專(zhuān)利名稱(chēng)：電子自動(dòng)變色、任意選色夢(mèng)幻彩燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)發(fā)明是涉及一種電子式的既能自動(dòng)變色，又能任意選擇某種色彩并使其固定下來(lái)不再變化的燈具。
現(xiàn)有的壁燈、吊燈等都只能發(fā)出白光或某種固定色光，要想改變色彩，只有更換燈泡或燈罩，很不方便，而且更換一次只能改變一種色彩，不能隨心所欲地根據(jù)個(gè)人愛(ài)好或特定環(huán)境需要任意改變。而在學(xué)習(xí)、會(huì)客、進(jìn)餐、娛樂(lè)、看電視、舞會(huì)等活動(dòng)中都需要各不相同的色光，比如在進(jìn)餐時(shí)用橙色光能增加食欲、看電視時(shí)有較弱的紅色光能減輕視力疲勞、舞會(huì)時(shí)更需要有不停變幻各種色彩的燈光助興等等。
目前使用的機(jī)械傳動(dòng)的色轉(zhuǎn)盤(pán)、色燈等體積大、很笨重、噪音大、易磨損，而且色彩的種類(lèi)極其有限。
本項(xiàng)發(fā)明的目的是提供一種既可自動(dòng)變色、又可任意選擇某種色光并使其固定不變的燈具。
其方案是用電子電路構(gòu)成的控制器去分別控制紅、綠、藍(lán)三只(或三組)色燈，使其亮度不斷突變或漸變，并將它們裝在同一漫射燈罩內(nèi)或投射到同一塊屏上。這三種色光以不同的種類(lèi)或比例混合，就可得到各種不同的色光。若在某一時(shí)刻使三種色燈停止變化，就能保持此時(shí)合成的色光。
本變色彩燈有突變型和漸變型二種型式，
以下結(jié)合附圖描述七個(gè)實(shí)施例。
突變型彩燈的方框圖見(jiàn)

圖1，其四個(gè)實(shí)施例分別見(jiàn)圖2至圖5，合成色光示意于圖6和圖7。
漸變型彩燈的方框圖見(jiàn)圖8，其三個(gè)實(shí)施例分別見(jiàn)圖9－圖11，合成色光示意于圖12。
圖13是可變電阻3在電路中的各種連接形式。圖14是一種解碼電路。圖15和圖16是兩種不同的亮度總調(diào)節(jié)電路。
圖1中1是選擇開(kāi)關(guān)，2是波形發(fā)生器，4是負(fù)載(可含驅(qū)動(dòng)電路，如驅(qū)動(dòng)燈泡的可控硅、晶體管等，4也可是發(fā)光二極管或其它光源)。
圖2的實(shí)施例可以無(wú)明顯規(guī)律地突變色彩，并在所選的某種色光出現(xiàn)時(shí)將其固定。
波形發(fā)生器2是由門(mén)電路構(gòu)成的三個(gè)方波振蕩器5，它門(mén)的輸出分別觸發(fā)負(fù)載4中驅(qū)動(dòng)紅、綠、藍(lán)三色燈的三只可控硅，使各燈各自周期性地亮滅。這三種色光混合成的各色光見(jiàn)圖5示意，可以看出各色光出現(xiàn)的先后次序和持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短均無(wú)明顯規(guī)律，使人感到神奇生動(dòng)。當(dāng)所需色光出現(xiàn)時(shí)，立即觸摸一下選擇開(kāi)關(guān)1的T觸片，模擬開(kāi)關(guān)K便導(dǎo)通并由R自鎖輸出高電平，使模擬開(kāi)關(guān)6均導(dǎo)通，導(dǎo)致方波振蕩器5均停振，并保持此時(shí)各振蕩器輸出的高或低電平狀態(tài)不變。就保持了此時(shí)各色燈光的亮、滅狀態(tài)不變，即此時(shí)的合成色光不變。若觸摸一下B觸片，模擬開(kāi)關(guān)6均截止，各方波振蕩器5均又起振，燈就又變幻合成各種色彩了。
若要附加亮度總調(diào)節(jié)功能，可將亮度節(jié)電路加在圖2波形發(fā)生器2和各可控硅之間如圖15或加在各色燈與電源之間如圖16。
圖15是單結(jié)晶體管脈沖觸發(fā)控制電路，調(diào)節(jié)R可改變各可控硅的導(dǎo)通角而改變各燈亮度，而觸發(fā)脈沖能否加到各可控硅上則由各波形發(fā)生器輸出通過(guò)開(kāi)關(guān)K來(lái)控制。
