CN116602054B

CN116602054B - 用于微led阵列的温度感测

Info

Publication number: CN116602054B
Application number: CN202180083033.5A
Authority: CN
Inventors: R·J·邦尼; 宋志华
Original assignee: Lumileds LLC
Current assignee: Lumileds LLC
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2041-10-08
Also published as: KR102700922B1; WO2022076791A1; US20230345598A1; JP2023541715A; EP4226741A1; JP7469565B2; CN116602054A; EP4226741A4; US11864283B2; KR20230095979A

Abstract

一种用于像素阵列的温度监测和控制系统，包括通过第一开关连接到与总线相连接的第一像素的第一驱动器，通过第二开关连接到与总线相连接的第二像素的第二驱动器，以及包括到第一和第二开关的连接的控制块。控制块接通第一开关并断开第二开关，测量总线电压，确定第一像素的LED正向电压偏移，并基于所确定的正向电压偏移确定第一像素的对应温度偏移，以及基于所确定的温度偏移来调整第一像素的驱动电流。

Description

用于微LED阵列的温度感测

相关申请

本申请要求享有标题为“Temperature Sensing for a Micro-LED Array(用于微LED阵列的温度感测)”、并且在2020年10月9日提交的美国临时专利申请号63/089622的优先权的权益，其全部内容在此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及单片或分段LED管芯中的发光二极管(LED)结级(junctionlevel)温度感测。

背景技术

微LED显示器或投影仪的使用是照明和显示行业中的新兴技术。微LED阵列可以包含数千到数百万个微观LED像素的阵列，这些微观LED像素主动发射光。阵列中的微LED可以被单独控制。如与其他显示技术相比，微LED阵列可以具有更高的亮度和更好的能效，使其对于各种应用(诸如电视显示器或背光、机动车照明或移动电话照明)都具有吸引力。

发明内容

在实施例中，一种像素阵列的温度监测和控制系统包括第一驱动器，该第一驱动器通过第一开关连接到与总线相连接的第一像素。第二驱动器可以通过第二开关连接到与总线相连接的第二像素。控制块可以被配置成支持到第一和第二开关的连接，其中控制块可操作以接通第一开关并断开第二开关。控制块可以测量总线电压以确定第一像素的LED正向电压和对应的温度，其中控制块基于该温度对像素阵列进行调整。在一些实施例中，像素阵列包括微LED像素阵列。

在实施例中，控制块可操作以接通第二开关并断开第一开关。控制块测量总线电压以确定第二像素的LED正向电压和对应的温度，其中控制块基于该温度对像素阵列进行调整。

在实施例中，第一和第二开关是连接到像素阵列中总线的n个开关的子集，其中控制块可配置为闭合总线上的n个开关中的除一个开关之外的所有开关，从而允许扫描每个开关连接的像素，并确定每个开关选择的像素的LED正向电压和对应的温度。

在实施例中，基于温度对像素阵列的调整是基于对像素阵列供应的电流振幅和脉宽调制中的至少一个的改变。

在实施例中，第一和第二驱动器还分别包括第一和第二电流源以及到脉宽调制开关的第一和第二连接。

在实施例中，通过校准确定温度依赖性，其包括基于LED设计、制造因素和供应电流中的至少一个的依赖性。

在实施例中，一种微LED像素阵列系统包括连接到总线的多个微LED像素，每个像素独立可寻址，以允许开/关操作。控制块连接到多个微LED像素，该控制块可操作以测量总线电压，以确定连接到总线的多个微LED像素中的一个的LED正向电压和对应的温度。在操作期间，控制块可以基于温度对多个微LED像素进行调整。

在实施例中，一种用于LED阵列的控制方法包括提供连接到总线的多个微LED像素，每个像素独立可寻址，以允许开/关操作。可以测量多个微LED像素中的每一个，以确定正向电压偏移。所测量的正向电压可以与校准期间确定的参考电压进行比较。可以计算并保存温度结果，其中多个微LED像素中的每一个的结果都是可用的。

在实施例中，测量步骤还包括以下步骤：关断多个微LED像素中除一个之外的所有微LED像素，以测量正向电压偏移。

在实施例中，在操作期间重复扫描多个微LED像素。

在实施例中，调整微LED像素的步骤基于温度。

附图说明

图1示出了LED显示系统，其包括支持各个像素温度测量的LED阵列；

图2是正向电压偏移与结温(junction temperature)的代表性曲线图；

图3示出了驱动两个像素的代表性电路的实施例，其包括温度测量能力；

图4示出了测量像素温度的过程的实施例；

图5示出了具有微LED控制模块的系统的示例；以及

图6示出了具有微LED控制模块的系统的详细芯片级实施方式。

具体实施方式

不幸的是，微LED阵列中发射的光的颜色或强度是LED温度的函数。改变跨支撑微LED的管芯或衬底的温度可能导致不可接受的微LED颜色或强度变化。当显示器是均匀的时，这些变化可以在显示器中被视为颜色或光强度条带、亮点或暗点。对于较小的LED像素阵列，控制由于温度变化引起的强度变化可以使用反馈传感器来完成。然而，这种控制系统通常不用于较大的微LED矩阵像素阵列，该较大的微LED矩阵像素阵列已经面临较小的LED像素阵列所没有的额外的操作功率和数据管理问题。如果用于较小的微LED阵列的技术是在较大的微LED阵列上，则数千或数百万个发射像素的单个光强度可以被监测和调整以补偿温度。由于像素数量的原因，这种任务在较高的显示刷新率下是不实际的。

图1示出了包括LED阵列110的LED显示系统100。如图所示，阵列110中的每个盒定义了像素102，该像素102可以使用支持温度监测和控制系统122的系统控制器120来单独测量温度。LED阵列110的温度监测和控制系统122可以包括允许测量总线电压的基于电路的驱动器。总线电压的测量可以用于确定LED正向电压，该LED正向电压可以映射到像素的对应温度。使用系统控制器120，可以基于检测到的温度对LED阵列110进行调整。调整可以包括改变各个像素102或所选像素组的像素强度、颜色和开/关状态，例如通过调整一种或多种颜色的脉宽调制(PWM)占空比。

在一些实施例中，LED阵列110可以由一个或多个微LED(有时称为“μLED”或“uLED”)阵列形成。微LED可以支持横向尺寸小于100微米(μm)乘100μm的高密度像素。在一些实施例中，可以使用直径或宽度为约50μm或更小的微LED。这种微LED可以通过将以多种可见波长(例如，红色、蓝色和绿色波长)发射的微LED紧密对齐而用于彩色显示器的制造。在一些实施例中，微LED可以限定在单片氮化镓(GaN)或其他半导体衬底上，形成在分段的、部分或完全分开的半导体衬底上，或者单独形成或面板组装成微LED分组。在一些实施例中，LED阵列110可以包括位于具有厘米级面积或更大面积的衬底上的少量微LED。在一些实施例中，LED阵列110可以支持具有数百、数千或数百万个LED的微LED像素阵列，这些LED一起位于厘米级面积或更小面积的衬底上。在一些实施例中，微LED可以包括尺寸在30微米和500微米之间的LED。在一些实施例中，微LED像素阵列可以由各种类型、尺寸和布局的LED形成。在一些实施例中，可以使用单独可寻址的LED的一维(1D)或二维(2D)矩阵阵列。通常，可以使用N×M阵列，其中N和M分别在二和一千之间。各个LED结构可以具有正方形、矩形、六边形、多边形、圆形、弓形或其他表面形状。LED组件或结构的阵列可以布置成几何上直的行和列、交错的行或列、曲线、或者半随机或随机布局。还支持LED组件，该LED组件可以包括形成为单独可寻址的像素阵列的多个LED。在一些实施例中，可以使用到LED的导线的径向或其他非矩形网格布置。在其他实施例中，可以使用到LED的导电线的弯曲、缠绕、蜿蜒和/或其他合适的非线性布置。

图2是正向电压偏移对结温的代表性曲线图200，其说明了使用正向电压偏移测量的温度确定。如曲线图200所见，形成有PN结的LED可以被提供电流，该电流在LED中引起正向电压偏移。LED的相关联正向电压偏移的测量值具有几毫伏每摄氏度(通常为-2mV/℃)的负温度系数。图2示出了示例曲线，其示出了在特定电流值下作为LED结温的函数的正向电压的偏移。

