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WO2018153989A1 - Verfahren zum betreiben einer beleuchtungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer beleuchtungseinrichtung Download PDF

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WO2018153989A1
WO2018153989A1 PCT/EP2018/054390 EP2018054390W WO2018153989A1 WO 2018153989 A1 WO2018153989 A1 WO 2018153989A1 EP 2018054390 W EP2018054390 W EP 2018054390W WO 2018153989 A1 WO2018153989 A1 WO 2018153989A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
operating
characterization data
pixels
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/054390
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik SCHULTEN
Michael Schumann
Dominik Scholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to US16/484,232 priority Critical patent/US10893588B2/en
Priority to DE112018000979.3T priority patent/DE112018000979A5/de
Publication of WO2018153989A1 publication Critical patent/WO2018153989A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/06—Special arrangements of screening, diffusing, or reflecting devices, e.g. in studio
    • G03B15/07—Arrangements of lamps in studios
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B15/02—Illuminating scene
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters

Definitions

  • a problem to be solved consists of specifying a method for operating a lighting device, which is particularly efficient and enables a particularly flexible lighting.
  • Lighting device a light-emitting component.
  • the light emitting device is for example
  • the light-emitting component is to
  • the light-emitting component has a main surface through which a large part, at least 80%, of the light is emitted.
  • the method for operating a lighting device the
  • a light-emitting device a plurality of pixels, which are adapted to illuminate a plurality of areas in a field of view.
  • the individual Pixels separately controllable.
  • Semiconductor chips may be arranged side by side in the lateral plane at the nodes of a rectangular grid.
  • the lateral plane runs parallel to the
  • the light-emitting component comprises a multiplicity of semiconductor chips arranged side by side in a lateral plane at the nodal points of a rectangular lattice
  • each pixel is one
  • each semiconductor chip can be made in a separate manufacturing process.
  • a semiconductor chip comprises a plurality of
  • the pixels are made.
  • the pixels are with
  • the lateral extent of a single pixel is limited, for example, by means of trenches, which at least one of the
  • the trenches can be cut through semiconductor layers.
  • the trenches can be cut through semiconductor layers.
  • the pixels have continuous semiconductor layers, wherein the extension of the individual pixels in the lateral direction is defined by the lateral extent of contact structures through which the pixels are energized.
  • the field of view is the field of view of a camera, where the field of view is a region in an object space
  • the field of view is subdivided into a plurality of areas which are displayed side by side on the sensor in a plane.
  • the areas border directly together.
  • every point within the field of view can be assigned to an area.
  • areas may be arranged at least partially overlapping, so that some points in the field of view may be assigned to several areas.
  • the light-emitting component is configured to illuminate the areas, in particular all areas.
  • Lighting device a processing device.
  • the processing device includes, for example, a
  • the memory can do this
  • the memory is a RAM memory.
  • the processor can be set up
  • the processing device is a microcontroller.
  • Processing device electrically conductively connected to each other.
  • the light-emitting device and the processing device are arranged in a composite.
  • the processing device is disposed on a main surface of the light-emitting device and mechanically fixedly connected to the light-emitting device.
  • Processing apparatus can be realized by means of at least one, in particular a plurality of solder joints to be interconnected.
  • the processing device can be set up to control and operate the light-emitting component during normal operation. For example, in normal operation, the light emitting device is operated by the processor in response to input data and data stored in the memory.
  • the processing device may be spatially
  • the memory comprises characterization data of the light-emitting device.
  • the memory comprises characterization data which, prior to the intended operation of the
  • the characterization data can be the
  • emitted light of a pixel or of each pixel from factors such as the current with which the individual pixels are operated, an operating time of the pixels, a humidity of the environment, production-related fluctuations of brightness and / or color location of the emitted light and / or a temperature of the light emitting
  • the pixels of the light-emitting device are stored depending on
  • the light emitting device is adapted to illuminate the areas in the field of view.
  • Color place to be illuminated The color location and the intensity of the emitted light depend on factors such as an operating current, a temperature of the light-emitting device, and manufacturing processes
  • Fluctuations a period of use, a humidity of the environment.
  • the relationship between the factors and the color location and / or the intensity of the emitted light is in the form of characterization data in the memory of the
  • light-emitting component comprises the light-emitting component
  • the light emitting device comprises a
  • Processing device which comprises characterization data of the light-emitting device, and the pixels of the light-emitting device depending on the
  • Lighting device are based inter alia, the following considerations. Lighting devices generally include light-emitting components that illuminate all areas of a field of view at the same time.
  • the illumination device comprises one or more light-emitting components, each for this purpose
  • the entire field of view is illuminated with light of a given intensity and a given color location. Areas of the field of view for which, compared to other areas of the field of view, a different color location of the illumination or a different one
  • Illuminating device makes use, inter alia, of the idea to subdivide the field of view into individual areas, which can be separately illuminated by means of a pixelated light-emitting component.
  • the individual areas can be illuminated separately from each other with light of a predetermined color location and a predetermined brightness.
  • emitted light can be adjusted very precisely.
  • component temperature, ambient humidity and / or operating time can be selected.
  • individual areas of a field of view can be selectively illuminated with a predetermined light
  • Color location and a predetermined intensity are illuminated, so that the field of view can be particularly well mapped on a sensor.
  • the method for operating a lighting device the
  • the first type pixels and the second type pixels are in a common lateral plane
  • first-type pixels and the second-type pixels are arranged side by side.
  • the first-type pixels and the second-type pixels are arranged in the lateral plane at the nodes of a regular rectangular grid.
  • the pixels of the first type and the pixels of the second type are arranged alternately.
  • the first type pixels and the second type pixels may be grouped
  • pixels of one type are arranged on a common semiconductor chip and in a common
  • the pixels of different kinds can be on a common
  • the third part of the light-emitting device comprises pixels of the third type.
  • the third-type pixels are arranged to emit warm white greenish light.
  • the third-type pixels and the second-type and / or first-type pixels may be juxtaposed in a common lateral plane.
  • the pixels the first type, the second-type pixels and the third-type pixels arranged alternately.
  • the first-type pixels, second-type pixels, and third-type pixels may be grouped
  • the first type pixels and the second type pixels emit light of different wavelength ranges.
  • the first type pixels emit light of a cold white color location and the second type pixels emit light of a warm white color location.
  • the first type of pixels emit light in the red
  • Wavelength range in the green wavelength range or in the blue wavelength range.
  • pixels of different types are with
  • pixels of different types can be the same
  • Semiconductor material may be formed and have conversion elements.
  • the conversion elements may be configured to convert light generated in the pixels to light of another wavelength range. In particular, by means of the conversion elements, the color locations and / or the intensities of the light emitted by the pixels
  • At least some of the areas are illuminable simultaneously with the light of a first type pixel and a second type pixel.
  • at least some, in particular all, of the areas can be illuminated both with the light of a first-type pixel and with the light of a second-type pixel.
  • the light of the pixels of different kind is mixed when the Pixels of different types share a common area
  • each region can be illuminated separately with light of a predefinable color location and a predetermined intensity.
  • the pixels of different types are spaced apart from one another
  • each semiconductor chip comprises a multiplicity of pixels which can be operated separately from one another.
  • the semiconductor chip comprises a multiplicity of pixels which can be operated separately from one another.
  • Lighting device a plurality of semiconductor chips, each comprising a pixel.
  • pixels of different types are not in the same
  • pixels of different types can be used with the
  • pixels of different types can be on a common Semiconductor chip be arranged. For example, show
  • the conversion elements may be arranged in the shape of a checkerboard pattern, so that, for example, pixels
  • the method for operating a lighting device the
  • Lighting device an optical device which is adapted to direct at least some areas of the light of a first type pixel and a second type pixel. For example, the light from at least one first-type pixel and at least one second-type pixel is directed into a common area by means of the optical device.
  • the optical device may be configured to mix the light from pixels of different types in the region. In particular, with simultaneous operation of
  • the optical device is arranged to direct to each area light of a pixel of each type. pixel
  • Area is directed, for example, can be arranged adjacent to each other.
  • the optical device is adapted to mix light from non-adjacent pixels and to direct them into a common area.
  • Non-adjacent pixels are pixels between which a lateral direction no further pixels is arranged.
  • the optical device makes it possible to use a separate semiconductor chip in each case for pixels of the first type and pixels of the second type, wherein the semiconductor chips can be arranged laterally next to each other. Consequently
  • the method for operating a lighting device the
  • the characterization data are determined and stored in a further memory which is not part of the processing device. Subsequently, the characterization data is transferred to the memory which is part of the processing device.
  • the characterization data for example, directly after the characterization of a in the
  • Lighting device integrated memory written.
  • the characterization data first appears stored separate from the illumination device medium.
  • each component is operated in normal operation, depending on the characterization of exactly the same component.
  • a component is operated in normal operation, depending on the characterization of exactly the same component.
  • Characterization of each component and subsequent operation with the characterization data of this component a particularly precise adjustment of the color location and / or the intensity of the emitted light.
  • the method for operating a lighting device the
  • the characterization data of a plurality of representative components are determined and averaged. Subsequently, the averaged
  • Characterization data operated.
  • the characterization data of each do not have to be
  • Operation are determined to ensure precise control of light-emitting components.
  • the determination of the characterization data can be carried out particularly time-saving.
  • the method for operating a lighting device the
  • the characterization data can be
  • the dependence of the color location and / or the intensity of the emitted light of the factors such as the operating time, the temperature, the
  • the characterization data of each pixel may be determined from each component or each pixel of representative components.
  • the operation of the component depending on the characterization data of each pixel allows a particularly accurate control of the individual pixels of the light emitting device.
  • the method for operating a lighting device the
  • Component or the representative component determined and the pixels of the component depending on these
  • Characterization data operated. For example, only some pixels of a component or a representative
  • characterization data can be stored in memory during operation of the component
  • characterization data representative pixels are operated.
  • using the characterization data representative pixel a particularly time-saving determination of the characterization data.
  • a temperature of the light-emitting device is measured during operation of the lighting device. Further, the characterization data includes a temperature behavior and the
  • Component is operated depending on the measured temperature and the characterization data. For example, the temperature of the light-emitting device in the
  • the measured temperature is transmitted, for example, to the processing device, which determines the pixels as a function of the measured temperature and the
  • Characterization data drives and operates with an operating current.
  • the processor attacks
  • Characterization data stored in the memory include the
  • the characterization data include the
  • the light-emitting component particularly precisely as a function of the measured temperature
  • the characterization data includes the moisture behavior of the component and the component becomes dependent on the measured humidity and the
  • Characterization data operated. For example, the humidity of the light emitting device in the
  • the measured moisture is transmitted to the processor, for example, which drives the pixels in dependence on the measured humidity and operates with an operating current.
  • Characterization data stored in the memory include the
  • the characterization data include the
  • Component be operated very precisely depending on the measured humidity.
  • an operating time of the light-emitting device is measured during operation of the lighting device.
  • Next include the Characterization data The aging behavior of the component and the component is dependent on the measured
  • the operating time of each pixel of the illumination device is measured separately.
  • the characterization data comprises the dependence of the color location and / or the intensity of the emitted light of each pixel or representative pixels of the component or a representative component of the operating time.
  • emitting light can be set very precisely depending on the operating time.
  • processing device integrated in the light-emitting device.
  • the processing device comprises a memory and a processor, which in the
  • the processor may be adapted to the individual pixels of the
  • the processor is to control light emitting device separately from each other and to energize.
  • the processor is to control light emitting device separately from each other and to energize.
  • the characterization data from the memory and to operate the pixels of the light-emitting device separately from one another in dependence on further control values and / or measurement values.
  • Processing device mechanically fixedly connected to the pixels of the light emitting device.
  • the processing device is mechanically firmly connected electrically conductively to the pixels of the light-emitting component via a wiring plane.
  • the pixels and the processing device are integrated in a common semiconductor chip.
  • Processing device connected by means of a solder connection or a bond mechanically and electrically conductive.
