EP2036402B1

EP2036402B1 - Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung von leuchtdioden einer beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: EP2036402B1
Application number: EP07764741A
Authority: EP
Inventors: Michael Haubmann
Original assignee: Arnold and Richter KG; Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Arnold and Richter KG; Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2027-06-20
Also published as: DE502007004271D1; EP2036402A1; WO2007147573A1; ATE472926T1; DE102006029438A1; DE102006029438B4; US8115418B2; US20100176734A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung für Film-, Video- und Fotoaufnahmen mit einer Pulsweitenmodulation des Leuchtdiodenstroms sowie eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung für Film-, Video- und Fotoaufnahmen, mit einem elektronischen Schalter zur Pulsweitenmodulation des durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstroms.
Es sind Beleuchtungsscheinwerfer mit Licht emittierenden Dioden (LEDs) bzw. Leuchtdioden als Lichtquellen in Scheinwerfer in Film-, Video- und Fotoaufnahmen bekannt, deren wesentliche Vorteile in der hohen Lebensdauer, einer gegenüber anderen Lichtquellen wie beispielsweise Glühlampen oder HMI-Lampen wesentlich geringeren Wärmeentwicklung, einem geringeren Gewicht und einer kompakten Bauform bei großer abgegebener Lichtstärke bestehen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Leuchtdioden als Lichtquellen in Beleuchtungsscheinwerfern besteht darin, dass durch die Verwendung von Leuchtdioden unterschiedlicher Farben die Farbwiedergabe und/oder die Farbtemperatur eingestellt werden kann. Dieser Vorteil ist insbesondere bei Film- und Fotoaufnahmen mit lichtempfindlichen Filmmaterial von Bedeutung, da typische Filmmaterialen für Filmaufnahmen wie "Cinema Color Negativ Film" für Tageslicht mit einer Farbtemperatur von 5600 K oder für Glühlampenlicht mit einer Farbtemperatur von 3200 K optimiert sind und mit diesen Lichtquellen zur Beleuchtung eines Sets hervorragende Farbwiedergabeeigenschaften erreichen.
Aus der DE 102 33 050 A1 ist eine Lichtquelle auf LED-Basis für die Erzeugung von weißem Licht bekannt, die von dem Prinzip der Dreifarbenmischung Gebrauch macht. Zur Erzeugung des weißen Lichts wird eine Mischung der drei Grundfarben Rot-Grün-Blau (RGB) durchgeführt, wobei in einem Gehäuse zumindest eine blaues Licht emittierende LED, die als Transmissions-LED bezeichnet wird und direkt verwendetes Licht primär im Wellenlängenbereich von 470 bis 490 nm emittiert, sowie eine andere, mit Konversion arbeitende und dementsprechend als Konversions-LED bezeichnete LED kombiniert werden, die Licht primär im Wellenlängenbereich von höchstens 465 nm emittiert.
Ein Nachteil bei der Einstellbarkeit der Farbwiedergabe und/oder Farbtemperatur durch die Verwendung von verschiedenfarbigen Leuchtdioden in Beleuchtungsscheinwerfern für Film-, Video- und Fotoaufnahmen besteht aber darin, dass die Emissionswellenlängen der Leuchtdioden und damit die Farbwiedergabe und Farbtemperatur stark von der Temperatur abhängen, die im wesentlichen von der Umgebungstemperatur und dem durch die Leuchtdioden fließenden Strom abhängt. Eine Möglichkeit, die Farbwiedergabe und Farbtemperatur konstant zu halten, besteht darin, eine Farbkorrektur stromabhängig zu regeln. Eine solche Regelung ist jedoch nur mit hohem Aufwand zu realisieren, da sie mit einer zusätzlichen, temperaturabhängigen Kompensation verbunden werden müsste.
Um die Emissionswellenlänge von Leuchtdioden unabhängig von dem durch die Leuchtdioden fließenden Strom zu machen, wird die Helligkeit des von den Leuchtdioden abgegebenen Lichts über eine Pulsweitenmodulation gesteuert und der durch die Leuchtdioden fließende Strom konstant gehalten.
Aus der DE 102 27 487 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden bekannt, zu deren Ansteuerung ein Mikroprozessor als Pulsweitenmodulator vorgesehen ist, der einen gepulsten Betrieb der in Reihe geschalteten Leuchtdioden ermöglicht, so dass die Leuchtdioden innerhalb einer sehr kurzen Zeit mit einem Vielfachen des sonst erlaubten Stromes betrieben werden können und dadurch sowohl die Leuchtstärke als auch die Lebensdauer der Leuchtdioden erhöht werden. Der Ausgang des Mikroprozessors ist mit einem Leistungstreiber verbunden, der die Ausgangssignale des Mikroprozessor verstärkt und die benötigte elektrische Leistung an die in Reihe geschalteten Leuchtdioden abgibt. Eingangsseitig ist der Mikroprozessor mit einem Analog/Digital-Wandler verbunden, der über eine Anschlussleitung an einen Elektrodenanschluss der Leuchtdioden angeschlossen ist und eine über den Leuchtdioden abfallende, zur Umgebungshelligkeit proportionale Spannung erfasst, die in ein digitales Signal umgewandelt und vom Mikroprozessor ausgewertet wird. Die Frequenz des vom Mikroprozessor abgegebenen, pulsweitenmodulierten Stromes liegt dabei im Bereich von 25 Hz, damit das Pulsen der Leuchtdioden für das menschliche Auge als solches nicht mehr wahrnehmbar ist und als kontinuierliche Helligkeit erkannt wird.
