TW202019241A - 用於高速更新led陣列之動態像素診斷 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於一LED像素陣列之LED控制器，其包含：一開關K1，其回應於一列及行選擇信號而被啟動；一開關K2，其回應於一脈寬調變工作週期而被啟動；及一開關K3，其提供來自Vbias之一電流源。像素啟動係至少部分由開關K1及K2之狀態判定。在操作中，該LED像素陣列中之LED像素係由開關K1選擇，且基於一Vf匯流排上之判定Vf來做出該LED像素之一故障判定。

Description

用於高速更新LED陣列之動態像素診斷
本發明大體上係關於一種能夠依高速影像更新速度支援一可定址LED像素陣列之具有外部資料影像輸入之微控制器。
儘管已使用具有支援CMOS電路之LED像素陣列，但適合於商用之實際實施方案會面臨嚴重製造、功率及資料管理問題。需要依30 Hz至60 Hz之更新速率控制數千個發光像素之個別光強度。諸多應用需要高速資料更新，且需要支援各種校準、測試及控制方法之系統。
在一實施例中，一種LED控制器包含用於保存影像資料之一影像緩衝器。形成一大像素陣列之一部分之一LED像素可回應於影像資料、LDO狀態及脈寬調變模組狀態而啟動。包含使用一LDO旁路之一像素診斷模式之一邏輯模組經連接以修改LDO狀態且允許直接定址用於診斷目的之LED像素，無需使用來自影像緩衝器之影像資料。
在一實施例中，當啟動LDO旁路時，影像緩衝器與LED像素有效斷接。
在另一實施例中，一脈寬調變器連接於影像圖框緩衝器與LED像素之間。脈寬調變器可具有讀取影像緩衝器期間所載入之工作週期。在其他實施例中，脈寬調變器支援可組態之每像素前緣相移。
當使用LDO旁路時，使用一列選擇及一行選擇來選擇用於啟動之特定像素。可給LED像素供應一資料線、一旁路線、PWMOSC線、一Vbias 線及一Vf 線。
在另一實施例中，一種用於一LED像素陣列之LED控制器包含：一開關K1，其回應於一列及行選擇信號而啟動；一開關K2，其回應於一脈寬調變工作週期而啟動；及一開關K3，其提供來自Vbias之一電流源。像素啟動至少部分由開關K1及K2之狀態判定。在操作中，由開關K1選擇該LED像素陣列中之LED像素且基於一Vf匯流排上之判定Vf來作出該LED像素之一故障判定。
在另一實施例中，一種用於一LED像素陣列之LED控制器包含：邏輯，其提供一列及行選擇信號；一脈寬調變器，其具有一工作週期；及該LED像素陣列中之一LED像素，其至少部分根據該列及行選擇信號之狀態及該脈寬調變器之該工作週期來啟動。基於一Vf匯流排上之判定Vf來作出該LED像素之故障判定。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2019年6月28日申請之美國專利申請案第16/456,868號、2019年6月28日申請之美國專利申請案第16/456,874號、2018年10月31日申請之歐洲專利申請案第18203783.8號，及2018年9月10日申請之美國臨時專利申請案第62/729,244號的優先權權利，該等各案之全文係以引用的方式併入本文中。
發光像素陣列可支援受益於光分佈之細粒強度、空間及時間控制之應用。此可包含(但不限於)來自像素區塊或個別像素之發射光之精確空間圖案化。取決於應用，發射光可為光譜不同、隨時間調適及/或環境回應。發光像素陣列可提供呈各種強度、空間或時間圖案之預程式化光分佈。發射光可至少部分基於所接收之感測器資料且可用於光學無線通信。相關聯光學器件可具有一不同像素、像素區塊或裝置級。一實例性發光像素陣列可包含一裝置，其具有含一相關聯光學器件之高強度像素之一共同控制中心區塊，而邊緣像素可具有個別光學器件。由發光像素陣列支援之常見應用包含視訊照明、汽車頭燈、建築及區域照明、路燈照明及資訊顯示。
