DE102018116215A1 - Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte - Google Patents

Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte Download PDF

Info

Publication number
DE102018116215A1
DE102018116215A1 DE102018116215.4A DE102018116215A DE102018116215A1 DE 102018116215 A1 DE102018116215 A1 DE 102018116215A1 DE 102018116215 A DE102018116215 A DE 102018116215A DE 102018116215 A1 DE102018116215 A1 DE 102018116215A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
emission
fields
area
optical element
optoelectronic component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018116215.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Zeljko Pajkic
Ulrich Streppel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE102018116215.4A priority Critical patent/DE102018116215A1/de
Publication of DE102018116215A1 publication Critical patent/DE102018116215A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1876Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • G02B5/188Plurality of such optical elements formed in or on a supporting substrate
    • G02B5/1885Arranged as a periodic array
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/0944Diffractive optical elements, e.g. gratings, holograms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4233Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application
    • G02B27/425Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application in illumination systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1876Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • G02B5/189Structurally combined with optical elements not having diffractive power
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0564Combinations of cameras with electronic flash units characterised by the type of light source
    • G03B2215/0567Solid-state light source, e.g. LED, laser
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0564Combinations of cameras with electronic flash units characterised by the type of light source
    • G03B2215/0575Ring shaped lighting arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement (100) eine Emissionsseite (1) mit mehreren nebeneinander angeordneten Emissionsfeldern (10), über die im Betrieb jeweils elektromagnetische Strahlung aus der Emissionsseite austritt. In Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet weisen die Emissionsfelder jeweils eine hexagonale Form auf. Die Emissionsfelder sind in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet auf Gitterpunkten eines hexagonalen Gitters angeordnet.

Description

  • Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Darüber hinaus werden eine optoelektronische Vorrichtung, ein Blitzlicht und eine Leuchte angegeben.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, mit dem in einfacher Weise ein kreisförmiges oder ringförmiges Beleuchtungsmuster realisiert werden kann. Weitere zu lösende Aufgaben bestehen darin, eine optoelektronische Vorrichtung, ein Blitzlicht und eine Leuchte mit einem solchen Bauelement anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der Patentansprüche 1, 9, 14 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine Emissionsseite mit mehreren nebeneinander angeordneten Emissionsfeldern, Englisch Pixel, über die im bestimmungsgemäßen Betrieb jeweils elektromagnetische Strahlung aus der Emissionsseite austritt. Bei der Emissionsseite handelt es sich also um eine pixelierte Leuchtfläche. Beispielsweise umfasst die Emissionsseite zumindest sechs oder zumindest zwölf oder zumindest 18 Emissionsfelder.
  • In dem optoelektronischen Bauelement wird im bestimmungsgemäßen Betrieb die elektromagnetische Strahlung erzeugt, die bevorzugt größtenteils, das heißt zu mehr als 50 %, zum Beispiel zu zumindest 75 % oder zumindest 90 %, über die Emissionsseite aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt wird. Bei der Strahlung handelt es sich beispielsweise um Licht im sichtbaren Bereich oder im UV-Bereich oder im IR-Bereich.
  • Ein Emissionsfeld ist eine Teilfläche der Emissionsseite. Jedes der Emissionsfelder ist betreibbar oder ansteuerbar. Ein betriebenes beziehungsweise angesteuertes Emissionsfeld emittiert bevorzugt ganzflächig, also über seine gesamte Ausdehnung entlang der Emissionsseite, Strahlung. Zwischen zwei unmittelbar benachbarten Emissionsfeldern ist vorzugsweise ein nichtleuchtender Bereich ausgebildet, über den im Betrieb keine Strahlung austritt.
  • Jedes Emissionsfeld nimmt beispielsweise eine Fläche von zumindest 0,04 mm2 oder zumindest 0,1 mm2 oder zumindest 1 mm2 ein. Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche eines jeden Emissionsfeldes höchstens 5 mm2 oder höchstens 2,5 mm2 oder höchstens 2 mm2 oder höchstens 1 mm2 sein.
  • Zum Beispiel beträgt eine Flächenbelegungsdichte der Emissionsseite mit Emissionsfeldern zumindest 80 % oder zumindest 85 %. Alternativ oder zusätzlich kann die Flächenbelegungsdichte höchstens 95 % oder höchstens 90 % betragen. Diese Flächenbelegungsdichte gibt an, über welchen Anteil an der Gesamtfläche der Emissionsseite Strahlung emittiert wird, wenn alle Emissionsfelder gleichzeitig betrieben werden.
  • Bevorzugt ist zumindest ein Emissionsfeld unabhängig von anderen Emissionsfeldern betreibbar. Das heißt, zumindest ein Emissionsfeld kann betrieben werden und dabei Strahlung emittieren, während andere Emissionsfelder ausgeschaltet sind und keine Strahlung emittieren. Beispielsweise können alle Emissionsfelder einzeln und unabhängig voneinander betreibbar sein. Alternativ ist es möglich, dass die Emissionsfelder verschiedenen Gruppen zugeordnet sind. Jede Gruppe umfasst dann ein oder mehrere Emissionsfelder. Die Emissionsfelder einer Gruppe können dann beispielsweise nur gemeinsam betrieben werden. Die unterschiedlichen Gruppen jedoch können unabhängig voneinander betrieben werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet die Emissionsfelder jeweils eine hexagonale Form, insbesondere eine regelmäßige hexagonale Form auf. Im Betrieb eines Emissionsfeldes wird also über eine solche hexagonale Fläche ganzflächig Strahlung emittiert. Bevorzugt weisen im Rahmen der Herstellungstoleranz alle Emissionsfelder die gleiche Form und/oder Abmessungen auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet die Emissionsfelder auf Gitterpunkten eines hexagonalen Gitters, insbesondere eines regelmäßigen hexagonalen Gitters, angeordnet. Beispielsweise fallen Zentren oder Schwerpunkte der Emissionsfelder jeweils mit einem Gitterpunkt des hexagonalen Gitters zusammen. Bei dem hier gemeinten hexagonalen Gitter handelt es sich um ein mathematisches Konstrukt, um die Position der Emissionsfelder zu beschreiben. Es ist nicht gemeint, dass in Draufsicht auf die Emissionsseite tatsächlich ein Gitter mit Gitterpunkten sichtbar sein muss.
