TWI416992B - 發光二極體的驅動裝置及其資料傳遞單元 - Google Patents

Description

發光二極體的驅動裝置及其資料傳遞單元

本發明是有關於一種一種發光二極體的驅動裝置，且特別是有關於一種具有驅動裝置狀態及發光元件狀態偵測功能的驅動裝置及其實料傳遞單元。

發光二極體(Light Emitting Diode,LED)的體積小、省電且耐用，而且隨著製程的成熟，價格下降，近來以發光二極體做為光源之產品越來越普遍。此外，發光二極體工作電壓低(僅1.5-3V)、能主動發光且有一定亮度，亮度可用電壓或電流調節，同時具備耐衝擊、抗振動、壽命長(10萬小時)之特點，是以，發光二極體在各種終端設備中被廣泛使用，從汽車前照燈、交通信號燈、文字顯示器、看板及大螢幕視頻顯示器，到普通及建築照明和LCD背光等領域。

在現今，發光二極體的驅動裝置除了驅動發光二極體的基本功能外，為了簡化整體系統的維修工作，更會增加偵測電路以偵測驅動裝置的狀態，並將偵測結果回傳至系統的控制電路。圖1為傳統的發光二極體的驅動裝置的電路架構示意圖。請參照圖1，驅動裝置100包括移位暫存器(shift register)110、影像資料暫存器(image data register)120、驅動致能電路130、驅動電路140，驅動裝置偵測電路150、延伸暫存器160、驅動電流設定電路170及模式轉換電路180。移位暫存器(shift register)110接收時序信號CKI及資料輸入信號DIN，其中資料輸入信號可以為影像資料或驅動裝置狀態。移位暫存器110配合時序信號CKI擷取資料輸入信號DIN，並將擷取到的資料輸入信號DIN輸出至影像資料暫存器120。移位暫存器110輸出資料輸出信號DO，用以傳送其接收的影像資料或驅動裝置狀態至下一驅動裝置或外部裝置。

影像資料暫存器120依據栓鎖信號LAT決定是否儲存來自移位暫存器110的資料。驅動致能電路130接收輸出致能信號EN，並依據輸出致能信號EN控制影像資料暫存器120所儲存的資料是否傳送至驅動電路140。驅動電路140依據影像資料暫存器120所儲存的資料輸出多個驅動電流至對應的發光二極體(未繪示)，以驅動發光二極體發光(未繪示)。驅動電流設定電路170耦接驅動電路140，以設定驅動電路140所輸出的驅動電流的大小。

在非顯示模式下，延伸暫存器160可儲存驅動裝置偵測電路150所偵測到的驅動裝置狀態，並且依據觸發信號將延伸暫存器160裡的驅動裝置狀態資料傳送至移位暫存器110，其中觸發信號由模式轉換電路180所產生。模式轉換電路180接收栓鎖信號LAT及輸出致能信號EN，並依據栓鎖信號LAT及輸出致能信號EN輸出對應之觸發信號。例如：於一期間內，栓鎖信號LAT先出現一第一脈衝，接著輸出致能信號EN才出現一第二脈衝，則驅動裝置100由顯示模式轉換至非顯示模式；反之，若輸出致能信號EN維持未於第一脈衝之後出現第二脈衝，則驅動裝置100由非顯示模式轉換至顯示模式。

由於傳統的驅動裝置僅能偵測驅動裝置的狀態，並且驅動裝置狀態的偵測結果需儲存至延伸暫存器160。在非顯示模式下經由一觸發信號觸發，延伸暫存器160才能將其儲存之資料傳送至移位暫存器100。傳統的偵測方法需要額外的延伸暫存器160與額外的觸發信號，並且須切換至非顯示模式下，造成設計上的困難與成本的浪費。

本發明提供一種發光二極體的驅動裝置及其資料傳遞單元，可以依據路徑選擇信號將偵測信號直接儲存至資料傳遞單元，並透過資料傳遞單元直接將偵測信號傳送至外部或下一個驅動裝置，可節省裝設額外暫存器的成本。

本發明提出一種發光二極體的驅動裝置，其包括資料傳遞單元、資料儲存單元、資料運算單元、發光二極體驅動單元及偵測保護單元。資料傳遞單元接收資料輸入信號及路徑選擇信號，依據路徑選擇信號決定儲存偵測信號或對資料輸入信號進行取樣並且依序儲存所擷取之資料輸入信號，其中資料輸入信號包括至少一發光二極體驅動資料。資料儲存單元耦接資料傳遞單元，用以儲存資料傳遞單元所擷取的資料輸入信號。資料運算單元耦接於資料儲存單元，用以根據資料儲存單元所儲存之資料輸入信號輸出資料運算結果。發光二極體驅動單元耦接於資料運算單元，用以依據運算結果產生至少一驅動信號以驅動至少一發光二極體。偵測保護單元耦接驅動單元及資料傳遞單元，以偵測所述發光二極體的狀態或發光二極體的驅動裝置的狀態並據此產生偵測信號。

