DE102017125405A1

DE102017125405A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren von LED-Beleuchtung

Info

Publication number: DE102017125405A1
Application number: DE102017125405.6A
Authority: DE
Inventors: Raik FROST; Thomas Freitag
Original assignee: Melexis Technologies NV
Current assignee: Melexis Technologies NV
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: FR3073118A1; DE102017125405B4; CN109729617A; BE1025914B1; US10492256B2; BE1025914A1; US20190132919A1; CN109729617B; FR3073118B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Leuchtdiode, LED, einer Rot-Grün-Blau-, RGB, LED-Vorrichtung, wobei die RGB-LED-Vorrichtung eingerichtet ist, um ein Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation, PWM, einzustellen und um die LED entweder mit einem Strom, der einen ersten Wert aufweist, oder mit einem Strom, der einen zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, zu versorgen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Messen einer ersten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, an die LED mit einem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird,
- Berechnen von Parametern aus der gemessenen ersten Gruppe von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird,
- Messen einer zweiten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, mit einem zweiten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das zweite PWM-Tastverhältnis niedriger als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom niedriger als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird,
- Messen einer dritten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, mit einem dritten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das dritte PWM-Tastverhältnis höher als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom höher als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird,
- Berechnen von Parametern aus den gemessenen zweiten und dritten Gruppen von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, angelegt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Lösungen zum Steuern von Rot-Grün-Blau-Leuchtdioden (RGB-LEDs).
Hintergrund der Erfindung
RGB-Leuchtdioden (LEDs) werden immer mehr bei zahlreichen Beleuchtungsanwendungen verwendet. Jede LED kann in Intensität und Farbe durch eine integrierte Schaltung (IC) über eine Kommunikationsschnittstelle einzeln gesteuert werden. Es kann sein, dass die LEDs vor der Verwendung eine Kalibrierung auf einen gegebenen Zielwert anhand der IC benötigen.
RGB-LEDs werden typischerweise durch Pulsweitenmodulation (PWM) angesteuert, um einen definierten Strom für jeden Farbkanal einzustellen, um sich an gewisse Farbpunkte und Farbintensitäten anzupassen, um eine dedizierte Lichtleistung einer gegebenen RGB-LED zu erzielen. Für eine gegebene Ziellichtleistung sollten sich die Ströme in den verschiedenen Farbkanälen nicht ändern, da dies zu einer Änderung des Spektrums führen könnte, die zu einem anderen Farbpunkt und einer anderen Intensität führen würde.
Für eine optimale Lichtsteuerung wird eine hohe PWM-Auflösung von mindestens 18 Bit an diesen Strömen benötigt. Andererseits ist die PWM-Auflösung typischerweise auf 16 Bit beschränkt. Dies ist der Fall, weil eine hohe PWM-Auflösung auch einen hochfrequenten Taktgeber erfordert. Die LED selber wird in einem PWM-Frequenzbereich von bis zu 500 Hz angesteuert, so dass das menschliche Auge kein Flimmern wahrnimmt. Dies wäre der Fall, wenn niedrigere PWM-Frequenzen verwendet würden. Dadurch benötigt eine 16-Bit-PWM-Auflösung eine Taktquelle von ungefähr 32,768 MHz (65535*500 Hz). Jedes zusätzliche Bit erhöht das notwendige Taktsignal um den Faktor zwei, was zu erhöhten elektromagnetischen Emissionen führen kann und nicht kostenoptimal ist. Ferner benötigt der Strom durch die LED eine gewisse Zeit, um sich zu stabilisieren, was hohe PWM-Auflösungen bei niedrigen Tastverhältniswerten der PWM nutzlos macht. Daher besteht ein Bedarf daran, eine Lichtsteuerung mit einer PWM-Auflösung, die auf 16 Bit beschränkt ist, auszuführen.
Dieses Problem wurde im Stand der Technik häufig in Angriff genommen. Beispielsweise betrifft die WO2015/061237 das Steuern der Helligkeit einer LED-Anzeige, die eine Kombination aus Strom- und PWM-Dimmen der LEDs verwendet. Die Offenlegung bietet eine Lösung, um mit der nicht linearen Beziehung zwischen dem Strom und dem Lichtfluss zurechtzukommen, die angewendet wird, um die Lichtleistung bei einer Helligkeitssteuerung zu dimmen.
Die EP3076758 präsentiert eine Lichtregelschleife. Es wird eine Lösung zum Einschalten einer Optimierung eines Treibers für eine oder mehrere Lichtquellen offengelegt. Ein Tastverhältniswert wird aus einer Tabelle ausgewählt. Das ausgewählte Tastverhältnis entspricht dem Zielausgangsstrom des Treibers und weist eine entsprechende Spannung auf. Das ausgewählte Tastverhältnis wird auf den Treiber angewendet. Eine Ausgangsspannung an der Lichtquelle wird gemessen und mit der entsprechenden Spannung des ausgewählten Tastverhältnisses verglichen, um ein Spannungsvergleichsergebnis zu ergeben. Basierend auf dem Vergleichsergebnis wird die Auswahl des Tastverhältnisses angepasst. Zudem wird ein Ausgangsstrom der Lichtquelle gemessen und mit dem Zielausgangsstrom verglichen, um ein Stromvergleichsergebnis zu ergeben. Ein Anpassungskoeffizient wird auf einen Regelkreis des Treibers basierend darauf angewendet, wobei der Regelkreis eine Schaltfrequenz des Treibers basierend auf dem ausgewählten Tastverhältnis anpasst.
Es gibt jedoch Spielraum für Alternativen, um eine LED-Lichtsteuerung über einen breiten dynamischen Intensitätsbereich mit einer begrenzten PWM-Auflösung auszuführen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Kalibrieren einer RGB-LED-Vorrichtung bereitzustellen. Es ist ebenfalls eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betätigen der RGB-LED-Vorrichtung bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe, eine RGB-LED-Vorrichtung bereitzustellen.
