CN103885327A

CN103885327A - 泛光led投影时钟

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Publication number: CN103885327A
Application number: CN201410157191.2A
Authority: CN
Inventors: 卫光辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-04
Filing date: 2014-04-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2034-04-20
Also published as: CN204065686U; CN103885327B; CN103676606A

Abstract

一种泛光LED投影时钟，涉及电子技术、光色彩领域。它是分别代表时针、分针、秒针光源的红、绿、蓝或它们的组合色青、紫、黄泛光LED组成发光表盘，在中央处理器、实时时钟及LED驱动电路控制下发光，投射到垂直表盘中心的遮光针杆，在投影表盘上混色成白光的背景下产生青、紫、黄或红、绿、蓝三个补色投影指针作为时针、分针、秒针来指示时间的装置，颜色顺序可以自己设定。它由发光表盘、遮光针杆、投影表盘、中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路、麦克风录音及声控电路、扬声器及功放、USB电源及数据接口、无线收发模块、温湿度检测单元、按键、电源开关、电池、充电电路、太阳能电池、时刻标记表盘、外壳组成，兼有彩灯、照明的功能。

Description

泛光LED投影时钟

技术领域

本发明涉及电子技术、光色彩领域，特别涉及一种泛光LED投影时钟。

背景技术

目前，国外有按时钟圆形钟点分布的12个灯光按钟点依次照射中间遮光针杆形成投影的阴影时钟，其结构复杂，阴影单一，只能表示小时刻度（美国专利：US4034549 A，Shadow Clock）。也有按红、绿、蓝三色聚光LED分别从三层不同高度颜色表盘以不同角度投射到中间遮光针杆上形成阴影的投影时钟，这种结构更复杂，而且因为聚光LED，红、绿、蓝三色不能很好混色重合，遮光针杆形成的阴影为黑色，且光线杂乱，识别困难。

发明内容

为了克服现有LED投影时钟结构复杂、光影杂乱、效果不好、识别困难，本发明采用一种泛光LED投影时钟，发光表盘上分别代表时针、分针、秒针光源的彩色泛光LED分布结构简单，在中央处理器、实时时钟、LED驱动电路控制下发光，光线能很好的在投影表盘上混色为白光或其组合色背景色，经过遮光针杆的遮挡，在投影表盘上产生色彩艳丽、清晰指示的投影指针，投影指针不但可以从颜色区分时针、分针、秒针，在某种结构中也可以从投影指针的长短来区分时针、分针、秒针，符号人们的读表习惯。本泛光LED投影时钟兼具小夜灯、音乐彩灯、可调光照明或应急照明的功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述泛光LED投影时钟至少包括发光表盘、遮光针杆、投影表盘、中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路；

发光表盘由按时刻位置分布分别代表时针、分针、秒针光源的三种颜色泛光LED组成，也可以不含秒针光源；发光表盘上LED是大角度泛光的，而不是小角度聚光的，所述泛光是指时针、分针、秒针光源LED有足够大的发光角度以使发出的各颜色光线在投影表盘上能有效混色成白光或只有时针、分针非互补色光源时其组合色背景为准；发光表盘上LED分布可以是但不限于平面结构；遮光针杆位于发光表盘和投影表盘中间，分别和发光表盘中心、投影表盘中心垂直，允许最大角度偏差不超过正负30度；在遮光针杆另一端和发光表盘相对应的是投影表盘，投影表盘可以是但不限于平面结构；

发光表盘包含时针、分针、秒针光源时，时针、分针、秒针的光源颜色分别为红、绿、蓝或它们的组合色即绿蓝组合色青、红蓝组合色紫、红绿组合色黄，颜色顺序可以自己设定；当发光表盘上泛光LED光源在中央处理器、实时时钟和LED驱动电路控制下，分别代表某一时刻时针、分针、秒针光源的三个红、绿、蓝泛光LED或三组组合色青、紫、黄泛光LED发光投射到投影表盘上时，光线经混色形成白光背景，因为表盘中心遮光针杆的遮挡，三个红、绿、蓝或三组组合色青、紫、黄泛光LED光源在投影表盘上形成三个针形阴影；红光的阴影因缺少红色形成红色的补色青色，绿光的阴影因缺少绿色形成绿色的补色紫色，蓝光的阴影因缺少蓝色形成蓝色的补色黄色，同理组合色青、紫、黄的阴影为红、绿、蓝；也即发光表盘上分别代表某一时刻时针、分针、秒针光源的三个红、绿、蓝泛光LED或三组组合色青、紫、黄泛光LED发光，照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色后的白光背景下产生红、绿、蓝的补色青、紫、黄或组合色青、紫、黄的补色红、绿、蓝的三个清晰指示的补色投影指针，分别代表时针、分针、秒针，其颜色顺序可以自己设定；

