WO2020058310A1

WO2020058310A1 - Leuchtvorrichtung zur optischen wiedergabe einer codierten information und verfahren zum betreiben der leuchtvorrichtung

Info

Publication number: WO2020058310A1
Application number: PCT/EP2019/074957
Authority: WO
Inventors: Hubert Halbritter; Peter Brick
Original assignee: Osram Oled GmbH
Current assignee: Osram Oled GmbH
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2021-03-20
Also published as: DE102018123171A1; US11475261B2; US20220129719A1

Abstract

Eine Leuchtvorrichtung (10) zur optischen Wiedergabe einer codierten Information umfasst eine Mehrzahl von optischen Bauelementen (11), wobei jedes der Bauelemente (11) dazu ausgebildet ist, Licht zu emittieren, und die Kombination des von den optischen Bauelementen (11) emittierten Lichts eine codierte Information ergibt.

Description

LEUCHTVORRICHTUNG ZUR OPTISCHEN WIEDERGABE EINER CODIERTEN IN

FORMATION UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DER LEUCHTVORRICHTUNG

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut schen Patentanmeldung Nr. 10 2018 123 171.7, die am 20. Septem ber 2018 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2018 123 171.7 wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegen den Anmeldung aufgenommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung zur optischen Wiedergabe einer codierten Information und ein Ver fahren zum Betreiben der Leuchtvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur optischen Wiedergabe einer codier ten Information.

Die eindeutige Identifizierung von Produkten oder Prozessen ist wünschenswert, um insbesondere Produktfälschungen oder Manipu lationen erkennen zu können. Dazu werden beispielsweise RFID (englisch: radio-frequency Identification) -Transponder und Bar codes eingesetzt. Sowohl RFID-Transponder als auch Barcodes lassen sich jedoch leicht manipulieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zu grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich eine codierte Information anzeigen lässt und die eine erhöhte Sicherheit ge genüber Manipulationen aufweist. Ferner soll ein System mit einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung angegeben werden.

Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Leuchtvor richtung zur optischen Wiedergabe einer codierten Information mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein System zur optischen Wiedergabe einer codierten Information mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Außerdem wird eine Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung zur optischen Wiedergabe einer codierten Information mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine Leuchtvorrichtung zur optischen Wiedergabe einer codierten Information umfasst eine Mehrzahl von optischen Bauelementen. Jedes der optischen Bauelemente ist dazu ausgebildet, Licht zu emittieren. Die Kombination des von den optischen Bauelementen emittierten Lichts ergibt eine codierte bzw. verschlüsselte In formation .

Die optischen Bauelemente bzw. das von den optischen Bauelemen ten emittierte Licht können bzw. kann bestimmte Eigenschaften haben, die sich zu einer eindeutigen codierten Information kom binieren lassen.

Die Leuchtvorrichtung lässt sich beispielsweise an einem Pro dukt, z. B. an Medikamenten, Airbags, Ausweisen, Geldscheinen oder Elektronikprodukten, oder auch an einem Menschen oder Tier, z. B. einem Patienten, anbringen. Die codierte Information kann eine oder mehrere eindeutige Information (en) über das Produkt bzw. den Mensch oder das Tier enthalten. Durch die Decodierung der codierten Information mittels eines geeigneten Algorithmus können diese Informationen erhalten werden.

Die codierte Information kann beispielsweise ein Authentifizie- rungscode und/oder ein Identifizierungscode sein oder einen derartigen Code aufweisen. Mit Hilfe der Leuchtvorrichtung lässt sich demnach berührungslos und gegebenenfalls automatisch ein Authentifizierungs- und/oder Identifizierungsvorgang durchfüh- ren Die codierte Information kann eine Blockchain-Information oder einen Blockchain-Identifizierungscode enthalten. Blockchain-In- formationen bzw. Blockchain-Identifizierungscodes lassen sich durch Scannen identifizieren oder transferieren.

Die Leuchtvorrichtung kann auch als optischer Tag bezeichnet werden. Der Begriff „Tag" ist dem englischen Begriff „tag" ent lehnt und bezeichnet ein Etikett, einen Anhänger, ein Schild oder einen ähnlichen Gegenstand, welcher dazu verwendet werden kann, um beispielsweise ein Produkt mit zusätzlichen Informa tionen zu versehen.

