Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle, auf ein Steuergerät zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle sowie auf ein Eingabegerät.

Tasten eines Eingabegeräts können beleuchtet ausgeführt werden. Um einen gleichmäßigen optischen Eindruck des Eingabegeräts zu ermöglichen, können die Tasten mit zumindest je einer Lichtquelle beleuchtet werden, die eine vorbestimmte Lichtemission aufweist.

Die EP 1562170 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einstellen eines Displays und ein Display.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle, ein verbessertes Steuergerät zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle sowie ein verbessertes Eingabegerät gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Lichtemittierende Elemente werden bei der Fertigung vom Hersteller getestet und entsprechend ihrer Eigenschaften in verschiedene Klassen sortiert. Eigenschaften können beispielsweise Kriterien wie eine Lichtausbeute des Elements, eine Lichtfarbe des Elements, eine Energieeffizienz des Elements und/oder ein Farbwiedergabeindex des Elements sein. Die einzelnen Klassen sind durch präzise Kennlinien gekennzeichnet, die der Hersteller bereitstellt. Aufgrund der Kennlinien kann daher basierend auf elektrischen Kenngrößen, wie einem elektrischen Stromfluss und einer angelegten elektrischen Spannung, direkt auf eine Lichtemission des Elements geschlossen werden.

Um die Lichtemission einer Lichtquelle mit zumindest einem lichtemittierenden Element entsprechend einer Vorgabe einzustellen, kann also eine elektrische Spannung an das Element angelegt werden, die unter Verwendung zumindest einer der Kennlinien ausgewählt worden ist. Wenn dann ein Stromfluss durch das Element einem gemäß der Kennlinie erwarteten Stromfluss entspricht, kann mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass das Element während des Stromflusses eine gewünschte Lichtemission emittiert. Wenn der Stromfluss durch das Element nicht dem erwarteten Stromfluss entspricht, kann bei einem gepulsten Betrieb des Elements eine mittlere Einschaltdauer des Elements angepasst werden, um eine gemittelte Lichtmission des Elements an die Vorgabe anzupassen, da die tatsächliche Lichtemission während des Stromflusses ebenfalls aus der Kennlinie hervorgeht.

Ein Verfahren zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle mit zumindest einem lichtemittierenden Element umfasst einen Schritt des Bereitstellens, einen Schritt des Messens, einen Schritt des Vergleichens und einen Schritt des Anpassens, wobei das Element dazu ausgebildet ist, ein Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine elektrische Flussspannung, die größer als eine Mindestspannung ist, auf das Element aufgeprägt wird und ein resultierender Stromfluss durch das Element fließt, wobei im Schritt des Bereitstellens elektrische Energie für die Lichtquelle unter Verwendung eines Schaltreglers bereitgestellt wird, der dem Element eine emissionstypische Flussspannung aufprägt, wobei im Schritt des Messens ein durch die bereitgestellte Flussspannung hervorgerufener Stromfluss durch das Element gemessen wird, wobei im Schritt des Vergleichens der Stromfluss mit einem für das vom Element zu emittierende Lichtspektrum erwarteten Stromfluss verglichen wird, um eine Korrekturgröße zu erhalten, und wobei im Schritt des Anpassens ein Tastverhältnis eines Schaltzyklus des Elements unter Verwendung der Korrekturgröße angepasst wird, um die Lichtquelle mit einer gewünschten Lichtemission zu betreiben.

Unter einem lichtemittierenden Element kann eine Leuchtdiode, eine Laserdiode oder ein anderes lichtemittierendes Halbleiterbauteil verstanden werden. Das lichtemittierende Element kann eine sehr geringe Ansprechverzögerung auf einen elektrischen Stromfluss aufweisen. Ein Lichtspektrum kann ein Ausschnitt aus einem elektromagnetischen Spektrum sein, insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichts. Das Lichtspektrum kann monochrom sein. Das Lichtspektrum kann auch polychrom sein. Eine Mindestspannung kann eine Knickspannung des Elements sein, ab der eine Lichtemission stattfindet. Eine emissionstypische Flussspannung kann eine, unter Verwendung von technischen Daten des Elements vorbestimmte elektrische Spannung sein, bei der aufgrund der technischen Daten eine gewünschte Lichtemission des Elements zu erwarten ist. Die emissionstypische Flussspannung kann insbesondere unter Verwendung von zumindest einer bekannten Kennlinie des lichtemittierenden Elements bestimmt werden. Ein erwarteter Stromfluss kann ein, unter Verwendung der technischen Daten bzw. der Kennlinie vorbestimmter elektrischer Stromfluss sein, bei dem die gewünschte Lichtemission des Elements zu erwarten ist. Ein Schaltzyklus kann ein gepulster Betrieb der Lichtquelle sein. Insbesondere kann der Schaltzyklus eine Pulsweitenmodulation sein. Ein Tastverhältnis kann eine Pulsweite der Pulsweitenmodulation sein.

