《具有非线性补偿功能的设备驱动器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有非线性补偿功能的设备驱动器.pdf（18页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103975649 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 7 5 6 4 9 A (21)申请号 201280060148.3 (22)申请日 2012.10.08 13/267,156 2011.10.06 US H05B 37/02(2006.01) (71)申请人德克萨斯仪器股份有限公司 地址美国德克萨斯州 (72)发明人 DJ芬索尔 (74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人赵蓉民 (54) 发明名称 具有非线性补偿功能的设备驱动器 (57) 摘要 LED的亮度由包括亮度控制模块(30)的驱动 器控制。
2、，所述亮度控制模块使用PWM控制或电流 控制中的一种或两种。探测器32测量所接收到的 PWM信号占空比并产生数字PWM值。该数字PWM 值被传递通过温度限制器模块(38)和曲线整形 器模块(40)。自适应调光模块(42)操作以选择 电流控制、PWM控制或其组合。在PWM控制中，自 适应调光模块(42)产生数字信号，其被传递通过 抖动模块(44)，然后由PWM发生器模块(46)转换 为输出PWM信号(34)。抖动模块允许PWM信号在 两个数字值之间抖动以仿真所述两个数字值之间 中间的亮度水平。在电流模式中，来自自适应调光 模块(42)的数字信号通过非线性补偿模块(48)。 模块(48)允许数字电。
3、流信号被补偿以引入非线 性特征，从而建立对数或指数变亮/变暗函数。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段 日 2014.06.06 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2012/059212 2012.10.08 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/052941 EN 2013.04.11 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103975649 A CN 103975649 A 1/2页 2 1.一种具有补。
4、偿功能的设备驱动器，所述设备驱动器包括： 输入驱动器，其被配置以产生一系列未补偿驱动信号； 补偿电路，其被连接以接收所述未补偿驱动信号并产生相应的补偿驱动信号，所述补 偿电路能够储存定义单一补偿曲线的两个或更少控制点，其中所述补偿电路利用所述控制 点将所述未补偿驱动信号转换为所述相应的补偿驱动信号；和 输出驱动器，其被配置以利用所述补偿驱动信号驱动设备连接到所述输出驱动器。 2.如权利要求1所述的设备驱动器，其中所述两个或更少的控制点包括单一控制点并 且其中所述单一补偿曲线是二次贝塞尔曲线。 3.如权利要求2所述的设备驱动器，其中所述单一控制点能够以x c 和y c 坐标对表达， 所述未补偿驱。
5、动信号中的每一个能够以x i 坐标表达，而所述补偿驱动信号中的每一个能够 以y o 坐标表达，并且其中所述补偿电路被配置以利用所述x c 和y c 坐标值计算y o 值。 4.如权利要求3所述的设备驱动器，其中所述二次贝塞尔曲线是参数曲线，其中所述 参数能够表达为值t，其中t的范围为0到1。 5.如权利要求4所述的设备驱动器，其中所述二次贝塞尔曲线能够表达为x i 2(1-t) tx c +t 2 以及y o 2(1-t)ty c +t 2 ，并且其中所述补偿电路操作以针对给定的x i 值使用x c 计算 参数t的值。 6.如权利要求5所述的设备驱动器，其中所述补偿电路进一步操作以通过使用所计。