图3示出了允许测量像素温度的像素级电路300的实施例。在该电路300中，两个代表性像素330、332可以来自支持数千到数百万个像素的微LED阵列。每个像素330、332具有相应的驱动器和相应的LED 338、340。所示电路300包括电流源334、336和脉宽调制(PWM)开关342、344，它们组合起来形成驱动器，但是可以使用提供电流来驱动单个LED像素的替代电流和控制系统。另一个开关346连接到像素330的LED 338的阳极，并且开关348类似地连接到像素332的LED 340的阳极。两个开关346、348的另一端子被示为连接到公共电力节点总线350。

在操作期间，控制块352可以通过逐个电接通连接到每个LED 338、340的开关346、348来扫描微LED阵列。例如，当控制块352接通开关346并断开开关348，并且同时断开连接到其他像素的所有其他开关时，总线350上的电压等于LED 338的LED正向电压。像素330的LED 338的总线350可以被发送到控制块352，用于处理和/或存储在存储器中。当开关346以及LED阵列的其他像素的所有其他开关被断开并且只有开关348被接通时，像素332的LED340的正向电压可以在总线350处被测量并且在控制块352中被处理。以此方式，可以一次一个地测量矩阵中像素的总线350上的LED电压。

控制块352可以由更高级的控制器控制，例如温度监测和控制系统122(见图1)或命令和控制模块616(见图6)。图6的命令和控制模块616可以包括或实现温度监测和控制系统122的功能，或者反之亦然。

图4示出了用于测量像素温度的过程400的一个实施例。在第一操作402中，执行校准，例如以从LED电压导出各个LED的结温。在一个实施例中，对所有像素执行参考温度和对应的电压测量，其中测试结果存储在控制器(例如，系统控制器或温度监测和控制块)的存储器中。为了确保精度，可以在微LED矩阵的制造期间在良好控制的温度和不同的电流值下进行校准。

在制造的微LED阵列的操作期间，在操作404，可以测量总线350处LED像素330、332的正向电压。操作404可以间歇地、按照重复的时间表、在预定的时间期间等执行。在操作406，控制器或温度监测和控制块352调用在校准操作402期间产生的保存的关系数据。关系数据涉及在具体工作电流下LED像素正向电压和结温之间的关系。接下来，在操作406，控制器或温度监测和控制块352可以将总线350上的测量电压和工作电流与存储的关系数据进行比较，并导出该LED的工作结温。控制块352可以保存温度结果并操作开关346、348的状态来测量下一个像素的正向电压。通过逐个扫描和测量LED像素330、332，可以获得LED矩阵的温度轮廓。该温度轮廓可以包括矩阵阵列的每个LED像素330、332的温度。这允许基于测量的温度对微LED像素进行连续的、偶然的或排定的调整。如果确定的、保存的温度大于指定的最高温度或小于指定的最低温度，则控制块352可以调整微LED的工作参数。

在操作408，可以基于在操作404确定的正向电压偏移和在校准402期间确定的参考电压来确定像素的温度。

在操作410，可以调整电流源334、336提供的电流振幅、或PWM占空比，这进而影响LED 338、340的正向电压。通过增加来自电流源334、336的电流或PWM占空比，由于平均电流的增加，正向电压偏移。根据图2，这种增加提供了LED 338、340的PN结处的温度的降低。类似地，通过降低来自电流源334、336的电流，正向电压由于电流的降低而偏移。根据图2，该降低提供了LED 338、340的PN结处的温度的增加。以这种方式，控制块352可以帮助确保LED阵列不会过热、消耗太多电流、或者以其他方式在平衡温度考虑的同时保持能量消耗效率。也就是说，控制块352可以使用所描述的技术来平衡温度考虑与操作效率。

图5示出了照明矩阵控制系统500的一个示例，该照明矩阵控制系统500具有合适的照明逻辑和控制模块和/或脉宽调制模块，以通过设置合适的斜坡时间和脉宽来允许单独控制和调整的像素强度。这种调整的像素强度、斜坡时间或脉冲宽度可以帮助补偿温度问题或潜在的温度问题。可寻址LED像素激活可以用于提供图案化照明，以减少颜色或强度变化，并提供各种像素诊断功能。诸如图5中所示的微LED阵列可以包含数千到数百万个主动发射光并被单独控制的微观LED像素的阵列。为了以导致图像显示的图案或顺序发射光，可以根据具体图像单独调整阵列上不同位置处的微LED像素的电流电平。这可能涉及脉宽调制(PWM)，它以特定频率接通和关断像素。在PWM操作期间，通过像素的平均直流电流(DC)是电流振幅和PWM占空比的乘积，该PWM占空比是导通时间和周期或循环时间之间的比率。