  • the processing device is a microcontroller.
  • the method for operating a lighting device the
  • Characterization data by means of an identifier to a light-emitting component uniquely assignable.
  • the light-emitting component has a unique identification number, a barcode, a
  • Point code or an electronically readable identifier, such as a bit pattern on.
  • Characterization data has an identifier that can be assigned to the component, so that the characterization data can be unambiguously assigned to the light-emitting component.
  • identifier which uniquely assigns the characterization data to a component, it is possible to avoid a misallocation.
  • characterization data is determined before the intended use
  • an intensity and a color location of the light emitted by each pixel in Depending on an operating current measured and deposited in the processing device. In particular, this dependence is measured several times, with different
  • Factors changed during each measurement. For example, several measurements at different temperature of the light-emitting device, at different temperatures
  • the characterization data which determines the dependence of the color locus and / or the intensity of the
  • the light-emitting device operate very precise.
  • control value comprises two input values, by means of which the intensity and color locus of the light to be emitted of each pixel can be determined during normal operation.
  • Lighting device based on the control value, which is linearly related to brightness and color location of the emitted light, particularly simple.
  • a setpoint comprising a desired brightness value and a desired color locus
  • a region is assigned to a region.
  • an area has an actual value, comprising an actual brightness value and an actual color location. The actual value of the area is divided into several Process steps approximated to the setpoint.
  • the target brightness value of one For example, the target brightness value of one
  • each area is measured for example by means of a sensor and by means of
  • Processing device determined. For example, the actual value of a range in the intended operation of the light-emitting component can be approximated to the desired value. In particular, the actual values are approximated to the nominal values by illuminating the areas.
  • the illumination of the field of view can be optimized.
  • Process step A determines a current actual value of the area without the operation of the light-emitting component.
  • the illumination device comprises a sensor or is part of a camera with a sensor.
  • the field of view is imaged on the sensor.
  • the color locus and / or the brightness in the areas of the sensor can be determined by means of the sensor
  • Milliseconds in particular of at least two seconds, are determined. Further, according to the embodiment, in a
  • Method step B the light-emitting component depending on the characterization data, the determined actual value and the target value of the area operated and simultaneously determined a current actual value of the range during operation of the light-emitting component.
  • the pixels of the component are operated with an estimated operating current or with a predetermined operating current, so that the current actual value is as close as possible to the desired value.
  • the light-emitting component is provided with a
  • the method for operating an illumination device comprises at least the method steps A to C in order to adapt the actual values of the regions of the field of view to the nominal values by means of illumination with the illumination device.
  • Method steps A to C optimizes the illumination of the regions of the field of view, so that the current actual values of the regions are as close as possible to the nominal values of the regions.
  • the method for operating a lighting device the
  • process step C is carried out at most 50 times, preferably at most 10 times.
  • process step C is carried out at most 50 times, preferably at most 10 times.
  • Method step C is the difference between current ones
  • the desired value may include a range of values within which the color locus and / or the brightness of a region should lie.
  • Lighting device minimized. For example, only the differences of the actual values and the desired values of the areas in which the illumination by means of the illumination device has a sufficient effect are minimized. In other words, the difference between actual values and desired values is minimized only in areas in which the brightness and / or the color location of the area can be influenced by means of the illumination device. For example, areas to be illuminated in the field of view may have too great a distance than that their brightness and / or color location can be adjusted by means of the illumination device, so that in these areas an adaptation of the actual values to nominal values is omitted and the difference between the actual value and the target value of these areas is not minimized.
  • Lighting device operated as a flash.
  • the illumination device is operated as long as a measurement is performed by means of the sensor.
  • the lighting device is operated for a maximum of one second at a time.
  • the pixels are operated with a predetermined direct current.
  • the pixels are operated with a pulse width modulated signal (short: PWM signal).
  • PWM signal pulse width modulated signal
  • the lighting device can be operated with particularly high current densities, as in a flash mode the
  • Heating of the light emitting device is limited, so that even with poor heat dissipation sufficient cooling can be given.
  • FIGS. 1A, 1B, 2A and 2B show exemplary embodiments of a light-emitting component used in the method for operating a lighting device.
  • FIGS. 3A to 3J are exemplary
  • Lighting device is used.
  • FIGS. 4A, 4B and 4C show a method for operating a lighting device, wherein the light-emitting component comprises a semiconductor chip.
  • FIGS. 5A and 5B each show a method for operating a lighting device, wherein the
  • light-emitting component comprises two semiconductor chips.
  • FIG. 1A shows a schematic plan view of a lateral plane of a light-emitting component 10 of a lighting device 1 described here.
  • the lateral plane runs along the main extension plane of the light-emitting component 10.
  • the lighting device 1 comprises a light-emitting component 10 with a multiplicity of pixels 100 in the lateral plane to the
  • the pixels 100 are arranged side by side.
  • the pixels 100 are adapted to light in normal operation
  • the pixels 100 are to
  • the pixels can each be formed with separate semiconductor chips, which are manufactured separately from one another by means of different production methods.
  • the pixels can be part of a common
  • the pixels 100 are configured to emit light in the visible wavelength range.
  • the pixels 100 are configured to emit light of a warm white and / or cold white color location.
  • Warm white light has a color temperature of less than 3300K.
  • Cold white light has a color temperature of more than 3300 K.
  • FIG. 1B shows a sectional view of the light-emitting component 10 of FIG. 1A along the section line AA.
  • the pixels 100 of the light-emitting device 10 are arranged on a processing device 5.
  • the processing device 5 is integrated in the light-emitting component.
  • the processing device 5 comprises a memory and a processor.
  • the processing device 5 is a microcontroller which directly interfaces mechanically with the pixels 100 of the
  • the processing device has contact surfaces on a side facing the pixels 100, via which the pixels 100 are electrically and mechanically connected to the pixels
  • Processing device 5 are connected. In the memory of the processing device 5, for example
  • FIG. 2A shows an alternative exemplary embodiment of a light-emitting component 10 which has first-type pixels 110 and second-type pixels 120.
  • the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are in a common lateral plane at the nodes of a regular
  • first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are grouped so that each first-type pixel 110 and each second-type pixel 120 are disposed adjacent to at least two other pixels 100 of the same kind.
  • the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are configured to emit light L of different wavelength regions.
  • first type pixels 110 are configured to emit light of a cold white color location.
  • second-type pixels 120 are configured to emit light of a warm-white color location.
  • first type pixels 110 are formed with a different semiconductor material than second type pixels 120.
  • first type pixels 110 are the same
  • FIG. 2B shows a sectional view of the light-emitting component 10, which is shown in FIG. 2A, along the section line CC.
  • the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are on a wiring layer 4
  • the wiring layer 4 is the mechanically supporting structure on which the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are arranged.
  • a processing device 5 is arranged on the side facing away from the pixels 100 of the wiring layer 4.
  • the pixels 100 are driven and operated by the processing device 5.
  • the memory of the processing device 5 comprises characterization data D, which are retrieved by the processor and dependent on which the pixels 100 are energized.
  • FIG. 3A shows the relative spectral emission d of a cold white first type pixel 110, labeled "CW”, and a second type warm white pixel 120 labeled "WW”. These data can be used as characterization data D in the
  • Processing device 5 of the lighting device 1 be deposited.
  • an actual color locus IF of individual regions B in the field of view S is determined by means of a sensor 7.
  • the characterization data D which includes the relative spectral emission of the pixels, areas B are illuminated with light.
  • a region B are illuminated with light L of a color locus which has a color locus similar to the actual color locus IF already measured in the region B.
  • FIG. 3B shows exemplary characterization data D of pixels 100 of a light-emitting component.
  • the characterization data D comprise, for example, the position of a first color pencil T1 of a first-type pixel 110 in the CIE color space which is adapted to light of one
  • Characterization data D the position of a second color T2 of a pixel of the second type 120 in the CIE color space, which is adapted to light a warm white color location
  • FIG. 3C shows exemplary characterization data which include the relative illuminance E as a function of an operating current IS between 0 mA and 1100 mA.
  • the relative illuminance E monotonically increases with increasing operating current IS.
  • the relative illuminance E does not depend linearly on the
  • the intensity of the emitted light of each pixel 100 may depend linearly on the operating current IS.
  • FIG. 3D shows the dependency of the color locus with the chromaticity coordinates CX and CY of the emitted cold white
  • the chromaticity coordinate CX has approximately a linear, monotonically decreasing behavior with increasing operating current IS.
  • the color coordinate CY has a slight increase up to an operating current IS of approximately 200 mA. From about 200 mA to 1100 mA, the color coordinate CY has a monotonously decreasing behavior with increasing operating current IS.
  • Characterization data D are measured at an ambient temperature of 25 ° C.
  • FIG. 3E shows the dependency of the color locus with the chromaticity coordinates CX and CY of the emitted cold white
  • the CX component of the color locus of the warm-white pixel exhibits a monotonously decreasing behavior with increasing operating current.
  • the CY component has a monotonously decreasing up to an operating current IS of 500 mA and a monotonically increasing behavior up to an operating current IS of 500 to 1,100 mA.
  • FIG. 3F shows the relative illuminance ⁇ of a cold-white pixel at a constant operating current in FIG.
  • Operating temperature is 100 ° C.
  • the pixel 100 which is operated with an operating current of 100 mA, has an operating temperature of 100 ° C.
  • the intensity of the emitted light L decreases monotonously with increasing
  • FIG. 3G shows exemplary characterization data D of a light-emitting component 10 in the form of the relative luminous flux ⁇ as a function of the temperature T of the light-emitting component.
  • the relative luminous flux is approximate at a temperature between -40 ° C and 50 ° C
  • FIG. 3H shows exemplary characterization data D of a light-emitting component 10 in the form of
  • Pixels 100 as a function of its operating temperature T at an operating current IS of 100 mA.
  • the chromaticity coordinate CX has a temperature of -40 ° C to -10 ° C monotonically increasing behavior. From a temperature of -10 ° C up to a temperature of 120 ° C, the
  • Color coordinates CX monotone decreasing behavior and falls from a value of 4.375 to a value of 4.275.
  • the chromaticity coordinate CY points over the entire
  • FIG. 31 shows exemplary characterization data D of a light-emitting component 10 in the form of the ordinate V ⁇ of the emitted light L in the CIE1976 color space as a function of the operating time X in hours.
  • the characterized pixels were operated with a direct current of 100 mA at an ambient temperature of 85 C and a relative humidity of 85 "6.
  • FIG. 3J shows exemplary characterization data D of a light-emitting component 10 in the form of the abscissa U x of the emitted light L in the CIE1976 color space as a function of the operating time X in hours.
  • the characterized pixels were operated with a direct current of 100 mA at an ambient temperature of 85 C and a relative humidity of 85 "6.
  • FIG. 4A shows a lighting device 1 according to a first exemplary embodiment.
  • the lighting device 1 comprises a light-emitting component 10 with a
  • a semiconductor chip 8 having a plurality of pixels 100 configured to emit light L.
  • the pixels 100 of the light emitting device 10 are by means of a
  • the processing device 5 driven and operated.
  • the processing device 5 comprises a processor and a Memory in which characterization data D are stored.
  • the light-emitting component 10 is in
  • each area B is assigned exactly one pixel 100, so that each area B is illuminated with exactly one pixel 100.
  • a region B may be associated with a plurality of pixels of a same type.
  • the field of view S is imaged by means of an imaging optics 60 on a sensor 7.
  • the regions B in the field of view S are arranged laterally next to one another and may partially overlap one another.
  • Lighting device 1 accesses. Alternatively, in the
  • Processor is operated. For example, include
  • the light-emitting component 10 has an identifier 9 in the form of a barcode, by means of which the
  • Characterization data D the light-emitting component 10 can be uniquely assigned. Alternatively it acts at the identifier 9 to a number, a point code or an electronically readable bit pattern, which can be uniquely associated with the associated characterization data D.
