DE102014200436A1

DE102014200436A1 - LED-Modul und Verfahren zum Betrieb basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts

Info

Publication number: DE102014200436A1
Application number: DE102014200436.5A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Tridonic Jennersdorf GmbH
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2015-07-16
Also published as: EP3095300B1; EP3095300A1; EP4017219A1; WO2015104408A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul (1) zum Betrieb basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts. Das LED-Modul (1) weist eine Steuereinheit (2) zum Ansteuern mindestens einer LED auf. Mindestens eine LED ist eine emittierende LED (3) zur Abgabe von Licht und mindestens eine LED ist eine erfassende LED (4) zum Erfassen von Licht und zur Ausgabe eines Erfassungssignals (5) entsprechend dem erfassten Licht. Basierend auf dem Erfassungssignal (5) ist die Steuereinheit (2) so ausgebildet, dass sie eine Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3), die man von der mindestens einen erfassenden LED (4) erhalten hat, steuert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betrieb des LED-Moduls (1). Insbesondere kann das Verfahren die Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3) mit einem PWM-Signal steuern und das Erfassungssignal (5) von der mindestens einen erfassenden LED (4) nur in Sperrzeiten des PWM-Signals erhalten oder auswerten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul, das basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts betrieben werden kann. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Betriebs dieses LED-Moduls. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein LED-Modul vor, das so ausgebildet ist, dass es seine Lichtleistung basierend auf dem erfassten Umgebungslicht automatisch dimmt.
Um die Leistungsfähigkeit einer Beleuchtungsanlage zu erhöhen, ist das Dimmen basierend auf erfasstem Umgebungslicht bekannt. Es ist meistens erwünscht, dass die Beleuchtungsanlage bei stärkerem Umgebungslicht auf eine niedrigere Lichtleistung gedimmt wird, während die Beleuchtungsanlage bei schwächerem Umgebungslicht auf eine höhere Lichtleistung gedimmt wird. Zu diesem Zweck muss die Stärke des Umgebungslichts in der Umgebung der Beleuchtungsanlage erfasst werden.
Im Stand der Technik werden nur Beleuchtungsanlagen vorgeschlagen, die basierend auf der Intensität des Umgebungslichts als Ganzes gedimmt werden können. Zu diesem Zweck wird im Stand der Technik der Einbau von Erfassungselementen für die Intensität des Umgebungslichts an bestimmten Stellen in einem Raum, an denen die Beleuchtungsanlage eingebaut ist, vorgeschlagen.
Doch die Intensität des Umgebungslichts in einem Raum ist hinsichtlich Zeit und Abstand nicht gleichförmig. So können z. B. in einem Raum in unterschiedlichen Abständen zu einem Fenster oder einer anderen Beleuchtungsquelle unterschiedliche Intensitäten von Umgebungslicht existieren. Deshalb sollten unterschiedliche Beleuchtungsquellen einer Beleuchtungsanlage, z. B. unterschiedliche LED-Module, einzeln auf eine unterschiedliche Lichtleistung gedimmt werden, was derzeit bei den Beleuchtungsanlagen im Stand der Technik nicht vorgesehen ist.
Im Stand der Technik werden insbesondere keine Lichtsensoren beschrieben, die in jedem LED-Modul einer Beleuchtungsanlage eingebaut sind. Dies ist weitgehend darauf zurückzuführen, dass ein Problem dabei ist, dass das Anbringen eines Lichtsensors in der Nähe der LEDs des LED-Moduls die Messung der Intensität des Umgebungslichts verfälschen kann. Geeignete Sensoren zum Ausgleichen der Lichtleistung von den LEDs des LED-Moduls sind derzeit zu komplex und teuer. Auch wenn bekannt ist, dass LEDs auch als Lichtsensoren verwendet werden können, ist es im Stand der Technik nicht bekannt, dass LEDs als Lichtsensoren zum Dimmen eines LED-Moduls verwendet werden.
Im Hinblick auf die obigen Nachteile und Probleme ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Leistungsfähigkeit einer Beleuchtungsanlage zu erhöhen, indem die Erfassung des Umgebungslichts bei einem LED-Modul verwendet wird. Mit anderen Worten, mit der vorliegenden Erfindung soll ein LED-Modul bereitgestellt werden, das empfindlich auf die Intensität des Umgebungslichts reagiert. Deshalb muss das LED-Modul mit einem einfachen Umgebungslichtsensor versehen werden, der empfindlich auf Sonnenlicht reagiert, aber das Licht von LEDs an dem LED-Modul herausfiltert.
Aus Gründen der Systemstabilität sollten Störungen des Umgebungslichtsensors auf das LED-Modul und die Lichtleistung von den LEDs vermieden werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch die Lösung erreicht, de in den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt ist. Vorteilhafte Durchführungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen weiter beschrieben. Insbesondere können mit der vorliegenden Erfindung blaue LEDs verwendet werden, die ihre Hauptemissionsspitze vorteilhafterweise im Bereich von 410–460 nm, weiter bevorzugt im Bereich von 430–460 nm hat, insbesondere weißes Licht emittierende LEDs mit einer blauen LED oder einem oder mehreren Material(ien) zur Farbkonversion, um eine Erfassung des Umgebungslichts durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein LED-Modul zum Betrieb basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung mindestens einer LED, mindestens einer emittierenden LED zur Abgabe von Licht, und mindestens einer erfassenden LED zur Erfassung von Licht und der Übertragung/Bereitstellung eines erfassten Signals, das der Intensität des Umgebungslichts entspricht, an die Steuereinheit, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie die Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED basierend auf dem erfassten Signal steuert, das sie von der mindestens einen erfassenden LED erhalten hat.
