DE102020117908B4

DE102020117908B4 - Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums

Info

Publication number: DE102020117908B4
Application number: DE102020117908.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lindner
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2040-07-08
Also published as: CN116076154A; US20230262855A1; WO2022008250A1; DE102020117908A1; EP4162771A1

Abstract

Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer in einem Farbraum (K) kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, folgendes umfassend:- mindestens eine Leuchtmitteleinheit (10), umfassend mehrere, vorzugsweise drei, Leuchtmittelelemente (10R, 10B, 10G);- mindestens eine Treibereinheit (11), die dazu ausgebildet ist, Treiberstromsignale an die Leuchtmittelelemente (10R, 10B, 10G) der Leuchtmitteleinheit (10) auszugeben, derart, dass eine Zielfarbe (14) der Leuchtmitteleinheit (10) in Abhängigkeit der Treiberstromsignale einstellbar ist;- mindestens eine Recheneinheit (12), vorzugsweise Mikrokontroller, die dazu ausgebildet ist, die für die Einstellung der Zielfarbe (14) nötigen Treiberstromsignale zu berechnen und die Treibereinheit (11) entsprechend zu steuern, die Treiberstromsignale auszugeben, wobei die Recheneinheit (12) mindestens eine Eingabeschnittstelle (12a), umfasst, die dazu ausgebildet ist, Farbkoordinaten (13) für eine Zielfarbe (14) bezogen auf den Farbraum (K) zu empfangen, wobei die Recheneinheit ferner dazu ausgebildet ist, die Berechnung der Treiberstromsignale zum Einstellen der Zielfarbe (14) unter Berücksichtigung der empfangenen Farbkoordinaten (13) durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, sowie ein entsprechendes Verfahren, ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15 und einen Prozessor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Im Stand der Technik sind Leuchten für verschiedenste Anwendungen, beispielsweise zur Anwendung im Innenraum von Fahrzeugen, bekannt, die dazu dienen, den Raumeindruck für Personen in dem Innenraum zu verbessern. Häufig werden dafür Leuchten eingesetzt, deren wahrnehmbares Licht sich aus Licht von mehreren einzelnen Leuchten mischt. Ein Beispiel hierfür ist eine sogenannte RGB-LED, bei der rote, grüne und blaue Leuchtdioden (LEDs) so kombiniert werden, dass sich ihr abgegebenes Licht zu einer wahrnehmbaren Farbe mischt. Mit entsprechender elektronischer Ansteuerung der einzelnen LEDs mischt sich das Licht der RGB-LED zu einer speziellen Farbe, beispielsweise weiß. Die einzelnen LEDs müssen daher kalibriert werden, damit bei einem Einsatz mehrerer dieser RGB-LEDs keine erkennbaren Unterschiede bei Farbe und Lichtintensität wahrnehmbar sind. Um im Betrieb die Produktionstoleranzen von einzelnen LEDs auszugleichen, muss ein Strom an den einzelnen LEDs entsprechend der erhaltenen Kalibrierwerte angepasst werden. Üblicherweise werden die LEDs während ihrer Produktion kalibriert, also Werte wie die Stromstärke oder die Pulsweitenmodulation (PWM) bestimmt, welche nötig sind, um weißes Licht bzw. Licht einer speziellen diskreten Farbe zu erzeugen. Diese Kalibrierwerte werden auf einem Elektronikmodul der Leuchten gespeichert, so dass bei Betrieb der Leuchten entsprechend der kalibrierten Werte die diskrete Farbe erzeugt wird.
Das zuvor beschriebene Verfahren zur Erzeugung einer kalibrierten Farbe mit einer Leuchte wird als aufwändig und unflexibel wahrgenommen, da die Kalibrierung für jede diskrete Zielfarbe durchgeführt werden muss und die Werte auf dem Elektronikmodul einer Leuchte gespeichert werden müssen, insbesondere auch da nachträgliche Änderungen der kalibrierten Werte auf dem Elektronikmodul eine Neukalibrierung der einzelnen Leuchten erfordern.
DE 10 2016 207 723 A1 offenbart, dass üblicherweise ein Controller einer Beleuchtungsvorrichtung einen programmierbaren Konstantstrom-Treiber, einen Signalformer sowie für jeden Farbkanal ein Register, in das entsprechend der Registerbreite eine Anzahl an Helligkeitswerten geladen wird, enthält.
DE 10 2015 118 497 A1 offenbart, dass es vorteilhaft ist, wenn mehrere Szenariendetails des zu erzeugenden Beleuchtungsszenarios in einer zeitlichen Abfolge gespeichert sind, wobei diese Szenariendetails in einer Tabelle, insbesondere einer Lookup-Tabelle, hinterlegt sein können, die in mehreren Spalten die durch die Leuchtdioden darzustellenden Farbe und/oder Helligkeit enthält.
