가변 양자화기를 구비한 변조기

가변 양자화기를 구비한 변조기{MODULATOR WITH VARIABLE QUANTIZER}

발광다이오드(LED) 램프 및 기타 다른 유형의 램프들의 확산과 함께, 많은 응용제품에서 램프들의 조광(dimming)을 하는 것과 램프들의 색을 변화시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 주거용 및 상업용 응용제품에서의 LED 램프들이 조광이 가능한 것이 종종 바람직하다. 또한, LED 램프들은 기기류, 사용자 인터페이스 표시장치, 및 기타 정보-관련 응용제품들에 이용되는 경우 색들을 변화시키는 능력을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 정보용이나 오락용 응용제품들을 위한 표시 스크린들은 색들의 밝기를 조절하고/하거나 색들을 변화시키는 LED 램프들을 이용한다.

하나 이상의 조광엔진으로부터 나오는 제어신호들이 램프의 또는 램프의 구성요소들의 휘도, 색, 강도 등을 제어하기 위하여 이용될 수 있다. 그러나, 통상적인 제어신호의 주파수 스펙트럼은, 특히 제어신호가 일정 시간 동안 안정적인 경우(예컨대, 휘도 레벨이 안정적인 경우, 등)에는, 그 폭이 매우 좁을 수 있다. 만약 비교적 낮은 주파수에 대해 좁은 주파수 대역이 오인된다면, (예, 램프 등의 영상 기록으로 인해) 인간의 눈이 예를 들어 원치 않는 시각적인 영향에 민감한 현상, 예컨대 어른거림, 너울거림, 등이 발생될 수 있다. 또한, 제어신호의 좁은 주파수 대역에 의거하여 전자기 간섭(EMI) 및/또는 전자기 호환성(EMC) 문제들이 있을 수 있다.

첨부의 도면들을 참조하여 상세한 설명을 설명한다. 도면들에서, 도면부호의 가장 왼쪽의 아라비아 숫자(들)은 도면부호가 처음 나타나는 도면을 식별하는 것이다. 서로 다른 도면들에 동일한 도면부호를 사용하여 유사하거나 동일한 사항을 나타내었다.
이러한 설명에 대하여 도면들에 나타낸 장치들과 시스템들은 다수의 구성요소를 가지는 것으로 도시되어 있다. 본원에서 설명된 바와 같은, 장치들 및/또는 시스템들의 다양한 구현예들은 더 적은 구성요소를 포함할 수 있으며, 여전히 본 개시물의 범주 내에 있을 수 있다. 대안적으로, 장치들 및/또는 시스템들의 다른 구현예들은 추가적인 구성요소들, 또는 설명된 구성요소들의 다양한 조합들을 포함할 수 있으며, 여전히 본 개시물의 범주 내에 있을 수 있다.
도 1은, 일 구현예에 따른, 본원에 설명된 기법을 이용할 수 있는 램프용 예시적인 다채널 휘도/색 제어장치의 블록도이다.
도 2는 일 구현예에 따른, 예컨대, 도 1의 예시적인 다채널의 휘도/색 제어장치와 함께 사용될 수 있는 양자화기(quantizer)를 포함하는 예시적인 변조기의 블록도이다.
도 3은, 구현예들에 따른, 예컨대, 도 2의 변조기와 함께 사용될 수 있는, 제1 가변형 양자화기의 블록도와, 예컨대, 도 2의 변조기와 함께 사용될 수 있는, 제2 가변형 양자화기의 블록도를 포함한다.
도 4는, 다른 구현예에 따른, 상태 기기의 상세를 포함하는 다른 양자화기의 블록도이다.
도 5는, 일 구현예에 따른, 가변형 양자화기를 포함할 수 있는 예시적인 통합형 휘도 및 색 제어유닛(BCCU)의 블록도이다.
도 6은. 일 구현예에 따른, 예컨대 도 5의 BCCU의 일부로서 사용될 수 있는 채널의 예시적인 구성요소들을 도시하는 블록도이다.
도 7은, 일 구현예에 따른, 주기성을 감소시키고/시키거나 출력 제어신호 비트 스트림의 주파수 스펙트럼을 확산시키기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.

개요

장치들과 기술들의 대표적인 구현예들은 변조기에 이용하기 위한 가변 양자화기를 제공한다. 다양한 구현예들에서, (예컨대, 시그마-델타 변조기(SDM)와 같은) 변조기가 제어신호의 비트 스트림을 생성시키기 위하여 제어신호 경로에 이용될 수 있다. 제어신호는 램프의 강도 또는 휘도의 변경과, 램프의 색의 변화 등을 수행하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들면, 다수의 제어신호들은 램프의 다수의 구성요소들의 강도를 동시에 변경시키는데 이용될 수 있어, 램프의 전체적인 색 또는 휘도를 변경시킬 수 있다.

일 구현예에서, 가변 양자화기는 변조기와 함께 사용되어 변조기로부터 출력된 적은 주기의 또는 확산 스펙트럼을 제공한다. 일 구현예에서, 양자화기의 비교 값이 변조기의 각 클록 주기에서 변화하여 결과적으로 양자화기로부터의 가변 출력을 초래한다. 예를 들면, 상관관계가 없는 유사-무작위 고주파 잡음, 등이, 각 클록 주기에서, 양자화기의 비교 값에 부가될 수 있다.

