WO2018185218A2 - Device for displaying an image - Google Patents
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- WO2018185218A2 WO2018185218A2 PCT/EP2018/058723 EP2018058723W WO2018185218A2 WO 2018185218 A2 WO2018185218 A2 WO 2018185218A2 EP 2018058723 W EP2018058723 W EP 2018058723W WO 2018185218 A2 WO2018185218 A2 WO 2018185218A2
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Definitions
- the invention relates to a device for displaying an image according to patent claim 1.
- An object of the proposed apparatus is to provide an apparatus for displaying an image with Leuchtdio ⁇ which allows a better quality of Darge ⁇ presented image.
- the object of the invention is achieved by the device according to claim 1.
- the light-emitting diodes are in particular individually controllable.
- the light-emitting diodes are arranged and designed in such a way as to emit electromagnetic radiation in the form of radiation beams in the direction of a radiation side of the array.
- the light-emitting diodes are designed to emit electromagnetic radiation beams with a first opening angle in the emission direction.
- a collimation device is arranged at a predetermined distance after the array of light emitting diodes.
- the collimation device limits the first aperture angles of the beams of the light-emitting diodes in the radiation direction after the collimation device a second opening angle.
- the second opening angle is smaller than the first opening angle.
- An imaging optics is provided in the emission direction after the collimation device.
- the imaging optics are provided to direct the electromagnetic radiation to represent the image.
- the image may be in the form of a two-dimensional image or in the form of a three-dimensional image.
- ⁇ nen device is achieved improved efficiency and light output ⁇ yield.
- the focusing of the radiation beams can be improved.
- the provision of the collimation device achieves the higher efficiency and improved light output.
- a better adjustment of the individual beam bundles can be made possible by the Kollimati ⁇ onsvorraum.
- the bundles of rays can overall be aligned more precisely to a predetermined direction of radiation.
- less mixing of adjacent beams is achieved.
- so-called ghost images can be reduced.
- an increased light output in the desired image representation is made possible and efficiency losses are reduced.
- the collimation device has a plurality of collimating lenses.
- a collimating lens is provided for at least one beam of a light emitting diode.
- the collimating lens reduces the first opening ⁇ angle of the beam of the light emitting diode to the second opening angle.
- the collimating lenses of the collimation device can be designed identically and allow the same reduction of the first opening angle to the second opening angle.
- the collimation device may also have different collimating lenses, wherein the different collimating lenses have a different size and / or a different size reduction of the first opening angle ermögli ⁇ chen on different second opening angle. As a result, a further optimization of the radiation guidance can be achieved.
- each collimation lens can be used for at least two beams of two
- a collimating lens is provided for at least three beam bundles of three light-emitting diodes.
- a collimating lens of the collimation device may be provided for an image pixel.
- an image pixel may include one, two, three or more light emitting diodes.
- a lens element of the lens array is provided for a collimating lens.
- a lens element of the lens array can be provided for a plurality of collimating lenses.
- a simplified structure with good quality of the displayed image can be achieved.
- a lens element of the lens array can be provided for Kolli ⁇ mationslinsen an image pixel. In this way, the ray bundles of the image pixel are focused by a lens element on the imaging plane. As a result, an improved image quality can be achieved.
- the collimation device can have a pinhole or a pinhole with a sub-lens array.
- the pinhole has several holes.
- the sub-lens array has a plurality of sub-lenses.
- each hole of the pinhole can be assigned a sub-pinhole.
- ge ⁇ a sub-lens can radiating side to an input and / or be disposed on an emission side of the aperture plate.
- the pinhole can be formed on a Einstrahlseite which faces the array of light-emitting diodes, reflective for the electrical beam ⁇ bundles.
- the reflectance may be greater than 30%, in particular greater than 50% or greater than 80%. In this way, a reduction of radiation losses is achieved.
- the reflected beams can be reflected back from the light-emitting diode array and thus increase the overall radiation power of the device.
- a Sublinse for beams of multiple light emitting diodes is provided.
- a sub-lens can be provided for the beams of the light emitting diode ⁇ an image pixel.
- the device is formed in such a way that a hole of the pinhole for beams of several light emitting diodes is provided. This achieves a simplified construction of the device with good quality of the displayed image.
- a plurality of sub-lenses are provided for a beam of a light-emitting diode.
- the device is designed in such a way that a plurality of holes of the aperture hole ⁇ is provided for a beam of a light emitting diode. As a result, an improved radiation guidance is achieved.
- one hole of the pinhole and / or one row of the lens array can be provided for a plurality of light pixels, wherein a light pixel has three light-emitting diodes with the light colors red, green and blue.
- a luminous pixel is formed from ⁇ in order to generate in particular a pixel of the displayed image.
- the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light emitting diode is large. As a result, an improved radiation guidance of the radiation beams of the light-emitting diodes is achieved.
- the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long.
- a light pixels we ⁇ iquess includes the light-emitting diodes, which are required for the representation of a pixel of the displayed image.
- the light-emitting diodes may have two light-emitting diodes, in particular ⁇ sondere three light emitting diodes or light emitting diodes, a plurality of light-emitting pixels.
- the Kollimationsvor- direction an optical filter element, wherein the Fil ⁇ terelement is adapted to transmit radiation beam in a pre ⁇ give incidence angle range and to block beams of rays outside the angle of incidence range.
- the Fil ⁇ terelement is adapted to transmit radiation beam in a pre ⁇ give incidence angle range and to block beams of rays outside the angle of incidence range.
- Opening angle can be achieved.
- the opti ⁇ cal filter element may be formed to reflect back and / or absorb the radiation beams which impinge on the filter element outside the predetermined angle of incidence range.
- the filter element is formed from a material transparent to the beam.
- the filtrate ⁇ terelement has a structured surface, wherein the surface is formed in such a way to reach a total reflection on the structured surface ⁇ a desired reduction of the first opening angle of the radiation beam to the second smaller opening angle.
- the surface may be in the form of pyramids, prisms, cone arrays or crossed prisms.
- different geometric shapes of the structured surface can be used.
- the filter element has a layer structure with dielectric layers.
- Layer structure is transparent to the beam when the beams impinge on the layer structure in the predetermined incident angle range. Outside the incident ⁇ angle range, the beams are reflected
- the filter element has a smaller distance to the light-emitting diodes than an edge length of a light-emitting diode is long. In one embodiment, the filter element has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long.
- a light pixels at least includes the light-emitting diodes be taken Benö ⁇ for the representation of a pixel of the displayed image. In this case, a light-emitting pixel may have, for example, two light-emitting diodes, in particular three light-emitting diodes or else a plurality of light-emitting diodes.
- the collimation device has a tapered reflection structure in the emission direction. In this way, a desired reduction of the first opening angle of the beam to the second smaller opening angle can be achieved.
- the reflection structure has reflected inner surfaces.
- a reflection structure may be provided for at least one light-emitting diode.
- a reflection structure may be provided for a plurality of light-emitting diodes, in particular for light-emitting diodes of a light-emitting pixel.
- An advantageous embodiment of the reflection structure consists in a tapered cylinder. Also with this embodiment, a reduction of the first opening angle of a beam to the second opening angle can be achieved.
- the reflectance of the inner surfaces of the reflection structure may be greater than 50%, in particular greater than 80%.
- the lens array is divided into a Mittenbe ⁇ rich and in a surrounding region, wherein in the central area, the lens elements are arranged in ⁇ a density greater than in the surrounding region. This achieves a greater resolution in the middle range.
- the LEDs are integrated in one component.
- a circuit for driving the LEDs is provided.
- Light-emitting diodes integrated in another component.
- the construction ⁇ part is arranged on the further component.
- the assembly is simplified.
- the array is subdivided into a central area and a surrounding area, wherein in the middle area the light-emitting diodes are arranged in a greater density than in the surrounding area. This achieves greater resolution in the center of the array.
- an arrangement of a plurality of arrays of light-emitting diodes is provided, wherein the arrangement is subdivided into a central area and into a surrounding area, wherein in the middle area the arrays are arranged in a greater density than in the surrounding area.
- Fig. 1 is a schematic side view of a device for displaying an image
- Fig. 2 is a schematic plan view of an array of
- FIG. 4 shows a schematic partial section of a device for displaying an image with a collimation device with several collimating lenses
- FIG. 5 shows a schematic plan view of the collimation device with collimating lenses of FIG. 4 .
- FIG. 6 is a schematic plan view of a detail of the lens array of Fig. 4,
- FIG. 7 is a schematic side view of an off ⁇ section of a device with a Kollimati- onsvorraum, wherein a collimating lens is provided for a plurality of light-emitting diodes,
- Fig. 8 is a schematic plan view of an array of
- FIG. 9 is a schematic side view of a section from ⁇ a device for displaying an image with a further collimating
- FIG. 10 is an enlarged view of a partial section of the device of FIG. 9 with a collimating device in the form of a pinhole and a sub-lens array
- FIG. 11 is a schematic plan view of a Einstrahl ⁇ side of the pinhole of Fig. 10,
- FIG. 12 shows a schematic top view of the sub-lens array of FIG. 10,
- FIG. 13 is a schematic cross section through a pinhole with a Sublinsenarray on the Einstrahl ⁇ side and another Sublinsenarray on the emission side,
- Fig. 14 is a schematic cross-section through another
- Embodiment of a pinhole with a toner array with optical tapers Embodiment of a pinhole with a toner array with optical tapers
- Fig. 15 is a schematic cross section through a pinhole with a Taperarray in a further ⁇ guide die
- Fig. 16 shows a schematic partial section of a further
- FIG. 17 is an enlarged partial section of the device of FIG. 16 with a collimation device in FIG
- 19 is an enlarged view of a sectionausschnit ⁇ tes of FIG. 18 with a collimation in the form of an optical filter element in the form of mirror layers
- 20 is a schematic partial section of another of a device for displaying an image
- Fig. 21 is a schematic enlarged partial view of
- FIG. 22 is a schematic plan view of the reflection ⁇ structure of FIG. 21, Fig. 23 to 30 are schematic representations of various
- 31 is a schematic representation of a cross section through an array of light-emitting diodes with a monolithic arrangement of a control circuit for the LEDs,
- Fig. 32 is a plan view of an embodiment of an array
- Fig. 33 is a plan view of another embodiment of a
- FIG. 37 is a schematic Representation of a section of a lens array with a central area and egg ⁇ nem surrounding area
- FIG. 38 is a plan view of an embodiment of a lens array
- Fig. 39 is a plan view of another embodiment of a
- the device 1 shows a schematic side view of a device 1 for displaying an image.
- the device 1 comprises an array 2 with light-emitting diodes 3.
- the light-emitting diodes 3 may be designed to be controllable individually or in groups. For this purpose, a corresponding, not shown, Steuerervor ⁇ direction is provided.
- the LEDs 3 of the array 2 may be identical or different.
- the light-emitting diodes 3 can generate different wavelength spectra of an electromagnetic radiation 4.
- the LEDs 3 may have a conversion element for the displacement ⁇ environment of the wavelength of the electromagnetic radiation 4, the light-emitting diode.
- the light emitting diodes 3 are designed to emit an electromagnetic radiation 4 in a first Publ ⁇ opening angle 5 in an emission direction. 6 In the emission direction 6 after the array 2, a collimation device 7 is provided. The emission direction 6 is arranged perpendicular to the plane of the array 2. A light emitting diode 3 may have an edge length which may be in the range of 0.5 ym to 100 yym.
- Each light-emitting diode 3 thus generates a beam 8 with ei ⁇ nem first opening angle 5.
- the Kollimati- onsvorraum 7 is formed, by 5 of the beams 8 of the LEDs 3 to limit the first opening angle to a klei ⁇ Neren second opening angle 9 and ren to kollimie-.
- 8 leave the radiation beam, the collimation device 7 in the direction of radiation 6 with the smaller second aperture angle 9.
- an optical imaging device 10 is provided in the emission direction 6 after the collimation device 7, an optical imaging device 10 is provided.
- the optical imaging device 10 is designed to direct the beam 8 of the LEDs 3 in a desired manner, ie image.
- the beams may also be focused by the imaging device ⁇ 10th
- the optical imaging device 10 may, for example, be in the form of a lens, a lens system or a lens array. Under an opening angle of the beam is the
- Radiation understood in which at least a predetermined proportion of a maximum radiation power is present.
- the opening angle can be determined by the range in which at least 10% of the maximum radiation power of the electromagnetic radiation of the beam is present.
- the first and / or the second opening angle may be determined by the area ⁇ the one in which at least 10% of the maximum radiation Leis ⁇ processing of the electromagnetic radiation of the beam is present.
- a two-dimensional, in particular ⁇ special a three-dimensional image using the light emitting diodes 3 of the array 2 can be generated. Under a picture each op ⁇ table perceptible representation is understood. An image can consist, for example, only from a white point of light or a representation of an object or a representation of a country ⁇ economy.
- a light pixel 12 may include the light emitting diodes 3, which are intended to represent a pixel of an image.
- a light-emitting pixel 12 includes three light diodes 3. The light pixels 12 is drawn with a dashed line.
- the light-emitting pixel 12 can also comprise two light-emitting diodes 3 or more than three light-emitting diodes 3.
- the light-emitting diodes 3 of the light-emitting pixel can emit electromagnetic radiation with different wavelengths.
- the light emitting diodes 3 of the light pixel 12 may be formed to produce different visual ⁇ bare colors and white, especially in the oscillation light.
- 3 shows a schematic representation of a plan view of an embodiment of an optical imaging device 10 in the form of a lens array 13 with a multiplicity of lens elements 14.
- the lens elements 14 represent lenses that are connected to one another in an array.
- the lens elements 14 are arranged in the illustrated embodiment in a constant grid in rows and columns at constant intervals.
- a lens element 14 may be provided for at least one beam 8 of a light-emitting diode 3.
- a lens element 14 may also be provided for a plurality of radiation beams 8 of a plurality of light-emitting diodes 3.
- a lens element 14 for the beam 8 of the Leuchtdio ⁇ the 3 of a light pixel 12 may be provided.
- a plurality of lens elements 14 may be provided for a beam 8 of a light emitting diode 3.
- the lens array 13 may be divided into a central area and a surrounding area.
- the middle area is arranged around a center of the lens array 13.
- the distance between the lens elements 14 may be smaller than in a surrounding area.
- the density of the Lin- is senimplantation 14 in the center region is greater than in situationssbe ⁇ rich. This achieves a greater resolution.
- an outer edge region may be provided, which surrounds the surrounding area. In the outer edge region, the distance of the lens elements may be smaller than around the surrounding area. Examples of play is the distance between the lens elements 14 in the other ⁇ advertising area by a factor of 1.1 to 2 higher than in the central region.
- the distance between the lens elements 14 in the edge area ⁇ can be greater by a factor of 1.1 to 2 than in the surrounding area.
- the center region may e.g. the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a circle
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the central region may be concentric about a center of the lens array 13 and may extend over 10% or over 20% of the width and length of the lens array 13.
- the edge region may be annular and circumferentially over 10% or over 20% of the length and the width of the lens array 13, starting from the outer side edges of the Lin ⁇ senarrays 13 extend.
- the central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the lens elements 14 of the lens array 13 may also be arranged in a non-periodic pattern.
- the lens array 13 may be divided into a center area and a surrounding area, as stated above.
- the center area is around a center of the lens array 13 is arranged.
- the surrounding environment ⁇ area surrounding the central area.
- the mean distance between the lens elements 14 may be smaller than in a surrounding region.
- the density of the lens elements 14 in the central region is greater than in reliesbe ⁇ rich. This achieves a greater resolution.
- an outer edge region may be provided, which surrounds the surrounding area. In the outer edge region, the mean distance between the lens elements 14 may be smaller than around the surrounding area.
- the distance of the lens elements 14 in the surrounding area by a factor of 1.1 to 2 is greater than in the center region.
- the mean distance between the lens elements 14 in the edge region can be greater by a factor of 1.1 to 2 than in the surrounding region.
- the light-emitting diodes 3 can emit the same electromagnetic radiation in the emission direction 6 or emit electromagnetic radiation 4 with different wavelength spectra in the emission direction 6. For example, in each case a light-emitting diode 3 with a red color spectrum, a light-emitting diode 3 with a green color spectrum and a light-emitting diode 3 with a blue color spectrum can alternate in one row of the array 2.
- the collimation device 7 is arranged in the emission direction 6 after the array 2, the collimation device 7 having collimating lenses 15.
- a collimation lens 15 is provided for each light emitting diode 3 of the array 2.
- the collimating lenses 15 are formed to narrow the first opening angle of the rays ⁇ bunch 8 in a second opening angle.
- the second opening angle 9 is, for example, 30%, in particular ⁇ by up to 50% smaller than the first opening angle 5.
- the collimating device 7 is schematically an optical imaging device 10 in shape a lens array 13 is arranged, wherein in the illustration, only a lens element 14 of the lens array 13 is shown.
- the first opening angle 5 of the beam 8 of the light emitting diodes 3 may for example have 180 ° or less.
- the second opening angle 9 of the beam 8 may be, for example, less than 100 °, in particular less than 90 °, after the collimation device 7.
- a luminous pixel 12 with egg ⁇ ner LED 3 with a red color spectrum, a second light emitting diode 3 with a green color spectrum and a third light emitting diode 3 with a blue color spectrum for example, have an area of 31.5 ym x 31.5 ym.
- a lens ⁇ nElement 14 of the lens array 13 may be provided for imaging plurality of radiation beams 8 more light emitting diodes. 3 For example, a lens element 14 of 12 x 12 pixel ⁇ light may be provided 12th A lens element 14 may have a diameter of 378 ym x 378 ym. Depending on the chosen embodiment, a lens element 14 for
- Light-emitting diodes 3 of a first wavelength spectrum for example, be provided red light.
- a second lens element 14 may be provided for light emitting diodes of a second wavelength spectrum, for example green light.
- a third Lin ⁇ senelement 14 may be provided for light-emitting diodes of a third wavelength spectrum, such as blue light.
- FIG. 5 shows, in a schematic illustration, a top view of a partial section of the array 2 of the light-emitting diodes 3 of FIG. 4.
- the light-emitting diodes 3 are shown schematically as squares.
- FIG. 6 shows, in a schematic illustration, a top view of a partial detail of the lens array 13 with the lens elements 14.
- 7 shows a schematic representation of a section of a further embodiment of a device 1 for displaying images.
- the beams 8 are bounded by three light-emitting diodes 3 by means of a collimating lens 15 to a second opening angle 9 and directed to a lens array 13 with lens elements 14.
- the lens element 14 of the lens array 13 may also, for example, have a size of 378 ⁇ m ⁇ 378 ⁇ m in this embodiment.
- the lens array 13 of the described embodiments can for example consist of plastic, polycarbonate, epoxy resin, silicone, PMMA or glass.
- the collimating lenses 15 may be made of plastic, polycarbonate, epoxy, silicone, PMMA or glass.
- 8 shows a schematic representation of a top view of a section of the array 2 with the light-emitting diodes 3, which are arranged in rows and columns.
- the first frame 16 comprises the number of light-emitting diodes 3, the beam 8 of which is imaged by a collimating lens 15.
- the first frame 16 in each case ⁇ summarizes a light emitting diode 3, as for example in Fig. 4 Darge ⁇ represents is.
- a second frame 54 is shown in a lower area of the array 2.
- the second frame 54 includes three light emitting diodes 3, which are satisfy by a collimating lens 15 forms ⁇ such as is shown in Fig. 7. As already ⁇ be executed, a collimating lens 15 may be at least one or more light-emitting diodes be assigned. 3
- Fig. 9 shows a schematic partial section of a further device 1 for displaying an image comprising an array 2 having a plurality of light emitting diodes 3, a collimation device 7, a beam 8 of a light-emitting diode 3 with a two-th angle 9, wherein the beam 8 in the radiating ⁇ direction 6 is directed to a lens element 14 of a lens array 13 ge ⁇ .
- a lens element 14 of the lens array 13 is used for a plurality of light-emitting diodes 3, in particular special for several light pixels 12 with multiple Leuchtdio ⁇ the 3 provided.
- the lens element 14 is provided for 12 ⁇ 12 light pixels 12, each light pixel 12 having at least two, in particular three light-emitting diodes 3.
- a luminous pixel 12 may have an area of 31.5 ym x 31.5 ym.
- a light emitting diode 3 can have, for example, egg ⁇ ne area of 10.5 x 31.5 ym ym.
- adjacent light emitting diodes 3 may be arranged in an array 2 a grid at equal intervals.
- adjacent light-emitting diodes 3 of an array 2 can also be arranged in a grid with different distances.
- LEDs 3 of an array 2 may also be arranged in a random arrangement with different distances.
- the light-emitting diodes 3 of an array 2 are arranged in a grid, and the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 are the same in a center region of the array 2.
- the light-emitting diodes 3 have a smaller distance in the middle region than in a surrounding region which surrounds the central region. In the surrounding area, the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same. The distances between see two adjacent light emitting diodes 3 may be in the surrounding area, for example by 10% or 50% or even 100% greater than the distances between adjacent LEDs in the center region.
- an outer edge region may surround the surrounding region, wherein in the outer edge region the distances between adjacent light-emitting diodes are, for example, 10% or 50% or even 100% greater than the spacings of adjacent light-emitting diodes in the surrounding region.
- the center region may be concentric about a center of the array 2 and may extend over 10% or over 20% or more of the width and length of the array 2.
- the edge region may be annular and extending over extend up to 10% of the length and width of the array 2 from outer side edges of the array 2.
- the central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the distances of adjacent light emitting diodes 3 may also vary.
- an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or even 100% greater than an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the center region.
- an averaged spacing of adjacent light-emitting diodes, for example, 10% or 50% or even 100% may be greater than the overall distance between adjacent light emitting diodes in karte decisionssbe ⁇ rich.
- arrays 2 can be provided with light-emitting diodes ⁇ .
- Adjacent light-emitting diodes 3 may have a constant distance or varying distances from one another in the array 2 over the entire array 2.
- the arrays 2 may be arranged in a grid with equal spacing between adjacent arrays or at different distances between adjacent arrays.
- the spacings of adjacent arrays 2 in egg ⁇ nem center region of the arrangement are the same size.
- the arrays 2 in the center region of the arrangement at a smaller distance than in a surrounding area surrounding the center area.
- the distances of adjacent arrays 2 are the same.
- the distances of the arrays in the other ⁇ advertising area can, for example 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in the central region.
- an outer edge region may surround the surrounding region, wherein in the outer edge region, the distances of adjacent arrays, for example by 10% or 50% or by 100% or are larger than the spacing of adjacent arrays in the surrounding area. Depending on the chosen design, it is also possible to dispense with the edge area.
- the center region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 10% or over 20% of the width and the length of the array 2.
- the edge region may be annular and circumferentially over 10% or over 20% of the length and the width of the array 2, starting from the outer sokan ⁇ th of the array 2 extend.
- the central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the distances of adjacent arrays 2 may also vary.
- Example ⁇ example an average distance between adjacent arrays in recirculated dicas Scheme for example by 10% or 50% or 100% or more larger than an average distance between adjacent arrays in the central region.
- an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding region.
- Fig. 10 shows an enlarged partial section of the device 1 of Fig. 9.
- a light emitting diode 3 of the array 2 is shown in cross section.
- the light-emitting diode 3 may, for example, have an area of 10 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m.
- a collimation device 7 in the form of a pinhole 17 and a sub-lens array 18 is arranged in the emission direction 6 in front of the light-emitting diode 3.
- the sub-lens array 18 is arranged in the illustrated embodiment on a radiation side of the pinhole 17.
- the pinhole 17 is disposed between the sub-lens array 18 and the light emitting diode 3.
- the hole ⁇ aperture 17 has a plurality of holes 19.
- the holes 19 have a defined diameter and are, for example, se formed in cross section as a circular area. By means of the holes 19 it is achieved that the electromagnetic beams 4 of the light-emitting diodes 3 can be emitted in the emission direction after the pinhole 17 only in a desired angular range, in particular with second opening angles 9.
- the angular range and in particular the second opening angle ⁇ 9 is additionally affect enced by the Sublinsenarray 18th
- the sub-lens array 18 has a plurality of sub-lenses 20, wherein in the illustrated embodiment, in each case one sub-line 20 is arranged above a hole 19 of the perforated screen 17.
- the pinhole 17 may be formed on a Einstrahlseite 21, which faces the light emitting diode 3, reflective or specular.
- WEI se may electromagnetic radiation 4, which falls on the beam ⁇ A page 21 of the aperture plate 17, are reflected back to the light emitting diode.
- another material 22 may be provided between the light emitting diode 3 and the pinhole 17.
- the optical refractive index of the Sublinsenarrays 18 may be larger than the optical Brechungsin ⁇ dex of the further material 22.
- the additional material 22 is formed of a diode for the electromagnetic radiation 4, the lighting device 3 of the array 2 transparent material.
- the additional material 22 may be formed in the form of silicone.
- the pinhole 17 may be formed on a radiation side 23, which is arranged facing away from the array 2, reflective or scattering.
- external electromagnetic radiation 24 which impinges on the emission side 23 of the pinhole 17, can be reflected back or scattered back to ⁇ .
- the reflectance of the pinhole 17 has on the Einstrahlseite 21 and / or on the Abstrahlseite 23, for example, at least 50%, in particular ⁇ special at least 80% of the incident electromagnetic radiation.
- the pinhole 17 has, depending on the selected embodiment, a distance 25 from the light emitting diode 3, which is smaller than an edge length of a light emitting diode 3.
- the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long.
- At least one light-emitting pixel comprises the light-emitting diodes which are used to display a
- Pixel of the displayed image are needed.
- Pixel of the displayed image may have two light-emitting diodes, in particular ⁇ sondere three light emitting diodes or light emitting diodes, a plurality of light-emitting pixels.
- the sub-lens array 18 may be made of a material having a refractive index ranging, for example, in the range of 1.5 to 2.
- the further material 22 may have a refractive index which is in the range between 1.3 and 1.5.
- the sub-lens array 18 can also be dispensed with.
- the sub-lens array 18 has sub-lenses 20, which for example have the shape of a partial sphere, a sub-cylinder, etc.
- a pre-collimation with sub-lenses 20 can be achieved, which have, for example, aspherical, coaxial partial spherical shapes.
- the sub-lens array 18 may be rotated by 180 °, so that the part-spherical surfaces of the sub-lens array 18 of the pinhole 17 facing and a flat side of the sub-lens array 18 is disposed away from the pinhole 17.
- a flat side 26 of the sub-lens array 18 of the pinhole 17 is supplied ⁇ .
- the sub-lens array 18 can also be arranged on the irradiation side 21 of the perforated panel 17.
- a sub-lens array 18 can be arranged on both sides of the perforated panel 17 in each case.
- the pinhole 17 is formed in such a manner that the radiation 4 of the light ⁇ diodes 3 is reduced from the first opening angle 5 to the smaller second opening angle 9.
