Brevet FR2507851A1 — publié le 19821217

Circuit pour l'émission de lumières de couleurs différentes La présente invention concerne, d'une façon générale, un circuit pour l'émission de lumières de couleurs différentes et elle a trait, plus particulièrement, à un dispositif pour émettre sélectivement une lumière de couleur différente en fonction d'un signal de commande d'entrée. Comme dispositif classique pour émettre une lumière de couleur différente en fonction d'un signal d'entrée, on connait un circuit utilisant trois transistors et deux diodes émettrices de lumièresde couleurs différentes telles que le rouge et le vert Avec un tel dispositif classique, un des rayons lumineux rouge et vert peut être émis en réponse à un signal de commande d'entrée En particulier, en présence d'un signal de commande basse tension, une des diodes émettrices de lumières rouge et verte est excitée tandis que l'autre diode émettrice de lumière est maintenue nonexcitée, et, par contre, en présence d'un signal de commande haute tension, les diodes émettrices de lu- mière subissent une commutation telle que leur excitation est inversée. Avec un tel dispositif classique émetteur de lumière, il est impossible d'exciter simultanément les deux éléments émetteurs de lumière,et on ne peut obtenir que deux rayons lumineux colorés avec deux diodes émettrices de lumière tandis que le circuit servant à commander l'excitation de ces diodes émettrices de lumière est assez compliqué. La présente invention a été conçue pour éliminer les inconvénients décrits ci-dessus, propres au dispositif classique émetteur de lumière en- vue d'obtenir l'émission de plusieurs lumières colorées en réponse à un signal de commande d'entrée. C'est pourquoi, un objet de la présente invention est de réaliser un circuit simple pour une émission de lumière, circuit grâce auquel l'un et/ou l'autre de deux éléments émetteurs de lumière peuvent être excités sélectivement ou simultanément de manière à indiquer des états différents d'un 2 2507851 objet devant être visualisé. Selon une caractéristique de la présente invention, deux éléments émetteurs de lumière, comme par exemple des diodes photo-émissives, de couleurs différentes sont excités soit sélectivement soit simultanément de manière que trois états différents puissent être représentés à l'aide de deux éléments émetteurs de lumière seulement, tandis le circuit est très simple. Selon une autre caractéristique de la présente invention, lorsque deux éléments émetteurs de lumière sont disposés de telle sorte que leuislumières se mélangent, on peut obtenir sélectivement en fonction de l'amplitude d'un signal de commande d'entrée l'une de trois couleurs correspondant aux couleurs initiales des éléments émetteurs de lumière et une couleur résultant du mélange de ces couleurs initiales. Selon la présente invention, on obtient un circuit pour l'émission de lumières de couleurs différentes, comprenant: un premier circuit série formé par un premier élément émetteur de lumière d'une couleur donnée, une diode et une résistance; un second circuit série formé par un second élément émetteur de lumière d'une autre couleur et un élément actif, cet élément actif réagissant à un signal de commande d'entrée de manière à modifier un courant qui le traverse, les premier et second circuits séries étant montés en parallèle et étant intercalés entre deux bornes d'une source d'énergie électrique, l'impé- dance du premier circuit série étant choisiede manière à être beaucoupplus grande que celle du second circuit série lorsque l'élément actif est conducteur. L'objet et les caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma de principe du dispositif classique; et la figure 2 est un schéma de principe d'un mode de réalisation de la présente invention. Avant de décrire un mode de réalisation préféré de la présente invention, on va expliquer le dispositif classique en se référant à la figure 1 pour une meilleure compréhension de la présente invention Le circuit classique de la figure 1 comprend, d'une façon générale, trois transistors X 1, X 2 et X 3 et deux diodes photo-émettrices (appelées communément dans la technique diodes LED) 1 G et 1 R Les deux diodes LED 1 G et IR sont agencées de manière à émettre respectivement une lumière rouge et une lumière verte, et sont noyées dans un enrobage transparent ou translucide Les cathodes des deux diodes LED 1 G et i R sont reliées l'une à l'autre et le point ohi elles se relient est connecté à la masse L'anode de la diode LED verte 1 G est reliée par une résistance Ri au collecteur du premier transistor Xl,qui fonctionne comme un élément de commutation, tandis que l'anode de la diode LED rouge IR est reliée au collecteur du second transistor X 2, qui fonctionne