專利名稱：發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)與方法，特別是具有發(fā)光二極管有效 壽命檢測的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED),由于具有高耐震性(shock resistance)、壽命長，同時耗電量少、發(fā)熱度小，所以其應(yīng)用范圍遍及日常生 活中的各項(xiàng)用品，如家電制品及各式儀器的指示燈或光源等。近年來，隨著 白光型發(fā)光二極管(White Light-Emitting Diode， WLED)的出現(xiàn)，使LED 擺脫過去只能用在指示燈號、霓虹燈飾等場合，開始往電子照明領(lǐng)域邁進(jìn)， 包括汽車的方向輔助燈、數(shù)字相機(jī)的閃光燈等，未來更可取代白熾燈和熒光 燈，作為主要的家庭照明。
一般傳統(tǒng)的LED是透過一 P/N接口 (junction)來發(fā)光，若P/N接口上 發(fā)生缺陷，則容易造成電流集中而燒毀LED。但是，LED在使用一段時間后， 亮度會逐漸降低，因此須要加大電流驅(qū)動，使得LED的發(fā)光亮度可以維持一 定，但是這又增加燒毀LED的機(jī)率。此外，目前LED僅能在損壞時進(jìn)行替 換，不能預(yù)先得知LED的損壞程度，用以做為預(yù)先替換的考量，對使用者來 說，是不方便且增加危險性。舉例來說，車輛所有安全性的組件，如油量與 水溫與安全氣嚢，在儀表板上幾乎都有指示燈，雖然車燈也有開路警示燈號， 不過都是于光源完全失效時才會顯示，也就是使用者可能會經(jīng)歷需光源卻無 光源的時段。若是發(fā)生在號志燈與鐵路信號燈上，其危險性就更高了，現(xiàn)有 LED與傳統(tǒng)光源中，尤其是LED由于半導(dǎo)體材料特性，光輸出都是于使用過 程中逐漸下降，且根據(jù)使用溢度不同與環(huán)境狀態(tài)，每一顆LED真正的壽命與 出光狀態(tài)都為無法準(zhǔn)確預(yù)估， 一般完全失效都發(fā)生在使用中，用于一般照明 雖然有些不便，尚可接受，若用于安全或信號的光源就有極大的危險性，如 車燈與號志燈與鐵路信號燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的可提供一種具有發(fā)光二極管有效壽命檢測的發(fā)光二極管的警示 系統(tǒng)與方法。
本發(fā)明亦可提供一種LED光源有效壽命檢出之系統(tǒng)，也就是說在LED 光源亮度未下降與完全失效前，提供預(yù)警指示燈或晶粒有效百分比信號的顯 示功能。
本發(fā)明亦可提供一種發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，包括發(fā)光單元、檢測裝置 以及警示裝置。所述發(fā)光單元由多個微晶粒組成。所述檢測裝置用以檢測所 述發(fā)光單元，并輸出檢測結(jié)果。所述警示裝置根據(jù)所述檢測結(jié)果顯示所述發(fā) 光單元中的微晶粒的損害狀態(tài)。


圖1為LED微晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A 2F為 一 交流LED中失效的^1晶粒數(shù)與交流LED的V-I-W示意圖。 圖3表示在定電壓系統(tǒng)的驅(qū)動下，交流LED微晶粒失效特性變動率圖。 圖4為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管的顯示系統(tǒng)的一實(shí)施例的方塊圖。 圖5為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管的顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施例的方塊圖。 圖6為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的一實(shí)施例 的方塊圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施 例的方塊圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施 例的方塊圖。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施 例的方塊圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。
圖12為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)
