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Leuchtanordnung für dekorative Zwecke Die Erfindung betrifft eine
Leuchtanordnung für dekorative Zwecke mit einer Stromquelle, einem Schalter und
mindestens einer Lichtquelle.
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Der dekorative Eindruck von Kleidung und Schmuck,wie Kleider, Anzüge,
Knöpfe, Kravattennadeln, Halsketten, Ohrringe, Armbänder, Broschen und Ringe, hängt
hauptsächlich vom reflektierten Licht ab. Die Kleidungs- und Schmuckstücke bestehen
im allgemeinen aus mehr oder weniger reflektierendem Werkstoff und je stärker das
Reflexionsvermögen des Werkstoffs ist, desto größer wird der Schmuckeffekt.
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Zur Erhöhung der Lichtwirkung ist es bekannt, kleine Glühlampen zu
verwenden, die von einer Batterie gespeist werden.
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Solche Glühlampen können zwar sehr klein gebaut werden, erzeugen aber
Wärme und haben eine kurze Lebensdauer, sowie einen hohen Stromverbrauch. Deswegen
hat sich die Verwendung von Glühlampen als leuchtendes Schmuckelement nicht durchPesetzt«
Die
Erfindung hat die Aufgabe, eine Lichtquelle zur Verfügung zu stellen, die für dekorative
Zwecke besser geeignet ist als eine Glühlampe. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße
Leuchtanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle als Leuchtdiode ausgebildet
ist, die in einer elektrisch mit der Stromquelle und dem Schalter verbundenen Fassung
sitzt.
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Die vor kurzem entwickelten Leuchtdioden haben für den gedachten Zweck
viele Vorteile. So sind sie klein und leicht, bei niedriger Betriebsspannung mit
geringer Leistung zu betreiben, leuchtkräftig bei geringer Stromstärke und erzeugen
nur vernachlässigbar kleine Wärmemengen. Ferner werden die Leuchtdioden durch Erschütterungen
und Stöße kaum beeinträchtigt, haben eine lange Lebensdauer und können je nach der
Art des verwendeten Halbleiterwerkstoffs Licht mit verschiedenen Wellenlängen liefern.
Es wurde gefunden, daß Leuchtdioden als ideales leuchtendes Schmuckelement verwendbar
sind. Da die Leuchtdiode im Betrieb selbstleuchtend ist, hat sie eine unvergleichlich
größere Schmuckwirkung als die bekannten dekorativen Elemente, die erst beim Auftreffen
äußeren Lichtes aufleuchten, Die Ein- und Ausschaltung der Leuchtdbden kann entweder
von Hand oder selbsttätig geschehen; für die letztere Anwendung stehen elektronische
Schaltungen zur !eTfiit;jimg.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand
der Zeichnung beschrieben. Hierin sind Fig. 1A und 1B eine schematische Darstellung
und ein Schaltbild einer efindungsgemäßen Leuchtanordnung, Fig. 2A bis 2F die Einzeldarstellung
der Bauteile einer erfindungsgemaßen Leuchtanordnung, Fig. 3A und 3B schematische
DarstellungeFéiner anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3C eine Darstellung
eines Einzelteils derselben in größerem Maßstab, Fig. 4 bis 6 schematische Darstellungen
von Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung, Fig. 7A und 7B Schaltbilder einer Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 8A und 8B Schaltbiler-einer weiteren Ausführungs£orm der Erfindung,
Fig. 9 ein Schaltbild der Verbindung zwischen einem Ringzähler und den Leuchtdioden,
Fig. 10 und 11 Darstellungen der Anordnung:.der Leuchtdioden auf den Flügeln eines
Schmetterlings, Fig. 12 die schematische Darstellung eines Anwendungslveispiels
der Erfindung bei einem Kleid und
Fig. 13A bis 13C Darstellungen
von Schmuckstücken unter Anwendung der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Fig. 1A bedeutet
LED eine Leuchtdiode mit den Anschlußstiften 1, die in einer Fassung 2 stecken.
Die Fassung ist an einem dekorativen Teil 3 (z.B. einem Kleidungsstück) befestigt
und elektrisch mit einem Stromversorgungsteil 4 verbunden, der eine Batterie PS
und einen Schalter S enthält.
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Diese Leuchtanordnung kann in der verschiedensten Weise für dekorative
Zwecke verwendet werden. Beispielsueise ist die Anordnung an einer ornamental wirksamen
Stelle (z.B. in der Mitte eines Blumenmusters) eines Kleidungsstückes befestigt,
indem die Anschlußstifte der Diode durch den Stoff gesteckt sind. Auf der Rückseite
des Kleidungsstückes befindet sich die Fassung 2. Die Fassung ist unmittelbar mit
dem Stromversorgungsteil 4 verbunden. Nach Schließung des Schalters S leuchtet die
Diode LED auf.