- the first opening ⁇ angle of the LEDs 3 may be up to 180 °, that is + 90 ° and - be 90 ° with respect to the radiation direction.
- 6 Be according to the pinhole 17 of the second opening angle is 9 Example ⁇ example + 45 ° and -45 ° relative to the direction of radiation 6.
- the second opening angle 9 may form smaller or larger ⁇ out.
- the first opening ⁇ angle of the LEDs 3 may be up to 180 °, that is + 90 ° and - be 90 ° with respect to the radiation direction. 6 After the pinhole 17 and the sub-lens array 18 is the second
- the sub-lens array 18 can also have optical elements in the form of plano-convex converging lenses.
- the sublenses are each convex on an outer side and each plan is formed on an inner side.
- the convex sides of the sublenses may, for example, be spherical or aspherical.
- the Sublinsen 20 of the Sublinsenarrays 18 are, for example einstü ⁇ one piece integrally combined with each other.
- the sublenses are arranged side by side in a regular grid arrangement.
- the lattice arrangement corresponds to, for example, the arrangement of the holes 19 of the aperture plate 17.
- the aperture plate 17 is formed in the shape of a flat disc and in Wesent ⁇ union parallel to an emission side of the light emitting diodes 3 of the array 2, that is arranged perpendicular to the emission direction 6 ⁇ .
- the pinhole 17 may be laminated or applied as metal ⁇ tion on the Sublinsenarray 18 or on another transparent support. Depending on the embodiment chosen, the pinhole 17 may be made using a white ink.
- the holes 19 may have in cross section, for example, round or rectangular Querschnit ⁇ te.
- the diameter of the holes 19 may be at least 50% or 90% smaller than an edge length of a light emitting diode 3 in one embodiment. In addition, the holes can be even smaller, but also larger.
- FIG. 11 shows a schematic representation of a partial section of the perforated plate 17 with the holes 19.
- FIG. 12 shows a schematic representation of a plan view of the sub-lens array 18 with the sub-lenses 20.
- Fig. 13 shows a schematic representation of an exemplary form of a collimation device 7, which is formed substantially according to the collimating device 7 of Fig. 10, but in addition to the Sublinsenarray 18 on the emission side 23 of the perforated diaphragm 17 also on the A ⁇ ray page 21 of the pinhole 17, a second Sublinsenarray 27 is provided.
- the second sub-lens array 27 is formed and arranged identically to the sub-lens array 18.
- the sub-lenses 20 of the second sub-lens array 27 are formed as lenses.
- Each hole 19 is assigned a Sublinse 20 each.
- the Sublinsen 20 of the second Sublinsenarrays 27 are formed to guide electro magnetic radiation ⁇ 4 in the holes 19th
- the Sublinsen 20 of the second Sublinsenarrays represent 27 convergent lenses, which are designed in particular as PLANkon ⁇ vexe converging lenses.
- the Sublinsenarrays 18 Depending ver ⁇ be dispensed and to the arrangement of the Sublinsenarrays 18 on the emission side 23 of the aperture 17 of the elected th embodiment.
- the two sub-lens arrays 18, 27 or only one of the two sub-lens arrays can also be arranged with the flat side facing away from the pinhole.
- FIG. 14 shows a further embodiment of a collision device 7 having a pinhole 17 with holes 19.
- an optical tapering layer 28 is formed on the emission side 23 of the pinhole 17.
- the toner layer 28 has optical taper 29.
- the optical tags 29 can also be referred to as reflectors.
- Each optical taper 29 expanding from an inner side 30 facing the aperture 17, in a direction towards the As ⁇ beam direction to the outer side 32 of the optical Taper Mrs 28th
- each optical taper 29 has an outer surface 31 extending from the inner side 30 to an outer side 32 of the taper layer 28.
- the outer surface 31 forms a lateral surface of the conically widening optical tapers 29. Electromagnetic radiation which passes through a hole 19 of the pinhole 17 in the taper layer 28 is totally reflected within the outer surface 31 of the optical tapers 29 and thereby directed to the outside 32 of the taper layer 28 ,
- FIG. 15 shows a further embodiment of a collimating device 7 with a pinhole 17 with holes 19.
- An optical tapering layer 28 is arranged on a radiation side 23 of the pinhole 17.
- Electr ⁇ romagnetician radiation passing through the holes 19 of the aperture 17 in the Taper Mrs 28 is derkegeln to the interim ⁇ rule the individual optical tapers 29 formed cylinder 33 is reflected and directed toward the outer side 32 of the Taper harsh 28th
- the cylindrical cone 33 begren ⁇ zen thus the optical Taper 29th
- FIG. 16 shows a schematic representation of a section of a further embodiment of a device 1 for displaying an image.
- a section of an array 2 with light-emitting diodes 3, a collimation device 7 and a lens element 14 of a lens array 13 are shown.
- Fig. 17 shows a part of the device 1 of FIG. 16 with an enlarged partial section of the array 2 depicting ⁇ development of a light-emitting diode 3, and a section of the collimation device 7.
- the collimating device 7 is formed in this embodiment in the form of an optical filter element 34 wherein the filter element 34 has a structured surface 35 on a radiation side 23.
- the filter element 34 with the structured surface 35 is designed to limit the radiation of the light-emitting diodes 3 from the first opening angle 5 to the smaller second opening angle 9.
- the first opening angle of the LEDs 3 can be up to 180 °, ie + 90 ° and -90 ° with respect to the Ab- beam 6.
- the second opening angle 9 is for example +/- 45 ° relative to the emission direction 6.
- the second opening angle 9 can also be smaller or larger.
- the structured surface 35 may be e.g. be formed in order to transmit electromagnetic radiation 4 only in a predetermined incident angle range via a total reflection on the surfaces of the structured surface 35.
- the structured surface 35 may be formed, for example, to transmit electromagnetic radiation at a predetermined angle of incidence, wherein the areas between 30 ° and 55 ° relative to a surface normal of the emission side 23 of the filter element 34 are arranged.
- the filter element from the electromagnetic radiation ⁇ rule 4 the incident in the predetermined incidence angle range to the filter element 34, greater than 50 ⁇ 6, pass in particular more than 60%.
- the filter element can be ⁇ forms 34 may be to less than 50%, passing in particular less than 40% of the electromagnetic radiation.
- the surface 35 of the filter element 34 on the emission side 21 vitellswei ⁇ se pyramids, prisms, cone arrays, crossed prisms or other structures.
- the filter element 34 may consist of an optically transparent material, in particular glass, plastic, epoxy, etc.
- a further material 22 may be arranged in the form of a layer between a Einstrahlseite 21 of the filter element 34 and the light ⁇ diode 3.
- the further material 22 is formed from a material which is transparent to the electromagnetic radiation of the light-emitting diode 3.
- the refractive index of the filter element 34 may be greater than the refractive index of the further material 22.
- the surface 35 of the filter element 34 may be provided with a planarization layer 36.
- the planarization layer 36 is schematically illustrated in the form of a gestri ⁇ Chelten line. By providing the planarization layer 36, the structured surface 35 is protected. In addition, dirt deposits on the planarized surface 35 are thereby reduced.
- the structured surface 35 of the filter element 34 may be formed in the form of flat surfaces, which to a normal of the emission side by area 23 of the filter element 34 are angeord ⁇ net related in an angular range between 40 ° and 80 °.
- the structured surface 35 may be out as a roughened surface forms ⁇ .
- the roughened surface may have an average roughness in a tactile measurement in the range of 0.1 ym to 10 ym. In particular, the roughness can be from 0.1 to 1 ⁇ m, in particular in the range of 0.4 ⁇ m.
- the roughened surface can be produced using a grinding process or a par ⁇ tikelstrahlmaschines.
- the structured surfaces or the pyramid surfaces, the prism surfaces, the conical surfaces, the crossed prisms can be arranged distributed in a periodic grid or randomly.
- the surfaces may have various types of structured surfaces that are in an angular range between 40 ° and 80 °, in particular in an angular range between 50 ° and 75 ° relative to a surface normal of Ab ⁇ beam side 23 of the filter element 34 are arranged.
- the structured surface 35 may have textured surfaces which are formed in the form of flat surfaces, said flat surfaces relative to the angular range between 40 ° and 80 ° 23 of the filter element 34 are arranged on a surface normal of the emission side, wherein the plan FLAE ⁇ Chen are also roughened.
- the planar surfaces may have an average roughness in the range of 0.1 to 10 ym ym aufwei ⁇ sen.
- the structured surface 35 may be formed, for example, in the form of a film or a substrate.
- the filter element 34 may be formed of silicone, plastic, plastic, sapphire, glass or a transparent semiconductor material.
- the filter element 34 has a distance 25 from the light-emitting diode 3 which is smaller than an edge length of a light-emitting diode 3.
- the edge length of the light-emitting diode 3 can be, for example, in the range between 0.5 .mu.m and 100 ym, in particular between 10 ym and 30 ym lie ⁇ gene.
- the filter element has a smaller distance to the light-emitting diodes than an edge length of a light pixel is long.
- a light pixels we ⁇ iquess includes the light-emitting diodes, which are required for the representation of a pixel of the displayed image.
- a light-emitting pixel can have, for example, two light-emitting diodes, in particular three light-emitting diodes or else a plurality of light-emitting diodes.
- FIG. 18 shows a schematic partial view of a further embodiment of an apparatus 1 for displaying images having an array 2, a collimation device 7 and an optical imaging device 10, which is designed in the form of a lens array 13 with a lens element 14.
- 19 shows an enlarged schematic representation of a detail of the device of FIG. 18.
- a light-emitting diode 3 and a collimation device 7 in the form of a mirror 37 are shown.
- the mirror 37 is designed to transmit electromagnetic radiation 4 of the light-emitting diodes 3 only in a predetermined angular range, in particular with a second opening angle 9.
- the radiation of the light-emitting diodes 3 is reduced from the first opening angle 5 in the emission direction 6 to the mirror 37 to the smaller second opening angle 9 through the mirror 37 in the emission direction 6 towards the mirror 37.
- the first opening angle ⁇ the LEDs 3 can be up to 180 °, ie +/- 90 ° with respect to the emission direction 6.
- the second opening angle 9 is for example +/- 45 ° with respect to the emission direction 6.
- the second opening angle 9 can also be smaller or larger.
- the mirror 37 may be designed to reflect electromagnetic radiation 4 which impinges on an irradiation side 21 of the mirror 37, which angle is smaller than a predetermined angular range, at an angle of incidence.
- a predetermined angular range for example, the angle range from which the reflection ⁇ xion increases, in particular a total reflection occurs, for example in the range between 0 ° to 45 ° relative to the plane of the Einstrahlseite 21 of the mirror 37 are.
- the mirror 37 may be formed, for example, in the form of dielectric layers.
- the mirror 37 may also be in the form of a photonic crystal.
- Photonic crystals consist for example of structured semiconductors, glasses or polymers. Photonic crystals are, for example, be ⁇ forms to lead light to dimensions, which can be in the order of the wavelength. In addition, photonic crystals may be formed to pass light only in a predetermined angular range. Photonic crystals may exhibit periodic dielectric structures, de ⁇ ren period length is set so that the propagation influence of electromagnetic waves in a desired manner.
- dielectric layers may be used for light emitting diodes 3 having different wavelength spectrums. This allows an improved adaptation of the reflectance to the wavelength spectrum of the LEDs can be achieved.
- the dielectric may be used for light emitting diodes 3 having different wavelength spectrums.
- Layers of the mirror 37 may be formed in such a way that a reflection occurs when the electromagnetic radiation 4 impinges with an angle of less than 45 ° on the Einstrahlseite 21 of the mirror 37.
- the dielectric layers of the mirror 37 are formed in such a manner that the electromagnetic radiation 4 passes through the mirror 37 when the electromagnetic radiation 4 having an angle Zvi ⁇ rule 45 ° and 135 ° is incident on the mirror 21 Einstrahlseite 37th
- the electromagnetic radiation 4 reflected by the mirror 37 can be reflected or absorbed by the array 2 and emitted again.
- the mirror 37 has a distance 25 from the light-emitting diode 3 which is smaller than an edge length of a light-emitting diode 3.
- the edge length of the light-emitting diode 3 can be, for example, in the range between 0.5 .mu.m and 100 ym, in particular between 10 ym and 30 ym lie.
- the mirror has a smaller distance to the LEDs than an edge length of Leuchtpi ⁇ xels is long.
- a light pixels includes at least the light-emitting diode ⁇ , which are required for the representation of a pixel of the ones shown, presented image.
- a light-emitting pixels for example, two light-emitting diodes, in particular three Leuchtdi ⁇ oden or more light emitting diodes have.
- FIG. 20 shows a schematic representation of a partial section of a further embodiment of a device 1 for displaying an image.
- a device 1 for displaying an image.
- an array 2 with
- adjacent light-emitting diodes 3 may be arranged in a grid at equal intervals.
- adjacent light-emitting diodes 3 can also be arranged in a grid with different distances.
- adjacent light-emitting diodes 3 can also be arranged in a random arrangement with different distances.
- the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 in a middle region of the array 2 are the same size.
- adjacent light-emitting diodes 3 have a smaller distance in the center region than in an environmental region surrounding the middle region.
- the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same.
- the distances between adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the spacing of the light-emitting diodes in the center region.
- an outer edge area can surround the surrounding area, wherein in the outer edge area the distances between adjacent light-emitting diodes are for example 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent LEDs in the surrounding area.
- the central region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 20% of the width and the length of the array 2.
- the Randbe ⁇ rich may be annular circumferentially and extend over 10% or more than 20% of the length and the width of the array 2, starting from outer side edges of the array 2.
- the central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an average spacing of the light-emitting diodes in the center region.
- an averaged spacing of adjacent light-emitting diodes may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area.
- the arrays 2 are arranged in a grid with the same or different spacings.
- the array 2 are integrally ⁇ arranged in a grid and the spacing of adjacent array 2 are equally large in a central region of the assembly.
- adjacent arrays 2 have a smaller distance in the center region than in a surrounding region that surrounds the center region. In the surrounding area, the distances of adjacent arrays 2 are the same.
- the distances of the arrays in the surrounding area may be 10% or 50% or 100% or more larger than the spacing of adjacent arrays in the center area.
- an outer edge portion can surround the peripheral region, wherein the outer peripheral region, the distances between adjacent arrays, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in suppliessbe ⁇ rich.
- the central region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 20% of the width and the length of the array 2.
- the edge region may be annular and circumferentially about 10% or 20% of the length and the width of the Ar ⁇ rays 2 from extending from the outer side edges of the array. 2
- the central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the distances of adjacent arrays 2 may also vary.
- an average distance of neighboring arrays in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an averaged spacing of adjacent arrays in the center area.
- an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding region.
- FIG. 21 shows a section of the device 1 of FIG. 20 in an enlarged view.
- a light emitting diode 3 of the array 2 is shown.
- the collimation device 7 is formed in the form of reflection structures 39, which are arranged in the emission direction 6 after the array.
- the reflecting structures 39 have ei ⁇ NEN cross section perpendicular to the direction of radiation 6 which tapers in the direction of emission of the electromagnetic radiation 6 4 of the light-emitting diode 3 to a radiation opening 42nd
- the collimation device 7 has a multiplicity of juxtaposed reflection structures 39, which are arranged in one plane. In FIG. 21, only one reflection structure 39 is shown.
- the reflection structure 39 may be formed in the form of a cylindrical cone or a pyramid cone.
- the reflection structure 39 has, in particular, a rotational symmetry with respect to a center axis 40, wherein the center axis 40 can be perpendicular to the array 2.
- the reflection structure 39 is formed reflecting or scattering.
- Electromagnetic radiation 4, which is radiated from the light emitting diode 3, is either directly emitted through the emission opening 42 or reflects upon impact with the inside 41 of the reflection structure 39 back and then over a further Re ⁇ flexion back toward the emission opening 42 directed.
- the light-emitting diode 3 may also be designed to be reflective on the emission side and, for example, have a mirror layer.
- the reflection structure 39 is designed to limit the radiation 4 of the light emitting diodes 3 from the first opening angle 5 in the radiation direction 6 in front of the reflection structure 39 to the smaller second aperture angle 9 in the radiation direction 6 towards the reflection structure 39.
- the first opening angle of the light-emitting diodes 3 can be up to 180 °, ie +/- 90 ° with respect to the emission direction 6.
- the second opening angle is obtained from 9 ⁇ game instance +/- 45 ° to the direction of radiation 6.
- the second opening angle 9 may be formed smaller or larger excluded.
- FIG. 22 shows a schematic plan view of a part of the collimation device 7 of FIG. 20 with a plurality of reflection structures 39.
- the reflection structures 39 may also have other cross sections and / or shapes.
- One function of the reflection structure 39 is to reduce the aperture angle of the beams of light emitting diodes from the first aperture angle to the smaller second aperture angle.
- the emission opening 42 has a small ⁇ re area than an injecting port of Reflexionsstruk- structure 39.
- a reduction in the opening angle of the radiation angle is achieved.
- the Einstrahl ⁇ opening of the reflection structure in the range of 10 ym x 10 ym lie.
- FIGS. 23 to 30 show various possible applications of the proposed device 1 in schematic representations.
- FIG. 23 shows a schematic representation of the device 1 with an array 2 with light-emitting diodes 3 and a collimation device 7, wherein an optical imaging device 10 is used LED 43 represents a near-infrared ⁇ an image in a three-dimensional form for a viewer.
- the device 1 may according to one of the described embodiments of Fig. ⁇ out forms from 1 to 22 his.
- FIG. 24 shows a further embodiment of the device 1 with an array 2 of light-emitting diodes, wherein a collimation device 7 is provided between the array 2 and an optical imaging device 10.
- the device 1 is designed to display an image.
- the device 1 may be formed according to one of the described embodiments of FIGS. 1 to 22.
- FIG. 25 shows a further embodiment of a device 1 with an array 2 of light emitting diodes, wherein a collimation device 7 is arranged between the array 2 and an optical imaging device 10.
- the optical Abbil ⁇ -making apparatus 10 may comprise a curved optical reflector 44th Instead of or in addition to the optical reflector 44, a holographic optical element or a diffractive optical element may be provided. An image is displayed.
- the device 1 may be purchased ⁇ det according to one of the ⁇ be described embodiments of FIGS. 1 to 22.
- Fig. 26 shows a similar arrangement as Fig. 25, wherein in this embodiment, the optical reflector 44 as a planner
- the optical imaging device 10 may be configured to represent a three-dimensional hologram.
- the device 1 can according to one of described embodiments of FIGS. 1 to 22 be ⁇ forms.
- Fig. 27 shows another embodiment for displaying an image, particularly a three-dimensional image.
- a collimation device 7 is provided between the array 2 of light-emitting diodes 3. An image is displayed.
- the device 1 may be formed according to one of the described embodiments of FIGS. 1 to 22.
- Fig. 28 shows another embodiment of a device 1 for displaying an image.
- a collimation device 7 is provided between the array 2 and the optical imaging device 10.
- the optical imaging device 10 is designed to generate and display an image.
- a holographic ele ⁇ ment 45 is provided, can be coupled via the light at a first location and can be decoupled at a second location for output again.
- FIG. 29 schematically shows a further embodiment of the device 1, which shows a virtual spectacle 46, eg for the display of 3D images or 3D films.
- the virtual glasses 46 has an array 2 with LEDs 3, wherein between the array 2 and two lenses 55, 56, which represent an opti ⁇ cal imaging device 10, a collimation 7 is provided.
- Fig. 30 shows another application for the device 1, which is for example an adaptive flash, or a adapti ⁇ ves spot light in a car interior.
- the device 1 has an array 2 with light-emitting diodes 3, wherein a collimation device 7 is provided between the array 2 and an optical imaging device 10. Due to the collimation device 7, a better efficiency of the projection optics, that is, the optical imaging device 10 is made possible.
- the device 1 can according to one of described embodiments of FIGS. 1 to 22 be ⁇ forms.
- FIG. 31 shows a schematic representation of a device 1 with an array 2 with light emitting diodes 3, wherein the
- Light-emitting diodes 3 are not shown individually.
- the Leuchtdio ⁇ 3 may be monolithically formed as well as in the other embodiments, either as single components or in a single component.
- the array 2 is connected to a substrate 48 via backside contacts 47. In the substrate
- driver circuits 50 and selection circuits for the individual LEDs 3 have.
- the electronic circuit 49 for example, for each light emitting diode 3 has its own driver circuit 50.
- the circuit 49 may monolithically be integrated in the substrate 48 and another
- an interface 51 can be integrated in the substrate 48, ie in the further component 61.
- the interface 51 is connected with the electronic comparable scarf ⁇ tung 49 and in particular to the driver circuits 50th
- the interface is connected, which are formed for example as a contact pad on the substrate 48 with 51 to electrical circuits ⁇ 52nd
- the component 60 with the monolithically integrated light-emitting diodes 3 can be arranged on the further component 61 with the monolithic integrated circuit 49, as shown schematically in FIG. 31.
- the substrate 48 may be formed for example from a semiconductor Mate ⁇ rial, in particular of silicon.
- the substrate 48 may consist of a silicon wafer, in particular a part of a silicon wafer.
- a light-emitting layer 53 is disposed on the array 2, which shifts the light of the LEDs 3 in the wavelength at least partially.
- the luminescent layer may, for example, comprise phosphorus.
- the electrical contacts of the LEDs 3 of the array 2 are connected via the back to the substrate 48.
- electrical contacts on the upper side of the light-emitting diodes 3 can also be conducted from the upper side of the array 2 to the rear side.
- electrical Kon ⁇ clocks from the top of the light-emitting diodes 3 can be guided laterally to electrical connections of the substrate 48.
- Fig. 32 shows a schematic representation of a plan view of an array 2 with different distances for adjacent LEDs 3 in predetermined areas. There are only schematically individual LEDs 3 shown.
- the array 2 may e.g. 400x400 light emitting diodes 3 or more LEDs 3 have.
- the array 2 is subdivided into a center area 154, into a surrounding area 155 and into an edge area 156.
- the center region 154 is aligned concentrically with a center 57 of the array 2.
- the surrounding area 155 and the edge area 156 are likewise arranged concentrically with the center 57.
- the center region 154 may be e.g. the shape of a circular area, the shape of a rounded
- the surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the surrounding area 155 may have a circular outer contour
- the edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour.
- the center area, the surrounding area and / or the outer edge region also have other sizes and / or shapes.
- the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 in the center region 154 of the array 2 are the same.
- adjacent light-emitting diodes 3 in the center region 154 have a smaller spacing than in the surrounding region 155, which surrounds the center region 154.
- the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same.
- the distances of adjacent light emitting diodes 3 in the surrounding area 155 can be e.g. 10% or 50% or 100% or more greater than the spacing of adjacent light emitting diodes in the central region 154.
- the distances between adjacent light emitting diodes e.g.
- the center region 154 is concentric about the center 57 of the array 2 and extends e.g. over 10% or over 20% of the width and length of the array 2.
- the edge region 56 may be circumferential and extend over up to 10% or 20% of the length and width of the array 2 from outer side edges 58 of the array 2 ,
- the distances of the light emitting diodes 3 may also vary. For example, an averaged spacing of adjacent light emitting diodes in the environmental region, e.g.
- an average spacing of adjacent light emitting diodes e.g. by 10% or by 50% or by 100% or more greater than the average distance of the LEDs in the surrounding area.
- Fig. 33 shows a schematic representation of a top view of another embodiment of an array with 2 different? ⁇ chen intervals for adjacent light-emitting diodes 3 in predetermined Areas.
- the arrangement is constructed essentially as shown in FIG. 32, but the center region 154 has the shape of a circular area and is arranged concentrically with the center 57 of the array 2.
- the edge portion 156 has a rounded-off rectangular inner contour and a rectangular Au ⁇ chkontur.
- the surrounding region 155 has a circular inner contour and a rectangular rounded outer contour ⁇ .
- Fig. 34 shows a schematic representation of a Ausschnit ⁇ tes an array 2 having a central region 154 and a surrounding region 155.
- the light emitting diodes 3 are schematically illustrated in the form of squares.
- the center region 154 is separated from the surrounding region 155 by a fictitious dashed line.
- the light-emitting diodes are each arranged in a grid at constant intervals.
- adjacent light emitting diodes 3 have a smaller spacing in the x direction and a smaller spacing in the y direction compared to the light emitting diodes 3 in the surrounding region 155.
- xl is the
- Distance of the light-emitting diodes 3 in the x-direction in the center region 154 denotes. With x2, the distance of the light-emitting diodes 3 is designated in the surrounding area 155 along the x-direction. Yl denotes the spacing of the light-emitting diodes 3 in the y-direction in the center region 154. With y2 the distance is the
- Fig. 35 shows a schematic representation of a top view of an array 59 of array 2 with LEDs 3, wherein adjacent arrays have in predetermined regions differing distances ⁇ che 2. Of the arrays 2 and the LEDs 3 only a few are shown schematically.
- the arrangement 59 can have a multiplicity of arrays 2. Each array 2 may have a plurality of light-emitting diodes 3.
- the arrangement 59 is subdivided into a central area 154, a surrounding area 155 and an edge area 156.
- the center region 154 is concentric with a center 57 of the assembly 59 aligned.
- the surrounding area 155 and the edge area 156 are also concentric with the center 57 angeord ⁇ net.
- the center region 154 may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area.
- the surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the surrounding region 155 can have a circular outer contour and / or a circular réellekon ⁇ structure.
- the edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the arrays 2 are arranged in a grid, with the spacings of adjacent arrays 2 in the center region 154 being the same size.
- adjacent arrays 2 in the center region 154 have a smaller spacing than in a surrounding region 155 which surrounds the center region 154. In the surrounding area 155, the distances of adjacent arrays 2 are the same.
- an outer edge portion 156 may surround the surrounding area 155 by 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in the central region 154., wherein in the outer Edge area, the distances between adjacent arrays 2, for example, by 10% or 50% or 100% or more are greater than the distances of the arrays 2 in the surrounding area 155.
- the center region 154 may be concentric about a center of the array and may extend over 10% or over 20% of the width and length of the array 2.
- the edge region 156 may be annular and extend over 10% or 20% of the length and the width of the array 2 ⁇ going from outer side edges 58 of the assembly 59.
- the middle region 154 may take the form of a circular surface, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the selected
- Execution may be the center area 154, the surrounding area
- 155 and / or the outer edge region 156 also have other sizes and / or shapes.
- an averaged spacing of adjacent arrays in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an average spacing of adjacent arrays in the center region.
- an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding area.
- FIG. 36 shows a schematic representation of a plan view of a further embodiment of an arrangement 59 of arrays 2 with light-emitting diodes 3, which is substantially similar to the arrangement of FIG. 35, but where the center region 154 is in the form of a circular area, and where mecanickon ⁇ structure of the edge region 156 has a rounded rectangular shape ⁇ .
