CN108882436B - 照明装置和用于控制光源的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及照明装置和用于控制光源的方法。在一些示例中，一种装置包括：至少两个光源；缓冲器电路，其被配置成接收比特流；以及驱动器电路，其被配置成从缓冲器电路接收比特流并且基于比特流来驱动至少两个光源。在一些示例中，该装置还包括：监测器电路，其被配置成确定至少两个光源中的每个光源两端的电压降；以及探测电路，其被配置成在缓冲器电路接收比特流时读取比特流的特定比特并且基于特定比特的值使监测器电路确定特定光源两端的电压降。

Description

照明装置和用于控制光源的方法

技术领域

本公开涉及用于驱动诸如发光器件等光源的电路。

背景技术

驱动器电路可以操作或驱动一个或更多个光源，例如发光二极管(LED)。驱动器电路可以通过改变流过光源的平均电流量来控制由光源输出的光强度。例如，驱动器电路可以增大传送至光源的电流的占空比以增大由光源产生的光强度。类似地，驱动器电路可以减小传送至光源的电流的占空比以减小由光源产生的光强度。在高开关频率下，人眼可以将电流的占空比的变化感知为由光源产生的光的亮度或强度的变化。

发明内容

本公开描述了一种装置，其包括至少两个光源以及被配置成确定每个光源两端的电压降的监测器电路。监测器电路可以被配置成：当特定光源接通或关断即基于通过特定光源的电流产生或不产生光时，确定特定光源的电压降。该装置可以接收比特流，并且可以包括被配置成基于比特流的每个帧中的比特值来驱动光源的驱动器电路。

为了确定特定光源是否将在比特流的下一帧期间产生光，该装置包括探测(snooping)电路，其可以被配置成从比特流的传入帧(incoming frame)中读取特定比特。该特定比特可以指示特定光源是否将在下一帧期间产生光。通过在该装置接收特定比特时读取特定比特，探测电路可以基于特定比特的值来使监测器电路确定特定光源两端的电压降。因此，该装置可以使监测器电路与在下一帧期间驱动器电路是否将驱动特定光源同步。

在一些示例中，一种装置包括：至少两个光源；缓冲器电路，其被配置成接收比特流；以及驱动器电路，其被配置成从缓冲器电路接收比特流并且基于比特流来驱动至少两个光源。在一些示例中，该装置还包括：监测器电路，其被配置成确定至少两个光源中的每个光源两端的电压降；以及探测电路，其被配置成在缓冲器电路接收比特流时读取比特流的特定比特并且基于特定比特的值使监测器电路确定特定光源两端的电压降。

在一些示例中，一种方法包括：接收比特流；以及在接收比特流的同时读取比特流的特定比特。该方法还包括：基于比特流来驱动至少两个光源；以及基于特定比特的值来确定至少两个光源中的特定光源两端的电压降。

在一些示例中，一种装置包括：至少两个光源；缓冲器电路，其被配置成接收比特流；以及驱动器电路，其被配置成从缓冲器电路接收比特流并且基于比特流来驱动至少两个光源。该装置还包括监测器电路，其被配置成确定至少两个光源中的每个光源两端的电压降。该装置还包括探测电路，其被配置成在缓冲器电路接收比特流时读取比特流的特定比特并且基于特定比特的值使监测器电路确定特定光源两端的电压降。该装置包括控制器电路，其被配置成确定特定光源两端的电压降是否在可接受的电压窗口内，并且响应于确定出特定光源两端的电压降不在可接受的电压窗口内而使驱动器电路增大或减小特定光源两端的电压降。

在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个示例的细节。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的一些示例的包括至少两个光源的装置的概念性框图。

图2示出了根据本公开的一些示例的包括放置在半导体器件的顶部上的发光二极管(LED)阵列的示例性布置。

图3示出了根据本公开的一些示例的光源矩阵和包括驱动器电路的半导体器件的示例性框图。

图4A示出了根据本公开的一些示例的包括高侧电流源的示例性驱动器电路。

图4B示出了根据本公开的一些示例的用于光源的示例性驱动器电路。

图5示出了根据本公开的一些示例的用于接收比特流的示例性缓冲器电路。

图6示出了根据本公开的一些示例的用于比特流的两个帧的更新信号的图。

图7是根据本公开的一些示例的图1的装置的概念性框图。

图8示出了根据本公开的一些示例的用于确定至少两个光源两端的电压降的监测器电路。

图9示出了根据本公开的一些示例的被配置成从比特流中读取比特的探测电路。

图10是根据本公开的一些示例的探测电路和计数器电路的框图。

图11是根据本公开的一些示例的由计数器电路实现的算法的图。

图12是根据本公开的一些示例的示例探测电路的电路框图。

图13是根据本公开的一些示例的在第一光源接通或关断的情况下更新信号和其他信号的时序图。

图14是根据本公开的一些示例的在第二光源接通或关断的情况下更新信号和其他信号的时序图。

图15和图16是示出根据本公开的一些示例的用于确定光源两端的电压降的示例技术的流程图。

具体实施方式

一种装置可以包括至少两个光源以及被配置成选择性地驱动至少两个光源中的每个光源的驱动器电路。驱动器电路可以被配置成基于由装置接收的比特流的每个帧中的比特值来驱动光源。装置还可以包括被配置成确定每个光源两端的电压降的监测器电路。另外地或可替选地，监测器电路可以被配置成确定驱动器电路中的电流源两端的电压降。监测器电路还可以被配置成确定在特定光源两端是否存在短路或开路。在一些示例中，特定光源两端的电压降可以指示特定光源是否正常工作、特定光源两端是否存在短路或开路、和/或特定光源的温度是否高于期望的操作温度。

为了确定特定光源两端的电压降，装置可以包括探测电路，其被配置成在装置的缓冲器电路接收第一帧时读取比特流的第一帧中的特定比特。由缓冲器电路接收的第一帧中的特定比特可以指示驱动器电路是否将在第二帧期间驱动特定光源。在一些示例中，第二帧可以紧跟在第一帧之后。通过在缓冲器电路接收第一帧时读取特定比特，探测电路可以使监测器电路确定在第二帧期间特定光源两端的电压降。

因此，探测电路可以在驱动器电路使用特定比特来驱动特定光源之前读取特定比特。探测电路还可以被配置成确定是否使监测器电路确定特定光源两端的电压降。在一些示例中，探测电路可以被配置成确定特定光源在下一帧期间将接通还是关断，并且基于确定出特定光源在下一帧期间将接通还是关断来使监测器电路确定电压降。在其他示例中，探测电路可以接收指示特定光源的请求状态的请求信号，并且探测电路可以被配置成基于请求状态与特定比特的值的比较来使监测器电路确定电压降。

图1是根据本公开的一些示例的包括至少两个光源104的装置100的概念性框图。装置100可以包括光源104、缓冲器电路106、驱动器电路110、监测器电路112、探测电路116和可选的控制器电路120。在一些示例中，装置100可以是用于车辆、建筑物和/或包括照明装置的任何其他系统的照明装置。

光源104可以包括两个或更多个光源例如发光二极管(LED)或任何其他合适的光源。光源104可以排列成矩阵或网格形式，并且每个光源可以是像素。在一些示例中，光源104可以包括排列成32个光源乘以32个光源的网格的一千零二十四个光源。光源104中的每个光源可以按顺序编号(参见图11)。对于比特流108的第一帧，光源104中的一些光源可以接通，并且光源104中的一些光源可以关断。从比特流108的第一帧到第二帧，光源104中的在第一帧中接通的一些光源在第二帧中可以保持接通，并且光源104中的在第一帧中接通的一些光源在第二帧中可以关断。

缓冲器电路106可以被配置成接收比特流108，比特流108可以包括一系列比特。比特流108的每个比特可以对应于光源104中的光源。在一些示例中，缓冲器电路106可以包括移位寄存器，该移位寄存器具有可以等于或近似等于光源104的光源数量的多个位。作为移位寄存器，缓冲器电路106可以包括共享相同时钟输入的级联触发器。当缓冲器电路106完成接收比特流108的第一帧时，缓冲器电路106可以将比特流108传送至驱动器电路110并且开始接收比特流108的第二帧。比特流108的每个帧可以包括等于或近似等于光源104的光源数量的多个比特。

