DE102018119376A1

DE102018119376A1 - Display zur Darstellung einer optischen Information

Info

Publication number: DE102018119376A1
Application number: DE102018119376.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Brandl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Display (1) zur Darstellung einer optischen Information, mit einem Träger (2), wobei am Träger (2) nebeneinander mehrere optoelektronische Bauelemente (3) angeordnet sind, wobei die Bauelemente (3) ausgebildet sind, um sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Trägers (2) abzugeben, wobei am Träger (2) wenigstens ein optischer Sensor (4) vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers (2) trifft, zu empfangen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Display zur Darstellung einer optischen Information und ein Verfahren zum Betreiben eines Displays.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Displays zur Darstellung einer optischen Information zu verwenden. In Verbindung mit LCD-Displays ist es bekannt, zusätzlich zum Display Sensormatten zu integrieren, um ein Berühren des LCD-Displays ortsaufgelöst zu erfassen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Display zur Darstellung einer optischen Information mit einer optischen Erfassung einer Annäherung eines Objektes oder einer Eingabe, insbesondere einer Erfassung einer Annäherung einer Hand oder eines Fingers an das Display, bereitzustellen.
Es wird ein Display vorgeschlagen, das zur Darstellung einer optischen Information ausgebildet ist. Das Display weist einen Träger auf, wobei am Träger, insbesondere im Träger oder auf einer ersten Seite des Trägers, nebeneinander mehrere optoelektronische lichtemittierende Bauelemente angeordnet sind. Die lichtemittierenden Bauelemente sind ausgebildet, um eine sichtbare elektromagnetische Strahlung auf der ersten Seite des Trägers abzugeben. Beispielsweise können die optoelektronischen lichtemittierenden Bauelemente in Form von lichtemittierenden Dioden (LED) ausgebildet sein. Mithilfe der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung wird eine optische Information, insbesondere wenigstens ein Teilbild oder ein Bild dargestellt. Zudem ist am Träger, insbesondere im Träger oder auf der ersten Seite des Trägers, wenigstens ein optischer Sensor zur Erfassung einer elektromagnetischen Strahlung vorgesehen. Der optische Sensor ist ausgebildet, um eine auf die erste Seite des Trägers auftreffende elektromagnetische Strahlung zu sensieren.
Bei einer Annäherung eines Objektes, insbesondere einer Hand oder eines Fingers an das Display kann sich eine Einstrahlung elektromagnetischer Strahlen auf den optischen Sensor verändern. Damit kann eine Annäherung eines Objektes an das Display, insbesondere eine Eingabe in das Display mit einer Hand oder mit einem Finger, erkannt werden. Somit ist es nicht erforderlich, eine Sensormatte in das Display zu integrieren oder einen anderen externen Sensor wie z.B. eine Kamera zur Erfassung einer Eingabe vorzusehen.
Mit der Integration des optischen Sensors auf der ersten Seite des Trägers, auf dem die lichtemittierenden Bauelemente angeordnet sind, wird ein kompakter und einfacher Aufbau des Displays erreicht. Mithilfe des vorgeschlagenen Displays kann eine Touch-Funktion zur Eingabe eines Befehles oder einer Auswahl einer Funktion in das Display oder eine Erkennung einer Gestensteuerung oder eine Erkennung einer Annäherung eines Objektes an das Display realisiert werden. Dadurch kann auf einfache Weise eine Erfassung einer Eingabe eines Steuerbefehles in das Display erreicht werden. In einer einfachen Form kann auf diese Weise ein Display mit einem Näherungssensor bereitgestellt werden.
Das vorgeschlagene Display kann dadurch zweckmäßig erweitert werden, dass am Träger, insbesondere im Träger oder auf der ersten Seite des Trägers, ein weiteres strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement vorgesehen ist. Das weitere Bauelement ist ausgebildet, um nicht-sichtbare elektromagnetische Strahlung abzugeben. Das weitere Bauelement kann beispielsweise ausgebildet sein, um ultraviolette Strahlung oder Infrarotstrahlung abgeben. Zudem ist der optische Sensor in dieser Ausführung ausgebildet, um nicht-sichtbare elektromagnetische Strahlung zu erfassen. Somit kann der optische Sensor nicht-sichtbare elektromagnetische Strahlung, die vom weiteren Bauelement abgegeben wird und von einem Objekt, wie zum Beispiel einem Finger oder einer Hand, reflektiert wird, als reflektierte Strahlung erfassen. Dadurch kann die Annäherung eines Objektes an das Display oder eine Eingabe in das Display sicherer erkannt werden, da sichtbare elektromagnetische Strahlung keine Störstrahlung darstellt. Zudem kann die Erkennung des Objektes, der Eingabe oder der Geste auch unabhängig vom Betrieb der Bauelemente und unabhängig von Umgebungslicht erreicht werden. Somit kann Strom eingespart werden und die Erkennung des Objektes, der Eingabe oder der Geste auch bei Dunkelheit erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform können das weitere strahlungsemittierende Bauelement und der Sensor in einem Bauteil integriert sein. Das Bauteil ist in dem Träger oder auf der ersten Seite des Trägers angeordnet. Durch die Verwendung des Bauteils wird die Montage vereinfacht. Zudem ist die relative Position des Sensors in Bezug auf das weitere Bauelement durch die einteilige Anordnung im Bauteil präzise festgelegt. Beispielsweise können der Sensor und das weitere Bauelement in einem Halbleiterbauteil integriert sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform sind mehrere optische Sensoren am Träger, insbesondere im oder auf der ersten Seite des Trägers, zwischen den lichtemittierenden optoelektronischen Bauelementen angeordnet. Dadurch kann eine größere Fläche des Displays mithilfe der optischen Sensoren überwacht werden. Somit ist es für eine Interaktion mit dem Display nicht erforderlich, dass ein spezieller Bereich direkt vor einem bestimmten optischen Sensor mithilfe eines Objektes, einer Fingerbewegung oder einer Handbewegung aktiviert wird. Durch die Vielzahl von optischen Sensoren, die über wenigstens einen Teil, insbesondere über die gesamte Fläche, des Displays verteilt sind, wird eine Annäherung eines Objektes, eine Eingabe oder einer Geste sicherer erkannt.
In einer weiteren Ausführungsform sind die optischen Sensoren in der Weise mit einer elektrischen Ausleseschaltung verbunden, dass Sensorsignale von einzelnen optischen Sensoren getrennt ausgelesen werden können. Auf diese Weise ist z.B. eine Ortsauflösung einer Eingabe möglich. Somit können auf einem Display verschiedene Eingabebereiche für unterschiedliche Funktionen verwendet werden. Zudem kann dadurch eine Gestensteuerung realisiert werden. Unter einer Ausleseschaltung werden in einer einfachen Ausführung elektrische Leitungen verstanden, die auf und/oder im Träger ausgebildet sind und mit den Sensoren verbunden sind. Je nach Ausführung kann die Ausleseschaltung zusätzlich auch steuerbare Schalter aufweisen, die eine Verbindung zwischen den Sensoren und den elektrischen Leitungen herstellen können.
