DE102022116512A1 - Beleuchtungsanordnung mit einem Steuergerät und zwei LED-Beleuchtungsmodulen umfassend je eine LED-Matrix - Google Patents

Beleuchtungsanordnung mit einem Steuergerät und zwei LED-Beleuchtungsmodulen umfassend je eine LED-Matrix Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einem Steuergerät und zwei LED-Beleuchtungsmodulen umfassend je eine LED-Matrix, wobei mit dem Steuergerät für jedes Beleuchtungsmodul Steuerungsinformationen, darunter ein Bildsignal zur Erzeugung eines Lichtbildes, erzeugbar sind, und mit der LED-Matrix jedes Beleuchtungsmoduls das Lichtbild erzeugbar ist, welches das Steuergerät für dieses Beleuchtungsmodul erzeugt hat, wobei zur Übertragung der Bildsignale das Steuergerät mit den Beleuchtungsmodulen verbunden ist, wobei das erste Beleuchtungsmodul eine Verarbeitungseinheit und eine erste Schnittstelle aufweist, mit welcher aus dem von dem Steuergerät erzeugten Signal die Informationen für die Beleuchtungsmodule extrahierbar sind, wobei die Verarbeitungseinheit die für das zweite Beleuchtungsmodul bestimmten Informationen an der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmodul bereitstellt, und wobei das zweite Beleuchtungsmodul mit der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einem Steuergerät und zwei LED-Beleuchtungsmodulen umfassend je eine LED-Matrix, wobei mit dem Steuergerät für jedes Beleuchtungsmodul ein Bildsignal zur Erzeugung eines Lichtbildes erzeugt werden kann und mit der LED-Matrix jedes Beleuchtungsmoduls das Lichtbild erzeugt werden kann, das das Steuergerät für dieses Beleuchtungsmodul erzeugt hat, wobei zur Übertragung der Bildsignale das Steuergerät mit den Beleuchtungsmodulen verbunden ist.
  • Aus dem Dokument US 2019/197934 A1 ist eine solche Beleuchtungsanordnung bekannt. Es offenbart verschiedene Varianten einer solchen Beleuchtungsanordnung. Bei einer Variante ist jedes der Beleuchtungsmodule mit dem Steuergerät verbunden. Das hat den Nachteil, dass insbesondere bei von dem Steuergerät weit entfernten Beleuchtungsmodulen lange Leitungen verlegt werden müssen. Bei einer Variante mit weit vom Steuergerät entfernten Beleuchtungsmodulen, bei denen die Beleuchtungsmodule benachbart zu einander sind, kommt man dagegen mit kürzeren Leitungen aus, wenn nur ein erstes Beleuchtungsmodul mit dem Steuergerät verbunden ist und das zweite Beleuchtungsmodul mit dem ersten Beleuchtungsmodul verbunden ist. Nach der Lehre des Dokumentes US 2019/197934 A1 wird vom Steuergerät ein Signal erzeugt, welches u.a. die Bildsignale für beide Beleuchtungsmodule umfasst. Dieses Signal wird vom Steuergerät kommend vom ersten Beleuchtungsmodul an das zweite Beleuchtungsmodul weitergegeben. Jedes der beiden Beleuchtungsmodule extrahiert dann aus dem Signal die für es wichtigen Informationen, insbesondere das für es bestimmte Bildsignal. Diese Informationen, darunter die Bildsingale, müssen dann in den Beleuchtungsmodulen verschiedenen für die Verarbeitung zuständigen Einheiten zugeführt werden. So werden zum Beispiel die Bildsignale Microchips zugeführt, von denen jeder eine LED-Matrix trägt, mit der das gewünschte Lichtbild erzeugt werden kann. Andere Informationen, zum Beispiel Sollwerte für eine Versorgungsspannung einer Spannungsversorgung für die LED-Matrix müssen einer Spannungsversorgung zugeführt werden.
  • Dieses in dem Dokument US 2019/197934 A1 beschriebene Konzept einer Kaskade von Beleuchtungsmodulen, bei der alle Beleuchtungsmodule das gleiche Signal erhalten, hat die Eigenschaft, dass in jedem Beleuchtungsmodul aus dem Signal die für das Beleuchtungsmodul wichtigen Informationen extrahiert werden muss, während die übrigen nicht für das Beleuchtungsmodul wichtigen Informationen verworfen werden.
  • Die Erfinder haben sich der Aufgabe gestellt, die in dem vom Steuergerät erzeugten Signal enthaltenen Informationen aus dem Signal zurückzugewinnen ohne dass dabei Informationen verworfen werden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das erste Beleuchtungsmodul eine Verarbeitungseinheit aufweist, mit welcher aus dem von dem Steuergerät erzeugten Signal die Informationen für die Beleuchtungsmodule extrahierbar sind, wobei die Verarbeitungseinheit die für das zweite Beleuchtungsmodul bestimmten Informationen an einer ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmodul bereitstellt und wobei das zweite Beleuchtungsmodul mit dieser Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls verbunden ist.
