TWI571172B - 整合型發光二極體燈及其資料傳輸電路與同步電路 - Google Patents

整合型發光二極體燈及其資料傳輸電路與同步電路 Download PDF

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TWI571172B
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Description

整合型發光二極體燈及其資料傳輸電路與同步電路
本發明係關於一種發光二極體的整合之技術，更進一步來說，本發明係關於一種整合型發光二極體燈及其資料傳輸電路與同步電路。
由於科技日新月異，燈具中常用的白熾燈泡已經漸漸的被發光二極體所取代。又，以往的聖誕燈、舞台燈、廣告看板燈也從原本的白熾燈、霓虹燈，漸漸的被發光二極體取代。上述聖誕燈、舞台燈、廣告看板燈皆具有一個特性，就是這些燈閃爍時具有一定的規律。也就是需要額外的電路控制燈具的開與關。
為了讓上述燈具體積縮小，先前有人將三種顏色的發光二極體整合成同一發光二極體，並且整合了驅動電路。如第1圖所示，第1圖繪示了先前技術的整合型發光二極體的電路圖。請參考第1圖，此整合型發光二極體的腳位包括正電源腳位PV+、負電源腳位PV-、 資料腳位DI以及DO。第2圖繪示了先前技術的整合型發光二極體的封裝圖。請參考第2圖，封裝的形式可分為直插式封裝(Through-Hole Package)201以及表面零件黏著(Surface Mount Technology，SMT)202兩種。
然而，四個腳位需要很大的封裝成本。且無法沿用先前的發光二極體的封裝。
本發明的一目的在於提供一種整合型發光二極體燈，使整合多個顏色的發光二極體可以使用原本的兩個腳位之封裝。
本發明的另一目的在於提供一種同步電路，用來控制上述兩個腳位的整合型發光二極體燈的同步。
本發明的另一目的在於提供一種資料傳輸電路，用電源腳位傳送上述整合型發光二極體燈所顯示的圖樣(Pattern)。
有鑒於此，本發明提供一種整合型發光二極體燈，此整合型發光二極體燈包括一第一電源腳位、一第二電源腳位以及一發光二極體封裝。第一電源腳位用以耦接一第一電源電壓。第二電源腳位用以耦接一第二電源電壓。發光二極體封裝包括一第一發光二極體、一第二發光二極體、一同步啟動電路、一振盪器、一計數器、一圖像記憶單元以及一驅動電路。第一發光二極體用以發出 一第一顏色光。第二發光二極體用以發出一第二顏色光。同步啟動電路耦接第一電源腳位以及第二電源腳位。振盪器用以提供一時脈訊號。計數器耦接振盪器以及同步啟動電路，用以根據時脈訊號，進行計數，以產生一位址訊號。圖像記憶單元耦接計數器，接收位址訊號，根據位址訊號，提供對應位址訊號的一圖像資料。驅動電路包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，驅動電路的輸入埠耦接圖像記憶單元，接收圖像資料，其中，驅動電路根據圖像資料，控制第一發光二極體、第二發光二極體的點亮順序。同步啟動電路檢測第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流。當第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流的差異到達一門檻時，同步啟動電路輸出一同步啟動訊號。當計數器接收到同步啟動訊號，進行計數器的重置。
本發明另外提供一種同步電路，用以驅動N個整合型發光二極體燈，其中，每一整合型發光二極體燈包括一第一電源腳位、一第二電源腳位以及一發光二極體封裝。第一電源腳位用以耦接一第一電源電壓。第二電源腳位用以耦接一第二電源電壓。發光二極體封裝包括一第一發光二極體、一第二發光二極體、一同步啟動電路、一振盪器、一計數器、一圖像記憶單元以及一驅動電路。第一發光二極體用以發出一第一顏色光。第二發光二極體用以發出一第二顏色光。同步啟動電路耦接第一電源腳位以及第二電源腳位。振盪器用以提供一時脈訊號。計數器耦接振盪器以及同步啟動電路，用以根據時脈訊號， 進行計數，以產生一位址訊號。圖像記憶單元耦接計數器，接收位址訊號，根據位址訊號，提供對應位址訊號的一圖像資料。驅動電路包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，驅動電路的輸入埠耦接圖像記憶單元，接收圖像資料，其中，驅動電路根據該圖像資料，控制第一發光二極體、第二發光二極體的點亮順序。同步啟動電路檢測第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流。第I+1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位耦接第I個整合型發光二極體燈的第二電源腳位。
上述同步電路包括一電源供應電路以及一電壓/電流控制器。電壓/電流控制器的輸入端耦接電源供應電路的輸出端，電壓/電流控制器的輸出端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，電壓/電流控制器用以選擇性地輸出一第一電壓/電流或一第二電壓/電流至上述N個整合型發光二極體燈。在正常模式時，電壓/電流控制器輸出第一電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈。在同步模式時，電壓/電流控制器輸出第二電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈。當至少一特定整合型發光二極體燈的第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流到達第二電壓/電流時，上述特定整合型發光二極體燈的同步啟動電路輸出一同步啟動訊號。當上述特定整合型發光二極體燈的計數器接收到同步啟動訊號，進行計數器的重置。每一預設時間，電壓/電流控制器進入同步模式，其中，N與I為自 然數，且0<I<=N。