Die Leuchtvorrichtung kann ein geeignetes Befestigungselement, z. B. ein Klebeband, aufweisen, mit dem die Leuchtvorrichtung an einem Produkt, einem anderen Gegenstand oder einem Körper befestigt werden kann. Die Leuchtvorrichtung kann zur Identi fizierung und/oder Authentifizierung von Produkten, Prozessen, Personen oder Tieren eingesetzt werden.

Die optischen Bauelemente können Licht im sichtbaren Bereich, Ultraviolett (UV) -Licht und/oder Infrarot (IR) -Licht emittie ren .

Die Leuchtvorrichtung kann eine geeignete Zahl von optischen Bauelementen enthalten. Beispielsweis kann die Leuchtvorrich tung mindestens 5, 10, 15, 20, 25 oder 30 optische Bauelemente enthalten. Bereits mit wenigen optischen Bauelementen kann kom binatorisch eine große Menge unterschiedlicher Codes erzeugt werden, mit denen sich Informationen eindeutig verschlüsseln lassen .

Die optischen Bauelemente können in einem sogenannten Array, d. h. einer regelmäßigen Anordnung aus Zeilen und Spalten, ange ordnet sein. Jedoch sind auch nicht regelmäßige Anordnungen der optischen Bauelemente denkbar. Die Leuchtvorrichtung kann Dimensionen im pm-Bereich aufweisen. Insbesondere kann jede Dimension der Leuchtvorrichtung kleiner als 1 mm sein.

Die Leuchtvorrichtung weist eine erhöhte Sicherheit gegenüber Manipulationen auf. Die optischen Bauelemente können nur mit hohem technischen Aufwand gefälscht bzw. manipuliert werden. Zudem sind nur wenige Hersteller in der Lage, derartige Bauele mente zu fertigen.

Da das Konzept der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Leuchtvorrichtung auf einer optischen Informationsübertragung beruht, lässt sich die Leuchtvorrichtung in Bereichen einset- zen, in denen RFID-Sende- bzw. Lesegeräte nicht erlaubt sind, beispielsweise in strahlungsgeschützten Räumen.

Ein Datendiebstahl kann bei der Leuchtvorrichtung durch eine einfache optische Blockierung des Lichtwegs verhindert werden.

Sofern die optischen Bauelemente bzw. das von den optischen Bauelementen emittierte Licht hardwareseitig codiert ist/sind, kann die Codierung nicht mittels eines Software-Programms re vidiert oder manipuliert werden.

Da die vorliegende Technologie keine Antennen zur Übertragung von Funksignalen benötigt, kann eine sehr geringe Bauteilgröße erzielt werden.

Die optischen Bauelemente können jeweils mindestens eine opti sche Konverterschicht oder mindestens einen Quantenpunkt auf weisen .

Die Konverterschichten, auch Konversionsschichten genannt, sind dazu ausgebildet, Licht, das eine externe Lichtquelle erzeugt, in Licht mit anderer Wellenlänge umzuwandeln bzw. zu konvertie ren. Die Konverterschichten können Konverterpartikel enthalten, beispielsweise Phosphorpartikel. Ein Quantenpunkt (englisch: quantum dot, QD) ist eine nanosko- pische Materialstruktur, meist aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise aus InGaAs, CdSe oder GalnP/InP. Ladungsträger in einem Quantenpunkt sind in ihrer Beweglichkeit in alle Raum richtungen so weit eingeschränkt, dass ihre Energie nicht mehr kontinuierliche, sondern nur noch diskrete Werte annehmen kann. Quantenpunkte verhalten sich also ähnlich wie Atome, jedoch kann ihre Form, Größe oder die Anzahl von Elektronen in ihnen beein flusst werden. Dadurch lassen sich elektronische und optische Eigenschaften von Quantenpunkten maßschneidern .

Die Konverterschichten und Quantenpunkte können mit Licht einer bestimmten Wellenlänge oder aus einem bestimmten Wellenlängen bereich, z. B. blauem Licht oder UV-Licht, angeregt bzw. optisch gepumpt werden. Dieses Licht kann durch eine externe Lichtquelle erzeugt werden. Die Anregung der Konverterschichten bzw. Quan tenpunkte bewirkt, dass diese Licht emittieren, dessen Farbe bzw. Wellenlänge durch die Beschaffenheit der jeweiligen Kon verterschicht bzw. des jeweiligen Quantenpunkts vorgegeben ist. Folglich können die Konverterschichten bzw. Quantenpunkte Licht mit unterschiedlichen Farben bzw. Wellenlängen emittieren, wodurch eine Information codiert werden kann.