가변 양자화기에 대한 다양한 구현예들과 기술들을 본 개시물에서 설명한다. 예시적인 발광다이오드(LED) 램프들, 장치들, 및 시스템들을 참조하여 기술들과 장치들을 설명한다. 그러나, 이는 한정하려는 의도가 아니라, 설명과 예시의 편의를 위한 것이다. 설명된 여러 기술과 장치는, 하나 이상의 제어신호를 이용하는 연속 가변 제어시스템들뿐만 아니라, 다양한 램프장치의 설계, 유형 등(예컨대, 액정디스플레이(LCD)), 폴리-비닐-알코올(PVA) 디스플레이, 압전재료 디스플레이, 전자-유도 램프들, 백열 램프들, 전계발광(EL) 램프, 등)뿐만 아니라, 하나 이상의 제어신호를 이용하는 연속 가변 제어시스템들 중 어느 것에라도 적용될 수 있으며, 이는 본 개시물의 범주 내에 있을 수 있다.

복수의 예를 이용하여 구현예를 이하에서 더욱 상세히 설명한다. 비록 여기 및 이하에서 다양한 구현예와 예가 설명되지만, 개별 구현예들 및 예들의 특징들과 요소들을 조합함으로써 추가의 구현예들 및 예들이 가능할 것이다.

예시적인 휘도 제어장치

도 1은, 구현예에 따라, 본원에 기재된 기술들이 채용될 수 있는, 예시적인 다채널 휘도/색 제어장치(100)의 블록도이다. 예를 들면, 다채널 휘도/색 제어장치(100)가 램프의 휘도를 변동시키거나 램프의 색을 변형시키도록 배치될 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 예시적인 다채널 휘도/색 제어장치(100)는, 예컨대, 하나 이상의 조광엔진 (102), 다수의 채널(104), 및 램프(106)를 포함할 수 있다. 대안적인 구현예들에서, 더 적거나, 추가적이거나, 또는 대안적인 구성요소들이 포함될 수 있다.

조광엔진(102)이 포함되어 있는 경우, 조광엔진은, 예건대 사용자로부터 조광레벨 값을 수신하여, 조광레벨 값을 각각의 채널(104) 에 분배한다. 대안적인 구현예들에서, 조광 레벨은 다른 소스로부터(예컨대, 어떤 방법의 출력 등으로부터) 수신할 수 있다. 일부 구현예들에서, 조광 레벨은 2진값, 정수, 또는 다른 유사한 값이다. 조광레벨 값은 램프의 전체 휘도를 결정한다.

각각의 채널(104)들이 포함되어 있는 경우, 각각의 채널들은, 예컨대, 곱셈기(108)와 변조기(110)를 포함할 수 있다. 곱셈기(108)는 조광엔진(102)으로부터 각 채널(104)에 대한 조광레벨 값 및 강도 값(예컨대 채널 1 강도, 채널 2 강도, 채널 3 강도)을 수신하도록, 그리고 이들 값을 결합하여 휘도 값(예컨대, 채널 1 밝기, 채널 2 밝기, 채널 3 밝기)을 형성하도록 배치되어 있다. 일 구현예에서, 강도 값은 2진 값, 정수, 등이다. 예를 들면, 일 구현예에서, 곱셈기(108)는, 모두 2진 값인, 조광레벨 값에 강도 값을 곱하는데, 출력으로서의 산출물들 중 최상위 비트(most significant bit)들을 보유한다. 일 구현예에서, 강도 값은 사용자 선택될 수 있다.

일 구현예에서, 각 채널(104)의 상대 강도 값들은 램프(106)의 색 및/또는 휘도를 결정한다. 예를 들면, 각각의 채널(104)들은 하나의 색(즉, 삼색/채널 램프용 적색, 녹색 및 청색)을 나타낼 수 있다. 채널(104)들 중 하나 이상에서의 보다 강한 강도와 나머지 채널들에서의 보다 약한 강도를 조합함으로써 결과적으로 특히 램프의 전체적인 색 또는 휘도가 된다. 이어서 채널(104)들 중 하나 이상의 강도 값을 변경하여 램프의 색 또는 휘도를 변경시킨다.

일 구현예에서, 변조기(110)는 휘도 값을 고주파 비트 스트림으로 변환한다. 채널(104)들로부터의 비트 스트림들은 램프(106)에 대한 입력신호들이다. 일 구현예에서, 비트 스트림의 평균값은 각 변조기(110)의 입력에서의 휘도 값에 해당된다. 본 개시물의 목적들을 위하여, 비트 스트림은 아날로그 입력값의 디지털 근사치로 설명될 수 있다. 예를 들면, 비트 스트림은, 선택된 기간에 걸쳐, 아날로그 입력 값의 전압 또는 전류의 크기에 비례하는 디지털적인 표시를 포함할 수 있다. 디지털적인 표시는 다양한 방식(예, 기본 2진 코드, 2진 코드의 소수, 전압 값들, 전기 또는 광 펄스 특성 값들, 등)으로 표시될 수 있다.