comme un élément de commutation L'émetteur du premier transistor de commutation X 1 est relié à une borne positive +B d'une source d'énergie électrique non représentée, et l'émetteur du second transistor de commutation X 2 est relié par une résistance R 2 à la borne +B. Le collecteur du premier transistor de commutation X 1 est relié par un réseau de résistancescomprenant trois résis- tances R 3, R 4 et R 5 à la base et au collecteur du second transistor de commutation X 2 de sorte qu'une tension de pola- risation est appliquée à la base du second transistor de commutation X 2. La base du premier transistor de commutation X 1 est reliée par une résistance R 6 de base au collecteur d'un troi- sième transistor X 3 constituant un étage antérieur o la base du troisième transistor X 3 est reliée par un circuit série comprenant une résistance R 7 et une diode D à une borne d'entrée 3 à laquelle est appliqué un signal de commande d'entrée Le collecteur du troisième transistor X 3 est en outre relié par 4 2507851 une résistance R 8 à la borne +B, tandis que deux résistances de polarisation R 9 et R 1 O sont intercalées respectivement entre le collecteur du troisième transistor X 3 et la masse et entre la base de ce transistor et la masse. Le circuit classique de la figure 1 fonctionne de la manière suivante En l'absence d'un signal de commande d'entrée à la borne d'entrée, le troisième transistor X 3 est maintenu non conducteur,ce qui maintient non-conducteur le premier transis- tor de commutation X 1 Il en résulte que la diode LED verte 1 G est maintenue non-excitée Pendant que le premier transistor de commutation X1 est maintenu non-conducteur, le potentiel au collecteur de ce transistor est bas et, de ce fait, une tension de polarisation est appliquée à partir du collecteur à la base du second transistor de commutation X 2 pour rendre conducteur ce dernier Par conséquent, le second transistor de commutation X 2 devient conducteur,ce qui provoque l'émission d'une lumière rouge par la diode LED rouge 1 R, D'autre part, en supposant qu'un signal de commande d'entrée d'une tension prédéterminée est appliquée à la borne d'entrée 3, le troisième transistor X 3 devient conducteur,ce qui rend conducteur le premier transistor de commutation Xi. Il en résulte que la diode LED verte 1 G est excitée et émet une lumière verte A ce moment, le second transistor de commutation X 2 cesse d'être conducteur et la diode LED rouge 1 R cesse d'être excitée De cette façon, dans le circuit classique de la figure 1, on peut exciter sélectivement en fonction de l'amplitude du signal de commande d'entrée, une des diodes LED rouge et verte 1 R et 1 G. La figure 2 montre un schéma de principe d'un mode de réalisation de la présente invention Ce circuit comprend, d'une façon générale, deux diodes LED 11 G et 11 R et un seul transistor X Un circuit série comprenant une résistance R et une diode D est intercalée entre une borne d'entrée 3 et la base du transistor X Une résistance R 14 est intercalée entre la base du transistor X et la masse, tandis qu'une autre 2 2507851 résistance R 12 est intercalée entre l'émetteur de ce transsistor et la masse pour polariser le transistor X Le collecteur du transistor X est relié à la cathode de la première diode LED 11 G d'émission de lumière verte de manière à constituer un circuit série La cathode de la seconde diode LED 11 R d'émission de lumière rouge est reliée à l'anode d'une diode DA dont la cathode est reliée à une des extrémités d'une résistance R 13 de manière qu'un circuit série comprenant la diode LED rouge 11 R, la diode DA et la résistance R 13 soit formé Ces deux circuits séries comprenant respectivement lesdiodes LED verte et rouge sont montées en parallèle De façon plus détaillée, les anodes des diodes LED rouge et verte 11 R et 11 G sont re- liées l'une à l'autre et sont en outre reliées par une résis- tance R 11 à une borne positive +B d'une source d'énergie électrique non représentée, tandis que l'autre extrémité de la résistance R 13 est reliée à l'émetteur du transistor X. Les électrodes des deux diodes émettrices de lumière 11 R et 11 G sont noyées dans un enrobage transparent ou trans- lucide comme indiqué en traits interrompus 12 de manière que les électrodes des diodes LED rouge 11 R se trouvent aussi près que possible des électrodes de la diode LED verte 11 G Dans le mode de réalisation préféré, les électrodes des diodes LED rouge et verte 11 R et 11 G sont placées côte à côte avec entre elles un espace d'environ 0,5 millimètres De préférence, l'enrobage contenant à la fois les diodes LED rouge et verte 11 R et 1 l G est formé par une matière translucide grâce à laquelle la lumière émise peut facilement diffuser de sorte que l'on peut mélanger