發光像素陣列可用於選擇性及自適應照射建築物或區域以改良視覺顯示或降低照明成本。另外，發光像素陣列可用於投射用於裝飾運動或視訊效應之媒體立面。結合追蹤感測器及/或攝影機，可選擇性照射行人周圍之區域。光譜不同像素可用於調整照明之色溫及支援特定波長園藝照明。
路燈照明係可極大受益於使用發光像素陣列之一重要應用。一單一類型之發光陣列可用於模擬各種路燈類型以允許(例如)藉由適當啟動或撤銷啟動選定像素來切換於一I型線性路燈與一IV型半圓形路燈之間。另外，可藉由根據環境條件或使用時間調整光束強度或分佈來降低路燈照明成本。例如，當不存在行人時，可減小光強度及分佈面積。若發光像素陣列之像素係光譜不同，則可根據各自白天、傍晚或夜晚條件來調整光之色溫。
發光陣列亦非常適合於支援需要直接或投射顯示器之應用。例如，可使用發光陣列來顯示或投射所有警告、緊急或資訊標誌。此允許(例如)投射色彩改變或閃光出口標誌。若一發光陣列由大量像素組成，則可呈現文字或數字資訊。亦可提供定向箭頭或類似指示符。
車輛頭燈係需要大量像素及一高速資料更新之一發光陣列應用。僅主動照射一道路之選定區段之汽車頭燈可用於減少與使對向駕駛員之炫目或耀眼相關聯之問題。使用紅外線攝影機作為感測器，發光像素陣列僅啟動照射道路所需之像素，同時撤銷啟動會使行人或對向車輛之駕駛員耀眼之像素。另外，可選擇性照射道路外行人、動物或標誌以提高駕駛員之環境認知。若發光像素陣列之像素係光譜不同，則可根據各自白天、傍晚或夜晚條件來調整光之色溫。一些像素可用於光學無線車輛間通信。
相對於圖1來繪示發光陣列之一高值應用，圖1展示照射一車輛前方之一區域120之一車輛頭燈系統之潛在道路照明模式100。如所繪示，一道路110包含一左邊緣112、一右邊緣114及一中心線116。在此實例中，照射兩個主區域：一向下定向靜態照明區域122及一動態照明區域130。區域130內之光強度可受動態控制。例如，當行駛於中心線116與左邊緣112之間的一對向車輛(圖中未展示)移入至一子區域132中時，可降低或完全關閉光強度。當對向車輛朝向子區域134移動時，可界定一系列子區域(圖中未展示)以亦降低光強度以降低不安全耀眼或眩光之概率。應瞭解，在其他實施例中，可提高光強度以突顯道路標誌或行人，或調整空間照明模式以允許(例如)動態光追蹤彎曲道路。
圖2繪示能夠提供諸如相對於圖1所討論之一照明模式之照明模組200之一定位。一LED光模組222可僅包含LED或包含LED及初級或次級光學器件(其包含透鏡或反射器)。為減少總資料管理需求，光模組222可受限於接通/切斷功能或切換於相對較少光強度位準之間。未必支援光強度之像素級控制。
一主動LED陣列230定位為相鄰於LED光模組22。LED陣列包含一CMOS晶粒202，其具有一像素區域204及可替代選擇之LED區域206及208。像素區域204可具有104列及304行，總計31,616個像素分佈於12.2毫米×4.16毫米之一區域上。可選擇LED區域206及208允許選擇適合於不同車輛頭燈或應用之不同縱橫比。例如，在一實施例中，可選擇LED區域206可具有一1:3縱橫比及82列及246行，總計20,172個像素分佈於10.6毫米×4毫米之一區域上。替代地，可選擇LED區域208可具有一1:4縱橫比及71列及284行，總計20,164個像素分佈於12.1毫米×3.2毫米之一區域上。在一實施例中，像素可經主動管理以具有一10位元強度範圍及30 Hz至100 Hz之間的一更新速率及60 Hz或更大之一典型操作更新速率。
