驱动数个光源制造技术

本发明专利技术提供了一种用于驱动数个光源的装置，其中数个光源被布置成矩阵结构；其中该矩阵结构的数个光源被连接到半导体器件，其中该半导体器件的一部分与矩阵结构的光源相对应，其中半导体器件的所述部分包括激活时被布置为用于提供输出诊断信号的诊断功能。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术的实施方案涉及用于驱动数个光源的装置。光源可以特别是布置成矩阵结构(LED阵列)的LED。
技术实现思路
各实施方案涉及一种用于驱动数个光源的装置，-其中该数个光源被布置成矩阵结构；-其中该矩阵结构的数个光源被连接到半导体器件，其中该半导体器件的一部分与矩阵结构的光源相对应；-其中半导体器件的所述部分包括激活时被布置用于提供输出诊断信号的诊断功能。附图说明参照附图示出并阐述实施方案。附图用于说明基本原理，因此仅阐述了理解基本原理所必要的方面。附图不是按比例绘制的。附图中相同的参考符号表示相同的部件。图1示出包括布置在半导体器件上方的LED阵列的示例性布置；图2示出包括LED矩阵的示例性框图和包括LED驱动器矩阵和共同电路的半导体器件；图3示出高侧电流源，其中每一个高侧电流源被布置在LED驱动器矩阵上，在LED驱动器矩阵的顶部上安装有LED；图4示出可被布置在用于两个像素单元n和n+1的半导体器件上的示例性像素寻址电路；图5示出像素单元的示意性框图，该像素单元包括像素寻址块、驱动器和比较器；图6示出像素单元的示例性框图，其是基于图5所示的像素单元但不包括诊断功能；图7示出像素寻址块的示例性实现方式；图8示出驱动器的示例性实现方式；图9示出了比较器的示例性实现方式。具体实施方式光源(例如半导体光源LED(发光二极管))可以被布置在一起作为阵列。光源阵列可以被布置在半导体器件(阵列)上方。该半导体器件被布置为光源的控制电路。光源可以安装到半导体器件上。在半导体器件提供用于每个光源的电流源的情况下，这种电流源可能被单独驱动以允许控制相应的光源。图1示出LED阵列101的示例性布置，LED阵列101布置在半导体器件102顶部上。半导体器件102可布置在印刷电路板(PCB)104上；它可以通过接合线103电连接。安装在半导体器件102上的LED阵列101也被称为芯片上芯片(chip-on-chip)组件。半导体器件102可以包括以下各项中的至少一项：-用于布置在LED阵列101上的单个LED的电流源，特别是用于每个LED的至少一个电流源；-用于驱动LED和用于管理目的的通信接口；-至少一个参考电流的生成；和-诊断和保护功能。为了这样的目的，半导体器件102可包括硅单元的阵列，其中每一个硅单元(也被称为像素单元)可包括电流源，其可以被直接连接到LED阵列101的LED。此外，半导体器件102可以包括共同电路。图2示出了包括LED 206的矩阵201(该矩阵的每个像素可以用至少一个LED表示)的示例性框图和半导体器件205，其包括LED驱动器矩阵202(即该半导体器件的一部分与LED阵列101的一个
像素相关联)和共同电路203。半导体器件205可以被连接到串行接口204。矩阵201的相应LED 206可通过串行接口204来控制。矩阵201可以被布置在LED驱动器矩阵202的顶部上。LED驱动器矩阵202可以是如图1所示的半导体器件102的一部分，并且它可包括用于矩阵201的各LED 206的像素单元区域(也被称为“像素单元”)。一个选项是，驱动器矩阵202具有与矩阵201(例如，基本上)相同大小的面积。特别是，LED驱动器矩阵202的像素单元区域可与LED 206具有(基本上)相同的表面区域。矩阵201的LED 206可被直接连接到LED驱动器矩阵202的像素单元。矩阵201可以特别地被布置在LED驱动器矩阵202的顶部上。共同电路203可以特别地包括用于访问矩阵201的LED的串行接口，例如用于配置目的的寄存器、参考电流发生器、参考电压发生器和温度传感器。矩阵201可以包括布置成列和行的任意数目的LED(像素)。矩阵201可以包括例如256或1024个LED。在图2所示的示例中，矩阵201包括16行和16列的LED 206，总数为256个LED。应当注意，LED被提及作为光源的示例。一个选项是，使用任何种类的光源，尤其是半导体光源。另一个选项是，每个光源可以是包括至少两个半导体光源的模块。该共同电路203可以被布置在LED驱动器矩阵202的邻近或远处区域。在一个示例性应用中，LED阵列101的每个像素可占用总计例如小于150μm2的表面区域。该值仅是面积的示例值。可选择适用于LED阵列101的预定分辨率的任何区域。半导体光源可以被布置在每一个像素单元的中间。相邻的像素单元可以具有位于光源之间的小于150μm的间隙。每个LED可具有连接至LED驱动器矩阵202的一个触点(contact)和被连接到共同触点(例如GND)的一个触点。这是一个示例性情况；其他大小、距离和连接可据此适用。对于被直接安装在半导体器件的顶部上的每个LED，每个电流