Die obige Aufgabe wird durch die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt.
Bei einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren einer Leuchtdiode, LED, einer Rot-Grün-Blau-, RGB, LED-Vorrichtung, wobei die RGB-LED-Vorrichtung eingerichtet ist, um das Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation, PWM, einzustellen und um die LED entweder mit einem Strom, der einen ersten Wert aufweist, oder mit einem Strom, der einen zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, zu versorgen. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

- Messen einer ersten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit einem ersten PWM-Tastverhältnis an die LED angelegt wird,
- Berechnen von Parametern aus der gemessenen ersten Gruppe von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird,
- Messen einer zweiten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, mit einem zweiten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das zweite PWM-Tastverhältnis niedriger als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom niedriger als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird,
- Messen einer dritten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom der den zweiten Wert aufweist, mit einem dritten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das dritte PWM-Tastverhältnis höher als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom höher als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird,
- Berechnen von Parametern aus den gemessenen zweiten und dritten Gruppen von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, angelegt wird.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht es in der Tat, die RGB-LED-Vorrichtung zu steuern. Durch das Bestimmen von Kalibrierungsparametern, die mit der Verwendung des Stroms zusammenhängen, der einen geringen Wert aufweist, und von Kalibrierungsparametern, die mit der Verwendung des hohen Stromwertes zusammenhängen, werden alle Informationen erhoben, die benötigt werden, um die mögliche Arbeitspunktverschiebung zu berücksichtigen, wenn zwischen den beiden Strömen umgeschaltet wird.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen werden die Verfahrensschritte für jede LED der RGB-LED-Vorrichtung wiederholt.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das erste PWM-Tastverhältnis gleich 50 %. Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das dritte PWM-Tastverhältnis gleich 100 %.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung werden die berechneten Parameter in einem Speicher abgelegt.
Vorzugsweise werden die berechneten Parameter aus der gemessenen ersten Gruppe verwendet, um die Farbintensität als lineare Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird.
Vorzugsweise ist die Funktion, welche die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses ausdrückt, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, unter Verwendung der berechneten Parameter aus den gemessenen zweiten und dritten Gruppen angelegt wird, eine lineare Funktion.
Bei einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betätigen einer Rot-Grün-Blau-, RGB, LED-Vorrichtung, das folgende Schritte umfasst

- Kalibrieren der RGB-LED-Vorrichtung wie zuvor beschrieben,
- Empfangen von Informationen von Tristimuluswerten über einen Zielfarbpunkt und eine Zielfarbintensität,
- Während der Betätigung Berechnen für jede LED eines PWM-Tastverhältniswertes, während der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird, wodurch die Parameter genutzt werden, die in dem Kalibrierungsschritt erzielt wurden,
- Überprüfen für jede LED, ob der berechnete PWM-Tastverhältniswert einen Schwellenwert überschreitet, der auf das erste PWM-Tastverhältnis eingestellt ist, und wenn ja, Umschalten für diese LED auf den Strom, der den zweiten Wert aufweist, und Berechnen des entsprechenden PWM-Tastverhältnisses, wodurch die Parameter genutzt werden, die in dem Kalibrierungsschritt erzielt wurden.

Bei einer Ausführungsform wird das Umschalten auf den Strom, der den zweiten Wert aufweist, ausgeführt, nachdem ein gegebenes Zeitintervall verstrichen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwellenwert gleich dem ersten PWM-Tastverhältnis.
Bei einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine RGB-LED-Vorrichtung, die Folgendes umfasst

- eine rote, grüne und blaue LED,
- Mittel zum Steuern einer Pulsweitenmodulation, PWM, zum Einstellen eines PWM-Tastverhältniswertes,
- Stromversorgungsmittel, um die LEDs entweder mit einem Strom, der einen ersten Wert aufweist, oder mit einem Strom, der einen zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, zu versorgen,
- einen Controller, der ein Verarbeitungsmittel umfasst, das eingerichtet ist, um Informationen über einen Zielfarbpunkt und eine Zielfarbintensität zu empfangen, und das eingerichtet ist, um aus den gemessenen Gruppen von Tristimuluswerten Parameter zu berechnen, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, und das eingerichtet ist, um die Parameter in Übereinstimmung mit dem Zielfarbpunkt und der Zielfarbintensität einzustellen, und der Speichermittel umfasst, um die berechneten Parameter abzulegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Stromversorgungsmittel einen Stromauswahlschalter, um entweder den Strom, der den ersten Wert aufweist, oder den Strom, der den zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, auszuwählen.
Bei anderen Ausführungsformen umfasst das Stromversorgungsmittel eine einzige Stromquelle, um entweder den Strom, der den ersten Wert aufweist, oder den Strom, der den zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, bereitzustellen.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Stromversorgungsmittel zwei Stromquellen.
Bei anderen Ausführungsformen umfasst das Stromversorgungsmittel ein schaltbares Element, das durch das PWM-Steuermittel gesteuert werden kann.
Zum Zweck der Kurzdarstellung der Erfindung und der Vorteile, die gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden, wurden gewisse Aufgaben und Vorteile der Erfindung oben beschrieben. Es versteht sich natürlich von selbst, dass nicht unbedingt alle diese Aufgaben oder Vorteile in Übereinstimmung mit einer beliebigen bestimmten Ausführungsform der Erfindung erreicht werden können. Somit wird beispielsweise der Fachmann erkennen, dass die Erfindung derart aus- oder durchgeführt werden kann, dass sie einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie sie hier gelehrt werden, erreicht oder optimiert, ohne unbedingt andere Aufgaben oder Vorteile, wie sie hier gelehrt oder vorgeschlagen werden können, zu erreichen.
Die obigen und anderen Aspekte der Erfindung werden aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen hervorgehen und durch sie erläutert werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, in denen sich die gleichen Bezugszeichen in den diversen Abbildungen auf die gleichen Elemente beziehen.