Eine Pulsweitenmodulation mit einer derart geringen Frequenz, die in anderen Anwendungsfällen auch bis zu 100 Hz oder einigen kHz gesteigert wird, ist jedoch insbesondere für Film- und Videoaufnahmen unzureichend, da Laufbild- oder Videokameras auch mit relativ kurzen Belichtungszeiten für jedes zu belichtende Bild von beispielsweise 1/48 Sekunde bei einer Filmtransportgeschwindigkeit von 24 Bildern pro Sekunde, die sich bei höheren Filmtransportgeschwindigkeiten und geringen Sektorwinkeln einer rotierenden, sektorvariablen Spiegelblende einer Laufbildkamera bis auf wenige 1/10000 Sekunden reduzieren. Dadurch kommt es bei einer niederfrequenten Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung von Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung zu starken Belichtungsschwankungen bei der Belichtung der einzelnen Film- oder Videobilder, die für qualitativ gute Film- und Videoaufnahmen, aber auch für Fotoaufnahmen mit sehr kurzen Belichtungszeiten, nicht akzeptabel sind.
Aus der EP 1 638 205 A1 ist eine LED-Treiberschaltung mit Konstantstromregelung und Pulsweitenmodulation bekannt, die eine Konstantspannungsquelle mit AusgangsSpannungsregler, der die Ausgangsspannung abhängig von einem externen Signal einstellt, einen mit der Kathodenseite der LEDs verbundenen Schaltkreis, dessen Ein- und Ausschaltzeiten pulsweitenmoduliert gesteuert werden, eine Stromerfassungseinheit, die den in der Schaltung fließenden Strom erfasst und eine Sample-and-Hold-Schaltung enthält, die den Eingangswert der Stromerfassungseinheit über eine konstante Periode hält und als Eingangssignal an den Ausgangsspannungsregler abgibt.
Der Einsatz einer Sample-and-Hold-Schaltung oder einer vergleichbaren Schaltungsanordnung wie einer Peak-Hold-Schaltung ist jedoch bei hohen Frequenzen der Pulsweitenmodulation wegen der kleinen Pulsbreiten des pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstromes und wegen der stets vorhandenen Induktivitäten der Schaltung und des daraus resultierenden, nicht exakt rechteckigen Leuchtdiodenstromes nicht ausreichend repräsentativ für den durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden fließenden, pulsweitenmodulierten Strom, da ein Stromwert der Stromerfassungseinheit zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. bezüglich seines Maximums erfasst wird. Um die gewünschte Farbe bzw. Farbtemperatur der Beleuchtungseinrichtung auch bei Änderungen der Umgebungstemperatur oder Temperatur der Beleuchtungseinrichtung einzuhalten und damit Farbschwankungen bei Filmaufnahmen zu vermeiden, ist eine möglichst exakte Stromregelung und damit exakte Erfassung des pulsweitenmodulierten Stromes erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung von in Reihe geschalteten Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine vorgegebene Farbe bzw. Farbtemperatur auch bei starken Temperaturschwankungen einhält, eine Pulsweitenmodulation mit in weiten Grenzen bis in den Megahertzbereich freiwählbarer Frequenz und zuverlässiger Regelung auch kleinster Pulsbreiten unter Verwendung kostengünstiger Standardbausteine ermöglicht und einen hohen Wirkungsgrad bei der Ansteuerung der Leuchtdioden gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine aus in Reihe geschalteten Leuchtdioden zusammengesetzte Beleuchtungsvorrichtung pulsweitenmoduliert mit in weiten Grenzen bis in den Megahertzbereich frei wählbarer Frequenz und zuverlässiger Regelung auch kleinster Pulsbreiten unter Verwendung von kostengünstigen Standardbausteinen zu betreiben und gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad bei der Ansteuerung der Leuchtdioden der Beleuchtungsvorrichtung sowie die exakte Einhaltung einer eingestellten bzw. vorgegebenen Farbe bzw. Farbtemperatur der Leuchtdioden auch bei starken Temperaturschwankungen.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Helligkeit, das heißt die von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Lichtstärke, mittels Pulsweitenmodulation gesteuert und gleichzeitig die Farbwiedergabe und Farbtemperatur bei konstant gehaltenem Leuchtdiodenstrom fest eingestellt und Belichtungsschwankungen auch bei hohen Aufnahmefrequenzen einer Laufbild- oder Videokamera bzw. sehr kurzen Belichtungszeiten bei einer Stehbildkamera ausgeschlossen werden.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, durch die Anwendung einer Pulsweitenmodulation bei der Ansteuerung der Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung die in den Leuchtdioden erzeugte Verlustwärme gering und damit den Wirkungsgrad hoch zu halten und gleichzeitig die Frequenz der Pulsweitenmodulation unabhängig von dem durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstrom bzw. den Leuchtdiodenstrom für eine gewünschte Farbwiedergabe und Farbtemperatur unabhängig von einer in weiten Grenzen frei wählbaren Frequenz der Pulsweitenmodulation einstellen zu können. Durch die Erfassung der Stromzeitfläche anstelle des zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstroms bzw. dessen Maximalwertes geht auch der Stromanstieg insbesondere bei hohen Schaltfrequenzen bzw. sehr kurzen Impulsen in den erfassten Stromistwert ein und ermöglicht eine sehr exakte Stromregelung und damit Einhaltung einer gewünschten Farbwiedergabe und Farbtemperatur unabhängig von Temperaturschwankungen und einer in weiten Grenzen frei wählbaren Frequenz der Pulsweitenmodulation.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom von einem Stromsensor erfasst, der erfasste Strommesswert verstärkt und ein stromproportionales Stromsensorsignal aus dem verstärkten Strommesswert gebildet wird, das digitalisiert und als digitalisierter Wert des Stromsensorsignals an den Mikroprozessor abgegeben wird, der den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = ADval * GN * 100 % / PWM$
berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals, GN die Verstärkung des Strommesswertes und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Durch die Einstellung der an die Leuchtdioden angelegten Leuchtdiodenspannung in Abhängigkeit von dem im Einschaltzeitpunkt erfassten, durch die Leuchtdioden fließenden, pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom kann die Frequenz des pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstroms beliebig und in weiten Grenzen eingestellt werden, ohne dass dies Rückwirkungen auf den durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstroms und damit auf die Farbwiedergabe und Farbtemperatur der Beleuchtungsvorrichtung hat. Die digitalisierte Regelung unter Einbeziehung eines Mikroprozessor ermöglicht dabei Schaltfrequenzen bei der Pulsweitenmodulation der Leuchtdioden bis in den Megahertzbereich, so dass Belichtungsschwankungen auch bei extrem kurzen Belichtungszeiten für einzelne Film- oder Videobilder, das heißt auch bei sehr großen Film- oder Videotransportgeschwindigkeiten, auszuschließen sind.
Vorzugsweise wird der erfasste pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom fortlaufend digitalisiert und numerisch integriert an den Mikroprozessor abgegeben.
Ein fortlaufendes Digitalisieren des durch die Leuchtdioden fließende Stromes wie es beispielsweise bei einem Digital-Speicheroszilloskop erfolgt, und eine numerische Integration bedingen zwar einen größeren Aufwand, ermöglichen aber eine extrem genaue Regelung des durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstroms und damit eine konstante Farbwiedergabe und Farbtemperatur auch bei höchsten Frequenzen der Pulsweitenmodulation.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Leuchtdiodenstrom mittels eines in Reihe zu den Leuchtdioden geschalteten und vom Mikroprozessor angesteuerten elektronischen Schalters pulsweitenmoduliert und der pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom mit einem in Reihe zum elektronischen Schalter angeordneten Strommesswiderstand erfasst, der erfasste Strommesswert verstärkt und ein stromproportionales Stromsensorsignal aus dem verstärkten Strommesswert gebildet, das digitalisiert und als digitalisierter Wert des Stromsensorsignals an den Mikroprozessor abgegeben wird, der den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = (ADval - GC) * GN * 100 % / PWM$
berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals, GN die Verstärkung des erfassten Strommesswertes, PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% und GC eine Konstante des elektronischen Schalters ist, die einen über den Strommesswiderstand fließenden Steuer- oder Ladestrom des elektronischen Schalters berücksichtigt.
In dieser Ausführungsform ermöglicht ein beispielsweise als N-Kanal-MOSFET ausgebildeter elektronischer Schalter höchste Schaltfrequenzen und in Verbindung mit einem Strommesswiderstand als Stromsensor eine Messung des Leuchtdiodenstromes mit einfachen Mitteln unter Verwendung von Standardbausteinen, wobei die Berechnung des zum Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstromes bezüglich des über die Gate-Source-Strecke des MOSFETs durch den Strommesswiderstand nach Masse abfließende Ladestrom des MOSFETs kompensiert wird.
Die Erfassung der Stromzeitfläche zur Berücksichtigung des Stromanstiegs insbesondere bei hohen Schaltfrequenzen bzw. sehr kurzen Impulsen zur exakten Stromregelung und damit Einhaltung einer gewünschten Farbwiedergabe und Farbtemperatur unabhängig von Temperaturschwankungen und einer in weiten Grenzen frei wählbaren Frequenz der Pulsweitenmodulation kann alternativ durch Bildung des Stromsensorsignals aus dem Effektivwert des Strommesswertes oder aus einer Tiefpassfilterung des Strommesswertes erfolgen.
In alternativen Ausführungsformen wird die Effektivwertbildung oder Tiefpassfilterung des Strommesswertes nicht vor der Digitalisierung und Abgabe des digitalisierten Stromsensorsignals an den Mikroprozessor durchgeführt, sondern programmgesteuert nach der Digitalisierung vorzugsweise im Mikroprozessor selbst, so dass sie entsprechende Aufbereitung des Strommesswertes und Umwandlung in ein digitalisiertes Stromsensorsignal entfallen und damit der Schaltungsaufbau, d.h. die Hardware der Steuerung der Beleuchtungsvorrichtung vereinfacht und damit verbilligt werden kann.
Auch bei diesen alternativen Ausführungsformen kann durch programmgesteuertes Subtrahieren einer Konstanten vom Effektivwert oder vom Wert des digitalisierten Strommesswertes nach der Tiefpassfilterung des elektronischen Schalters durch den Mikroprozessor ein über den Strommesswiderstand fließender Steuer- oder Ladestrom des elektronischen Schalters berücksichtigt werden.