发光表盘包含时针、分针光源，不含秒针光源时，时针、分针光源的颜色可以互为补色，比如红和青或绿和紫或蓝和黄，其颜色顺序可以自己设定，也可以为任意色，其在投影表盘上可以混色成白光或时针、分针光源的组合色背景，为任意色时也可以在发光表盘中心放置一颗或一组和时针、分针光源泛光LED互为补色的某色单色或组合色泛光LED，使在投影表盘上混色为白光背景；当发光表盘上泛光LED光源在中央处理器、实时时钟和LED驱动电路控制下，分别代表某一时刻时针光源某色泛光LED、分针光源某色泛光LED发光，照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色后的白光或其组合色背景下产生不同颜色的投影时针和分针；

如上所述，当发光表盘上代表时针、分针、秒针光源的泛光LED互为补色时，其在投影表盘上可以混色成白光背景，遮光针杆在投影表盘上的阴影也为各自光源的补色；所述补色是指若几种光源发光可以混色成白光，那么这几种光源互为补色；比如红、绿、蓝互为补色，青、紫、黄互为补色，红和青互为补色，绿和紫互为补色，蓝和黄互为补色；当发光表盘上只有时针、分针光源且不为互补色时，其在投影表盘上不能混合成白光背景，只能混合成光源的组合色背景，遮光针杆的在投影表盘上的投影时针为分针光源的颜色，投影分针为时针光源的颜色；所述光源要想在投影表盘上有效混色为白光或组合色背景，必需采用发光角度足够大的泛光LED，使光线能够有效重合混色。

当采用分立的时针、分针、秒针光源组成发光表盘，代表时针光源的某色泛光LED可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；代表分针光源的某色泛光LED可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在时针光源LED的外围以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；当包含秒针光源时，代表秒针光源的某色泛光LED，可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在分针光源LED的外围以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；当代表时针、分针、秒针光源的泛光LED数量相同时，也可采用合成的红、绿、蓝三基色泛光LED颗粒，当只有时针、分针泛光LED且数量相同时，也可采用合成的双色泛光LED颗粒，合成的三基色或双色泛光LED颗粒可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布。

投影表盘可以是一面墙、平面或外壳平面，也可以是专门的半透明外壳，投影表盘可以是但不限于平面结构，投影表盘上有时刻标记，围绕着投影表盘中心相应时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，表示12个钟点时刻，便于识别时间；当使用一面墙、平面或外壳平面作为投影表盘时，可以在时刻位置直接标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；当使用专门的半透明外壳作为投影表盘时，时刻标记有三种可能的实施方式：1）、直接在半透明外壳的投影表盘外侧时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；2）、在半透明外壳内侧投影表盘和发光表盘中间靠近投影表盘位置放置时刻标记表盘，该时刻标记表盘除时刻标记以外为透明材料，时刻标记为1到12数字或其它时刻标记图形符号，这样发光表盘上泛光LED光源发光照射时刻标记表盘会在投影表盘上形成时刻标记投影；3）、在半透明外壳的投影表盘内侧时刻位置镜像标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的，当发光表盘泛光LED光源发光照射到半透明外壳的投影表盘内侧，时刻标记会在半透明外壳的投影表盘外侧产生时刻标记的阴影，表示12个钟点时刻。

遮光针杆是直线形或一端带尖的针形或其它特殊造型，位于发光表盘和投影表盘中间，分别和发光表盘中心、投影表盘中心垂直，允许最大角度偏差不超过正负30度，用于遮挡光线形成彩色投影，由于结构的不同，遮光针杆的一端可以是和发光表盘连接在一起的，也可以是和发光表盘有一定距离未连接的，遮光针杆的另一端和投影表盘垂直相连，相连点作为投影表盘中心。遮光针杆和发光表盘结构的不同，会导致投影表盘上形成投影指针的长度有不同的结果，即是不等长的还是等长的。

遮光针杆可以一端和发光表盘中心垂直但有一定距离未连接，另一端和投影表盘中心垂直相连，若采用分立的时针、分针、秒针光源组成发光表盘，且时针、分针、秒针光源泛光LED按时刻位置依次分布在从内到外不同半径的圆周上，由于代表时针、分针、秒针光源的泛光LED发光投射到较近遮光针杆顶端的角度不同，其在投影表盘上产生的三个投影指针，不但颜色不同，长度也依次增大，正好代表不同长度的时针、分针、秒针，符合人们的读表习惯；若采用合成的三基色红、绿、蓝泛光LED组成发光表盘，时针、分针、秒针光源泛光LED处于基本相同半径的圆周上，它们发光投射到遮光针杆顶端的角度基本相同，其在投影表盘上产生的三个投影指针颜色不同，长度基本相同，时针、分针、秒针的区分可按设定的投影指针颜色来分辨。

