DE102007044476A1

DE102007044476A1 - Beleuchtungseinheit und Verfahren zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit

Info

Publication number: DE102007044476A1
Application number: DE102007044476A
Authority: DE
Inventors: Bakuri Dr. Lanchava; Robert Kraus; David Dussault; Matthias Fiegler; Ralph Dr. Bertram
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-03-19
Also published as: EP2203782A1; CN101802688A; US20100194792A1; WO2009036978A1

Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinheit angegeben, umfassend (i) mindestens ein Leuchtmittel, (ii) eine Detektionseinheit, anhand derer mindestens eine Helligkeit eines Bildes detektierbar ist, (iii) mindestens eine Steuereinheit, die mit dem mindestens einen Leuchtmittel und mit der Detektionseinheit verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmittel abhängig von der mindestens einen Helligkeit des Bildes anhand der Steuereinheit ansteuerbar ist. Ferner wird ein Verfahren zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit und ein Verfahren zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit.
Es ist bekannt, die Helligkeit von Leuchtdioden (LEDs) mittels Pulsweiten-Modulation (PWM) einzustellen (zu dimmen). Dabei hat das Dimmen der LEDs den Vorteil, dass diese mit ihrem Sollstrom betrieben werden können.
Allerdings führt diese Art der Helligkeitsregelung zu sog. Stroboskopeffekten, die für einen Betrachter dann sichtbar werden, falls sich Lichtquelle und Auge des Betrachters relativ zueinander bewegen.
Dieses Problem wurde anhand einer Konstantstromregelung der LEDs gelöst. Dieser Ansatz hat allerdings den Nachteil, dass kein hoher Kontrast, insbesondere in einem niedrigen Helligkeitsbereich, möglich ist, da unterschiedliche LEDs in der Regel verschiedene Strom-Schalt-Pegel aufweisen. Weiterhin ist die Lichtausbeute der Opto-Halbleiter in einem niedrigen Strombereich nur schwer einstellbar bzw. kontrollierbar.
Eine Beleuchtungseinrichtung zur Hinterleuchtung von Displays ist in WO 2004/031844 A1 beschrieben. Diese Beleuchtungseinrichtung umfasst zur Erzeugung von Licht mit einem weißen Farbeindruck verschiedene farbige Lichtquellen, die so angeordneten sind, dass gemischtfarbiges Licht von der Vorderseite der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlt wird.
Hierbei ist es von Nachteil, dass die Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungseinrichtungen hinsichtlich Farbe und Helligkeit in hohem Masse inhomogen ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Hintergrundbeleuchtungsmodul ("Back Light Unit", BLU) anzugeben, das einen energieeffizienten Betrieb ermöglicht und beispielsweise für LCD-Fernseher einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Beleuchtungseinheit angegeben umfassend:

– mindestens ein Leuchtmittel,
– eine Detektionseinheit, anhand derer mindestens eine Helligkeit eines Bildes detektierbar ist;
– mindestens eine Steuereinheit, die mit dem mindestens einen Leuchtmittel und mit der Detektionseinheit verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmittel abhängig von der mindestens einen Helligkeit des Bildes anhand der Steuereinheit ansteuerbar ist.

Eine Weiterbildung besteht darin, dass anhand der Detektionseinheit mindestens eine Helligkeit, insbesondere mehrere Helligkeiten des Bildes detektierbar sind.
Vorteilhaft ermöglicht dieser Ansatz eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer erweiterten Funktionalität für eine verbesserte zeit- und/oder ortsabhängige Beleuchtungsregelung.
Eine Weiterbildung ist es, dass das mindestens eine Leuchtmittel eine Leuchtdiode umfasst.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das mindestens eine Leuchtmittel mehrere Cluster umfasst, wobei jedes Cluster eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass das Cluster mindestens zwei grüne Leuchtdioden, eine blaue Leuchtdiode und eine rote Leuchtdiode aufweist ("RGGB"-Cluster).
Auch ist es eine Weiterbildung, dass das Cluster flächig angeordnet ist.
