CN110636187B - 用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器ic和成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器IC和成像系统”。本发明的主题涉及用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器IC和成像系统。示例性实施方案中的至少一些是方法，包括：用来自发光二极管(LED)的红外光重复照明图像传感器的视野，每次照明限定曝光时间，并且连续照明之间的时间限定帧周期；以及迫使所述帧周期大于帧周期阈值。迫使所述帧周期大于所述帧周期阈值还可包括通过耦接到LED驱动器电路的第一端子的第一电阻器设置所述帧周期阈值。设置所述帧周期阈值还可包括通过耦接在地和所述LED驱动器电路的所述第一端子之间的第一电阻器设置所述帧周期阈值。所述方法还包括将每次照明的曝光时间限制为小于曝光时间阈值。

Description

用于限制对红外光的暴露的方法、驱动器IC和成像系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月25日提交的名称为“Safety(IR)LED Driver withLimited Exposure Time and Frequency Limitation(具有有限曝光时间和频率限制的安全(IR)LED驱动器)”的美国临时申请序列号62/689,599的权益。该临时申请以引用方式并入本文，如同在下面完全再现。
技术领域
本申请涉及红外成像系统和限制对红外能量的暴露的技术领域。
背景技术
一些汽车实现驾驶员监控以检测驾驶员何时困倦。通过捕获驾驶员的图像并分析一个或多个图像以确定驾驶员的状态来进行驾驶员监控。在白天期间，有足够的环境光照亮驾驶员。然而，在晚上，需要其它照明技术。一些驾驶员监控系统使用红外闪光系统来照亮驾驶员。然而，过度暴露于红外光可能会伤害人眼。
发明内容
各种示例性实施方案涉及限制对由成像系统产生的红外光的暴露的方法和系统。示例性实施方案包括操作具有红外照明的成像系统的方法，包括：用来自发光二极管(LED)的红外光重复照明图像传感器的视野，每次照明限定曝光时间，并且连续照明之间的时间限定帧周期；以及迫使帧周期大于帧周期阈值。
示例性方法还可包括：迫使帧周期大于帧周期阈值，还包括通过耦接到LED驱动器电路的第一端子的第一电阻器设置帧周期阈值。设置帧周期阈值还可包括通过耦接在地和LED驱动器电路的第一端子之间的第一电阻器设置帧周期阈值。示例性方法还可包括将每次照明的曝光时间限制为小于曝光时间阈值。限制曝光时间还可包括将曝光时间限制为低于由耦接到LED驱动器电路的第二端子的第二电阻器设置的曝光时间阈值。限制曝光时间还可包括将曝光时间限制为低于由耦接在地和LED驱动器的第二端子之间的第二电阻器设置的曝光时间阈值。
示例性方法还可包括将每次照明的曝光时间限制为小于曝光时间阈值。限制曝光时间还可包括通过耦接到LED驱动器电路的端子的电阻器设置曝光时间阈值。限制曝光时间阈值还可包括通过耦接在地和LED驱动器电路的端子之间的电阻器设置曝光时间阈值。
其它示例性实施方案包括用于驱动红外发光二极管的驱动器集成电路(IC)，包括：闪光端子以及栅极端子；控制器，该控制器设置在驱动器IC内，该控制器耦接到闪光端子以及栅极端子，并且该控制器被配置为响应于闪光端子的生效而使栅极端子生效，除非在帧周期阈值内发生栅极端子的立即先前失效。
示例性驱动器IC还可包括：耦接到控制器的帧周期端子；该控制器被配置为基于耦接到帧周期端子的电阻来导出帧周期阈值。
驱动器IC还可包括：耦接到控制器的帧周期端子；该控制器包括耦接到帧周期端子的帧定时器电路，该帧定时器电路被配置为在栅极端子失效后使帧锁定信号生效，并且该帧定时器电路被配置为在从耦接到帧周期端子的电阻导出的帧周期阈值到期之后使帧锁定信号失效；并且该控制器被配置为在帧锁定信号生效时保持栅极端子失效。
驱动器IC还可包括：耦接到控制器的曝光时间端子；该控制器被配置为基于耦接到曝光时间端子的电阻导出曝光时间阈值；并且该控制器被配置为响应于闪光端子的生效而使栅极端子生效，直到曝光时间超过曝光时间阈值。
