EP2499883A1 - Led lighting device and method for operating an led lighting device - Google Patents

Led lighting device and method for operating an led lighting device

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EP2499883A1
EP2499883A1 EP11701785A EP11701785A EP2499883A1 EP 2499883 A1 EP2499883 A1 EP 2499883A1 EP 11701785 A EP11701785 A EP 11701785A EP 11701785 A EP11701785 A EP 11701785A EP 2499883 A1 EP2499883 A1 EP 2499883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
color
phase
color channels
lighting device
during
Prior art date
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EP11701785A
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German (de)
French (fr)
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EP2499883B1 (en
Inventor
Tobias Frost
Bakuri Lanchava
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Osram Beteiligungsverwaltung GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2499883B1 publication Critical patent/EP2499883B1/en
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/22—Controlling the colour of the light using optical feedback

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an LED lighting device and an LED lighting device.
  • WO 2006/063552 A1 relates to a motor vehicle headlight element which has at least one light-emitting diode (LED) and at least one control device which is suitable for processing a signal dependent on a measured variable and impressing a current corresponding to the signal into the light-emitting diode the control device and the light emitting diode are arranged on a common carrier.
  • LED light-emitting diode
  • US 2004/0036418 A1 relates to a circuit and method for providing a closed loop using persistent current switching techniques.
  • the LEDs may be operated at or near their maximum capacity without the risk of overloading the LEDs and without using excessive amounts of current.
  • a circuit has several high-side switches, each of which is connected to an LED array.
  • the LED arrays are connected via a coil to a Stromscensbedienstelle, which switches power to ground or the current back to keep egg ⁇ nen LED current flow in a desired range.
  • US 2006/0006821 A1 relates to a system and method for implementing an LED-based luminaire that includes one or more color channels.
  • the lamp comprises a Steue ⁇ tion, using an optical scanning and feedback to control LEDs in each channel so as to provide a continuous light intensity and / or color output.
  • the op ⁇ tables feedback loop like the lighting control a provide uniform luminous intensity and / or color of the luminaire output.
  • the controller may then adjust a current and / or a pulse width modulation (PWM) duty cycle, which are fed to separate color channels of the luminaire to obtain the desired luminosity and / or color.
  • PWM pulse width modulation
  • US 2002/0097000 Al relates to a LED lighting system for loading ⁇ riding provide power for the LED light sources to provide a desired color of light, which has a power supply stage which is adapted to provide a DC current signal ⁇ .
  • a light mixing circuit is coupled to the power supply stage and includes a plurality of red, green and blue color LED light sources to produce light at various desired color temperatures.
  • a control system is coupled to the power supply circuit and configured to provide the Stromversor ⁇ supply level control signals to keep the DC signal at a desired level, to maintain the desired light output.
  • the control system is further configured to estimate the LED light sources zugehö ⁇ membered lumen output components, namely based on a transition temperature of the LED light sources and chromatic capacity skoordinaten the desired, on the light mixing circuit for generating light.
  • the light mixing circuit further comprises a temperature sensor for measuring the temperature associated with the LED light sources, and a light detector for measuring a lumen output level of s light generated from the LED light sources. Based on the measured temperatures, the control system determines the amount of output lumen each of the LED light sources must produce to achieve the desired mixed light output, and the light detector in conjunction with a feedback loop receives the required lumen output for each of the LED light sources upright.
  • DE 10 2005 049 579 Al relates to a light source which emits mixed ⁇ colored light, the light containing at least two various ⁇ Dener colors emitted from a plurality of primary light source in which: are the primary light source divided into groups and the brightness values of primary light sources are separately determined within a group by color and controlled so that the color locus of mischfar ⁇ -lived light lies within a predetermined range of the CIE standard color chart. Furthermore, a method for controlling such a light source as well as a lighting device with such a light source, beispielswei ⁇ se for backlighting a display.
  • the object is achieved by a method for operating an LED lighting device, wherein the LED lighting device has at least:
  • each color channel comprises at least one light emitting diode (LED) of the same color and wherein each color channel ge ⁇ separates or individually controlled, and
  • LED light emitting diode
  • At least one photodetector which is adapted and arranged to detect a portion of a deriver light from the LEDs
  • the at least two color channels may also comprise different color channels of the same color.
  • Each color channel comprises one or more LEDs of the same color, e.g. connected in series or in parallel.
  • the at least one photodetector in particular egg ⁇ nes single photodetector, a portion or fraction of the radiated from the (in particular all) LEDs light is detected or sensed.
  • the photodetector may comprise, for example, a photodiode or a phototransistor.
  • the operating phase corresponds to a normal operation of the LED lighting device.
  • a color mixture or integral color mixture of the measurement phase can be understood in particular to be an addition of the light emitted during the measurement phase of the color channels.
  • the sequence of temporally successively controlled color channels is not limited in principle.
  • the Rei ⁇ hen the time-sequentially driven color channels may be the same for a plurality of measurement phases or may be different.
  • the above method has the advantage that the luminous flux detected by the photodetector can be assigned unambiguously and with high accuracy to a specific color channel by the sequential (sequential) driving of the color channels. This eliminates an effort to faulty disconnecting or reconstructing the luminous flux the individual color channels. This can be, for example, to ver ⁇ turns, a correlation between a current through a color channel and to determine the consequent light intensity or light power resulting this color channel. In order to re example, during the operational phase a desired color location and / or a desired intensity exactly he ⁇ be set or adjusted.
  • each color channel is controlled separately by means of a pulse width modulation so that a ratio of pulse widths of the color channels during the measurement phase substantially speaks a ratio of the pulse widths of the color channels during the operating phase ent ⁇ .
  • the same color impression to the operating phase is thus achieved by setting a similar or same pulse width, which is particularly easy to accomplish.
  • a Ström God for Eden of the color channels separately provides turned so ⁇ is that a ratio of power levels of the Farbkanä ⁇ le during the measurement phase is essentially a ratio of the Current heights of the color channels during the operating phase ent ⁇ speaks.
  • the same or similar color impression of the operating phase and the measuring phase can be achieved by maintaining the current height ratios, for example if the color channels are activated in continuous operation.
  • a quantity of light during the measurement cycle by setting a current level is set to a value at which a signal height or level of a transmitter sorsignals the at least one photodetector in a Be ⁇ ranging between 75% and less than 100%, eg 99.5%, its maximum signal level.
  • the search algorithm may e.g. be a linear search algorithm.
  • a search algorithm can be used which works faster than the linear search algorithm, in particular a binary search algorithm or an interval search.
  • the level of the sensor signal when a lot of light is reflected back into the photodetector and / or radiated from the environment. This may be the case, for example, if a light mixer, such as a diffuser, a beam-forming optic, etc., is connected downstream of the LED lighting device, which reflects back a comparatively large amount of light. As a result, the photodetector can be saturated so that in the measurement phase there is no longer any meaningful correlation between a drive signal of a color channel and its luminous flux. It is still an embodiment that the measurement phase has, in addition to the step of driving the color channels, a step of not driving all the color channels. In this 'dark phase' an effect of an incident on the LED light device ambient light can be determined on the sensor signal.
  • a light mixer such as a diffuser, a beam-forming optic, etc.
  • the measuring phase has additional compensation periods during which the color channels as controlled during an operating phase ⁇ to.
  • the color channels during the Austiciansabschnit ⁇ te can also be operated simultaneously.
  • a brightness impression for a user during the measurement phase can be adjusted to a brightness impression during an operating phase.
  • these measurements can be omitted or specifically shortened in subsequent measurement phases in order to reduce the time requirement of the measurement phase.
  • the error caused by the omitted measurements can be corrected, for example, by the compensation sections.
  • a measuring phase lasts no longer than about 40 ms, insbesonde ⁇ re not longer than 20 ms, especially not longer than 10 ms.
  • a duration of the measurement phase in which a color channel is activated, take as long as necessary for the measured value acquisition ⁇ the individual channels, eg without a dark phase. It is also an embodiment that a time duration between two measurement phases is not constant.
  • This effect can be particularly effectively suppressed if a time period between two measurement phases is nondeterministic, eg random or pseudorandom.
  • a sensor signal output by the at least one photodetector during the measurement phase is used at least in sections to adapt an activation in a subsequent operating phase. This can e.g. done in the form of a feedback.
  • the result can be used to calculate and / or readjust the amount of light required to reach the color location in a control loop.
  • the color channels in the measurement phase in Rei ⁇ hen in the measurement phase in Rei ⁇ hen merge the brightness of the color channels, preferably in abstei ⁇ gender order to drive. If an adjustment of brightness is carried out by driving the power source, the time period required for the current source in order to reach the gewünsch ⁇ th power value is critical for the Zeitdau he ⁇ the measurement. This may vary depending on the current source in the rise or the fall. It has proven to be advantageous to choose the "slow” step at the beginning of the measurement and then to follow the "fast” direction for the adjustments in the individual steps.
  • the object is also achieved by an LED lighting device, wherein the LED lighting device has at least:
  • each color channel at least one LED the same
  • Color comprises and wherein each color channel is separately controllable ⁇ bar
  • At least one photodetector which is arranged and arranged to detect a portion of a light emitted by the LEDs
  • a measuring phase sequence control which is set up to control the color channels in succession so that a light emitted by the LEDs during the measuring phase has an integral color mixture, which substantially corresponds to a color mixing of the operating phase.
  • the switching means may e.g. be a functional part of a general control device of the LED lighting device.
  • the LED lighting device is set up to carry out a method as described above.
  • FIG. 1 shows, in three rows, a section of a first, a second or a third control signal for a respectively associated color channel.
  • the drive signal is shown as a plot of a current level of a current I impressed in the respective color channel versus time T;
  • the first row from Fig.l shows a section of a first drive signal Sl for a first color channel Chi of an LED lighting device.
  • the first color channel Chi includes all light emitting diodes (LEDs) of a first color, for example red, which are ⁇ controlled together by the common drive signal Sl.
  • the red LEDs of the first, red color channel Chi can be connected in series, for example.
  • the second row shows a detail of a second to ⁇ control signal S2 for a second color channel Ch2 an LED lighting device.
  • the second color channel Ch2 includes all light emitting diodes (LEDs) of a second color, for example green, which the driven means of the common drive signal S2 ⁇ .
  • the green LEDs of the second, green color channel Ch2 can be connected in series, for example.
  • the third row shows a detail of a third control signal S3 to ⁇ for a third color channel Ch3 of an LED lighting device.
  • the third color channel Ch3 contains all light-emitting diodes (LEDs) of a third color, for example blue, which are controlled jointly by means of the common activation signal S3.
  • the blue LEDs of the third, blue color channel Ch3 can be connected in series, for example.
  • Fig.l shows each time simultaneous sections of Anêtsig- signals Sl, S2 and S3.
  • the sections each show a first operating phase BP1, which is followed by a measurement phase MP, which is followed by a second operating phase BP2.
  • the LED lighting device operates normally.
  • activation cycle all three color channels Chi, Ch2, Ch3 are first from the date tbO simultaneously driven or activated, but within the activa ⁇ insurance cycle 'usually for a different duration.
  • three color channels Chi, Ch2, Ch3 a pulse, in particular current pulse is abandoned in an activation cycle to all, with a pulse width PB1, PB2, PB3 of the color channels Chi, Ch2 may differ Ch3.
  • the pulse width PB1, PB2, PB3 can be adjusted by the LED lighting device and can be directed, for example, to a desired color temperature.
  • a certain color or color point of light emitted by the LED lighting device light can be warm white or cool white, be associated with a particular ratio of the pulse ⁇ wide PB1, PB2, PB3 and control periods of the color channels Chi, Ch2, Ch3. It is exploited that the duration tba of an activation cycle is so short that due to an eye inertia emitted by all color channels chi, ch2, ch3 light from a viewer as virtually simultaneously emitted light, ie as mixed ⁇ light from the three color channels chi, ch2 , Ch3, is perceived.