Anstelle von Konverterschichten oder Quantenpunkten können die optischen Bauelemente jeweils ein optoelektronisches Bauelement aufweisen, welches das gewünschte Licht emittiert.

Die optoelektronischen Bauelemente können optoelektronische Halbleiterbauelemente, insbesondere Halbleiterchips, sein. Bei spielsweise können die optoelektronischen Bauelemente als Licht emittierende Dioden (englisch: light emitting diodes, LEDs), als organische Licht emittierende Dioden (englisch: organic light emitting diodes, OLEDs), als Licht emittierende Transis toren oder als organische Licht emittierende Transistoren aus gebildet sein. Ferner können die optoelektronischen Bauelemente pLEDs, d. h. Mikro-LEDs, sein. pLED verfügen über ein nur sehr dünnes Substrat oder gar kein Substrat, was es ermöglicht, sie mit kleineren lateralen Ausdehnungen je pLED herzustellen. Die optoelektronischen Bauelemente können außerdem Teile von inte grierten Schaltungen sein.

Neben den optoelektronischen Bauelementen können weitere Halb leiterbauelemente und/oder andere Komponenten in die Leuchtvor richtung integriert sein.

Die Leuchtvorrichtung kann eine Steuereinheit enthalten, die dazu ausgebildet ist, die optoelektronischen Bauelemente anzu steuern. Beispielsweise kann durch die Steuervorrichtung die Reihenfolge gesteuert werden, in welcher die optoelektronischen Bauelemente nacheinander Licht emittieren. Ferner kann die Steu ervorrichtung die optoelektronischen Bauelemente derart ansteu ern, dass die optoelektronischen Bauelemente modulierte Licht signale erzeugen. Die Leuchtsequenz bzw. die modulierten Licht signale können zur Verschlüsselung einer gewünschten Informa tion eingesetzt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit die optoelektronischen Bauelemente mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Die Steuereinheit kann als integrierte Schaltung ausgeführt sein, beispielsweise als an wendungsspezifische integrierte Schaltung (englisch: applica- tion-specific integrated Circuit, ASIC) .

Die Leuchtvorrichtung kann mindestens eine Photodiode aufwei sen, die dazu ausgebildet ist, Licht in einen elektrischen Strom umzuwandeln. Der von der mindestens einen Photodiode erzeugte Strom kann zur Stromversorgung der optoelektronischen Bauele mente eingesetzt werden.

Die mindestens eine Photodiode kann durch eine externe Licht quelle, die beispielswiese IR-Licht erzeugt, angeregt werden. Die Leuchtvorrichtung kann einen Träger enthalten, auf dem die optoelektronischen Bauelemente und insbesondere die mindestens eine Photodiode angeordnet sind. Die mindestens eine Photodiode kann auch in den Träger integriert sein. Weiterhin können die Steuereinheit und eventuell weitere Komponenten auf dem Träger angeordnet sein. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass auf einer Seite des Trägers die mehreren optoelektronischen Bauele mente angeordnet sind und die restliche Oberfläche dieser Seite des Trägers oder zumindest ein Teil dieser Oberfläche von der mindestens einen Photodiode bedeckt ist bzw. als die mindestens eine Photodiode ausgeführt ist. Der Träger kann beispielsweise aus Silizium, Plastik, Glas oder Folie hergestellt sein.

Die optoelektronischen Bauelemente können weiterhin derart aus gebildet sein, dass sie mit Licht, z. B. blauem Licht oder UV- Licht, angeregt bzw. gepumpt werden können, um anschließend selbst Licht emittieren zu können. Das zur Anregung der opto elektronischen Bauelemente benötigte Licht kann von einer ex ternen Lichtquelle erzeugt werden. Bei dieser Ausgestaltung ist das Vorhandensein einer Elektronik zur Spannungsversorgung nicht erforderlich.

Weiterhin ist es möglich, die Leuchtvorrichtung mit einer ex ternen elektrischen Versorgungsspannung zu beaufschlagen. In diesem Fall enthält die Leuchtvorrichtung mindestens zwei elekt rische Kontaktelemente, an welche die Versorgungsspannung an gelegt wird. Die optoelektronischen Bauelemente können bei spielsweise in Serie geschaltet sein und die Versorgungsspan nung kann an die Serienschaltung angelegt werden. Alternativ kann die Versorgungsspannung an die Steuereinheit, die bei spielsweise als ASIC ausgebildet ist, angelegt werden, und die Steuereinheit versorgt jedes der optoelektronischen Bauelemente mit einer geeigneten Betriebsspannung.

