CN108831172A - 一种通用型交通指示灯珠 - Google Patents

Abstract

公开了一种通用型交通指示灯珠。该方法可以包括：芯片载体，所述芯片载体上设有多个引脚及金属布线，多个引脚分别与金属布线电连接；IC芯片和多个发光芯片，固定设置于所述载体上，所述发光芯片与所述IC芯片电性连接；灯珠壳体，用于封装所述芯片载体、所述IC芯片和所述多个发光芯片。本发明通过一种通用型交通指示灯，使用各种预制程序控制内置IC RYG灯珠内部IC发出相应变化的指令，切换程序获得多种交通指挥灯显示类型，真正做到集多项功能于一身，缩小空间降低成本的同时将通用型性能、可自由预设控制程序的智慧性能力体现得淋漓尽致。

Description

一种通用型交通指示灯珠

技术领域

本发明涉及LED技术领域，更具体地，涉及一种通用型交通指示灯 珠。

背景技术

当前常规交通指示灯在生产、安装和使用过程中出现诸多问题，如： 生产红、黄和绿三款颜色光源来配套使用造成匹配性困难，且提高了生产 难度；信号灯采用单纯的红、黄和绿光发光，占用空间较大，使用及维护 成本提高、难度增加；红、黄和绿光按照单纯需要的形状摆放，使用上通 用性不高，适用场景和地方具体有选择性，不便随取随用；采用外置IC 信号控制信号输入和输出，一旦出现故障导致整体均无法正常亮灯，使得 许多城市道路交通指示灯无法正常亮起来导致交通事故频发。在现有交通 指示控制系统中的交通指示灯为单颗的红(R)、黄(Y)和绿光(G)灯珠且是 按照发光图像的不同将灯珠摆放排列组合成不同图形，为达到交通指示作 用按照设定好的控制程序控制红、黄和绿光按照各自亮灯及亮灯时间不同 的程序不间断切换以达到交通指示的目的。现有指示的红灯、黄灯和绿灯，以及显示时间的指示灯均不能变化为其他颜色和图形，智慧性不高， 功能单一，空间占有率高，成本较高。因此，有必要开发一种通用型交通 指示灯珠。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景 技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领 域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种通用型交通指示灯珠，其能够通过使用各种预制程 序控制内置IC RYG灯珠内部IC发出相应变化的指令，切换程序能变换成 红黄绿的机动/非机动交通信号灯、四方向车道信号灯、及动态人行横道信 号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号 灯等等，真正做到集多项功能于一身，缩小空间降低成本的同时将通用型 性能、可自由预设控制程序的智慧性能力体现得淋漓尽致。解决当前市面上交通指示牌外型不一、功能单一、配置控制程序呆滞、空间占用大和高 成本等问题。

根据本发明的提出了一种通用型交通指示灯珠。所述通用型交通指示 灯珠可以包括：

芯片载体，所述芯片载体上设有多个引脚及金属布线，多个引脚分别 与金属布线电连接；

IC芯片和多个发光芯片，固定设置于所述载体上，所述发光芯片与所 述IC芯片电性连接；

灯珠壳体，用于封装所述芯片载体、所述IC芯片和所述多个发光芯 片。

优选地，所述发光芯片包括红色发光芯片、黄色发光芯片和绿色发光 芯片。

优选地，所述引脚包括双输入串行输入引脚：DIN数据输入引脚和 FDIN数据输入引脚，所述FDIN数据输入引脚用于接收与IC芯片级联的 其他芯片的DOUT数据。

优选地，所述引脚还包括：DOUT数据输出引脚、VDD电源引脚、 GND接地引脚和预留NC空脚。

优选地，所述IC芯片与所述六个引脚通过金属布线连接形成导通电 路。

优选地，所述IC芯片包括多组由OUTR、OUTG、OUTB输出管脚构 成的引脚，用于根据DIN数据输入引脚输入的数据发出不同占空比的信 号，每一组OUTR、OUTG、OUTB引脚通过金属布线分别与所述红色发 光芯片、黄色发光芯片和绿色发光芯片的DIN数据输入引脚连接。