  • the pulse widths PB1, PB2 and PB3 can be used, for example, by the desired color location of the LED lighting device, the luminous intensity, the color and the number of LED (s) per color channel, etc. depend.
  • the pulse widths PB1, PB2, PB3 can be varied, for example to change a color location and / or a light intensity of the mixed light.
  • the three color channels Chi, Ch2, Ch3 can be controlled independently of each other, so that, for example, simultaneous activation, in particular energization, of the three color channels Chi, Ch2, Ch3 can be achieved particularly easily.
  • a sequential drive in which no two color channels Chi, Ch2, Ch3 are driven simultaneously can also be used.
  • only two color channels may be used, eg with red LED (S) or mint green LED (s) to produce a white mixed light.
  • more than three color channels can be ⁇ sets, for example, in addition to amber LED (s) ('amber') to produce a warm white mixed light.
  • a portion of the is collected by at least one Photodetek ⁇ tors from the LEDs of the color channels Chi, Ch2, Ch3 from ⁇ retroreflected light.
  • the at least one photodetector is at least able to detect a luminous flux of the LEDs and to output a corresponding sensor signal, for example to an evaluation logic of the LED control device.
  • the operating phase BP1 goes into the measuring phase MP at a time tmO for all three color channels Chi, Ch2, Ch3.
  • the three color channels Chi, Ch2, Ch3 are controlled one after the other or sequentially and not at the same time. This allows a sensor signal of the at least ei ⁇ nen photodetector simple and clear a particular color channel Chi, Ch2, Ch3 are assigned and evaluated, for example, for determining and / or adjusting the brightness or the color locus of the mixed light.
  • a time for controlling the color channels Chi, Ch2, Ch3 preferably lasts no more than 40 ms, in particular not more than 20 ms, in particular not more than 10 ms. It is Particularly preferred if the total duration tm of the measuring phase MP no more than 40 ms, preferably no more than 20 ms, does not take into ⁇ particular more than 10 ms.
  • an integral color mixing which essentially corresponds to a color mixture of the operating phase.
  • an integral color mixture can be understood in particular to be an accumulation, in particular addition, of the light emitted by the LEDs during the measuring phase.
  • a ratio of the pulse widths PM1, PM2, PM3 of the color channels Chi, Ch2, Ch3 during the measurement phase MP substantially corresponds to a ratio of the pulse widths PB1, PB2, PB3 of the color channels Chi, Ch2, Ch3 during the operation phase BPl, even if whose absolute width or time duration in the measuring phase MP and the preceding operating phase BP1 need not match. Due to the eye inertia, a viewer then perceives the same color impression in the measuring phase MP as in the operating phase BPI.
  • the LED lighting device can produce from the sensor signals, for example for each of the color channels Chi, Ch2, Ch3, a correlation between an associated drive signal S1, S2, S3, eg a current, and a color-specific light intensity and, in the case of a deviation from a desired value, eg For example, if it is determined that a light intensity for a particular color channel Chi, Ch2, Ch3 is lower than one for the used pulse width PM1, PM2 or PM3 stored value of the light intensity, the pulse width PB1, PB2, PB3 are increased for this color channel Chi, Ch2, Ch3 in a subsequent phase of operation BP2.
  • a lower light intensity for example, by an aging of the LEDs, temperature effects or come by a failure ei ⁇ ner LED materialize.
  • the section to which the color channels Chi, Ch2, Ch3 are sequentially activated or activated is followed by an optional section during which none of the color channels is activated or activated, a so-called dark phase DP.
  • a black value can be measured, which takes into account, for example, ambient light irradiated into the LED device, in particular the photodetector.
  • the measuring phase MP is switched to a second operating phase BP2, in which the drive signals Sl, S2, S3 modified in comparison ⁇ equal to the drive signals Sl, S2, S3 of the first operating phase BP1 on the basis of information obtained from the measurement phase MP could be.
  • the time interval between two measurement phases MP can be predetermined, eg a measurement phase MP can be performed every n activation cycles.
  • a measurement phase MP can be performed every n activation cycles.
  • the measuring phases MP of the plurality of LED lighting devices occur only slightly offset at the same time or in terms of time. Then an observer may possibly perceive these measurement phases MP collectively.
  • the time interval may be two measurement phases MP a LED lighting device non-deterministically, for example, be random or pseudo-random, in particular within a Jerusalem ⁇ certain time interval.
  • each color channel contains one or more light emitting diodes LD1, LD2 and LD3 of the same color, eg the color channel Chi, the red light emitting diodes LD1, the color channel Ch2, the green light emitting diodes LD1 and the color channel Ch3 the blue light emitting diodes LD3.
  • the color channels Chi, Ch2 and Ch3 can be controlled separately or individually by means of the control device T.
  • the color channels Chi, Ch2 and Ch3 may, for example, the light-emitting diodes LDL, LD2 and LD3 included in a series circuit.
  • the number of light-emitting diodes LD1, LD2 and LD3 may differ.
  • An LED LD1, LD2, LD3 can be understood to mean an individually packaged LED or an LED chip.
  • LED chips formed light-emitting diodes LDL, LD2, LD3 can be arranged for example on a common substrate.
  • the LEDs LD1, LD2, LD3 may be, for example, inorganic LEDs, e.g. with InGAlP, or organic LEDs (OLEDs).
  • a signal output of the photodetector D is operatively connected to the control device T, where a signal output via the signal output Sensor signal can be evaluated.
  • the sensor signal of the photodetector D can be used to regulate the currents flowing through the color channels Chi, Ch2 and Ch3, so that a set value of a luminous flux can be maintained.
  • the photodetector D can not be used.
  • the measuring phase MP can be used for a calibration of the LED lighting device L.
  • ⁇ a correlation between a current through a color channel Chi, Ch2 and Ch3 and the light resulting starch or luminous flux of this color channel Chi, Ch2 and Ch3 are determined.
  • BP2 eg a desired color location and / or a desired light intensity can be adjusted more accurately or adjusted during Tropha ⁇ sen BP1.
  • the control device T may functionally include a switching device for switching the LED lighting device from the operating phase BP1, BP2 into the measuring phase MP and back as well as a measuring phase sequence control.
  • a power height-modulated or amperage modulated control of the color channels can SUC ⁇ gen.
  • the color channels can then be operated in each case in continuous operation, wherein the light intensity ⁇ set a current level or current of an impressed the jewei ⁇ time color channel operating current who can ⁇ . Then, in the measurement phase, the color channels can be successively each with the same current or current height angesteu ⁇ ert as in the operating phase, with different color ⁇ channels then for a uniform color to the operating phase impression can also be driven equally long. This also allows a particularly short measurement phase. It is also possible a variable-height PWM control of the color channels, ie, a PWM control, in addition, the current level or current can be varied.
  • a power level is adjustable (with or without PWM control), it can also be varied during the measuring phase in order to optimize the sensor signal of at least one Photodetek ⁇ tors.
  • the current level for this color ⁇ channel can be increased until the sensor signal has a lower noise error or a higher SNR.
  • the current level can also be reduced in the event that a luminous flux incident on the at least one photodetector is comparatively high and, in particular, is located in the saturation region of the at least one photodetector.
  • the luminous flux is already so high that the photodetector is saturated and no longer be amplified sensor signal at a white ⁇ direct increase in the luminous flux.
  • An indication that the photosensor is operated above its saturation limit is a presence of a maximum sensor signal, eg a maximum sensor voltage.
  • the current level of the color channel can be reduced until the associated sensor signal is in a range between a value just below the maximum sensor signal (as an upper limit) and above a value with an already favorable SNR ⁇ det. It has proven to be advantageous that the current level of the color channel is reduced until the associated sensor signal is in a range between 50% and below, in particular 99.5%, of the maximum sensor signal. det, in particular between 75% and below, in particular 99.5%, of the maximum sensor signal is located.
  • the search for a favorable sensor area can be carried out by means of any suitable search algorithm.
  • a linear search algorithm can be performed in which the current level gradually (linearly) increases (at a ⁇ at flindlich weak sensor signal), or is lowered (at a initially too strong or saturated sensor signal).
  • Such a search algorithm has (in Landau notation) a complexity class 0 (n).
  • a still faster adaptation for example with the complexity ⁇ class O (log n), can be rich ER by other search algorithms such as a binary search algorithm or interpolation search or search interval.
  • the sequence of temporally successively controlled color channels is basically not limited.
  • the order can be the same for several measurement phases (eg always Chi, Ch2, Ch3) or different (eg Chi, Ch2, Ch3 for one measurement phase and for example Ch3, Chi, Ch2 for another measurement phase).
  • the order will preferably be chosen so that the measurement phase is as short as possible. With the commonly used power sources this is particularly the case when the color channels in the measurement phase in descending order of lightness are driven one after ⁇ other, that is, first the color channel with the greatest brightness, then the with the second largest etc. to the channel lowest brightness, as the usual
  • At least one of the channels can be controlled twice;
  • the red, the green and the blue color channel can each be controlled twice, eg in the order Chi, Ch2, Ch3, Chi, Ch2, Ch3.
  • the drive signals for the color channels can follow each other directly or be spaced in time.

Abstract

The invention relates to a method serving to operate an LED lighting device (L), wherein the LED lighting device (L) has at least: at least two color channels (Ch1, Ch2, Ch3), in particular of different colors, wherein each color channel (Ch1, Ch2, Ch3) comprises at least one LED (LD1, LD2, LD3) of the same color and wherein each color channel (Ch1, Ch2, Ch3) can be actuated separately, and at least one photo detector (D), which is configured and arranged to detect a portion of light radiated from the LEDs (LD1, LD2, LD3), wherein the method comprises at least the following steps: changing the LED lighting device (L) from an operating phase (BP1) to a measurement phase (MP); and temporally successively actuating the color channels (Ch1, Ch2, Ch3) so that light radiated during the measurement phase (MP) by the LEDs (LD1, LD2, LD3) has an integral color mixture which substantially corresponds to a color mixture of the operating phase (BP1).

Description

Beschreibung description
LED-Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer LED- Leuchtvorrichtung LED lighting device and method for operating an LED lighting device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer LED- Leuchtvorrichtung und eine LED-Leuchtvorrichtung. The invention relates to a method for operating an LED lighting device and an LED lighting device.
WO 2006/063552 AI betrifft ein Kfz-Scheinwerferelement , wel- ches wenigstens eine Leuchtdiode (LED) und wenigstens eine Steuervorrichtung aufweist, die geeignet ist, ein von einer Messgröße abhängiges Signal zu verarbeiten und einen Strom entsprechend dem Signal in die Leuchtdiode einzuprägen, wobei die Steuervorrichtung und die Leuchtdiode auf einem gemeinsa- men Träger angeordnet sind. WO 2006/063552 A1 relates to a motor vehicle headlight element which has at least one light-emitting diode (LED) and at least one control device which is suitable for processing a signal dependent on a measured variable and impressing a current corresponding to the signal into the light-emitting diode the control device and the light emitting diode are arranged on a common carrier.
US 2004/0036418 AI betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines geschlossenen Regelkreises unter Verwendung von Dauerstromschalttechniken . Mittels Steuerns des Stroms, der Leuchtdioden (LEDs) zugeführt wird, können die LEDs mit oder nahe an ihrer maximalen Kapazität betrieben werden, ohne die Gefahr, die LEDs zu überlasten und ohne dass übermäßige Strommengen verwendet werden. Eine Schaltung weist mehrere High-Side-Schalter auf, von denen jeder mit einem LED-Array verbunden ist. Die LED-Arrays sind über eine Spule mit einer Stromschaltungsbedienstelle verbunden, welche Strom auf Masse schaltet oder den Strom wieder zurückführt, um ei¬ nen LED-Stromfluss in einem gewünschten Bereich aufrechtzuerhalten . US 2004/0036418 A1 relates to a circuit and method for providing a closed loop using persistent current switching techniques. By controlling the current supplied to light emitting diodes (LEDs), the LEDs may be operated at or near their maximum capacity without the risk of overloading the LEDs and without using excessive amounts of current. A circuit has several high-side switches, each of which is connected to an LED array. The LED arrays are connected via a coil to a Stromschaltungsbedienstelle, which switches power to ground or the current back to keep egg ¬ nen LED current flow in a desired range.
