专利名称：用于产生灯装置的驱动信号的设备和用于产生灯装置的驱动信号的方法
技术领域：
本发明涉及产生驱动信号的领域，具体地涉及产生用于诸如LED聚光灯的灯装置的驱动信号的领域。
背景技术：
通过快速地开/关LED(发光二极管)实现了诸如LED聚光灯(例如，具有多个LED)的LED照明装置的亮度调节。LED的开状态和关状态之间的比例越高，LED看起来照的越亮。如果开关切换的频率大于100Hz，则人眼不能识别LED的跳动(开关切换)。对于相机而言，特别是对于新的HDTV相机，LED的这种开/关切换会产生问题。LED的跳动导致与HDTV相机的快门时间和刷新速率的干扰。这可以通过相机中的光的跳动 来识别。用于LED的开/关切换的调制信号通常是基于脉冲宽度调制(PWM)的。为了对LED进行调光，即，为了调整没有照明曲线中的可见跳跃的情况下的亮度，需要高的PWM比。通常，使用I :4096的比。这涉及12比特的分辨率。如果LED聚光灯(例如，具有多个LED)将可应用于例如HDTV相机的现代TV相机，则需要使PWM频率尽可能高。此外，该PWM频率应当是50Hz和60Hz的整数倍，否则，不能在全球范围内使用LED聚光灯。如上所述，在TV相机的情况下，不仅刷新速率，快门时间也是重要的。TV相机的快门时间限定了 TV相机的快门捕获一个图片要打开多长时间。如果上述快门时间非常短，则需要非常高的PWM频率。已经发现600Hz的PWM频率就足够，但是1200Hz或2400Hz的PWM频率提供了在周围照明条件没有跳动和抖动的情况下获得图片的安全距离。基于以下等式，这提供了用于LED或LED聚光灯的PWM信号的最短脉冲长度tm
min Uniin=I/ (fcameraXPWM-比)=1/ (2400Hz*4096)tonmin=0, 1017us (I)对于具有IOOns (对应于IOMz的频率)的典型指令时间的典型微控制器，该时间太短而不能输出该长度的脉冲。此外，一个微控制器应当用于控制多个LED，以节约成本和精力。因此，典型微控制器不能用于提供驱动满足现代HDTV相机的所有上述要求的LED或LED聚光灯的多个LED的信号。一种可能性是使用高精密数字信号处理处理器，但这将导致成本和精力急剧增大。本发明的目标在于提供一种允许驱动HDTV相机的LED或LED聚光灯，但相比于现有技术对用于LED或LED聚光灯的驱动信号产生器要求更低的思想
发明内容
该目标是根据以下来实现的根据权利要求I的设备、根据权利要求12的设备、根据权利要求19的方法、根据权利要求20的方法以及根据权利要求21的计算机程序。本发明的中心思想是，用于灯装置的第一亮度的第一驱动信号与用于灯装置的第二亮度的第二驱动信号在频率上是不同的，或者换句话说，特定时间量中含有的驱动信号的脉冲数是不同的。已经发现，通过改变驱动信号的频率来改变亮度，而不是以PWM进行的那样，保持频率恒定而改变驱动信号的脉冲长度来改变亮度，如此可以使得驱动信号的单个脉冲长于传统PWM。因此，传统微控制器并且尤其是低成本微控制器可以用于产生用于诸如LED或LED聚光灯的灯装置的驱动信号。因此，本发明的优点在于，通过改变频率来调节灯装置的亮度，而不是改变脉冲长度并保持频率恒定，因此可以使用本领域技术中已知的用于产生灯装置或LED或LED聚光灯的驱动信号的更廉价且更简单的装置。本发明的一些实施方式提供了用于产生灯装置的驱动信号的设备。该设备包括脉 冲发生器，用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串，并响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串。第一脉冲串具有第一频率且第二脉冲串具有第二频率，其中，第一频率不同于第二频率。第二脉冲串包括第一脉冲串的两个相邻脉冲以及两个相邻脉冲之间的其他脉冲,其他脉冲不包括在第一脉冲串中。根据一些实施方式，脉冲发生器可以配置为产生第一脉冲串和第二脉冲串，使得两个相邻脉冲和其他脉冲的脉冲长度相同。换句话说，脉冲发生器可以配置为通过添加或去除等距离长度的脉冲来改变灯装置的亮度。在传统PWM系统中，驱动信号的频率是恒定的，而是通过改变脉冲的开/关比来实现亮度改变。换句话说，在传统PWM系统中，用于不同程度的亮度的不同驱动信号仅仅脉冲的开/关比不同(因此脉冲长度不同)，而不是驱动信号本身的频率不同。根据一些实施方式，例如，如果脉冲是提供给灯装置的电流脉冲，则第二亮度可以
比第一亮度亮。根据一些其他实施方式，该设备可以进一步包括亮度请求产生器，其被配置为向脉冲发生器的输入端提供至少第一亮度请求和第二亮度请求。例如，脉冲发生器可以在输入端接收第一亮度请求和第二亮度请求，并例如可以根据内部查找表输出具有对应脉冲串的驱动信号。
以下将参照附图更详细地描述本发明的实施方式，其中图Ia示出了根据本发明实施方式的耦接到灯装置的设备；图Ib示出了由图Ia中示出的设备的脉冲发生器产生的脉冲串的两个示图；图2示出了图Ib中示出的两个脉冲串以及相应的PWM信号的示图；图3a示出了根据本发明实施方式的耦接到灯装置的设备的框图；图3b示出了由图3a中示出的设备的脉冲发生器产生的脉冲串的两个示图；图4示出了图3b中示出的两个脉冲串和相应的PWM信号的示图；图5示出了根据本发明实施方式的耦接到灯装置的设备；图6a至图6d示出了由根据本发明实施方式的设备的脉冲发生器产生的脉冲串的示图；图7示出了根据本发明实施方式的方法的流程图；以及图8示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。