Die Sensoren können in einem Raster mit mehreren Reihen und mehreren Spalten angeordnet sein. Die Ausleseschaltung kann Reihenleitungen und Spaltenleitungen aufweisen, mit denen die Sensoren elektrisch verbunden sind, so dass von jedem optischen Sensor ein Sensorsignal über eine festgelegte Reihenleitung oder eine festgelegte Spaltenleitung einzeln ausgelesen werden kann. Aufgrund der Rasteranordnung in Reihen und Spalten kann eine präzise, ortsfeste Information über eine Annäherung eines Objektes, eine Eingabe, insbesondere eine Bediengeste, erfasst werden.
Der optische Sensor kann beispielsweise in Form einer Fotodiode oder in Form eines Fototransistors oder in Form eines Fotowiderstandes oder in Form eines Umgebungslichtsensors oder in Form eines Infrarotsensors oder in Form eines Ultraviolettsensors ausgebildet sein. Zudem können am Träger, insbesondere auf der ersten Seite des Trägers verschiedene dieser optischen Sensoren angeordnet sein.
Die strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelemente können ausgebildet sind, um Licht mit verschiedenen Farben, wie zum Beispiel rotes Licht, grünes Licht, blaues Licht oder gelbes Licht zu emittieren. Beispielsweise kann ein erstes Bauelement rotes Licht, ein zweites Bauelement grünes Licht, ein drittes Bauelement blaues Licht und ein viertes Bauelement gelbes Licht emittieren. Auf diese Weise können durch die Bauelemente verschiedenste farbige Informationen, insbesondere Bildinformationen, dargestellt werden.
Das Display kann elektrische Anschlüsse für eine externe Weitergabe von Sensorsignalen des wenigstens einen optischen Sensors aufweisen. Die Sensorsignale können z.B. zu einer externen Auswerteschaltung geführt werden. Der oder die elektrischen Anschlüsse sind mit wenigstens einer Leitung der Ausleseschaltung verbunden. Durch die externe Auswerteschaltung wird eine hohe Flexibilität beim Einsatz des Displays erreicht, da für das Display abhängig von der gewünschten Auflösung oder der gewünschten Qualität der Auswertung der Sensorsignale unterschiedliche Auswerteschaltungen verwendet werden können.
In einer weiteren Ausführung ist eine Auswerteschaltung direkt am Träger angeordnet und wenigstens mit einem Sensor verbunden. Die Auswerteschaltung ist ausgebildet, um die Sensorsignale zu erfassen, und um eine Änderung eines Sensorsignals zu detektieren. Durch die Anordnung der Auswerteschaltung direkt am Träger wird ein kompakter Aufbau erreicht. Zudem sind die Leitungsverbindungen zwischen den optischen Sensoren und der Auswerteschaltung kurz. Die Auswerteschaltung kann als integrierte Schaltung ausgebildet sein. Die Auswerteschaltung kann auf einer Seite des Trägers oder im Träger angeordnet sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist die Auswerteschaltung ausgebildet, um die Sensorsignale einzelner optischer Sensoren individuell zu erfassen und auszuwerten. Somit kann jedes Sensorsignal eines optischen Sensors individuell ausgewertet werden. Dadurch wird die Genauigkeit einer Erkennung einer Eingabe, insbesondere einer Geste verbessert. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist die Auswerteschaltung ausgebildet, um aufgrund der Ortsposition der Sensoren die Signale der Sensoren ortsaufgelöst zu erfassen. Dadurch kann z.B. bei Berücksichtigung einer Zeitauflösung eine Bewegung eines Objektes, insbesondere eine Bewegung eines Fingers oder einer Hand für eine Gestensteuerung erkannt werden.
In einer Ausführungsform sind die Bauelemente in Form von Leuchtdiodenchips ausgebildet. Die Leuchtdiodenchips weisen den Vorteil auf, dass sie klein sind und wenig Fläche benötigen. Somit ist ausreichend Platz auf der ersten Seite des Trägers, um einen oder mehrere optische Sensoren anzuordnen.
In einer weiteren Ausführungsform weist wenigstens ein optischer Sensor einen Farbfilter auf, wobei der Farbfilter ein vorgegebenes Farbspektrum der elektromagnetischen Strahlung zu dem Sensor durchlässt. Mithilfe des Farbfilters kann die Sensitivität des Sensors auf ein gewünschtes Farbspektrum begrenzt werden. Dadurch kann die Qualität der Sensorsignalerfassung erhöht werden.
In einer Ausführungsform sind die Sensoren und/oder die Bauelemente jeweils in einem regelmäßigen Array, d.h. in einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet. Dadurch kann eine gute Bildqualität des Displays bei gleichzeitig guter Qualität einer Erfassung einer Eingabe, insbesondere einer Erkennung einer Geste erreicht werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Gesamtdisplay vorgesehen sein, das aus mehreren einzelnen Displays gebildet ist. Somit können große Gesamtdisplays mit den beschriebenen Funktionen der Displays bereitgestellt werden.
In einer Ausführung sind wenigstens zwei Sensoren senkrecht zu einer ersten Seite des Trägers gesehen übereinander angeordnet. Dadurch kann zusätzlich Fläche auf dem Träger des Displays eingespart werden, bzw. es können mehr Sensoren auf der gleichen Fläche zwischen den Bauelementen angeordnet werden.
In einer Ausführung sind mehrere optische Sensoren in einer Rasteranordnung in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei benachbarte optische Sensoren entlang einer Reihe und/oder mehrere benachbarte optische Sensoren entlang einer Spalte einen konstanten Abstand voneinander aufweisen.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Displays zur Darstellung einer optischen Information vorgeschlagen, wobei an einem Träger nebeneinander mehrere optoelektronische Bauelemente angeordnet sind, wobei die Bauelemente ausgebildet sind, um sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Trägers abzugeben, wobei am Träger wenigstens ein optischer Sensor vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers trifft, zu empfangen, wobei der Sensor abhängig von der empfangenen elektromagnetischen Strahlung ein Sensorsignal erzeugt.
In einer Ausführungsform wird das Sensorsignal an eine Auswerteschaltung weiter geleitet, wobei die Auswerteschaltung aufgrund des Sensorsignals eine Annäherung eines Objektes an das Display, insbesondere eine Eingabe mit einer Hand oder mit einem Finger, erkennt.
