本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)光源的裝置。光源可以特別是布置成矩陣結(jié)構(gòu)(LED陣列)的LED。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各實(shí)施方案涉及一種用于驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)光源的裝置，

-其中該數(shù)個(gè)光源被布置成矩陣結(jié)構(gòu)；

-其中該矩陣結(jié)構(gòu)的數(shù)個(gè)光源被連接到半導(dǎo)體器件，其中該半導(dǎo)體器件的一部分與矩陣結(jié)構(gòu)的光源相對(duì)應(yīng)；

-其中半導(dǎo)體器件的所述部分包括激活時(shí)被布置用于提供輸出診斷信號(hào)的診斷功能。

附圖說(shuō)明

參照附圖示出并闡述實(shí)施方案。附圖用于說(shuō)明基本原理，因此僅闡述了理解基本原理所必要的方面。附圖不是按比例繪制的。附圖中相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1示出包括布置在半導(dǎo)體器件上方的LED陣列的示例性布置；

圖2示出包括LED矩陣的示例性框圖和包括LED驅(qū)動(dòng)器矩陣和共同電路的半導(dǎo)體器件；

圖3示出高側(cè)電流源，其中每一個(gè)高側(cè)電流源被布置在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣上，在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣的頂部上安裝有LED；

圖4示出可被布置在用于兩個(gè)像素單元n和n+1的半導(dǎo)體器件上的示例性像素尋址電路；

圖5示出像素單元的示意性框圖，該像素單元包括像素尋址塊、驅(qū)動(dòng)器和比較器；

圖6示出像素單元的示例性框圖，其是基于圖5所示的像素單元但不包括診斷功能；

圖7示出像素尋址塊的示例性實(shí)現(xiàn)方式；

圖8示出驅(qū)動(dòng)器的示例性實(shí)現(xiàn)方式；

圖9示出了比較器的示例性實(shí)現(xiàn)方式。

具體實(shí)施方式

光源(例如半導(dǎo)體光源LED(發(fā)光二極管))可以被布置在一起作為陣列。光源陣列可以被布置在半導(dǎo)體器件(陣列)上方。該半導(dǎo)體器件被布置為光源的控制電路。光源可以安裝到半導(dǎo)體器件上。在半導(dǎo)體器件提供用于每個(gè)光源的電流源的情況下，這種電流源可能被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以允許控制相應(yīng)的光源。

圖1示出LED陣列101的示例性布置，LED陣列101布置在半導(dǎo)體器件102頂部上。半導(dǎo)體器件102可布置在印刷電路板(PCB)104上；它可以通過(guò)接合線103電連接。安裝在半導(dǎo)體器件102上的LED陣列101也被稱(chēng)為芯片上芯片(chip-on-chip)組件。

半導(dǎo)體器件102可以包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)：

-用于布置在LED陣列101上的單個(gè)LED的電流源，特別是用于每個(gè)LED的至少一個(gè)電流源；

-用于驅(qū)動(dòng)LED和用于管理目的的通信接口；

-至少一個(gè)參考電流的生成；和

-診斷和保護(hù)功能。

為了這樣的目的，半導(dǎo)體器件102可包括硅單元的陣列，其中每一個(gè)硅單元(也被稱(chēng)為像素單元)可包括電流源，其可以被直接連接到LED陣列101的LED。此外，半導(dǎo)體器件102可以包括共同電路。

圖2示出了包括LED 206的矩陣201(該矩陣的每個(gè)像素可以用至少一個(gè)LED表示)的示例性框圖和半導(dǎo)體器件205，其包括LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202(即該半導(dǎo)體器件的一部分與LED陣列101的一個(gè) 像素相關(guān)聯(lián))和共同電路203。半導(dǎo)體器件205可以被連接到串行接口204。矩陣201的相應(yīng)LED 206可通過(guò)串行接口204來(lái)控制。矩陣201可以被布置在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的頂部上。LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202可以是如圖1所示的半導(dǎo)體器件102的一部分，并且它可包括用于矩陣201的各LED 206的像素單元區(qū)域(也被稱(chēng)為“像素單元”)。一個(gè)選項(xiàng)是，驅(qū)動(dòng)器矩陣202具有與矩陣201(例如，基本上)相同大小的面積。特別是，LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的像素單元區(qū)域可與LED 206具有(基本上)相同的表面區(qū)域。矩陣201的LED 206可被直接連接到LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的像素單元。矩陣201可以特別地被布置在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的頂部上。

共同電路203可以特別地包括用于訪問(wèn)矩陣201的LED的串行接口，例如用于配置目的的寄存器、參考電流發(fā)生器、參考電壓發(fā)生器和溫度傳感器。

矩陣201可以包括布置成列和行的任意數(shù)目的LED(像素)。矩陣201可以包括例如256或1024個(gè)LED。在圖2所示的示例中，矩陣201包括16行和16列的LED 206，總數(shù)為256個(gè)LED。

