WO2017153026A1 - Verfahren und vorrichtung zur helligkeitskompensation einer led - Google Patents

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WO2017153026A1
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temperature
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light emitting
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PCT/EP2017/000092
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Roland Neumann
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Inova Semiconductors Gmbh
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    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
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    • H05B45/18—Controlling the intensity of the light using temperature feedback

Definitions

  • the present invention is directed to a method for brightness compensation in at least one light-emitting diode.
  • the proposed method always achieves the same brightness of the LED regardless of temperature fluctuations.
  • the invention is further directed to an appropriately configured device and a memory module for use in the proposed method.
  • US 2008/0079371 A1 shows an arrangement for color correction of a light-emitting diode as a function of a measured temperature, wherein a current value is calculated.
  • US 2012/0319585 A1 shows a further arrangement for color correction of a light-emitting diode as a function of a measured temperature.
  • LEDs are versatile in different colors, sizes and designs use. They are used as signal and light transmitters in the "automotive sector", among others. Typically, a light emitting diode should always provide a set brightness. The disadvantage here is the decreasing luminosity with increasing temperature. The prior art knows methods that should set a luminosity. In this case, known methods primarily address a dimming of light-emitting diodes, while solutions for the general compensation of the luminosity are disadvantageous since typically temperature fluctuations are not or only insufficiently taken into account.
  • Known methods provide a pulse width modulation PWM which makes use of the fact that an inertia of the components used is such that a uniform brightness is established even if the light-emitting diode is switched on or off in a certain proportion. The brightness then becomes dependent on the ratio of the on-state to the off-state set. Such a pulsation of the light-emitting diode is typically not perceived by the human eye and a uniform, adjustable brightness results from this activation.
  • driving circuits are known by which the LEDs are controlled to an adjustable setpoint, the setpoint is adjustable by a controller.
  • a dimming of LEDs is carried out according to known methods directly by the dimming of the current through the LEDs.
  • control logic for controlling the power supply to the light emitting diode in dependence on a temperature of the light emitting diode.
  • LEDs find use in which they should at least not be detrimental to incandescent lamps. While incandescent lamps can be easily dimmed with regard to their brightness, methods are known with regard to light-emitting diodes, which actuate precisely these LEDs, for example, by means of a predetermined control pattern, thereby enabling optical dimming. In contrast, however, it is often desirable that a light-emitting diode must also be made brighter, for example, with an increasing ambient temperature. This is the case since typically LEDs have a luminous behavior which reduces the emitted luminosity as a function of a rising temperature value.
  • LEDs should not vary in temperature depending on their brightness, but if these LEDs heat up in their operation or radiate adjacent components heat, the LEDs should always provide an equal brightness.
  • a method for brightness compensation of at least one light-emitting diode as a function of a temperature value comprises the steps of measuring a temperature value with regard to a plurality of light-emitting diodes and reading out a current value from a plurality of current values stored in a memory module, which value is assigned to the read-out temperature value. Furthermore, at least one current regulator, in each case a light-emitting diode, is controlled by means of the read-out current value. According to the invention, brightness compensation takes place in an efficient manner in such a way that substantially analogous components are provided which typically adjust the brightness of a light-emitting diode independently of its color value.
  • the inventive method can be combined with conventional methods such that, for example, a color value is set by means of pulse width modulation and also the brightness of the light emitting diode only by means of driving the LED based on the read current value.
  • a constant current regulator also referred to as a constant current regulator
  • a light-emitting diode should be understood as a device which may also have other LED chips.
  • the light-emitting diodes according to the invention in turn consist of further light-emitting diode units or semiconductor chips.
  • the known red, green and blue light emitting diode units can be used, which are adjusted with respect to the so-called RGB color space.
  • These individual light-emitting diode units are combined in a light-emitting diode housing such that their light is composed to a predetermined color value.
  • other devices may be provided, such as a diffuser.
  • any desired color light can also be adjusted by suitable control of the individual components.
  • color transitions are generated.
  • the so-called multi-LED components can be used.
  • the proposed method makes it possible to control the brightness substantially independently of the color setting.
  • further bits must be provided when setting the color value in order to set the brightness of the light-emitting diode with the color value.
  • a current value of the light emitting diode By controlling a current value of the light emitting diode, the disadvantage of conventional methods is overcome, for example, a color value must be set by 8 bits, but here 10 bits must be transmitted.
  • a so-called remainder must remain in the coding, which is used to adjust the brightness.
  • the bit values to be used are used essentially solely for color adjustment.
  • typically analogous components are provided which, independently of the set color value, trigger the current regulator by means of the suitable current value.
  • the current value is provided by means of a readout in a particularly advantageous manner.
  • This offers the advantage that no separate logic, for example by means of digital components, must be provided.
  • the logic which is provided in conventional methods for providing the current value is implemented according to the invention only by reading out a data memory. Thus, no further method steps are necessary, which would cause a calculation of a current value.
  • it is possible according to the invention with little technical effort, i. with highly efficient, for example, analog, components and few process steps to provide a suitable current value with which the LEDs are driven.
  • the current values which cause a certain brightness in an LED can already be determined before carrying out the method or in preparatory method steps of the method.
  • this is done according to the invention typically only once and can thus be used in a variety of uniform light emitting diodes use.
  • light-emitting diode compensation devices are possible, which advantageously require fewer components, and in particular less complex components.
  • the proposed method makes it possible to robustly determine the current value in such a way that arithmetic or logic errors in determining the current value are avoided.
  • the stored current values are prior to delivery corresponding components can be tested arbitrarily. Thus, these current values are not generated at runtime, but rather are a priori determined, tested, and only provided by efficient hardware.
  • the temperature value can refer here to a temperature condition of the light emitting diode.
  • the temperature value can refer here to a temperature condition of the light emitting diode.
  • temperature values of adjacent components can be determined and these are averaged after a summation. If light-emitting diodes are connected in series, several temperature values of a particular light-emitting diode can be measured and these values can be averaged. This too can be realized by means of analog circuits and requires no digital components for this purpose.
  • a current value is read from a plurality of current values stored in a memory module, which value is assigned to the read-out temperature value.
  • current values are to be determined in preparatory method steps which generate a specific brightness as a function of a temperature value. For example, it is the case that a certain LED at a temperature value of 24 ° C requires a current value of 5 mA, ie 5 milliamps.
  • the LED shines weaker with increasing temperature, so less bright, at a temperature of 50 ° C, a current value of 10 mA may be necessary to achieve the same brightness as it is achieved at a temperature of 24 ° C by means of 5 mA .
  • a current value of 20 mA may already be necessary in order to achieve the same brightness.
  • the same LED reaches the same brightness at 24 ° C and a drive with 5 mA, just like this same LED at a drive by means of 10 mA reached at 50 ° C.
  • the brightness behavior of the light emitting diode is set as a function of the determined temperature value. This is particularly advantageous because the viewer of the LED always perceives the same brightness, even if changes in the course of the operation of the LED whose temperature.
  • a substantially equal adjustment of the brightness of the light-emitting diode takes place, wherein the brightness is compensated in such a way that the human eye perceives no brightness difference.
  • the driving current value is readjusted.
  • a time interval may be defined which determines how long the temperature value is measured at the light-emitting diode or in its surroundings.
  • a predetermined clock can be maintained, which determines a time interval between two iterations of the method.
  • the temperature is 30 ° C. and, after 5 seconds, a renewed determination of the temperature value shows that the light-emitting diode has heated up in such a way that the temperature now amounts to 31 ° C.
  • the corresponding current value is read out and the brightness of the light-emitting diode is compensated.
