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CN107438775A - 用于至少一个对象的光学检测的检测器 - Google Patents

用于至少一个对象的光学检测的检测器 Download PDF

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CN107438775A CN201680019688.5A CN201680019688A CN107438775A CN 107438775 A CN107438775 A CN 107438775A CN 201680019688 A CN201680019688 A CN 201680019688A CN 107438775 A CN107438775 A CN 107438775A
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Abstract

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)。

Description

用于至少一个对象的光学检测的检测器
技术领域
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、扫描系统、跟踪系统、立体系统；以及相机。此外，本发明涉及一种用于至少一个对象的光学检测的方法，以及涉及检测器的各种用途。这些装置、方法和用途可以用于例如日常生活、游戏、交通技术、空间测图、生产技术、安全技术、医疗技术或科学方面的各个领域。然而，进一步的应用是可能的。
背景技术
用于光学检测至少一个对象的各种检测器基于光学传感器是已知的。WO 2012/110924 A1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(sensor region)。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生成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。检测器另外具有至少一个评估装置，该至少一个评估装置指定从传感器信号生成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。
WO 2014/097181 A1公开了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，利用纵向光学传感器的堆叠，特别是以高精确度和无模糊性地确定对象的纵向位置。此外，WO 2014/097181 A1公开了一种人机接口、娱乐装置、跟踪系统和相机，每一个包括用于确定至少一个对象的位置的至少一个这种检测器。
WO 2014/198629 A1公开了一种用于确定至少一个对象的位置的检测器，该检测器包括至少一个纵向光学传感器，该光学传感器适于检测从对象朝向检测器行进的光束。在此，纵向光学传感器具有至少一个像素矩阵和至少一个评估装置，评估装置适于确定由光束照射的光学传感器的像素数量N，评估装置进一步适于通过使用由光束照射的像素的数量N来确定对象的至少一个纵向坐标。
在其它应用中，已知金属硫属元素化物薄膜可用作光导材料，如例如在B.Heimann,W.Heimann,–Eigenschaften und Anwendungen,Sonderdruck aus Fernseh-und Kino-Technik，32,1-12,1978或在材料化学和物理2000年65期第1-31页的R.S.Mane、C.D.Lokhande的用于金属硫属元素化物薄膜的金属沉积方法(Metal deposition method for metal chalcogenide thin films，MaterialsChemistry and Physics，1-31，2000)中描述。尤其是对于大面积光导体的制造，通过真空蒸发、溅射和诸如化学气相沉积的化学方法、喷雾热解、电沉积、阳极氧化、电转化、无电极浸渍生长、连续离子吸附和反应、化学浴沉积或溶液-气体界面技术，可以执行这些膜的沉积。
特别地，通过在衬底(诸如陶瓷衬底)上沉积这种光导材料层并且提供相应的导电接触，可以获得同样简称为“光电池”的光导电池。光导电池可以用于不同类型的电路和应用中，尤其是作为用于可见光和红外(IR)谱范围的光电检测器。在此，光导材料的电阻率随着照射的增加而减小，从而允许更多的光电流流动。因此，来自光导检测器的信号电流可以通过调节施加的电压在宽范围内变化。
为了表明在分光光度法中检测器线性度的重要性，应用光学2006年第45期第2381-2386页的E.Theo-charous的对PbS检测器在红外线中的绝对线性度测量(E.Theocharous,Absolute linearity measurements on a PbS detector in theinfrared,Appl.Optics,45,2381-86,2006)涉及硫化铅(PbS)IR检测器的线性度。为此，研究了不同照射条件下(诸如在IR检测器的传感器区域上的不同光斑尺寸)的线性系数对辐照度。在此，辐照度是以μW/mm2为单位的物理量，其描述了传感器区域上的入射功率除以传感器区域的面积。实验结果表明，对于10nW/mm2的辐照度，线性度的偏差将显著(>1％)。对于1μW/mm2的较大辐照度，线性度取决于传感器区域上的光斑尺寸。此外，碲镉汞(HgCdTE；MCT)中FIP效应的发生在应用光学2004年第43期第4182-4188页的E.Theo-charous，J.Ishi和N.P.Fox的红外区域中对HgCdTe检测器的绝对线性度测量(E.Theocharous,J.Ishii,andN.P.Fox,Absolute linearity measurements on HgCdTe detectors in the infraredregion,Appl.Optics,43,4182-88,2004)的附图3中示出。
此外，US 4,767,211 A公开了一种用于测量样品的边界表面的设备和方法。其中，来自样品的在反射光的光轴附近传播的反射光的一部分的光量与被引导到从光轴偏离预定距离的位置的反射光的另一部分的光量的比率用于准确地测量样品的边界表面。由于通过使用上述比率提高了测量精度，所以能够通过样品的光可用作入射光。因此，可以非常准确地测量样品表面中的深孔和活体样品中的空隙(诸如气泡)，这是现有技术无法测量的。
US 3,035,176A公开了一种用于利用来自对象的可见光来确定对象的范围的导航仪器。光通过聚光透镜被接收并且被引导到分束膜，该分束膜将对象的两个相同的图像提供给两个光电池。光电池中的一个是固定的，而另一个是可移动的。固定的光电池接收对象的照射比可移动的光电池少，因为它更靠近膜，使得其光敏表面从膜中接收较小部分的光通量。在固定的光电池处的束横截面积大于光电池的敏感面积。透镜的焦距稍大于从透镜到膜和从膜到固定的光电池的总距离。另一个光电池可移动通过比透镜的焦范围稍大的一小段距离。通过移动可移动光电池并通过比较通过两个光电池提供的电流来将仪器聚焦在对象上。当可移动光电池在图像平面中使得仪器被聚焦时，电流的比率处于最大。因此，通常，US 3,035,176 A利用以下事实：只有部分光束可以由检测器检测，其中实际检测到的部分取决于光束本身的以及光电检测器相对于对象的定位的某些细节，从而实现距离测量。然而，这些距离测量意味着使用多个传感器，使用移动部分，并因此利用相当复杂和庞大的光学设置。
US 3,937,950 A公开了一种用于检测对象图像的特征(distinction)的系统，其特征在于，分别在光电转换元件上在沿着与长边相比呈现相当短的边的光电半导体的较长边的两端存在电极，和在光电转换元件上沿着与长边相比呈现相当短的边的光电半导体的较短边两端上存在电极，借助于光学器件形成对象图像；以及特征在于，通过检测与上述光电转换元件中的每一个的上述对象图像的特征对应的电学特性变量来检测上述对象的特征。该系统包括可移动图像形成光学系统；位于光学系统后面以接收由光学系统形成的图像的光电转换部件；耦合到元件的用于响应于光转换部件上的光的强度分布来生成电信号的电路部件；连接到电路部件以产生将第一转换部件的输出与第二转换部件的输出组合的电信号的第一转换部件和第二转换部件，以及耦合到来自图像形成光学系统的光的路径中的所述电路部件的用于检测图像清晰度的信号响应部件。这里，光电转换部件具有第一细长光电转换元件以及第二细长光电转换元件，该第一细长光电转换元件具有半导体和沉积在半导体的两个长边上的电极；该第二细长光电转换元件具有半导体和沉积在半导体的两个短边上的电极。此外，第一转换部件和第二转换部件被定位在来自图像形成光学系统的光的路径中，以接收来自对象的光。再次，如在US3,035,176A中，所公开的系统使用多个传感器和对应的分束部件，其中组合的传感器信号从单个传感器的传感器信号电子地生成。因此，提出了相当庞大且复杂的系统，其小型化是相当具有挑战性的。此外，再次，使用移动部件，这进一步增加了系统的复杂性。
在US 3,562,785 A中，公开了一种确定图像的合焦精度的方法。在此，确定图像的合焦度的测量，其中一对光敏元件暴露于图像。在第一实施例中，一对光导元件物理地定位在不同的焦平面中，而在第二实施例中，光漫射介质与一对光敏元件中的一个相关联，由此该元件将仅接收平均或背景照射。在两个实施例中，随着图像的合焦度变化，生成与合焦相称的电输出信号。
在US 3,384,752 A中，公开了一种用于确定图像(主要是目标的图像)的最大清晰度的布置。该布置包括光致发光元件和光敏元件，该光致发光元件适于接收所述图像并根据产生的光对在图像的不同点处接收的光的响应的非线性曲线来产生其复制品，该感光元件测量由所述光致发光元件产生的光的平均强度。
在US 4,053,240中，公开了一种用于检测适合于诸如照相机之类的光学仪器的对象图像的清晰度的方法和装置，并且该方法和装置用于借助于呈现非线性电阻照射特性(诸如CdS或CdSe)的光电部件来调整光学器件的焦点。这样的对象图像可以借助于上述光电部件上的光学器件形成，上述光电装置上沿着与较短边相比较长边非常长的光电半导体的较长边的两端处存在电极以及上述光电部件上沿着光电半导体的较短边的两端处存在电极。还公开了一种对象距离测量系统，其在执行自动聚焦操作时数字地显示相机和拍摄对象之间的距离。
在J.SMPTE 74,1965年第501-504页的P.Pargas的使用光导电池的透镜测量方法中(In P.Pargas,A Lens Measuring Method using Photoconductive Cells,J.SMPTE74,1965,pp.501-504)，公开了通过使用基于随着高对比度目标的图像被移动通过焦点而在图像平面中发生的光分布变化的方法来评估透镜特性的评估。在图像平面中的光导表面测量图像中的信息。所提出的仪器的输出指示图像的清晰度。类似地，在美国光学学会1964年54期的第516-519页P.Pargas的CdS和CdSe光导体的图像清晰度识别现象中(P.Pargas,Phenomena of Image Sharpness Recognition of CdS and CdSe Photoconductors,J.Opt.Soc.America.54,1964,pp.516-519)，提出了一个理论来解释光导电池可以检测何时投射在其上的图像处于最锐焦点的事实。其中，使用当光导表面上的光分布改变时光导电池的电导率变化的发现。该理论基于以下假设：光导表面中的最小颗粒中的每一个被视为与所有其它颗粒的串联-并联连接的个体光导体。
类似地，在J.SMPTE 1971年80期的第624-628页J.T.Billings的用于运动图片光学打印机的关键焦点的改进方法中(J.T.Billings,An Improved Method for CriticalFocus of Motion-Picture Optical Printers,J.SMPTE 80,1971,pp.624-628)，公开了一种清晰度仪表，其被用作确定对运动图片光学打印机的最优焦点的工具。该概念是基于CdS或CdSe电池的光导行为。整个电池的电阻取决于入射到电池上的光量和光的分布。在该器件中，放大了两个光电池(一个具有扩散器，而另一个不具有扩散器)在电响应方面的差异。检测到与光总量无关的最锐焦点处的仪表的最大偏转。
此外，光电子学和高级材料2005年第7期第2189-2220页的M.Pepescu无序硫属元素化物光电材料：现象与应用(M.Popescu,Disordered Chalcogenide optoelectronicmaterials:phenomena and applications,J.Optoelectronics and Adv.Mat.7,2005,pp.2189-220)描述了许多可能适用于光电子应用的玻璃质、无定形和无序硫属元素化物材料，以及在这种材料中可以观察到的物理和/或化学效应。
化学工程技术2015年第4期87卷第376-389页的W.Hermes、D.Waldmann、M.Agari、K.Schierle-Arndt和P.Erk的新兴薄膜光伏技术(W.Hermes,D.Waldmann,M.Agari,K.Schierle-Arndt,and P.Erk,Emerging Thin-Film Photovoltaic Technologies,Chem.Ing.Tech.2015,87,No.4,376–389)提供了关于薄膜光伏技术的概述。在此，特别是染料敏化太阳能电池(DSSC)中的有机系太阳能电池，特别是可以包括硫化铜锌锡(CZTS)薄膜的锌黄锡矿(kesterite)太阳能电池和基于有机-无机卤化物钙钛矿吸收剂(尤其是基于碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3))的混合太阳能电池被认为是高效太阳能的有希望的候选者。
此外，自然纳米技术2009年1月第4期的J.P.Clifford、G.Konstantatos、K.W.Johnston、S.Hoogland、L.Levina和E.H.Sargent的快速、灵敏和光谱可调谐的胶体量子点光电检测器(J.P.Clifford,G.Konstantatos,K.W.Johnston,S.Hoogland,L.Levina,and E.H.Sargent,Fast,sensitive and spectrally tunable colloidal quantum-dotphotodetectors,Nature Nanotechnology 4,Jan.2009)描述了基于在可见光和红外光中操作的溶液-处理胶体量子点(CQD)的超灵敏光电检测器。因此，个体CQD之间的间距可以通过用于钝化其表面的有机配体的长度来控制，其已被证明是关于电荷载流子迁移率和因此CQD膜的电导率的决定因素。与表现关于照射的变化的数秒量级的相当长的响应时间或遭受低灵敏度的当前技术水平的器件相反，作者显示CQD器件的时间响应由两个分量(即快速过程的电子漂移，和缓慢过程的电子扩散)确定。考虑到该观察，已经提供了能够排除扩散分量的在可见光和/或红外光谱范围内可操作的可调谐的CQD光电二极管，其相对于灵敏度和带宽的乘积表现出显著改进。为此，已经使用了基于PbS CQD膜和铝接触之间的界面处的肖特基势垒的光电二极管，其中在玻璃衬底上的平面透明的氧化铟锡(ITO)薄膜形成相对的欧姆接触。通过玻璃衬底的入射光束在CQD膜中生成分别在铝接触和ITO膜处被收集的电子和空穴。结果，可以在金属-CQD界面处在CQD膜中形成耗尽区，而CQD膜的剩余体积可以被认为是p型半导体。在此，使用的PbS CQD具有约为6nm的直径，因此，为有效带隙提供0.86eV的增加值(与大块(bulk)PbS的0.42eV相比)，这导致1450nm附近的吸收特征。
此外，化学综述2015年115(23)的第12732-12763页的G.H.Carey、A.L.Abdelhady、Z.Ning、S.M.Thon、O.M.Bakr和E.H.Sargent的胶体量子点太阳能电池(G.H.Carey,A.L.Abdelhady,Z.Ning,S.M.Thon,O.M.Bakr,and E.H.Sargent,Colloidal Quantum DotSolar Cells,Chem.Rev.115(23),2015,pp 12732-12763)提供了关于包括掺杂半导体CQD膜的光伏器件的综述，该半导体CQD膜与非对称电极一起与金属或另一半导体组合以便产生完整的太阳能电池。结果，可以用金属获得肖特基势垒电池，而至少两个半导体可以优选地组合到CQD-CQD p-n结、CQD-二氧化钛p-n结，或CQD-CQD-氧化锌p-i-n结中的至少一种。在此，提出了涉及与可以包括关于带隙、吸收和分散性的期望特性的合成量子点溶液；将溶液转化为可以包括关于量子点填充、表面钝化、吸收和电导率的期望特性的CQD膜；并在CQD膜周围构建材料堆叠以生成完整的太阳能电池的当前技术水平。
尽管由上述装置和检测器所暗示的优点，仍然存在关于简单的、成本有效的和仍然可靠的空间检测器的改进的需要。
发明内容
因此，本发明解决的问题在于指定用于光学检测至少一个对象的装置和方法，其至少基本上避免了该类型的已知装置和方法的缺点。特别地，不仅通过使用可见光谱范围内的而且通过使用在红外光谱范围内(特别是在近-红外光谱范围内)的光束确定空间中对象的位置的改进的简单的，成本有效并且仍然可靠的空间检测器将是可期望的。
该问题由本发明通过独立专利权利要求的特征来解决。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可以单独地或组合地实现的本发明的有利发展。
如在此所使用的，术语“具有”、“包括”和“包含”以及其语法变体以非排他的方式使用。因此，表述“A具有B”以及表述“A包括B”或“A包含B”可以指如下事实，即除了B之外，A包含一种或多种其它组件和/或构件，以及除了B之外，在A中没有其它组件、构件或元件存在的情况。
在本发明的第一方面，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位置，具体是关于至少一个对象的深度或深度和宽度二者。
“对象”通常可以是从活体对象和非活体对象中选出的任意对象。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和/或其一个或多个部分，诸如人(例如，用户)和/或动物的一个或多个身体部分。
如在此所使用的，“位置”通常是指关于对象在空间中的位置和/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/或其它类型的坐标系。在一个示例中，坐标系可以是检测器的坐标系，其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观察方向(direction of view)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，检测器可以构成如下坐标系，其中光轴形成z轴，并且其中可以另外地提供垂直于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处。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向坐标。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，可以使用其它类型的坐标系。因此，作为示例，可以使用极坐标系，其中光轴形成z轴，并且其中距z轴距离和极角用作附加坐标。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，并且极坐标和/或极角可以被认为是横向坐标。
如在此所使用的，用于光学检测的检测器通常是适于提供关于至少一个对象的位置的至少一个信息项的装置。检测器可以是固定装置或可移动装置。此外，检测器可以是独立装置，或者可以形成另一装置(诸如计算机、车辆或任何其它装置)的一部分。此外，检测器可以是手持装置。检测器的其它实施例是可行的。
检测器可以适于以任何可行的方式提供关于至少一个对象的位置的至少一个信息项。因此，信息可以例如以电子、视觉、声学或其任意组合的方式提供。信息可以进一步存储在检测器的数据存储器中或单独装置中和/或可以经由至少一个接口来提供，诸如无线接口和/或有线接口。
根据本发明的用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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，光导材料中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
-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。
在此，上面列出的组件可以是单独的组件。可替代地，可以将上面列出的两个或更多个组件集成到一个组件中。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。
如在此所使用的，“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生成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，根据所谓的“FiP效应”，纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面。纵向传感器信号通常可以是指示纵向位置(其同样可以表示为深度)的任意信号。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。纵向传感器信号可以进一步包括通过组合两个或更多个个体信号(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)而导出的任意信号。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WO 2012/110924 A1中公开的光学传感器。
根据本发明，至少一个纵向光学传感器表现出至少一个传感器区域，其中传感器区域包括至少一种光导材料。如在此所使用的，术语“光导材料”是指能够维持电流并因此表现出特定电导率的材料，其中具体地，电导率取决于材料的照射。由于电阻率被定义为电导率的倒数值，因此可替代地，术语“光阻材料”同样可以用于表示相同种类的材料。在这种材料中，电流可以经由至少一个第一电接触穿过材料引导到至少一个第二电接触，其中第一电接触与第二电接触隔离，而第一电接触和第二电接触都与材料直接连接。为此，可以由当前技术水平中已知的任何已知方法提供直接连接，诸如在接触区域中电镀、焊接、钎焊或沉积高电导物质，特别是像金、银、铂或钯的金属以及包括至少一种所提及的金属的合金。
此外，纵向光学传感器的传感器区域由至少一个光束照射。给定照射的相同总功率，因此，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，其被表示为由入射光束在传感器区域内生成的“光斑尺寸”。因此，光导材料的电导率取决于由入射光束对包括光导材料的传感器区域的照射的扩展的可观察特性特别地实现了，包括相同总功率但在传感器区域上生成不同光斑尺寸的两个光束为传感器区域中的光导材料的电导率提供不同的值，并且因此可以相对于彼此区分。
此外，由于通过施加电信号(诸如电压信号和/或电流信号)来确定纵向传感器信号，因此在确定纵向传感器信号时考虑由电信号穿过的材料的电导率。如下面更详细说明的，这里可以优选使用与纵向光学传感器串联利用的偏置电压源和负载电阻器的施加。因此，在传感器区域内包括光导材料的纵向光学传感器原理上允许从纵向传感器信号的记录诸如通过比较至少两个纵向传感器信号来确定传感器区域中的光束的束横截面，关于束横截面(具体地关于束直径)的至少一个信息项。
此外，由于根据上述FiP效应，给定照射的相同总功率，传感器区域中光束的束横截面取决于对象的纵向位置或深度，该对象发射或反射入射在传感器区域上的光束，因此纵向光学传感器可以用于确定相应对象的纵向位置。
如从WO 2012/110924 A1已知的，纵向光学传感器被设计成以取决于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，传感器信号取决于在传感器区域上的照射的束横截面。作为示例，在那里提供作为透镜位置的函数的光电流I的测量，其中透镜被配置为将电磁辐射聚焦到纵向光学传感器的传感器区域上。在测量期间，透镜在垂直于传感器区域的方向中相对于纵向光学传感器以如下方式移位，使得结果是传感器区域上的光斑的直径改变。在光伏器件(特别是染料太阳能电池)用作传感器区域中的材料的特定示例中，纵向光学传感器的信号(在该情况下为光电流)明显地取决于照射的几何形状，使得在透镜焦点处的极大值之外，光电流下降到其极大值的10％以下。
相对于通过使用硅二极管和锗二极管作为传感器区域中的材料执行的类似测量，该效应特别引人注目。在使用常规类型的光学传感器的情况下，给定相同的总功率，传感器信号基本上与传感器区域的照射的几何形状无关。因此，根据FiP效应，给定相同的总功率，纵向传感器信号可以对于一个或多个聚焦和/或对于传感器区域上或传感器区域内的光斑的一个或多个特定尺寸表现出至少一个明显的极大值。为了比较的目的，在相应的材料由具有尽可能小的横截面的光束入射的条件下，诸如当材料可以位于如受光学透镜影响的焦点处或附近时，纵向传感器信号的极大值的观察可被称为“正的FiP效应”。如迄今已经发现的，上述光伏器件，特别是染料太阳能电池，在这种情况下提供正的FiP效应。
根据本发明，提出了一种光导材料作为适用于纵向光学传感器的另一类材料，该纵向光学传感器被设计成以取决于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，传感器信号取决于传感器区域上的照射的束横截面。如下面更详细示出的，这类光导材料可以表现出“负的FiP效应”，对应于正的FiP效应的定义，其描述了在相应的材料由光束以最小可得束横截面入射的条件下，特别是当材料可以位于受光学透镜影响的焦点处或附近时，对纵向传感器信号的极小值的观察。因此，优选在负的FiP效应的出现可以是有利的或被需要的情况下使用光导材料。
在该方面，光导材料和光伏材料之间的差异可以在这里被解决。在包括光伏材料的纵向光学传感器中，相应传感器区域的照射可以生成可以提供待确定的光电流或光电压的电荷载流子。作为示例，当光束可以入射到光伏材料上时，可以存在于材料的价带中的电子可以吸收能量并因此被激发，可以跳到导带，在那里它们可以表现为自由导电电子。相反，在包括光导材料的纵向光学传感器中，传感器区域的电阻率可以通过对应的传感器区域的照射而改变，由此可以通过横跨材料施加的电压中的变化或通过材料施加的电流的值的改变，诸如通过横跨材料施加偏置电压来监视材料的电导率的可观察的变化。
为此，可以特别地利用与纵向光学传感器串联偏置电压源和负载电阻器。如在此所使用的，术语“偏置电压源”通常是指被配置为跨纵向光学传感器的材料施加偏置电压的装置。因此，纵向光学传感器的特性可以由偏置器件电调节。在此，偏置器件可以被配置为向纵向光学传感器施加至少一个偏置电压。如下面将进一步详细描述的，纵向光学传感器的特性可以通过使用不同的偏置电压来调节。
在光导材料相对于光伏材料的行为方面的该差异可以通过合理的假设来解释，即所生成的电荷载流子的密度可以与光子辐照度成比例，然而，在更高的载流子密度处，可以存在更高的电子-空穴复合(这同样可以称为“俄歇复合(Auger recombination)”)的可能性。在此，俄歇复合可以被认为是主要的损失机制。因此，随着光子辐照强度的增加，载流子寿命可能会降低，这可能导致光导材料中所描述的影响。结果，包括光导材料的纵向光学传感器通常可以表现出可以显著不同的行为，并且与包括光伏材料的已知纵向光学传感器的特性不同。
为了本发明的目的，在纵向光学传感器的传感器区域中使用的光导材料可优选地包括无机光导材料、有机光导材料，其组合和/或其固溶体和/或其掺杂变体。如在此所使用的，术语“固溶体”是指至少一种溶质可以包括在溶剂中的光导材料的状态，由此形成均匀相，并且其中，溶剂的晶体结构通常可以不被溶质的存在而改变。通过示例的方式，二元CdTe可以溶解在ZnTe中，生成Cd1-xZnxTe，其中x可以从0变化至1。如在此进一步使用的，术语“掺杂变体”可以指除了材料本身的成分之外的单个原子被引入到晶体内的由未掺杂状态中的本征原子所占据的位置上的光导材料的状态。通过示例的方式，纯硅晶体可以被掺杂有硼、铝、镓、铟、磷、砷、锑、锗或其它原子中的一种或多种，特别是为了改变硅晶体的化学和/或物理性质。
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。
关于硒(Se)，可以提及的是，长期以来已知该材料具有光导特性，并且因此已被用于早期电视、光导摄像管和静电印刷中，并且仍可用于光导电池中的传感器区域。关于硒-碲合金，美国光学学会1952年42期第221-225页的P.H.Keck的真空涂覆硒膜中的光导率(P.H.Keck,Photoconductivity in Vacuum Coated Selenium Films,J.Opt.Soc.ofAmerica,42,p.221-225,1952)描述了光导硒层，其包括加入从5至9wt.％的碲，因此，与没有附加碲的硒层相比，这能够增加光导率，并且此外，在从400nm至800nm的整个光谱内产生高的光谱响应。此外，为了提供光导特性，US 4 286 035 A公开了硒-碲合金中碲的量可以通过在光导层中同时加入在从5ppm至500ppm的范围内的至少一种卤素的浓度来进一步从5wt.％增加至20wt.％，其中卤素选自由氟、氯、溴和碘组成的组。
如上所述，硫属元素化物，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、碲化物硫属元素化物、三元硫属元素化物、四元和更多元硫属元素化物的组的硫属元素化物可优选适于用作在纵向光学传感器的传感器区域中的光导材料。该优选情形可能特别地基于这种材料已经已知在许多不同应用领域中(包括用于红外光谱范围的光学检测器)具有成本效益和可靠性的原因。
特别地，硫化物硫属元素化物可以选自包括以下的组：硫化铅(PbS)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硫化汞(HgS)、硫化银(Ag2S)、硫化锰(MnS)、三硫化二铋(Bi2S3)、三硫化二锑(Sb2S3)、三硫化二砷(As2S3)、硫化锡(II)(SnS)、二硫化锡(Ⅳ)(SnS2)、硫化铟(In2S3)、硫化铜(CuS或Cu2S)、硫化钴(CoS)、硫化镍(NiS)、二硫化钼(MoS2)、二硫化铁(FeS2)和三硫化铬(CrS3)。
特别地，硒化物硫属元素化物可以选自包括如下的组：硒化铅(PbSe)、硒化镉(CdSe)、硒化锌(ZnSe)、三硒化二铋(Bi2Se3)、硒化汞(HgSe)、三硒化二锑(Sb2Se3)、三硒化二砷(As2Se3)、硒化镍(NiSe)、硒化铊(TlSe)、硒化铜(CuSe或Cu2Se)、二硒化钼(MoSe2)、硒化锡(SnSe)和硒化钴(CoSe)和硒化铟(In2Se3)。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。
特别地，碲化物硫属元素化物可以选自包括如下的组：碲化铅(PbTe)、碲化镉(CdTe)、碲化锌(ZnTe)、碲化汞(HgTe)、三碲二化铋(Bi2Te3)、三碲化二砷(As2Te3)、三碲化二锑(Sb2Te3)、碲化镍(NiTe)、碲化铊(TlTe)、碲化铜(CuTe)、二碲化钼(MoTe2)、碲化锡(SnTe)和碲化钴(CoTe)、碲化银(Ag2Te)和碲化铟(In2Te3)。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。
特别地，三元硫属元素化物可以选自包括如下的组：碲化汞镉(HgCdTe；MCT)、碲化汞锌(HgZnTe)、硫化汞镉(HgCdS)、硫化铅镉(PbCdS)、硫化铅汞(PbHgS)、二硫化铜铟(CuInS2；CIS)、硫硒化镉(CdSSe)、硫硒化锌(ZnSSe)、硫硒化亚铊(TlSSe)、硫化镉锌(CdZnS)、硫化镉铬(CdCr2S4)、硫化汞铬(HgCr2S4)、硫化铜铬(CuCr2S4)、硒化镉铅(CdPbSe)、二硒化铜铟(CuInSe2)、砷化铟镓(InGaAs)、氧硫化铅(lead oxide sulfide)(Pb2OS)、氧硒化铅(lead oxide selenide)(Pb2OSe)、硫硒化铅(PbSSe)、硒碲化砷(arsenic selenidetelluride)(As2Se2Te)、磷化铟镓(InGaP)、砷磷化镓(GaAsP)、磷化铝镓(AlGaP)、亚硒酸镉(CdSeO3)、碲化镉锌(CdZnTe)和硒化镉锌(CdZnSe)，通过施加来自于上面列出的二元硫属元素化物的化合物和/或二元III-V-化合物的另外组合。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。
关于四元和更多元硫属元素化物，这种材料可以选自已知表现出合适的光导特性的四元和更多元硫属元素化物。特别地，具有Cu(In,Ga)S/Se2或Cu2ZnSn(S/Se)4的组合的化合物对于该目的是可行的。
关于III-V族化合物，这种半导体材料可以选自包括如下的组：锑化铟(InSb)、氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)和锑化镓(GaSb)。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。
关于II-VI化合物，这种半导体材料可以选自包括如下的组：硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、碲化镉锌(CdZnTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、碲化汞锌(HgZnTe)以及硒化汞锌(CdZnSe)。然而，其它II-VI化合物可能是可行的。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体同样可能适用。
在另外优选的实施例中，光导材料可以以包括量子点的胶体膜的形式提供。因此，关于相同材料的均匀层可能表现出略微或显著改变的化学和/或物理特性的光导材料的该状态同样可以表示为胶体量子点(CQD)。如在此所使用的，术语“量子点”是指光导材料的状态，在该状态中，光导材料可以包括导电颗粒，诸如电子或空穴，其在所有三个空间维度中被限制到通常称为“点”的小体积。在此，量子点可以表现出一个尺寸，为了简单起见，该尺寸可以被视为可能接近颗粒的上述体积的球体的直径。在该优选实施例中，光导材料的量子点特别地表现出从1nm至100nm，优选从2nm至100nm，更优选从2nm至15nm的尺寸。因此，包括光导材料的量子点的薄膜可以表现出从1nm至100nm，优选从2nm至100nm，更优选从2nm至15nm的厚度，条件是实际包括在特定的薄膜中的量子点可以表现出低于特定薄膜的厚度的尺寸。在实践中，量子点可以包括纳米级半导体晶体，其可能用表面活性剂分子封端并分散在溶液中以便形成胶体膜。在此，可以选择表面活性剂分子，以允许确定胶体膜内的个体量子点之间的平均距离，特别地作为所选择的表面活性剂分子的近似空间延伸的结果。此外，取决于配体的合成，量子点可以表现出亲水性或疏水性。可以通过应用气相、液相或固相方法来生产CQD。因此，用于合成CQD的各种方法是可能的，特别是通过利用已知的方法，诸如热喷涂、胶体合成或等离子体合成。然而，其它生产过程同样可能是可行的。
此外，在该优选实施例中，光导材料可优选选自上述光导材料中的一种，更具体地，选自包括如下的组：硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)、碲化镉(CdTe)、磷化铟(InP)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、锑化铟(InSb)、碲化汞镉(HgCdTe；MCT)、二硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、钙钛矿结构材料ABC3，其中A表示碱金属或有机阳离子，B＝Pb、Sn或Cu，以及C卤化物，以及硫化铜锌锡(CZTS)。此外，所提及的化合物或其它这类化合物的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。这种材料的材料的核壳结构同样可能是可行的。然而，其它光导材料同样可能是可行的。
在特定实施例中，包括光导材料的量子点的薄膜可以布置在两个个体导电层(即第一导电层和第二导电层)之间。在此，优选地，两个个体导电层可以以夹层结构的形式布置，即以薄膜可以邻接第一导电层和第二导电层而第一导电层和第二导电层可以彼此分离的方式布置。在该特定实施例中，优选地，第一导电层可以被选择为相对于入射光束表现出至少部分光学透明的特性。结果，入射光束的至少一部分能够穿过第一导电层以便到达包括光导材料的胶体量子点的薄膜。为此，第一导电层特别地可以包括至少部分透明的半导体材料，其中半导体材料优选地可以选自包括至少部分透明的半导体金属氧化物或其掺杂变体的组。在此，半导体材料可以尤其选自已知的至少一种透明金属氧化物，特别是选自氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(SnO2:F；FTO)、氧化镁(MgO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(SnO2/Sb2O5)或钙钛矿透明导电氧化物，诸如SrVO3或CaVO3，或者可替代地选自金属纳米线，诸如Ag纳米线。
如上所述，优选地，第一导电层可以被选择为表现出至少部分光学透明的特性，以便允许入射光束的至少一部分穿过第一导电层，以便到达包括胶体量子点的薄膜。可替代地或另外，因此同样第二导电层可以被选择为表现至少部分光学透明的特性。另一方面，在第一导电层可能已经至少部分透明的情况下，更多种不同的材料，包括光学不透明的材料，可用于第二导电层。因此，第二导电层可以包括可以通过已知的蒸镀技术容易提供的蒸镀的金属层。特别地，蒸镀的金属层可以包括银、铝、铂、镁、铬、钛或金中的一种或多种。可替代地，第二导电层可以包括石墨烯层。
