CN103511971A - 照明装置和用于按暗光模式操作该照明装置的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及照明装置和用于按暗光模式操作该照明装置的方法。提供了一种照明装置，其具有至少第一和第二照明单元，每个照明单元包括LED装置和用于向该LED装置供电的供电装置，每个LED装置包括具有多个LED的至少一个LED组，并且LED装置的LED组相似，其还具有控制装置，该控制装置用于以共同标称暗光驱动值来驱动至少两个照明单元并且其具有偏移装置，该偏移装置被形成为利用偏移值从标称暗光驱动值导出针对每一个相似LED组的绝对暗光驱动值，该偏移值被选择性地指配给LED组，并且被选择为使得该LED组通过该绝对暗光驱动值启用。

Description

照明装置和用于按暗光模式操作该照明装置的方法

技术领域

本发明涉及一种具有至少第一和第二照明单元以及控制装置的照明装置，其中，每一个照明单元包括LED装置和用于向该LED装置供电的供电装置，每一个LED装置包括具有多个LED的至少一个LED组，并且LED装置的LED组是相似的，该控制装置用于以共同标称暗光驱动值来驱动至少两个照明单元，该标称暗光驱动值按照明单元的相似LED组在暗光模式中操作的方式来驱动该照明单元。本发明还涉及一种用于按暗光模式操作该照明装置的方法。

背景技术

鉴于重量和能耗，使用LED照明部件作为常规照明部件（例如，白炽灯）的现代另选方案。然而，LED照明部件的能量供应比白炽灯的能量供应复杂得多。白炽灯可以任意且连续变暗，而LED不响应并且直到超出一阈值之后才开始发光。然而，在该阈值以上，通过供电电压对LED进行亮度控制相对容易执行。

当前，这种可暗光LED照明部件在市场上随意可获得。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有LED的照明装置，其表现出在暗光模式下的改进的操作行为。而且，本发明的一目的是提供一种用于操作该照明装置的方法。

这些目的通过具有权利要求1所述的特征的照明装置和具有权利要求8所述的特征的方法来实现。本发明的优选或有利实施例可以在从属权利要求、下面的描述以及附图中找到。

本发明涉及一种具有至少第一和第二照明单元的照明装置。除了第一和第二照明单元以外，还可以设置另一些照明单元，具体来说，设置多个照明单元。特别优选的是，这些照明单元皆相似地或者以相同设计形成。然而，除了照明单元以外，该照明装置还可以具有其它组件，具体来说，具有不同配置的照明单元。

每一个照明单元包括LED装置，每一个LED装置包括具有多个LED的至少一个LED组。例如，该LED组可以具有五个、十个或二十个LED。优选的是，每个LED组具有三个以上的LED。特别优选的是，LED组中的LED彼此并联连接。不同LED装置的LED组相似地形成，具体来说，以相同设计来形成。具体来说，它们具有相同数量和类型的LED以及相同的电路。

而且，每一个照明单元包括供电装置，其被形成用于LED装置的能量供应。作为其的另选例，还可以针对LED装置的每一个LED组设置单独的供电装置。因此，在照明单元中，将至少一个或刚好一个供电装置指配给每一个LED装置。

该照明装置包括控制装置，其被形成为使得以共同标称暗光驱动值来驱动至少两个照明单元。该控制装置具体来说被形成为主控制器，其同时驱动该至少两个照明单元。该标称暗光驱动值按使第一和第二照明单元的相似LED组在暗光模式中操作的方式来驱动该照明单元的供电装置。如果照明装置仅包括第一和第二照明单元（各具有一LED组），则两个LED组根据共同标称暗光驱动值在暗光模式中启用。

该标称暗光驱动值可以被形成为数字值（digital value），以发送“暗光模式开启/关闭”指令，或者被形成为数值（numerical value），例如以值1或15作为标称暗光驱动值启用暗光模式。

在本发明的范围中，提出了该照明装置应当具有偏移装置，该偏移装置根据共同标称暗光驱动值和单个偏移值导出针对相似的LED组中的每一个的绝对暗光驱动值。该单个偏移值被选择性地指配给一个LED组，并且按根据该绝对暗光驱动值在暗光模式中启用至少一个LED组的方式来选择。由此，绝对暗光驱动值同样单独地或选择性地适于所指配LED组。

