DE102018120271B4 - LED H-bridge operating method with high pulsed operating voltages - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur vorzeitigen Entfernung der Ladungsträger aus einer Leuchtdiode (LED) mit einer Kathode (K) und einer Anode (A) zur Erzeugung schneller Lichtimpulse (LP) umfassend die Schritte- Betreiben der LED in Vorwärtsrichtung bis zu einem Ausschaltzeitpunkt (t0) durch Anlegen einer ersten Potenzialdifferenz zwischen der Anode (A) der LED (LED1) und der Kathode (K) der LED (LED1),- wobei diese erste Potenzialdifferenz in Bezug auf die Kathode (K) der LED (LED1) als Bezugspotenzialknoten positiv ist;- Betreiben der LED in Sperrrichtung nach dem Ausschaltzeitpunkt (t0) durch Anlegen einer zweiten Potenzialdifferenz zwischen der Anode (A) der LED (LED1) und der Kathode (K) der LED (LED1),- wobei diese zweite Potenzialdifferenz in Bezug auf die Kathode (K) der LED (LED1) als Bezugspotenzialknoten negativ ist und- wobei der Betrag der ersten Potenzialdifferenz kleiner als der Betrag der zweiten Potenzialdifferenz ist.Method for the premature removal of the charge carriers from a light-emitting diode (LED) with a cathode (K) and an anode (A) for generating fast light pulses (LP) comprising the steps of operating the LED in the forward direction up to a switch-off time (t0) by applying a first potential difference between the anode (A) of the LED (LED1) and the cathode (K) of the LED (LED1),- this first potential difference being positive with respect to the cathode (K) of the LED (LED1) as a reference potential node;- operating of the LED in the reverse direction after the switch-off time (t0) by applying a second potential difference between the anode (A) of the LED (LED1) and the cathode (K) of the LED (LED1),- this second potential difference in relation to the cathode (K ) of the LED (LED1) as the reference potential node is negative and- the magnitude of the first potential difference being smaller than the magnitude of the second potential difference.
Description
Feld der Erfindungfield of invention
Das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung beziehen sich auf die Erzeugung kurzer Lichtimpulse durch Ansteuerung mindestens einer Leuchtdiode, im Folgenden auch mit LED bezeichnet.The proposed method and the proposed device relate to the generation of short light pulses by driving at least one light-emitting diode, also referred to below as LED.
Allgemeine EinleitungGeneral introduction
LIDAR wird in Zukunft eine wichtige Rolle spielen bei ADAS und autonomen Fahren. Strenge Anforderungen an die funktionale Sicherheit erfordern hier zuverlässige und empfindliche Systeme, damit in Extremsituationen die richtigen Entscheidungen getroffen werden können. Hierfür notwendige kurze Lichtpulse sind in vielen Anwendungen von Bedeutung. Falls nötig, wird oft auf teurere Laserdioden zurückgegriffen, um Pulse kürzer als ca. 10ns zu ermöglichen. Eine Hauptanwendung für gepulste Lichtquellen ist die Lichtlaufzeitmessung zur Distanzbestimmung (Bsp. Flash LIDAR). Da die Information der Messung in den Flanken der Pulse steckt, ist eine Verkürzung der Pulslänge gleichbedeutend mit einer Verbesserung der Effizienz, was unmittelbar in eine Verbesserung der Performance umgesetzt werden kann. Insbesondere bei LIDAR Systemen mit hoher Reichweite ist die Systemperformance limitiert durch die zulässige Emissionsleistung. Eine effiziente Lichtquelle ist demnach mindestens genau so entscheidend für die Systemperformance wie ein empfindlicher Sensor. Im Allgemeinen werden LIDAR-Systeme mit durch Spiegeln ablenkbaren LaserStrahlen verwendet.LIDAR will play an important role in ADAS and autonomous driving in the future. Strict functional safety requirements require reliable and sensitive systems here so that the right decisions can be made in extreme situations. The short light pulses required for this are important in many applications. If necessary, more expensive laser diodes are often used to enable pulses shorter than approx. 10ns. A main application for pulsed light sources is the time-of-flight measurement to determine distance (e.g. Flash LIDAR). Since the information of the measurement is in the flanks of the pulses, shortening the pulse length is tantamount to improving efficiency, which can be directly translated into an improvement in performance. In the case of long-range LIDAR systems in particular, the system performance is limited by the permitted emission power. An efficient light source is therefore at least as important for system performance as a sensitive sensor. In general, LIDAR systems with laser beams that can be deflected by mirrors are used.
Hier entsteht jedoch das Problem der hohen Energiedichte. Diese kann Augen schädigen.Here, however, the problem of high energy density arises. This can damage eyes.
Flash LIDAR Systeme werden heute mit dedizierten Infrarot-Pulsquellen realisiert und sind in ihrer Reichweite und Empfindlichkeit durch eine gesetzliche limitierte Sendeleistung zur Einhaltung der Augensicherheit begrenzt.Flash LIDAR systems are now implemented with dedicated infrared pulse sources and are limited in their range and sensitivity by a legally limited transmission power to ensure eye safety.
Kurze Lichtimpulse gepulster Lichtquellen haben somit eine herausragende Bedeutung für die Lichtlaufzeitmessung zur Distanzbestimmung. Die Effizienz solcher Lichtlaufzeitmessungen wird hierbei bei bestimmten Verfahren durch die Pulslänge bestimmt. Eine Verkürzung der Pulslänge erhöht die Effizienz, da dann bei gleichbleibender mittlerer Lichtleistung eine höhere Reichweite erzielt werden kann.Short light impulses from pulsed light sources are therefore of outstanding importance for the time-of-flight measurement to determine distance. The efficiency of such time-of-flight measurements is determined by the pulse length in certain methods. Shortening the pulse length increases efficiency, since a longer range can then be achieved with the same average light output.
Stand der TechnikState of the art
LIDAR Systeme im automobilen Bereich werden heute generell mit dedizierten Beleuchtungsquellen gebaut. Hierdurch ist man aus Akzeptanzgründen auf den nicht sichtbaren Wellenbereich beschränkt und muss mit geringen Ausmaßen bezüglich des in den Kfz zur Verfügung stehenden Bauraums auskommen. Beide Limitierungen wirken sich unter Berücksichtigung der Augensicherheit mindernd auf die maximale Sendeleistung und damit auf die Performance des Systems aus. Hier ist dringend eine Reichweitenvergrößerung erforderlich. Wie im Folgenden weiter ausgeführt ist, ist eine Schlüsselfrage die Erzeugung kurzer Lichtimpulse mit Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden.LIDAR systems in the automotive sector are now generally built with dedicated lighting sources. As a result, for reasons of acceptance, one is limited to the non-visible wave range and has to make do with small dimensions with regard to the installation space available in the motor vehicle. Taking into account eye safety, both limitations have a reducing effect on the maximum transmission power and thus on the performance of the system. An increase in reach is urgently needed here. As discussed further below, a key issue is the generation of short pulses of light with light emitting diodes (LEDs) or laser diodes.
LED-Pulse werden nach dem Stand der Technik durch schaltbare Strom- oder Spannungsquellen erzeugt. Hierbei entstehen typischerweise Anstiegs- und Abfallzeiten in der Größenordnung von 10ns. Diese sind bedingt durch das Umladen der Sperrschichtkapazität in Verbindung mit parasitären Komponenten der Diode und deren Anschlüssen.According to the prior art, LED pulses are generated by switchable current or voltage sources. This typically results in rise and fall times in the order of 10 ns. These are due to the charge reversal of the junction capacitance in connection with parasitic components of the diode and its connections.
Aus der
Aus WESEN, Bjorn [et al.]: „Fastest way of doing on/off-modulation of a LED?. 22nd June 2011, edited 23rd June 2014. 4. S. URL: https://elecgtronics.stackexchange.com/questions/15818/fastest-way-ofdoing-on-off-modulation-of -a-led [abgerufen am 23.01.2018] ist die Nutzung zweiter Halbbrücken zur Ansteuerung einer LED bekannt. Aus „TPS28226 High-Frequency 4-A Sink Synchronous MOSFET Drivers“, einer Applikationsschrift der Fa. Texas Instruments und „2A Synchronous Buck Power MOSFET Driver“ einer Applikationsschrift der Fa. Microchip zum Microchip-Produkt MCP14628 sind Halbbrückentreiber ohne LED-Nutzung bekannt. Hieraus lässt sich eine Halbbrückenansteuerung ohne die Stromquelle der
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Die Kombination einer Lichtpulsquelle mit einer TOF-Kamera ist beispielsweise aus der
In der Zusammenschau lösen die obigen Schriften lediglich das Problem einer kurzen Anstiegszeit, nicht aber eines kurzen Lichtpulses. Schon gar nicht lösen sie das Problem der großen auszuräumenden Speicherladung, das beim Ausschalten der flächenmäßig und damit kapazitätsmäßig in der Regel großen Leuchtmittel-LEDs entsteht. Die obigen Schriften, sofern sie sich mit Pulsformung befassen, richten sich auf das Steuern von für die Signalübertragung vorgesehenen und darauf optimierten LEDs und Laserdioden. Das Kapazitätsproblem von Leuchtmittel-LEDs, das die Nutzung als Messmittel behindert, lösen alle oben aufgeführten Schriften auch in der Zusammenschau nicht.In summary, the above documents only solve the problem of a short rise time, but not a short light pulse. They certainly do not solve the problem of the large storage charge to be cleared, which arises when the illuminant LEDs, which are usually large in terms of area and therefore capacity, are switched off. The above documents, insofar as they deal with pulse shaping, are aimed at controlling LEDs and laser diodes that are provided and optimized for signal transmission. The capacity problem of illuminant LEDs, which prevents use as a measuring device, is not solved by all the documents listed above, even when viewed together.
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Eine Ähnliche Methode zur Selektion zwischen zwei verschiedenen antiparallel geschalteten LEDs mittels Umpolung mittels einer H-Brücke ist aus der
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Allen vorgenannten Schriften ist gemeinsam, dass sie auch in Kombination nicht das Geschwindigkeitsproblem für den Pulsbetrieb der Scheinwerfer lösen.All of the aforementioned documents have in common that, even in combination, they do not solve the speed problem for the pulsed operation of the headlights.
Das Dokument
Die technische Lehre der
Das Verfahren der
AufgabeTask
Um LIDAR Systeme besser und zuverlässiger zu machen, muss die Empfindlichkeit des Systems erhöht werden, um zum Beispiel die Reichweite zu erhöhen oder die Sichtbarkeit von dunklen Objekten zu ermöglichen. Dies kann entweder durch einen empfindlicheren Sensor oder durch eine erhöhte Sendeleistung geschehen. Sensoren werden heute schon nah an physikalischen Limits betrieben, während die Sendeleistung gesetzlichen Beschränkungen unterliegt. Eine maßgebliche Verbesserung kann also nur durch eine Verbesserung der Lichtquelle unter Berücksichtigung der geltenden gesetzlichen Beschränkungen erreicht werden.In order to make LIDAR systems better and more reliable, the sensitivity of the system must be increased, for example to increase the range or to enable visibility of dark objects. This can be done either by using a more sensitive sensor or by increasing the transmission power. Sensors are already operated close to physical limits, while the transmission power is subject to legal restrictions. A significant improvement can therefore only be achieved by improving the light source, taking into account the applicable legal restrictions.
Wie im Folgenden erläutert wird, ist hierbei eine wesentliche Teilaufgabe, kurze Lichtimpulse ohne langsame Anstiegs- und Abfallzeiten der Pulsweite, welche durch parasitäre Effekte bedingt werden, zu erzeugen.As will be explained below, an essential subtask here is to generate short light pulses without slow rise and fall times of the pulse width, which are caused by parasitic effects.
Durch die vorgeschlagene technische Lösung soll die Anstieg- und Abfallzeiten eines LED Lichtpulses massiv verkürzt werden, um extrem kurze Pulse zu erzeugen (<1ns). Somit können kostengünstige LEDs in Applikationen wie Flash LIDAR effizient und leistungsstark eingesetzt werden. In diversen Anwendungen könnten so folglich teurere Laserdioden durch LEDs ersetzt werden.The proposed technical solution is intended to massively shorten the rise and fall times of an LED light pulse in order to generate extremely short pulses (<1ns). This means that inexpensive LEDs can be used efficiently and powerfully in applications such as Flash LIDAR. As a result, more expensive laser diodes could be replaced by LEDs in various applications.
Bevorzugt soll die vorgeschlagene Vorrichtung auch Daten übertragen können.The proposed device should preferably also be able to transmit data.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to
Lösung der Aufgabesolution of the task
Bei der Ausarbeitung des Vorschlags wurde erkannt, dass die geforderte maßgebliche Verbesserung nur durch eine Verbesserung der Lichtquelle unter Berücksichtigung der geltenden gesetzlichen Beschränkungen erreicht werden kann und dass es hierbei drei Möglichkeiten gibt:
- 1. Verkürzung der Pulsdauer der Lichtquelle;
- 2. Vergrößerung der Lichtquellenapertur;
- 3. Verwendung von sichtbarem Licht statt IR-Licht, um aufgrund des natürlichen Lidreflexes in eine höhere gesetzlich geregelte Intensitätsobergrenze zu fallen.
- 1. Shortening of the pulse duration of the light source;
- 2. Enlargement of the light source aperture;
- 3. Use of visible light instead of IR light to fall into a higher legally regulated intensity limit due to the natural eyelid reflex.
Durch Erweiterung der Scheinwerferfunktionalität zur LIDAR Lichtquelle kann aus der Not eine Tugend gemacht werden. Dies setzt voraus, dass man einen pulsationsfähigen Scheinwerfer hat. Dadurch, dass man statt eines kontinuierlich statischen Betriebs, wie in LED-Scheinwerfern aus dem Stand der Technik, diese nun im Pulsbetrieb ansteuert, kann man bei vergleichbarer mittlerer Leistung und ausreichender Pulsrate die heutige Funktionalität der Scheinwerfer erhalten, ohne dass sich für den Menschen ein sichtbarer Unterschied ergibt. Hierbei kann eine gepulste Lichtmodulation auch einem statischen Beleuchtungssignal überlagert werden.By extending the headlight functionality to the LIDAR light source, a virtue can be made of necessity. This assumes you have a pulsation capable headlight. Because instead of continuously static operation, as in the case of state-of-the-art LED headlights, these are now controlled in pulsed operation, the current functionality of the headlights can be maintained with comparable average power and a sufficient pulse rate, without making a difference to people visible there is a difference. Here, a pulsed light modulation can also be superimposed on a static illumination signal.
Im Sinne dieser Offenbarung sind unter Scheinwerfer alle Leuchten eines Fahrzeugs, insbesondere alle Außenleuchten eines Fahrzeugs zu verstehen. Dies sind insbesondere, aber nicht nur: Die Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht, das Abblendlicht, das Fernlicht, die Zierleuchten, die Fahrtrichtungsanzeiger, die Bremsleuchten, die Rückfahrscheinwerfer, die Rückleuchten, die Nebelleuchten, die Nebelrückleuchten, die Warnleuchten und die Signalleuchten (z.B. das Blaulicht der Polizei oder Feuerwehr, das gelbe Warnlicht von Schwertransporten etc.).For the purposes of this disclosure, headlights are to be understood as meaning all lights of a vehicle, in particular all exterior lights of a vehicle. These are in particular, but not only: The headlights for daytime running lights, the low beam, the high beam, the decorative lights, the direction indicators, the brake lights, the reversing lights, the rear lights, the fog lights, the rear fog lights, the warning lights and the signal lights (e.g. the Blue lights from the police or fire brigade, yellow warning lights from heavy transport, etc.).
Da die Leuchtmittel sich an verschiedenen Positionen am Fahrzeug befinden, kann im Nahbereich eine Umfeldkarte (UK) durch Triangulation erzeugt werden.Since the light sources are in different positions on the vehicle, an environment map (UK) can be generated by triangulation at close range.
Diese kann ggf. mit vorausfahrenden und nachfolgenden Fahrzeugen über einen Datenlink ausgetauscht werden, der ggf. über den vorgeschlagenen lichtpulsfähigen Scheinwerfer hergestellt werden kann.This can possibly be exchanged with preceding and following vehicles via a data link, which can possibly be established via the proposed light-pulse-capable headlight.
Man erreicht, dass dem abgestrahlten Licht eine Zeitinformation auferlegt wird, die zur Distanzmessung genutzt werden kann. Für weiße Frontscheinwerfer ist dies durch Verwendung von RGB-LEDs statt Fluoreszenz-LEDs (LED2...n) als Leuchtmittel für den eigentlichen Beleuchtungszweck umsetzbar, da letztere keine schnelle Modulation erlauben. Wichtig ist, dass in zumindest einem spektralen Bereich eine Modulation möglich ist.What is achieved is that time information is imposed on the radiated light, which can be used for distance measurement. For white headlights, this can be implemented by using RGB LEDs instead of fluorescence LEDs (LED2...n) as illuminants for the actual lighting purpose, since the latter do not allow rapid modulation. It is important that modulation is possible in at least one spectral range.
Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass in einem Spektralbereich das Licht einer Fluoreszenz-LED (LED2...n) durch einen Filter (F1) ausgelöscht wird und durch das Licht einer wellenlängenmäßig schmalbandigen Zusatz-LED (LED1) ersetzt wird, die dann schnell moduliert werden kann. Es wird hier also ein schnell modulierbarer Scheinwerfer (SW) vorgeschlagen, der für LIDAR-Anwendungen einsetzbar ist.This can be achieved, for example, by extinguishing the light of a fluorescence LED (LED2...n) in a spectral range using a filter (F1) and replacing it with the light of an additional LED (LED1) with a narrow wavelength band, which then can be modulated quickly. A headlight (SW) that can be quickly modulated is therefore proposed here, which can be used for LIDAR applications.
Dieser spektrale Bereich der abgestrahlten und modulierten Wellenlänge kann dann durch ein optisches Bandpassfilter (F1) für einen Empfänger (PD1) separiert werden.This spectral range of the emitted and modulated wavelength can then be separated by an optical bandpass filter (F1) for a receiver (PD1).
Durch Verwendung der Fahrzeugscheinwerfer als LIDAR Lichtquelle kann einerseits durch die große Apertur gegenüber deutlich kleineren IR-Lichtquellen bei gleicher Intensität eine höhere Gesamtsendeleistung erreicht werden, andererseits gelten im sichtbaren Wellenlängenbereich gesetzlich höhere Intensitätsobergrenzen, da hier der natürliche Lidreflex als Schutzfunktion zum Tragen kommt. Somit ist ein solches, optisches System, das im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitet, einem System, das auf Infrarotabstrahlung basiert überlegen. Hierbei stellt sich das Problem der Erzeugung kurzer Lichtimpulse (LP) insbesondere mit der bereits am Fahrzeug vorhandenen Lichtquelle, wie Scheinwerfern (SW), Fahrtrichtungsanzeigern, Bremslichtern, Rückleuchten, Rückfahrscheinwerfern etc. und ggf. zusätzlich angebrachten Lichtquellen.By using the vehicle headlights as a LIDAR light source, a higher total transmission power can be achieved with the same intensity due to the large aperture compared to significantly smaller IR light sources. Thus, such an optical system operating in the visible wavelength range is superior to a system based on infrared radiation. The problem of generating short light pulses (LP) arises here, in particular with the light source already present on the vehicle, such as headlights (SW), direction indicators, brake lights, rear lights, reversing lights, etc. and possibly additionally attached light sources.
Ziel der vorgeschlagenen Vorrichtung und des vorgeschlagenen Verfahrens soll sein, mittels einer ersten LED (LED1), als Leuchtmittel solcher Scheinwerfer (SW1) möglichst kurze Lichtpulse (LP) zu erzeugen.The aim of the proposed device and the proposed method should be to generate light pulses (LP) that are as short as possible by means of a first LED (LED1) as the illuminant of such headlights (SW1).
Das Nachleuchten der ersten LED (LED1) nach dem Abschalten des Betriebsstroms durch die in der Sperrschicht der ersten LED (LED1) gespeicherten Ladungen soll nun dadurch vermieden werden, dass die in der Sperrschicht der ersten LED (LED1) gespeicherten Ladungen nicht durch Rekombination abgebaut werden, sondern durch ein aktives Absaugen dieser Ladungsträger abgebaut werden.The afterglow of the first LED (LED1) after the operating current has been switched off due to the charges stored in the barrier layer of the first LED (LED1) should now be avoided by not dissipating the charges stored in the barrier layer of the first LED (LED1) by recombination , but are reduced by actively sucking off these charge carriers.
Um dieses Absaugen herbeizuführen, wird vorgeschlagen, die Betriebsspannung der ersten LED (LED1) umzupolen. Des Weiteren wird vorgeschlagen, diese Umpolung mittels einer vorschlagsgemäßen H-Brücke (H) mittels eines vorschlagsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Um die Ausräumung der verbliebenen Ladungsträger weiter zu beschleunigen, wird vorgeschlagen, den eigentlichen Ausräumvorgang mit Hilfe einer Ladungspumpe oder eines Spannungswandlers vorzunehmen und dadurch die elektrische Feldstärke, die auf die Ladungsträger während des Ausräumvorgangs einwirkt, zu maximieren.In order to bring about this suction, it is proposed to reverse the polarity of the operating voltage of the first LED (LED1). Furthermore, it is proposed to carry out this polarity reversal by means of a proposed H-bridge (H) using a proposed method. In order to further accelerate the evacuation of the remaining charge carriers, it is proposed to carry out the actual evacuation process with the aid of a charge pump or a voltage converter, thereby maximizing the electric field strength which acts on the charge carriers during the evacuation process.
Um die Flankensteilheit zu erhöhen, muss somit für die steigende Flanke für kurze Zeit eine hohe Spannung an die erste LED (LED1) angelegt werden. Die Steilheit ist in erster Ordnung proportional zur angelegten Spannung. Um die fallende Flanke zu beschleunigen, muss gleiches mit umgekehrter Polarität erfolgen, bis die Sperrschicht Kapazität durch den Treiber der ersten LED (LED1) aktiv entladen wurde. Eine H-Brücke (H) bietet genau diese Ansteuerungsmöglichkeit. Hierbei ist zu beachten, dass die Überspannung nicht zu lange anliegt und die erste LED (LED1) somit nicht über ihre Grenzen belastet wird.In order to increase the edge steepness, a high voltage must be applied to the first LED (LED1) for a short time for the rising edge. The slope is proportional to the applied voltage to the first order. In order to accelerate the falling edge, the same must be done with reversed polarity until the junction capacitance has been actively discharged by the driver of the first LED (LED1). One H-bridge (H) offers exactly this control option. It should be noted here that the overvoltage is not present for too long and the first LED (LED1) is therefore not loaded beyond its limits.
Es wurde also bei der Ausarbeitung dieses Vorschlags erkannt, dass mit einer H-Brücke (H) oder einer vergleichbaren Schaltung durch das kurze Anlegen einer positiven Spannung in Flussrichtung der ersten LED (LED1), gefolgt von einer hohen negativen Spannung in Sperrrichtung der ersten LED (LED1) die parasitären Komponenten der ersten LED (LED1) und deren Anbindung an den Treiber schneller umgeladen werden, was zu einer deutlich verbesserten Flankensteilheit führt und somit viel kürzere Pulse ermöglicht. Es wurde auch erkannt, dass die in den parasitären Elementen der ersten LED (LED1) gespeicherte Ladung endlich ist und dass die hohe negative Spannung zum Absaugen der gespeicherten Ladungsträger daher aus Ladungspumpen mit ausreichender Kapazität gespeist werden kann, die eine Überhöhung der im Folgenden Absaugspannung genannten negativen hohen Spannung in Sperrrichtung der ersten LED (LED1) um ein Vielfaches der Betriebsspannung, das heißt der Vorwärtsspannung in Flussrichtung der ersten LED (LED1) ermöglichen.So it was recognized during the development of this proposal that with an H-bridge (H) or a comparable circuit, by briefly applying a positive voltage in the forward direction of the first LED (LED1), followed by a high negative voltage in the reverse direction of the first LED (LED1) the parasitic components of the first LED (LED1) and its connection to the driver are reloaded faster, which leads to a significantly improved edge steepness and thus enables much shorter pulses. It has also been recognized that the charge stored in the parasitic elements of the first LED (LED1) is finite and that the high negative voltage for siphoning off the stored charge carriers can therefore be fed from charge pumps with sufficient capacity that can overshoot the siphoning voltage referred to below allow negative high voltage in the reverse direction of the first LED (LED1) by a multiple of the operating voltage, that is, the forward voltage in the forward direction of the first LED (LED1).
In einer ersten Ausführungsform des Vorschlags wird eine erste Leuchtdiode (LED1), die eine Kathode (K) und eine Anode (A) aufweist, angesteuert. Die erste Leuchtdiode (LED1) ist hier über ihre Kathode (K) mit dem zweiten Anschluss (2) des ersten Transistors (T1) und dem dritten Anschluss (3) des zweiten Transistors (T2) und über ihre Anode (A) mit dem sechsten Anschluss (6) des dritten Transistors (T3) und über den siebten Anschluss (7) des vierten Transistors (T4) verbunden. Dabei sind der erste Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) sowie der fünfte Anschluss (5) des dritten Transistors (T3) mit der ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) verbunden. Der vierte Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) sowie der achte Anschluss des vierten Transistors (T4) sind an die zweite negative Versorgungsspannung (GND2) angeschlossen. Der erste Transistor (T1) kann zwei Betriebszustände einnehmen, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand. Befindet sich der erste Transistor (T1) in einem ersten Betriebszustand, so kann der elektrische Strom von der ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) zur Kathode (K) der Leuchtdiode (LED1) fließen. In dem zweiten Betriebszustand des ersten Transistors (T1) ist der erste Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) hochohmiger mit dem zweiten Anschluss (2) des ersten Transistors (T1) verbunden als in dem ersten Betriebszustand der erste Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) mit dem zweiten Anschluss (2) des ersten Transistors (T1) verbunden ist. In diesem zweiten Betriebszustand kann der elektrische Strom nicht zur Kathode (K) der Leuchtdiode (LED1) fließen. Der erste Transistor (T1) nimmt den ersten Betriebszustand ein, wenn sich sein erster Steueranschluss (G1) in einem ersten logischen Zustand befindet und den zweiten Betriebszustand, wenn sich sein erster Steueranschluss (G1) in einem zweiten logischen Zustand befindet.In a first embodiment of the proposal, a first light-emitting diode (LED1), which has a cathode (K) and an anode (A), is driven. The first light-emitting diode (LED1) is here connected via its cathode (K) to the second terminal (2) of the first transistor (T1) and the third terminal (3) of the second transistor (T2) and via its anode (A) to the sixth Terminal (6) of the third transistor (T3) and connected via the seventh terminal (7) of the fourth transistor (T4). The first connection (1) of the first transistor (T1) and the fifth connection (5) of the third transistor (T3) are connected to the first positive supply voltage (VCC1). The fourth connection (4) of the second transistor (T2) and the eighth connection of the fourth transistor (T4) are connected to the second negative supply voltage (GND2). The first transistor (T1) can assume two operating states, a first operating state and a second operating state. If the first transistor (T1) is in a first operating state, the electrical current can flow from the first positive supply voltage (VCC1) to the cathode (K) of the light-emitting diode (LED1). In the second operating state of the first transistor (T1), the first connection (1) of the first transistor (T1) is connected to the second connection (2) of the first transistor (T1) with a higher resistance than in the first operating state of the first connection (1) of the first transistor (T1) is connected to the second terminal (2) of the first transistor (T1). In this second operating state, the electrical current cannot flow to the cathode (K) of the light-emitting diode (LED1). The first transistor (T1) assumes the first operating state when its first control terminal (G1) is in a first logic state and the second operating state when its first control terminal (G1) is in a second logic state.
Der zweite Transistor (T2) kann zwei Betriebszustände einnehmen, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand. Befindet sich der zweite Transistor (T2) in einem ersten Betriebszustand, so können die Ladungsträger vom dritten Anschluss (3) des zweiten Transistors (T2) zum vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) fließen. In einem zweiten Betriebszustand des zweiten Transistors (T2) ist der dritte Anschluss (3) des zweiten Transistors (T2) hochohmiger mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden als der dritte Anschluss (3) in dem ersten Betriebszustand, mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden ist. In diesem zweiten Betriebszustand können die Ladungsträger im Wesentlichen nicht durch den zweiten Transistor (T2) fließen. Der zweite Transistor (T2) nimmt den ersten Betriebszustand ein, wenn sich sein zweiter Steueranschluss (G2) in einem ersten logischen Zustand befindet und den zweiten Betriebszustand, wenn sich sein zweiter Steueranschluss (G2) in einem zweiten logischen Zustand befindet.The second transistor (T2) can assume two operating states, a first operating state and a second operating state. If the second transistor (T2) is in a first operating state, the charge carriers can flow from the third connection (3) of the second transistor (T2) to the fourth connection (4) of the second transistor (T2). In a second operating state of the second transistor (T2), the third connection (3) of the second transistor (T2) is connected to the fourth connection (4) of the second transistor (T2) with a higher resistance than the third connection (3) in the first operating state, is connected to the fourth terminal (4) of the second transistor (T2). In this second operating state, the charge carriers essentially cannot flow through the second transistor (T2). The second transistor (T2) assumes the first operating state when its second control terminal (G2) is in a first logic state and the second operating state when its second control terminal (G2) is in a second logic state.
Der dritte Transistor (T3) kann zwei Betriebszustände einnehmen, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand. Befindet sich der dritte Transistor (T3) in einem ersten Betriebszustand, so können die Ladungsträger vom fünften Anschluss (5) des dritten Transistors (T3) zum sechsten Anschluss (6) des dritten Transistors (T3) fließen. In einem zweiten Betriebszustand des dritten Transistors (T3) ist der fünfte Anschluss (5) des zweiten Transistors (T2) hochohmiger mit dem sechsten Anschluss (6) des dritten Transistors (T3) verbunden als in dem ersten Betriebszustand der fünfte Anschluss (5) des zweiten Transistors (T2) mit dem sechsten Anschluss (6) des dritten Transistors (T3) verbunden ist. In diesem zweiten Betriebszustand können die Ladungsträger im Wesentlichen nicht fließen. Der dritte Transistor (T3) nimmt den ersten Betriebszustand ein, wenn sich sein dritter Steueranschluss (G3) in einem ersten logischen Zustand befindet und den zweiten Betriebszustand, wenn sich sein dritter Steueranschluss (G3) in einem zweiten logischen Zustand befindet.The third transistor (T3) can assume two operating states, a first operating state and a second operating state. If the third transistor (T3) is in a first operating state, the charge carriers can flow from the fifth connection (5) of the third transistor (T3) to the sixth connection (6) of the third transistor (T3). In a second operating state of the third transistor (T3), the fifth connection (5) of the second transistor (T2) is connected to the sixth connection (6) of the third transistor (T3) with a higher resistance than in the first operating state of the fifth connection (5) of the second transistor (T2) is connected to the sixth terminal (6) of the third transistor (T3). In this second operating state, the charge carriers essentially cannot flow. The third transistor (T3) assumes the first operating state when its third control terminal (G3) is in a first logic state and the second operating state when its third control terminal (G3) is in a second logic state.
Der vierte Transistor (T4) kann zwei Betriebszustände einnehmen, einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand. Befindet sich der vierte Transistor (T4) in einem ersten Betriebszustand, so können die Ladungsträger vom siebten Anschluss (7) des vierten Transistors (T4) zum achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) fließen. In einem zweiten Betriebszustand des vierten Transistors (T4) ist der siebte Anschluss (7) des vierten Transistors (T4) hochohmiger mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden als der siebte Anschluss (7) des vierten Transistors (T4) in dem ersten Betriebszustand mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden ist. In diesem zweiten Betriebszustand können die Ladungsträger im Wesentlichen nicht fließen. Der vierte Transistor (T4) nimmt den ersten Betriebszustand ein, wenn sich sein vierter Steueranschluss (G4) in einem ersten logischen Zustand befindet und den zweiten Betriebszustand, wenn sich sein vierter Steueranschluss (G4) in einem zweiten logischen Zustand befindet.The fourth transistor (T4) can assume two operating states, a first operating state and a second operating state. If the fourth transistor (T4) is in a first operating state, the charge carriers can flow from the seventh connection (7) of the fourth transistor (T4) to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4). In a second operating state of the fourth transistor (T4), the seventh connection (7) of the fourth transistor (T4) is connected to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) with a higher resistance than the seventh connection (7) of the fourth transistor (T4). ) is connected in the first operating state to the eighth terminal (8) of the fourth transistor (T4). In this second operating state, the charge carriers essentially cannot flow. The fourth transistor (T4) assumes the first operating state when its fourth control terminal (G4) is in a first logic state and the second operating state when its fourth control terminal (G4) is in a second logic state.
Die Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) werden durch ein Steuerelement (ST) gesteuert. Jeder der Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) kann sich in einem ersten logischen Zustand oder in einem zweiten logischen Zustand befinden. Dabei ist es aber vorteilhaft, wenn sich die Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) in einem der drei folgenden Gesamtzustände befinden.The control connections (G1, G2, G3, G4) are controlled by a control element (ST). Each of the control terminals (G1, G2, G3, G4) can be in a first logic state or in a second logic state. However, it is advantageous if the control connections (G1, G2, G3, G4) are in one of the following three overall states.
In dem ersten Gesamtzustand, dem „PZ“-Zustand (PZ), befinden sich alle Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) in einem zweiten logischen Zustand. Das bedeutet, dass sich alle Transistoren (T1, T2, T3, T4) in ihrem zweiten Betriebszustand befinden und somit kein elektrischer Strom fließen kann und die erste LED (LED1) kein Licht ausstrahlt. Im Pulsbetrieb befindet sich die vorgeschlagene Vorrichtung bevorzugt im „PZ“-Zustand (PZ).In the first overall state, the "PZ" state (PZ), all control connections (G1, G2, G3, G4) are in a second logical state. This means that all transistors (T1, T2, T3, T4) are in their second operating state and therefore no electric current can flow and the first LED (LED1) does not emit any light. In pulsed operation, the proposed device is preferably in the “PZ” state (PZ).
In dem zweiten Gesamtzustand, dem „PAn“-Zustand (PAn), befinden sich der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem ersten logischen Zustand und somit befinden sich der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem ersten Betriebszustand. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem zweiten logischen Zustand. Somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in dem zweiten Betriebszustand. Die erste ED (LED1) wird in Vorwärtsrichtung bestromt und von der LED (LED1) wird Licht ausgestrahlt. Somit fließt der elektrische Strom von der zweiten positiven Versorgungsspannung (VCC2) über den dritten Transistor (T3), der sich im ersten Betriebszustand befindet, und die erste LED (LED1) und den zweiten Transistor (T2), der sich im ersten Betriebszustand befindet, zur ersten negativen Versorgungsspannung (GND1). Im Pulsbetrieb wird der „PAn“-Zustand (PAn) bevorzugt nur für eine sehr kurze Zeit, die Einschaltzeit (τpp) eingenommen.In the second overall state, the "PAn" state (PAn), the second control terminal (G2) and the third control terminal (G3) are in a first logic state and thus the second transistor (T2) and the third transistor ( T3) in the first operating state. The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a second logic state. Thus, the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in the second operating state. The first ED (LED1) is forward-powered and light is emitted from the LED (LED1). Thus, the electric current flows from the second positive supply voltage (VCC2) via the third transistor (T3), which is in the first operating state, and the first LED (LED1) and the second transistor (T2), which is in the first operating state, to the first negative supply voltage (GND1). In pulsed operation, the "PAn" state (PAn) is preferably only assumed for a very short time, the switch-on time (τ pp ).
In einem dritten Gesamtzustand, dem „PAus“-Zustand (PAus), befinden sich der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem zweiten logischen Zustand und somit befinden sich der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem zweiten Betriebszustand. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem ersten logischen Zustand. Somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in dem ersten Betriebszustand. Die erste LED (LED1) wird in Rückwärtsrichtung mit dem Entladestrom bestromt und sie strahlt kein Licht ab. Der elektrische Entladestrom fließt nun für die Beseitigung der in der ersten LED (LED1) und dem zweiten Transistor (T2) und dem dritten Transistor (T3) gespeicherten Ladungsträger unmittelbar nach dem Umpolen von der ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) über den ersten Transistor (T1), der sich im ersten Betriebszustand befindet und die erste LED (LED1) und den vierten Transistor (T4), der sich im ersten Betriebszustand befindet zur zweiten negativen Versorgungsspannung (GND2). Im Pulsbetrieb wird der „PAn“-Zustand (PAn) bevorzugt nur für eine sehr kurze Zeit, die Ausräumzeit (τpn), eingenommen.In a third overall state, the "POff" state (POff), the second control terminal (G2) and the third control terminal (G3) are in a second logic state and thus the second transistor (T2) and the third transistor ( T3) in the second operating state. The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a first logical state. Thus, the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in the first operating state. The first LED (LED1) is supplied with the discharge current in the reverse direction and does not emit any light. The electrical discharge current now flows for the elimination of the charge carriers stored in the first LED (LED1) and the second transistor (T2) and the third transistor (T3) immediately after the polarity reversal from the first positive supply voltage (VCC1) via the first transistor (T1 ), which is in the first operating state and the first LED (LED1) and the fourth transistor (T4), which is in the first operating state, to the second negative supply voltage (GND2). In pulsed operation, the "PAn" state (PAn) is preferably only assumed for a very short time, the clearing time (τ pn ).
Das Steuerelement (ST) ist in einer Vorschlagsvariante dafür ausgelegt, dass bevorzugt kein direkter Wechsel vom zweiten Gesamtzustand, den „PAn“-Zustand (PAn), in den dritten Gesamtzustand, den „PAus“-Zustand (PAus), stattfinden kann. Dazwischen muss erst immer der erste Gesamtzustand, der „PZ“-Zustand (PZ), eingenommen werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden (Siehe
Um nach dem vorgeschlagenen Verfahren die Ladungsträger aus der Sperrschicht der ersten LED (LED1) zu entfernen, wird möglichst schnell vom zweiten Gesamtzustand, dem „PAn“-Zustand (PAn), über den ersten Gesamtzustand, den „PZ“-Zustand (PZ), in den dritten Gesamtzustand, den „PAus“-Zustand (PAus), geschaltet. Beschreiben wird hier der Ausschaltvorgang der ersten LED (LED1). Zu Beginn des Ausschaltvorgangs wird die erste LED (LED1) von einem elektrischen Strom durchflossen. Das System befindet sich im zweiten Gesamtzustand, den „PAn“-Zustand (PAn). Es befinden sich daher Ladungsträger als Speicherladung in der ersten LED (LED1) und Licht wird von dieser ausgestrahlt. Nun wird zu einem ersten Zeitpunkt (t0) in den ersten Gesamtzustand, den „PZ“-Zustand (PZ), geschaltet. Die Ladungsträger werden, da sie nicht ausgeräumt werden nur mit einer Ladungsträgerlebensdauer (τ) in der ersten LED (LED1) abgebaut. Um dies zu beschleunigen, steuert die Steuereinrichtung (ST) nach einer Verzögerungszeit (Δt), die kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, einen Wechsel vom ersten Gesamtzustand, den „PZ“-Zustand (PZ), in den dritten Gesamtzustand, den „PAus“-Zustand (PAus). Durch die Umpolung und dadurch, dass die Verzögerungszeit (Δt) kleiner ist als die Ladungsträgerlebensdauer (τ), werden die in der Verarmungszone der ersten LED (LED1) gespeicherten Ladungsträger beschleunigt mittels des nun möglichen Entladestroms über den ersten Transistor (T1) und den vierten Transistor (T4) entfernt. Es ist somit möglich, kürzere Lichtimpulse (LP) zu senden.In order to remove the charge carriers from the blocking layer of the first LED (LED1) according to the proposed method, the second overall state, the "PAn" state (PAn), via the first overall state, the "PZ" state (PZ) , switched to the third overall state, the "PAus" state (PAus). The process of switching off the first LED (LED1) is described here. At the beginning of the switch-off process, an electric current flows through the first LED (LED1). The system is in the second overall state, the "PAn" state (PAn). There are therefore charge carriers as a storage charge in the first LED (LED1) and light is emitted from it. Now for a first time point (t 0 ) switched to the first overall state, the "PZ" state (PZ). Because they are not cleared out, the charge carriers are only reduced with a charge carrier lifetime (τ) in the first LED (LED1). In order to accelerate this, the control device (ST) controls a change from the first overall state, the “PZ” state (PZ), to the third overall state, the “PZ” state (PZ), after a delay time (Δt) that is less than the charge carrier lifetime (τ). “POff” state (POff). Due to the polarity reversal and the fact that the delay time (Δt) is shorter than the charge carrier lifetime (τ), the charge carriers stored in the depletion zone of the first LED (LED1) are accelerated by means of the discharge current that is now possible via the first transistor (T1) and the fourth Transistor (T4) removed. It is thus possible to send shorter light pulses (LP).
Dabei wird im Sinne dieser Offenlegung durch das Steuerelement (ST) der Zustand der Vorrichtung so gesteuert, dass für eine sehr kurze Einschaltzeit (τpp) eine erhöhte Vorwärtsspannung (UDR) in Flussrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) an dieser ersten Leuchtdiode (LED1) angelegt wird. Anschließend wird für wiederum eine sehr kurze Ausräumzeit (τpn) eine betragsmäßig erhöhte Ausräumspannung (URM) in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) an dieser ersten Leuchtdiode (LED1) angelegt. Diese Ausräumzeit (τpn) ist dabei bevorzugt so bemessen, dass eine Restladung der Speicherladung nach dem Ende der Ausräumzeit (τpn) noch in der ersten Leuchtdiode (LED1) vorhanden ist, die diese vor Zerstörung durch Lawineneffekte schützt.In the sense of this disclosure, the state of the device is controlled by the control element (ST) in such a way that for a very short switch-on time (τ pp ) an increased forward voltage (U DR ) in the flow direction of the first light-emitting diode (LED1) is applied to this first light-emitting diode (LED1 ) is created. Subsequently, for a very short clearing time (τ pn ), an increased clearing voltage (U RM ) in the blocking direction of the first light-emitting diode (LED1) is applied to this first light-emitting diode (LED1). This clearing time (τ pn ) is preferably dimensioned such that a residual charge of the stored charge is still present in the first light-emitting diode (LED1) after the end of the clearing time (τ pn ), which protects it from being destroyed by avalanche effects.
Vorteil des Vorschlagsadvantage of the proposal
Es ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den heutigen Ansätzen:
- 1. Befähigung von Scheinwerfern (SW) zur Abgabe kurzer Lichtpulse (LP).
- 2. Erhöhung der Sendeleitung durch Vergrößerung der Apertur gegenüber gebräuchlichen LIDAR-Lichtquellen, da Scheinwerfer (SW) eine größere Abstrahlfläche haben.
- 3. Erhöhung der Sendeleistung gegenüber gebräuchlichen LIDAR-Lichtquellen durch Verwendung von sichtbarem Licht unter Ausnutzung des Lidreflexes.
- 4. Wegfall gesonderter Lichtquellen für LIDAR
- 5. Höhere Empfindlichkeit und Bandbreite der Empfangsfotodioden im sichtbaren Wellenlängenbereich aufgrund geringerer Eindringtiefe des Lichts in Silizium oder die jeweils betreffenden Halbleiter.
- 6. Ideale Positionierung der LIDAR Lichtquelle, da Scheinwerfer (SW) bereits optimiert darauf sind, den Gefahrenbereich auszuleuchten.
- 1. Enabling headlights (SW) to emit short light pulses (LP).
- 2. Increasing the transmission power by enlarging the aperture compared to conventional LIDAR light sources, since headlights (SW) have a larger radiation area.
- 3. Increase in transmission power compared to conventional LIDAR light sources by using visible light using the eyelid reflex.
- 4. Omission of separate light sources for LIDAR
- 5. Higher sensitivity and bandwidth of the receiving photodiodes in the visible wavelength range due to the lower penetration depth of the light in silicon or the relevant semiconductors.
- 6. Ideal positioning of the LIDAR light source, as headlights (SW) are already optimized to illuminate the danger area.
Beschreibung der Weiterbildungen/Ausbildungen des VorschlagsDescription of the further training/education of the proposal
In einem weiteren vorgeschlagenen Verfahren wird die Leuchtdiode (LED1) über eine H-Brücke angesteuert.In a further proposed method, the light-emitting diode (LED1) is driven via an H-bridge.