在可替代的实施例中，导电有机聚合物层可用作第二导电层。在此，可以选择聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)或PEDOT和聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)的分散体作为导电聚合物。此外，特别地为了允许更好的电子接触，可以在导电聚合物层的顶部上布置具有至少两个单独的电极的分离电极，每一个分离电极可以包括蒸镀的金属接触。在此，蒸镀的金属接触可以特别地包括银、铝、铂、镁、铬、钛或金中的一种或多种。可替代地，两个单独的电极中的至少一个可以包括石墨烯层。
在该实施例中，肖特基势垒可以另外在包括量子点的薄膜和导电层中的一个之间的边界处形成，该导电层可以表现出足以形成肖特基势垒的特性。如通常使用的，术语“肖特基势垒”是指可以出现在半导体层和相邻金属层之间的边界层处的针对电子的能量势垒，与下文更详细描述的欧姆接触相反，该能量势垒表现出整流特性，因此允许包括肖特基势垒的电子装置用作二极管。通过示例的方式，穿过第一透明导电层(诸如透明氧化铟锡(ITO)电极)的入射光束可以在包括量子点的薄膜内生成电荷载流子，即电子和空穴。此外，可以在朝向透明的第一导电层和第二导电层的边界处收集电荷载流子，该导电层优选地可以是铝电极。结果，可以在薄膜内形成朝向位于第一导电层和薄膜之间边界处的肖特基势垒的耗尽区，而薄膜的剩余体积可以表现为p型半导体层。
在特殊的实施例中，阻挡层可以另外布置在第一导电层和包括胶体量子点的光导材料的薄膜之间。如在此所使用的，术语“阻挡层”是指这样的薄层，其可以适于影响渗透导电颗粒(特别是电子或空穴)相对于电子元件中的相邻层的路径，以便防止相邻层的短路或防止由相邻层中的一个提供的渗透导电颗粒与位于相邻层中的另一个中的相反带电颗粒(诸如离子)的复合。在该特殊实施例中，阻挡层可以优选地包括导电材料的薄膜，特别是二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)中的一种或多种。在该特殊实施例中，阻挡层可以用作n型接触，并且由于量子点通常是p型实体，因此可以提供p-n结。量子点可以是n型实体并且因此可以包括p型阻挡层(诸如氧化钼层(MoO3)的替代设置同样可以是可能的。
关于金属氧化物，这种半导体材料可以选自可以表现出光导特性的已知金属氧化物，特别选自包括如下的组：氧化铜(II)(CuO)、氧化铜(I)(CuO2)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化银(Ag2O)、氧化锰(MnO)、二氧化钛(TiO2)、氧化钡(BaO)、氧化铅(PbO)、氧化铈(CeO2)、氧化铋(Bi2O3)、氧化镉(CdO)、铁氧体(Fe3O4)和钙钛矿氧化物(ABC3，其中A为二价阳离子，B为四价阳离子，并且C＝O)。进一步的三元、四元或更多元金属氧化物同样可以适用。此外，所提及的化合物或其它这类化合物(其可以是化学计量的化合物或不按化学计量的化合物)的固溶体和/或掺杂变体同样可能是可行的。如后面更详细说明的，可以优选选择可能同时也表现透明或半透明特性的金属氧化物。
关于IV族元素或化合物，这种半导体材料可以选自包括如下的组：掺杂金刚石(C)、掺杂硅(Si)、碳化硅(SiC)和硅锗(SiGe)，其中半导体材料可以选自晶体，或者优选地选自微晶或非晶半导体材料。为了提供可以尤其同时地表现出高电阻率、高电荷载流子寿命和低表面复合率的硅基光导体，可以优选地选择包括低掺杂浓度和低缺陷密度的掺杂硅，诸如存在于硅浮区(float zone)晶片中。为此，硅晶片可以特别地表现
-掺杂剂材料的原子的掺杂浓度为1013cm-3、1012cm-3、1011cm-3或更小；
-5·102Ω·cm，优选为5·103Ω·cm，更优选为104Ω·cm或更高的电阻率；以及
-在500μm(更优选300μm)与1μm(更优选10μm)之间的范围内的厚度，一方面用于提供所需的高电荷载流子寿命，并且另一方面，用于提供用于吸收目标波长处的大量光的足够的材料量。
在特别优选的实施例中，光导材料可以被所谓的“欧姆接触”接触。如在此所使用的，欧姆接触可以指根据欧姆定律表现线性电流-电压比但不包括其它地方所描述的任何光伏特性的电学结。相反，不表现线性电流-电压比的电学结可以被称为“非欧姆”。在该方面，通常已知非欧姆接触在许多实施例中出现，包括但不限于如在本文别处所描述的p-n结和肖特基势垒。为了提供欧姆接触，金、银、银-镍、银-铁、银-石墨、银镉氧化物、银锡氧化物、铜、铂、钯、paliney合金、铟、镓，铟汞合金或石墨烯，其中铟或镓可以优选与硫化镉(CdS)组合使用，而铟汞可以特别地适用于与其它II-VI化合物一起使用。然而，取决于实际生产工艺的细节，可以获得欧姆接触或非欧姆结。
通常，如果陷阱水平可以通过掺杂另外的材料或通过获得纳米晶体、微晶或非晶结构引入，则具有三维晶体结构和接近或低于应用光谱区域的光学间隙的半导体材料可能是有意义的。特别地可以通过向半导体加入金属原子或盐来实现掺杂，其方式是使半导体的带结构(优选导带)可以通过掺杂材料的能级而增强，优选地是能量上高于或低于导带的能级。作为特定示例，根据Phys.Stat.Solidi 1969年第34期第751-757页的的超线性光导(F.Superlinear photoconductivity,Phys.Stat.Solidi 34,751-757,1969)，在光导材料中实现正的FiP效应和负的FiP效应是可能的，其中光导材料可以经受不同的位置和/或陷阱浓度和/或选择的光导材料内的复合中心。
可替代地或另外，有机光导材料特别地可以是或包含有机化合物，特别是可以已知包含适当的光导特性的有机化合物，优选聚乙烯咔唑，其通常用于静电印刷中。然而，以下将更详细地描述的大量其它有机分子同样可能是可行的。
关于印刷和成像系统，可以参考文章P.Gregory,编辑,Chemistry andTechnology of printing and imaging systems,Chapman&Hall,1996年,第4章,R.S.Gairns,Electrophotography,第76-112页，其中描述了静电印刷技术和用于静电印刷的相应光导体。在此，作为特定示例，可以使用首先由R.M.Schaffert的IBM J.Res.Develop1971年第75-89页(R.M.Schaffert,IBM J.Res.Develop.,1971,p.75-89)呈现并且包含基于作为供体分子的聚乙烯咔唑(1)与作为受体分子的三硝基芴酮(2)的电荷转移配合物的体系：
从该示例可以得出的是，有机光导体通常不同于其无机对应物，因为它们可以特别地作为对相应的光导过程的性质的贡献，包括两种不同种类的有机材料的体系。该选择的原因可以在如下观察中发现，入射到位于电场中的有机光导体的光可能被吸收，并且可以随后生成一对电荷，该电荷可以进一步以电流的形式传输，这对有机光导体的光导率产生影响。
当使用有机光导体时，区分所提及的两种过程，即一方面从传输电荷生成电荷，另一方面通过利用两种不同种类的有机材料(其可以表示为供体类似物“电子供体材料”或“电荷生成材料”(缩写为“CGM”)，并且作为受体类似物“电子受体材料”或“电荷传输材料”(缩写为“CTM”))生成电荷，可能是可行的。如从上述示例可以得出的，聚乙烯咔唑(1)可以被认为是电荷生成材料，而三硝基芴酮(2)可以被认为是在包含有机电荷转移配合物的上述系统中分别作为供体分子和受体分子起作用的电荷传输材料。
在特别优选的实施例中，有机光导体因此可以包括至少一种共轭芳族分子，优选高度共轭芳族分子，特别是染料或颜料，优选用作电荷生成材料。在该方面，表现光导特性的共轭芳族分子的特别优选示例包括酞菁，诸如金属酞菁，特别是TiO-酞菁；萘酞菁，诸如金属-萘酞菁，特别是TiO-萘酞菁；亚酞菁，诸如金属-亚酞菁；苝，蒽；芘；低聚噻吩和聚噻吩；富勒烯；靛青染料，诸如硫靛；双偶氮颜料；方酸类(squaryl ium)染料；噻喃(thiapyrilium)染料；薁类染料；二硫酮基吡咯并吡咯；喹吖啶酮；以及可能表现光导特性的其它有机材料，诸如二溴二苯并芘二酮，或其衍生物或组合。然而，同样可以与无机材料组合的另外的共轭芳族分子或另外的其它类型的有机材料同样可能是可行的。
关于酞菁，可以参考1963年纽约莱因霍尔德出版的第69-76页的Frank H.Moser和Arthur L.Thomas的酞菁化合物(Frank H.Moser and Arthur L.Thomas,PhthalocyanineCompounds,Reinhold Publishing,New York,1963,p.69-76)以及1990年博卡拉顿的CRC出版社第253-272页的Arthur L.T Thomas的酞菁研究与应用(Arthur L.Thomas,Phthalocyanine Research and Applications,CRC Press,Boca Raton,1990,p.253-272)。如上所述，二氢酞菁(3)或金属酞菁(4)可优选用于根据本发明的检测器中：
其中金属酞菁(4)可优选包含选自镁(Mg)、铜(Cu)、锗(Ge)或锌(Zn)的金属M，或选自由诸如Al-Cl、Ga-Cl、In-Cl、TiOCl、VO、TiO、HGa、Si(OH)2、Ge(OH)2、Sn(OH)2或Ga(OH)中的一种的无机化合物中包含的金属。
关于靛类染料，可以参考US 4952472 A，其中公开了以下三种结构(5a，5b，5c)，其中X可以等于O、S或Se。
顶部：(5a)，中心：(5b)，底部：(5c)
在此，优选的靛青可以包括例如K.Fukushima等人1988年J.Chem.Phys.B第102期第5985-5990页的噻吩衍生物的晶体结构和光电载流子生成(K.Fukushima et al.,Crystal Structures and Photocarrier Generation of Thioindigo Derivatives,J.Chem.Phys.B,102,1988,p.5985-5990)中公开的化合物4,4',7,7'-四氯硫靛(6)。
关于双偶氮颜料，优选的示例可以是氯代丹蓝(chlorodiane)(7)，其包括以下结构：
关于苝衍生物，优选苝二酰亚胺(8a)或苝单酰亚胺(8b)可用作光导有机材料，其中R是有机残基，优选支化或非支化烷基链：
顶部：(8a)，底部：(8b)
关于方酸类染料，优选的示例可包括以下分子(9)：
关于噻喃染料，优选的示例可以包括具有以下结构的分子(10)：
此外，US 4 565 761 A公开了许多薁类染料，例如以下优选的化合物(11)：
关于二硫酮基吡咯并吡咯，US 4 760 151 A公开了许多化合物，诸如以下优选的分子(12)：
关于喹吖啶酮，US 4760004 A公开了一种不同的硫代喹吖啶酮和异硫代喹吖啶酮，包括以下优选光导化合物(13)：
如上所述，诸如二溴二苯并芘二酮(14)的其他有机材料同样可以表现出足以用于根据本发明的检测器中的光导特性：
此外，诸如在US 3 112 197 A或EP 0 112 169 A2中或在其相应的参考文献中进一步指定的包含至少一种光导体和至少一种敏化剂的混合物同样可适于用在根据本发明的检测器中。因此，为此可以使用包含染料敏化剂的光导层。
优选地，电子供体材料和电子受体材料可以包含在以混合物形式包含光导材料的层内。如通常使用的，术语“混合物”涉及两种或多种单独化合物的共混物，其中混合物内的单独化合物保持其化学特性。在特别优选的实施例中，混合物可以包含电子供体材料和电子受体材料，其比率为从1:100至100:1，更优选从1:10至10:1，特别是以从1:2至2:1，诸如1:1的比率。然而，相应化合物的其它比率同样可以适用，特别是取决于所涉及的单独化合物的种类和数量。优选地，以混合物形式包含的电子供体材料和电子受体材料可以构成电子供体材料可以主要，特别是完全存在于其中的供体结构域和电子受体材料可以主要，特别是完全存在于其中的受体结构域的互穿网络，其中可以存在供体结构域和受体结构域之间的边界区域，并且其中作为渗透路径形式的导电路径可以将相应的结构域连接到相应电极。
在另外优选的实施例中，光导层中的电子供体材料可以包括供体聚合物，特别是有机供体聚合物，而电子受体材料可以包括受体小分子，优选选自包括基于富勒烯的电子受体材料、四氰基醌二甲烷(TCNQ)、苝衍生物和受体聚合物的组的受体小分子。因此，电子供体材料可以包括供体聚合物，而电子受体材料可以包括受体聚合物，从而为全聚合物光导层提供基础。在特定实施例中，共聚物可以同时由一种供体聚合物和一种受体聚合物构成，并且因此同样可以基于共聚物成分中每一个成分的相应功能将其称为“推拉共聚物”。如通常使用的，术语“聚合物”是指通常包含通常称为“单体”或“单体单元”的大量分子重复单元的大分子组合物。然而，为了本发明的目的，可以优选合成的有机聚合物。在该方面，术语“有机聚合物”是指单体单元的性质，其通常可归因于有机化合物。如在此所使用的，术语“供体聚合物”是指可以特别适于提供电子作为电子供体材料的聚合物。类似地，术语“受体聚合物”是指可以特别适于接收电子作为电子受体材料的聚合物。优选地，包括有机电子供体材料和有机电子受体材料的层可以表现出从100nm至2000nm的厚度。
因此，至少一种电子供体材料可以包括供体聚合物，特别是有机供体聚合物。优选地，供体聚合物可以包含共轭体系，其中离域电子可以分布在通过交替的单键和多键键合在一起的原子团上，其中共轭体系可以是环状、无环的和线性的一种或多种。因此，有机供体聚合物优选地可以选自以下一种或多种聚合物：
-聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)，
-聚[3-(4-正辛基)苯基噻吩](POPT)，
-聚[3-10-正辛基-3-吩噻嗪-亚乙烯基噻吩-共-2,5-噻吩](PTZV-PT)，
聚[4,8-双[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-
氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基](PTB7)，
-聚[噻吩-2,5-二基-交替-[5,6-双(十二烷氧基)苯并[c][1,2,5]噻二唑]-4,7-二基](PBT-T1)，
-聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b；3,4-b']二噻吩)-交替-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)，
-聚(5,7-双(4-癸烷基-2-噻吩基)-噻吩并(3,4-b)二噻唑-噻吩-2,5)(PDDTT)，
-聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-交替-5,5-(4'，7'-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)](PCDTBT)，或
-聚[(4,4'-双(2-乙基己基)二噻吩并[3,2-b；2'、3'-d]噻咯(silole))]-2,6-二基-交替-(2,1,3-苯并噻二唑]-4,7-二基](PSBTBT)，
-聚[3-苯腙噻吩](PPHT)，
-聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)，
-聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基](M3EH-PPV)，
-聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基-辛基氧基)-1,4-亚苯基-亚乙烯基](MDMO-PPV)，
-聚[9,9-二辛基芴-共-二-N,N-4-丁基苯基-双-N，N-苯基-1,4-苯二胺](PFB)，
或其衍生物，改性物或混合物。
然而，其它种类的供体聚合物或另外的电子供体材料同样可能是合适的，特别是在红外光谱范围，特别是1000nm以上敏感的聚合物，优选二酮基吡咯并吡咯聚合物，特别是EP 2 818 493 A1中所述的聚合物，更优选在其中表示为“P-1”至“P-10”的聚合物；如在WO2014/086722 A1中所公开的苯并二噻吩聚合物，特别是包含苯并二噻吩单元的二酮基吡咯并吡咯聚合物；根据US 2015/0132887 A1的二噻吩并苯并呋喃聚合物，特别是包含二酮基吡咯并吡咯单元的二噻吩并苯并呋喃聚合物；如US 2015/0111337 A1中所述的菲并[9,10B]呋喃聚合物，特别是包含二酮基吡咯并吡咯单元的菲并[9,10-B]呋喃聚合物；以及包含二酮基吡咯并吡咯低聚物的聚合物组合物，特别是诸如US 2014/0217329 A1中所公开的1:10或1:100的低聚物-聚合物比率的聚合物组合物。
如上进一步所述，电子受体材料优选可以包括基于富勒烯的电子受体材料。通常使用的术语“富勒烯”是指纯碳的笼状分子，包括Buckminster富勒烯(C60)和相关的球状富勒烯。原则上可以使用C20至C2000范围的富勒烯，优选C60至C96，特别是C60、C70、C84。最优选的是化学改性的富勒烯，特别是以下的一种或多种：
-[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC60BM)，
-[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC70BM)，
-[6,6]-苯基C84丁酸甲酯(PC84BM)，或
-茚-C60双加合物(ICBA)，
还有包含一个或两个C 60或C 70结构部分的二聚体，特别是
-包括一个连接的低聚醚(OE)链(C70-DPM-OE)的二苯基亚甲基富勒烯(DPM)结构部分，或
-包括两个连接的低聚醚(OE)链(C70-DPM-OE2)的二苯基亚甲基富勒烯(DPM)结构部分，
或其衍生物、改性物或混合物。然而，TCNQ或苝衍生物同样可能是合适的。
替换地或额外地，电子受体材料可优选包括受体聚合物。通常，为此基于氰化聚(亚苯基亚乙烯基)、苯并噻二唑、苝或萘二酰亚胺的共轭聚合物是优选的。特别地，受体聚合物优选地可以选自以下聚合物中的一种或多种：
-氰基-聚[亚苯基亚乙烯基](CN-PPV)，诸如C6-CN-PPV或C8-CN-PPV，
-聚[5-(2-(乙基己氧基)-2-甲氧基氰基对苯二亚甲基](MEH-CN-PPV)，
-聚[氧基-1,4-亚苯基-1,2-(1-氰基)-亚乙基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-1,2-(2-氰基)-亚乙基-1,4-亚苯基](CN-醚-PPV)，
-聚[1,4-二辛氧基-对-2,5-二氰基亚苯基亚乙烯基](DOCN-PPV)，
-聚[9,9'-二辛基芴-共-苯并噻二唑](PF8BT)，
或其衍生物、改性物或混合物。然而，其它种类的受体聚合物同样可能是合适的。
关于可以用作供体聚合物或电子受体材料的所述化合物的更多细节，可以参考综述文章L.Biana,E.Zhua,J.Tanga,W.Tanga和F.Zhang,Progress in Polymer Science 37,2012,第1292-1331页,A.Facchetti,Materials Today,第16卷,第4期,2013,第123-132页以及S.Günes和N.S.Sariciftci,Inorganica Chimica Acta 361,2008,第581-588页，以及其中引用的相应参考文献。另外的化合物在F.A.Sperlich的论文2013年Julius-Maximilians-维尔茨堡的有机光伏器件用共轭聚合物和富勒烯的电子顺磁共振光谱(F.A.Sperlich,Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy ofConjugated Polymers and Fullerenes for Organic Photovoltaics,Julius-Maximilians-Würzburg,2013)以及其中引用的参考文献中描述。
使用有机光导材料层表现出许多优点，特别是相对于已知的无机光导材料。有机光导材料层可以优选地通过已知的高通量方法，特别是通过沉积方法，优选涂覆方法，更优选旋涂法，狭缝涂覆法或刮刀涂覆法，或替换地通过蒸发产生。通过这类方法，可以容易地获得透明、半透明或透光的层，其可以表现出从100μm至2000μm，特别是从200μm至750μm的厚度。因此，以这种方式获得的有机光导材料的透明度、半透明度或透光度允许提供纵向传感器的堆叠，每一个纵向传感器包括这种材料层。
如以下将更详细地说明，然而，根据本发明的光学检测器在特定方面与已知的IR检测器不同，其中已使用硫属元素化物光导材料，诸如硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、碲化汞镉(HgCdTe；同样简称为“MCT”)或碲化汞锌(HgZnTe；同样简称为“MZT”)。而在根据现有技术的IR检测器中，由于各种原因，诸如获得优异的信号质量，特别是为了在经常困难的测量条件下获得高的信噪比是必要的，以尽可能地照射可能包含一种或多种所述或其它硫属元素化物光导材料的传感器区域。从这个观点来看，即使考虑减小可能入射到传感器区域的光束的横截面，也将被认为是完全欺骗的。在IR检测器的已知技术中，最优实践是完全照射传感器区域；与其的任何偏离将被视为错误的实验设置。
与根据当前技术水平的这种长久已知的概念相反，然而，可以特别有利的是，仍然可以改变可以入射到传感器区域上的光束的横截面，该传感器区域包括光导材料，优选地，如以上和/或以下更详细地描述的一种或多种光导材料。通过在评估装置中评估纵向光学传感器的纵向传感器信号，因此可以通过采用这种特定组合以相当令人惊讶的方式生成关于对象的纵向位置(诸如深度)的至少一个信息项，该对象可以预先已经发射和/或反射光束，该光束此后可以入射到光学检测器的传感器区域上。因此，使用适当的光导材料与入射在该光导材料上的入射光束的横截面的变化相结合并且应用特别适配的评估装置可以因此开放了到目前为止不可能的扩展的测量选项。
如在此所使用的，术语“评估装置”通常是指被设计成生成信息项(即关于对象的位置的至少一个信息项)的任意装置。作为示例，评估装置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。如在此所使用的，传感器信号通常可以指纵向传感器信号中的一个，以及如果适用的话，也可以指横向传感器信号。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，评估装置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于执行至少一个计算机程序，诸如执行或支持生成信息项的步骤的至少一个计算机程序。作为示例，可以实现一个或多个算法，通过使用传感器信号作为输入变量，该一个或多个算法可以执行到对象的位置的预定变换。
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，其可被设计为通过评估传感器信号来生成信息项。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生成关于对象的横向位置和纵向位置的信息项。处理可以并行地、相继地或甚至以组合的方式进行。评估装置可以使用任意处理来生成这些信息项，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个信息项。所述关系可以根据经验、分析或半经验来确定或是可确定的。特别优选地，该关系包括至少一个校准曲线、至少一组校准曲线、至少一个函数或所提到的可能性的组合。一个或多个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在例如数据存储装置和/或表中。但是，可替代地或另外，至少一个校准曲线同样可以例如以参数化形式和/或作为函数方程存储。可以使用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。各种可能性可被设想并同样可以组合。
通过示例的方式，评估装置可以根据编程来设计，以便确定信息项。评估装置可特别地包括至少一个计算机，例如至少一个微计算机。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，并且特别地至少一个查找表和/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，至少一个评估装置同样可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至少一个照射源和/或控制检测器的至少一个调制装置。评估装置特别地可以被设计成执行至少一个测量周期，在该测量周期内，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至少一个传感器信号来生成关于对象的位置的至少一个信息项。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，例如检测器或其一部分与对象或其一部分之间的相对运动。在该情况下，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。运动信息项例如同样可以通过比较在不同时间拾取的至少两个信息项来获得，使得例如至少一个位置信息项同样可以包括至少一个速度信息项和/或至少一个加速度信息项，例如关于对象或其一部分与检测器或其一部分之间的至少一个相对速度的至少一个信息项。特别地，至少一个位置信息项通常可以选自：关于对象或其一部分与检测器或其一部分之间的距离的信息项，特别是光路长度；关于对象或其一部分与可选的传送装置或其一部分之间的距离或光学距离的信息项；关于对象或其一部分相对于检测器或其一部分的定位的信息项；关于对象和/或其一部分相对于检测器或其一部分的取向的信息项；关于对象或其一部分与检测器或其一部分之间的相对运动的信息项；关于对象或其一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，至少一个位置信息项可以因此选自例如以下组成的组：关于对象或其至少一部分的至少一个位置的信息项；关于对象或其一部分的至少一个取向的信息；关于对象或其一部分的几何形状或形式的信息项，关于对象或其一部分的速度的信息项，关于对象或其一部分的加速度的信息项，关于对象或其一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(例如检测器或其一部分所搁置的坐标系)中指定至少一个位置信息项。可替代地或另外，位置信息同样可以简单地包括例如检测器或其一部分与对象或其一部分之间的距离。所提到的可能性的组合同样可以被设想。
在本发明的特定实施例中，检测器可以包括至少两个纵向光学传感器，其中每一个纵向光学传感器可以适于生成至少一个纵向传感器信号。作为示例，纵向光学传感器的传感器区域或传感器表面因此可以平行取向，其中可容许微小的角度公差，诸如不大于10°，优选不超过5°的角度公差。在此，优选地，可以优选地沿着检测器的光轴以堆叠形式布置的检测器的所有纵向光学传感器可以是透明的。因此，光束可以在优选地随后入射在另外的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可以到达存在于光学检测器中的所有纵向光学传感器。在此，不同的纵向光学传感器可以表现出相对于入射光束的相同或不同的谱灵敏度。
优选地，根据本发明的检测器可以包括如WO 2014/097181 A1中公开的纵向光学传感器的堆叠，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的堆叠的远离对象的一侧。另外或可替代地，可以将一个或多个横向光学传感器插入在堆叠的纵向光学传感器之间。然而，诸如在仅期望确定对象的深度的情况下，仅包括单个单独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。
如在此所使用的，术语“横向光学传感器”通常是指适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，可以参考上述定义。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生成的光斑的位置。作为示例，在平面中的位置可以以笛卡尔坐标和/或极坐标给出。其它实施例是可行的。对于横向光学传感器的潜在实施例，可以参考WO 2014/097181A1。然而，其它实施例是可行的，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。在此，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。横向传感器信号可以进一步包括可以通过组合两个或更多个个体信号(诸如通过平均两个或更多个信号和/或通过形成两个或更多个信号的商)而导出的任意信号。
在类似于根据WO 2014/097181 A1的公开的第一实施例中，横向光学传感器可以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电检测器，其中光伏材料可以嵌入在第一电极和第二电极之间。因此，横向光学传感器可以是或可以包括一个或多个光电检测器，诸如一个或多个有机光电检测器，并且最优选地，一个或多个染料敏化有机太阳能电池(DSC，同样称为染料太阳能电池)，诸如一个或多个固体染料敏化有机太阳能电池(s-DSC)。因此，检测器可以包括充当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)和充当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)。
与该已知实施例相反，根据本发明的横向光学传感器的优选实施例可以包括光导材料层，优选无机光导材料，诸如以上和/或以下提及的光导材料中的一种。在此，光导材料层可以包括选自均匀相、结晶相、多晶相、微晶相、纳米晶相的和/或非晶相的组合物。优选地，光导材料层可以嵌入在两层透明导电氧化物之间，透明导电氧化物优选包括氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)或氧化镁(MgO)，其中两层中的一层可以被金属纳米线替代，特别是由Ag纳米线替代。然而，其它材料是可行的，特别是根据期望的透明谱范围。
此外，可存在用于记录横向光学信号的至少两个电极。在优选实施例中，至少两个电极可以实际上以至少两个物理电极的形式布置，其中每一个物理电极可以包括导电材料，优选金属导电材料，更优选高度金属导电材料，诸如铜、银、金、合金或包括这些种类的材料组合物，或石墨烯。在此，优选地，至少两个物理电极中的每一个可以以如下方式布置，即可以实现光学传感器中的相应电极和光导层之间的直接电接触，特别地以便以尽可能少的损耗获得纵向传感器信号，诸如由于在光学传感器和评估装置之间的传输路径中的附加电阻导致的损耗。
然而，在特定实施例中，所提及的物理电极中的一个或多个可以至少部分地由导电束，特别是导电颗粒束，优选电子束替代，其可以以导电束入射在传感器区域上的方式布置，并且从而可以在光学传感器中产生相应的导电束和光导层之间的直接电接触。通过将这种直接电接触提供给光导层，导电束可以类似地用作将纵向传感器信号的至少一部分从光学传感器传送到评估装置的部件。
优选地，横向光学传感器的电极中的至少一个可以是具有至少两个部分电极的分离电极，其中横向光学传感器可以具有传感器区(sensor area)，其中至少一个横向传感器信号可以指示传感器区域内入射光束的x和/或y位置。传感器区可以是光电检测器面向对象的表面。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在横向光学传感器的传感器区的平面中生成的光斑的位置。通常，如在此所使用的，术语“部分电极”是指多个电极中的一个电极，其适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，在设置多个部分电极的情况下，相应的电极适于经由可以独立地测量和/或使用的至少两个部分电极提供多个电势和/或电流和/或电压。
横向光学传感器可以进一步适于根据通过部分电极的电流生成横向传感器信号。因此，可以形成通过两个水平部分电极的电流的比率，从而生成x坐标，和/或可以形成通过两个垂直部分电极的电流的比率，从而生成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生成位置坐标的其它方式是可行的。
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，其中传感器区的内部空间保持空闲并且可以由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。
通过使用横向光学传感器，其中电极中的一个是具有三个或更多个部分电极的分离电极，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。这通常可能是因为在从由于入射光导致的电荷生成的位置到部分电极的途中可能会发生欧姆损耗或电阻损耗的事实。因此，除了部分电极之外，分离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，由于从电荷生成位置通过一个或多个附加电极材料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生成位置以及因此取决于光束在传感器区中的位置。关于确定传感器区中的光束的位置的原理的细节，可以参考下文中的优选实施例和/或如WO 2014/097181 A1及其相应的参考文献中公开的物理原理和装置选项。
因此，横向光学传感器可以包括传感器区，其优选地可以对从对象行进到检测器的光束是透明的。因此，横向光学传感器可以适于确定光束在一个或多个横向方向中(诸如x方向和/或y方向中)的横向位置。为此，至少一个横向光学传感器可以进一步适于生成至少一个横向传感器信号。因此，评估装置可以被设计成通过评估纵向光学传感器的横向传感器信号来生成关于对象的横向位置的至少一个信息项。
本发明的另外实施例涉及从对象传播到检测器的光束的性质。如在此所使用的，术语“光”通常是指在可见光谱范围、紫外光谱范围和红外光谱范围中的一个或多个的电磁辐射。其中，部分根据标准ISO-21348，术语可见光谱范围通常指380nm至760nm的光谱范围。术语红外(IR)光谱范围通常是指在760nm至1000μm的范围内的电磁辐射，其中760nm至1.4μm的范围通常被称为近红外(NIR)光谱范围，并且从15μm至1000μm的范围称为远红外(FIR)光谱范围。术语紫外光谱范围通常是指1nm至380nm的范围内的电磁辐射，优选在100nm至380nm的范围内。优选地，如本发明中使用的光是可见光，即在可见光谱范围内的光。
然而，根据本发明的检测器可以包括纵向光学传感器的至少一个特定实施例，其中纵向光学传感器的特定实施例此外可以被如此设计使得除了对传感器区域中的光束的束横截面敏感之外，由光束对传感器区域的照射可能导致传感器区域内的温度升高。作为传感器区域中温度升高的结果，纵向传感器信号的电导率可以以这样的方式受到影响，即，给定照射的相同总功率，根据由光束对传感器区域的照射的纵向传感器信号的改变可能被用来确定传感器区域内的温度增加的值。
换句话说，纵向光学传感器的特定实施例可以被认为对热辐射敏感，这通常归因于红外光谱范围(特别是从5μm到15μm)内光束的波长。通常，适于确定热辐射的这种检测器被称为“辐射热测定计(bolometers)”，或者如果它们表现在微米范围内的横向尺寸，诸如在两个维度中的每一个维度中从10μm至100μm，则为“微辐射热测定计(micro-bolometers)”。作为微辐射热测定计的特别优点，包括这种布置的光学检测器可以以非冷却的方式使用，并且因此可以通过使用简单的设置并且不需要冷却来提供在传感器区域处的温度升高的测量值以及可从其导出的其它种类的测量参数，诸如热流。
特别地，在这种微辐射热测定计中使用的光导材料可以包括以上和/或以下所描述的无机光导材料中的一种或多种，只要光导材料可以在所提到的从5μm至15μm的光谱范围内表现出足够的检测效率。优选地，微辐射热测定计中利用的光导材料可以是硫属元素化物，其可以选自硫化物硫属元素化物、硒化物硫属元素化物、碲化物硫属元素化物、三元硫属元素化物、四元和更多元的硫属元素化物。替换地或额外地，微辐射热测定计中利用的光导材料可以是可以选自包括氮化物磷属元素化物、磷化物磷属元素化物、砷化物磷属元素化物、锑化物磷属元素化物、三元磷属元素化物、四元和更多元的磷属元素化物的组的磷属元素化物。如通常使用的，术语“磷属元素化物”是指包括氮化物、磷化物、砷化物、锑化物或铋化物阴离子的化合物。此外，其它种类的材料，特别是钒氧化物(VO2或VOx)、非晶硅(a-Si)或铂-硅合金(Pt：Si)同样可以用于这种微辐射热测定计内使用的光导材料的目的。
在该方面，最优选地，硫化物硫属元素化物可以选自硫化铅(PbS)或硫化锌(ZnS)，硒化物硫属元素化物可以选自硒化铅(PbSe)、硒化镉(CdSe)或硒化锌(ZnSe)，而三元硫属元素化物可以特别选自碲化汞镉(HgCdTe)、碲化汞锌(HgZnTe)或硫化汞镉(HgCdS)，氮化物磷属元素化物可选自氮化铟(InN)、氮化镓(GaN)、或氮化铟镓(InGaN)，磷化物磷属元素化物可选自磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)或磷化铟镓(InGaP)，砷磷属元素化物可选自砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)或砷化铟镓(InGaAs)，并且锑化物磷属元素化物可以选自锑化铟(InSb)、锑化镓(GaSb)或锑化铟镓(InGaSb)，而三元磷属元素化物可以选自磷化铟镓(InGaP)、砷磷化镓(GaAsP)或磷化铝镓(AlGaP)。