Durch Verwendung mindestens einer LED bei dem LED-Modul als erfassende LED und durch Verwendung des erfassten Lichts zur Steuerung der Lichtleistung von mindestens einer emittierenden LED, dimmt/regelt das LED-Modul die Lichtleistung automatisch auf die lokal gemessene Intensität des Umgebungslichts. Es kann eine Beleuchtungsanlage mit einer Vielzahl dieser LED-Module bereitgestellt werden, wobei jedes die Lichtleistung basierend auf der korrekt gemessenen Intensität des Umgebungslichts dimmt/regelt. Eine solche Beleuchtungsanlage arbeitet mit einer verbesserten Leistungsfähigkeit und verstärkter Energieeinsparung als Beleuchtungsanlagen, die im Stand der Technik bekannt sind.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine erfassende LED eine blaue LED, vorzugsweise eine weißes Licht emittierende LED mit einer blauen LED und mindestens einem oder mehreren Material(ien) zur Farbkonversion.
Es wurde festgestellt, dass eine blaue LED als geeigneter Sensor zum Erfassen der Intensität des Umgebungslichts lokal an dem LED-Modul dienen kann, da sie nur sehr schwach von der Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED beeinflusst wird, insbesondere wenn die mindestens eine emittierende LED eine typische, weißes Licht emittierende, LED ist. Das ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Absorptionsspektrum einer blauen LED das Emissionsspektrum einer typischen weißen LED nicht stört, aber empfindlich auf Umgebungslicht (und/oder Sonnenlicht) reagiert. Insbesondere eine blaue LED, die als Photodiode betrieben wird, ist selektiver für den niedrigeren Wellenlängenbereich (z. B. unter 450 nm) als jene, bei der eine weiße LED Licht mit einer relativ hohen Intensität abgibt (z. B. Licht mit mehr als 10% seiner höchsten Abgabeintensität abgibt). Doch dieser niedrigere Wellenlängenbereich liegt in dem Spektrum der Sonne oder von Glühlampen, Halogenlampen, HID-Lampen und Leuchtstofflampen oder im allgemeinen in einem Umgebungslichtspektrum, wobei einige/alle der aufgeführten Lichtquellenspektren als Umgebungslichtspektrum zusammengefasst sind.
Die Auflage oder Beschichtung der blauen LED mit Farbkonversionsmaterial, z. B. einer Phosphorbeschichtung, verbessert die oben beschriebene, selektive Funktion einer blauen LED, und erhöht somit die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit der mindestens einen erfassenden LED weiter.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine erfassende LED mit einem Farbkonversionsmaterial überzogen, das aus der Granatgruppe, z. B. YAG, LuAG, aus der Gruppe der Ortho-Silikate, wie z. B. B.O.S.E. (z. B. Ba, Sr)₂SiO₄:Eu²⁺), der Leuchtstoffe oder Nitride, z. B. CaAlSiN3:Eu, ausgewählt ist.
Die Absorptionspektren (und/oder Anregungsspektren) dieser Farbkonversionsmaterialien sind relativ schmal und entsprechen den blauen Emissionsspektren einer typischen weißen LED (die eine blaue LED und ein Farbkonversionsmaterial aufweist). Somit wird der blaue Spektralbereich des Umgebungslichts (der mindestens das Sonnenlicht und eine weiße LED-Lichtquelle aufweist), der die mindestens eine erfassende LED erreicht, durch seine Absorption und Konversion in längere Wellenlängenbereiche durch den Phosphor (Farbkonversionsmaterial), der bei der erfassenden, weißes Licht emittierenden LED aufgetragen ist, weiter reduziert. Im Grunde wird die Funktion des Erfassens durch die blaue LED Die unter der Phosphorkonversion immer noch verwirklicht, aber der blaue Bereich des Spektrum des Umgebungslichts ist durch die Phosphorschicht der weißen LED-Anordnung erheblich vermindert (fast eliminiert). Doch niedrigere Wellenlängenbereiche (z. B. UV) könnten durch das Farbkonversionsmaterial hindurchgehen und die erfassende blaue LED erreichen. Die Granat-Farbkonversionsmaterialien lieferten ausgezeichnete Ergebnisse, besonders YAG (Yttrium-Aluminium-Granat, Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(, Tb³⁺)) und LuAG (Lutetium-Aluminium-Granat:Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺) liefern die beste Filterfunktion für die Zwecke der Erfassung von Umgebungslicht.
Vorteilhafterweise stammen weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter bevorzugt weniger als 5% des erfassten Signals von der Lichtleistung der mindestens einen lichtemittierenden LED.
Das LED-Modul kann daher in Abhängigkeit von der gemessenen/erfassten Intensität des Umgebungslichts lokal an dem LED-Modul sehr genau gedimmt werden. Deshalb kann die Leistungsfähigkeit des LED-Moduls und somit einer Beleuchtungsanlage, einschließlich mindestens eines LED-Moduls, erhöht werden.
Vorteilhafterweise weisen die mindestens eine emittierende LED und die mindestens eine erfassende LED eine lichtemittierende Schicht mit der gleichen Halbleiterstruktur und/oder -verbindung auf. Außerdem könnten die LEDs durch eine gemeinsame Schicht aus Farbkonversionsmaterial bedeckt sein. Bei einer gemeinsamen Farbkonversionsschicht ist die optische Schnittstelle von Emission und Erfassung des Lichts die gleiche, was die präzise Funktion des Dimmmerkmals/selbstregelnden Merkmals der Beleuchtungsanlage sehr unterstützt.
Durch Anwenden der oben genannten Merkmale, nämlich der bevorzugten Halbleitereigenschaften und der Herstellungsschritte einer gemeinsamen Phosphorschicht könnte das LED-Modul deutlich vereinfacht und reduziert werden. Außerdem arbeitet das LED-Modul präziser, da Abweichungen zwischen den einzelnen LEDs reduziert werden.
Die mindestens eine emittierende LED und/oder erfassende LED kann eine SMD-Komponente oder ein LED Die sein. Im Falle einer SMD-Komponente mindestens für die mindestens eine erfassende LED, sollte eine meistens angewendete, parallel geschaltete Zener-Diode abgeschaltet sein (oder es sollte ein LED-Paket/SMD-Komponente ohne Zener-Diode verwendet werden), da sie die lichterfassenden Fähigkeiten des Halbleiters der mindestens einen erfassenden LED stören könnte.
