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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine für informationstechnische Anwendungsfälle geeignete optoelektronische Leuchtvorrichtung bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, aufweisend:
- - eine in einem ersten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende erste LED;
- - eine in einem zweiten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende zweite LED;
- - eine in einem dritten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende dritte LED;
- - eine in einem vierten unsichtbaren Wellenlängenbereich emittierende vierte LED; und
- - eine Ansteuereinrichtung, mit der alle LEDs einzeln ansteuerbar sind.
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Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, mittels der im nicht sichtbaren Wellenbereich emittierenden LED einen Bildpunkt zu erzeugen, welcher mit einem dafür sensitiven Element darstellbar ist. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, mit mehreren optoelektronischen Leuchtvorrichtungen unterschiedliche Bilder darzustellen, die mit unterschiedlichen, für spezifische Anwendungsfälle vorgesehenen Nutzinformationen angereichert werden können. Vorteilhaft kann die vierte LED mit geringem technischem Aufwand in die optoelektronische Leuchtvorrichtung integriert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, wobei die optoelektronische Leuchtvorrichtung eine in einem ersten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende erste LED, eine in einem zweiten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende zweite LED, eine in einem dritten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende dritte LED und eine in einem vierten nicht sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende vierte LED umfasst, aufweisend den Schritt:
- - Definiertes individuelles Ansteuern der vier LEDs.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der optoelektronischen Leuchtvorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung sieht vor, dass die erste LED eine blaue LED, die zweite LED eine grüne LED und die dritte LED eine rote LED ist. Auf diese Weise können mit den drei LEDs alle Farben einschließlich weißem Licht erzeugt werden. Vielfältige Darstellungsmöglichkeiten sind dadurch unterstützt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die vierte LED eine IR-LED ist. Auf diese Weise ist ermöglicht, dass tragbare Mobilgeräte, wie beispielsweise Handys, Laptops usw. für ein von der IR-LED erzeugtes Bild sensitiv sind und dieses darstellen können.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass alle LEDs mit einem variablen elektrischen Strom ansteuerbar sind. Auf diese Weise sind vielfältige Darstellungsmuster ermöglicht. Unter anderem ist es auch möglich, in dem von der IR-LED erzeugten Bild Grautöne darzustellen. Auf diese Weise ist eine hohe Informationsvielfalt der von der optoelektronischen Leuchtvorrichtung erzeugten Bilder möglich.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung sieht vor, dass eine Wellenlänge des nicht sichtbaren Bereichs kleiner als 1100 nm, vorzugsweise ca. 900 nm bis ca. 1000 nm beträgt. Vorteilhaft ist dadurch ermöglicht, dass im Wesentlichen genau der Wellenlängenbereich abgedeckt wird, in welchem eine Kamera mit einem Si-CCD-Sensor (engl. charge-coupled device), der in einem mobilen Endgerät in der Regel verbaut ist, am empfindlichsten ist. Auf diese Weise können von der optoelektronischen Leuchtvorrichtung dargestellte Bilder am besten dargestellt werden.
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Technische Funktionalitäten und Vorteile der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung ergeben sich analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten und Vorteilen des Verfahrens zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung. Dies bedeutet insbesondere, dass sich technische Funktionalitäten und Vorteile von Vorrichtungsmerkmalen aus entsprechenden technischen Funktionalitäten und Vorteilen von Verfahrensmerkmalen ergeben und umgekehrt.
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Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit Figuren näher erläutert werden, wobei die Figuren nicht unbedingt maßstabsgetreu ausgeführt sind. In den Figuren zeigt:
- 1 eine prinzipielle Darstellung der vorgeschlagenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung,
- 2 die optoelektronische Leuchtvorrichtung von 1 in einem hohen höheren Detaillierungsgrad,
- 3 ein Empfindlichkeits-Wellenlängen-Diagramm für unterschiedliche LED-Typen,
- 4 eine Ansicht zur Darstellung einer prinzipiellen Wirkungsweise der optoelektronischen Leuchtvorrichtung,
- 5 eine prinzipielle Darstellung eines Systems mit der optoelektronischen Leuchtvorrichtung, und
- 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
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Im Folgenden werden für gleiche oder funktionsgleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Zum Zwecke einer besseren Übersichtlichkeit kann vorgesehen sein, dass nicht in sämtlichen Figuren für sämtliche Elemente stets sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet sind.