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Fig. 1B zeigt eine Anordnung, bei der vier Leuchtdoden LED über eine
Leitung 5 parallel an das Stromversorgungsgerät 4 angeschlossen sind. Es leuchten
also alle Dioden auf, wenn der Schalter S geschlossen wird. Beispielsveise sind
die Leuchtdioden an ornamental wirksamen Stellen eines Kleidungsmusters in der oben
angegebenen Weise befestigt. Die
dekorative Wirkung kann gesteigert
werden, wenn die Leuchtdioden so gewählt sind, daß sie in verschiedenen Farben (z.B.
grün und rot) aufleuchten.
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Der Durchmesser einer Leuchtdiode LED beträgt weniger als 4 mm, wobei
eine kräftige Lichtemission mit einer Leistung von weniger als 100 mW erzielt werden
kann. Es genügt also eine kleine Batterie zum Betrieb; z.B. kann eine Knopfzelle
mit der Spannung 1,5 V zum Betrieb von 10 Leuchtdioden mit hoher Leuchtkraft verwendet
werden. Dadurch kann das Stromversorgungsgerät äußerst klein ausgebildet werden;
beispielsweise kann es auf der Rückseite des Kleidungsstückes befestigt oder in
eine kleine Tasche gesteckt werden.
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Fig. 2Azeigt eine einzelne Leuchtdiode mit ihrer Befestigung.
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Die Leuchtdiode LED hat die Anschlußstifte 1 und 1'. Um zwischen den
beiden Polen zu unterscheiden, empfiehlt es sich, den positiven Stift 1 dicker als
den negativen Stift 1' zu machen oder die beiden Stifte farblich voneinander zu
unterscheiden.
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Fig. 2B zeigt die zugehörige Fassung mit Buchsen 22 und 22' in einer
isolierenden Platte 21 zum Einführen der Anschlußstifte 1 und 1'. Von den Buchsen
22 und 22' führen Verbindungsdrähte 23 und 23' zu dem in Fig. 2D dargestellten Stromversorgungsgerät
4. Fig. 2C ist eine Draufsicht der Fassung nach Fig-. 23. In Fig. 2D sind ein isolierendes
Gehäuse 41, eine Schraubkappe 42, ein drehbarer Schaltknopf 43 und Anschlußdrähte
.44, 44t zu erkennen. Der positive Anschlußdrah. 44
ist dicker oder
von abweichender Farbe als der negative Anschlußdraht 44'.
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Fig. 2E ist eine Schnittdarstellung des Stromversorgungsgerätes. Es
enthält zwei in Serie geschaltete Quecksilberzellen 45 und 46, deren positiver Pol
über eine Kontaktfeder 47 in Verbindung mit der positiven Leitung 44 steht. Durch
Drehen des Knopfes 43 wird das vordere Ende 48 einer mit dem Knopf verbundenen Schraube
in Berührung mit dem negativen Pol der Quecksilberzelle 45 gebracht, so daß der
Stromkreis zu der negativen Leitung 44' über das leitende Gehäuse 41 und die Schraubkappe
42 geschlossen wird. Fig. 2F zeigt den Schalter im geöffneten Zustand.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Leuchtdioden LED' sind in durchsichtige Teile 6 (z.B. aus Glas
oder Kunststoff) eingebettet; ihre Anschlußstift 6t führeinach außen und sind mit
dem Stromversorgungsgerät 4' verbunden. Die Außenfläche der durchsichtigen oder
durchscheinenden Teile 6 ist so ausgebildet, daß die Lichtstrahlung und damit die
Schmuckwirkung erhöht wird. Fig. 3C zeigt im einzelnen das Aussehen eines solchen
Teils 6. Diese Anordnunq ist ebenso wie diejenige nach Fig. 1 -zur Anbringung an
der Kreidung -geeignet
Fig. 4 - 6 zeigen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung. Fig. 4 zeigt die Anbringung von Leuchtdioden LED an einem Haarschmuck,
Fig. 5 an einem Kleidungsornament, einer Brosche und einer Gürtelschnalle. In Fig.
6 sind Leuchtdioden LED und LED' an Kleidern, Knöpfen, Broschen und Ohrringen angeordnet.