DE 10 2016 211 737 A1 offenbart die Verwendung eines Parametersatzes, der auf einem Datenspeicher hinterlegt ist. Der Parametersatz enthält Informationen über Lichtfarbe, Leuchtdauer, Lichtintensität, Verzögerungszeit, Aktivierungszeitpunkt, Deaktivierungszeitpunkt und/oder Lichtintensitätsverlauf jeweils für die einzelnen Lichtquellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtmittelvorrichtung zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, die bzw. das es ermöglicht, den beschriebenen Aufwand für die Einstellung bzw. Kalibrierung einer Farbe der Leuchtmittelvorrichtung erheblich zu vereinfachen und flexibler zu gestalten, um die Individualisierung des Lichts in einem Innenraum mit der Leuchtmittelvorrichtung zu erleichtern.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, die folgendes umfasst:

- mindestens eine Leuchtmitteleinheit, umfassend mehrere, vorzugsweise drei, Leuchtmittelelemente;
- mindestens eine Treibereinheit, die dazu ausgebildet ist, Treiberstromsignale an die Leuchtmittelelemente der Leuchtmitteleinheit auszugeben, derart, dass eine Zielfarbe der Leuchtmitteleinheit in Abhängigkeit der Treiberstromsignale einstellbar ist;
- mindestens eine Recheneinheit, vorzugsweise Mikrokontroller, die dazu ausgebildet ist, die für die Einstellung der Zielfarbe nötigen Treiberstromsignale zu berechnen und die Treibereinheit entsprechend zu steuern, die Treiberstromsignale auszugeben.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, keine festen Kalibrierwerte zur Erzeugung einzelner diskreter Farben zu verwenden, sondern stattdessen die Berechnung der nötigen Werte für eine beliebige Zielfarbe direkt in der Leuchtmittelvorrichtung durchzuführen. Um eine Zielfarbe im gesamten Farbraum - wie beispielsweise den RGB Farbraum - einstellen zu können, wird erfindungsgemäß ein Kalibrieralgorithmus in der Leuchtmittelvorrichtung bereitgestellt, der ein kontinuierliches Einstellen von sämtlichen Zielfarben des Farbraums ermöglicht. Anstatt einer Tabelle bzw. einer Liste von diskreten Kalibrierwerten für entsprechende Zielfarben wie bei herkömmlichen RGB-LEDs, ist dazu ein Kalibrieralgorithmus für die Kalibrierung der Leuchtmittelelemente auf einer Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung hinterlegt. Die Einstellung der Zielfarbe erfolgt zu Laufzeit durch Angabe von Farbkoordinaten aus dem entsprechenden Farbraum. Der Kalibrieralgorithmus auf der Recheneinheit übernimmt die Berechnung für eine entsprechende Anpassung der Strom- und/oder Spannungswerte der Treiberstromsignale für die jeweiligen Leuchtmittelelemente (z.B. mittels Pulsweitenmodulation) mit denen die Leuchtmitteleinheit mit kalibriertem Licht leuchtet. Die einzelnen Leuchtmittelelemente werden dafür von der Treibereinheit entsprechend mit den Treiberstromsignalen angesteuert bzw. damit versorgt.
In einer konkreten Ausführungsform der Leuchtmittelvorrichtung sind die Leuchtmittelelemente als LEDs ausgebildet. LEDs sind kostengünstig in großen Stückzahlen herzustellen bzw. zu kaufen. Zudem zeichnen sie sich durch eine lange Lebensdauer, wenig Stromverbrauch und Energieeffizienz aus, so dass die Leuchtmittelvorrichtung sowohl günstig hergestellt als auch später energieeffizient und energiesparend betrieben werden kann. Dies ist daher insbesondere bei einem Einsatz von einer hohen Stückzahl an erfindungsgemäßen Leuchtmittelvorrichtungen, wie in einem Innenraum eines Fahrzeugs, von Vorteil.