具体实施例方式在以下基于附图更详细地说明本发明的实施方式之前，需要指出，在附图中，相同或功能上相等的元件被赋予相同的参考标号，并且将省略这些元件的重复描述。因此，具有相同参考标号的元件的描述是可以相互互换的和/或可以用于各实施方式中。 在下文中，脉冲长度还称为脉冲时间或脉冲的时间延长。图Ia示出了根据本发明实施方式的耦接到灯装置110的设备100的框图。用于产生灯装置110的驱动信号120的设备100包括脉冲发生器130。脉冲发生器130被配置 为产生第一脉冲串140 (图Ib中示出)以及产生第二脉冲串160 (图Ib中示出)。第一脉冲串140和第二脉冲串160可以在设备100的输出端180提供并可以作为创建驱动信号120的连续流，其中，基于第一脉冲串140的驱动信号120将导致不同于基于第二脉冲串160的驱动信号120的灯装置110的另一亮度。脉冲发生器130配置为响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串140，并响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串160。第一脉冲串140的频率为f14(1，其不同于第二脉冲串160的频率f16(l。因此，第一亮度可以不同于第二亮度，例如，第一亮度可以高于第二亮度。图Ib示出了第一脉冲串140的示意图150和第二脉冲串160的示意图170。第一脉冲串140至少包括第一脉冲142a和第二脉冲142b。第一脉冲142a和第二脉冲142b是相邻脉冲，这意味着第二脉冲142b实时跟随第一脉冲142a，并且在这两个相邻脉冲142a、142b之间没有设置其他脉冲。因此，脉冲串140的周期可以是第一脉冲142a和第二脉冲142b之间的时间t14(l。则频率f14(l可以是f14(l=l / t14(l。第二脉冲串160包括第一脉冲串140的两个相邻脉冲142a、142b以及两个相邻脉冲142a和142b之间的其他脉冲162a。其他脉冲162a不包括或包含在第一脉冲串140中。由于两个相邻脉冲142a、142b之间的其他脉冲162a的时间布置，第二脉冲串160的两个时间上先后的脉冲之间的第二时间t16(l短于第一脉冲串140的第一时间t14(l (两个相邻脉冲142a、142b之间)。换句话说，第一相邻脉冲142a的上升沿和时间上在后的其他脉冲162a的上升沿之间的第一时间t16(l，短于第一脉冲串140的第一相邻脉冲142a的上升沿和第二相邻脉冲142b的上升沿之间的第一时间t14(l。因此，第二脉冲串160的频率f16(l高于第一脉冲串140的频率f14(l。另外，其他脉冲162a时间上布置在两个相邻脉冲142a、142b之间，使得第一相邻脉冲142a的上升沿和其他脉冲162a的上升沿之间的时间，与其他脉冲162a的上升沿和第二相邻脉冲142b的上升沿之间的时间相同。在其他的实施方式中，其他脉冲162a还可以在两个相邻脉冲142a、142b之间以时间上任意位置的方式布置。在图Ib中示出的具体实施方式
中，第二脉冲串160的频率f16(l是第一脉冲串140的频率f14(l的量的两倍。因此，当第二脉冲串160作为驱动信号120提供给灯装置110时的灯装置110的亮度，会比第一脉冲串140作为驱动信号120提供给灯装置110时的灯装置的亮度高。第一脉冲串140和第二脉冲串160的脉冲幅度Iiw例如可以表示流经灯装置110的电流。因此，与施加第一脉冲串140作为驱动信号120时相比，通过施加第二脉冲串160作为驱动信号120，在相同时间(例如，时间t14(l)灯装置110的打开更经常。这导致每单位时间灯装置110的更长打开时间，因此，导致人眼的更亮光感觉。选择其中灯装置110打开以及关闭的时间单位，使得人眼不能察看到灯装置110的开/关切换。根据一些实施方式，两个相邻脉冲142a、142b和其他脉冲162a的脉冲长度可以相同。此外，第一时间t14(|和第二时间t16(|可以是脉冲长度的倍数。根据一些实施方式,如图Ib所不,第一脉冲串140的时间长度和第二脉冲串160的时间长度可以相同。在图Ib中，第一脉冲串140的时间长度是第一时间t14(l，第二脉冲串160的时间长度是第二时间t16(l的两倍，其中，第二时间t16(l是第一时间t14(l的一半。根据其他的实施方式，驱动信号120可以包括多个第一脉冲串140或第二脉冲串160。对于第一亮度，驱动信号120将会是例如脉冲串140的连续流，对于第二亮度，驱动信号120将会是脉冲串160的连续流。在基于第一脉冲串140的驱动信号120中，两个时间 上先后的脉冲的两个上升沿之间的时间将是第一时间t14(l。在基于第二脉冲串160的驱动信号120中，两个时间上先后的脉冲的两个上升沿之间的时间将是第二时间t16(l。根据其他的实施方式，脉冲串的后续在后的脉冲的两个上升沿之间的时间可以在脉冲串中变化，因此对于脉冲串的不同后续在后脉冲，脉冲串的脉冲的两个上升沿之间的时间可以不同。根据其他的实施方式，脉冲发生器130可以进一步配置为响应于多个不同亮度请求产生多个脉冲串，使得多个脉冲串中的脉冲串对应于多个亮度请求中的亮度请求。不同的脉冲串在它们包括的脉冲数上可以彼此不同。如上所述，不同脉冲串的时间长度对于所有脉冲串可以相同。根据其他的实施方式，脉冲串发生器130可以包括微控制器，其被配置为在输出端或多个输出端提供驱动信号120或多个驱动信号120。微控制器的输出端可以是例如微控制器的I/O引脚。微控制器的I/O引脚通过直接将灯装置110连接到I/O引脚或借助于I/O引脚和灯装置110之间的灯装置驱动器(其为灯装置110提供驱动电流)耦接到灯装置110。根据其他的实施方式，灯装置110可以包括LED或多个LED或者任意其他照明器件。