Licht

Die Erfindung betrifft einen integrierten LED-Schaltkreis mit integriertem elektronischen Schaltkreis für eine Kommunikation mittels sichtbarem Licht. Weiter ist eine entsprechend ausgelegtes LED-Modul, eine entsprechende Beleuchtungsanordnung und eine entsprechend ausgebildete Leuchte gezeigt. Für Beleuchtungsaufgaben werden zunehmend Leuchtdioden (LED) als lichtemittierende

Elemente eingesetzt. Dabei sind ein oder mehrere LEDs in einem LED-Modul mit geeigneten Ansteuerschaltungen zur Versorgung der LED mit einem Strom und zur Steuerung der

Lichtabgabe zusammengefasst.

Die internationale Offenlegungsschrift WO 2008/131939 AI zeigt ein LED-Modul, das eine LED als integrierten Schaltkreis auf einer Siliziumtragestruktur anordnet. Die

Siliziumtragestruktur ist eine Siliziumscheibe als Montagebasis, die zwischen dem Boden des eigentlichen LED-Halbleiterbauelements einerseits und einer Massefläche des LED-Moduls angeordnet ist, um Aufgaben der elektrischen Isolation, der thermischen Ableitung und des Ausgleichs von Wärmeausdehnungskoeffizienten wahrzunehmen. Die Siliziumtragestruktur umfasst dabei eine oder mehrere elektronische Komponenten zur

Steuerung der Lichtabgabe der LED. Eine elektronische Komponente kann dabei beispielsweise die Energieversorgung des LED-Halbleiterbauelements gewährleisten. Weitere elektronische Komponenten können dabei weitere Funktionen für das LED-Modul realisieren. So ist beispielsweise die Ausbildung der elektronischen Komponente als

Funkkommunikationsvorrichtung erwähnt. Dabei wird insbesondere eine Anordnung der Funkkommunikationsvorrichtung innerhalb der Siliziumtragestruktur und seitlich der lichtemittierenden LED-Halbleiterstruktur als vorteilhaft erwähnt.

Neben Funkkommunikationsverfahren sind lichtgestützte Kommunikationsverfahren (Visible Light Communication - VLC), die Licht als Übertragungsmedium für die Übertragung von Daten nutzen, bekannt. Derartige lichtgestützte Kommunikationsverfahren können eine

Datenübertragung sowohl mit niedriger als auch mit hoher Datenrate aufweisen. Beispiele für lichtgestützte Kommunikationsverfahren mit niedriger Datenrate sind Navigationsanwendungen, oder die Ausgabe einer Identifikationsnummer, insbesondere einer Leuchten- Identifikationsnummer zur eindeutigen Identifikation einer Leuchte. Ein Beispiel für eine lichtgestützte Kommunikation mit hoher Datenrate ist das Übertragungsverfahren„Light Fidelity" (kurz: Li-Fi). Li-Fi ist beispielsweise für die Übertragung von Bild- oder Videodaten besonders geeignet. Der Begriff VLC wird im Folgenden für alle Arten der lichtgestützten Kommunikation verwendet.

Die Wellenlänge des zur Übertragung genutzten Lichtes befindet sich dabei im sichtbaren Bereich zwischen 375 nm und 750 nm. Zur Erzeugung des benötigten Lichtes werden

Leuchtstofflampen oder LEDs verwendet. Übertragungsraten bis zu 10 Kbit/s (für

Leuchtstofflampen) oder bis 10 Gbit/s (für LED) wurden erreicht. Auf der Empfängerseite wandelt dabei ein Fotodetektor Lichtsignale mit modulierter Information wieder in elektrische Signale um. Durch die spezifischen Eigenschaften des Lichts eignet sich diese Technologie für den Einsatz als Übertragungstechnologie besonders, da Licht der entsprechenden Wellenlängen als für das menschliche Auge ungefährlich gilt, nahezu überall einsetzbar ist und durch eine optische Abschirmung leicht in der räumlichen Ausbreitung begrenzt werden kann. Weiter ist die lizenzfreie, da nicht regulierte Verwendung des genutzten Frequenz Spektrums möglich.

Das zu übertragende informationstragende Signal (Datensignal) wird dabei mittels eines Modulators auf den LED-Strom der für die Datenübertragung verwendeten LEDs aufmoduliert. Der Modulator ist dabei als separate Baugruppe oder integriert in die LED-Ansteuerung für alle gemeinsam anzusteuernden LEDs in ein Betriebsgerät (LED-Konverter, Ballast) ausgebildet. Damit wird für alle angesteuerten LEDs ein gemeinsames, moduliertes Lichtsignal erzeugt. Die Signalbandbreite der einzelnen für die VLC -Übertragung genutzten LEDs entspricht damit der Systembandbreite des VLC-Systems. Die Integration unterschiedlicher Signale, beispielsweise unterschiedlicher Anwendungen, wie Datenübertragung (Streaming), Positionsbestimmung, und Signale nach unterschiedlichen Kommunikationsstandards für VLC erfolgt in

Zeitmultiplexverfahren. Damit ist jedoch eine nachteilige Vergrößerung der Latenzzeit der Datenübertragung verbunden.

Es ist die technische Aufgabe einer Erhöhung der Übertragungskapazität für die

Datenübertragung mittels Licht und bei der Verwendung von LEDs gegenüber den bekannten Verfahren zu lösen. Die Aufgabe wird durch einen integrierten LED-Schaltkreis nach Anspruch 1, ein

entsprechendes LED-Modul, eine entsprechende LED-Anordnung und eine entsprechende Leuchte gelöst. mäße integrierte LED-Schaltkreis umfasst mindestens eine Leuchtdiode und einen der mindestens einen Leuchtdiode zugeordneten elektronischen Schaltkreis. Die

Leuchtdiode und der zugeordnete elektronische Schaltkreis sind auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet, wobei der elektronische Schaltkreis ausgelegt ist, einen Strom durch das zugeordnete Leuchtdiode mit einem informationstragenden Signal zu modulieren.

Damit wird erfindungsgemäß der integrierte LED-Schaltkreis einzeln und damit unabhängig von einem weiteren integrierten LED-Schaltkreis modulierbar. Es können somit unterschiedliche Datensignale, Datensignale nach unterschiedlichen Kommunikationsstandards und Datensignale unterschiedlicher Anwendungen parallel über mehrere integrierte LED-Schaltkreise mittels VLC gleichzeitig übertragen werden. Für eine Leuchte mit einem Feld (Array) erfindungsgemäßer integrierter LED-Schaltkreise als lichtabgebender Elemente lässt sich somit die verfügbare Bandbreite für die Datenübertragung infolge der einzeln und unabhängig voneinander anzusteuernden integrierten LED-Schaltkreise entsprechend der Anzahl der integrierten LED- Schaltkreise des Felds erhöhen. Neben Zeitmultiplexverfahren werden damit auch

Raummultiplexverfahren zur Nachrichtenübertragung, bei denen mehrere Signale

zusammengefasst und zugleich (simultan) übertragen werden, und somit eine entsprechende Vergrößerung der Datenübertragungskapazität möglich.

Gegenüber dem bekannten LED-Modul mit einer zugeordneten

Funkkommunikationsvorrichtung wird erfindungsgemäß ein in Abstrahlrichtung der LED verringerter Flächenbedarf des LED-Halbleiterbauelements erzielt, da hier keine separate Antennenstruktur zusätzlich und elektromagnetisch entkoppelt von den übrigen

Schaltungselementen bereitgestellt werden muss. Weiter wird die LED sowohl für die

Beleuchtungsfunktion als auch für die die Erzeugung des Trägersignals für die Kommunikation genutzt, während in dem bekannten LED Modul mit Funkkommunikationsvorrichtung separate Schaltungen zur Erzeugung eines Trägersignals notwendig sind.

