利用功率消息傳遞的可變負載驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用功率消息傳遞的可變負載驅(qū)動器。設(shè)備和技術(shù)的代表性實現(xiàn)方式提供了控制信號的調(diào)制裝置。所述控制信號被作為數(shù)字值而接收。具有變化的改變速率的調(diào)制后的控制信號可以基于數(shù)字值的關(guān)閉位的數(shù)量和開啟位的數(shù)量而生成。
【專利說明】利用功率消息傳遞的可變負載驅(qū)動器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用功率消息傳遞的可變負載驅(qū)動器。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著發(fā)光二極管（LED)燈以及其他類型的燈的劇增，存在包括將燈調(diào)暗和改變燈 的顏色在內(nèi)的許多應(yīng)用。例如，通常期望住宅和商業(yè)應(yīng)用中的LED燈是可調(diào)暗的（S卩，具有 可調(diào)整的亮度)。此外，可以期望LED燈在被用在儀器、用戶界面顯示器和其他信息相關(guān)應(yīng) 用中時具有改變顏色的能力。此外，用于信息或娛樂應(yīng)用的顯示屏利用調(diào)暗和/或改變顏 色的LED燈。
[0003] 在一些應(yīng)用中，驅(qū)動器(其可以是開關(guān)式驅(qū)動器、線性驅(qū)動器等）被用于控制去往 燈的電流。在這種設(shè)置中，能夠基于在驅(qū)動器的啟用輸入處接收控制信號來控制平均電流 并因此控制燈的亮度。通常，這些驅(qū)動器具有有限的輸入帶寬，其中啟用信號不被允許快速 改變，驅(qū)動器需要用于在切換之間穩(wěn)定于每個輸入水平(例如，開啟時間和關(guān)閉時間）處的 最小時間。例如，一些驅(qū)動器具有10微秒等的最小穩(wěn)定時間。對于1?功率LED燈驅(qū)動器， 該最小穩(wěn)定時間能夠更長。
[0004] 此外，將二進制控制信號饋送到驅(qū)動器的許多控制系統(tǒng)操作于高得多的頻率處， 從而通常引起關(guān)聯(lián)設(shè)備的電磁兼容性（EMC)問題。另一方面，用于燈控制系統(tǒng)的比特率需 要足夠高以幫助人眼對燈輸出進行低通濾波，以便避免出現(xiàn)燈閃爍。換句話說，比特率需要 高于閃爍融合閾值，以使得光刺激由于視覺暫留而顯得對人眼來說穩(wěn)定。另外，足夠高的比 特率確保了系統(tǒng)具有適當?shù)目傮w帶寬。在一些應(yīng)用中，這些要求中的每一個彼此沖突。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種硬件設(shè)備，包括：關(guān)閉位池和開啟位池，被布 置成接收數(shù)字值并且將所述數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位；以及分 組發(fā)生器，被布置成生成具有連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合的分組，所述分組是通 過下述操作來形成的：迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇關(guān)閉位子集并從第二數(shù)量的開啟 位中選擇開啟位子集，并且將關(guān)閉位子集和開啟位子集附加到所述分組，直到關(guān)閉位的第 一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種以硬件實現(xiàn)的系統(tǒng)，包括：控制信號發(fā)生器， 被布置成接收數(shù)字值和生成第一關(guān)閉位池和第二開啟位池，以及基于從第一關(guān)閉位池和第 二開啟位池中選擇位來生成控制信號，所述控制信號由具有不斷變化的改變速率的偽隨機 比特流組成。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種方法，包括：接收數(shù)字值；將所述數(shù)字值轉(zhuǎn)換 成第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位；通過迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇第一關(guān) 閉位子集并將第一關(guān)閉位子集附加到分組，并且從第二數(shù)量的開啟位中選擇第二開啟位子 集并將第二開啟位子集附加到分組，來形成分組；以及輸出所述分組。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種裝置，包括：一個或多個邏輯設(shè)備，被布置成 接收數(shù)字控制值，以及基于所述數(shù)字控制值來生成二進制控制分組，所述二進制控制分組 包括連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合，所述分組是通過下述操作來形成的：迭代地從 第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇關(guān)閉位子集以及從第二數(shù)量的開啟位中選擇開啟位子集，直到關(guān) 閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量，其中關(guān) 閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量是根據(jù)所述數(shù)字控制值來組織的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 參考附圖闡述了【具體實施方式】。在附圖中，附圖標記的最左邊(一個或多個）數(shù)字 標識在其中該附圖標記首次出現(xiàn)的附圖。在不同附圖中對相同附圖標記的使用指示類似或 相同的項目。
[0010] 對于該討論，在附圖中圖示的設(shè)備和系統(tǒng)被示為具有多個組件。如本文所述的設(shè) 備和/或系統(tǒng)的各種實現(xiàn)方式可以包括更少的組件且仍然在本公開的范圍內(nèi)?？商娲?， 設(shè)備和/或系統(tǒng)的其他實現(xiàn)方式可以包括附加組件或所描述的組件的各種組合，且仍然在 本公開的范圍內(nèi)。