在特定实施例中，在根据本发明的光学检测器中，至少两个纵向光学传感器，优选地多个纵向光学传感器可以作为阵列存在，并且特别地被布置为垂直于如由光学检测器内的光束的路径确定的光轴。在此，纵向光学传感器中的每一个可以被认为是个体电阻器，并且阵列内的多个纵向光学传感器可以优选地被认为是个体电阻器的矩阵。为了获取矩阵内的纵向光学传感器的纵向光学传感器信号，根据本发明，矩阵内的个体电阻器的聚集电阻取决于由入射光束照射的阵列中的纵向光学传感器的数量N。在此，纵向光学传感器中的每一个可以被认为是阵列内的元素或图片元素，即像素。因此，可以获得互连的个体电阻器的阵列，其中整个阵列或其一部分的聚集电阻可以取决于被照射的像素的数量。
特别地为了进一步的评估目的，评估装置还可以适于确定由光束照射的阵列内的纵向光学传感器的数量N。此外，评估装置可以尤其适于通过使用由光束照射的纵向光学传感器的数量N来确定对象的至少一个纵向坐标。为此，光学传感器可以特别地适于生成至少一个信号，该至少一个信号可以指示阵列内的针对像素中的每一个像素的照射强度。在优选实施例中，评估装置可以因此适于将针对像素中的每一个像素的信号与至少一个阈值进行比较，以便确定像素是否是被照射像素。此外，为了确定对象的纵向坐标，评估装置同样可以被配置为使用由光束照射的像素数量N与纵向坐标之间的预定关系。在此，预定关系可以尤其基于光束是高斯光束的假定。
在特别优选的实施例中，布置在阵列中的纵向光学传感器还可以以如下方式设计，即如以上和/或以下所描述的，由光束对传感器区域的照射可以另外导致在传感器区域内的温度增加。因此，给定照射的相同总功率，传感器区域的电导率可以因此进一步取决于传感器区域中的温度，并且作为结果，给定照射的相同总功率，纵向传感器信号因此可以进一步取决于传感器区域中的温度。如上所述，纵向光学传感器的阵列可以因此被认为对热辐射敏感，即对红外光谱范围(特别是从5μm至15μm)中的入射光束的波长敏感，。结果，互连的“辐射热测定计”阵列，或者如果辐射热测定计的横向尺寸可以在微米范围内，诸如在两个维度中的每一个维度中从10μm至100μm，则因此可以获得互连的“微辐射热测定计”。再次，包括所提到的微辐射热测定计的阵列的光学检测器可以表现出特定优点，即它可以以非冷却的方式使用，因此能够节省构造支出以及相当多的能量。因此，通过使用简单的设置并且不需要冷却，可以确定跨传感器区域的温度升高的测量值矩阵以及从其导出的测量参数，诸如热流。此外，微辐射热测定计的阵列同样可以用于检测可能表现出高于围绕一个或多个对象的体积的温度(即高于室温)的温度的至少一个对象。
术语“光束”通常是指发射到特定方向的光量。因此，光束可以是在垂直于光束的传播方向的方向中具有预定延伸的光线束。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、瑞利长度或任何其它束参数中的一个或多个或者适合于表征空间中的束直径的发展和/或束传播的束参数的组合。
光束可能被对象本身接纳，即可能源自对象。另外地或可替代地，光束的另另外的源是可行的。因此，如下面将进一步详细描述的，可能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初级光线或束，诸如具有预定特性的一个或多个初级光线或束。在后一种情况下，从对象传播到检测器的光束可能是由对象和/或连接到对象的反射器件反射的光束。
如上所述，给定由光束照射的相同总功率，根据FiP效应，至少一个纵向传感器信号取决于至少一个纵向光学传感器的传感器区域中的光束的束横截面。如在此所使用的，术语“束横截面”通常指光束的横向延伸或由光束在特定位置处生成的光斑。在生成圆形光斑的情况下，半径、直径或高斯束腰或高斯束腰的两倍可用作束横截面的度量。在生成非圆形光斑的情况下，可以以任何其它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，其同样称为等效束横截面。在该方面，在相应材料(诸如光伏材料)由具有尽可能小的横截面的光束入射的条件下，诸如当材料位于如受光学透镜影响的焦点处或附近时，可以利用纵向传感器信号的极值(即极大值或极小值)的观察，特别是全局极值。在极值是极大值的情况下，则该观察可以被认为是正的FiP效应，而在极值是极小值的情况下，该观察可以被认为是负的FiP效应。
因此，不管实际包括在传感器区域中的材料，但是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生成第一纵向传感器信号，而具有与第一束直径或束横截面不同的第二束直径或束横截面的光束生成与第一纵向传感器信号不同的第二纵向传感器信号。因此，通过比较纵向传感器信号，可以生成关于束横截面(具体地关于束直径)的至少一个信息项。对于该效应的细节，可以参考WO 2012/110924 A1。因此，可以比较由纵向光学传感器生成的纵向传感器信号，以便获得关于光束的总功率和/或强度的信息和/或以便归一化纵向传感器信号和/或针对光束的总功率和/或总强度的关于对象的纵向位置的至少一个信息项。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，从而生成归一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个纵向信息项。归一化的其它方法是可行的，诸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归一化。其它选项是可能的。这些选项中的每一个可以适合于使变换独立于光束的总功率和/或强度。此外，可以因此生成关于光束的总功率和/或强度的信息。
具体地，在从对象传播到检测器的光束的一个或多个光束特性是已知的情况下，关于对象的纵向位置的至少一个信息项可因此从至少一个纵向传感器信号和对象的纵向位置之间的已知关系导出。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。
特别地，该实施例可以由评估装置使用，以便解决光束的束横截面与对象的纵向位置之间的已知关系中的模糊性。因此，即使从对象传播到检测器的光束的束特性是完全或部分已知的，已知的是，在许多光束中，束横截面在到达焦点之前变窄，并且然后再次变宽。因此，在光束具有最窄束横截面的焦点之前和之后，出现沿着光束的传播轴光束具有相同的横截面的位置。因此，作为示例，在焦点之前和之后的距离z0处，光束的横截面相同。因此，在仅使用具有特定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，可能确定光束的具体横截面。通过使用该信息，可以确定相应纵向光学传感器距焦点的距离z0。然而，为了确定相应的纵向光学传感器是否位于焦点之前或之后，需要附加信息，诸如对象和/或检测器的运动历史和/或关于检测器位于焦点之前或之后的信息。在通常情况下，可能不提供这种附加信息。因此，为了解决上述模糊性，可以获得附加信息。因此，在评估装置通过评估纵向传感器信号识别出第一纵向光学传感器上的光束的束横截面大于第二纵向光学传感器上的光束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然变窄并且第一纵向光学传感器的位置位于光束的焦点之前。相反，在第一纵向光学传感器上的光束的束横截面小于第二纵向光学传感器上的光束的束横截面的情况下，评估装置可以确定光束变宽并且第二纵向光学传感器的位置位于焦点之后。因此，通常，评估装置可以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。
对于关于通过利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个信息项的更多细节，可以参考WO 2014/097181 A1中的描述。因此，通常，评估装置可以适于将光束的束横截面和/或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光束的传播方向中的至少一个传播坐标的已知相关性和/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个信息项。
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至少一个横向光学传感器上的光束的位置来确定对象的至少一个横向坐标，所述至少一个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，如同样在WO 2014/097181 A1中进一步概述的。
此外，检测器可以包括至少一个传送装置，诸如光学透镜，特别是一个或多个折射透镜，特别是会聚的薄折射透镜，诸如凸的或双凸的薄透镜，和/或一个或多个凸面镜，其可以进一步沿着公共光轴布置。最优选地，从对象出射的光束可以在该情况下首先行进通过至少一个传送装置，并且然后通过单个透明纵向光学传感器或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。如在此所使用的，术语“传送装置”是指可以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的横向光学传感器)的光学元件。因此，传送装置可以被设计成将从对象传播到检测器的光馈送到光学传感器，其中可以借助于传送装置的成像或者非成像特性来可选地实现该馈送。特别地，传送装置同样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，至少一个传送装置可具有成像特性。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。如在此所使用的，传送装置可以以如下方式被设计，即，特别地如果对象被布置在检测器的视觉范围内，那么从对象出射的电磁辐射完全传送到传感器区域，例如完全聚焦到传感器区域。
通常，检测器可以进一步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检测器壳体中的检测器的一部分。然而，可替代地或另外，成像装置同样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，成像装置同样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行进的公共光轴对准。因此，可以以光束行进通过透明纵向光学传感器的堆叠直到其入射在成像装置上的方式将成像装置定位在光束的光路中。然而，其它布置是可能的。
如在此所使用的，“成像装置”通常被理解为可以生成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，诸如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单色成像装置、多色成像装置和至少一个全色成像装置组成的组中选择的至少一种装置。如本领域技术人员将认识到的，可以通过使用滤波器技术和/或通过使用固有颜色灵敏度或其它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同样是可能的。
成像装置可以被设计成连续和/或同时地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，其由例如成像装置的分辨率极限界定，并且电磁辐射从该对象的部分区域出射。在该情况下，成像应被理解为意味着从对象的相应部分区域出射的电磁辐射例如借助于检测器的至少一个可选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生成。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借助于扫描方法(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，其它实施例同样是可能的，例如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该成像期间生成与部分区域相关联的信号，优选电子信号。信号可以是模拟和/或数字信号。通过示例的方式，电子信号可以与每一个部分区域相关联。因此，电子信号可以同时或者以时间上交错的方式生成。通过示例的方式，在行扫描或线扫描期间，可以生成与对象的部分区域对应的一系列电子信号，该一系列电子信号例如在线中串接在一起。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/或预处理电子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，但是同样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受使用的至少一个照射源影响。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，至少一个照射源同样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离布置并且距一段距离照射对象。可替代地或另外，照射源同样可以连接到对象，或者甚至是对象的一部分，使得通过示例的方式同样可以由照射源直接生成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/或对象中并且直接生成电磁辐射，借助于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以下照射源中的一个或多个：激光器，特别是激光二极管，尽管原则上可替代地或另外地也可以使用其它类型的激光器；发光二极管；白炽灯；霓虹灯；焰源；热源；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，同样可以使用其它照射源。如果照射源被设计成生成具有高斯束分布的一个或多个光束是特别优选，如例如在许多激光器中至少近似情况。对于可选照射源的另外潜在实施例，可以参考WO 2012/110924 A1和WO 2014/097181 A1中的一个。其它实施例仍是可行的。
至少一个可选的照射源通常可以发射在以下范围内的光：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，至少一个照射源适于发射可见光谱范围内、优选在500nm至780nm的范围内、最优选在650nm至750nm或690nm至700nm的范围内的光。在此，特别优选的是，照射源可以表现出可以与纵向传感器的光谱灵敏度相关的光谱范围，特别是以确保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，该高强度因此能够以足够的信噪比进行高分辨率评估。
在本发明的一个特别优选的实施例中，纵向光学传感器可以以至少一种光导材料层的形式提供，该至少一种光导材料可以包括硫族化物，优选硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)或另一种适当的材料。在此，可以通过施加至少一种沉积方法来制造光导材料层，所述沉积方法可以选自如下组成的组：真空蒸镀、溅射、化学气相沉积、喷雾热解、电沉积、阳极氧化、电转化、无电浸渍生长(electro-less dip growth)、连续离子吸附和反应、化学浴沉积和溶液-气体界面技术。因此，光导材料的层可以表现出在从10nm至1000μm，特别是从100nm至10μm的范围内的厚度。然而，以上和/或以下提及的其它光导材料同样可以用于该目的，并且同样可以以相同或类似的方式处理。
优选地，光导材料可以通过将相应的材料沉积在绝缘衬底上来制造，优选沉积在陶瓷衬底上，特别是为了提供光导材料层的机械稳定性。以该方式，通过将选择的层沉积在适当的衬底上并且提供至少两个电极作为导电接触，因此可以获得根据本发明的纵向光学传感器。在此，由入射光束对传感器区域中的光导材料的照射导致被照射的光导材料层中的电导率的变化，给定照射的相同总功率，该变化取决于传感器区域中光束的束横截面。因此，在由光束入射传感器区域时，至少两个电极可以提供纵向传感器信号，该纵向传感器信号取决于光导材料的电导率并且因此允许确定传感器区域中光束的束横截面，如其它地方所描述的。在该优选实施例中，入射光束可以直接入射在光导材料上，或者可以首先入射到衬底上，直到其可以到达光导材料中的传感器区域，在这种情况下，利用透明衬底或至少透光的衬底(诸如玻璃衬底或石英衬底)可以是有利的。
不管该优选实施例的实际配置如何，可以获得用于纵向光学传感器的相对简单和成本有效的设置。当与例如在WO 2012/110924 A1或WO 2014/097181 A1中描述的纵向光学传感器(其中可能需要更多层不同类型的材料)相比时，该优点变得特别明显。然而，这里使用的较低数量的层仍然可以为纵向光学传感器提供工作实施例。然而，其它实施例同样可以适合作为用于根据本发明的纵向光学传感器的设置。
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0，但是也可以>0，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。
因此，检测器可以特别地被设计为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生成几何信息。如在WO 2012/110924 A1和WO 2014/097181 A1中描述的，可以解决模糊性和/或可以考虑到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，诸如0.1Hz至10kHz。如上所述，为此，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照射源中和/或可以独立于照射源。因此，至少一个照射源本身可以适于生成照射的上述调制，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/或具有调制传输性的至少一个装置，诸如至少一个电光装置和/或至少一个声光装置。
根据本发明，为了将如上所述的至少一个调制频率施加于光学检测器可能是有利的。然而，仍然可以直接确定纵向传感器信号而不向光学检测器施加调制频率。如下面更详细示出的，在许多相关情况下可以不需要施加调制频率，以便获取关于对象的所需纵向信息。结果，光学检测器可以因此不需要包括调制装置，这可以进一步有助于空间检测器的简单和成本有效的设置。作为另一结果，空间光调制器可以以时分复用模式而不是频率复用模式或其组合使用。
在本发明的另一方面，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位置，特别是关于至少一个对象的深度。根据本发明的用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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能够维持电流的至少一种光导材料，其中给定照射的相同总功率，材料的至少一个特性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至少一个特性；以及
-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。
根据本发明的该另一方面，传感器区域包括能够维持电流的至少一种材料，诸如金属或半导体材料。在此，给定照射的相同总功率，材料的至少一个特性取决于传感器区域中光束的束横截面，材料的该至少一个特性为材料的电导率或材料的另一种材料特性，诸如材料的热导率、吸光度、散射特性、介电特性、磁特性或光学特性，特别是偏振、反射率、折射率或透射率。
结果，纵向传感器信号取决于如这里为了根据本发明的检测器的目的而使用的材料的至少一个特性。因此，通过记录至少一个纵向传感器信号来测量至少一个特性允许确定传感器区域中光束的束横截面并且因此如上所述生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。在此，纵向信号可以是诸如电压或电流的电信号，但是可以首先是不同类型的物理信号，特别是光信号，其后可以被转换成电信号，然后可以进一步将该电信号处理为纵向传感器信号。关于本发明的该方面的更多细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的其它方面的描述。
在本发明的特别优选的实施例中，能够维持电流的材料包括同样简称为“a-Si”的非晶硅。如通常使用的，术语“非晶硅”涉及硅的非结晶同素异形体。如从当前技术水平进一步已知的，非晶硅可以通过将其沉积到合适的衬底上作为一层(特别是作为薄膜)而获得。然而，其它方法可以适用。此外，非晶硅可以特别地通过使用氢来钝化，通过该氢钝化可以使非晶硅内的多个悬挂键的数量减少数个数量级。结果，通常简称为“a-Si：H”的氢化非晶硅可以表现出少量的缺陷，因此允许使用它用于光学装置。
在该特定实施例中，纵向光学传感器可以是具有至少一个第一电极和至少一个第二电极的光电检测器，而非晶硅可以优选地位于第一电极和第二电极之间。特别地，为了利于可以入射到纵向光学传感器的光束到达包括非晶硅的层的目的，至少一个电极，特别是位于入射光束的路径内的电极可以选择为至少部分光学透明的。在此，至少部分光学透明的电极可以包括至少一种透明导电氧化物(TCO)，特别是以下中的至少一种：铟掺杂氧化锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、铝掺杂氧化锌(AZO)或钙钛矿TCO，诸如SrVO3或CaVO3，或者可替代地，金属纳米线，特别是Ag或Cu纳米线。然而，作为电极材料的其它类型的光学透明材料同样是可以适用的。也称为“背电极”的一个或多个剩余电极也可以是光学上不透明的，特别是只要它们位于纵向光学传感器内的光束的路径的外侧。在此，至少一个光学不透明电极可以优选地包括金属电极，特别是银(Ag)电极、铂(Pt)电极、铝(Al)电极或金(Au)电极中的一个或多个，或可替代地可以包括石墨烯电极。优选地，光学部透明电极可以包括均匀的金属层。可替代地，光学不透明电极可以是被布置为多个部分电极或以金属栅的形式布置的分离电极。
优选地，位于第一电极和第二电极之间的非晶硅可以以PIN二极管的形式布置。如通常使用的，术语“PIN二极管”是指包括位于n型半导体层和p型半导体层之间的i型半导体层的电子装置。从当前技术水平中已知的，在n型半导体层中，电荷载流子主要由电子提供，但在p型半导体层中，电荷载流子主要由空穴提供。在优选实施例中，p型半导体层可以部分地或全部地由非晶碳化硅构成。此外，i型半导体层包括未掺杂的本征非晶硅。特别是在本发明的纵向光学传感器中，i型半导体层可以表现出超过n型半导体层和p型半导体层中的每一个的厚度的厚度，特别地至少为2倍，优选至少5倍，更优选至少10倍或更多倍。作为示例，i型半导体层的厚度可以为从100nm至3000nm，特别是从600nm至800nm，而n型和p型半导体层的厚度可以为从5nm至100nm，特别是从10nm至60nm。
通常已知以包括非晶硅的PIN二极管的形式提供的光伏二极管表现出非线性的频率响应。结果，在纵向传感器中可以观察到正和/或负的FiP效应，而且，该纵向传感器在0Hz至50kHz的光束的调制频率的范围中可以基本上是频率无关的。下面将更详细地介绍表明所提到的特征的发生的实验结果。此外，与其它已知的FiP装置相比，包括非晶硅的光学检测器可以表现出相应半导体材料的丰度、容易的生产流程以及相当高的信噪比的特定优点。
此外，考虑PIN二极管的外部量子效率相对入射光束的波长的行为可以提供对PIN二极管可以特别适合的入射光束的波长范围的洞悉。在此，术语“外部量子效率”是指可以有助于本传感器中的光电流的光子通量的一部分。结果，包括非晶硅的PIN二极管可以在从380nm延伸到700nm的波长范围内表现出针对外部量子效率的特别高的值，而对于该范围之外的波长，特别是对于低于380nm的波长，即在UV范围内，以及对于700nm以上的波长，特别是在NIR范围内的波长，外部量子效率可能较低，因此在800nm以上微乎其微。因此，当入射光束具有覆盖大多数可见光谱范围的范围内(尤其是从380nm至700nm)的波长时，在半导体层中的至少一个半导体层中包括非晶硅的PIN二极管可以优选地用于根据本发明的用于至少一个对象的光学检测的检测器中。
可替代地，可以提供另外的PIN二极管，当入射光束可以具有在UV光谱范围内的波长时，其可以优选地用于根据本发明的检测器中。如在此所使用的，术语“UV光谱范围”可以覆盖从1nm至400nm，特别是从100nm至400nm的电磁光谱的划分，并且可以被细分为如由ISO标准ISO-21348推荐的多个范围，其中这里提供的替代PIN二极管可以特别适用于从400nm至315nm的紫外线A范围(缩写为“UVA”)，和/或从315nm至280nm的紫外线B范围(缩写为“UVB”)。为此，替代的PIN二极管可以表现出与包括如以上和/或以下描述的非晶硅的PIN二极管相同或相似的布置，其中非晶硅(a-Si)或氢化非晶硅(a-Si：H)分别可以至少部分地由硅和碳的非晶态合金(a-SiC)或优选地由氢化非晶态硅碳合金(a-SiC：H)替代。这种替代的PIN二极管可以在UV波长范围内(优选在从280nm至400nm的完整UVA和UVB波长范围内)表现出高的外部量子效率。在此，氢化非晶态硅碳合金(a-SiC：H)优选可以通过使用SiH4和CH4作为过程气体在等离子体增强沉积工艺中产生。然而，用于提供a-SiC：H的其它制造方法同样可以适用。
如从现有技术中已知的，包括氢化非晶态硅碳合金a-SiC：H的层通常可以表现出与包括氢化非晶硅a-Si：H的层中的电子迁移率相比显著更小的空穴迁移率。因此，包括a-SiC：H的层可用作p掺杂空穴提取层，该p掺杂空穴提取层特别地布置在光束可以进入装置的装置的一侧。作为该布置的结果，可以显著减少空穴可能必须行进以便能够对光电流有贡献的距离。因此，在根据本发明的检测器中提供PIN二极管是有利的，其中p型半导体层可以表现出从2nm至20nm，优选从4nm至10nm，诸如约5nm的厚度。仍然，具有UV光谱范围内(尤其是在UVA光谱范围和/或UVB光谱范围内)的波长的可以入射到包括这种薄p型半导体层的PIN二极管的一侧上的特定光束的可以在其中被吸收。此外，这种薄层可以进一步允许电子穿过该层，并且从而进入PIN二极管的相邻i型半导体层。在此，同样可以优选包括a-SiC：H的i型半导体层可以等同地表现出从2nm至20nm的厚度，优选为从4nm至10nm的厚度，诸如约5nm的厚度。然而，半导体层中的至少一个可以包括至少部分a-SiC：H的其它种类的PIN二极管同样可能是可行的。
如上所述，涉及光电流的产生的非线性效应可构成纵向传感器中发生FiP效应的基础，该纵向传感器配备有包括这些种类的半导体层的PIN二极管。结果，这种纵向传感器可以特别地用于可能需要UV响应的应用中，诸如用于能够观察UV光谱范围中的光学现象，或者用于UV响应是合适的应用中，诸如当可以使用发射在UV光谱范围内的至少一个波长的有源(active)目标时。
可替代地，可以提供另外的PIN二极管，当入射光束可以具有在NIR光谱范围内的波长时，其可以优选地用于根据本发明的检测器中。如在此所使用的，术语“NIR光谱范围”(其同样可以缩写为“IR-A”)可以覆盖如由ISO标准ISO-21348推荐的从760nm至1400nm的电磁光谱的划分。为此，替代的PIN二极管可以表现出与包括如以上和/或以下描述的非晶硅的PIN二极管相同或类似的布置，其中非晶硅(a-Si)或氢化非晶硅(a-Si：H)分别可以至少部分地由微晶硅(μc-Si)(优选氢化微晶硅(μc-Si：H))或锗和硅的非晶态合金(a-GeSi)(优选氢化非晶态锗硅合金(a-GeSi：H))中的一个替代。这种另外种类的PIN二极管可以在这样的波长范围内表现出高的外部量子效率，即该波长范围可以至少部分地覆盖从760nm至1400nm，特别是至少从760nm至1000nm的NIR波长范围。通过示例的方式，包括μc-Si的PIN二极管在大约从500nm延伸到1100nm的波长范围内具有不可忽略的量子效率。
在此，氢化微晶硅(μc-Si：H)可优选从SiH4和CH4的气体混合物产生。结果，可以获得衬底上的两相材料，其包括具有5nm至30nm的典型尺寸并且位于相对于彼此间隔开10nm至200nm的衬底材料的有序列之间的微晶。然而，同样可以应用用于提供μc-Si：H的另一种生产方法，其会导致(但是不一定)μc-Si：H的替代布置。此外，氢化非晶态锗硅合金(a-GeSi：H)可以优选地通过在公共反应器内使用SiH4、GeH4和H2作为过程气体来产生。此外，用于提供a-GeSi：H的其它产生方法可能是可行的。
将μc-Si：H和a-GeSi：H与a-Si：H比较，包括μc-Si：H和a-GeSi：H的半导体层可以具有类似的或增加的电荷载流子的无序诱导的定位，因此，表现出相当非线性的频率响应。如上所述，这可以构成在纵向传感器中发生FiP效应的基础，该纵向传感器配备有包括这些种类的半导体层的PIN二极管。结果，这种纵向传感器可以特别地用于可能需要NIR响应的应用中，诸如在夜视或雾觉中，或者用于NIR响应是合适的应用中，诸如当可以使用发射在NIR光谱范围内的至少一个波长的有源目标时，例如在当通过使用NIR照射源可以使动物或人类不受干扰时可能是有利的情况下。
在本发明的另一方面，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位置，具体是关于至少一个对象的深度。根据本发明用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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传感器区域中光束的束横截面，其中给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面，使得纵向传感器信号的幅度随着由光束在传感器区域中生成的光斑的横截面减小而减小；以及
-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。
根据本发明的该另一方面，给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面。在此，可以观察到至少一个纵向传感器信号对传感器区域中光束的束横截面的相关性，根据该相关性，纵向传感器信号的幅度随着由光束在传感器区域中生成的光斑的横截面减小而减小。如上所述，该观察可以被称为“负的FiP”效应。
因此，记录至少一个纵向传感器信号允许确定传感器区域中光束的束横截面，并且因此如上所述生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。关于本发明的该方面的更多细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的其它方面的描述。
在本发明的另一方面，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位置，具体是关于至少一个对象的深度。根据本发明用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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传感器区域中光束的束横截面，其中给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面，其中纵向传感器信号的极小值在传感器区域由光束以最小可得束横截面入射的条件下发生；以及
-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。
根据本发明的该另一方面，给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该至少一个纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面。在此，可以观察到至少一个纵向传感器信号对传感器区域中光束的束横截面的相关性，根据该相关性，纵向传感器信号的极小值在传感器区域由光束以最小可得束横截面入射的条件下发生，特别是当材料可以位于如由包括在光学检测器中的光学透镜实现的焦点处或附近时。如上所述，该观察提供了对所谓的“负的FiP”效应的不同描述。
因此，记录至少一个纵向传感器信号允许确定传感器区域中光束的束横截面，并且因此如上所述生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。关于本发明的该方面的更多细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的其它方面的描述。
在本发明的该另一方面，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位置，具体是关于至少一个对象的深度。根据本发明用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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传感器区域中光束的束横截面，其中纵向传感器在0Hz至500Hz的光束的调制频率的范围内基本上是频率独立的；以及
-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。
根据本发明的另一方面，给定照射的相同总功率，纵向光学传感器取决于传感器区域中光束的束横截面。在此，纵向传感器在0Hz至500Hz的光束的调制频率的范围内基本上是频率独立的。因此，术语“基本上”描述当光束的调制频率在指示的频率范围内变化时，纵向传感器的幅度变化小于10％，优选小于1％的观察。如上所述，该描述是指“FiP”效应同样可以在低频率处发生的观察，特别是在0Hz处，其指示除了在围绕光学检测器附近的不可避免的自然或技术上出现的调制频率之外，不存在调制频率。
因此，在指示的频率范围内记录至少一个纵向传感器信号允许确定传感器区域中的光束的束横截面，并且因此如上所述生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。关于本发明的该方面的更多细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的其它方面的描述。
在本发明的另一方面，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位置，具体是关于至少一个对象的深度。根据本发明用于至少一个对象的光学检测的检测器包括：
-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传感器区域中光束的束横截面，其中纵向光学传感器包括以光导模式驱动的至少一个光电二极管，其中给定相同的总功率照射，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
-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。
根据本发明的该另一方面，纵向光学传感器包括在传感器区域内以光导模式驱动的至少一个光电二极管。如在此所使用的，“光电二极管”是指已知的电子元件，该已知的电子元件包括导电材料，特别是半导体材料，其表现出pn结或PIN结构，即光电二极管内部的至少两种类型的材料，其中至少两种类型的材料包括称为“p型”和“n型”材料的不同种类的掺杂，该“p型”和“n型”材料可进一步由本征“i”型区域分离。通常用于光电二极管的已知材料包括硅(Si)、锗(Ge)、砷化铟镓(InGaAs)、硫化铅(II)(PbS)和碲化汞镉(HgCdTe)。然而，其它材料可能是可行的。
如在此所使用的，“光导模式”是指利用光电二极管的电路，其中至少一个光电二极管包括在反向偏置模式中，即，其中光电二极管的阴极采用相对于阳极的正电压驱动。这与使用零偏压的所谓“光伏模式”相反。一般来说，将光导模式应用于光电二极管会导致观察到，给定照射的相同总功率，发现光电流取决于传感器区域中光束的束横截面。因此，由于纵向传感器信号取决于电导率，记录至少一个纵向传感器信号因此允许确定传感器区域中光束的束横截面，并且因此如上所述，生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
给定照射的相同总功率，发现光电流取决于传感器区域中光束的束横截面的观察可以进一步用于通过向光电二极管施加不同的偏置电压来电调节包括至少一个光电二极管的纵向光学传感器的电导率。在此，纵向光学传感器的电导率可通过使用偏置电压源来电调节。为此，偏置电压源可以被配置为以特别地可以通过使用切换装置在纵向光学传感器的至少两个操作模式之间切换的方式，向光电二极管施加至少两个不同的偏置电压。
因此，一方面，可以以光电二极管因此可以以光导模式驱动的方式将非零偏置电压施加到光电二极管，具体是反向偏置模式，诸如在本申请其它地方所描述的。在这种第一种情况下，纵向光学传感器因此可以被认为是采用第一操作模式。另一方面，可以使用零偏置，使得光电二极管可以是未偏置的，并且因此在如上所述的光伏模式中被驱动。在这种第二种情况下，纵向光学传感器因此可以被认为是采用第二操作模式。因此，切换装置可以适于对偏置电压源施加影响，以便设定偏置电压，诸如这里所描述的。如在此所使用的，术语“操作模式”可以指纵向光学传感器的确定状态，特别是指操作状态。在此，操作模式可以取决于纵向光学传感器的电导率的可调节值，使得纵向光学传感器在第一操作模式中可以生成第一纵向传感器信号，并且在第二操作模式中生成第二纵向传感器信号，其中第一纵向传感器信号和第二纵向传感器信号彼此不同。结果，纵向光学传感器可以因而被配置为在至少两种操作模式中对至少一个对象进行光学检测。在此，调节纵向光学传感器可能需要一定的时间周期，以便在偏置电压改变之后进入改变的操作模式。然而，在第一操作模式中检测光电流和随后的第二操作模式中检测光电流之间的时间周期或反之亦然可以被布置为尽可能短。
关于本发明的该方面的更多细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的其它方面的描述。