圖16是移相觸發(fā)控制電路，調(diào)節(jié)R可改變可控硅A的導(dǎo)通角而改變各燈亮度，而各燈的亮與滅仍由各波形發(fā)生器通過(guò)各可控硅來(lái)控制。
圖3與圖2一樣，也由各方波振蕩器5通過(guò)各可控硅控制各燈的亮滅，從而合成各色光。不同的是不論燈變?yōu)楹畏N色時(shí)，只要觸摸一下所選擇的色觸片，燈就立即停止變色而發(fā)出所選色光。即選色優(yōu)先出現(xiàn)，而不必等待某色出現(xiàn)時(shí)選某色。以選黃色光為例當(dāng)觸摸黃觸片時(shí)，高電平通過(guò)該觸片所接的兩只隔離二極管使模擬開(kāi)關(guān)KR1和KG1導(dǎo)通并自鎖輸出高電平，同時(shí)此高電平通過(guò)隔離二極管D和RC微分電路形成一正向尖脈沖，使模擬開(kāi)關(guān)KF瞬間導(dǎo)通，導(dǎo)致其它模擬開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，燈停止變色。由于手觸摸時(shí)間大于尖脈沖持續(xù)時(shí)間，故被觸摸的“黃”片所接的模擬開(kāi)關(guān)KR1和KG1在尖脈沖過(guò)后仍能保持導(dǎo)通，使驅(qū)動(dòng)紅、綠燈的可控硅保持導(dǎo)通，故紅、綠燈發(fā)光合成黃色光。當(dāng)觸摸“B”觸片時(shí)，KB導(dǎo)通并自鎖輸出高電平，使KR2、KG2、KB2均導(dǎo)通，各振蕩器5又使各燈不停變化，同時(shí)其余的模擬開(kāi)關(guān)均由KB輸出的高電平通過(guò)KF而斷開(kāi)(圖中的二極管均作隔離用)。
本例也可和前例一樣附加亮度總調(diào)節(jié)電路。
圖4的實(shí)施例可有規(guī)律地循環(huán)突變色光，并在所選擇的色光出現(xiàn)時(shí)將其固定。
選擇開(kāi)關(guān)1中由門(mén)電路構(gòu)成的觸發(fā)器控制著波形發(fā)生器2中由門(mén)電路構(gòu)成的方波振蕩器5的啟停。當(dāng)觸摸B觸片時(shí)，觸發(fā)器輸出高電平，振蕩器5便向計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7輸入脈沖，使其各輸出端依次輸出高電平，經(jīng)隔離二極管8去觸發(fā)負(fù)載4中的可控硅以驅(qū)動(dòng)燈泡。
以紫色為例當(dāng)計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7的輸出端“6”輸出高電平時(shí)，通過(guò)其所接的兩只隔離二極管使驅(qū)動(dòng)紅、藍(lán)燈的可控硅導(dǎo)通，紅、藍(lán)燈發(fā)光混合成紫色光。按圖示接法，發(fā)光順序?yàn)楹?暗)、紅、黃、綠、青、藍(lán)、紫、白不斷循環(huán)，各色發(fā)光時(shí)間相同。欲按其它順序發(fā)光，或使各色發(fā)光時(shí)間不同，只需交換色燈或改變隔離二極管8的接法。當(dāng)某種色光出現(xiàn)時(shí)，觸摸一下T觸片，觸發(fā)器使振蕩器5停振，該色光就保持不變。
本例也可和前幾例一樣附加亮度總調(diào)節(jié)電路。
圖5實(shí)施例可有規(guī)律地循環(huán)突變色光，并選擇色光將其固定。
選擇開(kāi)關(guān)1與圖4一樣，不再重述。波形發(fā)生器2中的方波振蕩器5產(chǎn)生的脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器11，使其輸出端Q1－Q3輸出的脈沖分別去觸發(fā)負(fù)載4中的各可控硅，以驅(qū)動(dòng)各色燈，其合成的色光示意于圖7。若交換各色燈，可有六種不同的發(fā)光順序供選擇。當(dāng)所需色光出現(xiàn)時(shí)，觸摸一下T觸片，觸發(fā)器使振蕩器5停振，該色光保持不變。
本例也可附加亮度總調(diào)節(jié)電路。