US 2006/0006821 AI betrifft ein System und Verfahren zum Implementieren einer LED-basierten Leuchte, welche einen oder mehrere Farbkanäle enthält. Die Leuchte umfasst eine Steue¬ rung, die eine optische Abtastung und Rückkopplung verwendet, um LEDs in jedem Kanal so zu steuern, dass sie eine durchgängige Leuchtstärke und/oder Farbausgabe bereitstellen. Die op¬ tische Rückkopplungsschleife mag der Leuchtensteuerung eine gleichmäßige Leuchtstärke und/oder Farbe der Leuchtenausgabe bereitstellen. Die Steuerung mag dann einen Strom und/oder ein Pulsbreitenmodulations ( PWM) -Tastverhältnis einstellen, welche separaten Farbkanälen der Leuchte zugeführt werden, um die gewünschte Leuchtstärke und/oder Farbe zu erhalten. US 2006/0006821 A1 relates to a system and method for implementing an LED-based luminaire that includes one or more color channels. The lamp comprises a Steue ¬ tion, using an optical scanning and feedback to control LEDs in each channel so as to provide a continuous light intensity and / or color output. The op ¬ tables feedback loop like the lighting control a provide uniform luminous intensity and / or color of the luminaire output. The controller may then adjust a current and / or a pulse width modulation (PWM) duty cycle, which are fed to separate color channels of the luminaire to obtain the desired luminosity and / or color.
US 2002/0097000 AI betrifft ein LED-Leuchtensystem zum Be¬ reitstellen von Leistung für LED-Lichtquellen, um eine gewünschte Lichtfarbe bereitzustellen, das eine Stromversor- gungsstufe aufweist, die dazu ausgestaltet ist, ein Gleich¬ stromsignal bereitzustellen. Eine Lichtmischungsschaltung ist mit der Stromversorgungsstufe gekoppelt und umfasst eine Vielzahl von LED-Lichtquellen mit roter, grüner und blauer Farbe, um Licht mit verschiedenen gewünschten Farbtemperatu- ren zu erzeugen. Ein Steuersystem ist mit der Stromversorgungsstufe gekoppelt und dazu ausgestaltet, der Stromversor¬ gungsstufe Steuersignale bereitzustellen, um das Gleichstromsignal auf einem gewünschten Pegel zu halten, um die gewünschte Lichtausgabe aufrechtzuerhalten. Das Steuersystem ist ferner dazu ausgestaltet, zu den LED-Lichtquellen zugehö¬ rige Lumenausgabeanteile zu schätzen, und zwar beruhend auf einer Übergangstemperatur der LED-Lichtquellen und Chromati- zität skoordinaten des gewünschten, an der Lichtmischungsschaltung zu erzeugenden Lichts. Die Lichtmischungsschaltung weist ferner einen Temperatursensor zum Messen der den LED- Lichtquellen zugehörigen Temperatur und einen Lichtdetektor zum Messen eines Lumenaus gabepege 1 s von von den LED- Lichtquellen erzeugtem Licht auf. Beruhend auf den gemessenen Temperaturen bestimmt das Steuersystem die Menge an Ausgabe- lumen, die jede der LED-Lichtquellen erzeugen muss, um die gewünschte gemischte Lichtausgabe zu erreichen, und der Lichtdetektor in Verbindung mit einer Rückkopplungsschleife erhält die benötigte Lumenausgabe für jede der LED- Lichtquellen aufrecht. DE 10 2005 049 579 AI betrifft eine Lichtquelle, die misch¬ farbiges Licht aussendet, das Licht mindestens zwei verschie¬ dener Farben enthält, das von einer Mehrzahl primärer Lichtquelle ausgesendet wird, bei der: die primären Lichtquelle in Gruppen eingeteilt sind und die Helligkeitswerte der primären Lichtquellen innerhalb einer Gruppe nach Farben getrennt ermittelt und gesteuert sind, so dass der Farbort des mischfar¬ bigen Lichtes in einem vorgegebenen Bereich der CIE- Normfarbtafel liegt. Weiterhin wird ein Verfahren zur Steue- rung einer solchen Lichtquelle angegeben sowie eine Beleuchtungseinrichtung mit einer solchen Lichtquelle, beispielswei¬ se zur Hinterleuchtung eines Displays. US 2002/0097000 Al relates to a LED lighting system for loading ¬ riding provide power for the LED light sources to provide a desired color of light, which has a power supply stage which is adapted to provide a DC current signal ¬. A light mixing circuit is coupled to the power supply stage and includes a plurality of red, green and blue color LED light sources to produce light at various desired color temperatures. A control system is coupled to the power supply circuit and configured to provide the Stromversor ¬ supply level control signals to keep the DC signal at a desired level, to maintain the desired light output. The control system is further configured to estimate the LED light sources zugehö ¬ membered lumen output components, namely based on a transition temperature of the LED light sources and chromatic capacity skoordinaten the desired, on the light mixing circuit for generating light. The light mixing circuit further comprises a temperature sensor for measuring the temperature associated with the LED light sources, and a light detector for measuring a lumen output level of s light generated from the LED light sources. Based on the measured temperatures, the control system determines the amount of output lumen each of the LED light sources must produce to achieve the desired mixed light output, and the light detector in conjunction with a feedback loop receives the required lumen output for each of the LED light sources upright. DE 10 2005 049 579 Al relates to a light source which emits mixed ¬ colored light, the light containing at least two various ¬ Dener colors emitted from a plurality of primary light source in which: are the primary light source divided into groups and the brightness values of primary light sources are separately determined within a group by color and controlled so that the color locus of mischfar ¬-lived light lies within a predetermined range of the CIE standard color chart. Furthermore, a method for controlling such a light source as well as a lighting device with such a light source, beispielswei ¬ se for backlighting a display.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders nutzerfreundliche Möglichkeit einer Nachstellung einer LED- Leuchtvorrichtung mit mindestens zwei Farbkanälen bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide a particularly user-friendly possibility of adjusting an LED lighting device with at least two color channels.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred shapes are Out guide insbesonde ¬ re gathered from the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer LED-Leuchtvorrichtung, wobei die LED-Leuchtvorrichtung mindestens aufweist: The object is achieved by a method for operating an LED lighting device, wherein the LED lighting device has at least:
- mindestens zwei Farbkanäle, insbesondere unterschiedlicher Farbe, wobei jeder Farbkanal mindestens eine Leuchtdiode (LED) gleicher Farbe umfasst und wobei jeder Farbkanal ge¬ trennt oder individuell ansteuerbar ist, und - At least two color channels, in particular different color, each color channel comprises at least one light emitting diode (LED) of the same color and wherein each color channel ge ¬ separates or individually controlled, and
- mindestens einen Photodetektor, welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Anteil eines von den LEDs abge¬ strahlten Lichts zu detektieren, - at least one photodetector which is adapted and arranged to detect a portion of a abge ¬ irradiated light from the LEDs,
wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte auf¬ weist: wherein the method comprises at least the following steps:
- Umschalten der LED-Leuchtvorrichtung von einer Betriebsphase in eine Messphase; - zeitlich nacheinander folgendes ( sequenzielles ) Ansteuern oder Aktivieren der Farbkanäle so, dass ein während der Messphase von den LEDs abgestrahltes Licht eine (integra¬ le) Farbmischung aufweist, welche im Wesentlichen einer Farbmischung der Betriebsphase entspricht. - switching the LED lighting device from an operating phase to a measuring phase; sequential (sequential) driving or activating the color channels so that a light emitted by the LEDs during the measurement phase has an (integra ¬ le) color mixture, which essentially corresponds to a color mixture of the operating phase.
Die mindestens zwei Farbkanäle können auch unterschiedliche Farbkanäle gleicher Farbe umfassen. Jeder Farbkanal umfasst eine oder mehrere LEDs gleicher Farbe, z.B. in Reihe geschal- tet oder parallel geschaltet. The at least two color channels may also comprise different color channels of the same color. Each color channel comprises one or more LEDs of the same color, e.g. connected in series or in parallel.
Mittels des mindestens einen Photodetektors, insbesondere ei¬ nes einzigen Photodetektors, wird ein Anteil oder Bruchteil des von den (insbesondere allen) LEDs abgestrahlten Lichts detektiert oder abgefühlt. Der Photodetektor kann z.B. eine Photodiode oder einen Phototransistor umfassen. By means of the at least one photodetector, in particular egg ¬ nes single photodetector, a portion or fraction of the radiated from the (in particular all) LEDs light is detected or sensed. The photodetector may comprise, for example, a photodiode or a phototransistor.
Die Betriebsphase entspricht einem normalen Betrieb der LED- Leuchtvorrichtung . The operating phase corresponds to a normal operation of the LED lighting device.
Unter einer Farbmischung oder integralen Farbmischung der Messphase kann insbesondere eine Addition des während der Messphase abgestrahlten Lichts der Farbkanäle verstanden werden . A color mixture or integral color mixture of the measurement phase can be understood in particular to be an addition of the light emitted during the measurement phase of the color channels.
Die Reihenfolge der zeitlich nacheinander folgend angesteuerten Farbkanäle ist grundsätzlich nicht beschränkt. Die Rei¬ henfolge der zeitlich nacheinander folgend angesteuerten Farbkanäle kann für mehrere Messphasen gleich sein oder sich unterscheiden. The sequence of temporally successively controlled color channels is not limited in principle. The Rei ¬ henfolge the time-sequentially driven color channels may be the same for a plurality of measurement phases or may be different.
Das obige Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch das zeitlich nacheinander folgende ( sequenzielle ) Ansteuern der Farbkanäle der von dem Photodetektor detektierte Lichtstrom sich eindeutig und mit hoher Genauigkeit einem bestimmten Farbkanal zuordnen lässt. Dadurch entfällt ein Aufwand zum fehlerbehafteten Trennen oder Rekonstruieren der Lichtströme der einzelnen Farbkanäle. Dies kann beispielsweise dazu ver¬ wendet werden, eine Korrelation zwischen einem Strom durch einen Farbkanal und der sich daraus ergebenden Lichtstärke oder Lichtstrom dieses Farbkanals zu bestimmen. Damit wieder- um kann beispielsweise während der Betriebsphasen ein gewünschter Farbort und/oder eine gewünschte Lichtstärke genau¬ er eingestellt oder eingeregelt werden. The above method has the advantage that the luminous flux detected by the photodetector can be assigned unambiguously and with high accuracy to a specific color channel by the sequential (sequential) driving of the color channels. This eliminates an effort to faulty disconnecting or reconstructing the luminous flux the individual color channels. This can be, for example, to ver ¬ turns, a correlation between a current through a color channel and to determine the consequent light intensity or light power resulting this color channel. In order to re example, during the operational phase a desired color location and / or a desired intensity exactly he ¬ be set or adjusted.
Dadurch, dass ein während der Messphase von den LEDs abge- strahltes Licht eine Farbmischung aufweist, welche im Wesent¬ lichen einer Farbmischung der Betriebsphase entspricht, wird gleichzeitig ein Farbeindruck der vorangegangenen Betriebsphase weitergeführt, so dass ein Betrachter die Messphase farblich nicht von der Betriebsphase unterscheiden kann und so die Messphase nicht als störend empfindet. In that an off-irradiated by the LEDs during the measurement phase of light having a color mixture, which in Wesent ¬ union corresponds to a color mixture of the operating phase, a color impression of the previous operation phase is simultaneously carried on, so that a viewer the measurement phase color do not differ from the operating phase can and does not feel the measurement phase as disturbing.