在另外优选实施例中，如包括在这种FiP装置中的光电二极管可以以薄膜太阳能电池的形式布置，该薄膜太阳能电池具有至少一种p型吸收体材料、至少一个n型半导体层以及另外至少一对电极。在此，p型吸收体材料和n型半导体层形成光电二极管，同时可以需要电极来收集电荷载流子。此外，该类型的薄膜太阳能电池中可以存在其他种类的层，特别是至少一个衬底、至少一个背接触层、至少一个缓冲层和/或至少一个保护层。稍后将更详细地描述这种薄膜太阳能电池的优选配置的特定示例，该薄膜太阳能电池可以特别适于用做根据本发明的纵向光学传感器中的光电二极管中的一个。
特别地，用于本发明目的的p型吸收体材料可以表现出类金刚石结构，因此包括多个四价原子。结果，p型吸收体材料可以选自金刚石(C)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、硅锗(SiGe)或锗(Ge)中的一种或多种。可替代地，p型吸收体材料可以表现出改性的类金刚石结构，其中类金刚石结构的四价原子中的一个或多个可以被原子组合取代，该原子组合特别地可以影响改性结构内的四价电子的平均值。作为示例，包括周期表III和V族中的每一个的一种化学元素的III-V化合物可适用于该目的，因为共同包括2×4＝8价电子的两个四价原子可以相应地由3+5＝8价电子取代。作为另外的示例，同样可以使用包括来自I和III族中的每一个的一种化学元素和来自VI族的两种化学元素的I-III-VI2化合物，因为共同包括4×4＝16价电子的4个四价原子可在这里由1+4+(2×6)＝16价电子取代。然而，其它种类的组合同样可能是可行的。
因此，p型吸收体材料优选地可以选自包括如下的组：
-III-V族化合物，特别是锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、砷化铟镓(InGaAs)或磷化铝镓(AlGaP)；
-II-VI族化合物，特别是碲化镉(CdTe)或碲化汞镉(HgCdTe，同样简称为“MCT”)，其可以被认为是CdTe和HgTe的II-VI三元合金；
-I-III-VI2族化合物，特别是二硫化铜铟(CuInS2；CIS)，更优选硒化铜铟镓(CIGS)，其可以被认为是硫化铜铟(CIS)和二硒化铜镓(CuGaSe2)的固溶体，因此，其包括CuInxGa(1-x)Se2的化学式，其中x可以从0(即纯CuGaSe2)变化到1(即纯CIS)；
-I2-II-IV-VI4族化合物，特别是硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铜锌锡(CZTSe)或铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)；以及
-卤化物钙钛矿化合物，尤其是包括碱性阳离子，或者，特别是有机-无机卤化物钙钛矿化合物，诸如甲基铵金属卤化物(CH3NH3MX3，其中，M为二价金属，诸如Pb或Sn，X＝Cl、Br或I)，优选碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)。
因此，可能尤其优选的是诸如CZTS的化合物，该CZTS既不包括诸如铟(In)的稀有化学元素，也不包括诸如镉(Cd)的有毒化学元素。然而，另外类型的化合物和/或另外的示例同样可能是可行的。
此外，然而，进一步的考虑可以涉及特定关于作为入射光束的波长的函数的吸收率的所提出的p型吸收体材料的灵敏度。在该方面，提及的I-III-VI2族化合物CIS和CIGS以及所提到的I2-II-IV-VI4族化合物CZTS、CZTSe和CZTSSe可以在从780nm至1300nm的可见光谱范围和NIR光谱范围内用于相关目的。然而，对于更长的波长，特别是在1300nm以上，II-VI族化合物InSb和HgCdTe(MCT)可以是优选的选择。
此外，该类型的薄膜太阳能电池中的n型半导体层可以优选地包括硫化镉(CdS)，或者特别为了避免有毒的镉(Cd)，可以包括硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)或氢氧化锌(ZnOH)中的一种或多种。
在本发明的另一方面，提出了包括根据前述实施例中任一项的至少两个个体检测器的布置，优选地可以放置在两个不同位置处的两个或三个个体的光学传感器的布置。在此，优选地，至少两个检测器可以具有相同的光学特性，但是同样可以相对于彼此不同。另外，该布置可以进一步包括至少一个照射源。在此，可以通过使用生成初级光的至少一个照射源照射至少一个对象，其中至少一个对象弹性或非弹性地反射初级光，从而生成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构成部分。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的测量体积的目的。
在该方面，个体光学传感器可以优选地与由检测器包括的其它个体光学传感器分隔开，以便允许获得可以与其它个体光学传感器拍摄的图像不同的个体图像。特别地，个体光学传感器可以以准直的布置被布置在单独的束路径中，以便生成单个圆形的三维图像。因此，单独的光学传感器可以以它们被定位成平行于光轴的方式对准，并且另外可以表现出在垂直于检测器的光轴的取向中的个体移位。在此，可以通过适当的措施，诸如通过调节个体光学传感器和/或相应的传送元件的位置和取向来实现对准。因此，以它们能够生成或增加深度信息的感知的方式，尤其是以深度信息可以通过组合视觉信息来获得的方式，两个个体光学传感器可以优选地被间隔开，该视觉信息如从具有重叠视场的两个个体的光学传感器导出，诸如通过双目视觉获得的视觉信息。为此，个体光学传感器可以优选地彼此间隔开1cm至100cm，优选10cm至25cm的距离，如在垂直于光轴的方向中确定的。如在此所使用的，本实施例中提供的检测器可以特别地是将在下面更详细描述的“立体系统”的一部分。除了允许立体视觉之外，主要基于多于一个光学传感器的使用的立体系统的进一步的特定优点可以特别地包括总强度的增加和/或较低的检测阈值。
在本发明的另一方面，提出了一种用于在用户和机器之间交换至少一个信息项的人机接口。所提出的人机接口可以利用以下事实：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使用，以向机器提供信息和/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/或根据如以下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借助于检测器生成用户的至少一个几何信息项，其中人机接口被设计为将几何信息分配给至少一个信息项，特别是分配给至少一个控制命令。
在本发明的另一方面，公开了一种用于执行至少一个娱乐功能的娱乐装置。如在此所使用的，娱乐装置是可以用于一个或多个用户(在下文中同样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，优选地是计算机游戏。另外或可替代地，娱乐装置同样可以用于其它目的，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到计算机、计算机网络或计算机系统中，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，诸如根据以上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借助于人机接口来输入。至少一个信息项可以被发送到娱乐装置的控制器和/或计算机和/或可被娱乐装置的控制器和/或计算机使用。
在本发明的另一方面，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。如在此所使用的，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。此外，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，诸如在以上列出的一个或多个实施例中公开的和/或如在下面的一个或多个实施例中公开的至少一个检测器。跟踪系统进一步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，其允许可靠地获取关于在两个或更多个检测器之间的重叠体积中的至少一个对象的深度信息。轨迹控制器适于跟踪对象的一系列位置，每一个位置包括关于对象在特定时间点的位置的至少一个信息项。
跟踪系统可以进一步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WO 2014/097181 A1。跟踪系统优选地被适配为使得检测器可以生成关于至少一个信标装置的对象的位置的信息，特别是生成关于包括表现出特定光谱灵敏度的特定信标装置对象的位置的信息。因此，可以由本发明的检测器优选地以同时的方式跟踪表现出不同光谱灵敏度的一个以上的信标。在此，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于生成待发送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于反射由照射源生成的光的至少一个反射器，从而生成待发送到检测器的反射光束。
在本发明的另一方面，提供了一种用于确定至少一个对象的至少一个位置的扫描系统。如在此所使用的，扫描系统是适于发射至少一个光束的装置，所述至少一个光束被配置为用于照射位于至少一个对象的至少一个表面的至少一个点(dot)，并且用于生成关于该至少一个点与该扫描系统之间的距离的至少一个信息项。为了生成关于该至少一个点和该扫描系统之间的距离的至少一个信息项，扫描系统包括根据本发明的至少一个检测器，诸如如在上面列出的一个或多个实施例中所公开的和/或如以下一个或多个实施例中所公开的至少一个检测器。
因此，扫描系统包括至少一个照射源，其适于发射被配置用于照射位于至少一个对象的至少一个表面的至少一个点的至少一个光束。如在此所使用的，术语“点”是指可以例如由扫描系统的用户选择以由照射源照射的对象表面的一部分上的小区域。优选地，点可以表现出这样的一个尺寸，其一方面该尺寸可以尽可能小，以便允许扫描系统确定由扫描系统包括的照射源与该点所位于的对象表面的该部分之间的距离的值尽可能精确，并且另一方面该点可以尽可能大，以便允许扫描系统的用户或扫描系统本身特别地通过自动程序检测对象表面相关部分上的点的存在。
为此，照射源可以包括人造照射源，特别是至少一个激光源和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体光源，例如至少一个发光二极管，特别是有机和/或无机发光二极管。由于其通常限定的束分布和其它可操作性的特性，使用至少一个激光源作为照射源是特别优选的。在此，单个激光源的使用可以是优选的，特别是在提供可以由用户容易地存储和传送的紧凑扫描系统是重要的情况下。因此，照射源可以优选地是检测器的构成部分，并且因此可以特别地集成到检测器中，诸如集成到检测器的壳体中。在优选的实施例中，特别地，扫描系统的壳体可以包括被配置用于诸如以易于阅读的方式向用户提供距离相关的信息的至少一个显示器。在另一个优选的实施例中，特别地，扫描系统的壳体另外可以包括至少一个按钮，该按钮可被配置为用于操作与扫描系统相关的至少一个功能，诸如用于设置一个或多个操作模式。在另一优选实施例中，特别地，扫描系统的壳体另外可以包括可配置成用于将扫描系统固定到另一表面的至少一个紧固单元，诸如橡胶脚、基板或壁保持器，诸如包括磁性材料，特别是用于提高距离测量的精度和/或由用户对扫描系统的可操作性。
在特别优选的实施例中，扫描系统的照射源可以由此发射单个激光束，该单个激光束可被配置为用于照射位于对象的表面处的单个点。通过使用根据本发明的至少一个检测器，可以由此生成关于至少一个点与扫描系统之间的距离的至少一个信息项。因此，优选地，诸如通过利用如由至少一个检测器包括的评估装置，可以确定如由扫描系统所包括的照射系统和如由照射源生成的单点之间的距离。然而，扫描系统可以进一步包括可以特别地适用于该目的的附加评估系统。可替代地或另外，可以考虑扫描系统的尺寸，特别是扫描系统的壳体的尺寸，并且因此替代地可确定扫描系统的壳体上的特定点(诸如壳体的前边缘或后边缘)与单个点之间的距离。
可替代地，扫描系统的照射源可以发射两个个体激光束，该两个单独的激光束可以被配置为提供在束的发射方向之间相应角度，诸如直角，由此可以照射位于相同对象表面处或在两个单独对象处的两个不同表面处的两个相应的点。然而，对于两个个体激光束之间的相应角度的其它值同样可能是可行的。特别地，该特征可以用于间接测量功能，诸如用于导出不可直接进入的(诸如由于扫描系统和点之间存在一个或多个障碍物)或其他难以到达的间接距离。通过示例的方式，因此通过测量两个个体距离并通过使用毕达哥拉斯(Pythagoras)公式导出高度，可以确定对象的高度的值。特别是为了能够保持关于对象的预定义水平，扫描系统可以进一步包括至少一个调平单元，特别是集成的气泡小瓶，其可以用于由用户保持预定义水平。
作为另一替代，扫描系统的照射源可以发射多个个体激光束，诸如激光束阵列，其可以相对于彼此表现相应间距(特别是规则间距)，并且可以以为了生成位于至少一个对象的至少一个表面上的点阵列的方式布置。为此，可以提供特别适合的光学元件，诸如分束器件和反射镜，其可以允许生成所描述的激光束阵列。
因此，扫描系统可以提供放置在一个或多个对象的一个或多个表面上的一个或多个点的静态布置。可替代地，扫描系统的照射源，特别是一个或多个激光束，诸如上述激光束阵列，可以被配置为用于提供一个或多个光束，该一个或多个光束可表现出随时间变化的强度和/或可以在一段时间内经受交替的发射方向。因此，照射源可以被配置为通过使用如由扫描装置的至少一个照射源产生的具有交替特征的一个或多个光束来扫描至少一个对象的至少一个表面的一部分作为图像。特别地，扫描系统因此可以使用至少一个行扫描和/或线扫描，以便顺序地或同时地扫描一个或多个对象的一个或多个表面。
在本发明的另一方面，提供了一种用于生成至少一个对象的至少一个单个的圆形三维图像的立体系统。如在此所使用的，如上面和/或下面所公开的立体系统可以包括至少两个FiP传感器作为光学传感器，其中第一FiP传感器可以包括在跟踪系统中，特别是在根据本发明的跟踪系统中，而第二FiP传感器可以包括在扫描系统中，特别是在根据本发明的扫描系统中。在此，优选地，FiP传感器可以以准直的布置被布置在单独的束路径中，诸如通过将平行于光轴并且垂直于立体系统的光轴单独移位的FiP传感器对准。因此，FiP传感器能够生成或增加深度信息的感知，尤其是通过从个体FiP传感器导出的视觉信息的组合获得深度信息，这些个体FiP传感器具有重叠视场并且优选地对个体调制频率敏感。为此，个体FiP传感器可以优选地彼此间隔开1cm至100cm，优选10cm至25cm的距离，如在垂直于光轴的方向中确定的。在该优选的实施例中，跟踪系统因此可用于确定调制的有源目标的位置，而适于将一个或多个点投射到一个或多个对象的一个或多个表面上的扫描系统可以用于生成关于该至少一个点与该扫描系统之间距离的至少一个信息项。另外，立体系统可以进一步包括单独的位置敏感装置，该位置敏感装置适于生成关于在该申请的其它地方描述的图像内的至少一个对象的横向位置的信息项。
除了允许立体视觉之外，主要基于多于一个的光学传感器的使用的立体系统的另外的特定优点可以特别包括总强度的增加和/或较低的检测阈值。此外，虽然在包括至少两个常规位置敏感装置的常规立体系统中，必须通过应用相当大的计算量确定相应图像中的对应像素，但是在包括至少两个FiP传感器的根据本发明的立体系统中，通过使用FiP传感器记录的相应图像中的对应像素显然可以相对于彼此分配，其中FiP传感器中的每一个可以以不同的调制频率操作。因此，可以强调的是，根据本发明的立体系统可以允许用减少的努力生成关于对象的纵向位置以及关于对象的横向位置的至少一个信息项。
对于立体系统的进一步的细节，可以分别参考跟踪系统和扫描系统的描述。
在本发明的另一方面，公开了一种用于对至少一个对象成像的相机。相机包括诸如在上面给出或下文进一步详细给出的一个或多个实施例中公开的根据本发明的至少一个检测器。因此，检测器可以是摄影装置的一部分，具体是数字相机的一部分。具体地，检测器可以用于3D摄影，具体用于数字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。如在此所使用的，术语“摄影”通常是指获取至少一个对象的图像信息的技术。如在此进一步使用的，“相机”通常是适于执行摄影的装置。如在此进一步使用的，术语“数字摄影”通常是指通过使用适于生成指示照射强度的电信号(优选数字电信号)的多个光敏元件来获取至少一个对象的图像信息的技术。如在此进一步使用的，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相机是适于执行3D摄影的装置。相机通常可以适于获取单个图像，诸如单个3D图像，或者可以适于获取多个图像，诸如图像序列。因此，相机同样可以是适于视频应用(诸如用于获取数字视频序列)的相机。
因此，通常，本发明进一步涉及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，如在此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，相机可以适于获取单个图像或适于获取多个图像，诸如图像序列，优选地适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视频相机。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。
在本发明的另一方面，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，诸如利用根据上面公开的或下面进一步详细公开的一个或多个实施例的至少一个检测器。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，可能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，可以重复地执行两个或更多个或甚至所有方法步骤两次或甚至两次以上。
根据本发明的方法包括以下步骤：
-通过使用至少一个纵向光学传感器生成至少一个纵向传感器信号，其中纵向传感器信号取决于由光束对纵向光学传感器的传感器区域的照射，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，其中传感器区域包括至少一个光导材料，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
-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，在优选的实施例中，光导材料可以被提供为包括胶体量子点(CQD)的薄膜。在此，优选地，可以将CQD膜沉积到第一导电层上，其中第一导电层可以包括至少部分透明的半导体材料，其优选地可以选自包括至少部分透明的半导体金属氧化物或其掺杂变体的组，特别地选自氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(SnO2:F；FTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(SnO2/Sb2O5)或钙钛矿TCO，诸如SrVO3或CaVO3，或可替代地，选自金属纳米线，诸如Ag或Cu纳米线。在此，CQD膜可以被提供为在非极性有机溶剂中的量子点的溶液，其中溶剂可优选选自包括辛烷、甲苯、环己烷、正庚烷、苯、氯苯、乙腈、二甲基甲酰胺(DMF)和氯仿的组。优选地，量子点可以以10mg/ml至200mg/ml，优选为50mg/ml至100mg/ml的浓度被提供在有机溶剂中。
通常，CQD膜可以被提供为单层或至少两个单独处理的层，优选为确切的两个单独的层。然而，三、四、五或六个单独处理同样可能是可行的。无论单层还是多层可以被处理，优选可以通过以下方法提供CQD膜：通过沉积方法，优选通过涂覆方法，更优选通过旋涂或狭缝涂覆；通过喷墨打印；或通过刮刀涂覆方法。在此，CQD膜可以用有机试剂进行处理，其中有机试剂可优选选自包括硫醇和胺的组，特别是选自1,2-乙二硫醇(edt)、1,2-和1,3-苯二硫醇(bdt)和丁胺。通过示例的方式，为了处理包括硫化铅量子点(PbS CQD)的胶体膜，已经成功地利用了有机试剂丁胺。然而，其它有机试剂，诸如1,2-乙二硫醇、1,2-和/或1,3-苯二硫醇(bdt)或油酸同样可能是可行的。在用有机试剂处理后，CQD膜优选在50℃至250℃、优选在80℃至180℃、更优选在100℃至120℃的温度下被干燥。如上进一步所述，在将CQD膜沉积到阻挡层上之前，首先可以将n型材料层以直接方式沉积到第一导电层上。在此，阻挡层可以包括导电材料的薄膜，优选二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)。
如以上进一步所描述的，第二导电层可以另外沉积在单个或多个CQD膜上，其中第二导电层可以包括至少部分透明的半导体材料，或者优选地地不透明的导电材料，更优选的蒸镀的金属层，特别是银、铝、铂、铬、钛或金中的一种或多种；或者可替代地，石墨烯层。
可替代地，第二导电层可以包括导电聚合物层，特别是聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)或PEDOT和聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)的分散体。在此，包括蒸镀的金属接触的分离电极可以另外布置在导电聚合物层的顶部，其中蒸镀的金属接触特别地可以包括银、铝、铂、钛、铬或金中的一种或多种；或者可替代地，石墨烯层。
对于根据本发明的方法的进一步细节，可以参考如以上和/或以下提供的光学检测器的描述。
在本发明的另一方面，公开了根据本发明的检测器的用途。其中，提出了用于确定对象的位置，特别是深度的目的的检测器的用途，特别是为了从以下组中选择的用途的目的：远距离测量，特别是在交通技术中；位置测量，特别是在交通技术中；娱乐应用；安全应用；人机接口应用；跟踪应用；扫描应用；立体视觉应用；摄影应用；成像应用或相机应用；用于生成至少一个空间的地图的测图应用；用于车辆的归位或跟踪信标检测器；具有热特征的对象的距离和/或位置测量(比背景更热或更冷)；机器视觉应用；机器人应用。
具体地，特别地取决于为相应的传感器区域选择的光导材料的种类，根据本发明的光学检测器可以用作针对在相当宽的光谱范围内的电磁波的光学检测器。在该方面，紫外线(UV)、可见光、近红外(NIR)、红外(IR)、远红外(FIR)光谱范围可以是特别优选的。作为非限制性示例，可以特别地选择以下种类的光导材料：
-用于UV光谱范围的掺杂金刚石(C)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)或碳化硅(SiC)；
-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；
-用于NIR光谱范围的砷化铟镓(InGaAs)、硅(Si)、锗(Ge)、碲化镉(CdTe)、硫化铜铟(CuInS2；CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)，包括硫化铅(PbS)的量子点，其中对于高于850nm的波长，CdTe、CIS、CIGS和CZTS是特别优选的；
-用于IR光谱范围的硫化铅(PbS)；以及
-用于FIR光谱范围的硒化铅(PbSe)、碲化汞镉(HgCdTe；MCT)或锑化铟(InSb)。
在该方面，可以特别强调的是，许多所提到的光导材料是众所周知作为成本有效的、长期稳定和可靠的材料，其经过多年开发，尤其是针对优化的感测，特别是针对所示的光谱范围。因此，如本发明所提出的，可以认为本发明的特定优点能够适于商业上已经可获得的用于扩展目的的材料。
根据本发明的光学检测器的进一步用途同样可以涉及光导电池已成功应用的应用的组合，诸如确定对象的存在或不存在；扩展光学应用，例如相机曝光控制、自动滑动调焦、自动后视镜、电子秤、自动增益控制，特别是在调制光源中、自动前照灯调光器、夜(街)灯控制、油燃烧器火焰喷出或烟雾检测器；或其它应用，诸如在密度计中，例如，确定复印机中调色剂的密度；或在比色测量中。
因此，通常，根据本发明的装置，诸如检测器，可以应用于各种使用领域。具体地，可以将检测器应用于从以下组中选择的用途目的：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；用于生成至少一个空间的地图的测图应用，诸如选自房间、建筑物和街道的组中的至少一个空间；移动应用；网络摄像头；音频装置；杜比环绕音响系统；计算机外围装置；游戏应用；相机或视频应用；安全应用；监视应用；汽车应用；运输应用；医疗应用；运动应用；机器视觉应用；车辆应用；飞机应用；船舶应用；航天器应用；建筑应用；施工应用；制图应用；制造应用；与至少一种当前技术水平的感测技术(诸如飞行时间检测器、雷达、激光雷达、超声波传感器或干涉测量)结合使用。另外或可替代地，可以指定在尤其是基于地标的定位和/或导航的本地和/或全球定位系统中的应用，具体是用于汽车或其它车辆(诸如火车、摩托车、自行车，用于货物运输的卡车)、机器人中或由行人使用。此外，室内定位系统可以被指定为潜在应用，诸如用于家庭应用和/或用于在制造、物流、监视或维护技术中使用的机器人。
因此，首先，根据本发明的装置可以用于移动电话、平板计算机、膝上型计算机、智能面板或其它固定或移动或可穿戴计算机或通信应用中。因此，根据本发明的装置可以与至少一个有源光源(诸如发射在可见光范围或红外光谱范围中的光的光源)组合，以便提高性能。因此，作为示例，根据本发明的装置可以用作相机和/或传感器，诸如与用于扫描和/或检测环境、对象和生物的移动软件组合。根据本发明的装置甚至可以与2D相机(诸如常规相机)组合，以便增加成像效果。根据本发明的装置可以进一步用于监视和/或用于记录目的，或者作为输入装置以控制移动装置，尤其是与语音和/或手势识别相结合。因此，具体地，用作人机接口(同样称为输入装置)的根据本发明的装置可以用于移动应用中，诸如用于经由移动装置(诸如移动电话)控制其它电子装置或组件。作为示例，包括根据本发明的至少一个装置的移动应用可以用于控制电视机、游戏控制台、音乐播放器或音乐装置或其它娱乐装置。
此外，根据本发明的装置可以用于网络摄像头或用于计算应用的其它外围装置。因此，作为示例，根据本发明的装置可以与用于成像、记录、监视、扫描或运动检测的软件组合使用。如在人机接口和/或娱乐装置的背景中所描述的，根据本发明的装置对于通过面部表情和/或身体表达来给出命令是特别有用的。根据本发明的装置可以与其它输入生成装置组合，像例如鼠标、键盘、触摸板、麦克风等。此外，根据本发明的装置可以诸如通过使用网络摄像头而用于游戏应用中。此外，根据本发明的装置可以用于虚拟训练应用和/或视频会议中。此外，根据本发明的装置可以用于识别或跟踪在虚拟或增强现实应用中使用的手、手臂或对象，尤其是当佩戴头戴式显示器时。
此外，根据本发明的装置可以用于移动音频装置、电视装置和游戏装置中，如以上部分地描述的。具体地，根据本发明的装置可以用作用于电子装置、娱乐装置等的控制器或控制装置。此外，根据本发明的装置可以用于眼睛检测或眼睛跟踪，诸如在2D和3D显示技术中，尤其是采用用于增强现实应用的透明显示器，和/或用于识别是否正在观看显示器和/或从哪个角度观看显示器。此外，特别是当佩戴头戴式显示器时，根据本发明的装置可以用于探索与虚拟或增强现实应用相关联的房间、边界、障碍物。
此外，根据本发明的装置可以用于或用作数码相机，诸如DSC相机；和/或用于或用作反射相机，诸如SLR相机。对于这些应用，可以参考根据本发明的装置在如上所公开的诸如移动电话的移动应用中的用途。
此外，根据本发明的装置可以用于安全或监视应用。因此，作为示例，根据本发明的至少一个装置可以与一个或多个数字和/或模拟电子部件组合，如果对象在预定区域内部或外部(例如用于银行或博物馆中的监视应用)则该一个或多个数字和/或模拟电子部件将给出信号。具体地，根据本发明的装置可以用于光学加密。通过使用根据本发明的至少一个装置的检测可以与其它检测装置组合以补充波长，诸如与IR、X射线、UV-VIS、雷达或超声波检测器组合。根据本发明的装置可以进一步与主动红外光源组合以允许在低光环境中检测。与有源检测器系统相比，根据本发明的装置通常是有利的，具体地是因为根据本发明的装置可以避免主动发送可以由第三方检测到的信号，如在例如在雷达应用、超声波应用、LIDAR或类似的有源检测器装置的情况下。因此，通常，根据本发明的装置可以用于无法识别和不可检测的移动对象的跟踪。另外，根据本发明的装置与常规装置相比通常不太易于操纵和刺激。
此外，考虑到通过使用根据本发明的装置的3D检测的容易性和准确性，根据本发明的装置通常可以用于面部、身体和人的识别和标识。其中，根据本发明的装置可以与用于识别或个性化目的的其它检测装置组合，诸如密码、指纹、虹膜检测、语音识别或其它手段。因此，通常，根据本发明的装置可以用于安全装置和其它个性化应用中。
此外，根据本发明的装置可以用作用于产品标识的3D条形码读取器。
除了上述的安全和监视应用之外，根据本发明的装置通常可以用于对空间和区域进行监视和监测。因此，根据本发明的装置可以用于监视和监测空间和区域，并且作为示例，用于在入侵禁止区域的情况下触发或执行警报。因此，通常，根据本发明的装置可以用于建筑物监视或博物馆中的监视目的，可选地与其它类型的传感器组合，诸如与运动或热传感器组合，与图像增强器或图像加强装置和/或光电倍增管组合。此外，根据本发明的装置可以在公共空间或拥挤的空间中使用以检测潜在的危险活动，诸如在停车场中或无人值守的对象(诸如机场中的无人值守的行李)中的盗窃之类的犯罪行为。
此外，根据本发明的装置可以有利地应用于相机应用中，诸如视频和摄像机应用。因此，根据本发明的装置可以用于运动捕捉和3D电影记录。其中，根据本发明的装置通常提供了优于常规光学装置的大量优点。因此，根据本发明的装置通常需要相对于光学组件的较低复杂性。因此，作为示例，与常规光学装置相比，诸如通过提供仅具有一个透镜的根据本发明的装置，可以减少透镜的数量。由于复杂性降低，非常紧凑的装置是可能的，诸如用于移动使用。具有两个或更多个具有高质量的透镜的常规光学系统通常是庞大的，诸如由于通常需要大量的分束器。此外，根据本发明的装置通常可以用于聚焦/自动聚焦装置，诸如自动聚焦相机。此外，根据本发明的装置同样可以用于光学显微镜，特别是用于共焦显微镜。
此外，根据本发明的装置通常可应用于汽车技术和运输技术的技术领域。因此，作为示例，根据本发明的装置可以用作距离和监视传感器，诸如用于自适应巡航控制、紧急制动辅助、车道偏离警告、环绕视图、盲点检测、交通标志检测、交通标志识别、车道识别、后交叉交通警报、用于适应头灯强度和范围的光源识别(取决于接近的交通或前面行驶的车辆、自适应前照灯系统、远光头灯自动控制、前照灯系统中的自适应遮光灯、无眩光远光前照灯系统、标记动物、障碍物、头灯照射等)、后交叉交通警报和其它驾驶员辅助系统，诸如高级驾驶员辅助系统，或其它汽车和交通应用。此外，根据本发明的装置可以用在驾驶员辅助系统中，其可以特别地适于预先期望驾驶员的机动以防止碰撞。此外，根据本发明的装置同样可以用于速度和/或加速度测量，诸如通过分析通过使用根据本发明的检测器获得的位置信息的第一和第二时间导数。该特征通常可应用于汽车技术、运输技术或一般交通技术中。在其它技术领域中的应用是可行的。在室内定位系统中的具体应用可以是检测乘客在运输中的位置，更具体地以电子地控制诸如安全气囊的安全系统的使用。在此，在乘客可能以气囊的使用可能对乘客造成伤害(特别是严重的伤害)的方式位于车辆内的情况下，尤其可以防止使用气囊。此外，在诸如汽车、火车、飞机等的车辆中，特别是在自主车辆中，根据本发明的装置可用于确定驾驶员是否注意交通或分心或睡着或疲倦，或者诸如因饮用酒精或其它药物而无法驾驶。
在这些或其它应用中，通常，根据本发明的装置可以用作独立装置，或者与其它传感器装置组合使用，诸如与雷达和/或超声装置组合使用。具体地，根据本发明的装置可以用于自主驾驶和安全问题。此外，在这些应用中，根据本发明的装置可以与红外传感器、雷达传感器(其可以是声传感器)、二维相机或其它类型的传感器组合使用。在这些应用中，根据本发明的装置的普遍无源性质是有利的。因此，由于根据本发明的装置通常不需要发射信号，所以可以避免有源传感器信号与其它信号源的干扰的风险。根据本发明的装置具体可以与识别软件组合使用，诸如标准图像识别软件。因此，如由根据本发明的装置提供的信号和数据通常易于处理，并且因此通常比建立的立体视觉系统(诸如LIDAR)要求较低的计算能力。假定低的空间需求，根据本发明的装置(诸如相机)可以放置在车辆中的几乎任何地方，诸如在窗口屏幕上或窗口屏幕后面、前罩上、保险杠上、灯上、后视镜上，或其它地方等。可以组合根据本发明的各种检测器，诸如基于本发明内公开的效应的一个或多个检测器，诸如以便允许自主驾驶车辆或以便增加主动安全概念的性能。因此，根据本发明的各种装置可以与根据本发明的一个或多个其它装置和/或常规传感器组合，诸如在像后窗、侧窗或前窗的窗户中，在保险杠上或在灯上。
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。
此外，根据本发明的装置通常可以用作中断辅助和/或停车辅助和/或用于速度测量。速度测量可以集成在车辆中，或者可以在车辆外部使用，诸如以便测量在交通控制中其它汽车的速度。此外，根据本发明的装置可以用于检测停车场中的免费停车位。
此外，根据本发明的装置通常可用于视觉，特别是用于在困难的可见度条件下的视觉，诸如在夜视、雾视或烟雾视觉中。为了实现该目的，光学检测器可以包括具体选择的光导材料，其可以至少在这样的波长范围内是敏感的，在该波长范围内，小颗粒(诸如存在于烟雾或烟气中的颗粒)或小液滴(诸如存在于雾、水气或霾的液滴)可以不反射入射光束或仅反射其小部分。如通常所知的，在入射光束的波长分别超过颗粒或液滴的尺寸的情况下，入射光束的反射可以很小或可忽略。此外，可以通过检测由身体和对象发射的热辐射来实现视觉。因此，包括具体选择的光导材料的光学检测器可以因此允许良好可视性，即使在晚上、在烟气、烟雾、雾、水气或霾中，该光导材料在红外(IR)光谱范围内，优选地在近红外(NIR)光谱范围内可以是特别敏感的。
此外，根据本发明的装置可以用于医疗系统和运动领域。因此，在医疗技术领域中，可指定例如用于内窥镜的手术机器人，因为如上所述，根据本发明的装置可以仅需要小的体积并且可以集成到其它装置中。具体地，根据本发明的最多具有一个透镜的装置可以用于在医疗装置中(诸如在内窥镜中)捕获3D信息。此外，根据本发明的装置可以与适当的监测软件组合，以便能够跟踪和分析移动。采用来自医疗成像的(诸如从磁共振成像、x射线成像或超声成像获得的)结果，这可以允许医疗装置(诸如内窥镜或解剖刀)的位置的即时叠加。例如在精确的位置信息很重要的医疗治疗中，诸如在脑部手术和远距离诊断和远程医疗中，这些应用是特别有价值的。此外，根据本发明的装置可以用于3D身体扫描。身体扫描可以在医疗背景中应用，诸如在牙科手术、整容手术、减肥手术或美容整形手术中，或者其可以应用在医疗诊断的背景中，诸如应用在肌筋膜痛综合征、癌症、身体畸形障碍或其它疾病的诊断中。身体扫描可以进一步应用于运动领域，以评估运动器材的人体工程学应用或适配。
身体扫描可以进一步用于服装的背景中，诸如以确定衣服的合适的尺寸和适配。该技术可以用于定制衣服的背景中，或者在从因特网或者诸如微型信息亭装置或客户礼宾装置的自助购物装置订购衣服或鞋子的背景中。在服装的背景中的身体扫描对扫描充分穿戴的客户尤其重要。
此外，根据本发明的装置可以在人员计数系统的背景中使用，诸如以对电梯、火车、公共汽车、汽车或飞机中的人数计数，或者对通过走廊、门、通道、零售店、体育馆、娱乐场所、博物馆、图书馆、公共场所、电影院、剧院等的人数计数。此外，人员计数系统中的3D功能可以用于获得或估计关于被计数的人的进一步信息，诸如高度、体重、年龄、身体健康等。该信息可用于商业智能度量，和/或用于进一步优化人们可以被计数的地区以使其更具吸引力或安全性。在零售环境中，根据本发明的在人员计数的背景中的装置可以用于识别返回的客户或交叉顾客，以评估购物行为，以评估进行购买的访客的百分比，以优化员工班次，或者以监测每个访客购物商场的成本。此外，人员计数系统可用于人体测量。此外，根据本发明的装置可以用于公共交通系统中，用于根据运输长度对乘客自动收费。此外，根据本发明的装置可以用于儿童游乐场中，以识别受伤的儿童或从事危险活动的儿童，以允许与操场玩具的附加互动，以确保操场玩具的安全使用等。
此外，根据本发明的装置可以用于建筑工具，诸如确定到对象或墙壁的距离的测距仪，以评估表面是否是平面的，将对象对准或将对象以排序的方式放置，或用于施工环境的检查相机等。
此外，根据本发明的装置可以应用于运动和锻炼领域中，诸如用于训练、远程指示或竞赛目的。具体地，根据本发明的装置可以应用于跳舞、有氧运动、足球、英式足球、篮球、棒球、板球、曲棍球、田径、游泳、马球、手球、排球、橄榄球、相扑、柔道、击剑、拳击、高尔夫、赛车、激光标签、战场模拟等。根据本发明的装置可用于检测运动中和比赛中的球、球拍、剑、运动等的位置，诸如以监测比赛，支持裁判或用于判断，具体是自动判断运动中的具体情况，诸如判断一个点或一个目标是否实际发生。
此外，根据本发明的装置可以用于汽车赛车或汽车驾驶员训练或汽车安全训练等领域中，以确定汽车的位置或汽车轨道，或者与前一轨道或理想轨道的偏差等。
根据本发明的装置还可以用于支持乐器的实践，特别是远程课程，诸如弦乐器的课程，诸如小提琴(fiddles)、小提琴(violins)、中提琴、大提琴、低音提琴、竖琴、吉他、班卓琴、或尤克里里琴、键盘乐器，诸如钢琴、风琴、电子钢琴(keyboards)、拨弦键琴、黄风琴、或手风琴和/或打击乐器，诸如鼓、定音鼓、木琴、柔音木琴、电颤琴、邦高鼓、康加鼓、蒂姆巴尔鼓、珍贝鼓或手鼓。
根据本发明的装置可进一步用于康复和物理治疗，以便鼓励训练和/或以便调查和纠正移动。其中，根据本发明的装置同样可以应用于距离诊断。