In einer Ausführungsform umfassen die Leuchtmitteleinheiten der Leuchtmittelvorrichtung mindestens ein rotes Leuchtmittelelement, mindestens ein grünes Leuchtmittelelement und mindestens ein blaues Leuchtmittelelement, wobei sich das abgegebene Licht der Leuchtmittelelemente sich zu der, insbesondere für einen Beobachter wahrnehmbaren, Zielfarbe mischt. Durch additives Mischen von vorzugsweise drei Grundfarben einzelner Leuchtmittelelemente wird ein additiver Farbraum definiert, der Farbwahrnehmungen des menschlichen Auges nachbilden kann. In einer konkreten Ausführungsform können die drei Grundfarben beispielsweise aus rotem, grünem und blauem Licht, das jeweils von entsprechenden Leuchtmittelelementen abgestrahlt wird, zu einer Zielfarbe gemischt werden. Wobei unter einer Zielfarbe zu verstehen ist, dass die abgestrahlten Farben der Leuchtmittelelemente sich zu einer einzigen für das menschliche Auge wahrnehmbaren Farbe mischen - ein Mensch beim Betrachten der Leuchtmitteleinheit also den Eindruck gewinnt, es handele sich beispielsweise um weißes Licht (oder einer anderen speziellen Farbe), obwohl sich dieses tatsächlich aus roten, grünen und blauen chromatischen Bestandteilen mischt.
In einer Ausführungsform umfasst die Leuchtmittelvorrichtung ein Leuchtmittelgehäuse, das die Leuchtmitteleinheit sowie die Treibereinheit und vorzugsweise die Recheneinheit umfasst. Dadurch kann die Leuchtmittelvorrichtung besonders kompakt und robust gestaltet werden, so dass sie sich besonders leicht in weitere Komponenten, beispielsweise eines Fahrzeugs, integrieren lässt.
Der vorliegenden Erfindung zufolge umfasst die Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung mindestens eine Eingabeschnittstelle, beispielsweise eine BUS-Schnittstelle, wobei die Eingabeschnittstelle dazu ausgebildet ist, Farbinformationsdaten, insbesondere Farbkoordinaten, für eine Zielfarbe zu übermitteln, und zudem die Berechnung der Treiberstromsignale zum Einstellen der Zielfarbe unter Berücksichtigung der empfangenen Farbinformationsdaten anzustoßen.
Dadurch wird ermöglicht, die Zielfarbe der Leuchtmittelvorrichtung bzw. der Lichtmitteleinheit in feinster Auflösung, entsprechend der in die Schnittstelle eingegebenen Daten, basierend auf interner Berechnung spektral zu variieren.
Ferner ermöglicht die Schnittstelle einen externen Zugriff auf die Recheneinheit, beispielsweise auch für Software- und/oder Firmware Updates oder um darauf hinterlegte Daten, welche für den Betrieb der Leuchtmittelvorrichtung relevant sind, zu updaten. Eine BUS-Schnittstelle an der Leuchtmittelvorrichtung bringt zudem den Vorteil mit sich, dass sich die Leuchtmittelvorrichtung besonders leicht mit anderen Systemkomponenten, beispielsweise von einem Fahrzeug, verbunden bzw. in diese integriert werden kann. Durch die direkte Eingabe der Farbkoordinaten in die Eingabeschnittstelle wird ermöglicht, dass die Zielfarbe entsprechend den eingegebenen Farbinformationsdaten berechnet werden kann, ohne dass eine vorherige Kalibrierung der Zielfarbe erforderlich ist und die Kalibrierwerte für die Zielfarbe im Speicher der Recheneinheit abgelegt sein müssen. Derart wird eine hohe Auflösung der Farben des verwendeten Farbraums ermöglicht, um die Individualisierung des Lichts weiter zu erhöhen.
In einer Ausführungsform ist die Treibereinheit und/oder die Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung dazu ausgebildet, die Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe basierend auf Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation (PWM) einzeln zu berechnen bzw. auszugeben.
Durch eine Regelung über einen Strom mittels Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation an den Leuchtmittelelementen kann die Farbe der Leuchten sehr genau abgestuft werden so dass die Leuchtmittel gleichförmig mit der gewünschten Farbe leuchten. Gleichzeitig ist es möglich, Einflüsse durch die Temperatur und Alterung der Leuchtmittel individuell auszugleichen Insgesamt wird damit die Farbwahrnehmung und damit die Individualisierung einer Innenraumbeleuchtung auf einfache Weise verbessert.
In einer Ausführungsform umfasst die Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung ein Speichermedium, das dazu ausgebildet ist, Farbreferenzdaten und/oder einen Kalibrieralgorithmus zum Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe zu speichern.
