DE10227487B4 - lighting device - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeigevorrichtung für Text-/Grafikinformationen, umfassend wenigstens eine als Beleuchtungsmittel vorgesehene Leuchtdiode (1), wobei mittels dieser wenigstens einen Leuchtdiode (1) die Umgebungshelligkeit erfasst wird und in Abhängigkeit hiervon die Leuchtstärke dieser wenigstens einen Leuchtdiode (1) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leuchtdiode (1) mittels einer Steuervorrichtung (2, 3) elektrisch gepulst angesteuert ist und mittels einer Messvorrichtung (2, 5) innerhalb einer Pulspause an derselben wenigstens einen Leuchtdiode (1) ein zur Umgebungshelligkeit proportionales elektrisches Signal erfasst wird.Lighting device for backlighting a display device for text / graphics information, comprising at least one light emitting diode (1), wherein by means of this at least one light emitting diode (1) the ambient brightness is detected and depending on the luminous intensity of this at least one light emitting diode (1) is set , characterized in that the at least one light-emitting diode (1) by means of a control device (2, 3) is driven electrically pulsed and by means of a measuring device (2, 5) within a pulse pause on the same at least one light emitting diode (1) an electrical signal proportional to the ambient brightness is detected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeigevorrichtung für Text-/Grafikinformationen, umfassend wenigstens eine als Beleuchtungsmittel vorgesehene Leuchtdiode, wobei mittels dieser wenigstens einen Leuchtdiode die Umgebungshelligkeit erfasst wird und in Abhängigkeit hiervon die Leuchtstärke dieser wenigstens einen Leuchtdiode eingestellt wird.The invention relates to a lighting device for backlighting a display device for text / graphics information, comprising at least one light emitting diode provided as a means of illumination, said ambient brightness is detected by means of this at least one light emitting diode and the luminous intensity of this at least one light emitting diode is adjusted in dependence thereon.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeigevorrichtung für Text-/Grafikinformationen, wobei die elektrische Ansteuerung wenigstens einer als Beleuchtungsmittel vorgesehenen Leuchtdiode in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit und unter Verwendung eines gemessenen elektrischen Signals erfolgt, welches an der Leuchtdiode proportional zur Umgebungshelligkeit abfällt.The invention further relates to a method for operating a lighting device for backlighting a display device for text / graphics information, the electrical control of at least one light emitting diode provided as a function of the ambient brightness and using a measured electrical signal which is proportional to the light emitting diode Ambient brightness drops.

Derartige Beleuchtungsvorrichtungen, die im einfachsten Fall aus einer einzelnen Leuchtdiode und einer zugeordneten Spannungs- und/oder Stromquelle bestehen können, werden beispielsweise eingesetzt, um beliebige Gegenstände zu be- oder hinterleuchten und finden somit z. B. auch Verwendung bei der Hintergrundbeleuchtung von Anzeigen, z. B. bei LCD-Anzeigen, wie sie in Autoradios oder auch allgemein elektrischen Steuergeräten für die Darstellung von Text- und/oder Graphikinformationen vorgesehen sind. Bei diesen Beleuchtungsvorrichtungen kommen hauptsächlich Leuchtdioden auf Halbleiterbasis zum Einsatz, da diese selbst bei geringen elektrischen Leistungen eine hohe Lichtausbeute aufweisen und daher als äußerst wirtschaftliches Beleuchtungsmittel angesehen werden können.Such lighting devices, which in the simplest case may consist of a single light emitting diode and an associated voltage and / or current source, are used, for example, to illuminate or backlit any objects and thus find z. B. also used in the backlight of ads, eg. As in LCD displays, as provided in car radios or general electrical control devices for the display of text and / or graphics information. In these lighting devices, semiconductor-based light-emitting diodes are mainly used, since they have a high luminous efficacy even at low electrical powers and can therefore be regarded as extremely economical lighting means.

Oftmals ist es gerade bei konstant leuchtenden Beleuchtungsvorrichtungen so, dass die Leuchtstärke als unpassend zu bezeichnen ist, da z. B. auch noch eine ausreichende Umgebungshelligkeit gegeben ist, um eine Anzeige abzulesen oder einen sonstigen Gegenstand erkennen zu können. In einem solchen Fall wäre eine höhere Leuchtstärke erforderlich und insbesondere bei Hintergrundbeleuchtungen für Flüssigkristallanzeigen ergibt sich bei konstanter Dauerbeleuchtung das Problem, dass bei einer hellen Umgebung die Anzeige bei unangepasster Hintergrundbeleuchtung als kontrastarm erscheint.It is often just with constantly lit lighting devices so that the luminosity is to be described as inappropriate because z. B. is still given sufficient ambient brightness to read a message or to recognize another item. In such a case, a higher luminosity would be required and especially in backlights for liquid crystal displays results in constant lighting the problem that in a bright environment, the display with unadjusted backlight appears to be low in contrast.

