CN1041077A - 电子自动变色、任意选色梦幻彩灯 - Google Patents

Abstract

电子自动变色、任意选色梦幻彩灯是由电子控制器改变红、绿、蓝三种色光的种类或比例以合成各种色光的灯具。它既可自动突变或渐变各种色光，又可根据需要选择某种色光并使其固定下来不再变化。它由选择开关、波形发生器和负载构成。在负载前可加入可变电阻，必要时可附加亮度总调节或遥控功能。

Description

本项发明是涉及一种电子式的既能自动变色，又能任意选择某种色彩并使其固定下来不再变化的灯具。

现有的壁灯、吊灯等都只能发出白光或某种固定色光，要想改变色彩，只有更换灯泡或灯罩，很不方便，而且更换一次只能改变一种色彩，不能随心所欲地根据个人爱好或特定环境需要任意改变。而在学习、会客、进餐、娱乐、看电视、舞会等活动中都需要各不相同的色光，比如在进餐时用橙色光能增加食欲、看电视时有较弱的红色光能减轻视力疲劳、舞会时更需要有不停变幻各种色彩的灯光助兴等等。

目前使用的机械传动的色转盘、色灯等体积大、很笨重、噪音大、易磨损，而且色彩的种类极其有限。

本项发明的目的是提供一种既可自动变色、又可任意选择某种色光并使其固定不变的灯具。

其方案是：用电子电路构成的控制器去分别控制红、绿、蓝三只（或三组）色灯，使其亮度不断突变或渐变，并将它们装在同一漫射灯罩内或投射到同一块屏上。这三种色光以不同的种类或比例混合，就可得到各种不同的色光。若在某一时刻使三种色灯停止变化，就能保持此时合成的色光。

本变色彩灯有突变型和渐变型二种型式，以下结合附图描述七个实施例。

突变型彩灯的方框图见图1，其四个实施例分别见图2至图5，合成色光示意于图6和图7。

渐变型彩灯的方框图见图8，其三个实施例分别见图9-图11，合成色光示意于图12。

图13是可变电阻3在电路中的各种连接形式。图14是一种解码电路。图15和图16是两种不同的亮度总调节电路。

图1中：1是选择开关，2是波形发生器，4是负载（可含驱动电路，如驱动灯泡的可控硅、晶体管等，4也可是发光二极管或其它光源）。

图2的实施例可以无明显规律地突变色彩，并在所选的某种色光出现时将其固定。

波形发生器2是由门电路构成的三个方波振荡器5，它门的输出分别触发负载4中驱动红、绿、蓝三色灯的三只可控硅，使各灯各自周期性地亮灭。这三种色光混合成的各色光见图5示意，可以看出各色光出现的先后次序和持续的时间长短均无明显规律，使人感到神奇生动。当所需色光出现时，立即触摸一下选择开关1的T触片，模拟开关K便导通并由R自锁输出高电平，使模拟开关6均导通，导致方波振荡器5均停振，并保持此时各振荡器输出的高或低电平状态不变。就保持了此时各色灯光的亮、灭状态不变，即此时的合成色光不变。若触摸一下B触片，模拟开关6均截止，各方波振荡器5均又起振，灯就又变幻合成各种色彩了。

若要附加亮度总调节功能，可将亮度节电路加在图2波形发生器2和各可控硅之间如图15或加在各色灯与电源之间如图16。

图15是单结晶体管脉冲触发控制电路，调节R可改变各可控硅的导通角而改变各灯亮度，而触发脉冲能否加到各可控硅上则由各波形发生器输出通过开关K来控制。

图16是移相触发控制电路，调节R可改变可控硅A的导通角而改变各灯亮度，而各灯的亮与灭仍由各波形发生器通过各可控硅来控制。

图3与图2一样，也由各方波振荡器5通过各可控硅控制各灯的亮灭，从而合成各色光。不同的是不论灯变为何种色时，只要触摸一下所选择的色触片，灯就立即停止变色而发出所选色光。即选色优先出现，而不必等待某色出现时选某色。以选黄色光为例：当触摸黄触片时，高电平通过该触片所接的两只隔离二极管使模拟开关KR1和KG1导通并自锁输出高电平，同时此高电平通过隔离二极管D和RC微分电路形成一正向尖脉冲，使模拟开关KF瞬间导通，导致其它模拟开关均断开，灯停止变色。由于手触摸时间大于尖脉冲持续时间，故被触摸的“黄”片所接的模拟开关KR1和KG1在尖脉冲过后仍能保持导通，使驱动红、绿灯的可控硅保持导通，故红、绿灯发光合成黄色光。当触摸“B”触片时，KB导通并自锁输出高电平，使KR2、KG2、KB2均导通，各振荡器5又使各灯不停变化，同时其余的模拟开关均由KB输出的高电平通过KF而断开（图中的二极管均作隔离用）。

