Optoelektronischer Sensor, optoelektronisches Bauelement mit einem optoelektronischen Sensor und Verfahren zum Betrieb eines optoelektronischen Sensors

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor, ein optoelektronisches Bauelement mit einem optoelektronischen Sensor und ein Verfahren zum Betrieb eines optoelektronischen Sensors.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 107 743.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Lichtemittierende optoelektronische Bauelemente haben die Eigenschaft, dass sich während des Betriebs z. B. aufgrund einer Temperaturänderung oder einer Alterung des Bauelements die Wellenlänge und/oder die Ausgangsleistung in

unerwünschter Weise verändern können.

Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise mit einem Temperatursensor und/oder einem Helligkeitssensor versehen werden, um die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der detektierten Temperatur und/oder der detektierten

Helligkeit im Fall einer Abweichung von einem Sollwert zu korrigieren. Bei der Verwendung eines Temperatursensors muss dabei eine bekannte Temperaturkennlinie des

optoelektronischen Bauelements zugrunde gelegt werden, bei der möglicherweise Alterserscheinungen nicht berücksichtigt werden. Bei der Verwendung eines Helligkeitssensors kann zwar die Helligkeit unabhängig von einer bekannten

Temperaturkennlinie in Richtung eines Sollwerts korrigiert werden, beispielsweise durch eine Anpassung der

Betriebsstromstärke, wobei aber eine Änderung der Wellenlänge oder des Farborts aufgrund eines möglicherweise verschiedenen Temperaturverhaltens mehrerer farbiger Emitter in der

Lichtquelle, insbesondere im Fall von RGB-LEDs, nicht

berücksichtigt werden.

Um sowohl die Helligkeit als auch den Farbort eines

optoelektronischen Bauelements messen und gegebenenfalls korrigieren zu können, werden in der Regel vergleichsweise aufwändige RGB-Farbsensoren eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

optoelektronischen Sensor anzugeben, der dazu geeignet ist, mit vergleichsweise geringem Aufwand sowohl eine Änderung der Wellenlänge als auch eine Änderung der optischen Leistung einer Lichtquelle in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich zu detektieren. Weiterhin soll ein optoelektronisches

Bauelement mit einem derartigen Sensor und ein Verfahren zum Betrieb des optoelektronischen Sensors angegeben werden.

Diese Aufgaben werden durch einen optoelektronischen Sensor, ein optoelektronisches Bauelement mit dem optoelektronischen Sensor und ein Verfahren zum Betrieb des optoelektronischen Sensors gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der

Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der optoelektronische Sensor ist vorteilhaft zur Detektion einer Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge einer Lichtquelle in mindestens einem Wellenlängenbereich

vorgesehen. Der optoelektronische Sensor umfasst gemäß zumindest einer Ausgestaltung einen ersten Fotodetektor und einen zweiten Fotodetektor. Der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor können insbesondere Halbleiter- Fotodetektoren sein, beispielsweise Silizium-Fotodetektoren.

Der erste Fotodetektor weist eine spektrale Empfindlichkeit und der zweite Fotodetektor eine spektrale

Empfindlichkeit auf, wobei die Wellenlänge ist. Die spektralen Empfindlichkeiten sind vorteilhaft voneinander verschieden, wobei ein Quotient der spektralen

Empfindlichkeiten der beiden Fotodetektoren in dem mindestens einem Wellenlängenbereich vorzugsweise monoton ansteigt oder monoton abnimmt. Beispielsweise steigt die spektrale Empfindlichkeit des ersten Fotodetektors in dem Wellenlängenbereich monoton an oder nimmt monoton ab, während die spektrale Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors in dem Wellenlängenbereich mit einer anderen Steigung monoton ansteigt oder monoton abnimmt, oder in dem Wellenlängenbereich konstant ist.

