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TECHNIKBEREICH
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Die Offenbarung bezieht sich auf lichtemittierende Module.
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HINTERGRUND
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Elektronische Geräte, wie z. B. Smartphones, Tablets und andere tragbare Computergeräte, können Technologien zur Aufzeichnung dreidimensionaler Bilder, zur Erfassung von Bewegungen und/oder Gesten enthalten. Digitale Aufzeichnungsmethoden verwenden verschiedene Arten von Miniaturbeleuchtungen, die mit Kameras interagieren, um dynamische Ereignisse in dreidimensionalen Bereichen aufzuzeichnen. Diese Beleuchtungen können unterschiedliche Formen haben und verschiedene Arten von Funktionen erfüllen. Einige beleuchten einen großen Bereich mit sehr kurzen Impulsen für Messungen vom Typ Light Detection and Ranging (LIDAR), die Flugzeitinformationen aufzeichnen. Andere Beleuchtungen sind gepulst oder mit kontinuierlicher Welle (CW) und projizieren strukturierte Lichtmuster auf eine Szene. Die Digitalkamera zeichnet ein Bild des strukturierten Lichtmusters auf, und Software-Algorithmen werden verwendet, um dreidimensionale Szeneninformationen aus Änderungen im gemusterten Bild zu bestimmen.
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Eine Technologie, die sich für Miniatur-Beleuchtungen eignet, sind Hochleistungs-Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Laser (VCSEL) und Array-Bauteile. Diese Geräte können mit sehr schnellen Anstiegszeiten gepulst werden, die für Time-of-Flight-Anwendungen geeignet sind. Sie sind klein, erzeugen aber Hochleistungslaserstrahlen mit effizienter elektro-optischer Konversion. Es können jedoch verschiedene optische Komponenten (z. B. ein optischer Diffusor) in den Strahlengang eingebracht werden, um die Strahleigenschaften für die jeweilige Anwendung zu modifizieren.
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Die optische Ausgangsleistung eines nackten VCSEL kann in einigen Fällen so hoch sein, dass sie das Auge oder die Haut einer Person schädigen kann, wenn die Qualität der optischen Komponente beeinträchtigt ist. Daher ist es wichtig sicherzustellen, dass die Hochleistungs-Laserbeleuchtungen beim Betrieb in den tragbaren Computergeräten den Laserschutzbestimmungen entsprechen. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinheit Teil einer Baugruppe sein, die unter normalen Betriebsbedingungen einen augensicheren Betrieb gewährleistet, indem sie verhindert, dass eine Person zu nahe an die Beleuchtungseinheit herankommt. In einigen Fällen können jedoch Schäden (z. B. Risse) an der optischen Struktur, die den Ausgangsstrahl für einen sicheren Betrieb modifizieren, oder das Vorhandensein von Feuchtigkeit oder chemischer Verunreinigung auf der optischen Struktur zu Sicherheitsrisiken führen. Ebenso könnte die Sicherheit beeinträchtigt werden, wenn die optische Struktur herunterfällt oder entfernt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt Beleuchtungsmodule, die die Erkennung von Anomalien erleichtern, die eine Gefahr für die Augensicherheit oder ein anderes Risiko darstellen könnten. In einer Beispielimplementierung umfasst ein Beleuchtungsmodul eine Lichtquelle, einen oder mehrere lichtdurchlässige Teile (z. B. optisch transparente oder lichtdurchlässige Komponenten, wie Linsen, Gitter, Lichtleiter, Substratschichten, Schutzschichten usw.). Weiterhin enthält das Beleuchtungsmodul eine oder mehrere elektrisch leitende Spuren, die auf einer Oberfläche der Lichtquelle und/oder einem oder mehreren der lichtdurchlässigen Teile angeordnet sind. Während des Betriebs kann das Beleuchtungsmodul Licht von der Lichtquelle durch die lichtdurchlässigen Teile und die elektrisch leitenden Spuren in die Umgebung emittieren. Weiterhin kann das Beleuchtungsmodul während des Betriebs der Lichtquelle einen elektrischen Strom durch die elektrisch leitende Spur induzieren und den durch die elektrisch leitende Spur fließenden elektrischen Strom überwachen. Wenn das Beleuchtungsmodul bestimmte Änderungen des elektrischen Stroms erkennt (z. B. eine Unterbrechung des elektrischen Stroms), kann es feststellen, dass das Beleuchtungsmodul modifiziert wurde (z. B. beschädigt oder beeinträchtigt). Als Reaktion darauf kann das Beleuchtungsmodul seine optische Ausgangsleistung abschalten oder anderweitig regulieren (z. B. reduzieren). Weiterhin können die elektrisch leitenden Bahnen so angeordnet sein, dass sie einen oder mehrere bestimmte Pfade definieren, die eine Verzerrung des emittierten Lichts verhindern oder anderweitig reduzieren.
