Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Beleuchtungssysteme, genauer
gesagt, auf eine verbesserte Arraystruktur für als Beleuchtungsquellen verwendete,
Licht emittierende Dioden.The
The present invention relates to lighting systems, more specifically
said, to an improved array structure for lighting sources used as
Light-emitting diodes.
Eine
Licht emittierende Diode (LED) ist eine Halbleiterbauelementart,
insbesondere ein pn-Übergang,
welche bei Zuführen
von Strom elektromagnetische Strahlung emittiert. Typischerweise
enthält eine
Licht emittierende Diode ein Halbleitermaterial, bei dem es sich
um eine entsprechend ausgewählte Gallium-Arsen-Phosphorverbindung
handelt. Durch Variieren des Phosphor-Arsen-Verhältnisses kann die Wellenlänge des
von einer Licht emittierenden Diode emittierten Lichts eingestellt
werden.A
Light emitting diode (LED) is a semiconductor device type,
in particular a pn junction,
which when feeding
emitted by electricity electromagnetic radiation. typically,
contains one
Light-emitting diode is a semiconductor material in which it is
a suitably selected gallium arsenic phosphorus compound
is. By varying the phosphorus-arsenic ratio, the wavelength of the
set by a light emitting diode emitted light
become.
Mit
der Weiterentwicklung von Halbleitermaterialen sowie der Optiktechnologie
werden Licht emittierende Dioden in zunehmendem Maße für Beleuchtungszwecke
verwendet. So werden zum Beispiel Licht emittierende Dioden mit
großer
Helligkeit, welche auf Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid- und Indium-Gallium-Nitrid-Technologien
basieren, laufend bei Kraftfahrzeugblinkern, Verkehrsampeln und
-schildern, großflächigen Displays
usw. eingesetzt.With
the further development of semiconductor materials and optics technology
For example, light-emitting diodes are becoming increasingly popular for lighting purposes
used. For example, light-emitting diodes are included
greater
Brightness based on aluminum-indium-gallium-phosphide and indium-gallium-nitride technologies
based, on motor vehicle blinkers, traffic lights and
signs, large displays
etc. used.
Bei
vielen der oben erwähnten
Verwendungszwecke sind mehrere Licht emittierende Dioden in einer
Arraystruktur geschaltet, um eine große Lumenmenge zu erzeugen. 1 zeigt
eine typische Anordnung von in Reihe geschalteten, Licht emittierenden
Dioden D(1)-D(n). Eine Energiequelle 1 führt den
Licht emittierenden Dioden über
einen Widerstand R1 ein Stromsignal zu, welches den Stromfluss in
den Dioden steuert. Licht emittierende Dioden, welche auf diese
Weise geschaltet sind, resultieren gewöhnlich in einer Stromversorgung
mit einem hohen Effektivitätsgrad
und einer geringen thermischen Beanspruchung.In many of the above-mentioned uses, a plurality of light-emitting diodes are connected in an array structure to produce a large amount of lumens. 1 shows a typical arrangement of series-connected, light-emitting diodes D (1) -D (n). An energy source 1 leads the light emitting diodes via a resistor R1 to a current signal which controls the current flow in the diodes. Light-emitting diodes connected in this manner usually result in a power supply with a high degree of efficiency and low thermal stress.
Gelegentlich
kann eine LED ausfallen. Der Ausfall einer LED kann entweder durch
einen Unterbrechungsfehler oder einen Kurzschlussfehler hervorgerufen
werden. Zum Beispiel kann die Licht emittierende Diode D(2) bei
Kurzschlussfehlerzustand als ein Kurzschluss wirken, wobei Strom
von der Licht emittierenden Diode D(1) durch die Licht emittierende
Diode D(2) (welche kein Licht erzeugt) zu D(3) fließen kann.
Dagegen wirkt die Licht emittierende Diode D(2) bei einem Unterbrechungsfehlerzustand
als offener Stromkreis und bewirkt als solcher, dass das gesamte
Array von 1 erlischt.Occasionally, an LED may fail. The failure of an LED can be caused by either an interrupt error or a short circuit fault. For example, in the short-circuit fault state, the light-emitting diode D (2) may act as a short circuit, with current flowing from the light-emitting diode D (1) through the light-emitting diode D (2) (which does not generate light) to D (3) can. In contrast, the light emitting diode D (2) acts as an open circuit in an interruption failure state, and as such, causes the entire array of 1 goes out.