优选地，所述IC芯片和发光芯片采用单线通讯方式，采用归零码方 式发送信号。

优选地，还包括填充胶，填充在所述壳体内形成对所述芯片载体、IC 芯片和发光芯片的保护。

优选地，所述芯片载体上集成设有高精度RC振荡器，整形转发器， 所述高精度RC振荡器，整形转发器接收来自芯片外部PWM控制器发出 的设定信号指令，所述PWM控制器与所述芯片载体DIN数据输入引脚相 连接。

优选地，还包括外置电源，所述外置电源用于为所述通用型交通指示 灯珠和PWM控制器提供电源，所述外置电源正极与所述PWM控制器和 多个所述通用型交通指示灯珠组合而成的交通灯显示器的VDD电源引脚 相连接，所述外置电源负极与多个所述通用型交通指示灯珠组合而成的交 通灯显示器的GND接地引脚相连接，所述外置电源集成设有恒流控制器 和电源稳压器。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图 和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和 随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于 解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上 述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实 施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一种通用型交通指示灯珠的内部集成封装结 构示意图；

图2示出了常规交通灯控制系统的结构示意图；

图3示出了根据本发明的通用型交通灯珠示例性应用的控制系统的结 构示意图；

图4示出了根据本发明的一种通用型交通指示灯的实施例的运行状态 示意图。

附图标记：

1、FDIN数据输入引脚；2、GND接地引脚；3、DIN数据输入引 脚；4、NC空脚；5、VDD电源引脚；6、DOUT数据输出引脚；7、黄色 发光芯片；8、红色发光芯片；9、绿色发光芯片；10、IC芯片；11、金属 布线；12、芯片载体。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优 选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述 的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完 整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一种通用型交通指示灯珠的内部集成封装结 构示意图；

在该实施例中，根据本发明的一种通用型交通指示灯珠可以包括：芯 片载体12，在芯片载体12上设有引脚，分别为：双输入串行输入引脚的 FDIN数据输入引脚1和DIN数据输入引脚3、GND接地引脚2、NC空 脚4、VDD电源引脚5和DOUT数据输出引脚6，并在数据输入引脚上设 有IC芯片10，通过金属布线11与六个引脚连接形成导通电路。还包括三 块发光芯片：黄色发光芯片7、红色发光芯片8和绿色发光芯片9，通过 金属布线11将三块发光芯片与IC芯片连接形成导通并联电路，通用型交 通指示灯还包括灯珠壳体，用于封装芯片载体、IC芯片和多个发光芯片。

在一个示例中，本发明包括了双输入串行输入引脚，FDIN数据输入 引脚1用于接收与IC芯片级联的其他芯片的DOUT数据。

在示例性实施例中，IC芯片包括多组由OUTR、OUTG、OUTB输出 管脚构成的引脚，用于根据DIN数据输入引脚输入的数据发出不同占空比 的信号，每一组OUTR、OUTG、OUTB引脚通过金属布线分别与所述红 色发光芯片、黄色发光芯片和绿色发光芯片的DIN数据输入引脚连接。IC 芯片和发光芯片采用单线通讯方式，采用归零码方式发送信号。

具体地，芯片在上电复位以后，接收DIN端发送来的数据，接收够 24bit后，DOUT端口开始转发数据，供下一个芯片提供输入数据。在转 发之前，DOUT口一直拉低。此时芯片将不接收新的数据，芯片 OUTR、OUTG、OUTB三个PWM输出口根据接收到的24bit数据，发 出相应的不同占空比的信号，该信号周期在4ms。如果DIN端输入信号 为RESET信号，芯片将接收到的数据送显示，芯片将在该信号结束后重 新接收新的数据，在接收完开始的24bit数据后，通过DOUT口转发数 据，芯片在没有接收到RESET码前，OUTR、OUTG、OUTB管脚原输 出保持不变，当接收到80μs以上低电平RESET码后，芯片将刚才接收 到的24bit PWM数据脉宽输出到OUTR、OUTG、OUTB引脚上。除 DIN外，芯片额外设计了FDIN输入端，接收上一个芯片的DIN数据， 也就是上上一个芯片的DOUT数据。级联时，如果某一颗芯片损坏，不 影响数据传输，后续芯片仍能正常接收数据。

