包括平面、平面-凸面、平面-凹面、双凸面、双凹面或用于光学目的的任何其它形式的组。

实施例42：根据前述五个实施例中任一项所述的检测器，其中，基板是刚性或柔性的。

实施例43：根据前述六个实施例中任一项所述的检测器，其中，基板被覆盖或涂覆。

实施例44：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置适配于通过从至少一个纵向传感器信号确定的光束的直径来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息。

实施例45：根据前述实施例的检测器，其中，评估装置适配于将光束的直径与光束的已知束特性进行比较，以便优选地从光束的束直径对在光束传播方向上的至少一个传播坐标的已知依赖性和/或从光束的已知高斯分布确定关于对象的纵向位置的至少一项信息。

实施例46：根据前述实施例中任一项所述的检测器，还包括至少两个次纵向光学传感器，其中，每个次级纵向光学传感器具有至少一个传感器区域，其中，每个次级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，每个次级纵向光学传感器以两个次级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，评估装置还被设计成通过评估每个次级纵向光学传感器的纵向传感器信号产生关于对象的纵向位置的至少一项信息。

实施例47：根据前述实施例的检测器，其中，每个次级纵向光学传感器包括与纵向光学传感器中的一个相同的光谱灵敏度。

实施例48：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，包括不同光谱灵敏度的次级纵向光学传感器被布置为至少一个次级堆叠。

实施例49：根据前述实施例的检测器，其中，纵向光学传感器的堆叠由沿检测器的光轴的两个单独的次级堆叠界定(framed)。

实施例50：根据前述四个实施例中任一项所述的检测器，其中，评估装置适配于将纵向光学传感器中的至少一个的纵向传感器信号与次级纵向光学传感器中的至少一个的纵向传感器信号比较，以便确定关于对象的纵向位置的至少一项信息。

实施例51：根据前述实施例的检测器，其中，评估装置适配于将所选择的纵向光学传感器的纵向传感器信号与至少一个次级纵向光学传感器的纵向传感器信号比较，该至少一个次级纵向光学传感器包括与所选择的纵向光学传感器相同的光谱灵敏度。

实施例52：根据前述实施例中任一项所述的检测器，还包括至少一个横向光学传感器，该横向光学传感器适配于确定从对象行进到检测器的光束的横向位置，所述横向位置为在垂直于检测器的光轴的至少一个维度中的位置，横向光学传感器适配于产生至少一个横向传感器信号，其中，评估装置还被设计成通过评估横向传感器信号产生关于对象的横向位置的至少一项信息。

实施例53：根据前述实施例的检测器，其中，横向光学传感器包括至少一个第一电极、至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料、至少一种光伏材料和至少一种第二电极。

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。

实施例55：根据前述三个实施例中任一项所述的检测器，其中，有机光检测器是染料敏化太阳能电池。

实施例56：根据前述实施例的检测器，其中，染料敏化太阳能电池是固体染料敏化太阳能电池，其包括嵌入在第一电极和第二电极之间的层设置，所述层设置包括至少一种n-半导体金属氧化物、至少一种染料和至少一种固体p-半导体有机材料。

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。

实施例58：根据前述实施例的检测器，其中，导电聚合物选自由以下组成的组：聚3，4-亚乙二氧基噻吩(pedot)，优选被电掺杂有至少一种抗衡离子的pedot，更优选掺杂有聚苯乙烯磺酸钠的pedot(pedot：pss)；聚苯胺(pani)；聚噻吩。

实施例59：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，导电聚合物在部分电极之间提供0.1-20kω的电阻率，优选0.5-5.0kω的电阻率，更优选地，1.0-3.0kω的电阻率。

实施例60：根据前述七个实施例中任一项所述的检测器，其中，横向光学传感器的传感器区域是或包括传感器区，该传感器区由各自装置的表面形成，其中，该表面面向对象或背离对象。

实施例61：根据前述八个实施例中任一项所述的检测器，其中，第一电极和/或第二电极是包括至少两个部分电极的分割电极。

实施例62：根据前述实施例的检测器，其中，提供至少四个部分电极。

实施例63：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，通过部分电极的电流取决于光束在传感器区域中的位置。