6、算 的参数t值和y c 值计算y o 的值。 7.如权利要求6所述的设备驱动器，其中要被驱动的所述设备包括至少一个发光二级 管，即LED，其中所述未补偿驱动信号适于驱动所述至少一个LED，并且其中所述输出驱动 器被配置以利用所述补偿驱动信号驱动所述至少一个LED。 8.如权利要求1所述的设备驱动器，其中所述未补偿驱动信号是具有给定位精度的数 字信号，并且所述补偿驱动信号是具有位精度的数字信号，所述位精度至少是所述给定位 精度的位精度。 9.如权利要求8所述的设备驱动器，其中所述补偿电路包括算术逻辑电路，其具有的 数据路径宽度足以提供至少是所述给定位精度的位精度的所述位精度。 10.一种具有补偿。
7、功能的发光二极管驱动器，即LED驱动器，所述LED驱动器包括： 输入驱动器，其被配置以产生能够在给定驱动范围上变化的一系列未补偿驱动信号， 其中所述未补偿驱动信号是具有给定位精度的数字信号； 补偿电路，其被配置以根据所述给定驱动范围上的所述未补偿驱动信号而产生补偿驱 动信号，所述补偿电路能够基于两个或更少的控制点得到所述补偿驱动信号，其中所述补 偿驱动信号具有至少与所述未补偿驱动信号的所述给定位精度一样大的位精度；和 输出驱动器，其被配置以利用所述补偿驱动信号驱动至少一个LED。 11.如权利要求10所述的LED驱动器，其中所述两个或更少的控制点定义贝塞尔曲线， 并且其中所述补偿电路通过在所述。
8、曲线上定位与所述未补偿驱动信号对应的点而产生所 述补偿驱动信号。 12.如权利要求11所述的LED驱动器，其中所述两个或更少的控制点包括单一控制点 并且所述贝塞尔曲线是二次贝塞尔曲线。 13.如权利要求12所述的设备驱动器，其中所述单一控制点能够以x c 和y c 坐标对表 权 利 要 求 书CN 103975649 A 2/2页 3 达，其中所述未补偿驱动信号中的每一个能够以x i 坐标表达，其中所述补偿驱动信号中的 每一个能够以y o 坐标表达，并且其中所述补偿电路被配置以利用所述x c 和y c 坐标的值计 算y o 的值。 14.如权利要求13所述的设备驱动器，其中所述二次方贝塞尔曲线。
9、是参数曲线，其包 括能够被表述为值t的参数，其中t的范围为0到1。 15.如权利要求14所述的设备驱动器，其中所述二次方贝塞尔曲线能够表述为x i 2(1-t)tx c +t 2 以及y o 2(1-t)ty c +t 2 ，并且其中所述补偿电路操作以针对给定的x i 值使用 x c 计算参数t的值。 16.如权利要求15所述的设备驱动器，其中所述补偿电路进一步操作以通过使用所计 算的参数t值和y c 值而计算y o 的值。 17.一种补偿设备驱动器的方法，所述方法包括： 接收能够被表述为具有给定位分辨率的值x i 的未补偿数字驱动信号； 存储定义贝塞尔曲线的单一控制点，此处所述单一控制点能够。
10、表述为x c 和y c 坐标； 补偿所述未补偿数字驱动信号以产生具有至少与所述给定位分辨率一样大的分辨率 的补偿数字驱动信号y o ，其中所述补偿利用所述x c 和y c 坐标执行；以及 使用所述补偿数字驱动信号y o 驱动所述设备。 18.如权利要求17所述的方法，其中所述贝塞尔曲线是包括参数的参数二次贝塞尔曲 线，所述参数能够表述为范围为0到1的值t。 19.如权利要求18所述的设备驱动器，其中所述二次贝塞尔曲线能够表述为x i 2(1-t)tx c +t 2 以及y o 2(1-t)ty c +t 2 ，并且其中所述补偿进一步包括针对给定的x i 值使用 x c 以计算参数t的值。 20。
11、.如权利要求19所述的设备驱动器，其中所述补偿进一步包括通过使用所计算的参 数t值和值y c 计算y o 的值。 权 利 要 求 书CN 103975649 A 1/7页 4 具有非线性补偿功能的设备驱动器 技术领域 0001 本发明一般涉及具有非线性补偿功能的设备驱动器电路，具体地，涉及利用亮度 控制的发光二极管(LED)驱动器电路。 背景技术 0002 发光二极管(LED)具有许多应用，包括用于液晶显示器(LCD)的背光照明。典型 的背光系统可以在所需要的亮度和实际光输出之间引入非线性。图1是来自典型的LED数 据表的图，其示出了LED的正向电流与相对光通量之间的关系。能够看到，光通量输出。