Die erfindungsgemäß integrierte Ausführung des integrierten LED-Schaltkreises mit einem zugeordneten elektronischem Schaltkreis zur VLC-Kommunikation in einem Halbleitermodul ermöglicht zugleich eine einfache Handhabung in der Produktion, da das entsprechend ausgebildete LED-Modul als ein Bauelement, insbesondere oberflächenmontiertes Bauelement handhabbar ist, ohne dass zusätzliche ergänzende elektrische Verbindungen notwendig sind. Dabei kann zumindest ein integrierter LED-Schaltkreis als LED-Chip in einem Chipgehäuse untergebracht sein.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gezeigt. tevorzugt, wenn der integrierter LED-Schaltkreis in dem elektronischen Schaltkreis eine Modulatorschaltung umfasst, und die Modulatorschaltung dafür eingerichtet ist, einen Strom durch die zugeordnete Leuchtdiode mit dem informationstragenden Signal zu modulieren. Ein vorteilhafter integrierter LED-Schaltkreis ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schaltkreis eine Ansteuerschaltung umfasst, die ausgelegt ist, den Strom durch die dem elektronischen Schaltkreis zugeordnete mindestens eine Leuchtdiode zu erzeugen.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreis zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine Leuchtdiode und der zugeordnete elektronischen

Schaltkreis in GaN-on-Si-Technologie (Galliumnitrid-auf-Silizium- Technologie) aufgebaut sind.

Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreis weist als das informationstragende Signal ein Navigationssignal auf. Eine weitere bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreises weist das informationstragende Signal als Datensignal, insbesondere für die Übertragung von Internetdaten auf. Es ist weiter besonders vorteilhaft, wenn der integrierte LED-Schaltkreis nach einem

Ausführungsbeispiel den elektronischen Schaltkreis derart ausgelegt umfasst, dass die zugeordnete Leuchtdiode als Fotodiode zu betreiben ist, und der elektronischen Schaltkreis ein informationstragendes Empfangssignal zu erzeugt, das einen Fotostrom durch die als Fotodiode betriebene Leuchtdiode repräsentiert. Damit kann bei VLC- Kommunikation auch ein Empfänger durch das erfindungsgemäße LED-Modul gebildet werden.

Damit lässt sich in einfacher Weise ein Rückkanal für die VLC-Kommunikation bereitstellen, der weitere Anwendungen für den erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreis unter Nutzung der vorhandenen Beleuchtungs- und Kommunikationsstruktur des Gebäudes ermöglicht. Die technische Aufgabe wird durch ein LED-Modul umfassend eine Mehrzahl von integrierten LED-Schaltkreisen nach einem der gezeigten Ausführungsbeispiele gelöst. Dabei ist das LED- Modul dadurch gekennzeichnet, dass der jeder Leuchtdiode jeweils zugeordnete elektronische Schaltkreis ausgelegt ist, den Strom durch die Leuchtdiode mit einem informationstragenden Signal unabhängig von einem anderen Strom durch eine andere Leuchtdiode zu modulieren. Die technische Aufgabe wird durch eine LED-Anordnung umfassend eine Mehrzahl von integrierten LED-Schaltkreisen nach einem der gezeigten Ausführungsbeispiele gelöst. Dabei ist die LED- Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass der jeder Leuchtdiode jeweils zugeordnete altkreis ausgelegt ist, den Strom durch die Leuchtdiode mit einem

informationstragenden Signal unabhängig von einem anderen Strom durch eine andere

Leuchtdiode zu modulieren.

Damit wird erfindungsgemäß jeder integrierte LED-Schaltkreis einzeln und damit unabhängig von einem anderen integrierten LED-Schaltkreismodulierbar. Es können somit unterschiedliche Datensignale, Datensignale nach unterschiedlichen Kommunikationsstandards und Datensignale unterschiedlicher Anwendungen parallel über unterschiedliche integrierte LED-Schaltkreise mittels VLC-Kommunikation übertragen werden. Für eine Leuchte mit einem Feld (Array) erfindungsgemäßer integrierter LED-Schaltkreise als lichtabgebender Elemente lässt sich somit die verfügbare Bandbreite für die Datenübertragung infolge der einzeln und unabhängig voneinander anzusteuernder integrierter LED-Schaltkreise entsprechend der Anzahl der integrierten LED-Schaltkreise des Felds erhöhen. Neben Zeitmultiplexverfahren werden damit auch Raummultiplexverfahren zur Nachrichtenübertragung, bei denen mehrere Signale

zusammengefasst und zugleich (simultan) übertragen werden, und somit eine entsprechende Vergrößerung der Datenübertragungskapazität möglich.

Es ist vorteilhaft, wenn die LED-Anordnung so eingerichtet ist, dass die einzelnen integrierten LED-Schaltkreise der Mehrzahl von integrierten LED-Schaltkreise jeweils Licht in

unterschiedliche Raumsegmente eines Raums, eines Gebäudes und/oder einer auszuleuchtenden Fläche abstrahlen.

Die technische Aufgabe wird ebenfalls durch eine Leuchte, umfassend eine LED-Anordnung oder ein LED-Modul oder einen integrierten LED-Schaltkreis nach einem der vorstehend gezeigten Ausführungsbeispiele gelöst.

Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden anhand von

Ausführungsbeispielen und den beigefügten Figuren dargelegt. Dabei zeigt:

Fig.l eine Systemübersicht für ein VLC-System unter Nutzung der erfindungsgemäßen

VLC Anordnung,

Fig. 2 eine Darstellung eines bekannten LED-Schaltkreises, und

Fig. 3 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreises zur

Verwendung in einem Ausführungsbeispiel, nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die diskutierten Merkmale können im Rahmen der in den anhängenden Patentansprüchen definierten Erfindung beliebig miteinander kombiniert werden. Dabei zeigen gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche oder entsprechende Elemente, deren Erläuterung aus Gründen der knappen Darstellung nicht für jede Figur wiederholt wird.

Fig.l zeigt eine Übersicht für ein VLC-System 1 unter Nutzung des erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreises und LED-Moduls. Das dargestellte VLC-System 1 zeigt zum einen die wesentlichen Komponenten des VLC-Systems 1 für die Energieversorgung und Ansteuerung einer Mehrzahl von LED-Modulen und/oder Leuchten und zum anderen die Verteilung der für die Kommunikation mittels moduliertem Licht wesentlichen Komponenten. Nicht dargestellt sind in Fig. 1 beispielsweise mechanische Komponenten, insbesondere

Leuchtengehäuse, Trägerplatten, Montagemittel, usw. und an sich bekannte lichttechnische Einrichtungen, wie beispielsweise Schalter, Dimmer, usw.

Die einzelnen Leuchtmittel sind in Fig. 1 als Leuchtdioden (LED) 6.1, 6.2, ... 6.x ausgeführt. Die Leuchtmittel 6.1, 6.2, ... 6.x können beispielsweise als Lichtpunkte über einen Raum, ein Gebäude oder eine bestimmte Fläche im Freien verteilt sein. Besonders bevorzugt weisen die einzelnen LED 6.1, 6.2, ... 6.x jeweils eine bestimmte Abstrahlrichtung auf, in die die LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x Licht abgeben. Dies wird beispielsweise über in einen LED-Chip integrierten

Reflektor erreicht. Die Abstrahlrichtung einer LED 6.1, 6.2, ... 6.x bestimmt ein Raumsegment, das die LED 6.1 , 6.2, ... 6.x bevorzugt und/oder ausschließlich beleuchtet.

Die einzelnen LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x sind jeweils auf einem Substrat 5.1, 5.2, ... 5.x angeordnet. Auf dem Substrat 5.1, 5.2, ... 5.x befindet sich weiter für jede LED eine zugeordnete

elektronische Schaltung 4.1, 4.2, ... 4.x. Vorteilhaft ist beispielsweise die Ausbildung des Substrats 5.1, 5.2, ... 5.x als Si-Substrat. Damit umfasst das erfindungsgemäße integrierte LED- Schaltkreis als LED-Halbleiterbauelement (LED-Chip) in integrierter Form das eigentliche lichtabgebende Element Leuchtdiode (LED), als auch einen ausschließlich dieser LED zugeordneten, elektronischen Schaltkreis 4.1, 4.2, ... 4.x. Ohne Einschränkung können abweichend von dem in Fig. 1 auch mehrere LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x einem elektronischen