일 구현예에서, 변조기(110)는 시그마-델타 변조기(SDM)이다. 변조기(108)로부터의 시그마-델타 변조된 전류들은 결과적으로 램프(106)에서의 시그마-델타 변조된 휘도 레벨을 초래한다. 인간의 눈은 제한된 대역폭을 가지고 있기 때문에, 인간의 눈은 SDM에 의하여 출력된 다양한 휘도 레벨을 저역필터링한다. 비트 전송률이 충분히 높다면, 눈은 SDM (110)으로부터 출력된 신호에 따른 램프(106)의 평균 휘도를 감지한다. 대안적인 구현예들에서, 다른 기술 및/또는 장치들이 곱셈기(108)에서 출력된 휘도 값을 램프(106)용 입력신호로 변환하는데 이용될 수 있다. 또한, 대안적인 구현예들에서, 채널(104)들은 램프(106)의 휘도 및/또는 색을 제어하기 위하여 대안적이거나 추가적인 구성요소들을 포함할 수 있다.

다양한 구현예들에서, 램프(106) 용량 또는 제어신호 레벨의 거의 0% 또는 거의 100%를 나타내는 곱셈기(108)로부터 휘도 값이 출력되는 경우에는 변조기(110)가 바이패싱될 수 있다. 그 경우, 상응하는 휘도 값 신호가 램프(106)로 직접 공급될 수 있다. 예를 들면, 램프(106)가 오프되는 것(예, 제어신호 값이 거의 0%로 되는 것)이 바람직하다면, 변조 신호가 램프(106)로 보내어질 필요가 없다. 오히려, 오프 신호(또는 어떠한 휘도 신호의 부족)만으로도 램프를 끄기에 충분할 수 있다. 역으로, 램프가 100%에 또는 그에 가깝게 되는 것이 바람직하다면, 그 때는 또한 변조 신호가 램프(106)로 보내어질 필요가 없다. 오히려, 전 용량을 나타내는 신호가 변조기(110)를 바이패싱하여 램프(106)로 직접 보내어질 수 있다.

대안적인 구현예들에서, 다양한 조광 및/또는 휘도 레벨들이 변조기(110)를 바이패싱시킬 목적으로 거의 0%(예, 0~3%) 및 거의 100%(예, 97~100%)로 처리되도록 할당될 수 있다. 다른 구현예들에서, 다른 값들 및/또는 범위들이 이러한 적용에 해당하도록 이용될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 램프(106)는 LED 램프, 다른 형태의 램프, 또는 가변적인 제어신호들을 이용하는 다른 제어 시스템일 수 있다. 일 구현예에서, 채널(104)들 중 하나 이상에서의 휘도 레벨 값 및/또는 강도 값에 대한 변경들은 램프(106)의 휘도 및/또는 색을 변경시킨다.

대안적인 구현예들에서, 다채널 휘도/색 제어장치(100)는 더 적거나, 추가적이거나, 또는 대안적인 구성요소들을 포함할 수 있다 .

도 2는, 일 구현예에 따른, 예컨대 도 1의 다중 채널의 휘도/색 제어장치(100)와 함께 사용될 수 있는 양자화기(204)를 포함하는 예시적인 변조기(110)의 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 변조기(110)는, 휘도 레벨인 입력신호를 수신하여 램프(106) 또는 다른 제어시스템 등을 위한 제어신호 인 변조된 비트 스트림을 출력한다. 일 구현예에서, 각 채널(104)들을 위한 변조기(들)(110)은, 입력값(즉, 휘도 레벨)이 변함에 따라 제어신호들을 채널(104)들에 역동적으로 제공한다. 예를 들면, 변조기(110)(즉, SDM 등)는 램프(106)의 색, 강도, 및/또는 휘도를 제어한다.

변조기(110)는 도 2에서 1차(first-order) SDM으로 도시되어 있다. 예를 들면, 변조기(110)는 (도 2에서 피드백 루프의 형태로 도시된) 다수의 적분기(206), 및 양자화기(204)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 이러한 배열은 제한사항으로 의도된 것이 아니다. 본원에 설명된 기술들과 장치들은 기타 형태들, 구성들, 및 설계들을 가지는 변조기에 적용될 수 있다. 또한, 대안적인 구현예들에서, 변조기(110)는 더 적거나, 추가적이거나, 대안적인 구성요소들을 포함할 수 있다.

일반적으로, 변조기(110)는 다-비트 입력신호(즉, 휘도)를 오버샘플링하여 이를 고주파의 1-비트 신호 또는 스트림으로 변환한다. 다시 말해, 변조기는 입력 값들을 비트 스트림으로 인코딩한다. 출력제어신호의 평균 값은 입력 값(즉, 휘도)과 직접적은 대응한다.

입력 값(즉, 휘도)는 클록신호 "clk"에 의하여 공급되는 변조기의 클록 속도로 샘플링된다. 최대 허용 입력 주파수는 fclk/2 ^N 인데, 여기서 2 ^N 값은 입력 값들의 입력 범위의 최대값(예컨대, N = 입력 비트 = 12인 경우 4096)이다. 입력 값이 이 속도보다 더 빨리 변한다면, 정보는 상실될 수 있지만, 이는 관여되는 주파수들이 매우 높기 때문에 일반적으로 인간의 눈에는 띄지 않는다. 변조된 비트 스트림의 출력 비트 전송률은 fclk(예컨대, 40 kHz 등)이다.

출력제어신호의 평균값은 입력 값의 평균과 실질적으로 같다. 이러한 평균값은 펄스들의 대응하는 평균 밀도에 의하여 실현된다. 입력 휘도값이 더 높다면, 출력 펄스의 밀도도 더 높아질 것이다. 이는 펄스 밀도 변조(PDM)로서 설명된다.