Es ist eine Ausgestaltung, dass während der Messphase jeder Farbkanal getrennt mittels einer Pulsweitenmodulation so angesteuert wird, dass ein Verhältnis von Pulsbreiten der Farb- kanäle während der Messphase im Wesentlichen einem Verhältnis der Pulsbreiten der Farbkanäle während der Betriebsphase ent¬ spricht. Der zu der Betriebsphase gleiche Farbeindruck wird somit durch die Einstellung einer ähnlichen oder gleichen Pulsbreite erreicht, was besonders einfach zu bewerkstelligen ist. It is an aspect that during the measurement phase, each color channel is controlled separately by means of a pulse width modulation so that a ratio of pulse widths of the color channels during the measurement phase substantially speaks a ratio of the pulse widths of the color channels during the operating phase ent ¬. The same color impression to the operating phase is thus achieved by setting a similar or same pulse width, which is particularly easy to accomplish.
Es ist eine für eine Erzeugung eines gleichen oder ähnlichen Farbeindrucks besonders vorteilhafte Ausgestaltung, dass eine Abweichung eines Verhältnisses der Pulsbreiten zweier Farbka- näle während der Messphase um nicht mehr als 10%, insbesonde¬ re nicht mehr als 1%, von dem Verhältnis der Pulsbreiten die¬ ser beiden Farbkanäle während der Betriebsphase abweicht. It is a particularly advantageous for the generation of a same or similar color impression configuration that a deviation of a ratio of the pulse widths of two Farbka- ducts during the measuring phase by no more than 10%, insbesonde ¬ re not more than 1%, the ratio of the pulse widths the ¬ these two color channels deviates during the operating phase.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass eine Strömhöhe für eden der Farbkanäle getrennt so einge¬ stellt wird, dass ein Verhältnis von Stromhöhen der Farbkanä¬ le während der Messphase im Wesentlichen einem Verhältnis der Stromhöhen der Farbkanäle während der Betriebsphase ent¬ spricht. Dadurch kann ein gleicher oder ähnlicher Farbeindruck von Betriebsphase und Messphase durch ein Einhalten der Stromhöhenverhältnisse erreicht werden, z.B. wenn die Farbka- näle im Dauerbetrieb angesteuert werden. There is an alternative or additional embodiment that a Strömhöhe for Eden of the color channels separately provides turned so ¬ is that a ratio of power levels of the Farbkanä ¬ le during the measurement phase is essentially a ratio of the Current heights of the color channels during the operating phase ent ¬ speaks. As a result, the same or similar color impression of the operating phase and the measuring phase can be achieved by maintaining the current height ratios, for example if the color channels are activated in continuous operation.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Lichtmenge während des Messzyklus' durch Einstellen einer Stromhöhe auf einen Wert gebracht wird, bei dem eine Signalhöhe oder Pegel eines Sen- sorsignals des mindestens einen Photodetektors in einem Be¬ reich zwischen 75% und weniger als 100%, z.B. 99,5%, seiner maximalen Signalhöhe liegt. Dadurch kann einerseits ein aus¬ reichend hoher Signalpegel mit einem hohen Signal-zu-Rausch- Verhältnis (SNR) erreicht werden und gleichzeitig eine Sätti- gung des Photodetektors vermieden werden. It is a further development that a quantity of light during the measurement cycle by setting a current level is set to a value at which a signal height or level of a transmitter sorsignals the at least one photodetector in a Be ¬ ranging between 75% and less than 100%, eg 99.5%, its maximum signal level. Thereby a sufficiently high signal level from ¬ with a high signal-to-noise ratio (SNR) of the photodetector can be prevented on the one hand be achieved and at the same time supply a saturation.
Es ist eine zum schnellen Einstellen des Pegels des Sensorsignals in dem Bereich zwischen 75% und weniger als 100% seiner maximalen Signalhöhe vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Lichtmenge mittels eines Suchalgorithmus' auf den Wert oder in den Bereich gebracht wird. Der Suchalgorithmus kann z.B. ein linearer Suchalgorithmus sein. Zum schnellen Einstellen des Pegels kann ein Suchalgorithmus verwendet werden, welcher schneller als der lineare Suchalgorithmus arbeitet, insbeson- dere ein binärer Suchalgorithmus oder eine Intervallsuche. It is an embodiment which is advantageous for rapidly adjusting the level of the sensor signal in the range between 75% and less than 100% of its maximum signal height, that the amount of light is brought to the value or the range by means of a search algorithm. The search algorithm may e.g. be a linear search algorithm. To quickly adjust the level, a search algorithm can be used which works faster than the linear search algorithm, in particular a binary search algorithm or an interval search.
Beispielsweise kann es gewünscht sein, den Pegel des Sensor¬ signals zu reduzieren, wenn viel Licht in den Photodetektor zurückreflektiert und/oder aus der Umgebung eingestrahlt wird. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn der LED- Leuchtvorrichtung ein Lichtmischer wie beispielsweise ein Di- ffusor, eine strahl formende Optik usw nachgeschaltet ist, welcher vergleichsweise viel Licht zurückwirft. Dadurch kann der Photodetektor saturiert werden, so dass sich in der Mess- phase keine sinnvolle Korrelation zwischen einem Ansteuersig- nal eines Farbkanals und seinem Lichtstrom mehr ergibt. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Messphase zusätzlich zu dem Schritt des Ansteuerns der Farbkanäle einen Schritt eines Nichtansteuerns aller Farbkanäle aufweist. In dieser 'Dunkelphase' kann eine Auswirkung eines in die LED-Leucht- Vorrichtung einfallenden Umgebungslichts auf das Sensorsignal bestimmt werden. For example, it may be desirable to reduce the level of the sensor signal when a lot of light is reflected back into the photodetector and / or radiated from the environment. This may be the case, for example, if a light mixer, such as a diffuser, a beam-forming optic, etc., is connected downstream of the LED lighting device, which reflects back a comparatively large amount of light. As a result, the photodetector can be saturated so that in the measurement phase there is no longer any meaningful correlation between a drive signal of a color channel and its luminous flux. It is still an embodiment that the measurement phase has, in addition to the step of driving the color channels, a step of not driving all the color channels. In this 'dark phase' an effect of an incident on the LED light device ambient light can be determined on the sensor signal.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Messphase zusätzlich Ausgleichsabschnitte aufweist, während derer die Farbkanäle wie während einer Betriebsphase angesteuert wer¬ den. So können die Farbkanäle während der Ausgleichsabschnit¬ te auch gleichzeitig betrieben werden. Dadurch kann ein Helligkeitseindruck für einen Benutzer während der Messphase an einen Helligkeitseindruck während einer Betriebsphase ange- glichen werden. It is still a further embodiment, the measuring phase has additional compensation periods during which the color channels as controlled during an operating phase ¬ to. Thus, the color channels during the Ausgleichsabschnit ¬ te can also be operated simultaneously. As a result, a brightness impression for a user during the measurement phase can be adjusted to a brightness impression during an operating phase.
Wenn bedingt durch die unterschiedlich langen An-Zeiten oder Aktivierungsdauern der einzelnen Kanäle mehr Messungen durchgeführt werden können als für die Regelung notwendig, können in nachfolgenden Messphasen diese Messungen ausgelassen oder gezielt verkürzt werden, um den Zeitbedarf der Messphase zu reduzieren. In dieser Ausgestaltung kann der durch die ausgelassenen Messungen bedingte Fehler beispielsweise durch die Ausgleichsabschnitte korrigiert werden. If, due to the differently long on-times or activation periods of the individual channels, more measurements can be carried out than are necessary for the control, these measurements can be omitted or specifically shortened in subsequent measurement phases in order to reduce the time requirement of the measurement phase. In this embodiment, the error caused by the omitted measurements can be corrected, for example, by the compensation sections.
Für eine integrale Farbmischung, bei der die sequenzielle An- steuerung der Farbkanäle von einem Benutzer aufgrund einer Augenträgheit als eine gleichzeitige Lichtausstrahlung wahr¬ genommen wird, ist es eine vorteilhafte Ausgestaltung, dass eine Messphase nicht länger als ca. 40 ms dauert, insbesonde¬ re nicht länger als 20 ms, insbesondere nicht länger als 10 ms. Insbesondere kann eine Dauer der Messphase, bei der ein Farbkanal angesteuert wird, so lange dauern wie für die Mess¬ werterfassung der einzelnen Kanäle notwendig ist, also z.B. auch ohne eine Dunkelphase. Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass eine Zeitdauer zwischen zwei Messphasen nicht konstant ist. Dadurch kann unterdrückt werden, dass sich mehrere LED-Leuchtvorrichtungen, insbesondere mehrfach hintereinander, gleichzeitig (kollek- tiv) in ihrer Messphase befinden und so für einen Betrachter einen Unterschied zu einem Eindruck aus einer Betriebsphase verstärken. Dieser Effekt kann besonders wirksam unterdrückt werden, falls eine Zeitdauer zwischen zwei Messphasen nichtdeterministisch, z.B. zufällig oder pseudo-zufällig bestimmt, ist. For integral color mixing, in which the sequential actuation of the color channels by a user due to persistence of vision is perceived ¬ as a simultaneous light emission, it is an advantageous embodiment in that a measuring phase lasts no longer than about 40 ms, insbesonde ¬ re not longer than 20 ms, especially not longer than 10 ms. In particular, a duration of the measurement phase, in which a color channel is activated, take as long as necessary for the measured value acquisition ¬ the individual channels, eg without a dark phase. It is also an embodiment that a time duration between two measurement phases is not constant. This can suppress the fact that a plurality of LED lighting devices, in particular several times in succession, are simultaneously (collectively) in their measuring phase and thus enhance a viewer's difference to an impression from an operating phase. This effect can be particularly effectively suppressed if a time period between two measurement phases is nondeterministic, eg random or pseudorandom.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass ein während der Messphase von dem mindestens einen Photodetektor ausgegebenes Sensorsignal zumindest abschnittsweise dazu verwendet wird, eine Ansteuerung in einer folgenden Betriebsphase anzupassen. Dies kann z.B. in Form einer Rückkopplung geschehen. Beispielsweise kann das Ergebnis verwendet werden, um in einer Regelschleife die benötigte Lichtmenge zur Erreichung des Farbortes zu berechnen oder/und nachzuregeln . It is also an embodiment that a sensor signal output by the at least one photodetector during the measurement phase is used at least in sections to adapt an activation in a subsequent operating phase. This can e.g. done in the form of a feedback. For example, the result can be used to calculate and / or readjust the amount of light required to reach the color location in a control loop.
Es ist vorteilhaft, die Farbkanäle in der Messphase in Rei¬ henfolge der Helligkeit der Farbkanäle, bevorzugt in abstei¬ gender Reihenfolge, anzusteuern. Wenn eine Anpassung der Helligkeit durch eine Ansteuerung der Stromquelle erfolgt, ist die Zeitdauer, die die Stromquelle benötigt, um den gewünsch¬ ten Leistungswert zu erreichen, entscheidend für die Zeitdau¬ er der Messung. Diese kann je nach Stromquelle im Anstieg oder im Absenken unterschiedlich sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zu Anfang der Messung den "langsamen" Schritt zu wählen und dann für die Anpassungen in den einzelnen Schritten die "schnelle" Richtung zu verfolgen. It is advantageous for the color channels in the measurement phase in Rei ¬ henfolge the brightness of the color channels, preferably in abstei ¬ gender order to drive. If an adjustment of brightness is carried out by driving the power source, the time period required for the current source in order to reach the gewünsch ¬ th power value is critical for the Zeitdau he ¬ the measurement. This may vary depending on the current source in the rise or the fall. It has proven to be advantageous to choose the "slow" step at the beginning of the measurement and then to follow the "fast" direction for the adjustments in the individual steps.
