BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betri f ft eine optoelektronische Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Vorrichtung .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 109 271 . 2 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird .

Optoelektronische Vorrichtungen zur Untersuchung eines Auges sind aus dem Stand der Technik bekannt . Solche Vorrichtungen können beispielsweise zur Zugangskontrolle dienen . Brillen mit integrierten optoelektronischen Vorrichtungen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optoelektronische Vorrichtung bereitzustellen . Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Vorrichtung anzugeben . Diese Aufgaben werden durch eine optoelektronische Vorrichtung und durch ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst . In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben .

Eine optoelektronische Vorrichtung umfasst einen transparenten Träger, der eine zweidimensionale Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips aufweist . Die optoelektronischen Halbleiterchips sind durch an dem Träger angeordnete Leiterbahnen elektrisch kontaktiert . Zumindest einige der optoelektronischen Halbleiterchips sind als Lichtemitter betreibbar, um Licht auf ein Auge zu strahlen . Zumindest einige der optoelektronischen Halbleiterchips sind als Lichtempfän- ger betreibbar, um an dem Auge reflektiertes Licht zu detek- tieren .

Vorteilhafterweise sind die optoelektronischen Halbleiterchips bei dieser optoelektronischen Vorrichtung direkt an dem transparenten Träger angeordnet . Dadurch muss bei dieser optoelektronischen Vorrichtung kein zusätzlicher Bauraum für die optoelektronischen Halbleiterchips vorgehalten werden .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung sind zumindest einige der optoelektronischen Halbleiterchips sowohl als Lichtemitter als auch als Lichtempfänger betreibbar . Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der optoelektronischen Vorrichtung . Dadurch, dass zumindest einige der optoelektronischen Halbleiterchips sowohl als Lichtemitter als auch als Lichtempfänger betreibbar sind, ermöglicht die optoelektronische Vorrichtung vorteilhafterweise eine besonders flexible und viel fältige Verwendung .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die zweidimensionale Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips eine erste zweidimensionale Anordnung von ersten optoelektronischen Halbleiterchips und eine zweite zweidimensionale Anordnung von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips . Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips sind als Lichtemitter betreibbar . Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips sind als Lichtempfänger betreibbar . Bei dieser Variante der optoelektronischen Vorrichtung können die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips für die Detektion von Licht optimiert sein, wodurch vorteilhafterweise eine besonders zuverlässige Detektion von an dem Auge reflektiertem Licht ermöglicht wird .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung sind die erste zweidimensionale Anordnung und die zweite zweidimensionale Anordnung einander überlagert . Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine kompakte Gestaltung der optoelektronischen Vorrichtung . Außerdem wird den zweiten optoelektronischen Halbleiterchips der zweiten zweidimensionalen Anordnung dadurch eine besonders wirkungsvolle Detektion des an dem Auge reflektierten Lichts ermöglicht .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung umfassen die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips Photodetektorchips , insbesondere Photodiodenchips . Vorteilhafterweise ermöglichen solche zweiten optoelektronischen Halbleiterchips eine zuverlässige Detektion von an dem Auge reflektiertem Licht bei geringem Stromverbrauch .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung umfassen die optoelektronischen Halbleiterchips Laserchips , insbesondere VCSEL-Chips . Vorteilhafterweise können die optoelektronischen Halbleiterchips in diesem Fall mit sehr kompakten äußeren Abmessungen ausgebildet sein . Außerdem ermöglichen es solche optoelektronischen Halbleiterchips , Licht mit ausreichend großer Intensität auf ein Auge zu strahlen . Ein besonderer Vorteil kann darin bestehen, dass als Laserchips , insbesondere als VCSEL-Chips , ausgebildete optoelektronische Halbleiterchips auch einen Betrieb als Lichtempfänger ermöglichen können .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung umfassen die optoelektronischen Halbleiterchips LED-Chips . Vorteilhafterweise können auch solche optoelektronischen Halbleiterchips kompakte äußere Abmessungen aufweisen und Licht mit ausreichender Intensität auf ein Auge strahlen .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung sind die als Lichtemitter betreibbaren optoelektronischen Halbleiterchips ausgebildet , Licht im nahinfraroten Spektralbereich zu emittieren, insbesondere im Spektralbereich zwischen 780 nm und 2000 nm . Vorteilhafterweise ist das durch die optoelektronischen Halbleiterchips emittierte Licht in diesem Fall für ein Auge nicht sichtbar . Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Licht aus diesem Spektralbereich gut geeignet ist , verschiedene Bereiche eines Auges voneinander zu unterscheiden . Dabei kann die Intensität des Lichts vorteilhafterweise so bemessen werden, dass keine Schädigung des beleuchteten Auges zu befürchten ist .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung weisen benachbarte optoelektronische Halbleiterchips j eweils einen Abstand zwischen 50 pm und 1000 pm voneinander auf . Vorteilhafterweise erscheint die zweidimensionale Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips für ein Auge in diesem Fall als unsichtbar .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung weisen alle Kanten aller optoelektronischen Halbleiterchips eine Länge von weniger als 50 pm auf , insbesondere eine Länge von weniger als 25 pm . Vorteilhafterweise sind die einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips der zweidimensionalen Anordnung in diesem Fall für ein Auge unsichtbar .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung weisen die Leiterbahnen ITO auf . Vorteilhafterweise können die Leiterbahnen dadurch transparent und somit für ein Auge unsichtbar ausgebildet sein .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung weist diese eine Kamera auf , die dazu vorgesehen ist , an einem Auge reflektiertes Licht zu detektieren . Auch dies stellt eine Möglichkeit dar, das von den optoelektronischen Halbleiterchips auf ein Auge gestrahlte und an dem Auge reflektierte Licht zu detektieren .