- Fig. 37 shows a schematic representation of a Ausschnit ⁇ tes a lens array 13 having a central region 154 and a surrounding region 155.
- the lens elements 14 are schematic ⁇ schematically in the form of squares.
- the central region 154 is separated by an imaginary dashed line from ambient ⁇ area 155th In the middle area and in the surrounding area rich, the lens elements are each arranged in a grid at constant intervals. In the central region 154, adjacent lens elements 14 have a smaller spacing in the x-direction and a smaller spacing in the y-direction compared to the lens elements 14 in the surrounding region 155. With xl the distance of the lens elements 14 in the x-direction in the center region 154 is designated. X2 denotes the distance of the lens elements 14 in the surrounding region 155 along the x-direction. The distance between the lens elements 14 in the y-direction in the center region 154 is denoted by yl. With y2, the distance of the lens elements 14 in the other ⁇ advertising region 155 along the y-direction is indicated.
- FIG. 38 shows a schematic representation of a plan view of a lens array 13 with different distances for adjacent lens elements 14 in predetermined regions. Only individual lens elements 14 are shown schematically.
- the lens array 13 has a plurality of lens elements 14, e.g. 400x400 lens elements or more.
- the lens array 13 is subdivided into a center area 154, into a surrounding area 155 and into an edge area 156.
- the center region 154 is aligned concentrically with a center 57 of the lens array 13.
- the surrounding area 155 and the edge area 156 are likewise arranged concentrically with respect to the center 57.
- the center region 154 may be e.g. the
- the surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the surrounding area 155 may have a circular outer contour
- the edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour.
- the edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour.
- the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
- the spacings of adjacent lens elements 14 in the center region 154 of the lens array 13 are the same size.
- adjacent lens elements 14 have a smaller distance in the central region 154 than in the surrounding region 155, which surrounds the central region 154.
- the surrounding area In the surrounding area
- the distances between adjacent lens elements 14 are the same size.
- the distances between adjacent lens elements 14 in the other ⁇ advertising area 155 may, for example, 10% or 50% or 100% or more to be greater than the distances between adjacent lens elements in the central region 154.
- the distances between adjacent lens elements in the outer edge portion 156 for example, by 10% or by 50% or 100% or more greater than the distances of the lens elements in the surrounding area 155.
- the edge area can also apply to the edge area
- the middle region 154 is concentrically arranged around the center point 57 of the lens array 13 and it ⁇ , for example, extends over 10% or over 20% of the width and the length of the lens array 13.
- the edge portion 56 may be formed circumferentially and extending over up to 10% or 20% of the length and the width of the lens array 13, starting from outer Sei ⁇ tenkanten 58 of the lens array 2 extend.
- the distances of the lens elements 14 may also vary.
- Example ⁇ example may be an average distance between adjacent lens elements in the surrounding region, for example, 10% or 50% or 100% or more larger than an average distance of the lens elements in the central region.
- an averaged spacing of adjacent lens elements can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of the lens elements in the surrounding area.
- Fig. 39 shows a schematic representation of a top view of a further embodiment of a lens array 13 having ⁇ under different union intervals for adjacent lens elements 14 in predetermined regions. The arrangement is essentially like Is constructed FIG.
- the middle portion 154 has the shape of a circular surface and is arranged concentrically to the center point 57 of the array 2 ⁇ .
- the edge region 156 has a rounded rectangular inner contour and a rectangular outer contour.
- the surrounding region 155 has a circular inner contour and a rectangular torque ⁇ rounded outer contour.
- a luminescent layer 53 may also be arranged on the light-emitting diodes 3 in all other embodiments of the previously described figures.
- reflectors or reflector systems may also be provided instead of the lenses or lens systems.
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Abstract
Description
VORRICHTUNG ZUR DARSTELLUNG EINES BILDES DEVICE FOR DISPLAYING AN IMAGE
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes gemäß Patentanspruch 1. DESCRIPTION The invention relates to a device for displaying an image according to patent claim 1.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 107 303.5, deren Offenbarungsge- halt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. This patent application claims the priority of German Patent Application DE 10 2017 107 303.5, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Im Stand der Technik ist es bekannt, 3D-Displays zu realisie¬ ren . Eine Aufgabe der vorgeschlagenen Vorrichtung besteht darin, eine Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes mit Leuchtdio¬ den bereitzustellen, die eine bessere Qualität des darge¬ stellten Bildes ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. In the prior art it is known to 3D displays to realisie ¬ ren. An object of the proposed apparatus is to provide an apparatus for displaying an image with Leuchtdio ¬ which allows a better quality of Darge ¬ presented image. The object of the invention is achieved by the device according to claim 1.
In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungsformen der Erfindung angegeben. In the dependent claims further embodiments of the invention are given.
Es wird eine Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes vorge¬ schlagen, wobei ein Array von Leuchtdioden vorgesehen ist. Die Leuchtdioden sind insbesondere einzeln ansteuerbar. Die Leuchtdioden sind in der Weise angeordnet und ausgebildet, um in Richtung einer Abstrahlseite des Arrays elektromagnetische Strahlung in Form von Strahlenbündel abzugeben. Die Leuchtdioden sind ausgebildet, um elektromagnetische Strahlenbündel mit einem ersten Öffnungswinkel in der Abstrahlrichtung abzugeben. In der Abstrahlrichtung ist nach dem Array von Leucht- dioden eine Kollimationsvorrichtung in einem vorgegeben Abstand angeordnet. Die Kollimationsvorrichtung begrenzt die ersten Öffnungswinkel der Strahlenbündel der Leuchtdioden in der Strahlungsrichtung nach der Kollimationsvorrichtung auf einen zweiten Öffnungswinkel. Der zweite Öffnungswinkel ist kleiner ausgebildet als der erste Öffnungswinkel. Dadurch wird eine höhere Effizienz für die Strahlungsführung erreicht. Insbesondere wird mehr Strahlung der Leuchtdioden zur Darstellung des Bildes verwendet. It will propose a device for displaying an image pre ¬, wherein an array of light emitting diodes is provided. The light-emitting diodes are in particular individually controllable. The light-emitting diodes are arranged and designed in such a way as to emit electromagnetic radiation in the form of radiation beams in the direction of a radiation side of the array. The light-emitting diodes are designed to emit electromagnetic radiation beams with a first opening angle in the emission direction. In the emission direction, a collimation device is arranged at a predetermined distance after the array of light emitting diodes. The collimation device limits the first aperture angles of the beams of the light-emitting diodes in the radiation direction after the collimation device a second opening angle. The second opening angle is smaller than the first opening angle. As a result, a higher efficiency for the radiation guidance is achieved. In particular, more radiation of the light-emitting diodes is used to display the image.
In der Abstrahlrichtung nach der Kollimationsvorrichtung ist eine Abbildungsoptik vorgesehen. Die Abbildungsoptik ist vorgesehen, um die elektromagnetische Strahlung zur Darstellung des Bildes zu lenken. Beispielsweise kann das Bild in Form eines zweidimensionalen Bildes oder in Form eines dreidimensionalen Bildes ausgebildet sein. Mithilfe der vorgeschlage¬ nen Vorrichtung wird eine verbesserte Effizienz und Lichtaus¬ beute erreicht. Zudem kann die Fokussierung der Strahlenbün- del verbessert werden. Insbesondere wird durch das Vorsehen der Kollimationsvorrichtung die höhere Effizienz und verbesserte Lichtausbeute erreicht. Zudem kann durch die Kollimati¬ onsvorrichtung eine bessere Justierung der einzelnen Strahlenbündel ermöglicht werden. Zudem können die Strahlenbündel insgesamt präziser auf eine vorgegebene Strahlungsrichtung ausgerichtet werden. Somit wird eine geringere Vermischung von benachbarten Strahlenbündeln erreicht. Dadurch können sogenannte Geisterbilder reduziert werden. Insbesondere wird eine erhöhte Lichtleistung in der gewünschten Bilddarstellung ermöglicht und Effizienzverluste werden reduziert. An imaging optics is provided in the emission direction after the collimation device. The imaging optics are provided to direct the electromagnetic radiation to represent the image. For example, the image may be in the form of a two-dimensional image or in the form of a three-dimensional image. Using one of the propose ¬ nen device is achieved improved efficiency and light output ¬ yield. In addition, the focusing of the radiation beams can be improved. In particular, the provision of the collimation device achieves the higher efficiency and improved light output. In addition, a better adjustment of the individual beam bundles can be made possible by the Kollimati ¬ onsvorrichtung. In addition, the bundles of rays can overall be aligned more precisely to a predetermined direction of radiation. Thus, less mixing of adjacent beams is achieved. As a result, so-called ghost images can be reduced. In particular, an increased light output in the desired image representation is made possible and efficiency losses are reduced.
In einer Ausführungsform weist die Kollimationsvorrichtung mehrere Kollimationslinsen auf. Eine Kollimationslinse ist für wenigstens ein Strahlenbündel einer Leuchtdiode vorgese- hen. Die Kollimationslinse verkleinert den ersten Öffnungs¬ winkel des Strahlenbündels der Leuchtdiode zu dem zweiten Öffnungswinkel. Die Kollimationslinsen der Kollimationsvorrichtung können identisch ausgebildet sein und die gleiche Reduzierung des ersten Öffnungswinkels auf den zweiten Öff- nungswinkel ermöglichen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Kollimationsvorrichtung auch unterschiedliche Kollimationslinsen aufweisen, wobei die unterschiedlichen Kollimationslinsen eine unterschiedliche Größe und/oder eine unterschiedlich starke Verkleinerung der ersten Öffnungswinkel auf verschiedene zweite Öffnungswinkel ermögli¬ chen. Dadurch kann eine weitere Optimierung der Strahlungsführung erreicht werden. In one embodiment, the collimation device has a plurality of collimating lenses. A collimating lens is provided for at least one beam of a light emitting diode. The collimating lens reduces the first opening ¬ angle of the beam of the light emitting diode to the second opening angle. The collimating lenses of the collimation device can be designed identically and allow the same reduction of the first opening angle to the second opening angle. Depending on the selected embodiment, the collimation device may also have different collimating lenses, wherein the different collimating lenses have a different size and / or a different size reduction of the first opening angle ermögli ¬ chen on different second opening angle. As a result, a further optimization of the radiation guidance can be achieved.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jede Kollima- tionslinse für wenigstens zwei Strahlenbündel von zwei Depending on the chosen embodiment, each collimation lens can be used for at least two beams of two
Leuchtdioden vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Kollimationslinse für wenigstens drei Strahlen- bündel von drei Leuchtdioden vorgesehen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform eine Kollimationslinse der Kollimationsvorrichtung für ein Bildpixel vorgesehen sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Bildpixel eine, zwei, drei oder mehrere Leuchtdioden umfassen. Be provided light emitting diodes. In a further embodiment, a collimating lens is provided for at least three beam bundles of three light-emitting diodes. In addition, depending on the selected embodiment, a collimating lens of the collimation device may be provided for an image pixel. Depending on the selected embodiment, an image pixel may include one, two, three or more light emitting diodes.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Linsenelement des Linsenarrays für eine Kollimationslinse vorgesehen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform ein Linsenelement des Linsenarrays für mehrere Kollimationslinsen vor- gesehen sein. Dadurch kann ein vereinfachter Aufbau bei guter Qualität des dargestellten Bildes erreicht werden. Beispiels¬ weise kann ein Linsenelement des Linsenarrays für die Kolli¬ mationslinsen eines Bildpixels vorgesehen sein. Auf diese Weise werden die Strahlenbündel des Bildpixels durch ein Lin- senelement auf die Abbildungsebene fokussiert. Dadurch kann eine verbesserte Bildqualität erreicht werden. In a further embodiment, a lens element of the lens array is provided for a collimating lens. In addition, depending on the selected embodiment, a lens element of the lens array can be provided for a plurality of collimating lenses. As a result, a simplified structure with good quality of the displayed image can be achieved. Example ¬ example, a lens element of the lens array can be provided for Kolli ¬ mationslinsen an image pixel. In this way, the ray bundles of the image pixel are focused by a lens element on the imaging plane. As a result, an improved image quality can be achieved.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Kollimationsvorrichtung eine Lochblende oder eine Lochblende mit einem Sub- linsenarray aufweisen. Die Lochblende weist mehrere Löcher auf. Das Sublinsenarray weist mehrere Sublinsen auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jedem Loch der Lochblende eine Sublinse zugeordnet sein. Abhängig von der ge¬ wählten Ausführungsform kann eine Sublinse auf einer Ein- strahlseite und/oder auf einer Abstrahlseite der Lochblende angeordnet sein. Mithilfe der Lochblende oder mithilfe der Lochblende und der Sublinse wird die Fokussierung eines Strahlenbündels einer Leuchtdiode vom ersten Öffnungswinkel auf den zweiten Öffnungswinkel erreicht. In a further embodiment, the collimation device can have a pinhole or a pinhole with a sub-lens array. The pinhole has several holes. The sub-lens array has a plurality of sub-lenses. Depending on the chosen embodiment, each hole of the pinhole can be assigned a sub-pinhole. Depending on the selected embodiment ge ¬ a sub-lens can radiating side to an input and / or be disposed on an emission side of the aperture plate. Using the pinhole or the pinhole and the Sublinse is the focus of a Beam of a light emitting diode from the first opening angle to the second opening angle reached.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Lochblen- de auf einer Einstrahlseite, die dem Array von Leuchtdioden zugewandt ist, reflektierend für die elektrischen Strahlen¬ bündel ausgebildet sein. Der Reflexionsgrad kann größer als 30 %, insbesondere größer als 50 % oder größer als 80 % sein. Auf diese Weise wird eine Reduzierung von Strahlenverlusten erreicht. Die reflektierten Strahlen können vom Leuchtdiode- narray erneut zurückgestrahlt werden und damit insgesamt die Strahlungsleistung der Vorrichtung erhöhen. Depending on the selected embodiment, the pinhole can be formed on a Einstrahlseite which faces the array of light-emitting diodes, reflective for the electrical beam ¬ bundles. The reflectance may be greater than 30%, in particular greater than 50% or greater than 80%. In this way, a reduction of radiation losses is achieved. The reflected beams can be reflected back from the light-emitting diode array and thus increase the overall radiation power of the device.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist eine Sublinse für Strahlenbündel mehrerer Leuchtdioden vorgesehen. Insbesondere kann eine Sublinse für die Strahlenbündel der Leucht¬ dioden eines Bildpixels vorgesehen sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist die Vorrichtung in der Weise ausgebildet, dass ein Loch der Lochblende für Strahlenbündel mehrerer Leuchtdioden vorgesehen ist. Dadurch wird ein vereinfachter Aufbau der Vorrichtung bei guter Qualität des dargestellten Bildes erreicht. Depending on the selected embodiment, a Sublinse for beams of multiple light emitting diodes is provided. In particular, a sub-lens can be provided for the beams of the light emitting diode ¬ an image pixel. Depending on the selected embodiment, the device is formed in such a way that a hole of the pinhole for beams of several light emitting diodes is provided. This achieves a simplified construction of the device with good quality of the displayed image.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform sind mehrere Sub- linsen für ein Strahlenbündel einer Leuchtdiode vorgesehen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist die Vorrichtung in der Weise ausgebildet, dass mehrere Löcher der Loch¬ blende für ein Strahlenbündel einer Leuchtdiode vorgesehen ist. Dadurch wird eine verbesserte Strahlungsführung er- reicht. Depending on the selected embodiment, a plurality of sub-lenses are provided for a beam of a light-emitting diode. Depending on the selected embodiment, the device is designed in such a way that a plurality of holes of the aperture hole ¬ is provided for a beam of a light emitting diode. As a result, an improved radiation guidance is achieved.
Beispielsweise kann ein Loch der Lochblende und/oder eine Sublinse des Linsenarrays für mehrere Leuchtpixel vorgesehen sein, wobei ein Leuchtpixel drei Leuchtdioden mit den Licht- färben Rot, Grün und Blau aufweist. Ein Leuchtpixel ist aus¬ gebildet, um insbesondere einen Bildpunkt des dargestellten Bildes zu erzeugen. In einer weiteren Ausführungsform weist die Lochblende einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode groß ist. Dadurch wird eine verbesserte Strahlungsführung der Strahlenbündel der Leuchtdioden er- reicht. In einer Ausführungsform weist die Lochblende einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge eines Leuchtpixels lang ist. Ein Leuchtpixel umfasst we¬ nigstens die Leuchtdioden, die für die Darstellung eines Bildpunktes des dargestellten Bildes benötigt werden. Dabei kann ein Leuchtpixel beispielsweise zwei Leuchtdioden, insbe¬ sondere drei Leuchtdioden oder auch mehrere Leuchtdioden aufweisen . For example, one hole of the pinhole and / or one row of the lens array can be provided for a plurality of light pixels, wherein a light pixel has three light-emitting diodes with the light colors red, green and blue. A luminous pixel is formed from ¬ in order to generate in particular a pixel of the displayed image. In a further embodiment, the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light emitting diode is large. As a result, an improved radiation guidance of the radiation beams of the light-emitting diodes is achieved. In one embodiment, the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long. A light pixels we ¬ nigstens includes the light-emitting diodes, which are required for the representation of a pixel of the displayed image. In this example, may have two light-emitting diodes, in particular ¬ sondere three light emitting diodes or light emitting diodes, a plurality of light-emitting pixels.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kollimationsvor- richtung ein optisches Filterelement auf, wobei das Fil¬ terelement ausgebildet ist, um Strahlenbündel in einem vorge¬ geben Einfallswinkelbereich durchzulassen und Strahlenbündel außerhalb des Einfallswinkelbereiches zu blockieren. Auf die¬ se Weise kann eine gewünschte Reduzierung des ersten Öff- nungswinkels der Strahlenbündel auf den zweiten kleinerenIn a further embodiment, the Kollimationsvor- direction, an optical filter element, wherein the Fil ¬ terelement is adapted to transmit radiation beam in a pre ¬ give incidence angle range and to block beams of rays outside the angle of incidence range. On the ¬ se way, a desired reduction of the first Öff- the opening position of the beams on the second smaller
Öffnungswinkel erreicht werden. Beispielsweise kann das opti¬ sche Filterelement ausgebildet sein, um die Strahlenbündel, die außerhalb des vorgegebenen Einfallswinkelbereiches auf das Filterelement auftreffen, zurück zu reflektieren und/oder zu absorbieren. Opening angle can be achieved. For example, the opti ¬ cal filter element may be formed to reflect back and / or absorb the radiation beams which impinge on the filter element outside the predetermined angle of incidence range.
In einer Ausführungsform ist das Filterelement aus einem für die Strahlenbündel transparenten Material gebildet. Das Fil¬ terelement weist eine strukturierte Oberfläche auf, wobei die Oberfläche in der Weise ausgebildet ist, um über eine Total¬ reflexion an der strukturierten Oberfläche eine gewünschte Reduzierung des ersten Öffnungswinkels der Strahlenbündel auf den zweiten kleineren Öffnungswinkel zu erreichen. Dadurch kann ein einfacher Aufbau des optischen Filterelementes rea- lisiert werden. Beispielsweise kann die Oberfläche in Form von Pyramiden, Prismen, Kegelarrays oder gekreuzten Prismen ausgebildet sein. Zum Erreichen der gewünschten Filterfunkti- on können verschiedene geometrische Formen der strukturierten Oberfläche verwendet werden. In one embodiment, the filter element is formed from a material transparent to the beam. The filtrate ¬ terelement has a structured surface, wherein the surface is formed in such a way to reach a total reflection on the structured surface ¬ a desired reduction of the first opening angle of the radiation beam to the second smaller opening angle. As a result, a simple structure of the optical filter element can be realized. For example, the surface may be in the form of pyramids, prisms, cone arrays or crossed prisms. To achieve the desired filter function On, different geometric shapes of the structured surface can be used.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Filterelement ei- ne Schichtstruktur mit dielektrischen Schichten auf. DieIn a further embodiment, the filter element has a layer structure with dielectric layers. The
Schichtstruktur ist für die Strahlenbündel transparent, wenn die Strahlenbündel in dem vorgegebenen Einfallswinkelbereich auf die Schichtstruktur auftreffen. Außerhalb des Einfalls¬ winkelbereiches werden die Strahlenbündel reflektiert Layer structure is transparent to the beam when the beams impinge on the layer structure in the predetermined incident angle range. Outside the incident ¬ angle range, the beams are reflected
und/oder absorbiert. Auf diese Weise kann eine gewünschte Re¬ duzierung des ersten Öffnungswinkels der Strahlenbündel auf den zweiten kleineren Öffnungswinkel erreicht werden. and / or absorbed. In this way, a desired Re ¬ duzierung of the first opening angle of the beam can be achieved in the second smaller opening angle.
In einer Ausführungsform weist das Filterelement einen klei- neren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode lang ist. In einer Ausführungsform weist das Filterelement einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge eines Leuchtpixels lang ist. Ein Leuchtpixel umfasst wenigstens die Leuchtdioden, die für die Darstellung eines Bildpunktes des dargestellten Bildes benö¬ tigt werden. Dabei kann ein Leuchtpixel beispielsweise zwei Leuchtdioden, insbesondere drei Leuchtdioden oder auch mehrere Leuchtdioden aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform weist die Kollimationsvor- richtung in Abstrahlrichtung gesehen eine sich verjüngende Reflexionsstruktur auf. Auf diese Weise kann eine gewünschte Reduzierung des ersten Öffnungswinkels der Strahlenbündel auf den zweiten kleineren Öffnungswinkel erreicht werden. In one embodiment, the filter element has a smaller distance to the light-emitting diodes than an edge length of a light-emitting diode is long. In one embodiment, the filter element has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long. A light pixels at least includes the light-emitting diodes be taken Benö ¬ for the representation of a pixel of the displayed image. In this case, a light-emitting pixel may have, for example, two light-emitting diodes, in particular three light-emitting diodes or else a plurality of light-emitting diodes. In a further embodiment, the collimation device has a tapered reflection structure in the emission direction. In this way, a desired reduction of the first opening angle of the beam to the second smaller opening angle can be achieved.
Die Reflexionsstruktur weist reflektierte Innenflächen auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann für wenigstens eine Leuchtdiode eine Reflexionsstruktur vorgesehen sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform eine Reflexionsstruktur für mehrere Leuchtdioden, insbesonde- re für Leuchtdioden eines Leuchtpixels vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Reflexionsstruktur besteht in einem konisch zulaufenden Zylinder. Auch mit dieser Ausführungsform kann eine Reduzierung des ersten Öffnungswinkels eines Strahlenbündels auf den zweiten Öffnungswinkel erreicht werden. Der Reflexionsgrad der Innenflächen der Reflexionsstruktur kann größer als 50 %, insbesondere größer als 80 % sein . The reflection structure has reflected inner surfaces. Depending on the selected embodiment, a reflection structure may be provided for at least one light-emitting diode. In addition, depending on the selected embodiment, a reflection structure may be provided for a plurality of light-emitting diodes, in particular for light-emitting diodes of a light-emitting pixel. An advantageous embodiment of the reflection structure consists in a tapered cylinder. Also with this embodiment, a reduction of the first opening angle of a beam to the second opening angle can be achieved. The reflectance of the inner surfaces of the reflection structure may be greater than 50%, in particular greater than 80%.
In einer Ausführung ist das Linsenarray in einen Mittenbe¬ reich und in einen Umgebungsbereich unterteilt, wobei im Mittenbereich die Linsenelemente in einer größeren Dichte ange¬ ordnet sind als im Umgebungsbereich. Dadurch wird im Mitten- bereich eine größere Auflösung erreicht. In one embodiment, the lens array is divided into a Mittenbe ¬ rich and in a surrounding region, wherein in the central area, the lens elements are arranged in ¬ a density greater than in the surrounding region. This achieves a greater resolution in the middle range.
In einer Ausführung sind die Leuchtdioden in einem Bauteil integriert. Zudem ist eine Schaltung zum Ansteuern der In one embodiment, the LEDs are integrated in one component. In addition, a circuit for driving the
Leuchtdioden in einem weiteren Bauteil integriert. Das Bau¬ teil ist auf dem weiteren Bauteil angeordnet. Dadurch wird eine platzsparende Anordnung mit einem kompakten Aufbau er¬ reicht. Zudem ist die Montage vereinfacht. In einer Ausführung ist das Array in einen Mittenbereich und in einen Umgebungsbereich unterteilt, wobei im Mittenbereich die Leuchtdioden in einer größeren Dichte angeordnet sind als im Umgebungsbereich. Dadurch wird im Mittenbereich des Arrays eine größere Auflösung erreicht. Light-emitting diodes integrated in another component. The construction ¬ part is arranged on the further component. As a result, a space-saving arrangement with a compact structure he ¬ reaches. In addition, the assembly is simplified. In one embodiment, the array is subdivided into a central area and a surrounding area, wherein in the middle area the light-emitting diodes are arranged in a greater density than in the surrounding area. This achieves greater resolution in the center of the array.
In einer Ausführung ist eine Anordnung von mehreren Arrays mit Leuchtdioden vorgesehen, wobei die Anordnung in einen Mittenbereich und in einen Umgebungsbereich unterteilt ist, wobei im Mittenbereich die Arrays in einer größeren Dichte angeordnet sind als im Umgebungsbereich. Dadurch wird im Mittenbereich der Anordnung eine größere Auflösung erreicht. In one embodiment, an arrangement of a plurality of arrays of light-emitting diodes is provided, wherein the arrangement is subdivided into a central area and into a surrounding area, wherein in the middle area the arrays are arranged in a greater density than in the surrounding area. As a result, a greater resolution is achieved in the center region of the arrangement.
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 Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes, Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Array von The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in connection with the drawings. Show it Fig. 1 is a schematic side view of a device for displaying an image, Fig. 2 is a schematic plan view of an array of
Leuchtdioden, LEDs,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Linsenarray, Fig. 4 einen schematischen Teilausschnitt einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes mit einer Kolli- mationsvorrichtung mit mehreren Kollimationslin- sen, Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Kollimations- vorrichtung mit Kollimationslinsen der Fig. 4, 4 shows a schematic partial section of a device for displaying an image with a collimation device with several collimating lenses, FIG. 5 shows a schematic plan view of the collimation device with collimating lenses of FIG. 4 .
