用于点亮电子设备中的光源的方法和装置的制作方法

专利名称：用于点亮电子设备中的光源的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于启动诸如发光二极管的光源的方法和装 置，并且更具体地，涉及用于通过错开多个脉宽调制信号来启动用于 点亮显示屏或信号器(annunciator)的光源的方法和装置。
背景技术：
包括移动电话、个人数字助理和便携式计算机的许多电子设备都 包括有向用户展现信息的显示屏。许多这样的显示屏包括照明装置， 使得可以在黑暗环境中轻松査看显示屏。例如像液晶显示屏的一些显 示屏，则不管环境如何都需要使用照明装置用于其操作。透射型液晶 显示屏包括可变半透明象素化(pixilated)显示屏和从显示屏后面投射 光的背光，例如荧光灯、发光二极管或其它类似器件。通过选择哪些 象素透光哪些不透光，在显示屏上产生图像。
在许多设备中，可使用多光源作为背光。尽管一些液晶显示屏电 视可能使用单个灯泡，但是更小的便携式设备经常使用多个发光二极 管来点亮其显示屏。点亮显示屏的一种现有技术的方法是当该显示屏 工作时打开所有的光源，只要显示屏上的信息有效就允许光源保持接 通。例如，当有人打开翻盖式电话时，光源可以全部点亮并保持接通 直到合上该电话。
这种现有技术方案带有的问题是由于光源消耗电能的事实导致 的。当设备是例如像移动电话的电池供电设备时，被光源消耗掉的能 量就无法用于使电话通话了。结果就是在电池再充电之间更短的运行 时间。解决这种运行时间减少问题的一种现有技术方案是当显示屏工作 时脉冲地接通和关闭光源。由于人眼对快速闪过图像的积累，设备可 以快速脉冲地使光源接通再关闭，接通再关闭，如此等等，而不是打 开所有光源并使其保持接通。最终结果是显示屏在人眼看起来被点亮 了，但是比持续点亮的显示屏消耗了更少的电能。
这种现有技术方案带有的问题是快速地打开和关断多个光源导致 从电源中引出大的电流脉冲。在电源具有固有内部阻抗的情况下，如 可再充电电池的情况下，大的瞬时电流可导致电源输出电压下降。因 此，通过同时启动多个光源，供电电压会骤降(dip)或变得不稳定。 在骤降变得明显情况下，会危及该设备中的其它操作。例如，供电电 压的骤降可导致光源自身的不希望的闪烁。另外，可导致音频蜂鸣、
数码相机噪声(digital camera noise)、通信问题和其它问题。
因此，存在对用于点亮便携式电子设备中的显示屏和其它设备的 改进的方法和装置的需求。


图1示出根据本发明的电子设备。
图2示出根据本发明的照明控制器和关联电路。
图3、 4、 5示出根据本发明的时序图，其中照明控制信号的有效 部分少于控制信号的有效部分。
图6、 7、 8示出根据本发明的时序图，其中照明控制信号的有效 部分和控制信号的有效部分基本相同。
图9示出根据本发明和现有技术的示例性电流波形。
图IO示出根据本发明的用于点亮光源的方法。
图11示出根据本发明的可视信号器。
技术人员将理解，图中的元件是为了简单和清楚示出的，并不必 按比例绘制。例如，可相对于其它元件夸大图中某些元件的尺寸以帮助改善对本发明的实施例的理解。
具体实施例方式
在详细描述根据本发明的实施例之前，应当注意到这些实施例主 要涉及与用于点亮电子设备中的显示屏和信号器的方法和装置有关的 方法步骤和装置部件的组合。因此，这些装置部件和方法步骤在附图 中恰当的地方已经用常规标记表示出，仅示出了与理解本发明的实施 例有关的特定细节，以免因对于受益于在此描述的本领域技术人员来 说将显而易见的细节而使本公开内容费解。
应当理解，在此描述的本发明的实施例可由一个或多个常规处理 器和唯一存储的程序指令组成，其中该程序指令控制一个或多个处理
器，以结合某些非处理器电路执行如在此所述的点亮多个光源的某些、 大部分或者全部功能。该非处理器电路可包括但不限于无线电接收器、 无线电发射器、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。 如此，这些功能还可解释为根据本发明的执行点亮光源的方法的步骤。 作为选择，能够由未存储有程序指令的状态机，或者在一个或多个特
定用途集成电路(ASIC)中实现某些或全部功能，其中每种功能或者
特定功能的一些组合被实现为自定义逻辑。此外，期望当由在此公开 的概念和原理的引导时，虽然存在可能由例如可用时间、当前技术和 经济考虑所导致的重大影响和许多设计选择，但普通技术人员仍将能
够容易地用最少的实验生成这种软件指令和程序及ic。
现在将详细描述本发明的实施例。参考附图，全部图中相同的附
图标记指示相同的部分。如在此的描述和整个权利要求中所用的，除