Der optoelektronische Sensor weist vorteilhaft nur zwei

Fotodetektoren auf und macht sich zur Detektion der Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge einer Lichtquelle in dem vorgegebenen Wellenlängenbereich die unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit der beiden Fotodetektoren zunutze. Da nur zwei Fotodetektoren eingesetzt werden, kann der optoelektronische Sensor vergleichsweise einfach und

kostengünstig hergestellt werden. Im Gegensatz dazu weisen beispielsweise RGB-Farbsensoren mindestens drei

Fotodetektoren auf. Dadurch, dass der Quotient der spektralen Empfindlichkeiten der beiden Fotodetektoren in dem mindestens einen

vorgegebenen Wellenlängenbereich, in dem die Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge einer Lichtquelle

detektiert werden soll, monoton ansteigt oder monoton

abnimmt, verändert ein Quotient I ₁ /I ₂ aus dem Detektorsignal Ii des ersten Fotodetektors und dem Detektorsignal I ₂ des zweiten Fotodetektors seinen Wert, wenn sich die Wellenlänge der Lichtquelle innerhalb des vorgegebenen

Wellenlängenbereichs zu einer anderen Wellenlänge hin ändert. Wenn sich dagegen nur die optische Leistung der Lichtquelle ändert, ohne dass sich dabei die Wellenlänge ändert, ändert sich der Quotient der Detektorsignale I ₁ /I ₂ nicht. Somit ist der Quotient I ₁ /I ₂ der beiden Detektorsignale ein Maß für die Änderung der Wellenlänge der Lichtquelle.

Dadurch, dass der Quotient der spektralen Empfindlichkeiten der Fotodetektoren in dem mindestens einen vorgegebenen

Wellenlängebereich monoton ansteigt oder monoton abnimmt, kann ein Quotient I ₁ /I ₂ der Detektorsignale in dem

Wellenlängebereich jeweils eindeutig einer Wellenlänge der Lichtquelle zugeordnet werden.

Gemäß zumindest einer Ausgestaltung umfasst der

optoelektronische Sensor weiterhin eine Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Detektorsignal I ₁ des ersten

Fotodetektors, ein Detektorsignal I ₂ des zweiten

Fotodetektors und einen Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale zu bestimmen. Bei dem Detektorsignal I ₁ des ersten

Fotodetektors und dem Detektorsignal I ₂ des zweiten

Fotodetektors handelt es sich vorzugsweise jeweils um den gemessenen Fotostrom oder eine daraus abgeleitete oder davon abhängige Größe. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung steigt der Quotient der spektralen Empfindlichkeiten in dem

mindestens einem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest näherungsweise linear mit der Wellenlänge an oder nimmt zumindest näherungsweise linear mit der Wellenlänge ab. In diesem Fall ist eine Änderung der Wellenlänge der

Lichtquelle vorteilhaft proportional zur Änderung des

Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale. Eine Änderung der

Wellenlänge kann daher in Kenntnis des

Proportionalitätsfaktors besonders einfach aus Änderung des Quotienten der Detektorsignale bestimmt werden.

Vorzugsweise ist die spektrale Empfindlichkeit des ersten oder des zweiten Fotodetektors in dem mindestens einen

Wellenlängenbereich zumindest näherungsweise konstant. Der erste oder der zweite Fotodetektor mit der zumindest

näherungsweise konstanten spektralen Empfindlichkeit wird bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft als Referenzdetektor

eingesetzt. Das Detektorsignal des als Referenzdetektor fungierenden ersten oder zweiten Fotodetektors ist

vorteilhaft unabhängig von der Wellenlänge proportional zur optischen Leistung der Lichtquelle. Eine Änderung der

optischen Leistung kann daher auf einfache Weise aus der Änderung des Detektorsignals des Referenzdetektors bestimmt werden .

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste und/oder der zweite Fotodetektor ein optisches Filter zur gezielten Einstellung der spektralen Empfindlichkeit auf. Das optische Filter ist vorteilhaft dazu geeignet, die spektrale Empfindlichkeit des Fotodetektors derart

einzustellen, dass die spektrale Empfindlichkeit in dem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine konstante Steigung aufweist oder besonders bevorzugt bei einem der beiden

Fotodetektoren konstant ist. Der Fotodetektor mit konstanter spektraler Empfindlichkeit kann insbesondere als

Referenzdetektor fungieren.

Das optische Filter des ersten und/oder zweiten Fotodetektors kann insbesondere ein optisches Interferenzfilter sein. Das optische Interferenzfilter ist vorteilhaft über der

Strahlungseintrittsfläche des ersten und/oder zweiten

Fotodetektors angeordnet uns kann insbesondere unmittelbar auf die Strahlungseintrittsfläche des ersten und/oder zweiten Fotodetektors aufgebracht sein. Der erste und/oder zweite Fotodetektor können beispielsweise Halbleiter-Fotodetektoren sein, wobei zumindest einer der Fotodetektoren vorteilhaft ein optisches Interferenzfilter auf der

Strahlungseintrittsfläche aufweist .