Das Tastverhältnis kann vergrößert werden, wenn die Korrekturgröße einen geringeren Stromfluss als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Das Tastverhältnis kann auch verkleinert werden, wenn die Korrekturgröße einen größeren Stromfluss als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Durch das Tastverhältnis kann eine abgegebene Lichtmenge der Lichtquelle angepasst werden. Durch ein größeres Tastverhältnis kann das Element pro Zeiteinheit eine längere Leuchtdauer aufweisen. Dadurch kann im Mittel mehr Licht abgestrahlt werden. Durch ein kleineres Tastverhältnis kann das Element pro Zeiteinheit eine kürzere Leuchtdauer aufweisen. Dadurch kann im Mittel weniger Licht abgestrahlt werden.

Die elektrische Energie kann unter Verwendung eines einstellbaren Schaltreglers bereitgestellt werden. Dabei wird dem Element von dem Schaltregler eine geringere Flussspannung aufgeprägt, wenn die Korrekturgröße einen, um mehr als einen Schwellenwert größeren Stromfluss, als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Dem Element kann auch von dem Schaltregler eine größere Flussspannung aufgeprägt werden, wenn die Korrekturgröße einen, um mehr als den Schwellenwert geringeren Stromfluss, als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Wenn der gemessene Stromfluss wesentlich von dem erwarteten Stromfluss abweicht, kann der Schaltregler nachgeführt werden. Durch eine veränderte Flussspannung ändert sich auch die Lichtemission während des Stromflusses. Bei einer höheren Flussspannung fließt mehr Strom durch das Element und mehr Licht wird von dem Element emittiert. Bei einer niedrigeren Flussspannung fließt weniger Strom durch das Element und weniger Licht wird von dem Element emittiert. Das Nachführen des Schaltreglers kann in vorbestimmten Schritten erfolgen. Durch das Nachführen können Verluste in der Schaltung kompensiert werden. Der Schwellenwert kann beispielsweise 15% Abweichung, insbesondere 10% Abweichung, insbesondere 5% Abweichung des tatsächlichen Stromflusses von dem erwarteten Stromflusses betragen.

Der Schaltregler kann die Flussspannung unter Verwendung einer Führungsgröße bereitstellen. Dabei kann die durch den Schaltregler auf das Element aufgeprägte Flussspannung abgegriffen werden. Die Flussspannung kann mit einer erwarteten Flussspannung verglichen werden, um die Führungsgröße anzupassen. Der Schaltregler kann spannungsgeführt werden. Dadurch kann der Schaltregler die Flussspannung innerhalb eines engen Toleranzbereichs halten, auch wenn der Schaltregler ungleichmäßig belastet wird. Die Führungsgröße kann direkt die Flussspannung sein.

Im Schritt des Messens kann ein Spannungsabfall an einem zwischen dem Schaltregler und dem Element geschalteten ohmschen Widerstand gemessen werden, um den Stromfluss durch das Element zu messen. Der ohmsche Widerstand kann als Shunt verwendet werden, um den Stromfluss zu erfassen.

Im Schritt des Messens kann ein Spannungsabfall an einem zwischen dem Element und einem Massekontakt geschalteten ohmschen Widerstand gemessen werden, um den Stromfluss durch das Element zu messen. Der ohmsche Widerstand kann als Shunt verwendet werden, um den Stromfluss zu erfassen.

Das angepasste Tastverhältnis kann hinterlegt werden, um die Lichtquelle für eine vorgegebene Zeitdauer konstant zu betreiben bzw. mit einem konstanten Tastverhältnis zu betreiben. Dabei können die Schritte des Messens, des Vergleichens und des Anpassens nach der vorgegebenen Zeitdauer wiederholt werden. Das angepasste Tastverhältnis kann in einem Speicher hinterlegt werden. Der Speicher kann periodisch überschrieben werden. Durch ein temporär konstantes Tastverhält- nis und eine anschließende Überprüfung des Zustande kann ein Aufwand zum Betreiben der Lichtquelle drastisch reduziert werden.