遮光针杆也可以一端和发光表盘中心垂直相连，另一端和底座垂直相连并通过底座粘贴、挂钩或磁吸固定在墙体或平面上，或者另一端和外壳平面直接垂直相连，墙体或平面或外壳平面均可作为投影表盘；依据实施结构的不同，中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路、麦克风录音及声控电路、扬声器及功放电路、USB电源及数据接口、充电电路、按键、电源开关、无线收发模块、温湿度检测单元以及电池，上述功能模块如果用到，可以在发光表盘一侧使投影表盘一侧简洁，也可以在投影表盘一侧减轻悬空的发光表盘一侧重量；遮光针杆和底座或外壳平面相连处作为投影表盘的中心，围绕投影表盘中心按时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；此时，发光表盘上时针、分针、秒针光源无论是分立的还是合成红、绿、蓝三基色的，在中央处理器、实时时钟、LED驱动电路控制下发光，在投影表盘上遮光针杆产生的三个投影指针长度一致，可以通过设定的投影指针颜色来区分时针、分针、秒针。

除了必需的发光表盘、遮光针杆、投影表盘、中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路外，它还可以有麦克风录音及声控电路、扬声器及功放电路、USB电源及数据接口、充电电路、按键、电源开关、无线收发模块、温湿度检测单元、电池、太阳能电池、时刻标记表盘、外壳等，这些功能模块可以根据需要增减，各功能模块的主要功能是：

中央处理器用于运行程序，协调和处理各部分功能模块的工作；

实时时钟用于产生时间信号和当主电源关闭时通过备用电源保持时间运行；

LED驱动电路用于驱动LED发光；

电源电路把外部电源转换为泛光LED投影时钟的内部工作电源，外部电源可以是USB电源接口，也可以是干电池或可充电电池；

麦克风录音及声控电路用于中央处理器停止运行或休眠时声控唤醒本泛光LED投影时钟，或中央处理器运行时声控进入停止运行或休眠状态或关闭电源延长电池使用时间，进行语音识别声控，或录音制作闹铃或音乐；

扬声器及功放电路产生闹铃、语音报时报温湿度及播放音乐；

USB电源及数据接口用于直接供电或给可充电电池充电或连接电脑或智能机下载音乐、校时、控制；

充电电路用于通过USB电源接口或太阳能电池给可充电电池充电；

按键用于设置时间、闹钟、停响闹铃、休眠与唤醒、录放音、切换彩灯模式或可调光照明模式及其它功能，按键可采用触摸按键、普通按键、薄膜按键形式；

电源开关用于开启或关闭部分或全部外部电源或唤醒处于停止运行或休眠状态的泛光LED投影时钟；

无线收发模块用于无线连接电脑或智能机下载音乐、校时、控制；

温湿度检测单元用于检测环境温湿度，并在需求时通过扬声器报出；

外壳和结构保证了泛光LED投影时钟各项功能的正常实施和完成；外壳壳体可以是带有花纹镂空的，也可以不是镂空的，外壳可以有不同的造型设计；当外壳采用镂空的花纹或图形时，发光表盘泛光LED的光线可以透过外壳在墙壁上形成多彩的花纹图案；镂空的部分也可作为扬声器的后腔声音出孔。

泛光LED投影时钟有智能休眠功能，可以通过按键设置开启或关闭，开启后中央处理器可根据白天、晚上及其它工作条件如声音、定时、按键、电源开关或供电情况等的不同，智能判断需求的工作时间长短，工作相应时间后自动停止运行或休眠进入节能模式，但不影响实时时钟走时，可以通过声音、定时、按键或电源开关再次唤醒。

当发光表盘代表时针、分针、秒针光源的泛光LED分别只有12颗时，投影分针、投影秒针的精度为5分钟和5秒钟，为弥补精度的不足，可以增加分针光源某色泛光LED、秒针光源某色泛光LED的数量，最多60颗，也可以让分针光源某色泛光LED以不闪烁、间隔闪烁1次、间隔闪烁2次、间隔闪烁3次、间隔闪烁4次分别代表0分、1分、2分、3分、4分，每次亮半秒灭半秒或灭半秒亮半秒为闪烁一次，闪烁次数足够后间隔亮或灭一秒或几秒，如此循环，从而分针指示的时刻值加上间隔闪烁的次数即为更精确的分钟值，秒针指示的时刻值加上到达这一时刻之后的闪烁和间隔的时间即为更精确的秒钟值。

当提高投影指针表示时间的精度或设定时间或其它特殊指示情况时，需要投影指针闪烁亮灭，而又保持投影表盘上背景色不变，投影指针闪烁亮灭的实现方式如下：代表某一投影指针光源的某色泛光LED以设定亮度点亮经遮光针杆遮挡在投影表盘上产生投影指针表示亮；投影指针灭的实现方式有两种：1）、当圆周上所有同色泛光LED以总体亮度等同上述设定亮度的均分亮度点亮时，遮光针杆在投影表盘上的投影指针被消隐表示灭；2）、在投影表盘中心放置一组包含所有投影指针光源颜色的泛光LED，以这组中与被熄灭投影指针光源同色的泛光LED代替被熄灭的投影指针光源发光补足背景色，因为其垂直遮光针杆，不能形成投影指针表示灭。