[0011] 圖1是根據(jù)實現(xiàn)方式的用于燈的示例多信道亮度/顏色控制裝置的框圖，其中可 以采用本文所述的技術(shù)。
[0012] 圖2是根據(jù)實現(xiàn)方式的包括示例輸出分組的示例功率消息傳遞（PMT)調(diào)制裝置的 框圖。
[0013] 圖3是根據(jù)實現(xiàn)方式的被PMT調(diào)制裝置用于生成分組的示例算法的流程圖。
[0014] 圖4是根據(jù)實現(xiàn)方式的可將PMT調(diào)制器合并在一個或多個信道上的示例集成亮度 和顏色控制單元（BCCU)的框圖。
[0015] 圖5是根據(jù)實現(xiàn)方式的例如示出了可被用作圖4的BCCU的部分的示例信道組件 的框圖。
[0016] 圖6是圖示了用于生成作為輸出比特流的構(gòu)建塊的分組的示例過程的流程圖。

【具體實施方式】
[0017] 概沭 設(shè)備和技術(shù)的代表性實現(xiàn)方式提供了控制信號的調(diào)制(或編碼等)裝置。調(diào)制后的控制 信號可以與驅(qū)動器一起使用來改變燈的強度，改變燈的顏色等等。例如，多個控制信號可以 被用于同時改變燈的多個組件的強度，從而改變燈的總體顏色和/或亮度。所公開的功率 消息傳遞（PMT)調(diào)制裝置給驅(qū)動器提供與驅(qū)動器和系統(tǒng)兼容的調(diào)制后的信號并攜帶輸入控 制信號的信息。
[0018] 在實現(xiàn)方式中，在PMT調(diào)制器(例如，控制信號發(fā)生器）處接收輸入值。具有變化 的改變速率的調(diào)制后的控制信號可以由PMT調(diào)制器基于輸入值而生成。例如，基于輸入值 生成的調(diào)制后的控制信號可以被輸出到例如驅(qū)動器設(shè)備。在一個實現(xiàn)方式中，調(diào)制后的控 制信號由分組組成。每個分組由多個連續(xù)的開啟位和多個連續(xù)的關(guān)閉位組成。在一個示例 中，調(diào)制后的控制信號具有變化的改變速率。
[0019] 一些實現(xiàn)方式包括用于控制系統(tǒng)的若干組件(例如針對各個顏色的多個燈組件 等)的多個信道。多個PMT調(diào)制器可以與多個控制信號一起使用，其中每個控制信號信道包 括PMT調(diào)制器。在一個實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器輸出具有擴頻輸出的調(diào)制后的控制信號。
[0020] 在本公開中討論了用于PMT調(diào)制器裝置的各種實現(xiàn)方式和技術(shù)。參考示例發(fā)光二 極管（LED)燈、設(shè)備和系統(tǒng)來討論技術(shù)和設(shè)備。然而，這并非意在限制，而是為了討論簡單 和示意方便。所討論的技術(shù)和設(shè)備可以適用于各種燈設(shè)備設(shè)計、類型等(例如液晶顯示器 (IXD)、聚乙烯醇（PVA)顯示器、壓電材料顯示器、電子激發(fā)燈、白熾燈、電致發(fā)光（EL)燈等） 中的任一種以及利用一個或多個控制信號的其他連續(xù)可變的控制系統(tǒng)，且仍然在本公開的 范圍內(nèi)。相應(yīng)地，本公開內(nèi)對術(shù)語"亮度"的使用意在也包括這種控制信號的強度、幅度等。
[0021] 下文使用多個示例更詳細地解釋實現(xiàn)方式。盡管這里和下文討論了各種實現(xiàn)方式 和示例，但是通過組合各個實現(xiàn)方式和示例的特征和元素，另外的實現(xiàn)方式和示例可以是 可能的。
[0022] 示例亮度控制裝置 圖1是根據(jù)實現(xiàn)方式的示例多信道亮度/顏色控制裝置1〇〇的框圖，其中可以采用本 文所述的技術(shù)。例如，多信道亮度/顏色控制裝置100可以被布置成使燈的亮度變化，改變 燈的顏色等。
[0023] 如圖1中所示，示例多信道亮度/顏色控制裝置100可以例如包括一個或多個調(diào) 暗引擎102、一定數(shù)量的信道104、以及燈106。在可替代實現(xiàn)方式中，可以包括更少的、附加 的或可替代的組件。例如，在各種實現(xiàn)方式中，多信道亮度/顏色控制裝置100可以包括比 圖1中所示更少或更多的信道104。
[0024] 如果包括的話，調(diào)暗引擎102從例如用戶接收調(diào)暗水平值，并將調(diào)暗水平值分發(fā) 到每個信道104。在可替代實現(xiàn)方式中，調(diào)暗水平可以從另一個源接收，諸如從過程的輸出 等。在一些實現(xiàn)方式中，調(diào)暗水平是二進制值、整數(shù)或其他類似值。調(diào)暗水平值確定燈的總 體亮度。
[0025] 在實現(xiàn)方式中，每個信道104的相對調(diào)暗值也可以確定燈106的顏色。例如，每個 信道104可以表示顏色（即，對于三顏色/信道燈，紅色、綠色和藍色)。一個或多個信道104 上的較大強度和剩余信道104上的較小強度的組合導(dǎo)致燈的特定總體亮度和/或顏色。隨 后改變一個或多個信道104的強度值對燈的顏色或總體亮度進行改變。
[0026] 如果包括的話，每個信道104可以包括乘法器108和調(diào)制器110。乘法器108被布 置成接收來自調(diào)暗引擎102的調(diào)暗水平值和針對每個信道104的強度值(例如，chi強度、 ch2強度、ch3強度)，并將它們進行組合(例如，將調(diào)暗和強度值相乘）以形成亮度值(例如， chi亮度、ch2亮度、ch3亮度)。在實現(xiàn)方式中，強度值是二進制值、整數(shù)等。例如，在一個 實現(xiàn)方式中，乘法器108將調(diào)暗水平值乘以強度值，其中這兩個值都是二進制值，并且乘法 器108保留乘積的一定數(shù)量的最高有效位作為輸出。在一個實現(xiàn)方式中，強度值是用戶選 擇的。
[0027] 在實現(xiàn)方式中，調(diào)制器110被布置成從乘法器108接收調(diào)暗水平值(又稱為亮度 值，例如chi亮度、ch2亮度、ch3亮度、ch4亮度)。在實現(xiàn)方式中，調(diào)制器110將亮度值轉(zhuǎn) 換成可變頻率比特流。來自信道104的比特流是去往燈106的輸入信號。在實現(xiàn)方式中， 比特流的均值與相應(yīng)調(diào)制器110的輸入處的亮度值相對應(yīng)。為了本公開的目的，比特流可 以被描述為模擬輸入的數(shù)字近似。例如，比特流可以包括在所選擇的持續(xù)時間內(nèi)與模擬輸 入的電壓或電流的幅度成比例的數(shù)字表示。數(shù)字表示可以以各種方式表達(例如基2二進 制碼、二進制編碼的十進制、電壓值、電或光脈沖屬性等)。
