用于视频显示设备的动态功率管理的系统和方法
专利名称：用于视频显示设备的动态功率管理的系统和方法
技术领域：
本发明的实施例总地涉及用来显示视频图像的设备，更具体地涉及这类设备的功
率管理。
背景技术：
图IA示出示例性微型投影仪显示设备100，有时称其为微微投影仪 (picoprojector)。微型投影仪设备100可以与便携式设备集成在一起或附连到便携式设备，便携式设备例如是但不限于移动电话、智能电话、便携式计算机(例如，膝上型计算机或上网本)、个人数据助理(PDA)或便携式媒体播放器(例如，DVD播放器)。微型投影仪设备100可以另选地与非便携式设备集成在一起或附连到非便携式设备，非便携式设备例如是台式计算机或媒体播放器(例如，DVD播放器)，但不仅限于此。微型投影仪设备100 也能用于电视机应用、数字图像帧应用以及其它应用。参见图1A，投影仪显示设备100图示为包括视频源102、控制器104(例如专用集成电路和/或微控制器)、激光二极管驱动器(LDD) 108以及稳压器110。取决于视频源的类型，视频模拟前端(AFE)(未示出)可包括在视频源102和控制器104之间，并且视频AFE 可包括例如一个或多个模数转换器(ADC)。然而，在视频源是数字视频源的情形下，可能不需要视频AFE。控制器104可在将视频信号提供给LDD 108前对视频信号进行缩放和/或预矫正。稳压器110可将电压源(例如电池或AC电源)提供的电压转换成各种电压电平 (例如四个电压电平VI、V2、V3和V4)，用以向投影仪显示设备100的各个组件供电。稳压器110可包括例如四个DC-DC转换器，每个DC-DC转换器产生四个电压电平VI、V2、V3和 V4中不同的一个。LDD 108图示为包括三个电流输出数模转换器DAC 10%、10 和10 (它们统称为DAC 109或可单独地被称为DAC 109)。LDD也图示为包括串行接口 122，该串行接口 122 可经由串行总线103从控制器104的串行接口接收串行使能(SEN)信号和串行时钟信号 (SClk)。另外，串行总线103的双向串行数据输入/输出(SDIO)线允许控制器104将数据写至LDD 108内的寄存器或从其读取数据。可使用替代串行总线和接口，例如但不局限于内部集成电路(I2C)总线或串行外设接口(SPI)总线和接口。LDD 108还包括寄存器等，它们未被示出。LDD 108的电流输出DAC 109驱动激光二极管112，其可包括例如红、绿和蓝激光二极管，但不仅限于此。更具体地，每个DAC 109驱动流过激光二极管的电流以使激光二极管发光。这些电流可被汲取通过激光二极管(如图1A)，或推动通过激光二极管(如图1B)。 在LDD 108用来驱动红(R)、绿(G)和蓝(B)激光二极管的情形下，LDD被称为RGB三重激光二极管驱动器。使用替代的发光元件，如发光二极管(LED)等，也是可能的。因此，本文中使用的术语“激光二极管驱动器(LDD) ”，除非另有声明，否则能够驱动包括但不局限于激光二极管的发光元件(例如LDD可替代地驱动LED)。激光二极管112或其他发光元件所产生的光可以提供给分束器114，分束器114可以将该光的一小部分导向到一个或多个校准光检测器(PD) 120，并将该光的其余部分导向到投影仪光学器件116，该投影仪光学系统116包括透镜、反射镜、反射板和/或其它。由光学器件116输出的光可提供给一个或多个微型反射镜118。反射镜118可受控制器104 或系统的另一部分控制以将反射的光光栅扫描到例如屏幕、墙壁或椅背等表面上。替代地， 可将光导向至硅上液晶(LCoQ显示器上，该LCoS显示器将光投影到例如屏幕、墙壁等表面上。视频数据通常包含三原色，红(R)、绿(G)和蓝(B)——该三原色在数字系统中作为某一长度的三个颜色数据字传送，例如在某些微型投影仪的情形下各自为10位。针对每个像素将所有三个颜色数据字从控制器104传送至LDD 108。每个激光二极管112两侧的电压降(针对恒定电流)随温度和老化而改变。传统地，激光二极管112的激光二极管供电电压(例如由DC-DC转换器型稳压器提供)针对激光二极管112两侧最坏情形的电压降来设定，从而确保电流输出DAC 109具有足够的电压净空可用以在最坏情形状态下驱动激光二极管112。这导致供电电压比最坏情形状态所需的供电电压更高，因此浪费电。在电池供电的便携式设备中，这是不合需的。在图IA中，DAC 109推定为具有匪OS或NPN输出级，并且DAC 109的输出图示为连接于激光二极管112的阴极(激光二极管112的阳极连接于稳压器110的相应输出)。 替代地，DAC 109可具有PMOS或PNP输出级，并且DAC 109的输出可如图IB所示地连接于激光二极管112的阳极(激光二极管112的阴极接地或连接于另一低电压干线)。在图IB 中，每个DAC 109接收由独立稳压器110产生的独立供电电压。也可使DAC包括具有N型和P型器件混合结构的输出级。
发明内容
本发明的某些实施例涉及用于一系统的方法和电路，该系统包括通过电流输出数模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件，其中该发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电。根据实施例，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC输出侧电压是 DAC可用的电压净空的指示。指示DAC输出侧的电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于该比较控制供电电压。在实施例中，将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，如果指示DAC输出侧CN 102542997 A说明书3/9 页
电压的测量小于预定基准则控制供电电压以增加供电电压，而如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准则控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。同样， 当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。在另一实施例中，将指示DAC输出侧的电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。在该实施例中，如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则可控制供电电压以增加供电电压，且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则可控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码。根据某些实施例， 仅当提供至DAC的输入的数字代码至少是一预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。 这可以多种不同方式完成。例如，在实施例中，可监测提供(或拟提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是(或将会是)预定值，由此识别何时将要获得指示DAC输出侧电压的测量。在某些实施例中，不时地使提供至DAC输入的数字代码至少为预定值。本文中描述了其不同的实现方法。例如，在某些实施例中，当从发光元件发出的光用来产生视频图像时，在消隐期间使提供给DAC输入的数字代码至少为预定值，以免影响视频图像。该概述无意于概括本发明的所有实施例。根据下面给出的详细说明、附图以及权利要求，本发明的其他和替代实施例以及实施例的各个特征、方面以及优点将变得更为显而易见。
