CN107808628A - 用于驱动若干个光源的方法及装置和计算机可读介质 - Google Patents

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CN107808628A CN201710805541.5A CN201710805541A CN107808628A CN 107808628 A CN107808628 A CN 107808628A CN 201710805541 A CN201710805541 A CN 201710805541A CN 107808628 A CN107808628 A CN 107808628A
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Abstract

提供了一种用于驱动若干个光源的装置，其中，若干个光源被布置成光矩阵结构，装置包括公用电路和驱动器矩阵；其中，驱动器矩阵中的每个单元连接至光矩阵结构中的至少一个单元；其中，在驱动器矩阵中的单元上设置感测部件，其中感测部件确定基于输出信号、特别地取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵中的该单元的光源；其中，公用电路包括调节电路，该调节电路被布置成获得感测信号、调节参考信号以及于将参考信号传送至驱动器矩阵中的确定了感测信号的单元；其中，驱动器矩阵中的单元被布置成基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。此外，建议了相应的方法和计算机可读介质。

Description

用于驱动若干个光源的方法及装置和计算机可读介质
技术领域
本发明的实施例涉及用于驱动若干个光源的装置。特别地，光源可以是以矩阵结构布置的LED(LED阵列)。
发明内容
第一实施例涉及一种用于驱动若干个光源的装置，其中，若干个光源被布置成光矩阵结构，
——该装置包括公用电路和驱动器矩阵；
——其中，驱动器矩阵中的每个单元连接至光矩阵结构中的至少一个单元；
——其中，在驱动器矩阵中的单元上设置感测部件，其中感测部件确定基于输出信号、特别地取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵中的该单元的光源；
——其中，公用电路包括调节电路，该调节电路被布置成
——用于获得感测信号；
——用于调节参考信号；以及
——用于将参考信号传送至驱动器矩阵中的确定了感测信号的单元；
——其中，驱动器矩阵中的单元被布置成基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。
第二实施例涉及一种用于驱动若干个光源的方法，其中，若干个光源被布置成光矩阵结构，其中，驱动器矩阵中的每个单元连接至光矩阵结构中的至少一个单元，以及其中，公用电路包括调节电路，该方法包括以下步骤：
——确定基于输出信号、特别地取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵中的该单元的光源，其中，感测信号由设置在驱动器矩阵中的单元上的感测部件来确定；
——通过调节电路获得感测信号；
——通过调节电路调节参考信号；
——将参考信号从调节电路传送至驱动器矩阵中的确定了感测信号的单元；
——通过驱动器矩阵中的该单元基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。
附图说明
参照附图示出并说明了实施例。附图用于说明基本原理，因此仅示出对理解基本原理必要的方面。附图不是按比例绘制的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。
图1示出了包括放置在半导体器件顶部上的LED阵列的示例性布置；
图2示出了包括LED矩阵和半导体器件的示例性框图，半导体器件包括LED驱动器矩阵和公用电路；
图3示出了高边电流源，高边电流源中的每一个被布置在LED驱动器矩阵上，在LED驱动器矩阵的顶部上安装有LED；
图4示出了包括像素寻址块、驱动器和比较器的像素单元的示意性框图；
图5示出了像素单元中的驱动器的示例性实现；
图6示出了像素寻址块的示例性实现；
图7示出了驱动器的示例性实现；
图8示出了作为公用电路的一部分的调节电路的示例性实现；
图9示出了将若干个像素单元的精确度水平以及如何将它们映射为数字值进行可视化的图，该数字值影响对被用于驱动光源的参考电流的调节；
图10示出了LED阵列的LED的示例性分组。
具体实施方式
诸如半导体光源、LED(发光二极管)这样的光源可以被布置在一起作为阵列。光源的阵列可以被布置在半导体器件(阵列)的顶部上，该半导体器件(阵列)被布置为用于光源的控制电路。光源可以被安装在半导体器件上。在半导体器件为每个光源提供电流源的情况下，这样的电流源可能必须被单独地驱动以使得能够控制相应光源。
图1示出了包括LED阵列101的示例性布置，LED阵列101被放置在半导体器件102的顶部上。半导体器件102可以被布置在印刷电路板(PCB)104上；可以经由接合线(bondwire)103将半导体器件102电连接。安装在半导体器件102上的LED阵列101也被称为芯片上芯片(chip-on-chip)组件。
半导体器件102可以包括下述中的至少一个：
—用于被布置在LED阵列101上的单独LED的电流源，特别地是用于每个LED的至少一个电流源；
—用于驱动LED以及用于管理的通信接口；
—至少一个参考电流的生成；以及
—诊断和保护功能。
