CN101622500B - 用于电炉的火焰效果发生器 - Google Patents

Abstract

描述了一种火焰效果发生器。通过在可移动的臂上提供光源并且以足够高的频率移动该臂，可以生成对于电炉的观察者可感知的火焰效果图案。

Description

用于电炉的火焰效果发生器

技术领域

本发明涉及电炉，尤其涉及一种提供模拟火焰效果的电炉。

背景技术

电炉是众所周知的，并且通常在家庭环境中用于产生真火的幻象。这样的电炉可以包括底盘，所述底盘包括模拟煤或原木的燃料床。典型地在垂直方向上提供火焰效果，火焰以多种不同方式中之一提供，其中的一些在我们早期的申请WO02068875中已经进行了描述。这样的装置讨论了将钨丝灯泡用于提供内部照明，这是为火焰和/或燃料床提供照明所必须的。

尽管这样的装置对于提供内部照明以实现期望的火焰效果是有用的，但还是坚持要求改进可实现的火焰效果。

发明内容

这些和其它问题通过根据本发明教导的供电炉使用的火焰效果发生器来解决，该火焰效果发生器包括至少一个光源，其安装在可移动的臂上并配置用来产生火焰效果，所述发生器还包括控制器，其配置用来提供以空间相关方式对至少一个光源进行激活。典型地，这与臂的运动频率有关。以此方式，可以空间绘制一个或多个火焰效果图案。这样的空间绘制的发光成像可以配置用来提供一个或多个火焰效果，这取决于所用光源的特性可以呈一种或多种颜色。通过适当地激活光源，可以产生动画效果，这在产生火焰图案时尤其有效。臂的空间运动可以处在基本上垂直于预期观察者视线的平面中，或者也可以采用旋转方式，从而每运动360度，臂就返回其原始位置，或者可以采用上述两者的结合。

光源合乎希望地包括多个发光二极管(LED)，该二极管进一步合乎希望地垂直地布置在臂上。适当控制单独的LED可以提供选择性地激活LED中的合适LED，以实现所期望的火焰效果。可以用不同的颜色提供多个LED中的单独的LED，或者实际上多个LED中的单独的LED可以由多彩LED形成，所述多彩LED的颜色输出由适当控制信号的施加而确定。在本发明的上下文中，术语LED将被广泛地解释，如将会意识到的那样，本发明的教导可以使用除了LED之外的光源来实践。

臂可以是可旋转的，从而臂上所提供的光源旋转通过360°。在另一装置中，臂以弧的形式可移动。这样的移动可以通过以下实现：将臂一端固定，并且相对于这一端移动臂以产生钟摆效应，臂从一边摆动到另一边。

可以提供两个或更多个臂，以增强所产生的火焰效果。

因此本发明提供了如权利要求1中详细描述的火焰效果发生器。在从属权利要求中提供了有利的实施例。

参考附图可以更好地理解本发明的这些和其它特征，提供所述附图用来帮助理解本发明的教导，而不是为了将本发明限于除了根据所附权利要求认为必要的之外的任何方式。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明，其中：

图1是示出可以在本发明教导的环境下使用的火焰效果发生器的部分的示意图。

图2示出了如何可以在产生火焰效果时使用图1的火焰效果发生器的操作。

图3示出了可以在本发明教导的环境下使用的另一火焰效果发生器的部分。

图4示出了可以相对于燃料床如何放置图3的发生器的操作。

图5以示意图形式示出了如何可以使用图3或4的发生器来产生火焰效果。

图6以框图形式示出了在火焰发生器的操作中有用的部件。

具体实施方式

现在将参考图1到6描述本发明，所述附图为理解本发明的教导提供了帮助。将会理解的是，这样的帮助不是为了以除了根据所附权利要求认为必要的之外的任何方式来限制本发明。

图1和2示出了根据本发明的教导提供的火焰效果发生器100的部件。在该装置中，多个臂105可安装在可旋转的盘110上。臂为光源115提供了支架，所述光源115在这个示例性装置中被提供为单独的发光二极管(LED)125的阵列120，所述发光二极管在阵列120上垂直地安装在彼此之上。当然不必要求堆叠沿着臂的垂直轴轴向对准，因为可能有利的是提供多个LED中的一个或多个，它们以离轴位置或其它几何配置位于阵列上。