[0028] 在一個實現(xiàn)方式中，調(diào)制器110是功率消息傳遞（PMT)調(diào)制器，如下文進一步討論 的那樣。由于人眼具有有限的帶寬，因此其對由PMT調(diào)制器110輸出的變化的亮度水平進行 低通濾波。如果比特率足夠高的話，眼睛感測到依賴于從PMT調(diào)制器110輸出的信號的燈 106的平均亮度。在可替代實現(xiàn)方式中，附加和/或可替代的技術(shù)和/或設(shè)備可以與PMT調(diào) 制器110 -起使用來將在調(diào)暗引擎102處輸出的亮度值轉(zhuǎn)換成燈106的輸入信號。此外， 在可替代實現(xiàn)方式中，信道104可以包括用于控制燈106的亮度和/或顏色的可替代或附 加組件。
[0029] 在各種實現(xiàn)方式中，當從調(diào)暗引擎102輸出表示燈106容量或控制信號水平的幾 乎0%或幾乎100%的亮度值時，可以設(shè)旁路繞過調(diào)制器110。在該情況下，對應(yīng)的亮度值信 號可以直接被饋送到燈106。例如，如果期望燈106關(guān)閉(例如控制信號值為幾乎0%)，則可 能不需要將調(diào)制后的信號發(fā)送到燈106。更確切地，關(guān)閉信號(或缺少任何亮度信號）可能 足以將燈關(guān)閉。相反，如果期望燈處于或幾乎為100%，那么也可能不需要將調(diào)制后的信號 發(fā)送到燈106。更確切地，可以直接將表示全容量的信號發(fā)送到燈106,設(shè)旁路繞過調(diào)制器 110。
[0030] 在可替代實現(xiàn)方式中，為了設(shè)旁路繞過調(diào)制器110的目的，可以將各種調(diào)暗和/或 亮度水平分配為被視為幾乎〇% (例如，0-3%)和幾乎100% (例如，97-100%)。在其他實現(xiàn)方 式中，對應(yīng)于該應(yīng)用，可以使用其他值和/或范圍。
[0031] 如上所討論的那樣，燈106可以是LED燈、另一種類型的燈或使用可變控制信號的 另一個受控系統(tǒng)。在一個實現(xiàn)方式中，對一個或多個信道104處的亮度水平值的改變對燈 106的亮度和/或顏色進行改變。
[0032] 如果包括的話，例如，燈106可以使用一個或多個驅(qū)動器(未示出)來控制一個或多 個燈106或成串的燈106。驅(qū)動器可以被布置成從調(diào)制器110接收控制信號并基于控制信 號來控制去往燈106的電流。在各種實現(xiàn)方式中，多信道亮度/顏色控制裝置100的每個 信道104可以包括驅(qū)動器。
[0033] 在可替代實現(xiàn)方式中，多信道亮度/顏色控制裝置100可以包括更少的、附加的或 可替代的組件。
[0034] 示例PMT調(diào)制器 圖2是根據(jù)實現(xiàn)方式的包括示例輸出分組202的示例功率消息傳遞（PMT)調(diào)制器110 (例如，控制信號發(fā)生器）的框圖。圖2中圖示的PMT調(diào)制器110被示出為單個信道104裝 置。在各種實現(xiàn)方式中，多個PMT調(diào)制器110可以被用于針對多信道亮度/顏色控制裝置 100的多個信道104提供調(diào)制后的控制信號，例如如圖1中所示。在實現(xiàn)方式中，如圖2中 所示，PMT調(diào)制器110可以包括一個或多個硬件設(shè)備，所述硬件設(shè)備包括一個或多個位池 (204、206)和分組發(fā)生器(又稱為輸出發(fā)生器）208。在可替代實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110 可以包括更少的、附加的或可替代的組件且仍然在本公開的范圍內(nèi)。此外，PMT調(diào)制器110 的一個或多個組件可以被集成到單個設(shè)備或多個設(shè)備中。
[0035] 在一個實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110從乘法器108 (如果存在的話）接收輸入強度 值(例如，亮度)，并基于輸入值來生成調(diào)制后的控制信號。在各種實現(xiàn)方式中，輸入強度值 是具有"N"比特分辨率的數(shù)字值。在該實現(xiàn)方式中，調(diào)制后的控制信號具有不斷變化的改 變速率和受控的平均改變速率。在實現(xiàn)方式中，調(diào)制后的控制信號是隨機或偽隨機PMD比 特流。在實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110被布置成基于調(diào)制后的控制信號來控制燈106的顏 色和/或亮度、可變負載的強度和/或諸如此類的改變速率。例如，控制信號的均值可以對 應(yīng)于燈或可變負載的強度。
[0036] 在實現(xiàn)方式中，如圖2中所示，PMT調(diào)制器110包括被布置成接收輸入數(shù)字值的至 少一個關(guān)閉位池204和至少一個開啟位池206。在該實現(xiàn)方式中，關(guān)閉位池204和開啟位 池206被布置成將輸入數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位。例如，被接 收到關(guān)閉位池和開啟位池中的關(guān)閉位的數(shù)量和開啟位的數(shù)量基于表示亮度或強度的輸入 數(shù)字值。在一個示例中，被接收到開啟位池中的開啟位的數(shù)量與強度水平成比例，并且，被 接收到關(guān)閉位池中的關(guān)閉位的數(shù)量與強度水平成反比。例如，當亮度或強度是75%時，關(guān)閉 位池可以包括1000個關(guān)閉位，并且開啟位池可以包括3000個開啟位。此外，當亮度或強度 是50%時，關(guān)閉位池可以包括2000個關(guān)閉位，并且開啟位池可以包括2000個開啟位。
[0037] 在各種實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110可以組織關(guān)閉位池和/或開啟位池中的位以 形成表示相對亮度或強度水平的分組202。在實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110生成具有被分組 在一起成子集的關(guān)閉位和被分組在一起成子集的開啟位的分組202。該分組裝置允許輸入 信息以兼容的方式(例如，以允許驅(qū)動器在切換事件之間穩(wěn)定的平均改變速率）被傳送到驅(qū) 動器。