6施例的方塊圖。
圖13為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)
施例的方塊圖。
圖14為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。
附圖中的各附圖標(biāo)記說明如下
21 電壓S1 LED單元
22 電流82 第一電壓源
23 功率83 功率變化檢出裝置
31 單PN接面LED失效曲線84 警示裝置
32~功率85 光耦合器
33 光通量86 第二電壓源
34 轉(zhuǎn)換率101 LED單元
41~電壓源102~電壓源
42 可變電阻103~放大電路
43~LED單元104 控制器
44~光檢測器105~顯示裝置
51 控制器111 LED單元
52~電流源112 電壓源
53 LED單元113~控制器
54~光檢測器114 編碼器
61 LED單元115~譯碼器
62~電壓源116監(jiān)控單元
63 檢測裝置117 警示裝置
64 警示裝置12卜LED單元
71 LED單元122~電壓源
72~電壓源123~警示裝置
73 功率變化檢出裝置 、131~LED單元
74 警示裝置132~電壓源
75 限流電阻133~電感
76~顯示單元134~警示裝置136 顯示單元 141-LED單元
135 限流電阻
142 電壓源
143 功率變化檢出裝置 144 警示裝置
具4本實(shí)施方式
圖1為LED微晶粒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中所示的LED芯片可為交流LHD 或是高壓直流LED。在LED芯片上，將LED先分割成數(shù)十個微晶粒，再電 性連接而成，因此在芯片缺陷特征上也被完全分割成數(shù)十個區(qū)塊，不會有并 聯(lián)連鎖效應(yīng)。當(dāng)LED芯片上有一微晶粒失效時，并不會讓整個LED完全不 發(fā)光，因此單一微晶粒失效影響程度會以總微晶粒數(shù)為分母來計算。因此微 晶粒數(shù)分割越多，單一微晶粒失效影響度會越低，以36微晶粒數(shù)組成的交流 LED而例，單一微晶粒失效影響度僅2.7。/。且影響的范圍又極可能僅限在交流 電之某一半波。
若以較高電壓的方式設(shè)計，交流LED或高壓LED微晶粒可能)00顆以 上，其每一個微晶粒失效影響度就會降至1%。根據(jù)交流LED失效特性分析 推估，若以目前實(shí)驗(yàn)資料及失效標(biāo)準(zhǔn)30%而論，100顆微晶粒的交流LED, 等于須有30顆微晶粒失效才達(dá)失效條件，此時光源輸出尚高于初始亮度，只 是效率較差而已，LED壽命可擺脫缺陷效應(yīng)而充分延長。
圖2A為一交流LED中失效的微晶粒數(shù)與交流LED的電壓-電流-功率 ((V小W))示意圖。在第2圖中，以一 0.06mm2 36/54pcs的交流UiD為例 說明。曲線21表示一固定交流電壓，曲線22為交流LED所接收到的電流， 曲線23為交流LED所消耗的功率。由圖2 A至圖2F可以發(fā)現(xiàn)，失效的微晶 粒數(shù)目越多，交流LED所接收到的電流越高，這也使得交流LED所發(fā)出的 光的亮度也跟著增加。雖然交流LED的發(fā)光效率會變得較差，但是確能將 LED壽命有效的延長。這樣的特征也出現(xiàn)在以微晶粒組成的高壓直流I丄:D 上。
圖3表示在定電壓的驅(qū)動下，交流LED微晶粒失效特性變動率圖。在圖 3中，以0.06mm2 36/54pcs的交流LED為例說明。曲線31表示現(xiàn)有的I丄D 失效示意曲線。由于一般LED的PN接面只要有發(fā)生缺陷，在定電壓系統(tǒng)的 驅(qū)動下，光通量與等效內(nèi)阻會急速下降，電流會瞬間升高燒毀LED形成開路。 曲線32表示交流LED中不同數(shù)量的微晶粒失效時的輸入功率變化百分比。曲線33表示交流LED中不同數(shù)量的微晶粒失效時的交流LED的光通量變化 百分比。曲線34表示交流LED中不同數(shù)量的微晶粒失效時的交流LEI)的發(fā) 光效率變化百分比。由圖上可知，微晶粒失效數(shù)量越高，交流LED所發(fā)出的 光通量越多。當(dāng)交流LED中的微晶粒失效數(shù)量為8顆時，輸入的功率增加了 159%，交流LED輸出的光通量增加了 53%，發(fā)光效率則下降了 41.5%。交流 LED或高壓直流LED在定電樂驅(qū)動下，在部分微晶粒失效短路時，會有 一段 光通量上升區(qū)間，這種現(xiàn)象起因于輸入功率與電流上升，且與微晶粒失效數(shù) 成正比關(guān)系。此時交流LED的失效只會降低自身的發(fā)光效率，并不會像現(xiàn)有 的LED因等效內(nèi)阻急速下降而燒毀。若交流LED上有部分微晶粒為開路， 亦有可能保持半波點(diǎn)量(亦即在交流電壓的正電壓或負(fù)電壓區(qū)間時，交流LED 仍會發(fā)光)。