非上下文另外明确指示，以下术语明确采用与此关联的含义"一" 和"该"的含义包括复数，"中"的含义包括"中"和"上"。在本 文中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可单独用来将一个 实体或行为与另一个实体或行为区分开来，而不需要或暗示在这种实 体或行为之间的任何实际的这种关系或次序。括号内的参考标号表示图中的部分并不是在当前讨论的图中。例如，在讨论图2时对元件A (110)的引用表示该元件A出现在图2以外的图中。
在本发明的一个实施例中，用于点亮光源的方法和装置包括将多 个脉宽调制信号的启动时间错开，使得各个信号的启动时间都不同。 这种错开减少了在任一时刻从电源引出的瞬间电流，由此减少了电源 输出电压的变化。尽管由该电流源引出的平均电流可仍然相同，但是 当与现有技术方案比较时，在任一时刻所引出的峰值电流减少了。
由本发明提供的更一致的电流消耗特别适于电池供电设备。在此 描述的方法和装置对于减少电池上的瞬时电流负担有效(通过消除电 池对提供大峰值电流的需要)。另外，可以减小包括电容器和电感器 等的与硬件电源管理电路关联的元件的尺寸，由此减少该设备的总体 成本。随着根据本发明的元件和设备在较低电流水平上表现出的增加 的故障间平均时间，也造成了可靠性的提高。
本发明的方法和装置适于各种类型的光源。例如， 一些设备可以 将本发明用于与便携式电子设备中的发光二极管一起使用，同时其它 设备也可以将本发明用于具有白炽灯或电致发光板的较大设备。当然， 在保持在本发明精神和范围内的情况下，还可以将这些以及其它的照 明技术的组合混用。
现在转到图1，在此示出的是根据本发明的便携式电子设备100 的一个实施例。尽管为了示例性目的示出为无线通信设备100，但是对 于受益于本公开内容的本领域普通技术人员将显而易见的是，本发明 并不限于此。包括便携式计算机、个人数字助理、寻呼机、双向无线 电设备、电视、MP3播放机、DVD播放机等的其它设备也能够使用本 发明。在一个特别适于本发明的实施例中，无线通信设备100为移动 电话。该无线通信设备100包括用于向用户展现信息的点亮的显示屏101。 该点亮的显示屏101由多个光源102、 103、 104、 105点亮，该 显示屏可以是背光式用户可读显示屏。在一个实施例中，该多个光源102、 103、 104、 105包括多个发光二极管，尽管也可以用包括电致发 光板和其它等效物的其他光源代替。当启动多个光源102、 103、 104、 105时，它们发出光越过或穿过该点亮的显示屏101，以便获得可被用 户察觉的平均照度109。
点亮的显示屏101包括用于接收来自用户的输入的用户接口 108。 如图1所示，该用户接口 108可以是键盘。作为选择，用户接口 108 可以是触摸显示屏或语音触发模块。正如在下面的讨论中将看到的， 用户可经由用户接口 108向该设备提供照明信息，用于改变多个光源 102、 103、 104、 105的启动时间或持续时间。
无线通信设备IOO包括负责该设备100的操作的内部电路。该内 部电路可以包括用于执行基本功能的微处理器106和关联存储器。放 置在该存储器中的固件代码可包括用于操作程序、应用和操作系统的 指令。照明控制器107联结到微处理器106。该照明控制器107与微处 理器106协同工作以准确控制光源102、 103、 104、 105。
现在转到图2，在此示出的是点亮的显示屏(101)的内部电路子 集的框图。这里，可以看到微处理器106、照明控制器107和多个光源 102、 103、 104、 105。图2的电路可以用混装(drop-in)模块200适于在各种电子设备中使用的形式设置。例如照明控制器107、微处理器 106或两者都可以放置在特殊用途集成电路内，和其它应用中的其它电 子元件一起使用。
在一个实施例中，微控制器106包括至少能够生成控制信号202 的控制信号发生器201。该控制器信号发生器201可以是独立IC或与 嵌入其它元件中，照明控制器107根据在控制信号202中出现的光源启动信息使用这种脉宽调制信号202来启动多个光源102、 103、 104、 105。
控制信号202包括存储在其中的光源启动信息。在一个实施例中， 该光源启动信息包含在脉宽调制波形自身中。脉宽调制控制信号只是 在此描述的一个示例性实施例，也可以使用其它形式的控制信号。例 如，控制信号202可包括数字信号，即数字位、字节或字的串行或并 行通信，指导该照明控制器。作为选择，控制信号202可以是简单的 模拟信号，其中该模拟信号的水平可以指示照明信息。光学信号、RF 信号和其它通信机制可以用来从控制信号发生器201向照明控制器107 传送控制信号202。