In einer Ausführungsform ist die Auswerteschaltung über eine Ausleseschaltung mit mehreren optischen Sensoren verbunden. Die Auswerteschaltung ist ausgebildet, um zu erkennen, von welchem optischen Sensor das Sensorsignal empfangen wird. Dadurch kann die Auswerteschaltung erkennen, welchem optischen Sensor sich das Objekt nähert.
In einer Ausführungsform weist die Auswerteschaltung eine Information über Positionen der Sensoren auf dem Display auf. Die Auswerteschaltung ist ausgebildet, um einen Empfang von Sensorsignalen zeitlich aufzulösen. Zudem ist die Auswerteschaltung ausgebildet, um aufgrund einer zeitlichen Folge von Sensorsignalen von verschiedenen Sensoren eine Eingabegeste zu erkennen. Dadurch kann eine Geste z.B. für die Durchführung einer Gestensteuerung erfasst werden.
Die oben 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 den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Display mit mehreren lichtemittierenden Bauelementen und mit einem optischen Sensor,
2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays mit mehreren lichtemittierenden Bauelementen, mit mehreren optischen Sensoren und mit mehreren weiteren lichtemittierenden Bauelementen,
3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays mit einem weiteren lichtemittierenden Bauelement und einem optischen Sensor, die in einem Bauteil integriert sind,
4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays mit mehreren einteiligen Bauteilen mit optischen Sensoren und weiteren Bauelementen,
5 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays mit mehreren in Reihen und Spalten angeordneten optischen Sensoren und einem weiteren lichtemittierenden Bauelement,
6 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays mit mehreren in Reihen und in versetzten Spalten angeordneten Gruppen von lichtemittierenden Bauelementen,
7 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen Teil eines Displays mit lichtemittierenden Bauelementen und optischen Sensoren mit Farbfiltern,
8 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch einen Teil eines Displays mit lichtemittierenden Bauelementen und gestapelten optischen Sensoren,
9 eine schematische Darstellung einer Ausleseschaltung eines Displays, und
10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Ausleseschaltung und einer Auswerteschaltung eines Displays.

1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Display 1 mit einem Träger 2, mit lichtemittierenden optoelektronischen Bauelementen 3 und mit einem optischen Sensor 4. Der Träger 2 kann beispielsweise in Form einer Leiterplatte ausgebildet sein. Die Bauelemente 3 und der optische Sensor 4 sind auf einer ersten Seite des Trägers 2 angeordnet. Zudem kann das Display 1 auch eine Auswerteschaltung 5 zur Auswertung der Sensorsignale des Sensors 4 aufweisen. Die Auswerteschaltung 5 kann seitlich am Träger 2, auf einer Unterseite des Trägers 2 oder auch getrennt vom Träger 2 angeordnet sein.
In der dargestellten Ausführungsform sind jeweils drei lichtemittierende optoelektronische Bauelemente 3 nebeneinander angeordnet und bilden eine Gruppe 25. Auf dem Träger 2 sind viele Gruppen 25 von jeweils drei Bauelementen 3 angeordnet. Die Gruppen 25 sind beabstandet voneinander angeordnet, so dass freie Flächen auf der ersten Seite des Trägers 2 ausgebildet sind. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Gruppen 25 mehr als drei Bauelemente 3 oder weniger als drei Bauelemente 3 aufweisen. Beispielsweise kann eine Gruppe 25 vier Bauelement 3 aufweisen, wobei ein erstes Bauelement rotes Licht, ein zweites Bauelement grünes Licht, ein drittes Bauelement blaues Licht und ein viertes Bauelement gelbes Licht abstrahlen kann. Auf diese Weise kann eine RGBY-Lichtquelle bereitgestellt werden. Zudem können anstelle der Gruppen 25 von mehreren Bauelementen 3 jeweils nur einzelne in einem Abstand angeordnete Bauelemente 3 vorgesehen sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine Gruppe 25 von Bauelementen 3 mit mindestens zwei Bauelementen 3 auch in Form eines einzelnen Halbleiterchips ausgebildet sein. Eine Gruppe 25 von Bauelementen 3 stellt ein Bildpixel dar, das in Form der Bauelemente 3 in Subpixel unterteilt ist. Beispielsweise kann jedes Bauelement 3 einer Gruppe 25 unterschiedlich farbiges Licht abgeben. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Bauelemente 3 auch Konversionsschichten aufweisen, die das vom Bauelement 3 emittierte Licht zu einer gewünschten Farbe bzw. zu einem gewünschten Frequenzspektrum konvertieren.
Die Gruppen 25 von Bauelementen 3 sind in dem gezeigten Beispiel in einem Raster in Reihen und Spalten mit gleich großen Abständen zwischen zwei benachbarten Gruppen 25 entlang der Reihen und mit gleich großen Abständen zwischen zwei benachbarten Gruppen entlang der Spalten angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Gruppen 25 auch eine andere Anordnung, insbesondere eine zufällig verteilte Anordnung aufweisen.
Die Bauelemente 3 können in Form von lichtemittierenden Dioden, insbesondere Leuchtdioden z.B. als Leuchtdiodenchips, ausgebildet sein. Die lichtemittierenden Dioden 3 sind beispielsweise in Form von Halbleiterchips ausgebildet. Die Verwendung von lichtemittierenden Dioden, insbesondere Leuchtdiodenchips weist den Vorteil auf, dass die von den lichtemittierenden Dioden 3 belegte Fläche des Trägers 2 klein ist und somit große freie Flächen zwischen den einzelnen lichtemittierenden Dioden 3 zur Verfügung stehen. Dies bedeutet, dass die für eine Visualisierung von Informationen benötigte Oberfläche des Trägers 2 mithilfe der lichtemittierenden Dioden 3 klein ist im Vergleich zu der zur Verfügung stehenden Fläche der ersten Seite des Trägers 2. Die freie Fläche des Trägers 2 kann zur Anordnung von wenigstens einem optischen Sensor 4, insbesondere von mehreren optischen Sensoren 4 verwendet werden.
Zwischen den Gruppen 25 der Bauelemente 3 ist auf der ersten Seite des Trägers 2 ein optischer Sensor 4 angeordnet. Unter einem optischen Sensor 4 wird ein Sensor verstanden, der zur Erfassung einer elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist. Beispielsweise kann der optische Sensor 4 in Form einer Fotodiode, eines Fototransistors, eines Fotowiderstandes, eines Umgebungslichtsensors, eines Infrarotsensors und/oder eines Ultraviolettsensors ausgebildet sein. Unter einem optischen Sensor wird keine Solarzelle verstanden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der optische Sensor 4 in einer Mitte der ersten Seite des Trägers 2 angeordnet. Der optische Sensor 4 kann auch in anderen Bereichen der ersten Seite des Trägers 2 angeordnet sein.
