DE10103702A1 - Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED) - Google Patents
Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED)Info
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Abstract
Die Elektronik (1) gemäß Figur 1 hat einen oder mehrere Anschlüsse (3), an denen eine oder mehrere Signallichtquellen (2) zur Lichterzeugung (9) auf dem Signalweg (6, 7) und zur Messung der einfallenden Helligkeit (9) auf dem umgekehrten Signalweg (8, 6) angeschlossen sind. Die Elektronik (1) verfügt in einer Ausführungsform ferner über einen Versorgungsanschluss (4) und in weiteren Ausführungsformen über weitere Signalanschlüsse (11, 12). Durch einen Regelalgorithmus (19, 5) - realisiert in Hardware oder Software - wird auf demselben Strahlengang (7, 8) auf dem die Leuchtmittel (2) Licht abstrahlen die einfallende Helligkeit (9) gerichtet gemessen. DOLLAR A Die Erfindung eignet sich zur mobilen Anwendung in Fahrzeugen aller Art oder zur automatischen Helligkeitsregelung von Signalanlagen (bspw. Ampeln) indem je nach Umfeldgegebenheit die Helligkeit automatisch angepasst wird. Für die Anwendung in Fahrzeugen kann damit bspw. eine automatische Abschaltung der Nebelschlussleuchten erfolgen. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform können damit auch Fahrzeugspiegel automatisch im Reflektionsgrad verändert werden, um eine gefährliche Blendung durch nachfolgende Fahrzeuge zu vermeiden. Durch die erfindungsgemäße Messung auf demselben Strahlengang können die Helligkeitswerte von Signallichtfunktionen wie bspw. Bremslicht, Schlusslicht oder Blinklicht den Tag-/Nachtgegebenheiten automatisch angepasst werden. Als weitere erfindungsgemäße Anwendung ist eine aktive Parklichtschaltung ...
Description
Es ist bekannt und entspricht dem Stand der Technik,
dass in Fahrzeugen zusätzliche aber in ihrer Integration und Verwendung isolierte Sensoren und Steuergeräte im Einsatz sind, um damit den rückseitigen Fremdlichteinfall zu messen und Fahrzeugspiegel abzudunkeln zwecks Vermeidung einer gefährlichen Blendung. Dabei wird gemäß dem Stand der Technik durch den Fahrgastraum hindurch gemessen, was je nach Belegung des Fahrzeuges die Funktion der heutigen Systeme nachhaltig beeinträchtigt;
dass manuelle Stellhebel und Schalter benötigt werden, um bspw. das gesetzlich vorgeschriebene Parklicht oder eine Nebelschlussleuchte zu schalten. Immer wiederkehrend ist dabei zu beobachten, dass in unzulässiger Weise entweder die Parklichter bei abgestellten Fahrzeugen nicht eingeschaltet werden oder dass vergessen wird, bei besserer Sichtweite und bei höherer Geschwindigkeit die Nebelschlussleuchte abzuschalten, was in beiden Fällen zu einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer führt.
dass in Fahrzeugen zusätzliche aber in ihrer Integration und Verwendung isolierte Sensoren und Steuergeräte im Einsatz sind, um damit den rückseitigen Fremdlichteinfall zu messen und Fahrzeugspiegel abzudunkeln zwecks Vermeidung einer gefährlichen Blendung. Dabei wird gemäß dem Stand der Technik durch den Fahrgastraum hindurch gemessen, was je nach Belegung des Fahrzeuges die Funktion der heutigen Systeme nachhaltig beeinträchtigt;
dass manuelle Stellhebel und Schalter benötigt werden, um bspw. das gesetzlich vorgeschriebene Parklicht oder eine Nebelschlussleuchte zu schalten. Immer wiederkehrend ist dabei zu beobachten, dass in unzulässiger Weise entweder die Parklichter bei abgestellten Fahrzeugen nicht eingeschaltet werden oder dass vergessen wird, bei besserer Sichtweite und bei höherer Geschwindigkeit die Nebelschlussleuchte abzuschalten, was in beiden Fällen zu einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer führt.