实施例64：根据前述实施例的检测器，其中，横向光学传感器适配于根据通过部分电极的电流产生横向传感器信号。

实施例65：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，检测器，优选横向光学传感器和/或评估装置适配于从通过部分电极的电流的至少一个比率导出关于对象的横向位置的信息。

实施例66：根据前述十四个实施例中任一项所述的检测器，其中，至少一个横向光学传感器是透明光学传感器。

实施例67：根据前述十五个实施例中任一项所述的检测器，其中，横向光学传感器和纵向光学传感器沿着光轴堆叠，使得沿着光轴行进的光束入射横向光学传感器和至少两个纵向光学传感器。

实施例68：根据前述实施例的检测器，其中，光束随后地穿过横向光学传感器和至少两个纵向光学传感器，反之亦然。

实施例69：根据前述实施例的检测器，其中，光束在入射到纵向光学传感器中的一个上之前穿过横向光学传感器。

实施例70：根据前述十七个实施例中任一项所述的检测器，其中，横向光学传感器和纵向光学传感器中的一个是相同的。

实施例71：根据前述十八个实施例中任一项所述的检测器，其中，横向传感器信号选自由电流和电压组成的组或由其导出的任何信号。

实施例72：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中，检测器还包括至少一个成像装置。

实施例73：根据前述权利要求的检测器，其中，成像装置位于最远离对象的位置。

实施例74：根据前述两个实施例中任一项所述的检测器，其中，光束在照射成像装置之前穿过至少一个纵向光学传感器。

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76：根据前述四个实施例中任一项所述的检测器，其中，成像装置包括以下至少一个：无机相机；单色相机；多色相机；全色相机；像素化无机芯片；像素化有机相机；ccd芯片，优选为多色ccd芯片或全色ccd芯片；cmos芯片；ir相机；rgb相机。

实施例77：一种包括根据前述实施例中任一项的至少两个检测器的布置。

实施例78：根据前述实施例的布置，其中，至少两个检测器具有相同的光学特性。

实施例79：根据前述两个实施例中任一项所述的布置，其中，该布置还包括至少一个照射源。

实施例80：一种用于在用户和机器之间交换至少一项信息的人机接口，特别是用于输入控制命令，其中，人机接口包括根据前述涉及检测器的实施例中任一项的至少一个检测器，其中，人机接口被设计为借助于检测器来产生用户的至少一项几何信息和/或颜色，其中，人机接口被设计为向几何信息分配至少一项信息，特别是至少一个控制命令。

实施例81：根据前述实施例的人机接口，其中，用户的至少一项几何信息从由以下各项组成的组中选择：用户的身体位置；用户的至少一个身体部位的位置；用户身体的取向；用户的至少一个身体部位的取向。

实施例82：根据前述两个实施例中任一项所述的人机接口，其中，人机接口还包括可连接到用户的至少一个信标装置，其中，人机接口被适配为使得检测器可以产生关于至少一个信标装置的位置的信息。

实施例83：根据前述实施例的人机接口，其中，信标装置包括适配于产生待传输到检测器的至少一个光束的至少一个照射源。

实施例84：一种用于执行至少一种娱乐功能，特别是游戏的娱乐装置，其中，娱乐装置包括根据涉及人机接口的前述实施例中任一项的至少一个人机接口，其中，娱乐装置被设计成使得能够由玩家借助于人机接口输入至少一项信息，其中，娱乐装置被设计为根据该信息来改变娱乐功能。

实施例85：一种用于跟踪至少一个可移动对象的位置的跟踪系统，跟踪系统包括根据涉及检测器的前述实施例中任一项的至少一个检测器，跟踪系统还包括至少一个轨迹控制器，其中，轨迹控制器适配于跟踪对象的一系列位置和/或颜色，每一个包括关于对象在特定时间点处的位置的至少一项信息和/或关于对象在特定时间点处的颜色的至少一项信息。

实施例86：根据前述实施例的跟踪系统，其中，跟踪系统还包括可连接到对象的至少一个信标装置，其中，跟踪系统适配于使得检测器可以产生关于至少一个信标装置的对象的位置的信息。