12、不随 正向电流线性增加。举例来说，对于20mA的正向电流，则相对光通量值为1，但是当电流增 加4倍时(80mA)，通量值仅为3.5。 0003 除了LED本身引入非线性之外，还存在关于人眼感知的非线性的问题。图2包括从 Charles Poynton的文章“Perceptual Uniformity of Digital IImaging(数字成像的感 知均匀性)”摘录的一组曲线，其描述了对各种光水平的非线性人类响应。在这些曲线中， 标为0.01L*(T)的曲线是基于由国际照明委员会提供的人对亮度响应的CIE*L模型。从这 些曲线能够看出，在较低光水平上，光的人感知变化急剧增加，而在较高光水平。
13、上，变得相 对线性。 0004 对于许多LED驱动应用，LED线性性的严格控制是重要的。举例来说，在内容意识 背光控制(CABC)的应用中(有时也称为内容自适应亮度控制)，LED背光照射亮度通过分 析LCD内容而智能控制。尽管这种方法降低了功耗，但是LCD像素亮度必须由LED背光亮 度的变化来精确匹配。背光系统中的非线性能够使得这种匹配更困难。 0005 在一些应用中，期望以一种使得LED以非线性方式变亮和变暗的方式控制背光照 射。举例来说，满意的变暗动作能够通过以快速率开始且以慢得多速率结束将背光照明设 备关闭而获得。其他用于背光照明控制的对数或指数函数有时是期望的。 0006 一种补偿非线。
14、性性和产生非线性的现有技术方法频繁使用查找表。利用此方法的 问题是必须使用大量的查找表点以达到合理的补偿精度，因而使得编程相对困难而且需要 增加的内存量。硬编码的查找表具有更高的空间效率但是提供较低应用灵活性。模拟解决 方案一般不提供可编程性来支持多种曲线形状。 0007 存在对具有非线性补偿功能的LED驱动器和其他设备驱动电路的需要，这种驱动 器和驱动电路能够提供精确补偿，能够容易地被重新编程并且其能够容易地实现多种补偿 曲线。 发明内容 0008 描述了用于补偿设备驱动器的设备和方法。描述了以电路实现的实施例，其用于 提供驱动发光二级管(LED)的信号。能够使用相同的方法提供补偿以驱动其他。
15、设备。 0009 在一个示例实施例中，具有补偿功能的设备驱动器包括输入驱动器，其被配置以 产生一系列未补偿驱动信号；补偿电路，其被连接以接收未补偿驱动信号并产生相应的补 说 明 书CN 103975649 A 2/7页 5 偿驱动信号，其中所述补偿电路能够储存定义单一补偿曲线的两个或更少的控制点，其中 所述补偿电路利用控制点将补偿驱动信号转换为相应的补偿驱动信号；和输出驱动器，其 被配置以利用补偿驱动信号驱动设备连接到输出驱动器。 0010 驱动器可以具有两个或更少的控制点，所述两个或更少的控制点包括单一控制点 并且其中所述单一补偿曲线是二次贝塞尔曲线。单一控制点可以以x c 和y c 坐标对。
16、表达，未 补偿驱动信号中的每一个能够以x i 坐标表达，而补偿驱动信号中的每一个能够以y o 坐标表 达，并且其中所述补偿电路可以被配置以利用所述x c 和y c 坐标值计算y o 的值。所述二次 贝塞尔曲线可以是参数曲线，此处所述参数能够表达为值t，其中t的范围是从0到1。所 述二次贝塞尔曲线还可以表达为x i 2(1-t)tx c +t 2 以及y o 2(1-t)ty c +t 2 ，并且其中所述 补偿电路可以操作以针对给定的x i 值使用x c 计算参数t的值。所述补偿电路可以进一步 操作以通过使用所计算的参数t值和y c 值计算y o 的值。 0011 将由设备驱动器驱动的设备可以包。
