(57)【要約】本発明は、発光ダイオードの明るさの損失を識別し、続いてそれを補償することを可能にする、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置に関する。これに関連して、明るさ強度の相対的な測定が行われる。本発明はさらに、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するために相応して設定された方法、およびこの方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品に関する。
2019531583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の発光ダイオード（ＬＥＤ）の経時変化プロセスを検出するための測定装置であって、
赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）および青色発光ダイオード（Ｂ）を備える複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）のそれぞれの明るさ強度を個別に調整するように配置された制御ユニット（ＣＴＲＬ）と、を備える測定装置において、
前記赤色発光ダイオード（Ｒ）に対応しない少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度を測定するように配置され、前記赤色発光ダイオード（Ｒ）が監視可能とならないようにされる少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が提供され、前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、各発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の、時間オフセット測定に応じて検出するように設定されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、前記検出された明るさ強度の変化を実質的に補償するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）が、前記第１の測定の明るさ強度が設定されるように制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および前記少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が、ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および前記少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が、単一ピース内に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、マイクロコントローラ、有限状態機械、アナログ制御回路および／または電子部品の形態をしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）、青色発光ダイオード（Ｂ）および白色発光ダイオードの形態をしていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記フォトダイオード（ＦＤ）が広帯域であるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項９】
別個のフォトダイオード（ＦＤ）が、それぞれの発光ダイオード（ＬＥＤ）ごとに設けられ、かつ前記それぞれの発光ダイオードの明るさ強度を測定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１０】
明るさ強度の変化がユーザ入力に応じて検出されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１１】
個々の発光ダイオード（ＬＥＤ）の経時変化プロセスを検出するための方法であって、
赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）および青色発光ダイオード（Ｂ）を備える複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を設けるステップ（１００）と、
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）のそれぞれの明るさ強度を個別に調整するように配置された制御ユニット（ＣＴＲＬ）を設けるステップ（１０１）と、を含む方法において、
前記赤色発光ダイオード（Ｒ）に対応しない少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度を測定するように配置され、前記赤色発光ダイオード（Ｒ）が監視されないようにされる少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が提供（１０２）され、前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、各発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度の相対的な変化を第１の測定（１０３）および第２の、時間オフセット測定（１０４）に応じて検出（１０５）することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記検出された明るさ強度の変化が実質的に補償（１０６）されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの明るさの損失を識別し、続いてそれを補償することを可能にする、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置に関する。これに関連して、明るさ強度の相対的な測定が行われる。本発明はさらに、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するために相応して設定された方法、およびこの方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、フォトダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置を示す。
既知の方法では、発光ダイオードの絶対的な明るさは、それらの製造後ただちに測定され、記憶される。次に、発光ダイオードにおいて予想される経時変化プロセスに関して、発光特性の変化の絶対値から始めて、複数のこの種の一連の試験から結論を導き出すことが可能であると予想される。このため、対応するパラメータが、例えばテーブルに記憶され、変更不可能な形態で最終クライアントに提供される場合が多い。
【０００３】
このため、発光ダイオードの発光特性を測定する色センサが利用可能であるような方法で、１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードを検証することが既に知られている。これに関連して、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ技術に基づいたセンサが知られている。これらの従来使用されている構成部品は、比較的大型であり、したがって、コンパクトな構造と相容れない。加えて、それらは、試験対象の発光ダイオードの有色の発光特性を分析するように特定の波長範囲内で複雑なやり方で測定する。したがって、絶対値を正確に測定しなければならない場合が多く、加えて、例えば赤−青−緑カラースキームＲＧＢを使用して、特定の色スペクトルを分析しなければならない場合が多いので、従来技術は相対的に複雑な色センサを提供している。しかしながら、実際には、これには相当複雑な技術が必要である。
【０００４】
概して、発光ダイオードの様々な構造および装置が知られているが、これらは経時変化プロセスの影響を受けやすい。これは、例えば、発光ダイオードの動作中に熱が発生し、それが次に発光ダイオードの対応する経時変化プロセスに結びつくか、または経時変化プロセスを激化させるという事実から生じ得る。この経時変化プロセスは、発光ダイオードが全体として光度を失っていることを自身に感じさせる。このため、発光ダイオードが第１の電流強度でアドレス指定され、それよりも長い経時変化プロセスにわたって同じ電流強度で再びアドレス指定される場合であれば、結果として第１のテストランにおける方が第２のテストランにおけるよりも光度が明るくなる。
【０００５】
本発明は特に、重要な安全要求事項が存在する自動車分野に関するので、これは本発明の場合には特に不利である。これらの安全要求事項は、とりわけ様々なＤＩＮ規格において規定され、製造業者側で遵守されなければならない。
【０００６】
このため、従来技術に関連して、相当複雑な技術によってしか補償することができない経時変化プロセスが発光ダイオードに生じることは、特に不利である。特に、これに関連して、構造上特に不適当であることに加えて、技術的にさらにもっと複雑になる色センサが使用されることは不利である。このように、色センサの製造は、それ自体既に技術的に複雑である。このため、既知の方法では、当業者は、発光ダイオードの経時変化プロセスを単に受け入れるのか、または技術的に複雑なやり方でこの経時変化プロセスを補償するのか、に関する選択肢を有する。
