CN104968989A - 灯光显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种灯可被编程以随机闪光的显示屏。所述随机性可以通过改变闪光模式来改变。所述灯可以沿着由电源供应器供电的串列延伸，所述电源供应器自身可插入至先前已用作灯插座的插座中。所述显示屏可以添加至现有显示屏以增强现有视觉效果。所述显示屏可以浸没且所述灯可以因其浮力保持竖直。

Description

灯光显示屏

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2012年12月16日申请的美国临时申请案第61/737,811号的权益，其内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般是关于涉及水和灯光的显示屏，其包括涉及许多灯的显示屏，所述灯可以浸没，可以从现有灯具接收电力和/或可以被编程以随机闪光。

发明背景

当前灯光显示屏与闪光灯同时存在。但是，灯在这些显示屏中闪光的序列可以是可预测和/或固定的。这限制由显示屏提供的视觉效果和戏剧性价值。相应地，需要灯可以随机闪光的灯光显示屏。

在大量灯组成显示屏的情况下尤为如此。即，尝试使大量灯的闪光随机化的困难将非常有难度。相应地，需要使包括大量灯的灯的闪光随机化的方式。

还存在已存在一些时间的灯光和水显示屏。虽然这些显示屏可以继续提供引人注目的视觉效果，但是这些显示屏可以使用增强效果。相应地，需要一种可以添加至现有显示屏以增强现有视觉效果的显示屏。

发明概要

本发明的一个方面与灯可浸没于水中的独特灯光显示屏有关。灯可以定位于大型区域上，但显示屏的区域可以变化。灯被设计为有浮力，使得优选的是其保持竖直。

在本发明的另一方面中，灯可以随机闪光。为此，灯的闪光可以受控于为随机闪光做好准备的软件程序。程序可以根据不同模式提供不同程度的随机性。随机性还可以由从电源接收电力的灯串列提供。

在本发明的另一方面中，灯可以沿着在显示屏区域上成扇形散开的电缆定位。这些灯串列可以插入至先前已容纳单个灯的插座中。

附图简述

图1是具有浸没于水池中的灯的显示屏的俯视图。

图2是具有浸没于水池中的灯的显示屏的俯视图。

图3是具有浸没于水池中的灯的显示屏的透视图。

图4是示出灯光设备的定位的显示屏的俯视图，

图5A是示出与插座分离的电源供应器的显示屏的灯光设备的透视图。

图5B是示出插入至插座中的电源供应器的显示屏的灯光设备的透视图。

图6是显示屏的灯光设备的侧视图。

图7是变为倒置的电源供应器的透视图。

图8是灯光总成的分解图。

图9至图12是示出显示屏中的灯可以如何在不同时间打开和关闭的本发明的显示屏的透视图。

具体实施方式

现在参考图描述本发明的显示屏10。在相同或类似组件出现于多于一个图中的情况下，其由相同参考数字识别。

一般参考图1至图3描述整体显示屏10。如所示，显示屏10一般可以包括安装于适合于保持或以别的方式封围水22或某种其它液体的水池20或湖或其它布置中的许多灯。水池20的大小和其位置可以变化。例如，如图1至图3中所示，水池20可以包括若干英亩且可以位于大都市区域中的若干酒店和/或其它大型建筑物之中。或者，水池20可以较小和/或位于其它类型的区域(诸如主题公园)中或住宅区域中。

显示屏10一般可以包含一些数量的灯100，其可以闪光或另外以随机方式打开和关闭。灯的数量可以扩展至数千。图1和图2示出了不同灯100，其在不同时间打开以提供灯可以如何随机闪光的实例。如稍后更详细地讨论，灯100可以浸没于水22中以提供戏剧性视觉效果。

例如，灯100可以在夜晚天空中提供闪亮星星的外观。这个效果可以由灯100的闪光的随机性以及由灯可以浸没的水和在闪光行进通过水时其折射提供的闪耀效果产生。还可以提供其它视觉效果，诸如水池20中不同区块的灯打开或关闭。

