專利名稱：用于光源的非線性調(diào)光的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體電路，更具體而言涉及用于光源的非線性調(diào)光的系統(tǒng)和 方法。
背景技術(shù)：
在要求可變照明的地方，諸如家庭、劇院、禮堂、以及汽車內(nèi)部，期望的是逐 漸改變照明水平以便人眼舒適地適應(yīng)光強(qiáng)變化。此類照明變化可經(jīng)由電子和計(jì)算機(jī)控制 來實(shí)現(xiàn)，從計(jì)算機(jī)控制的內(nèi)部照明系統(tǒng)到簡單的調(diào)光器電路。然而，隨著對照明系統(tǒng)的要求變得更復(fù)雜，支持時(shí)間可變照明控制所需的電路 要求高系統(tǒng)和電路復(fù)雜性、精確的模擬組件、以及在電路板面積和要求的電子組件數(shù)目 方面的高資源需求。例如，汽車的內(nèi)部可能要求至少十二個(gè)燈，每個(gè)是可獨(dú)立控制的。 雖然可以使用微控制器來生成獨(dú)立的脈沖調(diào)制信號(hào)以改變每個(gè)燈的強(qiáng)度，但此類方法的 缺點(diǎn)是微控制器通常具有有限數(shù)目的可用硬件資源，諸如計(jì)時(shí)器、中斷線、以及通用I/O 管腳。使用軟件和CPU資源來跟蹤并控制多個(gè)燈的調(diào)光分布(profiles)留下較少的資源 可用于諸如傳動(dòng)系和安全系統(tǒng)等其它汽車應(yīng)用。在照明系統(tǒng)領(lǐng)域中，需要的是用于控制光強(qiáng)的具有成本效益的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，公開了 一種調(diào)光模塊(light dimming module)。該調(diào)光模塊具
有耦合到數(shù)字輸入接口和輸出接口的調(diào)光引擎。所述調(diào)光引擎被配置為提供N段分段線 性指數(shù)數(shù)字控制信號(hào)，并且所述輸出接口被配置為控制光源的強(qiáng)度。前文已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征。在下文中，將描述本發(fā)明的附加特 征，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到所公開的概念和特定 實(shí)施例可以很容易地用作用于修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或過程以便執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的 基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到此類等價(jià)構(gòu)造不脫離如隨附權(quán)利要求所闡述的本發(fā) 明的精神和范圍。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在對結(jié)合附圖進(jìn)行的以下說明進(jìn)行參 考，在附圖中圖1舉例說明實(shí)施例汽車燈控制系統(tǒng)；
圖2舉例說明另一實(shí)施例汽車燈控制系統(tǒng)；圖3舉例說明實(shí)施例渡越特性的圖表；圖4舉例說明實(shí)施例分段線性調(diào)光分布；圖5舉例說明實(shí)現(xiàn)分段線性控制曲線的實(shí)施例電路；圖6舉例說明實(shí)施例調(diào)光引擎；圖7舉例說明實(shí)施例調(diào)光引擎的波形圖；圖8a舉例說明另一實(shí)施例調(diào)光引擎；圖8b舉例說明實(shí)施例調(diào)光引擎的閾值圖；圖9舉例說明實(shí)施例調(diào)光特性；圖10舉例說明另一實(shí)施例調(diào)光引擎；圖Ila c舉例說明另一實(shí)施例調(diào)光引擎的時(shí)序圖和調(diào)光曲線；圖12和13舉例說明圖Ila c的調(diào)光曲線的各部分；以及圖14舉例說明低強(qiáng)度水平下的時(shí)序圖和調(diào)光曲線。除非另外指明，不同圖中的相應(yīng)數(shù)字和符號(hào)一般指的是相應(yīng)的部分。繪制圖是 為了清楚地舉例說明本發(fā)明的實(shí)施例的相關(guān)方面且不一定按比例繪制。