出于这样的目的，半导体器件102可以包括硅单元的阵列，其中，每个硅单元(也称为像素单元)可以包括电流源，该电流源可以直接连接至LED阵列101中的LED。此外，半导体器件102可以包括公用电路。
图2示出了包括LED 206的矩阵201(矩阵中的每个像素可以由至少一个LED表示)和半导体器件205的示例性图示，半导体器件205包括LED驱动器矩阵202(即半导体器件的与LED阵列101中的一个像素相关联的部分)和公用电路203。半导体器件205可以连接至串行接口204。可以经由串行接口204来控制矩阵201中的相应LED 206。矩阵201可以被布置在LED驱动器矩阵202的顶部上。LED驱动器矩阵202可以是如图1所示的半岛体器件102的一部分，并且LED驱动器矩阵202可以针对矩阵201中的每个LED 206包括像素单元区域(也称为“像素单元”)。作为一个选项，LED驱动器矩阵202具有(例如，基本上)与矩阵201相同的面积大小。特别地，LED驱动器矩阵202中的像素单元区域可以具有(基本上)与LED 206相同的表面面积。矩阵201的LED 206可以直接连接至LED驱动器矩阵202的像素单元。特别地，矩阵201可以被布置在LED驱动器矩阵202的顶部上。
特别地，公用电路203可以包括用于访问矩阵201中的LED的串行接口，例如用于配置目的的一个寄存器、参考电流发生器、参考电压发生器和温度传感器。
矩阵201可以包括按列和行布置的任意数目的LED(像素)。矩阵201可以包括例如256或1024个LED。在图2所示的示例中，矩阵201包括16行和16列的LED 206，总计256个LED。
注意，LED是作为光源的示例而提及的。作为一个选项，可以使用任何种类的光源，特别是半导体光源。作为另一选项，每个光源可以是包括至少两个半导体光源的模块。
公用电路203可以被布置在与LED驱动器矩阵202相邻或远离LED驱动器矩阵202的区域中。
在一个示例性应用中，LED矩阵101中的每个像素可以消耗总计例如小于150μm2的表面面积。该值仅是面积的示例性值。可以选择适合于LED阵列101的预定分辨率的任何面积。半导体光源可以被布置在每个像素单元的中间。相邻的像素单元可以在光源之间具有总计小于150μm的间隙。每个LED可以具有连接至LED驱动器矩阵202的一个接触件和连接至公共接触件(例如GND)的一个接触件。这是示例性场景；相应地可以应用其他尺寸、距离和连接。
在每个LED被直接安装在半导体器件的顶部上的情况下，每个电流源被放置在由像素单元的表面面积限定的区域中。在上面提供的示例中，面积可以总计为
150μm·150μm＝0.022500mm2。
为了增大远距离处的光在x方向和y方向上的分辨率(例如，0.5°)以及为了避免用于光束水平调节的额外机械部件，像素单元之间的短间距(pitch)是有利的。在上面提供的示例中，像素单元之间的间距可以小于150μm。
由于紧凑的布置，大量的热源可以产生不同的温度，这可以影响温度梯度并因此导致像素之间的失配。
此外，由于LED驱动器矩阵直接连接至LED，因此针对每个像素单元的每个电流源的输出可能不能被直接访问。
因此，期望提供下述中的至少一个的解决方案：
—向单独LED提供电流的电流源，这使得能够高精度地接通或关断LED，可选地提供过电流保护；
—能够检测输出通道的开路负载和接地短路的诊断功能；
—不同像素之间即不同电流源之间的低失配。
图3示出了高边电流源301至303，高边电流源301至303中的每一个被布置在LED驱动器矩阵上，在高边电流源301至303的顶部上安装有LED 304至306。在该方案中，LED 304被布置在电流源301的顶部上，LED 305被布置在电流源302的顶部上，并且LED 306被布置在电流源303的顶部上。
每个电流源301至303可以是NMOS功率级，其漏极连接至电源电压Vcc并且其源极连接至相应的LED 304至306。每个NMOS功率级的栅极可以经由误差放大器307至309而被控制。
相应的误差放大器307至309可以被用于利用内部参考电流来控制输出电流。可以通过数字信号或通过模拟信号来启用误差放大器307至309。
因此，LED驱动器矩阵可以(在LED驱动器矩阵在LED阵列之下的情况下)在像素单元可用的区域上包括大量的电流源和/或开关。
特别地，本文中介绍的示例展示了如何在LED驱动器矩阵被布置在硅半导体器件(例如单个芯片)上的情况下仍可以实现用于LED阵列和下方的LED驱动器矩阵的高效解决方案。特别地，所提供的示例处理大量的热源以及像素单元的电流源之间的热梯度。
本文中介绍的示例使得能够提供特别地包括下述中的至少一个的LED驱动器矩阵：
—用于控制针对每个像素单元的驱动器的通信接口；
—对过电流具有自保护的输出电流调节；
—开路负载和接地短路诊断功能；以及
—低温度敏感性。
特别地，这可以通过在公用电路与LED驱动器矩阵之间分配控制逻辑来实现，公用电路与LED驱动器矩阵两者均被整合在半导体器件上。公用电路可以被布置成与LED驱动器矩阵相邻，并且LED驱动器矩阵可以占据与LED阵列相同的表面面积，如上所述，LED阵列可以被布置在LED驱动器矩阵的顶部上。
作为一个选项，公用电路可以被布置在与LED驱动器矩阵相邻或远离LED驱动器矩阵的区域中。
挑战在于如何高效地驱动电流源，其中，一个电流源被放置在一个像素单元中(或与像素单元相关联)。如以上描述的示例中所展示的，两个像素单元之间的距离可以阐明限制性约束，这使得难以电连接被布置在其相关联的光源下方的所有电流源，以便它们能够由半导体器件的公用电路驱动。
