DE3222290A1 - Schaltung zur emission von licht unterschiedlicher farbe - Google Patents

Schaltung zur emission von licht unterschiedlicher farbe

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DE3222290A1 DE19823222290 DE3222290A DE3222290A1 DE 3222290 A1 DE3222290 A1 DE 3222290A1 DE 19823222290 DE19823222290 DE 19823222290 DE 3222290 A DE3222290 A DE 3222290A DE 3222290 A1 DE3222290 A1 DE 3222290A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Emission von Licht unterschiedlicher Farbe und insbesondere eine Vorrichtung zur selektiven Emission von Licht verschiedener Farbe in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal.
Eine herkömmliche Vorrichtung zur Emission von Licht unterschiedlicher Farbe in Abhängigkeit von einem Eingangssignal besteht aus einer Schaltung, in der drei Transistoren und zwei lichtemittierende Dioden unterschiedlicher Farbe wie rot und grün vorgesehen sind. Mit einer derartigen herkömmlichen Vorrichtung kann in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal jeweils nur einer.der beiden Lichtstrahlen, von denen der eine rot und der andere grün ist, emittiert werden. Bei Auftreten eines Steuersignals mit niedriger Spannung wird nämlich eine der beiden rotes bzw. grünes Licht emittierenden Dioden erregt, während die andere lichtemittierende Diode nicht angeregt ist. Andererseits werden die lichtemittierenden Dioden bei Auftreten eines Steuersignals mit hohem Spannungswert umgeschaltet, so daß deren Erregung nunmehr umgekehrt ist.
Mit einer derartigen herkömmlichen lichtemittierenden Vorrichtung ist es nicht möglich, gleichzeitig beide lichtemittierenden Elemente zu erregen. Mit den beiden lichtemittierenden Dioden können nur zwei Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe erhalten werden. Ferner ist die Beschaltung zur Ansteuerung dieser lichtemittierenden Dioden relativ aufwendig.
Mit der vorliegenden Erfindung soll nun eine Vorrichtung zur Emission von Licht geschaffen werden, bei der die angeführten Nachteile der herkömmlichen lichtemittierenden Vorrichtung zur Emission von mehr als einem farbigen Lichtstrahl in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal vermieden werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache Schaltung zur Lichtemission zu schaffen, mit der zwei lichtemittierende Elemente getrennt oder zusammen selektiv oder gleichzeitig erregbar sind, um verschiedene Zustände eines anzuzeigenden Vorgangs oder Ablaufs (objective) kenntlich zu machen.
Gemäß einer Besonderheit der vorliegenden Erfindung werden zwei lichtemittierende Elemente, beispielsweise lichtemittierende Dioden, die Licht unterschiedlicher Farbe abgeben, selektiv oder simultan angeregt, so daß drei verschiedene Zustände durch nur zwei lichtemittierende Elemente wiedergegeben werden können und der erforderliche Schaltungsaufwand -sehr gering ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn die beiden lichtemittierenden Elemente zur Mischung ihres Lichts entsprechend relativ zueinander ausgerichtet sind, eine von drei Farben, die den ursprünglichen Farben der lichtemittierenden Elemente und einer Mischfarbe aus den ursprünglichen Farben entsprechen, in Abhängigkeit von der Amplitude eines Eingangssteuersignals selektiv erhalten werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Schaltung zur Emission von Licht unterschiedlicher Farbe geschaffen, bei der ein aus einem ersten lichtemittierenden Element mit einer vorgegebenen Farbe, einer Diode und einem Widerstand bestehender erster Serienkreis und ein aus einem zweiten lichteraittierenden Element mit einer anderen Farbe und einem aktiven Element bestehender zweiter Serienkreis vorgesehen ist, wobei der durchfließende Strom durch das aktive Element in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal veränderbar ist, die beiden Serienkreise parallel geschaltet sind und zwischen den beiden Anschlußklemmen einer Spannungsquelle liegen und die Impedanz des ersten Serienkreises wesentlich größer als die Impedanz des zweiten Serienkreises bei leitendem aktiven Element ist.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:
Fig.. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.