  • Die Emissionsseite ist bevorzugt so gestaltet, dass sie in Draufsicht betrachtet mit einer Kontur vollständig umgeben werden kann. Die Kontur kann beispielsweise ein Kreis oder ein regelmäßiges Sechseck oder eine Ellipse sein. Die Kontur schließt eine Mehrzahl von Gitterpunkten des hexagonalen Gitters ein. Zum Beispiel sind mehr als die Hälfte der von der Kontur eingeschlossenen Gitterpunkte, insbesondere alle Gitterpunkte, mit jeweils einem Emissionsfeld belegt.
  • Die Emissionsfelder sind bevorzugt so angeordnet, dass einander zugewandte Kanten von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Emissionsfeldern im Wesentlichen, das heißt im Rahmen der Herstellungstoleranz, parallel zueinander verlaufen. Der Abstand der Kanten beträgt bevorzugt höchstens 100 µm oder höchstens 50 µm. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zumindest 10 µm oder zumindest 20 µm betragen.
  • Bevorzugt entspricht der Abstand zweier nächstliegender Gitterpunkte des hexagonalen Gitters im Wesentlichen, das heißt bis auf zum Beispiel höchstens 20 % oder höchstens 10 %, dem Abstand zweier gegenüberliegender Kanten eines hexagonalen Emissionsfeldes.
  • Insbesondere weist die Emissionsseite also ein Bienenwabenmuster auf, wobei die einzelnen Zellen durch die Emissionsfelder gebildet sind.
  • In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement eine Emissionsseite mit mehreren nebeneinander angeordneten Emissionsfeldern, über die im Betrieb jeweils elektromagnetische Strahlung aus der Emissionsseite austritt. In Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet weisen die Emissionsfelder jeweils eine hexagonale Form auf. Die Emissionsfelder sind in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet auf Gitterpunkten eines hexagonalen Gitters angeordnet.
  • Der hier beschriebenen Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass mit hexagonal gestalteten Emissionsfeldern oder Pixeln, die auf Gitterpunkten eines hexagonalen Gitters angeordnet sind, runde oder kreisförmige Beleuchtungsmuster einfacher und kostengünstiger zu realisieren sind als mit rechteckigen oder quadratischen Emissionsfeldern. Insbesondere können die Emissionsfelder im Wesentlichen in der Form eines Kreises oder eines Rings angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine der Emissionsseite nachgeordnete Optik einfach aufgebaut sein kann, zum Beispiel rotationssymmetrisch aufgebaut sein kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Anordnung der Emissionsfelder auf der Emissionsseite eine n-zählige Drehsymmetrie um eine Symmetrieachse der Emissionsseite auf. Dabei ist n eine ganze Zahl größer 1. Zum Beispiel ist n gleich 2 oder 3 oder 6. Die Symmetrieachse verläuft zum Beispiel im Wesentlichen senkrecht zur Emissionsseite. Insbesondere kann die Symmetrieachse durch ein Zentrum oder einen Schwerpunkt der Emissionsseite verlaufen. Bei einer Drehung der Emissionsseite um diese Symmetrieachse und um einen Winkel von 360°/n wird die Emissionsseite auf sich selbst abgebildet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Emissionsseite des optoelektronischen Bauelements einen Zentralbereich, der zumindest so groß wie eines der Emissionsfelder ist. Der Zentralbereich weist also zumindest die Abmessungen eines der Emissionsfelder auf. Der Zentralbereich ist insbesondere eine einfach zusammenhängende Teilfläche der Emissionsseite.
  • Anders ausgedrückt würde in den Zentralbereich zumindest eines der Emissionsfelder, bevorzugt mehrere der Emissionsfelder, passen, so dass eine den Zentralbereich begrenzende Kontur dieses Emissionsfeld oder diese mehreren Emissionsfelder vollständig einschließen würde. Innerhalb des Zentralbereichs liegt bevorzugt ein Zentrum oder der Schwerpunkt der Emissionsseite. Durch den Zentralbereich verläuft beispielsweise auch die Symmetrieachse.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Emissionsseite einen ersten Außenbereich, der in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet vollständig rings um den Zentralbereich verläuft und in dem Emissionsfelder angeordnet sind. Der erste Außenbereich ist bevorzugt disjunkt vom Zentralbereich.
  • Bei dem ersten Außenbereich handelt es sich insbesondere um eine zusammenhängende, aber nicht einfach zusammenhängende, bahnförmige Teilfläche der Emissionsseite um den Zentralbereich. Ein Emissionsfeld gilt als in dem ersten Außenbereich angeordnet, wenn ein Großteil der Fläche, also mehr als 50 % der Fläche, oder die gesamte Fläche des Emissionsfeldes in dem ersten Außenbereich liegt. Zum Beispiel liegen zumindest sechs Emissionsfelder in dem ersten Außenbereich. Der erste Außenbereich ist beispielsweise als ein Bereich zwischen zwei konzentrischen Kreisen oder zwischen zwei konzentrischen Ellipsen oder zwischen zwei konzentrischen Sechsecken beschreibbar.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden die in dem ersten Außenbereich angeordneten Emissionsfelder eine zusammenhängende Bahn, die vollständig um den Zentralbereich verläuft. „Zusammenhängend“ bedeutet hierbei, dass zwischen zwei Emissionsfeldern der Bahn keine größere Lücke als der oben definierte standardmäßige Abstand zwischen zwei Emissionsfeldern freigelassen ist. Insbesondere sind dazu alle Gitterplätze innerhalb des ersten Außenbereichs jeweils mit einem Emissionsfeld belegt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind im Zentralbereich ein oder mehrere Emissionsfelder angeordnet. Ein Emissionsfeld ist in dem Zentralbereich angeordnet, wenn ein Großteil seiner Fläche, also mehr als 50 %, oder seine gesamte Fläche innerhalb des Zentralbereichs liegt. Zum Beispiel liegen genau ein oder genau vier Emissionsfelder im Zentralbereich. Insbesondere liegen im Zentralbereich andere Emissionsfelder als im ersten Außenbereich.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Emissionsfelder im Zentralbereich unabhängig von den Emissionsfeldern im ersten Außenbereich betreibbar. Beispielsweise sind die im Zentralbereich liegenden Emissionsfelder zu einer Gruppe verschaltet, sodass alle Emissionsfelder des Zentralbereichs nur gemeinsam betrieben werden können. Die Emissionsfelder in dem ersten Außenbereich können ebenfalls zu einer oder mehreren Gruppen verschaltet sein, wobei die Emissionsfelder einer Gruppe nur gemeinsam betrieben werden können. Die unterschiedlichen Gruppen können aber zum Beispiel einzeln und unabhängig voneinander betrieben werden.