應(yīng)當(dāng)注意，LED被提及作為光源的示例。一個(gè)選項(xiàng)是，使用任何種類(lèi)的光源，尤其是半導(dǎo)體光源。另一個(gè)選項(xiàng)是，每個(gè)光源可以是包括至少兩個(gè)半導(dǎo)體光源的模塊。

該共同電路203可以被布置在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的鄰近或遠(yuǎn)處區(qū)域。

在一個(gè)示例性應(yīng)用中，LED陣列101的每個(gè)像素可占用總計(jì)例如小于150μm²的表面區(qū)域。該值僅是面積的示例值?？蛇x擇適用于LED陣列101的預(yù)定分辨率的任何區(qū)域。半導(dǎo)體光源可以被布置在每一個(gè)像素單元的中間。相鄰的像素單元可以具有位于光源之間的小于150μm的間隙。每個(gè)LED可具有連接至LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的一個(gè)觸點(diǎn)(contact)和被連接到共同觸點(diǎn)(例如GND)的一個(gè)觸點(diǎn)。這是一個(gè)示例性情況；其他大小、距離和連接可據(jù)此適用。

對(duì)于被直接安裝在半導(dǎo)體器件的頂部上的每個(gè)LED，每個(gè)電流 源被布置在由像素單元的表面區(qū)域限定的區(qū)域中。在上面提供的示例中，面積計(jì)為150μm·150μm＝0.022500mm²。

為了增加長(zhǎng)距離時(shí)光在x和y維度(例如，0.5°)的分辨率和避免用于波束調(diào)平調(diào)整(leveling adjustment)的額外機(jī)械部件，位于像素單元之間的短節(jié)距(pitch)是有利的。在上面提到的示例中，像素單元之間的節(jié)距可以小于150μm。

由于該緊湊的布置，高量的熱源會(huì)產(chǎn)生不同的溫度，這會(huì)影響溫度梯度，并因此導(dǎo)致像素之間的失配。

此外，由于LED驅(qū)動(dòng)器矩陣被直接被連接到LED，因此可能不直接訪問(wèn)每個(gè)像素單元的每個(gè)電流源的輸出。

因此，需要一種提供以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)的方案：

-提供電流至單獨(dú)的LED的電流源，其允許以高精度打開(kāi)或關(guān)閉LED，可選地提供過(guò)流保護(hù)；

-能夠檢測(cè)負(fù)載開(kāi)路和短路接地的輸出通道的診斷功能；

-不同像素之間(即不同電流源之間)的低失配。

圖3示出高側(cè)電流源301至303，其中每一個(gè)高側(cè)電流源被布置在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣上，該LED驅(qū)動(dòng)器矩陣的頂部上安裝有LED 304至306。在這種情況下，LED 304被布置在電流源301的頂部上，LED 305被布置在電流源302的頂部上，LED 306被布置在電流源303的頂部上。

每個(gè)電流源301至303可以是NMOS功率級(jí)，其漏極被連接到電源電壓Vcc并且其源極被連接到相應(yīng)的LED 304至306。每個(gè)NMOS功率級(jí)的柵極可以經(jīng)由誤差放大器307至309來(lái)控制。

相應(yīng)的誤差放大器307至309可被用于控制使用內(nèi)部參考電流的輸出電流。誤差放大器307至309可以通過(guò)數(shù)字或模擬信號(hào)被啟用。

LED驅(qū)動(dòng)器矩陣由此可以包括位于可用于像素單元的區(qū)域上的大量電流源和/或開(kāi)關(guān)(在LED驅(qū)動(dòng)器矩陣位于LED陣列的下方的情形下)。

本文所呈現(xiàn)的示例特別地示出，即使LED驅(qū)動(dòng)器矩陣被布置在硅半導(dǎo)體器件(例如，單芯片)上，如何有效地實(shí)現(xiàn)LED陣列和其下的LED驅(qū)動(dòng)器矩陣的方案。提供的示例特別處理大量的熱源以及像素單元的電流源之間的熱梯度。

本文所呈現(xiàn)的示例允許提供包括特別是以下各項(xiàng)的至少一項(xiàng)的LED驅(qū)動(dòng)器矩陣：

-用于控制各像素單元的驅(qū)動(dòng)器的通信接口；

-用過(guò)電流自我保護(hù)調(diào)節(jié)的輸出電流；

-負(fù)載開(kāi)路和短路接地的診斷功能；和

-低溫敏感性。

這可特別是通過(guò)分配共同電路和LED驅(qū)動(dòng)器矩陣之間的控制邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)，這兩者均集成于半導(dǎo)體器件上。共同電路可被布置為與LED驅(qū)動(dòng)器矩陣相鄰，LED驅(qū)動(dòng)器矩陣可能與LED陣列占用相同的表面區(qū)域，LED陣列可被布置在如上所述的LED驅(qū)動(dòng)器矩陣的頂部上。