具体实施例方式根据本发明的实施例，用来驱动发光元件(例如激光二极管)的稳压器(例如 DC-DC转换器)受到动态控制以为驱动发光元件的电流输出DAC提供预定的电压净空。现在将参见图2A阐述该实施例的实现。参见图2A，稳压器210(图示为DC-DC转换器)产生供电电压(Vsup)，该供电电压 (Vsup)等于激光二极管112两侧的电压降加上允许电流输出DAC 109工作的电压净空(Vhdrm)。换句话说，Vsup = V二-+Vhdrn^本文中使用的术语“电压净空”被定义为DAC输出级晶体管两侧的电压。如前面提到的，发光二极管(LED)或其它发光元件可取代激光二极管112使用。根据实施例，对于给定电流(I)，例如基于DAC的设计、DAC 109的仿真和/或DAC 的测试预先确定使电流输出DAC 109有效操作的电压净空。由于用作基准，该预定的电压净空在下文中被称为预定基准电压净空(Vhdrnuref)。仍然参见图2A，电压监测器220获得指示DAC 109输出侧的电压的测量，它是DAC 可用的电压净空的指示。电压监测器220能例如使用采样和保持(S/H)电路、模数转换器 (ADC)、将测量与一个或多个预定基准比较的一个或多个比较器(具有或不具有S/H电路) 或替代电路来获得这一测量。电压监测器220和/或电压控制器222将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，该预定基准包括但不局限于预定的基准电压净空 (Vhdrm_ref)。电压控制器222基于比较结果控制由稳压器210产生的供电电压(Vsup)。 所获得的指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)可以是单端测量 (参照某些已知电压，例如图2A所示的接地)或差分测量(即两电压之间的差的测量值，例如图2B中的P型DAC输出电压和Vsup)。在特定实施例中，将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，所述预定基准例如是Vhdrm_ref或其缩放版本。电压控制器222可例如通过将合适的信号提供给稳压器 210的一个或多个输入(例如反馈引脚)来调整由稳压器210产生的供电电压(Vsup)。如果指示DAC输出侧所监测的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)小于预定基准， 则电压控制器222可增大供电电压，并且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则电压控制器222可减小供电电压。在另一实施例中，如果指示在DAC输出侧所监测的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)大于预定基准至少一预定的百分比(例如5% )，则电压控制器222可减小供电电压，但一旦指示在DAC输出侧所监测的电压的测量落到预定基准以下，则电压控制器222可增大供电电压。这提供DAC输出侧的某一范围的所监测的电压，在该范围内对供电电压没有调整。如下面描述的那样，存在其它方式来规定这一范围。在实施例中，将指示DAC输出侧的电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。 这里，如果指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)小于预定的下基准，则电压控制器222可增大供电电压，并且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定的上基准，则电压控制器222可减小供电电压。根据某些实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于(例如正比于或至少关联于)指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于(例如正比于或至少关联于)指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。对于特定示例，该差越大，则增量或减小量越大。由电流输出DAC 109产生的电流(I)取决于提供给DAC 109的输入的数字代码。 回来简单参见图IA和1B，由电流输出DAC 10%产生的电流(Ik)取决于提供给DAC 10%的输入的红色数据字(例如R<9:0>)。由电流输出DAC 1092产生的电流(Ie)取决于提供给 DAC 10 的输入的绿色数据字(例如G<9:0>)。同样，由电流输出DAC 10 产生的电流(Ib) 取决于提供给DAC 10 的输入的蓝色数据字(例如B<9:0>)。不论电流输出DAC 109是使电流汲取通过激光二极管112(如图1A)还是推动通过激光二极管112(如图1B)，电流输出 DAC 109可视为根据提供至DAC输入的数字代码产生电流。提供至DAC 109的数字输入代码控制由连接于DAC 109输出的激光二极管112产生的光的强度。更具体地说，数字输入代码的值越大，则由DAC 109产生的电流越大，并且激光二极管112两侧的电压降越大。激光二极管112两侧的电压降越大，则DAC可用的净空电压(Vhdrm)越小。因此，为了确保不管数字输入代码如何足够的净空电压(Vhdrm) —直可用于DAC，可将由DAC产生的最大数字输入代码考虑在内地选择供电电压。更具体地，根据本发明的某些实施例，仅当提供至DAC输入的数字代码等于最大输入代码值或等于或接近最大输入代码值的至少一预定值时才产生指示DAC输出侧的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。这样，供电电压(由电压控制器222调整的)将一直提供充分的净空电压(Vhdrm)以确保DAC 109如预期那样操作，即其输出级晶体管操作在想要的区(例如对MOS晶体管操作在饱和区)，产生所预期的电流(I)的量。尽管这些实施例通过修正供电电压以提供针对最大输入代码值的充分净空电压(Vhdrm)而节能，但它们不尝试跟踪视频中的亮度变化。下面描述的其它实施例跟踪视频中的亮度变化以节约更多的电力。对于仅当提供至DAC的输入的数字代码等于最大输入代码值或等于或接近最大输入代码值的至少一预定值时才产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)的那些实施例来说，存在多种方式来确定何时应当产生指示DAC输出侧的电压的测量。在一些实施例中，可监测提供(或将要提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)。在其它实施例中，可修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)不时地出现，例如每行出现一次，每预定数目行出现一次、每帧出现一次、每预定数目帧出现一次、每时间段出现一次或响应某一周期性或非周期性事件出现，但不仅限于此。在这些实施例中，指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)仅当提供给DAC输入的数字代码被修改成预定值时才产生。上述实施例的组合也是可行的。例如，可监测提供(或将要提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)。只要在预定时间段(例如预定数量的行内、一帧内、预定数量帧内等)内监测到至少预定值的数字代码(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)，则当至少预定值的数字代码正在驱动DAC(即被提供至DAC的输入)时产生指示 DAC输出侧的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。然而，如果在预定时间段内没有监测到至少预定值的数字代码，则可修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)出现，并且当预定值的数字代码正在驱动 DAC时产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。在这些实施例中，可采用定时器或计数器来保持跟踪自从至少预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)的数字代码已用来驱动DAC开始已经过多长时间，或自从已产生指示 DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)开始已经过多长时间。无论何时只要至少预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)的数字代码用来驱动DAC和/或产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)，则定时器或计时器可重置。其它变例也是可能的并且在本发明的范围之内。根据实施例，为了确保环路稳定，可使用定时器来防止在前一次调整之后的至少预定(或可调整)时间段内对供电电压的调整。在修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)出现的实施例中，应当优选地执行这些修改以不至(例如在消隐间隔内) 影响视频图像。这些对数字代码的修改可由LDD 108执行，或由控制器104执行，这取决于应用。例如，最大输入代码值或接近最大输入代码值的值可存储在LDD 108或控制器104 内的寄存器中，并在适当时候(例如在消隐间隔内)可(使用开关电路)选择性地将该值提供给DAC 109的输入。对于每个DAC 109，可以有单独寄存器用来存储最大输入代码值或接近最大输入代码值的值，或者可由全部DAC共享寄存器。如前面提到的，提供至DAC 109的数字输入代码控制由连接于DAC 109输出的激光二极管112产生的光的强度。数字输入代码的值越低，则由DAC 109产生的电流越低，并且激光二极管112两侧的电压降(V二越低。假设供电电压(Vsup)恒定，则激光二极管 112两侧的电压降越低，则DAC可用的净空电压(Vhdrm)越大。