在一些示例中，缓冲器电路106可以被配置成响应于接收到更新信号而将比特流108的第一帧传送至驱动器电路110。在一些示例中，更新信号可以包括脉冲或高数字值以指示比特流108的每个帧的结束。如本文所使用的，术语“接收更新信号”和“传送更新信号”可以表示接收或传送更新信号的高脉冲。更新信号的高脉冲可以指示缓冲器电路106已经接收到比特流108。装置100还可以包括被配置成确定每个帧是否包括错误的错误检查电路。如果错误检查电路确定出第一帧包括错误，则装置100可以不传送更新信号以使缓冲器电路106将比特流108的第一帧传送至驱动器电路110。如果错误检查电路没有确定出帧包括错误，则装置100可以被配置成生成更新信号并且将该更新信号传送至图1的电路。响应于接收到更新信号的高脉冲，缓冲器电路106可以被配置成将比特流108的帧传送至驱动器电路110。

比特流108可以包括一个或更多个帧，其中比特流108的每个帧可以包括诸如特定比特118等一个或更多个比特。比特流108可以包括一系列帧，其中每个帧包括一系列数字比特。比特流108的每个比特可以是与光源104中的光源对应的驱动器电路110的命令信号。驱动器电路110可以被配置成将每个比特传输至光源104中的相应光源的电流源。每个比特可以命令相应电流源向光源104中的相应光源传送电流。

驱动器电路110可以被配置成从缓冲器电路106接收比特流108。驱动器电路110还可以被配置成基于比特流108中的比特来驱动光源104。例如，驱动器电路110可以被配置成基于第一比特来驱动第一光源并且基于第二比特来驱动第二光源。在一些示例中，帧中的诸如“1”等高比特可以使驱动器电路110在帧期间驱动相应的光源，并且诸如“0”等低比特可以使驱动器电路110避免驱动相应的光源。

如果装置100的帧速率是每五微秒一帧(即，二百千赫兹)，则比特流108的每个帧可以使驱动器电路110驱动或避免驱动光源104达五微秒。为了使光源104中的光源变亮或变暗，处理电路可以增大或减小比特流108的帧中的高比特的百分比。驱动器电路110可以在一秒时间段期间基于特定比特的二十万帧、按照每五微秒一帧来驱动特定光源。特定光源对人眼的视亮度可以基于与特定光源对应的特定比特具有高值的帧的百分比。

监测器电路112可以被配置成确定光源104的特定光源两端的电压降114。监测器电路112可以被配置成通过使用一个或更多个多路复用器来确定光源104中的每个光源两端的电压降。多路复用器可以允许监测器电路112在比特流108的每个帧期间测量光源中的一个或更多个光源两端的电压降。在一些示例中，监测器电路112可以包括一级或更多级多路复用器。第一级多路复用器可以包括与光源104的数量相等的多个输入。监测器电路112可以包括被配置成接收最后一级多路复用器的模拟输出信号的模数转换器(ADC)，该模拟输出信号可以指示光源两端的电压降。ADC可以被配置成将模拟输出信号转换成数字信号。数字信号可以指示光源104中的光源两端的电压降的近似幅度。

在一些示例中，监测器电路112可以被配置成确定在第一帧期间第一光源两端的电压降，确定在第二帧期间第二光源两端的电压降，等等。监测器电路112是否在连续的帧期间连续监测第一光源取决于用户是否选择不同的光源、不同的电流源或不同的比特。用户可以是包括处理电路的控制装置，该处理电路被配置成不时地请求要被监测的一个或多个光源、一个或多个电流源和/或一个或多个比特。在一些示例中，监测器电路112可能能够确定在每个帧期间仅一个光源两端的电压降。在其他示例中，监测器电路112可能能够确定在每个帧期间多于一个光源两端的电压降。

根据本公开的技术，探测电路116可以被配置成在缓冲器电路106接收比特流108时读取特定比特118。探测电路116还可以被配置成使监测器电路112基于特定比特118的值来确定特定光源两端的电压降114。例如，如果特定比特118的值是“1”，则探测电路可以被配置成使监测器电路112确定特定光源两端的电压降114。如果特定比特118的值是“0”，则探测电路可以被配置成避免使监测器电路112确定特定光源两端的电压降114。在一些示例中，探测电路116可以使监测器电路112确定接通的光源两端的电压降。在其他示例中，探测电路116可以使监测器电路112确定在帧期间特定光源两端的电压降，而不管特定光源在帧期间是接通还是关断。

在读取特定比特118之后，探测电路116可以被配置成使监测器电路112对接收到更新信号进行响应(例如对接收到更新信号的高脉冲进行响应)。探测电路116可以被配置成在接收到更新信号的脉冲之前读取特定比特118。在探测电路116接收到指示第一帧的结束的更新信号之后，探测电路116可以被配置成从下一帧中读取比特。在一些示例中，下一帧中的比特的位置可以基于装置100是否接收到对与特定光源不同的光源进行选择的用户输入。如果用户选择不同的光源或不同的比特，则探测电路116可以被配置成在下一帧期间读取不同的比特。

如果用户没有选择不同的光源或不同的比特，则探测电路116可以被配置成在缓冲器电路106接收下一帧时读取特定比特118。探测电路116还可以被配置成基于特定比特118的值使监测器电路112在缓冲器电路106接收第三帧时确定特定光源两端的第二电压降。在一些示例中，第三帧可以紧接在第二帧之后(即第三帧)。探测电路116可以被配置成使监测器电路112连续监测特定光源，直到用户选择不同的光源或者直到特定比特118在稍后的帧中具有无效值(例如，“0”)。

探测电路116可以被配置成基于特定光源的位置来确定比特流108中的特定比特118的位置。在一些示例中，特定光源可以位于光源104的矩阵(即，网格)中。探测电路116可以被配置成通过至少访问查找表来确定比特流108中的特定比特118的位置，该查找表将比特流108中的比特的位置和矩阵中的光源104的位置相关联。

在一些示例中，探测电路116可以包括计数器电路，该计数器电路被配置成在缓冲器电路106接收比特流108时对特定比特118的位置进行计数。例如，探测电路116可以确定特定比特118位于比特流108内的特定位置例如第六位置。在缓冲器电路106接收比特流108的帧时，计数器电路可以对特定位置进行计数。在一些示例中，计数器电路可以被配置成递增计数，直到计数等于特定位置的数量。然后，计数器电路可以被配置成响应于对特定比特118的位置进行计数而读取特定比特118。

探测电路116和/或监测器电路112可以被配置成在监测器电路112确定出特定光源两端的电压降之前确定特定光源是否接通或将接通。在一些示例中，监测器电路112可以被配置成当且仅当特定光源在电压测量期间接通或将接通时，确定特定光源两端的电压降。在其他示例中，监测器电路112可以被配置成确定特定光源两端的电压降，而不管该特定光源在电压测量期间是否接通或将接通。探测电路116在缓冲器电路106接收到帧时读取比特流108的帧中的特定比特118的能力可以允许装置100对确定特定光源两端的电压降进行同步。通过选择在测量期间将接通的光源、通过选择在测量期间将关断的光源、和/或通过基于特定比特118的值来选择光源，可以使所述确定同步。

控制器电路120可以被配置成确定电压降114是否在可接受的电压窗口内。可接受的电压窗口可以包括小于开路电压的上阈值和大于短路电压的下阈值。可接受的电压窗口的阈值可以基于可接受的操作温度来确立，使得确定出在可接受的电压窗口之外的电压降114可以指示不可接受的温度。控制器电路120可以被配置成响应于确定出光源两端的电压降114不在可接受的电压窗口内而使驱动器电路110增大或减小特定光源两端的电压降114。

根据本发明的技术，探测电路116可以被配置成在缓冲器电路106接收比特流108的第一帧时读取特定比特118。探测电路116可以被配置成确定特定比特118的值并且基于特定比特118的值来使监测器电路112确定电压降114。探测电路116可以被配置成在缓冲器电路106接收比特流108的第一帧时读取特定比特118，使得监测器电路可以在驱动器电路110基于比特流108的第一帧驱动光源104时确定电压降114。

例如，探测电路116可以读取比特流108的第一帧的特定比特118。当缓冲器电路106接收到更新信号时，缓冲器电路106可以将第一帧传送至驱动器电路110并且开始接收比特流108的第二帧。驱动器电路110可以被配置成基于比特流108的第一帧来驱动光源104。当驱动器电路110基于第一帧来驱动光源104时，探测电路116可以被配置成使监测器电路112确定特定光源两端的电压降114。通过在缓冲器电路106接收第一帧时读取特定比特118，探测电路116可以准备监测器电路以在驱动器电路110基于第一帧驱动光源104时确定电压降114。在一些示例中，探测电路116可以被配置成将特定比特118的值与请求状态进行比较，并且基于特定比特118的值与请求状态的比较来使监测器电路112确定电压降。

