DE4232545A1 - Einrichtung zur Beleuchtung von Bedien- und/oder Anzeigeelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Zur Anpassung an die wechselnde Umgebungsbeleuchtung ist eine Helligkeitseinstellung der Armaturenbrettbeleuchtung in Kraftfahrzeugen bekannt. In zunehmendem Maße werden dazu farbige Lichtquellen eingesetzt - hauptsächlich in den Farben Rot bzw. Grün. Auch diese Lichtquellen können bezüglich ihrer Helligkeit gesteuert werden. Durch Mischung verschiedener Farben können verschiedene Farbarten erzeugt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Beleuchtung von Bedien- und Anzeigeelementen in einem Kraftfahrzeug anzugeben, bei welchen eine jeweils gewünschte Farbart unter Berücksichtigung der jeweiligen Helligkeitseinstellung erzielbar ist. Insbesondere soll die Beleuchtung eines Autoradios oder eines anderen in das Armaturenbrett eingebauten Gerätes in einfacher Weise an die Farbart und Helligkeit der übrigen Armaturenbrettbeleuchtung angepaßt werden können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß beliebige Einstellungen der Farbkorrektur und der Helligkeit vorgenommen werden können, wobei insbesondere eine Anpassung der Farbtemperatur an die jeweils eingestellte Helligkeit erfolgt. Ferner kann eine Temperaturdrift bei der Einstellung der Beleuchtung berücksichtigt werden.

Außerdem wird durch die vorgesehene Steuerung der Stromquellen eine gleichmäßige Farbtemperatur erzielt und das Störspektrum im Gegensatz zu einer Pulsbreitensteuerung der Lichtquellen minimiert. Ferner entfällt eine aufwendige Leistungsumschaltung für eine externe, das heißt außerhalb des Autoradios vorzunehmende Helligkeitseinstellung (Dimmung).

Der Einsatz eines Mikrocomputers bedeutet im allgemeinen keinen Mehraufwand, da in vielen Geräten ohnehin ein Mikrocomputer vorhanden ist. Eine einfache Digital/Analog-Wandlung kann durch Tiefpässe erfolgen, wenn der Mikrocomputer an den Ausgängen pulsbreitenmodulierte Signale liefert. Der Mikrocomputer benötigt für die erfindungsgemäße Einrichtung keine speziellen Ausgänge für pulsbreitenmodulierte Signale. Ferner ist kein besonders leistungsfähiger Mikrocomputer erforderlich, da die Frequenz der pulsbreitenmodulierten Signale relativ niedrig sein kann (beispielsweise 50 Hz).

Eine große Vielfalt von Mischfarben wird bei der Verwendung der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau erzielt. Bei vielen Anwendungen kann jedoch aus Kostengründen auf den blauen Farbanteil verzichtet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels und

Fig. 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind drei Lichtquellen R, G, B für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau vorgesehen. Die optischen Anforderungen für eine additive Farbmischung werden durch eine geeignete räumliche Anordnung der Lichtquellen gewährleistet (beispielsweise Lichtleiter, Streuscheibe). Vorzugsweise werden die Lichtquellen von Leuchtdioden gebildet.

Ein Mikrocomputer 1 enthält neben anderen an sich bekannten Baugruppen einen Analog/Digital-Wandler 2, Eingabe/Ausgabe-Tore 3 und einen Digital/Analog-Wandler 4 für drei analoge Ausgangssignale. Diese werden jeweils einem Steuereingang von steuerbaren Stromquellen 5, 6, 7 zugeführt, deren Ausgangsstrom durch die Lichtquellen R, G, B geleitet wird.

Dem Analog/Digital-Wandler 2 wird von einem Eingang 8 eine zur Einstellung der Helligkeit dienende Spannung zugeführt. Mit Hilfe einer an sich bekannten Schaltung 9 kann diese Spannung von Störungen befreit werden und gegebenenfalls zum Schutz des Eingangs des Analog/Digital-Wandlers 2 begrenzt werden. Außerdem kann eine Spannungsanpassung beispielsweise derart erfolgen, daß die dem Eingang 8 zugeführte Spannung einen Stellbereich von 0V bis 12V hat, während die dem Analog/Digital-Wandler 2 zugeführte Spannung innerhalb des Bereichs von 0V bis 5V bleibt.

Eine Einrichtung 10 dient zur Erzeugung von Signalen, mit denen die Farbart und eine Grundhelligkeit eingestellt werden kann. Beispielsweise können durch die Betätigungen von Tasten Werte inkremental eingegeben werden. In einem geeigneten Speicher des Mikrocomputers sind Korrekturkurven für die Farbtemperatur zur feinstufigen Einstellung der Farbe und Helligkeit abgelegt. Die Korrekturkurven gleichen Nichtlinearitäten der Lichtquellen bei der additiven Farbmischung aus. Ferner kann mit den Korrekturkurven eine Anpassung der Helligkeitsabstufungen und der Farbtemperatur an die spektrale Empfindlichkeit des Auges erfolgen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Mikrocomputer 11, 12 eines im übrigen nicht dargestellten Autoradios für die Zwecke der erfindungsgemäßen Einrichtung mitbenutzt. Der erste Mikrocomputer 11 dient zu verschiedenen Steuerungszwecken, während der zweite Mikrocomputer 12 im wesentlichen zur Tastaturabfrage dient. Beide Mikrocomputer sind durch ein Bussystem 13 miteinander verbunden.