这可能导致比DAC 所需实质上更多的净空电压(Vhdrm)。为了节电，不提供比DAC所需实质上更多的净空电压 (Vhdrm)，而是跟踪数字输入代码中的变化以使供电电压(Vsup)在视频的昏暗发光部分或存在低色调的至少一种颜色的视频部分期间下降。这里的目的是尽可能接近或实践中尽可能接近预定基准电压净空(Vhdrm_ref)地保持净空电压(Vhdrm)。为了不降低视频画质，一般最好是提供比必要量稍微多一点的净空电压(Vhdrm)， 而不是提供比必要量稍少的净空电压(Vhdrm)，后者可能导致模糊的边缘和/或不精确的颜色。因此，无论何时只要将指示DAC输出侧电压的测量确定为小于预定基准，就可将供电电压增大第一量(例如相对较大的量)，该第一量将确保供电电压立即(或至少相对快速地)增至一个点，在该点实际净空电压(Vhdrm)立即(或至少相对快速地)变得像预定基准电压净空(Vhdrm_ref)那样高。另一方面，任何时候只要指示DAC输出侧电压的测量被确定为大于预定基准(它可与另一预定基准相同或不同)，则供电电压可减小第二量(例如相对小的量)，该第二量小于第一量。在这些实施例中，第一量和/或第二量可以是固定的，或可取决于指示所监测的电压的测量和相应预定基准之间的差。如前面提到的，在这些实施例中可能有单个预定基准；或者可以有预定的下基准和预定的上基准，它们界定了不对供电电压作出调整的范围。在允许供电电压(Vsup)在视频的昏暗发光部分或存在低色调的至少一种颜色的视频部分期间下降的实施例中，存在可产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)的多个不同时间。它们可周期的产生，例如每行一次、每特定数量行一次、每帧一次或每特定数量帧一次、每时间周期一次等。替代地，可针对一时间段检测提供至DAC 109的峰值数字代码，并当(该时间段的)该峰值数字代码正在驱动DAC时可产生指示DAC输出侧电压的测量。峰值代码可存储在与新代码比较的峰值代码寄存器中，并且新的峰值代码可在需要时覆写前一峰值代码，并能产生指示DAC输出侧电压的新测量，该测量用来调整供电电压(Vsup)。在峰值代码对至少规定时间周期不被覆写的情形下，存储在峰值代码寄存器中的峰值代码的值可逐渐减小，而供电电压(Vsup)的值同时地逐渐减小。回到图IA和1B，用来向R、G和B激光二极管112供电的供电电压可使用前述技术单独地进行调整。图2A或图2B所示的电路的单独实例可针对DAClOAUOh和10 中的每一个提供。这允许供电电压VI、V2和V3(如图IA和IB所示)同时被调整。替代地， 用来调整供电电压的电路的全部或其一部分可按时间复用方式共享。例如，参见图1A，可使用至少一些共用电路(例如共用电压监测器220和共用电压控制器22 以循环方式一个接一个地调整供电电压Vl、V2和V3。根据实施例，由单个稳压器产生的单个供电电压可用来向一个以上的发光元件供电，这与每个独立发光元件具有独立稳压器和供电电压的情形相反。例如，由一个稳压器产生的供电电压可用来向图IA所示的三个发光元件112供电，其中每个发光元件仍然由独立的DAC 109驱动。在该实施例中，可监测每个DAC输出侧的电压以确定每个DAC可用的电压净空，并可将所监测的电压与相应基准比较。如果所监测的电压全部高于其相应的基准， 则可降低供电电压以节电。然而，如果所监测的电压中的至少一个电压低于其相应的基准， 就要增大供电电压。尽管电压监测器220和电压控制器222在图2A和2B中表示为分立的框，但它们可以合并在既提供电压监测又提供电压控制的一个框内。也可将电压控制器222或其各个部分并入稳压器210或LDD 108中。各种不同类型的电路——可以是电压监测器220和/或电压控制器222的一部分——可用来产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)并控制供电电压(Vsup)。该电路可包括但不局限于，采样和保持电路、比较器(其配置成执行与一个或多个基准电压的比较)、加/减计数器等。例如，可通过比较器将所采样的电压与预定基准电压比较，并可将比较器的输出用来驱动加/减计数器(例如图3A和;3B中的302)。 加/减计数器302的输出(即计数值)可通过电压模式DAC 304转换成模拟信号，并且DAC 304的模拟输出可用来调节DC-DC转换器型稳压器210的反馈(fb)引脚的输入，例如图3A 所示。替代地，加/减计数器302的输出(即计数值)可通过电流模式DAC 306转换成模拟信号，并且DAC 306的模拟信号输出可用来调节DC-DC转换器型稳压器210的反馈(fb) 引脚的输入，例如图3B所示。示例性电压监测器和电压控制电路如前所述，但不旨在限制本发明的范围。阅读了前面说明书的本领域内普通技术人员将意识到可采用无数种可替代电路来提供上述电压监测和控制，但仍然落在本发明的范围内。例如，存在许多其它方式来控制稳压器，例如通过使用串行接口。图4是用来概括一些前述方法的高级流程图。这些方法用于由通过电流输出数-模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件，其中该发光元件或DAC通过由电压电源产生的供电电压来供电。参见图4，在步骤402，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC 输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。在步骤404，将步骤402获得的指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较。在步骤406，基于步骤404处的比较结果控制供电电压。如前所述，步骤404可包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，而步骤 406可包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定基准则控制供电电压以增大供电电压，而如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准则控制供电电压以减小供电电压。根据某些实施例，如前所述，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示DAC输出侧电压的测量和预定基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减少量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。如前面描述的那样，步骤404可替代地包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。在该实施例中，步骤406可包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以增大供电电压，且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码。根据某些实施例，在步骤402，仅当提供至DAC的输入的数字代码至少是一预定值时获得指示DAC输出侧电压的测量。这可以如前所述和下面将要概括的多种不同方式实现。在一个实施例中，可监测提供(或拟提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是(或将会是)预定值，以由此识别何时将要执行步骤402。在某些实施例中，不时地使提供至DAC输入的数字代码至少为预定值。描以上述了其多种实现方法。在某些实施例中，当从发光元件发出的光用来产生视频图像时，在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少为预定的值，由此不影响视频图像。上述描述是本发明的优选实施例。出于说明和描述目的提供这些实施例，但它们不旨在穷举或将本发明限制在所公开的精确形式。许多修改和变化对本领域普通技术人员而言将显而易见。选择和描述了实施例以最好地描述本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能理解本发明。微小的修改和变化相信落在本发明的精神和范围内。本发明的范围旨在由下面的权利要求及其等效方案限定。
图IA和IB是有时被称为微微投影仪的示例性微型投影仪显示设备的高级框图。图2A和2B是根据本发明各实施例的用于解释如何控制供电电压的高级框图。图3A和;3B是可用来实现图2A和2B所示的电压控制器的示例性电路图。图4是用来概括根据本发明各实施例的各种方法的高级流程图。附图中主要组件的附图标记列表
权利要求