图2示出了根据本公开的一些示例的包括放置在半导体器件204的顶部上的光源阵列202的示例性布置。装置200可以包括光源阵列202、半导体器件204、印刷电路板(PCB)206和接合线208。光源阵列202和半导体器件204可以是芯片上芯片(chip-on-chip)组件。光源阵列202可以包括至少两个光源。半导体器件204可以布置在PCB 206上。半导体器件204可以经由接合线208电连接至PCB 206。

半导体器件204可以包括以下中的至少一个：用于布置在光源阵列202上的各个光源的电流源，特别是用于每个光源的至少一个电流源；用于驱动光源并且用于管理目的的通信接口；至少一个参考电流的生成；以及诊断和保护功能。为此目的，半导体器件204可以包括硅单元阵列，其中每个硅单元(也称为像素单元)可以包括电流源，其可以直接连接至光源阵列202的光源。另外，半导体器件204可以包括电流源调节电路或者全文所讨论的任何其他电路。

在一些示例中，半导体器件204的至少一个电流源可以是被配置成基于比特流而驱动光源阵列202的驱动器电路的一部分。半导体器件204的通信接口可以是被配置成接收比特流并且将比特流传送至驱动器电路的缓冲器电路的一部分。半导体器件204可以被配置成通过接合线208和PCB 206中的电连接来接收比特流。在一些示例中，半导体器件可以包括1024个电流源，每个电流源直接连接至光源阵列202的LED。半导体器件204可以独立地控制电流源，以便以光束形状和光束强度产生正确的光图案。

在一些示例中，装置200可以是高像素LED驱动器，其中光源阵列202可以是具有1024个像素的LED阵列，该LED阵列以芯片上芯片组装方案安装在硅基板阵列(即，半导体器件204)的顶部上。在一些示例中，半导体器件204可以是智能的、灵巧的硅基板芯片。灵巧硅基板可以包括被称为LED驱动器矩阵的像素单元阵列，并且可以被放置并且直接连接至光源阵列202的每个相应LED。灵巧硅基板的每个像素单元可以包括125μm乘以125μm的面积。灵巧硅基板还可以包括在LED矩阵区域之外的公共电路，其中公共电路可以包括例如通信接口或诊断和保护电路。公共电路会增加装置200的总体积，并且可能期望装置200具有较小的体积。

图3示出了根据本公开的一些示例的光源312的矩阵302和包括驱动器电路304的半导体器件310的示例性框图。矩阵302的每个像素可以由至少一个光源312表示。驱动器电路304可以是半导体器件310中的与光源阵列202的每个像素相关联的一部分。半导体器件310还可以包括电路306。半导体器件310可以连接至串行接口308。矩阵302的各个光源312可以经由串行接口308来控制。矩阵302可以被布置在驱动器电路304的顶部上。驱动器电路304可以如图2所示是半导体器件204的一部分，并且可以包括用于矩阵302的每个光源312的像素单元区域(也称为“像素单元”)。作为一个选项，驱动器电路304具有(例如，基本上)与矩阵302相同的面积尺寸。特别地，驱动器电路304的像素单元面积可以具有与单独的一个光源312相同的表面积。矩阵302的光源312可以直接连接至驱动器电路304的像素单元。特别地，矩阵302可以被布置在驱动器电路304的顶部上。

电路306可以包括：用于访问矩阵302的光源312的串行接口、例如用于配置目的的一个寄存器320、参考电流生成器322、参考电压生成器324和温度传感器326，并且可以布置在邻近或远离驱动器电路304的区域中。在一些示例中，电路306还可以包括缓冲器电路，该缓冲器电路被配置成接收比特流并且将比特流传送至驱动器电路304。矩阵302可以包括以列和行布置的任意数量的光源(例如像素)。例如，矩阵302可以包括256个光源、1028个光源、2056个光源等。在图3所示的示例中，矩阵302包括十六行和十六列的光源312，总计二百五十六个光源。LED可以是光源的一个示例。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部件。

在示例性应用中，矩阵302的每个像素可以占据例如小于150μm乘以150μm的表面积，然而表面积占据可以是特定于实现方式的。可以选择适合于光源阵列202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。相邻像素单元的光源之间可以具有总计小于150μm的间隙。每个光源可以具有连接至驱动器电路304的一个触点和连接至公共触点(例如GND)的一个触点。这是示例性情况；其他尺寸、距离和连接可以相应地适用。

在每个光源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积限定的区域中。在上面提供的示例中，面积总计150μm·150μm＝0.022500mm²。为了增大远距离处的光在x维度和y维度的分辨率(例如0.5°)并且为了避免用于光束水平调整的额外机械部件，像素单元之间的短节距(pitch)是有益的。在上面提供的示例中，像素单元之间的节距可以小于150μm。

由于紧凑的布置，大量的热源可能产生不同的温度，这可能影响温度梯度并因此导致像素之间的失配。另外，在驱动器电路直接连接至光源时，每像素单元的各个电流源的输出可能无法直接访问。因此，需要提供以下中的至少一个的方案：向单个光源提供电流的电流源允许以高精度接通或关断光源，从而可选地提供过电流保护；能够检测输出通道的开路负载和对地短路的诊断功能；不同像素之间即不同电流源之间的低失配；如全文讨论的电流源调节电路；等等。

外部装置可以通过经由串行接口308传输比特流来独立地控制矩阵302的像素的状态。电路306可以被配置成将传入的比特流数据存储在存储缓冲器中以检查其完整性。电路306可以被配置成仅当完整性检查成功时才将比特流传送至驱动器电路304。例如，装置300可以被配置成运行矩阵302的诊断，特别是如何监测每个光源的正向电压以及例如由温度变化引起的随时间的变化。电流源输出可能无法访问，因为它们被光源阵列覆盖。为了解决该限制，净输出(output net)可能能够通过由系统配置的一组模拟多路复用器而被公共电路部分观察到。然后，电路304和/或306可以通过模数数据转换器来转换该电压以用于进一步的处理。

比特流的连续帧可以形成脉冲宽度调制(PWM)信号以调制光源。另外地或可替选地，比特流还可以形成脉冲密度调制(PDM)信号和/或脉冲频率调制(PFM)信号。在一些示例中，电路306可以指示期望的状态，使得当LED处于期望的状态时应当执行转换。例如，当处于期望的状态时，特定光源的状态应当在转换期间保持稳定。如果PWM发生器没有集成在装置300中，而是由微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)在外部计算，然后传输至光源阵列，则可能难以将例如ADC诊断与特定光源的可配置状态同步。在短时间段内确定特定光源的状态并且同时考虑可能的通信错误可能会引起复杂化。

图4A示出了根据本公开的一些示例的包括高侧电流源402、404和406的示例性驱动器电路。电流源402、404和406中的每一个被布置在驱动器电路304上，光源408、410和412被安装在驱动器电路304的顶部上。在这种情况下，光源408被布置在电流源402的顶部上，光源410被布置在电流源404的顶部上，并且光源412被布置在电流源406的顶部上。

每个电流源402、404和406可以是NMOS功率级，其中漏极连接至电源电压VCC，源极与相应的光源408、410和412连接。每个NMOS功率级的栅极可以经由相应的误差放大器414、416和418来控制，并且每个误差放大器414、416和418可以用于使用内部参考电流来控制输出电流。每个误差放大器414、416和418可以由数字信号或由模拟信号启用。

鉴于上述，(在驱动器电路在物理上位于光源阵列下方的情况下)驱动器电路304因此可以在像素单元可利用的区域上包括相对大量的电流源和/或开关。特别地，本文呈现的示例示出了：即使驱动器电路被布置在硅半导体器件(例如，单个芯片)上的情况下，如何实现用于光源阵列和底层驱动器电路的有效解决方案。特别地，所提供的示例解决了像素单元的电流源之间的大量热源以及热梯度。

本文中呈现的其他示例允许提供尤其包括以下中的至少一个的驱动器电路：用于控制每个像素单元的驱动器的通信接口；具有对过电流的自保护的输出电流调节；开路负载和对地短路诊断功能；以及低温灵敏性。在一些示例中，通信接口可以是缓冲器电路的一部分。这尤其可以通过在集成在半导体器件上的电路和驱动器电路之间分配控制逻辑来实现。电路可以被布置成邻近驱动器电路，并且驱动器电路可以采用与如上所述可以布置在驱动器电路的顶部上的光源阵列相同的表面积。作为一个选项，电路可以被布置在邻近或远离驱动器电路的区域中。