【０００７】
このような状況において、最終クライアントが、たとえ数年にわたる場合であっても、常に同じ発光特性を有する１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードを得ることができるようにする方法、および対応するシステム装置を提供することが、したがって望ましい。これに関連して、発光特性の変化が技術的に単純なやり方で、とりわけ、特に確実に検出可能であることが製造業者に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０００３６７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置を提案することである。さらに、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための対応する方法を提案し、提案されている方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品を提案することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する、経時変化プロセスを検出するための測定装置によって実現される。さらなる有利な実施形態が、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一態様に従って経時変化プロセスを検出するための測定装置のブロック図である。
【図２】本発明のさらなる一態様に従って経時変化プロセスを検出するための方法の概略的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置が提供され、この測定装置は、複数の発光ダイオードと、発光ダイオードのそれぞれの個々の明るさ強度調整のために設定された制御ユニットと、設けられている少なくとも１つの発光ダイオードの明るさを測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードと、を有し、制御ユニットが、各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の時間オフセット測定に応じて検出するように設定されている。
【００１３】
本発明は、明るさ強度の変化を結果的にもたらす経時変化プロセスを検出すること、および補償することの両方ができるという利点を有する。この目的のために、個々の発光ダイオードが設けられるが、それらは、典型的にはＲＧＢ発光ダイオードの形態をしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるのではなく、むしろ、任意の所望の数の監視対象の発光ダイオードに関する。このため、複数の発光ダイオードに含まれる発光ダイオードの数は、３つまたは４つの発光ダイオードが好ましい場合がある。しかしながら、さらに、様々な発光ダイオードを直列に接続すること、したがって、一連の発光ダイオード全体を監視することもまた可能である。このため、複数の発光ダイオードが３つまたは４つの発光ダイオードを備え、この数の倍数が直列の接続を介して存在し得ることが本発明の一態様である。
【００１４】
さらに、複数の発光ダイオードの個々の発光ダイオードをアドレス指定する制御ユニットが設けられる。典型的には、これは、特定の電流強度または電圧が個々の発光ダイオードそれぞれに印加される中で、したがって特定の明るさ強度もまた暗黙的に設定される中で行われる。冒頭で先に述べたように、発光ダイオードでは、印加される電圧がどの時点においても常にほぼ同じ明るさを生じないことは、特に不利である。このため、制御ユニットは概して、個々の発光ダイオードもまた明るさが増加するように、それらをアドレス指定することができる。したがって、発光ダイオードに経時変化プロセスが発生した場合、同じ明るさが常に生じるように、印加電圧は、この時間にわたって増加させなければならない。
【００１５】
このため、制御ユニットは、各発光ダイオードの個々の明るさ強度を調整するように設定される。個別に明るさ強度を調整することは、個々の発光ダイオードを個別にアドレス指定することもまた実際に可能であることに基づいている。したがって、各発光ダイオードの実際の明るさを個別に設定することもまた可能である。特定の色値が実現されるように、制御ユニットを用いて、個々の発光ダイオードの混合比を設定することがさらに可能である。したがって、例えば、赤色光発光ダイオード、緑色光発光ダイオードおよび青色光発光ダイオードは、特定の色値が設定されるように強度を設定することができる。しかしながら、このような状況において個々の発光ダイオードが光度を失った場合、これによりこの同じ混合比が乱れることになる。
【００１６】
本発明によれば、フォトダイオードが使用されることが特に有利である。従来技術に対して、これは特に、フォトダイオードを特に簡単な技術的方法で設けることが可能であり、また、読み出しの技術的複雑度が低いという利点を有する。従来技術では色センサがこのように使用されているが、本発明によれば、特に意外なことに、これ以外の場合には特に不利なフォトダイオードにおけるエラー公差がごくわずかであることが分かる。これは、従来の方法で測定された絶対値に依存せず、むしろ２つの測定が時間オフセットを伴って行われ、フォトダイオードを介して、２つの測定結果間の相対的差異だけが確定されることになるからである。したがって、本発明によれば、この場合、特に単純なフォトダイオードが使用可能であることが特に有利である。フォトダイオードは、色センサほど正確には測定しない場合が多く、また必ずしも実際に色スペクトルを測定するわけではないので、当業者は概してこれを推奨されない。このため、比較的費用対効果の高い測定センサを提供することができ、その測定公差が明るさ強度測定の結果に不利な影響を及ぼすことはない。したがって、フォトダイオードの形態で測定デバイスを使用することができ、確実に、かつ、低い技術的複雑度で動作させることができる。
【００１７】
少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために、フォトダイオードまたは少なくとも１つのフォトダイオードが、測定対象の発光ダイオードに対して光学的な照準線（ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）が可能であるように配置される。あるいは、フォトダイオードと発光ダイオードとの間に照準線が存在せず、むしろフォトダイオードを単に反射された受動光を測定するような方向に向けることもまた可能である。このような状況においては、当業者は、フォトダイオードが光源を較正することを可能にするさらなる配置について承知している。このような状況においては、フォトダイオードが発光ダイオードに物理的に近接して位置することが特に有利である。やはりこのような状況においては、本方法または提案されている測定配置は相対値のみに基づくので、公差が特に有利に許容される。したがって、フォトダイオードと発光ダイオードとの間の物理的距離を特別に画定する必要はなく、むしろ、フォトダイオードが測定の間に発光ダイオードに対して同じ位置に、または同じ距離で常に配置されていれば、有利である。
【００１８】
さらに、フォトダイオードを用いて、厳密に１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定すること、あるいは、１つのフォトダイオードを用いて複数の発光ダイオードを較正することが可能である。したがって、１つまたは複数の発光ダイオードに対して、対応する発光特性または明るさ強度を較正することができるように、フォトダイオードを配置することができる。特に、フォトダイオードが広帯域で、またはマルチバンドで測定できるような方法で、フォトダイオードを構成することが可能である。したがって、単一のフォトダイオードを使用して赤色光、緑色光および青色光の任意の所望のサブセットが測定可能であることが特に有利である。これは、様々な発光ダイオードの個々のスペクトルを測定可能であるようにフォトダイオードを構成するような方法で行うことができる。したがって、単一のフォトダイオードであっても、それぞれが特有の波長を放射する任意の所望の数の、好ましくは３つまたは４つの発光ダイオードを較正するには十分である。さらに、個々の発光ダイオードごとに個々の特別なフォトダイオードを設けることもまた可能である。これに関連して、フォトダイオードは、この同じフォトダイオードが較正することになる発光ダイオードに物理的に近接させて配置することができる。
【００１９】
さらに、１つの発光ダイオードに対して複数のフォトダイオードを実際に設けるような方法で、フォトダイオードを冗長に配置することもまた可能である。このようにして、フォトダイオードの故障を回避することができる。さらに、個々のフォトダイオードの測定値を平均して、結果として特に信頼度の高い平均値を得ることが可能である。
【００２０】
経時変化プロセスの結果、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度の第１の測定、および時間オフセットの第２の測定が行われる。これは、測定間隔を常に繰り返す必要がある場合もあるが、第１の測定の開始時間に応じて、第２の測定は、所定の期間の後にのみ行ってもまたよい。このような状況においては、測定時間を静的に記憶するか、または相対的な測定間隔を決定することができ、その後に第１の測定に応じて第２の測定が行われる。発光ダイオード使用量に応じて、測定間隔、または時間オフセットを設定することがさらに可能である。したがって、特に頻繁にまたは特に長期間にわたって使用される発光ダイオードをより頻繁に較正し、このような状況において少なくとも１つの過去の測定点に関する明るさ強度の変化を決定することが有利である。したがって、本発明は、第１の測定および第２の、時間オフセット測定に決して限定されるものではなく、むしろ複数の測定を行うことができ、前の第２の、時間オフセット測定が今度は第１の測定となり、このように、さらなる第２の測定のための相対的な開始時間を形成する。したがって、任意の所望の数の時間オフセット測定が可能であり、これに関して、明るさ強度の相対的な変化を本発明に従って決定することができる。これに関連して、発光ダイオードの基礎となるアプリケーションシナリオを満たすように、任意の所望の時間オフセットを設定することが可能である。
【００２１】
したがって、第１の測定では、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度が測定され、第２の、時間オフセット測定では、以前に測定された１つまたは複数の発光ダイオードの第２の明るさ強度が測定される。ここから、明るさ強度の相対的な変化を決定することができる。これは、例えば、２つの明るさ強度の減算を伴う場合がある。これに関連して、本発明によれば、絶対値を基礎として得るのではなく、むしろさらなる随意の方法ステップに従って、またはさらなる随意の構造的特徴を用いて、存在する差異が補償されるように、明るさ強度の相対的な変化だけが用いられることに特に留意されたい。
【００２２】
したがって、本発明によれば、特に、このような状況において歪められた結果を予想することなく、絶対的明るさ強度測定の不正確さを容認することができるという利点がある。たとえフォトダイオードに欠陥があったとしても、第１の測定においても第２の測定においても同じエラーが生じることになる。したがって、明るさ強度の変化は、やはり正しく決定することができ、それに応じて、明るさ強度の変化を補償することもまた可能である。例えば、明るさ強度の相対的な変化が、光度が特定のパーセンテージ分だけ下がったことを示す場合、制御ユニットは、同じ明るさ強度が再び設定されるように、この同じパーセンテージ分だけ印加電圧を増加させることもまた可能である。これに関連して、当業者であれば、印加電圧と明るさ強度の変化との間にある線形関係がどの程度であるかを認識するであろう。したがって当業者であれば、明るさ強度の変化を補償するためには、今どの程度発光ダイオードを制御しなければならないかもまた認識するであろう。したがって、経時変化プロセスを検出および補償するための、またはそれらを修正するための対応する方法とともに、測定装置が提案されている。
【００２３】
本発明の１つの態様では、検出された明るさ強度の変化を実質的に補償するために、制御ユニットが設定される。これは、少なくとも人間のユーザが発光ダイオードの変化した光度特性を検出できないように、明るさ強度の変化を補償することができるという利点を有する。したがって、第２の測定の直後に、明るさ強度の変化は、個々の発光ダイオードのもとの光度が再び設定されるように補償することができる。これに関連して、明るさ強度の変化が完全に補償されることが特に好ましいが、これはひいては、技術的に非常に複雑になる可能性がある。したがって、本発明によれば、明るさ強度の変化が実質的に補償されることが特に好ましい。しかしながら、最終クライアント、例えば自動車の運転者は、何年も使用した後であっても、光度の差異、または個々の発光ダイオードの混合比の差異に気づかない。
【００２４】
本発明のさらなる一態様では、少なくとも１つの発光ダイオードは、第１の測定の明るさ強度が設定されるように制御される。これは、第１の測定を基準点として記憶することができ、次いで第２の、時間オフセット測定後に、もとの光度または明るさ強度を再び設定することができるという利点を有する。したがって、発光ダイオードの製造時に発生可能であったように、発光ダイオードの全ライフサイクルにわたって、常に明るさ強度値を確実に設定することができる。このような状況においては、明るさ強度測定は、印加電圧または印加電流に応じてもまた行うことができることに留意されたい。したがって、経時変化プロセスに起因する明るさ強度の変化を実際にも確定するためには、第１の測定および第２の測定で、常に同じパラメータで発光ダイオードを動作させなければならない。したがって、パルス幅変調を用いて１つまたは複数の発光ダイオードを減光することが可能である。したがって、発光ダイオードを第１の測定の間に１００％で動作させた場合、第２の測定の間にもまた、発光ダイオードを１００％で動作させなければならない。対照的に、発光ダイオードを第１の測定プロセスの間に５０％まで減光した場合、第２の測定の間にもまた、発光ダイオードを相応して減光しなければならない。この状況において、発光ダイオードを減光するためにパルス幅変調が実行可能であることが当業者には既に知られている。
【００２５】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードおよび少なくとも１つのフォトダイオードが、ハウジング内に配置されている。これは、測定対象の発光ダイオードの明るさ強度だけが検出可能であるように、フォトダイオードを遮蔽することができるという利点を有する。したがって、本発明によれば、さらなる光源がフォトダイオードに作用し得る可能性、したがって、測定結果を歪める可能性が除外される。発光ダイオードではハウジングを常に設ける必要があり、したがって、１つまたは複数のフォトダイオードをこの既存のハウジングに導入することができるので、これは特に有利である。したがって、発光ダイオードおよびフォトダイオードは、１つの作業ステップでハウジング内に配置することができる。
【００２６】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードおよび少なくとも１つのフォトダイオードが、単一ピース内に形成されている。これは、発光ダイオードおよびフォトダイオードが互いに対して、それらを破壊せずに分離できないように配置されているという利点を有する。これは、発光ダイオードおよびフォトダイオードが共有のハウジングに配置されるような方法で、発光ダイオードおよびフォトダイオードを有するハウジングが１つのユニットを形成するように実施されることが好ましい。このような状況においては、発光ダイオードおよびフォトダイオードを互いに対して接触しているように配置することは、必ずしも必要ではない。むしろ、提案されている測定装置は、単一ピースのユニットとして提供可能であるように、ハウジング内に詰め込むことができる。
【００２７】
本発明のさらなる一態様では、制御ユニットは、マイクロコントローラ、有限状態機械、アナログ制御回路および／または電子部品の形態をしている。これは、複数の構造を用いて制御ユニットを製造することができ、特に、既存の制御ユニットを再利用することができるという利点を有する。これに関連して、当業者であれば、制御ユニットがさらなる構成部品、例えば、発光ダイオードドライバもまた有し得ることを認識するであろう。
【００２８】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの形態をしている。これは、既存の制御方法、特に既存の発光ダイオード装置が、やはり本発明に従って使用可能であるという利点を有する。このため、提案されている発光ダイオードを介して、任意の所望の色値、言いかえれば波長を、混合比を用いて設定することができる。したがって、既存の発光ダイオードであっても、この目的のために単にフォトダイオードさえ設ければよいように、本発明の方法で後付けすることができる。したがって、提案されている測定装置または提案されている方法は、複数の発光ダイオードおよび制御ユニットが設けられるように、既存の発光ダイオードを後付けするのにもまた適している。さらなる方法ステップにおいて、複数または１つのフォトダイオードが提供され、制御ユニットは、測定装置に関する独立請求項の特徴部分に従って適合される。
【００２９】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードおよび白色発光ダイオードの形態をしている。これは、既存の発光ダイオードであっても再利用することができ、特に、提案されている測定装置または提案されている方法を任意の構造の発光ダイオードに適合させることができるという利点を有する。
【００３０】
本発明のさらなる一態様では、フォトダイオードは、広帯域であるように構成されている。これは、フォトダイオードを用いて、波長の異なる提案されている発光ダイオードのそれぞれについて明るさ強度測定を行うことができるように、複数の色スペクトルを測定することができるという利点を有する。したがって、例えば、個々のフォトダイオードを１つだけ設ければよく、その後、例えば赤、緑および青の色スペクトルを別々に測定することができるという利点もまた生じる。しかしながら、このような状況においては、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサの使用は省略される。むしろ、個々の発光ダイオードを別々に較正することができる個々のフォトダイオードが設けられるべきである。
【００３１】
