TWI244229B - Driving device for LED cluster - Google Patents

Description

1244229 九、發明說明： _ 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用來驅動多個發光二極體組成的 集束燈點束進行發光之驅動裝置。 【先前技術】 . 發光二極體（Light Emitting Diode ; LED)是由半導 體材料所製成之發光元件，元件具有兩個電極端子，在端 子間施加電壓並通入極小的電流，經由内部電子、電洞之 • 結合可將剩餘能量，以光的形式激發釋出，此即發光二極 體LED基本發光原理。 不同於一般白熾燈泡，發光二極體LED係屬於冷發 光，具有耗電量低、元件壽命長、無須暖燈時間及反應速 度快等優點，再加上其體積小、财震動及適合量產，並且 容易配合應用上的需求製成極小或陣列式的元件。目前發 光二體LED已普遍使用於資訊通訊及消費性電子產品的指 示器與顯示裝置上，成為曰常生活中不可或缺的重要元件。 • 發光二極體LED主要應用於交通號誌、車用指示燈、 煞車燈等之應用；全彩化發光二極體LED係利用紅、綠、 藍三原色光二極體所構成之顯示幕，廣泛應用於體育場看 板、街頭廣告看板等。而自從行動電話或其他可攜式電子 產品之普及，發光二極體LED更是成為不可或缺的發光裝 ‘ 置，由於發光二極體LED之體積小、點燈速度快、壽命長 " 等優點，未來將能取代部分照明光源。 由於發光二極體LED的應用已獲得普及，因此各種驅 動電路驅動晶片應運而生。請參考第一圖，為一般二極體 1244229 之電壓及電流特性示意圖。除了某些特定用途外，二極體 一般是在正向電壓下運作，電壓和電流的關係是以指數e 來描繪。當二極體兩極之跨壓超過某個電壓Vf (—般稱為 啟動電壓或導通電壓，其值約在0. 5至0. 8伏特之間，此 值是二極體組成材質及雜質摻雜濃度而有所不同）時，二 極體之電流即迅速增加，而在此啟動電壓之前，二極體導 通之電流極小，發光二極體的特性和一般二極體一樣，正 如他的名稱所述，當他受激時可對外發出可見光。 發光二極體LED通常係以砷磷化鎵或磷化鎵所製成， 所用於製造的材料不同時，其放射光的波長也不同，顏色 自然不同。例如由神填化鎵發出的為紅色光，而罐化鎵則 在黃色與綠色之間。發光二極體所發出的光度（流明）和 導通電流是成正、比關係，如第二圖所示，為一般發光二極 體的光度（流明）和順向導通電流關係波形示意圖。因此 在實際應用下為了維持一定亮度驅動電路，大都設計為固 定電流、驅動，此舉也延長發光二極體LED之使用壽命。 【發明内容】，〜 本發明驅動裝置主要目的在於採用電壓輸入與電流輸 出的方式，用以驅動多個發光二極體組成的集束燈點束， 使其因為電流量之改變而產生亮度。同時，配合控制系統， 多個驅動裝置可以用來分別驅動多個集束燈點束，以產生 多種顏色與圖案的變化。 本發明驅動裝置根據控制系統傳送過來的視訊資料， 用來驅動一集束燈點束中複數個發光元件發光，驅動裝置 使用一控制器接收該視訊資料，同時將該視訊資料分成三 個子視訊資料，並重複的在每一固定時間内將三個子視訊 6 1244229 資料輸出到一數位/類比轉換器。數位/類比轉換器將該三 個子視訊資料轉換成為三個類比電壓輸出到一電壓電流轉 換器。電壓電流轉換器將該三個類比電壓轉換成為三個類 比電流輸出，以驅動改變該些發光元件發光。 以上的概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為 了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其 他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。 