CN2611735Y - 一种采用发光二极管作为发光元件的彩色光带 - Google Patents

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CN2611735Y CNU032282370U CN03228237U CN2611735Y CN 2611735 Y CN2611735 Y CN 2611735Y CN U032282370 U CNU032282370 U CN U032282370U CN 03228237 U CN03228237 U CN 03228237U CN 2611735 Y CN2611735 Y CN 2611735Y
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王国定
唐国庆
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一种采用发光二极管作为发光元件的彩色光带，包括：控制信号发生单元，用于产生开关信号序列以及时钟脉冲信号序列；以及若干发光单元，每个包括：包含若干显示块的发光板，每个显示块由多个发光二极管组成，每种颜色的发光二极管都与其它两种颜色的发光二极管相邻，并且同一显示块内同一颜色的发光二极管串联连接；包含移位寄存器以及恒流驱动器的发光驱动单元，其中，每个移位寄存器的信号输入端与控制信号发生单元相连，用于接收控制移位寄存器输出速率的时钟脉冲信号和开关信号序列并输出至恒流驱动器，恒流驱动器根据开关信号序列中信号电平的大小向发光二极管提供或阻断恒流输出；以及可容纳发光板和发光驱动单元的外管。

Description

一种采用发光二极管作为发光元件的彩色光带
技术领域
本实用新型涉及景观灯光显示装置，特别涉及一种利用发光二极管作为发光元件并以电子方式控制显示效果的彩色光带。
背景技术
随着城市景观灯光的兴起，高速公路、立交桥和大型建筑物等都利用灯光照明来装饰轮廓和墙面。这种夜间灯光照明一般采用霓红灯或白炽灯作为光源，但是从节能、显示效果、色彩种类、工作寿命和可控制性等角度考虑，发光二极管不失为一种更佳的替代光源。当采用发光二极管作为发光元件时，一般可将它们与电源单元和控制单元等集成在一块印刷电路板上以构成光带。但是现有的发光二极管光带控制方式比较简单，颜色单一，显示方式不够灵活。例如，它无法同时调整光带的亮度和颜色，并且也不能灵活调节亮度和显示图案的变化速度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种采用发光二极管作为发光元件的彩色光带，它可提供各种色彩，并且能灵活调整光带的亮度、颜色以及变化的速度。
按照本实用新型的采用发光二极管作为发光元件的彩色光带包括：
控制信号发生单元，用于产生红色、绿色和蓝色开关信号序列以及时钟脉冲信号序列；以及
若干发光单元，每个发光单元进一步包括：
包含若干显示块的发光板，每个显示块由多个红色、绿色和蓝色发光
二极管组成，每种颜色的发光二极管都与其它两种颜色的发光二极管相邻，并且同一显示块内同一颜色种类的发光二极管串联连接；
包含红色、绿色和蓝色移位寄存器以及恒流驱动器的发光驱动单元，其中，每个所述移位寄存器的信号输入端与控制信号发生单元直接相连或经其它发光单元与控制信号发生单元间接相连，用于分别接收控制移位寄存器输出速率的时钟脉冲信号、红色、绿色和蓝色开关信号序列并依照接收顺序将信号序列输出至恒流驱动器，所述恒流驱动器的输出端分别与发光板上每个显示块的红色、绿色和蓝色发光二极管相连，用于根据所述开关信号序列中信号电平的大小分别向红色、绿色和蓝色发光
二极管提供或阻断恒流输出；以及
可容纳所述发光板和发光驱动单元的外管。
在上述彩色光带中，可采用开关稳压电源板作为发光驱动单元的电源并且将其安装在外管内。
在上述彩色光带中，每个显示块内每种颜色的发光二极管排列为相互平行的三行，并且上下两行的发光二极管在垂直方向上对齐，而中间一行的发光二极管与上下两行的发光二极管在水平方向上错开一定的距离。
在上述彩色光带中，所述控制信号单元包含：
控制器；
存储器，其读写端口与所述控制器相连以在控制器的控制下根据地址线信号输出选定地址上的数据字节，并且所存储字节的取值与每个显示块内三种颜色发光二极管同一时刻的发光状态组合相对应；
地址发生器，其输入与控制器相连，输出与所述存储器的地址线相连，用于根据控制器的指令产生存储器的目标地址信号并在存储器的地址线上输出；以及
并行/串行变换端口，其输入分别与所述存储器的数据线和控制器相连，输出与所述发光驱动单元内移位寄存器的输入端相连，用于根据控制器的指令将多个存储器目标地址上存储的字节转换为红色、绿色和蓝色开关信号序列并输出至发光驱动单元内相应移位寄存器的输入端。
比较的是，所述存储器为可擦写只读存储器(E2ROM)。
上述结构的彩色光带采用三种颜色的发光二极管作为发光元件，并且每种颜色的发光二极管都与其它两种颜色的发光二极管相邻，所以可利用RGB三基色原理，通过各种颜色发光二极管不同的发光状态组合实现了彩色显示。此外，通过改变移位寄存器的输出速率，可以调节发光二极管单位时间内明暗时间的比例，从而调整发光二极管的发光亮度。最后，通过对存储器字节取值的修改来改变信号序列，从而实现变色、变速和光点流动等各种需要的效果。