因?yàn)楸景l(fā)明所提的交流LED或高壓直流LED在部分微晶粒失效時，輸 出的光通量會遞增，因此，若要維持交流LED或高壓直流LED輸出的光通 量固定，則必需在交流LED或高壓直流LED輸出的光通量增加時，降低輸 入交流LED或高壓直流LED的電壓或電流。與現(xiàn)有的必須提高驅(qū)動電壓或 驅(qū)動電流來維持發(fā)光組件的亮度的特征剛好相反。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管的顯示系統(tǒng)的一實(shí)施例的方塊圖。un) 單元43由交流LED或高壓H LED所組成，其中交流LED或高壓直流LED 皆由如圖1所示的多個微晶粒所組成。電壓源41透過可變電阻42與LED單 元43耦接。光檢測器44用以檢測LED單元43所輸出的光通量變化，或是 LED發(fā)光單元43亮度變化。光檢測器44根據(jù)所述LED發(fā)光單元43增加的 亮度來調(diào)整可變電阻42的電阻值，使得輸入LED發(fā)光單元43的電流減少， 以維持LED發(fā)光單元43輸出固定的光通量。這樣以來也可以延長LED發(fā)光 單元43的使用壽命。在本實(shí)施例中，LED發(fā)光單元43可以為單一交流LED 或高壓直流LED,或是由多個交流LED或高壓直流LED組成的模塊，如汽
車的車燈或是交通號志燈具。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管的顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施例的方塊圖。 LED單元53由交流LED或高壓直流LED所組成，其中交流LED或高壓直 流LED皆由如圖1所示的多個微晶粒所組成。光檢測器54用以檢測LED單 元53所輸出的光通量，并將檢測到的結(jié)果傳送給控制器51 。控制器51根據(jù) LED發(fā)光單元53增加的亮度，控制電流源52來減少輸入所述LED發(fā)光單元53的驅(qū)動電流。在本實(shí)施例中，若LED單元53由高壓直流LED所組成，則 用以驅(qū)動LED單元53的驅(qū)動電流可以為一脈沖寬度調(diào)變信號，由一脈沖寬 度調(diào)變電路產(chǎn)生。并可藉由調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)變信號的責(zé)任周期，來控制 LED發(fā)光單元53的亮度。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的一實(shí)施例 的方塊圖。LED單元61由電壓源62驅(qū)動。LED單元61由如圖1所示的多 個微晶粒的高壓直流LED所組成。檢測裝置63用以檢測LED單元61所輸 出的光通量變化或亮度變化，并將檢測到的結(jié)果傳送給電壓源62，用以調(diào)整 電壓源62輸出到LED單元61的驅(qū)動電壓，使得LED單元43所輸出的光通 量維持一定。在另一實(shí)施例中，檢測裝置63將檢測到的結(jié)果傳送給警示裝置 64，警示裝置64還根據(jù)檢測到的結(jié)果判斷LED單元61中失效的微晶粒數(shù)。 若失效的微晶粒數(shù)超出預(yù)定值時，此時LED單元61仍可正常運(yùn)作，但是警 示裝置64輸出警示信號，如閃爍的燈號，警告音或是味道，提醒使用者進(jìn)行 更換。
警示裝置64與調(diào)整電壓源62的輸出電壓可同時運(yùn)作，亦即可同時知道 LED單元61中失效的微晶粒數(shù)，亦可調(diào)整電壓源62的輸出電壓使得LED單 元43所輸出的光通量維持一定。在一實(shí)施例中，可先藉由警示裝置64記錄 完目前LED單元61中失效的微晶粒數(shù)后，再調(diào)整電壓源62的輸出電壓。
在另 一實(shí)施例中，檢測裝置63檢測LED單元61所輸出的光通量變化， 或是LED發(fā)光單元61亮度變化，并將檢測到的結(jié)果轉(zhuǎn)換為LED發(fā)光單元61 中微晶粒的失效數(shù)。若LED發(fā)光單元61中微晶粒的失效數(shù)大于一預(yù)定值， 或是失效的微晶粒數(shù)占全部微晶粒數(shù)的百分比大于一定預(yù)定百分比時，檢測 裝置63輸出控制信號，使警示裝置64輸出警示信號，如閃爍的燈號，警告 音或是味道，提醒使用者進(jìn)行更換。