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Implementierungen des Beleuchtungsmoduls können einen oder mehrere technische Vorteile bieten. Zum Beispiel kann das Beleuchtungsmodul Änderungen erkennen, die zu einem anormalen Betrieb führen könnten, und als Reaktion darauf seine optische Ausgangsleistung abschalten oder anderweitig regulieren, um die Verletzungsgefahr für Personen in der Umgebung zu verringern. Auf diese Weise kann das Beleuchtungsmodul unter einer Vielzahl von unterschiedlichen Bedingungen sicherer betrieben werden. Des Weiteren kann das Beleuchtungsmodul Licht mit weniger Verzerrungen und/oder einem geringeren Grad an Verzerrung emittieren. Dadurch kann das Beleuchtungsmodul das Licht präziser ausstrahlen.
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In einem Aspekt umfasst ein System ein optisches Element, das eine erste Oberfläche definiert, und eine Substratschicht, die eine zweite Oberfläche und eine dritte Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche definiert. Die zweite Oberfläche der Substratschicht liegt neben der ersten Oberfläche des optischen Elements. Das System enthält außerdem eine Leiterbahn, die auf der dritten Oberfläche der Substratschicht angeordnet ist. Das optische Element ist so betreibbar, dass es Licht in einer ersten Richtung durch die Substratschicht und die Leiterbahn emittiert. Die Leiterbahn definiert mindestens einen aperiodischen Pfad oder einen unregelmäßigen Pfad.
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Implementierungen dieses Aspekts können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn zwei oder mehr erste leitende Segmente enthalten. Jedes der ersten leitenden Segmente kann parallel zu jedem der anderen ersten leitenden Segmente sein. Die ersten leitenden Segmente können eine gemeinsame Länge haben. Mindestens eines der ersten leitenden Segmente kann eine Breite aufweisen, die sich von der Breite mindestens eines der anderen ersten leitenden Segmente unterscheidet.
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In einigen Implementierungen kann die dritte Oberfläche der Substratschicht einen zentralen Bereich und einen peripheren Bereich, der den zentralen Bereich umgibt, umfassen. Die ersten leitenden Segmente können zumindest teilweise auf dem zentralen Bereich der dritten Oberfläche der Substratschicht angeordnet sein.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn zwei oder mehr erste leitende Segmente enthalten. Mindestens zwei der ersten Leiterbahnsegmente können einen schrägen Winkel definieren.
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In einigen Implementierungen kann mindestens eines der ersten leitenden Segmente eine Länge haben, die sich von der Länge mindestens eines der anderen ersten leitenden Segmente unterscheidet.
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In einigen Implementierungen kann die dritte Oberfläche der Substratschicht einen zentralen Bereich und einen peripheren Bereich, der den zentralen Bereich umgibt, umfassen. Die ersten leitenden Segmente können zumindest teilweise auf dem zentralen Bereich der dritten Oberfläche der Substratschicht angeordnet sein.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn eine unregelmäßige Spiralbahn definieren.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn ein oder mehrere erste leitende Segmente enthalten, die einen gekrümmten Pfad entlang der dritten Oberfläche der Substratschicht definieren.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn ein oder mehrere erste leitende Segmente enthalten, die einen gezackten Pfad entlang der dritten Oberfläche der Substratschicht definieren. Der gezackte Pfad kann mindestens einen spitzen Winkel definieren.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn ein oder mehrere erste leitende Segmente enthalten, die eine oder mehrere Hilbert-Kurven entlang der dritten Oberfläche der Substratschicht definieren.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn ein oder mehrere erste leitende Segmente enthalten, die eine oder mehrere Moorkurven entlang der dritten Oberfläche der Substratschicht definieren.