Beispielsweise können beide Fotodetektoren das gleiche

Halbeleitermaterial wie beispielsweise Silizium aufweisen, wobei zur Erzeugung der voneinander verschiedenen spektralen Empfindlichkeiten einer der Fotodetektoren mit einem

optischen Filter versehen ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der optoelektronische Sensor zur Detektion der Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge einer Lichtquelle in mehreren vorgegebenen

Wellenlängenbereichen geeignet. Bei dieser Ausgestaltung steigt der Quotient der spektralen

Empfindlichkeiten in den vorgegebenen Wellenlängenbereichen vorteilhaft jeweils monoton mit der Wellenlänge an oder nimmt monoton mit der Wellenlänge ab. Vorzugsweise steigt der

Quotient der spektralen Empfindlichkeiten in den vorgegebenen Wellenlängenbereichen jeweils linear mit der Wellenlänge an oder nimmt linear mit der Wellenlänge ab.

Bei dieser Ausgestaltung muss der Quotient der

spektralen Empfindlichkeiten nicht in jedem der vorgegebenen Wellenlängenbereiche gleichermaßen monoton ansteigen oder monoton abnehmen. Vielmehr ist es ausreichend, wenn der

Quotient der spektralen Empfindlichkeiten in jedem der vorgegebenen Wellenlängenbereiche jeweils die

Bedingung erfüllt, dass er entweder monoton ansteigt oder monoton abnimmt. Beispielsweise kann der Quotient

der spektralen Empfindlichkeiten in einem ersten

Wellenlängenbereich monoton ansteigen, in einem zweiten

Wellenlängenbereich monoton abnehmen und in einem dritten Wellenlängenbereich erneut monoton ansteigen.

Die Anzahl der Wellenlängenbereiche beträgt vorzugsweise mindestens drei. Die mehreren Wellenlängenbereiche können insbesondere verschiedenen Farben zugeordnet sein.

Vorzugsweise umfasst ein erster Wellenlängenbereich blaues

Licht, ein zweiter Wellenlängenbereich grünes Licht, und ein dritter Wellenlängenbereich rotes Licht. Der

optoelektronische Sensor ist in diesem Fall vorteilhaft zur Detektion einer Änderung der Leistung und/oder der

Wellenlänge mehrerer Emitter einer RGB-Lichtquelle geeignet.

Es wird weiterhin ein optoelektronisches Bauelement

angegeben, das den zuvor beschriebenen optoelektronischen Sensor und eine Lichtquelle umfasst. Bei dem

optoelektronischen Bauelement ist der optoelektronische

Sensor zur Detektion einer Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge der Lichtquelle in mindestens einem vorgegebenen Wellenlängenbereich vorgesehen. Die Lichtquelle des optoelektronischen Bauelements weist mindestens einen Emitter auf, der in dem mindestens einen Wellenlängenbereich

emittiert . Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Lichtquelle mehrere Emitter auf, die in verschiedenen

Wellenlängenbereichen emittieren. Bei dieser Ausgestaltung kann der optoelektronische Sensor insbesondere dazu

vorgesehen sein, für jeden der mehreren Emitter eine Änderung der Leistung und/oder der Wellenlänge zu detektieren.

Die Lichtquelle des optoelektronischen Bauelements kann insbesondere eine LED-Lichtquelle sein. Insbesondere können die mehreren Emitter der Lichtquelle jeweils LED-Chips sein. Die LED-Lichtquelle kann insbesondere eine mehrfarbige LED sein, die mehrere LED-Chips enthält, die Strahlung in den mehreren Wellenlängenbereichen emittieren. Beispielsweise kann es sich bei der LED-Lichtquelle um eine RGB-LED handeln, welche mindestens drei LED-Chips aufweist, die in den Farben rot, grün und blau emittieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des optoelektronischen Bauelements ergeben sich aus der vorherigen Beschreibung des optoelektronischen Sensors und umgekehrt.