Schaltkreis 4.1, 4.2, ... 4.x zugeordnet sein. Erfindungsgemäß ist diese Mehrzahl von LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x ebenfalls gemeinsam mit einem, den mehreren LED 6.1, 6.2, ... 6.x zugeordneten elektronischen Schaltkreis 4.1 , 4.2, ... 4.x auf einem Substrat 5.1 , 5.2, ... 5.x angeordnet und bilden einen gemeinsamen integrierten LED-Schaltkreis. In Fig. 1 ist zum einen das Substrat 5.1, 5.2, ... 5.x mit den Leuchtdioden 6.1, 6.2, ... 6.x und den zugeordneten elektronischen Schaltkreisen 4.1 , 4.2, ... 4.x gezeigt. Zum anderen ist in Fig. 1 eine Leiterplatte 13 (engl. Printed Circuit Board, abgekürzt PCB) dargestellt, auf der die einzelnen integrierten LED-Schaltkreise umfassend jeweils ein einzelnes Substrat 5.1, 5.2, ... 5.x montiert sind. Die Leiterplatte 13 ist ein wesentlicher Bestandteil eines LED-Moduls einer Leuchte.

Der elektronische Schaltkreis 4.1 , 4.2, ... 4.x erfüllt im Rahmen der Erfindung zwei wesentliche Aufgaben. Zum einen umfasst der elektronische Schaltkreis 4.1 , 4.2, ... 4.x eine

Ansteuerschaltung, die einen Strom (Diodenstrom) für die Ansteuerung der LED 6.1 , 6.2, ... 6.x des zugeordneten LED-Chips erzeugt. Für die Ansteuerung der LED 6.1 , 6.2, ... 6.x mit dem der entsprechend vorgegebenen Lichtabgabe notwendigen Stromstärke wird der elektronische Schaltkreis 4.1, 4.2, ... 4.x in Fig. 1 über die Stromversorgungsleitung 8 und die

Stromversorgungsleitungen 8.1, 8.2, ... 8.x der einzelnen integrierten LED-Schaltkreisee von einem Betriebsgerät 2 mit einem Speisestrom versorgt. Das Betriebsgerät 2 erfüllt neben der Bereitstellung eines Stroms für die integrierten LED-Schaltkreise weitere Funktionen wie Potentialtrennung, insbesondere Bereitstellen einer SELV-Barriere und ist an sich bekannt. Das Betriebsgerät 2 ist hierfür eingangsseitig mit einer gebäudeseitigen Stromversorgung 10 verbunden

Das Betriebsgerät 2 kann beispielsweise auch Steuerungsfunktionen, beispielsweise Dimmen, für die Steuerung der Lichtabgabe der integrierten LED-Schaltkreise wahrnehmen. Weiter kann auch eine Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise nach einem Standard wie DALI™, in das Betriebsgerät 2 integriert sein.

Erfindungsgemäß umfasst der elektronische Schaltkreis 4.1 , 4.2, ... 4.x auch noch eine

Modulator Schaltung. Diese Modulatorschaltung des elektronischen Schaltkreises 4.1, 4.2, ... 4.x ist eingerichtet, einen von der Ansteuerschaltung erzeugten Diodenstrom und ein

informationstragendes Signal 7.1, 7.2, ... 7.x als Eingangssignale zu erhalten und einen mit dem informationstragenden Signal modulierten Strom 12.1, 12.2, 12.x an die dem jeweiligen Schaltkreis zugeordnete mindestens eine Leuchtdiode 6.1, 6.2, ... 6.x für die Steuerung der Lichtabgabe der Leuchtdiode 6.1, 6.2, ... 6.x abzugeben. Die Modulation der Leuchtdiode 6.1 , 6.2, ... 6.x erfolgt in einem Ausführungsbeispiel durch Modulation eines Stromes. Ebenso kann die Modulatorschaltung des elektronischen

Schaltkreises 4.1, 4.2, ... 4.x kann als steuerbare Stromquelle ausgeführt sein. Die als steuerbare Stromquelle ausgebildete Modulatorschaltung des elektronischen Schaltkreises 4.1, 4.2, ... 4.x konstanten Spannung auf den Stromversorgungsleitungen 8.1, 8.2, ... 8.x einen modulierten Strom 12.1, 12.2, .., 12.x und speist mit dem modulierten Strom 12.1, 12.2, .., 12.x die Leuchtdioden 6.1, 6.2, ... 6.x.