도 2에 나타낸 바와 같은 구현예에서, 본 구현예는 하나 이상의 적분기(206), 1-비트의 양자화기(204), 및 하나 이상의 피드백 경로에 의해 달성된다. 양자화기(204)는 2 ^N 의 비교 값이나 일부 다른 비교 값을 가지는 비교기로서 통상 구현된다. 일반적으로, 비록 값들에 대한 예시적인 멱 연산자(power operator)들 또는 기능들이 본원에 나타나 있지만, 다른 값들, 멱 연산자들, 및 기능들도 이용될 수 있다. 제로가 아닌 입력 레벨에서는, 적분기(206)(들)가 입력 레벨을 축적하여 결과적으로 비교 레벨(즉, 비교 값)에 이를 것이다. 이런 일이 발생되면, 펄스(예컨대, 온-비트 또는 오프-비트)가 양자화기(204)의 출력에서 생성되고, 음의 피드백 경로(208)가 2 ^N 만큼 적분 값을 감소시킴으로써 적분기(206)(들)을 "리셋"한다. 입력 값이 더 높아질수록 적분기(206)(들)은 보다 빨리 그리고 보다 자주 비교 레벨에 도달할 것이다. 축적된 값(적분된 값으로도 알려져 있음)이 비교 레벨에 도달할 때까지, 양자화기(204)는, 피드백 루프의 지연에 의거하여, 각 클록 주기에서 오프-비트 (또는 도달되는 비교 레벨에 응답하여 양자화기(204)의 출력에서 오프-비트가 생성되는 경우에는 온-비트)를 출력한다.

예시적인 가변 양자화기

도 3의 상부는, 예컨대 도 2의 변조기(110)와 함께 사용될 수 있는 양자화기(204)의 블록도를 포함한다. 양자화기(204)는 위에서 설명된 바와 같은 비교기(302)를 이용하여 구현된다. 도 3의 예도에 나타낸 바와 같이, 적분된 값은, 입력 범위 중의 최대값(예컨대, 4096)인, 본원에서 예시적인 값으로서 2 ^N 인 비교 값에 비교된다. 비교기(302)는, 적분된 값이 비교 값보다 더 작은 각 클록 주기 동안에 오프-비트를 출력한다. 적분된 값이 비교 값과 같아지거나 더 커지면, 비교기(302)는 온-비트를 출력한다. 비교기(302)가 온-비트를 출력하면, 음의 피드백 경로(208)가 활성화되고, 지연 블록의 출력이 0 대신에 2 ^N 이 되며, 적분된 값은 감소한다. 음의 피드백 경로(208)가 활성화되는 한 적분된 값은 계속 감소한다.

도 3의 하부는, 다양한 구현예들에 따른, 예컨대 도 2의 변조기(110)와 함께 사용될 수 있는 가변 양자화기(300)의 블록도를 포함한다. 도 3에 도시된 가변 양자화기(300)는 단일 채널(104) 배열로서 도시되어 있다. 다양한 구현예들에서, 다수의 가변 양자화기(300)가, 예컨대, 다채널의 휘도/색 제어장치(100)의 다수의 채널(104)들에 대한 제어신호의 비트 스트림을 제공하기 위하여 이용될 수 있다.

일 구현예에서, 가변 양자화기(300)는, 휘도 값이 변함에 따라 제어신호를 채널(104)로 역동적으로 제공하도록 배치된 하드웨어장치이다. 일 구현예에서, 변조기(110)가 지속적으로 변화하는 유사-무작위적인 펄스 밀도 변조 신호를 포함하는 비트 스트림을 출력하게 하는 방식으로 가변 양자화기(300)가 배치되어 있다. 따라서, 일 구현예에서, 시그마-델타 변조기(110)의 출력은 가변 양자화기(300)에 의거하여 확산 스펙트럼 주파수 대역을 가진다. 따라서, 다양한 구현예들에서, SDM(110)의 출력은 비-주기적이거나 유사-주기적인(즉, 제한된 주기성을 가지는) 비트 스트림이다. 확산 스펙트럼 출력은, 감소된 크기에서의 광역 주파수에 걸쳐 신호의 전력을 확산하는 것에 의거하여 전자기적 간섭을 감소시킬 뿐만 아니라 주파수를 오인하는 효과를 감소시키는 효과를 갖는다.

일 구현예에서, 양자화기(204)와 비교기(302)를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 가변 양자화기(300)는 적분된 신호를 비교 값에 비교하도록 배치되어 있다. 예를 들면, 적분기(206)들 중 하나 이상은 입력신호(즉, 휘도 레벨)을 수신하고 적분하여 적분된 신호를 생성한다. 적분된 (또는 축적된) 신호는, (예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같은) 하나 이상의 피드백 경로로 인하여, 적분기(206)(들)에서 축적된다.

일 구현예에서, 적분된 값이 비교 값과 같거나 그보다 더 큰 경우에는 가변 양자화기(300)가 온-비트(예컨대, 고-비트, 1-비트, 등)를 출력한다. 이와 달리, 적분된 값이 비교 값보다 더 작은 경우에는 가변 양자화기(300)가 오프-비트(예컨대, 저-비트, 0-비트, 등)를 출력한다. 다양한 구현예들에서, 가변 양자화기(300)는, 적분된 값의 비교 값과의 비교에 의거하여, 변조기(110)의 각 클록 주기에서 온-비트 또는 오프-비트를 출력한다. 가변 양자화기(300)가 온-비트를 출력하면, 음의 피드백 경로(208)가 활성화되고, 지연 블록의 출력은 0 대신에 2 ^N 이 되며, 적분된 값은 계속 감소한다. 적분된 값은 음의 피드백 경로(208)가 활성화되는 한 계속 감소한다.