本例也可和前例一样附加亮度总调节电路。

图4的实施例可有规律地循环突变色光，并在所选择的色光出现时将其固定。

选择开关1中由门电路构成的触发器控制着波形发生器2中由门电路构成的方波振荡器5的启停。当触摸B触片时，触发器输出高电平，振荡器5便向计数器/脉冲分配器7输入脉冲，使其各输出端依次输出高电平，经隔离二极管8去触发负载4中的可控硅以驱动灯泡。

以紫色为例：当计数器/脉冲分配器7的输出端“6”输出高电平时，通过其所接的两只隔离二极管使驱动红、蓝灯的可控硅导通，红蓝灯发光混合成紫色光。按图示接法，发光顺序为黑（暗）、红、黄、绿、青、蓝、紫、白不断循环，各色发光时间相同。欲按其它顺序发光，或使各色发光时间不同，只需交换色灯或改变隔离二极管8的接法。当某种色光出现时，触摸一下T触片，触发器使振荡器5停振，该色光就保持不变。

本例也可和前几例一样附加亮度总调节电路。

图5实施例可有规律地循环突变色光，并选择色光将其固定。

选择开关1与图4一样，不再重述。波形发生器2中的方波振荡器5产生的脉冲进入计数器11，使其输出端Q1-Q3输出的脉冲分别去触发负载4中的各可控硅，以驱动各色灯，其合成的色光示意于图7。若交换各色灯，可有六种不同的发光顺序供选择。当所需色光出现时，触摸一下T触片，触发器使振荡器5停振，该色光保持不变。

本例也可附加亮度总调节电路。

前述的突变型彩灯只有红、黄、绿、青、蓝、紫、白、黑八种色彩。改进的方法是使红、绿、蓝三色灯的亮度渐变，使其合成丰富的中间色彩。以红、绿光合成黄光为例，若红光较强或绿光较弱，合成光中红光成分较多，则为橙黄色光。反之，若红光弱绿光强，则为黄绿色光。不难理解，若改变红、绿光的比例，从红光到绿光之间的一系列色光都可合成，即从红、橙黄、黄、黄绿到绿均可出现。

这种渐变型彩灯的方框图见图8，它在图1基础上增加了可变电阻3，这可以由双极型晶体管或场效应晶体管构成（如图13a、e、f、g、h），也可以由上述晶体管之一种与二极管电桥构成（如图13b、c、d）。可变电阻3可直接负载4中的光源（图13a、b），也可作为负载4中驱动光源的可控硅触发控制电路中定时元件的一部份，改变可控硅的导通角而改变光源亮度（图13c-h）。上述各种情况示意于图13a-h。

图9至图11的三个实施例均能无明显规律地渐变出色调极为丰富的色彩光，并能将其中的任何色彩光固定下来，使其不再变化。

在图9中，选择开关1与图2一样，不再重述。波形发生器2中的方波振荡器5输出的方波经积分电路10产生积分波形，使作为可变电阻3的场效应管的栅极电压不断升降，导致源极-漏极间等效电阻不断变化，使负载4中的灯改变亮度而合成各种色光，见图12示意。当所需色光出现时，触摸一下T触片，模拟开关6均截止，电容器C上的电压不再变化，各灯就保持此时的亮度不变，合成的色光也就不变。由于可变电阻3中的场效应管有极高的栅-源电阻，电容器C通过栅-源极的放电过程极慢，它两端的电压可保持极长时间，灯泡也可很长时间保持亮度不变，合成的色光也不变。当触摸B触片时，振荡器5又与积分电路10接通，灯又开始变色。

本例可附加亮度总调节电路如图16。

在图10中，选择开关1与图4相同，不再重述。当波形发生器2中的计数器/脉冲分配器7各输出端依次输出高电平时，通过它们所接的隔离二极管8和电阻值依次递减再递增的电阻网络9，使波形发生器2输出不断升降的阶梯波，导致作为可变电阻3的晶体三极管的发射极-集电极间等效电阻不断变化。此等效电阻充当驱动负载4的可控硅触发控制电路的定时元件，改变着可控硅的导通角，从而改变灯的亮度。当触摸T触片时，振荡器5停振，阶梯电压保持不变，灯的亮度不再变化，合成的色光也不变。