Die Modulatorschaltung des elektronischen Schaltkreis 4.1, 4.2, ..., 4.x kann für die Modulation des von der Ansteuerschaltung bereitgestellten Stroms ein bekanntes Modulationsverfahren verwenden, beispielsweise Amplitudenmodulation aber auch andere für VLC einsetzbare Modulationsverfahren Entscheidend ist, dass die Modulation des Stroms durch die eine oder mehrere zugeordnete Leuchtdioden 6.1, 6.2, ... 6.x mit dem informationstragenden Signal 7.1, 7.2, ... 7.x auf dem integrierten LED-Schaltkreis in dem der jeweiligen einer oder mehreren Leuchtdioden 6.1 , 6.2, ... 6.x zugeordneten elektronischen Schaltkreis 4.1, 4.2, ... , 4.x erfolgt.

In Fig. 1 wird das informationstragende Signal 7.1, 7.2, ... 7.x den einzelnen elektronischen Schaltkreisen 4.1 , 4.2, ..., 4.x über eine Busleitung 7 von einem VLC-Steuergerät 3 übermittelt. Ebenso kann das informationstragende Signal 7.1 , 7.2, ... 7.x über die Verbindung mittels festverdrahtete Leitungen oder ein anderes Kommunikationsmittel, beispielweise drahtlos übermittelt werden. Wesentlich für das erfindungsgemäße Vorgehen ist, dass der elektronische Schaltkreis 4.1, 4.2, 4.x jedes LED-Chips jeweils ein spezifisches informationstragendes Signal als Eingangsgröße übermittelt bekommt, um integriert in den einzelnen LED-Chip und spezifisch für den LED-Chip die Lichtabgabe mit dem informationstragenden Signal zu modulieren. Das VLC-Steuergerät 3 verfügt neben der Schnittstelle zu den einzelnen LED-Chips auch über eine Datenschnittstelle z.B. zu einem Netzwerk 11 über das die Daten und Information des informationstragenden Signals 7.1, 7.2, ... 7.x an das VLC- Steuergerät 3 übergeben werden.

Das VLC-Steuergerät 3 ist in Figur 1 getrennt von dem Betriebsgerät 2 dargestellt. Das VLC- Steuergerät kann ebenso vollständig oder mit einem Teil seiner Funktionen in das Betriebsgerät 2 integriert ausgeführt sein.

Das VLC-Steuergerät 3 ist vorteilhaft dafür ausgelegt, informationstragende Signale nach unterschiedlichen Kommunikationsstandards, für unterschiedliche Anwendungen und mit unterschiedlichen Dateninhalten zu erzeugen, zu verarbeiten und an die einzelnen elektronischen Schaltkreise 4.1 , 4.2, ..., 4.x der jeweiligen LED-Chips zu übermitteln. Damit wird es möglich, gleichzeitig über eine Mehrzahl von LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x unterschiedliche VLC-Signale zu senden. Die gesamte, dem VLC-System zu Verfügung stehende Bandbreite und damit die Übertragungskapazität des VLC Systems erhöht sich so deutlich aufgrund der integriert )s 6.1, 6.2, ... 6.x mit in den LED-Chip ausgeführten, VLC-geeigneten

Modulatorschaltungen des elektronischen Schaltkreises 4.1, 4.2, ..., 4.x gegenüber einer zentral und damit einheitlich ausgeführten Modulation mit dem informationstragenden Signal.