  • FIG. 4B shows an alternative embodiment of a lighting device 1.
  • the lighting device 1 comprises a comparison with that shown in FIG. 4A
  • Embodiment additionally a humidity sensor 21, which is adapted to a humidity F of
  • the humidity sensor 21 is electrically conductively connected to the processing device 5. In normal operation, the moisture F of the environment is measured by means of the moisture sensor 21 and the light-emitting component 10 is in
  • the lighting device 1 comprises a
  • Temperature sensor 22 which is adapted to the
  • the temperature sensor 22 is electrically conductive with the
  • Processing device 5 connected. During normal operation, the temperature measurement value is transmitted from the temperature sensor 22 to the processing device 5 and the light-emitting component 10 is operated as a function of the measured temperature T and the characterization data D. Furthermore, the processing device 5 comprises a time measuring device, which is adapted to the
  • the pixels are dependent from the measured operating time X and from the
  • FIG. 4C shows a further exemplary embodiment of a lighting device 1, wherein, in contrast to FIGS.
  • the sensor 7 is electrically connected to the processing device 5.
  • the sensor 7 transmits the field of view S imaged on the sensor 7 at the same time to the
  • each area B has an actual value I, comprising an actual brightness value IH and an actual color location IF.
  • the actual value of a region B is approximated in several process steps to the desired value SO of the region.
  • step A is
  • Component 10 depending on the characterization data D, which are stored in the processing device 5, the determined actual values I and the setpoint values SO operated.
  • a current actual value I of the region B is determined by means of the sensor 7 during the operation of the light-emitting component 10.
  • the light-emitting component 10 is dependent on the
  • Characterization data D the previously determined actual values I, which were determined in the method steps A and B, and the setpoint values SO operated.
  • the light-emitting component 10 is operated such that the difference between the current actual value I from method step B of a region B and the desired value SO of the region B is minimized.
  • method step C is repeated several times
  • Process step C a current actual value I of the area B during operation of the light-emitting device 10 is determined. For example, method step C is repeated until the difference between the current ones
  • Process step C be limited, so that the
  • Process step C is repeated a maximum of 50 times, in particular a maximum of 10 times.
  • FIG. 5A shows an alternative exemplary embodiment of a lighting device 1.
  • the lighting device 1 comprises a light-emitting component 10 with pixels first Type 110 and second type pixels 120.
  • the first type pixels 110 are arranged laterally spaced from the second type pixels 120.
  • the pixels of different kind are to
  • first type pixels 110 are configured to accept light L of a cold white color location
  • emit and second-type pixels 120 are adapted to emit light of a warm white color location.
  • the pixels of different types 110, 120 are part
  • the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 are electrically connected to a processing device 5. in the
  • the pixels 110 and 120 are individually controlled and operated via the processing device 5.
  • the optical device 6 is set up to direct the light L of a first-type pixel 110 and a second-type pixel 120 onto a common first region B1 in the field of view S.
  • the first area Bl is illuminated with the mixed light of a first-type pixel 110 and a second-type pixel 120.
  • Next is a second area
  • a fourth area B4 will be in this
  • Embodiment with the illumination device 1 is not illuminated, since none of the area B4 associated pixel first type 110 or second type 120 is operated.
  • the operation of the first-type pixels 110 and the second-type pixels 120 both the color location and the intensity of the Light, with which the areas are illuminated,
  • FIG. 5B shows a further exemplary embodiment of the invention
  • Lighting device 1 wherein the sensor 7 is electrically connected to the processing device 5.
  • the data recorded by means of the sensor 7 are transmitted to the processing device 5, so that the processing device 5, the light-emitting component 10 in response to the
  • Characterization data D and the data recorded by the sensor 7 operates.
  • both the color location and the intensity of the light L with which this region B is illuminated can be adjusted.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) mit einem lichtemittierenden Bauteil (10), wobei - das lichtemittierende Bauteil (10) eine Vielzahl von Pixeln (100) umfasst, die dazu eingerichtet sind,eine Vielzahl von Bereichen (B) in einem Sichtfeld (S) zu beleuchten, - das lichtemittierende Bauteil eine Verarbeitungsvorrichtung (5) umfasst, welche Charakterisierungsdaten (D) des lichtemittierenden Bauteils (10) umfasst, und - die Pixel (100) des lichtemittierenden Bauteils (10) abhängig von den Charakterisierungsdaten (D) betrieben werden.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Beleuchtungseinrichtung angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung anzugeben, welches besonders effizient ist und eine besonder flexible Beleuchtung ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Beleuchtungseinrichtung ein lichtemittierendes Bauteil. Das lichtemittierende Bauteil ist beispielsweise dazu
eingerichtet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Insbesondere ist das lichtemittierende Bauteil dazu
eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht im
sichtbaren Wellenlängenbereich, zwischen Infrarot- und UV- Strahlung, zu emittieren. Beispielsweise ist das
lichtemittierende Bauteil mit einer Halbleiterstruktur, welche eine aktive Zone umfasst, gebildet. Im
bestimmungsgemäßen Betrieb des lichtemittierenden Bauteils wird in der aktiven Zone Licht erzeugt. Insbesondere weist das lichtemittierende Bauteil eine Hauptfläche auf, durch welche ein Großteil, zumindest 80 %, des Lichts emittiert wird .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung umfasst das
lichtemittierende Bauteil eine Vielzahl von Pixeln, die dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Bereichen in einem Sichtfeld zu beleuchten. Beispielsweise sind die einzelnen Pixel separat voneinander ansteuerbar. Die Pixel eines
Halbleiterchips können in der lateralen Ebene nebeneinander an den Knotenpunkten eines Rechteckgitters angeordnet sein. Die laterale Ebene verläuft dabei parallel zur
Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauteils.
Das lichtemittierende Bauteil umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Halbleiterchips, die in einer lateralen Ebene an den Knotenpunkten eines Rechteckgitters nebeneinander
angeordnet sind. Beispielsweise ist jeder Pixel mit einem
Halbleiterchip gebildet, wobei jeder Halbleiterchip in einem separaten Herstellungsprozess hergestellt sein kann.
Alternativ umfasst ein Halbleiterchip eine Vielzahl von
Pixeln, die in einem gemeinsamen Herstellungsprozess
hergestellt sind. Beispielsweise sind die Pixel mit
Halbleiterschichten gebildet, welche mittels eines
gemeinsamen Epitaxieverfahrens hergestellt sind. Die laterale Ausdehnung eines einzelnen Pixels wird beispielsweise mittels Gräben begrenzt, welche zumindest eine der
Halbleiterschichten durchtrennen. Die Gräben können
beispielsweise mittels eines lithographischen Verfahrens hergestellt sein. Alternativ weisen die Pixel durchgehende Halbleiterschichten auf, wobei die Ausdehnung der einzelnen Pixel in lateraler Richtung durch die laterale Ausdehnung von Kontaktstrukturen, über welche die Pixel bestromt werden, definiert ist.
Das Sichtfeld ist beispielsweise das Sichtfeld einer Kamera, wobei das Sichtfeld eine Region in einem Objektraum
definiert, welche auf einem Sensor der Kamera abgebildet wird. Das Sichtfeld ist in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt, die auf dem Sensor in einer Ebene nebeneinander abgebildet werden. Insbesondere grenzen die Bereiche direkt aneinander. Beispielsweise kann jeder Punkt innerhalb des Sichtfeldes einem Bereich zugeordnet werden. Insbesondere können Bereiche zumindest teilweise überlappend angeordnet sein, so dass manche Punkte im Sichtfeld mehreren Bereichen zugeordnet sein können.
Das lichtemittierende Bauteil ist dazu eingerichtet, die Bereiche, insbesondere alle Bereiche, zu beleuchten.
Beispielsweise wird im bestimmungsgemäßen Betrieb des
lichtemittierenden Bauteils emittiertes Licht auf die
Bereiche im Sichtfeld gelenkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Beleuchtungseinrichtung eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen
Speicher und einen Prozessor. Der Speicher kann dazu
eingerichtet sein, elektronische Daten zu speichern.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Speicher um einen RAM- Speicher. Der Prozessor kann dazu eingerichtet sein,
elektronische Daten zu empfangen, elektronische Daten
abzurufen, Rechenoperationen auszuführen und Daten und/oder Ansteuersignale auszugeben. Beispielsweise handelt es sich bei der Verarbeitungsvorrichtung um einen Mikrokontroller . Insbesondere sind das lichtemittierende Bauteil und die
Verarbeitungsvorrichtung elektrisch leitend miteinander verbunden. Beispielsweise sind das lichtemittierende Bauteil und die Verarbeitungsvorrichtung in einem Verbund angeordnet. Beispielsweise ist die Verarbeitungsvorrichtung auf einer Hauptfläche des lichtemittierenden Bauteils angeordnet und mechanisch fest mit dem lichtemittierenden Bauteil verbunden. Das lichtemittierende Bauteil und die
Verarbeitungsvorrichtung können mittels zumindest einer, insbesondere mehrerer, Lötverbindungen miteinander verbunden sein. Die Verarbeitungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das lichtemittierende Bauteil im bestimmungsgemäßen Betrieb anzusteuern und zu betreiben. Beispielsweise wird im bestimmungsgemäßen Betrieb das lichtemittierende Bauteil mittels des Prozessors in Abhängigkeit von Eingabedaten und Daten, welche im Speicher hinterlegt sind, betrieben.
Alternativ kann die Verarbeitungsvorrichtung räumlich
getrennt von dem lichtemittierenden Bauteil angeordnet sein und lediglich über elektrisch leitende Leiterbahnen mit dem lichtemittierenden Bauteil verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung umfasst der Speicher Charakterisierungsdaten des lichtemittierenden Bauteils.
Beispielsweise umfasst der Speicher Charakterisierungsdaten, welche vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb des
lichtemittierenden Bauteils ermittelt werden und im Speicher hinterlegt sind. Die Charakterisierungsdaten können die
Abhängigkeit des Farborts und/oder der Intensität des
emittierten Lichts eines Pixels oder eines jeden Pixels von Faktoren wie beispielsweise dem Strom, mit welchem die einzelnen Pixel betrieben werden, einer Betriebsdauer der Pixel, einer Feuchtigkeit der Umgebung, produktionsbedingten Schwankungen von Helligkeit und/oder Farbort des emittierten Lichts und/oder einer Temperatur des lichtemittierenden
Bauteils betrieben werden. Insbesondere können die
Charakterisierungsdaten den Zusammenhang zwischen der
Intensität beziehungsweise dem Farbort des emittierten Lichts eines jeden Pixels und den Faktoren umfassen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden die Pixel des lichtemittierenden Bauteils abhängig von gespeicherten
Charakterisierungsdaten betrieben. Das lichtemittierende Bauteil ist dazu eingerichtet, die Bereiche im Sichtfeld zu beleuchten. Insbesondere werden die Pixel mit einem
vorgegebenen Strom betrieben, sodass die Bereiche mit Licht einer vorgegebenen Intensität und eines vorgegebenen
Farbortes beleuchtet werden. Der Farbort und die Intensität des emittierten Lichts hängen von Faktoren wie beispielsweise einem Betriebsstrom, einer Temperatur des lichtemittierenden Bauteils, aus Herstellungsprozessen resultierenden
Schwankungen, einer Nutzungsdauer, einer Feuchtigkeit der Umgebung ab. Der Zusammenhang zwischen den Faktoren und dem Farbort und/oder der Intensität des emittierten Lichts ist in Form von Charakterisierungsdaten im Speicher der
Beleuchtungseinrichtung hinterlegt. Beim Betrieb des
lichtemittierenden Bauteils werden die hinterlegten
Charakterisierungsdaten verwendet, um mittels des
lichtemittierenden Bauteils Licht eines vorgegebenen
Farbortes und einer vorgegebenen Intensität zu emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung mit einem
lichtemittierenden Bauteil umfasst das lichtemittierende
Bauteil eine Vielzahl von Pixeln, die dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Bereichen in einem Sichtfeld zu beleuchten, umfasst das lichtemittierende Bauteil eine
Verarbeitungsvorrichtung, welche Charakterisierungsdaten des lichtemittierenden Bauteils umfasst, und werden die Pixel des lichtemittierenden Bauteils abhängig von den
Charakterisierungsdaten betrieben . Einem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
Beleuchtungseinrichtung liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Beleuchtungseinrichtungen umfassen im Allgemeinen lichtemittierende Bauteile, die alle Bereiche eines Sichtfeldes zeitgleich ausleuchten.
