DE102008016756A1 - Arrangement and method for controlling LEDs - Google Patents

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DE102008016756A1
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Eduardo Pereira
Michael Zimmermann
Yves Schenker
Adrian Betschart
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Tridonic AG
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TridonicAtco Schweiz AG
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Erzeugung einer Lichtfarbe durch Mischen mehrerer Licht emittierender Dioden (LEDs). Um genauer zu sein, die Erfindung ist auf die Erzeugung einer gewünschten Farbe und auf die Steuerung der LEDs gerichtet, um die gewünschte Farbe durch Mischen des Lichtes zu erhalten, das durch die betreffenden LEDs erzeugt wird. Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl aus wenigstens vier Licht emittierender Dioden oder LEDs zur Erzeugung eines gewünschten Lichtes oder Farbe vorgeschlagen, das umfasst: Anwenden (5) einer pseudoinversen Matrix (M-1) auf die Koordinatenwerte (Xref, Yref, Zref) des gewünschten Lichtes, wobei die Koordinatenwerte (Xref, Yref, Zref) in einem Farbraum ausgedrückt sind, worin die pseudoinverse Matrix (M-1) die Pseudoinverse einer Verstärkungsmatrix (M) ist, die der Auswirkung jeder LED auf den Farbraum entspricht.The present invention generally relates to the generation of a light color by mixing a plurality of light emitting diodes (LEDs). To be more specific, the invention is directed to the generation of a desired color and to the control of the LEDs to obtain the desired color by mixing the light generated by the respective LEDs. A method is proposed for controlling a plurality of at least four light emitting diodes or LEDs to produce a desired light or color, comprising: applying (5) a pseudo inverse matrix (M-1) to the coordinate values (Xref, Yref, Zref) of the desired light, wherein the coordinate values (Xref, Yref, Zref) are expressed in a color space, wherein the pseudoinverse matrix (M-1) is the pseudoinverse of a gain matrix (M) corresponding to the effect of each LED on the color space.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Erzeugung einer Lichtfarbe durch Mischen mehrerer Licht emittierender Dioden (LEDs). Um genauer zu sein die Erfindung ist auf die Erzeugung einer gewünschten Farbe und auf die Steuerung von LEDs gerichtet, um die gewünschte Farbe durch Mischen von Licht zu erhalten, das durch die betreffenden LEDs erzeugt wird.The The present invention relates generally to the generation of a light color by mixing several light emitting diodes (LEDs). To be more specific to be the invention is to produce a desired color and directed to the control of LEDs to the desired Obtain color by mixing light that passes through the subject LEDs is generated.

Die aus dem Stand der Technik bekannte US 6552495 B1 offenbart eine Steuerungsanordnung zur Erzeugung einer erwünschten Lichtfarbe auf der Basis dreier, nämlich einer roten, grünen und blauen LED. Die Anordnung umfasst einen Sensor zur Messung der Farbkoordinaten der Lichtfarbe, die durch die drei LEDs erzeugt wird. Ein Umwandlungsmodul ist ausgelegt, die Farbkoordinaten in einen anderen Farbraum zu konvertieren. Referenzfarbkoordinaten, die dem gewünschten Licht entsprechen und in dem zweiten Farbraum ausgedrückt sind, werden durch ein weiteres Transformationsmodul bereitgestellt. Fehlerfarbkoordinaten zwischen den gewünschten Licht-Farbkoordinaten und den erzeugten Licht-Farbkoordinaten werden dann erzeugt und einem Treibermodul zugeführt, das ausgelegt ist, Treibersignale IR, IG, IB zur Ansteuerung der LEDs zu erzeugen.Those known from the prior art US 6552495 B1 discloses a control arrangement for generating a desired light color on the basis of three, namely red, green and blue LEDs. The arrangement comprises a sensor for measuring the color coordinates of the light color generated by the three LEDs. A conversion module is designed to convert the color coordinates to another color space. Reference color coordinates corresponding to the desired light and expressed in the second color space are provided by another transformation module. Error color coordinates between the desired light color coordinates and the generated light color coordinates are then generated and supplied to a driver module which is designed to generate driver signals I R , I G , I B for driving the LEDs.

Jedoch ist die Verwendung von nur drei LEDs, um eine Farbe auf der Basis von nur drei Grundfarben (RGB) zu erzeugen, nachteilig, da der Farbwiedergabeindex (CRI) der Mischfarbe hinsichtlich der spektralen Abstände zwischen der roten, grünen und blauen Farbe eingeschränkt ist.however The use of only three LEDs is based on a color of only three primary colors (RGB), disadvantageous because the color rendering index (CRI) of the mixed color with respect to the spectral distances restricted between the red, green and blue color is.

Die WO 2006/109237 A1 schlägt vor, dieses Problem zu lösen und den CRI der erzeugten Farbe durch Verwendung eines LED-Moduls zu erhöhen, das mehr als drei verschiedene LEDs umfasst. Durch Hinzuziehen einer vierten LED, zum Beispiel einer weißen LED, kann der CRI-Index verbessert werden.The WO 2006/109237 A1 suggests solving this problem and increasing the CRI of the color produced by using an LED module comprising more than three different LEDs. By adding a fourth LED, for example a white LED, the CRI index can be improved.

Jedoch ist das Problem nun, dass der Referenzwert der gewünschten Farbe nur drei Koordinaten X, Y, Z, aufweist, wohingegen vier Ausgangssignale erzeugt werden müssen, um die drei LEDs und die zusätzliche LED anzusteuern. Zur Überwindung dieses Problems wertet dieser Stand der Technik die Position der Farbkoordinaten der gewünschten Farbe in dem Farbraum aus. Um genauer zu sein, es wird ausgewertet, in welchem Subdreieck, das in dem Farbraum durch die vier Lichtquellen erzeugt werden kann, die Referenzfarbe sich befindet. Das Farbdiagramm der 6 zeigt ein Beispiel mit fünf möglichen Subdreiecken, die durch die Punkte P0 bis P5 begrenzt werden. Dann wird die betreffende vierte Lichtquelle außerhalb des Subdreiecks, das den Referenzfarbpunkt Px enthält, ausgeschaltet, was in drei Lichtquellen resultiert, die leicht im Hinblick auf ein Normfarbwerteingangssignal zu steuern sind.However, the problem now is that the reference value of the desired color has only three coordinates X, Y, Z, whereas four output signals have to be generated to drive the three LEDs and the additional LED. To overcome this problem, this prior art evaluates the position of the color coordinates of the desired color in the color space. To be more specific, it is evaluated in which sub-triangle that can be generated in the color space by the four light sources, the reference color is located. The color chart of the 6 shows an example with five possible sub-triangles, which are bounded by the points P0 to P5. Then, the fourth light source in question is turned off outside the sub-triangle containing the reference color point Px, resulting in three light sources that are easy to control with respect to a standard color value input signal.

In dieser Hinsicht ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Steuerung eines Lichtmoduls zu verbessern, das wenigstens vier verschiedene Lichtquellen mit unterschiedlichen Spektren aufweist.In In this respect, it is an object of the present invention to improve the control of a light module that is at least four has different light sources with different spectra.

Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Vielzahl aus wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren derart, dass die Überlagerung des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes in Licht eines vorbestimmten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert. Das Verfahren umfasst den Schritt des Ermitteln des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwerts mit der Pseudoinversen einer Verstärkungsmatrix, die in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt.One The first aspect relates to a method for controlling a plurality from at least four LEDs with different spectra such, that the overlay of the through the at least four LEDs generated light in light of a predetermined target color coordinate value results. The method includes the step of determining the Drive value for each LED by multiplying the target color coordinate value with the pseudo inverse of a gain matrix, which in Color coordinates the light output of each LED for a given Indicates control value.

Ein anderer Aspekt schlägt ein Verfahren zur Ansteuerung einer Vielzahl von wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren derart vor, dass die Überlagerung des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes in Licht eines vorbestimmten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • – Aufstellen einer Verstärkungsmatrix, die in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt, Berechnen der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix, und
  • – Berechnen des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwertes mit der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix.
Another aspect proposes a method of driving a plurality of at least four LEDs of different spectrums such that the superposition of the light generated by the at least four LEDs results in light of a predetermined target color coordinate value, the method comprising the steps of:
  • Establishing a gain matrix indicating in color coordinates the light output of each LED for a given drive value, calculating the dummy inverse of the gain matrix, and
  • Calculating the drive value for each LED by multiplying the target color coordinate value by the dummy inverse of the gain matrix.

Das Verfahren kann des Weiteren die folgenden Schritte aufweisen:

  • – Messen der Farbkoordinate des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes, und
  • – Berechnen des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren eines Wertes, welcher eine Funktion des Sollfarbkoordinatenwerts ist, und des tatsächlich gemessenen Wertes mit der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix.
The method may further include the following steps:
  • Measuring the color coordinate of the light generated by the at least four LEDs, and
  • Calculating the drive value for each LED by multiplying a value that is a function of the target color coordinate value and the actually measured value with the dummy inverse of the gain matrix.

Die erzeugten Ansteuersignale können pulsweitenmodulierte Signale sein.The generated drive signals can pulse width modulated signals be.

Das Verfahren kann den Schritt des Berechnens und Speicherns von kritischen Bereichen des Farbraums, in denen die Pseudo-Matrix-Multiplikation in einem Ansteuerwert von weniger als Null für wenigstens eine LED resultieren würde, für das überlagerte Licht der wenigstens vier LEDs umfassen.The Method may include the step of calculating and storing critical Regions of color space in which the pseudo-matrix multiplication in a drive value less than zero for at least one LED would result for the layered Include light of at least four LEDs.

Die Pseudo-Matrix-Multiplikation kann nur dann durchgeführt werden, wenn die Koordinatenwerte sich in keinem der berechneten, kritischen Bereiche befinden.The Pseudo-matrix multiplication can only be done if the coordinate values are not calculated in any of the critical areas are located.

Irgendeine LED, für die die Multiplikation mit der Pseudoinversen in einem negativen Steuerwert resultieren würde, kann abgeschaltet werden.any LED, for which multiplication by the pseudoinverse could result in a negative control value can be turned off become.

Das Verfahren kann den Schritt des Messens der Verstärkungsmatrix umfassen.The Method can be the step of measuring the gain matrix include.

Die Messung kann in einer Anfahrsequenz durchgeführt werden, während irgendeine Rückkopplungsschleife deaktiviert ist.The Measurement can be performed in a start-up sequence, while disabling any feedback loop is.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, mit dem ein Verfahren gemäß irgendeines der vorhergehenden Stufen durchgeführt wird, wenn es auf einer Recheneinheit, wie zum Beispiel einem Mikroprozessor, ausgeführt wird.The The invention also relates to a computer program product with which a Method according to any one of the preceding Stages is performed when it is on a computing unit, such as a microprocessor.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine integrierte Schaltung, wie zum Beispiel eine ASIC, welche ausgelegt ist, ein Verfahren wie zuvor angegeben durchzuführen.The Invention further relates to an integrated circuit, such as an ASIC, which is designed to be a method as previously stated.

Ein anderer Aspekt betrifft ein Anordnung zur Ansteuerung einer Vielzahl von wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren, so dass die Überlagerung des Lichtes, das von den wenigstens vier LEDs emittiert wird, in Licht eines voreingestellten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert. Die Anordnung umfasst Mittel zur Bestimmung des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwertes mit einer Pseudoinversen einer Verstärkungsmatrix, wobei die Verstärkungsmatrix in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt.One Another aspect relates to an arrangement for driving a plurality of at least four LEDs with different spectra, such that the superposition of the light, that of the at least four LEDs is emitted, in light of a preset target color coordinate value results. The arrangement comprises means for determining the drive value for each LED by multiplying the target color coordinate value with a dummy inverse of a gain matrix, where the gain matrix in color coordinates the light output of each Indicates LED for a given drive value.

Schließlich schlägt die Erfindung ein Anordnung zur Ansteuerung einer Vielzahl von wenigstens vier LEDS mit unterschiedlichen Spektren vor, so dass die Überlagerung des Lichtes, das von den wenigstens vier LEDs emittiert wird, in Licht eines vorgegebenen Sollfarbkoordinatenwertes resultiert, wobei das Anordnung umfasst:

  • – Mittel zur Speicherung einer Verstärkungsmatrix, die in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt,
  • – Mittel zur Berechnung der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix, und
  • – Mittel zur Berechnung des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwertes mit der Pseudomatrix.
Finally, the invention proposes an arrangement for driving a multiplicity of at least four LEDS with different spectrums so that the superposition of the light emitted by the at least four LEDs results in light of a predetermined desired color coordinate value, the arrangement comprising:
  • Means for storing a gain matrix indicating in color coordinates the light output of each LED for a given drive value,
  • Means for calculating the pseudo inverse of the gain matrix, and
  • - means for calculating the driving value for each LED by multiplying the target color coordinate value with the pseudo-matrix.

Die Erfindung schlägt ein Entkopplungsverfahren durch Verwendung der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix vor. Bei Verwendung des Entkopplungsverfahren kann jedes der vier unterschiedlichen Spektren (bevorzugt R, G, B und irgendeine zusätzliche Farbe) unabhängig von jeder anderen berücksichtigt werden, da der betreffende Beitrag von einer Farbe auf die andere Farbe durch einen Kompensationsfaktor, welcher durch die pseudoinverse Matrix gegeben ist, berücksichtigt wird.The Invention proposes a decoupling method by use the pseudoinverse of the gain matrix. Using of the decoupling method, each of the four different Spectra (preferably R, G, B and any additional Color) regardless of each other because the contribution in question varies from one color to another Color by a compensation factor, which is given by the pseudoinverse Given matrix is taken into account.

