CN114097306A - 用于运行发光二极管模块的方法和发光二极管模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行发光二极管模块(1)的方法，其中，发光二极管模块(1)包括至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)，这些发光二极管共同形成能调节的颜色点的色域并且借助于驱动器装置(5)通过操控信号(6)被操控，其中，调整分别用于运行所述至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)的电流强度，以便调节所述色域的预设的角点，从而提供预设的色域。本发明还涉及一种发光二极管模块(1)。

Description

用于运行发光二极管模块的方法和发光二极管模块
本发明涉及一种用于运行发光二极管模块的方法和一种发光二极管模块。
在发光二极管的制造过程中，由于发光二极管的半导体结构参数的波动导致光学特性的变动。这尤其以发光二极管的不同发射光谱和不同的质心波长的形式表现出来。
为了产生大量不同的颜色印象，通常将三个发光二极管相互组合。在这种情况下，由红色、绿色和蓝色的发光二极管发出的光形成(或者说撑开)一个色域。通过加色混合可以实现该色域内的所有颜色点并且生成所属的颜色印象。但如果发光二极管的质心波长发生变化，则由发光二极管提供的色域也发生变化。
由专利文献DE 10 2008 025 865 A1已知一种用于运行由多个不同颜色的发光二极管构成的发光二极管模块的方法，这些发光二极管能够由操控电路通过操控信号来操控，其中，操控电路具有至少一个EPROM，操控信号可从该EPROM被调用，其中，用于发光二极管模块的光控制的色彩空间的参数存储在EPROM中，并且存储在EPROM中的数据由电子设备读出并且用于计算必要的颜色分量，各个单独的发光二极管的所有必要的颜色分量被计算。
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于运行发光二极管模块的方法和一种发光二极管模块，其中，即使在发光二极管的发射特性波动的情况下也可以提供预设的色域。
该技术问题按照本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求6的特征的发光二极管模块解决。本发明的有利的设计方案由从属权利要求给出。
尤其提供一种用于运行发光二极管模块的方法，其中，发光二极管模块包括至少三个不同颜色的发光二极管，这些发光二极管共同形成能调节的颜色点的色域并且借助于驱动器装置通过操控信号被操控，其中，调整分别用于运行所述至少三个不同颜色的发光二极管的电流强度，以便调节所述色域的预设的角点，从而提供预设的色域。
此外提供一种发光二极管模块，其包括至少三个不同颜色的发光二极管，这些发光二极管共同形成能调节的颜色点的色域，所述发光二极管模块还具有驱动器装置，该驱动器装置设计为通过操控信号(或者说控制信号)操控所述至少三个发光二极管，其中，分别用于运行所述至少三个不同颜色的发光二极管的电流强度被调整，以便调节所述色域的预设的角点，从而能够提供预设的色域。
所述方法和所述发光二极管模块能够实现补偿制造过程中的波动和由此引起的发光二极管的发射特性的波动。这通过改变或调整用于运行发光二极管的电流强度来实现。通过改变电流强度，发射光谱发生变化，并且尤其质心波长发生变化，所述质心波长也可以称为主波长。如果电流强度例如从通常的20mA变为三倍即60mA，则质心波长改变大约5nm。该效果用于调整由至少三个发光二极管形成的色域。针对所述至少三个发光二极管中的每一个，单独地选择或调整电流强度，从而调节形成用于效仿预设的色域分别所需的质心波长。