Die meisten Stromquellen ermöglichen eine schnelle Leistungsund damit Stromstärkenreduktion aber nur eine langsame Erhöhung. Daher ist es besonders vorteilhaft, die Farbkanäle in absteigender Reihenfolge der Helligkeit anzusteuern, d.h. zunächst den Farbkanal mit der größten Helligkeit, dann den mit der zweitgrößten usw. bis zum Kanal mit der niedrigsten Hei- ligkeit. Als Abschluss ist dann die Dunkelphase vorteilhaft, wenn eine solche vorgesehen ist. Damit ergibt sich eine be¬ sonders schnelle Messung und damit eine kurze Messphase, die die Gefahr, dass beim Betrachter sichtbare Helligkeitsschwan- kungen entstehen, minimiert. Most power sources allow fast power and thus current reduction but only a slow increase. Therefore, it is particularly advantageous to control the color channels in descending order of brightness, ie first the color channel with the highest brightness, then the one with the second largest, etc., up to the channel with the lowest temperature. ligkeit. As conclusion, then the dark phase is advantageous if such is provided. This results in a ¬ be Sonder fast measurement and a short measurement phase, which minimizes the risk that the viewer caused visible brightness variations.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine LED-Leuchtvorrichtung, wobei die LED-Leuchtvorrichtung mindestens aufweist:The object is also achieved by an LED lighting device, wherein the LED lighting device has at least:
- mindestens zwei Farbkanäle, insbesondere unterschiedlicher Farbe, wobei jeder Farbkanal mindestens eine LED gleicher- At least two color channels, in particular different color, each color channel at least one LED the same
Farbe umfasst und wobei jeder Farbkanal getrennt ansteuer¬ bar ist, Color comprises and wherein each color channel is separately controllable ¬ bar,
- mindestens einen Photodetektor, welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Anteil eines von den LEDs abge- strahlten Lichts zu detektieren,  at least one photodetector, which is arranged and arranged to detect a portion of a light emitted by the LEDs,
- eine Ums ch a 1 t e i n r i ch t un g zum Umschalten der LED- Leuchtvorrichtung von einer Betriebsphase in eine Messphase und  a switch to switch the LED lighting device from an operating phase to a measuring phase, and
- eine Messphasenablaufsteuerung, die dazu eingerichtet ist, die Farbkanäle nacheinander so anzusteuern, dass ein während der Messphase von den LEDs abgestrahltes Licht eine integrale Farbmischung aufweist, welche im Wesentlichen einer Farbmischung der Betriebsphase entspricht. Die Umschalteinrichtung kann z.B. ein funktionaler Teil einer allgemeinen Steuereinrichtung der LED-Leuchtvorrichtung sein.  a measuring phase sequence control, which is set up to control the color channels in succession so that a light emitted by the LEDs during the measuring phase has an integral color mixture, which substantially corresponds to a color mixing of the operating phase. The switching means may e.g. be a functional part of a general control device of the LED lighting device.
Es ist eine Weiterbildung, dass die LED-Leuchtvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren wie oben beschrieben aus- zuführen. It is a development that the LED lighting device is set up to carry out a method as described above.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Fig.l zeigt in drei Reihen jeweils einen Ausschnitt aus einem ersten, einem zweiten bzw. einem dritten An- steuersignal für einen jeweils zugehörigen Farbka- nal einer LED-Leuchtvorrichtung. Das Ansteuersignal ist als eine Auftragung eines Strompegels eines in den jeweiligen Farbkanal eingeprägten Stroms I gegen die Zeit T dargestellt; In the following figures, the invention will be described schematically with reference to an embodiment schematically. FIG. 1 shows, in three rows, a section of a first, a second or a third control signal for a respectively associated color channel. a LED lighting device. The drive signal is shown as a plot of a current level of a current I impressed in the respective color channel versus time T;
Fig.2 skizziert eine möglich Ausgestaltung einer LED-2 outlines a possible embodiment of a LED
Leuchtvorrichtung zur Durchführung der in Fig.l gezeigten Abläufe. Lighting device for carrying out the processes shown in Fig.l.
Die erste Reihe aus Fig.l zeigt einen Ausschnitt aus einem ersten Ansteuersignal Sl für einen ersten Farbkanal Chi einer LED-Leuchtvorrichtung. Der erste Farbkanal Chi beinhaltet alle Leuchtdioden (LEDs) einer ersten Farbe, z.B. rot, welche gemeinsam mittels des gemeinsamen Ansteuersignais Sl ange¬ steuert werden. Die roten Leuchtdioden des ersten, roten Farbkanals Chi können z.B. in Reihe geschaltet sein. The first row from Fig.l shows a section of a first drive signal Sl for a first color channel Chi of an LED lighting device. The first color channel Chi includes all light emitting diodes (LEDs) of a first color, for example red, which are ¬ controlled together by the common drive signal Sl. The red LEDs of the first, red color channel Chi can be connected in series, for example.
Die zweite Reihe zeigt einen Ausschnitt aus einem zweiten An¬ steuersignal S2 für einen zweiten Farbkanal Ch2 einer LED- Leuchtvorrichtung. Der zweite Farbkanal Ch2 beinhaltet alle Leuchtdioden (LEDs) einer zweiten Farbe, z.B. grün, welche mittels des gemeinsamen Ansteuersignais S2 angesteuert wer¬ den. Die grünen Leuchtdioden des zweiten, grünen Farbkanals Ch2 können z.B. in Reihe geschaltet sein. Die dritte Reihe zeigt einen Ausschnitt aus einem dritten An¬ steuersignal S3 für einen dritten Farbkanal Ch3 einer LED- Leuchtvorrichtung. Der dritte Farbkanal Ch3 beinhaltet alle Leuchtdioden (LEDs) einer dritten Farbe, z.B. blau, welche gemeinsam mittels des gemeinsamen Ansteuersignais S3 ange- steuert werden. Die blauen Leuchtdioden des dritten, blauen Farbkanals Ch3 können z.B. in Reihe geschaltet sein. The second row shows a detail of a second to ¬ control signal S2 for a second color channel Ch2 an LED lighting device. The second color channel Ch2 includes all light emitting diodes (LEDs) of a second color, for example green, which the driven means of the common drive signal S2 ¬. The green LEDs of the second, green color channel Ch2 can be connected in series, for example. The third row shows a detail of a third control signal S3 to ¬ for a third color channel Ch3 of an LED lighting device. The third color channel Ch3 contains all light-emitting diodes (LEDs) of a third color, for example blue, which are controlled jointly by means of the common activation signal S3. The blue LEDs of the third, blue color channel Ch3 can be connected in series, for example.
Fig.l zeigt jeweils zeitgleiche Ausschnitte der Ansteuersig- nale Sl, S2 bzw. S3. Die Ausschnitte zeigen jeweils eine ers- te Betriebsphase BP1, auf welche eine Messphase MP folgt, auf welche eine zweite Betriebsphase BP2 folgt. In den Betriebsphasen BP1, BP2 wird die LED-Leuchtvorrichtung normal betrieben. Die Betriebsphasen BP1, BP2 bestehen aus einer Abfolge von Aktivierungs zyklen der Zeitdauer tba, von denen ein Aktivierungs zyklus beispielhaft in der ersten Be- triebsphase BP1 zwischen einem Zeitpunkt tbO = 0 und einem Zeitpunkt tba dargestellt ist. Fig.l shows each time simultaneous sections of Ansteuersig- signals Sl, S2 and S3. The sections each show a first operating phase BP1, which is followed by a measurement phase MP, which is followed by a second operating phase BP2. In operating phases BP1, BP2, the LED lighting device operates normally. The operating phases BP1, BP2 consist of a sequence of activation cycles of the time period tba, of which an activation cycle is shown by way of example in the first operating phase BP1 between a time tbO = 0 and a time tba.
In dem gezeigten Aktivierungszyklus werden zunächst ab dem Zeitpunkt tbO alle drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 gleichzeitig angesteuert bzw. aktiviert, jedoch innerhalb des Aktivie¬ rungszyklus' meist für eine unterschiedliche Dauer. In ande¬ ren Worten wird in einem Aktivierungszyklus auf alle drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 ein Puls, insbesondere Strompuls, aufgegeben, wobei sich eine Pulsbreite PB1, PB2, PB3 der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 unterscheiden kann. Die Pulsbreite PB1, PB2, PB3 ist durch die LED-Leuchtvorrichtung einstellbar und kann sich beispielsweise nach einer gewünschten Farbtemperatur richten. So kann einer bestimmten Farbe oder Farbort des von der LED-Leuchtvorrichtung abgestrahlten Lichts, z.B. warm-weiß oder kalt-weiß, ein bestimmtes Verhältnis der Puls¬ breiten PB1, PB2, PB3 und damit Ansteuerungsdauern der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 zugeordnet sein. Dabei wird ausgenutzt, dass die Zeitdauer tba eines Aktivierungszyklus so kurz ist, dass aufgrund einer Augenträgheit das von allen Farbkanälen Chi, Ch2, Ch3 abgestrahlte Licht von einem Betrachter als praktisch gleichzeitig abgestrahltes Licht, also als Misch¬ licht aus den drei Farbkanälen Chi, Ch2, Ch3, wahrgenommen wird . In dem gezeigten beispielhaften Aktivierungszyklus werden die LEDs des ersten Farbkanals Chi dauernd bestromt, was einer Pulsbreite PB1 von 100% des Aktivierungs zyklus ' entspricht, also PB1 = tba. Die LEDs des zweiten Farbkanals Ch2 werden 55% der Zeit des Akt ivierungs zyklus ' bestromt (PB2 = 55% tba) , und die LEDs des dritten Farbkanals Ch3 werden 18% der Zeit des Aktivierungs zyklus ' bestromt (PB3 = 18% tba) . Die Pulsbreiten PB1, PB2 bzw. PB3 können beispielsweise von dem gewünschten Farbort der LED-Leuchtvorrichtung, der Leuchtstärke, der Farbe und der Zahl der LED(s) pro Farbkanal usw. abhängen. Die Pulsbreiten PB1, PB2, PB3 können variiert werden, z.B. um einen Farbort und/oder eine Lichtstärke des Mischlichts zu ändern. In the example shown activation cycle all three color channels Chi, Ch2, Ch3 are first from the date tbO simultaneously driven or activated, but within the activa ¬ insurance cycle 'usually for a different duration. In ande ¬ ren words three color channels Chi, Ch2, Ch3 a pulse, in particular current pulse is abandoned in an activation cycle to all, with a pulse width PB1, PB2, PB3 of the color channels Chi, Ch2 may differ Ch3. The pulse width PB1, PB2, PB3 can be adjusted by the LED lighting device and can be directed, for example, to a desired color temperature. So a certain color or color point of light emitted by the LED lighting device light, for example, can be warm white or cool white, be associated with a particular ratio of the pulse ¬ wide PB1, PB2, PB3 and control periods of the color channels Chi, Ch2, Ch3. It is exploited that the duration tba of an activation cycle is so short that due to an eye inertia emitted by all color channels chi, ch2, ch3 light from a viewer as virtually simultaneously emitted light, ie as mixed ¬ light from the three color channels chi, ch2 , Ch3, is perceived. In the exemplary activation cycle shown, the LEDs of the first color channel Chi are constantly energized, which corresponds to a pulse width PB1 of 100% of the activation cycle ', ie PB1 = tba. The LEDs of the second color channel Ch2 are energized 55% of the time of the Akt ivierungs cycle '(PB2 = 55% tba), and the LEDs of the third color channel Ch3 18% of the time of the activation cycle' energized (PB3 = 18% tba). The pulse widths PB1, PB2 and PB3 can be used, for example, by the desired color location of the LED lighting device, the luminous intensity, the color and the number of LED (s) per color channel, etc. depend. The pulse widths PB1, PB2, PB3 can be varied, for example to change a color location and / or a light intensity of the mixed light.