Bei einem Verfahren zum Betrieb des optoelektronischen

Sensors wird der optoelektronische Sensor mit einer

Lichtquelle beleuchtet, wobei die Lichtquelle mindestens einen Emitter aufweist, der in dem mindestens einen

Wellenlängenbereich emittiert.

Während des Betriebs des Emitters wird ein Detektorsignal I ₁ des ersten Fotodetektors, ein Detektorsignal I ₂ des zweiten Fotodetektors und ein Quotient der Detektorsignale I ₁ /I ₂ bestimmt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer in dem optoelektronischen Bauelement enthaltenen Auswerteeinheit. Eine Änderung der Wellenlänge des mindestens einen Emitters wird bei dem Verfahren vorteilhaft aus dem Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale bestimmt.

Weiterhin wird bei dem Verfahren vorteilhaft eine Änderung der Leistung des mindestens einen Emitters aus dem

Detektorsignal des ersten oder zweiten Fotodetektors

bestimmt. Der erste oder der zweite Fotodetektor fungiert in diesem Fall als Referenzdetektor und weist vorzugsweise eine spektrale Empfindlichkeit auf, die in dem Wellenlängenbereich im Wesentlichen konstant ist.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens weist die Lichtquelle mehrere Emitter auf, die jeweils in einem von mehreren

Wellenlängenbereichen emittieren, wobei vorteilhaft während der Bestimmung der Detektorsignale und des Quotienten der

Detektorsignale jeweils nur einer der Emitter betrieben wird. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Änderung der

Wellenlänge und/oder der Leistung für einen der mehreren Emitter bestimmt werden. Vorzugsweise wird eine Änderung der Wellenlänge oder der Leistung nacheinander für jeden der

Emitter bestimmt. Hierzu können insbesondere mehrere Emitter der Lichtquelle, beispielsweise mehrere mittels

Pulsweitenmodulation gesteuerte LEDs, im

Zeitmultiplexverfahren betrieben werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der der vorherigen Beschreibung des optoelektronischen Sensors und des optoelektronischen

Bauelements und umgekehrt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von

Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

Es zeigen: Figur 1 ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem

Ausführungsbeispiel, das einen optoelektronischen Sensor gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst,

Figur 2A schematische grafische Darstellungen der spektralen

Empfindlichkeit S ₁ des ersten Fotodetektors und der spektralen Empfindlichkeit S ₂ des zweiten Fotodetektors bei einem Ausführungsbeispiel,

Figur 2B eine schematische grafische Darstellung des

Quotienten der Detektorsignale für beispielhafte optischen Leistungen der

Emitter einer bei einem Ausführungsbeispiel,

Figur 3A schematische grafische Darstellungen der spektralen

Empfindlichkeit S ₁ des ersten Fotodetektors und der spektralen Empfindlichkeit S ₂ des zweiten Fotodetektors bei einem Ausführungsbeispiel,

Figur 3B eine schematische grafische Darstellung des

Quotienten der Detektorsignale für beispielhafte optischen Leistungen der

Emitter einer bei einem Ausführungsbeispiel, Figur 4 eine grafische Darstellung der spektralen

Empfindlichkeit des ersten Fotodetektors und der spektralen Empfindlichkeit des zweiten

Fotodetektors bei einem Ausführungsbeispiel,

Figur 5 eine grafische Darstellung der spektralen

Empfindlichkeit des ersten Fotodetektors bei einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die

dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen .

Das in Figur 1 dargestellte optoelektronische Bauelement 12 weist einen optoelektronischen Sensor 5 und eine Lichtquelle 10 auf. Die Lichtquelle 10 weist beispielsweise mehrere

Emitter 6, 7, 8 auf, welche Strahlung 11 in mehreren

Wellenlängenbereichen emittieren. Bei den Emittern 6, 7, 8 der Lichtquelle 10 kann es insbesondere um LED-Chips handeln Die mehreren Emitter 6, 7, 8 der Lichtquelle 10 können beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger 9 und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die mehreren Emitter 6, 7, zur Emission von Strahlung 11 in mehreren

Wellenlängenbereichen vorgesehen. Beispielsweise emittiert ein erster Emitter 6 in einem ersten Wellenlängenbereich zwischen einer Wellenlänge und einer Wellenlänge

ein Emitter 7 in einem zweiten Wellenlängenbereich zwischen einer Wellenlänge und einer Wellenlänge und ein dritter Emitter 8 in einem dritten Wellenlängenbereich zwischen einer Wellenlänge und einer Wellenlänge