  • Beispielsweise kann durch Ansteuern der Emissionsfelder im Zentralbereich ein Fokusobjekt einer auszuleuchtenden Szene ausgeleuchtet werden. Durch Hinzuschalten der Emissionsfelder des ersten Außenbereichs kann dann der Bereich um das Fokusobjekt der auszuleuchtenden Szene beleuchtet werden, beispielsweise mit einer anderen Helligkeit.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste Außenbereich in mehrere Zonen aufgeteilt. Jede Zone umfasst ein oder mehrere Emissionsfelder. Die Emissionsfelder unterschiedlicher Zonen sind unabhängig voneinander betreibbar.
  • Eine Zone des ersten Außenbereichs ist insbesondere eine einfach zusammenhängende Teilfläche des ersten Außenbereichs. Ein Emissionsfeld liegt in einer Zone oder ist einer Zone zugeordnet, wenn ein Großteil dessen Fläche oder dessen gesamte Fläche innerhalb der Zone liegt. Beispielsweise weist die Anordnung der Zonen in dem ersten Außenbereich wiederum eine n-zählige Drehsymmetrie bei einer Drehung um die Symmetrieachse durch die Emissionsseite auf, wobei n > 1 gilt.
  • Die Emissionsfelder innerhalb einer Zone sind beispielsweise wiederum nur gemeinsam betreibbar, bilden dann also eine Gruppe. Die Zonen selbst sind aber bevorzugt einzeln und unabhängig betreibbar.
  • Alternativ ist es aber auch denkbar, dass alle Emissionsfelder des ersten Außenbereichs nur gemeinsam betreibbar sind, also eine einzige Gruppe bilden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Emissionsseite einen zweiten Außenbereich, der vollständig rings um den Zentralbereich und den ersten Außenbereich verläuft und in dem weitere Emissionsfelder angeordnet sind. Der zweite Außenbereich ist bevorzugt disjunkt vom Zentralbereich und vom ersten Außenbereich.
  • Bei dem zweiten Außenbereich handelt es sich insbesondere um eine zusammenhängende, aber nicht einfach zusammenhängende, bahnförmige Teilfläche der Emissionsseite um den Zentralbereich und um den ersten Außenbereich. Ein Emissionsfeld gilt als in dem zweiten Außenbereich angeordnet, wenn ein Großteil der Fläche oder die gesamte Fläche des Emissionsfeldes in dem zweiten Außenbereich liegt. Zum Beispiel liegen zumindest zwölf Emissionsfelder in dem zweiten Außenbereich. Der zweite Außenbereich ist beispielsweise als ein Bereich zwischen zwei konzentrischen Kreisen oder zwischen zwei konzentrischen Ellipsen oder zwischen zwei konzentrischen Sechsecken beschreibbar. Die im zweiten Außenbereich liegenden Emissionsfelder sind insbesondere verschieden von den im ersten Außenbereich und im Zentralbereich liegenden Emissionsfeldern.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden die Emissionsfelder des zweiten Außenbereichs eine zusammenhängende Bahn, die vollständig um den Zentralbereich und den ersten Außenbereich verläuft. Dabei gilt dieselbe Definition für „zusammenhängend“ wie bei dem ersten Außenbereich.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Emissionsfelder im zweiten Außenbereich unabhängig von den Emissionsfeldern in dem ersten Außenbereich und unabhängig von den Emissionsfeldern im Zentralbereich betreibbar. Beispielsweise sind die Emissionsfelder des zweiten Außenbereichs wiederum zu einer oder mehreren Gruppen zusammengefasst, wobei die Emissionsfelder innerhalb einer Gruppe nur gemeinsam betreibbar sind, die verschiedenen Gruppen aber einzeln und unabhängig voneinander betreibbar sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Außenbereich in mehrere Zonen aufgeteilt, die jeweils eine oder mehrere Emissionsfelder umfassen, wobei die Emissionsfelder unterschiedlicher Zonen unabhängig voneinander betreibbar sind. Bezüglich der Zonen des zweiten Außenbereichs gilt das für die Zone des ersten Außenbereichs Gesagte entsprechend.
  • Alternativ ist es aber auch hier wieder denkbar, dass alle Emissionsfelder des zweiten Außenbereichs nur gemeinsam betreibbar sind, also eine einzige Gruppe bilden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jedem Emissionsfeld ein eigener optoelektronischer Halbleiterchip zugeordnet. Beispielsweise wird jedes Emissionsfeld durch eine Strahlungsseite eines optoelektronischen Halbleiterchips gebildet. Insbesondere ist jedem Emissionsfeld ein optoelektronischer Halbleiterchip eineindeutig zugeordnet.
  • Zum Beispiel umfasst das optoelektronische Bauelement einen Träger, auf dem mehrere optoelektronische Halbleiterchips nebeneinander angeordnet und verschaltet sind. Die optoelektronischen Halbleiterchips haben zum Beispiel eine hexagonale Grundform.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips umfassen zum Beispiel jeweils eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. Die Halbleiterschichtenfolge basiert zum Beispiel auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, wie AlnIn1-n-mGamN, oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial, wie AlnIn1-n-mGamP, oder um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial, wie AlnIn1-n-mGamAs oder AlnIn1-n-mGamAsP, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und m + n ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf AlInGaN.
  • Die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge beinhaltet insbesondere wenigstens einen pn-Übergang und/oder mindestens eine Quantentopfstruktur und kann zum Beispiel im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Strahlung im blauen oder grünen oder roten Spektralbereich oder im UV-Bereich erzeugen. Bevorzugt umfasst der Halbleiterchip eine, insbesondere genau eine, zusammenhängende, insbesondere einfach zusammenhängende, aktive Schicht. Alternativ kann die aktive Schicht auch segmentiert sein.
  • Unter einem optoelektronischen Halbleiterchip wird hier und im Folgenden ein separat handhabbares und elektrisch kontaktierbares Element verstanden. Ein Halbleiterchip entsteht insbesondere durch Vereinzelung aus einem Waferverbund. Insbesondere weisen Seitenflächen eines solchen Halbleiterchips dann zum Beispiel Spuren aus dem Vereinzelungsprozess des Waferverbunds auf. Ein Halbleiterchip umfasst bevorzugt genau einen ursprünglich zusammenhängenden Bereich der im Waferverbund gewachsenen Halbleiterschichtenfolge. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips ist bevorzugt zusammenhängend ausgebildet. Die laterale Ausdehnung des Halbleiterchips, gemessen parallel zur Haupterstreckungsrichtung der aktiven Schicht, ist beispielsweise höchstens 1 % oder höchstens 5 % größer als die laterale Ausdehnung der aktiven Schicht oder der Halbleiterschichtenfolge. Der Halbleiterchip umfasst beispielsweise noch das Aufwachsubstrat, auf dem die gesamte Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist.