驱动器IC还可包括：耦接到控制器的曝光时间端子；该控制器包括耦接到曝光时间端子的曝光定时器电路，该曝光定时器电路被配置为在闪光端子生效后使曝光锁定信号失效，并且该曝光定时器电路被配置为在从耦接到曝光时间端子的电阻导出的曝光时间阈值到期之后使曝光锁定信号生效；并且该控制器被配置为在曝光锁定信号生效时使栅极端子失效。
再另外的示例性系统可包括用于使图像传感器的视野成像的系统，包括：图像传感器，该图像传感器限定闪光输出；发光二极管(LED)驱动器，该LED驱动器限定闪光输入、栅极输出、曝光时间输入以及帧周期输入，该闪光输入耦接到图像传感器的闪光输出；第一电阻器，该第一电阻器耦接到曝光时间输入，第一电阻器的电阻控制曝光时间阈值；第二电阻器，该第二电阻器耦接到帧周期输入，第二电阻器的电阻控制帧周期阈值；红外LED系统，该红外LED系统限定阳极连接和阴极连接，该阳极连接耦接到功率源；电控制开关，该电控制开关限定控制输入，该电控制开关耦接在阴极连接和地之间，并且该控制输入耦接到LED驱动器的栅极输出。LED驱动器可被配置为：响应于闪光输入的生效而使栅极输出生效，除非在帧周期阈值内发生栅极输出的立即先前失效；并且响应于闪光输入的生效而使栅极输出生效，直到曝光时间超过曝光时间阈值。
示例性系统还可包括：第一电阻器，该第一电阻器耦接在曝光时间输入和地之间；以及第二电阻器，该第二电阻器耦接在帧周期输入和地之间。
示例性系统的LED驱动器还可包括：耦接到帧周期输入的帧定时器电路，该帧定时器电路被配置为在栅极输出失效后使帧锁定信号生效，并且该帧定时器电路被配置为在帧周期阈值到期之后使帧锁定信号失效；并且该LED驱动器被配置为在帧锁定信号生效时的时间周期期间保持栅极输出失效。
示例性系统的LED驱动器还可包括：耦接到曝光时间输入的曝光定时器电路，该曝光定时器电路被配置为在闪光端子生效后使曝光锁定信号失效，并且该曝光定时器电路被配置为在曝光时间阈值到期后使曝光锁定信号生效；并且该LED驱动器被配置为在曝光锁定信号生效时使栅极输出失效。
示例性系统还可包括：耦接到帧周期输入的帧定时器电路，该帧定时器电路被配置为在闪光输入失效后使帧锁定信号生效，并且该帧定时器电路被配置为在帧周期阈值到期之后使帧锁定信号失效；以及耦接到曝光周期输入的曝光定时器电路，该曝光定时器电路被配置为在闪光输入生效后使曝光锁定信号失效，并且该曝光定时器电路被配置为在曝光时间阈值到期后使曝光锁定信号生效；并且LED驱动器被配置为在曝光锁定信号生效时使栅极输出失效，并且被配置为在曝光锁定信号生效时的时间周期期间保持栅极输出失效。
示例性系统的红外LED系统还可包括串联耦接的多个LED。
附图说明
为了详细描述示例性实施方案，现在将参照附图放在附图中：
图1示出了根据至少一些实施方案的成像系统；
图2示出了根据至少一些实施方案的驱动器IC的电框图；
图3示出了根据至少一些实施方案的时序图；
图4示出了根据至少一些实施方案的示例性曝光定时器电路；
图5示出了根据至少一些实施方案的示例性帧定时器电路；并且
图6示出了根据至少一些实施方案的方法。
定义
各种术语用于表示特定系统部件。不同公司可用不同名称表示一种部件-本文献并非意于在名称不同而功能相同的部件之间作出区分。在下面的讨论中以及在权利要求书中，术语“包括”和“包含”以开放形式使用，并且因此，这些术语应被解释成意指“包括但不限于…”。另外，术语“耦合”或“耦接”意指间接或直接的连接。因此，如果第一设备耦接到第二设备，则该连接可通过直接连接或通过经由其它设备和连接的间接连接进行。
“控制器”应指单独的电路部件、专用集成电路(ASIC)、具有控制软件的微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、或它们的组合，被配置为读取信号并且响应于此类信号而采取动作。
就电气设备而言，术语“输入”和“输出”是指到电气设备的电连接，并且不应被视为需要操作的动词。例如，控制器可具有栅极输出以及一个或多个输入。
具体实施方式