Dabei wird die erste LED (LED1) bis zu einem ersten Zeitpunkt (t0) in Vorwärtsrichtung im sogen. „PAn“-Zustand der H-Brücke (H) bestromt. Nach dem ersten Zeitpunkt (t0), wird zu einem zweiten Zeitpunkt (t1) die Bestromung umgepolt. Das heißt ab einem zweiten Zeitpunkt (t1) wird die LED (LED1) im „PAus“-Zustand in Rückwärtsrichtung bestromt bis alle Ladungsträger entfernt sind und in Sperrrichtung vorgespannt. Die zeitliche Differenz zwischen einem ersten Zeitpunkt (t0) und einem zweiten Zeitpunkt (t1), die Verzögerungszeit (Δt) für den Verbleib im „PZ“-Zustand, in dem alle Transistoren (T1, T2, T3, T4) gesperrt sind, beim Wechsel vom „PAn“-Zustand, in dem die erste LED (LED1) in Flussrichtung bestromt wird in den „PAus“-Zustand, in dem die LED (LED1) in Sperrrichtung elektrisch vorgespannt wird, soll dabei wieder kürzer sein als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) der Elektron-Lochpaaren in der Sperrschicht der ersten LED (LED1).The first LED (LED1) until a first time (t 0 ) in the forward direction in the so-called. "PAn" state of the H-Bridge (H) energized. After the first point in time (t 0 ), the polarity of the energization is reversed at a second point in time (t 1 ). This means that from a second point in time (t 1 ) the LED (LED1) in the "Poff" state is energized in the reverse direction until all charge carriers are removed and biased in the reverse direction. The time difference between a first point in time (t 0 ) and a second point in time (t 1 ), the delay time (Δt) for remaining in the "PZ" state in which all transistors (T1, T2, T3, T4) are blocked , when changing from the "PAn" state, in which the first LED (LED1) is energized in the forward direction, to the "PAoff" state, in which the LED (LED1) is electrically biased in the reverse direction, should again be shorter than the Carrier lifetime (τ) of the electron-hole pairs in the junction of the first LED (LED1).
In einer weiteren Ausführung wird die vorgeschlagene Vorrichtung um eine positive Ladungspumpe (LPPB) (bzw. ein positiver Spannungswandler (SVPB)) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger und eine negative Ladungspumpe (LPMB) (bzw. ein negativer Spannungswandler (SVMB)) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ergänzt.In a further embodiment, the proposed device is supplemented by a positive charge pump (LPPB) (or a positive voltage converter (SVPB)) for fast extraction of the stored charge carriers and a negative charge pump (LPMB) (or a negative voltage converter (SVMB)) for fast Extraction of the stored charge carriers added.
Bei der hier vorgeschlagenen Vorrichtung ist die positive Ladungspumpe (LPPB) (bzw. der positive Spannungswandlers SVPB) über ihren neunten Anschluss (9) mit der positiven Versorgungsspannung (VCC) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMB) (bzw. der negative Spannungswandler (SVMB)) ist über ihren elften Anschluss (11) mit der negativen Versorgungsspannung (GND) verbunden. Die sonstige Versorgung der Ladungspumpen (LPPB, LPMB) und der Spannungswandler (SVPB, SVMB) ist nicht in den Figuren eingezeichnet. Dabei liegt das Potenzial des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) (bzw. des positiven Spannungswandlers (SVPB)) über dem Potenzial des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) (bzw. des negativen Spannungswandlers (SMB). Das Spannungspotential (VCC1) der positiven Ladungspumpe (LPPB) (bzw. des positiven Spannungswandlers (SVPB)) liegt zudem bevorzugt höher als das der positiven Versorgungsspannung (VCC). Das Spannungspotential (GND2) des Ausgangs (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) (bzw. des negativen Spannungswandlers (SVMB)) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger liegt bevorzugt niedriger als das der negativen Versorgungsspannung (GND). Die Vorrichtung wird um die Ladungspumpen bzw. Spannungswandler ergänzt, indem eine positive Ladungspumpe (LPPB) (bzw. positive Spannungswandler (SVPB) mit ihrem zehnten Anschluss (10) als erste positive Versorgungsspannung (VCC1) mit dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) verbunden ist und die negative Ladungspumpe (LPMB) (bzw. der negative Spannungswandler (SVMB)) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger mit ihrem zwölften Anschluss (12) als zweite negative Versorgungsspannung (GND2) mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden ist. Dadurch ist die positive zweite Versorgungsspannung (VCC2) nur noch mit dem fünften Anschluss des dritten Transistors (T3) verbunden und die negative erste Versorgungsspannung (GND1) ist nur noch mit dem vierten Anschluss des zweiten Transistors (T2) verbunden. Es ist nun möglich durch eine geeignete Ausräumspannung, die die durch die Ausgangsspannungen (VCC1, GND2) von Ladungspumpen (LPPA, LPMB) bzw. Spannungsreglern (SVPA, SVPB) erzeugt werden kann, die Ladungsträger schneller aus der Sperrschicht der ersten LED (LED1) zu entfernen.In the device proposed here, the positive charge pump (LPPB) (or the positive voltage converter SVPB) is connected to the positive supply voltage (VCC) via its ninth connection (9). The negative charge pump (LPMB) (or negative voltage converter (SVMB)) is connected to the negative supply voltage (GND) via its eleventh connection (11). The rest of the supply of the charge pumps (LPPB, LPMB) and the voltage converters (SVPB, SVMB) is not shown in the figures. The potential of the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) (or the positive voltage converter (SVPB)) is above the potential of the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) (or the negative voltage converter (SMB) The voltage potential (VCC1) of the positive charge pump (LPPB) (or the positive voltage converter (SVPB)) is also preferably higher than that of the positive supply voltage (VCC). The voltage potential (GND2) of the output (12) of the negative charge pump (LPMB ) (or the negative voltage converter (SVMB)) for quickly sucking off the stored charge carriers is preferably lower than that of the negative supply voltage (GND). The device is supplemented by the charge pumps or voltage converters by using a positive charge pump (LPPB) (or positive voltage converter (SVPB) is connected with its tenth connection (10) as the first positive supply voltage (VCC1) to the first connection (1) of the first transistor (T1) and the negative charge pump (LPMB) (or the negative voltage converter (SVMB)) is connected with its twelfth connection (12) as a second negative supply voltage (GND2) to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) for fast extraction of the stored charge carriers. As a result, the positive second supply voltage (VCC2) is only connected to the fifth connection of the third transistor (T3) and the negative first supply voltage (GND1) is only connected to the fourth connection of the second transistor (T2). It is now possible with a suitable clearing voltage, which can be generated by the output voltages (VCC1, GND2) of charge pumps (LPPA, LPMB) or voltage regulators (SVPA, SVPB), to remove the charge carriers more quickly from the barrier layer of the first LED (LED1) to remove.
In einer weiteren Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Erzeugung schneller Lichtimpulse (LP) durch die vorzeitige Entfernung der Ladungsträger aus einer Leuchtdiode (LED), die eine Kathode (K) und eine Anode (A) aufweist, vorgeschlagen.In a further embodiment of the proposed method, the generation of fast light pulses (LP) by prematurely removing the charge carriers from a light-emitting diode (LED), which has a cathode (K) and an anode (A), is proposed.
Dafür wird die erste LED (LED1) zunächst in Vorwärtsrichtung bis zu einem Ausschaltzeitpunkt (t0) durch Anlegen einer ersten Potenzialdifferenz zwischen der Anode (A) und der Kathode (K) betrieben, wobei diese erste Potenzialdifferenz in Bezug auf die Kathode (K) als Bezugspotenzialknoten positiv ist. Danach wird die erste LED (LED1) durch Anlegen einer zweiten Potenzialdifferenz zwischen der Anode (A) und der Kathode (K) der ersten LED (LED1) betrieben, wobei diese zweite Potenzialdifferenz in Bezug auf die Kathode (K) als Bezugspotenzialknoten negativ ist. Die erste LED (LED1) wird also in Sperrrichtung ab dem Ausschaltzeitpunkt (t0) betrieben.For this purpose, the first LED (LED1) is initially operated in the forward direction up to a switch-off time (t 0 ) by applying a first potential difference between the anode (A) and the cathode (K), this first potential difference in relation to the cathode (K) as a reference potential node is positive. Thereafter, the first LED (LED1) is operated by applying a second potential difference between the anode (A) and the cathode (K) of the first LED (LED1), this second potential difference being negative with respect to the cathode (K) as a reference potential node. The first LED (LED1) is therefore operated in the blocking direction from the switch-off time (t 0 ).
Die vorgeschlagene Methodik zur Erzeugung kurzer Lichtpulse (LP) mittels Leuchtdioden (LEDs) ist besonders geeignet für Flash-LIDAR-Anwendungen, TOF-Distanzmessung, 3D-Imaging und Optical-Data-Link-Anwendungen.The proposed methodology for generating short light pulses (LP) using light-emitting diodes (LEDs) is particularly suitable for flash LIDAR applications, TOF distance measurement, 3D imaging and optical data link applications.
Es wird daher hier ein Scheinwerfer (SW) für die Verwendung in Fahrzeugen (Kfz) vorgeschlagen, bei dem der Schweinwerfer (SW) mit zumindest einer ersten LED (LED1) als Leuchtmittel ausgestattet ist, die gepulst werden kann. Die erste LED (LED1) kann dabei eine normale LED oder eine Laserdiode oder eine Verschaltung mehrerer solcher Dioden und/oder Laserdioden sein. Besonders bevorzugt ist eine Serienschaltung mehrerer LEDs. Für diese Pulsung kann bevorzugt die zuvor beschrieben H-Brückenschaltung verwendet werden. Ggf. ist es gewünscht, nicht alle Leuchtmittel (LEDs) gepulst zu betreiben. Dies bedeutet, dass es neben dem gepulsten Lichtanteil dann einen mehr oder weniger statischen Lichtanteil gibt, der von dem Scheinwerfer (SW) abgestrahlt wird. Daher kann in diesem Fall der vorgeschlagene Scheinwerfer (SW) weitere Leuchtmittel (LED2...n) umfassen, die dann diesen statischen Lichtanteil abstrahlen. Der Scheinwerfer (SW) soll bevorzugt Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlen. Dieser Wellenlängenbereich wird im Folgenden als abgestrahlter Wellenlängenbereich (AWB) bezeichnet. Es wird vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer (SW) in zumindest einem sichtbaren Wellenlängenbereich, dem lichtpulsfähigen Wellenlängenbereich (LPWB), lichtpulsfähig ist, also Lichtpulse (LP) aussenden kann, um ihn zur Nutzung als Lichtquelle für die besagten, Lichtpuls gestützten Messverfahren nutzen zu können. Der lichtpulsfähige Wellenlängenbereich (LPWB) soll dabei ein Teilbereich des abgestrahlten Wellenlängenbereiches (AWB) des Scheinwerfers (SW) sein oder gleich dem abgestrahlten Wellenlängenbereich (AWB) des Scheinwerfers (SW) sein. Es ist also beispielsweise denkbar, dass der Scheinwerfer (SW) mittels anderer Leuchtmittel als der ersten LED (LED1), die z. B. ein Fluoreszenzmittel zum Leuchten anregen, weißes Licht ausstrahlt, dass ja nicht lichtpulsfähig ist, und mit Hilfe einer einzelnen ersten LED (LED1) in dem lichtpulsfähigen Wellenlängenbereich (LPWB) gepulstes Licht mit Hilfe der zuvor erläuterten Ansteuerschaltung beispielsweise in Form der besagten H-Brücke (H) ausstrahlt. Die die erste LED (LED1) sollte daher in diesem lichtpulsfähigen Wellenlängenbereich (LPWB) Licht gepulst als Lichtpuls (LP) abstrahlen können. Wichtig ist, dass dieser Bereich zur Provokation des Lidreflexes beim Menschen bevorzugt sichtbar sein sollte, was die erlaubte Sendelistung zusätzlich erhöht. Die Reichweite von LIDAR-Anwendungen wird dadurch erhöht. Zumindest die erste LED (LED1) wird zur Erzeugung möglichst intensiver Lichtpulse (LP) mit möglichst kurzer Dauer bevorzugt mit der zuvor beschriebenen H-Brücke (H) angesteuert.A headlight (SW) for use in vehicles (motor vehicle) is therefore proposed here, in which the headlight (SW) is equipped with at least one first LED (LED1) as a light source, which can be pulsed. The first LED (LED1) can be a normal LED or a laser diode or an interconnection of several such diodes and/or laser diodes. A series connection of several LEDs is particularly preferred. The H-bridge circuit described above can preferably be used for this pulsing. It may be desirable not to operate all lamps (LEDs) in a pulsed manner. This means that in addition to the pulsed light component, there is then a more or less static light component that is emitted by the headlight (SW). In this case, the proposed headlight (SW) can therefore include additional light sources (LED2...n), which then emit this static light component. The headlight (SW) should preferably emit light in the visible wavelength range. This wavelength range is referred to below as the radiated wavelength range (AWB). It is proposed that the headlight (SW) be capable of light pulses in at least one visible wavelength range, the light-pulse-capable wavelength range (LPWB), i.e. be able to emit light pulses (LP) in order to be able to use it as a light source for the said light-pulse-based measurement methods . The wavelength range (LPWB) capable of light pulses should be a sub-range of the emitted wavelength range (AWB) of the headlight (SW) or be equal to the emitted wavelength range (AWB) of the headlight (SW). So it is conceivable, for example, that the headlight (SW) by means of lamps other than the first LED (LED1), z. B. stimulate a fluorescent agent to glow, emits white light that is not light pulse capable, and with the help of a single first LED (LED1) in the light pulse capable wavelength range (LPWB) pulsed light with the help of the control circuit explained above, for example in the form of said H- Bridge (H) radiates. The first LED (LED1) should therefore be able to emit pulsed light as a light pulse (LP) in this light-pulse-capable wavelength range (LPWB). It is important that this area should preferably be visible to provoke the eyelid reflex in humans, which additionally increases the permitted broadcast listing. This increases the range of LIDAR applications. At least the first LED (LED1) is preferably driven with the previously described H-bridge (H) in order to generate light pulses (LP) that are as intense as possible and have as short a duration as possible.
Scheinwerfervariante 1
Eine wichtige erste Variante des vorgeschlagenen Scheinwerfers (SW) ist mit einem ersten optisch sperrenden Bandpassfilter (F1) versehen, bei dem der gesperrte Wellenlängenbereich (GWB) im sichtbaren abgestrahlten Wellenlängenbereich (GWB) des Scheinwerfers (SW) liegt. Der vorgeschlagene Scheinwerfer (SW) ist in dieser Variante mit zumindest einer zweiten LED (LED2) als weiteres Leuchtmittel des Scheinwerfers (SW) versehen. Diese zweite LED (LED2) emittiert zumindest im nicht gesperrten Wellenlängenbereich (NGWB) des abgestrahlten Wellenlängenbereichs (AWB) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht durch den ersten optisch sperrenden Bandpassfilter (F1) hindurch. Die erste LED (LED1) emittiert Licht hingegen im durch den optisch sperrenden Bandpassfilter (F1) gesperrten Wellenlängenbereich (GWB) Licht ohne dass dieses Licht der ersten LED (LED1) den ersten optisch sperrenden Bandpassfilter (F1) passieren muss. Hierdurch wird vermieden, dass infolge eines hohen Gleichanteils im abgestrahlten Licht des Scheinwerfers (SW) im gesperrten Wellenlängenbereich (GWB) es zu einer Übersteuerung des Empfängers (MD) und damit des Empfangskanals kommt. Wird der gesperrte Wellenlängenbereich (GWB) sehr schmal gewählt und ist die spektrale Breite der Abstrahlung der ersten LED (LED1) ebenfalls schmal, so kann ggf. eine Änderung des farblichen Eindrucks des abgestrahlten Lichts des Scheinwerfers (SW) vermieden werden.An important first variant of the proposed headlight (SW) is provided with a first optically blocking bandpass filter (F1), in which the blocked wavelength range (GWB) is in the visible wavelength range (GWB) emitted by the headlight (SW). In this variant, the proposed headlight (SW) is provided with at least one second LED (LED2) as a further light source of the headlight (SW). This second LED (LED2) emits visible light through the first optically blocking bandpass filter (F1) at least in the non-blocked wavelength range (NGWB) of the emitted wavelength range (AWB) of the headlight (SW). The first LED (LED1), on the other hand, emits light in the wavelength range (GWB) blocked by the optically blocking bandpass filter (F1) without this light from the first LED (LED1) having to pass through the first optically blocking bandpass filter (F1). This prevents the receiver (MD) and thus the receiving channel from being overloaded as a result of a high direct component in the emitted light of the headlight (SW) in the blocked wavelength range (GWB). If the blocked wavelength range (GWB) is selected to be very narrow and the spectral width of the radiation from the first LED (LED1) is also narrow, a change in the color impression of the light emitted by the headlight (SW) can be avoided.
Scheinwerfervariante 2
In einer zweiten Variante des vorgeschlagenen Scheinwerfers (SW) weist der Scheinwerfer (SW) mindestens eine erste LED (LED1a) auf, die in einem ersten Wellenlängenbereich (WB1) strahlt mindestens eine zweite LED (LED1b) auf, die in einem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) strahlt sowie mindestens eine dritte LED (LED1c) auf, die in einem dritten Wellenlängenbereich (WB3) strahlt. Besonders bevorzugt weist er eine sogenannte RGB-LED als Leuchtmittel auf, die typischerweise drei LEDs als LED-Gruppe umfasst, die in drei verschiedenen Farben - vorzugsweise in RGB d.h. z.B. R=Rot, G=Grün und B=Blau - strahlen können. Diese drei LEDs stellen dann die erste LED (LED1a), die zweite LED(LED1b) und die dritte LED (LED1c) dar. Bei einem Frontscheinwerfer eines Fahrzeugs als Scheinwerfer (SW) und anderen Anwendungen reicht die Leuchtkraft einer einzelnen RGB-LED aber in der Regel nicht aus. Es ist daher typischerweise so, dass eine erste Gruppe aus mehreren LEDs, die im ersten Wellenlängenbereich (WB1) strahlen können, die erste LED (LED1a) im Sinne dieser Offenlegung gemeinsam bilden und dass eine zweite Gruppe aus mehreren LEDs, die im zweiten Wellenlängenbereich (WB2) strahlen können, die zweite LED (LED1b) im Sinne dieser Offenlegung gemeinsam bilden und dass eine dritte Gruppe aus mehreren LEDs, die im dritten Wellenlängenbereich (WB3) strahlen können, die dritte LED (LED1c) im Sinne dieser Offenlegung gemeinsam bilden. Der erste Wellenlängenbereich (WB1), der zweite Wellenlängenbereich (WB2) und der dritte Wellenlängenbereich (WB3) sind dabei bevorzugt sichtbare Teilbereiche des abgestrahlten Wellenlängenbereichs (AWB) des Scheinwerfers (SW). Der erste Wellenlängenbereich (WB1) ist dabei nicht gleich dem zweiten Wellenlängenbereich (WB2). Hierbei bedeutet „gleich“ im Sinne dieser Offenlegung, dass die Wellenlängenbereiche (WB1, WB2) nicht deckungsgleich sind, sich aber zumindest teilweise überlappen können.In a second variant of the proposed headlight (SW), the headlight (SW) has at least one first LED (LED1a) that emits light in a first wavelength range (WB1) and at least one second LED (LED1b) that emits light in a second wavelength range (WB2 ) shines and at least one third LED (LED1c), which shines in a third wavelength range (WB3). It particularly preferably has a so-called RGB LED as the illuminant, which typically comprises three LEDs as an LED group, which can emit in three different colors—preferably in RGB, i.e., for example, R=red, G=green and B=blue. These three LEDs then represent the first LED (LED1a), the second LED (LED1b) and the third LED (LED1c). In the case of a vehicle headlight as a headlight (SW) and other applications, the luminosity of a single RGB LED is sufficient usually not enough. It is therefore typically the case that a first group of several LEDs that can radiate in the first wavelength range (WB1) together form the first LED (LED1a) in the sense of this disclosure and that a second group of several LEDs that can emit in the second wavelength range ( WB2) can radiate, form the second LED (LED1b) together within the meaning of this disclosure and that a third group of several LEDs that can emit in the third wavelength range (WB3) together form the third LED (LED1c) within the meaning of this disclosure. The first wavelength range (WB1), the second wavelength range (WB2) and the third wavelength range (WB3) are preferably visible sub-ranges of the emitted wavelength range (AWB) of the headlight (SW). The first wavelength range (WB1) is not the same as the second wavelength range (WB2). In this context, “equal” in the sense of this disclosure means that the wavelength ranges (WB1, WB2) are not congruent, but can at least partially overlap.
Ebenso ist der erste Wellenlängenbereich (WB1) nicht gleich dem dritten Wellenlängenbereich (WB3) und der dritte Wellenlängenbereich (WB3) ist nicht gleich dem zweiten Wellenlängenbereich (WB2).Likewise, the first wavelength range (WB1) is not equal to the third wavelength range (WB3) and the third wavelength range (WB3) is not equal to the second wavelength range (WB2).
Die erste LED (LED1a) und die zweite LED (LED1b) und die dritte LED (LED1c) können, wie aus dem Stand der Technik mannigfach bekannt durch geeignete PWM-Ansteuerung so angesteuert werden, dass ihr Licht einem menschlichen Beobachter zusammen weiß erscheint. Dies ist für viele Anwendungen sehr wichtig, da beispielsweise die Funktion eines Frontscheinwerfers als Scheinwerfer (SW) die Verfügbarmachung von Informationen für den Fahrzeugführer z.B. durch farbliches oder beleuchtungsamplitudenmäßiges Markieren von Objekten in der Fahrstrecke ist. Zu diesen Informationen zählt auch die Farbinformation beispielsweise von Objekten in der Fahrstrecke.As is widely known from the prior art, the first LED (LED1a) and the second LED (LED1b) and the third LED (LED1c) can be controlled by suitable PWM control in such a way that their light together appears white to a human observer. This is very important for many applications, since, for example, the function of a headlight as a headlight (SW) is to make information available to the vehicle driver, e.g. by marking objects in the route in terms of color or lighting amplitude. This information also includes the color information, for example, of objects in the route.
Scheinwerfervariante 3
Der Begriff Scheinwerfer (SW) wird in dieser Offenlegung sehr weit gefasst. Verschiedene bereits heute bekannte Scheinwerfer könnten in der Form wie zuvor beschrieben ausgeführt werden.The term headlight (SW) is used very broadly in this disclosure. Various headlights already known today could be designed in the form described above.
Scheinwerfervariante 3.1Headlight variant 3.1
Beispielsweise kann es sich im Falle eines Fahrzeugs (Kfz) um einen Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht, einen Frontscheinwerfer für Abblendlicht, einen Frontscheinwerfer für Fernlicht, eine Zierleuchte, einen Fahrtrichtungsanzeiger, eine Warnleuchte, eine Warnleuchte für ein Fahrzeuge im toten Winkel (typischerweise am Außenspiegel montiert), eine Bremsleuchte, ein Rückfahrscheinwerfer, eine Rückleuchte, ein Nebelleuchte, eine Nebelrückleuchte, eine Warnleuchte, eine Signalleuchte, insbesondere ein Polizei-oder Feuerwehr- oder anderes Einsatzfahrzeug-Blaulicht oder ein anderes gelbes Warnlicht mit oder ohne Rotation und mit oder ohne Blinkfunktion, handeln. Die Aufzählung dürfe aber nicht komplett sein, sodass weitere Anwendungen denkbar sind.For example, in the case of a vehicle (motor vehicle), it can be a headlight for daytime running lights, a headlight for low beam, a headlight for high beam, a decorative light, a direction indicator, a warning light, a warning light for a vehicle in the blind spot (typically on the outside mirror mounted), a brake light, a reversing light, a rear light, a fog light, a rear fog light, a warning light, a signal light, in particular a police or fire brigade or other emergency vehicle flashing blue light or another yellow warning light with or without rotation and with or without a flashing function , act. However, the list should not be complete, so that further applications are conceivable.
Scheinwerfervariante 3.2Headlight variant 3.2
Beispielsweise kann es sich im Falle eines Schienenfahrzeugs um ein Fahrlicht, eine Zierleuchte, eine Warnleuchte, einen Rückfahrscheinwerfer, eine Rückleuchte, eine Warnleuchte oder eine Signalleuchte handeln. Die Aufzählung dürfe aber nicht komplett sein, sodass weitere Anwendungen denkbar sind.For example, in the case of a rail vehicle, it can be a driving light, a decorative light, a warning light, a reversing light, a rear light, a warning light or a signal light. However, the list should not be complete, so that further applications are conceivable.
Scheinwerfervariante 3.3Headlight variant 3.3
Beispielsweise kann es sich im Falle einer einfachen Leuchte als Scheinwerfer (SW) entsprechend der zuvor gegebenen Beschreibung um eine Straßenleuchte, einen Suchscheinwerfer, eine Bühnenleuchte oder einen Bühnenscheinwerfer, eine Signalleuchte (z.B. eine Eisenbahnsignalleuchte), eine Ampel (z.B. eine Verkehrsampel), ein Notlicht, eine Arbeitsplatzleuchte, eine Raumleuchte oder eine Gangleuchte oder ein selbstleuchtendes Reklameschild handeln. Die Aufzählung dürfe aber nicht komplett sein, sodass weitere Anwendungen in anderen Leuchten ausdrücklich denkbar sind.For example, in the case of a simple lamp as a headlight (SW) according to the description given above, it can be a street lamp, a searchlight, a stage lamp or spotlight, a signal lamp (e.g. a railway signal lamp), a traffic light (e.g. a traffic light), an emergency light , a task light, a room light or an aisle light or a self-illuminating advertising sign. However, the list should not be complete, so further applications in other lights are expressly conceivable.
Scheinwerfervariante 4
In einer weiteren Variante des Scheinwerfers (SW) ist der zuvor bereits beschriebene Scheinwerfer die Lichtquelle einer Projektionsvorrichtung. Bei einer solchen Projektionsvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Matrix-Scheinwerfer handeln, der mittels eines segmentierten LCD-Displays einzelne Bereiche des abgestrahlten Lichtkegels amplitudenmoduliert oder um eine Projektionsvorrichtung zur Beleuchtung von Gebäuden und/oder Straßen und/oder anderen Arealen, die z.B. auf die Anwesenheit von Objekten und/oder Personen überwacht werden sollen. Hierbei kann es sinnvoll sein, bestimmte Bereiche auszublenden. Dies ist besonders interessant, wenn Objekte markiert werden sollen.In a further variant of the headlight (SW), the headlight already described above is the light source of a projection device. Such a projection device can be, for example, a matrix headlight that amplitude-modulates individual areas of the emitted light cone using a segmented LCD display, or it can be a projection device for illuminating buildings and/or streets and/or other areas, e.g Presence of objects and / or people are to be monitored. It can be useful to hide certain areas. This is particularly interesting when objects are to be marked.
Eine solche Projektionsvorrichtung weist bevorzugt eine strukturierbare Blende (LCD) auf. Eine solche strukturierbare Blende (LCD) besteht beispielsweise aus einem ersten Polarisationsfilter, einer ersten transparenten Elektrodenschicht mit ortsaufgelösten Elektroden, einer Schicht Flüssigkristalle, einer zweiten transparenten Elektrodenschicht mit ortsaufgelösten Elektroden, wobei die Elektroden der beiden Elektrodenschichten gegenüberliegen und die Flüssigkristallschicht zwischen diesen Elektroden liegt, und einem zweiten Polarisationsfilter. Das Paket aus Elektroden und Flüssigkristallen liegt zwischen den Polarisationsfiltern. Die Elektroden sind elektrisch isoliert, können aber durch eine Steuerung des Filters unter Spannung gehalten werden. Je nach Spannung zwischen einer Elektrode der ersten Elektrodenschicht und einer dieser gegenüberliegenden Elektrode der zweiten Elektrodenschicht ändert sich der Drehwinkel der Polarisationsebene des durch den ersten Polarisationsfilter transmittierten Lichts in der Schicht der Flüssigkristalle und damit die Transmission dieses Lichts durch das zweite Polarisationsfilter. Sofern bereits polarisiertes Licht durch die Lichtquelle, z.B. die erste (LED1), emittiert wird, kann der erste Polarisationsfilter auch entfallen. Diese somit in ihrer Transmission für das Licht der Lichtquelle (LED1) strukturierbare Blende (LCD) stellt eine zweidimensionale Fläche dar, die aber nicht unbedingt plan sein muss. Sie besitzt somit für das von der ersten LED (LED1) abgestrahlte Licht ortsaufgelöst und lokal einstellbare Transmissionskoeffizienten für jeweilige zweidimensionale Teilflächen (transparente Elektroden) dieser zweidimensionalen Fläche und bezogen auf die Senkrechte zu diesen jeweiligen zweidimensionalen Teilflächen. Um den derartig örtlich unterschiedlich amplitudenmodulierten Lichtstrahl abbilden zu können, ist eine Optik (CL, PL) zur Projektion des Lichtpulses (LP), der von der Lichtquelle, z.B. der ersten LED (LED1), ausgesendet wird, auf eine Projektionsfläche oder in einen Projektionsraum hinein notwendig. Mittels der strukturierten Blende (LCD) kann dann der Querschnitt des Lichtstrahls, der den Scheinwerfer (SW) verlässt moduliert werden. Es können auch einzelne Pixel moduliert werden, was z.B. die Farbe betreffen kann oder deren zeitliche Modulation (z.B. Blinken). Sofern mittels der besagten strukturierten Blende (LCD) der Querschnitt des Lichtstrahls, der den Scheinwerfer (SW) verlässt in dieser Art moduliert werden soll, ist es sinnvoll, dass die Optik (Cl, PL) zumindest eine Kondensorlinse (CL) oder eine äquivalente Spiegelvorrichtung umfasst. Aus dem Stand der Technik ist auch bekannt, dass Projektionsvorrichtungen auch mittels zweidimensionaler Arrays von Mikrospiegeln (DLP) d.h. mittels in Form eines zweidimensionalen Gitters angeordneten Mikrospiegeln (DLP) realisiert werden können. Befinden sich solche Mikrospiegelarrays (DLP) im Strahlengang, so können sie für die Modulation in gleicher Weise verwendet werden. Als strukturierbare Blende (LCD) im Sinne dieser Offenlegung kann daher auch ein strukturiertes Mikrospiegelarray (DLP) aufgefasst werden, das ortsaufgelöst Teilstrahlen des Lichtstrahlbündels des Leuchtmittels, z.B. der ersten LED (LED1), aus dem Strahlengang durch Umlenken entfernt oder sonst wie moduliert.Such a projection device preferably has a structurable screen (LCD). Such a structurable screen (LCD) consists, for example, of a first polarization filter, a first transparent electrode layer with spatially resolved electrodes, a layer of liquid crystals, a second transparent electrode layer with spatially resolved electrodes, the electrodes of the two electrode layers lying opposite one another and the liquid crystal layer lying between these electrodes, and a second polarizing filter. The package of electrodes and liquid crystals lies between the polarizing filters. The electrodes are electrically isolated but can be kept energized by controlling the filter. Depending on the voltage between an electrode of the first electrode layer and an opposite electrode of the second electrode layer, the rotation angle of the plane of polarization of the light transmitted through the first polarization filter changes in the layer of liquid crystals and thus the transmission of this light through the second polarization filter. If already polarized light is emitted by the light source, eg the first (LED1), the first polarization filter can also be omitted. This diaphragm (LCD), which can thus be structured in terms of its transmission for the light of the light source (LED1), represents a two-dimensional surface which, however, does not necessarily have to be flat. It therefore has spatially resolved and locally adjustable transmission coefficients for the respective two-dimensional partial areas (transparent electrodes) of this two-dimensional surface and related to the perpendicular to these respective two-dimensional partial areas for the light emitted by the first LED (LED1). In order to be able to image such a locally differently amplitude-modulated light beam, optics (CL, PL) for projecting the light pulse (LP) emitted by the light source, e.g. the first LED (LED1), onto a projection surface or into a projection room into necessary. The cross section of the light beam leaving the headlight (SW) can then be modulated by means of the structured screen (LCD). Individual pixels can also be modulated, which can affect the color, for example, or their temporal modulation (eg blinking). If the cross-section of the light beam leaving the headlight (SW) is to be modulated in this way by means of the said structured screen (LCD), it makes sense that the optics (Cl, PL) at least one condenser lens (CL) or an equivalent mirror device. It is also known from the prior art that projection devices can also be implemented using two-dimensional arrays of micromirrors (DLP), ie using micromirrors (DLP) arranged in the form of a two-dimensional grid. If such micromirror arrays (DLP) are in the beam path, they can be used for modulation in the same way. A structured micromirror array (DLP) can therefore also be understood as a structurable aperture (LCD) within the meaning of this disclosure, which removes spatially resolved partial beams of the light beam bundle of the illuminant, e.g. the first LED (LED1), from the beam path by deflection or otherwise modulates them.
Die strukturierbare Blende (LCD) kann sich vor, hinter und zwischen Bauteilen der Optik (CL, PL, OP) im Strahlengang befinden.The structurable screen (LCD) can be located in front of, behind and between components of the optics (CL, PL, OP) in the beam path.
Der Scheinwerfer (SW) kann dabei dann dazu eingerichtet werden, Objekte (O) in seinem Leuchtbereich selektiv durch geeignete Beleuchtung zu markieren, während andere Bereiche nicht markiert werden. Beispielsweise ist es denkbar, Fußgänger oder vom System als potenziell gefährlich erkannte Objekte in einer geeigneten Farbe zu beleuchten, während der Rest der Objekte im Scheinwerferbereich beispielsweise weiß beleuchtet wird. Der Scheinwerfer (SW) kann darüber hinaus dazu eingerichtet werden, solche Objekte (O) in seinem Leuchtbereich selektiv zusätzlich durch ein zeitliches Muster der Beleuchtung, insbesondere durch Blinken und/oder durch farblich andere Beleuchtung zu markieren. Beispielsweise ist es denkbar, die besagten gefährlichen Objekte mit einer zeitlich in einem vorherbestimmten Muster schwankenden Helligkeit zu beleuchten, während andere Objekte (O) konstant beleuchtet werden. Auf diese Weise können beispielsweise entgegenkommende Fahrzeugführer gezielt gewarnt werden. Es ergeben sich somit zwei Modulationskanäle für das vom Scheinwerfer abgestrahlte Licht: Einen für die Kommunikation Fahrzeug zu Fahrzeug mit sehr kurzen, für den Menschen nicht wahrnehmbaren Lichtpulsen (LP), der für die Fahrzeugführer nicht erkennbar sein sollte und einen Kanal für die Kommunikation Fahrzeug zu Fahrzeugführer mit relativ langsamen, durch den Menschen wahrnehmbaren Farb- und/oder Helligkeitsmodulationen, wobei es sich bei dem Fahrzeugführer um den des Kfz oder den eines anderen Kfz handeln kann.The headlight (SW) can then be set up to selectively mark objects (O) in its illuminated area using suitable lighting, while other areas are not marked. For example, it is conceivable to illuminate pedestrians or objects recognized by the system as potentially dangerous in a suitable color, while the rest of the objects in the headlight area are illuminated in white, for example. The headlight (SW) can also be set up to selectively additionally mark such objects (O) in its lighting area by a time pattern of the illumination, in particular by flashing and/or by illumination of a different color. For example, it is conceivable to illuminate said dangerous objects with a brightness that fluctuates over time in a predetermined pattern, while other objects (O) are constantly illuminated. In this way, for example, oncoming vehicle drivers can be specifically warned. This results in two modulation channels for the light emitted by the headlight: one for vehicle-to-vehicle communication with very short light pulses (LP) that are imperceptible to humans, which should not be recognizable to the vehicle driver, and one channel for vehicle-to-vehicle communication Vehicle drivers with relatively slow, human-perceptible color and/or brightness modulations, where the vehicle driver can be that of the motor vehicle or that of another motor vehicle.
Scheinwerfervariante 5
Es wird des Weiteren vorgeschlagen, einen solchen Scheinwerfer (SW) in ein Fahrzeug (Kfz) einzubauen. Es kommen alle Arten von Fahrzeugen in Frage: Kfz, LKW, Motorräder, Schienenfahrzeuge, Fahrräder, Seefahrzeuge aller Art wie Schiffe, Bote und U-Bote, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Sonderfahrzeuge wie Raupenpisten und Baufahrzeuge und Baumaschinen, mobile Roboter, Flurförderfahrzeuge etc.It is also proposed to install such a headlight (SW) in a vehicle (motor vehicle). All types of vehicles are possible: cars, trucks, motorcycles, rail vehicles, bicycles, all types of sea vehicles such as ships, boats and submarines, aircraft, spacecraft, special vehicles such as caterpillar runways and construction vehicles and construction machinery, mobile robots, industrial trucks, etc.
Hier wird bevorzugt die Anwendung im Kfz beschrieben. Die Anwendung ist darauf aber nicht beschränkt. Die Beanspruchung umfasst auch andere Fahrzeuge z.B. die oben genannten Fahrzeuge. Ein solches, vorgeschlagenes Fahrzeug (Kfz) umfasst zumindest einen Scheinwerfer (SW), wie er zuvor beschrieben wurde.The application in the vehicle is preferably described here. However, the application is not limited to this. The stress also includes other vehicles, e.g. the vehicles mentioned above. Such a proposed vehicle (motor vehicle) includes at least one headlight (SW) as previously described.