  • Bei den optoelektronischen Halbleiterchips handelt es sich beispielsweise um so genannte Flip-Chips, bei denen die Kontaktelemente auf einer der Strahlungsseite gegenüberliegenden Rückseite angeordnet sind. Zur Montage und elektrischen Kontaktierung der Flip-Chips werden keine Bonddrähte benötigt. Daher können solche Flip-Chips besonders dicht nebeneinander angeordnet werden und die oben genannten Abstände bezüglich der Emissionsfelder können eingehalten werden.
  • Der Träger für die Halbleiterchips kann zum Beispiel eine Platine oder ein Siliziumsubstrat mit integrierten Transistoren sein. Aufgrund der geometrischen Gestalt der Emissionsfelder und dessen Anordnung ist aber eine komplizierte Verschaltung nicht nötig, um ein kreisförmiges oder ringförmiges Beleuchtungsmuster zu erhalten.
  • Darüber hinaus wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben. Die optoelektronische Vorrichtung umfasst ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Alle im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement offenbarten Merkmale sind auch für die optoelektronische Vorrichtung offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Vorrichtung ein erstes optisches Element zur Umlenkung und/oder Brechung von Strahlung, wobei das erste optische Element der Emissionsseite nachgeordnet ist. Das heißt, Strahlung aus der Emissionsseite, zum Beispiel der Großteil oder die gesamte von der Emissionsseite emittierte Strahlung, trifft auf das erste optische Element. Bei dem ersten optischen Element kann es sich insbesondere um eine Linse handeln.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste optische Element eine n-zählige Drehsymmetrie um eine Drehachse auf. Dabei ist n eine ganze Zahl größer 1. Zum Beispiel ist n gleich 2 oder 3 oder 6. Bevorzugt weist das optische Element die gleiche Drehsymmetrie wie die Emissionsseite auf. Besonders bevorzugt ist das erste optische Element rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse ausgebildet. Die Drehachse schneidet bevorzugt die Emissionsseite. Beispielsweise verläuft die Drehachse im Wesentlichen parallel zur Symmetrieachse der Emissionsseite.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das erste optische Element spiegelsymmetrisch bezüglich einer ersten Spiegelebene sein. Bevorzugt ist das erste optische Element zusätzlich spiegelsymmetrisch bezüglich einer zweiten Spiegelebene. Die erste und die zweite Spiegelebene verlaufen bevorzugt quer, insbesondere senkrecht zueinander.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform fällt die Drehachse im Wesentlichen mit der Symmetrieachse der Emissionsseite zusammen. „Im Wesentlichen“ bedeutet hier wieder im Rahmen der Herstellungstoleranz. Beispielsweise sind die Drehachse und die Symmetrieachse höchstens 10 µm voneinander beabstandet. Alternativ oder zusätzlich können die Symmetrieachse und die Drehachse einen Winkel von höchstens 2° miteinander einschließen.
  • Die erste und/oder die zweite Spiegelebene können jeweils im Wesentlichen parallel zur Symmetrieachse der Emissionsseite verlaufen. Zum Beispiel verläuft die Symmetrieachse im Wesentlichen in der ersten und/oder zweiten Spiegelebene. „Im Wesentlichen“ ist hier wie im vorhergehenden Abschnitt zu verstehen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das erste optische Element eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Strahlungsaustrittsfläche. Über die Strahlungsaustrittsfläche wird die in das erste optische Element gelangte Strahlung wieder aus dem ersten optischen Element ausgekoppelt. „Abschnittsweise gekrümmt“ bedeutet vorliegend, dass zumindest ein Teil der Strahlungsaustrittsfläche eine Krümmung aufweist. Die Krümmung kann konvex oder konkav sein. Die Strahlungsaustrittsfläche kann zum Beispiel sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein.
  • Eine der Strahlungsaustrittsfläche gegenüberliegende und der Emissionsseite zugewandte Strahlungseintrittsfläche des ersten optischen Elements kann gekrümmt oder im Rahmen der Herstellungstoleranz eben sein. In Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet kann das erste optische Element die Emissionsseite des Bauelements vollständig überdecken.
  • In Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche hat das erste optische Element zum Beispiel die Form eines Kreises oder einer Ellipse.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das erste optische Element einen Zentralabschnitt und einen ersten Außenabschnitt. Die Drehachse verläuft beispielsweise durch den Zentralabschnitt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet der erste Außenabschnitt um den Zentralabschnitt, bevorzugt vollständig um den Zentralabschnitt. Insbesondere kann in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet der Zentralabschnitt teilweise oder vollständig mit dem Zentralbereich der Emissionsseite überlappen. Ferner kann in dieser Draufsicht betrachtet der erste Außenabschnitt teilweise oder vollständig mit dem ersten Außenbereich überlappen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Strahlungsaustrittsfläche im Bereich zwischen dem Zentralabschnitt und dem ersten Außenabschnitt eine Kante und/oder einen Vorzeichenwechsel in der Krümmung auf. Zum Beispiel verläuft eine Kante in der Strahlungsaustrittsfläche, die den Zentralabschnitt von dem ersten Außenabschnitt trennt, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet vollständig und unterbrechungsfrei um den Zentralabschnitt.
  • Insbesondere ist die Strahlungsaustrittsfläche also im Zentralabschnitt anders gestaltet als im ersten Außenabschnitt. So kann die mit dem ersten optischen Element erreichte Strahlformung für den Zentralbereich der Emissionsseite anders ausgestaltet sein als für den ersten Außenbereich der Emissionsseite.
  • Beispielsweise ist die Strahlungsaustrittsfläche sowohl im Zentralabschnitt als auch im ersten Außenabschnitt durchgängig konvex gekrümmt. Alternativ kann die Strahlungsaustrittsfläche auch nur im Zentralabschnitt konvex gekrümmt sein und im ersten Außenabschnitt im Rahmen der Herstellungstoleranz eben sein.