Der Träger 2 weist mehrere elektrische Anschlüsse 6, 7 auf, die mit elektrischen Leitungen einer Ausleseschaltung verbunden sind. Die elektrischen Leitungen der Ausleseschaltung sind mit elektrischen Anschlüssen des optischen Sensors 4 verbunden, um die Sensorsignale des Sensors 4 für eine Auswerteschaltung bereitzustellen. Die Ausleseschaltung kann in der Weise ausgebildet sein, dass ein getrenntes Auslesen der einzelnen Sensoren 4 möglich ist. Es sind nur zwei elektrische Anschlüsse 6, 7 schematisch dargestellt, wobei abhängig von der gewählten Ausführungsform der Träger 2 eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen 6, 7 aufweisen kann. Die elektrischen Anschlüsse 6, 7 können z.B. seitlich am Träger 2 oder auf einer Unterseite des Trägers 2 angeordnet sein.
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform ein Display 1 in Form eines länglichen, streifenförmigen Trägers 2 ausgebildet sein, auf dessen erster Seite wenigstens zwei optoelektronische lichtemittierende Bauelemente 3 und wenigstens ein optischer Sensor 4 angeordnet sind.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung eines Displays 1, das im Wesentlichen gemäß dem Display 1 der 1 ausgebildet ist. Das Display 1 der 2 weist jedoch eine Vielzahl von optischen Sensoren 4 auf. Die optischen Sensoren 4 sind in einem Raster in Reihen und Spalten angeordnet. Dabei sind die optischen Sensoren 4 jeweils zwischen zwei Gruppen 25 von Bauelementen 3 einer Reihe angeordnet.
Weiterhin sind weitere lichtemittierende optoelektronische Bauelemente 8 vorgesehen. Die weiteren Bauelemente 8 sind ausgebildet, um elektromagnetische Strahlung insbesondere außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches zu emittieren. Beispielsweise können die weiteren Bauelemente 8 elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich oder im ultravioletten Bereich emittieren. Die weiteren Bauelemente 8 werden über nicht dargestellte elektrische Leitungen des Trägers 2 mit Strom versorgt, wobei die elektrischen Leitungen an zugeordnete elektrische Anschlüsse 6,7 des Trägers 2 angeschlossen sind. Zudem sind in dieser Ausführungsform die optischen Sensoren 4 ausgebildet, um die nicht-sichtbare elektromagnetische Strahlung der weiteren Bauelemente 8 zu sensieren, d.h. zu erfassen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der optischen Sensoren 4 ausgebildet sein, um zusätzlich sichtbare elektromagnetische Strahlung zu sensieren.
Die weiteren Bauelemente 8 sind in einem gleichmäßigen Raster verteilt über die Oberfläche des Trägers 2 angeordnet. Die weiteren Bauelemente 8 sind jeweils zwischen zwei in einer Spalte angeordneten Gruppen 25 von Bauelementen 3 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch mehr oder weniger weitere Bauelemente 8 vorgesehen sein. Insbesondere können auch nur ein weiteres Bauelement 8 und nur ein optischer Sensor 4 auf dem Träger 2 angeordnet sein. Zudem kann der wenigstens eine optische Sensor 4 und das wenigstens eine weitere Bauelement 8 an einer beliebigen Stelle der ersten Seite des Trägers 2 angeordnet sein. Zudem können die Gruppen 25 von Bauelementen 3 auch in einer anderen Anordnung verteilt auf dem Träger 2 angeordnet sein wie bei 1. Weiterhin können die Gruppen 25 unterschiedliche Anzahlen von Bauelementen 3 aufweisen.
Die optischen Sensoren 4 können bei entsprechender Ausbildung der Ausleseschaltung in allen Ausführungsformen des Displays 1 getrennt voneinander ausgelesen werden. Dazu kann für jeden optischen Sensor 4 wenigstens eine elektrische Leitung von einem elektrischen Anschluss 6, 7 zu dem optischen Sensor 4 geführt sein. Somit kann das Sensorsignal jedes optischen Sensors 4 getrennt von den anderen optischen Sensoren zu einem elektrischen Anschluss 6, 7 geführt werden. Wird bei dem Auslesen der Sensorsignale auch die Position des jeweiligen optischen Sensors 4 auf dem Display 1 von einer Auswerteschaltung berücksichtigt, so können die Sensorsignale der optischen Sensoren 4 ortsaufgelöst ausgewertet werden. Somit kann beispielsweise eine Annäherung eines Objektes oder eine Eingabe einer bestimmten Position des Displays zugeordnet werden.
Wird zusätzlich zu den Ortspositionen der optischen Sensoren 4 eine Zeitauflösung beim Auslesen der Sensorsignale wie z.B. der Zeitpunkt einer Änderung eines Sensorsignals eines optischen Sensoren von der Auswerteschaltung berücksichtigt, so kann eine Bewegung eines Objektes vor dem Display, insbesondere eine Eingabe oder eine Gestensteuerung erkannt werden. Bei diesen Auswerteverfahren kann auf die weiteren Bauelemente 8 verzichtet werden oder die weiteren Bauelemente 8 können für eine Verbesserung der Auswerteverfahren zusätzlich eingesetzt werden. Somit können die optischen Sensoren 4 eingesetzt werden, um reflektierte elektromagnetische Strahlung der Bauelemente 3 oder der weiteren Bauelemente 8 zu erfassen. Zudem können die optischen Sensoren 4 eingesetzt werden, um elektromagnetische Strahlung der Umgebung, insbesondere Umgebungslicht zu erfassen.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf ein Display 1, das im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der 1 ausgebildet ist. Jedoch sind bei dieser Ausführung der optische Sensor 4 und ein weiteres Bauelement 8 in ein Bauteil 9 integriert. Es sind zwei Bauteile 9 auf der ersten Seite des Trägers 2 angeordnet, wobei die Bauteile 9 jeweils zwischen zwei Gruppen 25 von Bauelementen 3 einer Spalte angeordnet sind. Das Bauteil 9 kann beispielsweise in Form eines Halbleiterchips ausgebildet sein, in den der optische Sensor 4 und das weitere Bauelement 8 integriert sind. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Bauteile 9 angeordnet, es können jedoch auch mehr oder weniger Bauteile 9 vorgesehen sein. Die Bauteile 9 sind an elektrische Leitungen des Trägers 2 angeschlossen, über die die Sensorsignale der Sensoren 4 ausgelesen werden und die weiteren Bauelemente 8 mit Strom versorgt werden.