Um
sich dieser Situation näher
zu widmen, wurden weitere Anordnungen von Licht emittierenden Dioden
vorgeschlagen. 2A zeigt zum Beispiel eine weitere
typische Anordnung von Licht emittierenden Dioden, welche aus mehreren
parallel geschalteten Zweigen aus Licht emittierenden Dioden 10, 12, 14 und 16 besteht.
Jeder Zweig umfasst in Reihe geschaltete, Licht emittierende Dioden
wie in 1. In 2A umfasst
Zweig 10 in Reihe geschaltete, Licht emittierende Dioden
D1(1) bis D1(n); Zweig 12 umfasst Licht emittierende Dioden D2(1) bis
D2(n); Zweig 14 umfasst Licht emittierende Dioden D3(1)
bis D3(n); und Zweig 16 umfasst Licht emittierende Dioden D4(1)
bis D4(n). Stromquelle 2 führt
den Zweigen 10, 12, 14 und 16 über einen
Widerstand R2 ein Stromsignal zu.To further address this situation, other arrangements of light emitting diodes have been proposed. 2A For example, there is shown another typical arrangement of light-emitting diodes, which consists of a plurality of parallel-connected branches of light-emitting diodes 10 . 12 . 14 and 16 consists. Each branch includes series connected light emitting diodes as in FIG 1 , In 2A includes branch 10 series-connected light-emitting diodes D1 (1) to D1 (n); Branch 12 includes light emitting diodes D2 (1) to D2 (n); branch 14 comprises light emitting diodes D3 (1) to D3 (n); and branch 16 includes light emitting diodes D4 (1) to D4 (n). Power source 2 leads the branches 10 . 12 . 14 and 16 via a resistor R2 to a current signal.
Licht
emittierende Dioden, welche auf diese Weise geschaltet sind, weisen
einen höheren
Zuverlässigkeitsgrad
als Licht emittierende Dioden, die gemäß der in 1 dargestellten
Anordnung geschaltet sind, auf. In einem Unterbrechungsfehlerzustand bewirkt
der Ausfall einer Licht emittierenden Diode in einem Zweig, dass
sämtliche
Licht emittierende Dioden in diesem Zweig erlöschen, ohne dass die Licht emittierenden
Dioden in den verbleibenden Zweigen signifikant beeinträchtigt werden.
Jedoch ist die Tatsache, dass alle Licht emittierende Dioden eines
bestimmten Zweiges durch einen Unterbrechungsfehler einer einzelnen
Licht emittierenden Diode erlöschen, noch
immer ein nicht wünschenswertes
Ergebnis. Im Unterbrechungsfehlerzustand kann der Ausfall einer Licht
emittierenden Diode eines ersten Zweiges bewirken, dass dieser Zweig
im Vergleich zu den anderen Zweigen einen höheren Stromfluss aufweist.
Der erhöhte
Stromfluss durch einen einzelnen Zweig kann bewirken, dass die restlichen,
Licht emittierenden Dioden in einer anderen Stärke als die Licht emittierenden
Dioden der restlichen Zweige leuchten. Dieses ist ebenfalls ein
nicht wünschenswertes
Ergebnis.Light-emitting diodes which are connected in this way have a higher degree of reliability than light-emitting diodes, which according to the in 1 are shown, switched on. In an open failure state, failure of a light emitting diode in a branch causes all light emitting diodes in that branch to go out without significantly affecting the light emitting diodes in the remaining branches. However, the fact that all the light-emitting diodes of a particular branch go out due to an interruption failure of a single light-emitting diode is still an undesirable result. In the interrupt error state, failure of a light emitting diode of a first branch may cause that branch to have a higher current flow compared to the other branches. The increased current flow through a single branch may cause the remaining light emitting diodes to glow in a different magnitude than the light emitting diodes of the remaining branches. This is also an undesirable result.