eine LED-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
ein Farbraumdreieck für zwei verschiedene Stromwerte.
ein mögliches Verhalten der Tristimuluswerte für eine rote LED als Funktion des PWM-Tastverhältnisses, wenn ein niedriger Strom angelegt wird.
eine Ausführungsform der Betätigung einer RGB-LED-Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung kalibriert ist.

Ausführliche Beschreibung erläuternder Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und mit Bezug auf bestimmte Zeichnungen beschrieben, doch ist die Erfindung nicht darauf, sondern nur auf die Ansprüche beschränkt.
Ferner werden die Begriffe erster, zweiter und dergleichen in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, um zwischen ähnlichen Elementen zu unterscheiden, und nicht zwangsläufig, um eine Folge, ob zeitlich, räumlich, rangmässig oder dergleichen, zu beschreiben. Es ist davon auszugehen, dass die so verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen austauschbar sind, und dass die Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindung in anderen Folgen als hier beschrieben oder abgebildet funktionieren können.
Es ist zu beachten, dass der Begriff „umfassend“, der in den Ansprüchen verwendet wird, nicht als auf die danach aufgeführten Mittel beschränkt auszulegen ist; er schließt andere Elemente oder Schritte nicht aus. Er ist somit als das Vorliegen der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten auszulegen, schließt jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten oder Gruppen davon nicht aus. Somit ist der Umfang des Ausdrucks „eine Vorrichtung, welche die Mittel A und B umfasst“ nicht auf Vorrichtungen zu beschränken, die nur aus den Komponenten A und B bestehen. Dies bedeutet, dass die mit Bezug auf die vorliegende Erfindung einzigen relevanten Komponenten der Vorrichtung A und B sind.
Eine Bezugnahme in der gesamten vorliegenden Beschreibung auf „eine einzige Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder ein Kennzeichen, das bzw. die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit können, aber brauchen sich die Ausdrücke „in einer einzigen Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in der gesamten vorliegenden Spezifikation nicht unbedingt alle auf die gleiche Ausführungsform zu beziehen. Ferner können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Kennzeichen auf beliebige geeignete Art und Weise, wie es für den Fachmann aus der vorliegenden Offenlegung ersichtlich ist, zu einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Auch ist zu bedenken, dass in der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung diverse Merkmale der Erfindung manchmal zu einer einzigen Ausführungsform, Abbildung oder Beschreibung derselben zusammengefasst werden, um die Offenlegung zu vereinfachen und zum Verständnis eines oder mehrerer der diversen Aspekte der Erfindung beizutragen. Diese Art der Offenlegung ist jedoch nicht als eine Absicht wiedergebend auszulegen, dass die beanspruchte Erfindung eine größere Anzahl von Merkmalen erfordert als ausdrücklich in jedem Anspruch erwähnt. Vielmehr liegen die Aspekte der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen wiedergegeben, in weniger als allen Merkmalen einer einzigen vorstehend offengelegten Ausführungsform. Somit werden die Ansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, hiermit ausdrücklich in diese ausführliche Beschreibung übernommen, wobei jeder Anspruch eigenständig als eine separate Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gilt.
Obwohl ferner einige hier beschriebene Ausführungsformen einige aber nicht andere Merkmale, die in anderen Ausführungsformen enthalten sind, umfassen, sind Kombinationen von Merkmalen verschiedener Ausführungsformen dazu gedacht, im Umfang der Erfindung zu liegen und andere Ausführungsformen zu bilden, wie es der Fachmann verstehen würde. Beispielsweise können in den folgenden Ansprüchen alle beanspruchten Ausführungsformen in einer beliebigen Kombination verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass die Verwendung einer bestimmten Terminologie, wenn gewisse Merkmale oder Aspekte der Erfindung beschrieben werden, nicht besagen soll, dass die Terminologie hier neu definiert wird, um darauf beschränkt zu werden, beliebige spezifische Kennzeichen der Merkmale oder Aspekte der Erfindung, mit denen diese Terminologie verknüpft ist, zu umfassen.
In der hier gestellten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden können. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren, Strukturen und Techniken nicht ausführlich gezeigt, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Kalibrierungsverfahren für eine RGB-LED-Vorrichtung zur Verwendung über einen breiten dynamischen Intensitätsbereich mit einer begrenzten PWM-Auflösung vor.
Es wird die LED-Vorrichtung aus betrachtet. Die LED-Vorrichtung umfasst eine Rot-Grün-Blau-Leuchtdiode (RGB-LED) (1) und einen RGB-LED-Controller (2). Bei einer Ausführungsform ist dieser beispielsweise als integrierte Schaltung (IC) ausgebildet.
Bei der Ausführungsform aus umfasst der RGB-LED-Controller einen Spannungsregler (3), der in der Lage ist, eine externe Versorgungsspannung VS auf eine interne Versorgungsspannung für die integrierte Schaltung herunterzuregeln. In Kraftfahrzeugumgebungen könnte es sein, dass diese externe Versorgung nicht stabil ist.
Ein RC-Oszillator (4) stellt einen Systemtaktgeber für einen Mikrocontroller (5) und die Stromquelle und PWM-Steuerung (6) bereit. Der Mikrocontroller umfasst eine Zentraleinheit (CPU) (51), einen Arbeitsspeicher (RAM) (52), einen nicht flüchtigen Datenspeicher (z. B. EEPROM, NVRAM) (53) und einen nicht flüchtigen Programmspeicher (z. B. ROM, Flash, OTP) (54).
Der Mikrocontroller kann Informationen für einen gegebenen Zielfarbpunkt und eine Zielfarbintensität über eine Busschnittstelle, z. B. eine LIN-Schnittstelle, von einer übergeordneten Einheit (in nicht gezeigt) empfangen.
Bei einem Lösungsansatz gemäß der Erfindung wird die RGB-LED anhand von zwei verschiedenen Dauerströmen angesteuert, d. h. einem niedrigen Strom und einem hohen Strom, die durch einen Stromauswahlschalter (8) auswählbar sind. Es sei jedoch zu beachten, dass der vorgeschlagene Lösungsansatz ohne Weiteres auf die Verwendung von mehr als zwei Strömen erweitert werden kann. In der nachstehenden weiteren Erklärung werden ein Strom mit einem ersten niedrigen Wert und ein Strom mit einem zweiten Wert, der höher als der niedrige Wert ist, in Betracht gezogen.
Bei gewissen Ausführungsformen, zum Beispiel derjenigen in , werden zwei unabhängig steuerbare Stromquellen (9, 10) bereitgestellt, um die Ströme einzustellen. Bei den bevorzugten Ausführungsformen gibt es nur eine einzige Stromquelle, die in der Lage ist, den hohen und den niedrigen Strom, wie durch den Stromauswahlschalter definiert, abwechselnd bereitzustellen. Der ausgewählte Strom kann auch durch eine PWM über ein schaltbares Element (7) gesteuert werden, was einen breiten dynamischen Bereich der Intensität pro Farbkanal zulässt. Die Einstellung der Stromquellen, die Auswahl der Ströme und die PWM-Einstellungen werden durch den Mikrocontroller (5) in Zusammenwirkung mit der oder den Stromquellen und der PWM-Steuerung (6) bereitgestellt.
Der niedrige und der hohe Strom können beispielsweise in Stufen von 3 mA zwischen z. B. 0 mA und z. B. 30 mA gesteuert werden. Vorzugsweise wird der niedrige Strom bei z. B. 3 mA oder 6 mA oder einem beliebigen anderen Strom, der niedriger als der hohe Strom ist, gehalten. Der höhere Strom wird vorzugsweise bei 30 mA oder 27 mA oder einem beliebigen anderen Wert, der höher als der niedrige Strom ist, gehalten.
Für eine gegebene Lichtszene (z. B. Farbpunkt und Farbintensität) werden ein festgelegter niedriger Stromwert und ein festgelegter hoher Stromwert programmiert. In einer gegebenen Lichtszene werden die beiden festgelegten Ströme zusammen mit dem Stromauswahlschalter und der PWM-Steuerung an dem PWMsteuerbaren Schaltelement (7) verwendet, um die Lichtleistung an einen gegebenen Farbpunkt und eine gegebene Farbintensität anzupassen.
Die Änderung des Stroms von einem ausgewählten niedrigen Strom auf einen ausgewählten hohen Strom für einen oder mehrere Farbkanäle einer gegebenen RGB-LED führt zu einem verschobenen Farbraumdreieck (von dem Dreieck (201) zu dem Dreieck (202)), wie in gezeigt, wenn der Arbeitspunkt der einen oder mehrerer LEDs von dem Punkt T1 (204) zu dem Punkt T2 (205) verschoben wird und sich somit das Lichtleistungsspektrum der RGB-LED ebenfalls verschiebt. Nur die Farbpunkte im Innern eines gemeinsamen Farbraums (203), der aus den Farbraumdiagrammen der beiden ausgewählten Ströme erstellt wird, können angezeigt werden, wenn die beiden Stromwerte verwendet werden. Ein Farbraum ist die vollständige Teilmenge von Farben, die durch eine gewisse Vorrichtung richtig dargestellt werden können. Ein Farbraum eines RGB-LED-Displays wird durch ein Dreieck in einem CIE 1931 Farbraum-Chromatizitätsdiagramm dargestellt.
Für den Fall, dass der Zielfarbpunkt außerhalb des gemeinsamen Farbraums (203) liegt, kann der gemeinsame Farbraum verwendet werden, um einen nächstgelegenen Farbpunkt zu dem Zielfarbpunkt zu berechnen, der durch die beiden ausgewählten Stromwerte angezeigt werden kann. Dieser nächstgelegene Farbpunkt wird dann in einer gegebenen Lichtszene verwendet.
Wenn die Änderung zwischen einem ausgewählten niedrigen Strom und einem hohen Strom das Spektrum verschiebt, muss die RGB-LED unbedingt für die beiden Stromwerte kalibriert werden, die für jeden Farbkanal verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine alternative und neuartige Möglichkeit vor, um die Kalibrierung durchzuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Kalibrierung für alle drei LEDs einer RGB-LED an drei charakteristischen Arbeitspunkten, nämlich:

- bei einem ausgewählten festgelegten niedrigen Strom (I_low) mit einem gegebenen PWM-Tastverhältniswert PWMsp, z. B. 50 %,
- bei einem ausgewählten hohen Strom (I_high) mit einem PWM-Tastverhältnis PWMlow, das niedriger als PWMsp ist, wobei der hohe Stromwert und das angewendete PWM-Tastverhältnis PWMlow so gewählt werden, dass der sich ergebende Strom kleiner als der sich ergebende Strom ist, wenn der niedrige Strom (I_low) verwendet wird, d. h. I_high*PWMlow < I_low*PWMsp,
- bei dem ausgewählten hohen Strom (I_high) mit einem PWM-Tastverhältnis PWMmax, typischerweise dem Maximum von 100 %. Der sich ergebende Strom I_high*PWMmax ist höher als der sich ergebende Strom I_low*PWMsp, wenn der niedrige Strom verwendet wird.

Die Farbszene (Farbpunkt und Farbintensität) kann als X-, Y-, Z-Werte (CIE1931-Farbkoordinaten) während einer spektralen optischen Messung beschrieben und gemessen werden. Dies ist in der Technik bekannt und wird hier kurz erklärt. Der CIE-XYZ-Farbraum umfasst alle Farbempfindungen, die für eine Person mit normalem Sehvermögen wahrnehmbar sind. Daher ist das CIE-XYZ (die so genannten Tristimuluswerte) eine vorrichtungsinvariante Darstellung der Farbe. Es dient als Standardreferenz, anhand der viele andere Farbräume definiert werden. Eine Gruppe von Farbabstimmungsfunktionen, wie die Kurven der spektralen Empfindlichkeit des LMS-Farbraums, ohne jedoch auf nicht negative Empfindlichkeiten eingeschränkt zu sein, verknüpft physisch erzeugte Lichtspektren mit spezifischen Tristimuluswerten.
