-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Leuchteinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1. Sie betrifft auch ein Videoprojektionsgerät und ein Endoskop mit einer
solchen Leuchteinheit. Schließlich
betrifft sie auch ein Verfahren zum Festlegen der Stromstärke eines über eine
Leuchtdiode in Durchlassrichtung fließenden Stroms, das bei einer
bevorzugten Ausführungsform
der Leuchteinheit eingesetzt wird.
-
Stand der Technik
-
Eine
Leuchteinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist an
sich bekannt: Die Erfindung befasst sich mit sog. Höchstleistungsleuchtdioden.
Während
Hochleistungsleuchtdioden für
Ströme in
Durchlassrichtung in einem Leuchtbetrieb ausgelegt sind, deren Stromstärke in einem
Bereich größer als
350 mA liegt, sind Höchstleistungsleuchtdioden für Stromstärken in
Durchlassrichtung in ihrem Leuchtbetrieb ausgelegt, dessen Stromstärke sogar größer als
10 A ist.
-
Bei
Höchstleistungsleuchtdioden
muss die lichtemittierende Fläche
sehr groß sein,
damit muss auch die sogenannte aktive Schicht sehr groß sein. Dies
bedingt einen speziellen Aufbau einer Halbleiterstruktur, durch
die die Leuchtdiode bereitgestellt ist. In dieser Halbleiterstruktur
gibt es eine besonders hohe Stromdichte. Damit eine effektive Kühlung der Halbleiterstruktur
erfolgt, ist diese üblicher
Weise in Form eines Leuchtdioden-Halbleiterchips
bereitgestellt, und dieser ist direkt auf einen Metallkörper aufgelötet, anders
als bei Hochleistungsleuchtdioden, bei denen lediglich Keramiksubstrate
vorgesehen sind.
-
Höchstleistungsleuchtdioden
sind aufwändig herzustellen,
sodass es spezialisierte Hersteller für Leuchtdiodenmodule, also
den Halbleiterchip auf einem Metallsubstrat, gibt. Zum Zwecke des
Betriebs derartiger Höchstleistungsleuchtdioden
in Geräten werden
Schaltungen und solche Geräte
durch andere Hersteller konstruiert und hergestellt. Es werden hierbei
ganz andere Technologien eingesetzt als bei der Herstellung der
Leuchteinheiten, also der Leuchtdiodenmodule mit Halbleiterchip
auf einem Metallsubstrat.
-
Gerade
bei Anwendungen von Höchstleistungsleuchtdioden
geht es darum, möglichst
durch ein wenig Raum einnehmendes Gerät Licht hoher Intensität zu erzeugen.
Dies gilt für
den Bereich der Videoprojektion, für Automobile oder für Endoskope
u. v. a. m. Neben Platz sollen auch Kosten gespart werden.
-
Von
Leuchtdiodenmodulen mit herkömmlichen
Leuchtdioden oder auch mit Hochleistungsleuchtdioden ist es bekannt,
für den
Betrieb der Leuchtdioden notwendige Einheiten wie zum Beispiel Schaltregler
auf den Modulen zu integrieren. Solche Leuchtdiodenmodule sind jedoch
nicht zum Einsatz in der Videoprojektion, im Automobilbereich oder
bei Endoskopen geeignet, weil die Leuchtkraft gering ist. Zur Herstellung
einer entsprechend hohen Leuchtkraft bedarf es eines entsprechend
hohen Stroms in Durchlassrichtung, es müssen also Höchstleistungsleuchtdioden mit
mehr als 10 A Strom in Durchlassrichtung bereitgestellt werden.
-
Darstellung der Erfindung
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteinheit gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass in einer Anwendung
für Höchstleistungsleuchtdioden
insgesamt möglichst
wenig Raum eingenommen wird und gleichzeitig eine kostensparende
Lösung
gefunden wird.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Leuchteinheit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
-
Als
erfindungsgemäß ist somit
auf dem selben Körper,
auf dem die die Leuchtdiode bereitstellende Halbleiterstruktur befestigt
ist, auch eine Schaltung zum Beeinflussen der Stromstärke eines
durch die zumindest eine Leuchtdiode fließenden Stroms bereitgestellt.
Unter „Beeinflussen” wird hierbei
verstanden, dass zumindest einer der Einflussfaktoren von gegebenenfalls
mehreren Einflussfaktoren, die die Stromstärke bestimmen, festgelegt wird.
