CN103492835A - 用于光学检测至少一种物体的检测器 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于光学检测至少一种物体(112)的检测器(110)。检测器(110)包含至少一个光学传感器(114)。光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)。光学传感器(114)设计为以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号。在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别是在传感器面积(118)上照射的光束截面。检测器(110)额外具有至少一个评价装置(122)。评价装置(122)设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体(112)的至少一个几何学信息项。

Description

用于光学检测至少一种物体的检测器
发明领域
本发明涉及一种用于光学检测至少一种物体的检测器。此外，本发明涉及一种距离测量装置、一种成像装置、一种人-机接口、一种娱乐装置和一种安全装置。此外，本发明涉及一种光学检测至少一种物体的方法和有机太阳能电池作为光学传感器的用途。该类装置、方法和用途例如可用于日常生活的各个领域、交通技术、生产技术、安全技术、医药技术或用于科学中。然而，其他应用原则上也是可以的。
现有技术
大量光学传感器和光伏装置是现有技术已知的。尽管光伏装置通常用于将电磁辐射如紫外线、可见或红外光转化为电信号或电能，光学传感器通常用于采集图像信息和／或检测至少一种光学参数，例如亮度。
大量通常可基于使用无机和／或有机传感器材料的光学传感器是现有技术已知的。该类传感器的实例公开于US2007/0176165A1、US6,995,445B2、DE2501124A1、DE3225372A1或许多其他现有技术文献中。特别是出于成本原因和出于大面积加工原因，包含至少一种有机传感器材料的传感器的使用提高，例如如US2007/0176165A1所述。这里，特别是所谓染料太阳能电池的重要性提高，其例如通常描述于WO2009/013282A1中。
基于该类光学传感器，大量用于检测至少一种物体的检测器是已知的。依赖于相应的使用目的，该类检测器可以各种方式体现。该类检测器的实例为成像装置如照相机和/或显微镜。高分辨共焦显微镜是已知的，例如可特别用于医药技术和生物学领域中以在高的光学分辨率下检测生物试样。用于光学检测至少一种物体的检测器的其他实例为距离测量装置，其例如基于相应光信号如激光脉冲的传播时间方法。用于光学检测物体的检测器的其他实例为三角测量系统，借助其同样可进行距离测量。
从用于光学检测物体的该类已知检测器和方法出发，可明确的是在许多情况下需要提供相当多的技术花费以在足够精确度下进行该物体检测。
例如，在显微镜中就设备而言需要相当多的花费以获得光束的准确聚焦和/或获得关于待成像试样的深度信息。
相反，距离测量在许多情况下基于技术上不充分的假定如在图像评价中假定物体的具体尺寸。其他方法也基于复杂的脉冲序列，例如借助激光脉冲的距离测量。还有其他方法基于使用多个检测器如三角测量方法。
发明解决的问题
因此，本发明解决的问题在于指定用于光学检测至少一种物体的装置和方法，其至少实质上避免该类已知装置和方法的缺点。特别地，所提出的装置和方法意欲使得可以就设备而言简化至少一种物体的光学检测。
发明公开内容
该问题通过本发明以独立权利要求的特征解决。可独立地或组合地实现的本发明有利方案展示于从属权利要求中。
在本发明第一方面，提出用于光学检测至少一种物体的检测器。
就本发明而言，光学检测应通常理解为意指一种其中获得关于检测物体的至少一个信息项的方法。在该情况下，术语信息应作广义解释。至少一个信息项可特别地包括如下信息项中的一项或多项：关于物体例如在检测器的测量范围和/或视觉范围内存在或不存在这一事实的信息项；关于检测器的至少一种光学性能如至少一种亮度和/或至少一种辐射性能如发光性能的信息项；物体的位置信息项，例如关于物体与检测器或检测器一部分之间的距离和/或物体相对于检测器或检测器一部分的相对定向的信息项和/或物体在至少一个坐标系中的位置信息项，所述坐标系由检测器和/或物体确定；关于物体的移动状态如物体的一维、二维或三维速度和/或物体的加速度的信息项。替换地或额外地，也可在物体检测过程中获得其他信息项。在下文实质上就获得关于物体的位置信息项而描述本发明，不限制可替换地或额外地实现的至少一个几何学信息项的其他实施方案。所述几何学信息，特别是位置信息，可涉及整个物体或仅物体一部分，例如借助检测器检测的物体的点、面或区域。所述点、所述面或所述区域可设置在物体表面上或至少部分地设置在物体内。
物体通常可为有生命或无生命物体。可借助检测器完全或部分检测的物体的实例在下文甚至更详细地描述。
检测器包含至少一个光学传感器。光学传感器具有至少一个传感器区域，特别是包含至少一个传感器面积的至少一个传感器区域。光学传感器设计为以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号。在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别地依赖于传感器区域中(特别是传感器面积上)照射的光束截面。
检测器额外具有至少一个评价装置。评价装置设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体的至少一个几何学信息项。
检测器可额外包含至少一个传递装置。传递装置可设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器并在工艺中照射传感器区域。就本发明而言，传递装置应理解为意指原则上以任意所需方式体现和设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器(特别是传感器区域或优选传感器面积)的装置。该输给可以成像方式或以非成像方式体现。因此，该光学传递装置可包含例如至少一个光路。传递装置可例如包含一个或多个反射镜和/或分束器和/或光束偏转元件，以影响电磁辐射的方向。替换地或额外地，传递装置可包含一个或多个成像元件，其可具有会聚透镜和/或发散透镜的作用。例如，任选传递装置可具有一个或多个透镜和/或一个或多个凸面镜和/或凹面镜。再次替换地或额外地，传递装置可具有至少一个波长选择元件，例如至少一个光学过滤器。再次替换地或额外地，传递装置可设计为在电磁辐射上施加预定的光束轮廓，例如在传感器区域(特别是传感器面积)的位置。任选传递装置的上述任选实施方案原则上可单独或以任意所需组合实现。
就本发明而言，光学传感器应理解为通常意指设计为将至少一种光信号转换为不同的信号形式，优选转换为至少一种电信号如电压信号和/或电流信号的元件。特别地，光学传感器可包含至少一个光-电转换器元件，优选至少一个光电二极管和/或至少一个太阳能电池。如在下文甚至更详细地解释的那样，就本发明而言，特别优选使用至少一种有机光学传感器，即包含至少一种有机材料如至少一种有机半导体材料的光学传感器。
就本发明而言，传感器区域应理解为意指二维或三维区域，其优选地但不必需地为连续的且可形成连续区域，其中传感器区域设计为以依赖于照射的方式改变至少一种可测量性能。例如，所述至少一种性能可包含电性能，例如通过传感器区域设计为单独地或以与光学传感器其他元件相互作用地产生光电压和/或光电流和/或某些其他类型信号。特别地，传感器区域可以其以依赖于传感器区域的照射的方式产生均一(优选单一)信号的方式体现。传感器区域可由此为光学传感器的最小单元，对其产生均一信号如电信号，其优选不再细分为局部信号，例如对于传感器区域的局部区域。光学传感器可具有一个或多个该类传感器区域，后一情况例如通过将多个该类传感器区域设置在二维和/或三维矩阵排列中。
至少一个传感器区域可例如包含至少一个传感器面积，即其横向程度显著超过传感器区域厚度的传感器区域，例如以至少10倍，优选至少100倍，特别优选至少1000倍。该类传感器面积的实例可在有机或无机光伏元件中找到，例如根据上述现有技术，或根据在下文甚至更详细描述的示例性实施方案。检测器可具有一个或多个该类光学传感器和/或传感器区域。例如，多个光学传感器可以空间分开的方式或以二维排列或以三维排列线性地设置，例如通过使用光伏元件(优选有机光伏元件)的叠箱，优选其中光伏元件的传感器面积彼此平行地设置的叠箱。其他实施方案也是可以的。
如上所述，任选传递装置可设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器。如上所述，该输给可任选地借助传递装置的成像或非成像性能进行。特别地，传递装置也可设计为收集电磁辐射，然后将后者输给光学传感器。如下文甚至更详细地解释的那样，任选传递装置也可完全或部分地为至少一个任选照射源的组成部分，例如通过照射源设计为提供具有限定光学性能如具有限定或明确已知的光束轮廓如至少一个高斯光束(特别是具有已知光束轮廓的至少一个激光束)的电磁辐射。
电磁辐射可特别地为在一个或多个以下光谱范围内的光：在紫外光谱范围内、在可见光谱范围内、在红外光谱范围内。紫外光谱范围被认为是例如50-400nm波长的范围，可见光谱范围可被认为是400-800nm的范围，红外光谱范围被认为是800-100000nm的范围。
自物体产生的电磁辐射可在物体本身中产生，但也可任选地具有不同的起源并可由该起源传播至物体和随后向光学传感器和传感器区域传播。后一情况可例如通过使用至少一个照射源进行。该照射源可例如为环境光或人工照射源。例如，检测器本身可包含至少一个照射源，例如至少一个激光器和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体光源如至少一个发光二极管，特别是有机和/或无机发光二极管。由于其通常限定的光束轮廓和其他操作性能，特别优选使用一个或多个激光器作为照射源或其一部分。照射源本身可为检测器的组成部分或可不依赖于检测器而形成。照射源可特别地整合到检测器如检测器壳体中。替换地或额外地，至少一个照射源也可整合到物体中或者连接或空间联合至物体。
因此，从在物体本身中产生所述辐射的选项中替换地或额外地，自物体产生的电磁辐射可自照射源产生和/或由照射源激发。例如，在将其输给光学传感器之前，自物体产生的电磁辐射可由物体本身发射和/或由物体反射和/或由物体散射。在该情况下，电磁辐射的发射和/或散射可在不对电磁辐射产生光谱影响下或在该影响存在下进行。因此，例如，波长位移也可在散射过程中发生，例如根据斯托克斯或拉曼。此外，辐射的发射可例如由原光源如由物体或被激发以进行发光(特别是磷光和/或荧光)的物体的局部区域激发。其他发射方法原则上也是可以的。如果发生反射，则物体可具有例如至少一个反射区域，特别是至少一个反射表面。所述反射表面可为物体本身的一部分，但也可例如为连接或空间联合至物体的反射器，例如连接至物体的反射器板。如果使用至少一个反射器，则其也可被认定为连接至物体的检测器的一部分，例如不依赖于检测器其他组成部件。检测器的至少一个照射源可通常适应物体的发射和/或反射性能，例如就其波长而言。各种实施方案是可以的。
将电磁辐射输给光学传感器可特别地以在任选传感器面积上产生光斑(例如具有圆形、卵形或不同构造的横截面)的方式进行。例如，检测器可具有视觉范围，特别是立体角范围和/或空间范围，可在所述范围内检测物体。优选地，任选传递装置以光斑(例如在设置在检测器视觉范围内的物体的情况下)完全设置在传感器区域(特别是传感器面积)上的方式设计。例如，为了确保该条件，可选择传感器面积以具有相应的尺寸。
如上所述，光学传感器设计为以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号。例如，这可为电信号，特别是电压信号和/或电流信号，例如光电压和/或光电流。在下文，不限制可能的其他实施方案，特别地参照以依赖于照射的方式产生至少一种光电流的光学传感器。光信号可为暂时恒定或暂时变化的且可原则上以模拟方式或以数字方式体现，其中模拟信号在下文是优选的。传感器信号可以原信号使用，但也可经受一个或多个处理操作，例如一个或多个过滤操作，或类似的处理操作。在下文在这些选项和使用原信号之间没有区别，术语传感器信号一致地使用。此外，不限制其他可能的实施方案，假定传感器信号具有正值，就此而言也例如应理解最大值的术语。如果检测一个或多个具有负符号的传感器信号，这也是可能的，则下文最大值的表述应替换为最小值的术语或通常极值的术语，或实际传感器信号应例如替换为其绝对值，如对于本领域熟练技术人员容易明白的那样。
如上所述，光学传感器设计为以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别是在传感器面积上照射的光束截面。
照射几何学可通常概述照射的至少一种性能，其表示传感器区域暴露于自物体产生的电磁辐射的区域的二维和/或三维实施方案的特征。例如，照射几何学的特征可在于传感器区域上或其中(例如传感器表面上)的照射的光束截面，例如在于照射(例如光斑)的直径或当量直径。如上所述，可具有例如直径或当量直径的光斑可例如在传感器面积上产生。所述直径或当量直径可完全或部分地表示例如照射几何学的特征。光斑可理解为意指例如照射面积，特别是以相对于未照射面积划界。例如，光斑可理解为意指传感器区域的面积，其中照射强度为最大强度的至少10%。然而，光斑的其他定义原则上也是可以的，例如通过设定其他极限值而不是10%，因为照射的边缘实际上由于强度急剧地降至零而非边界清楚的。
光学传感器可例如以在给定相同的照射功率下(即例如在给定传感器面积上相同的照射强度上的相同积分下)，传感器信号依赖于照射几何学，即例如依赖于传感器光斑的直径和/或当量直径。例如，传感器可以当在给定相同的总功率下光束截面倍增时信号改变至少3倍，优选至少4倍，特别是5倍或甚至10倍的方式设计。该条件可例如适用于具体的聚焦范围，例如至少一个具体光束截面。因此，例如，信号可在至少一个最佳聚焦(在所述聚焦处信号可具有例如至少一个总体或局部最大值)和所述至少一个最佳聚焦之外的聚焦之间具有信号差，其为至少3倍，优选至少4倍，特别是5倍或甚至10倍。特别地，传感器信号具有作为照射几何学(例如光斑直径或当量直径)的函数的至少一个显著最大值，例如提高至少3倍，特别优选至少4倍，特别优选至少10倍。
因此，本发明概括地基于如下的迄今未报导且惊人的发现：存在其传感器信号不仅依赖于传感器区域(例如传感器面积)的照射的总光功率的具体光学传感器，但在这些传感器中也存在信号对照射几何学(例如传感器区域如传感器面积上照射光斑的尺寸)的显著依赖关系。这通常不为对于大部分常规光学传感器的情况，特别是对于大部分无机半导体传感器的情况，因为此处传感器信号通常仅依赖于照射的总功率，即在整个光斑上强度上的积分，其通常不依赖于光斑的尺寸，即照射几何学，只要光斑位于传感器区域范围内。然而，已惊人地发现在具体光学传感器如有机光学传感器中，存在传感器信号的该依赖关系，其中传感器信号一方面随着照射总功率而提高，但另一方面甚至在给定恒定的总功率下，依赖于照射几何学。该类光学传感器的实例在下文甚至更详细地解释。例如，在给定相同的总功率下，传感器信号对于一个或多个聚焦和/或对于传感器面积上或传感器区域内光斑的一个或多个具体尺寸可具有至少一个显著最大值。该效果可额外地依赖于照射频率或由其加强，借助如下事实：用来照射传感器区域的电磁辐射不是连续入射在传感器区域上而是中断的，例如以频率f周期性地中断。具有在给定相同的总照射功率下传感器信号对照射几何学和任选地照射频率的依赖关系的所述效果的所述光学传感器在下文也称为fip传感器，因为在给定相同的总功率p下，传感器信号可依赖于强度i和任选地频率f，或者因为在给定相同的总功率p下，传感器信号可依赖于光学通量密度Φ。例如，传感器信号可包含光电流和/或光电压。例如，光电流可由此为总功率p、通量Φ和/或照射几何学(例如光斑直径或当量直径)和任选地频率的函数或者例如总功率p、强度(例如最大强度)和频率的函数。
就得到本发明的研究(特别是在有机光伏组件的情况下，即光伏组件如太阳能电池，其包含至少一种有机材料，例如至少一种有机p-半导体材料和/或至少一种有机染料)而言，观察到传感器信号对光束几何学的依赖关系的该类效果。例如，如下文通过实例甚至更详细地解释的那样，在染料太阳能电池情况下观察到该类效果，即具有至少一个第一电极、至少一种n-半导电性金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导电性有机材料(优选固体有机p-型半导体)和至少一个第二电极的组件。该类染料太阳能电池，优选固体染料太阳能电池(固体染料敏化太阳能电池，sDSC)原则上以许多变型由文献已知。然而，迄今尚未描述传感器信号对传感器面积上照射几何学的依赖关系的所述效果和该效果的用途。
特别地，光学传感器可以传感器信号在给定相同的照射总功率下基本上不依赖于传感器区域的尺寸(特别是传感器面积的尺寸)的方式设计，特别是只要照射的光斑完全位于传感器区域(特别是传感器面积)内。因此，传感器信号可仅依赖于传感器面积上的电磁射线的聚焦。特别地，传感器信号可以每传感器面积的光电流和/或光电压在给定相同的照射下具有相同值(例如在给定相同的光斑尺寸下具有相同值)的方式体现。
因此，借助光学检测器，例如通过合适的校准和/或通过合适的分析光学传感器的传感器信号，可获得至少一个额外的信息项，其在下文称为几何学信息。检测器包含至少一个评价装置，其设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项。
几何学信息项应理解为原则上意指可由传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学的上述效果直接或间接产生的任意所需信息项。几何学信息可特别地包含关于照射(特别是照射几何学)的至少一个信息项，和/或关于物体的至少一个几何学信息项。几何学信息可特别地超越关于仅光功率的信息项。几何学信息可优选包含关于照射几何学的至少一个信息项和/或关于影响照射几何学的至少一个影响变量的至少一个信息项，例如关于物体距离的信息项。
特别优选几何学信息包含选自如下的至少一个信息项：关于物体例如在检测器的测量范围和/或视觉范围内存在或不存在这一事实的信息项；关于检测器的至少一种光学性能如至少一种亮度和/或至少一种辐射性能如发光性能的信息项；物体的位置信息项，例如关于物体与检测器或检测器一部分之间的距离和/或物体相对于检测器或检测器一部分的相对定向的信息项和/或物体在至少一个坐标系中的位置信息项，所述坐标系由检测器和/或物体确定；关于物体的移动状态如物体的一维、二维或三维速度和/或物体的加速度的信息项；关于传感器区域的照射几何学的信息项；关于如下事实的信息项：照射在特定几何学下已进行或正在进行，特别是传感器区域的不均一照射，特别是聚焦照射，例如其中在传感器面积上产生至少一个光斑的照射。替换地或额外地，几何学信息也可包含一个或多个其他信息项。在下文实质上参照获得关于物体的呈至少一个位置信息项形式的几何学信息项而描述本发明。所述位置信息可涉及整个物体或仅物体一部分，例如借助检测器检测的物体的点、面或区域。该点、该面或该区域可设置在物体表面上或至少部分地设置在物体内。
几何学信息原则上可以任意所需形式产生。几何学信息优选以机器可读形式和/或可通过机器使用的形式产生。例如，几何学信息可以至少一种电和/或光信号的形式产生。替换地或额外地，几何学信息也可以人可读和/或检测的形式产生，例如通过在纸上输出，通过在屏幕上显示，通过以视觉形式输出，通过以听觉形式输出，通过以触觉形式输出或通过两种或更多种所述和/或人可检测的其他输出形式的组合。几何学信息可已存储或可特别地存储在至少一个易失性或非易失性数据存储器上，其可例如完全或部分地为评价装置和/或某些其他装置的组成部分。替换地或额外地，至少一个几何学信息项也可借助至少一个接口(例如借助至少一个输出装置)提供和/或传递。
评价装置应通常理解为意指设计为使用在给定相同的照射总功率下传感器信号依赖于照射几何学的上述效果由至少一个传感器信号产生至少一个几何学信息项的装置。特别地，在该情况下可以使用照射几何学与几何学函数之间的已知关系，如通过实例在下文甚至更详细地解释的那样。
评价装置可特别地包含至少一个数据处理装置，特别是电子数据处理装置，其可设计为使用至少一个传感器信号作为至少一个输入变量和使用所述输入变量产生至少几何学信息，例如通过计算，和/或使用至少一种存储和/或已知关系。除了至少一个传感器信号外，一个或多个其他参数和/或信息项可影响所述关系，例如关于调制频率的至少一个信息项。在该情况下，关系能够或可以通过经验、分析或半经验确定。特别优选地，关系包含至少一个校准曲线，至少一个校准曲线组，至少一个函数或所述可能性的组合。一个或多个校准曲线可例如以一组值及其相关函数值的形式存储，例如存储在数据存储装置和/或图表中。然而，替换地或额外地，至少一个校准曲线也可例如以参数化形式和/或作为函数方程存储。各种可能性是可以的且也可组合。
例如，评价装置可以程序设计的方式设计用于确定至少一个几何学信息项。评价装置可特别地包含至少一台计算机，例如至少一台微型计算机。此外，评价装置可包含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(特别是至少一台计算机)的替换或除此之外，评价装置可包含一个或多个其他电子元件，其设计用于使用至少一个传感器信号确定至少一个几何学信息项，例如电子图表，特别是至少一个查表和/或至少一个专用集成电路(ASIC)。
几何学信息允许该类传感器的多次可能使用，这在下文通过实例描述。例如，如在下文甚至更详细地解释的那样，物体的至少一个位置信息项可由所述几何学信息产生，或几何学信息可包含至少一个位置信息项，因为例如照射几何学(例如传感器面积上光斑的直径或当量直径)可依赖于物体与传感器和/或传感器的任选传递装置(例如至少一个传感器透镜)之间的距离。例如，物体与任选传递装置的透镜之间距离的改变可导致传感器区域上照射的散焦，伴随有照射几何学的变化，例如光斑变宽，其可导致相应改变的传感器信号。例如，甚至在不存在传递装置下，由来自传感器信号的已知光束轮廓和/或其变型，例如借助已知光束轮廓和/或已知的电磁射线传播，可推导出散焦和/或几何学信息。例如，在给定已知的照射总功率下，由此可由光学传感器的传感器信号推导出照射几何学以及由此又推导出几何学信息，特别是物体的至少一个位置信息项。
优选地，检测至少两个传感器信号。如果照射总功率例如未知，则例如可产生例如至少两个传感器信号，例如在不同的照射调制频率下的至少两个传感器信号，其中由至少两个传感器信号，例如通过与相应校准曲线比较，可以推导出照射总功率和/或照射几何学，和/或由此或直接推导出物体的至少一个几何学信息项，特别是至少一个位置信息项。在任何情况下，特别是基于所述效果，检测器可由此设计为产生至少一个几何学信息项，其优选超越关于照射总功率的纯信息。
所述检测器可有利地以各种方式开发。因此，检测器可额外具有用于调制照射(特别是用于周期性调制)的至少一个调制装置，特别是周期性光束中断装置。照射调制应理解为意指一种其中照射总功率改变，优选周期性(特别是在一个或多个调制频率下)改变的方法。特别地，周期性调制可在照射总功率的最大值和最小值之间进行。最小值可为0，但也可为>0，使得例如无需进行完全调制。调制可例如在物体和光学传感器之间的光路中进行，例如通过在所述光路中设置至少一个调制装置。然而，替换地或额外地，调制也可在用于照射物体的任选照射源(在下文甚至更详细地描述)与物体之间的光路中进行，例如通过在所述光路中设置至少一个调制装置。这些可能性的组合也是可以的。至少一个调制装置可例如包含断束器或某些其他类型的周期性光束中断装置，例如包含至少一个断续器刀片或断续器轮，其优选以恒定速度旋转且可由此周期性地中断照射。然而，替换地或额外地，还可使用一个或多个不同类型的调制装置，例如基于电光作用和/或声光作用的调制装置。再次替换地或额外地，至少一个任选照射源本身也可设计为产生调制照射，例如通过所述照射源本身具有调制强度和/或总功率(例如周期性地调制的总功率)，和/或通过所述照射源体现为脉冲照射源(例如脉冲激光器)。因此，例如，至少一个调制装置也可完全或部分地整合到照射源中。各种可能性是可以的。
检测器可特别地设计为在不同调制情况下检测至少两个传感器信号，特别是在相应不同的调制频率下的至少两个传感器信号。评价装置可设计为由至少两个传感器信号产生几何学信息。如上所述，以此方式，例如可以分辨模糊度和/或可以考虑例如照射总功率通常未知这一事实。
检测器的其他可能实施方案涉及至少一个任选传递装置的实施方案。如上所述，所述至少一个传递装置可具有成像性能或可体现为纯非成像传递装置，其对照射聚焦没有影响。然而，特别优选传递装置具有至少一个成像元件如至少一个透镜和/或至少一个曲面镜，因为在该类成像元件的情况下，例如传感器区域上照射几何学可依赖于相对定位，例如传递装置与物体之间的距离。通常而言，特别优选传递装置以自物体产生的电磁辐射完全传递至传感器区域的方式(例如完全聚焦在传感器区域，特别是传感器面积上)设计，特别是物体设置在检测器的视觉范围内。
如上所述，光学传感器可额外以传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射调制的调制频率的方式设计。如上所述，检测器可特别地以采集不同调制频率下的传感器信号的方式体现，例如以产生关于物体的一个或多个其他信息项。如上所述，例如，可在每种情况下采集至少两个不同调制频率下的传感器信号，其中例如以此方式可补充关于照射总功率的信息缺乏。例如，通过比较在不同调制频率下采集的至少两个传感器信号与一个或多个校准曲线，其可例如存储在检测器的数据存储装置中，甚至在未知的照射总功率情况下，可以推导出照射几何学，例如传感器面积上光斑的直径或当量直径。为此，例如可以使用上述至少一个评价装置，例如至少一个数据处理装置，其可设计为在不同频率下控制传感器信号的该采集且可设计为比较所述传感器信号与至少一个校准曲线，以由此产生几何学信息，例如关于照射几何学的信息，例如关于光学传感器的传感器面积上照射的光斑的直径或当量直径的信息。此外，如在下文甚至更详细地解释的那样，评价装置可替换地或额外地设计为产生关于物体的至少一个几何学信息项，例如至少一个位置信息项。如上所述，该产生至少一个几何学信息项可例如考虑物体相对于检测器和/或传递装置或其一部分的定位与光斑尺寸之间的至少一种已知关系而进行，例如使用相应的成像公式通过经验、半经验或分析而进行。
与其中物体的空间分辨率和/或成像也通常依赖于使用最小可能传感器面积(例如在CCD芯片情况下最小可能像素)这一事实的已知传感器比较，所提出检测器的传感器区域原则上可以非常大的方式实现，因为例如关于物体的几何学信息(特别是至少一个位置信息项)可由例如照射几何学与传感器信号之间的已知关系产生。因此，传感器区域可具有例如传感器面积，例如光学传感器面积，其为至少0.001mm2，特别是至少0.01mm2，优选至少0.1mm2，更优选至少1mm2，更优选至少5mm2，更优选至少10mm2，特别是至少100mm2或至少1000mm2或甚至至少10000mm2。特别地，可使用100cm2或更大的传感器面积。传感器面积通常可适合应用。特别地，传感器面积应以如下方式选择：至少如果物体位于检测器的视觉范围内，优选位于与检测器的预定视角和/或预定距离内，光斑总是设置在传感器面积内。以此方式，可确保传感器区域的界限不调整光斑，结果是可能发生信号不纯。
如上所述，传感器区域可特别地为连续的传感器区域，特别是连续的传感器面积，其可优选产生均一(特别是单一)的传感器信号。因此，传感器信号对于整个传感器区域可特别地为均一传感器信号，即传感器区域的每个局部区域所贡献(例如累积地)的传感器信号。如上所述，传感器信号可通常特别地选自光电流和光电压。
光学传感器可特别地包含至少一种半导体检测器和/或为至少一种半导体检测器。特别地，光学传感器可包含至少一种有机半导体检测器或为至少一种有机半导体检测器，即包含至少一种有机半导电性材料和/或至少一种有机传感器材料(例如至少一种有机染料)的半导体检测器。优选地，有机半导体检测器可包含至少一种有机太阳能电池，特别优选染料太阳能电池，特别是固体染料太阳能电池。该类优选固体染料太阳能电池的示例性实施方案在下文甚至更详细地解释。
特别地，光学传感器可包含至少一个第一电极、至少一种n-半导电性金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导电性有机材料(优选至少一种固体p-半导电性有机材料)和至少一个第二电极。然而，通常而言，指出其中传感器信号在给定恒定的总功率下依赖于传感器区域的照射几何学的所述效果具有高度可能性，不限于有机太阳能电池，特别是不限于染料太阳能电池。不欲通过该理论限制本发明保护范围，且不使本发明束缚于该理论的正确性，假定通常而言光伏元件适合作为其中使用具有陷获状态的至少一种半导电性材料的光学传感器。因此，光学传感器可包含至少一种n-半导电性材料和/或至少一种p-半导电性材料，其可具有例如导带和价带，其中在有机材料的情况下，导带和价带应相应地被LUMO(最低未占分子轨道)和HOMO(最高占据分子轨道)替代。陷获状态应理解为意指能量上可能的状态，其排列在导带(或LUMO)和价带(或HOMO)之间，且可被载流子占据。例如，可提供排列在高于价带(或HOMO)至少一个距离ΔEh处的空穴传导用陷获状态和/或排列在低于导带(或LUMO)至少一个距离ΔEe处的电子传导用陷获状态。该类陷阱可例如通过杂质和/或缺陷实现，其也可任选地以目标方式引入或可固有地存在。例如，在低强度的情况下，即例如在具有大直径的光斑情况下，仅低电流可流动，因为陷获状态在导带中空穴或价带中电子对光电流贡献之前首先被占据。仅从较高强度开始，即例如从传感器区域中光斑的更强聚焦开始，则显著的光电流可流动。所述频率依赖关系可例如通过如下事实解释：载流子在停留持续时间τ之后再离开陷阱，使得所述效果仅在以高调制频率下的调制照射情况下发生。例如，检测器可设计为在至少1Hz，优选至少10Hz，特别是至少100Hz，特别优选至少1kHz频率下导致传感器区域的照射调制。陷获状态可例如相对于n-半导电性材料和/或p-半导电性材料和/或染料以10-5-10-1密度存在。就导带而言和就价带而言的能量差ΔE可特别地为0.05-0.3eV。
如上所述，检测器具有至少一个评价装置。特别地，至少一个评价装置也可设计为完全或部分地控制或驱动检测器，例如通过评价装置设计为控制检测器的一个或多个调制装置和/或控制检测器的至少一个照射源。评价装置可特别地设计为进行至少一个测量循环，其中一个或多个传感器信号被采集，例如多个传感器信号在不同的照射调制频率下依次被采集。
如上所述，评价装置设计为由至少一个传感器信号产生至少一个几何学信息项。如上所述，至少一个几何学信息项可特别地包含物体的至少一个位置信息项和/或可为物体的至少一个位置信息项。在该情况下，位置信息项应通常理解为意指适合和/或适应表示物体或物体一部分(例如物体区域)的至少一个位置和/或至少一个定向特征的信息项，电磁辐射来自所述物体。所述至少一个位置信息项可为静态的，即可包含例如单一位置信息项或多个位置信息项，其同时被采集，但也可替换地或额外地包含在不同时间采集的多个位置信息项。例如，以此方式，至少一个位置信息项也可包含关于至少一种移动(例如在检测器或其部分与物体或其部分之间的相对移动)的至少一个信息项。在该情况下，相对移动可通常包含至少一种线性移动和/或至少一种旋转移动。移动信息项也可例如通过将在不同时间采集的至少两个位置信息项比较而获得，使得例如至少一个位置信息项也可包含至少一个速度信息项和/或至少一个加速度信息项，例如关于物体或其部分与检测器或其部分之间的至少一个相对速度的至少一个信息项。特别地，至少一个位置信息项可通常选自：关于物体或其部分与检测器或其部分之间的距离(特别是光路长度)的信息项；关于物体或其部分与任选传递装置或其部分之间的距离或光程的信息项；关于物体或其部分相对于检测器或其部分的定位的信息项；关于物体和/或其部分相对于检测器或其部分的定向的信息项；关于物体或其部分与检测器或其部分之间的相对移动的信息项；关于物体或其部分的二维或三维空间构造(特别是物体的几何学或形式)的信息项。通常而言，至少一个位置信息项可由此例如选自：关于物体或其至少一部分的至少一个位置的信息项；关于物体或其一部分的至少一个定向的信息项；关于物体或其部分的几何学或形式的信息项；关于物体或其部分的速度的信息项；关于物体或其部分的加速度的信息项；关于在检测器视觉范围内存在或不存在物体或其部分的信息项。
至少一个位置信息项例如可在至少一个坐标系(例如其中存在检测器或其部分的坐标系)中说明。替换地或额外地，位置信息也可简单地包含例如检测器或其部分与物体或其部分之间的距离。所述可能性的组合也是可以的。
如上所述，评价装置可特别地设计为由照射几何学(例如传感器区域和/或传感器面积上发光斑的直径或当量直径)与物体相对于检测器的相对定位(例如物体与检测器之间的距离和/或光路长度)之间的至少一种预定关系确定几何学信息，优选考虑已知的照射功率和任选地考虑用来调制照射的调制频率。例如，评价装置可包含至少一个数据存储装置，其中存储检测器和物体之间的距离与照射几何学(例如在传感器区域上发光斑的直径或当量直径)之间的预定关系。所述关系可例如以离散方式或连续地或以函数形式存储。例如，所述关系可包含至少一个校准函数。关系也可例如存储在电子图表(例如所谓的查表)中。如上所述，如果照射功率未知，则例如评价装置可设计为采集至少两个不同的照射调制频率处的传感器信号。通常而言，评价装置可例如设计为例如首先由至少一个传感器信号在一步或多步中推导出照射几何学，例如传感器区域或传感器面积上发光斑的直径或当量直径。此外，评价装置可设计为由该确定的几何学推导出至少一个几何学信息项，优选考虑调制频率。这两个推导也可组合在一步中，使得例如评价装置可设计为由至少一个传感器信号直接推导出几何学信息，特别是位置信息。评价装置可借助其而产生至少一个几何学信息项的该类关系的实例在下文甚至更详细地解释，包括可能的校准曲线。特别是在照射几何学与几何学信息之间的关系的情况下，在该情况下也可以使用分析或半经验模型，例如成像公式。因此，例如，照射可借助一个或多个高斯光束进行，其中例如至少一个几何学信息项可通过照射的光束几何学和高斯光束参数(例如借助相应的光学矩阵计算)产生。例如，任选传递装置的成像参数可能是已知的，例如传递装置的一个或多个透镜和/或曲面镜的一个或多个焦距，使得例如可计算物体相对于传递装置的定位与传感器区域的照射几何学(例如发光斑的直径或当量直径)之间的关系。例如，高斯矩阵光学和/或成像公式的某些其他形式可用于该目的。
如上所述，检测器可额外包含用于产生电磁射线的至少一个照射源。照射源可特别地设计为导致传感器区域的照射。因此，照射源可例如设计为产生初级辐射，其用来照射物体或物体一部分，电池辐射由此自物体产生且传递至光学传感器及其传感器区域，例如借助至少一个任选传递装置。如上所述，借助其来照射传感器区域的电磁辐射可包含例如呈反射或散射形式的初级辐射。然而，替换地或额外地，例如初级辐射的影响也可进行，例如光谱位移，和/或其中由照射源发射的初级辐射激发物体或其一部分以发射电磁辐射(例如通过激发发光)的方法。
照射源可以各种方式体现。因此，照射源可例如在检测器壳体中为检测器的一部分。然而，替换地或额外地，至少一个照射源也可设置在检测器壳体外，例如作为单独光源。照射源可与物体分开地设置且以一定距离照射物体。替换地或额外地，照射源也可与物体连接或甚至为物体的一部分，使得例如自物体产生的电磁辐射也可直接通过照射源产生。例如，至少一个照射源可设置在物体上和/或物体中且直接产生电磁辐射，借助其来照射传感器区域。例如，至少一个红外发射器和/或至少一个可见光发射器和/或至少一个紫外光发射器可设置在物体上。例如，至少一个发光二极管和/或至少一个激光二极管可设置在物体上和/或物体中。照射源可特别地包含一个或多个如下照射源：激光器，特别是激光二极管，但原则上也可替换地或额外地使用其他类型激光器；发光二极管；白炽灯；有机光源，特别是有机发光二极管。替换地或额外地，也可使用其他照射源。特别优选照射源设计为产生具有高斯光束轮廓的电磁光束，如至少大致为例如在许多激光器中的情况那样。然而，其他实施方案原则上也是可以的。
此外，应注意上述任选传递装置可不依赖于任选至少一个照射源而体现。然而，替换地或额外地，至少一个传递装置也可已经全部或部分地整合到照射源中或完全或部分地等同于所述照射源。因此，照射源本身可已经设计为将电磁辐射输给传感器区域，例如通过朝着传感器区域的相应定向和/或通过聚焦和/或相应光束轮廓。例如，照射源可包含至少一个激光器，其可已产生具有已知的光束轮廓(例如高斯光束轮廓)的至少一个激光束，使得例如可以通过一个或多个透镜系统省去光束成形，因为例如由相应方程(高斯光束传播)，由已知的光束几何学(在辨别传感器区域上照射几何学时)，例如传感器区域上发光斑的直径或当量直径，照射源与检测器和/或物体与检测器之间的距离可被推导出。然而，替换地或额外地，传递装置可包含一个或多个额外成像元件，例如一个或多个透镜和/或物镜。替换地或额外地，例如，可包括一个或多个偏转元件，例如一个或多个反射镜和/或一个或多个棱镜。
因此，通常而言，如上所述，特别地，照射源可特别地选自至少部分地与物体连接和/或至少部分地等同于物体的照射源，和设计为至少部分地照射物体的照射源。各种其他实施方案是可以的且在下文通过实例甚至更详细地描述。
因此，检测器可包含至少一个照射源。照射源可特别地设计为借助至少一种初级辐射来照射物体。所述至少一种初级辐射可包含电磁辐射(例如光)，但也可替换地或额外地包含至少一种不同类型的辐射(例如粒子辐射)。如上所述，自物体产生并输给光学传感器和在工艺中照射传感器区域的电磁辐射特别地包含反射辐射，其中反射辐射可在物体处反射之后包含至少一部分初级辐射。替换地或额外地，自物体产生的电磁辐射也可包含至少一种散射辐射，其中散射辐射在物体处散射之后包含至少一部分初级辐射。如上所述，该散射可在不影响光谱性能下或在影响光谱性能下进行。再次替换地或额外地，自物体产生的电磁辐射也可包含由初级辐射激发的至少一种发光辐射。所述发光辐射可包含例如荧光辐射和/或磷辐射。自物体产生的电磁辐射的实施方案的其他可能性或所述和/或其他可能性的组合也是可以的。
本发明另一方面提出一种距离测量装置，特别是用于机动车辆中。在该情况下，距离测量装置应理解为意指设计为产生至少一种物体的至少一个位置信息项(例如相对于距离测量装置本身)的装置。如上所述，所述至少一个位置信息项可包含例如距离测量装置与物体之间的简单距离，但通常也可包含关于物体相对于距离测量装置的定位(例如物体在至少一个坐标系中的空间定位和/或物体在至少一个坐标系中的定向)的至少一个信息项。对于至少一个位置信息项的其他实施方案，可参照上文说明。