一個(gè)選項(xiàng)是，共同電路可被布置在與LED驅(qū)動(dòng)器矩陣鄰近的或遠(yuǎn)處的區(qū)域。

一個(gè)挑戰(zhàn)是如何有效地驅(qū)動(dòng)電流源，其中一個(gè)電流源被布置(或關(guān)聯(lián))一個(gè)像素單元。如上面所描述的示例所示，兩個(gè)像素單元之間的距離(例如小于150μm)可能列有限制條件，這使得難以電連接被布置在它們相關(guān)聯(lián)的光源下方的所有電流源，從而使得它們可以被半導(dǎo)體器件的共同電路驅(qū)動(dòng)。

圖4示出了可布置在用于兩個(gè)像素單元n和n+1的半導(dǎo)體器件上的示例性電路。這個(gè)示例表明，共同電路提供更新信號(hào)UPD、數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i和時(shí)鐘信號(hào)CLK。在該示例中，像素單元n提供數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i+1到像素單元n+1，像素單元n+1提供數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i+2到后續(xù)的像素單元(未示出)。

數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i是二進(jìn)制信號(hào)的序列(例如“0”和“1”)，其被傳輸?shù)揭莆患拇嫫?。移位寄存器的每一個(gè)單元可以包括D觸發(fā) 器，即用于像素n的D觸發(fā)器401和用于像素n+1的D觸發(fā)器402。數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i被連接到D觸發(fā)器401的D輸入，D觸發(fā)器401的Q輸出被連接到D觸發(fā)器402的D輸入。D觸發(fā)器401、402兩者也由時(shí)鐘信號(hào)CLK驅(qū)動(dòng)。

因此，值“0”和“1”的序列可被傳輸?shù)紻觸發(fā)器401、402，其中對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)CLK的每個(gè)時(shí)鐘周期(上升沿)，儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401中的實(shí)際值被移位到后續(xù)的D觸發(fā)器402，并且由數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i提供的下一個(gè)值被儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401中。

根據(jù)圖4示出的示例，第一個(gè)0的比特序列，然后1是——在兩個(gè)時(shí)鐘周期后——儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401、402中，使得D觸發(fā)器401具有值“1”，并且D觸發(fā)器402具有值“0”。

用于像素n的光源(例如LED)是經(jīng)由寄存器(例如D觸發(fā)器403)的終端404驅(qū)動(dòng)的，并且用于像素n+1的光源(例如LED)是經(jīng)由寄存器(例如D觸發(fā)器405)的終端406驅(qū)動(dòng)的。D觸發(fā)器403的D輸入被連接到D觸發(fā)器401的Q輸出，D觸發(fā)器405的D輸入被連接到D觸發(fā)器402的Q輸出。D觸發(fā)器403、405兩者的啟用(或時(shí)鐘)輸入被連接到更新信號(hào)UPD。當(dāng)更新信號(hào)UPD變?yōu)椤?”時(shí)，儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401的值在D觸發(fā)器403的Q輸出變?yōu)榭梢?jiàn)，并因此被用來(lái)驅(qū)動(dòng)該像素n的光源。因此，儲(chǔ)存在D觸發(fā)器402中的值在D觸發(fā)器405的Q輸出變?yōu)榭梢?jiàn)，并因此被用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素n+1的光源。

因此，圖4示例性示出的移位寄存器包括兩個(gè)單元，其中用于像素n的單元包括D觸發(fā)器401和寄存器403，用于像素n+1的單元包括D觸發(fā)器402和寄存器405。寄存器可以被實(shí)現(xiàn)為觸發(fā)器，特別是作為D觸發(fā)器。

圖4僅示出兩個(gè)像素單元的序列的示例性摘錄。然而，這種方法也可以應(yīng)用到多于兩個(gè)的像素單元的序列，例如，像素矩陣的一行或一列。此外，數(shù)行或數(shù)列可通過(guò)甚至更長(zhǎng)的移位寄存器連接和表示。在這種情況下，移位寄存器可用于提供數(shù)據(jù)信號(hào)到所有像素 的列或行或者甚至矩陣，并立即更新列、行或矩陣。

在更新信號(hào)UPD被激活之前并且在那時(shí)儲(chǔ)存在相應(yīng)的移位寄存器中的值被用于控制該序列的像素(例如像素矩陣的列或行)之前，時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率可以有利地足夠高以填充用于這樣的像素序列的移位寄存器。因此，每個(gè)像素的高刷新率可能導(dǎo)致PWM調(diào)光的高分辨率。因此，高的時(shí)鐘頻率可能有利于在觸發(fā)更新信號(hào)之前將信息儲(chǔ)存在移位寄存器的觸發(fā)器中。