Die mindestens zwei elektrischen Kontaktelemente können auf dem Träger angeordnet sein. Weiterhin können die mindestens zwei elektrischen Kontaktelemente seitlich von dem Träger als Kon taktelektroden angeordnet sein. Die Kontaktelektroden können großflächig ausgebildet sein, beispielsweise mit einer Kontakt fläche von jeweils mindestens 1 cm². Die großflächige Ausge staltung der Kontaktelektroden erlaubt ein einfaches und siche res Kontaktieren der Kontaktelektroden durch eine externe Span nungsversorgung. Die Kontaktelektroden können aus einer elektrisch leitfähigen Folie hergestellt sein.

Die codierte Information kann sich aus den Eigenschaften der optischen Bauelemente und/oder aus den Eigenschaften des von den optischen Bauelementen emittierten Lichts ergeben. Bei spielsweise kann sich die codierte Information aus den Farben des von den optischen Bauelementen emittierten Lichts und/oder der optischen Ausgangsleistung der optischen Bauelemente und/o- der der Abklingzeit der optischen Bauelemente und/oder der An stiegszeit der optischen Bauelemente und/oder der Reihenfolge, in der die optischen Bauelemente nacheinander Licht emittieren, und/oder der Anordnung der optischen Bauelemente und/oder den Abständen zwischen den optischen Bauelementen ergeben.

Die Farbe des von einem optischen Bauelement emittierten Lichts ist durch die Wellenlänge bzw. den Wellenlängenbereich des emit tierten Lichts gegeben. Durch unterschiedliche Farbkombinatio- nen lassen sich verschiedene codierte Informationen darstellen.

Die optische Ausgangsleistung eines optischen Bauelements be stimmt die Helligkeit des emittierten Lichts.

Die Abklingzeit eines optischen Bauelements gibt die Zeitspanne an, in welcher eine Konverterschicht des optischen Bauelements nach dem Ausschalten des optischen Bauelements nachleuchtet.

Die Anstiegszeit eines optischen Bauelements gibt die Zeitspanne an, die eine Konverterschicht des optischen Bauelements benö tigt, um nach dem Anschalten des optischen Bauelements Licht, insbesondere weißes Licht, zu erzeugen. Abkling- und Anstiegs zeiten liegen typischerweise im ns- bis ps-Bereich.

Die Anordnung der optischen Bauelemente kann beispielsweise den oder die Winkel betreffen, unter dem oder den die optischen Bauelemente zueinander orientiert sind, oder das Muster, in dem die optischen Bauelemente angeordnet sind, oder die Form, in der die optischen Bauelemente angeordnet sind, z. B. einer rechteckigen oder quadratischen Form.

Mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften oder auch wei teren Eigenschaften der optischen Bauelemente und/oder des von den optischen Bauelementen emittierten Lichts lassen sich un terschiedliche Kombinationen bilden, wobei sich die Kombinati onen jeweils in zumindest einer Eigenschaft der optischen Bau elemente und/oder des von den optischen Bauelementen emittier ten Lichts unterscheiden. Jede der unterschiedlichen Kombina tionen kann eine jeweilige codierte Information darstellen.

Ein System zur optischen Wiedergabe einer codierten Information umfasst eine Leuchtvorrichtung, welche die oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen kann. Außerdem umfasst das System eine Energieversorgungsvorrichtung zur Energieversorgung der Leucht vorrichtung .

Die Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Spannungsversorgung sein, welche eine Versorgungsspannung an den elektrischen Kontaktelementen bereitstellt . Weiterhin kann die Energieversorgungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge oder mit Wellen längen in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich emittiert. Beispielsweise kann die Energieversorgungseinrichtung IR-Licht zur Anregung der oben beschriebenen mindestens einen Photodiode erzeugen. Ferner kann die Energieversorgungseinrichtung als Lichtquelle zur Erzeugung von blauem Licht oder UV-Licht aus gestaltet sein, welches insbesondere zur Anregung der Konver terschichten oder der Quantenpunkte genutzt werden kann. Das System kann eine Lesevorrichtung zum Aufnehmen des von den optischen Bauelementen der Leuchtvorrichtung emittierten Lichts aufweisen. Die Lesevorrichtung kann beispielsweise eine Kamera, z. B. eine Handykamera oder eine anders ausgestaltete Kamera, oder ein Scanner sein.