17、括至少一个发光二级管(LED)，并且未补偿驱 动信号可以适于驱动所述至少一个LED，其中所述输出驱动器被配置以利用补偿驱动信号 驱动至少一个LED。未补偿驱动信号可以是具有给定位精度的数字信号，并且补偿驱动信号 是具有位精度的数字信号，它的位精度至少是所述给定位精度的位精度。补偿电路包括算 术逻辑电路，其具有的数据路径宽度足以提供至少是所述给定位精度的位精度。 0012 在一个示例实施例中，具有补偿功能的发光二极管(LED)驱动器包括输入驱动 器，其被配置以产生能够在给定驱动范围上变化的一系列未补偿驱动信号，其中所述未补 偿驱动信号是具有给定位精度的数字信号；补偿电路，其被配置以根据整个给定驱。
18、动范围 上的未补偿驱动信号产生补偿驱动信号，所述补偿电路能基于两个或更少的控制点得到所 述补偿驱动信号，其中所述补偿驱动信号具有至少与所述未补偿信号的所述给定位精度一 样大的位精度；和输出驱动器，其被配置以利用补偿驱动信号驱动至少一个LED。 0013 在一个示例实施例中，一种补偿设备驱动器的方法包括接收能够被表述为具有给 定位分辨率的值x i 的未补偿数字驱动信号；存储定义贝塞尔曲线的单一控制点，其中所述 单一控制点能够表述为x c 和y c 坐标；补偿所述未补偿数字驱动信号以产生具有至少与所述 给定位分辨率一样大的分辨率的补偿数字驱动信号y o ，其中所述补偿通过利用所述x c 和y c 。
19、坐标实施；以及使用所述补偿数字驱动信号y o 驱动所述设备。如上所述，贝塞尔曲线可以 是包含参数的参数二次贝塞尔曲线，所述参数能够被表述为范围为0到1的值t。二次贝塞 尔曲线可以表述为x i 2(1-t)tx c +t 2 以及y o 2(1-t)ty c +t 2 ；并且所述补偿可以进一步包 括针对给定的x i 值使用x c 计算参数t的值。所述补偿还可以包括通过使用所计算的参数 t值和y c 值而计算y o 的值。 附图说明 0014 图1是示出正向电流相对于相对光通量的典型LED图。 0015 图2是光亮度人视觉响应的模型示图，其示出了该响应是非线性的。 0016 图3是根据本发明的一个。
20、方面，利用非线性补偿电路的LED背光驱动器集成电路 产品的方框图。 0017 图4是利用非线性补偿电路的在图3电路中使用的示例性亮度控制模块的示意 图。 说 明 书CN 103975649 A 3/7页 6 0018 图5是在图3的电路中的非线性补偿电路中使用的类型的参数二次贝塞尔曲线的 示例。 0019 图6A示出类似于图2的人视觉响应的示例性未补偿曲线，而图6B示出用于补偿 图6A的曲线的相应的二次贝塞尔曲线。 0020 图7是控制用于生成补偿驱动输出的算术逻辑的状态机。 0021 图8示出用于执行算术运算以生成补偿驱动输出的逻辑资源。 0022 图9的流程图示出图7中的状态机如何控制用于。
21、生成补偿驱动输出的图8中的逻 辑。 具体实施方式 0023 图3是LED背光驱动器集成电路产品20以及相关的外部组件的方框图。提供的 开关升压型DC-DC转换器用于生成可变输出电压Vout。所包括的内部低压差(LDO)线性稳 压器23用于提供内部驱动器电路组件的工作电压。 0024 Vout被施加到位于六个LED组LED1-LED6的最外部的LED的阳极。每一组LED能 够驱动一个或更多个串联连接的LED。余量(headroom，馀量)控制模块24感测LED驱动 电压并使DC-DC转换器调节Vout的值以适应具有最大正向电压加上小电压余量的LED模 块。因此，升压的输出电压Vout足够大，以允。
22、许适当的LED驱动，但不是太大而浪费功率。 LED电流槽模块26包括六个独立的数字控制的电流槽，用于精确控制通过每一个LED组的 驱动电流。故障检测模块28操作以检测各种故障，比如开路LED，以及过流和过压状况。 0025 LED的亮度由允许各种亮度控制方法的亮度控制模块30控制。亮度控制模块的 一些细节也在图4中显示。能够使用100PWM控制或100电流控制或两者的组合控制 亮度。所提供的外部PWM信号由探测器32接收，探测器32测量该信号的占空比并产生表 示所测量的值的12位PWM值。该PWM值用于产生线路34(图4)上的PWM信号而且还用于 产生线路36上的12位电流信号。12位PWM数。