Beispielsweise umfasst die Beleuchtungseinrichtung ein oder mehrere lichtemittierende Bauteile, die jeweils dazu
eingerichtet sind, das gesamte Sichtfeld vollständig zu beleuchten. Dabei wird das gesamte Sichtfeld mit Licht einer vorgegebenen Intensität und eines vorgegebenen Farbortes beleuchtet. Bereiche des Sichtfeldes, für die im Vergleich zu anderen Bereichen des Sichtfeldes ein unterschiedlicher Farbort der Beleuchtung oder eine unterschiedliche
Beleuchtungsstärke wünschenswert wäre, werden dabei
möglicherweise nicht optimal beleuchtet.
Das hier beschriebene Verfahren zum Betreiben einer
Beleuchtungseinrichtung macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, das Sichtfeld in einzelne Bereiche zu unterteilen, welche mittels eines pixelierten lichtemittierenden Bauteils separat beleuchtet werden können. Insbesondere können die einzelnen Bereiche separat voneinander mit Licht eines vorgegebenen Farbortes und einer vorgegebenen Helligkeit beleuchtet werden. Für die bereichsweise Ausleuchtung des Sichtfelds müssen die Helligkeit und der Farbort des
emittierten Lichts besonders genau einstellbar sein. Dazu werden beispielsweise Charakterisierungsdaten des
lichtemittierenden Bauteils in einem Speicher hinterlegt, sodass der Betriebsstrom abhängig von Faktoren wie
beispielsweise Bauteiltemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und/oder Betriebsdauer gewählt werden kann. Vorteilhafterweise können mittels eines derartigen Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung einzelne Bereiche eines Sichtfeldes gezielt mit Licht eines vorgegebenen
Farbortes und einer vorgegebenen Intensität beleuchtet werden, so dass das Sichtfeld besonders gut auf einem Sensor abgebildet werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung umfasst das
lichtemittierende Bauteil Pixel erster Art und Pixel zweiter Art. Beispielsweise sind die Pixel erster Art und die Pixel zweiter Art in einer gemeinsamen lateralen Ebene
nebeneinander angeordnet. Insbesondere sind die Pixel erster Art und die Pixel zweiter Art in der lateralen Ebene an den Knotenpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters angeordnet. Beispielsweise sind die Pixel erster Art und die Pixel zweiter Art alternierend angeordnet. Alternativ können die Pixel erster Art und die Pixel zweiter Art in Gruppen
angeordnet sein, wobei innerhalb einer Gruppe lediglich Pixel einer Art benachbart zueinander angeordnet sind.
Beispielsweise sind Pixel einer Art auf einem gemeinsamen Halbleiterchip angeordnet und in einem gemeinsamen
Herstellungsverfahren hergestellt. Alternativ können die Pixel unterschiedlicher Art auf einem gemeinsamen
Halbleiterchip angeordnet sein und in einem gemeinsamen
Verfahren hegestellt sein.
Insbesondere umfasst das lichtemittierende Bauteil zusätzlich Pixel dritter Art. Beispielsweise sind die Pixel dritter Art dazu eingerichtet warmweißes grünliches Licht zu emittieren. Die Pixel dritter Art und die Pixel zweiter Art und/oder erster Art können in einer gemeinsamen lateralen Ebene nebeneinander angeordnet. Beispielsweise sind die Pixel erster Art, die Pixel zweiter Art und die Pixel dritter Art alternierend angeordnet. Alternativ können die Pixel erster Art, die Pixel zweiter Art und dritter Art in Gruppen
angeordnet sein, wobei innerhalb einer Gruppe lediglich Pixel einer Art benachbart zueinander angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittieren die Pixel erster Art und die Pixel zweiter Art Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche. Beispielsweise emittieren die Pixel erster Art Licht eines kaltweißen Farborts und die Pixel zweiter Art Licht eines warmweißen Farborts. Alternativ emittieren die Pixel erster Art Licht im roten
Wellenlängenbereich, im grünen Wellenlängenbereich oder im blauen Wellenlängenbereich.
Beispielsweise sind Pixel unterschiedlicher Art mit
unterschiedlichen Halbleitermaterialien gebildet. Alternativ können Pixel unterschiedlicher Art mit dem gleichen
Halbleitermaterial gebildet sein und Konversionselemente aufweisen. Die Konversionselemente können dazu eingerichtet sein, in den Pixeln erzeugtes Licht in Licht eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Insbesondere können mittels der Konversionselemente die Farborte und/oder die Intensitäten des von den Pixeln emittierten Lichts
eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind zumindest manche der Bereiche gleichzeitig mit dem Licht eines Pixels erster Art und eines Pixels zweiter Art beleuchtbar. Beispielsweise sind zumindest manche, insbesondere alle, der Bereiche sowohl mit dem Licht eines Pixels erster Art als auch mit dem Licht eines Pixels zweiter Art beleuchtbar. Insbesondere wird das Licht der Pixel unterschiedlicher Art gemischt, wenn die Pixel unterschiedlicher Art einen gemeinsamen Bereich
beleuchten. Somit wird beim gleichzeitigen Beleuchten eines Bereichs mittels des Lichts von Pixeln unterschiedlicher Art, von einem Betrachter das Licht in diesen Bereichen als
Mischlicht wahrgenommen. Vorteilhafterweise kann mittels gezielter Ansteuerung von Pixeln erster Art und Pixeln zweiter Art jeder Bereich separat mit Licht eines vorgebbaren Farbortes und einer vorgegebenen Intensität beleuchtet werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung sind die Pixel unterschiedlicher Art auf voneinander beabstandeten
Halbleiterchips angeordnet oder durch voneinander
beabstandete Halbleiterchips gebildet. Beispielsweise umfasst jeder Halbleiterchip eine Vielzahl von Pixeln, die separat voneinander betreibbar sind. Alternativ umfasst die
Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Halbleiterchips, die jeweils einen Pixel umfassen. Insbesondere sind Pixel unterschiedlicher Art nicht in dem gleichen
Herstellungsprozess hergestellt. Vorteilhafterweise weisen zueinander benachbarte Pixel, die Teil eines gemeinsamen Halbleiterchips sind, einen besonders geringen Abstand, beispielsweise von maximal 5 ym, zueinander auf. Weiter können die Pixel besonders effizient betrieben werden, da das Halbleitermaterial, mit dem die Pixel gebildet sind, jeweils auf die Emission des gewünschten Farbortes optimiert ist.
Alternativ können Pixel unterschiedlicher Art mit dem
gleichen Herstellungsprozess hergestellt sein, wobei die unterschiedlichen Farborte des Lichts mittels
Konversionselementen erzeugt werden. Insbesondere können Pixel unterschiedlicher Art auf einem gemeinsamen Halbleiterchip angeordnet sein. Beispielsweise weisen
zumindest Pixel einer Art ein Konversionselement auf, welches im Halbleiterchip erzeugtes Licht in Licht eines anderen Wellenlängenbereichs konvertiert. Beispielsweise können die Konversionselemente in der Form eines Schachbrettmusters angeordnet sein, sodass beispielsweise Pixel
unterschiedlicher Art alternierend nebeneinander angeordnet sind . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung umfasst die
Beleuchtungseinrichtung eine optische Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, auf zumindest manche Bereiche das Licht eines Pixels erster Art und eines Pixels zweiter Art zu lenken. Beispielsweise wird mittels der optischen Vorrichtung das Licht von zumindest einem Pixel erster Art und zumindest einem Pixel zweiter Art in einen gemeinsamen Bereich gelenkt. Die optische Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Licht von Pixeln unterschiedlicher Art in dem Bereich zu mischen. Insbesondere wird bei gleichzeitigem Betrieb von
Pixeln unterschiedlicher Art, die einem gemeinsamen Bereich zugeordnet sind, das Licht in den Pixeln zugeordneten
Bereichen als Mischlicht wahrgenommen. Beispielsweise ist die optische Vorrichtung dazu eingerichtet, auf jeden Bereich Licht eines Pixels jeder Art zu lenken. Pixel
unterschiedlicher Art, deren Licht in einen gemeinsamen
Bereich gelenkt wird, können beispielsweise benachbart zueinander angeordnet sein. Insbesondere ist die optische Vorrichtung dazu eingerichtet, Licht von nicht benachbart zueinander angeordneten Pixeln zu mischen und in einen gemeinsamen Bereich zu lenken. Nicht zueinander benachbarte Pixel sind Pixel, zwischen denen in einer lateralen Richtung kein weiterer Pixel angeordnet ist. Vorteilhafterweise ermöglicht die optische Vorrichtung die Verwendung jeweils eines separaten Halbleiterchips für Pixel erster Art und Pixel zweiter Art, wobei die Halbleiterchips lateral nebeneinander angeordnet sein können. Somit
ermöglicht die optische Vorrichtung einen vereinfachten
Aufbau des lichtemittierenden Bauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden die
Charakterisierungsdaten zumindest teilweise vor dem
bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauteils ermittelt, die
Charakterisierungsdaten in der Verarbeitungsvorrichtung dieses Bauteils hinterlegt und die Pixel abhängig von diesen Charakterisierungsdaten betrieben. Beispielsweise wird jedes Bauteil vor seinem bestimmungsgemäßen Betrieb
charakterisiert, um die Charakterisierungsdaten zu ermitteln. Beim Charakterisieren wird beispielsweise der Farbort
und/oder die Intensität des emittierten Lichtes abhängig von den Faktoren, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur, der Temperatur des lichtemittierenden Bauteils, der Feuchtigkeit der Umgebung, der Betriebsdauer und dem Herstellungsprozess , ermittelt. Insbesondere werden die Charakterisierungsdaten ermittelt und in einem weiteren Speicher hinterlegt, welcher nicht Teil der Verarbeitungsvorrichtung ist. Anschließend werden die Charakterisierungsdaten auf den Speicher, welcher Teil der Verarbeitungsvorrichtung ist übertragen.
Die Charakterisierungsdaten werden beispielsweise direkt nach der Charakterisierung auf einen in die
Beleuchtungseinrichtung integrierten Speicher geschrieben. Alternativ werden die Charakterisierungsdaten zunächst auf einem von der Beleuchtungseinrichtung separaten Medium gespeichert .
Insbesondere wird jedes Bauteil im bestimmungsgemäßen Betrieb abhängig von den Charakterisierungsdaten genau desselben Bauteils betrieben. Vorteilhafterweise ermöglicht eine
Charakterisierung eines jeden Bauteils und ein anschließendes Betreiben mit den Charakterisierungsdaten dieses Bauteils ein besonders präzises Einstellen des Farbortes und/oder der Intensität des emittierten Lichts.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden die
Charakterisierungsdaten eines repräsentativen Bauteils ermittelt und das Bauteil abhängig von den
Charakterisierungsdaten des repräsentativen Bauteils
betrieben. Beispielsweise werden die Charakterisierungsdaten einer Vielzahl von repräsentativen Bauteilen ermittelt und gemittelt. Anschließend werden die gemittelten
Charakterisierungsdaten der repräsentativen Bauteile in der Verarbeitungsvorrichtung von Beleuchtungseinrichtungen mit nicht repräsentativen Bauteilen hinterlegt und die nicht repräsentativen Bauteile anhand der gemittelten
Charakterisierungsdaten betrieben. Vorteilhafterweise müssen nicht die Charakterisierungsdaten eines jeden
lichtemittierenden Bauteils vor dem bestimmungsgemäßen
Betrieb ermittelt werden, um eine präzise Ansteuerung von lichtemittierenden Bauteilen zu gewährleisten. Somit kann die Ermittlung der Charakterisierungsdaten besonders zeitsparend durchgeführt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden die
Charakterisierungsdaten von jedem Pixel des Bauteils vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauteils ermittelt und die Pixel des Bauteils abhängig von diesen
Charakterisierungsdaten betrieben. Beispielsweise wird jeder Pixel eines lichtemittierenden Bauteils einzeln
charakterisiert. Die Charakterisierungsdaten können
beispielsweise die Abhängigkeit des Farbortes und/oder der Intensität des emittierten Lichts von den Faktoren, wie beispielsweise der Betriebsdauer, der Temperatur, der
Feuchtigkeit und/oder dem Betriebsstrom, eines jeden Pixels umfassen. Insbesondere können die Charakterisierungsdaten eines jeden Pixels jeweils von jedem Bauteil oder eines jeden Pixels von repräsentativen Bauteilen ermittelt werden.