一个挑战是如何有效地驱动电流源，其中一个电流源被放置在像素单元中(或与像素单元相关联)。如上述示例中所示的，两个像素单元之间的距离(例如，小于150μm)可能提出了限制性的约束，这使得难以电连接布置在其相关联的光源下方的所有电流源以使得它们可以由半导体器件的电路驱动。

图4B示出了根据本公开的一些示例的用于光源408的示例性驱动器电路304。图4B还可以示出被配置成接收比特流并且将比特流传送至驱动器电路304的缓冲器电路。缓冲器电路可以包括触发器452和456。触发器452可以被配置成在标记为“D”的节点处从标记为Data_i的节点接收比特流中的比特。当触发器452从标记为clk的节点接收到有效时钟信号时，触发器452可以被配置成在标记为“Q”的节点处输出该比特。当触发器456从标记为Clk_update的节点接收到有效时钟信号时，触发器456可以被配置成在标记为“Q”的节点处输出该比特。在一些示例中，该比特可以使误差放大器414能够驱动电流源402和参考开关460。

参考开关460可以被配置成传导比由电流源402传导的电流幅度更低的电流。参考开关460和电流源402之间的KILIS因子可以是1至50。驱动器电路304可以被配置成在标记为“Iref”的节点处输出由参考开关460传导的参考电流。电流源402可以从标记为VDDP的电源传导电流，并且驱动器电路304可以在标记为OUT2的节点处输出电流。

本公开的装置可以包括被配置成确定光源408两端的电压降的监测器电路。为了确定光源408两端的电压降，监测器电路可以通过标记为Pixel_selection的节点将控制信号传送至开关462的控制端子。控制信号可以使开关462将电压信号传输至多路复用器(参见图8)，其中电压信号可以指示电压降。光源408两端的电压降可以被称为光源408的正向电压。在一些示例中，光源408两端的电压降可以指示光源408的温度、光源408两端是否存在短路、和/或光源408两端是否存在开路。

图5示出了可以布置在半导体器件上的用于两个像素单元N和N+1的示例性电路。在该示例中，电路306可以提供更新信号UPD、数据信号DATA_I和时钟信号CLK。像素单元N可以将数据信号DATA_I+1传送至像素单元N+1，并且像素单元N+1可以将数据信号DATA_I+2传送至随后的像素单元(未示出)。

实际上，数据信号DATA_I可以是比特流，即传送至移位寄存器的二进制信号序列(例如，“0”和“1”)。移位寄存器的每个单元可以包括D触发器，例如像素N的D触发器502和像素N+1的D触发器504。在该示例中，数据信号DATA_I可以连接至D触发器502的D输入端，D触发器502的Q输出端可以连接至D触发器504的D输入端。D触发器502和504二者由时钟信号CLK驱动。因此，可以将“0”值和“1”值的序列传送至D触发器502和504，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502中的实际值被移位至随后的D触发器504，并且由数据信号DATA_I提供的后续值被存储在D触发器502中。根据所示的示例，先0后1的比特序列在两个时钟周期之后被存储在D触发器502和504中，使得D触发器502具有值“1”并且D触发器504具有值“0”。D触发器502和504可以是缓冲器电路106的一部分。

光源例如像素单元N的光源可以经由寄存器(例如，D触发器506)的端子508来驱动。类似地，像素单元N+1的光源可以经由寄存器例如D触发器510的端子512来驱动。D触发器506的D输入端可以连接至D触发器502的Q输出端，并且D触发器510的D输入端可以连接至D触发器504的Q输出端。D触发器506和510二者的使能(或时钟)输入端可以连接至更新信号UPD。当更新信号UPD变为“1”时，存储在D触发器502中的值可以在D触发器506的Q输出端处变得可见，并且因此可以用于驱动该像素单元N的光源。相应地，存储在D触发器504中的值可以在D触发器510的Q输出端处变得可见并且因此可以用于驱动像素单元N+1的光源。因此，图5中示例性地示出的移位寄存器包括两个单元，其中像素单元N可以包括D触发器502和寄存器506，并且像素单元N+1可以包括D触发器504和寄存器510

图5仅示出了两个像素单元的序列的示例性概览。然而，该方法可以应用于多于两个像素单元的序列，例如像素矩阵的列或行。另外，可以用更长的移位寄存器来连接并表示若干行或若干列。就此而言，移位寄存器可以用于向列或行或者甚至矩阵的所有像素单元提供数据信号，并且一次更新列、行或矩阵。

有利地，时钟信号CLK的频率可以足够高以在更新信号UPD被激活之前且在那时存储在相应移位寄存器中的值被用于控制该像素单元序列(例如像素矩阵的列或行)之前填充用于这种像素单元序列的移位寄存器。因此，每个像素单元的高刷新率可以导致PWM/PDM/PFM调光的高分辨率。因此，在触发更新信号之前，高时钟频率可以有利于将信息存储在移位寄存器的触发器中。在一些示例中，缓冲器电路可以在大约5微秒内接收比特流的帧。在比特流的帧结束时，缓冲器电路可以接收有效更新信号，从而使触发器506和510将相应的比特传送至相应的端子508和512。因此，装置可以针对每个帧更新光源的状态，在一些示例中每个帧可以持续5微秒。

有利地，通过以菊花链方式(一个像素单元驱动下一个像素单元)设置寄存器(例如，根据图5的D触发器)并且将这些寄存器与各个像素单元布置在一起，单条线可能足以将数据信号DATA_I传送至像素单元序列，否则每个像素单元将需要单独的连接来传送用于控制该像素单元的数据信号。要注意的是，可以使用任何种类的寄存器或存储器来实现上述结果。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6示出了根据本公开的一些示例的用于比特流的两个帧的更新信号的图。参照图1中的装置100来描述更新信号，然而其他图中的其他装置和电路也可以生成或接收更新信号。装置100可以包括基于同步时钟转发方案由时钟线、数据线和更新线组成的通信串行接口。时钟信号可以具有与比特流108的比特率相同的频率，其中提供时钟以用作对数据和更新信号进行采样的参考。帧可以包括所有光源104的新状态，并且更新信号可以标记帧的结束以及任何错误校正比特或错误检查比特。装置100可以检查例如传入数据的一致性以确定帧长度是否正确。装置100可以不存储传入数据，而是在帧结束时将新数据转发给驱动器电路110。当帧完成并被标记为有效时，可以将新数据应用于驱动器电路110并且更新像素单元的状态。

在比特流108的每个帧结束时，装置100可以生成更新信号。更新信号的高脉冲可以指示帧的结束和/或帧没有传输错误。在一些示例中，装置100可以将更新信号传送至缓冲器电路106和探测电路116。装置100可以被配置成基于确定出比特流108的帧是完整的并且还基于在帧中未检测到任何错误来生成更新信号。装置100可以被配置成例如在帧长度正确的情形下检查比特流108的一致性。

在更新信号具有低幅度602的时间段期间，缓冲器电路106可以接收比特流108的帧(n)，并且驱动器电路110可以基于比特流的帧(n-1)来驱动光源104。在更新信号具有低幅度606的时间段期间，缓冲器电路106可以接收比特流108的帧(n+1)，并且驱动器电路110可以基于比特流108的帧(n)来驱动光源104。

缓冲器电路106可以被配置成响应于接收到更新信号而将比特流108的帧传送至驱动器电路110。如本文所使用的“接收更新信号”是指接收更新信号的高脉冲，例如脉冲600、604和608中的一个。探测电路116可以被配置成响应于接收到更新信号，即接收到高脉冲600、604和608中的一个而使监测器电路112确定电压降114。

图7是根据本公开的一些示例的装置100的概念性框图。缓冲器电路106(“帧缓冲器”)可以被配置成接收比特流108的第一帧。当缓冲器电路106接收第一帧时，探测电路116可以被配置成读取特定比特118。缓冲器电路106可以被配置成保持和/或移位第一帧，直到缓冲器电路106接收到更新信号为止。当缓冲器电路106接收到更新信号时，缓冲器电路106可以被配置成将第一帧传送至驱动器电路110(“实际帧”)。

当驱动器电路110接收到比特流108的第一帧时，驱动器电路110可以被配置成基于第一帧来驱动光源104。在驱动器电路110基于第一帧驱动光源104时，缓冲器电路106可以接收比特流108的第二帧。驱动器电路110可以被配置成存储第一帧，直到缓冲器电路106和/或驱动器电路110接收到更新信号为止。驱动器电路110可以被配置成基于驱动器电路110接收的每个帧来更新光源104的状态。