  • Darüber hinaus kann das erste optische Element auch einen zweiten Außenabschnitt umfassen, der in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet beispielsweise vollständig rings um den Zentralabschnitt und den ersten Außenabschnitt verläuft. Der zweite Außenabschnitt kann in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche betrachtet teilweise oder vollständig mit dem zweiten Außenbereich der Emissionsseite überlappen. Auch im Bereich zwischen dem zweiten Außenabschnitt und dem ersten Außenabschnitt kann die Strahlungsaustrittsfläche eine Kante und/oder einen Vorzeichenwechsel in der Krümmung aufweisen. Im Bereich des zweiten Außenabschnitts kann die Strahlungsaustrittsfläche gekrümmt sein oder im Rahmen der Herstellungstoleranz eben.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Vorrichtung ein zweites optisches Element zur Umlenkung und/oder Brechung von Strahlung, wobei das zweite optische Element dem ersten optischen Element nachgeordnet ist. Die aus dem ersten optischen Element austretende Strahlung trifft zum Beispiel größtenteils oder vollständig auf das zweite optische Element. Bei dem zweiten optischen Element kann es sich wiederum um eine Linse handeln. Zum Beispiel weist das zweite optische Element eine Strahlungsaustrittsfläche auf, die durchgehend konvex oder konkav gekrümmt ist. Eine Strahlungseintrittsfläche des zweiten optischen Elements, die der Strahlungsaustrittfläche gegenüberliegt und dem ersten optischen Element zugewandt ist, kann im Rahmen der Herstellungstoleranz eben oder gekrümmt sein. Alle im Zusammenhang mit dem ersten optischen Element offenbarten Merkmale sind auch für das zweite optische Element offenbart und umgekehrt.
  • Das zweite optische Element kann von dem ersten optischen Element beabstandet sein. Der Abstand beträgt beispielsweise zumindest 100 µm und/oder höchstens 1 mm.
  • Darüber hinaus wird ein Blitzlicht angegeben. Bei dem Blitzlicht handelt es sich insbesondere um ein Blitzlicht für eine Kamera, zum Beispiel für eine Digitalkamera oder ein Smartphone. Das Blitzlicht dient dann bevorzugt zur Beleuchtung einer Szene, die mit der Kamera aufgenommen werden soll.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Blitzlicht ein optoelektronisches Bauelement oder eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen.
  • Bei Verwendung von rechteckigen oder quadratischen Emissionsfeldern ist in den Ecken der zu beleuchtenden Szene beziehungsweise des Sichtfelds (sogenannte corner-brightness) nur noch 20 bis 40 % der Zentrumhelligkeit gegeben. Es gibt also einen Helligkeits-Abfall vom Zentrum zur Ecke des Sichtfelds.
  • Durch Einsatz des hier beschriebenen Bauelements ist es möglich, diese Homogenität im Sichtfeld erheblich zu verbessern. Mehr Licht in den Außenbereichen der Emissionsseite kann den genannten Helligkeits-Abfall ausgleichen. Corner-brightness-Werte in der Größenordnung > 80 % sind vorstellbar.
  • Aktuell wird auch das sogenannte circular image oder circular video format verbreitet (siehe zum Beispiel Snapchat Produkte und insbesondere Snapchat-Brille). Hierbei ist das Kamera-Sichtfeld nicht mehr rechteckig, sondern kreisförmig. Ein hier beschriebenes Blitzlicht mit hexagonalen Pixeln eignet sich als Blitzlicht für solche Kamera- und Bild-Systeme. Im Vergleich zu Blitzlichtern mit rechteckigen Pixeln ist die Ausleuchtung der kreisförmigen Fläche durch hexagonale Emitter effizienter.
  • Ferner wird eine Leuchte angegeben. Die Leuchte umfasst insbesondere ein optoelektronisches Bauelement oder eine optoelektronische Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Bei der Leuchte handelt es sich beispielsweise um eine Taschenlampe.
  • Bei einer Taschenlampe mit einem hier beschriebenen Bauelement ist beispielsweise die Abstrahlbreite einfach einstellbar.
  • Ferner kann eine Leuchte mit dem hier beschriebenen Bauelement für eine Bühnenbeleuchtung (stage lighting) oder als Lichtquelle in der Endoskopie verwendet werden.
  • Nachfolgend werden ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelement sowie eine hier beschriebenes optoelektronische Vorrichtung unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Es zeigen:
    • 1A und 1B Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht,
    • 2A und 2B ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten,
    • 3A und 3B ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten,
    • 4A und 4B Ausführungsbeispiele von mit optoelektronischen Vorrichtungen auf einer Leinwand erzielbaren Beleuchtungsmustern,
    • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
    • 6A bis 6C ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten,
    • 7 eine mit einer optoelektronischen Vorrichtung beleuchtete Szene,
    • 8A und 8B Ausführungsbeispiele optoelektronischer Bauelemente in Draufsicht und die zugehörigen erreichbaren Beleuchtungsmuster.
  • In den 1A und 1B sind zwei Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements 100 jeweils in Draufsicht auf die Emissionsseite 1 gezeigt. Die Emissionsseite 1 umfasst jeweils eine Mehrzahl von Emissionsfeldern 10. Die Emissionsfelder 10 sind jeweils regelmäßig hexagonal und auf Gitterpunkten eines regelmäßigen hexagonalen Gitters angeordnet. Anders ausgedrückt hat die Emissionsseite 1 ein Bienenwabenmuster.
  • In den 1A und 1B sind jeweils ein Zentralbereich 2, ein erster Außenbereich 3 und ein zweiter Außenbereich 4 zu erkennen, wobei die Bereiche jeweils Emissionsfelder 10 umfassen. Mögliche äußere Konturen der Bereiche sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Jedes Emissionsfeld 10 ist dem Bereich zugeordnet, in dem ein Großteil der Fläche des Emissionsfeldes 10, zum Beispiel zumindest 75 % der Fläche, liegt.
  • Vorliegend sind das oder die Emissionsfelder 10 im Zentralbereich 2 unabhängig von den Emissionsfeldern 10 im ersten Außenbereich 3 und dem zweiten Außenbereich 4 betreibbar. Die Emissionsfelder 10 im ersten Außenbereich 3 wiederum sind unabhängig von den Emissionsfeldern 10 im zweiten Außenbereich 4 betreibbar.
  • Die Emissionsfelder 10 in dem ersten Außenbereich 3 bilden eine zusammenhängende Bahn, die vollständig um den Zentralbereich 2 verläuft. Die Emissionsfelder 10 des zweiten Außenbereichs 4 bilden ebenfalls eine zusammenhängende Bahn, die sowohl vollständig um den ersten Außenbereich 3 als auch um den Zentralbereich 2 verläuft.
  • Außerdem ist in den 1A und 1B zu erkennen, dass die Emissionsseiten 1 jeweils eine Drehsymmetrie bezüglich einer Symmetrieachse 11 aufweisen. Die Symmetrieachsen 11 schneiden die Emissionsseite 1 jeweils in einem Zentrum der Emissionsseite 1 und verlaufen senkrecht zur Zeichenebene.