In der Zeichnung sind gleichen oder einander entsprechenden Teilen jeweils diejselben Bezugszeichen zugeordnet.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird vor einer Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zunächst im Zusammenhang mit Fig. 1 eine herkömmliche Vorrichtung beschrieben. Die herkömmliche Schaltung gemäß Fig. 1 umfaßt allgemein drei Transistoren X1, X2 und X3 sowie zwei lichtemittierende Dioden (LEDs) 1„ und 1_. Die beiden lichtemittierenden Dioden (LEDs) "\n und 1_ sind derart ausgelegt, daß die eine rotes Licht und die andere grünes Licht abgibt. Die beiden LEDs sind in einem transparenten oder durchscheinenden Block eingebettet. Die Kathoden der beiden LEDs 1Q und 1R sind miteinander verbunden und über einen zwischen den Kathoden liegenden Verbindungsknoten gemeinsam auf Masse gelegt. Die Anode der grünen LED 1G ist über einen Widerstand R1 mit dem Kollektor des ersten Transistors X1, der als Schalter arbeitet, verbunden, während die Anode der
roten LED 1- mit dem Kollektor des zweiten Transistors ti
X2, der ebenfalls als Schalter arbeitet, verbunden ist. Der Emitter des ersten Schalttransistors X1 ist mit einer positiven Anschlußklemme +B einer nicht gezeigten Spannungsquelle verbunden, während zwischen diese Anschlußklemme +B und den Emitter des zweiten Schalttransistors X2 ein Widerstand R2 geschaltet ist.
Der Kollektor des ersten Schalttransistors X1 ist über ein drei Widerstände R3, R4 und R5 enthaltendes Widerstandsnetzwerk mit der Basis und dem Kollektor des zweiten Schalttransistors X2 verbunden, so daß die Basis des zweiten Schalttransistors X2 mit einer Vorspannung beaufschlagt wird.
Die Basis des ersten Schalttransistors X1 ist über einen Basiswiderstand R6 mit dem Kollektor eines dritten Transistors X3 verbunden, der eine Vorstufe bildet, in der die Basis dieses dritten Transistors X3 über einen durch einen Widerstand R7 und eine Diode D gebildeten Serienkreis mit einer Eingangsklemme 3 zum Empfang eines Eingangssteuersignals verbunden ist. Der Kollektor des dritten Transistors X3 ist ferner über einen Widerstand R8 mit der Anschlußklemme +B verbunden, während zwei Vorspannungswiderstände R9 und R1O vorgesehen sind, von denen der eine R9 zwischen dem Emitter des dritten Transistors X3 und Masse und der andere R1O zwischen die Basis dieses Transistors und Masse geschaltet ist.
Die herkömmliche Schaltung gemäß Fig. 1 arbeitet wie folgt: Liegt kein Eingangssteuersignal an der Eingangsklemme an, so ist der dritte Transistor X3 in seinem nichtleitenden Zustand gehalten, das dazu führt, daß der erste Schalttransistor Xl ebenfalls gesperrt bleibt. Daraus ergibt sich, daß die grüne LED 1_ nicht erregt wird. Solange der erste Schalttransistor Xi gesperrt ist, ist das Potential am Kollektor dieses Transistors gering, so daß die Basis des zweiten Schalttransistors X2 über den Kollektor des Transistors X1 vorgespannt und der zweite Schalttransistor X2 somit durchgeschaltet wird. Folglich wird der zweite Schalttransistor X2 leitend, worauf die rote LED 1R zur Emission roten Lichts angeregt wird.
Wird der Eingangsklemme 3 andererseits ein Eingangssteuersignal mit einer vorgegebenen Spannung zugeführt, so wird der dritte Transistor X3 leitend, was nunmehr dazu führt, daß auch der erste Schalttransistor Xl durchgeschaltet wird. Folglich wird
die grüne LED 1,, zur Emission grünen Lichts angeregt. Während dieser Zeit ist der zweite Schalttransistor X2 gesperrt, so daß eine Erregung der roten LED 1n nicht erfolgt. Auf diese
JK
Weise kann mit der herkömmlichen Schaltung gemäß Fig. 1 jeweils eine der rotes bzw. grünes Licht emittierenden LEDs 1 und 1 selektiv in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangssteuersignals erregt werden.