图4针对两个像素单元n和n+1示出了可以被布置在半导体器件上的示例性电路。该示例建议了公用电路供给更新信号UPD、数据信号Data_i和时钟信号CLK。在该示例中，像素单元n向像素单元n+1提供数据信号Data_i+1，并且像素单元n+1向后续的像素单元(未示出)提供数据信号Data_i+2。
数据信号Data_i是被传送至移位寄存器的二进制信号(例如，“0”和“1”)的序列。移位寄存器中的每个单元可以包括D触发器，即用于像素n的D触发器401和用于像素n+1的D触发器402。数据信号Data_i连接至D触发器401的D输入端，D触发器401的Q输出端连接至D触发器402的D输入端。D触发器401、D触发器402两者还由时钟信号CLK来驱动。
因此，“0”值和“1”值的序列可以被传送至D触发器401、D触发器402，其中，在时钟信号CLK的每个时钟周期(上升沿)，存储在D触发器401中的实际值被移至后续的D触发器402，并且由数据信号Data_i提供的下一个值被存储在D触发器401中。
根据图4中所示的示例，先0后1的位序列在两个时钟周期之后被存储在D触发器401、D触发器402中，使得D触发器401具有值“1”并且D触发器402具有值“0”。
经由诸如D触发器403这样的寄存器的端子404来驱动像素n的诸如LED这样的光源，并且经由诸如D触发器405这样的寄存器的端子406来驱动像素n+1的诸如LED这样的光源。D触发器403的D输入端连接至D触发器401的Q输出端，并且D触发器405的D输入端连接至D触发器402的Q输出端。D触发器403、D触发器405的使能(或时钟)输入端连接至更新信号UPD。当更新信号UPD变成“1”时，存储在D触发器401中的值在D触发器403的Q输出端处变得可见并且因此被用于驱动该像素n的光源。相应地，存储在D触发器402中的值在D触发器405的Q输出端处变得可见并且因此被用于驱动该像素n+1的光源。
因此，图4中示例性所示的移位寄存器包括两个单元，其中，像素n的单元包括D触发器401和寄存器403，并且像素n+1的单元包括D触发器402和寄存器405。寄存器可以被实现为触发器，特别地为D触发器。
图4仅示出了两个像素单元的序列的示例性摘录。然而，该方法可以应用于多于两个像素单元的序列，例如成列或成行的像素矩阵。此外，可以通过甚至更长的移位寄存器来连接和表示若干行或若干列。在这种情况下，可以使用移位寄存器来向成列或成行或甚至成矩阵的所有像素提供数据信号并且立刻更新列、行或矩阵。
时钟信号CLK的频率可以有利地足够高以在更新信号UPD被激活之前以及在该时刻被存储在相应移位寄存器中的值被用于控制该序列(例如像素矩阵的列或行)中的像素之前，针对这样像素序列而填充移位寄存器。因此，每个像素的高刷新率可以导致PWM调光的高分辨率。因此，高时钟频率对在触发更新信号之前将信息存储在移位寄存器的触发器中会是有利的。
有利地，通过以菊花链的方式(一个像素驱动下一个像素)设置寄存器(例如，根据图4的D触发器)并且将那些寄存器与相应的像素单元布置在一起，单个行足以将数据信号Data_i传送至像素序列，然而以另外的方式，每个像素将需要单独的连接来传送用于控制该像素的数据信号。
注意，可以使用任何种类的寄存器或存储器来实现以上描述的结果。寄存器可以是触发器、锁存器、寄存器或具有存储功能的任何其他元件。
图5示出了包括像素寻址块502和驱动器503的像素单元501的示意性框图。
像素单元501可以对应于半导体器件的具有LED阵列的像素的表面面积的部分。像素单元501可以提供可以连接至诸如LED阵列中的LED505这样的光源的端子Out。光源可以被直接安装至半导体器件上，例如像素单元501之上。因此，安装在半导体器件上的LED可以被认为是像素单元的组成部分。作为一个选项，术语“像素单元”可以指代半导体器件的与单个LED相关联的构件，该单个LED可以被安装在半导体器件的该构件上。注意，像素单元501可以是半导体器件102的一部分，特别是LED驱动器矩阵202的一部分。在一个实施例中，像素单元501可以对应于根据图2的LED驱动器矩阵202。
驱动器503由相应端子Vcp和Vcc上的电压Vcp和电压Vcc来供电。此外，参考电流Iref或参考信号经由端子Ref被传送至像素单元501和驱动器503。参考电流Iref或参考信号可以由公用电路203来提供，例如经由布置有该公用电路203或布置有像素单元501(即驱动器503)的电流源来提供。驱动器503经由端子Vss接地。
此外，驱动器503从像素寻址块502接收信号506并且经由端子Out提供其输出信号以驱动相应的光源。
驱动器503连接至端子Isens、Ical1和Ical2，这将在稍后参照更详细地示出驱动器503的图7进行说明。
像素寻址块502经由图5中示出的相应端子来获得更新信号UPD、数据信号Data_i和时钟信号CLK。像素寻址块502经由相应端子为后续的像素单元(或者在没有后续的像素单元的情况下为公用电路)提供数据信号Data_i+1。
此外，像素寻址块502向驱动器503供给信号506。参照图4和图6来说明像素寻址块502的基本功能。
作为一个选项，除了端子Out以外，至像素单元501/来自像素单元501的所有连接可以与公用电路连接，端子Out连接至可以被安装在像素单元501的顶部上的LED 505。
图6示出了像素寻址块502的示例性实现方式。还参照上面的图4，其更详细地说明了在若干个像素单元之间操作的移位寄存器。
D触发器403的Q输出端向驱动器503传送信号506。D触发器401的Q输出端提供后续的数据信号Data_i+1。
图7示出了驱动器503的示例性实现方式。来自像素寻址块502的信号506被传送至p沟道MOSFET 704、705和706的栅极。信号506可以是用于选择特定像素单元501的信号；信号506可以如上所述由像素寻址块502来提供，或者其可以例如借助于多路复用器等由共用电路203来提供，多路复用器等可以被用于直接或间接地访问相应的像素单元。另一个选项是，不是LED阵列中的每个像素单元都必须出于偏移补偿的目的而被访问。