  • In der 1A weist die Emissionsseite 1 eine 2-zählige Drehsymmetrie um die Symmetrieachse 11 auf. In der 1B weist die Emissionsseite 1 eine 2-, 3- und 6-zählige Drehsymmetrie auf.
  • In der 1B sind der erste Außenbereich 3 und der zweite Außenbereich 4 jeweils noch in Zonen 31, 41 unterteilt. Der erste Außenbereich 3 ist in drei Zonen 31 unterteilt, der zweite Außenbereich 41 ist in sechs Zonen 41 unterteilt. In jeder Zone 31, 41 liegen jeweils zwei Emissionsfelder 10. Vorliegend ist ein Emissionsfeld 10 derjenigen Zone zugeordnet, in der ein Großteil der Fläche des Emissionsfeldes 10 liegt. Mögliche Grenzen zwischen je zwei Zonen sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Die in einer Zone 31, 41 liegenden Emissionsfelder sind nur gemeinsam betreibbar. Unterschiedliche Zonen 31, 41 dagegen können unabhängig voneinander betreibbar sein.
  • In den 2A und 2B ist ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1000 in Seitenansicht und perspektivischer Ansicht dargestellt. Die optoelektronische Vorrichtung 1000 umfasst ein optoelektronisches Bauelement 100 und ein dem optoelektronischen Bauelement 100 nachgeordnetes erstes optisches Element 5. Bei dem optoelektronischen Bauelement 100 handelt es sich zum Beispiel um das optoelektronische Bauelement der 1B.
  • Das Bauelement 100 umfasst eine Mehrzahl von Halbleiterchips 7, beispielsweise Flip-Chips, die nebeneinander angeordnet sind. Die optoelektronischen Halbleiterchips 7 umfassen beispielsweise jeweils eine Halbleiterschichtenfolge auf GaN-Basis. Strahlungsseiten der Halbleiterchips 7 bilden beispielsweise jeweils die Emissionsfelder 10.
  • Das erste optische Element 5 ist dem optoelektronischen Bauelement 100 derart nachgeordnet, dass die gesamte oder nahezu die gesamte über die Emissionsseite 1 aus dem Bauelement 100 austretende Strahlung auf das erste optische Element 5 trifft.
  • Das erste optische Element 5 ist eine Linse, beispielsweise eine Glas- oder Kunststofflinse. Das erste optische Element 5 umfasst eine Strahlungsaustrittsfläche 50, über die die in das erste optische Element 5 eingekoppelte Strahlung wieder ausgekoppelt wird. Vorliegend ist die Strahlungsaustrittsfläche 50 konvex gekrümmt. Eine der Strahlungsaustrittsfläche 50 gegenüberliegende Strahlungseintrittsfläche ist eben ausgebildet und von der Emissionsseite 10 beabstandet.
  • Das erste optische Element 5 weist eine Rotationssymmetrie bezüglich einer Drehachse 51 auf. Die Drehachse 51 fällt hier mit der Symmetrieachse 11 der Emissionsseite 1 zusammen.
  • Alternativ könnte das erste optische Element 5 auch nur eine n-zählige Drehsymmetrie um die Drehachse 51 aufweisen.
  • In den 3A und 3B ist ein zweites Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Vorrichtung 1000 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Wiederum umfasst die optoelektronische Vorrichtung 1000 ein optoelektronisches Bauelement 100, beispielsweise das optoelektronische Bauelement 100 der 1B. Dem optoelektronischen Bauelement 100 ist ein erstes optisches Element 5 nachgeordnet. Bei dem ersten optischen Element 5 handelt es sich wiederum um eine Linse.
  • Damit das erste optische Element 5 Strahlung durchlässt, ist es im Allgemeinen transparent oder klarsichtig ausgebildet (siehe 3A). Um die Konturen des ersten optischen Elements 5 besser wahrzunehmen, ist in der 3B eine Darstellung gewählt, bei der das erste optische Element 5 nicht transparent ist.
  • Das erste optische Element 5 umfasst einen Zentralabschnitt 52, einen ersten Außenabschnitt 53 und einen zweiten Außenabschnitt 54. In Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche 50 betrachtet überlappt der Zentralabschnitt 52 mit dem Zentralbereich der Emissionsseite des optoelektronischen Bauelements 100. Der erste Außenabschnitt 53 überlappt mit dem ersten Außenbereich des Bauelements 100. Der zweite Außenabschnitt 54 überlappt mit dem zweiten Außenbereich des Bauelements 100.
  • In den Bereichen des Zentralabschnitts 52, des ersten Außenabschnitts 53 und des zweiten Außenabschnitt 54 ist die Strahlungsaustrittsfläche 50 des ersten optischen Elements 5 jeweils konvex gekrümmt. Im Bereich zwischen den Abschnitten 52, 53, 54 weist die Strahlungsaustrittsfläche 50 eine Kante oder einen Vorzeichenwechsel in der Krümmung der Strahlungsaustrittsfläche 50 auf. Die Abschnitte 52, 53, 54 des ersten optischen Elements 5 sind hier speziell für die unterschiedlichen Bereiche des optoelektronischen Bauelements 100 gestaltet.
  • In den 4A und 4B sind Ausführungsbeispiele von Beleuchtungsmustern gezeigt, wie sie beispielsweise mit der optoelektronischen Vorrichtung 1000 der 3A und 3B auf einer Leinwand erzeugt werden können. Die zu den einzelnen Bereichen oder Zonen der Emissionsseite zugeordneten Beleuchtungsbereiche auf der Leinwand sind zur Vereinfachung der Zuordnung mit den gleichen Bezugszeichen wie die Bereiche und Zonen der Emissionsseite gekennzeichnet.
  • Mit dem Zentralbereich 2 kann ein im Wesentlichen kreisförmiger, zentraler Beleuchtungsbereich erzeugt werden. Die hexagonalen Formen der Emissionsfelder verschmieren zum Beispiel durch das nachgeordnete erste optische Elemente. Der erste Außenbereich 3 führt zu einem ringförmigen Beleuchtungsbereich um den kreisförmigen, zentralen Beleuchtungsbereich. Der zweite Außenbereich 4 führt zu einem im Wesentlichen ringförmigen Beleuchtungsbereich um die anderen beiden Beleuchtungsbereiche. Der äußere, ringförmige Beleuchtungsbereich ist schmäler als der weiter innen liegende ringförmige Beleuchtungsbereich.
  • In der 4B ist zusätzlich gekennzeichnet, welche Beleuchtungsbereiche sich aufgrund der unterschiedlichen Zonen 31, 41 des ersten Außenbereichs 3 und des zweiten Außenbereichs 4 auf der Leinwand ergeben.