Die elektrische Energie kann unter Verwendung zumindest eines zweiten Schaltreglers für zumindest ein zweites lichtemittierendes Element der Lichtquelle bereitgestellt werden. Das zweite Element ist dazu ausgebildet, ein zweites

Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine zweite elektrische Flussspannung größer als eine Mindestspannung auf das zweite Element aufgeprägt wird und ein resultierender zweiter Stromfluss durch das zweite Element fließt. Das zweite Lichtspektrum ist verschieden von dem Lichtspektrum. Das Lichtspektrum mischt sich mit dem zweiten Lichtspektrum zu einem Gesamtspektrum der Lichtquelle. Der zweite Schaltregler kann dem zweiten Element eine emissionstypische zweite Flussspannung aufprägen. Ein durch die bereitgestellte zweite Flussspannung hervorgerufener zweiter Stromfluss durch das zweite Element kann gemessen werden. Der zweite Stromfluss kann mit einem erwarteten zweiten Stromfluss verglichen werden, um eine zweite Korrekturgröße zu erhalten. Ein zweites Tastverhältnis eines zweiten Schaltzyklus des zweiten Elements kann unter Verwendung der zweiten Korrekturgröße angepasst werden, um die Lichtquelle mit der gewünschten Lichtemission zu betreiben. Durch mehrere lichtemittierende Elemente können verschiedene Lichtfarben der Elemente gemischt werden. Eine gewünschte Mischfarbe kann durch das Vergleichen der tatsächlichen Stromflüsse sehr sicher eingestellt werden. Durch verschiedene Elemente kann ein Weißabgleich der Lichtquelle eingestellt werden. Beispielsweise kann durch drei lichtemittierende Elemente in den Farben rot, grün und blau jede Farbe eines RGB Farbraums eingestellt werden. Durch ein warmweiß emittierendes Element und ein kaltweiß emittierendes Element können verschiedene wei e Farbtöne eingestellt werden.

Das Verfahren kann einen Schritt des Selektierens umfassen, in dem eine Verbindung zwischen dem Schaltregler und dem Element ansprechend auf ein Se- lektierungssignal gestellt wird und eine zweite Verbindung zwischen dem zweiten Schaltregler und dem zweiten Element ansprechend auf ein zweites Selektierungs- signal gestellt wird. Das Tastverhältnis wird angepasst, wenn der Schaltregler mit dem Element verbunden ist. Das zweite Tastverhältnis wird angepasst, wenn der zweite Schaltregler mit dem zweiten Element verbunden ist. Durch das Selektieren kann in Verbindung mit dem sequenziellen Anpassen des Tastverhältnisses jedes Element einzeln angesteuert werden. Dadurch können mehrere Lichtquellen mit unterschiedlichen Helligkeiten und/oder unterschiedlichen Lichtfarben betrieben werden.

Ein Steuergerät zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle mit zumindest einem lichtemittierenden Element umfasst eine Einrichtung zum Bereitstellen, eine Einrichtung zum Messen, eine Einrichtung zum Vergleichen und eine Einrichtung zum Anpassen. Das Element ist dazu ausgebildet, ein Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine elektrische Flussspannung, die größer als eine Mindestspannung ist, auf das Element aufgeprägt wird und ein resultierender Stromfluss durch das Element fließt. Die Einrichtung zum Bereitstellen ist dazu ausgebildet, elektrische Energie für die Lichtquelle unter Verwendung eines Schaltreglers bereitzustellen, der dazu ausgebildet ist, dem Element eine emissionstypische Flussspannung aufzuprägen. Die Einrichtung zum Messen ist dazu ausgebildet, einen durch die bereitgestellte Flussspannung hervorgerufenen Stromfluss durch das Element zu messen. Die Einrichtung zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, den Stromfluss mit einem für das vom Element zu emittierende Lichtspektrum erwarteten Stromfluss zu vergleichen, um eine Korrekturgröße zu erhalten. Die Einrichtung zum Anpassen ist dazu ausgebildet, ein Tastverhältnis eines Schaltzyklus des Elements unter Verwendung der Korrekturgröße anzupassen, um die Lichtquelle mit einer gewünschten Lichtemission zu betreiben.

Ein Steuergerät kann ein elektrisches Gerät sein, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen des Steuergeräts umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Die Einrichtung zum Bereitstellen kann dazu ausgebildet sein, unter Verwendung zumindest eines zweiten Schaltreglers für zumindest ein zweites lichtemittierendes Element der Lichtquelle elektrische Energie für die Lichtquelle bereitzustellen. Der zweite Schaltregler ist dazu ausgebildet, dem zweiten Element eine emissionstypische zweite Flussspannung aufzuprägen. Die Einrichtung zum Messen ist dazu ausgebildet, einen durch die bereitgestellte zweite Flussspannung hervorgerufenen zweiten Stromfluss durch das zweite Element zu messen. Die Einrichtung zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, den zweiten Stromfluss mit einem erwarteten zweiten Stromfluss zu vergleichen, um eine zweite Korrekturgröße zu erhalten. Die Einrichtung zum Anpassen ist dazu ausgebildet, einen zweiten Schaltzyklus des zweiten Elements unter Verwendung der zweiten Korrekturgröße anzupassen.