圖3A繪示包含一車輛支援電源(302)及控制系統(包含一資料匯流排(304))之一車輛頭燈系統300之一實施例。一感測器模組306可連接至資料匯流排304以提供關於環境條件(例如當日時間、雨、霧、周圍光位準等等)、車輛條件(停放、運動中、速度、方向)或其他車輛或行人之存在/位置的資料。一單獨頭燈控制器330可連接至車輛支援電源及控制系統。
車輛頭燈系統300可包含一功率輸入濾波及控制模組310。模組310可支援各種濾波器以減少傳導發射且提供功率抗性。靜電放電(ESD)保護、負載-卸載保護、交流發電機場致衰變保護及反向極性保護亦可由模組310提供。
可將濾波功率提供至一LED DC/DC模組312。模組312可僅用於向LED供電且通常具有7伏特至18伏特之間之一輸入電壓及一標稱13.2伏特。可將輸出電壓設定為略高於由工廠或局部校準及歸因於負載、溫度或其他因數之操作條件判定的LED陣列最大電壓，例如高0.3伏特。
亦將濾波功率提供至可用於向主動頭燈330中之微控制器322或CMOS邏輯供電之一邏輯LDO模組314。
車輛頭燈系統300亦可包含經連接至微控制器322之一匯流排收發器320 (例如具有一UART或SPI介面)。微控制器322可轉譯基於或包含來自感測器模組306之資料的車輛輸入。經轉譯之車輛輸入可包含可轉移至主動頭燈模組324中之一影像緩衝器之一視訊信號。另外，微控制器322可在起動期間載入預設影像圖框且測試開放/短像素。在一實施例中，一SPI介面載入CMOS中之一影像緩衝器。影像圖框可為全圖框(差動或部分)。其他微控制器322特徵可包含CMOS狀態(其包含晶粒溫度)之控制介面監測器及邏輯LDO輸出。在一些實施例中，LED DC/DC輸出可經動態控制以最小化頂部空間。除提供影像圖框資料之外，亦可控制其他頭燈功能，諸如與側燈或轉向指示燈互補使用及/或晝行燈之啟動。
圖3B繪示能夠接受車輛感測器輸入及命令及基於頭燈或局部安裝感測器之命令之一車輛頭燈系統330之各種組件及模組之一實施例。如圖3B中所見，車載系統可包含遙感器340及能夠感測器處理342之電子處理模組。可將經處理之感測器資料輸入至一決策演算法模組344中的各種決策演算法，以導致至少部分基於各種感測器輸入條件(例如(諸如)周圍光位準、當日時間、車輛位置、其他車輛之位置、道路條件或天氣條件)的命令指令或圖案產生。應瞭解，亦可自其他來源(其包含至使用者智慧型電話之連接、車輛間無線連接，或至遠端資料或資訊資源之連接)提供用於決策演算法模組344之資訊。
基於決策演算法模組344之結果，影像產生模組346提供一影像圖案，該影像圖案將最終提供可動態調整且適合於條件之一主動照明模式至車輛頭燈。此所產生之影像圖案可由影像編碼模組348根據串列或其他傳輸方案來編碼且透過一高速匯流排350來發送至一影像解碼模組354。在解碼之後，將影像圖案提供至uLED模組380以驅動照明像素之啟動及強度。
在一些操作模式中，系統330可由預設或簡化影像圖案驅動，其使用經由通過一CAN匯流排352之決策演算法模組344之連接來提供至一頭燈控制模組370之指令。例如，車輛起動時之一初始圖案可為一均勻、低光強度圖案。在一些實施例中，頭燈控制模組可用於驅動包含感測器啟動或控制之其他功能。
在其他可行操作模式中，系統330可由自局部感測器或無需經由CAN匯流排352或高速匯流排350之輸入之命令得到之影像圖案驅動。例如，可使用局部感測器360及能夠感測器處理362之電子處理模組。可將經處理之感測器資料輸入至一決策演算法模組364中之各種決策演算法以導致至少部分基於各種感測器輸入條件(例如(諸如)周圍光位準、當日時間、車輛位置、其他車輛之位置、道路條件或天氣條件)之命令指令或圖案產生。應瞭解，如同車輛支援遙感器340，亦可自其他來源(其包含至使用者智慧型電話之連接、車輛間無線連接或至遠端資料或資訊資源之連接)提供用於決策演算法模組364之資訊。