為了更清楚地舉 例說明某些實(shí)施例，指示相同結(jié)構(gòu)、材料、或過程步驟的變化的字母可以遵循圖號(hào)。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)討論實(shí)施例的完成和使用。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明提供可以在多種特 定背景下體現(xiàn)的許多可適用發(fā)明構(gòu)思。所討論的特定實(shí)施例僅僅說明完成和使用本發(fā)明 的特定方式，并且不限制本發(fā)明的范圍。將相對于特定背景下、即調(diào)光引擎的背景下的實(shí)施例來描述本發(fā)明。本發(fā)明的 實(shí)施例還可以應(yīng)用于要求時(shí)變信號(hào)的非線性控制的其它電路和系統(tǒng)。在圖1中舉例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的汽車燈控制系統(tǒng)100?？刂破?02被耦 合到控制發(fā)光二極管(LED) 114的照明水平的調(diào)光模塊104。調(diào)光模塊104具有串行接口 106、調(diào)光引擎108、脈沖調(diào)制器110和電流驅(qū)動(dòng)器112。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在集成 電路105上制造串行接口 106、調(diào)光引擎108、脈沖調(diào)制器110和電流驅(qū)動(dòng)器112。在印 刷電路板(PCB)上實(shí)現(xiàn)的調(diào)光模塊具有集成電路105和LED 114。在本發(fā)明的替換實(shí)施 例中，可以以不同方式來劃分調(diào)光模塊104的各種功能塊。可以使用除PCB之外的其它 類型的電路載體。在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器102被實(shí)現(xiàn)為微控制器且串行接口 106被實(shí)現(xiàn)為局 部互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)。在汽車應(yīng)用中，單個(gè)控制器102可以經(jīng)由總線118來尋址多個(gè)調(diào)光模 塊104。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，除LIN總線之外，可以使用其它總線類型，例如， 控制器局域網(wǎng)(CAN)總線、SPI總線、I2C總線、UART總線等等。為了改變LED 114的照明強(qiáng)度，從控制器102向數(shù)字接口 106發(fā)送數(shù)字命令。 在實(shí)施例中，數(shù)字控制字包含起始強(qiáng)度水平DO、最終強(qiáng)度水平Dl和渡越時(shí)間因數(shù)N。 在其它實(shí)施例中，數(shù)字控制字可以包含表示照明強(qiáng)度和照明渡越時(shí)間的其它命令字。調(diào) 光引擎108經(jīng)由總線120從串行接口 106接收命令并生成表示在由渡越時(shí)間因數(shù)N控制的 預(yù)定渡越時(shí)間內(nèi)平滑地從起始強(qiáng)度水平DO渡越到最終強(qiáng)度水平Dl的受控照明水平的時(shí)變數(shù)字信號(hào)122。從DO到Dl的渡越可以是線性渡越或非線性渡越。在其它實(shí)施例中， 可以使用其它數(shù)字格式，例如提供用于漸亮調(diào)光的渡越時(shí)間、漸暗調(diào)光的渡越時(shí)間、以 及期望的最終照明水平的命令的格式，在這種情況下，起始照明水平源自于調(diào)光引擎的 最終狀態(tài)，或者，如果調(diào)光引擎從復(fù)位狀態(tài)開始則為零。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，由在脈沖調(diào)制器110的輸出端IM處生成特定密度的脈沖 串的Σ-Δ調(diào)制器來實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制器110。在替換實(shí)施例中，可以使用脈沖調(diào)制器110的 其它架構(gòu)，例如，脈寬調(diào)制器(PWM)、或其它形式的脈沖密度調(diào)制器(PDM)。