Eine Vorrichtung zur Ansteuerung von in Reihe geschalteten Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung für Film-, Video- und Fotoaufnahmen, mit einem elektronischen Schalter zur Pulsweitenmodulation des durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstroms, der von einem Stromsensor erfasst und als Strommesswert an eine Signalaufbereitung abgegeben wird, die ein Stromsensorsignal an einen Mikroprozessor abgibt, der ausgangsseitig mit dem elektronischen Schalter und einer steuerbaren Spannungsquelle ur Einstellung der an die in Reihe geschalteten Leuchtdioden der Beleuchtungsvorrichtung angelegten Leuchtdiodenspannung verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitung einen Verstärker, einen Effektivwertwandler und einen Analog/Digital-Wandler enthält, dessen Eingang mit dem Effektivwert des Strommesswertes beaufschlagt ist und von dessen Ausgang der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals an den Eingang des Mikroprozessors abgegeben wird, der den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = ADval * GN * 100 % / PWM$
berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals bzw. des Effektivwertes des verstärkten Strommesswertes, GN die Verstärkung des Strommesswertes und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Eine alternative Vorrichtung zur Ansteuerung von in Reihe geschalteten Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung für Film-, Video- und Fotoaufnahmen, mit einem elektronischen Schalter zur Pulsweitenmodulation des durch die Leuchtdioden fließenden Leuchtdiodenstroms, der von einem Stromsensor erfasst und als Strommesswert an eine Signalaufbereitung abgegeben wird, die ein Stromsensorsignal an einen Mikroprozessor abgibt, der ausgangsseitig mit dem elektronischen Schalter und einer steuerbaren Spannungsquelle ur Einstellung der an die in Reihe geschalteten Leuchtdioden der Beleuchtungsvorrichtung angelegten Leuchtdiodenspannung verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitung einen Verstärker, einen Tiefpassfilter und einen Analog/Digital-Wandler enthält, dessen Eingang mit dem Ausgangssignal des Tiefpassfilters beaufschlagt ist und von dessen Ausgang der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals an den Eingang des Mikroprozessors abgegeben wird, der den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = ADval * GN * 100 % / PWM$
berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals bzw. des verstärkten Strommesswertes nach der Tiefpassfilterung, GN die Verstärkung des Strommesswertes und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Diese alternativen Vorrichtungen ermöglichen eine Pulsweitenmodulation von Leuchtdioden einer Beleuchtungsvorrichtung mit in weiten Grenzen bis in den Megahertzbereich frei wählbarer Frequenz und zuverlässiger Regelung auch kleinster Pulsbreiten unter Verwendung von kostengünstigen Standardbausteinen und gewährleisten einen hohen Wirkungsgrad bei der Ansteuerung der Leuchtdioden der Beleuchtungsvorrichtung, so dass die Helligkeit bzw. die von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Lichtstärke mittels Pulsweitenmodulation gesteuert und gleichzeitig die Farbwiedergabe und Farbtemperatur bei konstant gehaltenem Leuchtdiodenstrom fest eingestellt werden kann und Belichtungsschwankungen auch bei hohen Aufnahmefrequenzen einer Laufbild- oder Videokamera bzw. sehr kurzen Belichtungszeiten bei einer Stehbildkamera ausgeschlossen werden.
Dabei ist eine Serienschaltung der Leuchtdioden mit zumindest teilweise unterschiedlicher Farbwiedergabe und Farbtemperatur einfacher aufgebaut und effizienter als eine Parallelschaltung mehrer Leuchtdioden mit entsprechenden Symmetriewiderständen.
Als Alternative zu einer Signalaufbereitung mit einem Verstärker und einem Effektivwertwandler bzw. einem Tiefpassfilter kann der Mikroprozessor programmgesteuert den Effektivwert des digitalisierten Wertes des Strommesswertes bilden oder eine Tiefpassfilterung des digitalisierten Wertes des Strommesswertes durchführen und den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{RMS} * GN * 100 % / PWM$
bzw. aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{TP} * GN * 100 % / PWM$
berechnen, wobei AD_RMS der Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes, AD_TP der Wert des digitalisierten Strommesswertes nach der Tiefpassfilterung, GN die Verstärkung des Strommesswertes und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Auch in diesen Ausführungsformen kann der Mikroprozessor vom digitalisierten Wert des Stromsensorsignals, vom Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes oder vom Wert des digitalisierten Strommesswertes nach der Tiefpassfilterung eine Konstante subtrahieren, die einen über den Strommesswiderstand fließenden Steuer- oder Ladestrom des elektronischen Schalters berücksichtigt.
Vorzugsweise strahlen die in Reihe geschalteten Leuchtdioden zumindest teilweise Licht unterschiedlicher Farbe und/oder Farbtemperatur ab, so dass das Gesamtlicht aus einer Mischung der verschiedenen Farben bzw. Farbtemperaturen zusammengesetzt und damit bezüglich der gewünschten Farbe oder Farbtemperatur einstellbar ist.
Als Stromsensor zur Ableitung des Strommesswertes wird insbesondere ein standardisierter Strommesswiderstand eingesetzt. In weiterer Alternative kann zur Strommessung ein Stromwandler, beispielsweise ein auf einem Hallelement basierender Stromwandler, eingesetzt werden.
Der elektronische Schalter kann entweder zwischen den Leuchtdioden und dem Stromsensor angeordnet und vorzugsweise als N-Kanal-MOSFET ausgebildet werden oder zwischen dem Gleichspannungswandler und den Leuchtdioden angeordnet und als P-Kanal-MOSFET mit höherem On-Widerstand ausgebildet werden, dessen Ansteuerung jedoch aufwendiger ist als die Ansteuerung eines am Fußpunkt der vorzugsweise in Reihe geschalteten Leuchtdioden angeordneten elektronischen Schalters in Form eines N-Kanal-MOSFETs.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sollen der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung mit mehre- ren in Reihe geschalteten Leuchtdioden und Bildung eines Stromsensorsignals aus einer Effektivwertwandlung des erfassten und verstärkten Strommesswer- tes und
Fig. 2: ein Blockschaltbild zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung mit mehre- ren in Reihe geschalteten Leuchtdioden und Bildung eines Stromsensorsignals aus einer Tiefpassfilterung des erfassten und verstärkten Strommesswertes.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung 10 mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11, bei denen es sich zur Einstellung einer gewünschten Farbwiedergabe und Farbtemperatur um LEDs unterschiedlicher Farbe handeln kann. Die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 der Beleuchtungsvorrichtung 10 werden aus einer steuerbaren Spannungsquelle gespeist, die aus einer Gleichspannungsquelle 1, beispielsweise einer Batterie oder einem Akkumulator, und einem an die Gleichspannungsquelle 1 angeschlossen steuerbaren Gleichspannungswandler 2 besteht. Als Alternative zur Gleichspannungsquelle 1 und zum Gleichspannungswandler 2 kann als steuerbare Spannungsquelle eine Wechselstromquelle mit nachgeschaltetem, steuerbarem Gleichrichter vorgesehen werden.
In Reihe zu den Leuchtdioden 11 der Beleuchtungsvorrichtung 10 ist ein elektronischer Schalter 5 angeordnet, der in dem Ausführungsbeispiel vorzugsweise als N-Kanal-MOSFET ausgebildet ist und einen Drain-, Source- und Gate-Anschluss aufweist, und der den durch die Leuchtdioden 11 fließenden Leuchtdiodenstrom I_PWM zur Veränderung bzw. Konstanthaltung der Leuchtstärke der Leuchtdioden 11 bei sich ändernder Temperatur pulsweitenmoduliert, wobei die Pulsbreite von 0 bis 100% veränderbar ist und die Frequenz der Pulsweitenmodulation in weitesten Grenzen frei gewählt werden kann.
Ein mit dem elektronischen Schalter 5 und Massepotential verbundener Shuntwiderstand 6 zur Messung des durch die Leuchtdioden 11 fließenden, pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstromes I_PWM gibt einen Strommesswert I_M an einen nachgeschalteten Verstärker 7 ab, dessen Ausgang mit einem Effektivwertwandler 8 verbunden ist. Der ein Stromsensorsignal I_S abgebende Ausgang des Effektivwertwandlers 8 ist mit dem Eingang eines Analog/Digital-Wandlers 9 verbunden, der Werte ADval für die digitalisierten Stromsensorsignale I_S an einen Eingang eines Mikroprozessor 3 abgibt.
Die Funktion des Verstärkers 7 und des Effektivwertwandlers 8 kann in einem kombinierten Verstärker und Effektivwertwandler 12 zusammengefasst werden.
Der Mikroprozessor 3 ist über einen ersten Ausgang über einen Digital/Analog-Wandler 4 mit einem Steuereingang des steuerbaren Gleichspannungswandlers 2 und über einen zweiten Ausgang mit einem Steueranschluss des elektronischen Schalters 5, beispielsweise mit dem Gate-Anschluss eines N-Kanal-MOSFETs verbunden.
Im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 10 erfolgt die Stromversorgung der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 aus der Gleichspannungsquelle 1 über den steuerbaren Gleichspannungswandler 2, mit dem die an die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 angelegte Spannung einstellbar ist. Der durch die Leuchtdioden 11 fließende Leuchtdiodenstrom I_PWM wird mittels des elektronischen Schalters 5 pulsweitenmoduliert, wobei die Pulsbreite von 0 bis 100% verändert und die Frequenz der Pulsweitenmodulation in weitesten Grenzen frei gewählt werden kann. Durch die Pulsweitenmodulation der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 kann die Leuchtstärke der Leuchtdioden 11 beliebig variiert und bei minimaler Verlustwärme eine maximale Leuchtstärke und maximale Lebensdauer der Leuchtdioden 11 erzielt werden, wobei ein Vielfaches des sonst erlaubten Leuchtdiodenstromes I_PWM infolge des Puls betriebes zulässig ist. Die bis in den Megahertzbereich mögliche Frequenz der Pulsweitenmodulation kann insbesondere so eingestellt bzw. geregelt werden, dass keine Schwankungen der Lichtintensität auf einem Laufbild- oder Videofilm auch bei sehr kurzen Belichtungszeiten auftreten.
Der durch die Leuchtdioden 11 fließende Leuchtdiodenstrom I_PWM wird an dem Shuntwiderstand 6 erfasst und über den Verstärker 7 dem Effektivwertwandler 8 zugeführt, dessen Ausgang das analoge Stromsensorsignal I_S im Analog/Digital-Wandler 9 digitalisiert an den Eingang des Mikroprozessor 3 gelegt wird.
Der Mikroprozessor 3 errechnet aus dem ihm zugeführten digitalen, verstärkten und integrierten Strommesswert ADval, der Verstärkung GN des erfassten Strommesswertes I_M und der Aussteuerung PWM der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% nach der Beziehung $ADval * GN * 100 % / PWM$
Die Stromzeitfläche des durch die Leuchtdioden 11 in Abhängigkeit von der Schaltfrequenz des elektronischen Schalters 5 durch die Leuchtdioden 11 fließenden Leuchtdiodenstromes I_PWM und stellt über einen in den Mikroprozessor 3 implementierten digitalen Regler und den Digital/Analog-Wandler 4 den steuerbaren Gleichspannungswandler 2 in seiner Ausgangsspannung so ein, dass der für eine bestimmte Farbwiedergabe und Farbtemperatur erforderliche Leuchtdiodenstrom durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 der Beleuchtungsvorrichtung 10 fließt.
Infolge der Einstellbarkeit des durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 fließenden Leuchtdiodenstromes kann die Schaltfrequenz des vom zweiten Ausgang des Mikroprozessor 3 angesteuerten elektronischen Schalters 5 und damit die Frequenz des pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstromes I_PWM in weiten Grenzen frei gewählt werden, wobei Frequenzen bis in den Megahertzbereich schaltungstechnisch problemlos zu realisieren sind.
Wird daher zur Veränderung der Leuchtstärke der Beleuchtungsvorrichtung 10 bzw. zur Änderung der Frequenz des pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstromes I_PWM bei hohen Aufnahmegeschwindigkeiten einer Film- oder Videokamera bzw. kurzen Filmbelichtungszeiten die Schaltfrequenz des elektronischen Schalters 5 verändert, so wird über die Regelung des Leuchtdiodenstromes I_PWM der für eine bestimmte Farbwiedergabe und/oder Farbtemperatur erforderliche Leuchtdiodenstrom I_PWM durch eine entsprechende Veränderung der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 2 nachgeführt.
Die Berechnung des zum Einschaltzeitpunkt durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 fließenden Leuchtdiodenstromes I_PWM mittels des Mikroprozessor 3 kann zur Kompensation des über den Steueranschluss des elektronischen Schalters 5, beispielsweise über die Gate-Source-Strecke eines N-Kanal-MOSFETs, und durch den Shuntwiderstand 6 nach Massepotential abfließenden Ladestroms durch die Beziehung $I_{PWM} = (ADval - GC) * GN * 100 % / PWM$
erweitert werden, wobei ADval der digitalisierte Wert des verstärkten und integrierten Strommesswertes, GN die Verstärkung des erfassten Strommesswertes, PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% und GC eine Konstante des elektronischen Schalters 5 ist, die einen über den Strommesswiderstand 6 fließenden Steuer- oder Ladestrom des elektronischen Schalters 5 berücksichtigt.
Damit kann der tatsächlich durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 fließende pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom I_PWM sehr exakt ermittelt und durch eine entsprechende Ansteuerung des steuerbaren Gleichspannungswandlers 2 die Ausgangsspannung am Ausgang des Gleichspannungswandlers 2 so eingestellt werden, dass ein für eine bestimmte Farbwiedergabe und Farbtemperatur erforderlicher Leuchtdiodenstrom I_PWM eingehalten wird.
Alternativ zu der in der Zeichnung dargestellten Anordnung des elektronischen Schalters 5 am Fußpunkt der in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 der Beleuchtungsvorrichtung 10 kann der elektronische Schalter auch auf der Versorgungsseite, das heißt zwischen dem Ausgang des steuerbaren Gleichspannungswandlers 2 und der Anodenseite der Beleuchtungsvorrichtung 10, angeordnet werden, was jedoch eine aufwändigere Ansteuerung des elektronischen Schalters oder die Verwendung eines P-Kanal-MOSFETs mit einem höheren On-Widerstand erforderlich macht.
Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild zur Ansteuerung einer Beleuchtungsvorrichtung 10 mit mehreren in Reihe geschalteten Leuchtdioden 11 stimmt in seinem schaltungstechnischen Aufbau mit dem der Fig. 1 mit der Maßgabe überein, dass anstelle eines Effektivwertwandlers 8 ein Tiefpassfilter 13 vorgesehen ist, mit dem eine Tiefpassfilterung des verstärkten Strommesswertes I_M durchgeführt wird, so dass insoweit auf die vorstehenden Beschreibung des Aufbaus und der Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 Bezug genommen wird. Auch bei dieser Schaltungsvarianten kann die Funktion des Verstärkers 7 und des Tiefpassfilters 13 in einem kombinierten Verstärker und Tiefpassfilter 14 zusammengefasst werden.