基於決策演算法模組364之結果，影像產生模組366提供一影像圖案，該影像圖案將最終提供可動態調整且適合於條件之一主動照明模式至車輛頭燈。在一些實施例中，此所產生之影像圖案無需額外影像編碼/解碼步驟，而是可直接發送至uLED模組380以驅動選定像素之照明。
圖4繪示一主動頭燈系統400 (諸如相對於圖3之主動頭燈330所描述)之各種組件及模組之一實施例。如所繪示，內部模組包含一LED功率分佈及監測模組410及一邏輯及控制模組420。
來自車輛之影像或其他資料可經由一SPI介面412到達。連續影像或視訊資料可儲存於一影像圖框緩衝器414中。若無可用影像資料，則可將保存於一備用影像緩衝器中之一或多個備用影像導引至影像圖框緩衝器414。此等備用影像可包含(例如)符合一車輛之法律允許近光束頭燈輻射場型之一強度及空間圖案。
在操作中，影像中之像素用於界定像素模組430中對應LED像素之回應，其中LED像素之強度及空間調變係基於(若干)影像。在一些實施例中，為減少資料速率問題，可將像素群組(例如5×5個區塊)控制為單一區塊。支援高速及高資料速率操作，其中能夠依30 Hz至100 Hz之間的一速率(通常為60 Hz)載入來自連續影像之像素值作為呈一影像序列之連續圖框。結合一脈寬調變模組418，可操作像素模組中之各像素以依一圖案及至少部分取決於保存於影像圖框緩衝器414中之影像之一強度發射光。
在一實施例中，可藉由使用邏輯及控制模組420及脈寬調變模組418設定適合於各LED像素之斜坡時間及脈寬來單獨控制及調整強度。此允許LED像素啟動分期以減小功率波動且提供各種像素診斷功能。
圖5繪示一LED像素陣列之一微控制器總成500。總成500可經由Vdd及Vss接針來接收邏輯功率。一主動矩陣藉由多個VLED 及VCathode 接針來接收用於LED陣列控制之功率。一串列周邊介面(SPI)可使用具有一單一主控之一主從架構來提供全雙工模式通信。主控裝置產生用於讀取及寫入之圖框。透過使用個別從屬選擇(SS)線之選擇來支援多個從屬裝置。輸入接針可包含全部連接至SPI介面之一主輸出從輸入(MOSI)、一主輸入從輸出(MISO)、一晶片選擇(SC)及時脈(CLK)。
在一實施例中，SPI框包含2個停止位元(兩者為「0」)、10個資料位元、MSB在前第一、3個CRC位元(x3+x+1)、一起始111b及目標000b。可根據安全SPI「圖框內」標準來設定時序。
MOSI欄位資料可如下：
圖框0：標頭
圖框1/2：起始行位址[SCOL]
圖框3/4：起始列位址[SROW]
圖框5/6：行數[NCOL]
圖框7/8：列數[NROW]
圖框9：強度像素[SCOL, SROW]
圖框10：強度像素[SCOL+1, SROW]
圖框9+NCOL：強度像素[SCOL+NCOL, SROW]
圖框9+NCOL+1：強度像素[SCOL, SROW+1]
圖框9+NCOL+NROW：強度像素[SCOL+NCOL, SROW+NROW]
MISO欄位資料可包含圖框記憶體之回送。
支援60 Hz (每秒60個全圖框)之一欄位更新速率，亦支援至少10 Mbps且通常介於15 Mbps至20 Mbps之間的一位元速率。
SPI介面連接至一位址產生器、圖框緩衝器及一備用圖框緩衝器。像素可具有參數組及信號或由一命令及控制模組修改(例如藉由輸入至圖框緩衝器之前的電源閘控或在經由脈寬調變或電源閘控來自圖框緩衝器輸出之後)之功率。SPI介面可連接至一位址產生模組，其繼而提供列及位址資訊至主動矩陣。位址產生器模組繼而可提供圖框緩衝器位址至圖框緩衝器。