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In einigen Implementierungen kann das System eine Glasschicht enthalten, die eine oder mehrere Rillen definiert, und eine Epoxidschicht, die mindestens einen Teil der Glasschicht bedeckt und in der einen oder mehreren Rillen angeordnet ist.
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In einigen Implementierungen kann die Epoxidschicht einen Brechungsindex aufweisen, der im Wesentlichen dem Brechungsindex der Glasschicht entspricht.
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In einigen Implementierungen kann das optische Element einen VCSEL-Emitter (vertical-cavity surface-emitting laser) enthalten.
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In einigen Implementierungen kann das System außerdem einen Stromdetektor umfassen, der elektrisch mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Leiterbahn verbunden ist. Der Stromdetektor kann so betrieben werden, dass er einen Strom durch die Leiterbahn induziert, eine Unterbrechung des Stroms durch die Leiterbahn erkennt und als Reaktion auf die Erkennung der Stromunterbrechung ein Fehlersignal überträgt, das die Stromunterbrechung anzeigt.
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In einigen Implementierungen kann die Leiterbahn Indium-Zinn-Oxid (ITO) enthalten.
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Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargestellt. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen.
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Figurenliste
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- ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines beispielhaften Beleuchtungsmoduls.
- ist eine Draufsicht auf ein Beleuchtungsmodul und einen Pfad einer Leiterbahn.
- zeigen beispielhafte Lichtausgänge eines Beleuchtungsmoduls.
- ist ein Bild eines Querschnitts durch eine Substratschicht, eine Leiterbahn und eine Schutzschicht.
- und zeigen beispielhafte Leiterbahnen.
- und zeigen beispielhafte Leiterbahnen.
- und zeigen beispielhafte Leiterbahnen.
- ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines weiteren Beispiel-Beleuchtungsmoduls.
- ist ein Bild eines Querschnitts durch eine Substratschicht, eine Leiterbahn, eine Schutzschicht und eine Epoxidschicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines beispielhaften Beleuchtungsmoduls 100, das zur Erzeugung und Emission von Licht eingesetzt werden kann.
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Das Beleuchtungsmodul 100 umfasst eine Lichtquelle 102, die Licht 104 (z. B. in z-Richtung) erzeugen kann. In einigen Fällen kann die Lichtquelle 102 einen oder mehrere Laser umfassen, wie z. B. VCSELs oder Intra-Rot (IR)-Laser. In einigen Fällen kann die Lichtquelle 102 eine oder mehrere andere Vorrichtungen enthalten, die Licht erzeugen, wie z. B. Leuchtdioden (LEDs), Infrarot-(IR)-LEDs und organische LEDs (OLEDs).
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Das Beleuchtungsmodul 100 umfasst auch ein oder mehrere lichtdurchlässige optische Elemente 106, die über der Lichtquelle 102 (z. B. in Bezug auf die z-Richtung) so angeordnet sind, dass sie den Pfad des von der Lichtquelle 102 erzeugten Lichts 104 kreuzen. Die optischen Elemente 106 können beispielsweise einen oder mehrere optische Diffusoren, Linsen, Mikrolinsen-Arrays, refraktive oder diffraktive optische Elemente, Diffusoren, Spektralfilter, Polarisationsfilter, Lichtleiter und/oder andere optische Strukturen umfassen, die dazu dienen, die optischen Eigenschaften des Lichts 104 zu verändern. In einigen Fällen können ein oder mehrere optische Elemente 106 eine planare oder im Wesentlichen planare Oberfläche 108 gegenüber der Lichtquelle 102 definieren (z. B. eine Oberfläche entlang einer x-y-Ebene).