23、据首先通过温度限制器模块38和曲线整形 器模块40。自适应调光模块42操作以选择100电流控制、100PWM控制或两者的组合 中的任一个，以控制LED亮度。尽管自适应调光模块42的许多细节与本发明无关，但是在 一些情况下，已经发现：针对低亮度水平使用PWM控制而对于较高亮度水平使用电流控制 能够达到改善的性能。举例来说，对于LED亮度达到最大值的25时，使用PWM控制亮度。 对于LED亮度高于25到100，使用电流控制来控制亮度，其中12位电流值操作以使用 数字-电流水平转换器电路控制LED电流。 0026 当处于PWM运行模式时，自适应调光模块42产生12位信号，其通过抖动模块46， 然后由。
24、PWM发生器模块46转换为线路34上的PWM信号。抖动模块允许PWM信号在两个数 字值之间抖动以仿真这两个数字值之间中间的亮度水平。当处于电流运行模式时，来自自 适应调光模块42的结果12位值通过非线性补偿模块48。根据本发明的一个方面，模块48 允许12位电流信号被补偿。这种补偿可以用于许多目的，包括，举例来说，如图1所示的驱 动电流和LED光通量之间任意非线性关系的补偿或例如图2所示的人感知非线性性的补 偿。进一步，这种补偿可以用于引入非线性以产生前面所述的对数或指数变亮/变暗函数 的目的。 0027 若干不同的补偿曲线能够有效地被储存在亮度控制模块30中。I 2 C可兼容同步串 说 明 。
25、书CN 103975649 A 4/7页 7 行接口允许对应于这些曲线的数据被容易地编程以及重新编程。两接口线路SDA(串行数 据线)和SCL(串行时钟线)形成总线，其中总线上的设备作为主机、从设备或其两者工作。 在该示例中，LED驱动器使用I 2 C接口设备50，该设备工作为I 2 C从设备，如图3所示。 0028 本发明的一个方面是参数二次贝塞尔曲线的使用，其实例如图5所示。如所了解 的，这种曲线以控制点(比如P 1 )和参数如t(在0和1之间变化)定义在两点(比如P 0 和 P 2 )之间的路径52。随着t从0到1的增加，由这三个点定义的路径(曲线)52从P 0 通过 到达P 2 。贝塞。
26、尔曲线52产生的方式的图示解释可以是有用的。线P 0 -P 1 包括点Q 0 ，其在t 0时位于P 0 处，随着t增加到1，Q 0 从P 0 移动到P 1 。点Q 0 在t0.25处显示。第二条 线P 1 -P 2 包括点Q 1 ，其在t0时位于P 1 处，随着t增加到1，Q 1 从P 1 移动到P 2 。也在参数t 等于0.25时显示点Q 1 。由Q 0 -Q 1 定义的另一条线在t0处与线P 0 -P 1 一致，而在t1.0 时变成与线P 1 -P 2 一致。函数B(t)沿着与线Q 0 -Q 1 相切的路径移动以产生曲线52。因此， 当在t0处曲线52离开点P 0 时(这时线Q 0 -Q 。
27、1 与线P 0 -P 1 一致)，该曲线与线P 0 -P 1 相切 (因此与线Q 0 -Q 1 相切)。当曲线在t1.0到达点P 2 时，曲线52与线P 1 -P 2 相切(因此与 线Q 0 -Q 1 相切)。在t0.25时示出点B(t)。 0029 二次贝塞尔函数B(t)如下： 0030 B(t)(1-t) 2 P 0 +2(1-t)tP 1 +t 2 P 2 (1) 0031 其中参数t从0到1变化。 0032 使用，例如，方程(1)的贝塞尔函数，生成用在LED驱动器应用中的补偿曲线，这是 可能的。优选的是，补偿曲线针对X和Y维被归一化为0到1之间的空间。在这个情况下， 点P 0 变成(0。
