WO2014012862A1 - Verfahren und halbleiterbauelement zur identifizierung von umgebungslichtschwankungen - Google Patents

Verfahren und halbleiterbauelement zur identifizierung von umgebungslichtschwankungen Download PDF

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WO2014012862A1
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period
ambient light
energy
deviation
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PCT/EP2013/064828
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Dirk Sossenheimer
Hubert Halbritter
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present application relates to a method for
  • Powered ambient light sources often provide a luminance with periodic variations whose frequency correlates to a line frequency of typically 50 Hz or 60 Hz.
  • Conventional methods for determining the frequency are based on measurements with fast sampling and an evaluation of the measurements by means of fast Fourier transform (English almost Fourier transform). Such
  • This object is achieved by a method for identifying ambient light fluctuations
  • Ambient light based on a predetermined first frequency and a predetermined second frequency, the following steps:
  • Ambient light as the first frequency or as the second frequency based on the at least one detection feature.
  • a fluctuation frequency of an ambient light is understood to mean a number of repetitive courses of a characteristic of the ambient light within one second.
  • the characteristic may be a luminance, an optical power or an optical energy of the
  • the first frequency differs at least 10% from the second frequency, more preferably around
  • the first frequency differs at most by 90% from the second frequency.
  • the percentages given refer to the first frequency. It is also conceivable that the first frequency and the second frequency are arbitrarily different from each other, if the second
  • the first period associated with the first frequency is the reciprocal of the first frequency.
  • the signal receiver preferably comprises a photodetector.
  • the optical power of the ambient light is preferably by means of a photodetector, for example a
  • Phototransistor or a photodiode measured.
  • Signal strength of the electrical signal of the photodetector preferably correlates linearly with the optical power of the ambient light.
  • a measurement time interval is understood to be a time duration during a single measurement.
  • a plurality of measurements are preferably performed.
  • the measuring time interval is constant during the total measuring time.
  • the individual measurements have the same thing, for example
  • the number of measurements is less than 100, preferably less than 50 and particularly preferably less than 20. In particular, the number of measurements is exactly 3 or 6 or 12.
  • a time series is understood to be a chronological sequence of measured data.
  • the time series can be displayed in a diagram with two coordinate axes, wherein a coordinate axis is a time axis and the further coordinate axis is preferably an axis of the parameter of the ambient light.
  • the measured data preferably comprise measured values from the measurements, wherein a measured value preferably comprises a signal of the photodetector integrated over the measuring time interval which is combined with the
  • Measuring time interval preferably linearly correlated.
  • Fluctuation frequency is understood in the context of the application a size that can be determined from the time series.
  • the fluctuation frequency of the ambient light is identified as the first frequency or as the second frequency. It is preferably the
  • Identification feature compared with at least one reference value.
  • the reference value is preferably based on the first
  • the reference value may be determined by experiment, by simulation or by a
  • Measurement inaccuracy be set.
  • the fluctuation frequency of an ambient light source correlates with the mains frequency of the power supply, with which the
  • Ambient light source is powered.
  • the mains frequency in Hertz (Hz) is specified electrically and the fluctuation frequency in Hertz optical
  • the fluctuation frequency, the first frequency and the second frequency are indicated optically in Hz, wherein
  • the measuring time interval is preferably between one tenth of a second frequency associated with the second frequency
  • Period and including the first period Period and including the first period.
  • the second period is the reciprocal of the second frequency.
  • the first frequency and the second frequency are between 20 Hz inclusive and 200 Hz inclusive.
  • the first period duration and the second period duration are consequently between 5 milliseconds (ms) inclusive and 50 ms inclusive.
  • the measurement time interval is between 0.5 ms and 50 ms inclusive.
  • the first frequency is 100 Hz and the second frequency is 120 Hz.
  • This choice of the first frequency and the second frequency proves to be particularly useful for the identification of the network frequency of 50 Hz or 60 Hz commonly used in practice is the measuring time interval between
  • Identification preferably a time interval between two consecutive local Mimima the optical power or a time interval between two consecutive local maxima of the optical power in the time series.
  • the distinguishing feature can also be a
  • Identifying the fluctuation frequency preferably by comparing the time interval with reference values.
  • Reference values are preferably the first period duration and the second period duration. If the time interval and the first period are substantially the same, the
  • Total measuring time preferably at least twice greater than the first period. This is useful as is a
  • the time interval can be both a time duration between two consecutive maxima or a time duration between two successive minima.
  • the time interval can be both a time duration between two consecutive maxima or a time duration between two successive minima.
  • Identification feature a particular arithmetic mean of the time intervals. Signal deviations due to
  • Grid fluctuations or changes in the measuring conditions can be taken into account.
  • typical line fluctuations are in the range of +/- 0.1 Hz. Furthermore, this can increase the accuracy of the measurement, which in turn means that the
  • Measuring time interval can be increased.
  • the oscillation frequency is preferably identified by a comparison of the mean value of the time intervals with the first period duration and with the second period duration. If the average and the first period are substantially equal, the fluctuation frequency is identified as the first frequency. Are the mean and the second
  • the total measurement time is preferably at least three times greater, preferably at least five times greater, and particularly preferably at least ten times larger than the first period. Furthermore, the total measurement time can be at least twice as large as the least common multiple of the first period duration and the second period duration. Preferably, the total measuring time is greater than or equal to 100 ms. The number of minima and the number of maxima during the total measurement time are the same or
  • the identification of the fluctuation frequency is preferably carried out by comparing a numerical value of
  • Identification feature that is, the number of maxima or the number of minima, with two reference values. The first
  • Reference value is preferably a first quotient, wherein the first quotient is a ratio of the total measurement time to the first period duration.
  • the second reference value is
  • the second quotient is a ratio of the total measuring time to the second period duration. Is an absolute value of a difference between the
  • the fluctuation frequency is identified as the second frequency.
  • Identification feature preferably an average of the number of minima and the number of minima.
  • the oscillation frequency is preferably identified by a comparison of the average with the first quotient and with the second quotient. Is an absolute value of a difference between the average and the first quotient, less than an absolute value of a difference between the average and the second quotient, the fluctuation frequency is identified as the first frequency. Otherwise, the
  • the first optical period energies of the ambient light preferably measured at least three first optical period energies of the ambient light.
  • Period energy is an optical power integrated over a first measurement time interval, with the first
  • Measuring time interval is the first period.
  • the first measurement interval is a multiple of the first period duration.
  • the first measurement interval is twice or three times the first period duration.
  • Identification feature a first relative energy deviation.
  • the first relative energy deviation is a ratio of one first absolute energy deviation to a maximum first period energy.
  • Minimum first period energy the largest or the smallest period energy from the measured first
  • the first relative energy deviation is ideally zero. In other words, ideally the at least three measured first period energies are the same.
  • Fluctuation frequency to compare the first relative energy deviation with a reference value of the energy deviation.
  • the reference value of the energy deviation is preferably less than 0.12, preferably less than 0.06 and particularly preferably less than 0.03. Is the first relative
  • the fluctuation frequency is identified as the first frequency. Otherwise, the fluctuation frequency is identified as the first frequency.
  • exactly three measurements are made to identify the fluctuation frequency as the first frequency or as the second frequency.
  • at least three second optical period energies of the ambient light are preferably measured. The second optical
  • Period energy is the integrated over a second measurement time interval optical power
  • Measuring time interval is the second period. It is also conceivable that the second measurement interval is a multiple of the second period duration. For example, the first one is
  • Distinguishing feature a second relative energy deviation.
  • the second relative energy deviation is a ratio of a second absolute energy deviation to a maximum second period energy.
  • the second absolute energy deviation results from a difference between the maximum second period energy and a minimum second period energy, the maximum and the minimum second period energy being the largest
  • the second relative energy deviation is ideally zero. In other words, ideally the at least three measured first period energies are the same.
  • the oscillation frequency is identified by comparing the second relative energy deviation with the reference value of the energy deviation. Is the second relative energy deviation smaller than the reference value of Energy deviation, the fluctuation frequency is identified as the second frequency. Otherwise, the
  • Fluctuation frequency identified as the first frequency It is also conceivable that both the first relative
  • the first optical period energy and the second optical energy are identical to each other.
  • Period energy in each case at least three times, more preferably each measured exactly three times.
  • Distinguishing feature is a deviation quotient.
  • Deviation quotient is a ratio of the first
  • the oscillation frequency is preferably identified by a comparison of the deviation quotient with a reference value of the deviation quotient.
  • the reference value of the deviation quotient is between
  • the reference value of the deviation quotient is between 0.9 and 1.5 inclusive, for example 1.2. It proves to be particularly expedient to select 1 as the reference value of the deviation quotient.
  • the first period is identical to the reciprocal of Fluctuation frequency. Consequently, the first period is equal to a full period of the periodic
  • Period energy is the over the second period
  • the second period being different from the first
  • Phase shift is. Ideally, a measurement without
  • Measurement inaccuracies would be the first absolute energy deviation zero. Under real measuring conditions, it can at least be expected that the first absolute energy deviation is smaller than the second absolute energy deviation, so that the
  • Deviation quotient of the first absolute energy deviation to the second absolute energy deviation is less than 1. If, on the other hand, the fluctuation frequency is the second frequency, a deviation quotient greater than 1 is to be expected. If the deviation quotient is equal to 1, this may mean that the ambient light has no or only slight fluctuations
  • the ambient light may be connected to a DC voltage source or originate from a natural light source such as the sun.