有助于系统500的有效使用的处理模块如图5所示。系统500包括控制模块502，该控制模块502能够实现对微LED阵列的振幅和占空比的像素级控制或组像素级控制。在一些实施例中，该系统还包括：图像处理模块504以生成、处理或传输图像；以及数字控制接口506，例如内部集成电路(I²C)(I²C是同步、多领导者、多跟随者、分组交换、单端、串行通信总线)，其被配置为传输控制数据或指令。数字控制接口506和控制模块502可以包括系统微控制器和被配置为从外部设备接收控制输入的任何类型的有线或无线模块。举例来说，无线模块可以包括蓝牙、Zigbee、Z-wave、网格、WiFi、近场通信(NFC)，和/或可以使用对等模块。微控制器可以是任何类型的专用计算机或处理器，其可以嵌入在LED照明系统中，并且被配置或可配置为从有线或无线模块或LED系统中的其他模块接收输入，并且基于此向其他模块提供控制信号。由微控制器或其他合适的控制模块502实现的算法可以在计算机程序、软件或固件中实现，所述计算机程序、软件或固件结合在非暂时性计算机可读存储介质中，用于由专用处理器执行。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器和半导体存储器设备。该存储器可以作为微控制器的一部分被包括在内，或者可以在印刷电路或电子板之上或之外的其他地方被实现。

如本文使用的术语模块、块、电路等可以指设置在单独电路板上的电气和/或电子部件，其可以焊接至一个或多个电子板。然而，术语模块也可以指提供类似功能的电气和/或电子部件，但是它们可以在相同区域或不同区域中单独焊接到一个或多个电路板。电气和/或电子部件可以包括一个或多个晶体管、电阻器、电容器、二极管、放大器、电感器、电源、存储器、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、开关、多路复用器、逻辑门(例如，与、或、异或、求反、缓冲器等)、处理器设备(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)等。

如前所述，控制模块502可以进一步包括：图像处理模块504；和数字控制接口506，例如可以使用I²C来实施。在一些实施例中，图像处理计算可以由控制模块502通过直接生成调制图像来完成。替代地，可以处理或以其他方式转换标准图像文件，以提供与图像匹配的调制。可以在图像处理模块504中为所有像素处理主要包含PWM占空比值的图像数据。由于振幅通常是固定值或不经常改变的值，因此可以通过不同的数字接口(例如，另一个I²C、控制器局域网(CAN)、通用异步发送器/接收器(UART)、串行外围接口(SPI)、通用串行总线(USB)等)单独给出与振幅相关的命令。控制模块502解释数字数据，该数字数据然后被控制模块502的PWM生成器用来为像素生成PWM信号510，并且被数模转换器(DAC)信号512用来生成用于生成所需电流源振幅的控制信号。

在一些实施例中，分立的温度传感器(T1-T4)可以用于温度监测，其可以补充或提供对所描述的像素级温度监测系统和方法的校准。在实施例中，图5中的像素矩阵520可以包括可以支持像素级温度测量的m个像素。在实施例中，像素连接到电流源334、336和PWM开关342、344，诸如之前参考图4所述。

控制模块502可以由更高级的控制器控制，诸如温度监测和控制系统122(见图1)或命令和控制模块616(见图6)。控制模块502可以包括或实现控制块352的功能，或者反之亦然。

图6更详细地示出了系统600的一个芯片级实施方式，该系统600支持例如关于图1-图5所讨论的功能。系统600包括命令和控制模块616，其能够提供温度控制监测和控制以及实现像素电路的振幅和占空比的像素级或组像素级控制。在一些实施例中，系统600还包括帧缓冲器610，用于保存可以提供给有源LED矩阵620的生成或处理的图像。其他模块可以包括数字控制接口，例如I²C串行总线612或SPI接口614，其被配置为传输所需的控制数据或指令。

在操作中，系统600可以接受从经由SPI接口614到达的车辆或其他来源的图像或其他数据。连续的图像或视频数据可以存储在图像帧缓冲器610中。如果没有图像数据可用，则保存在备用图像缓冲器611中的一个或多个备用图像可以被引导到图像帧缓冲器610。这种备用图像可以包括例如与法律允许的车辆近光前灯辐射图案一致的强度和空间图案，或者用于建筑照明或显示的默认光辐射图案。