In dem gezeigten Beispiel können die drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 unabhängig voneinander angesteuert werden, so dass sich z.B. eine gleichzeitige Ansteuerung, insbesondere Bestromung, der drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 besonders einfach erreichen lässt. Jedoch kann auch eine sequenzielle Ansteuerung verwendet werden, bei der keine zwei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 gleichzeitig angesteuert werden. Auch mögen nur zwei Farbkanäle eingesetzt werden, z.B. mit roten LED(S) bzw. mintgrünen LED(s) zur Erzeugung eines weißen Mischlichts. Auch können mehr als drei Farbkanäle einge¬ setzt werden, z.B. zusätzlich mit bernsteinfarbenen LED(s) ('amber') zur Erzeugung eines warm-weißen Mischlichts. In the example shown, the three color channels Chi, Ch2, Ch3 can be controlled independently of each other, so that, for example, simultaneous activation, in particular energization, of the three color channels Chi, Ch2, Ch3 can be achieved particularly easily. However, a sequential drive in which no two color channels Chi, Ch2, Ch3 are driven simultaneously can also be used. Also, only two color channels may be used, eg with red LED (S) or mint green LED (s) to produce a white mixed light. Also, more than three color channels can be ¬ sets, for example, in addition to amber LED (s) ('amber') to produce a warm white mixed light.
Ein Anteil des von den LEDs der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 ab¬ gestrahlten Lichts wird mittels mindestens eines Photodetek¬ tors aufgefangen. Der mindestens eine Photodetektor ist zumindest in der Lage, einen Lichtstrom der LEDs zu detektieren und ein entsprechendes Sensorsignal auszugeben, z.B. zu einer Auswertelogik der LED-Steuervorrichtung. A portion of the is collected by at least one Photodetek ¬ tors from the LEDs of the color channels Chi, Ch2, Ch3 from ¬ retroreflected light. The at least one photodetector is at least able to detect a luminous flux of the LEDs and to output a corresponding sensor signal, for example to an evaluation logic of the LED control device.
Die Betriebsphase BP1 geht zu einem Zeitpunkt tmO für alle drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 in die Messphase MP über. In der Messphase MP werden die drei Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 zeitlich nacheinander oder sequentiell angesteuert und nicht zeitgleich. Dadurch kann ein Sensorsignal des mindestens ei¬ nen Photodetektors einfach und eindeutig einem bestimmten Farbkanal Chi, Ch2, Ch3 zugeordnet und ausgewertet werden, z.B. für eine Bestimmung und/oder Einstellung der Lichtstärke oder des Farborts des Mischlichts. Damit die Messphase MP für einen Betrachter nicht auffällt, dauert eine Zeit zur Ansteuerung der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 vorzugsweise nicht mehr als 40 ms, insbesondere nicht mehr als 20 ms, insbesondere nicht mehr als 10 ms. Es wird beson- ders bevorzugt, wenn die Gesamtdauer tm der Messphase MP nicht mehr als 40 ms, insbesondere nicht mehr als 20 ms, ins¬ besondere nicht mehr als 10 ms dauert. The operating phase BP1 goes into the measuring phase MP at a time tmO for all three color channels Chi, Ch2, Ch3. In the measuring phase MP, the three color channels Chi, Ch2, Ch3 are controlled one after the other or sequentially and not at the same time. This allows a sensor signal of the at least ei ¬ nen photodetector simple and clear a particular color channel Chi, Ch2, Ch3 are assigned and evaluated, for example, for determining and / or adjusting the brightness or the color locus of the mixed light. So that the measurement phase MP is not noticeable to a viewer, a time for controlling the color channels Chi, Ch2, Ch3 preferably lasts no more than 40 ms, in particular not more than 20 ms, in particular not more than 10 ms. It is Particularly preferred if the total duration tm of the measuring phase MP no more than 40 ms, preferably no more than 20 ms, does not take into ¬ particular more than 10 ms.
Um einen Farbeindruck für einen Betrachter während der Mess- phase MP im Vergleich zu der vorangegangenen Betriebsphase BPl nicht zu verändern, werden die Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 so angesteuert, dass während der Messphase von den LEDs abge¬ strahltes Licht eine integrale Farbmischung aufweist, welche im Wesentlichen einer Farbmischung der Betriebsphase ent- spricht. Dabei kann unter einer integralen Farbmischung insbesondere eine Akkumulation, insbesondere Addition, des von den LEDs während der Messphase abgestrahlten Lichts verstanden werden. Hierzu entspricht in diesem Ausführungsbeispiel ein Verhältnis der Pulsbreiten PM1, PM2, PM3 der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 während der Messphase MP im Wesentlichen einem Verhältnis der Pulsbreiten PB1, PB2, PB3 der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 während der Betriebsphase BPl, auch wenn deren absolute Breite bzw. Zeitdauer in der Messphase MP und der vorangegangenen Betriebsphase BPl nicht übereinzustimmen braucht. Aufgrund der Augenträgheit nimmt ein Betrachter dann in der Messphase MP den gleichen Farbeindruck wahr wie in der Betriebsphase BPl . In order not to change a color impression for an observer during the measuring phase MP compared to the previous operating phase BPl, the color channels Chi, Ch2, Ch3 are driven so that said during the measurement phase of the LEDs abge ¬ incident light an integral color mixing, which essentially corresponds to a color mixture of the operating phase. In this case, an integral color mixture can be understood in particular to be an accumulation, in particular addition, of the light emitted by the LEDs during the measuring phase. In this embodiment, in this embodiment, a ratio of the pulse widths PM1, PM2, PM3 of the color channels Chi, Ch2, Ch3 during the measurement phase MP substantially corresponds to a ratio of the pulse widths PB1, PB2, PB3 of the color channels Chi, Ch2, Ch3 during the operation phase BPl, even if whose absolute width or time duration in the measuring phase MP and the preceding operating phase BP1 need not match. Due to the eye inertia, a viewer then perceives the same color impression in the measuring phase MP as in the operating phase BPI.
Die LED-Leuchtvorrichtung kann aus den Sensorsignalen bei- spielsweise für jeden der Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 eine Korrelation zwischen einem zugehörigen Ansteuersignal Sl, S2, S3, z.B. einem Strom, und einer farbspezifischen Lichtstärke herstellen und bei einer Abweichung von einem Sollwert, z.B. der Lichtstärke, das Ansteuersignal entsprechend modifizie- ren. So kann beispielsweise dann, wenn festgestellt wird, dass eine Lichtstärke für einen bestimmten Farbkanal Chi, Ch2, Ch3 niedriger ist als ein für die verwendete Pulsbreite PM1, PM2 bzw. PM3 abgespeicherter Wert der Lichtstärke, die Pulsbreite PB1, PB2 , PB3 für diesen Farbkanal Chi, Ch2, Ch3 in einer folgenden Betriebsphase BP2 erhöht werden. Eine niedrigere Lichtstärke kann beispielsweise durch eine Alte- rung der LEDs, Temperatureffekte oder durch einen Ausfall ei¬ ner LED zustande kommen. The LED lighting device can produce from the sensor signals, for example for each of the color channels Chi, Ch2, Ch3, a correlation between an associated drive signal S1, S2, S3, eg a current, and a color-specific light intensity and, in the case of a deviation from a desired value, eg For example, if it is determined that a light intensity for a particular color channel Chi, Ch2, Ch3 is lower than one for the used pulse width PM1, PM2 or PM3 stored value of the light intensity, the pulse width PB1, PB2, PB3 are increased for this color channel Chi, Ch2, Ch3 in a subsequent phase of operation BP2. A lower light intensity, for example, by an aging of the LEDs, temperature effects or come by a failure ei ¬ ner LED materialize.
In der gezeigten Messphase MP schließt sich an den Abschnitt, zu dem die Farbkanäle Chi, Ch2, Ch3 sequenziell angesteuert oder aktiviert werden, ein optionaler Abschnitt an, während dessen keiner der Farbkanäle angesteuert oder aktiviert ist, eine sog. Dunkelphase DP. In der Dunkelphase DP kann ein Schwarzwert ausgemessen werden, welcher beispielsweise in die LED-Vorrichtung, insbesondere den Photodetektor, eingestrahl- tes Umgebungslicht berücksichtigt. In the measurement phase MP shown, the section to which the color channels Chi, Ch2, Ch3 are sequentially activated or activated is followed by an optional section during which none of the color channels is activated or activated, a so-called dark phase DP. In the dark phase DP, a black value can be measured, which takes into account, for example, ambient light irradiated into the LED device, in particular the photodetector.
Nach der Messphase MP wird in eine zweite Betriebsphase BP2 geschaltet, bei der die Ansteuersignale Sl, S2, S3 im Ver¬ gleich zu den Ansteuersignalen Sl, S2, S3 der ersten Be- triebsphase BP1 auf der Grundlage von aus der Messphase MP gewonnenen Erkenntnissen modifiziert sein können. After the measuring phase MP is switched to a second operating phase BP2, in which the drive signals Sl, S2, S3 modified in comparison ¬ equal to the drive signals Sl, S2, S3 of the first operating phase BP1 on the basis of information obtained from the measurement phase MP could be.
Der zeitliche Abstand zwischen zwei Messphasen MP kann vorbestimmt sein, z.B. kann eine Messphase MP alle n Aktivierungs- zyklen durchgeführt werden. Jedoch kann es bei einem Einsatz mehrerer LED-Leuchtvorrichtungen, die z.B. gleichzeitig angeschaltet werden, vorkommen, dass die Messphasen MP der mehreren LED-Leuchtvorrichtungen im Wesentlichen zeitgleich oder zeitlich nur gering versetzt auftreten. Dann kann ein Bet- rachter diese Messphasen MP möglicherweise kollektiv wahrnehmen. Um eine Wahrnehmung der Messphasen MP mehrerer LED- Leuchtvorrichtungen zu unterdrücken, kann der zeitliche Abstand (Zeitdauer) zweier Messphasen MP einer LED-Leuchtvorrichtung nicht-deterministisch, beispielsweise zufällig oder pseudo-zufällig, sein, insbesondere innerhalb eines vorbe¬ stimmten Zeitintervalls. Fig.2 skizziert eine LED-Leuchtvorrichtung L, welche unter anderem eine Steuereinrichtung T, insbesondere Treiber, zum Betreiben von Leuchtdioden LDl, LD2 und LD3 aufweist. Die Leuchtdioden sind in drei Stränge aufgeteilt, welche einem jeweiligen Farbkanal Chi, Ch2 bzw. Ch3 entsprechen. Jeder Farbkanal enthält eine oder mehrere Leuchtdioden LDl, LD2 bzw. LD3 gleicher Farbe, z.B. der Farbkanal Chi die roten Leuchtdioden LDl, der Farbkanal Ch2 die grünen Leuchtdioden LDl und der Farbkanal Ch3 die blauen Leuchtdioden LD3. Die Farbkanäle Chi, Ch2 und Ch3 sind mittels der Steuereinrichtung T separat oder individuell ansteuerbar. Die Farbkanäle Chi, Ch2 und Ch3 können beispielsweise die Leuchtdioden LDl, LD2 bzw. LD3 in einer Reihenschaltung enthalten. Die Zahl der Leuchtdioden LDl, LD2 und LD3 kann sich unterscheiden. The time interval between two measurement phases MP can be predetermined, eg a measurement phase MP can be performed every n activation cycles. However, in the case of use of a plurality of LED lighting devices, which are switched on at the same time, for example, it may happen that the measuring phases MP of the plurality of LED lighting devices occur only slightly offset at the same time or in terms of time. Then an observer may possibly perceive these measurement phases MP collectively. To a perception of measurement phases to suppress MP plurality of LED lighting devices, the time interval (time duration) may be two measurement phases MP a LED lighting device non-deterministically, for example, be random or pseudo-random, in particular within a vorbe ¬ certain time interval. FIG. 2 outlines an LED lighting device L which, among other things, has a control device T, in particular a driver, for operating light-emitting diodes LD1, LD2 and LD3. The light emitting diodes are divided into three strands, which correspond to a respective color channel Chi, Ch2 and Ch3. Each color channel contains one or more light emitting diodes LD1, LD2 and LD3 of the same color, eg the color channel Chi, the red light emitting diodes LD1, the color channel Ch2, the green light emitting diodes LD1 and the color channel Ch3 the blue light emitting diodes LD3. The color channels Chi, Ch2 and Ch3 can be controlled separately or individually by means of the control device T. The color channels Chi, Ch2 and Ch3 may, for example, the light-emitting diodes LDL, LD2 and LD3 included in a series circuit. The number of light-emitting diodes LD1, LD2 and LD3 may differ.