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Displays 1, das im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der 3 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch mehrere Bauteile 9 mit jeweils einem weiteren Bauelement 8 und einem optischen Sensor 4 vorgesehen. Zudem sind die Bauteile 9 in einem gleichmäßigen Raster in Spalten und Zeilen angeordnet.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Displays 1, das im Wesentlichen gemäß der Ausführungsform der 1 ausgebildet ist. Jedoch sind bei dieser Ausführungsform die optischen Sensoren 4 in Reihen und Spalten in Form einer Matrix mit einem konstanten Raster angeordnet. Zudem sind die optischen Sensoren 4 jeweils in Reihen zwischen zwei Reihen von Gruppen 25 von Bauelementen 3 angeordnet. Weiterhin ist wenigstens ein weiteres Bauelement 8 vorgesehen. Es können auch mehr als ein weiteres Bauelement 8 vorgesehen sein. Mithilfe dieser Anordnung kann aufgrund der großen Anzahl von optischen Sensoren 4 eine hohe Auflösung für eine optische Erkennung einer Annäherung eines Objektes an das Display oder einer Bewegung eines Objektes vor dem Display, insbesondere eine Gestenerkennung erreicht werden. Insbesondere kann mithilfe der optischen Sensoren 4 eine Präzision einer optischen Erfassung erreicht werden, die annähernd einer optischen Erfassung einer integrierten Kamera entspricht.
Weiterhin kann eine elektrische Ausleseschaltung in der Weise vorgesehen sein, dass die Sensorsignale der einzelnen Sensoren 4 durch die Auswerteschaltung 5 getrennt voneinander ausgelesen werden können. Somit kann z.B. Kenntnis der Positionen der optischen Sensoren auf dem Träger 2 und bei Berücksichtigung der Positionen der optischen Sensoren 4 eine ortsaufgelöste Detektion einer Eingabe, einer Annäherung eines Objektes, insbesondere eines Fingers oder einer Hand erreicht werden.
Zudem kann bei Berücksichtigung der Positionen der optischen Sensoren 4 auf dem Display 1 und bei Berücksichtigung der zeitlichen Entwicklung der Sensorsignale der optischen Sensoren eine Bewegung eines Objektes relativ zum Display erfasst werden. Beispielsweise kann damit eine Gestenerkennung durchgeführt werden, wobei z.B. ein Bewegen einer Hand oder eines Fingers, insbesondere eine Bewegungsrichtung einer Hand oder eines Fingers erfasst werden kann. Zudem können auch Bewegungen von mehreren Fingern relativ zueinander erfasst werden. Die erkannten Gesten können von einer Auswerteschaltung bestimmten festgelegten Eingabebefehlen zugeordnet werden und damit eine Gestensteuerung ermöglicht werden.
6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Displays 1, wobei die Gruppen 25 von Bauelementen 3 in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Dabei sind die Gruppen 25 der Bauelemente 3 in Reihen angeordnet, wobei jedoch die Gruppen 25 benachbarter Reihen seitlich versetzt in benachbarten Spalten angeordnet sind. Die optischen Sensoren 4 und die weiteren strahlungsemittierenden Bauelemente 8 können zwischen den Gruppen 25 der Reihen und/oder der Spalten angeordnet sein. Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der 1 bis 5 können auch mit dieser Wabenanordnung der Gruppen 25 realisiert werden.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines Displays 1. Das Display 1 kann gemäß einem der vorab beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein. Auf dem Träger 2 sind zwei lichtemittierende optoelektronische Bauelemente 3 angeordnet. Zudem sind zwei optische Sensoren 4 auf dem Träger 2 angeordnet. Auf Oberseiten der optischen Sensoren 4, die von der ersten Seite des Trägers 2 weggerichtet sind, ist jeweils ein Farbfilter 10 angeordnet. Die Farbfilter 10 sind ausgebildet, um ein festgelegtes Farbspektrum der elektromagnetischen Strahlung zum optischen Sensor 4 durchzulassen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Farbfilter 10 identisch ausgebildet sein und das gleiche Lichtspektrum durchlassen. Zudem können die Farbfilter 10 der zwei optischen Sensoren 4 verschieden ausgebildet sein und unterschiedliche Lichtspektren zu den optischen Sensoren 4 durchlassen. Auf diese Weise kann eine höhere Präzision bei der Erkennung vorgegebener Farbspektren erreicht werden. Dadurch kann die optische Erfassung mithilfe der optischen Sensoren verbessert werden. Beispielsweise können dadurch Farben, die typischerweise eine Hand eines Menschen aufweist, gezielter erfasst werden. Beispielsweise kann dadurch eine Erkennung einer Annäherung eines Objektes, insbesondere einer Hand, verbessert werden, wodurch insbesondere eine Gestenerkennung verbessert wird. Für die beschriebenen Ausführungsformen des Displays 1 können verschiedene Farbfilteranordnungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein monochromer Farbfilter, ein RGBW-Farbfilter, ein Bayer-Farbfilter, ein Sony-RGBE-Farbfilter, ein CYGM-Farbfilter usw. vorgesehen sein.
Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführungsform über jedem optischen Sensor 4 mit oder ohne Farbfilter 10 eine Linse 28, insbesondere eine Mikrolinse, vorgesehen sein. Dadurch werden die optischen Eigenschaften des Sensors 4 verbessert. Sensoren 4 mit Linsen 28 können auch bei allen anderen Ausführungsbeispielen der beschriebenen Displays 10 eingesetzt werden. Anstelle der einzelnen Bauteile 3 können jeweils auch Gruppen von Bauteilen 3 vorgesehen sein, wie vorab beschrieben.
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Displays 1. Das Display 1 kann gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen der Displays 1 ausgebildet sein. Auf dem Träger 2 sind mehrere lichtemittierende optoelektronische Bauelemente 3 angeordnet. Weiterhin ist zwischen zwei Bauelementen 3 eine Stapelanordnung von optischen Sensoren 4, 11, 12 vorgesehen. Es sind drei optische Sensoren 4, 11, 12 übereinander angeordnet. Der erste optische Sensor 4 ist auf dem Träger 2 angeordnet. Der zweite optische Sensor 11 ist auf dem ersten Sensor 4 gegenüber liegend zum Träger 2 angeordnet. Der dritte optische Sensor 12 ist auf dem zweiten Sensor 11 gegenüber liegend zum ersten Sensor angeordnet. Die drei optischen Sensoren 4, 11, 12 sind z.B. ausgebildet, um verschiedene Farbspektren einer elektromagnetischen Strahlung zu erfassen. Beispielsweise kann der dritte optische Sensor 12 grünes Licht, der zweite optische Sensor 11 rotes Licht und der erste optische Sensor 4 blaues Licht erfassen. Wenigstens der zweite optische Sensor 11 und der dritte optische Sensor 12 sind durchlässig für elektromagnetische Strahlung, die außerhalb des Empfangsspektrums des jeweiligen optischen Sensors liegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch nur zwei optische Sensoren übereinander oder mehr als drei optische Sensoren übereinander gestapelt angeordnet sein. Durch die gestapelte Anordnung der optischen Sensoren übereinander wird Fläche auf der ersten Seite des Trägers 2 eingespart. Anstelle der einzelnen Bauteile 3 können jeweils auch Gruppen von Bauteilen 3 vorgesehen sein, wie vorab beschrieben.