  • In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1000 in Seitenansicht dargestellt. Hier umfasst die Vorrichtung 1000 neben dem ersten optischen Element 5 ein zweites optisches Element 6. Das zweite optische Element 6 ist wiederum eine um eine Drehachse 61 rotationssymmetrische Linse mit einer konvex gekrümmten Strahlungsaustrittsfläche 60 und einer ebenen Strahlungseintrittsfläche. Die Drehachse 61 des zweiten optischen Elements 6 fällt mit der Drehachse 51 des ersten optischen Elements 5 und der Symmetrieachse 11 der Emissionsseite 1 zusammen.
  • In der 6A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1000 in Querschnittsansicht dargestellt. Hier weist das erste optische Element 5 wieder einen Zentralabschnitt 52, einen ersten Außenabschnitt 53 und einen zweiten Außenabschnitt 54 auf. Im Bereich zwischen den verschiedenen Abschnitten weist die Strahlungsaustrittsfläche 50 jeweils eine Kante auf. Vorliegend ist die Strahlungsaustrittsfläche 50 im Bereich des Zentralabschnitts 52 konvex gekrümmt. Im Bereich des ersten 53 und zweiten 54 Außenabschnitts ist die Strahlungsaustrittsfläche 50 jeweils eben im Rahmen der Herstellungstoleranz. Das erste optische Element 5 dient hier zur Ablenkung der Strahlung nach außen hin. Das zweite optische Element 6 bildet ab.
  • In den 6B und 6C ist die optoelektronische Vorrichtung 1000 der 6A in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten dargestellt.
  • In der 7 ist eine mit einer optoelektronischen Vorrichtung oder einem optoelektronischen Bauelement auszuleuchtende Szene dargestellt. Die Szene umfasst verschiedene Objekte, unter anderem ein Fokusobjekt und periphere Objekte. Die Kreise 2, 3 deuten diejenigen Bereiche der Szene an, die mithilfe des Zentralbereichs und des ersten Außenbereichs des optoelektronischen Bauelements ausgeleuchtet werden, und haben hier dieselben Bezugszeichen.
  • In den 8A und 8B ist wieder ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements 100 gezeigt. Das optoelektronische Bauelement 100 entspricht beispielsweise dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1B. Dargestellt sind immer nur diejenigen Emissionsfelder 10, die tatsächlich betrieben werden, also Strahlung emittieren. In den unteren Teilen der Bilder sind die resultierenden Beleuchtungsmuster auf einer Leinwand dargestellt.
  • In dem linken Bild der 8A sind alle Emissionsfelder 10, das heißt die Emissionsfelder 10 des Zentralbereich 2, des ersten Außenbereichs 3 und des zweiten Außenbereichs 4, eingeschaltet oder betrieben. Daraus entsteht ein kreisförmiger Beleuchtungsbereich auf einer Leinwand.
  • In dem mittleren Bild der 8A sind nur die Emissionsfelder des Zentralbereichs und des ersten Außenbereichs betrieben. Das resultierende Beleuchtungsmuster ist ein etwas kleinerer kreisförmiger Beleuchtungsbereich.
  • In dem rechten Bild der 8A ist nur das Emissionsfeld des Zentralbereichs betrieben, woraus ein noch kleinerer, kreisförmiger Beleuchtungsbereich resultiert.
  • In dem linken Bild der 8B sind nur die Emissionsfelder 10 des zweiten Außenbereichs 4 betrieben. Das resultierende Beleuchtungsmuster auf der Leinwand ist ringförmig.
  • In dem rechten Bild der 8B ist neben den Emissionsfeldern des zweiten Außenbereichs auch das Emissionsfeld des Zentralbereichs 2 betrieben. Das resultierende Beleuchtungsmuster ist ein kleiner Kreis, der von einem beabstandeten Ring umgeben ist.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Emissionsseite
    2
    Zentralbereich
    3
    erster Außenbereich
    4
    zweiter Außenbereich
    5
    erstes optisches Element
    6
    zweites optisches Element
    7
    optoelektronischer Halbleiterchip
    10
    Emissionsfeld
    11
    Symmetrieachse
    31
    Zone des ersten Außenbereichs
    41
    Zone zweiten Außenbereichs
    50
    Strahlungsaustrittsfläche des ersten optischen Elements
    51
    Drehachse des ersten optischen Elements
    52
    Zentralabschnitt des ersten optischen Elements
    53
    erster Außenabschnitt des ersten optischen Elements
    54
    zweiter Außenabschnitt des ersten optischen Elements
    60
    Strahlungsaustrittsfläche des zweiten optischen Elements
    61
    Drehachse des zweiten optischen Elements
    100
    optoelektronisches Bauelement
    1000
    optoelektronische Vorrichtung

Claims (15)

  1. Optoelektronisches Bauelement (100), umfassend: - eine Emissionsseite (1) mit mehreren nebeneinander angeordneten Emissionsfeldern (10), über die im Betrieb jeweils elektromagnetische Strahlung aus der Emissionsseite (1) austritt, wobei - in Draufsicht auf die Emissionsseite (1) betrachtet die Emissionsfelder (10) jeweils eine hexagonale Form aufweisen, - die Emissionsfelder (10) in Draufsicht auf die Emissionsseite (1) betrachtet auf Gitterpunkten eines hexagonalen Gitters angeordnet sind.
  2. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Anordnung der Emissionsfelder (10) auf der Emissionsseite (1) eine n-zähligen Drehsymmetrie um eine Symmetrieachse (11) durch die Emissionsseite (1) aufweist, wobei n > 1 gilt.
  3. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die Emissionsseite (1) einen Zentralbereich (2) umfasst, der zumindest so groß wie eines der Emissionsfelder (10) ist, - die Emissionsseite (1) einen ersten Außenbereich (3) umfasst, der in Draufsicht auf die Emissionsseite (1) betrachtet vollständig rings um den Zentralbereich (2) verläuft und in dem Emissionsfelder (10) angeordnet sind, - die in dem ersten Außenbereich (3) angeordneten Emissionsfelder (10) eine zusammenhängende Bahn bilden, die vollständig um den Zentralbereich (2) verläuft.
  4. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 3, wobei - im Zentralbereich (2) ein oder mehrere Emissionsfelder (10) angeordnet sind, - die Emissionsfelder (10) im Zentralbereich (2) unabhängig von den Emissionsfeldern (10) im ersten Außenbereich (3) betreibbar sind.
