-
Ein
Verfahren zum Dimmen des von LED-Leuchten abgestrahlten Lichts ist
aus der
WO 2006/054230
A1 bekannt. Zum Verändern
des Farbeindruckes einer LED-Leuchte werden die Lichtabstrahlungen
von LED-Arrays in
den Grundfarben Rot, Grün
und Blau in variabler Intensität
einander überlagert.
Zum Dimmen erfahren diese einzelnen Grundfarben-Arrays unabhängig voneinander
eine Pulsweitenmodulation ihrer jeweiligen Arraystrom-Zeitspannen in lückenlos
aufeinanderfolgenden Arbeitsperioden gleicher Längen. Eine statt der üblicherweise
anzutreffenden Pulsweitenmodulation grundsätzlich auch mögliche frequenzmodulierte
Arrayansteuerung soll allerdings nicht näher offenbarte Rückwirkungen
auf die Arbeitsperioden-Längen
haben. Die, zu Beginn einer jeden Arbeitsperiode gleichzeitig einsetzenden,
Stromflusszeitspannen sind jedenfalls derart bemessen, dass jede
von ihnen stets kürzer als
die Arbeitsperiode ansteht, um gegen deren Ende, also im abgeschalteten
Zustand aller Arrays, einen Umgebungslicht-Istwert als Korrekturgröße für eine Lichtregelung
messen zu können.
Je kürzer
die jeweilige Array-Einschalt- oder Stromflusszeitspanne innerhalb
einer Arbeitsperiode ist, desto geringer ist das Stromintegral über deren
LEDs, desto geringer ist demzufolge die Helligkeit des mit diesem
Farbbeitrag abgestrahlten Lichts.
-
Damit
lässt sich
allerdings nur ein Dimmverhältnis
in der Größenordnung
1:1000 zwischen dunkel und hell erzielen. Das reicht nicht mehr
aus für
z. B. farbkonstant variable Dämmerungseindrücke (etwa
als zeitlich gestreckter Übergang
von Sternenhimmel zu Sonnenaufgang bei der Beleuchtung in einer
Fluggastkabine, vgl.
US
7,148,632 B2 ,
15) mit Gamut-Farbkorrektur
(Kompensation der Verschiebung zu wärmerer Lichtfarbe bei Übergang
auf geringere Helligkeit), wenn die RGB-Leuchtdiodenarrays schon
stark gedimmt arbeiten, also bei niedrigster damit einstellbarer
Helligkeit; dazu ist ein um wenigstens eine Größenordnung stärkeres Dimmverhältnis für noch geringere
Ansteuerung vor dem vollständigen
Abschalten anzustreben.
-
Denn
gerade die für
hochwertige, farbkonstante Beleuchtungseffekte erforderliche Gamut-Farbkorrektur
bedingt sehr kurze Stromflusszeiten über Leuchtdioden. Damit kann
dann kompensiert werden, dass die Farborte von LEDs innerhalb eines
Fertigungsloses variieren. Um nämlich
dennoch eine ganz bestimmte Grundfarbe zu erreichen, werden schon
beim Fertigungsabgleich oder später im
Betrieb (über
Fotodioden ausgeregelt) mit geringen Intensitäten die beiden anderen Grundfarben beigemischt,
die sich für
den jeweiligen Farbort aus dem in die CIE-Normfarbtafel (in den
auch sogenannten Farbschuh) einbeschriebenen Farbdreieck für die LEDs
ergeben. Beispielsweise wird ein garantierter Farbort „blau,
ungesättigt" Gamut-korrigiert
dadurch erzeugt, dass zusätzlich
zur Vollansteuerung (100%) der blauen LEDs die grünen LEDs
zu 5% und die roten LEDs zu 2% angesteuert werden. Um diesen Farbort
bei geringer Helligkeit, etwa gedimmt auf 1%, mit einem Ansteuer-Zyklus
von 3 ms darzustellen, ergibt sich für blau eine Einschaltzeit von
1% des vollen Zyklus, also 30 μs,
für grün 1% von
5% gleich 0,05% (1,5 μs)
und für
rot 1% von 2% gleich 0,02% (0,6 μs Stromfluss über die
roten LEDs).