[0038] 在一個實現(xiàn)方式中，如圖2中所示，PMT調(diào)制器110可以包括被布置成生成具有連 續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合的分組202。在實現(xiàn)方式中，基于被用于選擇分組202的 關(guān)閉位和開啟位的布置的算法來形成分組202。例如，使用一種算法，通過迭代地從第一數(shù) 量的關(guān)閉位中選擇關(guān)閉位子集和從第二數(shù)量的開啟位中選擇開啟位子集并將關(guān)閉位子集 和開啟位子集附加到分組202來形成分組。
[0039] 在該示例中，該算法包括：基于數(shù)量控制210來從第一數(shù)量的關(guān)閉位204中選擇關(guān) 閉位子集(組或數(shù)量等）；以及將關(guān)閉位子集附加到分組202。如果分組202還未包含任何 位，則第一所選擇子集可以開始分組202。該算法然后包括：基于數(shù)量控制212來從第二數(shù) 量的開啟位206中選擇開啟位子集；以及將開啟位子集附加到分組202。該算法然后包括： 基于數(shù)量控制210來從第一數(shù)量的關(guān)閉位204的剩余關(guān)閉位中選擇另一個關(guān)閉位子集；以 及將該關(guān)閉位子集附加到分組202。該算法然后包括：基于數(shù)量控制212來從第二數(shù)量的 開啟位206的剩余開啟位中選擇另一個開啟位子集；以及將該開啟位子集附加到分組202 等等。
[0040] 在該實現(xiàn)方式中，隨著從相應(yīng)數(shù)量（即，池)204、206的位中選擇關(guān)閉位和開啟位的 子集，所述池在數(shù)量上減少。因而，例如，迭代可以繼續(xù)直到至少一個池204、206被耗盡。在 一個實現(xiàn)方式中，迭代繼續(xù)直到關(guān)閉位204的第一數(shù)量和開啟位206的第二數(shù)量中的至少 一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量。在各種實現(xiàn)方式中，根據(jù)PMT調(diào)制器110的期望性能、 驅(qū)動器或燈的能力等，預(yù)選擇的最小閾值數(shù)量可以具有各種值。例如，在各種實現(xiàn)方式中， 預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量可以是〇、2、3、5、10等等位數(shù)量。
[0041] 在實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成：當關(guān)閉位204的第一數(shù)量和開啟位206 的第二數(shù)量中的至少一個具有小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量時，將來自第一數(shù)量的關(guān)閉位 204和第二數(shù)量的開啟位206的任何剩余關(guān)閉位和剩余開啟位分別附加到分組202。因而， 將池204、206的任何剩余位附加到分組202,從而完成分組202并耗盡池204、206。在可替 代的實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成將池204、206的剩余位附加到分組202的末尾、 分組202的前部、組合、或者分組202內(nèi)的各個其他位置。
[0042] 相應(yīng)地，在實現(xiàn)方式中，調(diào)制后的控制信號包括一個或多個分組（S卩，幀等）202,如 圖2中所示。分組202表示輸入亮度值中的信息。例如，每個分組202包括表示輸入亮度 值的關(guān)閉位和開啟位的連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合。圖2中圖示的示例分組202 表示具有5比特分辨率（32比特)和值為19的亮度值(例如，13個關(guān)閉位和19個開啟位)的 PMT編碼的幀。連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替子集組成分組202,其中子集具有變化的比 特長度。
[0043] 在可替代實現(xiàn)方式中，可以使用各種比特分辨率和對應(yīng)的分組202長度，如針對 應(yīng)用而期望的那樣。例如，在較高分辨率示例中，可以使用4096比特的分組長度或者12比 特分辨率。在各種實現(xiàn)方式中，開啟位子集可以被布置成在分組202中處于關(guān)閉位子集之 后，如圖2中所示，或者，開啟位可以被布置成在分組202中處于關(guān)閉位之前。在其他實現(xiàn) 方式中，其他位可以與分組一起被包括(例如用于信令等)。
[0044] 在實現(xiàn)方式中，由PMT調(diào)制器110輸出的調(diào)制后的控制信號(例如，編碼后的比特 流）的改變速率是不斷變化且隨機的。這是由于組成分組202的連續(xù)子集的變化的長度。 相應(yīng)地，調(diào)制后的控制信號沒有規(guī)律的占空比或頻率。
[0045] 在一個實現(xiàn)方式中，調(diào)制后的控制信號的變化的改變速率提供了來自PMT調(diào)制器 110的擴頻輸出。擴頻輸出能夠被視為頻帶。在實現(xiàn)方式中，擴頻輸出減輕(如果沒有消除 的話）系統(tǒng)的組件之間的電磁兼容性問題。
[0046] 此外，PMT調(diào)制器110基于所使用的算法(包括所使用的數(shù)量控制信號210、212)來 提供靈活的用戶可控制的切換速率。在各種實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成經(jīng)由具 有可變改變速率的輸出流來輸出分組202。在該實現(xiàn)方式中，分組202的均值等于或近似等 于輸入亮度值。