-
Derartige
Schaltungen sind an sich bekannt und bisher außerhalb des Körpers angeordnet. Durch
das Anordnen der Schaltung auf dem selben Körper wie die Halbleiterstruktur
entfällt
eine aufwändige
Verkabelung, die Quelle von Störeinflüssen und auch
einer Erwärmung
des Gesamtsystems ist, und die in Geräten des Standes der Technik
mit Höchstleistungsleuchtdioden
auch für
einen übermäßigen Platzverbrauch
sorgt.
-
Bevorzugt
ist der Körper
ein Metallkörper, und
die Halbleiterstruktur ist als Halbleiterchip bereitgestellt, der
auf dem Metallkörper
festgelötet
ist. Somit kann auch bei der Erfindung auf Techniken aus dem Stand
der Technik zurückgegriffen
werden.
-
Die
Schaltung zum Beeinflussen der Stromstärke umfasst bevorzugt zumindest
einen zu zumindest einer Leuchtdiode in Reihe geschalteten Transistor.
Der hierbei gesondert beaufschlagbare Steuereingang bietet eine
Manipulationsmöglichkeit
zum Beeinflussen der Stromstärke
in an sich bekannter Weise. Über
eine am Steuereingang des Transistors anliegende Spannung wird der
durch den Transistor fließende
Strom bestimmt, und da der Transistor in Reihe zur Leuchtdiode geschaltet
ist, auch die Stromstärke
des durch die Leuchtdiode fließenden
Stroms. Andere Bestimmungsfaktoren sind hierbei eine an der Reihenschaltung
anliegende Spannung, die herrschende Temperatur u. a.
-
Bevorzugt
umfasst die Schaltung, dass ein Steuereingang des Transistors mit
einem Ausgang eines Differenzverstärkers gekoppelt ist, und dass ein
Abgriff auf der der Leuchtdiode abgewandten Seite des Transistors
mit einem ersten Eingang dieses Differenzverstärkers gekoppelt ist. Somit
bietet sich am zwei Eingang dieses Differenzverstärkers eine Manipulationsmöglichkeit:
Es kann dort ein Potenzial angelegt werden, das unmittelbar das
Potenzial bestimmt, das an dem Abgriff anliegt, wobei dadurch auch
die über
die Leuchtdiode und den Transistor abfallende Spannung bestimmt
wird. Diese Spannung wiederum bestimmt bei vorgegebenen anderen
Bestimmungsfaktoren die Stromstärke
des durch die Leuchtdiode und durch den Transistor fließenden Stroms.
Das Anlegen eines Potenzials gibt somit in einfacher Weise die Möglichkeit
zur Festlegung der Stromstärke.
-
Ein
Potenzial kann durch zahlreiche Schaltungen angelegt werden. Bevorzugt
wird hierbei ein Mikrocontroller eingesetzt, der bekanntermaßen leicht
an einem Port ein Potenzial ausgeben kann. Er kann auch ein digitales
Signal ausgeben und über
einen Digital-Analog-Umsetzer mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers gekoppelt
sein. Der Mikrocontroller erlaubt es, die gesamte Beeinflussung
der Stromstärke
und damit eine Steuerung durch ein Programm festlegen zu lassen.
Ein Mikrocontroller ist auch in der Lage, über eine geeignete Schnittstelle
Steuersignale von außen
zu empfangen. Dann kann die gesamte Leuchteinheit von außen zu einem
bestimmten Betrieb angeregt werden, zum Beispiel kann die Leuchtstärke festgelegt
werden, indem die Stromstärke
festgelegt wird.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist auf dem Körper
auch ein Temperatursensor angeordnet. Im Fall des Vorhandenseins
des Mikrocontrollers in oben geschilderten Weise ist dieser dann
bevorzugt mit selbigem gekoppelt und der Mikrocontroller dazu ausgelegt, über den
Digital-Analog-Umsetzer an den zweiten Eingang des Differenzverstärkers gesandte
Signale in Abhängigkeit
von durch den Temperatursensor übermittelten Temperaturwerten
vorzugeben. Dies ermöglicht
es, auf eine bestimmte Temperatur zu regeln, was präziser ist,
als wenn auf Spannungen geregelt wird. Als Alternative zum Mikrocontroller kann
auch eine analoge Steuereinheit zum Regeln eingesetzt werden. Der
Temperatursensor sollte hierbei insbesondere die Temperatur der
Leuchtdiode beziehungsweise Halbleiterstruktur erfassen. Bei Verwendung
des Mikrocontrollers kann während
der Fertigung der Leuchteinheit eine Temperaturkurve in den Mikrocontroller
eingespeichert werden, die wiedergibt, wie die Leuchtstärke mit
der Temperatur variiert. Bisher gibt es Temperatursensoren im Zusammenhang
mit Leuchtdioden, es erfolgt hierbei jedoch keine Beeinflussung
des Betriebs der Leuchtdiode, sondern es wird lediglich mit Hilfe
eines NTC-Sensors ermittelt, ob ein Überstrom vorliegt.