-
LEDs
mit derart kurzen Pulsen zu bestromen, beschwört zahlreiche Probleme herauf.
So weisen diese kurzen Pulse Grundfrequenzen von einigen hundert
Kilohertz auf, was zu störenden
Interferenzen (EMI-Erscheinungen) mit Frequenzen führen kann,
welche bestimmten Funkdiensten zugeteilt sind (etwa dem Notruffunk
auf 200 kHz); zu kurze Abschaltzeiten behindern das Entladen der
Eigenkapazitäten
der LEDs; und mit preisgünstigen
Bauelementen können
keine hinreichend schnell schaltenden Stromsenken realisiert werden.
Schaltungstechnisch wäre
ein derart extremes LED-Dimmen nur noch mit sehr schnellen und deshalb
teuren Prozessoren hoher Kodierungstiefe für eine entsprechend feine Unterteilung
der Arbeitsperiode realisierbar, samt leistungsstarken Hochfrequenztransistoren
für die
Stromsenken in den R-, G- und B-Diodenreihenschaltungen, also mit
selten vertretbarem schaltungstechnischem Aufwand.
-
Originär nichts
mit diesen Problemen der für extreme
Dimmzustände
erforderlichen extrem kurzen Stromflusszeiten hat es zu tun, gemäß
DE 10 2005 054 541
A1 die Impulsbelastung zu Beginn einer jeden Arbeitsperiode
dadurch zu mindern, dass die drei Stromflusszeitspannen für die Grundfarben innerhalb
der jeweiligen Arbeitsperiode zeitlich gegeneinander versetzt auftreten.
Wenn infolge schwächeren
Dimmens, also hellerer Abstrahlung die Summe der einander nicht überlappenden
Zeiten der entsprechend längeren
Stromflusszeiten größer als
die Länge
einer Arbeitsperiode wird, müssen
die Stromflusszeiten einander allerdings doch wieder teilweise überlappen,
auch sie mit ihrem Rest in den Beginn der nächstfolgenden Arbeitsperiode
verlagert werden. Wenn dagegen bei nur kurzzeitigen Stromflüssen, entsprechend
schwach leuchtenden LEDs, ein unbestromter Periodenrest verbleibt,
kann die aktuelle Arbeitsperiode verkürzt werden, um dadurch das aktuelle
Stromintegral leicht zu vergrößern und
dadurch die Abstrahlhelligkeit geringfügig ansteigen zu lassen, worauf
das menschliche Auge besonders empfindlich reagiert. Eine schaltungstechnische
Problematik des Erreichens besonders kurzer Stromflußzeitspannnen
ist in dieser Publikation aber nicht thematisiert; und auch nicht,
dass visuell störende Stroboskopeffekte
auftreten können,
wenn gemäß dieser
Veröffentlichung
Farben derart sequentiell angesteuert werden, dass stets nur gerade
eine der Grundfarben leuchtet.
-
Nach
der
DE 10 2005
016 729 B3 findet jeweils ein hochfrequentes Choppen des
während
der Einschaltzeitspannen in den aufeinanderfolgenden Arbeitsperioden über die
Diode fließenden
Stromes statt. Je kürzer
die Einschaltzeitspanne innerhalb der Arbeitsperiode ist, desto
weniger Konstantstrompulse fließen über die
LED, desto geringer ist demzufolge die Helligkeit des abgestrahlten
Lichts. Die für Dämmerungseindrücke dann
erforderlichen noch kürzeren
Stromflusszeiten lassen sich aber, wie oben ausgeführt, mit
vertretbarem Aufwand nicht ohne weiteres realisieren.
-
Vorliegender
Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, auch noch
bei sehr feinfühlig
variierbaren extrem lichtschwachen Dimmeinstellungen einerseits
hohe Momentanströme
und andererseits diskret aufeinanderfolgende Einfarbenansteuerungen
möglichst
weitgehend zu vermeiden.