Fig. 2 zeigt ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung umfaßt allgemein zwei
LEDs (lichtemittierende Dioden) 11._ und 11_ sowie einen eines κ
zigen Transistor X. Ein aus einem Widerstand R und einer Diode D bestehender Serienkreis ist zwischen eine Eingangsklemme 3 und die Basis des Transistors X geschaltet. Zwischen der Basis des Transistors X und Masse liegt ein Widerstand R14, während zur Vorspannung des Transistors X ein weiterer Widerstand R12 zwischen den Emitter dieses Transistors und Masse geschaltet ist* Der Kollektor des Transistors X ist mit der Kathode der ersten/ zur Emission grünen Lichts ausgelegten LED 11-, verbunden, so daß sich hierdurch ein Serienkreis ergibt. Die Kathode der zweiten zur Emission roten Lichts ausgelegten LED 11 ist mit einer Anode einer Diode Ds verbunden, deren Kathode wiederum mit einem Ende eines Widerstands 13 verbunden ist, so daß sich ein aus der roten LED 11R/ der Diode D. und dem Widerstand R13 bestehender Serienkreis ergibt. Diese beiden Serienkreise, von denen der eine die grüne und der andere die rote LED aufweist, sind parallel geschaltet. Die Anoden der roten und grünen LED 11-. und 11 sind einerseits miteinander verbunden und andererseits über einen Widerstand RH an eine positive Anschlußklemme +B einer nicht gezeigten Spannungsquelle gelegt, während das andere Ende des Widerstands R13 mit dem Emitter des Transistors X verbunden ist.
Die Elektroden der beiden lichtemittierenden Dioden 11-, und. 11 sind derart in einem transparenten oder durchscheinenden,
durch gestrichelte Linien 12 angedeuteten Block eingebettet, daß die Elektroden der roten LED 11_ so nahe wie möglich bei den Elektroden der grünen LED 11G liegen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden der roten und grünen LED 11„ und 11„ nebeneinander mit einem Abstand von etwa 0,5 mm
K la
angeordnet. Der sowohl die rote als auch die grüne LED 11R und 11 _ enthaltende Block ist vorzugsweise aus einem durchscheinenden bzw. lichtdurchlässigen (translucent) Material hergestellt, mit dem das emittierte Licht leicht verteilbar ist, so daß die beiden eine unterschiedliche Farbe aufweisenden Lichtanteile zur Erzeugung eines orangenen, gelben oder gelbgrünen Lichts entsprechend vermischt werden, wie dies weiter unten noch genauer beschrieben wird. Als Material für den Block 12 ist vorzugsweise ein Epoxydharz vorgesehen.
Die Schaltung gemäß Fig. 2 arbeitet wie folgt: Liegt an der Eingangsklemme 3 kein Eingangssteuersignal an oder ist die Spannung eines an dieser Klemme anliegenden Eingangssteuersignals kleiner als eine vorgegebene Spannung, so ist der Transistor X in seinem nichtleitendem Zustand gehalten. Somit wird die grüne, mit dem Transistor X in Reihe geschaltete LED 11G nicht erregt. Während dieser Zeit strahlt die rote LED 11- rotes Licht aus, da ein Strom von der Klemme +B über den Widerstand R11 , die rote LED 11-, die Diode D7., den Widerstand R13 sowie den Widerstand R12 zur Masse fließt. Besitzt das Eingangssteuersignal nämlich einen geringen Pegel,, so emittiert nur die rote LED 11D Licht.