그러나, 일 구현예에서, 가변 양자화기(300)는 상호 관련성이 없는 유사-무작위적인 잡음을 각 클록 주기에서 비교 값에 부가하도록 배치되어 있다. 예를 들면, 출력 비트 스트림의 평균값에 영향을 미치지 않기 위하여, 잡음은 적분기(206)(들)의 출력에 대해 상호 관련성이 없고 제로 평균을 갖는다. 그 결과, 각 클록 주기에서, 비교 값이 변하게 되고, 상이한 값이 되게 된다. 따라서, 입력신호(즉, 휘도 레벨)가 실질적으로 불변인 경우에도, 적분된 신호는 유사-무작위적인 시간 간격들에서 비교 값과 같거나 그보다 더 클 것이다. 이는 가변 양자화기(300) 및 변조기(110)의 출력 비트 스트림의 주기성을 감소시키는 효과를 갖는다.

일 구현예에서, 위에서 설명된 바와 같이, 램프(106) (또는 램프(106)의 하나 이상의 구성요소들), 또는 다른 유형의 제어 시스템의 부하들은 하나 이상의 채널(104)들에 접속된 가변 부하들을 포함할 수 있다. 다양한 구현예들에서, 가변 부하들은 가변 양자화기(300) 및 변조기(110)로부터 비트 스트림 제어신호를 수신하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 가변 부하의 강도 및/또는 휘도는 비트 스트림 제어신호에 의거하여 조절될 수 있다.

일 예에서, 도 3의 하부에 나타낸 바와 같이, 가변 양자화기(300)는 비교기(302), 상태기기(304), 및 다중화기(306)를 포함할 수 있다. 대안적인 구현예들에서, 가변 양자화기(300)는 더 적거나, 추가적이거나, 대안적인 구성요소들을 포함할 수 있다.

다양한 구현예들에서, 가변 양자화기(300)는 비교기(302)를 통하여 위에서 설명한 바와 같은 비교와 출력을 한다. 예를 들면, 일 구현예에서, 비교기(302)는 비교 값을 축적된 값에 비교하고 그 비교의 결과에 의거하여 비-주기적인 비트 스트림을 출력하도록 배치되어 있다. 비교기(302)는, 축적된 값이 비교 값과 같거나 더 큰 경우에는 온-비트를 출력하고 축적된 값이 비교 값보다 작은 경우에는 오프-비트를 출력한다. 따라서, 비교기(302)는 위에서 설명한 바와 같이 확산 스펙트럼 출력신호를 생성하도록 배치되어 있다.

상태기기(304)가 포함되어 있다면, 상태기기는 클록 주기 동안에 비교 값을 비교기(302)로 출력하도록 배치되어 있다. 일 구현예에서, 비교 값은 복수의 비교 값들 중 하나이다. 다양한 구현예들에서, 상태기기(304)는 소정의 순서로 복수의 비교 값들의 각각을 비교기(302)로 출력한다. 예를 들면, 일 구현예에서, 상태기기(304)는, 복수의 비교 값들의 각 비교 값을, 클록 주기 당 하나의 비교 값씩, 사전에 선택된 차례로 출력한다. 다른 구현예들에서, 상태기기(304)는 무작위로 각 클록 주기 중에 복수의 비교 값들 중 하나를 출력한다. 대안적인 일 구현예에서, 상태기기(304)는 비교 값들을 소정의 패턴, 계산된 순서, 등에 따라 출력할 수 있다.

일 구현예에서, 고주파의 유사-무작위적인 잡음을 비교 값 2 ^N (즉, 입력 범위의 최대값)에 부가함으로써 복수의 비교 값들이 생성된다. 다양한 구현예들에서, 이는 서로 다른 많은 기술들을 이용하여 달성된다. 다양한 구현예들에서, 고주파의 잡음을 비교 값들에 부가하도록 배치된 장치 또는 구성요소를, 예컨대, 잡음 생성기(예컨대, 도 4의 상태기기(304), 입력 구성요소(402), 등)라 지칭할 수 있다.

일 구현예에서, 복수의 비교 값들은 입력 값의 일부를 입력 범위의 최대값과 조합함으로써 형성된다. 이러한 기술은, 예컨대, 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 한 세트의 (또는 복수의) 비교 값들이 대략 입력 범위의 최대값(2 ^N ) 주변에 생성될 수 있다. 상태기기(304)는, 각 클록 주기에서 비교 값을 변경해 가면서, 각 클록 주기에서 복수의 비교 값들 중 하나를 선택하여 그 하나를 비교기(302)로 출력할 수 있다. 비록 도 4에 도시되어 있는 예에서는 5개의 비교 값들이 도시되어 있지만, 이 세트는, 복수의 비교 값들의 평균 값이 입력 범위의 최대값(예컨대, 2 ^N )과 실질적으로 같은 한, 어떤 개수의 비교 값들도 가질 수 있다.