当把脉宽调制信号用作控制信号202时，该控制信号202的周期 和预定占空比可以指示多个光源102、 103、 104、 105中的每一个应当 被启动的时间量。例如，由控制信号202有效的时间量除以控制信号 202无效的时间量来定义在图2中表示为部分203的占空比。如此，可 以用由有效信号时间的比例定义的预定占空比来指示光源的启动信 息。在这种实施例中，当预定占空比203有效时，多个光源102、 103、 104、 105中的每一个可以在相同的时间量、 一定比例的时间量、较长 的时间量或较少的时间量中是有效的。
联结在控制信号发生器201和多个光源102、 103、 104、 105之间 的照明控制器107，经由输入218接收具有存储在其中的照明信息的控 制信号202。 一旦接收到控制信号202，照明控制器107就生成可用来 启动多个光源102、 103、 104、 105的照明控制信号204、 205、 206、 207。正如将要在图3 — 8的讨论中更详细描述的，每个照明控制信号 204、 205、 206、 207都具有与其关联的照明控制占空比。
该照明控制占空比包括有效部分、无效部分和启动时间。该启动 时间是在无效部分和下一个有效部分之间的切换时间。在一个实施例中，照明控制器107生成多个照明控制信号204、 205、 206、 207，使 得启动时间的每一个都是唯一的，使得多个光源102、 103、 104、 105
中的每一个在唯一不同的时间上变得可操作。
经由利用分配器217可获得该唯一的启动时间。在一个实施例中， 包括有该分配器217以错开从照明控制信号的无效部分到照明控制信 号的有效部分的每个启动转换。启动时间的错开导致每个启动转换发 生在不同的时间，由此减少从电源219中引出的瞬时电流。在一个实 施例中，分配器217在控制信号202的周期上均匀地分配启动转换。
在一个实施例中，照明控制器107包括联结到多个光源102、 103、 104、 105的多个电流源208、 209、 210、 211。多个电流源208、 209、 210、 211中的每一个假设经由多个输出213、 214、 215、 216串联在多 个光源102、 103、 104、 105之间。请注意，尽管在图2的示例性实施 例中，多个电流源208、 209、 210、 211联结到多个光源102、 103、 104、 105的阴极，由于它们是串联元件它们同样可以联结到阳极。通过多个 电流源208、 209、 210、 211的启动，可打开和关断多个光源102、 103、 104、 105。请注意，在照明控制器107配置为独立模块的情况下，多 个电流源208、 209、 210、 211可以配置为晶体管的组合，多个输出213、 214、 215、 216能够生成多个照明控制信号204、 205、 206、 207。这 样，模块的每个输出213、 214、 215、 216将能够启动多个光源102、 103、 104、 105。
如图2所示，当特定电流源有效时，通过相应光源引出电流，由 此使光源点亮。这样，通过控制多个电流源208、 209、 210、 211，照 明控制器107能够控制相应的多个光源102、 103、 104、 105。通过用 多个照明控制信号204、 205、 206、 207驱动多个电流源208、 209、 210、 211，当相应的照明占空比有效时，每个电流源208、 209、 210、 211 都可有效。电源219联结到多个光源102、 103、 104、 105。在一些实施例中， 可以在电源219和多个光源102、 103、 104、 105之间串联调节器212。 例如，为了潜在地增加多个光源102、 103、 104、 105的亮度，可以使 用升压调节器并可联结在电源219和多个光源102、 103、 104、 105之 间。其它应用可以指定使用其它电源调节系统，包括降压调节器、线 性调节器等。在使用调节器212的情况下，当电流源208、 209、 210、 211被启动时，多个光源102、 103、 104、 105的每一个从调节器212 引导电流。在不使用调节器212的情况下，电流源208、 209、 210、 211 的启动导致直接从电源219引出电流。通过错开启动时间，照明控制 器107能够减少从电源219、调节器212或两者中引出的瞬时电流，并 因此减少其输出电压波动。