包括多个照明器件或LED的灯装置110因此可以包括用于多个驱动信号120的多个输入端，使得灯装置110的不同LED或照明器件的亮度程度可以彼此不同。具体地，灯装置110的不同LED或照明器件可以包括不同颜色，例如，红色的LED或照明器件、绿色的LED或照明器件以及蓝色的LED或照明器件。换句话说，灯装置110可以是RGB灯装置。图2示出了图I中的第一脉冲串140的示意图150和相应的PWM信号220的示意图210。此外，图2示出了图Ib中的第二脉冲串160的示意图170以及相应的PWM信号240的示意图230。由于给定时间间隔(例如，时间间隔t14(l冲的第一 PWM信号220的脉冲的脉冲持续时间之和等于该给定时间间隔中的第一脉冲串140的脉冲的脉冲持续时间之和，因此第一 PWM信号220对应于第一脉冲串140。类似地，由于给定时间间隔中的第二 PWM信号240的脉冲的脉冲持续时间之和等于该给定时间间隔中的第二脉冲串160的脉冲的脉冲持续时间之和，因此第二 PWM信号240对应于第二脉冲串160。换句话说，当驱动信号120基于第一脉冲串140或第一脉冲PWM信号220时，在时间间隔t14Q流入灯装置110中的电荷载流子的第一数量相同，并且当驱动信号120基于第二脉冲串160或第二脉冲PWM信号240时，流入灯装置110中的电荷载流子的第二数量相同。因此，对应于第一脉冲串140的第一亮度还对应于第一 PWM信号220，对应于第二脉冲串160的第二亮度还对应于第二 PWM信号240。在第一脉冲串140的两个相邻脉冲142a和142b之间的时间间隔中t14(l，第一 PWM信号210包括四个脉冲222a、222b、222c和222d。第二 PWM信号220的相邻脉冲的两个上升沿之间的时间间隔tPWM是t14Q的四分之一(t14Q/4)。因此，第一 PWM信号220的频率fPWM是第一脉冲串140的频率f14(l的四倍高。传统PWM的不足之处在于，对于每个亮度请求，传统PWM驱动信号的频率保持恒定。因此，PWM信号的最小脉冲持续时间需要远远短于本发明实施方式，其中，不同亮度请求的驱动信号120频率不同。在图2示出的具体实施方式
中，第一 PWM信号220的脉冲222a至222d的脉冲长度是第一脉冲串140的脉冲142a、142b的脉冲长度t 的四分之一。因此，产生第二 PWM信号220的脉冲发生器需要至少比产生第一脉冲串140的信号发生器130快四倍。特别是在低亮度程度时，相比于第二 PWM信号220的第一脉冲串140的低频率不是问题，这是因为，TV相机仅对具有较高亮度(例如，灯装置 110的最大亮度的一半)的灯装置110的脉冲的低频率以敏感方式作出反应。在本发明实施方式中，通过增加驱动信号120的频率来增大灯装置110的亮度，例如，在TV相机对灯装置110的脉冲最敏感时，驱动信号120的频率可以最高。例如，TV相机最敏感区中的驱动信号120的频率可以与相应的PWM信号的频率相同或者甚至更高。如上所述，在本发明实施方式中，通过增大驱动信号120的频率来增大灯装置110的亮度。因此，第二脉冲串160的频率f16(l高于第一脉冲串140的频率f14(l，因此，在驱动信号120基于第二脉冲串160时的驱动信号120的频率比基于第一脉冲串140时的高。与此相比，与第二脉冲串160相对应的第二 PWM信号240具有与第一 PWM信号220相同的频率fPWM。这是传统PWM信号的典型特性，其中，通过PWM信号的不同脉冲长度而PWM信号的频率将保持恒定可以获得不同的亮度程度。如上所述，因此，这些传统PWM信号的不足之处在于，需要将传统PWM信号的脉冲的脉冲长度保持为远小于本发明实施方式，其中，不同亮度程度对应于驱动信号120的不同频率。在图2中，脉冲中的阴影线标出了从第一脉冲串140到第二脉冲串160的变化以及从第一 PWM信号220到第二 PWM信号240的变化。通过在第二脉冲串160中的两个相邻脉冲142a、142b之间具有其他的脉冲162a，当驱动信号120基于第二脉冲串160时流入灯装置110的电荷载流子比驱动信号120基于第一脉冲串140时的多。在传统PWM信号中，PWM信号的脉冲的长度可以延长，以获得流入灯装置的更多电荷载流子。这在图2中示出，其中，第二 PWM信号240的脉冲242a、242b、242c、242d长于第一 PWM信号220的脉冲222a、222b、222c、222d。在图2示出的具体实施方式
中，脉冲242a至242d的脉冲长度是第二脉冲串160的脉冲142a、162a、142b的脉冲长度t脉冲的一半。第二脉冲串160的脉冲的脉冲长度t 与第一脉冲串140的脉冲的脉冲长度t 相等。由于第二 PWM信号240的脉冲的较短持续时间，第二 PWM信号240的脉冲发生器(例如，微控制器)仍然需要至少为用于产生第二脉冲串160的脉冲发生器130的两倍快。为了进一步增大灯装置110的亮度，可以在两个相邻脉冲142a、142b之间添加其他脉冲，其中，随着灯装置110的亮度的每次增大，驱动信号120的频率也将增大。因此，由脉冲发生器130产生的驱动信号120可以具有与灯装置110的相同亮度的对应PWM信号相同或者甚至更高的频率。脉冲发生器130可以配置为使得当配合使用灯装置110的TV相机的灵敏度关于灯装置110的脉冲最高时，驱动信号120的频率最高。具体地，脉冲发生器130可以是传统微控制器，相比于用于基于传统PWM信号产生驱动信号并满足配合使用灯装置110的TV相机的需求所需的脉冲发生器，其具有相对低的指令循环时间。从图2可以看出，用于产生第一脉冲串140和第二脉冲串160的脉冲发生器130可以比用于产生第一PWM信号220和第二 PWM信号240的脉冲发生器慢四倍。因此，相比于用于产生第一 PWM信号220和第二 PWM信号240的传统脉冲发生器，脉冲发生器130可以便宜很多和/或可以用于控制多个灯装置110。