電流驅(qū) 動(dòng)器112將輸出端124處的脈沖串轉(zhuǎn)換成用于LED 114的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流。在本發(fā)明的替 換實(shí)施例中，可以用其它電路來實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制器110，諸如計(jì)數(shù)器、抽取器、以及使用除 Σ-Δ調(diào)制之外的其它脈沖調(diào)制方法的其它電路。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可以將調(diào)光 引擎108的數(shù)字輸出112轉(zhuǎn)換成模擬域并用來直接驅(qū)動(dòng)光源。此外，在本發(fā)明的替換實(shí) 施例中，可以使用除LED之外的其它照明源，例如白熾燈泡。在替換光源的情況下，適 當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路可以替換電流驅(qū)動(dòng)器112。
圖2舉例說明利用紅色LED 230、綠色LED 232和藍(lán)色LED 234來實(shí)現(xiàn)具有可 編程顏色的光源的本發(fā)明的另一實(shí)施例。串行接口 106從控制器102接收照明命令且調(diào) 光引擎108提供時(shí)變照明控制信號(hào)122。紅色LED 230具有其自己的獨(dú)立脈沖調(diào)制器210 和電流驅(qū)動(dòng)器216，綠色LED232具有其自己的獨(dú)立脈沖調(diào)制器212和電流驅(qū)動(dòng)器218，并 且藍(lán)色LED234具有其自己的獨(dú)立脈沖調(diào)制器214和電流驅(qū)動(dòng)器220。通過將照明控制信 號(hào)122乘以加權(quán)因數(shù)Dr、Dg和Db來實(shí)現(xiàn)LED 230、232和234的復(fù)合顏色。可以對加 權(quán)因數(shù)Dr、De和Db進(jìn)行編程以通過改變其相對振幅來產(chǎn)生許多顏色。在本發(fā)明的某些 實(shí)施例中，串行接口 106、調(diào)光引擎108、乘法器222、2M和226、脈沖調(diào)制器210、212 和214、以及電流驅(qū)動(dòng)器216、218和220存在于集成電路205上。在其它實(shí)施例中，可 以以不同方式來劃分調(diào)光模塊204。
轉(zhuǎn)到圖3，舉例說明從強(qiáng)度DO到強(qiáng)度Dl的渡越特性的圖表。曲線302和304 兩者均在時(shí)間T上從DO渡越到D1。然而，曲線302表示線性渡越特性，而曲線304表 示指數(shù)且非線性渡越特性。在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用非線性特性來說明人眼如何對光 強(qiáng)的變化進(jìn)行響應(yīng)的生理機(jī)能和/或追求特殊照明效果。特別地，人眼的視網(wǎng)膜包含視 桿(rod)和視錐(cone)。視錐適合于檢測顏色，并且在強(qiáng)光下很好地起作用，而視桿更 加敏感，但不檢測顏色且適合于檢測低水平的光。由于視桿對低強(qiáng)度光具有較高靈敏度 且視錐對高水平的光具有較低的靈敏度，所以眼睛對低照明條件下的很小的照明變化非 常敏感，并且在較高照明水平下對照明條件的變化不那么敏感。視桿還具有慢于視錐的 對照明變化的響應(yīng)。出于這些原因，在低照明水平下具有漸進(jìn)斜率且在較高照明水平下 具有較高斜率的諸如曲線304的指數(shù)調(diào)光分布似乎對于眼睛而言非常自然。此外，低照 明水平下的漸進(jìn)斜率允許眼睛舒適地適應(yīng)增加和降低的照明。此外，根據(jù)韋伯-費(fèi)勒定 律(Weber-Fechner)，人體對諸如光、聲音和重量等刺激具有對數(shù)響應(yīng)。
ρ = kln(S/S0),