【實施方式】 • 請參考第三圖，係為本發明集束燈點束之驅動裝置電 路方塊示意圖。在此本發明實施例係以驅動三個發光元件 40作說明。驅動裝置根據一視訊資料，用來驅動一集束燈 點束4中三個發光元件40，包括有：一用來接收視訊資料， 並將視訊資料分成三個子視訊資料輸出之控制器10 ;三個 連接於控制器10,並分別將該三個子視訊資料轉換成為三 個類比電壓輸出的數位/類比轉換器20 ;三個電壓電流轉 換器30，分別對應連接於該些數位/類比轉換器20與該集 p 束燈點束4，係將該三個類比電壓轉換成為三個類比電流 輸出，以驅動該些發光元件40發光。 其中，控制器10重複的在每一固定時間内，將該三個 子視訊資料傳送到該些數位/類比轉換器20,以改變該些 發光元件40的發光。該發光元件40可為至少一發光二極 •體LED連接組成，並於上述中所描述之集束燈點束4係由 - 至少一串接的紅色發光二極體、至少一串接的綠色發光二 極體及至少一串接的藍色發光二極體並接組成，該電壓電 流轉換器30為一互導放大器。 配合第三圖，請參考第四圖，係為本發明使用的控制 7 1244229 器電路方塊示意圖。控制器ίο係利用一以串列資料傳送方 式之外部串列介面102接收由控制系統（未標示）傳送過 來之視訊資料。該視訊資料會被一連接於外部串列介面 102之串列/並列轉換單元104分割成三個子視訊資料（因 應紅色、綠色、藍色等三原色之搭配調光使用）輸出。三 個資料栓鎖單元106連接於串列/並列轉換單元104，係分 別接收並鎖住該三個子視訊資料。一並列/串列轉換單元 108連接於該三個資料栓鎖單元106,係將已鎖住的該三個 子視訊資料分別轉換成串列資料輸出。同時，並列/串列轉 換單元108提供掃描功能，於每一固定時間内將料栓鎖單 元106上的子視訊資料重複地送出。本發明使用串列資料 傳送之方式，係可以降低電磁干擾源與降低故障率。 配合第三圖，請參考第五圖，係為本發明使用的數位/ 類比轉換器電路方塊示意圖。數位/類比轉換器20包含有 一串列/並列轉換單元202連接於該控制器10，係取得控 制器10輸出的一個串列的子視訊資料，並將之轉換成並列 資料輸出。同時數位/類比轉換器20使用一個轉換電路204 連接於該串列/並列轉換單元202,係接收並列的子視訊資 料，並將之轉換成為類比電壓輸出。 如上述說明中，數位/類比轉換器20進一步包括有一 輸出緩衝單元206連接於該轉換電路204，作為該類比電 壓之缓衝輸出。請參考第六圖’為本發明電塵電流轉換器 之電路方塊示意圖。電壓電流轉換器3 0包括有一電流驅動 單元304回授連接一增益控制單元302，回授網路係可以 降低電流驅動單元304之增益差異化影響。該增益控制單 元302連接於數位/類比轉換器20之輸出缓衝單元206， 8 1244229 係將類比電壓鼓大輸出。該放大後的類比電壓被傳送電流 驅動單元304，以進行等比之類比電流輸出。類比電流則 可以用來驅動發光元件發光40中的發光二極體402。該發 光二極體402之亮度則受控於電壓電流轉換器30輸出之類 比電流量與一固定之驅動電壓VLED。 如上述說明中，本發明係採用電壓輸入與電流輸出的 方式來驅動多個發光二極體組成的集束燈點束，使其因為 電流量之改變而產生不同亮度，配合控制系統，多個驅動 裝置可以用來分別驅動多個集束燈點束，以產生多種顏色 與圖案的變化。 再者，本發明驅動裝置使用控制器接收視訊資料，並 將該視訊資料分成複數個子視訊資料，且重複的在每一固 定時間内輸出到一數位/類比轉換器。數位/類比轉換器將 該些子視訊資料轉換成為複數個類比電壓輸出到一電壓電 流轉換器。電壓電流轉換器將該些類比電壓轉換成為複數 個類比電流輸出，以分別驅動改變該些發光元件發光，進 而達成電壓輸入與電流輸出的方式，來驅動多個發光二極 體組成的集束燈點束。 