Wenn die Erfindung verwendet wird, wenn immer möglich, werden alle vier (oder mehr) Farben im Gegensatz zum Stand der Technik ihren gewissen Beitrag leisten. Jedoch kann nicht ausgeschlossen werden, dass in „extremen” Farbkoordinatensituationen (d. h. wenn die zu erzeugenden Sollfarbkoordinaten sich in äußeren Bereichen der Farbkoordinaten befinden) eine Lichtquelle oder Farbe ausgeschaltet werden muss. Es tritt nichtsdestotrotz weniger häufig im Vergleich zum Fall des Standes der Technik auf. Um die Werte der pseudoinversen Matrix zu berechnen, kann eine Anfahrsequenz notwendig sein, beispielsweise herstellungsseitig oder periodisch angewendet, um die Verstärkungsmatrix zu messen. Mittels dieser Anfahrsequenz kann die Verstärkungsmatrix gemessen und dann in der Steuerung gespeichert werden (oder die Pseudoinverse davon wird gespeichert). Beispielsweise kann durch sequentielles Einschalten der verschiedenen LEDs gemessen werden, wie stark ein bestimmtes Farbspektrum die betreffenden anderen Farben beeinflusst.If the invention is used whenever possible all four (or more) colors unlike the prior art make their own contribution. However, it can not be excluded be that in "extreme" color coordinate situations (i.e., when the target color coordinates to be generated are in outer Areas of color coordinates are located) a light source or color must be turned off. It nonetheless occurs less frequently in comparison with the case of the prior art. To the values calculating the pseudoinverse matrix can be a startup sequence be necessary, for example, production or periodically applied to measure the gain matrix. through In this startup sequence, the gain matrix can be measured and then stored in the controller (or the pseudoinverse it will be saved). For example, by sequential Switching on the different LEDs are measured, how strong a certain color spectrum affects the other colors.

In der Anfahrsequenz werden die vier Farben ohne Rückkopplungsschleife und Steuerung eingeschaltet, and mittels der Farbsensoren wird der Einfluss der jeweiligen vier Farben auf die X-, Y-, Z-Koordinaten gemessen. Somit wird die pseudoinverse Matrix in der Anfahrsequenz aufgestellt. Um Probleme zu vermeiden, die durch die Intensitätsabhängigkeiten des Spektrums einer LED hervorgerufen werden, wird bevorzugt eine PWM-Ansteuerung durchgeführt.In the start-up sequence, the four colors without feedback loop and control are turned on, and by means of the color sensors, the influence of the respective four colors on the X, Y, Z coordinates ge measure up. Thus, the pseudoinverse matrix is set up in the startup sequence. In order to avoid problems caused by the intensity dependencies of the spectrum of an LED, a PWM drive is preferably performed.

Die Erfindung umfasst auch einen zusätzlichen Aspekt, bei dem im Voraus kritische Bereiche in dem CIE-Koordinatensystem berechnet werden. Kritische Bereiche sind jene, in denen die auf der pseudoinversen Matrix basierte Steuerung einen Beitrag einer Farbe Null oder sogar eines negativen Werts fordert, was physikalisch unmöglich ist. Falls eine Referenzfarbkoordinate sich nun in einem dieser kritischen Bereiche befindet, verringert die Steuerung die entsprechende eine der wenigstens vier verschiedenen Farben auf null und führt dann die Steuerung unter Verwendung der verbleibenden drei unter Verwendung einer 3×3 Matrixabbildung durch. Dieser Aspekt trägt dem Problem Rechnung, dass bei Verwendung der umfassenden Pseudomatrix-Herangehensweise für die Entkopplung in diesen kritischen Bereichen entweder eine Instabilität der Ansteuerung auftreten kann oder es seitens der Ansteuerung längerer Iterationsschritte bedarf, um die Zielfarbkoordinate zu erreichen, wobei die Steuerung die physikalische Einschränkung zu überwinden hat, dass eine Farbe nur auf Null und nicht auf einen negativen Wert, der theoretisch unter Verwendung des Verfahrens berechnet wurde, reduziert werden kann.The The invention also includes an additional aspect in which calculate in advance critical areas in the CIE coordinate system become. Critical areas are those where those on the pseudoinverse matrix based control a contribution of a color zero or even one negative value demands what is physically impossible. If a reference color coordinate is now in one of these critical Areas are located, the controller reduces the corresponding one zero and lead the at least four different colors then control using the remaining three below Using a 3 × 3 matrix image through. This aspect takes into account the problem that when using the comprehensive Pseudomatrix approach for decoupling in these critical areas either an instability of the drive may occur or it may be longer on the part of the control Iteration steps are needed to reach the target color coordinate, being the controller to overcome the physical constraint that has a color only to zero and not to a negative Value calculated theoretically using the method was, can be reduced.

Unter Verwendung dieser Kritischer-Bereich-Herangehensweise wird das CIE-Diagramm einen großen Bereich zeigen, in welchem unter Verwendung des Entkopplungsverfahrens alle vier Lichtquellen oder Farben aktiv sind. An den Grenzbereichen wird es kritische Bereiche geben, wo eine der Lichtquellen oder Farben ausgeschaltet werden muss. Statt der pseudoinversen Entkopplungsmatrix wird die einfache drei zu drei Abbildung durchgeführt, um die Steuerwerte für die verbleibenden drei anderen LEDs oder Farben zu berechnen. Tatsächlich müssen, da in jedem der kritischen Bereiche eine der vier Lichtquellen komplett ausgeschaltet werden muss, insgesamt vier „alternativen Matrizen” berechnet werden. In der Tat sind diese alternativen Matrizen einfach die komplette Entkopplungsmatrix, in der eine Reihe, die der Farbe entspricht, die auf Null zu setzen ist, insgesamt auf Null festgesetzt ist.Under Using this Critical Range approach becomes the CIE diagram show a large area in which using of the decoupling process, all four light sources or colors are active are. At the border areas there will be critical areas where one of the light sources or colors needs to be turned off. Instead of the pseudoinverse decoupling matrix becomes the simple three performed three mapping to the control values for calculate the remaining three other LEDs or colors. Indeed because, in each of the critical areas, one of the four Light sources must be completely turned off, a total of four "alternative Matrices "are calculated. In fact, these are alternatives Matrices simply the complete decoupling matrix, in which a row, which corresponds to the color to be set to zero, in total is set to zero.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform sowie andere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden ferner anhand der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausgestaltungen in Zusammenhang mit den begleitenden Figuren deutlich werden. Die detaillierte Beschreibung und Figuren dienen lediglich der Veranschaulichung anstatt der Einschränkung, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche vorgegeben wird.The previously described embodiment as well as other embodiments, Features and advantages of the invention will be further apparent from the following detailed description of embodiments associated with the accompanying figures become clear. The detailed description and figures are merely illustrative rather than limiting, the scope of the invention being indicated by the appended claims is given.

1 zeigt eine Lichtsteuerungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1 shows a light control device according to a first embodiment of the present invention,

2 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren, 2 describes a method according to the invention

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 3 shows a second embodiment of the present invention,

4 zeigt ein erfindungsgemäßes Farbraumdiagramm, 4 shows a color space diagram according to the invention,

5 zeigt ein weiteres, erfindungsgemäßes Farbraumdiagramm, und 5 shows another, according to the invention color space diagram, and

6 zeigt ein Farbraumdiagramm gemäß dem Stand der Technik. 6 shows a color space diagram according to the prior art.

Anhand 1 wird nachfolgend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.Based 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.

1 zeigt eine Steuerungsanordnung 1 gemäß der Erfindung, die ausgelegt ist, mehrere LEDs derart zu steuern, dass ein gegebenes Licht oder eine Lichtfarbe erzeugt wird. In der besonderen Ausgestaltung der 1 können vier LEDs mit besonderen Spektren gesteuert werden. Zum Beispiel können sich die vier LEDs aus einer roten, einer grünen und blauen LED zusammen mit einer zusätzlichen LED, die zum Beispiel eine weiße LED sein kann, zusammensetzen. Die mehreren LEDs sind vorteilhaft in eine Beleuchtungseinheit montiert. 1 shows a control arrangement 1 according to the invention, configured to control a plurality of LEDs such that a given light or color of light is generated. In the particular embodiment of 1 Four LEDs with special spectrums can be controlled. For example, the four LEDs may be composed of a red, a green, and a blue LED together with an additional LED, which may be a white LED, for example. The multiple LEDs are advantageously mounted in a lighting unit.

