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CN114762457B - 发光元件驱动装置 - Google Patents

发光元件驱动装置

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CN114762457B
CN114762457B CN202080083982.9A CN202080083982A CN114762457B CN 114762457 B CN114762457 B CN 114762457B CN 202080083982 A CN202080083982 A CN 202080083982A CN 114762457 B CN114762457 B CN 114762457B
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Abstract

发光元件驱动装置，包括：接收器，其接收通过通信线路发送的预定通信信号；生成器，其基于所述预定通信信号中的起始位的起始时间点来生成参考信号；以及确定器，其基于所述参考信号确定将发光元件从消光切换到点亮的定时。所述预定通信信号是这样的信号：在该信号中，具有第一逻辑电平的起始位以预定周期从发送器发送，并且在每个起始位之后的数据位连续预定次数或更多次数不具有第二逻辑电平。

Description

发光元件驱动装置
技术领域
本发明涉及发光元件驱动装置。
背景技术
传统上，已知具有多个通道的发光元件驱动装置(例如，参见专利文献1)。当单个发光元件驱动装置不能单独提供期望数量的通道时，使用多个发光元件驱动装置来构建发光系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-107259号公报
发明内容
发明要解决的问题
这里，如果逐通道地执行开/关控制或调光控制，则多个发光元件驱动装置需要同步地操作，因为否则发光系统以不同于期望的发光模式的发光模式操作。
例如，通过将公共时钟信号馈送到发光元件驱动装置，使得发光元件驱动装置基于时钟信号而操作，可以使多个发光元件驱动装置彼此同步地操作。然而，为了将公共时钟信号馈送到发光元件驱动装置，需要为每个发光元件驱动装置提供用于向其馈送时钟信号的端口，并且这导致发光元件驱动装置的尺寸和成本的增加。
鉴于上述情况，本发明旨在提供一种发光元件驱动装置，该发光元件驱动装置可以与另一发光元件驱动装置同步地操作，而不使用它们共用的时钟信号。
解决问题的手段
根据本文所公开内容的一个方面，发光元件驱动装置包括：接收器，其被配置为接收通过通信线路发送的预定通信信号；生成器，其被配置为基于所述预定通信信号中的起始位的起始时间点来生成参考信号；以及确定器，其被配置为基于所述参考信号确定将发光元件从消光切换到点亮的定时。所述预定通信信号是一种信号：在该信号中，具有第一逻辑电平的起始位以预定周期从发送器发送，并且在每个起始位之后的数据位连续预定次数或更多次数不具有第二逻辑电平(第一配置)。
在根据上述第一配置的发光元件驱动装置中，优选地，所述生成器包括：第一检测器，其被配置为检测通信线路处于所述第二逻辑电平的时段已经持续第一预定时间；以及第二检测器，其被配置为检测在所述通信线路处于所述第二逻辑电平的时段已经持续了所述第一预定时间之后所述第一逻辑电平首次出现在所述通信线路上的第一逻辑出现时间点，作为所述起始位的起始时间点(第二配置)。
在根据上述第二配置的发光元件驱动装置中，优选地，所述第二检测器被配置为，如果所述通信线路处于所述第一逻辑电平的时段在所述第一逻辑出现时间点之后不持续第二预定时间，则所述第二检测器例外地不将所述第一逻辑出现时间点检测为所述起始位的起始时间点(第三配置)。
在根据上述第三配置的发光元件驱动装置中，优选地，所述第二预定时间短于所述第一预定时间(第四配置)。
在根据上述第一配置至第四配置中的任何一种配置的发光元件驱动装置中，优选地，所述预定通信信号包括发光元件的调光信息(第五配置)。
在根据上述第一配置至第五配置中的任何一种配置的发光元件驱动装置中，优选地，所述预定通信信号是UART(通用异步收发器)通信信号(第六配置)。
根据本文所公开内容的另一方面，发光系统包括根据第一配置至第六配置中的任何一种配置的多个发光元件驱动装置，并且所述发光系统还包括通信线路、发送器和与发光元件驱动装置的数量至少一样多的发光元件(第七配置)。
根据本文所公开内容的又一方面，车辆包括根据上述第七配置的发光系统(第八配置)。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种发光元件驱动装置，该发光元件驱动装置可以与其它发光元件驱动装置同步操作，而不使用它们共用的时钟信号。
附图说明
图1是示出根据一个实施方式的发光系统的图；
图2是示出发光元件驱动装置的一个配置示例的图；
图3是示出发光元件驱动装置的操作的时序图；
图4是示出发光元件驱动装置的操作的另一时序图；
图5是示出发光元件驱动装置的操作的又一时序图；
图6是示出发光元件电路的结构示例的图；
图7是车辆的外部视图。
具体实施方式
图1是示出根据一个实施方式的发光系统的图。图1所示的发光系统1包括微型计算机2、通信总线3、发光元件驱动装置4A至4D、发光元件电路5A_1至5A_8、5B_1至5B_8、5C_1至5C_8和5D_1至5D_8，以及DC-DC转换器6A至6D。