适当控制提供给每个LED的信号将会实现LED堆叠阵列中合适的LED的发光，使得光看起来像是沿着臂的长度发出。通过使用多个臂，在合适的时间激活单独的LED并以大约900rpm的速度旋转臂，可以为观察者产生动画效果，其中每个臂提供有许多LED(典型地为几百或几千)。单独的臂的特定特征对观察者是不可见的，并且由于视觉暂留现象，所述效果的观察者就观察到了生成的火焰图像。

将会理解的是，火焰效果通常在燃料床之上是可见的，并且如图2所示，通过将火焰效果发生器100安装在燃料床200之上，可以实现这样的效果。通常电炉的观察者将会位于电炉前面，并且同样将会理解的是，当每个臂旋转通过180°时，对于电炉前面可见的LED阵列现在将会面朝电炉的后面(因此从前面不可见)。如果使用了多个臂并且旋转速度足够，则有可能的是，电炉前面的观察者将会看到由在面向前面的臂上的LED产生的图像，并且所产生的空间成像不会由于一些臂上的面向后面的LED而消退。

然而，用于排除这种问题的其它解决方案包括在电炉的背面提供镜面135，以使由朝向电炉背面的阵列所发射的光反射回前面。还可以包括安装在第一阵列后面的LED的第二阵列130，从而对于旋转的半周，所观察到的光将会来自第一阵列，而对于旋转的下一个半周，所观察到的光将会来自第二阵列。LED的其它安装布置可以包括环绕臂排列的多个LED，从而可以取决于适当的控制信号的施加而从所有方向产生光。

通过在旋转的盘上提供臂，将会意识到的是，产生光的电炉内的深度将会取决于臂在其旋转范围内的位置而变化。这样的位置变化可以用来为所产生的火焰效果产生三维或动画效果。通过适当地施加合适的控制信号，可以使从阵列发射的光闪烁，如从真正的火焰所期待的那样。不同颜色光源的使用(通过使用不同单独色彩的单色LED或通过使用多色LED可实现)可以用来接近地模仿来自火焰的期望颜色。以此方式，可以生成逼真的火焰效果图案。

通过提供两个或更多个单独臂(如图1所示的四个臂105a、105b、105c、105d)，可以进一步改进所生成的火焰图案的视觉美感效果。所提供的这些臂合乎希望地关于可旋转的盘在圆周排列，彼此之间最好以相同的距离隔开。当然有可能的是，某些布置可能只需要一个臂。

尽管没有在图中示出，但是也存在这样的可能，即制造平坦的表面，所述表面从可旋转的盘直立并围绕所述盘延伸，并且在该表面上提供多个单独的LED，表面的旋转向电炉的前面展现了表面上的多个LED中的不同LED，以供电炉的用户进行观察。因此，将会理解的是，术语“臂”将会被广泛地理解为指的是支持一个或多个光源并且允许这些光源的空间运动的任何装置。

可旋转的盘110合乎希望地安装在电炉的底盘205上，并且如图2所示，合乎希望地位于燃料床之上，从而使火焰看起来像是从燃料床发出。将会理解的是，需要电子电路和马达用于有效控制照明次序以及旋转。盘的旋转所需要的这些部件连同任何驱动机械装置的细节都将会为本领域技术人员所理解，在此不再详细描述。只要说明期望它们位于视野之外(例如在可旋转的盘之下或在电炉的背面部分内)就足够了。

典型地，火焰发生器装置和燃料床被包围在规定的容器220内(如图2所示，提供至少部分透明的墙215作为可以使用的装置类型的良好示例，其中所述墙是围绕燃料床的周边而提供的)。当然，容器220的三侧不必都至少部分透明，然而优选地至少容器的前面是充分透明的，以允许从电炉的前面部分观察容器的内部。