Ferner ist bekannt,
dass über das breite Spektrum der Umgebungshelligkeit eines Tages (24 h, Tag und Nacht) sowohl bei Fahrzeugen als auch bei Signalanlagen (Ampeln und Verkehrszeichen) deren Lichtquellen mit ein und derselben Helligkeitsstufe betrieben werden. Es entspricht ebenfalls der täglichen Erfahrung und ist durch zahlreiche Rechtsstreitigkeiten belegt, dass insbesondere am Tage oder bei schlechter Witterung diese Signale übersehen oder nicht bzw. unzureichend wahrgenommen werden können. Die Folge davon sind Unfälle und Gefährdung von Personen und Sachen;
dass sowohl an Fahrzeugen aller Art als auch an Gebäuden und zahlreichen anderen Stellen passiv wirkende Reflektoren (Reflexreflektoren, auch bekannt als sog. "Katzenaugen") z. T. vorgeschrieben und angebracht sind, aber dass diese schon bei geringer äußerer Verschmutzung in ihrer optischen Wirkung deutlich herabgesetzt bis funktionsuntüchtig sind.
dass über das breite Spektrum der Umgebungshelligkeit eines Tages (24 h, Tag und Nacht) sowohl bei Fahrzeugen als auch bei Signalanlagen (Ampeln und Verkehrszeichen) deren Lichtquellen mit ein und derselben Helligkeitsstufe betrieben werden. Es entspricht ebenfalls der täglichen Erfahrung und ist durch zahlreiche Rechtsstreitigkeiten belegt, dass insbesondere am Tage oder bei schlechter Witterung diese Signale übersehen oder nicht bzw. unzureichend wahrgenommen werden können. Die Folge davon sind Unfälle und Gefährdung von Personen und Sachen;
dass sowohl an Fahrzeugen aller Art als auch an Gebäuden und zahlreichen anderen Stellen passiv wirkende Reflektoren (Reflexreflektoren, auch bekannt als sog. "Katzenaugen") z. T. vorgeschrieben und angebracht sind, aber dass diese schon bei geringer äußerer Verschmutzung in ihrer optischen Wirkung deutlich herabgesetzt bis funktionsuntüchtig sind.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung und in einem Blockdiagramm die erfindungsgemäße
Schaltungseinrichtung,
Fig. 2 in schematischer Darstellung und in einer weiteren Detaillierungsstufe einen Teil der
Regelschaltung zum Betrieb der Leuchtmittel als Lichtquelle und als Sensor,
Fig. 3 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Der Erfindung liegen folgende Aufgabenstellungen zugrunde:
den rückseitigen Fremdlichteinfall bei Fahrzeugen zu erfassen in der selben Richtung, in der die Signallichter eines Fahrzeuges Licht abgeben, um damit bspw. die Helligkeit dieser Signallichtquellen entsprechend der Umgebungsbedingungen in exakt der gleichen Richtung, in der die Signalausstrahlung geschieht, in ihrer Intensität oder Fläche zu verändern und damit für den nachfolgenden Verkehr eine optimale Signalwirkung sicherzustellen,
die Bereitstellung eines rückwärtsgerichteten Helligkeitssensors bzw. eines Signals um damit ggü. dem Stand der Technik weitere z. T. automatisierte Schalt- bzw. Beleuchtungsfunktionen auszulösen. Bspw. kann so bei der Abdunkelung von Fahrzeugspiegeln eine Entkoppelung stattfinden, indem mit einer bestehenden Signalleuchte, vorzugsweise einer hochgesetzten Bremsleuchte außerhalb des Fahrgastraums gemessen wird. Damit lässt sich zusätzlich das derzeit dafür noch erforderliche Steuergerät vollständig bzw. teilweise ersetzen, was einerseits eine deutliche Herabsetzung der Herstellkosten bedeutet und andererseits unnötigen Ressourcenverbrauch minimiert,
die Bereitstellung neuer Sicherheitsfunktionen in Form von aktiven Elementen, die selbständig und automatisch Licht abgeben (aktive Reflexreflektoren), wenn Fremdlicht auftrifft oder Dunkelheit eintritt (selbsttätige automatische Parklichtschaltung). Dies bedeutet einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn ggü. passiven Reflexreflektoren (Katzenaugen), die bereits bei geringer Verschmutzung in ihrer bestimmungsgemäßen Funktion deutlich beeinträchtigt sind. Diese können mithilfe der vorliegenden Erfindung sinnvoll ergänzt werden. Anwendungen hierfür finden sich in Fahrzeugen aller Art sowie bei Signaleinrichtungen (Ampelanlagen und Verkehrszeichenbeleuchtung), an Begrenzungseinrichtungen für Gebäude, Parkierungsflächen, Kleidung, Taschen, Schutzhelme, Abschrankungen, Schutzeinrichtungen aller Art, u. v. a. m.