-
Diese
Aufgabe ist durch die im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen
Merkmale gelöst. Danach
ist ein Ansteuer-Zyklus für
die LEDs vorgesehen, der gewissermaßen einer überlagerten niederfrequenten
Frequenzmodulation unterworfen wird; wobei die innerhalb der Arbeitsperioden
auftretenden, variablen Stromfluss-Zeitspannen über die drei LED-Farben möglichst
gegeneinander versetzt einsetzen, nämlich ab Periodenbeginn, um
die Periodenmitte herum und vor dem Periodenende.
-
Solche
Verschachtelung vermeidet visuell störende Stroboskopeffekte, wie
sie auftreten können,
wenn Farben derart sequentiell angesteuert werden, dass stets nur
gerade eine der Grundfarben leuchtet; bzw. allgemein, wenn Licht
mit sehr niedriger Frequenz (wesentlich unter 100 Hz) erzeugt wird.
-
Und
infolge Verlängerung
des Zyklus verringert sich, trotz nicht weiter verkürzter Stromfluss-Zeitspanne,
das Stromintegral über
dem Zyklus, also ohne für
die damit eintretende weitere Verringerung der Abstrahlung der LEDs
das Tastverhältnis
der Arbeitsperiode weiter verringern zu müssen. Für weiteres Abdimmen müssen somit
die Stromflusszeitspannen nicht noch weiter verkürzt werden.
-
Besonders
vorteilhaft wird Letzteres dadurch realisiert, dass der Zyklus unterteilt
wird in eine Arbeitsperiode mit zeitlich begrenztem Stromfluss und wenigstens
eine sich stromlos anschließende,
hier sogenannte Leerperiode.
-
Die
stromlose Leerperiode im (Gesamt-)Zyklus, also zwischen zwei durch
eine Leerperiode voneinander distanziert aufeinander folgenden Arbeitsperioden,
kann zu noch feinstufigerer Dimmung auch ihrerseits variiert werden,
etwa durch Aufeinanderfolge einer unterschiedlichen Anzahl von Leerperioden gleicher
Länge und/oder
durch Längenvariationen der
Leerperioden.
-
Um
bei einer Änderung
der Anzahl oder der Länge
der Leerperioden in einem Zyklus einen Farbumschlag und einen Helligkeitssprung
zu vermeiden, erfolgt dieses Umschalten zweckmäßigerweise gerade am Ende eines
Zyklus aus Arbeitsperiode und Leerperioden. Außerdem kann die Pulsdauer in den
einzelnen LED-Arrays auf vorübergehend
konstantes Zyklus-Stromintegral eingestellt werden, um in diesem
Moment keinen Sprung im Stromintegral, also keine Helligkeitsschwankung
und keinen abrupten Farbumschlag auftreten zu lassen.
-
Schließlich kann
auch die Länge
der Arbeitsperioden, in denen die Strompulse konstanter Länge auftreten,
in den aufeinanderfolgenden Zyklen variiert werden, um das die Helligkeit
der Abstrahlung bedingende Stromintegral über dem Zyklus zu beeinflussen,
ohne die Stromfluss-Zeitspannen zum weiteren Herabdimmen noch weiter
verkürzen
zu müssen.
-
Entscheidend
ist also insoweit, dass die kürzeste
in Bipolartechnik für
die Stromsenken und mit einem Prozessor vertretbarer Kodierungstiefe
noch problemlos bewältigbare
Stromfluss-Zeitspanne zu weiterem Abdimmen nicht noch weiter verkürzt werden
muss, sondern dann konstant bleiben kann, weil nun der Zyklus nach
Art einer überlagerten
Frequenzmodulation verlängert
wird. Jetzt wird der resultierende Stromfluss über die Variation der Zyklus-Längen für die Diodenarrays
geändert,
insbesondere noch weiter vermindert, ohne die Stromfluss-Zeitspanne selbst
verändern
und insbesondere weiter reduzieren zu müssen.
-
Das
erübrigt
eine Erhöhung
der Kodierungstiefe des die Stromsenken der Arrays ansteuernden Prozessors
zu feinerer Stufung der Stromfluss-Zeitspannen hin und führt damit
auch zu keiner höherfrequenten
Ansteuerung der Stromsenken selbst, weshalb die eingeführte Hardwaretechnologie
trotz wesentlich vergrößerten Dimmverhältnisses
weiter verwendbar bleibt.