盘的旋转速度合乎希望地处在使得图像的观察者不能看到用于承载单独光源的臂的速率。这样的旋转典型地大于900rpm并且可以具有2500rpm或者更高的数量级。使用这样的旋转通常将会实现用于人观察火焰发生器的50Hz的刷新或重复速率。这种高速运动连同单独LED的合适空间激活一起用于为用户产生视觉暂留效应。

尽管图1和图2的装置示出了使用旋转臂，但是提供使用产生视觉感知效应来操作的火焰发生器可以用许多其它的装置来实现。如图3到5所示，其中使用相同的标号来指示与之前所描述的部件相似的部件，可以提供一个或多个可移动的臂(如在这个装置中所示的两个臂300a、300b，其末端部分305相对于其基部部分310移动，以便在弧315中来回摆动，弧315的方向基本上垂直于预期的接受者的视线)。通过这种从一边到另一边的运动，臂到达弧的一端然后反向，从而使臂在相反的方向上移动。在穿越弧的过程中，单独的LED位于相对于静止位置不同的空间位置。

实际的LED的运动与臂行进的频率有关，因此可以预测单独的LED在任何时间的空间位置。通过以空间相关方式来选择性地激活/去激活LED，可以产生感觉持续生成的火焰效果的图像。沿着臂设置多个LED可以用来生成期望的颜色图案，这在模拟火焰效果方面是有用的。这样的装置有用之处在于，装置并不深，因此可以位于朝向电炉背面的屏幕后面，而不需要非常深的底盘。在部分反射/散射的屏幕后面提供火焰效果的进一步细节可以在我们较早的专利GB2230335中找到，检验表明那个电炉中所用的织物可以用本发明的火焰发生器来补充或取代，以实现火焰图案。

例如在图3到5中所示，通过使用相对于彼此的运动可以被控制的两个或更多个臂，可以产生三维效果，这对于改进所观察到的生成的火焰图案的质量是有用的。臂再次合乎希望地位于燃料床200之上，所述燃料床位于底盘405内。整个装置可以被包围在由直立墙215所限定的容器内，所述墙中至少有一面应为至少部分透明，以允许观察者看到围墙里面。以空间相关方式来选择性地激活和去激活单独的LED可以用来产生火焰图案500。

将会理解的是，这里所描述的内容只是火焰发生器的示例性实施例，所述火焰发生器使用臂上的光源的运动来产生由观察者感知为火焰效果的图像。加入这样的火焰发生器提供了多种可能的火焰效果图案，所述图案取决于用于臂上的LED的颜色和所述LED被激活/去激活的次序而生成。通过移动臂，安装在臂上的LED的空间位置会改变，并且它们的激活/去激活可以以空间相关方式进行控制。这样的激活/去激活在产生在预期观察者的视力范围内感觉持续的图像方面是有用的。所生成的图像的透明度和清晰度取决于多个因素，包括所利用的LED的数目、臂的移动速度以及单独的LED的激活率。在适当的条件下，LED产生对于用户为可见的火焰图案的可感知的图像，而发生器的下面的运动对用户是不可感知的。尽管参考LED描述了光源，但将会理解的是，这些只是在本发明教导的环境下可以使用的光源类型的示例。然而，所提供的多个LED中的单独的LED可以用不同的颜色提供，或者实际上多个LED中的单独的LED可以由多彩LED形成，所述多彩LED的颜色输出由适当控制信号的施加而确定。

臂的运动可以通过多个不同的装置来实现。例如，如图1和2所示，臂可以固定到可旋转的盘，从而使臂的一部分相对于另一部分不移动，而整个臂在由盘的旋转所定义的环形图案内移动。或者如图3所示，臂的一端可以相对于可移动的支架固定，从而使支架的运动引起臂的另一端的运动。尽管图3的装置示出了形成运动弧的例子，即一个轴的平移运动形成了钟摆效应，但是提供以回旋仪或某种其它球状安装布置样式的支架可以允许臂的运动穿过360度。