在本發明之一實施例中，上述之資料傳遞單元包括多個暫存器及多個多工器。此些暫存器串聯耦接以形成移位暫存器。此些多工器分別配置於串接的上述暫存器之間，其中每一多工器的第一端耦接相對應之前一個暫存器的輸出端，每一多工器的輸出端耦接相對應之後一個暫存器的輸入端，每一多工器的第二端耦接偵測保護單元以接收偵測信號，並且此些多工器依據路徑選擇信號決定是否輸出偵測信號。

在本發明之一實施例中，上述之暫存器為正緣觸發暫存器、負緣觸發暫存器或雙緣觸發暫存器。

在本發明之一實施例中，上述發光二極體的驅動裝置的狀態包括驅動裝置短路、驅動裝置開路、驅動裝置靜態電流、驅動裝置動態電流、驅動裝置過電流、驅動裝置過電壓、驅動裝置低電壓、驅動裝置功能失效、驅動裝置溫度或驅動裝置漏電流。

在本發明之一實施例中，上述發光二極體的狀態包括發光二極體短路、發光二極體開路或發光二極體老化程度。

在本發明之一實施例中，上述之驅動信號為驅動電壓、驅動電流、數位邏輯信號或開關信號。

在本發明之一實施例中，上述之發光二極體驅動單元更包括發光二極體驅動電路及驅動信號設定電路。發光二極體驅動電路耦接於資料運算單元，根據資料運算結果輸出驅動信號以驅動發光二極體。驅動信號設定電路耦接發光二極體驅動電路，用以調整發光二極體驅動電路輸出之所述驅動信號。

在本發明之一實施例中，上述之驅動信號設定電路包括參考電壓產生電路、數位類比轉換電路及電壓電流轉換電路。數位類比轉換電路耦接於資料儲存單元以接收資料輸入信號中之命令資料。電壓電流轉換電路耦接參考電壓產生電路與數位類比轉換電路，用以調整發光二極體驅動電路所輸出的驅動信號。

在本發明之一實施例中，上述之資料運算單元包括計數器及複數個比較器。複數個比較器耦接於計數器與資料儲存單元，用以比較所儲存之資料輸入信號與計數器的輸出以產生資料運算結果至發光二極體驅動單元。

在本發明之一實施例中，上述之資料運算單元包括複數個及間。此些及閘的輸入分別耦接於資料儲存單元與致能信號，此些及閘的輸出則耦接於發光二極體驅動單元。

在本發明之一實施例中，驅動裝置更包括資料輸入信號處理電路及多工器。資料輸入信號處理電路接收資料輸入信號並輸出同相或反相之資料輸入信號。多工器的第一輸入端耦接於資料傳遞單元的輸出，多工器的第二輸入端耦接於資料輸入信號處理電路的輸出，多工器的輸出端耦接於資料輸出端。

本發明另提出一種適用於發光二極體驅動裝置之資料傳遞單元，資料傳遞單元接收資料輸入信號及路徑選擇信號，其中資料輸入信號包括至少一發光二極體驅動資料。資料傳遞單元包括多個暫存器及多個多工器。此些暫存器串聯耦接以形成一移位暫存器，用以擷取資料輸入信號。此些多工器分別配置於串接的上述暫存器之間，其中每一多工器的第一端耦接於相對應之前一個暫存器的輸出端，每一多工器的輸出端耦接於相對應之後一個的暫存器的輸入端，每一多工器的第二端耦接偵測保護單元以接收偵測信號。並且，此些多工器依據模式選擇信號決定輸出偵測信號或相對應之前一個暫存器的輸出。

在本發明之一實施例中，上述之發光二極體驅動裝置包括偵測保護單元與發光二極體驅動單元。偵測信號係由偵測保護單元所輸出，偵測保護單元耦接於發光二極體驅動單元及資料傳遞單元，並偵測發光二極體與發光二極體驅動裝置的狀態並據此產生偵測信號。

在本發明之一實施例中，上述之發光二極體驅動裝置更包括模式控制單元，模式控制單元依據栓鎖信號及時序信號產生路徑選擇信號。

在本發明之一實施例中，上述之路徑選擇信號於栓鎖信號由第一準位轉態為第二準位後由第三準位轉態為第四準位

在本發明之一實施例中，上述之路徑選擇信號由第三準位轉態為第四準位與時序信號由第五準位轉態為第六準位間的時間大於或等於暫存器的設置時間，而路徑選擇信號由第四準位轉態為第三準位與時序信號由第五準位轉態為第六準位間的時間大於或等於暫存器的保留時間。