Es wäre dementsprechend wünschenswert eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei der sich die Beleuchtungsstärke automatisch an die vorherrschende Umgebungshelligkeit anpasst, so dass insbesondere bei hintergrundbeleuchteten Anzeigen sich immer eine optimale Ablesbarkeit aufgrund eines ausreichenden Kontrastes ergibt.It would therefore be desirable to provide a lighting device in which the illuminance automatically adapts to the prevailing ambient brightness, so that in particular with backlit displays always results in an optimal readability due to a sufficient contrast.

Hierfür könnte es z. B. vorgesehen sein, eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem zusätzlichen Sensor auszustatten, um die Umgebungshelligkeit zu detektieren und die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungsvorrichtung hieran anzupassen. Dies bedeutet jedoch insbesondere bei den heutzutage sehr klein bauenden Anzeigen, dass ein zusätzlicher Platz für einen Sensor vorgesehen werden muss, was zu einer aufwendigeren Konstruktion und auch aus wirtschaftlicher Seite zu erhöhten Produktionskosten führt.This could be z. B. be provided to equip a lighting device with an additional sensor to detect the ambient brightness and adjust the illuminance of the lighting device thereto. However, this means, in particular in the nowadays very small ads that an additional space for a sensor must be provided, resulting in a more complex construction and also from an economic point to increased production costs.

Das Dokument DE 197 48 454 C2 beschreibt bereits im Kraftfahrzeugbereich die Beeinflussung einer Beleuchtungsvorrichtung in Abhängigkeit des Umgebungslichtes. Auch DE 101 03 702 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, bei der mittels einer zur Beleuchtung vorgesehenen Leuchtdiode auch die Umgebungshelligkeit erfasst wird, um Fremdlichteinfall zu erfassen und so die Signallichter eines Fahrzeuges entsprechend der erfassten Umgebungsbedingungen zu steuern. Das Prinzip der Pulsweitenmodulation von Leuchtdioden zur Helligkeitssteuerung ist weiterhin beispielsweise aus DE 198 48 925 A1 bekannt. Die Verwendung von Leuchtdioden als Beleuchtungsmittel beschreibt DE 197 27 701 A1 . Die Publikation „Leuchtdioden als lichtempfindliche Meßfühler” von Mathias Handwerkerin ELEKTRONIK 23, 1983, Seiten 68–72 beschreibt auch die Möglichkeit, Leuchtdioden als Lichtsensoren einzusetzen.The document DE 197 48 454 C2 already describes in the automotive field the influence of a lighting device as a function of the ambient light. Also DE 101 03 702 A1 discloses a lighting device for vehicles, in which by means of a light-emitting diode provided for the lighting, the ambient brightness is detected to detect extraneous light and thus to control the signal lights of a vehicle according to the detected environmental conditions. The principle of pulse width modulation of LEDs for brightness control is still for example off DE 198 48 925 A1 known. The use of light emitting diodes as lighting means describes DE 197 27 701 A1 , The publication "light-emitting diodes as light-sensitive probe" by Mathias craftswoman ELEKTRONIK 23, 1983, pages 68-72 also describes the possibility of using light-emitting diodes as light sensors.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Beleuchtungsvorrichtung bereit zu stellen, bei der mit minimalem Aufwand eine Einstellbarkeit der Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit möglich ist.The object of the invention is therefore to provide a lighting device in which adjustability of the illuminance depending on the ambient brightness is possible with minimal effort.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass in einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung die wenigstens eine Leuchtdiode mittels einer Steuervorrichtung elektrisch gepulst angesteuert ist und mittels einer Messvorrichtung innerhalb einer Pulspause an derselben wenigstens einen Leuchtdiode ein zur Umgebungshelligkeit proportionales elektrisches Signal erfasst wird.This object is achieved according to the present invention in that in a lighting device according to the invention, the at least one light emitting diode is driven electrically pulsed by means of a control device and by means of a measuring device within a pulse pause on the same at least one light emitting diode an electrical brightness proportional to the ambient brightness is detected.