1.一种用于通过电流输出数-模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件的方法，其中所述发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电，所述方法包括(a)获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧的电压是DAC可用的电压净空的指示；(b)将在步骤(a)处获得的指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较；以及(c)基于在步骤(b)处的比较结果控制供电电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较；以及步骤(a)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(c)当控制供电电压以增大供电电压时，增量取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差；和/或当控制供电电压以减小供电电压时，减小量取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(c)当控制供电电压以增大所述供电电压时，增量取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差；和/或当控制供电电压以减小所述供电电压时，减小量取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至 DAC输入的数字代码，且其中仅当提供至DAC输入的数字代码至少是一预定值时才执行在步骤(a)处的获得指示 DAC输出侧电压的测量。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括监测提供至或将要提供至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值，以由此识别何时将要执行步骤(a)。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括不时地使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像，并且在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较；以及步骤(c)包括如果指示所监测的电压的测量小于所述预定基准，则控制供电电压以将所述供电电压增大第一量；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则控制供电电压以将所述供电电压减小第二量。其中所述第一量大于所述第二量。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一量和所述第二量中的至少一个取决于指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以将所述供电电压增大第一量；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以将所述供电电压减小第二量；其中所述第一量大于所述第二量。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一量取决于指示DAC输出侧电压的测量和所述预定下基准之间的差，和/或所述第二量取决于指示DAC输出侧电压的测量和所述预定上基准之间的差。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)、(b)和(c)分别针对多个独立发光元件执行，每个发光元件由独立DAC产生的电流驱动。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括跟踪自从在步骤(c)调节供电电压以来已经过多长时间，并防止在前一次调节后规定时间段内对供电电压的任何调整，由此提高环路稳定性。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于多个独立的发光元件，每个发光元件由多个电流输出DAC 中单独的一个产生的电流驱动；其中多个发光元件中的每一个或多个DAC中的每一个由同一供电电压供电，所述同一供电电压由同一电压电源产生；以及其中针对每个发光元件单独执行步骤(a)，这导致针对每个DAC的指示所述DAC输出侧电压的单独测量；针对每个发光元件单独执行步骤(b)，所述每个发光元件具有相应的预定基准；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量中的至少一个小于其相应预定基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果每个指示DAC输出侧电压的测量大于其相应预定基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
17.一种系统，包括 发光元件；驱动所述发光元件的电流输出数-模转换器(DAC)；产生供电电压的稳压器，其中所述发光元件或DAC由稳压器产生的供电电压来供电； 电压监测器，所述电压监测器获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示；以及控制器，所述控制器将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于所述比较控制供电电压。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至 DAC输入的数字代码，且其中所述电压监测器仅当提供至DAC输入的数字代码至少是预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括 使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值的电路。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像， 并且所述电路在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
21.一种用于一系统的子系统，所述系统包括产生供电电压的稳压器、发光元件以及驱动发光元件的电流输出数模转换器(DAC)，其中所述发光元件或DAC由稳压器产生的供电电压来供电，所述子系统包括电压监测器，所述电压监测器获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示；以及控制器，所述控制器将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于所述比较控制供电电压。
22.如权利要求20所述的子系统，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码，且其中所述电压监测器仅当提供至DAC输入的数字代码至少是预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。
23.如权利要求22所述的子系统，其特征在于，还包括 使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值的电路。
24.如权利要求23所述的子系统，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像，并且所述电路在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
25.—种系统，包括 发光元件；驱动所述发光元件的电流输出数-模转换器(DAC)；产生供电电压的稳压器，其中所述发光元件或DAC由所述稳压器产生的供电电压来供电；以及配置成获得指示所述DAC输出侧电压的测量并基于所述测量控制供电电压的电路； 其中DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。
全文摘要
本发明的某些实施例涉及用于一系统的方法和电路，该系统包括通过电流输出数模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件(例如激光二极管或发光二极管)，其中该发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电。根据实施例，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于该比较控制供电电压。
文档编号G09G3/34GK102542997SQ20111015994
公开日2012年7月4日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年12月17日
发明者B·康克林, D·凯特西斯, D·钱伯林, P·J·莫尔 申请人:英特赛尔美国股份有限公司