在本發明之一實施例中，上述之第一準位與第二準位互為反相，第三準位與第四準位互為反相，第五準位與第六準位互為反相。

在本發明之一實施例中，上述之第一準位、第三準位及第六準位為低準位，第二準位、第四準位及第五準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第二準位、第三準位及第六準位為低準位，第一準位、第四準位及第五準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第一準位、第三準位及第五準位為低準位，第二準位、第四準位及第六準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第二準位、第三準位及第五準位為低準位，第一準位、第四準位及第六準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第一準位、第四準位及第六準位為低準位，第二準位、第三準位及第五準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第二準位、第四準位及第六準位為低準位，第一準位、第三準位及第五準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第一準位、第四準位及第五準位為低準位，第二準位、第三準位及第六準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之第二準位、第四準位及第五準位為低準位，第一準位、第三準位及第六準位為高準位。

在本發明之一實施例中，上述之路徑選擇信號於時序信號由第六準位轉態為第五準位後由第四準位轉態為第三準位。

基於上述，本發明發光二極體的驅動裝置及其資料傳遞單元，其偵測保護單元在進行偵測後輸出的偵測信號會依據路徑選擇信號直接儲存到資料傳遞單元。藉此，可不用額外的暫存器儲存偵測信號，減少硬體設計的成本。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

圖2A為根據本發明第一實施例所述之驅動裝置的電路圖。請參照圖2A，驅動裝置200包括資料傳遞單元210、資料儲存單元220、資料運算單元230、發光二極體驅動單元240、偵測保護單元250及模式控制單元260。資料儲存單元220耦接於資料傳遞單元210與資料運算單元230之間。資料運算單元230耦接發光二極體驅動單元240。偵測保護單元240耦接於發光二極體驅動單元240與資料傳遞單元210之間。模式控制單元260耦接資料傳遞單元210。

偵測保護單元250用來偵測驅動裝置200的內部狀態，例如溫度、電壓、電流、電路功能是否失效、電路是否短路、電路是否開路等狀態，以及發光二極體的狀態，例如短路、開路、老化程度等，並據此產生偵測信號以傳遞偵測結果，其中上述電流可分為靜態電流、動態電流、過電流及漏電流，上述電壓狀態包括電壓過高或過低。偵測保護單元250中可增設一般電路內所需的偵測元件與保護功能以進行電路狀態監控與即時調整。

當需要輸出偵測結果至裝置外部時，偵測保護單元250會依據路徑選擇信號SEL將偵測信號中的偵測結果儲存至資料傳遞單元210。並且，藉由資料傳遞單元210將偵測結果輸出至外部或下一級電路。其中，路徑選擇信號SEL在此由模式控制單元260所產生，並且模式控制單元260依據時序信號CKI及拴鎖信號LAT產生路徑選擇信號SEL。

此外，在不需要輸出偵測結果時，資料傳遞單元210亦會受控於路徑選擇信號SEL，以根據時序信號CKI對資料輸入信號DIN進行取樣並暫存所擷取的資料輸入信號，同時資料傳遞單元210也會傳遞所擷取到的資料輸入信號DIN。資料傳遞單元210可包括複數個暫存器(未繪示)，用以暫存所擷取資料輸入信號DIN並輸出至資料儲存單元220。而資料輸入信號DIN會包括發光二極體的驅動資料，並配合時序信號CKI的時序來進行傳送顯示資料(發光二極體的驅動資料)。若驅動電路200是用來驅動由發光二極體所組成的顯示裝置，則其驅動資料例如是灰階資料或圖形資料。

資料儲存單元220根據拴鎖信號LAT栓鎖資料傳遞單元210中所暫存的資料，然後傳送至資料運算單元230進行運算，其中資料儲存單元220可由多個資料儲存電路(data storage circuit)所組成(未繪示)，並且各資料儲存電路會對應資料傳遞單元210中所耦接的各暫存器。資料運算單元230根據資料傳遞單元210所擷取之資料輸入信號DIN及致能信號EN輸出資料運算結果至發光二極體驅動單元240。發光二極體驅動單元240根據資料運算結果輸出對應的驅動信號來驅動複數個發光二極體或顯示裝置。此外，資料運算單元230亦可在接收到資料傳遞單元210所擷取之資料輸入信號DIN後，於運算完畢即輸出資料運算結果至發光二極體動電路240，而可不受控於致能信號EN。

一般而言，驅動裝置200包括複數種功能模式，其功能模式可藉由模式控制信號進行切換。而模式控制單元260亦可包括模式控制信號的產生電路以產生模式控制信號。進一步來說，模式控制單元260亦可接收時序信號CKI與資料輸入信號DIN，並且會偵測時序信號CKI的波形變化。當時序信號CKI產生控制信號致能波形(例如脈衝寬度較大的正脈衝或負脈衝)時，控制單元260會根據致能波形控制信號定義一偵測期間，然後在此偵測期間中偵測計數資料輸入信號DIN的脈衝特徵所產生的脈衝數決定驅動電路200的功能模式。

資料傳遞單元210、資料儲存單元220、資料運算單元230、發光二極體驅動單元240及偵測保護單元240則可依照模式控制信號調整其工作模式與設定相對應的參數。驅動電路200的功能模式則包括灰階數目設定、發光二極體的點亮時間控制、單點色階調整(Dot Correction)、驅動輸出信號大小控制、致能信號控制、影像更新參考頻率設定(Grayscale Clock)、驅動信號反向設定、驅動裝置狀態偵測、顯示元件狀態偵測、驅動裝置休眠設定、驅動裝置溫度偵測或驅動裝置漏電流偵測或操作休眠設定。換句話說，所謂功能模式可視為驅動電路200的工作模式或相對應的電路參數值。

同樣地，偵測保護單元250可根據模式控制信號調整工作模式以偵測不同的電路參數與環境狀態值。或者，偵測保護單元250可依照設計者所設定的參數進行電路偵測與電路保護，例如溫度保護、電流保護、電壓保護或功能失效處理等。

圖2B為根據本發明第一實施例之資料傳遞單元的內部電路圖。請參照圖2B，資料傳遞單元210包括暫存器211_1~211_n及多工器212_1~212_x，其中n為大於0的正整數，x會小於或等於n，其中本實施例的暫存器211_1~211_n以D型正反器211_1~211_n為例，且資料傳遞單元210透過D型正反器211_1~211_n對資料輸入信號DIN進行擷取及暫存。正反器211_1~211_n會串接以形成移位暫存器。多工器212_1~212_x則配置於串接的正反器211_1~211_n之間，例如多工器212_1配置於正反器211_2與211_3之間，多工器212_x配置於正反器211_n-1與211_n之間。多工器212_1的第一端耦接正反器211_2的輸出端Q，多工器212_1的第二端耦接偵測保護單元250以接收偵測信號，多工器212_1的輸出端耦接正反器211_3的輸入端D，以依據路徑選擇信號SEL輸出暫存器211_2所暫存的資料輸入信號DIN或偵測信號中的偵測結果至正反器211_3。而多工器212_2~212_x則參照多工器212_1的耦接方式，配置於某兩正反器之間，以使偵測信號能經由資料傳遞單元210傳送至外部或下一個驅動裝置，其中兩多工器間隔的正反器數則依設計需求可以變動，並且兩多工器間的正反器組合可視為一移位暫存器。

一般而言，正反器211_1~211_n可以為單緣觸發或雙緣觸發。換言之，正反器211_1~211_n可以為正緣觸發正反器，用以當時序信號CKI由低準位轉態為高準位(即上升緣)時，擷取並暫存資料輸入信號DIN。正反器211_1~211_n可以為負緣觸發正反器，用以當時序信號CKI由高準位轉態為低準位(即下降緣)時，擷取並暫存資料輸入信號DIN。而正反器211_1~211_n亦可以為雙緣觸發正反器，用以在時序信號CKI的上升緣及下降緣擷取並暫存資料輸入信號DIN。

圖2C為根據本發明第一實施例之觸發波形示意圖。請參照圖2A及圖2C的(A)圖，在本實施例中，資料傳遞單元210之暫存器是以正緣觸發暫存器為例，當栓鎖信號LAT由低準位轉態為高準位(即上升緣)時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220，此時資料儲存單元220會依據栓鎖信號LAT栓鎖所接收到的資料。接著，路徑選擇信號SEL形成其第一個上升緣，而路徑選擇信號SEL的第一個上升緣與時序信號CKI的第一個上升緣間的時間T21必須滿足暫存器存取資料的設置時間(setup time)。在一段時間後，路徑選擇信號SEL會形成其第一個下降緣，其中路徑選擇信號SEL的第一個下降緣與時序信號CKI的第一個上升緣間的時間T22，必須滿足暫存器存取資料的保留時間(hold time)。其中，暫存器存取資料的設置時間及保留時間會因暫存器設計的不同而有所差異。此外，在時序信號CKI的脈波寬度夠長時，選擇信號SEL的第一個下降緣可以形成於時序信號CKI由高準位轉態為低準位(即下降緣)後，亦即選擇信號SEL的第一個下降緣的形成時間可以晚於時序信號CKI的下降緣的形成時間。此時，選擇信號SEL會受控制時序信號CKI而決定其下降緣的形成時間，並且時間T22仍可滿足暫存器的保留時間。