Insbesondere kann das mindestens eine Cluster flächig über dem Bild angeordnet sein. Bevorzugt ist jede Leuchtdiode und/oder jedes Cluster aus Leuchtdioden einzeln anhand der Steuereinheit ansteuerbar.
Ferner ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Leuchtmittel auf mindestens einem Substrat angeordnet ist.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die Steuereinheit mindestens eine Dimmvorrichtung. Dabei kann anhand der mindestens einen Dimmvorrichtung eine Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels einstellbar sein.
Hierbei sei angemerkt, dass die Dimmvorrichtung als Teil der Steuereinheit und/oder separat von der Steuereinheit ausgeführt sein kann.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass das Bild ein Videobild, insbesondere ein Bild eines LCD-Displays ist. Insbesondere kann das Bild ein Videobild eines LCD-Fernsehers sein.
Eine Ausgestaltung ist es, dass die Steuereinheit anhand der Detektionseinheit mittels des mindestens einen Leuchtmittels dunkle Bereiche des Bildes schwächer beleuchtet als helle.
Hierdurch ist es möglich, dass die Beleuchtungseinheit, vorzugsweise eingesetzt als Hintergrundbeleuchtung oder Hiterleuchtung, eine deutliche Energieeinsparung ermöglicht.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass das mindestens eine Leuchtmittel Leuchtdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen umfasst.
Hierdurch kann beispielsweise eine Hintergrundbeleuchtung in nahezu beliebigen Farbtönen erzielt werden.
Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind, deren Helligkeiten jeweils einzeln und/oder in Clustern anhand der Steuereinheit einstellbar ist/sind.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Schalter vorgesehen ist anhand dessen mindestens ein Leuchtmittel kurzschließbar ist.
Insbesondere ist für jede Leuchtdiode ein solcher Schalter vorgesehen. Weiterhin handelt es sich bei dem Schalter bevorzugt um einen elektronischen Schalter, der von der Steuereinheit aktivierbar ist. Solch ein Schalter für das mindestens eine Leuchtmittel kann dynamisch aktiviert oder entsprechend besonderen Nutzerwünschen (quasi-statisch) vorkonfiguriert werden.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass Helligkeiten des Bildes anhand der Steuereinheit mittels einer Pulsweitenmodulation und/oder einer Gleichstromregelung einstellbar sind. Insbesondere kann die Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels über die Pulsweitenmodulation und/oder die Gleichstromregelung einstellbar sein.
Bevorzugt ist die Gleichstromregelung in einem Bereich geringer Helligkeit einsetzbar und die Pulsweitenmodulation ist in einem Bereich starker Helligkeit einsetzbar.
Eine zusätzliche Ausgestaltung ist es, dass die Detektionseinheit mindestens einen Photosensor umfasst. Insbesondere kann der mindestens eine Photosensor zu dem mindestens einen Leuchtmittel örtlich benachbart ausgeführt sein.
Eine andere Ausgestaltung ist es, dass mindestens ein Treiber zur Ansteuerung des mindestens einen Leuchtmittels vorgesehen ist. Bevorzugt kann je ein Treiber zur Ansteuerung mehrerer in Reihe geschalteter Leuchtmittel, insbesondere Leuchtdioden, vorgesehen sein.
Auch ist es eine Möglichkeit, dass zwischen dem Bild und der Detektionseinheit Barrieren vorgesehen sind, die dazu geeignet sind, Bereiche unterschiedlicher Beleuchtung zumindest teilweise zu trennen.
Auch ist es eine weitere Ausgestaltung, dass die Steuereinheit ein Videosignal erhält.
Insoweit kann vorteilhaft eine Helligkeitsinformation des Videosignals ausgewertet werden (z. B. eine Durchschnittshelligkeit oder Grundhelligkeit) und basierend auf einer solchen Auswertung kann das mindestens eine Leuchtmittel entsprechend angesteuert werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit gemäß der vorliegenden Beschreibung.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe gelöst anhand eines Verfahrens zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinheit umfassend die folgenden Schritte:

– Detektion einer Helligkeit eines Bildes;
– Ansteuerung mindestens eines Leuchtmittels anhand der detektierten Helligkeit, wobei anhand des mindestens einen Leuchtmittels mindestens ein dunkler Bereich des Bildes schwächer beleuchtet wird als mindestens ein heller Bereich des Bildes.