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Das Beleuchtungsmodul 100 umfasst auch eine lichtdurchlässige Substratschicht 110, die über dem einen oder den mehreren optischen Elementen 106 (z. B. in Bezug auf die z-Richtung) angeordnet ist. In einigen Fällen kann die Substratschicht 110 eine erste ebene oder im Wesentlichen ebene Oberfläche 112 (z. B. eine Oberfläche entlang einer x-y-Ebene) angrenzend an die Oberfläche 108 des einen oder der mehreren optischen Elemente 106 und eine zweite ebene oder im Wesentlichen ebene Oberfläche 114 (z. B. eine weitere Oberfläche entlang einer x-y-Ebene) gegenüber der ersten Oberfläche 112 definieren. In einigen Fällen kann die Substratschicht 110 zumindest teilweise aus SiO2 oder „Display“-Glas bestehen, wie Schott D263T-ECO oder Borofloat 33, Dow-Corning Eagle 2000.
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Das Beleuchtungsmodul 110 hat eine lichtdurchlässige Leiterbahn 116, die auf der Oberfläche 114 der Substratschicht 110 angeordnet ist. Die Leiterbahn 116 definiert einen Weg entlang des Substrats 110. zeigt eine Draufsicht auf das Beleuchtungsmodul 100 und den Verlauf der Leiterbahn 116. Wie in gezeigt, umfasst die Leiterbahn 116 zwei Bondpads 118a und 118b und mehrere leitende Segmente 120, die einen Pfad zwischen den Bondpads 118a und 118b definieren. In einigen Fällen kann sich die Leiterbahn 116 zumindest teilweise entlang eines zentralen Bereichs der Substratschicht 110 (z. B. eines Abschnitts der Substratschicht 110, durch den das Licht 104 übertragen wird) und/oder eines peripheren Bereichs, der den zentralen Bereich umgibt, erstrecken. In einigen Fällen kann die Leiterbahn 116 zumindest teilweise aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen.
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Die Bondpads 118a und 118b sind elektrisch (z. B. über Drähte oder elektrisch leitende Spuren 120a und 120b) mit einem Stromdetektor 122 verbunden. Während des Betriebs des Beleuchtungsmoduls 100 (z. B. während die Lichtquelle 102 Licht 104 erzeugt und emittiert), induziert der Stromdetektor 122 einen Strom durch die Leiterbahn 116 und misst den durch die Leiterbahn 116 fließenden Strom. Wenn der Stromdetektor 122 bestimmte Änderungen des elektrischen Stroms erkennt (z. B. eine Unterbrechung des elektrischen Stroms), stellt er fest, dass die Leiterbahn 116 modifiziert wurde (z. B. beschädigt oder beeinträchtigt). Dies kann z. B. darauf hinweisen, dass eine oder mehrere Komponenten des Beleuchtungsmoduls 100 beschädigt oder beeinträchtigt sind und dass ein erhöhtes Sicherheitsrisiko beim weiteren Betrieb des Beleuchtungsmoduls 100 bestehen kann. Als Reaktion darauf kann der Stromdetektor die Lichtquelle 102 anweisen, ihre optische Ausgangsleistung abzuschalten oder anderweitig zu regulieren (z. B. zu reduzieren).
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Das Beleuchtungsmodul 100 enthält auch eine lichtdurchlässige Schutzschicht 124, die über mindestens einem Teil der Leiterbahn 116 und der Substratschicht 110 angeordnet ist. In einigen Fällen kann die Schutzschicht 124 zumindest teilweise aus Glas (z. B. SiO2) bestehen.
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Das von der Lichtquelle 102 emittierte Licht 104 durchläuft das eine oder mehrere optische Elemente 106, die Substratschicht 110, die Leiterbahn 116 und die Schutzschicht 124. Dementsprechend kann jede dieser Komponenten potenziell den Weg und/oder andere optische Eigenschaften des Lichts 104 beeinflussen.