此外，資料儲存單元220亦可在栓鎖信號LAT於高準位轉態為低準位(即下降緣)後栓鎖資料。請參照圖2A及圖2C的(B)圖，當栓鎖信號LAT由高準位轉態為低準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220，此時資料儲存單元220會依據栓鎖信號LAT栓鎖所接收到的資料。接著，路徑選擇信號SEL形成其第一個上升緣，而路徑選擇信號SEL的第一個上升緣與的時序信號CKI的第一個上升緣間的時間T23必須滿足暫存器存取資料的設置時間。在一段時間後，路徑選擇信號SEL會形成其第一個下降緣，路徑選擇信號SEL的第一個下降緣與時序信號CKI的第一個上升緣間的時間T24，必須滿足暫存器存取資料的保留時間。藉此，偵測信號中的偵測結果才能存入資料傳遞單元210中。此外，在時序信號CKI的脈波寬度夠長時，選擇信號SEL的第一個下降緣可以形成於時序信號CKI由高準位轉態為低準位(即下降緣)後，亦即選擇信號SEL的第一個下降緣的形成時間可以晚於時序信號CKI的下降緣的形成時間。此時，選擇信號SEL會受控制時序信號CKI而決定其下降緣的形成時間，並且時間T24仍可滿足暫存器的保留時間。

值得一提的是，若資料傳遞單元210使用的暫存器為負緣觸發暫存器，則其時序信號CKI與圖2C的(A)圖及(B)圖所示波形相反，其觸發波形的運作說明亦會對應地調整其上升緣與下降緣的位置。若資料傳遞單元210使用的暫存器為雙緣觸發暫存器，則其觸發波形須同時符合正緣觸發與負緣觸發的說明，其相關描敘可參照上述說明，在此則不在贅述。

在其他的實施例中，路徑選擇信號SEL只要符合暫存器儲存資料的時間規定，亦可不依據時序信號CKI調整其波形。圖2D為根據本發明第一實施例之另一觸發波形示意圖。請參照圖2A及圖2D的(A)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由低準位轉態為高準位(即上升緣)時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的正緣(即上升緣)觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位(即下降緣)以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。請參照圖2A及圖2D的(B)，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由高準位轉態為低準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的正緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(C)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由低準位轉態為高準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的負緣(即下降緣)觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(D)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由高準位轉態為低準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的負緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(E)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由低準位轉態為高準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的正緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(F)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由高準位轉態為低準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的正緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(G)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由低準位轉態為高準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為。低準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的負緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。

請參照圖2A及圖2D的(H)圖，在本實施例中，當栓鎖信號LAT由高準位轉態為低準位時，資料傳遞單元210會將其暫存之資料儲存至資料儲存單元220。之後，路徑選擇信號SEL會由高準位轉態為低準位以使資料傳遞單元210接收到偵測信號。接著，資料傳遞單元210的暫存器會受時序信號CKI的負緣觸發而儲存偵測結果。然後，路徑選擇信號SEL會由低準位轉態為高準位以停止資料傳遞單元210接收偵測信號。其中，上述時間T2a、T2c、T2e、T2g、T2i、T2k、T2m及T2o必須滿足暫存器存取資料的設置時間，而上述時間T2b、T2d、T2f、T2h、T2j、T2l、T2n及T2p必須滿足暫存器存取資料的保留時間。

圖2E為根據本發明第一實施例之資料運算單元耦接資料儲存單元的電路示意圖。請參照圖2E，在本實施例中，資料運算單元230包括計數器231與複數個比較器232_1~232_P(例如數位比較器)，其中P為大於0的正整數。比較器232_1~232_P用來比較計數器231的輸出與資料儲存單元220中所儲存的資料，然後據以致能發光二極體驅動單元240是否輸出驅動信號。資料運算單元230藉由計數器231與複數個比較器232_1~232_P來進行圖形資料的運算，其功能可視為一脈波寬度調變單元(pulse width modulation unit)或一脈波寬度產生單元(pulse width generation unit)，用以調整發光二極體驅動單元240所接收到的資料運算結果的脈波寬度。

同時，資料運算單元230也具有致能發光二極體驅動單元240是否輸出驅動信號的功能，亦即資料運算單元230可視為一驅動致能單元。發光二極體驅動單元240會根據所接收到的資料運算結果的工作期間調整驅動信號的電壓與電流。此外，資料運算單元230亦可由複數個及閘組成(未繪示)，該些及閘的輸入分別耦接於資料儲存單元220與一致能信號EN，該些及閘的輸出則耦接於發光二極體驅動單元240。

圖2F為根據本發明第一實施例之發光二極體驅動單元的內部電路圖。請參照圖2F，發光二極體驅動單元240主要由發光二極體驅動電路241與驅動信號設定電路242所組成。發光二極體驅動電路241用以輸出多個驅動信號，其中驅動信號可以為驅動電壓、驅動電流、數位邏輯信號或開關信號。驅動信號設定電路242耦接發光二極體驅動電路241，驅動信號設定電路242主要是用來設定發光二極體驅動電路242的驅動電流大小、電壓大小、開關阻抗大小或數位邏輯信號準位。驅動信號設定電路242可根據驅動電路200所接收到的資料輸入信號DIN或模式控制信號設定所需的參數以調整發光二極體驅動電路241所輸出的驅動信號。驅動信號設定電路242可直接經由資料傳遞單元210接收所需的命令資料或是接收由模式控制單元260所產生的模式控制信號。