附图说明
图1为按照本实用新型较佳实施例的彩色光带其中一个发光单元的示意图。
图2为图1所示发光单元串联连接构成彩色光带的接线图。
图3为图1所示发光单元中发光二极管的排列示意图。
图4为图1所示发光单元中发光驱动单元的示意图。
图5为按照本实用新型实施例的彩色光带信号发生单元的示意图。
具体实施方式
本实用新型的彩色光带包括控制信号发生单元和若干连接在一起的发光单元两部分，控制信号发生单元用于产生红色、绿色和蓝色开关信号序列以及时钟脉冲信号序列，以下将作进一步的描述，发光单元包含发光板、发光驱动单元(含电源)和容纳它们的外管。在图1所示的实施例中，发光驱动单元采用开关电源板作为电源，控制信号发生单元位于外管外部并为外管内的发光驱动单元提供红色、绿色、蓝色(R、G、B)信号和时钟脉冲信号，由于发光单元是连接在一起的，因此除了提供给图中外管内发光驱动单元之外，还可提供给其它外管，从而可以利用一个控制信号发生单元来控制多个外管内的发光驱动单元，简化了控制方式，降低了制造成本。
图2示出了多个外管连接在一起的一种接线方式，如图2所示，第一个发光单元的控制信号输入端(包括红色、绿色、蓝色和时钟脉冲信号输入端和接地端)直接与控制信号发生单元相连，电源输入端直接接入220伏交流电，后续发光单元的控制信号输入端与上一发光单元的控制信号输出端相连，并且后续发光单元的电源输入端与上一发光单元的电源输出端相连。
发光板包含若干显示块，每个显示块由多个红色、绿色和蓝色发光二极管组成，每种颜色的发光二极管都与其它两种颜色的发光二极管相邻，并且同一显示块内同一颜色种类的发光二极管串联连接。串联连接的发光二极管与下面将要描述的发光驱动单元的输出相连。图3示出了其中一种排列方式，它由两个显示块组成，在每个显示块内，红色、绿色和蓝色发光二极管排列为相互平行的三行，并且上下两行的发光二极管在垂直方向上对齐，而中间一行的发光二极管与上下两行的发光二极管在水平方向上错开一定的距离，这样就使得每种颜色的发光二极管周围都有其它两种颜色的发光二极管，从而通过发光二极管发光状态的组合得到各种颜色的彩光。
如图4所示，发光驱动单元包含红色、绿色和蓝色控制信号移位寄存器、恒流驱动器和开关电源板，这些移位寄存器的输入端Rin、Gin、Bin和Cpi作为发光单元的控制信号输入端都与控制信号发生单元或其它发光单元的信号输出端相连，其中输入端Rin、Gin、Bin用于分别接收所述红色、绿色和蓝色开关信号序列并依照接收顺序将信号R1out、R2out、G1out、G2out、B1out和B2out输出至两个恒流驱动器，另外一个输入端Cpi上接收的时钟信号控制移位寄存器的移位输出速率，恒流驱动器的输出端R、G和B分别与发光板上每个显示块内的红色、绿色和蓝色发光二极管相连，用于根据开关信号序列中信号电平的大小分别向红色、绿色和蓝色发光二极管提供或阻断恒流输出。
如上所述，由于每个显示块内同一种颜色的发光二极管串联连接，所以在发光驱动单元的控制下将同时发光或不发光，但是不同种颜色的发光二极管由于分别与发光驱动单元的恒流驱动器独立连接，因此发光状态可以相互独立。对于不同的显示块，比较好的是可将它们并联连接至恒流驱动器的输出端R、G和B。
如上所述，输入端Cpi上接收的所述时钟信号可控制移位寄存器的移位输出速率，因此可调节单位时间间隔内恒流驱动器恒流输出的大小，从而调整发光二极管的发光强度。
开关稳压电源板与发光驱动单元内的移位寄存器和恒流驱动器相连，它将交流电转换为直流电并向移位寄存器和恒流驱动器提供恒定的工作电压和电流。由于采用开关稳压电源作为发光驱动单元的电源，所以市电电压的波动不会影响发光驱动单元输出的工作电压，同时，由于采用恒流驱动发光二极管，因此在市电变化或环境温度发生变化时也不会影响发光二极管的工作，换句话说，即使发光二极管的正向电压Vf发生变化，也不会影响其正向电流If的大小，这降低了对发光二极管正向电压Vf一致性的要求，进一步保证了发光二极管长期工作的稳定性和可靠性。
图5为按照本实用新型实施例的彩色光带信号发生单元的示意图，它包含控制器、存储器、地址发生器、并行/串行变换端口、时钟发生器、电源和地址显示器等。存储器的读写端口与控制器相连，并且所存储字节的取值与每个显示块内三种颜色发光二极管同一时刻的发光状态组合相对应，具体而言，根据三基色原理，三种基色的发光状态组合共计8种，因此可以数值00～07来表示发光状态组合，例如可以取值00表示三种颜色发光二极管同一时刻都不发光的暗或黑的组合，以01表示红色发光、绿色和蓝色不发光的组合，等等。上述这些数据都被预先写入该存储器内的特定地址，当开始工作时，控制器即从所选定地址开始，向所连的地址发生器送入数据读取地址，而地址发生器则产生相应的地址信号并输出至存储器的地址线，此外还将当前读取地址送至地址显示器进行显示。与此同时，控制器通过读写端口控制存储器的数据读取，从而使被读取的数据经数据线输出至并/串变换端口。随后，在控制器的控制下，并/串变换端口将存储器输出的字节被转换为红色、绿色和蓝色开关信号序列并输出至移位寄存器的相应输入端。上述数据读取过程都由时钟信号发生器提供同步信号。在上述控制信号发生单元中，存储器可采用可擦写只读存储器(E2ROM)。