den rückseitigen Fremdlichteinfall bei Fahrzeugen zu erfassen in der selben Richtung, in der die Signallichter eines Fahrzeuges Licht abgeben, um damit bspw. die Helligkeit dieser Signallichtquellen entsprechend der Umgebungsbedingungen in exakt der gleichen Richtung, in der die Signalausstrahlung geschieht, in ihrer Intensität oder Fläche zu verändern und damit für den nachfolgenden Verkehr eine optimale Signalwirkung sicherzustellen,
die Bereitstellung eines rückwärtsgerichteten Helligkeitssensors bzw. eines Signals um damit ggü. dem Stand der Technik weitere z. T. automatisierte Schalt- bzw. Beleuchtungsfunktionen auszulösen. Bspw. kann so bei der Abdunkelung von Fahrzeugspiegeln eine Entkoppelung stattfinden, indem mit einer bestehenden Signalleuchte, vorzugsweise einer hochgesetzten Bremsleuchte außerhalb des Fahrgastraums gemessen wird. Damit lässt sich zusätzlich das derzeit dafür noch erforderliche Steuergerät vollständig bzw. teilweise ersetzen, was einerseits eine deutliche Herabsetzung der Herstellkosten bedeutet und andererseits unnötigen Ressourcenverbrauch minimiert,
die Bereitstellung neuer Sicherheitsfunktionen in Form von aktiven Elementen, die selbständig und automatisch Licht abgeben (aktive Reflexreflektoren), wenn Fremdlicht auftrifft oder Dunkelheit eintritt (selbsttätige automatische Parklichtschaltung). Dies bedeutet einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn ggü. passiven Reflexreflektoren (Katzenaugen), die bereits bei geringer Verschmutzung in ihrer bestimmungsgemäßen Funktion deutlich beeinträchtigt sind. Diese können mithilfe der vorliegenden Erfindung sinnvoll ergänzt werden. Anwendungen hierfür finden sich in Fahrzeugen aller Art sowie bei Signaleinrichtungen (Ampelanlagen und Verkehrszeichenbeleuchtung), an Begrenzungseinrichtungen für Gebäude, Parkierungsflächen, Kleidung, Taschen, Schutzhelme, Abschrankungen, Schutzeinrichtungen aller Art, u. v. a. m.
Die Erfindung wurde bereits in mehreren Ausführungen in Form von Funktionsmustern
aufgebaut und getestet. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird über einen
Schaltkreis (19) und einen Regelalgorithmus (5) ein Steuerschalter (25) nach einem festgelegten
Muster über die Leitung (14) betätigt. Das Ausgangssignal (22) des Steuerschalters (25) wird
über einen Messkreis (23) an die Lichtquelle (2) durchgereicht. Im eingeschalteten Zustand des
Steuerschalters (25) wird dadurch die Lichtquelle (2) zum Leuchten veranlasst, was über die
Optik (6), die auch integraler Bestandteil der Lichtquelle (2) sein kann, auf dem Strahlengang (7)
als Helligkeit (9) wahrgenommen wird. Im ausgeschalteten Zustand des Steuerschalters (25) wird
die vorhandene Helligkeit (9) über den Strahlengang (8), der in entgegengesetzten optischen
Richtung des Strahlengangs (7) liegt und sowohl durch die Optik (6) als auch in der Anordnung
durch die Lichtquelle (2) festgelegt ist, über den Messkreis (23) gemessen und über die Leitung
(10) an den Schaltkreis (19) zurückgemeldet. Durch einen Algorithmus (5) - realisiert in Hardware
oder Software - werden durch Auswertung der rückgemeldeten Informationen aus dem Messkreis
(23) sowie in einer weiteren Ausführung durch optionale Verarbeitung der Zustandsinformation
(11) entweder das Helligkeitssignal (12) extern bereit gestellt oder aber der Schaltzustand des
Steuerschalters (25) nach einem festgelegten Algorithmus (5) über die Leitung (14) verändert.
Dies hat zur Folge, dass das Leuchtmittel (2) Signalzustandsänderungen und/oder
Signalstärkeänderungen erfährt (bspw. Frequenzen und/oder Pegel). Diese Änderungen werden
dann auf dem beschriebenen Wege über das optische System (6) auf dem Strahlweg (7)
übertragen und als Helligkeit bzw. Zustand (9) wahrgenommen. Die Art und Weise der
Signalanzeige, die über den Schaltkreis (19) und den Algorithmus (5) festgelegt ist hat keinen
Einfluss auf die Messung über den Messkreis (23).