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt des Linsenarrays der Fig. 4, 6 is a schematic plan view of a detail of the lens array of Fig. 4,
Fig. 7 eine schematische Seitendarstellung eines Aus¬ schnittes einer Vorrichtung mit einer Kollimati- onsvorrichtung, wobei eine Kollimationslinse für mehrere Leuchtdioden vorgesehen ist, 7 is a schematic side view of an off ¬ section of a device with a Kollimati- onsvorrichtung, wherein a collimating lens is provided for a plurality of light-emitting diodes,
Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf ein Array von Fig. 8 is a schematic plan view of an array of
Leuchtdioden mit einer schematischen Darstellung einer Kollimationslinse, Fig. 9 eine schematische Seitendarstellung eines Aus¬ schnittes einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes mit einer weiteren Kollimationsvorrichtung, Light emitting diodes with a schematic representation of a collimating lens, Fig. 9 is a schematic side view of a section from ¬ a device for displaying an image with a further collimating
Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung eines Teilausschnit- tes der Vorrichtung der Fig. 9 mit einer Kollimationsvorrichtung in Form einer Lochblende und einem Sublinsenarray, Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf eine Einstrahl¬ seite der Lochblende der Fig. 10, 10 is an enlarged view of a partial section of the device of FIG. 9 with a collimating device in the form of a pinhole and a sub-lens array, FIG. 11 is a schematic plan view of a Einstrahl ¬ side of the pinhole of Fig. 10,
Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf das Sublin- senarray der Fig. 10, 12 shows a schematic top view of the sub-lens array of FIG. 10,
Fig. 13 einen schematischen Querschnitt durch eine Lochblende mit einem Sublinsenarray auf der Einstrahl¬ seite und einem weiteren Sublinsenarray auf der Abstrahlseite, 13 is a schematic cross section through a pinhole with a Sublinsenarray on the Einstrahl ¬ side and another Sublinsenarray on the emission side,
Fig. 14 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Fig. 14 is a schematic cross-section through another
Ausführungsform einer Lochblende mit einem Ta- perarray mit optischen Tapern, Embodiment of a pinhole with a toner array with optical tapers,
Fig. 15 einen schematischen Querschnitt durch eine Lochblende mit einem Taperarray in einer weiteren Aus¬ führungsform, Fig. 16 einen schematischen Teilausschnitt einer weiteren Fig. 15 is a schematic cross section through a pinhole with a Taperarray in a further ¬ guide die, Fig. 16 shows a schematic partial section of a further
Ausführungsform einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes, Embodiment of an apparatus for displaying an image,
Fig. 17 einen vergrößerten Teilausschnitt der Vorrichtung der Fig. 16 mit einer Kollimationsvorrichtung in17 is an enlarged partial section of the device of FIG. 16 with a collimation device in FIG
Form eines optischen Filterelementes mit einer strukturierten Oberfläche, Shape of an optical filter element with a structured surface,
Fig. 18 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine 18 is a schematic partial cross section through a
weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes, further embodiment of a device for displaying an image,
Fig. 19 eine vergrößerte Darstellung eines Teilausschnit¬ tes der Fig. 18 mit einer Kollimationsvorrichtung in Form eines optischen Filterelementes in Form von Spiegelschichten, Fig. 20 einen schematischen Teilausschnitt einer weiteren einer Vorrichtung zur Darstellung eines Bildes, 19 is an enlarged view of a Teilausschnit ¬ tes of FIG. 18 with a collimation in the form of an optical filter element in the form of mirror layers, 20 is a schematic partial section of another of a device for displaying an image,
Fig. 21 eine schematische vergrößerte Teildarstellung der Fig. 21 is a schematic enlarged partial view of
Anordnung der Fig. 20, Arrangement of FIG. 20,
Fig. 22 eine schematische Draufsicht auf die Reflexions¬ struktur der Fig. 21, Fig. 23 bis 30 schematische Darstellungen von verschiedenen 22 is a schematic plan view of the reflection ¬ structure of FIG. 21, Fig. 23 to 30 are schematic representations of various
Ausführungsformen der Vorrichtung, Embodiments of the device,
Fig. 31 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch ein Array von Leuchtdioden mit einer monolithischen Anordnung einer Steuerschaltung für die Leuchtdioden, 31 is a schematic representation of a cross section through an array of light-emitting diodes with a monolithic arrangement of a control circuit for the LEDs,
Fig. 32 eine Draufsicht auf eine Ausführung eines Arrays, Fig. 33 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines Fig. 32 is a plan view of an embodiment of an array, Fig. 33 is a plan view of another embodiment of a
Arrays , eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines Arrays mit einem Mittenbereich und einem Umgebungsbereich, eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Anordnung mit Arrays mit Leuchtdioden, eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Anordnung mit Arrays mit Leuchtdio¬ den, Fig. 37 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines Linsenarrays mit einem Mittenbereich und ei¬ nem Umgebungsbereich, Fig. 38 eine Draufsicht auf eine Ausführung eines Lin- senarrays, und Arrays, a schematic representation of a section of an array having a central region and a surrounding area, a schematic representation of a plan view of an array with arrays with LEDs, a schematic representation of a plan view of another arrangement with arrays with Leuchtdio ¬ den, Fig. 37 is a schematic Representation of a section of a lens array with a central area and egg ¬ nem surrounding area, FIG. 38 is a plan view of an embodiment of a lens array, and FIG
Fig. 39 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines Fig. 39 is a plan view of another embodiment of a
Linsenarrays . Lens arrays.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung 1 zur Darstellung eines Bildes. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Array 2 mit Leuchtdioden 3. Die Leuchtdioden 3 können einzeln oder in Gruppen ansteuerbar ausgebildet sein. Dazu ist eine entsprechende, nicht dargestellte, Steuervor¬ richtung vorgesehen. Die Leuchtdioden 3 des Arrays 2 können identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere können die Leuchtdioden 3 verschiedene Wellenlängenspektren einer elektromagnetischen Strahlung 4 erzeugen. Weiterhin können abhängig von der gewählten Ausführungsform einzelne oder alle Leuchtdioden 3 ein Konversionselement zur Verschie¬ bung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung 4 der Leuchtdiode 3 aufweisen. Die Leuchtdioden 3 sind ausgebildet, um eine elektromagnetische Strahlung 4 in einem ersten Öff¬ nungswinkel 5 in einer Abstrahlrichtung 6 abzugeben. In der Abstrahlrichtung 6 nach dem Array 2 ist eine Kollimationsvor- richtung 7 vorgesehen. Die Abstrahlrichtung 6 ist senkrecht zur Ebene des Arrays 2 angeordnet. Eine Leuchtdiode 3 kann eine Kantenlänge aufweisen, die im Bereich von 0,5 ym bis lOOym liegen kann. 1 shows a schematic side view of a device 1 for displaying an image. The device 1 comprises an array 2 with light-emitting diodes 3. The light-emitting diodes 3 may be designed to be controllable individually or in groups. For this purpose, a corresponding, not shown, Steuerervor ¬ direction is provided. The LEDs 3 of the array 2 may be identical or different. In particular, the light-emitting diodes 3 can generate different wavelength spectra of an electromagnetic radiation 4. Furthermore, depending on the selected individual embodiment or all of the LEDs 3 may have a conversion element for the displacement ¬ environment of the wavelength of the electromagnetic radiation 4, the light-emitting diode. 3 The light emitting diodes 3 are designed to emit an electromagnetic radiation 4 in a first Publ ¬ opening angle 5 in an emission direction. 6 In the emission direction 6 after the array 2, a collimation device 7 is provided. The emission direction 6 is arranged perpendicular to the plane of the array 2. A light emitting diode 3 may have an edge length which may be in the range of 0.5 ym to 100 yym.
Jede Leuchtdiode 3 erzeugt somit ein Strahlenbündel 8 mit ei¬ nem ersten Öffnungswinkel 5. In der Figur ist nur ein Strah- lenbündel 8 einer Leuchtdiode 3 dargestellt. Die Kollimati- onsvorrichtung 7 ist ausgebildet, um die ersten Öffnungswinkel 5 der Strahlenbündel 8 der Leuchtdioden 3 auf einen klei¬ neren zweiten Öffnungswinkel 9 zu begrenzen bzw. zu kollimie- ren. Somit verlassen die Strahlenbündel 8 die Kollimations- Vorrichtung 7 in der Abstrahlrichtung 6 mit dem kleineren zweiten Öffnungswinkel 9. In Abstrahlrichtung 6 nach der Kol- limationsvorrichtung 7 ist eine optische Abbildungsvorrichtung 10 vorgesehen. Die optische Abbildungsvorrichtung 10 ist ausgebildet, um die Strahlenbündel 8 der Leuchtdioden 3 in einer gewünschten Weise zu lenken, d.h. abzubilden. Beispielsweise können die Strahlenbündel durch die Abbildungs¬ vorrichtung 10 auch fokussiert werden. Die optische Abbil- dungsvorrichtung 10 kann beispielsweise in Form einer Linse, eines Linsensystems oder eines Linsenarrays ausgebildet sein. Unter einem Öffnungswinkel des Strahlenbündels wird der Each light-emitting diode 3 thus generates a beam 8 with ei ¬ nem first opening angle 5. In the figure, only one beam bundle 8 of a light emitting diode 3 is shown. The Kollimati- onsvorrichtung 7 is formed, by 5 of the beams 8 of the LEDs 3 to limit the first opening angle to a klei ¬ Neren second opening angle 9 and ren to kollimie-. Thus, 8 leave the radiation beam, the collimation device 7 in the direction of radiation 6 with the smaller second aperture angle 9. In the emission direction 6 after the collimation device 7, an optical imaging device 10 is provided. The optical imaging device 10 is designed to direct the beam 8 of the LEDs 3 in a desired manner, ie image. For example, the beams may also be focused by the imaging device ¬ 10th The optical imaging device 10 may, for example, be in the form of a lens, a lens system or a lens array. Under an opening angle of the beam is the
Strahlenbereich verstanden, in dem wenigstens ein vorgegebener Anteil einer maximalen Strahlungsleistung vorhanden ist. Radiation understood in which at least a predetermined proportion of a maximum radiation power is present.
Beispielsweise kann der Öffnungswinkel durch den Bereich festgelegt werden, in dem wenigstens noch 10% der maximalen Strahlungsleistung der elektromagnetischen Strahlung des Strahlenbündels vorhanden ist. Somit kann der erste und/oder der zweite Öffnungswinkel durch den Bereich festgelegt wer¬ den, in dem wenigstens noch 10% der maximalen Strahlungsleis¬ tung der elektromagnetischen Strahlung des Strahlenbündels vorhanden ist. Mithilfe der Vorrichtung 1 kann ein zweidimensionales, insbe¬ sondere ein dreidimensionales Bild mithilfe der Leuchtdioden 3 des Arrays 2 erzeugt werden. Unter einem Bild wird jede op¬ tisch wahrnehmbare Darstellung verstanden. Ein Bild kann z.B. nur aus einem weißen Lichtpunkt oder aus einer Darstellung eines Gegenstandes oder aus einer Darstellung einer Land¬ schaft bestehen. Aufgrund der Kollimationsvorrichtung 7 wird eine Begrenzung der ersten Öffnungswinkel 5 zu den zweiten Öffnungswinkeln 9 ermöglicht. Dadurch wird eine Vermischung der Strahlenbündel benachbarter Leuchtdioden 3 bei Auftreffen auf die optische Abbildungsvorrichtung 10 reduziert. Somit wird eine verbesserte Darstellung des Bildes erreicht. Insbe¬ sondere wird eine präzisere Fokussierung der Strahlenbündel 8 und eine damit verbundene höhere Lichtstärke des Bildes er¬ möglicht . For example, the opening angle can be determined by the range in which at least 10% of the maximum radiation power of the electromagnetic radiation of the beam is present. Thus, the first and / or the second opening angle may be determined by the area ¬ the one in which at least 10% of the maximum radiation Leis ¬ processing of the electromagnetic radiation of the beam is present. By means of the device 1, a two-dimensional, in particular ¬ special, a three-dimensional image using the light emitting diodes 3 of the array 2 can be generated. Under a picture each op ¬ table perceptible representation is understood. An image can consist, for example, only from a white point of light or a representation of an object or a representation of a country ¬ economy. Due to the collimation device 7, a limitation of the first opening angle 5 to the second opening angles 9 is made possible. As a result, mixing of the radiation beams of adjacent light-emitting diodes 3 when they strike the optical imaging device 10 is reduced. Thus, an improved representation of the image is achieved. In particular ¬ sondere a more accurate focusing of the beams 8 and an associated higher light intensity of the image he ¬ made possible.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Aus¬ schnitt des Arrays 2 mit Leuchtdioden 3. Die Leuchtdioden 3 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem kon- stanten Raster in Reihen und Spalten angeordnet. Die Leuchtdioden 3 sind schematisch in Form von Quadraten dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Leuchtdioden 3 auch in einer anderen Anordnung im Array 2 vorgese- hen sein. Eine vorgegebene Anzahl von Leuchtdioden 3 kann zu einem Leuchtpixel 12 zusammengefasst angeordnet sein. Ein Leuchtpixel 12 kann die Leuchtdioden 3 umfassen, die einen Bildpunkt eines Bildes darstellen sollen. In der dargestell¬ ten Ausführungsform umfasst ein Leuchtpixel 12 drei Leuchtdi- oden 3. Der Leuchtpixel 12 ist mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. In einer weiteren Ausführungsform kann der Leuchtpixel 12 auch zwei Leuchtdioden 3 oder mehr als drei Leuchtdioden 3 umfassen. Die Leuchtdioden 3 des Leuchtpixels können elektromagnetische Strahlung mit verschiedenen Wellen- längen emittieren. Beispielsweise können die Leuchtdioden 3 des Leuchtpixels 12 ausgebildet sein, um verschiedene sicht¬ bare Farben und insbesondere in der Überlagerung weißes Licht zu erzeugen. Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer optischen Abbildungsvorrichtung 10 in Form eines Linsenarrays 13 mit einer Vielzahl von Linsenelementen 14. Die Linsenelemente 14 stellen Linsen dar, die miteinander in einem Array verbunden sind. Die Lin- senelemente 14 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem konstanten Raster in Reihen und Spalten mit konstanten Abständen angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Linsenelement 14 für wenigstens ein Strahlenbündel 8 einer Leuchtdiode 3 vorgesehen sein. Zudem kann ein Linsenelement 14 auch für mehrere Strahlenbündel 8 von mehreren Leuchtdioden 3 vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Linsenelement 14 für die Strahlenbündel 8 der Leuchtdio¬ den 3 eines Leuchtpixels 12 vorgesehen sein. Zudem können auch mehrere Linsenelemente 14 für ein Strahlenbündel 8 einer Leuchtdiode 3 vorgesehen sein. 2 shows a schematic plan view of an off ¬ section of the array 2 with LEDs 3. The LEDs 3 are in the illustrated embodiment in a kon- Constant grid arranged in rows and columns. The LEDs 3 are shown schematically in the form of squares. Depending on the selected embodiment, the LEDs 3 can also be provided in a different arrangement in the array 2. A predetermined number of light-emitting diodes 3 can be combined to form a light-emitting pixel 12. A light pixel 12 may include the light emitting diodes 3, which are intended to represent a pixel of an image. In the dargestell ¬ th embodiment, a light-emitting pixel 12 includes three light diodes 3. The light pixels 12 is drawn with a dashed line. In a further embodiment, the light-emitting pixel 12 can also comprise two light-emitting diodes 3 or more than three light-emitting diodes 3. The light-emitting diodes 3 of the light-emitting pixel can emit electromagnetic radiation with different wavelengths. For example, the light emitting diodes 3 of the light pixel 12 may be formed to produce different visual ¬ bare colors and white, especially in the oscillation light. 3 shows a schematic representation of a plan view of an embodiment of an optical imaging device 10 in the form of a lens array 13 with a multiplicity of lens elements 14. The lens elements 14 represent lenses that are connected to one another in an array. The lens elements 14 are arranged in the illustrated embodiment in a constant grid in rows and columns at constant intervals. Depending on the selected embodiment, a lens element 14 may be provided for at least one beam 8 of a light-emitting diode 3. In addition, a lens element 14 may also be provided for a plurality of radiation beams 8 of a plurality of light-emitting diodes 3. For example, a lens element 14 for the beam 8 of the Leuchtdio ¬ the 3 of a light pixel 12 may be provided. In addition, a plurality of lens elements 14 may be provided for a beam 8 of a light emitting diode 3.
Zudem kann das Linsenarray 13 in einen Mittenbereich und in einen Umgebungsbereich unterteilt sein. Der Mittenbereich ist um einen Mittelpunkt des Linsenarrays 13 angeordnet. Der Um¬ gebungsbereich umgibt den Mittenbereich. Im Mittenbereich kann der Abstand zwischen den Linsenelementen 14 kleiner sein als in einem Umgebungsbereich. Somit ist die Dichte der Lin- senelemente 14 im Mittenbereich größer als im Umgebungsbe¬ reich. Dadurch wird eine größere Auflösung erreicht. Zudem kann ein äußerer Randbereich vorgesehen sein, der den Umgebungsbereich umgibt. Im äußeren Randbereich kann der Abstand der Linsenelemente kleiner sein als um Umgebungsbereich. Bei- spielsweise ist der Abstand der Linsenelemente 14 im Umge¬ bungsbereich um den Faktor 1,1 bis 2 größer als im Mittenbereich. Zudem kann der Abstand der Linsenelemente 14 im Rand¬ bereich um den Faktor 1,1 bis 2 größer sein als im Umgebungsbereich . In addition, the lens array 13 may be divided into a central area and a surrounding area. The middle area is arranged around a center of the lens array 13. The order ¬ gebungsbereich surrounding the central area. In the center region, the distance between the lens elements 14 may be smaller than in a surrounding area. Thus, the density of the Lin- is senelemente 14 in the center region is greater than in Umgebungsbe ¬ rich. This achieves a greater resolution. In addition, an outer edge region may be provided, which surrounds the surrounding area. In the outer edge region, the distance of the lens elements may be smaller than around the surrounding area. Examples of play is the distance between the lens elements 14 in the other ¬ advertising area by a factor of 1.1 to 2 higher than in the central region. In addition, the distance between the lens elements 14 in the edge area ¬ can be greater by a factor of 1.1 to 2 than in the surrounding area.
Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer The center region may e.g. the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a circle
Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. Der Mittenbereich kann konzentrisch um einen Mittelpunkt des Linsenarrays 13 angeordnet sein und sich über 10% oder über 20 % der Breite und der Länge des Linsenarrays 13 erstrecken. Der Randbereich kann ringförmig umlaufend sein und sich über 10% oder über 20% der Länge und der Breite des Linsenarrays 13 ausgehend von äußeren Seitenkanten des Lin¬ senarrays 13 erstrecken. Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. Have a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes. The central region may be concentric about a center of the lens array 13 and may extend over 10% or over 20% of the width and length of the lens array 13. The edge region may be annular and circumferentially over 10% or over 20% of the length and the width of the lens array 13, starting from the outer side edges of the Lin ¬ senarrays 13 extend. The central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
In einer weiteren Ausführung können die Linsenelemente 14 des Linsenarrays 13 auch in einem nicht periodischen Raster angeordnet sein. Auch bei dieser Ausführung kann das Linsenarray 13 in einen Mittenbereich und in einen Umgebungsbereich unterteilt sein, wie oben ausgeführt. Der Mittenbereich ist um einen Mittelpunkt des Linsenarrays 13 angeordnet. Der Umge¬ bungsbereich umgibt den Mittenbereich. Im Mittenbereich kann der mittlere Abstand zwischen den Linsenelementen 14 kleiner sein als in einem Umgebungsbereich. Somit ist die Dichte der Linsenelemente 14 im Mittenbereich größer als im Umgebungsbe¬ reich. Dadurch wird eine größere Auflösung erreicht. Zudem kann ein äußerer Randbereich vorgesehen sein, der den Umgebungsbereich umgibt. Im äußeren Randbereich kann der mittlere Abstand der Linsenelemente 14 kleiner sein als um Umgebungs- bereich. Beispielsweise ist der Abstand der Linsenelemente 14 im Umgebungsbereich um den Faktor 1,1 bis 2 größer als im Mittenbereich. Zudem kann der mittlere Abstand der Linsenelemente 14 im Randbereich um den Faktor 1,1 bis 2 größer sein als im Umgebungsbereich. In a further embodiment, the lens elements 14 of the lens array 13 may also be arranged in a non-periodic pattern. Also in this embodiment, the lens array 13 may be divided into a center area and a surrounding area, as stated above. The center area is around a center of the lens array 13 is arranged. The surrounding environment ¬ area surrounding the central area. In the center region, the mean distance between the lens elements 14 may be smaller than in a surrounding region. Thus, the density of the lens elements 14 in the central region is greater than in Umgebungsbe ¬ rich. This achieves a greater resolution. In addition, an outer edge region may be provided, which surrounds the surrounding area. In the outer edge region, the mean distance between the lens elements 14 may be smaller than around the surrounding area. For example, the distance of the lens elements 14 in the surrounding area by a factor of 1.1 to 2 is greater than in the center region. In addition, the mean distance between the lens elements 14 in the edge region can be greater by a factor of 1.1 to 2 than in the surrounding region.
Fig. 4 zeigt schematisch einen vergrößerten Teilausschnitt der Vorrichtung 1 der Fig. 1. Es sind sechs Leuchtdioden 3 des Arrays 2 schematisch dargestellt. Die Leuchtdioden 3 können gleiche elektromagnetische Strahlung in der Abstrahlrich- tung 6 abgeben oder elektromagnetische Strahlen 4 mit unterschiedlichen Wellenlängenspektren in der Abstrahlrichtung 6 abgeben. Beispielsweise können sich in einer Reihe des Arrays 2 jeweils eine Leuchtdiode 3 mit einem roten Farbspektrum, eine Leuchtdiode 3 mit einem grünen Farbspektrum und eine Leuchtdiode 3 mit einem blauen Farbspektrum abwechseln. In der Abstrahlrichtung 6 nach dem Array 2 ist die Kollimationsvorrichtung 7 angeordnet, wobei die Kollimationsvorrichtung 7 Kollimationslinsen 15 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede Leuchtdiode 3 des Arrays 2 eine Kollimationslinse 15 vorgesehen. Die Kollimationslinsen 15 sind ausgebildet, um den ersten Öffnungswinkel der Strahlen¬ bündel 8 auf einen zweiten Öffnungswinkel 9 zu verkleinern. Der zweite Öffnungswinkel 9 ist beispielsweise um 30%, insbe¬ sondere um bis zu 50% kleiner als der erste Öffnungswinkel 5. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann beispielsweise auch um bis zu 90% kleiner sein als der erste Öffnungswinkel 5. In der Abstrahlrichtung 6 nach der Kollimationsvorrichtung 7 ist schematisch eine optische Abbildungsvorrichtung 10 in Form eines Linsenarrays 13 angeordnet, wobei in der Darstellung nur ein Linsenelement 14 des Linsenarrays 13 dargestellt ist. 4 schematically shows an enlarged detail of the device 1 of FIG. 1. There are six light-emitting diodes 3 of the array 2 shown schematically. The light-emitting diodes 3 can emit the same electromagnetic radiation in the emission direction 6 or emit electromagnetic radiation 4 with different wavelength spectra in the emission direction 6. For example, in each case a light-emitting diode 3 with a red color spectrum, a light-emitting diode 3 with a green color spectrum and a light-emitting diode 3 with a blue color spectrum can alternate in one row of the array 2. The collimation device 7 is arranged in the emission direction 6 after the array 2, the collimation device 7 having collimating lenses 15. In the illustrated embodiment, a collimation lens 15 is provided for each light emitting diode 3 of the array 2. The collimating lenses 15 are formed to narrow the first opening angle of the rays ¬ bunch 8 in a second opening angle. 9 The second opening angle 9 is, for example, 30%, in particular ¬ by up to 50% smaller than the first opening angle 5. The second opening angle 9, for example, by up to 90% less than the first opening angle 5. In the emission direction 6 after The collimating device 7 is schematically an optical imaging device 10 in shape a lens array 13 is arranged, wherein in the illustration, only a lens element 14 of the lens array 13 is shown.
Der erste Öffnungswinkel 5 der Strahlenbündel 8 der Leuchtdi- oden 3 kann beispielsweise 180° oder weniger aufweisen. Der zweite Öffnungswinkel 9 der Strahlenbündel 8 kann nach der Kollimationsvorrichtung 7 beispielsweise kleiner als 100°, insbesondere kleiner als 90° sein. Ein Leuchtpixel 12 mit ei¬ ner Leuchtdiode 3 mit einem roten Farbspektrum, einer zweiten Leuchtdiode 3 mit einem grünen Farbspektrum und einer dritten Leuchtdiode 3 mit einem blauen Farbspektrum kann beispielsweise eine Fläche von 31,5 ym x 31,5 ym aufweisen. Ein Linse¬ nelement 14 des Linsenarrays 13 kann zur Abbildung mehrerer Strahlenbündel 8 mehrerer Leuchtdioden 3 vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Linsenelement 14 für 12 x 12 Leucht¬ pixel 12 vorgesehen sein. Ein Linsenelement 14 kann einen Durchmesser von 378 ym x 378 ym aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann ein Linsenelement 14 für The first opening angle 5 of the beam 8 of the light emitting diodes 3 may for example have 180 ° or less. The second opening angle 9 of the beam 8 may be, for example, less than 100 °, in particular less than 90 °, after the collimation device 7. A luminous pixel 12 with egg ¬ ner LED 3 with a red color spectrum, a second light emitting diode 3 with a green color spectrum and a third light emitting diode 3 with a blue color spectrum, for example, have an area of 31.5 ym x 31.5 ym. A lens ¬ nElement 14 of the lens array 13 may be provided for imaging plurality of radiation beams 8 more light emitting diodes. 3 For example, a lens element 14 of 12 x 12 pixel ¬ light may be provided 12th A lens element 14 may have a diameter of 378 ym x 378 ym. Depending on the chosen embodiment, a lens element 14 for
Leuchtdioden 3 eines ersten Wellenlängenspektrums, beispiels- weise rotes Licht vorgesehen sein. Ein zweites Linsenelement 14 kann für Leuchtdioden eines zweiten Wellenlängenspektrums, beispielsweise grünes Licht vorgesehen sein. Ein drittes Lin¬ senelement 14 kann für Leuchtdioden eines dritten Wellenlängenspektrums, beispielsweise blaues Licht vorgesehen sein. Somit können Strahlenbündel mehrerer Leuchtdioden mit dem gleichen Wellenlängenspektrum von einem Linsenelement 14 abgebildet werden. Light-emitting diodes 3 of a first wavelength spectrum, for example, be provided red light. A second lens element 14 may be provided for light emitting diodes of a second wavelength spectrum, for example green light. A third Lin ¬ senelement 14 may be provided for light-emitting diodes of a third wavelength spectrum, such as blue light. Thus, beams of several light-emitting diodes with the same wavelength spectrum can be imaged by a lens element 14.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Drauf- sieht auf einen Teilausschnitt des Arrays 2 der Leuchtdioden 3 der Fig. 4. Die Leuchtdioden 3 sind schematisch als Quadrate dargestellt. FIG. 5 shows, in a schematic illustration, a top view of a partial section of the array 2 of the light-emitting diodes 3 of FIG. 4. The light-emitting diodes 3 are shown schematically as squares.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Drauf- sieht auf einen Teilausschnitt des Linsenarrays 13 mit den Linsenelementen 14. Fig. 7 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Darstellen von Bildern. Bei dieser Ausführungsform werden die Strahlenbündel 8 von jeweils drei Leuchtdioden 3 mithilfe einer Kollimationslinse 15 auf einen zweiten Öffnungswinkel 9 begrenzt und auf ein Linsenarray 13 mit Linsenelementen 14 gelenkt. Das Linsenelement 14 des Linsenarrays 13 kann auch bei dieser Ausführungsform beispielsweise eine Größe von 378 ym x 378 ym aufweisen. Das Linsenarray 13 der beschriebe- nen Ausführungsformen kann beispielsweise aus Plastik, Poly- carbonat, Epoxidharz, Silikon, PMMA oder Glas bestehen . Ebenso können die Kollimationslinsen 15 aus Plastik, Polycarbonat , Epoxidharz, Silikon, PMMA oder Glas bestehen. Fig. 8 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Arrays 2 mit den Leuchtdioden 3, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. In dieser Darstellung ist schematisch die Zuordnung der Kollimationslinsen 15 zu den Leuchtdioden 3 für ein Ausführungsbeispiel mit drei ersten Rahmen 16 dargestellt. Der erste Rahmen 16 umfasst die Anzahl der Leuchtdioden 3, deren Strahlenbündel 8 von einer Kollimationslinse 15 abgebildet wird. Der erste Rahmen 16 um¬ fasst jeweils eine Leuchtdiode 3, wie z.B. in Fig. 4 darge¬ stellt ist. In einem unteren Bereich des Arrays 2 ist ein zweiter Rahmen 54 dargestellt. Der zweite Rahmen 54 umfasst drei Leuchtdioden 3, die von einer Kollimationslinse 15 abge¬ bildet werden, wie z.B. in Fig. 7 dargestellt ist. Wie be¬ reits ausgeführt, kann eine Kollimationslinse 15 wenigstens einer oder mehreren Leuchtdioden 3 zugeordnet sein. FIG. 6 shows, in a schematic illustration, a top view of a partial detail of the lens array 13 with the lens elements 14. 7 shows a schematic representation of a section of a further embodiment of a device 1 for displaying images. In this embodiment, the beams 8 are bounded by three light-emitting diodes 3 by means of a collimating lens 15 to a second opening angle 9 and directed to a lens array 13 with lens elements 14. The lens element 14 of the lens array 13 may also, for example, have a size of 378 μm × 378 μm in this embodiment. The lens array 13 of the described embodiments can for example consist of plastic, polycarbonate, epoxy resin, silicone, PMMA or glass. Likewise, the collimating lenses 15 may be made of plastic, polycarbonate, epoxy, silicone, PMMA or glass. 8 shows a schematic representation of a top view of a section of the array 2 with the light-emitting diodes 3, which are arranged in rows and columns. In this illustration, the assignment of the collimating lenses 15 to the light emitting diodes 3 for an embodiment with three first frame 16 is shown schematically. The first frame 16 comprises the number of light-emitting diodes 3, the beam 8 of which is imaged by a collimating lens 15. The first frame 16 in each case ¬ summarizes a light emitting diode 3, as for example in Fig. 4 Darge ¬ represents is. In a lower area of the array 2, a second frame 54 is shown. The second frame 54 includes three light emitting diodes 3, which are abge by a collimating lens 15 forms ¬ such as is shown in Fig. 7. As already ¬ be executed, a collimating lens 15 may be at least one or more light-emitting diodes be assigned. 3
Fig. 9 zeigt einen schematischen Teilausschnitt einer weiteren Vorrichtung 1 zum Darstellen eines Bildes mit einem Array 2 mit mehreren Leuchtdioden 3, einer Kollimationsvorrichtung 7, einem Strahlenbündel 8 einer Leuchtdiode 3 mit einem zwei- ten Öffnungswinkel 9, wobei das Strahlenbündel 8 in Abstrahl¬ richtung 6 auf ein Linsenelement 14 eines Linsenarrays 13 ge¬ lenkt wird. Auch in dieser Ausführungsform ist ein Linsenelement 14 des Linsenarrays 13 für mehrere Leuchtdioden 3, ins- besondere für mehrere Leuchtpixel 12 mit mehreren Leuchtdio¬ den 3 vorgesehen. Beispielsweise ist das Linsenelement 14 für 12 x 12 Leuchtpixel 12 vorgesehen, wobei jeder Leuchtpixel 12 wenigstens zwei, insbesondere drei Leuchtdioden 3 auf- weist. Ein Leuchtpixel 12 kann beispielsweise eine Fläche von 31,5 ym x 31,5 ym aufweisen. Eine Leuchtdiode 3 kann z.B. ei¬ ne Fläche von 10,5 ym x 31,5 ym aufweisen. Fig. 9 shows a schematic partial section of a further device 1 for displaying an image comprising an array 2 having a plurality of light emitting diodes 3, a collimation device 7, a beam 8 of a light-emitting diode 3 with a two-th angle 9, wherein the beam 8 in the radiating ¬ direction 6 is directed to a lens element 14 of a lens array 13 ge ¬ . In this embodiment too, a lens element 14 of the lens array 13 is used for a plurality of light-emitting diodes 3, in particular special for several light pixels 12 with multiple Leuchtdio ¬ the 3 provided. By way of example, the lens element 14 is provided for 12 × 12 light pixels 12, each light pixel 12 having at least two, in particular three light-emitting diodes 3. For example, a luminous pixel 12 may have an area of 31.5 ym x 31.5 ym. A light emitting diode 3 can have, for example, egg ¬ ne area of 10.5 x 31.5 ym ym.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können benachbarte Leuchtdioden 3 in einem Array 2 einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet sein. Zudem können in einer weiteren Ausführungsform benachbarte Leuchtdioden 3 eines Arrays 2 auch in einem Raster mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sein. Weiterhin können in einer weiteren Ausführungsform Leuchtdioden 3 eines Arrays 2 auch in zufälliger Anordnung mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sein. Depending on the selected embodiment, adjacent light emitting diodes 3 may be arranged in an array 2 a grid at equal intervals. In addition, in a further embodiment, adjacent light-emitting diodes 3 of an array 2 can also be arranged in a grid with different distances. Furthermore, in a further embodiment, LEDs 3 of an array 2 may also be arranged in a random arrangement with different distances.
In einer Ausführung sind die Leuchtdioden 3 eines Arrays 2 in einem Raster angeordnet und die Abstände benachbarter Leucht- dioden 3 sind in einem Mittenbereich des Arrays 2 gleich groß. Zudem weisen die Leuchtdioden 3 im Mittenbereich einen geringeren Abstand als in einem Umgebungsbereich auf, der den Mittenbereich umgibt. Im Umgebungsbereich sind die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 gleich groß. Die Abstände zwi- sehen zwei benachbarten Leuchtdioden 3 können im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder sogar um 100% größer sein als die Abstände benachbarter Leuchtdioden im Mittenbereich. Zudem kann ein äußerer Randbereich den Umgebungsbereich umgeben, wobei im äußeren Randbereich die Abstände benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder sogar um 100% größer sind als die Abstände benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich verzichtet werden. Der Mittenbereich kann konzentrisch um einen Mittelpunkt des Arrays 2 angeordnet sein und kann sich über 10% oder über 20 % oder mehr der Breite und der Länge des Arrays 2 erstrecken. Der Randbereich kann ringförmig umlaufend sein und sich über bis zu 10% der Länge und der Breite des Arrays 2 ausgehend von äußeren Seitenkanten des Arrays 2 erstrecken. Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. In one embodiment, the light-emitting diodes 3 of an array 2 are arranged in a grid, and the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 are the same in a center region of the array 2. In addition, the light-emitting diodes 3 have a smaller distance in the middle region than in a surrounding region which surrounds the central region. In the surrounding area, the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same. The distances between see two adjacent light emitting diodes 3 may be in the surrounding area, for example by 10% or 50% or even 100% greater than the distances between adjacent LEDs in the center region. In addition, an outer edge region may surround the surrounding region, wherein in the outer edge region the distances between adjacent light-emitting diodes are, for example, 10% or 50% or even 100% greater than the spacings of adjacent light-emitting diodes in the surrounding region. Depending on the chosen design, it is also possible to dispense with the edge area. The center region may be concentric about a center of the array 2 and may extend over 10% or over 20% or more of the width and length of the array 2. The edge region may be annular and extending over extend up to 10% of the length and width of the array 2 from outer side edges of the array 2. The central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 auch variieren. Beispielsweise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder sogar um 100% größer sein als ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder sogar um 100% größer sein als der ge- mittelte Abstand benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbe¬ reich. In addition, within the central area and / or within the surrounding area and / or within the edge area, the distances of adjacent light emitting diodes 3 may also vary. By way of example, an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or even 100% greater than an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the center region. In addition, the outer peripheral region, an averaged spacing of adjacent light-emitting diodes, for example, 10% or 50% or even 100% may be greater than the overall distance between adjacent light emitting diodes in mittelte Umgebungsbe ¬ rich.
Beispielsweise können aber auch mehrere Arrays 2 mit Leucht¬ dioden 3 vorgesehen sein. Benachbarte Leuchtdioden 3 können im Array 2 über das gesamte Array 2 hinweg einen konstanten Abstand oder variierende Abstände voneinander aufweisen. Die Arrays 2 können in einem Raster mit gleichen Abständen zwischen benachbarten Arrays oder mit unterschiedlichen Abständen zwischen benachbarten Arrays angeordnet sind. For example, but also more arrays 2 can be provided with light-emitting diodes ¬. 3 Adjacent light-emitting diodes 3 may have a constant distance or varying distances from one another in the array 2 over the entire array 2. The arrays 2 may be arranged in a grid with equal spacing between adjacent arrays or at different distances between adjacent arrays.
Beispielsweise sind die Abstände benachbarter Arrays 2 in ei¬ nem Mittenbereich der Anordnung gleich groß. Zudem weisen die Arrays 2 im Mittenbereich der Anordnung einen geringeren Abstand als in einem Umgebungsbereich auf, der den Mittenbereich umgibt. Im Umgebungsbereich sind die Abstände benachbarter Arrays 2 gleich groß. Die Abstände der Arrays im Umge¬ bungsbereich können z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände benachbarter Arrays im Mittenbereich. Zudem kann ein äußerer Randbereich den Umgebungsbereich umgeben, wobei im äußeren Randbereich die Abstände benachbarter Arrays z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sind als die Abstände benachbarter Arrays im Umgebungsbereich. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich verzichtet werden. Der Mittenbereich kann konzentrisch um einen Mittelpunkt des Arrays 2 angeord- net sein und sich über 10% oder über 20 % der Breite und der Länge des Arrays 2 erstrecken. Der Randbereich kann ringförmig umlaufend sein und sich über 10% oder über 20% der Länge und der Breite des Arrays 2 ausgehend von äußeren Seitenkan¬ ten des Arrays 2 erstrecken. Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. For example, the spacings of adjacent arrays 2 in egg ¬ nem center region of the arrangement are the same size. In addition, the arrays 2 in the center region of the arrangement at a smaller distance than in a surrounding area surrounding the center area. In the surrounding area, the distances of adjacent arrays 2 are the same. The distances of the arrays in the other ¬ advertising area can, for example 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in the central region. In addition, an outer edge region may surround the surrounding region, wherein in the outer edge region, the distances of adjacent arrays, for example by 10% or 50% or by 100% or are larger than the spacing of adjacent arrays in the surrounding area. Depending on the chosen design, it is also possible to dispense with the edge area. The center region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 10% or over 20% of the width and the length of the array 2. The edge region may be annular and circumferentially over 10% or over 20% of the length and the width of the array 2, starting from the outer Seitenkan ¬ th of the array 2 extend. The central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände benachbarter Arrays 2 auch variieren. Beispiels¬ weise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Um- gebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemittelte Abstand benachbarter Arrays im Umgebungsbereich. In addition, within the central area and / or within the surrounding area and / or within the edge area, the distances of adjacent arrays 2 may also vary. Example ¬ example, an average distance between adjacent arrays in recirculated gebungsbereich for example by 10% or 50% or 100% or more larger than an average distance between adjacent arrays in the central region. In addition, in the outer edge region, an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding region.
Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt der Vorrichtung 1 der Fig. 9. Dabei ist schematisch eine Leuchtdiode 3 des Arrays 2 im Querschnitt dargestellt. Die Leuchtdiode 3 kann beispielsweise eine Fläche von 10 ym x 30 ym aufweisen. In der Abstrahlrichtung 6 vor der Leuchtdiode 3 ist eine Kol- limationsvorrichtung 7 in Form einer Lochblende 17 und eines Sublinsenarrays 18 angeordnet. Das Sublinsenarray 18 ist in der dargestellten Ausführungsform auf einer Abstrahlseite der Lochblende 17 angeordnet. Die Lochblende 17 ist zwischen dem Sublinsenarray 18 und der Leuchtdiode 3 angeordnet. Die Loch¬ blende 17 weist eine Vielzahl von Löchern 19 auf. Die Löcher 19 haben einen definierten Durchmesser und sind beispielswei- se im Querschnitt als Kreisfläche ausgebildet. Mithilfe der Löcher 19 wird erreicht, dass die elektromagnetischen Strahlen 4 der Leuchtdioden 3 in der Abstrahlrichtung nach der Lochblende 17 nur in einem gewünschten Winkelbereich, insbe- sondere mit zweiten Öffnungswinkeln 9 abgegeben werden können. Der Winkelbereich und insbesondere der zweite Öffnungs¬ winkel 9 wird zusätzlich durch das Sublinsenarray 18 beein- flusst. In der dargestellten Ausführungsform weist das Sublinsenarray 18 eine Vielzahl von Sublinsen 20 auf, wobei in der dargestellten Ausführungsform jeweils eine Sublinse 20 über einem Loch 19 der Lochblende 17 angeordnet ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Lochblende 17 auf einer Einstrahlseite 21, die der Leuchtdiode 3 zugewandt ist, reflektierend oder spiegelnd ausgebildet sein. Auf diese Wei- se kann elektromagnetische Strahlung 4, die auf die Ein¬ strahlseite 21 der Lochblende 17 fällt, wieder zurück zur Leuchtdiode 3 reflektiert werden. Fig. 10 shows an enlarged partial section of the device 1 of Fig. 9. Here, a light emitting diode 3 of the array 2 is shown in cross section. The light-emitting diode 3 may, for example, have an area of 10 μm × 30 μm. In the emission direction 6 in front of the light-emitting diode 3, a collimation device 7 in the form of a pinhole 17 and a sub-lens array 18 is arranged. The sub-lens array 18 is arranged in the illustrated embodiment on a radiation side of the pinhole 17. The pinhole 17 is disposed between the sub-lens array 18 and the light emitting diode 3. The hole ¬ aperture 17 has a plurality of holes 19. The holes 19 have a defined diameter and are, for example, se formed in cross section as a circular area. By means of the holes 19 it is achieved that the electromagnetic beams 4 of the light-emitting diodes 3 can be emitted in the emission direction after the pinhole 17 only in a desired angular range, in particular with second opening angles 9. The angular range and in particular the second opening angle ¬ 9 is additionally affect enced by the Sublinsenarray 18th In the illustrated embodiment, the sub-lens array 18 has a plurality of sub-lenses 20, wherein in the illustrated embodiment, in each case one sub-line 20 is arranged above a hole 19 of the perforated screen 17. Depending on the selected embodiment, the pinhole 17 may be formed on a Einstrahlseite 21, which faces the light emitting diode 3, reflective or specular. In this WEI se may electromagnetic radiation 4, which falls on the beam ¬ A page 21 of the aperture plate 17, are reflected back to the light emitting diode. 3
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann zwischen der Leuchtdiode 3 und der Lochblende 17 ein weiteres Material 22 vorgesehen sein. Dabei kann der optische Brechungsindex des Sublinsenarrays 18 größer sein als der optische Brechungsin¬ dex des weiteren Materials 22. Das weitere Material 22 ist aus einem für die elektromagnetische Strahlung 4 der Leucht- dioden 3 des Arrays 2 transparenten Material gebildet. Bei¬ spielsweise kann das weitere Material 22 in Form von Silikon ausgebildet sein. Depending on the selected embodiment, another material 22 may be provided between the light emitting diode 3 and the pinhole 17. In this case, the optical refractive index of the Sublinsenarrays 18 may be larger than the optical Brechungsin ¬ dex of the further material 22. The additional material 22 is formed of a diode for the electromagnetic radiation 4, the lighting device 3 of the array 2 transparent material. In ¬ example, the additional material 22 may be formed in the form of silicone.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Lochblen- de 17 auf einer Abstrahlseite 23, die abgewandt von dem Array 2 angeordnet ist, reflektierend oder streuend ausgebildet sein. Dadurch kann externe elektromagnetische Strahlung 24, die auf die Abstrahlseite 23 der Lochblende 17 auftrifft, zu¬ rückreflektiert oder gestreut werden. Der Reflexionsgrad der Lochblende 17 weist auf der Einstrahlseite 21 und/oder auf der Abstrahlseite 23 beispielsweise wenigstens 50 %, insbe¬ sondere wenigstens 80 % der einfallenden elektromagnetischen Strahlung auf. Die Lochblende 17 weist abhängig von der gewählten Ausführungsform einen Abstand 25 von der Leuchtdiode 3 auf, der kleiner ist als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode 3. Die Kantenlange der Leuchtdiode 3 kann z.B. im Bereich zwischen 0,5 ym und 100 ym, insbesondere zwischen 10 ym und 30 ym lie¬ gen. In einer Ausführungsform weist die Lochblende einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge eines Leuchtpixels lang ist. Ein Leuchtpixel umfasst we- nigstens die Leuchtdioden, die für die Darstellung einesDepending on the selected embodiment, the pinhole 17 may be formed on a radiation side 23, which is arranged facing away from the array 2, reflective or scattering. As a result, external electromagnetic radiation 24, which impinges on the emission side 23 of the pinhole 17, can be reflected back or scattered back to ¬ . The reflectance of the pinhole 17 has on the Einstrahlseite 21 and / or on the Abstrahlseite 23, for example, at least 50%, in particular ¬ special at least 80% of the incident electromagnetic radiation. The pinhole 17 has, depending on the selected embodiment, a distance 25 from the light emitting diode 3, which is smaller than an edge length of a light emitting diode 3. The edge length of the light emitting diode 3, for example, in the range between 0.5 ym and 100 ym, in particular between 10 ym and 30 ym lie ¬ gene. In one embodiment, the pinhole has a smaller distance to the light emitting diodes than an edge length of a light pixel is long. At least one light-emitting pixel comprises the light-emitting diodes which are used to display a
Bildpunktes des dargestellten Bildes benötigt werden. Dabei kann ein Leuchtpixel beispielsweise zwei Leuchtdioden, insbe¬ sondere drei Leuchtdioden oder auch mehrere Leuchtdioden aufweisen . Pixel of the displayed image are needed. In this example, may have two light-emitting diodes, in particular ¬ sondere three light emitting diodes or light emitting diodes, a plurality of light-emitting pixels.
Das Sublinsenarray 18 kann aus einem Material bestehen, das einen Brechungsindex aufweist, der z.B. im Bereich zwischen 1,5 bis 2 liegt. Insbesondere kann das weitere Material 22 einen Brechungsindex aufweisen, der im Bereich zwischen 1,3 und 1,5 liegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch auf das Sublinsenarray 18 verzichtet werden. Das Sublinsenarray 18 weist Sublinsen 20 auf, die beispielsweise die Form einer Teilkugel, eines Teilzylinders usw. aufweisen. Mithilfe des Sublinsenarrays 18 kann eine Vorkollimation mit Sublinsen 20 erreicht werden, die z.B. asphärische, koaxiale Teilkugelformen aufweisen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform das Sublinsenarray 18 um 180° gedreht sein, sodass die teilkugelförmigen Oberflächen des Sublinsenarrays 18 der Lochblende 17 zugewandt sind und eine plane Seite des Sublinsenarrays 18 von der Lochblende 17 abgewandt angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist eine plane Seite 26 des Sublinsenarrays 18 der Lochblende 17 zuge¬ wandt . Weiterhin kann das Sublinsenarray 18 auch auf der Einstrahlseite 21 der Lochblende 17 angeordnet sein. Zudem kann auf beiden Seiten der Lochblende 17 jeweils ein Sublinsenarray 18 angeordnet sein. In einer Ausführung ohne Sublinsenarray 18 ist die Lochblende 17 in der Weise ausgebildet, dass die Strahlung 4 der Leucht¬ dioden 3 von dem ersten Öffnungswinkel 5 auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel 9 reduziert wird. Der erste Öffnungs¬ winkel der Leuchtdioden 3 kann bis zu 180° , d.h. + 90° und - 90° in Bezug auf die Abstrahlrichtung 6 betragen. Nach der Lochblende 17 beträgt der zweite Öffnungswinkel 9 beispiels¬ weise +45° und -45° bezogen auf die Abstrahlrichtung 6. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann auch kleiner oder größer ausge¬ bildet sein. The sub-lens array 18 may be made of a material having a refractive index ranging, for example, in the range of 1.5 to 2. In particular, the further material 22 may have a refractive index which is in the range between 1.3 and 1.5. Depending on the selected embodiment, the sub-lens array 18 can also be dispensed with. The sub-lens array 18 has sub-lenses 20, which for example have the shape of a partial sphere, a sub-cylinder, etc. By means of the sub-lens array 18, a pre-collimation with sub-lenses 20 can be achieved, which have, for example, aspherical, coaxial partial spherical shapes. In addition, depending on the selected embodiment, the sub-lens array 18 may be rotated by 180 °, so that the part-spherical surfaces of the sub-lens array 18 of the pinhole 17 facing and a flat side of the sub-lens array 18 is disposed away from the pinhole 17. In the illustrated embodiment, a flat side 26 of the sub-lens array 18 of the pinhole 17 is supplied ¬ . Furthermore, the sub-lens array 18 can also be arranged on the irradiation side 21 of the perforated panel 17. In addition, a sub-lens array 18 can be arranged on both sides of the perforated panel 17 in each case. In an embodiment without Sublinsenarray 18, the pinhole 17 is formed in such a manner that the radiation 4 of the light ¬ diodes 3 is reduced from the first opening angle 5 to the smaller second opening angle 9. The first opening ¬ angle of the LEDs 3 may be up to 180 °, that is + 90 ° and - be 90 ° with respect to the radiation direction. 6 Be according to the pinhole 17 of the second opening angle is 9 Example ¬ example + 45 ° and -45 ° relative to the direction of radiation 6. The second opening angle 9 may form smaller or larger ¬ out.
In einer Ausführung mit wenigstens einem Sublinsenarray 18 sind die Lochblende 17 und das wenigstens eine Sublinsenarray 18 in der Weise ausgebildet, dass die Strahlung der Leuchtdi¬ oden 3 von dem ersten Öffnungswinkel 5 auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel 9 reduziert wird. Der erste Öffnungs¬ winkel der Leuchtdioden 3 kann bis zu 180°, d.h. + 90° und - 90° in Bezug auf die Abstrahlrichtung 6 betragen. Nach der Lochblende 17 und dem Sublinsenarray 18 beträgt der zweiteIn one embodiment, at least one Sublinsenarray 18, the aperture plate 17 and the formed at least one Sublinsenarray 18 in such a way that the radiation of the Leuchtdi ¬ oden 3 is reduced from the first opening angle 5 to the smaller second opening angle. 9 The first opening ¬ angle of the LEDs 3 may be up to 180 °, that is + 90 ° and - be 90 ° with respect to the radiation direction. 6 After the pinhole 17 and the sub-lens array 18 is the second
Öffnungswinkel 9 beispielsweise +45° und -45° bezogen auf die Abstrahlrichtung 6. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann auch kleiner oder größer ausgebildet sein. Das Sublinsenarray 18 kann auch optische Elemente in Form von plankonvexen Sammellinsen aufweisen. Dabei sind die Sublinsen an einer Außenseite jeweils konvex und an einer Innenseite jeweils plan ausgebildet. Die konvexen Seiten der Sublinsen können beispielsweise sphärisch oder asphärisch ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, die Sublinsen konisch, bikonisch, toroidisch oder in einer anderen Form auszubilden. Die Sublinsen 20 des Sublinsenarrays 18 sind beispielsweise einstü¬ ckig zusammenhängend miteinander verbunden. Dabei sind die Sublinsen nebeneinander in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeordnet. Die Gitteranordnung entspricht beispielsweise der Anordnung der Löcher 19 der Lochblende 17. Die Lochblende 17 ist in Form einer flachen Scheibe ausgebildet und im Wesent¬ lichen parallel zur einer Abstrahlseite der Leuchtdioden 3 des Arrays 2, das heißt senkrecht zur Abstrahlrichtung 6 an¬ geordnet. Die Lochblende 17 kann auflaminiert oder als Metal¬ lisierung auf dem Sublinsenarray 18 oder auf einem anderen transparenten Träger aufgebracht sein. Abhängig von der ge- wählten Ausführungsform kann die Lochblende 17 mithilfe einer weißen Druckfarbe hergestellt sein. Die Löcher 19 können im Querschnitt beispielsweise runde oder rechteckige Querschnit¬ te aufweisen. Der Durchmesser der Löcher 19 kann in einer Ausführung wenigstens um 50% oder um 90% kleiner als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode 3 sein. Zudem können die Löcher noch kleiner, aber auch größer sein. Opening angle 9, for example, + 45 ° and -45 ° relative to the emission direction 6. The second opening angle 9 may also be formed smaller or larger. The sub-lens array 18 can also have optical elements in the form of plano-convex converging lenses. In this case, the sublenses are each convex on an outer side and each plan is formed on an inner side. The convex sides of the sublenses may, for example, be spherical or aspherical. In addition, it is possible to form the sublenses conical, biconic, toroidal or in another form. The Sublinsen 20 of the Sublinsenarrays 18 are, for example einstü ¬ one piece integrally combined with each other. The sublenses are arranged side by side in a regular grid arrangement. The lattice arrangement corresponds to, for example, the arrangement of the holes 19 of the aperture plate 17. The aperture plate 17 is formed in the shape of a flat disc and in Wesent ¬ union parallel to an emission side of the light emitting diodes 3 of the array 2, that is arranged perpendicular to the emission direction 6 ¬ . The pinhole 17 may be laminated or applied as metal ¬ tion on the Sublinsenarray 18 or on another transparent support. Depending on the embodiment chosen, the pinhole 17 may be made using a white ink. The holes 19 may have in cross section, for example, round or rectangular Querschnit ¬ te. The diameter of the holes 19 may be at least 50% or 90% smaller than an edge length of a light emitting diode 3 in one embodiment. In addition, the holes can be even smaller, but also larger.
Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teilausschnitt der Lochblende 17 mit den Löchern 19. 11 shows a schematic representation of a partial section of the perforated plate 17 with the holes 19.
Fig. 12 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf das Sublinsenarray 18 mit den Sublinsen 20. FIG. 12 shows a schematic representation of a plan view of the sub-lens array 18 with the sub-lenses 20.
Fig. 13 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausfüh- rungsform einer Kollimationsvorrichtung 7, die im Wesentlichen gemäß der Kollimationsvorrichtung 7 der Fig. 10 ausgebildet ist, wobei jedoch zusätzlich zu dem Sublinsenarray 18 auf der Abstrahlseite 23 der Lochblende 17 auch auf der Ein¬ strahlseite 21 der Lochblende 17 ein zweites Sublinsenarray 27 vorgesehen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das zweite Sublinsenarray 27 identisch zum Sublinsenarray 18 ausgebildet und angeordnet. Die Sublinsen 20 des zweiten Sub- linsenarrays 27 sind als Linsen ausgebildet. Dabei ist jedem Loch 19 jeweils eine Sublinse 20 zugeordnet. Die Sublinsen 20 des zweiten Sublinsenarrays 27 sind ausgebildet, um elektro¬ magnetische Strahlung 4 in die Löcher 19 zu lenken. Beispielsweise stellen die Sublinsen 20 des zweiten Sublinsenarrays 27 Sammellinsen dar, die insbesondere als plankon¬ vexe Sammellinsen ausgebildet sind. Abhängig von der gewähl- ten Ausführungsform kann auch auf die Anordnung des Sublinsenarrays 18 auf der Abstrahlseite 23 der Lochblende 17 ver¬ zichtet werden. Die beiden Sublinsenarrays 18, 27 oder nur eines der beiden Sublinsenarrays kann auch mit der planen Seite von der Lochblende abgewandt angeordnet sein. Fig. 13 shows a schematic representation of an exemplary form of a collimation device 7, which is formed substantially according to the collimating device 7 of Fig. 10, but in addition to the Sublinsenarray 18 on the emission side 23 of the perforated diaphragm 17 also on the A ¬ ray page 21 of the pinhole 17, a second Sublinsenarray 27 is provided. In the illustrated embodiment, the second sub-lens array 27 is formed and arranged identically to the sub-lens array 18. The sub-lenses 20 of the second sub-lens array 27 are formed as lenses. Each hole 19 is assigned a Sublinse 20 each. The Sublinsen 20 of the second Sublinsenarrays 27 are formed to guide electro magnetic radiation ¬ 4 in the holes 19th For example, the Sublinsen 20 of the second Sublinsenarrays represent 27 convergent lenses, which are designed in particular as PLANkon ¬ vexe converging lenses. Depending ver ¬ be dispensed and to the arrangement of the Sublinsenarrays 18 on the emission side 23 of the aperture 17 of the elected th embodiment. The two sub-lens arrays 18, 27 or only one of the two sub-lens arrays can also be arranged with the flat side facing away from the pinhole.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kollimati- onsvorrichtung 7 mit einer Lochblende 17 mit Löchern 19. Bei dieser Ausführungsform ist auf der Abstrahlseite 23 der Lochblende 17 eine optische Taperschicht 28 ausgebildet. Die Ta- perschicht 28 weist optische Taper 29 auf. Die optischen Ta- per 29 können auch als Reflektoren bezeichnet werden. Jeder optische Taper 29 weitet sich von einer Innenseite 30, die der Lochblende 17 zugewandt ist, in Richtung auf die Ab¬ strahlrichtung zur Außenseite 32 der optischen Taperschicht 28 auf. Dabei weist jeder optische Taper 29 eine sich von der Innenseite 30 zu einer Außenseite 32 der Taperschicht 28 er- streckende Außenfläche 31 auf. Die Außenfläche 31 bildet eine Mantelfläche des sich konisch aufweitenden optischen Tapers 29. Elektromagnetische Strahlung, die durch ein Loch 19 der Lochblende 17 in die Taperschicht 28 gelangt, wird innerhalb der Außenfläche 31 des optischen Tapers 29 totalreflektiert und dadurch zur Außenseite 32 der Taperschicht 28 geleitet. FIG. 14 shows a further embodiment of a collision device 7 having a pinhole 17 with holes 19. In this embodiment, an optical tapering layer 28 is formed on the emission side 23 of the pinhole 17. The toner layer 28 has optical taper 29. The optical tags 29 can also be referred to as reflectors. Each optical taper 29 expanding from an inner side 30 facing the aperture 17, in a direction towards the As ¬ beam direction to the outer side 32 of the optical Taperschicht 28th In this case, each optical taper 29 has an outer surface 31 extending from the inner side 30 to an outer side 32 of the taper layer 28. The outer surface 31 forms a lateral surface of the conically widening optical tapers 29. Electromagnetic radiation which passes through a hole 19 of the pinhole 17 in the taper layer 28 is totally reflected within the outer surface 31 of the optical tapers 29 and thereby directed to the outside 32 of the taper layer 28 ,
Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kollimati- onsvorrichtung 7 mit einer Lochblende 17 mit Löchern 19. Auf einer Abstrahlseite 23 der Lochblende 17 ist eine optische Taperschicht 28 angeordnet. An Außenflächen 31 der optischen Taper 29 ist ein reflektierendes Material ausgebildet. Elekt¬ romagnetische Strahlung, die durch die Löcher 19 der Lochblende 17 in die Taperschicht 28 gelangt, wird an den zwi¬ schen den einzelnen optischen Tapern 29 ausgebildeten Zylin- derkegeln 33 reflektiert und in Richtung auf die Außenseite 32 der Taperschicht 28 gelenkt. Die Zylinderkegel 33 begren¬ zen somit die optischen Taper 29. FIG. 15 shows a further embodiment of a collimating device 7 with a pinhole 17 with holes 19. An optical tapering layer 28 is arranged on a radiation side 23 of the pinhole 17. On outer surfaces 31 of the optical taper 29, a reflective material is formed. Electr ¬ romagnetische radiation passing through the holes 19 of the aperture 17 in the Taperschicht 28 is derkegeln to the interim ¬ rule the individual optical tapers 29 formed cylinder 33 is reflected and directed toward the outer side 32 of the Taperschicht 28th The cylindrical cone 33 begren ¬ zen thus the optical Taper 29th
Fig. 16 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Aus- schnitt einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Darstellung eines Bildes. Dabei sind ein Ausschnitt eines Arrays 2 mit Leuchtdioden 3, eine Kollimationsvorrichtung 7 und ein Linsenelement 14 eines Linsenarrays 13 dargestellt. Fig. 17 zeigt einen Teil der Vorrichtung 1 der Fig. 16 mit einem vergrößerten Teilausschnitt des Arrays 2 mit Darstel¬ lung einer Leuchtdiode 3 und eines Ausschnittes der Kollima- tionsvorrichtung 7. Die Kollimationsvorrichtung 7 ist in dieser Ausführungsform in Form eines optischen Filterelementes 34 ausgebildet, wobei das Filterelement 34 eine strukturierte Oberfläche 35 auf einer Abstrahlseite 23 aufweist. Das Filterelement 34 mit der strukturierten Oberfläche 35 ist ausgebildet, um die Strahlung der Leuchtdioden 3 von dem ersten Öffnungswinkel 5 auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel 9 zu begrenzen. Der erste Öffnungswinkel der Leuchtdioden 3 kann bis zu 180°, d.h. + 90° und -90° in Bezug auf die Ab- Strahlrichtung 6 betragen. Nach dem Filterelement 34 mit der strukturierten Oberfläche 35 beträgt der zweite Öffnungswinkel 9 beispielsweise +/- 45° bezogen auf die Abstrahlrichtung 6. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann auch kleiner oder größer ausgebildet sein. 16 shows a schematic representation of a section of a further embodiment of a device 1 for displaying an image. In this case, a section of an array 2 with light-emitting diodes 3, a collimation device 7 and a lens element 14 of a lens array 13 are shown. Fig. 17 shows a part of the device 1 of FIG. 16 with an enlarged partial section of the array 2 depicting ¬ development of a light-emitting diode 3, and a section of the collimation device 7. The collimating device 7 is formed in this embodiment in the form of an optical filter element 34 wherein the filter element 34 has a structured surface 35 on a radiation side 23. The filter element 34 with the structured surface 35 is designed to limit the radiation of the light-emitting diodes 3 from the first opening angle 5 to the smaller second opening angle 9. The first opening angle of the LEDs 3 can be up to 180 °, ie + 90 ° and -90 ° with respect to the Ab- beam 6. After the filter element 34 with the structured surface 35, the second opening angle 9 is for example +/- 45 ° relative to the emission direction 6. The second opening angle 9 can also be smaller or larger.
Die strukturierte Oberfläche 35 kann z.B. ausgebildet sein, um über eine Totalreflexion an den Oberflächen der strukturierten Oberfläche 35 elektromagnetische Strahlung 4 nur in einem vorgegebenen Einfallswinkelbereich durchzulassen. Die strukturierte Oberfläche 35 kann beispielsweise ausgebildet sein, um elektromagnetische Strahlung mit einem vorgegebenen Einfallswinkel durchzulassen, wobei die Flächen zwischen 30° und 55° bezogen auf eine Flächennormale der Abstrahlseite 23 des Filterelementes 34 angeordnet sind. The structured surface 35 may be e.g. be formed in order to transmit electromagnetic radiation 4 only in a predetermined incident angle range via a total reflection on the surfaces of the structured surface 35. The structured surface 35 may be formed, for example, to transmit electromagnetic radiation at a predetermined angle of incidence, wherein the areas between 30 ° and 55 ° relative to a surface normal of the emission side 23 of the filter element 34 are arranged.
Beispielsweise kann das Filterelement von der elektromagneti¬ schen Strahlung 4, die in den vorgegebenen Einfallswinkelbereich auf das Filterelement 34 auftrifft, mehr als 50 ~6 , ins besondere mehr als 60 % durchlassen. Außerhalb des vorgegebe- nen Einfallswinkelbereiches kann das Filterelement 34 ausge¬ bildet sein, um weniger als 50 %, insbesondere weniger als 40 % der elektromagnetischen Strahlung durchzulassen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Oberfläche 35 des Filterelementes 34 auf der Abstrahlseite 21 beispielswei¬ se Pyramiden, Prismen, Kegelarrays, gekreuzte Prismen oder sonstige Strukturen aufweisen. Das Filterelement 34 kann aus einem optisch transparenten Material, insbesondere Glas, Plastik, Epoxidharz usw. bestehen. For example, the filter element from the electromagnetic radiation ¬ rule 4, the incident in the predetermined incidence angle range to the filter element 34, greater than 50 ~ 6, pass in particular more than 60%. Outside the predefined NEN incident angle range, the filter element can be ¬ forms 34 may be to less than 50%, passing in particular less than 40% of the electromagnetic radiation. Depending on the chosen embodiment, the surface 35 of the filter element 34 on the emission side 21 beispielswei ¬ se pyramids, prisms, cone arrays, crossed prisms or other structures. The filter element 34 may consist of an optically transparent material, in particular glass, plastic, epoxy, etc.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann zwischen einer Einstrahlseite 21 des Filterelementes 34 und der Leucht¬ diode 3 ein weiteres Material 22 in Form einer Schicht ange- ordnet sein. Das weitere Material 22 ist aus einem für die elektromagnetische Strahlung der Leuchtdiode 3 transparenten Material gebildet. Beispielsweise kann der Brechungsindex des Filterelementes 34 größer sein als der Brechungsindex des weiteren Materials 22. Zudem kann die Oberfläche 35 des Fil- terelementes 34 mit einer Planarisierungsschicht 36 versehen sein. Die Planarisierungsschicht 36 ist in Form einer gestri¬ chelten Linie schematisch dargestellt. Durch das Vorsehen der Planarisierungsschicht 36 wird die strukturierte Oberfläche 35 geschützt. Zudem werden dadurch Schmutzablagerungen auf der planarisierten Oberfläche 35 reduziert. Depending on the selected embodiment, a further material 22 may be arranged in the form of a layer between a Einstrahlseite 21 of the filter element 34 and the light ¬ diode 3. The further material 22 is formed from a material which is transparent to the electromagnetic radiation of the light-emitting diode 3. For example, the refractive index of the filter element 34 may be greater than the refractive index of the further material 22. In addition, the surface 35 of the filter element 34 may be provided with a planarization layer 36. The planarization layer 36 is schematically illustrated in the form of a gestri ¬ Chelten line. By providing the planarization layer 36, the structured surface 35 is protected. In addition, dirt deposits on the planarized surface 35 are thereby reduced.
Die strukturierte Oberfläche 35 des Filterelementes 34 kann in Form von planen Flächen ausgebildet sein, die in einem Winkelbereich zwischen 40° und 80° bezogen auf eine Flächen- normale der Abstrahlseite 23 des Filterelementes 34 angeord¬ net sind. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die strukturierte Oberfläche 35 auch als aufgeraute Fläche ausge¬ bildet sein. Die aufgeraute Fläche kann eine mittlere Rauheit bei einer taktilen Messung im Bereich von 0,1 ym bis 10 ym aufweisen. Insbesondere kann die Rauheit von 0,1 bis 1 ym, insbesondere im Bereich von 0,4 ym liegen. Die aufgeraute Fläche kann mithilfe eines SchleifVerfahrens oder eines Par¬ tikelstrahlverfahrens hergestellt werden. Die strukturierten Flächen beziehungsweise die Pyramidenflächen, die Prismenflä- chen, die Kegelflächen, die gekreuzten Prismen können in einem periodischen Raster oder zufällig verteilt angeordnet sein. Zudem können die Flächen verschiedenste Arten von strukturierten Flächen aufweisen, die in einem Winkelbereich zwischen 40° und 80°, insbesondere in einem Winkelbereich zwischen 50° und 75° bezogen auf eine Flächennormale der Ab¬ strahlseite 23 des Filterelementes 34 angeordnet sind. Zudem kann die strukturierte Oberfläche 35 strukturierte Flächen aufweisen, die in Form von planen Flächen ausgebildet sind, wobei die planen Flächen in dem Winkelbereich zwischen 40° und 80° bezogen auf eine Flächennormale der Abstrahlseite 23 des Filterelementes 34 angeordnet sind, wobei die planen Flä¬ chen zudem aufgeraut sind. Dabei können die planen Flächen eine mittlere Rauheit im Bereich von 0,1 ym bis 10 ym aufwei¬ sen . The structured surface 35 of the filter element 34 may be formed in the form of flat surfaces, which to a normal of the emission side by area 23 of the filter element 34 are angeord ¬ net related in an angular range between 40 ° and 80 °. Depending on the selected embodiment, the structured surface 35 may be out as a roughened surface forms ¬. The roughened surface may have an average roughness in a tactile measurement in the range of 0.1 ym to 10 ym. In particular, the roughness can be from 0.1 to 1 μm, in particular in the range of 0.4 μm. The roughened surface can be produced using a grinding process or a par ¬ tikelstrahlverfahrens. The structured surfaces or the pyramid surfaces, the prism surfaces, the conical surfaces, the crossed prisms can be arranged distributed in a periodic grid or randomly. In addition, the surfaces may have various types of structured surfaces that are in an angular range between 40 ° and 80 °, in particular in an angular range between 50 ° and 75 ° relative to a surface normal of Ab ¬ beam side 23 of the filter element 34 are arranged. In addition, the structured surface 35 may have textured surfaces which are formed in the form of flat surfaces, said flat surfaces relative to the angular range between 40 ° and 80 ° 23 of the filter element 34 are arranged on a surface normal of the emission side, wherein the plan FLAE ¬ Chen are also roughened. The planar surfaces may have an average roughness in the range of 0.1 to 10 ym ym aufwei ¬ sen.
Die strukturierte Oberfläche 35 kann beispielsweise in Form einer Folie oder eines Substrates ausgebildet sein. Das Fil- terelement 34 kann aus Silikon, Kunststoff, Plastik, Saphir, Glas oder einem transparenten Halbleitermaterial gebildet sein . The structured surface 35 may be formed, for example, in the form of a film or a substrate. The filter element 34 may be formed of silicone, plastic, plastic, sapphire, glass or a transparent semiconductor material.
Das Filterelement 34 weist abhängig von der gewählten Ausfüh- rungsform einen Abstand 25 von der Leuchtdiode 3 auf, der kleiner ist als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode 3. Die Kantenlange der Leuchtdiode 3 kann z.B. im Bereich zwischen 0,5 ym und 100 ym, insbesondere zwischen 10 ym und 30 ym lie¬ gen. In einer Ausführungsform weist das Filterelement einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge eines Leuchtpixels lang ist. Ein Leuchtpixel umfasst we¬ nigstens die Leuchtdioden, die für die Darstellung eines Bildpunktes des dargestellten Bildes benötigt werden. Dabei kann ein Leuchtpixel beispielsweise zwei Leuchtdioden, insbe- sondere drei Leuchtdioden oder auch mehrere Leuchtdioden aufweisen . Depending on the selected embodiment, the filter element 34 has a distance 25 from the light-emitting diode 3 which is smaller than an edge length of a light-emitting diode 3. The edge length of the light-emitting diode 3 can be, for example, in the range between 0.5 .mu.m and 100 ym, in particular between 10 ym and 30 ym lie ¬ gene. In one embodiment, the filter element has a smaller distance to the light-emitting diodes than an edge length of a light pixel is long. A light pixels we ¬ nigstens includes the light-emitting diodes, which are required for the representation of a pixel of the displayed image. In this case, a light-emitting pixel can have, for example, two light-emitting diodes, in particular three light-emitting diodes or else a plurality of light-emitting diodes.
Fig. 18 zeigt eine schematische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Darstellung von Bil- dern mit einem Array 2, einer Kollimationsvorrichtung 7 und einer optischen Abbildungsvorrichtung 10, die in Form eines Linsenarrays 13 mit einem Linsenelement 14 ausgebildet ist. Fig. 19 zeigt in einer vergrößerten schematischen Darstellung einen Ausschnitt der Vorrichtung der Fig. 18. Dabei sind eine Leuchtdiode 3 und eine Kollimationsvorrichtung 7 in Form eines Spiegels 37 dargestellt. Der Spiegel 37 ist ausgebildet, um elektromagnetische Strahlung 4 der Leuchtdioden 3 nur in einem vorgegebenen Winkelbereich, insbesondere mit einem zweiten Öffnungswinkel 9 durchzulassen. Dadurch wird die Strahlung der Leuchtdioden 3 von dem ersten Öffnungswinkel 5 in Abstrahlrichtung 6 nach dem Spiegel 37 auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel 9 durch den Spiegel 37 in Abstrahlrichtung 6 nach dem Spiegel 37 reduziert. Der erste Öffnungs¬ winkel der Leuchtdioden 3 kann bis zu 180°, d.h. +/- 90° in Bezug auf die Abstrahlrichtung 6 betragen. Nach dem Spiegel 37 beträgt der zweite Öffnungswinkel 9 beispielsweise +/- 45° bezogen auf die Abstrahlrichtung 6. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann auch kleiner oder größer ausgebildet sein. 18 shows a schematic partial view of a further embodiment of an apparatus 1 for displaying images having an array 2, a collimation device 7 and an optical imaging device 10, which is designed in the form of a lens array 13 with a lens element 14. 19 shows an enlarged schematic representation of a detail of the device of FIG. 18. A light-emitting diode 3 and a collimation device 7 in the form of a mirror 37 are shown. The mirror 37 is designed to transmit electromagnetic radiation 4 of the light-emitting diodes 3 only in a predetermined angular range, in particular with a second opening angle 9. As a result, the radiation of the light-emitting diodes 3 is reduced from the first opening angle 5 in the emission direction 6 to the mirror 37 to the smaller second opening angle 9 through the mirror 37 in the emission direction 6 towards the mirror 37. The first opening angle ¬ the LEDs 3 can be up to 180 °, ie +/- 90 ° with respect to the emission direction 6. After the mirror 37, the second opening angle 9 is for example +/- 45 ° with respect to the emission direction 6. The second opening angle 9 can also be smaller or larger.
Beispielsweise kann der Spiegel 37 ausgebildet sein, um elektromagnetische Strahlung 4 zu reflektieren, die in einem Einfallswinkel auf eine Einstrahlseite 21 des Spiegels 37 auftrifft, der kleiner als ein vorgegebener Winkelbereich ist. Beispielsweise kann der Winkelbereich, ab dem die Refle¬ xion sich erhöht, insbesondere eine Totalreflexion auftritt, z.B. im Bereich zwischen 0° bis 45° bezogen die Ebene der Einstrahlseite 21 des Spiegels 37 liegen. For example, the mirror 37 may be designed to reflect electromagnetic radiation 4 which impinges on an irradiation side 21 of the mirror 37, which angle is smaller than a predetermined angular range, at an angle of incidence. For example, the angle range from which the reflection ¬ xion increases, in particular a total reflection occurs, for example in the range between 0 ° to 45 ° relative to the plane of the Einstrahlseite 21 of the mirror 37 are.
Der Spiegel 37 kann beispielsweise in Form von dielektrischen Schichten ausgebildet sein. Der Spiegel 37 kann auch in Form eines photonischen Kristalls ausgebildet sein. Photonische Kristalle bestehen z.B. aus strukturierten Halbleitern, Gläsern oder Polymeren. Photonische Kristalle sind z.B. ausge¬ bildet, Licht auf Abmessungen, welche in der Größenordnung der Wellenlänge liegen können, zu führen. Zudem können photonische Kristalle ausgebildet sein, um Licht nur in einem vor- gegebenen Winkelbereich durchzulassen. Photonische Kristalle können periodische dielektrische Strukturen aufweisen, de¬ ren Periodenlänge so eingestellt ist, dass sie die Ausbrei- tung von elektromagnetischen Wellen in einer gewünschten Weise beeinflussen. The mirror 37 may be formed, for example, in the form of dielectric layers. The mirror 37 may also be in the form of a photonic crystal. Photonic crystals consist for example of structured semiconductors, glasses or polymers. Photonic crystals are, for example, be ¬ forms to lead light to dimensions, which can be in the order of the wavelength. In addition, photonic crystals may be formed to pass light only in a predetermined angular range. Photonic crystals may exhibit periodic dielectric structures, de ¬ ren period length is set so that the propagation influence of electromagnetic waves in a desired manner.
Insbesondere können verschiedene dielektrische Schichten für Leuchtdioden 3 mit verschieden Wellenlängenspektren verwendet werden. Dadurch kann eine verbesserte Anpassung des Reflexionsgrades an das Wellenlängenspektrum der Leuchtdioden erreicht werden. Beispielsweise können die dielektrischen In particular, different dielectric layers may be used for light emitting diodes 3 having different wavelength spectrums. This allows an improved adaptation of the reflectance to the wavelength spectrum of the LEDs can be achieved. For example, the dielectric
Schichten des Spiegels 37 in der Weise ausgebildet sein, dass eine Reflexion erfolgt, wenn die elektromagnetische Strahlung 4 mit einem Winkel kleiner als 45° auf die Einstrahlseite 21 des Spiegels 37 auftrifft. Somit sind die dielektrischen Schichten des Spiegels 37 in der Weise ausgebildet, dass die elektromagnetische Strahlung 4 den Spiegel 37 durchdringt, wenn die elektromagnetische Strahlung 4 mit einem Winkel zwi¬ schen 45° und 135° auf die Einstrahlseite 21 des Spiegels 37 auftrifft. Die vom Spiegel 37 reflektierte elektromagnetische Strahlung 4 kann vom Array 2 wieder reflektiert bzw. absorbiert und wieder emittiert werden. Layers of the mirror 37 may be formed in such a way that a reflection occurs when the electromagnetic radiation 4 impinges with an angle of less than 45 ° on the Einstrahlseite 21 of the mirror 37. Thus, the dielectric layers of the mirror 37 are formed in such a manner that the electromagnetic radiation 4 passes through the mirror 37 when the electromagnetic radiation 4 having an angle Zvi ¬ rule 45 ° and 135 ° is incident on the mirror 21 Einstrahlseite 37th The electromagnetic radiation 4 reflected by the mirror 37 can be reflected or absorbed by the array 2 and emitted again.
Der Spiegel 37 weist abhängig von der gewählten Ausführungsform einen Abstand 25 von der Leuchtdiode 3 auf, der kleiner ist als eine Kantenlänge einer Leuchtdiode 3. Die Kantenlange der Leuchtdiode 3 kann z.B. im Bereich zwischen 0,5 ym und 100 ym, insbesondere zwischen 10 ym und 30 ym liegen. In ei¬ ner Ausführungsform weist der Spiegel einen kleineren Abstand zu den Leuchtdioden auf als eine Kantenlänge eines Leuchtpi¬ xels lang ist. Ein Leuchtpixel umfasst wenigstens die Leucht¬ dioden, die für die Darstellung eines Bildpunktes des darge- stellten Bildes benötigt werden. Dabei kann ein Leuchtpixel beispielsweise zwei Leuchtdioden, insbesondere drei Leuchtdi¬ oden oder auch mehrere Leuchtdioden aufweisen. Depending on the selected embodiment, the mirror 37 has a distance 25 from the light-emitting diode 3 which is smaller than an edge length of a light-emitting diode 3. The edge length of the light-emitting diode 3 can be, for example, in the range between 0.5 .mu.m and 100 ym, in particular between 10 ym and 30 ym lie. In ei ¬ ner embodiment, the mirror has a smaller distance to the LEDs than an edge length of Leuchtpi ¬ xels is long. A light pixels includes at least the light-emitting diode ¬, which are required for the representation of a pixel of the ones shown, presented image. Here, a light-emitting pixels, for example, two light-emitting diodes, in particular three Leuchtdi ¬ oden or more light emitting diodes have.
Fig. 20 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Teil- ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Darstellen eines Bildes. Dabei sind ein Array 2 mit FIG. 20 shows a schematic representation of a partial section of a further embodiment of a device 1 for displaying an image. Here are an array 2 with
Leuchtdioden 3 und eine Kollimationsvorrichtung 7 dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können benachbarte Leuchtdioden 3 in einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet sein. Zudem können in einer weiteren Ausführungsform benachbarte Leuchtdioden 3 auch in einem Raster mit unterschiedlichen Abstände angeordnet sein. Weiterhin können in einer weiteren Ausführungsform benachbarte Leuchtdioden 3 auch in zufälliger Anordnung mit unterschiedlichen Abstände angeordnet sein. Light-emitting diodes 3 and a collimation 7 shown. Depending on the selected embodiment, adjacent light-emitting diodes 3 may be arranged in a grid at equal intervals. In addition, in a further embodiment, adjacent light-emitting diodes 3 can also be arranged in a grid with different distances. Furthermore, in a further embodiment, adjacent light-emitting diodes 3 can also be arranged in a random arrangement with different distances.