-
Dadurch
werden Lichtauflösung
und Farbort-Gamut (die dargestellte Kompensation von Farbort-Verlagerungen
in einer LED durch minimale Stromflussveränderungen in den anderen beiden LEDs)
visuell spürbar
verbessert. Das dafür
erforderliche und erfindungsgemäß erreichte
Dimmverhältnis von
wesentlich größer als
1:10.000, das in analoger Schaltungstechnik nicht erreichbar wäre, ermöglicht so
eine hohe Helligkeitsdynamik bei Gewährleistung großer Farborttreue
bis hin zu niedrigsten Helligkeiten der Lichtabstrahlung, bei denen
das, auf die momentan relativ hellste Farbe adaptierende, menschliche
Auge besonders farbempfindlich reagiert.
-
Zusätzliche
Alternativen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben
sich aus den weiteren Ansprüchen
und, auch hinsichtlich deren Vorteilen, aus nachstehender Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
zum Verwirklichen des erfindungsgemäßen Verfahrens. in der Zeichnung
zeigt
-
1 ein
vereinfachtes Schaltbild für
individuelle Farbansteuerung einer Leuchte mit LED-Arrays in den
drei Grundfarben rot, grün
und blau,
-
2 Zeitdiagramme
einer Ansteuerung der Arrays nach 1 mit Zyklen
aus abwechselnden Folgen von Arbeits- und Leerperioden untereinander gleicher
Längen
für stark
herabgedimmten Leuchtenbetrieb,
-
3 eine
Variation der Ansteuerung nach 2 durch
variable Längen
von Leerperioden, insbesondere für
farbkorrigierbaren gleitenden Helligkeitsübergang zwischen ganz abgeschaltetem
und nur minimal eingeschaltetem Leuchtenbetrieb, und
-
4 im
Gegensatz zu 2 und 3 variable
Längen
der Arbeitsperioden zur Variation der Stromintegrale, hier ohne
Einschieben von Leerperioden.
-
Die
in 1 symbolisch skizzierte Leuchte 11 weist
je ein individuell helligkeitssteuerbares Array 12 (12r, 12g und 12b)
von Serienschaltungen rot, grün
und blau abstrahlender Leuchtdioden 13 auf; nicht berücksichtigt
ist in dieser Skizze, dass zur Farb-Feinkorrektur bzw. zur Beeinflussung
der Farbsättigung
zusätzlich
ein ebenfalls helligkeitssteuerbares Weißlichtarray aus an sich blau
strahlenden aber mit Phosphor kaschierten LEDs zweckmäßig ist.
Jedes Array 12 liegt an einer Versorgungsspannung 14 (von
typisch 55 Volt) gegen Gerätemasse 15,
zu letzterer hin über
eine Konstantstromsenke 16 in Form eines bipolaren Transistors
in Emitterschaltung mit seinem Emitterwiderstand 17.
-
Ein
handelsüblicher
Mikro-Prozessor 18 mit einer Kodierungstiefe von typisch
2 exp 4 = 16 bit Zeitauflösung
innerhalb einer Arbeitsperiode Ta schaltet jeweils über eine
Zeitspane tr, tg, tb hinweg die Transistoren der Konstantstromsenken 16 unabhängig voneinander
durch. Die Länge
dieser individuellen Stromfluss-Zeitspannen t bestimmt jeweils über das
zyklische Stromzeitintegral die resultierende Arraystromstärke und
somit die Intensität
(Helligkeit) der zugehörigen
roten, grünen
und blauen einander überlagerten
Farbabstrahlungen. Diese aktuelle Farbmischung aus den drei Arrays 12 ergibt
die von der Leuchte 11 abgegebene Lichtfarbe. Die gerade
erwünschte
Farbmischung und deren Intensität wird
von einem übergeordneten,
externen Steuersignal 19 für die einzelnen Stromfluss-Zeitspannen
t bestimmt.