通过以取决于臂的运动位置的次序来激活光源，可以实现电炉内的火焰效果的空间绘图。将会理解的是，当臂移动时，安装在臂上的LED移动，因此它们在电炉内的空间位置或定位改变。实行激活/去激活以保证在电炉内的期望空间位置处产生生成的图像。发生器可以包括一个或多个传感器，所述传感器配置用来感测臂相对于第一位置的位置，并将此位置传递到控制器以使光源的操作和(一个或多个)臂的运动同步。在另一装置中，臂相对于第一位置的位置可以使用嵌入在控制器内的预测算法来确定。

图6以示意图形式示出了火焰发生器的有用部件。这些部件包括配置用来作用和控制光源610的控制器600。使用驱动装置620(对本领域的技术人员而言明显的类型)来实现臂615的运动，并且所述驱动装置也可以耦合到控制器，以允许激活/去激活与(一个或多个)臂的运动同步。

因此，将会理解的是，所描述的实施例是本发明教导的示例，本发明不限于除了根据所附权利要求认为必要的之外的任何形式。

在本说明书中使用的词语“包括”用来指定存在所声明的特征、整数、步骤或部件，而不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、部件或其组合。

Claims (18)

1.一种在产生模拟的火焰效果时供电炉使用的火焰效果发生器，所述发生器包括：

a.至少一个可移动的臂，其上提供有至少一个光源；

b.控制器，其与所述至少一个臂的运动结合，选择性地激活和去激活所述至少一个光源以产生火焰效果。

2.根据权利要求1所述的发生器，其中所述光源包括以阵列形式布置在所述臂上的多个发光二极管。

3.根据权利要求2所述的发生器，其中所述多个发光二极管中的单独的发光二极管配置用来提供不同的颜色输出。

4.根据前述权利要求中任何一项所述的发生器，其中所述臂可安装在可旋转的盘上，所述盘的旋转引起所述臂的运动。

5.根据权利要求4所述的发生器，其中所述臂包括在第一方向上取向的发光二极管的第一阵列和在第二方向上取向的发光二极管的第二阵列。

6.根据权利要求4所述的发生器，其中在所述可旋转的盘上提供两个或更多个臂，所述多个臂围绕所述盘的圆周分布。

7.根据权利要求4所述的发生器，其中所述可旋转的盘可安装在所述电炉内的燃料效果发生装置之上的位置。

8.根据权利要求1到3中任何一项所述的发生器，进一步包括运动发生器，其中所述至少一个臂的第一末端部分固定到所述运动发生器，所述运动发生器的激活引起所述至少一个臂的第二末端部分相对于所述第一末端部分的运动。

9.根据权利要求8所述的发生器，其中所述第一末端部分和所述第二末端部分相对于彼此远侧设置。

10.根据权利要求8所述的发生器，其中所述运动限定为弧。

11.根据权利要求10所述的发生器，其中所述运动基本上垂直于用户的预期观察方向。

12.根据权利要求8所述的发生器，其中所述运动处在三维内。

13.根据权利要求1所述的发生器，其中所述控制器作用于所述光源和所述臂，以便与所述臂的位置一致地以空间相关方式激活所述光源。

14.根据权利要求1所述的发生器，其中所述光源的激活提供了一个或多个火焰效果的空间绘制。

15.根据权利要求1所述的发生器，其中所述光源的选择性激活和去激活实现了动画火焰效果的产生。

16.根据权利要求1所述的发生器，其中所述火焰效果内的单独火焰的高度或颜色可以通过选择性激活所述光源中合适的光源来改变。

17.一种模拟电炉，包括如前述权利要求中任何一项所述的发生器，所述发生器位于所述电炉的底盘内，所述底盘还容纳燃料床，所述发生器相对于所述燃料床而设置，使得当被激活时，所生成的火焰效果看起来像是从所述燃料床发出。

18.根据权利要求17所述的电炉，进一步包括容器，其中所述发生器包围在所述容器内，所述容器具有至少一个部分透明的屏幕，通过所述屏幕观察者可以观察到生成的火焰效果。

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