同时，因为本泛光LED投影时钟包含发光的LED，兼具小夜灯的功能；通过中央处理器程序和按键的设定，可以控制红、绿、蓝三色LED按照一定顺序和PWM控制发光全彩变换，配以音乐，具有音乐彩灯的功能；也可以PWM控制部分或所有LED同时发光，具有可调光照明功能。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1是采用12组分立的红、绿、蓝泛光LED组成的发光表盘LED分布示意图。

图2是采用12颗合成的三基色红、绿、蓝泛光LED组成的发光表盘LED分布示意图。

图3是遮光针杆和发光表盘有一定距离，且发光表盘时针、分针、秒针光源泛光LED按时刻位置依次分布在从内到外不同半径的圆周上，LED发光投射到遮光针杆上，在投影表盘上产生长度依次增大的补色投影时针、分针、秒针的原理示意图。

图4是图3情况下某时刻投影表盘上三个长度依次增大的补色投影时针、分针、秒针示意图。

图5是泛光LED投影时钟的第一个实施例的透视结构示意图。

图6是图5第一个实施例的纵剖面结构示意图。

图7是图5第一个实施例投影表盘时刻标记的第二种可能实施方式的时刻标记表盘示意图。

图8是图5第一个实施例投影表盘时刻标记的第三种可能实施方式的投影表盘内侧镜像标记示意图，镜像标记可以是平面的或立体的。

图9是泛光LED投影时钟的电路拓扑示意图。

图10是泛光LED投影时钟的第二个实施例的纵剖面结构示意图。

图11是泛光LED投影时钟的第三个实施例的纵剖面结构示意图。

图12是图10第二个实施例、图11第三个实施例当遮光针杆一端和发光表盘中心垂直相连，另一端和投影表盘中心垂直相连时，在投影表盘（墙面或外壳平面）上产生三个等长的补色投影时针、分针、秒针示意图。

图中1.发光表盘，2.时针光源某色泛光LED，3.分针光源某色泛光LED，4.秒针光源某色泛光LED，5.遮光针杆，6.投影表盘，7.中央处理器，8.麦克风录音及声控电路，9.电池，10.外壳，11.扬声器及功放电路，12.USB电源及数据接口，13.钟点时刻标记1到12数字或其它图形符号，14.投影时针，15.投影分针，16.投影秒针，17.麦克风孔，18.扬声器孔，19.电源开关，20.按键，21.电池盖，22.固定底座，23.时刻标记表盘，24.无线收发模块，25.电源电路，26.实时时钟，27.LED驱动电路，28.温湿度检测单元，29.充电电路，30.太阳能电池。

具体实施方式

在图1中，发光表盘（1）上代表时针光源的某色泛光LED（2）有12颗，按表盘时刻位置均匀分布在最里面圆周上；代表分针光源的某色泛光LED（3）有12颗，按表盘时刻位置均匀分布在时针光源某色泛光LED（2）的外围圆周上；代表秒针光源的某色泛光LED（4）有12颗，按表盘时刻位置均匀分布在分针光源某色泛光LED（3）的外围圆周上。时针、分针、秒针泛光LED的颜色分别为红色、绿色、蓝色或绿蓝组合色青、红蓝组合色紫、红绿组合色黄，它们的颜色顺序可以自己设定。

图1中时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（3）数量相同，也可以采用合成的红、绿、蓝三基色泛光LED代表某个时刻位置的三个分立泛光LED，如图2所示，采用12颗合成的三基色红、绿、蓝泛光LED组成的发光表盘，同时采用了不同于图1的可能的泛光LED光源顺序，是因为不同实施例可能采取的结构而导致的投影指针观看方向不同，可以根据投影指针观看方向的不同对泛光LED光源顺序做出调整，符号人们读表习惯。

在图3中，当发光表盘（1）采用图1中分立的时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）按时刻位置依次分布在从内到外不同半径的圆周上，且和遮光针杆（5）有一定距离未连接时，时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）发光投射到遮光针杆（5），因为到较近遮光针杆（5）顶端的投射角度不同，在投影表盘（6）上产生长度依次增大的补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）的原理示意图。

图4是图3原理示意图中，在某个时刻的投影表盘（6）显示的不同长度补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）的一个示例，投影表盘（6）在时刻位置标记1到12数字（13）便于识别时刻。