技术领域：
本发明的实施例总地涉及用来显示视频图像的设备，更具体地涉及这类设备的功
率管理。
背景技术：
图IA示出示例性微型投影仪显示设备100，有时称其为微微投影仪 (picoprojector)。微型投影仪设备100可以与便携式设备集成在一起或附连到便携式设备，便携式设备例如是但不限于移动电话、智能电话、便携式计算机(例如，膝上型计算机或上网本)、个人数据助理(PDA)或便携式媒体播放器(例如，DVD播放器)。微型投影仪设备100可以另选地与非便携式设备集成在一起或附连到非便携式设备，非便携式设备例如是台式计算机或媒体播放器(例如，DVD播放器)，但不仅限于此。微型投影仪设备100 也能用于电视机应用、数字图像帧应用以及其它应用。参见图1A，投影仪显示设备100图示为包括视频源102、控制器104(例如专用集成电路和/或微控制器)、激光二极管驱动器(LDD) 108以及稳压器110。取决于视频源的类型，视频模拟前端(AFE)(未示出)可包括在视频源102和控制器104之间，并且视频AFE 可包括例如一个或多个模数转换器(ADC)。然而，在视频源是数字视频源的情形下，可能不需要视频AFE。控制器104可在将视频信号提供给LDD 108前对视频信号进行缩放和/或预矫正。稳压器110可将电压源(例如电池或AC电源)提供的电压转换成各种电压电平 (例如四个电压电平VI、V2、V3和V4)，用以向投影仪显示设备100的各个组件供电。稳压器110可包括例如四个DC-DC转换器，每个DC-DC转换器产生四个电压电平VI、V2、V3和 V4中不同的一个。LDD 108图示为包括三个电流输出数模转换器DAC 10%、10 和10 (它们统称为DAC 109或可单独地被称为DAC 109)。LDD也图示为包括串行接口 122，该串行接口 122 可经由串行总线103从控制器104的串行接口接收串行使能(SEN)信号和串行时钟信号 (SClk)。另外，串行总线103的双向串行数据输入/输出(SDIO)线允许控制器104将数据写至LDD 108内的寄存器或从其读取数据。可使用替代串行总线和接口，例如但不局限于内部集成电路(I2C)总线或串行外设接口(SPI)总线和接口。LDD 108还包括寄存器等，它们未被示出。LDD 108的电流输出DAC 109驱动激光二极管112，其可包括例如红、绿和蓝激光二极管，但不仅限于此。更具体地，每个DAC 109驱动流过激光二极管的电流以使激光二极管发光。这些电流可被汲取通过激光二极管(如图1A)，或推动通过激光二极管(如图1B)。 在LDD 108用来驱动红(R)、绿(G)和蓝(B)激光二极管的情形下，LDD被称为RGB三重激光二极管驱动器。使用替代的发光元件，如发光二极管(LED)等，也是可能的。因此，本文中使用的术语“激光二极管驱动器(LDD) ”，除非另有声明，否则能够驱动包括但不局限于激光二极管的发光元件(例如LDD可替代地驱动LED)。激光二极管112或其他发光元件所产生的光可以提供给分束器114，分束器114可以将该光的一小部分导向到一个或多个校准光检测器(PD) 120，并将该光的其余部分导向到投影仪光学器件116，该投影仪光学系统116包括透镜、反射镜、反射板和/或其它。由光学器件116输出的光可提供给一个或多个微型反射镜118。反射镜118可受控制器104 或系统的另一部分控制以将反射的光光栅扫描到例如屏幕、墙壁或椅背等表面上。替代地， 可将光导向至硅上液晶(LCoQ显示器上，该LCoS显示器将光投影到例如屏幕、墙壁等表面上。视频数据通常包含三原色，红(R)、绿(G)和蓝(B)——该三原色在数字系统中作为某一长度的三个颜色数据字传送，例如在某些微型投影仪的情形下各自为10位。针对每个像素将所有三个颜色数据字从控制器104传送至LDD 108。每个激光二极管112两侧的电压降(针对恒定电流)随温度和老化而改变。传统地，激光二极管112的激光二极管供电电压(例如由DC-DC转换器型稳压器提供)针对激光二极管112两侧最坏情形的电压降来设定，从而确保电流输出DAC 109具有足够的电压净空可用以在最坏情形状态下驱动激光二极管112。这导致供电电压比最坏情形状态所需的供电电压更高，因此浪费电。在电池供电的便携式设备中，这是不合需的。在图IA中，DAC 109推定为具有匪OS或NPN输出级，并且DAC 109的输出图示为连接于激光二极管112的阴极(激光二极管112的阳极连接于稳压器110的相应输出)。 替代地，DAC 109可具有PMOS或PNP输出级，并且DAC 109的输出可如图IB所示地连接于激光二极管112的阳极(激光二极管112的阴极接地或连接于另一低电压干线)。在图IB 中，每个DAC 109接收由独立稳压器110产生的独立供电电压。也可使DAC包括具有N型和P型器件混合结构的输出级。
发明内容
本发明的某些实施例涉及用于一系统的方法和电路，该系统包括通过电流输出数模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件，其中该发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电。根据实施例，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC输出侧电压是 DAC可用的电压净空的指示。指示DAC输出侧的电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于该比较控制供电电压。在实施例中，将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，如果指示DAC输出侧CN 102542997 A说明书3/9 页
电压的测量小于预定基准则控制供电电压以增加供电电压，而如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准则控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。同样， 当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。在另一实施例中，将指示DAC输出侧的电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。在该实施例中，如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则可控制供电电压以增加供电电压，且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则可控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码。根据某些实施例， 仅当提供至DAC的输入的数字代码至少是一预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。 这可以多种不同方式完成。例如，在实施例中，可监测提供(或拟提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是(或将会是)预定值，由此识别何时将要获得指示DAC输出侧电压的测量。在某些实施例中，不时地使提供至DAC输入的数字代码至少为预定值。本文中描述了其不同的实现方法。例如，在某些实施例中，当从发光元件发出的光用来产生视频图像时，在消隐期间使提供给DAC输入的数字代码至少为预定值，以免影响视频图像。该概述无意于概括本发明的所有实施例。根据下面给出的详细说明、附图以及权利要求，本发明的其他和替代实施例以及实施例的各个特征、方面以及优点将变得更为显而易见。