28、,0)并且点P 2 变成(1,1)。因此，方程(1)的贝塞尔函数简化为： 0033 B(t)2(1-t)tP 1 +t 2 (2) 0034 其中参数t从0到1变化。 0035 方程(2)能够用于定义关于单一控制点P 1 的整个补偿曲线。基于所期望的补偿 形式，仅使用P 1 能够容易地选择合适的补偿曲线。举例来说，能够首先确立匹配未补偿曲 线(例如，与感知非线性性有关的图2的曲线)的控制点P 1 值。图6A示出所选的与图2的 曲线中一条匹配的贝塞尔曲线。这能够由各种方法执行，所述方法包括通过反复试验选择 各种P 1 值直到达到最佳拟合。鉴于贝塞尔函数的性质，针对许多未补偿曲线，生成相对精 确的。
29、拟合是可能的。在该示例中，控制点的相应X和Y坐标是(0.00,0.63)。一旦相对于 未补偿曲线已经确立P 1 ，图6B所示的用于相应的补偿曲线的控制点P 1 通过简单交换X和Y 值而产生。在该示例中，当与未补偿曲线54相关的数据与和补偿曲线56相关的数据组合 时，结果是线性响应。通过将P 1 值储存在模块48(图4)的补偿电路内，能够有效地保持补 偿曲线56。在本示例中，X和Y值中的每一个都由12位值表达。 0036 方程(2)能够关于X和Y被重写为： 0037 x i 2(1-t)tx c +t 2 和 (3) 0038 y o 2(1-t)ty c +t 2 (4)其中x c 和y c 。
30、是补偿曲线的控制点P 1 的固定X和 Y坐标。 0039 在工作期间，非线性补偿模块48(图4)接收来自自适应调光模块42的12位值形 式的未补偿LED驱动信号。为了产生相应的补偿的12位LED驱动信号，所述12位值被插 入到方程(3)中作为x i ，其中x i 是来自自适应调光模块42并作为输入提供给非线性补偿 说 明 书CN 103975649 A 5/7页 8 模块48。然后求解方程(3)以确定参数t的相应值，其中参数t定义对应于x i 的补偿曲线 上的点。一旦参数t被解出，其被代到方程(4)中，以便能够找到曲线上y 0 的相应的12位 值。然后y 0 的这个补偿值用于产生线路36(图4。
31、)上的12位电流信号以驱动LED。 0040 因为具体的补偿曲线能够完全由包括总数仅为122位(假设12位分辨率)的 单一控制点(x c ,y c )表述，因此，通常用于存储控制点的非易失性存储器被有效地使用。 0041 用于执行上述算术运算的一个方法包括逻辑电路的使用。使用Verilog，已知硬件 设计语言(HDL)能够实现该硬件。因为x i 的LED亮度更新速率经常比驱动电路的数字时钟 速率慢的多，因此多循环迭代数学方法能够用于减小逻辑的大小。举例来说，结合图8描述 的乘法、除法和开平方函数都能够通过使用多重加法/移位和/或减法/移位操作来实施。 计算的位深度是能够实例性变化的参数，其中，。
32、在本示例中，数据路径的默认宽度是12位。 0042 为了简化方程(3)的求解，该方程能够重新设置为方程(5)，从而求解参数t: 0043 x i (2t-2t 2 )x c +t 2 ,或 0044 x i (1-2x c )t 2 +2x c t,或 (5) 0045 0(1-2x c )t 2 +2x c t-x i 0046 标准的二次方程如下： 0047 0048 将来自方程(5)的a,b,c的值代入方程(6)中，获得关于参数t的方程： 0049 t-2x c (2x c ) 2 -4(1-2x c )(-x i ) 1 2/2(1-2x c ) (7) 0050 注意，通过移除分子和。
33、分母上的因子2并排除负解(因为t被限制在0到1之间 变化)，方程(7)能够进一步被简化。然后方程(7)简化如下： 0051 tx c 2 +(1-2x c )x i 1/2 -x c /(1-2x c ) (8) 0052 尽管方程(8)的输入x i 可以基于逐个样本变化，因为x c 将是恒定的，因此下面的 项也将是恒定的： 0053 k 1 x c 2 (9) 0054 k 2 1-2x c (10) 0055 如将所解释的，在接收任意输入x i 之前，能够产生并存储恒定的k 1 和k 2 的值，因 此其被称为预计算常量。将k 1 和k 2 的值代入方程(8)得到如下方程： 0056 tk 。