在操作中，图像中的像素用于定义处于有源矩阵中的对应LED像素的响应，其中LED像素的强度和空间或时间调制基于(多个)图像。为了减少数据速率问题，在一些实施例中，像素组(例如，K×L个像素块，其中K和L是大于1的整数)可以作为单个块来控制。在实施例中，支持高速和高数据速率操作，其中来自连续图像的像素值能够以30Hz和100Hz之间的速率(其中60Hz是典型的速率)作为图像序列中的连续帧被加载。PWM可以用于控制每个像素以至少部分取决于图像帧缓冲器610中保存的图像的图案和强度发射光。

在一些实施例中，系统600可以经由Vdd和Vss引脚接收逻辑电力。有源矩阵通过多个VLED和VCathode引脚接收用于LED阵列控制的电力。SPI接口614可以使用具有单个主机的主-从架构来提供全双工模式通信。领导者设备发起用于读取和写入的帧。通过利用各个跟随者选择(SS)线路进行选择，支持多个跟随者设备。输入引脚可以包括领导者输出跟随者输入(MOSI)、领导者输入跟随者输出(MISO)、芯片选择(SC)和时钟(CLK)，所有这些都连接到SPI接口614。SPI接口连接到地址生成器、帧缓冲器和备用帧缓冲器。像素可以具有由命令和控制模块设置的参数和修改的信号或电力(例如，在输入到帧缓冲器之前通过电力选通，或者在从帧缓冲器输出之后经由脉宽调制或电力选通)。SPI接口614可以连接到地址生成模块618，该地址生成模块618进而向有源矩阵620提供行和地址信息。地址生成器模块618进而可以向帧缓冲器610提供帧缓冲器地址。

在一些实施例中，命令和控制模块616可以经由I²C串行总线612进行外部控制。可以支持具有7位寻址的时钟(SCL)引脚和数据(SDA)引脚。命令和控制模块616可以包括一个数模转换器(DAC)和两个模数转换器(ADC)。这些分别用于为连接的有源矩阵设置V_bias，帮助确定最大V_f，并确定系统温度。还连接了振荡器(OSC)，以设置有源矩阵620的脉宽调制振荡(PWMOSC)频率。在实施例中，还存在旁路线，以允许出于诊断、校准或测试目的对有源矩阵中的各个像素或像素块进行寻址。有源矩阵620可以进一步由用于寻址各个像素的行和列选择来支持，这些像素被提供有数据线、旁路线、PWMOSC线、Vbias线和Vf线。

将理解的是，在一些实施例中，所述电路和有源矩阵620可以进行封装，并可选地包括连接的底座或印刷电路板，用于供电和控制由半导体LED产生的光。在某些实施例中，印刷电路板还可以包括电过孔、散热器、接地平面、电迹线和倒装芯片或其他安装系统。底座或印刷电路板可以由任何合适的材料(例如陶瓷、硅、铝等)形成。如果底座材料是导电的，则在衬底材料之上形成绝缘层，并且在绝缘层之上形成金属电极图案。底座可以充当机械支撑，在LED上的电极和电源之间提供电接口，并且还提供散热。

更一般地，诸如本文所述的发光有源矩阵像素阵列可以支持从光分布的细粒度强度、空间和时间控制中受益的应用。这可以包括但不限于从像素块或各个像素发射的光的精确空间图案化。取决于应用，发射的光可以是光谱上截然不同的、随时间自适应的、和/或环境响应的。发光像素阵列可以以各种强度、空间、或时间图案提供预编程的光分布。发射的光可以至少部分地基于接收的传感器数据并且可以用于光学无线通信。相关联的光学器件可以在像素、像素块、或器件级别上截然不同。示例发光像素阵列可以包括具有高强度像素的共同控制的中心块的设备，该高强度像素具有相关联的共同光学器件，而边缘像素可以具有单独的光学器件。由发光像素阵列支持的常见应用包括视频照明、机动车头灯、建筑和区域照明、街道照明、和信息显示。