[0047] 在各種實現(xiàn)方式中，數(shù)量控制信號210、212給被PMT調(diào)制器用于選擇分組202的 關(guān)閉位和開啟位的子集的算法提供可調(diào)整的參數(shù)。數(shù)量控制信號210、212和關(guān)聯(lián)的參數(shù)可 以是所編程的、用戶輸入的、所計算的、在表中查找的等等。在各種實現(xiàn)方式中，數(shù)量控制信 號210、212和/或數(shù)量控制信號210、212的一個或多個參數(shù)可以是可調(diào)整的，并可以基于 在第一關(guān)閉位池204中關(guān)閉位的當前數(shù)量和/或在第二開啟位池206中開啟位的數(shù)量。例 如，隨著池中的位的數(shù)量改變，可以基于該改變來調(diào)整數(shù)量控制信號210、212和/或數(shù)量控 制信號210、212的一個或多個參數(shù)。
[0048] 此外，隨著輸入亮度水平改變從而改變輸入亮度值，可以基于該改變來動態(tài)調(diào)整 數(shù)量控制信號210、212和/數(shù)量控制信號210、212的一個或多個參數(shù)。例如，數(shù)量控制信 號210、212和/或數(shù)量控制信號210、212的一個或多個參數(shù)可以被調(diào)整以避免分組202被 形成為具有過高的改變速率等等。數(shù)量控制信號210、212的參數(shù)可以包括乘數(shù)、除數(shù)、最小 或最大閾值等。在一個實現(xiàn)方式中，數(shù)量控制信號210和212是同一個數(shù)量控制信號。 [0049] 示例算法 在各種實現(xiàn)方式中，可以針對期望的結(jié)果使用不同的算法或者具有不同數(shù)量控制210、 212的算法。圖3是根據(jù)實現(xiàn)方式的被PMT調(diào)制裝置110用于生成分組202的一個示例算 法的流程圖。
[0050] 在圖3的示例實現(xiàn)方式中，基于接收到的輸入值來開始新的幀。將來自關(guān)閉位池 204的一定數(shù)量的關(guān)閉位(例如，子集)附加到所述幀(例如，分組202)。將來自開啟位池206 的一定數(shù)量的開啟位(例如，子集）附加到所述幀(例如，分組202)。如果關(guān)閉位池204或開 啟位池206中的任一個均未耗盡，則該算法繼續(xù)以將來自相應(yīng)池204、206的關(guān)閉位和開啟 位的子集附加到所述幀。然而，如果關(guān)閉位池204或開啟位池206之一被耗盡，那么將(一 個或多個）池204、206中剩余的關(guān)閉位或開啟位附加到所述幀，從而完成所述幀。例如，在 比特流中輸出所述幀，并且基于目前的輸入值來開始新的幀。
[0051] 在算法的一個實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成選擇第一關(guān)閉位子集和第二 開啟位子集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個具有隨機數(shù)量的位。例如，數(shù)量控制 210、212之一或二者被布置成產(chǎn)生隨機數(shù)作為來自（一個或多個)池204、206的要附加到所 述幀的位的數(shù)量。這可以針對所有迭代而繼續(xù)，或者例如直到至少一個池204、206被耗盡。
[0052] 在另一個實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成選擇第一關(guān)閉位子集和第二開啟 位子集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個具有小于或等于預(yù)定最大閾值數(shù)量的位 數(shù)量。例如，為了避免在分組202中具有過多連續(xù)關(guān)閉位或過多連續(xù)開啟位，可以建立預(yù)定 最大閾值數(shù)量作為數(shù)量控制210、212的參數(shù)。
[0053] 在附加的實現(xiàn)方式中，執(zhí)行從第一關(guān)閉位池204中對關(guān)閉位子集和從第二開啟位 池206中對開啟位子集的迭代選擇，直到第一關(guān)閉位池204和第二開啟位池206中的至少 一個包含小于預(yù)選擇的最小閾值數(shù)量的位。換句話說，當（一個或多個）池204、206被耗盡 時，預(yù)選擇的最小閾值數(shù)量可以等于零，或者，其可以是如上所述的另一個值(例如2、3、5、 10 等)。
[0054] 在另一個實現(xiàn)方式中，通過下述操作來執(zhí)行從第一關(guān)閉位池204中對關(guān)閉位子集 和從第二開啟位池206中對開啟位子集的迭代選擇：將關(guān)閉位204的第一數(shù)量和/或開啟 位206的第二數(shù)量除以除數(shù)，并且基于該除法的商來選擇具有一定數(shù)量的位的位子集。在 可替代實現(xiàn)方式中，該除數(shù)可以是數(shù)量控制210、212的參數(shù)，并可以包括任何期望的值。例 如，在一個實現(xiàn)方式中，分組發(fā)生器208被布置成選擇第一關(guān)閉位子集以使得第一子集具 有近似等于關(guān)閉位204的第一數(shù)量的一半的位數(shù)量，以及選擇第二開啟位子集以使得第二 子集具有近似等于開啟位206的第二數(shù)量的一半的位數(shù)量。在一個示例中，將池204、206 中的該數(shù)量的位基本上分成兩半，并且將較小(或較大，對于另一個示例）的一半的位附加 到分組202。
[0055] 該示例算法可以用圖2的示例分組202圖示。利用所選擇的子集的每次迭代將關(guān) 閉位（13)分成兩半，并且將較小的一半被附加到分組，直到關(guān)閉位池204被耗盡。還利用 所選擇的子集的每次迭代將開啟位（19)分成兩半，并且將較小的一半附加到分組。當關(guān)閉 位池204被耗盡時，例如將開啟位池206的剩余開啟位（2)附加到分組202。
[0056] 在各種可替代實現(xiàn)方式中，可以使用其他除數(shù)(例如3、4等)，并且其他算法、參數(shù)、 數(shù)量控制210、212等處于本公開的范圍內(nèi)。
[0057] 在各種實現(xiàn)方式中，包括其一些或全部組件的PMT調(diào)制器110可以以硬件設(shè)備實 現(xiàn)，諸如一個或多個數(shù)字邏輯組件(例如計數(shù)器、反相器、觸發(fā)器、狀態(tài)機等)、存儲器儲存組 件、FPGA等。例如，存儲設(shè)備、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)或其他硬件設(shè)備可以包含被布置成 執(zhí)行本文所述的技術(shù)的邏輯、可執(zhí)行指令等。