前述的突變型彩燈只有紅、黃、綠、青、藍(lán)、紫、白、黑八種色彩。改進(jìn)的方法是使紅、綠、藍(lán)三色燈的亮度漸變，使其合成豐富的中間色彩。以紅、綠光合成黃光為例，若紅光較強(qiáng)或綠光較弱，合成光中紅光成分較多，則為橙黃色光。反之，若紅光弱綠光強(qiáng)，則為黃綠色光。不難理解，若改變紅、綠光的比例，從紅光到綠光之間的一系列色光都可合成，即從紅、橙黃、黃、黃綠到綠均可出現(xiàn)。
這種漸變型彩燈的方框圖見(jiàn)圖8，它在圖1基礎(chǔ)上增加了可變電阻3，這可以由雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成(如圖13a、e、f、g、h)，也可以由上述晶體管之一種與二極管電橋構(gòu)成(如圖13b、c、d)?？勺冸娮?可直接負(fù)載4中的光源(圖13a、b)，也可作為負(fù)載4中驅(qū)動(dòng)光源的可控硅觸發(fā)控制電路中定時(shí)元件的一部份，改變可控硅的導(dǎo)通角而改變光源亮度(圖13c－h(huán))。上述各種情況示意于圖13a－h(huán)。
圖9至圖11的三個(gè)實(shí)施例均能無(wú)明顯規(guī)律地漸變出色調(diào)極為豐富的色彩光，并能將其中的任何色彩光固定下來(lái)，使其不再變化。
在圖9中，選擇開(kāi)關(guān)1與圖2一樣，不再重述。波形發(fā)生器2中的方波振蕩器5輸出的方波經(jīng)積分電路10產(chǎn)生積分波形，使作為可變電阻3的場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電壓不斷升降，導(dǎo)致源極－－漏極間等效電阻不斷變化，使負(fù)載4中的燈改變亮度而合成各種色光，見(jiàn)圖12示意。當(dāng)所需色光出現(xiàn)時(shí)，觸摸一下T觸片，模擬開(kāi)關(guān)6均截止，電容器C上的電壓不再變化，各燈就保持此時(shí)的亮度不變，合成的色光也就不變。由于可變電阻3中的場(chǎng)效應(yīng)管有極高的柵－－源電阻，電容器C通過(guò)柵－－源極的放電過(guò)程極慢，它兩端的電壓可保持極長(zhǎng)時(shí)間，燈泡也可很長(zhǎng)時(shí)間保持亮度不變，合成的色光也不變。當(dāng)觸摸B觸片時(shí)，振蕩器5又與積分電路10接通，燈又開(kāi)始變色。
本例可附加亮度總調(diào)節(jié)電路如圖16。
在圖10中，選擇開(kāi)關(guān)1與圖4相同，不再重述。當(dāng)波形發(fā)生器2中的計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7各輸出端依次輸出高電平時(shí)，通過(guò)它們所接的隔離二極管8和電阻值依次遞減再遞增的電阻網(wǎng)絡(luò)9，使波形發(fā)生器2輸出不斷升降的階梯波，導(dǎo)致作為可變電阻3的晶體三極管的發(fā)射極－－集電極間等效電阻不斷變化。此等效電阻充當(dāng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載4的可控硅觸發(fā)控制電路的定時(shí)元件，改變著可控硅的導(dǎo)通角，從而改變燈的亮度。當(dāng)觸摸T觸片時(shí)，振蕩器5停振，階梯電壓保持不變，燈的亮度不再變化，合成的色光也不變。
本例可附加亮度總調(diào)節(jié)電路如圖16。
圖11中，選擇開(kāi)關(guān)1與圖4相同，不再重述。當(dāng)波形發(fā)生器2中的可逆計(jì)數(shù)器12輸出“0000”時(shí)，Q1－Q4均為低電平，使或門(mén)13輸出低電平，觸發(fā)器17翻轉(zhuǎn)，關(guān)閉與非門(mén)14而開(kāi)啟與非門(mén)15，讓方波振蕩器5產(chǎn)生的脈沖進(jìn)入CPU，使計(jì)數(shù)器12作加法計(jì)數(shù)。