Die Strahlung der mehreren Emitter 6, 7, 8 kann insbesondere verschiedene Farben oder Farborte aufweisen. Beispielsweise ist die Lichtquelle 10 eine RGB-Lichtquelle, wobei der erste Emitter 6 blaues Licht, der zweite Emitter 7 grünes Licht und der dritte Emitter 8 rotes Licht emittiert. Die von der

Lichtquelle 10 emittierte Strahlung 11 kann eine

Mischstrahlung sein, die von der optischen Leistung und den emittierten Wellenlängen der Emitter 6, 7, 8 abhängt.

Bei einer RGB-Lichtquelle 10 wird die Farbe und/oder der Farbort der emittierten Mischstrahlung 11 in der Regel durch eine Einstellung der Betriebsstromstärken der einzelnen

Emitter 6, 7, 8 geregelt, beispielsweise mittels

Pulsweitenmodulation .

Es kann jedoch sein, dass die von einem der Emitter 6, 7, 8 emittierte Strahlung bei einer vorgegebenen

Betriebsstromstärke hinsichtlich der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung von einem Sollwert abweicht,

beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung oder

aufgrund von Alterungseffekten des Emitters.

Um eine Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen

Leistung der Emitter 6, 7, 8 festzustellen, weist das optoelektronische Bauelement 12 einen optoelektronischen Sensor 5 auf. Der optoelektronische Sensor 5 enthält einen ersten Fotodetektor 1 und einen zweiten Fotodetektor 2. Bei den Fotodetektoren 1, 2 kann es sich insbesondere um

Halbleiter-Fotodioden handeln, insbesondere um Silizium- Fotodioden. Die Fotodetektoren 1, 2 sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger 13 angeordnet und auf diese Weise thermisch miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, dass sich Temperaturänderungen in gleicher Weise auf beide

Fotodetektoren 1, 2 auswirken.

Weiterhin enthält der optoelektronische Sensor 5 eine

Auswerteeinheit 3. Die Auswerteeinheit 3 ist dazu

eingerichtet, ein Detektorsignal I ₁ des ersten Fotodetektors 1, ein Detektorsignal I ₂ des zweiten Fotodetektors 2 und einen Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale zu bestimmen. Bei der Bestimmung der Detektorsignale I ₁ , I ₂ wird vorzugsweise jeweils nur einer der Emitter 6, 7, 8 betrieben, um eine Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung für den jeweiligen Emitter 6, 7, 8 zu bestimmen. Dies kann zeitversetzt nacheinander für alle Emitter 6, 7, 8 erfolgen, beispielsweise beim Betrieb der Emitter 6, 7, 8 im

Zeitmultiplexverfahren .

Das Verfahren zur Bestimmung einer Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung der Emitter 6, 7, 8 macht sich voneinander verschiedene spektrale Empfindlichkeiten der Fotodetektoren 1, 2 zunutze. Die beiden Fotodetektoren 1, 2 können beispielsweise aufgrund

verschiedener Materialien verschiedene spektrale

Empfindlichkeiten aufweisen.

Weiterhin ist es möglich, dass zumindest einer der

Fotodetektoren 1, 2 mit einem optischen Filter 4 versehen ist, um die spektrale Empfindlichkeit gezielt einzustellen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist beispielsweise der zweite Fotodetektor 2 zur Einstellung der spektralen Empfindlichkeit ein optisches Filter 4 auf, das über der Strahlungseintrittsfläche des zweiten Fotodetektors 2 angeordnet ist. Das optische Filter 4 kann insbesondere ein optisches Interferenzschichtsystem sein, das beispielsweise unmittelbar auf die Oberfläche des zweiten Fotodetektors 2 aufgebracht ist. Bei der Anordnung eines optischen Filters 4 über einem der Fotodetektoren 1, 2 können beide

Fotodetektoren vorteilhaft das gleiche Material,

beispielsweise Silizium, aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass beide Detektoren das gleiche Temperaturverhalten

aufweisen .

Die Bestimmung einer Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung P der von einem der Emitter 6, 7, 8 emittierten Strahlung wird im Folgenden anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert.