有利的是，通過(guò)以菊花鏈的方式(一個(gè)像素驅(qū)動(dòng)下一個(gè))提供寄存器(例如，圖4的D-觸發(fā)器)并將那些寄存器與相應(yīng)的像素單元布置在一起，單行足以傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i到像素的序列，而另外的每個(gè)像素將需要單獨(dú)的連接來(lái)傳輸用于控制該像素的數(shù)據(jù)信號(hào)。

應(yīng)當(dāng)注意，任何類(lèi)型的寄存器或存儲(chǔ)器可被用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的結(jié)果。寄存器可以是觸發(fā)器、鎖存器、寄存器或具有記憶功能的任何其他元件。

圖5示出了包括像素尋址塊502、驅(qū)動(dòng)器503和比較器504的像素單元501的示意性框圖。比較器504可以任選地用于診斷的目的。

像素單元501可以與具有LED陣列的像素的表面區(qū)域的半導(dǎo)體器件的一部分相對(duì)應(yīng)。像素單元501可以提供終端Out，其可以被連接到光源，例如LED陣列的LED 505。光源可被直接安裝到半導(dǎo)體器件上，例如像素單元501上方。因此，安裝在半導(dǎo)體器件上的LED可被看作是像素單元的組成部分。作為一個(gè)選項(xiàng)，術(shù)語(yǔ)“像素單元”可以指與單個(gè)LED相關(guān)聯(lián)的一塊半導(dǎo)體器件，該單個(gè)LED可被安裝到這塊半導(dǎo)體器件上。應(yīng)注意的是，像素單元501可以是半導(dǎo)體器件102的一部分，尤其是LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202的一部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，像素單元501可與根據(jù)圖2的LED驅(qū)動(dòng)器矩陣202相對(duì)應(yīng)。

驅(qū)動(dòng)器503是由電壓Vcp和電壓Vcc供給。此外，參考電流Iref被傳輸?shù)津?qū)動(dòng)器503。參考電流Iref可由共同電路203供給，例如經(jīng) 由布置有此共同電路203的電流源供給。驅(qū)動(dòng)器503被連接到地面(也稱(chēng)為作為Vss)。

此外，該驅(qū)動(dòng)器503接收來(lái)自像素尋址塊502的信號(hào)506并提供其輸出信號(hào)以通過(guò)節(jié)點(diǎn)508驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的光源。節(jié)點(diǎn)508被連接到終端Out。

像素尋址塊502獲得更新信號(hào)UPD、數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i和時(shí)鐘信號(hào)CLK。它提供了用于后續(xù)的像素單元的數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i+1(或用于共同電路，如果沒(méi)有后續(xù)的像素單元)。

此外，像素尋址塊502提供信號(hào)506到驅(qū)動(dòng)器503。參考圖4和圖7闡述像素尋址塊502的基本功能。

如果像素單元501配備有診斷功能，診斷信號(hào)Diag可以被提供到像素單元501的像素尋址塊502。在這種情況下，節(jié)點(diǎn)508還被連接到比較器504，并且由比較器504處理的結(jié)果作為信號(hào)507被傳輸?shù)较袼貙ぶ穳K502。比較器504也被連接到電壓Vcc和地面Vss。

作為一個(gè)選項(xiàng)，到/自像素單元501的所有連接可以伴隨共同電路，除了終端Out，終端Out被連接到可安裝在像素單元501的頂部上的LED 505。

圖6示出示例性像素單元601，其基于像素單元501但不包括上述的診斷功能。在這種情況下，像素單元601不具有比較器504，并且沒(méi)有診斷信號(hào)Diag被提供到像素尋址塊502。

在下文中，更詳細(xì)地說(shuō)明像素尋址塊502、驅(qū)動(dòng)器503和比較器504。

圖7示出了像素尋址塊502的示例性實(shí)現(xiàn)方式。也參考上述圖4，其中更詳細(xì)地說(shuō)明了在數(shù)個(gè)像素單元之間操作的移位寄存器。

除了圖4，圖7的像素尋址塊還包括診斷功能。來(lái)自比較器504的信號(hào)507被傳輸?shù)蕉嗦忿D(zhuǎn)接器702的入口“1”，而信號(hào)Data_i被傳輸?shù)蕉嗦忿D(zhuǎn)接器702的入口“0”。通過(guò)多路轉(zhuǎn)接器的輸入703來(lái)選擇多路轉(zhuǎn)接器702的入口“0”或“1”。多路轉(zhuǎn)接器702的輸出被連接到D觸發(fā)器401的D輸入。根據(jù)提供給輸入703的數(shù)字值， 多路轉(zhuǎn)接器的輸入之一被連接到D觸發(fā)器401的D輸入。