其中，ρ是與感覺有關(guān)的變量，S是刺激的水平，并且SO是刺激閾值，在該刺 激閾值以下無法察覺刺激，并且k是在實(shí)驗(yàn)上導(dǎo)出的常數(shù)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，如例如圖4所示，用分段線性近似法來近似指數(shù)調(diào)光分布。指數(shù)調(diào)光曲線402從時(shí)間=0秒時(shí)的零的起始水平Mtartjevel)增加到時(shí)間=4秒時(shí) 的15的振幅(StopJevel)。用分段線性段SO、Si、S2和S3來近似指數(shù)調(diào)光曲線402。 在某些實(shí)施例中，點(diǎn)L_0、L_l、L_2、對應(yīng)于可以被設(shè)置為起始或停止強(qiáng)度 水平的點(diǎn)。在替換實(shí)施例中，可以將段SO、Si、S2和S3上的其它點(diǎn)設(shè)置為起始或停止 強(qiáng)度水平。在本發(fā)明的實(shí)施例中，StartJevel與StopJevel之間的時(shí)間間隔優(yōu)選地與用于 StartJevel和StopJevel的相應(yīng)水平無關(guān)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，以數(shù)字方式通過計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)分段線性段，根據(jù)要再現(xiàn) 的斜率針對每個(gè)段來設(shè)置所述計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率。識(shí)別閾值，以便兩個(gè)相鄰閾值之間漸 強(qiáng)和漸弱遵循線性軌跡。優(yōu)選地將每個(gè)段的持續(xù)時(shí)間選擇為小于預(yù)定時(shí)間，以便照明強(qiáng) 度的步幅是人眼察覺不到的或勉強(qiáng)可察覺的，具有約為或大于25Hz的頻率。在某些實(shí)施 例中，所有分段線性段的持續(xù)時(shí)間是相同的，而在其它實(shí)施例中，某些段的持續(xù)時(shí)間可 以超過其它段的持續(xù)時(shí)間。例如，在某些實(shí)施例中，延長低光強(qiáng)下的分段線性段的持續(xù) 時(shí)間以提供更平滑的渡越以及更好地近似指數(shù)特性。
圖5舉例說明實(shí)現(xiàn)分段線性控制曲線的電路500。時(shí)鐘分頻器506調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘 Clk_Sys的頻率以提供Clk_Slope而提供當(dāng)前分段線性段的所需斜率。調(diào)光計(jì)數(shù)器508基 于Clk-slope而遞增以提供分段線性輸出Dimming_value。閾值比較器504將Dimming_ value與多個(gè)閾值相比較以向存儲(chǔ)器502提供地址Adr。當(dāng)調(diào)光計(jì)數(shù)器508到達(dá)分段線性 段之間的斷點(diǎn)時(shí)，例如圖4所示的點(diǎn)L_0、L_l、L_2、1^_3或1^4，閾值比較器504將下 一段斜率參數(shù)的地址提供給存儲(chǔ)器502。在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器502存儲(chǔ)可通過閾值 比較器504輸出來尋址的分頻器(divider)值。在某些實(shí)施例中，對閾值也如電路500所 需的其它常數(shù)那樣進(jìn)行硬編碼。在其它實(shí)施例中，可以通過使用例如諸如寄存器或RAM 或EEPROM的另一存儲(chǔ)塊對閾值和分頻器值進(jìn)行參數(shù)化。存儲(chǔ)器502基于從閾值比較器 504輸出的地址信號(hào)Adr將分頻器值提供給時(shí)鐘分頻器塊506。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，電路500被配置為提供從初始水平至最終水平的預(yù) 定渡越時(shí)間Ttot。優(yōu)選地，與負(fù)調(diào)光渡越時(shí)間Ttot(下)相比，對于正調(diào)光渡越時(shí)間Ttot(上) 而言，預(yù)定的渡越時(shí)間是不同的。例如，在實(shí)施例中，Ttot(上)約為0.7秒且Ttot(下) 約為1.7秒。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，Ttot(上)和Ttot(下)可以包括其它渡越時(shí)間。 對于Dimming_value下的12位的調(diào)光分辨率(0 4095)而言，并且對于具有256的恒定 斜率因數(shù)的尾部(0 31)而言，使得在大于25Hz的頻率下發(fā)生調(diào)光步幅的最大時(shí)間是2 秒。在某些實(shí)施例中，還可以使用較慢的渡越時(shí)間段。曲線和水平修改優(yōu)選地大于25Hz 的調(diào)光步幅頻率。