  • intervals or frequencies are common, on the basis of which he can measure temperatures and light emitting diodes can control. This can be adjusted, for example, depending on the components used. It is also possible to determine temperature intervals such that temperature ranges are each assigned a current value. For example, it is possible to associate temperature steps of 10 ° C or 20 ° C each with a current value. For example, a temperature value of 60 ° C to 80 ° C, a current value can be assigned. Thus, it is possible to perform the provision of the current value so efficiently that it is not always the brightness of the LED must be adjusted, but only when leaving the limits of a temperature interval.
  • a logical table is suitable. This is not limited to the fact that a table actually exists, but rather any representations are possible, for example at least one attribute / value pair or at least one value / value pair. In particular, it is advantageous to store the individual values in such a way that they can be read out and processed efficiently. Thus, hard-coded circuits or hardwired components are also suitable. This is possible because there is no change after a delivery of the corresponding components and thus a hard-wired provision of the corresponding logical table can be performed.
  • the memory module or the storage of the current values is to be interpreted such that any type of memory module or a storage is possible.
  • the memory module does not have to be set up so dynamically that it has to be writable during a runtime, that is to say during activation of the current regulator. Rather, saving only requires introducing the appropriate information in some way into a hardware module. It may also be necessary not to provide a single memory module, but instead to provide further components which make it possible to provide the current value.
  • the assignment of the current values to the temperature values also takes place in preparatory method steps and results in an operation of the proposed method implicitly by the fact that a current value is already available for each measured temperature value.
  • this one current value has been read or has been detected, which current value for the measured temperature value for brightness compensation is necessary, so there is a driving at least one current regulator in each case a light-emitting diode by means of the read-out power grid.
  • the current regulator is thus set up to apply the predetermined voltage to the light-emitting diode or to the light-emitting diode units.
  • the LED is driven by means of the read current value. This is done according to the invention until a new temperature value, together with an associated current value, is determined again and the light-emitting diode is driven with this new current value.
  • the brightness of the light emitting diode is fixed, but depending on the prevailing temperature at different times different current values are required.
  • At least one sensor is provided for measuring the temperature value at at least one measuring location.
  • Several measuring locations are suitable for this purpose, for example a measuring location at exactly one light emitting diode, a measuring location at a respective light emitting diode, a measuring location at a microcontroller, which is connected to a light emitting diode, or a measuring location in the immediate vicinity of a light emitting diode.
  • the proposed method is used in several interconnected light-emitting diodes. It is possible that, for example, a plurality of light emitting diodes are connected in series. If this plurality of light-emitting diodes are installed in an automobile, then it may be that different temperatures prevail at different locations.
  • the light emitting diodes can not only heat of their own accord, but it can come to a radiation of temperature through adjacent components.
  • An immediate environment here describes an environment that allows a conclusion on the temperature of the LED. So this temperature does not have to be determined directly on the light emitting diode, but a temperature sensor can be spaced from the light emitting diode so that a temperature input of adjacent components is negligible. In particular, this means that no physical contact in the sense of touching the temperature sensor and the LED must prevail.
  • the light-emitting diode is present as a triple of three light-emitting diode units, and the light-emitting diode units each output a different color.
  • This has the advantage that colored LEDs can be used.
  • it is possible according to the invention to continue to use conventional LEDs and merely to control the current regulator of these LEDs in such a way that adjusts the advantage according to the invention.
  • the proposed method has the advantage that the brightness compensation can take place independently of the color setting of the light-emitting diode.
  • other light-emitting diodes are known to those skilled in the art, which have light-emitting diode units which can be reused according to the invention.
  • a light-emitting diode unit is present as a semiconductor component or as any light-emitting component. A transmission of different colors, or light in different wavelengths, is used to set a predetermined color value.
  • the memory module provides a plurality of temperature values, each associated with a current value. This has the advantage that a large number of temperature values can be taken into account and the temperature values can be predetermined with respect to the current values in such a way that the same brightness value of the light-emitting diode is always set. In particular, the number of current value / temperature value pairs can be determined in a preparatory method step.
  • the read current value is associated with a temperature interval in which the measured temperature value is located.
  • This has the advantage that if a certain temperature value is present, it is not necessary to directly actuate the light-emitting diode, but that it is only possible to check whether the temperature value lies within a certain interval. For example, a decrease in the temperature value does not directly lead to a visible change in the brightness value. Thus, it can be waited until the measured temperature value falls below a certain threshold, which requires adjusting the brightness.
  • this has the advantage that a particularly effective method is proposed which can also be operated with low-performance components. Thus, the number of individual brightness compensation depending on the size of the temperature intervals can be set.
  • a first temperature interval may have a first temperature range of 5 ° C and a second temperature interval may have a second temperature range of 10 ° C.
  • the current value with respect to the temperature value is selected such that a brightness compensation of the light-emitting diode to be controlled is established as a function of a prevailing temperature.
  • the current regulator is present as a constant current regulator.
  • This has the advantage that known components can be reused and the arrangement only has to be adapted in such a way that it carries out the method according to the invention.
  • known current regulators can be used which actuate the light-emitting diode with the advantageously determined current value.
  • the temperature value represents an average of a plurality of measured individual temperature values. This has the advantage that a plurality of temperature values which are determined at different measurement locations can be easily linked to a single temperature value. This can be implemented, for example, by means of hard-wired logic.
  • the storage of a plurality of temperature values, each with a current value is carried out using at least one determination routine.
  • An empirical determination, a measurement, a two-point measurement, a calculation and a reading of the respective current values are possible.
  • storing the current values to the respective temperature values is filling the logical table, which describes to which temperature which current value has to be applied. This can be done in preparatory process steps such that a specific current value is applied to a light-emitting diode at a certain temperature and the brightness is measured. This is carried out iteratively so often that it is possible to determine how the temperature or the applied voltage or the current value has an effect on the emission of light.
  • the attribute value pairs or value / value pairs are stored, which lead to a constant brightness.
  • the person skilled in the two-point measurement is known, whereby suitable attribute-value pairs can be determined.
  • the plurality of stored current values are adjusted with respect to the respective temperature value such that they always cause the same brightness in the driving of the light-emitting diode.
  • the at least one current regulator is actuated by means of the read-out current value independently of setting of a color value of the light-emitting diode.
  • This has the advantage that known methods can be used to adjust the color of the LED.
  • a particular bit value can be used which need not carry any further bits in order to set a brightness.
  • This also has the advantage that if, for example, 8 bits are sufficient for setting the color value, and 10 bits are not to be provided for setting a color value and a brightness, as is conventionally the case.
  • This has the disadvantage that the pulse width modulation would have to generate faster edges and additional bandwidth would be wasted. According to the invention, this is avoided in that the color values are set separately and independently of this the brightness is set by means of the current regulator.
  • the invention is also achieved by a device for brightness compensation of at least one light-emitting diode as a function of a temperature value.
  • the device has at least one sensor which is set up for measuring a temperature value with respect to a plurality of light emitting diodes and an interface component which is set up for reading out a current value from a plurality of stored current values from a memory module, which is assigned to the read-out temperature value.
  • a current regulator is provided which is set up to drive at least one light-emitting diode each time by means of the read-out current value.
  • the object is also achieved by a memory module with stored current values, which are each associated with a temperature value such that when driving a light emitting diode with the respective current value to a prevailing temperature according to this temperature value, the light emitting diode in each case the same bright.
  • a storage medium is provided with control commands for carrying out a method according to one of the above-described aspects.
  • the device is suitable for carrying out the proposed method and thus assumes its features in a structural manner.
  • the method for operating the device can also be used, and the memory module according to the invention can be used both in the proposed method and in the proposed device.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method for
  • FIG. 3 shows a brightness compensation device according to the invention with further components according to one aspect of the present invention
  • FIG. 4 shows a storage of current values as a function of temperature values in accordance with one aspect of the present invention.