在一个实施例中，希望在同一时间只打开一个光源，由此使由多 个光源102、 103、 104、 105引出的瞬时电流值最小化。如此，照明控 制器107可以分配启动时间，使得当一个光源关断时立即打开另一个 光源。这样做，同一时间只有一个光源有效，由此有助于使从电源219 中引出的电流最小化。
现在转到图3至图8，在此示出的是用于图2中的控制信号(202) 和照明控制信号(204、 205、 206、 207)的示例性波形。图3至图8 中的波形意在作为可以从照明控制器(107)生成的各种照明控制信号 (204、 205、 206、 207)中收集的一些波形和启动时间的示例性综览。 这些示例性的例子并非意在全面。受益于本公开内容的本领域普通技 术人员将清楚，保持在本发明的范围内还可以获得其它的波形组合。 出于讨论的目的，控制信号被表示为部分202和一个辨别符号(letter)， 而照明控制信号将被表示为部分204、 205、 206、 207和一个辨别符号。
首先转到图3，在此示出的是示例性的控制信号202A和根据本发 明一旦接收到控制信号202A就可以由照明控制器(107)生成的照明 控制信号204A、 205A、 206A、 207A。如上所述，控制信号202A包括光源启动信息，该信息可采取控制信号202A的有效部分的形式。如图 3至图5中的情况，光源启动信息可以表示多个光源(102、 103、 104、 105)要被点亮的周期的时间量。作为选择，如图6至图8中的情况， 光源启动信息可以只指示多个光源(102、 103、 104、 105)要被点亮 的周期的时间量。
在图3中，有效信号时间的比例表示为"301/302"，因为该比例 是时间301 "除以"时间302，对应于多个光源(102、 103、 104、 105) 要被点亮的周期的时间量以获得预定的平均照度。在图3的示例性实 施例中，例如信号204A的照明控制占空比307/308，基本上等于控制 信号202A的预定占空比301/302。
其它照明控制信号的占空比，即照明控制信号205A的占空比 309/310、照明控制信号206A的占空比311/312以及照明控制信号206A 的占空比313/314都基本上和控制信号202A的占空比相同。然而，请 注意，将启动时间303、 304、 305、 306分配在控制信号202A的周期 315上，使得每个照明控制信号204A、 205A、 206A、 207A的每个启 动时间303、 304、 305、 306都不同。启动时间的这种错开减少了从电 源(219)引出的瞬时电流。
在图3的示例性例子中，启动时间303、 304、 305、 306已经均匀 分配在控制信号202A的周期315上。在这种示例性实施例中，在控制 信号202A是具有预定周期319的脉宽调制信号的情况下，信号202A 的有效部分301可以表示每个独立光源(102、 103、 104、 105)为有 效的时间段。如此，照明控制信号204A、 205A、 206A、 207A已经成 比例分配在控制信号202A的预定周期315上，以便使每个光源的接通 时间最大化。
同时，已经分配了启动时间303、 304、 305、 306，使得每次只有 一个光源(102、 103、 104、 105)有效。这是通过让每个启动时间发生在前一个光源关断时来实现的。换句话说，在照明控制信号204A从 其有效状态307转换为其无效状态308时启动时间304出现，依此类 推。这种"每次一灯"的情景有助于使通过多个光源(102、 103、 104、 105)引出的瞬时电流减少并最小化。
现在转到图4，在此示出的是备选的控制信号202B和根据本发明 一旦接收到控制信号202B就可以由照明控制器(107)生成的照明控 制信号204B、205B、206B、207B。当分配了图3的照明控制信号(204B、 205B、 206B、 207B)，使得每次只有一个光源有效时，图4的照明控 制信号204B、 205B、 206B、 207B被错开，使得每一个照明控制信号 与另一个交迭。这可以是需要交迭照明以获得必要的照度的情况。尽 管从电源(219)引出的瞬时电流比与图3的波形相关联的电流高，但 是它仍然比每个光源同时接通的现有技术方案要低。
控制信号202B包括有效部分401和无效部分402。在图4的示例 性实施例中，第一照明控制信号204B的有效部分407和无效部分408 都和控制信号202B的一样。照明控制信号204B、 205B、 206B、 207B 的启动时间403、 404、 405、 406被成比例分配在控制信号202B的有 效时间401上。然而，这样做时，照明控制信号204B、 205B、 206B、 207B的一部分是交迭的。例如，在一点上，在光源被控制信号205B 和206B驱动的同一时间，被控制信号204B驱动的光源接通。请注意， 当控制信号202B的占空比401/402指示光源启动信息时，照明控制信 号204B、 205B、 206B、 207B的占空比407/408、 409/410、 411/412、 413/414基本上与控制信号202B的相同。实际上，在电流消耗的最小 化很重要的情况下，交迭量被保持为最小。