实施例87：一种用于对至少一个对象成像的相机，该相机包括根据涉及检测器的前述实施例中任一个的至少一个检测器。

实施例88：一种用于至少一个对象的光学检测的方法，特别是使用根据涉及检测器的前述实施例中任一项的检测器，

-其中，使用检测器的至少一个传送装置，其中，传送装置包括响应于至少一个入射光束的至少两个不同的焦距；

-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；

-其中，使用至少一个评估装置，其中，评估装置通过评估每个纵向光学传感器的纵向传感器信号来产生关于对象的纵向位置的至少一项信息和/或关于对象的颜色的至少一项信息。

实施例89：一种根据涉及检测器的前述实施例中任一项所述的检测器的用途，用于优选地同时地确定对象的位置、特别是深度，和/或颜色。

实施例90：根据前述实施例的检测器的用途，为了使用的目的，选自以下组成的组：特别是在交通技术中的距离测量；特别是在交通技术中的位置测量；娱乐应用；安全应用；人机接口应用；跟踪应用；摄影应用；成像应用或相机应用；用于产生至少一个空间的地图的制图应用。

附图说明

从与从属权利要求相结合的优选示例性实施例的描述，本发明的进一步的可选细节和特征是显而易见的。在此上下文中，特定特征可以单独实现或者与特征组合地实现。本发明不限于示例性实施例。示例性实施例在附图中示意性地示出。各个附图中相同的参考标记涉及相同元件或具有相同功能的元件，或者在它们的功能方面彼此对应的元件。

具体地，在附图中：

图1示出了根据本发明的检测器的示例性实施例，该检测器包括纵向光学传感器的堆叠和次级纵向光学传感器的次级堆叠；

图2示出了根据本发明的检测器的另一示例性实施例，该检测器包括沿着光轴的纵向光学传感器的堆叠，其被次级纵向光学传感器的两个单独的次级堆叠界定；

图3示出了在图2的实施例中的fip效应的发生的示例性说明。

图4示出了根据本发明的光学检测器、检测器系统、人机接口、娱乐装置、跟踪系统和相机的示例性实施例。

具体实施方式

图1以高度的示意图示出了根据本发明的检测器110的示例性实施例，用于确定至少一个对象112的位置。

检测器110优选地可以形成相机或可以是相机的一部分。然而，其他实施例是可行的。

检测器110包括光学传感器114，在该特定实施例中，该光学传感器114沿着检测器110的光轴116全部堆叠。具体地，光轴116可以是光学传感器114设置的对称轴和/或旋转轴。光学传感器114可以位于检测器110的壳体118内。此外，包括至少一个传送装置120，优选折射透镜122。在壳体118中的优选地相对于光轴116同心地定位的开口124优选地限定检测器110的观察方向126。可以限定坐标系128，其中平行于或反平行于光轴116的方向被限定为纵向方向，而垂直于光轴116的方向可以被限义为横向方向。在坐标系128中，如图1所示，纵向方向由z表示，横向方向分别由x和y表示。然而，其他类型的坐标系128是可行的。

在该特定实施例中，光学传感器114包括横向光学传感器130和多个纵向光学传感器132，其中，纵向光学传感器132形成纵向光学传感器的堆叠134。在图1所示的实施例中，示出了三个纵向传感器132。然而，应当注意，具有不同数量的纵向光学传感器132(诸如两个、四个、五个、六个或更多个纵向光学传感器132)的实施例是可行的，特别地取决于检测器110的各自目的。横向光学传感器130可以被实现为如图1所示的单独的光学传感器114，但也可以与纵向光学传感器132中的一个组合成组合光学传感器(这里未示出)。

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134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。

