用于控制和/或调节特别是高分辨率的发光二极管设备的方法与流程

本发明涉及一种用于控制和/或调节发光二极管设备的方法，所述发光二极管设备特别是高分辨率的(英语：high definition)发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源(11)，所述发光二极管设备优选用于车辆、特别优选用于车辆的动态的行驶运行，在所述方法中发光二极管设备的环境和运行条件能够动态地变化。此外，本发明涉及一种对应的用于实施相应的方法的计算机程序产品。本发明还涉及一种对应的用于实施相应的方法的控制装置。除此之外，本发明涉及一种对应的具有相应的控制装置的发光二极管设备。

背景技术：

1、基本上已知用于操控前照灯(所谓的hd ssl前照灯(英语：high definitionsolid state lighting)的led光源的方法。为此使用led光源大多以具有大量led(例如16000至25000个)的led的阵列的形式设置在一个共同的半导体基板上。在此，这些led中的每个可以在其亮度方面个别地操控。由此可以产生高分辨率的光分布(英语：highdefinition)。

2、在已知的方法中大多为所述led阵列固定地预定功率水平连同电流值和电压值，所述功率水平这样设计，使得可以对于所有应用情形产生定义的光分布。不过，所述定义的光分布可能无法优化地匹配于所有的环境和运行条件。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务在于，至少部分地克服前面描述的缺陷中的至少之一。特别是，本发明的任务在于，提供一种改善的用于控制和/或调节发光二极管设备的方法，所述发光二极管设备特别是高分辨率的(英语：high definition)发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源(简称led)，所述发光二极管设备优选用于车辆、特别优选用于车辆的动态的行驶运行。本发明的任务优选在于，提供一种改善的用于控制和/或调节发光二极管设备的方法，所述发光二极管设备特别是高分辨率的发光二极管设备，所述方法能实现动态地调整优化的光分布，所述光分布灵活地、特别是在车辆的动态的行驶运行中适配于发光二极管设备的变化的环境和运行条件。此外，本发明的任务在于提供一种改善的用于控制和/或调节发光二极管设备的方法，所述发光二极管设备特别是高分辨率的发光二极管设备，所述方法能实现高效地运行发光二极管设备，所述方法降低在运行发光二极管设备中的热功率损耗，所述方法减弱发光二极管光源的退化，所述方法改善在运行发光二极管设备中的光效率，所述方法提升客户舒适性并且所述方法提高在运行发光二极管设备中、特别是在车辆的动态的行驶运行中的安全性。本发明的任务还在于提供一种对应的用于实施相应的方法的计算机程序产品。另外，本发明的任务在于，提供一种对应的用于实施相应的方法的控制装置。除此之外，本发明的任务在于，提供一种对应的具有相应的控制装置的发光二极管设备。

2、前述的任务通过一种具有独立方法权利要求的特征的、用于控制和/或调节发光二极管设备的方法解决，所述发光二极管设备特别是高分辨率的(英语：high definition)发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源(简称led)，所述发光二极管设备优选用于车辆、特别优选用于车辆的动态的行驶运行。此外，前述的任务通过一种具有独立产品权利要求的特征的、对应的用于实施相应的方法的计算机程序产品解决。此外，前述的任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的、对应的用于实施相应的方法的控制装置解决。此外，前述的任务通过一种具有并列装置权利要求的特征的、对应的具有相应的控制装置的发光二极管设备解决。对于本发明的不同方面公开的特征可以相互组合，而不离开本公开内容的范畴。

3、本发明提供：一种用于控制和/或调节发光二极管设备的方法，所述发光二极管设备特别是高分辨率的(英语：high definition)发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源(简称led)，所述发光二极管光源例如可以以led阵列或led矩阵或类似物的形式设置，例如设置在一个共同的半导体载体上。发光二极管设备例如可以以前照灯(所谓的hd ssl前照灯、英语：high definition solid statelighting)的形式实施。发光二极管设备优选可以用于车辆，特别优选可以用于车辆的动态的行驶运行。

4、所述方法具有以下动作/方法步骤：

5、-检测对于发光二极管设备的当前的环境和运行情况的传感器数据、特别是以车辆的对应的环境和行驶情况的形式，

6、-根据传感器数据提供期望的光分布的数字图像，所述数字图像优选以视频数据的形式，

7、-根据发光二极管设备的至少一个运行参数评价所述数字图像，以用于控制和/或调节发光二极管光源，特别是为了期望的光分布应调整所述运行参数，

8、-根据所述评价来控制和/或调节发光二极管光源，以用于产生期望的光分布，

9、其中，所述方法步骤动态地实施。

10、由此可产生高分辨率的光分布(英语：high definition)，所述光分布动态地适配于相应的环境和行驶情况。借助当前的环境和行驶情况可以计算期望的光分布(英语：desired light picture)的数字图像(例如以连续产生的视频数据的视频帧的形式)。所述数字图像可以在车辆的上级的控制仪中创建并且传送给发光二极管设备的控制装置。但基本上也可想到的是，所述数字图像可以直接在发光二极管设备的控制装置中创建。为此，所述发光二极管设备的控制装置可以从上级的控制仪获得对于发光二极管设备的当前的环境和运行情况或对于车辆的对应的环境和行驶情况的传感器数据。