Basisverfahrenbasic procedure
Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Scheinwerfers (SW) kann nun Licht insbesondere als Lichtpuls (LP) ausgestrahlt werden, das zu Verwendung in Messvorrichtungen geeignet ist. Das Basisverfahren umfasst die Emission eines Lichtpulses (LP) oder einer Folge von Lichtpulsen (LPF) durch die erste LED (LED1). Bei einem Lichtpuls (LP) kann es sich im Sinne dieser Offenlegung sowohl um ein kurzzeitiges Einschalten wie auch um ein kurzzeitiges Ausschalten der ersten LED (LED1) handeln. Es handelt sich im weitesten Sinne um kurzzeitige Intensitätsmodulationen. Es können also sozusagen positive Lichtpulse ausgesendet werden, bei denen die erste LED (LED1) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) eingeschaltet wird und nach kurzer Zeit zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) wieder ausgeschaltet wird. Es können also sozusagen aber auch negative Lichtpulse (LP) ausgesendet werden, bei denen die erste LED (LED1) zuerst bereits eingeschaltet ist und dann zu einem ersten Zeitpunkt (t1) ausgeschaltet wird und nach kurzer Zeit zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) wieder eingeschaltet wird. Außerdem ist es möglich, dass die Lichtaussendung der ersten LED (LED1) einen positiven Gleichwert aufweist, auf den die Lichtpulse (LP) aufgesetzt werden. Ein Lichtpuls (LP) ist im Sinne dieser Offenlegung somit dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lichtleistung des durch die erste LED (LED1) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung auf eine zweite Lichtleistung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.With the aid of the headlight (SW) described above, light can now be emitted, in particular as a light pulse (LP), which is suitable for use in measuring devices. The basic method involves the emission of a light pulse (LP) or a train of light pulses (LPF) by the first LED (LED1). In the context of this disclosure, a light pulse (LP) can be either a brief switching on or a brief switching off of the first LED (LED1). In the broadest sense, these are short-term intensity modulations. It is thus possible to transmit positive light pulses, so to speak, in which the first LED (LED1) is switched on at a first point in time (t1) and is switched off again after a short time at a second point in time (t2). It is also possible, so to speak, to emit negative light pulses (LP) in which the first LED (LED1) is already switched on first and is then switched off at a first point in time (t1) and then switched on again after a short time at a second point in time (t2). becomes. In addition, it is possible for the light emission of the first LED (LED1) to have a positive equivalent value, on which the light pulses (LP) are superimposed. A light pulse (LP) within the meaning of this disclosure is characterized in that the light output of the visible light emitted by the first LED (LED1) increases or decreases from a first light output to a second light output at a first point in time (t1) and to a second time (t2) subsequent to the first time (t1) returns to the first light output. The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200ns, preferably less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
1. Verfahrensvariante1. Process variant
Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Abstrahlung von Licht mittels des zuvor beschriebenen Scheinwerfers (SW) vorgeschlagen, bei dem die erste LED (LED1a) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem ersten Wellenlängenbereich (WB1) ausstrahlt und die zweite LED (LED1b) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) ausstrahlt, der nicht gleich dem ersten Wellenlängenbereich (WB1) ist. Es erfolgt dann die Emission eines Lichtpulses (LP) oder einer Folge von Lichtpulsen (LPF) durch die erste LED (LED1). Der Abstand der Lichtpulse (LP) kann gleich oder moduliert (=variierend) sein. Die Abstände der Lichtpulse (LP) innerhalb der Lichtpulsfolge (LPF) können Informationen kodieren. Ein Lichtpuls (LP) im Sinne dieser Offenlegung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleistung des durch die erste LED (LED1) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung auf eine zweite Lichtleistung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.Furthermore, a method for emitting light using the headlight (SW) described above is proposed, in which the first LED (LED1a) of the headlight (SW) emits visible light in a first wavelength range (WB1) and the second LED (LED1b) of the headlight (SW) emits visible light in a second wavelength range (WB2) which is not equal to the first wavelength range (WB1). A light pulse (LP) or a sequence of light pulses (LPF) is then emitted by the first LED (LED1). The spacing of the light pulses (LP) can be the same or modulated (=varying). The distances between the light pulses (LP) within the light pulse train (LPF) can encode information. A light pulse (LP) within the meaning of this disclosure is characterized in that the light output of the visible light emitted by the first LED (LED1) increases or decreases from a first light output to a second light output at a first time (t1) and at a second , time (t2) subsequent to the first time (t1) returns to the first light output. The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
2. Verfahrensvariante2. Process variant
In einer zweiten Variante des Verfahrens wird ein Verfahren zur Abstrahlung von Licht mittels des zuvor beschriebenen Scheinwerfers (SW) vorgeschlagen, bei dem die erste LED (LED1a) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem ersten Wellenlängenbereich (WB1) (erste Farbe) ausstrahlt und die zweite LED (LED1b) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) (zweite Farbe) ausstrahlt, der nicht gleich dem ersten Wellenlängenbereich (WB1) ist. Im Gegensatz zur ersten Verfahrensvariante wird nun aber nicht die Amplitude einer ersten LED (LED1) moduliert, sondern der Farbwinkel der Abstrahlung der beiden LED-Leuchtmittel (LED1a, LED1b). Die Summe der durch die erste LED (LED1a) und durch die zweite LED (LED1b) abgestrahlten Lichtleistung bleibt dabei bevorzugt gleich, nur der Farbwinkel wird durch Änderung der beiden Lichtleistungen der ersten LED (LED1b) und der zweiten LED (LED1b) relativ zueinander geändert. Die vorgeschlagene Verfahrensvariante umfasst daher die Emission eines Farbwinkellichtpulses (FLP) oder einer Folge von Farbwinkellichtpulsen (FLPF) durch die erste LED (LED1a) und die zweite LED (LED1b). Der Abstand der Farbwinkellichtpulse (FLP) kann gleich oder moduliert (=variierend) sein. Die Abstände der Farbwinkellichtpulse (FLP) innerhalb der Farbwinkellichtpulsfolge können Informationen kodieren. Dabei ist ein Farbwinkellichtpuls (FLP) dann dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleistung des durch die erste LED (LED1a) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) auf eine zweite Lichtleistung der ersten LED (LED1a) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) zurückkehrt und gleichzeitig und vorzugsweise zeitsynchron die Lichtleistung des durch die zweite LED (LED1b) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) auf eine zweite Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) verkleinert oder vergrößert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Sofern die Synchronizität tatsächlich erreicht werden kann, würde man also keine Intensitätsänderung messen können, sondern nur einen gepulsten Farbwechsel von vorzugsweise wenigen ns. Dies hat den Vorteil, dass die Lichtintensität gleichbleibt. Die Summenlichtleistung aus der Summe der Lichtleistung des durch die zweite LED (LED1b) abgestrahlten sichtbaren Lichts und des durch die erste LED (LED1a) abgestrahlten sichtbaren Lichts ändert sich dann während der Emission des Farbwinkellichtpulses (FLP) vorzugsweise um nicht mehr als 10%. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.In a second variant of the method, a method for emitting light using the headlight (SW) described above is proposed, in which the first LED (LED1a) of the headlight (SW) emits visible light in a first wavelength range (WB1) (first color). and the second LED (LED1b) of the headlight (SW) emits visible light in a second wavelength range (WB2) (second color) that is not equal to the first wavelength range (WB1). In contrast to the first variant of the method, however, it is not the amplitude of a first LED (LED1) that is modulated, but rather the color angle of the emission of the two LED illuminants (LED1a, LED1b). The sum of the light output emitted by the first LED (LED1a) and by the second LED (LED1b) preferably remains the same, only the color angle is changed relative to one another by changing the two light outputs of the first LED (LED1b) and the second LED (LED1b). . The proposed variant of the method therefore includes the emission of a color angle light pulse (FLP) or a sequence of color angle light pulses (FLPF) by the first LED (LED1a) and the second LED (LED1b). The spacing of the color angle light pulses (FLP) can be the same or modulated (=varying). The spacing of the color angle light pulses (FLP) within the color angle light pulse sequence can encode information. A color angle light pulse (FLP) is then characterized in that the light output of the visible light emitted by the first LED (LED1a) changes from a first light output of the first LED (LED1a) to a second light output of the first LED (LED1a) at a first point in time (t1) increases or decreases and at a second time (t2) following the first time (t1) returns to the first light output of the first LED (LED1a) and at the same time and preferably synchronously the light output of the visible light emitted by the second LED (LED1b). Light decreases or increases from a first light output of the second LED (LED1b) to a second light output of the second LED (LED1b) at a first point in time (t1) and at a second point in time (t2) following the first point in time (t1) at the first light output returns. If synchronicity can actually be achieved, it would not be possible to measure an intensity change, only a pulsed color change of preferably a few ns. This has the advantage that the light intensity remains the same. The total light output from the sum of the light output of the visible light emitted by the second LED (LED1b) and the visible light emitted by the first LED (LED1a) then preferably does not change by more than 10% during the emission of the color-angle light pulse (FLP). The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
3. Verfahrensvariante3. Process variant
Eine genaue Synchronizität der Ansteuerung der beiden LEDs, wie in der vorausgehenden Verfahrensvariante beschrieben, wird sich aber weder zeitlich noch amplitudenmäßig erreichen lassen. Daher ist in der Realität eher eine kurzzeitige Amplitudenschwankung zusammen mit einer pulsförmigen Farbschwankung realisierbar. Es wird daher eine dritte Verfahrensvariante vorgeschlagen, die ein Verfahren zur Abstrahlung von Licht insbesondere von kombinierten Farb-/Lichtpulsen mittels des oben beschriebenen Scheinwerfers (SW) beschreibet. Dabei strahlt die erste LED (LED1a) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem ersten Wellenlängenbereich (WB1) aus und die zweite LED (LED1b) des Scheinwerfers (SW) sichtbares Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) aus, der nicht gleich dem ersten Wellenlängenbereich (WB1) ist. Die vorgeschlagene dritte Verfahrensvariante umfasst die Emission eines modulierten Farbwinkellichtpulses (MFLP) oder einer Folge von modulierten Farbwinkellichtpulsen (FMLPF) durch die erste LED (LED1a) und die zweite LED (LED1b). Der Abstand der kombinierten modulierten Farbwinkellichtpulse (FMLP) kann gleich oder moduliert (=variierend) sein. Die Abstände der modulierten Farbwinkellichtpulse (FMLP) innerhalb der Farbwinkellichtpulsfolge (FMLPF) können Informationen kodieren. Ein modulierter Farbwinkellichtpuls (MFLP) ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleistung des durch die erste LED (LED1a) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) auf eine zweite Lichtleistung der ersten LED (LED1a) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) zurückkehrt und dass die Lichtleistung des durch die zweite LED (LED1b) abgestrahlten sichtbaren Lichts sich von einer ersten Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) auf eine zweite Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) verkleinert oder vergrößert und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Die erste Summenlichtleistung aus der Summe der ersten Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) und der ersten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) und die zweite Summenlichtleistung aus der Summe der zweiten Lichtleistung der zweiten LED (LED1b) und der zweiten Lichtleistung der ersten LED (LED1a) unterscheiden sich nun jedoch zumindest zu einem Zeitpunkt zwischen dem ersten Zeitpunkt (t1) und dem zweiten Zeitpunkt (t2) vorzugsweise um mehr als 10%. Dies kann z.B. dadurch verursacht werden, dass die Lichtpulse (LP) nicht exakt zum gleichen Zeitpunkt beginnen oder eine unterschiedliche Maximalhöhe oder eine unterschiedliche Form haben. Da LEDs unterschiedlicher Farbe benutzt werden können, kann dies aufgrund unterschiedlicher Bauformen und durch Fertigungsschwankungen leicht möglich sein. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.Exact synchronicity of the activation of the two LEDs, as described in the preceding variant of the method, cannot be achieved either in terms of time or amplitude. Therefore, in reality, there is more of a short-term amplitude fluctuation together with a pulse-shaped color fluctuation can be realized. A third variant of the method is therefore proposed, which describes a method for emitting light, in particular combined color/light pulses, by means of the headlight (SW) described above. The first LED (LED1a) of the headlight (SW) emits visible light in a first wavelength range (WB1) and the second LED (LED1b) of the headlight (SW) emits visible light in a second wavelength range (WB2) that is not equal to first wavelength range (WB1). The proposed third variant of the method comprises the emission of a modulated color angle light pulse (MFLP) or a sequence of modulated color angle light pulses (FMLPF) by the first LED (LED1a) and the second LED (LED1b). The spacing of the combined modulated color angle light pulses (FMLP) can be the same or modulated (=varying). The spacing of the modulated color angle light pulses (FMLP) within the color angle light pulse train (FMLPF) can encode information. A modulated color angle light pulse (MFLP) is characterized in that the light output of the visible light emitted by the first LED (LED1a) changes from a first light output of the first LED (LED1a) to a second light output of the first LED (LED1a) at a first point in time (t1) increases or decreases and at a second time (t2) subsequent to the first time (t1) returns to the first light output of the first LED (LED1a) and that the light output of the visible light emitted by the second LED (LED1b) differs from a first light output of the second LED (LED1b) to a second light output of the second LED (LED1b) at a first point in time (t1) is reduced or increased and at a second point in time (t2) following the first point in time (t1) it returns to the first light output . The first total light output from the sum of the first light output of the second LED (LED1b) and the first light output of the first LED (LED1a) and the second total light output from the sum of the second light output of the second LED (LED1b) and the second light output of the first LED (LED1a ) now differ at least at one point in time between the first point in time (t1) and the second point in time (t2), preferably by more than 10%. This can be caused, for example, by the fact that the light pulses (LP) do not start at exactly the same time or have a different maximum height or a different shape. Since LEDs of different colors can be used, this can easily be possible due to different designs and production fluctuations. The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
4. Verfahrensvariante4. Process variant
Die zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten und das Basisverfahren können auch für den Datenverkehr genutzt werden. Es wird daher ein Verfahren zur Übertragung von Daten mittels Licht eines zuvor beschriebenen Scheinwerfers (SW) vorgeschlagen. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst das Abstrahlen einer Folge von Lichtpulsen (LP) (Lichtpulsfolge (LPF)) durch die erste LED (LED1) oder einer Folge von Farblichtpulsen (Farblichtpulsfolge (FLPF)), wobei durch verschiedene zeitliche Abstände der Lichtpulse (LP) bzw. Farblichtpulse (FLP) und/oder des Frequenzspektrums der Abstände der Lichtpulse (LP) bzw. der Farblichtpulse (FLP) oder die Phasenlage der Lichtpulse (LP) bzw. der Farblichtpulse (FLP) zueinander insbesondere innerhalb einer Lichtpulsfolge (LPF) bzw. Farblichtpulsfolge (FLPF) eine Dateninformation kodiert ist oder durch unterschiedliche Lichtpulsamplituden der Lichtpulse (LP) bzw. Farbwinkelmodulationsamplituden der Farblichtpuls (FLP) eine Dateninformation kodiert ist. Bei einem Farblichtpuls im Sinne dieser Offenlegung bleibt die Strahlungsintensität während der Aussendung des Farblichtpulses (FLP) typischerweise im Wesentlichen konstant. Die Charakterisierung „im Wesentlichen“ bezieht sich hierbei auf unvermeidliche Regelabweichungen. Die Gesamtintensität (Gesamtlichtleistung) eines Farblichtpulses (FLP) bleibt somit für die Dauer des Farblichtpulses (FLP) konstant und es wird nur die Farbe, also beispielsweise der Farbwinkel, gepulst. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst ebenso das Empfangen der Lichtpulse (LP) bzw. Farblichtpulse (FLP) in einem Empfänger und Dekodierung der darin enthaltenen Dateninformation. Da es sich um eine gepulste Datenübertragung mittels breitbandiger Lichtpulse (LP) bzw. mittels breitbandiger Farblichtpulse (FLP) handelt, ist das Spektrum des Lichtmodulationssignals, das dem ausgesandten Licht aufgeprägt wird, sehr breit. Daher lassen sich sehr gut sogenannte Ultra-Wide-Band-Algorithmen anwenden, die dann Störsignale effizient und mit hoher Unterdrückungsrate in ihrem Einfluss reduzieren. Beispielsweise kann das empfangene Signal mit dem Prototyp einer erwarteten Sendepulsfolge gefaltet werden, was Anteile im empfangenen Signal, die mit dieser erwarteten Sendepulsfolge korrelieren, hervorhebt. Auch ist es beispielsweise möglich ein Skalarprodukt zwischen dem empfangenen Signal und einem solchen Prototypensignal durch Multiplikation der beiden Signale und anschließende Tiefpassfilterung zu erzeugen, um einen verbesserten Signal/Rauschabstand herzustellen.The method variants described above and the basic method can also be used for data traffic. A method for transmitting data by means of light from a headlight (SW) described above is therefore proposed. The proposed method comprises the emission of a sequence of light pulses (LP) (light pulse sequence (LPF)) through the first LED (LED1) or a sequence of colored light pulses (colored light pulse sequence (FLPF)), with different time intervals between the light pulses (LP) or Colored light pulses (FLP) and/or the frequency spectrum of the distances between the light pulses (LP) or colored light pulses (FLP) or the phasing of the light pulses (LP) or colored light pulses (FLP) to one another, in particular within a light pulse sequence (LPF) or colored light pulse sequence ( FLPF) data information is encoded or data information is encoded by different light pulse amplitudes of the light pulses (LP) or color angle modulation amplitudes of the colored light pulse (FLP). In the case of a colored light pulse in the sense of this disclosure, the radiation intensity typically remains essentially constant during the emission of the colored light pulse (FLP). The characterization "essentially" refers to unavoidable control deviations. The overall intensity (total light output) of a colored light pulse (FLP) thus remains constant for the duration of the colored light pulse (FLP) and only the color, ie for example the color angle, is pulsed. The proposed method also includes receiving the light pulses (LP) or colored light pulses (FLP) in a receiver and decoding the data information contained therein. Since this is pulsed data transmission using broadband light pulses (LP) or using broadband color light pulses (FLP), the spectrum of the light modulation signal that is applied to the emitted light is very wide. Therefore, so-called ultra-wide-band algorithms can be used very well, which then reduce the influence of interference signals efficiently and with a high suppression rate. For example, the received signal can be convolved with the prototype of an expected transmit pulse train, which emphasizes components in the received signal that correlate with this expected transmit pulse train. It is also possible, for example, to generate a scalar product between the received signal and such a prototype signal by multiplying the two signals and subsequent low-pass filtering in order to produce an improved signal-to-noise ratio.
Aufgrund der vorgeschlagenen Ansteuerung wird es somit möglich mit Hilfe eines Spread-Spectra Verfahrens die Lichtpulse (LP) bzw. Farblichtpulse (FLP) insbesondere beim Empfang dieser Lichtpulse (LP) nach deren Reflektion als reflektierte Lichtpulse (RLP) zuverlässig vom Rauschuntergrund zu trennen uns so noch über große Entfernungen Daten zu übertragen, wenn Photonen vom Sender (LED1) zum Empfänger (MD) gelangen können. Es wird in dieser vierten Verfahrensvariante vorgeschlagen, dass die Übertragung von Daten mittels Licht eines Scheinwerfers (SW), wie oben beschrieben, erfolgt. Der Scheinwerfer (SW) ist dabei Teil eines Fahrzeugs (Kfz). Die vorgeschlagene vierte Verfahrensvariante umfasst u.a. das Bereitstellen von Statusinformationen des Fahrzeugs (Kfz) als zu übertragende Dateninformationen vor dem Abstrahlen einer Folge von Lichtpulsen (LPF) durch die erste LED (LED1). Beispielsweise ist es denkbar, die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit nach außen mit den Frontscheinwerfern z.B. an vorausfahrende Fahrzeuge zu übertragen oder über die Bremsleuchten Bremsvorgänge auch in ihrer Intensität zusammen mit einer Geschwindigkeitsinformation z.B. nachfolgenden Fahrzeugen zu signalisieren. Auch können andere Informationen auf diesem Wege ausgetauscht werden.Due to the proposed control, it is thus possible with the help of a spread-spectra method to reliably separate the light pulses (LP) or colored light pulses (FLP) from the background noise, especially when these light pulses (LP) are received after they have been reflected as reflected light pulses (RLP). to transmit data over long distances if photons can get from the transmitter (LED1) to the receiver (MD). In this fourth variant of the method, it is proposed that the transmission of data takes place using the light of a headlight (SW), as described above. The headlight (SW) is part of a vehicle (car). The proposed fourth variant of the method includes, among other things, the provision of status information of the vehicle (motor vehicle) as data information to be transmitted before a sequence of light pulses (LPF) is emitted by the first LED (LED1). For example, it is conceivable to transmit the direction of travel and speed to the outside with the headlights, for example to vehicles driving ahead, or to use the brake lights to signal braking processes in their intensity together with speed information, for example to vehicles following behind. Other information can also be exchanged in this way.
Als darauf aufbauende Subvariante des Verfahrens kann eine Änderung des Zustands von Vorrichtungen der Verkehrsinfrastruktur in Abhängigkeit von der empfangenen und dekodierten Dateninformation erfolgen. Beispielsweise ist es denkbar, dass Steuerungsaufgaben im Rahmen von Smart-Home-Anwendungen wie z.B. das Öffnen von Garagentoren oder das Ein- und Ausschalten von Leuchten etc. gesteuert werden. Ebenso ist es denkbar, dass Vorrichtungen der Infrastruktur oder Verkehrsinfrastruktur z.B. Ampeln (AMP) gesteuert werden. Besonders bevorzugt ist eine Kopplung des Fahrzeugs (Kfz) an das Internet, wobei das Fahrzeug (Kfz) mit Hilfe seiner Scheinwerfer (im Sinne dieser Offenlegung) (SW) Daten sendet und die Verkehrsinfrastruktur beispielsweise über Straßenleuchten Daten zurücksendet.As a sub-variant of the method based on this, the status of devices in the traffic infrastructure can be changed as a function of the received and decoded data information. For example, it is conceivable that control tasks in the context of smart home applications such as opening garage doors or switching lights on and off etc. are controlled. It is also conceivable that devices in the infrastructure or traffic infrastructure, e.g. traffic lights (AMP), are controlled. Coupling the vehicle (motor vehicle) to the Internet is particularly preferred, with the vehicle (motor vehicle) using its headlights (in the sense of this disclosure) (SW) sending data and the traffic infrastructure sending back data, for example via street lights.
Als darauf aufbauende Subvariante des Verfahrens kann eine Änderung des Zustands eines anderen Fahrzeugs (Kfz) in Abhängigkeit von der empfangenen und dekodierten Dateninformation vorgesehen werden. Eine solche Zustandsänderung kann beispielsweise die Beeinflussung einer Vorrichtung, in dem anderen Fahrzeug (Kfz), insbesondere einer optischen und/oder akustischen Anzeige z.B. für den Fahrzeuglenker des zweiten Fahrzeugs und/oder eine Änderung wichtiger Zustandsparameter wie Geschwindigkeit und Richtung oder von Ausformungen der Lichtstrahlbündel der Scheinwerfer des zweiten Kfz sein.As a sub-variant of the method based on this, a change in the status of another vehicle (motor vehicle) can be provided as a function of the received and decoded data information. Such a change in status can, for example, affect a device in the other vehicle (motor vehicle), in particular an optical and/or acoustic display, e.g. for the driver of the second vehicle and/or a change in important status parameters such as speed and direction or the shapes of the light beams of headlights of the second vehicle.
Es wird auch ein Verfahren zur Übertragung von Daten mittels Licht eines Scheinwerfers (SW) vorgeschlagen, wobei der Scheinwerfer (SW) Teil einer Leuchte ist. Nach dem Bereitstellen zu übertragender Dateninformationen vor dem Abstrahlen einer Folge von Lichtpulsen (LPF) durch die erste LED (LED1) erfolgt das Abstrahlen einer Folge von Lichtpulsen (LPF), wobei die zu übertragende Dateninformation in der Folge von Lichtpulsen (LPF) kodiert ist. In einer weiteren Variante erfolgt dann das Empfangen der Folge von Lichtpulsen (LPF) durch eine entsprechende Vorrichtung einer zweiten Leuchte und die Dekodierung der in der Folge von Lichtpulsen (LPF) kodierten zu übertragenden Dateninformation um die empfangene und dekodierte Dateninformation zu erhalten. Der Zustand der zweiten Leuchte oder einer daran angeschlossenen Vorrichtung wird durch deren Steuerung in Abhängigkeit von der empfangenen und dekodierten Dateninformation dann geändert.A method for transmitting data using the light of a headlight (SW) is also proposed, the headlight (SW) being part of a lamp. After the data information to be transmitted has been provided before the first LED (LED1) emits a sequence of light pulses (LPF), a sequence of light pulses (LPF) is emitted, with the data information to be transmitted being encoded in the sequence of light pulses (LPF). In a further variant, the sequence of light pulses (LPF) is then received by a corresponding device of a second lamp and the data information to be transmitted encoded in the sequence of light pulses (LPF) is decoded in order to obtain the received and decoded data information. The state of the second lamp or a device connected to it is then changed by controlling it depending on the received and decoded data information.
Ganz allgemein kann daher ein Verfahren zur Datenübertragung an einen Scheinwerfer (SW) vorgeschlagen werden, bei dem der Scheinwerfer (SW) mindestens eine erste LED (LED1) als Leuchtmittel aufweist bei dem die erste LED (LED1) zumindest in bestimmten Zeiträumen, den Dunkelzeiten, nicht bestromt ist und somit nicht leuchtet. In diesen Dunkelzeiten kann die erste LED (LED1) dann als Empfänger (MD) genutzt werden. Dies kann zum einen der Empfänger (MD) einer Abstandsmessvorrichtung sein im Zusammenwirken mit einem anderen Scheinwerfer (SW) der vorgeschlagenen Art. Das Verfahren zur Datenübertragung umfasst dann die Schritte des Erfassens mindestens einer Leuchtmittelspannung (VLED1) an der mindestens einen LED (LED1) in einer Dunkelzeit mittels eines H-Brückenkontrollinstruments (HCV) zur Vermessung des Spannungsabfalls (VLED1) über die Last (LED1) in der H-Brücke (H), also typischerweise über die erste Leuchtdiode (LED1). Der so ermittelte Wert kann verstärkt und geeignet gefiltert werden und dann mit einem Schwellwert (SCHW) verglichen werden. Liegt der Pegel des Spannungsabfalls (VLED1) nach der geeigneten Filterung über dem Schwellwert (SCHW), so kann ein erster logischer Zustand erzeugt werden. Liegt der Pegel des Spannungsabfalls (VLED1) unter dem Schwellwert (SCHW), so kann ein zweiter logischer Zustand erzeugt werden. An der zeitlichen Abfolge der ersten und zweiten logischen Zustände kann dann auf Daten und/oder einen diesen Daten zugrundeliegenden Datentakt durch eine Auswerteschaltung geschlossen werden. In dem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, dass die parasitären Kapazitäten der LEDs für Leuchtzwecke in der Regel so groß sind, dass die tatsächlichen Datenraten sehr klein sind. Für Wartungszwecke kann dies aber sinnvoll sein. Es erfolgt hier also die Erzeugung eines Datums in Abhängigkeit von der erfassten Leuchtmittelspannung (VLED1).In very general terms, a method for data transmission to a headlight (SW) can therefore be proposed, in which the headlight (SW) has at least one first LED (LED1) as the lighting means, in which the first LED (LED1) at least in certain periods of time, the dark times, is not energized and therefore does not light up. In these dark times, the first LED (LED1) can then be used as a receiver (MD). On the one hand, this can be the receiver (MD) of a distance measuring device in cooperation with another headlight (SW) of the proposed type. The method for data transmission then includes the steps of detecting at least one lamp voltage (VLED1) on the at least one LED (LED1) in a dark period using an H-bridge control instrument (HCV) to measure the voltage drop (VLED1) across the load (LED1) in the H-bridge (H), i.e. typically across the first light-emitting diode (LED1). The value determined in this way can be amplified and suitably filtered and then compared with a threshold value (SCHW). If the level of the voltage drop (VLED1) is above the threshold value (SCHW) after suitable filtering, a first logic state can be generated. If the level of the voltage drop (VLED1) is below the threshold value (SCHW), a second logic state can be generated. From the chronological sequence of the first and second logic states, data and/or a data clock on which this data is based can then be inferred by an evaluation circuit. In this context, it should be pointed out that the parasitic capacitances of the LEDs for lighting purposes are usually so large that the actual data rates are very small. However, this can be useful for maintenance purposes. A date is therefore generated here as a function of the detected lamp voltage (VLED1).
5. Verfahrensvariante5. Process variant
Als fünfte Verfahrensvariante wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Abstands (d) zwischen einem Objekt (O) und einem Fahrzeug (Kfz) vorgeschlagen. Die hier vorgeschlagene fünfte Verfahrensvariante umfasst die Emission eines Lichtpulses (LP) mittels eines Scheinwerfers (SW), wie oben beschrieben, in den Außenraum eines Fahrzeugs (Kfz), die Reflektion des emittierten Lichtpulses (ELP) an einem Objekt (O) als reflektierter Lichtpuls (RLP) und den Empfang des reflektierten Lichtpulses (RLP) durch einen Empfänger (EM), der Teil des Fahrzeugs (Kfz) ist. Es folgt die Ermittlung der Lichtlaufzeit (TOF) und das Schließen auf den Abstand (d) zwischen Objekt (O) und Fahrzeug (Kfz) durch eine Berechnungsvorrichtung (BV) innerhalb des Fahrzeugs (Kfz). Für die Ermittlung solcher Laufzeiten sind verschiedene lichtpulsbasierende Techniken aus dem Stand der Technik (z.B.
Hierzu wird beispielsweise die Messvorrichtung (MV, MD) der
6. Verfahrensvariante6. Process variant
Als sechste Verfahrensvariante wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Abstands (d) zwischen einem Objekt (O) und einem Fahrzeug (Kfz) vorgeschlagen, bei dem zusätzliche zur Lichtlaufzeit des ausgesandten Lichtpulses (LP) im Gegensatz zur Verfahrensvariante 5 zusätzlich auch die empfangene Amplitude ausgewertet wird und zusätzlich auch auf die Reflektivität des reflektierenden Objekts (O) geschlossen wird.As a sixth method variant, a method for determining a distance (d) between an object (O) and a vehicle (car) is proposed, in which, in addition to the light propagation time of the emitted light pulse (LP), in contrast to
Es handelt sich dann beispielsweise um ein Verfahren zur Bestimmung einer Reflektivität eines Objekts (O) im Beleuchtungsbereich eines vorgeschlagenen Scheinwerfers (SW). Das Verfahren beginnt mit der Emission eines Lichtpulses (LP) mittels eines vorgeschlagenen lichtpulsfähigen Scheinwerfers (SW) in den Außenraum eines Fahrzeugs (Kfz). Nach der Reflektion des emittierten Lichtpulses (ELP) an dem Objekt (O) als reflektierter Lichtpuls (RLP) folgt der Empfang des reflektierten Lichtpulses (RLP) durch einen Empfänger (EM), der Teil des Fahrzeugs (Kfz) ist und die abschließende Ermittlung der Reflektivität (REF) des Objekts (O) durch eine Berechnungsvorrichtung (BV) innerhalb des Fahrzeugs (Kfz). Da auf diese Weise eine Abstandsmessung möglich wird, können die so ermittelten Abstände (d) weiterverarbeitet werden.This is then, for example, a method for determining a reflectivity of an object (O) in the illumination area of a proposed headlight (SW). The method begins with the emission of a light pulse (LP) by means of a proposed light pulse capable headlight (SW) in the exterior of a vehicle (motor vehicle). After the reflection of the emitted light pulse (ELP) on the object (O) as a reflected light pulse (RLP), the reflected light pulse (RLP) is received by a receiver (EM), which is part of the vehicle (motor vehicle) and the final determination of the Reflectivity (REF) of the object (O) by a computing device (BV) inside the vehicle (Kfz). Since a distance measurement is possible in this way, the distances (d) determined in this way can be further processed.
Diese Reflektivität kann auch spektral selektiv ermittelt werden. Es handelt sich in dem Fall um ein Verfahren zur Bestimmung einer spektralselektiven Reflektivität eines Objekts (O) im Beleuchtungsbereich eines Scheinwerfers (SW). Das Verfahren beginnt nun mit der Emission eines Farblichtpulses (FLP) mittels eines vorgeschlagenen farblichtpulsfähigen Scheinwerfers (SW) in den Außenraum eines Fahrzeugs (Kfz). Dabei setzt sich der ausgesendete Farblichtpuls aus einem ersten Teillichtpuls einer ersten Farbe und einem zweiten Teillichtpuls einer zweiten Farbe zusammen, die typischerweise von einer ersten LED (LED1a) und einer zweiten LED (LED1b) emittiert wurden. Die Gesamtintensität (Gesamtlichtleistung) der Teillichtpulse bleibt bevorzugt im Wesentlichen für die Dauer des Farblichtpulses (FLP) konstant. Es wird bevorzugt im Wesentlichen nur die Farbe, also beispielsweise der Farbwinkel, gepulst. Nach der Reflektion des emittierten Farblichtpulses (FLP) an dem Objekt (O) als reflektierter Farblichtpuls (RELP) laufen ein erster reflektierter Teillichtpuls als Reflektion des ersten Teillichtpulses und ein zweiter reflektierter Teillichtpuls als Reflektion des zweiten Teillichtpulses zurück zum Fahrzeug. Bei der Reflektion am Objekt wurden der erste Teillichtpuls und der zweite Teillichtpuls aufgrund ihrer unterschiedlichen Farbe unterschiedlich stark reflektiert, weil die Reflektivität des Objekts für diese Farben unterschiedlich ist. Das Objekt also typischerweise farbig ist. Es folgt der Empfang des reflektierten Farblichtpulses (RFLP) als Zusammensetzung dieser reflektierten Teillichtpulse durch einen Empfänger (EM), der Teil des Fahrzeugs (Kfz) ist und die Ermittlung der spektralen Reflektivität (SREF) des Objekts (O) aus den Reflektivitäten der Teillichtpulsmessungen durch eine Berechnungsvorrichtung (BV) innerhalb des Fahrzeugs (Kfz).This reflectivity can also be determined spectrally selectively. In this case, it is a process for determining a spectrally selective reflectivity of an object (O) in the illumination area of a headlight (SW). The method now begins with the emission of a colored light pulse (FLP) by means of a proposed colored light pulse capable headlight (SW) in the exterior of a vehicle (motor vehicle). In this case, the emitted colored light pulse is composed of a first partial light pulse of a first color and a second partial light pulse of a second color, which were typically emitted by a first LED (LED1a) and a second LED (LED1b). The overall intensity (total light output) of the partial light pulses preferably remains essentially constant for the duration of the colored light pulse (FLP). Essentially only the color, ie for example the color angle, is preferably pulsed. After the reflection of the emitted colored light pulse (FLP) on the object (O) as a reflected colored light pulse (RELP), a first reflected partial light pulse as a reflection of the first partial light pulse and a second reflected partial light pulse as a reflection of the second partial light pulse run back to the vehicle. When reflected on the object, the first partial light pulse and the second partial light pulse were reflected to different degrees because of their different colors, because the reflectivity of the object is different for these colors. The object is therefore typically colored. It the reflected color light pulse (RFLP) is received as a composition of these reflected partial light pulses by a receiver (EM), which is part of the vehicle (Kfz) and the spectral reflectivity (SREF) of the object (O) is determined from the reflectivities of the partial light pulse measurements by a Calculation device (BV) within the vehicle (Kfz).
7. Verfahrensvariante7. Process variant
In einer siebten Verfahrensvariante wird ein Verfahren zur Ermittlung einer zweidimensionalen Umfeldkarte (UK) für ein Fahrzeug (Kfz) vorgeschlagen. Dieses umfasst das Bestimmen eines ersten Abstands (d1) zu einem Objekt (O) mittels eines ersten Scheinwerfers (SW1) entsprechend der 5. oder 6. Verfahrensvariante und das Bestimmen eines zweiten Abstands (d2) zu einem Objekt (O) mittels eines zweiten Scheinwerfers (SW2) entsprechend der 5. oder 6. Verfahrensvariante. Die Umfeldkarte (UK) kann Reflektivitäten und Abstände enthalten. Wird mehr als eine Farbe gepulst ausgesendet, so kann die Umweltkarte auch spektrale Werte umfassen. Es folgt die Berechnung einer zweidimensionalen Position entsprechend dem Koordinatensystem der Umfeldkarte (UK) des Fahrzeugs (Kfz) durch Koordinatentransformation aus dem ersten Abstand (d1) und dem zweiten Abstand (d2). Sofern weitere Parameter erwünscht sind (z.B. Reflektion ggf. nach verschiedenen Farben aufgespalten) werden diese hier ebenfalls berechnet.In a seventh variant of the method, a method for determining a two-dimensional environment map (UK) for a vehicle (motor vehicle) is proposed. This includes determining a first distance (d1) to an object (O) using a first headlight (SW1) according to the 5th or 6th method variant and determining a second distance (d2) to an object (O) using a second headlight (SW2) corresponding to the 5th or 6th process variant. The environment map (UK) can contain reflectivities and distances. If more than one color is sent in pulsed form, the environmental map can also include spectral values. A two-dimensional position is then calculated according to the coordinate system of the environment map (UK) of the vehicle (motor vehicle) by coordinate transformation from the first distance (d1) and the second distance (d2). If further parameters are desired (e.g. reflection, possibly split according to different colors), these are also calculated here.
8. Verfahrensvariante8. Process variant
In einer achten Verfahrensvariante wird daher ein Verfahren zur Ermittlung einer dreidimensionalen Umfeldkarte (UK) für ein Fahrzeug (Kfz) vorgeschlagen. Es umfasst das Bestimmen eines ersten Abstands (d1) zu einem Objekt (O) mittels eines ersten Scheinwerfers (SW1) entsprechend der 5. Verfahrensvariante und das Bestimmen eines zweiten Abstands (d2) zu einem Objekt (O) mittels eines zweiten Scheinwerfers (SW2) entsprechend der 5. Verfahrensvariante und das Bestimmen eines dritten Abstands (d2) zu einem Objekt (O) mittels eines dritten Scheinwerfers (SW3) entsprechend der 5. Verfahrensvariante. Damit eine dreidimensionale Umweltkarte erstellt werden kann, sollten der erste Scheinwerfer (SW1) und der zweite Scheinwerfer (SW2) und der dritte Scheinwerfer (SW3) nicht auf einer Linie liegen. Die Umfeldkarte (UK) kann Reflektivitäten und Abstände enthalten. Wird mehr als eine Farbe gepulst ausgesendet, so kann die Umfeldkarte (UK) auch spektrale Werte umfassen. Es folgt die Berechnung einer dreidimensionalen Position entsprechend dem Koordinatensystem der dreidimensionalen Umfeldkarte (UK) des Fahrzeugs (Kfz) durch Koordinatentransformation aus dem ersten Abstand (d1) und dem zweiten Abstand (d2) und dem dritten Abstand (d3). Sofern weitere Parameter erwünscht sind (z.B. Reflektion ggf. nach verschiedenen Farben aufgespalten) werden diese hier ebenfalls berechnet.In an eighth method variant, a method for determining a three-dimensional environment map (UK) for a vehicle (motor vehicle) is therefore proposed. It includes determining a first distance (d1) to an object (O) using a first headlight (SW1) according to the 5th variant of the method and determining a second distance (d2) to an object (O) using a second headlight (SW2) according to the 5th variant of the method and determining a third distance (d2) to an object (O) by means of a third headlight (SW3) according to the 5th variant of the method. So that a three-dimensional environment map can be created, the first headlight (SW1), the second headlight (SW2) and the third headlight (SW3) should not lie on a line. The environment map (UK) can contain reflectivities and distances. If more than one color is sent in pulsed form, the environment map (UK) can also include spectral values. A three-dimensional position is then calculated according to the coordinate system of the three-dimensional environment map (UK) of the vehicle (car) by coordinate transformation from the first distance (d1) and the second distance (d2) and the third distance (d3). If further parameters are desired (e.g. reflection, possibly split according to different colors), these are also calculated here.
Die Daten einer solchen Umweltkarte können beispielsweise genutzt werden, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug (Kfz) und einer Fahrbahn (FB) aufgrund mehrerer ermittelten dreidimensionalen Positionen innerhalb der Umfeldkarte (UK) zu bestimmen.The data of such an environmental map can be used, for example, to determine the distance between the vehicle (motor vehicle) and a roadway (FB) based on a number of determined three-dimensional positions within the environmental map (UK).
Natürlich sind ggf. andere Fahrzeuge ggf. auch Teil einer solchen Umfeldkarte (UK). Es kann daher auch ein Abstand zwischen dem Fahrzeug (Kfz1) und einem anderen Fahrzeug (Kfz2) aufgrund mehrerer ermittelten dreidimensionalen Positionen innerhalb der Umfeldkarte (UK) bestimmt werden.Of course, other vehicles may also be part of such an environment map (UK). A distance between the vehicle (Kfz1) and another vehicle (Kfz2) can therefore also be determined on the basis of a number of determined three-dimensional positions within the environment map (UK).
Das vorgeschlagene Prinzip lässt sich auch zum Aufbau einer Kamera verwende, bei der je Pixel nicht nur eine Helligkeitsinformation, sondern auch eine Abstandsinformation ermittelt wird. Solche Kameras werden im Folgenden als TOF-Kamera-System bezeichnet. Ähnliche TOF-Kamera-Systeme sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der
Es ist nun vorteilhaft ein solches TOF-Kamera-System in ein Fahrzeug (Kfz) einzubauen.It is now advantageous to install such a TOF camera system in a vehicle (motor vehicle).
Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Scheinwerfer (SW) des TOF-Kamera-Systems um einen RGB-Scheinwerfer. Der Scheinwerfer (SW) des TOF-Kamera-Systems weist dann mindestens eine erste LED (LED1) auf, die in einem ersten Wellenlängenbereich (WB1) strahlt, und mindestens eine zweite LED (LED2) auf, die in einem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) strahlt, und mindestens eine dritte LED (LEDS) auf, die in einem dritten Wellenlängenbereich (WB3) strahlt. Wie zuvor ist der erste Wellenlängenbereich (WB1) und der zweite Wellenlängenbereich (WB2) und der dritte Wellenlängenbereich (WB3) jeweils ein Teilbereich des abgestrahlten Wellenlängenbereichs (AWB) des Scheinwerfers (SW) des TOF-Kamera-Systems. Der erste Wellenlängenbereich (WB1) ist nicht gleich dem zweiten Wellenlängenbereich (WB2) und der erste Wellenlängenbereich (WB1) ist nicht gleich dem dritten Wellenlängenbereich (WB3) und der dritte Wellenlängenbereich (WB3) ist nicht gleich dem zweiten Wellenlängenbereich (WB2). Durch die Steuereinrichtung (ST) können die erste LED (LED1) und die zweite LED (LED2) und die dritte LED (LED3) nun bevorzugt so angesteuert werden können, dass ihr Licht einem menschlichen Beobachter weiß erscheint.The headlight (SW) of the TOF camera system is very particularly preferably an RGB headlight. The headlight (SW) of the TOF camera system then has at least one first LED (LED1) that emits in a first wavelength range (WB1) and at least one second LED (LED2) that emits in a second wavelength range (WB2). shines, and at least one third LED (LEDS) which shines in a third wavelength range (WB3). As before, the first wavelength range (WB1) and the second wavelength range (WB2) and the third wavelength range (WB3) are each a sub-range of the emitted wavelength range (AWB) of the headlight (SW) of the TOF camera system. The first wavelength range (WB1) is not equal to the second wavelength range (WB2) and the first wavelength range (WB1) is not equal to the third wavelength range (WB3) and the third wavelength range (WB3) is not equal to the second wavelength range (WB2). The first LED (LED1) and the second LED (LED2) and the third LED (LED3) can now preferably be controlled by the control device (ST) in such a way that their light appears white to a human observer.
Natürlich kann ein Scheinwerfer (SW) eines solchen TOF-Kamera-Systems auch nur zwei LEDs aufweisen. In der Regel kann dann aber kein weißer Lichteindruck mehr erzielt werden. Der Vorteil eines TOF-Kamera-Systems mit mindestens zwei verschiedenfarbeigen LEDs ist aber, dass die erste LED (LED1) und die zweite LED (LED2) so angesteuert werden können, dass der Scheinwerfer (SW) des TOF-Kamera-Systems zur Abgabe von Farbwinkelpulsen (FLP) in der Lage ist. Dies ermöglicht es, Laufzeitbilder nicht in Abhängigkeit von Lichtlaufzeiten der Amplitude, sondern von Lichtlaufzeiten eines Farbwinkelpulses (FLP) zu erzeugen, was ein gänzlich anderes Verfahren als die im Stand der Technik bekannten Verfahren darstellt. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Ermittlung der Abstandsinformation die Laufzeit eines Farbwinkelpulses nutzt. (Und ggf. eben nicht eines Amplitudenpulses.Of course, a headlight (SW) of such a TOF camera system can also have only two LEDs. As a rule, however, a white light impression can then no longer be achieved. However, the advantage of a TOF camera system with at least two different-colored LEDs is that the first LED (LED1) and the second LED (LED2) can be controlled in such a way that the headlight (SW) of the TOF camera system emits Color angle pulses (FLP) is capable of. This makes it possible to generate run-time images not as a function of light run-times of the amplitude, but rather of light run-times of a color angle pulse (FLP), which represents a completely different method than the methods known in the prior art. It is therefore particularly advantageous if the determination of the distance information uses the propagation time of a color angle pulse. (And possibly not of an amplitude pulse.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn bestimmte als kritisch erkannte Bereiche (z.B. entgegenkommende Fahrzeuge) unter bestimmten Bedingungen vor den Lichtpulsen (LP) und Farblichtpulsen (FLP) geschützt werden können. Hierfür ist es notwendig, den Scheinwerfer (SW) des TOF-Kamera-Systems als Projektionsvorrichtung betreiben zu können, wobei beispielsweise eine LCD-Schattenmaske zum Ausblenden der zu schützenden Bereiche verwendet wird. Hierzu weist das TOF-Kamera-System bevorzugt wieder eine strukturierbare Blende (LCD) auf, die bevorzugt eine zweidimensionale Fläche darstellt, die für das von der ersten LED (LED1a) und ggf. zweiten LED(1b) abgestrahlte Licht ortsaufgelöst und lokal einstellbare Transmissionskoeffizienten für jeweilige zweidimensionale Teilflächen dieser zweidimensionalen Fläche und bezogen auf die Senkrechte zu diesen jeweiligen zweidimensionalen Teilflächen besitzt. Außerdem ist dann eine Projektionsoptik (CL, PL) zur Projektion des Lichtpulses (LP) bzw. Farblichtpulses (FLP) auf eine Projektionsfläche oder in einen Projektionsraum hinein notwendig.It is particularly advantageous if certain areas recognized as critical (eg oncoming vehicles) can be protected from the light pulses (LP) and colored light pulses (FLP) under certain conditions. For this it is necessary to be able to operate the headlight (SW) of the TOF camera system as a projection device, with an LCD shadow mask being used, for example, to hide the areas to be protected. For this purpose, the TOF camera system preferably again has a structurable aperture (LCD), which preferably represents a two-dimensional surface for the the first LED (LED1a) and optionally the second LED (1b) has spatially resolved and locally adjustable transmission coefficients for respective two-dimensional sub-areas of this two-dimensional surface and in relation to the perpendicular to these respective two-dimensional sub-areas. In addition, projection optics (CL, PL) are then required for projecting the light pulse (LP) or colored light pulse (FLP) onto a projection surface or into a projection space.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das vorgeschlagene TOF-Kamera-System dazu vorgesehen, auch als Beleuchtungsvorrichtung arbeiten zu können. In diesem Sinne ist es sinnvoll, wenn das TOF-Kamera-System dazu eingerichtet ist, Objekte in ihrem Leuchtbereich selektiv beispielsweise durch Verwendung der besagten Schattenmaske zu markieren. Dieses Markieren kann auch zeitlich moduliert erfolgen. Bevorzugt ist daher das TOF-Kamera-System dazu eingerichtet, Objekte in ihrem Leuchtbereich selektiv durch ein zeitliches Muster der Beleuchtung, insbesondere durch Blinken und/oder durch farblich andere Beleuchtung zu markieren.In contrast to the prior art, the proposed TOF camera system is intended to also be able to work as an illumination device. In this sense, it makes sense if the TOF camera system is set up to selectively mark objects in their illuminated area, for example by using said shadow mask. This marking can also be time-modulated. The TOF camera system is therefore preferably set up to mark objects in their illuminated area selectively by means of a temporal pattern of the illumination, in particular by flashing and/or by illumination of a different color.