本發明另外提供一種資料傳輸電路，用以驅動N個整合型發光二極體燈，其中，每一整合型發光二極體燈包括一第一電源腳位、一第二電源腳位以及一發光二極體封裝。第一電源腳位用以耦接一第一電源電壓。第二電源腳位用以耦接一第二電源電壓。發光二極體封裝包括一第一發光二極體、一第二發光二極體、一資料傳輸啟動電路、一圖像記憶單元以及一驅動電路。第一發光二極體用以發出一第一顏色光。第二發光二極體用以發出一第二顏色光。資料傳輸啟動電路耦接第一電源腳位以及第二電源腳位，其中，資料傳輸啟動電路檢測第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流。圖像記憶單元用以提供一圖像資料。驅動電路包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，驅動電路的輸入埠耦接圖像記憶單元，接收圖像資料，其中，驅動電路根據該圖像資料，控制第一發光二極體、第二發光二極體的點亮順序。第I+1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位耦接第I個整合型發光二極體燈的第二電源腳位。
上述資料傳輸電路包括一電源供應電路以及一電壓/電流控制器。電壓/電流控制器包括一輸入端以及一輸出端，其中，電壓/電流控制器的輸入端耦接電源供應電路的輸出端，電壓/電流控制器的輸出端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，電壓/電流控制器用以選擇性地輸出一第一電壓/電流、一 第二電壓/電流、一第三電壓/電流或一第四電壓/電流至上述N個整合型發光二極體燈。在一正常模式時，電壓/電流控制器輸出第一電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈。在一資料接收模式時，電壓/電流控制器持續在一第一期間內輸出第二電壓/電流，以通知上述N個整合型發光二極體燈的資料傳輸啟動電路進入資料接收模式，之後，當欲傳輸的位元資料為第一邏輯時，電壓/電流控制器輸出第三電壓/電流，當所傳輸的位元資料為第二邏輯時，電壓/電流控制器輸出第四電壓/電流，其中，每個位元資料之間，電壓/電流控制器輸出第二電壓，其中，N與I為自然數，且0<I<=N。
本發明另外提出一種整合型發光二極體燈，此整合型發光二極體燈包括一第一電源腳位、一第二電源腳位以及一發光二極體封裝。第一電源腳位用以耦接一第一電源電壓。第二電源腳位用以耦接一第二電源電壓。發光二極體封裝包括一第一發光二極體、一第二發光二極體、一資料傳輸啟動電路、一圖像記憶單元以及一驅動電路。第一發光二極體用以發出一第一顏色光。第二發光二極體用以發出一第二顏色光。資料傳輸啟動電路耦接第一電源腳位以及第二電源腳位，其中，資料傳輸啟動電路檢測第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流。圖像記憶單元用以提供一圖像資料。驅動電路包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，驅動電路的輸入埠耦接圖像記憶單元，接收圖像資料，其中，驅動電路根據圖像資料，控制 第一發光二極體、第二發光二極體的點亮順序。當第一電源腳位與第二電源腳位的電壓/電流的差異到達一門檻且維持一第一期間時，資料傳輸啟動電路輸出一資料傳輸啟動訊號。當計數器接收到資料傳輸啟動訊號，進行計數器的計數。
其中，當該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達該門檻且維持該第一期間時，該資料傳輸啟動電路進入一資料接收模式時，之後，當該第一電源腳位接收到一第一電壓/電流時，判斷接收的位元資料為第一邏輯，當該第一電源腳位接收到一第二電壓/電流時，判斷接收的位元資料為第二邏輯，該資料傳輸啟動電路用以將所接收的資料傳輸給該圖像記憶單元。
本發明之精神在於整合形式的發光二極體僅需使用兩個腳位，便可以用來進行發光二極體的同步，並且進一步的更新所顯示的圖樣。因此，整合多個顏色的發光二極體可以使用原本的兩個腳位之封裝。無須更改封裝形式。本發明除了可以減少線材降低生產成本外，由於舊的封裝技術已經成熟，因此，避免新的封裝技術所帶來的良率下降的風險。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
PV+‧‧‧正電源腳位
PV-‧‧‧負電源腳位
DI、DO‧‧‧資料腳位
201‧‧‧直插式封裝
202‧‧‧表面零件黏著
30、100‧‧‧第一電源腳位
31、101‧‧‧第二電源腳位
32、102‧‧‧發光二極體封裝
V+‧‧‧第一電壓
V-‧‧‧第二電壓
321、1021‧‧‧第一發光二極體
322、1022‧‧‧第二發光二極體
323、1023‧‧‧第三發光二極體
324‧‧‧同步啟動電路
325‧‧‧振盪器
326、1025‧‧‧計數器
327、1027‧‧‧圖像記憶單元
328、1028‧‧‧驅動電路
T1‧‧‧第一時間
T2‧‧‧第二時間
T3‧‧‧第三時間
T4‧‧‧第四時間
T5‧‧‧第五時間
T6‧‧‧第六時間
701、1104‧‧‧整合型發光二極體燈
702‧‧‧同步電路
703、1102‧‧‧電源供應器
704、1103‧‧‧電壓/電流控制器
P1‧‧‧整合型發光二極體燈的第一電源腳位
P2‧‧‧整合型發光二極體燈的第二電源腳位
TD‧‧‧顯示週期
TR‧‧‧重置週期
901、1301‧‧‧電源調節器
902、1302‧‧‧阻抗調節電路
903、1303‧‧‧微處理器
C1、C2、C31、C32‧‧‧電容實施
R1、R31‧‧‧第一電阻
R2、R32‧‧‧第二電阻
T1‧‧‧電晶體開關
1024‧‧‧資料傳輸啟動電路
1025‧‧‧資料確認電路
1101‧‧‧資料傳輸電路
Q1‧‧‧第一電晶體開關
Q2‧‧‧第二電晶體開關
I1‧‧‧流過第一電晶體開關Q1的電流
I2‧‧‧流過第二電晶體開關Q2的電流
I3‧‧‧流過微處理器1303的電流
Tsyn‧‧‧同步時間
R41、R42、R43、R51、R52、R53、R54‧‧‧電阻
Q1、Q2、Q3、Q4‧‧‧電晶體
第1圖繪示了先前技術的整合型發光二極體的電路圖。
第2圖繪示了先前技術的整合型發光二極體的封裝圖。