Nimmt die Spannung des an der Klemme 3 anliegenden Eingangssteuersignals zu, so ergibt sich ein Stromfluß in der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors X. Da der Kollektorstrom ansteigt, beginnt die grüne LED 11r mit der Emission von Licht, wobei die Intensität des grünen Lichts mit dem Anstieg der Spannung des Eingangssteuersignals anwächst.. Da der Stromfluß durch die grüne LED 11^, ansteigt, nimmt der durch die rote LED 11_ fließende
Strom entsprechend ab, was zu einer Verringerung der Intensität des roten Lichts führt. Es wird nun sowohl die rote als auch die grüne LED 11_ und 11 zur Emission von rotem
K la
bzw. grünem Licht angeregt, wenn die Spannung des Eingangssteuersignals größer als die oben genannte oder erste vorgegebene Spannung und kleiner als eine weitere oder zweite vorgegebene Spannung ist. Werden die rote und grüne LED
11 und 11_ mit kleinem Abstand wie beschrieben nebenein-R t»
ander angeordnet, so mischt sich das rote Licht mit dem grünen Licht, so daß in Abhängigkeit vom Intensitätsanteil des roten Lichts im Vergleich zum grünen Licht oranges, gelbes oder gelbgrünes Licht erzeugt wird. Im Falle einer Mischung der beiden farbigen Lichtstrahlen ändert sich demgemäß die Mischfarbe von rot über organe, gelb, gelbgrün zu grün, wenn die Spannung des Eingangssteuersignals ansteigt.
überschreitet die Spannung des EingangsSteuersignals den zweiten vorgegebenen Spannungswert, so wird der Transistor X ganz durchgeschaltet bzw. leitend, so daß ein Strom durch die grüne LED 11_ zur Erregung dieser Diode fließen kann.
Während dieser Zeit ist der durch die rote LED 11_ fließende
Strom infolge des Widerstands R13 vernachlässigbar klein. Die Gesamtimpedanz des aus der roten LED 11 , der Diode D und dem Widerstand R13 bestehenden Serienkreises ist nämlich viel größer als die Impedanz des durch die grüne LED 11-, und die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors X gebildeten Serienkreises gewählt, so daß der zu dieser Zeit durch die rote LED 11' fließende Strom zur Erregung dieser lichtemittierenden Diode 11R nicht ausreicht. Die mit der roten LED 11R in Reihe geschaltete Diode D- ist zum Ausgleich einer Spannung, wie z.B. 2 Volt, vorgesehen, die an der grünen LED 11G abfällt, wenn diese grüne LED 11 erregt wird, da diese Spannung eine Erregung der roten LED 11 bewirkt. Mit der Diode D. wird eine unerwünschte Erregung der roten LED 11D verhindert, wenn beabsichtigt ist, lediglich die grüne LED 11G zu erregen.
" ro - ■
Der mit der Diode D, in Reihe geschaltete Widerstand R13 ist zur Begrenzung des durch die rote LED 11_ fließenden Stromes vorgesehen/ so daß die Intensität des von der roten
LED 11O stammenden roten Lichts bei voller Erregung dieser κ
Diode der Intensität des von der grünen LED 11O stammenden grünen Lichts bei voller Erregung dieser Diode gleicht. Der Widerstand R13 dient somit zum Ausgleich der Intensität von rotem und grünem Licht, da rote LEDs stärkeres Licht als grüne LEDs bei einem vorgegebenen Stromfluß durch jede der beiden lichtemittierenden Dioden emittieren. Nimmt die Spannung des Eingangssteuersignals nun nicht zu sondern ab, so ändert sich das gemischte farbige Licht in einer Weise, die dem oben angeführten Beispiel, bei dem eine ansteigende Spannung des Eingangssteuersignals angenommen wurde, entgegengesetzt ist.