Vorteilhafterweise ermöglicht das Betreiben des Bauteils abhängig von den Charakterisierungsdaten eines jeden Pixels eine besonders genaue Ansteuerung der einzelnen Pixel des lichtemittierenden Bauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden die
Charakterisierungsdaten von repräsentativen Pixeln des
Bauteils oder des repräsentativen Bauteils ermittelt und die Pixel des Bauteils abhängig von diesen
Charakterisierungsdaten betrieben. Beispielsweise werden nur manche Pixel eines Bauteils oder eines repräsentativen
Bauteils charakterisiert. Diese Charakterisierungsdaten können im Betrieb des Bauteils im Speicher der
Verarbeitungsvorrichtung hinterlegt sein, so dass alle Pixel des Bauteils abhängig von den Charakterisierungsdaten
repräsentativer Pixel betrieben werden. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verwenden der Charakterisierungsdaten repräsentativer Pixel eine besonders zeitsparende Ermittlung der Charakterisierungsdaten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird während des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung eine Temperatur des lichtemittierenden Bauteils gemessen. Weiter umfassen die Charakterisierungsdaten ein Temperaturverhalten und das
Bauteil wird abhängig von der gemessenen Temperatur und den Charakterisierungsdaten betrieben. Beispielsweise wird die Temperatur des lichtemittierenden Bauteils in dem
lichtemittierenden Bauteil oder in der Umgebung des
lichtemittierenden Bauteils mittels des Temperatursensors gemessen. Die gemessene Temperatur wird beispielsweise an die Verarbeitungsvorrichtung übertragen, welche die Pixel in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und den
Charakterisierungsdaten ansteuert und mit einem Betriebsstrom betreibt . Insbesondere greift der Prozessor auf
Charakterisierungsdaten, welche in dem Speicher gespeichert sind, zu. Die Charakterisierungsdaten umfassen die
Abhängigkeit des Farbortes und/oder der Intensität von der Temperatur des Pixels beziehungsweise des Bauteils.
Insbesondere umfassen die Charakterisierungsdaten die
Temperaturabhängigkeit des Farbortes und/oder der Intensität des emittierten Lichts eines jeden Pixels oder
repräsentativer Pixel eines jeden Bauteils oder eines
repräsentativen Bauteils. Vorteilhafterweise kann mittels des Temperatursensors das lichtemittierende Bauteil besonders präzise in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur
betrieben werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird eine
Feuchtigkeit der Umgebung des lichtemittierenden Bauteils gemessen. Weiter umfassen die Charakterisierungsdaten das Feuchtigkeitsverhalten des Bauteils und das Bauteil wird abhängig von der gemessenen Feuchtigkeit und den
Charakterisierungsdaten betrieben. Beispielsweise wird die Feuchtigkeit des lichtemittierenden Bauteils in dem
lichtemittierenden Bauteil oder in der Umgebung des
lichtemittierenden Bauteils mittels des Feuchtigkeitssensors gemessen. Die gemessene Feuchtigkeit wird beispielsweise an den Prozessor übertragen, welcher die Pixel in Abhängigkeit von der gemessenen Feuchtigkeit ansteuert und mit einem Betriebsstrom betreibt.
Insbesondere greift der Prozessor auf
Charakterisierungsdaten, welche in dem Speicher gespeichert sind, zu. Die Charakterisierungsdaten umfassen die
Abhängigkeit des Farbortes und/oder der Intensität von der Feuchtigkeit des Pixels beziehungsweise des Bauteils.
Insbesondere umfassen die Charakterisierungsdaten die
Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchtigkeit des Farbortes und/oder der Intensität des emittierten Lichts eines jeden Pixels oder repräsentativer Pixel eines jeden Bauteils oder eines repräsentativen Bauteils. Vorteilhafterweise kann mittels des Feuchtigkeitssensors das lichtemittierende
Bauteil besonders präzise in Abhängigkeit von der gemessenen Feuchtigkeit betrieben werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird während des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung eine Betriebsdauer des lichtemittierenden Bauteils gemessen. Weiter umfassen die Charakterisierungsdaten das Alterungsverhalten des Bauteils und das Bauteil wird abhängig von der gemessenen
Betriebsdauer und den Charakterisierungsdaten betrieben.
Beispielsweise wird die Betriebsdauer eines jeden Pixels der Beleuchtungseinrichtung separat gemessen. Insbesondere umfassen die Charakterisierungsdaten die Abhängigkeit des Farborts und/oder der Intensität des emittierten Lichts eines jeden Pixels oder repräsentativer Pixel des Bauteils oder eines repräsentativen Bauteils von der Betriebsdauer.
Vorteilhafterweise kann auf Grundlage der gemessenen
Betriebsdauer eines jeden Pixels des lichtemittierenden
Bauteils der Farbort und/oder die Intensität des zu
emittierenden Lichts besonders präzise in Abhängigkeit von der Betriebsdauer eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung ist die
Verarbeitungsvorrichtung in das lichtemittierende Bauteil integriert. Insbesondere umfasst die Verarbeitungsvorrichtung einen Speicher und einen Prozessor, welcher in das
lichtemittierende Bauteil integriert ist. Der Prozessor kann dazu eingerichtet sein, die einzelnen Pixel des
lichtemittierenden Bauteils separat voneinander anzusteuern und zu bestromen. Insbesondere ist der Prozessor dazu
eingerichtet, die Charakterisierungsdaten von dem Speicher abzurufen und in Abhängigkeit weiterer Steuerwerte und/oder Messewerte die Pixel des lichtemittierenden Bauteils separat voneinander zu betreiben. Insbesondere ist die
Verarbeitungsvorrichtung mechanisch fest mit den Pixeln des lichtemittierenden Bauteils verbunden. Beispielsweise ist die Verarbeitungsvorrichtung über eine Verdrahtungsebene mit den Pixeln des lichtemittierenden Bauteils mechanisch fest elektrisch leitend verbunden. Insbesondere sind die Pixel und die Verarbeitungsvorrichtung in einem gemeinsamen Halbleiterchip integriert.
Beispielsweise sind die Pixel und die
Verarbeitungsvorrichtung mittels einer Lotverbindung oder einer Bondverbindung mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere handelt es sich bei der Verarbeitungsvorrichtung um einen Mikrokontroller.
Vorteilhafterweise ermöglicht die Integration der
Verarbeitungsvorrichtung in das lichtemittierende Bauteil eine besonders kompakte Bauweise und reduziert das Risiko einer falschen Zuordnung von Charakterisierungsdaten und lichtemittierendem Bauteil zueinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung sind die
Charakterisierungsdaten mittels eines Identifikators einem lichtemittierenden Bauteil eindeutig zuordenbar.
Beispielsweise weist das lichtemittierende Bauteil eine eindeutige Identifikationsnummer, einen Barcode, einen
Punktcode oder einen elektronisch auslesbaren Identifikator, wie beispielsweise ein Bitmuster, auf. Der Satz von
Charakterisierungsdaten weist einen dem Bauteil zuordenbaren Identifikator auf, so dass die Charakterisierungsdaten eindeutig dem lichtemittierenden Bauteil zuordenbar sind. Vorteilhafterweise ist es mittels eines Identifikators , welcher die Charakterisierungsdaten einem Bauteil eindeutig zuordnet, möglich, eine Fehlzuordnung zu vermeiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird zur Ermittlung von Charakterisierungsdaten vor dem bestimmungsgemäßen
Betrieb der Beleuchtungseinrichtung eine Intensität und ein Farbort des eines jeden Pixels emittierten Lichts in Abhängigkeit von einem Betriebsstrom gemessen und in der Verarbeitungsvorrichtung hinterlegt. Insbesondere wird diese Abhängigkeit mehrmals gemessen, wobei unterschiedliche
Faktoren bei jeder Messung verändert werden. Beispielsweise werden mehrere Messungen bei unterschiedlicher Temperatur des lichtemittierenden Bauteils, bei unterschiedlicher
Feuchtigkeit der Umgebung des lichtemittierenden Bauteils und/oder bei unterschiedlicher Betriebsdauer des
lichtemittierenden Bauteils durchgeführt. Vorteilhafterweise lässt sich anhand der Charakterisierungsdaten, welche die Abhängigkeit des Farborts und/oder der Intensität des
emittierten Lichts von dem Betriebsstrom umfassen, das lichtemittierende Bauteil besonders präzise betreiben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird die
Beleuchtungseinrichtung mittels eines Steuerwerts
angesteuert, wobei die Helligkeit und/oder der Farbort eines jeden Pixels linear von dem Steuerwert abhängen. Insbesondere umfasst der Steuerwert zwei Eingabewerte, anhand derer im bestimmungsgemäßen Betrieb die Intensität und der Farbort des zu emittierenden Licht eines jeden Pixels festgelegt werden kann. Vorteilhafterweise ist das Betreiben der
Beleuchtungseinrichtung anhand des Steuerwerts, welcher linear mit Helligkeit und Farbort des emittierten Lichts zusammenhängt, besonders einfach.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung ist einem Bereich ein Sollwert, umfassend einen Soll-Helligkeitswert und einen Soll-Farbort, zugeordnet. Weiter weist ein Bereich einen Istwert, umfassend einen Ist-Helligkeitswert und einen Ist- Farbort auf. Dabei wird der Istwert des Bereichs in mehreren Verfahrensschritten an den Sollwert angenähert.
Beispielsweise wird der Soll-Helligkeitswert von einem
Benutzer festgelegt oder mittels des Prozessors ermittelt. Beispielsweise wird einer Vielzahl von Bereichen,
insbesondere allen Bereichen, ein Sollwert zugeordnet.
Der Istwert eines jeden Bereichs wird beispielsweise mittels eines Sensors gemessen und mittels der
Verarbeitungsvorrichtung ermittelt. Beispielsweise kann der Istwert eines Bereichs im bestimmungsgemäßen Betrieb des lichtemittierenden Bauteils an den Sollwert angenähert werden. Insbesondere werden die Istwerte mittels Beleuchtens der Bereiche an die Sollwerte angenähert. Vorteilhafterweise kann, mittels der Anpassung von Istwerten an die Sollwerte, die Ausleuchtung des Sichtfeldes optimiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird in einem
Verfahrensschritt A ein aktueller Istwert des Bereichs ohne den Betrieb des lichtemittierenden Bauteils ermittelt.
Beispielsweise umfasst die Beleuchtungseinrichtung einen Sensor oder ist Teil einer Kamera mit einem Sensor.