第3圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體燈的電路方塊圖。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例的多個整合型發光二極體燈所構成的廣告看板示意圖。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例的多個整合型發光二極體燈所構成的廣告看板顯示缺陷示意圖。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路對多個整合型發光二極體燈進行同步的示意圖。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路以及整合型發光二極體燈串的電路圖。
第8圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體燈串的同步週期示意圖。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路的細部電路圖。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體的電路方塊圖。
第11圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的電路圖。
第12圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的操作波形圖。
第13圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。
第14圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。
第15圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。
第3圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體燈的電路方塊圖。請參考第3圖，此整合型發光二極體燈包括第一電源腳位30、第二電源腳位31以及一發光二極體封裝32。第一電源腳位30耦接第一電壓V+。第二電源腳位31耦接第二電壓V-。發光二極體封裝32包括第一發光二極體321、第二發光二極體322、第三發光二極體323、同步啟動電路324、振盪器325、計數器326、圖像記憶單元327以及驅動電路328。在此實施例中，第一發光二極體321、第二發光二極體322、第三發光二極體323分別是以紅色、綠色與藍色的發光二極體做舉例。又，圖像記憶單元327例如是用以記錄上述第一發光二極體321、第二發光二極體322、第三發光二極體323的點亮/熄滅順序或其點亮時的亮度。
一般來說，此整合型發光二極體燈是應 用在聖誕燈、舞台燈、廣告看板燈等這些需要循環性地發光的燈具。在此例中，圖像記憶單元327是以唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)實施。當第一電源腳位30與第二電源腳位31接上電源後，同步啟動電路324、振盪器325、計數器326、圖像記憶單元327以及驅動電路328開始運作。計數器326依照振盪器325所輸出的時脈訊號CLK，開始計數，並輸出計數值CV。此計數值CV係用以作為圖像記憶單元327的位址訊號。圖像記憶單元327根據計數值CV所對應的位址，輸出上述第一發光二極體321、第二發光二極體322、第三發光二極體323所對應的顯示圖像(Pattern)。驅動電路328則根據顯示圖像(Pattern)驅動上述第一發光二極體321、第二發光二極體322、第三發光二極體323。
又，上述聖誕燈、舞台燈、廣告看板燈一般來說，不單只有單一個整合型發光二極體燈，而是有多個整合型發光二極體燈的組合。第4圖繪示為本發明一較佳實施例的多個整合型發光二極體燈所構成的廣告看板示意圖。請參考第4圖，此廣告看板燈在第一時間T1顯示紅色的X字樣(以R表示)，其餘整合型發光二極體燈為黑色(以D表示)，第二時間T2顯示綠色的X字樣(以G表示)，其餘整合型發光二極體燈為黑色(以D表示)，第三時間T3顯示藍色的X字樣(以B表示)，其餘整合型發光二極體燈為黑色(以D表示)，第四時間T4顯示紅色的X字樣(以R表示)，其餘整合型發光二極體燈為白色 (以W表示)，第五時間T5顯示綠色的X字樣(以G表示)，其餘整合型發光二極體燈為白色(以W表示)，第六時間T6顯示藍色的X字樣(以B表示)，其餘整合型發光二極體燈為白色(以W表示)。
由於每一個整合型發光二極體燈的顯示圖樣(Pattern)都是記錄在內部的唯讀記憶體327，且都是依照振盪器325以及內部的計數器326的計算進行顯示的時序控制，再者，每一個整合型發光二極體燈內部的振盪器的振盪頻率一般來說會有些微的差異，因此，當此看板顯示較長時間，例如一小時後，可能會發生如第5圖的現象，第5圖繪示為本發明一較佳實施例的多個整合型發光二極體燈所構成的廣告看板顯示缺陷示意圖。請參考第5圖，第1列的第4個整合型發光二極體燈原本應該顯示黑色，由於內部振盪器頻率高於預設頻率，導致顯示了白色。另外，第4列的第5個整合型發光二極體燈原本應該顯示藍色，由於內部振盪器頻率低於預設頻率，導致顯示了綠色。
在本發明的實施例中，為了避免如第5圖的情況發生，在每一段期間，每一個發光二極體需要進行同步的動作。如第6圖所示，第6圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路對多個整合型發光二極體燈進行同步的示意圖。請參考第3圖以及第6圖，為了所屬技術領域具有通常知識者可以瞭解本發明，第6圖還繪示了多個第3圖的整合型發光二極體燈601。當正常操作時，多個 整合型發光二極體串的兩端之偏壓為正常的VDD與VSS，當進行同步操作時，多個整合型發光二極體串的兩端之偏壓為較小的VDD-與正常的VSS。又，同步啟動電路324耦接在整合型發光二極體燈601的第一電源腳位與第二電源腳位，因此，當多個整合型發光二極體燈串的兩端之偏壓為較小的VDD-與正常的VSS時，電壓V+與V-降低，整合型發光二極體燈的同步啟動電路324便會啟動同步機制，重置(Reset)計數器326，藉此，每一個整合型發光二極體燈便恢復原本的顯示順序。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路以及整合型發光二極體燈串的電路圖。請參考第7圖，此整合型發光二極體燈串包括多個整合型發光二極體燈701。同步電路702包括一電源供應器703以及一電壓/電流控制器704。電壓/電流控制器704的輸出端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位P1，第2個整合型發光二極體燈的第一電源腳位P1耦接第1個整合型發光二極體燈的第二電源腳位P2，以此類推。又，為了讓人的眼睛不會感覺到在同步，電壓/電流控制器704內部可以儲存唯讀記憶體327內部的顯示時序，或儲存唯讀記憶體327的內容。