  • Fig. 1 shows on the Y-axis brightness values, the percentage of the maximum brightness 100% decrease to a non-luminance 0%. Temperature values are entered on the X-axis, which refer to the corresponding LED.
  • the course of the upper line which extends in the present Fig. 1 from top left to bottom right, indicates that the brightness of the light emitting diode decreases in the direction of rising temperature.
  • the lower line which runs in the present Fig. 1 from bottom left to top right, indicates that with increasing temperature higher current values are necessary to achieve a certain brightness.
  • the left scale of the Y axis refers to the upper curve and the right scale to the lower curve. The curve is replaced in the present case by a line.
  • FIG. 1 shows a schematic flowchart of the method according to the invention, wherein a measurement 100 of a temperature value takes place with respect to a plurality of light-emitting diodes.
  • a drive 102 of at least one current regulator in each case of a light-emitting diode takes place by means of the read-out current value.
  • FIG. 3 shows the device 200 according to the invention for brightness compensation of at least one light-emitting diode LED.
  • so-called ON / OFF modulators are provided, which set a specific mixing ratio of the individual light-emitting diode units.
  • a so-called RGB code is provided, for which in turn 8 bits are provided in each case.
  • the light emitting diode units are controlled separately by the device 200 according to the invention. That is, the adjustment of the color value is made independently of the adjustment of the brightness.
  • the device 200 connected to a memory module which provides the table with the corresponding current values.
  • the device 200 does not calculate current values and therefore also does not provide any logic, but that this device 200 looks only in a connected memory module and thus obtains the corresponding values.
  • the ON / OFF modulators operate independently of the setting of the current value.
  • the advantageous brightness compensation can be performed in an efficient manner and with little technical effort.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of how current values can be provided as a function of measured temperature values. This can be used both in the method according to the invention, in the device and in the memory module. Thus, current values are entered on the Y axis and brightness values on the X axis. Thus, it can be seen here that a certain current value is necessary for a certain bit value. For this purpose, 4 temperature intervals are given on the right side of the present Fig., Each requiring its own current value to reach the preset brightness. As can be seen from the line of lines emanating from the zero point, the corresponding current value can be determined by means of an angle which is set as a function of a prevailing temperature value. In this case, it is particularly advantageous that this can be carried out before the method according to the invention is carried out and thus the results merely have to be stored.
  • the current values must be set correspondingly steeper.
  • the angle between the X-axis and the line of lines increases with increasing temperature value.
  • a maximum current value at a maximum temperature of 125 ° C may already be 20.7 mA.
  • a current value of 4.66 mA may suffice.
  • a larger compensation is necessary with increasing temperature.
  • a particularly preferred embodiment of the present invention is the use of the described aspects in an automobile. In general, however, the present invention is not limited thereto, rather the skilled person recognizes various other possible applications in order to always offer an observer of a light-emitting diode the same brightness.

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Helligkeitskompensation in mindestens einer Leuchtdiode. Das vorgeschlagene Verfahren erreicht eine stets gleiche Helligkeit der LED unabhängig von Temperaturschwankungen. Die Erfindung ist ferner gerichtet auf eine entsprechend eingerichtete Vorrichtung sowie ein Speichermodul zur Verwendung in dem vorgeschlagenen Verfahren.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Helliqkeitskompensation einer LED
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Helligkeitskompensation in mindestens einer Leuchtdiode. Das vorgeschlagene Verfahren erreicht eine stets gleiche Helligkeit der LED unabhängig von Temperaturschwankungen. Die Erfindung ist ferner gerichtet auf eine entsprechend eingerichtete Vorrichtung sowie ein Speichermodul zur Verwendung in dem vorgeschlagenen Verfahren.
US 2008/0079371 A1 zeigt eine Anordnung zur Farbkorrektur einer Leuchtdiode in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur, wobei ein Stromwert errechnet wird.
US 2012/0319585 A1 zeigt eine weitere Anordnung zur Farbkorrektur einer Leuchtdiode in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur.
Leuchtdioden finden vielseitig in verschiedenen Farben, Größen und Bauformen Verwendung. Sie werden als Signal- und Lichtgeber unter anderem im "Automotive Bereich" eingesetzt. Typischerweise soll eine Leuchtdiode stets eine eingestellte Helligkeit bereitstellen. Nachteilig hierbei ist die abnehmende Leuchtkraft bei steigender Temperatur. Der Stand der Technik kennt Verfahren, welche eine Leuchtkraft einstellen sollen. Hierbei addressieren bekannte Verfahren vor allem ein Dimmen von Leuchtdioden, während Lösungen zur allgemeinen Kompensation der Leuchtkraft nachteilig sind, da typischerweise Temperaturschwankungen nicht oder nur ungenügend berücksichtigt werden.
Bekannte Verfahren sehen eine Pulsweitenmodulation PWM vor, welche sich zunutze macht, dass eine Trägheit der verwendeten Komponenten derart vorliegt, dass sich eine gleichmäßige Helligkeit einstellt, auch wenn die Leuchtdiode in einer gewissen Proportion an- beziehungsweise ausgeschaltet wird. Die Helligkeit wird dann in Abhängigkeit des Verhältnisses des An-Zustands zu dem Aus-Zustand eingestellt. Ein solches Pulsieren der Leuchtdiode wird vom menschlichen Auge typischerweise nicht wahrgenommen und eine gleichmäßige einstellbare Helligkeit resultiert aus dieser Ansteuerung.
Ferner ist es möglich, einen Pulsgenerator in die Konstantstromquellenschaltung zu integrieren, wobei die Versorgungsspannung gleich bleibt und die Taktung der Lampen mit der im Impulsbetrieb betriebenen Stromquelle selbst durchgeführt wird.
Hierzu sind Ansteuerschaltungen bekannt, durch die die Leuchtdioden auf einen einstellbaren Sollwert geregelt werden, wobei der Sollwert durch einen Controller einstellbar ist. Ein Dimmen von Leuchtdioden erfolgt gemäß bekannter Verfahren direkt durch das Dimmen des Stroms durch die Leuchtdioden. Ferner bekannt sind Steuerungslogiken zum Regeln der Stromzufuhr zur Leuchtdiode auch in Abhängigkeit von einer Temperatur der Leuchtdiode.
In vielen Anwendungsszenarien finden Leuchtdioden LEDs Einsatz bei denen sie bezüglich Glühlampen zumindest nicht nachteilig sein sollen. Während sich Glühlampen bezüglich ihrer Helligkeit einfach dimmen lassen, so sind bezüglich Leuchtdioden Verfahren bekannt, welche beispielsweise durch ein vorbestimmtes Ansteuerungsmuster eben diese Leuchtdioden ansteuern und hierbei ein optisches Dimmen ermöglichen. Im Gegensatz hierzu ist es jedoch häufig erwünscht, dass eine Leuchtdiode beispielsweise bei einer ansteigenden Umgebungstemperatur auch heller gestellt werden muss. Dies ist der Fall, da typischerweise LEDs ein Leuchtverhalten aufweisen, welches in Abhängigkeit eines steigenden Temperaturwerts die emittierte Leuchtkraft reduziert.