缓冲器电路106可以利用充当帧缓冲器的移位寄存器来实现。在一些示例中，缓冲器电路106和/或驱动器电路110可以包括保持像素的实际状态的影子寄存器(参见图5)。数据被移入移位寄存器，并且一旦完成相移，数据就会在更新信号的高相位或高脉冲期间被写入影子寄存器。影子寄存器的输出可以连接至相应的像素单元：如果所有的移位寄存器和影子寄存器被放置在硅的公共部分中，则结果可能是面积增大。面积增大可能会导致使用所有可用的金属连接，从而导致拥塞问题。

移位寄存器和影子寄存器可以以在每个像素单元中具有一区块的方式分布在像素矩阵中：以这种方式，每个像素驱动器可以以一种菊花链的方式驱动下一个像素。图5示出了包括放置在每个单元中的触发器(移位)和锁存器(存储元件)的串行接口区块的示例。因此，在公共电路中可能不存在关于像素状态的信息，从而不具有较大的面积开销(开销可以等于矩阵区域之外的理论上无用的模片区)。

图8示出了根据本公开的一些示例的用于确定至少两个光源104两端的电压降的监测器电路112。在系统级上，可能重要的是具有监测光源104的正向电压以确定例如光源104中的每个光源的温度的指示的选项。电流源的输出电压可能无法直接访问，因为像素单元可能被光源阵列芯片覆盖。处于监测下的像素单元可以能够由用户通过专用寄存器进行选择。模拟多路复用器可以在监测器电路112中实现，以便使得所选择的输出节点能够被访问。ADC可以转换所选择的电压以便由数字信号处理器或微控制器进行进一步处理。ADC可以与诸如中央逻辑电路800等控制逻辑一起集成在驱动器电路110或监测器电路112中。

系统选择用于转换的像素单元和期望状态，然后系统请求ADC转换。中央逻辑电路800的任务是将ADC转换的开始与光源的实际状态同步。光源的状态可能在像素单元外部是未知的，并且中央逻辑电路800可能不得不重构这样的信息。为了避免过度繁重的重构，探测电路可以查看或“窥探”去往分布在像素矩阵中的移位寄存器的传入串行流。探测电路可以提取与要监测的像素单元对应的比特。此外，与矩阵的一致性可能是更合适的，因为无效帧可能不会更新影子寄存器或光源状态标志。中央逻辑电路800可以使用光源状态标志来处理ADC转换，从而在恰当时刻开始ADC转换并且如果光源在转换期间切换则最终中止ADC转换。

中央逻辑电路800可以被配置成选择光源104的特定光源的行和列。中央逻辑电路800可以被配置成将控制信号传送至多路复用器802和804。多路复用器804可以被配置成将输出信号传送至ADC 806以将模拟信号转换成数字信号。

多路复用器802可以被配置成接收光源104中的每个光源的电压降连接作为输入。光源104中的每个光源可以包括至多路复用器802中的一个多路复用器的电连接。如图8所示，光源104可以包括五行和五列。在图8的示例中，列中的全部光源可以作为输入电连接至多路复用器802中的一个多路复用器。中央逻辑电路800可以被配置成通过多路复用器802和804将光源104中的一个光源连接至ADC 806。

中央逻辑电路800可以被配置成生成和/或接收用于行选择和列选择的输入。例如，中央逻辑电路800可以在第一行和第一列中选择特定光源。中央逻辑电路800可以被配置成基于光源104中的每个光源的映射来选择行和列。在一些示例中，中央逻辑电路800可以被配置成确定特定光源的行和列并且将行坐标和列坐标传输至映射电路。映射电路可以被配置成将行坐标和列坐标转换成比特流的帧中的特定比特的位置。探测电路可以被配置成基于由映射电路确定的位置来读取特定比特的值。

该系统可以通过让驱动器电路自治地管理光源正向电压诊断来进行简化。主芯片可以请求在限定或请求状态下对指定的像素单元进行转换，然后在实现了功能的情况下读取转换的数字值或错误消息。如果存在多个驱动器电路，则与其他缺少探测电路的装置相比，同步可以相对简单。探测电路可以将嵌入式ADC与被设计成驱动包括光源的矩阵的智能硅基板的光源状态同步。通过在缓冲器电路接收比特流时读取特定比特，探测电路可以被配置成确定处于诊断下的LED的状态，并且将该状态发送至ADC控制器。在一些示例中，传输错误可以导致探测电路不将该状态发送至ADC控制器。

在一些示例中，本公开的装置可以是用于车辆的自适应驾驶光束前照灯系统的一部分。该装置还可以用于照明、机动车辆、航空和/或任何其他合适的应用。本公开的探测电路有助于系统管理每个光源的正向电压降的监测。该系统可以使用电压降信息作为温度监测器，并改善系统的热管理，从而减少最差情况下的余量或散热结构。

图9示出了根据本公开的一些示例的被配置成从比特流108读取比特118的探测电路116。图9将比特流108描绘为包括在帧中的256个比特和在比特流108的帧结束之后的8个循环冗余检查(CRC)比特。在一些示例中，比特流108可以由图3的串行接口(SI)308接收。图9还描绘了频率等于比特流108的比特率的时钟信号。图9还描绘了在CRC比特结束时具有高脉冲的更新信号(UPD)。

在示例实现中，用户可以写入像素坐标寄存器(例如，X-Y坐标)，并且探测电路116可以根据这些坐标计算比特流108中的特定比特118的对应位置。探测电路116可以使用移位来从比特流108中提取光源状态(即特定比特118)。去往ADC控制逻辑的光源状态信号可以仅在帧结束时(即，当更新信号为高时)被更新，以便与存储在像素单元中的状态具有时间相关性。此外，在任何传输错误的情况下，LED状态可能不会被更新，因为像素单元中的状态不会被更新。

SI 308可以被配置成按照降序接收比特流108的比特。比特流108可以被馈送到缓冲器电路106中，使得光源255的比特在到达光源255的D触发器之前穿过所有其他光源的D触发器。探测电路116可以被配置成读取特定比特118，其可以对应于光源104中的特定光源。探测电路116可以被配置成通过从寄存器接收LED指示器X-Y坐标来确定特定比特118的位置。坐标可以指示光源104的阵列、网格和/或矩阵中的特定光源的位置。探测电路116可以被配置成通过使用映射寄存器基于X-Y坐标的行和列来确定流位置而确定特定比特118的位置。

探测电路116可以被配置成基于特定比特118的值来确定特定光源在下一帧期间将接通还是关断。当探测电路116接收到更新信号的高脉冲时，探测电路116可以使诸如中央逻辑电路800等ADC控制逻辑确定特定光源两端的电压降。

图10是根据本公开的一些示例的探测电路116和计数器电路1000的框图。信号clk_matrix可以是用于移位寄存器的串行接口时钟，而信号clk_update_matrix可以是用于加载影子寄存器的时钟。仅当帧完整性检查成功通过时，装置100才可以生成更新信号。D触发器1008可以被配置成存储特定比特的值并且可以由clk_update_matrix更新，以便在像素单元中保持D触发器1008与影子触发器(图10中未示出)相关。

计数器电路1000可以被配置成在缓冲器电路接收比特流时对特定比特的位置进行计数。计数器电路1000可以被配置成响应于对特定比特的位置进行计数而使多路复用器1004读取特定比特。当计数器电路1000已经计数到特定比特的位置时，移位寄存器1002可以将高比特传送至多路复用器1004，从而使多路复用器1004将特定比特传送至D触发器1006。对于除了特定比特之外的所有比特，移位寄存器1002可以将低比特传送至多路复用器1004，从而使多路复用器1004将D触发器1006的输出传送至D触发器1006的输入端。当D触发器1008接收到更新信号(即，“Clk_update_matrix”)的脉冲时，D触发器1008可以被配置成将特定比特的值传送至ADC控制逻辑电路。

图11是根据本公开的一些示例的由计数器电路实现的算法的图。表1100示出了可以以网格或矩阵形式排列256个光源。与每个光源相关联的数字可以从最左列到最右列对表1100的行进行正计数和倒计数。缓冲器电路的D触发器可以具有与表1100的布置类似的布置，以允许缓冲器电路串行地接收比特流。