Während der Kalibrierung werden die Ströme ausgewählt und angelegt, und diverse PWM-Tastverhältnisse werden verwendet. Die X-, Y-, Z-Werte für die einzelne rote, grüne, blaue LED der RGB-LED werden beispielsweise anhand eines Spektrometers mit optischer Anordnung spektral gemessen. Die Messungen können seriell erfolgen. Dies bedeutet, dass jede LED (rot, grün und blau) mit den Strömen mit den PWM-Tastverhältnissen seriell beaufschlagt wird.
All dies führt zu dreimal drei Messungen für die Kalibrierung der RGB-LED:

1. XLEDred, YLEDred, ZLEDred gemessen bei I_low und PWM-Tastverhältnis PWMsp (50 %)
2. XLEDgreen, YLEDgreen, ZLEDgreen gemessen bei I_low und PWM-Tastverhältnis PWMsp (50 %)
3. XLEDblue, YLEDblue, ZLEDblue gemessen bei I_low und PWM-Tastverhältnis PWMsp (50 %)
4. XLEDred, YLEDred, ZLEDred gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMlow (<50 %)
5. XLEDgreen, YLEDgreen, ZLEDgreen gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMlow (<50 %)
6. XLEDblue, YLEDblue, ZLEDblue gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMlow (<50 %)
7. XLEDred, YLEDred, ZLEDred gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMmax (100 %)
8. XLEDgreen, YLEDgreen, ZLEDgreen gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMmax (100 %)
9. XLEDblue, YLEDblue, ZLEDblue gemessen bei I_high und PWM-Tastverhältnis PWMmax (100 %)

Die Auswahl der Ströme und PWM-Tastverhältnisse während der Kalibrierung erfolgt unter der Berücksichtigung der Tatsache, dass ein gegebener Zielfarbpunkt angezeigt werden kann, indem ein beliebiger festgelegter Stromwert des ausgewählten festgelegten niedrigen Stroms oder des ausgewählten festgelegten hohen Stroms mit einem geeignet angepassten PWM-Tastverhältniswert kombiniert wird, wie ebenfalls in dargestellt.
zeigt die Tristimuluswerte XLEDred, YLEDred, ZLEDred als Funktion der PWM-Tastverhältnisse beispielsweise für die rote LED. Da sich die Tristimuluswerte gegenüber Strom nahezu linear verhalten, können für jeden Tristimuluswert lineare Gleichungen aufgestellt werden: $\begin{array}{l} XLEDred = mX_LEDred * PWMLEDred + bX_LEDred \\ XLEDgreen = mX_LEDgreen * PWMLEDgreen + \\ bX_LEDgreen \\ XLEDblue = mX_LEDblue * PWMLEDblue + \\ bX_LEDblue \\ YLEDred = mY_LEDred * PWMLEDred + bY_LEDred \\ YLEDgreen = mY_LEDgreen * PWMLEDgreen + \\ bY_LEDgreen \\ YLEDblue = mY_LEDblue * PWMLEDblue + \\ bY_LEDblue \\ ZLEDred = mZ_LEDred * PWMLEDred + bZ_LEDred \\ ZLEDgreen = mZ_LEDgreen * PWMLEDgreen + \\ bZ_LEDgreen \end{array}$
$\begin{array}{l} ZLEDblue = mZ_LEDblue * PWMLEDblue + \\ bZ_LEDblue \end{array}$
wobei der Zielfarbpunkt/ die Zielfarbintensität die Tristimuluswerte X, Y, Z aufweist, die durch die Ausdrücke $\begin{array}{l} X = XLEDred + XLEDgreen + XLEDblue \\ Y = YLEDred + YLEDgreen + YLEDblue \\ Z = ZLEDred+ZLEDgreen + ZLEDblue \end{array}$
gegeben werden.
Die Grundlage für den Beginn der weiteren Berechnungen ist der ausgewählte festgelegte niedrige Strom I_low. Wie ebenfalls in zu sehen, ist der Achsenabschnitt zu der Y-Achse immer gleich null für diesen Fall, also bX = bY = bZ = 0 für alle roten, grünen und blauen LEDs in den obigen Gleichungen (1). Dies bedeutet, dass die folgenden Variablen aus den zuvor beschriebenen Messungen für den ausgewählten festgelegten niedrigen Strom abgeleitet werden können: $\begin{array}{l} mX_LEDred = XLEDred/PWMsp,mit XLEDred \\ gemessen, PWMsp = 50 % angewendet \\ mY_LEDred = YLEDred/PWMsp,mit YLEDred \\ gemessen, PWMsp = 50 % angewendet \\ mZ_LEDred = Z LEDred/PWMsp,mit ZLEDred \\ gemessen, PWMsp = 50 % angewendet \\ mX_LEDgreen = XLEDgreen/PWMsp,mit XLEDgreen \\ gemessen, PWMsp = 50 % angewendet \\ mY_LEDgreen = YLEDgreen/PWMsp,mit YLEDgreen \\ gemessen und PWMsp = 50 % angewendet \\ mZ_LEDgreen = Z LEDgreen/PWMsp,mit ZLEDgreen \\ gemessen und PWMsp = 50 % angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mX_LEDblue = XLEDblue / PWMsp, mit XLEDblue \\ gemessen, PWMsp = 50 % angewendet \\ mY_LEDblue = YLEDblue / PWMsp, mit YLEDblue \\ gemessen und PWMsp = 50 % angewendet \\ mZ_LEDblue = ZLEDblue / PWMsp, mit ZLEDblue \\ gemessen und PWMsp = 50 % angewendet \end{array}$
Daher wurden für den ausgewählten festgelegten niedrigen Strom alle unbekannten Variablen (z. B. für die rote LED: mX_LEDred, mY_LEDred, mZ_LEDred) der Gleichungen (11) in diesem Kalibrierungsschritt über die Messungen 1, 2 und 3 bestimmt.