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In einigen Fällen kann eine Leiterbahn 116 mit der in gezeigten Anordnung die Emission von Licht 104 stören und zu parasitären Effekten führen. Als Beispiel zeigt eine beispielhafte Ausgabe von Licht durch ein Beleuchtungsmodul 100 mit einer einzelnen Laserlichtquelle. Aufgrund der Interferenz durch die Leiterbahn enthält die Ausgabe einen primären Lichtpunkt (z. B. einen „Signal“-Punkt, der vom Beleuchtungsmodul emittiert werden soll) sowie eine Reihe weniger intensiver parasitärer Lichtpunkte um den Signallichtpunkt herum.
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Als weiteres Beispiel zeigt ein Beispiel für die Lichtausgabe eines Beleuchtungsmoduls 100 mit einer einzelnen Laserlichtquelle und einem diffraktiven optischen Element (DOE). Aufgrund der Interferenz durch die Leiterbahn enthält die Ausgabe mehrere Signallichtpunkte sowie eine Anzahl von weniger intensivem parasitärem Licht um die Signallichtpunkte herum.
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Als weiteres Beispiel zeigt ein Beispiel für die Lichtausgabe eines Beleuchtungsmoduls 100 mit mehreren Laserlichtquellen und DOEs. Aufgrund der Interferenz durch die Leiterbahn enthält die Ausgabe mehrere Signallichtpunkte sowie eine Anzahl von weniger intensiven parasitären Lichtpunkten um die Signallichtpunkte herum.
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In einigen Fällen können diese parasitären Lichtpunkte den Hintergrundpegel des Rauschens des vom Beleuchtungsmodul emittierten Lichtmusters erhöhen, was zu einem geringeren Abbildungskontrast führt. In einigen Fällen können diese parasitären Lichtpunkte die Leistung der Signalpunkte verändern und die Leistung des Beleuchtungsmoduls verschlechtern.
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Generell kann Licht unterschiedliche optische Wege aufweisen, je nachdem, ob es eine Leiterbahn durchläuft (z. B. aufgrund von Unterschieden im Brechungsindex n von Luft, z.B., n = 1und dem Brechungsindex der Leiterbahn, z. B, n = 1.4 bei ITO). In der Praxis wird die Leiterbahn oft unter einer schützenden Glasschicht geschützt (z. B. wie in beschrieben). Dementsprechend wird der Unterschied im Brechungsindex an der Grenze der Substrat/ITO-Ebene von 0,4 auf 0,05 reduziert, was Artefakte verringert.
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Die schützende Glasschicht wird jedoch oft mit einer konstanten Dicke abgeschieden. Aufgrund des Vorhandenseins der Leiterbahn kann die Glasschicht in einigen Bereichen höher sein (z. B. in Bereichen mit einer darunter liegenden Leiterbahn) und in anderen Bereichen niedriger (z. B. in Bereichen ohne darunter liegende Leiterbahn). Als Beispiel zeigt ein Bild eines Querschnitts einer Substratschicht, einer Leiterbahn (z. B. ITO) und einer Schutzschicht (z. B. SiO2). Obwohl die Schutzschicht eine konstante Dicke hat, ist der rechte Bereich höher als der linke Bereich, da der rechte Bereich eine darunter liegende Leiterbahn hat, der linke Bereich jedoch nicht. Diese ungleiche Höhe wirkt wie ein optisches Gitter und führt zu parasitären Effekten im emittierten Licht (z. B. parasitäre Lichtpunkte, wie in gezeigt).
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Es können verschiedene Techniken verwendet werden, um diese parasitären Effekte zu eliminieren oder anderweitig zu reduzieren. In einigen Fällen kann anstelle einer Leiterbahn, die einen periodischen und regelmäßigen Pfad definiert (z. B. wie in gezeigt), eine Leiterbahn verwendet werden, die einen aperiodischen und/oder einen unregelmäßigen Pfad definiert. Dies kann z. B. von Vorteil sein, da die resultierenden diffraktiven Effekte der Schutzschicht über eine größere Fläche verteilt werden (z. B. aufgrund der Aperiodizität und/oder Unregelmäßigkeit der diffraktiven Struktur), anstatt in diskreten Punkten konzentriert zu sein. Entsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv.