예를 들면, 제1 오프셋(예컨대, "출력= 2^N - 입력/2")을 형성하도록 제1 분할기 값(예컨대, -2)으로 입력 값(즉, 휘도 레벨)을 나누고 제2 오프셋(예컨대, "출력= 2^N + 입력/2")을 형성하도록 제1 분할기 값과는 반대의 부호이며 같은 크기를 가지는 제2 분할기 값(예컨대, +2)으로 입력 값(즉, 휘도 레벨)을 나눔으로써 비교 값들의 세트가 형성될 수 있다. 오프셋들은 입력 범위의 최대값에 부가되어 가변 비교 값들을 형성한다. 달리 말하면, 잡음 생성기가, 예컨대, 시그마-델타 변조기(110)의 하나의 클록 주기 동안에 입력신호의 값의 절반을 입력 범위의 최대값에 부가하여 상기 하나의 클록 주기 동안에 가변 비교 값을 형성한다. 또한, 잡음 생성기는, 예컨대, 시그마-델타 변조기(110)의 다른 클록 주기 동안에 입력 범위의 최대값으로부터 입력신호의 값 중 절반을 빼서 상기 다른 클록 주기 동안에 가변 비교 값을 형성한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, (-2, 2)와 (-4, 4)의 예시적인 분할기 값들이 이용되어 도시된 예의 비교 값들을 형성한다. 이들 분할기 값은, 입력 범위의 최대값(예컨대, 2 ^N )과 조합되어, 이용됨으로써 상태기기(304)가 그로부터 선택하는 한 세트(또는 복수)의 비교 값들을 형성한다. 이러한 배열은, 적분기(206)(들)의 출력과 상호 관련성이 없는 유사-무작위적인 잡음을 생성시킨다. 일 구현예에서, 잡음은 제로의 평균(예컨대, 톱니 파형, 등), 및 휘도 레벨에 따라 좌우되는 진폭을 갖는다. 다양한 구현예들에서, 전체 세트의, 또는 복수의 비교 값들의 평균 값이 입력 범위의 최대값과 실질적으로 같은 한, 다른 어떤 분할기 값의 조합들도 유사한 방식으로 이용될 수 있다.

다양한 구현예들에서, 예컨대, 복수의 비교 값이 식에 의거하여 필요에 따라 계산될 수 있다. 다른 구현예들에서, 복수의 비교 값들이 미리 계산되어 (하드웨어 기억 저장장치 등과 같이) 하나 이상의 논리장치 내의 표에 저장될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 다중화기(306), 등이 포함되어 있는 경우, 다중화기, 등은 복수의 비교 값을 상태기기(304)로 출력하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 비교 값이 기억 저장장치, 하나 이상의 논리장치, 등에 저장되는 경우, 다중화기(306)가 각 클록 주기 동안에 필요에 따라 복수의 비교 값을 검색할 수 있다.

다양한 구현예들에서, 가변 양자화기(300)의 일부 또는 전부는 하나 이상의 논리 장치들 또는 구성요소들을 이용하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 비교기(302), 상태기기(304), 및/또는 다중화기(306)의 구성요소들의 일부 또는 전부는 별도의 또는 일체형의 디지털 논리장치들로서 제공될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 가변 양자화기(300)에 관하여 본원에서 설명된 기술들, 구성요소들, 및 장치들은 도 3 및 4의 도면들에 한정되는 것이 아니며 본 개시물의 범주를 벗어나지 않는다면 다른 장치들과 설계들에 대해 응용될 수 있다. 일부의 경우들에서, 본원에서 설명된 기술들을 제공하기 위하여 추가적이거나 대안적인 구성요소들이 이용될 수 있다. 또한, 구성요소들은 다양한 조합들로 배치되고/되거나 조합될 수 있지만, 결과적으로 확산 스펙트럼 출력을 초래한다. 가변 양자화기(300)는 독립형의 장치로서 또는 (예컨대, 다른 구성요소들, 시스템들, 등과 일체로 된) 다른 시스템의 일부로서 구현될 수 있음이 이해될 것이다.

예시적인 구현예들

도 4는 다른 구현예에 따른 다른 가변 양자화기(400)의 블록도이다. 예를 들면, 가변 양자화기(400)는 입력 구성요소(402)를 포함하여, 위에서 설명된 바와 같은, 가변 양자화기(300)이다. 입력 구성요소(402)는 소정 조건 하에서 입력 값(즉, 휘도)을 조절하여 상태기기(304)의 오버플로우를 방지하고, 상태기기(304)에 의하여 출력된 비교 값들의 감도 한계(resolution)를 개선한다.

일 구현예에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가변 양자화기(400)는, 입력 값이 입력 범위의 최대값의 50% 보다 더 작은 경우에 입력 값(즉, 휘도)을 상태기기(304)로 출력하도록 배치된 입력 구성요소(402)를 포함한다. 그렇지 않은 경우, 입력 구성요소(402)는 다른 입력 값을 상태기기(304)로 출력한다. 예를 들면, 일 구현예에서, 입력 값이 입력 범위의 최대값의 50%보다 더 크다면, 입력 구성요소는 입력 값에 의하여 감소된 입력 범위의 최대값보다 1 작은 것과 동일한 다른 입력 값을 출력한다.