Da das Umschalten von dem ausgewählten festgelegten niedrigen Strom auf den ausgewählten festgelegten hohen Strom auch zu einem anderen Arbeitspunkt der LED führen kann, kann sich das Farbspektrum von T1 auf T2 verschieben, wie in gezeigt. Dies bedeutet auch, dass für die Kalibrierung bei dem ausgewählten festgelegten hohen Strom der Achsenabschnitt der Y-Achse in der Tristimulusgrafik vielleicht nicht mehr gleich null ist. Daher ist es notwendig, die Kalibrierung mit dem ausgewählten hohen Strom unter Verwendung eines Stromwertes (I_high) und zwei verschiedenen PWM-Tastverhältniswerten wie zuvor beschrieben auszuführen (siehe Messungen 4 bis 9).
Da bei dem Anwendungsfall entweder der festgelegte niedrige Strom oder der festgelegte hohe Strom verwendet wird und das Auswahlkriterium mit einem PWM-Tastverhältniswert PWMsp eingestellt wird, muss die Kalibrierung mit dem ausgewählten festgelegten hohen Strom unterhalb des Schaltpunktes erfolgen (somit <50 % PWM-Tastverhältnis und einem Wert für I_high, der so gewählt wird, dass der sich ergebende Strom unterhalb von I_low und einem anderen Bezugspunkt mit beispielsweise 100 % Tastverhältnis liegt). Die Kalibrierung unterhalb des Stromschaltpunktes stellt einen reibungslosen Übergang sicher, wenn der Strom von dem ausgewählten festgelegten niedrigen Strom auf den ausgewählten festgelegten hohen Strom oder umgekehrt umgeschaltet wird. Die linearen Gleichungen können zwischen den beiden gemessenen Punkten für alle Tristimuluswerte folgendermaßen gemäß aufgestellt werden, so dass die unbekannten Variablen für den ausgewählten hohen Strom abgeleitet werden können: $\begin{array}{l} mX_LEDred = (XmaxLEDred - XlowLEDred) \\ / (PWMmax-PWMlow), bX_LEDred = XmaxLEDred - mX_LEDred * \\ PWMmax mit XmaxLEDred, XlowLEDred gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mY_LEDred = (YmaxLEDred - YlowLEDred) \\ / (PWMmax-PWMlow), bY_LEDred = YmaxLEDred - mY_LEDred * \\ PWMmax mit YmaxLEDred, YlowLEDred gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mZ_LEDred = (ZmaxLEDred - ZlowLEDred) \\ / (PWMmax-PWMlow), bZ_LEDred = ZmaxLEDred - mZ_LEDred * \\ PWMmax mit ZmaxLEDred, ZlowLEDred gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mX_LEDgreen = (XmaxLEDgreen - XlowLEDgreen) \\ / (PWMmax-PWMlow), bX_LEDgreen = XmaxLEDgreen - mX_LEDgreen * \\ PWMmax mit XmaxLEDgreen, XlowLEDgreen gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mY_LEDgreen = (YmaxLEDgreen - YlowLEDgreen) \\ / (PWMmax-PWMlow), bY_LEDgreen = YmaxLEDgreen - mY_LEDgreen * \\ PWMmax mit YmaxLEDgreen, YlowLEDgreen gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mZ_LEDgreen = (ZmaxLEDgreen - ZlowLEDgreen) \\ / (PWMmax-PWMlow), bZ_LEDgreen = ZmaxLEDgreen - mZ_LEDgreen * \\ PWMmax mit ZmaxLEDgreen, ZlowLEDgreen gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mX_LEDblue = (XmaxLEDblue - XlowLEDblue) \\ / (PWMmax-PWMlow), bX_LEDblue = XmaxLEDblue - mX_LEDblue * \\ PWMmax mit XmaxLEDblue, XlowLEDblue gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mY_LEDblue = (YmaxLEDblue - YlowLEDblue) \\ / (PWMmax-PWMlow), bY_LEDblue = YmaxLEDblue - mY_LEDblue * \\ PWMmax mit YmaxLEDblue, YlowLEDblue gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
$\begin{array}{l} mZ_LEDblue = (ZmaxLEDblue - ZlowLEDblue) \\ / (PWMmax-PWMlow), bZ_LEDblue = ZmaxLEDblue - mZ_LEDblue * \\ PWMmax mit ZmaxLEDblue, ZlowLEDblue gemessen, \\ PWMmax und PWMlow angewendet \end{array}$
Daher wurden auch für den ausgewählten festgelegten hohen Strom alle unbekannten Variablen (z. B. für die rote LED: mX_LEDred, bX_LEDred, mY_LEDred, bY_LEDred, mZ_LEDred, bZ_LEDred) der Gleichungen (1) in diesem Kalibrierungsschritt aus den Messungen 4 bis 9 bestimmt.
Die Parameter, die in diesem Kalibrierungsschritt abgeleitet werden, können in den nicht flüchtigen Datenspeicher (53) als Datenanordnung eingegeben werden.