现在转到图5，在此示出的是备选的控制信号202C和根据本发明 一旦接收到控制信号202C就可以由照明控制器(107)生成的照明控 制信号204C、205C、206C、207C。当分配了图3的照明控制信号(204A、 205A、 206A、 207A)，使得每次只有一个光源有效，并且图4的照明控制信号204B、 205B、 206B、 207B被错开，使得每一个照明控制信 号交迭时，图5的控制信号在控制信号202C的周期515上无交迭地均 匀展开。当控制信号202C的占空比501/502指示每个光源有效的时间 量时，照明控制信号204C、 205C、 206C、 207C的占空比507/508、 509/510、 511/512、 513/514基本上和控制信号202C的相同。启动时间 503、 504、 505、 506被错开，使得每个照明控制信号204C、 205C、 206C、 207C不交迭。
现在转到图6至图8，在此示出的是在照明控制信号占空比的特 征在于与平均光源照度关联的有效照明控制信号时间的情况下的控制 信号。尽管在图3至图5中照明控制占空比基本上与控制信号的相同， 但在图6至图8中该照明控制占空比小于控制信号的预定占空比。
可以用各种方法制作根据本发明的电子设备。在一个实施例中， 照明控制器(107)接收具有准确指示每个光源应当有效的时间量的占 空比的控制信号(202)。在这种实施例中，可将智慧投入到如何让元 件生成控制控制信号(202)。例如，执行存储在存储器中的固件命令 的微处理器(106)可以知道是哪种类型的光源被放置在设备中，以及 应当激活每个光源多长时间以从多个光源(102、 103、 104、 105)获 得预定照度。如此，控制信号发生器(201)可以生成具有如图3至图 5所示的占空比的控制信号。
在另一实施例中，可将智慧投入到照明控制器(107)。在这种情 况下，控制信号发生器(201)可以生成脉宽调制信号，其中有效部分 例如表示光源应当接通的总时间量。在这种实施例中，照明控制器
(107)可以再细分或另外生成照明控制信号(204、 205、 206、 207) 以便获得期望的平均照度。通过例子，照明控制器(107)可以将有效 信号时间的差除以要生成的照明控制信号(204、 205、 206、 207)的 数量，以便在控制信号(202)的有效部分上均匀地分配照明控制信号
(204、 205、 206、 207)。照明控制信号(204、 205、 206、 207)的有效部分可以是这样的，即它的占空比可至少有效一预定的有效周期，
其中该有效周期足以从多个光源(102、 103、 104、 105)中建立至少 预定的最小照度。在图6至图8中示出了与该后一个实施例相关联的 波形。
现在转到图6，在此示出的是控制信号202D和相应的照明控制信 号204D、 205D、 206D、 207D，其中照明控制信号204D、 205D、 206D、 207D的有效部分607、 609、 611、 613小于该控制信号202D的有效部 分601。因此在图6中，占空比607/608、 609/610、 611/612、 613/614 小于控制信号202D的占空比601/602。
一旦接收到控制信号202D，照明控制器(107)就在控制信号202D 的有效部分上均匀且成比例地分配照明控制信号204D、 205D、 206D、 207D。通过例子，当存在四个照明控制信号204D、 205D、 206D、 207D 时，照明控制器(107)可以将控制信号202D的有效部分601除以照 明控制信号204D、 205D、 206D、 207D的数量以获得例如607的照明 控制信号有效时间。为了使电源(219)波动最小化，照明控制器(107) 可以错开或者分配启动时间603、 604、 605、 606，使得每次只有一个 光源有效。