Das Steuergerät kann eine Einrichtung zum Selektieren aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Verbindung zwischen dem Schaltregler und dem Element ansprechend auf ein Selektierungssignal und eine zweite Verbindung zwischen dem zweiten Schaltregler und dem zweiten Element ansprechend auf ein zweites Selektierungssignal zu stellen. Die Einrichtung zum Anpassen kann dazu ausgebildet sein, das Tastverhältnis anzupassen, wenn der Schaltregler mit dem Element verbunden ist und das zweite Tastverhältnis anzupassen, wenn der zweite Schaltregler mit dem zweiten Element verbunden ist.

Ein Eingabegerät umfasst Tasten, die durch je eine Lichtquelle mit zumindest einem lichtemittierenden Element beleuchtbar sind. Die Lichtquellen der Tasten sind mit einem Steuergerät gemäß dem hier vorgestellten Ansatz verbunden und durch das Steuergerät betreibbar.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schaltplan einer Vielzahl von Lichtquellen, die dazu ausgebildet sind, mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrieben zu werden; und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 100 zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Steuergerät 100 weist eine Einrichtung 104 zum Bereitstellen, eine Einrichtung 106 zum Messen, eine Einrichtung 108 zum Vergleichen und eine Einrichtung 1 10 zum Anpassen auf. Die Lichtquelle 102 weist zumindest ein lichtemittierendes Element 1 12 auf. Das lichtemittierende Element 1 12 ist dazu ausgebildet, ein Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine elektrische Flussspannung größer als eine Mindestspannung auf das Element 1 12 aufgeprägt wird und ein resultierender Strom- fluss durch das Element 1 12 fließt. Die Einrichtung 104 zum Bereitstellen ist dazu ausgebildet, elektrische Energie für die Lichtquelle 102 unter Verwendung eines Schaltreglers 1 14 bereitzustellen. Der Schaltregler 1 14 ist dazu ausgebildet ist, dem Element 1 12 eine emissionstypische Flussspannung aufzuprägen. Die Einrich- tung 106 zum Messen ist dazu ausgebildet, einen durch die bereitgestellte Flussspannung hervorgerufenen Stromfluss durch das Element 1 12 zu messen. Die Einrichtung 108 zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, den Stromfluss mit einem für das Lichtspektrum erwarteten Stromfluss zu vergleichen, um eine Korrekturgröße zu erhalten. Die Einrichtung 1 10 zum Anpassen ist dazu ausgebildet, ein Tastverhältnis eines Schaltzyklus des Elements 1 12 unter Verwendung der Korrekturgröße anzupassen, um die Lichtquelle 102 mit einer gewünschten Lichtemission zu betreiben.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 104 zum Bereitstellen dazu ausgebildet, unter Verwendung zumindest eines zweiten Schaltreglers für zumindest ein zweites lichtemittierendes Element der Lichtquelle 102 elektrische Energie für die Lichtquelle 102 bereitzustellen. Dabei ist der zweite Schaltregler dazu ausgebildet, dem zweiten Element eine emissionstypische zweite Flussspannung aufzuprägen. Die Einrichtung 106 zum Messen ist dazu ausgebildet, einen durch die bereitgestellte zweite Flussspannung hervorgerufenen zweiten Stromfluss durch das zweite Element zu messen. Die Einrichtung 108 zum Vergleichen ist dazu ausgebildet, den zweiten Stromfluss mit einem erwarteten zweiten Stromfluss zu vergleichen, um eine zweite Korrekturgröße zu erhalten. Die Einrichtung 1 10 zum Anpassen ist dazu ausgebildet, einen zweiten Schaltzyklus des zweiten Elements unter Verwendung der zweiten Korrekturgröße anzupassen. Die lichtemittierenden Elemente 1 12 der Lichtquelle 102 emittieren verschieden farbiges Licht. Die verschiedenen Lichtfarben der Elemente 1 12 mischen sich zu einer emittierten Mischfarbe der Lichtquelle 102. Die einzelnen Elemente 1 12 werden durch den Soll-Ist-Vergleich zwischen dem jeweilig erwarteten Stromfluss und dem tatsächlichen Stromfluss sehr genau auf die gewollte Lichtemission eingestellt. Daher ist auch die Mischfarbe genau auf die gewollte Mischfarbe eingestellt. Die Lichtquelle 102 kann auch mehr als zwei lichtemittierende Elemente 1 12 aufweisen.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Lichtquelle 102 drei lichtemittierende Elemente 1 12 auf. Durch drei unterschiedliche Lichtfarben ergibt sich ein Farbdreieck, das alle Mischfarben der drei Elemente 1 12 abdeckt. Die Lichtfarben der drei Elemente 1 12 definieren dabei die Ecken des Farbdreiecks. Die Lichtquelle 102 kann also jede Farbe innerhalb des Farbdreiecks emittieren. In einem Ausführungsbeispiel weist das Steuergerät 100 eine Einrichtung zum Selektieren auf, die dazu ausgebildet ist, eine Verbindung zwischen dem Schaltregler 1 14 und dem Element 1 12 ansprechend auf ein Selektierungssignal und eine zweite Verbindung zwischen dem zweiten Schaltregler und dem zweiten Element ansprechend auf ein zweites Selektierungssignal zu stellen. Die Einrichtung 1 10 zum Anpassen ist dazu ausgebildet, das Tastverhältnis anzupassen, wenn der Schaltregler 1 14 mit dem Element 1 12 verbunden ist. Die Einrichtung 1 10 zum Anpassen ist dazu ausgebildet, das zweite Tastverhältnis anzupassen, wenn der zweite Schaltregler mit dem zweiten Element verbunden ist. Die Einrichtung zum Selektieren ermöglicht eine zielgenaue Ansteuerung der einzelnen lichtemittierenden Elemente 1 12. Dadurch können die Elemente 1 12 einer Lichtquelle 102 mit unterschiedlichen Tastverhältnissen betrieben werden.