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Als Beispiel zeigt eine Leiterbahn 400, die einen aperiodischen Pfad definiert. Die Leiterbahn 400 umfasst Bondpads 402a und 402b (z. B. zur Erleichterung der elektrischen Verbindung mit dem Stromdetektor 122) und mehrere leitende Segmente 404, die einen Pfad zwischen den Bondpads 402a und 402b definieren. Mehrere der Segmente 404 sind parallel zueinander. Zum Beispiel erstrecken sich die Segmente 404a-404h in der x-Richtung und sind parallel zueinander. Ferner haben mehrere der Segmente 404 eine gemeinsame Länge. Beispielsweise haben die Segmente 404a und 404b eine gemeinsame Länge in x-Richtung, und die Segmente 404c-404h haben eine gemeinsame Länge in x-Richtung. Mindestens einige der Segmente 404 können jedoch eine andere Breite (z. B. in y-Richtung) haben als andere Segmente 404. Diese Aperiodizität in der Breite führt zu einer aperiodischen diffraktiven Struktur in der Schutzschicht. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in dargestellten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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Als weiteres Beispiel zeigt eine Leiterbahn 410, die einen unregelmäßigen Pfad definiert. In einigen Fällen kann ein unregelmäßiger Pfad mehrere unterschiedliche Ortsfrequenzen entlang mehrerer unterschiedlicher Richtungen aufweisen. In einigen Fällen weist eine unregelmäßige Bahn ein räumliches Frequenzspektrum auf, das in Bezug auf mehrere verschiedene Richtungen verteilt ist, anstatt entlang einer geringeren Anzahl von Richtungen konzentriert zu sein. Die Leiterbahn 410 umfasst Bondpads 412a und 412b (z. B. zur Erleichterung der elektrischen Verbindung mit dem Stromdetektor 122) und mehrere leitende Segmente 414, die einen Pfad zwischen den Bondpads 412a und 412b definieren. Mehrere der Segmente 414 erstrecken sich in einer gemeinsamen Richtung, sind aber nicht parallel zueinander. Vielmehr definieren sie jeweils einen anderen unregelmäßigen Pfad. Zum Beispiel erstrecken sich die Segmente 414a-414h im Allgemeinen in x-Richtung. Jedes der Segmente 414a-414h erstreckt sich jedoch entlang einer anderen unregelmäßigen Bahn (z. B. nicht gerade über das gesamte Segment). In einigen Fällen können eines oder alle der Segmente 414 schiefe Winkel (z. B. genaue Winkel oder stumpfe Winkel) relativ zu einem oder mehreren Segmenten 404 einschließen, anstatt rechte Winkel. Diese Unregelmäßigkeit führt zu einer unregelmäßigen diffraktiven Struktur in der Schutzschicht. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in dargestellten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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Obwohl die und Leiterbahnen zeigen, die entweder einen aperiodischen Pfad (z. B. unter Verwendung von Segmenten mit aperiodischen Breiten) oder einen unregelmäßigen Pfad (z. B. unter Verwendung von Segmenten mit unregelmäßigen Winkeln und Richtungen) definieren, können die Leiterbahnen in einigen Fällen Pfade definieren, die sowohl aperiodisch als auch unregelmäßig sind. Beispielsweise können in eines oder mehrere der Segmente 404 in unregelmäßigen Richtungen und/oder Winkeln verlaufen. Als weiteres Beispiel können in eines oder mehrere der Segmente 414 in Länge und/oder Breite variieren.