MOSFET 704的源极连接至MOSFET 705的源极以及n沟道MOSFET 703的源极。MOSFET 704的漏极连接至端子Isens，并且MOSFET 705的漏极连接至端子Ical1。MOSFET706的漏极连接至端子Ical2。这些端子Isens、Ical1和Ical2也是如图5所示的像素单元501的端子。
MOSFET 703的栅极连接至n沟道MOSFET 701的栅极和n沟道MOSFET 702的栅极。MOSFET 701至703的漏极彼此连接并且进一步连接至与电源电压连接的端子Vcc。
MOSFET 701的源极连接至节点710。节点710连接至MOSFET 706的源极并且经由受控的电流源707接地Vss(由端子Vss表示)。通过由端子Ref提供的信号来控制电流源707。
节点710还连接至运算放大器708(其也被称为误差放大器)的负输入端。运算放大器708的正输入端连接至MOSFET 702的源极和端子Out。运算放大器的输出端连接至MOSFET701至703的栅极。
经由具有电荷泵电压的端子Vcp来对运算放大器708进行供电，电荷泵电压可以高于电源电压Vcc。此外，运算放大器例如经由端子Vss接地。
MOSFET 702充当NMOS功率级，并且MOSFET 701结合MOSFET703充当NMOS感测单元。基于由电流源707提供的电流并且基于预定的KILIS因子(总计例如100)、经由运算放大器708来调节MOSFET 702的栅源电压。
KILIS因子指的是负载电流与感测电流之间的比率。负载电流是感测电流的KILIS倍(例如，100倍)。在该示例中，在MOSFET 702两端传送负载电流，并且感测电流是分别在MOSFET 703和MOSFET 701两端流动的电流。
参考电流Iref由电流源707来提供，电流源707可以由经由端子Ref提供的参考信号来控制。因此，该参考信号可以由公用电路来提供。
因此，参考电流Iref可以在像素单元501内生成。作为一个选项，远离像素单元501、例如在公用电路上生成参考信号。作为另一个选项，由公用电路为所有的像素单元或为选择的像素单元提供参考电流；在该示例中，与电流源707可比拟的电流源可以被布置在公用电路上。特别地，作为一个选，针对每个像素单元或像素单元组在公用电路上布置电流源。
特别地，作为一个选项，针对每个像素单元、像素单元组(例如像素单元行和/或像素单元列)提供参考电流或参考信号(以调节参考电流)。在像素单元501外生成参考电流Iref具有下述优点：可以进一步减小在半导体器件上针对像素单元所需的面积。
由于施加至LED阵列、特别是施加至与LED阵列中的LED相关联的驱动器的机械应力，可以引入偏移，偏移会影响驱动LED的电流的精确度。机械应力是导致驱动LED的输出信号的不期望偏差的一个示例。注意，其他效应也可能对输出信号具有有害的影响，该输出信号可以经受如本文所描述的补偿。
由于每个像素单元的输出被直接馈送给其相关联的LED并且由于LED阵列和与LED阵列中的LED相关联的驱动器的紧凑尺寸，驱动LED的输出信号(电流或电压)可能不能从外部即从公用电路访问。在没有可用的输出信号的情况下，将难以以高效的方式来补偿这样的偏移。
示例性的解决方案建议通过对像素单元引入感测部件并且对(适用于LED阵列中的所有像素单元的)公共区域引入调节电路，来调节每个像素单元(或每个像素单元组)的偏移。
特别地，建议如下校准像素单元或像素单元的一部分：
MOSFET 701和702可以具有总计例如100或200的KILIS比率，即通过MOSFET 702的负载电流可以是通过MOSFET 701的感测电流的100倍。运算放大器708被用于基于由可控的电流源707提供的参考电流来调节输出电流。
MOSFET 703与MOSFET 704至706一起提供附加的感测能力。
图8示出了公用电路的特别用作用于校准至少一个像素单元的这样的调节电路801的部分。
使用寻址装置809来对至少一个像素单元进行寻址。寻址装置生成更新信号UPD、数据信号Data_i(例如，待寻址的第一单元)和时钟信号CLK。寻址装置809还可以从指示所有的单元已被处理的最后一个单元(图8中未示出)接收数据信号Data。
作为替选方案，可以在寻址装置809中设置多路复用器，该多路复用器被布置成直接基于地址或基于信号(例如提供至这样的多路复用器的时钟信号)来对每个像素单元进行寻址。作为又一选项，不单独对每个像素单元进行寻址，而是同时对像素单元组进行寻址。特别地，作为一个选项，一个像素单元是这样的组的代表。作为另一选项，针对整组像素单元确定并施加参考电流，而不是针对每个单独的像素单元确定和施加参考电流。
上文已经参照图7介绍了端子Isens、Ical1、Ical2和Ref并且展示了如何连接调节电路801和驱动器503。作为一个选项，调节电路801也包括端子Vcc、Vcp和Vss。特别地，作为一个选项，调节电路801供给电压Vcc和Vcp并且提供公共接地电位Vss。
端子Isens连接至p沟道MOSFET 803的源极。MSOFET 803的漏极连接至比较单元805的输入端。此外，电流源804连接在比较单元805的输入端与接地(Vss)之间。
端子Ical1连接至运算放大器802的负输入端，并且端子Ical2连接至运算放大器的正输入端。运算放大器802的输出端连接至MOSFET 803的栅极。
比较单元805的输出端连接至调节单元806的输入端，调节单元806具有经由端子Ref供给参考信号的输出端。
在需要校准的情况下(例如，在LED阵列的启动期间或应用户要求时由公用电路发起校准)，也可以通过利用作为公用电路的一部分的调节电路来针对所有像素单元、选择的像素单元或针对至少一个像素单元组发起自动例行程序。
在示例性实施例中，MOSFET 704至706被选择性地经由信号506一起接通(一个像素单元接着另一个像素单元)，并且相应激活的像素单元的MOSFET 704至706的漏极经由端子Isens、Ical1和Ical2连接至调节电路801。调节电路801上的运算放大器802比较端子Ical1和Ical2处的信号，并且使用这些信号之间的差来控制MOSFET 803。因此，运算放大器802有助于确定感测电流I803，感测电流I803与在像素单元501的端子Out处提供的输出电流成比例。
将在MOSFET 803两端传送的感测电流I803与由电流源804提供的电流Itrim进行比较。电流Itrim可以对应于之前(或最初)例如由电流源707确定的参考电流Iref。如果例如由于机械应力，感测电流I803从该电流Itrim偏离，则可以重新调节参考电流Iref。为此，比较单元805确定I803和Itrim之间的这样的偏离。
有利地，运算放大器802是调节电路801的一部分，其位于公用电路上并且因此不是像素单元的一部分。因此，运算放大器802可能不受影响LED阵列的机械应力的影响。
在图7和图8的示例中，基于参考信号Ref生成参考电流Iref的电流源707是驱动器503的一部分，并且因此是像素单元501的一部分。
作为另一选项(未示出)，在调节电路上生成参考电流。可以针对每个像素单元或针对选择的像素单元组来生成不同的参考电流。在这样的场景中，电流源707位于调节电路上并且经由来自调节电路806的输出信号来控制。然后可以经由端子Ref将参考电流Iref供给至相应的像素单元，即驱动器503的节点710。
因此，将感测电流I803与电流Itrim(微调电流)进行比较。可以基于与参考电流(参见电流源707)相同的源(例如电荷泵)来生成电流Itrim。对电流源707的电流进行放大以生成驱动像素单元501的LED的输出电流。
有利地，可以设置供给匹配的电流Itrim以及电流Iref的电流镜(未示出)，因此，电流源804和707可以是电流镜的匹配的电流源。
在比较单元805中，确定感测电流I803与微调电流Itrim之间的差。基于该差异，参考信号被确定并且经由端子Ref被传送以控制驱动器503的电流源707，从而调节参考电流Iref。这通过调节单元806来实现并且将在下文中进行描述。
比较单元805确定感测电流I803与微调电流Itrim之间的差是否在预定范围内，该预定范围也被称为精确度范围。因此，可以设置限定精确度范围的上阈值和下阈值。如果感测电流I803与微调电流Itrim之间的差在精确度范围内，则不需要调节；然而，如果感测电流I803与微调电流Itrim之间的差在精确度范围之外，则进行参考电流的调节。
因此，比较单元805作为使用上阈值和下阈值的电流比较器工作。因此，比较单元805提供关于针对像素感测的电流(对应于驱动该像素单元的LED的输出电流)是否落在精确度范围内的数字信息。
基于该数字信息，调节单元806可以为由比较单元805供给的数字信息提供映射，然后生成相应的参考信号(调节值)。
调节单元806可以包括映射和微调功能。调节单元806可以包括查找表以基于感测电流I803与微调电流Itrim之间的差来确定合适的参考信号。参考信号可以作为参考信号经由端子Ref被传送至驱动器503。
参考信号可以被用于微调(例如偏移补偿)那些像素单元，其使用输出电流来驱动它们相关联的LED，该输出电流在预定的精确度范围之外。
图9示出了描绘若干个像素单元0至7的示例性图，其中，针对每个像素单元来指示由比较单元805确定的感测电流I803与微调电流Itrim之间的差。该差异也被称为精确度，例如被确定为(I803-Itrim)/Itrim的百分比值。
在图9中示出了精确度范围903，该精确度范围903可以指示+/-8％的偏差。注意，值8％仅是示例性的并且可以相应地使用其他偏差。
因此，感测电流I803可以从微调电流Itrim偏离超过+/-8％，或者其可以偏离小于+/-8％，从而落在精确度范围内。
存在对相应的像素单元是具有精确度范围内的偏差还是在精确度范围之外的偏差的信息进行编码的许多方式。
在图9所示的示例中，使用两个位901和902；取决于以下条件，位901和902具有以下值：
—位901为“0”：相应像素单元的精确度在+8％以下；
—位901为“1”：相应像素单元的精确度在+8％以上；
—位902为“1”：相应像素单元的精确度在-8％以上；
—位902为“0”：相应像素单元的精确度在-8％以下。
存在位901和902的以下组合：
在图9所示的示例中，像素单元0、1和2在精确度范围903内，并且像素单元3至7在精确度范围903之外。像素单元3和7在-8％的精确度以下，并且像素单元4至6在+8％的精确度以上。
可以经由由调节单元806向端子Ref提供的参考信号来实现电流的增大或减小。相应的像素单元501中的驱动器503使用经由端子Ref提供的该信号来调节经由电流源707的参考电流Iref。
可以以迭代的方式来完成微调，即增大或减小电流；例如以上描述的测量确定了特定的像素单元是否需要被微调。因此，可以施加预定量的电流的增大或减小。然后，下一个测量揭示了关于像素单元的精确度的微调是否成功。如果成功，则可以不应用进一步的微调；如果像素单元的精确度仍旧在精确度范围之外，则可以应用后续的微调步骤(增大或减小电流)。每个迭代阶段增大或减小的电流量可以变化，或者可以不变。特别地，作为一个选项，基于像素单元的精确度落在精确度范围之外的量来调节电流。
