DE19524605A1 - Verfahren zum Einstellen der Helligkeit einer Anzeige sowie Autoradiogerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Hellig­ keit von beleuchteten Anzeigen von in Serie gefertigten Instru­ menten oder Geräten, insbesondere von Autoradios, die mit Leuchtmitteln, insbesondere Leuchtdioden (LED′s), mit hoher Fertigungstoleranz bestückt werden, auf einen für alle Instru­ mente der Fertigung geltenden Sollwert mit geringer Toleranz.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Autoradiogerät mit einer Flüssigkeitskristallanzeige (LCD-Anzeige) und zumindest einer Leuchtdiode (LED) als Hintergrundbeleuchtung, mit einem Prozes­ sor und einem Meßmittel, insbesondere einer Photodiode, zur Regelung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung in Abhängig­ keit von der Umgebungshelligkeit.

In zahlreichen Instrumenten oder Geräten finden sich Binär-An­ zeigen, beispielsweise in Form einer 16-Segment-Anzeige oder einer 35-Punkte-Matrix-Anzeige, die als Flüssigkeitskristallan­ zeigen ausgebildet sind und bei Tageslicht unter einem geeigne­ ten Blickwinkel sehr gute Ablesbarkeit gewährleisten. Um solche Anzeigen insbesondere im Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges auch bei Dämmerung oder Dunkelheit erkennbar zu machen, weisen Geräte mit solchen Anzeigen, insbesondere Autoradios, häufig eine Hintergrundbeleuchtung auf, die hinter der durchsichtigen LCD-Anzeige angeordnet ist. Aus Kostengründen und um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten werden häufig Leuchtdioden (LED′s) als Leuchtmittel für die Hintergrundbeleuchtung verwendet. Dabei ist es für die Hersteller von Autoradios häufig ein Problem, daß Leuchtdioden nur mit vergleichsweise großen Fertigungstoleranzen zu angemessenen Preisen herstellbar sind. Herkömmliche Leucht­ dioden (LED′s) unterscheiden sich von Exemplar zu Exemplar selbst innerhalb desselben Fertigungsloses häufig um einen Fak­ tor 2, d. h. die Lichtstärke oder Helligkeit der einen Leucht­ diode kann doppelt so hoch sein wie die Lichtstärke oder Hel­ ligkeit der nächstgefertigten Leuchtdiode.

Es ist offensichtlich, daß eine Verdoppelung der Lichtstärke einer Leuchtdiode zu einer Verdoppelung der Leuchtdichte des von ihr erleuchteten Displays bzw. der erleuchteten Anzeige führt, d. h. umgangssprachlich gesprochen, die Helligkeit der Anzeige ist doppelt so groß.

Von den Erstausstattern der Kraftfahrzeugindustrie werden aber insbesondere im Marktsegment der hochpreisigen Luxusfahrzeuge enge Toleranzen für die Leuchtdichte oder Helligkeit der Anzeige eines einzubauenden Autoradios gefordert, die unter 20% liegen. Um solche Toleranzen einhalten zu können, müssen seitens des Herstellungsbetriebes beispielsweise von Autoradios entweder aufwendige Ausleseprozesse hinsichtlich der Leuchtdioden durch­ geführt werden, oder aber diese Ausleseprozesse müssen auf den Hersteller der Leuchtdioden verlagert werden, was in beiden Fällen zu einer erheblichen Verteuerung der Leuchtdioden führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, das ohne teure Ausleseprozes­ se hinsichtlich der Leuchtmittel, insbesondere Leuchtdioden, mit denen zu fertigende Geräte ausgestattet werden sollen, auskommt, und das somit hohe Fertigungstoleranzen bei den einzubauenden Leuchtmitteln, insbesondere Leuchtdioden, zuläßt.

Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die tat­ sächliche Helligkeit (Lichtstärke) des eingebauten Leuchtmittels gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird, und daß mittels eines an dem Instrument oder Gerät eingebauten Stellmittels der Mittelwert der an dem Leuchtmittel anliegende Betriebsspannung auf einen Wert eingestellt wird, bei dem die Soll-Helligkeit erreicht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Helligkeit mit­ tels einer Photodiode gemessen.

Wenn das Gerät ein mit zumindest einer LED bestücktes Autoradio ist, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Lichtstärke oder Hellig­ keit der zumindest einen LED über eine Pulsbreitenmodulation der Betriebsspannung eingestellt wird, wobei ein eingebauter Prozes­ sor verwendet wird.

Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß der ver­ gleichsweise hohe Aufwand eines eingebauten Prozessors für die Pulsbreitenmodulation in vielen Anwendungsfällen billiger ist, als die oben bei der Diskussion des Standes der Technik ange­ sprochene Selektion von geeigneten Leuchtdioden, und daß ins­ besondere bei hochpreisigen Autoradios bereits ein Prozessor vorhanden ist, dem diese Aufgabe übertragen werden kann.

Dabei sind verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfah­ rens insofern denkbar, als die Vermessung der eingebauten Leuchtdiode oder Leuchtdioden nach Fertigstellung des Autoradios noch im Fertigungsbetrieb mittels eines externen Meßmittels, insbesondere einer Photodiode, erfolgen werden kann, wobei der Stellwert, aufgrund dessen der Mikroprozessor die Pulsbreitenmo­ dulation der Betriebsspannung regelt, kann. Bei einer solchen externen "Eichung" werden also die Fertigungstoleranzen der für die Hintergrundbeleuchtung genutzten LED′s einmalig erfaßt und der ermittelte Stellwert gespeichert. Die Pulsbreitenmodulation der Betriebsspannung entspricht dabei der Simulation eines Vor­ widerstandes für die Leuchtdiode.

Andererseits ist es denkbar, die Helligkeit der LED in Abhängig­ keit von einem (variablen) Stellwert zu regeln, der aus der Messung der tatsächlichen Helligkeit der LED im Betrieb des Autoradios ermittelt wird, wobei ein Meßmittel, insbesondere eine Photodiode, in das Autoradiogerät integriert ist.

Bei diesem Verfahren, bei dem es sich um ein echtes Regelungs­ verfahren handelt, werden auch Alterungserscheinungen o. ä. der Leuchtdiode oder der Leuchtdioden erfaßt.

Einer solchen Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß insbesondere hochpreisige Autoradiogeräte mit einer Flüssig­ keitskristallanzeige und zumindest einer Leuchtdiode als Hinter­ grundbeleuchtung häufig schon mit einem Prozessor ausgestattet sind, der zusammen mit einem Meßmittel zur Regelung der Hellig­ keit der Hintergrundbeleuchtung in Abhängigkeit von der Umge­ bungshelligkeit eingesetzt wird. Der Erfindung liegt insofern die Erkenntnis zugrunde, daß es lediglich eines weiteren Meß­ mittels und einer entsprechenden Anpassung des Mikroprozessors bedarf, um über eine geeignete Pulsbreitenmodulation der Be­ triebsspannung der LED′s nicht nur einen Wechsel der Umgebungs­ helligkeit auszugleichen, sondern zusätzlich Fertigungstoleran­ zen der Leuchtstärke der Leuchtdiode auszugleichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die ein­ zige Figur zeigt eine schematische Anordnung zum Einstellen der Helligkeit einer beleuchteten Flüssigkeitskristallanzeige eines Autoradios.

Ein nicht näher dargestelltes Autoradio weist eine Flüssigkeits­ kristallanzeige 10 auf, die in bekannter Art und Weise zur Dar­ stellung der empfangenen Sendefrequenz etc. vorgesehen ist. Um ein Ablesen der LCD-Anzeige 10 auch während Nachtfahrten zu ermöglichen, ist hinter der LCD-Anzeige 10 in einem schematisch dargestellten Gehäuse 12 eine Leuchtdiode 14 angeordnet, die mit einer Betriebsspannung in Form eines schematisch dargestellten Rechteckimpulssignals 16 angesteuert wird. Das Rechteckimpuls­ signal 16 wird durch einen Mikroprozessor 18, der entsprechende Gatter ansteuert, generiert.

Um das Licht der punktförmigen Lichtquelle der LED (Leuchtdiode) 14 zu verteilen und eine gleichmäßige Leuchtdichte über die LCD-Anzeige 10 zu gewährleisten, ist eine Streuscheibe 20 zwischen Leuchtdiode 14 und LCD-Anzeige 10 im Gehäuse 12 angeordnet.

Um bei Dämmerungsfahrten die nach und nach eintretende Dunkel­ heit auszugleichen, ist an geeigneter Stelle des Autoradios ein Meßmittel, beispielsweise in Form einer Photozelle 22, vorgese­ hen, mit dem die im Innenraum des Kraftfahrzeuges herrschende Umgebungshelligkeit gemessen wird. Die Photozelle 22 generiert ein Signal, das auf geeignete Art und Weise im Mikroprozessor 18 verarbeitet wird. Bei fortschreitender Dämmerung und damit ein­ tretender Dunkelheit wird die Impulsbreite des Rechteckimpuls­ signals 16 verbreitert oder die Frequenz erhöht, so daß der Mittelwert der Betriebsspannung ansteigt und damit die Licht­ stärke oder Helligkeit der Leuchtdiode 14 vergrößert wird.

Diese Bauteile sind bei einem hochpreisigen Autoradio Stand der Technik.

Wird durch ein geeigneten Schalter im Mikroprozessor 18 der Einfluß der Photozelle 22 zur Messung der Umgebungshelligkeit ausgeschaltet, so können die Helligkeitsunterschiede gemessen werden, die aufgrund von Fertigungstoleranzen der Leuchtdiode 14 auftreten und durch einen Betrachter 24 - beispielsweise im Vergleich zu den sonstigen in die Armaturentafel des Kraftfahr­ zeuges eingebauten Geräten oder Instrumenten - als störend wahr­ genommen werden.

Erfindungsgemäß ist ein weiteres Meßmittel 26 vorgesehen, bei­ spielsweise in Form einer Photodiode. Das zusätzliche Meßmittel bzw. die Photodiode 26 ist in der Nähe der zu vermessenden Leuchtdiode 14 angeordnet, vorzugsweise zwischen der Streuschei­ be 20 und der LCD-Anzeige 10. Das von der Photodiode 26 gene­ rierte Signal wird im Mikroprozessor 18 als Regelgröße verwendet und eine entsprechende Stellgröße generiert.

Die Breite des Rechteckimpulssignals 16 wird im Zuge einer Puls­ breitenmodulation so lange nachgeregelt, bis die Leuchtdiode 14 die gewünschte Lichtstärke bzw. Helligkeit liefert und so Ferti­ gungstoleranzen ausgeglichen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Einstellen der Helligkeit von beleuchteten Anzeigen von in Serie gefertigten Instrumenten oder Geräten, insbesondere von Auto­ radios, die mit Leuchtmitteln, insbesondere Leuchtdioden (LED′s), mit hoher Fertigungstoleranz bestückt werden, auf einen für alle Instrumen­ te der Fertigung geltenden Sollwert mit geringer Toleranz, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Helligkeit des eingebauten Leucht­ mittels (14) gemessen und mit dem Sollwert verglichen wird, und daß mittels eines in dem Instrument oder Gerät eingebauten Stellmittels (18) der Mittelwert der an dem Leuchtmittel anliegenden Betriebsspan­ nung auf einen Wert eingestellt wird, bei dem die Soll-Helligkeit erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit mittels einer Photodiode (26) gemessen wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gerät ein mit zumindest einer LED (14) bestücktes Auto­ radio (12) ist, das über einen eingebauten Prozessor (18) verfügt, mittels dessen die Betriebsspannung der LED über eine Pulsbreitenmodu­ lation (16) eingestellt werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (18) die Helligkeit der LED (14) in Abhängigkeit von einem Stellwert steuert, der aus der Messung der tatsächlichen Helligkeit der LED bei einer Vermessung bei einer bekannten Betriebsspannung ermittelt worden ist, wobei die Photodiode zur Messung außerhalb des Gerätes angeordnet ist, und der in einem Speicher des Gerätes abgelegt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (18) die Helligkeit der LED (14) in Abhängigkeit von einem Stellwert regelt, der aus der Messung der tatsächlichen Helligkeit der LED im Betrieb des Autoradios (12) ermittelt wird, wobei die Photodiode (26) in das Autoradiogerät integriert ist.

6. Autoradiogerät mit einer Flüssigkeitskristallanzeige (LCD-Anzeige) (10) und zumindest einer Leuchtdiode (LED) (14) als Hintergrundbeleuchtung, mit einem Prozessor (18) und einem Meßmittel (22), insbesondere einer Photodiode, zur Regelung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Meßmittel (26) in der Nähe der mindestens einen Leuchtdiode (14) angeordnet ist, und daß der Prozessor (18) zusätzlich zur Regelung der Helligkeit der Leuchtdiode (14) zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Leuchtdiode genutzt wird.