发光矩阵像素阵列可以用于选择性地和自适应地照亮建筑或区域，以改进视觉显示或减少照明费用。另外，发光像素阵列可以用来投影用于装饰性运动或视频效果的媒体立面。与追踪传感器和/或相机结合，选择性照亮行人周围的区域可以是可能的。光谱上截然不同的像素可以用来调整照明的色温，以及支持特定波长的园艺光照。

街道照明是可以极大地受益于发光像素阵列的使用的重要应用。单一类型的发光阵列可以用来模拟各种街灯类型，从而允许例如通过适当地激活或停用选定像素来在类型I线性街灯和类型IV半圆形街灯之间切换。另外，可以通过根据环境条件或使用时间而调整光束强度或分布来降低街道照明费用。例如，当不存在行人时，可以减少光强度和分布区域。如果发光像素阵列中的像素在光谱上截然不同，则可以根据相应的白天、黄昏、或夜晚条件来调整光的色温。

发光阵列也十分适用于支持要求直接显示或投影显示的应用。例如，警告、紧急情况、或信息标识都可以使用发光阵列来显示或投影。这允许例如投影颜色改变的或闪烁的出口标识。如果发光阵列由大量像素构成，则可以呈现文字或数字信息。也可以提供方向箭头或类似指示符。

车辆前灯是一种要求大像素数量和高数据刷新速率的发光阵列应用。仅主动照亮道路的选定部分的机动车头灯可以用来减少与迎面而来的驾驶员的眩光或目眩相关联的问题。将红外相机用作传感器，发光像素阵列仅激活照亮道路所需的那些像素，同时停用可以使行人或迎面而来的车辆的驾驶员目眩的像素。另外，可以选择性地照亮道路外的行人、动物、或标识，以改进驾驶员的环境意识。如果发光像素阵列中的像素在光谱上截然不同，则可以根据相应的白天、黄昏、或夜晚条件来调整光的色温。一些像素可以用于光学无线的车辆对车辆通信。

附加注释和示例

示例1包括一种发光二极管(LED)阵列温度监测和控制系统，其包括通过第一开关耦合至与总线相连接的第一像素的第一驱动器，通过第二开关耦合至与总线相连接的第二像素的第二驱动器，以及耦合至第一和第二开关的控制块，该控制块可操作以：接通第一开关并断开第二开关；当第一开关接通并且第二开关断开时，测量第一像素的总线上的总线电压；基于总线电压，确定第一像素的LED正向电压偏移，并基于LED正向电压偏移，确定第一像素的对应温度偏移；并且基于温度偏移调整第一像素的驱动电流。

在示例2中，示例1可以进一步包括，其中LED阵列包括微LED像素阵列。

在示例3中，示例1-2中的至少一个可以进一步包括，其中控制块还可操作以：接通第二开关并断开第一开关；在第二开关接通并且第一开关断开时，测量第二总线电压；基于第二总线电压，确定第二像素的LED正向电压偏移，并基于所确定的第二像素的LED正向电压偏移，确定第二像素的对应温度偏移；以及基于所确定的温度调整第二像素的驱动电流。

在示例4中，示例1-3中的至少一个可以进一步包括，其中第一和第二开关为耦合至LED阵列中的总线的n个开关的子集，并且控制块还可操作以：断开总线上n个开关中的除一个开关之外的所有开关，并接通该一个开关；测量耦合至该一个开关的第三像素的总线电压；以及基于所测量的第三像素的总线电压，确定第三像素的对应温度偏移。

在示例5中，示例1-4中的至少一个可以进一步包括，其中基于温度偏移调整第一像素的驱动电流包括改变电流振幅或脉宽调制占空比中的至少一个。

在示例6中，示例1-5中的至少一个可以进一步包括，其中第一和第二驱动器还分别包括第一和第二电流源，第一和第二驱动器分别串联耦合到第一和第二脉宽调制开关，并且第一和第二脉宽调制开关分别与第一和第二开关并联耦合。

在示例7中，示例1-6中的至少一个可以进一步包括，其中控制块可操作以通过校准确定温度依赖性，其包括基于LED设计、制造因素或供应电流中的至少一个的依赖性。

示例8包括一种微发光二极管(微LED)像素阵列系统，其包括：总线；连接到总线的多个微LED像素，每个微LED像素包括LED驱动器和LED；以及连接到微LED像素的驱动器的控制块，该控制块可操作以：测量总线上的LED正向电压，基于所测量的LED正向电压确定LED正向电压偏移，基于所确定的LED正向电压偏移，确定电连接到总线的多个微LED像素中的一个微LED像素的对应温度偏移，以及基于所确定的温度偏移调整由该一个微LED像素的LED驱动器提供的电流。