具体实施例方式根据本发明的实施例，用来驱动发光元件(例如激光二极管)的稳压器(例如 DC-DC转换器)受到动态控制以为驱动发光元件的电流输出DAC提供预定的电压净空。现在将参见图2A阐述该实施例的实现。参见图2A，稳压器210(图示为DC-DC转换器)产生供电电压(Vsup)，该供电电压 (Vsup)等于激光二极管112两侧的电压降加上允许电流输出DAC 109工作的电压净空(Vhdrm)。换句话说，Vsup = V二-+Vhdrn^本文中使用的术语“电压净空”被定义为DAC输出级晶体管两侧的电压。如前面提到的，发光二极管(LED)或其它发光元件可取代激光二极管112使用。根据实施例，对于给定电流(I)，例如基于DAC的设计、DAC 109的仿真和/或DAC 的测试预先确定使电流输出DAC 109有效操作的电压净空。由于用作基准，该预定的电压净空在下文中被称为预定基准电压净空(Vhdrnuref)。仍然参见图2A，电压监测器220获得指示DAC 109输出侧的电压的测量，它是DAC 可用的电压净空的指示。电压监测器220能例如使用采样和保持(S/H)电路、模数转换器 (ADC)、将测量与一个或多个预定基准比较的一个或多个比较器(具有或不具有S/H电路) 或替代电路来获得这一测量。电压监测器220和/或电压控制器222将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，该预定基准包括但不局限于预定的基准电压净空 (Vhdrm_ref)。电压控制器222基于比较结果控制由稳压器210产生的供电电压(Vsup)。 所获得的指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)可以是单端测量 (参照某些已知电压，例如图2A所示的接地)或差分测量(即两电压之间的差的测量值，例如图2B中的P型DAC输出电压和Vsup)。在特定实施例中，将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，所述预定基准例如是Vhdrm_ref或其缩放版本。电压控制器222可例如通过将合适的信号提供给稳压器 210的一个或多个输入(例如反馈引脚)来调整由稳压器210产生的供电电压(Vsup)。如果指示DAC输出侧所监测的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)小于预定基准， 则电压控制器222可增大供电电压，并且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则电压控制器222可减小供电电压。在另一实施例中，如果指示在DAC输出侧所监测的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)大于预定基准至少一预定的百分比(例如5% )，则电压控制器222可减小供电电压，但一旦指示在DAC输出侧所监测的电压的测量落到预定基准以下，则电压控制器222可增大供电电压。这提供DAC输出侧的某一范围的所监测的电压，在该范围内对供电电压没有调整。如下面描述的那样，存在其它方式来规定这一范围。在实施例中，将指示DAC输出侧的电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。 这里，如果指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)小于预定的下基准，则电压控制器222可增大供电电压，并且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定的上基准，则电压控制器222可减小供电电压。根据某些实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于(例如正比于或至少关联于)指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于(例如正比于或至少关联于)指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。对于特定示例，该差越大，则增量或减小量越大。由电流输出DAC 109产生的电流(I)取决于提供给DAC 109的输入的数字代码。 回来简单参见图IA和1B，由电流输出DAC 10%产生的电流(Ik)取决于提供给DAC 10%的输入的红色数据字(例如R<9:0>)。由电流输出DAC 1092产生的电流(Ie)取决于提供给 DAC 10 的输入的绿色数据字(例如G<9:0>)。同样，由电流输出DAC 10 产生的电流(Ib) 取决于提供给DAC 10 的输入的蓝色数据字(例如B<9:0>)。不论电流输出DAC 109是使电流汲取通过激光二极管112(如图1A)还是推动通过激光二极管112(如图1B)，电流输出 DAC 109可视为根据提供至DAC输入的数字代码产生电流。提供至DAC 109的数字输入代码控制由连接于DAC 109输出的激光二极管112产生的光的强度。更具体地说，数字输入代码的值越大，则由DAC 109产生的电流越大，并且激光二极管112两侧的电压降越大。激光二极管112两侧的电压降越大，则DAC可用的净空电压(Vhdrm)越小。因此，为了确保不管数字输入代码如何足够的净空电压(Vhdrm) —直可用于DAC，可将由DAC产生的最大数字输入代码考虑在内地选择供电电压。更具体地，根据本发明的某些实施例，仅当提供至DAC输入的数字代码等于最大输入代码值或等于或接近最大输入代码值的至少一预定值时才产生指示DAC输出侧的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。这样，供电电压(由电压控制器222调整的)将一直提供充分的净空电压(Vhdrm)以确保DAC 109如预期那样操作，即其输出级晶体管操作在想要的区(例如对MOS晶体管操作在饱和区)，产生所预期的电流(I)的量。尽管这些实施例通过修正供电电压以提供针对最大输入代码值的充分净空电压(Vhdrm)而节能，但它们不尝试跟踪视频中的亮度变化。下面描述的其它实施例跟踪视频中的亮度变化以节约更多的电力。对于仅当提供至DAC的输入的数字代码等于最大输入代码值或等于或接近最大输入代码值的至少一预定值时才产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)的那些实施例来说，存在多种方式来确定何时应当产生指示DAC输出侧的电压的测量。在一些实施例中，可监测提供(或将要提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)。在其它实施例中，可修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)不时地出现，例如每行出现一次，每预定数目行出现一次、每帧出现一次、每预定数目帧出现一次、每时间段出现一次或响应某一周期性或非周期性事件出现，但不仅限于此。在这些实施例中，指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)仅当提供给DAC输入的数字代码被修改成预定值时才产生。上述实施例的组合也是可行的。例如，可监测提供(或将要提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)。只要在预定时间段(例如预定数量的行内、一帧内、预定数量帧内等)内监测到至少预定值的数字代码(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)，则当至少预定值的数字代码正在驱动DAC(即被提供至DAC的输入)时产生指示 DAC输出侧的电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。然而，如果在预定时间段内没有监测到至少预定值的数字代码，则可修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)出现，并且当预定值的数字代码正在驱动 DAC时产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)。在这些实施例中，可采用定时器或计数器来保持跟踪自从至少预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)的数字代码已用来驱动DAC开始已经过多长时间，或自从已产生指示 DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)开始已经过多长时间。无论何时只要至少预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)的数字代码用来驱动DAC和/或产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)，则定时器或计时器可重置。其它变例也是可能的并且在本发明的范围之内。根据实施例，为了确保环路稳定，可使用定时器来防止在前一次调整之后的至少预定(或可调整)时间段内对供电电压的调整。在修改提供给DAC输入的数字代码以使预定值(例如最大输入代码值或接近最大输入代码值的值)出现的实施例中，应当优选地执行这些修改以不至(例如在消隐间隔内) 影响视频图像。这些对数字代码的修改可由LDD 108执行，或由控制器104执行，这取决于应用。例如，最大输入代码值或接近最大输入代码值的值可存储在LDD 108或控制器104 内的寄存器中，并在适当时候(例如在消隐间隔内)可(使用开关电路)选择性地将该值提供给DAC 109的输入。对于每个DAC 109，可以有单独寄存器用来存储最大输入代码值或接近最大输入代码值的值，或者可由全部DAC共享寄存器。如前面提到的，提供至DAC 109的数字输入代码控制由连接于DAC 109输出的激光二极管112产生的光的强度。数字输入代码的值越低，则由DAC 109产生的电流越低，并且激光二极管112两侧的电压降(V二越低。假设供电电压(Vsup)恒定，则激光二极管 112两侧的电压降越低，则DAC可用的净空电压(Vhdrm)越大。这可能导致比DAC 所需实质上更多的净空电压(Vhdrm)。