本発明のさらなる一態様では、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードのそれぞれに対してフォトダイオードが設けられる。これは、自身のフォトダイオードを使用して、まさに温度の影響を特に受けやすい発光ダイオードが監視されるという利点を有する。これに関連して、意外なことに、赤色発光ダイオードは、発生する熱が緑色または青色発光ダイオードよりも少ないので、赤色発光ダイオードは他の発光ダイオードよりも経時変化プロセスの影響を受けにくいことが分かった。したがって、本発明によれば、たとえ３つまたは４つの発光ダイオードが設置されている場合でも、２つのフォトダイオードまたは３つのフォトダイオードのみを設けることが特に有利である。したがって、赤色発光ダイオードは実際に熱の発生が少ないので、常に監視されない状態を維持することができ、したがって、対応するフォトダイオードを省略することができる。ひいては、これにより、低い技術的複雑度で追加的に製造可能な、特に強固な測定システムが得られる。さらに、提案されている測定装置を効率的に動作させることができ、これは、特に様々な測定装置が直列に接続されている場合には、有利である。
【００３２】
本発明のさらなる一態様では、それぞれの発光ダイオードごとに別個のフォトダイオードを設け、その明るさ強度を測定する。これは、それぞれの発光ダイオードごとに、明るさ強度の対応する変化を特に確実に測定することが可能であるという利点を有する。複数の発光ダイオードが例えば、３つの発光ダイオードを有する場合であれば、３つのフォトダイオードもまた設けられ、４つの発光ダイオードの場合には、実際４つのフォトダイオードもまた設けられる。その結果、個々の光の明るさ強度の変化を特に正確に確定することができる。
【００３３】
本発明のさらなる一態様では、明るさ強度の変化はユーザ入力に応じて検出される。これは、特定の色スペクトルを好むユーザが、これを例えば自分の車の内部照明として、設定することもまた可能であるという利点を有する。この色スペクトル、したがって対応する発光ダイオードの動作もまた特に頻繁に発生するので、ここでは経時変化プロセスが他の発光ダイオードにおけるよりも集中的であるか、急速である。例えば、ユーザが概して、自分の車の内部照明に赤色を選択する場合、特に赤色発光ダイオードの摩耗が増大するか、または経時変化プロセスが進行する。このため、赤色発光ダイオードについて、第１の測定および第２の測定を特に頻繁に行うことが可能である。したがって、明るさ強度の変化をより頻繁に検出し、それに応じて補償することができる。
【００３４】
しかしながら、特定の発光ダイオードが決してアドレス指定されないようにするユーザ入力が存在する場合、この発光ダイオードもその明るさ強度の変化を検出させ、補償させる必要はない。しかしながら、このような状況においては、自然な経時変化プロセスもまた生じ得るので、少なくとも時折、明るさ強度の変化を決定することが有利であると思われる。したがって、測定、検出および補償を実行する頻度は、発光ダイオードによって様々である。その結果、ひいては技術的複雑度が軽減される。
【００３５】
目的は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための方法によっても実現される。この方法は、複数の発光ダイオードを設けるステップと、発光ダイオードのそれぞれの明るさ強度を個別に調整するために設定された制御ユニットを設けるステップと、を有するとともに、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードが設けられ、制御ユニットが各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の、時間オフセット測定に応じて検出する。
【００３６】
本発明のさらなる一態様では、検出された明るさ強度の変化は、実質的に補償される。これは、明るさ強度の変化が単に検出されるだけでなく、実際に補償もされるという利点を有する。実質的にとは、明るさ強度の変化が完全に補償されるか、または少なくとも人間のユーザが色の偏差を知覚しないように補償されることを意味する。
【００３７】
この目的は、提案されている方法を実施するか、または提案されている測定装置を動作させる制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品によってもまた実現される。したがって、この方法は、ソフトウェアとして、またはハードウェア内で提供することができる。
【００３８】
このような状況においては、提案されている測定装置が、方法ステップとしても同様に実施することが可能な構造的特徴を有することが特に有利である。さらに、提案されている方法ステップは、測定装置の構造的特徴として再現することもまた可能である。このような状況においては、コンピュータプログラム製品は、個々の方法ステップを実施したり、または測定装置を動作させたり、もしくは少なくとも個々の構成部品を動作させたりするのに適している。全体的に見て、提供されている機能は、方法ステップとして測定装置によって、このように実施することもまた可能である。
【００３９】
添付の図面を介してさらなる有利な実施形態をより詳細に説明する。
図１は、提案されているコンパクトな発光ダイオード装置の平面図であり、発光ダイオードＬＥＤが左側に配置されている。この場合では、これらは、赤色Ｒ、緑色Ｇ、および青色Ｂ発光ダイオードＬＥＤである。ＭＬＥＤコントローラ、言いかえれば、制御ユニットＣＴＲＬが、右側に配置されている。さらに、各発光ダイオードに近接して、フォトダイオードＦＤが配置され、フォトダイオードが対応する発光ダイオードの明るさ強度を測定することができるようになっている。このような状況においては、フォトダイオードは、制御ユニットに通信可能に結合されている。制御ユニットでは、制御ユニットに提案されている測定をトリガさせ、対応する測定値を受信させるロジックが実装されている。第１の測定および第２の測定から、制御ユニットは、このように、明るさ強度の相対的な変化を決定することができる。
【００４０】
この図１でわかるように、必要な構成部品はすべてハウジング内に設置されている。したがって、制御ユニットおよび発光ダイオードが同じハウジング内に位置することができる。ハウジングは、部分的に不透明に構成され、透明または半透明の窓領域が設けられているように構成されている。これらの窓領域によって、ハウジングの外側から個々の発光ダイオードの設定された明るさ強度を知覚することが可能である。これは、所定の色値が設定されるように、発光ダイオードを特定の混合比でアドレス指定することで明示することができる。したがって、ＬＥＤの動作は有色光を介して明示される。特に、パッケージとしても知られているチップハウジングが、ハウジングとして適している。
【００４１】
このような状況においては、窓領域は通常、発光ダイオードの発生した光のうちの特定のパーセンテージが反射して、再びハウジング内に戻るように、完全には透明ではない。これに関連して、本発明によれば、フォトダイオードが単に明るさ強度の相対的な変化を決定し、したがって個々の発光ダイオードの明るさ強度測定を単に行うのではなく、むしろ、例えば、反射する窓領域までも含めた、関与するすべてのシステム構成要素を考慮に入れていることが、ひいては特に有利である。従来の方法では、このようにすれば測定結果の歪みが生じてしまう。従来技術では、絶対強度値が通常用いられるからである。このため、この場合では、ここでもまた明るさ強度の変化の相対値のみが用いられるので、ハウジングの大きさ、言いかえればハウジングの寸法が相殺される。従来の方法では、絶対測定値は、単に第１の複数の発光ダイオードのハウジングの構成が第２の複数の発光ダイオードのハウジングとは異なっているという点だけで、歪められる可能性がある。従来の方法では、静的な値だけを使用するので、これらは、窓領域およびハウジング寸法など、さらなるシステム構成要素の特定の構成に柔軟に反応しない。
【００４２】
本発明によれば、明るさ強度の変化が同じ条件の下で常に測定されるので、このような状況において歪みは生じない。したがって、この同じ変化もまた、確実に補償される。このように、提案されている測定装置または提案されている方法は、発光ダイオードは安全性に適し、特に自律走行中に機械ベースで読み取ることができるので、自動車用途のシナリオに特に適している。したがって、明るさ強度の偏差を検出し、補償することが無条件に必要である。このため、本発明によれば、提案されている測定方法および測定装置が、特に確実に機能し、特に、色忠実度の高い発光ダイオードを提供するか、または動作させるという利点が生じる。
【００４３】
図２は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための方法の概略的なフローチャートであり、この方法は、複数の発光ダイオードを設けるステップ１００と、発光ダイオードのそれぞれの明るさ強度を個別に調整するために設定された制御ユニットを設けるステップ１０１と、を有するとともに、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードが提供１０２され、制御ユニットが各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を、第１の測定１０３および第２の、時間オフセット測定１０４に応じて検出１０５する。さらなる随意の方法ステップ１０６において、明るさ強度の変化が完全に、または少なくともほぼ完全に補償される。
【００４４】
本方法を実施する制御コマンドを含むか、または提案されている測定装置を動作させるコンピュータプログラム製品は、ここには示されていない。概して、本方法は、ソフトウェアとして、またはハードウェア内で提供することができる。