在另 一實(shí)施例中，電壓源62為定電壓源，因此不須根據(jù)檢測裝置63的 檢測結(jié)果調(diào)整輸出電壓。檢測裝置63可能為電壓變化檢測電路、電流變化檢 測電路或功率變化檢測電路，并將檢測到的結(jié)果傳送給警示裝置64。若LED 發(fā)光單元61中微晶粒的失效數(shù)大于一預(yù)定值，或是失效的微晶粒數(shù)占全部微 晶粒數(shù)的百分比大于一定預(yù)定百分比時，警示裝置64輸出警示信號，如閃爍 的燈號，警告音或是味道，提醒使用者進(jìn)行更換。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施
10例的方塊圖。LED單元71由電壓源72驅(qū)動。LED單元71可由交流LED或 高壓直流LED所組成，其中交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所示的多 個微晶粒所組成。在本實(shí)施例中，檢測裝置為一功率變化檢出裝置73，用以 判斷LED單元71的功率變化。在本實(shí)施例中，LED單元71為高壓直流LED， 且特性以圖3所示的特性曲線為例說明，且電壓源72為定電壓源。當(dāng)微晶粒 的失效數(shù)為4時，功率增加了 62% ，因?yàn)長ED單元71系由定電壓的系統(tǒng)驅(qū) 動，故可得知電流增加了 62%。警示裝置74包括一限流電阻75與顯示單元 76。在本實(shí)施例中，功率變化檢出裝置73可為一電阻，顯示單元76為具有 1.8V啟動電壓的LED，功率變化檢出裝置73與警示裝置74并聯(lián)。假設(shè)在沒 有微晶粒燒毀的情形下，流經(jīng)LED單元71的電流為100mA,功率變化檢出 裝置73的電阻值為12Q ，因此功率變化檢出裝置73產(chǎn)生的電壓降為1.2V, 不足以使顯示單元76發(fā)光。當(dāng)微晶粒的失效數(shù)為4時，流經(jīng)LED單元71的 電流為162mA，此時功率變化檢出裝置73產(chǎn)生的電壓降為1.92V，便可使顯 示單元76發(fā)光。利用這樣的方式，便可藉由警示裝置74來得知LED單元71 中，失效的微晶粒數(shù)。此外，亦可并聯(lián)或串聯(lián)多個警示裝置，并藉由電路設(shè) 計，使得不同的失效的微晶粒數(shù)可以使不同的顯示裝置顯示，達(dá)到更佳的警 示功能。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施 例的方塊圖。LED單元81由第一電壓源82驅(qū)動。LED單元81可由交流LED 或高壓直流LED所組成，其中交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所示的 多個微晶粒所組成。在本實(shí)施例中，檢測裝置為一功率變化檢出裝置83,功 率變化檢出裝置83包括一電阻R1，光耦合器85以及限流電阻R2。光耦合 器85包括LED85a以及一受光組件85b，其中當(dāng)受光組件85b接收到光時便 會導(dǎo)通。電阻Rl,具有第一端與第二端，其中所述第一端耦接所述LED單 元81，所述第二端耦接第一電壓源82。限流電阻R2具有第一端與第二端， 其中所述第一端耦接電阻R1的第一端。光耦合器84具有第一端，耦接所述 限流電阻R2的第二端，光耦合器84還具有第二端，耦接所述電阻R1的第 二端。所述光耦合器耦接所述警示裝置84，當(dāng)所述光耦合器84被致能時， 使得所述警示裝置84中的警示發(fā)光二極管87停止發(fā)光。警示裝置84包括 第二電壓源、電阻R3與R4，以及警示發(fā)光二極管87。電阻R3，具有第一 端，耦接所述第二電壓源86。警示發(fā)光二極管87，具有第一端，耦接所述電阻R3的第二端，以及第二端，透過電阻R4接地，其中所述警示發(fā)光二極 管87的第二端耦接所述受光組件85b的第一端。藉由調(diào)整R3與R4的電阻 值調(diào)整Vc的電壓，使得警示發(fā)光二極管87可以發(fā)光。在本實(shí)施例中，光耦 合器85中的LED85a需要1.1V才會發(fā)光。