在图5所示第一个实施例中，发光表盘（1）装在外壳（10）中，投影表盘（6）由半透明材料做成，是外壳（10）的一部分，遮光针杆（5）一端与发光表盘（1）中心垂直但有一定距离未连接，另一端和投影表盘（6）中心垂直相连，发光表盘（1）采用图1中分立的时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）结构，发光表盘（1）背面是图6中中央处理器（7）、实时时钟（26）、LED驱动电路（27）、电源电路（25）、麦克风录音及声控电路（8）、扬声器及功放电路（11）、无线收发模块（24）、温湿度检测单元（28）、充电电路（29）、电池（9），以及图5中按键（20）、USB电源及数据接口（12）、电源开关（19）。当分立时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）在中中央处理器（7）、实时时钟（26）及LED驱动电路（27）控制下发光，以不同角度投射到遮光针杆（5）上，会在半透明投影表盘（6）上混色成白光的背景上产生长度依次增大的补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）。投影表盘（6）上时刻标记有三种可能的实施方式：1）、直接在半透明外壳（10）的投影表盘（6）外侧时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号（13），时刻标记可以是平面的或立体的；2）、在半透明外壳（10）内侧投影表盘（6）和发光表盘（1）中间靠近投影表盘（6）位置放置时刻标记表盘（23），如图7所示，该时刻标记表盘（23）除时刻标记以外为透明材料，时刻标记为1到12数字或其它时刻标记图形符号，这样发光表盘（1）泛光LED光源（2）（3）（4）发光照射时刻标记表盘（23）会在投影表盘（6）上形成多彩的时刻标记投影；3）、在半透明外壳（10）的投影表盘（6）内侧时刻位置镜像标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，如图8所示，时刻标记可以是平面的或立体的，当发光表盘（1）泛光LED光源（2）（3）（4）发光照射到半透明外壳（10）的投影表盘（6）内侧，时刻标记会在半透明外壳（10）的投影表盘（6）外侧产生时刻标记的阴影，表示12个钟点时刻。根据补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）在投影表盘（6）上对应的钟点时刻标记即可得知具体时间。

在图5所示第一个实施例中，由于发光表盘（1）代表时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）分别有12颗，投影分针（15）、投影秒针（16）的精度为5分钟和5秒钟。为弥补精度的不足，可以增加分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）的数量，最多到60颗；也可以让分针光源某色泛光LED（3）以不闪烁、间隔闪烁1次、间隔闪烁2次、间隔闪烁3次、间隔闪烁4次分别代表0分、1分、2分、3分、4分，每次亮半秒灭半秒或灭半秒亮半秒为闪烁一次，分针亮灭实现方式如下：代表某一时刻投影分针光源的某色泛光LED（3）以设定亮度点亮经遮光针杆（5）遮挡在投影表盘（6）上产生投影分针（15）表示分针亮；当圆周上所有分针光源同色泛光LED（3）以总体亮度等同上述设定亮度的均分亮度点亮时，遮光针杆（5）在投影表盘（6）上的投影分针（15）被消隐表示灭；闪烁次数足够后间隔亮或灭一秒或几秒，如此循环，从而投影分针（15）指示的时刻标记1到12数字（13）加上间隔闪烁的次数即为更精确的分钟值，投影秒针（16）指示的时刻标记1到12数字（13）加上到达这一时刻之后的闪烁和间隔的时间即为更精确的秒钟值。比如，间隔闪烁2次可以使分针光源某色泛光LED（3）按“亮半秒-灭半秒-亮半秒-灭半秒-亮1秒”的周期循环，对应的投影分针（15）也会间隔闪烁2次，当前投影分针（15）钟点时刻标记1到12数字（13）加2分为更精确的分钟值，当前投影秒针（16）钟点时刻标记1到12数字（13）加上到达这一时刻之后的闪烁和间隔的时间即为更精确的秒钟值。

在图5所示第一个实施例中，外壳（10）壳体可以是带有花纹镂空的，也可以不是镂空的。当外壳（10）采用镂空的花纹或图形时，时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）的光线可以透过外壳（10）在墙壁上形成多彩的花纹图案；镂空的部分也可作为扬声器（11）的后腔声音出孔；图6中麦克风孔（17）用于声音传入麦克风，扬声器孔（18）用于扬声器传出声音，电池盖（21）用于拆装电池。

图9是泛光LED投影时钟的电路拓扑示意图。中央处理器（7）用于执行程序协调各部分运作；USB电源接口（12）和太阳能电池（30）通过充电电路（29）给可充电电池（9）充电；当使用干电池（9）时，不需要充电电路（29）；USB电源接口（12）和电池（9）通过电源开关（19）给电源电路（25）供电，使用USB电源接口（12）供电时，自动关闭电池（9）供电；电源电路（25）转换为内部可用的电压后给各个功能模块供电；电源开关（19）可以开启或关闭部分或全部外部电源或唤醒处于停止运行或休眠状态的中央处理器（7）；按键（20）可以是触摸按键、普通按键或薄膜按键，用于设置时间、闹钟、停响闹铃、休眠与唤醒、录放音、切换彩灯模式或可调光照明模式及其它功能；USB数据接口（12）可以连接电脑或智能机下载音乐文件，或通过软件校时和控制；无线收发模块（24）用于无线连接电脑或智能机下载音乐文件，或通过软件校时和控制；温湿度检测单元（28）用于检测环境温湿度，并在需求时通过扬声器（11）报出；麦克风录音及声控电路（8）用于中央处理器（7）停止运行或休眠时声控唤醒本泛光LED投影时钟，或中央处理器（7）运行时声控进入停止运行或休眠状态或关闭电源延长电池（9）使用时间，进行语音识别声控，或录音制作闹铃或音乐；扬声器及功放电路（11）用于闹铃、报时报温湿度及播放音乐；实时时钟（26）用于产生时间信号和当主电源关闭时通过备用电源保持时间运行；中央处理器（7）根据实时时钟（26）产生的时间信号，经过LED驱动电路（27）控制投影指针光源泛光LED（2）、（3）、（4）发光；投影指针光源泛光LED（2）、（3）、（4）也可在中央处理器（7）程序和LED驱动电路（27）控制下工作在PWM彩灯和照明模式。上述电路的各功能模块可以根据需要进行增减。