此外，根据本发明的装置可以应用于机器视觉领域。因此，根据本发明的装置中的一个或多个可用作例如自动驾驶和/或机器人工作的无源控制单元。结合移动机器人，根据本发明的装置可以允许用于自动移动和/或部件中的故障的自动检测。根据本发明的装置同样可用于制造和安全监视，诸如以便避免包括但不限于机器人、生产部件和生物之间的碰撞的事故。在机器人技术中，人类与机器人之间的安全和直接的交互通常是一个问题，因为机器人在人类没有被识别的情况下可能会严重伤害人类。根据本发明的装置可以帮助机器人更好更快地定位对象和人类，并允许安全的交互。给定根据本发明的装置的无源特性，根据本发明的装置可以比有源装置更有利，和/或可以用于与现有的解决方案(如雷达、超声波、2D相机、IR检测等)互补。根据本发明的装置的一个特别优点是信号干扰的低可能性。因此，多个传感器可以在同一环境中同时工作，而不会产生信号干扰的风险。因此，根据本发明的装置通常可能在高度自动化的生产环境中是有用的，例如，但不限于汽车、采矿、钢铁等。根据本发明的装置同样可以用于生产中的质量控制，例如与其它传感器(如2D成像、雷达、超声波、IR等)结合使用，诸如用于质量控制或其它目的。此外，根据本发明的装置可以用于表面质量的评估，诸如用于测量产品的表面平整度或从微米范围到米的范围的特定尺寸的粘附。其它质量控制应用是可行的。在制造环境中，根据本发明的装置对于处理具有复杂的三维结构的天然产品(诸如食品或木材)以避免大量的废料是特别有用的。此外，根据本发明的装置可用于监测罐、仓库等的填充水平。此外，根据本发明的装置可用于检查复杂产品的缺失部件、不完整部件、松散部件、低质量部件等，诸如在诸如印刷电路板的自动光学检查、组件或子组件的检查、工程部件的检验、发动机部件检查、木材质量检查、标签检查、医疗设备的检查、产品取向的检查、包装检查、食品打包检查等。
此外，根据本发明的装置可以用于车辆、火车、飞机、船舶、航天器和其他交通应用中。因此，除了在交通应用的背景中提及的应用之外，还可以指定用于飞机、车辆等的无源跟踪系统。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)的用于监测移动对象的速度和/或方向是可行的。具体地，可以指定在陆上、海上以及包括太空在内的空中的快速移动对象的跟踪。根据本发明的至少一个装置，诸如根据本发明的至少一个FiP检测器具体可以安装在静止的和/或移动的装置上。根据本发明的至少一个FiP装置的输出信号可以例如与用于另一对象的自主或引导运动的引导机构组合。因此，用于避免跟踪的和操纵的对象之间的碰撞或用于使能跟踪的和操纵的对象之间的碰撞的应用是可行的。由于所需的计算功率低、即时响应以及由于与有源系统(像例如雷达)相比通常更难以检测和干扰的检测系统的无源特性，所以根据本发明的装置通常是有用和有利的。根据本发明的装置是特别有用于但不限于例如速度控制和空中交通管制装置。此外，根据本发明的装置可用于道路收费的自动收费系统。
根据本发明的装置通常可以被用于无源应用中。无源应用包括对港口或危险区域中的船舶以及对着陆或起飞时的飞机的指导，其中固定的已知的有源目标可以用于精确的指导。同样的情况可用于处于危险但是明确限定的路线上行驶的车辆，诸如采矿车辆。此外，根据本发明的装置可以用于检测快速接近的对象，例如汽车、火车、飞行对象、动物等。此外，根据本发明的装置可以用于检测对象的速度或加速度，或者通过依据时间跟踪对象的位置、速度和/或加速中的一个或多个来预测对象的移动。
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。此外，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、瓶、球、玻璃、花瓶、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。
此外，根据本发明的装置可以用于检测和/或跟踪诸如由于高温或进一步的发光过程由其自身发光的对象。发光部可以是排气流等。此外，根据本发明的装置可以用于跟踪反射对象并分析这些对象的旋转或取向。
此外，根据本发明的装置通常可以用于建筑、建造和制图领域。因此，通常，可以使用根据本发明的一个或多个装置以便测量和/或监测环境区域，例如农村或建筑物。其中，根据本发明的一个或多个装置可以与其它方法和装置组合，或者可以单独使用，以便监测建筑物项目的进展和准确性、变化的对象、房屋等。根据本发明的装置可以用于生成扫描环境的三维模型，以便从地面或空中构建房间、街道、房屋、社区或景观的地图。潜在的应用领域可能是建造、制图、房地产管理、土地测量等。作为示例，根据本发明的装置可以用于能够飞行的交通工具，诸如无人机或多旋翼机，以便监测建筑物、烟囱、生产场所、农业生产环境(诸如田地)、生产设备或景观，以支持救援行动，以支持在危险环境中工作，以支持在室内或室外的燃烧场所的消防队，以查找或监测一个或多个人、动物或移动对象，或用于娱乐目的，诸如无人机跟随和记录一个或多个进行运动(诸如滑雪或骑自行车等)的人，这可以通过跟随头盔、标记、信标装置等来实现。可以使用根据本发明的装置识别障碍物，遵循预定义的路线，跟随边缘、管道、建筑物等，或者记录环境的全局或局部地图。此外，根据本发明的装置可以用于无人机的室内或室外定点和定位，用于稳定大气压力传感器不够准确的室内无人机的高度，或者用于多个无人机的交互，诸如多个无人机的一体化运动或空中充电或加油等。
此外，根据本发明的装置还可以用于诸如CHAIN(Cedec家用电器互操作网络)的家用电器的互连网络内，以在家庭中互连、自动化和控制基本的电器相关服务，例如，能量或负载管理、远程诊断、宠物相关电器、儿童相关电器、儿童监视、电器相关监视、对老年人或病人的支持或服务、家庭安全和/或监视、电器操作的遥控、和自动维护支持。此外，根据本发明的装置可以用在诸如空调系统的制热或制冷系统中，以特别地取决于一个或多个人的位置，定位房间的哪一部分调到一定的温度或湿度。此外，根据本发明的装置可以用于家用机器人，诸如可用于家务的服务或自主机器人。根据本发明的装置可以用于许多不同的目的，诸如为了安全的目的，避免碰撞或制图环境、还可以用于识别用户、针对给定用户个性化机器人的性能，或者用于手势或面部识别。作为示例，根据本发明的装置可以用于机器人真空吸尘器、地板洗涤机器人、干扫机器人、用于熨烫衣服的熨烫机器人、诸如猫砂机器人的动物垃圾机器人、检测入侵者的安全机器人、机器人割草机、自动清洗机、雨水槽清洗机器人、窗户清洗机器人、玩具机器人、现场遥现机器人、向较少移动人群提供公司的社交机器人、或将语音翻译成符号语言或将符号语言翻译成语音的机器人。在少移动人群(诸如老年人)的背景下，具有根据本发明的装置的家用机器人可以用于拾取对象、运送对象、并以安全的方式与对象和用户进行交互。此外，根据本发明的装置可以用于使用危险材料或对象或在危险环境中操作的机器人。作为非限制性示例，根据本发明的装置可以用于机器人或无人驾驶的遥控车辆中，以便操作诸如化学材料或放射性材料之类的危险材料(尤其是在灾难之后)或其他危险或潜在危险的对象，诸如地雷、未爆炸的武器等，或在不安全的环境中操作或调查不安全的环境，例如靠近燃烧的对象或灾后区域，或用于在空中、海洋、陆地等中的有人或无人救援操作。
此外，根据本发明的装置可以用在家用、移动或娱乐装置中，诸如冰箱、微波炉、洗衣机、窗帘或百叶窗、家用报警器、空调装置、加热装置、电视机、音响装置、智能手表、移动电话、电话机、洗碗机、灶具等，以检测人的存在，以监测装置的内容或功能，或者与人交互和/或与其他家庭、移动或娱乐装置共享关于该人的信息。在此，根据本发明的装置可以用于支持老年人或残疾人、盲人或视力有限的人，诸如在家务或工作方面，诸如在用于保持、携带或拾取对象的装置中，或者在通过光学和/或声学信号适于发送环境中的障碍物的信号的安全系统中。
根据本发明的装置可以进一步在农业中使用，例如完全或部分地检测和分类害虫、杂草和/或感染的农作物，其中农作物可被真菌或昆虫感染。此外，为了收获作物，根据本发明的装置可以用于检测动物，诸如鹿，否则这些动物可能受到收获装置伤害。此外，根据本发明的装置可以用于监测田间或温室中植物的生长，特别地以针对田间或温室中给定区域或者甚至是给定植物来调节水或肥料的量或作物保护产品。此外，在农业生物技术中，根据本发明的装置可以用于监测植物的尺寸和形状。
此外，根据本发明的装置可以与检测化学品或污染物的传感器、电子鼻片、检测细菌或病毒等的微生物传感器芯片、盖革(Geiger)计数器、触觉传感器、热传感器等组合。这可以例如用于构建智能机器人，该智能机器人被配置为用于处理危险或困难的任务，诸如治疗高度感染的患者、处理或去除高度危险的情况、清洁高度污染区，诸如高度放射性区或化学物质泄漏、或用于农业中的病虫害防治。
根据本发明的一个或多个装置可进一步用于扫描对象，诸如与CAD或类似软件组合，诸如用于添加剂制造和/或3D打印。其中，可以使用根据本发明的装置的高尺寸精度，例如，在x-、y-或z-方向中或以这些方向的任意组合，诸如同时地。在该方面，确定可以提供来自检测器的反射或漫散射光的表面上的照射光斑的距离可以实际上独立于光源与照射光斑的距离来执行。本发明的该特性与诸如三角测量或诸如飞行时间(TOF)方法的已知方法直接相反，其中光源和照射光斑之间的距离必须先验已知或后面计算的，以便能够确定检测器和照射光斑之间的距离。与其相反，对于根据本发明的检测器，可以充分地照射光斑是足够的。此外，根据本发明的装置可以用于扫描诸如金属表面的反射表面，与它们是否包括固体或液体表面无关。此外，根据本发明的装置可以用于检查和维护中，诸如管道检测计。此外，在生产环境中，根据本发明的装置可以用于处理形状不规则的对象，诸如天然生长的对象，诸如通过形状或尺寸分选蔬菜或其它天然产物或切割产品，诸如肉或以低于加工步骤所需精度的精度制造的对象。
此外，根据本发明的装置还可以用于本地导航系统中以允许通过室内或室外空间自动地或部分地自动地移动的车辆或多个直升机等。非限制性示例可以包括车辆移动通过自动仓库，用于拾取对象并将它们放置在不同位置。室内导航可进一步用于商场、零售商店、博物馆、机场或火车站，以跟踪移动商品、移动装置、行李、客户或员工的位置，或向用户提供位置特定信息，诸如地图上的当前位置、或出售的商品信息等。
此外，根据本发明的装置可以用于通过监测速度、倾斜度、即将到来的障碍物、道路的不均匀性或曲线等来确保摩托车的安全驾驶，诸如用于摩托车的驾驶辅助。此外，根据本发明的装置可以用于火车或电车中以避免碰撞。
此外，根据本发明的装置可以用于手持装置中，诸如用于扫描包装或包裹以优化物流过程。此外，根据本发明的装置可以用于另外的手持装置，诸如个人购物装置、RFID读取器、用于医院或用于医疗用途的健康环境的手持装置，或以获得、交换或记录患者或患者健康相关信息、零售或健康环境的智能徽章等。
如上所述，根据本发明的装置可以进一步用于制造、质量控制或识别应用中，诸如在产品识别或尺寸识别中(诸如用于找到最优位置或包装，以减少浪费等)。此外，根据本发明的装置可用于物流应用。因此，根据本发明的装置可用于优化装载或包装容器或车辆。此外，根据本发明的装置可用于制造领域中的表面损坏的监控或控制，用于监控或控制租赁对象(诸如租赁车辆)和/或用于保险应用，诸如用于损坏评估。此外，根据本发明的装置可以用于识别材料、对象或工具的尺寸，诸如用于最优材料处理，特别是与机器人组合。此外，根据本发明的装置可以用于生产中的过程控制，例如用于观察罐的填充液面。此外，根据本发明的装置可用于维护生产资产，例如但不限于罐、管道、反应器、工具等。此外，根据本发明的装置可用于分析3D质量标记。此外，根据本发明的装置可以用于制造定制商品，诸如牙嵌、牙支架、假体、衣服等。根据本发明的装置同样可以与用于快速原型设计、3D复制等的一个或多个3D打印机组合。此外，根据本发明的装置可以用于检测一个或多个物品的形状，诸如用于防盗版和防伪的目的。
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更多潜在细节，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，具体是关于潜在的材料、设置和进一步的细节，可以参考WO 2012/110924 A1、US 2012/206336 A1、WO 2014/097181A1和US 2014/291480 A1中的一个或多个，所有这些的全部内容通过引用并入在此。
上述检测器、方法、人机接口和娱乐装置以及同样所提出的用途具有优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的简单且仍然有效的检测器。其中，作为示例，可以以快速有效的方式确定对象或其一部分的三维坐标。
与本领域已知的装置相比，所提出的检测器提供了高度的简单性，特别是就检测器的光学设置方面而言。因此，原则上，光导材料与入射在该光导材料上的入射光束的横截面的变化组合的简单组合并结合适当的评估装置足以用于可靠的高精度位置检测。与高精度测量的可能性相结合的该高度简单性特别适用于机器控制，诸如在人机接口中，且更优选地，在游戏、跟踪、扫描和立体视觉中。因此，可以提供可以用于大量游戏、娱乐、跟踪、扫描和立体视觉目的的成本有效的娱乐装置。
本发明的另外的特定优点可以涉及光导材料对于非常低的光照水平(月光)和非常高的光照水平(直射阳光)的高响应度，其中响应度由于可观察的电阻变化而表现出宽动态范围，其可包括在“光”和“无光”之间的几个大小量级。此外，可以用于宽电阻值范围的光导材料对于其低噪声失真是已知的。
总之，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
-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。
实施例2：根据前一实施例所述的检测器，其中光导材料包括无机光导材料、有机光导材料或其组合。
实施例3：根据前一实施例所述的检测器，其中无机光导材料包括硒、碲、硒-碲合金、金属氧化物、IV族元素或化合物、III-V族化合物、II-VI化合物、硫属元素化物、磷属元素化物、卤化物及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例4：根据前一实施例所述的检测器，其中硒-碲合金包含硒和添加的5至9wt.％的碲。
实施例5：根据两个前述实施例中任一项的检测器，其中所述硒-碲合金包含硒和添加的5至20wt.％的碲，存在浓度为从5ppm至500ppm范围中的至少一种卤素，其中卤素选自由氟、氯、溴和碘组成的组。
实施例6：根据三个前述实施例所述的检测器，其中硫属元素化物选自包括如下的组：硫化物硫属元素化物、硒化物硫属元素化物、碲化物硫属元素化物、三元硫属元素化物、四元硫属元素化物和更多元的硫属元素化物。
实施例7：根据前一实施例所述的检测器，其中硫化物硫属元素化物选自包括如下的组：硫化铅(PbS)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、硫化汞(HgS)、硫化银(Ag2S)、硫化锰(MnS)、三硫化二铋(Bi2S3)、三硫化二锑(Sb2S3)、三硫化二砷(As2S3)、硫化锡(II)(SnS)、二硫化锡(Ⅳ)(SnS2)、硫化铟(In2S3)、硫化铜(CuS)、硫化钴(CoS)、硫化镍(NiS)、二硫化钼(MoS2)、二硫化铁(FeS2)、三硫化铬(CrS3)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例8：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中硒化物硫属元素化物选自包括如下的组：硒化铅(PbSe)、硒化镉(CdSe)、硒化锌(ZnSe)、三硒化二铋(Bi2Se3)、硒化汞(HgSe)、三硒化二锑(Sb2Se3)、三硒化二砷(As2Se3)、硒化镍(NiSe)、硒化铊(TlSe)、硒化铜(CuSe)、二硒化钼(MoSe2)、硒化锡(SnSe)、硒化钴(CoSe)、硒化铟(In2Se3)，硒化铜锌锡(CZTSe)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例9：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中所述碲化物硫属元素化物选自包括如下的组：碲化铅(PbTe)、碲化镉(CdTe)、碲化锌(ZnTe)、碲化汞(HgTe)、三碲化二铋(Bi2Te3)、三锑化二砷(As2Te3)、三碲化二锑(Sb2Te3)、碲化镍(NiTe)、碲化铊(TlTe)、碲化铜(CuTe)、二碲化钼(MoTe2)、碲化锡(SnTe)、碲化钴(CoTe)、碲化银(Ag2Te)、碲化铟(In2Te3)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例10：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中三元硫属元素化物选自包括如下的组：碲化汞镉(HgCdTe)、碲化汞锌(HgZnTe)、硫化汞镉(HgCdS)、硫化铅镉(PbCdS)、硫化铅汞(PbHgS)、硫化铜铟(CuInS2)、硫硒化镉(CdSSe)、硫硒化锌(ZnSSe)、硫硒化亚铊(TlSSe)、硫化镉锌(CdZnS)、硫化镉铬(CdCr2S4)、硫化汞铬(HgCr2S4)、硫化铜铬(CuCr2S4)、硒化镉铅(CdPbSe)、二硒化铜铟(CuInSe2)、砷化铟镓(InGaAs)、氧硫化铅(Pb2OS)、氧硒化铅(Pb2OSe)、硫硒化铅(PbSSe)、硒碲化砷(As2Se2Te)、磷化铟镓(InGaP)、磷化镓砷(GaAsP)、磷化铝镓(AlGaP)、亚硒酸镉(CdSeO3)、碲化镉锌(CdZnTe)和硒化镉锌(CdZnSe)、铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)及其固溶体和/或掺杂变体。
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(Ag2O)、氧化锰(MnO)、二氧化钛(TiO2)、氧化钡(BaO)、氧化铅(PbO)、氧化铈(CeO2)，氧化铋(Bi2O3)、氧化镉(CdO)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例12：根据九个前述实施例中任一项所述的检测器，其中II-VI族化合物选自包括如下的组：硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、碲化镉锌(CdZnTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、碲化汞锌(HgZnTe)以及硒化汞锌(CdZnSe)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例13：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料由欧姆接触或由非欧姆接触来接触，其中欧姆接触是指根据欧姆定律表现线性电流-电压比的电学结，其中非欧姆接触是指表现出非线性电流-电压比的电学结，其中非欧姆接触优选为肖特基势垒或p-n结。
实施例14：根据前一实施例所述的检测器，其中欧姆接触由选自包括如下的组的一种或多种提供：金、银、银-镍、银-铁、银-石墨、银-镉氧化物、银-锡氧化物、铜、铂、钯、Paliney合金、铟、镓、铟汞合金、石墨烯及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例15：根据前一实施例所述的检测器，其中对硫化镉(CdS)的欧姆接触由铟或镓提供，而对其它II-VI化合物的欧姆接触由铟汞合金提供。
实施例16：根据前述十三个实施例中任一项所述的检测器，其中III-V族化合物选自包括如下的组：锑化铟(InSb)、氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、硼化砷(BAs)、氮化铝(AlN)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、氮化铟(InN)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)和锑化镓(GaSb)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例17：根据十一个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料提供为包括量子点的胶态膜。
实施例18：根据前一实施例所述的检测器，其中光导材料选自包括如下的组：硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)、碲化镉(CdTe)、磷化铟(InP)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、锑化铟(InSb)、碲化汞镉(HgCdTe)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)和硫化铜锌锡(CZTS)。
实施例19：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中量子点表现出从1nm至100nm的尺寸，优选从2nm至100nm，更优选从2nm至15nm。
实施例20：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料提供为包括量子点的薄膜。
实施例21：根据前一实施例所述的检测器，其中薄膜表现出从1nm至100nm的厚度，优选从2nm至100nm，更优选从2nm至15nm，其中量子点表现低于薄膜的厚度的尺寸。
实施例22：根据五个前述实施例中任一项所述的检测器，其中包括量子点的光导材料的膜在夹层结构中被布置在第一导电层和第二导电层之间，其中第一导电层表现相对于入射光束的至少部分透明特性。
实施例23：根据前一实施例所述的检测器，其中第一导电层包括至少部分透明的半导体材料。
实施例24：根据前一实施例所述的检测器，其中半导体材料选自包括至少部分透明的半导体金属氧化物或其掺杂变体的组。
实施例25：根据前一实施例所述的检测器，其中半导体材料选自氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(SnO2:F；FTO)、氧化镁(MgO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(SnO2/Sb2O5)或钙钛矿透明导电氧化物或金属纳米线。
实施例26：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中阻挡层布置在第一导电层和包括量子点的光导材料的膜之间。
实施例27：根据前一实施例所述的检测器，其中阻挡层包括导电材料的薄膜。
实施例28：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中阻挡层为n型半导体，并且包括二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)中的一种或多种，或者其中阻挡层为包括氧化钼(MoO3)的p型半导体。
实施例29：根据七个前述实施例中任一项所述的检测器，其中第二导电层包括不透明的导电材料。
实施例30：根据前一实施例所述的检测器，其中第二导电层包括蒸镀的金属层或石墨烯层，其中蒸镀的金属层优选包括银、铝、铂、镁、铬、钛或金中的一种或多种。
实施例31：根据十个前述实施例中任一项所述的检测器，其中第二导电层包括导电聚合物层。
实施例32：根据前一实施例所述的检测器，其中导电聚合物选自聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)或选自PEDOT和聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)的分散体。
实施例33：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中包括蒸镀的金属或石墨烯的接触的分离电极布置在导电聚合物的层上。
实施例34：根据前述实施例所述的检测器，其中蒸镀的金属包括银、铝、铂、镁、铬、钛或金中的一种或多种。
实施例35：根据三十二个前述实施例中任一项所述的检测器，其中IV族元素或化合物选自包括如下的组：掺杂金刚石(C)、掺杂硅(Si)、碳化硅(SiC)和硅锗(SiGe)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例36：根据前一实施例所述的检测器，其中光导材料包括以掺杂硅晶片形式的掺杂硅。
实施例37：根据前一实施例所述的检测器，其中掺杂硅晶片是浮区晶片。
实施例38：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中所述掺杂硅表现出1013cm-3或更小的掺杂浓度，优选1012cm-3或更小的掺杂浓度，更优选1011cm-3或更小的掺杂浓度。
实施例39：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中掺杂硅表现出5·102Ω·cm或更大的电阻率，优选5·103Ω·cm或更大的电阻率，更优选104Ω·cm或更大的电阻率。
实施例40：根据五个前述实施例中任一项所述的检测器，其中掺杂硅表现出在500μm(更优选为300μm)和1μm(更优选为10μm)之间范围内的厚度。
实施例41：根据三十九个前述实施例中任一项所述的检测器，其中有机光导材料是有机光导材料，其中有机光导材料包括至少一个共轭芳族分子，优选高度共轭芳族分子。
实施例42：根据前一实施例所述的检测器，其中有机光导材料包括至少一种染料和/或至少一种颜料。
实施例43：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中有机光导材料是包括电荷转移配合物的体系，其中电荷转移配合物包括电荷生成材料和电荷传输材料。
实施例44：根据前一实施例所述的检测器，其中电荷生成材料用作供体，并且电荷传输材料用作电荷转移配合物内的受体。
实施例45：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中有机光导材料包括特别是作为电荷生成材料而选自由如下组成的化合物：酞菁、萘酞菁、亚酞菁、苝、蒽、芘、低聚噻吩和聚噻吩、富勒烯、靛青染料、双偶氮颜料、方酸类染料、噻喃染料、薁类染料、二硫酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、二溴二苯并芘二酮、聚乙烯基咔唑，其衍生物及组合。
实施例46：根据四十四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中有机光导材料包括有机电子供体材料和有机电子受体材料。
实施例47：根据前一实施例所述的检测器，其中电子供体材料和电子受体材料包括在一层内。
实施例48：根据前一实施例所述的检测器，其中包括电子供体材料和电子受体材料的层表现出从100nm至1000nm的厚度。
实施例49：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中电子供体材料包括有机供体聚合物。
实施例50：根据前一实施例所述的检测器，其中供体聚合物包括共轭体系，其中共轭体系是环状、无环的和直链中的一种或多种。
实施例51：根据前一实施例所述的检测器，其中供体聚合物是聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)、聚[3-(4-正辛基)苯基噻吩](POPT)、聚[3-10-正辛基-3-吩噻嗪-亚乙烯基噻吩-共-2,5-噻吩](PTZV-PT)、聚[4,8-双[(2-乙基-己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基](PTB7)、聚{噻吩-2,5-二基-交替-[5,6-双(十二烷氧基)苯并[c][1,2,5]噻二唑]-4,7-二基}(PBT-T1)、聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b；3,4-b']二噻吩)-交替-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)、聚(5,7-双(4-癸烷基-2-噻吩基)-噻吩并(3,4-b)二噻唑-噻吩-2,5)(PDDTT)、聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-交替-5,5-(4'，7'-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)](PCDTBT)、聚[(4,4'-双(2-乙基己基)二噻吩并[3,2-b；2'、3'-d]噻咯)]-2,6-二基-交替-(2,1,3-苯并噻二唑]-4,7-二基](PSBTBT)、聚[3-苯腙噻吩](PPHT)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基](M3EH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基-辛基氧基)-1,4-亚苯基-亚乙烯基](MDMO-PPV)、聚[9,9-二辛基芴-共-二-N,N-4-丁基苯基-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺](PFB)，或其衍生物、改性物或混合物中的至少一个。
实施例52：根据六个前述实施例中任一项所述的检测器，其中电子受体材料是基于富勒烯的电子受体材料。
实施例53：根据前一实施例的检测器，其中基于富勒烯的电子受体材料包括[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC60BM)、[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC70BM)、[6,6]-苯基C84丁酸甲酯(PC84BM)、茚-C60双加合物(ICBA)或其衍生物、改性物或混合物中的至少一个。
实施例54：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中基于富勒烯的电子受体材料包括包含一个或两个C60或C70结构部分的二聚体。
实施例55：根据前一实施例所述的检测器，其中基于富勒烯的电子受体材料包括包含一个或两个连接的低聚醚(OE)链(分别为C70-DPM-OE或C70-DPM-OE2)的二苯基亚甲基富勒烯(DPM)结构部分。
实施例56：根据十个前述实施例中任一项所述的检测器，其中电子受体材料是四氰基醌二甲烷(TCNQ)或苝衍生物。
实施例57：根据十一个前述实施例中任一项所述的检测器，其中电子受体材料包括受体聚合物。
实施例58：根据前一实施例所述的检测器，其中受体聚合物包括基于一个或多个氰化聚(亚苯基-亚乙烯基)、苯并噻二唑、苝、苝二酰亚胺或萘二酰亚胺的共轭聚合物。
实施例59：根据前一实施例所述的检测器，其中受体聚合物选自一个或多个氰基-聚[亚苯基亚乙烯基](CN-PPV)、聚[5-(2-(乙基己氧基)-2-甲氧基氰基对苯二亚甲基](MEH-CN-PPV)、聚[氧基-1,4-亚苯基-1,2-(1-氰基)-亚乙基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-1,2-(2-氰基)-亚乙基-1,4-亚苯基](CN-醚-PPV)、聚[1,4-二辛氧基-对-2,5-二氰基亚苯基亚乙烯基](DOCN-PPV)、聚[9,9'-二辛基芴-共-苯并噻二唑](PF8BT)，或其衍生物、改性物或混合物。
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。
实施例61：根据前一实施例所述的检测器，其中混合物包括以从1:100至100:1，更优选从1:10至10:1，特别是从1:2到2:1的比率的电子供体材料和电子受体材料。
实施例62：根据十六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包括供体和受体域(domain)的互穿网络、供体和受体域之间的边界区域以及将结构域连接到电极的渗透路径。
实施例63：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中至少一个纵向光学传感器是透明光学传感器。
实施例64：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正好是一个连续传感器区域，其中纵向传感器信号是对于整个传感器区域的均匀的传感器信号。
实施例65：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由相应装置的表面形成，其中表面面向对象或远离对象。
实施例66：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中光学检测器适于通过测量传感器区域的至少一部分的电阻或电导率中的一个或多个来生成纵向传感器信号。
实施例67：根据前一实施例所述的检测器，其中光学检测器适于通过执行至少一个电流-电压测量和/或至少一个电压-电流测量来生成纵向传感器信号。
实施例68：根据前述实施例中任一项所述的检测器，进一步包括偏置电压源。
实施例69：根据前一实施例所述的检测器，其中偏置电压源和负载电阻器与纵向光学传感器串联布置。
实施例70：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中横跨光导材料施加偏置电压。
实施例71：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生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项，优选地考虑照射的已知功率，并且可选地考虑调制照射所采用的调制频率。
实施例72：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以如下方式被设计：由光束对传感器区域的照射另外导致传感器区域中的温度的升高，其中给定照射的相同总功率，传感器区域的电导率进一步取决于传感器区域中的温度，其中给定照射的相同总功率，纵向传感器信号进一步取决于传感器区域中的温度。
实施例73：根据前一实施例所述的检测器，其中光束表现出从7μm至15μm的波长。
实施例74：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料包括根据实施例6至10中任一项的无机光导材料。
实施例75：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光学检测器是非冷却的。
实施例76：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中检测器进一步具有用于调制照射的至少一个调制装置。
实施例77：根据任一前述实施例所述的检测器，其中光束是调制光束。
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。
实施例79：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以给定照射的相同总功率纵向传感器信号取决于照射调制的调制频率的方式被设计。
实施例80：根据前一实施例所述的检测器，其中光束是未调制的连续波光束。
实施例81：根据前述实施例中任一项所述的检测器，进一步包括至少一个照射源。
实施例82：根据前一实施例所述的检测器，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；被设计成至少部分地用初级辐射照射对象的照射源。
实施例83：根据前一实施例所述的检测器，其中通过初级辐射在对象上的反射和/或通过由初级辐射激发的对象本身的光发射来生成光束。
实施例84：根据前一实施例所述的检测器，其中纵向光学传感器的光谱灵敏度由照射源的光谱范围覆盖。
实施例85：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两个纵向光学传感器，其中纵向光学传感器被堆叠。
实施例86：根据前一实施例所述的检测器，其中纵向光学传感器沿着光轴堆叠。
实施例87：根据两个前述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被垂直于光轴取向。
实施例88：根据三个前述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，其中由每一个纵向光学传感器生成至少一个纵向传感器信号。
实施例89：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被布置为阵列。
实施例90：根据前一实施例所述的检测器，其中纵向光学传感器的阵列垂直于光轴布置。
实施例91：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中布置在阵列中的纵向光学传感器进一步以由光束对传感器区域的照射另外导致在传感器区域中的温度升高的方式被设计，其中给定照射的相同总功率，传感器区域的电导率进一步取决于传感器区域中的温度，其中给定照射的相同总功率，纵向传感器信号进一步取决于传感器区域中的温度。
实施例92：根据前一实施例所述的检测器，其中光束表现出从7μm至15μm的波长。
实施例93：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料包括根据实施例6至10或28至44中任一项的无机光导材料。
实施例94：根据两个前述实施例中任一项的检测器，其中光学检测器是非冷却的。
实施例95：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中阵列中的纵向光学传感器被布置在个体电阻器的矩阵内，其中矩阵中的个体电阻器的聚集电阻取决于由入射光束照射的阵列内的纵向光学传感器的数量N。
实施例96：根据四个前述实施例中任一项所述的检测器，其中评估装置适于确定由光束照射的纵向光学传感器的数量N，评估装置进一步适于通过使用由光束照射的纵向光学传感器的数量N来确定对象的至少一个纵向坐标。
实施例97：根据前一实施例所述的检测器，其中光学传感器适于生成指示像素中的每一个的照射强度的至少一个信号。
实施例98：根据前一实施例所述的检测器，其中对于像素中的每一个，评估装置适于将信号与至少一个阈值比较，以便确定像素是否是照射像素。
实施例99：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中评估装置适于通过使用由光束照射的像素数量N与纵向坐标之间的预定关系来确定对象的纵向坐标。