-
Der
Mikrocontroller kann alternativ oder zusätzlich zur Verwendung der Werte
von dem Temperatursensor auch Signale für den zweiten Eingang des Differenzverstärkers vorgeben,
die von dem elektrischen Potenzial abhängig sind, das zwischen Leuchtdiode
und Transistor in der Reihenschaltung anliegt. Hierzu kann eine
gesonderte Spannungsmesseinrichtung vorgesehen sein und mit dem
Mikrocontroller gekoppelt sein. Dann kann auf die über die
Leuchtdiode allein abfallende Spannung geregelt werden. Alternativ
zur Verwendung eines Mikrocontrollers kann auch hier eine analoge
Steuereinheit eingesetzt werden.
-
Die
erfindungsgemäße Leuchteinheit
findet bevorzugte Anwendung in einem Videoprojektionsgerät. In einem
solchen wird dann eine Mehrzahl von solchen Leuchteinheiten eingesetzt,
wobei sich mehrere Leuchteinheiten in der Farbe des von ihren Leuchtdioden
abgegebenen Lichts voneinander unterscheiden. Durch die Integration
der erfindungsgemäßen Leuchteinheiten
ist das gesamte Videoprojektionsgerät kompakt baubar. Das Beeinflussen
der Stromstärke
erfolgt unmittelbar und präzise,
sodass bestimmte Farbmischungen besonders gut in und mit einem kompakt
gebauten und kostengünstigen
Videoprojektionsgerät
erzeugt werden können.
-
Eine
Leuchteinheit der erfindungsgemäßen Art
kann auch in einem Endoskop eingesetzt werden, wo ihre Kompaktheit
besonders erwünscht
ist. In diesem Fall sollte sie zur Bewirkung von weißem Licht ausgebildet
sein. Typischerweise sind hierzu die Leuchtdioden zur Abgabe von
UV-Licht ausgebildet, und es gibt eine Leuchtdiodenteileinheit,
die fluoreszierend wirkt und das UV-Licht in weißes Licht umwandelt.
-
Wie
oben bereits ausgeführt,
ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass ein Temperatursensor die Temperatur
der Leuchtdiode misst. Dadurch wird ein neuartiges Verfahren zum
Festlegen der Stromstärke
eines über
die Leuchtdiode in Durchlassrichtung fließenden Stroms bereitstellbar,
nämlich
das Verfahren gemäß Patentanspruch
10. Dies ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Leuchtdiode
gemessen wird, dass auf eine vorbestimmte Temperatur geregelt wird und
hierbei die Stromstärke
Stellgröße ist.
Das Verfahren ermöglicht
einen besonders stabilen Betrieb einer Leuchtdiode und überwindet
einen Nachteil im Stand der Technik, dass bei vorhandenen Leuchtdioden
die Leuchtstärke
nicht präzise
festgelegt werden kann, weil diese mit der Temperatur schwankt und
die Temperatur bei der Ansteuerung der Leuchtdiode nicht berücksichtigt
wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im
Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
Es zeigt:
-
1 schematisch
hierzu die Bauteile eines Videoprojektionsgeräts gemäß dem Stand der Technik,
-
2 einen
Schaltungsaufbau bei einer Leuchteinheit gemäß dem Stand der Technik,
-
3 schematisch
die Bauteile eines Videoprojektionsgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und
-
4 schematisch
hierzu die Schaltung der hierbei verwendeten Leuchteinheit,
-
5 schematisch
die Bauteile eines Videoprojektionsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung und
-
6 schematisch
hierzu die Schaltung der hierbei verwendeten Leuchteinheit.
-
Bevorzugte Ausführung der
Erfindung
-
Ein
Videoprojektionsgerät 10 gemäß dem Stand
der Technik, von dem Bauteile in 1 gezeigt sind,
bezieht über
einen Netzanschluss 12 elektrische Energie.