Ferner kann das System eine Decodierungsvorrichtung zur Deco dierung der codierten Information aufweisen. Die Decodierungs vorrichtung kann beispielsweise von der Lesevorrichtung ein o- der mehrere Aufnahmen und/oder ein Video der Leuchtvorrichtung erhalten und daraus mittels eines geeigneten Decodierungsalgo rithmus die Information entschlüsseln. Die Decodierungsvorrich tung kann eine Hardware-Vorrichtung sein, sie kann aber auch eine über das Internet zugängliche Software sein, die beispiels weise in einer sogenannten Cloud, d. h., einer Rechner- bzw. Datenwolke, abgelegt ist.

Ein Verfahren zum Betreiben der oben beschriebenen Leuchtvor richtung umfasst, dass die optischen Bauelemente der Leuchtvor richtung Licht emittieren und das von den optischen Bauelementen emittierte Licht mittels einer Lesevorrichtung, beispielsweise einer Kamera oder einem Scanner, aufgenommen wird.

Das Verfahren zum Betreiben der Leuchtvorrichtung kann die oben beschriebenen Ausgestaltungen der Leuchtvorrichtung sowie des Systems zur optischen Wiedergabe einer codierten Information aufwei sen .

Das Verfahren kann derart ausgestaltet sein, dass die codierte Information anhand des von den optischen Bauelementen emittier ten und von der Lesevorrichtung aufgenommenen Lichts decodiert wird . Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen schematisch:

Fig. 1A bis IC Darstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtvorrichtung zur optischen Wie dergabe einer codierten Information;

Fig . 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems zur optischen Wiedergabe einer codierten Information;

Fig . 3 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiode mit einer Photodiode;

Fig . 4 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiode mit optisch anregbaren op tischen Bauelementen;

Fig . 5 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiode mit elektrischen Kontak telementen;

Fig . 6 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiode mit Kontaktelektroden; und

Fig. 7A und 7B Darstellungen von Ausführungsbeispielen von

Schaltungen zur Spannungsversorgung der optoelektronischen Bauelemente.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die bei gefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Be schreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifi sche Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert wer den können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merk male der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbei spiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spe zifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschrei bung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identi schen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Fig. 1A zeigt schematisch eine Leuchtvorrichtung 10 zur opti schen Wiedergabe einer codierten Information in einer Draufsicht von oben. Die Leuchtvorrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl von optischen bzw. optoelektronischen Bauelementen, die in dem vor liegenden Ausführungsbeispiel als LEDs 11 ausgestaltet sind.

Die LEDs 11 sind pLEDs und in einer regelmäßigen, rechtwinkligen Anordnung aus Zeilen und Spalten angeordnet. Die Anordnung der LEDs 11 ist der Anordnung von pLEDs in einem pDisplay, d. h. einem Mikro-Display, ähnlich.

Die LEDs 11 sind auf einem Träger 12 befestigt. Der Träger 12 kann beispielsweise aus Silizium, Plastik, Glas oder Folie her gestellt sein. Der Träger 12 kann weiterhin Logik oder zusätz liche Schaltungen enthalten. In Fig. 1A ist auf dem Träger 12 eine schematisch dargestellte Steuereinheit 13 angeordnet, die als ASIC ausgebildet ist. Der Träger 12 kann Dimensionen in den in Fig. 1A dargestellten x- und y-Richtungen von beispielsweise 100 pm x 100 pm oder 500 pm x 500 pm haben.

Die LEDs 11 sind in einer 5x5-Matrix angeordnet und als Flip- Chips ausgebildet, d. h., die LEDs 11 haben alle elektrischen Kontaktelemente auf ihren Unterseiten. Jede der LEDs 11 kann über eine Konverterschicht verfügen, um eine gewünschte Farbe zu erzeugen. Die LEDs 11 können Dimensionen in den x- und y- Richtungen von kleiner als 20 gm x 20 gm haben.

Mittels der Leuchtvorrichtung 10 lässt sich optisch eine co dierte bzw. verschlüsselte Information darstellen. Die Kombi nation des von den LEDs 11 emittierten Lichts ergibt die co dierte Information.

Die LEDs 11 bzw. das von den LEDs 11 emittierte Licht können bzw. kann bestimmte Eigenschaften haben, die sich zu einer ein deutigen Information kombinieren lassen.

Beispielsweise kann sich die codierte Information aus den Farben bzw. Wellenlängen des von den LEDs 11 emittierten Lichts erge ben. Falls die LEDs 11 Licht mit fünf verschiedenen Wellenlängen erzeugen können, können insgesamt 5²⁵ = 3xl0¹⁷ verschiedene Codes durch die 25 LEDs 11 dargestellt werden.