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In einigen Fällen kann eine Leiterbahn eine aperiodische und/oder eine unregelmäßige Spirale definieren. Als Beispiel zeigt eine Leiterbahn 500, die einen spiralförmigen Pfad definiert (z. B. zwischen zwei Bondpads). Zur besseren Veranschaulichung sind die Bondpads in weggelassen worden. Die Leiterbahn 500 umfasst mehrere gekrümmte Segmente 502, die Bögen mit sukzessive kleineren Radien definieren. Des Weiteren umfasst die Leiterbahn 500 mehrere Verbindungssegmente 504, die benachbarte gekrümmte Segmente miteinander verbinden. Da die Leiterbahn 500 einen Pfad mit verschiedenen Winkeln definiert (z. B. anstelle von rechten Winkeln, wie in gezeigt), verteilt die resultierende diffraktive Struktur in der Schutzschicht parasitäre Effekte über eine größere Fläche, anstatt sie an diskreten Stellen zu konzentrieren. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in BILD 1B gezeigten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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Als weiteres Beispiel zeigt eine Leiterbahn 510, die einen weiteren Spiralpfad definiert (z. B. zwischen zwei Bondpads). Zur besseren Veranschaulichung sind die Bondpads in weggelassen worden. Die Leiterbahn 510 enthält mehrere gezackte Segmente 512 (z. B. Segmente, die einen oder mehrere spitze Winkel definieren), die gezackte Bögen mit sukzessive kleineren Radien definieren. Ferner enthält die Leiterbahn 510 mehrere Verbindungssegmente 514, die benachbarte gezackte Segmente verbinden. Da die Leiterbahnen 510 einen Pfad mit einer Reihe verschiedener Winkel definieren (z. B. anstelle von rechten Winkeln, wie in gezeigt), verteilt die resultierende diffraktive Struktur in der Schutzschicht parasitäre Effekte über eine größere Fläche, anstatt sie an diskreten Stellen zu konzentrieren. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in BILD 1B gezeigten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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In einigen Fällen kann eine Leiterbahn einen gekrümmten Pfad definieren. zeigt als Beispiel eine Leiterbahn 600, die einen gekrümmten Weg definiert (z. B. zwischen zwei Bondpads). Zur besseren Veranschaulichung wurden die Bondpads in weggelassen. Der Pfad der Leiterbahn 600 umfasst (oder approximiert) mehrere Iterationen von Hilbert-Kurven. Da die Leiterbahn 600 einen Pfad mit einer Reihe verschiedener Winkel definiert (z. B. anstelle von rechten Winkeln, wie in gezeigt), verteilt die resultierende diffraktive Struktur in der Schutzschicht parasitäre Effekte über eine größere Fläche, anstatt sie an diskreten Stellen zu konzentrieren. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in BILD 1B gezeigten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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Als weiteres Beispiel zeigt eine Leiterbahn 610, die einen weiteren gekrümmten Pfad definiert (z. B. zwischen zwei Bondpads). Zur besseren Veranschaulichung wurden die Bondpads in weggelassen. Der Pfad der Leiterbahn 610 umfasst (oder approximiert) mehrere Iterationen von Moore-Kurven. Da die Leiterbahn 610 einen Pfad mit einer Reihe verschiedener Winkel definiert (z. B. anstelle von rechten Winkeln, wie in gezeigt), verteilt die resultierende diffraktive Struktur in der Schutzschicht parasitäre Effekte über einen größeren Bereich, anstatt sie an diskreten Stellen zu konzentrieren. Dementsprechend sind die parasitären Effekte weniger intensiv (z. B. im Vergleich zu denen, die mit der in BILD 1B gezeigten periodischen und regelmäßigen Leiterbahn verbunden sind).
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In einigen Fällen können parasitäre Effekte eliminiert oder anderweitig reduziert werden, indem eine Epoxidschicht über der Schutzschicht aufgebracht wird. ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines beispielhaften Beleuchtungsmoduls 700, das zur Erzeugung und Emission von Licht eingesetzt werden kann.
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Das Beleuchtungsmodul 700 kann in ähnlicher Weise arbeiten wie das in beschriebene Beleuchtungsmodul 100. Beispielsweise kann das Beleuchtungsmodul 700 eine Lichtquelle 102, die Licht 104 erzeugen kann, ein oder mehrere lichtdurchlässige optische Elemente 106, die über der Lichtquelle 102 angeordnet sind, um den Pfad des von der Lichtquelle 102 erzeugten Lichts 104 zu kreuzen, und eine lichtdurchlässige Substratschicht 110, die über dem einen oder den mehreren optischen Elementen 106 angeordnet ist, umfassen. Ferner kann das Beleuchtungsmodul 700 eine lichtdurchlässige Leiterbahn 116, die auf der Oberfläche der Substratschicht 110 angeordnet ist, und einen Gleichzeitigkeitsdetektor 122 umfassen, der so betreibbar ist, dass er einen Strom durch die Leiterbahn 116 induziert, den durch die Leiterbahn 116 fließenden Strom misst und die Lichtquelle 102 anweist, ihre optische Ausgangsleistung auf der Grundlage des gemessenen Stroms abzuschalten oder anderweitig zu regulieren. Weiterhin kann das Beleuchtungsmodul 700 eine lichtdurchlässige Schutzschicht 124 enthalten, die über mindestens einem Teil der Leiterbahn 116 und der Substratschicht 110 angeordnet ist.