11、所述发光二极管设备的控制装置可以优选根据发光二极管设备的至少一个运行参数来评价所述数字图像，以下详细讨论所述评价。根据所述评价可以操控所述发光二极管设备的各个led，以便通过led阵列高分辨率地在车辆前方的区域中产生相应的光分布。

12、作为用于检测环境和行驶情况的传感器例如可以使用前置摄像机、用于检测车辆倾斜的传感器、转向角度传感器、速度传感器、gps数据等等。因为所述环境和行驶情况动态地变化，所以持续地重新计算期望的光分布(和用于操控led阵列的数字图像)，其中，例如每10ms创建一个具有期望的光分布的数字图像数据的视频帧，亦即，每秒产生100个“图像”。

13、所述led阵列的每个led可以在其亮度方面通过脉宽调制或者说pwm操控(英语：puls weiten modulation)个别地被操控。在pwm操控中可以调整接通时间与断开时间之比并且因此调整在一个周期之内的脉宽比(英语：duty cycle占空比)。

14、除此之外，在所述led阵列之内的led组(英语：pixel zone像素区)可以在电流强度方面被调整。由此可以影响该led组的亮度。在此，可以将不同的led组操控成不同的接通时间与断开时间之比，以便避免在相同时间的电流峰值。按照这种方式可以降低最高的电流并且可以总体上平缓电流曲线。例如可以这样选择led组，使得相邻的led尽可能属于不同的组。按照这种方式可以平缓热效应。

15、供应电压可以全局地并且对于所有led调整。

16、按照本发明，借助led设备的运行参数评估视频帧、亦即各个数字图像数据，为了期望的光分布应调整这些运行参数。可想到的例如是：

17、·当前的功率水平，

18、特别是在至少一个发光二极管光源中的当前的功率水平，

19、·功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升，

20、特别是在一个发光二极管光源中的功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升，

21、·最高的脉宽比，

22、特别是在一个发光二极管光源中、例如每个发光二极管光源中的最高的脉宽比，和/或

23、·平均的脉宽比，

24、特别是在所述发光二极管光源中、例如在所有发光二极管光源中的平均的脉宽比。

25、在收到期望的光分布的当前的数字图像之后，可以基于期望的光分布逐像素地以有利的方式计算对于各个led的所必需的脉宽比。

26、所述控制装置可以为每个新的数字图像实施单独的评价。

27、所述评价可以逐像素地进行或者针对每个发光二极管光源或者每个led进行。

28、所述评价可以规定不同的措施。

29、一方面可以检验：当前的功率水平(p＝pw*i*u)是否超过确定的阈值(ps)。

30、→如果当前的功率水平超过确定的阈值，则在至少一个所涉及的发光二极管光源中可以优选参数化地和/或按百分比地适配、特别是降低亮度值。

31、为了适配亮度值，在所述至少一个所涉及的发光二极管光源中可以适配至少一个相应的脉宽比。此外，为此可以适配对应的led组的相应的电流强度和/或led阵列的相应的电压。

32、此外可以实施对关于图像更换的功率变化的分析，以便优选限制功率水平的上升(每次图像变换的最高的功率上升)。因此可以保护硬件。

33、→如果在评价所述数字图像时确认出功率水平的上升(dp)与确定的变化阈值相偏离、例如超过最高的变化阈值，则可以在至少一个所涉及的发光二极管光源中优选参数化地和/或按百分比地适配、特别是降低功率水平的上升。

34、为此一方面可以规定，限制功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升、例如从一个图像至下一个图像按百分比地提高。此外可想到的是，分配所述功率水平从发光二极管设备的一个区域到发光二极管设备的至少一个另外的、特别是相邻的区域或到多个区域的上升。

35、此外，在分析当前的功率水平(p＝pw*i*u)时可以按照电压调整来检验。所述值可以与存储的最佳效率表相比较并且可以将对于当前的功率水平的电压调整适配于对应的表值。

36、此外，所述评价可以包括pwm分析。

37、一方面可以在一个、特别是每个发光二极管光源中检验最高的脉宽比。在此，控制单元可以检验：最高的脉宽比是否处于高效的pwm范围之内(例如在70％至85％之间的阈值范围中)。如果最高的脉宽比处于高效的pwm范围之外，则适配可以基于偏差计算和实施。