Alternativ zu einer Aufbereitung des Strommesswertes I_M zu einem digitalisierten Stromsensorsignal I_S mittels eines Verstärkers und eines Effektivwertwandlers bzw. eines Tiefpassfilters kann der Mikroprozessor programmgesteuert den Effektivwert des digitalisierten Wertes des Strommesswertes bilden oder eine Tiefpassfilterung des digitalisierten Wertes des Strommesswertes durchführen und den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{RMS} * GN * 100 % / PWM$
bzw. aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{TP} * GN * 100 % / PWM$
berechnen, wobei AD_RMS der Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes, AD_TP der Wert des digitalisierten Strommesswertes nach der Tiefpassfilterung, GN die Verstärkung des Strommesswertes und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Auch in diesen Ausführungsformen kann der Mikroprozessor 3 vom digitalisierten Wert des Stromsensorsignals I_S, vom Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes I_M oder vom Wert des digitalisierten Strommesswertes I_M nach der Tiefpassfilterung eine Konstante GC subtrahieren, die einen über den Strommesswiderstand fließenden Steuer- oder Ladestrom des elektronischen Schalters berücksichtigt.

Bezugszeichenliste

1: Gleichspannungsquelle
2: steuerbarer Gleichspannungswandler
3: Mikroprozessor
4: Digital/Analog-Wandler
5: elektronischer Schalter (N-Kanal-MOSFET, P-Kanal-MOSFET)
6: Stromsensor (Strommesswiderstand,Shuntwiderstand)
7: Verstärker
8: Effektivwertwandler
9: Analog/Digital-Wandler
10: Beleuchtungsvorrichtung
11: Leuchtdioden (LEDs)
12: kombinierter Verstärker und Effektivwertwandler
13: Tiefpassfilter
14: kombinierter Verstärker und Tiefpassfilter
ADval: Wert der digitalisierten Stromsensorsignale I_S
AD_RMS: Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes
AD_TP: Wert des digitalisierten Strommesswertes I_M nach der Tiefpassfilterung
GC: Konstante des elektronischen Schalters
GN: Verstärkung des Strommesswertes
I_M: Strommesswert
I_PWM: pulsweitenmodulierter Leuchtdiodenstrom
I_S: Stromsensorsignal
PWM: Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100%

Claims

Verfahren zur Ansteuerung von in Reihe geschalteten Leuchtdioden (11) einer Beleuchtungsvorrichtung (10) für Film-, Video- und Fotoaufnahmen mit einer steuerbaren Gleichspannungsquelle (1, 2), mit der die an die Leuchtdioden (11) angelegte Spannung eingestellt wird, einem elektronischen Schalter (5), mit dem der durch die Leuchtdioden (11) fließende Leuchtdiodenstrom (I_PWM) mittels Pulsweitenmodulation eingestellt wird, und mit einem Stromsensor (6), der den durch die Leuchtdioden (11) fließenden Leuchtdiodenstrom (I_PWM) erfasst und einen Strommesswert (I_M) abgibt, der verstärkt wird und aus dem ein stromproportionales Stromsensorsignal (I_S) gebildet wird, das digitalisiert und als digitalisierter Wert (ADval) des Stromsensorsignals (I_S) an einen Mikroprozessor (3) abgegeben wird, der den durch die Leuchtdioden (11) in Abhängigkeit von der Schaltfrequenz des elektronischen Schalters (5) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = ADval * GN * 100 % / PWM$

mit ADval dem digitalisierten Wert des Stromsensorsignals (I_S), GN der Verstärkung des Strommesswertes (I_M) und PWM der Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% berechnet und die Ausgangsspannung der steuerbaren Gleichspannungsquelle (1, 2) so einstellt, dass der für eine bestimmte Farbwiedergabe und Farbtemperatur des von den Leuchtdioden (11) abgegebenen Lichts erforderliche pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom (I_PWM) durch die in Reihe geschalteten Leuchtdioden (11) der Beleuchtungsvorrichtung (10) fließt.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtdiodenstrom (I_PWM) mittels des in Reihe zu den Leuchtdioden (11) geschalteten und vom Mikroprozessor (3) angesteuerten elektronischen Schalters (5) pulsweitenmoduliert und der pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom (I_PWM) mit einem in Reihe zum elektronischen Schalter (5) angeordneten Strommesswiderstand (6) erfasst, der erfasste Strommesswert (I_M) verstärkt und ein stromproportionales Stromsensorsignal (I_S) aus dem verstärkten Strommesswert (I_M) gebildet wird, das digitalisiert und als digitalisierter Wert (ADval) des Stromsensorsignals (I_S) an den Mikroprozessor (3) abgegeben wird, der den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden (11) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = (ADval - GC) * GN * 100 % / PWM$

berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals (I_s), GN die Verstärkung des erfassten Strommesswertes (I_M), PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% und GC eine Konstante des elektronischen Schalters (5) ist, die einen über den Strommesswiderstand (6) fließenden Steuer- oder Ladestrom (I_L) des elektronischen Schalters (5) berücksichtigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsensorsignal (I_S) aus dem Effektivwert des Strommesswertes (I_M) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromsensorsignal (I_S) aus der Tiefpassfilterung des Strommesswertes (I_M) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom (I_PWM) von einem Stromsensor (6) erfasst, der erfasste Strommesswert (I_M) verstärkt und digitalisiert an den Mikroprozessor (3) abgegeben wird, der programmgesteuert den Effektivwert (AD_RMS) des digitalisierten Wertes des Strommesswertes (I_M) bildet und den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden (11) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{RMS} * GN * 100 % / PWM$