Insbesondere wird auf dem Sensor das Sichtfeld abgebildet. Mittels des Sensors kann beim Ermitteln der Istwerte der Farbort und/oder die Helligkeit in den Bereichen des
Sichtfeldes ermittelt werden. Insbesondere kann im
Verfahrensschritt A) die Intensität und/oder der Farbort im Sichtbereich mittels einer besonders langen Integrationszeit, beispielsweise einer Integrationszeit von zumindest 200
Millisekunden, insbesondere von zumindest zwei Sekunden, ermittelt werden. Weiter wird gemäß der Ausführungsform in einem
Verfahrensschritt B das lichtemittierende Bauteil abhängig von den Charakterisierungsdaten, dem ermittelten Istwert und dem Sollwert des Bereichs betrieben und zeitgleich ein aktueller Istwert des Bereichs während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils ermittelt. Beispielsweise werden die Pixel des Bauteils mit einem abgeschätzten Betriebsstrom oder mit einem vorgegebenen Betriebsstrom betrieben, so dass der aktuelle Istwert möglichst nahe am Sollwert liegt.
Insbesondere wird das lichtemittierende Bauteil mit einem
Betriebsstrom betrieben, welcher nicht der maximale und nicht der minimale Betriebsstrom des lichtemittierenden Bauteils ist . Gemäß der Ausführungsform wird in einem Verfahrensschritt C das lichtemittierende Bauteil abhängig von den
Charakterisierungsdaten, den bisher ermittelten Istwerten und dem Sollwert betrieben, sodass die Differenz zwischen dem aktuellsten Istwert aus Verfahrensschritt B und dem Sollwert minimiert wird und ein weiterer aktueller Istwert ermittelt wird. Insbesondere umfasst das Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung zumindest die Verfahrensschritte A bis C, um die Istwerte der Bereiche des Sichtfeldes mittels Beleuchtens mit der Beleuchtungseinrichtung an die Sollwerte anzupassen. Vorteilhafterweise wird mittels der
Verfahrensschritte A bis C die Ausleuchtung der Bereiche des Sichtfeldes optimiert, so dass die aktuellen Istwerte der Bereiche möglichst nahe an den Sollwerten der Bereiche liegen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird der
Verfahrensschritt C mehrmals durchgeführt, wobei bei jeder Wiederholung des Verfahrensschritts C ein aktueller Istwert des Bereichs während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils ermittelt wird und der Verfahrensschritt C
wiederholt wird, bis die Differenz zwischen den aktuellen Istwerten und den Sollwerten geringer ist als ein
vorgegebener Wert. Insbesondere wird der Verfahrensschritt C höchstens 50-mal, bevorzugt höchstens 10-mal, durchgeführt. Vorteilhafterweise wird bei jeder Wiederholung des
Verfahrensschritts C die Differenz zwischen aktuellen
Istwerten und Sollwerten weiter reduziert. Insbesondere kann der Sollwert einen Wertebereich umfassen, innerhalb dessen der Farbort und/oder die Helligkeit eines Bereichs liegen sollen. Vorteilhafterweise kann mittels einer mehrfachen Wiederholung des Verfahrensschritts C eine besonders geringe Differenz zwischen aktuellen Istwerten und Sollwerten
erreicht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung werden ausschließlich die Differenzen der Istwerte und der Sollwerte mancher ausgewählter Bereiche beim Betreiben der
Beleuchtungseinrichtung minimiert. Beispielsweise werden ausschließlich die Differenzen der Istwerte und der Sollwerte der Bereiche minimiert, in denen die Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinrichtung einen hinreichenden Effekt hat. Mit anderen Worten, wird die Differenz zwischen Istwerten und Sollwerten nur in Bereichen minimiert, in denen mittels der Beleuchtungseinrichtung die Helligkeit und/oder der Farbort des Bereichs beeinflussbar ist. Beispielsweise können zu beleuchtende Bereiche im Sichtfeld eine zu große Entfernung aufweisen, als dass deren Helligkeit und/oder Farbort mittels der Beleuchtungseinrichtung angepasst werden kann, so dass in diesen Bereichen auf eine Anpassung der Istwerte an Sollwerte verzichtet wird und die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert dieser Bereiche nicht minimiert wird.
Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein besonders
energiesparendes Betreiben der Beleuchtungseinrichtung, da ausschließlich Bereiche beleuchtet werden, deren Farbort und/oder Helligkeit mittels der Beleuchtungseinrichtung beeinflussbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung wird die
Beleuchtungseinrichtung als Blitzlicht betrieben.
Beispielsweise wird die Beleuchtungseinrichtung genauso lange betrieben, wie mittels des Sensors eine Messung durchgeführt wird. Insbesondere wird die Beleuchtungseinrichtung maximal eine Sekunde am Stück betrieben. Beispielsweise werden die Pixel mit einem vorgegebenen Gleichstrom betrieben.
Alternativ werden die Pixel mit einem pulsweiten modulierten Signal (Kurz: PWM-Signal) betrieben. Vorteilhafterweise kann die Beleuchtungseinrichtung mit besonders hohen Stromdichten betrieben werden, da bei einem Blitzlichtbetrieb die
Erwärmung des lichtemittierenden Bauteils begrenzt ist, sodass auch bei schlechter Wärmeableitung eine ausreichende Kühlung gegeben sein kann. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des Verfahrens zum Betreiben einer
Beleuchtungseinrichtung ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen die Figuren 1A, 1B, 2A und 2B Ausführungsbeispiele eines lichtemittierenden Bauteils, welches bei dem Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung verwendet wird. Es zeigen die Figuren 3A bis 3J beispielhafte
Charakterisierungsdaten, welche in einem Speicher hinterlegt sind und auf die bei dem Verfahren zum Betreiben einer
Beleuchtungseinrichtung zurückgegriffen wird.
Die Figuren 4A, 4B und 4C zeigen ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das lichtemittierende Bauteil einen Halbleiterchip umfasst. Es zeigen die Figuren 5A und 5B jeweils ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das
lichtemittierende Bauteil zwei Halbleiterchips umfasst.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine laterale Ebene eines lichtemittierenden Bauteils 10 einer hier beschriebenen Beleuchtungseinrichtung 1. Die laterale Ebene verläuft dabei entlang der Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauteils 10. Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst ein lichtemittierendes Bauteil 10 mit einer Vielzahl von Pixeln 100, die in der lateralen Ebene an den
Gitterpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters
nebeneinander angeordnet sind. Die Pixel 100 sind dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht zu
emittieren. Insbesondere sind die Pixel 100 dazu
eingerichtet, separat voneinander betrieben zu werden. Die Pixel können jeweils mit separaten Halbleiterchips, welche mittels unterschiedlichen Herstellungsverfahren separat voneinander hergestellt sind, gebildet sein.
Alternativ können die Pixel Teil eines gemeinsamen
Halbleiterchips sein und in einem gemeinsamen
Herstellungsverfahren hergestellt sein.
Beispielsweise sind die Pixel 100 dazu eingerichtet, Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zu emittieren. Insbesondere sind die Pixel 100 dazu eingerichtet, Licht eines warmweißen und/oder kaltweißen Farbortes zu emittieren. Warmweißes Licht weist eine Farbtemperatur von weniger als 3300 K auf.
Kaltweißes Licht weist eine Farbtemperatur von mehr als 3300 K auf.
Die Figur 1B zeigt eine Schnittansicht des lichtemittierenden Bauteils 10 der Figur 1A entlang der Schnittlinie AA. Die Pixel 100 des lichtemittierenden Bauteils 10 sind auf einer Verarbeitungsvorrichtung 5 angeordnet. Insbesondere ist die Verarbeitungsvorrichtung 5 in das lichtemittierende Bauteil integriert. Die Verarbeitungsvorrichtung 5 umfasst einen Speicher und einen Prozessor. Beispielsweise handelt es sich bei der Verarbeitungsvorrichtung 5 um einen Mikrokontroller, welcher direkt mechanisch mit den Pixeln 100 des
lichtemittierenden Bauteils verbunden ist. Beispielsweise weist die Verarbeitungsvorrichtung an einer den Pixeln 100 zugewandten Seite Kontaktflächen auf, über welche die Pixel 100 elektrisch und mechanisch mit der
Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden sind. In dem Speicher der Verarbeitungsvorrichtung 5 sind beispielsweise
Charakterisierungsdaten D hinterlegt, abhängig von denen das lichtemittierende Bauteil betrieben wird. Die Figur 2A zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauteils 10, welches Pixel erster Art 110 und Pixel zweiter Art 120 aufweist. Die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 sind in einer gemeinsamen lateralen Ebene an den Knotenpunkten eines regelmäßigen
Rechteckgitters nebeneinander angeordnet. Beispielsweise sind die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 gruppiert angeordnet, so dass jeder Pixel erster Art 110 und jeder Pixel zweiter Art 120 benachbart zu zumindest zwei weiteren Pixeln 100 gleicher Art angeordnet ist. Die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 sind dazu eingerichtet, Licht L unterschiedlicher Wellenlängenbereiche zu emittieren. Beispielsweise sind Pixel erster Art 110 dazu eingerichtet, Licht eines kaltweißen Farbortes zu emittieren. Pixel zweiter Art 120 sind beispielsweise dazu eingerichtet, Licht eines warmweißen Farbortes zu emittieren.
Beispielsweise sind Pixel erster Art 110 mit einem anderen Halbleitermaterial als Pixel zweiter Art 120 gebildet.
Alternativ sind Pixel erster Art 110 mit dem gleichen
Halbleitermaterial wie Pixel zweiter Art 120 gebildet, wobei die unterschiedlichen Farborte der Pixel erster Art 110 und Pixel zweiter Art 120 mittels Konversion erzeugt werden. Die Figur 2B zeigt eine Schnittansicht des lichtemittierenden Bauteils 10, welches in Figur 2A dargestellt ist, entlang der Schnittlinie CC . Die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 sind auf einer Verdrahtungsschicht 4
angeordnet. Beispielsweise ist die Verdrahtungsschicht 4 die mechanisch tragende Struktur, auf welcher die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 angeordnet sind. Auf der den Pixeln 100 abgewandten Seite der Verdrahtungsschicht 4 ist eine Verarbeitungsvorrichtung 5 angeordnet. Die Pixel 100 werden mittels der Verarbeitungsvorrichtung 5 angesteuert und betrieben. Der Speicher der Verarbeitungsvorrichtung 5 umfasst Charakterisierungsdaten D, welche von dem Prozessor abgerufen werden und in Abhängigkeit von denen die Pixel 100 bestromt werden.
Die Figur 3A zeigt die relative spektrale Emission d eines kaltweißen Pixels erster Art 110, bezeichnet mit „CW", und eines warmweißen Pixels zweiter Art 120, bezeichnet mit „WW" . Diese Daten können als Charakterisierungsdaten D in der
Verarbeitungsvorrichtung 5 der Beleuchtungseinrichtung 1 hinterlegt sein. Beispielsweise wird mittels eines Sensors 7 ein Ist-Farbort IF einzelner Bereiche B im Sichtfeld S bestimmt. Auf Grundlage der Charakterisierungsdaten D, welche die relative spektrale Emission der Pixel umfassen, werden Bereiche B mit Licht beleuchtet. Somit kann
vorteilhafterweise ein Bereich B mit Licht L eines Farbortes beleuchtet werden, welches einen ähnlichen Farbort wie der in dem Bereich B bereits gemessene Ist-Farbort IF aufweist.
Die Figur 3B zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten D von Pixeln 100 eines lichtemittierenden Bauteils 10. Die Charakterisierungsdaten D umfassen beispielsweise die Lage eines ersten Farbbins Tl eines Pixels erster Art 110 im CIE- Farbraum, welcher dazu eingerichtet ist Licht eines
kaltweißen Farbortes zu emittieren. Weiter umfassen die
Charakterisierungsdaten D die Lage eines zweiten Farbbins T2 eines Pixels zweiter Art 120 im CIE-Farbraum, welcher dazu eingerichtet ist Licht eines warmweißen Farbortes zu
emittieren. Beispielsweise kann somit der Farbort des
emittierten Lichts der Gesamtheit von Pixeln einer gleichen Art beschrieben werden. Die Figur 3C zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten, welche die relative Beleuchtungsstärke E in Abhängigkeit von einem Betriebsstrom IS zwischen 0 mA und 1100 mA umfassen. Vorliegend nimmt die relative Beleuchtungsstärke E mit zunehmendem Betriebsstrom IS monoton zu. Insbesondere hängt die relative Beleuchtungsstärke E nicht linear von dem
Betriebsstrom IS ab. In einer alternativen Ausführungsform, kann jedoch ein linearer Zusammenhang zwischen dem
Betriebsstrom IS und der Beleuchtungsstärke E bestehen.