图3a示出了用于产生灯装置110的驱动信号320的设备300的示意框图。设备300包括脉冲发生器330，用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串340以及响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串360。第一脉冲串340 (图3b中示出)具有至少三个独立的脉冲。第二脉冲串360 (图3b中示出)具有至少三个独立的脉冲，其中，所述至少三个独立的脉冲中的一部分具有相同长度。第二脉冲串360的至少三个独立脉冲中的至少一个脉冲相比于第一脉冲串340中的对应独立脉冲具有不同长度。 脉冲发生器可以例如是耦接到(例如，直接连接或者其间有灯驱动器)灯装置110的微控制器。根据亮度要求，驱动信号320可以基于第一脉冲串340的连续流或者第二脉冲串360的连续流。基于第一脉冲串340的驱动信号320可以与基于第二脉冲串360的驱动信号320导致灯装置110的不同亮度。例如，当将基于第二脉冲串360的驱动信号320施加到灯装置110时的灯装置110的亮度，可以高于或大于基于第一脉冲串340的驱动信号320施加到灯装置110的灯装置的亮度时。因此，第二亮度可以高于第一亮度。图3b示出了第一脉冲串340的示意图350和第二脉冲串360的示意图370。第一脉冲串340包括第一脉冲342a、第二脉冲342b和第三脉冲342c。第一脉冲串342a的时间长度t342a是脉冲342b和脉冲342c的时间长度的两倍。因为第一脉冲串340在三个独立脉冲342a、342b、342c的两个相邻脉冲之间不包括任何脉冲，因此这三个独立脉冲342a、342b,342c是单独的。换句话说，如果这三个独立脉冲342a、342b、342c的幅度是流入灯装置110的电流，则在这三个独立脉冲342a、342b、342c之间(S卩，在三个独立脉冲342a、342b、342c中的一个的下降沿和这三个独立脉冲342a、342b、342c的时间上在后脉冲的上升沿之间)，则没有电流流入灯装置110中。第二脉冲串360包括三个独立脉冲342a、342b、362c(来自第一脉冲串340)。第二脉冲串360的三个独立脉冲342a、342b、362c的第三个脉冲362c的时间长度t362。或脉冲宽度不同于第一脉冲串340的其对应脉冲342c的脉冲长度第二脉冲串360的另外两个独立脉冲342a、342b的脉冲长度与第一脉冲串340中的对应独立脉冲的脉冲长度相同。在图3b示出的具体实施方式
中，第二脉冲串360的第三脉冲362c的脉冲长度t362。是长于第一脉冲串340的第三脉冲342c的脉冲长度的一个脉冲长度间隔根据其他的实施方式，时间可以是最小可能脉冲长度，其中，由脉冲发生器330产生的脉冲串的所有脉冲的脉冲长度可以至少是最小脉冲长度或者是最小脉冲长度t脉冲的倍数。根据其他的实施方式，脉冲串的脉冲的脉冲长度可以与同一脉冲串的另一脉冲的脉冲长度最大相差最小脉冲长度t
根据其他的实施方式，脉冲串的脉冲的两个上升沿之间的时间可以是最小脉冲长
度t脉冲的倍数。如在图3b中可以看出，通过延长由脉冲发生器330产生的脉冲串的脉冲的脉冲长度，可以用脉冲发生器330获得灯装置110的亮度增大。与灯装置110的不同亮度程度相对应的不同脉冲串的频率对于所有脉冲串可以是相同的。图4示出了图3b中的第一脉冲串340的示意图350和相应的第一 PWM信号420的示意图410。此外，图4b示出了图3b中的第二脉冲串160的示意图370和相应的第二 PWM信号440的示意图430。由于第一脉冲串340的所有脉冲的长度之和与第一 PWM信号420的所有脉冲的长度之和相同，因此第一 PWM信号420对应于第一脉冲串340。换句话说，基于第一脉冲串340的驱动信号120将在灯装置110产生的亮度与基于第一 PWM信号420的驱动信号相同。第一 PWM信号420包括三个相同的独立脉冲422a、422b、422c。每个脉冲的长度或时间长度是t422，是脉冲长度的三分之一(tjg^/3)。第一 PWM信号420的两个后续脉冲之间的时间tPWM与第一脉冲串340的两个后续脉冲之间的时间t34(l相同。因此，第一 PWM信号420与第一脉冲串340的不同之处在于，第一 PWM信号420的所有脉冲422a、422b,422c具有相同长度。与第一脉冲串340和第一 PWM信号420类似，由于由基于第二脉冲串360的驱动信号320产生的灯装置110的亮度与由基于第二 PWM信号440的驱动信号产生的亮度相同，因此第二 PWM信号440对应于第二脉冲串360。如上所述，第二脉冲串360与第一脉冲串340的不同之处在于脉冲362c，其长度与第一脉冲串340中的相应脉冲342c不同。在图4中示出的具体实施方式