Obwohl gemäß einer oben angegebenen Ausführungsform die rote und grüne LED 11_ und 11 n in einem einzigen Block eingebettet und nebeneinander angeordnet sind, um bei gleichzeitiger Erregung der beiden LEDs 11_ und 11_ ein mischfar-
K Or
biges Licht zu erzeugen, können diese beiden LEDs 11-, und 11- auch getrennt voneinander angeordnet sein, ohne daß sie in einem gemeinsamen Block aufgenommen sind. In diesem Falle können die beiden LEDs 11„ und 11 zur Anzeige verschiedener
Zustände eines darzustellenden Gegenstands oder Vorgangs (object) wie folgt benutzt werden:
Die erfindungsgemäße lichtemittierende Vorrichtung kann z.B. zur Anzeige der Amplitude eines Audiosignals eines stereophonen Systems, Rundfunkempfängers oder ähnlichem verwendet werden, indem ein erster Pegel, der der niedrigste Pegel sein kann, durch das von der roten LED 11 kommende
rote Licht, ein zweiter Pegel durch das von beiden LEDs 11R und 11Q stammende rote und grüne Licht und ein dritter Pegel durch das von der grünen LED 11., stammende grüne Licht dargestellt wird. In diesem Falle kann der Benutzer,
da die Intensität des roten und grünen Lichts bei der Anzeige des zweiten Pegels sich kontinuierlich ändert, mit größerer Genauigkeit ablesen, ob der betreffende Signalpegel ansteigt oder abfällt. Werden nun zwei farbige Lichtstrahlen zur Erzeugung von orangem, gelbem oder gelbgrünem Licht gemischt, so kann der zweite Pegel durch das farbige Mischlicht, das sich bei ansteigendem Eingangssignalpegel kontinuierlich von einer rötlichen Farbe zu einer grünlichen Farbe ändert, wiedergegeben werden.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß der Eingangsklemme 3 nur ein einziges Eingangssteuersignal zur Steuerung der Erregung der beiden LEDs 11-, und 11„ zugeführt wird. Es kann jedoch auch eine Vielzahl gleicher oder ähnlicher. Eingangsanschlüsse und zugeordneter, einen Widerstand und eine Diode aufweisender Serienkreise vorgesehen sein, die von unterschiedlichen Eingangssteuersignalen beaufschlagt werden, wobei beispielsweise ein Signal den FM-Stereoempfang, ein Signal einen vorbestimmten Pegel eines empfangenen AM- und/oder FM-Rundfunksignals oder ähnlichem angibt, so daß die beiden LEDs 11
und 11G durch zumindest eines der Eingangssteuersignale gesteuert werden.
Aus dem Bisherigen geht hervor, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltung lediglich ein einziges aktives Element, wie z.B. der Transistor X oder ein FET (Feldeffekttransistor), erforderlich ist, um eine selektive Erregung zweier verschiedenfarbiger lichtemittierender Elemente und eine simultane Erregung dieser lichtemittierenden Elemente zu erzielen. Folglich wird ein Schaltkreis erhalten, der einen sehr einfachen Aufbau besitzt und mit geringen Kosten herstellbar ist. Darüber hinaus wird durch die im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich geringere Anzahl von zum Aufbau der Schaltung erforderlichen Teilen erreicht, daß unerwünschte, durch die Streuung der verschiedenen Elemente bedingte Einflüsse relativ gering sind und somit ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist.
L e e r S θ 11 e

Claims (6)

  1. Schaltung zur Emission von Licht unterschiedlicher Farbe
    - Patentansprüche -
    .J Schaltung zur Emission von Licht unterschiedlicher Farbe, ^^ dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einem ersten lichtemittierenden Element (11R) mit einer vorgegebenen Farbe, einer Diode (DA) und einem Widerstand (R13) bestehender erster Serienkreis und ein aus einem zweiten lichtemittierenden Element (11 _) mit einer anderen Farbe und einem aktiven Element (X) bestehender zweiter Serienkreis vorgesehen ist, wobei der durch diesen Serienkreis fließende Strom durch das aktive Element (X) in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal veränderbar ist, daß die beiden Serienkreise (Up/ DA# Ri3' ^g' X^ Parallel geschaltet sind und zwischen den beiden Anschlußklemmen einer Spannungsquelle liegen und daß die Impedanz des ersten Serienkreises (11R, D,., R-13) wesentlich größer als die Impedanz des zweiten Serienkreises (11ß, X) bei leitendem aktiven Element (X) ist.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das aktive Element einen vom Eingangssteuersignal gesteuerten Transistor (X) umfaßt.
  3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lichtemittierenden Elemente O1R# 11/-J in einem transparenten oder durchscheinenden (translucent) Block (package) aufgenommen sind.
  4. 4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der .beiden lichtemittierenden Elemente jeweils eine lichtemittierende Diode (11R, 11G) umfaßt.
  5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden der beiden lichtemittierenden Dioden (11 _,, 11_) nebeneinander
    K la
    und mit geringem Abstand zueinander positioniert sind.
  6. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Block aus einem Epoxydharz hergestellt ist.
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