Ferner ist es bekannt, eine bestimmte Helligkeit einer Leuchtdiode zu messen und in Abhängigkeit der Helligkeit eben dieser Leuchtdiode wird ein Nachregeln der Leuchtdiode derart durchgeführt, dass diese einen vorbestimmten Helligkeitswert erreicht. Hierzu sind jedoch optische Sensoren notwendig. Auch sind Verfahren bekannt, welche eine Logik bereitstellen, die ein Ansteuern einer Leuchtdiode veranlasst, so dass voreingestellte Helligkeitswerte erreicht werden. Hierbei sind jedoch aufwändige Komponenten erforderlich, welche zu erhöhtem technischen Aufwand und damit Herstellungskosten führen.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung bereitzustellen, welche es erlauben, mit geringem technischen Aufwand eine Helligkeit einer Leuchtdiode unabhängig von deren Umgebungstemperatur konstant einzustellen. Somit soll also erreicht werden, dass auch bei einer abnehmenden Helligkeit einer Leuchtdiode aufgrund einer gestiegenen Umgebungstemperatur eben diese Leuchtdiode derart angesteuert wird, dass sich der gewünschte Helligkeitswert wieder einstellt. Somit sollen also LEDs nicht temperaturabhängig in ihrer Helligkeit variieren, sondern falls sich diese Leuchtdioden in deren Betrieb erhitzen oder angrenzende Komponenten Wärme abstrahlen, soll die Leuchtdioden stets eine gleiche Helligkeit bereitstellen. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Speichermodul bereitzustellen, welches Daten zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode bereitstellt.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demgemäß wird ein Verfahren zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode in Abhängigkeit eines Temperaturwerts vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Ausmessens eines Temperaturwerts bezüglich einer Mehrzahl von Leuchtdioden sowie des Auslesens eines Stromwerts aus mehreren in einem Speichermodul abgespeicherten Stromwerten, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist. Ferner erfolgt ein Ansteuern mindestens eines Stromreglers jeweils einer Leuchtdiode mittels des ausgelesenen Stromwerts. Erfindungsgemäß erfolgt eine Helligkeitskompensation in effizienter Weise derart, dass im Wesentlichen analoge Komponenten vorgesehen werden, welche die Helligkeit einer Leuchtdiode typischerweise unabhängig von deren Farbwert einstellt. So kann das erfindungsgemäße Verfahren mit herkömmlichen Verfahren derart kombiniert werden, dass beispielsweise ein Farbwert mittels Pulsweitenmodulation eingestellt wird und ferner die Helligkeit der Leuchtdiode lediglich mittels des Ansteuerns der Leuchtdiode anhand des ausgelesenen Stromwerts erfolgt. Hierzu kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Konstantstromregulator, auch als constant current regulator bezeichnet, Verwendung finden. Ferner ist es möglich, eine Leuchtdiode mittels eines On/Off-Modulators im Farbwert einzustellen. Vorliegend soll eine Leuchtdiode als eine Einrichtung verstanden werden, welche auch weitere LED-Chips aufweisen kann. So bestehen die erfindungsgemäßen Leuchtdioden wiederum aus weiteren Leuchtdiodeneinheiten beziehungsweise Halbleiterchips. Hierzu können beispielsweise die bekannten roten, grünen und blauen Leuchtdiodeneinheiten eingesetzt werden, welche bezüglich dem sogenannten RGB-Farbraum eingestellt werden. Diese einzelnen Leuchtdiodeneinheiten werden in einem Leuchtdiodengehäuse derart kombiniert, dass sich deren Licht zu einem vorbestimmten Farbwert zusammensetzt. So ist es beispielsweise möglich, ein Mischverhältnis derart einzustellen, dass die Leuchtdiode insgesamt ein weißes Licht abstrahlt. Hierzu können auch weitere Vorrichtungen vorgesehen werden, wie beispielsweise ein Diffusor. Bei einer Kombination von einzelnen Leuchtdioden beziehungsweise Leuchtdiodeneinheiten ist durch eine geeignete Ansteuerung der einzelnen Komponenten auch ein beliebiges Farblicht einstellbar. Somit sind beispielsweise auch Farbübergänge erzeugbar. Erfindungsgemäß können beispielsweise die sogenannten Multi-LED-Komponenten Verwendung finden.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, die Helligkeit im Wesentlichen unabhängig von der Farbeinstellung zu steuern. So kann es erfindungsgemäß vermieden werden, dass bei einem Einstellen des Farbwerts weitere Bits vorgesehen werden müssen, um mit dem Farbwert auch die Helligkeit der Leuchtdiode einzustellen. Mittels des Ansteuerns eines Stromwerts der Leuchtdiode wird der Nachteil herkömmlicher Verfahren überwunden, dass beispielsweise ein Farbwert mittels 8 Bits eingestellt werden muss, hierbei jedoch 10 Bits übertragen werden müssen. So muss gemäß den bekannten Verfahren ein sogenannter Rest in der Kodierung bestehen bleiben, welcher zur Einstellung der Helligkeit verwendet wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch überwunden, dass die zu verwendenden Bit- Werte im Wesentlichen allein zur Farbeinstellung Verwendung finden. Hierzu sind typischerweise analoge Komponenten vorgesehen, welche unabhängig von dem eingestellten Farbwert ein Ansteuern des Stromreglers mittels des geeigneten Stromwerts veranlassen.
Ferner wird in besonders vorteilhafter Weise der Stromwert mittels eines Auslesens bereitgestellt. Dies bietet den Vorteil, dass keine gesonderte Logik, beispielsweise mittels digitaler Bauelemente, bereitgestellt werden muss. Die Logik, welche in herkömmlichen Verfahren zum Bereitstellen des Stromwerts vorgesehen ist, wird erfindungsgemäß lediglich durch ein Auslesen eines Datenspeichers implementiert. Somit sind keine weiteren Verfahrensschritte notwendig, welche ein Berechnen eines Stromwerts veranlassen würden. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, mit geringem technischen Aufwand, d.h. mit hocheffizienten, beispielsweise analogen, Komponenten und wenigen Verfahrensschritten, einen geeigneten Stromwert bereitzustellen, mit dem die Leuchtdioden angesteuert werden.
Dies kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Stromwerte, welche eine gewisse Helligkeit bei einer LED verursachen, bereits vor dem Durchführen des Verfahrens beziehungsweise in vorbereitenden Verfahrensschritten des Verfahrens ermittelt werden können. Dies erfolgt erfindungsgemäß jedoch typischerweise nur einmal und kann somit bei einer Vielzahl von gleichförmigen Leuchtdioden Verwendung finden. Somit werden Leuchtdiodenkompensationsvorrichtungen ermöglicht, welche in vorteilhafter Weise weniger Bauelemente, und insbesondere weniger komplexe Bauelemente, benötigen. Ferner ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren ein robustes Bestimmen des Stromwertes derart, dass Rechen- beziehungsweise Logikfehler bei dem Ermitteln des Stromwerts vermieden werden. Ferner ist es erfindungsgemäß von Vorteil, dass die abgespeicherten Stromwerte vor einem Ausliefern entsprechender Komponenten beliebig getestet werden können. Somit werden diese Stromwerte nicht zur Laufzeit erzeugt, sondern werden vielmehr a priori ermittelt, getestet und mittels effizienter Hardware lediglich bereitgestellt.