在图5所示第一个实施例中，泛光LED投影时钟有智能休眠功能，可以通过按键（20）设置开启或关闭，开启后中央处理器可根据白天、晚上及其它工作条件如声音、定时、按键（20）、电源开关（19）、供电情况等的不同，智能判断需求的工作时间长短，工作相应时间后自动停止运行或休眠进入节能模式，但不影响图6中实时时钟（26）走时，可以通过声音、定时、按键（20）或电源开关（19）再次唤醒。

在图5所示第一个实施例中，泛光LED投影时钟除了作为时钟功能使用外，也可以通过中央处理器（7）程序产生PWM波形控制信号，经LED驱动电路（27）控制时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）发光产生全彩色变换的彩灯效果或实现可调光的照明。

在图10所示的第二个实施例中，采用了不同的结构，遮光针杆（5）一端和发光表盘中心垂直相连，另一端和底座（22）垂直相连并通过底座（22）粘贴、挂钩或磁吸固定在墙体或平面上，墙体或平面充当了投影表盘（6）的作用，遮光针杆（5）和底座（22）连接处即为投影表盘（6）中心。发光表盘（1）可以采用图1的分布，从内圆到外圆依次为代表时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）的分立泛光LED，只是依据结构导致观看方向的不同，不同于图5第一个实施例，图1中发光表盘（1）泛光LED光源（2）（3）（4）代表的时刻顺序从12位置起逆时针分别为11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1，改为从12位置起逆时针分别为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11，使对应的投影表盘（6）能保持正常的时刻标记1到12数字（13）；也可以采用图2中合成的三基色LED，12颗或更多颗最多60颗按时刻位置圆周均匀分布。发光表盘（1）的背面是中央处理器（7）、实时时钟（26）、LED驱动电路（27）、电源电路（25）、麦克风录音及声控电路（8）、扬声器及功放电路（11）、无线收发模块（24）、温湿度检测单元（28）、USB电源及数据接口（12）、充电电路（29）、电池（9）、电源开关（19）、按键（20），它们和发光表盘（1）一起被装在和发光表盘（1）相对应的外壳（10）中。外壳（10）上有麦克风孔（17）用于声音传入麦克风，扬声器孔（18）用于扬声器传出声音，太阳能电池（30）用于通过充电电路（29）给可充电电池（9）充电。

在图10所示的第二个实施例中，当时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）在中中央处理器（7）、实时时钟（26）及LED驱动电路（27）控制下发光照射到遮光针杆（5）上，在投影表盘（6）上产生等长但不同颜色如图12示例的补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）。可以通过设定的补色投影指针颜色来区分时针、分针、秒针。图12中投影表盘（6）在钟点时刻位置标记钟点时刻标记1到12数字或其它时刻标记图形符号（13）方便查看时间。

在图10所示的第二个实施例中，除了因为本示例结构不同而产生的等长的补色投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16）与图5第一个实施例不同和增加了太阳能电池（30）外，其它功能相同。

在图11所示的第三个实施例中，发光表盘（1）由时针光源某色泛光LED（2）、分针光源某色泛光LED（3）、秒针光源某色泛光LED（4）和LED驱动电路（27）组成，发光表盘（1）中心和遮光针杆（5）一端垂直相连，遮光针杆（5）另一端和投影表盘（6）中心也垂直相连，外壳（10）是投影表盘（6）的一部分或全部，中央处理器（7）、实时时钟（26）、电源电路（25）、麦克风录音及声控电路（8）、扬声器及功放电路（11）、无线收发模块（24）、温湿度检测单元（28）、充电电路（29）、USB电源和数据接口（12）、电源开关（19）、触摸按键（20）和电池（9）装在外壳（10）中，减轻了悬空部分发光表盘（1）的负担，外壳（10）固定在墙面或其它平面上或放置在桌面上，外壳（10）或墙面或其它平面共同起到投影表盘（6）的作用，围绕着投影表盘中心标记1到12数字或其它时刻标记图形符号（13），时刻标记可以是平面的或立体的，方便查看时间。投影表盘（6）显示效果和第二个实施例类似如图12所示。图11所示第三个实施例除了结构与图10第二个实施例不同和没有太阳能电池（30）、采用触摸按键（20）外，其它功能相同。