  • the following criterion is preferably used to identify the fluctuation frequency: If the deviation quotient is smaller than the reference value of the deviation quotient, the fluctuation frequency is identified as the first frequency. If the deviation quotient is greater than the reference value of the Deviation quotient, the fluctuation frequency is identified as the second frequency.
  • exactly six measurements are made to identify the fluctuation frequency as the first frequency or as the second frequency. It is also conceivable that the number of measurements is more than six, for example eight, twelve or eighteen.
  • the first optical period energy and the second optical energy are identical to each other.
  • Period energy measured at least six times each. From the measured period energies, a first standard deviation of the first period energies and a second standard deviation can be calculated.
  • the first / second standard deviation is a measure of the dispersion of the first / second
  • Period energies around an average of the first / second measured period energies are Period energies around an average of the first / second measured period energies.
  • the fluctuation frequency is identified as the second frequency.
  • a semiconductor device comprises at least one signal receiver for measuring an optical Power of ambient light.
  • the signal receiver for measuring an optical Power of ambient light.
  • Signal receiver a photodetector.
  • the photodetector preferably converts the received ambient light into an electrical signal.
  • the semiconductor component preferably comprises a
  • Control module During operation of the semiconductor component, the control module serves to control the semiconductor component. For example, a measuring operation of the optical power of the ambient light is controlled by the control module.
  • control module for the detection and analysis of the measured optical power or optical energy of the ambient light over the total measurement time and for the determination of at least one detection feature and for the identification of the fluctuation frequency as the first frequency or as the second frequency is provided.
  • control module is provided for carrying out the method described above.
  • the semiconductor device also includes a signal output.
  • the signal output serves to transmit a result from the identification of the fluctuation frequency.
  • a signal is preferably present at the signal output. This signal contains
  • Fluctuation frequency of the ambient light in a coded form in particular in a digital form or in an analogous form, for example in the form of a
  • the display device may be, for example, a display in a motor vehicle. It is also given a mobile electronic device with a semiconductor device. According to a preferred embodiment, the semiconductor device is integrated into the mobile electronic device.
  • the mobile electronic device is preferably a mobile phone or a computer or a tablet.
  • FIG. 1 shows a time profile of a standardized optical power of an ambient light with a fluctuation frequency of 100 Hz or 120 Hz
  • Figure 2A shows a schematic structure of a
  • FIG. 2B shows a basic principle for determining an optical
  • FIG. 6 is a tabular representation of FIG.
  • the figures are schematic representations and therefore not necessarily true to scale.
  • FIG. 1 shows a profile of a normalized optical power (PS) of an ambient light as a function of time (t) in milliseconds (ms).
  • a curve K1 describes an ideal periodic progression of the normalized optical power of an ambient light with a fluctuation frequency (F) which corresponds to a first frequency (F1) of 100 Hz.
  • F1 fluctuation frequency
  • Exemplary embodiments relate to the first frequency of 100 Hz and the second frequency of 120 Hz by way of example.
  • the first frequency and the second frequency may be different from 100 Hz and 120 Hz, respectively.
  • FIG 2A is a schematic structure of a semiconductor device (1) for identifying a
  • the semiconductor device comprises a signal receiver (2).
  • the signal receiver (2) is preferably provided for the measurement of an optical power (PS) of the ambient light (S).
  • the signal receiver may include, for example, a photodiode or a phototransistor. Furthermore, this includes
  • control module (3) Semiconductor device, a control module (3). During operation of the semiconductor component, the control module (3) serves
  • Semiconductor device also includes a signal output (4). In the operation of the semiconductor device is preferably a
  • the signal may in particular contain the information as to whether a fluctuation frequency of the ambient light is present, or may be a result of the
  • Ambient light (S) in a coded form for example in digital or in analog form.
  • the signal output (4) preferably contains an additional output in which information about the brightness of the ambient light is present in a coded form.
  • FIG. 2B a principle for measuring an optical power of an ambient light during a process is shown in FIG.
  • Total measuring time illustrated by a schematic representation of an optical power (PS) of the ambient light as a function of time (t).
  • the measuring time interval (Ti) is less than one first period (Tl).
  • an optical power (PS) is registered and transmitted via the
  • Measurement time interval on integrated optical power is an optical energy during the measurement time interval.
  • Amount of this energy (ETi) corresponds to a surface of a rectangle shown in Figure 2B, wherein a horizontal side of this rectangle is the measuring time interval.
  • a first period energy (El) is the sum of all integrated optical powers (ETi) during the first period (Tl).
  • the integrated optical powers (ETi) resulting over the total measuring time result in a time series which can be represented in a form of the diagram shown in FIG.
  • Measurements are performed in a measuring time interval, wherein the measuring time interval is a period of time between two consecutive measurements.
  • the measuring time interval (Ti) can also be chosen variably.
  • the measuring time interval can be identical to the first period duration (Tl).
  • Ambient light (S) based on a predetermined first frequency (Fl) and a predetermined second frequency (F2) is shown schematically in FIG. 3A.
  • the first period (PI) is 10 ms and the second period (P2) is 8.33 ms.
  • step B) is measured over a total measurement time (T) of 20 ms.
  • PI first period
  • ie Ti 1 ms.
  • the optical power of the ambient light or the optical powers (ETi) integrated over the measuring time interval (Ti) are determined.
  • the number of measurements is less than 20.
  • measured values (MW) from a simulation for the integrated optical powers (ETi) are shown.
  • a solid curve K3A provides an ideal periodic progression of the normalized optical power for comparison with the measured values (MW)
  • step C the integrated optical powers or the optical power (PS) are recorded in a time series over the total measuring time (T).
  • T total measuring time
  • the time series is in the form of a diagram with a normalized one
  • step D a recognition feature in the time series is determined.
  • the distinguishing feature is a time interval (P) between two consecutive maxima (Lmax)
  • the identification of the fluctuation frequency (F) of the ambient light in step E) takes place by a comparison of the time interval (P) with the first period duration (PI) and the second period duration (P2).
  • the time interval (P) determined in FIG. 3A is approximately 10 ms and is therefore within
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3B is essentially that shown in FIG. 3A
  • a solid curve K3B represents an ideal periodic progression of the normalized curve
  • Fluctuation frequency F 120 Hz.
  • the recognition feature may be a time interval (P) between two consecutive local minimums (Lmin) of the measured optical power or an average value (PM) of the time intervals (P).
  • P time interval
  • Lmin local minimums
  • PM average value
  • Steps A) to C) essentially correspond to steps A) to C) of the first embodiment shown in FIG. 3A.
  • the total measurement time (T) and the measurement time interval (Ti) are 100 ms and 2 ms, respectively.
  • the number of measurements is less than 50.
  • the recognition feature is expressed as a number of the maxima (Nmax) of the optical power during the
  • Total measuring time (T) in the time series determined.
  • Nmax is the total number of local maxima in the time series and is 10. Nmax becomes two in step E)
  • the first reference value is a first quotient (Ql), which is a ratio of the
  • the second reference value is a second quotient (Q2), which is a ratio of the
  • the recognition feature is determined as a number of the minima (Nmin) of the optical power during the total measurement time (T) in the time series.
  • the number of minima (Nmin) in the time series is 9.
  • the integrated powers (ETi) from the first measurement and from the last measurement are not to be regarded as local minimums, respectively there are no measurements before or after, so that it can not be determined whether these are
  • Absolute value of a difference between Nmin and Ql in this case is 1 and is smaller than the absolute value of a difference between Nmin and Q2, which is 3, so that the
  • the recognition feature may be determined as an average (NM) of Nmin and Nmax.
  • the average is 9.5.
  • the absolute value of a difference between the average (NM) and Q1 in this case is 0.5 and is smaller than the absolute value of a difference between the average and Q2, which is 2.5, so that the
  • step D) the recognition feature is determined as a number of the average passes.
  • FIG. 4B The exemplary embodiment illustrated in FIG. 4B is essentially that shown in FIG. 4A
  • Steps A) to C) correspond essentially the steps A) to C) of the first embodiment shown in Figure 3A.
  • the measuring time interval (Ti) is a first one
  • Measuring time interval (Tl), where Tl is identical to the first period PI 10 ms.
  • Tl Measuring time interval
  • El first optical period energies
  • the recognition feature is determined as a first relative energy deviation (EA1) from the time series.
  • the first relative energy deviation is a ratio of a first absolute energy deviation to a maximum first optical period energy (Elmax) of the three
  • the first absolute energy deviation is a difference between the maximum first
  • EA1 (Elmax-Elmin) / Elmax.
  • the oscillation frequency (F) is identified by comparing the first relative energy deviation (EA1) with a reference value of the energy deviation.