Fig. 2 zeigt einen Schaltplan 200 einer Vielzahl von Lichtquellen 102, die dazu ausgebildet sind, mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrieben zu werden. Das Steuergerät ist nicht dargestellt, entspricht jedoch im Wesentlichen dem Steuergerät in Fig. 1 . Die Lichtquellen 102 sind in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Eingabegeräts 202. Je eine der Lichtquellen 102 ist im Bereich einer Taste der des Eingabegeräts 202 angeordnet. Die Lichtquellen 102 sind dazu ausgebildet, die Tasten zu beleuchten.

Jede der Lichtquellen 102 weist ein rotes lichtemittierendes Element 1 12, ein grünes lichtemittierendes Element 1 12 und ein blaues lichtemittierendes Element 1 12 auf. Die Elemente 1 12 sind hier lichtemittierende Dioden 1 12 oder LEDs 1 12. Alle roten LEDs 1 12 werden von einem ersten Schaltregler 1 14 mit elektrischer Energie versorgt. Alle grünen LEDs 1 12 werden von einem zweiten Schaltregler 1 14 mit elektrischer Energie versorgt. Alle blauen LEDs 1 12 werden von einem dritten Schaltregler 1 14 mit elektrischer Energie versorgt. Die Schaltregler 1 14 werden von einer Einrichtung zum Bereitstellen, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, angesteuert. Die Schaltregler 1 14 stellen jeweils eine für die LEDs 1 12 emissionstypische Flussspannung bereit. Die Lichtquellen 102 sind als Matrix verschalten. In der Matrix sind die Lichtquellen 102 in Zeilen und Spalten angeordnet. Dabei bezeichnen die Zeilen und Spalten keine geometrische Ausrichtung. In einer Zeile sind eine Anzahl Lichtquellen 102 elektrisch parallel zueinander verschalten. In einer Spalte sind eine Anzahl Lichtquellen 102 elektrisch in Reihe zueinander geschalten.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Eingabegerät 202 drei Zeilen und drei Spalten auf.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Eingabegerät 202 sechs Zeilen und 21 Spalten auf. Dabei können sowohl die einzelnen Zeilen weniger als 21 Lichtquellen 102 aufweisen, als auch die einzelnen Spalten weniger als sechs Lichtquellen 102 aufweisen.

Jede Zeile weist pro Farbe je einen Schalter 204 in einer Leitung zwischen den Schaltreglern 1 14 und den LEDs 1 12 auf. Die Schalter 204 werden von einer Einrichtung zum Selektieren des Steuergeräts kontrolliert. Die Schalter 204 sind als Transistoren 204 ausgeführt. Pro Zeile sind also je drei Transistoren 204 zwischen den Schaltreglern 1 14 und den LEDs 1 12 geschalten.

Jede Spalte weist für alle LEDs 1 12 je einen weiteren Schalter 206 zwischen den LEDs 1 12 und einem Massekontakt auf. Die weiteren Schalter 206 werden von der Einrichtung zum Anpassen des Steuergeräts kontrolliert. Die rote LED 1 12, die grüne LED 1 12 und die blaue LED 1 12 einer Lichtquelle 102 sind an einem gemeinsamen Fußpunkt miteinander verbunden. Die Fußpunkte der Lichtquellen 102 einer Spalte sind miteinander verbunden und über einen der weiteren Schalter 206 zu dem Massekontakt geführt. Die weiteren Schalter 206 sind als Transistoren 206 ausgeführt. Die weiteren Schalter 206 sind dazu ausgebildet, die von der Einrichtung zum Anpassen vorgegebenen Tastverhältnisse für den Betrieb der lichtemittierenden Elemente 1 12 der Lichtquellen 102 einer Spalte der Matrix umzusetzen.