由于制造过程，总是出现发射特性中的上述波动。因此，发光二极管的制造商通常在制造之后对发光二极管进行测量并且按照各自的质心波长根据特定的波长范围进行分类(英文：“bins”)。随后，针对这些波长范围分别销售发光二极管。因此通过所描述的方法和所描述的发光二极管模块可以使用更多数量的这些波长范围，由此使得供应增加并且可以节省成本。
尤其使用三个发光二极管，其中，一个红色的发光二极管(波长范围为580-650nm)、一个绿色的发光二极管(波长范围为500-560nm)和一个蓝色的发光二极管(波长范围为430-480nm)相互组合成发光二极管模块。
色域表示色彩空间中的能够由发光二极管模块通过加色混合被再调整的区域。该区域例如可以借助于CIE色度图(CIE1931)来说明。
例如可以根据经验来确定发光二极管的发射特性、尤其是质心波长与电流强度的相关性。备选地或附加地，也可以通过模拟来计算该相关性。
发光二极管尤其通过脉冲宽度调制来操控。被脉冲宽度调制的脉冲由驱动器装置提供。通过脉冲的电流强度、即幅度来确定或调整相应的发光二极管的质心波长。发射的光的强度由驱动器装置通过脉冲的脉冲宽度来控制，从而通过加色混合实现色域内的希望的颜色点。
驱动器装置可以设计为硬件和软件的组合，例如设计为在微控制器或微处理器上执行的程序代码。
在一种实施方式中规定，电流强度分别借助于串联电阻器来调整。这是所述方法和发光二极管模块的在耗费方面特别简单的实现方式，因为只需要调整串联电阻器，但其余的操控可以被保持。由此可以将耗费和成本保持得较低。根据用于质心波长的目标波长，计算为实现目标波长所需的电流强度。随后，根据可用的工作电压选择用于相应的发光二极管的合适的串联电阻器并且将其安装在发光二极管模块中。
在一种实施方式中规定，所述电流强度借助于所述驱动器装置来调整，其中，驱动器装置为此相应地调整所述操控信号。为此，驱动器装置尤其调整被脉冲宽度调制的脉冲的幅度。这可以实现灵活的调整。也可以不费事地在较晚的时间点重新调整，因为只需要改变驱动器装置中的所属参数。
可以规定，该调整在发光二极管模块首次投入运行之前进行，但随后不再进行另外的调整或重新调整。但也可以规定，在发光二极管模块的持续运行期间进行调整。
在一种实施方式中规定，由对电流强度的调整分别引起的强度改变分别通过调整所述操控信号来补偿。由此可以使总强度保持恒定。尤其相应地调整被脉冲宽度调制的脉冲的脉冲宽度。简单来说，在强度增大的情况下减小脉冲宽度，与此相反在强度减小的情况下增大脉冲宽度。在这种情况下尤其可以规定，对脉冲宽度的调整如此进行，使得在驱动发光二极管时的有效电流强度保持恒定。
在一种实施方式中规定，检测和/或获得针对所述至少三个发光二极管中的每个发光二极管的至少一个发射特性，其中，分别基于检测到的和/或获得的至少一个发射特性确定调整后的电流强度的值。由此可以在使用前将发光二极管模块调节到预设的色域。例如可以规定，应该组成发光二极管模块的发光二极管的制造商例如以数据页或电子文件的形式针对每个发光二极管提供发射特性、尤其质心波长。随后在实施所述方法时使用这些发射特性、尤其质心波长来计算和调整用于运行相应的发光二极管的电流强度。如果电流强度已被调整，则可以将该发光二极管模块安装在最终使用地点处。例如可以规定，驱动器装置具有存储器，在将发光二极管模块布置在最终使用地点处或最终使用地点中之前，将发射特性存储在该存储器中。驱动器装置基于所存储的发射特性计算调整后的电流强度并且将其存储在存储器中。驱动器装置随后提供分别计算出的电流强度。
关于发光二极管模块的设计方案的特征由对所述方法的设计方案的描述得出。在这种情况下，发光二极管模块的优点分别与所述方法的设计方案中的优点相同。
以下结合附图根据优选实施例对本发明进行更详细的阐述。在附图中：
图1示出发光二极管模块的实施方式的示意图；
图2示出用于运行发光二极管模块的方法的实施方式的示意图。
在图1中示出发光二极管模块1的实施方式的示意图。发光二极管模块1包括三个不同颜色的发光二极管2、3、4和驱动器装置5。