Beispielsweise kann ein Feld (Array) aus 4x4 erfindungsgemäß ausgeführten LED-Chips die verfügbare Übertragungsbrandbreite theoretisch bis zum 16-fachen gegenüber der einer zentralen Modulation des Arrays mit einem informationstragenden Signal erhöhen. Eine Realisierung derartiger LED-Arrays ist insbesondere auch mittels hybrider Integration unter Nutzung von GaN auf Silizium zu verwirklichen. Das LED-Modul umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein Feld integrierter LED-Schaltkreise mit einzeln adressierbaren LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x sowie jeweils zugeordneter elektronischer Schaltkreise 4.1, 4.2, ... , 4.x für die jeweilige, getrennte und damit unabhängig ausführbare Modulation der Lichtabgabe der einzelnen LEDs 6.1, 6.2, ... 6.x. Optional ist in dem LED-Modul gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch die entsprechende Ansteuerschaltung für die einzelnen LEDs 6.1 , 6.2, ... 6.x anzuordnen. Damit ist im Rahmen der Fertigung und Montage der Komponenten eines VLC-fähigen Lichtsystems weitgehender Rückgriff auf automatisierte Bestückung von LED-Chips als oberflächenmontierter Bauelemente (Surface-Mounted-Devices - SMD) möglich und eine ergänzende Verdrahtung getrennter Modulationsschaltungen ist nicht erforderlich.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung im Rahmen eines Navigationssystems für den Einsatz innerhalb geschlossener Räume und innerhalb von Gebäuden zu verwenden. Hierbei enthält das informationstragende Signal für jeden oder zumindest für mehrere elektronische Schaltkreise 4.1, 4.2, ... , 4.x und damit für die zugeordnete eine oder mehrere LEDs 6.1 , 6.2, ... , 6.x eine ortsspezifische Information. Ein Empfänger des von einer LED 6.1 , 6.2, ... , 6.x mittels

Modulation des emittierten Lichts übermittelten ortsspeifischen Information kann mittels Demodulation und Auswertung, beispielsweise mittels Vergleich der empfangenen

ortspezifischen Information mit einer zentral in einer Datenbank gespeicherten Ortsinformation der sendenden LED 6.1, 6.2, ... , 6.x, eine Information über seine Position in dem

ausgeleuchteten Bereich ermitteln. Damit ist eine Positionsbestimmung innerhalb eines ausgeleuchteten Bereichs in einfacher Weise möglich.

Die Auswertung der durch den Empfänger ermittelten ortspezifischen Information kann dezentral in den Empfänger oder zentral in einem Positionierungsserver erfolgen. Hierfür kann alternativ oder zusätzlich zu einem Funkverfahren für die Übermittlung der empfangenen und demodulierten ortsspezifischen Information ein Rückkanal mittels VLC in dem

erfindungsgemäßen VLC-System 1 vorgesehen sein. ückkanal nicht explizit gezeigt. Ein Rückkanal nach einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst beispielsweise einen elektronischen Schaltkreis 4.1, 4.2, ..., 4.x, der dafür ausgelegt ist die zugeordnete(n) eine oder mehreren LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.x als Fotodiode zu betreiben. Weiter umfasst der elektronische Schaltkreis 4.1, 4.2, ... , 4.x nach diesem Ausführungsbeispiel Schaltungen, die ausgelegt sind, ein informationstragendes

Empfangssignal zu erzeugen, das einen Fotostrom durch die als Fotodiode betriebene eine oder mehrere LEDs 6.1, 6.2, ..., 6.x repräsentiert. Das informationstragende Empfangssignal ist dann über die in diesem Ausführungsbeispiel bidirektional ausgeführte Verbindung, beispielsweise Busverbindung 7, an das VLC-Steuergerät 3 zu übertragen und dort entsprechend der

Anwendung, beispielsweise eine Navigationsanwendung, weiterzu verarbeiten. Im Rahmen einer Navigationsanwendung kann dies beispielsweise die Übermittlung der Information aus dem Empfangssignal, insbesondere eine Leuchtenaddresse oder eine Identifizierungsinformation eines integrierten LED-Schaltkreises oder LED-Moduls an den Positionierungsserver sein.