因此，所提出的距离测量装置包含根据一个或多个上述实施方案的至少一个检测器，其中检测器设计为确定至少一种物体的至少一个几何学信息项，其中几何学信息包含物体的至少一个位置信息项，特别是机动车辆与至少一种物体之间的距离，优选机动车辆与选自如下的至少一种物体之间的距离：其他机动车辆、障碍物、骑自行车者和行人。特别地，检测器可完全或部分地整合到一个或多个机动车辆中且可设计为确定机动车辆与至少一种物体之间的距离，例如两个机动车辆之间的距离，和/或机动车辆与选自如下的至少一种物体之间的距离：其他机动车辆、障碍物、骑自行车者、行人或某些其他类型交通参与者。检测器可例如完全地整合到机动车辆中，但也可例如以在多个机动车辆上分配的方式设置。例如，如下文通过实例甚至更详细地解释的那样，距离测量装置可包含至少一个检测器和至少一个照射源，其中例如至少一个照射源设置在第一机动车辆的后侧上，并且检测器设置在至少一个第二机动车辆的前侧上，使得例如可确定第二机动车辆的前侧与第一机动车辆的后侧之间的距离。替换地或额外地，至少一个照射源和至少一个检测器也可整合到一个相同的机动车辆中，例如在机动车辆的前侧和/或后侧上。因此，例如，照射源可设计为借助初级辐射来照射前面的机动车辆和/或后面的机动车辆，并且检测器可设计为检测自所述机动车辆产生的电磁辐射(如上所述)，并由此产生位置信息。
本发明另一方面提出一种用于使至少一种样品成像的成像装置。在该情况下，成像装置应通常理解为意指可产生样品或所述样品一部分的一维、二维或三维图像的装置。
特别地，成像装置可完全或部分地作为显微镜使用。优选地，成像装置设计用于共焦成像，即具有共焦结构，或设计为共焦显微镜。然而，成像装置的其他实施方案原则上也是可以的并在下文通过实例甚至更详细地描述。
成像装置具有根据一个或多个上述实施方案的至少一个检测器。成像装置进一步设计为使样品的多个局部区域依次或同时成像在检测器的至少一个传感器区域上。在该情况下，例如，样品局部区域可为例如被成像装置的分辨率极限限定且电磁辐射自其产生的样品的一维、二维或三维区域，其在检测器的传感器区域上导致照射，例如普通发光斑，特别是在传感器面积上。多个局部区域可依次和/或同时在至少一个传感器区域上成像。就此而言，成像应理解为意指将自相应局部区域产生的样品的电磁辐射输给光学传感器，例如借助检测器的至少一个任选传递装置。
就任选传递装置的可能实施方案而言，可参照上文说明。特别地，传递装置可具有成像性能且可包含例如至少一个成像元件，例如至少一个透镜和/或至少一个曲面镜。特别地，成像装置可设计为连续成像，例如借助扫描方法，特别地使用至少一种列扫描和/或行扫描，使多个局部区域连续成像在传感器区域上。然而，其他实施方案原则上也是可以的，例如其中多个局部区域同时成像在至少一个传感器区域上(例如通过将至少一个传感器区域指定给每个局部区域)的实施方案。例如，可使用具有多个传感器区域的检测器，例如根据一个或多个上述实施方案。
成像装置设计为在样品的局部区域的该成像过程中产生指定给局部区域的传感器信号。例如，传感器信号可指定给每个局部区域。传感器信号可由此同时或以暂时错开的方式产生。例如，在列扫描或行扫描的过程中，可以产生对应于样品的局部区域的传感器信号的序列，所述传感器信号例如在一行中串联在一起。成像装置设计为由相应局部区域的几何学信息的传感器信号项产生，其中几何学信息项包含位置信息项。
就位置信息项和产生这些位置信息项的各种可能性的实施方案而言，可参照上文说明。再次地，自样品产生的电磁射线可通过样品本身产生，例如以发光辐射形式。替换地或额外地，再次地，成像装置或至少一个检测器也可包含用于照射样品的至少一个照射源。对于成像装置的其他可能实施方案，特别是对于在显微镜中使用，可参照下文示例性实施方案。
本发明另一方面提出一种用于在使用者和机器之间交换至少一个信息项的人-机接口。人-机接口应通常理解为意指一种可借助其来交换该信息的装置。机器可特别地包含数据处理装置。至少一个信息项可通常包含例如数据和/或控制命令。因此，人-机接口可特别地设计用于由使用者输入控制命令。
人-机接口具有根据一个或多个上述实施方案的至少一个检测器。人-机接口设计为借助检测器产生使用者的至少一个几何学信息项，特别是至少一个位置信息项。例如，所述至少一个几何学信息项可为或可包含关于使用者身体部分的位置信息项，例如关于手姿势和/或使用者某些其他身体部分姿势的位置信息项。
在该情况下，术语使用者应作广义解释并且例如也可包括直接受使用者影响的一个或多个物体。因此，使用者例如也可穿戴一个或多个手套和/或其他服装，其中几何学信息为该至少一个服装的至少一个几何学信息项。例如，该类服装可体现为对自至少一个照射源产生的初级辐射的反射，例如通过使用一个或多个反射器。再次替换地或额外地，使用者可例如空间移动其几何学信息可被检测的一个或多个物体，这同样也意欲可归入产生使用者的至少一个几何学信息项下。例如，使用者可移动至少一个反射棒和/或某些其他类型物体，例如借助所述使用者的手。
就至少一个几何学信息项(特别是至少一个位置信息项)的实施方案而言，同样可再次参照上文说明。至少一个几何学信息项可为静态的，即可例如再次包含快照，但也可例如再次包含一系列连续的几何学信息项和/或至少一个移动。例如，可将在不同时间采集的至少两个几何学信息项对比，使得例如至少一个几何学信息项也可包含关于移动速度和/或加速度的至少一个信息项。因此，至少一个几何学信息项可例如包含关于使用者的至少一个身体姿势和/或至少一个移动的至少一个信息项。
人-机接口设计为给至少一个几何学信息项指定至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。如上所述，术语信息在该情况下应作广义解释且可包含例如数据和/或控制命令。例如，人-机接口可设计为给至少一个几何学信息项指定至少一个信息项，例如借助相应的指定算法和/或存储的指定说明。例如，一组几何学信息项与相应的信息项之间的独特指定可被存储。以此方式，例如借助使用者的相应身体姿势和/或移动，可进行至少一个信息项的输入。
该类人-机接口可通常用于机器控制中或例如用于虚拟现实中。例如，借助具有一个或多个检测器的人-机接口，使得机器人控制者、车辆控制者或类似控制者成为可能。然而，特别优选该人-机接口在消费者电子学中的用途。因此，本发明另一方面提出一种用于实施至少一种娱乐功能(特别是游戏)的娱乐装置。娱乐功能可特别地包含至少一种游戏功能。例如，可存储一个或多个游戏，其可受使用者影响，使用者就此而言在下文也称为参预者。例如，娱乐装置可包含至少一个显示装置，例如至少一个屏幕和/或至少一个放映机和/或至少一组显示眼镜。
娱乐装置额外包含根据一个或多个上述实施方案的至少一个人-机接口。娱乐装置设计为能够借助人-机接口输入参预者的至少一个信息项。例如，如上所述，参预者可采用或改变一个或多个身体姿势用于该目的。这包括参预者例如使用用于该目的的相应物体(例如服装，例如手套，例如配备有用于反射检测器的电磁辐射的一个或多个反射器的服装)的可能性。如上所述，至少一个信息项可包含例如一个或多个控制命令。例如，以此方式，可进行方向改变，可确认输入，可由菜单作出选择，可开始具体游戏选项，可在虚拟空间中影响移动或可进行影响或改变娱乐功能的类似情况。
本发明另一方面提出将检测器用于安装装置中。如上所述，借助检测器，特别是至少一个评价装置，可以产生至少一个几何学信息项，其优选超越关于照射总功率的纯信息项。所述至少一个几何学信息项也可尤其为或包含关于如下事实的信息项：照射在特定几何学下已进行或正在进行，特别是传感器区域的不均一照射，特别是聚焦照射，例如其中在传感器面积上产生至少一个光斑的照射。所提出的安全装置由此例如基于如下的发现：借助所提出的传感器，可以辨别强电磁辐射如聚焦光束(特别是激光束)是否冲击在包含检测器的物体上。例如，以此方式可辨别光学数据存储装置(例如CD-ROM、条形码或某些其他类型数据存储装置)的光学可读数据的读出已进行。
因此，提出用于实施至少一种安全应用的安装装置。安全装置应通常理解为意指实现至少一种安全功能(例如识别数据存取且可任选地根据位置实施一种或多种相应测量的功能)的装置。安全功能可通常为识别物体或数据存取并任选地阻止它或至少使它更困难的功能。因此，至少一种安全应用可特别地包含数据保护领域中的至少一种应用。特别地，至少一种安全应用可为其中光学数据存储装置的存取(特别是未授权存取)被识别和/或避免的应用。光学数据存储装置原则上可包含任意所需类型的光学数据存储装置，例如一个或多个上述光学数据存储装置。
安全装置额外包含根据涉及检测器的一个或多个上述权利要求的至少一个检测器。就此而言，应指出根据上文说明，检测器可任选地包含至少一个传递装置。在安装装置中，该传递装置不是绝对必要的，因为例如如上所述，电磁辐射也可通过激光器和/或外部成像装置如至少一个外部透镜聚焦。
因此，安全装置或所述安全装置的检测器也可在传递装置不存在下体现，或照射源或其部分可被认定为传递装置或其部分。另一方面，传递装置也可完全或部分地整合到照射源中，使得安全装置也可以分为多部分的方式体现。例如，如上所述，传递装置可完全或部分地整合到照射源中，其可同样被认定为安全装置的组成部分，但无需借助安全装置的其他部分(例如借助安全装置的检测器的光学传感器)以整体形成。
安全装置额外设计为借助检测器识别聚焦的电磁射线在安全装置上的冲击，特别是一个或多个激光束(特别是聚焦的激光束)的冲击。例如，安全装置可包含用于该目的的至少一个评价装置(如上所述)。例如，该识别可借助如下的事实进行：将至少一个检测器的至少一个传感器信号与至少一个阈值比较。尽管非聚焦光可产生例如传感器信号，下文所述阈值，例如冲击在传感器区域上的具有相同总功率的聚焦光可产生达到或超过至少一个阈值的传感器信号。例如，可将光电流或光电流的绝对值与所述至少一个阈值比较。以此方式，例如可以识别至少一种读数光束(例如弱激光束)是否被辐射以读出光学可读数据。即使就其总功率而言选择所述读数光束如此弱使得总体上冲击在传感器区域上的总功率不超过例如环境光的总功率(例如假定环境光强度为1至1*105W/m2)，则可借助本发明的至少一个检测器识别读数光束。聚焦的电磁射线可理解为意指借助其使检测器的传感器区域的仅局部区域在提高强度(例如仅小于10mm2，特别是小于1mm2，特别优选小于0.1mm2的光斑)下辐射的电磁射线，但聚焦可依赖于应用。对于例如可为圆形、卵形或不同形状光斑的光斑定义，可参照上文说明。
如果该类聚焦的电磁射线的冲击被识别，则安全装置可额外设计为履行至少一种安全功能或其他安全功能。例如，安全装置(特别是评价装置)可设计为产生至少一个警告信号。所述至少一个警告信号可包含例如至少一个信号，特别地选自声信号、电信号、光信号和触觉信号。替换地或额外地，警告信号也可包含安全装置的至少一个数据存储装置的至少一种状态的至少一个变型。例如，可使用具有至少一个读出位的至少一个数据存储装置，其中至少一个读出位可借助至少一个警告信号由状态“未读出”转变为状态“读出”。然而，替换地或额外地，警告信号也可例如设计为在识别聚焦的电磁射线冲击之后导致安全装置和/或数据存储装置毁坏，使得仅可以单次使用。警告信号例如也可被输出至使用者和/或某些其他装置。
所述安全装置可以各种方式设计或应用。例如，安全装置可体现为安全标签(例如具有至少一个光学数据存储装置和至少一个检测器的安全标签)。例如，以此方式，可阻止存取授权的多次使用，例如活动票，例如借助首次读出被辨别和/或借助尤其是聚焦光束辐射在检测器上。然而，替换地或额外地，安全装置也可例如整合到光学数据存储装置中，使得可借助该类安全装置体现光学数据存储装置。至少一个安全装置可例如以至少一个检测器的至少一个传感器区域以直接空间接近至少一个光学可读数据存储装置(例如至少一种光学ROM的至少一个数据区)和/或以直接接近条形码和/或全息数据存储装置和/或作为其组成部分而设置的方式体现。以此方式，例如可确保借助其由数据存储装置在光学上必然读出数据的读数光束也冲击在检测器的传感器区域上。例如，传感器区域与数据存储装置区域之间的空间距离可不超过5mm，特别是不超过1mm，特别优选不超过0.1mm。
本发明另一方面提出一种光学检测至少一种物体的方法。所述方法可特别地使用根据一个或多个上述实施方案的检测器进行，使得就所述方法的任选实施方案而言可参照检测器的上文说明。在所述方法中使用至少一个光学传感器，其中光学传感器具有至少一个传感器区域。将自物体产生的电磁辐射输给传感器，其中传感器区域被照射。光学传感器以依赖于传感器区域照射的方式产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学。
对于所述方法的其他可能实施方案，可参照上文说明。特别地，由传感器信号可产生物体的至少一个几何学信息项，优选物体的至少一个位置信息项，其优选超越关于照射总功率的纯信息项。对于该几何学信息的可能实施方案，可参照上文说明。特别地，该几何学信息可包含物体的至少一个位置信息项。就该位置信息的可能实施方案而言，可同样参照上文说明。可特别地使用照射几何学与物体位置之间的至少一种预定关系确定几何学信息，优选考虑已知的照射功率和/或考虑用来调制照射的调制频率。因此，特别地，所述方法可以照射被调制(特别是周期性地调制)的方式体现，借助可为恒定或可变的调制频率。
本发明另一方面提出根据一个或多个上述实施方案的检测器在使用目的中的用途，选自：距离测量(特别是用于交通技术中)；成像(特别是用于显微镜中)；娱乐应用；人-机接口应用；安全应用。然而，检测器的其他用途原则上也是可以的。
本发明另一方面提出有机太阳能电池(特别是染料太阳能电池，优选固体染料太阳能电池)作为光学传感器的用途，例如在根据一个或多个上述实施方案的检测器中的用途。在所述用途中，产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定光学传感器的至少一个传感器区域的相同的照射总功率下，依赖于有机太阳能电池(特别是有机太阳能电池的传感器面积)上的照射几何学，其中在所述用途中至少一种物体的至少一个几何学信息项由传感器信号产生。对于该用途的其他可能实施方案，可参照上文说明。
上述检测器、方法、距离测量装置、成像装置、人-机接口、娱乐装置和安全装置以及所提出的用途相比于现有技术具有显著的优点。因此，特别地，可借助所提出的检测器和借助所提出的方法显著降低物体检测的费用。对于例如距离测量或其他类型的物体检测，例如其中检测激光脉冲的脉冲传播时间的技术上复杂的传播时间测量可至少实质上被避免。与常规成像方法比较，可以简单方式(例如在错误的假定被避免下)产生关于检测物体的几何学信息项(特别是位置信息项)，在例如对于该目的绝对必要的具有高空间分辨率(例如高数量像素)的检测器不存在下。例如，可使用具有较大传感器面积的检测器(例如根据上述实施方案)，其上通过自物体产生的电磁辐射产生光斑。传感器信号可特别地不依赖于传感器区域(例如传感器面积)上所述光斑的位置，只要所述光斑完全设置在传感器区域内。然而，检测器可设计为由电磁射线的聚焦(例如由传感器面积上光斑的直径或当量直径)推导出至少一个几何学信息项(例如物体与检测器之间的距离)。该应用在技术上可以极其简单的方式实现。此外，可使用成本有效的光学传感器，特别是大面积光学传感器，其可例如使用一种或多种有机材料而生产。特别地，可使用太阳能电池，例如有机太阳能电池，特别是染料太阳能电池，其在光伏中作为大量生产的产物而产生。对于所提出的检测器，以此方式，开创多个新应用领域，其在许多情况下由于其高成本而受原有检测器限制，例如在一次性物体或数据存储装置中的应用。
如上所述，光学传感器可特别地包含有机半导体检测器，特别优选染料太阳能电池。特别地，光学传感器可包含至少一个第一电极、至少一种n-半导电性金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导电性有机材料和至少一个第二电极，优选以所述顺序。所述元件例如可作为层存在于层型结构中。层型结构例如可施加至基底，优选透明基底如玻璃基底。
在下文例如描述优选光学传感器的上述元件的优选实施方案，其中这些实施方案可以任意所需组合使用。然而，许多其他构造原则上也是可以的，其中例如可参照上文引用的US2007/0176165A1、US6,995,445B2、DE2501124A1、DE3225372A1和WO2009/013282A1。
第一电极和n-半导电性金属氧化物
用于染料太阳能电池中的n-半导电性金属氧化物可以为单一金属氧化物或不同氧化物的混合物。也可使用混合氧化物。n-半导电性金属氧化物尤其可以为多孔的和/或以纳米颗粒状氧化物的形式使用，纳米颗粒就此而言应当理解为意指平均粒度为小于0.1微米的颗粒。纳米颗粒状氧化物通常通过烧结方法作为具有大表面积的多孔薄膜施加于导电基底(即具有作为第一电极的导电层的载体)。
基底可以为刚性或挠性的。除金属箔外，合适的基底(下文中也称为载体)特别是塑料片或膜，尤其是玻璃片或玻璃膜。特别合适的电极材料，尤其是用于根据上述优选结构的第一电极的电极材料为导电材料，例如透明导电性氧化物(TCO)，例如氟-和/或铟掺杂的氧化锡(FTO或ITO)和/或铝掺杂的氧化锌(AZO)、碳纳米管或金属膜。然而，替换地或额外地，还可使用仍具有足够透明度的金属薄膜。可将基底用这些导电材料覆盖或涂覆。由于通常所述结构中仅需要单一基底，挠性电池的形成也是可能的。这能赋予如果有的话，用刚性基底仅可以困难地实现的大量最终用途，例如用于银行卡、服装等中。
第一电极，尤其是TCO层，额外可被固体金属氧化物缓冲层(例如厚度10-200nm)覆盖或涂覆，以防止p-型半导体与TCO层直接接触(参见Peng等，Coord.Chem.Rev.248，1479(2004))。然而，本发明使用固体p-半导电性电解质，在这种情况下电解质与第一电极的接触与液体或凝胶形式电解质相比极大地降低，使得该缓冲层在许多情况下是不必需的，使得在许多情况下可省去该层，这也具有限流效果并还可使n-半导电性金属氧化物与第一电极的接触劣化。这增强了组件的效率。另一方面，这种缓冲层又可以以受控方式使用以使染料太阳能电池的电流分量与有机太阳能电池的电流分量匹配。此外，在其中省去缓冲层的电池的情况下，尤其是在固体电池中，常常发生不想要的载流子重组问题。就此而言，缓冲层在许多情况下特别是在固体电池中是有利的。
众所周知，金属氧化物薄层或膜通常是廉价的固体半导体材料(n-型半导体)，但由于大的带隙，其吸收通常不在电磁光谱的可见区内，而是通常在紫外线光谱区中。对于在太阳能电池中的使用，其金属氧化物因此通常如染料太阳能电池中的情况，必须与作为光敏剂的染料组合，所述染料在日光波长范围，即300-2000nm内吸收，且在电子激发态下将电子注入半导体的导带中。借助在电池中额外用作电解质的固体p-型半导体，其又在对电极处还原，电子可再循环至敏化剂，使得它再生。
对于在有机太阳能电池中的使用特别重要的是半导体氧化锌、二氧化锡、二氧化钛或这些金属氧化物的混合物。金属氧化物可以以纳米结晶多孔层的形式使用。这些层具有涂有作为敏化剂的染料的大表面积，使得实现高日光吸收。构造的金属氧化物层如纳米棒具有优点，例如较高的电子迁移率或染料对孔的改进填充。
金属氧化物半导体可以单独或以混合物的形式使用。也可将金属氧化物用一种或多种其他金属氧化物涂覆。此外，金属氧化物也可作为涂层施加于其他半导体如GaP、ZnP或ZnS上。
特别优选的半导体为氧化锌和锐钛矿多晶型的二氧化钛，其优选以纳米结晶形式使用。