Vorteilhafterweise sind mindestens eine emittierende LED und mindestens eine erfassende LED durch einen gemeinsamen Globe Top mit Farbkonversionsmaterial bedeckt.
Der Globe Top kann außerdem dazu verwendet werden, das Licht zu streuen, das Licht zu lenken oder das Lichtemissionsmuster der mindestens einen emittierenden LED zu formen. Der Globe Top kann auch einen Vorfilter für die mindestens eine erfassende LED zum Herausfiltern der vermiedenen (nachteiligen) Wellenlängenbereich(e) bereitstellen. Der Globe Top kann z. B. bei direktem Sonnenlicht auch als Diffusor für Umgebungslicht fungieren. Der Globe Top kann das Umgebungslicht auch auf die mindestens eine erfassende LED lenken.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass sie die mindestens eine emittierende LED abschaltet, während sie das Erfassungssignal von der mindestens einen erfassenden LED erhält.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass das von der mindestens einen emittierenden LED abgegebene Licht die Erfassung durch die mindestens eine erfassende LED nicht stört, und nicht an dem Erfassungssignal mitwirkt, das für die Steuerung der Lichtleistung verwendet wird.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass sie die Lichtleistung/Emission der mindestens einen emittierenden LED mit einem PWM-Signal steuert, und das Erfassungssignal von der mindestens einen erfassenden LED nur in einer Sperrzeit des PWM-Signals erhält oder auswertet.
Die PWM-Technik bietet eine einfache Möglichkeit, um einerseits das Dimmen des Lichts, d. h. die Steuerung der Intensität des abgegebenen Lichts durch die mindestens eine emittierende LED durch Änderung der Pulsweite oder Amplitude des PWM-Signals durchzuführen, und andererseits ein geräuschloses und störungsfreies Erfassungssignal zu erhalten.
Vorteilhafterweise beträgt die Sperrzeit der mindestens einen emittierenden LED weniger als 100 ms, vorzugsweise weniger als 50 ms, weiter bevorzugt weniger als 25 ms, während man das Erfassungssignal von der mindestens einen erfassenden LED erhält.
Der Erfassungszeitraum kann nur 1 μs erfordern. Doch es wird bevorzugt, das Erfassungsverfahren zu wiederholen, z. B. all 50 ms. Alternativ kann ein längerer Erfassungszeitraum, z. B. ein Erfassungszeitraum über die gesamte Sperrzeit eines PWM-Signals, auch die Genauigkeit der Erfassung des Umgebungslichts erhöhen.
Vorteilhafterweise weist das LED-Modul weiterhin eine Entladungsvorrichtung zum Entladen der mindestens einen erfassenden LED zu Beginn der Sperrzeit auf, bevor sie das Erfassungssignal erhält.
Aufgrund der Entladung ist jede neue Messung der Intensität des Umgebungslichts genau, da sie nicht durch Restladungen von früheren Messungen beeinflusst wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere Messungen der Intensität des Umgebungslichts in kurzen Intervallen durchgeführt werden, wie das z. B. der Fall ist, wenn das oben beschriebene PWM-Signal verwendet wird.
Vorteilhafterweise weist das LED-Modul weiterhin Abschirmungsvorrichtungen zum Abschirmen der mindestens einen erfassenden LED von der mindestens einen emittierenden LED.
Die Abschirmungsvorrichtungen können die Störungen zwischen der mindestens einen emittierenden LED und der mindestens einen erfassenden LED weiter reduzieren.
Vorteilhafterweise weist das LED-Modul mindestens zwei LEDs auf, wobei mindestens eine LED die mindestens eine emittierende LED und mindestens eine andere LED die mindestens eine erfassende LED ist.
Vorzugsweise wird in diesem Fall mindestens eine LED zum Erfassen verwendet und wird nie zur Abgabe von Licht eingesetzt, und mindestens eine LED wird nur zur Abgabe von Licht eingesetzt.
Alternativ weist das LED-Modul mindestens eine LED auf, die so betrieben werden kann, dass sie Licht abgibt und erfasst, wobei die mindestens eine LED sowohl die mindestens eine emittierende LED als auch die mindestens eine erfassende LED ist, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie die mindestens eine LED ansteuert, um in einer ersten Zeitperiode Licht abzugeben und in einer zweiten Zeitperiode Licht zu erfassen.
Das LED-Modul kann z. B. nur eine LED, vorzugsweise eine, weißes Licht emittierende, LED haben, die so betrieben wird, dass sie in der ersten Zeitperiode Licht abgibt, und so betrieben wird, dass in der zweiten Zeitperiode Licht erfasst. Das bedeutet, dass die in der zweiten Zeitperiode gemessene Intensität des Umgebungslichts dazu verwendet wird, die Lichtleistung in der ersten Zeitperiode zu steuern. Mehrere dieser LEDs können kombiniert werden, um das LED-Modul zu bilden.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass sie die mindestens eine LED zum Abgeben und Erfassen von Licht mit den gleichen elektrischen Anschlüssen ansteuert.
Das LED-Modul kann so weniger komplex und kompakter gebaut werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betrieb eines LED-Moduls basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts, umfassend das Erfassen des Lichts mit mindestens einer erfassenden LED, das Bereitstellen/Übertragen des erfassten Signals an eine Steuereinheit und die Steuerung der Lichtemission mindestens einer emittierenden LED basierend auf dem erfassten Signal.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet die gleichen Vorteile wie oben für das LED-Modul beschrieben. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann durch sämtliche Ausführungsarten des oben beschriebenen LED-Moduls durchgeführt werden, und kann weitere Schritte aufweisen, die den vorteilhaften Durchführungen des LED-Moduls entsprechen.
Vorteilhafterweise weist das Verfahren die Steuerung der Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED mit einem PWM-Signal und den Erhalt oder die Auswertung des Erfassungssignals von der mindestens einen erfassenden LED nur in Sperrzeiten des PWM-Signals auf.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen in näheren Einzelheiten beschrieben.