显示屏10还可以包括不同效果30，诸如图2中所示的喷射喷泉、其它灯光或其它效果。这些其它效果30可以连同灯光100一起使用以提供额外整体视觉效果。本发明的显示屏10可以单独使用或组合这些其它效果使用。显示屏10的灯光100可以添加至现有显示屏以增强从而提供的视觉效果。如图3中所示，站台12或其它观看区域可以位于显示屏10附近。

现在参考为水池20中的显示屏10的俯视图的图4进一步描述灯光系统100。如所示，灯光100一般可以包括许多插座120，串列140可以从其延伸。串列140可以各包括许多灯180(如稍后参考图5A、图5B、图6和图8讨论)。在优选实施方案中，灯180是LED，但可以使用其它类型的光源。

图4中所示的较重线可以表示现有设备30，诸如喷水器和/或其它灯具。在本发明的一个实施方案中，显示屏10可以添加至设备30已位于的现有显示屏。这可允许现有显示屏提供增强型视觉效果而无需完全从头开始产生新显示屏。

插座120可以包括现有设备30的部件或可以添加至现有设备30。在任何情况下，插座120可以如下文描述将电力提供至串列140且最终提供至灯180。插座120的数量可以取决于显示屏10的大小、期望给多少灯180供电和其它因素而变化。插座120的位置还可以变化，但是一般可位于显示屏10周围，以便根据期望提供电力。例如，如果在显示屏10的某些区域中比在其它区域中存在尤其更多许多灯180的群集，那么更多插座120可以位于那个区域中。图4中插座120的数量和其位置只是一个实例且本发明预期其它数量和位置。

在一个实施方案中，插座120曾经可已是用于现有或其它灯的电源，但在本发明中，一些或所有插座120可已转变为用作灯180的电源。这可以通过移除最初插入至插座120中的灯且用继而给灯180供电的电源供应器160替换该灯来发生。

现在参考图5A、图5B和图6至图8进一步描述灯光100的结构。一般来说，插座120可以将电力提供至电源供电器160，其可以插入至插座120中。电源供应器160可以附接至串列140，其可以接着将电力提供至灯180。在一个实施方案中，可存在附接至串列140的20个灯，但是这个数量可以变化。

在优选实施方案中，插座120可以经由从远程电源延伸的电缆122供电。插座120可以将110v AC电力提供至插入至其中的电源供电器160。接着电源供电器160可继而将12v DC电力提供至串列140和沿着那个串列的灯180。更明确来说，电缆142可以从电源供应器160延伸至T结点144。电缆144可以从那里延伸至灯180且将电力提供至灯180。电缆148可以从T结点144远端延伸且将电力提供至另一T结点(未示出)和灯180。就期望许多灯180附接至那个串列140而言，这可以重复。

如稍后更详细讨论，优选的是灯180包括外壳182和圆顶184，其囊封组件且保护组件免受水22侵害。优选的是困入圆顶184中的空气将浮力提供至灯180。外壳182还可以由有助于其浮力的塑料或其它轻量材料形成。这个浮力连同电缆142、148和T结点144的重量一起优选地提供灯180一般保持竖直。为此，这个重量可允许包括串列140的电缆简单地搁置在水池20的底部。或者，串列140可以附接至水池底部。

现在参考图5A、图5B、图6和图7更详细地描述电源供应器160和其插入至插座120中的方式。图5A示出了在电源供应器160插入至插座120中之前的电源供应器160，而图5B示出了插入的电源供应器160。图6示出了连接至串列140和两个灯180且还在电源供应器160插入至插座120(图6中未示出)中之前的电源供应器160。图7示出了倒置以提供更多细节的电源供应器160。

如图7中最佳地所示，其在示出了电源供应器160从其一般如何存在于显示屏10中变为倒置的，电源供应器160可以包括将12v DC电力提供至灯180的两个电源供应器162a、162b。因此，电源供应器160将传入的120v AC电力转换为传出的12v DC电力。电源供应器162a、162b可以安装至板164。板164可以由铜制成，因为铜为良好的热导体，所以其是优选的。因此，板164可以将可由电源供应器162a、162b产生的热传送至周围水以避免电源供应器的过热。