图12是根据本公开的一些示例的示例探测电路1200的电路框图。当计数器电路1202已经计数到特定比特的位置时，探测电路1200可以接收特定比特的值。XNOR(同或)门1204可以接收特定比特的值和请求状态(即，Requested_led_state)作为输入。当特定比特的值和请求状态具有相同值时，XNOR门1204可以输出高二进制信号。

请求生成电路1206可以被配置成生成可以作为request_s被传送至AND(与)门1208的请求信号(即，request)。基于request_s和XNOR门1204的输出信号，AND门1208可以被配置成将信号输出至AND门1210。AND门1210可以被配置成输出指示特定光源的状态的信号。

分界线1220可以将图12的左侧的接收clk_sys的电路与图12的右侧的接收clk_update、permanent clk_sci和Clk matrix的电路分离。图12中的标记为clk_update的触发器可以被配置成基于更新信号(即，更新信号的高脉冲)进行操作。像素坐标和串行接口可以在两个不同的时钟域中运行。时钟域之间的同步可以通过请求应答握手机制来完成。

另外，描述了如何通过信号Requested_LED_state来处理关于具有可选择的光源状态搜索的问题。在前面的图中，还描述了如何处理像素坐标的变化。如果光源状态正确，则标记为LED_state的信号可以等于'1'。当完成坐标变化并且仅在传输完整的新的正确帧之后，电路可以立即将该信号设置为'0'。因此，图12的电路可以接收处于监测下的新像素的状态，然后电路可以将光源状态设置为'1'。

图13是根据本公开的一些示例的在第一光源接通或关断的情况下更新信号1302和其他信号的时序图。用户可以请求对已经选择的像素进行转换。存在两种情况：(i)光源已经处于期望的状态，并且转换立即开始；以及(ii)光源未处于期望的状态，并且监测器电路等待直到光源切换，然后转换开始。如图13所示，转换请求信号1300的高值可以使监测器电路响应于更新信号1302的高脉冲而确定第一光源两端的电压降。更新信号1302的高脉冲可以使光源状态信号1304改变。

当光源状态信号1306具有高值(指示第一光源接通)时，转换请求信号1300可以在转换开始信号1308中引起高脉冲。转换开始信号1308中的高脉冲可以使ADC开始将模拟信号转换成转换信号1312，其中模拟信号指示第一光源两端的电压降。转换结束信号1310可以包括在ADC转换结束时的高脉冲。转换信号1312可以是第一光源两端的电压降的数字表示。

转换请求信号1300可以不在转换开始信号1316中引起高脉冲，直到光源状态信号1314具有高值(指示第一光源接通)。在光源状态信号1314具有高值之后，转换开始信号1316的高脉冲可以与更新信号1302的下一高脉冲一致。转换结束信号1318可以包括在ADC转换结束时的高脉冲。转换信号1320可以是第一光源两端的电压降的数字表示。

图14是根据本公开的一些示例的在第二光源接通或关断的情况下更新信号1404和其他信号的时序图。用户可以请求转换，并且同时选择与已经选择的像素单元不同的像素单元。探测电路可以等待下一个完整帧以将所存储的光源状态更新为新像素单元。换句话说，在用户请求转换之后，转换过程可以在更新信号的第二高脉冲之后开始。存在两种情况：(i)光源已经处于期望的状态，并且在更新信号的第二高脉冲之后立即开始转换；以及(ii)光源未处于期望的状态，并且监测器电路等待直到光源切换，然后转换开始。

如果系统传输对与先前像素不同的像素的请求，则像素坐标信号1400可以改变。不同的像素可以包括第二光源。像素坐标信号1400的变化可以使转换请求信号1402从低值改变为高值。像素坐标信号1400的变化还可以使光源状态信号1406从高值改变为低值(即，无效状态)。在更新信号1404中的两个高脉冲之后，光源状态信号1406可以从低值变回高值。

如果第二光源接通，则光源状态信号1408可以在ADC(其可以包括前端运算放大器)的稳定时间之后在转换开始信号1410中引起高脉冲。在一些示例中，ADC可以具有稳定时间以允许ADC对电压降进行精确采样。转换结束信号1412可以包括在ADC转换结束时的高脉冲。转换信号1414可以是第一光源两端的电压降的数字表示。

如果第二光源关断，则转换请求信号1402可以不在转换开始信号1418中引起高脉冲，直到光源状态信号1416具有高值(指示第二光源接通)为止。更新信号1404中的高脉冲和光源状态信号1416的高值可以在前端运算放大器的稳定时间之后在转换开始信号1410中引起高脉冲。转换结束信号1420可以包括在ADC转换结束时的高脉冲。转换信号1422可以是第一光源两端的电压降的数字表示。

图15和图16是示出根据本公开的一些示例的用于确定光源两端的电压降的示例技术的流程图。参考图1中的装置100来描述图15和图16的技术，然而其他部件例如图3中的半导体器件310和图12中的探测电路1200可以例示类似的技术。

图15的技术包括：缓冲器电路106接收比特流108(1500)。缓冲器电路106可以包括被配置成接收比特流108的帧的移位寄存器。移位寄存器的每个触发器可以被配置成接收比特流108的帧中的每个比特。当缓冲器电路106已经接收到比特流108的帧时，缓冲器电路106可以被配置成接收指示帧结束的更新信号。更新信号还可以指示该帧不包括任何错误。响应于接收到更新信号，缓冲器电路106可以被配置成将比特流108的帧传送至驱动器电路110。

图15的技术还包括探测电路116在缓冲器电路106接收比特流108时读取比特流108的特定比特118(1502)。探测电路116可以包括计数器电路，其被配置成在缓冲器电路106接收帧时对比特流108的帧中的特定比特118的位置进行计数。响应于对特定比特118的位置进行计数，计数器电路可以被配置成使探测电路116读取特定比特118的值。在一些示例中，探测电路116可以被配置成在缓冲器电路106接收特定比特118时读取特定比特118。

图15的技术还包括驱动器电路110，其基于比特流108来驱动光源104(1504)。驱动器电路110可以被配置成响应于缓冲器电路106接收到更新信号而接收比特流108的帧。在一些示例中，驱动器电路110可以被配置成基于比特流108中的对应比特的高值而将电流传送至光源。驱动器电路110可以被配置成基于比特流108中的对应比特的低值而避免将电流传送至光源。

图15的技术还包括基于特定比特118的值，监测器电路112确定光源104的特定光源两端的电压降(1506)。探测电路116可以被配置成将特定比特118的值与请求状态进行比较，并且如果特定比特118的值和请求状态相等，则使监测器电路112确定电压降。探测电路可以包括被配置成比较特定比特118的值和请求状态的逻辑门(例如，图12中的探测电路1200)。监测器电路112可以被配置成从驱动器电路110接收电压信号，其中电压信号指示特定光源(例如，图4B中的光源408和开关462)两端的电压降。监测器电路112可以包括被配置成将电压信号从驱动器电路110传送至ADC的多路复用器(例如，图8中的多路复用器802和804)。

通过在缓冲器电路106接收比特流108的帧时读取特定比特118的值，探测电路116可以被配置成同步监测器电路112以确定电压降。探测电路116可以被配置成响应于接收到更新信号而使监测器电路112确定电压降，而不是等待直到在更新信号之后才确定特定比特118的值或者确定特定光源是接通还是关断。

其他装置可以包括外部ADC，其中可以通过将驱动器电路的输出电流源电压多路复用到焊盘以便由外部ADC采样来实现正向电压(即，电压降)的监测。外部ADC与期望的光源状态的同步可能要求外部PWM/PDM/PFM发生器被配置成触发必须包括传输延迟和光源状态更新的转换状态。抗混叠滤波器(例如，低通滤波器)可以存在于外部ADC输入端处。可能的缺点是能够被监测的最小接通状态可能受到限制。当必须监测若干个电压时，这样的方案可能变得更难以支持。例如，每个装置有四个电压并且每个系统可能有三个或四个装置，这意味着正在采样多达十六个电压。此外，可能难以解决以下传输错误：该传输错误使得传输的数据被拒绝，从而导致PWM/PDM/PFM发生器中的光源状态与装置中的真实光源状态不匹配。

另外地或可替选地，另一装置可以包括内部ADC。如果光源状态信息被本地存储在像素区域中，并且在放置ADC控制逻辑的公共电路中不可用，则线可以从每个像素向下行进到公共电路，这可能在已经有限的路由通道中引起路由拥塞问题。当每个光源的大小减小时，拥塞可能增加。将状态信息本地存储在像素区域中并且将副本存储在公共区域中可能消耗区域，因为需要双倍的存储元件，从而导致更大的区域开销。当装置中光源的数量增加时，这种装置的占用空间也可能增加。将状态信息存储在公共区域中然后由专用线驱动像素单元，可能导致路由拥塞问题和更大的区域开销。为这样的装置提供转换信号的开始也可能是困难的。