可經由一內部整合電路(I2 C)串列匯流排來外部控制命令及控制模組。支援具有7位元定址之一時脈(SCL)接針及資料(SDA)接針。
命令及控制模組包含一數位轉類比轉換器(DAC)及兩個類比轉數位轉換器(ADC)。此等分別用於設定一連接主動矩陣之Vbias 、促進判定最大值Vf 及判定系統溫度。亦連接一振盪器(OSC)以設定主動矩陣之脈寬調變振盪(PWMOSC)頻率。亦存在一旁路線以允許主動矩陣中個別像素或像素區塊之位址用於診斷、校準或測試目的。
在一實施例中，命令及控制模組可提供以下輸入及輸出：
至CMOS晶片之輸入：
VBIAS：設定LDO之電壓偏壓。
GET_WORD[…]：自CMOS請求輸出。
TEST_M1：運行像素測試：旁路模式中之LDO，循序定址行及接著列，使用內部1 µA源來輸出VF。
Vf值經由SPI來輸出。
TEST_M2：運行像素測試：旁路模式中之LDO，循序定址行及接著列，使用外部I源來輸出VF。
Vf值經由SPI來輸出。
TEST_M3：旁路模式中之LDO、透過I2C之定址、使用內部1 µA源、經由I2C之Vf輸出。
TEST_M4：旁路模式中之LDO、透過I2C之定址、使用外部I源、經由I2C之Vf輸出。
BUFFER_SWAP：來回交換於備用緩衝器。
COLUMN_NUM：定址一特定列。
ROW_NUM：定址一特定行。
自CMOS晶片輸出：
CW_PHIV_MIN、CW_PHIV_AVG、CW_PHIV_MAX：工廠量測之EOL全域光通量資料。
CW_VLED_MIN、CW_VLED_AVG、CW_VLED_MAX：工廠量測之EOL全域正向電壓資料。
CW_SERIALNO：用於可追溯性目的之晶粒/CMOS組合序號。
TEMP_DIE：晶粒溫度之值。
VF：使用COLUMN_NUM及ROW_NUM來定址時之Vf匯流排之值。
BUFFER_STATUS：指示選擇哪個緩衝器。
支援用於微控制器總成500之各種校準及測試方法。在工廠校準期間，可量測所有像素之一Vf 。可將主動區域之最大、最小及平均Vf「燒錄」成校準圖框。最大Vf及dVf/dT校準圖框可與量測晶粒溫度一起用於動態判定實際VLED 。通常，支援3.0 V至4.5 V之間的一VLED ，其中實際值由至外部DC/DC轉換器(諸如相對於圖3所描述)之回饋迴路判定。
圖6A及圖6B分別繪示一像素控制電路600之一實施例及相關聯時序圖610。像素控制電路600包含具有列及行選擇之邏輯及一旁路信號。PWN OSC輸入及資料及來自邏輯之輸出首先被饋送至產生器中且接著被饋送至一PWM中。PWM繼而具有控制一特定像素啟動之一工作週期。此將相對於圖6C之一像素控制電路630之以下描述來更詳細描述。可使用一外部電流源及LDO旁路功能來以1.0 µA及1.0 mA量測所有像素之工廠校準Vf 。
當LED像素係由一低壓降(LDO)線性調節器(如電路600中所繪示)支援時，可繞過此操作。在旁通期間，可使用內部1 µA電流源或VLED 上之外部電流源來量測Vf 。可使用列及行選擇來使旁通成為一逐像素操作。有利地，此像素旁路電路允許判定一特定像素是否正確工作或是否發生任何故障狀況。
如圖6B中所繪示，影像資料及脈寬調變振盪時脈資料可由一脈寬調變器接收。基於來自一邏輯模組之輸入，可每像素設定包含脈衝起動、斜坡時間及脈衝持續時間/寬度(工作週期)之閘極時序。例如，可自「讀取」上之圖框緩衝器載入工作週期(δ)。可支援一8位元δ解析度。在一實施例中，可針對各像素依不同方式設定脈衝前緣相移(φ)。