Mithilfe der beschriebenen Ausführungsformen der Displays kann auch ein Gesamtdisplay mit mehreren Displays auf einem weiteren Träger zusammengesetzt werden.
Mithilfe der beschriebenen Displays kann eine unbegrenzte Multi-Touch-Funktion realisiert werden, die beispielsweise auch eine Gestenerkennung ermöglicht, ohne dass eine zusätzliche externe Kamerahardware zur Verfügung steht. Mithilfe der beschriebenen Displays kann eine zweidimensionale Sensorinformation direkt im Display gewonnen werden.
In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Bauelemente 3, die optischen Sensoren 4 und/oder die weiteren Bauelemente 8 auch wenigstens teilweise im Träger 2 angeordnet sein. Die Bauelemente 3 sind in der Weise angeordnet und ausgebildet, um sichtbare elektromagnetische Strahlung über die erste Seite des Trägers 2 abzugeben. Die weiteren Bauelemente 8 sind in der Weise angeordnet und ausgebildet, um nichtsichtbare elektromagnetische Strahlung über die erste Seite des Trägers 2 abzugeben. Die optischen Sensoren 4 sind ausgebildet, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers 2 fällt, zu sensieren, d.h. zu erfassen.
9 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausleseschaltung 29 eines Displays 1 zum Weiterleiten der Sensorsignale der optischen Sensoren 4 zu einer Auswerteschaltung. Das Display 1 kann gemäß einem der vorher beschriebenen Beispiele ausgebildet sein. Bei der gewählten Darstellung sind für eine bessere Übersicht nur die Teile des Displays 1 dargestellt, die für das Verständnis der Ausleseschaltung 29 wesentlich sind. Die Ausleseschaltung 29 kann im Wesentlichen einer Ausleseschaltung entsprechen, die beispielsweise für das Auslesen von CCD-Sensorarrays oder CMOS-Sensorarrays verwendet wird. Die Ausleseschaltung 29 weist ein vertikales Shift-Register 14 mit seriell verschalteten Registern 26 und ein horizontales Shift-Register 15 mit seriell verschalteten weiteren Registern 27 auf. Für jede Spalte 13 von optischen Sensoren 4 ist jeweils ein vertikales Shift-Register 14 vorgesehen. Jeweils ein Register 26 ist mit einem optischen Sensor 4 über eine elektrische Leitung und einen ansteuerbaren Schalter verbunden. Beim Auslesen der Sensorsignale der optischen Sensoren 4 werden die elektrischen Ladungen der optischen Sensoren 4 zuerst jeweils in die zugeordneten Register 26 des zugeordneten vertikalen Shift-Registers 14 eingelesen. Jedes vertikale Shift-Register 14 ist am Ausgang mit einem weiteren Register 27 des horizontalen Shift-Registers 15 verbunden. Die elektrischen Ladungen der Register 26 des Shift-Registers 14 werden in ein weiteres Register 27 des horizontalen Shift-Registers 15 eingelesen. Dann werden die elektrischen Ladungen der weiteren Register 27 seriell über einen Ausgang 16 des horizontalen Shift-Registers 15 an die nicht dargestellte Auswerteschaltung übertragen. Technische Details wie Schalter, Ansteuerschaltungen usw. sind in der Figur nicht dargestellt.
10 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Beispiel für eine Ausleseschaltung 29 und eine Auswerteschaltung 5, die analog zu einer Ausleseschaltung und einer Auswerteschaltung eines CMOS-Sensorarrays ausgebildet sind. Auch bei dieser Darstellung sind nur die für das Verständnis der Ausleseschaltung 29 und der Auswerteschaltung 5 wesentlichen Teile des Displays 1 dargestellt. Das Display 1 kann gemäß einem der vorher beschriebenen Beispiele ausgebildet sein. Die Ausleseschaltung 29 umfasst Reihenleitungen 21 und Spaltenleitungen 22 und nicht dargestellte elektrische Schalter. Eine Reihenleitung 21 ist mit einer Vielzahl von elektrischen Schaltern verbunden. Die elektrischen Schalter sind jeweils zwischen einem Sensorausgang eines optischen Sensors 4 und einer Spaltenleitung 22 angeordnet. Über ein Steuersignal auf der Reihenleitung 21 werden die mit der Reihenleitung verbundenen Schalter leitend geschaltet. Somit werden über die leitend geschalteten Schalter die Sensoren mit den zugeordneten Spaltenleitungen 22 verbunden. Die Sensorsignale können dann über die Spaltenleitungen 22 an die Auswerteschaltung 5 geleitet werden. Die Auswerteschaltung 5 umfasst einen Oszillator 17, einen Taktgeber 18, eine Reihensteuerschaltung 19, eine Spaltensteuerschaltung 20, einen Spaltenmultiplexer 23, einen A/D-Wandler 24 und einen Verarbeitungsblock 30. Die Reihensteuerschaltung 19 ist mit den Reihenleitungen 21 verbunden. Die Spaltensteuerschaltung 20 ist mit Spaltenleitungen 22 verbunden. Über elektrische Signale auf den Reihenleitungen 21 und die nicht dargestellten Schalter werden elektrische Ausgänge der optischen Sensoren 4 elektrisch leitend mit den zugeordneten Spaltenleitungen 22 verbunden und die Sensorsignale auf die Spaltenleitungen übertragen. Die Spaltensteuerschaltung 20 ist ausgebildet, um die Sensorsignale der Spaltenleitungen 22 auszulesen und über den Spaltenmultiplexer 23 und den Analog/Digital-Wandler 24 in einem Verarbeitungsblock 30 weiter zu verarbeiten.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist sowohl die Ausleseschaltung 29 mit den Reihenleitungen und den Spaltenleitungen und die Auswerteschaltung 5 auf dem Display 1 angeordnet. In einer Ausführung kann nur die Ausleseschaltung 29 auf dem Display 1 angeordnet sein und die Auswerteschaltung 5 auf einem separaten Träger angeordnet sein und über elektrische Leitungen mit den Anschlüssen 6, 7 des Displays 1 verbunden werden.