Liste der FigurenList of Characters
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1 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet.1 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives or switches off the lighting means, the first LED (LED1). -
2 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer positiven Ladungspumpe (LPPB) und einer negativen Ladungspumpe (LPMB) zum Absaugen der gespeicherten Ladungsträger.2 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives or switches off the lighting means, the first LED (LED1) with a positive charge pump (LPPB) and a negative charge pump (LPMB) for sucking off the stored charge carriers. -
3 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer positiven Ladungspumpe (LPPB) und einer negativen Ladungspumpe (LPMB) zum Absaugen der gespeicherten Ladungsträger und mit einer positiven Ladungspumpe (LPPA) und einer negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke.3 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives or switches off the light source, the first LED (LED1) with a positive charge pump (LPPB) and a negative charge pump (LPMB) for sucking off the stored charge carriers and with a positive charge pump (LPPA) and a negative charge pump (LPMA) to generate a short turn-on edge. -
4 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einem Paar aus einer positiven Ladungspumpe (LPPA) und einer negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke.4 Fig. 12 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H) driving and turning off the illuminant, the first LED (LED1) with a positive charge pump (LPPA) and a negative charge pump (LPMA) pair for generating a short switch-on edge. -
5 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke.5 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives the light source, the first LED (LED1) or switches off with a positive charge pump (LPPA) to generate a short switch-on edge. -
6 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke.6 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives the light source, the first LED (LED1) or switches off with a negative charge pump (LPMA) to generate a short switch-on edge. -
7 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer negativen Ladungspumpe (LPMB) zum Absaugen der gespeicherten Ladungsträger.7 shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives or switches off the lighting means, the first LED (LED1) with a negative charge pump (LPMB) for sucking off the stored charge carriers. -
8 zeigt schematisch eine Vorrichtung in Form einer ersten beispielhaften H-Brücke (H), die das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) treibt bzw. abschaltet mit einer positiven Ladungspumpe (LPPB) zum Absaugen der gespeicherten Ladungsträger.8th shows schematically a device in the form of a first exemplary H-bridge (H), which drives or switches off the lighting means, the first LED (LED1) with a positive charge pump (LPPB) for sucking off the stored charge carriers. -
9 zeigt schematisch, wie ein Übergang von einem Betriebszustand der ersten H-Brücke (H) in den nächsten Betriebszustand der ersten H-Brücke (H) möglich ist.9 shows schematically how a transition from one operating state of the first H-bridge (H) to the next operating state of the first H-bridge (H) is possible. -
10 zeigt den Stromverlauf beim vorgeschlagenen Pulsationsverfahren (a) und bei alternativen Ansteuertechniken (b, c) aus dem Stand der Technik.10 shows the course of the current in the proposed pulsation method (a) and in alternative control techniques (b, c) from the prior art. -
11 zeigt den Stromverlauf beim vorgeschlagenen Pulsationsverfahren (und den Verlauf der Spannung an der ersten Leuchtdiode (LED1)).11 shows the course of the current in the proposed pulsation method (and the course of the voltage at the first light-emitting diode (LED1)). -
12 entspricht der3 mit dem Unterschied, dass zusätzlich ein H-Brückenkontrollinstrument (HCV) zur Vermessung des Spannungsabfalls über die Last in der ersten H-Brücke (H), also typischerweise der Leuchtmittelspannung (VLED1) über die erste Leuchtdiode (LED1), vorgesehen ist, um die Funktionstüchtigkeit der Ansteuerung durch die erste H-Brücke (H) und der ersten LED (LED1) der H-Brücke (H) während des Betriebs kontrollieren zu können.12 equals to3 with the difference that an H-bridge control instrument (HCV) is also provided for measuring the voltage drop across the load in the first H-bridge (H), i.e. typically the lamp voltage (VLED1) across the first light-emitting diode (LED1), in order to To be able to check the functionality of the control by the first H-bridge (H) and the first LED (LED1) of the H-bridge (H) during operation. -
13 entspricht der12 mit dem Unterschied, dass ein erstes H-Brückenkontrollinstrument (HCl1) zur Vermessung des Stroms durch das erste Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den ersten Transistor (T1), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den ersten Transistor (T1), vorgesehen ist und ein zweites H-Brückenkontrollinstrument (HCl2) zur Vermessung des Stroms durch das zweite Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den zweiten Transistor (T2), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den zweiten Transistor (T2), vorgesehen ist und ein viertes H-Brückenkontrollinstrument (HCl3) zur Vermessung des Stroms durch das dritte Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den dritten Transistor (T3), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den dritten Transistor (T3), vorgesehen ist und ein viertes H-Brückenkontrollinstrument (HCl4) zur Vermessung des Stroms durch das vierte Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den vierten Transistor (T4), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den vierten Transistor (T4) vorgesehen ist und, um die Funktionstüchtigkeit der Ansteuerung durch die erste H-Brücke (H) und der ersten LED (LED1) der H-Brücke (H) während des Betriebs ins besondere durch Rückschluss auf den fließenden Strom kontrollieren zu können.13 equals to12 with the difference that a first H-bridge control instrument (HCl1) for measuring the current through the first switching element of the H-bridge, i.e. typically through the first transistor (T1), provided here by detecting the voltage drop across the first transistor (T1), and a second H-bridge control instrument (HCl2) for measuring the current through the second switching element of the H-bridge, i.e. typically through the second transistor (T2), provided here by detecting the voltage drop across the second transistor (T2), and a fourth H-bridge control instrument (HCl3) for measuring the current through the third switching element of the H-bridge, i.e. typically through the third transistor (T3) , here by detecting the voltage drop across the third transistor (T3), and a fourth H-bridge control instrument (HCl4) for measuring the current through the fourth switching element of the H-bridge, i.e. typically through the fourth transistor (T4), through here Detection of the voltage drop across the fourth transistor (T4) is provided and the functionality of the control by the first H-bridge (H) and the first LED (LED1) of the H-bridge (H) during operation, in particular by inference to control the flowing current. -
14 zeigt wie9 schematisch, wie ein Übergang von einem Betriebszustand in den nächsten Betriebszustand möglich ist. Nun jedoch wird davon Ausgegangen, dass beim Übergang vom „PAn“- Zustand in den „PAus“ Zustand ein anderer Querstrom als beim Übergang vom „PAus“-Zustand in den „PAn“-Zustand erwünscht ist. (Siehe auch Beschreibung der12 .)14 shows how9 schematically how a transition from one operating state to the next operating state is possible. However, it is now assumed that a different transverse current is desired during the transition from the “PAn” state to the “PAoff” state than during the transition from the “PAoff” state to the “PAn” state. (See also description of12 .) -
15 zeigt ein vorschlagsgemäßes Scheinwerfersystem schematisch vereinfacht und funktional symbolisch, wobei das Leuchtmittel, die erste LED (LED1) sowohl im gepulsten Betrieb (QDB) als auch als Leuchtmittel für quasi Dauerbeleuchtung (QDB) eingesetzt werden kann.15 shows a proposed headlight system in a schematically simplified and functionally symbolic manner, the illuminant, the first LED (LED1) being able to be used both in pulsed operation (QDB) and as an illuminant for quasi-continuous lighting (QDB). -
16 zeigt eine beispielhafte modifizierte H-Brücke (H) für den Einsatz in einer Vorrichtung gem.15 und in Abwandlung der3 . Im Gegensatz zur H-Brücke (H) der3 kann die H-Brücke (H) der16 und die erste LED (LED1) nun sowohl für die Abgabe optimierter Lichtpulse (LP) als auch für die optimierte Lichtabgabe für Beleuchtungszwecke eingesetzt werden indem sie zwischen Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) basierender Energieversorgung und direkter Energieversorgung aus den Versorgungsspannungsquellen (VCC1, VCC2, VCC3, GND1, GND2) umgeschaltet werden kann.16 shows an exemplary modified H-bridge (H) for use in a device according to.15 and in modification of3 . In contrast to the H-bridge (H) of3 can the H bridge (H) the16 and the first LED (LED1) can now be used both for the emission of optimized light pulses (LP) and for the optimized light emission for lighting purposes by switching between charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) based energy supply and direct energy supply from the supply voltage sources (VCC1 , VCC2, VCC3, GND1, GND2) can be switched. -
17 entspricht der16 mit dem Unterschied, dass die Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMA, LPMB) aus einer fünften positiven Versorgungsspannung (VCC5) und einer fünften negativen Versorgungsspannung (GND5) versorgt werden und für den Betrieb als Leuchtmittel einer Beleuchtungseinrichtung die Versorgung direkt aus einer sechsten Versorgungsspannungsquelle (VCC6) und einer sechsten negativen Versorgungsspannung (GND6) erfolgt, wobei sowohl die fünfte positive Versorgungsspannung (VCC5) als auch die sechste positive Versorgungsspannung (VCC6) als auch die fünfte negative Versorgungsspannung (GND5) als auch die sechste negative Versorgungsspannung (GND6) bevorzugt Ausgänge einer geregelten Spanungsquelle sind.17 equals to16 with the difference that the charge pumps (LPPB, LPPA, LPMA, LPMB) are supplied from a fifth positive supply voltage (VCC5) and a fifth negative supply voltage (GND5) and for operation as a light source of a lighting device, the supply is supplied directly from a sixth supply voltage source ( VCC6) and a sixth negative supply voltage (GND6), with both the fifth positive supply voltage (VCC5) and the sixth positive supply voltage (VCC6) and the fifth negative supply voltage (GND5) and the sixth negative supply voltage (GND6) preferring outputs a regulated voltage source. -
18 zeigt eine beispielhafte modifizierte H-Brücke (H) für den Einsatz in einer Vorrichtung gem.15 und in Abwandlung der3 . Im Gegensatz zur H-Brücke der3 kann die H-Brücke (H) der18 und die erste LED (LED1) nun sowohl für die Abgabe optimierter Lichtpulse (LP) als auch für die optimierte Lichtabgabe für Beleuchtungszwecke eingesetzt werden, indem sie nun mittels zweier Analog-Multiplexer zwischen der direkten Energieversorgung aus einer dritten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC3) und einer vierten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC4) für den Quasidauerbetrieb (QDB) der ersten LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung einerseits und der direkten Energieversorgung aus einer ersten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC1) und einer zweiten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC2) für den gepulsten Betrieb (GPB) als gepulste LED (LED1) andererseits umgeschaltet werden kann.18 shows an exemplary modified H-bridge (H) for use in a device according to.15 and in modification of3 . In contrast to the H-bridge of the3 can the H bridge (H) the18 and the first LED (LED1) can now be used both for the emission of optimized light pulses (LP) and for the optimized light emission for lighting purposes, by using two analog multiplexers between the direct energy supply from a third positive supply voltage source (VCC3) and a fourth positive supply voltage source (VCC4) for the quasi-continuous operation (QDB) of the first LED (LED1) as a light source of a lighting device on the one hand and the direct energy supply from a first positive supply voltage source (VCC1) and a second positive supply voltage source (VCC2) for pulsed operation (GPB) as a pulsed LED (LED1), on the other hand, can be switched. -
19 zeigt die einfachste Variante mit einer Versorgung aus einer gemeinsamen Spannungsquelle mit einer positiven Grundversorgungsspannung (VCC), bei der es sich beispielsweise um die Spannungsversorgung aus dem Board-Netz eines Kraftfahrzeugs (Kfz) handeln kann. Die Versorgung im gepulsten Betrieb (GPB) erfolgt über eine gemeinsame zweite positive Versorgungsspannung (VCC2) und die gemeinsame negative Grundversorgungsspannung (GND). Im Quasidauerbetrieb (QDB) erfolgt die Energieversorgung der ersten Leuchtdiode (LED1) über die dritte positive Versorgungsspannung (VCC3) und die gemeinsame negative Grundversorgungsspannung (GND).19 shows the simplest variant with a supply from a common voltage source with a positive basic supply voltage (VCC), which can be, for example, the voltage supply from the on-board network of a motor vehicle. The supply in pulsed operation (GPB) takes place via a common second positive supply voltage (VCC2) and the common negative basic supply voltage (GND). In quasi-continuous operation (QDB), the first light-emitting diode (LED1) is supplied with energy via the third positive supply voltage (VCC3) and the common negative basic supply voltage (GND). -
20 entspricht der19 mit dem Unterschied, dass der achte Transistor (T8) entfallen ist. Der Analogmultiplexer zum Umschalten der Versorgungsspannung zwischen der zweiten Versorgungsspannung (VCC2) und der dritten Versorgungsspannung (VCC3) ist somit nicht mehr wie in19 auf die H-Brücke (H) aufgesetzt, sondern durch Parallelanordnung des zwölften Transistors (T12) zum dritten Transistor (T3) Teil der H-Brücke (H) geworden. Die Versorgung im gepulsten Betrieb (GPB) erfolgt über eine gemeinsame zweite positive Versorgungsspannung (VCC2) und die gemeinsame negative Grundversorgungsspannung (GND). Im Quasidauerbetrieb (QDB) erfolgt die Energieversorgung der ersten Leuchtdiode (LED1) über die dritte positive Versorgungsspannung (VCC3) und die gemeinsame negative Grundversorgungsspannung (GND).20 equals to19 with the difference that the eighth transistor (T8) has been omitted. The analog multiplexer for switching the supply voltage between the second supply voltage (VCC2) and the third supply voltage (VCC3) is therefore no longer as in FIG19 placed on top of the H-bridge (H), but has become part of the H-bridge (H) by arranging the twelfth transistor (T12) in parallel with the third transistor (T3). The supply in pulsed mode (GPB) is provided via a common second positive supply voltage (VCC2) and the common negative basic supply supply voltage (GND). In quasi-continuous operation (QDB), the first light-emitting diode (LED1) is supplied with energy via the third positive supply voltage (VCC3) and the common negative basic supply voltage (GND). -
21 zeigt eine besonders einfache Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung. Das Leuchtmittel, die erste LED (LED1), wird mittels einer H-Brücke (H) aus einer ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) und einer zweiten Halbbrücke (HB2: T3, T4) mit elektrischer Energie versorgt.21 shows a particularly simple variant of the proposed device. The illuminant, the first LED (LED1), is supplied with electrical energy by means of an H-bridge (H) made up of a first half-bridge (HB1: T1, T2) and a second half-bridge (HB2: T3, T4). -
22 entspricht dem Zustandsdiagramm der9 , wobei das Zustandsdiagramm aber nun für den Betrieb der beispielhaften modifizierten H-Brücke (H) der16 und21 abgewandelt wurde.22 corresponds to the state diagram of9 , the state diagram but now for the operation of the exemplary modified H-bridge (H) of16 and21 was modified. -
23 entspricht der20 mit dem Unterschied, dass hier zwei Shunt-Widerstände, ein erster Shunt-Widerstand (Rs1) und ein zweiter Shunt-Widerstand (Rs2) eingezeichnet sind. Diese Shunt-Widerstände (Rs1, Rs2) können dazu genutzt werden, mittels des Spannungsabfalls über diese Shunt Widerstände (Rs1, Rs2) auf den Strom durch die betreffende Halbbrücke (HB1, HB2) der H-Brücke (H) zu schließen.23 equals to20 with the difference that two shunt resistors, a first shunt resistor (Rs1) and a second shunt resistor (Rs2) are shown here. These shunt resistors (Rs1, Rs2) can be used to infer the current through the relevant half-bridge (HB1, HB2) of the H-bridge (H) by means of the voltage drop across these shunt resistors (Rs1, Rs2). -
24 entspricht der15 mit dem beispielhaften Unterschied, dass eine innere Konstruktion der H-Brücke beispielsweise der15 entspricht und wobei die Energiereserven (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMB, C_LPMA) der Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) beispielhaft eingezeichnet sind. Statt der Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) können auch Spannungswandler (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) verwendet werden. Bei den Energiereserven der kann es sich in dem Fall dann auch um Induktivitäten (L_SVPB, L_SVPA, L_SVMB, L_SVMA) oder ähnliches handeln.24 equals to15 with the exemplary difference that an internal construction of the H-bridge, for example, the15 corresponds and wherein the energy reserves (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMB, C_LPMA) of the charge pumps (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) are shown as examples. Voltage converters (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) can also be used instead of charge pumps (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA). In this case, the energy reserves of the can also be inductances (L_SVPB, L_SVPA, L_SVMB, L_SVMA) or the like. -
25 entspricht der14 mit dem beispielhaften Unterschied, dass beispielhaft eine erste H-Brücken-Kontrolleinheit (HC1) vorgesehen ist, die mittels eines lichtempfindlichen Sensors, hier beispielhaft einer ersten Fotodiode (PD1), die Lichtemission des Leuchtmittels, hier der beispielhaften ersten LED (LED1), vermisst und so eine Nachregelung der Ansteuerung insbesondere durch Einstellung der Ladungspumpenspannung der Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) in Form der Ausgangsspannung der Energiereserven (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMB, C_LPMA) der Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) und durch Variation der Verweildauern in den Zuständen „PAn“, „PAus“ und „PZ“ ermöglicht.25 equals to14 with the exemplary difference that, for example, a first H-bridge control unit (HC1) is provided, which uses a light-sensitive sensor, in this case a first photodiode (PD1) for example, to measure the light emission of the illuminant, in this case the exemplary first LED (LED1). and thus a readjustment of the control, in particular by adjusting the charge pump voltage of the charge pumps (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) in the form of the output voltage of the energy reserves (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMB, C_LPMA) of the charge pumps (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) and by Allows variation of the dwell times in the states "PAn", "PAaus" and "PZ". -
26 entspricht der25 mit dem beispielhaften Unterschied, dass beispielhaft weitere Leuchtmittel (LED2...n) vorgesehen sind, die Licht zu Beleuchtungszwecken ungepulst abgeben, wobei ein Wellenlängenbereich, der gesperrte Wellenlängenbereich (GWB), durch ein Filter (F1) ausgeblendet wird.26 equals to25 with the exemplary difference that, for example, further lamps (LED2...n) are provided, which emit unpulsed light for lighting purposes, with a wavelength range, the blocked wavelength range (GWB), being hidden by a filter (F1). -
27 26 entspricht der26 , wobei zur Verdeutlichung nun eine Messvorrichtung (MV) eingezeichnet ist, die beispielsweise eine Bestimmung der Lichtlaufzeit oder einer anderen Information aus den reflektierten Lichtpulsen (RLP) erlaubt.27 26 equals to26 , a measuring device (MV) now being drawn in for clarification purposes, which, for example, allows the light propagation time or other information to be determined from the reflected light pulses (RLP). -
28 entspricht der27 mit dem Unterschied, dass nun ein Kompensationssender (K) vorgesehen ist, der komplementär zur ersten LED (LED1) angesteuert wird, wobei durch die Regelung der Amplitude und der Phasenlage der Ansteuerung der Kompensationsdiode (K) eine zeitlich mehr oder weniger gleichmäßige Beleuchtung der Fotodiode (MD) erreicht wird.28 equals to27 with the difference that a compensating transmitter (K) is now provided, which is controlled in a manner complementary to the first LED (LED1), with the regulation of the amplitude and the phase position of the control of the compensating diode (K) providing a more or less uniform illumination of the photodiode over time (MD) is reached. -
29 entspricht der15 mit dem beispielhaften Unterschied, dass beispielhaft eine erste LED (LED1a), die durch eine beispielhafte erste H-Brücke (H) angesteuert wird, und eine zweite LED (LED1b), die durch eine beispielhafte zweite H-Brücke (H') angesteuert wird, vorgesehen sind, was die Möglichkeit der Abgabe von Farblichtpulsen (FLP) eröffnet.29 equals to15 with the exemplary distinction being an exemplary first LED (LED1a) driven by an exemplary first H-bridge (H) and a second LED (LED1b) driven by an exemplary second H-bridge (H'). , are provided, which opens up the possibility of delivering colored light pulses (FLP). -
30 entspricht der15 mit dem beispielhaften Unterschied, dass es sich um einen vorgeschlagenen RGB-Scheinwerfer (SW) handelt und dass beispielhaft eine erste LED (LED1a), die durch eine beispielhafte erste H-Brücke (H) angesteuert wird, und eine zweite LED (LED1b), die durch eine beispielhafte zweite H-Brücke (H') angesteuert wird, und eine dritte LED (LED1c), die durch eine beispielhafte dritte H-Brücke (H") angesteuert wird, vorgesehen sind, was die Möglichkeit der Abgabe von Farblichtpulsen (FLP) und der gleichzeitigen Abgabe von RGB-farbbestimmten Licht, beispielsweise auch weißem Licht, zu Beleuchtungszwecken im gesamten RGB-Farbraum eröffnet.30 equals to15 with the exemplary difference that it is a proposed RGB spotlight (SW) and that an exemplary first LED (LED1a) driven by an exemplary first H-bridge (H) and a second LED (LED1b), driven by an exemplary second H-bridge (H') and a third LED (LED1c) driven by an exemplary third H-bridge (H") are provided, enabling the possibility of emitting colored light pulses (FLP ) and the simultaneous emission of RGB color-determined light, for example also white light, for lighting purposes in the entire RGB color space. -
31 entspricht der25 mit dem beispielhaften Unterschied, dass ein beispielhaftes, strukturierbares Filter, hier in Form eines LCD-Filters (LCD), in den Strahlengang beispielhaft innerhalb der Optik (CL, PL) eingefügt ist und projiziert wird.31 equals to25 with the exemplary difference that an exemplary filter that can be structured, here in the form of an LCD filter (LCD), is inserted into the beam path, for example within the optics (CL, PL), and is projected. -
32 entspricht der25 mit dem beispielhaften Unterschied, dass ein beispielhaftes Mikrospiegelarray (DLP), hier in Form eines LCD-Filters, in den Strahlengang eingefügt ist und den Lichtstahlquerschnitt räumlich und/oder zeitlich moduliert.32 equals to25 with the exemplary difference that an exemplary micromirror array (DLP), here in the form of an LCD filter, is inserted into the beam path and spatially and/or temporally modulates the light beam cross section. -
33 entspricht der25 mit dem beispielhaften Unterschied, dass ein beispielhaftes strukturierbares Filter (F1), hier in Form eines LCD-Filters (LCD), in den Strahlengang beispielhaft hinter der Optik (OP) eingefügt ist und als Schattenmaske projiziert wird.33 equals to25 with the exemplary difference that an exemplary structurable filter (F1), here in the form of an LCD filter (LCD), is inserted into the beam path behind the optics (OP) and is projected as a shadow mask. -
34 zeigt beispielhafte Positionen von Vorrichtungen gemäß dieses Vorschlags an einem beispielhaften Kraftfahrzeug (Kfz) in Form eines beispielhaften PKWs.34 shows exemplary positions of devices according to this proposal on an exemplary motor vehicle (motor vehicle) in the form of an exemplary car. -
35 zeigt eine beispielhafte Kommunikation zwischen einem Fahrzeug (Kfz), das mit einem vorgeschlagenen Scheinwerfer (SW) ausgestattet ist, und einer Vorrichtung der Verkehrsinfrastruktur, hier beispielhaft einer Ampel (AMP).35 shows an exemplary communication between a vehicle (Kfz), which is equipped with a proposed headlight (SW), and a device of the traffic infrastructure, here an example of a traffic light (AMP). -
36 zeigt eine beispielhafte Kommunikation zwischen einem ersten Fahrzeug (Kfz) und einem zweiten Fahrzeug (Kfz2), die jeweils mit einem vorgeschlagenen Scheinwerfer (SW) ausgestattet sind, wobei diese mittels dieser Scheinwerfer (SW) a) die Abstände zueinander a1) aktiv und a2) passiv bestimmen und b) Daten austauschen.36 shows an exemplary communication between a first vehicle (Kfz) and a second vehicle (Kfz2), each equipped with a proposed headlight (SW), these headlights (SW) a) the distances to each other a1) active and a2) passively determine and b) exchange data. -
37 zeigt die H-Brücke von1 , wobei die erste positive Versorgungsspannung (VCC1) der H-Brücke der1 und die zweite positive Versorgungsspannung (VCC2) der H-Brücke der1 hier gleich der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) sind und wobei die erste negative Versorgungsspannung (GND1) der H-Brücke der1 und die zweite negative Versorgungsspannung (GND2) der H-Brücke der1 hier gleich der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) sind.37 shows the H-bridge from1 , where the first positive supply voltage (VCC1) of the H-bridge is the1 and the second positive supply voltage (VCC2) of the H-bridge 1 here are equal to the total positive supply voltage (VCC) and where the first negative supply voltage (GND1) of the H-bridge is the1 and the second negative supply voltage (GND2) of the H-bridge 1 here are equal to the negative total supply voltage (GND). -
38 zeigt die eigentliche H-Brücke (H) mit der ersten Halbbrücke (HB1) aus der Serienschaltung des ersten Transistors (T1) und der Serienschaltung des zweiten Transistors (T2) sowie mit der zweiten Halbbrücke (HB2) aus der Serienschaltung des dritten Transistors (T3) und der Serienschaltung des vierten Transistors (T4).38 shows the actual H-bridge (H) with the first half-bridge (HB1) from the series connection of the first transistor (T1) and the series connection of the second transistor (T2) and with the second half-bridge (HB2) from the series connection of the third transistor (T3 ) and the series connection of the fourth transistor (T4). -
39 entspricht der27 mit dem Unterschied, dass nun statt eines einzelnen Sensors (MD) eine zweidimensionale Anordnung zeitlich steuerbarer lichtempfindlicher Sensoren (TOFIMG) für die Detektion der Lichtpulse (LP) bzw. Farblichtpulse (FLP) eingesetzt wird.39 equals to27 with the difference that now, instead of a single sensor (MD), a two-dimensional arrangement of time-controllable light-sensitive sensors (TOFIMG) is used for the detection of the light pulses (LP) or colored light pulses (FLP).
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Figur 1figure 1
Dabei ist die die erste positive Versorgungsspannung (VCC1) mit dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) verbunden.In this case, the first positive supply voltage (VCC1) is connected to the first connection (1) of the first transistor (T1).
Dabei ist die die zweite positive Versorgungsspannung (VCC2) mit dem fünften Anschluss (2) des dritten Transistors (T2) verbunden.In this case, the second positive supply voltage (VCC2) is connected to the fifth connection (2) of the third transistor (T2).
Dabei ist die erste negative Versorgungsspannung (GND1) mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden.In this case, the first negative supply voltage (GND1) is connected to the fourth connection (4) of the second transistor (T2).
Dabei ist die zweite negative Versorgungsspannung (GND2) mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden.The second negative supply voltage (GND2) is connected to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4).
Figur 2figure 2
Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zehnten Anschluss (10) mit dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren neunten Anschluss (9) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger dargestellt. Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zwölften Anschluss (12) mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren elften Anschluss (11) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Gesamtversorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMB) dargestellt. Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller geräumt, dadurch dass das das Potenzial des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger oberhalb des Potenzials des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger höher liegt als das der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und das Spannungspotential des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger niedriger liegt als das der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND). Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 3figure 3
Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zehnten Anschluss (10) mit dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren neunten Anschluss (9) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger dargestellt.The positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is connected to the first connection (1) of the first transistor (T1) via its tenth connection (10). The positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is also connected to a reference potential via its ninth connection (9), here in the drawing the positive total supply voltage (VCC) is used as the reference potential of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored Charge carrier shown.
Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zwölften Anschluss (12) mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren elften Anschluss (11) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Gesamtversorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger dargestellt.The negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is connected to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) via its twelfth connection (12). The negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is also connected to a reference potential via its eleventh connection (11), here in the drawing the negative total supply voltage (GND) is used as the reference potential of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored Load carrier shown.
Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren vierzehnten Anschluss (14) mit dem fünften Anschluss (5) es dritten Transistors (T3) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren dreizehnten Anschluss (13) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is connected to the fifth connection (5) of the third transistor (T3) via its fourteenth connection (14). The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its thirteenth connection (13). Here in the drawing, the positive total supply voltage (VCC) is shown as the reference potential of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge .
Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren fünfzehnten Anschluss (15) mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren sechzehnten Anschluss (16) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Gesamtversorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is connected to the fourth connection (4) of the second transistor (T2) via its fifteenth connection (15). The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its sixteenth connection (16). Here in the drawing, the negative total supply voltage (GND) is shown as the reference potential of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge .
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller von verbliebenen Ladungsträgern beim Ausschalten der LED (LED1) geräumt, dadurch dass das das Potenzial des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger oberhalb des Potenzials des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger höher liegt als das der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und das Spannungspotential des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger niedriger liegt als das der negativen Versorgungsspannung (GND).The depletion layer of the LED (LED1) is cleared more quickly of remaining charge carriers when the LED (LED1) is switched off because the potential of the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is above the potential of the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers and because the voltage potential of the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is higher than that of the positive overall supply voltage (VCC) and the voltage potential of the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is lower than that of the negative supply voltage (GND).
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller mit Ladungsträgern beim Einschalten der LED (LED1) geflutet, dadurch dass das das Potenzial des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke oberhalb des Potenzials des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke höher liegt als das der positiven Versorgungsspannung (VCC) und das Spannungspotential des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke niedriger liegt als das der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND).The depletion layer of the LED (LED1) is flooded faster with charge carriers when the LED (LED1) is switched on, in that the potential of the fourteenth terminal (14) of the positive charge pump (LPPA) is used to generate a short turn-on edge above the potential of the fifteenth terminal (15 ) of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge and because the voltage potential of the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is higher than that of the positive supply voltage (VCC) and the voltage potential of the fifteenth connection (15) of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is lower than that of the negative overall supply voltage (GND).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 4figure 4
Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren vierzehnten Anschluss (14) mit dem fünften Anschluss (5) des dritten Transistors (T3) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren dreizehnten Anschluss (13) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is connected to the fifth connection (5) of the third transistor (T3) via its fourteenth connection (14). The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its thirteenth connection (13). Here in the drawing, the positive total supply voltage (VCC) is shown as the reference potential of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge .
Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren fünfzehnten Anschluss (15) mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren sechzehnten Anschluss (16) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Gesamtversorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is connected to the fourth connection (4) of the second transistor (T2) via its fifteenth connection (15). The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its sixteenth connection (16). Here in the drawing, the negative total supply voltage (GND) is shown as the reference potential of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge .
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller mit Ladungsträgern beim Einschalten der LED)LED1) geflutet, dadurch dass das das Potenzial des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke oberhalb des Potenzials des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke höher liegt als das der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und das Spannungspotential des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke niedriger liegt als das der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND).The depletion layer of the LED (LED1) is flooded faster with charge carriers when the LED)LED1) is switched on, because the potential of the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) is used to generate a short switch-on edge above the potential of the fifteenth connection (15 ) of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge and because the voltage potential of the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is higher than that of the positive overall supply voltage (VCC) and the voltage potential of the fifteenth connection (15) of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is lower than that of the negative overall supply voltage (GND).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 5figure 5
Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren vierzehnten Anschluss (14) mit dem fünften Anschluss (5) des dritten Transistors (T3) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren dreizehnten Anschluss (13) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is connected to the fifth connection (5) of the third transistor (T3) via its fourteenth connection (14). The positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its thirteenth connection (13). Here in the drawing, the positive total supply voltage (VCC) is shown as the reference potential of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge .
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller mit Ladungsträgern beim Einschalten der LED (LED1) geflutet, dadurch dass das das Potenzial des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke oberhalb des Potenzials der negativen Versorgungsspannung (GND) liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des vierzehnten Anschlusses (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke höher liegt als das der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC).The depletion layer of the LED (LED1) is flooded more quickly with charge carriers when the LED (LED1) is switched on because the potential of the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) is used to generate a short switch-on edge above the potential of the negative supply voltage (GND ) and in that the voltage potential of the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) for generating a short switch-on edge is higher than that of the positive overall supply voltage (VCC).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 6figure 6
Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist über ihren fünfzehnten Anschluss (15) mit dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke ist zudem über ihren sechzehnten Anschluss (16) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Versorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke dargestellt.The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is connected to the fourth connection (4) of the second transistor (T2) via its fifteenth connection (15). The negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge is also connected to a reference potential via its sixteenth connection (16). Here in the drawing, the negative supply voltage (GND) is shown as the reference potential of the negative charge pump (LPMA) for generating a short switch-on edge .
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller mit Ladungsträgern beim Einschalten der LED (LED1) geflutet, dadurch dass das das Potenzial der positiven Gesamtersorgungsspannung (VCC) oberhalb des Potenzials des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke liegt und dadurch, dass Spannungspotential des fünfzehnten Anschlusses (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer kurzen Einschaltflanke niedriger liegt als das der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND).The junction of the LED (LED1) is flooded faster with charge carriers when the LED (LED1) is switched on, in that the potential of the positive total supply voltage (VCC) is above the potential of the fifteenth terminal (15) of the negative charge pump (LPMA) to generate a short Turn-on edge is and characterized in that the voltage potential of the fifteenth terminal (15) of the negative charge pump (LPMA) for generating a short turn-on edge is lower than that of the negative total supply voltage (GND).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 7figure 7
Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zwölften Anschluss (12) mit dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) verbunden. Die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren elften Anschluss (11) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die negative Versorgungsspannung (GND) als Bezugspotenzial der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger dargestellt.The negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is connected to the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) via its twelfth connection (12). The negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is also connected to a reference potential via its eleventh connection (11). Here in the drawing, the negative supply voltage (GND) is used as the reference potential of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored Load carrier shown.
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller von verbliebenen Ladungsträgern beim Ausschalten der LED geräumt, dadurch dass das das Potenzial der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) oberhalb des Potenzials des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger liegt und das Spannungspotential des zwölften Anschlusses (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger niedriger liegt als das der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND).The depletion layer of the LED (LED1) is cleared more quickly of remaining charge carriers when the LED is switched off because the potential of the positive overall supply voltage (VCC) is above the potential of the twelfth terminal (12) of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is and the voltage potential of the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers is lower than that of the negative overall supply voltage (GND).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 8figure 8
Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist über ihren zehnten Anschluss (10) mit dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) verbunden. Die positive Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ist zudem über ihren neunten Anschluss (9) mit einem Bezugspotenzial verbunden, hier in der Zeichnung wird die positive Gesamtversorgungsspannung (VCC) als Bezugspotenzial der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger dargestellt.The positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is connected to the first connection (1) of the first transistor (T1) via its tenth connection (10). The positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is also connected to a reference potential via its ninth connection (9), here in the drawing the positive total supply voltage (VCC) is used as the reference potential of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored Charge carrier shown.
Die Sperrschicht der LED (LED1) wird schneller von verbliebenen Ladungsträgern beim Ausschalten der LED (LED1) geräumt, dadurch dass das das Potenzial des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger oberhalb der negativen Versorgungsspannung (GND) liegt und dadurch, dass das Spannungspotential des zehnten Anschlusses (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger höher liegt als das der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC).The barrier layer of the LED (LED1) is cleared of remaining charge carriers more quickly when the LED (LED1) is switched off, because the potential of the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers above the negative supply voltage (GND ) and in that the voltage potential of the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers is higher than that of the positive overall supply voltage (VCC).
Alle anderen Teilvorrichtungen und Vorgänge laufen analog zu
Figur 9figure 9
Dabei beschreibt der „PZ“-Zustand den ersten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in dem ersten Gesamtzustand alle Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) in einem zweiten logischen Zustand befinden. Das bedeutet, dass sich alle Transistoren (T1, T2, T3, T4) in ihrem zweiten Betriebszustand (gesperrt) befinden. Die LED (LED1) strahlt kein Licht aus.The “PZ” state describes the first overall state of the device, with all control connections (G1, G2, G3, G4) being in a second logical state in the first overall state. This means that all transistors (T1, T2, T3, T4) are in their second operating state (blocked). The LED (LED1) does not emit any light.
Der „PAn“-Zustand beschreibt den zweiten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in dem zweiten Gesamtzustand der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem ersten logischen Zustand befinden und sich somit der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem ersten Betriebszustand (leitend) befinden. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem zweiten logischen Zustand und somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in dem zweiten Betriebszustand (gesperrt). Die LED (LED1) strahlt Licht aus und ist Flussrichtung elektrisch vorgespannt.The “PAn” state describes the second overall state of the device, with the second control connection (G2) and the third control connection (G3) being in a first logical state in the second overall state, and thus the second transistor (T2) and the third Transistor (T3) in the first operating state (conductive). The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a second logic state and thus the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in the second operating state (blocked). The LED (LED1) emits light and is electrically flow biased.
Der „PAus“-Zustand beschreibt den dritten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in einem dritten Gesamtzustand der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem zweiten logischen Zustand befinden und sich somit der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem zweiten Betriebszustand (gesperrt) befinden. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem ersten logischen Zustand und somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in einem ersten Betriebszustand (leitend). Die LED (LED1) strahlt kein Licht aus und ist in Sperrrichtung elektrisch vorgespannt.The "POff" state describes the third overall state of the device, with the second control connection (G2) and the third control connection (G3) being in a third overall state in a second logical state and thus the second transistor (T2) and the third Transistor (T3) are in the second operating state (blocked). The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a first logical state and thus the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in a first operating state (conducting). The LED (LED1) does not emit light and is electrically reverse biased.
Die
Hierdurch wird sicher vermieden, dass es zu dem befürchteten Querstrom über den ersten Transistor (T1) der H-Brücke (H) und den zweiten Transistor (T2) der H-Brücke (H) kommt, der die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke mit der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger kurzschließt und damit deren Energiereserven verbraucht.This safely prevents the feared cross-current from occurring via the first transistor (T1) of the H-bridge (H) and the second transistor (T2) of the H-bridge (H), which the negative charge pump (LPMA) generates a fast turn-on edge with the positive charge pump (LPPB) to quickly suck off the stored charge carriers and thus uses up their energy reserves.
Ebenso wird hierdurch sicher vermieden, dass es zu dem befürchteten Querstrom über den dritten Transistor (T3) der H-Brücke (H) und den vierten Transistor (T4) der H-Brücke (H) kommt, der die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger mit der positiven Ladungspumpe (LPPA) um Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke kurzschließt und damit deren Energiereserven verbraucht.This also safely prevents the feared cross-current from occurring via the third transistor (T3) of the H-bridge (H) and the fourth transistor (T4) of the H-bridge (H), which causes the negative charge pump (LPMB) to quick suction of the stored charge carriers with the positive charge pump (LPPA) to generate a fast turn-on short-circuits and thus consumes their energy reserves.
Im Folgenden wird diese Vorstellung jedoch noch einmal relativiert werden.In the following, however, this idea will be put into perspective again.
Dabei wird im Sinne dieser Offenlegung wird der „PAn“-Zustand für eine sehr kurze Einschaltzeit (τpp) eingenommen. Zum schnellen Einschalten wird dabei eine erhöhte Vorwärtsspannung (UDR) in Flussrichtung an die erste Leuchtdiode (LED1) angelegt. Im „PAus“ Zustand wird anschließend für wiederum eine sehr kurze Ausräumzeit (τpn) eine betragsmäßig erhöhte Ausräumspannung (URM) in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) an dieser ersten Leuchtdiode (LED1) angelegt. Der „PAus“-Zustand wird somit nur für diese kurze Ausräumzeit (τpn) eingenommen und dann wieder verlassen. Diese Ausräumzeit (τpn) ist dabei bevorzugt so bemessen, dass eine Restladung der Speicherladung nach dem Ende der Ausräumzeit (τpn) noch in der ersten Leuchtdiode (LED1) vorhanden ist, die diese vor Zerstörung durch Lawineneffekte schützt.In the sense of this disclosure, the "PAn" state is assumed for a very short switch-on time (τ pp ). An increased forward voltage (U DR ) is applied to the first light-emitting diode (LED1) in the direction of flow for fast switching on. In the “Poff” state, a clearing voltage (U RM ) that is increased in magnitude is then applied to the first light-emitting diode (LED1) in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1) for a very short clearing time (τ pn ). The "PAoff" state is therefore only assumed for this short clearing time (τ pn ) and then left again. This clearing time (τ pn ) is preferably dimensioned such that a residual charge of the stored charge is still present in the first light-emitting diode (LED1) after the end of the clearing time (τ pn ), which protects it from being destroyed by avalanche effects.
Figur 10figure 10
Figur 11figure 11
zeigt den Stromverlauf beim vorgeschlagenen Pulsationsverfahren und den Verlauf der Spannung an der ersten Leuchtdiode (LED1). Für eine sehr kurze Einschaltzeit (τpp) wird eine Vorwärtsspannung (UDR) an die erste Leuchtdiode (LED1) in Vorwärtsrichtung angelegt. Dadurch steigt der elektrische Strom durch die erste Leuchtdiode (LED1) sehr schnell steil an. Deren Sperrschicht wird mit Ladungsträgern geflutet, wobei sich bevorzugt noch kein quasistatisches Gleichgewicht einstellt. Vielmehr wird nach Ablauf dieser Einschaltzeit (τpp) die Polarität der Spannung an der erste Leuchtdiode (LED1) bevorzugt umgepolt. Für eine Ausräumzeit (τpn) liegt dann eine Ausräumspannung (URM) an der ersten Leuchtdiode (LED1) in Sperrrichtung an. Diese Ausräumzeit (τpn) wird so bemessen, dass eine Restladung in der ersten Leuchtdiode (LED1) verbleibt. Dies ist dann der Fall, wenn diese Ausräumzeit (τpn) kürzer bemessen wird als die Speicherzeit (τSP1) der Ladungsträger in der ersten Leuchtdiode (LED1) bei Betrieb dieser typischerweise einer gegenüber der Versorgungsspannung erhöhten Spannung als Vorwärtsspannung (UDR) im Puls-Betrieb in Flussrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) und bei gleichzeitiger Verwendung einer gegenüber dem Betrag der Versorgungsspannung betragsmäßig erhöhten Ausräumspannung (URM) in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1). Die Speicherzeit (τSP0) der Ladungsträger in der ersten Leuchtdiode (LED1) bei Betrieb mit normaler, also nicht erhöhter Versorgungsspannung (UDR), und Verwendung der Versorgungsspannung als Ausräumspannung (URM) in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) ist ebenfalls eingezeichnet. (siehe auch
Figur 12figure 12
Figur 13figure 13
Hierbei wurde erkannt, dass es für den Übergang vom Zustand „PAus“ in den Zustand „PAn“ sinnvoll und bevorzugt ist, tatsächlich den Zustand „PZ“ zu durchlaufen, wobei am zeitlichen Ende des Verweilens im „PZ“-Zustand dann alle Transistoren beider Halbbrücke (HB1: T1, T2; HB2: T3, T4) tatsächlich gänzlich aus sind Dies unterscheidet den „PZ“-Zustand vom später beschriebenen „QPZ“-Zustand. Da die Ladungsträger in den zuvor im Zustand „PAus“ eingeschalteten Transistoren (in dem Beispiel der erste Transistor T1 und der vierte Transistor T4) dann nur sehr langsam abgebaut werden, muss dieser Zustand eine Mindestverweildauer (TPZmin) aufrechterhalten werden. Erst dann kann der Wechsel vom „PZ“-Zustand in den „PAn“ Zustand erfolgen. (Siehe auch
Für den umgekehrten Fall des Übergangs vom „PAn“-Zustand in den „PAus“-Zustand ist die Sachlage jedoch anders. Hier soll die erste LED (LED1) und die ausschaltenden Transistoren (In dem Beispiel der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3) möglichst schnell von Ladungsträgern geräumt werden. Da die ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3) einige Zeit zum Ausschalten benötigen, ist es sinnvoll, jeweils einen Querstrom durch die einschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der erste Transistor T1 und der vierte Transistor T4) zu Beginn des „PAn“-Zustands zuzulassen. Hierdurch werden zwei Effekte erzielt:
- Zum Ersten werden die ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3) schneller durch die einschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der erste Transistor T1 und der vierte Transistor T4) entladen. Die einschaltenden Transistoren nehmen dadurch auch einen Großteil der jeweiligen Ströme auf, die die ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3) sonst jeweils noch in die erste LED (LED1) liefern würden.
- Firstly, the switching-off transistors (in the example the second transistor T2 and the third transistor T3) are discharged faster through the switching-on transistors (in the example the first transistor T1 and the fourth transistor T4). The switching-on transistors thus also absorb a large part of the respective currents which the switching-off transistors (the second transistor T2 and the third transistor T3 in the example) would otherwise supply to the first LED (LED1).
Zum Zweiten führt dies zu einer schnelleren Umpolung und damit Entladung der ersten LED (LED1). Es ist somit sinnvoll, wenn die zulässigen Querströme in den jeweiligen Halbbrücken (HB1, HB2) während des Ausschaltens der ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3) beim Übergang vom „PAn“-Zustand in den „PAus“-Zustand bis zur thermischen Zulässigkeit maximiert wird. Das bedeutet, dass der Übergang vom „PAn“-Zustand in den „PAus“-Zustand bevorzugt über einen „PQZ“-Zustand verläuft in dem kurzfristig ein Querstrom zugelassen wird, der größer ist, als der Querstrom im „PZ“-Zustand. Um die angesprochene Querstrommaximierung im „PQZ“-Zustand erreichen zu können, ist es besonders vorteilhaft, die wesentlichen Parameter des Energieverlusts in den Transistoren (T1, T2, T3, T4) erfassen zu können. Da in der Regel das Verhalten der Transistoren (T1, T2, T3, T4), insbesondere deren Einschaltwiderstand, bekannt ist, ist es sinnvoll auf Basis der Spannungsabfälle über die Transistoren (T1, T2, t3, T4), die jeweilige Energieabgabe zu berechnen. Aus dem Spannungsabfall über die erste LED (LED1) kann in der Regel der axiale Strom der H-Brücke durch die erste LED (LED1) geschätzt werden. Es kann in diesem Zusammenhang sinnvoll sein, über zwei Shunt-Widerstände (Rs1, Rs2) z.B. in den Masse-Leitungen der H-Brücke (H) (siehe
Aus dem Stand der Technik (z.B.
Die in der ersten LED (LED1) verbliebene Restladung schützt die erste LED (LED1) vor einem Lawinendurchbruch, da die Ladungswolke der Restladung die Ausprägung einer großen Feldstärke innerhalb der LED verhindert. Auf der Kathodenseite wird durch das frühzeitige Abschalten der Ausschaltspannung die Ausprägung eines Kathodenfalls durch die Elektronen verhindert und auf der Anodenseite wird hierdurch die Ausprägung eines Anodenfalls durch die Löcher verhindert, da diese Ladungsträger sich zu diesem Ausschaltzeitpunkt noch in der Driftstrecke befinden.The residual charge remaining in the first LED (LED1) protects the first LED (LED1) from an avalanche breakdown, since the charge cloud of the residual charge prevents the development of a large field strength within the LED. On the cathode side, the early switching off of the turn-off voltage prevents the occurrence of a cathode fall through the electrons, and on the anode side, this prevents the occurrence of an anode fall through the holes, since these charge carriers are still in the drift path at this switch-off time.