在示例性实施例中，芯片载体上集成设有高精度RC振荡器，整形转发 器，高精度RC振荡器，整形转发器接收来自芯片外部PWM控制器发出的 设定信号指令，PWM控制器与芯片载体DIN数据输入引脚相连接。芯片 载体外部设有外置电源，外置电源用于为通用型交通指示灯珠和PWM控制 器提供电源，外置电源正极与PWM控制器和多个所述通用型交通指示灯珠 组合而成的交通灯显示器的VDD电源引脚相连接，外置电源负极与多个所 述通用型交通指示灯珠组合而成的交通灯显示器的GND接地引脚相连接， 外置电源集成设有恒流控制器和电源稳压器。将控制电路与发光电路集成 于一体，外型与一个3838LED灯珠相似，每个元件即为一个像素点。像 素点内部包含的高精度RC振荡器，整形转发器，恒流控制器和电源稳压器、 PWM控制器等各种控制元器件，PWM控制器发出设定信号指令程序，电源 上有恒流控制器和电源稳压功能，形成了智能数字接口数据锁存信号整形 放大驱动电路，电源稳压电路，内置恒流两路，输出驱动采用PWM技术， 有效保证了像素点内光的颜色高一致性。LED具有低电压驱动，环保节能， 亮度高，散射角度大，一致性好，超低功率，超长寿命等优点。将控制电 路集成于LED上面，电路变得更加简单，体积小，安装更加简便。

具体地，高精度RC振荡器与PWM控制器双向连接，PWM控制器与 多组由OUTR、OUTG、OUTB输出管脚构成的引脚相连接，整形转发器 与恒流控制器、电源稳压器相连接，并连接于DIN数据输入引脚和DOUT 数据输出引脚之间。

在示例性实施例中，通过填充胶在壳体内的填充，形成对芯片载体、 IC芯片和发光芯片的保护与固定。

本发明通过将内置IC和常规(R)黄(Y)绿(G)芯片集成封装在同一个 灯珠胶体内部，封装填充胶水形成对内部器件的保护，保证高安全性和稳 定性的前提下接收到信号指令独立运转，一颗出现不良等异常不会影响其 他灯珠正常运转。同时集成性的封装方式也会减少空间位置，降低安装和 维护成本，提高安全性，简洁明了不易出错。灯珠摆放方式简单，无需按 照特定位置和图形摆放，降低装配难度，提高产品适用性和通用性。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示 例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体 细节并非意在以任何方式限制本发明。

图3示出了根据本发明的一种通用型交通指示灯的实施例的运行状态 示意图。

如图2所示，显示了常规交通灯控制系统的结构示意图，其由控制 器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器、显示器和交通灯组成。秒脉冲 发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信 号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部 分，由它控制定时器和译码器的工作。

经过图2所示的交通灯控制系统，能够将本发明中的通用型交通指示 灯珠应用到其中，其效果可以呈现如图3所示的交通灯的运行状态。

经过图3所示的交通灯控制系统，能够将本发明中的通用型交通指示 灯珠应用到其中，整体结构更加集成和智能，将图2中秒脉冲、定时器和 译码器功能通过预设程序设定整合功能于控制器中，具有内置IC的灯珠 组合成为交通灯，多组交通灯组合成为显示器，电源为显示器和控制器提 供电源输入，控制器为显示器提供信号输入，显示器接地(电源输出)连 接电源负极，其效果可以呈现如图4所示的交通灯的运行状态。

满屏灯和旁边秒数计数为同一颜色及这种颜色表示的倒计时时间，当 倒计时达到后转入下一颜色控制程序，依次为红、黄和绿灯及其倒计时时 间，时间间隔的长短均可按照事先预设时间间隔和运转方式植入。图中的 红黄和绿灯满屏灯均为同一个灯，只是按照控制程序的变化颜色出现变 换。驱动电路驱动信号灯按照控制器设置的定时时间和控制信号通过灯珠 内置IC发出工作指令，工作指令发出为图1中5的VDD电源引脚接入， IC开始工作同时接收到一组工作要求(如先满屏亮红光，计时器开始倒计 时30S工作，倒计时到时后满屏亮黄光，计时器开始计时5S，倒计时到时 后满屏亮绿光，满屏亮绿光，计时器开始计时20S后继续循环转满屏红光 和红灯计时等等，按照特殊要求也可以写入其他亮灯指令，譬如加入方向 指示和倒计时灯等等多种自由写入模式)按照此指令单颗灯珠或部分灯珠 按照指令做出单颗或者部分灯珠中红光、黄光或绿光按照指示相应时间内 亮或熄灭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是使用内置IC接收信号指令， 来控制并储存和传输到红黄绿芯片上，来实现颜色和图形的变化，一灯三 色使用提升应用领域，集成式封装实现多合一功能。采用本方案后，新型 交通灯具有的进步效果表现在以下方面：