此外，根据本发明，纵向光学传感器132的堆叠134内的每个纵向光学传感器132位于传送装置120的焦点138处，其中这里的每个焦点138与各自的纵向光学传感器的光谱灵敏度有关。为此目的，这里构成传送装置120的折射透镜122可以表现出响应于至少一个入射光束136的至少三个不同的焦距140。在该特定实施例中，折射透镜122可优选地被认为是空气中的薄透镜，使得相应的焦距140可以被确定为从折射透镜122的中心到折射透镜122的焦点140的距离。对于会聚透镜，诸如这里用于折射透镜122凸透镜，可以将焦距140定义为至少一种颜色的准直光束136可被聚焦到单个点的距离的正值，该单个点通常表示为焦点(focus)或焦点(focalpoint)138。通过示例的方式，可以具有在红色光谱范围内的最大吸收波长的光谱灵敏度的纵向光学传感器132因此可以位于折射透镜122对于红色入射光束136的焦点138处，而可以具有在绿色或蓝色光谱范围内的最大吸收波长的光谱灵敏度的纵向光学传感器132因此可以位于折射透镜122分别对于绿色或蓝色入射光束136的焦点138处。再次，在可能使用诸如青色、品红色和黄色的其它颜色分布的情况下，可以相应地适配纵向光学传感器132的位置。

在该特定实施例中，光学传感器114还包括多个次级纵向光学传感器142，其中纵向光学传感器132形成纵向光学传感器的次级堆叠144。在图1示出的实施例中，示出了三个次级纵向传感器142。然而，应当注意，具有不同数量的次级纵向光学传感器142(诸如两个、四个、五个、六个或更多个次级纵向光学传感器142)的实施例是可行的，特别地取决于检测器的各自目的。关于本发明，次级纵向光学传感器142可以表现出相同或相似的设置，并且包括与纵向光学传感器132相同或相似的物理和光学特性，除了次要纵向光学传感器142不位于传送装置120的各自焦点138处的显著例外，特别地，由于这些位置已经被纵向光学传感器132占据。相反，次级堆叠144以在纵向光学传感器132的堆叠134被照射之前(如图1中示出的)或之后(这里未示出)由入射光束入射的方式被定位。

此外，次级纵向光学传感器142的次级堆叠144内的每个次级纵向光学传感器142以两个次级纵向光学传感器142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。在如图1所示的特定实施例中，三个次级纵向光学传感器142中的每一个包括与三个纵向光学传感器132中的一个相同的光谱灵敏度。这里，次级纵向光学传感器142中的每一个的与三个纵向光学传感器132中的一个相同的光谱灵敏度由相应的光学传感器的各自形状的相同阴影表示。

总结，在图1所示的具体示例中，检测器110包括七个光学传感器114，即，横向光学传感器130、布置在堆叠134中的三个纵向光学传感器132和布置在次级堆叠144中的三个次级纵向光学传感器142，其中堆叠134和次级堆叠144都表现出相同数量的光学传感器114，并且包括在它们的光谱灵敏度方面不同类型的光学传感器的相同选择，诸如红色敏感光学传感器、绿色敏感光学传感器和蓝色敏感光学传感器。但是，其他颜色是可能的。这里，优选地，横向光学传感器130、所有纵向光学传感器132和所有次级纵向光学传感器142可以是透明的。

每个纵向光学传感器132以及每个次级纵向光学传感器142包括传感器区域146，传感器区域146优选地对于从对象112行进到检测器110的光束138是透明的。因此，每个纵向光学传感器132被设计成以取决于由光束136对各自传感器区域146的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号。以相同的方式，每个次级纵向光学传感器132被设计成以取决于由光束136对各自传感器区域146的照射的方式产生至少一个纵向传感器信号。因此，给定照射的相同总功率，根据fip效应，纵向传感器信号依赖于光束136在相应传感器区域146中的束横截面，如下面将进一步详细描述的。通过一个或多个纵向信号引线148，纵向传感器信号可被传送到评估装置150，这将在下面进一步详细说明。

此外，横向光学传感器130包括传感器区域146，传感器区域146优选地对从对象112行进到检测器110的光束136是透明的。因此，横向光学传感器130可以适配于确定光束136在一个或多个横向方向上的横向位置，诸如在方向x和/或方向y上。为此目的，至少一个横向光学传感器130还可以适配于产生至少一个横向传感器信号。该横向传感器信号可以由一个或多个横向信号引线152传输到检测器110的至少一个评估装置150。