现在转到图7，在此示出的是备选的控制信号202E和一旦接收到 控制信号202E可以根据本发明由照明控制器(107)生成的照明控制 信号204E、 205E、 206E、 207E。当分配图6的照明控制信号(204D、 205D、 206D、 207D)使得每次只有一个光源有效时，图7的照明控制 信号204E、 205E、 206E、 207E被错开使得照明控制信号204E、 205E、 206E、 207E中的每一个与另一个交迭。如上所述，这可以是在需要交 迭照明以获得所期望的照度的情况下。尽管从电源(219)引出的瞬时 电流比与图6的波形关联的电流要高，但是仍比每个光源同时接通的 现有技术方案要低。控制信号202E包括有效部分701和无效部分702。在图7的示例 性实施例中，第一照明控制信号204E的有效部分707和无效部分708 都比控制信号202E的小。照明控制信号204E、 205E、 206E、 207E的 启动时间703、 704、 705、 706被成比例分配在控制信号202E的有效 时间701上。然而，这样做时，照明控制信号204E、 205E、 206E、 207E 的一部分交迭。例如，在一点上，在控制信号205E和206E驱动光源 的同时，被控制信号204E驱动的光源也接通。请注意，控制信号202E 的占空比701/702只是典型的光源启动信息，照明控制信号204E、205E、 206E、 207E的占空比707/708、 709/710、 711/712、 713/714比控制信 号202E的要小。
现在转到图8，在此示出的是备选的控制信号202F和一旦接收到 控制信号202F可以根据本发明由照明控制器(107)生成的照明控制 信号204F、 205F、 206F、 207F。当分配图6的照明控制信号(204D、 205D、 206D、 207D)使得每次只有一个光源有效，图7的照明控制信 号(204E、 205E、 206E、 207E)被错开使得照明控制信号中的每一个 相交迭时，图8的控制信号在控制信号202F的周期815上被无交迭地 均匀展开。当控制信号202F的占空比801/802指示每个光源要有效的 时间量时，照明控制信号204F、 205F、 206F、 207F的占空比807/808、 809/810、 811/812、 813/814基本上与控制信号202F的相同。启动时间 803、 804、 805、 806被错开，使得每个照明控制信号204F、 205F、 206F、 207F不交迭。
现在转到图9，在此示出的是各种电流曲线901、 902、 903、 904 和用于具有内部阻抗的电源的相应电压曲线905、 906、 907、 908。从 电流曲线902开始，该电流曲线表示可以由现有技术设备获得的电流 曲线，在现有技术设备中同时接通多个光源(由照明控制信号921、922、 923、 924示出)。为了讨论的目的使用了四个光源，当该四个光源启 动时从电源中引出大的瞬时电流909。该大电流909导致电源的输出电 压906骤降到点910。当电源中的电源调节电路赶上电流要求时，电压中发生尖峰911。这种由大的瞬时电流消耗909导致的电压激变能够引 起电子设备的不稳定和不可靠。
现在转到电流波形903，该电流波形类似于可以由如图4所示的 启动时间分配所展示的波形。由于光源在不同时间切换接通(由照明 控制信号925、 926、 927、 928示出)，所以不会出现突然的涌入峰值 电流909。第一光源接通925，导致峰值912。第二光源然后接通926， 导致峰值913。当第三光源接通927时，引起峰值914。如时序图所示， 在一点上，四个灯都交迭接通(925、 926、 927、 928)，由此导致峰 值915。当光源然后关断时，电流回落到零。通过分配启动时间，即使 在峰值915处绝对电流大致与电流波形902期间的相同，由于事实上 每次是一个灯而不是全部四个灯接通，因此输出电压波动916较小。 这种步进电流，结合电源的固有阻抗，产生比现有技术更小的电源电 压波动。
转到电流波形901，该波形表示与图3关联的时序图。当分配启 动时间(由照明控制信号929、 930、 931、 932示出)使得每次只有一 个光源接通时，在最初的电流峰值917之后，电流波形901除了较小 的切换噪声以外基本上保持恒定。实际结果是较小的波动918，并因此 增强了电压输出905的可靠性。
转到电流波形904，该波形指示图5的时序图，在此用照明控制 信号933和934描述。与波形901—样，每次只有一个光源接通，并 且因此最大电流峰值是峰值919。由于早于下一个启动时间的完全斜坡 下降，因此电流波形904与电流波形901的相比可具有与之关联的更 大波动920。然而，该总体波动920仍然比现有技术中的(910、 911) 小很多。
现在转到图10，在此示出的是根据本发明的用于启动多个光源 (102、 103、 104、 105)的方法。在步骤1001接收控制信号(202)。该控制信号(202)包括存储其中的光源启动信息。该光源启动信息至