  • the first three period energies (El) are small
  • FIG. 5B An exemplary embodiment shown in FIG. 5B is essentially that shown in FIG. 5A
  • the three first period energies (El) and a first absolute energy deviation are determined, wherein the first absolute energy deviation is a difference between the maximum first period energy (Elmax) and the minimum first period energy (Elmin), that is Elmax Elmin.
  • the first absolute energy deviation is a difference between the maximum first period energy (Elmax) and the minimum first period energy (Elmin), that is Elmax Elmin.
  • three second period energies (E2) are measured and a second absolute energy deviation is determined. The total number of measurements is thus six.
  • the second period energy (E2) is over a second measurement time interval (T2), where T2 is identical to the second
  • Energy deviation is a difference between the maximum second period energy (E2max) and the minimum second period energy (E2min), that is E2max-E2min.
  • the recognition feature is determined as a deviation quotient in step D).
  • the deviation quotient is a ratio of the first absolute energy deviation to the second absolute energy deviation, that is, (Elmax-Elmin) / (E2max-E2min).
  • step E the identification of the
  • Fluctuation frequency (F) of the ambient light is preferred by comparing the deviation quotient with a
  • the reference value of the deviation quotient is preferably between
  • FIG. 6 shows in tabular form the
  • the first six lamps are energy-saving lamps and the last lamp is a fluorescent lamp. These values show that the deviation quotient for the different lamp types is significantly less than 1 at a mains frequency of 50 Hz and significantly greater than 1 at a mains frequency of 60 Hz.
  • Fluctuation frequency of 120 Hz corresponding to a mains frequency of 60 Hz can thus be done reliably.
  • the present application describes a method for
  • the measurements according to the various embodiment variants can therefore be tuned specifically to the expected first frequency and second frequency. This simplifies the measurement and evaluation in comparison with conventional methods which, for example, determine fluctuation frequencies by means of a Fourier transformation of the signal. In particular, comparatively large measuring time intervals can thereby be used. Also the number of required measurements for

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) eines Umgebungslichts (S) angegeben, das folgende Schritte enthält: A) Vorgeben der ersten Frequenz (F1) und der zweiten Frequenz (F2), wobei die erste Frequenz kleiner als die zweite Frequenz ist; B) Messen einer optischen Leistung des Umgebungslichts mittels eines Signalempfängers (2) über ein Messzeitintervall (Ti) während einer Gesamtmesszeit (T), wobei das Messzeitintervall kleiner oder gleich einer der ersten Frequenz zugehörigen ersten Periodendauer (P1) ist; C) Erfassen der optischen Leistung des Umgebungslichts in einer Zeitreihe über die Gesamtmesszeit; D) Bestimmen zumindest eines Erkennungsmerkmals zur Identifizierung der Schwankungsfrequenz mittels Auswertens der Zeitreihe; und E) Identifizieren der Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz anhand des zumindest einen Erkennungsmerkmals. Weiterhin wird ein Halbleiterbauelement zur Identifizierung von Umgebungslichtschwankungen angegeben.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND HALBLEITERBAUELEMENT ZUR IDENTIFIZIERUNG VON UMGEBUNGSLICHTSCHWANKUNGEN
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur
Identifizierung von Umgebungslichtschwankungen und ein
Halbleiterbauelement zur Identifizierung von
Umgebungslichtschwankungen.
Mit einem Stromnetz versorgte Umgebungslichtquellen liefern oftmals eine Leuchtdichte mit periodischen Schwankungen, deren Frequenz mit einer Netzfrequenz von typischerweise 50 Hz oder 60 Hz korreliert. Konventionelle Verfahren zur Bestimmung der Frequenz basieren auf Messungen mit schneller Abtastung und einer Auswertung der Messungen mittels schneller Fourier- Transformation (englisch fast Fourier transform) . Solche
Verfahren sind allerdings sehr rechenaufwendig und haben oft geringe Auflösung aufgrund der schnellen Abtastung. Weiterhin erfordern solche Verfahren aufgrund der geringen
Integrationszeit eine hohe Signalstärke des Umgebungslichts.
Eine Aufgabe ist es, ein einfaches und nicht rechenaufwendiges Verfahren zur Identifizierung von Umgebungslichtschwankungen und ein Halbleiterbauelement zur Identifizierung von
Umgebungslichtschwankungen anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Identifizierung von Umgebungslichtschwankungen beziehungsweise ein
Halbleiterbauelement zur Identifizierung von
Umgebungslichtschwankungen gemäß den unabhängigen
Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz eines
Umgebungslichts anhand einer vorgegebenen ersten Frequenz und einer vorgegebenen zweiten Frequenz folgende Schritte auf:
A) Vorgeben der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz, wobei die erste Frequenz kleiner als die zweite Frequenz ist ;
B) Messen einer optischen Leistung des Umgebungslichts mittels eines Signalempfängers über ein Messzeitintervall während einer Gesamtmesszeit, wobei das Messzeitintervall kleiner oder gleich einer der ersten Frequenz zugehörigen ersten Periodendauer ist;
C) Erfassen der optischen Leistung des Umgebungslichts in einer Zeitreihe über die Gesamtmesszeit;
D) Bestimmen zumindest eines Erkennungsmerkmals zur
Identifizierung der Schwankungsfrequenz mittels Auswertens der Zeitreihe; und
E) Identifizieren der Schwankungsfrequenz des
Umgebungslichts als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz anhand des zumindest einen Erkennungsmerkmals. Unter einer Schwankungsfrequenz eines Umgebungslichts wird im Rahmen der Anmeldung eine Anzahl eines sich wiederholenden Verlaufs einer Kenngröße des Umgebungslichts innerhalb einer Sekunde verstanden. Die Kenngröße kann eine Leuchtdichte, eine optische Leistung oder eine optische Energie des
Umgebungslichts sein. Bevorzugt unterscheidet sich die erste Frequenz mindestens um 10 % von der zweiten Frequenz, besonders bevorzugt um
mindestens 15 %, beispielsweise 20 % von der zweiten Frequenz. Insbesondere unterscheidet sich die erste Frequenz höchstens um 90 % von der zweiten Frequenz. Die angegebenen Prozentwerte beziehen sich jeweils auf die erste Frequenz. Es ist auch denkbar, dass sich die erste Frequenz und die zweite Frequenz beliebig von einander unterscheiden, sofern die zweite
Frequenz keine Oberschwingung, also kein Vielfaches, der ersten Frequenz ist. Die der ersten Frequenz zugehörige erste Periodendauer ist der Kehrwert der ersten Frequenz.
Der Signalempfänger umfasst vorzugsweise einen Photodetektor. Die optische Leistung des Umgebungslichts wird vorzugsweise mittels eines Photodetektors, beispielsweise eines
Phototransistors oder einer Photodiode, gemessen. Eine
Signalstärke des elektrischen Signals des Photodetektors korreliert vorzugsweise linear mit der optischen Leistung des Umgebungslichts .
Unter einem Messzeitintervall wird im Rahmen der Anmeldung eine Zeitdauer während einer einzelnen Messung verstanden. Während der Gesamtmesszeit wird bevorzugt eine Mehrzahl von Messungen durchgeführt. Insbesondere ist das Messzeitintervall während der Gesamtmesszeit konstant. Mit anderen Worten weisen die einzelnen Messungen beispielsweise dasselbe
Messzeitintervall auf. Vorzugsweise die Anzahl der Messungen kleiner als 100, bevorzugt kleiner als 50 und besonders bevorzugt kleiner als 20. Insbesondere ist die Anzahl der Messungen genau 3 oder 6 oder 12.
Unter einer Zeitreihe wird im Rahmen der Anmeldung eine zeitliche Abfolge von Messdaten verstanden. Insbesondere ist die Zeitreihe in einem Diagramm mit zwei Koordinatenachsen darstellbar, wobei eine Koordinatenachse eine Zeitachse ist und die weitere Koordinatenachse vorzugsweise eine Achse der Kenngröße des Umgebungslichts ist.
Die Messdaten umfassen bevorzugt Messwerte aus den Messungen, wobei ein Messwert vorzugsweise ein über das Messzeitintervall aufintegriertes Signal des Photodetektors, das mit der
optischen Leistung des Umgebungslichts während des
Messzeitintervalls vorzugsweise linear korreliert.