不同颜色的发光二极管2、3、4分别具有提供红光、绿光和蓝光的质心波长。发光二极管2在红色波长范围内发出辐射，即所属的质心波长处于580-650nm的范围内；发光二极管3在绿色波长范围内发出辐射，即所属的质心波长处于500-560nm的范围内；并且发光二极管4在蓝光波长范围内发出辐射，即质心波长处于430-480nm的范围内。发光二极管2、3、4或者说各自的质心波长共同形成一个色域。
驱动器装置5设计为通过操控信号6操控发光二极管2、3、4。操控信号6在此包括由幅度和脉冲宽度定义的被脉冲宽度调制的脉冲。
在此规定，分别用于运行发光二极管2、3、4的电流强度被调整，以便调节色域的预设的角点，从而提供预设的色域。例如可以规定，发光二极管2的质心波长必须被移动3nm，以便能够提供预设的色域。相应地，被脉冲宽度调制的脉冲的用于驱动该发光二极管2的电流强度或幅度被提高足够的程度。在该示例中还可以规定，发光二极管3的质心波长必须减小2nm。相应地，被脉冲宽度调制的脉冲的用于驱动该发光二极管3的电流强度或幅度被减小足够的程度等等。通过移动质心波长，形成的色域的角点也移动，因此色域相应地改变并且由此可以至少接近预设的色域。
在提供预设的色域之后，通过调节分别用于驱动发光二极管2、3、4的脉冲的脉冲宽度来调节形成色域内的预设的或希望的颜色点。例如通过颜色点信号8将预设的或希望的颜色点告知驱动器装置5。由此可以调节形成由发光二极管2、3、4分别发射的强度。分别需要的强度由驱动器装置5计算并且通过被脉冲宽度调制的操控信号6的脉冲宽度确定。通过分别由发光二极管2、3、4发射的电磁辐射的加色混合实现希望的颜色点。
可以规定，分别借助于串联电阻器7调整电流强度。相应的串联电阻器7在此如此选择和布置，使得基于电源电压或信号电压实现分别预设的电流强度或者分别预设的脉冲幅度。在图1所示的实施方式中，串联电阻器7串联连接在驱动器装置5和发光二极管2、3、4之间的相应的信号路径中。
备选地可以规定，电流强度借助于驱动器装置5被(主动)调整，其中，驱动器装置5为此相应地调整操控信号6、尤其是被脉冲宽度调制的脉冲的幅度。
还可以规定，由对电流强度的调整分别引起的强度改变分别通过调整操控信号来补偿。尤其地，在这种情况下为此调整被脉冲宽度调制的脉冲的脉冲宽度。例如可以规定，脉冲宽度由驱动器装置分别如此调整，使得有效电流强度保持相同。
还可以规定，检测和/或获得针对三个发光二极管2、3、4中的每一个的至少一个发射特性9，其中，分别基于检测到的和/或获得的至少一个发射特性9确定调整后的电流强度的值。尤其地，驱动器装置5可以获得、尤其接收相应的发光二极管2、3、4的质心波长作为发射特性9。质心波长例如由发光二极管2、3、4的制造商测量并且以数据页的形式提供。基于接收到的发射特性9，驱动器装置5例如通过与预设色域的角点的波长进行比较来确定调整后的电流强度。
图2示出用于运行发光二极管模块的方法的实施方式的示意图。
在方法步骤100中提供预设的色域或者其三个角点。这通过例如由驱动器装置接收关于色域的三个角点的波长来实现。
在方法步骤101中获得三个发光二极管的发射特性。三个发光二极管覆盖应该形成所述色域的红、绿、蓝三种颜色。获得的发射特性例如提取自发光二极管的制造商的技术数据页并且尤其包括由发光二极管发射的电磁辐射的相应的质心波长或主波长。
在方法步骤102中，确定预设的色域的角点的波长与发光二极管的分别对应的质心波长之间的差。
在方法步骤103中，基于所确定的差确定用于驱动发光二极管的相应的电流强度或幅度。
在方法步骤104中，在一种备选方案中通过对串联电阻器进行选择和串联提供所确定的电流强度。在另一备选方案中，针对每个发光二极管所确定的电流强度的值被存储在驱动器装置中。驱动器装置接下来以根据存储的值的电流强度或幅度操控相应的发光二极管。
随后在方法步骤105中，计算用于驱动各个单独的发光二极管的操控信号的脉冲宽度，其中，这些脉冲宽度被选择为使得实现所形成的色域内的预设的或希望的颜色点。
在方法步骤105中可以规定，由对电流强度的调整分别引起的强度改变分别通过调整操控信号来补偿。尤其为此调整被脉冲宽度调制的脉冲的脉冲宽度。