Zwischen den weiteren Schaltern 206 und dem Massekontakt ist je ein ohmscher Widerstand angeordnet. Zwischen den Schaltreglern 1 14 und den Schaltern 204 ist je ein Strombegrenzungswiderstand 208 angeordnet. Die Strombegrenzungswiderstände 208 sind ohmsche Widerstände. An dem Strombegrenzungswiderstand 208 einer Farbe wird analog zu einem Shuntwiderstand eine Spannung abgegriffen. Unter Verwendung dieser Spannung misst die Einrichtung zum Messen des Steuergeräts einen elektrischen Stromfluss zwischen dem Schaltregler 1 14 und den LEDs 1 12 der Farbe.

In einem Ausführungsbeispiel erfasst die Einrichtung zum Messen den Spannungsabfall an den ohmschen Widerständen zwischen den Lichtquellen und dem Massekontakt, um den tatsächlichen Stromfluss zu messen. Das Messen an den Strombegrenzungswiderständen 208 kann dann entfallen. Dabei ist es unerheblich, ob der ohmsche Widerstand vor oder nach dem weiteren Schalter 206 angeordnet ist.

Mit anderen Worten zeigt Fig. 2 ein Eingabegerät 202 mit Tasten, die durch je eine Lichtquelle 102 mit zumindest einem lichtemittierenden Element 1 12 beleuchtbar sind. Das Eingabegerät 202 kann als Bedienfeld 202 bzw. als Tastatur 202 bezeichnet werden. Die Lichtquellen 102 der Tasten sind mit einem Steuergerät gemäß dem hier vorgestellten Ansatz verbunden und betreibbar.

In Fig. 2 ist eine optimierte Konfiguration und Ansteuerung einer RBG-LED- Beleuchtungsmatrix 202 dargestellt. Durch den hier vorgestellten Ansatz wird ein perfekter Weißabgleich der Beleuchtung ermöglicht. Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Stromaufnahme bei maximaler Helligkeit an die verfügbare Energiequelle angepasst.

Ein Pixelabgleich durch angepasste Pulsweitenmodulation erzeugt geringe Verluste. Die Effizienz der LEDs 1 12 steigt mit einer, an die zur Verfügung stehende Energiequelle angepassten maximalen Helligkeit. Es erfolgt ein automatischer Grauabgleich durch eine Selektion der LEDs 1 12 und ein Einmessen jeder einzelnen LED. Weiterhin kann ein Aufwand in der Fertigung reduziert werden. Für jede der drei Farben wird ein eigener, einstellbarer Schaltregler 1 14 als Spannungsquelle verwendet, wodurch die bereitgestellte Spannung der farbtypischen Flussspannung der LEDs 1 12 angepasst wird und der sich ergebende Strom so eingestellt ist das bei vorsortierten LEDs 1 12 nur ein minimaler Energieverlust durch die Vorwiderstände 208 der LEDs 1 12 erzeugt wird.

Alle Leuchtdioden 1 12 einer Tastatur 202 sind vorsortiert und hinsichtlich ihrer Leuchtstärken und Wellenlänge ähnlich. Es können unterschiedliche Leuchtstärken verwendet werden, jedoch sollen in einer Tastatur 202 nur Leuchtdioden 1 12 einer Sortierung verwendet werden. Um kleine Unterschiede in der Leuchtstärke auszugleichen, wird während der Initialisierungsphase vollständig und schnell und im Normalbetrieb in größeren Zeitintervallen jede Leuchtdiode 1 12 geprüft, ob die Leuchtstärke dem erwarteten Ergebnis beim Grauabgleich entspricht. Im Bedarfsfall wird zur Grobeinstellung der Schaltregler 1 14 nachgeregelt. Ferner wird aufgrund der erhobenen Daten im Speicher ein Feld abgelegt, auf dessen Basis die PWM- Steuerung feinkorrigiert wird.

Es werden zwei Tabellen für den Grauabgleich erzeugt. Eine für den Pixelab- gleich d. h. alle LEDs 1 12 gleicher Farbe sind gleich hell. Eine für den Grauabgleich d. h. die genaue Koordinate im Farbdreieck für Weiß/Grau wird erreicht.

Das Einmessen erfolgt entweder über den Spannungsabfall an einem für alle LEDs 1 12 in einer Zeile jeweils gemeinsamen Strombegrenzungswiderstand 208 o- der über den Spannungsabfall an einem für alle LEDs 1 12 in einer Spalte jeweils gemeinsamen Strombegrenzungswiderstand 206.