泛光LED投影时钟不限于上述3种典型实施例，根据分别代表时针、分针、秒针光源红、绿、蓝或其组合色青、紫、黄泛光LED在中中央处理器（7）、实时时钟（26）及LED驱动电路（27）控制下发光，投射到遮光针杆（5）上，在投影表盘（6）上混色的白光背景下留下青、紫、黄或红、绿、蓝三个补色投影指针分别代表投影时针（14）、投影分针（15）、投影秒针（16），或者只有时针、分针光源互补色或任意色泛光LED（1）（2）发光照射到遮光针杆（5）上，在投影表盘（6）上混色的白光或组合色光背景下留下两种颜色投影指针分别代表投影时针（14）、投影分针（15），颜色顺序可以自己设定，这一本发明的技术特征，本领域的技术人员可以在结构和功能上的改变或增减引申出多种实施例。

Claims

1.一种泛光LED投影时钟，其特征是：

发光表盘包含时针、分针、秒针光源时，时针、分针、秒针的光源颜色分别为红、绿、蓝或它们的组合色即绿蓝组合色青、红蓝组合色紫、红绿组合色黄，颜色顺序可以自己设定；当发光表盘上泛光LED光源在中央处理器、实时时钟和LED驱动电路控制下，分别代表某一时刻时针、分针、秒针光源的三个红、绿、蓝泛光LED或三组组合色青、紫、黄泛光LED发光，照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色后的白光背景下产生红、绿、蓝的补色青、紫、黄或组合色青、紫、黄的补色红、绿、蓝的三个补色投影指针，分别代表时针、分针、秒针，其颜色顺序可以自己设定；

发光表盘包含时针、分针光源，不含秒针光源时，时针、分针光源的颜色可以互为补色，比如红和青或绿和紫或蓝和黄，其颜色顺序可以自己设定，也可以为任意色，其在投影表盘上可以混色成白光或时针、分针光源的组合色背景，为任意色时也可以在发光表盘中心放置一颗或一组和时针、分针光源泛光LED互为补色的某色单色或组合色泛光LED，使在投影表盘上混色为白光背景；当发光表盘上泛光LED光源在中央处理器、实时时钟和LED驱动电路控制下，分别代表某一时刻时针光源某色泛光LED、分针光源某色泛光LED发光，照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色后的白光或其组合色背景下产生不同颜色的投影时针和分针。

2.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：当采用分立的时针、分针、秒针光源组成发光表盘，代表时针光源的某色泛光LED可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；代表分针光源的某色泛光LED可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在时针光源LED的外围以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；当包含秒针光源时，代表秒针光源的某色泛光LED，可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在分针光源LED的外围以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布；当代表时针、分针、秒针光源的泛光LED数量相同时，也可采用合成的红、绿、蓝三基色泛光LED颗粒，当只有时针、分针泛光LED且数量相同时，也可采用合成的双色泛光LED颗粒，合成的三基色或双色泛光LED颗粒可以有12颗，也可以有更多颗，最多60颗，它们在以发光表盘中心为圆心的圆周上按时刻位置均匀分布。

3.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：投影表盘可以是一面墙、平面或外壳平面，也可以是专门的半透明外壳，投影表盘可以是但不限于平面结构，投影表盘上有时刻标记，围绕着投影表盘中心相应时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，表示12个钟点时刻，便于识别时间；当使用一面墙、平面或外壳平面作为投影表盘时，可以在时刻位置直接标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；当使用专门的半透明外壳作为投影表盘时，时刻标记有三种可能的实施方式：1）、直接在半透明外壳的投影表盘外侧时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；2）、在半透明外壳内侧投影表盘和发光表盘中间靠近投影表盘位置放置时刻标记表盘，该时刻标记表盘除时刻标记以外为透明材料，时刻标记为1到12数字或其它时刻标记图形符号，这样发光表盘上泛光LED光源发光照射时刻标记表盘会在投影表盘上形成时刻标记投影；3）、在半透明外壳的投影表盘内侧时刻位置镜像标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的，当发光表盘泛光LED光源发光照射到半透明外壳的投影表盘内侧，时刻标记会在半透明外壳的投影表盘外侧产生时刻标记的阴影，表示12个钟点时刻。