Die in den 9 und 10 beschriebenen Ausleseschaltungen sind beispielhaft und es können auch andere Ausleseschaltungen verwendet werden. Zudem ist auch die Auswerteschaltung 5 der 10 nur beispielhaft und kann auch in anderen Ausführungsformen ausgebildet sein.
Mithilfe der beschriebenen Displays kann ein Verfahren zum Betreiben eines Displays zur Darstellung einer optischen Information bereitgestellt werden, wobei die Bauelemente sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Trägers abgeben, wobei der optische Sensor um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers trifft, empfängt, und wobei der Sensor abhängig von der empfangenen elektromagnetischen Strahlung ein Sensorsignal erzeugt. Zudem kann mithilfe der beschriebenen Ausleseschaltungen und Auswerteschaltung das Sensorsignal an eine Auswerteschaltung weiter geleitet werden. Die Auswerteschaltung kann aufgrund des Sensorsignals eine Annäherung eines Objektes an das Display erkennen. Beispielsweise kann die Auswerteschaltung eine Eingabe mit einer Hand oder mit einem Finger erkennen. Zudem kann die Auswerteschaltung über eine Ausleseschaltung mit mehreren optischen Sensoren verbunden sein, wobei die Auswerteschaltung ausgebildet ist, um zu erkennen, von welchem optischen Sensor das Sensorsignal empfangen wird. Auf diese Weise kann die Auswerteschaltung erkennen, an welchen optischen Sensor sich das Objekt annähert. Weiterhin kann die Auswerteschaltung eine Information über Positionen der Sensoren auf dem Display aufweisen. Die Positionen der optischen Sensoren auf dem Display können in einem Speicher der Auswerteschaltung abgelegt sein. Zudem kann die Auswerteschaltung ausgebildet sein, um einen zeitlichen Empfang von verschiedenen Sensorsignalen eines Sensors zu erkennen. Weiterhin kann die Auswerteschaltung ausgebildet sein, um einen zeitlichen Empfang von Sensorsignalen verschiedener Sensoren zu erkennen. Somit kann die Auswerteschaltung aufgrund dem Erkennen einer zeitlichen Folge von Sensorsignalen eines Sensors oder mehrere bestimmter Sensoren eine Eingabegeste erkennen.
Die beschriebenen Displays können z.B. bei einem elektronischen Gerät, insbesondere in einem tragbaren Computer, in einem Mobiltelefon, in einer Kamera oder in einer Anzeigevorrichtung verwendet werden. Die beschriebenen Displays können eine Größe im Bereich von Quadratzentimetern, Quadratdezimetern oder auch Quadratmetern aufweisen.
Die optoelektronischen strahlungsemittierenden Bauelemente 3 können auf dem Display seitliche Abstände voneinander aufweisen, die von Mitte zu Mitte benachbarter Bauelemente gesehen z.B. im Bereich von 0,9 mm bis 4 mm oder größer liegen. Die Bauelemente 3 können quadratische oder rechteckförmige Grundflächen aufweisen und Kantenlängen im Bereich von 0,3 mm bis 1 mm oder auch größer aufweisen. Damit bedeckt ein Bauelement 3 eine Fläche von z.B. 0,09 mm² bis zu 1 mm² der ersten Seite des Trägers. Die Bauelemente können jedoch auch andere Größen aufweisen.
Bei allen beschriebenen Displays können die optoelektronischen strahlungsemittierenden Bauelemente einer Gruppe in einem optoelektronischen strahlungsemittierenden Baustein integriert sein. Somit kann ein Baustein zwei oder mehr, insbesondere drei oder vier optoelektronische strahlungsemittierende Bauelemente aufweisen. Die Bauelemente eines Bausteins können jeweils ein unterschiedlich farbiges Licht emittieren. Somit können die Gruppen von Bauelementen insbesondere als RGB-LED oder RGBY-LED ausgebildet sein. Der Baustein weist beispielsweise für jedes Bauelement elektrische Anschlüsse auf, um die Bauelemente des Bausteins getrennt voneinander ansteuern zu können. Die Bausteine können auf dem Display seitliche Abstände voneinander aufweisen, die von der Mitte des Bausteins zur Mitte des benachbarten Bausteins gesehen z.B. im Bereich von 0,9 mm bis 4 mm oder größer liegen. Die Bausteine können quadratische oder rechteckförmige Grundflächen aufweisen und Kantenlängen im Bereich von 0,3 mm bis 1 mm oder auch größer aufweisen. Damit bedeckt ein Baustein eine Fläche von z.B. 0,09 mm² bis zu 1 mm² der ersten Seite des Trägers. Die Bausteine können jedoch auch andere Größen aufweisen.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Displays können die optischen Sensoren 4 eine Flächengröße von z.B. wenigen Quadratmikrometern bis zu einigen Quadratmillimetern aufweisen. Damit bedeckt ein optischer Sensor eine Fläche der ersten Seite des Trägers von wenigen µm² bis zu einigen mm². Die optischen Sensoren können auch andere Größen aufweisen.
Beispielsweise können die Displays typischerweise einen Füllfaktor mit lichtemittierenden Bauelementen von kleiner oder gleich 10% der zur Verfügung stehenden Fläche der ersten Seite des Trägers aufweisen. Somit kann die lichtemittierende Fläche, die durch die Bauelemente oder Gruppen von Bauelementen oder Bausteine belegt wird, beispielsweise 1/10 der Fläche der ersten Seite des Trägers betragen. Eine Gruppe von Bauelementen oder ein Baustein können z.B. in Form eines RGB Pixels oder eines RGBY Pixels ausgebildet sein.
Die optischen Sensoren sind typischerweise größer als die Bausteine oder lichtemittierenden optoelektronischen Bauelementen. Abhängig von der gewählten Ausführung können beispielsweise pro Gruppe von Bauelementen, d.h. z.B. pro Bildpixel ein optischer Sensor oder auch mehrere, insbesondere zwei bis vier optische Sensoren auf der ersten Seite des Trägers vorgesehen sein. Prinzipiell können die optischen Sensoren die neben den Bauelementen oder Bausteinen verbleibende Fläche der ersten Seite des Trägers, d.h. z.B. 90% der ersten Seite des Trägers einnehmen. Ein optischer Sensor kann aber auch eine kleinere Fläche als eine Gruppe von Bauelementen auf der ersten Seite des Trägers einnehmen.
Die Abstände zwischen benachbarten lichtemittierenden optoelektronischen Bauelementen bzw. zwischen benachbarten Gruppen von Bauelementen, insbesondere Bausteinen ergeben sich bei einer gleichmäßigen Verteilung der Bauelemente und Bausteine aus der Anzahl der Bauelemente bzw. der Bausteine auf der ersten Seite des Trägers. Typischerweise sind z.B. zwischen 10 und 300 Gruppen von Bauelementen oder Bausteinen pro Zoll (Pixel per Inch, PPI) auf der ersten Seite des Trägers angeordnet.