因此，评估装置150通常被设计成通过评估一个或多个、优选所有的光学传感器114的传感器信号来产生关于对象112位置的至少一项信息和/或关于对象112的颜色至少一项信息。在该特定示例中，评估装置150被设计成通过评估每个纵向光学传感器132和每个次级纵向光学传感器142中的一者或两者的纵向传感器信号来产生关于对象112的纵向位置和/或对象112的颜色的至少一项信息。此外，在该实施例中，评估装置150可以被设计成通过评估纵向光学传感器130的横向传感器信号来产生关于对象112的横向位置的至少一项信息。为了这些目的，评估装置150可以包括一个或多个电子装置和/或一个或多个软件组件，以便评估传感器信号，其由横向评估单元154(由“xy”表示)和纵向评估单元156(由“z”表示)示意性表示。通过组合由这些评估单元154，156获得的结果，可以产生位置信息158，优选地三维位置信息(由“x，y，z”表示)。

如下面将更详细地解释的，评估装置150可以适配于通过将纵向光学传感器132的纵向传感器信号与次级纵向光学传感器的纵向传感器信号比较来确定关于对象112的纵向位置的至少一项信息。为了这个目的，评估装置150可以特别地适配于将所选择的纵向光学传感器132的纵向传感器信号与包括与所选择的纵向光学传感器132相同的光谱灵敏度的次级纵向光学传感器142的纵向传感器信号比较。

可替代地或另外，评估装置150可以适配于通过比较纵向光学传感器132的纵向传感器信号来确定关于对象112的颜色的至少一项信息。为此目的，纵向光学传感器的光谱灵敏度可以被认为是颜色空间中的坐标系，并且由各自纵向光学传感器132提供的信号可以提供在该颜色空间中的坐标，例如在cie坐标。因此，评估装置可以适配于产生至少两个颜色坐标，优选地至少三个颜色坐标，其中，每个颜色坐标可以通过将光谱敏感光学传感器132中的一个的纵向传感器信号除以标准化值来确定，其中，标准化值可以包括所有光谱灵敏纵向光学传感器132的信号的总和。该任务可以同样地在包括在评估装置150内的纵向评估单元156内执行。

如上面已经解释的，如图1中示出的该特定示例中的检测器可包括纵向光学传感器132的堆叠134中的三个纵向光学传感器132，其中所有纵向光学传感器132具有不同的光谱灵敏度，诸如具有在红色，绿色和蓝色光谱范围内的最大吸收波长。因此，如前所述，评估装置150可以适配于通过评估堆叠134中的三个纵向光学传感器132的纵向传感器信号的各自的强度以及通过由此确定颜色空间中的相应颜色坐标，来产生至少一项颜色信息，该相应颜色坐标由堆叠134中的三个纵向光学传感器132的各自光谱灵敏度指定。由于根据本发明，三个纵向光学传感器132都关于它们的光谱灵敏度位于它们各自的焦点138处，因此它们每个提供相应的纵向传感器信号的高信号强度，从而允许确定具有高精度的对象112的颜色。

通常，评估装置150可以是数据处理装置160的一部分和/或可以包括一个或多个数据处理装置160。评估装置150可以完全或部分地集成到壳体118中和/或可以完全或部分地体现为以无线或有线方式电连接到光学传感器114的单独装置。评估设备150还可以包括一个或多个附加组件，诸如一个或多个电子硬件组件和/或一个或多个软件组件，诸如一个或多个测量单元(图1中未示出)和/或一个或多个变换单元162。象征性地，在图1中，描绘了一个可选的变换单元162，其可以适配于将从横向光学传感器130获取的至少两个横向传感器信号变换成公共信号或公共信息。

图2以高度示意图示出了根据本发明的检测器110的另一示例性实施例，用于确定至少一个对象112的位置。在该特定实施例中，检测器110可以包括一个或多个照射源164，其可以包括环境光源和/或人造光源，和/或可以包括一个或多个反射元件，反射元件可以例如连接到对象112以反射一个或多个初级光束166，如图2中所示的。另外或可替代地，从对象112出射的光束136可以完全或部分地由对象112自身产生，例如以发光辐射的形式产生。