為了與段數(shù)目無關(guān)地實(shí)現(xiàn)預(yù)定渡越時(shí)間，對Clk_Slope的頻率進(jìn)行縮放以實(shí)現(xiàn)預(yù) 定渡越時(shí)間，Ttot(上)或Ttot(下)，與初始和最終值之間的段數(shù)目無關(guān)。例如，參照圖 4的圖考慮兩種情況。在第一種情況下，期望的起始水平處于L_0且期望的停止水平處 于1^_4。因此，起始和停止水平之間的段的數(shù)目是4。在第二種情況下，期望的起始水 平處于L_1且期望的停止水平處于L_3，從而在起始和停止水平之間形成2個(gè)段。在兩 種情況下，用來到達(dá)停止水平的時(shí)間是相同的(即Ttot(上))。僅考慮曲線的一個(gè)段，例 如，稱為32的1^_2與1^3之間的段，時(shí)鐘分頻器506在這兩種情況下生成用于信號(hào)Clk_ slope的兩種不同頻率，以便產(chǎn)生恒定渡越時(shí)間Ttot(上)。相對于這兩種情況
Freq_Clk_slope (情況 2，Sx) = 2/4*Freq_Clk_slope (情況 1，Sx),
其中 χ = 1，2。
其中Freq_Clk_slope 是 Clk_slope 的頻率。
一般地，Clk_sk)pe的頻率、分段線性段數(shù)目之間的關(guān)系是
，D-I (公式 A)
其中，
N是起始水平與停止水平之間的段的數(shù)目；
D是調(diào)光曲線的段的總數(shù)(在本示例中，為1^_0與1^4之間的段的數(shù)目一D = 4)；
Freq_slope_tot(Sx)是當(dāng)起始水平較低(L_0)且停止水平較高(L_4)時(shí)設(shè)置曲線 的單個(gè)段敘的斜率所需的頻率；以及
Freq_slope_N(Sx)是當(dāng)起始水平與停止水平之間的段的數(shù)目是N時(shí)設(shè)置曲線的 單個(gè)段fe的斜率所需的頻率。公式A指示時(shí)鐘分頻器506提供輸出信號(hào)，其頻率通過 N/D的比與輸入頻率相聯(lián)系。在本發(fā)明的實(shí)施例中，時(shí)鐘分頻器506采用Clk_Slope的 頻率作為 N 和 Freq_slope_toMSx)的線性函數(shù)。(即，F(xiàn)req_Clk_slope= f(N，F(xiàn)req_ slope_tot (Sx)) ο )
圖6舉例說明數(shù)字調(diào)光引擎600的另一實(shí)施例。數(shù)字調(diào)光引擎600具有存儲(chǔ)器 602、閾值比較器604、調(diào)光計(jì)數(shù)器606、邏輯塊608和時(shí)鐘分頻器610。時(shí)鐘分頻器610 具有三個(gè)圖案化分頻器612、614和616。調(diào)光計(jì)數(shù)器606根據(jù)新的強(qiáng)度水平是大于還是 小于前一強(qiáng)度水平而遞增或遞減。例如，為了增加光強(qiáng)水平，調(diào)光計(jì)數(shù)器將遞增，并且 為了降低光強(qiáng)水平，調(diào)光計(jì)數(shù)器將遞減。或者，如果光源或其相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器和接口電路 根據(jù)負(fù)的或反轉(zhuǎn)的意義(invertedsense)操作，則可以使調(diào)光計(jì)數(shù)器606遞增以降低光強(qiáng) 水平。閾值比較器604實(shí)時(shí)地對存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器602中的當(dāng)前參數(shù)的地址Adr進(jìn)行更新。 存儲(chǔ)器602向Clk_Divider_S 616提供分頻器值Div_S (在地址Adr處分配)。Div_S表示 在調(diào)光計(jì)數(shù)器遞增或遞減Dim_out之前要等待的Clk_T的周期數(shù)。邏輯塊608向Clock_ Divider_T 614提供分頻器值Div_T，其為Ttot的函數(shù)。邏輯塊608還向Clock_Divider_N 612提供Div_N，其表示將在調(diào)光操作期間橫穿的段數(shù)目。由邏輯塊608向dim_COunter 606提供控制調(diào)光計(jì)數(shù)器606是遞增還是遞減的信號(hào)上/下。