此外，敏化剂可以有利地与发现常用于这些太阳能电池中的所有n-型半导体组合。优选的实例包括陶瓷中所用金属氧化物，例如二氧化钛、氧化锌、氧化锡(IV)、氧化钨(VI)、氧化钽(V)、氧化铌(V)、氧化铈、钛酸锶、锡酸锌、钙钛矿类型的复合氧化物如钛酸钡，以及二元和三元铁的氧化物，其也可以以纳米结晶或无定形形式存在。
由于常规有机染料和酞菁以及卟啉类具有的强吸收，甚至n-半导电性金属氧化物的薄层或膜足以吸收所需量的染料。金属氧化物薄膜又具有不想要的重组方法的可能性降低和降低染料子电池的内电阻的优点。对于n-半导电性金属氧化物，可优选使用100nm至20微米，更优选500nm至约3微米的层厚度。
染料
就本发明而言，如特别是常用于DSC的，术语“染料”、“敏化剂染料”和“敏化剂”基本同义地使用而不具有可能构型的任何限制。就本发明而言可使用的大量染料由现有技术已知，因此，对于可能的材料实例，也可参考关于染料太阳能电池的以上现有技术描述。所列和所述所有染料原则上也可作为颜料存在。基于二氧化钛作为半导体材料的染料敏化太阳能电池例如描述于US-A-4927721，Nature353，第737-740页(1991)和US-A-5350644，以及Nature395，第583-585页(1998)以及EP-A-1176646中。就本发明而言原则上也可有利地使用这些文献中所述的染料。这些染料太阳能电池优选包含借助酸基团作为敏化剂结合于二氧化钛层上的过渡金属配合物，尤其是钌配合物的单分子膜。
不只是由于成本原因，重复提出的敏化剂包括不含金属的有机染料，其就本发明而言同样也可使用。尤其是在固体染料太阳能电池中，例如用二氢吲哚染料可实现大于4%的高效率(例如参见Schmidt-Mende等，Adv.Mater.2005，17,813)。US-A-6359211描述了花青、
Figure BDA0000395193760000281
嗪、噻嗪和吖啶染料就本发明而言的也可实施的用途，其具有借助亚烷基键合的羧基以固定在二氧化钛半导体上。
有机染料现在实现在液体电池中几乎12.1%的效率(例如参见P.Wang等，ACS.Nano2010)。还报道了含吡啶
Figure BDA0000395193760000282
染料，就本发明而言可以使用并显示出有希望的效率。
所述染料太阳能电池中特别优选的敏化剂染料为DE102005053995A1或WO2007/054470A1中所述的苝衍生物、三萘嵌苯(terrylene)衍生物和四萘嵌苯(quaterrylene)衍生物。就本发明而言，使用这些染料也是可以的，导致具有高效率以及同时高稳定性的光伏元件。
萘嵌苯(rylene)显示出在日光波长范围内的强吸收，并且依赖于共轭体系的长度可涵盖从约400nm(DE102005053995A1的苝衍生物I)至约900nm(DE102005053995A1的四萘嵌苯衍生物)的范围。基于三萘嵌苯的萘嵌苯衍生物I在吸附于二氧化钛上的固态下根据其组成在约400-800nm的范围内吸收。为实现入射日光从可见区至近红外区的非常充分的利用，有利的是使用不同萘嵌苯衍生物I的混合物。偶尔也可行的是还使用不同的萘嵌苯同系物。
萘嵌苯衍生物I可以容易地且以永久方式固定在n-半导电性金属氧化物膜上。该结合借助酐官能团(x1)或原位形成的羧基-COOH或-COO-，或借助酰亚胺中存在的酸基团A或缩合基团((x2)或(x3))进行。DE102005053995A1所述萘嵌苯衍生物I就本发明而言在染料敏化太阳能电池中的使用而言具有良好适合性。
特别优选染料在分子的一端具有能够使其固定在n-型半导体膜上的锚基团。在分子的另一端，染料优选包含促进染料在电子释放到n-型半导体上以后再生以及防止与已释放到半导体上的电子重组的电子给体Y。
关于合适染料的可能选择的其他细节，可例如再次提及DE102005053995A1。例如，尤其可使用钌配合物、卟啉类、其他有机敏化剂以及优选萘嵌苯。
染料可以以简单方式固定在n-半导电性金属氧化物膜之上或之内。例如，n-半导电性金属氧化物膜可以以新鲜烧结(仍温热)状态与染料在合适有机溶剂中的溶液或悬浮液接触足够的期间(例如约0.5-24小时)。这可例如通过将金属氧化物涂覆的基底浸入染料溶液中而实现。
如果使用不同染料的组合，则它们可例如由一种或多种包含一种或多种染料的溶液或悬浮液依次地施加。也可使用被例如CuSCN层分开的两种染料(关于该主题，例如参见Tennakone，K.J.，Phys.Chem.B.2003，107，13758)。在各种情况下最方便的方法可相对容易地确定。
在染料和n-半导电性金属氧化物的氧化物颗粒的粒度的选择中，可构造有机太阳能电池使得吸收最大量的光。应构造氧化物层使得固体p-型半导体可有效地填充孔。例如，较小的颗粒具有较大的表面积，因此能吸收更大量的染料。另一方面，较大的颗粒通常具有较大的孔，其能够更好地通过p-导体。
p-半导电性有机材料
如上所述，光学传感器可特别包含至少一种p-半导电性有机材料，优选至少一种固体p-半导电性材料，其在下文也称为p-型半导体或p-型导体。在下文给出该类有机p-型半导体的一系列优选实例，其可单独或以任意所需组合使用，例如以具有相应p-型半导体的多层的组合和/或以一层中多种p-型半导体的组合使用。
为防止n-半导电性金属氧化物中的电子与固体p-导体重组，可在n-半导电性金属氧化物与p-型半导体之间使用至少一个具有钝化材料的钝化层。该层应当非常薄且应尽可能仅覆盖n-半导电性金属氧化物的目前未转化点。在一些情况下，钝化材料也可在染料以前施加于金属氧化物上。优选的钝化材料尤其是一种或多种如下物质：Al2O3；硅烷，例如CH3SiCl3；Al3+；4-叔丁基吡啶(TBP)；MgO；GBA(4-胍基丁酸)和类似衍生物；烷基酸；十六烷基丙二酸(HDMA)。
如上所述，就有机太阳能电池而言，优选一种或多种固体有机p-型半导体单独或与一种或多种性能上为有机或无机的其他p-型半导体组合使用。就本发明而言，p-型半导体通常应当理解为意指能传导空穴的材料，尤其是有机材料，即正载流子。更特别地，它可以为具有广延π-电子体系的有机材料，其可稳定地氧化至少一次，例如以形成所谓的自由基阳离子。例如，p-型半导体可包含至少一种具有所述性能的有机基体材料。此外，p-型半导体可任选包含一种或多种强化p-半导电性能的掺杂剂。影响p-型半导体的选择的显著参数为空穴迁移率，因为这部分地决定空穴扩散长度(参见Kumara，G.，Langmuir，2002，18，10493-10495)。不同螺环化合物中载流子迁移率的对比可例如在T.Saragi，Adv.Funct.Mater.2006，16，966-974中找到。
优选地，就本发明而言，使用有机半导体(即低分子量低聚或聚合半导体或这类半导体的混合物)。特别优选可由液相加工的p-型半导体。此处实例为基于聚合物如聚噻吩和聚芳基胺，或基于无定形、可可逆氧化的非聚合有机化合物如开头提到的螺二芴的p-型半导体(例如参见US2006/0049397和其中作为p-型半导体公开的螺环化合物，其就本发明而言也可使用)。优选使用低分子量有机半导体。此外，也可参照关于来自现有技术的上文说明的p-半导电性材料和掺杂剂的评论。
p-型半导体优选可通过施加至少一种p-导电性有机材料于至少一种载体单元而生产或通过施加至少一种p-导电性有机材料于至少一种载体单元而生产，其中施加例如通过由包含至少一种p-导电性有机材料的液相沉积而进行。在该情况下再次地，原则上可通过任意所需沉积方法如通过旋涂、刮涂、印刷或所述和/或其他沉积方法的组合而进行沉积。
有机p-型半导体可尤其包含至少一种螺环化合物和/或尤其选自：螺环化合物，尤其是spiro-MeOTAD；具有如下结构式的化合物：
Figure BDA0000395193760000311
其中
A1、A2、A3各自独立地为任选取代的芳基或杂芳基，
R1、R2、R3各自独立地选自取代基-R、-OR、-NR2、-A4-OR和-A4-NR2，其中R选自烷基、芳基和杂芳基，和
其中A4为芳基或杂芳基，以及
其中在式I中在每种情况下n独立地为0、1、2或3的值，
条件是各n值之和至少为2且基团R1、R2和R3中至少两个为-OR和/或-NR2。
优选地，A2和A3相同；因此式(I)化合物优选具有如下结构(Ia)：
Figure BDA0000395193760000321
更特别地，如上所述，p-型半导体由此可具有至少一种低分子量有机p-型半导体。低分子量材料通常应当理解为意指以单体、非聚合或非低聚形式存在的材料。本发明所用术语“低分子量”意指p-型半导体具有100-25000g/mol的分子量。优选地，所述低分子量物质具有500-2000g/mol的分子量。
通常，就本发明而言，p-半导电性能应当理解为意指材料，尤其是有机分子形成空穴并传输这些空穴和/或输送它们至相邻分子的性能。更特别地，这些分子的稳定氧化应是可能的。此外，所述低分子量有机p-型半导体尤其可具有广延的π-电子体系。更特别地，至少一种低分子量p-型半导体可由溶液加工。低分子量p-型半导体尤其可包含至少一种三苯胺。当低分子量有机p-型半导体包含至少一种螺环化合物时是特别优选的。螺环化合物应当理解为意指其环仅在一个原子处连接的多环有机化合物，所述原子也称为螺原子。更特别地，螺原子可以为sp3-杂化的，使得经由螺原子相互连接的螺环化合物的组分例如排列在相对于彼此不同的平面中。
更优选地，螺环化合物具有下式的结构：
Figure BDA0000395193760000331
其中基团ary1、ary2、ary3、ary4、ary5、ary6、ary7和ary8各自独立地选自取代芳基和杂芳基，尤其是选自取代苯基，其中所述芳基和杂芳基，优选苯基各自独立地被取代，优选在每种情况下被一个或多个选自-O-烷基、-OH、-F、-Cl、-Br和-I的取代基取代，其中烷基优选为甲基、乙基、丙基或异丙基。更优选地，苯基各自独立地被取代，在每种情况下被一个或多个选自-O-Me、-OH、-F、-Cl、-Br和-I的取代基取代。
进一步优选地，螺环化合物为下式化合物：
Figure BDA0000395193760000332
其中Rr、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry各自独立地选自-O-烷基、-OH、-F、-Cl、-Br和-I，其中烷基优选为甲基、乙基、丙基或异丙基。更优选地，Rr、Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx和Ry各自独立地选自-O-Me、-OH、-F、-Cl、-Br和-I。
更特别地，p-型半导体可包含spiro-MeOTAD或由spiro-MeOTAD构成，即例如由德国达姆施塔特Merck KGaA市购的下式化合物：
Figure BDA0000395193760000341
替换地或额外地，也可使用其他p-半导电性化合物，尤其是低分子量和/或低聚和/或聚合p-半导电性化合物。
在替换实施方案中，低分子量有机p-型半导体包含一种或多种上述通式I的化合物，为此参考例如在本申请的优先权日期之后公布的PCT申请号PCT/EP2010/051826。就上述螺环化合物而言额外地或者替换地，p-型半导体可包含至少一种上述通式I的化合物。
就本发明而言，所用术语“烷基”或“烷基基团”或“烷基残基”应当理解为通常意指取代或未被取代的C1-C20烷基。优选C1-C10烷基，特别优选C1-C8烷基。烷基可以为直链或支化的。此外，烷基可被一个或多个选自如下的取代基取代：C1-C20烷氧基，卤素，优选F，和C6-C30芳基，所述取代基又可以被取代或未被取代。合适的烷基的实例为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基，以及异丙基、异丁基、异戊基、仲丁基、叔丁基、新戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基己基，以及被C6-C30芳基、C1-C20烷氧基和/或卤素，尤其是F取代的所述烷基的衍生物，例如CF3。
就本发明而言，所用术语“芳基”或“芳基基团”或“芳基残基”应当理解为意指任选取代的衍生自单环、双环、三环或多环芳族环的C6-C30芳基，其中所述芳族环不包含任何环杂原子。芳基优选包含5和/或6元芳族环。当芳基不是单环体系时，在术语“芳基”的情况下，对于第二环，饱和形式(全氢化形式)或部分不饱和形式(例如二氢化形式或四氢化形式)也是可能的，条件是具体形式是已知且稳定的。就本发明而言，术语“芳基”因此还包括例如其中两个或所有三个基团为芳族的双环或三环基团，以及其中仅一个环为芳族的双环或三环基团，还有其中两个环为芳族的三环基团。芳基的实例为：苯基、萘基、茚满基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、芴基、茚基、蒽基、菲基或1,2,3,4-四氢萘基。特别优选C6-C10芳基，例如苯基或萘基，非常特别优选C6芳基，例如苯基。此外，术语“芳基”还包括包含经由单键或双键彼此连接的至少两个单环、双环或多环芳族环的环体系。一个实例是具有联苯基的那些。
就本发明而言，所用术语“杂芳基”或“杂芳基基团”或“杂芳基残基”应当理解为意指任选取代的5和/或6元芳族环和多环，例如在至少一个环中具有至少一个杂原子的双环和三环化合物。就本发明而言，杂芳基优选包含5-30个环原子。它们可以为单环、双环或三环的，且一些可通过将芳基基础骨架中的至少一个碳原子用杂原子替换而衍生自上述芳基。优选的杂原子为N、O和S。杂芳基更优选具有5-13个环原子。杂芳基的基础骨架尤其优选选自体系如吡啶，和5元杂芳烃如噻吩、吡咯、咪唑或呋喃。这些基础骨架可任选与1或2个6元芳族基团稠合。此外，术语“杂芳基”还包括包含经由单键或双键彼此连接的至少两个单环、双环或多环芳族环的环体系，其中至少一个环包含杂原子。在对于至少一个环的术语“杂芳基”情况下，当杂芳基不为单环体系时，饱和形式(全氢化形式)或部分不饱和形式(例如二氢化形式或四氢化形式)也是可能的，只要具体形式是已知和稳定的。就本发明而言，术语“杂芳基”因此例如也包括其中两个或所有三个基团为芳族的双环或三环基团，以及其中仅一个环为芳族的双环或三环基团，还有其中两个环为芳族的且其中至少一个环，即一个芳族环或一个非芳族环具有杂原子的三环基团。合适的稠合杂芳烃例如为咔唑基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基。基础骨架可在1个、多于一个或所有可取代位置上被取代，合适的取代基与已描述于C6-C30芳基的定义下的相同。然而，杂芳基优选为未被取代的。合适的杂芳基例如为吡啶-2-基、吡啶-3-基、吡啶-4-基、噻吩-2-基、噻吩-3-基、吡咯-2-基、吡咯-3-基、呋喃-2-基、呋喃-3-基和咪唑-2-基，和相应的苯并稠合基团，尤其是咔唑基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基。
就本发明而言，术语“任选取代的”指其中烷基、芳基或杂芳基的至少一个氢原子被取代基替换的基团。就该取代基的类型而言，优选烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基，以及异丙基、异丁基、异戊基、仲丁基、叔丁基、新戊基、3,3-二甲基丁基和2-乙基己基，芳基如C6-C10芳基，尤其是苯基或萘基，最优选C6芳基，例如苯基，和杂芳基，例如吡啶-2-基、吡啶-3-基、吡啶-4-基、噻吩-2-基、噻吩-3-基、吡咯-2-基、吡咯-3-基、呋喃-2-基、呋喃-3-基和咪唑-2-基，以及相应的苯并稠合基团，尤其是咔唑基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基。其他实例包括如下取代基：链烯基、炔基、卤素、羟基。
此处取代度可从单取代至可能取代基的最大数变化。
根据本发明使用的优选式I化合物的特征在于基团R1、R2和R3中的至少两个为对-OR和/或-NR2取代基。此处至少两个基团可以为仅-OR基团，仅-NR2基团，或至少一个-OR基团和至少一个-NR2基团。
根据本发明使用的特别优选式I化合物的特征在于基团R1、R2和R3中的至少4个为对-OR和/或-NR2取代基。此处至少四个基团可以为仅-OR基团，仅-NR2基团，或-OR和-NR2基团的混合物。
根据本发明使用的非常特别优选的式I化合物的特征在于所有基团R1、R2和R3为对-OR和/或-NR2取代基。它们可以为仅-OR基团，仅-NR2基团，或-OR和-NR2基团的混合物。
在所有情况下，-NR2基团中的两个R可以彼此不同，但它们优选为相同的。
优选地，A1、A2和A3各自独立地选自：
Figure BDA0000395193760000371
其中
m为1-18的整数，
R4为烷基、芳基或杂芳基，其中R4优选为芳基，更优选为苯基，
R5、R6各自独立地为H、烷基、芳基或杂芳基，
其中所示结构的芳族和杂芳族环可任选具有其他取代。此处芳族和杂芳族环的取代度可从单取代至可能取代基的最大数变化。
在芳族和杂芳族环的其他取代的情况下，优选的取代基包括以上关于1、2或3个任选取代的芳族或杂芳族基团已提到的取代基。
优选地，所示结构的芳族和杂芳族环不具有其他取代。
更优选地，A1、A2和A3各自独立地为
更优选为
Figure BDA0000395193760000373
更优选地，至少一种式(I)化合物具有如下结构之一：
Figure BDA0000395193760000381
在替换实施方案中，有机p-型半导体包含ID322类化合物，具有如下结构：
Figure BDA0000395193760000382
根据本发明使用的化合物可通过本领域技术人员已知的常用有机合成方法制备。相关(专利)文献的参考另外可在以下引证的合成实施例中找到。
第二电极
第二电极可以为面对基底的底电极或背对基底的顶电极。可使用的第二电极可尤其为金属电极，其可具有一种或多种纯形式或作为混合物/合金的金属，例如尤其是铝或银。无机/有机混合电极或多层电极的使用也是可能的，例如使用LiF/Al电极。
此外，也可使用其中组件的量子效率借助通过适当的反射迫使光子至少两次通过吸收层而提高的电极设计。这类层型结构也称为“集中器”，同样例如描述于WO02/101838(尤其是第23-24页)中。
有机太阳能电池可额外包含至少一种包封，其中包封设计为保护有机太阳能电池，特别是电极和/或p-型半导体以防周围大气。
总体上，就本发明而言，如下实施方案被认为是特别优选的：
实施方案1：一种用于光学检测至少一种物体的检测器，其包含至少一个光学传感器，光学传感器具有至少一个传感器区域，特别是包含至少一个传感器面积的至少一个传感器区域，其中光学传感器设计为以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别是在传感器面积上照射的光束截面，其中检测器额外具有至少一个评价装置，其中评价装置设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体的至少一个几何学信息项。
实施方案2：根据上述实施方案的检测器，其中检测器额外具有用于调制照射的至少一个调制装置。
实施方案3：根据上述实施方案的检测器，其中检测器设计为在不同调制情况下检测至少两个传感器信号，特别是在相应不同的调制频率下的至少两个传感器信号，其中评价装置设计为由至少两个传感器信号产生几何学信息。