Es
wurden noch weitere Anordnungen von Licht emittierenden Dioden vorgeschlagen,
um dieses Problem zu beheben. 2B zeigt
zum Beispiel eine weitere typische Anordnung von Licht emittierenden
Dioden, wie diese bei Beleuchtungssystemen nach dem Stand der Technik
eingesetzt wird. Die Anordnung von 2B gleicht
im Wesentlichen dieser von 2A mit
der Ausnahme, dass zwischen benachbarten Zweigen von Licht emittierenden
Dioden Shunts geschaltet sind. Im Einzelnen ist zwischen den Licht
emittierenden Dioden D1(1)/D1(2), D2(1)/D2(2), D3(1)/D3(2) und D4(1)/D4(2)
Shunt 4 angeordnet und verbindet die Zweige 10, 12, 14 und 16 miteinander.
Shunts 5 und 6 sind zwischen jeweiligen Licht
emittierenden Dioden der Zweige 10, 12, 14 und 16 ebenfalls
angeordnet und verbinden die Zweige miteinander.Other arrangements of light emitting diodes have been proposed to remedy this problem. 2 B For example, there is shown another typical arrangement of light-emitting diodes as used in prior art lighting systems. The arrangement of 2 B This is essentially the same as 2A with the exception that shunts are connected between adjacent branches of light-emitting diodes. Specifically, between the light-emitting diodes D1 (1) / D1 (2), D2 (1) / D2 (2), D3 (1) / D3 (2) and D4 (1) / D4 (2) shunt 4 arranged and connects the branches 10 . 12 . 14 and 16 together. shunts 5 and 6 are between respective light-emitting diodes of the branches 10 . 12 . 14 and 16 also arranged and connect the branches with each other.
Licht
emittierende Dioden, welche auf diese Weise geschaltet sind, weisen
einen noch höheren Zuverlässigkeitsgrad
als Licht emittierende Dioden, die gemäß den in 1 oder 2A dargestellten Anordnungen
geschaltet sind, auf. Dieses ergibt sich, da in einem Unterbrechungsfehlerzustand
kein gesamter Zweig auf Grund des Ausfalls einer einzelnen Licht
emittierenden Diode in diesem Zweig erlischt. Stattdessen fließt Strom über die
Shunts, um die ausgefallene, Licht emittierende Diode zu umgehen.Light-emitting diodes which are connected in this way have an even higher degree of reliability than light-emitting diodes which, according to the embodiments described in US Pat 1 or 2A shown Arrangements are switched on. This results because in an interrupt error state, no entire branch goes out due to the failure of a single light emitting diode in that branch. Instead, current flows through the shunts to bypass the failed light-emitting diode.
Jedoch
liegt in dem Kurzschlussfehlerzustand an einer ausfallenden, Licht
emittierenden Diode keine Spannung an, wodurch bewirkt wird, dass der
gesamte Strom durch den Zweig mit der ausgefallenen, Licht emittierenden
Diode fließt.
So fließt zum
Beispiel bei einem Kurzschluss der Licht emittierenden Diode D1(1)
Strom durch den oberen Zweig. Damit erlöschen bei der in 2B dargestellten
Anordnung bei einem Kurzschluss einer einzelnen Licht emittierenden
Diode ebenfalls die entsprechenden Licht emittierenden Dioden D2(1),
D3(1) und D4(1) in jedem der anderen Zweige.However, in the short circuit fault condition, no voltage is applied to a failing light emitting diode, causing all the current to flow through the branch with the failed light emitting diode. For example, in the event of a short circuit of the light emitting diode D1 (1), current flows through the upper branch. Thus extinguish at the in 2 B in the case of a short circuit of a single light emitting diode, the corresponding light emitting diodes D2 (1), D3 (1) and D4 (1) in each of the other branches are also shown.
Die
in 2B dargestellte Anordnung weist ebenfalls weitere
Probleme auf. Zum Beispiel ist es, um sicherzustellen, dass alle
Licht emittierenden Dioden in der Anordnung die gleiche Helligkeit
aufweisen, bei der Anordnung erforderlich, dass parallel geschaltete,
Licht emittierende Dioden angepasste Vorwärtsspannungscharakteristiken
aufweisen. Zum Beispiel müssen
Licht emittierende Dioden D1(1), D2(1), D3(1) und D4(1), welche
parallel geschaltet sind, eng angepasste Vorwärtsspannungscharakteristiken
aufweisen. Ansonsten variiert der Stromfluss durch die Licht emittierenden
Dioden, was darin resultiert, dass die Licht emittierenden Dioden
eine ungleiche Helligkeit aufweisen.In the 2 B arrangement shown also has other problems. For example, to ensure that all the light-emitting diodes in the array have the same brightness, it is required in the arrangement that parallel-connected light-emitting diodes have matched forward voltage characteristics. For example, light-emitting diodes D1 (1), D2 (1), D3 (1) and D4 (1), which are connected in parallel, must have closely matched forward voltage characteristics. Otherwise, the current flow through the light emitting diodes will vary, resulting in the light emitting diodes having uneven brightness.