圖2G為根據本發明第一實施例之驅動信號設定電路耦接發光二極體驅動電路的電路示意圖。請參照圖2G，驅動信號設定電路242包括數位類比轉換電路245、參考電壓產生電路244以及電壓電流轉換電路243。參考電壓產生電路244耦接於電壓電流轉換電路243，數位類比轉換電路245耦接電壓電流轉換電路243。數位類比轉換電路245將儲存在資料儲存單元220中的命令資料(即資料輸入信號DIN中所包含的部分資料)轉換為類比信號(例如電壓)以輸出至電壓電流轉換電路243，電壓電流轉換電路243則根據命令資料與參考電壓產生電路244的輸出調整發光二極體驅動電路241的驅動信號。

此外，值得注意的是，資料傳遞單元210可用來傳遞資料輸入信號DIN，如同暫存器一般，然後輸出資料輸出信號DO。由於發光二極體所組成的顯示系統通常會具有為數眾多的發光二極體，因此驅動裝置(晶片)會以串接的方式設置以同時驅動多個發光二極體。前級的驅動裝置會傳遞資料輸入信號DIN至下一級的驅動裝置，因此前級的資料輸出信號DO可視為後級驅動電路的資料輸入信號DIN。

第二實施例

圖3為根據本發明第二實施例所述之驅動裝置的電路圖。請參照圖2A及圖3，主要差異在於驅動裝置300的資料輸入信號處理電路310、多工器320。多工器320的輸入端分別耦接於資料傳遞單元210與資料輸入信號處理電路310的輸出，多工器320的輸出耦接於驅動電路300的資料輸出端，並根據模式控制單元260的模式控制信號選擇資料傳遞單元210或資料輸入信號處理電路320的輸出以產生資料輸出信號DO。

資料輸入信號處理電路310可依據設定輸出正相或反相的資料輸入信號DIN，當輸出反相的資料輸入信號DIN時，可有效降低資料輸入信號DIN在傳遞時的衰減問題。讓資料輸入信號DIN在經過數級的驅動電路傳遞後，依然保持資料輸入信號DIN的脈衝寬度與其波形。

再者，由於本實施例之資料輸入信號處理電路310可直接輸出所接收到的資料輸入信號DIN，使得驅動裝置200的資料輸入信號DIN可不須經由移位暫存器依序傳遞即可輸出至下一級的驅動電路。因此所有串接的驅動電路可同時接收到資料輸入信號DIN以同步進行操作模式的設定與切換，使每個驅動裝置可同步切換至相同模式，以利正確控制串接的驅動裝置。

綜上所述，本發明諸實施例的發光二極體的驅動裝置，在偵測保護單元進行偵測後輸出的偵測信號會直接傳送到資料傳遞單元。而資料傳遞單元則依據路徑選擇信號儲存偵測信號，其中路徑選擇信號為模式控制單元依據時序信號及拴鎖信號來產生。藉此，可不用額外的暫存器儲存偵測信號，減少硬體設計的成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300．．．驅動裝置

110．．．移位暫存器

120．．．影像資料暫存器

130．．．驅動致能電路

140．．．驅動電路

150．．．驅動裝置偵測電路

160．．．延伸暫存器

170．．．驅動電流設定電路

180．．．模式轉換電路

210．．．資料傳遞單元

211_1~211_n．．．正反器

212_1~212_x、320．．．多工器

220．．．資料儲存單元

230．．．資料運算單元

231．．．計數器

232_1~232_n．．．比較器

240．．．發光二極體驅動單元

241．．．發光二極體驅動電路

242．．．驅動信號設定電路

243．．．電壓電流轉換電路

244．．．參考電壓產生電路

245．．．數位類比轉換電路

250．．．偵測保護單元

260．．．模式控制單元

310．．．資料輸入信號處理電路

CKI．．．時序信號

DIN．．．資料輸入信號

LAT．．．栓鎖信號

EN．．．致能信號

SEL．．．路徑選擇信號

T21、T22、T23、T24、T2a、T2b、T2c、T2d、T2e、T2f、T2g、T2h、T2i、T2j、T2k、T2l、T2m、T2n、T2o、T2p．．．時間