假設(shè)在沒有微晶粒燒毀的情形下，流經(jīng)LED單元81的電流為100mA, Rl的電阻值為7.5Q，因此R1產(chǎn)生的電壓降為0.75V,不足以使LED85a發(fā) 光。當(dāng)微晶粒的失效數(shù)為4時，流經(jīng)LED單元81的電流為62mA,此時Rl 產(chǎn)生的電壓降為1.21V，便可使LED 85a發(fā)光，且受光組件85b被導(dǎo)通。當(dāng) 受光組件85b導(dǎo)通時，電壓Vc被拉至地電位，使得警示發(fā)光二極管87無法 發(fā)光，達(dá)到警示功能。此外，還可利用一監(jiān)控裝置(圖上未繪出)，隨時監(jiān)控 電壓Vc，當(dāng)電壓Vc變?yōu)镺時，表示此時LED單元81中微晶粒的失效數(shù)目 為4。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí)施 例的方塊圖。與圖8相比，差異在警示發(fā)光二極管87的位置，且警示發(fā)光 二極管87—開始是不會發(fā)光，等到受光組件85b導(dǎo)通時，電壓Vc被拉至地 電位，警示發(fā)光二極管87才會發(fā)光。LED單元81由第一電壓源82驅(qū)動。 功率變化檢出裝置83包括一電阻R1，光耦合器85以及限流電阻R2。光耦 合器85包括LED85a以及一受光組件85b，其中當(dāng)受光組件85b接收到光時 便會導(dǎo)通。電阻R1具有第一端與第二端，其中第一端耦接所述LEI)單元81， 第二端耦接第一電壓源82。限流電阻R2具有第一端與第二端，其中第一端 耦接電阻R1的第一端。光耦合器84具有第一端，耦接所述限流電阻R2的 第二端，光耦合器84具有第二端，耦接所述電阻R1的第二端。所述光耦合 器耦接所述警示裝置84，當(dāng)所述光耦合器84被致能時，使得所述警示裝置 84中的警示發(fā)光二極管87導(dǎo)通。警示裝置84包括第二電壓源86、電阻R3 與R4，以及警示發(fā)光二極管87。藉由調(diào)整R3與R4的電阻值調(diào)整Vc的電 壓，使得警示發(fā)光二極管87 —開始是不會發(fā)光。在本實(shí)施例中，光耦合器 85中的LED85a需要1.1V才會發(fā)光。
假設(shè)在沒有微晶粒燒毀的情形下，流經(jīng)LED單元81的電流為100mA， R1的電阻值為7.5Q，因此R1產(chǎn)生的電壓降為0.75V,不足以4吏LED85a發(fā) 光。當(dāng)微晶粒的失效數(shù)為4時，流經(jīng)LED單元81的電流為162mA，此時R1 產(chǎn)生的電壓降為1.21V,便可使LED85a發(fā)光，且受光組件85b被導(dǎo)通。當(dāng)受光組件85b導(dǎo)通時，電壓Vc被拉至地電位，使得警示發(fā)光二極管87因而 發(fā)光，達(dá)到警示功能。此外，還可利用一監(jiān)控裝置(圖上未繪出)，隨時監(jiān)控 電壓Vc，當(dāng)電壓Vc變?yōu)?時，表示此時LED單元81中孩t晶粒的失效數(shù)目 為4。
圖10為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。LED單元101由電壓源102驅(qū)動。LED單元101可由交流 LED或高壓直流LED所組成，其中交流LEI)或高壓直流LED皆由如圖1所 示的多個微晶粒所組成LED單元101耦接一檢測裝置，在本實(shí)施例中，檢測 裝置可為一功率變化檢出裝置，如圖中的電阻R1。此外，檢測裝置還可包含 一放大電路103，用以放大電壓VI,并將結(jié)果傳送給控制器104。在本實(shí)施 例中，可在放大電路103之前或之后耦接一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog to digital converter),用以將電壓VI轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號?？刂破?04可藉由電壓VI 的變化，透過LED單元101中的LED的特性曲線，如圖3所示，計算出目 前LED單元lOl中的LED微晶粒的失效數(shù)目?？刂破?04再將結(jié)果透過顯 示裝置105顯示?？刂破?04可將LED單元101中的LED微晶粒的失效數(shù) 目以文字或圖形方式透過顯示裝置105顯示。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。LED單元111由電壓源112驅(qū)動丄ED單元111可由交流LED 或高壓直流LED所組成，其中交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所示的 多個微晶粒所組成。LED單元111耦接一檢測裝置，在本實(shí)施例中，檢測裝 置可為一功率變化檢出裝置，如圖中的電阻R1。此外，檢測裝置還可包含一 控制器113和一編碼器114,控制器113監(jiān)控電壓VI的變化，并透過LED 單元111中的LED的特性曲線，如圖3所示，計算出目前LED單元111中 的LED微晶粒的失效數(shù)目。接著，控制器113將結(jié)果傳送到編碼器114進(jìn)行 編碼后，再傳送到警示裝寞117。