Beispielsweise sind die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 in einem Mittenbereich des Arrays 2 gleich groß. Zudem weisen benachbarte Leuchtdioden 3 im Mittenbereich einen geringeren Abstand als in einem Umgebungsbereich auf, der den Mittenbe- reich umgibt. Im Umgebungsbereich sind die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 gleich groß. Die Abstände benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich können z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände der Leuchtdioden im Mittenbereich. Zudem kann ein äußerer Randbe- reich den Umgebungsbereich umgeben, wobei im äußeren Randbereich die Abstände benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sind als die Abstände benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich ver- ziehtet werden. Der Mittenbereich kann konzentrisch um einen Mittelpunkt des Arrays 2 angeordnet sein und sich über 20 % der Breite und der Länge des Arrays 2 erstrecken. Der Randbe¬ reich kann ringförmig umlaufend sein und sich über 10% oder über 20% der Länge und der Breite des Arrays 2 ausgehend von äußeren Seitenkanten des Arrays 2 erstrecken. Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Rand- bereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. For example, the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 in a middle region of the array 2 are the same size. In addition, adjacent light-emitting diodes 3 have a smaller distance in the center region than in an environmental region surrounding the middle region. In the surrounding area, the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same. The distances between adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the spacing of the light-emitting diodes in the center region. In addition, an outer edge area can surround the surrounding area, wherein in the outer edge area the distances between adjacent light-emitting diodes are for example 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent LEDs in the surrounding area. Depending on the selected version, you can also move to the edge area. The central region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 20% of the width and the length of the array 2. The Randbe ¬ rich may be annular circumferentially and extend over 10% or more than 20% of the length and the width of the array 2, starting from outer side edges of the array 2. The central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the selected embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände der Leuchtdioden 3 auch variieren. Beispielsweise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand der Leuchtdioden im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemittelte Abstand benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich. Beispielsweise können auch mehrere Arrays 2 mit Leuchtdioden 3 vorgesehen sein, wobei die Arrays 2 in einem Raster mit gleichen oder mit unterschiedlichen Abständen angeordnet sind. Beispielsweise sind die Arrays 2 in einem Raster ange¬ ordnet und die Abstände benachbarter Arrays 2 sind in einem Mittenbereich der Anordnung gleich groß. Zudem weisen benachbarte Arrays 2 im Mittenbereich einen geringeren Abstand als in einem Umgebungsbereich auf, der den Mittenbereich umgibt. Im Umgebungsbereich sind die Abstände benachbarter Arrays 2 gleich groß. Die Abstände der Arrays im Umgebungsbereich kön- nen z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände benachbarter Arrays im Mittenbereich. Zudem kann ein äußerer Randbereich den Umgebungsbereich umgeben, wobei im äußeren Randbereich die Abstände benachbarter Arrays z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sind als die Abstände benachbarter Arrays im Umgebungsbe¬ reich. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich verzichtet werden. Der Mittenbereich kann konzentrisch um einen Mittelpunkt des Arrays 2 angeordnet sein und sich über 20 % der Breite und der Länge des Arrays 2 erstrecken. Der Randbereich kann ringförmig umlaufend sein und sich über 10% oder 20% der Länge und der Breite des Ar¬ rays 2 ausgehend von äußeren Seitenkanten des Arrays 2 erstrecken. Der Mittenbereich kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände benachbarter Arrays 2 auch variieren. Beispiels- weise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemittelte Abstand benachbarter Arrays im Umgebungsbereich. In addition, within the center area and / or within the surrounding area and / or within the edge area the distances of the LEDs 3 also vary. By way of example, an average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an average spacing of the light-emitting diodes in the center region. In addition, in the outer edge region, an averaged spacing of adjacent light-emitting diodes may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average spacing of adjacent light-emitting diodes in the surrounding area. For example, it is also possible to provide a plurality of arrays 2 with light-emitting diodes 3, wherein the arrays 2 are arranged in a grid with the same or different spacings. For example, the array 2 are integrally ¬ arranged in a grid and the spacing of adjacent array 2 are equally large in a central region of the assembly. In addition, adjacent arrays 2 have a smaller distance in the center region than in a surrounding region that surrounds the center region. In the surrounding area, the distances of adjacent arrays 2 are the same. For example, the distances of the arrays in the surrounding area may be 10% or 50% or 100% or more larger than the spacing of adjacent arrays in the center area. In addition, an outer edge portion can surround the peripheral region, wherein the outer peripheral region, the distances between adjacent arrays, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in Umgebungsbe ¬ rich. Depending on the chosen design, it is also possible to dispense with the edge area. The central region may be arranged concentrically around a center of the array 2 and extend over 20% of the width and the length of the array 2. The edge region may be annular and circumferentially about 10% or 20% of the length and the width of the Ar ¬ rays 2 from extending from the outer side edges of the array. 2 The central region may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes. In addition, within the central area and / or within the surrounding area and / or within the edge area, the distances of adjacent arrays 2 may also vary. For example, an average distance of neighboring arrays in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an averaged spacing of adjacent arrays in the center area. In addition, in the outer edge region, an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding region.
Fig. 21 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt der Vorrichtung 1 der Fig. 20. Es ist eine Leuchtdio- de 3 des Arrays 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Kollimationsvorrichtung 7 in Form von Reflexionsstrukturen 39 ausgebildet, die in der Abstrahlrichtung 6 nach dem Array angeordnet sind. Die Reflexionsstrukturen 39 weisen ei¬ nen Querschnitt senkrecht zur Abstrahlrichtung 6 auf, der sich in der Abstrahlrichtung 6 der elektromagnetischen Strahlung 4 der Leuchtdioden 3 bis zu einer Abstrahlöffnung 42 verjüngt. Die Kollimationsvorrichtung 7 weist eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Reflexionsstrukturen 39 auf, die in einer Ebene angeordnet sind. In der Figur 21 ist nur eine Reflexionsstruktur 39 dargestellt. FIG. 21 shows a section of the device 1 of FIG. 20 in an enlarged view. A light emitting diode 3 of the array 2 is shown. In this embodiment, the collimation device 7 is formed in the form of reflection structures 39, which are arranged in the emission direction 6 after the array. The reflecting structures 39 have ei ¬ NEN cross section perpendicular to the direction of radiation 6 which tapers in the direction of emission of the electromagnetic radiation 6 4 of the light-emitting diode 3 to a radiation opening 42nd The collimation device 7 has a multiplicity of juxtaposed reflection structures 39, which are arranged in one plane. In FIG. 21, only one reflection structure 39 is shown.
Beispielsweise kann die Reflexionsstruktur 39 in Form eines Zylinderkegels oder eines Pyramidenkegels ausgebildet sein. Die Reflexionsstruktur 39 weist insbesondere eine Rotations- Symmetrie zu einer Mittenachse 40 auf, wobei die Mittenachse 40 senkrecht auf dem Array 2 stehen kann. Auf einer Innensei¬ te 41 der Reflexionsstruktur 39 ist die Reflexionsstruktur 39 reflektierend oder streuend ausgebildet. Elektromagnetische Strahlung 4, die von der Leuchtdiode 3 abgestrahlt wird, wird entweder direkt über die Abstrahlöffnung 42 abgestrahlt oder bei Auftreffen auf die Innenseite 41 der Reflexionsstruktur 39 zurück reflektiert und anschließend über eine weitere Re¬ flexion wieder zurück in Richtung auf die Abstrahlöffnung 42 gelenkt. Dazu kann die Leuchtdiode 3 auf der Abstrahlseite ebenfalls reflektierend ausgebildet sein und beispielsweise eine Spiegelschicht aufweisen. Die Reflexionsstruktur 39 ist ausgebildet, um die Strahlung 4 der Leuchtdioden 3 von dem ersten Öffnungswinkel 5 in Ab- strahlungsrichtung 6 vor der Reflexionsstruktur 39 auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel 9 in Abstrahlungsrichtung 6 nach der Reflexionsstruktur 39 zu begrenzen. Der erste Öff- nungswinkel der Leuchtdioden 3 kann bis zu 180°, d.h. +/- 90° in Bezug auf die Abstrahlrichtung 6 betragen. Nach der Reflexionsstruktur 39 beträgt der zweite Öffnungswinkel 9 bei¬ spielsweise +/- 45° bezogen auf die Abstrahlrichtung 6. Der zweite Öffnungswinkel 9 kann auch kleiner oder größer ausge- bildet sein. For example, the reflection structure 39 may be formed in the form of a cylindrical cone or a pyramid cone. The reflection structure 39 has, in particular, a rotational symmetry with respect to a center axis 40, wherein the center axis 40 can be perpendicular to the array 2. On a Innensei ¬ te 41 of the reflection structure 39, the reflection structure 39 is formed reflecting or scattering. Electromagnetic radiation 4, which is radiated from the light emitting diode 3, is either directly emitted through the emission opening 42 or reflects upon impact with the inside 41 of the reflection structure 39 back and then over a further Re ¬ flexion back toward the emission opening 42 directed. For this purpose, the light-emitting diode 3 may also be designed to be reflective on the emission side and, for example, have a mirror layer. The reflection structure 39 is designed to limit the radiation 4 of the light emitting diodes 3 from the first opening angle 5 in the radiation direction 6 in front of the reflection structure 39 to the smaller second aperture angle 9 in the radiation direction 6 towards the reflection structure 39. The first opening angle of the light-emitting diodes 3 can be up to 180 °, ie +/- 90 ° with respect to the emission direction 6. After reflection structure 39, the second opening angle is obtained from 9 ¬ game instance +/- 45 ° to the direction of radiation 6. The second opening angle 9 may be formed smaller or larger excluded.
Fig. 22 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Kollimationsvorrichtung 7 der Fig. 20 mit mehreren Reflexionsstrukturen 39. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Reflexionsstrukturen 39 auch andere Querschnitte und/oder Formen aufweisen. Eine Funktion der Reflexionsstruktur 39 besteht darin, den Öffnungswinkel der Strahlenbündel der Leuchtdioden von dem ersten Öffnungswinkel auf den kleineren zweiten Öffnungswinkel zu reduzieren. FIG. 22 shows a schematic plan view of a part of the collimation device 7 of FIG. 20 with a plurality of reflection structures 39. Depending on the selected embodiment, the reflection structures 39 may also have other cross sections and / or shapes. One function of the reflection structure 39 is to reduce the aperture angle of the beams of light emitting diodes from the first aperture angle to the smaller second aperture angle.
Zudem wird aufgrund der reflektierenden Innenseite 41 der Reflexionsstrukturen 39 eine relativ gute Lichtauskopplung und Effizienz erreicht. Die Abstrahlöffnung 42 weist eine kleine¬ re Fläche auf als eine Einstrahlöffnung der Reflexionsstruk- tur 39. Dadurch wird eine Reduzierung des Öffnungswinkels der Abstrahlwinkels erreicht. Beispielsweise kann die Einstrahl¬ öffnung der Reflexionsstruktur im Bereich von 10 ym x 10 ym liegen. Die Einstrahlfläche und/oder die Abstrahlfläche kön¬ nen eine Kreisfläche oder eine rechteckige Fläche darstellen. In addition, a relatively good light extraction and efficiency is achieved due to the reflective inner side 41 of the reflection structures 39. The emission opening 42 has a small ¬ re area than an injecting port of Reflexionsstruk- structure 39. Thus, a reduction in the opening angle of the radiation angle is achieved. For example, the Einstrahl ¬ opening of the reflection structure in the range of 10 ym x 10 ym lie. Represent the input surface and / or the emitting Kgs ¬ NEN a circular area or a rectangular area.
Die beschriebenen Vorrichtungen 1 können in verschiedenen Ausführungsformen zur Darstellung eines zweidimensionalen o- der dreidimensionalen Bildes eingesetzt werden. Fig. 23 bis 30 zeigen in schematischen Darstellungen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Vorrichtung 1. Fig. 23 zeigt in einer schematischen Darstellung die Vorrichtung 1 mit einem Array 2 mit Leuchtdioden 3 und einer Kolli- mationsvorrichtung 7, wobei über eine optische Abbildungsvorrichtung 10, eine weitere LED 43 für den nahen Infrarotbe¬ reich ein Bild in einer dreidimensionalen Form für einen Be- trachter darstellt. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausge¬ bildet sein. The devices 1 described can be used in various embodiments to display a two-dimensional or three-dimensional image. FIGS. 23 to 30 show various possible applications of the proposed device 1 in schematic representations. FIG. 23 shows a schematic representation of the device 1 with an array 2 with light-emitting diodes 3 and a collimation device 7, wherein an optical imaging device 10 is used LED 43 represents a near-infrared ¬ an image in a three-dimensional form for a viewer. The device 1 may according to one of the described embodiments of Fig. ¬ out forms from 1 to 22 his.
Fig. 24 zeigt eine weitere Anwendungsform der Vorrichtung 1 mit einem Array 2 von Leuchtdioden, wobei eine Kollimations- vorrichtung 7 zwischen dem Array 2 und einer optischen Abbildungsvorrichtung 10 vorgesehen ist. Die Vorrichtung 1 ist ausgebildet, um ein Bild darzustellen. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausgebildet sein. FIG. 24 shows a further embodiment of the device 1 with an array 2 of light-emitting diodes, wherein a collimation device 7 is provided between the array 2 and an optical imaging device 10. The device 1 is designed to display an image. The device 1 may be formed according to one of the described embodiments of FIGS. 1 to 22.
Fig. 25 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 1 mit einem Array 2 von Leuchtdioden, wobei eine Kollimati- onsvorrichtung 7 zwischen dem Array 2 und einer optischen Ab- bildungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Die optische Abbil¬ dungsvorrichtung 10 kann einen gebogenen optischen Reflektor 44 aufweisen. Anstelle oder zusätzlich zum optischen Reflektor 44 kann ein holografisches optisches Element oder ein diffraktives optisches Element vorgesehen sein. Es wird ein Bild dargestellt. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der be¬ schriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausgebil¬ det sein. FIG. 25 shows a further embodiment of a device 1 with an array 2 of light emitting diodes, wherein a collimation device 7 is arranged between the array 2 and an optical imaging device 10. The optical Abbil ¬-making apparatus 10 may comprise a curved optical reflector 44th Instead of or in addition to the optical reflector 44, a holographic optical element or a diffractive optical element may be provided. An image is displayed. The device 1 may be ausgebil ¬ det according to one of the ¬ be described embodiments of FIGS. 1 to 22.
Fig. 26 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 25, wobei bei dieser Ausführungsform der optische Reflektor 44 als planerFig. 26 shows a similar arrangement as Fig. 25, wherein in this embodiment, the optical reflector 44 as a planner
Reflektor ausgebildet ist. Die optische Abbildungsvorrichtung 10 kann ausgebildet sein, um ein dreidimensionales Hologramm darstellen zu können. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausge¬ bildet sein. Reflector is formed. The optical imaging device 10 may be configured to represent a three-dimensional hologram. The device 1 can according to one of described embodiments of FIGS. 1 to 22 be ¬ forms.
Fig. 27 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Darstellung eines Bildes, insbesondere eines dreidimensionalen Bildes.Fig. 27 shows another embodiment for displaying an image, particularly a three-dimensional image.
Dabei ist zwischen dem Array 2 von Leuchtdioden 3 eine Kolli- mationsvorrichtung 7 vorgesehen. Es wird ein Bild dargestellt. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausgebildet sein. In this case, a collimation device 7 is provided between the array 2 of light-emitting diodes 3. An image is displayed. The device 1 may be formed according to one of the described embodiments of FIGS. 1 to 22.
Fig. 28 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Darstellung eines Bildes. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Array 2 und der optischen Abbildungsvorrichtung 10 eine Kollimationsvorrichtung 7 vorgesehen. Die opti- sehe Abbildungsvorrichtung 10 ist ausgebildet, um ein Bild zu erzeugen und darzustellen. Dazu ist ein holografisches Ele¬ ment 45 vorgesehen, über das Licht an einer ersten Stelle eingekoppelt werden kann und an einer zweiten Stelle zur Ausgabe wieder ausgekoppelt werden kann. Fig. 28 shows another embodiment of a device 1 for displaying an image. In this embodiment, a collimation device 7 is provided between the array 2 and the optical imaging device 10. The optical imaging device 10 is designed to generate and display an image. For this purpose, a holographic ele ¬ ment 45 is provided, can be coupled via the light at a first location and can be decoupled at a second location for output again.
Fig. 29 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1, die eine virtuellen Brille 46 z.B. für die Darstellung von 3D-Bildern oder 3D-Filmen zeigt. Die virtuelle Brille 46 weist ein Array 2 mit Leuchtdioden 3 auf, wobei zwischen dem Array 2 und zwei Linsen 55, 56, die eine opti¬ sche Abbildungsvorrichtung 10 darstellen, eine Kollimationsvorrichtung 7 vorgesehen ist. FIG. 29 schematically shows a further embodiment of the device 1, which shows a virtual spectacle 46, eg for the display of 3D images or 3D films. The virtual glasses 46 has an array 2 with LEDs 3, wherein between the array 2 and two lenses 55, 56, which represent an opti ¬ cal imaging device 10, a collimation 7 is provided.
Fig. 30 zeigt eine weitere Anwendung für die Vorrichtung 1, die beispielsweise ein adaptives Blitzlicht oder ein adapti¬ ves Spotlicht in einem Autoinnenraum darstellt. Die Vorrichtung 1 weist ein Array 2 mit Leuchtdioden 3 auf, wobei zwischen dem Array 2 und einer optischen Abbildungsvorrichtung 10 eine Kollimationsvorrichtung 7 vorgesehen ist. Aufgrund der Kollimationsvorrichtung 7 wird eine bessere Effizienz der Projektionsoptik, das heißt der optischen Abbildungsvorrichtung 10 ermöglicht. Die Vorrichtung 1 kann gemäß einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 22 ausge¬ bildet sein. Fig. 30 shows another application for the device 1, which is for example an adaptive flash, or a adapti ¬ ves spot light in a car interior. The device 1 has an array 2 with light-emitting diodes 3, wherein a collimation device 7 is provided between the array 2 and an optical imaging device 10. Due to the collimation device 7, a better efficiency of the projection optics, that is, the optical imaging device 10 is made possible. The device 1 can according to one of described embodiments of FIGS. 1 to 22 be ¬ forms.
Fig. 31 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vor- richtung 1 mit einem Array 2 mit Leuchtdioden 3, wobei dieFIG. 31 shows a schematic representation of a device 1 with an array 2 with light emitting diodes 3, wherein the
Leuchtdioden 3 nicht einzeln dargestellt sind. Die Leuchtdio¬ den 3 können wie auch bei den anderen Ausführungsformen entweder als einzelne Bauteile oder in einem einzigen Bauteil monolithisch ausgebildet sein. Das Array 2 ist über Rücksei- tenkontakte 47 mit einem Substrat 48 verbunden. Im SubstratLight-emitting diodes 3 are not shown individually. The Leuchtdio ¬ 3 may be monolithically formed as well as in the other embodiments, either as single components or in a single component. The array 2 is connected to a substrate 48 via backside contacts 47. In the substrate
48 sind elektrische und/oder elektronische Schaltungen 49 in¬ tegriert, die eine Ansteuerung der Leuchtdioden 3 des Arrays 2 ermöglichen. Insbesondere ist die elektronische Schaltung48 are electrical and / or electronic circuits 49 in ¬ tegrated that allow control of the light emitting diodes 3 of the array 2. In particular, the electronic circuit
49 ausgebildet, um einzelne Leuchtdioden 3 anzusteuern und individuell mit Strom zu versorgen. Somit kann die Schaltung49 designed to control individual LEDs 3 and individually supplied with power. Thus, the circuit
49 Treiberschaltungen 50 und Auswahlschaltungen für die einzelnen Leuchtdioden 3 aufweisen. Somit weist die elektronische Schaltung 49 beispielsweise für jede Leuchtdiode 3 eine eigene Treiberschaltung 50 auf. Die Schaltung 49 kann monoli- thisch in dem Substrat 48 integriert sein und ein weiteres49 driver circuits 50 and selection circuits for the individual LEDs 3 have. Thus, the electronic circuit 49, for example, for each light emitting diode 3 has its own driver circuit 50. The circuit 49 may monolithically be integrated in the substrate 48 and another
Bauteil 61 darstellen. Zudem kann in dem Substrat 48, d.h. in dem weiteren Bauteil 61 eine Schnittstelle 51 integriert sein. Die Schnittstelle 51 ist mit der elektronischen Schal¬ tung 49 und insbesondere mit den Treiberschaltungen 50 ver- bunden. Zudem steht die Schnittstelle 51 mit elektrischen An¬ schlüssen 52 in Verbindung, die beispielsweise als Kontaktpad auf dem Substrat 48 ausgebildet sind. Das Bauteil 60 mit den monolithisch integrierten Leuchtdioden 3 kann auf dem weiteren Bauteil 61 mit der monolithisch integrierten Schaltung 49 angeordnet sein, wie schematisch in Fig. 31 dargestellt ist. Represent component 61. In addition, an interface 51 can be integrated in the substrate 48, ie in the further component 61. The interface 51 is connected with the electronic comparable scarf ¬ tung 49 and in particular to the driver circuits 50th In addition, the interface is connected, which are formed for example as a contact pad on the substrate 48 with 51 to electrical circuits ¬ 52nd The component 60 with the monolithically integrated light-emitting diodes 3 can be arranged on the further component 61 with the monolithic integrated circuit 49, as shown schematically in FIG. 31.
Das Substrat 48 kann beispielsweise aus einem Halbleitermate¬ rial, insbesondere aus Silizium gebildet sein. Beispielsweise kann das Substrat 48 aus einem Siliziumwafer, insbesondere einem Teil eines Siliziumwafers bestehen. In der dargestell¬ ten Ausführungsform ist auf dem Array 2 eine Leuchtschicht 53 angeordnet, die das Licht der Leuchtdioden 3 in der Wellenlänge wenigstens teilweise verschiebt. Dabei kann beispiels- weise mit blau leuchtenden Leuchtdioden 3 und einer Leuchtschicht 53, die gelbes Licht erzeugt, ein annähernd weißes Licht erzeugt werden. Die Leuchtschicht kann beispielsweise Phosphor aufweisen. The substrate 48 may be formed for example from a semiconductor Mate ¬ rial, in particular of silicon. By way of example, the substrate 48 may consist of a silicon wafer, in particular a part of a silicon wafer. In the dargestell ¬ th embodiment, a light-emitting layer 53 is disposed on the array 2, which shifts the light of the LEDs 3 in the wavelength at least partially. In this case, for example, way with blue light-emitting diodes 3 and a luminescent layer 53, which generates yellow light, an approximately white light are generated. The luminescent layer may, for example, comprise phosphorus.
Die elektrischen Kontakte der Leuchtdioden 3 des Arrays 2 werden über die Rückseite mit dem Substrat 48 verbunden. The electrical contacts of the LEDs 3 of the array 2 are connected via the back to the substrate 48.
Dadurch wird verhindert, dass elektrische Kontakte auf der Oberseite der Leuchtdioden 3 elektrische Strahlung absorbie- ren. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch von der Oberseite des Arrays 2 elektrische Kontakte zu der Rückseite geführt werden. Zudem können auch elektrische Kon¬ takte von der Oberseite der Leuchtdioden 3 seitlich auf elektrische Anschlüsse des Substrates 48 geführt werden. This prevents electrical contacts on the upper side of the light-emitting diodes 3 from absorbing electrical radiation. Depending on the selected embodiment, electrical contacts can also be conducted from the upper side of the array 2 to the rear side. In addition, electrical Kon ¬ clocks from the top of the light-emitting diodes 3 can be guided laterally to electrical connections of the substrate 48.
Fig. 32 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Array 2 mit unterschiedlichen Abständen für benachbarte Leuchtdioden 3 in vorgegebenen Bereichen. Es sind nur schematisch einzelne Leuchtdioden 3 dargestellt. Das Array 2 kann z.B. 400x400 Leuchtdioden 3 oder mehr Leuchtdioden 3 aufweisen. Das Array 2 ist in einen Mittenbereich 154, in einen Umgebungsbereich 155 und in einen Randbereich 156 unterteilt. Der Mittenbereich 154 ist konzentrisch zu einem Mittelpunkt 57 des Arrays 2 ausgerichtet. Der Umgebungsbereich 155 und der Randbereich 156 sind ebenfalls konzentrisch zum Mittelpunkt 57 angeordnet. Der Mittenbereich 154 kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Fig. 32 shows a schematic representation of a plan view of an array 2 with different distances for adjacent LEDs 3 in predetermined areas. There are only schematically individual LEDs 3 shown. The array 2 may e.g. 400x400 light emitting diodes 3 or more LEDs 3 have. The array 2 is subdivided into a center area 154, into a surrounding area 155 and into an edge area 156. The center region 154 is aligned concentrically with a center 57 of the array 2. The surrounding area 155 and the edge area 156 are likewise arranged concentrically with the center 57. The center region 154 may be e.g. the shape of a circular area, the shape of a rounded
Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Der Umgebungsbereich 155 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmige Innenkontur aufweisen. Der Umgebungsbereich 155 kann eine kreisförmige Außenkontur Have circular surface or the shape of a rectangular area. The surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The surrounding area 155 may have a circular outer contour
und/oder eine kreisförmige Innenkontur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmige Innenkontur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine kreisförmige Außenkontur und/oder eine kreisförmige Innenkontur aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen . and / or have a circular inner contour. The edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour. Depending on the selected design, the center area, the surrounding area and / or the outer edge region also have other sizes and / or shapes.