本例可附加亮度总调节电路如图16。

图11中，选择开关1与图4相同，不再重述。当波形发生器2中的可逆计数器12输出“0000”时，Q1-Q4均为低电平，使或门13输出低电平，触发器17翻转，关闭与非门14而开启与非门15，让方波振荡器5产生的脉冲进入CPU，使计数器12作加法计数。当加至最大数“1111”时，Q1-Q4均为高电平，使与非门16输出低电平，触发器17翻转，关闭与非门15而开启通往CPD的与非门14，计数器12停止加法计数而作减法计数。这样，计数器不断输出从“0000”逐渐变到“1111”再逐渐变到“0000”的二进制信号。将此数控信号去控制由模拟开关6和电阻网络9构成的权电阻解码网络，可得到十六种等效电阻值，用以形成升降各十六级阶梯波。图中所示为解码网络电路形式之一。另外，它也可由电阻网络9和运算放大器18构成，如图14。以后的电路可采用图13的各种形式，并可附加亮度总调节电路如图16。

若要减少阶梯波级数，可用BCD可逆计数器或少用几个输出端。

当触摸T触片时，振荡器5停振，阶梯电压保持不变，变色停止。

显然，各例的选择开关1可全部或部分使用机械开关取代。图4和图10的计数器/脉冲分配器7可用计数器和译码器或计数器和多路选择开关构成，它们有相类似的功能。

增加发射和接收部分后，各例均可方便地实现遥控。

如果将各例的色彩光照射到喷泉上，即可构成变色喷泉。将音乐信号分频为高、中、低三个频段，分别取代各例的波形发生器，使各色灯随各自代表的频率成分而明灭或强弱变化，即可构成彩色音乐，让听、视觉享受融为一体。如果各频段信号经过由存储电容和高输入阻抗器件（如场效应管、运算放大器等）构成的采样/保持电路，则可随时将某一时刻音乐所呈现的色彩保持下来（其原理与图9类似）。将渐变型彩灯的信号去控制电风扇，还可模拟自然风。

当灯罩不止一只时（例如吊灯），每只罩内都有三种色灯。如果各罩内的各同种色灯都由同一路控制器控制，则各罩的色彩变幻都相同。若各同种色灯分别由不同路控制器控制，则变幻时各罩呈现不同色彩，可另有一番情趣。这可用开关转换灯的连接方式来实现。

通过转换开关，可方便地使各例组合。例如使色彩既可突变，又可渐变（加入积分电路），还可随音乐变幻色彩等等。此外，也可将各例重新组合或增减。例如用两种色灯或三种以上色灯，保留变色功能而省略定色功能，改自动变色为手动变色，增加白炽灯使其照明、装饰两用等等。简化后可作电扇灯饰、科教玩具等。

这种电子自动变色、任意选色彩灯集装饰性、实用性为一体，光色多变、神奇生动、构造简单、使用方便，无机械式色转盘的噪音、磨损、笨重等缺点，是一种新颖的现代灯具。

Claims (9)

1、一种由红、绿、蓝三种色灯及其控制器构成的变色灯，其特征是所述控制器由选择开关1和波形发生器2构成，所述三种色灯可以是三只或三组，它们构成负载4，负载4可含驱动电路。

2、根据权利要求1所述的变色灯，其特征是在波形发生器2和负载4之间有一可变电阻3相连。

3、根据权利要求1所述的变色灯，其特征是选择开关1可以是电子开关，也可是机械开关，或者上述二者共同构成。

4、根据如权利要求1所述的变色灯，其特征是波形发生器2可以由方波振荡器5构成，也可由方波振荡器5和计数器/脉冲分配器7以及隔离二极管8构成，还可由方波振荡器5和计数器11构成。

5、根据权利要求1或2所述的变色灯，其特征是波形发生器2可以由方波振荡器5和积分电路10构成，也可由方波振荡器5、计数器/脉冲分配器7、隔离二极管8和电阻网络9构成，也可由方波振器5、可逆计数器12、门电路13-16、触发器17、模拟开关6和电阻网络9构成，还可由方波振荡器5、可逆计数器12、门电路13-16、触发器17、电阻网络9和运算放大器18构成。

6、根据权利要求2所述的变色灯，其特征是可变电阻3可以由双极型晶体管或场效应晶体管构成，也可以由上述晶体管之一种与二极管电桥构成，可变电阻3可直接负载4中的光源，也可作为负载4中驱动光源的可控硅触发控制电路中定时元件的一部份。

7、根据权利要求1或2所述的变色灯，其特征是负载4的三种色灯装在同一只漫射灯罩内或投射到同一块屏上，各同种色灯可由同一路控制器控制，也可由不同路控制器控制，负载4也可用两种色灯或三种以上色灯，负载4中的光源可以是灯泡、发光二极管或其它光源。

8、根据权利要求1或2所述的变色灯，其特征是附加有亮度总调节电路、音乐信号分频电路、采样/保持电路。

9、根据权利要求1或2所述的变色灯，其特征是有一转换灯的连接方式的开关。

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