以下讨论涉及本发明的各种实施方案。虽然这些实施方案中的一个或多个可能是优选的，但所公开的实施方案不应解释为或以其它方式用来限制包括权利要求书在内的本公开的范围。另外，本领域技术人员应当理解，以下描述具有广泛应用，并且对任何实施方案的讨论仅意指该实施方案的示例，而并非旨在表示包括权利要求书在内的本公开的范围限于该实施方案。
各种示例性实施方案涉及限制对由成像系统产生的红外光的暴露的方法和系统。更具体地讲，示例性实施方案涉及用来自一个或多个发光二极管(LED)的红外光重复照明图像传感器的视野的方法和系统，其中每次照明限定曝光时间，并且连续照明之间的时间限定帧周期。示例性实施方案迫使帧周期大于帧周期阈值。就帧速率而言，示例性实施方案强制执行帧速率的上限以控制或减少对红外光的暴露。更进一步，示例性实施方案可将每次照明的曝光时间限制为低于曝光时间阈值。描述转向示例性系统以使读取器确定方向。
图1示出了根据至少一些实施方案的成像系统。具体地讲，图1的成像系统100包括数字信号处理器(DSP)102、图像传感器104和驱动器集成电路(IC)106。DSP 102和图像传感器104可通过直流DC到DC(DC/DC)转换器108提供电力。在驾驶员监控系统的示例性情况下，DC/DC转换器108将汽车电池电压VBAT(例如，12伏)转换为更适合于DSP 102和图像传感器104的电压(例如，5伏、3.3伏)。在其它情况下，DC/DC转换器108可被省略，或者用低压差(LDO)线性调节器替换或增强。驱动器IC 106耦接到示例性地示为场效应晶体管(FET)110的电控制开关。FET 110的漏极112耦接到一个或多个红外LED 114(有时称为红外LED系统)的阴极连接。FET 110的源极116直接耦接到地118(如图所示)，或通过感测电阻器(未具体示出)耦接到地118。红外LED 114的阳极连接耦接到任选DC/DC转换器120。也就是说，在一些情况下，施加到红外LED 114的电压可能需要高于或低于供电电压VBAT，并且在那些情况下，可以实现DC/DC转换器120。
驱动器IC 106包括耦接到各种外部设备的多个端子。具体地讲，驱动器IC 106限定闪光端子122，该闪光端子耦接到图像传感器104的闪光输出124。示例性驱动器IC 106还包括耦接到FET 110的栅极128的栅极端子126。当驱动器IC 106使栅极端子126生效时，FET110变为导通，使得电流能够流过红外LED 114，从而照明图像传感器104的视野。驱动器IC106进一步限定曝光时间端子130和帧周期端子132。如下文将更详细地讨论，耦接在曝光时间端子130和地118之间的电阻器134控制由驱动器IC 106实现的曝光时间阈值。类似地，耦接在帧周期端子132和地118之间的电阻器136控制由驱动器IC 106实现的帧周期阈值。驱动器IC 106还通过功率端子138耦接到功率源诸如VBAT，并且通过接地端子140耦接到地118。可存在附加端子和连接(例如，诊断端子、用以感测指示流过红外LED 114的电流的值的反馈端子、用以感测红外LED 114的阳极连接上的电压的电压感测端子)。附加端子及其相关联功能被省略，以免使描述过度复杂化。
在操作中，图像传感器104使其闪光输出124重复生效，指示需要照明图像传感器104的视野。响应于闪光端子122的生效，驱动器IC 106使栅极端子126生效，并且因此使示例性FET 110的栅极128生效。继而，FET 110变为导通，使得电流能够流过红外LED 114，该红外LED 114用红外光照明图像传感器104的视野。一旦图像被图像传感器104捕获，图像传感器104便使闪光输出124失效，并且因此使闪光端子122失效，并且继而，驱动器IC 106使栅极端子126失效，并且因此使FET 110的栅极128失效。
根据示例性实施方案，驱动器IC 106限制提供给图像传感器的视野的红外光的量，该视野可能包括在驾驶员监控的示例性情况下的人。限制曝光可具有两个示例性分量。第一分量限制红外LED 114被供电以照明图像传感器的视野的频率，并且第二分量是每次曝光的时间长度。具体地讲，示例性驱动器IC 106可被设计和构造成响应于闪光端子122的生效而使栅极端子126生效，直到曝光时间超过曝光时间阈值。如果曝光时间超过曝光时间阈值，则栅极端子126失效，即使闪光端子122仍然生效。示例性驱动器IC 106还被设计和构造成响应于闪光端子122的生效而使栅极端子126生效，除非在称为帧周期阈值的时间周期内发生栅极端子126的立即先前失效。如果在帧周期阈值内发生栅极端子126的立即先前失效，则驱动器IC 106避免使栅极端子126生效，即使闪光端子122通过图像传感器104生效。