Ein internes Speichermedium in der Leuchtmittelvorrichtung dient dazu, auf kostengünstige Weise, Daten und/oder Algorithmen für die leuchtmittelvorrichtungsinterne Berechnungen der Zielfarbe durchzuführen. Durch eine entsprechende Anpassung der Treiberstromsignale an den (einzelnen) Leuchtmittelelementen können Produktionstoleranzen der Leuchtmittelelemente entsprechend (herstellerseitiger) Farbreferenzdaten ausgeglichen werden. Bei diesen Farbreferenzdaten handelt es sich um Daten bzw. Werte die (vorab), beispielsweise während der Produktion der Leuchtmittelelemente aufgenommen werden. Bei diesen Farbreferenzdaten handelt es sich um konkrete Strom- bzw. Spannungswerte, die zum Erzeugen einer bestimmten Farbe an den Leuchtmittelelementen anliegen muss. Kalibrierwerte für weißes Licht bzw. für bestimmte Zielfarben müssen dann nicht mehr auf dem Speicher der Recheneinheit hinterlegt sein bzw. werden. Ein Kalibrieralgorithmus kann eine Berechnung für nötige Strom- bzw. Spannungswerte auf Grundlage der empfangenen Farbinformationsdaten durchführen. Der Kalibrieralgorithmus kann dabei die Farbreferenzdaten auf dem Speichermedium berücksichtigen, um eine Rechenzeit und damit einen Energieverbrauch der Leuchtmittelvorrichtung zu optimieren.
Insbesondere wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Eingabe von Farbinformationsdaten, insbesondere Farbkoordinaten, für eine Zielfarbe in eine Leuchtmittelvorrichtung;
b) Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Erzeugen der Zielfarbe mittels eines Kalibrieralgorithmus auf einer Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung;
c) Ausgabe der Treiberstromsignale mittels einer Treibereinheit der Leuchtmittelvorrichtung an mindestens eine Leuchtmitteinheit zum Erzeugen der Zielfarbe.

Hieraus ergeben sich die selben Vorteile wie sie bereits in Zusammenhang mit der Leuchtmittelvorrichtung beschrieben wurden.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren eine zweite Eingabe von zweiten Farbinformationsdaten für eine zweite Zielfarbe in die Leuchtmittelvorrichtung, wobei dies zu erneutem Ausführen von Schritt b) führt, und die Treiberstromsignale in Schritt c) entsprechend der zweiten Zielfarbe angepasst werden, um das Licht, das die Leuchtvorrichtung abgibt, von der Zielfarbe auf die zweite Zielfarbe zu ändern. Damit wird die Individualisierung des Lichts der Leuchtmittelvorrichtung optimiert und die Farbwahrnehmung verbessert.
In einer Ausführungsform erfolgen die Schritte a) - c) des Verfahrens und/oder eine/die zweite Eingabe von zweiten Farbinformationsdaten jeweils zur Laufzeit. Dadurch wird erreicht, dass eine Veränderung der Zielfarbe der Leuchtmittelvorrichtung ermöglicht wird, ohne dass das Abstrahlen von Licht unterbrochen werden muss. So wird die Individualisierung des Lichts der Leuchtmittelvorrichtung erhöht und die Veränderung der Zielfarbe durch einen sanften Verlauf wird ermöglicht, um ein möglichst angenehmes Wechseln der Farbe der Leuchtvorrichtung zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform umfassen die Farbinformationsdaten chromatische Farbkoordinaten, insbesondere RGB-Werte, für die Zielfarbe und/oder Lichtstärkenwerte für die Zielfarbe. Dadurch wird ermöglicht, dass nicht nur die Zielfarbe der Leuchtmittelvorrichtung kalibriert geändert werden kann, sondern auch die Helligkeit bzw. die Intensität der Zielfarbe über den Kalibrieralgorithmus kalibriert geändert werden kann. Derart wird erreicht, dass Einstellungen des Lichts für alle im System vorhandenen Leuchtmittel in identischer Weise realisiert werden können, so dass der Nutzer einen harmonischen Farbeindruck bekommt.
In einer Ausführungsform werden die, intern in der Leuchtmittelvorrichtung berechneten, Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe basierend auf Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation (PWM) für jedes Leuchtmittelelement einzeln angepasst. Durch eine Regelung über einen Strom mittels Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation an den Leuchtmittelelementen kann die Farbe der Leuchten sehr genau abgestuft werden so dass die Leuchtmittel gleichförmig mit der gewünschten Farbe leuchten. Gleichzeitig ist es möglich, Einflüsse durch die Temperatur und Alterung der Leuchtmittel individuell auszugleichen.
Insgesamt wird damit die Farbwahrnehmung und damit die Individualisierung einer Innenraumbeleuchtung auf einfache und kostengünstige Weise verbessert.
In einer Ausführungsform sind durch, insbesondere direkte, Eingabe bzw. Empfangen von entsprechenden Farbinformationsdaten alle Farben eines Farbraumes, insbesondere des RGB Farbraumes, kontinuierlich als Zielfarbe einstellbar. Durch die direkte Eingabe der Farbkoordinaten wird ermöglicht, dass die Zielfarbe entsprechend den eingegebenen Farbkoordinaten berechnet werden kann, ohne dass entsprechende Kalibrierwerte für die eingegebenen Farbkoordinaten in/auf der Leuchtmittelvorrichtung bzw. der entsprechenden Recheneinheit vorhanden sein müssen. Derart wird eine hohe Auflösung der Farben des verwendeten Farbraums ermöglicht, um die Individualisierung des Lichts weiter zu erhöhen.