Eine Stromaufnahme jeder LED 1 12 bei der jeweiligen Betriebsspannung ist bekannt. Das Pulsweitenmodulations-Verhältnis und dadurch die momentane Stromaufnahme jeder Farbkomponente ist bekannt. Durch Multiplikation mit der Betriebsspannung ergibt sich hieraus die Leistungsaufnahme jeder Farbkomponente. Dies ermöglicht eine genaue Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Leistung und daraus ergibt sich die maximal mögliche Helligkeit. Die hier vorgestellte Methode des besonderen Einmessens erlaubt die Verwendung zweier benachbarter Binnings in der gleichen Tastatur 202.

Durch diese Methode des besonderen Einmessens jeder einzelnen Leuchtdiode 1 12 wird auch automatisch jede Leuchtdiode 1 12 geprüft. Der Testaufwand in der Herstellung reduziert sich. Defekte LEDs 1 12 können nicht mehr übersehen werden.

LEDs 1 12 in einer Tastatur 202 werden alle vom gleichen oder zweier benachbarten Binnings verwendet und sind deshalb hinsichtlich Leuchtstärke und Wellenlänge ähnlich. In unterschiedlichen Tastaturen 202 sind unterschiedliche Binnings möglich. Dies sicherzustellen ist eine Produktionsaufgabe. Dadurch ist eine Anpassung der Stücklisten unnötig. Ein Einmessen und Weißabgleich in der Fertigung wird dadurch unnötig.

Das Einmessen in einer Spalte kann ohne Messverstärker erfolgen. In der Zeile wird ein Differenzverstärker benötigt, jedoch werden aber weniger Analog-digital- Wandler gebraucht.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben zumindest einer Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 kann auf einem Steuergerät, wie in Fig. 1 ausgeführt werden. Das Verfahren 300 weist einen Schritt 302 des Bereitstellens, einen Schritt 304 des Messens, einen Schritt 306 des Vergleichens und einen Schritt 308 des Anpassens auf. Die Lichtquelle weist zumindest ein lichtemittierendes Element auf, das dazu ausgebildet ist, ein Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine elektrische Flussspannung größer als eine Mindestspannung auf das Element aufgeprägt wird und ein resultierender Stromfluss durch das Element fließt. Im Schritt 302 des Bereitstellens wird elektrische Energie für die Lichtquelle unter Verwendung eines Schaltreglers bereitgestellt. Der Schaltregler ist dazu ausgebildet, dem Element eine emissionstypische Flussspannung aufzuprägen. Im Schritt 304 des Messens wird ein, durch die bereitgestellte Flussspannung hervorgerufener Stromfluss durch das Element gemessen. Im Schritt 306 des Vergleichens wird der Stromfluss mit einem für das Lichtspektrum erwarteten Stromfluss verglichen, um eine Korrekturgröße zu erhalten. Im Schritt 308 des Anpassens wird ein Tastverhältnis eines Schaltzyklus des Elements unter Verwendung der Korrekturgröße angepasst, um die Lichtquelle mit einer gewünschten Lichtemission zu betreiben.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 308 des Anpassens das Tastverhältnis vergrößert, wenn die Korrekturgröße einen geringeren Stromfluss als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 308 des Anpassens das Tastverhältnis verkleinert, wenn die Korrekturgröße einen größeren Stromfluss als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Das Tastverhältnis repräsentiert ein Verhältnis zwischen einer Einschaltdauer und einer Ausschaltdauer des Elements. Wenn das Tastverhältnis vergrößert wird, wird die Einschaltdauer relativ zur Ausschaltdauer vergrößert. Dadurch wird im Mittel mehr Licht vom Element emittiert. Die Einschaltdauer und die Ausschaltdauer können absolut sehr kurz sein, um die Trägheit des Auges zu überlisten.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 302 des Bereitstellens die elektrische Energie unter Verwendung eines einstellbaren Schaltreglers bereitgestellt. Dabei wird dem Element von dem Schaltregler eine geringere Flussspannung aufgeprägt, wenn die Korrekturgröße einen, um mehr als einen Schwellenwert größeren Stromfluss, als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Dem Element wird von dem Schaltregler eine größere Flussspannung aufgeprägt, wenn die Korrekturgröße einen, um mehr als den Schwellenwert geringeren Stromfluss, als den erwarteten Stromfluss repräsentiert. Bei einer größeren Flussspannung stellt sich ein größerer Stromfluss am Element ein. Dadurch wird mehr elektrische Leistung in Licht umgesetzt.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 302 des Bereitstellens die Flussspannung von dem Schaltregler unter Verwendung einer Führungsgröße bereitstellt. Dabei wird im Schritt 304 des Messens die durch den Schaltregler auf das Element aufgeprägte Flussspannung abgegriffen. Im Schritt 306 des Vergleichens wird die Flussspannung mit einer erwarteten Flussspannung verglichen, um die Führungsgröße anzupassen. Beispielsweise kann die die Flussspannung direkt an den Polen des Schaltreglers abgegriffen werden. Dadurch kann die Flussspannung sehr konstant gehalten werden.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt des Messens 304 ein Spannungsabfall an einem zwischen dem Schaltregler und dem Element geschalteten ohmschen Widerstand gemessen, um den Stromfluss durch das Element zu messen. Der Widerstand kann als Shuntwiderstand verwendet werden. Über den Shuntwider- stand fällt nur eine sehr geringe Spannung ab. Dadurch geht wenig Energie verloren.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt des Messens 304 ein Spannungsabfall an einem zwischen dem Element und einem Massekontakt geschalteten ohmschen Widerstand gemessen, um den Stromfluss durch das Element zu messen.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 308 des Anpassens das ange- passte Tastverhältnis hinterlegt, um die Lichtquelle für eine vorgegebene Zeitdauer konstant zu betreiben. Die Schritte 304, 306, 308 des Messens, des Vergleichens und des Anpassens werden nach der vorgegebenen Zeitdauer wiederholt.