相對于時(shí)鐘分頻器610，如上文的公式A所描述的，Clk_Divider_N612產(chǎn)生作為 段N的數(shù)目的函數(shù)的Clk_N。Clk_Divider_T614產(chǎn)生Clk_T，其頻率是渡越持續(xù)時(shí)間Ttot 的函數(shù)，并且Clk_Divider_S616產(chǎn)生Clk_S，其為當(dāng)前分段線性段的斜率的函數(shù)。在某些 實(shí)施例中，可以用生成Clk_N的抽取器來代替Clk_Divider_N 612，Clk_N具有以下平均頻率
FClk_N = (N/D) *Fclk_T (公式 B)
其中，
FClk_N是Clk_N的平均頻率；
Fclk_T是Clk_T的平均頻率；
N是起始水平與停止水平之間的段的數(shù)目；以及
D是調(diào)光曲線的段的總數(shù)。
在實(shí)施例中，抽取器使用例如脈沖吞除或其它抽取技術(shù)來去除D個(gè)元素的組中 的(D-N)個(gè)脈沖。優(yōu)選地在強(qiáng)度渡越或調(diào)光循環(huán)開始時(shí)設(shè)置分頻比Div_N和Div_T且其 值在強(qiáng)度渡越或調(diào)光循環(huán)期間保持恒定。另一方面，Div_S在達(dá)到閾值時(shí)改變以便調(diào)光 計(jì)數(shù)器606的輸出遵循分段線性曲線。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，Div_N*Div_T可以 在強(qiáng)度渡越或調(diào)光循環(huán)期間改變。
圖7舉例說明示出對于N = 8且D = 12而言到Clk_Divider_N的輸入端處的Clk_ sys與Clk_Divider_N的輸出端處的Clk_N之間的關(guān)系的波形圖?？梢钥吹皆贑lk_N處吞 除Clk_sys處的每三個(gè)脈沖中的一個(gè)以便實(shí)現(xiàn)Clk_N與Clk_sys之間的8 12比。應(yīng)注意的是使用N = 8和D= 12作為示例，并且根據(jù)特定應(yīng)用及其規(guī)范，可以有其它比。
圖8a舉例說明被配置為實(shí)現(xiàn)12個(gè)分段線性段的實(shí)施例調(diào)光引擎800，其中，用 N/12抽取器812來代替圖6的Clk_Divider_N 612，但是其以類似于圖6所示的調(diào)光引擎 600的方式進(jìn)行操作。數(shù)字調(diào)光引擎800還具有查找表(LUT)802，比較級(jí)804、調(diào)光計(jì) 數(shù)器806、邏輯塊808、預(yù)分頻器(preSCaler)T814、以及調(diào)光計(jì)數(shù)器時(shí)鐘發(fā)生器816。在 比較級(jí)804中，將比較閾值設(shè)置在2n-l，其中，n = 0、1、2、3、…、12。因此，可以 為每個(gè)段設(shè)置一個(gè)斜率(即，n-1、或11個(gè)斜率)。針對11個(gè)頻率的情況，在圖池中 示出線性段、閾值水平、斜率參數(shù)與斜率倒數(shù)之間的實(shí)施例關(guān)系。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了消除調(diào)光曲線的所有可見步幅，加速指數(shù)曲線的下 尾。如表1所示，前五個(gè)段具有相同的斜率，以便創(chuàng)建具有雙倍長度2*Twg的單個(gè)段， 其中，Twg是組成基本段的PrescalecLdk的周期數(shù)。在某些實(shí)施例中，尾部的加速可能 不足以消除所有可見步幅，因此，僅針對水平6 12來設(shè)置可編程水平。這是為了保證 調(diào)光水平以大于約MHz的速率遞增。如果調(diào)光水平以較低的速率遞增，則可能導(dǎo)致LED 的可見閃爍。因此，當(dāng)渡越在水平0與6之間時(shí)，曲線由2個(gè)段組成。對于總持續(xù)時(shí)間而言，第一段具有255的斜率和2*Twg的長度，而第二段具有127的斜率和 T^g的持續(xù)時(shí)間。在實(shí)施例中，除具有長度的第一段之外，調(diào)光引擎800還產(chǎn) 生具有相同長度Twg的8個(gè)段的曲線。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光模塊，包括 數(shù)字輸入接口；調(diào)光引擎，其被耦合到所述數(shù)字輸入接口，所述調(diào)光引擎被配置為提供N段的分段 線性指數(shù)數(shù)字控制信號(hào)；以及輸出接口，其被耦合到所述調(diào)光引擎，所述輸出接口被配置為控制光源的強(qiáng)度。