34、1 +k 2 x i 1/2 -x c /k 2 (11) 0057 方程(11)的简化意味着为了计算参数t，该算术运算需要一乘法、一加法、一开平 方、一减法和一除法。所有的这些运算实际上能够仅使用利用迭代数学的加法、减法和移位 运算来实施，如将要解释的。 0058 注意方程(11)将提供分母k 2 为0的不可靠的结果。如方程(10)所示，当x c 的值 等于0.5时，发生这种情况。因此，当x c 等于或接近0.5时，使用下列替换性二次方程： 0059 0060 对替换性二次方程(12)执行如上对方程(7)实施的一组类似变换，t的值如下： 0061 tx i /k 1 +k 2 x i 1/2。
35、 +x c (13) 说 明 书CN 103975649 A 6/7页 9 0062 其中k1和k2与方程(9)和(10)中所定义的一样。 0063 在实际实施中，在方程(11)和(13)的两种形式之间做出选择，其中，使用方程 (11)，除非x c 大于0.25且小于0.75(在这种情况下，使用方程(13)。注意预计算常量k 1 和k 2 在这两种情况下是一样的。 0064 一旦计算出参数t，则能够计算输出y 0 。用于y 0 的方程是上述方程(4)。方程(4) 能够重组为： 0065 y o (1-2y c )t 2 +2ty c (14) 0066 鉴于控制点的y 0 值没有变化，能够使用。
36、下列预计算常量： 0067 k 3 1-2y c (15) 0068 因此，方程(14)能够重写为如下： 0069 y o k 3 t 2 +2ty c (16) 0070 重组方程(16)得到如下方程： 0071 y o t(tk 3 +2y c ) (17) 0072 如方程(17)所示，使用两次乘法、一次移位和一次加法运算能够根据参数t计算 y 0 。而且，乘法运算实际上能够使用迭代数学实施。 0073 图7示出状态机58，所述状态机控制图4中非线性补偿模块48的操作。图8示 出各种算术逻辑资源，其可用于首先确定参数t的值然后确定曲线输出y 0 。状态机58的输 入包括时钟、复位、曲线使。
37、能信号和曲线开始信号。图8的逻辑电路48A的输入包括控制点 P1的12位存储的x c 和y c 值，其中，控制点P1定义将要使用的具体补偿曲线。 0074 图9是简化的流程图，其描述了状态机58和逻辑电路48A利用x i 、x c 和y c 输入生 成补偿输出y 0 的方式。如块60所示，一旦接收到曲线使能(curve_enable)信号，计算开 始。如流程图的块62所示，产生三个预计算值k 1 ，k 2 和k 3 ，其中，这些值基于具体的控制点 (x c ,y c )，但独立于未补偿LED驱动输入x i 。这些固定值在每一次更新输入x i 时被存储并使 用。 0075 预计算值k 2 通过下。
38、列过程而产生：存储的控制点的值x c 乘以2，如模块83所示； 根据方程(10)，值1减去该结果得到k 2 ，如模块85所示。类似地，预计算值K 3 首先由存储 的控制点y c 乘以2(如模块87所示)，然后根据方程(15)，值1减去该结果得到k 3 ，如模块 80所示。如方程(9)所示，预计算值k 1 等于x c 2 。一个x c 值通过多路复用器(mux)82提供 给乘法器电路86，而第二个x c 值通过多路复用器84提供，其中，结果k 1 位于保持寄存器88 中。 0076 如流程图的块64所示，然后状态机58等待未补偿驱动输入x i 被更新。一旦该情 况发生，测试x i 值以确定该值是。
39、否接近0.5，也就是说，该值在图9流程图的单元66所示 的0.25到0.75之间。如果是这样，使用替换性方程(13)求解参数t，否则使用标准方程 (11)，如流程图的块68和70所示。 0077 假设将使用方程(11)，则参数t的值如块70所示计算。这在多个步骤中实施。首 先，多路复用器82选择的x i 乘以多路复用器84选择的k 2 得到项k 2 x i ,。乘法器86执行这 个乘法运算。然后使用加法器90将项k 2 x i 与保持寄存器88提供的预计算常量k 1 相加。然 后，如模块92所示，对和开平方得到值(k 1 +k 2 x i ) 1/2 ，其被称为sqr_root。 0078 然。