在如图2所示的另外的示例中，检测器110包括十个光学传感器114，即一个横向光学传感器130，具有三个纵向光学传感器132的堆叠134，其由两个次级堆叠144、144'界定，每个次级堆叠包括三个次级纵向光学传感器142，其中堆叠134和次级堆叠144、144'沿着光轴116布置，包括相同数量的光学传感器114，并且包括在它们的光谱灵敏度方面不同类型的光学传感器的相同选择，诸如红色敏感、绿色敏感和蓝色敏感的光学传感器。再次，在次级堆叠144、144’内的每个次级纵向光学传感器的与三个纵向光学传感器132中的一个相同的光谱灵敏度由如针对各自形状所使用的相同阴影表示。在这个特别优选的例子中，次级堆叠144、144'以这样的方式定位，使得第一次级堆叠144在纵向光学传感器132的堆叠134之前被入射光束136入射，但是第二次级堆叠144在纵向光学传感器132的堆叠134之后被入射光束136入射。下面将参考图3说明如布置在另外的次级堆叠144'内的另外的次级纵向光学传感器142的特定优点。

优选地，所有纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'是透明的，特别是在每个光学传感器114处能够实现高的相对强度。因此，特别地，可以进一步将单独的成像装置168放置在三个堆叠134、144、144'后面作为附加光学传感器，诸如以光束136首先行进通过三个堆叠134、144、144'内的多个光学传感器114直到它入射成像装置168的方式。

成像装置168可以以各种方式配置。因此，成像装置168可以例如是检测器壳体118内的检测器110的一部分。可替代地，成像装置168可以单独地位于检测器壳体118的外部。成像装置168可以是完全或部分透明或不透明的。成像装置168可以是或可以包括有机成像装置或无机成像装置。优选地，成像装置168可以包括至少一个像素矩阵，其中像素矩阵特别地选自：诸如ccd芯片和/或cmos芯片的无机半导体传感器装置；有机半导体传感器装置。成像装置信号可以由一个或多个成像装置信号引线170传送到检测器110的评估装置150。

关于在图2中以示例性方式表现出的其他特征，可以参考图1的上述描述。

在图3a至3c中，将说明在图2的示例性实施例中上述fip效应的发生。这里，图3a示出了检测器110在与光轴116平行的平面中的一部分的侧视图。仅描绘了检测器110的传送装置120、纵向光学传感器132中的一个和属于不同的次级堆叠的14、144'的两个次级纵向光学传感器142、142'。这里，所选择的纵向光学传感器132和所选择的次级纵向光学传感器142、142'表现出相同或相似的光谱灵敏度。这里未示出横向光学传感器130以及包括不同光谱灵敏度的其它纵向光学传感器132和其它次级纵向光学传感器142、142'。

测量可以从由至少一个对象112对一个或多个光束136的发射和/或反射开始。对象112可以包括照射源164，其可以被认为是检测器110的一部分。另外或可替代地，可以使用单独的照射源164。由于光束136本身的特性和/或由于传送装置120(优选地至少一个折射透镜122)的束成形特性，光束136在纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的区域中的束特性至少部分地是已知的。因此，如图3a中所示的，焦点138以构成折射透镜122的焦距140的距离出现。在所选择的纵向光学传感器132所在的焦点138处，光束136的束腰或横截面可以假定极小值。

在图3b中，在图3a中的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的传感器区域146的俯视图中，描绘了由入射在传感器区域146的光束产生的光斑172的发展。可以看出，靠近焦点138，光斑172的横截面假定极小值。

在图3c中，针对如图3b中所示的光斑172的三个横截面给出了纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的光电流i，因为纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'都表现出fip效果。因此，作为示例性实施例，针对典型的dsc装置，优选地sdsc装置，示出了如图3b中所示的光斑横截面的光电流i的三个不同值。光电流i这里被描绘为光斑172的面积a的函数，其构成光斑172的横截面的量度。

