DE112015002876B4

DE112015002876B4 - Einstellung von LED-Treiberstrom für die Ausgabe von Bestrahlungsstärkensprungantwort und System zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen

Info

Publication number: DE112015002876B4
Application number: DE112015002876.5T
Authority: DE
Inventors: Ognyan Moore; Paul Eddy; Jeff Smith
Original assignee: Phoseon Technology Inc
Current assignee: Phoseon Technology Inc
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: JP6588929B2; KR102327903B1; WO2015195574A1; US20160143101A1; DE112015002876T5; JP2017522694A; US9313854B2; US9955539B2; KR20170020451A; TW201607375A; CN106664774A; CN106664774B; TWI690240B; US20150373804A1

Abstract

System (10) zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen (110), umfassend:einen Spannungsregler (204), der einen Rückkopplungseingang umfasst, wobei der Spannungsregler (204) mit der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) in elektrischer Verbindung steht; undein Steuergerät (108), das nicht flüchtige Befehle umfasst, um dem Strom, der der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) geliefert wird, eine linearisierte Korrektur zu bieten, wobei die linearisierte Korrektur eine Korrektur beruhend auf normalisierter Lichtabgabe und Beleuchtungsvorrichtungstemperatur ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der US-Patentanmeldung Nr. 14/309,722 mit dem Titel „LED DRIVE CURRENT ADJUSTMENT FOR IRRADIANCE STEP RESPONSE OUTPUT“, die am 19. Juni 2014 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis für alle Zwecke mitaufgenommen ist.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Verbessern der Bestrahlungsstärken- und/oder Beleuchtungsstärkenreaktion von Leuchtdioden (LEDs). Die Verfahren und das System können besonders für Beleuchtungsarrays brauchbar sein, die aufgefordert werden, schrittweise auszugeben.
Die US 2013/0257313 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen.
HINTERGRUND/ZUSAMMENFASSUNG
Festkörper-Beleuchtungsvorrichtungen können im Vergleich zu Glühlampen beträchtlich weniger Strom verbrauchen. Sie können auch so konstruiert sein, dass sie unterschiedliche Wellenlängen von Licht ausgeben. Solche Eigenschaften machen die Festkörperbeleuchtung für Anwendungen sowohl im Wohnbereich als auch im Gewerbe attraktiv. Manche Arten von Festkörper-Beleuchtungsvorrichtungen können Laserdioden und Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Ultraviolett(UV)-Festkörper-Beleuchtungsvorrichtungen können zum Härten von photosensitiven Medien wie etwa Beschichtungen, einschließlich Druckfarben, Klebstoffen, Konservierungsmitteln etc., verwendet werden. Bei manchen Anwendungen kann es erwünscht sein, im Rahmen eines Herstellungsprozesses unterschiedliche Bestrahlungsstärkenwerte von einem einzigen Beleuchtungsarray vorzusehen. Bei einem Herstellungsprozess kann es zum Beispiel erwünscht sein, dass die LEDs einen Zeitraum lang Licht bei 100% Leistung ausgeben und dann die LED-Ausgangsleistung über einen verbleibenden Härtungszeitraum zum Fertigstellen eines Werkstücks auf 60% der Leistung reduzieren. In einem anderen Beispiel kann die Herstellungsflexibilität durch Befördern von zwei verschiedenen Werkstücken mit unterschiedlichen Lichtstärkeansprüchen bei der Härtung zu einem einzigen LED-Array verbessert werden. Die zwei verschiedenen Werkstücke können von dem LED-Array einzeln gehärtet werden, indem als Reaktion auf die Art des Werkstücks die Ausgangsleistung des LED-Arrays eingestellt wird. Die LED-Array-Bestrahlungsstärke könnte aber bei Wechseln zwischen unterschiedlichen Bestrahlungsstärke-Ausgangswerten nicht immer einheitlich sein. Daher kann es erwünscht sein, bei Umschalten zwischen unterschiedlichen Bestrahlungsstärke-Ausgangswerten eine einheitlichere und gleichmäßigere Ausgangsleistung eines LED-Arrays vorzusehen.
Die vorliegenden Erfinder haben das Problem beim Bereitstellen einer erwünschten Beleuchtungsausgangsleistung erkannt und haben ein Verfahren zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen entwickelt, welches umfasst: als Reaktion auf eine Änderung der erwünschten Bestrahlungsstärkenausgangsleistung der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen Wählen eines Stroms, der einer erwünschten Bestrahlungsstärkenausgangsleistung der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen entspricht, und Ausgeben des mittels einer linearisierten Stromeinstellung modifizierten Stroms zu der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen.
Durch Modifizieren oder Einstellen eines einer oder mehreren Beleuchtungsvorrichtungen zugeführten Stroms mittels einer linearisierten Stromeinstellung kann es möglich sein, nach dem Einstellen einer Beleuchtungssystem-Bestrahlungsstärke als Reaktion auf eine Änderung der erwünschten Bestrahlungsstärke eine im Wesentlichen konstante Bestrahlungsstärke vorzusehen. Zum Beispiel kann ein Bediener oder ein Steuergerät eine schrittweise Anhebung oder Senkung der von einem Beleuchtungsarray vorgesehenen Bestrahlungsstärke fordern. Ein dem Array gelieferter Strom kann mittels einer linearisierten Stromeinstellung eingestellt werden, um den neuen Wert der Bestrahlungsstärke (z.B. die schrittweise Anhebung der Bestrahlungsstärke) mit geringer Schwankung des Bestrahlungsstärkenwerts vorzusehen. Auf diese Weise kann es nach Umsetzen der schrittweisen Anhebung möglich sein, ohne große Schwankung der Bestrahlungsstärke von einem Bestrahlungsstärkenwert zum nächsten Bestrahlungsstärkenwert zu wechseln.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Die Vorgehensweise kann insbesondere die Einheitlichkeit der Ausgangsleistung des Beleuchtungssystems verbessern. Ferner kann die Vorgehensweise die rechnerische Verarbeitung des Beleuchtungssystems vereinfachen. Ferner kann die Vorgehensweise schnelle und präzise Änderungen zwischen unterschiedlichen Ausgangsleistungswerten der Beleuchtung vorsehen.
Die vorstehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen ohne Weiteres aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
Es versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der eingehenden Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie dient nicht dazu, ausschlaggebende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu benennen, dessen Schutzumfang allein durch die Ansprüche festgelegt wird, die auf die eingehende Beschreibung folgen. Der beanspruchte Gegenstand ist ferner nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung genannte Nachteile lösen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems;
2-3 zeigen Schaltbilder von beispielhaften Stromregelsystemen für das Beleuchtungssystem von 1;
4 zeigt eine lineare Beziehung zwischen der Bestrahlungsstärke der Beleuchtungsvorrichtung und dem Strom;
5 zeigt eine lineare Beziehung zwischen der normalisierten Ausgangsleistung der Beleuchtungsvorrichtung und der Temperatur der Beleuchtungsvorrichtung;
6 zeigt eine grafische Darstellung einer beispielhaften simulierten Reaktion des in 1 - 3 gezeigten Beleuchtungssystems; und
7 und 8 zeigen beispielhafte Verfahren zum Steuern von Ausgangsleistung eines Beleuchtungssystems.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Beleuchtungssystem mit Abgabe von Bestrahlungsstärke bei mehreren Werten. 1 zeigt ein beispielhaftes Beleuchtungssystem, bei dem geregelte variable Stromsteuerung vorgesehen ist. Die Beleuchtungssstromsteuerung kann gemäß beispielhaften Schaltkreisen, wie sie in 2-3 gezeigt sind, vorgesehen werden. Stromeinstellungen des Beleuchtungssystems können gemäß den in 4 und 6 gezeigten linearen Beziehungen vorgesehen werden. Der wie hierin beschrieben gesteuerte Beleuchtungssystemstrom kann eine Beleuchtungsreaktion, wie sie in 6 gezeigt ist, vorsehen. Das Beleuchtungssystem kann gemäß den Verfahren von 7 und 8 betrieben werden. Zwischen den Komponenten in den verschiedenen elektrischen Schaltbildern gezeigte elektrische Verbindungen stellen Stromwege zwischen den dargestellten Vorrichtungen dar.
Unter Bezugnahme nun auf 1 ist ein Blockdiagramm eines photoreaktiven Systems 10 gemäß dem hierin beschriebenen System und Verfahren gezeigt. In diesem Beispiel umfasst das photoreaktive System 10 ein Beleuchtungssubsystem 100, ein Steuergerät 108, eine Stromquelle 102 und ein Kühlsubsystem 18.
Das Beleuchtungssubsystem 100 kann mehrere Licht emittierende Vorrichtungen 110 umfassen. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 110 können zum Beispiel LED-Vorrichtungen sein. Ausgewählte der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen 110 werden implementiert, um eine Strahlungsleistung 24 vorzusehen. Die Strahlungsleistung 24 wird auf ein Werkstück 26 gerichtet. Rückgeworfene Strahlung 28 kann von dem Werkstück 26 (z.B. mittels Reflexion der Strahlungsleistung 24) zurück zu dem Beleuchtungssubsystem 100 gelenkt werden.
Die Strahlungsleistung 24 kann mittels einer Koppeloptik 30 auf das Werkstück 26 gerichtet werden. Die Koppeloptik 30 kann bei Verwendung unterschiedlich implementiert werden. Zum Beispiel kann die Koppeloptik ein oder mehrere Schichten, Materialien oder eine andere Struktur, die zwischen die Licht emittierenden Vorrichtungen 110, die Strahlungsleistung 24 vorsehen, und das Werkstück 26 gesetzt werden, umfassen. Zum Beispiel kann die Koppeloptik 30 ein Mikrolinsen-Array umfassen, um das Sammeln, Bündeln, Kollimieren oder anderweitig die Qualität oder effektive Größe der Strahlungsleistung 24 zu verbessern. Als weiteres Beispiel kann die Koppeloptik 30 ein Mikroreflektor-Array umfassen. Beim Nutzen eines solchen Mikroreflektor-Arrays kann jede Halbleitervorrichtung, die Strahlungsleistung 24 liefert, in einem jeweiligen Mikroreflektor auf Eins-zu-Eins-Basis angeordnet werden.
Jede der Schichten, jedes der Materialien oder jede andere Struktur kann einen ausgewählten Brechungsindex haben. Durch richtiges Wählen jedes Brechungsindexes kann die Reflexion an Grenzflächen zwischen Schichten, Materialien und einer anderen Struktur in dem Weg der Strahlungsleistung 24 (und/oder der zurückkehrenden Strahlung 28) selektiv gesteuert werden. Durch Steuern zum Beispiel von Unterschieden solcher Brechungsindizes an einer ausgewählten Grenzfläche, die zwischen den Halbleitervorrichtungen angeordnet ist, zu dem Werkstück 26 kann die Reflexion an dieser Grenzfläche reduziert, beseitigt oder minimiert werden, um die Transmission von Strahlungsleistung 24 an dieser Grenzfläche für letzendliche Zufuhr zu dem Werkstück 26 zu verbessern.
Die Koppeloptik 30 kann für verschiedene Zwecke genutzt werden. Beispielhafte Zwecke umfassen u.a. allein oder kombiniert das Schützen der Licht emittierenden Vorrichtungen 110, das Zurückhalten von dem Kühlsubsystem 18 zugeordnetem Kühlfluid, das Sammeln, Verdichten und/oder Kollimieren der Strahlungsleistung 24, das Sammeln, Richten oder Abweisen von rückkehrender Strahlung 28 oder für andere Zwecke. Als weiteres Beispiel kann das photoreaktive System 10 die Koppeloptik 30 nutzen, um die wirksame Qualität oder Größe der Strahlungsleistung 24 zu verbessern, insbesondere wenn sie dem Werkstück 26 zugeführt wird.
Ausgewählte der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen 110 können mittels Koppelelektronik 22 mit dem Steuergerät 108 gekoppelt werden, um dem Steuergerät 108 Daten zu liefern. Wie weiter unten beschrieben kann das Steuergerät 108 auch implementiert werden, um diese Daten liefernden Halbleitervorrichtungen zu steuern, z.B. mittels der Koppelelektronik 22.
Das Steuergerät 108 ist bevorzugt auch jeweils mit der Stromquelle 102 und dem Kühlsubsystem 18 verbunden und implementiert, um diese zu steuern. Zudem kann das Steuergerät 108 Daten von der Stromquelle 102 und dem Kühlsubsystem 18 empfangen.
Die von dem Steuergerät 108 empfangenen Daten von einem oder mehreren von Stromquelle 102, Kühlsubsystem 18, Beleuchtungssubsystem 100 können von unterschiedlicher Art sein. Zum Beispiel können die Daten für ein oder mehrere Eigenschaften, die jeweils gekoppelten Halbleitervorrichtungen 110 zugeordnet sind, repräsentativ sein. Als weiteres Beispiel können die Daten für ein oder mehrere Eigenschaften repräsentativ sein, die der jeweiligen Komponente 12, 102, 18 zugeordnet sind, die die Daten liefert. Als noch weiteres Beispiel können die Daten für ein oder mehrere Eigenschaften repräsentativ sein, die dem Werkstück 26 zugeordnet sind (z.B. repräsentativ für die Energie oder spektrale(n) Komponente(n) der Strahlungsleistung, die auf das Werkstück gerichtet wird). Zudem können die Daten repräsentativ für eine Kombination dieser Eigenschaften sein.
Das Steuergerät 108 kann bei Erhalt solcher Daten implementiert sein, um auf diese Daten zu reagieren. Zum Beispiel kann das Steuergerät 108 reagierend auf solche Daten von einer solchen Komponente implementiert sein, um ein oder mehrere von Stromquelle 102, Kühlsubsystem 18, Beleuchtungssubsystem 100 (einschließlich ein oder mehrere solche gekoppelte Halbleitervorrichtungen) zu steuern. Als Reaktion zum Beispiel auf Daten von dem Beleuchtungssubsystem, die anzeigen, dass die Lichtenergie an einem oder mehreren dem Werkstück zugeordneten Punkte ungenügend ist, kann das Steuergerät 108 implementiert sein, um entweder (a) die Strom- und/oder Spannungszufuhr von der Stromquelle zu einer oder mehreren der Halbleitervorrichtungen 110 zu steigern, (b) ein Kühlen des Beleuchtungssubsystems mittels des Kühlsubsystems 18 zu steigern (d.h. bestimmte Licht emittierende Vorrichtungen liefern bei Kühlung eine größere Strahlungsleistung), (c) die Zeit zu verlängern, während der diesen Vorrichtungen Strom geliefert wird, oder (d) eine Kombination des Genannten.
Einzelne Halbleitervorrichtungen 110 (z.B. LED-Vorrichtungen) des Beleuchtungsubsystems 100 können von dem Steuergerät 108 unabhängig gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Steuergerät 108 eine erste Gruppe aus einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen steuern, um Licht einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren, während es eine zweite Gruppe von einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen steuert, um Licht einer anderen Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren. Die erste Gruppe aus einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen kann innerhalb des gleichen Arrays von Halbleitervorrichtungen 110 liegen oder kann aus mehr als einem Array von Halbleitervorrichtungen 110 kommen. Arrays von Halbleitervorrichtungen 110 können von dem Steuergerät 108 auch unabhängig von anderen Arrays von Halbleitervorrichtungen 110 in dem Beleuchtungssubsystem 100 von dem Steuergerät 108 gesteuert werden. Zum Beispiel können die Halbleitervorrichtungen eines ersten Arrays gesteuert werden, um Licht einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren, während die eines zweiten Arrays gesteuert werden können, um Licht einer zweiten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren.
Als weiteres Beispiel kann unter einem ersten Satz von Bedingungen (z.B. für ein bestimmtes Werkstück, eine bestimmte Fotoreaktion und/oder einen bestimmten Satz von Betriebsbedingungen) das Steuergerät 108 das photoreaktive System 10 betreiben, um eine erste Steuerungsstrategie zu implementieren, wogegen unter einem zweiten Satz von Bedingungen (z.B. für ein bestimmtes Werkstück, eine bestimmte Fotoreaktion und/oder einen bestimmten Satz von Betriebsbedingungen) das Steuergerät 108 das photoreaktive System 10 betreiben kann, um eine zweite Steuerungsstrategie zu implementieren. Wie vorstehend beschrieben kann die erste Steuerungsstrategie das Betreiben einer ersten Gruppe von einer oder mehreren einzelnen Halbleitervorrichtungen (z.B. LED-Vorrichtungen) umfassen, um Licht einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren, während die zweite Steuerungsstrategie das Betreiben einer zweiten Gruppe von einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen umfassen kann, um Licht einer zweiten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren. Die erste Gruppe von LED-Vorrichtungen kann die gleiche Gruppe von LED-Vorrichtungen wie die zweite Gruppe sein und kann ein oder mehrere Arrays von LED-Vorrichtungen überspannen oder kann eine von der zweiten Gruppe unterschiedliche Gruppe von LED-Vorrichtungen sein, und die unterschiedliche Gruppe von LED-Vorrichtungen kann eine Teilmenge von einer oder mehreren LED-Vorrichtungen aus der zweiten Gruppe umfassen.
Das Kühlsubsystem 18 wird implementiert, um das Wärmeverhalten des Beleuchtungssubsystems 100 zu steuern. Zum Beispiel sieht das Kühlsubsystem 18 im Allgemeinen ein Kühlen dieses Subsystems 12 und im Einzelnen der Halbleitervorrichtungen 110 vor. Das Kühlsubsystem 18 kann auch implementiert werden, um das Werkstück 26 und/oder den Raum zwischen dem Stück 26 und dem photoreaktiven System 10 (z.B. insbesondere dem Beleuchtungssubsystem 100) zu kühlen. Zum Beispiel kann das Kühlsubsystem 18 ein Luft- oder anderes Fluidkühlsystem (z.B. Wasserkühlsystem) sein.
Das photoreaktive System 10 kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Beispiele umfassen ohne Einschränkung Härtungsanwendungen, die von Farbdruck bis zur Herstellung von DVDs und Lithographie reichen. Im Allgemeinen weisen die Anwendungen, bei denen das photoreaktive System 10 genutzt wird, zugeordnete Parameter auf. D.h. eine Anwendung kann wie folgt zugeordnete Betriebsparameter umfassen: Vorsehen eines oder mehrerer Strahlungsleistungswerte bei einer oder mehreren Wellenlängen, die über einen oder mehrere Zeiträume angelegt werden. Um die der Anwendung zugeordnete Photoreaktion ordnungsgemäß zu verwirklichen, muss optische Leistung bei oder nahe dem Werkstück bei oder über einem oder mehreren vorbestimmten Werten eines oder mehrerer dieser Parameter (und/oder über eine bestimmte Zeit, Zeiten oder Zeitbereiche) ggf. zugeführt werden.
Um den Parametern einer geplanten Anwendung zu folgen, können die Halbleitervorrichtungen 110, die Strahlungsleistung 24 liefern, gemäß verschiedenen Eigenschaften betrieben werden, die den Parametern der Anwendung zugeordnet sind, z.B. Temperatur, spektrale Verteilung und Strahlungsleistung. Gleichzeitig können die Halbleitervorrichtungen 110 bestimmte Betriebsspezifikationen haben, die eventuell der Herstellung der Halbleitervorrichtungen zugeordnet sind und unter anderem befolgt werden können, um eine Zerstörung auszuschließen und/oder einer Degradation der Vorrichtungen vorzubeugen. Andere Komponenten des photoreaktiven Systems 10 können ebenfalls zugeordnete Betriebsspezifikationen aufweisen. Diese Spezifikationen können neben anderen Parameterspezifikationen Bereiche (z.B. Höchst- und Mindestbereiche) für Betriebstemperaturen und angelegte elektrische Leistung umfassen.
Demgemäß unterstützt das photoreaktive System 10 das Überwachen der Parameter der Anwendung. Ferner kann das photoreaktive System 10 das Überwachen von Halbleitervorrichtungen 110, einschließlich ihrer jeweiligen Eigenschaften und Spezifikationen, vorsehen. Zudem kann das photoreaktive System 10 auch das Überwachen von ausgewählten anderen Komponenten des photoreaktiven Systems 10, einschließlich ihrer Eigenschaften und Spezifikationen, vorsehen.
Das Vorsehen einer solchen Überwachung kann das Prüfen des ordnungsgemäßen Systembetriebs ermöglichen, so dass der Betrieb des photoreaktiven Systems 10 zuverlässig beurteilt werden kann. Zum Beispiel kann das photoreaktive System 10 bezüglich eines oder mehrerer der Anwendungsparameter (z.B. Temperatur, Strahlungsleistung, etc.), Eigenschaften von Komponenten, die diesen Parametern zugeordnet sind, und/oder jeweiligen Betriebsspezifikationen einer Komponente in unerwünschter Weise arbeiten. Das Vorsehen der Überwachung kann auf die Daten, die von dem Steuergerät 108 von einer oder mehreren der Systemkomponenten erhalten werden, ansprechen und gemäß diesen ausgeführt werden.
Das Überwachen kann auch die Steuerung des Systembetriebs unterstützen. Zum Beispiel kann eine Steuerungsstrategie mittels des Steuergeräts 108 implementiert werden, welches Daten von einer oder mehreren Systemkomponenten erhält und darauf reagiert. Diese vorstehend beschriebene Steuerung kann direkt (z.B. durch Steuern einer Komponente durch Steuersignale, die auf die Komponente gerichtet sind, beruhend auf Daten, die den Betrieb dieser Komponente berücksichtigen) oder indirekt (z.B. durch Steuern des Betriebs einer Komponente durch Steuersignale, die ausgelegt sind, um den Betrieb anderer Komponenten einzustellen) implementiert werden. Zum Beispiel kann eine Strahlungsleistung einer Halbleitervorrichtung indirekt durch Steuersignale, die zu der Stromquelle 102 gesendet werden, die die dem Beleuchtungsubsystem 100 gelieferte Leistung einstellt, und/oder durch Steuersignale, die zu dem Kühlsubsystem 18 gesendet werden, das die an dem Beleuchtungssubsystem 100 angelegte Kühlung einstellen, eingestellt werden. Steuerungsstrategien können genutzt werden, um einen ordnungsgemäßen Systembetrieb und/oder die Leistung der Anwendung zu ermöglichen und/oder zu verbessern. In einem spezifischeren Beispiel kann die Steuerung auch genutzt werden, um ein Gleichgewicht zwischen der Strahlungsleistung des Arrays und seiner Betriebstemperatur zu ermöglichen und/oder zu verbessern, um z.B. ein Erwärmen der Halbleitervorrichtungen 110 oder des Arrays von Halbleitervorrichtungen 110 über ihre Spezifikationen hinaus zu verhindern, während auch ausreichend Strahlungsenergie zu dem Werkstück 26 gerichtet wird, um die Photoreaktion(en) der Anwendung ordnungsgemäß zu abzuschließen.
In manchen Anwendungen kann dem Werkstück 26 eine hohe Strahlungsleistung zugeführt werden. Demgemäß kann das Subsystem 12 unter Verwenden eines Arrays von Licht emittierenden Halbleitervorrichtungen 110 implementiert werden. Zum Beispiel kann das Subsystem 12 unter Verwenden eines Leuchtdioden(LED)-Arrays hoher Dichte implementiert werden. Auch wenn LED-Arrays verwendet werden können und hierin näher beschrieben werden, versteht sich, dass die Halbleitervorrichtungen 110 und Array(s) derselben unter Verwenden anderer Licht emittierender Technologien implementiert werden können, ohne von den Grundsätzen der Beschreibung abzuweichen, Beispiele für andere Licht emittierende Technologien umfassen ohne Einschränkung organische LEDs, Laserdioden, andere Halbleiterlaser.
Die mehreren Halbleitervorrichtungen 110 können in der Form eines Arrays 20 oder eines Arrays von Arrays vorgesehen werden. Das Array 20 kann so implementiert werden, dass ein oder mehr oder die meisten der Halbleitervorrichtungen 110 ausgelegt sind, Strahlungsleistung vorzusehen. Gleichzeitig werden aber ein oder mehrere der Halbleitervorrichtungen 110 des Arrays so implementiert, dass sie ein Überwachen ausgewählte Eigenschaften des Arrays vorsehen. Die Überwachungsvorrichtungen 36 könne aus den Vorrichtungen in dem Array 20 gewählt werden und können zum Beispiel den gleichen Aufbau wie die anderen emittierenden Vorrichtungen aufweisen. Der Unterschied zwischen Emittieren und Überwachen kann zum Beispiel durch die Koppelelektronik 22 bestimmt werden, die der bestimmten Halbleitervorrichtung zugeordnet ist (in einer Grundform kann ein LED-Array überwachende LEDs, wobei die Koppelelektronik einen Rückstrom vorsieht, und emittierende LEDs, wobei die Koppelelektronik einen Durchlassstrom vorsieht, aufweisen).
Beruhend auf der Koppelelektronik können weiterhin ausgewählte der Licht emittierenden Halbleitervorrichungen 110 in dem Array 20 entweder/oder bzw. sowohl/als auch Multifunktionsvorrichtungen und/oder Multimodus-Vorrichtungen sein, wobei (a) Multifunktionsvorrichtungen mehr als eine Eigenschaft (z.B. Strahlungsleistung, Temperatur, Magnetfelder, Schwingung, Druck, Beschleunigung und andere mechanische Kräfte oder Verformungen) detektieren können und unter diesen Detektionsfunktionen gemäß den Anwendungsparametern oder anderen maßgeblichen Faktoren umgeschaltet werden können und (b) Multimodus-Vorrichtungen für Emission, Detektion und einen anderen Modus (z.B. Aus) geeignet sein können und unter diesen Modi gemäß den Anwendungsparametern oder anderen maßgeblichen Faktoren umgeschaltet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Schaltbild eines ersten Beleuchtungssystemschaltkreises gezeigt, der unterschiedliche Strommengen zuführen kann. Das Beleuchtungssystem 100 umfasst ein oder mehrere Licht emittierende Vorrichtungen 110, die mit einer Wärmesenke 101 in thermischer Verbindung stehen. In diesem Beispiel sind die Licht emittierenden Vorrichtungen 110 Leuchtdioden (LED). Jede LED 110 umfasst eine Anode 201 und eine Kathode 202. Eine in 1 gezeigte Schaltstromquelle 102 liefert einem Spannungsregler 204 mittels eines Wegs oder Leiters 264 48V Gleichstrom. Der Spannungsregler 204 liefert den Anoden 201 der LEDs 110 mittels des Leiters oder Wegs 242 Gleichstrom. Der Spannungsregler 204 ist ebenfalls mit Kathoden 202 der LEDs 110 mittels eines Leiters oder Wegs 240 elektrisch verbunden. Der Spannungsregler 204 ist mit Verweis auf die Masse 260 gezeigt und kann in einem Beispiel ein Abwärtsregler sein. Der Spannungsregler 204 versorgt die LEDs 110 mit einer einstellbaren Spannung.
Das Steuergerät 108 ist in elektrischer Verbindung mit dem Spannungsregler 204 gezeigt. In anderen Beispielen können bei Bedarf diskrete Eingabe erzeugende Vorrichtungen (z.B. Schalter) das Steuergerät 108 ersetzen. Das Steuergerät 108 umfasst einen Zentralrechner 290 zum Ausführen von Befehlen. Das Steuergerät 108 umfasst auch Eingänge und Ausgänge (I/O) 288 zum Betreiben des Spannungsreglers 204 und anderer Vorrichtungen. In einem Festwertspeicher 292 (z.B. einem nicht flüchtigen Speicher) können nicht flüchtige ausführbare Befehle gespeichert werden, während in einem Arbeitsspeicher 294 Variable gespeichert werden können. Das Steuergerät 108 kann mit einer Bedienerschnittstelle 212, die einem Bediener das Einstellen einer Bestrahlungsstärkenabgabe des Beleuchtungssubsystems 100 ermöglicht, in elektrischer Verbindung stehen. In manchen Beispielen kann die Bedienerschnittstelle 212 in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte Befehle zum Vorsehen eines digitalen Potentiometers umfassen, das ein Einstellen eines durch Halbleitervorrichtungen 110 fließenden Stroms zwischen 0-255 oder mehr diskreten Stromwerten zulässt. Somit kann die Bestrahlungsstärkenabgabe des Beleuchtungssubsystems 100 auf 256 Werte eingestellt werden.
Ein veränderlicher Widerstand 220 in Form eines Feldeffekttransistors (FET) oder einer anderen Vorrichtung empfängt von dem Steuergerät 108 oder mittels einer anderen Eingabevorrichtung eine Intensitätssignalspannung. Während das vorliegende Beispiel den veränderlichen Widerstand als FET beschreibt, ist zu beachten, dass die Schaltung andere Formen von veränderlichen Widerständen nutzen kann.
In diesem Beispiel umfasst mindestens ein Element des Arrays 20 Festkörper-Lichtemissionselemente wie etwa Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden erzeugen Licht. Die Elemente können als einzelnes Array auf einem Träger, als mehrere Arrays auf einem Träger, als mehrere Arrays entweder einzeln oder mehrfach auf mehreren miteinander verbundenen Trägern etc. ausgelegt sein. In einem Beispiel kann das Array von Licht emittierenden Elementen aus Silicon Light Matrix™ (SLM), hergestellt von Phoseon Technology, Inc., bestehen.
Die in 2 gezeigte Schaltung ist ein geschlossener Stromregelkreis 208. In dem geschlossenen Stromregelkreis 208 erhält der veränderliche Widerstand 220 mittels des Leiters oder Wegs 230 durch den Antriebsschaltkreis 222 ein Intensitätsspannungssteuersignal. Der veränderliche Widerstand 220 empfängt sein Stellsignal von dem Treiber 222. Die Spannung zwischen dem veränderlichen Widerstand 220 und dem Array 20 wird auf eine durch den Spannungsregler 204 ermittelte Sollspannung gesteuert. Der Sollspannungswert kann von dem Steuergerät 108 oder einer anderen Vorrichtung geliefert werden, und der Spannungsregler 204 steuert das Spannungssignal 242 auf einen Wert, der die Sollspannung in einem Stromweg zwischen dem Array 20 und dem veränderlichen Widerstand 220 vorsieht. Der veränderliche Widerstand 220 steuert den Stromfluss von dem Array 20 zu dem Strommesswiderstand 255 in der Pfeilrichtung 245. Die Sollspannung kann auch als Reaktion auf die Art der Beleuchtungsvorrichtung, die Art von Werkstück, Härtungsparameter und verschiedene andere Betriebsparameter eingestellt werden.
Ein elektrisches Stromsignal kann entlang eines Leiters oder Wegs 236 zu dem Steuergerät 108 oder einer anderen Vorrichtung zurückgeführt werden, die das dem Antriebsschaltkreis 222 gelieferte Intensitätsspannungssteuersignal als Reaktion auf von dem Weg 236 vorgesehene Stromrückkopplung einstellt. Wenn sich das elektrische Stromsignal von einem erwünschten elektrischen Strom unterscheidet, wird insbesondere das mittels des Leiters 230 weitergeleitete Intensitätsspannungssteuersignal erhöht oder verringert, um den elektrischen Strom durch das Array 20 einzustellen. Ein Stromrückkopplungssignal, das ein Fließen von elektrischem Strom durch das Array 20 anzeigt, wird mittels des Leiters 236 als Spannungswert, der sich ändert, wenn sich der durch den Strommesswiderstand 255 fließende elektrische Strom ändert, gelenkt.
In einem Beispiel, in dem die Spannung zwischen dem veränderlichen Widerstand 220 und dem Array 20 auf eine konstante Spannung eingestellt wird, wird der Stromfluss durch das Array 20 und den veränderlichen Widerstand 220 mittels Einstellens des Widerstands des veränderlichen Widerstands 220 eingestellt. Somit gelangt ein entlang des Leiters 240 von dem veränderlichen Widerstand 220 befördertes Spannungssignal in diesem Beispiel nicht zu dem Array 20. Stattdessen folgt die Spannungsrückführung zwischen Array 20 und veränderlichem Widerstand 220 dem Leiter 240 und geht zu dem Spannungsregler 204. Der Spannungsregler 204 gibt dann ein Spannungssignal 242 zu dem Array 20 aus. Folglich stellt der Spannungsregler 204 seine Ausgangsspannung als Reaktion auf eine Spannung stromabwärts des Arrays 20 ein, und der Stromfluss durch das Array 20 wird mittels des veränderlichen Widerstands 220 eingestellt. Das Steuergerät 108 kann Befehle zum Einstellen eines Widerstandswerts des veränderlichen Widerstands 220 als Reaktion auf einen Array-Strom, der mittels des Leiters 236 als Spannung zurückgeleitet wird, umfassen. Der Leiter 240 ermöglicht eine elektrische Verbindung zwischen den Kathoden 202 der LEDs 110, einem Eingang 299 (z.B. einem Drain eines N-Kanal-MOSFET) des veränderlichen Widerstands 220 und dem Spannungsrückführungseingang 293 des Spannungsreglers 204. Somit liegen die Kathoden 202 der LEDs 110, eine Eingangsseite 299 des veränderlichen Widerstands 220 und der Spannungsrückführungseingang 293 auf dem gleichen Spannungspotential.
Der veränderliche Widerstand kann die Form eines FET, eines bipolaren Transistors, einen digitalen Potentiometers oder einer beliebigen elektrisch steuerbaren Strombegrenzungsvorrichtung einnehmen. Die Antriebsschaltung kann abhängig von dem verwendeten veränderlichen Widerstand unterschiedliche Formen einnehmen. Das geschlossene System arbeitet so, dass ein Ausgangsspannungsregler 204 etwa 0,5 V über einer Spannung zum Betreiben des Arrays 20 bleibt. Die Reglerausgangsspannung stellt die an dem Array 20 angelegte Spannung ein und der veränderliche Widerstand steuert einen Stromfluss durch das Array 20 auf einen Sollwert. Der vorliegende Schaltkreis kann verglichen mit anderen Vorgehensweisen die Effizienz eines Beleuchtungssystems steigern und von dem Beleuchtungssystem erzeugte Wärme reduzieren. In dem Beispiel von 2 erzeugt der veränderliche Widerstand 220 typischerweise einen Spannungsabfall in dem Bereich von 0,6 V. Der Spannungsabfall an dem veränderlichen Widerstand 220 kann aber abhängig von der Auslegung des veränderlichen Widerstands kleiner oder größer als 0,6 V sein.
Somit sieht der in 2 vorgesehene Schaltkreis eine Spannungsrückkopplung zu einem Spannungsregler vor, um den Spannungsabfall über dem Array 20 zu steuern. Da zum Beispiel der Betrieb des Arrays 20 zu einem Spannungsabfall über dem Array 20 führt, ist die von dem Spannungsregler 204 ausgegebene Spannung die Sollspannung zwischen dem Array 20 und dem veränderlichen Widerstand 220 plus dem Spannungsabfall über dem Array 220. Wenn der Widerstand des veränderlichen Widerstand 220 erhöht wird, um Stromfluss durch das Array 20 zu senken, wird der Spannungsreglerausgang eingestellt (z.B. reduziert), um zwischen dem Array 20 und dem veränderlichen Widerstand 20 die Sollspannung zu halten. Wenn dagegen der Widerstand des veränderlichen Widerstand 220 gesenkt wird, um Stromfluss durch das Array 20 zu verstärken, wird der Spannungsreglerausgang eingestellt (z.B. angehoben), um zwischen dem Array 20 und dem veränderlichen Widerstand 20 die Sollspannung zu halten. Auf diese Weise können die Spannung über dem Array 20 und Strom durch das Array 20 gleichzeitig eingestellt werden, um eine von dem Array 20 ausgegebene Solllichtstärke vorzusehen. In diesem Beispiel wird Stromfluss durch das Array 20 mittels einer Vorrichtung (z.B. eines veränderlichen Widerstands 220), die stromabwärts des Arrays 20 (z.B. in der Richtung des Stromflusses) und stromaufwärts einer Bezugsmasse 260 angeordnet oder positioniert ist, eingestellt.
In diesem Beispiel ist das Array 20 gezeigt, bei dem alle LEDs zusammen mit Leistung versorgt werden. Strom durch unterschiedliche Gruppen von LEDs kann aber mittels Hinzufügen von zusätzlichen veränderlichen Widerständen 220 (z.B. einen pro Array, dem gesteuerter Strom zugeführt wird) gesteuert werden. Das Steuergerät 108 stellt Strom durch jeden veränderlichen Widerstand ein, um Strom durch mehrere Arrays ähnlich zu Array 20 zu steuern.
Unter Bezugnahme nun auf 3 ist ein Schaltbild eines zweiten Beleuchtungssystemschaltkreises gezeigt, dem unterschiedliche Strommengen zugeführt werden können. 3 umfasst einige der gleichen Elemente wie der in 2 gezeigte erste Beleuchtungssystem-Schaltkreis. Elemente in 3, die gleich den Elementen von 2 sind, sind mit den gleichen Zifferbezeichnungen kenntlich gemacht. Der Kürze halber wird auf eine Beschreibung der gleichen Elemente von 2 und 3 verzichtet; die Beschreibung der Elemente in 2 gilt für die Elemente von 3, die die gleichen Zifferbezeichnungen tragen.
Das in 3 gezeigte Beleuchtungssystem umfasst einen SLM-Abschnitt 301, der ein Array 20 umfasst, das LEDs 110 umfasst. Der SLM umfasst auch einen Schalter 308 und einen Strommesswiderstand 255. Der Schalter 308 und der Strommesswiderstand können aber bei Bedarf mit dem Spannungsregler 304 oder als Teil des Steuergeräts 108 integriert sein. Der Spannungsregler 304 umfasst einen Spannungsteiler 310, der aus einem Widerstand 313 und einem Widerstand 315 besteht. Ein Leiter 340 bringt den Spannungsteiler 310 in elektrische Verbindung mit Kathoden 202 von LEDs 110 und des Schalters 308. Die Kathoden 202 der LEDs 110, eine Eingangsseite 305 (z.B. ein Drain eines N-Kanal-MOSFET) des Schalters 308 und ein Knoten 321 zwischen Widerständen 313 und 315 weisen ein gleiches Spannungspotential auf. Der Schalter 308 wird in nur offenen oder geschlossenen Zuständen betrieben und arbeitet nicht als veränderlicher Widerstand mit einem Widerstand, der linear oder proportional eingestellt werden kann. In einem Beispiel weist der Schalter 308 verglichen mit 0,6V Vds für den in 2 gezeigten veränderlichen Widerstand 220 ferner eine Vds von 0 V auf.
Der Schaltkreis des Beleuchtungssystems von 3 umfasst auch einen Fehlerverstärker 326, der mittels des Leiters 340 eine Spannung empfängt, die durch das Array 20 fließenden Strom anzeigt, der von dem Strommesswiderstand 255 gemessen wird. Der Fehlerverstärker 326 empfängt mittels des Leiters 319 auch eine Referenzspannung von dem Steuergerät 108 oder einer anderen Vorrichtung. Ein Ausgang von dem Fehlerverstärker 326 wird dem Eingang des Pulsweitenmodulators (PWM) 328 zugeführt. Der Ausgang von dem PWM wird einem Abwärtsstufenregler 330 zugeführt, und der Abwärtsstufenregler 330 stellt Strom ein, der zwischen einer geregelten Gleichstromversorgung (z.B. 102 von 1) und Array 20 von einer Position stromaufwärts des Arrays 20 geliefert wird.
In manchen Beispielen kann es wünschenswert sein, Strom zum Array mittels einer Vorrichtung einzustellen, die anstelle einer Position, die sich stromabwärts des Arrays 20 befindet, wie in 2 gezeigt ist, stromaufwärts (z.B. in der Richtung des Stromflusses) des Arrays 20 angeordnet ist. Bei dem beispielhaften Beleuchtungssystem von 3 geht eine Spannung, die das Rückkopplungssignal mittels des Leiters 340 liefert, direkt zu dem Spannungsregler 304. Eine Forderung nach Strom, die in Form eines Intensitätsspannungssteuersignals vorliegt, kann von dem Steuergerät 108 mittels des Leiters 319 geliefert werden. Das Signal wird zu einem Referenzsignal Vref und wird statt an dem Antriebsschaltkreis für einen veränderlichen Widerstand an einem Fehlerverstärker 320 angelegt.
Der Spannungsregler 304 steuert den SLM-Strom von einer Position stromaufwärts des Arrays 20 direkt. Ein Widerstandsteilernetzwerk 310 lässt insbesondere die Abwärtsreglerstufe 330 als herkömmlichen Abwärtsregler arbeiten, der die Ausgangsspannung der Abwärtsreglerstufe 330 überwacht, wenn das SLM durch Öffnen von Schalter 308 deaktiviert ist. Das SLM kann von dem Leiter 302 selektiv ein Freigabesignal erhalten, das Schalter 308 schließt und das SLM aktiviert, um für Licht zu sorgen. Die Abwärtsreglerstufe 330 arbeitet anders, wenn ein SLM-Freigabesignal an dem Leiter 302 angelegt wird. Im Gegensatz zu typischeren Abwärtsreglern steuert der Abwärtsregler im Einzelnen den Laststrom, den Strom zu dem SLM und wie viel Strom durch das SLM gedrückt wird. Insbesondere wenn der Schalter 308 geschlossen ist, wird Strom durch das Array 20 beruhend auf Spannung ermittelt, die sich am Knoten 321 aufbaut.
Die Spannung am Knoten 321 beruht auf dem durch den Strommesswiderstand 255 fließenden Strom und Stromfluss im Spannungsteiler 310. Die Spannung am Knoten 321 ist somit repräsentativ für durch das Array 20 fließenden Strom. Eine SLM-Strom repräsentierende Spannung wird mit einer von dem Steuergerät 108 mittels Leiter 319 vorgesehenen Referenzspannung, die einen Sollstromfluss durch das SLM repräsentiert, verglichen. Wenn sich der SLM-Strom von dem Soll-SLM-Strom unterscheidet, baut sich an dem Ausgang des Fehlerverstärkers 326 eine Fehlerspannung auf. Die Fehlerspannung stellt einen Arbeitszyklus des PWM-Generators 328 ein, und eine Impulsfolge von dem PWM-Generator 328 steuert eine Ladezeit und eine Entladezeit einer Spule in der Abwärtsstufe 330. Die Spulenlade- und Spulenentladezeitsteuerung stellt eine Ausgangsspannung des Spannungsreglers 304 ein. Stromfluss durch das Array 20 kann mittels Einstellen der Spannung, die von dem Spannungsregler 304 ausgegeben und dem Array 20 geliefert wird, eingestellt werden. Wenn zusätzlicher Array-Strom gewünscht ist, wird die Spannungsausgabe von dem Spannungsregler 304 erhöht. Wenn reduzierter Array-Strom gewünscht ist, wird die Spannungsausgabe von dem Spannungsregler 304 gesenkt.
Das System von 1-3 sieht somit ein System zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen vor, umfassend: einen Spannungsregler, der einen Rückkopplungseingang umfasst, wobei der Spannungsregler mit der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen in elektrischer Verbindung steht; und ein Steuergerät, das nicht flüchtige Befehle umfasst, um dem Strom, der der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen geliefert wird, eine linearisierte Korrektur zu bieten. Das System umfasst erfindungsgemäß, dass die linearisierte Korrektur eine Korrektur beruhend auf normalisierter Lichtleistung und Beleuchtungsvorrichtungstemperatur ist. Das System umfasst, dass die linearisierte Korrektur auf einer Steilheit und Offset beruht.
In manchen Beispielen umfasst das System weiterhin zusätzliche Befehle, um den der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen gelieferten Strom durch die linearisierte Korrektur zu teilen.
Das System umfasst ferner zusätzliche Befehle, um die linearisierte Korrektur als Reaktion auf eine Temperaturänderung der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen abzuändern. Das System umfasst ferner zusätzliche Befehle, um die linearisierte Korrektur als Reaktion auf ein Fehlen von Temperaturänderung der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen nicht abzuändern. Das System umfasst ferner zusätzliche Befehle, um die linearisierte Korrektur bei einem festen Zeitintervall abzuändern.
Unter Verweis nun auf 4 ist eine grafische Darstellung gezeigt, die eine lineare Beziehung zwischen Bestrahlungsstärke (z.B. Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays) und Beleuchtungsarray-Strom zeigt. Die grafische Darstellung kann durch Einstellen von Strom, der einem Beleuchtungsarray, wie es in 1-3 gezeigt, geliefert wird, Aufzeichnen von durch das Beleuchtungsarray erzeugter Bestrahlungsstärke und Auftragen von Bestrahlungsstärke gegen Strom erzeugt werden. Es lässt sich somit feststellen, dass zwischen Beleuchtungsarray-Strom und Bestrahlungsstärke (z.B. Beleuchtungsarray-Ausgangsleistung) eine lineare Beziehung besteht. Im Einzelnen nimmt die Bestrahlungsstärke linear zu, wenn ein dem Beleuchtungsarray gelieferter Strom zunimmt.
Der Betrieb einer oder mehrerer LEDs lässt sich aus einer vereinfachten thermodynamischen Perspektive als: $L e i s t u n g_{e i n} = L i c h t_{a u s} + W \ddot{a} r m e$
ausdrücken, wobei Leistung_ein zu dem Beleuchtungsarray eingegebene elektrische Leistung ist, Licht_aus abgegebene Lichtenergie ist und Wärme abgegebene Wärmeenergie ist. Wenn die Lichtabgabe bei Variieren von Wärme im Wesentlichen konstant bleiben soll, muss somit die Eingangsleistung variieren. Zu beachten ist, dass zwischen Wärme und elektrischer Eingangsleistung eine direkt proportionale Beziehung besteht, so dass eine erhöhte Wärmeabfuhr an der Beleuchtungsarray-Wärmesenke einen Anstieg der Eingangsleistung zu dem Beleuchtungsarray erfordert, um eine konstante Lichtabgabe zu bieten. Die elektrische Eingangsleistung zu dem Beleuchtungsarray ist ein Produkt von Strom und Spannung, die dem Beleuchtungsarray geliefert werden. Die Beleuchtungsausgangsleistung folgt einer positiven linearen Beziehung mit Beleuchtungsarray-Strom in einem Bereich der Lichtabgabe gegen Stromkurve, in dem das Beleuchtungsarray betrieben wird. Somit wird die lineare Beziehung zwischen Lichtabgabe, Wärme und Eingangsleistung durch die vorstehende Leistungsgleichung und 4 beschrieben.
Unter Verweis nun auf 5 ist eine grafische Darstellung von normalisierter Beleuchtungsarray-Ausgangsleistung (z.B. Bestrahlungsstärke) gegen Beleuchtungsarray-Temperatur oder Wärmesenkentemperatur des Beleuchtungsarrays gezeigt. Die durchgehende Linie 502 stellt eine Kurve dar, die eine tatsächliche oder simulierte Lichtabgabe zeigt, und die Strichlinie 504 stellt eine lineare Approximation von Lichtabgabe gegen Temperatur des Beleuchtungsarrays oder Wärmesenkentemperatur des Beleuchtungsarrays dar. Die Werte von Lichtabgabe und Temperatur können durch Anlegen eines Stroms an dem Beleuchtungsarray und Aufzeichnen von Temperatur und Bestrahlungsstärke des Beleuchtungsarrays ermittelt werden. Die Gleichung von Linie 504 lässt sich als y=mx+b ausdrücken, wobei y Bestrahlungsstärke ist, m Steilheit ist, x Temperatur des Beleuchtungsarrays ist und b ein Offset ist. Da Linie 504 linear ist, kann ein dem Beleuchtungsarray gelieferter Treiberstrom durch die folgende Gleichung modifiziert werden: $I (T) = \frac{I_{0}}{A n t r i e b_s t r o m_e i n s t e l l u n g}$
wobei I(T) der angeordnete Treiberstrom ist; I₀ der anfängliche Treiberstrom ist, der ein empirisch ermittelter Wert für eine Sollbestrahlungsstärke bei einer vorbestimmten Temperatur ist; und Antrieb_strom_einstellung die aus der Gleichung y=mx+b oder m. T(°C) + b ermittelte Treiberstromeinstellung ist. Die Werte von m und b werden experimentell ermittelt. Durch Teilen des Treiberstroms, der der Solllichtabgabe entspricht, durch die Treiberstromeinstellung ist es möglich, Linie 504 nach oben und unten zu schieben, um dem Beleuchtungsarray gelieferten Strom einzustellen und den Sollwert der Lichtabgabe zu erreichen.
Unter Verweis nun auf 6 ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften simulierten Reaktion eines Beleuchtungssystems gemäß den Verfahren von 7 und 8 gezeigt. Die grafische Darstellung von 6 umfasst eine erste Y-Achse an der linken Seite der Darstellung und eine zweite Y-Achse an der rechten Seite der Darstellung. Die erste Y-Achse stellt normalisierte Bestrahlungsstärke dar, und die zweite Y-Achse stellt die LED-Sperrschichttemperatur dar. Die Achse X stellt die Zeit dar, und die Temperatur steigt von der linken Seite der Darstellung zu der rechten Seite der Darstellung. Die Zeit beginnt bei Zeit T₀ and und steigt zur rechten Seite der X-Achse an. Die Beleuchtungsausgangsleistung des Array erreicht bei Zeitpunkt T₁ , da das Verfahren von 7 und 8 nicht genutzt wird, um eine Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays zu steuern, einen stationären Wert.
Die grafische Darstellung umfasst drei Kurven 602-606. Die Kurve 602 stellt die Bestrahlungsstärke des Arrays 20 ansprechend auf eine schrittweise Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays bei Steuern des Strom des Beleuchtungsarrays gemäß dem Verfahren von 7 und 8 dar. Die Kurve 604 stellt die Bestrahlungsstärke des Arrays 20 ansprechend auf eine schrittweise Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays, die gleiche schrittweise Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays wie bei Kurve 602, bei Anlegen von Leistung am Array 20 ohne Stromsteuerung gemäß dem Verfahren von 7 und 8 dar. Schließlich stellt Kurve 606 eine LED-Sperrschichttemperatur für das Array 20 ansprechend auf die gleiche schrittweise Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays wie bei Kurve 602 dar. Die schrittweise Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays beginnt bei Zeit T₀.
Es lässt sich feststellen, dass die Kurve 602 eng der schrittweisen Änderung der geforderten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays folgt. Kurve 604 zeigt dagegen, dass die Bestrahlungsstärke des Beleuchtungsarrays zunächst über die Sollausgangsleistung (z.B. den Wert 1) hinausschießt und dann auf die Sollausgangsleistung absinkt, wenn die LED-Sperrschichttempertur steigt. Folglich kann die Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays als Reaktion auf eine Forderung nach Anheben der Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays größer als erwünscht sein, wenn der Strom des Beleuchtungsarrays nicht gemäß den Verfahren von 7 und 8 gesteuert wird. Wenn eine Spannung und/oder ein Strom als Reaktion auf eine Forderung nach zusätzlicher Ausgangsleistung des Beleuchtungsarays einfach erhöht werden, kann die Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays somit einen Sollwert übersteigen, wenn die Verfahren von 7 und 8 nicht genutzt werden.
6 zeigt somit, dass die Verfahren von 7 und 9 eine präzisere Lichtabgabe vorsehen, die einer schrittweisen Änderung der erwünschten Lichtabgabe enger folgt. Die Verfahren von 7 und 8 sehen eine nahe Stufe der Bestrahlungsstärke vor, die als Reaktion auf eine schrittweise Änderung der erwünschten Ausgangsleistung des Beleuchtungsarrays ausgegeben wird.
Unter Verweis nun auf 7 ist ein Verfahren zum Steuern von Bestrahlungsstärkenabgabe eines Beleuchtungssystems gezeigt. Das Verfahren von 7 kann bei einem System, wie es in 1-3 gezeigt ist, angewendet werden. Das Verfahren kann in Form von ausführbaren Befehlen in einem nicht flüchtigen Speicher eines Steuergeräts gespeichert werden. Ferner kann das Verfahren von 7 ein Beleuchtungssystem, wie es in 6 gezeigt ist, betreiben. Des Weiteren kann das Verfahren von 7 Strom des Beleuchtungsarrays als Reaktion auf schrittweises Zunehmen und Abnehmen der geforderten Bestrahlungsstärke einstellen.
Bei 702 entscheidet das Verfahren 700, ob ein LED-Array gerade durch Befehl eingeschaltet wird oder ob LEDs bereits aktiviert sind. In einem Beispiel kann das Verfahren 700 als Reaktion auf einen Steuergeräteingang entscheiden, ob LEDs durch Befehl eingeschaltet werden oder bereits aktiv sind. Der Steuergeräteingang kann mit einer Taste oder einer Bedienersteuerung in Verbindung treten. Der Steuergeräteingang kann bei einem Wert von eins liegen, wenn die LEDs durch Befehl eingeschaltet werde oder wenn die LEDs bereits aktiviert sind. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass die LEDs durch Befehl eingeschaltet werden, oder wenn die LEDS bereits ein sind, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 rückt zu 704 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 rückt zu 716 vor.
Bei 704 ermittelt das Verfahren 700 einen digitalen Wert, der einem Sollwert einer Bestrahlungsstärke entspricht, der von dem Beleuchtungsarray gefordert wird, und der Sollwert der Bestrahlungsstärke steht mit einem Beleuchtungsarray-Sollstrom (I) wie in 4 gezeigt in Verbindung. In einem Beispiel kann der digitale Wert zwischen 0 und 255 schwanken. In anderen Beispielen kann der digitale Wert aber zwischen weniger oder mehr Werten (z.B. 0 und 511) schwanken. Das Verfahren 700 kann den geforderten Sollwert der Bestrahlungsstärke aus einer Variablen in dem Steuergerät 108 ermitteln. Die Variable kann als digitale Potentiometervariable bezeichnet werden, und ein Bediener kann mittels einer Tastatur oder einer anderen Schnittstelle einen Wert für die Variable eingeben. In anderen Beispielen kann ein reales Potentiometer, das einen digitalen Wert ausgibt, der einer Zahl zwischen 0 und 255 entspricht, den digitalen Wert für den Sollwert der geforderten Bestrahlungsstärke des Beleuchtungsarrays vorsehen. Der digitale Wert kann als POT₀ bezeichnet werden, welches der digitale Potentiometerwert ist, der der erwünschten Bestrahlungsstärke zugeordnet ist, die von dem Beleuchtungsarray abgegeben wird. Nach dem Ermitteln des gewünschten Bestrahlungsstärkenwerts rückt das Verfahren 700 zu 706 vor.
Bei 706 entscheidet das Verfahren 700, ob das Beleuchtungsarray aktiviert ist oder nicht. In einem Beispiel kann das Verfahren 700 entscheiden, dass das Beleuchtungsarray aktiviert ist, wenn eine Variable einen Wert von über Null aufweist. In anderen Beispielen kann ein Stromfluss durch das Beleuchtungsarray erfasst werden und das Beleuchtungsarray kann als aktiv ermittelt werden, wenn der Strom größer als ein Schwellenstrom ist. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass das Beleuchtungsarray aktiv ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 rückt zu 710 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 rückt zu 708 vor.
Bei 708 aktiviert das Verfahren 700 das Beleuchtungsarray bei der bei 704 geforderten Sollbestrahlungsstärke. In einem Beispiel wird der digitale Wert in einen Betrag eines dem Beleuchtungsarray gelieferten Stroms umgewandelt. Wenn zum Beispiel ein Bediener einen POT-Wert von 200 fordert, der drei Ampere entspricht, wird dem Beleuchtungsarray ein Strom von drei Ampere geliefert. Der Strom kann mittels eines veränderlichen Widerstands, wie er in 2 gezeigt ist, eingestellt werden. Der veränderliche Widerstand kann beruhend auf dem POT-Wert von 200 eingestellt werden, oder der Wert 200 kann in eine Analogspannung umgewandelt werden, die einen Widerstand des veränderlichen Widerstands einstellt, um den Strom des Beleuchtungsarrays zu steuern. Das Verfahren 700 rückt zu 710 vor, nachdem das Beleuchtungsarray bei dem erwünschten Bestrahlungsstärkenwert PTO₀ aktiviert wurde.
Bei 710 ermittelt das Verfahren 700 die Temperatur des Beleuchtungsarrays. Die Temperatur des Beleuchtungsarrays kann an einer Wärmesenke oder an einer Sperrschicht einer LED in dem Beleuchtungsarray ermittelt werden. In einem Beispiel kann ein Thermistor oder Thermoelement die Temperatur des Beleuchtungsarrays erfassen und einem Steuergerät eine Spannung oder einen Strom liefern. Das Steuergerät wandelt die Spannung mittels einer Transferfunktion in eine Temperatur um. Nach Ermitteln der Temperatur des Beleuchtungsarrays rückt das Verfahren 700 zu 712 vor.
Bei 712 stellt das Verfahren 700 den Strom des Beleuchtungsarrays durch Dividieren des bei 704 ermittelten POT₀-Werts durch die in 5 beschriebene Treiberstromeinstellung ein. Insbesondere wird der Wert POT₀ durch die Steilheit dividiert, die mit der bei 710 ermittelten Temperatur plus dem wie in 5 beschrieben ermittelten Offset multipliziert wird. Es wird die Ausgabe des resultierenden Stroms POT zu dem Beleuchtungsarray angeordnet. Auf diese Weise wird der anfängliche POT₀-Wert des Stroms des Beleuchtungsarrays als Reaktion auf die Temperatur des Beleuchtungsarrays oder die Wärmesenkentemperatur des Beleuchtungsarrays eingestellt, um den geforderten Beleuchtungsstärkenwert vorzusehen. Das Verfahren 700 rückt zu 714 vor, nachdem der Strom des Beleuchtungsarrays eingestellt wurde und dessen Ausgabe zu dem Beleuchtungsarray angeordnet wurde.
Bei 714 entscheidet das Verfahren 700, ob eine Forderung vorliegt, das Beleuchtungsarray abzuschalten. Das Beleuchtungsarray kann als Reaktion auf eine manuelle oder automatisierte Beleuchtungsarray-Abschaltforderung abgeschaltet werden. Wenn das Verfahren 700 entscheidet, dass ein Abschaltzustand des Beleuchtungsarrays gefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 700 rückt zu 716 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 700 kehrt zu 704 zurück.
Bei 716 setzt das Verfahren 700 den POT-Wert durch Befehl auf Null, wodurch ein Liefern von null Strom zu dem Beleuchtungsarray angeordnet wird. Das Verfahren 700 rückt zum Ende vor, nachdem Stromfluss zu dem Beleuchtungsarray endet.
Somit ermittelt das Verfahren 700 ständig die Temperatur des Beleuchtungsarrays und stellt dem Beleuchtungsarray gelieferten Strom wie in 5 gezeigt als Reaktion auf eine lineare Beziehung zwischen Bestrahlungsstärke des Beleuchtungsarrays und Temperatur des Beleuchtungsarrays ein. Folglich kann das Verfahren von 7 einer erwünschten Bestrahlungsstärke präziser folgen. Ferner kann das Verfahren von 7 bei festen oder sich ändernden Zeitintervallen ausgeführt werden.
Unter Verweis nun auf 8 ist ein alternatives Verfahren zum Steuern von Bestrahlungsstärkenabgabe eines Beleuchtungssystems gezeigt. Das Verfahren von 8 kann als ausführbare Befehle, die in einem nicht flüchtigen Speicher in dem in 1-3 gezeigten System gespeichert sind, enthalten sein. Zusätzlich kann das Verfahren von 8 ein Beleuchtungssystem, wie es in 6 gezeigt ist, betreiben. Ferner kann das Verfahren von 8 Strom des Beleuchtungsarrays als Reaktion auf schrittweises Zunehmen und Abnehmen der geforderten Bestrahlungsstärke einstellen.
Bei 802 entscheidet das Verfahren 800, ob ein LED-Array gerade durch Befehl eingeschaltet wird oder ob LEDs bereits aktiviert sind. In einem Beispiel kann das Verfahren 800 als Reaktion auf einen Steuergeräteingang entscheiden, ob LEDs durch Befehl eingeschaltet werden oder bereits aktiv sind. Der Steuergeräteingang kann mit einer Taste oder einer Bedienersteuerung in Verbindung treten. Der Steuergeräteingang kann bei einem Wert von eins liegen, wenn die LEDs durch Befehl eingeschaltet werde oder wenn die LEDs bereits aktiviert sind. Wenn das Verfahren 800 entscheidet, dass die LEDs durch Befehl eingeschaltet werden, oder wenn die LEDS bereits ein sind, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 800 rückt zu 804 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 800 rückt zu 816 vor.
Bei 804 ermittelt das Verfahren 800 einen digitalen Wert, der einem Sollwert einer Bestrahlungsstärke entspricht, der von dem Beleuchtungsarray gefordert wird, und der Sollwert der Bestrahlungsstärke steht mit einem Beleuchtungsarray-Sollstrom (I) wie in 4 gezeigt in Verbindung. Das Verfahren 800 kann den geforderten Sollwert der Bestrahlungsstärke aus einer Variablen in dem Steuergerät 108 ermitteln. Die Variable kann als digitales Potentiometer bezeichnet werden, und ein Bediener kann mittels einer Tastatur oder einer anderen Schnittstelle einen Wert für die Variable eingeben. In anderen Beispielen kann ein tatsächliches Potentiometer, das einen digitalen Wert ausgibt, der einer Zahl zwischen 0 und 255 entspricht, den digitalen Wert für den Sollwert der geforderten Bestrahlungsstärke des Beleuchtungsarrays vorsehen. Der digitale Wert kann als POT₀ bezeichnet werden, welches der digitale Potentiometerwert ist, der der erwünschten Bestrahlungsstärke zugeordnet ist, die von dem Beleuchtungsarray abgegeben wird. Nach dem Ermitteln des gewünschten Bestrahlungsstärkenwerts rückt das Verfahren 800 zu 806 vor.
Bei 806 entscheidet das Verfahren 800, ob das Beleuchtungsarray aktiviert ist. In einem Beispiel kann das Verfahren 800 entscheiden, dass das Beleuchtungsarray aktiviert ist, wenn eine Variable einen Wert von über Null aufweist. In anderen Beispielen kann ein Stromfluss durch das Beleuchtungsarray erfasst werden und das Beleuchtungsarray kann als aktiv ermittelt werden, wenn der Strom größer als ein Schwellenstrom ist. Wenn das Verfahren 800 entscheidet, dass das Beleuchtungsarray aktiv ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 800 rückt zu 810 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 800 rückt zu 808 vor.
Bei 808 aktiviert das Verfahren 800 das Beleuchtungsarray bei der bei 804 geforderten Sollbestrahlungsstärke. In einem Beispiel wird der digitale Wert in einen Betrag eines dem Beleuchtungsarray gelieferten Stroms umgewandelt. Wenn zum Beispiel ein Bediener einen POT-Wert von 200 fordert, der drei Ampere entspricht, wird dem Beleuchtungsarray ein Strom von drei Ampere geliefert. Der Strom kann mittels eines veränderlichen Widerstands, wie er in 2 gezeigt ist, eingestellt werden. Der veränderliche Widerstand kann beruhend auf dem POT-Wert von 200 eingestellt werden, oder der Wert 200 kann in eine Analogspannung umgewandelt werden, die einen Widerstand des veränderlichen Widerstands einstellt, um den Strom des Beleuchtungsarrays zu steuern. Das Verfahren 800 rückt zu 810 vor, nachdem das Beleuchtungsarray bei dem erwünschten Bestrahlungsstärkenwert PTO₀ aktiviert wurde.
Bei 810 ermittelt das Verfahren 800 die Temperatur des Beleuchtungsarrays. Die Temperatur des Beleuchtungsarrays kann an einer Wärmesenke oder an einer Sperrschicht einer LED in dem Beleuchtungsarray ermittelt werden. In einem Beispiel kann ein Thermistor oder Thermoelement die Temperatur des Beleuchtungsarrays erfassen und einem Steuergerät eine Spannung oder einen Strom liefern. Das Steuergerät wandelt die Spannung mittels einer Transferfunktion in eine Temperatur um. Nach Ermitteln der Temperatur des Beleuchtungsarrays rückt das Verfahren 800 zu 812 vor.
Bei 812 stellt das Verfahren 800 den Strom des Beleuchtungsarrays durch Dividieren des bei 804 ermittelten POT₀-Werts durch die in 5 beschriebene Treiberstromeinstellung ein. Insbesondere wird der Wert POT₀ durch die Steilheit dividiert, die mit der bei 810 ermittelten Temperatur plus dem wie in 5 beschrieben ermittelten Offset multipliziert wird. Es wird die Ausgabe des resultierenden Stroms POT zu dem Beleuchtungsarray angeordnet. Auf diese Weise wird der anfängliche POT₀-Wert des Stroms des Beleuchtungsarrays als Reaktion auf die Temperatur des Beleuchtungsarrays oder die Wärmesenkentemperatur des Beleuchtungsarrays eingestellt, um den geforderten Beleuchtungsstärkenwert vorzusehen. Das Verfahren 800 rückt zu 814 vor, nachdem der Strom des Beleuchtungsarrays eingestellt wurde und dessen Ausgabe zu dem Beleuchtungsarray angeordnet wurde.
Bei 814 entscheidet das Verfahren 800, ob eine Forderung vorliegt, das Beleuchtungsarray abzuschalten. Das Beleuchtungsarray kann als Reaktion auf eine manuelle oder automatisierte Beleuchtungsarray-Abschaltforderung abgeschaltet werden. Wenn das Verfahren 800 entscheidet, dass ein Abschaltzustand des Beleuchtungsarrays gefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 800 rückt zu 816 vor. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 800 rückt zu 820 vor.
Bei 816 setzt das Verfahren 800 den POT-Wert durch Befehl auf Null, wodurch ein Liefern von null Strom zu dem Beleuchtungsarray angeordnet wird. Das Verfahren 800 rückt zum Ende vor, nachdem Stromfluss zu dem Beleuchtungsarray endet. Das Verfahren von 8 kann bei festen oder sich ändernden Zeitintervallen ausgeführt werden.
Bei 820 ermittelt das Verfahren 800 die Temperatur des Beleuchtungsarrays und stellt die Temperaturvariable T auf die vorliegend ermittelte Temperatur des Beleuchtungsarrays ein. Die im Speicher gespeicherte Temperatur des Beleuchtungsarrays wird mit anderen Worten auf einen vorliegenden Wert der Temperatur des Beleuchtungsarrays eingestellt. Das Verfahren 800 rückt zu 822 vor, nachdem die Temperatur des Beleuchtungsarrays auf eine vorliegende Temperatur des Beleuchtungsarrays oder der Wärmesenke des Beleuchtungsarrays aktualisiert wurde.
Bei 822 entscheidet das Verfahren 800, ob der absolute Wert einer Änderung der Temperatur des Beleuchtungsarrays oder der Temperatur der Wärmesenke des Beleuchtungsarrays (z.B. T-T₀) größer als -1/(m·POT₀ + 1) ist oder ob eine Änderung der geforderten Bestrahlungsstärkenforderung (z.B. eine Änderung des bei 804 ermittelten Werts von POT₀) vorliegt. Wenn dies so ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 800 kehrt zu 810 zurück. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 800 kehrt zu 820 zurück. Wenn eine Änderung der Bestrahlungsstärke gefordert wird, wird beruhend auf dem geforderten Bestrahlungsstärkenwert ein neuer Wert von POT₀ ausgegeben. Auf diese Weise wird der Strom des Beleuchtungsarrays nicht eingestellt, bis eine Änderung der Temperatur des Beleuchtungsarrays ausreichend signifikant ist, um zu einem Inkrementieren oder Dekrementieren des POT-Werts zu führen.
Die Grundlage zum Ermitteln der Änderung der Temperatur des Beleuchtungsarrays, um Strom des Beleuchtungsarrays einzustellen, kann wie folgt ermittelt werden: $P O T_{1} = P O T_{0} + 1$
$P O T_{1} = \frac{P O T_{0}}{m \times T_{1} + b} a n d P O T_{0} = \frac{P O T_{0}}{m \times T_{0} + b}$
$Δ T = T_{1} - T_{0} \frac{(\frac{P O T_{0}}{P O T_{1}}) - b}{m} - (\frac{1 - b}{m})$
$Δ T \times m = (\frac{P O T_{0}}{P O T_{1}}) - 1$
$Δ T \times m = \frac{P O T_{0}}{P O T_{0} + 1} - 1$
$Δ T \times m \times (P O T_{0} + 1) = - 1$
$Δ T = \frac{- 1}{m \times (P O T_{0} + 1)}$
Wobei POT₁ POT₀ plus einem Inkrement von 1 ist (wenn z.B. POT₀ 200 ist, ist POT₁ 201), m wie vorstehend beschrieben die Steilheit ist, T₀ die POT₀ zugeordnete Temperatur ist, T₁ die POT₁ zugeordnete Temperatur ist, b wie vorstehend beschrieben das Offset ist und ΔT eine Änderung der Temperatur des Beleuchtungsarrays ist, die zu einem Inkrementieren des Werts von POT₀ um eins führt, um eine konstante Lichtabgabe beizubehalten. Es darf angenommen werden, dass das Beleuchtungsarray in beiden Fällen den gleichen Bestrahlungsstärkenwert ausgibt. Der von dem POT₁-Wert erzeugte Treiberstrom wird, auch wenn er größer als der von POT₀ ist, durch T₁, das größer als T₀ ist, ausgeglichen.
Somit sehen die Verfahren von 7 und 8 ein Betreiben von einer oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen vor, welches umfasst: als Reaktion auf eine Änderung der erwünschten Bestrahlungsstärkenabgabe der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen Wählen eines Stroms, der einer erwünschten Bestrahlungsstärkenabgabe der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen entspricht, und Ausgeben des mittels einer linearisierten Stromeinstellung modifizierten Stroms zu der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen. Das Verfahren umfasst, dass die linearisierte Stromeinstellung auf einer Temperatur der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen beruht.
In manchen Beispielen umfasst das Verfahren, dass der Strom durch die linearisierte Stromeinstellung geteilt wird. Das Verfahren umfasst, dass die linearisierte Stromeinstellung auf einer Steilheit und Offset beruht. Das Verfahren umfasst, dass die Steilheit und das Offset auf normalisierter Bestrahlungsstärke und einer Temperatur einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen beruhen. Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß, dass ein veränderlicher Widerstand eingestellt wird, um den Strom, der mittels einer linearisierten Stromeinstellung modifiziert ist, der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen zu liefern. Das Verfahren umfasst auch, dass die Änderung eine schrittweise anhebende Änderung ist. Das Verfahren umfasst, dass die Änderung eine schrittweise verringernde Änderung ist.
In einem anderen Beispiel sehen die Verfahren von 7 und 8 ein Betreiben von einer oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen vor, welches umfasst: als Reaktion auf eine unter einem Schwellenwert liegende Änderung einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen Fortführen der Überwachung der Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen und Nichtabändern eines der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen gelieferten Stroms; und als Reaktion auf eine über einem Schwellenwert liegende Änderung einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen Abändern eines der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen gelieferten Stroms als Reaktion auf eine temperaturbasierte linearisierte Stromeinstellung. Das Verfahren umfasst, dass der Schwellenwert auf einer Steilheit beruht. Das Verfahren umfasst, dass die Steilheit auf einer linearen Beziehung zwischen Bestrahlungsstärke der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen und einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen beruht. Das Verfahren umfasst, dass die Bestrahlungsstärke normalisiert ist. Das Verfahren umfasst, dass der der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen gelieferte Strom durch einen Strommodifikator geteilt wird.
Dies beendet die Beschreibung. Das Lesen derselben durch Fachleute könnte viele Änderungen und Abwandlungen nahe legen, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel können Beleuchtungsquellen, die unterschiedliche Wellenlängen von Licht erzeugen, aus der vorliegenden Beschreibung Nutzen ziehen.

Claims

System (10) zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen (110), umfassend: einen Spannungsregler (204), der einen Rückkopplungseingang umfasst, wobei der Spannungsregler (204) mit der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) in elektrischer Verbindung steht; und ein Steuergerät (108), das nicht flüchtige Befehle umfasst, um dem Strom, der der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) geliefert wird, eine linearisierte Korrektur zu bieten, wobei die linearisierte Korrektur eine Korrektur beruhend auf normalisierter Lichtabgabe und Beleuchtungsvorrichtungstemperatur ist.
System (10) nach Anspruch 1, wobei die linearisierte Korrektur auf einer Steilheit und Offset beruht.
System (10) nach einem der Ansprüche 1-2, welches weiterhin zusätzliche Befehle umfasst, um den der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) gelieferten Strom durch die linearisierte Korrektur zu teilen.
System (10) nach einem der Ansprüche 1-2, welches weiterhin zusätzliche Befehle umfasst, um die linearisierte Korrektur als Reaktion auf eine Temperaturänderung der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) abzuändern.
System (10) nach einem der Ansprüche 1-2, welches weiterhin zusätzliche Befehle umfasst, um die linearisierte Korrektur als Reaktion auf ein Fehlen einer Temperaturänderung der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) nicht abzuändern.
System (10) nach einem der Ansprüche 1-2, welches weiterhin zusätzliche Befehle umfasst, um die linearisierte Korrektur bei einem festen Zeitintervall abzuändern.
Verfahren zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen (110), umfassend: als Reaktion auf eine Änderung der erwünschten Bestrahlungsstärkenabgabe der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) Wählen eines Stroms, der einer erwünschten Bestrahlungsstärkenabgabe der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) entspricht, und Ausgeben des mittels einer linearisierten Stromeinstellung modifizierten Stroms zu der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110), wobei ein veränderlicher Widerstand (220) eingestellt wird, um den Strom, der mittels einer linearisierten Stromeinstellung modifiziert ist, der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die linearisierte Stromeinstellung auf einer Temperatur der einen oder der mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) beruht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-8, wobei der Strom durch die linearisierte Stromeinstellung geteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-8, wobei die linearisierte Stromeinstellung auf einer Steilheit und Offset beruht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Steilheit und das Offset auf normalisierter Bestrahlungsstärke und einer Temperatur einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen (110) beruhen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-8, wobei die Änderung eine schrittweise zunehmende Änderung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-8, wobei die Änderung eine schrittweise abnehmende Änderung ist.
Verfahren zum Betreiben einer oder mehrerer Licht emittierender Vorrichtungen (110), umfassend: als Reaktion auf eine unter einem Schwellenwert liegende Änderung einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) Fortführen der Überwachung der Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) und Nichtabändern eines der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) gelieferten Stroms; und als Reaktion auf eine über einem Schwellenwert liegende Änderung einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) Abändern eines der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) gelieferten Stroms als Reaktion auf eine temperaturbasierte linearisierte Stromeinstellung.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schwellenwert auf einer Steilheit beruht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steilheit auf einer linearen Beziehung zwischen Bestrahlungsstärke der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) und einer Temperatur der einen oder mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) beruht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Bestrahlungsstärke normalisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13-17, wobei der der einen oder den mehreren Licht emittierenden Vorrichtungen (110) gelieferte Strom durch einen Strommodifikator geteilt wird.