In Figur 2A sind die spektrale Empfindlichkeit des

ersten Fotodetektors und die spektrale Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ bei einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Der erste Fotodetektor weist eine spektrale Empfindlichkeit auf, die in einem ersten Wellenlängenbereich monoton

ansteigt, in einem zweiten Wellenlängenbereich monoton abnimmt und in einem dritten Wellenlängenbereich monoton ansteigt. Eine derartige Filtercharakteristik kann

beispielsweise dadurch realisiert sein, dass auf den ersten Fotodetektor ein optisches Filter aufgebracht ist, das im Zusammenwirken mit der spektralen Empfindlichkeit des

Materials des ersten Fotodetektors die dargestellte spektrale Empfindlichkeit ergibt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist

die Steigung der spektralen Empfindlichkeit in den

Wellenlängenbereichen vorteilhaft jeweils konstant, d. h. die spektrale Empfindlichkeit nimmt in den einzelnen

Wellenlängenbereichen entweder linear zu oder linear ab.

Die spektrale Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors unterscheidet sich von der spektralen Empfindlichkeit des ersten Fotodetektors. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die spektrale Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors in

den vorgesehenen Wellenlängenbereichen vorteilhaft konstant. Dazu kann beispielsweise ein Detektormaterial verwendet werden, dessen spektrale Empfindlichkeit sich in den

vorgesehenen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen nicht mit der Wellenlänge ändert. Es kann aber auch auf den zweiten Fotodetektor beispielsweise ein geeignetes optisches Filter aufgebracht sein, mit dem die dargestellte spektrale

Empfindlichkeit erzielt wird.

In Figur 2B ist der spektrale Verlauf des Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ dargestellt. Weiterhin sind beispielhaft optische

Ausgangsleistungen P ₁ der Emitter in den

Wellenlängenbereichen dargestellt. Beispielsweise emittiert ein erster Emitter eine optische Leistung P ₁ in einem ersten Wellenlängenbereich. Wenn sich, wie durch den Pfeil

angedeutet, die Wellenlänge des Emissionsspektrums innerhalb des ersten Wellenlängenbereichs zu einer größeren Wellenlänge verschiebt, sodass die optische Leistung den Verlauf P _1' annimmt, steigt der Quotient I ₁ /I ₂ der Detektorsignale. Aus der Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ kann daher die Änderung der Wellenlänge des Emitters bestimmt werden. Im dargestellten Fall eines linearen Anstiegs des Quotienten I ₁ /I ₂ in dem ersten Wellenlängenbereich, der durch eine entsprechende Einstellung der spektralen Empfindlichkeiten

erzielt werden kann, ist die Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ proportional zur Änderung der Wellenlänge .

Die optische Leistung des ersten Emitters kann vorteilhaft aus dem Detektorsignal I ₂ des zweiten Fotodetektors bestimmt werden, der als Referenzdetektor fungiert. Wenn der zweite Fotodetektor wie im dargestellten Ausführungsbeispiel eine von der Wellenlänge unabhängige spektrale Empfindlichkeit aufweist, ist Änderung des zweiten Detektorsignals

proportional zur Änderung der optischen Leistung des ersten Emitters .

In analoger Weise können eine Änderung der Wellenlänge

und/oder der optischen Leistung P ₂ , P _2' eines zweiten

Emitters in dem zweiten Wellenlängenbereich sowie eine

Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung P ₃ , P _3' eines dritten Emitters in dem dritten

Wellenlängenbereich bestimmt werden. Bei der Messung der Detektorsignale I ₁ , I ₂ werden die Emitter vorteilhaft jeweils einzeln betrieben.

In Figur 3A sind die spektralen Empfindlichkeiten des

ersten Fotodetektors und des zweiten Fotodetektors in

Abhängigkeit von der Wellenlänge bei einem weiteren

Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem

Ausführungsbeispiel steigt die spektrale Empfindlichkeit des ersten Fotodetektors beispielsweise in einem ersten Wellenlängenbereich monoton an und nimmt in einem zweiten Wellenlängenbereich monoton ab. Die spektrale Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors nimmt in beiden

Wellenlängenbereichen mit vorzugsweise konstanter Steigung monoton zu. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel kann eine Änderung der optischen Leistung aus der bekannten spektralen Empfindlichkeit des zweiten Fotodetektors und dem Detektorsignal I ₂ bestimmt werden. Der Verlauf des Quotienten der Detektorsignale I ₁ /I ₂ sowie ein beispielhafter spektraler Verlauf der optischen

Leistungen P ₁ , P ₂ für zwei verschiedene Emitter sind in Figur 3B dargestellt. Eine Verschiebung der Wellenlänge der Emitter wird wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel aus einer Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale bestimmt.