中，相比于脉冲342c，脉冲362c延长了一个脉冲长度与此相t匕，第二 PWM信号440与第一 PWM信号420的不同之处在于，所有脉冲442a、442b、442c都长于第一 PWM信号420的其相应脉冲422a、422b、422c。从示图430中的阴影线可以看出，第二 PWM信号440的脉冲442a、442b、442c各自延长了一个时间(是脉冲长度的三分之一)，使得三个脉冲442a、442b、442c的长度t442是脉冲长度的三分之四(t442=4/3*t脉冲)。相比于用于产生第一 PWM信号420和第二 PWM信号440的传统脉冲发生器，用于产生第一脉冲串340和第二脉冲串360的脉冲发生器330的优势在于，对于亮度的改变，仅需将脉冲串的一个脉冲的长度改变一定时间间隔(例如，脉冲长度t 而不是将脉冲串的所有脉冲的时间改变小得多的脉冲长度(tjg^/3)。因此，根据本发明实施方式的脉冲发生器330可以包括传统微控制器，其具有比用于产生传统PWM信号的脉冲发生器小很多的指令循环时间。相比于用传统PWM信号驱动灯装置的传统设备，这带来了设备300的显著成本降低。虽然对于两个脉冲串140和160，由根据图Ia的脉冲发生器130产生的脉冲串140,160的脉冲幅度相同，但是在其他的实施方式中，第一脉冲串140的脉冲幅度可以不同于第二脉冲串160的脉冲幅度。因此，第一脉冲发生器130产生的第二脉冲串160和第一脉冲串140的不同不仅在于脉冲串的频率，还在于脉冲串的脉冲的幅度。例如，第一脉冲串140的脉冲的幅度可以小于第二脉冲串160的脉冲的幅度。根据其他实施方式，这还适用于由根据图3a的脉冲发生器330产生的第一脉冲串340和第二脉冲串360。因此，由脉冲发生器330产生的第一脉冲串340与由脉冲发生器330产生的第二脉冲串360的不同不仅在于脉冲串的脉冲长度，还在于脉冲串的脉冲的幅度。例如，由脉冲发生器330产生的第一脉冲串340的脉冲的幅度可以小于由脉冲发生器330产生的第二脉冲串360的脉冲的幅度。图5示出了根据本发明实施方式的耦接到灯装置110的设备500。设备500可以是进一步包括亮度请求产生器530的根据图Ia的设备100或根据图3a的设备300，该亮度请求产生器530配置为提供至少第一亮度请求和第二亮度请求至设备500的脉冲发生器530的输入端。例如，脉冲发生器530可以是脉冲发生器130或脉冲发生器330。例如，亮度请求产生器530可以包括微控制器或控制单元。图6a示出了例如由根据图I的脉冲发生器130产生的作为灯装置110的驱动信号120的脉冲串的示意图。图6a示出了用于灯装置110的不同亮度程度的不同脉冲串(加上灯装置110的关状态的值0的一个示图)。示意图左侧的值表示相应的脉冲串在灯装置110产生的亮度，其中，越大的数对应于灯装置110的越高亮度，并且值16对应于灯装置110的最大売度。不意图的右侧的频率因子表不相应的脉冲串的频率，其中，越闻值表不脉冲串的越高频率。例如，第二示意图中示出的值为I的脉冲串例如可以是第一脉冲串140，并且 第二示意图中示出的值为2的脉冲串例如可以是第二脉冲串160。不同脉冲串仅在其含有的脉冲数方面彼此不同，其中，对于亮度的每次增大，都添加一个脉冲，其用阴影线表示。因此，随着每次亮度增加，驱动信号120和脉冲串的频率都增大，直到达到最大频率。在灯装置110的亮度的一半实现了最大频率(在示意图中值为8)，这是TV相机对灯装置110的脉冲最敏感的亮度。如上所述，对于每个脉冲，脉冲串的脉冲的脉冲长度都相同。示意图中的脉冲的幅度对应于电流，其流经灯装置110或LED 110。通过向脉冲串添加脉冲而不是保持频率恒定并延长脉冲串的所有脉冲的长度来改变频率的思想将频率减小了因子(例如，因子2. . . 256)。在图6a中示出的具体实施方式
中，频率减小了因子8，这表示与第一脉冲串140相对应的PWM信号将在图6a示出的一个周期具有8个脉冲，其中，脉冲的脉冲长度将是的八分之一。已经示出，频率因子16是良好的折中。所示出的思想是基于以下事实不是像传统PWM思想那样使用具有可变长度的一个脉冲，而是基于亮度添加脉冲。基于二进制思想来添加这些脉冲。在图6a示出的思想中，最大频率未被限制。频率通常取决于亮度，反之亦然，亮度通常取决于脉冲串或驱动信号120的频率。在灯装置110的亮度的一半实现了最大频率。通过使用图6a中示出的这种思想，可以实现高频率，尤其是在灯装置110的大约50%的重要亮度程度，其中，相机(例如HDTV相机)的反应最灵敏。在最大频率(图6a中的值8)，两个时间上先后的脉冲的两个上升沿之间的时间与脉冲的脉冲长度t相同。在灯装置110的最大亮度的一半，驱动信号120的频率可以与相应的传统PWM信号的频率相同。如果灯装置110的亮度应当进一步增大到灯装置110的最大亮度的一半以上，则添加其他的脉冲，因此，驱动信号120的频率降低，但是这不会有不利后果，因为如上所述，HDTV相机在灯装置110的最大亮度的一半的反应最关键。通过选择频率并且通过具有比传统PWM信号更长的脉冲长度，脉冲发生器130以及因此设备100可以比产生用于驱动满足相同要求的灯装置110的传统PWM信号所需的脉冲发生器简单，例如，脉冲发生器130。图6b示出了图6a的示意图，但是其中，不同亮度程度的不同脉冲串的不同之处不仅在于它们包含的脉冲数量，还在于其脉冲幅度。换句话说，借助于图6b中示出的思想，不仅脉冲数量改变，同时，脉冲幅度(例如，流入灯装置110中的电流)也改变。这意味着，在需要低亮度的开始时，由设置到灯装置110中的脉冲发生器130产生具有非常小的电流幅度的脉冲。所有脉冲的幅度(电流幅度)可以从0%线性增大到100% (例如，随着每次增大频率)。在图6b示出的具体实施方式
中，第一脉冲串的脉冲幅度(值I)可以是第十六个脉冲串的脉冲的幅度(值16)的十六分之一。该思想具有的优势在于，可以柔和并无阶跃地(或者至少几乎无阶跃或连续地)进行非常小程度的亮度调节。此外，开始时(对于图6b中示出的小值)，基于具有低频率的脉冲串的驱动信号具有最低幅度，因此，具有非常低的亮度程度。因为如上所述，如果灯装置的驱动信号的频率过低，则例如HDTV相机的相机显示脉冲，因此这仅对具有较高亮度程度是有利的。可以通过脉冲发生器130的数字模拟转换器来调节脉冲的幅度，其中，脉冲发生器130可以是例如传统微控制器。图6c示出了具有用于灯装置110的不同亮度程度的不同脉冲串的驱动信号的示意图。图6c中示出的脉冲串与图6a中示出的脉冲串的不同之处在于，脉冲串的最大频率是受限制的(在图6c示出的具体实施方式