In Fig. 1B ist die Leuchtvorrichtung 10 während des Betriebs gezeigt. Die mit 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 bzw. 11.5 gekennzeich neten LEDs erzeugen jeweils Licht einer bestimmten Farbe, z. B. die Farben Rot, Grün, Blau, Gelb und Weiß. Durch das Farbmuster der LEDs 11 wird eine bestimmte codierte Information wiederge geben .

Die codierte Information kann sich auch aus anderen Eigenschaf ten der LEDs 11 und/oder des emittierten Lichts ergeben. Bei spielsweise kann sich die codierte Information aus der optischen Ausgangsleistung der LEDs 11 und/oder der Abklingzeit der LEDs 11 und/oder der Anstiegszeit der LEDs 11 und/oder der Reihen folge, in der die LEDs 11 nacheinander Licht emittieren, und/o- der der Anordnung der LEDs 11 und/oder den Abständen zwischen den LEDs 11 ergeben. Wie beispielhaft in Fig. IC dargestellt ist, lässt sich die Leuchtvorrichtung 10 an einem Produkt 14 anbringen. Beispiels weise kann die Leuchtvorrichtung 10 eine Klebefolie auf ihrer Rückseite aufweisen, mit der sich die Leuchtvorrichtung 10 an dem Produkt 14 befestigen lässt.

Die codierte Information, die durch die Leuchtvorrichtung 10 optisch dargestellt wird, kann eine oder mehrere eindeutige Information (en) über das Produkt 14 enthalten. Durch die Deco dierung der codierten Information mittels eines geeigneten Al gorithmus können diese Informationen gelesen werden. Die mikro optoelektronische Codierung von Informationen über das Produkt 14 erlaubt eine Identifizierung oder Authentifizierung und er schwert insbesondere Produktfälschungen .

Fig. 2 zeigt schematisch ein System 20 zur optischen Wiedergabe einer codierten Information. Das System 20 umfasst neben der oben beschriebenen Leuchtvorrichtung 10, eine Energieversor gungsvorrichtung 21, eine Lesevorrichtung in Form einer Kamera 22 und eine Decodierungsvorrichtung 23.

Die Energieversorgungsvorrichtung 21 dient zur Energieversor gung der Leuchtvorrichtung 10 und wird weiter unten im Zusam menhang mit den in Fig. 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbei spielen näher erläutert.

Die Kamera 22 nimmt ein oder mehrere Aufnahmen und/oder ein Video der von der Leuchtvorrichtung 10 emittierten Lichtsignale, z. B. des in Fig. 1B dargestellten Leuchtmusters, auf und über mittelt die entsprechenden Daten an die Decodierungsvorrichtung 23. Die Kamera 22 umfasst beispielsweise eine Makro- oder Zoomoptik 24 sowie einen CMOS/CCD-RGB-Kamerachip 25 mit m-Rί- xeln, falls die Leuchtvorrichtung 10 die Farben Rot, Grün und Blau erzeugt.

Die Decodierungsvorrichtung 23 entschlüsselt bzw. decodiert aus den von der Kamera 22 erhaltenen Daten die codierte Information mittels eines geeigneten Decodierungsalgorithmus. Die Decodie rungsvorrichtung 23 kann eine Hardware-Vorrichtung sein, sie kann aber auch eine Software sein, die beispielsweise in einer Cloud abgelegt ist. Die Decodierungsvorrichtung 23 kann weiter hin eine Verifizierung einer Identität und/oder eine Authenti- fizierung durchführen. Dafür können weitere Informationen her angezogen werden, beispielsweise GPS (englisch: global positi- oning System) -Ortsangaben und/oder Zeitstempel. Die von der De codierungsvorrichtung 23 gewonnenen Informationen können an eine andere Vorrichtung weitergeleitet werden. Ferner kann die Decodierungsvorrichtung 23 kann von einer weiteren Vorrichtung überwacht und/oder modifiziert werden.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchtvor richtung 10 dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel ist dieje nige Oberfläche des Trägers 12, die nicht von den LEDs 11 be deckt ist, oder zumindest ein Teil dieser Oberfläche als eine oder mehrere Photodiode (n) 30 ausgeführt. Die Energiever sorungsvorrichtung ist in diesem Fall eine Lichtquelle 31, die IR-Licht zur Anregung der Photodioden 30 erzeugt. Die Photodi oden 30 wandeln das IR-Licht in einen elektrischen Strom um, mit dem die LEDs 11 betrieben werden können.