其它组件(诸如继电器166和继电器168)可以安装至板164。继电器166、168电位于电源供应器162a、162b与灯180中的微控制器194之间。如稍后更详细地讨论，继电器166、继电器168可以发挥作用，使得当电力循环以设置灯180的闪光模式时，微控制器194可以知道突然断开，而非在电源供应器162a、162b切断时可以别的方式发生的电力上的斜降。

电源供应器160还可以包括输入电力线170，其可包括电缆172和插头174。插头174可以插入至插座120中以将电力提供至电源供应器162a、162b。电源供应器160还可以包括输出电力线176，其从电源供应器160延伸以将电力提供至灯180。如图6中所示，电力线176可以形成延展至灯180的串列140的部件。

电源供应器160可以如图5B中所示插入至插座120中。以此方式，安装至板164的电源供应器162a、162b和任何其它组件的体积优选地配合至插座120的体积中。为此，插座120可以包括接纳电源供应器160的外壳124。板164可以通过垫片和闩锁以类似于先前已插入至插座120中的灯的透镜已如何做的方式附接至插座外壳124。由于插座120现在可达到用作电源供应器160的电源供应器的新目的，其中其先前已用作灯自身的插座，所以这是本发明的优点。且这可发生而无需现有灯光设备中的任何大量改变。板164可以同样以其它方式附接至插座120，但在任何情况下，优选的是这个附接是防水的。

串列140和其组件电缆部件142、146、148、176可以具柔性。串列140可以包括橡胶或其它防水材料，其可以容纳将电力提供至灯180的电力线。串列140的柔性允许水池20中的灯180的放置上的随机性。串列140还可以取决于将连接至特定串列140的灯180的数量而包括一些数量的T结点。特定串列140上可存在比灯180更多的T结点144。以此方式，T结点144的顶部连接146可以断开。但是，灯180可以稍后安装至那个T结点144。这在灯光100的整体设计上提供灵活性。

现在参考图8更详细地讨论灯180。如上文提及，电力线176可以延伸至T结点144且电缆146可以从那里延伸至灯180。电缆146可以插入至灯外壳182中。灯180可以包括外壳182与圆顶184之间的额外组件。这些可以包括散热片186、PCB 188、O形环190和其它组件。如上文所指示，优选的是空气困入圆顶184内以有助于浮力。在任何情况下，圆顶184可以通过螺丝189或其它合适附接构件附接至外壳182。

PCB 188可以包括一个或多个LED 192、微控制器194和其它组件。散热片186优选地使由LED 192或可以使用的其它光源产生的热消散。为此，散热片可以包括为良好热导体的材料。

如下文更详细地讨论，本发明的方面是关于灯180可闪烁的随机性。这可以受控于嵌入于微控制器194上的软件。这个软件可以规定灯180以特定模式操作且所选模式可以继而受控于由微控制器194经历的许多电力循环。

相应地，控制灯180的部分是关于电力打开和关闭(即，循环)所期望的次数以设置模式，继而所述模式控制灯180根据那个特定模式闪光。如上文提及，继电器166、168将电力上的突然断开提供至微控制器194，而非在电源供应器160切断时可以别的方式发生的电力上的斜降。换句话说，电源供应器160的输出通过继电器166、168的机械开关传递至微控制器。

当电力关闭(且接着返回至打开)以改变灯闪光模式时，继电器166、168上的开关打开且将突然急剧断开提供至微控制器194。如果至微控制器194的电力直接来自电源供应器160而不经过继电器166、168，那么相反微控制器194将经历电力的缓慢消失而不会使得其改变模式。但是在突然急剧断开下，可感知的电力循环可由微控制器194经历而允许改变闪光模式。

现在描述与灯180可闪光的随机性质有关的本发明的另一方面。一般来说，软件可以用于提供灯180随机闪光。软件可以提供许多模式，使得可以改变灯180闪光的方式。如上所述，将使用的模式可以由上面可嵌入软件的微控制器194经历的电力循环的数量确定。因为使电源供应器160断电和通电的相对简单任务可能影响灯180如何闪光的模式上的改变，所以这表示本发明的进步。