當(dāng)加至最大數(shù)“1111”時(shí)，Q1－Q4均為高電平，使與非門(mén)16輸出低電平，觸發(fā)器17翻轉(zhuǎn)，關(guān)閉與非門(mén)15而開(kāi)啟通往CPD的與非門(mén)14，計(jì)數(shù)器12停止加法計(jì)數(shù)而作減法計(jì)數(shù)。這樣，計(jì)數(shù)器不斷輸出從“0000”逐漸變到“1111”再逐漸變到“0000”的二進(jìn)制信號(hào)。將此數(shù)控信號(hào)去控制由模擬開(kāi)關(guān)6和電阻網(wǎng)絡(luò)9構(gòu)成的權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，可得到十六種等效電阻值，用以形成升降各十六級(jí)階梯波。圖中所示為解碼網(wǎng)絡(luò)電路形式之一。另外，它也可由電阻網(wǎng)絡(luò)9和運(yùn)算放大器18構(gòu)成，如圖14。以后的電路可采用圖13的各種形式，并可附加亮度總調(diào)節(jié)電路如圖16。
若要減少階梯波級(jí)數(shù)，可用BCD可逆計(jì)數(shù)器或少用幾個(gè)輸出端。
當(dāng)觸摸T觸片時(shí)，振蕩器5停振，階梯電壓保持不變，變色停止。
顯然，各例的選擇開(kāi)關(guān)1可全部或部分使用機(jī)械開(kāi)關(guān)取代。圖4和圖10的計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7可用計(jì)數(shù)器和譯碼器或計(jì)數(shù)器和多路選擇開(kāi)關(guān)構(gòu)成，它們有相類(lèi)似的功能。
增加發(fā)射和接收部分后，各例均可方便地實(shí)現(xiàn)遙控。
如果將各例的色彩光照射到噴泉上，即可構(gòu)成變色噴泉。將音樂(lè)信號(hào)分頻為高、中、低三個(gè)頻段，分別取代各例的波形發(fā)生器，使各色燈隨各自代表的頻率成分而明滅或強(qiáng)弱變化，即可構(gòu)成彩色音樂(lè)，讓聽(tīng)、視覺(jué)享受融為一體。如果各頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)由存儲(chǔ)電容和高輸入阻抗器件(如場(chǎng)效應(yīng)管、運(yùn)算放大器等)構(gòu)成的采樣／保持電路，則可隨時(shí)將某一時(shí)刻音樂(lè)所呈現(xiàn)的色彩保持下來(lái)(其原理與圖9類(lèi)似)。將漸變型彩燈的信號(hào)去控制電風(fēng)扇，還可模擬自然風(fēng)。
當(dāng)燈罩不止一只時(shí)(例如吊燈)，每只罩內(nèi)都有三種色燈。如果各罩內(nèi)的各同種色燈都由同一路控制器控制，則各罩的色彩變幻都相同。若各同種色燈分別由不同路控制器控制，則變幻時(shí)各罩呈現(xiàn)不同色彩，可另有一番情趣。這可用開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換燈的連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可方便地使各例組合。例如使色彩既可突變，又可漸變(加入積分電路)，還可隨音樂(lè)變幻色彩等等。此外，也可將各例重新組合或增減。例如用兩種色燈或三種以上色燈，保留變色功能而省略定色功能，改自動(dòng)變色為手動(dòng)變色，增加白熾燈使其照明、裝飾兩用等等。簡(jiǎn)化后可作電扇燈飾、科教玩具等。
這種電子自動(dòng)變色、任意選色彩燈集裝飾性、實(shí)用性為一體，光色多變、神奇生動(dòng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便，無(wú)機(jī)械式色轉(zhuǎn)盤(pán)的噪音、磨損、笨重等缺點(diǎn)，是一種新穎的現(xiàn)代燈具。