berechnet, wobei AD_RMS der Effektivwert des digitalisierten Strommesswertes (I_M), GN die Verstärkung des Strommesswertes (I_M) und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pulsweitenmodulierte Leuchtdiodenstrom (I_PWM) von einem Stromsensor (6) erfasst, der erfasste Strommesswert (I_M) verstärkt und digitalisiert an den Mikroprozessor (3) abgegeben wird, der programmgesteuert eine Tiefpassfilterung des digitalisierten Wertes des Strommesswertes (I_M) durchführt und den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden (11) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = {AD}_{TP} * GN * 100 % / PWM$

berechnet, wobei AD_TP der Wert des digitalisierten Strommesswertes (I_M) nach der Tiefpassfilterung, GN die Verstärkung des Strommesswertes (I_M) und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (3) vom Effektivwert (AD_RMS) oder vom Wert (AD_TP) des digitalisierten Strommesswertes (I_M) nach der Tiefpassfilterung des elektronischen Schalters (5) programmgesteuert eine Konstante (GC) subtrahiert, die einen über den als Strommesswiderstand (6) ausgebildeten Stromsensor fließenden Steuer- oder Ladestrom (I_L) des elektronischen Schalters (5) berücksichtigt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Ansteuerung von in Reihe geschalteten Leuchtdioden (11) einer Beleuchtungsvorrichtung (10) für Film-, Video- und Fotoaufnahmen nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- einen in Reihe zu den Leuchtdioden (11) geschalteten elektronischen Schalter (5) zur Pulsweitenmodulation des durch die Leuchtdioden (11) fließenden Leuchtdiodenstroms (I_PWM),

- einen Stromsensor (6) zur Erfassung des Leuchtdiodenstroms (I_PWM) und Abgabe eines Strommesswertes (I_M),

- eine Signalaufbereitung (7, 8, 9, 12, 13) mit einem Verstärker (7) und einem Analog/Digital-Wandler (9), dessen Eingang mit dem Strommesswert (I_M) beaufschlagt ist und von dessen Ausgang der digitalisierte Wert (ADval) eines Stromsensorsignals (I_S) abgegeben wird,

- einen Mikroprozessor (3), der eingangsseitig mit dem Stromsensorsignal (I_S) beaufschlagt ist und ausgangsseitig mit dem elektronischen Schalter (5) und mit einer steuerbaren Spannungsquelle (1, 2) zur Einstellung der an die in Reihe geschalteten Leuchtdioden (11) der Beleuchtungsvorrichtung (10) angelegten Leuchtdiodenspannung verbunden ist und den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden (11) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = ADval * GN * 100 % / PWM$

berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals (I_S) bzw. des Effektivwertes des verstärkten Strommesswertes (I_M), GN die Verstärkung des Strommesswertes (I_M) und PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor aus einem in Reihe zum elektronischen Schalter (5) angeordneten Strommesswiderstand (6) besteht und dass der Mikroprozessor (3) den im Einschaltzeitpunkt durch die Leuchtdioden (11) fließenden pulsweitenmodulierten Leuchtdiodenstrom (I_PWM) aus der Beziehung $I_{PWM} = (ADval - GC) * GN * 100 % / PWM$

berechnet, wobei ADval der digitalisierte Wert des Stromsensorsignals (I_S), GN die Verstärkung des erfassten Strommesswertes (I_M), PWM die Aussteuerung der Pulsweitenmodulation von 0% bis 100% und GC eine Konstante des elektronischen Schalters (5) ist, die einen über den Strommesswiderstand (6) fließenden Steuer- oder Ladestrom (I_L) des elektronischen Schalters (5) berücksichtigt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsensor (6) aus einem Stromwandler, vorzugsweise auf der Basis eines Hallelements, besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitung den Verstärker (7), einen Effektivwertwandler (8) und den Analog/Digital-Wandler (9) enthält, dessen Eingang mit dem Effektivwert des Strommesswertes (I_M) beaufschlagt ist und von dessen Ausgang der digitalisierte Wert (ADval) des Stromsensorsignals (I_S) an den Eingang des Mikroprozessors (3) abgegeben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitung den Verstärker (7), einen Tiefpassfilter (13) und den Analog/Digital-Wandler (9) enthält, dessen Eingang mit dem Ausgangssignal des Tiefpassfilters (13) beaufschlagt ist und von dessen Ausgang der digitalisierte Wert (ADval) des Stromsensorsignals (I_S) an den Eingang des Mikroprozessors (3) abgegeben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (3) programmgesteuert den Effektivwert (AD_RMS) des digitalisierten Wertes des Strommesswertes (I_M) bildet oder programmgesteuert eine Tiefpassfilterung des digitalisierten Wertes des Strommesswertes (I_M) durchführt.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Ausgang des Mikroprozessors (3) über einen Digital/Analog-Wandler (4) mit einem Steueranschluss der steuerbaren Spannungsquelle (1, 2) verbunden ist, die eine Ausgangsspannung an die Leuchtdioden (11) anlegt, die von einem vom Mikroprozessor (3) an den Steueranschluss der steuerbaren Spannungsquelle (1, 2) abgegebenen Steuersignal abhängt.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Spannungsquelle (1, 2) aus einer Gleichspannungsquelle (1) und einem an die Gleichspannungsquelle (1) angeschlossenen Gleichspannungswandler (2) besteht.