中，限制到频率因子4)，并且当达到脉冲串的最大 频率时，不再进一步添加独立脉冲，但是改变脉冲串的脉冲长度，以进一步增大灯装置110的亮度。图6c中示出的产生脉冲串的脉冲发生器因此可以是根据图Ia的脉冲发生器130和根据图3a的脉冲发生器330的组合。在图6c中，前四个脉冲串(值I至值4)的不同之处在于其包含的脉冲数。从第五个脉冲串开始，脉冲串的不同之处在于其包含的脉冲的长度。脉冲长度不是连续地延长的。这意味着，脉冲通常延长值为I的第一脉冲串的脉冲的脉冲长度值为I的第一脉冲串例如可以是根据图Ib的第一脉冲串140。值为2的第二脉冲串例如可以是根据图Ib的第二脉冲串160。第四脉冲串(值4)例如可以是根据图3b的第一脉冲串340。第五脉冲串(值5)例如可以是根据图3b的第二脉冲串360。相比于传统PWM信号，图6c中示出的思想将驱动信号的频率减小了因子2. . . 256。为了简便的原因，在图6c中，示出了频率因子4的减小。如上所述，已经示出，频率因子16是良好的折中。该概念是基于此的，不是使用具有可变长度的一个脉冲(PWM)，而是基于所需的亮度添加多个脉冲。基于二进制方法来添加这些脉冲。例如，在脉冲串中含有因子为16的十六个脉冲或因子为4的四个脉冲时，为了亮度的进一步增大，基于相同的二进制方法来尽快增大脉冲长度。在该方法中，提高频率，例如直到提供了一个周期的十六个脉冲(或者在图2c示出的具体实施方式
中，一个周期的四个脉冲)。此后(值为5的第五脉冲串的开始)，为了进一步增大亮度，此外，不再提高频率。相反，将从脉冲到脉冲的脉冲长度延长(这意味着，脉冲串中含有的脉冲的脉冲长度被延长)。脉冲的脉冲长度可以不是连续地延长的，而是以第一脉冲串的第一脉冲的长度Uiw)的步阶延长的。例如，如果第一脉冲串的第一脉冲的脉冲长度为1ms，则在对于因子16已经添加了 15个其他脉冲之后(在图6c中示出的具体实施方式
中，对于因子4，已经添加了三个其他的脉冲之后)，第一脉冲延长到2ms(其脉冲长度增大到2ms)。如果然后所有十六个脉冲(在图6c示出的具体实施方式
中，在所有四个脉冲之后)都延长到2ms，则第一脉冲延长到3ms并继续，直到驱动信号是连续高信号(图6c中的值16)。图6d示出了示意图，其与图6c的不同之处在于随着亮度增大，不仅驱动信号的频率提高或脉冲的长度延长，而且脉冲串的脉冲的幅度也改变了。如已经在图6d中描述的，这与图6b类似，并且提供了相同的优点。
图6a至6d示出的四个思想与传统PWM信号在不同方面有所不同。传统PWM信号具有恒定频率，其中，脉冲暂停比被改变(例如，连续改变)。此外，PWM信号的脉冲的幅度是恒定的。与此相比，这里描述的思想或方法是以离散长度添加具有可变频率和/或脉冲的。在基于图6a至6d示出的脉冲串的驱动信号中，驱动信号的基周期中的脉冲长度可以在基周期内的任意位置不同。另外，脉冲的幅度是可以变化的。图7示出了用于产生灯装置的驱动信号的方法700的流程图。方法700包括用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串的步骤710。第一脉冲串具有第一频率。此外，方法700包括响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串的步骤720。第二脉冲串具有第二频率，其中，第一脉冲串的第一频率不同于第二脉冲串的第二频 率。第二脉冲串进一步包括第一脉冲串的两个相邻脉冲并包括两个相邻脉冲之间的其他脉冲。第二脉冲串的其他脉冲不包括在第一脉冲串中。根据其他的实施方式，方法700可以包括在产生第一脉冲串的步骤710之前的接收第一亮度请求的步骤。此外，方法700可以包括产生第二脉冲串的步骤720之前的接收
第二亮度请求的步骤。图8示出了用于产生灯装置的驱动信号的方法800的流程图。方法800包括响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串的步骤810。第一脉冲串包括至少三个独立脉冲。此外，方法800包括产生用于第二亮度的第二脉冲串的步骤820。第二脉冲串包括第一脉冲串的至少三个独立脉冲。第二脉冲串的至少三个独立脉冲中的一部分具有与第一脉冲串中相同的长度，并且第二脉冲串的至少三个独立脉冲中的至少一个相比于第一脉冲串中其对应的独立脉冲具有不同长度。根据其他的实施方式，方法800可以包括产生第一脉冲串的步骤810之前的接收第一亮度请求的步骤。此外，方法800可以包括产生第二脉冲串的步骤820之前的接收第二亮度请求的步骤。方法700和800可以用上述设备的任何特征或功能来补充。相比于传统PWM思想，这里描述的提供灯装置的驱动信号的思想具有多个优势特征。虽然在设备的背景下已经描述了一些方面，但是显然，这些方面也表示对应方法的描述，其中，块或装置对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的背景下描述的方面也表示对应设备的对应块或项或特征的描述。根据特定实施要求，本发明实施方式可以以硬件或软件来实施。可以使用上面存储有电可读控制信号的数字存储介质(例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、或闪存)来执行该实施，该电可读控制信号与可编程计算机系统协作(或者能够协作)，使得执行各方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。根据本发明的一些实施方式包括具有电可读控制信号的数据载体，该电可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，使得执行这里描述的方法之一。