  • An das zweite Beleuchtungsmodul werden damit nur die Informationen weitergegeben, die für die Steuerung des zweiten Beleuchtungsmoduls von Bedeutung sind. Dazu kann von der Verarbeitungseinheit an der ersten Schnittstelle ein RGB-Signal bereitgestellt werden. Die erste Schnittstelle kann also eine RGB-Video-Schnittstelle sein. Über diese kann ein Bildsignal zur Erzeugung des Lichtbildes übertragen werden, das von dem zweiten Beleuchtungsmodul übertragen wird.
  • Die Verarbeitungseinheit des ersten Beleuchtungsmoduls kann Teil einer integrierten Schaltung sein, mit welcher LEDs der LED-Matrix der ersten Beleuchtungsanordnung zur Erzeugung des Lichtbildes angesteuert werden.
  • Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung kann eine Stromversorgungseinheit zur Versorgung des ersten Beleuchtungsmoduls und des zweiten Beleuchtungsmoduls mit elektrischem Strom aufweisen. Die Stromversorgungseinneit kann eine konstante einstellbare und regelbare Spannung bereitstellen, die den Storm zur Versorgung der Module treibt. Diese Stromversorgungseinheit kann an der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls oder an eine zweite Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls angeschlossen sein. Die Verarbeitungseinheit kann aus dem von dem Steuergerät erzeugten Signal Informationen zur Steuerung der Stromversorgungseinheit extrahieren und an der ersten oder zweiten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls bereitstellen. Diese zweite Schnittstelle kann eine CAN/UART-Schnittstelle sein. Über diese CAN/UART-Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls kann zwischen dem ersten Beleuchtungsmodul und dem zweiten Beleuchtungsmodul neben der Verbindung über die erste Schnittstelle eine weitere Verbindung hergestellt sein, über die dann weitere Informationen übertragen werden können, die für das zweite Beleuchtungsmodul bestimmt sind. Die zweite Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls und die damit verbundenen Schnittstellen des zweiten Beleuchtungsmoduls und der Stromversorgungseinheit können bidirektionale Schnittstellen sein.
  • Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung kann ein oder mehrere Peripheriemodule, zum Beispiel Aktoren zur Einstellung einer Brennweite, einer Blende, einer Ausrichtung eines der Beleuchtungsmodule aufweisen. Ein solches Peripheriemodul kann einem der Beleuchtungsmodule zu dessen Einstellung zugeordnet sein. Das Peripheriemodul kann ebenfalls an der ersten oder der zweiten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls oder an eine dritte Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls angeschlossen sein und die Verarbeitungseinheit kann aus dem von dem Steuergerät erzeugten Signal Informationen zur Steuerung des Peripheriemoduls extrahieren und an der ersten, zweiten oder dritten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls bereitstellen. Die dritte Schnittstelle kann eine SPI-Schnittstelle sein.
  • Die Verbindung zwischen dem Steuergerät und dem ersten Beleuchtungsmodul kann eine GMSL-Verbindung oder eine Ethernet-Verbindung, insbesondere eine 1000Base-T-Verbindung oder eine 1 00Base-T-Verbindung sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • 1 eine schematische Blockschaltbilddarstellung des Ausführungsbeispiels.
  • Das Ausführungsbeispiel weist ein erstes Beleuchtungsmodul 1, ein zweites Beleuchtungsmodul 2, ein Peripheriemodul 3, ein Steuergerät 4 und eine Stromversorgungseinheit 5 auf, die eine einstellbare und regelbare konstante Spannung bereitstellt, die einen Strom zur Versorgung der Module treibt.
  • Das Steuergerät 4 weist einen Mikrocontroller 41 und eine Schnittstelle 42 auf. Beide sind miteinander verbunden. Über diese Schnittstelle 42 ist das Steuergerät 4 mit dem ersten Beleuchtungsmodul 1 verbunden. Für diese Verbindung weist das erste Beleuchtungsmodul 1 eine Schnittstelle 11 auf. Die Verbindung kann zum Beispiel eine Ethernet-Verbindung, zum Beispiel eine 1000Base-T-Verbindung oder eine GSML-Verbindung sein.