In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die zweidimensionale Anordnung zwischen 2 und 200 optoelektronische Halbleiterchips , insbesondere zwischen 10 und 50 optoelektronische Halbleiterchips . Vorteilhafterweise ermöglicht eine solche Anzahl von optoelektronischen Halbleiterchips eine präzise und detaillierte Untersuchung eines Auges , ermöglicht aber gleichzeitig eine kostengünstige Herstellung und eine platzsparende Aus führung . In einer Aus führungs form der optoelektronischen Vorrichtung ist diese als Brille , als Helm oder als Fernglas ausgebildet . Vorteilhafterweise wird es dadurch ermöglicht , die optoelektronische Vorrichtung nahe an einem Auge eines Benutzers anzuordnen, ohne dass der Benutzer dies als störend empfindet .

Ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Vorrichtung der vorgenannten Art umfasst Schritte zum Bestrahlen eines Auges mit Licht mittels zumindest einiger der optoelektronischen Halbleiterchips und zum Detektieren einer Intensität von an dem Auge reflektiertem Licht mittels zumindest einiger der optoelektronischen Halbleiterchips . Vorteilhafterweise kann dieses Verfahren ohne aktive Mitwirkung des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung erfolgen . Dies ermöglicht eine für den Benutzer nicht störende Durchführung des Verfahrens im Alltag des Benutzers .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird das Licht von mehreren an unterschiedlichen Positionen angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips abgestrahlt . Vorteilhafterweise wird das Auge dadurch aus unterschiedlichen Richtungen beleuchtet , was eine besonders genaue und zuverlässige Untersuchung von Eigenschaften des Auges ermöglicht .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird die Intensität des reflektierten Lichts an mehreren unterschiedlichen Positionen detektiert . Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine Detektion von in unterschiedliche Richtungen an dem Auge reflektiertem Licht , wodurch eine besonders genaue und zuverlässige Untersuchung des Auges ermöglicht wird .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird dieses wiederholt durchgeführt . Dabei wird zumindest einer der optoelektronischen Halbleiterchips abwechselnd als Lichtemitter und als Lichtempfänger betrieben . Vorteilhafterweise wird es dadurch ermöglicht , das Auge sowohl von der Position dieses optoelektronischen Halbleiterchips aus zu beleuchten, als auch in Richtung zu der Position dieses optoelektronischen Halbleiterchips reflektiertes Licht zu detektieren .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird dieses wiederholt durchgeführt . Dabei wird eine zeitliche Änderung der Intensität des reflektierten Lichts erfasst . Vorteilhafterweise wird es dadurch ermöglicht , eine zeitliche Änderung einer Eigenschaft des Auges zu erkennen, beispielsweise eine Änderung einer Pupillengröße , eine Änderung einer Blickrichtung oder eine Änderung eines Öf fnungs zustands eines Lids des Auges .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird aus der Intensität des reflektierten Lichts ein Parameter des Auges abgeleitet , insbesondere eine Blickrichtung des Auges , eine Größe einer Pupille des Auges oder ein Öf fnungs zustand eines Augenlids des Auges . Dies wiederum kann beispielsweise eine Beurteilung einer Aufmerksamkeit eines Benutzers ermöglichen . Beispielsweise kann es möglich sein, zu erkennen, ob der Benutzer seinen Blick abgewendet oder sich sein Auge geschlossen hat . Dies kann beispielsweise für ein Fällen sicherheitsrelevanter Entscheidungen genutzt werden .