【図１】
2019531583.tif 000003
【図２】
2019531583.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月1日(2018.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの明るさの損失を識別し、続いてそれを補償することを可能にする、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置に関する。これに関連して、明るさ強度の相対的な測定が行われる。本発明はさらに、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するために相応して設定された方法、およびこの方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、フォトダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置を示す。
特許文献２は、一連の機能を達成するためのＬＥＤ装置におけるインテリジェント照明制御を示している。
【０００３】
既知の方法では、発光ダイオードの絶対的な明るさは、それらの製造後ただちに測定され、記憶される。次に、発光ダイオードにおいて予想される経時変化プロセスに関して、発光特性の変化の絶対値から始めて、複数のこの種の一連の試験から結論を導き出すことが可能であると予想される。このため、対応するパラメータが、例えばテーブルに記憶され、変更不可能な形態で最終クライアントに提供される場合が多い。
【０００４】
このため、発光ダイオードの発光特性を測定する色センサが利用可能であるような方法で、１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードを検証することが既に知られている。これに関連して、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ技術に基づいたセンサが知られている。これらの従来使用されている構成部品は、比較的大型であり、したがって、コンパクトな構造と相容れない。加えて、それらは、試験対象の発光ダイオードの有色の発光特性を分析するように特定の波長範囲内で複雑なやり方で測定する。したがって、絶対値を正確に測定しなければならない場合が多く、加えて、例えば赤−青−緑カラースキームＲＧＢを使用して、特定の色スペクトルを分析しなければならない場合が多いので、従来技術は相対的に複雑な色センサを提供している。しかしながら、実際には、これには相当複雑な技術が必要である。
【０００５】
概して、発光ダイオードの様々な構造および装置が知られているが、これらは経時変化プロセスの影響を受けやすい。これは、例えば、発光ダイオードの動作中に熱が発生し、それが次に発光ダイオードの対応する経時変化プロセスに結びつくか、または経時変化プロセスを激化させるという事実から生じ得る。この経時変化プロセスは、発光ダイオードが全体として光度を失っていることを自身に感じさせる。このため、発光ダイオードが第１の電流強度でアドレス指定され、それよりも長い経時変化プロセスにわたって同じ電流強度で再びアドレス指定される場合であれば、結果として第１のテストランにおける方が第２のテストランにおけるよりも光度が明るくなる。
【０００６】
本発明は特に、重要な安全要求事項が存在する自動車分野に関するので、これは本発明の場合には特に不利である。これらの安全要求事項は、とりわけ様々なＤＩＮ規格において規定され、製造業者側で遵守されなければならない。
【０００７】
このため、従来技術に関連して、相当複雑な技術によってしか補償することができない経時変化プロセスが発光ダイオードに生じることは、特に不利である。特に、これに関連して、構造上特に不適当であることに加えて、技術的にさらにもっと複雑になる色センサが使用されることは不利である。このように、色センサの製造は、それ自体既に技術的に複雑である。このため、既知の方法では、当業者は、発光ダイオードの経時変化プロセスを単に受け入れるのか、または技術的に複雑なやり方でこの経時変化プロセスを補償するのか、に関する選択肢を有する。
【０００８】
このような状況において、最終クライアントが、たとえ数年にわたる場合であっても、常に同じ発光特性を有する１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードを得ることができるようにする方法、および対応するシステム装置を提供することが、したがって望ましい。これに関連して、発光特性の変化が技術的に単純なやり方で、とりわけ、特に確実に検出可能であることが製造業者に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０００３６７０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３２７７６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置を提案することである。さらに、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための対応する方法を提案し、提案されている方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品を提案することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する、経時変化プロセスを検出するための測定装置によって実現される。さらなる有利な実施形態が、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様に従って経時変化プロセスを検出するための測定装置のブロック図である。
【図２】本発明のさらなる一態様に従って経時変化プロセスを検出するための方法の概略的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための測定装置が提供され、この測定装置は、複数の発光ダイオードと、発光ダイオードのそれぞれの個々の明るさ強度調整のために設定された制御ユニットと、設けられている少なくとも１つの発光ダイオードの明るさを測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードと、を有し、制御ユニットが、各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の時間オフセット測定に応じて検出するように設定されている。
【００１４】
本発明は、明るさ強度の変化を結果的にもたらす経時変化プロセスを検出すること、および補償することの両方ができるという利点を有する。この目的のために、個々の発光ダイオードが設けられるが、それらは、典型的にはＲＧＢ発光ダイオードの形態をしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるのではなく、むしろ、任意の所望の数の監視対象の発光ダイオードに関する。このため、複数の発光ダイオードに含まれる発光ダイオードの数は、３つまたは４つの発光ダイオードが好ましい場合がある。しかしながら、さらに、様々な発光ダイオードを直列に接続すること、したがって、一連の発光ダイオード全体を監視することもまた可能である。このため、複数の発光ダイオードが３つまたは４つの発光ダイオードを備え、この数の倍数が直列の接続を介して存在し得ることが本発明の一態様である。
【００１５】
さらに、複数の発光ダイオードの個々の発光ダイオードをアドレス指定する制御ユニットが設けられる。典型的には、これは、特定の電流強度または電圧が個々の発光ダイオードそれぞれに印加される中で、したがって特定の明るさ強度もまた暗黙的に設定される中で行われる。冒頭で先に述べたように、発光ダイオードでは、印加される電圧がどの時点においても常にほぼ同じ明るさを生じないことは、特に不利である。このため、制御ユニットは概して、個々の発光ダイオードもまた明るさが増加するように、それらをアドレス指定することができる。したがって、発光ダイオードに経時変化プロセスが発生した場合、同じ明るさが常に生じるように、印加電圧は、この時間にわたって増加させなければならない。
【００１６】
このため、制御ユニットは、各発光ダイオードの個々の明るさ強度を調整するように設定される。個別に明るさ強度を調整することは、個々の発光ダイオードを個別にアドレス指定することもまた実際に可能であることに基づいている。したがって、各発光ダイオードの実際の明るさを個別に設定することもまた可能である。特定の色値が実現されるように、制御ユニットを用いて、個々の発光ダイオードの混合比を設定することがさらに可能である。したがって、例えば、赤色光発光ダイオード、緑色光発光ダイオードおよび青色光発光ダイオードは、特定の色値が設定されるように強度を設定することができる。しかしながら、このような状況において個々の発光ダイオードが光度を失った場合、これによりこの同じ混合比が乱れることになる。
【００１７】