根据示例性实施方案，曝光时间阈值和帧周期阈值分别通过外部电阻器134和136设置。也就是说，耦接到曝光时间端子的电阻器134设置和/或控制曝光时间阈值。耦接到帧周期端子的电阻器136设置和/或控制帧周期阈值。当前说明书的发明人已经发现，出于若干原因，使用外部电阻器来设置或控制阈值比使用电容器有利。首先，高精度电阻器的成本低于相同精度的电容器。此外，使用电容器来设置时间阈值意味着对电容器进行充电和放电，这种充电和放电产生电磁干扰(EMI)问题。使用外部电阻器来设置曝光时间阈值和帧周期阈值成本较低，并且电阻值可用DC电流感测，从而限制所产生的EMI。
具体地讲，然后，示例性驱动器IC 106可被设计和构造成响应于闪光端子122的生效而使栅极端子126生效，直到曝光时间达到或超过由耦接到曝光时间端子130的电阻器134设置的曝光时间阈值。如果曝光时间达到或超过曝光时间阈值，则栅极端子126失效，即使闪光端子122仍然生效。示例性驱动器IC 106还被设计和构造成响应于闪光端子122的生效而使栅极端子126生效，除非在由耦接到帧周期端子132的电阻器136设置的帧周期阈值内发生栅极端子126的立即先前失效。如果在帧周期阈值内发生栅极端子126的立即先前失效，则驱动器IC 106避免使栅极端子126生效，即使闪光端子122通过图像传感器104生效。说明书现在转向对驱动器IC 106的更详细描述。
图2示出了根据至少一些实施方案的驱动器IC的电框图。具体地讲，图2示出了驱动器IC 106，该驱动器IC 106包括闪光端子122、栅极端子126、曝光时间端子130、帧周期端子132、功率端子138和接地端子140。端子可以是到任何合适类型的封装集成电路的电连接，诸如10引脚双扁平无引线封装(DFN10)。包封在驱动器IC 106内的是一个或多个硅材料衬底，在该衬底上构造各种电路。在图2所示的示例中，使用单个硅衬底200，但是可根据其它示例性实施方案再次共同封装两个或更多个硅衬底。应当理解，功率端子138和接地端子140电耦接到内部部件，但是到内部部件的连接未示出以免使附图过度复杂化。
驱动器IC 106实现控制器202。在示例性情况下，在硅衬底200上构造控制器202。在示例性实施方案中，控制器202包括曝光定时器电路204、帧定时器电路206和输出驱动器208。曝光定时器电路204限定输入210、闪光输入212、栅极输入214和曝光锁定输出216。输入210耦接到曝光定时器端子130，并且基于耦接到输入210的电阻的值导出曝光时间阈值。在一些情况下，电流可流出输入210，但是控制器202，特别是曝光计时器电路204，基于电流流动导出曝光时间阈值，因此输入210的命名约定为“输入”。闪光输入212耦接到闪光端子122。栅极输入214耦接到栅极端子126。根据示例性实施方案，曝光定时器电路204被配置为在闪光端子122生效后使曝光锁定输出216失效。换句话讲，曝光定时器电路204被配置为在闪光端子122生效后使(曝光锁定输出216上的)曝光锁定信号失效。曝光定时器电路204进一步被配置为在从耦接到曝光时间端子130的电阻导出的曝光时间阈值到期后使曝光锁定输出216生效。换句话讲，曝光定时器电路204进一步被配置为在曝光时间阈值到期后使曝光锁定信号(曝光锁定输出216上的)生效。
帧定时器电路206限定输入218、栅极输入220和帧锁定输出222。输入218耦接到帧周期端子132，并且基于耦接到输入218的电阻的值导出帧周期阈值。在一些情况下，电流可流出输入218，但是控制器202，特别是帧定时器电路206，基于电流流动导出帧周期阈值，因此输入218的命名约定为“输入”。栅极输入220耦接到栅极端子126。根据示例性实施方案，帧定时器电路206被配置为在栅极端子126失效后使帧锁定输出222生效。换句话讲，帧定时器电路206被配置为在栅极端子126失效后使帧锁定信号(帧锁定输出222上的)生效。帧定时器电路206进一步被配置为在从耦接到帧周期端子132的电阻导出的帧周期阈值到期后使帧锁定输出222失效。换句话讲，帧定时器电路206进一步被配置为在帧周期阈值到期后使帧锁定信号(帧锁定输出222上的)失效。