Anders als in der
Die Einschaltzeit (τpp) und die Ausräumzeit (τpn) können beispielsweise durch geeignete Zeitgeber, wie Laufzeitglieder etc. gesteuert werden. Sind die Speicherzeiten (τSP0, τSP1) der ersten LED (LED1) in Abhängigkeit von den Beträgen der angelegten Spannungen bekannt, so können diese Zeiten konstruktiv eingestellt werden. Bevorzugt wird dabei eine Temperaturabhängigkeit berücksichtigt. Beispielsweise können programmierbare Laufzeitglieder für die betriebszustandsabhängige Einstellung dieser Zeiten zusammen mit einem geeigneten Startsignal, das durch diese Laufzeitglieder dann angepasst wird, verwendet werden.The switch-on time (τ pp ) and the clearing-out time (τ pn ) can be controlled, for example, by suitable timers such as delay elements, etc. If the storage times (τ SP0 , τ SP1 ) of the first LED (LED1) are known as a function of the amounts of the applied voltages, then these times can be set constructively. A temperature dependency is preferably taken into account. For example, can programmable runtime elements for the operating state-dependent setting of these times together with a suitable start signal, which is then adjusted by these runtime elements, are used.
Des Weiteren kann es sinnvoll sein, die Transistoren (T1, T2 /T3, T4) mit einem oder mehreren Thermoelementen zu versehen, die die Transistoren während des Betriebs überwachen. Auch deren Parameter können für die Regelung herangezogen werden.Furthermore, it can be useful to provide the transistors (T1, T2 /T3, T4) with one or more thermocouples that monitor the transistors during operation. Their parameters can also be used for the control.
Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn mindestens einer der Transistoren (T1, T2/ T3, T4) mit einem Temperaturfühler, insbesondere einer PN-Diode oder einem Bipolartransistor als Temperaturfühler, thermisch zu koppeln. Handelt es sich bei den der Transistoren (T1, T2/ T3, T4) der H-Brücke (H) um MOS-Transistoren, so ist es besonders zweckmäßig, wenn sich der mindestens eine Temperaturfühler im Zentrum eines Symmetriepunkts eines solchen Transistors befindet. Beispielsweise ist es sinnvoll, einen solchen MOS-Transistor quadratisch auszuführen und eine kleine PN-Diode oder einen Bipolartransistor im geometrischen Zentrum des Transistors zu platzieren. Die Diodenspannung bzw. die Diodenspannung der Basis-Emitter-Diode ist temperaturabhängig und kann gemessen werden. Daher ist sie für die Regelung des Stromes durch die Halbbrücken (HB1, HB2) der H-Brücke als Ist-Wert-Geber nutzbar. Um den Strom regeln zu können wird mindestens ein Transistor (z.B. T2) als Stromquellentransistor genutzt.It is therefore particularly advantageous if at least one of the transistors (T1, T2/T3, T4) is to be thermally coupled to a temperature sensor, in particular a PN diode or a bipolar transistor as the temperature sensor. If the transistors (T1, T2/T3, T4) of the H bridge (H) are MOS transistors, it is particularly expedient if the at least one temperature sensor is located in the center of a point of symmetry of such a transistor. For example, it makes sense to make such a MOS transistor square and to place a small PN diode or a bipolar transistor in the geometric center of the transistor. The diode voltage or the diode voltage of the base-emitter diode depends on the temperature and can be measured. It can therefore be used as an actual value encoder to control the current through the half bridges (HB1, HB2) of the H bridge. In order to be able to regulate the current, at least one transistor (e.g. T2) is used as a current source transistor.
Figur 14figure 14
Zum Ersten ist bevorzugt nur ein Wechsel vom „PAus“-Zustand der H-Brücke (H) (=LED ist in Sperrrichtung elektrisch vorgespannt), bei dem der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) leitend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, in den „PZ“-Zustand (= An der LED wird keine definierte Spannung angelegt und bevorzugt die Transistoren sind alle gesperrt. ), bei dem bevorzugt der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) leitend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, möglich. Der umgekehrte Übergang ist nun nicht mehr erwünscht.Firstly, only a change from the "Poff" state of the H-bridge (H) (=LED is electrically reverse-biased) is preferred, in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are conductive and the second Transistor (T3) and the third transistor (T3) are blocking, in the "PZ" state (= no defined voltage is applied to the LED and the transistors are preferably all blocked. ), in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are conducting and the second transistor (T3) and the third transistor (T3) are blocking. The reverse transition is now no longer desired.
Zum Zweiten ist bevorzugt nur ein Wechsel vom „PZ“-Zustand der H-Brücke (H), bei dem bevorzugt der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperrend sind und bevorzugt der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, in den „PAn“-Zustand (=LED ist in Flussrichtung elektrisch vorgespannt), bei dem der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperrend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) leitend sind, möglich. Der umgekehrte Übergang ist nun nicht mehr erwünscht.Secondly, only a change from the "PZ" state of the H-bridge (H) is preferred, in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are preferably blocked and the second transistor (T3) and the third are preferably blocked Transistor (T3) are off, in the "PAn" state (= LED is electrically biased in the forward direction), in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are off and the second transistor (T3) and the third transistor (T3) are conductive, possible. The reverse transition is now no longer desired.
Zum Dritten ist bevorzugt nur ein Wechsel vom „PAn“-Zustand der H-Brücke (H), bei dem der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperrend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) leitend sind, in den zusätzlichen „PQZ“-Zustand (= Ein gewisser Querstrom in der H-Brücke (H) wird zugelassen.), bei dem bevorzugt der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperren sind und bevorzugt der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, möglich. Der umgekehrte Übergang ist nun nicht mehr erwünscht.Thirdly, only a change from the "PAn" state of the H-bridge (H) is preferred, in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are blocking and the second transistor (T3) and the third transistor ( T3) are conductive, in the additional "PQZ" state (= a certain cross-current in the H-bridge (H) is allowed.), In which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are preferably blocked and preferably the second transistor (T3) and the third transistor (T3) are blocking, possible. The reverse transition is now no longer desired.
Zum vierten ist bevorzugt nur ein Wechsel vom zusätzlichen „PQZ“-Zustand der H-Brücke (H), bei dem bevorzugt der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperrend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, in den „PAus“-Zustand der H-Brücke (H), bei dem der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) leitend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind, möglich. Der umgekehrte Übergang ist nun nicht mehr erwünscht.Fourth, preferably only a change from the additional "PQZ" state of the H-bridge (H), in which preferably the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are blocking and the second transistor (T3) and the third Transistor (T3) are blocking, in the "PA" state of the H-bridge (H), in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are conductive and the second transistor (T3) and the third transistor (T3) are blocking, possible. The reverse transition is now no longer desired.
Dabei beschreibt der „PZ“-Zustand wie zuvor den ersten Gesamtzustand der Vorrichtung), bei dem der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) sperrend sind und der zweite Transistor (T3) und der dritte Transistor (T3) sperrend sind. In dem ersten Gesamtzustand, dem „PZ“-Zustand, befinden sich alle Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) bevorzugt in einem zweiten logischen Zustand. Das bedeutet, dass sich alle Transistoren (T1, T2, T3, T4) bevorzugt in ihrem zweiten Betriebszustand (gesperrt) befinden. Die LED (LED1) strahlt kein Licht aus.The "PZ" state describes the first overall state of the device, as before, in which the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are blocking and the second transistor (T3) and the third transistor (T3) are blocking . In the first overall state, the "PZ" state, all the control connections (G1, G2, G3, G4) are preferably in a second logical state. That means yourself all transistors (T1, T2, T3, T4) are preferably in their second operating state (blocked). The LED (LED1) does not emit any light.
Der „PAn“-Zustand beschreibt den zweiten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in dem zweiten Gesamtzustand der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem ersten logischen Zustand befinden und sich somit der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem ersten Betriebszustand (leitend) befinden. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem zweiten logischen Zustand und somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in dem zweiten Betriebszustand (gesperrt). Die LED (LED1) strahlt Licht aus und ist Flussrichtung elektrisch vorgespannt.The “PAn” state describes the second overall state of the device, with the second control connection (G2) and the third control connection (G3) being in a first logical state in the second overall state, and thus the second transistor (T2) and the third Transistor (T3) in the first operating state (conductive). The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a second logic state and thus the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in the second operating state (blocked). The LED (LED1) emits light and is electrically flow biased.
Der „PAus“-Zustand beschreibt den dritten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in dem dritten Gesamtzustand der zweite Steueranschluss (G2) und der dritte Steueranschluss (G3) in einem zweiten logischen Zustand befinden und sich somit der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) in dem zweiten Betriebszustand (gesperrt) befinden. Der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) befinden sich in einem ersten logischen Zustand und somit befinden sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in einem ersten Betriebszustand (leitend). Die LED (LED1) strahlt kein Licht aus und ist in Sperrrichtung elektrisch vorgespannt.The "POff" state describes the third overall state of the device, wherein in the third overall state the second control connection (G2) and the third control connection (G3) are in a second logic state and thus the second transistor (T2) and the third one Transistor (T3) are in the second operating state (blocked). The first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a first logical state and thus the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in a first operating state (conducting). The LED (LED1) does not emit light and is electrically reverse biased.
Der „PQZ“-Zustand beschreibt den vierten Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in dem vierten Gesamtzustand die Ansteuerung der Steueranschlüsse (G1, G2, G3, G4) so durchgeführt wird, das der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) vom ersten Betriebszustand (leitend) möglichst schnell in den zweiten Betriebszustand (gesperrt) übergeht und der erste Steueranschluss (G1) und der vierte Steueranschluss (G4) sich in einem ersten logischen Zustand befinden und somit sich der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) in einem ersten Betriebszustand (leitend) befinden. Dabei tritt typischerweise ein Querstrom auf, weil der zweite Transistor (T2) und der vierte Transistor (T4) beim Austritt aus dem „PQZ“-Zustand in den „PAus“-Zustand auf Grund der typischerweise kurzen Verweilzeit im „PQZ“-Zustand typischerweise noch nicht ganz ausgeschaltet ist und somit der erste Transistor (T1) bereits elektrischen Strom liefert, der dann durch den zweiten Transistor (T2) direkt aufgenommen wird. Daher ist es von besonderer Bedeutung, das zum einen die Zeit (Δt), in der sich die H-Brücke (H) in diesem „PQZ“-Zustand befindet, genau kontrolliert, bevorzugt geregelt, ist und zum anderen der auftretende Querstrom in den Halbbrücken (HB1: T1, T2; HB2: T3, T4) der H-Brücke (H) im nachfolgenden „PAus“-Zustand bevorzugt ebenfalls genau kontrolliert, und bevorzugt über den Zeitverlauf des Querstroms mittels einer Stromquellenschaltung geregelt ist. Sollen Querströme aktiv genutzt werden, so ist es denkbar einen der Querstrom behafteten Zustände der Tabelle 1 für einen definierten Zeitraum definierter zeitlicher Länge innerhalb des „PQZ“-zustands als zusätzlichen temporären Zustand einzunehmen. Bei einem solchen provozierten Querstromzustand sollte dann allerdings bevorzugt dieser Querstrom durch Stromquellentransistoren (T2, T4) begrenzt und ganz besonders bevorzugt gesteuert oder geregelt werden. Die LED (LED1) schaltet in diesem „PQZ“-Zustand aus. Die H-Brücke (H) ändert die an der erstem LED (LED1) anliegende Spannung von Flussrichtung auf Sperrrichtung in diesem „PQZ“-Zustand. Der zweite Gesamtzustand, der „PAn“-Zustand wird dabei im Lichtpulsbetrieb nicht länger als eine Einschaltzeit (τpp) eingenommen, die bevorzugt kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Flussrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Der dritte Gesamtzustand, der „PAus“-Zustand wird analog dazu ebenfalls nicht länger als eine Ausräumzeit (τpn) eingenommen, wobei die Ausräumzeit (τpn) kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Sperrrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Hierbei ist von besonderer Wichtigkeit, dass die Raumladungszone der Leuchtdioden nicht entleert werden darf. Die Einschaltzeit (τpp) muss kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) sein.The “PQZ” state describes the fourth overall state of the device, with the control connections (G1, G2, G3, G4) being driven in the fourth overall state in such a way that the second transistor (T2) and the third transistor (T3) from the first operating state (conducting) to the second operating state (blocked) as quickly as possible and the first control connection (G1) and the fourth control connection (G4) are in a first logical state and thus the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are in a first operating state (conducting). A transverse current typically occurs because the second transistor (T2) and the fourth transistor (T4) when exiting the "PQZ" state into the "PAoff" state due to the typically short dwell time in the "PQZ" state is not completely switched off and thus the first transistor (T1) is already supplying electrical current, which is then directly absorbed by the second transistor (T2). It is therefore of particular importance that on the one hand the time (Δt) in which the H-bridge (H) is in this "PQZ" state is precisely controlled, preferably regulated, and on the other hand the cross current that occurs in the Half-bridges (HB1: T1, T2; HB2: T3, T4) of the H-bridge (H) in the subsequent "PAoff" state are preferably also precisely controlled and preferably regulated over the time course of the transverse current by means of a current source circuit. If cross-currents are to be actively used, it is conceivable to assume one of the cross-current states in Table 1 for a defined period of defined length of time within the "PQZ" state as an additional temporary state. In such a provoked cross-current state, however, this cross-current should then preferably be limited by current source transistors (T2, T4) and very particularly preferably controlled or regulated. The LED (LED1) turns off in this "PQZ" state. The H-bridge (H) changes the voltage applied to the first LED (LED1) from forward direction to reverse direction in this "PQZ" state. The second overall state, the "PAn" state, is assumed in light pulse operation for no longer than a switch-on time (τ pp ), which is preferably less than the charge carrier lifetime (τ), since the control according to the technical teaching proposed here requires an increased operating voltage takes place in this light pulse operation in the flow direction of the light-emitting diodes. Similarly, the third overall state, the “PAoff” state, is also assumed for no longer than a clearing time (τ pn ), whereby the clearing time (τ pn ) is less than the charge carrier lifetime (τ), since the control is based on the technical Teaching takes place with an increased operating voltage in this light pulse operation in the reverse direction of the light-emitting diodes. It is of particular importance here that the space charge zone of the light-emitting diodes must not be emptied. The turn-on time (τ pp ) must be less than the carrier lifetime (τ).
Die
Nur durch die exakte Kontrolle des Querstroms im „PQZ“-Zustand kann vermieden werden, dass es zu einem unkontrollierten Querstrom über den ersten Transistor (T1) der H-Brücke (H) und den zweiten Transistor (T2) der H-Brücke (H) kommt, der die negative Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke mit der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger kurzschließt und damit deren Energiereserve unkontrolliert verbraucht oder die H-Brücke (H) beschädigt oder im Falle eines Spannungswandlers (SVPB) an Stelle der Ladungspumpe (LPPB) den Spannungswandler (SVPB) beschädigt.Exact control of the cross-current in the "PQZ" state is the only way to avoid an uncontrolled cross-current flowing through the first transistor (T1) of the H-bridge (H) and the second transistor (T2) of the H-bridge (H ) comes, which short-circuits the negative charge pump (LPMA) to generate a fast switch-on edge with the positive charge pump (LPPB) to quickly suck off the stored charge carriers and thus uses up their energy reserve in an uncontrolled manner or damages the H-bridge (H) or in the case of a voltage converter ( SVPB) damaged the voltage converter (SVPB) instead of the charge pump (LPPB).
Durch eben diese exakte Kontrolle des Querstroms im „PQZ“-Zustand kann ebenso vermieden werden, dass es zu einem unkontrollierten Querstrom über den dritten Transistor (T3) der H-Brücke (H) und den vierten Transistor (T4) der H-Brücke (H) kommt, der die negative Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger mit der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke kurzschließt und damit deren Energiereserve unkontrolliert verbraucht oder die H-Brücke (H) beschädigt oder im Falle eines Spannungswandlers (SVMB) an Stelle der Ladungspumpe (LPMB) den Spannungswandler (SVMB) beschädigt..This precise control of the cross current in the "PQZ" state can also prevent an uncontrolled cross current from flowing through the third transistor (T3) of the H-bridge (H) and the fourth transistor (T4) of the H-bridge ( H) comes, which short-circuits the negative charge pump (LPMB) for fast extraction of the stored charge carriers with the positive charge pump (LPPA) for generating a fast switch-on edge and thus consumes their energy reserve in an uncontrolled manner or the H- Bridge (H) damaged or, in the case of a voltage converter (SVMB) instead of the charge pump (LPMB), the voltage converter (SVMB) damaged.
Es ist offensichtlich, dass bei der Verwendung eines „PQZ“-Zustands die Energiereserven (C_LPPA, C_LPPB, C_LPMA, C_LPMB) der Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) kapazitätsmäßig größer gewählt werden müssen, um die Energieverluste durch den auftretenden Querstrom auszugleichen.It is obvious that when using a "PQZ" state, the energy reserves (C_LPPA, C_LPPB, C_LPMA, C_LPMB) of the charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) must be selected with a larger capacity in order to compensate for the energy losses due to the cross current that occurs .
Im Falle der Verwendung von Spannungswandlern (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) anstelle von Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) müssen deren Innenwiderstände geeignet gewählt werden.If voltage converters (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) are used instead of charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB), their internal resistances must be selected appropriately.
Der zweite Gesamtzustand, der „PAn“-Zustand, wird dabei im Lichtpulsbetrieb nicht länger als eine Einschaltzeit (τpp) eingenommen, die bevorzugt kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Flussrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Der dritte Gesamtzustand, der „PAus“-Zustand wird analog dazu ebenfalls nicht länger als eine Ausräumzeit (τpn) eingenommen, wobei die Ausräumzeit (τpn) kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Sperrrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Hierbei ist von besonderer Wichtigkeit, dass die Raumladungszone der Leuchtdioden nicht entleert werden darf. Die Einschaltzeit (τpp) muss kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) sein.The second overall state, the "PAn" state, is assumed in light pulse operation for no longer than a switch-on time (τ pp ), which is preferably less than the charge carrier lifetime (τ), since the control according to the technical teaching proposed here involves an increased Operating voltage takes place in this light pulse operation in the direction of flow of the LEDs. Similarly, the third overall state, the “PAoff” state, is also assumed for no longer than a clearing time (τ pn ), whereby the clearing time (τ pn ) is less than the charge carrier lifetime (τ), since the control is based on the technical Teaching takes place with an increased operating voltage in this light pulse operation in the reverse direction of the light-emitting diodes. It is of particular importance here that the space charge zone of the light-emitting diodes must not be emptied. The turn-on time (τ pp ) must be less than the carrier lifetime (τ).
Figur 15figure 15
Die H-Brücke (H) ist mittels des zweiten Anschlusses (2) des ersten Transistors (T1) der ersten Halbbrücke (HB1) der H-Brücke (H) mit der Anode (A) der ersten LED (LED1) verbunden. Die H-Brücke (H) ist mittels des dritten Anschlusses (3) des zweiten Transistors (T2) der ersten Halbbrücke (HB1) der H-Brücke (H) mit der Anode (A) der ersten LED (LED1) verbunden. Die H-Brücke (H) ist mittels des sechsten Anschlusses (6) des dritten Transistors (T3) der zweiten Halbbrücke (HB2) der H-Brücke (H) mit der Kathode (K) der ersten LED (LED1) verbunden. Die H-Brücke (H) ist mittels des siebten Anschlusses (7) des vierten Transistors (T4) der zweiten Halbbrücke (HB2) der H-Brücke (H) mit der Kathode (K) der ersten LED (LED1) verbunden.The H bridge (H) is connected to the anode (A) of the first LED (LED1) by means of the second terminal (2) of the first transistor (T1) of the first half bridge (HB1) of the H bridge (H). The H bridge (H) is connected to the anode (A) of the first LED (LED1) by means of the third connection (3) of the second transistor (T2) of the first half bridge (HB1) of the H bridge (H). The H bridge (H) is connected to the cathode (K) of the first LED (LED1) by means of the sixth connection (6) of the third transistor (T3) of the second half bridge (HB2) of the H bridge (H). The H bridge (H) is connected to the cathode (K) of the first LED (LED1) by means of the seventh connection (7) of the fourth transistor (T4) of the second half bridge (HB2) of the H bridge (H).
Die H-Brücke (H) wird in diesem Beispiel mit einer positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) versorgt und ist der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) verbunden. Die Versorgungsspannungsleitungen der anderen Böcke sind zur Vereinfachung wie in dieser Offenlegung ganz allgemein der Fall nicht eingezeichnet.The H-bridge (H) in this example is supplied with a positive overall supply voltage (VCC) and is connected to the negative overall supply voltage (GND). The supply voltage lines of the other jacks are not drawn for the sake of simplicity, as is generally the case in this disclosure.
Eine Steuereinrichtung (ST) erzeugt das Steuersignal für den ersten Steueranschluss (G1) des ersten Transistors (T1) der H-Brücke (H). Die Steuereinrichtung (ST) erzeugt das Steuersignal für den zweiten Steueranschluss (G2) des zweiten Transistors (T2) der H-Brücke (H). Die Steuereinrichtung (ST) erzeugt das Steuersignal für den dritten Steueranschluss (G3) des dritten Transistors (T3) der H-Brücke (H). Die Steuereinrichtung (ST) erzeugt das Steuersignal für den vierten Steueranschluss (G4) des vierten Transistors (T4) der H-Brücke (H).A control device (ST) generates the control signal for the first control connection (G1) of the first transistor (T1) of the H-bridge (H). The control device (ST) generates the control signal for the second control connection (G2) of the second transistor (T2) of the H-bridge (H). The control device (ST) generates the control signal for the third control connection (G3) of the third transistor (T3) of the H-bridge (H). The control device (ST) generates the control signal for the fourth control connection (G4) of the fourth transistor (T4) of the H-bridge (H).
Sofern die nicht eingezeichneten Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) bzw. Spannungswandler (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) der H-Brücke (H) einen Takt (clk3) für ihren Betrieb benötigen, wird dieser bevorzugt von einer gemeinsamen Zeitbasis (TB) als Basiszeitsignal (clk3) der H-Brücke (H) bereitgestellt. Die Zeitbasis (TB) erzeugt die Basiszeitsignale (clk1, clk2, clk3) der Vorrichtung. Dabei handelt es sich vorzugsweise um das Basiszeitsignal (clk1) (typischerweise = Basistakt) eines Rechnersystems (µC), das die gesamte Vorrichtung bevorzugt steuert, und das Basiszeitsignal (clk2) (typischerweise = Basistakt) der Steuereinrichtung (ST), zur unmittelbaren Steuerung der H-Brücke (H), und das besagte Basiszeitsignal (clk3) (typischerweise = Basistakt) der H-Brücke (H). Diese Basiszeitsignale können voneinander abhängen oder gleich sein. Die Steuereinrichtung (ST) ist bevorzugt eine gemischte analoge / digitale Schaltung. Sofern ein Zustandsdiagramm entsprechend
Auch erzeugt die Steuereinrichtung (ST) typischerweise das richtige Zeitverhalten beim Durchlauf durch die Zustandsdiagramme z. B. der
Die Steuereinrichtung (ST) wird bevorzugt von dem beispielhaften Rechnersystem (µC) gesteuert. Dieses erfasst bevorzugt alle Messparameter, die in der Vorrichtung erfasst werden und stellt, sofern notwendig, die Betriebsparameter geeignet nach. Dabei kommuniziert das Rechnersystem (µC) bevorzugt über einen internen Datenbus (IB) mit der Steuereinheit (ST). Das Rechnersystem (µC) übermittelt an das Steuersystem (ST) wesentliche Betriebsparameter, wie z.B. die Einstellung welche Art von Zustandsdiagramm verwendet werden soll oder wie lange die Steuereinrichtung (ST) die H-Brücke (H) im „PQZ“-Zustand verweilen lassen darf oder welche Querströme z.B. beim Eintritt in den „PAus“ Zustand z.B. mittels eines Stromquellentransistors (z.B. T2) eingestellt werden sollen etc. Sofern die Versorgungsspannung (VCC) einem Spannungsregler entstammt, der ggf. Teil der Vorrichtung ist, ist es sinnvoll, wenn dessen Betriebsparameter, insbesondere die Spannung (VCC) gegen das Bezugspotenzial (hier GND), auch von dem Rechnersystem (µC) kontrolliert wird. Dies gilt ggf. auch für Spannungswandler (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) bzw. Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) zur Versorgung der H-Brücke (H). Das Rechnersystem (µC) kommuniziert über einen Datenbus (DB) mit hierarchisch höher angesiedelten, nicht in den Figuren eingezeichneten Rechnersystemen, z.B. einem Steuergerät in einem Kfz.The control device (ST) is preferably controlled by the exemplary computer system (μC). This preferably records all measurement parameters that are recorded in the device and, if necessary, suitably adjusts the operating parameters. The computer system (μC) preferably communicates with the control unit (ST) via an internal data bus (IB). The computer system (µC) transmits essential operating parameters to the control system (ST), such as setting which type of state diagram is to be used or how long the control device (ST) can leave the H-bridge (H) in the "PQZ" state or which transverse currents should be set, e.g. when entering the "PAoff" state, e.g. by means of a current source transistor (e.g. T2), etc. If the supply voltage (VCC) comes from a voltage regulator, which may be part of the device, it makes sense if its operating parameters , in particular the voltage (VCC) against the reference potential (here GND), is also controlled by the computer system (µC). This may also apply to voltage converters (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) or charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) for supplying the H-bridge (H). The computer system (μC) communicates via a data bus (DB) with hierarchically higher computer systems not shown in the figures, e.g. a control unit in a motor vehicle.
Die durch die erste LED (LED1) erzeugten Lichtpulse (LP) werden über eine Optik (OP) und ggf. mittels einer Spiegeloptik (RF) aus dem Scheinwerfer (SW) in den Außenraum ausgekoppelt. Andere Abstrahlrichtungen werden typischerweise durch Blenden (BL) unterdrückt.The light pulses (LP) generated by the first LED (LED1) are decoupled from the headlight (SW) into the exterior via an optic (OP) and, if necessary, by means of a mirror optic (RF). Other radiation directions are typically suppressed by screens (BL).
Figur 16figure 16
zeigt eine beispielhafte modifizierte H-Brücke (H) für den Einsatz in einer Vorrichtung gem.
Soll die erste LED (LED1) in einem ersten Betriebsmodus betrieben werden können, in dem die erste LED (LED1) als Leuchtmittel für Beleuchtungszwecke (z.B. Fahrlicht) in einem Quasidauerbetrieb (QDB) eingesetzt wird, und im Zeitmultiplex damit in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden können, in dem die erste LED (LED1) als Messlichtquelle zur Erzeugung von Lichtpulsen (LP) in einem gepulsten Betrieb (GPB) eingesetzt wird, so ist es vorteilhaft, wenn die H-Brücke (H) mit verschiedenen Betriebsspannungsquellen betrieben werden kann, die diesen beiden Betriebsmodi jeweils zugeordnet und dafür jeweils optimiert sind.Should the first LED (LED1) be able to be operated in a first operating mode, in which the first LED (LED1) is used as a light source for lighting purposes (e.g. driving lights) in a quasi-continuous operation (QDB) and operated in time-division multiplex with it in a second operating mode can, in which the first LED (LED1) is used as a measuring light source for generating light pulses (LP) in a pulsed mode (GPB), it is advantageous if the H-bridge (H) can be operated with different operating voltage sources that assigned to each of these two operating modes and optimized for each.
In dem Beispiel der
Im Detail wird die Aufgabe der Überhöhung der Spannung am Leuchtmittel, der ersten LED (LED1), zur besseren Flutung bzw. Räumung des Leuchtmittels, der ersten LED (LED1), mit Ladungsträgern wie folgt gelöst:
- Der erste Transistor (T1) ist mit seinem ersten Anschluss (1) nicht mit dem zehnten Anschluss (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) bzw. Spannungswandler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger verbunden, sondern mit dem sechsundzwanzigsten Anschluss (26) des fünften Transistors (T5). Dieser fünfte Transistor (T5) ist nun mit seinem sechsundzwanzigsten Anschluss (26) stattdessen mit dem zehnten Anschluss (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) bzw. Spannungswandler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger verbunden. Der fünfte Transistor (T5) ist also zwischen dem zehnten Anschluss (10) der positiven Ladungspumpe (LPPB) bzw. Spannungswandler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger und dem ersten Anschluss (1) des ersten Transistors (T1) geschaltet. Der fünfte Transistor (T5) wird durch die Steuereinrichtung (ST) über den fünften Steueranschluss (G5) des fünften Transistors (T5) kontrolliert.
- The first transistor (T1) is not connected with its first connection (1) to the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) or voltage converter (SVPB) for fast extraction of the stored charge carriers, but to the twenty-sixth connection (26) of the fifth transistor (T5). This fifth transistor (T5) is now connected with its twenty-sixth connection (26) instead to the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) or voltage converter (SVPB) for fast extraction of the stored charge carriers. The fifth transistor (T5) is therefore connected between the tenth connection (10) of the positive charge pump (LPPB) or voltage converter (SVPB) for quickly sucking off the stored charge carriers and the first connection (1) of the first transistor (T1). The fifth transistor (T5) is controlled by the control device (ST) via the fifth control connection (G5) of the fifth transistor (T5).
Der erste Transistor (T1) ist darüber hinaus mit seinem ersten Anschluss (1) mit dem achtzehnten Anschluss (18) des neunten Transistors (T9) verbunden. Dieser neunte Transistor (T9) ist in dem Beispiel der
Der dritte Transistor (T3) ist mit seinem fünften Anschluss (5) nicht mit dem vierzehnten Anschluss (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) bzw. Spannungswandler (SVPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke verbunden, sondern mit dem dreißigsten Anschluss (30) des achten Transistors (T8). Dieser achte Transistor (T8) ist nun mit seinem neunundzwanzigsten Anschluss (29) stattdessen mit dem vierzehnten Anschluss (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) bzw. Spannungswandler (SVPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke verbunden. Der achte Transistor (T8) ist also zwischen dem vierzehnten Anschluss (14) der positiven Ladungspumpe (LPPA) bzw. Spannungswandler (SVPA)zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke und dem fünften Anschluss (5) des dritten Transistors (T3) geschaltet. Der achte Transistor (T8) wird durch die Steuereinrichtung (ST) über den achten Steueranschluss (G8) des achten Transistors (T8) kontrolliert.The fifth connection (5) of the third transistor (T3) is not connected to the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) or voltage converter (SVPA) to generate a fast switch-on edge, but to the thirtieth connection (30) of the eighth transistor (T8). This eighth transistor (T8) is now connected with its twenty-ninth connection (29) instead to the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) or voltage converter (SVPA) to generate a fast switch-on edge. The eighth transistor (T8) is therefore connected between the fourteenth connection (14) of the positive charge pump (LPPA) or voltage converter (SVPA) for generating a fast switch-on edge and the fifth connection (5) of the third transistor (T3). The eighth transistor (T8) is controlled by the control device (ST) via the eighth control connection (G8) of the eighth transistor (T8).
Der dritte Transistor (T3) ist darüber hinaus mit seinem fünften Anschluss (5) mit dem zweiundzwanzigsten Anschluss (22) des zwölften Transistors (T12) verbunden. Dieser zwölfte Transistor (T12) ist in dem Beispiel der
Der zweite Transistor (T2) ist mit seinem vierten Anschluss (4) nicht mit dem fünfzehnten Anschluss (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) bzw. Spannungswandler (SVMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke verbunden, sondern mit dem siebenundzwanzigsten Anschluss (27) des sechsten Transistors (T6). Dieser sechste Transistor (T6) ist nun mit seinem achtundzwanzigsten Anschluss (28) stattdessen mit dem fünfzehnten Anschluss (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) bzw. Spannungswandler (SVMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke verbunden. Der sechste Transistor (T6) ist also zwischen dem fünfzehnten Anschluss (15) der negativen Ladungspumpe (LPMA) bzw. Spannungswandler (SVMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke und dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) geschaltet. Der sechste Transistor (T6) wird durch die Steuereinrichtung (ST) über den sechsten Steueranschluss (G6) des sechsten Transistors (T6) kontrolliert.The fourth connection (4) of the second transistor (T2) is not connected to the fifteenth connection (15) of the negative charge pump (LPMA) or voltage converter (SVMA) to generate a fast switch-on edge, but to the twenty-seventh connection (27) of the sixth transistor (T6). This sixth transistor (T6) is now connected with its twenty-eighth connection (28) instead to the fifteenth connection (15) of the negative charge pump (LPMA) or voltage converter (SVMA) to generate a fast switch-on edge. The sixth transistor (T6) is therefore between the fifteenth connection (15) of the negative charge pump (LPMA) or voltage converter (SVMA) to Generate a fast turn-on edge and the fourth terminal (4) of the second transistor (T2) connected. The sixth transistor (T6) is controlled by the control device (ST) via the sixth control connection (G6) of the sixth transistor (T6).
Der zweite Transistor (T2) ist darüber hinaus mit seinem vierten Anschluss (4) mit dem neunzehnten Anschluss (19) des zehnten Transistors (T10) verbunden. Dieser zehnte Transistor (T10) ist in dem Beispiel der
Der vierte Transistor (T4) ist mit seinem achten Anschluss (8) nicht mit dem zwölften Anschluss (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) bzw. Spannungswandler (SVMB)zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger verbunden, sondern mit dem einunddreißigsten Anschluss (31) des siebten Transistors (T7). Dieser siebte Transistor (T7) ist nun mit seinem zweiunddreißigsten Anschluss (32) stattdessen mit dem zwölften Anschluss (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) bzw. Spannungswandler (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger verbunden. Der siebte Transistor (T7) ist also zwischen dem zwölften Anschluss (12) der negativen Ladungspumpe (LPMB) bzw. Spannungswandler (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger und dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) geschaltet. Der siebte Transistor (T7) wird durch die Steuereinrichtung (ST) über den siebten Steueranschluss (G7) des siebten Transistors (T7) kontrolliert.The eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) is not connected to the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) or voltage converter (SVMB) for fast extraction of the stored charge carriers, but to the thirty-first connection (31) of the seventh transistor (T7). This seventh transistor (T7) is now connected with its thirty-second connection (32) to the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) or voltage converter (SVMB) for fast extraction of the stored charge carriers. The seventh transistor (T7) is therefore connected between the twelfth connection (12) of the negative charge pump (LPMB) or voltage converter (SVMB) for quickly sucking off the stored charge carriers and the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4). The seventh transistor (T7) is controlled by the control device (ST) via the seventh control connection (G7) of the seventh transistor (T7).
Der vierte Transistor (T4) ist darüber hinaus mit seinem achten Anschluss (8) mit dem dreiundzwanzigsten Anschluss (23) des elften Transistors (T11) verbunden. Dieser elfte Transistor (T11) ist in dem Beispiel der
Figur 17figure 17
Der sechste Spannungsregler (SR6) soll hier beispielhaft die sechste positive Versorgungsspannung (VCC6) und die sechste negative Versorgungsspannung (GND6) bereitstellen.The sixth voltage regulator (SR6) is intended to provide the sixth positive supply voltage (VCC6) and the sixth negative supply voltage (GND6) here by way of example.
Der fünfte Spannungsregler (SR5) soll hier beispielhaft die fünfte positive Versorgungsspannung (VCC5) und die sechste negative Versorgungsspannung (GND5) bereitstellen.The fifth voltage regulator (SR5) is intended to provide the fifth positive supply voltage (VCC5) and the sixth negative supply voltage (GND5) here by way of example.
Die Ausgangsspannung des fünften Spannungsreglers (SR5) soll an dessen Ausgängen (VCC5, GND5) bevorzugt in der Nähe der Bornetzspannung (z.B. 12V) eines Kraftfahrzeugs (Kfz) liegen.The output voltage of the fifth voltage regulator (SR5) at its outputs (VCC5, GND5) should preferably be close to the onboard power supply voltage (e.g. 12V) of a motor vehicle.
Figur 18figure 18
zeigt eine beispielhafte modifizierte H-Brücke (H) für den Einsatz in einer Vorrichtung gem.
- a. der direkten Energieversorgung aus einer dritten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC3) und einer vierten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC4) für den Betrieb der ersten LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung im Quasidauerbetrieb (QDB) einerseits und
- b. der direkten Energieversorgung aus einer ersten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC1) und einer zweiten positiven Versorgungsspannungsquelle (VCC2) für den gepulsten Betrieb (GPB) als gepulste LED (LED1) andererseits
- a. the direct energy supply from a third positive supply voltage source (VCC3) and a fourth positive supply voltage source (VCC4) for the operation of the first LED (LED1) as a lighting means of a lighting device in quasi-continuous operation (QDB) on the one hand and
- b. the direct power supply from a first positive supply voltage source (VCC1) and a second positive supply voltage source (VCC2) for pulsed operation (GPB) as a pulsed LED (LED1) on the other hand
Dabei ist bevorzugt die erste Versorgungsspannung (VCC1) der Ausgang eines ersten Spannungsreglers (SR1).In this case, the first supply voltage (VCC1) is preferably the output of a first voltage regulator (SR1).
Die zweite Versorgungsspannung (VCC2) ist wieder bevorzugt der Ausgang eines zweiten Spanungsreglers (SR2).The second supply voltage (VCC2) is again preferably the output of a second voltage regulator (SR2).
Die dritte Versorgungsspannung (VCC3) ist wieder bevorzugt der Ausgang eines dritten Spanungsreglers (SR3).The third supply voltage (VCC3) is again preferably the output of a third voltage regulator (SR3).
Die vierte Versorgungsspannung (VCC4) ist wieder bevorzugt der Ausgang eines vierten Spanungsreglers (SR4).The fourth supply voltage (VCC4) is again preferably the output of a fourth voltage regulator (SR4).
Als negative Versorgungsspannung wird in dem Beispiel der
Bevorzugt wird die Versorgung der ersten Leuchtdiode (LED1) im Quasidauerbetrieb (QDB) bei der Verwendung der ersten LED (LED1) als Leuchtmittel für Beleuchtungszwecke aus der dritten und vierten Versorgungsspannung (VCC3, VCC4) durchgeführt. Bei der Verwendung im gepulsten Betrieb (GPB) erfolgt die Versorgung der ersten LED(LED1) bevorzugt aus der ersten und zweiten Versorgungsspannung (VCC11, VCC2). Beispielsweise kann die Ausgangsspannung der ersten und zweiten Spannungsregler (SR1, SR2) an deren Ausgängen, die ersten und zweite Versorgungsspannung (VCC1, VCC2), in der Größe der Flussspannung der ersten LED (LED1) liegen, während die Ausgangsspannung des dritten und vierten Spannungsreglers (SR3, SR4) an dessen Ausgängen, die dritte und vierte Versorgungsspannungsquelle (VCC3, VCc4), jeweils bevorzugt in der Nähe der Board-Netzspannung (z.B. 12V) eines Kraftfahrzeugs (Kfz) liegt. Man beachte, dass in den negativen Zweigen der Halbbrücke keine Analogmultiplexer mehr vorgesehen sind, da eine Überhöhung des Betrags der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) hier nicht vorgesehen ist.The first light-emitting diode (LED1) is preferably supplied in quasi-continuous operation (QDB) when the first LED (LED1) is used as a light source for lighting purposes from the third and fourth supply voltage (VCC3, VCC4). When used in pulsed operation (GPB), the first LED (LED1) is preferably supplied from the first and second supply voltage (VCC11, VCC2). For example, the output voltage of the first and second voltage regulators (SR1, SR2) at their outputs, the first and second supply voltage (VCC1, VCC2), in the magnitude of the forward voltage of the first LED (LED1), while the output voltage of the third and fourth voltage regulator (SR3, SR4) at its outputs, the third and fourth supply voltage sources (VCC3, VCc4), each preferably in the vicinity of the board mains voltage (e.g. 12V) of a motor vehicle (car). It should be noted that analog multiplexers are no longer provided in the negative branches of the half-bridge, since an increase in the magnitude of the negative total supply voltage (GND) is not provided here.
Ganz besonders bevorzugt liefert die Steuereinrichtung (ST) als Spannung am zweiten Steueranschluss (G2) des zweiten Transistors (G2) nun eine Referenzspannung, wenn dieser eingeschaltet werden soll, sodass der zweite Transistor (T2) im eingeschalteten Zustand als Transistorstromquelle arbeitet. Dies ist ganz besonders dann vorteilhaft, wenn dies bei einem Betrieb der ersten LED (LED1) im Quasidauerbetrieb (QDB) als Leuchtmittel zu Beleuchtungszwecken geschieht. Hierdurch wird die Energiemenge, die dauerhaft in der ersten LED (LED1) umgesetzt wird kontrolliert. Der vierte und dritte Spannungsregler (SR3, SR4), die die dritte und vierte Versorgungsspannung (VCC3, VCC4) erzeugen, können dann als Schaltregler ausgeführt werden, während die Regelverluste im zweiten Transistor (T2) in diesem Quasidauerbetrieb minimiert werden und sich somit der zweite Transistor (T2) nur wenig erwärmt. Es wurde also bei der Ausarbeitung des Vorschlags erkannt, dass es vorteilhaft ist, die positive Versorgungsspannung (VCC3, VCC4) für die Versorgung der ersten LED (LED1) im Quasidauerbetrieb (QDB) in jeweils einem Schaltregler als Spannungsregler (SR3, SR4) zu erzeugen und gleichzeitig den Strom im Quasidauerbetrieb (QDB) durch den zweiten Transistor (T2) als Stromquellentransistor zu regeln.The control device (ST) now very particularly preferably supplies a reference voltage as the voltage at the second control connection (G2) of the second transistor (G2) when the latter is to be switched on, so that the second transistor (T2) works as a transistor current source when switched on. This is particularly advantageous when this happens when the first LED (LED1) is operated in quasi-continuous operation (QDB) as a light source for lighting purposes. This controls the amount of energy that is permanently converted in the first LED (LED1). The fourth and third voltage regulators (SR3, SR4), which generate the third and fourth supply voltages (VCC3, VCC4), can then be implemented as switching regulators, while the regulation losses in the second transistor (T2) are minimized in this quasi-continuous operation and the second Transistor (T2) only slightly heated. It was therefore recognized during the development of the proposal that it is advantageous to generate the positive supply voltage (VCC3, VCC4) for supplying the first LED (LED1) in quasi-continuous operation (QDB) in a switching regulator as a voltage regulator (SR3, SR4). and at the same time regulate the current in quasi-continuous operation (QDB) through the second transistor (T2) as current source transistor.
In dem Beispiel der
Figur 19figure 19
Die dritte Versorgungsspannung (VCC3) ist dabei für den Quasidauerbetrieb (QDB) vorgesehen, bei dem die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise eines Fahrzeugscheinwerfers(SW), verwendet wird. Die dritte Versorgungsspannung (VCC3) wird in dem Beispiel der
Die zweite Versorgungsspannung (VCC2) ist für den gepulsten Betrieb (GPB) vorgesehen. Der Betrag des Spannungswerts der zweiten Versorgungsspannung (VCC2) liegt bevorzugt über dem Betrag des Spannungswerts der dritten Versorgungsspannung (VCC3).The second supply voltage (VCC2) is intended for pulsed operation (GPB). The magnitude of the voltage value of the second supply voltage (VCC2) is preferably greater than the magnitude of the voltage value of the third supply voltage (VCC3).
Soll in dem gepulsten Betrieb (GPB) die erste LED (LED1) schnell eingeschaltet werden, so werden der achte Transistor (T8) und der dritte Transistor (T3) und der zweite Transistor (T2) geöffnet. Der zweite Transistor (T2) kann in diesem Einschaltvorgang ggf. wieder als Stromquelle betrieben werden. Der zwölfte Transistor (T12), der vierte Transistor (T4) und der erste Transistor (T1) sind in diesem Betriebszustand der H-Brücke ausgeschaltet.If the first LED (LED1) is to be switched on quickly in pulsed operation (GPB), then the eighth transistor (T8) and the third transistor (T3) and the second transistor (T2) are opened. The second transistor (T2) can optionally be operated again as a current source in this switch-on process. The twelfth transistor (T12), the fourth transistor (T4) and the first transistor (T1) are switched off in this operating state of the H-bridge.
Soll in einem gepulsten Betrieb (GPB) die erste LED (LED1) schnell wiederausgeschaltet werden, so werden der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) geöffnet. Der vierte Transistor (T4) kann in diesem Ausschaltvorgang ggf. wieder als Stromquelle betrieben werden, um einer Überlastung der ersten LED (LED1) zu vermeiden. Der zwölfte Transistor (T12), der achte Transistor (T8), der dritte Transistor (T3) und der zweite Transistor (T2) sind in diesem Betriebszustand der H-Brücke (H) ausgeschaltet oder schalten gerade ab.If the first LED (LED1) is to be quickly switched off again in pulsed operation (GPB), the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are opened. The fourth transistor (T4) can optionally be operated again as a current source in this switch-off process in order to avoid overloading the first LED (LED1). The twelfth transistor (T12), the eighth transistor (T8), the third transistor (T3) and the second transistor (T2) are switched off in this operating state of the H-bridge (H) or are just switching off.