然而，作为另一个选项：不是LED阵列中的所有像素单元都具有配备有用于基于向端子Out提供的输出电流来调节参考电流Iref的装置的驱动器。相反，仅选择的像素单元可以配备有这样的驱动器。该选择可以用于针对像素单元组来调节参考电流Iref。
在下文中，描述了示例性的微调方法，该微调方法不需要单独地对每个像素单元进行微调，而是可以调节至少一个组，其中，该至少一个组包括至少两个像素单元。这样的微调方法具有以下优点：可以显著降低用于微调像素单元的开销，特别地，其对于硅上针对驱动器和/或调节电路所需的面积是有利的。
这可以例如通过下面的方法来实现：
(1)像素单元被划分为组。最大精确度失配对于每个组中的像素单元可能是可容许的。例如，可以将该组定义为包括16个像素单元的矩阵(例如，像素单元的4乘4矩阵)，并且该组可能必须提供小于0.5％的精确度。包括256个像素单元的LED阵列可以被划分为16个组，每个组具有16个像素单元；然后总精确度可以为0.5％*16＝8％；因此256个像素单元的LED阵列具有±8％的精确度。注意，这些数字是示例，并且可以相应地应用LED阵列和/或像素单元组的其他大小。
(2)确定哪个组落在精确度范围之外(如以上针对像素单元说明的)。然后可以仅对这样的组应用微调(调节)。
该方法在像素单元彼此相似的情况下特别有用，这可以基于参照图1和图2描述的结构而预期。
图10示出了包括具有256个像素单元的LED阵列1001的示例性图，该256个像素单元被划分为16个组，每个组包括16个像素单元。可以对每个像素单元或每个像素单元组执行本文中描述的微调。例如，对于组1002、1003和1004中的每个组，相应组内的像素单元被一起微调。因此，以相同的方式对一个组中的所有像素单元校正偏移。这可以应用于LED阵列1001中的所有16个组或者应用于选择的这样的组。
特别地，所介绍的解决方案具有以下优点：可以以有效的方式来增大LED阵列的精确度。例如，偏移可以被(至少部分地)补偿，特别是来源于施加至LED阵列(即连接有LED的半导体器件或LED阵列)的机械应力的偏移。
因此，在此提供的示例涉及用于减小或至少部分地补偿任何偏移的校准，该偏移是基于施加至LED组件(LED阵列和/或半导体器件)的机械应力而引入的。特别地，这样的机械应力可以是LED组件的组装过程的结果。偏移或由偏移引起的有害效果的减小可以至少部分地由作为公用电路的一部分的调节电路来提供。作为另一选项，引入数字映射和基于这样的数字映射的逻辑判定来确定哪个像素单元或像素单元组要被微调。可以基于期望的预定失配来进行这样的微调(或调节)。
特别地，本文中所建议的示例可以基于以下解决方案中的至少一个。特别地，可以利用以下特征的组合来达到期望的结果。可以将方法的特征与装置、设备或系统的任何特征进行组合，反之亦然。
提供了一种用于驱动若干个光源的装置，其中，若干个光源被布置成光矩阵结构，其中：
—该装置包括公用电路和驱动器矩阵；
—驱动器矩阵中的每个单元连接至光矩阵结构中的至少一个单元；
—在驱动器矩阵的单元上设置感测部件，其中，感测部件确定基于输出信号、特别是取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵中的该单元的光源；以及
—公用电路包括调节电路，该调节电路被布置成
—用于获得感测信号；
—用于调节参考信号；以及
—用于将参考信号传送至驱动器矩阵中的确定感测信号的单元；
—其中，驱动器矩阵中的单元被布置成基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。
该解决方案具有以下优点：可以以有效的方式来增大光矩阵结构的精确度。例如，偏移可以被(至少部分地)补偿，特别是来源于施加至光矩阵结构和/或驱动器矩阵的机械应力的偏移。
因此，可以实现用于减小或至少部分地补偿任何偏移的校准，该偏移是基于机械应力效应而引入的。调节偏移可以至少部分地由作为公用电路的一部分的调节电路来提供。这具有以下优点：在可获得额外空间的驱动器矩阵的单元外部提供用于校准的一些部件。此外，这样集中式的部件可以被用于驱动器矩阵中的若干个单元，即不必针对驱动器矩阵中的每个单元来实现校准功能的一部分，这节约了成本并且减少了制造工作。
然而，作为一个选项，公用电路仅包含调节电路。作为另一选项，公用电路包括可以被用于控制光矩阵结构的光源的附加部件。
感测信号可以是指示驱动单元的光源的实际输出信号的电流或电压。
参考信号可以是用于控制电流源的电流或电压，或者参考信号可以是用于调节驱动光源的输出信号的电流源的输出。
在一个实施例中，感测部件包括至少一个感测晶体管，该至少一个感测晶体管被布置成向光源镜像输出信号的电流。
该至少一个感测晶体管可以是MOSFET，该MOSFET被布置有相对于提供输出信号的晶体管的预定的KILIS比率。
在一个实施例中，公用电路被布置成通过以下来调节参考信号：
—确定感测信号与预定义的微调信号之间的差；以及
—基于该差异是否满足预定条件来调节参考信号。
在一个实施例中，调节参考信号包括：
—在感测信号低于微调信号的情况下，指示增大输出信号；
—在感测信号高于微调信号的情况下，指示减小输出信号；以及
—在感测信号等于或基本等于微调信号的情况下，指示不改变输出信号。
在一个实施例中，调节参考信号包括：
—基于感测信号和微调信号来确定精确度；
—在精确度低于下阈值的情况下，指示增大输出信号；
—在精确度高于上阈值的情况下，指示减小输出信号；
—在精确度在由下阈值和上阈值限定的精确度范围内的情况下，指示不改变输出信号。
可以如下来确定精确度：(感测信号–微调信号)/微调信号。