Die Kalibrierungsdaten können ferner verwendet werden, um einen beliebigen anzuwendenden PWM-Wert zu berechnen, um eine gewisse Farbszene (Farbpunkt, Farbintensität) zu erreichen, die anhand von X, Y und Z beschrieben wird, wenn ein festgelegter ausgewählter niedriger Strom oder ein festgelegter ausgewählter hoher Strom verwendet wird. Mit anderen Worten kann der RGB-LED-Controller (2) die Zielinformationen X, Y, Z der Lichtszene von einer übergeordneten Einheit beispielsweise über eine LIN-Busverbindung empfangen, oder er könnte die PWM-Einstellungen über die bei (11) gezeigte Gleichungsmatrix für einen ausgewählten festgelegten niedrigen oder einen festgelegten hohen Strom berechnen und die Parameter ausnutzen, die in dem Kalibrierungsschritt abgeleitet und in dem nicht flüchtigen Datenspeicher (53) gespeichert wurden.
Stromauswahl während der Betätigung
beschreibt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Einstellen der Stromquelle (100), somit wie während der Betätigung der zu verwendende Strom, d. h. ein niedriger Strom oder ein hoher Strom, auszuwählen ist.
Nach dem Beginn (101) der Betätigung empfängt der RGB-LED-Controller (2) die Zielfarbinformationen X, Y, Z (102). Zuerst wird der festgelegte niedrige Strom (103) für alle LEDs (rot, grün, blau) ausgewählt, und die Stromquelle(n) wird (bzw. werden) entsprechend umgeschaltet. Die PWM-Werte werden basierend auf den Kalibrierungsdaten und der bei (11) gezeigten Gleichungsmatrix für den ausgewählten festgelegten niedrigen Strom (104) berechnet.
In einem Bestimmungsschritt (105) wird überprüft, ob das PWM-Tastverhältnis für die rote LED > PWMsp ist, z. B. >50 %. Wenn ja, wird der festgelegte hohe Strom ausgewählt (107), wenn nicht, wird der ausgewählte festgelegte niedrige Strom beibehalten (106).
In einem nächsten Schritt (108) wird überprüft, ob das PWM-Tastverhältnis für eine andere LED, z. B. die grüne LED, > PWMsp ist. Wenn ja, wird der festgelegte hohe Strom ausgewählt (110); wenn nicht, wird der ausgewählte festgelegte niedrige Strom beibehalten (109).
In einem folgenden Bestimmungsschritt (111) wird überprüft, ob das PWM-Tastverhältnis für die dritte LED, z. B. die blaue LED, > PWMsp ist. Wenn ja, wird der festgelegte hohe Strom ausgewählt (113); wenn nicht, wird der ausgewählte festgelegte niedrige Strom beibehalten (112).
Anschließend wird überprüft, ob ein oder mehrere Ströme von einem ausgewählten festgelegten niedrigen Strom auf einen ausgewählten festgelegten hohen Strom umgeschaltet wurde(n) (114). Wenn ja, werden alle PWM-Werte unter Verwendung der Kalibrierungsdaten und der Gleichungsmatrix bei (1) für die ausgewählten Ströme (115) berechnet; wenn nicht, werden die PWM-Werte aus Schritt 104 beibehalten. Die ausgewählten PWM-Werte werden angewendet (116) und die Routine wird gestoppt (117).
Die Routine kann für den Fall verwendet werden, dass die X-, Y-, Z-Werte von einer angewendeten Lichtszene auf eine neue Lichtszene aktualisiert werden. Ferner werden die neuen PWM-Werte zuerst berechnet und in Schritt 116 synchron angewendet. Dies stellt sicher, dass kein Flimmern empfangen würde, falls die Lichtszenen sehr oft aktualisiert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Ströme nicht sofort nach den Bestimmungsschritten umgeschaltet. Die Auswahl wird nur gespeichert. Das Umschalten des Stroms könnte auch in Schritt 116 synchron angewendet werden, wenn die neuen berechneten PWM-Werte angewendet werden.
Die Routine kann auch anwendbar sein, falls mehrere festgelegte Ströme als nur ein ausgewählter festgelegter niedriger und hoher Strom verwendet werden. Dies erhöht den Kalibrierungsaufwand, da auch für diese Ströme eine Kalibrierung wie zuvor beschrieben angewendet werden muss. Andererseits erhöht jeder zusätzliche Strom wieder die Auflösung, die mit einer 16-Bit-PWM erreichbar ist.
Wenn der hier präsentierte Lösungsansatz verwendet wird, kann die folgende Auflösung erreicht werden. Mit einem ausgewählten festgelegten niedrigen Strom von beispielsweise 3 mA führt eine 16-Bit-PWM-Auflösung zu einer Stromauflösung von 3 mA/65535 = 45,7 nA. Dies ergibt eine gute Auflösung in einer gegebenen anzuzeigenden Lichtszene. Falls im Vergleich dazu der vorgeschlagene Lösungsansatz nicht angewendet würde und nur ein maximaler Strom von beispielsweise 30 mA verwendet würde, würde eine 16-Bit-PWM-Auflösung zu einer Auflösung von 0,457 µA pro Bit oder PWM-Stufe führen. Dies entspricht nur etwa 6556 PWM-Stufen oder etwa 12 Bits zum Anzeigen eines Stroms von beispielsweise 3 mA. Diese Auflösung ist nicht ausreichend und kann zu einem unpräzisen Farbpunkt führen.
Eine alternative Möglichkeit wäre, die PWM-Auflösung zu erhöhen. Um die gleiche Auflösung wie mit einer 16-Bit-PWM zu erreichen, könnte man beispielsweise über 30 mA/45,7nA = 656455 oder ungefähr 19 Bits verfügen. Ein Nachteil der Verwendung einer 19-Bit-PWM ist jedoch die viel höhere Taktfrequenz. Dies könnte zu einer erhöhten elektromagnetischen Emission und möglicherweise auch zu höheren Kosten führen.
Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung abgebildet und ausführlich beschrieben wurde, sind diese Abbildung und Beschreibung als erläuternd oder beispielhaft und nicht als einschränkend anzusehen. Die vorstehende Beschreibung erläutert gewisse Ausführungsformen der Erfindung. Es gilt jedoch, dass unabhängig davon, wie ausführlich das Vorstehende im Text erscheint, die Erfindung unterschiedlich in die Praxis umgesetzt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt.