在正常模式時，電壓/電流控制器704輸出正常的電壓/電流，使每一個整合型發光二極體燈的第一電源腳位P1、第二電源腳位P2的電壓差或電流維持固定。在同步模式時，電壓/電流控制器704減少供應給 上述多個整合型發光二極體燈701的電壓/電流，此時，每一個整合型發光二極體燈701內部的同步啟動電路324會檢測到第一電源腳位P1、第二電源腳位P2的電壓差減少，因而觸發同步模式。每一個整合型發光二極體燈701的同步啟動電路324便會啟動同步機制，輸出一同步啟動訊號。計數器326接收到同步啟動訊號時，便重置(Reset)計數器326，藉此，每一個整合型發光二極體燈701便恢復原本的顯示順序。
由上述實施例，可以知道，只要在發生顯示缺陷前，進行同步，便可以避免顯示缺陷的問題。然而，為了避免讓人眼發現正在進行同步，同步的時間可以被控制在例如上述第4圖中的第六時間T6結束後與第一時間T1開始前。第8圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體燈串的同步週期示意圖。請參考第8圖，在此例中，每一個顯示週期TD與下一個顯示週期TD之間，設置一重置週期TR。在重置週期TR，電壓/電流控制器704控制供應給多個整合型發光二極體燈701的偏壓，使多個整合型發光二極體燈701同時進行計數器重置。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例的同步電路的細部電路圖。請參考第9圖，在此實施例中，電壓/電流控制器704包括一電源調節器901、阻抗調節電路902以及一微處理器903。電源調節器901例如是以一般常見的電壓調節器LM7805與電容C1、C2實施。阻抗調節電路902是以第一電阻R1、第二電阻R2以及一電晶 體開關T1實施。另外，在此實施例，假設微處理器903儲存了唯讀記憶體327內部的顯示時序，或儲存唯讀記憶體327的內容。另外，為了讓所屬技術領域具有通常知識者可以理解本發明，在此電路圖額外繪示了多個整合型發光二極體燈701。
電源調節器901會把微處理器903的VDD腳位與VSS腳位間的電壓控制在5V。正常操作時，微處理器903會控制電晶體開關T1導通，此時，流過多個整合型發光二極體燈701的電流假設為I。當進行同步模式時，微處理器903會控制電晶體開關T1截止，此時，流過多個整合型發光二極體燈701的電流假設為I-。由於I>I-，每一個整合型發光二極體燈701的同步啟動電路324會檢測到每一個整合型發光二極體燈701的第一電源腳位與第二電源腳位兩端的電壓下降，同步啟動電路324便進行計數器326的重置(Reset)，藉此，每一個整合型發光二極體燈便恢復原本的顯示順序。
上述實施例，雖然是以紅、綠、藍三色發光二極體整合做舉例，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，紅、黃、藍或6000K與2800K色光的發光二極體之整合，亦可以達到上述效果。本發明不以此為限。再者，上述實施例中的阻抗調節電路902雖然是以電晶體T1以及電阻R1、R2實施，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，可調整電流源或電壓源亦可以作為上述阻抗調節電路。故本發明不以此為限。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例的整合型發光二極體的電路方塊圖。請參考第10圖，在此實施例中，整合型發光二極體燈同樣包括第一電源腳位100、第二電源腳位101以及一發光二極體封裝102。發光二極體封裝102包括第一發光二極體1021、第二發光二極體1022、第三發光二極體1023、資料傳輸啟動電路1024、計數器1025、資料確認電路1026、圖像記憶單元1027以及驅動電路1028。在此實施例中，第一發光二極體1021、第二發光二極體1022、第三發光二極體1023分別是以紅色、綠色與藍色的發光二極體做舉例。同樣地，圖像記憶單元1027用以記錄上述第一發光二極體1021、第二發光二極體1022、第三發光二極體1023的點亮/熄滅順序或其點亮時的亮度。
在此實施例中，圖像記憶單元1027在此實施例並非以唯讀記憶體實施，而是以移位暫存器實施。另外，由於圖像記憶單元1027並非以唯讀記憶體實施，僅能用以暫存發光二極體的顯示圖樣(Pattern)資料，因此，在開始進行發光前，必須先由外部提供資料給圖像記憶單元1027。在此實施例中，顯示圖樣(Pattern)資料藉由第一電源腳位100、第二電源腳位101的電壓、電流變化傳送至圖像記憶單元1027。
為了讓所屬技術領域具有通常知識者能夠瞭解本發明，本實施例提供一種資料傳輸電路的實施方式，請同時參考第11圖以及第10圖，第11圖繪示為本 發明一較佳實施例的資料傳輸電路的電路圖。如第11圖所示，此資料傳輸電路1101包括一電源供應器1102以及一電壓/電流控制器1103。另外，為了讓所屬技術領域具有通常知識者可以理解本發明，在此電路圖額外繪示了多個整合型發光二極體燈1104。在第11圖中，每一個整合型發光二極體燈1104皆為第10圖的整合型發光二極體燈之電路結構。
在開始顯示前，顯示圖樣資料必須先行傳輸給每一個整合型發光二極體燈1104，其中，每一個整合型發光二極體燈1104內部的資料確認電路1026皆有儲存有一燈具編號。由於每一個整合型發光二極體燈1104只能依靠第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓/電流的變化來決定所收到的是圖樣資料、同步訊號、或正常操作的訊號，因此，電壓/電流控制器1103至少有輸出三種偏壓電壓/電流。為了簡單說明，傳輸開始電壓的偏壓電壓假設為V1；傳輸第一邏輯時的第一邏輯電壓假設為V2；正常操作的偏壓電壓以及第二邏輯電壓假設為V3。