Insbesondere kann die die Intensität des emittierten Lichts eines jeden Pixels 100 linear von dem Betriebsstrom IS abhängen .
Die Figur 3D zeigt die Abhängigkeit des Farborts mit den Farbortkoordinaten CX und CY des emittierten kaltweißen
Lichts eines Pixels in Abhängigkeit vom Betriebsstrom IS. Die Farbortkoordinate CX weist annähernd ein lineares, monoton fallendes Verhalten mit zunehmendem Betriebsstrom IS auf. Die Farbkoordinate CY weist bis zu einem Betriebsstrom IS von zirka 200 mA einen leichten Anstieg auf. Von zirka 200 mA bis 1.100 mA weist die Farbkoordinate CY ein monoton fallendes Verhalten mit zunehmendem Betriebsstrom IS auf. Diese
Charakterisierungsdaten D sind bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C gemessen.
Die Figur 3E zeigt die Abhängigkeit des Farborts mit den Farbortkoordinaten CX und CY des emittierten kaltweißen
Lichts eines Pixels in Abhängigkeit vom Betriebsstrom IS. Die CX-Komponente des Farbortes des warmweißen Pixels weist mit zunehmendem Betriebsstrom ein monoton fallendes Verhalten auf. Die CY-Komponente weist bis zu einem Betriebsstrom IS von 500 mA ein monoton fallendes und ab einem Betriebsstrom IS von 500 bis 1.100 mA ein monoton steigendes Verhalten auf. Diese Charakterisierungsdaten D sind bei einer
Umgebungstemperatur von 25 °C gemessen.
Die Figur 3F zeigt die relative Beleuchtungsstärke ΔΕ eines kaltweißen Pixels bei konstantem Betriebsstrom in
Abhängigkeit von der Betriebsdauer X bei einem Betriebsstrom von 65 mA und 100 mA. Das emittierte Licht L des Pixels 100, der mit 65 mA betrieben wird, nimmt mit zunehmender
Betriebsdauer X monoton ab. Nach einer Betriebsdauer X von 3000 Stunden ist die Intensität des emittierten Lichts L auf zirka 95 % des Anfangswerts abgefallen. Die
Betriebstemperatur beträgt 100 °C. Der Pixel 100, welcher mit einem Betriebsstrom von 100 mA betrieben wird, weist eine Betriebstemperatur von 100 °C auf. Die Intensität des emittierten Lichts L fällt monoton mit zunehmender
Betriebsdauer auf. Nach einer Betriebsdauer X von 3.000 Stunden ist die Intensität des emittierten Lichts L auf zirka 98 % des Anfangswerts abgefallen. Die Figur 3G zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten D eines lichtemittierenden Bauteils 10 in Form des relativen Lichtstroms Φ in Abhängigkeit von der Temperatur T des lichtemittierenden Bauteils. Der relative Lichtstrom ist bei einer Temperatur zwischen -40 °C und 50 °C annähernd
konstant. Zwischen einer Temperatur von 50 °C bis 120 °C nimmt der Lichtstrom Φ um 15 % ab.
Die Figur 3H zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten D eines lichtemittierenden Bauteils 10 in Form der
Farbkoordinaten CX und CY des emittierten Lichts L eines
Pixels 100 in Abhängigkeit von dessen Betriebstemperatur T bei einem Betriebsstrom IS von 100 mA. Die Farbortkoordinate CX weist zwischen einer Temperatur von -40 °C bis -10 °C ein monoton steigendes Verhalten auf. Ab einer Temperatur von -10 °C bis zu einer Temperatur von 120 °C weist die
Farbortkoordinate CX ein monoton fallendes Verhalten auf und fällt von einem Wert von 4,375 auf einen Wert von 4,275. Die Farbortkoordinate CY weist über den gesamten
Temperaturbereich von -40 °C bis 120 °C ein annähernd
lineares monoton fallendes Verhalten auf und fällt von einem Wert von 0,4125 auf 0,35. Die Figur 31 zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten D eines lichtemittierenden Bauteils 10, in Form der Ordinate V λ des emittierten Lichts L im CIE1976-Farbraum in Abhängigkeit von der Betriebsdauer X in Stunden. In diesem
Ausführungsbeispiel wurden die charakterisierten Pixel mit einem Gleichstrom von 100 mA bei einer Umgebungstemperatur von 85 C und einer relativen Luftfeuchte von 85"6 betrieben .
Die Figur 3J zeigt beispielhafte Charakterisierungsdaten D eines lichtemittierenden Bauteils 10, in Form der Abszisse Ux des emittierten Lichts L im CIE1976-Farbraum in Abhängigkeit von der Betriebsdauer X in Stunden. In diesem
Ausführungsbeispiel wurden die charakterisierten Pixel mit einem Gleichstrom von 100 mA bei einer Umgebungstemperatur von 85 C und einer relativen Luftfeuchte von 85"6 betrieben .
Die Figur 4A zeigt eine Beleuchtungseinrichtung 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst ein lichtemittierendes Bauteil 10 mit einem
Halbleiterchip 8 mit einer Vielzahl von Pixeln 100, die dazu eingerichtet sind, Licht L zu emittieren. Die Pixel 100 des lichtemittierenden Bauteils 10 werden mittels einer
Verarbeitungsvorrichtung 5 angesteuert und betrieben. Die Verarbeitungsvorrichtung 5 umfasst einen Prozessor und einen Speicher, in welchem Charakterisierungsdaten D hinterlegt sind. Dem lichtemittierenden Bauteil 10 ist in
Abstrahlrichtung eine optische Vorrichtung 6 nachgeordnet, welche das emittierte Licht L in ein Sichtfeld S lenkt.
Mittels des Lichts L werden einzelne Bereiche B des
Sichtfeldes S ausgeleuchtet. Vorliegend ist jedem Bereich B genau ein Pixel 100 zugeordnet, sodass jeder Bereich B mit genau einem Pixel 100 beleuchtet wird. Alternativ können einem Bereich B mehrere Pixel einer gleichen Art zugeordnet sein. Das Sichtfeld S wird mittels einer abbildenden Optik 60 auf einen Sensor 7 abgebildet. Die Bereiche B im Sichtfeld S sind lateral nebeneinander angeordnet und können einander teilweise überlappen.
Im Speicher der Verarbeitungsvorrichtung 5 sind die
Charakterisierungsdaten D des lichtemittierenden Bauteils 10 hinterlegt, auf welche der Prozessor im Betrieb der
Beleuchtungseinrichtung 1 zugreift. Alternativ sind im
Speicher Charakterisierungsdaten D eines repräsentativen lichtemittierenden Bauteils 10R hinterlegt, in Abhängigkeit von denen das lichtemittierende Bauteil 10 mittels des
Prozessors betrieben wird. Beispielsweise umfassen die
Charakterisierungsdaten D Charakterisierungsdaten
repräsentativer Pixel 100R des lichtemittierenden Bauteils 10 oder eines repräsentativen lichtemittierenden Bauteils 10R. Insbesondere wurden die Charakterisierungsdaten D vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb des lichtemittierenden Bauteils 10 ermittelt . Das lichtemittierende Bauteil 10 weist einen Identifikator 9 in Form eines Barcodes auf, mittels dem die
Charakterisierungsdaten D dem lichtemittierenden Bauteil 10 eindeutig zugeordnet werden können. Alternativ handelt es sich bei dem Identifikator 9 um eine Nummer, einen Punktcode oder ein elektronisch auslesbares Bitmuster, welches den zugehörigen Charakterisierungsdaten D eindeutig zugeordnet werden kann.
Die Figur 4B zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung 1. Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst im Vergleich zu dem in Figur 4A gezeigten
Ausführungsbeispiel zusätzlich einen Feuchtigkeitssensor 21, welcher dazu eingerichtet ist, eine Feuchtigkeit F der
Umgebung zu detektieren. Der Feuchtigkeitssensor 21 ist elektrisch leitend mit der Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden. Im bestimmungsgemäßen Betrieb wird mittels des Feuchtigkeitssensors 21 die Feuchtigkeit F der Umgebung gemessen und das lichtemittierende Bauteil 10 wird im
bestimmungsgemäßen Betrieb abhängig von der detektierten Umgebungsfeuchte F und den Charakterisierungsdaten D
betrieben . Weiter umfasst die Beleuchtungseinrichtung 1 einen
Temperatursensor 22, welcher dazu eingerichtet ist, die
Temperatur T des lichtemittierenden Bauteils 10 zu messen. Der Temperatursensor 22 ist elektrisch leitend mit der
Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden. Im bestimmungsgemäßen Betrieb wird der Temperaturmesswert von dem Temperatursensor 22 an die Verarbeitungsvorrichtung 5 übertragen und das lichtemittierende Bauteil 10 wird in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur T und den Charakterisierungsdaten D betrieben. Weiter umfasst die Verarbeitungsvorrichtung 5 eine Zeitmessvorrichung, welche dazu eingerichtet ist, die
Betriebsdauer X der einzelnen Pixel 100 des
lichtemittierenden Bauteils 10 zu messen. Im
bestimmungsgemäßen Betrieb werden die Pixel in Abhängigkeit von der gemessenen Betriebsdauer X und von den
Charakterisierungsdaten D betrieben.
Die Figur 4C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung 1, wobei im Unterschied zu den
Ausführungsbeispielen in Figur 4A und 4B der Sensor 7 elektrisch leitend mit der Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden ist. Insbesondere überträgt der Sensor 7 das auf dem Sensor 7 abgebildete Sichtfeld S zeitgleich an die
Verarbeitungsvorrichtung 5, so dass eine direkte Rückkopplung stattfindet. Im bestimmungsgemäßen Betrieb wird das
lichtemittierende Bauteil 10 in Abhängigkeit von den mittels des Sensors 7 empfangenen Daten über den Farbort und die Helligkeit einzelner Bereiche B und den in dem Speicher 5 hinterlegten Charakterisierungsdaten D betrieben, um die Beleuchtung der Bereiche B des Sichtfelds S anzupassen.
Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist einem Bereich B ein
Sollwert SO, umfassend einen Soll-Helligkeitswert SH und einen Soll-Farbort SF, zugeordnet. Weiter weist jeder Bereich B einen Istwert I, umfassend einen Ist-Helligkeitswert IH und einen Ist-Farbort IF, auf. Im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung wird der Istwert eines Bereichs B in mehreren Verfahrensschritten an den Sollwert SO des Bereichs angenähert. Insbesondere wird der Istwert I eines jeden
Bereichs B in mehreren Verfahrensschritten an den Sollwert SO angenähert .
Beispielsweise wird in einem Verfahrensschritt A ein
aktueller Istwert I des Bereichs B mittels des Sensors 7 ermittelt, wobei das Sichtfeld S nicht mittels des Bauteils 10 beleuchtet wird. Die Sollwerte SO der Bereiche können bereits vorgegeben sein oder in Abhängigkeit von den im Verfahrensschritt A ermittelten Istwerten I ermittelt werden. In einem Verfahrensschritt B wird das lichtemittierende
Bauteil 10 abhängig von den Charakterisierungsdaten D, welche in der Verarbeitungsvorrichtung 5 hinterlegt sind, den ermittelten Istwerten I und den Sollwerten SO betrieben.
Zeitgleich wird mittels des Sensors 7 ein aktueller Istwert I des Bereichs B während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils 10 ermittelt. In einem Verfahrensschritt C wird das lichtemittierende Bauteil 10 abhängig von den
Charakterisierungsdaten D, den bisher ermittelten Istwerten I, welche in den Verfahrensschritten A und B ermittelt wurden, und den Sollwerten SO betrieben. Dabei wird das lichtemittierende Bauteil 10 so betrieben, dass die Differenz zwischen dem aktuellen Istwert I aus Verfahrensschritt B eines Bereichs B und dem Sollwert SO des Bereichs B minimiert wird .