Andere Varianten der offengelegten Ausführungsformen kann der Fachmann beim Umsetzen der beanspruchten Erfindung in die Praxis nach dem Durchsehen der Zeichnungen, der Offenlegung und der beiliegenden Patentansprüche verstehen und durchführen. In den Patentansprüchen schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein, eine, " schließt eine Vielzahl nicht aus. Ein einziger Prozessor oder eine andere Einheit kann die Funktionen von mehreren in den Ansprüchen erwähnten Elementen erfüllen. Die bloße Tatsache, dass gewisse Maßnahmen in voneinander unterschiedlichen abhängigen Ansprüchen erwähnt werden, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium, wie etwa einem optischen Speichermedium oder einem Halbleitermedium, das zusammen oder als Teil anderer Hardware geliefert wird, gespeichert/verteilt sein, kann jedoch auch in anderen Formen verteilt werden, wie etwa über das Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme. Eventuelle Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Umfang einschränkend auszulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/061237 [0005]
EP 3076758 [0006]

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Leuchtdiode, LED, einer Rot-Grün-Blau-, RGB, LED-Vorrichtung, wobei die RGB-LED-Vorrichtung eingerichtet ist, um ein Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation, PWM, einzustellen und um die LED entweder mit einem Strom, der einen ersten Wert aufweist, oder mit einem Strom, der einen zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, zu versorgen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Messen einer ersten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, an die LED mit einem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, - Berechnen von Parametern aus der gemessenen ersten Gruppe von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird, - Messen einer zweiten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, mit einem zweiten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das zweite PWM-Tastverhältnis niedriger als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom niedriger als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, - Messen einer dritten Gruppe von Tristimuluswerten für die LED, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, mit einem dritten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, wobei das dritte PWM-Tastverhältnis höher als der erste PWM-Zyklus ist, wodurch der sich ergebende Strom höher als der Strom ist, der sich ergibt, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, mit dem ersten PWM-Tastverhältnis angelegt wird, - Berechnen von Parametern aus den gemessenen zweiten und dritten Gruppen von Tristimuluswerten, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, angelegt wird.
Verfahren zum Kalibrieren nach Anspruch 1, wobei die Verfahrensschritte für jede LED der RGB-LED-Vorrichtung wiederholt werden.
Verfahren zum Kalibrieren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste PWM-Tastverhältnis gleich 50 % ist.
Verfahren zum Kalibrieren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das dritte PWM-Tastverhältnis gleich 100 % ist.
Verfahren zum Kalibrieren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Ablegen der berechneten Parameter in einem Speicher.
Verfahren zum Kalibrieren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die berechneten Parameter aus der gemessenen ersten Gruppe verwendet werden, um die Farbintensität als lineare Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird.
Verfahren zum Kalibrieren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die berechneten Parameter aus den gemessenen zweiten und dritten Gruppen verwendet werden, um die Farbintensität als lineare Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, wenn der Strom, der den zweiten Wert aufweist, angelegt wird.
Verfahren zum Betätigen einer Rot-Grün-Blau-, RGB, LED-Vorrichtung, umfassend folgende Schritte - Kalibrieren der RGB-LED-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - Empfangen von Informationen von Tristimuluswerten über einen Zielfarbpunkt und eine Zielfarbintensität, - Berechnen eines PWM-Tastverhältniswertes während der Betätigung für jede LED, während der Strom, der den ersten Wert aufweist, angelegt wird, wodurch die Parameter genutzt werden, die in dem Kalibrierungsschritt erzielt wurden, - Überprüfen für jede LED, ob der berechnete PWM-Tastverhältniswert einen Schwellenwert überschreitet, und wenn ja, Umschalten für diese LED auf den Strom, der den zweiten Wert aufweist, und Berechnen des entsprechenden PWM-Tastverhältnisses, wodurch die Parameter genutzt werden, die in dem Kalibrierungsschritt erzielt wurden.
Verfahren zum Betätigen nach Anspruch 8, wodurch das Umschalten auf den Strom, der den zweiten Wert aufweist, erfolgt, nachdem ein gegebenes Zeitintervall verstrichen ist.
Verfahren zum Betätigen nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Schwellenwert gleich dem ersten PWM-Tastverhältnis ist.
Rot-Grün-Blau-Leuchtdioden-, RGB-LED, Vorrichtung, umfassend - eine rote, grüne und blaue LED, - Mittel zum Steuern einer Pulsweitenmodulation, PWM, (6) zum Einstellen eines PWM-Tastverhältniswertes, - Stromversorgungsmittel (8, 9, 10), um die LEDs entweder mit einem Strom, der einen ersten Wert aufweist, oder mit einem Strom, der einen zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, zu versorgen, - einen Controller, der ein Verarbeitungsmittel (51) umfasst, das eingerichtet ist, um Informationen über einen Zielfarbpunkt und eine Zielfarbintensität zu empfangen, um aus den gemessenen Gruppen von Tristimuluswerten Parameter zu berechnen, um die Farbintensität als Funktion des PWM-Tastverhältnisses auszudrücken, und um die Parameter in Übereinstimmung mit dem Zielfarbpunkt einzustellen, und umfassend Speichermittel zum Ablegen der berechneten Parameter.
RGB-LED-Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Stromversorgungsmittel einen Stromauswahlschalter umfasst, um entweder den Strom, der den ersten Wert aufweist, oder den Strom, der den zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, auszuwählen.
RGB-LED-Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Stromversorgungsmittel eine einzige Stromquelle umfasst, um entweder den Strom, der den ersten Wert aufweist, oder den Strom, der den zweiten Wert aufweist, der höher als der erste Wert ist, bereitzustellen.
RGB-LED-Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Stromversorgungsmittel zwei Stromquellen umfasst.
RGB-LED-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Stromversorgungsmittel ein schaltbares Element (7) umfasst, das durch das PWM-Steuerungsmittel steuerbar ist.