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Dabei zeigen in j eweils schematisierter Darstellung

Fig . 1 eine perspektivische Ansicht einer als Brille ausgebildeten optoelektronischen Vorrichtung;

Fig . 2 eine Aufsicht auf Anordnungen optoelektronischer Halbleiterchips der optoelektronischen Vorrichtung;

Fig . 3 eine geschnittene Seitenansicht eines Teils der optoelektronischen Vorrichtung; Fig . 4 eine Seitenansicht eines Teils der optoelektronischen Vorrichtung und eines Auges ;

Fig . 5 das Auge ;

Fig . 6 eine Seitenansicht einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung in einem ersten Betrieb s zustand;

Fig . 7 eine Seitenansicht der weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung in einem zweiten Betrieb s zustand;

Fig . 8 ein Beispiel einer Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips ;

Fig . 9 ein weiteres Beispiel einer Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips ;

Fig . 10 einen Teil einer Variante der optoelektronischen Vorrichtung;

Fig . 11 einen Teil einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung;

Fig . 12 eine als Helm ausgebildete optoelektronische Vorrichtung; und

Fig . 13 eine als Fernglas ausgebildete optoelektronische Vorrichtung .

Fig . 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer optoelektronischen Vorrichtung 10 . Im dargestellten Beispiel ist die optoelektronische Vorrichtung 10 als Brille 1000 ausgebildet . Die Brille 1000 kann beispielsweise eine Korrektionsbrille , eine Sonnenbrille oder eine Schutzbrille sein und ist dazu vorgesehen, von einem menschlichen Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung 10 getragen zu werden .

Die optoelektronische Vorrichtung 10 weist einen transparenten Träger 100 auf . Im Beispiel der als Brille 1000 ausgebildeten optoelektronischen Vorrichtung 10 ist der transparente Träger 100 durch ein Brillenglas 1010 der Brille 1000 gebildet . Der Träger 100 kann beispielsweise ein Mineralglas oder einen Kunststof f aufweisen, beispielsweise ein Polycarbonat . Der Träger 100 weist eine erste Seite 101 auf , die bei Benutzung der optoelektronischen Vorrichtung 10 zu einem Auge des Benutzers orientiert ist . Eine der ersten Seite 101 gegenüberliegende zweite Seite 102 des Trägers 100 ist bei Benutzung der optoelektronischen Vorrichtung 10 von dem Auge des Benutzers abgewandt .

Der Träger 100 der optoelektronischen Vorrichtung 10 weist eine erste zweidimensionale Anordnung 210 von ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 auf . Außerdem weist der Träger 100 eine zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 auf . Die erste zweidimensionale Anordnung 210 und die zweite zweidimensionale Anordnung 310 sind im selben Bereich des Trägers 100 angeordnet und einander überlagert . Dies bedeutet , dass zumindest einige erste optoelektronische Halbleiterchips 200 zwischen zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 angeordnet sind und umgekehrt . Die erste zweidimensionale Anordnung 210 von ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 bilden gemeinsam ebenfalls eine zweidimensionale Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips .

Fig . 2 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Teil der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 . Fig . 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils des Trägers 100 mit einem Abschnitt der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und einem Abschnitt der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 .

Im in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel sind die erste zweidimensionale Anordnung 210 und die zweite zweidimensionale Anordnung 310 als gegeneinander versetzte Matrixanordnungen mit Zeilen und Spalten ausgebildet . Dabei wechseln sich in j eder Zeile erste optoelektronische Halbleiterchips 200 und zweite optoelektronische Halbleiterchips 300 ab . Alle Zeilen der Anordnung sind gleich ausgebildet . Die Zahl der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 entspricht der Zahl der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 . Diese Ausgestaltung der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 ist j edoch lediglich beispielhaft . Andere Anordnungen sind möglich, wobei die Zahl der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 nicht der Zahl der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 entsprechen muss .

Im in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel sind die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 an der ersten Seite 101 des Trägers 100 angeordnet . Es ist j edoch auch möglich, die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 an der zweiten Seite 102 des Trägers 100 anzuordnen oder sie in das Material des Trägers 100 einzubetten .

Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 sind zwischen einer ersten Leiterbahnebene 111 und einer zweiten Leiterbahnebene 112 angeordnet , die j eweils Leiterbahnen 110 bilden, über die die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 elektrisch kontaktiert sind . Es kann beispielsweise eine der Leiterbahnebenen 111 , 112 derart strukturiert sein, dass sie j eweils individuelle Leiterbahnen 110 für j eden der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und zweiten optoelekt- ronischen Halbleiterchips 300 aufweist , während die andere Leiterbahnebene 111 , 112 ein gemeinsames Bezugspotential für alle ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 bildet . Die erste Leiterbahnebene 111 und die zweite Leiterbahnebene 112 weisen zweckmäßigerweise ein optisch transparentes und elektrisch leitfähiges Material auf , beispielsweise ITO oder ein Polymer .

Die zwischen der ersten Leiterbahnebene 111 und der zweiten Leiterbahnebene 112 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 sind in ein transparentes Dielektrikum 120 eingebettet , beispielsweise ein Spin-On-Glass ( SOG) , ein Epoxid, ein Silikon oder ein niedrigschmel zendes Glas .

An der von dem Träger 100 abgewandten Seite der Anordnung von optoelektronischen Halbleiterchips 200 , 300 und Leiterbahnebenen 111 , 112 ist im dargestellten Beispiel eine transparente Schutzschicht 130 angeordnet , die j edoch auch entfallen kann . Die Schutzschicht 130 kann beispielsweise ein kratz festes Material aufweisen, beispielsweise SiO2 oder SiN .

Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 weisen in senkrecht zu der ersten Seite 101 des Trägers 100 bemessene Dickenrichtung eine Dicke 540 auf , die beispielsweise zwischen 2 pm und 10 pm liegen kann . Die Dicken der Leiterbahnebenen 111 , 112 und der Schutzschicht 130 können beispielsweise j eweils unterhalb von 1 pm liegen .

In parallel zu der ersten Seite 101 des Trägers 100 bemessene Richtung weisen die Kanten aller ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und aller zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 Kantenlängen 520 auf . Es ist zweckmäßig, wenn die Kantenlängen 520 weniger als 50 pm betragen, insbesondere weniger als 25 pm . Die Kantenlängen 520 können beispielsweise zwischen 5 pm und 25 pm liegen . Hierdurch ist si- chergestellt , dass die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 für einen Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung 10 nicht sichtbar sind .

Die einzelnen optoelektronischen Halbleiterchips 200 , 300 der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 weisen Abstände voneinander auf , die mindestens einem Chipabstand 510 entsprechen . Es ist zweckmäßig, wenn der Chipabstand 510 mindestens zehnmal so groß wie die Kantenlänge 520 ist und beispielsweise zwischen 50 pm und 1000 pm liegt . Dadurch ist gewährleistet , dass auch die Gesamtheit der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 für einen Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung 10 nicht sichtbar sind .

Fig . 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils der optoelektronischen Vorrichtung 10 während einer Benutzung der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Ein Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung 10 trägt die beispielsweise als Brille 1000 ausgebildete optoelektronische Vorrichtung 10 so , dass die erste Seite 101 des Träger 100 einem Auge 700 des Benutzers zugewandt ist , und die erste zweidimensionale Anordnung 210 von ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 vor dem Auge 700 des Benutzers angeordnet sind . Dabei weisen die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 eine Augendistanz 530 von dem Auge 700 auf . Es ist zweckmäßig, wenn die Augendistanz 530 zwischen 5 mm und 50 mm beträgt . Beispielsweise kann die Augendistanz 530 etwa 10 mm betragen .

Jeder erste optoelektronische Halbleiterchip 200 weist eine Vorderseite 201 auf , die zu dem Auge 700 orientiert ist . Je- der zweite optoelektronische Halbleiterchip 300 weist eine Vorderseite 301 auf , die zu dem Auge 700 orientiert ist .

Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können als Lichtemitter betrieben werden, um Licht 400 auf das Auge 700 zu strahlen . Das abgestrahlte Licht 400 wird an den Vorderseiten 201 der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 emittiert . Das abgestrahlte Licht 400 kann beispielsweise eine Wellenlänge im nahinfraroten Spektralbereich aufweisen, beispielsweise eine Wellenlänge zwischen 780 nm und 2000 nm . Die Wellenlänge und die Intensität des durch die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 abgestrahlten Lichts 400 sind so bemessen, dass das Auge 700 keinen Schaden nimmt .

Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können beispielsweise als Laserchips ausgebildet sein, beispielsweise als VCSEL-Chips . Die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können aber beispielsweise auch als Leuchtdiodenchips ( LED-Chips ) ausgebildet sein . Möglich ist auch, dass unterschiedliche erste optoelektronische Halbleiterchips 200 unterschiedlich ausgebildet sind .

Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 können als Lichtempfänger betrieben werden, um an dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 zu detektieren . Hierzu können die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 an dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 erfassen, das auf die Vorderseiten 301 der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 tri f ft . Dabei sind die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 ausgebildet , Licht mit einer Wellenlänge zu erfassen, die der Wellenlänge des durch die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 abgestrahlten Lichts 400 entspricht . Von den ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 der optoelektronischen Vorrichtung 10 abgestrahltes Licht 400 kann somit an dem Auge 700 reflektiert und als reflektiertes Licht 410 von den zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 detek- tiert werden . Es ist zweckmäßig, wenn j eder zweite optoelekt- ronische Halbleiterchip 300 die Intensität des auf seine Vorderseite 301 auf tref f enden Lichts quantitativ bestimmen kann .

Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 können beispielsweise als Photodetektorchips ausgebildet sein, insbesondere beispielsweise als Photodiodenchips .

Fig . 5 zeigt eine schematische Darstellung des Auges 700 des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Das Auge 700 weist eine Iris 710 auf , die eine Pupille 720 umrandet . Die Pupille 720 weist eine veränderliche Größe 721 auf . Das Auge 700 kann durch ein Augenlid 730 verschlossen werden . Durch eine mit einer Bewegung der Iris 710 und der Pupille 720 einhergehende Bewegung des Auges 700 kann sich eine Blickrichtung 701 des Auges 700 ändern .

Die Blickrichtung 701 des Auges 700 , die Größe 721 der Pupille 720 und der Öf fnungs zustand des Augenlids 730 stellen Beispiele für Parameter des Auges 700 dar, die durch die optoelektronische Vorrichtung 10 ermittelbar sein können . Die Erfassung dieser Parameter kann beispielsweise aus Sicherheitsgründen erfolgen, beispielsweise während der Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung 10 ein Kraftfahrzeug oder eine andere Maschine führt , beispielsweise , um sicherzustellen, dass der Benutzer dieser Tätigkeit ein ausreichendes Maß an Aufmerksamkeit widmet .

Die verschiedenen ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 und zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 sind an unterschiedlichen Positionen angeordnet . Im schematisch dargestellten Beispiel der Fig . 4 ist an einer ersten Position 501 einer der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 angeordnet . An einer dritten Position 503 und an einer fünften Position 505 sind weitere zweite optoelektronische Halbleiterchips 300 angeordnet . An einer zweiten Position 502 und an einer vierten Position 504 sind j eweils erste optoelektronische Halbleiterchips 200 angeordnet .

Die Intensität des zu einem konkreten zweiten optoelektronischen Halbleiterchip 300 reflektierten Lichts 410 hängt von der Position 501 , 503 , 505 dieses zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 , von den Positionen 502 , 504 der lichtemittierenden ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und auch von Parametern des das abgestrahlte Licht 400 reflektierenden Auges 700 ab, beispielsweise von der Blickrichtung 701 , der Größe 721 der Pupille 720 und dem Öf fnungs zu- stand des Augenlids 730 . Die Iris 710 , die Pupille 720 , die übrigen Abschnitte des Auges 700 und das Augenlid 730 weisen j eweils unterschiedliche Reflexionseigenschaften auf . Dadurch kann sich die Intensität des zu einem bestimmten zweiten optoelektronischen Halbleiterchip 300 gelangenden reflektierten Lichts 410 bei einer Änderung der Blickrichtung 701 , der Größe 721 der Pupille 720 oder des Öf fnungs zustands des Augenlids 730 ändern .

Dies ermöglicht es , die genannten Parameter des Auges 700 mittels eines Verfahrens zum Betreiben der optoelektronischen Vorrichtung 10 zu bestimmen . Hierbei wird das Auge 700 des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung 10 durch von den ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 abgestrahltes Licht 400 bestrahlt . Das an dem Auge 700 reflektierte Licht 410 wird durch die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 detektiert . Aus der Intensität des reflektierten Lichts 410 werden ein oder mehrere Parameter des Auges 700 abgeleitet , beispielsweise die Blickrichtung 701 , die Größe 721 der Pupille 720 oder der Öf fnungs zustand des Augenlids 730 .