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Wenn mehrere Leuchtdioden verwendet werden, lassen sie sich entweder
in Serie oder parallel an ein gemeinsames Stromversorgungsgerät anschließen. Die
Abmessungen desselben sind so gering, daß es selbst als Schmuckelement ausgebildet
werden kann.
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In den bisherigen Beispielen wurde die Leuchtanordnung beim Tragen
ständig eingeschaltet gelassen. Es läßt sich aber auch ein dynamischer dekorativer
Effekt erzielen, insbesondere wenn die Leuchtdioden in einem Raum,z.B. an den Wänden
und der Decke, befestigt sind. Sie können dann synchron mit der Musik in verschiedenen
Farben aufleuchten oder periodisch selbsttätig ein- und ausgeschaltet werden, ohne
von einem äußeren Signal abzuhängen.-Eine solche Anordnung ist beispielsweise inFig.
7-dargestellt.
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Die verschiedenen Leuchtelemente werden synchron mit dem-Frequenzspektrum
von stereophoner Musik oder dgl. in verschiedenen Farben zum Aufleuchten gebracht.
Die Leuchtdioden 81,
82 ... , 8m (z.B. GaAs-Leuchtdioden) werden
von einem Bandfilterverstärker 8 gespeist. Entsprechend werden die Leuchtdioden
91, 92 ..., 9m von einem Bandfilterverstärker 9, weitere Leuchtdioden von weiteren
Bandfilterverstärkern, n2 ..., n von einem Bandfilterverstärker n gespeist. Diese
Leuchtdioden haben verschiedene Farben; z.B. leuchten die Elemente 81, 82,..., 8m
rot, die Elemente 91, 92..., 9m orange und die Elemente n1, n2, ..., nm grün. Die
Anzahl der Einzeldioden in jeder Farbgruppe braucht nicht überall die gleiche zu
sein, sondern kann wild gewählt werden.
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Der in Fig. 7B im einzelnen dargestellte Bandfilterverstärker 8 ist
so ausgebildet, daß der von einer Musikquelle 7 gelieferte Signalstrom im Verstärker
Tr1 verstärkt wird; anschließend wird die Frequenz des verstärkten Signals in dem
Bandfilter Ct und C2 im Kollektorkreis ausgesiebt. Das ausgesiebte Frequenzband
wird einer zweiphasigen Einweggleichrichtung unterworfen und dann auf die Transistoren
Tr3 und Tr4 gegeben, die zur Speisung der Leuchtdioden 81, 8 2,..., 8m dienen. Die
Bandfilterverstärker 9, ..., n sind in gleicher Weise aufgebaut, jedoch auf andere
Durchlaßfrequenzen abgestimmt, so daß beispielsweise das Hörfrequenzband von 20
- 20.000 kHz in die Frequenzbänder 224 34 fn aufgeteilt wird.
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Die einzelnen Leuchtdiodengruppen flackern also im Rhyinus der verschiedenen
Frequenzbeeiche, die von den Verstärkern
aus dem vom Mikrophon
7 auPgenommenen Musikspektrum ausgefiltert werden. So kann die Leuchtvorrichtung
als sichtbare Darstellung akustischer Vorgänge dienen.
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Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anlage wie Fig. 7, jedoch angepaßt an die
Verwendung integrierter Schaltungen. Den Verstärkern 8', 9', ... n' sind logische
Negationsglieder INV2, INV3, ..,SINVn und Verknüpfungsglieder N2, N3,...,Nn nachgeschaltet.
Die Negationsglieder invertieren die Ausgangssignale 8x, 9x, ...,nx der einzelnen
Verstärker zu Signalen 8y, 9y, ...ny, die in verschiedenen Kombinationen den Verknüpfungsgliedern
N2, N3, ..., Nn zugeführt werden, um die Leuchtdiodengruppen 81, 82,..*,8m usw.
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zu speisen.
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Die in den verschiedenen Verstärkern verwendeten Filter sind nicht
wie im vorigen Ausführungsbeispiel Bandfilter, sondern Tiefpässe mit den Elementen
R1, C1, R2 und C2, wie Fig. 8B zeigt. Ihre Grenzfrequenzen sind so bestimmt, daß
gilt f2<f3<...<fn.
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Die Ausgangssignale 2x, 3x, ... ...px der Verstärker entsprechen den
Spektren mit den Grenzfrequenzen f2, f3, ..., fp. Durch Negation und Kombination
der bei verschiedenen Grenzfrequenzen abgeschnittenen Spektren lassen sich bestimmte
Frequenzbänder aussiebent so daß jeveils nur die Leuchtdiodengruppe gespeist wird.,
die dem entsprechenden Frequenzband zugeordnet ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel können die Transistoren Tr1 bis Tr4
und alle Kondensatoren in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet werden.
