CN101681596A - 用于半导体光源的电路装置和激励方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于激励半导体光源的电路装置和激励方法，具有：视频电子装置，其产生定时信号(int Strobe)和图像值表；驱动器电路，其包括数字部分(1)和模拟部分(3，7)；以及半导体光源模块(5)，其可以包含一个或更多个半导体光源，其中在驱动器电路与半导体光源模块之间设置有开关(S1，S2，…)，所述开关由驱动器电路激励并且所述开关可以将控制半导体光源模块的额定亮度的信号在数/模转换器(7)之后切换到地。开关的使用能够实现产生非常短的光脉冲，这些光脉冲的最小脉冲持续时间与数/模转换器的延迟时间无关。

Description

用于半导体光源的电路装置和激励方法
技术领域
本发明涉及配备有半导体光源的投影设备。在此尤其是要提及用于前投影和背投影的微显示应用。
背景技术
大功率的半导体光源如大功率发光二极管近来越来越多地使用在目前为高压放电灯保留的应用中。正是在投影领域中，半导体光源并非连续地被激励而是脉冲式地被驱动，以便满足那里的要求。在此，借助极短的脉冲来工作，这些脉冲为此具有非常高的功率密度。
在显示应用中，使用了多种色彩，通常为至少3种色彩。激励电路划分成：视频电子装置，其处理输入信号；以及驱动电子装置，其通常分为数字部分和模拟部分，它们通过数/模转换器相连接。视频电子装置根据输入信号指示驱动电子装置接通确定的色彩。随后，在驱动电子装置的数字部分中触发如下过程：该过程在确定的时间之后引起输出所希望的色彩的亮度值。该亮度值和定时在由视频电子装置产生的表中。数字驱动电子装置响应于视频电子装置的请求(所谓的选通脉冲(Strobe))读取该表并且根据所读取的值产生额定值信号。模拟驱动器部分于是接通具有所希望的亮度的相应色彩的半导体光源。因为在显示应用中将色彩相继地投影，所以彩色半导体光源必须在发出的脉冲之后又被关断，由此可以投影接下来的色彩。这要求在数字驱动电子装置中的另一循环。必须将零值输入模/数转换器的缓冲存储器中并且该零值于是作为模拟值被输出，随后模拟部分又关断半导体光源。
于是在半导体光源的实际接通或关断与选通脉冲信号之间经过某一时间。在接通半导体光源时这不是问题，因为该延迟时间对于视频电子装置而言是已知的并且计入定时中。然而在关断时这会有问题，因为最小接通持续时间取决于驱动电子装置的处理速度。由于该原因，所以驱动电子装置必须具有快速的逻辑电路和快速的模/数转换器，因为要不然该驱动电子装置就不能达到所要求的处理速度。然而快速的模/数转换器和快速的逻辑电路(例如高速时钟控制的微控制器)非常昂贵，这在最终产品的定价方面有不利影响)。
任务
因此，本发明的任务是提供一种激励方法和一种电路装置，其不再具有上述缺点，并且以更为缓慢的且因此成本更为低廉的逻辑电路就能实现。
发明内容
该任务通过权利要求1和方法权利要求7的特征来解决。本发明的特别有利的实施形式在从属权利要求中描述。
本发明基于如下事实：半导体光源在脉冲形状的光输出之后一直被关断。这使得可能仅一次地将新的值输入到模/数转换器中，并且通过开关将半导体光源接通和关断。这具有的优点是，能够使用缓慢的部件，而整个装置的性能不会受到限制。
附图说明
图1示出了根据现有技术的电路装置的方框电路图。
图2示出了根据本发明的电路装置的方框电路图。
图3示出了根据现有技术和根据本发明的几个重要的信号变化过程的对比。
具体实施例
在图1中示出了根据现有技术的电路装置的方框电路图。驱动电子装置1的数字部分包含定时信号解码逻辑电路13和用于数/模转换器7的控制逻辑电路11。模拟部分包括数/模转换器7、控制逻辑电路3和发光二极管模块5。发光二极管模块5包括用于LED的功率驱动器和LED本身。模拟亮度信号被输入功率驱动器，使得LED于是被接通到所希望的亮度水平上或者在对应于逻辑0的模拟信号的情况下被关断。定时信号解码逻辑电路从视频电子装置(未示出)接收定时信号“选通脉冲(Strobe)”。定时信号被处理，并且定时信号解码逻辑电路在正确的时刻将起动信号输出给控制逻辑电路11。该逻辑电路读取由视频电子装置产生的表，其中在该表中存储了针对图像的不同阶段的定时值和亮度值。随后的过程参见图3最为清楚。在上部三分之一中绘制有由视频电子装置产生的定时信号，在中部三分之一中绘制有根据现有技术的电路装置的活动和信号。
框21表示表的读取。当定时信号为逻辑1时，在时刻T1开始读取。一旦从该表中确定了这些值，则这些值被写入数/模转换器的缓冲存储器中(框23)。在框25中，一旦缓冲存储器被完全更新，则数/模转换器就激活，使得在模拟输出端存在对应于数字值的模拟信号。对于所有这些过程，驱动电路需要时间tLOG1。一旦输出模拟信号，则驱动电路的模拟部分接通LED模块5。该过程需要时间tDACset1。
在时刻T3，定时信号又变为逻辑0。在该时刻，整个过程又进行一次，以便将模拟值再次置于0并且由此关断LED模块。在时刻T1和T3之间的时间等于定时信号持续时间tSTB。处理时间tLOG1对于整个该装置的最小脉冲持续时间具有决定性的地位，因为当处理时间tLOG1的持续时间接近最小定时信号持续时间tSTB，min时，不再可以遵守该定时。最小脉冲长度和由此最小定时信号持续时间tSTB，min于是直接取决于驱动电路的处理速度。
在此基础上开始本发明。根据本发明，模/数转换器仅仅用于调节亮度，使得该转换器针对每种色彩都仅需一次而非两次地执行转换过程。在控制逻辑电路3下游的模拟输出端和LED模块之间设置有开关，其将模/数转换器的模拟值接通到LED模块或者将LED模块的模拟输入端接到地，地对应于逻辑0。根据本发明的激励方法的信号和活动在图3的下部分三分之一处示出。如从逻辑框21-25的长度可看到的是，处理时间明显更长，于是处理速度更低。这是由于使用了成本更为低廉的缓慢工作的器件引起的。
信号51描述了数/模转换器的输出。一旦数字处理结束，则数/模转换器切换。这持续时间tLOG2，该时间比时间tLOG1大。一旦模/数转换器可靠地切换，则相应的色彩的开关Sx接通(信号53)。由此，功率驱动器接收数/模转换器的模拟信号51并且接通LED(信号55、57)。
在时间tSTB即脉冲持续时间之后，开关又接到地，随后LED关断。模/数转换器在此保持其原始值，该模/数转换器信号于是并未被置于0。对于接下来的循环，模/数转换器仅仅设置到新的亮度上。
由于模/数转换器仅仅为了调节亮度而工作，所以处理时间基本上并不关键。模/数转换器在仅仅脉冲之前工作，也就是说该转换器的延迟时间对于最小脉冲长度无关紧要。而本发明具有能够实现非常短的最小的脉冲长度的大的优点，因为在脉冲期间实际上不必进行处理，而是可以在该脉冲停顿期间进行大部分的处理。由于在该脉冲之前的较长的处理时间可以由视频电子装置容易地补偿，所以根据本发明的激励方法即使在较为缓慢工作的部件的情况下也毫无不利。
如从框27中可看到的那样，提供给驱动电子装置以完成其他事务的时间相对于现有技术同样延长。另一优点在于该时间在脉冲期间和在脉冲停顿期间可以出现。