本発明によれば、フォトダイオードが使用されることが特に有利である。従来技術に対して、これは特に、フォトダイオードを特に簡単な技術的方法で設けることが可能であり、また、読み出しの技術的複雑度が低いという利点を有する。従来技術では色センサがこのように使用されているが、本発明によれば、特に意外なことに、これ以外の場合には特に不利なフォトダイオードにおけるエラー公差がごくわずかであることが分かる。これは、従来の方法で測定された絶対値に依存せず、むしろ２つの測定が時間オフセットを伴って行われ、フォトダイオードを介して、２つの測定結果間の相対的差異だけが確定されることになるからである。したがって、本発明によれば、この場合、特に単純なフォトダイオードが使用可能であることが特に有利である。フォトダイオードは、色センサほど正確には測定しない場合が多く、また必ずしも実際に色スペクトルを測定するわけではないので、当業者は概してこれを推奨されない。このため、比較的費用対効果の高い測定センサを提供することができ、その測定公差が明るさ強度測定の結果に不利な影響を及ぼすことはない。したがって、フォトダイオードの形態で測定デバイスを使用することができ、確実に、かつ、低い技術的複雑度で動作させることができる。
【００１８】
少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために、フォトダイオードまたは少なくとも１つのフォトダイオードが、測定対象の発光ダイオードに対して光学的な照準線（ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）が可能であるように配置される。あるいは、フォトダイオードと発光ダイオードとの間に照準線が存在せず、むしろフォトダイオードを単に反射された受動光を測定するような方向に向けることもまた可能である。このような状況においては、当業者は、フォトダイオードが光源を較正することを可能にするさらなる配置について承知している。このような状況においては、フォトダイオードが発光ダイオードに物理的に近接して位置することが特に有利である。やはりこのような状況においては、本方法または提案されている測定配置は相対値のみに基づくので、公差が特に有利に許容される。したがって、フォトダイオードと発光ダイオードとの間の物理的距離を特別に画定する必要はなく、むしろ、フォトダイオードが測定の間に発光ダイオードに対して同じ位置に、または同じ距離で常に配置されていれば、有利である。
【００１９】
さらに、フォトダイオードを用いて、厳密に１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定すること、あるいは、１つのフォトダイオードを用いて複数の発光ダイオードを較正することが可能である。したがって、１つまたは複数の発光ダイオードに対して、対応する発光特性または明るさ強度を較正することができるように、フォトダイオードを配置することができる。特に、フォトダイオードが広帯域で、またはマルチバンドで測定できるような方法で、フォトダイオードを構成することが可能である。したがって、単一のフォトダイオードを使用して赤色光、緑色光および青色光の任意の所望のサブセットが測定可能であることが特に有利である。これは、様々な発光ダイオードの個々のスペクトルを測定可能であるようにフォトダイオードを構成するような方法で行うことができる。したがって、単一のフォトダイオードであっても、それぞれが特有の波長を放射する任意の所望の数の、好ましくは３つまたは４つの発光ダイオードを較正するには十分である。さらに、個々の発光ダイオードごとに個々の特別なフォトダイオードを設けることもまた可能である。これに関連して、フォトダイオードは、この同じフォトダイオードが較正することになる発光ダイオードに物理的に近接させて配置することができる。
【００２０】
さらに、１つの発光ダイオードに対して複数のフォトダイオードを実際に設けるような方法で、フォトダイオードを冗長に配置することもまた可能である。このようにして、フォトダイオードの故障を回避することができる。さらに、個々のフォトダイオードの測定値を平均して、結果として特に信頼度の高い平均値を得ることが可能である。
【００２１】
経時変化プロセスの結果、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度の第１の測定、および時間オフセットの第２の測定が行われる。これは、測定間隔を常に繰り返す必要がある場合もあるが、第１の測定の開始時間に応じて、第２の測定は、所定の期間の後にのみ行ってもまたよい。このような状況においては、測定時間を静的に記憶するか、または相対的な測定間隔を決定することができ、その後に第１の測定に応じて第２の測定が行われる。発光ダイオード使用量に応じて、測定間隔、または時間オフセットを設定することがさらに可能である。したがって、特に頻繁にまたは特に長期間にわたって使用される発光ダイオードをより頻繁に較正し、このような状況において少なくとも１つの過去の測定点に関する明るさ強度の変化を決定することが有利である。したがって、本発明は、第１の測定および第２の、時間オフセット測定に決して限定されるものではなく、むしろ複数の測定を行うことができ、前の第２の、時間オフセット測定が今度は第１の測定となり、このように、さらなる第２の測定のための相対的な開始時間を形成する。したがって、任意の所望の数の時間オフセット測定が可能であり、これに関して、明るさ強度の相対的な変化を本発明に従って決定することができる。これに関連して、発光ダイオードの基礎となるアプリケーションシナリオを満たすように、任意の所望の時間オフセットを設定することが可能である。
【００２２】
したがって、第１の測定では、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度が測定され、第２の、時間オフセット測定では、以前に測定された１つまたは複数の発光ダイオードの第２の明るさ強度が測定される。ここから、明るさ強度の相対的な変化を決定することができる。これは、例えば、２つの明るさ強度の減算を伴う場合がある。これに関連して、本発明によれば、絶対値を基礎として得るのではなく、むしろさらなる随意の方法ステップに従って、またはさらなる随意の構造的特徴を用いて、存在する差異が補償されるように、明るさ強度の相対的な変化だけが用いられることに特に留意されたい。
【００２３】
したがって、本発明によれば、特に、このような状況において歪められた結果を予想することなく、絶対的明るさ強度測定の不正確さを容認することができるという利点がある。たとえフォトダイオードに欠陥があったとしても、第１の測定においても第２の測定においても同じエラーが生じることになる。したがって、明るさ強度の変化は、やはり正しく決定することができ、それに応じて、明るさ強度の変化を補償することもまた可能である。例えば、明るさ強度の相対的な変化が、光度が特定のパーセンテージ分だけ下がったことを示す場合、制御ユニットは、同じ明るさ強度が再び設定されるように、この同じパーセンテージ分だけ印加電圧を増加させることもまた可能である。これに関連して、当業者であれば、印加電圧と明るさ強度の変化との間にある線形関係がどの程度であるかを認識するであろう。したがって当業者であれば、明るさ強度の変化を補償するためには、今どの程度発光ダイオードを制御しなければならないかもまた認識するであろう。したがって、経時変化プロセスを検出および補償するための、またはそれらを修正するための対応する方法とともに、測定装置が提案されている。
【００２４】
本発明の１つの態様では、検出された明るさ強度の変化を実質的に補償するために、制御ユニットが設定される。これは、少なくとも人間のユーザが発光ダイオードの変化した光度特性を検出できないように、明るさ強度の変化を補償することができるという利点を有する。したがって、第２の測定の直後に、明るさ強度の変化は、個々の発光ダイオードのもとの光度が再び設定されるように補償することができる。これに関連して、明るさ強度の変化が完全に補償されることが特に好ましいが、これはひいては、技術的に非常に複雑になる可能性がある。したがって、本発明によれば、明るさ強度の変化が実質的に補償されることが特に好ましい。しかしながら、最終クライアント、例えば自動車の運転者は、何年も使用した後であっても、光度の差異、または個々の発光ダイオードの混合比の差異に気づかない。
【００２５】
本発明のさらなる一態様では、少なくとも１つの発光ダイオードは、第１の測定の明るさ強度が設定されるように制御される。これは、第１の測定を基準点として記憶することができ、次いで第２の、時間オフセット測定後に、もとの光度または明るさ強度を再び設定することができるという利点を有する。したがって、発光ダイオードの製造時に発生可能であったように、発光ダイオードの全ライフサイクルにわたって、常に明るさ強度値を確実に設定することができる。このような状況においては、明るさ強度測定は、印加電圧または印加電流に応じてもまた行うことができることに留意されたい。したがって、経時変化プロセスに起因する明るさ強度の変化を実際にも確定するためには、第１の測定および第２の測定で、常に同じパラメータで発光ダイオードを動作させなければならない。したがって、パルス幅変調を用いて１つまたは複数の発光ダイオードを減光することが可能である。したがって、発光ダイオードを第１の測定の間に１００％で動作させた場合、第２の測定の間にもまた、発光ダイオードを１００％で動作させなければならない。対照的に、発光ダイオードを第１の測定プロセスの間に５０％まで減光した場合、第２の測定の間にもまた、発光ダイオードを相応して減光しなければならない。この状況において、発光ダイオードを減光するためにパルス幅変調が実行可能であることが当業者には既に知られている。