Eine Weiterbildung besteht darin, dass das mindestens eine Leuchtmittel eine Leuchtdiode umfasst. Insbesondere kann das mindestens eine Leuchtmittel mehrere Cluster umfassen, wobei jedes Cluster eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das Cluster mindestens zwei grüne Leuchtdioden, eine blaue Leuchtdiode und eine rote Leuchtdiode aufweist.
Ferner ist es möglich, dass das mindestens eine Leuchtmittel Leuchtdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen umfasst.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind, deren Helligkeiten jeweils einzeln und/oder in Clustern anhand der Steuereinheit eingestellt wird/werden.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Schalter vorgesehen ist anhand dessen mindestens ein Leuchtmittel kurzgeschlossen wird.
Weiterhin ist es eine Ausgestaltung, dass die Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels über eine Pulsweitenmodulation und/oder eine Gleichstromregelung eingestellt werden.
Vorteilhaft kann die Gleichstromregelung in einem Bereich geringer Helligkeit und/oder die Pulsweitenmodulation in einem Bereich starker Helligkeit eingesetzt wird/werden.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass die Detektionseinheit mindestens einen Photosensor umfasst.
Eine zusätzliche Ausgestaltung besteht darin, dass an die Steuereinheit ein Videosignal angelegt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Beleuchtungseinheit, insbesondere ein Hintergrundbeleuchtungsmodul ("Back Light Unit", BLU);
2 zwei benachbarte LED-Cluster ("RGGB"-Cluster);
3 die LED-Cluster aus 2 mit zusätzlichen Photosensoren;
4 eine Schaltungsanordnung umfassend eine kombinierte Regelung aus Pulsweitenmodulation und (Gleich-)Stromregelung für eine Mehrzahl von in Reihe geschalteter Leuchtmittel.
Gemäß dem vorliegenden Ansatz wird insbesondere eine Beleuchtungseinheit, z. B. eine Hinterleuchtungseinheit (BLU) für einen LCD-Fernseher zur Wiedergabe eines Videobilds, angegeben. Hierzu kann die Hinterleuchtungseinheit eine Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs) aufweisen, die auf einem oder mehreren Substraten, vorzugsweise in Clustern flächig angeordnet sind. Weiterhin können eine Vielzahl von Dimm-Vorrichtungen vorgesehen sein sowie eine Steuereinheit (Steuerelektronik) zur Ansteuerung der Dimm-Vorrichtungen, um die Helligkeit einzelner LEDs oder einzelner Cluster von LEDs zu regeln.
Die Vielzahl von Dimm-Vorrichtungen (oder eine Untermenge davon) können zumindest teilweise Bestandteil der Steuereinheit oder separat zu dieser ausgeführt sein.
Die Steuereinheit regelt bevorzugt die Helligkeit, z. B. mittels der Dimm-Vorrichtungen, in Abhängigkeit von dem Videobild, insbesondere in Abhängigkeit von der Helligkeit des Videobilds, derart, dass ein energieeffizienter Betrieb, z.B. des LCD-Displays bzw. des Fernsehers mit dem LCD-Display, ermöglicht wird. Dabei werden dunklere Bereiche des Bildes anhand der Beleuchtungseinheit schwächer beleuchtet als hellere Bereiche des Bildes.
Somit ermöglicht die hier vorgestellte Lösung effizient eine signifikante Energieeinsparung derart, dass durch Einstellung der Beleuchtung, insbesondere der Hintergrundbeleuchtung eines LCD-Displays, ein unnötiger Stromverbrauch vermieden wird.
Ein anderer Vorteil besteht darin, dass sich durch den Einsatz von LEDs unterschiedlicher Wellenlängen beliebige Farben bzw. Farborte für die Hinterleuchtung einstellen lassen.
Die Steuereinheit, insbesondere die Dimm-Vorrichtungen, können eine oder mehrere PWM-Schaltungen aufweisen anhand derer je eine Pulsweitenmodulation für eine (einzelne) LED oder für eine Gruppe von LEDs umfassend ein oder mehrere LED-Cluster durchführbar ist. Es ist von Vorteil, wenn LEDs einzeln und/oder in Gruppen oder Clustern mittels eigener Pulsweitenmodulation angesteuert werden können. Somit kann die Helligkeit einer einzelnen LED und/oder eines LED-Clusters ortsaufgelöst eingestellt werden. Hierbei sei angemerkt, dass vorteilhaft die LEDs und/oder LED-Cluster an (unterschiedlichen) Positionen des Bildes vorgesehen sind, so dass durch entsprechende Ansteuerung der (Helligkeiten der) LEDs bzw. der LED-Cluster bestimmte Positionen des Bildes stärker oder schwächer hinterleuchtet werden können.
Eine Option des hier vorgestellten Ansatzes besteht darin, dass eine Kombination aus PWM-Regelung und (Gleich-)Stromregelung zur Einstellung der Helligkeit der Leuchtmittel (LEDs, Cluster von LEDs) eingesetzt wird. Hierbei wird vorteilhaft ein Dimmen in einem hellen Bereich vorwiegend anhand der PWM-Regelung verwirklicht während die Gelichstromregelung bevorzugt in einem Bereich geringer Helligkeit eingesetzt wird.
Ferner kann die Dimm-Vorrichtung eine Vielzahl von Schaltern aufweisen, die es ermöglichen, einzelne LEDs oder LED-Cluster kurzzuschließen, wodurch die betroffenen LEDs bzw. LED-Cluster abgeschaltet werden. In so einem Fall wird die LCD-Hinterleuchtung mittels der verbleibenden (nicht kurzgeschlossenen) LEDs bzw. LED-Cluster erreicht.
Diese Schalter können dynamisch betrieben werden, d. h. in Abhängigkeit von dem aktuell dargestellten Bild, also in Abhängigkeit von einem über das LCD-Display dargestellte Videosignal. Alternativ können die Schalter stationär voreingestellt sein, z.B. beim Konfigurieren eines Fernsehers gesetzt werden, wobei beispielsweise Werte für Helligkeit, Kontrast, Farbkontrast usw. durch den Benutzer oder der Hersteller quasi-stationär voreingestellt werden.
Der Einsatz von Schaltern kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die PWM-Regelung für niedrige Helligkeiten an ihre Grenzen stößt. So können die verbleibenden aktiven (d. h. nicht kurzgeschlossenen) LEDs in einem höheren Helligkeitsbereich betrieben werden, in dem die PWM-Regelung problemlos möglich ist.
Eine weitere Ausführungsform ist es, dass die Hinterleuchtungseinheit mindestens einen Photosensor aufweist, anhand dessen ein lokaler Beleuchtungszustand (Helligkeit, Farbtemperatur, und/oder einzelne Farbintensitäten) erfasst werden kann. Vorteilhaft ist der mindestens eine Photosensor so angeordnet, dass mindestens ein elektrisches Ausgangssignal des Photosensors an die Steuereinheit über mindestens eine Sense-Leitung zur Auswertung übermittelt wird.
Vorteilhaft sind mehrere Photosensoren über eine Fläche der Beleuchtungseinheit verteilt angeordnet, so dass mehrere Beleuchtungszustände an unterschiedlichen Orten des Bildes erfassbar sind. Somit ist es möglicht, zuverlässig und mit hoher Genauigkeit örtliche Beleuchtungszustände der Beleuchtungseinheit zu kontrollieren.
In einer zusätzlichen Ausführungsform sind mindestens zwei LEDs unterschiedlicher Cluster in Reihe geschaltet und werden über einen gemeinsamen Treiber (Treiberstufe) betrieben. Hierdurch ist es möglich, die Steuereinheit deutlich zu vereinfachen, da vorteilhaft nur wenige Treiber für die Beleuchtungseinheit vorgesehen sein müssen.
Insbesondere können sowohl die Treiber als auch die Schalter von einer gemeinsamen Steuereinheit angesteuert werden (siehe auch 4).