In einer Ausführungsform erfolgt das Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Erzeugen der Zielfarbe mittels eines Kalibrieralgorithmus auf einer Recheneinheit der Leuchtmittelvorrichtung ggf. unter Berücksichtigung von Referenzdaten, wobei die Referenzdaten, insbesondere herstellerseitige, Daten und/oder Datensätze für einzelne Leuchtmittelelemente umfassen. Dadurch wird ermöglicht, dass gegebenenfalls Rechenzeit verkürzt bzw. optimiert werden kann. So können beispielsweise Referenzdaten für „Standardfarben“ - also Farben die immer wieder erzeugt werden sollen - hinterlegt werden. Diese Daten können beispielsweise von einem Hersteller der Leuchtmittelelemente bereitgestellt sein. Erfolgt eine Eingabe für eine derartige Standardfarbe an der Schnittstelle der Leuchtmittelvorrichtung, kann der entsprechende Algorithmus abgekürzt werden und auf die Referenzdaten zurückgegriffen werden. Somit wird ein energieeffizienter Betrieb der Leuchtmittelvorrichtung ermöglicht.
Insbesondere wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch einen Prozessor, insbesondere Mikroprozessor, gelöst, der Instruktionen enthält, um durch Ausführen der Instruktionen zu veranlassen, ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
Hieraus ergeben sich die selben Vorteile wie sie bereits in Zusammenhang mit der Leuchtmittelvorrichtung und/oder dem Verfahren zum Betreiben der Leuchtmittelvorrichtung beschrieben wurden.
Insbesondere wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Fahrzeug gelöst, das einen Prozessor wie zu beschrieben und/oder eine Leuchtmittelvorrichtung wie zuvor beschrieben umfasst.
Hieraus ergeben sich die selben Vorteile wie sie bereits in Zusammenhang mit der Leuchtmittelvorrichtung und/oder dem Verfahren zum Betreiben der Leuchtmittelvorrichtung und/oder des zuvor beschriebenen Prozessors beschrieben wurden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:

1 eine skizzenhafte Darstellung eines Farbraums mit diskreten Farbwerten für diskrete Zielfarben, wie sie im Stand der Technik realisierbar sind;
2 eine skizzenhafte Darstellung eines Farbraums mit kontinuierlich einstellbaren Farbwerten für Zielfarben, wie sie erfindungsgemäß mit der Leuchtmittelvorrichtung realisierbar sind;
3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Leuchtmittelvorrichtung;
4 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Leuchtmitteleinheit;
5 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Leuchtmitteleinheit;

In 1 wird ein Farbraum K in einem u'v'-Diagramm zur Veranschaulichung des Stands der Technik dargestellt, dabei werden die Farbkoordinaten der CIE von 1976 benutzt (CIE 1976 UCS Diagram). Beispielsweise handelt es sich bei dem Farbraum K um einen RGB-Farbraum in dem eine Farbe über entsprechende u',v' Koordinaten dargestellt werden kann. Wird eine RGB-Leuchte (beispielsweise eine RGB-LED) mit einer roten, grünen und blauen Leuchte zur Erzeugung von einer (gemischten) Farbe der RGB-Leuchte verwendet, liegen alle erzielbaren Farben in einem Dreieck D (Gamut).
Die diskreten Werte M in dem Dreieck D stehen für diskrete Farbwerte einer gewöhnlichen RGB-Leuchte, die wie eingangs beschrieben dort auf einem entsprechenden Elektronikmodul hinterlegt sein können. Eine Farbe der RGB Leuchte kann also nur die Farben entsprechend der Werte M annehmen. Entsprechende Strom- bzw. Betriebswerte für die einzelnen LEDs müssen in aufwändigen Verfahren kalibriert werden und in die Leuchte einprogrammierte werden. Die weiteren Farbwerte - das Kontinuum zwischen den diskreten Werten M in dem Dreieck D - ist für die gewöhnliche RGB-Leuchte dieses Beispiels nicht erreichbar. Diese Farben (zwischen den Werten M) können also nicht mit der Leuchte hergestellt bzw. abgestrahlt werden.
In 2 wird analog zu 1 der Farbraum K sowie das Dreieck D gezeigt. Hier wird allerdings skizzenhaft die Wirkung der erfindungsgemäßen Leuchtmittelvorrichtung dargestellt. Die Leuchtmittelvorrichtung kann Zielfarben 14, 140 aus dem Farbraum K kontinuierlich in höchster Auflösung einstellen.