1 zeigt ein LED-Modul nach einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein LED-Modul nach einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Farbkonversionsmaterials, mit dem die mindestens eine erfassende LED überzogen ist.
3 zeigt ein LED-Modul nach einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Farbkonversionsüberzugs, der mehreren LEDs gemeinsam ist.
4 zeigt ein LED-Modul nach einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Globe Top, das mehreren LEDs gemeinsam ist.
5 zeigt ein LED-Modul nach einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung einschließlich Abschirmungsvorrichtungen.
6 zeigt ein LED-Modul nach einer weiteren Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, bei der mindestens eine LED als emittierende LED und erfassende LED verwendet werden kann.
7 veranschaulicht die Verwendung eines PWM-Signals zur Steuerung der Lichtleistung und zur Erfassung des Lichts in den Sperrzeiten des PWM-Signals.
8 zeigt die elektrische Ansprechzeit verschiedener LED-Module auf das Licht verschiedener Wellenlängen.
9 zeigt das Verhältnis der elektrischen Ansprechzeit von LED-Licht zu Sonnenlicht einer blauen LED bzw. einer weißen LED.
10 zeigt die Beteiligung verschiedener Farbkonversionsmaterialien an dem Verhältnis der elektrischen Ansprechzeit von LED-Licht zu Sonnenlicht einer weißen LED.
Besondere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. Die Ausführungsarten können miteinander kombiniert werden, wenn sie nicht zueinander in Gegensatz stehen. Einzelne Merkmale, die eine Ausführungsart kennzeichnen, können auch in einer anderen Ausführungsart durchgeführt werden.
1 zeigt schematisch ein LED-Modul 1 einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 1 kann basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts betätigt werden. Insbesondere hat das LED-Modul 1 mindestens eine LED 3, 4, die basierend auf der erfassten Intensität des Umgebungslichts gedimmt werden kann. Zu diesem Zweck ist mindestens eine LED des LED-Moduls 1 eine emittierende LED 3 zur Abgabe von Licht und mindestens eine LED ist eine erfassende LED 4 zum Erfassen von Licht.
Das beispielhaft in 1 gezeigte LED-Modul 1 weist drei emittierende LEDs 3 auf, die (weißes oder monochromatisches) Licht abgeben. Diese emittierenden LEDs 3 sind vorzugsweise für die Abgabe von weißem Licht konstruiert, d. h. es sind weiße LEDs. Vorzugsweise weisen die weißen LEDs eine blau leuchte LED Die auf, die mit einem Farbkonversionsmaterial (Phosphor), z. B. einem Farbkonversionsmaterial, das gelbes, gelblich-grünes oder grünes Licht abgibt, überzogen ist. Außerdem weist das in 1 gezeigte LED-Modul 1 eine erfassende LED 4 auf, aber es kann auch mehr als eine erfassende LED 4 aufweisen. Die mindestens eine erfassende LED 4 ist so ausgebildet, dass sie entsprechend dem erfassten Licht ein erfasstes Signal 5 an eine Steuereinheit 2 liefert/überträgt.
Das erfasste Signal 5 der mindestens einen erfassenden LED 4 kann man von der Steuereinheit 2 auf verschiedene Arten erhalten. Das erfasste Signal 5 kann eine Strommessung an der mindestens einen erfassenden LED 4 mit negativer, positiver oder Nullvorspannung sein. Alternativ kann eine Spannung an der mindestens einen erfassenden LED 4, die über eine bestimmte ohmsche Belastung gemessen wurde, als das erfasste Signal 5 genommen werden. Alternativ kann eine Spannungsänderungsmessung, die auf einer festgelegten, regulären Basis/oder in einer bestimmten Zeitperiode durchgeführt wurde, verwendet werden. Alternativ kann eine Zeitmessung zwischen zwei Spannungspegeln als das erfasste Signal 5 gemessen werden, wobei man die Spannungspegel durch Laden einer Kapazität des LED-Anschlusses mit einer negativen Vorspannung an einen festen Spannungspegel und anschließendes Entladen der Kapazität erhalten hat.
Die Steuereinheit 2 des LED-Moduls 1 dient der Ansteuerung der mindestens einen LED 3, 4, z. B. durch Bereitstellen eines Steuerstroms oder eines PWM-Signals. Insbesondere ist die Steuereinheit 2 so ausgebildet, dass sie ein von der mindestens einen erfassenden LED 4 bereitgestelltes, erfasstes Signal 5 empfängt, und eine Lichtleistung/Lichtemissionsintensität der mindestens einen emittierenden LED 3 steuert, und zwar basierend auf dem empfangenen und vorzugsweise ausgewerteten, erfassten Signal 5. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 2 ist so ausgebildet, dass sie die eine oder mehrere emittierende LEDs 3 basierend auf der Intensität des erfassten Umgebungslichts durch die eine oder mehrere erfassende LEDs 4 dimmt. Bei einer höheren Intensität des erfassten Umgebungslichts wird die mindestens eine emittierende LED 3 vorzugsweise auf eine niedrigere Lichtemissionsintensität gedimmt. Bei einer niedrigeren erfassten Intensität wird die mindestens eine emittierende LED 3 vorzugsweise auf eine höhere Lichtleistung (Lichtemissionsintensität) gedimmt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass bestimmte blaue LEDs, besonders blaue LEDs, die mit einer bestimmten Klasse von Farbkonversionsmaterialien (Leuchtstoffen) überzogen sind, so angeordnet werden können, dass ihre Emission (d. h. die Summe der blauen Emission der LED Die und der gelben/grünlich-gelben/grünen Emission der Farbkonversionsmaterial(ien)) ihre Erfassungseigenschaften (d. h. ihr Absorptionsspektrum), das in dem violetten/UV-nahen Bereich ziemlich ausgeprägt ist, nicht wesentlich stört.
8 zeigt in dieser Hinsicht eine wellenlängenabhängige, elektrische Ansprechzeit verschiedener LEDs. Die elektrische Ansprechzeit (erfasstes Signal) von blauen LEDs wird mit der elektrische Ansprechzeit von blauen LEDs verglichen, die mit einer Schicht eines Farbkonversionsmaterials überzogen ist, insbesondere wurde ein YAG(Yttrium-Aluminium-Granat)- und ein LuAG(Lutetium-Aluminium-Granat)-Überzug untersucht. Diese Absorptionsspektren werden weiter mit dem Emissionsspektrum einer weißen LED und dem Emissionsspektrum von Sonnenlicht verglichen. In 8 ist zu sehen, dass die blauen LEDs das von einer weißen LED (oder anderen Lichtquellen) abgegebene Licht und das Sonnenlicht selektiv erfassen. Mit anderen Worten, blaue LEDs können als Photodioden verwendet werden, die selektiv in den niedrigeren Wellenlängenbereichen als ihrer Emissionswellenlänge erfassen. Doch der Bereich des Spektrums, in dem blaue LEDs selektiv sind, ist im Sonnenlicht vorhanden (und auch in Licht, das von Glühlampen, Halogenlampen, HID-Lampen und Leuchtstofflampen abgegeben wird), aber nicht in dem Emissionsspektrum von weißen LEDs (oder nur ein kleiner Teil der genannten beiden Wellenlängenbereiche überlappt, wobei die weißen LEDs eine ziemlich geringe Emissionsintensität besitzen, die meistens in Beleuchtungsanlagen verwendet wird. UV/Violette LEDs mit einer Hauptemissionsspitze vorzugsweise in dem Bereich von 350–450 nm, weiter bevorzugt in dem Bereich von 370–390 nm, könnten auch als Photodioden verwendet werden, vorzugsweise ohne dass Farbkonversionsmaterialien aufgetragen werden.
Außerdem wurde festgestellt, dass bestimmte Farbkonversionsmaterialien, die auf blaue LED(s) aufgetragen werden, d. h. Phosphorüberzüge, diese selektive Erfassungsfunktion von blauen LEDs weiter verbessern.
Die Absorptions-/und/oder Anregungsspektren dieser Farbkonversionsmaterialien, wie z. B. Granat, beispielsweise YAG, LuAG, Nitride oder Ortho-Silikate (B.O.S.E. Leuchtstoffe), sind relativ schmal und entsprechen den blauen Emissionsspektren einer typischen weißen LED (die eine blaue LED und ein Farbkonversionsmaterial aufweist). Somit wird der Gehalt an blauem Licht des Umgebungslichts, das die mindestens eine erfassende LED erreicht, durch seine Absorption und/oder Konversion in längere Wellenlängen durch den auf die erfassende LED aufgetragenen Phosphor weiter reduziert.
Im Grunde wird die Funktion des Erfassens durch die blaue LED Die unter der Phosphorkonversion immer noch verwirklicht, aber der blaue Bereich des Spektrum des Umgebungslichts ist durch die aufgetragene Phosphorschicht der weißen LED-Anordnung erheblich vermindert (fast eliminiert). Doch niedrigere Wellenlängen (z. B. UV) könnten durch das Farbkonversionsmaterial hindurchgehen und die erfassende blaue LED erreichen. Die Granat-Farbkonversionsmaterialien lieferten ausgezeichnete Ergebnisse, besonders YAG (Yttrium-Aluminium-Granat, Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺) liefert für die Zwecke der Erfassung von Umgebungslicht die beste Filterfunktion der Lichtleistung von der mindestens einen, weißes Licht emittierenden LED.
9 zeigt in dieser Hinsicht ein elektrisches Ansprechzeitverhältnis einer blauen bzw. einer weißen LED, wobei das elektrische Ansprechzeitverhältnis definiert ist durch Licht, das von einer weißen LED abgegeben wird, zu Sonnenlicht (weißes LED-Licht/Sonnenlicht) im Bereich von 350–490 nm des Spektrums. Man kann sehen, dass das elektrische Ansprechzeitverhältnis für blaue LEDs weit unter 0,1 und für weiße LEDs sogar unter 0,02 liegt. Mit anderen Worten, die elektrische Ansprechzeit blauer LEDs auf Sonnenlicht ist mindestens ca. 10 Mal höher als auf LED-Licht, während die elektrische Ansprechzeit weißer LEDs auf Sonnenlicht sogar noch höher, ca. 50 Mal höher, ist als die elektrische Ansprechzeit auf LED-Licht.
10 zeigt weitere verschiedene geeignete Farbkonversionsmaterialien, die die Wellenlängenselektivität/Erfassungsfunktion blauer LEDs erhöhen kann. 10 zeigt, dass Granate, z. B. YAG, LuAG, Nitride und Ortho-Silikate, wie z. B. B.O.S.E.-Leuchtstoffe, auch dafür geeignet sind, eine hohe elektrische Ansprechzeit auf Sonnenlicht, wie blaue LEDs, zu erreichen. Sie liefern mindestens ein ähnliches selektives Erfassungsmerkmal wie eine blaue LED, was einen (nicht gezeigten) Wert von 1 als Vergleichsbasis darstellt. Insbesondere Granat-Leuchtstoffe liefern ausgezeichnete verstärkende Eigenschaften. Die besten Ergebnisse wurden bei YAG-Leuchtstoffen festgestellt, aber LuAGs liefern ebenfalls eine gute Anwendbarkeit. Am meisten bevorzugt wird ein YAG-Leuchtstoff als Farbkonversionsmaterial verwendet, der vorzugsweise die mindestens eine erfassende LED 4 bedeckt.
Im Hinblick auf die obigen Feststellungen der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine erfassende LED 4 vorzugsweise eine blaue LED, die noch weiter bevorzugt mit einer Schicht 6 eines Farbkonversionsmaterials, wie in 2 gezeigt, bedeckt ist. Am meisten bevorzugt umfasst die Schicht 6 mindestens eines der in 10 gezeigten Farbkonversionsmaterialien. Die mindestens eine erfassende LED 4 kann alternativ oder zusätzlich auch mit einem lichtempfindlichen Element mit einer Tiefpassfilterfunktion (Farbfilter) versehen sein, vorzugsweise mit einem Schwellenwert bei einer Wellenlänge in dem Bereich von 350–450 nm, weiter bevorzugt bei einer Wellenlänge von unter 410 nm. In der beispielhaften Ausführungsart von 2 ist nur die erfassende LED 4 von einer Schicht 6 aus Farbkonversionsmaterial bedeckt. Doch auch die emittierenden LEDs 3 können mit derselben Schicht 6 oder einer anderen Schicht aus Farbkonversionsmaterial bedeckt sein.
Alternativ können die mindestens eine emittierende LED 3 und die mindestens eine erfassende LED 4 in einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, wie in 3 beispielhaft gezeigt, von einer gemeinsamen Schicht 8 aus Farbkonversionsmaterial(ien) bedeckt sein. Vorzugsweise können die mindestens eine emittierende LED 3 und die mindestens eine erfassende LED 4 eine lichtemittierende Schicht mit der gleichen Halbleiterstruktur und/oder Halbleiterverbindung 7 aufweisen. Die LEDs 3, 4 können auf dem Substrat 1 getrennt voneinander angebracht sein. Außerdem können die LEDs 3, 4 von einem reflektierenden Damm umgeben sein, der mit einer gemeinsamen Phosphorschicht gefüllt ist. Erfassende blaue LEDs 4 könnten mit blauen und roten LEDs 3 unter der gemeinsamen Phosphorschicht 8 kombiniert sein. Zusätzliche rote LEDs 3 könnten angewendet werden, um warmes, weißes Licht zu erzeugen, um Erfassungsschwierigkeiten zu vermeiden/zu reduzieren, anstatt Nitride zu verwenden als zweiter, roter, emittierender Phosphor, der in die gemeinsame Phosphorschicht 8 gemischt ist, um den warmen weißen Farbton einzustellen.
4 zeigt beispielhaft eine weitere Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, bei der mindestens eine emittierende LED 3 und mindestens eine erfassende LED 4 von einem Globe Top 9 bedeckt sind. Der Globe Top 9 kann auch sämtliche LEDs 3, 4 des LED-Moduls 1 bedecken. Es kann an dem LED-Modul 1 auch mehr als ein Globe Top 9 bereitgestellt sein, der z. B. jeweils mindestens eine emittierende LED 3 und mindestens eine erfassende LED 4 bedeckt. Der Globe Top 9 kann eines oder mehrere optische Elemente, wie eine Linse, einen Diffusor, einen Deflektor, einen Spiegel oder er kann ein Farbkonversionsmaterial (Farbkonversionsmaterialien) und/oder Streumittel aufweisen. Der Globe Top 9 kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Schicht 6 aus Farbkonversionsmaterial bereitgestellt sein. Das (die) Farbkonversionsmaterial(ien) (Leuchtstoffe) des Globe Top können an der Außenseite/Innenseite des Globe Top 9 als (bemusterte) Schicht bereitgestellt sein, oder sie können im Material des Globe Top 9 verteilt bereitgestellt sein. Dieses Farbkonversionsmaterial ist vorzugsweise in Lichtemissionsrichtung der mindestens einen emittierenden LED 3 angeordnet.
5 zeigt beispielhafte eine weitere Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, wobei das LED-Modul 1 weiterhin Abschirmungsvorrichtungen 10 aufweist, die die mindestens eine erfassende LED 4 vor der mindestens einen emittierenden LED 3 abschirmen. Die Abschirmungsvorrichtungen 10 verhindern, dass das von der mindestens einen erfassenden LED 4 bereitgestellte Erfassungssignal 5 von der mindestens einen emittierenden LED 3 beeinflusst wird oder die Einflüsse wenigstens reduziert.
In allen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung gilt folgendes: durch Verwenden einer blauen LED als die mindestens eine erfassende LED 4, vorzugsweise eine weiße LED, die weiter bevorzugt mit Abschirmungsvorrichtungen 10 kombiniert ist, kann die Ausgabe des Erfassungssignals 5 durch die mindestens eine erfassende LED 4 relativ ungestört durch Licht bleiben, das von der mindestens einen emittierenden LED 3 kommt. Insbesondere sind vorzugsweise weniger als 20%, weiter bevorzugt weniger als 10%, am meisten bevorzugt weniger als 5% des erfassten Signals 5, das von der mindestens einen erfassenden LED 4 erkannt wird, durch die Lichtemission durch die mindestens eine emittierende LED 3 verursacht.
6 zeigt eine weitere Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, wobei das LED-Modul 1 mindestens eine LED 3, 4 aufweist, die sowohl als die mindestens eine erfassende LED 4 als auch als die mindestens eine emittierende LED 3 agiert. In seiner einfachsten Konfiguration kann das LED-Modul 1 nur eine LED 3, 4 aufweisen, die als eine lichtemittierende LED 3 und als eine erfassende LED 4, z. B. im Wechsel, betrieben werden kann.
In diesem Fall muss die Steuereinheit 2 die mindestens eine LED 3, 4 in einer ersten Zeitperiode als die emittierende LED 3 und in einer zweiten Zeitperiode als die mindestens eine erfassende LED 4 betreiben. Vorzugsweise wird die mindestens eine LED 3, 4 dadurch mit der gleichen elektrischen Verbindung für die Abgabe und Erfassung von Licht angesteuert. In der beispielhaften Ausführungsart von 6 sind vier LEDs 3, 4 in dem LED-Modul 1 enthalten, wobei jede LED 3, 4 Licht abgeben kann, indem sie durch die Steuereinheit 2 betrieben wird, und Licht erfassen und ein erfasstes Signal 5 an die Steuereinheit liefern kann. Die mindestens eine LED 3, 4 ist vorzugsweise eine weiße LED. Die Steuereinheit 2 führt ein Multiplexing durch, um Umgebungslicht in der zweiten Zeitperiode zu erfassen und die LED 3, 4 in der ersten Zeitperiode basierend auf dem erfassten Umgebungslicht anzusteuern.
Doch das erfindungsgemäße LED-Modul 1 kann auch mindestens zwei LEDs 3 und 4 aufweisen. Man kann eine der LEDs nur für das Erfassen und die andere LED 4 nur für die Abgabe von Licht verwenden. In diesem Fall gibt die mindestens eine erfassende LED 4 Licht ab.
In allen erfindungsgemäßen Ausführungsarten kann die mindestens eine emittierende LED 3 auch mit einem PWM-Signal durch die Steuereinheit 2 angesteuert werden. Durch Änderung der Amplitude oder der Pulsweite des PWM-Signals, z. B. entweder durch Änderung der Einschaltzeit oder der Sperrzeit oder beider Perioden des PWM-Signals, kann die Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED 3 verändert werden. Die Steuereinheit 2 kann weiterhin so ausgebildet sein, dass gewährleistet wird, dass das Erfassen von Umgebungslicht durch die mindestens eine erfassende LED 4 nur während einer oder mehrerer Sperrzeiten des PWM-Signals durchgeführt wird. Das bedeutet, dass vorzugsweise das erfasste Signal des Umgebungslichts 5 in einer Zeitperiode abgetastet wird, die einer typischen PWM-Frequenz entspricht. Die typische PWM-Frequenz beträgt ca. 100 Hz oder mehr. Somit beträgt die Sperrzeit der mindestens einen emittierenden LED 3 vorzugsweise weniger als 100 ms, vorzugsweise weniger als 50 ms, weiter bevorzugt weniger als 25 ms. Die mindestens eine erfassende LED 4 kann weiterhin mit einer Entladungsvorrichtung zum Entladen der mindestens einen erfassenden LED 4 vor jeder Sperrzeit versehen sein. Diese Entladungsvorrichtung ist insbesondere im Falle einer hohen PWM-Frequenz von Vorteil und erhöht die Messgenauigkeit.
7 zeigt die Verwendung eines PWM-Signals zum Ansteuern der mindestens einen emittierenden LED 3. Für einen Wert A der Lichtleistung (eine erste Dimmstufe) werden von der Steuereinheit 2 eine erste Einschaltzeit t_or1 und eine erste Sperrzeit t_off1 eingestellt und wechseln sich ab. Während der Einschaltzeit fließt der maximale Strom I_max durch die emittierende LED 3. Während der Sperrzeit fließt kein Strom durch die mindestens eine emittierende LED 3. Im Durchschnitt fließt ein effektiver Strom I_effA durch die mindestens eine emittierende LED 3 und bestimmt die erste Dimmstufe. In dem unteren Teil von 7 ist ein Wert B der Lichtleistung (eine zweite Dimmstufe) gezeigt. Die Einschaltzeit t_on2 ist jetzt länger und die Sperrzeit t_off2 ist kürzer. Somit fließt ein effektiver Strom I_effB durch die mindestens eine emittierende LED 3. Im Falle von beiden Dimmstufen erhält die Steuereinheit 2 das Erfassungssignal 5 während der Sperrzeiten t_off1 bzw. t_off2 von der mindestens einen erfassenden LED 4.
Die Steuereinheit 2 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den optimalen Zeitpunkt, an dem man das erfasste Signal 5 erhält, automatisch bestimmt. Vorzugsweise wird die mindestens eine erfassende LED 4 zu Beginn jeder Sperrzeit durch die Entladevorrichtung weiter entladen. Nach dem Entladen erhält man das erfasste Signal 5. Vorzugsweise kann das erfasste Signal 5 auch über die gesamte Sperrzeit integriert sein, um eine genauere Messung zu erreichen. In diesem Fall entlädt die Entladevorrichtung die mindestens eine erfassende Vorrichtung 4 vorzugsweise an der Grenze zwischen jeder Einschaltzeit und der darauffolgenden Sperrzeit.
Zusammengefasst verwendet die vorliegende Erfindung mindestens eine LED 4 an einem LED-Modul 1 als Sensor, um das LED-Modul 1 zu dimmen. Insbesondere wird eine blaue LED verwendet, vorzugsweise eine blaue, mit einem Farbkonversionsmaterial bedeckte LED, die ein selektives Erfassungsmerkmal besitzt, das empfindlich auf Umgebungslicht reagiert, aber nicht auf Licht, das ausschließlich von dem LED-Modul 1 abgegeben wird, z. B. die weißen LEDs des LED-Moduls 1. Daher kann z. B. ein LED-Modul 1 mit mehreren angrenzenden weißen LEDs 3, 4 mindestens eine der LEDs 3, 4 als erfassende LED 4 und mindestens eine der LEDs als emittierende LED 3 verwenden und kann somit gemäß der vorliegenden Erfindung als Umgebungslicht erfassendes LED-Modul 1 betrieben werden. Wenn mehrere dieser erfindungsgemäßen LED-Module 1 in einer Beleuchtungsanlage installiert sind, kann jedes LED-Modul 1 basierend auf dem einzeln erfassten Umgebungslicht betrieben werden. Da in diesem Fall das Umgebungslicht direkt an jedem LED-Modul 1 erfasst wird, kann die Beleuchtungsanlage präzise Umgebungslichtmessungen durchführen und kann demzufolge effizienter betrieben werden.
Um die Leistungsfähigkeit dieser Beleuchtungsanlage mit mehreren LED-Modulen 1 noch weiter zu erhöhen, kann ein Kommunikationsprotokoll zwischen verschiedenen LED-Modulen 1, insbesondere LED-Module 1, eingerichtet werden, das die gegenseitige Lichtemissionsintensität basierend auf ihren erfassten Signalen 5 beeinflussen kann. Das Kommunikationsprotokoll kann z. B. den Dimmstatus der LED-Module 1 übertragen. Das Kommunikationsprotokoll kann z. B. Informationen übertragen, indem mindestens eine emittierende LED 3 eines LED-Moduls 1 in einer einfachen digitalen Codierung (z. B. 8 Bits plus ein Paritätsbit) in Simplex- oder Duplexbetrieb blinkt und das Blinken durch mindestens eine erfassende LED 4 eines anderen Moduls erfasst wird. Auch wenn die mindestens eine erfassende LED 4 vorzugsweise so hergestellt ist, dass sie von LED-Licht so wenig wie möglich beeinflusst wird, kann sie das Blinken immer noch erkennen.