In einer Ausführungsform sind diffus streuende senkrecht zu der Montagefläche der Leuchtmittel angeordnete Barrieren vorgesehen, um die Bereiche unterschiedlicher Beleuchtung vorteilhaft zu trennen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Beleuchtungseinheit, insbesondere ein Hintergrundbeleuchtungsmodul ("Back Light Unit", BLU).
Die Beleuchtungseinheit umfasst ein Bild 15, das bspw. einem Videobild dargestellt mittels eines LCD-Displays eines Fernsehers entspricht. Auch andere Darstellungsformen des Bildes 15 sind möglich, beispielsweise mittels Projektion und/oder Rückprojektion.
Es sind Leuchtmittel 13 vorgesehen zur Beleuchtung bzw. Hinterleuchtung des Bildes 15. Vorzugsweise sind mehrere Leuchtmittel 13 örtlich verteilt über die Fläche des Bildes 15 angeordnet, wobei diese mehreren Leuchtmittel 13 in Cluster aus jeweils mehreren Leuchtmitteln zusammengefasst sein können. Vorzugsweise bilden die Cluster einzeln ansteuerbare Einheiten.
Für den Einsatz als Leuchtmittel 13 eignen sich besonders Leuchtdioden (LEDs). Insbesondere können mehrere LEDs unterschiedlicher Wellenlängen in einem Cluster angeordnet sein. Durch die Mischung der Wellenlängen ist die Farbe der Hinterleuchtung einstellbar. Vorzugsweise können in einem Cluster eine rote, zwei grüne und eine blaue LED örtlich zusammengefasst sein (sog. "RGGB"-Cluster).
Zusätzlich zeigt 1 eine Detektionseinheit 14, anhand derer insbesondere eine örtlich verteilte Helligkeit des Bildes 15 detektierbar ist. Hierzu können mehrere Sensoren, insbesondere Photosensoren, vorgesehen sein, die örtlich an mehreren Stellen des flächigen Bildes 15 angeordnet sind. Eine Möglichkeit besteht darin, dass mindestens ein Photosensor zusammen mit jedem Cluster aus Leuchtmitteln angeordnet ist.
Das Leuchtmittel 13 und die Detektionseinheit 14 sind in 1 lediglich symbolisch angedeutet. Wie ausgeführt, umfassen bevorzugt Leuchtmittel 13 und Detektionseinheit 14 mehrere Einheiten bzw. Bauteile, die insbesondere über die Fläche des Bildes 15 verteilt angeordnet sind.
Weiterhin ist eine Steuereinheit 12 vorgesehen, die Signale der Detektionseinheit 14 auswertet und entsprechend das Leuchtmittel 13, z. B. die mehreren örtlich über die Fläche des Bildes 15 verteilten Cluster aus LEDs, ansteuert. Insbesondere weist die Steuereinheit 12 mindestens eine Dimmvorrichtung auf, anhand eine Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels 13 bzw. jeder LED oder jedes Clusters von LEDs einstellbar ist. Die Dimmvorrichtung kann auch separat von der Steuereinheit 12 angeordnet sein. Insbesondere ist es möglicht, dass zumindest ein Teil der Dimmvorrichtung auf dem Cluster von LEDs angeordnet ist. Insbesondere sind in diesem Fall eine Vielzahl von Dimmvorrichtungen vorgesehen.
Die Dimmvorrichtung kann mittels Pulsweitenmodulation (PWM) und/oder mittels Gleichstromregelung die Helligkeiten der Leuchtmittel, insbesondere jeder LED bzw. jedes Clusters aus LEDs einstellen.
2 zeigt zwei benachbarte LED-Cluster 16 und 17 ("RGGB"-Cluster), wobei das erste Cluster 16 zwei grüne LEDs 18, 19, eine blaue LED 20 und ein rote LED 21 aufweist. Das zweite LED-Cluster 17 umfasst zwei grüne LEDs 22, 23, eine blaue LED 24 und eine rote LED 25. Weiterhin sind Versorgungsleitungen 34 bis 37 vorgesehen, wobei an die Versorgungsleitung 34 die grünen LEDs 18 und 22, an die Versorgungsleitung 35 die blauen LEDs 20 und 24, an die Versorgungsleitung 36 die roten LEDs 21 und 25 und an die Versorgungsleitung 37 die grünen LEDs 19 und 23 angeschlossen sind.