Da typischerweise LEDs mit zunehmender Temperatur schwacher leuchten, ist in einem Verfahrensschritt ein Ausmessen mindestens eines Temperaturwerts erforderlich. Der Temperaturwert kann sich hier auf eine Temperaturgegebenheit der Leuchtdiode beziehen. Somit kann es von Vorteil sein, den Temperaturwert direkt an der Leuchtdiode zu ermitteln. Hierzu ist es aber auch möglich, einen Umgebungswert der Leuchtdiode in der unmittelbaren Umgebung der Leuchtdiode festzustellen. Auch kann es von Vorteil sein, mehrere Temperaturwerte zu ermitteln und diese zu einem einzigen Temperaturwert zusammenzuführen. So können auch Temperaturwerte angrenzender Komponenten ermittelt werden und diese nach einem Aufaddieren gemittelt werden. Werden Leuchtdioden in Serie geschaltet, so können mehrere Temperaturwerte jeweils einer bestimmten Leuchtdiode gemessen werden und diese Werte können gemittelt werden. Auch dies kann mittels analoger Schaltungen realisiert werden und bedarf hierzu keiner digitalen Komponenten.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein Auslesen eines Stromwerts aus mehreren in einem Speichermodul abgespeicherten Stromwerten, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist. Hierzu sind in vorbereitenden Verfahrensschritten Stromwerte zu ermitteln, welche in Abhängigkeit eines Temperaturwerts eine bestimmte Helligkeit erzeugen. Beispielsweise ist es der Fall, dass eine bestimmte Leuchtdiode bei einem Temperaturwert von 24°C einen Stromwert von 5 mA, also 5 Milliampere benötigt. Da die Leuchtdiode mit zunehmender Temperatur schwächer leuchtet, also weniger hell, kann bei einer Temperatur von 50°C ein Stromwert von 10 mA notwendig sein, um die gleiche Helligkeit zu erreichen, wie sie bei einer Temperatur von 24°C mittels 5 mA erreicht wird. Beträgt die Temperatur der Leuchtdiode hingegen 100°C, so kann bereits ein Stromwert von 20 mA notwendig sein, um die gleiche Helligkeit zu erreichen. Somit erreicht dieselbe Leuchtdiode bei 24°C und einer Ansteuerung mit 5 mA die gleiche Helligkeit, wie eben diese gleiche Leuchtdiode bei einem Ansteuern mittels 10 mA bei 50°C erreicht. Somit wird das Helligkeitsverhalten der Leuchtdiode in Abhängigkeit des ermittelten Temperaturwerts eingestellt. Dies ist besonders vorteilhaft, da der Betrachter der Leuchtdiode stets die gleiche Helligkeit wahrnimmt, auch falls sich im Laufe des Betreibens der Leuchtdiode deren Temperatur ändert.
Somit erfolgt erfindungsgemäß ein im Wesentlichen gleiches Einstellen der Helligkeit der Leuchtdiode, wobei die Helligkeit derart kompensiert wird, dass das menschliche Auge keinen Helligkeitsunterschied wahrnimmt. Somit kann es notwendig sein, das Verfahren derart iterativ zu durchlaufen, dass bestimmte Temperatursprünge umgehend erkannt werden und der ansteuernde Stromwert neu eingestellt wird.
Hierzu kann es möglich sein, dass ein zeitliches Intervall definiert wird, welches bestimmt, wie lange der Temperaturwert an der Leuchtdiode beziehungsweise in deren Umgebung gemessen wird. Auch kann ein vorbestimmter Takt eingehalten werden, der einen zeitlichen Abstand zwischen zwei Iterationen des Verfahrens bestimmt. Als Beispiel kann festgestellt werden, dass die Temperatur 30°C beträgt und nach 5 Sekunden ein erneutes Bestimmen des Temperaturwerts ergibt, dass sich die Leuchtdiode derart erwärmt hat, dass die Temperatur nunmehr 31 °C ergibt. Somit wird in Abhängigkeit der gemessenen 31 °C der entsprechende Stromwert ausgelesen und die Helligkeit der Leuchtdiode kompensiert.
Dem Fachmann sind hierbei weitere Intervalle beziehungsweise Frequenzen geläufig, anhand derer er Temperaturen messen und Leuchtdioden ansteuern kann. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit der verwendeten Komponenten eingestellt werden. Auch ist es möglich, Temperaturintervalle derart zu bestimmen, dass Temperaturbereichen jeweils ein Stromwert zugeordnet ist. Beispielsweise ist es möglich, Temperaturschritten von 10°C oder 20°C jeweils einen Stromwert zuzuordnen. Beispielsweise kann einem Temperaturintervall von 60°C bis 80°C ein Stromwert zugeordnet werden. Somit ist es möglich, das Bereitstellen des Stromwerts derart effizient durchzuführen, dass nicht ständig die Helligkeit der Leuchtdiode angepasst werden muss, sondern nur bei einem Verlassen der Grenzen eines Temperaturintervalls.
Zum Abspeichern der einzelnen Stromwerte mitsamt Temperaturwerten beziehungsweise Temperaturintervallen eignet sich eine logische Tabelle. Dies sei nicht darauf beschränkt, dass tatsächlich eine Tabelle vorliegt, vielmehr sind jegliche Repräsentationen möglich, beispielsweise mindestens ein Attribut/Wert-Paar oder mindestens ein Wert/Wert-Paar. Insbesondere ist es vorteilhaft, die einzelnen Werte derart abzuspeichern, dass sie effizient ausgelesen und verarbeitet werden können. Somit eignen sich auch hart kodierte Schaltungen beziehungsweise fest verdrahtete Komponenten. Dies ist deshalb möglich, da sich nach einem Ausliefern der entsprechenden Komponenten keine Änderung ergeben und somit ein fest verdrahtetes Bereitstellen der entsprechenden logischen Tabelle durchgeführt werden kann.
Dementsprechend ist das Speichermodul beziehungsweise das Abspeichern der Stromwerte derart zu interpretieren, dass jegliche Art eines Speichermoduls beziehungsweise eines Abspeicherns möglich ist. Somit muss das Speichermodul nicht derart dynamisch eingerichtet sein, dass es während einer Laufzeit, also während eines Ansteuerns des Stromreglers, beschreibbar sein muss. Vielmehr erfordert ein Abspeichern lediglich das Einbringen der entsprechenden Information in irgendeiner Weise in ein Hardwaremodul. Auch kann es notwendig sein, nicht ein einzelnes Speichermodul bereitzustellen, sondern hierzu weitere Komponenten vorzusehen, welche ein Bereitstellen des Stromwerts ermöglichen. Das Zuordnen der Stromwerte zu den Temperaturwerten erfolgt zudem in vorbereitenden Verfahrensschritten und ergibt sich bei einem Betreiben des vorgeschlagenen Verfahrens implizit dadurch, dass bereits für jeden gemessenen Temperaturwert ein Stromwert zur Verfügung steht.