In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 302 des Bereitstellens die elektrische Energie unter Verwendung zumindest eines zweiten Schaltreglers für zumindest ein zweites lichtemittierendes Element der Lichtquelle bereitgestellt. Das zweite Element ist dazu ausgebildet, ein zweites Lichtspektrum zu emittieren, wenn eine zweite elektrische Flussspannung größer als eine Mindestspannung auf das zweite Element aufgeprägt wird und ein resultierender zweiter Stromfluss durch das zweite Element fließt. Das zweite Lichtspektrum ist verschieden von dem Lichtspektrum und mischt sich mit dem Lichtspektrum zu einem Gesamtspektrum der Lichtquelle. Der zweite Schaltregler prägt dem zweiten Element eine emissionstypische zweite Flussspannung auf. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 304 des Messens ein durch die bereitgestellte zweite Flussspannung hervorgerufener zweiter Stromfluss durch das zweite Element gemessen. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 306 des Vergleichens der zweite Stromfluss mit einem erwarteten zweiten Stromfluss verglichen, um eine zweite Korrekturgröße zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 308 des Anpassens ein zweites Tastverhältnis eines zweiten Schalt- zyklus des zweiten Elements unter Verwendung der zweiten Korrekturgröße ange- passt, um die Lichtquelle mit der gewünschten Lichtemission zu betreiben. Der erwartete Stromfluss und der zumindest eine weitere erwartete Stromfluss repräsentieren eine hinterlegte, Lichtfarbe, die für die Lichtquelle angestrebt ist. Durch die Korrektur der Tastverhältnisse kann die gewünschte Lichtfarbe sicher gehalten werden. Durch das Messen des fließenden Stroms werden alle lichtemittierenden Elemente auf ihre Funktion geprüft.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren einen Schritt des Selektierens auf, in dem eine Verbindung zwischen dem Schaltregler und dem Element ansprechend auf ein Selektierungssignal gestellt wird. Eine zweite Verbindung zwischen dem zweiten Schaltregler und dem zweiten Element wird ansprechend auf ein zweites Selektierungssignal gestellt. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt des Anpassens 308 das Tastverhältnis angepasst, wenn der Schaltregler mit dem Element verbunden ist. Das zweite Tastverhältnis wird angepasst, wenn der zweite Schaltregler mit dem zweiten Element verbunden ist. Das Selektieren ermöglicht ein gezieltes Ansteuern der lichtemittierenden Elemente. Durch das Selektieren können verschiedenen Lichtfarben eingestellt werden.

In einem Ausführungsbeispiel sind mehrere erwartete Stromflüsse für unterschiedliche Zustände zumindest eines der lichtemittierenden Elemente hinterlegt. Bei einem veränderten Stromfluss kann die Lichtemission des Elements einen anderen Charakter aufweisen. Beispielsweise kann sich das emittierte Lichtspektrum verschieben.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezugszeichen

100 Steuergerät

102 Lichtquelle

104 Einrichtung zum Bereitstellen

106 Einrichtung zum Messen

108 Einrichtung zum Vergleichen

1 10 Einrichtung zum Anpassen

1 12 lichtemittierendes Element

1 14 Schaltregler

200 Schaltplan

202 Eingabegerät

204 Schalter, Transistor

206 weiterer Schalter, weiterer Transistor

208 Strombegrenzungswiderstand

300 Verfahren zum Betreiben

302 Schritt des Bereitstellens

304 Schritt des Messens

306 Schritt des Vergleichens

308 Schritt des Anpassens