实施方案4：根据上述实施方案中任一项的检测器，其中光学传感器额外地以传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射调制的调制频率的方式设计。
实施方案5：根据上述实施方案中任一项的检测器，其中传感器区域为正好一个连续的传感器区域，其中传感器信号为对于整个传感器区域的均一传感器信号。
实施方案6：根据上述实施方案中任一项的检测器，其中传感器信号选自光电流和光电压。
实施方案7：根据上述实施方案中任一项的检测器，其中光学传感器包含至少一个半导体检测器，特别是包含至少一种有机材料的有机半导体检测器，优选有机太阳能电池，特别优选染料太阳能电池，特别是固体染料太阳能电池。
实施方案8：根据上述实施方案的检测器，其中光学传感器包含至少一个第一电极、至少一种n-半导电性金属氧化物、至少一种染料、至少一种p-半导电性有机材料(优选固体p-半导电性有机材料)和至少一个第二电极。
实施方案9：根据上述实施方案中任一项的检测器，其中几何学信息包含物体的至少一个位置信息项。
实施方案10：根据上述实施方案的检测器，其中评价装置设计为由照射几何学与物体相对于检测器的相对定位之间的至少一种预定关系确定几何学信息，优选考虑已知的照射功率和任选地考虑用来调制照射的调制频率。
实施方案11：根据上述实施方案中任一项的检测器，其额外包含至少一个传递装置，其中传递装置设计为将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器并由此照射传感器区域。
实施方案12：根据上述实施方案中任一项的检测器，其额外包含至少一个照射源。
实施方案13：根据上述实施方案的检测器，其中照射源选自：至少部分地与物体连接和/或至少部分地等同于物体的照射源；设计为借助初级辐射至少部分地照射物体的照射源。
实施方案14：一种距离测量装置，特别是用于机动车辆中，其包含根据上述实施方案中任一项的至少一个检测器，其中检测器设计为确定至少一种物体的至少一个几何学信息项，其中几何学信息包含物体的至少一个位置信息项，特别是机动车辆与至少一种物体之间的距离，优选机动车辆与选自如下的至少一种物体之间的距离：其他机动车辆、障碍物、骑自行车者和行人。
实施方案15：一种用于使至少一种样品成像的成像装置，其中成像装置包含根据涉及检测器的上述实施方案中任一项的至少一个检测器，其中成像装置设计为使样品的多个局部区域在传感器区域上成像并由此产生指定给局部区域的传感器信号，其中成像装置设计为由传感器信号产生相应局部区域的几何学信息项，其中几何学信息项包含位置信息项。
实施方案16：一种用于在使用者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的人-机接口，其中人-机接口包含根据涉及检测器的上述实施方案中任一项的至少一个检测器，其中人-机接口设计为借助检测器产生使用者(218)的至少一个几何学信息项，其中人-机接口设计为给几何学信息指定至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。
实施方案17：一种用于实施至少一种娱乐功能(特别是游戏)的娱乐装置，其中娱乐装置包含根据上述实施方案的至少一个人-机接口，其中娱乐装置设计为能够借助人-机接口由参预者输入至少一个信息项，其中娱乐装置设计为根据信息改变娱乐功能。
实施方案18：一种用于实施至少一种安全应用，特别是用于辨别和/或避免光学数据存储装置的数据存取的安全装置，其中安全装置包含根据涉及检测器的上述实施方案中任一项的至少一个检测器，其中安全装置设计为借助检测器辨别聚焦的电磁辐射(特别是激光束)在安全装置上的冲击，和优选产生至少一个警告信号。
实施方案19：一种光学检测至少一种物体的方法，特别是使用根据涉及检测器的上述实施方案中任一项的检测器，其中使用至少一个光学传感器，其中光学传感器具有至少一个传感器区域，其中将自物体产生的电磁辐射输给光学传感器并且由此照射传感器区域，其中光学传感器以依赖于传感器区域的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学。
实施方案20：根据上述实施方案的方法，其中物体的至少一个几何学信息项由传感器信号产生，特别是物体的至少一个位置信息项。
实施方案21：根据涉及检测器的上述实施方案中任一项的检测器在使用目的中的用途，选自：距离测量(特别是用于交通技术中)；成像(特别是用于显微镜中)；娱乐应用；安全应用；人-机接口应用。
实施方案22：有机太阳能电池，特别是染料太阳能电池，优选固体染料太阳能电池作为光学传感器的用途，其中在所述用途中产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于有机太阳能电池上的照射几何学，其中在所述用途中至少一种物体的至少一个几何学信息项由传感器信号产生。
附图简述
本发明的其他任选细节和特征由以下优选示例性实施方案的描述连同从属权利要求一起获悉。就此而言，具体特征可单独或与几个组合地进行。本发明不限于示例性实施方案。示例性实施方案示意性地显示于图中。各个图中相同的参考数字指相同的元件或具有相同功能的元件或在其功能方面彼此对应的元件。
具体而言，在附图中：
图1显示出用于光学检测至少一种物体的本发明检测器的示例性实施方案；
图2显示出用于本发明检测器中的光学传感器的示例性实施方案；
图3显示出根据图2的光学传感器的层型结构的可能能级的示例性实施方案；
图4显示出本发明光学传感器对光束几何学的信号依赖关系的示例性实施方案；
图5和6显示出证实常规半导体传感器的传感器信号的几何学依赖关系的测量值；
图7显示出用于本发明检测器中的光学传感器的信号的典型频率依赖关系；
图8显示出本发明检测器的传感器信号对调制频率f和光束几何学的依赖关系的联合图解；
图9显示出本发明距离测量装置的示意性的示例性实施方案；
图10显示出使用本发明距离测量装置的距离测量的结果；
图11显示出本发明距离测量装置在机动车辆中的用途；
图12A和12B显示出具有共焦光路的常规成像装置(图12A)与本发明成像装置(图12B)的比较；
图13和14显示出本发明成像装置的其他可能实施方案；
图15显示出本发明人-机接口和娱乐装置的示例性实施方案；和
图16显示出本发明安全装置的示例性实施方案。
示例性实施方案
检测器
图1以高度示意性图解示出用于光学检测至少一种物体112的本发明检测器110的示例性实施方案。检测器110包含光学传感器114，其具有传感器区域116，例如传感器面积118。传感器设计为产生至少一个传感器信号，其可包含例如光电流I。例如，光学传感器114可包含至少一个测量装置120，借助其可检测光学传感器114的至少一种物理性能，例如通过测量至少一种光电流和/或至少一种光电压。
此外，根据示于图1中的示例性实施方案的检测器110包含评价装置122，其例如可连接至光学传感器114和/或可完全或部分地整合到光学传感器114中，反之亦然。所述评价装置122可例如设计为直接或间接地采集光学传感器114的至少一个传感器信号。评价装置122可包含例如至少一个数据处理装置124和/或至少一个数据存储装置126。此外，评价装置122可具有例如单向或双向接口128，例如以能够与其他装置单向或双向地交换数据和/或控制命令。
此外，在示于图1中的示例性实施方案中，检测器110任选地包含至少一个传递装置130，其例如具有至少一个透镜132和/或其他成像或非成像元件。任选传递装置130设计为将自物体112产生的电磁辐射134输给光学传感器114并在工艺中照射传感器区域116。例如，具有直径或当量直径的光斑136可由此在传感器面积118上产生。所述光斑136可具有例如面积A，其中在图1中电磁辐射134的总功率由p表示，并且通量p/A由Φ表示。指出图1中任选传递装置130仅示意性地示出。所述传递装置也体现为各种其他方式。
此外，在根据图1的示例性实施方案中，检测器110任选地包含用于调制电磁射线134的至少一个调制装置138。特别地，所述调制装置138可包含至少一个光束断续器140，例如所谓的斩波器轮。
此外，检测器110可任选地包含至少一个照射源142。所述照射源142可设计为借助初级辐射144来辐照物体112或物体112的局部区域。例如，所述初级辐射144可在物体112处被反射和/或散射。在可例如通过物体112的至少一个任选反射表面146支持的该反射和/或散射过程中，任选地产生电磁辐射134，然后将其输给光学传感器114，例如借助传递装置130。然而，作为反射和/或散射的替换或除此之外，初级辐射144也可激发物体112或其一部分以发射电磁辐射134，例如以激发荧光和/或激发磷光的形式。在该情况下，物体112可包含例如至少一种荧光材料和/或至少一种磷光材料。
光学传感器
如上所述，特别优选光学传感器114包含至少一个半导体检测器148，特别是有机半导体检测器150，优选有机太阳能电池152，特别优选染料太阳能电池154。该类光学传感器114的示例性实施方案通过一个可能的层型结构以示意性截面图解示于图2中。其中所示的染料太阳能电池154可包含例如基底156，例如玻璃基底。然而，如上所述，也可使用其他基底156，例如塑料基底或多层或层压基底。在所示出的示例性实施方案中，在所述基底156上施加至少一个第一电极158，其如上所述也可称为工作电极且可优选以透明方式体现。在所述第一电极158上又可任选地施加任选金属氧化物的至少一个阻挡层160(在下文也称为缓冲层)，所述层优选为无孔的和/或非颗粒状的。在所述层上又施加n-半导电性金属氧化物162，其中所述金属氧化物用染料164敏化。如上所述，该敏化可通过施加染料164的单独层和/或通过用染料164完全或部分浸渍、润湿或混合(优选多孔和/或颗粒状)n-半导电性金属氧化物162而进行。
将有机p-型半导体166施加至染料164。所述有机p-型半导体166在染料太阳能电池154的最终状态中优选呈固体，即体现为固体有机p-型半导体166。也可提供多层该固体有机p-型半导体166。在p-型半导体166上施加第二电极168，其也称为对电极。
图2所示的层一起形成层型结构170，其优选通过包封172保护以防周围气氛，例如以便保护层型结构170以防周围气氛，例如以便完全或部分地保护层型结构170以防氧气和/或湿气。电极158、168中一个或两个或者所述电极158、168的连接接触可从包封172中导出，以便能够提供在包封72外部的一个或多个接触连接面积。
图3以高度示意性方式显示出例如根据图2的染料太阳能电池154的一个可能的能级图。图解显示出第一电极158和第二电极168的费米能级174，和染料164(例如以5.7eV的HOMO能级示出)和p-型半导体166(也称为HTL，空穴传输层)的层160、162(其可包含相同材料，例如TiO2)的HOMO(最高占据分子轨道)176和LUMO(最低未占分子轨道)178。FTO(氟掺杂的氧化锡)和银例如规定为用于第一电极158和第二电极168的材料。指出也可使用其他电极材料，例如第一电极和第二电极的顺序也可颠倒，并且例如也可使用不透明基底156与透明第二电极168和任选地透明包封172组合，或相反的层型结构。有机半导体检测器150可额外任选地包含其他元件，其未示于图2和3中。
染料太阳能电池的生产
作为有机太阳能电池152的生产实例，在下文通过实例描述具有固体p-型半导体166的染料太阳能电池154的生产。
作为基材材料和基底156，使用涂有氟掺杂的氧化锡(FTO)且具有尺寸25mm×25mm×3mm(Hartford Glass)的玻璃板作为第一电极(工作电极)158，将其在超声浴中依次用玻璃清洁剂(RBS35)、去离子水和丙酮依次处理(在每种情况下处理5分钟)，然后在异丙醇中沸腾10分钟并在氮气流中干燥。
为生产任选固体TiO2缓冲层160，使用喷雾热解方法。将包含直径为25nm的TiO2颗粒在萜品醇/乙基纤维素分散体中的TiO2糊(Dyesol)作为n-半导电性金属氧化物162用旋涂机以4500rpm旋涂其上，并在90℃下干燥30分钟。在加热至450℃维持45分钟和在450℃下30分钟的烧结步骤以后，得到约1.8μm的TiO2层厚度。
在从干燥箱中取出以后，将试样冷却至80℃并浸入添加剂ID662(例如可以根据下文实施例H得到)的5mM溶液中12小时，随后浸入染料164在二氯甲烷中的0.5mM溶液中1小时。所用染料164为染料ID504(例如可以根据下文实施例G得到)，但可使用大量其他染料，并且染料的选择通常对上述效果仅有很小影响。特别地，染料可适应相应的使用目的和所用电磁辐射134的波长。
Figure BDA0000395193760000461
在从溶液中取出以后，随后将试样用相同溶剂冲洗并在氮气流中干燥。随后将以这样方式得到的试样在降低的压力下在40℃下干燥。
然后，旋涂p-型半导体166溶液。为此，制备0.163Mspiro-MeOTAD(Merck)和20mM LiN(SO2CF3)2(Aldrich)的氯苯溶液。将125μl该溶液施加于试样上并使其作用60秒。其后，将上清液以2000rpm除去30秒。
最后，通过在降低的压力下热金属蒸发而施加金属背电极作为第二电极168。所用金属为Ag，将其在约2*10-6毫巴的压力下以
Figure BDA0000395193760000462
的速率蒸发，以得到约200nm的层厚度。
传感器信号对照射几何学和调制频率的依赖关系
借助作为光学传感器114的该类染料太阳能电池154，首先描述图1中示出的检测器110的操作方法。图4显示出作为透镜132的位置x(以毫米表示)的函数的光电流I(归一化至最大值)的测量实例，其中透镜132将电磁辐射134聚焦在染料太阳能电池154的传感器面积118上。传感器面积118可例如为图2中层型结构的基底156的表面，其中所述表面背对第一电极158。然而，或者，传感器面积118也可设置在有机层型结构的层平面中，例如染料164的区域中。所述传感器面积118在有机半导体检测器150内的精确位置大大地依赖于各物理工艺且对于检测器110的精确功能通常不重要。或者，整个有机层型结构或其一部分可被认定为传感器区域116。
在图4中的测量过程中，透镜132在垂直于传感器面积118的方向上相对于图1中光学传感器114移动。因此，传感器面积118上光斑136的直径或当量直径改变。例如，可使用焦距为50mm的透镜，例如在给定25mm的光束直径下，其例如导致小于2mm的光斑136尺寸。发生最佳聚焦的透镜132位置在图4中以位置x=0随意地表示。作为透镜132移动或任选传递装置130改变的替换或除此之外，也可实施其他测量以改变电磁辐射134在传感器面积118上的聚焦或者传感器区域116中(特别是传感器面积118上)电磁辐射134的直径或当量直径或某些其他几何学。
在图1中可明显看出，光学传感器114的信号(在该情况下为光电流)大大地依赖于照射几何学。在x=0处最大值之外，光电流降至小于其最大值的10%。
与此相比，图5和6示出在硅二极管(图5)和锗二极管(图6)上相应的测量值。在该情况下，Hamamatsu S2386-8k型二极管用作硅二极管，并且Hamamatsu J16-5SP-R03M型二极管用作锗二极管。可明显看出，除了图6中边缘效应(其可能归因于传感器面积的边界)外且除了噪声效应(其低于10%)外，该类半导体二极管的信号不具有传感器信号对传感器区域116的照射的上述几何学依赖关系。换言之，在图5和6中使用的常规类型光学传感器114的情况下，传感器信号在给定相同的总功率下基本上不依赖于传感器区域116或传感器面积118的照射几何学，其中例如小于10%，优选小于5%的波动仍可被接受且也不应被认定为本发明效果。与之相反，借助本发明检测器110和根据图2的光学传感器114的测量例如显示出传感器信号中显著的几何学依赖性效果。
该效果通常依赖于光学传感器114的照射的调制频率。图4-6中测量值使用调制装置138进行，借助其在用通常30-100Hz的频率冲击在传感器区域116上之前调制电磁辐射134。所用调制装置138为呈具有1:1负载循环的脉冲电流源形式的电子调制装置。这再次示意性地示于图7中，测量类似于根据图4的测量。这里，作为用于聚焦的透镜132的空间坐标x函数，描绘传感器信号I/I0，即归一化至其最大值I0的传感器信号，但这原则上可替换为表示传感器区域116或传感器面积118上照射几何学特征的任意其他参数。图解示意性显示出在调制频率f=0Hz和大于极限频率f基础(依赖于光学传感器114的类型)的调制频率f处的传感器信号的曲线。
通过使用成像公式或通过简单观察，例如可由空间坐标x推导出照射几何学。另一方面，可以例如在给定透镜132的固定定位或传递装置130的固定实施方案下由传感器信号和/或照射几何学例如推导出物体112的至少一种空间坐标。为此，可记录和/或计算校准曲线，其可例如存储在评价装置122和/或数据存储装置126中。图8以三维图解显示出该类校准曲线的一个可能实例。这里，作为透镜132的空间坐标x的函数和作为调制频率f(以赫兹表示)的函数，绘制光电流I。在该测量过程中，7nA的光电流作为最大光电流出现。在该情况下，最大值的位置随意选择，并且在该情况下，不限制结果的可用性，位置x=0不表示最大值的位置。曲线明显显示出传感器信号I为空间坐标x以及由此传感器区域116的照射几何学和频率f的独特函数。
以与图8所示类似的方式，可记录许多其他校准曲线。例如，可记录其中直接规定表示物体112的至少一个几何学信息项特征的坐标而不是空间坐标x的校准曲线。在给定已知的调制频率f和测量强度I下，则仅关于测量结果存在于最大值哪一侧上这一事实存在模糊性。该模糊性可例如通过测量值必须存在于最大值的哪一侧上的现有知识或通过多次测量而解决。评价装置122可设计为解决该模糊性，例如通过程序设计。
距离测量装置
图9显示出距离测量装置180的高度示意性实例，其原则上可类似于根据图1的检测器110而体现和/或可包含该检测器110。在该情况下，借助检测器产生的至少一个几何学信息项体现为位置信息或包含至少一个位置信息项，和/或距离测量装置180设计为由至少一个几何学信息项产生至少一个位置信息项。因此，距离测量装置180用于产生关于至少一种物体112(其在图9中象征性地以行人表示)的至少一个位置信息项。例如，该位置信息可包含物体112与检测器110或检测器110一部分之间的至少一个距离d1或d2，例如物体112与检测器110的透镜132之间的距离。
图9中检测器110的结构原则上可对应于根据图1的结构。图9中未示出任选调制装置138，其可例如设置在物体112与透镜132之间和/或透镜132与光学传感器114之间，和/或其可整合到至少一个照射源142中。
图9例如示出在不同距离d1、d2处的两个物体112。这些例如在传感器区域116(特别是传感器面积118)上产生具有不同几何学的不同光斑182、184。由光学传感器114根据所述光斑182、184的几何学采集的传感器信号由此不同。例如使用根据图5的校准曲线和/或其他类型校准曲线，评价装置122可设计为由所述传感器信号产生物体112的几何学信息项，特别是至少一个位置信息项，例如关于物体112与检测器110之间的距离d1或d2的信息项。
检测器110或距离测量装置180可例如以整体方式或分为多部分的方式体现且可包含例如至少一个壳体186，其中整合有例如光学传感器114和/或评价装置122和任选地至少一个照射源142。然而，替换地或额外地，也可提供分为多部分的实施方案，例如通过一个或多个照射源142单独地设置，例如设置在单独壳体中。总体上，根据图9的距离测量装置180可具有例如单一的类似照相机的设置形式且也可例如体现为手提装置，即可由使用者携带或可仅基于肌力拿住的装置。各种其他构造是可以的。