Der Strombedarf der als pLEDs ausgestalteten LEDs 11 beträgt pro LED 11 etwa 1 mA. Folglich werden für den Betrieb der 25 LEDs 11 der Leuchtvorrichtung 10 etwa 25 mA benötigt. Die Pho- toempflindlichkeit bei IR-Licht beträgt für Silizium-Photodio den etwa 0, 6 A/W. Um die benötigte Spannung erzeugen zu können, können beispielsweise jeweils 3 Photodioden 30 in Serie ge schaltet werden. Zum Anregen der Photodioden 30 ist folglich eine optische Leistung von etwa 125 pW erforderlich.

Eine zusätzlich montierte pPhotodiode kann als Detektor für die optische Anregung vorgesehen sein. Falls die Leuchtvorrichtung 10 eine Steuereinheit 13 enthält, kann die Steuereinheit 13 von den Photodioden 30 mit Strom versorgt werden. In dem in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Leuchtvorrichtung 10 sind die LEDs 11 derart ausgestaltet, dass sie mit Licht, z. B. blauem Licht oder UV-Licht, angeregt bzw. gepumpt werden können, um anschließend Licht zu emittieren. Das Licht zur Anregung der LEDs 11 wird von einer Lichtquelle 40 erzeugt .

Anstelle der LEDs 11 können bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel auch Konverterschichten oder Quantenpunkte als optische Bauelemente eingesetzt werden. Die Konverter schichten und Quantenpunkte können mit dem Licht der Lichtquelle 40 angeregt werden. Beispielsweise können pPhosphor-Chips ein gesetzt werden, die in der entsprechenden Phosphorfarbe leuch ten .

In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Leucht vorrichtung 10 wird die Energie zur Versorgung der Leuchtvor richtung 10 von einer (nicht dargestellten) Spannungsversorgung bereitgestellt. Die elektrische Versorgungsspannung kann an elektrische Kontaktelemente 50 und 51, die auf dem Träger 12 angeordnet sind, angelegt werden.

Sofern die 25 LEDs 11 der Leuchtvorrichtung 10 in Serie ge schaltet sind, wird ein Strom von beispielsweise 1 mA und eine Versorgungsspannung von beispielsweise maximal etwa 75 V benö tigt .

Sofern die Leuchtvorrichtung 10 eine als ASIC ausgestaltete Steuereinheit 13 enthält, kann die Versorgungsspannung von bei spielsweise 3,3 V auch an die Steuereinheit 13 angelegt werden. Die Steuereinheit 13 versorgt dann jede der LEDs 11 mit der benötigten Betriebsspannung. In Fig. 6 wird die Leuchtvorrichtung 10 genauso wie in Fig. 5 von einer Spannungsversorgung mit einer elektrischen Versor gungsspannung versorgt. Anstelle der auf dem Träger 50 angeord neten elektrischen Kontaktelemente 50 und 51 sind jedoch groß flächige, elektrisch leitende Kontaktelektroden 60 und 61 vor gesehen. Die Kontaktelektroden 60 und 61 können eine Kontakt fläche von jeweils etwa 1 cm² haben und können beispielsweise aus einer elektrisch leitfähigen Folie hergestellt sein.

An die Kontaktelektroden 60 und 61 kann beispielsweise eine Wechselspannung angelegt werden. Schaltungen, mit denen aus der Wechselspannung eine Betriebsspannung für die LEDs 11 erzeugt werden kann, sind in Fig. 7A und 7B dargestellt.

Bei der in Fig. 7A gezeigten Schaltung ist jede LED 11 mit einer Diode 70 zum Schutz vor elektrostatischen Entladungen (englisch: electrostatic discharge, ESD) parallel geschaltet. Diese Paral lelschaltung ist über einen Kondensator 71 mit der Kontaktelek trode 60 und über einen Kondensator 72 mit der Kontaktelektrode 61 verbunden.

In Fig. 7B ist die als ASIC ausgestaltete Steuereinheit 13 über die Kondensatoren 71 und 72 an die Kontaktelektroden 60 und 61 angeschlossen. Die Steuereinheit 13 beaufschlagt jede LED 11 mit der benötigten Betriebsspannung.

Die für den Betrieb der Leuchtvorrichtung 10 benötigte Wechsel spannung lässt sich wie folgt abschätzen. Angenommen die Kon densatoren 71 und 72 haben eine Fläche A von 10 mm x 10 mm = 100 mm² und einen Plattenabstand d von 0,5 cm. Ferner sei Luft das Dielektrikum zwischen den Kondensatorplatten. Dann beträgt die Kapazität C ungefähr l,8xl0^-13 F.