38、→如果最高的脉宽比与确定的高效的阈值范围相偏离，则可以在至少一个所涉及的发光二极管光源中适配、优选参数化地和/或按百分比地适配亮度值，特别是使亮度值接近于确定的高效的阈值范围。

39、在所涉及的发光二极管光源中的亮度值可以通过适配对应的脉宽比、对应的电流强度和/或对应的电压来适配。所述适配优选可以以参数化的方式进行、例如根据最高的脉宽比相对于确定的高效的阈值范围的偏差进行。

40、此外，在评价时可以考虑在所述、特别是所有发光二极管光源中的平均的脉宽比。

41、所述平均的脉宽比优选可以被用于适配脉宽调制的电流调节。所述平均的脉宽比可以用于改变在发光二极管设备的不同区域中用于发光二极管光源的接通时间和/或断开时间、优选在一个周期上平均地分布。因此可以避免电流峰值并且平缓用于控制和/或调节发光设备的电流曲线。

42、脉宽比和功率的分析可以以有利的方式对于每个单个图像进行。所述适配可以优选按照参数化的阈值变化实行，以便能实现稳定的运行并且在产生光分布时阻止跳跃/闪烁的行为。

43、借助评价用于期望的光分布的当前的数字图像可以调整用于操控led的高效的运行模式，从而降低热功率损耗，减弱led的退化并且改善光效率。

44、所述评价例如可以针对每隔一个视频帧实施，例如每20ms实施。然而也可想到的是，所述评价对于每个视频帧或者仅每隔两个视频帧实施。

45、如上面已经提及的，可以在控制和/或调节发光二极管光源时适配在所述发光二极管光源中的亮度值。亮度值可以按照灵活的方式通过适配(例如成组调整的)电流强度和/或(例如全局调整的)电压的脉宽比(例如个别的脉宽比)来适配。亮度值根据所述评价的适配可以优选参数化地和/或按百分比地实施，例如根据要检验的运行参数与对应的阈值的当前的偏差实施。按照这种方式能够实现发光二极管设备的稳定的运行并且在产生光分布时阻止跳跃/闪烁的行为。

46、以有利的方式，在评价视频数据时可以考虑发光二极管设备的以下运行参数中的至少之一：

47、-当前的功率水平，

48、特别是在至少一个发光二极管光源中的当前的功率水平。

49、按照这种方式可以考虑功率限制。由此可以将对电流强度和电压的考虑按照改善的方式注入到pwm操控中。

50、在评价所述数字图像时，可以将当前的功率水平与至少一个确定的阈值、例如与最高的阈值相比较。按照这种方式可以按照有利的方式考虑对于发光二极管光源的功率限制。

51、如果在评价所述数字图像时确认出当前的功率水平与确定的阈值相偏离、例如超过所述确定的阈值，则可以在控制和/或调节至少一个所涉及的发光二极管光源时优选参数化地和/或按百分比地(指的是根据偏差)适配、例如降低亮度值。所述亮度值例如可以通过适配对应的脉宽比、对应的电流强度和/或对应的电压来适配。所述适配优选可以以参数化的方式进行、例如根据当前的功率水平与确定的阈值的偏差进行。

52、以有利的方式，在评价所述数字图像时可以考虑发光二极管设备的以下运行参数中的至少之一：

53、-功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升，

54、特别是在至少一个发光二极管光源中功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升。

55、按照这种方式可以限制每次图像更换时对于发光二极管光源的最高的功率上升。

56、在评价所述数字图像时，可以将功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升与至少一个确定的变化阈值、例如最高的变化阈值相比较。按照这种方式可以按照简单的方式限制每次图像更换时的最高的功率上升。

57、如果在评价所述数字图像时确认出功率水平的上升与确定的变化阈值相偏离、例如超过最高的变化阈值，则可以在控制和/或调节至少一个所涉及的发光二极管光源时优选参数化地和/或按百分比地适配、特别是降低功率水平的上升。为此可以规定，限制、优选参数化地和/或按百分比地(例如根据偏差)限制功率水平从一个数字图像至另一个、特别是下一个数字图像的上升。按照这种方式可以避免逐图像的功率波动。为此还可以规定，分配功率水平从发光二极管设备的一个区域到发光二极管设备的至少一个另外的、特别是相邻的区域上的上升。按照这种方式可以避免逐区域的功率波动。