圖1為傳統的發光二極體的驅動裝置的電路架構示意圖。

圖2A為根據本發明第一實施例所述之驅動裝置的電路圖。

圖2B為根據本發明第一實施例之資料傳輸單元的內部電路圖。

圖2C為根據本發明第一實施例之觸發波形示意圖。

圖2D為根據本發明第一實施例之另一觸發波形示意圖。

圖2E為根據本發明第一實施例之資料運算單元耦接資料儲存單元的電路示意圖。

圖2F為根據本發明第一實施例之發光二極體驅動單元的內部電路圖。

圖2G為根據本發明第一實施例之驅動信號設定電路耦接發光二極體驅動電路的電路示意圖。

圖3為根據本發明第二實施例所述之驅動裝置的電路圖。

200．．．驅動裝置

210．．．資料傳遞單元

220．．．資料儲存單元

230．．．資料運算單元

240．．．發光二極體驅動單元

250．．．偵測保護單元

260．．．模式控制單元

CKI．．．時序信號

DIN．．．資料輸入信號

LAT．．．栓鎖信號

EN．．．致能信號

SEL．．．路徑選擇信號

Claims (39)

1. 一種發光二極體的驅動裝置，包括：一資料傳遞單元，接收一資料輸入信號及一路徑選擇信號，依據該路徑選擇信號決定儲存一偵測信號或對該資料輸入信號進行取樣並且依序儲存所擷取之該資料輸入信號，其中該資料輸入信號包括至少一發光二極體驅動資料；一資料儲存單元，耦接該資料傳遞單元，用以儲存該資料傳遞單元所擷取的該資料輸入信號；一資料運算單元，耦接於該資料儲存單元，用以根據該資料儲存單元所儲存之該資料輸入信號輸出一資料運算結果；一發光二極體驅動單元，耦接於該資料運算單元，用以依據該運算結果產生至少一驅動信號以驅動至少一發光二極體；以及一偵測保護單元，耦接該發光二極體驅動單元及該資料傳遞單元，用以偵測所述發光二極體的狀態或該發光二極體的驅動裝置的狀態並產生該偵測信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該資料傳遞單元包括：多個暫存器，該些暫存器串聯耦接以形成一移位暫存器；以及多個多工器，分別配置於串接的該些暫存器之間，其中每一該些多工器的第一端耦接於相對應之前一個暫存器的輸出端，每一該些多工器的輸出端耦接於相對應之後一個的暫存器的輸入端，每一該些多工器的第二端耦接該偵測保護單元以接收該偵測信號，並且該些多工器依據該路徑選擇信號決定該資料傳遞單元是否輸出該偵測信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動裝置，其中該些暫存器為一正緣觸發暫存器、一負緣觸發暫存器或一雙緣觸發暫存器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，更包括一模式控制單元，該模式控制單元依據一時序信號及一栓鎖信號產生該路徑選擇信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動裝置，其中該路徑選擇信號於該栓鎖信號由一第一準位轉態為一第二準位後由一第三準位轉態為一第四準位。
6. 如申請專利範圍第5項所述之驅動裝置，其中該路徑選擇信號由該第三準位轉態為該第四準位與該時序信號由一第五準位轉態為一第六準位間的時間大於或等於一暫存器的設置時間，該路徑選擇信號由該第四準位轉態為該第三準位與該時序信號由該第五準位轉態為該第六準位間的時間大於或等於該暫存器的保留時間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之驅動裝置，其中該第一準位與該第二準位互為反相，該第三準位與該第四準位互為反相，該第五準位與該第六準位互為反相。
8. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第一準位、該第三準位及該第六準位為一低準位，該第二準位、該第四準位及該第五準位為一高準位。
9. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第二準位、該第三準位及該第六準位為一低準位，該第一準位、該第四準位及該第五準位為一高準位。
10. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第一準位、該第三準位及該第五準位為一低準位，該第二準位、該第四準位及該第六準位為一高準位。
11. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第二準位、該第三準位及該第五準位為一低準位，該第一準位、該第四準位及該第六準位為一高準位。
12. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第一準位、該第四準位及該第六準位為一低準位，該第二準位、該第三準位及該第五準位為一高準位。
13. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第二準位、該第四準位及該第六準位為一低準位，該第一準位、該第三準位及該第五準位為一高準位。
14. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第一準位、該第四準位及該第五準位為一低準位，該第二準位、該第三準位及該第六準位為一高準位。
15. 如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該第二準位、該第四準位及該第五準位為一低準位，該第一準位、該第三準位及該第六準位為一高準位。
16. 如申請專利範圍第5項所述之驅動裝置，該路徑選擇信號於該時序信號由一第六準位轉態為一第五準位後由該第四準位轉態為該第三準位。
17. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該發光二極體的驅動裝置的狀態包括一驅動裝置短路、一驅動裝置開路、一驅動裝置靜態電流、一驅動裝置動態電流、一驅動裝置過電流、一驅動裝置過電壓、一驅動裝置低電壓、一驅動裝置功能失效、一驅動裝置溫度或一驅動裝置漏電流。
18. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中所述發光二極體的狀態包括一發光二極體短路、一發光二極體開路或一發光二極體老化程度。
19. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中所述驅動信號為一驅動電壓、一驅動電流、一數位邏輯信號或一開關信號。
20. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該發光二極體驅動單元更包括：一發光二極體驅動電路，耦接於該資料運算單元，根據該資料運算結果輸出所述驅動信號以驅動所述發光二極體；以及一驅動信號設定電路，耦接於該發光二極體驅動單元，用以調整該發光二極體驅動單元所輸出之所述驅動信號。
21. 如申請專利範圍第20項所述之驅動裝置，其中該驅動信號設定電路包括：一參考電壓產生電路；一數位類比轉換電路，耦接於該資料傳遞單元以接收該資料輸入信號中之一命令資料；以及一電壓電流轉換電路，耦接該參考電壓產生電路與該數位類比轉換電路，用以調整該發光二極體驅動單元所輸出的驅動信號。
22. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該資料運算單元包括：一計數器；以及複數個比較器，耦接於該計數器與該資料儲存單元，用以比較所儲存之該資料輸入信號與該計數器的輸出以產生該資料運算結果至該發光二極體驅動單元。
23. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該資料運算單元包括：複數個及閘，該些及閘的輸入分別耦接於該資料儲存單元與一致能信號，該些及閘的輸出則耦接於該發光二極體驅動單元。
24. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，更包括：一資料輸入信號處理電路，接收該資料輸入信號並輸出同相或反相之該資料輸入信號；以及一多工器，該多工器的一第一輸入端耦接於該資料傳遞單元的輸出，該多工器的一第二輸入端耦接於該資料輸入信號處理電路的輸出，該多工器的一輸出端耦接於一資料輸出端。
25. 一種適用於發光二極體驅動裝置之資料傳遞單元，該資料傳遞單元接收一資料輸入信號及一路徑選擇信號，其中該資料輸入信號包括至少一發光二極體驅動資料，該資料傳遞單元包括：多個暫存器，該些暫存器串聯耦接以形成一移位暫存器，用以擷取該資料輸入信號；以及多個多工器，分別配置於串接的該些暫存器之間，其中每一該些多工器的第一端耦接於相對應之前一個暫存器的輸出端，每一該些多工器的輸出端耦接於相對應之後一個的暫存器的輸入端，每一該些多工器的第二端耦接一偵測保護單元以接收一偵測信號，並且該些多工器依據該路徑選擇信號決定輸出該偵測信號或相對應之前一個暫存器的輸出。
26. 如申請專利範圍第25項所述之資料傳遞單元，其中該發光二極體驅動裝置包括該偵測保護單元與一發光二極體驅動單元，該偵測信號係由該偵測保護單元所輸出，該偵測保護單元耦接於該發光二極體驅動單元及該資料傳遞單元，並偵測發光二極體與該發光二極體驅動裝置的狀態並據此產生該偵測信號。
27. 如申請專利範圍第25項所述之資料傳遞單元，其中該發光二極體驅動裝置包括一模式控制單元，該模式控制單元依據一時序信號及一栓鎖信號產生該路徑選擇信號。
28. 如申請專利範圍第27項所述之資料傳遞單元，其中該路徑選擇信號於該栓鎖信號由一第一準位轉態為一第二準位後由一第三準位轉態為一第四準位。
29. 如申請專利範圍第28項所述之資料傳遞單元，其中該路徑選擇信號由該第三準位轉態為該第四準位與該時序信號由一第五準位轉態為一第六準位間的時間大於或等於一暫存器的設置時間，該路徑選擇信號由該第四準位轉態為該第三準位與該時序信號由該第五準位轉態為該第六準位間的時間大於或等於一暫存器的保留時間。
30. 如申請專利範圍第29項所述之資料傳遞單元，其中該第一準位與該第二準位互為反相，該第三準位與該第四準位互為反相，該第五準位與該第六準位互為反相。
31. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第一準位、該第三準位及該第六準位為一低準位，該第二準位、該第四準位及該第五準位為一高準位。
32. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第二準位、該第三準位及該第六準位為一低準位，該第一準位、該第四準位及該第五準位為一高準位。
33. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第一準位、該第三準位及該第五準位為一低準位，該第二準位、該第四準位及該第六準位為一高準位。
34. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第二準位、該第三準位及該第五準位為一低準位，該第一準位、該第四準位及該第六準位為一高準位。
35. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第一準位、該第四準位及該第六準位為一低準位，該第二準位、該第三準位及該第五準位為一高準位。
36. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第二準位、該第四準位及該第六準位為一低準位，該第一準位、該第三準位及該第五準位為一高準位。
37. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第一準位、該第四準位及該第五準位為一低準位，該第二準位、該第三準位及該第六準位為一高準位。
38. 如申請專利範圍第30項所述之資料傳遞單元，其中該第二準位、該第四準位及該第五準位為一低準位，該第一準位、該第三準位及該第六準位為一高準位。
39. 如申請專利範圍第28項所述之資料傳遞單元，該路徑選擇信號於該時序信號由一第六準位轉態為一第五準位後由該第四準位轉態為該第三準位。