Um
dieses Problem variierender Helligkeit zu verhindern, müssen die
Vorwärtsspannungscharakteristiken
jeder Licht emittierenden Diode vor deren Verwendung getestet werden.
Darüber
hinaus müssen
Gruppen von Licht emittierenden Dioden mit gleichen Spannungscharakteristiken
in eng zusammengefasste Gruppen (d.h. Gruppen von Licht emittierenden
Dioden, bei denen die Vorwärtsspannungscharakteristiken
nahezu identisch sind) unterteilt werden. Die eng zusammengefassten
Gruppen von Licht emittierenden Dioden müssen dann parallel zueinander
in einer Leuchtdiodenanordnung angebracht werden. Dieses Unterteilungsverfahren
ist kostenaufwändig,
zeitaufwändig
und ineffizient.Around
To prevent this problem of varying brightness, the
Forward voltage characteristics
each light-emitting diode should be tested before use.
About that
have to go out
Groups of light-emitting diodes with the same voltage characteristics
into tightly grouped groups (i.e., groups of light-emitting groups)
Diodes in which the forward voltage characteristics
almost identical) are divided. The closely summarized
Groups of light-emitting diodes must then be parallel to each other
be mounted in a light emitting diode array. This subdivision procedure
is costly,
time consuming
and inefficient.
Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Leuchtdiodenarray
vorzusehen, bei dem im Falle eines Ausfalls einer der Licht emittierenden
Dioden die restlichen, Licht emittierenden Dioden beleuchtet bleiben.Of the
The invention is based on the object, an improved light-emitting diode array
to provide, in the event of failure of one of the light-emitting
Diodes remain lit the remaining, light-emitting diodes.
Des
Weiteren liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Leuchtdiodenarray vorzusehen, bei dem die Charakteristiken der Licht
emittierenden Dioden nicht eng angepasst werden müssen.Of
Another object of the invention is to provide an improved
Provide light emitting diode array, in which the characteristics of the light
emitting diodes do not need to be closely adapted.
Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
ein Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis gelöst mit:
einem an einen ersten Anschluss einer Stromquelle gekoppelten Eingangsanschluss
zum Empfang eines Stromsignals; einem an einen zweiten Anschluss
der Stromquelle gekoppelten Ausgangsanschluss; mehreren, parallel
zu dem Eingangsanschluss geschalteten Elementen zur Regelung des
Eingangsstroms; mehreren, parallel zu dem Ausgangsanschluss geschalteten
Elementen zur Regelung des Ausgangsstroms; sowie mehreren Licht emittierenden
Dioden, welche jedes Element zur Regelung des Eingangsstroms mit
jedem Element zur Regelung des Ausgangsstroms verbinden, wobei keine
der Licht emittierenden Dioden parallel geschaltet ist.These
Tasks are performed according to the invention
a matrix-based light-emitting diode array solved with:
a input terminal coupled to a first terminal of a power source
for receiving a current signal; one to a second port
the power source coupled output terminal; several, in parallel
to the input terminal connected elements for controlling the
Input current; several, connected in parallel to the output terminal
Elements for controlling the output current; as well as several light-emitting
Diodes, which each element to control the input current with
connect each element to control the output current, with no
the light emitting diode is connected in parallel.
US 6 194 839 , eingereicht
am 1. November 1999, übertragen
auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung, offenbart ein
LED-Array auf Gitterstrukturbasis zu Beleuchtungszwecken, welches
dieses Problem löst.