控制IC和(R)黄(Y)绿(G)集成封装在同一灯珠内部，表现多合一的 效果，功能更加强大；体积变得更小，节省大量空间和维护成本；一颗内 置IC的RYG灯珠能同时表现出三种颜色和任何交通指示图形，应用场景 包括但不限于城市道路，几乎涵盖所有目前交通及标识路牌能运用的场 景，智能性高；单颗IC或灯珠损坏不影响后续数据；默认输出恒流值12mA，便于降低内置灯珠功耗；灰度调节电路(256级灰度可调)；双输 入串行级联接口(DIN.FDIN.)；内置高精度和高稳定性振荡器；数据整 形：接收完本单元数据自动将后续数据整形输出，良好展现智慧性；数据 传输频率可达800Kbps，响应速度快。

综上所述，本发明通过将红黄绿三颗发光芯片以及一颗内控IC一起 封装到同一灯珠中，通过预设的图形以及相对应的时间来回不停变换，同 一颗灯及由其组合成的整灯在不同时间变换成不同颜色并按照预设时间进 行维持。由预设控制程序给IC发出指令带动红(R)黄(Y)绿(G)芯片在设 定时间内表现出相应的发光颜色和图形可以做到功能齐全且应用范围广 泛，也可以对接物联网形式将各个路段或全城控制系统连接起来成分体现智慧性。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了 示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限 制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽 性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更 都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种通用型交通指示灯珠，其特征在于，包括：

芯片载体，所述芯片载体上设有多个引脚及金属布线，多个引脚分别与金属布线电连接；

IC芯片和多个发光芯片，固定设置于所述载体上，所述发光芯片与所述IC芯片电性连接；

灯珠壳体，用于封装所述芯片载体、所述IC芯片和所述多个发光芯片。

2.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述发光芯片包括红色发光芯片、黄色发光芯片和绿色发光芯片。

3.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述引脚包括双输入串行输入引脚：DIN数据输入引脚和FDIN数据输入引脚，所述FDIN数据输入引脚用于接收与IC芯片级联的其他芯片的DOUT数据。

4.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述引脚还包括：DOUT数据输出引脚、VDD电源引脚、GND接地引脚和预留NC空脚。

5.根据权利要求4所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述IC芯片与所述六个引脚通过金属布线连接形成导通电路。

6.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述IC芯片包括多组由OUTR、OUTG、OUTB输出管脚构成的引脚，用于根据DIN数据输入引脚输入的数据发出不同占空比的信号，每一组OUTR、OUTG、OUTB引脚通过金属布线分别与所述红色发光芯片、黄色发光芯片和绿色发光芯片的DIN数据输入引脚连接。

7.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述IC芯片和发光芯片采用单线通讯方式，采用归零码方式发送信号。

8.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，还包括填充胶，填充在所述壳体内形成对所述芯片载体、IC芯片和发光芯片的保护。

9.根据权利要求1所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，所述芯片载体上集成设有高精度RC振荡器，整形转发器，所述高精度RC振荡器，整形转发器接收来自芯片外部PWM控制器发出的设定信号指令，所述PWM控制器与所述芯片载体DIN数据输入引脚相连接。

10.根据权利要求9中所述的通用型交通指示灯珠，其特征在于，还包括外置电源，所述外置电源用于为所述通用型交通指示灯珠和PWM控制器提供电源，所述外置电源正极与所述PWM控制器和多个所述通用型交通指示灯珠组合而成的交通灯显示器的VDD电源引脚相连接，所述外置电源负极与多个所述通用型交通指示灯珠组合而成的交通灯显示器的GND接地引脚相连接，所述外置电源集成设有恒流控制器和电源稳压器。