權(quán)利要求1.一種由紅、綠、藍(lán)三種色燈及其控制器構(gòu)成的變色燈，其特征是所述控制器由選擇開(kāi)關(guān)1和波形發(fā)生器2構(gòu)成，所述三種色燈可以是三只或三組，它們構(gòu)成負(fù)載4，負(fù)載4可含驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色燈，其特征是在波形發(fā)生器2和負(fù)載4之間有一可變電阻3相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色燈，其特征是選擇開(kāi)關(guān)1可以是電子開(kāi)關(guān)，也可是機(jī)械開(kāi)關(guān)，或者上述二者共同構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色燈，其特征是波形發(fā)生器2可以由方波振蕩器5構(gòu)成，也可由方波振蕩器5和計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7以及隔離二極管8構(gòu)成，還可由方波振蕩器5和計(jì)數(shù)器11構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變色燈，其特征是波形發(fā)生器2可以由方波振蕩器5和積分電路10構(gòu)成，也可由方波振蕩器5、計(jì)數(shù)器／脈沖分配器7、隔離二極管8和電阻網(wǎng)絡(luò)9構(gòu)成，也可由方波振器5、可逆計(jì)數(shù)器12、門(mén)電路13－16、觸發(fā)器17、模擬開(kāi)關(guān)6和電阻網(wǎng)絡(luò)9構(gòu)成，還可由方波振蕩器5、可逆計(jì)數(shù)器12、門(mén)電路13－16、觸發(fā)器17、電阻網(wǎng)絡(luò)9和運(yùn)算放大器18構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變色燈，其特征是可變電阻3可以由雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成，也可以由上述晶體管之一種與二極管電橋構(gòu)成，可變電阻3可直接負(fù)載4中的光源，也可作為負(fù)載4中驅(qū)動(dòng)光源的可控硅觸發(fā)控制電路中定時(shí)元件的一部份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變色燈，其特征是負(fù)載4的三種色燈裝在同一只漫射燈罩內(nèi)或投射到同一塊屏上，各同種色燈可由同一路控制器控制，也可由不同路控制器控制，負(fù)載4也可用兩種色燈或三種以上色燈，負(fù)載4中的光源可以是燈泡、發(fā)光二極管或其它光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變色燈，其特征是附加有亮度總調(diào)節(jié)電路、音樂(lè)信號(hào)分頻電路、采樣／保持電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變色燈，其特征是有一轉(zhuǎn)換燈的連接方式的開(kāi)關(guān)。
專(zhuān)利摘要電子自動(dòng)變色、任意選色夢(mèng)幻彩燈是由電子控制器改變紅、綠、藍(lán)三種色光的種類(lèi)或比例以合成各種色光的燈具。它既可自動(dòng)突變或漸變各種色光，又可根據(jù)需要選擇某種色光并使其固定下來(lái)不再變化。該彩燈光色多變、神奇生動(dòng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便?？捎糜诩彝ァ①e館、商場(chǎng)、舞廳、影劇院、娛樂(lè)場(chǎng)等處，還可作彩色音樂(lè)或變色噴泉等的光源，是集裝飾性、實(shí)用性為一體的新穎現(xiàn)代燈具。
文檔編號(hào)H05B39/04GK2050246SQ8821327
公開(kāi)日1989年12月27日 申請(qǐng)日期1988年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月9日
發(fā)明者李光宇, 李光德 申請(qǐng)人:李光德, 李光宇