Unter einem Erkennungsmerkmal zur Identifizierung der
Schwankungsfrequenz wird im Rahmen der Anmeldung eine Größe verstanden, die aus der Zeitreihe ermittelbar ist. Anhand des Erkennungsmerkmals wird insbesondere die Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz identifiziert. Dabei wird vorzugsweise das
Erkennungsmerkmal mit zumindest einem Referenzwert verglichen. Der Referenzwert wird bevorzugt basierend auf der ersten
Frequenz und/oder der zweiten Frequenz und/oder der
Gesamtmesszeit festgelegt. Alternativ kann der Referenzwert durch Versuche, durch Simulationen oder durch eine
Messungenauigkeitanalyse festgelegt werden. Die Schwankungsfrequenz einer Umgebungslichtquelle korreliert mit der Netzfrequenz des Stromnetzes, mit dem die
Umgebungslichtquelle versorgt wird. Zur Unterscheidung
zwischen der Netzfrequenz und der Schwankungsfrequenz wird im Rahmen der Anmeldung die Netzfrequenz in Hertz (Hz) elektrisch angegeben und die Schwankungsfrequenz in Hertz optisch
angegeben. In der Praxis entspricht ein Hz elektrisch
üblicherweise zwei Hz optisch. Mit anderen Worten überführt eine Umrechnung von Herz optisch in Herz elektrisch die Schwankungsfrequenz in die Netzfrequenz. Das heißt zum
Beispiel, dass eine Netzfrequenz von 50 Hz elektrisch eine Schwankungsfrequenz von 100 Hz optisch bewirkt. Im Rahmen der Anmeldung werden die Schwankungsfrequenz, die erste Frequenz und die zweite Frequenz in Hz optisch angegeben, wobei
lediglich die Netzfrequenz in Hz elektrisch angegeben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt das Messzeitintervall bevorzugt zwischen einschließlich einem Zehntel einer der zweiten Frequenz zugehörigen zweiten
Periodendauer und einschließlich der ersten Periodendauer. Die zweite Periodendauer ist der Kehrwert der zweiten Frequenz. Ein derartiges Messzeitintervall erlaubt mindestens eine
Messung während der ersten Periodendauer beziehungsweise während der zweiten Periodendauer. Bevorzugt wird eine
Mehrzahl von Messungen während der zweiten Periodendauer durchgeführt .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Frequenz und die zweite Frequenz zwischen einschließlich 20 Hz und einschließlich 200 Hz. Die erste Periodendauer und die zweite Periodendauer sind folglich zwischen einschließlich 5 Millisekunden (ms) und einschließlich 50 ms. Vorzugsweise ist das Messzeitintervall zwischen einschließlich 0,5 ms und einschließlich 50 ms.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt die erste Frequenz 100 Hz und die zweite Frequenz 120 Hz. Diese Wahl der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz erweist sich als besonders zweckmäßig für die Identifizierung der in der Praxis üblicherweise verwendeten Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz. Vorzugsweise ist das Messzeitintervall zwischen
einschließlich 0,5 ms und einschließlich 10 ms. Ein derartiges Messzeitintervall erweist sich als besonders zweckmäßig für die Identifizierung der Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das
Erkennungsmerkmal vorzugsweise ein Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden lokalen Mimima der optischen Leistung oder ein Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden lokalen Maxima der optischen Leistung in der Zeitreihe.
Abgesehen davon kann das Erkennungsmerkmal ebenfalls ein
Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden
Mittelwertdurchgängen sein.
Enthält die optische Leistung keine eindeutigen Minima
beziehungsweise keine eindeutigen Maxima - das bedeutet, dass die optische Leistung lediglich im Rahmen einer
Messunsicherheit schwankt - weist das Umgebungslicht keine Schwankungsfrequenz auf. Andernfalls erfolgt das
Identifizieren der Schwankungsfrequenzbevorzugt durch einen Vergleich des Zeitabstands mit Referenzwerten. Die
Referenzwerte sind vorzugsweise die erste Periodendauer und die zweite Periodendauer. Sind der Zeitabstand und die erste Periodendauer im Wesentlichen gleich, wird die
Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Sind der Zeitabstand und die zweite Periodendauer im Wesentlichen gleich, wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert. „Im Wesentlichen gleich" bedeutet im Rahmen der Anmeldung, dass sich der Wert des Erkennungsmerkmals und der Wert des Referenzwertes höchstens um 12 %, bevorzugt höchstens um 6 "6 und besonders bevorzugt höchstens um 3 % voneinander unterscheiden. Ist der Zeitabstand nicht im Wesentlichen gleich mit der ersten Frequenz oder mit der zweiten Frequenz, handelt es sich bei der Schwankungsfrequenz weder um die erste Frequenz noch um die zweite Frequenz.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die
Gesamtmesszeit vorzugsweise mindestens zweimal größer als die erste Periodendauer. Dies ist zweckmäßig, da sich eine
Mehrzahl von Zeitabständen aus der Zeitreihe ermitteln lässt. Der Zeitabstand kann dabei sowohl eine Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Maxima oder eine Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Minima sein. Vorzugsweise ist das
Erkennungsmerkmal ein insbesondere arithmetischer Mittelwert der Zeitabstände. Signalabweichungen aufgrund von
Netzschwankungen oder von Änderungen der Messbedingungen, können dadurch berücksichtigt werden. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz sind typische Netzschwankungen im Bereich von +/- 0,1 Hz. Weiterhin lässt sich dadurch die Genauigkeit der Messung erhöhen, was wiederum bedeutet, dass das
Messzeitintervall erhöht werden kann.
Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz erfolgt bevorzugt durch einen Vergleich des Mittelwerts der Zeitabstände mit der ersten Periodendauer und mit der zweiten Periodendauer. Sind der Mittelwert und die erste Periodendauer im Wesentlichen gleich, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Sind der Mittelwert und die zweite
Periodendauer im Wesentlichen gleich, wird die
Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal eine Anzahl der Maxima der optischen
Leistung oder eine Anzahl der Minima der optischen Leistung in der Zeitreihe während der Gesamtmesszeit. Die Gesamtmesszeit ist dabei vorzugsweise mindestens dreimal größer, bevorzugt mindestens fünfmal größer und besonders bevorzugt mindestens zehnmal größer als die erste Periodendauer. Weiterhin kann die Gesamtmesszeit mindestens doppelt so groß wie das kleinste gemeinsame Vielfache der ersten Periodendauer und der zweiten Periodendauer sein. Vorzugsweise ist die Gesamtmesszeit größer oder gleich 100 ms. Der Anzahl der Minima und die Anzahl der Maxima während der Gesamtmesszeit sind gleich oder
unterscheiden sich aufgrund einer Phasenverschiebung der optischen Leistung zum Startpunkt eines Messvorgangs höchstens um eins .
Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz erfolgt bevorzugt durch einen Vergleich eines Zahlenwertes des
Erkennungsmerkmals, das heißt die Anzahl der Maxima oder die Anzahl der Minima, mit zwei Referenzwerten. Der erste
Referenzwert ist bevorzugt ein erster Quotient, wobei der erste Quotient ein Verhältnis von der Gesamtmesszeit zu der ersten Periodendauer ist. Der zweite Referenzwert ist
bevorzugt ein zweiter Quotient, wobei der zweite Quotient ein Verhältnis von der Gesamtmesszeit zu der zweiten Periodendauer ist. Ist ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem
Zahlenwert des Erkennungsmerkmals und dem ersten Quotienten kleiner als ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem
Zahlenwert des Erkennungsmerkmals und dem zweiten Quotienten, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz
identifiziert. Andernfalls wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal vorzugsweise ein Durchschnitt aus der Anzahl der Minima und der Anzahl der Minima. Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz erfolgt bevorzugt durch einen Vergleich des Durchschnitts mit dem ersten Quotienten und mit dem zweiten Quotienten. Ist ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Durchschnitt und dem ersten Quotienten kleiner als ein Absolutwert einer Differenz zwischen Durchschnitt und dem zweiten Quotienten, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Andernfalls wird die
Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Durch die Wahl des Durchschnitts als das Erkennungsmerkmal wird eine mögliche Abweichung zwischen der Anzahl der Maxima und der Anzahl der Minima innerhalb der Gesamtmesszeit
berücksichtigt, wodurch die Genauigkeit der Identifizierung erhöht wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden
vorzugsweise zumindest drei erste optische Periodenenergien des Umgebungslichts gemessen. Die erste optische
Periodenenergie ist eine über ein erstes Messzeitintervall aufintegrierte optische Leistung, wobei das erste
Messzeitintervall die erste Periodendauer ist. Bei einer
Darstellung des zeitlichen Verlaufs der optischen Leistung in einem Diagramm mit einer Zeitachse entspricht die erste
Periodenenergie einer Fläche unterhalb des Kurvenverlaufs der optischen Leistung während der ersten Periodendauer. Wegen des langen Messzeitintervalls ist das Verfahren relativ
unempfindlich gegenüber Netzfrequenzschwankungen. Auch werden dadurch Störungen höherfrequenter Lichtquellen wie
Leuchtstofflampen ausgemittelt . Es ist auch denkbar, dass das erste Messintervall ein Mehrfaches der ersten Periodendauer ist. Beispielsweise ist das erste Messintervall das Zweifache oder das Dreifache der ersten Periodendauer.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal eine erste relative Energieabweichung. Die erste relative Energieabweichung ist ein Verhältnis von einer ersten absoluten Energieabweichung zu einer maximalen ersten Periodenenergie .
Unter der ersten absoluten Energieabweichung
wird im Rahmen der Anmeldung eine Differenz zwischen der maximalen ersten Periodenenergie und einer minimalen ersten Periodenenergie verstanden, wobei die maximale und die
minimale erste Periodenenergie die größte beziehungsweise die kleinste Periodenenergie aus den gemessenen ersten
Periodenenergien sind.
Wenn die Schwankungsfrequenz die erste Frequenz ist, beträgt die erste relative Energieabweichung im Idealfall Null. Mit anderen Worten sind im Idealfall die zumindest drei gemessenen ersten Periodenenergien gleich.