2.權(quán)利要求1的調(diào)光模塊，其中，所述輸出接口包括被配置為產(chǎn)生與數(shù)字控制信號(hào)的 水平成比例的脈沖密度的脈沖發(fā)生器。
3.權(quán)利要求2的調(diào)光模塊，其中，所述脈沖發(fā)生器包括Σ-Δ調(diào)制器，其包括被耦合 到電流源的輸出端，所述電流源被配置為驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。
4.權(quán)利要求2的調(diào)光模塊，其中，所述脈沖發(fā)生器包括包含被耦合到所述數(shù)字控制信 號(hào)的輸入端的多個(gè)脈沖發(fā)生器，所述多個(gè)脈沖發(fā)生器中的每一個(gè)被配置為耦合到不同顏 色的光源，其中所述多個(gè)脈沖發(fā)生器中的每一個(gè)通過獨(dú)立強(qiáng)度信號(hào)來縮放數(shù)字控制信號(hào) 以便產(chǎn)生復(fù)合顏色。
5.權(quán)利要求1的調(diào)光模塊，其中，所述調(diào)光引擎包括 指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器；調(diào)光計(jì)數(shù)器，其被耦合到所述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端；以及 預(yù)分頻器，其被耦合到所述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。
6.權(quán)利要求5的調(diào)光模塊，其中所述數(shù)字輸入接口包括LIN總線；以及所述調(diào)光模塊被配置為控制汽車中的光源，其中，所述數(shù)字輸入接口被配置為接受 包括照明水平的命令字。
7.一種用于產(chǎn)生具有N個(gè)線性段的分段線性指數(shù)控制信號(hào)的電路，所述電路包括 遞增計(jì)數(shù)器，其包括調(diào)光信號(hào)輸出端；以及指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器，其包括被耦合到所述遞增計(jì)數(shù)器的輸入端的輸出端，所述指數(shù)時(shí) 鐘發(fā)生器被配置為根據(jù)分段線性段來改變所述輸出端的頻率。
8.權(quán)利要求7的電路，還包括預(yù)分頻器，其包括被耦合到所述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘輸入端的輸出端，所述預(yù)分 頻器包括分頻比輸入端；抽取器，其包括被耦合到所述預(yù)分頻器的輸入端的輸出端，所述抽取器包括分頻輸 入端；以及計(jì)算塊，其包括控制輸入端，其指定控制輸出水平，分頻輸出端，其被耦合到所述抽取器的分頻輸入端，所述抽取器輸出端被配置為基 于剩余分段線性段的數(shù)目來輸出值，以及預(yù)分頻器分頻比輸出端，其被耦合到所述預(yù)分頻器的分頻比輸入端，所述預(yù)分頻器 分頻比輸出端被配置為基于渡越時(shí)間的值。
9.權(quán)利要求7的電路，其中，所述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器包括比較級(jí)，包括被耦合到所述調(diào)光信號(hào)輸出端的輸入端，所述比較級(jí)被配置為將輸入 與多個(gè)閾值相比較；查找表，其被耦合到所述比較級(jí)的輸出端；以及時(shí)鐘分頻器，其包括被耦合到所述查找表的輸出端的分頻輸入端、以及被耦合到所 述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端的輸出端。
10.權(quán)利要求9的電路，其中，所述查找表包括存儲(chǔ)器。