根据图9的距离测量装置180可任选地包含正好一个光学传感器114。或者，距离测量装置180也可例如体现为照相机，例如通过使用多个光学传感器114和/或具有多个传感器区域116的一个或多个光学传感器114，例如以二维矩阵排列和/或三维矩阵排列。与常规记录技术相比，该类照相机的一个优点在于更短记录时间，例如在10MHz的像素时脉下，相当于对于1000像素为0.1ms的时间。通常可使得对于二维和三维记录的记录时间同样短。与之相反，为了产生三维图像，常规照相机通常需要记录n张图像，这必然使记录时间为Hz-kHz范围。此外，所述类型的常规照相机通常具有较低发光度。
图9中所示设置的功能的证据示于图10中。这里，作为以cm或10mm表示的实际距离xS的函数，绘制同样以cm或10mm表示的距离xM(例如相当于图9中空间坐标d1和d2)，其借助根据图9的距离测量装置180测量。使用呈具有消色差透镜的物镜形式的传递装置130、呈倍频钕激光器形式的照射源142和根据上文说明的具有大约4mm2的传感器面积118的染料太阳能电池154进行测量。
测量值明显显示出，例如这里在距离小于1m的情况下，借助本发明距离测量装置180的距离测量极好地对应于实际距离。距离测量也可容易地适应其他距离，例如通过改变传递装置130和/或照射源142和/或光学传感器114。例如，微观距离可通过初级辐射144的相应聚焦和/或通过任选传递装置130的相应实施方案而辨别。大于图10中所示距离的距离可同样例如通过使用激光束和/或传递装置130中相应光学系统辨别。然而，图10中测量明显显示出可实现所提出的测量原理。
距离测量装置180的该测量原理可非常多样地使用，例如用于确定至少一种物体112、多个物体的至少一个空间坐标，或用于空间检测整个环境，例如以其中在检测器110的视觉范围内依次或同时检测一个或多个物体、至少一种物体的多个点或一个或多个物体的轮廓的扫描方法。就此而言，在根据所示实施方案或本发明另一实施方案中，距离测量装置180可非常多样地使用和体现，且可例如通常用于周围环境的一维、二维或三维检测。
图11显示出所述类型的距离测量装置180可如何例如用于机动车辆技术中，例如用于检测周围环境。例如，检测器110或其一部分可设置在第一机动车辆190的前侧188上。例如呈红外发射机形式，朝着检测器110的方向直接发射电磁辐射134的照射源142可设置于在该情况下可充当物体112的第二机动车辆194的后侧192上。因此，所述照射源142可被认定为检测器110的组成部分或单独组件。然而，替换地或额外地，至少一个照射源142或其部分也可设置在第一机动车辆190中并朝着第二机动车辆194的方向发射初级辐射，其中其例如被反射和/或散射和/或激发发光，使得电磁辐射134又传播回第一机动车辆190和检测器110。各种实施方案是可以的。
通常而言，照射可以检测器110的传感器区域116的照射几何学随着机动车辆190、194之间的距离d而改变的方式体现。这可例如借助照射源142的相应实施方案和/或检测器110的任选传递装置130再次进行。因此，检测器110的传感器信号也改变，又可由其推导出距离d和/或某些其他几何学信息。该推导可例如通过使用一个或多个校准函数再次进行，特别是借助评价装置122再次进行。后者可单独体现，但也可例如完全或部分地整合到已存在于机动车辆中的装置如发动机控制器中。
例如，多个机动车辆190、194可各自配备有该类距离测量装置180。关于前面机动车辆和/或后面机动车辆的至少一个几何学信息项，特别是至少一个位置信息项例如可引起司机注意和/或用于产生警告信号和/或自动干预机动车辆的驾驶行为。
就本发明而言，图11所示结构可以各种方式改变。因此，例如，至少一个照射源142也可直接整合到检测器110中，使得如上所述例如检测器110可朝着例如另一机动车辆(特别是前面机动车辆)的方向发射初级辐射144。所述辐射随后可例如被反射和/或散射和/或用于在那里激发且可作为电磁辐射134直接再射回检测器110。因此，例如，机动车辆也可配备有一个或多个反射器，其可促进该反射过程。此外，至少一个检测器通常可体现用于进行机动车辆周围环境的监测，例如通过使检测器110的观测方向和/或初级辐射144的辐射方向可变。各种其他实施方案是可以的。
例如与常规三角测量方法、传播时间方法、图像评价方法或用于辨别距离的类似方法相反，本发明检测器110和本发明距离测量装置180提供的优点为更简单结构(特别是无需数字数据分析)，更快反应和更加成本有效的实施方案。
成像装置
图12A-14显示出本发明检测器110也可有利地用于成像装置196以使至少一个样品198成像。在该情况下，样品198充当物体112。成像装置196的测量原理原则上可与上述距离测量装置180的原理相似、类似或甚至相同，但(就距离测量装置180而言，也是可能的)可检测至少一种物体112或样品198的多个点和/或区域。
图12A显示出成像装置196，其对应于呈具有共焦光路的常规共焦显微镜的形式的现有技术。共焦显微镜具有照射源142，例如激光器，在图12A中其聚焦象征性地由参考数字202表示。自所述照射源142产生的初级辐射144通过分束器204(例如部分透射的反射镜和/或分束器立方体)而射向样品198并且例如借助透镜132和/或物镜而聚焦。自样品198产生的电磁辐射134借助分束器204射向隔膜206，其就聚焦202而言是共焦的，并且传感器208位于所述隔膜后面。通过共焦结构实现了仅来自聚焦202的图像区域的光可穿过隔膜206，借助透镜132，在样品198中，并可通过传感器208如常规半导体传感器而检测。来自其他区域的光至少实质上被隔膜206遮掉。
相反，图12B示出本发明成像装置196的示例性实施方案。结构可例如基本上对应于根据图12A的结构，但隔膜206可省去，因为传感器208可被具有相对于传感器区域116的照射几何学的灵敏性的本发明性能的光学传感器114替代。
由传感器信号与至少一个几何学信息项之间的至少一种已知关系(任选地借助由传感器信号确定照射几何学的至少一个中间步骤和由照射几何学确定几何学信息的至少一个任选中间步骤)，则可推导出电磁辐射134自样品198的什么深度产生。这可例如再次借助评价装置122进行。
以此方式，例如，可产生关于电磁辐射134起源位置的位置信息项，使得样品198例如可被扫描，并且例如在每种情况下获得关于样品表面的信息项。替换地或额外地，也可获得来自样品198的更深区域的信息项。任选传递装置130可包含例如至少一个扫描装置，例如一个或多个可移动反射镜，使得例如行扫描或面积扫描可在样品198上进行。该类扫描装置例如由共焦显微镜领域已知。
此外，图12B所示结构中或本发明装置和检测器110的其他实施方案中的任选传递装置130也可包含一个或多个波长选择元件，例如波长选择过滤器和/或波长选择偏转元件，例如一个或多个二向色反射镜。
图12B所示成像装置196相对于根据图12A的常规成像装置的一个优点通常在于更高的z-分辨率，即在垂直于样品198方向上的更高分辨率，更高的光强度，因为无需使用隔膜206，对于光轴和隔膜206的横向偏移的更高不灵敏性，和在最佳z-分辨率下的高强度。此外，相比于常规成像装置196，本发明成像装置196的结构可大大地简化，因为例如借助检测器110通常不仅可以产生关于电磁辐射134的总功率的信息项，而且可以产生至少一个几何学信息项，例如至少一个位置信息项。
图13和14显示出图12B所示成像装置结构的改变，再次以高度示意性图解。因此，图13显示出其中检测器110包含光学传感器114的叠箱210的结构。例如，光学传感器114可以使得它们完全或部分透明的方式体现。借助这些不同的传感器114(其例如可在每种情况下借助来自特定层212或样品198的深度的聚焦而排列或可设计为接收对应于自所述层212产生的电磁辐射134的信号)，在垂直于样品198的z-方向上的深度分辨可自动进行，任选传递装置130无需设计用于沿着z-方向移动。然而，仍可提供平行于样品198的扫描装置，例如用于实施行扫描或面积扫描，所述扫描装置在图13和14中由x、y表示。
图14显示出根据图13的示例性实施方案的发展。该示例性实施方案显示出，通常在本发明检测器110中，特别优选在本发明成像装置196中，可提供一个或多个传感器114，其可在每种情况下具有多个传感器区域116，例如以矩阵排列。这仅示意性地示于图14中。对于每个所述传感器区域116，例如，可进行根据上文说明的评价方法，例如以产生关于至少一种物体112或物体112的局部区域(例如冲击在相应传感器区域116上的电磁辐射134自其产生的局部区域)的至少一个几何学信息项，特别是至少一个位置信息项。为了确保空间分辨率，任选传递装置130可具有例如多个透镜132。例如，如图14所示的传递装置130可具有至少一个透镜列阵，以例如以目标方式将每种情况下样品的层212的侧向区域指定给光学传感器114的传感器区域116。以此方式，在平行于层212的x、y方向上的侧向空间分辨率可通过评价传感器列阵的各传感器区域116的传感器信号而同时进行，并且深度信息可通过评价前后设置的光学传感器114而进行。在该情况下，可同时使样品198的三维区域成像。
人-机接口和娱乐装置
图15显示出本发明人-机接口214的示例性实施方案，其也可同时体现为娱乐装置216的示例性实施方案或可为该娱乐装置216的组成部分。
例如，可再次地提供本发明至少一个检测器110，例如根据一个或多个上述实施方案，其具有一个或多个光学传感器114。可提供检测器110的其他元件，其未示于图15中，例如任选传递装置130的元件。此外，可提供一个或多个照射源142。通常而言，关于检测器110的可能实施方案，例如可参照上文说明。
人-机接口214可设计为使得可以在机器220的使用者218(其仅在图15中示出)与机器220之间交换至少一个信息项，例如交换控制命令。机器220原则上可包含具有可以某些方式被控制和/或影响的至少一种功能的任意所需装置。如图15所示，至少一个检测器110或其一部分的至少一个任选评价装置122可完全或部分地整合到所述机器220中，但原则上也可独立于机器220而形成。
人-机接口例如可设计为借助检测器112产生使用者的至少一个几何学信息项，特别是至少一个位置信息项，并给几何学信息指定至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。为此，例如，借助检测器110，可辨别使用者218的移动和/或姿势的改变，如图15所示，例如手移动和/或特定的手姿势。如果例如该特定类型的手移动和/或手姿势被辨别，例如通过评价使用者218的一个或多个几何学信息项，特别是位置信息项，则可以识别(例如通过与相应的命令列表比较)使用者218很想进行特定输入，例如很想给机器220控制命令。作为关于实际使用者218的直接几何学信息的替换或除此之外，例如也可以产生关于使用者218的服装和/或使用者218移动的物体的至少一个几何学信息项。
机器220可额外包含一个或多个其他人-机接口，其无需根据本发明体现，例如如图15所示，至少一个显示器222和/或至少一种键盘224。机器220原则上可为任意所需类型的机器或机器组合。
就娱乐装置216而言，所述机器220可例如设计为实施至少一种娱乐功能，例如至少一种游戏，特别是借助显示器222上的至少一个图形显示和任选地相应的声频输出。使用者218可例如经由人-机接口输入至少一个信息项，其中娱乐装置设计为根据本发明改变娱乐功能。例如，游戏中虚拟物体(例如虚拟人)的具体移动和/或游戏中虚拟车辆的移动可借助使用者218的相应移动而控制，其由此又被检测器110识别。由使用者218借助至少一个检测器110控制至少一种娱乐功能的其他类型也是可以的。
安全装置
图16显示出本发明安全装置226的示例性实施方案。所述安全装置226可例如整合到具有至少一个光学数据存储装置230的记忆装置228中。安全装置226再次包含至少一个检测器110，例如上述类型的。检测器110再次包含至少一个光学传感器114和任选地至少一个传递装置130，例如至少一个透镜132，例如呈印刷透镜和/或印刷透镜列阵的形式。然而，如上所述，安全装置226的检测器110也可在传递装置130不存在下体现。此外，检测器110再次包含用于评价光学传感器114的信号的至少一个评价装置122。
安全装置226设计为实施至少一种安全应用。特别地，其可设计为辨别和/或避免光学数据存储装置230的数据存取。通常而言，一个或多个读数光束232用于读出光学数据存储装置230的数据。例如，这可包括聚焦的读数光束，以读取光学数据存储装置230的各信息模式，其侧向分辨率通常为几百纳米至几十或几百微米的范围。安全装置226可设置得如此靠近光学数据存储装置230和/或完全或部分地整合到光学数据存储装置230中，使得读数光束232也冲击在安全装置226上。
与光学传感器114及其传感器区域116上的漫射光冲击(其会导致较低的传感器信号)相反，聚焦光的冲击，例如聚焦的读数光束232的冲击，特别是聚焦的激光束的冲击，通常导致强烈提高的传感器信号，其可被评价装置122辨别。由于传感器信号的上述几何学依赖性，甚至在读数光束232具有非常弱的总功率(不超过冲击在传感器区域116上的环境光的总功率)时，通常也产生该效果。
因此，如果读数光束232被辨别，则评价装置122和/或记忆装置228的其他部件或包含安全装置226的某些其他装置可实施相应的措施。特别地，评价装置122可经由至少一个接口234输出至少一个警告信号，其例如表明已进行借助聚焦的读数光束232读取时的尝试。根据该辨别和警告信号，例如可改变存储位，其表明光学数据存储装置230已被再次读取。替换地或额外地，例如可实施其他措施，例如将相应警告输出至使用者和/或管理者，和/或破坏光学数据存储装置230，使得可产生仅可读取一次的光学数据存储装置230。
所述安全装置226可整合到各类装置中。由此，例如可以配备呈本发明光学ROM形式的光学数据存储装置230。因此，也可实现例如呈全息数据存储装置形式和/或呈条形码形式的光学数据存储装置230。以此方式，例如可以例如通过在光学数据存储装置230已被读取一次之后将其破坏而确保光学数据存储装置230和/或记忆装置228如进入卡和/或票仅可使用一次。安全装置的各种其他实施方案是可以的。
合成实施例：
就本发明而言可用于染料太阳能电池154中，特别是用作p-型半导体166的各种化合物的合成通过举例列于下文。例如描述了式(I)化合物的可能合成：
(A)式I化合物制备的通用合成方案：
(a)合成路线I：
(a1)合成步骤I-R1：
Figure BDA0000395193760000571
合成步骤I-R1中的合成基于以下所引用的参考文献：
a)Liu，Yunqi；Ma，Hong；Jen，Alex K-Y.；CHCOFS；Chem.Commun.；24；1998；2747-2748，
b)Goodson，Felix E.；Hauck，Sheila；Hartwig，John F.；J.Am.Chem.Soc.；121；33；1999；7527-7539，
c)Shen，Jiun Yi；Lee，Chung Ying；Huang，Tai-Hsiang；Lin，Jiann T.；Tao，Yu-Tai；Chien，Chin-Hsiung；Tsai，Chiitang；J.Mater.Chem.；15；25；2005；2455-2463，
d)Huang，Ping-Hsin；Shen，Jiun-Yi；Pu，Shin-Chien；Wen，Yuh-Sheng；Lin，Jiann T.；Chou，Pi-Tai；Yeh，Ming-Chang P.；J.Mater.Chem.；16；9；2006；850-857，
e)Hirata，Narukuni；Kroeze，Jessica E.；Park，Taiho；Jones，David；Haque，Saif A.；Holmes，Andrew B.；Durrant，James R.；Chem.Commun.；5；2006；535-537。
(a2)合成步骤I-R2：
Figure BDA0000395193760000581
合成步骤I-R2中的合成基于以下所引用的参考文献：
a)Huang，Qinglan；Evmenenko，Guennadi；Dutta，Pulak；Marks，Tobin J.；J.Am.Chem.Soc.；125；48；2003；14704-14705，
b)Bacher，Erwin；Bayerl，Michael；Rudati，Paula；Reckefuss，Nina；Mueller，C.David；Meerholz，Klaus；Nuyken，Oskar；Macromolecules；EN；38；5；2005；1640-1647，
c)Li，Zhong Hui；Wong，Man Shing；Tao，Ye；D'Iorio，Marie；J.Org.Chem.；EN；69；3；2004；921-927。
(a3)合成步骤I-R3：
Figure BDA0000395193760000582
Figure BDA0000395193760000591
合成步骤I-R3中的合成基于以下所引用的参考文献：
J.Grazulevicius；J.of Photochem.和Photobio.，A：Chemistry2004162(2-3)，249-252。
式I化合物可通过以上合成路线I中所示合成步骤的顺序制备。在步骤(I-R1)至(I-R3)中，各反应物可例如通过乌尔曼反应以铜作为催化剂或在钯催化下偶联。
(b)合成路线II：
(b1)合成步骤II-R1：
Figure BDA0000395193760000592
合成步骤II-R1中的合成基于I-R2下引用的参考文献。
(b2)合成步骤II-R2：
Figure BDA0000395193760000601
合成步骤II-R2中的合成基于以下引用的参考文献：
a)Bacher，Erwin；Bayerl，Michael；Rudati，Paula；Reckefuss，Nina；Müller，C.David；Meerholz，Klaus；Nuyken，Oskar；Macromolecules；38；5；2005；1640-1647，
b)Goodson，Felix E.；Hauck，Sheila；Hartwig，John F.；J.Am.Chem.Soc.；121；33；1999；7527-7539；Hauck，Sheila I.；Lakshmi，K.V.；Hartwig，John F.；Org.Lett.；1；13；1999；2057-2060。
(b3)合成步骤II-R3：
Figure BDA0000395193760000602
Figure BDA0000395193760000611
式I化合物可通过以上在合成路线II中所示合成步骤顺序制备。在步骤(II-R1)至(II-R3)中，各反应物可以也如同合成路线I中例如通过乌尔曼反应以铜作为催化剂或在钯催化下偶联。
(c)起始胺的制备：
当合成路线I和II中的合成步骤I-R2和II-R1中的二芳基胺不是市售的时，它们可例如根据以下反应通过乌尔曼反应以铜作为催化剂或在钯催化下制备：
Figure BDA0000395193760000612
合成基于以下所列综述文献：