微型计算机2经由通信总线3执行发光元件驱动装置4A至4D的各个通道的调光控制。微型计算机2能够通过指定地址来分别控制发光元件驱动装置4A至4D。例如，当使用2位地址时，微型计算机2可以单独控制最多四个发光元件驱动装置。例如，当使用3位地址时，微型计算机2可以单独控制最多八个发光元件驱动装置。
微型计算机2通过控制PWM的导通占空比(脉宽调制)来执行发光元件驱动装置4A至4D的各个通道的调光控制。在本实施方式的修改版本中，可以使用除PWM调光之外的调光控制。例如，微型计算机2可以通过控制流过发光元件驱动装置4A至4D的各个通道的DC电流的值来执行调光控制。
通信总线3是用于发送预定通信信号的通信线路。预定通信信号是这样的信号，在该信号中，具有第一逻辑电平的开始位以预定周期从用作发送器的微型计算机2发送，并且在每个开始位之后的数据位连续预定次数或更多次数不具有第二逻辑电平。例如，可以使用UART通信信号等作为预定通信信号。在UART通信信号中，第一逻辑电平是低电平，第二逻辑电平是高电平。
作为通信总线3，例如可以使用CAN(控制器局域网)总线等。
发光元件驱动装置4A具有第一通道1ch至第八通道8ch，并且根据微型计算机2的调光控制，针对每个通道驱动分别连接到1ch至8ch的发光元件电路。发光元件电路5A_k的阴极连接到发光元件驱动装置4A的第k通道kch(其中k表示大于等于1但小于等于8的自然数)。
发光元件驱动装置4B至4D具有与发光元件驱动装置4A类似的配置，除了它们被分配的地址之外。
发光元件电路5A_k至5D_k是串联连接多个LED(发光二极管)的电路。在本实施方式的修改版本中，发光元件电路5A_k至5D_k可各自包括一个LED。或者，代替任何LED，可以使用诸如有机EL(电致发光)的任何其它类型的发光元件。
DC-DC转换器6A将输入电压VIN转换为输出电压VOUT1，并将输出电压VOUT1馈送到发光元件电路5A_k的阳极。DC-DC转换器6B将输入电压VIN转换为输出电压VOUT2，并将输出电压VOUT2馈送到发光元件电路5B_k的阳极。DC-DC转换器6C将输入电压VIN转换为输出电压VOUT3，并将输出电压VOUT3馈送到发光元件电路5C_k的阳极。DC-DC转换器6D将输入电压VIN转换为输出电压VOUT4以将其馈送到发光元件电路5C_k的阳极。基本上假设输出电压VOUT1至VOUT4具有相等的电压值。然而，例如，如果构成发光元件电路5A_k的发光元件的数量不同于构成发光元件电路5B_k的发光元件的数量，则输出电压VOUT1和输出电压VOUT2可以被给予不同的电压值。在本实施方式的修改版本中，DC-DC转换器6A至6D中的至少两个可以集成在一起。
接下来，参照图2和图3，将描述发光元件驱动装置4A。图2是示出发光元件驱动装置4A的一个配置示例的图。图3是示出发光元件驱动装置4A的操作的时序图。
发光元件驱动装置4A包括端子40、接收器41、生成器42、确定器43和电流源44_1至44_8。
端子40连接到通信总线3(参见图1)。
接收器41接收通过通信总线3发送的UART通信信号(参见图1)。接收器41以非易失性方式存储发光元件驱动装置4A的地址，基于发光元件驱动装置4A的地址从UART通信信号提取与发光元件驱动装置4A有关的信息，并将提取的信息存储在确定器43中的寄存器431中。在本实施方式中，接收器41针对发光元件驱动装置4A的每个通道提取PWM调光导通占空比。
发光元件驱动装置4B中的接收器41以非易失性方式存储发光元件驱动装置4B的地址。发光元件驱动装置4C中的接收器41以非易失性方式存储发光元件驱动装置4C的地址。发光元件驱动装置4D中的接收器41以非易失性方式存储发光元件驱动装置4D的地址。
生成器42基于UART通信信号中的开始位的开始时间点生成参考信号。生成器42包括计数器421和下降沿检测器422。
当通信总线3(参见图1)处于高电平时，计数器421继续计数，并且当通信总线3(参见图1)变为低电平时，停止计数并重置计数值。
计数器421感测到通信总线3(参见图1)处于高电平的时段已经持续第一预定时间PT1。在UART通信信号中，数据位从不连续9次或更多次具有高电平；因此，第一预定时间PT1被设置为数据位连续9次具有高电平的时段，并且通过将第一预定时间PT1除以发光元件驱动装置4A的内部时钟信号的时段而得到的值被用作计数值的阈值。因此，计数器421可以感测到UART通信已经完成。
当检测到通信总线3(参见图1)处于高电平的时段已经持续第一预定时间PT1时，计数器421将馈送到下降沿检测器422的使能信号变为高电平。
下降沿检测器422仅在使能信号处于高电平的时段期间感测作为UART通信中的开始位的开始时间点的下降沿，该下降沿是通信总线3(参见图1)上出现低电平的时间点。换句话说，下降沿检测器422检测在通信总线3(参见图1)已经持续处于高电平达第一预定时间PT1的时段之后低电平首次出现在通信总线3(参见图1)上的时间点，作为在UART通信中的开始位的开始时间点。
然后，在下降沿检测器422检测到下降沿之后，计数器421立即将使能信号从高电平切换到低电平。
下降沿检测器422将参考信号SREF馈送到确定器43中的PWM信号生成器432，参考信号SREF是在UART通信中的开始位的开始时间点出现的脉冲信号。