Zur Berücksichtigung von Messungenauigkeiten hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zur Identifizierung der
Schwankungsfrequenz die erste relative Energieabweichung mit einem Referenzwert der Energieabweichung zu vergleichen.
Der Referenzwert der Energieabweichung ist vorzugsweise kleiner als 0,12, bevorzugt kleiner als 0,06 und besonders bevorzugt kleiner als 0,03. Ist die erste relative
Energieabweichung kleiner als der Referenzwert der
Energieabweichung, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Andernfalls wird die
Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Vorzugsweise werden genau drei Messungen durchgeführt, um die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz zu identifizieren. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden vorzugsweise zumindest drei zweite optische Periodenenergien des Umgebungslichts gemessen. Die zweite optische
Periodenenergie ist die über ein zweites Messzeitintervall aufintegrierte optische Leistung, wobei das zweite
Messzeitintervall die zweite Periodendauer ist. Es ist auch denkbar, dass das zweite Messintervall ein Mehrfaches der zweiten Periodendauer ist. Beispielsweise ist das erste
Messintervall das Zweifache oder das Dreifache der ersten Periodendauer.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal eine zweite relative Energieabweichung. Die zweite relative Energieabweichung ist ein Verhältnis von einer zweiten absoluten Energieabweichung zu einer maximalen zweiten Periodenenergie .
Die zweite absolute Energieabweichung ergibt sich aus einer Differenz zwischen der maximalen zweiten Periodenenergie und einer minimalen zweiten Periodenenergie, wobei die maximale und die minimale zweite Periodenenergie die größte
beziehungsweise die kleinste Periodenenergie aus den
gemessenen zweiten Periodenenergien sind. Wenn die Schwankungsfrequenz die zweite Frequenz ist, beträgt die zweite relative Energieabweichung im Idealfall Null. Mit anderen Worten sind im Idealfall die zumindest drei gemessenen ersten Periodenenergien gleich. Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz erfolgt durch einen Vergleich der zweiten relativen Energieabweichung mit dem Referenzwert der Energieabweichung. Ist die zweite relative Energieabweichung kleiner als der Referenzwert der Energieabweichung, wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert. Andernfalls wird die
Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Es ist auch denkbar, dass sowohl die erste relative
Energieabweichung als auch die zweite relative
Energieabweichung größer als der Referenzwert der
Energieabweichung sind. In diesem Fall ist die
Schwankungsfrequenz weder die erste noch die zweite Frequenz.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die erste optische Periodenenergie und die zweite optische
Periodenenergie jeweils zumindest dreimal, besonders bevorzugt jeweils genau dreimal gemessen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal ein Abweichungsquotient. Der
Abweichungsquotient ist ein Verhältnis von der ersten
absoluten Energieabweichung zu der zweiten absoluten
Energieabweichung.
Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz erfolgt bevorzugt durch einen Vergleich des Abweichungsquotienten mit einem Referenzwert des Abweichungsquotienten. Vorzugsweise beträgt der Referenzwert des Abweichungsquotienten zwischen
einschließlich 0,5 und einschließlich 2. Besonders bevorzugt beträgt der Referenzwert des Abweichungsquotienten zwischen einschließlich 0,9 und einschließlich 1,5, beispielsweise 1,2. Es erweist sich als besonders zweckmäßig, als Referenzwert des Abweichungsquotienten 1 zu wählen.
Wenn die Schwankungsfrequenz die erste Frequenz ist, ist die erste Periodendauer identisch mit dem Kehrwert der Schwankungsfrequenz. Folglich ist die erste Periodendauer gleich einer vollen Periode der periodischen
Umgebungslichtschwankung. Demnach sind alle ersten gemessenen Periodenenergien unabhängig von einer Phasenverschiebung abgesehen von Messungenauigkeiten gleich. Die zweite
Periodenenergie ist die über die zweite Periodendauer
aufintegrierte optische Leistung des Umgebungslichts, wobei die zweite Periodendauer verschieden von der ersten
Periodendauer ist. Demnach unterscheiden sich die insbesondere unmittelbar nacheinander gemessenen zweiten gemessenen
Periodenenergien voneinander signifikant, da die gemessene zweite Periodenenergie nicht unabhängig von der
Phasenverschiebung ist. Im Idealfall einer Messung ohne
Messungenauigkeiten wäre die erste absolute Energieabweichung Null. Unter realen Messbedingungen ist zumindest zu erwarten, dass die erste absolute Energieabweichung kleiner als die zweite absolute Energieabweichung ist, so dass der
Abweichungsquotient von der ersten absoluten Energieabweichung zu der zweiten absoluten Energieabweichung kleiner als 1 ist. Wenn dagegen die Schwankungsfrequenz die zweite Frequenz ist, ist ein Abweichungsquotient größer als 1 zu erwarten. Ist der Abweichungsquotient gleich 1, kann dies bedeuten, dass das Umgebungslicht keinen oder nur geringen Schwankungen
unterlegt. Beispielsweise kann das Umgebungslicht an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sein oder von einer natürlichen Lichtquelle wie der Sonne stammen.
Zur Identifizierung der Schwankungsfrequenz wird vorzugsweise folgendes Kriterium herangezogen: Ist der Abweichungsquotient kleiner als der Referenzwert des Abweichungsquotienten, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz identifiziert. Ist der Abweichungsquotient größer als der Referenzwert des Abweichungsquotienten, wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Vorzugsweise werden genau sechs Messungen durchgeführt, um die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz zu identifizieren. Es ist auch denkbar, dass die Anzahl der Messungen mehr als sechs beträgt, zum Beispiel acht, zwölf oder achtzehn.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die erste optische Periodenenergie und die zweite optische
Periodenenergie jeweils mindestens sechsmal gemessen. Aus den gemessenen Periodenenergien kann eine erste Standardabweichung der ersten Periodenenergien und eine zweite Standardabweichung berechnet werden. Die erste/zweite Standardabweichung ist dabei eine Maß für die Streuung der ersten/zweiten
Periodenenergien um einen Mittelwert der ersten/zweiten gemessenen Periodenenergien.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das
Erkennungsmerkmal die Standardabweichung. Ist die erste
Standardabweichung kleiner als die zweite Standardabweichung, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz
identifiziert. Andernfalls wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz identifiziert.
Zufällige Messungenauigkeiten werden mittels der
Standardabweichung berücksichtigt, wodurch die Genauigkeit des Ergebnisses aus der Identifizierung erhöht wird.
Ein Halbleiterbauelement umfasst gemäß einer Ausführungsform zumindest einen Signalempfänger zur Messung einer optischen Leistung des Umgebungslichts. Vorzugsweise enthält der
Signalempfänger einen Photodetektor. Der Photodetektor wandelt das empfangene Umgebungslicht bevorzugt in ein elektrisches Signal um.
Weiterhin umfasst das Halbleiterbauelement bevorzugt ein
Steuerungsmodul. Im Betrieb des Halbleiterbauelements dient das Steuerungsmodul der Steuerung des Halbleiterbauelements. Beispielsweise wird ein Messvorgang der optischen Leistung des Umgebungslichts mittels des Steuerungsmoduls gesteuert.
Vorzugsweise ist das Steuerungsmodul für die Erfassung und Analyse der gemessenen optischen Leistung beziehungsweise optische Energie des Umgebungslichts über die Gesamtmesszeit sowie für die Bestimmung zumindest eines Erkennungsmerkmals und für die Identifizierung der Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz vorgesehen.
Vorzugsweise ist das Steuerungsmodul zur Durchführung des weiter oben beschriebenen Verfahrens vorgesehen.
Das Halbleiterbauelement umfasst außerdem einen Signalausgang. Der Signalausgang dient insbesondere der Übermittlung eines Ergebnisses aus der Identifizierung der Schwankungsfrequenz. Vorzugsweise liegt im Betrieb des Halbleiterbauelements ein Signal am Signalausgang vor. Dieses Signal enthält
vorzugsweise das Ergebnis der Identifikation der
Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts in einer kodierten Form, insbesondere in einer digitalen Form oder in einer analogen Form, beispielsweise in Form eines
Gleichspannungswerts.
Es wird darüber hinaus eine Anzeigevorrichtung mit einem
Halbleiterbauelement angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement in die
Anzeigevorrichtung integriert. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein Display in einem Kraftfahrzeug sein. Es wird darüber hinaus ein mobiles elektronisches Gerät mit einem Halbleiterbauelement angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement in das mobile elektronische Gerät integriert. Das mobile elektronische Gerät ist vorzugsweise ein Mobiltelefon oder ein Computer oder ein Tablet.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des Verfahrens und des Halbleiterbauelements ergeben sich aus den in Verbindung mit den folgenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur 1 einen zeitlichen Verlauf einer normierten optischen Leistung eines Umgebungslichts mit einer Schwankungsfrequenz von 100 Hz beziehungsweise von 120 Hz,
Figur 2A einen schematischen Aufbau eines
Halbleiterbauelements zur Identifizierung einer
Schwankungsfrequenz,
Figur 2B ein Grundprinzip zur Bestimmung einer optischen
Energie eines Umgebungslichts, Figuren 3A und 3B ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Verfahrens zur Identifizierung einer Schwankungsfrequenz, Figuren 4A, 4B, 5A, 5B und 5C jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Identifizierung einer Schwankungsfrequenz , Figur 6 eine tabellarische Darstellung von
Abweichungsquotienten aus einer Simulation für verschiedene Lampentypen bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beziehungsweise 60 Hz. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu.