Die Steuerungsanordnung 1 ist ausgelegt, eine Sollfarbkoordinate auf Ansteuersignale für die verschiedenen LEDs abzubilden.The control arrangement 1 is designed to map a desired color coordinate to drive signals for the different LEDs.

Die Steuerungsanordnung 1 ist ausgelegt, die wenigstens vier verschiedenen Lichtquellen so zu steuern (anzusteuern), dass die Überlagerung der wenigstens vier Spektren in Licht mit einer vorgegebenen Sollfarbkoordinate mit den Werten Xref, Yref, Zref resultiert, die eine gewünschte Farbe in dem sogenannten CIE 1931 XYZ Farbraum oder CIE 1931 Farbraum beschreiben, der durch die Commission Internationale d'Eclairage (CIE) 1931 festgelegt wurde. Solche Kombinationswerte X, Y und Z werden auch als die Normfarbwerte einer Farbe bezeichnet und geben das Maß der drei Primärfarben im CIE 1931 Farbraum an. Selbst wenn die vorliegende Ausführungsform auf jenem Farbraum basiert, so können die Normfarbwerte in einem alternativen, drei Komponenten aufweisenden, additiven Farbmodell, wie im CIE xyY, dem CIE L*u*v* oder dem CIE L*a*b* Farbraum, definiert und angegeben sein.The control arrangement 1 is designed to control (control) the at least four different light sources in such a way that the superimposition of the at least four spectra into light with a predetermined desired value Color coordinate with the values Xref, Yref, Zref results, which describe a desired color in the so-called CIE 1931 XYZ color space or CIE 1931 color space, which was determined by the Commission Internationale d'Eclairage (CIE) in 1931. Such combination values X, Y and Z are also referred to as the standard color values of a color and indicate the measure of the three primary colors in the CIE 1931 color space. Even if the present embodiment is based on that color space, the standard color values may be defined in an alternative three-component additive color model, such as in CIE xyY, the CIE L * u * v *, or the CIE L * a * b * color space and be specified.

Die Referenzkoordinatenwerte Xref, Yref, Zref der durch die Steuerungsanordnung 1 zu erzeugenden, gewünschten Farbe können in einem Speicher oder einem Puffer 2, der ausgelegt ist, die Farbkoordinaten in dem verwendeten Farbraum, welcher hier der CIE 1931 Farbraum ist, zu speichern, gespeichert werden.The reference coordinate values Xref, Yref, Zref are given by the control device 1 desired color to be generated in a memory or a buffer 2 which is adapted to store the color coordinates in the color space used, which here is the CIE 1931 color space.

Der Speicher 2 ist mit einer Steuerung 3 verbunden, die zum Beispiel eine PI-Steuerung 4 und einen Pseudoinverse-Multiplikator 5 umfasst. Die PI-Steuerung oder die Proportional-Integral-Steuerung 4 ist vorteilhaft eine Diagonal-PI-Steuerung, die ausgelegt ist, Koordinatenwerte cX, cY, cZ auf der Basis der Referenzkoordinatenwerte Xref, Yref, Zref und tatsächlich gemessener Farbkoordinaten des überlagerten, durch die verschiedenen LEDs emittierten Lichts auszugeben, wobei die gemessenen Farbkoordinaten in die Steuerungsanordnung rückgekoppelt sind. Alternativ können andere bekannte Steuerungen jene PI-Steuerung 4 ersetzen.The memory 2 is with a controller 3 connected, for example, a PI control 4 and a pseudoinverse multiplier 5 includes. The PI control or the proportional-integral control 4 Advantageously, a diagonal PI control adapted to output coordinate values cX, cY, cZ on the basis of the reference coordinate values Xref, Yref, Zref and actually measured color coordinates of the superimposed light emitted by the different LEDs, wherein the measured color coordinates in the Control arrangement are fed back. Alternatively, other known controllers may have that PI control 4 replace.

Die Steuerung 3 ist in der Lage, angepasste Steuersignale zur Ansteuerung der LEDs bereitzustellen, um eine gewünschte Farbe durch Mischen der Ausgaben der LEDs zu erreichen. Die Steuersignale können Steuerspannungen oder Steuerströme für die LEDs sein. Bevorzugt definiert die Steuerung 3 die Tastverhältnisse der Pulsweitenmodulations-(PWM)-Signale, die verwendet werden, die LEDs anzusteuern. Die PWM-Steuerung wird bevorzugt durchgeführt, um Probleme zu vermeiden, die durch die Intensitätsabhängigkeit des Spektrums einer LED verursacht werden.The control 3 is able to provide matched control signals to drive the LEDs to achieve a desired color by mixing the outputs of the LEDs. The control signals may be control voltages or control currents for the LEDs. Preferably, the controller defines 3 the duty cycles of the Pulse Width Modulation (PWM) signals used to drive the LEDs. The PWM control is preferably performed to avoid problems caused by the intensity dependency of the spectrum of an LED.

Die Ausgabe der PI-Steuerung 4 wird dem Peudoinverse-Multiplikator 5 zugeführt, der die Koordinatenwerte cX, cY, cZ mit einer Matrix M–1 multipliziert, bei der es sich um die Pseudoinverse oder die verallgemeinerte Inverse einer Matrix M handelt, die die Auswirkung der jeweiligen vier Farben, die durch die vier LEDs erzeugt werden, auf die X, Y, Z Koordinaten angibt.The output of the PI controller 4 becomes the peudoinverse multiplier 5 which multiplies the coordinate values cX, cY, cZ by a matrix M -1 , which is the pseudoinverse or the generalized inverse of a matrix M, which is the effect of the respective four colors produced by the four LEDs. on the X, Y, Z indicates coordinates.

Der Pseudoinverse-Multiplikator 5 und daher auch die Steuerung 3 der Anordnung 1 gibt R, G, B, A Werte gemäß der folgenden Gleichung aus:

Figure 00090001
The pseudoinverse multiplier 5 and therefore also the controller 3 the arrangement 1 gives R, G, B, A values according to the following equation:
Figure 00090001

Wobei die Matrix M–1 die Dimension 4·3 aufweist.Where the matrix M -1 has the dimension 4 × 3.

Die berechneten Werte R, G, B, A können zur Erzeugung der PWM-Signale verwendet werden, die zur Ansteuerung der LEDs verwendet werden. Jene Werte R, G, B, A entsprechen den betreffenden Ansteuersignalen PWMR, PWMA, PWMB, PWMA zur Steuerung der einzelnen LEDs. Vorteilhaft kann ein zusätzliches LED-Ansteuermodul (nicht dargestellt) in die Anordnung 1 integriert werden, um geeignete Ansteuersignale PWMR, PWMA, PWMB, PWMA für die RGBA-LEDs auf der Basis der berechneten Werte R, G, B, A zu erzeugen.The calculated values R, G, B, A can be used to generate the PWM signals used to drive the LEDs. Those values R, G, B, A correspond to the relevant drive signals PWM R , PWM A , PWM B , PWM A for controlling the individual LEDs. Advantageously, an additional LED drive module (not shown) in the arrangement 1 to generate suitable drive signals PWM R , PWM A , PWM B , PWM A for the RGBA LEDs based on the calculated values R, G, B, A.