源被布置在由像素单元的表面区域限定的区域中。在上面提供的示例中，面积计为150μm·150μm＝0.022500mm2。为了增加长距离时光在x和y维度(例如，0.5°)的分辨率和避免用于波束调平调整(leveling adjustment)的额外机械部件，位于像素单元之间的短节距(pitch)是有利的。在上面提到的示例中，像素单元之间的节距可以小于150μm。由于该紧凑的布置，高量的热源会产生不同的温度，这会影响温度梯度，并因此导致像素之间的失配。此外，由于LED驱动器矩阵被直接被连接到LED，因此可能不直接访问每个像素单元的每个电流源的输出。因此，需要一种提供以下各项中至少一项的方案：-提供电流至单独的LED的电流源，其允许以高精度打开或关闭LED，可选地提供过流保护；-能够检测负载开路和短路接地的输出通道的诊断功能；-不同像素之间(即不同电流源之间)的低失配。图3示出高侧电流源301至303，其中每一个高侧电流源被布置在LED驱动器矩阵上，该LED驱动器矩阵的顶部上安装有LED 304至306。在这种情况下，LED 304被布置在电流源301的顶部上，LED 305被布置在电流源302的顶部上，LED 306被布置在电流源303的顶部上。每个电流源301至303可以是NMOS功率级，其漏极被连接到电源电压Vcc并且其源极被连接到相应的LED 304至306。每个NMOS功率级的栅极可以经由误差放大器307至309来控制。相应的误差放大器307至309可被用于控制使用内部参考电流的输出电流。误差放大器307至309可以通过数字或模拟信号被启用。LED驱动器矩阵由此可以包括位于可用于像素单元的区域上的大量电流源和/或开关(在LED驱动器矩阵位于LED阵列的下方的情形下)。本文所呈现的示例特别地示出，即使LED驱动器矩阵被布置在硅半导体器件(例如，单芯片)上，如何有效地实现LED阵列和其下的LED驱动器矩阵的方案。提供的示例特别处理大量的热源以及像素单元的电流源之间的热梯度。本文所呈现的示例允许提供包括特别是以下各项的至少一项的LED驱动器矩阵：-用于控制各像素单元的驱动器的通信接口；-用过电流自我保护调节的输出电流；-负载开路和短路接地的诊断功能；和-低温敏感性。这可特别是通过分配共同电路和LED驱动器矩阵之间的控制逻辑来实现，这两者均集成于半导体器件上。共同电路可被布置为与LED驱动器矩阵相邻，LED驱动器矩阵可能与LED阵列占用相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动数个光源的装置，‑其中所述数个光源被布置成矩阵结构；‑其中所述矩阵结构的数个光源被连接到半导体器件，其中所述半导体器件的一部分与所述矩阵结构的光源相对应，‑其中所述半导体器件的所述一部分包括激活时被布置为用于提供输出诊断信号的诊断功能。

【技术特征摘要】
2015.05.21 US 14/719,0351.一种用于驱动数个光源的装置，-其中所述数个光源被布置成矩阵结构；-其中所述矩阵结构的数个光源被连接到半导体器件，其中所述半导体器件的一部分与所述矩阵结构的光源相对应，-其中所述半导体器件的所述一部分包括激活时被布置为用于提供输出诊断信号的诊断功能。2.根据权利要求1所述的装置，其中通过应用于所述半导体器件的所述部分的诊断信号来激活所述诊断功能。3.根据权利要求2所述的装置，其中将所述诊断信号应用于多路转接器以在所述诊断功能和正常操作功能之间切换。4.根据权利要求1所述的装置，包括被布置为用于如下确定所述输出诊断信号的比较器：-在用于驱动所述光源的电压低于预定的第一阈值或高于预定的第二阈值的情况下，所述输出诊断信号具有第一值；-在用于驱动所述光源的电压不低于所述预定的第一阈值或不高于预定的第二阈值的情况下，所述输出诊断信号具有第二值。5.根据权利要求1所述的装置，其中在用于驱动所述光源的所述半导体器件的所述部分的输出处提供所述输出诊断信号。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述半导体器件的每个部分包括所述诊断功能。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：-移位寄存器，所述移位寄存器包括至少两个单元，其中每个单元的输出控制所述数个光源中的一个光源；-其中所述至少两个单元串联连接并且由时钟信号驱动；-其中所述移位寄存器的每个单元包括触发器和寄存器；-其中所述触发器的输出与所述寄存器的输入连接；-其中所述寄存器被布置为基于更新信号来储存所述寄存器的所
\t述输出，并且其中所述寄存器的所述输出控制所述光源的一个光源；-其中所述至少两个单元的触发器填充有基于所述时钟信号的数据信号；-其中在所述时钟信号的预定数量的周期后，根据储存在所述单元的触发器中的值将所述更新信号传输到驱动所述光源的所述寄存器；和-其中在所述诊断功能被激活的情...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·塞尼尼，G·卡波蒂瓦卡，A·德西科，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE