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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】外れ値マイクロＬＥＤを駆動する電圧供給振幅変調
(51)【国際特許分類】
H05B 45/44 20200101AFI20241008BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
H05B45/44
H01L33/00 J
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2023536154
(86)(22)【出願日】2021-11-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-23
(86)【国際出願番号】 US2021061260
(87)【国際公開番号】W WO2022132425
(87)【国際公開日】2022-06-23
【審査請求日】2023-08-08
(31)【優先権主張番号】17/123,010
(32)【優先日】2020-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500507009
【氏名又は名称】ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ロペス ジュリア，アントニオ
(72)【発明者】
【氏名】ソン，ジー フゥア
【審査官】土谷 秀人
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／０２７１０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１５６５９３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１９－５１１０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－４０５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５３１３７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ４５／００
Ｈ０５Ｂ ４７／００
Ｈ０１Ｌ ３３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、当該方法は、電源が、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給するステップであって、ＶＭＩＮは、複数のマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ドライバを使用してｕＬＥＤダイの複数のｕＬＥＤを駆動するのに十分である、ステップと、
前記ｕＬＥＤドライバに結合したコントローラが、前記複数のｕＬＥＤのうちのＶＭＩＮより大きい順電圧（Ｖｆ）を有する１つのｕＬＥＤを識別するステップと、
前記コントローラが、前記ｕＬＥＤのＶｆがパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジの時間を変更するステップと、を含む、
方法。
【請求項2】
前記コントローラが、前記立ち上がりエッジの前記時間を変更する前に、前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することをさらに識別するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記コントローラが、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量が、前記ＰＷＭオン時間よりも短いことを識別するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記ＰＷＭオン時間を短縮し、前記ｕＬＥＤの前記ｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させるステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記コントローラが、同じ周波数を維持しながらＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させるステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するステップは、前記ｕＬＥＤのデューティサイクルに基づいて、前記ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応するそれぞれの時間を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するステップは、ＶＬＥＤがＶＭＡＸ又はＶＭＩＮに等しい時間を示す参照時間及び周波数を使用して、前記立ち上がりエッジ又は前記立ち下がりエッジの時間のいずれかが、ＶＬＥＤがＶｆ未満となる時間と重複することを識別するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
ＶＭＩＮよりも大きいＶｆを有する前記ｕＬＥＤダイの前記ｕＬＥＤの駆動電流が、前記ｕＬＥＤの平均駆動電流が目標平均電力まで駆動されるように修正される、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
システムであって、当該システムは、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給するように構成された電源であって、ＶＭＩＮは、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのｕＬＥＤドライバを使用して前記ｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの大部分を駆動するのに十分である、電源と、
前記ｕＬＥＤドライバに結合したコントローラと、を含み、
該コントローラは、
前記ｕＬＥＤのうちの順電圧（Ｖｆ）がＶＭＩＮより大きいｕＬＥＤを識別し、前記ｕＬＥＤのＶｆがＰＷＭオン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、前記ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）の立ち上がりエッジの時間を変更するように構成される、
システム。
【請求項10】
前記コントローラは、前記立ち上がりエッジの前記時間を変更する前に、前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記コントローラは、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量が前記ＰＷＭオン時間よりも短いことを識別するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項12】
前記コントローラは、前記ＰＷＭオン時間を短縮し、前記ｕＬＥＤの前記ｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記コントローラは、同じ周波数を維持しながらＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項14】
前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別することは、前記ｕＬＥＤのデューティサイクルに基づいて、前記ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応するそれぞれの時間を決定することを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項15】
前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複する時間を識別することは、ＶＬＥＤがＶＭＡＸ又はＶＭＩＮに等しい時間を示す参照時間及び周波数を使用して、前記立ち上がりエッジ又は前記立ち下がりエッジの時間のいずれかが、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満となる時間と重複することを識別することを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
命令を含むマシン可読媒体であって、前記命令がマシンによって実行されると、該マシンに、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給することであって、ＶＭＩＮは、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのｕＬＥＤドライバを使用して前記ｕＬＥＤダイのマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）の大部分を駆動するのに十分である、ことと、
複数のｕＬＥＤのうちの順電圧（Ｖｆ）がＶＭＩＮより大きいｕＬＥＤを識別することと、
前記ｕＬＥＤのＶｆがパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジの時間を変更することと、を含む動作を実行させる、
マシン可読媒体。
【請求項17】
前記動作は、前記立ち上がりエッジの前記時間を変更する前に、前記ｕＬＥＤの前記ＰＷＭオン時間が、前記ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別することをさらに含む、請求項１６に記載のマシン可読媒体。
【請求項18】
前記動作は、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量が、前記ＰＷＭオン時間よりも短いことを識別することをさらに含む、請求項１６に記載のマシン可読媒体。
【請求項19】
前記動作は、前記ＰＷＭオン時間を短縮することと、前記ｕＬＥＤの前記ｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させることとをさらに含む、請求項１８に記載のマシン可読媒体。
【請求項20】
前記動作は、同じ周波数を維持しながらＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させることをさらに含む、請求項１８に記載のマシン可読媒体。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本願は、２０２０年１２月１５日に出願した米国特許出願第１７／１２３，０１０号に対する優先権の利益を主張するものであり、この出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年１２月１５日に出願した米国特許出願第１７／１２３，０１０号に対する優先権の利益を主張するものであり、この出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、異常に高い順電圧によって生じる暗収差を低減又は除去するように構成された発光機器及び発光機器制御システムに関する。
【背景技術】
【0003】
家庭用又は商業用照明等のいくつかの用途では、照明のユーザエクスペリエンスが非常に重要である。自動車照明も、ユーザエクスペリエンスが非常に重要なアプリケーションである。発光ダイオード（ＬＥＤ）の順電圧が電圧供給より高い場合に、ＬＥＤは期待通りに動作しない可能性がある。このようなＬＥＤは、点灯しているＬＥＤの中で黒い点又はより暗い点として現れることがある。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図面は、いくつかの実施形態による、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射される光を変更できる制御システムを含む、機器、システム、又は方法の様々な図を示す。「前」、「後」、「上」、「側」という用語、及び他の方向に関する用語は、機器及びシステム及び他の要素を説明する際の便宜のためにのみ使用しており、いかなる意味でも限定として解釈すべきではない。
【図1】一例として、マイクロＬＥＤ（ｕＬＥＤ）のマトリックスを含むダイを駆動するためのシステムの一実施形態の論理ブロック図である。
【図2】一例として、駆動されない及び／又は駆動が不十分なｕＬＥＤを含むｕＬＥＤダイの一実施形態の斜視図である。
【図3】一例として、ドライバ回路の電気効率対ｕＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）のグラフである。
【図4】一例として、ｕＬＥＤのマトリックス及び対応するドライバ回路を含むパッケージの一実施形態の概念的なブロック図である。
【図5】一例として、ｕＬＥＤピクセル（ｕＬＥＤドライバ回路及び対応するｕＬＥＤ）の一実施形態の回路図である。
【図6】一例として、ｕＬＥＤの典型的なマトリックスについての、ｕＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）対デューティサイクルのグラフである。
【図7】一例として、ｕＬＥＤのマトリックスを駆動するために外れ値ピクセルＶｆを考慮するシステムの一実施形態の論理回路図である。
【図8】一例として、変調電圧供給（ＶＬＥＤ）及び対応するｕＬＥＤ応答のグラフである。
【図9】一例として、一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図10】一例として、外れ値ｕＬＥＤ（外れ値は時間の少なくとも一部においてＶｆ＞ＶＬＥＤとして規定される）の一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図11】一例として、外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図12】一例として、外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図13】一例として、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間中にｕＬＥＤ Ｖｆ＜ＶＬＥＤとなるのを保証するように、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図14】一例として、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図15】一例として、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの実施形態の電気パラメータ対時間のグラフである。
【図16】一例として、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間を調整するためのシステムの一実施形態のブロック図である。
【図17】一例として、ｕＬＥＤマトリックスダイを駆動する方法の一実施形態の図である。
【図19】一例として、ｕＬＥＤパッケージに含めることができる回路を含むシステムの論理ブロック図である。
【図20】一例として、１つ又は複数の実施形態を実装するためのマシン（例えば、コンピュータシステム）の一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
ｕＬＥＤダイ上のマイクロＬＥＤ（「ｕＬＥＤ」として表される場合もある）のアレイ等のコンパクトなピクセル化ＬＥＤは、大きなモノリシック領域を含むことができる。ｕＬＥＤアレイは、ヘッドライト、テールライト、パーキングライト、フォグランプ、又は方向指示灯等の自動車照明に使用することができる。このような用途は、単なる例であり、ｕＬＥＤアレイの他の多くの用途が可能である。
【0006】
ｕＬＥＤアレイは、個々のピクセルの輝度を制御するためのドライバ電子機器とハイブリッド化したｕＬＥＤのダイを含むことができる。ドライバ電子機器は、例えば、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）材料又はプロセス、或いは他の半導体製造プロセスを使用して製造することができる。
【0007】
いくつかの実施形態では、ドライバ電子機器は線形駆動方式を実施することができる。線形駆動方式は、このような制御電子機器、特に大型ｕＬＥＤアレイ構成にとって実用的な解決策である。ただし、線形駆動方式では、安定したｕＬＥＤ電流供給と許容可能な熱損失との両方を提供する等、ドライバ電子機器への電圧供給を制御するための特別な注意が必要である。全てのピクセルドライバがコンプライアンス電圧を超えて動作することを保証するため、ドライバ電子機器への電圧供給は、通常、アレイ内のｕＬＥＤの最も高い順電圧（Ｖｆ）よりも高く設定される。
【0008】
モノリシックｕＬＥＤチップの利点は、ｕＬＥＤ集団の間の順電圧（Ｖｆ）の狭い分散（例えば、標準偏差＜１００ミリボルト）に有利なことである。この順電圧（Ｖｆ）の均一性により、供給される電圧とｕＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）との間の電圧差を小さくする等して、熱損失が低減される。残念ながら、順電圧（Ｖｆ）が過度に高い（例えば、２０％、２５％、又はその程度の割合、又はそれらの間の割合がｕＬＥＤの平均順電圧（Ｖｆ）より高い）、小さいながらも関連性のある外れ値（outlier）ｕＬＥＤのグループが依然として存在する。
【0009】
十分な電圧供給を提供するための１つの解決策は、外れ値を含む、ダイ上の全てのｕＬＥＤに対して最高のＶｆより大きい（又は等しい）供給電圧を提供することを含む。この解決策を使用すると、外れ値を含む全てのｕＬＥＤが適切に駆動される。ただし、ドライバ電子機器の電圧降下が平均して増大するため、熱損失が増大する（実際のケースでは、法外なレベルに達する場合もある）。
【0010】
別の解決策は、外れ値のｕＬＥＤを考慮しない。このような外れ値のスキップにより、供給電圧を低く保つことができるため、ｕＬＥＤの間の順電圧（Ｖｆ）のばらつきが狭いというメリットが得られる。この解決策では、１つ又は複数のＶｆの外れ値を考慮して電圧供給電圧を増大させる解決策と比較して、熱損失が減少する。ただし、このような解決策を使用すると、いくつかの外れ値のｕＬＥＤが駆動されない及び／又は駆動が不十分になる（uderdriven）可能性がある。このような駆動されない及び／又は駆動が不十分なｕＬＥＤは、ｕＬＥＤアレイ上に暗いスポットとして現れることがある。いくつかの用途では、特に駆動されない又は駆動が不十分なｕＬＥＤが目に見える状態のままである場合に、外れ値の母集団（bigger population）が大きくなると、法外な状態になる可能性がある。
【0011】
実施形態は、対応するｕＬＥＤが熱損失に殆ど影響を与えずに点灯できるように、外れ値のｕＬＥＤドライバに電圧コンプライアンスを提供する（例えば、単純な）駆動スキームを含むことができる。実施形態によって提供される利点は、線形駆動方式で駆動されるピクセル化マトリックスＬＥＤの以下の課題：（１）マトリックスｕＬＥＤの費用効果の高い駆動方式を提供する；（２）ドライバの効率限界を克服する；（３）電圧コンプライアンスの制限を克服する；又は、（４）外れ値により電圧コンプライアンス又は駆動効率が損なわれる場合に、ピクセル集団全体に亘る順電圧の分散に対処する；ことの１つ又は複数に対処することができる。
【0012】
図１は、一例として、ｕＬＥＤ制御システム１００の一実施形態の図を示す。示されるシステム１００は、複数のＬＥＤドライバによって分配された電力をｕＬＥＤ１０４のマトリックスに供給する電圧供給１０２を含む。電圧供給１０２は、一定の直流（ＤＣ）電圧ＶＬＥＤ１０６及び一定の参照電圧ＶＧＮＤ１０８を供給する。電圧供給１０２は、電圧供給をＶＬＥＤ１０６のＤＣレベルに固定することができる。この電圧は、負荷ライン応答（ｕＬＥＤ１０４のアレイの負荷）によって動的に変化しない。こうして、ＶＬＥＤ１０６は、電流ドライバ信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）オン期間中に動的に変化しない。
【0013】
前述したように、ＶＬＥＤ１０６がｕＬＥＤ１０４のアレイの外れ値ピクセルを考慮するように設定される場合に、ｕＬＥＤのドライバにおける熱損失は高くなる（法外に高くさえなる）。逆に、ＶＬＥＤ１０６が外れ値ｕＬＥＤのＶｆを考慮せずに設定される場合に、外れ値ｕＬＥＤは駆動されないか、又は駆動が不十分なままになり得る。このような駆動されない又は駆動が不十分なＬＥＤは、ｕＬＥＤ１０４のマトリックス内に暗い点として現れる可能性がある。
【0014】
図２は、一例として、外れ値ｕＬＥＤのＶｆを考慮せずに駆動されるｕＬＥＤ２００のアレイの実施形態の図を示す。図から分かるように、いくつかのｕＬＥＤは駆動されないか、又は駆動が不十分なままであり、その結果、ｕＬＥＤ２００のアレイ内に黒いスポット又はより暗いスポット２２０が生じる。
【0015】
図３は、一例として、効率対外れ値ｕＬＥＤの数（ｕＬＥＤアレイ２００内の全てのｕＬＥＤの％として）のグラフの一実施形態の図を示す。図から分かるように、外れ値とみなされるピクセルの割合が増大すると、ドライバ回路の電気効率が低下する。目標は、電気効率を、例えば、８５％、８０％、或いはそれ以上又はそれ以下のパーセンテージ、又はそれらの間のパーセンテージに保つことであり得る。電気効率は、出力電力を供給電力で割ったものとして規定される。例えば、外れ値Ｖｆが、ｕＬＥＤ１０４のマトリックス内のＬＥＤの母数に対して２０％だけ増大すると、駆動効率は８６％（外れ値を考慮しない参照効率）から７２％まで低下する。
【0016】
図４は、一例として、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスに電気的に結合した電気バックプレーンを含むシステム４００の一実施形態の論理ブロック図を示す。電気バックプレーンは、ｕＬＥＤドライバ４４４及び電力供給回路を含む。ｕＬＥＤドライバ４４４の線形ドライババージョンの更なる詳細は、図５に関して提供する。電力供給回路には、電源からのＶＬＥＤ１０６及び参照電圧ＶＧＮＤ１０８が含まれる。ＶＬＥＤ１０６は、電源プレーン４４２に供給される。ＶＧＮＤ１０８は、接地プレーン４４０に提供される。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電源プレーン４４２からＶＬＥＤ１０６を使用して電力を供給される。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気相互接続４４６を介して、ｕＬＥＤ１０４のマトリックス内の個々のｕＬＥＤ又はＬＥＤのグループの制御を行う。ｕＬＥＤドライバ４４４は、ｕＬＥＤがオンであるかオフであるか、デューティサイクル、又はｕＬＥＤ１０４の他の電力制御を制御することができる。
【0017】
ｕＬＥＤ１０４のマトリックスは、電気相互接続４４６を介してｕＬＥＤドライバ４４４に電気的に結合される。ｕＬＥＤ１０４のマトリックスは、他の電気相互接続４４８を介して接地プレーン４４０に電気的に結合される。誘電体４５０が、ｕＬＥＤドライバ４４４を接地プレーン４４０から電気的且つ物理的に分離する。すなわち、誘電体４５０は、ｕＬＥＤドライバ４４４と接地プレーン４４０との間に（例えば、直接的に）、及び接地プレーン４４０と電源プレーン４４２との間に（例えば、直接的に）位置する。
【0018】
図５は、一例として、ｕＬＥＤドライバ４４４とｕＬＥＤマトリックス１０４のｕＬＥＤ５５０とを含むシステム５００の一実施形態の論理回路図を示す。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気相互接続４４６上の電気信号５５４を制御する。ｕＬＥＤドライバ４４４は、電気信号５５４を制御することによって、電流がｕＬＥＤ５５０に流れるのを禁止又は許可することができる。この制御を使用して、ｕＬＥＤドライバ４４４は、個々のｕＬＥＤ５５０又はｕＬＥＤ５５０のグループがオンであるかどうか、いつオンになるか、及びｕＬＥＤのデューティサイクルを制御することができる。
【0019】
他のｕＬＥＤ駆動方式の限界を克服し、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスの電気効率を高めるために、いくつかの改良した駆動方式を提供する。実施形態は、個別にアドレス指定可能なピクセルを含むｕＬＥＤダイを考慮する。ｕＬＥＤダイは、ＰＷＭモードで動作する線形ドライバアーキテクチャを含むｕＬＥＤドライバ４４４を含む。制御方式は、少なくとも部分的に、ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号の位相をランダム化することによって、電圧供給１０２によって駆動される高調波電流及び総二乗平均平方根（ＲＭＳ）を最小化又は低減するのに役立ち得る。
【0020】
実施形態は、電圧供給１０２を含むことができ、その出力電圧は、十分な帯域幅応答で負荷（例えば、負荷のコントローラ１６６０（図１６を参照））によって動的に変調及び制御され得る。実施形態は、ｕＬＥＤ１０４のマトリクスの実行前又は実行中に、外れ値ピクセルを識別することができる（例えば、感知電圧によって、そのように分類できる（図１６を参照））制御スキームを含むことができる。コントローラ１６６０は、電圧供給１０２からの電圧を、ドライバのＰＷＭ信号のサイクル毎又は数サイクル毎に指定した電圧値まで増大させることができる。より高い電圧は、外れ値のピクセルの順電圧（Ｖｆ）の分布の関数として指定することができる。
【0021】
実施形態は、ドライバのＰＷＭ信号のサイクル毎又は数サイクル毎に、電圧供給を繰り返し（例えば、所定の間隔等で定期的に）指定した電圧値まで増大させる制御方式を含むことができる。このより高い設定電圧は、外れ値ピクセルの順電圧（Ｖｆ）の関数として指定することができる。ＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）は、ＬＥＤが点灯している間のＬＥＤの両端の電圧降下である。
【0022】
実施形態は、識別した外れ値ピクセルのランダムＰＷＭ位相制御を電源電圧の増大と同期させることができる制御方式を含むことができる。実施形態は、少なくとも供給電圧の上昇によって確立される期間中にコンプライアンス電圧が満たされるように、電源によって供給される電圧の上昇を外れ値ピクセルのＰＷＭ信号と同期させる制御方式を含むことができる。実施形態は、外れ値ピクセルの変更可能な設定電流を含む制御方式を提供することができる。
【0023】
温度勾配は、大面積マトリックスアレイにおいて重要な検討事項である。典型的なデューティサイクルマップは、順電圧の変化が高電力密度の領域と低電力密度の領域の間で大幅に変化し、結果としてＶｆスプレッドが１５０ｍＶを超える（Ｖｆｓｐｒｅａｄ＞１５０ｍＶ）ような電力密度分布及び温度分布を表す。製造プロセスによるＶｆのばらつきが加わると、Ｖｆスプレッドが４００ｍＶを超える場合がある。このようなピクセル構成のデューティサイクルの関数として必要な電圧コンプライアンスをプロットすると、デューティサイクルの増大とともにＶｆが減少することが明らかになる。
【0024】
図６は、一例として、ｕＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）対ｕＬＥＤ１０４（例えば、図１を参照）の典型的なマトリックスのデューティサイクルのグラフ６００を示す。図から分かるように、順電圧（Ｖｆ）は一般にデューティサイクルとともに減少する。この傾向の理由は、順電圧（Ｖｆ）が温度の上昇とともに低下し、デューティサイクルが高くなるほどｕＬＥＤが（一般に）熱くなるためである。Ｖｆ、温度、及びデューティサイクルの間の関係を利用して、供給電圧を印加し、異なるデューティサイクルでｕＬＥＤをより最適に駆動することができる。これらの関係には、例えば、高デューティサイクルで動作するｕＬＥＤは温度が高く高温になるため、Ｖｆが低くなる傾向があり、そして低デューティサイクルで動作するｕＬＥＤは低温で動作するため、Ｖｆが高くなる傾向がある。
【0025】
いくつかの例示的な負荷ライン６６０、６６２、６６４が図６に示される。負荷ラインの傾きが急になるほど（負荷ライン６６０の傾きが負荷ライン６６２の傾きより大きい等）、電圧コンプライアンス条件を満たさないｕＬＥＤの数が多くなることに留意されたい（例えば、ＶＬＥＤ＞Ｖｆのとき、負荷ライン６６０、６６２、６６４がＶＬＥＤを表すことに留意されたい）。こうして、これらのピクセルは、設定電流レベル未満で駆動され得る。本明細書で議論する実施形態は、ＶＬＥＤによって駆動されない外れ値ｕＬＥＤの数と、ＶＬＥＤが長時間に亘って高過ぎることによる温度の問題との間のバランスをとる。
【0026】
図７は、一例として、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスを駆動するために外れ値ピクセルＶｆを考慮するシステム７００の一実施形態の論理回路図を示す。システム７００は図１のシステム１００と同様であり、システム７００は、制御コマンド７６０を電圧供給１０２に供給する回路を含む。制御コマンド７６０は、電圧供給１０２が次の電圧供給期間においてより高い電圧を供給することを示す。制御コマンド７６０は、ｕＬＥＤドライバ４４４に結合したコントローラ１６６０（図９を参照）によって発行され得る。電圧供給１０２によって供給される電圧（ＶＬＥＤ）は、ドライバ４４４によって生成されるＰＷＭ電流の変調信号と同一又は類似の変調信号を確立するための十分に動的な制御帯域幅を含む。
【0027】
図８は、一例として、変調電圧供給（例えば、図１のＶＬＥＤ１０６）及び対応するｕＬＥＤ応答のグラフ８００を示す。ｕＬＥＤ応答は、期間８８６のデューティサイクルによって表される。図８の変調した供給電圧（ＶＬＥＤ１０６）は、ｕＬＥＤのコンプライアンス電圧（順電圧（Ｖｆ）８８４）を超える電圧レベル（ＶＭＩＮ８８４とＶＭＡＸ８８０と）の間で振動する。こうして、そのようなｕＬＥＤは、ドライバ４４４によってサイクル期間内の任意の場所でトリガされ得るランダムな位相シフトを有するパルス幅変調（ＰＷＭ）電力信号を期間８８６に受信する。矢印８８８はランダムな位相シフトを示す。
【0028】
ＶＭＩＮ８８４及びＶＭＡＸ８８０の例は、ｕＬＥＤの材料に依存する。ＩｎＧａＮブルーの場合に、ＶＭＩＮ８８４は約２．５Ｖであり得、ＶＭＡＸ８８０は約５Ｖになり得る。ＡｌＩｎＧａＰの場合に、ＶＭＩＮ８８４は約１．５Ｖであり得、ＶＭＡＸ８８０は約４Ｖになり得る。他の材料では、異なるＶＭＩＮ８８４及びＶＭＡＸ８８０を有し得る。
【0029】
ｕＬＥＤの順電圧がＶＭＩＮ８８４を超える場合に、異なる状況が発生する。そのようなｕＬＥＤは外れ値（outlier）とみなされる。このようなｕＬＥＤの場合に、コントローラ１６６０（図１６を参照して以下に説明する）は、ｕＬＥＤのオン状態を監視し、ｕＬＥＤのオン時間が、Ｖｆ＞ＶＬＥＤの時間間隔内に収まらないのを保証するのに役立ち得る。コントローラ１６６０は、ｕＬＥＤが、動作に十分な電圧を有し、再びＶＬＥＤ＜Ｖｆになるまで許容される限り多くのオン時間を得ることができるようにする等、ドライバ４４４への信号のタイミングを変更することができる。図９～図１５は、ＶＬＥＤ１０６の変調周期の少なくとも一部においてＶｆ＞ＶＬＥＤである実施形態によって扱われるいくつかのシナリオを議論している。変調周期は、ＶＬＥＤ＝ＶＭＡＸ又はＶＬＥＤ＝ＶＭＩＮとなる連続する時間の間の時間である。
【0030】
ＶＬＥＤ＞Ｖｆである期間の一部（図９～図１３では無効化フェーズ（phase）と表示される）の前又は後のいずれかに位相をシフトする選択肢がある場合に、その位相は、無効化フェーズの前、後、又は無効化フェーズの組合せのいずれかにシフトすることができる。ｕＬＥＤのオン位相を無効化期間の前後に分割することで、補正した位相を１つのＰＷＭ期間に亘ってより均一に分布させることができる。この均一な分布により、二乗平均平方根（ＲＭＳ）及び高調波電流が低くなる。期間を無効化フェーズの前後に分割するような変更は、いつかの図に提供される。
【0031】
図９は、一例として、一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ９００を示す。電気パラメータには、ＶＬＥＤ１０６、補正前のｕＬＥＤのＰＷＭオン時間９９０、及び補正後のｕＬＥＤのＰＷＭオン時間９９２が含まれる。ｕＬＥＤの無効化フェーズ９９４には、ｕＬＥＤの順電圧が供給電圧ＶＬＥＤよりも大きい（Ｖｆ＞ＶＬＥＤ）期間が含まれる。
【0032】
コントローラ１６６０は、ｕＬＥＤのＶｆ８８２、ＶＭＡＸ８８０、ＶＭＩＮ８８４、電圧供給１０２によって提供されるＶＬＥＤ１０６の周波数、及びｕＬＥＤのデューティサイクルを示すデータにアクセスすることができる。コントローラ１６６０は、このデータを使用して、ｕＬＥＤを駆動させるコマンドをドライバ４４４にいつ送信するかを決定することができる。このコマンドにより、ドライバ４４４がｕＬＥＤをオンにすることができる。ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間９９０が、ｕＬＥＤの順電圧８８２が電圧供給ＶＬＥＤよりも大きい（Ｖｆ＞ＶＬＥＤ）期間（無効化フェーズ９９４）と重ならないようにコマンドを発行することができる。ＰＷＭオン時間９９２は、無効化フェーズ９９４と重ならない調整したＰＷＭオン時間を示す。ＰＷＭオン時間の調整は、矢印９９６及び９９８によって示される。
【0033】
図１０は、一例として、外れ値ｕＬＥＤ（外れ値は、時間の少なくとも一部に関してＶｆ＞ＶＬＥＤとして規定される）の実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１０００を示す。図１０のｕＬＥＤは、単一サイクル（ＶＬＥＤ＝ＶＭＡＸ又はＶＬＥＤ＝ＶＭＩＮの間の時間）に亘るＶＬＥＤ１０６の上り傾斜又は下り傾斜において、Ｖｆ＞ＶＬＥＤである時間量よりも短い期間に対応するデューティサイクル１０１０を含む。このような場合に、コントローラ１６６０は、補正後のＰＷＭオン期間１０１２が時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で終了するか、又は時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で始まるように、ｕＬＥＤドライバ４４４にｕＬＥＤを駆動させるコマンドを発行することができる。図１１の例では、以下でより詳細に説明するが、コントローラ１６６０は、時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で終了するようにＰＷＭオン期間１１１０を調整している。補正量は、同じ大きさの矢印１０１４、１０１６によって示される。コントローラ１６６０は、Ｖｆ＞ＶＬＥＤ（無効化フェーズ９９４）となる時間を決定し、ｕＬＥＤのデューティサイクルを依然として満足するようにオン時間を調整することができる。
【0034】
図１１は、一例として、外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１１００を示す。図１のｕＬＥＤは、単一サイクル（ＶＬＥＤ＝ＶＭＡＸ又はＶＬＥＤ＝ＶＭＩＮの間の時間）に亘るＶＬＥＤ１０６の上り傾斜（ＶＬＥＤ対時間の傾きが正である期間）又は下り傾斜（ＶＬＥＤ対時間の傾きが負である期間）において、Ｖｆ＞ＶＬＥＤとなる時間量よりも短い期間に対応するＰＷＭオン期間１１１０（デューティサイクルに対応する）を含む。このような例では、コントローラ１６６０は、補正後のＰＷＭオン期間１１１２が時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で終了するか、又は時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で始まるように、ｕＬＥＤドライバ４４４にｕＬＥＤを駆動させるコマンドを発行することができる。図１１の例では、コントローラ１６６０は、時間Ｖｆ＝ＶＬＥＤ付近で開始するようにＰＷＭオン期間１１１０を調整している。補正量は、同じ大きさの矢印１１１４、１１１６によって示される。コントローラ１６６０は、Ｖｆ＞ＶＬＥＤとなる時間（無効化フェーズ９９４）を決定し、ｕＬＥＤのデューティサイクルを依然として満足するようにオン時間を調整することができる。
【0035】
図１２は、一例として、外れ値ｕＬＥＤの一実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１２００を示す。図１２の例では、ｕＬＥＤは、電源オン及び電源オフ（ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間全体）が無効化フェーズ９９４内に入るようにスケジュールすることができる。そのような例では、コントローラ１６６０は、ＰＷＭオン期間をＶＬＥＤ＜Ｖｆとなる前後の位置に移動するのを選択することができる。図１２の例では、コントローラ１６６０は、ＶＬＥＤ＞Ｖｆの間にＰＷＭオン期間１２１０の全体が生じるように、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間１２１０を時間ＶＬＥＤ＜Ｖｆの前に移動させた。これを行うために、コントローラ１６６０は、例えば、ＰＷＭオン期間１２１０の予想される立ち下がりエッジと、ＶＬＥＤ１０６＝Ｖｆ８８２（破線１２１８で示す）となるＰＷＭオン期間１２１０の前の時間との間の差を決定することができる。別の例では、コントローラ１６６０は、ＰＷＭオン期間１２１０の予想される立ち上がりエッジと、ＶＬＥＤ１０６＝Ｖｆ８８２（破線１２２０で示す）となるＰＷＭオン期間１２１０後の時間との間の差を決定することができる。
【0036】
ＰＷＭオン期間１２１０の立ち下がりエッジと、ＶＬＥＤ１０６＝Ｖｆ８８２となるＰＷＭオン期間１２１０の前の時間との間の差が、矢印１２１４によって示される。この差は、ＰＷＭオン期間１２１０の立ち上がりエッジが始まる（矢印１２１６で示す）時間を調整するために使用することができる。矢印１２１６によって示される調整を考慮した補正したＰＷＭオン期間１２１２は、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間１２１２を、Ｖｆ＜ＶＬＥＤ（無効化フェーズ９９４の外側）の期間内に移動させる。
【0037】
図１３は、一例として、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間中にｕＬＥＤ Ｖｆ＜ＶＬＥＤとなるのを保証するように、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１３００を示す。図１３の例では、ＶＬＥＤ１０６の周波数は、ｕＬＥＤのＰＷＭオン期間１３３０、１３３２の間でＶＬＥＤが複数回（ＶＭＡＸ８８０又はＶＭＩＮ８８４のいずれかの複数回に等しい）サイクルするようなものである。このような例では、時間補正は、ＰＷＭオン期間１３３０、１３３２が無効化フェーズ９９４と重なる場合にのみ実行される。
【0038】
図１３において、ＶＬＥＤ１０６＝ＶＭＡＸの発生間の時間は、ＰＷＭオン期間１３３０、１３３２の間の時間より短い。連続するＰＷＭオン期間１３３０、１３３２の間（例えば、連続するＰＷＭオン期間１３３０、１３３２の立ち上がりエッジの間）の時間が、ＶＬＥＤ１０６＝ＶＭＡＸ８８０の発生間の時間の整数倍ではない場合に、ＰＷＭオン期間１３３０（矢印１３３８、１３４０で示す）の調整は、各サイクルで変化する可能性がある。連続するＰＷＭオン期間１３３０、１３３２の間の時間が、ＶＬＥＤ１０６＝ＶＭＡＸ８８０の発生間の時間の整数倍である場合に、ＰＷＭオン期間１３３０の立ち上がりエッジ時間の調整（矢印１３３８、１３４０で示す）は同じに維持され得る。ＰＷＭオン期間１３３０、１３３２に対して行われた調整は、それぞれＰＷＭオン期間１３３４、１３３６として示しており、行った調整は、それぞれ１３３８、１３４０と同じ大きさの矢印１３４２、１３４４によって示される。
【0039】
図１４は、一例として、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１４００を示す。図１４の例では、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間１４４０は、ＶＬＥＤ１０６がｕＬＥＤのＶｆ８８２よりも大きくなる時間量よりも大きい。矢印１４４４及び１４４６で示すように、ＰＷＭオン時間の調整後であっても、ＶＬＥＤ＞Ｖｆの時間量はＰＷＭオン時間よりも少ない。このような状況では、ｕＬＥＤ又は１つ又は複数の隣接するｕＬＥＤのパラメータ（例えば、駆動電流、ＰＷＭオン時間、又は他のパラメータ）を調整して、ｕＬＥＤのデューティサイクルの減少を補償することが可能であり得る。この問題に対する１つの潜在的な解決策は、例えば、失われたＰＷＭオン時間の量（矢印１４４８で示す）が画像の外観を目に見えて変えない場合には、何もしないことである。これは、ＰＷＭオン時間の減少と外れ値ｕＬＥＤの数とによってもたらされるｕＬＥＤ強度の減少によっては、許容できる可能性がある。
【0040】
ＰＷＭオン時間が失われる問題に対する別の解決策には、ＶＭＩＮ８８４を増大することが含まれる。この解決策は、生成される熱を増大させ、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスの電気効率を低下させて、ＶＬＥＤ１０６がＶｆ８８２よりも大きくなる時間を増やす。Ｖｆ８８２＞ＶＬＥＤ１０６になる時間が減少され、ピクセルのオン時間を増やすことができる。
【0041】
ＰＷＭオン時間が失われる問題に対するさらに別の解決策には、デューティサイクルを減少させ、ｕＬＥＤドライバ４４４のピーク電流を局所的に増大させることが含まれる（Ｖｆ８８２＞ＶＬＥＤ１０６であり、Ｖｆ８８２＜ＶＬＥＤ１０６となるＰＷＭオン時間に対応するデューティサイクルを有するｕＬＥＤに対してのみ）。この解決策は、同じ目標平均電流を維持できるが、ピーク強度の増大によりＶｆが増大するだけでなく、固有のｕＬＥＤ電圧降下により効率も低下する。
【0042】
図１５は、一例として、ｕＬＥＤオン時間を変更する前後の外れ値ｕＬＥＤの実施形態の電気パラメータ対時間のグラフ１５００を示す。図１５において、ＶＭＡＸ８８０及びＶＭＩＮ８８４は、図１４のものと比較して増大している。これにより、無効化フェーズ９９４とＰＷＭオン時間１４４２（補償後）との間に重なりを生じさせることなく、ＰＷＭオン時間１４４０を適応できるように、ｕＬＥＤの無効化フェーズ９９４を減少させることができる。
【0043】
図１６は、一例として、ｕＬＥＤ５５０のＰＷＭオン時間を調整するためのシステム１６００の一実施形態のブロック図を示す。システム１６００は、メモリ１６６２に結合したコントローラ１６６０を含む。コントローラ１６６０はさらに、それぞれのｕＬＥＤ５５０を駆動する制御ｕＬＥＤドライバ４４４に結合される。メモリ１６６２は、示されるように、（各ｕＬＥＤ５５０について）ｕＬＥＤ識別（ＩＤ）（例えば、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスにおけるｕＬＥＤ５５０の行及び列、又はｕＬＥＤ５５０の他の固有の識別子）を含む。メモリ１６６２は、ｕＬＥＤ ＩＤに対応するｕＬＥＤ５５０のデューティサイクルをさらに含む。メモリ１６６２は、ＶＭＩＮ８８４、ＶＭＡＸ８８０、及びＶＬＥＤ１０６の周波数をさらに含むことができる。メモリ１６６２は、ＶＬＥＤ１０６がいつｕＬＥＤ５５０のＶｆ８８２になるかを決定するためにコントローラ１６６０によって使用され得る参照時間をさらに含むことができる。こうして、コントローラ１６６０は、メモリ１６６２内のデータに基づいて、可能な限り多くのｕＬＥＤ５５０デューティサイクルに亘ってＶＬＥＤ＞ＶｆとなるようにｕＬＥＤ５５０を動作させるためのコマンドをいつドライバ４４４に送信するかを決定することができる。
【0044】
ＶＬＥＤ１０６を変調する実施形態は、約１００ｍＶの典型的な分散値の場合に、わずか数百ｍＶの変調範囲でドライバ４４４の効率を８０％をはるかに上回るまで回復することができる。電圧供給１０２によって引き出される総ピーク電流は、提案した制御方式によって設定される変調振幅の関数として僅かに増大するだけである。従って、相互接続に関連するＲＭＳ損失は大幅に悪化するとは予想されない。
【0045】
図１７は、一例として、ｕＬＥＤマトリックスダイを駆動するための方法１７００の一実施形態の図を示す。方法１７００は、少なくとも部分的に、電圧供給１０２、ｕＬＥＤ１０４のマトリックス、コントローラ１６６０、ドライバ４４４、他の構成要素、又はそれらの組合せによって実行することができる。示されるように、方法１７００は、動作１７０２において、電源が、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給するステップであって、ＶＭＩＮは、複数のマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ドライバを使用してｕＬＥＤダイの複数のマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）を駆動するのに十分である、ステップと；動作１７０４において、ｕＬＥＤドライバに結合したコントローラが、複数のｕＬＥＤのうちのＶＭＩＮより大きい順電圧（Ｖｆ）を有するｕＬＥＤを識別するステップと；動作１７０６において、コントローラが、ｕＬＥＤのＶｆがＰＷＭオン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間の立ち上がりエッジの時間を変更するステップと；を含む。
【0046】
方法１７００は、コントローラが、立ち上がりエッジの時間を変更する前に、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することをさらに識別するステップをさらに含むことができる。方法１７００は、コントローラが、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量がＰＷＭオン時間よりも短いことを識別するステップをさらに含むことができる。方法１７００は、ＰＷＭオン時間を短縮するステップと、ｕＬＥＤのｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大するステップとをさらに含むことができる。方法１７００は、コントローラが、同じ周波数を維持しながら、ＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させるステップをさらに含むことができる。
【0047】
方法１７００においてさらに、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するステップは、ｕＬＥＤのデューティサイクルに基づいてＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応するそれぞれの時間を決定するステップを含むことができる。方法１７００においてさらに、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複する時間を特定するステップは、ＶＬＥＤがＶＭＡＸ又はＶＭＩＮに等しい時間を示す参照時間及び周波数を使用して、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの時間の一方が、ＶＬＥＤがＶｆ未満となる時間と重複することを識別するステップを含むことができる。方法１７００においてさらに、ＶＭＩＮより大きいＶｆを有するｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの駆動電流が、ｕＬＥＤの平均駆動電流が目標平均電力まで駆動されるように修正されるステップを含むことができる。
【0048】
以下に、ｕＬＥＤ１０４のマトリックスに関するいくつかの詳細と、いくつかの例に続くいくつかの応用上の検討事項を示す。
【0049】
図１８は、例えば図６～図１７に関して議論したような、機能をサポートするシステム１８００のチップレベル実装の実施形態をより詳細に示す。システム１８００は、図６～図１７に関して議論し及び本明細書の他の場所で議論するような手順及び回路の振幅及びデューティサイクルのピクセル又はグループピクセルレベル制御を実装することができるコマンド及び制御モジュール１８１６（コントローラと呼ばれることもあり、図１６のコントローラ１６６０と同様又は同じであり得る）を含む。いくつかの実施形態では、システム１８００は、ｕＬＥＤ１８２０のマトリックスに供給することができる、生成又は処理した画像を保持するためのフレームバッファ１８１０をさらに含む。他のモジュールは、（例えば、集積回路間（Ｉ２Ｃ）シリアルバス）等のデジタル制御インターフェイス又はシリアル周辺機器インターフェイス（ＳＰＩ）（１８１４）を含むことができ、それらは制御データ、命令、又は応答データを送信するように構成される。
【0050】
動作中に、システム１８００は、ＳＰＩインターフェイス１８１４を介して到着する車両又は他のソースから画像又は他のデータを受け取ることができる。連続する画像又はビデオデータは、画像フレームバッファ１８１０に格納することができる。画像データを利用できない場合に、待機画像バッファ１８１１に保持される１つ又は複数の待機画像は、画像フレームバッファ１８１０に向かうように指示され得る。そのような待機画像は、例えば、法的に許容される車両のロービームヘッドランプの放射パターンと一致する空間パターン及び強度、或いは建築照明又はディスプレイのデフォルトの光放射パターンを含むことができる。
【0051】
動作中に、画像内のピクセルは、画像に基づくＬＥＤピクセルの強度及び空間変調を用いて、アクティブ状態の対応するＬＥＤピクセルの応答を規定するために使用される。データレートの問題を軽減するために、いくつかの実施形態では、ピクセルのグループ（例えば、５×５ブロック）を単一のブロックとして制御することができる。いくつかの実施形態では、高速且つ高データレートの動作がサポートされ、連続する画像からのピクセル値を、３０Ｈｚ～１００Ｈｚの間のレート（典型的には６０Ｈｚ）で画像シーケンス内の連続フレームとしてロードすることができる。ＰＷＭを使用して、画像フレームバッファ１８１０に保持される画像に少なくとも部分的に依存するパターン及び強度で光を放出するように各ピクセルを制御することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、システム１８００は、Ｖｄｄピン及びＶｓｓピンを介してロジック電力を受け取ることができる。アクティブマトリックスは、複数のＶＬＥＤピン及びＶＣａｔｈｏｄｅピンによってＬＥＤアレイ制御のための電力を受け取る。ＳＰＩ１８１４は、単一マスターによるマスター／スレーブアーキテクチャを使用して全二重モード通信を提供することができる。マスター装置は、読み取り及び書き込みのためのフレームを開始する。複数のスレーブ装置は、個別のスレーブ選択（ＳＳ）ラインによる選択を通じてサポートされる。入力ピンは、マスター出力スレーブ入力（ＭＯＳＩ）、マスター入力スレーブ出力（ＭＩＳＯ）、チップ選択（ＳＣ）、及びクロック（ＣＬＫ）を含むことができ、これらは全てＳＰＩインターフェイス１８１４に接続される。ＳＰＩインターフェイス１８１４は、アドレス生成器、フレームバッファ、待機フレームバッファに接続される。ピクセルは、（例えば、フレームバッファへの入力前、又はパルス幅変調又はパワーゲーティングを介したフレームバッファからの出力後のパワーゲーティングによって、）コマンド及び制御モジュールによってパラメータを設定し、信号又は電力を変更することができる。ＳＰＩインターフェイス１８１４は、アドレス生成モジュール１８１８に接続することができ、アドレス生成モジュール１８１８は、行及びアドレス情報をアクティブマトリックス１８２０に提供する。アドレス生成モジュール１８１８は、次にフレームバッファアドレスをフレームバッファ１８１０に提供することができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、コマンド及び制御モジュール１８１６は、シリアルバス１８１２を介して外部から制御することができる。７ビットアドレス指定等のクロック（ＳＣＬ）ピン及びデータ（ＳＤＡ）ピンをサポートすることができる。コマンド及び制御モジュール１８１６は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）及び２つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を含むことができる。ＤＡＣ及びＡＤＣはそれぞれ、接続したアクティブマトリックスのＶｂｉａｓを設定し、最大Ｖｆを決定するのに役立ち、システム温度を決定するために使用される。また、アクティブマトリックス１８２０のパルス幅変調発振（ＰＷＭＯＳＣ）周波数を設定するための発振器（ＯＳＣ）も接続される。一実施形態では、診断、校正、又はテストの目的のためにアクティブマトリックス内の個々のピクセル又はピクセルブロックのアドレスを可能にするバイパスラインも存在する。アクティブマトリックス１８２０は、データライン、バイパスライン、ＰＷＭＯＳＣライン、Ｖｂｉａｓライン、及びＶｆラインが供給される個々のピクセルをアドレス指定するために使用される行及び列選択によってさらにサポートされ得る。
【0054】
当業者には理解されるように、いくつかの実施形態では、説明する回路及びアクティブマトリックス１８２０（ｕＬＥＤ１０４のマトリックスと同様又は同じ）は、パッケージ化することができ、オプションで半導体ＬＥＤによる光生成及び電力供給を制御するために接続されたサブマウント又はプリント回路を含むことができる。特定の実施形態では、プリント回路基板は、電気ビア、ヒートシンク、接地面、電気トレース、及びフリップチップ又は他の実装システムを含むこともできる。サブマウント又はプリント回路基板は、セラミック、シリコン、アルミニウム等の任意の適切な材料で形成され得る。サブマウント材料が導電性である場合に、基板材料の上に絶縁層が形成され、その絶縁層の上に金属電極パターンが形成される。サブマウントは機械的サポートとして機能し、ＬＥＤの電極と電源との間に電気的インターフェイスを提供し、またヒートシンクも提供する。
【0055】
いくつかの実施形態では、アクティブマトリックス１８２０は、様々なタイプ、サイズ、及びレイアウトの発光素子から形成することができる。一実施形態では、個別にアドレス指定可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）の１次元又は２次元マトリックスアレイを使用することができる。一般に、Ｎ及びＭがそれぞれ２～１，０００の間であるＮ×Ｍアレイを使用することができる。個々のＬＥＤ構造は、正方形、長方形、六角形、多角形、円形、弓形、又は他の表面形状を有することができる。ＬＥＤアセンブリ又は構造のアレイは、幾何学的に直線的な行及び列、千鳥状の行又は列、曲線、或いは半ランダム又はランダムなレイアウトで配置することができる。ＬＥＤアセンブリには、個別にアドレス指定可能なピクセルアレイもサポートされるため、複数のＬＥＤを含めることができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤへの導電線の放射状又は他の非長方形のグリッド配置を使用することができる。他の実施形態では、ＬＥＤへの導電線の湾曲、曲がり、蛇行、及び／又は他の適切な非直線配置を使用することができる。
【0056】
いくつかの実施形態では、マイクロＬＥＤ（μＬＥＤ又はｕＬＥＤ）のアレイを使用することができる。ｕＬＥＤは、横寸法が１００μｍ×１００μｍ未満の高密度ピクセルをサポートすることができる。いくつかの実施形態では、直径又は幅が約５０μｍ以下の寸法を有するｕＬＥＤを使用することができる。このようなｕＬＥＤは、赤、青、緑の波長を含むｕＬＥＤを近接して整列させることによって、カラーディスプレイの製造に使用することができる。他の実施形態では、ｕＬＥＤは、モノリシック窒化ガリウム（ＧａＮ）又は他の半導体基板上に規定することができ、セグメント化、部分的、又は完全に分割された半導体基板上に形成することができ、又は個別に形成するか、又はｕＬＥＤのグループとして組み立てたパネルとすることができる。いくつかの実施形態では、アクティブマトリックス１１２０は、センチメートルスケール以上の面積の基板上に位置付けされた少数のｕＬＥＤを含むことができる。いくつかの実施形態では、アクティブマトリックス１１２０は、センチメートルスケール以下の面積の基板上に一緒に位置付けされた数百、数千、又は数百万のＬＥＤを備えたｕＬＥＤピクセルアレイをサポートすることができる。いくつかの実施形態では、ｕＬＥＤＳは、３０ミクロン～５００ミクロンの間のサイズのＬＥＤを含むことができる。いくつかの実施形態では、発光ピクセルアレイ内の発光ピクセルのそれぞれは、疎なＬＥＤアレイを形成するために、少なくとも１ミリメートル離して位置付けされ得る。他の実施形態では、発光ピクセルの疎なＬＥＤアレイは、１ミリメートル未満の間隔で位置付けすることができ、３０ミクロン～５００ミクロンの範囲の距離だけ離間することができる。ＬＥＤは固体基板又はフレキシブル基板に埋め込むことができ、これは少なくとも部分的に透明にすることができる。例えば、発光ピクセルアレイは、ガラス、セラミック、又はポリマー材料に少なくとも部分的に埋め込んでもよい。
【0057】
本明細書で議論するような発光マトリックス・ピクセルアレイは、配光（light distribution：光分布）のきめの細かい強度、空間的、及び時間的制御から恩恵を受けるアプリケーションをサポートすることができる。これには、ピクセルブロック又は個々のピクセルから放射される光の正確な空間パターニングが含まれる場合があるが、これに限定されない。用途に応じて、放出される光は、スペクトル的に異なり、時間の経過とともに適応し、及び／又は環境に応答する場合がある。発光ピクセルアレイは、様々な強度、空間的、又は時間的パターンで予めプログラムした配光を提供することができる。放出される光は、受信したセンサデータに少なくとも部分的に基づくことができ、光無線通信に使用することができる。関連する光学系は、ピクセル、ピクセルブロック、又はデバイスレベルで異なる場合がある。例示的な発光ピクセルアレイは、関連する共通の光学系を備えた共通に制御される高輝度ピクセルの中央ブロックを有するデバイスを含むことができるが、エッジピクセルは個別の光学系を有することができる。発光ピクセルアレイでサポートされる一般的な用途には、ビデオ照明、自動車のヘッドライト、建築及びエリア照明、街路照明、情報ディスプレイ等がある。
【0058】
発光マトリックス・ピクセルアレイは、視覚表示を改善するため、又は照明コストを削減するために、建物又は領域を選択的且つ適応的に照明するために使用され得る。さらに、発光ピクセルアレイを使用して、装飾的な動き又はビデオ効果のためにメディアファサード（facades）を投影することもできる。追跡センサ及び／又はカメラと連携して、歩行者の周囲のエリアを選択的に照明することが可能になり得る。スペクトル的に異なるピクセルを使用して、照明の色温度を調整するだけでなく、波長固有の園芸照明をサポートすることもできる。
【0059】
街路照明は、発光ピクセルアレイの使用から恩恵を受け得る用途である。単一の発光アレイを使用して、様々なタイプの街路灯を模倣することができ、例えば、選択したピクセルを適切にアクティブ化又は非アクティブ化することで、タイプＩの線形街路灯とタイプＩＶの半円形街路灯とを切り替えることができる。さらに、環境条件又は使用時間に応じて光ビーム強度又は配光を調整することで、街路照明コストを削減することもできる。例えば、歩行者がいない場合に、光の強度と配光面積を減少させることができる。発光ピクセルアレイのピクセルがスペクトル的に異なる場合に、光の色温度は、それぞれの昼光、夕暮れ、又は夜の条件に従って調整され得る。
【0060】
発光アレイは、直接ディスプレイ又は投影ディスプレイを必要とする用途をサポートするのにも適している。例えば、警告、緊急、又は情報標識は全て、発光アレイを使用して表示又は投影することができる。これにより、例えば、色の変化又は点滅する出口標識を投影することができる。発光アレイが多数のピクセルで構成される場合に、テキスト又は数値情報を表示することができる。方向矢印又は同様のインジケータも提供することができる。
【0061】
車両ヘッドランプは、多数のピクセル及び高いデータリフレッシュレートを必要とする発光アレイ用途である。道路の選択したセクションのみをアクティブに照らす自動車用ヘッドライトを使用すると、対向車のドライバの眩しさ（glare）又はちらつき（dazzling）に関連する問題を軽減することができる。赤外線カメラをセンサとして使用し、発光ピクセルアレイは、道路を照らすために必要なピクセルのみをアクティブにする一方、歩行者又は対向車のドライバを眩ませる可能性のあるピクセルを非アクティブにする。さらに、ドライバの環境意識を向上させるために、道路外の歩行者、動物、又は標識を選択的に照明することもできる。発光ピクセルアレイのピクセルがスペクトル的に異なる場合に、光の色温度は、それぞれの昼光、夕暮れ、又は夜の条件に応じて調整され得る。いくつかのピクセルは、光無線車両間通信に使用される場合がある。
【0062】
ＬＥＤ光モジュールは、マトリックスＬＥＤを、単独で、或いはレンズ又は反射器を含む一次又は二次光学系と組み合わせて含むことができる。全体的なデータ管理要件を減らすために、照明モジュールは、オン／オフ機能又は比較的少数の光強度レベル間の切り替えに制限することができる。光強度の完全なピクセルレベルの制御は必ずしもサポートされるわけではない。
【0063】
動作中に、画像内のピクセルは、画像に基づくＬＥＤピクセルの強度及び空間変調を用いて、ピクセルモジュール内の対応するＬＥＤピクセルの応答を規定するために使用される。データレートの問題を軽減するために、いくつかの実施形態では、ピクセルのグループ（例えば、５×５ブロック）を単一のブロックとして制御することができる。高速及び高データレートの動作をサポートしており、連続する画像のピクセル値を３０Ｈｚ～１００Ｈｚ（典型的に、６０Ｈｚ）のレートで画像シーケンス内の連続フレームとしてロードすることができる。パルス幅変調モジュールと連携して、ピクセルモジュール内の各ピクセルは、画像フレームバッファに保持される画像に少なくとも部分的に依存するパターン及び強度で光を放射するように動作することができる。
【0064】
前述の実施形態では、適切な照明ロジック、制御モジュール、及び／又はＰＷＭモジュールを使用して、ＬＥＤピクセル毎に適切なランプ時間及びパルス幅を設定することによって、ｕＬＥＤの強度を個別に制御及び調整することができる。外れ値ピクセル電圧管理により、ＬＥＤピクセルを活性化し、信頼性の高いパターン化した照明を提供することができる。電圧供給１０２の電圧管理を提供できる制御システム１９００が図１９に示される。図１９から分かるように、マトリックスマイクロＬＥＤアレイ１９２０（ｕＬＥＤ１０４のマトリックスと同様又は同じ）は、アクティブに光を放射し個別に制御される数千～数百万のマイクロＬＥＤピクセルの１つ又は複数のアレイを含むことができる。画像を表示するパターン又は順序で光を放射するには、アレイ上の異なる位置にあるマイクロＬＥＤピクセルの電流レベルが、特定の画像に従って個別に調整される。これには、特定の周波数でピクセルをオン又はオフにするＰＷＭが関与する場合がある。ＰＷＭ動作中に、ピクセルを流れる平均ＤＣ電流は、電流振幅とＰＷＭデューティサイクルとの積であり、ＰＷＭデューティサイクルは、導通時間と周期又はサイクル時間との比である。
【0065】
図１９は、一例として、ｕＬＥＤパッケージに含めることができる回路を含むシステム１９００の論理ブロック図を示す。システム１９００の効率的な使用を促進する処理モジュールを図１９に示す。システム１９００は、図６～図１８に関して議論したような手順及び回路の振幅及びデューティサイクルのピクセル又はグループピクセルレベル制御を実装できる制御モジュール１９１６（制御モジュール１８１６と同様又は同じ）を含む。いくつかの実施形態では、システム１９００は、画像を生成、処理、又は送信するための画像処理モジュール１９０４と、（制御データ及び／又は命令を送信するように構成された）集積回路間（Ｉ２Ｃ）、シリアル周辺機器インターフェイス（ＳＰＩ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ユニバーサル非同期受信機送信機（ＵＡＲＴ）等のデジタル制御インターフェイス１９１３とをさらに含む。デジタル制御インターフェイス１９１３及び制御モジュール１９１６は、システムマイクロコントローラと、外部装置から制御入力を受信するように構成された任意のタイプの有線又は無線モジュールとを含み得る。一例として、無線モジュールは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、メッシュ、ＷｉＦｉ、近距離無線通信（ＮＦＣ）を含むことができ、及び／又はピアツーピアモジュールを使用することができる。マイクロコントローラは、ＬＥＤ照明システムに埋め込まれ、ＬＥＤシステム内の有線又は無線モジュール又は他のモジュールから入力を受け取り、それに基づいて制御信号を他のモジュールに提供するように構成又は構成可能な任意のタイプの専用コンピュータ又はプロセッサであってよい。マイクロコントローラ又は他の適切な制御モジュール１８１６によって実装されるアルゴリズムは、専用プロセッサによって実行される非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアで実装され得る。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体の例には、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、及び半導体メモリデバイスが含まれる。メモリはマイクロコントローラの一部として組み込まれることもあれば、プリント回路又は電子基板上又は外の別の場所に実装されることもある。非一時的とは、動けない（移動できない）ことを意味するものではない。
【0066】
本明細書で使用するモジュールという用語は、１つ又は複数の電子基板にはんだ付けされ得る個々の回路基板上に配置された電気及び／又は電子部品を指し得る。ただし、モジュールという用語は、同様の機能を提供するが、同じ領域又は異なる領域の１つ又は複数の回路基板に個別にはんだ付けされる電気コンポーネント及び／又は電子コンポーネントを指す場合もある。
【0067】
制御モジュール１９１６は、画像処理モジュール１９０４と、Ｉ２Ｃ等のデジタル制御インターフェイス１９１３とをさらに含むことができる。理解されるように、いくつかの実施形態では、画像処理計算は、制御モジュール１９１６によって変調画像を直接生成することによって実行され得る。あるいはまた、標準の画像ファイルを処理又は変換して、画像に一致する変調を提供することもできる。主にＰＷＭデューティサイクル値を含む画像データは、画像処理モジュール１９０４内の全てのピクセルに対して処理され得る。振幅が固定値又はめったに変更されない値であるため、振幅関連コマンドは、Ｉ２Ｃ等のより単純なデジタルインターフェイスを介して個別に与えることができる。制御モジュール１９１６は、デジタルデータを解釈し、このデジタルデータは、ＰＷＭ発生器１９１０によってピクセルのためのＰＷＭ信号を生成するために使用され、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）ブロック１９１２によって必要な電流源振幅を取得するための制御信号を生成するために使用され得る。
【0068】
いくつかの実施形態では、図１９のアクティブマトリックス１９２０は、ｍ個の共通アノードＬＥＤを含むｍ個のピクセルを含むことができる。例示的な一実施形態では、ピクセルユニットは、単一のＬＥＤ、ＬＥＤ１、及び３つの相互コンダクタンスデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）スイッチＭ１～Ｍ３を含み、電圧供給Ｖ１（ＶＬＥＤと呼ばれることもある）によって供給される。Ｍ３はＮチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり、そのゲートは振幅制御信号に結合され、必要な電流源振幅を生成する。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、ＬＥＤ１と並列であり、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ Ｍ２とトーテムポール（totem pole）ペアを形成する。Ｍ１及びＭ２トランジスタのペアのゲートは、互いに接続され、ＰＷＭ信号に結合される。従って、ＰＷＭがＨｉｇｈ（ハイ）の場合に、Ｍ１はオフになり、Ｍ２はオンになる。Ｍ３ゲートに結合した振幅制御信号によって決定される値で、ＬＥＤ１、Ｍ２、及びＭ３を通って電流が流れる。ＰＷＭがＬｏｗ（ロー）の場合に、Ｍ１はオンになり、Ｍ２はオフになる。その結果、Ｍ３の電流源が遮断され、ＬＥＤはＭ１を介して急速に放電される。
【0069】
図２０は、一例として、１つ又は複数の実施形態を実装するためのマシン２０００（例えば、コンピュータシステム）の一実施形態のブロック図を示す。マシン２０００は、ｕＬＥＤダイの駆動が不十分又は駆動されないｕＬＥＤを管理するための技術を実装することができる。コントローラ１６６０、電圧供給１０２、又はその構成要素は、マシン２０００の構成要素のうちの１つ又は複数を含むことができる。コントローラ１６６０、電圧供給１０２、又はその構成要素のうちの１つ又は複数は、マシン２０００の構成要素を使用して、少なくとも部分的に実装され得る。マシン２０００の一例（コンピュータの形態）は、処理ユニット２００２、メモリ２００３、リムーバブルストレージ２０１０、及び非リムーバブルストレージ２０１２を含むことができる。マシン２０００として例示し説明するが、コンピュータ装置は、異なる実施形態では異なる形態であってもよい。例えば、コンピュータ装置は、代わりに、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、又は図２０に関して図示及び説明したのと同じ又は類似の要素を含む他のコンピュータ装置であってもよい。スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ等の装置は、一般的にモバイル装置と総称される。さらに、様々なデータ記憶要素がマシン２０００の一部として示されるが、記憶装置は、インターネット等のネットワークを介してアクセス可能なクラウドベースの記憶装置であってもよく、又は代わりに、クラウドベースの記憶装置を含んでもよい。
【0070】
メモリ２００３は、揮発性メモリ２０１４及び不揮発性メモリ２００８を含むことができる。マシン２０００は、揮発性メモリ２０１４及び不揮発性メモリ２００８、リムーバブルストレージ２０１０及び非リムーバブルストレージ２０１２等の様々なコンピュータ可読媒体を含むコンピューティング環境を含む、又はそのコンピューティング環境にアクセスすることができる。コンピュータ記憶装置には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）及び電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、又は本明細書で説明する機能を実行するためのコンピュータ可読命令を保存できる他の磁気記憶装置が含まれる。
【0071】
マシン２０００は、入力２００６、出力２００４、及び通信接続２０１６を含むコンピューティング環境を含む、又はコンピューティング環境へのアクセスを有し得る。出力２００４は、入力装置としても機能し得るタッチスクリーン等の表示装置を含み得る。入力２００６は、１つ又は複数のタッチスクリーン、タッチパッド、マウス、キーボード、カメラ、１つ又は複数の装置固有のボタン、マシン２０００内に統合される又は有線もしくは無線のデータ接続を介してマシン２０００に結合される１つ又は複数のセンサ、及び他の入力装置を含み得る。コンピュータは、通信接続を使用して、クラウドベースのサーバ及びストレージを含むデータベースサーバ等の１つ又は複数のリモートコンピュータに接続するネットワーク環境で動作することができる。リモートコンピュータには、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス又は他の一般的なネットワークノード等を含めることができる。通信接続には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、セルラ、電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、又は他のネットワークが含まれる場合がある。
【0072】
コンピュータ可読記憶装置に格納されたコンピュータ可読命令は、マシン２０００の処理ユニット２００２（処理回路と呼ばれることもある）によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、及びＲＡＭは、記憶装置等の非一時的なコンピュータ可読媒体を含む物品のいくつかの例である。例えば、コンピュータプログラム２０１８を使用して、処理ユニット２００２に本明細書で説明した１つ又は複数の方法又はアルゴリズムを実行させることができる。
【0073】
本明細書に開示する機器及び関連する方法をさらに説明するために、非限定的な例のリストを以下に提供する。以下の非限定的な例のそれぞれは、単独で存在することができ、又は他の例のいずれか１つ又は複数と任意の順列又は組合せで組み合わせることができる。
【0074】
例１では、方法は、電源が、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給するステップであって、ＶＭＩＮは、複数のマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ドライバを使用してｕＬＥＤダイの複数のマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）を駆動するのに十分である、ステップと；ｕＬＥＤドライバに結合したコントローラが、複数のｕＬＥＤのうちのＶＭＩＮより大きい順電圧（Ｖｆ）を有するｕＬＥＤを識別するステップと；コントローラが、ｕＬＥＤのＶｆがパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジの時間を変更するステップと；を含む。
【0075】
例２では、例１は、コントローラが、立ち上がりエッジの時間を変更する前に、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することをさらに識別するステップをさらに含むことができる。
【0076】
例３では、例１～２のうちの少なくとも１つは、コントローラが、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量が、ＰＷＭオン時間よりも短いことを識別するステップをさらに含むことができる。
【0077】
例４では、例３は、ＰＷＭオン時間を短縮し、ｕＬＥＤのｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させるステップをさらに含むことができる。
【0078】
例５では、例３～４のうちの少なくとも１つは、コントローラが、同じ周波数を維持しながら、ＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させるステップをさらに含むことができる。
【0079】
例６では、例１～例５のうちの少なくとも１つは、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するステップが、ｕＬＥＤのデューティサイクルに基づいて、ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応するそれぞれの時間を決定するステップをさらに含むことができる。
【0080】
例７では、例６は、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するステップが、ＶＬＥＤがＶＭＡＸ又はＶＭＩＮに等しい時間を示す参照時間及び周波数を使用して、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのいずれかの時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満となる時間と重複することを識別するステップをさらに含むことができる。
【0081】
例８では、例１～例７のうちの少なくとも１つは、ＶＭＩＮよりも大きいＶｆを有するｕＬＥＤダイのｕＬＥＤの駆動電流が、ｕＬＥＤの平均駆動電流が目標平均電力まで駆動されるように修正されるステップをさらに含むことができる。
【0082】
例９は、システムを含み、このシステムは、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給するように構成された電源であって、ＶＭＩＮは、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）ダイのｕＬＥＤドライバを使用してｕＬＥＤダイのマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）の大部分を駆動するのに十分である、電源と；ｕＬＥＤドライバに結合したコントローラと；を含み、コントローラは、（複数の）ｕＬＥＤのうちの順電圧（Ｖｆ）がＶＭＩＮより大きいｕＬＥＤを識別し、ｕＬＥＤのＶｆがＰＷＭオン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間の立ち上がりエッジの時間を変更するように構成される。
【0083】
例１０では、例９は、コントローラが、立ち上がりエッジの時間を変更する前に、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別するようにさらに構成されることをさらに含むことができる。
【0084】
例１１では、例９～１０の少なくとも１つは、コントローラが、ＶｆがＶＬＥＤ未満である時間量がＰＷＭオン時間よりも短いことを識別するようにさらに構成されることをさらに含むことができる。
【0085】
例１２では、例１１は、コントローラが、ＰＷＭオン時間を短縮し、ｕＬＥＤのｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させるようにさらに構成されることをさらに含むことができる。
【0086】
例１３では、例１１～１２の少なくとも１つは、コントローラが、同じ周波数を維持しながらＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させるようにさらに構成されることをさらに含むことができる。
【0087】
例１４では、例９～例１３のうちの少なくとも１つは、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することを識別することが、ｕＬＥＤのデューティサイクルに基づいて、ＰＷＭオン時間の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに対応するそれぞれの時間を決定することをさらに含むことができる。
【0088】
例１５では、例１４は、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複する時間を識別することが、ＶＬＥＤがＶＭＡＸ又はＶＭＩＮに等しい時間を示す参照時間及び周波数を使用して、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの時間のいずれかが、ＶＬＥＤがＶｆ未満となる時間と重複することを識別することをさらに含むことができる。
【0089】
例１６は、命令を含むマシン可読媒体を含み、命令がマシンによって実行されると、マシンに、最小電圧（ＶＭＩＮ）及び最大電圧（ＶＭＡＸ）を有する交流電圧（ＶＬＥＤ）を供給することであって、ＶＭＩＮは、マイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）のｕＬＥＤドライバを使用してｕＬＥＤダイのマイクロ発光ダイオード（ｕＬＥＤ）の大部分を駆動するのに十分である、ことと；複数のｕＬＥＤのうちの順電圧（Ｖｆ）がＶＭＩＮより大きいｕＬＥＤを識別することと；ｕＬＥＤのＶｆがＰＷＭオン時間のＶＬＥＤよりも小さくなるように、ｕＬＥＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）オン時間の立ち上がりエッジの時間を変更することと；を含む動作を実行させる。
【0090】
例１７では、例１６は、動作が、立ち上がりエッジの時間を変更する前に、ｕＬＥＤのＰＷＭオン時間が、ＶＬＥＤがＶｆ未満である時間と重複することをさらに識別することをさらに含むことができる。
【0091】
例１８では、例１６～１７の少なくとも１つは、動作が、ＶｆがＶＬＥＤよりも小さい時間量が、ＰＷＭオン時間よりも短いことを識別することをさらに含むことができる。
【0092】
例１９では、例１８は、ＰＷＭオン時間を短縮することと、ｕＬＥＤのｕＬＥＤドライバにおけるピクセルドライバのピーク電流を増大させることをさらに含む動作をさらに含むことができる。
【0093】
例２０では、例１８～１９のうちの少なくとも１つは、同じ周波数を維持しながらＶＭＡＸ及びＶＭＩＮの大きさを増大させることをさらに含む動作をさらに含むことができる。
【0094】
本開示の主題の例示的な実施形態を本明細書に示し説明してきたが、そのような実施形態が単なる一例として提供されたものであることは当業者には明らかであろう。当業者であれば、開示した主題から逸脱することなく、本明細書に提供する資料を読んで理解すれば、数多くの変形、変更、及び置換を想起するであろう。本明細書に記載の開示した主題の実施形態に対する様々な代替案が、主題の様々な実施形態を実施する際に使用し得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は、開示した主題の範囲を規定し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造、及びそれらの均等物がこれらによってカバーされることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