Es ist zweckmäßig, wenn das abgestrahlte Licht 400 von mehreren an unterschiedlichen Positionen 502 , 504 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 emittiert wird . Dabei können mehrere erste optoelektronische Halbleiterchips 200 gleichzeitig Licht 400 abstrahlen . Es ist aber auch mög- lieh, dass unterschiedliche erste optoelektronische Halbleiterchips 200 zeitlich nacheinander Licht 400 abstrahlen .

Ebenfalls zweckmäßig ist , wenn das reflektierte Licht 410 , insbesondere die Intensität des reflektierten Lichts 410 , durch an unterschiedlichen Positionen 501 , 503 , 505 angeordnete zweite optoelektronische Halbleiterchips 300 detektiert wird . Dabei können an unterschiedlichen Positionen 501 , 503 , 505 angeordnete zweite optoelektronische Halbleiterchips 300 das zu ihnen reflektierte Licht 410 gleichzeitig oder zeitlich nacheinander detektieren .

Es ist zweckmäßig, das Verfahren wiederholt durchzuführen und dabei eine zeitliche Änderung der von einem oder mehreren zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 erfassten Intensitäten des reflektierten Lichts 410 zu ermitteln . Hierdurch lassen sich zeitliche Änderungen der Parameter des Auges 700 erkennen .

Figuren 6 und 7 zeigen schematische Ansichten einer alternativen Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Betriebs zuständen .

Bei der in Figuren 6 und 7 gezeigten Variante sind lediglich die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 vorhanden . Die zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 der zweiten zweidimensionalen Anordnung 310 entfallen . Dafür können bei dieser Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 zumindest einige der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 sowohl als Lichtemitter als auch als Lichtempfänger betrieben werden . Im Betrieb als Lichtemitter strahlen die betref fenden ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 an ihren Vorderseiten 201 Licht 400 auf das Auge 700 ab . Im Betrieb als Lichtempfänger detektieren die betref fenden ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 an dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 , das auf die Vorderseiten 201 der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 tri f ft . Besonders zweckmäßig ist , wenn die betref fenden ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 zeitlich abwechselnd entweder als Lichtemitter oder als Lichtempfänger betrieben werden können .

Die sowohl als Lichtemitter als auch als Lichtempfänger betreibbaren ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können beispielsweise als Laserchips ausgebildet sein, insbesondere beispielsweise als VCSEL-Chips .

Die in Figuren 6 und 7 gezeigte Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 kann beispielsweise so betrieben werden, dass zumindest einer der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 abwechselnd als Lichtemitter und als Lichtempfänger betrieben wird . Im in Fig . 6 gezeigten Betriebs zustand wird der an der zweiten Position 502 angeordnete erste optoelektronische Halbleiterchip 200 als Lichtemitter betrieben und strahlt Licht 400 zu dem Auge 700 ab . Die an der ersten Position 501 , der dritten Position 503 , der vierten Position 504 und der fünften Position 505 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 werden als Lichtempfänger betrieben und detektieren an dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 . In dem in Fig . 7 gezeigten Betriebs zustand der optoelektronischen Vorrichtung 10 wird der an der fünften Position 505 angeordnete erste optoelektronische Halbleiterchip 200 als Lichtemitter betrieben und strahlt Licht 400 zu dem Auge 700 ab . Die an der ersten Position 501 , der zweiten Position 502 , der dritten Position 503 und der vierten Position 504 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 werden als Lichtempfänger betrieben und detektieren an dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 .

Je nach den zu ermittelnden Parametern des Auges 700 können unterschiedliche Teilmengen der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 in unterschiedlicher geometrischer Anordnung im zeitlichen Ablauf als Lichtemitter und als Lichtempfänger betrieben werden . Die Kantenlängen und Abstände der erste optoelektronischen Halbleiterchip 200 können bei der in Figuren 6 und 7 gezeigten Variante so bemessen wie bei der Variante der Figuren 1 bis 4 .

Fig . 8 zeigt in schematischer Aufsicht eine alternative Ausgestaltung der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 von ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 . In dem in Fig . 8 gezeigten Beispiel sind die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 auf konzentrischen Ringen angeordnet . Dabei sind im gezeigten Beispiel 3 konzentrische Ringe mit 8 ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 pro Ring vorgesehen . Ein weiterer erster optoelektronischer Halbleiterchip 200 befindet sich im Zentrum der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 .