Figur 20figure 20
Die dritte Versorgungsspannung (VCC3) ist wieder für den Quasidauerbetrieb (QDB) vorgesehen, bei dem die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise eines Fahrzeugscheinwerfers (SW), verwendet wird. Die dritte Versorgungsspannung (VCC3) wird in dem Beispiel der
Die zweite Versorgungsspannung (VCC2) ist wieder für den gepulsten Betrieb (GPB) vorgesehen. Der Betrag des Spannungswerts der zweiten Versorgungsspannung (VCC2) liegt bevorzugt über dem Betrag des Spannungswerts der dritten Versorgungsspannung (VCC3).The second supply voltage (VCC2) is again intended for pulsed operation (GPB). The magnitude of the voltage value of the second supply voltage (VCC2) is preferably greater than the magnitude of the voltage value of the third supply voltage (VCC3).
Soll in dem gepulsten Betrieb (GPB) die erste LED (LED1) schnell eingeschaltet werden, so wird der dritte Transistor (T3) und der zweite Transistor (T2) geöffnet. Der zweite Transistor (T2) kann in diesem Einschaltvorgang ggf. wieder als Stromquelle betrieben werden. Der zwölfte Transistor (T12), der vierte Transistor (T4) und der erste Transistor (T1) sind in diesem Betriebszustand der H-Brücke (H) ausgeschaltet.If the first LED (LED1) is to be switched on quickly in pulsed operation (GPB), then the third transistor (T3) and the second transistor (T2) are opened. The second transistor (T2) can optionally be operated again as a current source in this switch-on process. The twelfth transistor (T12), the fourth transistor (T4) and the first transistor (T1) are switched off in this operating state of the H-bridge (H).
Soll in einem gepulsten Betrieb (GPB) die erste LED (LED1) schnell wiederausgeschaltet werden, so werden der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) geöffnet. Der vierte Transistor (T4) kann in diesem Ausschaltvorgang ggf. wieder als Stromquelle betrieben werden, um einer Überlastung der ersten LED (LED1) zu vermeiden. Der zwölfte Transistor (T12), der dritte Transistor (T3) und der zweite Transistor (T2) sind in diesem Betriebszustand der H-Brücke ausgeschaltet oder schalten gerade ab.If the first LED (LED1) is to be quickly switched off again in pulsed operation (GPB), the first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) are opened. The fourth transistor (T4) can optionally be operated again as a current source in this switch-off process in order to avoid overloading the first LED (LED1). The twelfth transistor (T12), the third transistor (T3) and the second transistor (T2) are switched off in this operating state of the H-bridge or are just switching off.
Figur 21figure 21
Figur 22figure 22
Das Zustandsdiagramm der
Das Zustandsdiagramm wird im beispielhaften Zusammenhang mit der
Die Schaltzustände der Transistoren (T1, T2, T3, T4, T12) werden durch die Steuereinrichtung (ST) kontrolliert und gesteuert. Ggf. verfügt die Gesamtvorrichtung über Messmittel (HCV, HCI1, HCI2, HCI3, HCI4, HCI12), um auf den Schaltzustand der Transistoren (T1, T2, T3, T4, T12) schließen zu können. Diese Messmittel leiten ihre Messergebnisse entweder dem besagten Rechnersystem (µC) zu, das die Steuereinrichtung (ST) steuert, wo die Messergebnisse ausgewertet werden und/oder leiten die Messergebnisse der Steuereinrichtung (ST) direkt zu, deren Ausgangssignale dann von diesen Messergebnissen dann zumindest teilweise abhängen. Die Gesamtvorrichtung kann über Messmittel zur Erfassung der Teilströme in den Halbbrücken (HB1, HB2) der H-Brücke (H) verfügen.The switching states of the transistors (T1, T2, T3, T4, T12) are checked and controlled by the control device (ST). The overall device may have measuring means (HCV, HCI1, HCI2, HCI3, HCI4, HCI12) in order to be able to deduce the switching state of the transistors (T1, T2, T3, T4, T12). These measuring devices either forward their measurement results to said computer system (µC), which controls the control device (ST), where the measurement results are evaluated, and/or forward the measurement results to the control device (ST) directly, whose output signals then depend at least partially on these measurement results depend. The overall device can have measuring means for detecting the partial currents in the half-bridges (HB1, HB2) of the H-bridge (H).
Insbesondere kann sie über ein erstes Messmittel (Rs1) in der ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) verfügen, das den elektrischen Strom durch einen Teil der ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) erfasst und in eine elektrische Spannung wandelt, welche dann durch ein nicht in den Figuren eingezeichnetes Messgerät in einen Messwert für diesen elektrischen Strom wandelt, der dann der Recheneinheit (µC) oder der Steuereinheit (ST) für die Steuerung der H-Brücke oder der Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) oder der Spannungswandler (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) oder der Spannungsregler (SR1, RS2) oder der Steuereinheit (ST) zur Verfügung gestellt wird. In particular, it can have a first measuring device (Rs1) in the first half-bridge (HB1: T1, T2), which detects the electrical current through part of the first half-bridge (HB1: T1, T2) and converts it into an electrical voltage, which then converted into a measured value for this electric current by a measuring device not shown in the figures, which is then sent to the computing unit (µC) or the control unit (ST) for controlling the H-bridge or the charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) or the voltage converter (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) or the voltage regulator (SR1, RS2) or the control unit (ST) is provided.
Insbesondere kann sie über ein zweites Messmittel (Rs2) in der zweiten Halbbrücke (HB2: T3, T4) verfügen, das den elektrischen Strom durch einen Teil der zweiten Halbbrücke (HB2: T3, T4) erfasst und in eine elektrische Spannung wandelt, welche dann durch ein nicht in den Figuren eingezeichnetes Messgerät in einen Messwert für diesen elektrischen Strom wandelt, der dann der Recheneinheit (µC) oder der Steuereinheit (ST) für die Steuerung der H-Brücke oder der Ladungspumpen (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) oder der Spannungswandler (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) oder der Spannungsregler (SR1, RS2) oder der Steuereinheit (ST) zur Verfügung gestellt wird.In particular, it can have a second measuring device (Rs2) in the second half-bridge (HB2: T3, T4), which detects the electrical current through part of the second half-bridge (HB2: T3, T4) and converts it into an electrical voltage, which then converted into a measured value for this electric current by a measuring device not shown in the figures, which is then sent to the computing unit (µC) or the control unit (ST) for controlling the H-bridge or the charge pumps (LPPA, LPPB, LPMA, LPMB) or the voltage converter (SVPA, SVPB, SVMA, SVMB) or the voltage regulator (SR1, RS2) or the control unit (ST) is provided.
Die H-Brücke (H) kann vorzugsweise in einem ersten Zwischenzustand (Z) betrieben werden. In diesem Zwischenzustand ist der erste Transistor (T1) ausgeschaltet, der zweite Transistor (T2) ausgeschaltet, der dritte Transistor (T3) ausgeschaltet, der vierte Transistor (T4) ausgeschaltet und der zwölfte Transistor (T12) ausgeschaltet. Der Zwischenzustand (Z) ist für den Quasidauerbetrieb (QDB) vorgesehen, wenn die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung, z.B. eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs (Kfz), für Beleuchtungszwecke verwendet wird.The H-bridge (H) can preferably be operated in a first intermediate state (Z). In this intermediate state, the first transistor (T1) is off, the second transistor (T2) is off, the third transistor (T3) is off, the fourth transistor (T4) is off and the twelfth transistor (T12) is off. The intermediate state (Z) is provided for quasi-continuous operation (QDB) when the first LED (LED1) is used as a light source of a lighting device, e.g. a headlight of a motor vehicle (motor vehicle), for lighting purposes.
Die H-Brücke (H) kann vorzugsweise in einem Zwischenzustand (PZ) des gepulsten Betriebs (GPB) betrieben werden. Auch in diesem Zwischenzustand (PZ) des gepulsten Betriebs (GPB) ist der erste Transistor (T1) ausgeschaltet, der zweite Transistor (T2) ausgeschaltet, der dritte Transistor (T3) ausgeschaltet, der vierte Transistor (T4) ausgeschaltet und der zwölfte Transistor (T12) ausgeschaltet. Der Zwischenzustand (PZ) des gepulsten Betriebs (GPB) ist jedoch für den gepulsten Betrieb (GPB) vorgesehen, wenn die erste LED (LED1) als Messmittel einer Sensorvorrichtung, z.B. einer Abstandsmessvorrichtung eines Kfz, z.B. für Abstandsmesszwecke verwendet wird. Die Unterscheidung zwischen dem ersten Zwischenzustand (Z) und dem diesem Zwischenzustand (PZ) des gepulsten Betriebs (GPB) ist dann wichtig, wenn nur eine H-Brücke mit vier Transistoren (T1, T2, T3, T4) gem.
Der zweite Gesamtzustand, der „PAn“-Zustand wird dabei im Lichtpulsbetrieb nicht länger als eine Einschaltzeit (τpp) eingenommen, die bevorzugt kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Flussrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Der dritte Gesamtzustand, der „PAus“-Zustand wird analog dazu ebenfalls nicht länger als eine Ausräumzeit (τpn) eingenommen, wobei die Ausräumzeit (τpn) kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) ist, da die Ansteuerung gemäß der hier vor geschlagenen technischen Lehre mit einer erhöhten Betriebsspannung in diesem Lichtpulsbetrieb in Sperrrichtung der Leuchtdioden erfolgt. Hierbei ist von besonderer Wichtigkeit, dass die Raumladungszone der Leuchtdioden nicht entleert werden darf. Die Einschaltzeit (τpp) muss kleiner als die Ladungsträgerlebensdauer (τ) sein.The second overall state, the "PAn" state, is assumed in light pulse operation for no longer than a switch-on time (τ pp ), which is preferably less than the charge carrier lifetime (τ), since the control according to the technical teaching proposed here requires an increased operating voltage takes place in this light pulse operation in the flow direction of the light-emitting diodes. Similarly, the third overall state, the "PAus" state, is also assumed for no longer than a clearing time (τ pn ), with the off Clearance time (τ pn ) is less than the charge carrier lifetime (τ) since the activation according to the technical teaching proposed here takes place with an increased operating voltage in this light pulse operation in the reverse direction of the light-emitting diodes. It is of particular importance here that the space charge zone of the light-emitting diodes must not be emptied. The turn-on time (τ pp ) must be less than the carrier lifetime (τ).
Im Quasidauerbetrieb (QDB) kann die H-Brücke (H) vom Zwischenzustand (Z) in den „BAn“-Zustand (BAn) und zurück wechseln. Dieser Wechsel wird durch die Steuervorrichtung (ST) gesteuert. In diesem „BAn“-Zustand (BAn) wird die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung mehr oder weniger dauerhaft bestromt. Der erste Transistor (T1) und der vierte Transistor (T4) und der dritte Transistor (T3) sind ausgeschaltet. Der zwölfte Transistor (T12) verbindet die erste LED (LED1) mit der ersten Spannungsquelle (SR1) und damit mit der ersten Versorgungsspannung. Die erste Spannungsquelle (SR1) ist daher für den dauerhaften Betrieb ausgelegt. Ihre Zeitkonstanten können länger sein, während sie in der Lage sein muss, auch längerer Zeit der anfallenden Verlustleistung zu widerstehen. Der zweite Transistor (T2) ist ebenfalls eingeschaltet. Bevorzugt arbeitet er jedoch als Stromquelle. In dem Fall ist er in der Lage, die Energieaufnahme durch die erste LED zu kontrollieren, da er dann den Strom durch die erste LED (LED1) regeln kann. Es wurde bei der Ausarbeitung des Vorschlags also erkannt, dass es von besonderem Vorteil ist, wen die vorgeschlagene H-Brücke eine Stromquelle oder einen Stromquellentransistor (T2) umfasst.In quasi-continuous operation (QDB), the H-bridge (H) can switch from the intermediate state (Z) to the "BAn" state (BAn) and back. This change is controlled by the control device (ST). In this "BAn" state (BAn), the first LED (LED1) as the illuminant of a lighting device is more or less permanently energized. The first transistor (T1) and the fourth transistor (T4) and the third transistor (T3) are switched off. The twelfth transistor (T12) connects the first LED (LED1) to the first voltage source (SR1) and thus to the first supply voltage. The first voltage source (SR1) is therefore designed for permanent operation. Its time constants can be longer, while it must be able to withstand the power dissipation that occurs for longer periods of time. The second transistor (T2) is also on. However, it preferably works as a current source. In that case he is able to control the energy consumption through the first LED, since he can then regulate the current through the first LED (LED1). It was thus recognized during the drafting of the proposal that it is of particular advantage if the proposed H-bridge includes a current source or a current source transistor (T2).
Im Quasidauerbetrieb (QBD) kann die H-Brücke (H) vom Zwischenzustand (Z) in den optionalen Zustand „K“ und zurück wechseln. Im Quasidauerbetrieb (QBD) kann die H-Brücke (H) vom „PAus“-Zustand (PAus) in den optionalen „k“-Zustand (k) und zurück wechseln. Im gepulsten Betrieb (GPB) kann die H-Brücke (H) vom „PAus“-Zustand (Paus) ebenfalls in den optionalen „k“-Zustand (k) wechseln. Im gepulsten Betrieb (GPB) kann die H-Brücke (H) vom Zwischenzustand für den gepulsten Betrieb (PZ) ebenfalls in den optionalen „k“-Zustand (k) und zurück wechseln. Diese Wechsel werden durch die Steuervorrichtung (ST) gesteuert. In diesem Zustand (K) wird die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung mehr oder weniger dauerhaft entladen. Der „k“-Zustand (k) ist insofern optional, da auch im Zwischenzustand (Z) bereits kein Strom durch die erste LED (LED1) fließt. Der „k“-Zustand (k) kann auf zwei verschiedene Arten realisiert werden. Grundprinzip ist, dass der Spannungsabfall über die erste LED (LED1) auf null gebracht wird. Dies erfordert ein Kurzschließen der ersten LED (LED1). Dies geschieht im Beispiel der
Im ersten Fall sind im Beispiel der
Im zweiten Fall sind im Beispiel der
Im Quasidauerbetrieb (QDB) kann die H-Brücke (H) vom Zwischenzustand (Z) in den optionalen „BAus“-Zustand (BAus) und zurück wechseln. Dieser Wechsel wird durch die Steuervorrichtung (ST) gesteuert. In diesem „Baus“-Zustand (BAus) wird die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung mehr oder weniger dauerhaft in Sperrrichtung betrieben. Der „BAus“-Zustand (BAus) ist insofern optional, da auch im Zwischenzustand (Z) bereits kein Strom durch die erste LED (LED1) fließt und diese daher nicht dauerhaft leuchten kann. Der Zustand „PAus“ wird dadurch realisiert, die erste LED (LED1) in Sperrrichtung betrieben wird. Hierzu sind im „PAus“-Zustand bezogen auf die
Der „PZ“-Zustand und der Zwischenzustand (Z) bilden mehr oder weniger eine Einheit, die als gestrichelte Blase angedeutet ist.The "PZ" state and the intermediate state (Z) form more or less a unit, which is indicated as a dashed bubble.
Es ist optional auch ein Übergang vom „BAus“-Zustand in den „PZ“-Zustand optional möglich. Direkte Übergänge vom „k“-Zustand in den „BAn“. Zustand oder zurück sind bevorzugt nicht erlaubt, um Querströme an dieser Stelle auszuschließen. Direkte Übergänge vom „BAus“-Zustand in den „BAn“-Zustand oder zurück sind bevorzugt ebenfalls nicht erlaubt, um Querströme an dieser Stelle auszuschließen.A transition from the "BOff" state to the "PZ" state is also optionally possible. Direct transitions from the "k" state to the "BAn". State or back are preferred not allowed to cross currents excluded at this point. Direct transitions from the “BAus” state to the “BAn” state or back are preferably also not permitted in order to rule out cross currents at this point.
Im Quasidauerbetrieb (QDB) kann die H-Brücke (H) vom Zwischenzustand (Z) in den Zwischenzustand (PZ) für den gepulsten Betrieb (GPB) und damit in den gepulsten Betrieb (GPB) und zurück wechseln. Dieser Wechsel vom gepulsten Betrieb (GPB) in den Quasidauerbetrieb (QDB) und zurück ist im Beispiel der
Im gepulsten Betrieb (GPB) kann die H-Brücke ihren Zustand vom Zwischenzustand (PZ) für den gepulsten Betrieb (GPB) in den Zustand „PAn“ wechseln. In diesem Zustand (PAn) soll die erste LED (LED1) möglichst schnell eingeschaltet werden. Hierzu wird die erste LED (LED1) in diesem Zustand möglichst schnell mit einer möglichst hohen Betriebsspannung verbunden, um die PN-Übergänge der ersten LED (LED1) möglichst schnell mit Ladungsträgern zu fluten. Im Beispiel der
- Zum Ersten werden die ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der zweite Transistor T2) schneller durch den einschaltenden Transistor (In dem Beispiel der
20 der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3)) schnell entladen. In dem Beispiel der20 nimmt der erste Transistor (T1) dadurch auch einen Großteil des Stromes auf, den der ausschaltende zweite Transistor (T2) sonst noch in die erste LED (LED1) liefern würde. In dem Beispiel der20 nimmt der vierte Transistor (T4) dadurch auch einen Großteil des Stromes auf, den der ausschaltende dritte Transistor (T3) sonst noch in die erste LED (LED1) liefern würde.
- Firstly, the switching-off transistors (in the example, the second transistor T2) are made faster by the switching-on transistor (in the example, the
20 the second transistor (T2) and the third transistor (T3)) discharge rapidly. In the example of20 As a result, the first transistor (T1) also absorbs a large part of the current that the switching-off second transistor (T2) would otherwise supply to the first LED (LED1). In the example of20 As a result, the fourth transistor (T4) also absorbs a large part of the current that the third transistor (T3) that switches off would otherwise deliver to the first LED (LED1).
Zum Zweiten führt dies zu einer schnelleren Umpolung und damit Entladung der ersten LED (LED1). Es ist somit sinnvoll, wenn der zulässige Querstrom während des Ausschaltens der ausschaltenden Transistoren (in dem Beispiel der
Da in der Regel das Verhalten der Transistoren (T1, T2, T3, T4) bekannt ist, ist es sinnvoll auf Basis der Spannungsabfälle, die jeweilige Energieabgabe zu berechnen. Aus dem Spannungsabfall über die erste LED (LED1) kann in der Regel auf den axialen Strom der H-Brücke (H) durch die erste LED (LED1) geschlossen werden. Es kann in diesem Zusammenhang sinnvoll sein, über zwei Shunt-Widerstände (RS1, RS2) z.B. in den Masse-Leitungen der H-Brücke (H) den Strom exakt zu messen (siehe
Des Weiteren kann es sinnvoll sein, die Transistoren (T1, T2 / T3, T4) für den gepulsten Betrieb (GPB) als auch die Transistoren (T2, T3) für den Quasidauerbetrieb (QDB) mit einem oder mehreren Thermoelementen zu versehen, die die Transistoren während des Betriebs überwachen. Auch deren Parameter können für die Regelung herangezogen werden.Furthermore, it can make sense to provide the transistors (T1, T2 / T3, T4) for pulsed operation (GPB) and the transistors (T2, T3) for quasi-continuous operation (QDB) with one or more thermocouples that Monitor transistors during operation. Their parameters can also be used for the control.
Der „PAus“-Zustand beschreibt einen weiteren Gesamtzustand der Vorrichtung, wobei sich in einem der zweite Transistor (T2) und der dritte Transistor (T3) und der zwölfte Transistor (T12) (beispielhaft bezogen auf
Figur 23figure 23
Um auf den Strom durch den zweiten Transistor (T2) zu schließen, wird bevorzugt die Spannung zwischen dem vierten Anschluss (4) des zweiten Transistors (T2) und der negativen Versorgungsspannung (GND) erfasst. Bei einem bekannten Wert des ersten Shunt-Widerstands (Rs1) ergibt sich dann aus dieser erfassten Spannung der Strom durch den zweiten Transistor (T2).In order to infer the current through the second transistor (T2), the voltage between the fourth terminal (4) of the second transistor (T2) and the negative supply voltage (GND) is preferably recorded. If the value of the first shunt resistor (Rs1) is known, the current through the second transistor (T2) then results from this recorded voltage.
Um auf den Strom durch den vierten Transistor (T4) zu schließen, wird bevorzugt die Spannung zwischen dem achten Anschluss (8) des vierten Transistors (T4) und der negativen Versorgungsspannung (GND) erfasst. Bei einem bekannten Wert des zweiten Shunt-Widerstands (Rs2) ergibt sich dann aus dieser erfassten Spannung der Strom durch den vierten Transistor (T4).In order to infer the current through the fourth transistor (T4), the voltage between the eighth connection (8) of the fourth transistor (T4) and the negative supply voltage (GND) is preferably recorded. If the value of the second shunt resistor (Rs2) is known, the current through the fourth transistor (T4) then results from this recorded voltage.
Ganz besonders bevorzugt werden die so erfassten Messwerte für die Regelung der Querströme insbesondere im „QPZ“-Zustand bzw. zu Beginn des „PAus“-Zustands eingesetzt oder zur Stabilisierung der Farbtemperatur der Abstrahlung der ersten LED (LED1) im „BAn“-Zustand im Quasidauerbetrieb (QDB).The measured values recorded in this way are particularly preferred for controlling the cross currents, especially in the "QPZ" state or at the beginning of the "PAoff" state, or for stabilizing the color temperature of the radiation of the first LED (LED1) in the "BAn" state in quasi-continuous operation (QDB).
Figur 24figure 24
entspricht der
Statt Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA) können auch Spannungsaufwärtswandler (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) oder ähnliches eingesetzt werden, die die Versorgungsspannung betragsmäßig gegenüber dem Betrag der betreffenden positiven oder negativen Versorgungsspannung erhöhen. Als Bezug bezüglich der Betragserhöhung gelte hierbei der Mittelwert der Spannung zwischen der positiven und negativen Versorgungsspannung. Bei den Energiereserven der Spannungswandler (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) kann es sich auch um Induktivitäten (L_SVPB, L_SVPA, L_SVMB, L_SVMA) oder ähnliches handeln.Instead of charge pumps (LPPB, LPPA, LPMB, LPMA), voltage step-up converters (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) or the like can also be used, which increase the amount of the supply voltage compared to the amount of the relevant positive or negative supply voltage. The mean value of the voltage between the positive and negative supply voltage applies here as a reference for the increase in amount. The energy reserves of the voltage converters (SVPB, SVPA, SVMB, SVMA) can also be inductances (L_SVPB, L_SVPA, L_SVMB, L_SVMA) or the like.
Figur 25figure 25
entspricht der
Figur 26figure 26
entspricht der
Figur 27figure 27
Figur 28figure 28
Figur 29figure 29
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Figur 30figure 30
entspricht der
Figur 31figure 31
entspricht der
Figur 32figure 32
entspricht der
Figur 33Figure 33
entspricht der
Figur 34figure 34
zeigt beispielhafte Positionen von Vorrichtungen gemäß dieses Vorschlags an einem beispielhaften Kraftfahrzeug (Kfz) in Form eines beispielhaften PKWs. Hier sei auf die Bezugszeichenliste verwiesen. shows exemplary positions of devices according to this proposal on an exemplary motor vehicle (motor vehicle) in the form of an exemplary car. Reference is made here to the list of reference symbols.
Vorne kann die vorgeschlagene Vorrichtung in den Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht (FST1, FST2), den Frontscheinwerfern für Abblendlicht (FAS1, FSA2), den Frontscheinwerfer für Fernlicht (FSF1, FSF2) untergebracht werden. Ebenso kommen dort die Nebelleuchten (NL1, NL2) (=Nebelscheinwerfer) in Frage. An den Ecken des Fahrzeugs kommen die Fahrtrichtungsanzeiger (BL1, BL2) für die Ausgestaltung entsprechend diesem Vorschlag in Frage. Für eine Positionierung auf dem Dach kommen Warnleuchten und das Blaulicht von Rettungskräften etc. in Frage.In front, the proposed device can be placed in the headlights for daytime running lights (FST1, FST2), headlights for low beam (FAS1, FSA2), headlights for high beam (FSF1, FSF2). The fog lights (NL1, NL2) (=fog lights) can also be used there. At the corners of the vehicle, the direction indicators (BL1, BL2) come into question for the design according to this proposal. For positioning on the roof, warning lights and the blue lights of rescue workers etc. come into question.
An der Seite kommen beispielsweise Warnleuchten (TWL1, TWL2) für Fahrzeuge im toten Winkel, die typischerweise an den Rückspiegeln vorgesehen sind, in Frage.On the side, for example, warning lights (TWL1, TWL2) for vehicles in the blind spot, which are typically provided on the rear-view mirrors, come into question.
An der Rückseite des Fahrzeugs kommen insbesondere die Bremsleuchten (BRL1, BRL2), die Rückfahrscheinwerfer (RFL1, RFI2), die Nebelrückleuchten (NRL1, NRL2) und die Rückleuchte (RL1, RL2) für eine Ausgestaltung entsprechend diesem Vorschlag in Frage.At the rear of the vehicle, the brake lights (BRL1, BRL2), the reversing lights (RFL1, RFI2), the rear fog lights (NRL1, NRL2) and the tail light (RL1, RL2) are particularly suitable for a design according to this proposal.
Um das ganze Fahrzeug herum kommen Zierleuchten (ZL1, ZL2) für eine Ausgestaltung entsprechend diesem Vorschlag in Frage.Decorative lights (ZL1, ZL2) around the entire vehicle can be considered for a design according to this proposal.
Figur 35figure 35
zeigt eine beispielhafte Kommunikation zwischen einem Fahrzeug (Kfz), das mit einem vorgeschlagenen Scheinwerfer (SW) ausgestattet ist, und einer Vorrichtung der Verkehrsinfrastruktur, hier beispielhaft einer Ampel (AMP). Beispielhaft sei angenommen, dass der rechte Frontscheinwerfer des Fahrzeugs vorschlagsgemäß gestaltet ist und gepulstes Licht aussenden kann. Das Fahrzeug (Kfz) ist dann in der Lage, beispielsweise durch eine Modulation des Pulsabstands im gepulsten Betrieb (GPB) Informationen an die Vorrichtung der Verkehrsinfrastruktur, hier beispielhaft eine Ampel (AMP) zu senden. Die Ampel empfängt durch einen optischen Empfänger diese Pulsfolge. Dies kann beispielsweise die Steuerung der Ampel (AMP) dazu veranlassen, den Zustand der Ampel (AMP) zu ändern, beispielsweise in der Nacht von Rot auf Grün zu springen, wenn keine andere Anforderung vorliegt. Umgekehrt kann die Ampel (AMP) ebenfalls mittels einer optischen Pulsfolge Daten an das Fahrzeug senden. Sind die Pulse kurz genug und nicht zu häufig und weist das durch die Pulsung erzeugte Spektrum keiner Modulationsfrequenzen auf, die durch ein menschliches Auge wahrnehmbar sind, so sind diese nicht mehr ohne weiteres für einen menschlichen Beobachter wahrnehmbar. Die vorgeschlagenen Vorrichtungen sollen daher den Quasidauerbetrieb als bevorzugt kürzer als 10µs, besser kürzer als 3µs, besser kürzer als 2µs, besser kürzer als 1µs, besser kürzer als 500ns, besser kürzer als 200ns, besser kürzer als 100ns, besser kürzer als 50ns, besser kürzer als 20ns , besser kürzer als 10ns, besser kürzer als 5ns, besser kürzer als 4ns , besser kürzer als 2ns , besser kürzer als 1ns, besser kürzer als 500ps, besser kürzer als 200ps, besser kürzer als 100ps, besser kürzer als 50ps, besser kürzer als 20ps, besser kürzer als 10ps, besser kürzer als 5ps, besser kürzer als 2ps, besser kürzer als 1ps verlassen und dann wieder in den Quasidauerbetrieb zurückkehren. Im Quasidauerbetrieb erfolgt die Energieversorgung dabei bevorzugt aus Spannungswandlern mit einer bevorzugt niedrigeren maximalen Lichtleistung als im gepulsten Betrieb mit einer bevorzugt massiv erhöhten Pulslichtleistung und einer bevorzugten Energieversorgung aus Ladungspumpen.shows an exemplary communication between a vehicle (Kfz), which is equipped with a proposed headlight (SW), and a device of the traffic infrastructure, here an example of a traffic light (AMP). As an example, it is assumed that the right headlight of the vehicle is designed according to the proposal and can emit pulsed light. The vehicle (motor vehicle) is then able, for example by modulating the pulse interval in pulsed operation (GPB), to send information to the device in the traffic infrastructure, here by way of example a traffic light (AMP). The traffic light receives this pulse sequence through an optical receiver. This can, for example, cause the traffic light (AMP) controller to change the state of the traffic light (AMP), for example to switch from red to green at night if there is no other request. Conversely, the traffic light (AMP) can also send data to the vehicle using an optical pulse sequence. If the pulses are short enough and not too frequent, and if the spectrum generated by the pulsing does not have any modulation frequencies that can be perceived by the human eye, these can no longer be easily perceived by a human observer. The proposed devices should therefore the quasi-continuous operation as preferably shorter than 10 µs, better shorter than 3 µs, better shorter than 2 µs, better shorter than 1 µs, better shorter than 500 ns, better shorter than 200 ns, better shorter than 100 ns, better shorter than 50 ns, better shorter than 20ns , better shorter than 10ns, better shorter than 5ns, better shorter than 4ns , better shorter than 2ns , better shorter than 1ns, better shorter than 500ps, better shorter than 200ps, better shorter than 100ps, better shorter than 50ps, better shorter than 20ps, preferably shorter than 10ps, preferably shorter than 5ps, preferably shorter than 2ps, preferably shorter than 1ps and then return to quasi-continuous operation. In quasi-continuous operation, the energy is preferably supplied from voltage converters with a preferably lower maximum light output than in pulsed operation with a preferably massively increased pulsed light output and a preferred energy supply from charge pumps.
Figur 36figure 36
zeigt eine beispielhafte Kommunikation zwischen einem ersten Fahrzeug (Kfz) und einem zweiten Fahrzeug (Kfz2), die jeweils mit einem vorgeschlagenen Scheinwerfer (SW) ausgestattet sind, wobei diese mittels dieser Scheinwerfer (SW) a) die Abstände zueinander a1) aktiv und a2) passiv bestimmen und b) Daten austauschen.shows an exemplary communication between a first vehicle (Kfz) and a second vehicle (Kfz2), each equipped with a proposed headlight (SW), these headlights (SW) a) the distances to each other a1) active and a2) passively determine and b) exchange data.
Hierzu kann beispielsweise das erste Fahrzeug (Kfz1) mittels einer vorgeschlagenen Vorrichtung (z.B.
- 1. als Beleuchtungsvorrichtung
- 2. als Messvorrichtung (z.B. zur Messung des Abstands)
- 3. als Sender einer Datenschnittstelle
- 1. as a lighting device
- 2. as a measuring device (e.g. to measure the distance)
- 3. as a sender of a data interface
Besonders bevorzugt wird zumindest eine LED (LED1) des Scheinwerfers (SW) für diese drei Zwecke gleichzeitig eingesetzt.At least one LED (LED1) of the headlight (SW) is particularly preferably used simultaneously for these three purposes.
Darüber hinaus kann eine LED (LED1) innerhalb des Scheinwerfers (SW) dann auch als Empfänger eingesetzt werden. Dies erfordert allerdings, dass in der Zeit des Empfangs keine Aussendung von Licht erfolgt, um eine Übersteuerung zu vermeiden. In dem Falle würde eine Vierfachnutzung der LED (LED1) vorliegen.In addition, an LED (LED1) inside the headlight (SW) can then also be used as a receiver. However, this requires that no light is emitted during reception in order to avoid overloading. In this case, the LED (LED1) would be used four times.
Figur 37figure 37
Figur 38figure 38
Figur 39figure 39
Glossarglossary
LEDLEDs
Licht emittierende Diode oder Leuchtdiode. Es kann sich im Sinne dieser Offenlegung auch um eine Zusammenschaltung mehrerer lichtemittierender Dioden und anderer Bauelemente handeln die als Gruppe die gleiche Funktion der Lichtemission bei Anlagen einer Spannung in Flussrichtung haben, wie eine einzelne lichtemittierende Diode, handeln, wobei die Flussspannung einer solchen Gruppe abweichen kann. Bevorzugt handelt es sich um eine serielle Verschaltung (LED-Kette) einzelner Leuchtdioden. Als LED im Sinne dieser Offenlegung sind auch Laser-Dioden umfasst.Light Emitting Diode or Light Emitting Diode. Within the meaning of this disclosure, it can also be an interconnection of several light-emitting diodes and other components which, as a group, have the same function of light emission when a voltage is applied in the forward direction as a single light-emitting diode, whereby the forward voltage of such a group can deviate . It is preferably a serial interconnection (LED chain) of individual light-emitting diodes. Laser diodes are also included as LEDs within the meaning of this disclosure.
LIDARLIDAR
(Abkürzung für engl. light detection and ranging), auch Ladar (laser detection and ranging) ist eine dem Radar sehr verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt der Radiowellen beim Radar werden Laserstrahlen verwendet.(Abbreviation for English light detection and ranging), also Ladar (laser detection and ranging) is a radar-related method for optical distance and speed measurement as well as for remote measurement of atmospheric parameters. Laser beams are used instead of radio waves in radar.
Flash LIDARFlash LIDAR
Beim Flash Lidar wird ein einzelner Licht-Puls ausgesendet und die Lichtlaufzeit (TOF) dieses Lichtpulses von dem Sender über die Reflektion an einem Objekt (O) zurück in einen Empfänger richtungsaufgelöst beispielsweise mit einer sogenannten TOF-Kamera oder Timeof-Flight-Kamera gemessen. Hierdurch kann eine Umfeldkarte (UK) erstellt werden ohne dass bewegliche Teile benötigt werden.With the flash lidar, a single light pulse is emitted and the time-of-flight (TOF) of this light pulse is measured by the transmitter via the reflection on an object (O) back to a receiver, for example with a so-called TOF camera or time-of-flight camera. This allows an environment map (UK) to be created without the need for moving parts.
TOF DistanzmessungTOF distance measurement
Bei der TOF-Distanzmessung wird die Laufzeit eines Lichtpulses (LP) oder Farblichtpulses (FLP) gemessen und daraus bei bekannter Geschwindigkeit eines Strahlungspakets eine Distanz (d, d1, d2, d3) berechnet.With the TOF distance measurement, the transit time of a light pulse (LP) or color light pulse (FLP) is measured and a distance (d, d1, d2, d3) is calculated from this if the speed of a radiation packet is known.
3D Imaging3D imaging
Unter 3D Imaging versteht man die Erstellung eines Bildes, das zum einen, wie bei einer normalen Kamera je Kamerapixel eine Helligkeitsinformation umfasst, zum anderen aber auch je Kamerapixel eine Entfernungsinformation umfasst. Solche Kameras arbeiten bevorzugt mit einer Lichtlaufzeitmessung (TOF-Kameras). Im Zusammenhang mit solchen Lichtlaufzeitmessungen ist beispielsweise die
Optical Data LinkOptical data link
Unter Optical-Data-Link versteht man eine Datenverbindung, die mittels eines modulierten Lichtstrahles als Übertragungsmittel hergestellt wird.An optical data link is a data connection that is established using a modulated light beam as a means of transmission.
Car2Car CommunicationCar2Car Communication
Unter Car2Car-Communication versteht man die Datenkommunikation zwischen zwei Fahrzeugen (Kfz1, Kfz2).Car2Car communication is data communication between two vehicles (Kfz1, Kfz2).
Ladungspumpecharge pump
Eine Ladungspumpe ist eine Vorrichtung, die typischerweise Teil der integrierten Ansteuerschaltung ist, mit der die erste LED (LED1) über die vorgeschlagene H-Brücke (H) angesteuert wird. Als Ladungspumpe, englisch Charge Pump, werden mehrere unterschiedliche elektrische Schaltungen zusammengefasst, welche elektrische Spannungen im Betrag des Spannungswerts vergrößern oder Gleichspannungen in der Polarität umkehren. Im Sinne dieser Offenlegung geht es um ein weiteres Absenken des negativen Versorgungspotenzials (GND) bzw. um ein weiteres Erhöhen der positiven Versorgungsspannung (VCC). Die Ausgangsspannung einer Ladungspumpe ist typischerweise eine Gleichspannung. Sofern auch die Eingangsspannung eine Gleichspannung ist, zählt die Ladungspumpe zu den Gleichspannungswandlern. Ladungspumpen kommen als wesentliches Merkmal ohne magnetische Bauelemente wie Spulen oder Transformatoren aus. Ladungspumpen transportieren die elektrische Ladung bevorzugt mit Hilfe von elektrischen Kondensatoren und durch periodische Umschaltung mit Schaltern, womit unterschiedlich hohe elektrische Ausgangsspannungen erzeugt werden können. Die Verfahren sind ähnlich wie wenn Wasser mit Eimern von einem niedrigen Ort zu einem höheren Ort befördert und dort mit höherer potentieller Energie gesammelt wird. Da die erste LED (LED1) nur gepulst ist, ist kein Dauerbetrieb erforderlich und eine externe Speicherkapazität kann zwischen den zu emittierenden Lichtpulsen durch die jeweilige Ladungspumpe geladen werden. An Stelle der Ladungspumpen können gemäß dieser Offenlegung auch Spannungswandler eingesetzt werden.A charge pump is a device typically part of the driver integrated circuit used to drive the first LED (LED1) through the proposed H-bridge (H). Several different electrical circuits are combined as a charge pump, which increase electrical voltages in terms of the voltage value or reverse the polarity of direct voltages. In terms of this disclosure, the negative supply potential (GND) is further reduced or the positive supply voltage (VCC) is further increased. The output voltage of a charge pump is typically a DC voltage. If the input voltage is also a DC voltage, the charge pump is one of the DC converters. A key feature of charge pumps is that they do not require magnetic components such as coils or transformers. Charge pumps transport the electrical charge preferably with the help of electrical capacitors and by periodic switching with switches, with which electrical output voltages of different levels can be generated. The procedures are similar to when water is carried in buckets from a low place to a higher place and collected there with higher potential energy. Since the first LED (LED1) is only pulsed, no continuous operation is required and an external storage capacity can be charged by the respective charge pump between the light pulses to be emitted. According to this disclosure, voltage converters can also be used instead of the charge pumps.
Spannungswandlervoltage converter
Ein Spannungswandler ist eine Vorrichtung, die typischerweise Teil der integrierten Ansteuerschaltung ist, mit der die erste LED (LED1) über die vorgeschlagene H-Brücke (H) angesteuert wird. Als Spannungswandler, englisch Voltage-Converter, werden mehrere unterschiedliche elektrische Schaltungen zusammengefasst, welche elektrische Spannungen im Betrag des Spannungswerts vergrößern oder Gleichspannungen in der Polarität umkehren. Im Sinne dieser Offenlegung geht es um ein weiteres Absenken des negativen Versorgungspotenzials (GND) bzw. um ein weiteres Erhöhen der positiven Versorgungsspannung (VCC). Die Ausgangsspannung eines Spannungswandlers ist typischerweise eine Gleichspannung. Sofern auch die Eingangsspannung eine Gleichspannung ist, zählt der Spannungswandler zu den Gleichspannungswandlern (englisch DCDC-Converter). Ein Gleichspannungswandler bezeichnet eine elektrische Schaltung, die eine am Eingang zugeführte Gleichspannung in eine Gleichspannung mit höherem, niedrigerem oder invertiertem Spannungsniveau umwandelt. Die Umsetzung erfolgt typischerweise mithilfe eines periodisch arbeitenden elektronischen Schalters und eines oder mehrerer Energiespeicher. Gleichspannungswandler zählen zu den selbstgeführten Stromrichtern. Im Bereich der elektrischen Energietechnik werden sie auch als Gleichstromsteller bezeichnet. Der zur Zwischenspeicherung der Energie benutzte Energiespeicher ist im Sinne dieser Offenlegung bevorzugt eine Induktivität (induktiver Wandler). Ein solcher Gleichspannungswandler umfasst daher bevorzugt auch eine Spule oder einen Wandler-Transformator. Diese sind im Gegensatz zur Kapazität einer Ladungspumpe nur schlecht in eine integrierte Schaltung integrierbar, weshalb in dieser Offenlegung die Ladungspumpen fokussiert behandelt sind. Im Gegensatz dazu werden Wandler mit kapazitiver Speicherung (kapazitiver Wandler) als Ladungspumpen bezeichnet. Ladungspumpen werden eingesetzt, wenn entweder - wie in integrierten Schaltungen - Induktivitäten nicht verfügbar sind, oder wenn so wenig Ausgangsleistung erforderlich ist, dass sich der Einsatz der teuren Spulen gegenüber den billigen Kondensatoren nicht lohnt. Sofern die erste LED (LED1) nur gepulst ist, ist kein Dauerbetrieb erforderlich und eine externe Speicherkapazität kann zwischen den zu emittierenden Lichtpulsen durch die jeweilige Ladungspumpe geladen werden. An Stelle der Spannungswandler können gemäß dieser Offenlegung auch Ladungspumpen eingesetzt werden. Bevorzugt liefern Spannungswandler die elektrische Energie für Beleuchtungszwecke mit einer geringeren Spannungswandlerausgangsspannung an die H-Brücke und damit an das Leuchtmittel (LED1) als die Energielieferung durch die Ladungspumpen, die im Vergleich dazu eine bevorzugt höhere Spannungsdifferenz zwischen den Leuchtmittelanschlüssen während des gepulsten Betriebs (GPB) für sehr kurze Zeit erzeugen. Hierdurch wird weder im Quasidauerbetrieb noch im gepulsten Betrieb das Leuchtmittel (LED1) energetisch überlastet. Diese Energielieferung erfolgt im Quasidauerbetrieb (QDB) über längere Zeit aus den Spannungswandlern mit geringerer elektrischer Leistung und aus den Ladungspumpen im gepulsten Betrieb (GPB) über kurze Zeit mit sehr hoher elektrischer Leistung. Da die Zeit der Nutzung der Ladungspumpenausgangsleistung kurz ist, kann der Energieinhalt der Energiespeicher der Ladungspumpen begrenzt sein.A voltage converter is a device typically part of the driver integrated circuit used to drive the first LED (LED1) via the proposed H-bridge (H). As a voltage converter, several different electrical circuits are combined, which increase electrical voltages in the amount of the voltage value or reverse DC voltages in polarity. In terms of this disclosure, the negative supply potential (GND) is further reduced or the positive supply voltage (VCC) is further increased. The output voltage of a voltage converter is typically a DC voltage. If the input voltage is also a DC voltage, the voltage converter is one of the DC-DC converters. A DC converter is an electrical circuit that converts a DC voltage supplied at the input into a DC voltage with a higher, lower or inverted voltage level. The implementation typically takes place using a periodically operating electronic switch and one or more energy stores. DC-DC converters are among the self-commutated power converters. In the field of electrical power engineering, they are also referred to as DC choppers. The energy store used for temporarily storing the energy is preferably an inductance (inductive converter) in the sense of this disclosure. Such a DC-DC converter therefore preferably also includes a coil or a converter-transformer. In contrast to the capacitance of a charge pump, these can only be integrated poorly into an integrated circuit, which is why the charge pumps are dealt with in a focused manner in this disclosure. In contrast, converters with capacitive storage (capacitive converters) are referred to as charge pumps. Charge pumps are used when either - as in integrated circuits - inductors are not available, or when so little output power is required that it is not worth using the expensive inductors over the cheap capacitors. If the first LED (LED1) is only pulsed, no continuous operation is required and an external storage capacity can be charged by the respective charge pump between the light pulses to be emitted. According to this disclosure, charge pumps can also be used instead of the voltage converters. Voltage converters preferably supply the electrical energy for lighting purposes with a lower voltage converter output voltage to the H-bridge and thus to the lamp (LED1) than the energy supply by the charge pumps, which in comparison to this has a preferably higher voltage difference between the lamp connections during pulsed operation (GPB) generate for a very short time. As a result, the illuminant (LED1) is not energetically overloaded either in quasi-continuous operation or in pulsed operation. This energy is supplied in quasi-continuous operation (QDB) over a longer period of time from the voltage converters with lower electrical power and from the charge pumps in pulsed operation (GPB) over a short period of time with very high electrical power. Since the time of utilization of the charge pump output power is short, the energy content of the energy storage devices of the charge pumps can be limited.