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Die Formulierungen „respektive“, „bzw.“ umfassen insbesondere auch die Formulierung „und/oder“.
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1 zeigt eine vereinfachte Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100. Erkennbar ist, dass die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 eine erste LED 10 umfasst, die in einem für das menschliche Auge ersten sichtbaren elektromagnetischen Wellenlängenbereich emittiert („blaue LED“). Weiterhin umfasst die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 eine zweite LED 20, die in einem für das menschliche Auge zweiten sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert („grüne LED“). Weiterhin umfasst die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 eine dritte LED 30, die in einem für das menschliche Auge dritten sichtbaren Wellenlängenbereich („rote LED“) emittiert. Schließlich umfasst die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 weiterhin eine vierte LED 40, die in einem für das menschliche Auge nicht sichtbaren elektromagnetischen Wellenlängenbereich, vorzugweise im Infrarotbereich, emittiert.
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Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 repräsentiert somit ein Pixel mit vier einzelnen LEDs 10, 20, 30, 40, wobei das Pixel für einen Bildpunkt eines LED-Displays verwendet werden kann und wobei mehrere der Pixel für ein Bild eines LED-Displays verwendet werden können.
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Es versteht sich von selbst, dass die genannten Anzahlen und Typen der genannten LEDs 10, 20, 30, 40 beispielhaft sind, wichtig ist lediglich, dass pro optoelektronischer Leuchtvorrichtung 100 eine Kombination von mehreren LEDs im sichtbaren Wellenlängenbereich („sichtbare LEDs“) mit wenigstens einer LED im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich („nicht sichtbare LED“) realisiert ist.
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2 zeigt die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 von 1 in einem höheren Detaillierungsgrad. Erkennbar ist, dass die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 ferner auch eine Ansteuereinrichtung 50 aufweist, mit der jede LED 10, 20, 30, 40 individuell ansteuerbar ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die LEDs 10, 20, 30 des sichtbaren Wellenlängenbereichs anzusteuern, wenn die LED 40 des nicht sichtbaren Wellenlängenbereichs nicht angesteuert wird. Umgekehrt ist es auch möglich, die LEDs 10, 20, 30 des sichtbaren Wellenlängenbereichs nicht anzusteuern, wenn die vierte LED 40 des nicht sichtbaren Wellenbereichs angesteuert wird.
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Zum Beispiel kann auf diese Art und Weise eine Art „Komplementärbetrieb“ der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 realisiert werden, wobei im Falle, dass die LEDs 10, 20 und 30 angesteuert werden, die LED 40 nicht angesteuert wird und umgekehrt.
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Möglich ist es auch, die einzelnen LEDs mit unterschiedlichen elektrischen Stromstärken anzusteuern, so dass deren Leuchtdichten variierbar sind. Dabei kann eine Art Überlagerung der mit den „sichtbaren“ LEDs 10, 20, und 30 erzeugten Bilder mit Bildern der „unsichtbaren“ LEDs 40 erreicht werden, wodurch eine Art „Störbetrieb“ realisiert werden kann, mit der ein unbefugtes Aufnehmen von Bildern der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 unterbunden oder wenigstens gestört werden kann.
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Auf diese Weise kann mit einer für den Wellenlängenbereich der vierten LED 40 sensitiven Kamera, beispielsweise einer Si-CCD-Kamera eines mobilen Endgeräts, eine mit den vierten LEDs 40 erzeugte Information (z.B. Bild, Schrift, Diagramm, usw.) sichtbar bzw. bzw. darstellbar bzw. aufnehmbar gemacht werden. Im Ergebnis ist dadurch auf vorteilhafte Weise mittels eines Displays, welches mehrere optoelektronische Leuchtvorrichtungen 100 enthält, eine Zusatzinformation generierbar.
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Auf diese Weise können zusätzliche Nutzinformationen in einem Display mit der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 realisiert werden, beispielsweise für Vortragszwecke, Unterhaltungsanwendungen, Spielanwendungen, usw.