少指示由有效信号时间的比例定义的预定占空比(203)。
在步骤1002中，确定了有效照明时间。这可以通过对控制信号
(202) 自身的检查来确定。例如，该控制信号(202)可以包括指示 光源要点亮的时间量的占空比。作为选择，用户或系统(例如当在该 设备中置入曝光表时)可以覆写包含在控制信号(202)中的信息。例 如，用户可以经由用户接口 (108)或键盘输入照明信息。控制信号发 生器(201)可以对该用户接口作出响应。在步骤1002中将读取并存 储这种信息。该用户输入可用来修改与控制信号(202)关联的预定占 空比(203)。
在步骤1003，生成多个照明控制信号(204、 205、 206、 207)。 每个照明控制信号(204、 205、 206、 207)具有与之关联的照明控制 占空比和启动时间。该照明控制占空比与预定占空比(203)成比例。 在一个实施例中，照明控制占空比基本上与预定占空比(203)相同。 在另一个实施例中，照明控制占空比小于预定占空比(203)。在一些 应用中，照明控制占空比在持续时间上甚至可以长于预定占空比
(203) 。在上述任一情况下，与每个照明控制占空比关联的启动时间 将是唯一的。
在一个实施例中，照明控制信号(204、 205、 206、 207)包括脉 宽调制信号。这些脉宽调制信号可以用来控制多个光源(102、 103、 104、 105)中的至少一个。当照明控制信号和相应的占空比有效时， 该多个光源(102、 103、 104、 105)中的一个将被点亮。
在步骤1004，为照明控制信号的每一个分配了启动时间。该启动 时间可以在控制信号周期上或其有效部分上均匀地分配。作为选择， 如果系统或用户覆写该信息，可以根据反馈回路分配启动时间以获得 期望的照度。在前述说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领 域普通技术人员明白，在不偏离如在下面权利要求书中所述的本发明 范围的情况下，可以进行各种修改和变化。因此，尽管已经示出和描 述了本发明的优选实施例，但是很清楚本发明并不受此限制。在不偏 离如由下面权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域 技术人员将想到大量的修改、变化、改变、替换和等效物。例如，尽
管前面已经将光源(102、 103、 104、 105)描述为用来给显示屏加背 光，但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员来说，其它的 备选实施例将是显而易见的。
暂时转到图11，在此示出的是具有联结到其上的可视信号器1102 的电子设备1101。该信号器1102可以是一种外部警报器，当接收到输 入消息或呼叫时启动。当任何光源1103、 1104、 1105、 1106有效时， 光源1103、 1104、 1105、 1106可指示警报。因此，说明书和附图应视 为示例性的而不是限制性意义，并且所有这种修改都意图包括在本发 明的范围内。
权利要求
1.一种无线通信设备，包括点亮的显示屏，所述点亮的显示屏由多个光源点亮；控制信号发生器，其中所述控制信号发生器能够生成具有与其关联的光源启动信息的控制信号，所述光源启动信息至少指示由有效信号时间的比例定义的预定占空比；以及联结在所述控制信号发生器和所述多个光源之间的照明控制器，其中一旦接收到所述控制信号，所述照明控制器就生成多个照明控制信号，每个照明控制信号具有照明控制占空比和启动时间，其中每个启动时间都是唯一的，使得所述多个光源中的每一个在不同时间变为可操作。
2. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中所述有效信号时间 的比例对应于所述多个光源要被点亮以获得预定的平均照度的周期的 时间量，其中所述照明控制占空比基本上等于所述预定占空比。
3. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中每个照明控制占空 比的特征在于与平均光源照度关联的有效照明控制信号时间，其中所 述照明控制占空比比所述预定占空比小。
4. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中所述控制信号包括 具有预定周期的脉宽调制信号，其中所述光源启动信息至少包括每个 单独的光源有效的时间段，其中在所述预定周期上成比例分配期间每 个单独的光源有效的所述时间段。
5. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中所述控制信号包括 脉宽调制信号，其中每个启动时间对应于所述多个光源中每一个的单 独的照明时间，其中由所述照明控制器选择分配所述单独的照明时间， 以便减小由所述多个光源引出的瞬时电流。
6. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中所述无线通信设备 包括移动电话，其中所述点亮的显示屏包括背光，由所述多个光源点 亮的用户可读显示屏，其中所述多个光源包括多个发光二极管，还包 括多个电流源，其中所述多个电流源中的每一个串联在所述多个发光 二极管的每一个和所述照明控制信号的每一个之间，使得当相应的照 明占空比有效时启动所述每个电流源。
7. 根据权利要求6所述的无线通信设备，还包括联结到所述多个 光源的调节器，其中当每个电流源被启动时，所述多个光源中的每一 个从所述调节器引导电流。
8. 根据权利要求6所述的无线通信设备，还包括用户接口，其中 所述控制信号发生器响应于所述用户接口，使得能够基于从所述用户 接口接收的信息修改所述预定占空比。
9. 根据权利要求l所述的无线通信设备，其中所述点亮的显示屏 包括可视信号器，其中当所述多个光源中的任何一个有效时指示警报。
10. 根据权利要求1所述的无线通信设备，还包括联结到所述多 个光源的电源，其中配置每个启动时间使得每次只有所述多个光源中 的一个有效。
11. 一种用于启动多个光源的方法，所述方法包括以下步骤 接收具有存储其中的光源启动信息的控制信号，所述光源启动信息至少指示由有效信号时间的比例定义的预定占空比；以及生成多个照明控制信号，每个照明控制信号具有照明控制占空比 和启动时间，其中所述照明控制占空比和所述预定占空比成比例，其 中每个启动时间还都是唯一的。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述照明控制占空比是这 样的，即至少在预定的有效周期中所述照明控制占空比是有效的，所 述预定的有效周期足以从由所述多个照明控制信号控制的多个光源确 立至少预定的最小照度。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述多个照明控制信号中的每一个包括能够控制多个光源之一的脉宽调制信号，其中当所述照 明控制信号有效时，所述多个光源之一被点亮。
14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述照明控制占空比基本 上等于所述预定占空比。
15. 根据权利要求11所述的方法，其中所述照明控制占空比小于 所述预定占空比。
16. 根据权利要求11所述的方法，其中所述照明控制占空比大于 所述预定占空比。
17. 根据权利要求16所述的方法，还包括基于用户输入和系统输 入之一调节所述预定占空比的步骤。
18. 根据权利要求11所述的方法，还包括分配所述启动时间的步 骤，其中所述分配步骤包括将所述有效信号时间和所述启动时间的差 除以单独的照明控制信号的数量。
19. 一种用于响应于从控制信号接收的信息便于启动多个光源的 模块，所述模块包括用于接收所述控制信号的输入；多个输出，所述多个输出的每一个能够生成多个照明控制信号中 的一个，每个照明控制信号能够启动多个光源中的至少一个；以及分配器，其中所述分配器将从照明控制信号的无效部分到所述照 明控制信号的有效部分的每个启动转换错开，使得在所述控制信号的 有效周期内，每个启动转换发生在不同的时间。
20.根据权利要求20所述的模块，其中所述分配器在所述控制信 号的所述有效周期上均匀地分配每个启动转换。
全文摘要
提供了一种用于控制电子设备中的多个光源的方法和装置。在一个实施例中，多个光源用来给点亮的显示屏加背光。同时接通多个光源能够导致电源的输出电压下降，由此潜在地影响电子设备的整体操作，照明控制器分配与照明控制信号关联的启动时间，使得每个启动时间都是唯一的。控制信号发生器生成具有存储在其中的光源启动信息的控制信号。然后照明控制器生成能够启动多个光源的多个照明控制信号。每个照明控制信号具有与其关联的占空比和启动时间。照明控制器在控制信号上分配启动时间，以便减少由多个光源引出的瞬时电流。
文档编号G06F3/038GK101410777SQ200780009360
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月16日
发明者克里斯·J·格里瓦斯, 埃里克·A·丘莱温, 安德鲁·S·伦德霍尔姆 申请人:摩托罗拉公司