输出驱动器208限定栅极输入224和栅极输出226。栅极输出226耦接到栅极端子126。在示例性系统中，栅极输入224通过下文更详细地讨论的示例性组合逻辑间接耦接到闪光端子122、曝光锁定输出216和帧锁定输出222。顾名思义，输出驱动器208被设计和构造成驱动示例性FET 110(图1)的栅极128(图1)。更具体地讲，当栅极输入224生效时，栅极输出226生效以使得FET 110变为导通。在FET 110为N沟道FET的示例性情况下，栅极输出226通过用足够的电压驱动为高以使FET 110导通而生效，并且当栅极输入224失效时，栅极输出226通过被驱动为足够低以使FET 110不导通而失效。使用P沟道FET 110仅为示例性的，并且可以使用其它类型的FET和其它晶体管(例如，结型晶体管)，相应地调整栅极输出226的生效和失效状态。
仍然参见图2，驱动器IC 106(以及因此控制器202)被配置为当帧锁定信号(帧锁定输出222上的)生效时保持栅极端子126失效。此外，驱动器IC被配置为当曝光锁定信号(曝光锁定输出216上的)生效时使栅极端子126失效。控制器202以任何合适的方式实现所述功能，并且在示例性电路中通过一系列逻辑门实现。具体地讲，假设曝光锁定信号和帧锁定信号生效为高，图2示出了用以实现该功能的一组示例性逻辑。因此，示例性控制器202实现逻辑AND门228，该逻辑与门限定第一输入230、第二输入232和与AND输出234。第一输入230耦接到闪光端子122，第二输入232通过逻辑NOT门236耦接到曝光锁定输出。示例性组合逻辑还包括另一个逻辑AND门238，该逻辑与门限定第一输入240、第二输入242和与AND输出244。第一输入240耦接到AND门228的栅极输出234，第二输入242通过逻辑NOT门246耦接到帧锁定输出222。与AND输出244耦接到输出驱动器208的栅极输入224。应当理解，所示的逻辑门假设所有信号生效为高，以便使组合逻辑更容易遵循；然而，受益于本公开，普通技术人员可以创建等效电路，其中一些或所有各种闪光信号和锁定信号生效为低。例如，如果曝光锁定信号和帧锁定信号生效为低，而不是生效为高，则NOT门236和246可被省略。讨论现在转向示例性时序图，仅作为示例，该时序图再次假设各种信号生效为高。
图3示出了根据至少一些实施方案的时序图。具体地讲，图3示出了施加到闪光端子122(图1)的示例性闪光信号300，该闪光信号包括由示例性驱动器IC 106(图1)解决的若干问题。示例性闪光信号300示出了时间t1和t2之间的正常脉冲302，以及时间t7和t8之间的另一个正常脉冲304。示例性闪光信号300示出了时间t3和t4之间的短脉冲306。示例性闪光信号300示出了开始于时间t5，并且在时间t6之后结束的长脉冲308。最终，示例性闪光信号300示出了一组双脉冲310，双脉冲310的第一脉冲在时间t9和t10之间，并且双脉冲310的第二脉冲开始于时间t11。
图3进一步示出了响应于示例性闪光信号300由驱动器IC 106(图1)产生的示例性栅极端子信号312，该栅极端子信号312被驱动到栅极端子126(图1)。对于示例性正常脉冲304，栅极端子信号312准确地跟踪正常脉冲304。类似地，对于短脉冲306，栅极端子信号312准确地跟踪短脉冲306。然而，当将长脉冲308施加到闪光端子122(图1)时，栅极端子信号312生效，直到曝光锁定信号314生效。也就是说，驱动器IC 106被配置为响应于长脉冲308的上升沿而最初使栅极端子信号312生效。驱动器IC 106(特别是曝光定时器电路204(图2))被配置为在曝光时间阈值到期后使曝光锁定信号生效。当曝光锁定信号生效时，栅极端子信号312失效，即使闪光信号300(以及因此闪光端子122)仍然生效。此外，示例性时序图示出了在闪光信号300(以及因此闪光端子122)的下次生效之后曝光锁定信号314失效。因此，在示例性实施方案中，驱动器IC 106在图像传感器104(图1)的视野的任何特定曝光或照明期间限制曝光时间。