In dem entwickelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Steuerschalter (25) mit einer
Schalteinrichtung (16) und einem dazu in Reihe liegenden Widerstand (15) gekoppelt. Als
Steuersignal für die Schalteinrichtung (16) wird das Signal (14) verwendet. Der Widerstand (15)
dient dabei als Vorwiderstand für das Leuchtmittel (2). In einer weiteren Ausführungsform gemäß
Fig. 3 kann anstelle der Schalteinrichtung (16) und dem Widerstand (15) eine Stromquelle (26)
bspw. in der Ausführungsform einer einfachen Transistorschaltung verwendet werden. In diesem
Fall wird durch eine entsprechende Ansteuerung im Schaltkreis (19, 5) der Steuerschalter (25)
teildurchlässig geschaltet für den Betriebsfall "Lichterzeugung" und undurchlässig (bspw.
hochohmig) für den Betriebsfall "Lichtmessung". In einer weiteren nicht näher dargestellten
Ausführungsform kann auf den Steuerschalter (25) ganz verzichtet werden, indem das
Ansteuersignal (14) direkt auf den Widerstand (15) zum Messkreis (23) geführt wird. In diesem
Fall wird die Funktion der Schalteinrichtung (16) durch vom Schaltkreis (19, 5) übernommen.
Der Messkreis (23) verfügt gemäß Fig. 2 über einen Komparator (17), der im Betriebsfall
"Lichtmessung" der Helligkeit (9) den Signalpegel des Leuchtmittels (2) mit einer über eine
vorgegebene Referenz (18) vergleicht. Der hochohmige Widerstand (24) sorgt in diesem Zustand
für die Ableitung statische Ladungen am Komparator (17). In einer weiteren Ausführungsform
gemäß Fig. 3 kann auf die Signalvorverarbeitung durch den Messkreis (25) ganz verzichtet
werden, indem die Leitungen (3, 10, 22) direkt miteinander verbunden werden. Die
Signalauswertung geschieht dann ausschließlich im Schaltkreis (19, 5).
Claims (13)
1. Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise
Leuchtdioden (LED) als Aktuator und als Sensor in Signalanlagen oder in Signalleuchten von
Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen oder Ampelanlagen, mit wenigstens einer Lichtquelle
(2), die über wenigstens eine Leitung (3) an die Elektronik (1) angeschlossen ist, dadurch
gekennzeichnet, dass mit wenigstens ein- und demselben Leuchtmittel (2), vorzugsweise
Leuchtdioden (LED), auf gleichem Signalweg (6, 7) sowohl Licht (9) erzeugt wird als auch auf
umgekehrten Signalweg (8, 6) Helligkeit (9) gemessen wird.
2. Elektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von ein- und demselben
Leuchtmittel auch gleiche Bauelemente verwendet werden.
3. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine
Lichtquelle (2) bspw. in Reihenschaltung oder Matrixschaltung oder kombinierte Schaltungen der
Halbleiter-Lichtquellen von der Elektronik (1) verarbeitet werden.
4. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Tastverhältnis von Anzeigezustand (Lichtquelle) und Messzustand (Sensor) beliebig einstellbar
(skalierbar) ist.
5. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weitere externe
Zustandsinformationen (11) verarbeitet werden.
6. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System als
geschlossener Regelkreis autark arbeitet und selbsttätig die Lichtquelle (2) regelt oder
Zustandsinformationen über die Leitungen (11, 12) verarbeitet oder bereitstellt.
7. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstellbare
Einschalt- und oder eine ggf. getrennt einstellbare Ausschaltverzögerung des Anzeigesignals
möglich ist.
8. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel
(2) durch Auswertung des Messsignals (10) und durch Auswertung anderer Sensoren in ihrer
Helligkeit und oder Anzahl beliebig verändert, ein- oder ausgeschaltet werden können.
9. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Steuerschalter (25) als geregelte Stromquelle (26) realisiert ist oder dass sowohl Schalt- als auch
Stromregelfunktion integriert sind.
10. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Signalvorverarbeitung in Form des Messkreises (23) entfällt und in den Schaltkreis (19, 5)
integriert ist.
11. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die
Temperatur der Lichtquellen (2), die an die Elektronik (1) angeschlossen sind, gemessen werden
kann und dadurch das Leuchtmittel (2) durch Stromregelung vor Zerstörung geschützt werden
kann.
12. Elektronik nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des
Leuchtmittels (2) auch durch Auswertung der dynamischen Betriebseigenschaften (Veränderung
der Temperaturkennlinie/Vorwärtsspannung) erfolgen kann.
13. Elektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine
eigenen Spannungsversorgung (4) verwendet wird als auch eine Spannungsversorgung über ein
externes Betriebssignal (11) möglich ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10103702A DE10103702A1 (de) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10103702A DE10103702A1 (de) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10103702A1 true DE10103702A1 (de) | 2002-08-01 |
Family
ID=7671955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10103702A Withdrawn DE10103702A1 (de) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Elektronik zur dualen Ansteuerung und Auswertung von Lichtquellen, vorzugsweise Leuchtdioden (LED) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10103702A1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2001
- 2001-01-26 DE DE10103702A patent/DE10103702A1/de not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
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