【００２６】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードおよび少なくとも１つのフォトダイオードが、ハウジング内に配置されている。これは、測定対象の発光ダイオードの明るさ強度だけが検出可能であるように、フォトダイオードを遮蔽することができるという利点を有する。したがって、本発明によれば、さらなる光源がフォトダイオードに作用し得る可能性、したがって、測定結果を歪める可能性が除外される。発光ダイオードではハウジングを常に設ける必要があり、したがって、１つまたは複数のフォトダイオードをこの既存のハウジングに導入することができるので、これは特に有利である。したがって、発光ダイオードおよびフォトダイオードは、１つの作業ステップでハウジング内に配置することができる。
【００２７】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードおよび少なくとも１つのフォトダイオードが、単一ピース内に形成されている。これは、発光ダイオードおよびフォトダイオードが互いに対して、それらを破壊せずに分離できないように配置されているという利点を有する。これは、発光ダイオードおよびフォトダイオードが共有のハウジングに配置されるような方法で、発光ダイオードおよびフォトダイオードを有するハウジングが１つのユニットを形成するように実施されることが好ましい。このような状況においては、発光ダイオードおよびフォトダイオードを互いに対して接触しているように配置することは、必ずしも必要ではない。むしろ、提案されている測定装置は、単一ピースのユニットとして提供可能であるように、ハウジング内に詰め込むことができる。
【００２８】
本発明のさらなる一態様では、制御ユニットは、マイクロコントローラ、有限状態機械、アナログ制御回路および／または電子部品の形態をしている。これは、複数の構造を用いて制御ユニットを製造することができ、特に、既存の制御ユニットを再利用することができるという利点を有する。これに関連して、当業者であれば、制御ユニットがさらなる構成部品、例えば、発光ダイオードドライバもまた有し得ることを認識するであろう。
【００２９】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの形態をしている。これは、既存の制御方法、特に既存の発光ダイオード装置が、やはり本発明に従って使用可能であるという利点を有する。このため、提案されている発光ダイオードを介して、任意の所望の色値、言いかえれば波長を、混合比を用いて設定することができる。したがって、既存の発光ダイオードであっても、この目的のために単にフォトダイオードさえ設ければよいように、本発明の方法で後付けすることができる。したがって、提案されている測定装置または提案されている方法は、複数の発光ダイオードおよび制御ユニットが設けられるように、既存の発光ダイオードを後付けするのにもまた適している。さらなる方法ステップにおいて、複数または１つのフォトダイオードが提供され、制御ユニットは、測定装置に関する独立請求項の特徴部分に従って適合される。
【００３０】
本発明のさらなる一態様では、複数の発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードおよび白色発光ダイオードの形態をしている。これは、既存の発光ダイオードであっても再利用することができ、特に、提案されている測定装置または提案されている方法を任意の構造の発光ダイオードに適合させることができるという利点を有する。
【００３１】
本発明のさらなる一態様では、フォトダイオードは、広帯域であるように構成されている。これは、フォトダイオードを用いて、波長の異なる提案されている発光ダイオードのそれぞれについて明るさ強度測定を行うことができるように、複数の色スペクトルを測定することができるという利点を有する。したがって、例えば、個々のフォトダイオードを１つだけ設ければよく、その後、例えば赤、緑および青の色スペクトルを別々に測定することができるという利点もまた生じる。しかしながら、このような状況においては、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサの使用は省略される。むしろ、個々の発光ダイオードを別々に較正することができる個々のフォトダイオードが設けられるべきである。
【００３２】
本発明のさらなる一態様では、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードのそれぞれに対してフォトダイオードが設けられる。これは、自身のフォトダイオードを使用して、まさに温度の影響を特に受けやすい発光ダイオードが監視されるという利点を有する。これに関連して、意外なことに、赤色発光ダイオードは、発生する熱が緑色または青色発光ダイオードよりも少ないので、赤色発光ダイオードは他の発光ダイオードよりも経時変化プロセスの影響を受けにくいことが分かった。したがって、本発明によれば、たとえ３つまたは４つの発光ダイオードが設置されている場合でも、２つのフォトダイオードまたは３つのフォトダイオードのみを設けることが特に有利である。したがって、赤色発光ダイオードは実際に熱の発生が少ないので、常に監視されない状態を維持することができ、したがって、対応するフォトダイオードを省略することができる。ひいては、これにより、低い技術的複雑度で追加的に製造可能な、特に強固な測定システムが得られる。さらに、提案されている測定装置を効率的に動作させることができ、これは、特に様々な測定装置が直列に接続されている場合には、有利である。
【００３３】
本発明のさらなる一態様では、それぞれの発光ダイオードごとに別個のフォトダイオードを設け、その明るさ強度を測定する。これは、それぞれの発光ダイオードごとに、明るさ強度の対応する変化を特に確実に測定することが可能であるという利点を有する。複数の発光ダイオードが例えば、３つの発光ダイオードを有する場合であれば、３つのフォトダイオードもまた設けられ、４つの発光ダイオードの場合には、実際４つのフォトダイオードもまた設けられる。その結果、個々の光の明るさ強度の変化を特に正確に確定することができる。
【００３４】
本発明のさらなる一態様では、明るさ強度の変化はユーザ入力に応じて検出される。これは、特定の色スペクトルを好むユーザが、これを例えば自分の車の内部照明として、設定することもまた可能であるという利点を有する。この色スペクトル、したがって対応する発光ダイオードの動作もまた特に頻繁に発生するので、ここでは経時変化プロセスが他の発光ダイオードにおけるよりも集中的であるか、急速である。例えば、ユーザが概して、自分の車の内部照明に赤色を選択する場合、特に赤色発光ダイオードの摩耗が増大するか、または経時変化プロセスが進行する。このため、赤色発光ダイオードについて、第１の測定および第２の測定を特に頻繁に行うことが可能である。したがって、明るさ強度の変化をより頻繁に検出し、それに応じて補償することができる。
【００３５】
しかしながら、特定の発光ダイオードが決してアドレス指定されないようにするユーザ入力が存在する場合、この発光ダイオードもその明るさ強度の変化を検出させ、補償させる必要はない。しかしながら、このような状況においては、自然な経時変化プロセスもまた生じ得るので、少なくとも時折、明るさ強度の変化を決定することが有利であると思われる。したがって、測定、検出および補償を実行する頻度は、発光ダイオードによって様々である。その結果、ひいては技術的複雑度が軽減される。
【００３６】
目的は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための方法によっても実現される。この方法は、複数の発光ダイオードを設けるステップと、発光ダイオードのそれぞれの明るさ強度を個別に調整するために設定された制御ユニットを設けるステップと、を有するとともに、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードが設けられ、制御ユニットが各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の、時間オフセット測定に応じて検出する。
【００３７】
本発明のさらなる一態様では、検出された明るさ強度の変化は、実質的に補償される。これは、明るさ強度の変化が単に検出されるだけでなく、実際に補償もされるという利点を有する。実質的にとは、明るさ強度の変化が完全に補償されるか、または少なくとも人間のユーザが色の偏差を知覚しないように補償されることを意味する。
【００３８】
この目的は、提案されている方法を実施するか、または提案されている測定装置を動作させる制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品によってもまた実現される。したがって、この方法は、ソフトウェアとして、またはハードウェア内で提供することができる。
【００３９】
このような状況においては、提案されている測定装置が、方法ステップとしても同様に実施することが可能な構造的特徴を有することが特に有利である。さらに、提案されている方法ステップは、測定装置の構造的特徴として再現することもまた可能である。このような状況においては、コンピュータプログラム製品は、個々の方法ステップを実施したり、または測定装置を動作させたり、もしくは少なくとも個々の構成部品を動作させたりするのに適している。全体的に見て、提供されている機能は、方法ステップとして測定装置によって、このように実施することもまた可能である。
【００４０】
添付の図面を介してさらなる有利な実施形態をより詳細に説明する。