圖6C繪示不支援一旁路電路之一像素控制電路630。像素控制電路630包含具有列及行選擇之邏輯。來自邏輯之輸出首先被饋送至產生器中且接著被饋送至一PWM中。PWM繼而具有依以下方式使用額外電路來控制一特定像素啟動之一工作週期。三個開關(K1至K3)係由自像素外之中心控制區塊接收的信號控制。開關K3係電流源或LDO，且其電流由Vbias控制。K2係PWM開關，其基於由影像資料判定之PWM工作週期來接通及切斷。在此實例中，K2及K3係P通道MOSFet，但其等亦可為呈任何其他適合形式之開關。在圖6C中，PWM信號經連接至K2之閘極，且K2之汲極節點經連接至K3之閘極。因此，當PWM信號呈高態時，K2切斷且K3接通，因此，LED接通且電流由Vbias電壓判定。當PWM呈低態時，K2接通以將K3閘極拉高而將其切斷，因此LED係切斷的。
基於列選擇及行選擇信號來接通及切斷開關K1。將僅在選擇一特定像素之列及行時接通K1，否則其將保持切斷。當接通K1時，其阻抗變低，且陽極或該像素之Va節點處之LED正向電壓將出現於Vf匯流排上。因為Vf匯流排之阻抗遠高於接通狀態中之K1之阻抗，所以Vf電壓將等於Va節點電壓。當一故障狀況發生於電路或LED中時，LED正向電壓會偏離正常值。因此，可使用Vf電壓來判定像素是否正確工作或是否發生故障狀況，且無需諸如相對於圖6A所揭示之特定像素旁路電路。依此方式，可實現一即時或「迅速」偵測，使得可在操作期間監測及報告像素狀態。
因為Vf匯流排係所有像素之一共用節點，所以可每次僅接通一個像素之K1開關。偵測故障狀況之最佳時間係一像素由PWM接通時。較佳地，由應用影像界定之PWM值可用於測試，但特殊測試影像亦可為一選擇。當切斷一像素時，仍可進行偵測，但處於比接通期間更有限之一位準。
相對於PWM之K1切換控制可較靈活。取決於偵測要求，K1頻率可高於或低於PWM頻率。顯而易見，K1頻率越高，偵測越快，即，可在一時間範圍內測試更多像素。例如，若PWM頻率係500 Hz，則可在1個PWM週期或2 ms期間依500 Hz之一K1頻率測試僅1個像素，而可在2 ms期間依5000 Hz之一K1頻率測試10個像素。此外，兩個頻率可為同步或非同步。
圖6D繪示像素控制電路之一實例性控制方案。在此實施例中，將一K1頻率設定為接近PWM頻率且同步接通。應注意，儘管此實例僅繪示三個像素，但其可依一類似方式擴展至像素之整個矩陣陣列。針對各像素，圖式展示PWM信號電壓、Va節點電壓及K1控制電壓。針對一正常像素，Va節點電壓在PMM信號呈高態時呈高態及在PWM呈低態時呈低態。同樣地，在K1控制電壓呈高態時接通K1，及在控制電壓呈低態時切斷K1。取決於電路設計，PWM及K1之控制相位可相反，即，在呈低態時接通各自開關及在呈高態時切斷各自開關。
像素1之操作進行如下： t1至t4：PWM電壓呈高態。接通像素且Va節點呈高態。同時，K1控制電壓亦在t1呈高態，與PWM之接通同步。像素2及3之K1控制電壓保持低態。接通像素1之K1且Va節點電壓出現於Vf匯流排上，因此，Vf匯流排電壓等於此時像素1之Va電壓。K1之切斷時刻t3早於PWM之切斷時刻t4，使得可在切斷像素之前完成像素測試。
像素2之操作進行如下： 在t2：PWM呈高態且接通像素。t1與t2之間的微小滯後係相移。此時，像素1之K1仍接通，因此，像素2之K1控制電壓呈低態且不在此PWM週期測試像素2。 t5至t7：PWM呈高態且再次接通像素。K1控制電壓在之接通時刻t5與像素2同步且一直持續至t6。其他兩個像素之K1控制電壓保持低態。因此，Vf匯流排電壓反映像素2之Va節點電壓。在此實例中，像素2之PWM工作週期(其係週期或週期時間之導通或接通時間百分比)大於像素1之PWM工作週期。當接通時，像素2之Va電壓低於像素1之Va電壓。