在示例9中，示例8可以进一步包括连接到控制块的图像处理模块，图像处理模块指示由对应微LED像素的微LED驱动器提供的电流的脉宽调制占空比和振幅。

在示例10中，示例8-9中的至少一个可以进一步包括，其中控制块还可操作以控制多个微LED像素中的每一个中并联连接的开关。

在示例11中，示例10可以进一步包括，其中开关包括n个开关，n个开关中的每一个电连接到n条总线，n>2，控制块还可操作以：打开总线中的每条总线上的不同的n-1个开关，使n条总线中的每条总线上的不同开关闭合；并在单个时钟周期内测量n条总线中的每条总线上的正向电压。

在示例12中，示例8-11中的至少一个可以进一步包括，其中基于所确定的温度偏移调整由LED驱动器提供的电流是基于对像素阵列供应的电流振幅或脉宽调制中的至少一个的改变。

在示例13中，示例8-12中的至少一个可以进一步包括，其中控制块可操作以通过校准确定温度依赖性，其包括基于LED设计、制造因素和供应电流中的至少一个的依赖性。

在示例14中，示例10-13中的至少一个可以进一步包括，其中每个驱动器还分别包括电流源和到脉宽调制开关的电连接，脉宽调制开关与电流源串联电连接，并与开关中的一个开关并联电连接。

示例15包括一种用于LED阵列的控制方法，该方法包括：提供连接到总线的多个微LED像素，每个像素可由控制块独立寻址；测量多个微LED像素中的每一个的正向电压偏移；将测量的正向电压偏移与校准期间确定的参考电压进行比较；以及计算并保存多个微LED像素中的每一个的温度结果。

在示例16中，示例15可以进一步包括在微LED像素的驱动器处并从图像处理模块接收与图像对应的振幅和脉宽调制占空比。

在示例17中，示例15-16中的至少一个可以进一步包括，其中测量正向电压偏移包括断开电连接到总线的多个开关中的除一个开关之外的所有开关，以测量连接至该一个开关的微LED像素的正向电压偏移。

在示例18中，示例15-17中的至少一个可以进一步包括在操作期间重复测量多个微LED的正向电压偏移。

在示例19中，示例15-18中的至少一个可以进一步包括基于温度调整微LED像素的电气控制。

在示例20中，示例19可以进一步包括，其中调整电气控制包括改变LED像素的电流或脉宽调制占空比。

已经受益于前述描述和相关联附图中呈现的教导，本领域技术人员将会想到本发明的许多修改和其他实施例。因此，应理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。还应理解，本发明的其他实施例可以在缺少本文没有具体公开的元件/步骤的情况下实施。在支持软件控制的硬件的那些实施例中，本文描述的方法、过程和实施方式可以在计算机程序、软件或固件中实现，所述计算机程序、软件或固件结合在计算机可读介质中，用于由计算机或处理器执行。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器设备、诸如内部硬盘和可移动盘的磁介质、磁光介质、和诸如CD-ROM盘和数字多功能盘(DVD)的光学介质。

Claims

1.一种发光二极管(LED)阵列温度监测和控制系统，包括：

第一驱动器，其通过第一开关耦合到与总线相连接的第一像素；

第二驱动器，其通过第二开关耦合到与总线相连接的第二像素；和

耦合到所述第一开关和所述第二开关的控制块，所述控制块可操作以：

接通所述第一开关并断开所述第二开关，

当所述第一开关接通并且所述第二开关断开时，测量所述第一像素的总线上的总线电压，

基于所述总线电压，确定所述第一像素的LED正向电压偏移，并且基于所述LED正向电压偏移，确定所述第一像素的对应温度偏移，以及

基于所述温度偏移调整所述第一像素的驱动电流。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述LED阵列包括微LED像素阵列。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制块还可操作以：

接通所述第二开关并断开所述第一开关，

当所述第二开关接通并且所述第一开关断开时，测量第二总线电压，

基于所述第二总线电压，确定所述第二像素的LED正向电压偏移，以及基于所确定的所述第二像素的LED正向电压偏移，确定所述第二像素的对应温度偏移，以及

基于所确定的温度来调整所述第二像素的驱动电流。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一开关和所述第二开关是耦合到LED阵列中的总线的n个开关的子集；并且