第12圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的操作波形圖。請參考第12圖，當開始進行傳輸時，電壓/電流控制器1103會先控制偏壓，讓每一個整合型發光二極體燈1104的第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓接近傳輸開始電壓V1，並維持一同步時間Tsyn。當每一個整合型發光二極體燈1104的 資料傳輸啟動電路1024檢測到第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓等於傳輸開始電壓V1時，且維持同步時間Tsyn，將輸出一資料傳輸啟動訊號SYN，並開始準備接收顯示圖樣(Pattern)資料。此時，電壓/電流控制器1103開始依照顯示圖樣(Pattern)資料的邏輯，改變輸出的偏壓。當顯示圖樣(Pattern)資料為第一邏輯時，每一個整合型發光二極體燈1104的第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓為V2，當顯示圖樣(Pattern)資料為第二邏輯時，每一個整合型發光二極體燈1104的第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓為V3。再者，每一位元邏輯之間，皆插入傳輸開始電壓V1以作為時脈的基準。
同時，每一個整合型發光二極體燈1104的資料傳輸啟動電路1024檢測第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓的變化判斷所收到的顯示圖樣資料之邏輯。資料確認電路1026內儲存有編號，例如第一個整合型發光二極體燈的資料確認電路1026存有編號1、第三個整合型發光二極體燈的資料確認電路1026存有編號3。為了讓所屬技術領域具有通常知識者瞭解本發明的每一個整合型發光二極體燈1104如何接收資料，在此以第5個整合型發光二極體燈做舉例，並且假設每一個整合型發光二極體燈1104所需要的位元數為24位元(紅色R、綠色G、藍色B各8位元)。
當第5個整合型發光二極體燈1104同 步完成後，第5個整合型發光二極體燈1104的資料傳輸啟動電路1024便會通知內部的計數器1025開始計數。由於計數器1025所計數的頻率與電壓/電流控制器1103傳輸邏輯資料的時序是實質上相同的，因此，當電壓/電流控制器1103傳輸第一個位元時，計數器1025所輸出的計數值CV等於1；當電壓/電流控制器1103傳輸第三個位元時，計數器1025所輸出的計數值CV等於3。當第5個整合型發光二極體燈1104的計數器1025所輸出的計數值CV等於97(24×4+1)時，資料確認電路1026便輸出開始接收訊號STR，資料傳輸啟動電路1024便將第97個位元資料以及其後續的資料DAT傳輸給資料確認電路1026。資料確認電路1026便將資料DAT依序傳送給移位暫存器1027，移位暫存器1027會將此資料依序儲存。當第5個整合型發光二極體燈1104的計數器1025所輸出的計數值CV等於120(24×5)時，資料確認電路1026便停止接收資料。此時，第5個整合型發光二極體燈1104的移位暫存器1027儲存有電壓/電流控制器1103所傳輸的第97位元到第120位元的顯示資料。
當所有的資料傳輸完畢後，電壓/電流控制器1103會輸出一正常偏壓，使每一整合型發光二極體燈1104的第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓回復到V3，如此，每一整合型發光二極體燈1104便會開始正常操作。
正常操作時，計數器1025以及資料確 認電路1026停止運作，移位暫存器1027以及驅動電路1028開始運作。移位暫存器1027輸出上述第一發光二極體1021、第二發光二極體1022、第三發光二極體1023所對應的顯示圖像(Pattern)。驅動電路1028則根據所接收的顯示圖像(Pattern)驅動上述第一發光二極體1021、第二發光二極體1022、第三發光二極體1023。
第13圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。請參考第13圖，在此實施例中，電壓/電流控制器1103包括一電源調節器1301、阻抗調節電路1302以及一微處理器1303。電源調節器1301是以一般常見的電壓調節器LM7805與電容C31、C32實施。阻抗調節電路1302是以第一電阻R31、第二電阻R32、第一電晶體開關Q1、第二電晶體開關Q2實施。
請同時參考第12圖以及第13圖，當進行一般操作時，電壓設置在V3，此時，微處理器1303控制第一電晶體開關Q1以及第二電晶體開關Q2為導通狀態，因此，整合型發光二極體燈1104便可以同時接收到流過第一電晶體開關Q1的電流I1、流過第二電晶體開關Q2的電流I2以及流過微處理器1303的電流I3。當準備開始傳輸資料，進行同步時，微處理器1303控制第一電晶體開關Q1以及第二電晶體開關Q2同時為關閉狀態。因此，整合型發光二極體燈1104僅能接收到流過微處理器1303的電流I3。每個整合型發光二極體燈1104的兩端的電壓便下降，其內部的資料傳輸啟動電路1024便會開始 判斷是否為同步，當檢測到第一電源腳位100與第二電源腳位101之間的電壓等於傳輸開始電壓V1，且維持同步時間Tsyn，便開始進行接收資料。
又，當同步完成後，電壓V2便代表第一邏輯，電壓V3則代表第二邏輯。當輸出第一邏輯時，此時，微處理器1303控制第一電晶體開關Q1截止，並控制第二電晶體開關Q2導通。因此，整合型發光二極體燈1104接收到流過微處理器1303的電流I3以及流過第二電晶體開關Q2的電流I2。每個整合型發光二極體燈1104的的資料傳輸啟動電路1024便會判斷此時的電壓為第一邏輯或第二邏輯，以判斷所接收的資料。由於資料傳輸與接收方法在上述實施例已經說明，在此不予贅述。
上述實施例，雖然是以紅、綠、藍三色發光二極體整合做舉例，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，紅、黃、藍或6000K與2800K色光的發光二極體之整合，亦可以達到上述效果。本發明不以此為限。再者，上述實施例中的阻抗調節電路1302雖然是以電晶體Q1、Q2以及電阻R31、R32實施，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，可調整電流源或電壓源亦可以作為上述阻抗調節電路。故本發明不以此為限。另外，上述實施例雖然是以兩個電晶體Q1、Q2以及兩個電阻實施，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，電晶體的數目與電阻的數目是可以改變的。請參考第14圖，第14圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。如第 14圖所示，三個電阻R41、R42、R43以及兩個電晶體Q1、Q2亦可以作為上述阻抗調節電路1302的實施例。請參考第15圖，第15圖繪示為本發明一較佳實施例的資料傳輸電路的細部電路圖。如第15圖所示，四個電阻R51、R52、R53以及R54以及四個電晶體Q1、Q2、Q3以及Q4亦可以作為上述阻抗調節電路1302的實施例。故本發明不以此為限。
再者，上述實施例中，每一個發光二極體燈的資料接收的方式是以計數器1025依照資料確認電路1026內儲存的編號，計算對應的位元，使資料傳輸啟動電路1024接收對應的位元。然而，所屬技術領域具有通常知識者應當知道，資料傳輸方式亦可採用將資料進行封裝成封包，讓資料傳輸啟動電路1024根據封包的標頭(Header)擷取對應的資料。此種情況，便不需要上述的資料確認電路1026以及計數器1025。換句話說，資料確認電路1026以及計數器1025並非必要電路。只要是以變換第一電源腳位、第二電源腳位之間的電壓來傳輸資料的方式，便是屬於本發明的精神。在此不予贅述。
綜上所述，本發明之精神在於整合形式的發光二極體燈僅需使用兩個腳位，便可以用來進行發光二極體的同步，並且進一步的更新所顯示的圖樣。因此，整合多個顏色的發光二極體可以使用原本的兩個腳位之封裝。無須更改封裝形式。本發明除了可以減少線材降低生產成本外，由於舊的封裝技術已經成熟，因此，避免新 的封裝技術所帶來的良率下降的風險。
在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。因此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。
30‧‧‧第一電源腳位
31‧‧‧第二電源腳位
32‧‧‧發光二極體封裝
V+‧‧‧第一電壓
V-‧‧‧第二電壓
321‧‧‧第一發光二極體
322‧‧‧第二發光二極體
323‧‧‧第三發光二極體
324‧‧‧同步啟動電路
325‧‧‧振盪器
326‧‧‧計數器
327‧‧‧圖像記憶單元
328‧‧‧驅動電路

Claims (16)

  1. 一種整合型發光二極體燈，包括：一第一電源腳位，用以耦接一第一電源電壓；一第二電源腳位，用以耦接一第二電源電壓；一發光二極體封裝，包括：一第一發光二極體，用以發出一第一顏色光；一第二發光二極體，用以發出一第二顏色光；一同步啟動電路，耦接該第一電源腳位以及該第二電源腳位；一振盪器，用以提供一時脈訊號；一計數器，耦接該振盪器以及該同步啟動電路，用以根據該時脈訊號，進行計數，以產生一位址訊號；一圖像記憶單元，耦接該計數器，接收該位址訊號，根據該位址訊號，提供對應該位址訊號的一圖像資料；以及一驅動電路，包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，該驅動電路的輸入埠耦接該圖像記憶單元，接收該圖像資料，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體的點亮順序，其中，該同步啟動電路檢測該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流，當該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達一門檻時，該同步啟動電路輸出一同步啟動訊號， 當該計數器接收到該同步啟動訊號，進行計數器的重置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之整合型發光二極體燈，其中，更包括一第三發光二極體，用以發出一第三顏色光，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體的點亮順序。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之整合型發光二極體燈，其中，該圖像記憶單元係為一唯讀記憶體。
  4. 一種同步電路，用以驅動N個整合型發光二極體燈，其中，每一該些整合型發光二極體燈包括：一第一電源腳位，用以耦接一第一電源電壓；一第二電源腳位，用以耦接一第二電源電壓；一發光二極體封裝，包括：一第一發光二極體，用以發出一第一顏色光；一第二發光二極體，用以發出一第二顏色光；一同步啟動電路，耦接該第一電源腳位以及該第二電源腳位；一振盪器，用以提供一時脈訊號；一計數器，耦接該振盪器以及該同步啟動電路， 用以根據該時脈訊號，進行計數，以產生一位址訊號；一圖像記憶單元，耦接該計數器，接收該位址訊號，根據該位址訊號，提供對應該位址訊號的一圖像資料；一驅動電路，包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，該驅動電路的輸入埠耦接該圖像記憶單元，接收該圖像資料，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體的點亮順序，其中，該同步啟動電路檢測該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流，其中，第I+1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位耦接第I個整合型發光二極體燈的第二電源腳位，其中，該同步電路包括：一電源供應電路，包括一輸出端；以及一電壓/電流控制器，包括一輸入端以及一輸出端，其中，該電壓/電流控制器的輸入端耦接該電源供應電路的輸出端，該電壓/電流控制器的輸出端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，該電壓/電流控制器用以選擇性地輸出一第一電壓/電流或一第二電壓/電流至上述N個整合型發光二極體燈，其中，在一正常模式時，該電壓/電流控制器輸出該第一電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈，其中，在一同步模式時，該電壓/電流控制器輸出該第二電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈，其中，當一特定整合型發光二極體燈的該第一電源腳 位與該第二電源腳位的電壓/電流到達該第二電壓/電流時，上述特定整合型發光二極體燈的該同步啟動電路輸出一同步啟動訊號，當上述特定整合型發光二極體燈的該計數器接收到該同步啟動訊號，進行計數器的重置，每一預設時間，該電壓/電流控制器進入該同步模式，其中，N與I為自然數，且0<I<=N。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之同步電路，其中，每一該些整合型發光二極體燈更包括一第三發光二極體，用以發出一第三顏色光，其中，每一該些整合型發光二極體燈的該驅動電路根據該圖像資料，控制其內部的該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體的點亮順序。
  6. 如申請專利範圍第4項所記載之同步電路，其中，該電壓/電流控制器包括：一電源調節器，包括一輸入端、一共接電壓端以及一輸出端，其中，該電源調節器的輸入端耦接該電源供應電路的輸出端，用以將該輸出端對該共接電壓端的電壓，調節為一電源電壓；一微處理器，包括一電源電壓端、一共接電壓端以及一輸入輸出端，其中，該微處理器的電源電壓端耦接該電 源調節器的輸出端，該微處理器的共接電壓端耦接該電源調節器的共接電壓端以及第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位；一阻抗調節電路，包括一第一端、一第二端以及一控制端，其中，該阻抗調節電路的控制端耦接該微處理器的輸入輸出端，該阻抗調節電路的第一端耦接該電源調節器的輸出端，該阻抗調節電路的第二端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，每該預設時間，該微處理器進入該同步模式，其中，在該同步模式時，該微處理器輸出一控制訊號，該阻抗調節電路根據該控制訊號，調節該阻抗調節電路的第一端與第二端之間的阻抗，進而改變每一該些整合型發光二極體燈的第一電源腳位與第二電源腳位之間的電壓/電流，使每一該些整合型發光二極體燈重置其內部的計數器以進行同步。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之同步電路，其中，該阻抗調節電路包括：一第一電阻，包括一第一端以及一第二端，其中，該第一電阻的第一端耦接該電源調節器的輸出端，該第一電阻的第二端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位；一第二電阻，包括一第一端以及一第二端，其中，該第二電阻的第一端耦接該電源調節器的輸出端；以及 一第一開關，包括一第一端、一第二端以及一控制端，其中，該第一開關的第一端耦接該第二電阻的第二端，該第一開關的第二端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，該第一開關的控制端耦接該微處理器的輸入輸出端。
  8. 一種資料傳輸電路，用以驅動N個整合型發光二極體燈，其中，每一該些整合型發光二極體燈包括：一第一電源腳位，用以耦接一第一電源電壓；一第二電源腳位，用以耦接一第二電源電壓；一發光二極體封裝，包括：一第一發光二極體，用以發出一第一顏色光；一第二發光二極體，用以發出一第二顏色光；一資料傳輸啟動電路，耦接該第一電源腳位以及該第二電源腳位，其中，該資料傳輸啟動電路檢測該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流；一圖像記憶單元，提供一圖像資料；一驅動電路，包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，該驅動電路的輸入埠耦接該圖像記憶單元，接收該圖像資料，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體的點亮順序，其中，第I+1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位耦接第I個整合型發光二極體燈的第二電源腳位，其中，該資料傳輸電路包括： 一電源供應電路，包括一輸出端；以及一電壓/電流控制器，包括一輸入端以及一輸出端，其中，該電壓/電流控制器的輸入端耦接該電源供應電路的輸出端，該電壓/電流控制器的輸出端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，該電壓/電流控制器用以選擇性地輸出一第一電壓/電流、一第二電壓/電流、一第三電壓/電流或一第四電壓/電流至上述N個整合型發光二極體燈，其中，在一正常模式時，該電壓/電流控制器輸出該第一電壓/電流以驅動上述N個整合型發光二極體燈，其中，在一資料接收模式時，該電壓/電流控制器持續在一第一期間內輸出該第二電壓/電流，以通知上述N個整合型發光二極體燈的該資料傳輸啟動電路進入該資料接收模式，之後，當欲傳輸的位元資料為第一邏輯時，該電壓/電流控制器輸出該第三電壓/電流，當所傳輸的位元資料為第二邏輯時，該電壓/電流控制器輸出該第四電壓/電流，其中，每個位元資料之間，該電壓/電流控制器輸出該第二電壓，其中，N與I為自然數，且0<I<=N。