Weiter können Signale nach unterschiedlicher Standards und unterschiedlichen Protokollen parallel über verschiedene integrierte LED-Schaltkreise einer LED- Anordnung oder eines LED- Moduls übertragen werden. Wesentlich ist hierfür, dass die elektronischen Schaltkreise 4.1, 4.2, 4.x unterschiedlicher integrierter LED-Schaltkreise den Strom 12.1, 12.2, 12.x durch die jeweils zugeordneten LEDs 6.1 , 6.2, ..., 6.x unabhängig voneinander mit jeweils

unterschiedlichen informationstragenden Signalen 7.1 , 7.2, ..., 7.x modulieren können. Das Einsatzspektrum, insbesondere in Bezug auf die Verwendung unterschiedlicher VLC-Standards und unterschiedlicher Anwendungen, wie beispielsweise Streaming und Navigation, und die Datenübertragungskapazität einer entsprechend der Erfindung ausgebildeten Leuchte mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen LEDs 6.1 , 6.2, ... , 6.x erhöht sich dementsprechend.

In Fig. 2 wird eine Darstellung einer bekannten LED- Anordnung gezeigt, aus der in Verbindung mit Fig. 1 Vorteile der Erfindung deutlich werden. Eine bekannte LED-Anordnung 20 umfasst eine LED 21, die auf einer Oberfläche einer Trägerstruktur 23 angeordnet ist. Die LED- Anordnung 20 weist weiter in einem oberen Bereich 22 einen Reflektor und beispielsweise die Lichtabgabe beeinflussende Schichten, beispielsweise eine Phosphorschicht 24, möglicherweise auch optische Elemente wie Linsen, auf. Die Trägerstruktur 23 ist in Fig. 2 mit mehreren Schichten dargestellt, die die für die Ansteuerung der LED 21 notwendigen Leiterstrukturen 25, Kontaktierungen mittels Vias, sowie integriert ausgebildete Schaltungselemente zeigen.

Weiter ist in Fig. 2 dargestellt, dass die LED 20 in einem ersten Teilbereich 26 die vorstehend benannten, für die Aufgabe der Lichtemission notwendigen Strukturen und Elemente umfasst, L zweiten Teilbereich 27 weitere Strukturen und Elemente angeordnet sind, die einer der Kommunikation mittels Funkwellen dienen. Damit sind auf der LED 20 Teile der Oberfläche der LED 20 für die Abgabe von Licht 28 in einem ersten Bereich 26 und Teile der Oberfläche der LED 20 in einem zweiten Bereich 27 mit Antennenstrukturen für das Abstrahlen von Funkwellen 29 erforderlich und angeordnet.

Aus einem Vergleich der bekannten LED 20 in Fig. 2 mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten integrierten LED-Schaltkreis 30 nach Fig. 3 wird ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen integrierten LED-Schaltkreis 30 deutlich: Das in Fig.3 gezeigte Ausführungsbeispiel integriert die Kommunikationsfunktion mittels VLC auf Ebene des integrierten LED-Schaltkreis 30. Der elektronische Schaltkreis 4, 4.1 , 4.2, ..., 4.x umfasst eine Modulatorschaltung, die das informationstragende Signal zur Modulation des das emittierte Licht 31 bestimmenden Stroms 12.1, 12.2, ..., 12.x durch die LED 21 nutzt. Damit ist jedoch keine flächenmäßig ausgedehnte Antennenstruktur für eine parallel ausgeführte Funkkommunikationskomponente, die entsprechenden Flächenbedarf auf der Oberfläche des LED-Moduls 30 erzeugt, für die

Wahrnehmung der Kommunikationsfunktion notwendig. Der Freiheitsgrad für den Entwickler erhöht sich dementsprechend bei Nutzung der Erfindung. Die Anordnung des elektronischen Schaltkreises 4, 4.1 , 4.2, ... , 4.x in unmittelbarer räumlicher Nähe zu den LED 6.1 , 6.2, ..., 6.x ermöglicht weiter einen optimalen Signal-zu-Rauschabstand (engl. Signal-to-Noise-Ratio, kurz SNR) bei Verstärkung des informationstragenden Signals. Es wird somit möglich, Signale mit sehr geringer Stärke auf das abgegebene Licht zu modulieren beziehungsweise durch den Empfänger zu empfangen und auszuwerten.