  • Neben der Schnittstelle 11 weist das erste Beleuchtungsmodul 1 eine mit der Schnittstelle 11 verbundene integrierte Schaltung 12 auf, in oder an der eine LED-Matrix angeordnet ist. Die LEDs der LED-Matrix können von der integrierten Schaltung angesteuert werden, um mit den LEDs ein Lichtbild zu erzeugen. Die integrierte Schaltung 12 weist mehrere Schnittstellen auf, darunter eine RGB-Video-Schnittstelle als erste Schnittstelle, eine CAN/UART-Schnittstelle als zweite Schnittstelle und eine SPI-Schnittstelle als dritte Schnittstelle.
  • Über die Schnittstelle 42 und die Schnittstelle 11 können von dem Steuergerät 4 Informationen, zum Beispiel Steuerinformationen, Bildsignale, ..., zu der integrierten Schaltung 12 übertragen werden. Diese Informationen können von der integrierten Schaltung in Informationen getrennt werden, die für das erste Beleuchtungsmodul 1, das zweite Beleuchtungsmodul 2, das Peripheriemodul 3 oder die Stromversorgungseinheit 5 bestimmt sind. Diese für diese Einheiten 1, 2, 3, 5 bestimmten Informationen können, soweit sie nicht für das erste Beleuchtungsmodul bestimmt sind, über die Schnittstellen der integrierten Schaltung 12 an das zweite Beleuchtungsmodul 2, das Peripheriemodul 3 oder die Stromversorgungseinheit 5 weitergeleitet werden. Informationen, die für das erste Beleuchtungsmodul 1 bestimmt sind, werden unmittelbar in der integrierten Schaltung 12 verarbeitet. Ein Bildsignal, das aus den von dem Steuergerät 4 gesendeten Informationen enthalten ist, kann zum Beispiel von der integrierten Schaltung dazu genutzt werden, mit der LED-Matrix des ersten Beleuchtungsmoduls 1 ein Lichtbild zu erzeugen, wie es in einem Bildsignal des Steuergeräts 4 für das erste Beleuchtungsmodul 1 vorgesehen ist.
  • Das zweite Beleuchtungsmodul 2 weist ebenfalls eine Schnittstelle 21 und eine integrierte Schaltung 22 auf. Die Schnittstelle 21 und die integrierte Schaltung 22 sind miteinander verbunden. In oder an der integrierten Schaltung 22 ist eine LED-Matrix angeordnet. Die LEDs der LED-Matrix können von der integrierten Schaltung angesteuert werden, um mit den LEDs ein Lichtbild zu erzeugen. Die integrierte Schaltung 22 weist eine RGB-Video-Schnittstelle auf, die direkt mit der ersten Schnittstelle der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls 1 verbunden ist. Über diese Verbindung kann die integrierte Schaltung 22 ein Bildsignal von der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls 1 beziehen, welches die integrierte Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls aus den von dem Steuergerät empfangenen Informationen extrahiert hat. Die Schnittstelle 21 des zweiten Beleuchtungsmoduls ist mit der zweiten CAN/UART-Schnittstelle der integrierten Schaltung 12 verbunden. Über diese Verbindung kann die integrierte Schaltung 22 des zweiten Beleuchtungsmoduls weitere Informationen von der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls empfangen, die die integrierte Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls 1 aus den von dem Steuergerät 4 empfangenen Informationen extrahiert hat.
  • Das Peripheriemodul 3 weist eine SPI-Schnittstelle auf, die mit der dritten Schnittstelle, der SPI-Schnittstelle, der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls 1 verbunden ist. Über diese Verbindungen können Informationen zwischen der integrierten Schaltung 12 und dem Peripheriemodul 3 ausgetauscht werden. So können insbesondere Steueranweisungen von dem Steuergerät 4 über die Schnittstelle 1, die integrierte Schaltung 12 und die dritte Schnittstelle der integrierten Schaltung 12 an das Peripheriemodul übertragen werden.
  • An die zweite Schnittstelle der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls ist auch eine CAN-Schnittstelle 51 der Stromversorgungseinheit 5 angeschlossen, die darüber hinaus auch einen Mikrocontroller 52 und ein Leistungsteil 53 aufweist, welches dem ersten Beleuchtungsmodul 1 und dem zweiten Beleuchtungsmodul 2 die für den Betrieb der integrierten Schaltungen 12, 22 und der LED-Matrizen notwendige elektrische Energie liefert. Der Mikrocontroller 52 empfängt dazu von der integrierten Schaltung 12 bzw. über die integrierte Schaltung 12 vom Steuergerät 4 Informationen, insbesondere Steuerinformationen, um die Spannung bereitzustellen, um den für die Versorgung der Module benötigten Strom zu treiben.