实施例100：根据前一实施例所述的检测器，其中预定关系基于光束是高斯光束的假设。
实施例101：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光导材料中的至少一个层和与该层接触的至少两个电极，其中在光导材料的层的不同位置处施加至少两个电极。
实施例102：根据前一实施例所述的检测器，其中至少两个电极施加到所述层的相同侧。
实施例103：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料的至少一层直接或间接地施加到至少一个衬底。
实施例104：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中衬底是绝缘衬底。
实施例105：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中衬底至少部分透明或半透明。
实施例106：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中至少一个纵向光学传感器包括至少一个透明纵向光学传感器。
实施例107：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中评估装置适于使纵向传感器信号归一化并且独立于光束的强度生成关于对象的纵向位置的信息。
实施例108：根据前一实施例所述的检测器，其中评估装置适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109：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中评估装置适于通过从至少一个纵向传感器信号确定光束的直径来生成关于对象的纵向位置的至少一个信息项。
实施例110：根据前一实施例所述的检测器，其中评估装置适于将光束的直径与光束的已知束特性比较，以便优选地从光束的束直径对在光束的传播方向中的至少一个传播坐标的已知相关性和/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个信息项。
实施例111：根据前述实施例中任一项所述的检测器，进一步包括至少一个横向光学传感器，横向光学传感器适于确定从对象到检测器行进的光束的横向位置，横向位置是在垂直于检测器的光轴的至少一个维度中的位置，横向光学传感器适于生成至少一个横向传感器信号，其中评估装置进一步被设计成通过评估横向传感器信号而生成关于对象的横向位置的至少一个信息项。
实施例112：根据前一实施例的检测器，其中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嵌入在透明导电氧化物的两个单独层之间的至少一种光导材料的光电检测器，其中横向光学传感器具有传感器区，其中第一电极和第二电极被施加到透明导电氧化物的层中的一个层的不同位置，其中至少一个横向传感器信号指示传感器区域中光束的位置。
实施例113：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中横向光学传感器包括根据涉及光导材料的实施例中任一项的光导材料层。
实施例114：根据前一实施例所述的检测器，其中光导材料包括无机光导材料。
实施例115：根据前一实施例所述的检测器，其中无机光导材料包括根据涉及硫属元素化物的实施例的硫属元素化物，优选硫化铅(PbS)或硒化铅(PbSe)，或根据涉及掺杂硅的实施例的掺杂硅光导体。
实施例116：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导材料被提供为嵌入在包括透明导电氧化物或金属纳米线的两层之间的光导材料层，其中透明导电氧化物优选包括氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)、氧化镁(MgO)或钙钛矿透明导电氧化物。
实施例117：根据六个前述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包括至少一个透明横向光学传感器。
实施例118：根据七个前述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由横向光学传感器的表面形成，其中该表面面向对象或背离对象。
实施例119：根据八个前述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离电极。
实施例120：根据前一实施例所述的检测器，其中提供至少四个部分电极。
实施例121：根据两个前述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传感器区域中光束的位置。
实施例122：根据前一实施例所述的检测器，其中横向光学传感器适于根据通过部分电极的电流生成横向传感器信号。
实施例123：根据两个前述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124：根据十四个前述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125：根据十个前述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到横向光学传感器和至少两个纵向光学传感器。
实施例126：根据前一实施例所述的检测器，其中光束接续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127：根据前一实施例所述的检测器，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128：根据十二个前述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或其导出的任何信号组成的组。
实施例129：根据前述实施例中任一项所述的检测器，其中检测器进一步包括至少一个成像装置。
实施例130：根据前一权利要求所述的检测器，其中成像装置位于距对象最远的位置处。
实施例131：根据两个前述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该至少一个纵向光学传感器。
实施例132：根据三个前述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133：根据四个前述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，优选多色CCD芯片或全色CCD芯片；CMOS芯片；IR相机；RGB相机。
实施例134：一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传感器区域中光束的束横截面，其中传感器区域包括能够维持电流的至少一种材料，其中给定照射的相同总功率，材料的至少一个特性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该至少一个特性；以及
-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。
实施例135：根据前一实施例所述的检测器，其中检测器包括根据实施例2至133中任一项的一个或多个特征。
实施例136：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中材料的至少一个特性是材料的电导率或另一材料特性。
实施例137：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中能够维持电流的材料包括非晶硅、包括非晶硅的合金、或微晶硅。
实施例138：根据前述实施例所述的检测器，其中包括非晶硅的合金是包括硅和碳的非晶合金或包括硅和锗的非晶合金中的一种。
实施例139：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中非晶硅通过使用氢被钝化。
实施例140：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中纵向光学传感器是具有至少一个第一电极、至少一个第二电极以及位于第一电极和第二电极之间的非晶硅、包括非晶硅的合金、或微晶硅的光电检测器，其中第一电极和第二电极中的至少一个是透明电极。
实施例141：根据前一实施例所述的检测器，其中透明电极包括透明导电氧化物(TCO)，特别是氧化铟锡(ITO)。
实施例142：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中位于第一电极和第二电极之间的非晶硅、包括非晶硅的合金或微晶硅布置为PIN二极管，其中PIN二极管包括位于n型半导体层和p型半导体层之间的i型半导体层。
实施例143：根据前一实施例所述的检测器，其中i型半导体层包括非晶硅，并且表现出超过n型半导体层和p型半导体层中的每一个的厚度的厚度，特别是以至少2倍，优选至少5倍，更优选至少10倍。
实施例144：根据前一实施例的前一实施例所述的检测器，其中p型半导体层包括硅和碳的合金，并且表现出从2nm至20nm的厚度，优选从4nm至10nm。
实施例145：根据前一实施例所述的检测器，其中i型半导体层包括硅和碳的合金，并且表现出从2nm至20nm的厚度，优选从4nm至10nm。
实施例146：根据六个前述实施例中任一项所述的检测器，其中纵向传感器在0Hz至50kHz的光束的调制频率的范围内基本上是频率无关的。
实施例147：根据前一实施例所述的检测器，其中材料特性是该材料的电学特性和/或光学特性。
实施例148：根据前一实施例所述的检测器，其中材料特性选自包括偏振、反射率、折射率、透射率、热导率、吸光度、散射特性、介电特性和磁特性的组。
实施例149：一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传感器区域中光束的束横截面，其中给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该至少一个纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面，使得纵向传感器信号的幅度随着传感器区域中由光束生成的光斑的横截面减小而减小；以及
-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。
实施例150：根据前一实施例所述的检测器，其中检测器包括根据实施例2至133中任一项的一个或多个特征。
实施例151：一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传感器区域中光束的束横截面，其中给定照射的相同总功率，纵向光学传感器能够生成至少一个纵向传感器信号，该至少一个纵向传感器信号取决于传感器区域中光束的束横截面，其中纵向传感器信号的极小值在传感器区域由光束以最小可得束横截面入射的条件下发生；以及
-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。
实施例152：根据前一实施例所述的检测器，其中检测器包括根据实施例2至133中任一项的一个或多个特征。
实施例153：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中当传感器区域位于如由光学透镜实现的焦点处或附近时，实现传感器区域由光束以最小可得束横截面入射的条件。
实施例154：一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传感器区域中光束的束横截面，其中纵向传感器在0Hz至500Hz的光束的调制频率的范围内基本上频率无关的；以及
-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。
实施例155：根据前一实施例所述的检测器，其中检测器包括根据实施例2至133中任一项的一个或多个特征。
实施例156：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中纵向传感器在0Hz至50kHz的光束的调制频率的范围内基本上是频率无关的。
实施例157：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中纵向传感器包括非晶硅。
实施例158：根据前一实施例所述的检测器，其中非晶硅通过使用氢被钝化。
实施例159：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中纵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位于第一和第二电极之间的非晶硅的光电检测器，其中第一电极和第二电极中的至少一个是透明电极。
实施例160：根据前一实施例所述的检测器，其中透明电极包括透明导电氧化物(TCO)，特别是氧化铟锡(ITO)。
实施例161：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中位于第一和第二电极之间的非晶硅布置为PIN二极管，其中PIN二极管包括位于n型半导体层和p型半导体层之间的i型半导体层。
实施例162：根据前一实施例所述的检测器，其中i型半导体层表现出超过n型半导体层和p型半导体层中的每一个的厚度的厚度，特别是以至少2倍，优选至少5倍，更优选至少10倍。
实施例163：一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传感器区域中光束的束横截面，其中纵向光学传感器包括以光导模式驱动的至少一个光电二极管，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横截面，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，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。
实施例164：根据前一实施例所述的检测器，其中检测器包括根据实施例2至133中任一项的一个或多个特征。
实施例165：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光导模式是指利用光电二极管的电路，其中至少一个光电二极管包括在反向偏置模式中，其中采用相对于阳极的正电压来驱动光电二极管的阴极。
实施例166：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中光电二极管包括至少一种p型吸收体材料、至少一个n型半导体层和至少一对电极。
实施例167：根据前一实施例所述的检测器，其中p型吸收体材料表现出包含四价原子的类金刚石结构。
实施例168：根据前一实施例所述的检测器，其中p型吸收体材料选自包括如下的组：金刚石(C)、硅(Si)、碳化硅(SiC)和锗(Ge)及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例169：根据三个前述实施例中任一项所述的检测器，其中通过用包括四价电子的平均的原子组合取代四价原子中的至少一个来修改类金刚石结构。
实施例170：根据前一实施例所述的检测器，其中p型吸收体材料选自包括II-V化合物、II-VI化合物、I-III-VI2化合物和I2-II-IV-VI4化合物的组。
实施例171：根据前一实施例所述的检测器，其中p型吸收体材料选自包括如下的组：非晶硅(a-Si)，包含非晶硅的合金、微晶硅(μc-Si)、锗(Ge)、锑化铟(InSb)、砷化铟镓(InGaAs)、砷化铟(InAs)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铝镓(AlGaP)、碲化镉(CdTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铜锌锡(CZTSe)、铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)、有机-无机卤化物钙钛矿，特别是碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)，及其固溶体和/或掺杂变体。
实施例172：根据五个前述实施例中任一项所述的检测器，其中所述n型半导体层包括硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)或氢氧化锌(ZnOH)。
实施例173：根据十个前述实施例中任一项所述的检测器，包括偏置电压源。
实施例174：根据前一实施例所述的检测器，其中偏置电压源和负载电阻器与纵向光学传感器串联布置。
实施例175：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中横跨光电二极管施加偏置电压。
实施例176：根据前一实施例所述的检测器，其中通过施加横跨光电二极管的偏置电压的至少两个不同的值，光电二极管在纵向光学传感器的至少两个不同操作模式之间是可切换的。
实施例177：根据前一实施例所述的检测器，其中光电二极管在第一操作模式和第二操作模式之间是可切换的，其中在第一操作模式中，以光导模式驱动光电二极管，并且在第二操作模式中，以光伏模式驱动光电二极管。
实施例178：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中切换装置适于施加对偏置电压源的影响以便设定偏置电压。
实施例179：根据前一实施例所述的检测器，其中切换装置用于在纵向光学传感器的第一操作模式和第二操作模式之间切换。
实施例180：一种布置，包括根据前述实施例中任一项所述的至少两个检测器。
实施例181：根据两个前述实施例中任一项所述的布置，其中该布置进一步包括至少一个照射源。
实施例182：一种人机接口，用于在用户和机器之间交换至少一个信息项，特别是用于输入控制命令，其中人机接口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，其中人机接口被设计为借助于检测器生成用户的至少一个几何信息项，其中人机接口被设计为向几何信息分配至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。
实施例183：根据前一实施例所述的人机接口，其中用户的至少一个几何信息项选自由以下组成的组中：用户身体的位置；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184：根据两个前述实施例中任一项所述的人机接口，其中人机接口进一步包括可连接到用户的至少一个信标装置，其中人机接口适于使得检测器可以生成关于至少一个信标装置的位置的信息。
实施例185：根据前一实施例所述的人机接口，其中信标装置包括适于生成至少一个光束以被发送到检测器的照射源。
实施例186：一种娱乐装置，用于执行至少一个娱乐功能，特别是游戏，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至少一个信息项能够由玩家借助于人机接口输入，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187：一种跟踪系统，用于跟踪至少一个可移动对象的位置，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，跟踪系统进一步包括至少一个轨迹控制器，其中轨迹控制器适于跟踪对象的一系列位置，每一个包括关于对象在特定时间点的位置的至少一个信息项。
实施例188：根据前一实施例的跟踪系统，其中跟踪系统进一步包括可连接到对象的至少一个信标装置，其中跟踪系统适于使得检测器可以生成关于至少一个信标装置的对象的位置的信息。
实施例189：一种用于确定至少一个对象的至少一个位置的扫描系统，该扫描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，该扫描系统进一步包括至少一个照射源，该照射源适于发射被配置用于照射位于至少一个对象的至少一个表面上的至少一个点的至少一个光束，其中扫描系统被设计为通过使用至少一个检测器生成关于至少一个点和扫描系统之间距离的至少一个信息项。
实施例190：根据前述实施例所述的扫描系统，其中照射源包括至少一个人造照射源，特别是至少一个激光源和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体光源。
实施例191：根据两个前述实施例中任一项所述的扫描系统，其中照射源发射多个个体光束，特别是表现出相应间距(特别是规则间距)的光束阵列。
实施例192：根据三个前述实施例中任一项所述的扫描系统，其中扫描系统包括至少一个壳体。
实施例193：根据前述实施例所述的扫描系统，其中在至少一个点与扫描系统的壳体(特别是壳体的前边缘或后边缘)上的特定点之间确定关于至少一个点与扫描系统距离之间的距离的至少一个信息项。
实施例194：根据两个前述实施例中任一项所述的扫描系统，其中壳体包括显示器、按钮、紧固单元、调平单元中的至少一个。
实施例195：一种立体系统，包括根据涉及跟踪系统的实施例中任一项的至少一个跟踪系统和根据涉及扫描系统的实施例中任一项的至少一个扫描系统，其中跟踪系统和扫描系统每一个包括至少一个光学传感器，该至少一个光学传感器如下方式位于准直布置中：以它们在平行于立体系统的光轴的取向中对准并且同时相对于垂直于立体系统的光轴的取向表现出个体移位。
实施例196：根据前一实施例所述的立体系统，其中跟踪系统和扫描系统每一个包括至少一个纵向光学传感器，其中组合纵向光学传感器的传感器信号，用于确定关于对象的纵向位置的信息项。
实施例197：根据前一实施例所述的立体系统，其中纵向光学传感器的传感器信号通过施加不同的调制频率而相对于彼此是可区分的。
实施例198：根据前一实施例所述的立体系统，其中立体系统进一步包括至少一个横向光学传感器，其中横向光学传感器的传感器信号用于确定关于对象的横向位置的信息项。
实施例199：根据前一实施例所述的立体系统，其中通过将关于对象的纵向位置的信息项和关于对象的横向位置的信息项组合来获得对象的立体视图。
实施例200：一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项的至少一个检测器。
实施例201：一种用于至少一个对象的光学检测的方法，特别是通过使用根据涉及检测器的前述实施例中任一项所述的检测器，该方法包括以下步骤：
-通过使用至少一个纵向光学传感器生成至少一个纵向传感器信号，其中纵向传感器信号取决于由光束对纵向光学传感器的传感器区域的照射，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，传感器区域中光导材料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
-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。
实施例202：根据前一实施例所述的方法，其中光导材料被提供为包括胶体量子点(CQD)的膜。
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。
实施例204：根据前一实施例所述的方法，其中第一导电层包括至少部分透明的半导体材料，优选选自包括至少部分透明的半导体金属氧化物、其掺杂变体或金属纳米线的组，其中透明导电氧化物特别地选自氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)、氧化镁(MgO)或钙钛矿透明导电氧化物。
实施例205：根据三个前述实施例中任一项所述的方法，其中CQD膜被提供为在非极性有机溶剂中的量子点的溶液，其中溶剂优选选自包括辛烷、甲苯、环己烷、氯苯、正庚烷、苯、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈和氯仿的组，其中量子点以从10mg/ml至200mg/ml，优选从50mg/ml至100mg/ml的浓度被提供在有机溶剂中。
实施例206：根据四个前述实施例中任一项所述的方法，其中CQD膜被提供为至少两个单独的层。
实施例207：根据五个前述实施例中任一项所述的方法，其中CQD膜通过沉积方法、优选通过涂覆方法、更优选通过旋涂法提供。
实施例208：根据前一实施例所述的方法，其中CQD膜经过有机试剂的处理，其中有机试剂优选选自包括硫醇和胺的组，特别是选自1,2-乙二硫醇(edt)、1,2-和1,3-苯二硫醇(bdt)和丁胺。
实施例209：根据前述实施例所述的方法，其中在用有机试剂处理之后，将CQD膜在50℃至250℃、优选从80℃至180℃、更优选从100℃至120℃的温度下干燥。
实施例210：根据七个前述实施例中任一项所述的方法，其中阻挡层首先直接沉积到第一导电层上，直到CQD膜沉积到阻挡层上，其中阻挡层包括导电材料的薄膜，优选二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)。
实施例211：根据九个前述实施例中任一项所述的方法，其中第二导电层沉积在CQD膜上。
实施例212：根据前一实施例所述的方法，其中第二导电层包括不透明导电材料，更优选蒸镀的金属层或石墨烯层，其中蒸镀的金属层特别地包括银、铝、铂、铬、钛或金。
实施例213：根据两个前述实施例中任一项所述的检测器，其中第二导电层包括导电聚合物层，特别地选自聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)或PEDOT和聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)的分散体，其中包括蒸镀的金属或石墨烯的接触的分离电极优选地布置在导电聚合物层上，其中蒸镀的金属接触特别地包括银、铝、铂、钛、铬或金中的一种或多种。
实施例214：一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，用于优选同时确定位置、特别是对象的深度的目的。
实施例215：根据前一实施例所述的检测器的用途，用于用途目的，选自以下组成的组：距离测量，特别是在交通技术中；位置测量，特别是在交通技术中；娱乐应用；安全应用；人机接口应用；跟踪应用；扫描应用；摄影应用；成像应用或相机应用；用于生成至少一个空间的地图的测图应用；用于车辆的归位或跟踪信标检测器；具有热特征(比背景更热或更冷)的对象的距离和/或位置测量；立体视觉应用；机器视觉应用；机器人应用。
附图说明
从随后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明显的。在该背景中，可以单独或与特征组合来实现特定特征。本发明不限于示例性的实施例。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号涉及相同元件或具有相同功能的元件，或者关于它们的功能彼此对应的元件。
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，该检测器包括具有传感器区域的纵向光学传感器，其中传感器区域包括光导材料；
图2A和2B示出了具有传感器区域的纵向光学传感器的示例性实施例，其中传感器区域包括作为光导体的布置中的光导材料；
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)；
图4A至4D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效应的进一步的实验结果，其中传感器区域包括作为光导材料的硫化铅(PbS)；
图5示出了通过使用具有传感器区域的纵向光学传感器的进一步的实验结果，其中传感器区域包括作为光导材料的硫化铅(PbS)，其中在没有对入射光束施加调制情况下的FiP效应被观察到；
图6A至6H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效应的进一步实验结果，其中传感器区域包括除了硫化铅(PbS)之外的其它光导材料，即硒化铅(PbSe；图6A)，有机供体聚合物和基于富勒烯的电子受体材料的混合物(图6B至6D)，三硫化二锑(Sb2S3；图6E至6G)，以及包括低掺杂浓度和低缺陷密度的p型掺杂晶体硅(图6H)；
图7A和7B示出了具有作为光电导体的布置中的光导材料层的横向光学传感器的进一步示例性实施例；
图8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。
图9示出了具有纵向光学传感器的互连的阵列的检测器中的纵向传感器信号的电阻的变化的模拟；
图10A至10G示出了在作为光电二极管(图10A)的布置中的纵向光学传感器的进一步示例性实施例以及通过使用包括非晶硅(a-Si：H；图10B至10E)、微晶硅(μc-Si；图10F)和磷化镓(GaP；图10G)的层的该布置获得的正的FiP效应的实验结果；
图11A至11J示出了在作为在纵向光学传感器的传感器区域内用作光电二极管的薄膜太阳能电池的布置中的纵向光学传感器的另外示例性实施例(图11A和11B)，表明在包括作为p型吸收体材料的碲化镉(CdTe；图11C)、碲镉锌(ZnCdTe；图11D)、铜铟镓硒化物(CIGS；图11E)或铜锌锡硫化物(CZTS；图11F至11H)的光电二极管中的FiP效应的发生的实验结果；以及根据本发明的检测器的进一步示例性实施例，其中纵向光学传感器具有包括光电二极管的传感器区域(图11J)，以及
图12A至12D示出了纵向光学传感器的不同布置的进一步的示例性实施例，其中光电二极管内的光导材料被提供为包括量子点的膜(图12A、12C和12D)，以及表明了根据图12A的纵向光学传感器中的FIP效应的发生的实验结果(图12B)。
示例性实施例
图1以高度示意方式示出了根据本发明的光学检测器110的示例性实施例，用于确定至少一个对象112的位置。光学检测器110可优选地适于用作红外检测器。然而，其它实施例是可行的。光学检测器110包括至少一个纵向光学传感器114，在该特定实施例中，该至少一个纵向光学传感器114沿着检测器110的光轴116布置。具体地，光轴116可以是光学传感器114的设置的对称轴和/或旋转轴。光学传感器114可以位于检测器110的壳体118内侧。此外，可以包括至少一个传送装置120，优选折射透镜122。壳体118内的开口124优选地限定检测器110的观察方向126，该开口124可以特别地相对于光轴116同心定位。可以定义坐标系128，在该坐标系128中，与光轴116平行或反平行的方向被定义为纵向方向，而垂直于光轴116的方向可以被定义为横向方向。在坐标系128中，如图1中示意性示出的，纵向方向由z表示，并且横向方向分别由x和y表示。然而，其它类型的坐标系128是可行的。
此外，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。因此，根据FiP效应，给定照射的相同总功率，纵向传感器信号取决于相应传感器区域130中的光束132的束横截面，如下面将进一步详细描述的。根据本发明，传感器区域130包括至少一个光导材料134，特别是硫属元素化物136，优选硫化铅(PbS)或硒化铅(PbSe)。然而，可以使用其它光导材料134，特别是其它硫属元素化物136。作为在传感器区域130中使用光导材料134的结果，给定照射的相同总功率，传感器区域130的电导率取决于传感器区域130中光束132的束横截面。因此，由光束132入射时由纵向光学传感器114提供的所得的纵向传感器信号取决于传感器区域130中光导材料134的电导率，并且因此允许确定传感器区域130中光束132的束横截面。经由纵向信号引线138，纵向传感器信号可以发送到评估装置140，这将在下面进一步详细说明。优选地，纵向光学传感器114的传感器区域130相对于从对象112到检测器110行进的光束132可以是透明的或半透明的。然而，由于纵向光学传感器114的传感器区域130同样可以是不透明的，所以可以不需要该特征。
在优选实施例中，纵向光学传感器114可以位于传送装置120的焦点142处。另外或可替代地，特别是在光学检测器110可以不包括传送装置120的实施例中，纵向光学传感器114可以以沿着光轴116可移动方式布置，诸如借助于可选的致动器144，该可选的致动器144可以通过使用可以放置在评估装置136内的致动器控制单元146来控制。然而，其它种类的设置是可行的。
评估装置140通常被设计成通过评估横向光学传感器114的传感器信号来生成关于对象112的位置的至少一个信息项。为此，评估装置140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，其由纵向评估单元148(由“z”表示)示意性表示。如将在下面更详细解释的，评估装置140可以适于通过比较纵向光学传感器114的一个以上的纵向传感器信号来确定关于对象112的纵向位置的至少一个信息项。
如上所述，在由光束132入射时由纵向光学传感器114提供的纵向传感器信号取决于传感器区域130中光导材料134的电导率。为了确定光导材料134的电导率的变化，因此，如图1中示意性描绘的，有利的是测量通过纵向光学传感器114的同样可称为“光电流”的电流。为此，在特别优选的实施例中，可以提供偏置电压源150，该偏置电压源150可以被配置为提供高于接地152的偏置电压。此外，在向纵向评估单元148提供纵向传感器信号之前，如由纵向光学传感器114提供的纵向传感器信号可以首先通过施加放大器154来放大。
用于照射纵向光学传感器114的传感器区域130的光束132可以由发光对象112生成。可替代地或另外，光束132可以由单独的照射源156生成，该单独的照射源156可以包括环境光源和/或人造光源，诸如发光二极管158，其适于照射对象112，其中，以光束132可被配置为优选地通过沿着光轴116穿过开口124进入光学检测器110的壳体118而到达纵向光学传感器114的传感器区域130的方式，对象112能够反射由照射源156生成的光的至少一部分。在特定实施例中，照射源156可以是调制光源160，其中照射源156的一个或多个调制特性可以由至少一个可选的调制装置162控制。可替代地或另外，可以在照射源156和对象112之间和/或在对象112和纵向光学传感器114之间的束路径中实现调制。更多的可能性可被设想。在该特定实施例中，当评估横向光学传感器114的传感器信号以确定关于对象112的位置的至少一个信息项时，考虑一个或多个调制特性(特别是调制频率)是有利的。为此，如由调制装置162提供的相应特性同样可以被提供给放大器154，该放大器154在该特定实施例中可以是锁定放大器164。
通常，评估装置140可以是数据处理装置166的一部分和/或可以包括一个或多个数据处理装置166。评估装置140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纵向光学传感器114的单独装置。评估装置140可进一步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和/或一个或多个评估单元和/或一个或多个控制单元(这里未示出)。
图2A和2B示出了光导体的布置中的纵向光学传感器114的示例性实施例。因此，纵向光学传感器114包括至少一种光导材料134的层168，特别是硫属元素化物136，优选硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)或如在此别处描述的另一光导材料。在包括硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)和或其它光导材料的层168的纵向光学传感器114中实现的上述负的FiP效应的发生已经分别在如图3A至图6中所示进行实验演示。优选地，光导材料134放置在绝缘衬底170上，优选地放置在陶瓷衬底172上，特别用于对光导材料134的层168提供机械稳定性，该光导材料134的层168表现出从10nm至1000μm特别是从100nm至10μm的厚度。
如上所述，由入射光束132对传感器区域130中光导材料134的照射导致光导材料134的电导率的变化，给定照射的相同总功率，该光导材料134的电导率取决于传感器区域130中光束132的束横截面174。因此，在由光束132入射传感器区域130时，至少两个分离的电极176、178提供纵向传感器信号，该纵向传感器信号取决于光导材料134的电导率，并且因此允许确定传感器区域130中光束132的束横截面174。优选地，光学透明电极176、178每一个包括金属电极，特别是银(Ag)电极、铂(Pt)电极、铝(Al)电极或金(Au)电极中的一种或多种，或可替代地为石墨烯电极。在此，优选地，电极176、178放置在光导材料层134的层168的顶部上的不同位置上，特别是以可以间隔1mm至10cm之间(诸如约1cm)的距离的条的形式。
虽然在根据图2A的纵向光学传感器114的示例性设置中，入射光束132可以直接入射在光导材料134上，但是在根据图2B的纵向光学传感器114的示例性设置中，入射光束132可以首先入射在衬底170上，直到其可以到达光导材料134中的传感器区域130。在根据图2B的该特定实施例中，绝缘衬底170因此可以有利地是透明衬底180或至少半透明衬底182，诸如玻璃衬底或石英衬底。在该情况下，材料的一部分可以不被光导材料覆盖。此外，在可以使用金(Au)电极的情况下，可以利用Ni/Cr或Ti/Ni的薄层，以便将金牢固地结合到玻璃衬底，从而使其对于引线是可结合的。
在替代实施例中，纵向光学传感器114内的光导材料134的层168包括作为电子供体材料的有机供体聚合物和基于富勒烯的电子受体材料的混合物。在特定示例中，有机供体聚合物包含80:20wt％的作为电子供体材料的聚(3-己基噻吩-苯基-2,5-二基)(P3HT)和作为电子受体材料的[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC60BM)的混合物。然而，其它种类的混合比和/或有机光导材料134同样可以是合适的。优选地，包括P3HT：PC60BM的混合物的光导材料134的单层168类似地放置在绝缘衬底170上，优选地在透明或半透明衬底180、182(诸如玻璃或石英衬底)上。为此，通过使用沉积方法，优选涂覆方法，更优选旋涂法，狭缝涂覆法或刮刀涂覆法，或可替代地通过蒸发，P3HT：PC60BM的混合物可以优选地从溶液(特别是从氯苯溶液)被铸成单层168，该单层168可以表现出100μm至2000μm，特别是200μm至750μm的厚度。