为了节电，不提供比DAC所需实质上更多的净空电压 (Vhdrm)，而是跟踪数字输入代码中的变化以使供电电压(Vsup)在视频的昏暗发光部分或存在低色调的至少一种颜色的视频部分期间下降。这里的目的是尽可能接近或实践中尽可能接近预定基准电压净空(Vhdrm_ref)地保持净空电压(Vhdrm)。为了不降低视频画质，一般最好是提供比必要量稍微多一点的净空电压(Vhdrm)， 而不是提供比必要量稍少的净空电压(Vhdrm)，后者可能导致模糊的边缘和/或不精确的颜色。因此，无论何时只要将指示DAC输出侧电压的测量确定为小于预定基准，就可将供电电压增大第一量(例如相对较大的量)，该第一量将确保供电电压立即(或至少相对快速地)增至一个点，在该点实际净空电压(Vhdrm)立即(或至少相对快速地)变得像预定基准电压净空(Vhdrm_ref)那样高。另一方面，任何时候只要指示DAC输出侧电压的测量被确定为大于预定基准(它可与另一预定基准相同或不同)，则供电电压可减小第二量(例如相对小的量)，该第二量小于第一量。在这些实施例中，第一量和/或第二量可以是固定的，或可取决于指示所监测的电压的测量和相应预定基准之间的差。如前面提到的，在这些实施例中可能有单个预定基准；或者可以有预定的下基准和预定的上基准，它们界定了不对供电电压作出调整的范围。在允许供电电压(Vsup)在视频的昏暗发光部分或存在低色调的至少一种颜色的视频部分期间下降的实施例中，存在可产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)的多个不同时间。它们可周期的产生，例如每行一次、每特定数量行一次、每帧一次或每特定数量帧一次、每时间周期一次等。替代地，可针对一时间段检测提供至DAC 109的峰值数字代码，并当(该时间段的)该峰值数字代码正在驱动DAC时可产生指示DAC输出侧电压的测量。峰值代码可存储在与新代码比较的峰值代码寄存器中，并且新的峰值代码可在需要时覆写前一峰值代码，并能产生指示DAC输出侧电压的新测量，该测量用来调整供电电压(Vsup)。在峰值代码对至少规定时间周期不被覆写的情形下，存储在峰值代码寄存器中的峰值代码的值可逐渐减小，而供电电压(Vsup)的值同时地逐渐减小。回到图IA和1B，用来向R、G和B激光二极管112供电的供电电压可使用前述技术单独地进行调整。图2A或图2B所示的电路的单独实例可针对DAClOAUOh和10 中的每一个提供。这允许供电电压VI、V2和V3(如图IA和IB所示)同时被调整。替代地， 用来调整供电电压的电路的全部或其一部分可按时间复用方式共享。例如，参见图1A，可使用至少一些共用电路(例如共用电压监测器220和共用电压控制器22 以循环方式一个接一个地调整供电电压Vl、V2和V3。根据实施例，由单个稳压器产生的单个供电电压可用来向一个以上的发光元件供电，这与每个独立发光元件具有独立稳压器和供电电压的情形相反。例如，由一个稳压器产生的供电电压可用来向图IA所示的三个发光元件112供电，其中每个发光元件仍然由独立的DAC 109驱动。在该实施例中，可监测每个DAC输出侧的电压以确定每个DAC可用的电压净空，并可将所监测的电压与相应基准比较。如果所监测的电压全部高于其相应的基准， 则可降低供电电压以节电。然而，如果所监测的电压中的至少一个电压低于其相应的基准， 就要增大供电电压。尽管电压监测器220和电压控制器222在图2A和2B中表示为分立的框，但它们可以合并在既提供电压监测又提供电压控制的一个框内。也可将电压控制器222或其各个部分并入稳压器210或LDD 108中。各种不同类型的电路——可以是电压监测器220和/或电压控制器222的一部分——可用来产生指示DAC输出侧电压的测量(它是DAC可用的电压净空的指示)并控制供电电压(Vsup)。该电路可包括但不局限于，采样和保持电路、比较器(其配置成执行与一个或多个基准电压的比较)、加/减计数器等。例如，可通过比较器将所采样的电压与预定基准电压比较，并可将比较器的输出用来驱动加/减计数器(例如图3A和;3B中的302)。 加/减计数器302的输出(即计数值)可通过电压模式DAC 304转换成模拟信号，并且DAC 304的模拟输出可用来调节DC-DC转换器型稳压器210的反馈(fb)引脚的输入，例如图3A 所示。替代地，加/减计数器302的输出(即计数值)可通过电流模式DAC 306转换成模拟信号，并且DAC 306的模拟信号输出可用来调节DC-DC转换器型稳压器210的反馈(fb) 引脚的输入，例如图3B所示。示例性电压监测器和电压控制电路如前所述，但不旨在限制本发明的范围。阅读了前面说明书的本领域内普通技术人员将意识到可采用无数种可替代电路来提供上述电压监测和控制，但仍然落在本发明的范围内。例如，存在许多其它方式来控制稳压器，例如通过使用串行接口。图4是用来概括一些前述方法的高级流程图。这些方法用于由通过电流输出数-模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件，其中该发光元件或DAC通过由电压电源产生的供电电压来供电。参见图4，在步骤402，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC 输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。在步骤404，将步骤402获得的指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较。在步骤406，基于步骤404处的比较结果控制供电电压。如前所述，步骤404可包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较，而步骤 406可包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定基准则控制供电电压以增大供电电压，而如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准则控制供电电压以减小供电电压。根据某些实施例，如前所述，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示DAC输出侧电压的测量和预定基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减少量可取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。如前面描述的那样，步骤404可替代地包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较。在该实施例中，步骤406可包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以增大供电电压，且如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以减小供电电压。根据某一实施例，当控制供电电压以增大供电电压时，增量可取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差。同样，当控制供电电压以减小供电电压时，减小量可取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码。根据某些实施例，在步骤402，仅当提供至DAC的输入的数字代码至少是一预定值时获得指示DAC输出侧电压的测量。这可以如前所述和下面将要概括的多种不同方式实现。在一个实施例中，可监测提供(或拟提供)至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是(或将会是)预定值，以由此识别何时将要执行步骤402。在某些实施例中，不时地使提供至DAC输入的数字代码至少为预定值。描以上述了其多种实现方法。在某些实施例中，当从发光元件发出的光用来产生视频图像时，在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少为预定的值，由此不影响视频图像。上述描述是本发明的优选实施例。出于说明和描述目的提供这些实施例，但它们不旨在穷举或将本发明限制在所公开的精确形式。许多修改和变化对本领域普通技术人员而言将显而易见。选择和描述了实施例以最好地描述本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能理解本发明。微小的修改和变化相信落在本发明的精神和范围内。本发明的范围旨在由下面的权利要求及其等效方案限定。
图IA和IB是有时被称为微微投影仪的示例性微型投影仪显示设备的高级框图。图2A和2B是根据本发明各实施例的用于解释如何控制供电电压的高级框图。图3A和;3B是可用来实现图2A和2B所示的电压控制器的示例性电路图。图4是用来概括根据本发明各实施例的各种方法的高级流程图。附图中主要组件的附图标记列表
权利要求