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之資料傳輸電路，其中，每一該些整合型發光二極體燈還包括：一計數器，用以進行一計數，以提供一計數訊號；一資料確認電路，耦接該計數器以及該資料傳輸啟動 電路，其中，該資料確認電路儲存有一燈具編號，第I個整合型發光二極體燈的資料確認電路所儲存的燈具編號為I；其中，該圖像記憶單元耦接該計數器以及該資料傳輸啟動電路；其中，當一特定整合型發光二極體燈的該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達一門檻且維持該第一期間時，上述特定整合型發光二極體燈的該資料傳輸啟動電路輸出一資料傳輸啟動訊號，其中，當上述特定整合型發光二極體燈的該計數器接收到該資料傳輸啟動訊號，進行該計數器的計數，其中，當第I個整合型發光二極體燈的該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達該門檻且維持該第一期間時，第I個整合型發光二極體燈的該計數器進行計數，當第I個整合型發光二極體燈的該計數器計數到K×(I-1)+1時，此時，第I個整合型發光二極體燈的該資料傳輸啟動電路所接收到的位元為K×(I-1)+1個位元，第I個整合型發光二極體燈的該資料確認電路通知第I個整合型發光二極體燈的該資料傳輸啟動電路，將所收到的K×(I-1)+1個位元到K×I個位元的邏輯資料傳輸給第I個整合型發光二極體燈的該圖像記憶單元，以更新第I個整合型發光二極體燈的該圖像記憶單元的圖像資料，其中，K為每一該些整合型發光二極體燈所需的顯示資料的總位元數， 其中，K為自然數。
  10. 如申請專利範圍第8項所記載之資料傳輸電路，其中，每一該些整合型發光二極體燈更包括一第三發光二極體，用以發出一第三顏色光，其中，每一該些整合型發光二極體燈的該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體的點亮順序。
  11. 如申請專利範圍第8項所記載之資料傳輸電路，其中，該電壓/電流控制器包括：一電源調節器，包括一輸入端、一共接電壓端以及一輸出端，其中，該電源調節器的輸入端耦接該電源供應電路的輸出端，用以將該輸出端對該共接電壓端的電壓，調節為一電源電壓；一微處理器，包括一電源電壓端、一共接電壓端以及一第一輸入輸出端，其中，該微處理器的電源電壓端耦接該電源調節器的輸出端，該微處理器的共接電壓端耦接該電源調節器的共接電壓端以及第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位；一阻抗調節電路，包括一第一端、一第二端以及一控制端，其中，該阻抗調節電路的控制端耦接該微處理器的第一輸入輸出端，該阻抗調節電路的第一端耦接該電源調節器的輸出端，該阻抗調節電路的第二端耦接第1個整合 型發光二極體燈的第一電源腳位，其中，在該資料接收模式時，該微處理器輸出一控制訊號，該阻抗調節電路根據該控制訊號，調節該阻抗調節電路的第一端與第二端之間的阻抗，進而改變每一該些整合型發光二極體燈的第一電源腳位與第二電源腳位之間的電壓/電流，使每一該些整合型發光二極體燈進行資料接收。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之資料傳輸電路，其中，該微處理器更包括一第二輸入輸出端，其中該阻抗調節電路包括：一第一電阻，包括一第一端以及一第二端，其中，該第一電阻的第一端耦接該電源調節器的輸出端；一第一開關，包括一第一端、一第二端以及一控制端，其中，該第一開關的第一端耦接該第一電阻的第二端，該第一開關的第二端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，該第一開關的控制端耦接該微處理器的第一輸入輸出端；一第二電阻，包括一第一端以及一第二端，其中，該第二電阻的第一端耦接該電源調節器的輸出端；以及一第二開關，包括一第一端、一第二端以及一控制端，其中，該第二開關的第一端耦接該第二電阻的第二端，該第二開關的第二端耦接第1個整合型發光二極體燈的第一電源腳位，該第二開關的控制端耦接該微處理器的 第二輸入輸出端。
  13. 一種整合型發光二極體燈，包括：一第一電源腳位，用以耦接一第一電源電壓；一第二電源腳位，用以耦接一第二電源電壓；一發光二極體封裝，包括：一第一發光二極體，用以發出一第一顏色光；一第二發光二極體，用以發出一第二顏色光；一資料傳輸啟動電路，耦接該第一電源腳位以及該第二電源腳位，其中，該資料傳輸啟動電路檢測該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流；一圖像記憶單元，耦接該資料傳輸啟動電路，提供一圖像資料；以及一驅動電路，包括一輸入埠以及一輸出埠，其中，該驅動電路的輸入埠耦接該圖像記憶單元，接收該圖像資料，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體的點亮順序，其中，當該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達一門檻且維持一第一期間時，該資料傳輸啟動電路輸出一資料傳輸啟動訊號，其中，當該第一電源腳位與該第二電源腳位的電壓/電流的差異到達該門檻且維持該第一期間時，該資料傳輸啟動電路進入一資料接收模式時，之後，當該第一電源腳位接收到一第一電壓/電流時，判斷接收的位元資料為第 一邏輯，當該第一電源腳位接收到一第二電壓/電流時，判斷接收的位元資料為第二邏輯，該資料傳輸啟動電路用以將所接收的資料傳輸給該圖像記憶單元。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之整合型發光二極體燈，更包括：一計數器，用以進行一計數，以提供一計數訊號；一資料確認電路，耦接該計數器以及該資料傳輸啟動電路，其中，該資料確認電路儲存有一燈具編號；其中，該圖像記憶單元耦接該計數器以及該資料傳輸啟動電路；其中，當該計數器接收到該資料傳輸啟動訊號，進行計數器的計數。
  15. 如申請專利範圍第13項所記載之整合型發光二極體燈，其中，更包括一第三發光二極體，用以發出一第三顏色光，其中，該驅動電路根據該圖像資料，控制該第一發光二極體、該第二發光二極體以及該第三發光二極體的點亮順序。
  16. 如申請專利範圍第13項所記載之整合型發光二極體燈，其中，該圖像記憶單元係為一移位暫存器。
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