Ist dieser eine Stromwert ausgelesen beziehungsweise wurde erkannt, welcher Stromwert für den ausgemessenen Temperaturwert zur Helligkeitskompensation notwendig ist, so erfolgt ein Ansteuern mindestens eines Stromreglers jeweils einer Leuchtdiode mittels des ausgelesenen Stromnetzes. Somit wird der Helligkeitswert der Leuchtdiode durch den Betrag des jeweiligen Stromwerts eingestellt. Der Stromregler ist somit eingerichtet, die vorbestimmte Spannung an die Leuchtdiode beziehungsweise an die Leuchtdiodeneinheiten anzulegen. Somit wird die Leuchtdiode mittels des ausgelesenen Stromwerts angesteuert. Dies erfolgt erfindungsgemäß so lange, bis wieder ein neuer Temperaturwert mitsamt einem zugehörigen Stromwert ermittelt wird und die Leuchtdiode mit diesem neuen Stromwert angesteuert wird. Somit wird die Helligkeit der Leuchtdiode fest eingestellt, wozu jedoch in Abhängigkeit der vorherrschenden Temperatur zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Stromwerte erforderlich sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Sensor zum Ausmessen des Temperaturwerts an mindestens einem Messort vorgesehen. Mehrere Messorte eignen sich hierzu, beispielsweise ein Messort an genau einer Leuchtdiode, ein Messort an je einer Leuchtdiode, ein Messort an einem Mikrocontroller, der an eine Leuchtdiode angeschlossen ist, oder ein Messort in einer unmittelbaren Umgebung einer Leuchtdiode. Beispielsweise findet das vorgeschlagene Verfahren bei mehreren verschalteten Leuchtdioden Einsatz. Hierbei ist es möglich, dass beispielsweise mehrere Leuchtdioden in Serie geschaltet sind. Wird diese Mehrzahl von Leuchtdioden in einem Automobil verbaut, so kann es sein, dass an unterschiedlichen Einsatzorten unterschiedliche Temperaturen vorherrschen. So können sich die Leuchtdioden nicht nur aus eigenem Antrieb erhitzen, sondern es kann zu einer Abstrahlung von Temperatur durch angrenzende Komponenten kommen. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, dies zu berücksichtigen und an mehreren Messorten einen Temperaturwert zu ermitteln. Eine unmittelbare Umgebung beschreibt hierbei eine Umgebung, welche einen Rückschluss auf die Temperatur der Leuchtdiode zulässt. So muss also diese Temperatur nicht direkt an der Leuchtdiode festgestellt werden können, sondern ein Temperatursensor kann derart von der Leuchtdiode beabstandet werden, dass ein Temperatureintrag von benachbarten Komponenten vernachlässigbar ist. Insbesondere bedeutet dies, dass kein physischer Kontakt im Sinne eines Berührens des Temperatursensors und der Leuchtdiode vorherrschen muss. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Leuchtdiode als ein Trippel von drei Leuchtdiodeneinheiten vor und die Leuchtdiodeneinheiten senden jeweils eine unterschiedliche Farbe aus. Dies hat den Vorteil, dass farbig leuchtende LEDs Verwendung finden können. Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, herkömmliche LEDs weiter zu verwenden und lediglich den Stromregler eben dieser LEDs derart anzusteuern, dass sich der erfindungsgemäße Vorteil einstellt. Ferner weist das vorgeschlagene Verfahren den Vorteil auf, dass die Helligkeitskompensation unabhängig von der Farbeinstellung der Leuchtdiode erfolgen kann. Hierbei sind dem Fachmann weitere Leuchtdioden bekannt, welche Leuchtdiodeneinheiten aufweisen, die erfindungsgemäß wiederverwendet werden können. Beispielsweise liegt eine Leuchtdiodeneinheit als ein Halbleiterbaustein oder als irgendeine lichtemittierende Komponente vor. Ein Aussenden unterschiedlicher Farben, beziehungsweise Licht in unterschiedlichen Wellenlängen, dient dem Einstellen eines vorbestimmten Farbwerts.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Speichermodul eine Mehrzahl von Temperaturwerten bereit, denen jeweils ein Stromwert zugeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von Temperaturwerten berücksichtigt werden kann und die Temperaturwerte derart bezüglich der Stromwerte vorbestimmt werden können, dass sich stets der gleiche Helligkeitswert der Leuchtdiode einstellt. Insbesondere kann die Anzahl der Stromwert/Temperaturwert-Paare in einem vorbereitenden Verfahrensschritt bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der ausgelesene Stromwert einem Temperaturintervall zugeordnet, in dem der ausgemessene Temperaturwert liegt. Dies hat den Vorteil, dass falls ein bestimmter Temperaturwert vorliegt, nicht unmittelbar die Leuchtdiode angesteuert werden muss, sondern dass erst abgeprüft werden kann, ob der Temperaturwert in einem gewissen Intervall liegt. Beispielsweise führt ein Absinken des Temperaturwerts nicht unmittelbar zu einer sichtbaren Veränderung des Helligkeitswerts. Somit kann abgewartet werden, bis der gemessene Temperaturwert unter einen bestimmten Schwellwert fällt, der ein Anpassen der Helligkeit erfordert. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass ein besonderes effektives Verfahren vorgeschlagen wird, welches auch mit wenig performanten Bausteinen betrieben werden kann. So kann die Anzahl der einzelnen Helligkeitskompensationen in Abhängigkeit der Größe der Temperaturintervalle eingestellt werden. Ferner ist es auch möglich, die Temperaturintervalle derart zu bestimmen, dass diese nicht äquidistant vorliegen. Somit kann ein erstes Temperaturintervall eine erste Temperaturspanne von 5°C aufweisen und ein zweites Temperaturintervall kann eine zweite Temperaturspanne von 10°C aufweisen. Durch die Wahl der jeweiligen Größen der Temperaturintervalle kann auf die zugrunde liegenden physischen Bausteine Rücksicht genommen werden und vor allem kann ein Verhalten der Leuchtdiode berücksichtigt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Stromwert bezüglich dem Temperaturwert derart gewählt, dass eine Helligkeitskompensation der anzusteuernden Leuchtdiode in Abhängigkeit einer vorherrschenden Temperatur eingerichtet wird. Dies hat den Vorteil, dass nicht lediglich eine Helligkeit der Leuchtdiode eingestellt wird, sondern dass eben über einen zeitlichen Verlauf jeweils ein erneutes Einstellen einer Helligkeit derart erfolgt, dass die Helligkeit stets in Abhängigkeit des Temperaturwerts kompensiert wird. Dies ist der Fall, da sich der Helligkeitswert in Abhängigkeit des Temperaturwerts ändern und falls ein neuer Temperaturwert detektiert wird, eben auch der Helligkeitswert wieder derart kompensiert werden kann, dass er den voreingestellten Sollwert erfüllt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt der Stromregler als ein Konstantstromregler vor. Dies hat den Vorteil, dass bekannte Komponenten Wiederverwendung finden können und die Anordnung lediglich derart angepasst werden muss, dass sie das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. So können bekannte Stromregler Verwendung finden, welche mit dem vorteilhaft ermittelten Stromwert die Leuchtdiode ansteuern. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt der Temperaturwert einen Mittelwert mehrerer gemessener Einzeltemperaturwerte dar. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Temperaturwerte, welche an unterschiedlichen Messorten bestimmt werden, in einfacher Weise zu einem einzigen Temperaturwert verknüpft werden können. Dies kann beispielsweise mittels einer fest verdrahteten Logik implementiert werden. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, die Vorrichtung beziehungsweise das Verfahren derart auszugestalten, dass keinerlei Logik verwendet werden muss. Hierbei wird lediglich ein Auslesen des Speichermoduls veranlasst, ohne dass diese Werte in irgendeiner Weise interpretiert werden müssen. Somit erfolgt lediglich eine einzelne Lookup-Operation ohne jegliche Logik.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Abspeichern von mehreren Temperaturwerten mitsamt jeweils einem Stromwert unter Verwendung mindestens einer Ermittlungsroutine. Möglich sind ein empirisches Ermitteln, ein Ausmessen, ein Zweipunktmessen, ein Berechnen und ein Auslesen der jeweiligen Stromwerte. Somit ist ein Abspeichern der Stromwerte zu den jeweiligen Temperaturwerten ein Befüllen der logischen Tabelle, die beschreibt, zu welcher Temperatur welcher Stromwert angelegt werden muss. Dies kann in vorbereitenden Verfahrensschritten derart erfolgen, dass an eine Leuchtdiode zu einer bestimmten Temperatur ein bestimmter Stromwert angelegt wird und die Helligkeit gemessen wird. Dies wird iterativ derart häufig durchgeführt, dass feststellbar ist, wie sich die Temperatur beziehungsweise die angelegte Spannung beziehungsweise der Stromwert auf das Emittieren von Licht auswirkt. Somit kann empirisch ermittelt werden, welcher Stromwert bei welcher Temperatur der Leuchtdiode angelegt werden muss, um eine bestimmte Helligkeit zu erreichen. Nunmehr werden die Attribut-Wert-Paare oder Wert/Wert-Paare abgespeichert, welche zu einer konstanten Helligkeit führen. Dies umfasst beispielsweise ein Ausmessen derart, dass ein angelegter Stromwert derart variiert wird, dass sich in Abhängigkeit der vorherrschenden Temperatur die Helligkeit ergibt. Dies kann vorab auch berechnet werden, wozu typischerweise weitere Parameter notwendig sind. Hierzu ist es möglich, die entsprechenden Parameter beispielsweise von einem Hersteller abzufragen. Auch können entsprechende Tabellen von dem Hersteller der Leuchtdiode bereitgestellt werden und müssen dann lediglich ausgelesen werden. Ferner ist dem Fachmann das Zweipunktmessen bekannt, wodurch geeignete Attribut-Wert-Paare ermittelt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die mehreren abgespeicherten Stromwerte derart bezüglich des jeweiligen Temperaturwerts eingestellt, dass sie stets die gleiche Helligkeit bei dem Ansteuern der Leuchtdiode bewirken. Dies hat den Vorteil, dass stets der gleiche Helligkeitswert vorherrscht beziehungsweise ein im Wesentlichen gleicher Helligkeitswert vorherrscht beziehungsweise ein Helligkeitswert vorherrscht, dessen Unterschied von einem vorangegangenen Helligkeitswert von dem menschlichen Auge nicht wahrgenommen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt ein Ansteuern des mindestens einen Stromreglers mittels des ausgelesenen Stromwerts unabhängig von einem Einstellen eines Farbwerts der Leuchtdiode. Dies hat den Vorteil, dass bekannte Verfahren weiterverwendet werden können, um die Farbe der Leuchtdiode einzustellen. Insbesondere kann zum Einstellen des Farbwerts ein bestimmter Bit- Wert Verwendung finden, der keine weiteren Bits mit sich führen muss, um eine Helligkeit einzustellen. Dies hat ferner den Vorteil, dass falls beispielsweise zum Einstellen des Farbwerts 8 Bits ausreichen und nicht 10 Bits zum Einstellen eines Farbwerts und einer Helligkeit vorzusehen sind, wie es herkömmlich der Fall ist. Dies hat den Nachteil, dass die Pulsweitenmodulation schnellere Flanken erzeugen müsste und zusätzlich Bandbreite verschwendet werden würde. Erfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, dass die Farbwerte separat eingestellt werden und unabhängig davon die Helligkeit mittels des Stromreglers eingestellt wird.