facilement deux couleurs différentes pour obtenir une lumière orange, une lumière jaune ou une lumière jaune-verte comme on va le décrire par la suite Dans le mode de réalisation préféré, on utilise une résine époxy comme matière pour l'enrobage 12. Le circuit de la figure 2 fonctionne de la manière suivante: Quand aucun signal de commande d'entrée n'est appliqué à la borne d'entrée 3 ou quand la tension du signal de commande d'entrée appliquée à cette borne est inférieure à une valeur prédéterminée, le transistor X est maintenu non- conducteur Par conséquent, la diode LED verte 11 R montée en série avec le transistor X est maintenue non-excitée A ce moment, la diode LED rouge 11 R émet une lumière rouge car un courant circule par un circuit comprenant la borne +B la résistance R 11 à la diode LED rouge 11 R la diode DA _. la résistance R 13 -> la résistance R 12 la masse En particulier, quand le signal de commande d'entrée présente un niveau bas, seule la diode LED rouge 11 R émet de la lumière. En supposant que la tension du signal de commande d'entrée appliquée à la borne 3 augmente, un courant commence à circuler à travers le circuit collecteur-émetteur du transistor X Lorsque le courant de collecteuraugmente, la diode LED verte 11 G commence à émettre de la lumière et l'intensité de la lumière verte augmente au fur et à mesure que la tension du signal de commande d'entrée s'accroît Au fur et à mesure que le courant circulant à travers la diode LED verte 11 G augmente, le courant circulant à travers la diode LED rouge 11 R diminue en conséquence, ce qui se traduit par une diminution de l'inten- sité de la lumière rouge En particulier, les diodes LED rouge et verte 11 R et 11 G sont excitées de manière b émettre respecti- vement une lumière rouge et une lumière verte lorsque la tension du signal de commande d'entrée est supérieure à celle précitée ou première tension prédéterminée et est plus petite qu'une autre tension ou seconde tension prédéterminée Si les diodes LED rouge et verte 11 R et 11 G sont disposées côte à côte en étant séparées par une faible distance comme décrit précédemment, la lumière rouge et la lumière verte se mélangent de manière à donner une lumière orange, jaune ou jaune-verte, selon la pro- portion de l'intensité de la lumière rouge par rapport à la lumière verte Par conséquent, dans le cas o deux rayons de lumière colorée se mélangent, la couleur correspondant au mélange varie du rouge_+ orange __ jaune b jaune-vert vert au fur et à mesure que la tension du signal de 7 2507851 commande d'entrée augmente. Quand la tension du signal de commande d'entrée dépasse la seconde tension prédéterminée, le transistor X devient entièrement conducteur et permet à un courant de cir- culer à travers la diode LED verte 11 G, en excitant celle-ci. À ce moment, un courant négligeable circule à travers la diode LED rouge 11 R en raison de la résistance R 13 En particulier, l'impédance totale du circuit série comprenant la diode LED rouge 11 R, la diode DA et la résistance R 13 est choisie de manière à être supérieure à l'impédance du circuit série com- prenant la diode LED verte 11 G et le circuit collecteur- émetteur du transistor XI de sorte que le courant circulant à travers la diode LED rouge 11 R à ce moment est insuffisant pour exciter cette dernière La diode D montée en série avec la diode LED rouge 11 R est utilisée pour annuler une tension, par exemple 2 volts, engendrée aux bornes de la diode LED verte 11 G lorsque cette diode LED verte 11 G est excitée, car cette tension entraîne l'excitation de la diode LED rouge 11 R Grâce à la présence de la diode D , la diode LED rouge 11 R ne peut pas se trouver excitée intempestivement quand seule la diode LED verte 11 G doit être excitée. La résistance R 13 montée en série avec la diode D est utilisée pour limiter le courant circulant à travers la diode rouge 11 R de manière que ltintensité de la lumière rouge émise par la diode LED rouge 11 R qui est totalement excitée apparaisse égale à celle de la lumière verte émise par la diode LED verte 11 G qui est également totalement excitée En d'autres termes, la résistance R 13 est utilisée pour équilibrer les intensités des lumières rouge et verte car la diode LED rouge émet une lumière plus intense que la diode LED verte quand un courantpprédéterminé circule dans chacune-des diodes LED rouge et verte Dans ce qui précède, bien que l'on ait décrit le fonctionnement à propos du cas d'une tension croissante du signal de commande d'entrée, la lumière colorée mélangée varie d'une manière opposée à celle décrite ci-dessus si la tension du signal de commande d'entrée diminue. Bien que l'on ait indiqué ci-dessus que les diodes LED rouge et verte 11 R et 11 G sont noyées dans