Die Spannung zur Einstellung der Helligkeit wird außerhalb des Autoradios mit Hilfe des Stellgliedes 14, beispielsweise eines Potentiometers erzeugt. Dabei kann ein Stellglied gemeinsam für die übrige Beleuchtung des Armaturenbretts vorgesehen sein. Über einen Widerstand 15 gelangt die Einstellspannung zu einer Schutzschaltung, die aus zwei Kondensatoren 16, 17, einem Widerstand 18 und zwei Dioden 19, 20 besteht. Dabei ist die Kathode der Diode 19 mit der bei 21 zugeführten Betriebsspannung für den Mikrocomputer verbunden, die eine Höhe von 5V aufweist. Damit dienen die Dioden 19 und 20 zur Begrenzung der Einstellspannung auf Werte zwischen etwa 0V und 5V. Im übrigen wirkt die Schutzschaltung 16 bis 18 als Tiefpaß, um impulsförmige Störungen auszusieben.

Der zweite Mikrocomputer 12 weist eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 22 auf, der drei pulsbreitenmodulierte Signale zur Einstellung der Farben Rot, Grün und Blau entnehmbar sind. Diese werden über je einen Tiefpaß 23, 24, 25, der jeweils aus zwei Widerständen und einem Kondensator besteht, demoduliert. Dadurch entstehen Gleichspannungen, deren Höhe entsprechend dem gewünschten Anteil der jeweiligen Farbe einstellbar ist. Diese Steuerspannungen werden im vorliegenden Beispiel nichtinvertierenden Eingängen von Operationsverstärkern 26, 27, 28 zugeführt, deren Ausgänge mit als Stromquellen geschalteten Transistoren 29 bis 37 verbunden sind.

Jeweils drei der Transistoren sind mit einem Differenzverstärker (in diesem Fall Operationsverstärker) 26 verbunden und weisen je einen Emitter-Widerstand 38 bis 46 auf. Von dem Emitter jeweils eines der für eine Farbe vorgesehenen Transistoren wird eine Spannung zu Zwecken der Gegenkopplung dem invertierenden Eingang des zugehörigen Operationsverstärkers zugeführt. Jeder der Transitoren 29 bis 37 steuert den Strom durch drei Leuchtdioden. Falls mehr Leuchtdioden erforderlich sind, können weitere Transistoren und Leuchtdioden parallelgeschaltet werden.

Claims (11)

1. Einrichtung zur Beleuchtung von Bedien- und/oder Anzeigeelementen in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise in einem Autoradio, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtquellen (R, G, B), die Licht verschiedener Farben ausstrahlen, über steuerbare Stromquellen (5, 6, 7) betreibbar sind und daß zur Steuerung der Stromquellen ein Mikrocomputer (1; 12) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignale über Digital/Analog-Wandler (4) an die Stromquellen (5, 6, 7) ausgebbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digital/Analog-Wandlung durch Tiefpaßfilterung von pulsbreitenmodulierten Signalen erfolgt, die vom Mikrocomputer (12) erzeugt werden.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens eine Lichtquelle (R, G) für die Farben Rot und Grün vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Lichtquelle (B) für die Farbe Blau vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikrocomputer (1) über einen Analog/Digital-Wandler (2) ein Signal zur Helligkeitssteuerung zuführbar ist und daß über digitale Eingänge (3) Signale zur Einstellung der Farbart und einer von der Einstellung der Helligkeit unabhängigen Grundhelligkeit zuführbar sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Mikrocomputer (1) Korrekturkurven für eine Anpassung der Farbtemperatur an die jeweils eingestellte Helligkeit abgelegt sind.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jeweils eine Farbe als Lichtquellen mehrere in Reihe geschaltete Leuchtdioden dienen, die in Reihe mit einem Transistor (29 bis 37) geschaltet sind, der die steuerbare Stromquelle bildet.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis ein Operationsverstärker (26 bis 28) vorgeschaltet ist und daß der Emitter über einen Widerstand (38 bis 46) mit festem Potential und mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (26 bis 28) verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Transistoren (29 bis 31; 32 bis 34; 35 bis 37) mit jeweils mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden gemeinsam mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers (26; 27; 28) verbunden sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gerät, vorzugsweise in einem Autoradio, ein eine Reihe von Funktionen des Gerätes steuernder erster Mikrocomputer (11) und ein zweiter Mikrocomputer (12), der im wesentlichen zur Tastaturabfrage dient, durch ein Bussystem (13) verbunden sind, daß dem ersten Mikrocomputer (11) eine zur Helligkeitssteuerung vorgesehene Spannung über einen Analog/Digital-Wandler zuführbar ist und daß der zweite Mikrocomputer (12) die Signale zur Steuerung der Stromquellen erzeugt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Analog/Digital-Wandler eine Schutzschaltung (16 bis 20) angeordnet ist.