4.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：遮光针杆可以一端和发光表盘中心垂直但有一定距离未连接，另一端和投影表盘中心垂直相连，若采用分立的时针、分针、秒针光源组成发光表盘，且时针、分针、秒针光源泛光LED按时刻位置依次分布在从内到外不同半径的圆周上，由于代表时针、分针、秒针光源的泛光LED发光投射到较近遮光针杆顶端的角度不同，其在投影表盘上产生的三个投影指针，不但颜色不同，长度也依次增大，正好代表不同长度的时针、分针、秒针，符合人们的读表习惯；若采用合成的三基色红、绿、蓝泛光LED组成发光表盘，时针、分针、秒针光源泛光LED处于基本相同半径的圆周上，它们发光投射到遮光针杆顶端的角度基本相同，其在投影表盘上产生的三个投影指针颜色不同，长度基本相同，时针、分针、秒针的区分可按设定的投影指针颜色来分辨。

5.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：遮光针杆也可以一端和发光表盘中心垂直相连，另一端和底座垂直相连并通过底座粘贴、挂钩或磁吸固定在墙体或平面上，或者另一端和外壳平面直接垂直相连，墙体或平面或外壳平面均可作为投影表盘；依据实施结构的不同，中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路、麦克风录音及声控电路、扬声器及功放电路、USB电源及数据接口、充电电路、按键、电源开关、无线收发模块、温湿度检测单元以及电池，上述功能模块如果用到，可以在发光表盘一侧使投影表盘一侧简洁，也可以在投影表盘一侧减轻悬空的发光表盘一侧重量；遮光针杆和底座或外壳平面相连处作为投影表盘的中心，围绕投影表盘中心按时刻位置标记1到12数字或其它时刻标记图形符号，时刻标记可以是平面的或立体的；此时，发光表盘上时针、分针、秒针光源无论是分立的还是合成红、绿、蓝三基色的，在中央处理器、实时时钟、LED驱动电路控制下发光，在投影表盘上遮光针杆产生的三个投影指针长度一致，可以通过设定的投影指针颜色来区分时针、分针、秒针。

6. 根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：除了必需的发光表盘、遮光针杆、投影表盘、中央处理器、实时时钟、LED驱动电路、电源电路外，它还可以有麦克风录音及声控电路、扬声器及功放电路、USB电源及数据接口、充电电路、按键、电源开关、无线收发模块、温湿度检测单元、电池、太阳能电池、时刻标记表盘、外壳等，这些功能模块可以根据需要增减，各功能模块的主要功能是：

LED驱动电路用于驱动LED发光；

外壳壳体可以是带有花纹镂空的，也可以不是镂空的，外壳可以有不同的造型设计。

7.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：泛光LED投影时钟有智能休眠功能，可以通过按键设置开启或关闭，开启后中央处理器可根据白天、晚上及其它工作条件如声音、定时、按键、电源开关或供电情况等的不同，智能判断需求的工作时间长短，工作相应时间后自动停止运行或休眠进入节能模式，但不影响实时时钟走时，可以通过声音、定时、按键或电源开关再次唤醒。

8.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：当发光表盘代表时针、分针、秒针光源的泛光LED分别只有12颗时，投影分针、投影秒针的精度为5分钟和5秒钟，为弥补精度的不足，可以增加分针光源某色泛光LED、秒针光源某色泛光LED的数量，最多60颗，也可以让分针光源某色泛光LED以不闪烁、间隔闪烁1次、间隔闪烁2次、间隔闪烁3次、间隔闪烁4次分别代表0分、1分、2分、3分、4分，每次亮半秒灭半秒或灭半秒亮半秒为闪烁一次，闪烁次数足够后间隔亮或灭一秒或几秒，如此循环，从而分针指示的时刻值加上间隔闪烁的次数即为更精确的分钟值，秒针指示的时刻值加上到达这一时刻之后的闪烁和间隔的时间即为更精确的秒钟值。

9.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：投影指针闪烁亮灭的实现方式如下：代表某一投影指针光源的某色泛光LED以设定亮度点亮经遮光针杆遮挡在投影表盘上产生投影指针表示亮；投影指针灭的实现方式有两种：1）、当圆周上所有同色泛光LED以总体亮度等同上述设定亮度的均分亮度点亮时，遮光针杆在投影表盘上的投影指针被消隐表示灭；2）、在投影表盘中心放置一组包含所有投影指针光源颜色的泛光LED，以这组中与被熄灭投影指针光源同色的泛光LED代替被熄灭的投影指针光源发光补足背景色，因为其垂直遮光针杆，不能形成投影指针表示灭。

10.根据权利要求1所述的泛光LED投影时钟，其特征是：根据分别代表时针、分针、秒针光源红、绿、蓝或其组合色青、紫、黄泛光LED，在中央处理器、实时时钟、LED驱动电路控制下，发光照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色的白光背景下留下青、紫、黄或红、绿、蓝三个补色投影指针分别代表时针、分针、秒针，或者只有时针、分针光源互补色或任意色泛光LED，在中央处理器、实时时钟、LED驱动电路控制下，发光照射到遮光针杆上，在投影表盘上混色的白光或组合色光背景下留下两种颜色投影指针分别代表时针、分针，颜色顺序可以自己设定，这一技术特征通过结构和功能的改变、增减，可以有多种不同的实施例，都在本发明的保护范围。