本公开的装置可以将内部ADC与动态(on-the-fly)改变的光源状态同步。装置可以监测传入的数据流并且提取与处于诊断下的特定光源对应的特定比特。以这种方式，ADC控制逻辑持续具有有关实际光源状态的正确信息，并且可以在恰当的时刻触发ADC转换。在比特流发生传输错误的情况下，光源状态可能不会被更新。如果特定光源在转换期间改变状态，则ADC控制器可以中止转换并且执行重试或向系统发出可能指示占空比太小的错误。该装置可以包括少量的逻辑门，与其他装置相比，这在区域方面可能是有利的。另外，在不太影响矩阵路由能力的情况下，该装置可以在光源的矩阵区域中不包括线。

图16的技术包括控制器电路120、监测器电路112和/或探测电路116选择光源104的特定光源(1600)。在一些示例中，装置100可以被配置成基于光源的位置来选择下一个光源。例如，装置100可以选择光源n，接着选择光源n+1，接着选择光源n+2等。图16的技术还包括控制器电路120、监测器电路112和/或探测电路116基于特定光源的位置来确定特定比特118的位置(1602)。装置100可以包括映射电路，其被配置成将特定光源的位置转换成特定比特118的位置或者将特定比特118的位置转换成特定光源的位置。映射电路可以包括将光源104的X-Y坐标与比特流108中的比特的位置匹配的查找表。

图16的技术还包括缓冲器电路106开始接收包括特定比特118的比特流108(1604)。图16的技术还包括探测电路116和/或计数器电路通过比特流108计数特定比特118的位置(1606)。计数器电路可以被配置成响应于接收到更新信号而清除计数并且在每个帧开始时进行计数。当计数器电路到达特定比特118的位置时，图16的技术还包括探测电路116读取并存储特定比特118(1608)。探测电路116可以包括多路复用器，其被配置成接收比特流108作为输入并且仅输出特定比特118的值。在一些示例中，探测电路116可以被配置成将特定比特118的值存储在触发器中。

图16的技术还包括缓冲器电路106和/或探测电路116接收更新信号(例如更新信号的有效时段和/或高脉冲)(1610)。当缓冲器电路106接收到更新信号时，缓冲器电路106可以被配置成将比特流108的帧传送至驱动器电路110。当探测电路116接收到更新信号时，探测电路116可以被配置成使监测器电路112确定特定光源两端的电压降。图16的技术还包括驱动器电路110基于比特流108来驱动光源104(1612)。图16的技术还包括监测器电路112确定特定光源两端的电压降(1614)。在监测器电路112确定出电压降之后，控制器电路120、监测器电路112和/或探测电路116可以选择光源104中的用于测量电压降的另一光源(1600)。

本公开的技术可以在包括计算机可读存储介质的装置或制品中实现。如本文所使用的术语“处理电路”可以指前述结构中的任一结构或适用于处理程序代码和/或数据或以其他方式实现本文所描述的技术的任何其他结构。装置100、缓冲器电路106、驱动器电路110、监测器电路112、探测电路116和/或控制器电路120的元件可以以各种类型的固态电路元件中的任何一种来实现，例如CPU、CPU核、GPU、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、混合信号集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程逻辑装置(PLD)、复杂PLD(CPLD)、片上系统(SoC)、上述任一元件的任一子部分、上述任一元件的互连或分布式组合、或任何其他集成或分立逻辑电路、或者能够根据本文所公开的示例中的任一示例配置的任何其他类型的部件或一个或更多个部件。处理电路还可以包括布置在混合信号IC中的模拟部件。

装置100、缓冲器电路106、驱动器电路110、监测器电路112、探测电路116和/或控制器电路120可以包括存储器。存储器的一个或更多个存储器件可以包括任何易失性或非易失性介质，例如RAM、ROM、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存等。存储器的一个或更多个存储器件可以存储计算机可读指令，该计算机可读指令在由处理电路执行时使处理电路实现本文中归于处理电路的技术。

装置100、缓冲器电路106、驱动器电路110、监测器电路112、探测电路116和/或控制器电路120的元件可以用各种形式的软件来编程。例如，处理电路可以至少部分地被实现为或者包括例如一个或更多个可执行应用、应用模块、库、类、方法、对象、例程、子例程、固件和/或嵌入式代码。处理电路可以被配置成接收电压信号，确定开关频率并且传送控制信号。

本公开的技术可以在各种各样的计算装置中实现。任何部件、模块或单元已经被描述为强调功能方面，而不一定需要由不同的硬件单元来实现。本文描述的技术可以以硬件、软件、固件或其任何组合来实现。被描述为模块、单元或部件的任何特征可以一起实现在集成逻辑装置中，或者可以单独实现为分立但可互相操作的逻辑装置。在一些情况下，各种特征可以实现为集成电路器件，例如集成电路芯片或芯片组。

以下编号的示例展示了本公开的一个或更多个方面。

示例1.一种装置，包括：至少两个光源；缓冲器电路，其被配置成接收比特流；以及驱动器电路，其被配置成从所述缓冲器电路接收所述比特流并且基于所述比特流来驱动所述至少两个光源。在一些示例中，所述装置还包括：监测器电路，其被配置成确定所述至少两个光源中的每个光源两端的电压降；以及探测电路，其被配置成在所述缓冲器电路接收所述比特流时读取所述比特流的特定比特，并且基于所述特定比特的值使所述监测器电路确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降。

示例2.根据示例1所述的装置，其中，所述探测电路还被配置成接收指示所述缓冲器电路已经接收到所述比特流的第一帧的更新信号，其中，所述探测电路被配置成基于接收到所述更新信号而使所述监测器电路确定所述特定光源两端的电压降。

示例3.根据示例1至2或其任何组合所述的装置，其中，所述比特流包括所述第一帧和第二帧，以及其中，所述缓冲器电路还被配置成接收所述更新信号并且响应于接收到所述更新信号而将所述比特流的第一帧传送至所述驱动器电路。所述缓冲器电路还被配置成在接收到所述更新信号之后接收所述比特流的第二帧。

示例4.根据示例1至3或其任何组合所述的装置，其中，所述探测电路还被配置成基于所述特定光源在具有所述至少两个光源的矩阵中的位置来确定所述特定比特在所述比特流的帧中的位置。

示例5.根据示例1至4或其任何组合所述的装置，还包括:计数器电路，所述计数器电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述帧时对所述特定比特的位置进行计数并且响应于对所述特定比特的位置进行计数而使所述探测电路读取所述特定比特。

示例6.根据示例1至5或其任何组合所述的装置，其中，所述探测电路被配置成通过至少访问查找表来确定所述特定比特的位置，所述查找表将所述比特流中的比特的位置与所述矩阵中的光源的位置相关联。

示例7.根据示例1至6或其任何组合所述的装置，其中，所述特定光源两端的电压降是模拟信号，其中，所述监测器电路被配置成通过至少将所述模拟信号转换成数字信号来确定所述电压降。

示例8.根据示例1至7或其任何组合所述的装置，其中，所述监测器电路被配置成确定所述特定光源是接通的并且响应于确定出所述特定光源是接通的而确定所述特定光源两端的电压降。

示例9.根据示例1至8或其任何组合所述的装置，其中，所述比特流包括一系列数字比特，其中，所述比特流中的每个比特是用于所述至少两个光源中的光源的命令信号。

示例10.根据示例1至9或其任何组合所述的装置，其中，所述比特流包括第一帧、第二帧和第三帧，其中，所述探测电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述第一帧时读取所述特定比特，以及其中，所述探测电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述第二帧时使所述监测器电路确定所述特定光源两端的电压降。所述探测电路还被配置成在所述缓冲器电路接收所述第二帧时读取所述第二帧中的特定比特，并且在所述缓冲器电路接收所述第三帧时基于所述第二帧中的特定比特的值来使所述监测器电路确定所述特定光源两端的第二电压降。

示例11.一种方法，包括：接收比特流；以及在接收所述比特流的同时读取所述比特流的特定比特。所述方法还包括基于所述比特流来驱动至少两个光源；以及基于所述特定比特的值来确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降。