发光二极管模块和所述方法的优点在于，即使所使用的发光二极管的发射特性由于制造公差而波动，也可以产生一致的颜色印象。由此，尤其当例如应用在机动车中时，可以与发光二极管的具体使用的批次无关地始终产生一个或多个相同的颜色印象。即使在使用多个发光二极管模块时，也可以在全部所使用的发光二极管模块上产生一致的颜色印象。由于发射特性、尤其质心波长可以在所述方法的范围内被调整，因此可以基于可用的发光二极管的较大的带宽而节省成本。
附图标记列表
1 发光二极管模块
2 发光二极管
3 发光二极管
4 发光二极管
5 驱动器装置
6 操控信号
7 串联电阻器
8 颜色点信号
9 发射特性
100-105 方法步骤

Claims (10)

1.一种用于运行发光二极管模块(1)的方法，其中，发光二极管模块(1)包括至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)，这些发光二极管共同形成能调节的颜色点的色域并且借助于驱动器装置(5)通过操控信号(6)被操控，其中，调整分别用于运行所述至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)的电流强度，以便调节所述色域的预设的角点，从而提供预设的色域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流强度分别借助于串联电阻器(7)来调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流强度借助于所述驱动器装置(5)来调整，其中，驱动器装置(5)为此相应地调整所述操控信号(6)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由对电流强度的所述调整分别引起的强度改变分别通过调整所述操控信号(6)来补偿。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测和/或获得针对所述至少三个发光二极管(2、3、4)中的每个发光二极管的至少一个发射特性(9)，其中，分别基于检测到的和/或获得的至少一个发射特性(9)确定调整后的电流强度的值。
6.一种发光二极管模块(1)，包括：
至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)，这些发光二极管共同形成能调节的颜色点的色域，和
驱动器装置(5)，其中，该驱动器装置(5)设计为通过操控信号(6)操控所述至少三个发光二极管(2、3、4)，
其中，分别用于运行所述至少三个不同颜色的发光二极管(2、3、4)的电流强度被调整，以便调节所述色域的预设的角点，从而能够提供预设的色域。
7.根据权利要求6所述的发光二极管模块(1)，其特征在于串联电阻器(7)，其中，所述串联电阻器(7)如此选择和布置，使得在操控发光二极管(2、3、4)时分别使用调整后的电流强度。
8.根据权利要求6所述的发光二极管模块(1)，其特征在于，所述驱动器装置(5)还设计为调整相应的电流强度。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的发光二极管模块(1)，其特征在于，所述驱动器装置(5)还设计为，由对电流强度的所述调整分别引起的强度改变分别通过调整所述操控信号(6)来补偿。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的发光二极管模块(5)，其特征在于，所述驱动器装置(5)设计为，获得针对所述至少三个发光二极管(2、3、4)中的每个发光二极管的至少一个发射特性(9)并且分别基于相应获得的至少一个发射特性(9)确定调整后的电流强度的值。
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