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In diesem Beispiel enthält das Beleuchtungsmodul 700 außerdem eine Epoxidschicht 702, die über mindestens einem Teil der Schutzschicht 124 angeordnet ist. In einigen Fällen kann die Epoxidschicht 702 auf die Schutzschicht 124 aufgetragen und/oder durch Schleudern aufgetragen werden. Die Epoxidschicht 702 variiert in ihrer Dicke (z. B. in Bezug auf die z-Richtung), so dass sie eine ebene oder im Wesentlichen ebene Außenfläche 704 definiert. Aufgrund des Vorhandenseins der Leiterbahn 116 kann die Schutzschicht 124 z. B. eine oder mehrere Rillen 706 definieren. Die Epoxidschicht 702 füllt die Rillen 706 auf und definiert eine neue Außenfläche 704.
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Die Epoxidschicht 702 kann einen Brechungsindex aufweisen, der gleich oder im Wesentlichen ähnlich dem Brechungsindex der Schutzschicht 124 ist. Dies ist z. B. vorteilhaft, um die Beugungseffekte der Schutzschicht 124 und der Rillen 706 zu eliminieren oder anderweitig zu reduzieren. In einigen Fällen kann die Epoxidschicht 702 einen Brechungsindex aufweisen, der innerhalb n = 0.05 des Brechungsindexes der Schutzschicht 124 liegt (z. B. kann die Epoxidschicht 702 einen Brechungsindex zwischen 1,4 und 1,5 haben, und die Schutzschicht 124 kann einen Brechungsindex von 1,45 haben).
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Als Beispiel zeigt ein Bild eines Querschnitts einer Substratschicht, einer Leiterbahn (z. B. ITO), einer Schutzschicht (z. B. SiO2) und einer Epoxidschicht. Obwohl die Schutzschicht eine konstante Dicke hat, ist der rechte Bereich höher als der linke Bereich, da der rechte Bereich eine darunter liegende Leiterbahn hat, während der linke Bereich keine Leiterbahn hat). Typischerweise wirkt diese ungleiche Höhe wie ein optisches Gitter und führt zu parasitären Effekten im emittierten Licht (z. B. parasitäre Lichtpunkte, wie in gezeigt).
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Die Epoxidschicht wird jedoch so aufgetragen, dass sie eine ebene oder allgemein ebene Außenfläche definiert (z. B. anstelle einer Oberfläche, die eine oder mehrere Rillen definiert, die als optisches Gitter wirken). Ferner ist der Brechungsindex der Epoxidschicht gleich oder im Wesentlichen ähnlich dem Brechungsindex der Schutzschicht (z. B. etwa n = 1.45). Dementsprechend wird der optische Weg des Lichts nicht wesentlich verändert, wenn es zwischen der Schutzschicht und dem Epoxidharz hindurchgeht. Da das Epoxidharz die Auswirkungen der ungleichmäßigen Höhe der Schutzschicht auf das übertragene Licht effektiv eliminiert, werden parasitäre Effekte (z. B. parasitäre Punkte) beseitigt oder anderweitig reduziert.
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In einigen Fällen kann ein Beleuchtungsmodul sowohl eine Epoxidschicht (z. B. wie in den und beschrieben) als auch eine Leiterbahn enthalten, die einen aperiodischen und/oder unregelmäßigen Pfad definiert (z. B. wie in den , , , , und beschrieben).
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Es wurde eine Reihe von Ausführungsformen beschrieben. Dennoch können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind andere Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche.