如果提供給輸入703的值是“0”，則信號(hào)Data_i被傳輸?shù)紻觸發(fā)器401的D輸入，如果值是“1”，則信號(hào)507被傳輸?shù)紻觸發(fā)器401的D輸入。

診斷信號(hào)Diag被傳輸?shù)紸ND-柵極701的第一入口，AND-柵極701的第二入口被連接到D觸發(fā)器403的Q輸出。AND-柵極701的輸出與多路轉(zhuǎn)接器702的輸入703連接。

根據(jù)此示例，如果信號(hào)Diag(診斷)是“1”且D觸發(fā)器403的Q輸出是“1”，則通過(guò)多路轉(zhuǎn)接器703選擇的信號(hào)507被連接到D觸發(fā)器401的D輸入。否則，在AND-柵極701的至少一個(gè)輸入為“0”的情況下，通過(guò)多路轉(zhuǎn)接器703選擇的信號(hào)Data_i被連接到D觸發(fā)器401的D輸入。

D觸發(fā)器403的Q輸出將信號(hào)506傳輸?shù)津?qū)動(dòng)器503。D觸發(fā)器401的Q輸出提供后續(xù)的數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i+1。

圖8示出了驅(qū)動(dòng)器503的示例性實(shí)現(xiàn)方式。來(lái)自像素尋址塊502的信號(hào)506被傳輸?shù)絥溝道MOSFET 805的柵極。MOSFET 805的漏極被連接到n溝道MOSFET 806的柵極和n溝道MOSFET 807的柵極。MOSFET 806對(duì)應(yīng)于感測(cè)級(jí)，MOSFET 807對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器503的功率級(jí)。

MOSFET 805的源極被連接到地面Vss。電壓Vcp經(jīng)由電流源801被傳輸?shù)诫娏麋R804的終端808。同樣，電壓Vcp經(jīng)由電流源803被連接到電流鏡804的終端810。終端810被連接到MOSFET 806的柵極。電流鏡804的終端809經(jīng)由電流源802被連接到地面Vss。電流鏡804的終端811被連接到節(jié)點(diǎn)508，節(jié)點(diǎn)508也被連接到終端Out。

電流源801至803每個(gè)均反映偏置電流。

電流鏡804包括兩個(gè)npn晶體管812和813。晶體管812的集電極被連接到終端808和晶體管812的基極以及晶體管813的基極。晶體管812的發(fā)射極被連接到終端809。晶體管813的集電極被連接 到終端810，晶體管813的發(fā)射極被連接到終端811。

該電壓Vcc被連接到MOSFET 806的漏極和MOSFET 807的漏極。參考電流Iref被傳輸?shù)組OSFET 806的源極和電流鏡804的終端809。MOSFET 807的源極被連接到節(jié)點(diǎn)508。

MOSFET 807用作NMOS功率級(jí)，MOSFET 806用作NMOS感測(cè)單元?；趨⒖茧娏鱅ref和預(yù)定的KILIS因數(shù)(總計(jì)例如50)通過(guò)電流鏡804來(lái)調(diào)節(jié)MOSFET 807的柵極-源極電壓。

該KILIS因數(shù)指的是負(fù)載電流和感測(cè)電流之間的比率。負(fù)載電流比感測(cè)電流高KILIS倍。

驅(qū)動(dòng)器的拓?fù)渫ㄟ^(guò)跨越處于高電流的整個(gè)功率級(jí)來(lái)提供低壓降可有利于降低單元的功耗。

參考電流Iref可通過(guò)用于所有像素單元的共同電路來(lái)提供。因此，參考電流Iref可在距離像素單元的熱源的遠(yuǎn)處產(chǎn)生。每一像素單元、每行像素單元和/或每列像素單元的電流可被鏡像(mirror)。

因此，在驅(qū)動(dòng)器503外產(chǎn)生用于電流鏡804的參考電流Iref特別具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即可進(jìn)一步減小像素單元所需的半導(dǎo)體器件上所需的面積。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所有像素單元的參考電流Iref基本上相同。

因此，像素單元的功耗的任何影響對(duì)相鄰的像素單元的影響有限，導(dǎo)致每個(gè)像素單元的輸出電流的高精確度。

一個(gè)選項(xiàng)是，功率級(jí)被設(shè)計(jì)成具有總計(jì)為4：200的KILIS因數(shù)，即NMOS感測(cè)級(jí)包括4個(gè)單元，這些單元的每個(gè)被功率級(jí)的50個(gè)單元鏡像。這4個(gè)單元可被布置為交叉耦合結(jié)構(gòu)的布局以減少不同溫度梯度的影響。