具体来说，一个LED组被指配第一偏移值，而第二LED组被指配第二偏移值，两个偏移值不同。

因此，该照明装置的卓越之处在于针对每个相似LED组存储单个偏移值，多个偏移值彼此不同，并且偏移值被选择为使它们按根据所得绝对暗光驱动值启用该LED组的方式来修改所指配LED组的标称暗光驱动值。

在这种情况下，本发明考虑了LED和供电装置（即，硬件）在开始暗光模式时（即，在LED具有最小光功率时）展示确定性不足的行为。由此，已经观察到，在极低暗光驱动值的情况下，一些LED或LED组已经启用，而一些LED或LED模块（其具有相同设计）仍保持停用。在空间分布的LED和LED组的情况下，这种不一致行为的效果是其向观察者呈现出好像LED或LED组是接连而非同时接通的。这还被称为工厂霍尔效应（factory hall effect）。

而且，已经观察到，LED在接通之后的亮度不同，致使外观不均匀并由此不令人愉悦。

作为补救，在本发明的范围中，提出了存储针对每一个LED组的偏移值，该值的大小使得如果在形成绝对暗光驱动值时考虑该偏移值，则所指配LED组的所有LED在处理期间可靠地在暗光模式中启用。

利用单个地特制于所指配LED组的偏移值所实现的效果在于，以用于同时启用所涉及LED组的所有LED的最小LED亮度来确保（在物理术语上）可靠暗光模式。这样，一方面，工厂霍尔效应因在暗光模式中同时启用所有LED而避免。另一方面，该偏移值有利地实现所涉及LED组的所有LED以相同亮度（或者至少大约相似的亮度）操作的效果。这两种效果导致该照明装置的操作行为在暗光模式下显著改进。

在本发明一优选构造中，该标称暗光驱动值和偏移值按这样的方式来选择，即，在利用标称暗光驱动值的暗光模式下，至少一个相似LED组在以中性偏移值（例如，偏移值0）操作期间停用。由此，该标称暗光驱动值被优选地选择为小于实际所需的绝对暗光驱动值。这种构造强调了按这样的方式来选择标称暗光驱动值和偏移值的发明构思，即，每一个LED组必须被指配大于0的偏移值，以便在处理期间可靠地并且完全地启用该LED组的LED。

在本发明一优选构造中，每一个LED组都排它地包括具有一种LED颜色的相似LED。具体来说，每一个LED组都受限于一种LED颜色。LED具有取决于所发射颜色的阈值。为了能够保持该绝对暗光驱动值尽可能低，优选的是，仅相似LED被布置在一个LED组中。

然而，在本发明一改进例中，每一个LED装置可以包括至少一个第一和至少一个第二LED组，LED组分别具有一种颜色的相似LED，并且第一LED组的颜色不同于第二LED组的颜色。在这个改进例中，将针对每个第一LED组的第一偏移值和针对每一个第二LED组的第二偏移值存储在偏移装置中。如果接着选择标称暗光驱动值（其被用于驱动第一LED组），则用第一偏移值补充第一标称暗光驱动值，从而启用第一LED组。如果使用第二标称暗光驱动值来驱动第二LED组，则将其用第二偏移值补充并启用第二LED组。由此，可以选择性地以最小暗光来启用具有第一颜色的第一LED组，或者同样以最小暗光来启用具有第二颜色的第二LED组，在启用期间其确保具有第一颜色或具有第二颜色的所有LED都被启用。

在本发明一优选改进例中，LED装置相应地包括：具有白色LED的白色LED组、具有红色LED的红色LED组、具有绿色LED的绿色LED组以及具有蓝色LED的蓝色LED组。在这个改进例中，所有白、红、绿或蓝LED组由此可以按暗光模式以最小亮度来操作。