  • Durch die erfindungsgemäße Anbindung des zweiten Beleuchtungsmoduls 2, des Peripheriemoduls 3 und des Stromversorgungsmoduls 5 an das Steuergerät über die Schnittstellen der integrierten Schaltung 12 des ersten Beleuchtungsmoduls 1, die Schnittstelle 11 des ersten Beleuchtungsmoduls 1, die Verbindung zwischen der Schnittstelle 11 und der Schnittstelle 41 des Steuergeräts 4 an das Steuergerät 4 sind direkte Leitungen zwischen dem Steuergerät 4 einerseits und dem zweiten Beleuchtungsmodul 2, dem Peripheriemodul 3 und der Stromversorgungseinheit 5 unnötig. Durch das Extrahieren der für die über die Schnittstellen der integrierten Schaltung 21 bestimmten Informationen (Bildsignal, Steueranweisungen, ...) ist es unnötig, dass das ers te Beleuchtungsmodul 1 das von dem Steuergerät 4 empfangene Signal unverändert an die übrigen Komponenten der Beleuchtungsanordnung weiterleitet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erstes Beleuchtungsmodul
    11
    Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls
    12
    Integrierte Schaltung des ersten Beleuchtungsmoduls
    2
    zweites Beleuchtungsmodul
    21
    Schnittstelle des zweiten Beleuchtungsmoduls
    22
    Integrierte Schaltung des zweiten Beleuchtungsmoduls
    3
    Peripheriemodul
    4
    Steuergerät
    41
    Mikroprozessor des Steuergeräts
    42
    Schnittstelle des Steuergeräts
    5
    Stromversorgungseinheit
    51
    Schnittstelle der Stromversorgungseinheit
    52
    Mikroprozessor der Stromversorgungseinheit
    53
    Leistungsteil der Stromversorgungseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2019197934 A1 [0002, 0003]

Claims (10)

  1. Beleuchtungsanordnung mit einem Steuergerät (4) und zwei LED-Beleuchtungsmodulen (1, 2) umfassend je eine LED-Matrix, wobei mit dem Steuergerät (4) für jedes Beleuchtungsmodul (1, 2) Steuerungsinformationen, darunter ein Bildsignal zur Erzeugung eines Lichtbildes, erzeugbar sind, und mit der LED-Matrix jedes Beleuchtungsmoduls (1, 2) das Lichtbild erzeugbar ist, welches das Steuergerät (4) für dieses Beleuchtungsmodul (1, 2) erzeugt hat, wobei zur Übertragung der Bildsignale das Steuergerät (4) mit den Beleuchtungsmodulen (1, 2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Beleuchtungsmodul (1) eine Verarbeitungseinheit (12) und eine erste Schnittstelle aufweist, mit welcher aus dem von dem Steuergerät (4) erzeugten Signal die Informationen für die Beleuchtungsmodule (1, 2) extrahierbar sind, wobei die Verarbeitungseinheit (12) die für das zweite Beleuchtungsmodul (2) bestimmten Informationen an der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) bereitstellt, und dass das zweite Beleuchtungsmodul (2) mit der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) verbunden ist.
  2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsanordnung eine Stromversorgungseinheit (5) zur Versorgung des ersten Beleuchtungsmoduls (1) und des zweiten Beleuchtungsmoduls (2) mit elektrischem Strom aufweist.
  3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (5) ebenfalls an der ersten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) oder an eine zweite Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) angeschlossen ist und die Verarbeitungseinheit (12) aus dem von dem Steuergerät (4) erzeugten Signal Informationen zur Steuerung der Stromversorgungseinheit (5) extrahiert und an der ersten oder zweiten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) bereitstellt.
  4. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsanordnung ein oder mehrere Peripheriemodule (3), zum Beispiel Aktoren zur Einstellung einer Brennweite, einer Blende, einer Winkelstellung eines der Beleuchtungsmodule (1, 2) aufweist.
  5. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Peripheriemodul (3) einem der Beleuchtungsmodule (1, 2) zugeordnet ist.
  6. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Peripheriemodul (3) ebenfalls an der ersten oder der zweiten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) oder an eine dritte Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) angeschlossen ist und die Verarbeitungseinheit (12) aus dem von dem Steuergerät (4) erzeugten Signal Informationen zur Steuerung der des Peripheriemoduls (3) extrahiert und an der ersten, zweiten oder dritten Schnittstelle des ersten Beleuchtungsmoduls (1) bereitstellt.
  7. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Steuergerät (4) und dem ersten Beleuchtungsmodul (1) eine GMSL-Verbindung oder eine Ethernet-Verbindung ist.
  8. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnittstelle eine RGB-Videoschnittstelle ist.
  9. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnittstelle eine CAN/UART-Schnittstelle ist.
  10. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schnittstelle eine SPI-Schnittstelle ist.
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