  5. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste Außenbereich (3) in mehrere Zonen (31) aufgeteilt ist, die jeweils ein oder mehrere Emissionsfelder (10) umfassen, wobei die Emissionsfelder (10) unterschiedlicher Zonen (31) unabhängig voneinander betreibbar sind.
  6. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei - die Emissionsseite (1) einen zweiten Außenbereich (4) umfasst, der vollständig rings um den Zentralbereich (2) und den ersten Außenbereich (3) verläuft und in dem weitere Emissionsfelder (10) angeordnet sind, - die Emissionsfelder (10) des zweiten Außenbereichs (4) eine zusammenhängende Bahn bilden, die vollständig um den Zentralbereich (2) und den ersten Außenbereich (3) verläuft, - die Emissionsfelder (10) im zweiten Außenbereich (4) unabhängig von den Emissionsfeldern (10) im ersten Außenbereich (3) und unabhängig von den Emissionsfeldern (10) im Zentralbereich (2) betreibbar sind.
  7. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 6, wobei der zweite Außenbereich (4) in mehrere Zonen (41) aufgeteilt ist, die jeweils ein oder mehrere Emissionsfelder (10) umfassen, wobei die Emissionsfelder (10) unterschiedlicher Zonen (41) unabhängig voneinander betreibbar sind.
  8. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem Emissionsfeld (10) ein eigener optoelektronischer Halbleiterchip (7) zugeordnet ist.
  9. Optoelektronische Vorrichtung (1000), umfassend: - ein optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - ein erstes optisches Element (5) zur Umlenkung und/oder Brechung von Strahlung, wobei das erste optische Element (5) der Emissionsseite (1) des Bauelements (100) nachgeordnet ist.
  10. Optoelektronische Vorrichtung (1000) nach Anspruch 9, wobei - das erste optische Element (5) eine n-zähligen Drehsymmetrie um eine Drehachse (51) aufweist, wobei n > 1 gilt, oder - das erste optische Element (5) spiegelsymmetrisch bezüglich einer ersten Spiegelebene ist.
  11. Optoelektronische Vorrichtung (1000) nach Anspruch 10, - wobei das optoelektronische Bauelement (100) ein optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 2 ist, - die Drehachse (51) im Wesentlichen mit der Symmetrieachse (11) der Emissionsseite (1) zusammenfällt.
  12. Optoelektronische Vorrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei - das erste optische Element (5) eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Strahlungsaustrittsfläche (50) umfasst, - das erste optische Element (5) einen Zentralabschnitt (52) und einen ersten Außenabschnitt (53) umfasst, - in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche (50) betrachtet der erste Außenabschnitt (53) um den Zentralabschnitt (52) verläuft, - im Bereich zwischen dem Zentralabschnitt (52) und dem ersten Außenabschnitt (53) die Strahlungsaustrittsfläche (50) eine Kante und/oder einen Vorzeichenwechsel in der Krümmung aufweist.
  13. Optoelektronische Vorrichtung (1000) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, umfassend ein zweites optisches Element (6) zur Umlenkung und/oder Brechung von Strahlung, wobei das zweite optische Element (6) dem ersten optischen Element (5) nachgeordnet ist.
  14. Blitzlicht, umfassend ein optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  15. Leuchte, umfassend ein optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
DE102018116215.4A 2018-07-04 2018-07-04 Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte Withdrawn DE102018116215A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018116215.4A DE102018116215A1 (de) 2018-07-04 2018-07-04 Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018116215.4A DE102018116215A1 (de) 2018-07-04 2018-07-04 Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018116215A1 true DE102018116215A1 (de) 2020-01-09

Family

ID=68943506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018116215.4A Withdrawn DE102018116215A1 (de) 2018-07-04 2018-07-04 Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018116215A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11402551B2 (en) 2018-08-17 2022-08-02 Robert Bosch Gmbh Optical lens for a photodiode-equipped device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2366900A (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Box Consultants Ltd An Illuminated Display Element
US20130077320A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Cooler Master Co., Ltd. Optical lens and illuminant device using the same
US20170103971A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Nichia Corporation Light emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2366900A (en) * 2000-09-13 2002-03-20 Box Consultants Ltd An Illuminated Display Element
US20130077320A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Cooler Master Co., Ltd. Optical lens and illuminant device using the same
US20170103971A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Nichia Corporation Light emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11402551B2 (en) 2018-08-17 2022-08-02 Robert Bosch Gmbh Optical lens for a photodiode-equipped device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2212724B9 (de) Optisches bauelement und beleuchtungsvorrichtung
EP2412022B1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und anzeigeeinrichtung
DE102017128125B4 (de) Scheinwerfer und Betriebsverfahren
DE102016223972A1 (de) Primäroptik, sekundäroptik, modul, anordnung, fahrzeugscheinwerfer und scheinwerfersystem
EP1851479A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102013104046A1 (de) Optische Anordnung und Anzeigegerät
WO2017153539A1 (de) Projektionsoptik, optoelektronischer halbleiterchip, optoelektronisches beleuchtungssystem, kamera, endgerät
EP2681605B1 (de) Optikanordnung und verfahren zur optischen abtastung einer objektebene mit einem mehrkanalabbildungssystem
DE102017103884A1 (de) Beleuchtungseinrichtung, elektronisches Gerät mit einer Beleuchtungseinrichtung und Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung
DE102010018030A1 (de) Flächenlichtquelle
DE112009002689T5 (de) Lichtemmisionsvorrichtung, Oberflächenleuchtkörper, und Anzeigevorrichtung
DE102017114369A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
DE112017006351B4 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102016123002A1 (de) Vorrichtung zum ausleuchten eines vorgegebenen flächenbereiches
WO2017202670A1 (de) Linse und leuchte mit einer solchen linse
DE102018116215A1 (de) Optoelektronisches Bauelement, Optoelektronische Vorrichtung, Blitzlicht und Leuchte
DE112017000574B4 (de) Leuchtvorrichtung
DE102017123402A1 (de) Optoelektronisches Modul und Anzeigeelement
DE102009009599A1 (de) Abbildendes optisches System
DE102016108776A1 (de) Optische Anordnung und Anzeigegerät
DE102008031930B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit Mikro-Linsenarray
WO2018104146A1 (de) Scheinwerfer und basisscheinwerfermodul für einen scheinwerfer
DE112021004173T5 (de) Lichtquellenvorrichtung und lichtleiterarrayeinheit
DE102018221825B4 (de) Beleuchtungseinrichtung für eine Kamera oder einen optischen Sensor
DE102015225093A1 (de) Leuchtsystem und fahrzeugscheinwerfer

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHA, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee