DE19602891A1 - Verfahren und Anordnung zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, insbesondere für Kraftfahrzeuge

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    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G—PHYSICS
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
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    • G09G3/3406—Control of illumination source

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
In modernen Bediengeräten werden zur Anzeige von Funktionszuständen, Soll- und Istwerten sehr häufig LCD′s eingesetzt. Alle LCD′s haben eine Hinterleuchtung, um die Ablesbarkeit bei allen äußeren Lichtverhältnissen sicherzustellen. Diese Hinterleuchtung wird durch Lampen oder LED′s reali­ siert.
Auch ist es üblich LED′s zur Hinterleuchtung einzelner Bedientasten zu nut­ zen. Dies dient entweder der Funktionsanzeige der Taste oder aber dazu, den Nutzer bei der Suche nach der richtigen Taste zu unterstützen.
Es besteht dabei das Bestreben, ein harmonisches, gleichmäßiges Aus­ leuchtungserscheinungsbild der Anzeige zu erreichen. Insbesondere in Kraftfahrzeugen sind zu diesem Zwecke für die verschieden Anzeigen wie Radio, Klimaanlage, Bordcomputer oder Tachometer Helligkeitswerte in sehr engen Toleranzen vorgeschrieben.
LED′s oder Lampen hingegen weisen in ihrer Helligkeit sehr große Streu­ breiten auf, so daß die bei der Kraftfahrzeugherstellung geforderte Anzeige­ helligkeit oft nicht erreichbar ist.
Um die gewünschte Anzeigehelligkeit zu erreichen, ist es bisher üblich, die Leuchtmittel auszumessen und entsprechend ihrer Leuchtstärke in verschie­ dene Klassen zu selektieren.
Bei der Herstellung der Elektronik werden die Leuchtmittel dann mit unterschiedlichen Vorwiderständen versehen, um eine gleichmäßige An­ zeigehelligkeit zu erzielen.
Nachteilig dabei ist, daß zu Beginn der Anzeigenherstellung Leuchtmittel und Vorwiderstände festgelegt sind. Dies ist mit einem sehr hohen logistischen Aufwand verbunden. Auftretende Fehler, z. B. durch den Einbau eines ande­ ren Leuchtmittels oder eines falschen Widerstandes können aber nicht aus­ geschlossen werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem ohne hohen logistischen Aufwand die Hintergrundbeleuchtung für Anzeigen mit einer eng tolerierten Helligkeit einstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Herstellung der Anzeige in Abhängigkeit von der Helligkeit des Leuchtmittels ein Korrek­ turfaktor bestimmt wird, mittels welchem die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels eingestellt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß erst am Bandende die Helligkeit des Leuchtmittels an die entsprechenden Toleranzen bei sonst gleicher Hardware angepaßt wird. Fehlermöglichkeiten beim Zusammenbau werden unterbunden und der Logistikaufwand auf ein Minimum reduziert.
Vorteilhafterweise wird die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels mit Hilfe eines elektronischen Rechners bestimmt, der den Korrekturfaktor einem Datenspeicher entnimmt, in welchem eine Zuordnung der Helligkeit des Leuchtmittels zum entsprechenden Korrekturfaktor abge­ legt ist. Die tatsächliche Helligkeit des Leuchtmittels wird dabei gemessen und der entsprechende Meßwert dem elektronischen Rechner zugeführt. Alternativ kann dem elektronischen Rechner auch ein der mittleren zu erwartenden Helligkeit des Leuchtmittels entsprechender Wert zugeführt werden.
Mit Hilfe der Rechnersteuerung wird die Helligkeit des Leuchtmittels immer in die Mitte des Toleranzfeldes eingestellt. Alle weiteren die Helligkeit beein­ flussenden Größen werden eliminiert.
In einer Weiterbildung ist das vom elektronischen Rechner abgegebene Steuersignal ein Impulssignal, dessen Impulsbreite in Abhängigkeit der Hel­ ligkeit des Leuchtmittels eingestellt wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß eine Reihenschaltung der Leuchtmittel einerseits an eine Festspannung führt und andererseits mit einem Vorwiderstand verbunden ist. Der Vorwiderstand ist über einen Transistor mit einem Ausgang eines ersten Mikrocomputers ver­ bunden, welcher einen programmierbaren Speicher aufweist, wobei an einem Eingang des Mikrocomputers das Helligkeitssignal anliegt. Der pro grammierbare Speicher kann aber auch außerhalb des Mikrocomputers an­ geordnet sein.
Dabei ist der erste Mikrocomputer im Anzeigensteuergerät angeordnet.
Der erste Mikrocomputer weist vorteilhafterweise eine Diagnoseschnittstelle auf, mittels welchem der erste Mikrocomputer mit einem zweiten Mikrocom­ puter verbindbar ist, der die Helligkeitsmessung steuert.
Der zweite Mikrocomputer ist vorteilhafterweise ein Prüfrechner.
Die Nutzung von an sich vorhandenen Mikrorechnern vereinfacht die Reali­ sierung der Erfindung deutlich.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsbeispiele zu. Eines davon soll an­ hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 Helligkeitseinstellung nach dem Stand der Technik
Fig. 2 Anordnung zur Einstellung einer LCD-Hinterleuchtung
Fig. 3 Anordnung zur Einstellung einer Tastenhinterleuchtung als Suchbeleuchtung.
Gleiche Merkmale sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen ver­ sehen.
Die Erfindung soll nun am Beispiel von Anzeigen in Kraftfahrzeugen näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist die bisher übliche Einstellung der Helligkeit einer Hinter­ leuchtung von Tasten dargestellt. Drei LED′s 1, 2, 3 sind mit einem Vor­ widerstand 4 zwischen Klemme 58g des Kraftfahrzeuges und Masse geschaltet. Durch die Montage von LED′s und Vorwiderstand wird die Hellig­ keit der Hintergrundbeleuchtung einmalig festgelegt und kann nicht mehr korrigiert werden.
Gemäß Fig. 2 ist nun zwischen den Vorwiderstand 4 und Masse ein Tran­ sistor 5 geschaltet, dessen Basis mit dem Eingang 14 eines Mikrocomputers 7 verbunden ist. Der Mikrocomputer 7 ist über Busleitungen sowohl mit einem nichtflüchtigen Speicher 8 (EEPROM) als auch mit einer Diagnose­ schnittstelle 9 verbunden. Der Mikrocomputer 7, Speicher 8 und Schnittstelle 9 sind dabei in einem Steuergerät 6 angeordnet, welches wiederum in einem Anzeigegerät 10 zur Steuerung einer LCD-Anzeige 11 enthalten ist.
In Fig. 2 sind dabei nur die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt.
Die Leuchtdioden 1, 2 und 3 sind dabei hinter der LCD-Anzeige 11 plaziert.
Bei der Herstellung des Anzeigegerätes 10 können nun beliebige LCD′s 1, 2 und 3 verbaut werden. Nach Fertigstellung des Anzeigegerätes 10 kann die Leuchtstärke der LED′s 1, 2 und 3 in einer Bandendeprüfung mit Hilfe eines Prüfrechners 12, vorzugsweise eines an sich vorhandenen Fertigungs­ rechners, eingestellt werden.
Dazu wird die von den LED′s ausgesandte Helligkeit von einem Lichtmeßge­ rät 13 gemessen und der Meßwert über einen ND-Wandler an den Prüf­ rechner 12 gegeben. Dieser Prüfrechner 12 ist weiterhin mit der Diagnose­ schnittstelle 9 des Steuergerätes 6 verbunden, was einfacherweise durch einen Diagnosestecker realisiert werden kann. Der digitalisierte Helligkeits­ meßwert wird so an den Mikrorechner 7 des Steuergerätes 6 gegeben.
Dieser vergleicht den Helligkeitswert mit einer im EEPROM 8 abgelegten Tabelle, wo jedem möglichen Helligkeitswert eine definierte Pulsweite für ein Ansteuersignal des Transistors 5 zugeordnet ist.
Mit Hilfe dieses am Ausgang 14 des Mikrorechners 7 anliegenden PWM-Si­ gnals wird der Transistor 5 getaktet angesteuert, was eine Spannungsände­ rung an den LED′s 1 bis 3 und somit eine Helligkeitsänderung der Leuchtdi­ oden zur Folge hat.
Das PWM-Signal ist somit fest eingestellt und bleibt für die Lebensdauer der LED′s erhalten.
Bei einem notwendigen Austausch der Lampen ist es jederzeit möglich, mit Hilfe eines Diagnoserechners auf die beschriebene Art und Weise ein neues Taktverhältnis einzustellen.
Die im EEPROM 8 abgelegten Korrekturwerte können anhand von Tabellen ermittelt werden. Bei vorhandener hoher Speicherkapazität ist die Abhängig­ keit des PWM-Signals von der Helligkeit auch in Form von Kennfeldern mög­ lich, die eine höhere Genauigkeit der Anpassung an die punktuell ermittelte Leuchtcharakteristik der LED′s ermöglichen.
Die bislang erläuterte gleitende Anpassung der Helligkeit der Hintergrundbe­ leuchtung für eine LCD-Anzeige ist auch für die Hinterleuchtung von ein­ zelnen Tasten anwendbar.
Bei der sogenannten Suchbeleuchtung, die dazu dient dem Nutzer das Auf­ finden einer Taste zu erleichtern, bietet es sich an, daß die LED′s oder Lam­ pen entsprechend ihrer gemessenen Helligkeitsschwankungen vom Mikro­ computer 7 einer festen, im EEPROM 8 abgespeicherten Klasse zugeordnet werden. Fällt der Helligkeitswert in diese Klasse, wird der Transistor 5 an­ gesteuert, ansonsten unterbleibt die Ansteuerung des Transistors 5.
Wie in Fig. 3 dargestellt, ist für diese Helligkeitsanpassung eine Wider­ standskombination, bestehend aus den Widerständen 4 und 15 notwendig. Der Widerstand 15 wird dabei bei anliegendem Signal über den Transistor 5 kurzgeschlossen.
Es sei noch darauf verwiesen, daß sich das erfindungsgemäße Prinzip auch bei der Funktionsbeleuchtung von Tasten anwenden läßt, die signalisiert, daß eine Taste eingeschaltet ist.
Dabei liegen die LED′s mit sogenannten Low-Side-Schaltern an einer konstanten Spannungs- oder Stromquelle. Der vom Mikroprozessor 7 ge­ steuerte Transistor 5 wird dabei in an sich bekannter Art und Weise an die Stromquelle angeschlossen. Auch hier führt das Taktsignal zu einer Spannungsänderung, die eine Helligkeitsänderung der LED′s nach sich zieht.

Claims (9)

1. Verfahren zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungs­ gesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß nach Herstellung der Anzeige in Abhängigkeit von der Helligkeit des Leuchtmittels ein Korrektur­ faktor bestimmt wird, mittels welchem die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels mit Hilfe eines elektronischen Rechners bestimmt wird, der den Korrekturfaktor einem Datenspeicher entnimmt, in welchem eine Zuordnung der Helligkeit des Leuchtmittels zum entsprechenden Korrekturfaktor abgelegt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Helligkeit des Leuchtmittels gemessen wird und der entsprechende Meßwert dem elektronischen Rechner zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektronischen Rechner ein der mittleren zu erwartenden Helligkeit des Leuchtmittels entsprechender Wert zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vom elektronischen Rechner abgegebene Steuersignal ein Impulssignal ist, dessen Impulsbreite in Abhängigkeit der Helligkeit des Leuchtmittels eingestellt wird.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher eine Reihenschaltung mehrerer Leuchtmittel einerseits an eine Festspannung führt und andererseits mit einem Vorwiderstand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (4) über einen Transistor (5) mit einem Ausgang (14) eines ersten Mikrocomputers (7), welcher einen programmierbaren Speicher (8) aufweist, verbunden ist, wobei an einem Eingang des Mikrocomputers (7) das Helligkeitssignal an liegt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocomputers (7) im Anzeigensteuergerät (6) angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocomputer (7) eine Diagnoseschnittstelle (9) aufweist, mittels welcher der erste Mikrocomputer (7) mit einem zweiten Mikrocomputer (12) verbindbar ist, welcher die Helligkeitsmessung steuert.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Mikrocomputer (12) ein Prüfrechner ist.
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