钯催化的C-N偶联反应：
a)Yang，Buchwald；J.Organomet.Chem.1999，576(1-2)，125-146，
b)Wolfe，Marcoux，Buchwald；Acc.Chem.Res.1998，31，805-818，
c)Hartwig；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1998，37，2046-2067。
铜催化的C-N偶联反应：
a)Goodbrand，Hu；Org.Chem.1999，64，670-674，
b)Lindley；Tetrahedron1984，40，1433-1456。
(B)合成实施例1：化合物ID367的合成(合成路线I)
(B1)根据通用合成方案I-R1的合成步骤：
Figure BDA0000395193760000621
将4,4'-二溴联苯(93.6g；300mmol)、4-甲氧基苯胺(133g；1.08mol)、Pd(dppf)Cl2(Pd(1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁)Cl2；21.93g；30mmol)和t-BuONa(叔丁醇钠；109.06g；1.136mol)在甲苯(1500ml)中的混合物在氮气气氛下在110℃下搅拌24小时。在冷却以后，将混合物用乙醚稀释并通过
Figure BDA0000395193760000622
垫(来自Carl Roth)过滤。将过滤床用各自1500ml的乙酸乙酯、甲醇和二氯甲烷洗涤。以浅褐色固体得到产物(36g；产率：30%)。
1H NMR(400MHz,DMSO):δ7.81(s,2H),7.34-7.32(m,4H),6.99-6.97(m,4H),6.90-6.88(m,4H),6.81-6.79(m,4H),3.64(s,6H)。
(B2)根据通用合成方案I-R2的合成步骤：
使氮气通过dppf(1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁；0.19g；0.34mmol)和Pd2(dba)3(三(二亚苄基丙酮)二钯(0)；0.15g；0.17mmol)在甲苯(220ml)中的溶液10分钟。随后加入t-BuONa(2.8g；29mmol)并将反应混合物再搅拌15分钟。然后依次加入4,4'-二溴联苯(25g；80mmol)和4,4’-二甲氧基二苯基胺(5.52g；20mmol)。将反应混合物在氮气气氛下在100℃的温度下加热7小时。在冷却至室温以后，将反应混合物用冰水骤冷，将沉淀的固体滤出并溶于乙酸乙酯中。将有机层用水洗涤，经硫酸钠干燥并通过柱层析(洗脱液：5%乙酸乙酯/己烷)提纯。得到浅黄色固体(7.58g，产率：82%)。
1H NMR(300MHz,DMSO-d6):7.60-7.49(m,6H),7.07-7.04(m,4H),6.94-6.91(m,4H),6.83-6.80(d,2H),3.75(s,6H)。
(B3)根据通用合成方案I-R3的合成步骤：
Figure BDA0000395193760000631
将N4,N4'-双(4-甲氧基苯基)联苯-4,4'-二胺(来自合成步骤I-R1的产物；0.4g；1.0mmol)和来自合成步骤I-R2的产物(1.0g；2.2mmol)在氮气气氛下加入t-BuONa(0.32g；3.3mmol)的邻二甲苯(25ml)溶液中。随后将乙酸钯(0.03g；0.14mmol)和P(t-Bu)3(三叔丁基膦)在己烷(0.3ml；0.1mmol)中的10重量%溶液加入反应混合物中，将其在125℃下搅拌7小时。其后将反应混合物用150ml甲苯稀释，通过
Figure BDA0000395193760000634
过滤，并将有机层经Na2SO4干燥。除去溶剂并将粗产物从四氢呋喃(THF)/甲醇混合物中再沉淀3次。将固体通过柱层析(洗脱液：20%乙酸乙酯/己烷)提纯，其后是用THF/甲醇沉淀和活性碳提纯。在除去溶剂以后，以浅黄色固体得到产物(1.0g，产率：86%)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.52-7.40(m,8H),6.88-7.10(m,32H),6.79-6.81(d,4H),3.75(s,6H),3.73(s,12H)。
(C)合成实施例2：化合物ID447的合成(合成路线II)
(C1)根据通用合成方案II-R2的合成步骤：
Figure BDA0000395193760000632
将对甲氧基苯胺(5.7g，46.1mmol)、t-BuONa(5.5g，57.7mol)和P(t-Bu)3(0.62ml，0.31mmol)加入来自合成步骤I-R2的产物(17.7g，38.4mmol)的甲苯(150ml)溶液中。在氮气通过反应混合物20分钟以后，加入Pd2(dba)3(0.35g，0.38mmol)。将所得反应混合物保持在室温下在氮气气氛下搅拌16小时。随后将它用乙酸乙酯稀释并通过
Figure BDA0000395193760000633
过滤。将滤液用各自150ml的水和饱和氯化钠溶液洗涤两次。在有机相经Na2SO4干燥并除去溶剂以后，得到黑色固体。将该固体通过柱层析(洗脱液：0-25%乙酸乙酯/己烷)提纯。这得到有机固体(14g，产率：75%)。
1H NMR(300MHz,DMSO):7.91(s,1H),7.43-7.40(d,4H),7.08-6.81(m,16H),3.74(s,6H),3.72(s,3H)。
(C1)根据通用合成方案II-R3的合成步骤：
Figure BDA0000395193760000641
将t-BuONa(686mg；7.14mmol)在降低的压力下在100℃下加热，然后将反应烧瓶用氮气吹扫并使其冷却至室温。然后加入2,7-二溴-9,9-二甲基芴(420mg；1.19mmol)、甲苯(40ml)和Pd[P(tBu)3]2(20mg；0.0714mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌15分钟。随后将N,N,N’-对三甲氧基三苯基联苯胺(1.5g；1.27mmol)加入反应混合物中，将其在120℃下搅拌5小时。将混合物通过
Figure BDA0000395193760000642
/MgSO4混合物过滤并用甲苯洗涤。将粗产物通过柱层析(洗脱液：30%乙酸乙酯/己烷)提纯两次，在从THF/甲醇中再沉淀两次以后，得到浅黄色固体(200mg，产率：13%)。
1H NMR:(400MHz,DMSO-d6):7.60-7.37(m,8H),7.02-6.99(m,16H),6.92-6.87(m,20H),6.80-6.77(d,2H),3.73(s,6H),3.71(s,12H),1.25(s,6H)。
(D)合成实施例3：化合物ID453的合成(合成路线I)
(D1)起始胺的制备：
步骤1：
Figure BDA0000395193760000651
将NaOH(78g；4eq)加入2-溴-9H-芴(120g；1eq)和BnEt3NCl(苄基三乙基氯化铵；5.9g；0.06eq)在580ml DMSO(二甲亚砜)中的混合物中。将混合物用冰水冷却，并缓慢滴加甲基碘(MeI)(160g；2.3eq)。将反应混合物保持搅拌整夜，然后倒入水中，随后用乙酸乙酯萃取3次。将合并的有机相用饱和氯化钠溶液洗涤，经Na2SO4干燥，并除去溶剂。将粗产物通过柱层析使用硅胶(洗脱液：石油醚)提纯。在用甲醇洗涤以后，以白色固体得到产物(2-溴-9,9’-二甲基-9H-芴)(102g)。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ1.46(s,6H),7.32(m,2H),7.43(m,2H),7.55(m,2H),7.68(m,1H)。
步骤2：
Figure BDA0000395193760000652
将对甲氧基苯胺(1.23g；10.0mmol)和2-溴-9,9’-二甲基-9H-芴(3.0g；11.0mmol)在氮气气氛下加入t-BuONa(1.44g；15.0mmol)的15ml甲苯(15ml)溶液中。加入Pd2(dba)3(92mg；0.1mmol)和P(t-Bu)3在己烷(0.24ml；0.08mmol)中的10重量%溶液，并将反应混合物在室温下搅拌5小时。随后将混合物用冰水骤冷，将沉淀的固体滤出并溶于乙酸乙酯中。将有机相用水洗涤并经Na2SO4干燥。在通过柱层析(洗脱液：10%乙酸乙酯/己烷)提纯粗产物以后，得到浅黄色固体(1.5g，产率：48%)。
1H NMR(300MHz,C6D6):7.59-7.55(d,1H),7.53-7.50(d,1H),7.27-7.22(t,2H),7.19(s,1H),6.99-6.95(d,2H),6.84-6.77(m,4H),4.99(s,1H),3.35(s,3H),1.37(s,6H)。
(D2)根据本发明使用的化合物ID453的制备
(D2.1)：根据通用合成方案I-R2的合成步骤：
Figure BDA0000395193760000661
将来自a)的产物(4.70g；10.0mmol)和4,4’-二溴联苯(7.8g；25mmol)在氮气下加入t-BuONa(1.15g；12mmol)在50ml甲苯中的溶液中。加入Pd2(dba)3(0.64g；0.7mmol)和DPPF(0.78g；1.4mmol)，并将反应混合物保持在100℃下搅拌7小时。在将反应混合物用冰水骤冷以后，将沉淀的固体滤出并将它溶于乙酸乙酯中。将有机相用水洗涤并经Na2SO4干燥。在通过柱层析(洗脱液：1%乙酸乙酯/己烷)提纯粗产物以后，得到浅黄色固体(4.5g，产率：82%)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.70-7.72(d,2H),7.54-7.58(m,6H),7.47-7.48(d,1H),7.21-7.32(m,3H),7.09-7.12(m,2H),6.94-6.99(m,4H),3.76(s,3H),1.36(s,6H)。
(D2.2)：根据通用合成方案I-R3的合成步骤：
将N4,N4'-双(4-甲氧基苯基)联苯-4,4'-二胺(0.60g；1.5mmol)和来自先前合成步骤I-R2的产物(1.89g；3.5mmol)在氮气下加入t-BuONa(0.48g；5.0mmol)在30ml邻二甲苯中的溶液中。加入乙酸钯(0.04g；0.18mmol)和P(t-Bu)3在己烷(0.62ml；0.21mmol)中的10重量%溶液，并将反应混合物在125℃下搅拌6小时。随后将混合物用100ml甲苯稀释并通过
Figure BDA0000395193760000671
过滤。有机相经Na2SO4干燥，并将所得固体通过柱层析(洗脱液：10%乙酸乙酯/己烷)提纯。这之后是从THF/甲醇中再沉淀以得到浅黄色固体(1.6g，产率：80%)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.67-7.70(d,4H),7.46-7.53(m,14H),7.21-7.31(m,4H),7.17-7.18(d,2H),7.06-7.11(m,8H),6.91-7.01(m,22H),3.75(s,12H),1.35(s,12H)。
(E)根据本发明使用的其他式I化合物：
以下所列化合物类似于上述合成得到：
(E1)合成实施例4：化合物ID320
Figure BDA0000395193760000672
1H NMR(300MHz,THF-d8):δ7.43-7.46(d,4H),7.18-7.23(t,4H),7.00-7.08(m,16H),6.81-6.96(m,18H),3.74(s,12H)。
(E2)合成实施例5：化合物ID321
Figure BDA0000395193760000673
1H NMR(300MHz,THF-d8):δ7.37-7.50(t,8H),7.37-7.40(d,4H),7.21-7.26(d,4H),6.96-7.12(m,22H),6.90-6.93(d,4H),6.81-6.84(d,8H),3.74(s,12H)。
(E3)合成实施例6：化合物ID366
Figure BDA0000395193760000681
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.60-7.70(t,4H),7.40-7.55(d,2H),7.17-7.29(m,8H),7.07-7.09(t,4H),7.06(s,2H),6.86-7.00(m,24H),3.73(s,6H),1.31(s,12H)。
(E4)合成实施例7：化合物ID368
Figure BDA0000395193760000682
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.48-7.55(m,8H),7.42-7.46(d,4H),7.33-7.28(d,4H),6.98-7.06(m,20H),6.88-6.94(m,8H),6.78-6.84(d,4H),3.73(s,12H),1.27(s,18H)。
(E5)合成实施例8：化合物ID369
Figure BDA0000395193760000683
1H NMR(400MHz,THF-d8):δ7.60-7.70(t,4H),7.57-7.54(d,4H),7.48-7.51(d,4H),7.39-7.44(t,6H),7.32-7.33(d,2H),7.14-7.27(m,12H),7.00-7.10(m,10H),6.90-6.96(m,4H),6.80-6.87(m,8H),3.75(s,12H),1.42(s,12H)。
(E6)合成实施例9：化合物ID446
Figure BDA0000395193760000691
1H NMR(400MHz,dmso-d6):δ7.39-7.44(m,8H),7.00-7.07(m,13H),6.89-6.94(m,19H),6.79-6.81(d,4H),3.73(s,18H)。
(E7)合成实施例10：化合物ID450
Figure BDA0000395193760000692
1H NMR(400MHz,dmso-d6):δ7.55-7.57(d,2H),7.39-7.45(m,8H),6.99-7.04(m,15H),6.85-6.93(m,19H),6.78-6.80(d,4H),3.72(s,18H),1.68-1.71(m,6H),1.07(m,6H),0.98-0.99(m,8H),0.58(m,6H)。
(E8)合成实施例11：化合物ID452
Figure BDA0000395193760000701
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.38-7.44(m,8H),7.16-7.19(d,4H),6.99-7.03(m,12H),6.85-6.92(m,20H),6.77-6.79(d,4H),3.74(s,18H),2.00-2.25(m,4H),1.25-1.50(m,6H)。
(E9)合成实施例12：化合物ID480
Figure BDA0000395193760000702
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.40-7.42(d,4H),7.02-7.05(d,4H),6.96-6.99(m,28H),6.74-6.77(d,4H),3.73(s,6H),3.71(s,12H)。
(E10)合成实施例13：化合物ID518
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.46-7.51(m,8H),7.10-7.12(d,2H),7.05-7.08(d,4H),6.97-7.00(d,8H),6.86-6.95(m,20H),6.69-6.72(m,2H),3.74(s,6H),3.72(s,12H),1.24(t,12H)。
(E11)合成实施例14：化合物ID519
Figure BDA0000395193760000711
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.44-7.53(m,12H),6.84-7.11(m,32H),6.74-6.77(d,2H),3.76(s,6H),3.74(s,6H),2.17(s,6H),2.13(s,6H)。
(E12)合成实施例15：化合物ID521
Figure BDA0000395193760000712
1H NMR(400MHz,THF-d6):7.36-7.42(m,12H),6.99-7.07(m,20H),6.90-6.92(d,4H),6.81-6.84(m,8H),6.66-6.69(d,4H),3.74(s,12H),3.36-3.38(q,8H),1.41-1.17(t,12H)。
(E13)合成实施例16：化合物ID522
Figure BDA0000395193760000713
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.65(s,2H),7.52-7.56(t,2H),7.44-7.47(t,1H),7.37-7.39(d,2H),7.20-7.22(m,10H),7.05-7.08(dd,2H),6.86-6.94(m,8H),6.79-6.80-6.86(m,12H),6.68-6.73,(dd,8H),6.60-6.62(d,4H),3.68(s,12H),3.62(s,6H)。
(E14)合成实施例17：化合物ID523
Figure BDA0000395193760000721
1H NMR(400MHz,THF-d8):7.54-7.56(d,2H),7.35-7.40(dd,8H),7.18(s,2H),7.00-7.08(m,18H),6.90-6.92(d,4H),6.81-6.86(m,12H),3.75(s,6H),3.74(s,12H),3.69(s,2H)。
(E15)合成实施例18：化合物ID565
Figure BDA0000395193760000722
1H NMR(400MHz,THF-d8):7.97-8.00(d,2H),7.86-7.89(d,2H),7.73-7.76(d,2H),7.28-7.47(m,20H),7.03-7.08(m,16H),6.78-6.90(m,12H),3.93-3.99(q,4H),3.77(s,6H),1.32-1.36(s,6H)。
(E16)合成实施例19：化合物ID568
Figure BDA0000395193760000731
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.41-7.51(m,12H),6.78-7.06(m,36H),3.82-3.84(d,4H),3.79(s,12H),1.60-1.80(m,2H),0.60-1.60(m,28H)。
(E17)合成实施例20：化合物ID569
Figure BDA0000395193760000732