-
Insoweit
eine temperatur- bzw. stromabhängige
Farbortdrift zu erwarten ist (wie insbesondere bei rot und bei grün abstrahlenden
Leuchtdioden 13r, 13g), ist in der Programmierung
des Prozessors 18 oder im externen Signal 19 eine
angepasste Gamut-Farbortkorrektur durch minimale Variation von Zeitspannen
t vorgegeben.
-
Um
das Stromintegral im jeweiligen Array 12 zu reduzieren,
kann die Stromfluss-Zeitspanne
t innerhalb einer Arbeitsperiode Ta, die typischerweise entsprechend
einer Wiederholfrequenz von 333 Hertz 3 Millisekunden lang ist,
schrittweise verkleinert werden. Für eine große Auflösung, also für kleine Schrittweiten,
muss die Arbeitsperiode Ta entsprechend fein unterteilt sein, der
Prozessor 18 also eine entsprechend hohe Kodierungstiefe
zur Vorgabe auch sehr kurzer Zeitspannen t aufweisen, was ihn stark
verteuert. Eine derart schmalpulsige Ansteuerung der Stromsenken 16 würde auch
für den
Betrieb von Konstantstrom-Transistoren in der preiswerten Bipolartechnologie
zu hochfrequent werden.
-
Deshalb
wird spätestens
dann auf eine Frequenzmodulation (etwa gemäß 2) aller
momentan eingestellten Stromintegrale einer Arbeitsperiode Ta umgeschaltet,
wenn in wenigstens einem der Arrays der Stromfluss t – insbesondere
mangels prozessorabhängig
feinerer Auflösung – nicht
weiter verkürzt
werden soll. Es werden nun die aktuell anstehenden – aber im
Rahmen der gegebenen Prozessor-Kodierungstiefe weiterhin individuell
veränderbaren – Array-Stromintegrale
für ein
zusätzliches,
nämlich
noch stärkeres
Dimmen weiter herabgesetzt, indem auf eine Arbeitsperiode Ta (wenigstens)
eine stromlose Leerperiode To, also zunächst noch keine erneute Ansteuerung
von Stromsenken 16 folgt, ehe mit Zeitablauf eines Ansteuer-Zyklus
von nun Z = Ta + To wieder eine Arbeitsperiode Ta mit Stromfluss-Zeitspanne
t einsetzt. Da so das zeitliche Stromflussintegral, auch bei während der
Arbeitsperiode Ta nicht veränderter
Stromflusszeitdauer t, über den
verlängerten
Zyklus Z insgesamt absinkt, reduziert sich die abgestrahlte Helligkeit,
ohne etwa hierfür
im Prozessor 18 die Kodierungstiefe vergrößern zu
müssen.
Gegenüber
dem bisher stärksten
erreichbaren Dimmen von etwa 0,1% bedeutet das eine um wenigstens
den Faktor 10 gesteigerte Auflösung des Stromflusses über die
Arrays 12 und deshalb auch verbesserte Möglichkeiten
der Lichtortbeeinflussung sogar noch bei extrem kleinen Dimm-Werten.
-
Darüber hinaus
können
gemäß 3,
zu weiterer Variation von Zykluslängen Z' und damit des resultierenden Stromintegrals
ohne Beeinflussung der Zeitspannen t, die Leerperioden To verändert (verkürzt und
verlängert)
werden. Das ergibt bei gleichbleibender Kodierungstiefe eine weiter
verfeinerte Rasterung des Stromflussintegrals und dadurch eine Steigerung
des Lichtfarbeindruckes gerade bei niedrigsten Helligkeiten.
-
Wenn
die Leerperioden To zu Null geschrumpft sind, kann zur Variation
der Stromintegrale auch ohne Änderung
der Zeitspannen t immer noch eine Beeinflussung der Längen der
nun unmittelbar aufeinander folgenden und dadurch bereits die Zyklus-Längen Z ausmachenden, im Vergleich
zu den Zeitspannen t sehr niederfrequenten Arbeitsperioden Ta aus
dem Prozessor 18 heraus erfolgen, wie in 4 skizziert.