Die obigen Erläuterungen zu 1 und 2 dienen lediglich der Veranschaulichung. Es muss natürlich berücksichtigt werden, dass die tatsächliche Darstellung von Farbräumen sehr komplex ist. Entsprechend wird auch in der übrigen Anmeldung sprachlich nicht zwischen Farbraum K und Dreieck D unterschieden.
In 3 wird schematisch eine Leuchtmittelvorrichtung 1 eines Ausführungsbeispiels gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Leuchtmittelvorrichtung 1 eine Recheneinheit 12, eine Treibereinheit 11 sowie zwei Leuchtmitteleinheiten 10.
Die Recheneinheit 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Mikroprozessor ausgeführt, der über ein entsprechendes Speichermedium 12b verfügt. Auf diesem Speichermedium 12b ist ein Kalibrieralgorithmus 12c sowie ggf. Farbreferenzdaten 12d vorhanden.
Ferner verfügt die Recheneinheit 12 über eine Eingabeschnittstelle 12a. Über diese Schnittstelle 12a können Farbinformationsdaten 13 eingegeben bzw. empfangen werden. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Eingabeschnittstelle um eine BUS-Schnittstelle, beispielsweise um eine CAN-BUS-Schnittstelle oder um ein vergleichbares Schnittstellensystem.
Unter Farbinformationsdaten 13 sollen im Wesentlichen Farbkoordinaten für eine gewünschte Zielfarbe 14 bezogen auf einen Farbraum K (2) verstanden werden. Diese können beispielsweise konkrete Koordinaten eines Farbraums K für jede Leuchtmitteleinheit 10 und/oder Leuchtstärken bzw. Intensitäten für jede Leuchtmitteleinheit 10 (oder für einzelne Leuchtmittelelemente) umfassen. Es ist zudem möglich, dass die Farbinformationsdaten ein RGB Mischungsverhältnis für eine Zielfarbe enthalten. Zudem können die Farbinformationsdaten 13 eine Angabe für eine gewünschte Farbtemperatur für die Zielfarbe 14 umfassen.
Durch Eingabe der Farbinformationsdaten 13 in die Eingabeschnittstelle 12a wird ermöglicht, dass die Zielfarbe 14 entsprechend den eingegebenen Farbinformationsdaten 13 mittels des Kalibrieralgorithmus 12c berechnet werden kann. Der Kalibrieralgorithmus 12c kann dabei die Farbreferenzdaten 12d (auf dem Speichermedium 12b) berücksichtigen, um eine Rechenzeit und damit einen Energieverbrauch der Leuchtmittelvorrichtung 1 zu optimieren. Die Farbreferenzdaten 12d können beispielsweise typische Lichtstärken bzw. Candela-Werte der roten, grünen und blauen Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B umfassen. Die Farbreferenzdaten 12d können ferner ganze Datensätze enthalten die üblicherweise in (herstellerseitigen) Datenblättern der Leuchtmittelelemente enthalten sind und die für die Durchführung des Kalibrieralgorithmus 12c hilfreich (hinsichtlich der Performance) oder nötig sind. So können auch (nichtlineare) Verlaufswerte einer Lichtstärke eines Leuchtmittelelements über einen angelegten Treiberstrom in den Farbreferenzdaten 12d hinterlegt sein. Die Farbreferenzdaten 12d können über die Schnittstelle 12a auf die Recheneinheit 12 der Leuchtvorrichtung 1 eingegeben werden.
Die Eingabe der Farbinformationsdaten 13 in die Schnittstelle 12a kann beispielsweise von einer Systemkomponente eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Boardcomputer erfolgen. Erfindungsgemäß kann die Eingabe der Farbinformationsdaten 13 aber auch über ein Benutzerendgerät wie ein Smartphone und/oder eine Fernbedienung erfolgen.
Der Kalibrieralgorithmus 12c auf der Recheneinheit 12 berechnet nötige Treiberstromsignale für die jeweiligen Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B (siehe 3) der Leuchtmitteleinheiten 10. Die mittels des Kalibrieralgorithmus 12c berechneten Informationen werden von der Recheneinheit 12 an die Treibereinheit 11 übergeben.
Die Treibereinheit 11 steuert entsprechend mit den berechneten Treiberstromsignalen die Leuchtmitteleinheiten 10 über entsprechende Leitungen 102, um die Zielfarbe 14 basierend auf den eingegebenen Farbinformationsdaten 13 zu erzeugen. Die Leitungen 102 können entsprechende Vorwiderstände für die Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B umfassen.