如上所述，各个灯180可以包括具有拥有嵌入式软件的微控制器194的PCB 192、LED 192、LED驱动器和其它适合组件。软件提供使灯随机闪烁的独特方法。

各个灯180的微控制器194可以载入有软件连同随机序号，所述随机序号可以从现有随机数表获得或以将提供显示屏10中使用的灯180组内的合理独特性序号的其它方式产生。接着随机指派的序号由软件使用以初始化用于产生随机数的随机数产生器。这些随机数用于计算灯180的第一闪光的初始延迟以及随后闪光之间的连续延迟。

初始延迟的随机性质提供个别灯180将在不同时间开始闪烁。此外，用于产生随后闪光之间的各个连续延迟的随机数确保灯的闪光是不可预测的。

嵌入于微控制器194上的软件一般可以包括控制部分和展示部分，其与灯闪光的方式有关。控制部分可是指灯设置，而展示部分可是指灯展示实际上正发生和灯180正闪光时的部分。

在电力从电源供应器160施加至特定串列140上的灯180时开始的控制部分期间，LED驱动器停用，且因此LED 192不发射任何光。嵌入式软件使可存储于可以是或可以不是微控制器194的部件的非易失性存储器中的模式计数器的值累增且等待预定时间量。在固定延迟之后，嵌入式软件还等待另一时间周期，其长度是随机的且还取决于模式。以此方式，如果在控制部分期间，电力切断且接着再次开启，那么模式计数器增加且模式改变。

在展示部分期间，因为模式从控制部分期间的模式计数器确定，而模式计数器自身重置为0，所以模式保持相同。以此方式，如果灯在展示部分期间断电，那么在下一个通电事件，其将自身重置为第一模式。

因为LED驱动器如上所述停用，所以灯180在控制部分期间是黑暗的。但在展示部分期间，灯180按以下方式随机闪烁：嵌入式软件启用LED驱动器且将控制信号提供至驱动器以使LED 192打开或关闭。LED 192可以持续接通预定时间量，因此产生灯的闪光。典型时间接通取决于所期望的光表达而近似10-100ms。LED 192可以持续断开一段时间，其在每次闪光之后使用模式值和从嵌入式软件中实施的随机数产生器算法获得的随机数计算。模式值确定闪光之间的最大可能延迟；实际延迟均等地分布于100ms与最大值之间。因此，模式越高，闪光之间的平均时间越长，但快速连续的两次或更多次闪光仍是可行的。

以下表示根据样本模式的以秒为单位的闪光之间的时间。应指出，这些模式和时间周期只是实例且并不限制本发明的范围。

闪光之间的典型时间可以由以下确定：

T_平均＝(模式²+2)×0.127+0.1

闪光之间的最大时间可以由以下确定：

T_最大＝(模式²+2)×0.255+0.1

因为在灯操作的控制部分期间使电力开启和切断(电力循环)将影响模式改变，所以建议的方法为在没有额外控制电路下控制灯(即，改变模式)做好准备。这对在用于与灯通信的其它构件(即，经由电力线、无线等等通信的专属控制电路)不可用的情况下的安装有用。

现在进一步描述本发明的软件的若干优点。因为灯的数量增加，所以对许多灯编程以随机闪光将变得更复杂。但是，在显示屏10的各个灯180具有嵌入式微控制器194下，各个灯可以通过在开始时简单地打开和关闭电源供应器160来编程以改变模式。此外，因为灯180最终插入(经由电源供应器160)至现有插座120中，且至插座120的电力可以受控于程序，所述程序可允许整个串列140根据运行的程序打开或关闭至插座120的电力，所以可以实现灯180的闪光的编程和控制。且如上所述，LED微控制器194中的程序可以通过使电力快速地循环至其来改变。

图9至图12示出了聚焦于串列140的灯100下的显示屏10的透视图。在这些图中，未示出显示屏10的其它特征(诸如喷水器等等)。如可从图9至图12所见，显示屏10的不同部分中的灯100可以在不同时间打开，从而反映显示屏10的整体视觉效果的随机性质。