Claims (8)

1.一种用于激励半导体光源的电路装置，具有：视频电子装置，其产生定时信号(33)和图像值表；驱动器电路，其包括数字部分(1)和模拟部分(3，7)；以及半导体光源模块(5)，其可以包含一个或更多个半导体光源，其特征在于，在驱动器电路与半导体光源模块之间设置有开关(S1，S2，…)，所述开关由驱动器电路激励并且可以将为半导体光源模块供电的额定值与模/数转换器无关地切换到逻辑0。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，驱动器电路的数字部分包含微控制器。
3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，开关由定时信号解码逻辑电路来激励。
4.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，所有开关共同由输出端控制。
5.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，每个开关单独地由输出端控制。
6.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，开关单独地由输出端控制，其中所述输出端输出编码过的信号，并且开关激励电路(4)具有解码逻辑电路，该解码逻辑电路根据编码过的信号接通和关断相应的开关。
7.一种用于激励半导体光源的激励方法，具有：视频电子装置，其产生定时信号(33)和图像值表；驱动器电路，其包括数字部分(1)和模拟部分(3，7)；以及半导体光源模块(5)，其包含功率驱动器和一个或更多个半导体光源，其特征在于，驱动器电路输出模拟亮度信号，该模拟亮度信号被输入到功率驱动器，并且功率驱动器的输入端能够由模/数转换器切换到地。
8.根据权利要求7所述的激励方法，其特征在于，由定时信号解码单元实现切换。
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