像素3之操作進行如下： PWM始終呈低態。像素保持切斷且Va節點電壓呈低態。 t8至t9：像素3之K1控制電壓呈高態且其他兩個像素之K1控制電壓呈低態。因此，Vf匯流排電壓表示此時像素3之低Va電壓。Va節點電壓關係式係：
圖7更詳細繪示支援LDO旁路之主動矩陣陣列之一方塊圖600。列及行選擇用於定址被供應一資料線、一旁路線、一PWMOSC線、一Vbias 線及一Vf 線之個別像素。相對於圖6B來繪示一閘極及脈寬調變器振盪器(PWMOSC)之時序及啟動。應瞭解，在特定實施例中，無需LDO旁路且可使用相對於圖6C及圖6D所描述之電路及/或控制方案來進行像素測試。
受益於以上描述及相關聯圖式中所呈現之教示之熟習技術者應知曉本發明之諸多修改及其他實施例。因此，應瞭解，本發明不受限於所揭示之具體實施例且修改及實施例意欲包含於隨附申請專利範圍之範疇內。亦應瞭解，可在無本文中未具體揭示之一元件/步驟之情況下實踐本發明之其他實施例。
100:道路照明模式 110:道路 112:左邊緣 114:右邊緣 116:中心線 120:區域 122:向下定向靜態照明區域 130:動態照明區域 132:子區域 134:子區域 200:照明模組 202:CMOS晶粒 204:像素區域 206:LED區域 208:LED區域 222:LED光模組 230:主動LED陣列 300:車輛頭燈系統 302:車輛支援電源 304:資料匯流排 306:感測器模組 310:功率輸入濾波及控制模組 312:LED DC/DC模組 314:邏輯LDO模組 320:匯流排收發器 322:微控制器 324:主動頭燈模組 330:頭燈控制器/車輛頭燈系統 340:遙感器 342:感測器處理 344:決策演算法模組 346:影像產生模組 348:影像編碼模組 350:高速匯流排 352:CAN匯流排 354:影像解碼模組 360:局部感測器 362:感測器處理 364:決策演算法模組 366:影像產生模組 370:頭燈控制模組 380:uLED模組 400:主動頭燈系統 410:LED功率分佈及監測模組 412:SPI介面 414:影像圖框緩衝器 418:脈寬調變模組 420:邏輯及控制模組 430:像素模組 500:微控制器總成 600:像素控制電路 610:時序圖 630:像素控制電路 700:方塊圖
圖1係繪示使用一主動頭燈之離散區段中之一道路之照明的一圖式；
圖2繪示定位為相鄰於一靜態照明模組之一動態像素可定址照明模組；
圖3A係用於控制一主動頭燈之一車輛頭燈系統之一實施例；
圖3B係用於控制連接至車輛處理輸出之一主動頭燈之一車輛頭燈系統之一實施例；
圖4示意性繪示一主動頭燈控制器之一實施例；
圖5繪示用於一LED像素陣列之一微控制器總成；
圖6A及圖6B分別繪示用於一像素控制電路之一LDO旁路電路及閘極時序圖；
圖6C及圖6D分別繪示一替代像素控制電路及閘極時序圖；及
圖7繪示具有支援LDO旁路之列及行選擇之一主動矩陣像素陣列。
300:車輛頭燈系統
302:車輛支援電源
304:資料匯流排
306:感測器模組
310:功率輸入濾波及控制模組
312:LED DC/DC模組
314:邏輯LDO模組
320:匯流排收發器
322:微控制器
324:主動頭燈模組

Claims (24)

  1. 一種用於一LED像素陣列之LED控制器，其包括： 一開關K1，其回應於一列及行選擇信號而被啟動； 一開關K2，其回應於一脈寬調變工作週期而被啟動； 一開關K3，其提供來自Vbias之一電流源；且其中像素啟動係至少部分由開關K1及K2之狀態判定；且其中 該LED像素陣列中之一LED像素係由開關K1選擇，且基於一Vf匯流排上之判定Vf來進行該LED像素之一故障判定。