从图3c可以看出，即使所选择的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'以相同的照射总功率被照射，诸如通过提供对光斑172的横截面积a和/或束腰的强依赖性，光电流i取决于光束136的横截面。因此，光电流是光束136的功率和光束136的横截面的函数：

i＝f(n，a)。

这里，i表示由所选择的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'提供的光电流，诸如以任意单位测量的光电流，如电压相对于至少一个测量电阻器和/或以安培(amp)。n表示入射到传感器区域146上的光子的总数和/或传感器区域146中的光束的总功率。a表示光束136的束横截面，其以任意单位提供作为束腰、作为束半径的束直径或者作为光斑172的面积。作为示例，束横截面可以通过光斑172的1/e²直径来计算，即，从与光斑172的最大强度相比具有强度为1/e²的最大强度的第一侧上的第一点到具有相同强度的极大值的另一侧上的点的横截面距离。量化束横截面的其他选项是可行的。

如上所述，图3c示出了根据本发明的检测器110的光电流，其示出了与诸如硅光检测器的传统光学传感器相反的fip效应，其中光电流或光信号独立于束横截面a。因此，通过评估检测器110的所选择的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的光电流和/或其它类型的纵向传感器信号，光束136可以被表征。由于光束136的光学特性取决于对象112与检测器110的距离，通过评估这些纵向传感器信号，可以确定对象112沿着光轴116的位置，即，z位置。为此目的，诸如通过使用光电流i和对象112的位置之间的一个或多个已知的关系，所选择的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的光电流可以被变换成关于对象112的纵向位置(即，z-位置)的至少一项信息。因此，作为示例，可以通过比较所选择的纵向光学传感器132和次级纵向光学传感器142、142'的传感器信号来评估光束136的加宽和/或变窄。为此目的，可以使用一个或多个高斯束参数来假定已知的束特性，诸如根据高斯定律的光束136的束传播。

此外，与仅使用纵向光学传感器132相比，使用一个纵向光学传感器132和两个次级纵向光学传感器142、142'可以提供附加的优点。因此，如上所述，光束136的总功率通常可能是未知的。通过将纵向传感器信号标准化，诸如达到极大值，可以使纵向传感器信号独立于光束136的总功率，并且修改的关系

in＝g(a)

可以通过使用与光束136的总功率无关的标准化的光电流和/或标准化的纵向传感器信号而被使用。

另外，通过使用如图2和3a中所示的布置中的一个纵向光学传感器132和两个次级纵向光学传感器142、142'，可以解决纵向传感器信号的不确定性。因此，如通过比较图3b中的第一和最后一个图像和/或通过比较图3c中的相应光电流可以看出的，位于焦点138之前或之后的特定距离处的纵向光学传感器可导致相同的纵向传感器信号。在沿着光轴116的传播期间光束136变弱的情况下可能会出现类似的不确定性，这通常可以经验地和/或通过计算校正。为了解决z位置中的这种不确定性，可以采用如图2和3a中所示的布置。

如上所述，例如在图1和图2中所示的光学检测器110可以用作相机174，特别是用于3d成像，并且可以用于获取彩色图像和/或图像序列，诸如数字视频剪辑。作为示例，图4示出了检测器系统176，其包括至少一个光学检测器110，诸如在图1或图2中示出的一个或多个实施例中所公开的光学检测器110。关于这方面，具体地关于潜在的实施例，可以参考上面给出的或在下面更详细地给出的公开。作为示例性实施例，类似于图1中示出的设置的检测器设置在图4中示出。图4还示出了人机接口178的示例性实施例以及进一步的娱乐装置180的示例性实施例，人机接口178包括至少一个检测器110和/或至少一个检测器系统176，娱乐装置180包括人机接口178。图4还示出了跟踪系统182的实施例，该跟踪系统182适配于跟踪至少一个对象112的位置，并且包括检测器110和/或检测器系统176。

关于光学检测器110和检测器系统176，可以参考本申请的全部公开。基本上，检测器110的所有潜在实施例也可以体现在图4所示的实施例中。评估装置150可以连接到至少两个纵向光学传感器132中的每一个，并且如果适用，可以连接到至少两个次级纵向光学传感器142，特别地通过连接器148。评估装置150还可以连接到至少一个可选的横向光学传感器130，特别地通过连接器152。通过示例的方式，连接器148、152可以被提供和/或一个或多个接口，其可以是无线接口和/或有线接口。此外，连接器148、152可以包括用于产生传感器信号和/或修改传感器信号的一个或多个驱动器和/或一个或多个测量装置。此外，再次，提供至少一个传送装置120，特别是折射透镜122或凸面镜。此外，评估装置150可以完全或部分地集成到光学传感器130、132、142和/或光检测器110的其它组件中。光学检测器110还可以包括至少一个壳体118，作为示例，壳体118可以包装组件130、132或142中的一个或多个。评估装置150还可以被封装到壳体118中和/或被封装到单独的壳体中。