Bei einer Dichte von 250 PPI Gruppen von Bauelementen bzw. von 250 PPI Bausteinen ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Gruppen bzw. benachbarten Bausteinen 102µm. Der Abstand benachbarter Gruppen oder benachbarter Bausteine wird immer von Mitte der Gruppe zur Mitte der benachbarten Gruppe bzw. von der Mitte des Bausteins zur Mitte des benachbarten Bausteins gemessen. Die Pixelgröße einer Gruppe bzw. eines Bausteins, kann abhängig von der gewünschten Helligkeit variieren. Je weniger Helligkeit benötigt wird, desto kleiner kann die lichtemittierende Fläche einer Gruppe (Pixelgröße) bzw. eines Bausteins gewählt werden.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Display
2: Träger
3: strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement
4: optischer Sensor
5: Auswerteschaltung
6: erster elektrischer Anschluss
7: zweiter elektrischer Anschluss
8: weiteres strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement
9: Bauteil
10: erster Farbfilter
11: zweiter optischer Sensor
12: dritter optischer Sensor
13: Spalte optische Sensoren
14: vertikales Shift-Register
15: horizontales Shift-Register
16: Ausgang
17: Oszillator
18: Taktgeber
19: Reihentreiberschaltung
20: Spaltensteuerschaltung
21: Reihenleitung
22: Spaltenleitung
23: Spaltenmultiplexer
24: A/D-Wandler
25: Gruppe von Bauelementen
26: Register
27: weiteres Register
28: Linse
29: Ausleseschaltung
30: Verarbeitungsblock

Claims

Display (1) zur Darstellung einer optischen Information, mit einem Träger (2), wobei am Träger (2) nebeneinander mehrere optoelektronische Bauelemente (3) angeordnet sind, wobei die Bauelemente (3) ausgebildet sind, um sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Trägers (2) abzugeben, wobei am Träger (2) wenigstens ein optischer Sensor (4) vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers (2) trifft, zu empfangen.
Display nach Anspruch 1, wobei am Träger (2) ein weiteres strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement (8) vorgesehen ist, wobei das weitere Bauelement (8) ausgebildet ist, um nicht sichtbare elektromagnetische Strahlung von der ersten Seite des Trägers (2) abzugeben, wobei der optische Sensor (4) zur Erfassung eines reflektierten Anteils der vom weiteren Bauelement (8) ausgesendeten nicht sichtbaren elektromagnetischen Strahlung vorgesehen ist.
Display nach Anspruch 2, wobei der Sensor (4) und das weitere strahlungsemittierende Bauelement (8) in einem Bauteil (9) integriert sind, und wobei das Bauteil (9) am Träger (3) angeordnet ist.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere optische Sensoren (4) am Träger (2) angeordnet sind, wobei die optischen Sensoren (4) ausgebildet sind, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers (2) trifft, zu empfangen.
Display nach Anspruch 4, wobei auf dem Träger (2) eine Ausleseschaltung (29) vorgesehen ist, wobei die Sensoren (4) mit der Ausleseschaltung (29) in der Weise verbunden sind, dass die Sensoren (4) einzeln auslesbar sind.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Auswerteschaltung (5) vorgesehen ist, wobei die Auswerteschaltung (5) mit wenigstens einem Sensor (4) verbunden ist, wobei die Auswerteschaltung (4) ausgebildet ist, um Sensorsignale des wenigstens einen optischen Sensors (4) zu erfassen.
Display nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei eine Auswerteschaltung (5) vorgesehen ist, wobei die Auswerteschaltung über die Ausleseschaltung (29) mit mehreren Sensoren (4) verbunden ist, wobei die Auswerteschaltung (5) und die Ausleseschaltung (29) ausgebildet sind, um den Empfang einer elektromagnetischen Strahlung durch jeden einzelnen Sensor (4) zu erfassen.
Display nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Auswerteschaltung (5) ausgebildet ist, um die Signale der Sensoren (4) ortsaufgelöst zu erfassen, und wobei insbesondere die Auswerteschaltung (5) ausgebildet ist, um eine Bewegung eines Objektes aufgrund der Sensorsignale der Sensoren (4) zu ermitteln.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optische Sensor (4) in Form einer Fotodiode oder in Form eines Fototransistors oder in Form eines Fotowiderstandes oder in Form eines Umgebungslichtsensors oder in Form eines Infrarotsensors oder in Form eines Ultraviolettsensors ausgebildet ist.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauelemente (3) in Form von lichtemittierenden Dioden, insbesondere in Form von Leuchtdiodenchips, ausgebildet sind.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor (4) einen Farbfilter (10) aufweist, wobei der Farbfilter (10) ein vorgegebenes Farbspektrum der elektromagnetischen Strahlung, die auf den Sensor (4) trifft, durchlässt, und/oder wobei wenigstens ein optischer Sensor (4) eine optische Linse (28) aufweist.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Sensoren (4, 11, 12) senkrecht zu der ersten Seite des Trägers (2) gesehen übereinander angeordnet sind.
Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere optische Sensoren (4) in einer Rasteranordnung in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei benachbarte optische Sensoren (4) entlang einer Reihe und/oder entlang einer Spalte einen konstanten Abstand voneinander aufweisen.
Verfahren zum Betreiben eines Displays zur Darstellung einer optischen Information, wobei an einem Träger nebeneinander mehrere optoelektronische Bauelemente angeordnet sind, wobei die Bauelemente ausgebildet sind, um sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Trägers abzugeben, wobei am Träger wenigstens ein optischer Sensor vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers trifft, zu empfangen, wobei der Sensor abhängig von der empfangenen elektromagnetischen Strahlung ein Sensorsignal erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sensorsignal an eine Auswerteschaltung weiter geleitet wird, wobei die Auswerteschaltung aufgrund des Sensorsignals eine Annäherung eines Objektes an das Display, insbesondere eine Eingabe mit einer Hand oder mit einem Finger, erkennt, wobei insbesondere die Auswerteschaltung über eine Ausleseschaltung mit mehreren optischen Sensoren verbunden ist, wobei insbesondere die Auswerteschaltung eine Information über Positionen der Sensoren auf dem Display aufweist, wobei insbesondere die Auswerteschaltung ausgebildet ist, um einen Empfang von Sensorsignalen von einem oder mehreren Sensoren zeitlich zu unterscheiden, und wobei insbesondere die Auswerteschaltung aufgrund einer zeitlichen Folge von Sensorsignalen von verschiedenen Sensoren eine Eingabegeste erkennt.