Anwenden dieser pseudoinversen Matrix M–1 auf die Ausgabe der PI-Steuerung 4 wird in einer entkoppelten Anordnung resultieren. Auf diese Weise kann jede der Farben Rot, Grün, Blau und die Zusätzliche unabhängig voneinander in Betracht gezogen werden, da der betreffende Beitrag einer Farbe auf die andere Farbe durch einen Kompensationsfaktor berücksichtigt wird, welcher durch die pseudoinverse Matrix M–1 gegeben ist.Apply this pseudoinverse matrix M -1 to the output of the PI controller 4 will result in a decoupled arrangement. In this way, each of the colors red, green, blue and the additional can be considered independently, since the respective contribution of one color to the other color is taken into account by a compensation factor given by the pseudoinverse matrix M -1 .

Die Anlage 6 umfasst einen Multiplikator 7, der die erhaltene R, G, B, A Matrix mit jener M Matrix, auch die Verstärkungsmatrix genannt, multipliziert, um die Koordinatenwerte X, Y, Z des Lichtes zu erhalten, das durch die vier LEDs erzeugt wird.The attachment 6 includes a multiplier 7 which multiplies the obtained R, G, B, A matrix by that M matrix, also called the gain matrix, to obtain the coordinate values X, Y, Z of the light generated by the four LEDs.

2 veranschaulicht eine Anlaufsequenz, die notwendig ist, um die Werte der pseudoinversen Matrix M–1 zu berechnen, die in der Steuerung 3 verwendet wird. 2 illustrates a start-up sequence necessary to set the values of the pseudo inverse matrix M -1 to be calculated in the controller 3 is used.

Innerhalb dieser Anfahrsequenz muss gemessen S1 werden, wie stark ein bestimmtes Farbspektrum die jeweiligen anderen Farben beeinflusst. In dem Fall einer RGBW-Anordnung, die eine rote, grüne, blaue und weiße LED verwendet, ist es Aufgabe des ersten Schrittes S1 der Anfahrsequenz daher, den Einfluss des durch die rote LED erzeugten Spektrums auf die Farben zu messen, die durch die anderen LEDs, grün, blau und weiß erzeugt werden. Ähnlich wird der betreffende Einfluss des Spektrums, das durch die grüne, blaue und weiße LED erzeugt wird, auf die anderen LEDs gemessen.Within this startup sequence must be measured S1, how strong a given Color spectrum affects the other colors. In that case an RGBW array that is a red, green, blue and white LED used, it is task of the first step S1 of the startup sequence Therefore, the influence of the spectrum generated by the red LED on to measure the colors passing through the other LEDs, green, be generated blue and white. Similarly, the influence of the spectrum affected by the green, blue and white LED is generated on the other LEDs measured.

In dem ersten Schritt S1 der Anfahrsequenz sind die vier Farben ohne Rückkopplungsschleife und -Steuerung angeschaltet. Der Einfluss der jeweiligen vier Farben auf die X, Y, Z (z. B. RGB) Koordinaten wird mittels Farbsensoren (nicht dargestellt) gemessen.In the first step S1 of the start sequence are the four colors without Feedback loop and control turned on. Of the Influence of the respective four colors on the X, Y, Z (eg RGB) Coordinates are measured by color sensors (not shown).

Das Ergebnis jener Messungen fließt in die Verstärkungsmatrix M ein. Das meint, dass jene Verstärkungsmatrix M die Einflussfaktoren, die in dem ersten Schritt S1 gemessen wurden, beinhaltet.The The result of those measurements flows into the gain matrix M on. This means that the gain matrix M is the influencing factor, which were measured in the first step S1 includes.

Der Messschritt S1 kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden. Vorteilhaft wird die Messung während oder nach der Herstellung der LEDs und/oder während der der Herstellung der besagten Beleuchtungseinrichtung, die die LEDs aufweist, durchgeführt. Nach diesem Herstellungsschritt kann die Verstärkungsmatrix M in einer Testroutine beim Anfahren oder während der Lebensdauer der LEDs durchgeführt werden, um eine mögliche Veränderung des durch jede LED erzeugten Spektrums zu berücksichtigen. Am vorteilhaftesten wird diese Messung periodisch während der Lebensdauer der LEDs durchgeführt.Of the Measurement step S1 can be performed at different times become. The measurement becomes advantageous during or after the manufacture of the LEDs and / or during manufacture said illumination device comprising the LEDs carried out. After this manufacturing step, the reinforcement matrix M in a test routine at startup or during the lifetime The LEDs are made to be a possible one Changing the spectrum generated by each LED. Most advantageously, this measurement is periodically during the life of the LEDs performed.

Sobald die Verstärkungsmatrix M gemessen ist, wird die pseudoinverse Matrix M–1 berechnet S2. Diese Berechnung wird zum Beispiel gemäß einem bekannten mathematischen Verfahren derart berechnet, dass die folgende Gleichung überprüft wird:

Figure 00100001
As soon as the gain matrix M is measured, the pseudoinverse matrix M -1 is calculated S2. This calculation is calculated, for example, according to a known mathematical method so as to check the following equation:
Figure 00100001

Die Gleichungen, die die pseudoinverse Matrix M–1 zu erfüllen hat, sind: M·M–1·M = M M–1·M·M–1 = M–1 (M·M–1)T = M·M–1 (M-1·M)T = M–1·M The equations that the pseudoinverse matrix M -1 has to satisfy are: MxM -1 · M = M M -1 · M · M -1 = M -1 (MxM -1 ) T = M · M -1 (M -1 * M) T = M -1 · M

Im Ergebnis entspricht die Ausgabe der Anlage 6 den durch die PI-Steuerung 4 modifizierten Koordinatenwerten:

Figure 00110001
Sobald die Matrix M–1 berechnet ist, wird sie in der Steuerung 3 gespeichert S3.As a result, the output corresponds to the system 6 through the PI control 4 modified coordinate values:
Figure 00110001
Once the matrix M -1 is calculated, it will be in control 3 stored S3.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform kann auf ein Entkopplungsverfahren unter Verwendung einer Pseudoinverse-Steuerung zur Steuerung einer Anzahl von n LEDs verallgemeinert werden, wobei das Verfahren durch die folgende Gleichung definiert werden kann:

Figure 00110002
worin M die Verstärkungsmatrix und PWM_LEDi das PWM-Signal zur Ansteuerung der i-ten LED der Beleuchtungsanordnung ist, der Wert des PWM_LEDi-Signals im Bereich zwischen 0 und 1 liegt.The above-described embodiment may be generalized to a decoupling method using a pseudo-inverse control for controlling a number of n LEDs, which method may be defined by the following equation:
Figure 00110002
where M is the gain matrix and PWM_LEDi is the PWM signal for driving the ith LED of the lighting device, the value of the PWM_LEDi signal is in the range between 0 and 1.

Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.following becomes a second embodiment of the present invention described.

Die Verwendung der Pseudoinverse-Steuerung 3 der ersten Ausführungsform kann in Steuervorgängen resultieren, die kleiner als Null sind. Wie zuvor beschrieben, können die Steuervorgänge bevorzugt die PWM-Tastverhältnisse für jede LED sein, d. h. für jeden Kanal, wobei der minimal mögliche Wert für solch einen Steuervorgang Null ist.The use of pseudoinverse control 3 The first embodiment may result in control operations that are less than zero. As described above, the control operations may preferably be the PWM duty cycles for each LED, ie, for each channel, with the minimum possible value for such a control process being zero.

Anders ausgedrückt: es gibt Bereiche des CIE 1931 Farbraums, welche kritische Bereiche genannt werden können, wo die auf der pseudoinversen Matrix M–1 basierte Steuerung der ersten Ausführungsform einen Farbbeitrag von Null oder unter Null fordert. Solch ein negativer Beitrag ist in der Tat physikalisch nicht möglich und resultiert in einer zeitintensiven Lokalisierung eines Referenzpunktes, der in solch einem kritischen Bereich angeordnet ist.In other words, there are regions of the CIE 1931 color space, which may be called critical regions, where the control of the first embodiment based on the pseudoinverse matrix M -1 requires a color contribution of zero or less than zero. Such a negative contribution is indeed physically impossible and results in a time-consuming localization of a reference point located in such a critical region.

Die zweite Ausführungsform umfasst einen zusätzlichen Schritt der Berechnung S4 jener kritischen Bereiche in dem CIE 1931 Farbraum, um solch eine zeitintensive Lokalisierung zu vermeiden.The second embodiment includes an additional Step of calculating S4 of those critical areas in the CIE 1931 Color space to avoid such a time-consuming localization.

3 zeigt eine Steuerungsanordnung 1' gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung und ist ausgelegt, die Ausgabe der vier LEDs zu steuern, um ein gewünschtes Misch-Licht/-Farbe zu erzeugen. 3 shows a control arrangement 1' according to the second embodiment of the invention and is adapted to control the output of the four LEDs to produce a desired mixed light / color.

Ein Speicher 2' ist ausgelegt, die Farbkoordinaten rx, ry, rY der gewünschten Farbe gemäß dem CIE xyY-Farbraum zu speichern. Der Speicher 2' ist mit einem ersten xyY-nach-XYZ-Transformationsmodul 10 zur Konvertierung der Farbkoordinatenwerte von dem xyY- zum XYZ-Farbraum gekoppelt, um so neue Werte Xref, Yref, Zref zu erhalten, die die gewünschte oder Referenzfarbe angeben.A store 2 ' is adapted to store the color coordinates rx, ry, rY of the desired color according to the CIE xyY color space. The memory 2 ' is with a first xyY-to-XYZ transformation module 10 for converting the color coordinate values from the xyY to the XYZ color space so as to obtain new values Xref, Yref, Zref indicating the desired or reference color.

Der Ausgang des ersten Transformationsmoduls 10 ist mit einem Rückkopplungsaddierer 11 verbunden, der ein Fehlersignal durch Subtrahieren der Koordinatenwerte X, Y, Z, die durch die Steuerungsanordnung 1' erzeugt werden, von den Referenzkoordinatenwerten Xref, Yref, Zref erzeugt. Eine PI-Steurung 4, die ähnlich der der ersten Ausführungsform ist, gibt dann die Werte ΔX, ΔY, ΔZ aus.The output of the first transformation module 10 is with a feedback adder 11 connected, which generates an error signal by subtracting the coordinate values X, Y, Z, by the control arrangement 1' are generated from the reference coordinate values Xref, Yref, Zref. A PI control 4 , which is similar to that of the first embodiment, then outputs the values ΔX, ΔY, ΔZ.

Die Farbkoordinaten rx, ry, rY, die die gewünschte Farbe definieren, werden auch einem Sektoriermodul 12 zugeführt, das zu überprüfen hat, ob der Referenzpunkt, der durch die Koordinaten rx, ry, rY festgelegt ist, innerhalb eines kritischen Bereich des Farbraums liegt oder nicht. Dieses Modul 12 führt auch die Berechnung S4 der kritischen Bereiche durch und speichert das Ergebnis bevorzugt.The color coordinates rx, ry, rY defining the desired color also become a sectoring module 12 which is to check whether or not the reference point set by the coordinates rx, ry, rY is within a critical range of the color space. This module 12 also performs the calculation S4 of the critical areas and preferably stores the result.

Eine Steuereinheit 13 ist mit dem Ausgang der PI-Steuerung 4 und dem Ausgang des Sektoriermoduls 12 verbunden. Die Steuereinheit 13 nimmt von dem Sektoriermodul 12 Information über die Lage der gewünschten Farbe innerhalb des Farbraums entgegen und darüber, ob die gewünschte Farbe in einem kritischen Bereich des Farbraums angeordnet ist. Genauer gesagt: die Information, die von der Steuereinheit 13 empfangen wird, kann festlegen, dass alle vier LEDs oder lediglich drei LEDs aktiviert werden sollen.A control unit 13 is with the output of the PI controller 4 and the output of the sectoring module 12 connected. The control unit 13 takes from the sectoring module 12 Information about the location of the desired color within the color space and about whether the desired color is arranged in a critical region of the color space. More precisely: the information provided by the control unit 13 is received, may specify that all four LEDs or only three LEDs should be activated.

Für den Fall, dass vier LEDs verwendet werden sollen, befindet sich die gewünschte Farbe außerhalb eines kritischen Bereichs des Farbraums, und die Steuereinheit 13 bewirkt, dass der Pseudoinverse-Multiplikator 5 die Koordinatenwerte ΔX, ΔY, ΔZ mit der pseudoinversen Matrix M–1 der ersten Ausführungsform multipliziert. Die erhaltenen RGBA-Koordinaten sind wie folgt:

Figure 00130001
In the event that four LEDs are to be used, the desired color is outside a critical region of the color space, and the control unit 13 causes the pseudo inverse multiplier 5 the coordinate values ΔX, ΔY, ΔZ are multiplied by the pseudoinverse matrix M -1 of the first embodiment. The obtained RGBA coordinates are as follows:
Figure 00130001

Für den Fall, dass eine der LEDs ausgeschaltet werden muss, da die gewünschte Farbe sich in einem kritischen Bereich befindet, bewirkt die Steuereinheit 13, dass ein Multiplikator 14 die Koordinaten ΔX, ΔY, ΔZ mit einer modifizierten, pseudoinversen Matrix multipliziert, die keinen Beitrag für die auszuschaltenden LED aufweist. Zum Beispiel wäre die entsprechend modifizierte, pseudoinverse Matrix zum Ausschalten der roten LED MR=0 –1:

Figure 00140001
In the event that one of the LEDs has to be turned off because the desired color is within a critical range, the control unit operates 13 that a multiplier 14 the coordinates .DELTA.X, .DELTA.Y, .DELTA.Z multiplied by a modified, pseudoinverse matrix having no contribution to the LED to be turned off. For example, the correspondingly modified pseudo-inverse matrix for turning off the red LED would be M R = 0 -1 :
Figure 00140001

Die Anordnung 1' umfasst auch den Multiplikator 7 der ersten Ausführungsform, der die erhaltenen R, G, B, A Koordinaten mit der Verstärkungsmatrix M multipliziert, um die Werte X, Y, Z zu erhalten, die dem Rückkopplungsaddierer 11 gesandt werden. Die Werte X, Y, Z entsprechen den tatsächlichen Farben, die durch das LED-Modul erzeugt werden und werden durch einen Photosensor (nicht dargestellt) detektiert. Die Anordnung 1' umfasst ferner ein zweites XYZ-nach-xyY-Transformationsmodul 15 zur Konvertierung der Werte X, Y, Z in den xyY-Farbraum.The order 1' also includes the multiplier 7 of the first embodiment, multiplying the obtained R, G, B, A coordinates by the gain matrix M to obtain the values X, Y, Z corresponding to the feedback adder 11 be sent. The values X, Y, Z correspond to the actual colors generated by the LED module and are detected by a photosensor (not shown). The order 1' further includes a second XYZ-to-xyY transformation module 15 for converting the values X, Y, Z into the xyY color space.