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Auf diese Weise sind z.B. Apps realisierbar, die die sichtbaren LEDs 10, 20, 30 ausschalten und nur die unsichtbaren LEDs 40 aufleuchten lassen und somit schwarz-weiße Bilder oder Nachrichten mittels der vierten LEDS 40 darstellen. Für das menschliche Auge sind diese vierten LEDs 40 unsichtbar, sodass das Display für den direkten Sichtkontakt dunkel erscheint. Wird allerdings eine Si-CCD-Kamera, wie sie üblicherweise in mobilen Endgeräten, wie z.B. Mobiltelefonen, Tablets, Notebooks, etc. verbaut ist, auf das Display gerichtet, so kann das unsichtbare Bild auf dem Display sichtbar gemacht werden.
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3 zeigt ein spektrales Empfindlichkeitsdiagramm von verschiedenen Fotodioden. Erkennbar sind ferner Verläufe eines Quantenwirkungsgrads bzw. einer Lumineszenzausbeute η bei 10%, 30%, 50%, 70% und 90 %. Erkennbar sind Verläufe einer spektralen Empfindlichkeit E über Verläufen einer Wellenlänge W. Erkennbar ist ferner, dass Silizium-Fotodioden bei ca. 900 nm die größte spektrale Empfindlichkeit aufweisen. Ferner erkennbar sind die spektralen Empfindlichkeiten von Germanium (Ge) und Indiumgalliumarsenid (InGaAs).
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Aufgrund der Zusammenhänge von 3 wird eine Empfindlichkeit der vierten LED 40 im nicht sichtbaren Bereich an das Maximum des Verlaufs von 3 angepasst. Dies bedeutet im Ergebnis, dass als vierte LED 40 vorzugsweise eine Infrarot-LED im nicht sichtbaren Bereich verwendet wird, wobei eine IR-LED mit einer maximalen Empfindlichkeit bei < 1.100 nm, bevorzugt zwischen ca. 900 und ca. 1.000 nm verwendet wird.
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4 zeigt ein praktisches Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung. Man erkennt ein mit einem Mobiltelefon aufgenommenes Bild einer gedrückten Fernbedienung 60. Die Kamera des Mobiltelefons erkennt deutlich die aktive Infrarot-LED, die in der Fernbedienung 60 und üblicherweise in jeder Fernbedienung verbaut ist. Mit bloßem Auge ist das Leuchten dieser IR-LED allerdings nicht zu erkennen.
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5 zeigt ein Display 200 mit einer definierten Anzahl von optoelektronischen Leuchtvorrichtungen 100, wobei das Display 200 z.B. als eine Videowand mit LEDs realisiert sein kann. Ferner erkennt man, dass einer Darstellungseinrichtung 300 (z.B. ein mobiles Endgerät) ein Bild des Displays 200 zugeführt bzw. übermittelt wird, indem z.B. eine Kamera der Darstellungseinrichtung 300 auf das Display 200 ausgerichtet wird. Mit der oben erläuterten, geeigneten Ansteuerung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 des Displays 200 ist nunmehr unterstützt, dass für die Darstellungseinrichtung 300 das Bild des Displays 200 je nach Ansteuerung variiert werden kann.
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Denkbar ist auch eine Anwendung zum bewussten Stören einer Darstellungsmöglichkeit des Displays 200. Auf diese Weise kann z.B. ein unbefugtes Darstellen und/oder Aufzeichnen von Bildern des Displays 200 auf einfache Weise unterbunden werden und z.B. eine Verletzung von Urheberrechten unterbunden werden.
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6 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 eine in einem ersten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende erste LED 10, eine in einem zweiten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende zweite LED 20, eine in einem dritten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende dritte LED 30 und eine in einem vierten sichtbaren Wellenlängenbereich emittierende vierte LED 40 umfasst, wobei in einem Schritt 400 ein definiertes individuelles Ansteuern der vier LEDs durchgeführt wird.
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Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung eine optoelektronische Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, die eine Darstellung von spezifischen Zusatzinformationen erlaubt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erste LED
- 20
- zweite LED
- 30
- dritte LED
- 40
- vierte LED
- 50
- Ansteuereinrichtung
- 60
- Fernbedienung
- 100
- optoelektronische Leuchtvorrichtung
- 200
- Display
- 300
- Darstellungseinrichtung
- 400
- Verfahrensschritt