在图4中示出的示例性实施例中，作为示例，待检测的对象112可以被设计为运动设备的物品和/或可以形成控制元件184，其位置和/或取向可由用户186操控。因此，通常，在图4中示出的实施例中或检测器系统176、人机接口178、娱乐装置180或跟踪系统182的任何其他实施例中，对象112本身可以是指定装置的一部分，以及具体地，可以包括至少一个控制元件184，具体地，具有一个或多个信标装置188的至少一个控制元件184，其中控制元件176的位置和/或取向优选地可由用户186操控。作为示例，对象112可以是或可以包括球棒、球拍、球拍中的一种或多种或运动器材和/或伪运动器材的任何其他物品。其他类型的对象112也是可能的。此外，用户186可以被认为是对象112，其位置将被检测。作为示例，用户186可以携带直接或间接附接到他或她的身体的信标设备188中的一个或多个。

光学检测器110可以适配于确定信标装置188中一个或多个的纵向位置上的至少一个项目，以及可选地关于其横向位置的至少一项信息，和/或关于对象112的纵向位置的至少一个其他项信息，以及可选地关于对象112的横向位置的至少一项信息。特别地，光学检测器110适配于识别颜色和/或对象112成像，诸如对象114的不同颜色，更具体地，可以包括不同颜色的信标装置188的颜色。优选地可以相对于检测器110的光轴116同心地定位的在壳体118中的开口124，优选地限定光学检测器110的观察方向126。

光学检测器110可以适配于确定至少一个对象112的位置和/或然后颜色。此外，光学检测器110(具体地，包括照相机152的实施例)可以适配于获取对象112的至少一个图像，优选地是彩色3d图像。如上所述，通过使用光学检测器110和/或检测器系统176对对象112和/或其一部分的位置的确定可以用于提供人机接口178，以便向机器190提供至少一项信息。在图4中示意性地示出的实施例中，机器190可以是或可以包括至少一个计算机和/或包括数据处理装置160的计算机系统。其他实施例是可行的。评估装置150可以是计算机和/或可以包括计算机和/或可以完全或部分地被体现为单独的装置和/或可以完全或部分地集成到机器190，特别是计算机中。跟踪系统182的轨迹控制器192也适用，其可以完全或部分地形成评估装置150和/或机器190的一部分。

类似地，如上所述，人机接口178可以形成娱乐装置180的一部分。因此，借助于用作对象112的用户186和/或借助于处理对象112的用户186和/或用作对象112的控制元件184，用户186可以将诸如至少一个控制命令的至少一项信息输入到机器190，特别是计算机中，从而改变娱乐功能，诸如控制计算机游戏的进程。

如上所述，光学检测器110可以具有直线束路径或倾斜束路径、成角度束路径、分支束路径、偏转或分割束路径或其他类型的束路径。此外，光束136可以沿着每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另外的组件可以完全或部分地位于至少两个纵向光学传感器132的前面和/或在至少两个纵向光学传感器132的后面。

参考标号列表

110检测器

112对象

114光学传感器

116光轴

118壳体

120传送装置

122折射透镜

124开口

126观察方向

128坐标系

130横向光学传感器

132纵向光学传感器

134纵向光学传感器堆叠

136光束

138焦点

140焦距

142、142'次级纵向光学传感器

144、144'次级纵向光学传感器堆叠

146传感器区域

148纵向信号引线

150评估装置

152横向信号引线

154横向评估单元

156纵向评估单元

158位置信息

160数据处理装置

162转换单元

164照射源

166初级光束

168成像装置

170成像装置信号引线

172光斑

174相机

176检测器系统

178人机接口

180娱乐装置

182跟踪系统

184控制元件

186用户

188信标装置

190机器

192轨迹控制器