Die Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe 14 basiert in einem Ausführungsbeispiel auf einer Stromstärkenanpassung und/oder einer Pulsweitenmodulation (PWM). Die einzelnen Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B werden dafür von der Treibereinheit 11 entsprechend mit den Treiberstromsignalen angesteuert bzw. damit versorgt.
Die beiden Leuchtmitteleinheiten 10 der Leuchtvorrichtung 1 können erfindungsgemäß mit gleichen oder unterschiedlichen Zielfarben 14, 140 leuchten.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchtmitteleinheit 10. Die Leuchtmitteleinheit 10 umfasst in diesem Beispiel drei Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B. Diese können beispielsweise durch eine rote LED 10R, eine grüne LED 10G und eine blaue LED 10B ausgebildet sein. Alternativ können die Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B auch durch OLEDs oder dergleichen ausgebildet sein. In dem Ausführungsbeispiel sind die Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B nebeneinander in einer Reihe angeordnet. Ferner umfasst die Leuchtmitteleinheit 10 Anschlüsse 101 zum Anschluss über die Leitungen 102 an die Treibereinheit 11 (vgl. 3).
Die Leuchtmitteleinheit 10 kann ferner optische Elemente wie einen Diffusor umfassen, der dazu ausgebildet ist, dass sich das Licht der Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B durch diffuse Reflexion zur Zielfarbe 14 mischt. Alternativ oder zusätzlich können abbildende Elemente für eine Kombination von Leuchtmittelelementen 10R, 10G, 10B oder für einzelne Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B vorhanden sein, die dazu ausgebildet sind, das abgestrahlte Licht der Leuchtmitteleinheit 10 in seiner Abstrahlcharakteristik, beispielsweise in seiner Richtung und/oder der Divergenz, zu beeinflussen.
5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Leuchtmitteleinheit 10 einer Leuchtmittelvorrichtung 1. Die Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B sind dabei in einer anderen Konfiguration als in 4 angeordnet. Erfindungsgemäß werden beliebige Anordnungen der Leuchtmittelelemente 10R, 10G, 10B in der Leuchtmitteleinheit umfasst. Auch die Zahl von drei Leuchtmittelelementen 10R, 10G, 10B pro Leuchtmitteleinheit 10 ist lediglich beispielshaft und erfindungsgemäß nicht darauf beschränkt. Ebenso sind Anordnungen denkbar, in der von jeder Farbe mehrere Leuchtmittelelemente pro Leuchtmitteleinheit enthalten sind. Es ist nicht zwingend notwendig, dass pro Farbe gleich viele Leuchtmittelelemente vorhanden sind. Beispielsweise ist eine Anordnung denkbar, in der beispielsweise mehrere Leuchtmittelelemente einer Farbe, aber nur jeweils ein Leuchtmittelelement von den verbleibenden Farben vorhanden ist.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere der in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden.
Bezugszeichenliste:

1: Leuchtmittelvorrichtung
10: Leuchtmitteleinheit
10R: Leuchtmittelelement
10G: Leuchtmittelelement
10B: Leuchtmittelelement
101: Anschlüsse der Leuchtmitteleinheit
102: Leitungen
11: Treibereinheit
12: Recheneinheit
12a: Eingabeschnittstelle
12b: Speichermedium
12c: Kalibrieralgorithmus
12d: Farbreferenzdaten
13: Farbinformationsdaten
130: zweite Farbinformationsdaten
14: erste Zielfarbe, wie von menschlichem Auge wahrgenommen
140: zweite Zielfarbe, wie von menschlichem Auge wahrgenommen
K: Farbraum
D: Dreieck (Gamut)

Claims

Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer in einem Farbraum (K) kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, folgendes umfassend: - mindestens eine Leuchtmitteleinheit (10), umfassend mehrere, vorzugsweise drei, Leuchtmittelelemente (10R, 10B, 10G); - mindestens eine Treibereinheit (11), die dazu ausgebildet ist, Treiberstromsignale an die Leuchtmittelelemente (10R, 10B, 10G) der Leuchtmitteleinheit (10) auszugeben, derart, dass eine Zielfarbe (14) der Leuchtmitteleinheit (10) in Abhängigkeit der Treiberstromsignale einstellbar ist; - mindestens eine Recheneinheit (12), vorzugsweise Mikrokontroller, die dazu ausgebildet ist, die für die Einstellung der Zielfarbe (14) nötigen Treiberstromsignale zu berechnen und die Treibereinheit (11) entsprechend zu steuern, die Treiberstromsignale auszugeben, wobei die Recheneinheit (12) mindestens eine Eingabeschnittstelle (12a), umfasst, die dazu ausgebildet ist, Farbkoordinaten (13) für eine Zielfarbe (14) bezogen auf den Farbraum (K) zu empfangen, wobei die Recheneinheit ferner dazu ausgebildet ist, die Berechnung der Treiberstromsignale zum Einstellen der Zielfarbe (14) unter Berücksichtigung der empfangenen Farbkoordinaten (13) durchzuführen.
Leuchtmittelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittelelemente (10R, 10B, 10G) als LEDs ausgebildet sind.
Leuchtmittelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmitteleinheiten (10) mindestens ein rotes Leuchtmittelelement (10R), mindestens ein grünes Leuchtmittelelement (10G) und mindestens ein blaues Leuchtmittelelement (10B) umfassen, und das abgegebene Licht der Leuchtmittelelemente (10R, 10G, 10B) sich zu der, insbesondere für einen Beobachter wahrnehmbaren, Zielfarbe (14) mischt.
Leuchtmittelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Leuchtmittelgehäuse, das die Leuchtmitteleinheit (10) sowie die Treibereinheit (11) und vorzugsweise die Recheneinheit (12) umfasst.
Leuchtmittelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Eingabeschnittstelle (12a) eine BUS-Schnittstelle (12a) umfasst.
Leuchtmittelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibereinheit (11) und/oder die Recheneinheit (12) dazu ausgebildet ist, die Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe (14) basierend auf Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation (PWM) einzeln zu berechnen bzw. auszugeben.
Leuchtmittelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (12) ein Speichermedium (12b) umfasst, das dazu ausgebildet ist, Farbreferenzdaten (12d) und/oder einen Kalibrieralgorithmus (12c) zum Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe (14) zu speichern.
Verfahren zum Betreiben einer Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer in einem Farbraum (K) kontinuierlich einstellbaren Farbe, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung eines Innenraums, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Eingabe von Farbkoordinaten (13) für eine Zielfarbe (14) bezogen auf den Farbraum (K) in eine Leuchtmittelvorrichtung (1); b) Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Erzeugen der Zielfarbe (14) mittels eines Kalibrieralgorithmus (12c) auf einer Recheneinheit (12) der Leuchtmittelvorrichtung (1); c) Ausgabe der Treiberstromsignale mittels einer Treibereinheit (11) der Leuchtmittelvorrichtung (1) an mindestens eine Leuchtmitteinheit (10) zum Erzeugen der Zielfarbe (14).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Eingabe von zweiten Farbkoordinaten (130) für eine zweite Zielfarbe (140) in die Leuchtmittelvorrichtung (1) zu erneutem Ausführen von Schritt b) führt, und die Treiberstromsignale in Schritt c) entsprechend der zweiten Zielfarbe (140) angepasst werden, um das Licht, das die Leuchtvorrichtung (1) abgibt, von der Zielfarbe (14) auf die zweite Zielfarbe (140) zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritte a) - c) und/oder eine/die zweite Eingabe von zweiten Farbkoordinaten (130) jeweils zur Laufzeit erfolgt bzw. erfolgen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbkoordinaten (13, 130) chromatische Farbkoordinaten, insbesondere RGB-Werte, für die Zielfarbe (14, 140) und/oder Lichtstärkenwerte für die Zielfarbe (14,140) umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Leuchtmittelvorrichtung (1) berechneten Treiberstromsignale zum Einstellen bzw. Ändern der Zielfarbe (14) basierend auf Stromstärkenanpassung und/oder Pulsweitenmodulation (PWM) für jedes Leuchtmittelelement (10R, 10G, 10B) einzeln angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch Eingabe von entsprechenden Farbkoordinaten (13) alle Farben eines Farbraumes (K), insbesondere des RGB Farbraumes, kontinuierlich als Zielfarbe (14) einstellbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen der nötigen Treiberstromsignale zum Erzeugen der Zielfarbe (14) mittels eines Kalibrieralgorithmus (12c) auf einer Recheneinheit (12) der Leuchtmittelvorrichtung (1) unter Berücksichtigung von Referenzdaten (12d) erfolgt, wobei die Referenzdaten (12d), insbesondere herstellerseitige, Daten und/oder Datensätze für einzelne Leuchtmittelelemente (10R, 10G, 10B) umfassen.
Prozessor, insbesondere Mikroprozessor, der Instruktionen enthält, um durch Ausführen der Instruktionen zu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8-14 auszuführen.
Fahrzeug, das einen Prozessor nach Anspruch 15 und/oder eine Leuchtmittelvorrichtung, zur Abgabe von Licht einer kontinuierlich einstellbaren Farbe, nach einem der Ansprüche 1-7, insbesondere zur Individualisierung und/oder Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums, umfasst.