un seul enrobage et sont disposées côte à côte de manière à émettre une lumière colorée mélangée lorsque les deux diodes LED 11 R et 11 G sont excitées, ces deux diodes LED 11 R et 11 G peuvent être disposées séparément sans être disposées dans un enrobage commun Dans ce cas, les deux diodes LED 11 R et 11 G peuvent être utilisées pour indiquer les états différents d'un objet devant être visualisé, cela de la manière suivante. Par exemple, on peut utiliser le dispositif émetteur de lumière selon la présente invention pour indiquer l'amplitude d'un signal audio dans un système stéréophonique, un récepteur radio ou autre appareil analogue par représentation d'un premier niveau, qui peut Vtre-le niveau le plus bas, à l'aide de la lumière rouge de la diode LED rouge 11 R, un second niveau à l'aide des lumières rouge et verte émises par les diodes LED rouge et vert 11 R et 11 G, et un troisième niveau à l'aide de la lumière verte émise par la diode LED verte 11 G Dans ce cas, du fait que l'intensité des lumières rouge et verte varie d'une façon continue pendant l'indication du second niveau, l'utilisateur peut s'assurer avec plus de précision si le niveau du signal relatif à l'objet augmente au diminue Dans le cas o les deux rayons de lumière de couleur se mélangent en donnant une lumière orange, jaune ou jaune-verte, le second niveau peut être repré- senté par la lumière colorée mélangée qui varie de façon conti- nue de la couleur rougeâtre vers la couleur verdâtre au fur et à mesure que le niveau du signal d'entrée augmente. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, on suppose qu'un seul signal de commande d'entrée est appliqué à la borne d'entrée 3 pour commander l'excitation des deux diodes LED 11 R et 11 G Toutefois, une pluralité de bornes d'entrée analogues et de circuits séries associés formés d'une résis- tance et d'une diode peuvent être prévus pour réagir à diffé- rents signaux de commande d'entrée, comme par exemple un signal b 7851 indiquant une condition de réception stéréo FM, un signal indiquant un niveau prédéterminé d'un signal de radio-diffusion AM et/ou FM reçu ou autre signal analogue, de manière que les deux diodes LED 11 R et 11 G soient commandées par au moins un des signaux de commande d'entrées On voit d'après ce qui précède que le circuit selon la présente invention exige un seul élément actif, comme par exemple le transistor X ou un transistor à effet de champ (FET),pour obtenir une excitation sélective de deux éléments émettant des lumières de couleurs différentes et l'excitation simultanée de ces éléments Par conséquent, on peut réaliser un circuit simple pour un prix de fabrication moins élevé En outre, du fait que le nombre de pièces utilisées pour réaliser ce circuit est beaucoup plus petit que dans le cas des dispo- sitifs classiques, l'influence indésirable des variations de carao- téristiques de divrs éléments est relativement faible de sorte qu'un fonctionnement stable peut être garanti* Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y 9 tre apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Circuit pour une émission de lumières de couleurs différentes, caractérisé par le fait qu'il comprend: (a) un premier circuit série formé par un premier élément ( 11 R) émetteur de lumière d'une couleur donnée, une diode (DA) et une résistance (R 13); et (b) un second circuit série formé un second élément ( 11 G) émetteur de lumière d'une autre couleur, et un élément actif (X), ledit élément actif réagissant à un signal de commande d'entrée de manière à modifier un courant qui le traverse, lesdits premier et second circuits séries étant montés en parallèle et étant intercalés entre deux bornes d'une source d'énergie électrique, l'impédance dudit premier circuit série étant choisie de manière à être beaucoup plus grande que celle dudit second circuit série lorsque ledit élément actif est conducteur. 2 Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément actif comprend un transistor agencé de manière à être commandé par ledit signal de commande d'entrée. 3 Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un enrobage ( 12) transparent ou translucide dans lequel sont incorporés les deux éléments émetteurs de lumière ( 11 G, 11 R) précités. 4 Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun des deux éléments émetteurs de lumière ( 11 G-11 R) précités comprend une diode émettrice de lumière. Circuit suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les électrodes des deux diodes émettrices de lumière précitées sont disposées côte à côte en étant séparées par une faible distance. 6 Circuit suivant l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé par'le fait que ledit enrobage ( 12) est formé par une résine époxy.