Unter einer LED LDl, LD2, LD3 kann eine einzeln gehäuste LED oder ein LED-Chip verstanden werden. Als LED-Chips ausgebildete Leuchtdioden LDl, LD2, LD3 können beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sein. Die LEDs LDl, LD2, LD3 können beispielsweise anorganische LEDs, z.B. mit InGAlP, oder organische LEDs (OLEDs) sein. An LED LD1, LD2, LD3 can be understood to mean an individually packaged LED or an LED chip. As LED chips formed light-emitting diodes LDL, LD2, LD3 can be arranged for example on a common substrate. The LEDs LD1, LD2, LD3 may be, for example, inorganic LEDs, e.g. with InGAlP, or organic LEDs (OLEDs).
Während ein größter Anteil des von den LEDs LDl, LD2 und LD3 abgestrahlten Lichts nach Außen abgegeben wird, fällt ein ge- ringerer Anteil auf einen Photodetektor D. Ein Signalausgang des Photodetektors D ist funktional mit der Steuereinrichtung T verbunden, wo ein über den Signalausgang ausgegebenes Sensorsignal ausgewertet werden kann. Während einer Betriebsphase BP1, BP2 kann das Sensorsignal des Photodetektors D beispielsweise dazu verwendet werden, die Ströme, welche durch die Farbkanäle Chi, Ch2 und Ch3 fließen, so zu regeln, dass ein Sollwert eines Lichtstroms eingehalten werden kann. Alternativ kann in der Betriebsphase BP1, BP2 der Photodetektor D nicht verwendet werden. Insbesondere für eine Kalibrierung der LED-Leuchtvorrichtung L kann die Messphase MP verwendet werden. So kann beispiels¬ weise eine Korrelation zwischen einem Strom durch einen Farbkanal Chi, Ch2 und Ch3 und der sich daraus ergebenden Licht- stärke oder Lichtstrom dieses Farbkanals Chi, Ch2 bzw. Ch3 bestimmt werden. Damit wiederum kann während der Betriebspha¬ sen BP1, BP2 z.B. ein gewünschter Farbort und/oder eine gewünschte Lichtstärke genauer eingestellt oder eingeregelt werden . While a majority of the light emitted by the LEDs LD1, LD2 and LD3 is emitted to the outside, a smaller proportion falls on a photodetector D. A signal output of the photodetector D is operatively connected to the control device T, where a signal output via the signal output Sensor signal can be evaluated. During an operating phase BP1, BP2, the sensor signal of the photodetector D, for example, can be used to regulate the currents flowing through the color channels Chi, Ch2 and Ch3, so that a set value of a luminous flux can be maintained. Alternatively, in the operation phase BP1, BP2, the photodetector D can not be used. In particular, for a calibration of the LED lighting device L, the measuring phase MP can be used. Thus, for example ¬, a correlation between a current through a color channel Chi, Ch2 and Ch3 and the light resulting starch or luminous flux of this color channel Chi, Ch2 and Ch3 are determined. This in turn BP2 eg a desired color location and / or a desired light intensity can be adjusted more accurately or adjusted during Betriebspha ¬ sen BP1.
Die Steuereinrichtung T kann funktional eine Umschalteinrichtung zum Umschalten der LED-Leuchtvorrichtung von der Betriebsphase BP1, BP2 in die Messphase MP und zurück als auch eine Messphasenablaufsteuerung umfassen. The control device T may functionally include a switching device for switching the LED lighting device from the operating phase BP1, BP2 into the measuring phase MP and back as well as a measuring phase sequence control.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
So kann anstelle oder zusätzlich zu einer pulsweitenmodulier- ten Ansteuerung der Farbkanäle auch eine stromhöhenmodulierte oder stromstärkenmodulierte Ansteuerung der Farbkanäle erfol¬ gen . So instead of or in addition to a pulsweitenmodulier- th control of the color channels, a power height-modulated or amperage modulated control of the color channels can SUC ¬ gen.
In einer möglichen Variante können die Farbkanäle dann je- weils im Dauerbetrieb betrieben werden, wobei deren Licht¬ stärke über eine Stromhöhe oder Stromstärke eines dem jewei¬ ligen Farbkanal eingeprägten Betriebsstroms eingestellt wer¬ den kann. Dann können in der Messphase die Farbkanäle hintereinander jeweils mit der gleichen Stromstärke oder Stromhöhe angesteu¬ ert werden wie in der Betriebsphase, wobei verschiedene Farb¬ kanäle dann für einen zu der Betriebsphase einheitlichen farblichen Eindruck vorzugsweise auch gleich lang angesteuert werden können. Dies ermöglicht auch eine besonders kurze Messphase . Es ist ferner eine stromhöhenvariable PWM-Ansteuerung der Farbkanäle möglich, d.h., eine PWM-Ansteuerung, bei der zusätzlich die Stromhöhe oder Stromstärke variiert werden kann. Falls eine Stromhöhe einstellbar ist (mit oder ohne PWM- Ansteuerung) , kann diese während der Messphase auch variiert werden, um das Sensorsignal des mindestens einen Photodetek¬ tors zu optimieren. So kann für den Fall, dass ein auf den mindestens einen Pho¬ todetektor einfallender Lichtstrom vergleichsweise gering ist und damit häufig auch ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) des Sensorsignals gering ist, die Stromhöhe für diesen Farb¬ kanal erhöht werden, bis das Sensorsignal einen geringeren Rauschfehler bzw. ein höheres SNR aufweist. In a possible variant of the color channels can then be operated in each case in continuous operation, wherein the light intensity ¬ set a current level or current of an impressed the jewei ¬ time color channel operating current who can ¬. Then, in the measurement phase, the color channels can be successively each with the same current or current height angesteu ¬ ert as in the operating phase, with different color ¬ channels then for a uniform color to the operating phase impression can also be driven equally long. This also allows a particularly short measurement phase. It is also possible a variable-height PWM control of the color channels, ie, a PWM control, in addition, the current level or current can be varied. If a power level is adjustable (with or without PWM control), it can also be varied during the measuring phase in order to optimize the sensor signal of at least one Photodetek ¬ tors. Thus, in the event that an incident on the at least one Pho ¬ todetektor luminous flux is relatively low and thus often a signal-to-noise ratio (SNR) of the sensor signal is low, the current level for this color ¬ channel can be increased until the sensor signal has a lower noise error or a higher SNR.
Auch kann die Stromhöhe für den Fall reduziert werden, dass ein auf den mindestens einen Photodetektor einfallender Lichtstrom vergleichsweise hoch ist und sich insbesondere im Sättigungsbereich des mindestens einen Photodetektors befindet. In anderen Worten ist hier der Lichtstrom bereits so hoch, dass der Photodetektor gesättigt ist und bei einer wei¬ teren Erhöhung des Lichtstroms sein Sensorsignal nicht mehr verstärkt. Ein Hinweis darauf, dass der Photosensor über sei- ner Sättigungsgrenze betrieben wird, ist ein Vorliegen eines maximalen Sensorsignals, z.B. einer maximalen Sensorspannung. The current level can also be reduced in the event that a luminous flux incident on the at least one photodetector is comparatively high and, in particular, is located in the saturation region of the at least one photodetector. In other words, here the luminous flux is already so high that the photodetector is saturated and no longer be amplified sensor signal at a white ¬ direct increase in the luminous flux. An indication that the photosensor is operated above its saturation limit is a presence of a maximum sensor signal, eg a maximum sensor voltage.
In dem Fall eines zu hohen Lichtstroms kann die Stromhöhe des Farbkanals so lange reduziert werden, bis das zugehörige Sen- sorsignal sich in einem Bereich zwischen einem Wert knapp unterhalb des maximalen Sensorsignals (als oberer Grenze) und oberhalb eines Werts mit einem bereits günstigen SNR befin¬ det. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Stromhöhe des Farbkanals so lange reduziert wird, bis das zugehörige Sensorsignal sich in einem Bereich zwischen 50% und unterhalb, insbesondere 99,5%, des maximalen Sensorsignals befin- det, insbesondere zwischen 75% und unterhalb, insbesondere 99,5%, des maximalen Sensorsignals befindet. In the case of too high a luminous flux, the current level of the color channel can be reduced until the associated sensor signal is in a range between a value just below the maximum sensor signal (as an upper limit) and above a value with an already favorable SNR ¬ det. It has proven to be advantageous that the current level of the color channel is reduced until the associated sensor signal is in a range between 50% and below, in particular 99.5%, of the maximum sensor signal. det, in particular between 75% and below, in particular 99.5%, of the maximum sensor signal is located.
Das Aufsuchen eines günstigen Sensorbereichs kann mittels je- des geeigneten Suchalgorithmus' durchgeführt werden. So kann ein linearer Suchalgorithmus durchgeführt werden, bei dem die Stromhöhe schrittweise (linear) erhöht wird (bei einem an¬ fänglich zu schwachen Sensorsignal) oder erniedrigt wird (bei einem anfänglich zu starken oder gesättigten Sensorsignal) . Ein solcher Suchalgorithmus weist (in Landau-Notation) eine Komplexitätsklasse 0(n) auf. The search for a favorable sensor area can be carried out by means of any suitable search algorithm. Thus, a linear search algorithm can be performed in which the current level gradually (linearly) increases (at a ¬ at fänglich weak sensor signal), or is lowered (at a initially too strong or saturated sensor signal). Such a search algorithm has (in Landau notation) a complexity class 0 (n).
Eine noch schnellere Anpassung, z.B. mit der Komplexitäts¬ klasse O(log n) , lässt sich durch andere Suchalgorithmen er- reichen, z.B. einen binären Suchalgorithmus oder eine Interpolationssuche oder Intervallsuche. A still faster adaptation, for example with the complexity ¬ class O (log n), can be rich ER by other search algorithms such as a binary search algorithm or interpolation search or search interval.