-
Dem
Netzanschluss 12 ist eine Einheit 14 nachgeordnet,
die häufig
auch als „power
factor correction” bezeichnet
wird. Aufgabe einer solchen Einheit ist es, zwischen dem eigentlichen
Verbraucher und dem Netz vermittelnd dafür zu sorgen, dass aus dem Netz
ein sinusförmiger
Strom entnommen wird.
-
Der
Einheit 14 ist ein Spannungswandler 16 nachgeordnet,
der die Netzspannung auf eine für Leuchtdioden
verwendbare Spannung runterkonvertiert.
-
Die
Spannung wird in einem Vorregler 18 vorgeregelt, von dem
es in dem Projektionsgerät 10 einen
einzigen gibt. Dem Vorregler 18 ist eine Mehrzahl von Linearreglern 20 zugeordnet,
wobei jeder Linearregler 20 den Betrieb einer Leuchtdiode 22 regelt.
-
Die
Linearregler 20 werden von einer Videoelektronik 24 angesteuert,
die ihrerseits über
eine Schnittstelle 26 Signale von außen erhält.
-
Für ein Projektionsgerät werden
vorliegend Höchstleistungsleuchtdioden 22 verwendet.
Dies sind solche Leuchtdioden, die mit einem Betriebsstrom (Vorwärtsstrom),
also dem Strom in Durchlassrichtung, betrieben werden, der größer als
10 A ist. Wie im Bereich der Leuchtdioden 22 in 1 durch die
gestrichelte Kontur dargestellt, ist jede Höchstleistungsleuchtdiode 22 auf
einem gesonderten Substrat angeordnet. Die Linearregler 20 sind
auf einem anderen Träger
angeordnet, zum Beispiel wie in 1 durch
die gestrichelte Kontur dargestellt, auf einem gemeinsamen Träger.
-
Die
Gestaltung eines Linearreglers 20 im Einzelnen wird im
Folgenden anhand von 2 erläutert:
Der Linearregler 20,
der auch als Treiber bezeichnet werden kann, umfasst einen Potenzialanschluss 28, an
dem ein Potenzial V anliegt. Zwischen dem Potenzialanschluss sind in
Reihe die Leuchtdiode 22, ein Transistor 30, insbesondere
MOSFET, und ein Widerstand 32 geschaltet. Zur Herstellung
dieser Schaltung sind auf dem Linearregler 20 der Transistor 30 und
der Widerstand 32 fest angeordnet, wohingehend für die Leuchtdiode
lediglich Anschlüsse 34a und 34b vorgesehen
sind. Die Leuchtdiode wird dann über
Kabel 36a, 36b angeschlossen. Sie befindet sich
auf einem gesonderten Substrat 38.
-
Über den
Steuereingang 40 des Transistors 30 wird der über die
Leuchtdiode 22 fließende
Strom gesteuert: Ein Signal für
den Steuereingang 40 wird letztlich durch einen Mikrocontroller 42 vorgegeben, der
seinerseits über
einen Anschluss beziehungsweise eine Schnittstelle 43 Signale
von außerhalb
erhält, zum
Beispiel von der Videoelektronik 24. Dem Mikrocontroller 42 ist
ein Digital-Analog-Umsetzer 44 nachgeordnet,
sodass ein von dem Mikrocontroller digital ausgegebenes Signal in
ein analoges Signal umgewandelt wird. Dieses analoge Signal wird über einen
Eingang 46 in einen Differenzverstärker 48 geführt, dessen
Ausgang 50 mit einem zweiten Eingang 52 rückgekoppelt
ist. Der Ausgang 50 ist seinerseits über eine Reihenschaltung aus
einem Widerstandselement 53 und einem Widerstandselement 54 mit Masse
gekoppelt. Gleichzeitig ist ein Abgriff 55 zwischen den
Widerstandselementen 53 und 54 mit dem Eingang 56 eines
weiteren Differenzverstärkers 58 gekoppelt.
Ein der Leuchtdiode 22 abgewandter Abgriff 60 am
Transisor 30 beziehungsweise zwischen dem Transistor 30 und
dem Widerstandselement 32 ist über einen Widerstand 62 mit
einem weiteren Eingang 64 des Differenzverstärkers 58 gekoppelt.