[0058] 如上所討論的那樣，本文關(guān)于PMT調(diào)制器110所述的技術(shù)、組件和設(shè)備不限制于圖 1至圖5中的圖示，而是可以在不背離本公開的范圍的情況下適用于其他設(shè)備和設(shè)計。在 一些情況下，附加的或可替代的組件可以被用于實現(xiàn)本文所述的技術(shù)。此外，組件可以被布 置和/或組合在各種組合中，同時導(dǎo)致調(diào)制后的控制信號輸出。應(yīng)該理解的是，PMT調(diào)制器 110可以被實現(xiàn)為獨立設(shè)備或被實現(xiàn)為另一個系統(tǒng)的部分(例如與其他組件、系統(tǒng)等集成)。
[0059] 示例實現(xiàn)方式 如前所討論的那樣，多個PMT調(diào)制器110裝置可以被用于給燈106(或具有多個控制信 號的其他控制系統(tǒng)）的多個信道104提供調(diào)制后的控制信號。圖4示出了根據(jù)實現(xiàn)方式的 可結(jié)合有多個PMT調(diào)制器110的示例亮度和顏色控制單元（BCCU)400的框圖。在各種實現(xiàn) 方式中，PMT調(diào)制器110的組件可以是分布式的。在圖4中示出的示例中，BCXU 400包括至 少9個信道104。在示例中，這9個信道104中的每一個可以包括作為多信道亮度/顏色控 制裝置100的部分的PMT調(diào)制器110 (如圖4中所示)。此外，這9個信道104中的一些或 每一個可以被用于控制燈106或使用多個控制信號的另一種類型的控制系統(tǒng)的顏色和/或 亮度。在可替代實現(xiàn)方式中，BCXU 400可以包括更少或附加的信道104或組件。
[0060] 圖5是示出了根據(jù)實現(xiàn)方式的例如可被用作圖4的BCXU 400的部分的信道104 的示例組件的框圖。示例信道104可以包括關(guān)于示例多信道亮度/顏色控制裝置100討論 的一些或全部組件。在可替代實現(xiàn)方式中，信道104可以包括附加的或可替代的組件。
[0061] 如圖5中所示，例如，示例信道104可以包括可被復(fù)用（在MUX 502處)以形成單個 調(diào)暗水平的多個調(diào)暗引擎102。在實現(xiàn)方式中，MUX 502可以選擇一個調(diào)暗引擎102的輸出 作為信道104的輸入信號。在各種實現(xiàn)方式中，MUX 502可以例如交替調(diào)暗引擎102輸出的 選擇。此外，還可以將全局調(diào)暗水平與來自調(diào)暗引擎102的各個調(diào)暗輸出復(fù)用。例如可以 在乘法器108處將從MUX 502輸出的所得到的調(diào)暗水平與信道強度值進行組合，如圖5中 所示。例如，可以從線性游走（linear walk)裝置504輸出強度值，所述線性游走裝置504 被布置成在強度上對改變進行線性轉(zhuǎn)移。
[0062] 如圖5中所示且如上所討論，調(diào)制器110接收亮度值，并且，調(diào)制器110的輸出是 高頻比特流。在實現(xiàn)方式中，PMT調(diào)制器110被布置成接收亮度值，并輸出更容易被燈106、 燈驅(qū)動器110 (未示出)等使用的調(diào)制后的控制信號（即，調(diào)制后的比特流)。例如，PMT調(diào)制 器110可以將亮度值轉(zhuǎn)換成具有變化的改變速率的控制信號。
[0063] 在可替代實現(xiàn)方式(諸如，圖5的實現(xiàn)方式)中，各種信道104配置可以被采用以給 燈106等提供亮度和/或顏色控制。在這些信道104配置中的每一個中，PMT調(diào)制器110能 夠被用于供給調(diào)制后的控制信號（即，調(diào)制后的比特流)，如上所述。
[0064] 在各種實現(xiàn)方式中，附加或可替代的組件可以被用于實現(xiàn)所公開的技術(shù)和裝置。
[0065] 代表件討稈 圖6是圖示了根據(jù)實現(xiàn)方式的用于生成針對二進制控制信號(諸如針對燈(例如，燈 106)的亮度分量）的控制信號信息的示例過程600的流程圖。過程600描述了布置控制信 號的一定數(shù)量的關(guān)閉位和一定數(shù)量的開啟位。例如，通過布置關(guān)閉位和開啟位的交替子集 來形成分組(諸如例如分組202)。在一個示例中，以可變的改變速率輸出分組。參考圖1-5 來描述過程600。
[0066] 該過程被描述的次序并非意在被理解為限制，并且任何數(shù)目的所描述的過程框能 夠按任何次序組合來實現(xiàn)該過程或可替代的過程。此外，在不背離本文所述的主題的精神 和范圍的情況下，可以從該過程中刪除單獨的框。此外，在不背離本文所述的主題的范圍的 情況下，該過程能夠以任何合適的材料或其組合實現(xiàn)。
[0067] 在框602處，該過程包括接收數(shù)字值(例如，亮度值)。在實現(xiàn)方式中，數(shù)字值由控 制信號發(fā)生器(諸如例如PMT調(diào)制器110)接收。
[0068] 在框604處，該過程包括將數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一數(shù)量的關(guān)閉位(諸如例如關(guān)閉位池 204)和第二數(shù)量的開啟位(諸如例如開啟位池206)。換句話說，該過程包括基于數(shù)字值來 生成包含第一數(shù)量的開啟位的開啟位池和包含第二數(shù)量的關(guān)閉位的關(guān)閉位池。在實現(xiàn)方式 中，關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個基于可變控制的負載的強度值。 例如，開啟位的第二數(shù)量可以與負載的強度成比例，而關(guān)閉位的第一數(shù)量可以與負載的強 度成反比。
[0069] 在框606處，該過程包括通過下述操作來形成分組：迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位 中選擇第一關(guān)閉位子集并將第一關(guān)閉位子集附加到分組，并且從第二數(shù)量的開啟位中選擇 第二開啟位子集并將第二開啟位子集附加到分組。
