DE60129908T2 - LED MATRIX ASSEMBLY - Google Patents

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Description

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

  • CELLCELL
  • ZELLECELL

Claims (10)

Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis zur Beleuchtung 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, – mehreren Licht emittierenden Dioden (LEDs), welche jedes Element zur Regelung des Eingangsstroms mit jedem Element zur Regelung des Ausgangsstroms verbinden, wobei keine der Licht emittierenden Dioden parallel geschaltet ist.Light-emitting diode matrix based matrix for illumination With: - one to a first terminal of a power source coupled input terminal for receiving a current signal, - one to a second connection the power source coupled output terminal, - several, parallel to the input terminal connected elements for control the input current, - several, parallel to the output terminal connected elements for control the output current, - several Light-emitting diodes (LEDs), which control each element of the input current with each element for controlling the output current connect, with none of the light-emitting diodes connected in parallel is. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 1, wobei jede der Licht emittierenden Dioden (LEDs) eine mit einem der mehreren Elemente (R10, R12, R14, R16) zur Regelung des Eingangsstroms verbundene Anode und eine mit einem der mehreren Elemente (R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Ausgangsstroms verbundene Kathode aufweist.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 1, wherein each of the light-emitting diodes (LEDs) one with a the plurality of elements (R10, R12, R14, R16) for controlling the input current connected anode and one with one of the several elements (R18, R20, R22, R24) connected to regulate the output current cathode having. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 1, wobei die mehreren Elemente zur Regelung des Eingangsstroms von der Anzahl her den mehreren Elementen zur Regelung des Ausgangsstroms entsprechen.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 1, wherein the plurality of elements for controlling the input current of the number forth the multiple elements for regulating the output current correspond. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 1, wobei die mehreren Elemente zur Regelung des Eingangsstroms von der Anzahl her sich von den mehreren Elementen zur Regelung des Ausgangsstroms unterscheiden.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 1, wherein the plurality of elements for controlling the input current of the number comes from the plurality of elements for regulating the output current differ. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 1, wobei die mehreren Elemente (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Eingangs- und Ausgangsstroms Widerstände sind.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 1, wherein the plurality of elements (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) for controlling the input and output currents are resistors. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 1, welches in eine Leuchtdiodenanordnung integriert ist, mit weiterhin: – 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 (R10, R12, R14, R16) zur Regelung des Eingangsstroms, – mehreren, parallel zu dem Ausgangsanschluss geschalteten Elementen (R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Ausgangsstroms, – mehreren Leuchtdiodenarrays (ZELLE-1', ZELLE-2') auf Matrixstrukturbasis, wobei die Arrays zwischen den mehreren Elementen (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Eingangs- und Ausgangsstroms in Reihe geschaltet sind, wobei jedes der mehreren Leuchtdiodenarrays (ZELLE-1', ZELLE-2') auf Matrixstrukturbasis mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) umfasst, die jeden Eingangsknotenpunkt des Arrays mit jedem Ausgangsknotenpunkt des Arrays verbinden, wobei die Anzahl Ausgangsknotenpunkte jedes Arrays der Anzahl Eingangsknotenpunkte eines nachfolgenden Arrays entspricht, und wobei die Anzahl Eingangsknotenpunkte in einem ersten Array der in Reihe geschalteten, mehreren Leuchtdiodenarrays auf Matrixstrukturbasis der Anzahl der mehreren Elemente (R10, R12, R14, R16) zur Regelung des Eingangsstroms und die Anzahl Ausgangsknotenpunkte in einem letzten Array der in Reihe geschalteten, mehreren Leuchtdiodenarrays (ZELLE-1', ZELLE-2') auf Matrixstrukturbasis der Anzahl der mehreren Elemente (R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Ausgangsstroms entsprechen.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 1, which is integrated in a light emitting diode array, further comprising: - one to a first terminal of a power source coupled input terminal for receiving a current signal, - one to a second connection the power source coupled output terminal, - several, parallel to the input terminal connected elements (R10, R12, R14, R16) for controlling the input current, - several, parallel to the Output terminal connected elements (R18, R20, R22, R24) to Regulation of the output current, - Several light-emitting diode arrays (CELL-1 ', CELL-2') on matrix structure basis, wherein the arrays between the plurality of elements (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) for controlling the input and output currents are connected in series, each of the plurality of light-emitting diode arrays (CELL-1 ', CELL-2') on a matrix structure basis multiple light-emitting diodes (LEDs) that surround each input node connect the array to each output node of the array, where the number of output nodes of each array of the number of input nodes of a subsequent array, and wherein the number of input nodes in a first array of series connected multiple light emitting diode arrays on a matrix structure basis of the number of multiple elements (R10, R12, R14, R16) for controlling the input current and the number of output nodes in a last array of serially connected, multiple light emitting diode arrays (CELL-1 ', CELL-2') on matrix structure basis the number of multiple elements (R18, R20, R22, R24) for regulation correspond to the output current. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 6, wobei die mehreren Elemente (R10, R12, R14, R16) zur Regelung des Eingangsstroms von der Anzahl her den mehreren Elementen (R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Ausgangsstroms entsprechen.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 6, wherein the plurality of elements (R10, R12, R14, R16) for regulation of the input current from the number of the plurality of elements (R18, R20, R22, R24) to control the output current. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 6, wobei die Anzahl der mehreren Elemente (R30, R32, R34, R36) zur Regelung des Eingangsstroms größer als die Anzahl der mehreren Elemente (R38, R40, R42) zur Regelung des Ausgangsstroms ist.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 6, wherein the number of multiple elements (R30, R32, R34, R36) for Control of the input current greater than the number of multiple elements (R38, R40, R42) to control the Output current is. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 6, wobei die Anzahl der mehreren Elemente (R50, R52) zur Regelung des Eingangsstroms kleiner als die Anzahl der mehreren Elemente (R54, R56, R58, R60)) zur Regelung des Ausgangsstroms ist.A matrix-structured light emitting diode array according to claim 6, wherein the number of said plurality of input current regulating elements (R50, R52) is smaller than the number of said plurality of elements (R54, R56, R58, R60)) for controlling the output current. Leuchtdiodenarray auf Matrixstrukturbasis nach Anspruch 6, wobei die mehreren Elemente (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) zur Regelung des Eingangs- und Ausgangsstroms Widerstände sind.A matrix-based light-emitting diode array according to claim 6, wherein the plurality of elements (R10, R12, R14, R16, R18, R20, R22, R24) for controlling the input and output currents are resistors.
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