Zudem ist die Reihenfolge der zeitlich nacheinander folgend angesteuerten Farbkanäle grundsätzlich nicht beschränkt. Die Reihenfolge kann für mehrere Messphasen gleich sein (z.B. immer Chi, Ch2, Ch3) oder sich unterscheiden (z.B. Chi, Ch2, Ch3 für eine Messphase und beispielsweise Ch3, Chi, Ch2 für eine andere Messphase) . Dabei wird generell die Reihenfolge bevorzugt so gewählt werden, dass die Messphase möglichst kurz ist. Bei den üblicherweise verwendeten Stromquellen ist dies insbesondere dann der Fall, wenn die Farbkanäle in der Messphase in absteigender Reihenfolge der Helligkeit nachein¬ ander angesteuert werden, d.h. zunächst der Farbkanal mit der größten Helligkeit, dann der mit der zweitgrößten usw. bis zum Kanal mit der niedrigsten Helligkeit, da die üblichenIn addition, the sequence of temporally successively controlled color channels is basically not limited. The order can be the same for several measurement phases (eg always Chi, Ch2, Ch3) or different (eg Chi, Ch2, Ch3 for one measurement phase and for example Ch3, Chi, Ch2 for another measurement phase). In general, the order will preferably be chosen so that the measurement phase is as short as possible. With the commonly used power sources this is particularly the case when the color channels in the measurement phase in descending order of lightness are driven one after ¬ other, that is, first the color channel with the greatest brightness, then the with the second largest etc. to the channel lowest brightness, as the usual
Stromquellen wesentlich mehr Zeit für einen Leistungsanstieg als für einen Leistungsabfall benötigen. Als Abschluss ist dann die Dunkelphase vorteilhaft, wenn eine solche vorgesehen ist. Damit ergibt sich eine besonders schnelle Messung und damit eine kurze Messphase, die die Gefahr, dass beim Bet¬ rachter sichtbare Helligkeitsschwankungen entstehen, minimiert. Sollte eine Stromquelle Verwendung finden, die im An- stieg schneller als im Abfall reagiert, ist selbstverständ¬ lich eine Messung in umgekehrter Reihenfolge, d.h. vom dunkelsten zum hellsten Farbkanal vorteilhaft. Allgemein kann in einer Messphase jeder der Farbkanäle einmal oder mehrmals angesteuert werden. So kann in einer Messphase zumindest einer der Kanäle zweimal angesteuert werden; z.B. können in einer Messphasen der rote, der grüne und der blaue Farbkanal jeweils zweimal angesteuert werden, z.B. in der Reihenfolge Chi, Ch2, Ch3, Chi, Ch2, Ch3. Die Ansteuerungs- signal für die Farbkanäle können direkt aufeinander folgen oder zeitlich beabstandet sein. Power sources need much more time for a power increase than for a power loss. As conclusion, then the dark phase is advantageous if such is provided. This results in a particularly fast measurement and thus a short measurement phase, which minimizes the risk that arise during Bet ¬ rachter visible brightness fluctuations. If a power source is used, which rose faster than responding in the waste, is selbstverständ ¬ Lich a measurement in reverse order, that is advantageous from the darkest to the lightest color channel. In general, in a measuring phase, each of the color channels can be controlled once or several times. Thus, in a measuring phase at least one of the channels can be controlled twice; For example, in a measuring phase, the red, the green and the blue color channel can each be controlled twice, eg in the order Chi, Ch2, Ch3, Chi, Ch2, Ch3. The drive signals for the color channels can follow each other directly or be spaced in time.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
BP1 erste Betriebsphase BP1 first phase of operation
BP2 zweite Betriebsphase  BP2 second operating phase
Chi erster Farbkanal Chi first color channel
Ch2 zweiter Farbkanal  Ch2 second color channel
Ch3 dritter Farbkanal  Ch3 third color channel
D Photodetektor  D photodetector
DP Dunkelphase  DP dark phase
I Strom I electricity
L LED-Leuchtvorrichtung  L LED lighting device
LD1 Leuchtdiode des ersten Farbkanals  LD1 LED of the first color channel
LD2 Leuchtdiode des zweiten Farbkanals  LD2 LED of the second color channel
LD3 Leuchtdiode des dritten Farbkanals  LD3 LED of the third color channel
MP Messphase MP measuring phase
PB1 Pulsbreite eines Signalpulses des ersten Farbkanals während eines Aktivierungszyklus' in einer Betriebspha¬ se; PB1 pulse width of a signal pulse of the first color channel during an activation cycle in an operating phase ;
PB2 Pulsbreite eines Signalpulses des zweiten Farbkanals während eines Aktivierungszyklus' in einer Betriebspha¬ se; PB2 pulse width of a signal pulse of the second color channel during an activation cycle 'in an operating phase ;
PB3 Pulsbreite eines Signalpulses des dritten Farbkanals während eines Aktivierungszyklus' in einer Betriebspha¬ se; PB3 pulse width of a signal pulse of the third color channel during an activation cycle 'in an operating phase ;
PM1 Pulsbreite eines Signalpulses des ersten Farbkanals während einer Messphase PM1 Pulse width of a signal pulse of the first color channel during a measurement phase
PM2 Pulsbreite eines Signalpulses des zweiten Farbkanals während einer Messphase PM2 Pulse width of a signal pulse of the second color channel during a measurement phase
PM3 Pulsbreite eines Signalpulses des dritten Farbkanals während einer Messphase PM3 Pulse width of a signal pulse of the third color channel during a measurement phase
51 Ansteuersignal des ersten Farbkanals  51 drive signal of the first color channel
52 Ansteuersignal des zweiten Farbkanals  52 drive signal of the second color channel
53 Ansteuersignal des dritten Farbkanals  53 control signal of the third color channel
t Zeit t time
T Steuereinrichtung T control device
tbO Beginn eines Aktivierungszyklus' tbO start of an activation cycle
tba Dauer eines Aktivierungszyklus' tba duration of an activation cycle
tmO Beginn der Messphase tmO Start of the measurement phase

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer LED-Leuchtvorrichtung (L) , wobei die LED-Leuchtvorrichtung (L) mindestens aufweist: - mindestens zwei Farbkanäle (Chi, Ch2, Ch3), insbesondere unterschiedlicher Farbe, wobei jeder Farbkanal (Chi, Ch2, Ch3) mindestens eine LED (LD1, LD2, LD3) umfasst, wobei die LEDs (LD1, LD2, LD3) eines Farbka¬ nals (Chi, Ch2 , Ch3) jeweils die gleiche Farbe auf- weisen, und wobei jeder Farbkanal (Chi, Ch2, Ch3) getrennt ansteuerbar ist, und A method for operating an LED lighting device (L), wherein the LED lighting device (L) comprises at least: - at least two color channels (Chi, Ch2, Ch3), in particular different color, each color channel (Chi, Ch2, Ch3) at least one LED (LD1, LD2, LD3), wherein the LEDs (LD1, LD2, LD3) of a Farbka ¬ nals (Chi, Ch2, Ch3) each have the same color, and wherein each color channel (Chi, Ch2, Ch3) is separately controllable, and
- mindestens einen Photodetektor (D) , welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Anteil eines von den LEDs (LD1, LD2, LD3) abgestrahlten Lichts zu de- tektieren,  at least one photodetector (D) which is arranged and arranged to detect a portion of a light emitted by the LEDs (LD1, LD2, LD3),
wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist :  the method comprising at least the following steps:
- Umschalten der LED-Leuchtvorrichtung (L) von einer Betriebsphase (BP1) in eine Messphase (MP) ;  - switching the LED lighting device (L) from an operating phase (BP1) to a measuring phase (MP);
- zeitlich nacheinander folgendes Ansteuern der Farbkanäle (Chi, Ch2, Ch3) so, dass ein während der Mess¬ phase (MP) von den LEDs (LD1, LD2, LD3) abgestrahltes Licht eine integrale Farbmischung aufweist, welche im Wesentlichen einer Farbmischung der Betriebsphase (BP1) entspricht. - Timing successively following the color channels (Chi, Ch2, Ch3) so that a during the measurement ¬ phase (MP) of the LEDs (LD1, LD2, LD3) emitted light has an integral color mixing, which is essentially a color mixing of the operating phase (BP1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei während der Messphase2. The method of claim 1, wherein during the measurement phase
(MP) jeder Farbkanal getrennt mittels einer Pulsweitenmodulation so angesteuert wird, dass ein Verhältnis von Pulsbreiten der Farbkanäle während der Messphase (MP) im(MP) each color channel is controlled separately by means of a pulse width modulation so that a ratio of pulse widths of the color channels during the measurement phase (MP) in
Wesentlichen einem Verhältnis der Pulsbreiten der Farbkanäle während der Betriebsphase entspricht. Substantially corresponds to a ratio of the pulse widths of the color channels during the operating phase.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Abweichung eines Verhältnisses der Pulsbreiten zweier Farbkanäle während der Messphase (MP) um nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 1%, von dem Verhältnis der Pulsbreiten dieser beiden Farbkanäle während der Betriebsphase ab¬ weicht . 3. The method of claim 2, wherein a deviation of a ratio of the pulse widths of two color channels during the measurement phase (MP) by not more than 10%, in particular not more than 1%, of the ratio of the pulse widths of these two color channels during the operating phase deviates from ¬ .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strömhöhe für jeden der Farbkanäle getrennt so ein¬ gestellt wird, dass ein Verhältnis von Stromhöhen der Farbkanäle während der Messphase (MP) im Wesentlichen einem Verhältnis der Stromhöhen der Farbkanäle während der Betriebsphase entspricht. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein a flow height for each of the color channels separately so ¬ is provided that a ratio of current levels of the color channels during the measurement phase (MP) substantially corresponds to a ratio of the current levels of the color channels during the operating phase.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine Lichtmenge während des Messzyklus' durch Einstellen einer Stromhöhe auf ei¬ nen Wert gebracht wird, bei dem eine Signalhöhe eines Signals des mindestens einen Photodetektors in einem Be¬ reich zwischen 75% und 100% seiner maximalen Signalhöhe liegt . 5. The method according to claim 4, being brought a quantity of light during the measurement cycle by setting a current level in egg ¬ NEN value at which a signal level of a signal of the at least one photodetector in a Be ¬ range between 75% and 100% of its maximum signal level lies .
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Lichtmenge mittels eines Suchalgorithmus' auf den Wert gebracht wird, ins¬ besondere mittels eines binären Suchalgorithmus'. 6. The method of claim 4, wherein the amount of light by means of a search algorithm is brought to the value into ¬ particular by means of a binary search algorithm.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messphase (MP) zusätzlich zu dem Schritt des Ansteu- erns der Farbkanäle einen Schritt eines Nichtansteuerns aller Farbkanäle aufweist. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the measurement phase (MP) in addition to the step of driving the color channels comprises a step of not driving all the color channels.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messphase (MP) zusätzlich Ausgleichsabschnitte auf¬ weist, während derer die Farbkanäle wie während einer Betriebsphase angesteuert werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the measurement phase (MP) in addition compensating sections ¬ , during which the color channels are controlled as during an operating phase.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Messphase (MP) nicht länger als ca. 40 ms dauert, insbesondere nicht länger als 20 ms, insbesondere nicht länger als 10 ms. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein a measurement phase (MP) does not last longer than about 40 ms, in particular not longer than 20 ms, in particular not longer than 10 ms.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zeitdauer zwischen zwei Messphasen nicht konstant ist, insbesondere nicht-deterministisch ist. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein a period of time between two measurement phases is not constant, in particular non-deterministic.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein während der Messphase (MP) von dem mindestens einen Photodetektor ausgegebenes Sensorsignal zumindest ab¬ schnittsweise dazu verwendet wird, eine Ansteuerung in einer folgenden Betriebsphase anzupassen. 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein a during the measurement phase (MP) output from the at least one photodetector sensor signal is at least from ¬ cut to be used to adjust a control in a subsequent operating phase.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Farbkanäle in der Messphase in Reihenfolge der Hel¬ ligkeit der Farbkanäle, bevorzugt in absteigender Rei¬ henfolge, angesteuert werden. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the color channels in the measurement phase in the order of Hel ¬ ligkeit the color channels, preferably in descending Rei ¬ sequence, are controlled.
13. LED-Leuchtvorrichtung, wobei die LED-Leuchtvorrichtung (L) mindestens aufweist: 13. LED lighting device, wherein the LED lighting device (L) comprises at least:
- mindestens zwei Farbkanäle, insbesondere unterschied¬ licher Farbe, wobei jeder Farbkanal mindestens eine LED gleicher Farbe umfasst und wobei jeder Farbkanal getrennt ansteuerbar ist, - at least two color channels, in particular, different color ¬ Licher each color channel comprises at least one LED of the same color and each color channel is controlled separately,
- mindestens einen Photodetektor, welcher dazu eingerichtet und angeordnet ist, einen Anteil eines von den LEDs abgestrahlten Lichts zu detektieren, - eine Umschalteinrichtung zum Umschalten der LED- at least one photodetector, which is set up and arranged to detect a portion of a light emitted by the LEDs, a switching device for switching the LED,
Leuchtvorrichtung (L) von einer Betriebsphase in eine Messphase (MP) und Lighting device (L) of an operating phase in a measuring phase (MP) and
- eine Messphasenablaufsteuerung, die dazu eingerichtet ist, die Farbkanäle nacheinander so anzusteuern, dass ein während der Messphase (MP) von den LEDs abge¬ strahltes Licht eine integrale Farbmischung aufweist, welche im Wesentlichen einer Farbmischung der Betriebsphase entspricht. - A measurement phase sequence control, which is adapted to control the color channels successively so that during the measurement phase (MP) abge ¬ abge emitted from the LEDs light has an integral color mixing, which essentially corresponds to a color mixing of the operating phase.
14. LED-Leuchtvorrichtung (L) nach Anspruch 13, wobei die LED-Leuchtvorrichtung (L) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen. 14. LED lighting device (L) according to claim 13, wherein the LED lighting device (L) is adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 11.
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