Liegt am Eingang 56 des Widerstandselements 58 ein
bestimmtes Potenzial an, so wird durch die Beaufschlagung des Steuereingangs 40 des
Transistors 30 so lange eine Änderung des durch die Reihenschaltung zwischen
dem Anschluss 28 und Masse fließenden Stroms bewirkt, bis
das Potenzial am Eingang 60 gleich dem Potenzial am Eingang 56 ist. Über den Eingang 56 wird
somit das Potenzial am Abgriff 60 bestimmt. Damit wird
die über
die Reihenschaltung aus Leuchtdiode 22 und Transistor 30 abfallende Spannung,
also die Spannung zwischen dem Anschluss 28 und dem Abgriff 60,
bestimmt, und diese bestimmt wiederum die Stromstärke des über die Leuchtdiode 22 (und
auch den Transistor 30) fließenden Stroms.
-
Vorliegend
bestimmt also der Mikrocontroller 42 den Strom, der über die
Leuchtdiode 22 fließt.
Die Stromstärke
ist allerdings neben dem vom Mikrocontroller 42 stammenden
Signalen auch von anderen Einflussfaktoren abhängig, zum Beispiel von der Temperatur.
Diese wird im Stand der Technik nicht berücksichtigt.
-
Dadurch,
dass die Leuchtdiode über
Kabel 36a und 36b mit dem Linearregler zu koppeln
ist, können
leicht Störsignale
einkoppeln. Die Kabel 36a und 36b entkoppeln auch
den Linearregler 22 thermisch von der Leuchtdiode 22.
Zudem bewirkt der über
die Kabel 36a und 36b fließende Strom eine zusätzliche,
unerwünschte
Erwärmung.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird davon abgegangen, die Leuchtdiode 22 auf
einem Substrat 38 anzuordnen, das von den Bauteilen des Linearreglers 20 getrennt
ist.
-
Vielmehr
wird die Funktionalität
des Linearreglers beziehungsweise Treibers und der Leuchtdiode 22 auf
ein und demselben Substrat integriert.
-
In 3 sind
hierzu zu einem Videoprojektionsgerät 110 Einheiten 66 gezeigt,
die eine Leuchtdiode 22 und gleichzeitig zumindest Teile
eines Linearreglers umfassen.
-
Im
Vergleich zu dem Videoprojektionsgerät 10 aus 1 sind
zwar der Anschluss 12 und die Bauteile 14 (PFC)
und 16 (Spannungswandler) vorgesehen, es entfällt aber das Bauteil 18.
Vielmehr ist der Spannungswandler unmittelbar mit den integrierten
Einheiten 66 gekoppelt. Gleichzeitig werden diese Einheiten 66 über eine
Videoschnittstelle 68 angesteuert, die ihrerseits von der
Videoelektronik 24 angesteuert wird. In an sich bekannter
Weise wird das von den Leuchtdioden 22 ausgesandte Licht
von einem Spiegelarray 70 zu einer Anordnung 72 von Photodioden
gesandt, die die Lichtintensität
messen. Es kann somit über
die Videoelektronik 24 und die Videoschnittstelle 68 eine
Regelung auf die Lichtintensität
erfolgen, indem die Stromstärke
eingestellt wird.
-
In
einem Beispiel, bei dem das Linearreglerprinzip aus 2 eingesetzt
ist, veranschaulicht 4 die Einheit 66 des
Videoprojektionsgeräts 110.
-
Die
Einheit 66 umfasst somit die Leuchtdiode 22, die
zwischen dem Anschluss 28 und Masse eine Schaltung unmittelbar
auf dem selben Substrat, wie durch gestrichelte Kontur dargestellt
und mit 74 bezeichnet, integriert ist. Es entfallen im
Vergleich zum Stand der Technik gemäß 2 die Kabel 36a und 36b.
Die Leuchtdiode befindet sich auf dem selben Substrat 74,
sodass die gesamte Schaltung die selbe Temperatur aufweist. Die
Anschlussleitungen liegen auf dem Substrat und koppeln daher deutlich
weniger Starsignale ein als die Kabel 36a und 36b.
-
Teil
der Einheit 66 ist zumindest der Differenzverstärker 58.
Die Einheit 66 kann zur Einheit 66a erweitert
sein und dann auch noch den Differenzverstärker 48 umfassen.
Der Mikrocontroller 42 mit dem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler 44 sind
Teil der Videoschnittstelle 68. Grundsätzlich könnten auch diese Einheiten
vollständig
in eine Einheit 66 integriert sein.