Einer solchen erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung liegt die Überlegung zugrunde, dass eine übliche Leuchtdiode nicht nur nach Anlegen einer elektrischen Spannung als lichtemittierendes Element eingesetzt werden kann, sondern dass eine Leuchtdiode im umgekehrten Fall auch als Fotodiode arbeiten kann und somit an einer von außen beleuchteten Leuchtdiode ein elektrisches Signal, insbesondere eine elektrische Spannung, abgegriffen werden kann, die proportional zur Umgebungshelligkeit ist.Such a lighting device according to the invention is based on the consideration that a conventional light-emitting diode can be used not only after applying an electrical voltage as a light-emitting element, but that a light-emitting diode in the opposite case can also work as a photodiode and thus at an externally illuminated light emitting diode, an electrical signal , In particular, an electrical voltage can be tapped, which is proportional to the ambient brightness.

Eine normale Leuchtdiode kann dementsprechend sowohl als lichtemittierendes Element als auch als Sensor eingesetzt werden, so dass bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung keine Notwendigkeit besteht, einen separaten Sensor vorzusehen, um die Umgebungshelligkeit zu detektieren. Die Aufgabe eines solchen Sensors wird gemäß der Erfindung übernommen von wenigstens einer Leuchtdiode, gegebenenfalls auch mehrerer oder aller Leuchtdioden, die in einer Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten eines Gegenstandes, einer Anzeige oder sonstigem vorgesehen sind. A normal light-emitting diode can accordingly be used both as a light-emitting element and as a sensor, so that there is no need for a lighting device according to the invention to provide a separate sensor in order to detect the ambient brightness. The object of such a sensor is adopted according to the invention by at least one light emitting diode, possibly also several or all light emitting diodes, which are provided in a lighting device for illuminating an object, a display or the like.

Grundsätzlich ist es so, dass an einer von außen durch Umgebungshelligkeit beleuchteten Leuchtdiode, durch die kein Strom fließt, die also nicht selbst leuchtet, an den Anschlusselektroden eine Spannung abgegriffen werden kann, die eine Proportionalität zu der Umgebungshelligkeit aufweist. Auch wenn die Leuchtdiode selbst leuchtet, also ein Strom durch die Leuchtdiode fließt, ist bei dem zwangsläufig sich über der Leuchtdiode einstellenden Spannungsabfall eine Änderung feststellbar, wenn sich die Beleuchtung der Leuchtdiode durch die Umgebungshelligkeit von außen ändert. Es besteht daher die Möglichkeit sowohl bei einer nichtleuchtenden als auch bei einer leuchtenden Leuchtdiode messtechnisch eine zur Umgebungshelligkeit proportionale elektrische Größe zu erfassen, insbesondere eine Spannung, die Ober der Leuchtdiode abfällt und dieses elektrische Signal weiter auszuwerten.Basically, it is so that at a lit from the outside by ambient brightness LED through which no current flows, which therefore does not light itself, at the terminal electrodes, a voltage can be tapped, which has a proportionality to the ambient brightness. Even if the LED itself is lit, ie a current flows through the LED, a change is detected in the inevitably over the LED adjusting voltage drop when the illumination of the LED changes by the ambient brightness from the outside. There is therefore the possibility to detect both a non-luminous and a luminous LED metrologically a proportional to the ambient brightness electrical variable, in particular a voltage that falls above the LED and continue to evaluate this electrical signal.

Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, ein solches, wenigstens an einer Leuchtdiode abfallendes, zur Umgebungshelligkeit proportionales elektrisches Signal z. B. mittels einer Messvorrichtung zu erfassen. Nach einer Auswertung dieses messtechnisch erfassten Signales besteht die Möglichkeit die wenigstens eine Leuchtdiode oder aber auch mehrere oder alle Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung in Abhängigkeit von diesem elektrischen Signal elektrisch anzusteuern, also z. B. Spannung und/oder Strom zu variieren. Dieses erfolgt mittels einer Steuervorrichtung, beispielsweise mittels einer programmierbaren Spannungs-/Stromversorgung. Es besteht somit die Möglichkeit, die Leuchtstärke der wenigstens einen Leuchtdiode oder aber auch mehrerer oder aller Leuchtdioden in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit einzustellen.According to the invention, it is provided such, at least on a light-emitting diode sloping, to the ambient brightness proportional electrical signal z. B. to capture by means of a measuring device. After an evaluation of this metrologically detected signal, it is possible to electrically control at least one light emitting diode or even several or all light emitting diodes of a lighting device in response to this electrical signal, ie z. B. voltage and / or current to vary. This is done by means of a control device, for example by means of a programmable voltage / power supply. There is thus the possibility of setting the luminous intensity of the at least one light-emitting diode or even of several or all light-emitting diodes in dependence on the ambient brightness.

Bei Beleuchtungsvorrichtungen mit Leuchtdioden kann es vorgesehen sein, die Leuchtdioden gepulst zu betreiben, um sowohl eine maximale Leuchtstärke als auch eine maximale Lebensdauer der Leuchtdioden zu erreichen. Beispielsweise wird periodisch hintereinander für eine sehr kurze Zeit eine Leuchtdiode mit einem Vielfachen des sonst erlaubten Stromes eingeschaltet. Das Pulsen einer solchen Leuchtdiode wird hierbei derart schnell eingestellt, dass es für das menschliche Auge als solches nicht mehr wahrnehmbar ist und das menschliche Auge nur eine kontinuierliche Helligkeit erkennt. Z. B. wird das Pulsen üblicherweise auf eine Wiederholrate von mehr als 25 Hertz eingestellt.In lighting devices with light-emitting diodes, it may be provided to operate the light-emitting diodes in a pulsed manner in order to achieve both a maximum luminous intensity and a maximum service life of the light-emitting diodes. For example, a light emitting diode with a multiple of the otherwise permitted current is periodically switched on one after the other for a very short time. The pulses of such a light-emitting diode in this case set so fast that it is no longer perceptible to the human eye as such and recognizes the human eye only a continuous brightness. For example, the pulsing is usually set at a repetition rate of more than 25 Hertz.

Bezogen auf die Periodendauer zwischen zwei Pulsen zur Ansteuerung einer oder mehrerer Leuchtdioden kann beim Pulsbetrieb die Einschaltzeit beispielsweise nur etwa 10% der Periodendauer betragen. Die restlichen 90% dieser Zeit können dementsprechend auch dafür genutzt werden mittels der in dieser Zeit ausgeschalteten Leuchtdiode die Umgebungshelligkeit wie zuvor beschrieben zu detektieren und anschließend den Pulsbetrieb in Abhängigkeit von der detektierten Helligkeit weiter zu führen. Beispielsweise kann sowohl die Pulsdauer als auch die Pulshöhe, mithin also die Stromstärke in Abhängigkeit von der detektierten Umgebungshelligkeit eingestellt werden.Based on the period between two pulses for driving one or more light-emitting diodes, the on-time can be, for example, only about 10% of the period duration during pulse operation. Accordingly, the remaining 90% of this time can also be used to detect the ambient brightness as described above by means of the light-emitting diode switched off during this time, and then to continue the pulse operation as a function of the detected brightness. For example, both the pulse duration and the pulse height, that is to say the current intensity, can be set as a function of the detected ambient brightness.

Ein solches Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann nicht nur durchgeführt werden bei der vorgenannten Pulsdauer von etwa 10% der Periodendauer zwischen zwei Pulsen, sondern auch bei beliebigen anderen Pulsbreiten, wobei lediglich sicherzustellen ist, dass zwischen zwei Pulsen genügend Zeit verbleibt, um die Umgebungshelligkeit messtechnisch zu detektieren.Such a method for operating a lighting device according to the invention can be carried out not only in the aforementioned pulse duration of about 10% of the period between two pulses, but also at any other pulse widths, only ensuring that between two pulses enough time remains to the ambient brightness metrologically detect.

Die Durchführung der Erfassung der Umgebungshelligkeit im Pulsbetrieb und hier insbesondere in den Pulspausen hat gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb noch den weiteren Vorteil, dass das zur Umgebungshelligkeit proportionale zu detektierende Signal nicht durch das eigene Leuchten der Diode gestört wird, so dass hierdurch die Auswertung des detektierten elektrischen Signales sich deutlich vereinfacht.The implementation of the detection of the ambient brightness in pulsed operation and in particular in the pauses between pulses has the further advantage over continuous operation that the signal to be detected, which is proportional to the ambient brightness, is not disturbed by the diode's own illumination, so that the evaluation of the detected electrical signal is effected Signal clearly simplified.

Ein Pulsbetrieb, der wenigstens einen Leuchtdiode, mehrerer oder gegebenenfalls aller Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung hat dementsprechend neben dem oben genannten Vorteil der maximalen Leuchtstärke und Lebensdauer der Dioden noch den weiteren Vorteil, dass sich die Auswertung des elektrischen Signales und damit die elektronische Beschaltung der Leuchtdiode bei der Durchführung eines solchen Verfahrens deutlich vereinfacht.A pulsed operation, the at least one light emitting diode, several or possibly all light emitting diodes of a lighting device has, in addition to the above advantage of the maximum luminous intensity and life of the diodes nor the further advantage that the evaluation of the electrical signal and thus the electronic wiring of the light emitting diode in the Implementation of such a method significantly simplified.

Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einer Leuchtdiode, bevorzugt aber mit wenigstens zwei Leuchtdioden, ausgestattet sein. Diese zwei oder auch mehrere Leuchtdioden können elektrisch sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet werden, je nachdem, welcher Anwendungsbedarf besteht. Unabhängig von der Art dieser Beschaltung besteht grundsätzlich immer die Möglichkeit mittels der als Leuchtmittel eingesetzten Leuchtdioden auch die Umgebungshelligkeit zu detektieren, sei es im kontinuierlichen oder im gepulsten Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung.In principle, a lighting device according to the invention can be equipped with at least one light-emitting diode, but preferably with at least two light-emitting diodes. These two or more LEDs can be switched electrically both in series and in parallel, depending on the application needs. Regardless of the type of wiring, there is always the possibility of using the used as a light-emitting diode and the ambient brightness to detect, either in continuous or in pulsed operation of the lighting device.

Zur Vereinfachung der elektrischen Beschaltung kann es vorgesehen sein, dass die zuvor genannte Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Leuchtdioden in einem Leuchtbetrieb und die ebenfalls zuvor genannte Messvorrichtung zur Erfassung des zur Umgebungshelligkeit proportionalen Signales innerhalb einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit, insbesondere innerhalb eines Mikroprozessors ausgebildet sind. Dies bedeutet eine weitere Vereinfachung der elektronischen Beschaltung, insbesondere weil ein solcher Mikroprozessor programmierbar und dementsprechend an verschiedene Anwendungsgebiete und Erfordernisse anpassbar sein kann.To simplify the electrical wiring, it may be provided that the aforementioned control device for controlling the light-emitting diodes in a lighting operation and also the aforementioned measuring device for detecting the proportional to the ambient brightness signal within a common electronic control unit, in particular formed within a microprocessor. This means a further simplification of the electronic circuit, in particular because such a microprocessor can be programmed and accordingly adapted to different fields of application and requirements.

Beispielsweise kann die Steuervorrichtung sowohl bei separater Ausführung als auch bei einer Implementation innerhalb einer Steuereinheit oder eines Mikroprozessors als programmierbare Spannungsversorgung, bevorzugt als Pulsbreitenmodulator ausgebildet sein. Mit einem solchen Pulsbreitenmodulator ist auf sehr einfache Art und Weise ein Pulsbetrieb einer jeden Leuchtdiode möglich, insbesondere kann sowohl die Pulsbreite – also die Einschaltdauer – als auch die Pulshöhe und damit die Höhe des Stromes, sowie die Pulswiederholrate programmierbar eingestellt werden.For example, in the case of a separate embodiment as well as in an implementation within a control unit or a microprocessor, the control device can be designed as a programmable voltage supply, preferably as a pulse width modulator. With such a pulse width modulator, pulsed operation of each light-emitting diode is possible in a very simple manner, in particular both the pulse width - ie the duty cycle - and the pulse height and thus the magnitude of the current, as well as the pulse repetition rate can be set programmably.

Eine Messvorrichtung, die ebenfalls separat oder innerhalb einer Steuereinheit bzw. des Mikroprozessors ausgebildet sein kann, kann z. B. als insbesondere triggerbarer Analog-Digitalwandler gegebenenfalls auch mit vorgeschaltetem Lock-in Verstärker ausgeführt sein. Es besteht dementsprechend die Möglichkeit, mit einer solchen Messvorrichtung das zur Umgebungshelligkeit proportionale und gegebenenfalls vorher verstärkte elektrische Signal, welches sich insbesondere als Spannung über einer oder mehrerer Leuchtdioden darstellt, als analoges Signal zu erfassen und anschließend in eine digitale Form umzuwandeln, um z. B. mittels des Mikroprozessors programmtechnisch weiter bearbeitet und z. B. in einen Steueralgorithmus eingebunden zu werden.A measuring device, which may also be formed separately or within a control unit or the microprocessor, z. B. may be designed as a particular triggerable analog-to-digital converter, where appropriate, with upstream lock-in amplifier. Accordingly, it is possible with such a measuring device to the ambient brightness proportional and possibly previously amplified electrical signal, which is in particular as a voltage across one or more light-emitting diodes to capture as an analog signal and then convert it into a digital form to z. B. further processed programmatically by means of the microprocessor and z. B. to be involved in a control algorithm.

Dieses nun in digitaler Form vorliegende Signal kann ausgewertet und verwendet werden, um mittels der Steuereinheit wiederum den Pulsbereitenmodular umzuprogrammieren und somit die Leuchtstärke der Leuchtdioden an die gemessene Umgebungshelligkeit anzupassen. Hierdurch kann insbesondere bei hintergrundbeleuchteten Flüssigkristallanzeigen unabhängig von der vorliegenden Umgebungshelligkeit immer ein optimaler Kontrast und damit eine gute Ablesbarkeit garantiert werden.This signal, which is now in digital form, can be evaluated and used to reprogram the pulse conditioning module by means of the control unit and thus to adapt the luminous intensity of the LEDs to the measured ambient brightness. As a result, an optimal contrast and therefore good readability can always be guaranteed, in particular in the case of backlit liquid crystal displays, regardless of the ambient brightness present.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die elektronische Steuereinheit, also z. B. der Mikroprozessor, einen einzelnen I/O-Port, d. h. eine Ein- bzw. Ausgangsleitung vorsieht, die zwischen den einzelnen Funktionen der Steuer- und Messvorrichtung umschaltbar ist. Es kann daher eine solche Leitung oder ein solcher Port innerhalb eines ersten Zeitraumes verwendet werden, um eine Spannung an die wenigstens eine Leuchtdiode anzulegen und so einen Stromfluss zu erzeugen und in einem zweiten zeitlichen Bereich die Spannung, die an den Leuchtdioden aufgrund der Umgebungshelligkeit abfällt, messtechnisch zu erfassen und in digitaler Form weiter auszuwerten.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the electronic control unit, ie, for. The microprocessor, a single I / O port, d. H. an input or output line provides that can be switched between the individual functions of the control and measuring device. It can therefore be used within a first period such a line or such a port to apply a voltage to the at least one light emitting diode and so to generate a current flow and in a second temporal region, the voltage that drops at the LEDs due to the ambient brightness, metrologically to capture and further evaluate in digital form.

Die Verwendung wenigstens einer Leuchtdiode in einer wenigstens eine Leuchtdiode umfassenden Beleuchtungsvorrichtung als Sensor zur messtechnischen Erfassung der Umgebungshelligkeit führt also zu einer wesentlichen Verbesserung der bisher bekannten LED-basierten Beleuchtungsvorrichtungen, ohne einen weiteren Konstruktions- oder Kostenaufwand hervorzurufen.The use of at least one light-emitting diode in a lighting device comprising at least one light-emitting diode as a sensor for metrological detection of the ambient brightness thus leads to a substantial improvement of the previously known LED-based lighting devices, without causing any further construction or cost.

Bevorzugt kann eine solche Beleuchtunsvorrichtung eingesetzt werden als Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige einer Motorsteuerung, z. B. bei Motoren für Pumpen zum Fördern eines Fluides.Such a lighting device may be preferably used as backlight of a liquid crystal display of a motor control, e.g. As for motors for pumps for pumping a fluid.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is described in the following drawing.

Die 1 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung mit in einem oberen Bereich insgesamt 6 hintereinander in Reihe geschalteten Leuchtdioden 1, die mit ihrer rechten Anschlusselektrode gegebenenfalls über nachfolgende Leuchtdioden auf Massepotential geschaltet sind. Durch das Anlegen einer Spannung an die linksseitige Elektrode können dementsprechend diese 6 Leuchtdioden eingeschaltet und somit zum Leuchten gebracht werden, wobei die Leuchtstärke im Wesentlichen von der Spannung, mithin also von dem gesamten Stromfluss durch die Leuchtdioden, abhängig ist.The 1 shows the schematic representation of an inventive lighting device with a total of 6 in a row in series in series light emitting diodes 1 , which are connected with their right terminal electrode optionally via subsequent LEDs to ground potential. Accordingly, by applying a voltage to the left-side electrode, these 6 light-emitting diodes can be switched on and thus lit up, the luminous intensity being essentially dependent on the voltage, and therefore on the total current flow through the light-emitting diodes.

Zur Ansteuerung der Leuchtdioden 1 ist für den Leuchtbetrieb ein Mikroprozessor 2 vorgesehen, der einen Ausgang 3 aufweist, welcher den Ausgang eines Pulsbreitenmodulators darstellt. Ein solcher Pulsbreitenmodulator (PWM) ermöglicht einen gepulsten Betrieb der hier insgesamt 6 vorgesehenen Leuchtdioden, was bedeutet, dass diese Leuchtdioden innerhalb einer sehr kurzen Zeit z. B. mit einem Vielfachen des sonst erlaubten Stromes betrieben werden, wodurch sich sowohl die Leuchtstärke als auch die Lebensdauer der LEDs erhöht. Um die benötigte elektrische Leistung in dem vorliegenden Fall zur Verfügung zu stellen, kann es vorgesehen sein, am Ausgang des Pulsbreitenmodulators zunächst einen Leistungstreiber 4 vorzusehen, der eine Verstärkung des zur Verfügung gestellten Signales liefert und somit die insgesamt hier vorgesehenen 6 Leuchtdioden betreibt.For controlling the LEDs 1 is a microprocessor for lighting 2 provided an output 3 which represents the output of a pulse width modulator. Such a pulse width modulator (PWM) allows a pulsed operation of here total 6 provided light-emitting diodes, which means that these LEDs within a very short time z. B. be operated at a multiple of the otherwise permitted current, which increases both the luminosity and the life of the LEDs. In order to provide the required electrical power in the present case, it may be provided at the output of the pulse width modulator first a power driver 4 provide that provides a gain of the provided signal and thus operates the total of 6 provided here light-emitting diodes.

In dieser vereinfachten schematischen Darstellung ist es weiterhin vorgesehen, dass der Mikroprozessor einen Analog-Digitalwandler 5 aufweist, der über eine Anschlussleitung ebenfalls an einen linksseitigen Elektrodenanschluss der Leuchtdioden angeschlossen ist, so dass hier die Möglichkeit besteht, eine über den Leuchtdioden abfallende zur Umgebungshelligkeit proportionale Spannung messtechnisch zu erfassen, in ein digitales Signal zu wandeln und auszuwerten.In this simplified schematic representation, it is further provided that the microprocessor is an analog-to-digital converter 5 has, which is also connected via a connecting line to a left-side electrode terminal of the light emitting diodes, so that here there is the possibility to detect a falling across the light emitting diodes to ambient brightness proportional voltage to convert into a digital signal and evaluate.

Die Messung des zur Umgebungshelligkeit proportionalen elektrischen Signales kann in dem hier vorgeschlagenen Pulsbetrieb insbesondere in den Pulspausen zwischen zwei elektrischen Spannungs-/Strompulsen erfolgen. Es kann ohne hier dargestellt zu sein, vorgesehen sein, das elektrische Signal in den Pulspausen in Abhängikeit eines Triggersignales aufzunehmen und gegebenenfalls vor der Digitalwandlung zu verstärken.The measurement of the proportional to the ambient brightness electrical signal can be done in the pulse operation proposed here, in particular in the pulse pauses between two electrical voltage / current pulses. Without being shown here, it may be provided to record the electrical signal in the pauses in the pulse as a function of a trigger signal and possibly amplify it before the digital conversion.

Wie zuvor erwähnt, jedoch in dieser Figur nicht dargestellt, können die beiden Ein-/Ausgänge 3 und 5, d. h. der Pulsbreitenmodulator und der Analog-Digitalwandler des Mikroprozessors auch in einem gemeinsamen Ein-/Ausgabekanal bzw. I/O-Port des Mikroprozessors realisiert sein, der zeitlich in seiner Funktion umschaltbar ist.As previously mentioned, but not shown in this figure, the two inputs / outputs 3 and 5 , ie, the pulse width modulator and the analog-to-digital converter of the microprocessor can also be implemented in a common input / output channel or I / O port of the microprocessor, which can be switched over in terms of its function over time.

Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der 1 lässt sich beliebig erweitern insbesondere hinsichtlich der Anordnung der Leuchtdioden 1 in Form von beliebigen Parallel- und Reihenschaltungen, die je nach Anwendungsgebiet vorgesehen sein können.The embodiment of the illustrated here 1 can be expanded arbitrarily, in particular with regard to the arrangement of the LEDs 1 in the form of any parallel and series circuits, which may be provided depending on the field of application.

Die vorgestellte Erfindung ist dementsprechend in ihrer Anwendung besonders flexibel und erreicht eine Anpassung der Leuchtstärke insbesondere durch Veränderung der Pulsbreiten und Pulshöhen in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit, ohne dass hier ein separater Sensor benötigt wird.Accordingly, the presented invention is particularly flexible in its application and achieves an adjustment of the luminous intensity, in particular by changing the pulse widths and pulse heights as a function of the ambient brightness, without the need for a separate sensor here.

Claims (11)

Beleuchtungsvorrichtung zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeigevorrichtung für Text-/Grafikinformationen, umfassend wenigstens eine als Beleuchtungsmittel vorgesehene Leuchtdiode (1), wobei mittels dieser wenigstens einen Leuchtdiode (1) die Umgebungshelligkeit erfasst wird und in Abhängigkeit hiervon die Leuchtstärke dieser wenigstens einen Leuchtdiode (1) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leuchtdiode (1) mittels einer Steuervorrichtung (2, 3) elektrisch gepulst angesteuert ist und mittels einer Messvorrichtung (2, 5) innerhalb einer Pulspause an derselben wenigstens einen Leuchtdiode (1) ein zur Umgebungshelligkeit proportionales elektrisches Signal erfasst wird.Illumination device for the backlighting of a display device for text / graphic information, comprising at least one light-emitting diode provided as illumination means ( 1 ), by means of which at least one light-emitting diode ( 1 ) the ambient brightness is detected and, in dependence thereon, the luminous intensity of this at least one light-emitting diode ( 1 ), characterized in that the at least one light-emitting diode ( 1 ) by means of a control device ( 2 . 3 ) is driven electrically pulsed and by means of a measuring device ( 2 . 5 ) within a pulse break at the same at least one light emitting diode ( 1 ) an electric signal proportional to the ambient brightness is detected. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal eine Spannung ist, die proportional zur Umgebungshelligkeit über wenigstens einer Leuchtdiode (1) abfällt.Lighting device according to claim 1, characterized in that the electrical signal is a voltage which is proportional to the ambient brightness via at least one light emitting diode ( 1 ) drops. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Leuchtdioden (1) aufweist, die zueinander elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind.Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two light-emitting diodes ( 1 ), which are connected to each other electrically in series or in parallel. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2, 3) und Messvorrichtung (2, 5) innerhalb einer elektronischen Steuereinheit (2), insbesondere eines Mikroprozessors ausgebildet sind.Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 2 . 3 ) and measuring device ( 2 . 5 ) within an electronic control unit ( 2 ), in particular a microprocessor are formed. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2, 3) als Pulsbreitenmodulator ausgebildet ist.Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 2 . 3 ) is designed as a pulse width modulator. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (2, 5) als Analog-/Digitalwandler ausgebildet ist.Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device ( 2 . 5 ) is designed as an analog / digital converter. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (2) eine Ein- bzw. Ausgangsleitung aufweist, die innerhalb eines ersten Zeitraumes verwendet wird, um eine Spannung an die wenigstens eine Leuchtdiode anzulegen und so einen Stromfluß zu erzeugen und in einem zweiten zeitlichen Bereich die Spannung, die an den Leuchtdioden aufgrund der Umgebungshelligkeit abfällt, messtechnisch zu erfassen und in digitaler Form weiter auszuwerten.Lighting device according to one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the electronic control unit ( 2 ) has an input or output line which is used within a first period of time to apply a voltage to the at least one light-emitting diode and thus to generate a current flow and in a second time range the voltage which drops at the light-emitting diodes due to the ambient brightness, metrologically to capture and further evaluate in digital form. Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7 für die Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige einer Motorsteuerung für den Motor einer Pumpe zur Förderung von Fluiden.Use of a lighting device according to any one of claims 1-7 for the backlighting of a liquid crystal display of a motor control for the motor of a pump for conveying fluids. Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeigevorrichtung für Text-/Grafikinformationen, nach einem Ansprüche 1–7, wobei die elektrische Ansteuerung wenigstens einer als Beleuchtungsmittel vorgesehenen Leuchtdiode (1) in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit und unter Verwendung eines gemessenen elektrischen Signals erfolgt, welches an der Leuchtdiode (1) proportional zur Umgebungshelligkeit abfällt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leuchtdiode (1) mittels einer Steuervorrichtung (2, 3) gepulst elektrisch angesteuert und das elektrische Signal innerhalb einer Pulspause im unbestromten Zustand an derselben wenigstens einen Leuchtdiode (1) vor der Ansteuerung erfasst wird.Method for operating a lighting device for the backlight of a display device for text / graphics information, according to one of claims 1-7, wherein the electrical control of at least one light emitting diode provided as a light emitting diode ( 1 ) depending on the ambient brightness and using a measured electrical signal, which at the light emitting diode ( 1 ) decreases in proportion to the ambient brightness, characterized in that the at least one light-emitting diode ( 1 ) by means of a control device ( 2 . 3 ) electrically driven pulsed and the electrical signal within a pulse pause in the de-energized state at the same at least one light emitting diode ( 1 ) is detected before the activation. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des erfassten elektrischen Signales die Pulsbreite und/oder die Pulshöhe verändert wird.A method according to claim 9, characterized in that the pulse width and / or the pulse height is changed depending on the detected electrical signal. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ein- bzw. Ausgangsleitung einer elektronischen Steuereinheit (2) verwendet wird, um innerhalb eines ersten Zeitraumes eine Spannung an die wenigstens eine Leuchtdiode anzulegen und so einen Stromfluß zu erzeugen und in einem zweiten zeitlichen Bereich die Spannung, die an den Leuchtdioden aufgrund der Umgebungshelligkeit abfällt, messtechnisch zu erfassen und in digitaler Form weiter ausgewertet wird.Method according to one of claims 9 or 10, characterized in that an input or output line of an electronic control unit ( 2 ) is used to apply a voltage to the at least one light emitting diode within a first period of time and to generate a current flow and in a second temporal range, the voltage which drops at the light emitting diodes due to the ambient brightness, metrologically detect and further evaluated in digital form becomes.
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