本发明除了随机地打开和关闭灯100之外还可以随机地影响显示屏10的其它性质。例如，灯180可以包括多个LED组，其中在各个灯180或一些数量的灯180中的LED组上有不同光学器件。在本发明的这个方面，模式改变可以关于在不同光学器件之间选择，而非关于灯180可闪光的方式或模式改变除了关于灯180可闪光的方式之外可以关于在不同光学器件之间选择。例如，这个类型的模式控制可以应用于RGBW LED，其中模式可以在原色和/或混色之间改变。举另一实例而言，模式可以用于在两个或更多个效果(诸如蓝色和白色闪光或双闪和较短单次闪光)之间在相同串列140上随机选择。以此方式，大型场的灯100可以看似个别编程，但实际上可能并非如此。

虽然本文已描述本发明的某些目前优选实施方案，但对于本发明所属领域的技术人员明显的是可在不脱离于本发明的精神和范围下进行描述的实施方案的变化和修改。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种灯光显示屏，其包括：

多个插座，其提供电力；

多个电源供应器，其电耦接至所述多个插座；和

多个灯，其中所述灯从对应电源供应器延伸；

其中每个灯包括引起每个灯的随机闪光的电子器件。

2.根据权利要求1所述的灯光显示屏，其中所述电子器件包括微控制器，所述微控制器嵌入有控制所述灯的所述随机闪光的软件。

3.根据权利要求1所述的灯光显示屏，其中所述灯的所述随机闪光通过将所述电力用脉冲输送至所述灯来控制，且包括在每个灯中的所述电子器件取决于时间周期内的电力的脉冲数量而选择随机闪光的不同频率。

4.根据权利要求1所述的灯光显示屏，其中不同灯被配置来独立地关闭或打开。

5.根据权利要求1所述的灯光显示屏，其还包括每个从对应电源供应器延伸的多个串列，其中每个串列包括许多灯。

6.根据权利要求5所述的灯光显示屏，其中不同串列的灯被配置来独立地关闭或打开。

7.根据权利要求1所述的灯光显示屏，其中每个灯以一个或多个模式操作，其中所述模式确定所述灯闪光的频率范围。

8.根据权利要求7所述的灯光显示屏，其中通过关闭至所述灯的所述电力且接着返回打开来改变所述模式。

9.根据权利要求7所述的灯光显示屏，其中所述模式确定闪光之间的最大可能延迟长度。

10.根据权利要求7所述的灯光显示屏，其中每个模式具有闪光之间的关联最小时间、闪光之间的典型时间和闪光之间的最大时间。

11.根据权利要求1所述的灯光显示屏，

其中所述电子器件包括微控制器，所述微控制器嵌入有控制所述灯的所述随机闪光的软件；

其中所述软件基于至所述灯的电力的循环而选择操作模式；且

其中通过所述所选模式控制所述灯的所述随机闪光。

12.根据权利要求11所述的灯光显示屏，其中所述软件计算所述灯的第一闪光中的初始延迟和所述灯的随后闪光之间的连续延迟。

13.一种灯光显示屏，其包括：

多个插座，其提供电力；

多个电源供应器，其电耦接至所述多个插座；和

多个串列，每个包括浸没于水下的许多灯，其中所述串列从对应电源供应器延伸；

其中每个灯包括电子器件，所述电子器件嵌入有控制所述灯的随机闪光的软件。

14.根据权利要求13所述的灯光显示屏，其中所述灯包括外壳和圆顶。

15.根据权利要求13所述的灯光显示屏，其中空气困入所述外壳中，使得所述灯有浮力。

16.根据权利要求13所述的灯光显示屏，其中所述电源供应器包括继电器，所述继电器在电力循环周期期间将电力的突然断开提供至所述灯串列。

17.根据权利要求13所述的灯光显示屏，其还包括喷泉。

Claims (1)

1.一种灯光显示屏，其包括：

多个插座，其提供电力；

多个电源供应器，其电耦接至所述多个插座；和

多个串列，每个包括许多灯，其中所述串列从对应电源供应器延伸；

其中每个灯包括控制所述灯闪光的随机性的软件。