Ein fließender
Wechsel der Ansteuerung nach 3 auf diejenige
nach 4 ermöglicht wegen
der zunehmend feiner resultierenden Stromrasterung gewissermaßen einen
dynamischen Übergang
von niedriger auf niedrigste Helligkeit unter Kompensation der sonst
dabei auftretenden Farbortverschiebungen in den Abstrahlungen der
einzelnen Arrays 12, bis schließlich in den ganz abgeschalteten Zustand
der Lichtabstrahlung hinein – ohne
dass dafür
die Funktionsgrenzen des Prozessors 18 überbeanspruchende, da frequenzkritisch
kurze, Stromfluss-Zeitspannen t erforderlich wären.
-
Eine
andererseits hellere Abstrahlung aus der Leuchte 11, also
weniger starke Dimmung, ist für den
Betrieb des Prozessors 18 wegen der dann verlängerten
Stromfluss-Zeitspannen t unkritisch. Deshalb kann dann auf eine
Variation der Zykluslängen
Z zur Beeinflussung des Stromintegrals durch die Arrays 12 ganz
verzichtet werden, und es wird auf herkömmlichen Betrieb mit variablen
Zeitspannen t in der unmittelbaren Aufeinanderfolge eines starren
Periodenrasters Ta (also auch ohne zwischengeschaltete Leerperioden
To) umgeschaltet. Auch solch ein Umschalten von variablen auf starre
Zyklen Z = Ta erfolgt zweckmäßigerweise
am Ende eines Zyklus Z, um Farbwechsel gleich zu vermeiden, die
sonst sofort über
die einzelnen Zeitspannen t erst wieder ausgeregelt werden müssten.
-
In
den Zeitdiagrammen der 2 bis 4 ist berücksichtigt,
dass die innerhalb der Arbeitsperioden Ta, T'a auftretenden, variablen Stromfluss-Zeitspannen
tr, tg und tb möglichst
gegeneinander versetzt einsetzen sollen, nämlich ab Periodenbeginn, um
die Periodenmitte herum und vor Periodenende.
-
Solche
Verschachtelung vermeidet visuell störende Stroboskopeffekte, wie
sie auftreten können,
wenn Farben derart sequentiell angesteuert werden, dass stets nur
gerade eine der Grundfarben leuchtet; bzw. allgemein, wenn Licht
mit sehr niedriger Frequenz (wesentlich unter 100 Hz) erzeugt wird.
-
Aus
einem hochfrequenten (typisch 400 Hz aufweisenden) Wechselspannungs-Bordnetz 20 wird ein
Netzgerät 21 mit
Spannungswandler 22 zum Bereitstellen der Versorgungsspannung 14 gespeist. Durch
einen Puffer 23 hoher Kapazität (und eine in der Zeichnung
nicht berücksichtigte
Spannungsregelung) werden Lastwechsel abgefangen. Insbesondere steht
die im Puffer 23 gespeicherte Energie zur Verfügung, wenn
eine LED gerade während
des Spannungsnulldurchganges des Bordnetzes 20 eingeschaltet
wird. Der Puffer 23 wird dann bis zum nächsten Nulldurchgang des Bordnetzes 20 nachgeladen.
Um dabei vom Wirkungsgrad abhängige Brummerscheinungen
zu vermeiden, muss der Puffer 23, typischerweise ein Elektrolytkondensator, recht
groß bemessen
sein, was einen erheblichen Kostenfaktor darstellt. Die Einschalt-Verschachtelung
der Dioden reduziert aber die Beanspruchung des Netzgerätes 21,
so dass ein preisgünstigerer kleinerer
Puffer 23 eingesetzt werden kann.
-
Bei
einer Arbeitsperiode Ta von im Mittel 3 ms Länge (entsprechend 333 Hz) entsteht
mit der Bordfrequenz von 400 Hz eine Schwebung um 67 Hz, die sich
ohne schaltungstechnischen Mehrsaufwand gut ausregeln lässt. Vor
allem ist diese Wiederholrate so hoch, dass ein Lichtflimmern aufgrund
von Schwebungserscheinungen wegen Ansteuerung von Lichtquellen in
einander benachbarten Frequenzbändern
nicht auftritt.