图3进一步示出由驱动器IC 106(图1)产生的示例性帧锁定信号316。具体地讲，在示例性系统中，每当栅极端子信号312(以及因此栅极端子126(图1))失效时，帧锁定信号316生效。对于由耦接到帧周期端子132(图1)的电阻器136(图1)设置的帧周期阈值，帧锁定信号316保持生效。例如，当栅极端子信号312失效时帧锁定信号316在时间t2开始生效，并且对于帧周期阈值，帧锁定信号316保持生效。实际上，对于除了双脉冲310之外的所有示例性脉冲，帧锁定信号316在下一个脉冲之前失效。就双脉冲310而言，当栅极端子信号312在时间t10失效时，帧锁定信号316生效，并且在双脉冲310的第二脉冲在时间t11到达期间，帧锁定信号316保持生效。因为帧锁定信号316在时间t11仍然生效时，所以驱动器IC 106保持栅极端子信号312(以及因此栅极端子126)失效，而不管闪光信号300生效的事实。因此，驱动器IC 106迫使帧周期大于帧周期阈值。
图3的时序图包含未被讨论的两个附加信号，但是这两个信号在引入示例性曝光定时器电路204和帧定时器电路206之后将被讨论。
图4示出了根据至少一些实施方案的示例性曝光定时器电路204。具体地讲，图4示出了耦接到外部电阻器134的曝光时间端子130。图4进一步示出了曝光锁定输出216。在继续之前，应当注意，图4的曝光定时器电路204仅仅是一个示例性电路。曝光定时器电路204可以以许多等效方式实现，并且因此示例性电路204不应被认为是对本发明的限制。示例性曝光定时器电路204包括运算放大器400，该运算放大器限定耦接到参考电压的第一输入402，在示例性电路中，参考电压为一伏。运算放大器进一步限定耦接到曝光时间端子130的第二输入404。输出406耦接到晶体管的控制输入，在该示例中，该晶体管被示为其源极耦接到地的FET 408。示例性电路具有一系列P沟道FET 410、412和414，其栅极耦接在一起，并且其各自的源极耦接到供电电压，示例性地示为3.3伏供电电压。FET 412的漏极耦接到其基极，并且还耦接到FET 408的漏极。FET 410耦接在示例性3.3伏源极和运算放大器400的第二输入404之间。运算放大器400、FET 408以及FET 410和412的组合用于均衡运算放大器400的第一输入402和第二输入404之间的电压，并且因此在示例性系统中，FET 410被偏置以提供曝光时间端子130上的约1伏。因为FET 410、412和414的基极耦接在一起，FET 414由此被偏置到其有源区域中，并且在其漏极处产生与电阻器134成比例的电压和电流。
在栅极端子126生效时的时间周期期间，电控制开关416(在下文中仅为开关416)是导通的，并且电控制开关418(在下文中仅为开关418)是不导通的。因此，FET 414对耦接比较器424的第二输入422的电容器420进行充电。当电容器420上的电压超过第一输入426上的参考电压时，曝光锁定输出216上的曝光锁定信号生效。
同时参见图3和图4，图3的时序图示出了在图3的各种情况下电容器420上的电压，该电压作为时间的函数被称为电容器信号428。当正常脉冲302到达时，开关416变为导通，并且电容器420开始以从电阻器134导出或由电阻器134控制的速率充电。如果闪光信号在曝光时间阈值之前失效，则开关416变为不导通，并且开关418变为导通以使电容器420放电，如图所示。该过程在下一个脉冲重新开始。然而，现在考虑长脉冲308，当长脉冲308到达时，开关416变为导通，并且电容器420开始以从电阻器134导出或由电阻器134控制的速率充电。然而，在长脉冲的示例性情况下，当电容器420电压超过参考电压时，曝光锁定信号生效。如先前所讨论的，曝光锁定信号的生效使栅极端子126(图1)失效，即使长脉冲308仍然生效。在示例性电路中，曝光锁定信号保持生效，直到闪光信号在时间t7的下一个上升沿，但是其它重置信号也是可能的(例如，基于帧锁定信号的失效而重置)。不管使用的重置信号，一旦重置，开关416变为不导通，并且开关418暂时变为导通(使电容器420放电)，并且过程重新开始。