不管根据图2A或图2B的实施例是否可以实际上被选择用于光学检测器110，两个实施例都表现出纵向光学传感器114的比较简单和成本有效的设置，例如当与如在WO2012/110924 A1或WO 2014/097181 A1中示例性描绘的纵向光学传感器相比较时。特别地，该结果可以归因于这里可以使用的较低数量的层，以便仍然为纵向光学传感器114提供工作实施例。然而，这里未示出的其它实施例同样可以适合作为用于根据本发明的纵向光学传感器114的设置。
在图3A至3C中，将实验地表明了在图1和图2的示例性实施例中实现的上述负的FiP效应。
在此，图3A示出了在纵向光学传感器114的传感器区域130包括作为光导材料134的硫化铅(PbS)的设置中作为实验结果的所谓“FiP曲线”。在此，光学检测器110的设置包括绿色发光二极管(LED)158，该绿色发光二极管(LED)158放置在折射透镜122前方80cm处，并且同时用作具有530nm光波长的光束的照射源156和对象112。纵向光学传感器114的传感器区域130包括商业可得的硫化铅(PbS)光导材料134，其在由偏置电压源150提供的10mV偏置电压下操作。在该特定实验中，通过使用调制装置162以375Hz的调制频率对作为照射源156的发光二极管进行调制。因此，通过使用锁定放大器164测量纵向传感器信号。
在实验期间，纵向光学传感器114通过使用致动器144沿着光学检测器110的z轴移动，并以毫伏(mV)为所产生的单位的电压被测量。在此，折射透镜122的焦点142位于43.5mm的距离处，由此折射透镜122和用作照射源156的发光二极管158放置在较大的z值处。在实验期间沿着光学检测器110的z轴移动传感器导致入射光束132在传感器区域130的位置处的束横截面(光斑尺寸)的变化，从而产生z-相关电压信号。
如在图3A中可以看到的，FiP曲线包括可观察到的电压，其可以被归因为纵向传感器信号随着纵向光学传感器114距对象112的变化的距离而变化，并且包括在对象112被聚焦在纵向光学传感器114上的情况下的明显的极小值。因此，根据本发明的光学检测器110可以以其清楚地表现出上述负的FiP效应的方式布置，即在由光束132以最小可能横截面入射传感器区域130中的材料的条件下纵向传感器信号的极小值的观察，当传感器区域130位于如由折射透镜122实现的焦点142处(即这里处于距折射透镜122约43.4mm的距离处)时，最小可能横截面在该设置中发生。
在根据图3B的实验中，使用与根据图3A的先前实验相同的设置。在此，多次重复上述关于图3A执行的实验，其中用作照射源156的发光二极管158放置在距折射透镜122不同的距离处。在图3B中呈现记录的FiP曲线。结果，记录的电压的极小值归因于纵向传感器信号随着发光二极管158距折射透镜122的变化的距离而变化。
此外，如可以从图3B提取到的，记录电压的绝对值同样随着发光二极管158距折射透镜122的增加距离而增加。因此，将个体的观察到的FiP曲线的所有值除以获取用于如下条件的观察到的FiP曲线的值可以是有用的，在该条件下传感器区域130位于z坐标等于折射透镜122的焦距的距离处。结果，获得如在图3C中显示的以下曲线图。在此，所有归一化的FiP曲线具有约0.55mV的极小值，以及在43.4mm的z坐标值(即z坐标等于折射透镜122的焦距)处的1.0的值。该观察清楚地表明，在光导材料134用于在传感器区域130中感测的情况下，所谓的“Iso-FiP关系”仍然成立。如在此所使用的，“Iso-FiP关系”是指可以将对于不同聚焦位置的纵向传感器信号曲线归一化为焦点纵向光学传感器的对应的纵向传感器信号的呈现。关于进一步的细节，可以参考2014年8月7日提交的欧洲专利申请EP 14 176112.2，其内容通过引用包括在此。因此，两到三个纵向光学传感器足以检测距离而没有任何模糊性。
图4A至4D示出了进一步测量的实验结果，其中纵向光学传感器114的传感器区域130包括作为光导材料134的硫化铅(PbS)。此外，光学检测器110的设置包括绿色发光二极管(LED)158，该绿色发光二极管(LED)158放置在折射透镜122前方80cm处，并且再次同时用作530nm的光波长的照射源156和对象112。具有光导材料134硫化铅(PbS)的纵向光学传感器114在由偏置电压源150提供的10V偏置电压下操作。在该特定实验中，发光二极管158再次用作借助于调制装置162以调制频率调制的照射源156，然而，其中与根据图3A至3C所执行的实验相比，施加对于光电流和调制频率中的一个的不同值。因此，通过使用锁定放大器164再次测量纵向传感器信号。
虽然图4A示出了如在这些条件下记录的实际FiP曲线，其中调制频率设定为375Hz，并且光电流已经在1mA的极小值和1000mA的极大值之间变化，但是图4B显示相应的归一化的实际FiP，其再次证明了在这些情况下的Iso-FiP关系的有效性。
在图4C和4D中，以变化的调制频率记录处于合焦(图4C)和离焦(图4D)的FiP电流。调制频率以赫兹为单位被绘制在x轴上。处于合焦的FiP电流被绘制在y轴上。所有曲线均归一化为0Hz处的值。两个轴均以对数刻度绘制。在变化的电流下记录不同的曲线，这些变化的电流应用于LED目标(1mA-1000mA)。另外，在图4C中示出了用于比较的有机传感器曲线。曲线显示，通过将调制频率增加到超过500Hz，FiP信号基本上不受影响。该结果与光强度和焦点位置无关。
在根据图5的测量中，利用与根据图3A至3C的测量相同的设置，然而，其中不施加调制，使得绿色发光二极管158发出表现出以连续强度的530nm光波长的光束132。在此，通过使用放大器154和示波器来记录纵向传感器信号。因此，图5中的光电流中的可观察到的残余调制可能是由通过电力线到放大器电路中的电磁干扰而不是入射光束132的不存在的调制引起的。如图5中所示的曲线两侧的强度的可观察的降低可以归因于以下事实：通过增加传感器区域130处的光斑尺寸，在一些点处，光斑尺寸超过传感器区域130的面积。然而，图5清楚地表明，FiP效应的发生不需要调制的存在。
图6表明根据图3至5的测量同样可以通过使用与PbS分开的另一光导材料134来执行，根据图3至5的测量已经在纵向光学传感器114的传感器区域130内光导体的布置中作为施加的光导材料134的硫化铅(PbS)中被执行。
因此，如图6A所示的用于实验的光导材料134包括传感器区域130中的硒化物硫属元素化物硒化铅(PbSe)。此外，与根据图3A的测量类似，光学检测器110的设置包括发光二极管158，该发光二极管158放置在折射透镜122之前80cm处并再次同时用作对象112和照射源156。然而，这一次，并且根据硒化铅(PbSe)的已知吸收光谱，应用位于近红外(NIR)光谱范围内的1050nm的光波长。具有光导材料134硒化铅(PbSe)的纵向光学传感器114在由偏置电压源150提供的10V偏置电压下操作。此外，作为照射源156的发光二极管158通过使用调制装置162以375Hz的调制频率调制。因此，通过使用锁定放大器164再次测量纵向传感器信号。结果是如图6A所示的FiP曲线，其再次表明了在这种材料中负的FiP效应的发生。
图6B和6C示出了实验结果，其中纵向光学传感器114的传感器区域130中的层168包括作为有机光导材料134的上述80:20wt％的P3HT：PC60BM的混合物。在此，可以使用可以通过有机光导材料134的层168的相应厚度d彼此可区分开的三种不同的样品。如图所示，层168的相应厚度相当于d＝430μm，d＝580μm以及d＝1500μm。
类似于根据图3A和6A的测量，光学检测器110的设置包括发射530nm的光波长的发光二极管158，该发光二极管158放置在折射透镜122的前面，并且同时用作对象112和照射源156。包括有机光导材料134的纵向光学传感器114在由偏置电压源150提供的10V偏置电压下操作。此外，作为照射源156的发光二极管158通过使用由调制装置162提供的43Hz的调制频率来调制，同时通过使用锁定放大器164来因此记录纵向传感器信号。
结果，图6B和6C中的曲线示出了可以被认为是纵向传感器信号的可观察的光感应电流，该纵向传感器信号随着纵向光学传感器114距对象112的变化的距离而变化，从而包括在对象112被聚焦在纵向光学传感器114的情况下的明显极小值。因此，光学检测器110清楚地表现出负的FiP效应，即在光束132以最小可得横截面入射传感器区域130中的有机光导材料134的条件下纵向传感器信号的极小值的观察，当传感器区域130位于如由折射透镜122实现的焦点142处(即处于距折射透镜122约20mm的距离)时，最小可得横截面在该设置中发生。此外，通过将纵向光学传感器114在沿着光轴116在两个方向中移动到远离焦点12.5mm，光斑的尺寸填充了电极176、178之间传感器区域130的大部分区。
将提供位于焦点142处的传感器区域130的光感应电流与焦点142外侧的传感器区域130之间的商的比率r假设为如图6B所示的从4到5的值。然而，在图6C所示的进一步的实验中，比率r可以增加到大于8的值，在图6C中，在样品暴露于空气中的卤素灯之后(已知会导致有机光导材料P3HT：PC60BM的掺杂)，可以使用与用于图6B的实验的相同样品。如从图6B和6C可以进一步得出的，通常，比率r假定为高值，特别是因为当传感器区域130变为位于焦点142附近时光感应电流几乎看起来消失。
此外，图6D示出作为纵向传感器信号的可观察的光感应电流是入射光束的调制频率f的明显(distinct)函数。为此，使用单个样品，其中纵向光学传感器114的传感器区域130中的层168包括作为有机光导材料134的上述80:20wt％的P3HT：PC60BM混合物，并表现出d＝430μm的厚度。因此，图6D显示三个不同的曲线，其中的两个在不同照射条件下被记录：
-通过发射530nm波长的发光二极管158的照射；标示为“照射的”；以及
-无照射；标示为“黑暗”；以及
标示为“差”的第三曲线提供针对照射曲线的相应值减去针对黑暗曲线的值之间的差。如从图6D中三个不同曲线的比较可以得出，所测的信号被证明与高于大约1kHz的频率处的设置的噪声水平是不可区分的。另一方面，在低于大约50Hz的频率下，可以观察到大约100的信噪比。可以提到的是，在50Hz的频率处获得的峰值可以归因于干线电源的频率。因此，其中传感器区域130中的层168包括作为有机光导材料134的上述P3HT：PC60BM的混合物的纵向光学传感器114可以特别地用于在低于100Hz，优选低于50Hz的频率处的FiP效应的确定。在该频率范围内，噪声似乎相当低，特别是由于这种材料中几乎为零的泄漏电流。
图6E至6G示出了传感器区域130内的光导材料134包括三硫化二锑(Sb2S3)的层168的进一步的实验示例。在如图6E和6F所示的特定示例中，Sb2S3的层168表现出400nm的厚度，并被银(Ag)电极176、178和硒化银(I)(Ag2Se)衬底170夹在中间。在此，纵向光学传感器114在横跨包括该样品的纵向光学传感器114的5V偏置电压下操作(参见图6E，虚线)或者可替代地，在不施加偏置电压(参见图6E，实线；以及放大图中的图6F)的情况下操作。在图6F和6G中没有施加偏置电压的情况下而记录的FiP曲线表明，纵向光学传感器114在这里表现为例如由J.P.Clifford等(J.P.Clifford et al.,s.o)描述的肖特基二极管。因此，入射光束132可以在三硫化二锑的层168内生成电荷载流子，即电子和空穴。在此，可以在朝向硒化银(I)衬底170和银电极176、178的边界处收集电荷载流子。因此，可以在三硫化二锑的层168内朝向肖特基势垒形成耗尽区，该肖特基势垒可以位于银电极176、178与三硫化二锑的层168之间的边界处。此外，通过施加使用具有幅度为1000mA的100ms长电流脉冲的调制装置162，以375Hz的调制频率调制作为照射源156的发光二极管158。因此，通过使用锁定放大器164再次测量纵向传感器信号。在两种情况下，结果是如图6E和6F所示的FiP曲线，其再次表明了在这种材料中的所提到的条件下的负的FiP效应的发生。
与此相反，在图6G所示的示例中，三硫化二锑的层168表现出1.3μm的厚度，并且由银(Ag)电极176、178和透明氧化铟锡(ITO)衬底170夹在中间。可能由于相对于用于记录图6E和6F中的曲线的样品的照射强度较高，在横跨包括该样品的纵向光学传感器114没有施加偏置电压的情况下，可以在这里监测到正的FIP效应。此外，图6G表明，包括三硫化二锑的层168的该实施例的纵向光学传感器114在这里表现为类似于图6F所示实施例的肖特基二极管。此外，可以提及的是，与图5类似，如图6G所示对于低于约13毫米的短距离以及对于高于约24mm的大距离的电流增加可以源于几何效应，即通过增加传感器区域130处的光斑尺寸，在一定点处，光斑尺寸超过传感器区域130的面积。
最后，图6H示出进一步的实验结果，对于该实验结果，利用包括低掺杂剂浓度和低缺陷密度的15mm×15mm掺杂的晶体硅(Si)样品，并且以光导体的方式提供接触，以便提供表现出高电阻率、高电荷载流子寿命和低表面复合率的硅基光导体。如上所述，光导材料可以在这里由欧姆接触来接触，从而提供电学结，该电学结可以表现出根据欧姆定律的线性电流-电压比，但不包括任何光伏特性。为此，使用显示出770至2020Ω·cm的电阻率的硅样品。通过施加横跨包括该样品的纵向光学传感器114的10V的偏置电压，由此对照射使用两个不同的波长，即530nm(实线)和850nm(虚线)，获得如图6H所描绘的实验结果，以便分别研究该样品在可见和红外光谱范围内的行为。在两个光谱范围内，可以观察到负的FIP效应。
如上所述，光学检测器110可以包括单个纵向光学传感器114，或者例如在WO2014/097181 A1中公开的纵向光学传感器114的堆叠，特别地与一个或多个横向光学传感器184组合。因此，在纵向光学传感器114中使用有机光导材料层可以是特别优选的，主要是由于有机光导材料的透明度、半透明度或透光性。作为示例，一个或多个横向光学传感器184可以位于纵向光学传感器114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184可以位于纵向光学传感器114的堆叠的背离对象的一侧。可替代地或另外地，一个或多个横向光学传感器184可插入堆叠的纵向光学传感器114之间。然而，可以仅包括单个纵向光学114传感器但不包括横向光学传感器184的实施例仍然是可能的，诸如在仅需要确定对象的深度即Z坐标的情况下。
因此，在除z坐标之外需要确定对象的x坐标和/或y坐标的情况下，除了至少一个纵向光学传感器114之外，利用可以提供至少一个横向传感器信号的至少一个横向光学传感器184可以是有利的。对于横向光学传感器的潜在实施例，可以参考WO 2014/097181 A1。因此，横向光学传感器184可以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电检测器，其中光伏材料，优选地，一个或多个染料敏化的有机太阳能电池，诸如一个或多个固体染料敏化的有机太阳能电池可以嵌入在第一电极和第二电极之间。
与该已知实施例相反，图7A示出了根据本发明的横向光学传感器184的优选示例性实施例的侧视图。因此，横向光学传感器184具有光导材料134的层168，其特别地包括硫属元素化物136，诸如硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)或其它合适的材料。在此，光导电材料134的层168可以优选地嵌入在透明导电氧化物188的两个层186之间，该透明导电氧化物188优选包括氧化铟锡(ITO)、掺氟的氧化锡(FTO)或氧化镁(MgO)。然而，特别地根据所需的透明光谱范围，其它材料可能是可行的。
此外，可存在用于记录横向光学信号的至少两个电极190、192。如在根据图7B的横向光学传感器184的侧视图中示意性描绘的，横向光学传感器184的至少电极190、192可以是具有至少两个部分电极194、196的分离电极，其中横向光学传感器184可以具有传感器区198，其中至少一个横向传感器信号可以以类似于如在WO 2014/097181 A1中所公开的横向光学传感器184所描述的方式来指示在传感器区198内入射光束132的x-和/或y-位置。因此，横向光学传感器184可以包括传感器区198，其优选地可以对从对象112到检测器110行进的光束132是透明的。因此，横向光学传感器184可以适于确定在一个或多个横向方向中(诸如在x方向和/或y方向中)光束132的横向位置。为此，至少一个横向光学传感器184可以进一步适于生成至少一个横向传感器信号。因此，评估装置140可以被设计成通过评估纵向光学传感器184的横向传感器信号来生成关于对象112的横向位置的至少一个信息项。
作为示例，图8示出了检测器系统200的示例性实施例，其包括至少一个光学检测器110，诸如在图1至7和图9至12中示出的一个或多个实施例中所公开的光学检测器110。在此，光学检测器110可以用作相机202，具体用于3D成像，其可以用于获取图像和/或图像序列，诸如数字视频剪辑。此外，图8示出了包括至少一个检测器110和/或至少一个检测器系统200的人机接口204的示例性实施例，以及进一步地包括人机接口204的娱乐装置206的示例性实施例。图8进一步示出了适于跟踪至少一个对象112的位置的跟踪系统208的实施例，该跟踪系统208包括检测器110和/或检测器系统200。
关于光学检测器110和检测器系统200，可以参考该申请的全部公开。基本上，检测器110的所有潜在实施例同样可以体现在图8所示的实施例中。评估装置140可以特别地通过信号引线156连接到至少两个纵向光学传感器114中的每一个。如上所述，两个或优选三个纵向光学传感器的使用可支持纵向传感器信号的评估而没有任何剩余的模糊性。评估装置140可以特别地通过信号引线138进一步连接到至少一个可选的横向光学传感器184。通过示例的方式，可以提供信号引线138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，信号引线138可以包括用于生成传感器信号和/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，可以提供至少一个传送装置120，特别是作为折射透镜122或凸面镜。光学检测器110可以进一步包括至少一个壳体118，作为示例，该至少一个壳体118可以包围组件114、184中的一个或多个。
此外，评估装置140可以完全或部分地集成到光学传感器114、184中和/或集成到光学检测器110的其它组件中。评估装置140同样可以被封装到壳体118中和/或被封装到独立的壳体中。评估装置140可以包括一个或多个电子装置和/或一个或多个软件组件，以便评估由纵向评估单元148(由“z”表示)和横向评估单元210(由“xy”表示)示意性表示的传感器信号。通过组合由这些评估单元154、156导出的结果，可以生成位置信息212，优选地三维位置信息(由“x、y、z”表示)。类似于根据图1的实施例，偏置电压源150可以被配置为提供高于接地152的偏置电压。此外，如由纵向光学传感器114提供的纵向传感器信号可以在被提供给纵向评估单元148之前首先借助于放大器154放大。
此外，光学检测器110和/或检测器系统200可以包括可以以各种方式配置的成像装置214。因此，如在图8中所描绘的，成像装置214可以例如是检测器壳体118内的检测器110的一部分。在此，成像装置信号可以由一个或多个成像装置信号引线138传送到检测器110的评估装置140。可替代地，成像装置214可以单独地位于检测器壳体118的外侧。成像装置214可以是完全或部分透明或不透明的。成像装置214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214可以包括至少一个像素矩阵，其中像素矩阵可以特别地选自如下组成的组：无机半导体传感器装置，诸如CCD芯片和/或CMOS芯片；有机半导体传感器装置。
在如图8所示的示例性实施例中，作为示例，要检测的对象112可以被设计为运动器材的物品和/或可以形成控制元件216，其位置和/或取向可以由用户218操纵。因此，通常，在图8所示的实施例中或检测器系统200、人机接口204、娱乐装置206或跟踪系统208的任何其它实施例中，对象112本身可以是指定装置的一部分，并且具体地可以包括至少一个控制元件216，具体地，其中至少一个控制元件216具有一个或多个信标装置220，其中控制元件216的位置和/或取向优选地可以由用户218操纵。作为示例，对象112可以是或可以包括球棒、球拍、球棍或运动器材的任何其它物品和/或伪运动器材中的一个或多个。其它类型的对象112也是可能的。此外，用户218可以被认为是其位置将被检测的对象112。作为示例，用户218可以携带直接或间接附接到他或她的身体的信标装置220中的一个或多个。
光学检测器110可以适于确定关于信标装置220中的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个信息项，和/或关于对象112的纵向位置的至少一个其它信息项以及可选地关于对象112的横向位置的至少一个信息项。特别地，光学检测器110可以适于识别对象112的颜色和/或将对象112成像，诸如对象112的不同颜色，更具体地，可能包括不同颜色的信标装置220的颜色。壳体118中的开口124优选地可以限定光学检测器110的观察方向126，该开口124优选地可以关于测器110的光轴116同心地定位。
光学检测器110可以适于确定至少一个对象112的位置。另外，光学检测器110，具体地，包括相机202的实施例可以适于获取对象112的至少一个图像，优选地，3D图像。如上所述，通过使用光学检测器110和/或检测器系统200来确定对象112和/或其一部分的位置可以用于提供人机接口204，以便向机器222提供至少一个信息项。在图8中示意性描绘的实施例中，机器222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166的计算机系统。其它实施例是可行的。评估装置140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体现为单独的装置和/或可以完全或部分地集成到机器222，特别是计算机中。对于跟踪系统208的轨迹控制器224也是如此，其可以完全地或部分地形成评估装置140和/或机器222的一部分。
类似地，如上所述，人机接口204可以形成娱乐装置206的一部分。因此，借助于用作对象112的用户218和/或借助于操纵对象112的用户218和/或用作对象112的控制元件216，用户218可以将至少一个信息项(诸如至少一个控制命令)输入到机器222中，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。
图9示出了检测器中的纵向传感器信号的电阻变化(以百分比)的模拟，该检测器包括作为纵向光学传感器114的各个光导体的互连阵列。在图9中，对于包括互连阵列的整个网格的电阻针对多个聚焦步骤被描绘，从完全照射的阵列开始，并且连续地逐渐增加光束132的聚焦，然而由此保持如示出的从50mW至1000mW的级别中的每一个的照射的入射功率。因此，将与完全照射的阵列对应的第一步的电阻值用作参考。
对于该模拟，首先将电阻器网络软件与包括纵向光学传感器中作为光导材料的PbS的光导体的实验结果进行比较。在模拟和实验之间达成了合理的一致之后，利用各个光导体的互连阵列进行模拟。在此，只要并非所有的个体光导体均匀地照射，则阵列产生被证明关于照射密度为非线性的聚集DC电阻。在个体光导体对照射密度表现完美的线性电阻响应的情况下，甚至可以观察到该特征。因此，该特征可用于确定传感器区域130内阵列上的光束132的横截面，并且因此确定检测器110与光源或IR辐射源(甚至在LWIR光谱范围内，即从5μm到15μm)之间的距离。为了模拟的目的，对于光束132假设高斯分布，该光束132在第一步骤中显著地超过了阵列，直到在随后的步骤中其直径连续减小。
图10A示出了纵向光学传感器114的布置的另一示例性实施例。在此，纵向光学传感器114具有能够维持位于第一电极228和第二电极230之间的电流的材料层226。在此，传感器区域130包括能够维持电流的材料，其中给定照射的相同总功率，材料的电流取决于传感器区域130中光束132的束横截面。特别地，为了使光束132能够到达层226，位于入射光束132的束路径232内的第一电极228至少部分地是光学透明的。优选地，至少部分光学透明的第一电极228可以因此包括一种或多种透明导电氧化物(TCO)，特别是掺铟的氧化锡(ITO)。也被称为“背电极”的第二电极230在这里被选择为光学上不透明的，并且因此可以包括金属电极。如图10A中示意性地描绘的，第二电极230在此可包括均匀的金属层。可替代地，第二电极230可以是可能被布置为多个部分电极或以金属栅的形式的分裂电极。在该实施例中，为了形成PIN二极管234，示例性地布置了层226。如图10A所示，PIN二极管234包括位于n型半导体层238和p型半导体层240之间的i型半导体层236。特别地，i型半导体层236表现出超过n型半导体层238以及p型半导体层240的厚度的厚度。
在图10B中所描绘的示例中，所有三个层，即i型、n型和p型半导体层236、238、240包括光学透明的氢化非晶硅(a-Si：H)。在此，i型半导体层的厚度约为690nm，而n型和p型半导体层的厚度都低于50nm。在入射光束132具有在可见光谱范围内(特别是从380nm至700nm)的波长的情况下，在半导体层236、238、240中的至少一个半层中包括a-Si和/或a-Si：H的PIN二极管234可以优选地用于检测器110中。
如图10B所示，可以在包括如图10A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1mA控制电流对应于非常弱的5nA的纵向传感器信号。因此，图10B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。
此外，从图10C可以得出，作为纵向传感器信号的交流电流I在0Hz至50kHz的光束的调制频率f的范围中表现出基本上与频率无关的特性。在此，实线表示处于合焦位置中的相应曲线，而虚线涉及2cm的离焦位置。各种曲线涉及从1mA到367mA的偏置电流的各种设置。如这里呈现的曲线都没有采用室内光。
此外，图10D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10E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10E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。
在替代实施例(这里未示出)中，PIN二极管234中的i型半导体层236、n型半导体层238和p型半导体层240中的至少一个包括非晶硅碳合金(a-SiC)，优选氢化非晶硅碳合金(a-SiC：H)。在该替代实施例中，p型半导体层240或i型半导体层236中的至少一个可表现出从2nm至20nm，优选从4nm至10nm，特别是约5nm的厚度。这种替代的PIN二极管234可以优选地用于根据本发明的检测器110中，用于检测在UV波长范围内(特别是完全在从315nm至400nm的UVA波长范围与从280nm至315nm的UVB波长范围中的至少一个内)的入射光束132的波长。
在如图10F所示的另一替代实施例中，三种层中的至少一种层，优选所有三种层，即PIN二极管234中的i型半导体层236、n型半导体层238和p型半导体层240包括微晶硅(μc-Si)，优选氢化微晶硅(μc-Si：H)。可替代地(未示出)，同样可以使用锗和硅的非晶合金(a-GeSi)，优选氢化非晶锗硅合金(a-GeSi：H)。这种进一步的替代PIN二极管234可以优选地适用于检测从760nm至1400nm，特别是从760nm至1000nm的NIR波长范围内的波长。因此，通过使用具有850nm的波长和375Hz的调制频率的照射源，记录了如图10F所示的曲线。配备有这种替代PIN二极管234的纵向光学传感器114特别地可用于夜视或雾视，或者用于通过使用NIR照射源可以由于任何原因而使动物或人类不受干扰的情况中。
为了使纵向光学传感器114同样在紫外(UV)光谱范围的至少一部分内是敏感的，可以利用诸如使用磷化镓(GaP)光电二极管的图10G中所描绘的其它替代实施例。如本领域技术人员已知的，材料GaP在从约140nm至580nm的光谱范围内表现出不可忽视的光谱响应，并且因此可用于该目的。因此，通过使用490nm的照射波长已经记录了如图10G所描绘的曲线，其中以100mA的电流驱动发光二极管。然而，在UV光谱范围的至少一部分内可能表现出不同的不可忽略的光谱响应的另外材料同样可能是可行的。
图11A示出了在另外布置中的光学检测器110的另外优选示例，在该另外布置中，纵向光学传感器114表现典型的薄膜太阳能电池242的装置结构，其中p型半导体层240包括如上所述的p型吸收体材料244。优选地，I-III-VI2族化合物，特别是硫化铜铟(CuInS2；CIS)或硒化铜铟镓(CIGS；参见图11E)或I2-II-IV-VI4族化合物，特别是硫化铜锌锡(CZTS；参见图11F至11H)、硒化铜锌锡(CZTSe)或铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)和它们的所有这些的掺杂变体都可以用于该目的。可替代地，同样可以利用卤化物钙钛矿化合物，特别是有机-无机卤化物钙钛矿，特别是碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)。然而，其中使用碲化镉(CdTe；参见图11C)或碲化锌镉(ZnCdTe；参见图11D)作为p型吸收体材料244的另外示例表明这里呈现的概念更为一般。
在此，约1mm至3mm的厚度的玻璃(诸如钠钙玻璃)在这里通常可用作透明衬底170、180，特别是由于在玻璃衬底中钠的存在允许产生实质的开路电压增加，假设通过表面和/或晶界缺陷钝化。然而，如图11A所描绘的该示例，其中入射光束132的束路径232可能不穿过衬底170，因此该衬底170可以不需要是透明的，但是其它种类的衬底170同样可能是可行的，特别是更轻和更柔性的衬底，例如聚酰亚胺片或金属箔。
可以用作背接触并且另外可以将大量未吸收的光反射到吸收性p型半导体层240中的背接触层246可以包括薄金属层，诸如钼(Mo)金属层，其可能通过沉积(诸如通过溅射)相应的金属到衬底170上而产生。此外，在钼沉积之后，p型吸收体材料244可以通过的几个方法中的一个(诸如在例如W.Hermes等(W.Hermes et al.,s.o)中描述的)被生长在背接触层246的顶部。因此，通常可以经由两步过程制备薄膜。在第一步骤期间，可以通过基于真空或基于溶液的方法沉积p型吸收体材料244的薄膜。为此，元素或前体材料可以顺序涂覆或混合，其中对于已经混合在膜中的元素获得高效率。作为替代，可以沉积包括p型吸收体材料244的纳米颗粒。在第二步骤中，该层可以在从500℃和600℃的温度下退火，这可能导致从这些元素或者纳米颗粒的烧结形成所需的p型吸收体材料244。为了在一步方法中替代地制造p型吸收体材料244吸收体材料，元素可以在升高的温度下诸如经由共溅射或共蒸镀到加热的衬底上来同时沉积，从而导致沉积期间p型吸收体材料244的直接形成。然而，其它种类的材料是可能的。
此外，特别是由于该示例中存在于背接触层246中的钼(Mo)金属与包括硫(S)原子的相邻p型吸收体材料244之间的直接接触，所以可以原位地获得包括二硫化钼(MoS2)的层作为位于背接触层246和p型吸收体材料244之间的薄边界层248。
在p型吸收体材料244的顶部上，可以提供薄的n型半导体层238，该薄的n型半导体层优选可用作缓冲层250。如通常在薄膜太阳能器件242的情况下，缓冲层250可以包括诸如硫化镉(CdS)的材料，其可以例如经由化学浴沉积来沉积。此外，缓冲层250可以覆盖有薄的保护层252，该保护层252可以进一步由相对较厚的电荷载流子收集层254覆盖。通常，保护层252可以包括本征氧化锌层(i-ZnO)，其可以特别地用于保护缓冲层250和p型吸收体材料244免受溅射损伤，否则在沉积电荷载流子收集层254期间可能会发生溅射损伤。在此，电荷载流子收集层254可以优选地包括通常表示为ZnO：Al窗口层的掺铝(Al)的ZnO层(ZnO：Al)，该ZnO：Al窗口层通常可以通过已知作为相当有害工艺的DC溅射产生。在相应层内使用的其它种类的材料同样可能是可行的，诸如缓冲层250内的硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)或氢氧化锌(ZnOH)，以便避免有毒的镉(Cd)。电荷载流子收集层254可以优选地用作透明导电氧化物层256，用于从p型吸收体材料244收集和移动电荷载流子，同时吸收来自于到如这里布置在电荷载流子收集层254的顶部上的至少一个第一电极176和至少一个第二电极178的光束的入射光。因此，至少由n型半导体层238和p型半导体层240形成光电二极管258，并且如图11A进一步所示的，光电二极管258可以由一个或多个其它种类的附加层(诸如这里描述的那些附加层，即背接触层246、边界层248、保护层252和电荷载流子收集层254)或由一个或多个另外的层以及由至少一个第一电极176和至少一个第二电极178补充。
图11B呈现了在一种布置中光学检测器110的另外优选示例，在该布置中纵向光学传感器114表现出作为光电二极管258的典型薄膜太阳能电池242的装置结构，该光电二极管258以一些方式偏离图11A中的描绘。特别是与根据图11A的装置的设置形成对比，根据图11B的薄膜太阳能电池242可以用于入射光束132的束路径232能够穿过衬底170的设置中，该衬底170因此在该示例中是透明的。因此，使用透明衬底170、180(优选玻璃、石英或固体透明聚合物)作为透明导电氧化物层256可用作第一透明电极228的基础。在透明电极228和第二电极230之间，光电二极管258再次至少由p型半导体层240和n型半导体层238形成，该第二电极230可以表现出光学透明的或优选的不透明特性，其中在这里另外利用如以上更详细地描述的缓冲层250。优选地，上述p型吸收体材料244中的一种在此用作p型半导体层240。关于该类型的布置的更多细节，可以参考图11A的描述。
图11C至11H呈现通过利用根据本发明的光学检测器110获取的实验结果，其中优选地根据如图11A或11B中所描绘的布置中的一种布置，纵向光学传感器114使用薄膜太阳能电池242作为光电二极管258。
图11C示出了三种不同的FIP曲线，其中纵向光学传感器114在根据图11B的设置中使用薄膜太阳能电池242作为光电二极管258，其中包括碲化镉(CdTe)的p型半导体层240、包括硫化镉(CdS)的n型半导体层238和包括二氧化锡(SnO2)的附加缓冲层250布置在位于玻璃衬底170、180上的作为第一电极228的透明氧化铟锡(ITO)层和作为第二电极230的金属层之间。在此，在不施加偏置电压的情况下，在850nm的照射波长下(即在NIR光谱范围内)，记录在该布置内表明负的FiP效应的发生的三个FiP曲线，该三个FiP曲线由分别以100mA(实线)、500mA(虚线)或1000mA(虚线)的电流驱动的发光二极管158提供。
类似的示例在图11D中呈现。在此，包括具有2.5μm厚度的碲化锌镉层(ZnCdTe)的p型半导体层240和包括具有220nm厚度的硒化锌(ZnSe)层的n型半导体层238布置在作为第一电极228的透明氧化铟锡(ITO)层和作为第二电极230的金属银(Ag)层之间。此外，可以从在没有施加偏置电压的情况下已经记录的如图11D中所描绘的FiP曲线导出负的FiP效应，其中使用表现出1000mA幅度的100ms长电流脉冲以375Hz的调制频率调制照射源156。
图11E至11H呈现了纵向光学传感器114使用薄膜太阳能电池242作为光电二极管258的实验结果，其中p型半导体层240包括如上所述的p型吸收体材料244中的一种，即I-III-VI2族化合物硒化铜铟镓(CIGS；参见图11E)或I2-II-IV-VI4族化合物硫化铜锌锡(CZTS；参见图11F至11H)。可替代地，为此同样可以利用卤化物钙钛矿化合物，特别是有机-无机卤化物钙钛矿，特别是碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)。在通用性没有任何损失的情况下，但是化合物CIGS和CZTS在下面的描述中被用作范例，尽管从图11C和11D的示例已经说明使用薄膜太阳能电池242作为光电二极管258的概念可以更普遍地应用。
因此，图11E呈现了p型半导体层240包括作为p型吸收体材料244的I-III-VI2化合物硒化铜铟镓(CIGS)的实验结果。在此，在如在这里示出的FiP曲线可以清楚地表明在这种布置中正的FiP效应的发生，该FiP曲线已经在没有施加偏置电压的情况下在850nm的照射波长下(即在NIR光谱范围中)下被记录，并且由以500mA的相当高电流驱动的发光二极管158提供。
此外，图11E至11H呈现了p型半导体层240包括作为p型吸收体材料244的I2-II-IV-VI4化合物硫化铜锌锡(CZTS)的实验结果。如一方面从图11F和11H以及另一方面从图11G的比较可以看出，这里可以表明，在光导模式中驱动光电二极管258的情况下，FiP效应的符号可以取决于入射在p型吸收体材料244CZTS上的入射光束132的强度，该p型吸收体材料244CZTS表现出3mm×3mm的尺寸。因此，通过对入射光束132的强度使用两个适当不同的值，再次获取两个个体测量曲线可能是可行的，该测量曲线可以特别地通过比较两个个体测量曲线来用作用于解析关于纵向传感器信号的上述模糊度的参考基准。
如图11F所示，对于比较高的强度，其中照射源156包括发射530nm的波长并由600mA的较高电流驱动的绿色发光二极管(LED)158，可以观察到负的FiP效应。作为同一光学检测器110中较高强度的另外示例，利用发射850nm的波长并由甚至更高的1000mA电流驱动的NIR发光二极管(LED)158，以获得同样表现出负的FiP效应的如图11H所示的测量曲线。