一般地，本发明的实施方式可以作为具有程序代码的计算机程序产品来实施，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码可操作用于执行方法之一。程序代码例如可以存储在机器可读载体上。其他实施方式包括存储在机器可读载体上的用于执行这里描述的方法之一的计算机程序。换句话说，本发明方法的实施方式因此是具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，程序代码用于执行这里描述的方法之一。本发明方法的其他实施方式因此是包括上面记录的用于执行这里描述的方法之一的计算机程序的数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质)。本发明方法的其他实施方式因此是表示用于执行这里描述的方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列例如可以配置为经由数据通信连接(例如，经由互联网)传输。
其他的实施方式包括处理装置，例如，计算机或者可编程逻辑器件，配置为或适用于执行这里描述的方法之一。其他的实施方式包括上面安装有用于执行这里描述的方法之一的计算机程序的计算机。在一些实施方式中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可以用于执行这里描述的方法的一些或全部功能。在一些实施方式中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作，以执行这里描述的方法之一。一般地，优选地通过任意硬件设备来执行方法。上述实施方式仅说明本发明的原理。应当理解，这里描述的细节和布置的修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。因此，意在仅由所附权利要求的范围来限制，而不是由通过对这里的实施方式的描述和说明所呈现的具体细节来限制。
权利要求
1.一种用于产生灯装置(Iio)的驱动信号(120)的设备(100)，所述设备(100)包括 脉冲发生器(130)，用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串(140)，所述第一脉冲串(140)具有第一频率；以及 用于响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串(160)，所述第二脉冲串(160)具有第二频率； 其中，所述第一频率不同于所述第二频率； 其中，所述第二脉冲串(160)包括所述第一脉冲串(140)的两个相邻脉冲(142a、142b)并包括所述两个相邻脉冲(142a、142b)之间的其他脉冲(162a)，所述其他脉冲(162a)不包括在所述第一脉冲串(140)中；以及 其中，所述脉冲发生器被配置为提供脉冲串，使得对于所述脉冲串的不同后续在后脉冲，所述脉冲串的脉冲的两个上升沿之间的时间不同。
2.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述第一脉冲串(140)和所述第二脉冲串(160)，使得所述两个相邻脉冲(142a、142b)和所述其他脉冲(162a)的脉冲长度(t脉冲)相同。
3.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述第二亮度比所述第一亮度亮。
4.根据权利要求I所述的设备(100)，进一步包括亮度请求产生器(130)，被配置为向所述脉冲发生器(130)的输入端至少提供所述第一亮度请求和所述第二亮度请求。
5.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述第一脉冲串(140)和所述第二脉冲串(160)，使得所述第一脉冲串(140)的时间长度和所述第二脉冲串(160)的时间长度相同。
6.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述第二脉冲串(160)，使得所述两个相邻脉冲(142a、142b)中的第一脉冲(142a)的下降沿和所述其他脉冲(162a)的上升沿之间的时间与所述相邻脉冲(142a、142b)或所述其他脉冲(162a)中的一个的脉冲长度相同，或者是所述相邻脉冲(142a、142b)或所述其他脉冲(162a)中的一个的脉冲长度的倍数。
7.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述第二脉冲串(160)，使得所述两个相邻脉冲(142a、142b)中的第一脉冲(142a)的下降沿和所述其他脉冲(162a)的上升沿之间的第一时间与所述其他脉冲(162a)的下降沿和所述两个相邻脉冲(142a、142b)中的第二脉冲(142b)的上升沿之间的第二时间相同。
8.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述第一脉冲串(140)和所述第二脉冲串(160)，使得所述第一脉冲串(140)的脉冲的第一幅度相同，使得所述第二脉冲串(160)的脉冲的第二幅度相同，并且使得所述第一幅度低于所述第二幅度。
9.根据权利要求I所述的设备(100，500)，进一步包括亮度请求产生器(590)，被配置为至少将第一亮度请求和第二亮度请求提供到所述脉冲发生器(130)的输入端。
10.根据权利要求I所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为响应于多个不同亮度请求产生多个不同脉冲串，使得所述多个脉冲串中的脉冲串对应于所述多个亮度请求中的亮度请求，并且使得所述多个脉冲串在其包括的脉冲数方面彼此不同。