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Während die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele sich darauf
bezogen, daß eine bestimmte Leuchtdiodengruppe aufleuchtet, wenn ein äußeres Signal
auf ein Mikrophon oder eine sonstige Aufnahmevorrichtung gegeben wird, lassen sich
auch Vorkehrungen treffen, um ein periodisches Aufleuchten ohne äußere Einflüsse
herbeiführen.
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Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9 schematisch dargestellt.
Hierin bedeuten 300 einen Tak%ber, 301, 302, ...ß30n ansich bekannte Flipflops pom
J-K-Typ, 311 und 312 NAND-Glieder bekannter Art und L L2, ...ion Gruppen von Leuchtdioden
in verschiedenen Farben.
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Wenn die Flipflops vom J-K-Typ in Form eines n-stufigen Schieberegisters
verbunden sind und ein Takt puls auf dieses Schieberegister gegeben wird, verschiebt
dasselbe die gegebene InPormation schrittweise von links nach rechts. Dadurch werden
die Leuchtdioden nacheinander von links nach rechts zum Aufleuchten gebracht. Dieser
Vorgang wiederholt sich periodisch, brenn das Schieberegister mittels der NAND-Glieder
311 und 312 zu einem Ringskhler ergänzt ist.
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Um weitere Abwechslung zu erzielen, können statt des Ringzählers ein
umkehrbarer Zähler, ein Zufallsimpulszähler und dgl. verwendet werden.
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Fig. 10 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Ringzähleranordnung nach
Fig. 9, bei dem die Leuchtdiodengruppen in einem Schmetterlingsmuster angeordnet
sind. Die Gruppe A entspricht der Lampengruppe L1 in Fig. 9, die Gruppe B der Lampengruppe
L2 und die Gruppe C der Lampengruppe L3. Der Ringszähler in Fig. 9 besteht in diesem
Falle aus sechs Flipflops (d.h. das letzte Flipflop hat die Bezeichnung 306) und
die Lampengruppen in Fig. 11A und 1iF, nämlich die Lampengruppe A in Fig. 10 werden
von den Ausgängen der Flipflop 301 und 306 erleuchtet. Ähnlich werden die Lampengruppen
in Fig. 11B und 11B, nämlich die Lampengruppe B in Fig. 10, von den Ausgängen der
Flipflops 302 und 305 gespeist, während die Lampengruppen in Fig. 11C und 11D, nämlich
die Lampengruppe C in Fig. 70, von den Ausgängen der Flipflops 303 und 304 gespeist
werden. Wenn nun der Ringzähler in Betrieb ist, werden die Leuchtdiodengruppen nacheinander
so zum Aufleuchten gebracht, daß es aussieht, als ob der Schmetterling mit den Flügeln
flattern würde. Die Flatterperiode kann durch Wahl der Pulsfrequenz in Fig. 9 beliebig
eingestellt werden.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind die Leuchtdioden LED1
- LED an einem Abendkleid angebracht. Sie werden in 5 rhythmischer Folge durch eine
logische Schaltung entsprechend
Fig. 9 zum Aufleuchten gebracht.
Die Leuchtdioden LED1, bis LED5,, die an einer Halskette angeordnet sind, können
in der gleichen Weise gesteuert werden.
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Fig. 13A bis 13C zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
dem die Leuchtdioden zum Schmuck eines Kleidungsstücks oder zur Dekoration eines
Innenraums verwendet sind. Fig. 13A stellt die erste Steuergruppe der Leuchtdioden
dar. Beispielsweise werden die Leuchtdioden von einem Ringzähler gemäß Fig. 9 so
gesteuert, daß sie nacheinander auf dem Umfang des Musters aufleuchten. Dies macht
den Eindruck eines umlaufenden Musters.
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Gemäß Fig. 13B ist eine weitere Leuchtdiodengruppe, die von einem
anderen Zähler gesteuert wird, hinzugefügt. Die dekorative Wirkung kann durch abweichende
Farben erhöht werden.
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Fig. 13C zeigt eine Anordnung bei der eine dritte Leuchtdiodengruppe
hinzugefügt ist. Farben und Helligkeit der einzelnen Gruppen können zur besseren
dekorativen Wirkung selektiv verändert werden.
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Durch solche Kombinationen von Zählschaltungen und Leuchtdioden in
verschiedenen Anordnungen kann eine große Anzahl der verschiedensten Innendekorationen
leicht verwirklicht werden.