[0070] 在各種實現(xiàn)方式中，該過程包括使用可替代的算法或算法的組合來形成分組。在 實現(xiàn)方式中，所述分組包括連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替子集。在一些示例中，（一個或 多個）算法的可調(diào)整參數(shù)可以被用于選擇子集的位的數(shù)量。例如，在一個實現(xiàn)方式中，該過 程包括選擇第一關(guān)閉位子集和第二開啟位子集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個 由隨機數(shù)量的位組成。
[0071] 在另一個實現(xiàn)方式中，該過程包括選擇第一關(guān)閉位子集和第二開啟位子集，以使 得第一子集和第二子集中的至少一個具有小于或等于預(yù)定最大閾值數(shù)量的位數(shù)量。
[0072] 在附加的實現(xiàn)方式中，該過程包括通過將關(guān)閉位的第一數(shù)量和/或開啟位的第二 數(shù)量除以除數(shù)并且基于該除法的商選擇具有一定數(shù)量的位的位子集，來選擇第一關(guān)閉位子 集和/或第二開啟位子集。例如，在一個實現(xiàn)方式中，該過程包括選擇第一關(guān)閉位子集以使 得第一子集具有近似等于關(guān)閉位的第一數(shù)量的一半的位數(shù)量和/或選擇第二開啟位子集 以使得第二子集具有近似等于開啟位的第二數(shù)量的一半的位數(shù)量。在該實現(xiàn)方式中，第一 和第二數(shù)量(例如，池）隨每次迭代減少其剩余數(shù)量的一半。
[0073] 在一個實現(xiàn)方式中，該過程包括：當關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的 至少一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量時，將來自第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位 的任何剩余關(guān)閉位和開啟位分別附加到分組。在各種實現(xiàn)方式中，預(yù)選擇的最小閾值數(shù)量 可以是0、2、3、5、10等。
[0074] 在框608處，該過程包括輸出分組。例如，所述分組可以被輸出到驅(qū)動器以控制燈 (諸如例如燈106)或者其他可變控制的負載。
[0075] 在一個實現(xiàn)方式中，該過程包括經(jīng)由具有不斷變化的改變速率的二進制信號（即， 調(diào)制后的控制信號、調(diào)制后的比特流）來輸出分組。
[0076] 在另一個實現(xiàn)方式中，該過程包括經(jīng)由擴頻輸出來輸出分組。例如，擴頻輸出使輸 出的調(diào)制后的控制信號的切換頻率成形，從而改進了 EMC性質(zhì)。
[0077] 在可替代實現(xiàn)方式中，其他技術(shù)可以以各種組合而被包括在過程800中，且仍然 在本公開的范圍內(nèi)。
[0078] 結(jié)論 盡管已經(jīng)以專用于結(jié)構(gòu)特征和/或方法動作的語言描述本公開的實現(xiàn)方式，但是應(yīng)該 理解的是，實現(xiàn)方式不必限于所描述的特定特征或動作。更確切地，特定特征和動作是作為 實現(xiàn)示例設(shè)備和技術(shù)的代表性形式而公開的。
【權(quán)利要求】
1. 一種硬件設(shè)備，包括： 關(guān)閉位池和開啟位池，被布置成接收數(shù)字值并且將所述數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一數(shù)量的關(guān)閉 位和第二數(shù)量的開啟位；以及 分組發(fā)生器，被布置成生成具有連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合的分組，所述分 組是通過下述操作來形成的：迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇關(guān)閉位子集并從第二數(shù)量 的開啟位中選擇開啟位子集，并且將關(guān)閉位子集和開啟位子集附加到所述分組，直到關(guān)閉 位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組發(fā)生器被布置成選擇第一關(guān)閉位子集和 第二開啟位子集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個具有隨機數(shù)量的位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組發(fā)生器被布置成選擇第一關(guān)閉位子集和 第二開啟位子集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個具有小于或等于預(yù)定最大閾值 數(shù)量的位數(shù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組發(fā)生器被布置成選擇第一關(guān)閉位子集以 使得第一子集具有近似等于關(guān)閉位的第一數(shù)量的一半的位數(shù)量，以及選擇第二開啟位子集 以使得第二子集具有近似等于開啟位的第二數(shù)量的一半的位數(shù)量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組發(fā)生器被布置成：當關(guān)閉位的第一數(shù)量 和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個具有小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量時，將來自第一數(shù)量 的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位的任何剩余關(guān)閉位和開啟位分別附加到所述分組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組發(fā)生器被布置成經(jīng)由具有可變改變速率 的比特流來輸出所述分組。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述分組的均值與所述數(shù)字值成比例。