11.根据权利要求10所述的设备(100)，其中，所述脉冲发生器(130)被配置为产生所述多个不同脉冲串，使得所述多个不同脉冲串进一步在其包括的脉冲的幅度方面彼此不同。
12.—种用于产生灯装置(110)的驱动信号(320)的设备(300)，所述设备(300)包括 脉冲发生器(330)，用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串(340)，所述第一脉冲串(340 )包括至少三个独立脉冲(342a、342b、342c );以及 用于响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串(360)，所述第二脉冲串(360)包括所述至少三个独立脉冲(342a、342b、362c)，其中，所述至少三个独立脉冲(342a、342b、362c)的一部分具有与所述第一脉冲串(340)中相同的长度，并且所述至少三个独立脉冲(342a、342b、362c)中的至少一个脉冲(362c)相比于所述第一脉冲串(340)中的对应独立脉冲(342c)具有不同长度。
13.根据权利要求12所述的设备(300)，其中，所述脉冲发生器(330)被配置为产生所述第一脉冲串(340)和所述第二脉冲串(360)，使得所述第一脉冲串(340)的所述至少三个独立脉冲(342a、342b、342c)的长度是最小脉冲长度Uiw)的倍数或者是所述最小脉冲长度(t Λ Ψ)，并且使得所述第二脉冲串(360 )的至少三个独立脉冲(342a、342b、362c )的至少一个脉冲(362c )相比于所述第一脉冲串(340 )中的其对应独立脉冲(342c )具有不同长度，与所述第一脉冲串(340)中的其对应独立脉冲(342c)相差所述最小脉冲长度的整数倍或相差所述最小脉冲长度(t Λ ψ)。
14.根据权利要求12所述的设备(300)，其中，所述脉冲发生器(300)被配置为产生所述第一脉冲串(340)和所述第二脉冲串(360)，使得所述三个独立脉冲的长度相同，或者使得所述三个独立脉冲中的一个脉冲的第一长度与所述三个独立脉冲的另外两个脉冲的第二长度相差所述最小脉冲长度。
15.根据权利要求12所述的设备(300，500)，进一步包括亮度请求产生器(590)，被配置为至少将第一亮度请求和第二亮度请求提供到所述脉冲发生器(330)的输入端。
16.根据权利要求12所述的设备(300)，其中，所述脉冲发生器(330)被配置为产生所述第一脉冲串(340)和所述第二脉冲串(360)，使得所述第一脉冲串(340)的脉冲的第一幅度相同，使得所述第二脉冲串(360)的脉冲的第二幅度相同，并且使得所述第一幅度低于所述第二幅度。
17.根据权利要求12所述的设备(300)，其中，所述脉冲发生器(330)被配置为响应于多个不同亮度请求产生多个不同脉冲串，使得所述多个脉冲串中的脉冲串对应于所述多个亮度请求中的亮度请求，并且使得所述多个脉冲串彼此相差其包括的至少一个脉冲的长度。
18.根据权利要求17所述的设备(300)，其中，所述脉冲发生器(330)被配置为产生所述多个不同脉冲串，使得所述多个不同脉冲串进一步在其包括的脉冲的幅度方面彼此不同。
19.一种用于产生灯装置的驱动信号的方法(700)，包括 响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串，所述第一脉冲串具有第一频率； 响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串，所述第二脉冲串具有第二频率，其中，所述第一频率与所述第二频率不同，并且其中，所述第二脉冲串包括所述第一脉冲串的两个相邻脉冲并还包括所述两个相邻脉冲之间的其他脉冲，所述其他脉冲不包括在所述第一脉冲串中；以及 提供脉冲串，使得对于所述脉冲串的不同后续在后脉冲，所述脉冲串的脉冲的两个上升沿之间的时间不同。
20.一种用于产生灯装置的驱动信号的方法(800)，包括 响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串，所述第一脉冲串包括至少三个独立脉冲；以及 产生用于第二亮度的第二脉冲串，所述第二脉冲串包括所述至少三个独立脉冲，其中，所述至少三个独立脉冲的一部分具有与所述第一脉冲串中相同的长度，并且其中，所述至少三个独立脉冲的至少一个相比于所述第一脉冲串中的其对应独立脉冲具有不同长度。
21.一种计算机可读数字存储介质，其上存储有具有程序代码的计算机程序，当在所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行根据权利要求19的方法或根据权利要求20的方法。
全文摘要
一种用于产生灯装置(110)的驱动信号(120)的设备(100)，包括脉冲发生器(130)，用于响应于对第一亮度的第一亮度请求产生第一脉冲串(140)，并用于响应于对第二亮度的第二亮度请求产生第二脉冲串(160)。第一脉冲串(140)具有第一频率，且第二脉冲串(160)具有不同的第二频率。第二脉冲串(160)包括第一脉冲串(140)的两个相邻脉冲(142a、142b)并包括两个相邻脉冲(142a、142b)之间的其他脉冲(162a)，该其他脉冲(162a)不包括在第一脉冲串(140)中。
文档编号H05B33/08GK102835188SQ201180018096
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年4月1日
发明者沃尔特·恩格勒特 申请人:Glp德国光学制品股份有限公司