Falls auch eine zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 vorhanden ist , so könnte die zweite zweidimensionale Anordnung 310 wie die erste zweidimensionale Anordnung 210 ausgebildet , gegen diese j edoch um einen festgelegten Winkel verdreht sein . An der zentralen Position ist dann entweder ein erster optoelektronischer Halbleiterchip 200 oder ein zweiter optoelektronischer Halbleiterchip 300 vorhanden . Auch eine andere zweite zweidimensionale Anordnung 310 ist möglich .

Fig . 9 zeigt eine weitere beispielhafte Alternative einer möglichen ersten zweidimensionalen Anordnung 210 von ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 in schematischer Aufsicht . Bei der in Fig . 9 gezeigten ersten zweidimensionalen Anordnung 210 liegen die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 auf den Ecken und Seitenmittelpunkten konzentrisch angeordneter Quadrate . Im dargestellten Beispiel sind 3 Quadrate mit j eweils 8 ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 vorgesehen . Ein weiterer erster optoelektronischer Halbleiterchip 200 befindet sich im Zentrum der ersten zweidimensionalen Anordnung 210 . Falls auch eine zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 vorhanden ist , so könnte die zweite zweidimensionale Anordnung 310 beispielsweise wie die erste zweidimensionale Anordnung 210 ausgebildet , j edoch seitlich um einen festgelegten Betrag gegen diese verschoben sein . Auch eine andere zweite zweidimensionale Anordnung 310 ist möglich .

Die optoelektronische Vorrichtung 10 kann beispielsweise zwischen 2 und 100 erste optoelektronische Halbleiterchips 200 aufweisen, insbesondere beispielsweise zwischen 10 und 50 erste optoelektronische Halbleiterchips 200 . Falls die optoelektronische Vorrichtung 10 auch zweite optoelektronische Halbleiterchips 300 aufweist , so kann deren Anzahl eine ähnliche Größe aufweisen und insbesondere der Anzahl der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 entsprechen .

In einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 weist diese lediglich erste optoelektronische Halbleiterchips 200 auf . Diese müssen lediglich zum Betrieb als Lichtemitter ausgebildet sein . Zusätzlich weist die optoelektronische Vorrichtung 10 in dieser Variante eine in Fig . 1 schematisch dargestellte Kamera 600 auf . Die Kamera 600 ist dazu vorgesehen, das an dem Auge 700 des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung 10 reflektierte Licht 410 zu detektieren . Die Kamera 600 kann beispielsweise einen CCD- Sensor aufweisen . Zusätzlich kann die Kamera 600 eine Optik aufweisen . Es ist zweckmäßig, wenn die Kamera 600 in einem Randbereich oder außerhalb des transparenten Trägers 100 angeordnet ist , sodass die Kamera 600 das Blickfeld eines Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung 10 nicht beschränkt . Selbstverständlich können auch sowohl die zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 als auch die Kamera 600 vorhanden sein .

Fig . 10 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Ausschnitts einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Dargestellt sind ein Abschnitt des Trä- gers 100 mit der ersten Seite 101 und der zweiten Seite 102 , ein Abschnitt der an der ersten Seite 101 des Trägers 100 angeordneten ersten Leiterbahnebene 111 , einer der an der ersten Leiterbahnebene 111 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 mit einem Teil des umgebenden Dielektrikums 120 , ein Teil der zweiten Leiterbahnebene 112 und ein Teil der Schutzschicht 130 .

In Abweichung von der anhand der Fig . 3 erläuterten Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 ist bei der in Fig . 10 gezeigten Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 ein optisches Element 140 an der Vorderseite 201 des ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 angeordnet und gemeinsam mit dem ersten optoelektronischen Halbleiterchip 200 in das Dielektrikum 120 eingebettet . Auf den Vorderseiten 201 der weiteren ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können entsprechende optische Elemente 140 angeordnet sein . Das optische Element 140 kann beispielsweise eine abbildende Eigenschaft aufweisen . In diesem Fall kann das optische Element 140 beispielsweise als optische Linse oder als metaoptisches Element ausgebildet sein . Das optische Element 140 kann auch eine wellenlängenkonvertierende Eigenschaft aufweisen und dazu vorgesehen sein, von dem ersten optoelektronischen Halbleiterchip 200 emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren .

Zusätzlich oder alternativ können auch an den Vorderseiten 301 der zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 optische Elemente angeordnet sein, falls eine zweite zweidimensionale Anordnung 310 von zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 vorhanden ist .