再次仅参见图4。示例性曝光定时器电路204实现开关逻辑430，该开关逻辑获取来自曝光锁定输出216的输入，闪光端子122(图1)上的闪光信号，以及可能栅极端子126(图1)上的栅极信号。开关逻辑430控制开关416和418的状态。换句话讲，当闪光端子122上的闪光信号生效时(或者等效地，当栅极端子126(图1)生效时)，开关逻辑430使开关416导通。在以下情况中的任一种下开关逻辑430使开关416不导通并且使开关418导通：当闪光端子122上的闪光信号在曝光时间阈值到期之前失效的情况下失效时；或者刚好在闪光信号的下次生效之前，或与之同时。
图5示出了根据至少一些实施方案的示例性帧定时器电路206。具体地讲，图5示出了耦接到外部电阻器136的帧周期端子132。图5进一步示出了帧锁定输出222。示例性帧定时器电路206类似于图4的曝光定时器电路204并且以与其类似的方式操作，以免使讨论过度复杂化，运算放大器、FET和比较器的内部连接和大部分内部操作将不会重复。当栅极端子126失效时(即，栅极信号的下降沿)，帧锁定输出222上的帧锁定信号生效，并且开关516和518使电容器520能够以从电阻器136导出或由电阻器136控制的速率充电。当电容器520上的电压超过参考电压时，帧锁定输出222上的帧锁定信号的帧锁定信号失效。
同时参见图3和图5，图3的时序图示出了在图3的各种情况下电容器520上的电压，该电压作为时间的函数被称为电容器信号528。当正常脉冲302结束时，并且更具体地讲，当栅极端子信号312在时间t2失效时，开关516变为导通；开关518变为不导通；帧锁定输出222上的帧锁定信号生效；并且电容器520开始以从电阻器136导出或由电阻器136控制的速率充电。当电容器520上的电压超过参考电压时，帧锁定输出222上的帧锁定信号变为失效。方法在栅极端子126的下降沿上重新开始。然而，现在考虑双脉冲310。当双脉冲310的第一脉冲结束时，并且更具体地讲，当栅极端子信号312在时间t10失效时，开关516变为导通；开关518变为不导通；帧锁定输出222上的帧锁定信号生效；并且电容器520开始以从电阻器136导出或由电阻器136控制的速率充电。在电容器520低于参考电压的时间周期期间，帧锁定信号生效。双脉冲310的第二脉冲在时间t11到达；然而，因为帧锁定信号仍然生效，所以控制器202(图2)避免使栅极端子信号312生效，如图所示。当电容器520上的电压超过参考电压时，帧锁定输出222上的帧锁定信号变为失效。并且方法在栅极端子126的下降沿上再次重新开始。
再次仅参见图5。示例性系统中的栅极端子126(图1)上的栅极端子信号控制开关516和518的状态。换句话讲，当栅极端子126失效时，开关516导通并且开关518不导通。当栅极端子126上的栅极端子信号生效时，开关516不导通，并且开关518导通。
图6示出根据至少一些实施方案的流程图。具体地讲，该方法开始(框600)并且包括：用来自发光二极管(LED)的红外光重复照明图像传感器的视野，每次照明限定曝光时间，并且连续照明之间的时间限定帧周期(框602)；以及迫使帧周期大于帧周期阈值(框604)。随后，该方法结束(框606)。
附图中的许多电连接被示为没有中间设备的直接耦接，但在上面的描述中并未如此明确说明。然而，对于在附图中示出的没有中间设备的电连接，该段落应充当权利要求的先行基础，以用于引用任何电连接作为“直接耦接”。
上述讨论意在说明本发明的原理和各种实施方案。一旦完全理解了上述公开的内容，对于本领域技术人员来说许多变型形式和修改形式就将变得显而易见。以下权利要求书被解释为旨在包含所有此类变型形式和修改形式。

Claims (9)

1.一种操作具有红外照明的成像系统的方法，包括：
用来自发光二极管LED的红外光重复照明图像传感器的视野，每次照明限定曝光时间，并且连续照明之间的时间限定帧周期；以及
迫使所述帧周期大于帧周期阈值，其中所述帧周期阈值由耦接到LED驱动器电路的第一端子的第一电阻器设置；以及
将每次照明的所述曝光时间限制为小于曝光时间阈值，其中所述曝光时间阈值由耦接到所述LED驱动器电路的第二端子的第二电阻器设置。
2.一种用于驱动红外发光二极管的驱动器集成电路IC，包括：
曝光时间端子、闪光端子以及栅极端子；
控制器，所述控制器设置在所述驱动器IC内，所述控制器耦接到所述曝光时间端子、所述闪光端子以及所述栅极端子，并且
所述控制器被配置为：
基于耦接到所述曝光时间端子的第一电阻导出曝光时间阈值；以及
响应于所述闪光端子的生效而使所述栅极端子生效，除非在帧周期阈值内发生所述栅极端子的立即先前失效，所述栅极端子的所述生效直到曝光时间超过所述曝光时间阈值为止。
3.根据权利要求2所述的驱动器IC，还包括：
耦接到所述控制器的帧周期端子；以及
所述控制器被配置为基于耦接到所述帧周期端子的第二电阻来导出所述帧周期阈值。
4.根据权利要求2所述的驱动器IC，还包括：
耦接到所述控制器的帧周期端子；
所述控制器包括耦接到所述帧周期端子的帧定时器电路，所述帧定时器电路被配置为在所述栅极端子失效后使帧锁定信号生效，并且所述帧定时器电路被配置为在从耦接到所述帧周期端子的第二电阻导出的所述帧周期阈值到期之后使所述帧锁定信号失效；并且
所述控制器被配置为在所述帧锁定信号生效时保持所述栅极端子失效。
5.根据权利要求2所述的驱动器IC，还包括：
所述控制器包括耦接到所述曝光时间端子的曝光定时器电路，所述曝光定时器电路被配置为在所述闪光端子生效后使曝光锁定信号失效，并且所述曝光定时器电路被配置为在从耦接到所述曝光时间端子的所述第一电阻导出的所述曝光时间阈值到期之后使所述曝光锁定信号生效；并且
所述控制器被配置为在所述曝光锁定信号生效时使所述栅极端子失效。
6.一种用于使图像传感器的视野成像的系统，包括：
图像传感器，所述图像传感器限定闪光输出；
发光二极管LED驱动器，所述LED驱动器限定闪光输入、栅极输出、曝光时间输入以及帧周期输入，所述闪光输入耦接到所述图像传感器的所述闪光输出；
第一电阻器，所述第一电阻器耦接到所述曝光时间输入，所述第一电阻器的电阻控制曝光时间阈值；
第二电阻器，所述第二电阻器耦接到所述帧周期输入，所述第二电阻器的电阻控制帧周期阈值；
红外LED系统，所述红外LED系统限定阳极连接和阴极连接，所述阳极连接耦接到功率源；
电控制开关，所述电控制开关限定控制输入，所述电控制开关耦接在所述阴极连接和地之间，并且所述控制输入耦接到所述LED驱动器的所述栅极输出；
所述LED驱动器被配置为：
响应于所述闪光输入的生效而使所述栅极输出生效，除非在所述帧周期阈值内发生所述栅极输出的立即先前失效；并且
响应于所述闪光输入的生效而使所述栅极输出生效，直到曝光时间超过所述曝光时间阈值。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述LED驱动器还包括：
耦接到所述帧周期输入的帧定时器电路，所述帧定时器电路被配置为在所述栅极输出失效后使帧锁定信号生效，并且所述帧定时器电路被配置为在所述帧周期阈值到期之后使所述帧锁定信号失效；并且
所述LED驱动器被配置为在所述帧锁定信号生效时的时间周期期间保持所述栅极输出失效。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述LED驱动器还包括：
耦接到所述曝光时间输入的曝光定时器电路，所述曝光定时器电路被配置为在所述闪光输入生效后使曝光锁定信号失效，并且所述曝光定时器电路被配置为在所述曝光时间阈值到期后使所述曝光锁定信号生效；并且
所述LED驱动器被配置为在所述曝光锁定信号生效时使所述栅极输出失效。
9.根据权利要求6所述的系统，还包括：
耦接到所述帧周期输入的帧定时器电路，所述帧定时器电路被配置为在所述闪光输入失效后使帧锁定信号生效，并且所述帧定时器电路被配置为在所述帧周期阈值到期之后使所述帧锁定信号失效；以及
耦接到所述曝光时间输入的曝光定时器电路，所述曝光定时器电路被配置为在所述闪光输入生效后使曝光锁定信号失效，并且所述曝光定时器电路被配置为在所述曝光时间阈值到期后使所述曝光锁定信号生效；并且
所述LED驱动器被配置为在所述曝光锁定信号生效时使所述栅极输出失效，并且被配置为在所述曝光锁定信号生效时的时间周期期间保持所述栅极输出失效。
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