編碼器114與警示裝置117之 間的傳輸可以 透過線路、有線或無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)芽、紅外線等等的傳輸方式來完成，而且對 應(yīng)的傳輸器(transmitter)與接收器(receiver)亦是必要的。在本實(shí)施例中， 警示裝置117為遠(yuǎn)程監(jiān)控，用以監(jiān)控LED單元lll的使用情形。這可以應(yīng)用 在交通號志的監(jiān)控上，在交通號志燈號完全故障前進(jìn)行更換。譯碼器115接 收到編碼器114的數(shù)據(jù)并進(jìn)行譯碼，將譯碼后的結(jié)果傳送給監(jiān)控單元116。監(jiān) 控單元116便可得知此時LED單元111中的LED微晶粒的失效數(shù)目。在另一實(shí)施例中，警示裝置117可為一遠(yuǎn)程服務(wù)器，透過線路、有線或無線網(wǎng)絡(luò)、
藍(lán)芽、紅外線等等的傳輸方式接收并判斷編碼器114傳送的數(shù)據(jù)。
圖12為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管125可由交流LED或高壓直流 LED所組成，其中交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所示的多個微晶粒 所組成。發(fā)光二極管125可以覆晶基板或蟲晶完成。檢測裝置可為一功率變 化檢出裝置，如圖中的電阻R1，發(fā)光二極管125與電阻R1可封裝在同一發(fā) 光二極管單元121中。警示裝置123包括限流電阻R2以及顯示單元，在圖中， 顯示單元為LED 124。發(fā)光二極管單元121、警示裝置123以及電壓源122 的運(yùn)作方式圖7的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)相同，在此不贅述。發(fā)光二極管125 具有第一電極與第二電極，其中第二電極與電阻R1的一端耦接，電阻R1的 一端則形成第三電極。因此發(fā)光二極管單元121便具有三個電極，將電壓源 與第一電極以及第二電極連接便可使發(fā)光二極管125發(fā)光。而測量第二電極 與第三電極的電壓變化，再透過如圖3的特性曲線，便可得知此時發(fā)光二極 管125內(nèi)微晶粒失效的情形。
圖13為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另一實(shí) 施例的方塊圖。LED單元131可由交流LED或高壓直流LED所組成，其中 交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所示的多個微晶粒所組成。警示裝置 134包括一限流電阻135與顯示單元136。在本實(shí)施例中顯示單元136為具有 1.8V啟動電壓的LED。檢測裝置為一電感，電感133根據(jù)電流I的變化產(chǎn)生 電壓降。若由電感133產(chǎn)生的電壓降大于顯示單元136的啟動電壓，則顯示 單元136便會發(fā)光。本實(shí)施例以電感作為功率變化檢出裝置是針對交流Lm)
中若有微晶粒失效，電流會發(fā)生變化的特征所做的應(yīng)用，電感133亦可由一 感應(yīng)線圈所形成。
圖14為根據(jù)本發(fā)明的具有警示裝置的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)的另 一實(shí) 施例的方塊圖。LED單元141由電壓源142驅(qū)動。LED單元141可由交流 LED或高壓直流LED所紐成:，其中交流LED或高壓直流LED皆由如圖1所 示的多個微晶粒所組成。檢測裝置為一電壓檢出裝置143,由電阻R1與R2 串聯(lián)所形成。警示裝置144具有第一發(fā)光二極管145以及第二發(fā)光二極管146， 其中第一發(fā)光二極管145耦接端點(diǎn)N1與N3，第二發(fā)光二極管146耦接端點(diǎn) N2與N3。當(dāng)端點(diǎn)N1與N3的電壓差大于第 一發(fā)光二極管145的啟動電壓時，第一發(fā)光二極管145發(fā)光。當(dāng)端點(diǎn)N2與N3的電壓差大于第二發(fā)光二極管146 的啟動電壓時，第二發(fā)光二極管146發(fā)光。利用這樣的方式，就可以依據(jù)不 同的微晶粒的失效數(shù)點(diǎn)亮不同的發(fā)光二極管。若第一發(fā)光二極管145與第二 發(fā)光二極管146的啟動電壓相同時，第一發(fā)光二極管145會比第二發(fā)光二極 管146早發(fā)光。在另一實(shí)施例中，第一發(fā)光二極管145與第二發(fā)光二極管146 具有不同的顏色及波長。
雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭露如上，然其僅為了易于說明本發(fā)明之技 術(shù)內(nèi)容，而并非將本發(fā)明狹義地限定于所述實(shí)施例，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具 有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的限定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，包括發(fā)光單元，由多個微晶粒組成；檢測裝置，用以檢測所述發(fā)光單元，并輸出檢測結(jié)果；以及警示裝置，根據(jù)所述檢測結(jié)果顯示所述發(fā)光單元中的微晶粒的損害狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所迷檢測裝置為電 阻，用以產(chǎn)生電壓降，當(dāng)該電壓降大于預(yù)定值時，驅(qū)動所述警示裝置。
3. 如權(quán)利要求l所迷的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所迷檢測裝置為電 感，根據(jù)流經(jīng)所述發(fā)光單元的電流產(chǎn)生電壓降，當(dāng)該電壓降大于預(yù)定值時， 驅(qū)動所述警示裝置。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述電感包括感應(yīng) 線圈。
5. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述檢測裝置包括 至少一個電阻、電容或電感，用以檢測所述發(fā)光二極管的電壓、電流或功率 變化。
6. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述檢測裝置還包 括放大電路，用以將檢測到的檢測結(jié)果放大，傳送到所述警示裝置。
7. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述檢測裝置還包 括編碼電路，用以將所述檢測裝置檢測到的檢測結(jié)果編碼后傳送給所述警示裝置。
8. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述警示裝置包括 譯碼電路，用以譯碼所述檢測裝置傳送來的數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所迷警示裝置包括 顯示裝置、發(fā)光二極管、聲音產(chǎn)生裝置或計算機(jī)。
10. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述警示裝置用 以產(chǎn)生一味道。
11. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述警示裝置為 遠(yuǎn)程服務(wù)器，用以透過線路、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)芽或是紅外線與所述 檢測裝置溝通。
12. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述警示裝置包括第一顯示裝置以及第二顯示裝置，當(dāng)所述發(fā)光單元中的微晶粒損害數(shù)量達(dá)到第一預(yù)定值時，驅(qū)動所述第一顯示裝置；當(dāng)所述發(fā)光單元中的微晶粒損害數(shù)量達(dá)到第二預(yù)定值時，驅(qū)動所述第二顯示裝置。
13. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述第一顯示裝 置為第一發(fā)光二極管，所述第二顯示裝置為第二發(fā)光二極管。'
14. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述第一發(fā)光二 極管與所述第二發(fā)光二極管具有不同的波長。
15. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述發(fā)光單元包 括發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管為交流發(fā)光二極管或高壓直流發(fā)光二極管。
16. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述發(fā)光單元由 多個具有微晶粒結(jié)構(gòu)的交流發(fā)光二極管或高壓直流發(fā)光二極管所組成。
17. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述發(fā)光二極管 與檢測裝置封裝在同 一單元結(jié)構(gòu)中。
18. 如權(quán)利要求17所迷的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述發(fā)光二極管 還耦接一電阻，所述發(fā)光二極管具有第一端以及第二端，所述電阻具有第一 端與第二端，所述發(fā)光二極管的第一端形成第一電極，所述發(fā)光二極管的第 一端與所述電阻的第 一端形成第二電極，所述電阻的第二端形成第三電極。
19. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，還包括控制器，根據(jù) 所述檢測結(jié)果求得并記錄所述發(fā)光單元中的微晶粒損害數(shù)量。
20. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述控制器根據(jù) 檢測結(jié)果調(diào)整輸入所述發(fā)光二極管的驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓。
21. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，還包括電流源，輸出驅(qū)動電流至所述發(fā)光二極管，并受控于所述控制器調(diào)整所 述驅(qū)動電流的大小。
22. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述電流源包括 電流鏡電路。
23. 如權(quán)利要求20所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動電流為 脈沖寬度調(diào)變信號，所述電流源為脈沖寬度調(diào)變電路，所述脈沖寬度調(diào)變電 路受控于所述控制器，用以調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)變信號的責(zé)任周期。
24. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，還包括電壓源，輸出驅(qū)動電壓至所述發(fā)光二極管，并受控于所述控制器調(diào)整所述驅(qū)動電壓的大小。
25. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中檢測裝置為一光 檢測單元，用以檢測所述發(fā)光二極管的亮度，并將一檢測結(jié)果傳送至所述控 制器。
26. 如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，當(dāng)所述發(fā)光二極管的 亮度增加時，所述控制器減少輸入所述發(fā)光二極管的驅(qū)動電流。
27. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述檢測裝置為 功率變化檢出裝置，包括光耦合器，耦接所述警示裝置，當(dāng)流經(jīng)所述發(fā)光單 元的電流增加預(yù)定值時，所述光耦合器被致能時，使得所述警示裝置中的一 警示發(fā)光二極管導(dǎo)通或關(guān)閉。
28. 如權(quán)利要求27所述的發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，其中所述光耦合器包括發(fā)光組件；以及受光組件，耦接所述警示裝置，當(dāng)流經(jīng)所述發(fā)光單元的電流量增加所述 預(yù)定值時，所述發(fā)光組件被導(dǎo)通而發(fā)光，使得所述受光組件被導(dǎo)通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的警示系統(tǒng)，包括發(fā)光單元、檢測裝置以及警示裝置。所述發(fā)光單元由多個微晶粒組成。所述檢測裝置用以檢測所述發(fā)光單元，并輸出檢測結(jié)果。所述警示裝置根據(jù)所述檢測結(jié)果顯示所述發(fā)光單元中的微晶粒的損害狀態(tài)。
文檔編號G01R31/26GK101592702SQ200810098718
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者劉芷瑄, 戴光佑, 林明德, 林明耀 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院