40、后使用值sqr_root根据方程(11)求解参数t。减法器94在多路复用器96的 说 明 书CN 103975649 A 7/7页 10 输出端产生的值等于sqr_root和x c 之间的差。除法器100用于使sqr_root除以k 2 ，其中 k 2 由多路复用器98提供。该商对应于方程(11)中的参数t，其中该参数被存储在保持寄 存器102中。 0079 如果使用方程(13)(图9中的块68)，以和前面所述的方式相同的方式计算值 sqr_root。接着，加法器电路104操作以将x c 和sqr_root相加。其中该和由多路复用器 98提供给除法器100。根据方程(13)，使用除法器100使。
41、多路复用器96提供的值x 1 除以 (x c +sqr_root)得到参数t。同样，参数t值存储在寄存器102中。 0080 如块72所示，然后使用参数t值根据方程(17)求解补偿驱动输出y 0 。首先，多路 复用器82选择的之前已计算的参数t值乘以多路复用器84选择的预计算常量k 3 。该乘法 运算由乘法器86执行，其中乘积tk 3 保持在寄存器104中作为值mult_reg。乘法器91使 值y c 再次乘以2，使用加法器106将该乘积与值mult_reg相加，并且然后由多路复用器84 选择该和。乘法器86使多路复用器82选择的参数t与两个多路复用器的输出相乘。根据 方程(17)，乘积为t(。
42、tk 3 +2y c )，其表示值y 0 ，作为用于未补偿输入值x i 的补偿值。y 0 的12 位值保持在寄存器108中。如块74所示，这就完成了从未补偿输入x 0 得到补偿输出y 0 的 计算过程。然后使用y 0 值驱动LED(块76)直到接收到新的x i 值。当这个情况发生时，从 图9流程图的块64开始上述序列以便能够计算新的y 0 值。 0081 因此，能够使用单一控制点P1定义宽范围的曲线集合，其能够被计算到自适应调 光模块42(图4)的未补偿驱动输入x i 的至少12位精度而不依靠插值。 0082 已经发现方程(1)的参数化二次贝塞尔曲线为大部分应用提供了足够的补偿精 度，其中单一。
43、控制点P1包括两个12位数据点，其容易地存储在非易失性存储器中。如果需 要，能够容易地存储多个控制点以提供多个补偿曲线。可使用更高阶的贝塞尔曲线，比如三 次贝塞尔曲线。三次贝塞尔曲线能够由两个控制点定义以便这种曲线能被使用。然而，更 高阶贝塞尔曲线的使用通常不需要匹配大部分未补偿驱动信号，并且这些曲线的使用是以 增加计算复杂度和增加数据存储需求为代价的。还要注意，图3中的I 2 C能够用于编程和 重新编程控制点数据x c 和y c 。此外，尽管前述示例中提供的补偿产生整体的线性响应，但 是在一些应用中，所期望的补偿响应是非线性的。因此，如前面所提到的，本发明还能够用 于产生对数或指数变亮/变暗。
44、函数。 0083 本领域的技术人员将认识到对所描述的实施例可以做许多改变，以及许多其他实 施例在本发明所要求保护的范围内是可能的。 说 明 书CN 103975649 A 10 1/8页 11 图1 说 明 书 附 图CN 103975649 A 11 2/8页 12 图2 说 明 书 附 图CN 103975649 A 12 3/8页 13 图3 说 明 书 附 图CN 103975649 A 13 4/8页 14 图4 图5 说 明 书 附 图CN 103975649 A 14 5/8页 15 图6A 图6B 说 明 书 附 图CN 103975649 A 15 6/8页 16 图7 说 明 书 附 图CN 103975649 A 16 7/8页 17 图8 说 明 书 附 图CN 103975649 A 17 8/8页 18 图9 说 明 书 附 图CN 103975649 A 18 。