Die Erfindung wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode in Abhängigkeit eines Temperaturwerts. Die Vorrichtung weist mindestens einen Sensor auf, der eingerichtet ist zum Ausmessen eines Temperaturwerts bezüglich einer Mehrzahl von Leuchtdioden sowie eine Schnittstellenkomponente, welche eingerichtet ist zum Auslesen eines Stromwerts aus mehreren abgespeicherten Stromwerten aus einem Speichermodul, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist. Ferner ist ein Stromregler vorgesehen, der eingerichtet ist zum Ansteuern mindestens jeweils einer Leuchtdiode mittels des ausgelesenen Stromwerts.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Speichermodul mit abgespeicherten Stromwerten, welche jeweils einem Temperaturwert zugeordnet sind derart, dass bei einem Ansteuern einer Leuchtdiode mit dem jeweiligen Stromwert zu einer vorherrschenden Temperatur gemäß diesem Temperaturwert, die Leuchtdiode jeweils gleich hell leuchtet.
Ferner ist ein Speichermedium vorgesehen mit Steuerbefehlen zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der vorbeschriebenen Aspekte.
Somit werden insbesondere Hardwarekomponenten beziehungsweise ein Verfahren vorgeschlagen, welche es ermöglichen, in besonders effizienter Art und Weise eine Helligkeitskompensation einer Leuchtdiode oder aber auch mehreren Leuchtdioden durchzuführen. Insbesondere ist hierbei vorteilhaft, dass die Vorrichtung geeignet ist zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens und somit in struktureller Weise deren Merkmale übernimmt. Ebenfalls kann das Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung Verwendung finden und das erfindungsgemäße Speichermodul kann sowohl in dem vorgeschlagenen Verfahren als auch in der vorgeschlagenen Vorrichtung Verwendung finden.
Weitere vorteilhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 : ein Diagramm mit Werten, die eine Helligkeitskompensation in Abhängigkeit von Temperaturwerten einstellen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur
Helligkeitskompensation gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Helligkeitskompensation mit weiteren Komponenten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4: ein Abspeichern von Stromwerten in Abhängigkeit von Temperaturwerten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt auf der Y-Achse Helligkeitswerte, die prozentual von der maximalen Helligkeit 100% abnehmen bis hin zu einem Nichtleuchten 0%. Auf der X-Achse sind Temperaturwerte eingetragen, welche sich auf die entsprechende Leuchtdiode beziehen. Hierbei zeigt der Verlauf der oberen Linie, welche sich in der vorliegenden Fig. 1 von links oben nach rechts unten erstreckt, an, dass die Helligkeitskraft der Leuchtdiode in Richtung der steigenden Temperatur abnimmt. Im Gegensatz hierzu zeigt die untere Linie, welche in der vorliegenden Fig. 1 von links unten nach rechts oben verläuft, an, dass mit steigender Temperatur höhere Stromwerte notwendig sind, um eine gewisse Helligkeit zu erreichen. Somit bezieht sich die linke Skala der Y-Achse auf die obere Kurve und die rechte Skala auf die untere Kurve. Die Kurve wird vorliegend durch eine Linie ersetzt. Ob sich das Verhalten nunmehr so linear darstellt, wie Fig. 1 zeigt, oder aber ob eben Kurven vorzusehen sind, hängt von den jeweiligen Leuchtdioden ab. Hierzu ist die vorliegende Fig. 1 lediglich schematisch derart zu verstehen, dass bei einem Ansteigen des Temperaturwerts ebenso ein Ansteigen des Stromwerts erforderlich ist, um jeweils die gleiche Helligkeit einzustellen. Auch handelt es sich typischerweise bei dem in dem Speichermodul abgespeicherten Werten um eine Mehrzahl von Verläufen, wobei beispielhaft lediglich einer davon in der vorliegenden Fig. 1 eingetragen ist. Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Ausmessen 100 eines Temperaturwerts bezüglich einer Mehrzahl von Leuchtdioden erfolgt. Darauf erfolgt ein Auslesen 101 eines Stromwerts aus mehreren in einem Speichermodul abgespeicherten Stromwerten, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt erfolgt ein Ansteuern 102 mindestens eines Stromreglers jeweils einer Leuchtdiode mittels des ausgelesenen Stromwerts. Wie in der vorliegenden Fig. 2 ersichtlich ist, ist es besonders vorteilhaft, das Verfahren iterativ durchzulaufen derart, dass stets Temperaturwerte gemessen werden und im Anschluss daran ein Stromwert ausgelesen wird, anhand dessen die Leuchtdiode angesteuert wird.
Ferner ist es auch möglich, nach einem Ausmessen 100 eines Temperaturwerts erst einmal einen Stromwert 101 auszulesen und falls sich der Stromwert nicht geändert hat, wieder direkt in den Verfahrensschritt 100 zu verzweigen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, falls eine Temperaturspanne definiert ist, und nach einem Ausmessen eines Temperaturwerts kein Anpassen des Stromwerts notwendig ist, falls der Temperaturwert innerhalb einer Temperaturspanne liegt, zu der der entsprechende Stromwert bereits ausgelesen wurde. Da innerhalb dieser Temperaturspanne jeweils der gleiche Stromwert vorherrschen soll, ist somit kein neuerliches Ansteuern der Leuchtdiode erforderlich. Erst falls der ausgelesene Temperaturwert einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, so soll in dem Verfahrensschritt 102 zum Ansteuern des Stromreglers verzweigt werden.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode LED. Zum Einstellen von Farbwerten sind sogenannte ON/OFF-Modulatoren vorgesehen, welche ein bestimmtes Mischverhältnis der einzelnen Leuchtdiodeneinheiten einstellen. Hierzu wird ein sogenannter RGB-Code bereitgestellt, wozu wiederum jeweils 8 Bits vorgesehen sind. Wie in der vorliegenden Fig. 3 jedoch auch ersichtlich ist, werden die Leuchtdiodeneinheiten von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 separat angesteuert. Das heißt, dass das Einstellen des Farbwerts unabhängig vom Einstellen der Helligkeit erfolgt. Hierzu kann beispielsweise die Vorrichtung 200 an einen Speicherbaustein angeschlossen sein, der die Tabelle mit den entsprechenden Stromwerten bereitstellt. Auch kann es notwendig sein, weitere Komponenten vorzusehen, wie beispielsweise einen Digital- Analog-Wandler. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Vorrichtung 200 keine Stromwerte berechnet und hierzu daher auch keine Logik bereitstellt, sondern dass diese Vorrichtung 200 lediglich in einem angeschlossenen Speichermodul nachsieht und somit die entsprechenden Werte erhält. Somit operieren die ON/OFF- Modulatoren unabhängig von dem Einstellen des Stromwerts. Insbesondere ist es nicht notwendig, die Vorrichtung 200 mit einem leistungsfähigen Prozessor auszustatten. Somit kann in effizienter Art und Weise und mit geringem technischen Aufwand die vorteilhafte Helligkeitskompensation durchgeführt werden.