In der Figur 1 ist ein Verlauf einer normierten optischen Leistung (PS) eines Umgebungslichts in Abhängigkeit von der Zeit (t) in Millisekunden (ms) dargestellt. Eine Kurve Kl beschreibt einen idealen periodischen zeitlichen Verlauf der normierten optischen Leistung eines Umgebungslichts mit einer Schwankenfrequenz (F) , die einer ersten Frequenz (Fl) von 100 Hz entspricht. Eine der ersten Frequenz zugehörige erste
Periodendauer (PI) beträgt also 10 ms. Eine Kurve K2
beschreibt entsprechend einen idealen periodischen zeitlichen Verlauf der normierten optischen Leistung eines weiteren
Umgebungslichts mit einer Schwankenfrequenz (F) von 120 Hz und einer zugehörigen zweiten Periodendauer (P2) von 8,33 ms. Die Kurven Kl und K2 weisen lokale Maxima (Lmax) und lokale Minima (Lmin) auf.
Die im Folgenden in dieser Anmeldung beschriebenen
Ausführungsbeispiele beziehen sich exemplarisch auf die erste Frequenz von 100 Hz und die zweite Frequenz von 120 Hz.
Selbstverständlich können die erste Frequenz und die zweite Frequenz verschieden von 100 Hz beziehungsweise von 120 Hz sein . In der Figur 2A ist ein schematischer Aufbau eines Halbleiterbauelements (1) zur Identifizierung einer
Schwankungsfrequenz (F) eines Umgebungslichts (S) dargestellt.
Das Halbleiterbauelement umfasst einen Signalempfänger (2). Der Signalempfänger (2) ist bevorzugt für die Messung einer optischen Leistung (PS) des Umgebungslichts (S) vorgesehen. Der Signalempfänger kann beispielsweise eine Photodiode oder ein Phototransistor enthalten. Weiterhin umfasst das
Halbleiterbauelement ein Steuerungsmodul (3) . Im Betrieb des Halbleiterbauelements dient das Steuerungsmodul (3) der
Steuerung des Halbleiterbauelements (1). Das
Halbleiterbauelement umfasst außerdem einen Signalausgang (4). Im Betrieb des Halbleiterbauelements liegt vorzugsweise ein
Signal am Signalausgang (4) vor. Das Signal kann insbesondere die Information enthalten, ob eine Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts vorliegt, oder kann ein Ergebnis aus der
Identifizierung der Schwankungsfrequenz (F) des
Umgebungslichts (S) in einer kodierten Form, beispielsweise in digitaler oder in analoger Form enthalten. Weiterhin enthält der Signalausgang (4) vorzugsweise einen zusätzlichen Ausgang, bei dem Informationen zur Helligkeit des Umgebungslichts in einer kodierten Form vorliegen.
In der Figur 2B ist ein Prinzip für einen Messvorgang einer optischen Leistung eines Umgebungslichts während einer
Gesamtmesszeit (T) anhand einer schematischen Darstellung einer optischen Leistung (PS) des Umgebungslichts als Funktion der Zeit (t) veranschaulicht.
Über ein Messzeitintervall (Ti) wird eine Messung
durchgeführt. Das Messzeitintervall (Ti) ist kleiner als eine erste Periodendauer (Tl) . Während einer Messung wird eine optische Leistung (PS) registriert und über das
Messzeitintervall aufintegriert . Eine über das
Messzeitintervall aufintegrierte optische Leistung (ETi) ist eine optische Energie während des Messzeitintervalls. Der
Betrag dieser Energie (ETi) entspricht einer Fläche eines in Figur 2B dargestellten Rechteckes, wobei eine horizontale Seite dieses Rechtecks das Messzeitintervall ist. Eine erste Periodenenergie (El) ist die Summe aller aufintegrierten optischen Leistungen (ETi) während der ersten Periodendauer (Tl) .
Die sich über die Gesamtmesszeit ergebenden aufintegrierten optischen Leistungen (ETi) ergeben eine Zeitreihe, die in einer Form des in Figur 1 dargestellten Diagramms darstellbar ist .
In der Figur 2B werden die Messungen unmittelbar
hintereinander durchgeführt. Abgesehen davon können die
Messungen in einem Messzeitabstand durchgeführt werden, wobei der Messzeitabstand eine Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Messungen ist. Das Messzeitintervall (Ti) kann ebenfalls variabel gewählt werden. Insbesondere kann das Messzeitintervall identisch mit der ersten Periodendauer (Tl) sein.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) eines
Umgebungslichts (S) anhand einer vorgegebenen ersten Frequenz (Fl) und einer vorgegebenen zweiten Frequenz (F2) ist in der Figur 3A schematisch dargestellt. Im Schritt A) werden die erste Frequenz Fl = 100 Hz und die zweite Frequenz F2 = 120 Hz vorgegeben, was einer Netzfrequenz von 50 Hz beziehungsweise 60 Hz entspricht. Demzufolge ist die erste Periodendauer (PI) 10 ms und die zweite Periodendauer (P2) 8,33 ms.
Im Schritt B) wird über eine Gesamtmesszeit (T) von 20 ms gemessen. Das Messzeitintervall (Ti) beträgt ein Zehntel der ersten Periodendauer (PI), das heißt Ti = 1 ms. Während der Gesamtmesszeit werden Messungen durchgeführt und die optische Leistung des Umgebungslichts beziehungsweise die über das Messzeitintervall (Ti) aufintegrierten optischen Leistungen (ETi) bestimmt. Bevorzugt ist die Anzahl der Messungen kleiner als 20. In Figur 2B sind Messwerte (MW) aus einer Simulation für die aufintegrierten optischen Leistungen (ETi)
dargestellt. Eine durchgezogene Kurve K3A stellt zum Vergleich mit den Messwerten (MW) einen idealen periodischen zeitlichen Verlauf der normierten optischen Leistung eines
Umgebungslichts mit einer Schwankungsfrequenz F = 100 Hz dar.
Im Schritt C) werden die aufintegrierten optischen Leistungen beziehungsweise die optische Leistung (PS) in einer Zeitreihe über die Gesamtmesszeit (T) erfasst. In der Figur 3A ist die Zeitreihe in Form eines Diagramms mit einer normierten
optischen Leistung des Umgebungslichts über die Zeit (t) in Millisekunden (ms) dar.
Im Schritt D) wird ein Erkennungsmerkmal in der Zeitreihe ermittelt. Das Erkennungsmerkmal ist ein Zeitabstand (P) zwischen zwei aufeinander folgenden Maxima (Lmax) der
gemessenen optischen Leistung in der Zeitreihe. Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts im Schritt E) erfolgt durch einen Vergleich des Zeitabstands (P) mit der ersten Periodendauer (PI) und die zweite Periodendauer (P2) . Der in der Figur 3A ermittelte Zeitabstand (P) beträgt circa 10 ms und ist somit im
Wesentlichen gleich mit der ersten Periodendauer (PI).
Folglich wird die Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts als die erste Frequenz Fl = 100 Hz identifiziert. Das in der Figur 3B dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das in der Figur 3A dargestellte
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu wird festgestellt, dass der ermittelte Zeitabstand und der ermittelte Mittelwert der Zeitabstände jeweils circa 8,3 ms sind, so dass die
Schwankungsfrequenz (F) als die zweite Frequenz F2 = 120 Hz identifiziert wird. Zum Vergleich mit den Messwerten (MW) der optischen Leistung stellt eine durchgezogene Kurve K3B einen idealen periodischen zeitlichen Verlauf der normierten
optischen Leistung eines Umgebungslichts mit einer
Schwankungsfrequenz F = 120 Hz dar.
Alternativ kann das Erkennungsmerkmal ein Zeitabstand (P) zwischen zwei aufeinander folgenden lokalen Mimima (Lmin) der gemessenen optischen Leistung oder ein Mittelwert (PM) der Zeitabstände (P) sein. In der Figur 3B kann der Zeitabstand
(P) in der Zeitreihe zweimal ermittelt werden. Der Mittelwert (PM) der Zeitabstände (P) kann gebildet werden. Der
Zeitabstand und der Mittelwert (PM) betragen jeweils circa 10 ms, so dass im Schritt E) die Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts als die erste Frequenz Fl = 100 Hz
identifiziert wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) ist in der Figur 4A schematisch dargestellt. Die Schritte A) bis C) entsprechen im Wesentlichen den Schritten A) bis C) des in der Figur 3A dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied hierzu sind die Gesamtmesszeit (T) und das Messzeitintervall (Ti) 100 ms beziehungsweise 2 ms. Bevorzugt ist die Anzahl der Messungen kleiner als 50. Im Schritt D) wird das Erkennungsmerkmal als eine Anzahl der Maxima (Nmax) der optischen Leistung während der
Gesamtmesszeit (T) in der Zeitreihe ermittelt.