58、按照另一种优势可以规定，在检验当前的功率水平时考虑电压调整。按照这种方式能够实现，可以借助于特性曲线族对于当前的功率水平调整优化的供应电压。

59、此外，可以在评价所述数字图像时考虑所述发光二极管设备的以下运行参数中的至少之一：

60、-在一个、特别是每个发光二极管光源中的最高的脉宽比。

61、按照这种方式可以在运行各个发光二极管光源中遵循效率限制。

62、在评价所述数字图像时可以将最高的脉宽比与确定的高效的阈值范围相比较。按照这种方式可以在运行各个发光二极管光源中按照简单的方式和方法遵循效率限制。

63、如果在评价所述数字图像时确认出最高的脉宽比与确定的高效的阈值范围相偏离，则可以在控制和/或调节至少一个所涉及的发光二极管光源中适配亮度值。在此可想到的是，所述亮度值可以通过适配对应的脉宽比、对应的电流强度和/或对应的电压来适配。所述适配优选可以以参数化的方式进行、例如根据最高的脉宽比相对于确定的高效的阈值范围的偏差进行。

64、此外，可以在评价所述数字图像时考虑所述发光二极管设备的以下运行参数中的至少之一：

65、-在所述、特别是所有发光二极管光源中的平均的脉宽比。

66、所述平均的脉宽比优选可以用于适配脉宽调制的电流调整。

67、以有利的方式还可以规定，在控制和/或调节发光二极管光源时根据平均的脉宽比改变在发光二极管设备的不同区域中用于发光二极管光源的接通时间和/或断开时间。在知晓平均的脉宽比的情况下，可以在一个周期上平均地分布发光二极管光源的接通时间和/或断开时间。

68、此外可想到的是，在评价所述数字图像时，在最高的和/或平均的脉宽比之前优先考虑当前的功率水平和/或功率水平的上升。按照这种方式，在pwm操控中可以按照有利的方式考虑对于电流强度和供应电压的调整。

69、此外可想到的是，在检测对于发光二极管设备的当前的环境和运行情况的传感器数据时，所述发光二极管设备的环境和运行情况特别是以车辆的环境和行驶情况形式，可以使用至少一个以下的传感器：

70、-摄像机，例如以车辆的前置摄像机的形式，

71、-用于检测发光二极管设备的倾斜、特别是车辆的倾斜的传感器，

72、-用于检测发光二极管设备的定向的定向传感器、例如以车辆的转向角度传感器的形式，

73、-速度传感器，和/或

74、-位置传感器、例如以gps传感器的形式，等等。

75、按照这种方式可以按照有利的方式确定并且考虑发光二极管设备的当前的环境和运行情况，以便产生匹配的光分布。

76、以有利的方式，可以动态地以视频数据的形式创建期望的光分布的数字图像。为了控制和/或调节发光二极管光源可以将数字图像解码，其中，特别是将视频数据动态地解码。视频数据优选可以(优选对于发光二极管设备的至少一个区域)被解码为脉宽调制的电流的确定的电流强度，和/或(优选对于各个发光二极管光源)被解码为个别的脉宽比。因此能够实现对于电流强度和个别的脉宽比的协调的调整。

77、一方面可想到的是，在控制和/或调节发光二极管光源时根据所述评价以确定的电流强度的脉宽调制的电流操控发光二极管光源，其中，特别是确定用于发光二极管设备的一个区域的脉宽调制的电流的电流强度。

78、另一方面可想到的是，在控制和/或调节发光二极管光源时根据所述评价分别以个别的脉宽比操控发光二极管光源，以便相应地调整在发光二极管光源中的个别的亮度值。为此可以规定用于发光二极管光源的对应的电流源。

79、还进一步可想到的是，在控制和/或调节发光二极管光源时根据所述评价以供应电压操控发光二极管光源，其中，特别是全局地对于所有发光二极管光源提供所述供应电压。

80、基本上可想到的是，以确定的帧率、例如每秒100幅提供数字图像。所述数字图像又可以以期望的评价率来评价，例如每秒100、50、33或25个图像。换言之，可以不评价每个数字图像并且在操控时不考虑每个数字图像。可想到的是，例如评价每隔一个图像并且在操控时考虑每隔一个图像。

81、所述期望的评价率例如可以根据确定的帧率来选择，例如相同频繁地、慢2倍地、慢3倍地或慢4倍地选择。

82、本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在通过计算机执行计算机程序时引起所述计算机实施可以如上所述地运行的方法。在此，可以达到上面描述过的相同的优势。

83、本发明提供一种对应的用于控制和/或调节发光二极管设备的控制装置，所述发光二极管设备特别是高分辨率的发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源，所述发光二极管设备优选用于车辆，所述控制装置具有存储器件和计算器件，其中，在所述存储器件中保存有代码，并且在通过计算器件执行代码时实施可以如上所述地运行的方法。在此，可以达到上面描述过的相同的优势。

84、本发明提供一种对应的发光二极管设备，所述发光二极管设备特别是高分辨率的发光二极管设备，所述发光二极管设备优选具有多个、例如16000至25000个发光二极管光源，所述所述发光二极管设备优选用于车辆，所述发光二极管设备具有相应的控制装置。在此可以达到上面描述过的相同的优势。