다시 말해서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 입력 구성요소(402)는, 입력 값이 최대의 휘도 값(예컨대, 4096)의 50%보다 더 작은지의 여부를 점검한다. 만약 그렇다면, 그 때 입력 구성요소(402)는 입력 값을 상태기기(304)로 보낸다. 입력 값이 최대의 휘도 값의 50%보다 더 크다면, 그 때 입력 구성요소(402)는 입력 값을 상태기기(304)로 보내기 전에 입력 값을 감소시킨다. 이러한 구현예에서, 입력 구성요소(402)는 입력 범위의 최대값보다 1 더 작은 값에서 입력 값을 뺀 값만큼 입력 값을 감소(예컨대, (4096 - 1) - 휘도 레벨)시킨다. 이는 입력 값을 입력 범위의 최대값의 50%보다 더 작은 값까지 감소시킨다.

다양한 구현예들에서, 입력 구성요소(402)가 수신 시 입력 값이 상태기기(304)로 전달되었는지 혹은 입력 값이 입력 구성요소(402)에 의하여 감소되었든지 상태기기(304)는 입력 값을 위에서 설명한 방식으로 처리한다.

대안적인 구현예들에서, 입력 구성요소(402)는 다양한 다른 기술, 공식, 등을 이용하여 입력 값(즉, 휘도)을 조절할 수 있다. 또한, 가변 양자화기(400)는 본원에서 설명된 기술들을 달성하기 위하여 추가적이거나 대안적인 구성요소들을 포함할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 다수의 가변 양자화기(300)들이 제어신호들을 램프(106)의 다수 채널(104)들(또는 다수의 제어신호들을 가지는 다른 제어장치)로 제공하기 위하여 이용될 수 있다. 도 5는, 일 구현예에 따른 다수의 가변 양자화기(300)를 포함할 수 있는 예시적인 휘도 및 색 제어 유닛(BCCU)(500)의 블록도를 도시한다. 다양한 구현예들에서, 가변 양자화기(300)들의 구성요소들이 배분될 수 있다. 도 5에 도시된 예에서, BCCU(500)는 적어도 9개의 채널(104)을 포함한다. 일 예에서, 9개 채널(104)의 각각은 다채널의 휘도/색 제어장치(100)의 일부로서 (도 6에 나타낸 바와 같은) 가변 양자화기(300)를 포함할 수 있다. 또한, 9개 채널(104)의 일부 또는 각각은 다수의 제어신호들을 이용하여 램프(106) 또는 다른 형태의 제어시스템의 색 및/또는 휘도를 제어하는데 이용될 수 있다. 다양한 구현예들에서, BCCU(500)는 더 적거나 추가적인 채널(104)들, 또는 구성요소들을 포함할 수 있다.

도 6은, 예컨대, 일 구현예에 따른, 도 5의 BCCU(500)의 일부로서 채용될 수 있는 채널(104)의 예시적인 구성요소들을 도시하는 블록도이다. 예시적인 채널(104)은 예시적인 다채널 휘도/색 제어장치(100)에 관하여 설명된 구성요소들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 대안적인 구현예들에서, 채널(104)은 추가적이거나 대안적인 구성요소들을 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 예컨대, 예시적인 채널(104)은, (다중화기(MUX)(602)에서) 다중화되어 단일의 조광 레벨을 형성할 수 있는 다수의 조광엔진(102)을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, MUX(602)는 채널(104)의 입력신호로서 조광엔진(102)의 출력을 선택할 수 있다. 다양한 구현예들에서, 예컨대, MUX(602)는 조광엔진(102)의 출력들의 선택을 번갈아 할 수 있다. 또한, 전반적인 조광 레벨도 조광엔진(102)로부터의 개별 밝기 출력들에 의하여 다중화될 수 있다. MUX(602)로부터 결과적으로 출력되는 조광 레벨은, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같은 채널 강도 값과 함께, 곱셈기(multiplier)(604)에서 통합될 수 있다. 예를 들면, 강도 값은 강도의 변화들을 선형적으로 바뀌도록 배치된 선형이동장치(606)로부터 출력될 수 있다.

도 6에 도시되고 위에서 설명된 바와 같이, 변조기(110)는 휘도 신호를 수신하고, 변조기(110)의 출력은 고주파 비트 스트림이다. 다양한 구현예들에서, 변조기(110)는, 위에서 설명된 바와 같이, 가변 양자화기(300)를 사용하여 입력 비트 스트림의 주파수 대역을 변경하여, 주파수 스펙트럼을 확산시킨다.

일부 구현예들에서, 비트 압축기(608)는 비트 스트림을 수신하도록, 그리고 이 비트 스트림을 램프(106), 등에 의해 더욱 용이하게 이용되는 신호로 변환하도록 배치된다. 예를 들면, 비트 압축기(608)는 고주파 비트 스트림을 더욱 낮은 변화율을 가지는 다른 디지털적인 형태로 변환시킬 수 있다.

도 6의 구현예와 같은 대안적인 구현예들에서, 다양한 채널(104)의 구성들이 램프(106), 등에 대한 휘도 및/또는 색의 제어를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 각각의 이들 채널(104) 구성에서, 가변 양자화기(300)가 위에서 설명한 바와 같이 확산 스펙트럼 출력을 공급하기 위하여 이용될 수 있다.

다양한 구현예들에서, 추가적이거나 대안적인 구성요소들이 개시된 기술들 및 장치들을 달성하기 위하여 이용될 수 있다.