Es sind Schalter 26 bis 33 gezeigt, anhand derer jeweils jede der LEDs 18 bis 25 überbrückt, d. h. kurzgeschlossen, werden kann. Die Schalter sind bevorzugt als elektronische Schalter ausgeführt, die anhand der Steuereinheit 12 aktiviert werden können. Steuerleitungen zu den Schaltern sind in 2 nicht gesondert dargestellt.
3 entspricht weitgehend der Darstellung von 2, ergänzt um Photosensoren 38 und 39. Vorzugsweise sind die Photosensoren 38 und 39 in einem Bereich um die Mitte des LED-Clusters 16 und 17 in vorgesehenen Ausnehmungen derart angeordnet, dass die lichtempfindliche Fläche der Sensoren auf der Vorderseite der Beleuchtungseinheit und die Sense-Leitungen (in der Figur nicht gezeigt) im Wesentlichen auf der Rückseite angeordnet sind.
4 zeigt eine Schaltungsanordnung umfassend eine kombinierte Regelung aus Pulsweitenmodulation und (Gleich-)Stromregelung für eine Mehrzahl von in Reihe geschalteter Leuchtmittel.
4 umfasst eine Steuereinheit 8, die ein Bild, z.B. ein Videosignal 9, sowie eine Helligkeitsinformation 10, z.B. über mindestens einen Photosensor, erhält. Die Steuereinheit 8 wird über eine PWM-Signalleitung 6 über einen Operationsverstärker 2 mit einem PWM-Schalter 3 verbunden. Weiterhin beeinflusst die Steuereinheit 8 einen Stromregler 4. Die Kombination aus PWM-Regelung 3 und 6 und Stromregler 4 dient der Helligkeitsansteuerung der in Reihe geschalteten LEDs 1a bis 1e. Jede LED 1a bis 1e kann anhand eines Schalters 5a bis 5e über die Steuereinheit 8 kurzgeschlossen werden.
Somit ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz, dass abhängig von dem Videosignal 9 und der Helligkeitsinformation 10 eine Beleuchtungseinheit, z.B. eine Hintergrundbeleuchtung, die insbesondere die LEDs 1a bis 1e umfasst, angesteuert wird derart, dass über die Pulsweitenmodulation 6, 2, 3 und/oder die Gleichstromregelung 4 die Helligkeit der LEDs 1a bis 1e geeignet eingestellt wird.

1a–1e: LED
2: Operationsverstärker
3: PWM-Schalter
4: Stromregler
5a–5e: LED-Schalter
6: PWM-Signalleitung
7: Erde
8: Steuereinheit
9: Videosignal
10: Helligkeitsinformation
11: Versorgungsspannung
12: Steuereinheit
13: (mindestens ein) Leuchtmittel
14: (mindestens eine) Detektionseinheit
15: Bild (Videobild)
16: LED-Cluster
17: LED-Cluster
18: grüne LED
19: grüne LED
20: blaue LED
21: rote LED
22: grüne LED
23: grüne LED
24: blaue LED
25: rote LED
26–33: Schalter
34–37: Versorgungsleitung
38: Photosensor
39: Photosensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2004/031844 A1 [0005]

Claims

Beleuchtungseinheit umfassend – mindestens ein Leuchtmittel (13; 1a–1e; 16–25), – eine Detektionseinheit (14), anhand derer mindestens eine Helligkeit eines Bildes (15) detektierbar ist; – mindestens eine Steuereinheit (8; 12), die mit dem mindestens einen Leuchtmittel (13; 1a–1e; 16–25) und mit der Detektionseinheit (14) verbunden ist, wobei das mindestens eine Leuchtmittel (13; 1a–1e; 16–25) abhängig von der mindestens einen Helligkeit des Bildes (15) anhand der Steuereinheit (8; 12) ansteuerbar ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Leuchtmittel eine Leuchtdiode umfasst.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Leuchtmittel mehrere Cluster umfasst, wobei jedes Cluster eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 3, bei der das Cluster mindestens zwei grüne Leuchtdioden, eine blaue Leuchtdiode und eine rote Leuchtdiode aufweist.
Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der das Cluster flächig angeordnet ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Leuchtmittel auf mindestens einem Substrat angeordnet ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit mindestens eine Dimmvorrichtung umfasst.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 7, bei der anhand der mindestens einen Dimmvorrichtung eine Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels einstellbar ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Bild ein Videobild, insbesondere ein Bild eines LCD-Displays ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 9, bei der das Bild ein Videobild eines LCD-Fernsehers ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit anhand der Detektionseinheit mittels des mindestens einen Leuchtmittels dunkle Bereiche des Bildes schwächer beleuchtet als helle.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Leuchtmittel Leuchtdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen umfasst.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind, deren Helligkeiten jeweils einzeln und/oder in Clustern anhand der Steuereinheit einstellbar ist/sind.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 13, bei der mindestens ein Schalter vorgesehen ist anhand dessen mindestens ein Leuchtmittel kurzschließbar ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Helligkeiten des Bildes anhand der Steuereinheit mittels einer Pulsweitenmodulation und/oder einer Gleichstromregelung einstellbar sind.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 15, bei der die Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels über die Pulsweitenmodulation und/oder die Gleichstromregelung einstellbar ist.
Beleuchtungseinheit nach einem Ansprüche 15 oder 16, bei der die Gleichstromregelung in einem Bereich geringer Helligkeit einsetzbar ist.
Beleuchtungseinheit nach einem Ansprüche 15 bis 17, bei der die Pulsweitenmodulation in einem Bereich starker Helligkeit einsetzbar ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Detektionseinheit mindestens einen Photosensor umfasst.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens eine Photosensor mit dem mindestens einen Leuchtmittel örtlich benachbart ausgeführt ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Treiber zur Ansteuerung des mindestens einen Leuchtmittels vorgesehen ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 21, bei der je ein Treiber zur Ansteuerung mehrerer in Reihe geschalteter Leuchtmittel vorgesehen ist.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen dem Bild und der Detektionseinheit Barrieren vorgesehen sind, die dazu geeignet sind, Bereiche unterschiedlicher Beleuchtung zumindest teilweise zu trennen.
Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit ein Videosignal erhält.
Verfahren zur Ansteuerung der Beleuchtungseinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinheit umfassend die folgenden Schritte: – Detektion einer Helligkeit eines Bildes; – Ansteuerung mindestens eines Leuchtmittels anhand der detektierten Helligkeit, wobei anhand des mindestens einen Leuchtmittels mindestens ein dunkler Bereich des Bildes schwächer beleuchtet wird als mindestens ein heller Bereich des Bildes.
Verfahren zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinheit gemäß Anspruch 26, bei dem das mindestens eine Leuchtmittel eine Leuchtdiode umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, bei dem das mindestens eine Leuchtmittel mehrere Cluster umfasst, wobei jedes Cluster eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei dem das Cluster mindestens zwei grüne Leuchtdioden, eine blaue Leuchtdiode und eine rote Leuchtdiode aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, bei dem das mindestens eine Leuchtmittel Leuchtdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, bei dem mehrere Leuchtmittel vorgesehen sind, deren Helligkeiten jeweils einzeln und/oder in Clustern anhand der Steuereinheit eingestellt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, bei dem mindestens ein Schalter vorgesehen ist anhand dessen mindestens ein Leuchtmittel kurzgeschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, bei dem die Helligkeit des mindestens einen Leuchtmittels über eine Pulsweitenmodulation und/oder eine Gleichstromregelung eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, bei dem die Gleichstromregelung in einem Bereich geringer Helligkeit und/oder die Pulsweitenmodulation in einem Bereich starker Helligkeit eingesetzt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 34, bei dem die Detektionseinheit mindestens einen Photosensor umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 35, bei dem an die Steuereinheit ein Videosignal angelegt wird.