-
Die
Schaltung ermöglicht
es, an einem Abgriff 76 das Potenzial VTr abzugreifen
und dieses dem Mikrocontroller 42 zuzuführen. Da das Potenzial V am
Anschluss 38 bekannt ist, lässt sich somit die über die
Leuchtdiode 22 abfallende Spannung ermitteln. Der Mikrocontroller 42 kann
dann eine Regelung bezüglich
oder aufgrund der Spannung durchführen.
-
Die
in 3 gezeigten Bauteile Spiegelarray 70 und
Photodioden 72 können
auch entfallen. Eine Alternative zur Verwendung dieser Bauteile
wird im Folgenden anhand von 5 erläutert, die
die Bauteile eines Videoprojektionsgeräts 210 zeigt. Auch hier
ist vorgesehen, dass ein Linearregler und eine Leuchtdiode 22 auf
einem gemeinsamen Substrat zu einer Einheit 166 zusammengefasst
sind. Die Einheit 166 umfasst auch einen Mikrocontroller 42,
der mit einem Temperatursensor 78 gekoppelt ist. Der Temperatursensor 78 misst
unmittelbar die auf dem Substrat herrschende Temperatur und damit
die Temperatur der Leuchtdiode 22. Die von dem Mikrocontroller 22 abgegebenen
Signale, die die Stromstärke
des über
die Leuchtdiode 22 fließenden Stroms bestimmen, können dann
in Abhängigkeit
von der Temperatur festgelegt sein. Insbesondere kann während der Fertigung
der Einheit 166 in den Mikrocontroller 42 eine
Kurve eingespeichert werden, die die Abhängigkeit der von der Leuchtdiode 22 abgegebenen Lichtintensivität von der
Temperatur wiederspiegelt. Durch Regelung auf die Temperatur kann
dann unmittelbar die Intensität
von der Leuchtdiode 22 abgegebenen Lichts geregelt werden.
Ein Regelkreis, bei dem die Intensität dann gemessen wird, wie oben
anhand von 3 erläutert, ist dann nicht mehr
erforderlich.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 5 sind die
Einheiten 14 (PFC) und 16 (Spannungswandler) sowie
eine Videoschnittstelle 168 in eine gemeinsame Einheit 80 integriert.
Diese Einheit empfängt
Signale von einer Videoelektronik 24, die über eine Schnittstelle 26 Signale
von außen
empfängt.
-
Der
Aufbau einer Einheit 166 im Fall, dass das Schaltprinzip
eines Linearreglers gemäß 2 verwendet
wird, ist in 6 gezeigt.
-
Neben
den bereits in dem Linearregler 20 auf einem Substrat angeordneten
Einheiten 42, 44, 48, 58, 30 und 32 ist
auch die Leuchtdiode 22 auf dem selben Substrat 82,
wie durch die gestrichelte Kontur angedeutet, angeordnet. Auch hier
ist ein Spannungsabgriff 76 vorgesehen. Der Temperatursensor 78 misst
die Temperatur der Leuchtdiode 22 und ist daher in 6 in
der Nähe
der Leuchtdiode 22 gezeigt. Seine Messsignale führt er dem
Mikrocontroller 42 zu.
-
Das
Vorsehen eines Temperatursensors im Bereich der Leuchtdiode und
die Verwendung von dessen Signalen durch einen Mikrocontroller,
der die Stromstärke
des über
die Leuchtdiode 22 beziehungsweise die von dieser abgegebene
Lichtintensität
bestimmt, wird durch die Integration der Leuchtdiode 22 auf
dem selben Bauteil wie die Linearreglerschaltung erst in tatsächlich umsetzbarer
Weise ermöglicht.
-
Es
wird erstmals ermöglicht,
dass auf die Temperatur geregelt wird. Die Stromstärke, die
mittelbar durch die Signale des Mikrocontrollers 42 eingestellt
wird, ist hierbei als Stellgröße im Rahmen
der Festlegung der Temperatur zu verstehen, denn die Ohmsche Wärme beeinflusst
unmittelbar wieder die Temperatur.
-
Das
Substrat 74, 82, auf dem die Leuchtdioden 22 und
zumindest Teile der Schaltung des Linearreglers angeordnet sind,
besteht bevorzugt aus Metall, während
alle übrigen
Bauteile auf einem Halbleiterchip bereitgestellt werden, der auf
dem Metallkörper
festgelötet
wird.