11.權(quán)利要求9的電路，還包括預(yù)分頻器，其包括被耦合到所述指數(shù)時(shí)鐘發(fā)生器的時(shí)鐘輸入端的輸出端，所述預(yù)分 頻器包括分頻比輸入端；抽取器，其包括被耦合到所述預(yù)分頻器的輸入端的輸出端，所述抽取器包括分頻輸 入端；以及計(jì)算塊，其包括控制輸入端，其指定控制輸出水平，分頻輸出端，其被耦合到所述抽取器的分頻輸入端，所述抽取器輸出端被配置為基 于剩余分段線性段的數(shù)目來輸出值，以及預(yù)分頻器分頻比輸出端，其被耦合到所述預(yù)分頻器的分頻比輸入端，所述預(yù)分頻器 分頻比輸出端被配置為基于渡越時(shí)間。
12.權(quán)利要求11的電路，其中，所述控制輸入端包括渡越持續(xù)時(shí)間。
13.權(quán)利要求11的電路，還包括脈沖調(diào)制器，該脈沖調(diào)制器包括被耦合到所述調(diào)光信 號(hào)輸出端的輸入端。
14.權(quán)利要求13的電路，還包括被耦合到所述脈沖調(diào)制器的輸出端的光源。
15.權(quán)利要求13的電路，還包括被耦合到所述計(jì)算塊的數(shù)字接口。
16.權(quán)利要求7的電路，其中，所述N個(gè)線性段中的每一個(gè)包括相同的持續(xù)時(shí)間。
17.權(quán)利要求7的電路，其中，所述N個(gè)線性段的第一部分包括長于所述N個(gè)線性段 的最后部分的持續(xù)時(shí)間。
18.—種用于產(chǎn)生分段線性指數(shù)控制信號(hào)的方法，該方法包括生成指數(shù)時(shí)鐘信號(hào)，所述指數(shù)時(shí)鐘信號(hào)包括與所述指數(shù)控制信號(hào)的斜率成比例的頻率；對用所述指數(shù)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘控制的第一計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞增；以及 發(fā)送第一計(jì)數(shù)器的輸出。
19.權(quán)利要求18的方法，其中，生成指數(shù)時(shí)鐘信號(hào)還包括將第一計(jì)數(shù)器的輸出與多個(gè)閾值相比較，所述多個(gè)閾值表示多個(gè)分段線性段； 基于所述比較來確定分頻比；以及 用輸入時(shí)鐘除以所述分頻比以產(chǎn)生指數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。
20.權(quán)利要求19的方法，還包括產(chǎn)生輸入時(shí)鐘，產(chǎn)生輸入時(shí)鐘包括基于留下來形成輸 入時(shí)鐘的曲線段的數(shù)目對系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行抽取。
21.權(quán)利要求20的方法，還包括對輸入時(shí)鐘進(jìn)行預(yù)分頻以調(diào)整分段線性指數(shù)控制信號(hào) 的渡越時(shí)間。
22.權(quán)利要求19的方法，還包括將所述分段線性指數(shù)控制信號(hào)耦合到脈沖調(diào)制器；以及將所述脈沖調(diào)制器的輸出耦合到光源，其中，所述分段線性指數(shù)控制信號(hào)控制光源的照明強(qiáng)度，其中，所述多個(gè)分段線性 段中的每一個(gè)包括相同的持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光源的非線性調(diào)光的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種調(diào)光模塊。該調(diào)光模塊具有耦合到數(shù)字輸入接口和輸出接口的調(diào)光引擎。所述調(diào)光引擎被配置為提供N段分段線性指數(shù)數(shù)字控制信號(hào)，并且所述輸出接口被配置為控制光源的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102026446SQ20101029554
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者A·洛朱迪斯, A·謝尼尼, D·G·穆納里, F·托薩托, R·菲利波 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司