示例12.根据示例11所述的方法，还包括：接收指示已经接收到所述比特流的第一帧的更新信号，其中，确定所述特定光源两端的电压降是基于接收到所述更新信号。

示例13.根据示例11至12或其任何组合所述的方法，其中，所述比特流包括所述第一帧和第二帧，其中，所述电压降是第一电压降，以及其中，所述更新信号是第一更新信号。所述方法还包括在接收所述第二帧的同时读取所述比特流的第二帧中的第二比特；以及接收指示已经接收到所述第二帧的第二更新信号。所述方法还包括基于所述第二比特的值来确定所述至少两个光源中的第二光源两端的第二电压降。

示例14.根据示例11至13或其任何组合所述的方法，还包括：基于所述特定光源在具有所述至少两个光源的矩阵中的位置来确定所述特定比特在所述比特流的帧中的位置。

示例15.根据示例11至14或其任何组合所述的方法，还包括：在接收所述帧的同时对所述特定比特的位置进行计数；以及响应于对所述特定比特的位置进行计数而读取所述特定比特。

示例16.根据示例11至15或其任何组合所述的方法，其中，确定所述特定比特的位置包括访问将所述比特流中的比特的位置与所述矩阵中的光源的位置相关联的查找表。

示例17.根据示例11至16或其任何组合所述的方法，其中，所述特定光源两端的电压降是模拟信号，其中，确定所述电压降包括将所述模拟信号转换成数字信号。

示例18.根据示例11至17或其任何组合所述的方法，还包括：确定所述特定光源是接通的；以及响应于确定出所述特定光源是接通的而确定所述特定光源两端的电压降。

示例19.根据示例11至18或其任何组合所述的方法，其中，所述比特流包括第一帧、第二帧和第三帧，其中，在接收所述第一帧的同时读取所述特定比特，其中，在接收所述第二帧的同时确定所述特定光源两端的电压降。所述方法还包括在接收所述第二帧的同时读取所述第二帧中的特定比特；以及在接收所述第三帧的同时基于所述第二帧中的特定比特的值来确定所述特定光源两端的第二电压降。

示例20.一种装置，包括：至少两个光源；缓冲器电路，其被配置成接收比特流；以及驱动器电路，其被配置成从所述缓冲器电路接收所述比特流并且基于所述比特流来驱动所述至少两个光源。所述装置还包括监测器电路，所述监测器电路被配置成确定所述至少两个光源中的每个光源两端的电压降。所述装置还包括探测电路，所述探测电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述比特流时读取所述比特流的特定比特并且基于所述特定比特的值使所述监测器电路确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降。所述装置包括控制器电路，所述控制器电路被配置成确定所述特定光源两端的电压降是否在可接受的电压窗口内，并且响应于确定出所述特定光源两端的电压降不在所述可接受的电压窗口内而使所述驱动器电路增大或减小所述特定光源两端的电压降。

已经描述了本公开的各种示例。所描述的系统、操作或功能的任何组合都是可以预期的。这些和其他示例在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种照明装置，包括：

至少两个光源；

缓冲器电路，其被配置成接收比特流；

驱动器电路，其被配置成：

从所述缓冲器电路接收所述比特流；以及

基于所述比特流的每个帧中的比特值来驱动所述至少两个光源；监测器电路，其被配置成确定所述至少两个光源中的每个光源两端的电压降；以及

探测电路，其被配置成：

在所述缓冲器电路接收所述比特流时读取所述比特流的帧中的特定比特，其中所述特定比特指示所述至少两个光源中的特定光源是否将在所述比特流的下一帧期间产生光；以及

基于所述特定比特的值使所述监测器电路确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述探测电路还被配置成接收指示所述缓冲器电路已经接收到所述比特流中的第一帧的更新信号，其中，所述探测电路被配置成基于接收到所述更新信号而使所述监测器电路确定所述特定光源两端的电压降。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述比特流包括所述第一帧和第二帧，以及其中，所述缓冲器电路还被配置成：

接收所述更新信号；

响应于接收到所述更新信号而将所述比特流的第一帧传送至所述驱动器电路；以及

在接收到所述更新信号之后接收所述比特流的第二帧。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述探测电路还被配置成基于所述特定光源在具有所述至少两个光源的矩阵中的位置来确定所述特定比特在所述比特流的帧中的位置。

5.根据权利要求4所述的照明装置，还包括计数器电路，其被配置成：

在所述缓冲器电路接收所述帧时对所述特定比特的位置进行计数；以及

响应于对所述特定比特的位置进行计数而使所述探测电路读取所述特定比特。

6.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述探测电路被配置成通过至少访问查找表来确定所述特定比特的位置，所述查找表将所述比特流中的比特的位置与所述矩阵中的光源的位置相关联。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述特定光源两端的电压降为模拟信号，其中所述监测器电路被配置成通过至少将所述模拟信号转换成数字信号来确定所述电压降。

8.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述监测器电路被配置成：

确定所述特定光源是接通的；以及

响应于确定出所述特定光源是接通的而确定所述特定光源两端的电压降。

9.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述比特流包括一系列数字比特，其中，所述比特流中的每个比特是用于所述至少两个光源中的光源的命令信号。

10.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述比特流包括第一帧、第二帧和第三帧，其中，所述探测电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述第一帧时读取所述特定比特，其中，所述探测电路被配置成在所述缓冲器电路接收所述第二帧时使所述监测器电路确定所述特定光源两端的电压降，以及其中，所述探测电路还被配置成：

在所述缓冲器电路接收所述第二帧时读取所述第二帧中的特定比特，以及

在所述缓冲器电路接收所述第三帧时基于所述第二帧中的特定比特的值使所述监测器电路确定所述特定光源两端的第二电压降。

11.一种用于控制光源的方法，包括：

接收比特流；

在接收所述比特流的同时读取所述比特流的帧中的特定比特，其中所述特定比特指示特定光源是否将在所述比特流的下一帧期间产生光；

基于所述比特流的每个帧中的比特值来驱动至少两个光源；以及

基于所述特定比特的值来确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：接收指示已经接收到所述比特流的第一帧的更新信号，其中，确定所述特定光源两端的电压降是基于接收到所述更新信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述比特流包括所述第一帧和第二帧，其中，所述电压降是第一电压降，以及其中，所述更新信号是第一更新信号，所述方法还包括：

在接收所述第二帧的同时读取所述比特流的第二帧中的第二比特；

接收指示已经接收到所述第二帧的第二更新信号；以及

基于所述第二比特的值来确定所述至少两个光源中的第二光源两端的第二电压降。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：基于所述特定光源在具有所述至少两个光源的矩阵中的位置来确定所述特定比特在所述比特流的帧中的位置。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在接收所述帧的同时对所述特定比特的位置进行计数；以及

响应于对所述特定比特的位置进行计数而读取所述特定比特。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述特定比特的位置包括访问将所述比特流中的比特的位置与所述矩阵中的光源的位置相关联的查找表。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述特定光源两端的电压降是模拟信号，其中，确定所述电压降包括将所述模拟信号转换成数字信号。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括：

确定所述特定光源是接通的；以及

响应于确定出所述特定光源是接通的而确定所述特定光源两端的电压降。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述比特流包括第一帧、第二帧和第三帧，其中，在接收所述第一帧的同时读取所述特定比特，其中，在接收所述第二帧的同时确定所述特定光源两端的电压降，所述方法还包括：

在接收所述第二帧的同时读取所述第二帧中的特定比特；以及

在接收所述第三帧的同时基于所述第二帧中的特定比特的值来确定所述特定光源两端的第二电压降。

20.一种照明装置，包括：

至少两个光源；

缓冲器电路，其被配置成接收比特流；

驱动器电路，其被配置成：

从所述缓冲器电路接收所述比特流；以及

基于所述比特流的每个帧中的比特值来驱动所述至少两个光源；

监测器电路，其被配置成确定所述至少两个光源中的每个光源两端的电压降；

探测电路，其被配置成：

在所述缓冲器电路接收所述比特流时读取所述比特流的帧中的特定比特，其中所述特定比特指示所述至少两个光源中的特定光源是否将在所述比特流的下一帧期间产生光；以及

基于所述特定比特的值使所述监测器电路确定所述至少两个光源中的特定光源两端的电压降；以及

控制器电路，其被配置成：

确定所述特定光源两端的电压降是否在可接受的电压窗口内；以及

响应于确定出所述特定光源两端的电压降不在所述可接受的电压窗口内而使所述驱动器电路增大或减小所述特定光源两端的电压降。

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