1.一种用于通过电流输出数-模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件的方法，其中所述发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电，所述方法包括(a)获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧的电压是DAC可用的电压净空的指示；(b)将在步骤(a)处获得的指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较；以及(c)基于在步骤(b)处的比较结果控制供电电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较；以及步骤(a)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(c)当控制供电电压以增大供电电压时，增量取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差；和/或当控制供电电压以减小供电电压时，减小量取决于指示DAC输出侧的电压的测量和预定基准之间的差。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(c)当控制供电电压以增大所述供电电压时，增量取决于指示所监测的电压的测量和预定下基准之间的差；和/或当控制供电电压以减小所述供电电压时，减小量取决于指示所监测的电压的测量和预定上基准之间的差。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至 DAC输入的数字代码，且其中仅当提供至DAC输入的数字代码至少是一预定值时才执行在步骤(a)处的获得指示 DAC输出侧电压的测量。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括监测提供至或将要提供至DAC输入的数字代码以由此识别何时提供给DAC的数字代码至少是或将会是预定值，以由此识别何时将要执行步骤(a)。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括不时地使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像，并且在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定基准比较；以及步骤(c)包括如果指示所监测的电压的测量小于所述预定基准，则控制供电电压以将所述供电电压增大第一量；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定基准，则控制供电电压以将所述供电电压减小第二量。其中所述第一量大于所述第二量。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一量和所述第二量中的至少一个取决于指示所监测的电压的测量和预定基准之间的差。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)包括将指示DAC输出侧电压的测量与预定上基准和预定下基准比较；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量小于预定下基准，则控制供电电压以将所述供电电压增大第一量；以及如果指示DAC输出侧电压的测量大于预定上基准，则控制供电电压以将所述供电电压减小第二量；其中所述第一量大于所述第二量。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一量取决于指示DAC输出侧电压的测量和所述预定下基准之间的差，和/或所述第二量取决于指示DAC输出侧电压的测量和所述预定上基准之间的差。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)、(b)和(c)分别针对多个独立发光元件执行，每个发光元件由独立DAC产生的电流驱动。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括跟踪自从在步骤(c)调节供电电压以来已经过多长时间，并防止在前一次调节后规定时间段内对供电电压的任何调整，由此提高环路稳定性。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于多个独立的发光元件，每个发光元件由多个电流输出DAC 中单独的一个产生的电流驱动；其中多个发光元件中的每一个或多个DAC中的每一个由同一供电电压供电，所述同一供电电压由同一电压电源产生；以及其中针对每个发光元件单独执行步骤(a)，这导致针对每个DAC的指示所述DAC输出侧电压的单独测量；针对每个发光元件单独执行步骤(b)，所述每个发光元件具有相应的预定基准；以及步骤(c)包括如果指示DAC输出侧电压的测量中的至少一个小于其相应预定基准，则控制供电电压以增大所述供电电压；以及如果每个指示DAC输出侧电压的测量大于其相应预定基准，则控制供电电压以减小所述供电电压。
17.一种系统，包括 发光元件；驱动所述发光元件的电流输出数-模转换器(DAC)；产生供电电压的稳压器，其中所述发光元件或DAC由稳压器产生的供电电压来供电； 电压监测器，所述电压监测器获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示；以及控制器，所述控制器将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于所述比较控制供电电压。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至 DAC输入的数字代码，且其中所述电压监测器仅当提供至DAC输入的数字代码至少是预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括 使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值的电路。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像， 并且所述电路在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
21.一种用于一系统的子系统，所述系统包括产生供电电压的稳压器、发光元件以及驱动发光元件的电流输出数模转换器(DAC)，其中所述发光元件或DAC由稳压器产生的供电电压来供电，所述子系统包括电压监测器，所述电压监测器获得指示DAC输出侧电压的测量，其中所述DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示；以及控制器，所述控制器将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于所述比较控制供电电压。
22.如权利要求20所述的子系统，其特征在于，由电流输出DAC产生的电流取决于提供至DAC输入的数字代码，且其中所述电压监测器仅当提供至DAC输入的数字代码至少是预定值时才获得指示DAC输出侧电压的测量。
23.如权利要求22所述的子系统，其特征在于，还包括 使提供至DAC输入的数字代码至少是预定值的电路。
24.如权利要求23所述的子系统，其特征在于，从发光元件发出的光用来产生视频图像，并且所述电路在消隐间隔内使提供给DAC输入的数字代码至少是预定值，从而不影响视频图像。
25.—种系统，包括 发光元件；驱动所述发光元件的电流输出数-模转换器(DAC)；产生供电电压的稳压器，其中所述发光元件或DAC由所述稳压器产生的供电电压来供电；以及配置成获得指示所述DAC输出侧电压的测量并基于所述测量控制供电电压的电路； 其中DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。
全文摘要
本发明的某些实施例涉及用于一系统的方法和电路，该系统包括通过电流输出数模转换器(DAC)产生的电流驱动的发光元件(例如激光二极管或发光二极管)，其中该发光元件或DAC通过电压电源产生的供电电压来供电。根据实施例，获得指示DAC输出侧电压的测量，其中DAC输出侧电压是DAC可用的电压净空的指示。将指示DAC输出侧电压的测量与一个或多个预定基准比较，并基于该比较控制供电电压。
文档编号G09G3/34GK102542997SQ20111015994
公开日2012年7月4日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年12月17日
发明者B·康克林, D·凯特西斯, D·钱伯林, P·J·莫尔 申请人:英特赛尔美国股份有限公司
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