在本发明一优选构造中，该供电装置被形成为PWM电源单元，就是说，通过脉冲宽度调制来控制供电的电源单元。利用这种类型的供电装置，尤其在极低功率下，由于所使用的信号波形，出现操作中恒定但分析上不可预测的变化。这些变化利用单独的偏移值来补偿，以使它们不仅补偿LED装置中的变化，而且补偿照明单元中的变化。

在本发明一特别优选构造中，该照明装置被形成为航空器内部照明部件。在这种构造中，本发明的优点表现得尤其好，因为为了使得乘客感觉安全，重要的是，例如，当航空器内部照明部件接通时，其不会不可靠地并且具有工厂霍尔效应地接连启用，而是作为整体启用。

本发明还涉及一种用于操作如上所述或根据权利要求1至7中的一项所述的照明装置的方法，其中，该控制装置以共同标称暗光驱动值来驱动该至少两个照明单元，每一个照明单元通过偏移装置根据该标称暗光驱动值和偏移值来导出绝对暗光驱动值，并将其发送至供电装置，以使相似LED组在暗光模式中操作，并且相似LED组的所有LED同时启用。

在本发明一优选改进例中，偏移值基于测量来确定。在这种情况下，照明单元中的一个LED组的多个LED的行为以度量学方式被记录。通过这个过程，由此考虑了LED组中的LED的行为和照明单元中的所指配供电装置的行为两者。测量共同暗光驱动值，具体来说，测量最小暗光驱动值，所测量的暗光驱动值是用来启用该LED组的所有LED的最小暗光驱动值。该偏移值根据该共同暗光驱动值来确定。优选的是，该偏移被确定为使得绝对暗光驱动值的导出至少或精确地导致共同暗光驱动值。

特别优选的是，该度量学方式记录通过摄像机来执行，暗光驱动值不断地增加，并且当前暗光驱动值形成用于启用该LED组的所有LED的共同暗光驱动值，这些LED的状态通过摄像机来监测。

本发明的其它特征、优点以及效果可以在本发明的优选示例性实施例的下列描述中找到。

附图说明

图1示出了作为本发明第一示例性实施例的照明装置的示意性框图；

图2a、2b、2c按和图1相同的表述示出了用于说明用于确定针对图1中的照明装置的偏移值的方法的示意性例示图；

图3按和图1相同的表述示出了作为本发明第二示例性实施例的照明装置；

图4按和图3相同的表述示出了本发明第二示例性实施例的变型例；

图5示出了用于说明用于确定偏移值的方法的图。

具体实施方式

相同或彼此对应的部件和值被设置有相同或对应标号。

图1按示意框表述示出了形成为航空器内部照明部件的照明装置1。该照明装置1包括多个n个照明单元2，每一个照明单元2都被指配具有至少一个LED组4的LED装置，LED组4包括多个单独的LED5。而且，每一个照明单元2包括供电装置6，其构成LED装置3的能量供应。

LED装置3例如分布在航空器内部，并且被用于照明客舱。一个LED组4的所有LED5具有相同设计和/或具有相同颜色。在图1所示照明装置1中，所有LED组4以彼此相同的设计形成。

照明装置1包括控制装置7，其将标称暗光驱动值Dnom发送至照明单元2。一方面，该标称暗光驱动值Dnom可以是数值控制值，例如，1，或者是数字指令。通过该标称暗光驱动值Dnom，照明单元2被指令以使得LED组4应当进入暗光模式。

暗光模式旨在意味着以最小亮度启用LED组4的LED5，但该LED组4的所有LED5都被启用。

已经发现，结构性单元2中的电子装置（具体来说，供电装置6）和LED组4的LED5由于组件和生产在暗光模式下有差异。

图5示出了示意图，针对供电装置6的暗光驱动值0按任意单位标绘在X轴上，而亮度L标绘在Y轴上。在该图形中，通过示例的方式，标绘了三个特性曲线8a、8b、8c，其被指配给具有相同设计的三个LED组4和它们的供电装置6。如可以从图8a、8b、8c看出，第一LED组4已经开始按共同暗光驱动值Dg_l16发光，第二LED组4开始按共同暗光驱动值Dg_220发光，而第三LED组4开始按共同暗光驱动值Dg_n24发光。共同暗光驱动值Dg是指所指配LED组4的所有LED5一起发光的最小暗光驱动值D。

例如，如果图1中的LED组4现在以值18作为Dnom来驱动，则一个LED组4将发光，而其它LED组4仍保持停用。在操作期间，例如，在启用暗光模式时的航空器内部，这意指仅仅一些照明单元2将初始地发光，而其它照明单元不开始发光，直到亮度更高为止。这种效应还已知为工厂霍尔效应，并且其导致航空器内部的不均匀照明。

为了避免这种效应，照明装置1具有偏移装置9，其被形成为利用偏移值O_1...O_n将标称暗光驱动值Dnom转换成绝对暗光驱动值Dabs_1...Dabs_n，该绝对暗光驱动值Dabs_1...Dabs_n对于每LED组单独地形成，并且被选择为使得根据绝对暗光驱动值Dabs_1...Dabs_n来启用所指配LED组4。

在第一另选例中，该标称暗光驱动值Dnom作为数字指令发送，偏移装置9解释该指令，并且发送相应的共同暗光驱动值Dg作为针对LED组4的绝对暗光驱动值Dabs_1...Dabs_n，就是说，例如，其针对曲线8a的LED组4发送值16，针对曲线8b的LED组4发送值20，以及针对曲线8c的LED组4发送值24。

在第二另选例中，发送小于最小共同暗光驱动值的值（例如，14）作为标称暗光驱动值Dnom，以使针对曲线8a的偏移值为2，针对曲线8b的偏移值为6，而针对曲线8c的偏移值为10。由此，该绝对暗光驱动值Dabs通过将标称暗光驱动值与偏移值相加来计算。

结合图2a、2b、2c公开了确定偏移值或者确定共同暗光驱动值Dg。这些图分别示出了具有指配供电装置6的照明单元2，偏移装置9已经停用或省略。视场覆盖LED组4的摄像机10被布置在右手侧。在第一测量的范围中，供电装置6的驱动值D不断增加直到LED组4的所有LED5发光为止。

在图2a中，LED5被表示为停用，在图2b中，总计9个LED中的四个已经发光，而在图2c中，所有LED5发光，图2c中的暗光驱动值D对应于共同暗光驱动值Dg。

通过这种测量方法，包括LED组4和供电装置6的照明单元2可以在制造之后测量，并且偏移值O_1、O_n可以被存储为针对任何硬件容差和LED容差的修正值，并且在如图1中说明的操作期间使用。

图3示出了作为本发明第二示例性实施例的照明装置1。该照明装置1在每一个LED装置3中包括四个LED组4a、4b、4c、4d：仅具有白色LED5的第一LED组4a、仅具有红色LED5的第二LED组4b、仅具有绿色LED5的第三LED组4c、以及仅具有蓝色LED5的第四LED组4d。为了向LED组4a-4d供电，它们经由四条平行线路连接至供电装置6，以使得可以按每LED组单独地调节供电电压和/或电流。

针对暗光模式，控制装置7向每一个照明单元2发送四个标称暗光驱动值Dnom_w、Dnom_r、Dnom_g以及Dnom_b，它们根据索引被指配给这四个LED组4a-4d。在偏移装置9中，针对每一个LED装置3或者照明单元2，并且针对每一个LED组4a-4d，存储可选择偏移值O_1_w、O_1_r、O_1_g以及O_1_b，或者针对每另一第n个LED装置3或者第n个照明单元2，存储O_n_w、O_n_r、O_n_g以及0_n_b，偏移装置9基于标称暗光驱动值和所存储的偏移值生成绝对暗光驱动值Dabs_1_w、Dabs_1_r、Dabs_1_g以及Dabs_1_b，或Dabs_n_w、Dabs_n_r、Dabs_n_g以及Dabs_n_b，并将其发送至供电装置6，以使全部n个LED装置3或n个照明单元2中的四个LED组4在处理期间可靠地启用。例如，如果输入的Dnom_w由此被发送至所有照明单元2，则全部n个照明单元2的LED组4a在处理期间同时且可靠地进入暗光模式。