Beispielsweise sind die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 in dem Mittenbereich 154 des Arrays 2 gleich groß. Zudem weisen benachbarte Leuchtdioden 3 im Mittenbereich 154 einen geringeren Abstand als in dem Umgebungsbereich 155 auf, der den Mittenbereich 154 umgibt. Im Umgebungsbereich 155 sind die Abstände benachbarter Leuchtdioden 3 gleich groß. Die Abstän- de benachbarter Leuchtdioden 3 im Umgebungsbereich 155 können z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände benachbarter Leuchtdioden im Mittenbereich 154. Zudem können im äußeren Randbereich 156 die Abstände benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände der Leuchtdioden im Umgebungsbereich 155. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich 156 verzichtet werden. Der Mittenbereich 154 ist konzentrisch um den Mittelpunkt 57 des Arrays 2 angeordnet und erstreckt sich z.B. über 10% oder über 20 % der Breite und der Länge des Arrays 2. Der Randbereich 56 kann umlaufend ausgebildet sein und sich über bis zu 10% oder 20% der Länge und der Breite des Arrays 2 ausgehend von äußeren Seitenkanten 58 des Arrays 2 erstrecken. Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände der Leuchtdioden 3 auch variieren. Beispielsweise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand der Leuchtdioden im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Leuchtdioden z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemittelte Abstand der Leuchtdioden im Umgebungsbereich. For example, the spacings of adjacent light-emitting diodes 3 in the center region 154 of the array 2 are the same. In addition, adjacent light-emitting diodes 3 in the center region 154 have a smaller spacing than in the surrounding region 155, which surrounds the center region 154. In the surrounding area 155, the distances between adjacent light-emitting diodes 3 are the same. The distances of adjacent light emitting diodes 3 in the surrounding area 155 can be e.g. 10% or 50% or 100% or more greater than the spacing of adjacent light emitting diodes in the central region 154. In addition, in the outer edge region 156, the distances between adjacent light emitting diodes e.g. 10% or 50% or 100% or more greater than the distances of the LEDs in the surrounding area 155. Depending on the selected design can also be dispensed with the edge portion 156. The center region 154 is concentric about the center 57 of the array 2 and extends e.g. over 10% or over 20% of the width and length of the array 2. The edge region 56 may be circumferential and extend over up to 10% or 20% of the length and width of the array 2 from outer side edges 58 of the array 2 , In addition, within the central area and / or within the surrounding area and / or within the edge area, the distances of the light emitting diodes 3 may also vary. For example, an averaged spacing of adjacent light emitting diodes in the environmental region, e.g. by 10% or by 50% or by 100% or more greater than an average distance of the light emitting diodes in the center region. In addition, in the outer edge region, an average spacing of adjacent light emitting diodes, e.g. by 10% or by 50% or by 100% or more greater than the average distance of the LEDs in the surrounding area.
Fig. 33 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines Arrays 2 mit unterschiedli¬ chen Abständen für benachbarte Leuchtdioden 3 in vorgegebenen Bereichen. Die Anordnung ist im Wesentlichen wie Fig. 32 aufgebaut, wobei jedoch der Mittenbereich 154 die Form einer Kreisfläche aufweist und konzentrisch zum Mittelpunkt 57 des Arrays 2 angeordnet ist. Der Randbereich 156 weist eine abge- rundete rechteckförmige Innenkontur und eine rechteckige Au¬ ßenkontur auf. Der Umgebungsbereich 155 weist eine kreisförmige Innenkontur und eine rechteckförmige abgerundete Außen¬ kontur auf. Fig. 34 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnit¬ tes eines Arrays 2 mit einem Mittenbereich 154 und einem Umgebungsbereich 155. Die Leuchtdioden 3 sind schematisch in Form von Quadraten dargestellt. Der Mittenbereich 154 ist durch eine fiktive gestrichelte Linie vom Umgebungsbereich 155 getrennt. Im Mittenbereich und im Umgebungsbereich sind die Leuchtdioden jeweils in einem Raster mit konstanten Abständen angeordnet. Im Mittenbereich 154 weisen benachbarte Leuchtdioden 3 einen kleineren Abstand in der x- Richtung und einen kleineren Abstand in der y-Richtung im Vergleich zu den Leuchtdioden 3 im Umgebungsbereich 155 auf. Mit xl ist derFig. 33 shows a schematic representation of a top view of another embodiment of an array with 2 different? ¬ chen intervals for adjacent light-emitting diodes 3 in predetermined Areas. The arrangement is constructed essentially as shown in FIG. 32, but the center region 154 has the shape of a circular area and is arranged concentrically with the center 57 of the array 2. The edge portion 156 has a rounded-off rectangular inner contour and a rectangular Au ¬ ßenkontur. The surrounding region 155 has a circular inner contour and a rectangular rounded outer contour ¬. Fig. 34 shows a schematic representation of a Ausschnit ¬ tes an array 2 having a central region 154 and a surrounding region 155. The light emitting diodes 3 are schematically illustrated in the form of squares. The center region 154 is separated from the surrounding region 155 by a fictitious dashed line. In the center region and in the surrounding area, the light-emitting diodes are each arranged in a grid at constant intervals. In the center region 154, adjacent light emitting diodes 3 have a smaller spacing in the x direction and a smaller spacing in the y direction compared to the light emitting diodes 3 in the surrounding region 155. With xl is the
Abstand der Leuchtdioden 3 in der x-Richtung im Mittenbereich 154 bezeichnet. Mit x2 ist der Abstand der Leuchtdioden 3 im Umgebungsbereich 155 entlang der x-Richtung bezeichnet. Mit yl ist der Abstand der Leuchtdioden 3 in der y-Richtung im Mittenbereich 154 bezeichnet. Mit y2 ist der Abstand derDistance of the light-emitting diodes 3 in the x-direction in the center region 154 denotes. With x2, the distance of the light-emitting diodes 3 is designated in the surrounding area 155 along the x-direction. Yl denotes the spacing of the light-emitting diodes 3 in the y-direction in the center region 154. With y2 the distance is the
Leuchtdioden 3 im Umgebungsbereich 155 entlang der y-Richtung bezeichnet . LEDs 3 in the surrounding area 155 along the y-direction.
Fig. 35 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Anordnung 59 von Arrays 2 mit Leuchtdioden 3, wobei benachbarte Arrays 2 in vorgegebenen Bereichen unterschiedli¬ che Abstände aufweisen. Von den Arrays 2 und den Leuchtdioden 3 sind nur einzelne schematisch dargestellt. Die Anordnung 59 kann eine Vielzahl von Arrays 2 aufweisen. Jedes Array 2 kann eine Vielzahl von Leuchtdioden 3 aufweisen. Die Anordnung 59 ist in einen Mittenbereich 154, einen Umgebungsbereich 155 und in einen Randbereich 156 unterteilt. Der Mittenbereich 154 ist konzentrisch zu einem Mittelpunkt 57 der Anordnung 59 ausgerichtet. Der Umgebungsbereich 155 und der Randbereich 156 sind ebenfalls konzentrisch zum Mittelpunkt 57 angeord¬ net. Der Mittenbereich 154 kann z.B. die Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Der Umgebungsbereich 155 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmi- ge Innenkontur aufweisen. Der Umgebungsbereich 155 kann eine kreisförmige Außenkontur und/oder eine kreisförmige Innenkon¬ tur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmige Innenkontur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine kreisförmige Außenkontur und/oder eine kreisförmige Innenkontur aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. Fig. 35 shows a schematic representation of a top view of an array 59 of array 2 with LEDs 3, wherein adjacent arrays have in predetermined regions differing distances ¬ che 2. Of the arrays 2 and the LEDs 3 only a few are shown schematically. The arrangement 59 can have a multiplicity of arrays 2. Each array 2 may have a plurality of light-emitting diodes 3. The arrangement 59 is subdivided into a central area 154, a surrounding area 155 and an edge area 156. The center region 154 is concentric with a center 57 of the assembly 59 aligned. The surrounding area 155 and the edge area 156 are also concentric with the center 57 angeord ¬ net. The center region 154 may, for example, have the shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. The surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The surrounding region 155 can have a circular outer contour and / or a circular Innenkon ¬ structure. The edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes.
Beispielsweise sind die Arrays 2 in einem Raster angeordnet, wobei die Abstände benachbarter Arrays 2 in dem Mittenbereich 154 gleich groß. Zudem weisen benachbarte Arrays 2 im Mitten- bereich 154 einen geringeren Abstand als in einem Umgebungsbereich 155 auf, der den Mittenbereich 154 umgibt. Im Umgebungsbereich 155 sind die Abstände benachbarter Arrays 2 gleich groß. Die Abstände benachbarter Arrays 2 im Umgebungs¬ bereich 155 können z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände benachbarter Arrays im Mittenbereich 154. Zudem kann ein äußerer Randbereich 156 den Umgebungsbereich 155 umgeben, wobei im äußeren Randbereich die Abstände benachbarter Arrays 2 z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sind als die Abstände der Ar- rays 2 im Umgebungsbereich 155. Abhängig von der gewähltenBy way of example, the arrays 2 are arranged in a grid, with the spacings of adjacent arrays 2 in the center region 154 being the same size. In addition, adjacent arrays 2 in the center region 154 have a smaller spacing than in a surrounding region 155 which surrounds the center region 154. In the surrounding area 155, the distances of adjacent arrays 2 are the same. The distances between adjacent array 2 in the ambient ¬ area 155 can, for example, addition, an outer edge portion 156 may surround the surrounding area 155 by 10% or 50% or 100% or more greater than the distances between adjacent arrays in the central region 154., wherein in the outer Edge area, the distances between adjacent arrays 2, for example, by 10% or 50% or 100% or more are greater than the distances of the arrays 2 in the surrounding area 155. Depending on the selected
Ausführung kann auch auf den Randbereich 156 verzichtet werden. Der Mittenbereich 154 kann konzentrisch um einen Mittelpunkt der Anordnung angeordnet sein und sich über 10% oder über 20% der Breite und der Länge des Arrays 2 erstrecken. Der Randbereich 156 kann ringförmig umlaufend sein und sich über 10% oder 20% der Länge und der Breite des Arrays 2 aus¬ gehend von äußeren Seitenkanten 58 der Anordnung 59 erstrecken. Der Mittenbereich 154 kann z.B. die Form einer Kreis- fläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Abhängig von der gewähltenExecution can be dispensed with the edge region 156. The center region 154 may be concentric about a center of the array and may extend over 10% or over 20% of the width and length of the array 2. The edge region 156 may be annular and extend over 10% or 20% of the length and the width of the array 2 ¬ going from outer side edges 58 of the assembly 59. The middle region 154 may take the form of a circular surface, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. Depending on the selected
Ausführung können der Mittenbereich 154, der UmgebungsbereichExecution may be the center area 154, the surrounding area
155 und/oder der äußere Randbereich 156 auch andere Größen und/oder Formen aufweisen. 155 and / or the outer edge region 156 also have other sizes and / or shapes.
Zudem können innerhalb des Mittenbereiches 154 und/oder in¬ nerhalb des Umgebungsbereiches 155 und/oder innerhalb des Randbereiches 156 die Abstände der Arrays 2 auch variieren. Beispielsweise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Arrays z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemit- telte Abstand benachbarter Arrays im Umgebungsbereich. In addition, of the surrounding area 155 and / or can also vary within the edge region 156, the spacings of the array 2 within the middle region 154 and / or in ¬ nerhalb. For example, an averaged spacing of adjacent arrays in the surrounding area may be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than an average spacing of adjacent arrays in the center region. In addition, in the outer edge region, an averaged spacing of adjacent arrays can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of neighboring arrays in the surrounding area.
Fig. 36 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer Anordnung 59 von Arrays 2 mit Leuchtdioden 3, die im Wesentlichen wie die Anordnung von Fig. 35 ausgebildet ist, wobei jedoch der Mittenbereich 154 die Form einer Kreisfläche aufweist, und wobei eine Innenkon¬ tur des Randbereiches 156 eine abgerundete Rechteckform auf¬ weist. 36 shows a schematic representation of a plan view of a further embodiment of an arrangement 59 of arrays 2 with light-emitting diodes 3, which is substantially similar to the arrangement of FIG. 35, but where the center region 154 is in the form of a circular area, and where Innenkon ¬ structure of the edge region 156 has a rounded rectangular shape ¬ .
Durch die geringeren Abstände benachbarter Leuchtdioden und/oder benachbarter Arrays wird die Auflösung verbessert. Versuche haben gezeigt, dass Menschen beim Betrachten eines Displays einen Mittenbereich optisch präziser wahrnehmen als einen Randbereich eines Displays. Somit ist es vorteilhaft, in einem Mittenbereich eines Displays eine größere Dichte an Leuchtdioden und/oder Arrays mit Leuchtdioden vorzusehen. Fig. 37 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnit¬ tes eines Linsenarrays 13 mit einem Mittenbereich 154 und ei- nem Umgebungsbereich 155. Die Linsenelemente 14 sind schema¬ tisch in Form von Quadraten dargestellt. Der Mittenbereich 154 ist durch eine fiktive gestrichelte Linie vom Umgebungs¬ bereich 155 getrennt. Im Mittenbereich und im Umgebungsbe- reich sind die Linsenelemente jeweils in einem Raster mit konstanten Abständen angeordnet. Im Mittenbereich 154 weisen benachbarte Linsenelemente 14 einen kleineren Abstand in der x- Richtung und einen kleineren Abstand in der y-Richtung im Vergleich zu den Linsenelementen 14 im Umgebungsbereich 155 auf. Mit xl ist der Abstand der Linsenelemente 14 in der x- Richtung im Mittenbereich 154 bezeichnet. Mit x2 ist der Abstand der Linsenelemente 14 im Umgebungsbereich 155 entlang der x-Richtung bezeichnet. Mit yl ist der Abstand der Linsen- elemente 14 in der y-Richtung im Mittenbereich 154 bezeichnet. Mit y2 ist der Abstand der Linsenelemente 14 im Umge¬ bungsbereich 155 entlang der y-Richtung bezeichnet. Due to the shorter distances between adjacent light-emitting diodes and / or adjacent arrays, the resolution is improved. Experiments have shown that when viewing a display, people perceive a center area optically more precisely than an edge area of a display. Thus, it is advantageous to provide a greater density of light-emitting diodes and / or arrays with LEDs in a central region of a display. Fig. 37 shows a schematic representation of a Ausschnit ¬ tes a lens array 13 having a central region 154 and a surrounding region 155. The lens elements 14 are schematic ¬ schematically in the form of squares. The central region 154 is separated by an imaginary dashed line from ambient ¬ area 155th In the middle area and in the surrounding area rich, the lens elements are each arranged in a grid at constant intervals. In the central region 154, adjacent lens elements 14 have a smaller spacing in the x-direction and a smaller spacing in the y-direction compared to the lens elements 14 in the surrounding region 155. With xl the distance of the lens elements 14 in the x-direction in the center region 154 is designated. X2 denotes the distance of the lens elements 14 in the surrounding region 155 along the x-direction. The distance between the lens elements 14 in the y-direction in the center region 154 is denoted by yl. With y2, the distance of the lens elements 14 in the other ¬ advertising region 155 along the y-direction is indicated.
Fig. 38 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Linsenarray 13 mit unterschiedlichen Abständen für benachbarte Linsenelemente 14 in vorgegebenen Bereichen. Es sind nur schematisch einzelne Linsenelemente 14 dargestellt. Das Linsenarray 13 weist eine Vielzahl von Linsenelementen 14, z.B. 400x400 Linsenelemente oder mehr auf. Das Lin- senarray 13 ist in einen Mittenbereich 154, in einen Umgebungsbereich 155 und in einen Randbereich 156 unterteilt. Der Mittenbereich 154 ist konzentrisch zu einem Mittelpunkt 57 des Linsenarrays 13 ausgerichtet. Der Umgebungsbereich 155 und der Randbereich 156 sind ebenfalls konzentrisch zum Mit- telpunkt 57 angeordnet. Der Mittenbereich 154 kann z.B. dieFIG. 38 shows a schematic representation of a plan view of a lens array 13 with different distances for adjacent lens elements 14 in predetermined regions. Only individual lens elements 14 are shown schematically. The lens array 13 has a plurality of lens elements 14, e.g. 400x400 lens elements or more. The lens array 13 is subdivided into a center area 154, into a surrounding area 155 and into an edge area 156. The center region 154 is aligned concentrically with a center 57 of the lens array 13. The surrounding area 155 and the edge area 156 are likewise arranged concentrically with respect to the center 57. The center region 154 may be e.g. the
Form einer Kreisfläche, die Form einer abgerundeten Kreisfläche oder die Form einer Rechteckfläche aufweisen. Der Umgebungsbereich 155 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmige Innenkontur aufweisen. Der Um- gebungsbereich 155 kann eine kreisförmige Außenkontur Shape of a circular area, the shape of a rounded circular area or the shape of a rectangular area. The surrounding area 155 may have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The surrounding area 155 may have a circular outer contour
und/oder eine kreisförmige Innenkontur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine rechteckförmige Außenkontur und/oder eine rechteckförmige Innenkontur aufweisen. Der Randbereich 156 kann eine kreisförmige Außenkontur und/oder eine kreisförmige Innenkontur aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können der Mittenbereich, der Umgebungsbereich und/oder der äußere Randbereich auch andere Größen und/oder Formen aufweisen . Beispielsweise sind die Abstände benachbarter Linsenelemente 14 in dem Mittenbereich 154 des Linsenarrays 13 gleich groß. Zudem weisen benachbarte Linsenelemente 14 im Mittenbereich 154 einen geringeren Abstand als in dem Umgebungsbereich 155 auf, der den Mittenbereich 154 umgibt. Im Umgebungsbereichand / or have a circular inner contour. The edge region 156 can have a rectangular outer contour and / or a rectangular inner contour. The edge region 156 may have a circular outer contour and / or a circular inner contour. Depending on the chosen embodiment, the central region, the surrounding region and / or the outer peripheral region may also have other sizes and / or shapes. For example, the spacings of adjacent lens elements 14 in the center region 154 of the lens array 13 are the same size. In addition, adjacent lens elements 14 have a smaller distance in the central region 154 than in the surrounding region 155, which surrounds the central region 154. In the surrounding area
155 sind die Abstände benachbarter Linsenelemente 14 gleich groß. Die Abstände benachbarter Linsenelemente 14 im Umge¬ bungsbereich 155 können z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände benachbarter Linsenelemente im Mittenbereich 154. Zudem können im äußeren Randbereich 156 die Abstände benachbarter Linsenelemente z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als die Abstände der Linsenelemente im Umgebungsbereich 155. Abhängig von der gewählten Ausführung kann auch auf den Randbereich155, the distances between adjacent lens elements 14 are the same size. The distances between adjacent lens elements 14 in the other ¬ advertising area 155 may, for example, 10% or 50% or 100% or more to be greater than the distances between adjacent lens elements in the central region 154. In addition, the distances between adjacent lens elements in the outer edge portion 156, for example, by 10% or by 50% or 100% or more greater than the distances of the lens elements in the surrounding area 155. Depending on the chosen design can also apply to the edge area
156 verzichtet werden. Der Mittenbereich 154 ist konzentrisch um den Mittelpunkt 57 des Linsenarrays 13 angeordnet und er¬ streckt sich z.B. über 10% oder über 20 % der Breite und der Länge des Linsenarrays 13. Der Randbereich 56 kann umlaufend ausgebildet sein und sich über bis zu 10% oder 20% der Länge und der Breite des Linsenarrays 13 ausgehend von äußeren Sei¬ tenkanten 58 des Linsenarrays 2 erstrecken. 156 be waived. The middle region 154 is concentrically arranged around the center point 57 of the lens array 13 and it ¬, for example, extends over 10% or over 20% of the width and the length of the lens array 13. The edge portion 56 may be formed circumferentially and extending over up to 10% or 20% of the length and the width of the lens array 13, starting from outer Sei ¬ tenkanten 58 of the lens array 2 extend.
Zudem können innerhalb des Mittenbereiches und/oder innerhalb des Umgebungsbereiches und/oder innerhalb des Randbereiches die Abstände der Linsenelemente 14 auch variieren. Beispiels¬ weise kann ein gemittelter Abstand benachbarter Linsenelemente im Umgebungsbereich z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als ein gemittelter Abstand der Linsen- elemente im Mittenbereich. Zudem kann im äußeren Randbereich ein gemittelter Abstand benachbarter Linsenelemente z.B. um 10% oder um 50% oder um 100% oder mehr größer sein als der gemittelte Abstand der Linsenelemente im Umgebungsbereich. Fig. 39 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines Linsenarrays 13 mit unter¬ schiedlichen Abständen für benachbarte Linsenelemente 14 in vorgegebenen Bereichen. Die Anordnung ist im Wesentlichen wie Fig. 38 aufgebaut, wobei jedoch der Mittenbereich 154 die Form einer Kreisfläche aufweist und konzentrisch zum Mittel¬ punkt 57 des Arrays 2 angeordnet ist. Der Randbereich 156 weist eine abgerundete rechteckförmige Innenkontur und eine rechteckige Außenkontur auf. Der Umgebungsbereich 155 weist eine kreisförmige Innenkontur und eine rechteckförmige abge¬ rundete Außenkontur auf. In addition, within the central area and / or within the surrounding area and / or within the edge area, the distances of the lens elements 14 may also vary. Example ¬ example may be an average distance between adjacent lens elements in the surrounding region, for example, 10% or 50% or 100% or more larger than an average distance of the lens elements in the central region. In addition, in the outer edge region, an averaged spacing of adjacent lens elements can be, for example, 10% or 50% or 100% or more greater than the average distance of the lens elements in the surrounding area. Fig. 39 shows a schematic representation of a top view of a further embodiment of a lens array 13 having ¬ under different union intervals for adjacent lens elements 14 in predetermined regions. The arrangement is essentially like Is constructed FIG. 38, but the middle portion 154 has the shape of a circular surface and is arranged concentrically to the center point 57 of the array 2 ¬. The edge region 156 has a rounded rectangular inner contour and a rectangular outer contour. The surrounding region 155 has a circular inner contour and a rectangular abge ¬ rounded outer contour.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch bei al- len anderen Ausführungen der vorab beschriebenen Figuren auf den Leuchtdioden 3 eine Leuchtschicht 53 angeordnet sein. Depending on the selected embodiment, a luminescent layer 53 may also be arranged on the light-emitting diodes 3 in all other embodiments of the previously described figures.
In allen Ausführungsbeispielen können anstelle der Linsen o- der Linsensysteme auch Reflektoren oder Reflektorsysteme vor- gesehen sein. In all exemplary embodiments, reflectors or reflector systems may also be provided instead of the lenses or lens systems.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele 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 . The invention has been further illustrated and described with reference to the preferred Ausführungsbei ¬ games. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Vorrichtung zur Darstellung von Bildern1 Device for displaying images
2 Array 2 arrays
3 Leuchtdioden 3 LEDs
4 elektromagnetische Strahlung 4 electromagnetic radiation
5 erster Öffnungswinkel 5 first opening angle
6 Abstrahlrichtung 6 emission direction
7 Kollimationsvorrichtung 7 collimation device
8 Strahlenbündel 8 bundles of rays
9 zweiter Öffnungswinkel 9 second opening angle
10 optische Abbildungsvorrichtung 10 optical imaging device
12 Leuchtpixel 12 light pixels
13 Linsenarray 13 lens array
14 Linsenelement 14 lens element
15 Kollimationslinse 15 collimation lens
16 erster Rahmen 16 first frame
17 Lochblende 17 pinhole
18 Sublinsenarray 18 sub-lens array
19 Loch 19 holes
20 Sublinse 20 Sublinse
21 Einstrahlseite 21 Einstrahlseite
22 weiteres Material 22 more material
23 Abstrahlseite 23 radiation side
24 externe elektrische Strahlung 24 external electrical radiation
25 Abstand 25 distance
26 plane Seite 26 plane side
27 zweites Sublinsenarray 27 second sub-lens array
28 Taperschicht 28 Tapered layer
29 optischer Taper 29 optical taper
30 Innenseite Taper 30 inside taper
31 Außenfläche 31 outer surface
32 Außenseite Taper 32 outside taper
33 Zylinderkegel 33 cylinder cone
34 Filterelement 34 filter element
35 Oberfläche 35 surface
36 Planarisierungselement 36 planarization element
37 Spiegel Reflexionsstruktur 37 mirrors reflective structure
Mittenachse mid-axis
Innenseite inside
Abstrahlöffnung radiation opening
LED LED
optischer Reflektor optisches Führungselement virtuelle Brille optical reflector optical guide virtual glasses
Rückseitenkontakt Back contact
Substrat substratum
elektronische Schaltungelectronic switch
Treiberschaltung driver circuit
Schnittstelle interface
elektrischer Anschlusselectrical connection
LeuchtSchicht luminous layer
zweiter Rahmen second frame
erste Linse first lens
zweite Linse second lens
Mittelpunkt Focus
Seitenkante side edge
Anordnung arrangement
Bauteil component
weiteres Bauteil another component
Mittenbereich mid-range
Umgebungsbereich surrounding area
Randbereich border area
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|---|---|---|---|---|
| WO2023039616A3 (en) * | 2022-11-02 | 2023-08-24 | Futurewei Technologies, Inc. | Device having optical see-through 3d display |
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|---|---|---|---|---|
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| US7186004B2 (en) * | 2002-12-31 | 2007-03-06 | Karlton David Powell | Homogenizing optical sheet, method of manufacture, and illumination system |
| US7619825B1 (en) * | 2004-09-27 | 2009-11-17 | Rockwell Collins, Inc. | Compact head up display with wide viewing angle |
| WO2009070389A2 (en) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | 3M Innovative Properties Company | Optical system with high contrast |
| DE102009013604A1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Carl Zeiss Ag | Optical system for use as head mounted display device, has lens designed for beam angle that is smaller than another beam angle, and comprising multi-layer filter layer, where light beam bundle strikes multi-layer filter layer |
| US20140152801A1 (en) * | 2009-10-28 | 2014-06-05 | Alentic Microscience Inc. | Detecting and Using Light Representative of a Sample |
| US8705177B1 (en) * | 2011-12-05 | 2014-04-22 | Google Inc. | Integrated near-to-eye display module |
| WO2014077513A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Ha Jeonghun | Hmd including convergent filter unit |
| DE112013006324T5 (en) * | 2012-12-31 | 2015-10-15 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | An optical system for generating a structured light field from a series of light sources through a refractive or reflective light structuring element |
| DE102013104046A1 (en) * | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical arrangement and display device |
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| DE102014009677A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Pierre-Alain Cotte | Display device with improved contrast |
| DE102015217682A1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-16 | Carl Zeiss Ag | Device for eye examination |
| US20180261146A1 (en) * | 2015-09-23 | 2018-09-13 | Medintec B.V. | Video glasses |
| CN106526976B (en) * | 2017-01-05 | 2019-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | A kind of backing structure and display device |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12018832B2 (en) | 2021-09-23 | 2024-06-25 | Apple Inc. | Light source module with adaptive illumination |
| US12206994B2 (en) | 2022-09-06 | 2025-01-21 | Apple Inc. | Image capture systems utilizing adjustable illumination |
| WO2023039616A3 (en) * | 2022-11-02 | 2023-08-24 | Futurewei Technologies, Inc. | Device having optical see-through 3d display |
| WO2023039617A3 (en) * | 2022-11-02 | 2023-08-24 | Futurewei Technologies, Inc. | Device having combination 2d-3d display |
| WO2023039615A3 (en) * | 2022-11-02 | 2023-09-14 | Futurewei Technologies, Inc. | Device having optical see-through 3d display |
| WO2023130129A3 (en) * | 2022-11-02 | 2023-09-14 | Futurewei Technologies, Inc. | Device having optical see-through 3d display and methods for adapting the same |
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