EP0786714B1 - 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 Download PDF

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EP0786714B1 EP96112912A EP96112912A EP0786714B1 EP 0786714 B1 EP0786714 B1 EP 0786714B1 EP 96112912 A EP96112912 A EP 96112912A EP 96112912 A EP96112912 A EP 96112912A EP 0786714 B1 EP0786714 B1 EP 0786714B1
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luminous means
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Henry Strobel
Jörg Jung
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    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—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
    • 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
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • 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
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the brightness of a current or voltage-controlled lamps for backlighting a display, at which the control voltage or the control current of the illuminant is set is, as well as a display device of a motor vehicle that has a backlight with a current or voltage controlled lamp, whose brightness is adjustable.
  • LEDs it is also common to use LEDs to backlight individual control buttons. This serves either to display the function of the button or to serve the user to help you find the right key.
  • LEDs or lamps on the other hand, have very wide ranges in terms of their brightness on, so that the display brightness of is not available.
  • the lamps are then different Series resistors are used to provide an even display brightness to achieve.
  • a display system with an LCD is known from EP 0 572 207 A2 is backlit by a light source.
  • the brightness of the light source will determined by an internal photodetector and the measured value for brightness control used.
  • US 5,416,385 is also a device and a Method known with which the light intensity of a light source can be influenced can.
  • the invention is therefore based on the object of a method or a display device to indicate at which the backlighting does not require a lot of logistics is adjustable for displays with a closely tolerated brightness.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 or a display device according to claim 6 solved.
  • the advantage of the invention is that the brightness only at the end of the tape of the lamp to the corresponding tolerances with otherwise the same hardware is adjusted. Possible errors during assembly are prevented and the logistics effort is reduced to a minimum
  • the control voltage or the control current of the illuminant is advantageous determined with the help of an electronic calculator that the Correction factor takes from a data memory in which an assignment the brightness of the lamp to the corresponding correction factor is.
  • the actual brightness of the lamp is measured and the corresponding measured value is fed to the electronic computer.
  • one of the middle ones can be added to the electronic computer expected brightness of the lamp is supplied with the corresponding value become.
  • the brightness of the lamp is always in the middle of the tolerance field is set. All others affect the brightness Sizes are eliminated.
  • the information provided by the electronic computer Control signal is a pulse signal whose pulse width depends on the brightness of the lamp is set.
  • An advantageous embodiment of the invention is that a Series connection of the bulbs leads to a fixed voltage on the one hand and on the other hand is connected to a series resistor.
  • the series resistor is connected to an output of a first microcomputer via a transistor, which has a programmable memory, where on the brightness signal is present at an input of the microcomputer.
  • the programmable However, memory can also be arranged outside the microcomputer his.
  • the first microcomputer is arranged in the display control unit.
  • the first microcomputer advantageously has a diagnostic interface by means of which the first microcomputer with a second microcomputer can be connected, which controls the brightness measurement.
  • the second microcomputer is advantageously a test computer.
  • Figure 1 is the usual setting of the brightness of a backlight represented by buttons.
  • Three LEDs 1, 2, 3 are with a series resistor 4 between terminal 58g of the motor vehicle and ground connected. By installing LEDs and series resistor, the brightness the backlight is set once and can no longer Getting corrected.
  • FIG. 2 is now a transistor between the series resistor 4 and ground 5 switched, the base of which is connected to the input 14 of a microcomputer 7 is connected.
  • the microcomputer 7 is both with bus lines a non-volatile memory 8 (EEPROM) as well as with a diagnostic interface 9 connected.
  • the microcomputer 7, memory 8 and interface 9 are arranged in a control device 6, which in turn in a Display device 10 for controlling an LCD display 11 is included.
  • the light emitting diodes 1, 2 and 3 are placed behind the LCD display 11.
  • any LCD's 1, 2 can now be produced in the manufacture of the display device 10 and 3 are installed.
  • the Luminosity of LEDs 1, 2 and 3 in a tape end test using a Test computer 12, preferably an existing production computer, can be set.
  • the brightness emitted by the LEDs is measured by a light meter 13 measured and the measured value via an A / D converter to the test computer Given 12.
  • This test computer 12 is also with the diagnostic interface 9 of the control unit 6 connected, which is simply by a diagnostic connector can be implemented.
  • the digitized measured brightness value is given to the microcomputer 7 of the control device 6.
  • the PWM signal is thus fixed and remains for the life of the LED's received.