图4表示了图3中的示例性实施例的变型例，其中，代替单独的标称暗光驱动值Dnom，仅一个亮度值和一个颜色值被发送，该偏移装置9被形成为使得基于这两个参数和所存储的偏移值O_1_w、O_1_r、O_1_g以及O_1_b生成四个绝对暗光驱动值Dabs_l_w、Dabs_1_r、Dabs_1_g以及Dabs_1_b，其允许在处理期间可靠地接通四个LED组4a-4d。

照明装置1的维修友好性被特别强调，因为万一照明单元2中出现问题，有缺陷的照明单元2可以被容易地更换，并且因为必要的偏移值O被存储在新的照明单元2中，所以可以使用该照明单元2，而不需要进一步校准。

标号列表

Claims (10)

1.一种照明装置（1），该照明装置具有：

至少第一和第二照明单元（2），其中，每一个照明单元（2）包括LED装置（3）和用于向该LED装置（3）供电的供电装置（6），每一个LED装置（3）包括具有多个LED（5）的至少一个LED组（4、4a、4b、4c、4d），并且该LED装置的LED组（4、4a、4b、4c、4d）是相似的，

控制装置（7），用于以共同标称暗光驱动值（Dnom）来驱动至少两个照明单元（2），该标称暗光驱动值（Dnom）按使照明单元（2）的相似LED组（4）按暗光模式操作的方式来驱动所述照明单元（2），

其特征在于该照明装置包括：

偏移装置（7），该偏移装置（7）被形成为使得利用偏移值（O_1、O_n）从标称暗光驱动值（Dnom）导出针对每一个相似LED组（4）的绝对暗光驱动值（Dabs_1、Dabs_n），该偏移值（O_1、O_n）被选择性地指配给LED组（4）并且被选择为使得该LED组（4）通过绝对暗光驱动值（Dabs_1、Dabs_n）启用。

2.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，至少一个LED组（4）在以中性偏移值（O_1、O_n）操作期间停用。

3.根据前述权利要求1和2中的一项所述的照明装置（1），其特征在于，LED组（4）包括具有一种LED颜色的相似LED（5）。

4.根据权利要求3所述的照明装置（1），其特征在于，该LED装置（3）相应地包括至少一个第一（4a）和至少一个第二（4b）LED组，所述LED组（4a、4b）分别包括一种颜色的相似LED（5），并且第一LED组（4a）的颜色不同于第二LED组（4b）的颜色，该偏移装置（7）具有针对每个第一LED组（4a）的第一偏移值（O_1_w、O_n_w）和针对每个第二LED组（4b）的第二偏移值（O_l_r）。

5.根据权利要求3和4中的一项所述的照明装置（1），其特征在于，该照明装置（2）相应地包括：具有白色LED（5）的白色LED组（4a）、具有红色LED（5）的红色LED组（4b）、具有绿色LED（5）的绿色LED组（4c）以及具有蓝色LED的蓝色LED组（4d）。

6.根据前述权利要求中的一项所述的照明装置（1），其特征在于，该供电装置（6）被形成为PWM电源单元。

7.根据前述权利要求中的一项所述的照明装置（1），其特征在于，该照明装置（1）被形成为航空器内部照明部件。

8.一种用于操作根据前述权利要求中的一项所述的照明装置（1）的方法，其特征在于，控制装置（7）以标称暗光驱动值（Dnom）来驱动至少两个照明单元（3），每一个照明单元（3）根据标称暗光驱动值（Dnom）和偏移值（O）来导出绝对暗光驱动值（Dabs），并将其发送至供电装置（6），以使得相似LED组（4）按暗光模式操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该照明单元（2）中的多个LED组（4、4a、4b、4c、4d）中的一个的共同暗光驱动值（Dg）以度量学方式来记录，并且该LED组（4、4a、4b、4c、4d）的偏移值（O）根据该共同暗光驱动值（Dg）来确定，该共同暗光驱动值（Dg）是用来启用该LED组（4、4a、4b、4c、4d）中的所有LED（5）的最小暗光驱动值（D）。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该度量学方式记录通过摄像机（10）来执行。

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