-
Zum
Herabdimmen der Helligkeit des Mischfarben-Lichts aus einer LED-Leuchte 11 mit
LED-Arrays 12r, 12g, 12b unterschiedlicher
Farbabstrahlungen, insbesondere in der Fluggastkabine eines Verkehrsflugzeuges,
werden also während
zunächst herkömmlicherweise
konstanter Arbeitsperioden-Längen
Ta die über
die verschiedenen Arrays 12 unterschiedlich einstellbaren
Stromfluss-Zeitspannen tr, tg, tb – ausgehend vom Nennstrom (typisch um
25 mA) für
maximale Helligkeit – schrittweise
verkürzt,
bis in einem der Arrays 12 eine Aussteuerung (ein Dimmgrad)
von typisch nur noch 1% der normalen Helligkeit erreicht ist. Ehe
dann in der Array-Ansteuerung Frequenzkomponenten auftreten, die
mit Licht der Frequenz des Bordnetzes 20 etwa zu Schwebungserscheinungen
führen
können,
oder wenn die Kodierungstiefe des stromsteuernden Prozessors 18 bzw.
das Ansprechverhalten der Konstantstromsenken 16 hinter
den LED-Arrays 12 ein weiteres Abdimmen durch weitere Verkürzung der Stromflussdauern
t in jedenfalls einem der Arrays 12 nicht mehr zulassen,
erfolgt erfindungsgemäß zu weiterem
und noch feinstufigerem Abdimmen eine Verlängerung der Zyklen Z durch
Verlängern
der Arbeitsperioden Ta und/oder durch Einfügen konstanter oder variierbarer
Längen
von stromlosen Leerperioden To zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsperioden
Ta, nämlich
zu weiterer Verringerung der Stromintegrale in den Arrays 12 über dem
aktuellen Zyklus Z auch ohne weiteres Verkürzen einer schon kritisch kurzen
Stromfluss-Zeitspanne t selbst, erforderlichenfalls unter Anpassen
der Stromfluss-Zeitspannen t an die gewünschte Abstrahl-Intensität und Farbe
bei den anderen Arrays 12. Das ermöglicht mit der eingeführten Schaltungstechnologie
für die
Konstantstromsenken 16 in den LED-Arrays 12 und
ohne Steigerung der Kodierungstiefe im Prozessor 18 für die stufige
Stromfluss-Zeitsteuerung t eine feine Farbkorrektur für konstant
bleibenden Mischfarbeneindruck auch noch bei extrem kleinen Helligkeiten,
bis hin zu einem gleitenden Übergang
in die Licht-AUS-Situation;
bzw. umgekehrt beim Einschalten trotz sehr langsamen Aufdimmens
ein farbkonstantes Mischfarben-Licht aus der LED-Leuchte 11. Dabei
ermöglicht
diese mit herkömmlicher
Hardware im Ergebnis extrem feinstufig erreichte wirksame Stromvariation
eine Gamut-Farbkorrektur (also Kompensation der bei Stromverringerung
zum Langwelligen hin auftretenden Farbortverschiebung in der Normfarbtafel,
durch geringfügige
Beeinflussen der Helligkeiten der beigemischten Grundfarben) auch schon
bei geringster Helligkeit, sowie eine Kompensation alterungsbedingter,
farbabhängig
unterschiedlicher Helligkeitsverluste in den verschiedenen LED-Arrays 12.
-
- 11
- Leuchte
(mit 12)
- 12
- Array
(aus 13)
- 13
- Leuchtdiode
(LEDs)
- 14
- Versorgungsspannung
(für 12)
- 15
- Gerätemasse
(von 11)
- 16
- Konstantstromsenke
(in Serie zu 12)
- 17
- Emitterwiderstand
(bei 16)
- 18
- Prozessor
- 19
- Steuersignal
(an 18 für
t und gegebenenfalls für
T)
- 20
- Bordnetz
- 21
- Netzgerät (an 20)
- 22
- Spannungswandler
(in 21)
- 23
- Puffer
(in 21 zwischen und 11)
- t
- Zeitspannen
(tr, tg, tb für 12r, 12g, 12b während Ta)
- T,
T'
- Perioden
(Ta = Arbeitsperiode; To = Leerperiode)
- Z,
Z'
- Zyklen
(Ta bzw. Ta + To)