圖8所示的驅(qū)動(dòng)器還提供了具有低偏移的高精確度。它僅占用了芯片上的小區(qū)域，并且它允許在短路接地Vss的情況下防止過(guò)電流。因此，當(dāng)短路出現(xiàn)在終端Out時(shí)，提供參考電流的電流鏡804不能工作，MOSFET 807(功率級(jí))被拉低(pull down)。

圖9示出了比較器504的示例性實(shí)現(xiàn)方式。比較器504還提供 了EXCLUSIVE-OR功能。

節(jié)點(diǎn)508也被連接到比較器504，即n溝道MOSFET 905的柵極和p溝道MOSFET 906的柵極(兩個(gè)柵極相互連接)。信號(hào)507經(jīng)由MOSFET 905的漏極被提供。MOSFET 905的漏極通過(guò)電流源901被連接到電壓Vcc。MOSFET 906的漏極通過(guò)電流源903被連接到電壓Vcc。MOSFET 905的源極被連接到n溝道MOSFET 907的漏極。MOSFET 907的源極經(jīng)由電流源902被連接到地面Vss。MOSFET 906的源極被連接到MOSFET 907的柵極。同樣，MOSFET 906的源極通過(guò)電流源904被連接到地面Vss。

電流源901至904的每個(gè)均反映偏置電流。

根據(jù)圖7的像素尋址塊502示出的診斷功能與圖9的比較器的組合允許每個(gè)像素單元確定是否存在負(fù)載開(kāi)路或短路接地的情況。

比較器504可被布置為能夠檢測(cè)這兩種情況(即負(fù)載開(kāi)路以及短路)的窗口比較器。有利的是，比較器504只需要芯片上的小區(qū)域。像素尋址塊502被布置為經(jīng)由多路轉(zhuǎn)接器702來(lái)選擇比較器504的輸出507而不是數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i。

因此，輸出507的狀態(tài)(指示像素單元是否在預(yù)定參數(shù)內(nèi)工作或顯示負(fù)載開(kāi)路或短路狀態(tài))被加載到移位寄存器中，并且可以從該移位寄存器讀取(在預(yù)定數(shù)量的時(shí)鐘周期后)。

例如僅具有必須被檢查的像素的256比特的數(shù)據(jù)幀被送入移位寄存器中，并且啟用(即設(shè)定為“1”)用于待檢查的像素單元的診斷信號(hào)Diag。該像素單元的多路轉(zhuǎn)接器702不傳輸前一像素單元的數(shù)據(jù)信號(hào)Data_i，但傳輸比較器504的輸出507。提供另一256比特的數(shù)據(jù)幀以將來(lái)自移位寄存器401的診斷信息傳輸?shù)焦餐娐芬约翱赡芴幚碓撛\斷信息的微控制器。

因此，可以確定待診斷的像素單元是否在預(yù)定的參數(shù)內(nèi)工作(用邏輯“0”表示)或是否遭遇負(fù)載開(kāi)路或短路接地的問(wèn)題(用邏輯“1”表示)。

可以重復(fù)該程序256次以檢查所有的像素單元。

比較器504在輸出電壓過(guò)高(負(fù)載開(kāi)路)或過(guò)低(短路接地)的情況下提供“高”的數(shù)字邏輯信息。所用的參考電壓是MOSFET905和MOSFET 906的閾值電壓。

一旦在節(jié)點(diǎn)508(其與跨越LED 505的電壓相對(duì)應(yīng))的電壓低于預(yù)定的閾值時(shí)，就斷開(kāi)MOSFET 905，并且由電流源901提供的電流拉升(pull up)信號(hào)507，導(dǎo)致邏輯“1”被儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401中。

一旦在節(jié)點(diǎn)508的電壓高于電壓Vcc-Vth(Vth是閾值電壓，在MOSFET的該示例中)時(shí)，就斷開(kāi)MOSFET 906，并且由電流源904提供的電流拉低MOSFET 907的柵極(由此其被斷開(kāi))，因此電流源901的電流拉升信號(hào)507，導(dǎo)致邏輯“1”被儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401中。

在正常操作(即在節(jié)點(diǎn)508的電壓不為零或過(guò)高)時(shí)，接通MOSFET 905，并且接通MOSFET 906，這導(dǎo)致MOSFET 907也被接通。由電流源902提供的電流高于由電流源901提供的電流，以將信號(hào)507拉低到邏輯“0”。同樣，由電流源903提供的電流高于由電流源904提供的電流，使得MOSFET 907接通并且允許左支(branch)被啟用(拉低信號(hào)507)。因此，信號(hào)邏輯“0”被儲(chǔ)存在D觸發(fā)器401中。

因此，只有少數(shù)MOSFET時(shí)，在節(jié)點(diǎn)508的電壓低于預(yù)定的閾值(其允許檢測(cè)短路接地)或在節(jié)點(diǎn)508的電壓高于電壓Vcc-Vth(其允許檢測(cè)負(fù)載開(kāi)路)的情況下，比較器504能夠生成總計(jì)為邏輯“1”的信號(hào)507。