  2. 如請求項1之LED控制器，其中該脈寬調變工作週期係由影像資料判定。
  3. 如請求項1之LED控制器，其中開關K2係一p通道MOSFET。
  4. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K3控制一LDO。
  5. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K3係一p通道MOSFET。
  6. 如請求項1之LED控制器，其中該Vf匯流排係由該LED像素陣列中之所有LED像素共用。
  7. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K1係比該脈寬調變工作週期更快切換。
  8. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K1係相對於該脈寬調變工作週期非同步切換。
  9. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K1係相對於該脈寬調變工作週期同步切換。
  10. 如請求項1之LED控制器，其中該開關K1之一控制相位係與該脈寬調變工作週期之一控制相位相反。
  11. 一種用於一LED像素陣列之LED控制器，其包括： 邏輯，其提供一列及行選擇信號； 一脈寬調變器，其具有一工作週期； 該LED像素陣列中之一LED像素，其係至少部分根據該列及行選擇信號之狀態及該脈寬調變器之該工作週期來啟動；其中 基於一Vf匯流排上之判定Vf來作出該LED像素之故障判定。
  12. 如請求項11之LED控制器，其中該脈寬調變器工作週期係由影像資料判定。
  13. 如請求項11之LED控制器，其中該Vf匯流排係由該LED像素陣列中之所有LED像素共用。
  14. 如請求項11之LED控制器，其中一Vf匯流排上之判定Vf比該脈寬調變工作週期更快發生。
  15. 如請求項11之LED控制器，其中一Vf匯流排上之判定Vf係相對於該脈寬調變工作週期非同步發生。
  16. 如請求項11之LED控制器，其中一Vf匯流排上之判定Vf係相對於該脈寬調變工作週期同步發生。
  17. 如請求項11之LED控制器，其中一Vf匯流排上之判定Vf之一控制相位與該脈寬調變工作週期之一控制相位相反發生。
  18. 一種LED控制器，其包括： 一影像緩衝器，用於保存影像資料； 一LED像素，其可回應於影像資料、LDO狀態及脈寬調變模組狀態而被啟動；及 一邏輯模組，其包含使用一LDO旁路之一像素診斷模式，該LDO旁路經連接以修改LDO狀態，且允許直接定址該LED像素且無需來自該影像緩衝器之影像資料。
  19. 如請求項18之LED控制器，其中當啟動該LDO旁路時，該影像緩衝器係與該LED像素有效斷接。
  20. 如請求項18之LED控制器，進一步包括經連接於該影像圖框緩衝器與該LED像素之間之一脈寬調變器。
  21. 如請求項18之LED控制器，其中經連接於該影像圖框緩衝器與該LED像素之間之一脈寬調變器具有讀取該影像緩衝器期間所載入之一工作週期。
  22. 如請求項18之LED控制器，其中經連接於該影像圖框緩衝器與該LED像素之間之一脈寬調變器支援可組態之每像素前緣相移。
  23. 如請求項18之LED控制器，其中一列選擇及一行選擇係用於選擇在使用LDO旁路時啟動之該LED像素。
  24. 如請求項18之LED控制器，其中該LED像素被供應一資料線、一旁路線、PWMOSC線、一Vbias 線，及一Vf 線。
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