Nmax ist die Gesamtanzahl der lokalen Maxima in der Zeitreihe und beträgt 10. Nmax wird im Schritt E) mit zwei
Referenzwerten verglichen. Der erste Referenzwert ist ein erster Quotient (Ql), der ein Verhältnis von der
Gesamtmesszeit T = 100 ms zu der ersten Periodendauer Tl = 10 ms ist und folglich 10 beträgt. Der zweite Referenzwert ist ein zweiter Quotient (Q2), der ein Verhältnis von der
Gesamtmesszeit T = 100 ms zu der zweiten Periodendauer T2 = 8,33 ms ist und folglich 12 beträgt. Der Absolutwert einer Differenz zwischen Nmax und Ql ist in diesem Fall Null und ist kleiner als der Absolutwert einer Differenz zwischen Nmax und Q2, welcher 2 ist, so dass die Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz Fl = 100 Hz identifiziert wird.
Alternativ wird im Schritt D) das Erkennungsmerkmal als eine Anzahl der Minima (Nmin) der optischen Leistung während der Gesamtmesszeit (T) in der Zeitreihe ermittelt. Die Anzahl der Minima (Nmin) in der Zeitreihe beträgt 9. Die aufintegrierten Leistungen (ETi) aus der ersten Messung und aus der letzten Messung sind jeweils nicht als lokales Minimum anzusehen, da es keine Messungen davor beziehungsweise danach gibt, so dass nicht festgestellt werden kann, ob es sich bei diesen
aufintegrierten Leistungen um lokale Minima handelt. Der
Absolutwert einer Differenz zwischen Nmin und Ql ist in diesem Fall 1 und ist kleiner als der Absolutwert einer Differenz zwischen Nmin und Q2, welcher 3 ist, so dass die
Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz Fl = 100 Hz identifiziert wird. Alternativ kann im Schritt D) das Erkennungsmerkmal als ein Durchschnitt (NM) aus Nmin und Nmax ermittelt werden. Der Durchschnitt beträgt 9,5. Der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Durchschnitt (NM) und Ql ist in diesem Fall 0,5 und ist kleiner als der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Durchschnitt und Q2, welcher 2,5 ist, so dass die
Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz Fl = 100 Hz zu identifizieren ist.
Abgesehen davon ist es auch denkbar, dass im Schritt D) das Erkennungsmerkmal als eine Anzahl der Mittelwertdurchgänge ermittelt wird.
Das in der Figur 4B dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das in der Figur 4A dargestellte
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu wird festgestellt, dass Anzahl der Maxima 12 ist, die Anzahl der Minima 11 ist und der Durchschnitt aus Nmax und Nmin 11,5 ist, so dass die Schwankungsfrequenz (F) als die zweite Frequenz F2 = 120 Hz identifiziert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) ist in der Figur 5A schematisch dargestellt. Die Schritte A) bis C) entsprechen im Wesentlichen den Schritten A) bis C) des in der Figur 3A dargestellten ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied hierzu ist das Messzeitintervall (Ti) ein erstes
Messzeitintervall (Tl), wobei Tl identisch mit der ersten Periodendauer PI = 10 ms ist. Außerdem werden lediglich drei Messungen über das erste Messzeitintervall zur Bestimmung von drei ersten optischen Periodenenergien (El) durchgeführt. In der Figur 5A sind die drei ersten optischen Periodenenergien (El) durch die jeweiligen Flächen unterhalb den
Geradeabschnitten R1-R2, R2-R3 und R3-R4 dargestellt. Diese Flächen sind identisch mit den jeweiligen Flächen unterhalb den Kurvenabschnitten R1-R2, R2-R3 und R3-R4.
Im Schritt D) wird das Erkennungsmerkmal als eine erste relative Energieabweichung (EA1) aus der Zeitreihe ermittelt. Die erste relative Energieabweichung ist ein Verhältnis von einer ersten absoluten Energieabweichung zu einer maximalen ersten optischen Periodenenergie (Elmax) aus den drei
Periodenenergien (El). Die erste absolute Energieabweichung ist dabei eine Differenz zwischen der maximalen ersten
Periodenenergie (E2max) und einer minimalen ersten optischen Periodenenergie (Elmin) aus den drei Periodenenergien (El). In einer Formel ausgedrückt ist EA1 = (Elmax-Elmin) /Elmax . Das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) erfolgt durch einen Vergleich der ersten relativen Energieabweichung (EA1) mit einem Referenzwert der Energieabweichung. Der Referenzwert der Energieabweichung ist beispielsweise 0,12. Es ist auch denkbar, dass der Referenzwert der Energieabweichung 0,06 oder 0,03 ist. Ist die erste relative Energieabweichung (EA1) kleiner als der Referenzwert der Energieabweichung, wird die Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz Fl = 100 Hz identifiziert. Andernfalls wird die Schwankungsfrequenz als die zweite Frequenz F2 = 120 Hz identifiziert. In Figur 5A sind die drei ersten Periodenenergie (El) bis auf kleine
Messabweichungen gleich. Folglich wird die Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz Fl = 100 Hz identifiziert.
Ein in der Figur 5B dargestelltes Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das in der Figur 5A dargestellten
Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu wird festgestellt, dass sich die drei ersten Periodenenergien (El) deutlich von einander unterscheiden. Hier sind die drei ersten
Periodenenergien (El) durch die jeweiligen Flächen unterhalb den Geradeabschnitten Rl-Rl', R2-R2' und R3-R3' dargestellt. Die erste maximale Energieabweichung (Elmax) unterscheidet sich signifikant von der ersten minimalen Energieabweichung (Elmin) , so dass die Schwankungsfrequenz (F) als die zweite Frequenz F2 = 120 Hz identifiziert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) eines
Umgebungslichts ist in der Figur 5C schematisch dargestellt.
Analog wie bei dem in Figur 5A dargestellten
Ausführungsbeispiel werden die drei ersten Periodenenergien (El) und eine erste absolute Energieabweichung ermittelt, wobei die erste absolute Energieabweichung eine Differenz zwischen der maximalen ersten Periodenenergie (Elmax) und der minimalen ersten Periodenenergie (Elmin) ist, das heißt Elmax- Elmin . Zusätzlich werden drei zweite Periodenenergien (E2) gemessen und eine zweite absolute Energieabweichung ermittelt. Die Gesamtanzahl der Messungen beträgt somit sechs. Die zweite Periodenenergie (E2) wird über ein zweites Messzeitintervall (T2) gemessen, wobei T2 identisch mit der zweiten
Periodendauer P2 = 8,33 ms ist. Die zweite absolute
Energieabweichung eine Differenz zwischen der maximalen zweiten Periodenenergie (E2max) und der minimalen zweiten Periodenenergie (E2min) ist, das heißt E2max-E2min.
Weiterhin wird im Schritt D) das Erkennungsmerkmal als ein Abweichungsquotient ermittelt. Der Abweichungsquotient ist ein Verhältnis von der ersten absoluten Energieabweichung zu der zweiten absoluten Energieabweichung, das heißt (Elmax - Elmin) / (E2max - E2min) .
Im Schritt E) erfolgt das Identifizieren der
Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts bevorzugt durch einen Vergleich des Abweichungsquotienten mit einem
Referenzwert des Abweichungsquotienten. Der Referenzwert des Abweichungsquotienten ist dabei bevorzugt zwischen
einschließlich 0,9 und einschließlich 1,5, beispielsweise 1,2. Ist der Abweichungsquotient kleiner als der Referenzwert des Abweichungsquotienten, wird die Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz F = 100 Hz identifiziert. Ist der
Abweichungsquotient größer als der Referenzwert des
Abweichungsquotienten, wird die Schwankungsfrequenz (F) als die zweite Frequenz F = 120 identifiziert. In dem vorliegenden Fall wird die Schwankungsfrequenz (F) als die erste Frequenz F = 100 Hz identifiziert.
Die Figur 6 zeigt in tabellarischer Form die
Abweichungsquotienten aus einer Simulation für verschiedene Lampentypen bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beziehungsweise 60 Hz. Die ersten sechs Lampen sind Energiesparlampen und die letzte Lampe ist eine Leuchtstofflampe. Diese Werte belegen, dass der Abweichungsquotient für die verschiedenen Lampentypen bei einer Netzfrequenz von 50 Hz jeweils signifikant kleiner als 1 und bei einer Netzfrequenz von 60 Hz signifikant größer als 1 ist. Eine Identifizierung der Schwankungsfrequenz von 100 Hz optisch entsprechend einer Netzfrequenz von 50 Hz oder eine Identifizierung der
Schwankungsfrequenz von 120 Hz entsprechend einer Netzfrequenz von 60 Hz kann also zuverlässig erfolgen.