Insbesondere wird der Verfahrensschritt C mehrmals
durchgeführt, wobei bei jeder Wiederholung des
Verfahrensschritts C ein aktueller Istwert I des Bereichs B während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils 10 ermittelt wird. Beispielsweise wird der Verfahrensschritt C wiederholt, bis die Differenz zwischen den aktuellen
Istwerten I und den Sollwerten SO vorgegebener Bereiche B, insbesondere aller Bereiche B, geringer als ein vorgegebener Wert ist. Weiter kann die Anzahl der Wiederholungen des
Verfahrensschritts C begrenzt sein, sodass der
Verfahrensschritt C maximal 50-mal, insbesondere maximal 10- mal wiederholt wird.
Die Figur 5A zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung 1. Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst ein lichtemittierendes Bauteil 10 mit Pixeln erster Art 110 und Pixeln zweiter Art 120. Die Pixel erster Art 110 sind lateral beabstandet zu den Pixeln zweiter Art 120 angeordnet. Die Pixel unterschiedlicher Art sind dazu
eingerichtet, Licht L eines unterschiedlichen Farbortes zu emittieren. Beispielsweise sind Pixel erster Art 110 dazu eingerichtet, Licht L eines kaltweißen Farbortes zu
emittieren und Pixel zweiter Art 120 sind dazu eingerichtet, Licht eines warmweißen Farbortes zu emittieren. Insbesondere sind die Pixel unterschiedlicher Art 110, 120 Teil
unterschiedlicher Halbleiterchips 8. Die Pixel erster Art 110 und die Pixel zweiter Art 120 sind elektrisch leitend mit einer Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden. Im
bestimmungsgemäßen Betrieb werden die Pixel 110 und 120 über die Verarbeitungsvorrichtung 5 einzeln angesteuert und betrieben. Die optische Vorrichtung 6 ist dazu eingerichtet, das Licht L eines Pixels erster Art 110 und eines Pixels zweiter Art 120 auf einen gemeinsamen ersten Bereich Bl im Sichtfeld S zu lenken. Der erste Bereich Bl wird mit dem Mischlicht eines Pixels erster Art 110 und eines Pixels zweiter Art 120 beleuchtet. Weiter wird ein zweiter Bereich
B2 lediglich mit dem emittierten Licht L eines Pixels zweiter Art 120 beleuchtet, da der dem zweiten Bereich B2 zugeordnete Pixel erster Art 110 nicht betrieben wird. Der dritte Bereich B3 im Sichtfeld S wird lediglich mit Licht L eines Pixels erster Art 110 beleuchtet, da lediglich der Pixel erster Art 110, welcher dem dritten Bereich B3 zugeordnet ist, betrieben wird. Ein vierter Bereich B4 wird in diesem
Ausführungsbeispiel mit der Beleuchtungseinrichtung 1 nicht beleuchtet, da keiner der dem Bereich B4 zugeordneten Pixel erster Art 110 oder zweiter Art 120 betrieben wird. Mittels des Betriebs der Pixel erster Art 110 und der Pixel zweiter Art 120 ist sowohl der Farbort als auch die Intensität des Lichts, mit welcher die Bereiche beleuchtet werden,
einstellbar .
Die Figur 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Beleuchtungseinrichtung 1, wobei der Sensor 7 elektrisch leitend mit der Verarbeitungsvorrichtung 5 verbunden ist. Im bestimmungsgemäßen Betrieb werden die mittels des Sensors 7 aufgenommenen Daten an die Verarbeitungsvorrichtung 5 übermittelt, so dass die Verarbeitungsvorrichtung 5 das lichtemittierende Bauteil 10 in Abhängigkeit von den
Charakterisierungsdaten D und den mittels des Sensors 7 aufgenommenen Daten betreibt. Insbesondere kann mittels des Lichts L des Pixels erster Art 110 und des Pixels zweiter Art 120, welcher einem jedem Bereich B zugeordnet ist, sowohl der Farbort als auch die Intensität des Lichts L, mit dem dieser Bereich B beleuchtet wird, eingestellt werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102017103891.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste
1 Beieuchtungseinrichtung
10 lichtemittierendes Baute:
100 Pixel
110 Pixel erster Art
120 Pixel zweiter Art
21 Feuchtigkeitssensor
22 Temperatursensor
4 VerdrahtungsSchicht
5 Verarbeitungs orrichtung
6 optische Vorrichtung
60 abbildende Optik
7 Sensor
8 Halbleiterchip
9 Identifikator
B Bildbereich
Bl erster Bildbereich
B2 zweiter Bildbereich
B3 dritter Bildbereich
B4 vierter Bildbereich
Bn n-ter Bildbereich
F Feuchtigkeit
T Temperatur
S Sichtfeld
Z Steuerwert
Φ Lichtstrom
E Beleuchtungsstärke
IS Betriebsström
D Charakterisierungsdaten
SO Sollwert
SF Soll-Farbort
SH Soll-Helligkeitswert
I Istwert IF Ist-Farbort
IH Ist-Helligkeitswert
Tl erster Farbbin
T2 zweiter Farbbin
V λ Ordinate im CIE1976 Farbraum
Ux Abszisse im CIE1976 Farbraum
ΔΕ relative Beleuchtungsstärke

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) mit einem lichtemittierenden Bauteil (10), wobei- das lichtemittierende Bauteil (10) eine Vielzahl von Pixeln (100) umfasst, die dazu eingerichtet sind, eine Vielzahl von Bereichen (B) in einem Sichtfeld (S) zu beleuchten, - das lichtemittierende Bauteil eine Verarbeitungsvorrichtung (5) umfasst, welche Charakterisierungsdaten (D) des lichtemittierenden Bauteils (10) umfasst, und - die Pixel (100) des lichtemittierenden Bauteils (10) abhängig von den Charakterisierungsdaten (D) betrieben werden, wobei zur Ermittlung von Charakterisierungsdaten (D) vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung (1) eine Intensität (H) und/oder ein Farbort (F) des emittierten Lichts eines Pixels oder eines jeden Pixels in Abhängigkeit von einem Betriebsstrom (I) gemessen wird . Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das lichtemittierende Bauteil (10) Pixel erster Art (110) und Pixel zweiter Art (120) umfasst, - die Pixel erster Art (110) und die Pixel zweiter Art (120) Licht (L) unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren, und - zumindest manche der Bereiche (B) gleichzeitig mit dem Licht eines Pixels erster Art (110) und eines Pixel zweiter Art (120) beleuchtbar sind. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pixel unterschiedlicher Art (110, 120) auf voneinander beabstandeten Halbleiterchips (8) angeordnet sind oder durch voneinander beabstandeten Halbleiterchips (8) gebildet sind. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (1) eine optische Vorrichtung (6) umfasst, die dazu eingerichtet ist, auf zumindest manche Bereiche (B) das Licht eines Pixels erster Art (110) und eines Pixels zweiter Art (120) zu lenken . Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierungsdaten (D) zumindest teilweise vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauteils (10) ermittelt werden, die Charakterisierungsdaten (D) in der Verarbeitungsvorrichtung (5) dieses Bauteils (10) hinterlegt werden und die Pixel (100) abhängig von diesen Charakterisierungsdaten (D) betrieben werden. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierungsdaten (D) eines repräsentativen Bauteils (10R) ermittelt werden und das Bauteil (10) abhängig von den Charakterisierungsdaten (D) des repräsentativen Bauteils (10R) betrieben wird. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierungsdaten (D) von jedem Pixel (100) des Bauteils (10) vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauteils (10) ermittelt werden und die Pixel (100) des Bauteils (10) abhängig von diesen Charakterisierungsdaten (D) betrieben werden. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierungsdaten (D) von repräsentativen Pixeln (100R) des Bauteils (10) oder des repräsentativen Bauteils (10R) ermittelt werden und die Pixel (100) des Bauteils (10) abhängig von diesen Charakterisierungsdaten (D) betrieben werden. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei- während des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung (1) eine Temperatur (T) des lichtemittierenden Bauteils (10) gemessen wird, - die Charakterisierungsdaten (D) ein Temperaturverhalten umfassen, und - das Bauteil (10) abhängig von der gemessenen Temperatur (T) und den Charakterisierungsdaten (D) betrieben wird. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei- während des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung (1) eine Feuchtigkeit (F) der Umgebung des lichtemittierenden Bauteils (10) gemessen wird, - die Charakterisierungsdaten (D) das Feuchtigkeitsverhalten des Bauteils (10) umfassen, und- das Bauteil (10) abhängig von der gemessenen Feuchtigkeit (F) und den Charakterisierungsdaten (D) betrieben wird. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei- während des Betriebs der Beleuchtungseinrichtung (1) eine Betriebsdauer (X) des lichtemittierenden Bauteils (10) gemessen wird, - die Charakterisierungsdaten (D) das Alterungsverhalten des Bauteils (10) umfassen, und- das Bauteil (10) abhängig von der gemessenen Betriebsdauer (X) und den Charakterisierungsdaten (D) betrieben wird. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungsvorrichtung (5) in das lichtemittierende Bauteil (10) integriert ist. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierungsdaten (D) mittels eines Identifikators (9) einem lichtemittierenden Bauteil eindeutig zuordenbar sind. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gemessenen Charakterisierungsdaten (D) , vor dem bestimmungsgemäßen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung (1), in der Verarbeitungsvorrichtung (5) hinterlegt werden. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (1) mittels einesSteuerwerts (Z) angesteuert wird, wobei die Helligkeit (H) und/oder der Farbort (F) eines jeden Pixels linear von dem Steuerwert (Z) abhängen. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei- einem Bereich (B) ein Sollwert (SO) , umfassend einen Soll-Helligkeitswert (SH) und einen Sollfarbort (SF) , zugeordnet ist, - ein Bereich (B) einen Istwert (I), umfassend einen Ist-Helligkeitswert (IH) und einen Ist-Farbort (IF), aufweist, - der Istwert (I) des Bereichs (B) in mehreren Verfahrensschritten an den Sollwert (SO) angenähert wird . Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei A) ein aktueller Istwert (I) des Bereichs (B) ohne den Betrieb des lichtemittierenden Bauteils (10) ermittelt wird; B) das lichtemittierende Bauteil (10) abhängig von den Charakterisierungsdaten (D) , dem ermittelten Istwert (I) und dem Sollwert (SO) des Bereichs (B) betrieben wird, und zeitgleich ein aktueller Istwert (I) des Bereichs (B) während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils (10) ermittelt wird; C) das lichtemittierende Bauteil (10) abhängig von den Charakterisierungsdaten (D) , den bisher ermittelten Istwerten (I) und dem Sollwert (SO) betrieben wird, sodass die Differenz zwischen dem aktuellsten Istwert (I) aus Verfahrensschritt B) und dem Sollwert (SO) minimiert wird, und ein weiterer aktueller Istwert ermittelt wird. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der Verfahrensschritt C) mehrmals durchgeführt wird, wobei - bei jeder Wiederholung des Verfahrensschritts C) ein aktueller Istwert (I) des Bereichs (B) während des Betriebs des lichtemittierenden Bauteils (10) ermittelt wird, und - der Verfahrensschritt C) wiederholt wird, bis die Differenz zwischen den aktuellen Istwerten (I) und den Sollwerten ( SO) geringer als ein vorgegebener Wert ist. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung
(1) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18,
wobei ausschließlich die Differenzen der Istwerte (I) und der Sollwerte (SO) mancher ausgewählter Bereiche
(B) beim Betreiben der Beleuchtungseinrichtung (1) minimiert werden.
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungseinrichtung als Blitzlicht betrieben wird.
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