因此，作为一个选项，引入数字映射和基于这样的数字映射的逻辑判定来确定哪个像素单元或哪个像素单元组要被微调。可以基于期望的预定失配(精确度范围)来进行这样的微调(或调节)。
在一个实施例中，使用参考信号来调节位于驱动器矩阵中的单元上的电流源。
在一个实施例中，参考信号是由位于公用电路上的电流源提供的电流。在一些示例中，参考信号可以包括由电流源提供的电流。
在一个实施例中，公用电路还被布置成对驱动器矩阵中的单元进行寻址，特别是对驱动器矩阵中的每个单元或驱动器矩阵中的单元组进行寻址。
这样的组可以是驱动器矩阵中的子矩阵，或者这样的组可以是驱动器矩阵中的一行单元或驱动器矩阵中的一列单元。
在一个实施例中，驱动器矩阵被布置在光矩阵结构之下。
注意，表述“之下”在这方面可以指光源向其发射光的相对侧。如果光发射发生在光矩阵结构的顶侧，则光矩阵结构的底侧可以连接至驱动器矩阵。特别地，驱动器矩阵中的每个单元可以与光矩阵结构中的一个光源连接。注意，光矩阵结构中的光源可以包括至少一个半导体发光元件，例如至少一个LED和/或OLED。
在一个实施例中，公用电路和驱动器矩阵被布置在一个半导体器件上，该半导体器件被布置在光矩阵结构之下。
特别地，作为一个选项，公用电路被设置成与驱动器矩阵相邻。公用电路和驱动器矩阵也可以被布置在分离的半导体器件(芯片)上。公用电路可以为光矩阵结构的光源提供功能(电源等)。
在一个实施例中，该装置被布置成迭代地确定感测信号、调节参考信号、以及调节输出信号，直到满足终止条件。
终止条件可以是预定数量的迭代、小于预定阈值的参考信号的调节(例如，不必调节)等。
在一个实施例中，驱动器矩阵包括用于光矩阵结构中的每个光源的驱动器。
在一个实施例中，每个光源包括至少一个半导体光源，特别是至少一个LED。
在一个实施例中，装置是集成电路，该集成电路被特别实现为单个芯片。在一些实施例中，装置可以包括集成电路，该集成电路被特别实现为单个芯片。
此外，建议了一种用于驱动若干个光源的方法，其中，若干个光源被布置成光矩阵结构，其中，驱动器矩阵中的每个单元连接至光矩阵结构中的至少一个单元，以及其中，公用电路包括调节电路，该方法包括以下步骤：
—确定基于输出信号、特别取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵中的该单元的光源，其中，感测信号由设置在驱动器矩阵中的单元上的感测部件来确定；
—通过调节电路获得感测信号；
—通过调节电路调节参考信号；
—将参考信号从调节电路传送至驱动器矩阵中的确定了感测信号的单元；
—通过驱动器矩阵中的该单元基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。
在一个实施例中，调节参考信号包括：
—确定感测信号与预定义的微调信号之间的差；以及
—基于该差异是否满足预定条件来调节参考信号。
在一个实施例中，调节参考信号包括：
—在感测信号低于微调信号的情况下，指示增大输出信号；
—在感测信号高于微调信号的情况下，指示减小输出信号；以及
—在感测信号等于或基本等于微调信号的情况下，指示不改变输出信号。
在一个实施例中，调节参考信号包括：
—基于感测信号和微调信号来确定精确度；
—在精确度低于下阈值的情况下，指示增大输出信号；
—在精确度高于上阈值的情况下，指示减小输出信号；以及
—在精确度在由下阈值和上阈值限定的精确度范围内的情况下，指示不改变输出信号。
在一个实施例中，方法还可以包括使用参考信号来调节位于驱动器矩阵的单元上的电流源。
一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，该计算机可执行指令能够使计算机系统：
—确定基于输出信号、特别取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，该输出信号驱动连接至驱动器矩阵的该单元的光源，其中，感测信号由设置在驱动器矩阵中的单元上的感测部件来确定；
—通过调节电路获得感测信号；
—通过调节电路调节参考信号；
—将参考信号从调节电路传送至驱动器矩阵中的确定了感测信号的单元；以及
—通过驱动器矩阵中的该单元基于参考信号来调节驱动光源的输出信号。
注意，以上关于装置描述的特征也相应地适用于方法。
虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下做出实现本发明的一些优点的各种改变和修改。对本领域技术人员而言明显的是，可以适当地替换执行相同功能的其他部件。应当提及，可以将参照特定附图说明的特征与其他附图中的特征进行组合，甚至在这没有被明确提及的情况下也是如此。此外，本发明的方法可以在使用适当处理器指令的所有软件实现中、或者在利用硬件逻辑和软件逻辑的组合来实现相同结果的混合实现中来被实现。对发明构思的这样的修改旨在被所附的权利要求覆盖。

Claims (20)

1.一种用于驱动若干个光源的装置，其中，所述若干个光源被布置成光矩阵结构，其中：
—所述装置包括公用电路和驱动器矩阵；
—所述驱动器矩阵中的每个单元连接至所述光矩阵结构中的至少一个单元；
—在所述驱动器矩阵的单元上设置感测部件，其中，所述感测部件确定基于输出信号、特别是取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，其中所述输出信号驱动连接至所述驱动器矩阵中的该单元的光源；以及
—所述公用电路包括调节电路，所述调节电路被布置成
—获得所述感测信号；
—调节参考信号；以及
—将所述参考信号传送至所述驱动器矩阵中的确定了所述感测信号的单元；