因此，可以快速有效的方式來(lái)檢查L(zhǎng)ED矩陣的每個(gè)像素(見(jiàn)圖2)。

本文所提出的示例可尤其基于以下方案中的至少一個(gè)。為達(dá)到期望的結(jié)果，特別是可以利用以下特征的組合。該方法的特征可與裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的任何特征相結(jié)合，反之亦然。

提出用于驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)光源的裝置，

-其中數(shù)個(gè)光源被布置成矩陣結(jié)構(gòu)；

-其中該矩陣結(jié)構(gòu)的數(shù)個(gè)光源被連接到半導(dǎo)體器件，其中該半導(dǎo)體器件的一部分與矩陣結(jié)構(gòu)的光源相對(duì)應(yīng)，

-其中半導(dǎo)體器件的所述部分包括激活時(shí)被布置為用于提供輸出診斷信號(hào)的診斷功能。

在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的所述部分的診斷信號(hào)來(lái)激活診斷功能。

在一個(gè)實(shí)施方案中，將診斷信號(hào)應(yīng)用于多路轉(zhuǎn)接器以在操作的診斷功能和正常功能之間切換。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該裝置包括比較器，該比較器被布置為用于確定以下各項(xiàng)的輸出診斷信號(hào)：

-在用于驅(qū)動(dòng)光源的電壓低于預(yù)定的第一閾值或高于預(yù)定的第二閾值的情況下，輸出診斷信號(hào)具有第一值；

-在用于驅(qū)動(dòng)光源的電壓不低于預(yù)定的第一閾值或不高于預(yù)定的第二閾值的情況下，輸出診斷信號(hào)具有第二值。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在用于驅(qū)動(dòng)光源的半導(dǎo)體器件的所述部分的輸出處提供輸出診斷信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件的每個(gè)部分包括診斷功能。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該裝置還包括：

-移位寄存器，包括至少兩個(gè)單元，其中每個(gè)單元的輸出控制數(shù)個(gè)光源中的一個(gè)光源；

-其中至少兩個(gè)單元串聯(lián)連接并且由時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)；

-其中移位寄存器的每個(gè)單元包括觸發(fā)器和寄存器；

-其中觸發(fā)器的輸出與寄存器的輸入連接；

-其中寄存器被布置為基于更新信號(hào)來(lái)儲(chǔ)存寄存器的輸出，并且其中寄存器的輸出控制數(shù)個(gè)光源中的一個(gè)光源；

-其中至少兩個(gè)單元的觸發(fā)器填充有基于時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)；

-其中在預(yù)定數(shù)量的時(shí)鐘周期后，根據(jù)儲(chǔ)存在單元的觸發(fā)器中的值來(lái)更新信號(hào)被傳輸?shù)津?qū)動(dòng)光源的寄存器；和

-其中在診斷功能被激活的情況下，輸出診斷信號(hào)被儲(chǔ)存在移位寄存器的單元中。

觸發(fā)器(也稱(chēng)為鎖存器)是具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)且可用于儲(chǔ)存狀態(tài)信息的電路。該電路可被布置為通過(guò)應(yīng)用到一個(gè)或多個(gè)控制輸入端的信號(hào)來(lái)改變狀態(tài)，并且其可具有至少一個(gè)輸出端。觸發(fā)器是可用于順序邏輯中的基本存儲(chǔ)元件。

應(yīng)當(dāng)注意，寄存器可以被實(shí)現(xiàn)為觸發(fā)器。寄存器可以是用于儲(chǔ)存信息的任何裝置；儲(chǔ)存的信息可特別(僅僅)用于控制光源，其中該光源可以被直接或間接地連接到寄存器的輸出。為了這樣的目的，寄存器可以包括可以應(yīng)用更新信號(hào)的輸入活動(dòng)的更新信號(hào)然后可能會(huì)導(dǎo)致寄存器的輸入被傳輸?shù)狡漭敵?，該輸出用于控制被相?yīng)地連接到該寄存器的輸出的光源。同時(shí)應(yīng)用更新信號(hào)到數(shù)個(gè)寄存器會(huì)導(dǎo)致控制數(shù)個(gè)光源，每一個(gè)光源通過(guò)單獨(dú)的寄存器的輸出在這樣的時(shí)間提供；驅(qū)動(dòng)各個(gè)光源的輸出從經(jīng)由數(shù)個(gè)時(shí)鐘信號(hào)周期被傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的觸發(fā)器開(kāi)始。