Claims (5)

1.一种采用发光二极管作为发光元件的彩色光带，其特征在于，包括：
控制信号发生单元，用于产生红色、绿色和蓝色开关信号序列以及时钟脉冲信号序列；以及
若干发光单元，每个发光单元进一步包括：
包含若干显示块的发光板，每个显示块由多个红色、绿色和蓝色发光二极管组成，每种颜色的发光二极管都与其它两种颜色的发光二极管相邻，并且同一显示块内同一颜色种类的发光二极管串联连接；
包含红色、绿色和蓝色移位寄存器以及恒流驱动器的发光驱动单元，其中，每个所述移位寄存器的信号输入端与控制信号发生单元直接相连或经其它发光单元与控制信号发生单元间接相连，用于分别接收控制移位寄存器输出速率的时钟脉冲信号、红色、绿色和蓝色开关信号序列并依照接收顺序将信号序列输出至恒流驱动器，所述恒流驱动器的输出端分别与发光板上每个显示块的红色、绿色和蓝色发光二极管相连，用于根据所述开关信号序列中信号电平的大小分别向红色、绿色和蓝色发光二极管提供或阻断恒流输出；以及
可容纳所述发光板和发光驱动单元的外管。
2.如权利要求1所述的彩色光带，其特征在于，采用开关稳压电源板作为发光驱动单元的电源并且将其安装在外管内。
3.如权利要求1或2所述的彩色光带，其特征在于，每个显示块内每种颜色的发光二极管排列为相互平行的三行，并且上下两行的发光二极管在垂直方向上对齐，而中间一行的发光二极管与上下两行的发光二极管在水平方向上错开一定的距离。
4.如权利要求3所述的彩色光带，其特征在于，所述控制信号单元包含：
控制器；
存储器，其读写端口与所述控制器相连以在控制器的控制下根据地址线信号输出选定地址上的数据字节，并且所存储字节的取值与每个显示块内三种颜色发光二极管同一时刻的发光状态组合相对应；
地址发生器，其输入与控制器相连，输出与所述存储器的地址线相连，用于根据控制器的指令产生存储器的目标地址信号并在存储器的地址线上输出；以及
并行/串行变换端口，其输入分别与所述存储器的数据线和控制器相连，输出与所述发光驱动单元内移位寄存器的输入端相连，用于根据控制器的指令将多个存储器目标地址上存储的字节转换为红色、绿色和蓝色开关信号序列并输出至发光驱动单元内相应移位寄存器的输入端。
5.如权利要求4所述的彩色光带，其特征在于，所述存储器为可擦写只读存储器(E2ROM)。
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