Für den Strom i gilt i = C x dv/dt, d. h. i/C = dv/dt. Bei einem Strom i von 1 mA und einer Kapazität C von ungefähr l,8xl0^-13 F gilt folglich i/C = dv/dt = 5xl0⁶ A/F. Dementsprechend sollten wenige Volt als Wechselspannungsamplitude bei einer Frequenz von 10 MHz für den Betrieb der Leuchtvorrichtung 10 ausreichend sein .

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Leuchtvorrichtung

11 LED

11.1 LED

11.2 LED

11.3 LED

11.4 LED

11.5 LED

12 Träger

13 Steuereinheit

14 Produkt

20 System

21 EnergieversorgungsVorrichtung 22 Kamera

23 Decodierungs_Vorrichtung

24 Makro- oder Zoomoptik

25 CMOS/CCD-RGB-Kamerachip

30 Photodiode

31 Lichtquelle

40 Lichtquelle

50 Kontaktelement

51 Kontaktelement

60 Kontaktelektrode

61 Kontaktelektrode

70 Diode

71 Kondensator

72 Kondensator

Claims

ANSPRÜCHE

1. Leuchtvorrichtung (10) zur optischen Wiedergabe einer co dierten Information, mit

einer Mehrzahl von optischen Bauelementen (11), wobei jedes der Bauelemente (11) dazu ausgebildet ist, Licht zu emittieren, und die Kombination des von den optischen Bauelementen (11) emittierten Lichts eine codierte In formation ergibt.

2. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die opti schen Bauelemente jeweils mindestens eine optische Kon verterschicht oder mindestens einen Quantenpunkt aufwei sen .

3. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die opti schen Bauelemente jeweils ein optoelektronisches Bauele ment (11) aufweisen.

4. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Leucht vorrichtung (10) eine Steuereinheit (13) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die optoelektronischen Bauelemente (11) anzusteuern.

5. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Leuchtvorrichtung (10) mindestens eine Photodiode (30) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Licht in einen elektrischen Strom umzuwandeln, der zur Stromversorgung für die optoelektronischen Bauelemente (11) dient.

6. Leuchtvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Leucht vorrichtung (10) einen Träger (12) aufweist, auf dem die optoelektronischen Bauelemente (11) und die mindestens eine Photodiode (30) angeordnet sind.

7. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die optoelektronischen Bauelemente (11) derart aus gebildet sind, dass sie mit Licht angeregt werden.

8. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Leuchtvorrichtung (10) mindestens zwei elekt rische Kontaktelemente (50, 51, 60, 61) zum Anlegen einer Versorgungsspannung aufweist.

9. Leuchtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei sich die codierte Information aus den Far ben des von den optischen Bauelementen (11) emittierten Lichts und/oder der optischen Ausgangsleistung der opti schen Bauelemente (11) und/oder der Abklingzeit der op tischen Bauelemente (11) und/oder der Anstiegszeit der optischen Bauelemente (11) und/oder der Reihenfolge, in der die optischen Bauelemente (11) Licht emittieren, und/oder der Anordnung der optischen Bauelemente (11) und/oder den Abständen zwischen den optischen Bauelemen ten (11) ergibt.

10. System (20) zur optischen Wiedergabe einer codierten In formation, mit

einer Leuchtvorrichtung (10) zur optischen Wiedergabe ei ner codierten Information nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und

einer Energieversorgungsvorrichtung (21) zur Energiever sorgung der Leuchtvorrichtung (10) .

11. System (20) nach Anspruch 10, wobei die Energiever sorungsvorrichtung (31, 40) ausgebildet ist, Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge oder mit Wellenlängen in einem vorgegebenen Bereich zu emittieren.

12. System (20) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das System (20) eine Lesevorrichtung (22) zum Aufnehmen des von der Leuchtvorrichtung (10) emittierten Lichts aufweist.

13. System (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das System (20) eine Decodierungsvorrichtung (23) zur Deco dierung der codierten Information aufweist.

14. Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung (10) zur optischen Wiedergabe einer codierten Information nach ei nem der Ansprüche 1 bis 9, wobei

die optischen Bauelemente (11) Licht emittieren und das von den optischen Bauelementen (11) emittierte Licht mit tels einer Lesevorrichtung (22) aufgenommen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die codierte Informa tion anhand des von den optischen Bauelementen (11) emit tierten und von der Lesevorrichtung (22) aufgenommenen Lichts decodiert wird.