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.40-7.70(m,10H),6.80-7.20(m,36H),3.92-3.93(d,4H),2.81(s,12H),0.60-1.90(m,56H)。
(E18)合成实施例21：化合物ID572
Figure BDA0000395193760000733
1H NMR(400MHz,THF-d8):7.39-7.47(m,12H),7.03-7.11(m,20H),6.39-6.99(m,8H),6.83-6.90(m,8H),3.78(s,6H),3.76(s,6H),2.27(s,6H)。
(E19)合成实施例22：化合物ID573
Figure BDA0000395193760000741
1H NMR(400MHz,THF-d8):7.43-7.51(m,20H),7.05-7.12(m,24H),6.87-6.95(m,12H),3.79(s,6H),3.78(s,12H)。
(E20)合成实施例23：化合物ID575
Figure BDA0000395193760000742
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.35-7.55(m,8H),7.15-7.45(m,4H),6.85-7.10(m,26H),6.75-6.85(d,4H),6.50-6.60(d,2H),3.76(s,6H),3.74(s,12H)。
(E21)合成实施例24：化合物ID629
Figure BDA0000395193760000743
1H NMR(400MHz,THF-d8):7.50-7.56(dd,8H),7.38-7.41(dd,4H),7.12-7.16(d,8H),7.02-7.04(dd,8H),6.91-6.93(d,4H),6.82-6.84(dd,8H),6.65-6.68(d,4H)3.87(s,6H),3.74(s,12H)。
(E22)合成实施例25：化合物ID631
Figure BDA0000395193760000751
1H NMR(400MHz,THF-d6):7.52(d,2H),7.43-7.47(dd,2H),7.34-7.38(m,8H),7.12-7.14(d,2H),6.99-7.03(m,12H),6.81-6.92(m,20H),3.74(s,18H),2.10(s,6H)。
(F)式IV化合物的合成：
Figure BDA0000395193760000752
(a)对甲氧基苯胺和2-溴-9,9-二甲基-9H-芴的偶联
Figure BDA0000395193760000761
向0.24ml(0.08mmol)P(t-Bu)3(d=0.68g/ml)和0.1g Pd2(dba)2[=(三(二亚苄基丙酮)二钯(0)](0.1mmol)中加入10-15ml甲苯(无水，99.8%)，并将该混合物在室温下搅拌10分钟。加入1.44g(15mmol)叔丁醇钠(97.0%)，并将该混合物在室温下再搅拌15分钟。随后，加入2.73g(11mmol)2-溴-9,9-二甲基-9H-芴，并将该混合物在室温下再搅拌15分钟。最后，加入1.23g(10mmol)对甲氧基苯胺，并将该混合物在90℃下搅拌4小时。
将反应混合物与水混合，并将该产物由己烷沉淀。额外用乙酸乙酯萃取水相。将有机相和滤出的沉淀的固体合并，并通过在SiO2相(10:1己烷:乙酸乙酯)上柱层析而提纯。
得到1.5g(产率：47.6%)黄色固体。
1HNMR(300MHz,C6D6):6.7-7.6(m,11H),5.00(s,1H,),3.35(s,3H),1.37(s,6H)。
(b)来自(a)的产物与三(4-溴苯基)胺的偶联
Figure BDA0000395193760000762
向0.2ml(0.07mmol)P(t-Bu)3(D=0.68g/ml)和0.02g(0.1mmol)乙酸钯中加入25ml甲苯(无水)，并将该混合物在室温下搅拌10分钟。加入0.4g(1.2mmol)叔丁醇钠(97.0%)，并将该混合物在室温下再搅拌15分钟。随后，加入0.63g(1.3mmol)三(4-溴苯基)胺，并将该混合物再搅拌15分钟。最后，加入1.3g(1.4mmol)来自(a)的产物，并将该混合物在90℃下搅拌5小时。
将反应混合物与冰水混合，并用乙酸乙酯萃取。将该产物由己烷/乙酸乙酯的混合物沉淀，并通过在SiO2相(9:1->5:1己烷:乙酸乙酯梯度)上柱层析而提纯。
得到0.7g(产率：45%)黄色产物。
1HNMR(300MHz,C6D6):6.6-7.6(m,45H),3.28(s,9H),1.26(s,18H)。
(G)化合物ID504的合成：
Figure BDA0000395193760000771
由(4-溴苯基)二(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)开始制备(参见ChemicalCommunications，2004，68-69)，其首先与4,4,5,5,4',4',5',5'-八甲基-[2,2']二[[1,3,2]二氧硼戊环]反应(步骤a)。这之后与9Br-DIPP-PDCI偶联(步骤b)。这之后水解得到酐(步骤c)，并且随后与甘氨酸反应而得到最终化合物(步骤d)。
步骤a:
将30g(54mmol)(4-溴苯基)二(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)、41g(162mmol)4,4,5,5,4',4',5',5'-八甲基-[2,2']二[[1,3,2]二氧硼戊环]、1g(1.4mmol)Pd(dpf)2Cl2、15.9g(162mmol)乙酸钾和300ml二烷的混合物加热至80℃并搅拌36小时。
在冷却后，除去溶剂并将残余物在50℃下在真空干燥箱中干燥。
提纯通过滤过硅胶用洗脱液1:1正己烷:二氯甲烷进行。在除去反应物后，将洗脱液变为二氯甲烷。以红色和粘性残余物分离产物。这通过在RT下搅拌而用甲醇萃取0.5小时。滤出浅色沉淀物。在45℃下在真空干燥箱中干燥之后，得到24g浅色固体，这对应于74%的产率。
分析数据
1H NMR(500MHz,CD2Cl2,25℃):δ=7.66-7.61(m,6H);7.41-7.4(m,2H);7.33-7.25(m,6H);7.13-7.12(m,2H);7.09-7.07(m,2H);1.40(s,12H);1.32(s,12H)。
步骤b:
将17.8g(32mmol)9Br-DIPP-PDCI和19ml(95mmol)5M NaOH引入500ml二
Figure BDA0000395193760000781
烷中。将该混合物用氩气脱气30分钟。然后加入570mg(1.1mmol)Pd[P(tBu)3]2和23g(38mmol)步骤a并将该混合物在85℃和氩气下搅拌17小时。
提纯通过柱层析用洗脱液4:1二氯甲烷:甲苯进行。
得到22.4紫色固体，这对应于74%的产率。
分析数据：
1H NMR(500MHz,CH2Cl2,25℃):δ=8.59-8.56(m,2H);8.46-8.38(m,4H);8.21-8.19(d,1H);7.69-7.60(m,6H);7.52-7.25(m,17H);2.79-2.77(m,2H);1.44(s,12H);1.17-1.15(d,12H)。
步骤c:
将22.4g(23mmol)步骤b和73g(1.3mol)KOH引入200ml2-甲基-2-丁醇中，并将该混合物在回流下搅拌17小时。
在冷却后，将反应混合物加入1L冰水+50ml浓缩的乙酸中。将橙褐色固体滤过玻璃料并用水洗涤。
将固体溶于二氯甲烷中并用软化水萃取。将10ml浓缩的乙酸加入有机相中，将其在RT下搅拌。将溶剂从该溶液中除去。残留物通过在RT下搅拌而用甲醇萃取30分钟，通过玻璃料吸滤过滤并在55℃下在真空干燥箱中干燥。
这得到17.5g紫色固体，这对应于94%的产率。
该产物未经提纯用于下一步骤中。
步骤d:
将17.5g(22mmol)步骤c、16.4g(220mmol)甘氨酸和4g(22mmol)乙酸锌引入350ml N-甲基吡咯烷酮中，并将该混合物在130℃下搅拌12小时。
在冷却后，将反应混合物加入1L软化水中。将沉淀物滤过玻璃料，用水洗涤并在70℃下在真空干燥箱中干燥。
提纯借助柱层析用洗脱液3:1二氯甲烷:乙醇+2%三乙基胺进行。经分离的产物通过在60℃下搅拌用50%乙酸萃取。通过玻璃料吸滤滤出固体，用水洗涤并在80℃下在真空干燥箱中干燥。
得到7.9g紫色固体，这对应于42%的产率。
分析数据：
1H NMR(500MHz,THF,25℃):δ=8.37-8.34(m,2H);8.25-8.18(m,4H);8.12-8.10(d,1H);7.74-7.70(m,4H);7.59-7.53(m,4H);7.45-7.43(m,4H);7.39-7.37(m,2H);7.32-7.22(m,6H);4.82(s,2H);1.46(s,12H)。
(H)化合物ID662的合成：
Figure BDA0000395193760000791
ID662通过使相应市购异羟肟酸[2-(4-丁氧基苯基)-N-羟基乙酰胺]与氢氧化钠反应而制备。
参考标记列表
110  检测器                128  接口
112  物体                  130  传递装置
114  光学传感器            132  透镜
116  传感器区域            134  电磁辐射
118  传感器面积            136  光斑
120  测量装置              138  调制装置
122  评价装置              140  光束断续器
124  数据处理装置          142  照射源
126  数据存储装置          144  初级辐射
146  反射表面              194  第二机动车辆
148  半导体检测器          196  成像装置
150  有机半导体检测器      198  样品
152  有机太阳能电池        200  共焦显微镜
154  染料太阳能电池        202  聚焦
156  基底                  204  分束器
158  第一电极              206  隔膜
160  阻挡层，缓冲层        208  传感器
162  n-半导电性金属氧化物  210  叠箱
164  染料                  212  层
166  p-型半导体            214  人-机接口
168  第二电极              216  娱乐装置
170  层型结构              218  使用者
172  包封                  220  机器
174  费米能级              222  显示器
176  HOMO                  224  键盘
178  LUMO                  226  安全装置
180  距离测量装置          228  记忆装置
182  光斑                  230  光学数据存储装置
184  光斑                  232  读数光束
186  壳体                  234  接口
188  前侧
190  第一机动车辆
192  后侧

Claims (22)

1.一种用于光学检测至少一种物体(112)的检测器(110)，其包含至少一个光学传感器(114)，其中光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)，特别是包含至少一个传感器面积(118)的至少一个传感器区域(116)，其中光学传感器(114)设计为以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中在给定相同的照射总功率下，传感器信号依赖于照射几何学，特别是在传感器面积(118)上照射的光束截面，其中检测器(110)额外具有至少一个评价装置(122)，其中评价装置(122)设计为由传感器信号产生至少一个几何学信息项，特别是关于照射和/或物体(112)的至少一个几何学信息项。
2.根据上述权利要求的检测器(110)，其中检测器(110)额外具有用于调制照射的至少一个调制装置(138)。
3.根据上述权利要求的检测器(110)，其中检测器(110)设计为在不同调制情况下检测至少两个传感器信号，特别是在相应不同的调制频率下的至少两个传感器信号，其中评价装置(122)设计为由至少两个传感器信号产生几何学信息。
4.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中光学传感器(114)额外地以传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射调制的调制频率的方式设计。
5.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中传感器区域(116)为正好一个连续的传感器区域(116)，其中传感器信号为对于整个传感器区域(116)的均一传感器信号。
6.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中传感器信号选自光电流和光电压。
7.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中光学传感器(114)包含至少一个半导体检测器(148)，特别是包含至少一种有机材料的有机半导体检测器(150)，优选有机太阳能电池(152)，特别优选染料太阳能电池(154)，特别是固体染料太阳能电池。
8.根据上述权利要求的检测器(110)，其中光学传感器(114)包含至少一个第一电极(158)、至少一种n-半导电性金属氧化物(162)、至少一种染料(164)、至少一种p-半导电性有机材料(166)，优选固体p-半导电性有机材料和至少一个第二电极(168)。
9.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中几何学信息包含物体(112)的至少一个位置信息项。
10.根据上述权利要求的检测器(110)，其中评价装置(122)设计为由照射几何学与物体(112)相对于检测器(110)的相对定位之间的至少一种预定关系确定几何学信息，优选考虑已知的照射功率和任选地考虑用来调制照射的调制频率。
11.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其额外包含至少一个传递装置(130)，其中传递装置(130)设计为将自物体(112)产生的电磁辐射(134)输给光学传感器(114)并由此照射传感器区域(116)。
12.根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其额外包含至少一个照射源(142)。
13.根据上述权利要求的检测器(110)，其中照射源(142)选自：至少部分地与物体(112)连接和/或至少部分地等同于物体(112)的照射源(142)；设计为借助初级辐射(144)至少部分地照射物体(112)的照射源(142)。
14.一种距离测量装置(180)，特别是用于机动车辆中，其包含至少一个根据上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中检测器(110)设计为确定至少一种物体(112)的至少一个几何学信息项，其中几何学信息包含物体(112)的至少一个位置信息项，特别是机动车辆与至少一种物体(112)之间的距离，优选机动车辆与选自如下的至少一种物体(112)之间的距离：其他机动车辆、障碍物、骑自行车者和行人。
15.一种用于使至少一种样品(198)成像的成像装置(196)，其中成像装置(196)包含至少一个根据涉及检测器(110)的上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中成像装置(196)设计为使样品(198)的多个局部区域在传感器区域(116)上成像并由此产生指定给局部区域的传感器信号，其中成像装置(196)设计为由传感器信号产生相应局部区域的几何学信息项，其中几何学信息项包含位置信息项。
16.一种用于在使用者(218)和机器(220)之间交换至少一个信息项，特别是用于输入控制命令的人-机接口(214)，其中人-机接口(214)包含至少一个根据涉及检测器(110)的上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中人-机接口(214)设计为借助检测器(110)产生使用者(218)的至少一个几何学信息项，其中人-机接口(214)设计为给几何学信息指定至少一个信息项，特别是至少一个控制命令。
17.一种用于实施至少一种娱乐功能，特别是游戏的娱乐装置(216)，其中娱乐装置(216)包含至少一个根据上述权利要求的人-机接口(214)，其中娱乐装置(216)设计为能够借助人-机接口(214)由参预者(218)输入至少一个信息项，其中娱乐装置(216)设计为根据信息改变娱乐功能。
18.一种用于实施至少一种安全应用，特别是用于辨别和/或避免光学数据存储装置的数据存取的安全装置(226)，其中安全装置(226)包含至少一个根据涉及检测器(110)的上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中安全装置(226)设计为借助检测器(110)辨别聚焦的电磁辐射(134)，特别是激光束在安全装置(226)上的冲击，和优选产生至少一个警告信号。
19.一种光学检测至少一种物体(112)的方法，特别是使用根据涉及检测器(110)的上述权利要求中任一项的检测器(110)，其中使用至少一个光学传感器(114)，其中光学传感器(114)具有至少一个传感器区域(116)，其中将自物体产生的电磁辐射(134)输给光学传感器(114)并且由此照射传感器区域(116)，其中光学传感器(114)以依赖于传感器区域(116)的照射的方式产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于照射几何学。
20.根据上述权利要求的方法，其中物体(112)的至少一个几何学信息项由传感器信号产生，特别是物体(112)的至少一个位置信息项。
21.根据涉及检测器(110)的上述权利要求中任一项的检测器(110)在使用目的中的用途，选自：距离测量，特别是用于交通技术中；成像，特别是用于显微镜中；娱乐应用；安全应用；人-机接口应用。
22.有机太阳能电池(152)，特别是染料太阳能电池(154)，优选固体染料太阳能电池作为光学传感器(114)的用途，其中在所述用途中产生至少一个传感器信号，其中传感器信号在给定相同的照射总功率下依赖于有机太阳能电池上的照射几何学，其中在所述用途中至少一种物体(112)的至少一个几何学信息项由传感器信号产生。
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