Fig. 4 zeigt in einem schematischen Diagramm, wie Stromwerte in Abhängigkeit von gemessenen Temperaturwerten bereitgestellt werden können. Dies kann sowohl in dem erfindungsgemäßen Verfahren, der Vorrichtung als auch in dem Speichermodul Verwendung finden. So sind an der Y-Achse Stromwerte eingetragen und an der X- Achse Helligkeitswerte. So ist vorliegend ersichtlich, dass zu einem gewissen Bit- Wert ein bestimmter Stromwert notwendig ist. Hierzu sind auf der rechten Seite der vorliegenden Fig. 4 Temperaturintervalle angegeben, die jeweils einen eigenen Stromwert benötigen, um die voreingestellte Helligkeit zu erreichen. Wie an der Linienschaar ersichtlich ist, welche von dem Nullpunkt ausgeht, kann der entsprechende Stromwert mittels eines Winkels bestimmt werden, welcher in Abhängigkeit eines vorherrschenden Temperaturwerts eingestellt wird. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, dass dies bereits vor dem Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann und somit die Ergebnisse lediglich abgespeichert werden müssen.
Wie in dem vorliegenden Diagramm ersichtlich wird, müssen mit höheren Temperaturwerten die Stromwerte entsprechend steiler eingestellt werden. Somit vergrößert sich der Winkel zwischen der X-Achse und der Linienschaar mit zunehmendem Temperaturwert. So kann beispielsweise ein maximaler Stromwert bei einer maximalen Temperatur von 125°C schon 20,7 mA betragen. Bei einer Temperatur von -40°C kann ein Stromwert von 4,66 mA ausreichen. Wie ebenfalls vorliegend ersichtlich ist, ist mit steigender Temperatur eine größere Kompensation notwendig.
Hierbei sei jedoch wiederum darauf verwiesen, dass dies lediglich eine mögliche Vorgehensweise zum Einstellen des Stromwert/Temperaturwert-Paares ist. Beispielsweise ist es auch möglich, zu den Temperaturintervallen, wie sie auf der rechten Seite eingetragen sind, jeweils einen Stromwert einzutragen. Beispielsweise sind die auf der Y-Achse eingetragenen Werte, welche mit jeweils einem X gekennzeichnet sind, vorliegend also drei X für den Temperaturbereich 60°C bis 80°C vorgesehen. Je ein solches Antragen in Richtung der Y-Achse kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Helligkeitswertes der X-Achse erfolgen.
Diese Vorgehensweise kann sowohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Speichermodul Anwendung finden. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz der beschriebenen Aspekte in einem Automobil. Generell ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr erkennt der Fachmann diverse weitere Anwendungsmöglichkeiten, um einem Betrachter einer Leuchtdiode stets eine gleiche Helligkeit zu bieten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode (LED) in Abhängigkeit eines Temperaturwerts, aufweisend: - Ausmessen (100) eines Temperaturwerts bezüglich einer Mehrzahl von
Leuchtdioden (LED);
- Auslesen (101 ) eines Stromwerts aus mehreren in einem Speichermodul abgespeicherten Stromwerten, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist; und - Ansteuern (101 ) mindestens eines Stromreglers jeweils einer Leuchtdiode
(LED) mittels des ausgelesenen Stromwerts.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei mindestens ein Sensor zum Ausmessen (100) des Temperaturwerts an mindestens einem Messort aus einer Gruppe von Messorten angeordnet ist, die Gruppe aufweisend: an genau einer Leuchtdiode (LED), an je einer Leuchtdiode (LED), an einem Microcontroller der an eine Leuchtdiode (LED) angeschlossen ist und in einer unmittelbaren Umgebung einer Leuchtdiode (LED).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leuchtdiode (LED) als ein Trippel von drei Leuchtdiodeneinheiten (LED) vorliegt und die Leuchtdiodeneinheiten (LED) jeweils eine unterschiedliche Farbe aussenden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Speichermodul eine Mehrzahl von Temperaturwerten bereitstellt, denen jeweils ein Stromwert zugeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ausgelesene Stromwert einem Temperaturintervall zugeordnet ist, in dem der ausgemessene Temperaturwert liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromwert bezüglich dem Temperaturwert derart gewählt wird, dass eine Helligkeitskompensation der anzusteuernden Leuchtdiode (LED) in Abhängigkeit einer vorhersehenden Temperatur eingerichtet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromregler als ein Konstantstromregler vorliegt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperaturwert einen Mittelwert mehrerer gemessenen Einzeltemperaturwerte darstellt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abspeichern von mehreren Temperaturwerten mitsamt jeweils einem Stromwert unter Verwendung mindestens einer Stromwertermittlungsroutine aus einer Menge von Routinen erfolgt, die Menge aufweisend: ein empirisches Ermitteln, ein Ausmessen, ein Zweipunktmessen, ein Berechnen und ein Auslesen der jeweiligen Stromwerte.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren abgespeicherten Stromwerte derart bezüglich des jeweiligen Temperaturwerts eingestellt sind, dass sie stets die gleiche Helligkeit bei dem Ansteuern der Leuchtdiode (LED) bewirken.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ansteuern (102) des mindestens einen Stromreglers mittels des ausgelesenen Stromwerts unabhängig von einem Einstellen eines Farbwerts der Leuchtdiode (LED) erfolgt.
12. Vorrichtung (200) zur Helligkeitskompensation mindestens einer Leuchtdiode (LED) in Abhängigkeit eines Temperaturwerts, aufweisend: mindestens einen Sensor eingerichtet zum Ausmessen eines Temperaturwerts bezüglich einer Mehrzahl von Leuchtdioden (LED);
- einer Schnittstellenkomponente eingerichtet zum Auslesen eines Stromwerts aus mehreren abgespeicherten Stromwerten aus einem Speichermodul, welcher dem ausgelesenen Temperaturwert zugeordnet ist; und
- einen Stromregler eingerichtet zum Ansteuern mindestens jeweils einer Leuchtdiode (LED) mittels des ausgelesenen Stromwerts.
13. Speichermodul mit abgespeicherten Stromwerten, welche jeweils einem Temperaturwert zugeordnet sind, derart, dass bei einem Ansteuern einer Leuchtdiode (LED) mit dem jeweiligen Stromwert zu einer vorhersehenden Temperatur gemäß diesem Temperaturwert, die Leuchtdiode (LED) jeweils gleich hell leuchtet.
14. Speichermedium mit Steuerbefehlen zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
PCT/EP2017/000092 2016-03-10 2017-01-26 Verfahren und vorrichtung zur helligkeitskompensation einer led WO2017153026A1 (de)

Priority Applications (7)

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