Im Folgenden wird der Schritt des Berechnens S4 der kritischen Bereiche in dem CIE 1931 Farbraum beschrieben, welcher durch das Sektoriermodul 12 durchgeführt werden kann.The following describes the step of calculating S4 of the critical regions in the CIE 1931 color space which is generated by the sectoring module 12 can be carried out.

Die kritischen Bereiche, in denen respektive die rote (R), grüne (G), blaue (B) oder die zusätzliche (A) LED ausgeschaltet ist, können durch die folgenden Gleichungen definiert werden: R = KXR·X + KYR·Y + KZR·Z = 0 G = KXG·X + KYG·Y + KZG·Z = 0 B = KXB·X + KYB·Y + KZB·Z = 0 A = KXA·X + KYA·Y + KZA·Z = 0 The critical areas in which the red (R), green (G), blue (B), or additional (A) LED are off can be defined by the following equations: R = K XR · X + K YR · Y + K ZR · Z = 0 G = K XG · X + K YG · Y + K ZG · Z = 0 B = K XB · X + K YB · Y + K For example, · Z = 0 A = K XA · X + K YA · Y + K ZA · Z = 0

Zur Berechnung des kritischen Bereichs, in welchem die rote LED ausgeschaltet ist, muss die folgende Gleichung berücksichtigt werden: R = KXR·X + KYR·Y + KZR·Z = 0 To calculate the critical area in which the red LED is off, the following equation must be considered: R = K XR · X + K YR · Y + K ZR · Z = 0

Die X und Z Koordinaten können durch die CIE xyY Koordinaten wie folgt ersetzt werden:

Figure 00150001
The X and Z coordinates can be replaced by the CIE xyY coordinates as follows:
Figure 00150001

Durch Lösen dieser Gleichung erhält man:

Figure 00150002
By solving this equation one obtains:
Figure 00150002

Diese Gleichung definiert den kritischen Bereich, wobei die rote LED ausgeschaltet ist, welcher unter dem Bezugszeichen A4 in 4 gezeigt ist. Eine ähnliche Argumentation betrifft die anderen kritischen Bereiche.This equation defines the critical range with the red LED turned off, which is indicated by the reference A4 in FIG 4 is shown. A similar argument concerns the other critical areas.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind an den 5 and 6 zu sehen, die eine gegebene Farbskala in einem xyz-Farbraumdiagramm zeigen. Der schraffierte Bereich 50 entspricht dem kritischen Bereich des Farbraums, in dem die grüne LED gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeschaltet ist.The advantages of the present invention over the prior art are the 5 and 6 seeing a given color gamut in an xyz color space chart. The hatched area 50 corresponds to the critical range of the color space in which the green LED according to the present invention is turned off.

Der entsprechende Bereich des Farbraums, in dem die grüne LED ausgeschaltet ist, gemäß dem zuvor erwähnten Stand der Technik WO 2006/109237 A1 ist der schraffierte Bereich 60 der 6.The corresponding area of the color space in which the green LED is turned off according to the aforementioned prior art WO 2006/109237 A1 is the hatched area 60 of the 6 ,

Die Tatsache, dass der schraffierte Bereich 50, 60 kleiner in dem Diagramm der Erfindung ist, zeigt, dass die Gesamt-CRI-Werte, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung erhalten werden, besser als der CRI gemäß dem Stand der Technik ist.The fact that the hatched area 50 . 60 smaller in the diagram of the invention shows that the overall CRI values obtained with the inventive arrangement is better than the CRI according to the prior art.

Die Übergänge zwischen den verschiedenen Bereichen des Farbraums sind auch glatter.The transitions between the different areas of the color space are also smoother.

Ein anderer Vorteil ist der, dass durch Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens die LEDs nur abgeschaltet werden, wenn es notwendig ist.One Another advantage is that by applying the invention Procedure, the LEDs are only switched off when it is necessary.

Die erfindungsgemäße Steuerung 3, 5 kann ferner die die Temperatur betreffende Information speichern und die Ansteuerung der LEDs entsprechend korrigieren.The control according to the invention 3 . 5 may also store the temperature information and correct the driving of the LEDs accordingly.

Das Berechnen der Pseudoinversen kann außerhalb der LED-Ansteueranordnung durchgeführt werden. Zum Beispiel kann eine Kalibriersequenz während oder nach der Herstellung vorgenommen werden. Ein Computer, welcher nicht Teil der Anordnung selber ist und welcher nur für den Kalibriervorgang angeschlossen werden kann, kann die Anordnung steuern und die Lichtabgabepegel für die LEDs definieren. Die Anordnung kann dann eine Verstärkungsmatrix aufstellen, die in Farbkoordinaten die Lichtausgabe für jede LED für die gegebenen Ansteuerwerte angibt. Dann kann der (externe) Personal Computer die Pseudoinverse der Verstärkungsmatrix berechnen, und könnte auch die Ansteuerwerte für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwerts mit der Pseudo-Matrix berechnen. Die berechneten Ergebnisse können dann in der Anordnung, zum Beispiel in der Steuerung 3 oder dem Speicher 2 berechnet werden. Die Berechnung kann teilweise durch den Personal Computer erledigt werden, aber kann auch teilweise oder vollständig durch die Anordnung selbst erledigt werden. Weil Teile der Berechnung außerhalb der Anordnung durchgeführt werden, kann die Anforderung an das Leistungsvermögen der Steuerung 3 verringert werden.The calculation of the dummy inverse may be performed outside the LED drive arrangement. For example, a calibration sequence may be made during or after manufacture. A computer, which is not part of the device itself and which can only be connected for the calibration process, can control the device and define the light output levels for the LEDs. The array may then establish a gain matrix indicating in color coordinates the light output for each LED for the given drive values. Then, the (external) personal computer can calculate the pseudoinverse of the gain matrix, and could also calculate the drive values for each LED by multiplying the target color coordinate value by the pseudo-matrix. The calculated results can then be in the array, for example in the controller 3 or the memory 2 be calculated. The calculation can be done in part by the personal computer, but can also be done partially or completely by the arrangement itself. Because parts of the computation are done off-line, the demand on the performance of the controller 3 be reduced.