与这些发现相反，如图11G所示，虽然具有相对较小的幅度，但是可以通过以相对低的强度照射纵向光学传感器114内的p型吸收体材料244CZTS来观察在相同的光学检测器110中的正的FiP效应。为此，照射源156包括发射530nm波长的的绿色发光二极管(LED)158，绿色发光二极管(LED)158在这里的实验中以仅8mA的相对低的电流驱动，因此，向入射光束132仅提供相对低的强度。
特别地，可以通过如下假设来解释关于取决于入射光束132的强度的FiP效应的符号的这种行为：其中，在给定照射的相同总功率，入射光束132具有小的束横截面174并且因此在束横截面174的区域内导致高强度的情况下，在p型吸收体材料244CZTS内可能会发生大量生成的电荷载流子的复合。在给定照射的相同总功率，入射光束132具有大的束横截面174并且因此可能仅导致在束横截面174的区域内的低强度的相反情况下，在p型吸收体材料244CZTS内几乎不会发生复合，此外，因为这种材料可能特别地具有大量的缺陷。
因此，通过在纵向光学传感器114的至少两个操作模式之间切换，因此获取两个个体测量曲线可能是可行的，其中个体曲线中的一个特别可以用于参考目的。由于光电二极管258通常不会在光伏模式中表现出FiP效应，而相同的光电二极管258可能实际上在光导模式中表现出FiP效应，因此可以使用在光伏模式中获取的测量曲线作为用于通过比较两个个体测量曲线来解决关于纵向传感器信号的上述模糊性的参考基准。
与纵向光学传感器114的传感器区域130包括作为光导材料134的硫属元素化物136硫化铅(PbS)或硒化铅(PbSe)的检测器110相比，如图11A至11H所示的这种检测器110表现出许多优点，特别是均匀膜的形成、低的可观察电压、导致更高信噪比的暗电流缺乏、零偏移、照射的相同总功率下的较高电流、以及纵向光学传感器114可以是透明或半透明的能力。
此外，如图11J所示，如这里呈现的通过纵向光学传感器114的光电流可以因此通过使用检测器110来确定，其中，为此，被配置为提供特别地高于接地152的偏置电压的偏置电压源150可以优选地用于在光导模式中驱动光电二极管258。为此，以反向偏置模式利用光电二极管258，在该反向偏置模式中采用相对于p型半导体层240的正电压驱动光电二极管258的n型半导体层238。这与所谓的“光伏模式”相反，在该“光伏模式”中在光电二极管258的n型半导体层238和p型半导体层240之间使用零偏压。将光导模式应用于光电二极管258通常可以导致观察到光电二极管258中的FiP效应，即，给定照射的相同总功率，可以发现如由光电二极管258生成的光电流取决于传感器区域130中光束的束横截面。因此，由于纵向传感器信号取决于传感器区域130内的电导率，所以记录至少一个纵向传感器信号因此允许确定传感器区域130中光束的束横截面，并且因此生成关于对象112的纵向位置的至少一个信息项。对于图11J中的更多细节，可以参考图11A或11B的描述。
在如图11J中进一步所示的优选实施例中，另外可以利用切换装置260，其中切换装置260可以特别适于对偏置电压源150施加影响，以便将偏置电压设定为相对于彼此可能不同的至少两个个体值。因此，偏置电压源150可以被配置为以可以在纵向光学传感器114的至少两个操作模式之间切换的方式向光电二极管258施加至少两个不同的偏置电压。结果，纵向光学传感器114的传感器区域130内的电导率可以通过施加不同的偏置电压来调节。在该实施例中，在第一操作模式中，非零偏置电压可以特别地以反向偏置模式施加到光电二极管258，在该反向偏置模式中，如上所述，可以采用相对于p型半导体层240的正电压驱动光电二极管258的n型半导体层238。因此，在第一操作模式中，可以获取第一纵向传感器信号。此外，在第二操作模式中，零偏压可以施加到光电二极管258，这可以导致光电二极管258未被偏置的观察，并且因此采用同样如上所述的光伏模式。因此，在第二操作模式中，可以类似地获取通常与第一纵向传感器信号不同的第二纵向传感器信号。
图12A、12B和12D示出了纵向光学传感器114的三个进一步优选的示例，其中光导材料134以包括量子点264的胶体膜262的形式提供。此外，图12B示出了表明了在根据图12A的纵向光学传感器114中负的FiP效应的发生的实验结果，其中为量子点264选择的光导材料是硫化铅(PbS)。
在如图12A所示的第一实施例中，纵向光学传感器114表现为如例如由J.P.Clifford等描述的肖特基二极管266，其中用作光导材料134的胶体PbS量子点264的膜262(PbS CQD膜)夹在第一电极268和第二电极270之间。在此，由入射光束132入射的第一电极268优选地包括导电的且至少部分光学透明的电极272的层，更优选地至少一种透明导电氧化物(TCO)，特别是掺铟的氧化锡(ITO)电极274。然而，其它类型的导电和光学透明材料272同样可以适合作为用于第一电极268的材料，特别是掺氟的氧化锡(FTO)、氧化镁(MgO)、掺铝的氧化锌(AZO)中的一种或多种，或者替代地，金属纳米线，诸如Ag或Cu纳米线。与此相反，第二电极270可以是至少一个光学不透明电极，并且因此优选地包括金属电极276，特别是铝(Al)电极278。在该特定示例中，第二电极270可以优选地包括均匀的金属层。作为该设置的结果，可以在PbS CQD膜262和铝电极278之间的界面处形成肖特基势垒280。通过ITO电极274的入射光束132可以在CQD膜262中生成电子和空穴，电子和空穴可以分别在朝向ITO电极274和铝电极278的界面处被收集。因此，可以在CQD膜262中在位于金属-CDD界面处的肖特基势垒280处的形成耗尽区，而CQD膜262的剩余体积可以被认为是p型半导体层240。
在该特定示例中，包括具有大于5nm直径的PbS量子点264的PbS CQD膜262仍然表现出高于1000nm的良好吸收。为了得到该结果，已经提供了在非极性有机溶剂(优选辛烷)中的100mg/ml的PbS量子点264溶液，从该PbS量子点264溶液，通过施加沉积方法在ITO电极274上形成了两个后续层，优选通过采用从1000rpm至6000rpm(诸如4000rpm)的旋转频率的旋涂方法。在从50℃至250℃，优选为从100℃至200℃的干燥温度下执行优选从1分钟至2小时，更优选从10分钟至1小时，诸如30分钟的干燥时间的干燥步骤之前，在优选从10秒至10分钟，更优选从10秒至1分钟，诸如30秒的处理时间期间已经用乙二硫醇处理两层中的每一层。关于获得具有通过CQD膜262的尽可能少的短路的纵向光学传感器114的设置，这种程序被证明是特别有利的。最后，通过蒸发将100nm厚的铝层沉积到胶体膜262上作为金属电极276。对于以20℃间隔从100℃至180℃的干燥温度，表明在这种样品中负的FiP效应的发生的实验结果示于图12B中。与上述类似，发射850nm的波长并由1000mA相对高的电流驱动的NIR发光二极管(LED)158被用于照射表现为肖特基二极管266的根据图12A的纵向光学传感器114。
在如图12C所示的替代实施例中，在CQD膜262被沉积在阻挡层282的顶上作为类似于图12A的光导材料134之前，优选地包括二氧化钛(TiO2)阻挡层284的阻挡层282被沉积到第一电极268的层上，该第一电极268的层优选地包括导电的和至少部分光学透明的电极272的层，更优选至少一种透明导电氧化物(TCO，特别是掺氟的氧化锡(SnO2：F，FTO)电极286。在如图12C所示的实施例中，将导电聚合物288(优选聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)层290)沉积到CQD膜262上。为了实现与外部电气部件的良好电接触，包括最后包括两个蒸镀的200nm银(Ag)电极294的分离电极292已经被沉积到PEDOT层290上。可替代地，分离电极292可以选自包括铂(Pt)电极和金(Au)电极的组。在此，分离电极292可以优选地被布置为多个部分电极或以金属栅的形式布置。可替代地，如图12C所示，另外可以在二氧化钛(TiO2)阻挡层284和CQD膜262之间沉积介孔二氧化钛(TiO2)层296，其中介孔二氧化钛(TiO2)层296可以在这里被认为是n型半导体层238，而在该特定实施例中，CQD膜262可以归于p型半导体层240。
在如图12D所示的另一实施例中，在CQD膜262被沉积在阻挡层282的顶部上作为类似于图12C的光导材料134之前，优选地包括二氧化钛(TiO2)阻挡层284的阻挡层282被沉积到第一电极268的层上，该第一电极268的层优选地包括导电的和至少部分光学透明的电极272的层，更优选至少一种透明导电氧化物(TCO)，特别是掺氟的氧化锡(SnO2：F，FTO)电极286。然而，与图12C相反，在该实施例中使用包括单个蒸镀200nm的银(Ag)电极294的金属电极276作为第二电极270。可替代地，介孔二氧化钛(TiO2)层296可另外地以与图12C中所描绘的实施例中相似的方式被沉积在二氧化钛(TiO2)阻挡层284和CQD膜262之间。然而，如图12D所示，省去附加的介孔二氧化钛(TiO2)层296可以导致更均匀的层。
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。
参考符号列表
110 检测器
112 对象
114 纵向光学传感器
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 传感器区域
132 光束
134 光导材料
136 硫属元素化物
138 信号引线
140 评估装置
142 焦点
144 致动器
146 致动器控制单元
148 纵向评估单位
150 偏置电压源
152 接地
154 放大器
156 照射源
158 发光二极管
160 调制的照射光源
162 调制装置
164 锁定放大器
166 数据处理装置
168 光导材料层
170 衬底
172 陶瓷衬底
174 束横截面
176 第一电极
178 第二电极
180 透明衬底
182 半透明衬底
184 横向光学传感器
186 透明导电氧化物层
188 透明导电氧化物
190 第一电极
192 第二电极
194 第一分离电极
196 第二分离电极
198 传感器区
200 检测器系统
202 相机
204 人机接口
206 娱乐装置
208 追踪系统
210 横向评估单元
212 位置信息
214 成像装置
216 控制元件
218 用户
220 信标装置
222 机器
224 轨迹控制器
226 能够维持电流的材料层
228 第一电极
230 第二电极
232 束路径
234 PIN二极管
236 i型半导体层
238 n型半导体层
240 p型半导体层
242 薄膜太阳能电池
244 p型吸收体材料
246 背接触层
248 边界层
250 缓冲层
252 保护层
254 电荷载流子收集层
256 透明导电氧化物层
258 光电二极管
260 切换装置
262 胶体膜
264 量子点
266 肖特基二极管
268 第一电极
270 第二电极
272 光学透明电极
274 掺铟的氧化锡(ITO)电极
276 金属电极
278 铝(Al)电极
280 肖特基势垒
282 阻挡层
284 二氧化钛(TiO2)层
286 掺氟的氧化锡(SnO2：F，FTO)电极
288 导电聚合物
290 PEDOT层
292 分离电极
294 银(Ag)电极
296 介孔二氧化钛(TiO2)层

Claims (60)

1.一种用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中所述传感器区域(130)包括至少一种光导材料(134)，其中给定所述照射的相同总功率，所述光导材料(134)的电导率取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的所述束横截面(174)，其中所述纵向传感器信号取决于所述电导率；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
2.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述光导材料(134)是无机光导材料，优选选自硒、碲、硒-碲合金、金属氧化物、IV族元素或化合物、III-V族化合物、II-VI化合物、磷属元素化物、硫属元素化物(136)及其固溶体和/或掺杂变体的无机光导材料。
3.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述硫属元素化物(136)选自由如下组成的组：硫化物硫属元素化物、硒化物硫属元素化物、碲化物硫属元素化物、三元硫属元素化物、四元硫属元素化物、更多元的硫属元素化物，及其固溶体和/或掺杂变体。
4.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述硫属元素化物(136)选自由如下组成的组：硫化铅(PbS)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铅(PbSe)、硒化铜锌锡(CZTSe)、碲化镉(CdTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、碲化汞锌(HgZnTe)、硫硒化铅(PbSSe)、铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)，及其固溶体和/或掺杂变体。
5.根据三个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述磷属元素化物选自由如下组成的组：氮化物磷属元素化物、磷化物磷属元素化物、砷化物磷属元素化物、锑化物磷属元素化物、三元磷属元素化物、四元和更多元的磷属元素化物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述磷属元素化物选自由如下组成的组：氮化铟(InN)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、磷化铟镓(InGaP)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、砷化铟镓(InGaAs)、锑化铟(InSb)、锑化镓(GaSb)、锑化铟镓(InGaSb)、磷化铟镓(InGaP)、砷磷化镓(GaAsP)和磷化铝镓(AlGaP)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光导材料(134)包括掺杂硅，特别是作为浮区晶片，其中所述掺杂硅优选表现出1013cm-3或更小的掺杂剂浓度，5·102Ω·cm或更大的电阻率，以及500μm或以下的厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光导材料(134)被提供为胶体膜(262)，其中所述胶体膜(262)包括量子点(264)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光导材料(134)是有机光导材料，其中所述有机光导材料包括至少一种共轭芳族分子，特别是染料或颜料，和/或包括电子供体材料和电子受体材料的混合物。
10.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述有机光导材料包括选自由如下组成的组的化合物：酞菁、萘酞菁、亚酞菁、苝、蒽、芘、低聚噻吩和聚噻吩、富勒烯、靛青染料、双偶氮颜料、方酸类染料、噻喃染料、薁类染料、二硫酮基吡咯并吡咯、喹吖啶酮、二溴二苯并芘二酮、聚乙烯基咔唑，其衍生物及组合。
11.根据两个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述电子供体材料包括有机供体聚合物，特别是聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)、聚[3-(4-正辛基)苯基噻吩](POPT)、聚[3-10-正辛基-3-吩噻嗪-亚乙烯基噻吩-共-2,5-噻吩](PTZV-PT)、聚[4,8-双[(2-乙基-己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基](PTB7)、聚{噻吩-2,5-二基-交替-[5,6-双(十二烷氧基)苯并[c][1,2,5]噻二唑]-4,7-二基}(PBT-T1)、聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b；3,4-b']二噻吩)-交替-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)、聚(5,7-双(4-癸烷基-2-噻吩基)-噻吩并(3,4-b)二噻唑-噻吩-2,5)(PDDTT)、聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-交替-5,5-(4'，7'-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)](PCDTBT)、聚[(4,4'-双(2-乙基己基)二噻吩并[3,2-b；2'、3'-d]噻咯)]-2,6-二基-交替-(2,1,3-苯并噻二唑]-4,7-二基](PSBTBT)、聚[3-苯腙噻吩](PPHT)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-1,2-亚乙烯基](M3EH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基-辛基氧基)-1,4-亚苯基-亚乙烯基](MDMO-PPV)、聚[9,9-二辛基芴-共-二-N,N-4-丁基苯基-双-N，N-苯基-1,4-苯二胺](PFB)或其衍生物、改性物或混合物中的一个。
12.根据三个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述电子受体材料包括基于富勒烯的电子受体材料，特别是[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC60BM)、[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC70BM)、[6,6]-苯基C84丁酸甲酯(PC84BM)、茚-C60双加合物(ICBA)、包括一个或两个连接的低聚醚(OE)链(分别为C70-DPM-OE或C70-DPM-OE2)的二苯基亚甲基富勒烯(DPM)结构部分或其衍生物、改性物或混合物中的一个。
13.根据四个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述电子受体材料包括有机受体聚合物，特别是氰基-聚[亚苯基亚乙烯基](CN-PPV)、聚[5-(2-(乙基己氧基)-2-甲氧基氰基对苯二亚甲基](MEH-CN-PPV)、聚[氧基-1,4-亚苯基-1,2-(1-氰基)-亚乙基-2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-1,2-(2-氰基)-亚乙基-1,4-亚苯基](CN-醚-PPV)、聚[1,4-二辛氧基-对-2,5-二氰基亚苯基亚乙烯基](DOCN-PPV)、聚[9,9'-二辛基芴-共-苯并噻二唑](PF8BT)或衍生物、改性物或其混合物中的一个。
14.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光学检测器适于通过测量所述传感器区域(130)的至少一部分的电阻或电导率中的一个或多个，具体地通过执行至少一个电流-电压测量和/或至少一个电压-电流测量，来生成所述纵向传感器信号。
15.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中横跨所述材料施加偏置电压。
16.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中偏置电压源(150)和负载电阻器与所述纵向光学传感器(114)串联布置。
17.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中给定所述照射的相同总功率，所述传感器区域(130)的所述电导率随着由所述传感器区域(130)中所述光束(132)生成的光斑的束宽度的减小而减小。
18.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述纵向光学传感器(114)包括所述光导材料(134)的至少一个层(168)和接触所述层(168)的至少两个电极(176，178)，其中所述至少两个电极(176，178)被施加在所述光导材料(134)的所述层(168)的不同位置处。
19.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述至少两个电极(176，178)被施加到所述层(168)的相同侧。
20.根据两个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中在所述光导材料(134)的所述层(168)与接触所述层(168)的所述电极(176，178)中的至少一个之间的边界处形成肖特基势垒。
21.根据三个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光导材料(134)的所述至少一个层(168)直接或间接地施加到至少一个衬底(170)。
22.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述衬底(170)是绝缘衬底，优选陶瓷衬底(172)。
23.根据两个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述衬底(170)是至少部分透明或半透明的。
24.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述至少一个纵向光学传感器(114)包括至少一个透明纵向光学传感器。
25.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述检测器(110)包括至少两个纵向光学传感器(114)的至少一个堆叠。
26.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述检测器(110)包括至少两个纵向光学传感器(114)的至少一个阵列，其中所述阵列垂直于所述光轴(116)布置。
27.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述阵列中的所述纵向光学传感器(114)被布置为个体电阻器的矩阵，其中所述矩阵中的个体电阻器的聚集电阻取决于由所述入射光束(132)照射的所述阵列内的所述纵向光学传感器(114)的数量N，其中所述评估装置(140)适于确定由所述光束(132)照射的所述纵向光学传感器(114)的数量N，所述评估装置进一步适于通过使用由所述光束(132)照射的所述纵向光学传感器(114)的数量N来确定所述对象(112)的至少一个纵向坐标。
28.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述纵向光学传感器(114)进一步以如下方式被设计：由所述光束(132)对所述传感器区域(130)的所述照射另外导致所述传感器区域(130)的温度的升高，其中给定所述照射的相同总功率，所述传感器区域(130)中的所述电导率进一步取决于所述传感器区域(130)的所述温度，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号进一步取决于所述传感器区域(130)中的所述温度。
29.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述评估装置(140)被设计成从在所述照射的几何形状与所述对象(112)相对于所述检测器(110)的相对定位之间的至少一个预定关系生成关于所述对象(112)的所述纵向位置的所述至少一个信息项。
30.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述评估装置(140)适于通过从所述纵向传感器信号确定所述光束(132)的束横截面(174)来生成关于所述对象(112)的所述纵向位置的所述至少一个信息项。
31.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述评估装置(140)适于将所述光束(132)的所述束横截面(174)与所述光束(132)的已知束特性比较，以便确定关于所述对象(112)的所述纵向位置的所述至少一个信息项。
32.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述光束(132)是未调制的连续波光束。
33.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，进一步包括：
-至少一个横向光学传感器(184)，所述横向光学传感器(184)适于确定从所述对象(112)到所述检测器(110)行进的所述光束(132)的横向位置，所述横向位置是在垂直于所述检测器(110)的光轴(116)的至少一个维度中的位置，所示横向光学传感器(184)适于生成至少一个横向传感器信号，
其中所述评估装置(140)进一步被设计成通过评估所述横向传感器信号来生成关于所述对象(112)的横向位置的至少一个信息项。
34.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述横向光学传感器(184)是具有至少一个第一电极(190)、至少一个第二电极(192)和嵌入在透明导电氧化物(188)的两个单独层(186)之间的光导材料(134)的至少一个层(168)的光电检测器，其中所述横向光学传感器(184)具有传感器区(198)，其中所述第一电极和所述第二电极施加到所述透明导电氧化物(188)的所述层(186)中的一个层的不同位置，其中所述至少一个横向传感器信号指示所述传感器区域(198)中所述光束(132)的位置。
35.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中至少一个电极(190，192)是具有至少两个部分电极(194，196)的分离电极，其中通过所述部分电极(194，196)的电流取决于所述传感器区域(198)中所述光束(132)的位置，其中所述横向光学传感器(184)适于根据通过所述部分电极(194，196)的所述电流生成所述横向传感器信号。
36.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述检测器(110)适于从通过所述部分电极(194，196)的所述电流的至少一个比率导出关于所述对象(112)的所述横向位置的信息。
37.根据四个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述至少一个横向光学传感器(184)包括至少一个透明横向光学传感器。
38.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，进一步包括至少一个照射源(156)。
39.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述检测器(110)进一步包括至少一个成像装置(214)。
40.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述成像装置(214)包括相机，特别是如下中的至少一个：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。
41.一种优选根据前述权利要求中任一项所述的用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中所述传感器区域(130)包括能够维持电流的至少一种材料，其中给定所述照射的相同总功率，所述材料的至少一个特性取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的所述束横截面，其中所述纵向传感器信号取决于所述至少一个特性；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
42.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中能够维持所述电流的所述材料是由以下组成的组中的一种：非晶硅(a-Si)、包括非晶硅(a-Si)的合金、微晶硅(μc-Si)、锗(Ge)、碲化镉(CdTe)、碲镉汞(HgCdTe)、砷化铟(InAs)、砷化铟镓(InGaAs)、锑化铟(InSb)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铜锌锡(CZTSe)、铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)及其固溶体和/或掺杂变体；其中所述特性包括能够维持所述电流的所述材料的电导率。
43.根据两个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中所述纵向光学传感器(114)是具有至少一个第一电极(228)、至少一个第二电极(230)和位于所述第一电极(228)和所述第二电极(230)之间的能够维持电流的所述材料的层(226)，其中所述第一电极(228)和所述第二电极(230)中的至少一个是透明电极。
44.根据三个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中能够维持所述电流的所述材料位于所述第一电极(228)和所述第二电极(230)之间，被布置为PIN二极管(234)，其中所述PIN二极管(234)包括位于n型半导体层(238)和p型半导体层(240)之间的i型半导体层(236)，其中所述i型半导体层(236)表现出超过所述n型半导体层(238)和所述p型半导体层(240)中的每一个的厚度的厚度。
45.一种优选根据前述权利要求中任一项所述的用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向光学传感器(114)能够生成取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的所述束横截面(174)的至少一个纵向传感器信号，使得所述纵向传感器信号的幅度随着在所述传感器区域(130)中由所述光束(132)生成的光斑的横截面减小而减小；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
46.一种优选根据前述权利要求中任一项所述的用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向光学传感器(114)能够生成取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的所述束横截面(174)的至少一个纵向传感器信号，其中所述纵向传感器信号的极小值在所述传感器区域(130)由光束(132)以最小可得束横截面(174)入射的条件下发生；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
47.一种优选根据前述权利要求中任一项所述的用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中所述纵向传感器(114)在0Hz至500Hz的光束的调制频率的范围内基本上是频率无关的；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
48.一种优选根据前述权利要求中任一项所述的用于至少一个对象(112)的光学检测的检测器(110)，包括：
-至少一个纵向光学传感器(114)，其中所述纵向光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(130)，其中所述纵向光学传感器(114)被设计成以取决于由光束(132)对所述传感器区域(130)的照射的方式生成至少一个纵向传感器信号，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中所述纵向光学传感器(114)包括以光导模式驱动的至少一个光电二极管(258)，其中给定所述照射的相同总功率，所述传感器区域(130)的电导率取决于所述传感器区域中所述光束的所述横截面，其中所述纵向传感器信号取决于所述电导率；以及
-至少一个评估装置(140)，其中所述评估装置(140)被设计成通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
49.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述光电二极管(258)包括至少一种p型吸收体材料(244)、至少一个n型半导体层(238)和至少一对电极(176，178)。
50.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述p型吸收体材料(244)选自由如下组成的组：III-V族化合物、II-VI族化合物、I-III-VI2族化合物，以及I2-II-IV-VI4族化合物。
51.根据前一权利要求所述的检测器(110)，其中所述p型吸收体材料(244)选自由如下组成的组：非晶硅(a-Si)、包含非晶硅(a-Si)的合金、微晶硅(μc-Si)、锗(Ge)、硫化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、硫化铜锌锡(CZTS)、硒化铜锌锡(CZTSe)、铜锌锡硫硒硫属元素化物(CZTSSe)、碲化镉(CdTe)、碲化汞镉(HgCdTe)、砷化铟(InAs)、砷化铟镓(InGaAs)，锑化铟(InSb)、有机-无机卤化物钙钛矿及其固溶体/或掺杂变体。
52.根据四个前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中以反向偏置模式横跨所述光电二极管(258)施加偏置电压。
53.一种用于对至少一个对象(112)成像的相机(202)，所述相机(202)包括根据涉及检测器(110)的前述权利要求中任一项的至少一个检测器(110)。
54.一种用于在用户(218)和机器(222)之间交换至少一个信息项的人机接口(204)，其中所述人机接口(204)包括根据涉及检测器(110)的前述权利要求中任一项的至少一个检测器(110)，其中所述人机接口(204)被设计成借助于所述检测器(110)生成所述用户(218)的至少一个几何信息项，其中所述人机接口(204)被设计为向所述几何信息分配至少一个信息项。
55.一种用于执行至少一个娱乐功能的娱乐装置(206)，其中所述娱乐装置(206)包括根据前一权利要求的至少一个人机接口(204)，其中所述娱乐装置(206)被设计成使至少一个信息项能够由玩家(218)借助于人机接口(204)输入，其中所述娱乐装置(206)被设计为根据所述信息改变所述娱乐功能。
56.一种用于跟踪至少一个可移动对象(112)的位置的跟踪系统(208)，所述跟踪系统(208)包括根据涉及检测器(110)的前述权利要求中任一项的至少一个检测器(110)，所述跟踪系统(208)进一步包括至少一个轨迹控制器(224)，其中所述轨迹控制器(224)适于跟踪所述对象(112)的一系列位置，每一个位置包括关于在特定时间点处所述对象(112)的至少纵向位置的至少一个信息项。
57.一种用于确定至少一个对象(112)的至少一个位置的扫描系统，所述扫描系统包括根据涉及检测器(110)的前述权利要求中任一项的至少一个检测器(110)，所述扫描系统进一步包括至少一个照射源，所述至少一个照射源适于发射被配置用于位于所述至少一个对象(112)的至少一个表面上的至少一个点的照射的至少一个光束(132)，其中所述扫描系统被设计成通过使用所述至少一个检测器(110)来生成关于所述至少一个点与所述扫描系统之间的所述距离的至少一个信息项。
58.一种立体系统，包括根据前述权利要求的至少一个跟踪系统(208)和根据前述权利要求的至少一个扫描系统，其中所述跟踪系统(208)和所述扫描系统每一个包括至少一个纵向光学传感器(114)，所述至少一个纵向光学传感器(114)以如下方式位于准直布置中：它们在平行于所述立体系统的所述光轴(116)的取向中对准并且在垂直于所述立体系统的所述光轴(116)的取向中表现出个体移位。
59.一种用于至少一个对象(112)的光学检测的方法，所述方法包括：
-通过使用至少一个纵向光学传感器(114)生成至少一个纵向传感器信号，其中所述纵向传感器信号取决于由光束(132)对所述纵向光学传感器(114)的传感器区域(130)的照射，其中给定所述照射的相同总功率，所述纵向传感器信号取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的束横截面(174)，其中所述传感器区域(130)包括至少一种光导材料(134)，其中给定所述照射的相同总功率，所述传感器区域(130)中所述光导材料(134)的电导率取决于所述传感器区域(130)中所述光束(132)的所述束横截面(174)，其中所述纵向传感器信号取决于所述电导率；以及
-通过评估所述纵向光学传感器(114)的所述纵向传感器信号来生成关于所述对象(112)的纵向位置的至少一个信息项。
60.一种根据涉及检测器(110)的前述权利要求中任一项所述的检测器(110)的用途，用于用途目的，所述用途选自由如下组成的组：距离测量，特别是在交通技术中；位置测量，特别是在交通技术中；娱乐应用；安全应用；人机接口应用；跟踪应用；扫描应用；立体视觉；摄影应用；成像应用或相机应用；用于生成至少一个空间的地图的测图应用；用于车辆的归位或跟踪信标检测器；具有热特征的对象的距离和/或位置测量；机器视觉应用；机器人应用；物流应用。
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