Fig . 11 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Dargestellt sind ein Abschnitt des Trägers 100 mit der zu dem Auge 700 des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung 10 orientierten ersten Seite 101 und der der ersten Seite 101 gegenüberliegenden zweiten Seite 102 . Ebenfalls dargestellt sind ein Abschnitt der ersten Leiterbahnebene 111 und ein Abschnitt der zweiten Leiterbahnebene 112 sowie einer der zwischen der ersten Leiterbahnebene 111 und der zweiten Leiterbahnebene 112 angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 , sowie ein Teil des die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 einbettenden Dielektrikums 120 . Außerdem ist ein Teil der die zweite Leiterbahnebene 112 bedeckenden Schutzschicht 130 dargestellt , die aber entfallen kann .

In Abweichung von der anhand der Fig . 3 erläuterten Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 sind bei der in Fig . 11 gezeigten Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 die Leiterbahnebenen 111 , 112 , die ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 , das Dielektrikum 120 und die Schutzschicht 130 an der von dem Auge 700 des Benutzers abgewandten zweiten Seite 102 des transparenten Trägers 100 angeordnet . Die Vorderseiten 201 der ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 und die Vorderseiten 301 gegebenenfalls vorhandener zweiter optoelektronischer Halbleiterchips 300 sind zu dem Träger 100 orientiert . Somit wird von den ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 an den Vorderseiten 201 abgestrahltes Licht 400 durch den Träger 100 in Richtung zu dem Auge 700 abgestrahlt . An dem Auge 700 reflektiertes Licht 410 gelangt durch den Träger 100 zurück zu den als Lichtempfänger betriebenen ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 oder zweiten optoelektronischen Halbleiterchips 300 .

Ein Abschnitt des Trägers 100 , der von durch den ersten optoelektronischen Halbleiterchip 200 abgestrahltem Licht 400 durchstrahlt wird, ist bei der in Fig . 11 gezeigten Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 als optisches Element 140 ausgebildet . Über den Vorderseiten 201 der weiteren ersten optoelektronischen Halbleiterchips 200 können entsprechende optische Elemente 140 in dem Träger 100 ausgebildet sein . Auch über den Vorderseiten 301 eventuell vorhandener optoelektronischer Halbleiterchips 300 können Abschnitte des Trägers 100 als optische Elemente 140 ausgebildet sein . Das optische Element 140 kann beispielsweise ein abbildendes optisches Element sein und kann beispielsweise als metaoptisches Element ausgebildet sein . Das optische Element 140 kann auch eine wellenlängenkonvertierende Eigenschaft aufweisen .

Fig . 12 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Bei der in Fig . 12 gezeigten Variante ist die optoelektronische Vorrichtung 10 als Helm 1100 ausgebildet , beispielsweise als Motorradhelm . Der transparente Träger 100 der optoelektronischen Vorrichtung 10 wird durch ein Helmvisier 1110 des Helms 1100 gebildet . Im Übrigen kann die in Fig . 12 gezeigte Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 so ausgebildet sein wie vorstehend anhand der Figuren 1 bis 11 beschrieben .

Fig . 13 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 . Bei der in Fig . 13 gezeigten Variante ist die optoelektronische Vorrichtung 10 als Fernglas 1200 ausgebildet . Der transparente Träger 100 der optoelektronischen Vorrichtung 10 wird durch ein Okular 1210 des Fernglases 1200 gebildet . Im Übrigen kann die in Fig . 13 gezeigte Variante der optoelektronischen Vorrichtung 10 so ausgebildet sein wie vorstehend anhand der Figuren 1 bis 11 beschrieben .

BEZUGSZEICHENLISTE

10 optoelektronische Vorrichtung

100 Träger

101 erste Seite

102 zweite Seite

110 Leiterbahn

111 erste Leiterbahnebene

112 zweite Leiterbahnebene

120 Dielektrikum

130 Schutzschicht

140 optisches Element

200 erster optoelektronischer Halbleiterchip

201 Vorderseite

210 erste zweidimensionale Anordnung

300 zweiter optoelektronischer Halbleiterchip

301 Vorderseite

310 zweite zweidimensionale Anordnung

400 abgestrahltes Licht

410 reflektiertes Licht

501 erste Position

502 zweite Position

503 dritte Position

504 vierte Position

505 fünfte Position

510 Chipabstand

520 Kantenlänge

530 Augendistanz

540 Dicke

600 Kamera 700 Auge

701 Blickrichtung

710 Iris

720 Pupille 721 Größe der Pupille

730 Augenlid

1000 Brille

1010 Brillenglas

1100 Helm

1110 Helmvisier

1200 Fernglas 1210 Okular