Verschiedene LED-Module 1 können auf den gleichen Dimmwert synchronisiert werden. Alternativ können Dimmwerte verschiedener LED-Module 1 in Abhängigkeit, z. B. von der lokal gemessenen Intensität des Umgebungslichts, zu einem globalen Dimmwert überlagert oder kombiniert werden. Die LED-Module 1 können auch in Bezug auf Zeitperioden synchronisiert werden, in denen das Erfassen von Umgebungslicht durchgeführt wird, und Zeitperioden, in denen Licht abgegeben wird, z. B. können sie auf gemeinsame Einschaltzeiten und Sperrzeiten eines PWM-Signals synchronisiert werden. Somit können Störungen zwischen der Erfassung des Umgebungslichts eines LED-Moduls 1 und der Lichtemission von einem anderen LED-Modul vermieden oder reduziert werden.

Claims

LED-Modul (1) zum Betrieb basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts mit einer Steuereinheit (2) zum Ansteuern mindestens einer LED (3, 4), mindestens einer emittierenden LED (3) zur Abgabe von Licht, und mindestens einer erfassenden LED (4) zum Erfassen von Licht und Übertragen eines erfassten Signals (5) entsprechend der Intensität des Umgebungslichts, wobei die Steuereinheit (2) so ausgebildet ist, dass sie die Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3) basierend auf dem erfassten Signal (5), das man von der mindestens einen erfassenden LED (4) erhalten hat, steuert.
LED-Modul (1) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erfassende LED (4) eine blaue LED, vorzugsweise eine weiße LED mit einer blauen LED und einem oder mehreren Farbkonversionsmaterial(ien), ist.
LED-Modul (1) nach Anspruch 2, wobei die blaue LED ihre Hauptemissionsspitze in dem Bereich von 410–460 nm, vorzugsweise in dem Bereich von 430–460 nm, hat.
LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine erfassende LED (4) eine Hauptemissionsspitze bei einer niedrigeren Wellenlänge liefert als die mindestens eine emittierende LED (3).
LED-Modul (1) nach Anspruch 1 bis 4, wobei eine Schicht Farbkonversionsmaterial (6) auf die mindestens eine erfassende LED (4) aufgetragen ist, und das Farbkonversionsmaterial aus der Gruppe mit Granat, Ortho-Silikat und Nitrid-Leuchtstoffen ausgewählt ist.
LED-Modul (1) nach Anspruch 5, wobei das Farbkonversionsmaterial vorzugsweise einen dotierten Ce³⁺ bzw. Tb³⁺-YAG- oder LuAG-Phosphor-Leuchtstoff aufweist.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter bevorzugt weniger als 5% des erfassten Signals (5) von der Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3) stammt.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine emittierende LED (3) und die mindestens eine erfassende LED (4) eine lichtemittierende Schicht mit der gleichen Halbleiterstruktur und/oder Halbleiterverbindung aufweist.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens eine emittierende LED (3) und mindestens eine erfassende LED (4) von einer gemeinsamen Farbkonversionsschicht (8) bedeckt ist.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinheit (2) so ausgebildet ist, dass sie die mindestens eine emittierende LED (3) abschaltet, während sie das erfasste Signal (5) von der mindestens einen erfassenden LED (4) erhält.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuereinheit (2) so ausgebildet ist, dass sie die Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3) mit einem PWM-Signal steuert, und das erfasste Signal (5) von der mindestens einen erfassenden LED (4) nur in einer Sperrzeit des PWM-Signals erhält oder auswertet.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Sperrzeit der mindestens einen emittierenden LED (3) weniger als 100 ms, vorzugsweise weniger als 50 ms, weiter bevorzugt weniger als 25 ms, beträgt.
LED-Modul (1) nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend eine Entladungsvorrichtung zum Entladen der mindestens einen erfassenden LED (4) zu Beginn der Sperrzeit vor dem Erhalten des Erfassungssignals (5).
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, weiterhin aufweisend Abschirmungsvorrichtungen (10) zum Abschirmen der mindestens einen erfassenden LED (4) von der mindestens einen emittierenden LED (3).
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend mindestens zwei LEDs (3, 4), wobei mindestens eine LED die mindestens eine emittierende LED (3) und mindestens eine andere LED die mindestens eine erfassende LED (4) ist.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mindestens eine LED (3, 4), die betreibbar ist zum Abgeben und Erfassen von Licht, und die mindestens eine LED (3, 4) wird angewendet als die mindestens eine emittierende LED (3) und die mindestens eine erfassende LED (4), die die Erfassungs- und Abgabefunktionen integriert, wobei die Steuereinheit (2) so ausgebildet ist, dass sie die mindestens eine LED (3, 4) ansteuert, um in einer ersten Zeitperiode Licht abzugeben und in einer zweiten Zeitperiode Licht zu erfassen.
LED-Modul (1) nach Anspruch 16, wobei die Steuereinheit (2) so konfiguriert ist, dass sie die mindestens eine LED (3, 4) zur Abgabe und Erfassung von Licht mit den gleichen elektrischen Anschlüssen ansteuert.
Verfahren zum Betrieb eines LED-Moduls (1) basierend auf der Erfassung des Umgebungslichts, umfassend das Erfassen des Lichts mit mindestens einer erfassenden LED (4) und Übertragen eines erfassten Signals (5), das der Intensität des Umgebungslichts entspricht, an die Steuereinheit (2), und die Regelung der Lichtleistung mindestens einer emittierenden LED (3) unter Verwendung des erfassten Signals (5) als Feedbacksignal.
Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend die Regelung oder das Dimmen der Lichtleistung der mindestens einen emittierenden LED (3) mit einem PWM-Signal und das Erhalten und/oder Auswerten des erfassten Signals (5) durch die mindestens eine erfassende LED (4) nur in den Sperrzeiten des PWM-Signals.