図１は、提案されているコンパクトな発光ダイオード装置の平面図であり、発光ダイオードＬＥＤが左側に配置されている。この場合では、これらは、赤色Ｒ、緑色Ｇ、および青色Ｂ発光ダイオードＬＥＤである。ＭＬＥＤコントローラ、言いかえれば、制御ユニットＣＴＲＬが、右側に配置されている。さらに、各発光ダイオードに近接して、フォトダイオードＦＤが配置され、フォトダイオードが対応する発光ダイオードの明るさ強度を測定することができるようになっている。このような状況においては、フォトダイオードは、制御ユニットに通信可能に結合されている。制御ユニットでは、制御ユニットに提案されている測定をトリガさせ、対応する測定値を受信させるロジックが実装されている。第１の測定および第２の測定から、制御ユニットは、このように、明るさ強度の相対的な変化を決定することができる。
【００４１】
この図１でわかるように、必要な構成部品はすべてハウジング内に設置されている。したがって、制御ユニットおよび発光ダイオードが同じハウジング内に位置することができる。ハウジングは、部分的に不透明に構成され、透明または半透明の窓領域が設けられているように構成されている。これらの窓領域によって、ハウジングの外側から個々の発光ダイオードの設定された明るさ強度を知覚することが可能である。これは、所定の色値が設定されるように、発光ダイオードを特定の混合比でアドレス指定することで明示することができる。したがって、ＬＥＤの動作は有色光を介して明示される。特に、パッケージとしても知られているチップハウジングが、ハウジングとして適している。
【００４２】
このような状況においては、窓領域は通常、発光ダイオードの発生した光のうちの特定のパーセンテージが反射して、再びハウジング内に戻るように、完全には透明ではない。これに関連して、本発明によれば、フォトダイオードが単に明るさ強度の相対的な変化を決定し、したがって個々の発光ダイオードの明るさ強度測定を単に行うのではなく、むしろ、例えば、反射する窓領域までも含めた、関与するすべてのシステム構成要素を考慮に入れていることが、ひいては特に有利である。従来の方法では、このようにすれば測定結果の歪みが生じてしまう。従来技術では、絶対強度値が通常用いられるからである。このため、この場合では、ここでもまた明るさ強度の変化の相対値のみが用いられるので、ハウジングの大きさ、言いかえればハウジングの寸法が相殺される。従来の方法では、絶対測定値は、単に第１の複数の発光ダイオードのハウジングの構成が第２の複数の発光ダイオードのハウジングとは異なっているという点だけで、歪められる可能性がある。従来の方法では、静的な値だけを使用するので、これらは、窓領域およびハウジング寸法など、さらなるシステム構成要素の特定の構成に柔軟に反応しない。
【００４３】
本発明によれば、明るさ強度の変化が同じ条件の下で常に測定されるので、このような状況において歪みは生じない。したがって、この同じ変化もまた、確実に補償される。このように、提案されている測定装置または提案されている方法は、発光ダイオードは安全性に適し、特に自律走行中に機械ベースで読み取ることができるので、自動車用途のシナリオに特に適している。したがって、明るさ強度の偏差を検出し、補償することが無条件に必要である。このため、本発明によれば、提案されている測定方法および測定装置が、特に確実に機能し、特に、色忠実度の高い発光ダイオードを提供するか、または動作させるという利点が生じる。
【００４４】
図２は、個々の発光ダイオードの経時変化プロセスを検出するための方法の概略的なフローチャートであり、この方法は、複数の発光ダイオードを設けるステップ１００と、発光ダイオードのそれぞれの明るさ強度を個別に調整するために設定された制御ユニットを設けるステップ１０１と、を有するとともに、少なくとも１つの発光ダイオードの明るさ強度を測定するために設定された少なくとも１つのフォトダイオードが提供１０２され、制御ユニットが各発光ダイオードの明るさ強度の相対的な変化を、第１の測定１０３および第２の、時間オフセット測定１０４に応じて検出１０５する。さらなる随意の方法ステップ１０６において、明るさ強度の変化が完全に、または少なくともほぼ完全に補償される。
【００４５】
本方法を実施する制御コマンドを含むか、または提案されている測定装置を動作させるコンピュータプログラム製品は、ここには示されていない。概して、本方法は、ソフトウェアとして、またはハードウェア内で提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月24日(2019.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々の発光ダイオード（ＬＥＤ）の経時変化プロセスを検出するための測定装置であって、
赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）および青色発光ダイオード（Ｂ）を備える複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）のそれぞれの明るさ強度を個別に調整するように配置された制御ユニット（ＣＴＲＬ）と、を備える測定装置において、
前記赤色発光ダイオード（Ｒ）に対応しない１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度を測定するようにそれぞれ配置され、前記赤色発光ダイオード（Ｒ）が監視可能とならないようにされる少なくとも２つのフォトダイオード（ＦＤ）が提供され、前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、各発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度の相対的な変化を第１の測定および第２の、時間オフセット測定に応じて検出するように設定されており、前記緑色発光ダイオード（Ｇ）および前記青色発光ダイオード（Ｂ）には、それぞれ別個のフォトダイオード（ＦＤ）が設けられていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、前記検出された明るさ強度の変化を実質的に補償するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）が、前記第１の測定の明るさ強度が設定されるように制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および前記少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が、ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）および前記少なくとも１つのフォトダイオード（ＦＤ）が、単一ピース内に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、マイクロコントローラ、有限状態機械、アナログ制御回路および／または電子部品の形態をしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）、青色発光ダイオード（Ｂ）および白色発光ダイオードの形態をしていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記フォトダイオード（ＦＤ）が広帯域であるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項９】
明るさ強度の変化がユーザ入力に応じて検出されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１０】
個々の発光ダイオード（ＬＥＤ）の経時変化プロセスを検出するための方法であって、
赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）および青色発光ダイオード（Ｂ）を備える複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を設けるステップ（１００）と、
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）のそれぞれの明るさ強度を個別に調整するように配置された制御ユニット（ＣＴＲＬ）を設けるステップ（１０１）と、を含む方法において、
前記赤色発光ダイオード（Ｒ）に対応しない１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度を測定するようにそれぞれ配置され、前記赤色発光ダイオード（Ｒ）が監視されないようにされる少なくとも２つのフォトダイオード（ＦＤ）が提供（１０２）され、前記制御ユニット（ＣＴＲＬ）が、各発光ダイオード（ＬＥＤ）の明るさ強度の相対的な変化を第１の測定（１０３）および第２の、時間オフセット測定（１０４）に応じて検出（１０５）し、前記緑色発光ダイオード（Ｇ）および前記青色発光ダイオード（Ｂ）には、それぞれ別個のフォトダイオード（ＦＤ）が設けられていることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記検出された明るさ強度の変化が実質的に補償（１０６）されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の方法を実施する制御コマンドを含むコンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
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