대표적인 방법

도 7은, 일 구현예에 따른, 램프(예컨대, 램프(106))의 휘도 성분에 대한 것과 같은 출력 제어신호의 주기성을 감소시키거나 그 주파수 대역을 확산시키기 위한 예시적인 방법(700)을 도시하는 흐름도이다. 방법(700)은, 유사-무작위적인 고주파 잡음을 (예컨대, 시그마-델타 변조기(110)와 같은) 시그마-델타 변조기의 양자화기/비교기에서 비교 값에 부가하는 단계를 기술하고 있다. (예컨대, 가변 양자화기(300)와 같은) 가변 양자화기는 유사-무작위적인 고주파 잡음을 제공하기 위하여, (예컨대, 상태기기(306)와 같은) 상태기기를 포함할 수 있다. 방법(700)을 도 1 내지 6을 참조하여 설명한다.

방법이 기술된 순서는 제한 해석하려고 마련된 것이 아니며, 기술된 방법의 임의의 개수의 블록들이 그 방법, 또는 대안적인 방법들을 구현하기 위하여 임의의 순서로 조합될 수 있다. 또한, 개별 블록들은, 본원에서 기술된 주제(subject matter)의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않는다면, 방법으로부터 삭제될 수 있다. 더욱이, 위 방법은, 여기에 기술된 주제의 범위를 벗어나지 않는다면, 어떤 적절한 재료들, 또는 이들 재료의 조합들로도 구현될 수 있다.

블록(702)에서, 방법은, (예컨대, 시그마-델타 변조기(110)와 같은) 시그마-델타 변조기의 양자화기에서 입력 값들의 범위 중의 입력 값을 수신하는 단계를 포함한다. 다양한 구현예들에서, (예컨대 조광 엔진(102), 등과 같은) 조광 엔진으로부터 입력 값이 수신될 수 있다. 이러한 입력 값들의 범위는 2 ^N 의 최대값을 가질 수 있는데, 본원에서, 예컨대, N은 입력에 대한 비트들의 개수이다. 일 구현예에서, 입력 값은, (예컨대, 램프(106)와 같은) 램프에 대한 휘도 레벨을 나타낸다.

블록(704)에서, 방법은 입력 값에 의거하여 복수의 오프셋을 생성시키는 단계를 포함한다. 예를 들면, 일 구현예에서, 방법은 제1 오프셋을 형성하도록 입력 값을 제1 분할기 값으로 나누고 제2 오프셋을 형성하도록 입력 값을 제1 분할기 값과는 반대의 부호이며 같은 크기를 가지는 값을 포함하는 제2 분할기 값으로 나누는 단계를 포함한다. 대안적인 구현예들에서, 오프셋들은 다른 많은 기술들을 이용하여 생성될 수 있다.

블록(706)에서, 방법은 비교 값을 형성하기 위하여 이러한 입력 값들의 범위 중의 최대값에 복수의 오프셋 중 하나를 부가하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 이러한 입력 값들의 범위 중의 최대값을 복수의 오프셋의 각각에 개별적으로 부가하거나 조합함으로써 비교 값들의 세트가 형성된다. 가변 비교 값들을 형성하기 위하여 이러한 입력 값들의 범위 중의 최대값에 다양한 오프셋들을 부가하는 단계는 비교기의 비교 값에 고주파 잡음을 부가하기 위한 기술이며, 그 이유는 이러한 입력 값들의 범위 중의 최대값이 그 외에는 비교 값이기 때문이다.

블록(708)에서, 방법은 시그마-델타 변조기의 적분된 값을 비교 값에 비교하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 비교 값은 각 클록 주기에서 변한다. 예를 들면, 이러한 세트의 비교 값들 중 하나는 하나의 클록 주기에서 비교 값으로 이용되고 이러한 세트의 비교 값들 중 다른 하나는 후속 클록 주기에서 비교 값으로 이용된다. 일 구현예에서, 이러한 세트의 비교 값들 내에 있는 비교 값들의 각각은 소정의 차례로 비교 값으로 이용된다.

일 구현예에서, 방법은, 설명된 바와 같이, 각 클록 주기에서 비교 값에 고주파의 유사-무작위적인 잡음을 부가하는 단계를 포함하여, 각 클록 주기에서 양자화기의 비교 값을 변경하는 단계를 포함한다.

블록(710)에서, 방법은, 적분된 값이 비교 값과 같거나 더 큰 경우에는 온-비트를 출력하고 적분된 값이 비교 값보다 작은 경우에는 오프-비트를 출력하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 출력된 비트들은 비트 스트림 출력으로 형성된다.

일 구현예에서, 방법은, 확산 주파수 스펙트럼을 가지는 지속적으로 변화하는 유사-무작위적인 펄스 밀도 변조 출력신호를 생성시키는 단계를 포함한다.

대안적인 구현예들에서, 다른 기술들이 다양한 조합들로 방법(700) 내에 포함될 수 있고, 본 개시물의 범위 내에 있을 수 있다.

결론

비록 본 개시물의 구현예들이 구조적 특징들 및/또는 방법론적인 행위들에 구체적인 말로 설명되었지만, 이들 구현예가 반드시 설명된 구체적인 특징들 또는 행위로 한정되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 오히려, 구체적인 특징들 및 행위들은 예시적인 장치들과 기술들을 구현하는 대표적인 형태들로서 개시되었다.