Die vorliegende Anmeldung beschreibt ein Verfahren zur
Identifizierung von Schwankungsfrequenz eines Umgebungslichts anhand einer vorgegebenen ersten Frequenz und einer
vorgegebenen zweiten Frequenz. Es kann dabei erkannt werden, ob ein Umgebungslicht eine Schwankungsfrequenz aufweist, wobei die Schwankungsfrequenz einer vorgegebenen ersten Frequenz oder einer vorgegebenen zweiten Frequenz entspricht oder, dass die Schwankungsfrequenz verschieden von der ersten Frequenz und von der zweiten Frequenz ist. Die Messungen gemäß den verschiedenen Ausführungsvarianten können daher gezielt auf die voraussichtlich zu erwartenden erste Frequenz und zweite Frequenz hin abgestimmt werden. Dies vereinfacht die Messung und Auswertung im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren, die beispielsweise Schwankungsfrequenzen mittels einer Fourier- Transformation des Signals ermitteln. Insbesondere können dadurch vergleichsweise große Messzeitintervalle Anwendung finden. Auch die Anzahl der benötigten Messungen zur
Identifizierung einer Schwankungsfrequenz kann vergleichsweise signifikant reduziert werden. Zudem ist die Auswertung einfach und nicht rechenaufwendig ausgestaltet. Dies führt
insbesondere dazu, dass ein Halbleiterbauelement zur
Identifizierung von Schwankungsfrequenz gemäß solchem Verfahren kostensgünstig und mit wenig Aufwand hergestellt werden kann.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele an diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede
Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 106 628.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Identifizierung einer Schwankungsfrequenz (F) eines Umgebungslichts (S) anhand einer vorgegebenen ersten Frequenz (Fl) und einer vorgegebenen zweiten Frequenz (F2) mit folgenden Schritten:
A) Vorgeben der ersten Frequenz (Fl) und der zweiten
Frequenz (F2), wobei die erste Frequenz kleiner als die zweite Frequenz ist;
B) Messen einer optischen Leistung des Umgebungslichts mittels eines Signalempfängers (2) über ein
Messzeitintervall (Ti) während einer Gesamtmesszeit (T) , wobei das Messzeitintervall kleiner oder gleich einer der ersten Frequenz zugehörigen ersten Periodendauer (PI) ist;
C) Erfassen der optischen Leistung des Umgebungslichts in einer Zeitreihe über die Gesamtmesszeit;
D) Bestimmen zumindest eines Erkennungsmerkmals zur
Identifizierung der Schwankungsfrequenz mittels Auswertens der Zeitreihe; und
E) Identifizieren der Schwankungsfrequenz des
Umgebungslichts als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz anhand des zumindest einen Erkennungsmerkmals. 2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich die erste Frequenz (Fl) mindestens um 10 % von der zweiten
Frequenz (F2) unterscheidet.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Frequenz und die zweite Frequenz zwischen
einschließlich 20 Hz und einschließlich 200 Hz sind, und das Messzeitintervall (Ti) zwischen einschließlich 50 ms und einschließlich 0,5 ms ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Frequenz 100 Hz ist und die zweite Frequenz 120 Hz ist .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei das Messzeitintervall (Ti) eine Periodendauer (PI, P2) oder ein Mehrfaches der Periodendauer der ersten oder der zweiten Frequenz ist und das Erkennungsmerkmal aus einer
Mehrzahl von Periodenenergien ermittelt wird, wobei die
Periodenenergien jeweils eine über das Messzeitintervall aufintegrierte optische Leistung sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
- im Schritt D) das Erkennungsmerkmal ein Zeitabstand (P) zwischen zwei aufeinander folgenden Mimima der optischen Leistung des Umgebungslichts oder ein Zeitabstand (P) zwischen zwei aufeinander folgenden Maxima der optischen Leistung des Umgebungslichts in der Zeitreihe ist; und
- im Schritt E) das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts durch einen Vergleich des
Zeitabstands mit der ersten Periodendauer (PI) und einer der zweiten Frequenz (F2) zugehörigen zweiten
Periodendauer (P2) erfolgt.
7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- im Schritt B) die Gesamtmesszeit (T) mindestens zweimal größer als die erste Periodendauer (PI) ist;
- im Schritt D) eine Mehrzahl von Zeitabständen (P) in der Zeitreihe ermittelt wird; und
- im Schritt E) das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts durch einen Vergleich eines Mittelwerts (PM) der Zeitabstände mit der ersten Periodendauer (PI) und der zweiten Periodendauer (P2) erfolgt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
- im Schritt D) das Erkennungsmerkmal eine Anzahl der Maxima (Nmax) der optischen Leistung oder eine Anzahl der Minima (Nmin) der optischen Leistung in der Zeitreihe während der Gesamtmesszeit (T) ist; und
- im Schritt E) das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts durch einen Vergleich der Anzahl der Maxima oder der Anzahl der Minima mit einem ersten Quotienten (Ql) und einem zweiten Quotienten (Q2) erfolgt, wobei der erste Quotient ein Verhältnis von der
Gesamtmesszeit (T) zu der ersten Periodendauer (PI) ist und der zweite Quotient ein Verhältnis von der
Gesamtmesszeit zu einer der zweiten Frequenz (F2)
zugehörigen zweiten Periodendauer (P2) ist.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
im Schritt E) das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts durch einen Vergleich eines Durchschnitts (NM) aus der Anzahl der Maxima (Nmax) und der Anzahl der
Minima (Nmin) mit dem ersten Quotienten (Ql) und mit dem zweiten Quotienten (Q2) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
- im Schritt B) zumindest drei erste optische
Periodenenergien des Umgebungslichts gemessen werden, wobei das Messen der einzelnen ersten optischen
Periodenenergie jeweils über ein erstes Messzeitintervall durchgeführt wird, das die erste Periodendauer (PI) ist; und/oder - im Schritt B) zumindest drei zweite optische
Periodenenergien des Umgebungslichts gemessen werden, wobei das Messen der einzelnen zweiten optischen
Periodenenergie jeweils über ein zweites Messzeitintervall durchgeführt wird, das eine der zweiten Frequenz (F2) zugehörigen zweite Periodendauer (P2) ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobe - im Schritt D) das Erkennungsmerkmal eine erste relative
Energieabweichung (EA1) oder eine zweite relative
Energieabweichung (EA2) ist, wobei
- die erste relative Energieabweichung ein Verhältnis von einer ersten absoluten Energieabweichung zu einer maximalen ersten optischen Periodenenergie (Elmax) ist, wobei die erste absolute Energieabweichung eine Differenz zwischen der maximalen ersten
Periodenenergie und einer minimalen ersten optischen Periodenenergie (Elmin) ist; und
- die zweite relative Energieabweichung ein
Verhältnis von einer zweiten absoluten
Energieabweichung zu einer maximalen zweiten
Periodenenergie (E2max) ist, und die zweite absolute Energieabweichung eine Differenz zwischen der
maximalen zweiten Periodenenergie und einer minimalen zweiten Periodenenergie (E2min) ist; und
- im Schritt E) das Identifizieren der Schwankungsfrequenz (F) des Umgebungslichts durch einen Vergleich der ersten relativen Energieabweichung oder der zweiten relativen
Energieabweichung mit einem Referenzwert der
Energieabweichung, wobei der Referenzwert der
Energieabweichung kleiner als 12 % ist. Verfahren nach Anspruch 10, wobei
- im Schritt D) eine erste absolute Energieabweichung und eine zweite absolute Energieabweichung berechnet werden, wobei
- die erste absolute Energieabweichung eine Differenz zwischen einer maximalen ersten Periodenenergie
(Elmax) und einer minimalen ersten Periodenenergie
(Elmin) ist, und
- die zweite absolute Energieabweichung eine
Differenz zwischen einer maximalen zweiten Periodenenergie (E2max) und einer minimalen zweiten Periodenenergie (E2min) ist; und - im Schritt D) das Erkennungsmerkmal ein
Abweichungsquotient ist, wobei der Abweichungsquotient ein Verhältnis von der ersten absoluten Energieabweichung zu der zweiten absoluten Energieabweichung ist. 13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- die erste Frequenz (Fl) 100 Hz ist und die zweite
Frequenz (F2) 120 Hz ist; und - im Schritt E) zur Identifizierung der
Schwankungsfrequenz als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz der Abweichungsquotient mit einem
Referenzwert des Abweichungsquotienten verglichen wird, wobei der Referenzwert des Abweichungsquotienten zwischen einschließlich 0,5 und einschließlich 2,0 ist.
14. Halbleiterbauelement (1) zur Identifizierung einer
Schwankungsfrequenz (F) eines Umgebungslichts (S) als eine vorgegebene erste Frequenz (Fl) oder als eine vorgegebene zweite Frequenz (F2), umfassend: - einen Signalempfänger (2) zur Messung einer optischen Leistung des Umgebungslichts;
- ein Steuerungsmodul (3) zur Erfassung und zur Analyse der gemessenen optischen Leistung über die Gesamtmesszeit
(T) sowie zur Bestimmung zumindest eines
Erkennungsmerkmals zur Identifizierung der
Schwankungsfrequenz des Umgebungslichts als die erste Frequenz oder als die zweite Frequenz; und
- einen Signalausgang (4) zur Übermittlung eines
Ergebnisses der Identifikation der Schwankungsfrequenz.
15. Halbleiterbauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Signalempfänger (2) ein Photodetektor ist, der empfangenes Umgebungslicht (S) in ein elektrisches Signal umwandelt .
16. Anzeigevorrichtung oder mobiles elektronisches Gerät mit einem Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 14 oder
15.
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