Im Einzelnen weist das Beleuchtungssystem, wie in 3A dargestellt,
eine Energiequelle 3 zur Steuerung eines Stromsignals durch
ein Paar parallel angeordnete, elektrisch leitende Zweige 20 und 22 auf,
wobei jeder Zweig mehrere in Reihe geschaltete, Licht emittierende
Dioden D1(1)-D1(n) und D2(1)-D2(n) umfasst. In jedem Zweig ist der
Anodenanschluss jeder Licht emittierenden Diode über einen Shunt mit dem Kathodenanschluss
einer entsprechenden, Licht emittierenden Diode eines benachbarten
Zweiges mit einer weiteren Licht emittierenden Diode (DS1(1)-DS(n), DS2(1)-DS2(n))
verbunden. Diese Anordnung ermöglicht
die Verwendung von Licht emittierenden Dioden mit unterschiedlichen
Vorwärtsspannungscharakteristiken,
wobei noch immer sichergestellt ist, dass sämtliche Licht emittierende
Dioden im Wesentlichen die gleiche Helligkeit aufweisen. Im Falle
eines Ausfalls einer Licht emittierenden Diode eines Zweiges erfolgt
kein Erlöschen
der restlichen, Licht emittierenden Dioden in diesem Zweig. 3B zeigt
die auf mehrere parallele Zweige (20, 22 und 24)
erweiterte, obige Anordnung. US Pat. No. 6,194,839 , filed on Nov. 1, 1999, assigned to the assignee of the present application, discloses a lattice-based LED array for illumination which solves this problem. In detail, the lighting system, as in 3A represented, an energy source 3 for controlling a current signal through a pair of electrically conductive branches arranged in parallel 20 and 22 each branch comprising a plurality of light emitting diodes D1 (1) -D1 (n) and D2 (1) -D2 (n) connected in series. In each branch, the anode terminal of each light emitting diode is shunted to the cathode terminal of a corresponding light emitting diode of an adjacent branch having another light emitting diode (DS1 (1) -DS (n), DS2 (1) -DS2 (n )) connected. This arrangement allows the use of light-emitting diodes with different forward voltage characteristics, while still ensuring that all the light-emitting diodes have substantially the same brightness. In the event of failure of a light-emitting diode of a branch, there will be no extinction of the remaining light-emitting diodes in this branch. 3B points to several parallel branches ( 20 . 22 and 24 ) extended, above arrangement.
Die
Anmelder haben festgestellt, dass diese Anmeldung auf eine mehr
verallgemeinerte Struktur erweitert werden kann. In einem in dem
Bell System Technical Journal, Band 27, Seiten 379-423, Juli 1948,
erschienenen Artikel offenbart C.E. Shannon eine in 4A dargestellte
Kanalausführung
in Informationstheorie, wobei Eingangsfolgen durch Punkte auf der
linken Seite und Ausgangsfolgen durch Punkte auf der rechten Seite
dargestellt sind. Der Fächer aus
Schrägstrichen
stellt den Bereich möglicher
Ursachen für
einen typischen Ausgang dar. Die Anmelder haben festgestellt, dass
diese Kanalausführung für ein Leuchtdiodenarray
verwendet werden kann, in dem, wie in 4B dargestellt,
Licht emittierende Dioden die Linien in 4A ersetzen.
So angeordnet sind keine zwei Licht emittierende Dioden parallel
zueinander vorgesehen, und der Ausfall einer der Licht emittierenden
Dioden, sei es durch Kurzschluss oder Unterbrechungsfehler hervorgerufen,
beeinträchtigt bei
dieser Ausführung
nicht die Betriebsfähigkeit
der restlichen, Licht emittierenden Dioden.Applicants have found that this application can be extended to a more generalized structure. In an article published in the Bell System Technical Journal, Vol. 27, pp. 379-423, July 1948, CE Shannon discloses an in 4A illustrated channel execution in information theory, wherein input sequences are represented by points on the left side and output sequences by points on the right side. The fan of slashes represents the range of possible causes for a typical output. Applicants have found that this channel design can be used for a light emitting diode array like in 4B shown light emitting diodes the lines in 4A replace. Thus arranged, no two light-emitting diodes are provided in parallel with each other, and the failure of one of the light-emitting diodes, whether caused by a short circuit or an open failure, does not affect the operability of the remaining light-emitting diodes in this embodiment.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:embodiments
The invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
Show it:
1 – eine bekannte,
in Reihe geschaltete Anordnung von Licht emittierenden Dioden; 1 A known series-connected arrangement of light-emitting diodes;
2A – eine bekannte,
in Reihe/parallel geschaltete Anordnung von Licht emittierenden
Dioden, während 2B die
Anordnung von 1 mit, die in Reihe geschalteten
Zweige untereinander verbindenden Shunts zeigt; 2A - A known, in series / parallel arrangement of light-emitting diodes, while 2 B the arrangement of 1 with, showing serially connected branches interconnecting shunts;
3A – eine Gitteranordnung
von Licht emittierenden Dioden mit über Kreuz geshunteten, die
beiden Zweige verbindenden, Licht emittierenden Dioden, während 3B die
auf zusätzliche
Zweige erweiterte Anordnung von 3A zeigt; 3A A grating array of light emitting diodes with crosshatched light emitting diodes connecting the two branches 3B the arrangement extended to additional branches of 3A shows;
4A – die schematische
Darstellung der Relationen zwischen Eingängen und Ausgängen in einem
Kanal, während 4B die
schematische Darstellung von 4A zeigt,
wobei die Relationen durch Licht emittierende Dioden ersetzt sind; 4A - The schematic representation of the relations between inputs and outputs in a channel, while 4B the schematic representation of 4A shows, wherein the relations are replaced by light-emitting diodes;
5 – ein erstes
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anmeldung,
wobei die Anzahl Eingangsknoten der Anzahl Ausgangsknoten entspricht; 5 A first embodiment of the application according to the invention, wherein the number of input nodes corresponds to the number of output nodes;
6 – ein zweites
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anmeldung,
wobei die Anzahl Eingangsknoten größer als die Anzahl Ausgangsknoten
ist; 6 A second embodiment of the application according to the invention, wherein the number of input nodes is greater than the number of output nodes;
7 – ein drittes
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Anmeldung,
wobei die Anzahl Eingangsknoten geringer als die Anzahl Ausgangsknoten
ist; 7 A third embodiment of the application according to the invention, wherein the number of input nodes is less than the number of output nodes;
8 – mehrere
in Reihe geschaltete Zellen von Licht emittierenden Dioden; 8th A plurality of series-connected cells of light-emitting diodes;
9 – die Anordnung
von 8 unter Anwendung des Ausführungsbeispiels von 5;
sowie 9 - the arrangement of 8th using the embodiment of 5 ; such as
10 – die Anordnung
von 8 unter Anwendung der Ausführungsbeispiele von 6 und 7. 10 - the arrangement of 8th using the embodiments of 6 and 7 ,
5 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Leuchtdiodenarrays auf Matrixstrukturbasis, wobei eine Energiequelle 4 einem
Leuchtdiodenarray ein Stromsignal zuführt. Im Einzelnen sind Widerstände R10,
R12, R14 und R16 parallel zu der Energiequelle 4 geschaltet.
Auf der anderen Seite des Leuchtdiodenarrays sind Widerstände R18,
R20, R22 und R24 parallel zu einem Erdanschluss geschaltet. Licht
emittierende Dioden, LEDs, werden dann eingesetzt, um jeden der
Widerstände
R10, R12, R14 und R16 mit jedem der Widerstände R18, R20, R22 und R24 zu
verbinden. Wie bei Betrachtung von 5 ersichtlich,
sind auf Grund der Einbeziehung der Eingangs- und Ausgangswiderstände keine
zwei Licht emittierende Dioden parallel geschaltet. Folglich bleiben
bei einem Ausfall einer der Licht emittierenden Dioden, sei es in
einem Kurzschlussfehler- oder einem Unterbrechungsfehlerzustand,
alle anderen Licht emittierenden Dioden beleuchtet. 5 shows a first embodiment of a matrix-based light-emitting diode array, wherein a power source 4 supplying a current signal to a light emitting diode array. Specifically, resistors R10, R12, R14 and R16 are in parallel with the power source 4 connected. On the other side of the light-emitting diode array, resistors R18, R20, R22 and R24 are connected in parallel with a ground terminal. Light emitting diodes, LEDs, are then used to connect each of resistors R10, R12, R14 and R16 to each of resistors R18, R20, R22 and R24. As with viewing of 5 As can be seen, due to the inclusion of the input and output resistors, no two light-emitting diodes are connected in parallel. Consequently, if one of the light-emitting diodes fails, whether in a short-circuit fault or an open-failure condition, all the other light-emitting diodes remain illuminated.
Wie
durch das Diagramm in 4B vorgeschlagen, kann der Grundgedanke
der vorliegenden Erfindung auf den Zustand erweitert werden, in
welchem sich die Anzahl Eingangsknoten von der Anzahl Ausgangsknoten
unterscheidet. Im Einzelnen zeigt 6 ein Ausführungsbeispiel,
wobei 4 Eingangsknoten, dargestellt als Widerstände R30, R32, R34 und R36,
dagegen nur 3 Ausgangsknoten, dargestellt als Widerstände R38,
R40 und R42, vorgesehen sind. Ebenso wie in 5 verbinden
LEDs jeden der Widerstände
R30, R32, R34 und R36 mit jedem der Widerstände R38, R40 und R42. Auch
in diesem Fall sind keine zwei Licht emittierende Dioden parallel
geschaltet.As indicated by the diagram in 4B proposed, the basic idea of the present invention can be extended to the state in which the number of input nodes differs from the number of output nodes. In detail shows 6 an embodiment, wherein 4 input nodes, shown as resistors R30, R32, R34 and R36, however, only 3 output nodes, shown as resistors R38, R40 and R42, are provided. As well as in 5 LEDs connect each of the resistors R30, R32, R34 and R36 to each of the resistors R38, R40 and R42. Also in this case, no two light-emitting diodes are connected in parallel.
7 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem 2 Eingangsknoten, dargestellt als Widerstände R50
und R52, und 4 Ausgangsknoten, dargestellt als Widerstände R54,
R56, R58 und R60, vorgesehen sind. Auch hier verbinden LEDs, ebenso wie
in 5, jeden der Widerstände R50 und R52 mit jedem der
Widerstände
R54, R56, R58 und R60. Wie bei den Ausführungsbeispielen von 5 und 6 sind
keine zwei Licht emittierende Dioden parallel geschaltet. 7 shows a further embodiment in which 2 input nodes, shown as resistors R50 and R52, and 4 output nodes, shown as resistors R54, R56, R58 and R60, are provided. Again, LEDs connect, as well as in 5 , each of the resistors R50 and R52 with each of the resistors R54, R56, R58 and R60. As in the embodiments of 5 and 6 There are no two light-emitting diodes connected in parallel.
Während die
Ausführungsbeispiele
von 5 bis 7 jeweils eine Leuchtdiodenzelle
mit der Breite einer Licht emittierenden Diode zeigen, können mehrere
dieser Zellen, wie in 8 schematisch dargestellt, in
Reihe zusammengeschaltet sein. Die einzige Bedingung ist, dass die
Anzahl Ausgangsanschlüsse
einer Zelle, zum Beispiel ZELLE-1, der Anzahl Ausgangsanschlüsse einer
nachfolgenden Zelle, zum Beispiel ZELLE-2, entsprechen muss. 9 zeigt
eine Erweiterung des Ausführungsbeispiels
von 5, in welchem zwei der Leuchtdiodenzellen von 5,
angegeben als ZELLE-1' und
ZELLE-2', in Reihe
angeordnet sind. Es sei erwähnt,
dass die Ausgangswiderstände
von ZELLE-1' und
die Eingangswiderstände
von ZELLE-2' nicht
erforderlich sind.While the embodiments of 5 to 7 each show a light emitting diode cell with the width of a light emitting diode, more of these cells, as in 8th shown schematically, be connected in series. The only condition is that the number of output terminals of a cell, for example, CELL-1, must equal the number of output terminals of a subsequent cell, for example, CELL-2. 9 shows an extension of the embodiment of 5 , in which two of the LED cells of 5 , indicated as CELL-1 'and CELL-2', are arranged in series. It should be mentioned that the output resistors of CELL-1 'and the input resistors of CELL-2' are not required.
10 zeigt
eine Erweiterung von 6 und 7, bei welcher
ZELLE-1'' die Leuchtdiodenzelle von 7,
ZELLE-2'' dagegen die Leuchtdiodenzelle von 6 darstellt. 10 shows an extension of 6 and 7 in which CELL-1 '' the LED cell of 7 "CELL-2" on the other hand, the LED cell of 6 represents.
Inschrift der ZeichnungInscription of the drawing
8, 9, 10 8th . 9 . 10