8. -種以硬件實現(xiàn)的系統(tǒng)，包括： 控制信號發(fā)生器，被布置成接收數(shù)字值和生成第一關(guān)閉位池和第二開啟位池，以及基 于從第一關(guān)閉位池和第二開啟位池中選擇位來生成控制信號，所述控制信號由具有不斷變 化的改變速率的偽隨機比特流組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制信號包括一個或多個分組，每個分組包 括連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替子集，每個分組是通過下述操作來形成的：迭代地從第 一關(guān)閉位池中選擇關(guān)閉位子集并從第二開啟位池中選擇開啟位子集，并且將關(guān)閉位子集和 開啟位子集附加到所述分組。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中從第一關(guān)閉位池中對關(guān)閉位子集和從第二開啟 位池中對開啟位子集的迭代選擇是可調(diào)整的，并基于第一關(guān)閉位池中關(guān)閉位的數(shù)量和/或 第二開啟位池中開啟位的數(shù)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中從第一關(guān)閉位池中對關(guān)閉位子集和從第二開啟 位池中對開啟位子集的迭代選擇被執(zhí)行，直到第一關(guān)閉位池和第二開啟位池中的至少一個 包含小于預(yù)選擇的最小閾值數(shù)量的位。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制信號被布置成控制可變負載的強度，所 述控制信號的均值對應(yīng)于所述可變負載的強度。
13. -種方法，包括： 接收數(shù)字值； 將所述數(shù)字值轉(zhuǎn)換成第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量的開啟位； 通過迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇第一關(guān)閉位子集并將第一關(guān)閉位子集附加到 分組，并且從第二數(shù)量的開啟位中選擇第二開啟位子集并將第二開啟位子集附加到分組， 來形成分組；以及 輸出所述分組。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括選擇第一關(guān)閉位子集和第二開啟位子 集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個由隨機數(shù)量的位組成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括選擇第一關(guān)閉位子集和第二開啟位子 集，以使得第一子集和第二子集中的至少一個具有小于或等于預(yù)定最大閾值數(shù)量的位數(shù) 量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括通過下述操作來選擇第一關(guān)閉位子集和 /或第二開啟位子集：將關(guān)閉位的第一數(shù)量和/或開啟位的第二數(shù)量除以除數(shù)，以及基于除 法的商來選擇具有一定數(shù)量的位的位子集。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括選擇第一關(guān)閉位子集，以使得第一子集 具有近似等于關(guān)閉位的第一數(shù)量的一半的位數(shù)量和/或選擇第二開啟位子集以使得第二 子集具有近似等于開啟位的第二數(shù)量的一半的位數(shù)量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括：當關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二 數(shù)量中的至少一個小于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量時，將來自第一數(shù)量的關(guān)閉位和第二數(shù)量 的開啟位的任何剩余關(guān)閉位和開啟位分別附加到所述分組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括經(jīng)由具有不斷變化的改變速率的二進制 信號來輸出所述分組。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括經(jīng)由擴頻輸出來輸出所述分組。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至 少一個基于可變控制的負載的強度值。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量等于零。
23. -種裝置，包括： 一個或多個邏輯設(shè)備，被布置成接收數(shù)字控制值，以及基于所述數(shù)字控制值來生成二 進制控制分組，所述二進制控制分組包括連續(xù)關(guān)閉位和連續(xù)開啟位的交替集合，所述分組 是通過下述操作來形成的：迭代地從第一數(shù)量的關(guān)閉位中選擇關(guān)閉位子集以及從第二數(shù)量 的開啟位中選擇開啟位子集，直到關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量中的至少一個小 于預(yù)選擇的最小閾值位數(shù)量，其中關(guān)閉位的第一數(shù)量和開啟位的第二數(shù)量是根據(jù)所述數(shù)字 控制值來組織的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中關(guān)閉位子集和/或開啟位子集是基于具有可調(diào) 整參數(shù)的算法來選擇的，所述算法的參數(shù)基于對二進制控制信號的改變而可調(diào)整。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述裝置被布置成經(jīng)由二進制控制分組來控制 燈的亮度和顏色中的至少一個。
【文檔編號】H05B37/02GK104093233SQ201410015376
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】J.博里爾, M.布克特, A.拉本施泰因, A.托馬索維克斯 申請人:英飛凌科技股份有限公司