Wenn sich beispielsweise die Wellenlänge der emittierten optischen Leistung P ₁ des ersten Emitters im ersten

Wellenlängenbereich zu einer größeren Wellenlänge hin

verschiebt, sodass die optische Leistung den dargestellten Verlauf P _1' annimmt, steigt der Quotient I ₁ /I ₂ entsprechend an. Der Quotient I ₁ /I ₂ ist vorteilhaft unabhängig vom

Maximalwert der optischen Leistung P ₁ . Es ist daher möglich, aus der Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ die Änderung der

Wellenlänge des Emitters zu bestimmen.

In analoger Weise nimmt der Quotient I ₁ /I ₂ ab, wenn sich der spektrale Verlauf der optischen Leistung P ₂ eines zweiten Emitters in dem zweiten Wellenlängenbereich zu einer größeren Wellenlänge hin verschiebt, sodass die optische Leistung beispielsweise den dargestellten Verlauf P _2' annimmt. Für den zweiten Emitter kann aus der Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ ebenfalls die Änderung der Wellenlänge bestimmt werden. In Figur 4 sind die spektralen Empfindlichkeiten

des ersten Fotodetektors und des zweiten Fotodetektors in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei einem

Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei dem ersten Fotodetektor handelt es sich beispielsweise um eine Silizium-Fotodiode, deren spektrale Empfindlichkeit bei einer Wellenlänge

oberhalb von 800 nm ein Maximum annimmt. Der zweite Fotodetektor ist bei dem Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Silizium-Fotodiode, deren spektrale

Empfindlichkeit aber durch Aufbringen eines optischen

Filters derart eingestellt wurde, dass sie in dem

betrachteten Wellenlängenbereich im Wesentlichen konstant ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der zweite

Fotodetektor vorteilhaft als Referenzdetektor zur Bestimmung einer Änderung der optischen Leistung eines Emitters

verwendet werden. Figur 5 zeigt die spektrale Empfindlichkeit eines

Ausführungsbeispiels eines Fotodetektors, bei dem es sich um eine Silizium-Fotodiode handelt, auf die ein optisches Filter aufgebracht ist. Dargestellt ist die simulierte spektrale Empfindlichkeit sowie eine Approximation der simulierten Kurve durch eine linear abnehmende spektrale Empfindlichkeit im blauen und roten Spektralbereich sowie eine linear

zunehmende spektrale Empfindlichkeit im grünen

Spektralbereich. Das optische Filter enthält bei diesem

Ausführungsbeispiel ausgehend von der Silizium-Fotodiode eine 100 nm dicke SiO ₂ -Schicht , eine 250 nm dicke TiO ₂ -Schicht und eine 500 μm dicke Epoxidharzschicht.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass sich mit einem derartigen optischen Filter auf dem Fotodetektor im blauen und roten Spektralbereich jeweils eine zumindest näherungsweise linear abnehmende und im grünen Spektralbereich eine zumindest näherungsweise linear steigende spektrale Empfindlichkeit des Fotodetektors realisieren lässt.

Auf diese Weise wird die Detektion von Wellenlängenänderungen von Emittern im blauen, grünen und roten Spektralbereich ermöglicht. Die Verwendung eines derartigen optischen Filters ist daher besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise eine

Detektion der Änderung der Wellenlänge und/oder der optischen Leistung einer RGB-Lichtquelle bestimmt werden soll. Wenn ein Fotodetektor mit der dargestellten spektralen Empfindlichkeit als erster Fotodetektor und ein zweiter Fotodetektor mit konstanter spektraler Empfindlichkeit verwendet wird, ergibt sich beispielsweise für eine rote LED bei einer

Wellenlänge von etwa 678 nm eine Änderung des Quotienten I ₁ /I ₂ der Detektorsignale von 0,8 %/nm. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die

Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von

Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.