綜上所述，本發明完全符合專利申請之要件，故爰依 專利法提出申請’請詳查並請早曰惠准專利’貫感德便5 以保障發明者之權益，若鈞局之貴審查委員有任何的稽 疑，請不吝來函指示。 惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之 詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用 以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範 圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化 9 1244229 _ 之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技 藝者在本發明之領域内，可輕易思及之變化或修飾皆可涵 蓋在以下本案之專利範圍。 【圖式簡單說明】 第一圖為一般二極體之電壓及電流特性示意圖； 第二圖為一般發光二極體的光度（流明）和導通電流關係 波形示意圖； 第三圖為本發明集束燈點束之驅動裝置電路方塊示意圖； i 第四圖為本發明使用的控制器電路方塊示意圖； 第五圖為本發明使用的數位/類比轉換器電路方塊示意 圖；及 第六圖為本發明電壓電流轉換器之電路方塊示意圖。 【主要元件符號說明】 10控制器 102外部串列介面 104串列/並列轉換單元 _ 106資料栓鎖單元 108並列/串列轉換單元 20數位/類比轉換器 202串列/並列轉換單元 204轉換電路 206輸出缓衝單元 30電壓電流轉換器 302增益控制單元 10 1244229 304電流驅動單元 40發光元件 402發光二極體 \ LED固定之驅動電壓

Claims (1)

1244229 十、申請專利範圍： 1. 一種集束燈點束之驅動裝置，係根據一視訊資料以驅動 一集束燈點束中複數個發光元件，包括有： 一控制器，接收該視訊資料，並將該視訊資料分成複 數個子視訊資料輸出； 一數位/類比轉換器，連接於該控制器，係將該些子視 訊資料轉換成為複數個類比電壓輸出；及 一電壓電流轉換器，連接於該數位/類比轉換器與該集 • 束燈點束，係將該些類比電壓轉換成為複數個類比 電流輸出，以驅動該些發光元件發光； 其中，該控制器重複的在每一固定時間内，將該些子 視訊資料傳送到該數位/類比轉換器，以改變該些發 光元件的發光。 2. 如申請專利範圍第1項所述之集束燈點束之驅動裝置， 該發光元件可為至少一發光二極體連接組成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之集束燈點束之驅動裝置， • 該集束燈點束係由至少一串接的紅色發光二極體、至少 一串接的綠色發光二極體及至少一串接的藍色發光二極 體並接組成。 4. 如申請專利範圍第1項所述之集束燈點束之驅動裝置， 其中該控制器，包括有： 一外部串列介面，係以串列資料傳送方式接收該視訊 _ 資料； 一串列/並列轉換單元，連接於該外部串列介面，係將 該視訊資料分割成複數個子視訊資料； 12 1244229 複數個個資料栓鎖單元，連接於該串列,,並列轉換單 凡，係分別接收並鎖住該些子視訊資料：及 一並列/串列轉換單元，連接於該些資料栓鎖單元，係 將已鎖住的該些子視訊資料分別轉換成串列資料輪 出。 5.如申請專利範圍第丨項所述之集束燈點束之驅動裝置， 其中該數位/類比轉換器，包括有： 複串^並列轉換單元，連接於該控制器，係分別 、，〜子視訊貧料轉換成並列資料輸出；及 设數個轉換電路，分別連接於該 元，係將並列的該些子視抱J jL歹冰換早 電壓輸出。 一見讯貝枓轉換成為該些類比 6.如申請專利範圍第5項所述之隼束 進-步包括有複數個輸出 ^禾^驅動裝置， 7電路，作為該麵比電壓之接於該些轉換 •如申請專利範圍第丨項 其中兮堂茂千丄 、4〜木束燈點束之駆無壯要 亥電昼電兔轉換器係為-互導放大；動裝置， 13