還應(yīng)當(dāng)注意，該移位寄存器的觸發(fā)器填充有基于時(shí)鐘信號(hào)的如下數(shù)據(jù)信號(hào)：數(shù)據(jù)信號(hào)包括值“0”和“1”的流，其順序地傳輸?shù)揭莆患拇嫫鳎旱谝粫r(shí)鐘信號(hào)允許數(shù)據(jù)信號(hào)的第一值輸入移位寄存器的第一觸發(fā)器。對(duì)于第二時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)的第一值從移位寄存器的第一觸發(fā)器傳輸?shù)降诙|發(fā)器，數(shù)據(jù)信號(hào)的第二值儲(chǔ)存在第一觸發(fā)器中。因此，值“0”或“1”的流隨后通過(guò)移位寄存器的至少兩個(gè)觸發(fā)器被傳輸，其中每個(gè)時(shí)鐘周期(例如時(shí)鐘信號(hào)的上升沿)會(huì)觸發(fā)移位操作。

因此，該方法允許堆疊矩陣裝置包括用于單獨(dú)訪問(wèn)矩陣的像素的(移位)-寄存器功能，每個(gè)像素包括光源。此移位寄存器允許在基于時(shí)鐘信號(hào)尋址像素時(shí)的串行-并行轉(zhuǎn)換。

在一個(gè)實(shí)施方案中，觸發(fā)器是D觸發(fā)器，寄存器是另外的D觸發(fā)器，其中更新信號(hào)被傳輸?shù)搅硗獾腄觸發(fā)器的時(shí)鐘終端。

在一個(gè)實(shí)施方案中，矩陣包含至少兩行和至少兩列。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移位寄存器的一個(gè)單元與矩陣的每個(gè)光源相關(guān)聯(lián)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移位寄存器的各單元是半導(dǎo)體器件的一部分，在半導(dǎo)體器件的頂部上布置有包含數(shù)個(gè)光源的矩陣結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件包括用于矩陣結(jié)構(gòu)的每個(gè)光源的驅(qū)動(dòng)器。

在一個(gè)實(shí)施方案中，用于矩陣結(jié)構(gòu)的每個(gè)光源的驅(qū)動(dòng)器包括提供有至少一個(gè)參考電流的電流鏡。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在半導(dǎo)體器件的共用區(qū)域處生成至少一個(gè)參考電流，并將其提供給用于矩陣結(jié)構(gòu)的光源的所有的驅(qū)動(dòng)器。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移位寄存器的單元和與矩陣的單個(gè)光源相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器被布置在具有大小相當(dāng)于矩陣的單個(gè)光源的表面區(qū)域的大小的表面區(qū)域上。

因此，處于適當(dāng)位置的用于各個(gè)光源的驅(qū)動(dòng)器和移位寄存器的單元可以被布置在位于光源下方的半導(dǎo)體器件上，但并不要求比半導(dǎo)體器件上與該光源的表面區(qū)域相對(duì)應(yīng)的表面區(qū)域更大。這允許提供安裝在半導(dǎo)體器件頂部上的光源的矩陣(例如LED矩陣)以及將該矩陣結(jié)構(gòu)的光源連接到其各自的單元。

因而本文所提出的方案允許有效節(jié)省面積來(lái)實(shí)現(xiàn)操作矩陣結(jié)構(gòu)的單個(gè)光源所需的半導(dǎo)體器件上的部件。

驅(qū)動(dòng)器可以包括用于驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的光源的電流源和/或電流鏡。

移位寄存器的單元可以是本文所述的像素尋址塊的一部分。

在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件包括用于矩陣結(jié)構(gòu)的光源的共同電路。

在一個(gè)實(shí)施方案中，共同電路被布置在鄰近移位寄存器的區(qū)域。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體光源，特別是至少一個(gè)LED。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該裝置是集成電路，特別是實(shí)現(xiàn)為單個(gè) 芯片。

提供了包括本文所述的裝置的系統(tǒng)，其中這種裝置是半導(dǎo)體器件，其包括：

-在第一區(qū)域上的像素單元電路，在第一區(qū)域的頂部上連接有包括光源矩陣的矩陣結(jié)構(gòu)；和

-在第二區(qū)域的共同電路，第二區(qū)域被布置為鄰近第一區(qū)域，其中共同電路被布置用于操作和/或提供像素單元電路。

雖然已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的各種示意性示例，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)清楚的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)的各種變化和修改。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)清楚的是，執(zhí)行相同功能的其它部件可以被適當(dāng)?shù)厝〈?。?yīng)當(dāng)注意，參照特定附圖闡述的特征可以與其它附圖的特征相組合，甚至在并沒(méi)有明確提及的情況下也可以組合。此外，本發(fā)明的方法可以以使用適當(dāng)?shù)奶幚砥髦噶畹娜我獾乃熊浖?shí)現(xiàn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，或以利用硬件邏輯與軟件邏輯的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)相同結(jié)果的混合實(shí)現(xiàn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思的這些修改意圖被隨附權(quán)利要求所涵蓋。