Wellenlängewavelength
unter der Wellenlänge einer LED wird im Sinne dieser Offenlegung die Wellenlänge des nicht modulierten Lichts der LED (LED1) bzw. des Leuchtmittels verstanden. Ist von einer Wellenlänge eines Leuchtmittels die Rede, so ist damit die Schwerpunktswellenlänge der Abstrahlung des betreffenden Leuchtmittels (LED1) gemeint.In the context of this disclosure, the wavelength of an LED is understood to mean the wavelength of the non-modulated light of the LED (LED1) or of the illuminant. If we are talking about a wavelength of a light source, this means the center wavelength of the emission of the relevant light source (LED1).
RGB-LEDRGB LED
Unter einer RGB-LED wird eine Gruppe aus mindestens drei LEDs unterschiedlicher Farbe verstanden, (siehe auch Definition LED oben)An RGB LED is understood to be a group of at least three LEDs of different colors (see also LED definition above)
ADASADAS
ADAS steht im Englischen für Advanced Driver Assistance Systems, was mit Fahrerassistenzsystem übersetzt werden kann. Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie. In dieser Offenbarung wird durch die Verwendung der beschriebenen Schaltungstechnik zur Ansteuerung der Leuchtdioden von ohnehin vorhandenen Leuchtmitteln es ermöglicht, diese im Zusammenhang mit ADAS-Systemen z.B. als Abstandssensor oder als Quelle einer Umfeldkarte nutzbar zu machen.ADAS stands for Advanced Driver Assistance Systems, which can be translated as driver assistance system. Driver assistance systems are additional electronic devices in motor vehicles to support the driver in certain driving situations. Safety aspects are often in the foreground here, but so is increasing driving comfort. Another aspect is the improvement of the economy. In this disclosure, the use of the circuit technology described for driving the light-emitting diodes of light sources that are already present makes it possible to make them usable in connection with ADAS systems, e.g. as a distance sensor or as a source for an environment map.
IR-LichtIR light
IR-Licht bedeutet infrarotes Licht. Als solche Infrarotstrahlung (kurz IR-Strahlung, auch Ultrarotstrahlung) bezeichnet man in der Physik elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terra-Hertz-Strahlung. Als Infrarot wird der Spektralbereich zwischen 10-3 m und 7,8×10-7 m (1 mm und 780 nm) bezeichnet, was einem Frequenzbereich von 3×1011 Hz bis ca. 4×1014 Hz (300 GHz bis 400 THz) entspricht.IR light means infrared light. In physics, infrared radiation (IR radiation for short, also known as ultra-red radiation) refers to electromagnetic waves in the spectral range between visible light and longer-wave Terra Hertz radiation. Infrared is the spectral range between 10 -3 m and 7.8×10 -7 m (1 mm and 780 nm), which corresponds to a frequency range from 3×1011 Hz to approx. 4×1014 Hz (300 GHz to 400 THz). corresponds.
Sichtbares Licht /sichtbarer WellenlängenbereichVisible light / visible wavelength range
Sichtbares Licht ist der für das menschliche Auge sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung. Im elektromagnetischen Spektrum umfasst der Bereich des Lichts Wellenlängen von 380 nm bis 780 nm. Dies entspricht Frequenzen von etwa 789 THz bis 384 THz. Eine genaue Grenze lässt sich nicht angeben, da die Empfindlichkeit des Auges an den Wahrnehmungsgrenzen nicht abrupt, sondern allmählich abnimmt. Im Sinne dieser Offenlegung gelten 380 nm bis 780 nm als Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts. Die an das sichtbare Licht angrenzenden Bereiche der Infrarot- (Wellenlängen zwischen 780 nm und 1 mm) und Ultraviolettstrahlung (Wellenlängen zwischen 10 nm und 380 nm) werden häufig ebenfalls als Licht bezeichnet. Diese Offenlegung bezieht sich auf Leuchtmittel (LED1), die bevorzugt weißes Licht ausstrahlen. Die Leuchtmittel (LED1) können Lasereigenschaften haben.Visible light is the part of electromagnetic radiation that is visible to the human eye. In the electromagnetic spectrum, the range of light includes wavelengths from 380 nm to 780 nm. This corresponds to frequencies of around 789 THz to 384 THz. An exact limit cannot be specified, since the sensitivity of the eye does not decrease abruptly at the limits of perception, but gradually. For purposes of this disclosure, 380 nm to 780 nm is considered to be the wavelength range of visible light. The ranges of infrared (wavelengths between 780 nm and 1 mm) and ultraviolet radiation (wavelengths between 10 nm and 380 nm) adjacent to visible light are also often referred to as light. This disclosure relates to light sources (LED1) that preferably emit white light. The lamps (LED1) can have laser properties.
Datenlinkdata link
Unter einem Datenlink versteht man eine Datenverbindung mittels eines Trägers aus elektromagnetischer Strahlung.A data link is a data connection using a carrier of electromagnetic radiation.
Scheinwerferheadlight
Unter einem Scheinwerfer im Sinne dieser Offenlegung sei eine beliebige Leuchte mit einem Leuchtmittel zu verstehen, die u.a. gepulstes Licht aussendet. Insbesondere ist ein Scheinwerfer im Sinne dieser Offenlegung bezogen auf ein Kraftfahrzeug ein Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht, ein Frontscheinwerfer für Abblendlicht, ein Frontscheinwerfer für Fernlicht, eine Zierleuchte, ein Fahrtrichtungsanzeiger, eine Warnleuchte, eine Warnleuchte für Fahrzeuge im toten Winkel, eine Bremsleuchte, ein Rückfahrscheinwerfer, eine Rückleuchte, ein Nebelleuchte, eine Nebelrückleuchte, eine Warnleuchte, eine Signalleuchte, insbesondere ein Polizei-oder Feuerwehr- oder anderes Einsatzfahrzeug-Blaulicht oder ein anderes gelbes Warnlicht mit oder ohne Rotation und mit oder ohne Blinkfunktion und bezogen auf ein Schienenfahrzeugs ein Fahrlicht, eine Zierleuchte, eine Warnleuchte, ein Rückfahrscheinwerfer, eine Rückleuchte, eine Warnleuchte, eine Signalleuchte. Und bezogen andere Leuchten und Einsatzsituation eine Straßenleuchte, eine Werbeinstallation, ein Suchscheinwerfer, eine Bühnenleuchte oder ein Bühnenscheinwerfer, eine Signalleuchte, eine Ampel, ein Notlicht, eine Arbeitsplatzleuchte, eine Raumleuchte, eine Gangleuchte.A headlight within the meaning of this disclosure is to be understood as meaning any lamp with a light source which, among other things, emits pulsed light. In particular, a headlight within the meaning of this disclosure related to a motor vehicle is a headlight for daytime running lights, a headlight for low beam, a headlight for high beam, a decorative light, a direction indicator, a warning light, a warning light for vehicles in the blind spot, a brake light, a Reversing lights, a rear light, a fog light, a rear fog light, a warning light, a signal light, in particular a police or fire brigade or other emergency vehicle blue light or another yellow warning light with or without rotation and with or without a flashing function and, in relation to a rail vehicle, a driving light , a decorative lamp, a warning lamp, a reversing lamp, a rear lamp, a warning lamp, a signal lamp. And related to other lights and application situations a street light, an advertising installation, a searchlight, a stage light or spotlight, a signal light, a traffic light, an emergency light, a task light, a room light, an aisle light.
Fahrzeugevehicles
Als Fahrzeuge im Sinne dieser Offenlegung kommen alle Arten von Fahrzeugen in Frage: Kfz, LKW, Motorräder, Schienenfahrzeuge, Fahrräder, Seefahrzeuge aller Art wie Schiffe, Bote und U-Bote, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Sonderfahrzeuge wie Raupenpisten und Baufahrzeuge und Baumaschinen, mobile Roboter, Flurförderfahrzeuge etc.All types of vehicles can be considered as vehicles within the meaning of this disclosure: motor vehicles, trucks, motorcycles, rail vehicles, bicycles, sea vehicles of all kinds such as ships, boats and submarines, aircraft, spacecraft, special vehicles such as caterpillar runways and construction vehicles and construction machines, mobile robots , industrial trucks etc.
Weiße Erscheinung von LichtWhite appearance of light
Im Sinne dieser Offenbarung ist eine Lichtabstrahlung weiß, wenn die Farbtemperatur zwischen 3000K und 7000K liegt.For purposes of this disclosure, light output is white when the color temperature is between 3000K and 7000K.
Messmethodenmeasurement methods
Wellenlängenbestimmungwavelength determination
Die Wellenlänge einer Lichtabstrahlung kann über ein Gitterspektrometer bestimmt werden.The wavelength of a light emission can be determined using a grating spectrometer.
lichtpulsfähiglight pulse capable
Lichtpulsfähig ist ein Leuchtmittel (z.B. LED1) im Sinne dieser Offenlegung, wenn es Lichtpulse (LP) einer Dauer von weniger als bevorzugt kürzer als 10µs, besser kürzer als 3µs, besser kürzer als 2µs, besser kürzer als 1µs, besser kürzer als 500ns, besser kürzer als 200ns, besser kürzer als 100ns, besser kürzer als 50ns, besser kürzer als 20ns , besser kürzer als 10ns, besser kürzer als 5ns, besser kürzer als 4ns , besser kürzer als 2ns , besser kürzer als 1ns, besser kürzer als 500ps, besser kürzer als 200ps, besser kürzer als 100ps, besser kürzer als 50ps, besser kürzer als 20ps, besser kürzer als 10ps, besser kürzer als 5ps, besser kürzer als 2ps, besser kürzer als 1ps, bei einer Amplitudenänderung der Leuchtleistung von mindestens 1%, besser von mindestens 2%, besser von mindestens 5%, besser von mindestens 10%, besser von mindestens 20%, besser von mindestens 50%, besser von mindestens 100%, , besser von mindestens 200%, besser von mindestens 500%, besser von mindestens 1000% erzeugen kann. Eine Vorrichtung im Sinne dieser Offenlegung ist kurzlichtpulsfähig, weil sie Lichtpulse kürzer als 5ns erzeugen kann. Die Dauer des Lichtpulses wird dabei als Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, zu dem die Amplitudenänderung 10% der maximalen Leuchtmittelamplitudenänderung während des Lichtpulses (LP) erreicht, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, zu dem die Amplitudenänderung wieder auf 10% der maximalen Leuchtmittelamplitudenänderung während des Lichtpulses (LP) abgefallen ist.A light source (e.g. LED1) is capable of light pulses within the meaning of this disclosure if it has light pulses (LP) with a duration of less than preferably shorter than 10 µs, better shorter than 3 µs, better shorter than 2 µs, better shorter than 1 µs, better shorter than 500 ns, better shorter than 200ns, better shorter than 100ns, better shorter than 50ns, better shorter than 20ns, better shorter than 10ns, better shorter than 5ns, better shorter than 4ns, better shorter than 2ns, better shorter than 1ns, better shorter than 500ps, better shorter than 200 ps, preferably shorter than 100 ps, preferably shorter than 50 ps, preferably shorter than 20 ps, preferably shorter than 10 ps, preferably shorter than 5 ps, preferably shorter than 2 ps, preferably shorter than 1 ps, with an amplitude change in the light output of at least 1%, better of at least 2%, better of at least 5%, better of at least 10%, better of at least 20%, better of at least 50%, better of at least 100%, better of at least 200%, better of at least 500%, better of can produce at least 1000%. A device within the meaning of this disclosure is capable of short light pulses because it can generate light pulses shorter than 5 ns. The duration of the light pulse is the time difference between a first point in time at which the amplitude change reaches 10% of the maximum lamp amplitude change during the light pulse (LP) and a second point in time at which the amplitude change returns to 10% of the maximum lamp amplitude change during the light pulse (LP) fell off.
Lichtpulslight pulse
Ein Lichtpuls ist eine Emission von sichtbarem Licht wobei von einer ersten Lichtleistung die Lichtabstrahlung auf eine zweite Lichtleistung zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert wird und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns. Die Dauer des Lichtpulses wird dabei als Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, zu dem die Amplitudenänderung 10% der maximalen Leuchtmittelamplitudenänderung während des Lichtpulses (LP) erreicht, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, zu dem die Amplitudenänderung wieder auf 10% der maximalen Leuchtmittelamplitudenänderung während des Lichtpulses (LP) abgefallen ist.A light pulse is an emission of visible light, the light emission being increased or decreased from a first light output to a second light output at a first point in time (t1) and at a second point in time (t2) following the first point in time (t1) at the first light output returns. The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns. The duration of the light pulse is the time difference between a first point in time at which the amplitude change reaches 10% of the maximum lamp amplitude change during the light pulse (LP) and a second point in time at which the amplitude change returns to 10% of the maximum lamp amplitude change during the light pulse (LP) fell off.
Farbwinkellichtpulscolor angle light pulse
Ein Farbwinkellichtpuls ist eine Emission von sichtbarem Licht wobei die mittlere Farbtemperatur von einer ersten Farbtemperatur die Lichtabstrahlung auf eine zweite Farbtemperatur zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert wird und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Farbtemperatur zurückkehrt. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.A color angle light pulse is an emission of visible light where the mean color temperature increases or decreases from a first color temperature to a second color temperature at a first time (t1) and at a second time (t2) subsequent to the first time (t1). returns to the first color temperature. The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
modulierter Farbwinkellichtpulsmodulated color angle light pulse
Ein Farbwinkellichtpuls ist eine Emission von sichtbarem Licht wobei die mittlere Farbtemperatur von einer ersten Farbtemperatur die Lichtabstrahlung auf eine zweite Farbtemperatur zu einem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert wird und zu einem zweiten, dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden Zeitpunkt (t2) zu der ersten Farbtemperatur zurückkehrt die mittlere Lichtleistung von einer ersten Lichtleistung die Lichtabstrahlung auf eine zweite Lichtleistung zu dem ersten Zeitpunkt (t1) vergrößert oder verkleinert wird und zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) zu der ersten Lichtleistung zurückkehrt. Die zeitliche Differenz zwischen dem zweiten Zeitpunkt (t2) minus dem ersten Zeitpunkt (t1) ist dabei bevorzugt kleiner als 10µs, besser kleiner als 3µs, besser kleiner als 2µs, besser kleiner als 1µs, besser kleiner als 500ns, besser kleiner als 200ns, besser kleiner als 100ns, besser kleiner als 50ns, besser kleiner als 20ns, besser kleiner als 10ns, besser kleiner als 5ns, besser kleiner als 4ns.A color angle light pulse is an emission of visible light where the mean color temperature increases or decreases from a first color temperature to a second color temperature at a first time (t1) and at a second time (t2) subsequent to the first time (t1). the first color temperature, the average light output returns from a first light output, the light output is increased or decreased to a second light output at the first time (t1) and returns to the first light output at the second time (t2). The time difference between the second point in time (t2) minus the first point in time (t1) is preferably less than 10 μs, better less than 3 μs, better less than 2 μs, better less than 1 μs, better less than 500 ns, better less than 200 ns, better less than 100ns, preferably less than 50ns, preferably less than 20ns, preferably less than 10ns, preferably less than 5ns, preferably less than 4ns.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- erster Anschluss des ersten Transistors (T1) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);first connection of the first transistor (T1) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 22
- zweiter Anschluss des ersten Transistors (T1) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);second connection of the first transistor (T1) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2'2'
- zweiter Anschluss des ersten Transistors (T1') der ersten Halbbrücke (HB2) der zweiten H-Brücke (H');second connection of the first transistor (T1') of the first half-bridge (HB2) of the second H-bridge (H');
- 2"2"
- zweiter Anschluss des ersten Transistors (T1") der ersten Halbbrücke (HB1) der dritten H-Brücke (H");second connection of the first transistor (T1") of the first half-bridge (HB1) of the third H-bridge (H");
- 33
- dritter Anschluss des zweiten Transistors (T2) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);third connection of the second transistor (T2) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 3'3'
- dritter Anschluss des zweiten Transistors (T2') der ersten Halbbrücke (HB1) der zweiten H-Brücke (H');third connection of the second transistor (T2') of the first half-bridge (HB1) of the second H-bridge (H');
- 3"3"
- dritter Anschluss des zweiten Transistors (T2") der ersten Halbbrücke (HB1) der dritten H-Brücke (H'');third connection of the second transistor (T2") of the first half-bridge (HB1) of the third H-bridge (H'');
- 44
- vierter Anschluss des zweiten Transistors (T2) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);fourth connection of the second transistor (T2) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 55
- fünfter Anschluss des dritten Transistors (T3) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);fifth connection of the third transistor (T3) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 66
- sechster Anschluss des dritten Transistors (T3) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);sixth connection of the third transistor (T3) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 6'6'
- sechster Anschluss des dritten Transistors (T3') der zweiten Halbbrücke (HB2) der zweiten H-Brücke (H');sixth connection of the third transistor (T3') of the second half-bridge (HB2) of the second H-bridge (H');
- 6"6"
- sechster Anschluss des dritten Transistors (T3) der zweiten Halbbrücke (HB2) der dritten H-Brücke (H'');sixth connection of the third transistor (T3) of the second half-bridge (HB2) of the third H-bridge (H'');
- 77
- siebter Anschluss des vierten Transistors (T4) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);seventh connection of the fourth transistor (T4) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 7'7'
- siebter Anschluss des vierten Transistors (T4') der zweiten Halbbrücke (HB2) der zweiten H-Brücke (H');seventh connection of the fourth transistor (T4') of the second half-bridge (HB2) of the second H-bridge (H');
- 7"7"
- siebter Anschluss des vierten Transistors (T4") der zweiten Halbbrücke (HB2) der dritten H-Brücke (H'');seventh connection of the fourth transistor (T4") of the second half-bridge (HB2) of the third H-bridge (H'');
- 88th
- achter Anschluss des vierten Transistors (T4) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);eighth connection of the fourth transistor (T4) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 99
- neunter Anschluss der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger bzw. neunter Anschluss des positiven Spannungsreglers (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, wenn statt der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein solcher, positiver Spannungsregler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;Ninth connection of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers or ninth connection of the positive voltage regulator (SVPB) for quickly sucking off the stored charge carriers if such a positive voltage regulator is used instead of the positive charge pump (LPPB) for quickly sucking off the stored charge carriers (SVPB) is used to rapidly siphon off the stored charge carriers, which is part of this disclosure;
- 1010
- zehnter Anschluss der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger bzw. zehnter Anschluss des positiven Spannungsreglers (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, wenn statt der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein solcher, positiver Spannungsregler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;tenth connection of the positive charge pump (LPPB) for fast extraction of the stored charge carriers or tenth connection of the positive voltage regulator (SVPB) for fast extraction of the stored charge carriers if such a positive voltage regulator is used instead of the positive charge pump (LPPB) for fast extraction of the stored charge carriers (SVPB) is used to rapidly siphon off the stored charge carriers, which is part of this disclosure;
- 1111
- elfter Anschluss der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger bzw. elfter Anschluss des negativen Spannungsreglers (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, wenn statt der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein solcher, negativer Spannungsregler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;Eleventh connection of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers or eleventh connection of the negative voltage regulator (SVMB) for quickly sucking off the stored charge carriers if such a negative voltage regulator is used instead of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers (SVPB) is used to rapidly siphon off the stored charge carriers, which is part of this disclosure;
- 1212
- zwölfter Anschluss der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger bzw. zwölfter Anschluss des negativen Spannungsreglers (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, wenn statt der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein solcher, negativer Spannungsregler (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;twelfth connection of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers or twelfth connection of the negative voltage regulator (SVMB) for quickly sucking off the stored charge carriers if such a negative voltage regulator is used instead of the negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers (SVMB) is used to rapidly siphon off the stored charge carriers, which is part of this disclosure;
- 1313
- dreizehnter Anschluss der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum schnellen Einschalten bzw. dreizehnter Anschluss des positiven Spannungsreglers (SVPA) zum schnellen Einschalten, wenn statt der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum schnellen Einschalten ein solcher, positiver Spannungsregler (SVPA) zum schnellen Einschalten eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;thirteenth connection of the positive charge pump (LPPA) for quick turn-on or thirteenth connection of the positive voltage regulator (SVPA) for quick turn-on if such a positive voltage regulator (SVPA) for quick turn-on is used instead of the positive charge pump (LPPA) for quick turn-on, what is part of this disclosure;
- 1414
- vierzehnter Anschluss der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum schnellen Einschalten bzw. vierzehnter Anschluss des positiven Spannungsreglers (SVPA) zum schnellen Einschalten, wenn statt der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum schnellen Einschalten ein solcher, positiver Spannungsregler (SVPA) zum schnellen Einschalten eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;Fourteenth connection of the positive charge pump (LPPA) for quick turn-on or fourteenth connection of the positive voltage regulator (SVPA) for quick turn-on if such a positive voltage regulator (SVPA) for quick turn-on is used instead of the positive charge pump (LPPA) for quick turn-on, what is part of this disclosure;
- 1515
- fünfzehnter Anschluss der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum schnellen Einschalten bzw. fünfzehnter Anschluss des negativen Spannungsreglers (SVMA) zum schnellen Einschalten, wenn statt der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum schnellen Einschalten ein solcher, negativer Spannungsregler (SVMA) zum schnellen Einschalten eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;fifteenth connection of the negative charge pump (LPMA) for quick switching on or fifteenth connection of the negative voltage regulator (SVMA) for quick switching on if such a negative voltage regulator (SVMA) is used for quick switching on instead of the negative charge pump (LPMA) for quick switching on, what is part of this disclosure;
- 1616
- sechzehnter Anschluss der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum schnellen Einschalten bzw. sechzehnter Anschluss des negativen Spannungsreglers (SVPMA) zum schnellen Einschalten, wenn statt der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum schnellen Einschalten ein solcher, negativer Spannungsregler (SVMA) zum schnellen Einschalten eingesetzt wird, was Teil dieser Offenlegung ist;Sixteenth connection of the negative charge pump (LPMA) for quick turn-on or sixteenth connection of the negative voltage regulator (SVPMA) for quick turn-on if such a negative voltage regulator (SVMA) is used for quick turn-on instead of the negative charge pump (LPMA) for quick turn-on, what is part of this disclosure;
- 1717
- siebzehnter Anschluss des neunten Transistors (T9) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);seventeenth connection of the ninth transistor (T9) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 1818
- achtzehnter Anschluss des neunten Transistors (T9) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);eighteenth connection of the ninth transistor (T9) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 1919
- neunzehnter Anschluss des zehnten Transistors (T10) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);nineteenth connection of the tenth transistor (T10) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2020
- zwanzigster Anschluss des zehnten Transistors (T10) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);twentieth connection of the tenth transistor (T10) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2121
- einundzwanzigster Anschluss des zwölften Transistors (T12) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);twenty-first connection of the twelfth transistor (T12) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 2222
- zweiundzwanzigster Anschluss des zwölften Transistors (T12) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);twenty-second connection of the twelfth transistor (T12) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 2323
- dreiundzwanzigster Anschluss des elften Transistors (T11) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);twenty-third connection of the eleventh transistor (T11) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 2424
- vierundzwanzigster Anschluss des elften Transistors (T11) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);twenty-fourth connection of the eleventh transistor (T11) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 2525
- fünfundzwanzigster Anschluss des fünften Transistors (T5) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);twenty-fifth connection of the fifth transistor (T5) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2626
- sechsundzwanzigster Anschluss des fünften Transistors (T5) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);twenty-sixth connection of the fifth transistor (T5) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2727
- siebenundzwanzigster Anschluss des sechsten Transistors (T6) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);twenty-seventh connection of the sixth transistor (T6) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2828
- achtundzwanzigster Anschluss des sechsten Transistors (T6) der ersten Halbbrücke (HB1) der ersten H-Brücke (H);twenty-eighth connection of the sixth transistor (T6) of the first half-bridge (HB1) of the first H-bridge (H);
- 2929
- neunundzwanzigster Anschluss des achten Transistors (T8) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);twenty-ninth connection of the eighth transistor (T8) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 3030
- dreißigster Anschluss des achten Transistors (T8) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);Thirtieth connection of the eighth transistor (T8) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 3131
- einunddreißigster Anschluss des siebten Transistors (T7) zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);thirty-first connection of the seventh transistor (T7) second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- 3232
- zweiunddreißigster Anschluss des siebten Transistors (T7) der zweiten Halbbrücke (HB2) der ersten H-Brücke (H);thirty-second connection of the seventh transistor (T7) of the second half-bridge (HB2) of the first H-bridge (H);
- aa
- Stromverlauf bei Pulserzeugung mit einer H-Brücke (Betriebsspannung 40V);Current curve for pulse generation with an H-bridge (operating voltage 40V);
- AA
- Anode der ersten Leuchtdiode (LED1);anode of the first light emitting diode (LED1);
- AaAa
- Anode der ersten gepulsten Leuchtdiode (LED1a);anode of the first pulsed light emitting diode (LED1a);
- AbAway
- Anode der zweiten gepulsten Leuchtdiode (LED1b);anode of the second pulsed light emitting diode (LED1b);
- AcAc
- Anode der dritten gepulsten Leuchtdiode (LED1c);anode of the third pulsed light emitting diode (LED1c);
- AMPAMP
- Ampel (stellvertretend für Einrichtungen der Verkehrsinfrastruktur oder Smart-Home Vorrichtungen);Traffic lights (representing traffic infrastructure facilities or smart home devices);
- AWBAWB
- abgestrahlter Wellenlängenbereich;radiated wavelength range;
- bb
- Stromverlauf bei Pulserzeugung mit einem Spannungstreiber (Betriebsspannung 3.3V);Current curve for pulse generation with a voltage driver (operating voltage 3.3V);
- BAnBAn
- An-Zustand im Quasidauerbetrieb (QDB) in dem die erste LED (LED1) in Flussrichtung elektrisch bestromt wird und Licht emittiert;On state in quasi-continuous operation (QDB) in which the first LED (LED1) is electrically energized in the flow direction and emits light;
- BAusBOut
- Aus-Zustand im Quasidauerbetrieb (QDB) in dem die erste LED (LED1) in Sperrrichtung elektrisch vorgespannt ist;Quasi-continuous operation (QDB) off-state in which the first LED (LED1) is electrically reverse-biased;
- BLBL
- Blende;Cover;
- BRL1BRL1
- Bremsleuchte links;left brake light;
- BRL2BRL2
- Bremsleuchte rechts;right brake light;
- cc
- Stromverlauf bei Pulserzeugung mit einem Stromtreiber (Betriebsstrom 20mA);Current curve for pulse generation with a current driver (operating current 20mA);
- C_LPMAC_LPMA
- Energiereserve für die negative Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke, typischerweise ein Kondensator;Energy reserve for the negative charge pump to generate a fast turn-on edge, typically a capacitor;
- C_LPMBC_LPMB
- Energiereserve für die negative Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, typischerweise ein Kondensator;Energy reserve for the negative charge pump for fast extraction of the stored charge carriers, typically a capacitor;
- C_LPPAC_LPPA
- Energiereserve für die positive Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke, typischerweise ein Kondensator;Energy reserve for the positive charge pump to generate a fast turn-on edge, typically a capacitor;
- C_LPPBC_LPPB
- Energiereserve für die positive Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, typischerweise ein Kondensator;Energy reserve for the positive charge pump for fast extraction of the stored charge carriers, typically a capacitor;
- clk1clk1
- Basiszeitsignal (typischerweise = Basistakt) des Rechnersystems (µC);Base time signal (typically = base clock) of the computer system (µC);
- clk2clk2
- Basiszeitsignal (typischerweise = Basistakt) der Steuereinrichtung (ST);Base time signal (typically = base clock) of the control device (ST);
- clk3clk3
- Basiszeitsignal (typischerweise = Basistakt) der H-Brücke (H), vorzugsweise der Ladungspumpen in der H-Brücke;Base time signal (typically = base clock) of the H-bridge (H), preferably the charge pumps in the H-bridge;
- CLCL
- Kondensor-Optik oder Kondensor-Linse;condenser optics or condenser lens;
- BL1BL1
- Fahrtrichtungsanzeiger links;direction indicator left;
- BL2BL2
- Fahrtrichtungsanzeiger rechts;direction indicator on the right;
- BLL1BLL1
- Signalleuchte links;signal lamp on the left;
- BLL2BLL2
- Signalleuchte rechts;signal light on the right;
- ΔtΔt
- Verzögerungszeit;Delay Time;
- di.e
- gemessener Abstand;measured distance;
- d1d1
- erster Abstand, der gemessen wurde;first distance measured;
- d2d2
- zweiter Abstand, der gemessen wurde;second distance measured;
- d3d3
- dritter Abstand, der gemessen wurde;third distance measured;
- DBDB
- Datenbus (z.B. CAN-Bus oder LIN-Bus etc.);data bus (e.g. CAN bus or LIN bus etc.);
- DLPDLP
- Mikrospiegelarray zur strukturierten Umlenkung des Lichtstrahlbündels.Micromirror array for structured deflection of the light beam.
- F1F1
- erstes optisches Filter;first optical filter;
- F2F2
- zweites optisches Filter;second optical filter;
- F3F3
- drittes optisches Filter;third optical filter;
- FAS1FAS1
- Frontscheinwerfer für Abblendlicht links;headlight for low beam left;
- FAS2FAS2
- Frontscheinwerfer für Abblendlicht rechts;headlight for low beam on the right;
- FBFB
- Fahrbahn;Roadway;
- FLPFLP
- Farbwinkellichtpuls;color angle light pulse;
- FLPFFLPF
- Farbwinkellichtpulsfolge;color angle light pulse train;
- FSF1FSF1
- Frontscheinwerfer für Fernlicht links;headlight for high beam left;
- FSF2FSF2
- Frontscheinwerfer für Fernlicht rechts;headlight for high beam on the right;
- FST1FST1
- Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht links;Headlights for daytime running lights on the left;
- FST2FST2
- Frontscheinwerfer für Tag-Fahrlicht rechts;Headlights for daytime running lights on the right;
- G1G1
- erster Steueranschluss des ersten Transistors (T1) der ersten H-Brücke (H);first control connection of the first transistor (T1) of the first H-bridge (H);
- G1'G1'
- erster Steueranschluss des ersten Transistors (T1') der zweiten H-Brücke (H');first control connection of the first transistor (T1') of the second H-bridge (H');
- G1"G1"
- erster Steueranschluss des ersten Transistors (T1") der dritten H-Brücke (H");first control terminal of the first transistor (T1") of the third H-bridge (H");
- G2G2
- zweiter Steueranschluss des zweiten Transistors (T2) der ersten H-Brücke (H);second control connection of the second transistor (T2) of the first H-bridge (H);
- G2'G2'
- zweiter Steueranschluss des zweiten Transistors (T2') der zweiten H-Brücke (H');second control connection of the second transistor (T2') of the second H-bridge (H');
- G2"G2"
- zweiter Steueranschluss des zweiten Transistors (T2") der dritten H-Brücke (H");second control terminal of the second transistor (T2") of the third H-bridge (H");
- G3G3
- dritter Steueranschluss des dritten Transistors (T3) der ersten H-Brücke (H);third control connection of the third transistor (T3) of the first H-bridge (H);
- G3'G3'
- dritter Steueranschluss des dritten Transistors (T3') der zweiten H-Brücke (H');third control connection of the third transistor (T3') of the second H-bridge (H');
- G3"G3"
- dritter Steueranschluss des dritten Transistors (T3") der dritten H-Brücke (H'');third control connection of the third transistor (T3") of the third H-bridge (H'');
- G4G4
- vierter Steueranschluss des vierten Transistors (T4) der ersten H-Brücke (H);fourth control connection of the fourth transistor (T4) of the first H-bridge (H);
- G4'G4'
- vierter Steueranschluss des vierten Transistors (T4') der zweiten H-Brücke (H');fourth control connection of the fourth transistor (T4') of the second H-bridge (H');
- G4"G4"
- vierter Steueranschluss des vierten Transistors (T4") der dritten H-Brücke (H'');fourth control connection of the fourth transistor (T4") of the third H-bridge (H'');
- G5G5
- fünfter Steueranschluss des fünften Transistors (T5) der ersten H-Brücke (H);fifth control connection of the fifth transistor (T5) of the first H-bridge (H);
- G6G6
- sechster Steueranschluss des sechsten Transistors (T6) der ersten H-Brücke (H);sixth control connection of the sixth transistor (T6) of the first H-bridge (H);
- G7G7
- siebter Steueranschluss des siebten Transistors (T7) der ersten H-Brücke (H);seventh control connection of the seventh transistor (T7) of the first H-bridge (H);
- G8G8
- achter Steueranschluss des achten Transistors (T8) der ersten H-Brücke (H);eighth control connection of the eighth transistor (T8) of the first H-bridge (H);
- G9G9
- neunter Steueranschluss des neunten Transistors (T9) der ersten H-Brücke (H);ninth control connection of the ninth transistor (T9) of the first H-bridge (H);
- G10G10
- zehnter Steueranschluss des zehnten Transistors (T10) der ersten H-Brücke (H);tenth control connection of the tenth transistor (T10) of the first H-bridge (H);
- G11G11
- elfter Steueranschluss des elften Transistors (T11) der ersten H-Brücke (H);eleventh control connection of the eleventh transistor (T11) of the first H-bridge (H);
- G12G12
- zwölfter Steueranschluss des zwölften Transistors (T12) der ersten H-Brücke (H);twelfth control connection of the twelfth transistor (T12) of the first H-bridge (H);
- GBPGBP
- gepulster Betrieb der H-Brücke (H);pulsed operation of the H-bridge (H);
- GNDGND
- negative Gesamtversorgungsspannung oder Masse. Typischerweise handelt es sich auch um das Bezugspotenzial;negative overall supply voltage or ground. Typically, it is also the reference potential;
- GND1GND1
- erste negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der ersten H-Brücke (H);first negative supply voltage, e.g. in the first H-bridge (H);
- GND1'GND1'
- erste negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der zweiten H-Brücke (H');first negative supply voltage, e.g. in the second H-bridge (H');
- GND1"GND1"
- erste negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der dritten H-Brücke (H'');first negative supply voltage, e.g. in the third H-bridge (H'');
- GND2GND2
- zweite negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der ersten H-Brücke(H);second negative supply voltage, e.g. in the first H-bridge(H);
- GND2'GND2'
- zweite negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der zweiten H-Brücke(H');second negative supply voltage, e.g. in the second H-bridge (H');
- GND2"GND2"
- zweite negative Versorgungsspannung, beispielsweise in der dritten H-Brücke(H'');second negative supply voltage, e.g. in the third H-bridge (H'');
- GWBGWB
- gesperrter Wellenlängenbereich;blocked wavelength range;
- HH
-
erste H-Brücke entsprechend in ihrer Grundkonstruktion einer der
1 bis8 ,12 ,13 ,16 bis21 und23 . Die H-Brücke umfasst in diesem Sinne nicht die erste gepulste Leuchtdiode (LED1, LED1a). Sie umfasst in Sinne dieser Offenlegung nicht die Steuereinrichtung (ST) und die Spannungsregler (SR1, SR2). Sie weist daher die Anschlüsse 6 und 7 für den Anodenanschluss A der betreffenden LED, hier der ersten LED (LED1), und die Anschlüsse 2 und 3 für den Kathodenanschluss K der betreffenden LED, hier der ersten LED (LED1), und die Anschlüsse für die Steuerelektroden (G1, G2, G3, G4) der vier Transistoren (T1, T2, T3, T4) der H-Brücke sowie im einfachsten Fall einen Masseanschluss (GND) und einen Versorgungsspannungsanschluss (VCC) auf. Die erste H-Brücke besteht bevorzugt aus einer ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) und einer zweiten Halbbrücke (T3, T4). Im Extremfall wird die erste Halbbrücke (HB1: T1, T2) von einer ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) und einer ersten negativen Versorgungsspannung (GND1) mit elektrischer Energie versorgt. Im Extremfall wird die zweite Halbbrücke (HB2: T2, T4) von einer zweiten positiven Versorgungsspannung (VCC2) und einer zweiten negativen Versorgungsspannung (GND2) mit elektrischer Energie versorgt. Darüber hinaus können die Energiereserven (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMA, C_LPMB) der optionalen Ladungspumpen (LPPB, LPPA, LPMA, LPMB) an die Ladungspumpen angeschlossen sein, die Teil der H-Brücke im Sinne dieser Offenlegung sind. Statt der Ladungspumpen (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") können auch Spannungswandler (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB"), sofern benötigt, verwendet werden;first H-bridge corresponding to one of thebasic construction 1 until8th ,12 ,13 ,16 until21 and23 . In this sense, the H-bridge does not include the first pulsed light-emitting diode (LED1, LED1a). In terms of this disclosure, it does not include the control device (ST) and the voltage regulators (SR1, SR2). It therefore has the 6 and 7 for the anode connection A of the relevant LED, here the first LED (LED1), and theconnections 2 and 3 for the cathode connection K of the relevant LED, here the first LED (LED1), and the connections for the control electrodes (G1, G2, G3, G4) of the four transistors (T1, T2, T3, T4) of the H-bridge and, in the simplest case, a ground connection (GND) and a supply voltage connection (VCC). The first H-bridge preferably consists of a first half-bridge (HB1: T1, T2) and a second half-bridge (T3, T4). In the extreme case, the first half-bridge (HB1: T1, T2) is supplied with electrical energy by a first positive supply voltage (VCC1) and a first negative supply voltage (GND1). In the extreme case, the second half-bridge (HB2: T2, T4) is supplied with electrical energy by a second positive supply voltage (VCC2) and a second negative supply voltage (GND2). In addition, the power reserves (C_LPPB, C_LPPA, C_LPMA, C_LPMB) of the optional charge pumps (LPPB, LPPA, LPMA, LPMB) can be connected to the charge pumps that are part of the H-bridge in the sense of this disclosure. Instead of the charge pumps (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB"), voltage converters (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB") can also be used if required;connections - H'H'
-
zweite H-Brücke entsprechend in ihrer Grundkonstruktion einer der
1 bis8 . Die zweite H-Brücke umfasst in diesem Sinne nicht die zweite gepulste Leuchtdiode (LED1b). Sie umfasst in Sinne dieser Offenlegung nicht die Steuereinrichtung (ST) und die Spannungsregler (SR1, SR2). Sie weist daher die Anschlüsse 6' und 7' für den Anodenanschluss A' der zweiten gepulsten LED (LED1b), und die Anschlüsse 2' und 3' für den Kathodenanschluss K' zweiten gepulsten LED (LED1b), und die Anschlüsse für die Steuerelektroden (G1', G2', G3', G4') der vier Transistoren (T1', T2', T3', T4') der zweiten H-Brücke sowie im einfachsten Fall einen Masseanschluss (GND) und einen Versorgungsspannungsanschluss (VCC) auf. Die zweite H-Brücke besteht bevorzugt aus einer ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) und einer zweiten Halbbrücke (HB2: T3, T4). Im Extremfall wird die erste Halbbrücke (HB1: T1, T2) von einer ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) und einer ersten negativen Versorgungsspannung (GND1) mit elektrischer Energie versorgt. Im Extremfall wird die zweite Halbbrücke (HB2: T2, T4) von einer zweiten positiven Versorgungsspannung (VCC2) und einer zweiten negativen Versorgungsspannung (GND2) mit elektrischer Energie versorgt. Darüber hinaus können die typischerweise H-Brücken spezifischen Energiereserven (C_LPPB', C_LPPA', C_LPMA', C_LPMB') der ebenfalls typischerweise H-Brücken spezifischen optionalen Ladungspumpen (LPPB', LPPA', LPMA', LPMB') der zweiten H-Brücke an die Ladungspumpen (LPPB', LPPA', LPMA', LPMB') der zweiten H-Brücke angeschlossen sein, die ggf. Teil der zweiten H-Brücke im Sinne dieser Offenlegung sind. Statt der Ladungspumpen (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") können auch Spannungswandler (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB"), sofern benötigt, verwendet werden. Die zweite H-Brücke entspricht in der Regel in ihrem Aufbau der ersten H-Brücke (H);second H-bridge corresponding to one of thebasic construction 1 until8th . In this sense, the second H-bridge does not include the second pulsed light-emitting diode (LED1b). In terms of this disclosure, it does not include the control device (ST) and the voltage regulators (SR1, SR2). It therefore has the terminals 6' and 7' for the anode terminal A' of the second pulsed LED (LED1b), and the terminals 2' and 3' for the cathode terminal K' of the second pulsed LED (LED1b), and the terminals for the control electrodes ( G1', G2', G3', G4') of the four transistors (T1', T2', T3', T4') of the second H-bridge and, in the simplest case, a ground connection (GND) and a supply voltage connection (VCC). The second H-bridge preferably consists of a first half-bridge (HB1: T1, T2) and a second half-bridge (HB2: T3, T4). In the extreme case, the first half-bridge (HB1: T1, T2) is supplied with electrical energy by a first positive supply voltage (VCC1) and a first negative supply voltage (GND1). In the extreme case, the second half-bridge (HB2: T2, T4) is supplied with electrical energy by a second positive supply voltage (VCC2) and a second negative supply voltage (GND2). In addition, the typically H-bridge specific energy reserves (C_LPPB', C_LPPA', C_LPMA', C_LPMB') of the also typically H-bridge specific optional charge pumps (LPPB', LPPA', LPMA', LPMB') of the second H-bridge be connected to the charge pumps (LPPB', LPPA', LPMA', LPMB') of the second H-bridge, which may be part of the second H-bridge within the meaning of this disclosure. Instead of the charge pumps (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB"), voltage converters (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB") can also be used if required. The structure of the second H-bridge generally corresponds to that of the first H-bridge (H); - H"H"
-
dritte H-Brücke entsprechend in ihrer Grundkonstruktion einer der
1 bis8 . Die dritte H-Brücke umfasst in diesem Sinne nicht die dritte gepulste Leuchtdiode (LED1c). Sie umfasst in Sinne dieser Offenlegung nicht die Steuereinrichtung (ST) und die Spannungsregler (SR1, SR2). Sie weist daher die Anschlüsse 6" und 7" für den Anodenanschluss A" der dritten gepulsten LED (LED1c), und die Anschlüsse 2" und 3" für den Kathodenanschluss K" dritten gepulsten LED (LED1c), und die Anschlüsse für die Steuerelektroden (G1", G2", G3", G4") der vier Transistoren (T1", T2", T3", T4") der dritten H-Brücke sowie im einfachsten Fall einen Masseanschluss (GND) und einen Versorgungsspannungsanschluss (VCC) auf. Die dritte H-Brücke besteht bevorzugt aus einer ersten Halbbrücke (HB1: T1, T2) und einer zweiten Halbbrücke (HB2: T3, T4). Im Extremfall wird die erste Halbbrücke (HB1: T1, T2) von einer ersten positiven Versorgungsspannung (VCC1) und einer ersten negativen Versorgungsspannung (GND1) mit elektrischer Energie versorgt. Im Extremfall wird die zweite Halbbrücke (HB2: T2, T4) von einer zweiten positiven Versorgungsspannung (VCC2) und einer zweiten negativen Versorgungsspannung (GND2) mit elektrischer Energie versorgt. Darüber hinaus können die typischerweise H-Brücken spezifischen Energiereserven (C_LPPB", C_LPPA", C_LPMA", C_LPMB") der ebenfalls typischerweise H-Brücken spezifischen optionalen Ladungspumpen (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") der zweiten H-Brücke an die Ladungspumpen (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") der dritten H-Brücke angeschlossen sein, die Teil der dritten H-Brücke im Sinne dieser Offenlegung sind. Statt der Ladungspumpen (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") können auch Spannungswandler (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB"), sofern benötigt, verwendet werden. Die dritte H-Brücke entspricht in der Regel in ihrem Aufbau der ersten H-Brücke (H);third H-bridge corresponding to one of thebasic construction 1 until8th . In this sense, the third H-bridge does not include the third pulsed light-emitting diode (LED1c). In terms of this disclosure, it does not include the control device (ST) and the voltage regulators (SR1, SR2). It therefore hasconnections 6" and 7" for the anode connection A" of the third pulsed LED (LED1c), andconnections 2" and 3" for the cathode connection K" of the third pulsed LED (LED1c), and the connections for the control electrodes ( G1", G2", G3", G4") of the four transistors (T1", T2", T3", T4") of the third H-bridge and, in the simplest case, a ground connection (GND) and a supply voltage connection (VCC). The third H-bridge preferably consists of a first half-bridge (HB1: T1, T2) and a second half-bridge (HB2: T3, T4). In the extreme case, the first half-bridge (HB1: T1, T2) is supplied with electrical energy by a first positive supply voltage (VCC1) and a first negative supply voltage (GND1). In the extreme case, the second half-bridge (HB2: T2, T4) is supplied with electrical energy by a second positive supply voltage (VCC2) and a second negative supply voltage (GND2). In addition, the typically H-bridge specific energy reserves (C_LPPB", C_LPPA", C_LPMA", C_LPMB") of the also typically H-bridge specific optional charge pumps (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") of the second H-bridge be connected to the charge pumps (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB") of the third H-bridge, which are part of the third H-bridge in the sense of this disclosure. Instead of the charge pumps (LPPB", LPPA", LPMA", LPMB"), voltage converters (SVPB", SVPA", SVMA", SVMB") can also be used if required. The structure of the third H-bridge generally corresponds to that of the first H-bridge (H); - HB1HB1
- erste Halbbrücke der H-Brücke umfassend die Serienschaltung aus dem ersten Transistor (T1) und dem zweiten Transistor (T2);first half-bridge of the H-bridge comprising the series circuit made up of the first transistor (T1) and the second transistor (T2);
- HB2HB2
- zweite Halbbrücke der H-Brücke umfassend die Serienschaltung aus dem dritten Transistor (T3) und dem vierten Transistor (T4);second half-bridge of the H-bridge comprising the series circuit made up of the third transistor (T3) and the fourth transistor (T4);
- HC1HC1
- erste H-Brücken-Kontrolleinheit;first H-bridge controller;
- HC2HC2
- zweite H-Brücken-Kontrolleinheit;second H-bridge control unit;
- HCVHCV
- H-Brückenkontrollinstrument zur Vermessung des Spannungsabfalls über die Last in der H-Brücke, also typischerweise über die erste Leuchtdiode (LED1);H-bridge control instrument for measuring the voltage drop across the load in the H-bridge, typically across the first light-emitting diode (LED1);
- HCI1HCI1
- H-Brückenkontrollinstrument zur Vermessung des Stroms durch das erste Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den ersten Transistor (T1), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den ersten Transistor (T1);H-bridge control instrument for measuring the current through the first switching element of the H-bridge, ie typically through the first transistor (T1), here by detecting the voltage drop across the first transistor (T1);
- HCI2HCI2
- H-Brückenkontrollinstrument zur Vermessung des Stroms durch das zweite Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den zweiten Transistor (T2), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den zweiten Transistor (T2);H-bridge control instrument for measuring the current through the second switching element of the H-bridge, ie typically through the second transistor (T2), here by detecting the voltage drop across the second transistor (T2);
- HCI3HCI3
- H-Brückenkontrollinstrument zur Vermessung des Stroms durch das dritte Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den dritten Transistor (T3), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den dritten Transistor (T3);H-bridge control instrument for measuring the current through the third switching element of the H-bridge, ie typically through the third transistor (T3), here by detecting the voltage drop across the third transistor (T3);
- HCI4HCI4
- H-Brückenkontrollinstrument zur Vermessung des Stroms durch das vierte Schaltelement der H-Brücke, also typischerweise durch den vierten Transistor (T4), hier durch Erfassung des Spannungsabfalls über den vierten Transistor (T4);H-bridge control instrument for measuring the current through the fourth switching element of the H-bridge, ie typically through the fourth transistor (T4), here by detecting the voltage drop across the fourth transistor (T4);
- IBIB
- interner Bus des Scheinwerfers (SW);searchlight (SW) internal bus;
- ILEDILED
- elektrischer Strom durch die erste LED (LED1).electric current through the first LED (LED1).
- KK
- Kathode der ersten Leuchtdiode (LED1);cathode of the first light emitting diode (LED1);
- kk
- optionaler Kurzschlusszustand bei dem die erste LED (LED1) über eine Versorgungsspannung kurzgeschlossen ist;optional short-circuit state in which the first LED (LED1) is short-circuited via a supply voltage;
- Kaca
- Kathode der ersten gepulsten Leuchtdiode (LED1a);cathode of the first pulsed light emitting diode (LED1a);
- Kbkb
- Kathode der zweiten gepulsten Leuchtdiode (LED1b);cathode of the second pulsed light emitting diode (LED1b);
- KcKc
- Kathode der dritten gepulsten Leuchtdiode (LED1c);cathode of the third pulsed light emitting diode (LED1c);
- Kfzvehicle
- Kraftfahrzeug;motor vehicle;
- Kfz1car1
- erstes Kraftfahrzeug;first motor vehicle;
- Kfz2car2
- zweites Kraftfahrzeug;second motor vehicle;
- L_SVMAL_SVMA
- Energiereserve für den negativen Spannungswandler (SVMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke, typischerweise eine Induktivität. Diese Energiereserve wird typischerweise zusammen mit einer Freilaufdiode eingesetzt, wenn statt einer negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke ein negativer Spannungswandler (SVMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke eingesetzt wird. Diese Energiereserve ist in keiner der Zeichnungen eingezeichnet, aber Teil der Offenlegung.;Energy reserve for the negative voltage converter (SVMA) to generate a fast turn-on edge, typically an inductor. This energy reserve is typically used together with a freewheeling diode when a negative voltage converter (SVMA) is used to generate a fast turn-on edge instead of a negative charge pump (LPMA) to generate a fast turn-on edge. This energy reserve is not drawn in any of the drawings but is part of the disclosure.;
- L_SVMBL_SVMB
- Energiereserve für den negativen Spannungswandler (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, typischerweise eine Induktivität. Diese Energiereserve wird typischerweise zusammen mit einer Freilaufdiode eingesetzt, wenn statt einer negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein negativer Spannungswandler (SVMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird. Diese Energiereserve ist in keiner der Zeichnungen eingezeichnet, aber Teil der Offenlegung;Energy reserve for the negative voltage converter (SVMB) for fast extraction of the stored charge carriers, typically an inductor. This energy reserve is typically used together with a freewheeling diode if a negative voltage converter (SVMB) is used to quickly suck off the stored charge carriers instead of a negative charge pump (LPMB) for quickly sucking off the stored charge carriers. This energy reserve is not shown in any of the drawings, but is part of the disclosure;
- L_SVPAL_SVPA
- Energiereserve für den positiven Spannungswandler (SVPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke, typischerweise eine Induktivität. Diese Energiereserve wird typischerweise zusammen mit einer Freilaufdiode eingesetzt, wenn statt einer positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke ein positiver Spannungswandler (SVPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke eingesetzt wird. Diese Energiereserve ist in keiner der Zeichnungen eingezeichnet, aber Teil der Offenlegung;Energy reserve for the positive voltage converter (SVPA) to generate a fast turn-on edge, typically an inductor. This energy reserve is typically used in conjunction with a freewheeling diode when a positive voltage converter (SVPA) is used to generate a fast turn-on edge instead of a positive charge pump (LPPA) to generate a fast turn-on edge. This energy reserve is not shown in any of the drawings, but is part of the disclosure;
- L_SVPBL_SVPB
- Energiereserve für den positiven Spannungswandler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger, typischerweise eine Induktivität. Diese Energiereserve wird typischerweise zusammen mit einer Freilaufdiode eingesetzt, wenn statt einer positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger ein positiver Spannungswandler (SVPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger eingesetzt wird. Diese Energiereserve ist in keiner der Zeichnungen eingezeichnet, aber Teil der Offenlegung;Energy reserve for the positive voltage converter (SVPB) for fast extraction of the stored charge carriers, typically an inductor. This energy reserve is typically used together with a freewheeling diode if, instead of a positive charge pump (LPPB) for quickly extracting the stored charge carriers, a positive voltage converter (SVPB) is used for quickly extracting the stored charge carriers. This energy reserve is not shown in any of the drawings, but is part of the disclosure;
- LCDLCD
- strukturierbare Blende, bevorzugt eine LCD betriebene Blende bzw. ein transparentes LCD-Display für Licht-Transmission;structurable aperture, preferably an LCD operated aperture or a transparent LCD display for light transmission;
- LCD_CSLCD_CS
- Kontrollsignal vorzugsweise des Rechnersystems (µC) zur Steuerung der strukturierten Blende, z.B. die eines transparenten LCD-Schirms (LCD-Diascope);Control signal preferably from the computer system (µC) for controlling the structured aperture, e.g. that of a transparent LCD screen (LCD Diascope);
- LED1LED1
- erste Leuchtdiode;first light emitting diode;
- LED1aLED1a
- erste gepulste Leuchtdiode;first pulsed light emitting diode;
- LED1bLED1b
- zweite gepulste Leuchtdiode;second pulsed light emitting diode;
- LED2..nLED2..n
- weitere, nicht gepulste Leuchtdioden oder Leuchtmittel;further, non-pulsed light-emitting diodes or light sources;
- LPMALPMA
- negative Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H);negative charge pump for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H);
- LPMA'LPMA'
- negative Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H');negative charge pump for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H');
- LPMA"LPMA"
- negative Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H");negative charge pump for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H");
- LPMBLPMB
- negative Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H);negative charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H);
- LPMB'LPMB'
- negative Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H');negative charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H');
- LPMB"LPMB"
- negative Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H");negative charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge (H");
- LPPALPPA
- positive Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H);positive charge pump for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H);
- LPPA'LPPA'
- positive Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H');positive charge pump for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H');
- LPPA"LPPA"
- positive Ladungspumpe zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H");positive charge pump to generate a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H");
- LPPBLPPB
- positive Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H);positive charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H);
- LPPB'LPPB'
- positive Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H');positive charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H');
- LPPB"LPPB"
- positive Ladungspumpe zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H");positive charge pump for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge (H");
- LPLP
- Lichtpuls;light pulse;
- LPFLPF
- Lichtpulsfolge;light pulse train;
- LPWBLPWB
- lichtpulsfähiger Wellenlängenbereich;wavelength range capable of light pulses;
- µCµC
- Rechnersystem;computer system;
- MDmd
- lichtempfindliche Messdiode;light-sensitive measuring diode;
- MS1MS1
- erstes Messsignal;first measurement signal;
- MS2MS2
- zweites Messsignal;second measurement signal;
- MS2MS2
- drittes Messsignal;third measurement signal;
- MVMV
- Messvorrichtung;measuring device;
- NGWBNGWB
- nicht gesperrter Wellenlängenbereich. Der nicht gesperrte Wellenlängenbereich umfasst den abgestrahlten Wellenlängenbereich (AWB) ohne den gesperrten Wellenlängenbereich (GWB);non-blocked wavelength range. The unblocked wavelength range includes the radiated wavelength range (AWB) without the blocked wavelength range (GWB);
- NL1NL1
- Nebelleuchte links;left fog light;
- NL2NL2
- Nebelleuchte rechts;right fog light;
- NRL1NRL1
- Nebelrückleuchte links;left rear fog light;
- NRL2NRL2
- Nebelrückleuchte rechts;rear fog light on the right;
- OPOP
- Optik oder optisches System;optics or optical system;
- OP2OP2
- weitere Optik oder weiteres optisches System;additional optics or additional optical system;
- OP3OP3
- weitere Optik oder weiteres optisches System;additional optics or additional optical system;
- PAnPAn
- An-Zustand im gepulsten Betrieb (GPB);On state in pulsed mode (GPB);
- PAusPOut
- Aus-Zustand im gepulsten Betrieb (GPB) in dem die LED kein Licht abgibt und in dem die Ladungsträger aus der LED aktiv entfernt werden;Off state in pulsed mode (GPB) in which the LED does not emit light and in which the charge carriers are actively removed from the LED;
- PD1PD1
- erste Fotodiode;first photodiode;
- PD2PD2
- zweite Fotodiode;second photodiode;
- PLpl
- Projektionsoptik oder Projektionslinse;projection optics or projection lens;
- PQZPQZ
- Zwischenzustand im gepulsten Betrieb (GPB) bei dem durch die zeitliche Kürze des Aufenthalts in diesem Zwischenzustand ein Querstrom in der H-Brücke im nachfolgenden „PAus“-Zustand zum schnelleren Ausräumen der Ladungsträger kontrolliert dadurch zugelassen wird, dass die Aufenthaltsdauer Δt in diesem Zustand kürzer ist als die Zeit vom Beginn des Zwischenzustands zum Ausschaltzeitpunkt derjenigen Transistoren, die im „PAn“-Zustand leitend waren. Der Ausschaltzeitpunkt derjenigen Transistoren, die im „PAn“-Zustand leitend waren, kann geeignet gewählt werden. Δt kann negativ gewählt oder negativ zugelassen werden, wenn der Strom durch die H-Brücke begrenzt wird.Intermediate state in pulsed operation (GPB) in which, due to the brief duration of the stay in this intermediate state, a cross current in the H-bridge in the subsequent "PAoff" state for faster emptying of the charge carriers is permitted in a controlled manner by the fact that the length of stay Δt in this state is shorter is as the time from the start of the intermediate state to the turn-off time of those transistors that were conducting in the "PAn" state. The switch-off time of those transistors that were conductive in the “PAn” state can be suitably chosen. Δt can be chosen to be negative or allowed to be negative if the current through the H-bridge is limited.
- PZPZ
- Zwischenzustand des gepulsten Betriebs;intermediate state of pulsed operation;
- QDBQDB
- Quasidauerbetrieb der H-Brücke. Dies ist der Betriebsmodus, in dem typischerweise die erste LED (LED1) als Leuchtmittel einer Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt wird.Quasi-continuous operation of the H-bridge. This is the operating mode in which the first LED (LED1) is typically used as the illuminant of a lighting device.
- RFRF
- Reflektor, vorzugsweise eine Spiegeloptik;reflector, preferably mirror optics;
- RF2RF2
- weiterer Reflektor, vorzugsweise eine weitere Spiegeloptik;another reflector, preferably another mirror optics;
- RFL1RFL1
- Rückfahrscheinwerfer links;reversing light left;
- RFL2RFL2
- Rückfahrscheinwerfer rechts;reversing light on the right;
- RL1RL1
- Rückleuchte links;rear light left;
- RL2RL2
- Rückleuchte rechts;rear light on the right;
- Rs1Rs1
- erster Shunt-Widerstand;first shunt resistor;
- Rs2Rs2
- zweiter Shunt-Widerstand;second shunt resistor;
- SCHWBLACK
- Schwellwert;threshold;
- SLSL
- Streulicht;scattered light;
- SL1SL1
- Streulicht der ersten gepulsten Leuchtdiode (LED1a);Stray light from the first pulsed light-emitting diode (LED1a);
- SL2SL2
- Streulicht der zweiten gepulsten Leuchtdiode (LED1b);Stray light from the second pulsed light-emitting diode (LED1b);
- SR1SR1
- erster Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die erste positive Versorgungsspannung (VCC1) und die erste negative Versorgungsspannung (GND1) erzeugt;first voltage regulator which generates the first positive supply voltage (VCC1) and the first negative supply voltage (GND1) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- SR2SR2
- zweiter Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die zweite positive Versorgungsspannung (VCC2) und die zweite negative Versorgungsspannung (GND2) erzeugt;second voltage regulator which generates the second positive supply voltage (VCC2) and the second negative supply voltage (GND2) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- SR3SR3
- dritter Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die dritte positive Versorgungsspannung (VCC3) und die dritte negative Versorgungsspannung (GND3) erzeugt;third voltage regulator which generates the third positive supply voltage (VCC3) and the third negative supply voltage (GND3) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- SR4SR4
- vierter Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die vierte positive Versorgungsspannung (VCC4) und die vierte negative Versorgungsspannung (GND4) erzeugt;fourth voltage regulator which generates the fourth positive supply voltage (VCC4) and the fourth negative supply voltage (GND4) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- SR5SR5
- fünfter Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die fünfte positive Versorgungsspannung (VCC5) und die fünfte negative Versorgungsspannung (GND5) erzeugt;fifth voltage regulator which generates the fifth positive supply voltage (VCC5) and the fifth negative supply voltage (GND5) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- SR6SR6
- sechster Spannungsregler, der aus der positiven Gesamtversorgungsspannung (VCC) und der negativen Gesamtversorgungsspannung (GND) die sechste positive Versorgungsspannung (VCC6) und die sechste negative Versorgungsspannung (GND4) erzeugt;sixth voltage regulator which generates the sixth positive supply voltage (VCC6) and the sixth negative supply voltage (GND4) from the positive total supply voltage (VCC) and the negative total supply voltage (GND);
- STST
- Steuereinrichtung;control device;
- SVMASVMA
- negativer Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H). Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H) kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H) erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND1) gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter to generate a fast turn-on edge in the first H-bridge (H). The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H) can be substituted instead of the negative charge pump (LPMA) for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H), particularly in the figures. The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H) preferably, but not necessarily, generates an output voltage (GND1) with respect to a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential (GND);
- SVMA'SVMA'
- negativer Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H'). Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H') kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMA') zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H'), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H') erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND1') gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter to generate a fast turn-on edge in the second H-bridge (H'). The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H') can be substituted instead of the negative charge pump (LPMA') for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H'), particularly in the figures become. The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H') preferably, but not necessarily, generates an output voltage (GND1') with respect to a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential (GND );
- SVMA"SVMA"
- negativer Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H"). Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H") kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMA") zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H") erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND1") gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H"). The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H") can be used instead of the negative charge pump (LPMA") for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge (H), particularly in the figures. The negative voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge (H") preferably, but not necessarily, generates an output voltage (GND1") opposite a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential (GND);
- SVMBSVMB
- negativer Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H). Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H) kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H) erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND2) gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H). The negative voltage converter for quickly exhausting the stored charge carriers in the first H-bridge (H) can be substituted instead of the negative charge pump (LPMB) for quickly exhausting the stored charge carriers in the first H-bridge (H), particularly in the figures . The negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H) preferably, but not necessarily, generates an output voltage (GND2) with respect to a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential (GND) ;
- SVMB'SVMB'
- negativer Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H'). Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H') kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMB') zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H'), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H') erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND2') gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H'). The negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H') can be used instead of the negative charge pump (LPMB') for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H'), particularly in the figures, be provided as a substitute. The negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H') preferably, but not necessarily, generates an output voltage (GND2') with respect to a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential ( ground);
- SVMB"SVMB"
- negativer Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H"). Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H") kann anstelle der negativen Ladungspumpe (LPMB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H"), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der negative Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H") erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (GND2") gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die niedriger ist als die negativste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H"). The negative voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H") can be used instead of the negative charge pump (LPMB) for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H"), in particular in the figures. The negative voltage converter for quickly sucking off the stored charge carriers in the second H-bridge ("H") preferably, but not necessarily, generates an output voltage ( GND2") with respect to a reference potential (GND) which is lower than the most negative of its supply voltages with respect to this reference potential (GND);
- SVPASSPA
- positiver Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H). Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H) kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPA) zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der ersten H-Brücke (H) erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC2) gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter to generate a fast turn-on edge in the first H-bridge (H). The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H) can be substituted instead of the positive charge pump (LPPA) for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H), particularly in the figures. The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the first H-bridge (H) preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC2) with respect to a reference potential (GND) which is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential (GND);
- SVPA'SVPA'
- positiver Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H'). Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H') kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPA') zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H'), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der zweiten H-Brücke (H') erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC2') gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter to generate a fast turn-on edge in the second H-bridge (H'). The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H') can be substituted instead of the positive charge pump (LPPA') for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H'), particularly in the figures become. The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the second H-bridge (H') preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC2') with respect to a reference potential (GND) which is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential (GND );
- SVPA"SVPA"
- positiver Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H"). Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H") kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPA") zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H"), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum Erzeugen einer schnellen Einschaltflanke in der dritten H-Brücke (H") erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC2") gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H"). The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H") can be used instead of the positive charge pump (LPPA") for generating a fast turn-on edge can be substituted in the third H-bridge ("H"), particularly in the figures. The positive voltage converter for generating a fast turn-on edge in the third H-bridge ("H") preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC2") with respect to a reference potential (GND) which is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential (GND );
- SVPBSSPB
- positiver Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H). Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H) kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPB) zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der ersten H-Brücke (H) erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC1) gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H). The positive voltage converter for quickly exhausting the stored charge carriers in the first H-bridge (H) can be substituted in place of the positive charge pump (LPPB) for quickly exhausting the stored charge carriers in the first H-bridge (H), particularly in the figures . The positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the first H-bridge (H) preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC1) with respect to a reference potential (GND) that is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential (GND) ;
- SVPB'SVPB'
- positiver Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H'). Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H') kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPB') zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H'), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der zweiten H-Brücke (H') erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC1') gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H'). The positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H') can be used instead of the positive charge pump (LPPB') for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H'), particularly in the figures, be provided as a substitute. The positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the second H-bridge (H') preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC1') with respect to a reference potential (GND) which is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential ( ground);
- SVPB"SVPB"
- positiver Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H"). Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H") kann anstelle der positiven Ladungspumpe (LPPB") zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H"), insbesondere in den Figuren, ersatzweise vorgesehen werden. Der positive Spannungswandler zum schnellen Absaugen der gespeicherten Ladungsträger in der dritten H-Brücke (H") erzeugt bevorzugt, aber nicht notwendigerweise eine Ausgangsspannung (VCC1") gegenüber einem Bezugspotenzial (GND), die höher ist als die positivste seiner Versorgungsspannungen gegenüber diesem Bezugspotenzial (GND);positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H"). The positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H") can be used instead of the positive charge pump (LPPB") for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge ("H"), in particular in the figures, can be provided as a substitute. The positive voltage converter for fast extraction of the stored charge carriers in the third H-bridge (H") preferably, but not necessarily, generates an output voltage (VCC1") with respect to a reference potential (GND) that is higher than the most positive of its supply voltages with respect to this reference potential ( ground);
- SWSW
- Scheinwerfer;headlights;
- SW1SW1
- erster Scheinwerfer;first headlight;
- SW2SW2
- zweiter Scheinwerfer;second headlight;
- SW3SW3
- dritter Scheinwerfer;third headlight;
- SWLSWL
- Scheinwerferlicht, das typischerweise nicht gepulst ist;headlights, which are typically not pulsed;
- syncsync
- Synchronisationssignale mit denen die Steuervorrichtung das Sendesignal an die Messvorrichtung (MV) übermittelt, damit diese einen Vergleich zwischen dem Sendesignal und dem empfangenen Signal der Messdiode (MD) z.B. durch Bildung eines Korrelationsintegrals zwischen dem Sendesignal und dem empfangenen Signal der Messdiode (MD) durchführen kann.Synchronization signals with which the control device transmits the transmission signal to the measuring device (MV) so that it can carry out a comparison between the transmission signal and the received signal of the measuring diode (MD), e.g. by forming a correlation integral between the transmission signal and the received signal of the measuring diode (MD). .
- ττ
- Lebensdauer der Ladungsträger der ersten Leuchtdiode (LED1);Service life of the charge carriers of the first light-emitting diode (LED1);
- τpnτpn
- Ausräumzeit. Im Sinne dieser Offenlegung ist die Ausräumzeit die Zeit, die eine gegenüber dem Betrag der Versorgungsspannung betragsmäßig erhöhte Ausräumspannung (URM) in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) an diese erste Leuchtdiode (LED1) angelegt wird. Die Ausräumzeit wird entsprechend dieser Offenlegung bevorzugt so bemessen, dass eine Restladung in der ersten LED (LED1) verbleibt, um die Lebensdauer nicht mehr als notwendig zu reduzieren. Die Ausräumzeit ist daher bevorzugt kürzer als die Speicherzeit der Ladungsträger für diese betragsmäßig erhöhte Ausräumspannung in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1). Die Ausräumzeit (τpn) beträgt dabei bevorzugt weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1)), besser weniger als 90% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 85% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 80% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 75% der Speicherzeit (τsp1). Es wird empfohlen, die Auswirkung auf die Sperrschicht und die Lebensdauer der ersten Leuchtdiode (LED1) genau zu vermessen und zu qualifizieren und die Ausräumzeit (τpn) und die Ausräumspannung (URM) geeignet entsprechend den Ergebnissen anzupassen. In der Regel sind diese Daten in den Datenblättern der Leuchtdioden nicht verfügbar.cleanup time. For the purposes of this disclosure, the clearing time is the time during which a clearing voltage (U RM ) that is higher than the amount of the supply voltage is applied to this first light-emitting diode (LED1) in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1). According to this disclosure, the clearing time is preferably measured in such a way that a residual charge remains in the first LED (LED1) in order not to reduce the service life more than necessary. The clearing time is therefore preferably shorter than the storage time of the charge carriers for this clearing voltage, which is increased in terms of amount, in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1). The clearing time (τ pn ) is preferably less than 95% of the storage time (τ sp1 ), better less than 95% of the storage time (τ sp1 )), better less than 90% of the storage time (τ sp1 ), better less than 85% the storage time (τ sp1 ), better less than 80% of the storage time (τ sp1 ), better less than 75% of the storage time (τ sp1 ). It is recommended to accurately measure and qualify the impact on the junction and lifetime of the first light emitting diode (LED1) and appropriately adjust the clearing time (τ pn ) and clearing voltage (U RM ) according to the results. As a rule, this data is not available in the data sheets for the light-emitting diodes.
- τppτpp
- Einschaltzeit. Im Sinne dieser Offenlegung ist die Einschaltzeit die Zeit, die eine gegenüber dem Betrag der Versorgungsspannung betragsmäßig erhöhte Vorwärtsspannung in Flussrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) an diese erste Leuchtdiode (LED1) angelegt wird. Die Einschaltzeit wird entsprechend dieser Offenlegung bevorzugt so bemessen, dass die Leuchtenergieabgabe gerade einen vorgegebenen Maximalwert erreicht. Die Ausräumzeit ist daher bevorzugt kürzer als die Speicherzeit der Ladungsträger für diese betragsmäßig erhöhte Ausräumspannung in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1). Die Einschaltzeit beträgt dabei bevorzugt weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 90% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 85% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 80% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 75% der Speicherzeit (τsp1). Hierdurch wird die erste Leuchtdiode nicht vollständig mit Ladungsträgern geflutet. Vielmehr ergibt sich eine Ladungswolke, die in den Bereich der anderen Dotierung innerhalb des pn-Übergangs eindringt. Es wird empfohlen, die Auswirkung auf die Sperrschicht und die Lebensdauer der ersten Leuchtdiode (LED1) genau zu vermessen und zu qualifizieren und die Einschaltzeit (τpp) und die Vorwärtsspannung (UDR) geeignet entsprechend den Ergebnissen anzupassen. In der Regel sind diese Daten in den Datenblättern der Leuchtdioden nicht verfügbar.on time. For the purposes of this disclosure, the switch-on time is the time during which a forward voltage that is higher than the amount of the supply voltage is applied to this first light-emitting diode (LED1) in the flow direction of the first light-emitting diode (LED1). According to this disclosure, the switch-on time is preferably measured in such a way that the luminous energy output just reaches a predetermined maximum value. The clearing time is therefore preferably shorter than the storage time of the charge carriers for this clearing voltage, which is increased in terms of amount, in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1). The switch-on time is preferably less than 95% of the storage time (τ sp1 ), better less than 95% of the storage time (τ sp1 ), better less than 90% of the storage time (τ sp1 ), better less than 85% of the storage time (τ sp1 ), better less than 80% of the storage time (τ sp1 ), better than 75% of the storage time (τ sp1 ). As a result, the first light-emitting diode is not completely flooded with charge carriers. Rather, a charge cloud results which penetrates into the region of the other doping within the pn junction. It is recommended to accurately measure and qualify the impact on the junction and lifetime of the first light emitting diode (LED1) and adjust the turn-on time (τ pp ) and the forward voltage (U DR ) appropriately according to the results. As a rule, this data is not available in the data sheets for the light-emitting diodes.
- τSP0τSP0
- Speicherzeit der Ladungsträger in der ersten Leuchtdiode (LED1) bei Betrieb mit Versorgungsspannung und Verwendung der Versorgungsspannung als Ausräumspannung in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1).Storage time of the charge carriers in the first light-emitting diode (LED1) when operated with supply voltage and using the supply voltage as clearing voltage in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1).
- τSP1τSP1
- Speicherzeit der Ladungsträger in der ersten Leuchtdiode (LED1) bei Betrieb mit einer gegenüber der Versorgungsspannung erhöhten Spannung als Betriebsspannung im Pulsbetrieb in Flussrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1) und Verwendung einer gegenüber dem Betrag der Versorgungsspannung betragsmäßig erhöhten Ausräumspannung in Sperrrichtung der ersten Leuchtdiode (LED1).Storage time of the charge carriers in the first light-emitting diode (LED1) when operating with a voltage that is higher than the supply voltage as the operating voltage in pulsed operation in the flow direction of the first light-emitting diode (LED1) and using a clearing voltage that is higher than the amount of the supply voltage in the reverse direction of the first light-emitting diode (LED1) .
- tt
- Zeit;Time;
- t0t0
- erster Zeitpunkt;first point in time;
- t1t1
- zweiter Zeitpunkt;second point in time;
- T1T1
- erster Transistor oder erster steuerbarer Schalter, der durch seinen ersten Steueranschluss (G1) steuerbar ist;first transistor or first controllable switch which is controllable by its first control terminal (G1);
- T1'T1'
- erster Transistor der zweiten H-Brücke (H') oder erster steuerbarer Schalter der zweiten H-Brücke (H'), der durch seinen ersten Steueranschluss (G1') steuerbar ist;first transistor of the second H-bridge (H') or first controllable switch of the second H-bridge (H'), which is controllable by its first control terminal (G1');
- T1"T1"
- erster Transistor der dritten H-Brücke (H") oder erster steuerbarer Schalter der dritten H-Brücke (H"), der durch seinen ersten Steueranschluss (G1") steuerbar ist;first transistor of the third H-bridge ("H") or first controllable switch of the third H-bridge ("H"), which is controllable by its first control terminal (G1");
- T2T2
- zweiter Transistor oder zweiter steuerbarer Schalter, der durch seinen zweiten Steueranschluss (G2) steuerbar ist;second transistor or second controllable switch controllable by its second control terminal (G2);
- T2'T2'
- zweiter Transistor der zweiten H-Brücke (H') oder zweiter steuerbarer Schalter der zweiten H-Brücke (H'), der durch seinen zweiten Steueranschluss (G2') steuerbar ist;second transistor of the second H-bridge (H') or second controllable switch of the second H-bridge (H'), which is controllable by its second control terminal (G2');
- T2"T2"
- zweiter Transistor der dritten H-Brücke (H") oder zweiter steuerbarer Schalter der dritten H-Brücke (H"), der durch seinen zweiten Steueranschluss (G2") steuerbar ist;third H-bridge ("H") second transistor or third H-bridge ("H") second controllable switch controllable by its second control terminal (G2");
- T3T3
- dritter Transistor oder dritter steuerbarer Schalter, durch seinen dritten Steueranschluss (G3) steuerbar ist;third transistor or third controllable switch controllable by its third control terminal (G3);
- T3'T3'
- dritter Transistor der zweiten H-Brücke (H') oder dritter steuerbarer Schalter der zweiten H-Brücke (H'), der durch seinen dritten Steueranschluss (G3') steuerbar ist;third transistor of the second H-bridge (H') or third controllable switch of the second H-bridge (H'), which is controllable by its third control terminal (G3');
- T3"T3"
- dritter Transistor der dritten H-Brücke (H") oder dritter steuerbarer Schalter der dritten H-Brücke (H"), der durch seinen dritten Steueranschluss (G3") steuerbar ist;third H-bridge ("H") transistor or third H-bridge ("H") controllable switch controllable by its third control terminal (G3");
- T4T4
- vierter Transistor oder vierter steuerbarer Schalter, der durch seinen vierten Steueranschluss (G4) steuerbar ist;fourth transistor or fourth controllable switch controllable by its fourth control terminal (G4);
- T4'T4'
- vierter Transistor der zweiten H-Brücke (H') oder vierter steuerbarer Schalter der zweiten H-Brücke (H'), der durch seinen vierten Steueranschluss (G4') steuerbar ist;fourth transistor of the second H-bridge (H') or fourth controllable switch of the second H-bridge (H'), which is controllable by its fourth control terminal (G4');
- T4'T4'
- vierter Transistor der dritten H-Brücke (H") oder vierter steuerbarer Schalter der dritten H-Brücke (H"), der durch seinen vierten Steueranschluss (G4") steuerbar ist;third H-bridge ("H") fourth transistor or third H-bridge ("H") fourth controllable switch controllable by its fourth control terminal (G4");
- T5T5
- fünfter Transistor oder fünfter steuerbarer Schalter, der durch seinen fünften Steueranschluss (G5) steuerbar ist;fifth transistor or fifth controllable switch controllable by its fifth control terminal (G5);
- T6T6
- sechster Transistor oder sechster steuerbarer Schalter, der durch seinen sechsten Steueranschluss (G6) steuerbar ist;sixth transistor or sixth controllable switch controllable by its sixth control terminal (G6);
- T7T7
- siebter Transistor oder siebter steuerbarer Schalter, der durch seinen siebten Steueranschluss (G7) steuerbar ist;seventh transistor or seventh controllable switch controllable by its seventh control terminal (G7);
- T8T8
- achter Transistor oder achter steuerbarer Schalter, der durch seinen achten Steueranschluss (G8) steuerbar ist;eighth transistor or eighth controllable switch controllable by its eighth control terminal (G8);
- T9T9
- neunter Transistor oder neunter steuerbarer Schalter, der durch seinen neunten Steueranschluss (G9) steuerbar ist;ninth transistor or ninth controllable switch controllable by its ninth control terminal (G9);
- T10T10
- zehnter Transistor oder zehnter steuerbarer Schalter, der durch seinen zehnten Steueranschluss (G10) steuerbar ist;tenth transistor or tenth controllable switch controllable by its tenth control terminal (G10);
- T11T11
- elfter Transistor oder elfter steuerbarer Schalter, der durch seinen elften Steueranschluss (G11) steuerbar ist;eleventh transistor or eleventh controllable switch controllable by its eleventh control terminal (G11);
- T12T12
- zwölfter Transistor oder zwölfter steuerbarer Schalter, der durch seinen zwölften Steueranschluss (G12) steuerbar ist;twelfth transistor or twelfth controllable switch controllable by its twelfth control terminal (G12);
- TBTB
- Zeitbasis. Die Zeitbasis erzeugt die Basiszeitsignale der Vorrichtung. Dabei handelt es sich vorzugsweise um das Basiszeitsignal (clk1) (typischerweise = Basistakt) der Rechnersystems (µC) und das Basiszeitsignal (clk2) (typischerweise = Basistakt) der Steuereinrichtung (ST) und das Basiszeitsignal (clk3) (typischerweise = Basistakt) der H-Brücke (H), vorzugsweise der Ladungspumpen in der H-Brücke (H). Diese Basiszeitsignale (clk1, clk2, clk3) können voneinander abhängen oder gleich sein;time base. The time base generates the base time signals of the device. This is preferably the base time signal (clk1) (typically = base clock) of the computer system (µC) and the base time signal (clk2) (typically = base clock) of the control device (ST) and the base time signal (clk3) (typically = base clock) of the H -Bridge (H), preferably the charge pumps in the H-Bridge (H). These basic time signals (clk1, clk2, clk3) can depend on each other or be the same;
- TPZminTPZmin
- Mindestverweildauer im „PZ“-Zustand;minimum dwell time in "PZ" state;
- TOFIMGTOFIMG
- zweidimensionale Anordnung zeitlich steuerbarer lichtempfindlicher Sensoren.two-dimensional array of time-controlled light-sensitive sensors.
- TWL1TWL1
- Warnleuchte links für Fahrzeuge im toten Winkel links;Left vehicle blind spot warning light;
- TWL2TWL2
- Warnleuchte rechts für Fahrzeuge im toten Winkel rechts;Right side warning light for vehicles in the blind spot on the right;
- UDRUDR
- Vorwärtsspannung an der ersten Leuchtdiode (LED1), die dazu führt, dass die erste Leuchtdiode (LED1) mit Ladungsträgern geflutet wird. Bevorzugt liegt der Betrag der Vorwärtsspannung im Pulsbetrieb oberhalb des Spannungsbetrages der Spannung, die im Beleuchtungsbetrieb zur Ansteuerung der ersten Leuchtdiode (LED1) verwendet wird. Die Einschaltzeit (τpp), für deren Verlauf diese Vorwärtsspannung an die erste LED (LED1) angelegt wird, wird daher so bemessen, dass sie bevorzugt nur einen zeitlichen Bruchteil der Speicherzeit (τsp1) für eine Sperrspannung gleichen Spannungsbetrages wie diese Vorwärtsspannung beträgt.Forward voltage on the first light-emitting diode (LED1), which causes the first light-emitting diode (LED1) to be flooded with charge carriers. The magnitude of the forward voltage in pulsed operation is preferably above the magnitude of the voltage that is used to drive the first light-emitting diode (LED1) in lighting operation. The switch-on time (τ pp ), during which this forward voltage is applied to the first LED (LED1), is therefore measured in such a way that it is preferably only a fraction of the storage time (τ sp1 ) for a blocking voltage of the same magnitude as this forward voltage.
- URMURM
- Ausräumspannung oder auch Sperrspannung an der ersten Leuchtdiode (LED1), die dazu führt, dass die Ladungsträger, die sich noch innerhalb der ersten Leuchtdiode (LED1) befinden, beschleunigt abgesaugt werden. Bevorzugt liegt der Betrag der Sperrspannung im Pulsbetrieb oberhalb des Spannungsbetrages der Spannung, die im Beleuchtungsbetrieb zur Ansteuerung der ersten Leuchtdiode (LED1) verwendet wird. Ausräumzeit (τpn), die diese Sperrspannung an die erste LED (LED1) angelegt wird, wird daher so bemessen, dass sie bevorzugt nur einen zeitlichen Bruchteil der Speicherzeit (τsp1) beträgt. Die Ausräumzeit (τpn) beträgt dabei bevorzugt weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 95% der Speicherzeit (τsp1)), besser weniger als 90% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 85% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 80% der Speicherzeit (τsp1), besser weniger als 75% der Speicherzeit (τsp1). Es wird empfohlen, die Auswirkung auf die Sperrschicht und die Lebensdauer der ersten Leuchtdiode (LED1) genau zu vermessen und zu qualifizieren und die Ausräumzeit (τpn) und die Ausräumspannung geeignet entsprechend den Ergebnissen anzupassen.Clearing voltage or blocking voltage at the first light-emitting diode (LED1), which causes the charge carriers that are still inside the first light-emitting diode (LED1) to be sucked off at an accelerated rate. The magnitude of the blocking voltage in pulsed operation is preferably above the magnitude of the voltage that is used in lighting operation to drive the first light-emitting diode (LED1). Clearing time (τ pn ) for which this blocking voltage is applied to the first LED (LED1) is therefore dimensioned such that it is preferably only a fraction of the storage time (τ sp1 ). The clearing time (τ pn ) is preferably less than 95% of the storage time (τ sp1 ), better less than 95% of the storage time (τ sp1 )), better less than 90% of the storage time (τ sp1 ), better less than 85% the storage time (τ sp1 ), better less than 80% of the storage time (τ sp1 ), better less than 75% of the storage time (τ sp1 ). It is recommended to accurately measure and qualify the impact on the junction and lifetime of the first light emitting diode (LED1) and appropriately adjust the clearing time (τ pn ) and clearing voltage according to the results.
- VCCVCC
- positive Gesamtversorgungsspannung;positive total supply voltage;
- VCC'vcc'
- positive Versorgungsspannung, die zwischen dem Quasidauerbetrieb (QDB) und dem gepulsten Betrieb (GPB) betragsmäßig zwischen einem Spannungswert entsprechend einer ersten Versorgungsspannung (VCC1) und einem zweiten Spannungswert entsprechen einer dritten Versorgungsspannung (VCC3) umgeschaltet wird;positive supply voltage which is switched between the quasi-continuous operation (QDB) and the pulsed operation (GPB) in terms of magnitude between a voltage value corresponding to a first supply voltage (VCC1) and a second voltage value corresponding to a third supply voltage (VCC3);
- VCC1VCC1
- erste positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der ersten H-Brücke (H);first positive supply voltage, e.g. in the first H-bridge (H);
- VCC1'VCC1'
- erste positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der zweiten H-Brücke (H');first positive supply voltage, e.g. in the second H-bridge (H');
- VCC1"VCC1"
- erste positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der dritten H-Brücke (H");first positive supply voltage, e.g. in the third H-bridge ("H");
- VCC2VCC2
- zweite positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der ersten H-Brücke (H);second positive supply voltage, e.g. in the first H-bridge (H);
- VCC2'VCC2'
- zweite positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der zweiten H-Brücke (H');second positive supply voltage, e.g. in the second H-bridge (H');
- VCC2"VCC2"
- zweite positive Versorgungsspannung, beispielsweise in der dritten H-Brücke (H");second positive supply voltage, e.g. in the third H-bridge ("H");
- VCC3VCC3
- dritte positive Versorgungsspannung;third positive supply voltage;
- VLED1VLED1
- Leuchtmittelspannung über die erste Leuchtdiode (LED1) in der H-Brücke (H);Lamp voltage across the first light-emitting diode (LED1) in the H-bridge (H);
- VWBVWB
- für die Messung verwendeter Wellenlängenbereich (entspricht typischerweise dem durch die erste LED (LED1) abgestrahlten ersten Wellenlängenbereich (WB1))Wavelength range used for the measurement (typically corresponds to the first wavelength range (WB1) emitted by the first LED (LED1))
- WB1WB1
- erster Wellenlängenbereich;first wavelength range;
- WB2WB2
- zweiter Wellenlängenbereich;second wavelength range;
- WB3WB3
- dritter Wellenlängenbereich;third wavelength range;
- ZZ
- Zwischenzustand in dem alle vier Transistoren (T1, T2, T3, T4) und ggf. weitere Transistoren (z.B. T12) ausgeschaltet sind;Intermediate state in which all four transistors (T1, T2, T3, T4) and possibly other transistors (e.g. T12) are switched off;
- ZL1ZL1
- Zierleuchte links;decorative light on the left;
- ZL2ZL2
- Zierleuchte rechts;decorative light on the right;
Liste der zitierten SchriftenList of cited writings
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CN 102 612 231 A CN 102 612 231 A -
DE 197 04 496 A1 DE 197 04 496 A1 -
DE 10 2006 041 013 A1 DE 10 2006 041 013 A1 -
DE 10 2006 044 794 A1 DE 10 2006 044 794 A1 -
DE 10 2008 018 718 B4 DE 10 2008 018 718 B4 -
DE 10 2009 020 218 B3 DE 10 2009 020 218 B3 -
DE 10 2013 001 273 A1 DE 10 2013 001 273 A1 -
DE 10 2013 001 274 A1 DE 10 2013 001 274 A1 -
DE 10 2013 002 668 A1 DE 10 2013 002 668 A1 -
DE 20 2013 008 067 U1 DE 20 2013 008 067 U1 -
DE 10 2014 105 482 A1 DE 10 2014 105 482 A1 -
DE 10 2015 110 233 A1 DE 10 2015 110 233 A1 -
DE 10 2016 116 718 A1 DE 10 2016 116 718 A1 -
DE 10 2016 205 563 A1 DE 10 2016 205 563 A1 -
DE 10 2016 202 505 A1 DE 10 2016 202 505 A1 -
DE 20 2017 103 902 U1 DE 20 2017 103 902 U1 -
EP 0 470 780 A2 EP 0 470 780 A2 -
EP 2 160 629 B1 EP 2 160 629 B1 -
EP 2 761 978 B1 EP 2 761 978 B1 -
EP 0 762 651 A2 EP 0 762 651 A2 -
EP 2 783 232 B1 EP 2 783 232 B1 -
JP 2005- 158 483 A JP 2005- 158 483 A -
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US 9 653 642 B1 U.S. 9,653,642 B1 -
US 2016 / 0 257 306 A1 U.S. 2016/0 257 306 A1 -
WO 2014/ 124 768 A1 WO 2014/124 768 A1
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