所述控制块还可操作以：

断开所述总线上的n个开关中除了一个开关之外的所有开关，并接通所述一个开关，

测量耦合到所述一个开关的第三像素的总线电压，以及

基于所测量的第三像素的总线电压来确定所述第三像素的对应温度偏移。

5.根据权利要求1所述的系统，其中基于所述温度偏移调整所述第一像素的驱动电流包括改变电流振幅或脉宽调制占空比中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一驱动器和所述第二驱动器还分别包括第一电流源和第二电流源，

所述第一驱动器和所述第二驱动器分别串联耦合到第一脉宽调制开关和第二脉宽调制开关，并且

所述第一脉宽调制开关和所述第二脉宽调制开关分别与所述第一开关和所述第二开关并联耦合。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制块可操作以通过校准来确定温度依赖性，其包括基于LED设计、制造因素或供应电流中的至少一个的依赖性。

8.一种微发光二极管(微LED)像素阵列系统，包括：

总线；

连接到所述总线的多个微LED像素，每个微LED像素包括LED驱动器和LED；和

连接到所述微LED像素的驱动器的控制块，所述控制块可操作以：

测量所述总线上的LED正向电压，

基于所测量的LED正向电压来确定LED正向电压偏移；

基于所确定的LED正向电压偏移，确定电连接到所述总线的所述多个微LED像素中的一个微LED像素的对应温度偏移，以及

基于所确定的温度偏移来调整由所述微LED像素的LED驱动器提供的电流。

9.根据权利要求8所述的微LED像素阵列系统，进一步包括：

连接到所述控制块的图像处理模块，所述图像处理模块指示将由对应的微LED像素的微LED驱动器提供的电流的脉宽调制占空比和振幅。

10.根据权利要求8所述的微LED像素阵列系统，其中，所述控制块还可操作以控制所述多个微LED像素中的每一个中并联连接的开关。

11.根据权利要求10所述的微LED像素阵列系统，其中所述开关包括n个开关，所述n个开关中的每一个电连接到n条总线，n>2，所述控制块还可操作以：

打开总线中的每条总线上的不同的n-1个开关，使n条总线中的每条总线上的不同开关闭合，以及

在单个时钟周期内测量n条总线中的每条总线上的正向电压。

12.根据权利要求8所述的微LED像素阵列系统，其中基于所确定的温度偏移调整由LED驱动器提供的电流是基于对像素阵列供应的电流振幅或脉宽调制中的至少一个的改变。

13.根据权利要求8所述的微LED像素阵列系统，其中，所述控制块可操作以通过校准来确定温度依赖性，其包括基于LED设计、制造因素和供应电流中的至少一个的依赖性。

14.根据权利要求10所述的微LED像素阵列系统，其中每个驱动器还分别包括电流源和到脉宽调制开关的电连接，所述脉宽调制开关与所述电流源串联电连接，并且与所述开关中的一个开关并联电连接。

15.一种用于LED阵列的控制方法，包括：

提供连接到总线的多个微LED像素，每个像素可由控制块独立寻址；

测量所述多个微LED像素中的每一个的正向电压偏移，其中测量正向电压偏移包括断开电连接到所述总线的多个开关中的除一个开关之外的所有开关，以测量连接到所述开关的所述多个微LED像素中的一个微LED像素的正向电压偏移；

将测量的正向电压偏移与校准期间确定的参考电压进行比较并且基于比较结果确定所述多个微LED像素中的每一个的温度；和

计算并保存所述多个微LED像素中的每一个的温度结果。

16.根据权利要求15所述的用于LED阵列的控制方法，还包括在所述微LED像素的驱动器处并从图像处理模块接收与图像对应的振幅和脉宽调制占空比。

17.根据权利要求15所述的用于LED阵列的控制方法，还包括在操作期间重复测量所述多个微LED的正向电压偏移。

18.根据权利要求15所述的用于LED阵列的控制方法，还包括基于所述温度调整所述微LED像素的电气控制。

19.根据权利要求18所述的用于LED阵列的控制方法，其中调整电气控制包括改变LED像素的电流或脉宽调制占空比。