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Claims (20)

Verfahren zur Ansteuerung einer Vielzahl aus wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren derart, dass die Überlagerung des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes in Licht eines vorbestimmten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert, wobei das Verfahren umfasst: den Schritt des Ermittelns des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwerts mit der Pseudoinversen einer Verstärkungsmatrix, die in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt.Method for controlling a plurality at least four LEDs with different spectra such that the superposition of the generated by the at least four LEDs Light in light of a predetermined target color coordinate value, the method comprising: the step of determining the Control value for each LED by multiplying the target color coordinate value with the pseudoinverse of a gain matrix, which in color coordinates the light output of each LED for a given drive value indicates. Verfahren zur Ansteuerung einer Vielzahl von wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren derart vor, dass die Überlagerung des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes in Licht eines vorbestimmten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Aufstellen einer Verstärkungsmatrix, die in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt, – Berechnen der Pseudoinversen der Verstärkungsmatrix, und – Berechnen des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwertes mit der pseudoinversen Matrix.Method for controlling a plurality of at least four LEDs with different spectra such that the overlay of the light generated by the at least four LEDs into light of one predetermined target color coordinate value results, the method the following steps: - Setting up a Gain matrix, which in color coordinates, the light output indicating each LED for a given drive value - To calculate the pseudoinverse of the gain matrix, and - To calculate of the drive value for each LED by multiplying the Target color coordinate value with the pseudoinverse matrix. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend den Schritt des – Messen der Farbkoordinate des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes, und – Berechnen des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren eines Wertes, welcher eine Funktion des Sollfarbkoordinatenwerts ist, und des tatsächlich gemessenen Wertes mit der Pseudomatrix.A method according to claim 1 or 2, comprising the step of - Measuring the color coordinate of the light generated by the at least four LEDs, and - To calculate of the drive value for each LED by multiplying a Value, which is a function of the target color coordinate value, and the actually measured value with the pseudo-matrix. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erzeugten Ansteuersignale (PWMR, PWMG, PWMB, PWMA) Pulsweitenmodulationssignale sind.Method according to one of the preceding Claims in which the generated drive signals (PWMR, PWMG, PWMB, PWMA) are pulse width modulation signals. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, Berechnen (S4) der kritischen Bereiche des Farbraums, worin die Pseudomatrix-Multiplikation in einem Ansteuerwert von weniger als Null für wenigstens eine LED resultieren würde, für das überlagerte Licht der wenigstens vier LEDs.A method according to claim 3 or 4, calculating (S4) the critical regions of the color space, wherein the pseudo-matrix multiplication in a drive value less than zero for at least an LED would result for the layered one Light of at least four LEDs. Verfahren gemäß Anspruch 5, worin der Pseudomatrix-Multiplikationsschritt nur durchgeführt wird, falls die Koordinatenwerte von keinem der kritischen Bereiche umfasst sind.A method according to claim 5, wherein the pseudo-matrix multiplication step is performed only if the coordinate values of none of the critical areas are included. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, worin irgendeine LED, für welche die Pseudoinverse-Multiplikation in einem negativen Steuerwert resultieren würde, ausgeschaltet wird.A method according to claim 5 or 6, wherein any LED for which the pseudoinverse multiplication in FIG a negative tax value would be turned off becomes. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Messen (S1) der Verstärkungsmatrix (M).Method according to one of the preceding Claims comprising the step of measuring (S1) the gain matrix (M). Verfahren gemäß Anspruch 8, worin die Messung in einer Anfahrsequenz, während irgendeine Rückkopplungsschleife deaktiviert ist, durchgeführt wird.A method according to claim 8, wherein the measurement in a startup sequence, while any Feedback loop is disabled, performed becomes. Computerprogrammprodukt, welches ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Schritte durchführt, wenn es auf einer Rechnereinheit, wie beispielsweise einem Mikroprozessor, ausgeführt wird.Computer program product, which is a method according to a Perform the previous steps if it is on a Computer unit, such as a microprocessor executed becomes. Integrierte Schaltung, wie beispielsweise eine ASIC, welche ausgelegt ist, das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.Integrated circuit, such as an ASIC, which is designed, the method according to any of claims 1 to 9 perform. Anordnung zur Ansteuerung einer Vielzahl aus wenigstens vier LEDs mit unterschiedlichen Spektren derart, dass die Überlagerung des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes in Licht eines vorbestimmten Sollfarbkoordinatenwertes resultiert, wobei die Anordnung Mittel zur Ermittlung des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren des Sollfarbkoordinatenwertes mit einer Pseudoinversen einer Verstärkungsmatrix umfasst, wobei die Verstärkungsmatrix in Farbkoordinaten die Lichtabgabe jeder LED für einen gegebenen Ansteuerwert angibt.Arrangement for controlling a plurality of at least four LEDs with different spectra such that the overlay of the light generated by the at least four LEDs into light of one predetermined target color coordinate value results, the arrangement Means for determining the drive value for each LED Multiplying the target color coordinate value by a dummy inverse a gain matrix, wherein the gain matrix in color coordinates, the light output of each LED for one indicates the given drive value. Anordnung gemäß Anspruch 12, umfassend: – Farbsensoren zum Messen der Farbkoordinate des durch die wenigstens vier LEDs erzeugten Lichtes, und – Mittel zum Berechnen des Ansteuerwertes für jede LED durch Multiplizieren eines Wertes, welcher eine Funktion des Sollfarbkoordinatenwerts ist, und des tatsächlich gemessenen Wertes mit der Pseudomatrix.Arrangement according to claim 12, full: - Color sensors for measuring the color coordinate of the at least four LEDs generated light, and - means for calculating the Control value for each LED by multiplying a Value, which is a function of the target color coordinate value, and the actually measured value with the pseudo-matrix. Anordnung gemäß Anspruch 12 oder 13, umfassend eine PWM-Ansteuereinheit, der die Ansteuerwerte zugeführt werden und die eine PWM-Ansteuerung der LEDs durchführt, worin das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung von den zugeführten Ansteuerwerten abhängt.Arrangement according to claim 12 or 13, comprising a PWM drive unit, which supplied the drive values and which performs a PWM control of the LEDs, wherein the duty cycle of the PWM drive from the supplied Control values depends. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, umfassend Mittel zur Speicherung der kritischen Bereiche des Farbraums, worin die Pseudomatrix-Multiplikation in einem Ansteuerwert von weniger als Null für wenigstens eine LED resultieren würde, für das überlagerte Licht der wenigstens vier LEDs.Arrangement according to one of the claims 12 to 14, comprising means for storing the critical areas of the color space, wherein the pseudo-matrix multiplication is in a drive value less than zero for at least one LED would, for the superimposed light of at least four LEDs. Anordnung gemäß Anspruch 15, welche ausgelegt ist, den Pseudomatrix-Multiplikationsschritt nur durchzuführen, falls die Koordinatenwerte von keinem der kritischen Bereiche umfasst sind.Arrangement according to claim 15, which is designed to perform the pseudo-matrix multiplication step only if the coordinate values do not span any of the critical areas are. Anordnung gemäß Anspruch 15 oder 16, worin irgendeine LED, für welche die Pseudoinverse-Multiplikation in einem negativen Steuerwert resultieren würde, ausgeschaltet wird.Arrangement according to claim 15 or 16, wherein any LED for which the pseudoinverse multiplication would result in a negative control value being turned off becomes. Anordnung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 17, umfassend Mittel zum Messen (S1) der Verstärkungsmatrix (M).Arrangement according to any one of Claims 12 to 17, comprising means for measuring (S1) the Reinforcing matrix (M). Anordnung gemäß Anspruch 16, die ausgelegt ist, die Messung der Verstärkungsmatrix in einer Anfahrsequenz, während irgendeine Rückkopplungsschleife deaktiviert ist, durchzuführen.Arrangement according to claim 16, which is designed to measure the gain matrix in one Startup sequence, while some feedback loop is disabled to perform. Anordnung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 19, bei der wenigstens ein Teil der Berechnung außerhalb der Anordnung selbst durchgeführt wird.Arrangement according to any one of Claims 12 to 19, wherein at least part of the calculation outside the arrangement itself is performed.
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