确定器43基于参考信号SREF确定将发光元件电路5A_1至5A_8从关断切换到接通的时间点。确定器43包括寄存器431和PWM信号生成器432。
如上所述，寄存器431存储发光元件驱动装置4A的每个通道的PWM调光导通占空比。在本实施方式中，PWM调光导通占空比由设置值为0或更大但255或更小的整数(即，8位数据)表示。
PWM信号生成器432基于存储在寄存器431中的第k通道的PWM调光导通占空比和参考信号SREF来生成PWM信号SPWMk(其中k表示1以上但8以下的自然数)。PWM信号生成器432例如在时间点t1和t2之间的时段中，通过使用由UART信号S1传输的发光元件驱动装置4A的每个通道的PWM调光导通占空比来计算发光元件驱动装置4A的每个通道的点亮时间，并且将在下一个脉冲出现的时间点(t3)之后的计算结果反映在参考信号SREF中。具体地，可以在时间点t3之后经过熄灭时间(通过从UART通信的已知时段减去上述点亮时间而获得的时间长度)的时间点处发生到点亮时间的转变。上述点亮时间可以通过将UART通信的时段乘以上述设定值，然后将结果除以255来计算。
电流源44_k连接到发光元件电路5A_k的阴极(参见图1)，并且通过PWM信号SPWMk进行PWM驱动(其中k表示1以上但8以下的自然数)。当PWM信号SPWMk处于高电平时，电流源44_k导通并驱动发光元件电路5A_k。相反，当PWM信号SPWMk处于低电平时，电流源44_k截止并且不驱动发光元件电路5A_k。
由于发光元件驱动装置4A如上所述地操作并且发光元件驱动装置4B至4D也以与发光元件驱动装置4A类似的方式操作，所以所有发光元件驱动装置4A至4D与参考信号SREF同步地操作。因此，在不使用发光元件驱动装置4A至4D共用的时钟信号的情况下，可以将图1所示的发光系统1的发光图案调整为期望的发光图案(微型计算机2指示发光元件驱动装置4A至4D使用的发光图案)。
即使当PWM调光导通占空比在通道之间相等时，也不必同步从消光切换到点亮的定时。例如，如图4所示，从消光切换到发光的定时可以偏移预定偏移时间Δ。虽然在图3和图4中，各通道之间的PWM调光导通占空比是相等的，但不用说，各通道之间的PWM调光导通占空比可能是不同的。另外，在每个通道中，可以针对每个PWM时段改变PWM调光导通占空比。
虽然以上描述涉及通信总线3的电压电平中没有异常的情况(参见图1)，但是可能存在由于微型计算机2中的故障、噪声的影响等而在通信总线3的电压电平中出现异常的情况(参见图1)。
例如，如果在UART信号S1的通信结束之后经过第一预定时间PT1之前出现通信总线3(参见图1)变为低电平的时段L1，则生成器42不会错误地将时段L1的起始时间点识别为UART信号中的起始位的起始时间点(参见图5)。
然而，如果在UART信号S1的通信结束之后经过第一预定时间PT1之后出现通信总线3(参见图1)变为低电平的时段L1，则生成器42错误地将时段L1的起始时间点识别为UART信号中的起始位的起始时间点。
为了防止这种错误识别，当通信总线3(参见图1)处于低电平的时段在通信总线3(参见图1)上出现低电平的时间点之后不持续第二预定时间时，作为例外，下降沿检测器422不将通信总线3(参见图1)上出现低电平的时间点检测为UART通信中的起始位的起始时间点。例如，可以在下降沿检测器422中提供能够消除仅持续第二预定时间或更短时间的低电平信号的滤波器电路。
第二预定时间被设置为短于上述第一预定时间PT1。更具体地，第二预定时间被设置为短于与UART通信中的起始位相对应的通信总线3(参见图1)的低电平时段。否则，不能正确地检测UART通信中的起始位的起始时间点。
虽然对发光元件电路5A_1至5A_8、5B_1至5B_8、5C_1至5C_8和5D_1至5D_8的布置没有特别限制，但是将它们布置在例如如图6所示的矩阵中允许图1所示的发光系统1显示动画的8x 4点画面。
虽然对图1所示的发光系统的使用没有特别限制，但是其可以应用于例如图7所示的车辆X10。车辆X10包括显示部X11至X13。显示部X11设置在车辆X10的左后端，显示部X12设置在车辆X10的掀背门X14的下部，显示部X13设置在车辆X10的右后端。例如，通过使用发光元件电路5A_1至5A_8作为显示部X11，使用发光元件电路5B_1至5B_8和发光元件电路5C_1至5C_8作为显示部X12，并且使用发光元件电路5D_1至5D_8作为显示部X13，即使显示部X11和X12被掀背门X14物理地分开并且显示部X12和X13被掀背门X14物理地分开，也可以利用显示部X11至X13进行整体显示。
本发明可以以除上述实施方式之外的任何方式实施，并在本发明意义范围内进行任何修改。这里公开的实施方式应当被认为在每一个方面是说明性的而不是限制性的，并且本发明的技术范围不是由上面给出的实施例的描述限定的，而是由所附权利要求书的范围限定的，并且应当被理解为包括在等同于权利要求书的意义和范围内的任何修改。
符号的说明
1 发光系统
2 微型计算机
3 通信总线
4A至4D 发光元件驱动装置
5A_1至5A_8 发光元件电路
5B_1至5B_8 发光元件电路
5C_1至5C_8 发光元件电路
5D_1至5D_8 发光元件电路
6A至6D DC-DC转换器
40 端子
41 接收器
42 生成器
421 计数器
422 下降沿检测器
X10 车辆
X11至X13 显示部
X14 掀背门

Claims (6)

1.一种发光元件驱动装置，该发光元件驱动装置包括：
接收器，其被配置为接收通过通信线路发送的预定通信信号；
生成器，其被配置为基于所述预定通信信号中的起始位的起始时间点来生成参考信号；以及
确定器，其被配置为基于所述参考信号确定将发光元件从消光切换到点亮的定时，
其中，
所述预定通信信号是一种信号：在该信号中，具有第一逻辑电平的起始位以预定周期从发送器发送，并且在每个起始位之后的数据位连续预定次数或更多次数不具有第二逻辑电平，
其中，
所述生成器包括：
第一检测器，其被配置为：检测通信线路处于所述第二逻辑电平的时段已经持续第一预定时间；以及
第二检测器，其被配置为：在所述通信线路处于所述第二逻辑电平的时段已经持续了所述第一预定时间之后，检测所述第一逻辑电平首次出现在所述通信线路上的第一逻辑出现时间点，作为所述起始位的起始时间点，并且
其中，
所述第二检测器被配置为：如果所述通信线路处于所述第一逻辑电平的时段在所述第一逻辑出现时间点之后不持续第二预定时间，则所述第二检测器例外地不将所述第一逻辑出现时间点检测作为所述起始位的起始时间点。
2.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，
其中，
所述第二预定时间短于所述第一预定时间。
3.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，
其中，
所述预定通信信号包括用于所述发光元件的调光信息。
4.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，
其中，
所述预定通信信号是通用异步收发器通信信号。
5.一种发光系统，该发光系统包括多个根据权利要求1至4中任一项所述的发光元件驱动装置，所述发光系统还包括：
通信线路；
发送器；以及
与所述发光元件驱动装置的数量至少一样多的发光元件。
6.一种车辆，该车辆包括根据权利要求5所述的发光系统。
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