  • the correction values stored in EEPROM 8 can be based on tables be determined. If there is a high storage capacity, the dependency is the PWM signal from the brightness is also possible in the form of characteristic maps, which determined a higher accuracy of the adaptation to the point Allow lighting characteristics of the LEDs.
  • search lighting which serves the user to find To lighten a button, it makes sense that the LED's or lamps according to their measured brightness fluctuations from the microcomputer 7 assigned to a fixed class stored in EEPROM 8 become. If the brightness value falls into this class, the transistor 5 is activated, otherwise the transistor 5 is not activated.
  • resistor 15 is switched on via transistor 5 when a signal is present shorted.
  • the LEDs are so-called low-side switches on one constant voltage or current source.
  • the one controlled by the microprocessor 7 Transistor 5 is connected to the in a manner known per se Power source connected.
  • the clock signal leads to a Voltage change, which is a change in brightness of the LED's draws.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Helligkeit eines stromoder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, bei dem die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels eingestellt wird, sowie ein Anzeigegerät eines Kraftfahrzeugs, das eine Hintergrundbeleuchtung mit einem strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittel aufweist, dessen Helligkeit einstellbar ist.
In modernen Bediengeräten werden zur Anzeige von Funktionszuständen, Sollund 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 realisiert.
Auch ist es üblich, LED's zur Hinterleuchtung einzelner Bedientasten zu nutzen. Dies dient entweder der Funktionsanzeige der Taste oder aber dazu, den Nutzer bei der Suche nach der richtigen Taste zu unterstützen.
Es besteht daher das Bestreben, ein harmonisches, gleichmäßiges Ausleuchtungserscheinungsbild der Anzeige zu erreichen. Insbesondere in Kraftfahrzeugen sind zu diesem Zwecke für die verschiedenen Anzeigen wie Radio, Klimaanlage, Bordcomputer oder Tachometer Helligkeitswerte in sehr engen Toleranzen vorgeschrieben.
LED's oder Lampen hingegen weisen in ihrer Helligkeit sehr große Streubreiten auf, so daß die bei der Kraftfahrzeugherstellung geforderte Anzeigehelligkeit of nicht erreichbar ist.
Um die gewünschte Anzeigehelligkeit zu erreichen, ist es bisher üblich, die Leuchtmittel auszumessen und entsprechend ihrer Leuchtstärke in verschiedene Klassen zu selektieren.
Bei der Herstellung der Elektronik werden die Leuchtmittel dann mit unterschiedlichen Vorwiderständen versehen, um eine gleichmäßige Anzeigehelligkeit 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 anderen Leuchtmittels oder eines falschen Widerstands können aber nicht ausgeschlossen werden.
Aus der EP 0 572 207 A2 ist ein Anzeigesystem mit einem LCD bekannt, das von einer Lichtquelle hinterleuchtet wird. Die Helligkeit der Lichtquelle wird durch einen internen Photodetektor bestimmt und der Meßwert zur Helligkeitsregelung herangezogen. Aus der US 5,416,385 ist ebenfalls ein Gerät und ein Verfahren bekannt, mit dem die Lichtintensität einer Lichtquelle beeinflußt werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. ein Anzeigegerät anzugeben, bei welchem ohne hohen logistischen Aufwand die Hintergrundbeleuchtung für Anzeigen mit einer eng tolerierten Helligkeit einstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. ein Anzeigegerät nach Anspruch 6 gelöst.
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 abgelegt 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 beeinflussenden Größen werden eliminiert.
In einer Weiterbildung ist das vom elektronischen Rechner abgegebene Steuersignal ein Impulssignal, dessen Impulsbreite in Abhängigkeit der Helligkeit 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 verbunden, welcher einen programmierbaren Speicher aufweist, wobei an einem Eingang des Mikrocomputers das Helligkeitssignal anliegt. Der programmierbare Speicher kann aber auch außerhalb des Mikrocomputers angeordnet 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 Mikrocomputer verbindbar ist, der die Helligkeitsmessung steuert.
Der zweite Mikrocomputer ist vorteilhafterweise ein Prüfrechner.
Die Nutzung von an sich vorhandenen Mikrorechnern vereinfacht die Realisierung der Erfindung deutlich.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsbeispiele zu. Eines davon soll anhand 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 versehen.
Die Erfindung soll nun am Beispiel von Anzeigen in Kraftfahrzeugen näher erläutert werden.
In Figur 1 ist die bisher übliche Einstellung der Helligkeit einer Hinterleuchtung von Tasten dargestellt. Drei LED's 1, 2, 3 sind mit einem Vorwiderstand 4 zwischen Klemme 58g des Kraftfahrzeuges und Masse geschaltet. Durch die Montage von LED's und Vorwiderstand wird die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung einmalig festgelegt und kann nicht mehr korrigiert werden.
Gemäß Figur 2 ist nun zwischen den Vorwiderstand 4 und Masse ein Transistor 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 Diagnoseschnittstelle 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 Figur 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 Fertigungsrechners, eingestellt werden.
Dazu wird die von den LED's ausgesandte Helligkeit von einem Lichtmeßgerät 13 gemessen und der Meßwert über einen A/D-Wandler an den Prüfrechner 12 gegeben. Dieser Prüfrechner 12 ist weiterhin mit der Diagnoseschnittstelle 9 des Steuergerätes 6 verbunden, was einfacherweise durch einen Diagnosestecker realisiert werden kann. Der digitalisierte Helligkeitsmeßwert 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-Signals wird der Transistor 5 getaktet angesteuert, was eine Spannungsänderung an den LED's 1 bis 3 und somit eine Helligkeitsänderung der Leuchtdioden 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 Abhängigkeit des PWM-Signals von der Helligkeit auch in Form von Kennfeldern möglich, die eine höhere Genauigkeit der Anpassung an die punktuell ermittelte Leuchtcharakteristik der LED's ermöglichen.
Die bislang erläuterte gleitende Anpassung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung für eine LCD-Anzeige ist auch für die Hinterleuchtung von einzelnen Tasten anwendbar.
Bei der sogenannten Suchbeleuchtung, die dazu dient dem Nutzer das Auffinden einer Taste zu erleichtern, bietet es sich an, daß die LED's oder Lampen entsprechend ihrer gemessenen Helligkeitsschwankungen vom Mikrocomputer 7 einer festen, im EEPROM 8 abgespeicherten Klasse zugeordnet werden. Fällt der Helligkeitswert in diese Klasse, wird der Transistor 5 angesteuert, ansonsten unterbleibt die Ansteuerung des Transistors 5.
Wie in Figur 3 dargestellt, ist für diese Helligkeitsanpassung eine Widerstandskombination, 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-Schaltem an einer konstanten Spannungs- oder Stromquelle. Der vom Mikroprozessor 7 gesteuerte 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 (8)

  1. Verfahren zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Herstellung der Anzeige in einem Prüfschritt in Abhängigkeit von der Helligkeit des Leuchtmittels ein Korrekturfaktor bestimmt wird, der mittels elektronischem Rechner einem Datenspeicher entnommen wird, in welchem eine Zuordnung der Helligkeit des Leuchtmittels zum entsprechenden Korrekturfaktor abgelegt ist, und mittels des Korrekturfaktors die Steuerspannung oder der Steuerstrom des Leuchtmittels fest eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor anhand einer abgespeicherten Tabelle oder anhand abgespeicherter Kennfelder bestimmt wird.
  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. Anzeigegerät eines Kraftfahrzeugs, das eine Hintergrundbeleuchtung mit einem strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittel aufweist, dessen Helligkeit einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät eine Reihenschaltung mehrerer Leuchtmittel (1-3) enthält, die einerseits an eine Festspannung führt und andererseits mit einem Vorwiderstand (4) verbunden ist, der über einen Transistor (5) mit einem Ausgang (14) eines ersten Mikrocomputers (7) verbunden ist, welcher einen programmierbaren Speicher (8) aufweist, in dem eine Tabelle oder Kennfelder mit einer Zuordnung von Helligkeitswerten zu Korrekturfaktoren abgelegt ist wobei ein korrekturfaktor nach Herstellung der Anzeige in einem Prüfschritt in Abhängigkeit von des Helligkeit des Leuchtmittels (1-3) bestimmt ist, und mittels eines der Korrekturfaktoren die Steuerspannung oder der Steuerstrom der Leuchtmittel (1-3) fest eingestellt ist.
  7. Anzeigegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mikrocomputer (7) in einem Anzeigensteuergerät (6) angeordnet ist.
  8. Anzeigegerät 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) verbunden wird welcher die Helligkeitsmessung steuert.
EP96112912A 1996-01-27 1996-08-10 Verfahren und Anordnung zur Einstellung der Helligkeit eines strom- oder spannungsgesteuerten Leuchtmittels zur Hinterleuchtung einer Anzeige, insbesondere für Kraftfahrzeuge Revoked EP0786714B1 (de)

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