—其中，所述驱动器矩阵中的单元被布置成基于所述参考信号来调节驱动所述光源的所述输出信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述感测部件包括至少一个感测晶体管，所述至少一个感测晶体管被布置成向所述光源镜像所述输出信号的电流。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述公用电路被布置成通过至少以下来调节所述参考信号：
—确定所述感测信号与预定义的微调信号之间的差异；以及
—基于所述差异是否满足预定条件来调节所述参考信号。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，调节所述参考信号包括：
—在所述感测信号低于所述微调信号的情况下，指示增大所述输出信号；
—在所述感测信号高于所述微调信号的情况下，指示减小所述输出信号；以及
—在所述感测信号等于或基本等于所述微调信号的情况下，指示不改变所述输出信号。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，调节所述参考信号包括：
—基于所述感测信号和所述微调信号来确定精确度；
—在所述精确度低于下阈值的情况下，指示增大所述输出信号；
—在所述精确度高于上阈值的情况下，指示减小所述输出信号；
—在所述精确度在由所述下阈值和所述上阈值限定的精确度范围内的情况下，指示不改变所述输出信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，使用所述参考信号来调节位于所述驱动器矩阵中的单元上的电流源。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述参考信号包括由位于所述公用电路上的电流源提供的电流。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述公用电路还被布置成对所述驱动器矩阵中的单元进行寻址，特别是对所述驱动器矩阵中的每个单元或所述驱动器矩阵中的一组单元进行寻址。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动器矩阵被布置在所述光矩阵结构之下。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述公用电路和所述驱动器矩阵被布置在一个半导体器件上，所述半导体器件被布置在所述光矩阵结构之下。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被布置成迭代地确定所述感测信号、调节所述参考信号以及调节所述输出信号，直到满足终止条件。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动器矩阵包括用于所述光矩阵结构中的每个光源的驱动器。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，每个光源包括至少一个半导体光源，特别地包括至少一个发光二极管。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括集成电路，所述集成电路特别地实现为单个芯片。
15.一种用于驱动若干个光源的方法，其中，所述若干个光源被布置成光矩阵结构，其中，驱动器矩阵中的每个单元连接至所述光矩阵结构中的至少一个单元，以及其中，公用电路包括调节电路，所述方法包括以下步骤：
—确定基于输出信号、特别地取决于输出信号或与输出信号成比例的感测信号，其中所述输出信号驱动连接至所述驱动器矩阵中的该单元的光源，其中，所述感测信号由设置在所述驱动器矩阵中的第一单元上的感测部件来确定；
—通过所述调节电路获得所述感测信号；
—通过所述调节电路调节参考信号；
—将所述参考信号从所述调节电路传送至所述驱动器矩阵中的确定了所述感测信号的所述第一单元；以及
—通过所述驱动器矩阵中的第一单元基于所述参考信号来调节驱动所述光源的所述输出信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，调节所述参考信号包括：
—确定所述感测信号与预定义的微调信号之间的差异；以及
—基于所述差异是否满足预定条件来调节所述参考信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，调节所述参考信号包括：
—在所述感测信号低于所述微调信号的情况下，指示增大所述输出信号；
—在所述感测信号高于所述微调信号的情况下，指示减小所述输出信号；以及
—在所述感测信号等于或基本等于所述微调信号的情况下，指示不改变所述输出信号。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，调节所述参考信号包括：
—基于所述感测信号和所述微调信号来确定精确度；
—在所述精确度低于下阈值的情况下，指示增大所述输出信号；
—在所述精确度高于上阈值的情况下，指示减小所述输出信号；
—在所述精确度在由所述下阈值和所述上阈值限定的精确度范围内的情况下，指示不改变所述输出信号。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括使用所述参考信号来调节位于所述驱动器矩阵中的单元上的电流源。
20.一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令能够使计算机系统执行根据权利要求15的方法的各步骤。
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