CN113108265B - 具有漂浮火焰元件的无焰蜡烛 - Google Patents

Abstract

一种无焰蜡烛，包括蜡烛主体、光源和火焰元件。蜡烛主体包括内部区域和包括孔的上表面。光源被选择性地通电和断电以控制是否发射光。光源发射的光朝向火焰元件的内部区域发射，使得其穿过内部区域并到达内表面上。火焰元件是至少部分透明或半透明的，使得其允许光穿过火焰元件并从外表面向外传播。在发射光的同时，火焰元件相对于蜡烛主体的非移动部分移动。在发射光的同时，火焰元件的至少一部分延伸穿过上表面中的孔。

Description

具有漂浮火焰元件的无焰蜡烛

技术领域

本申请总体上涉及电子无焰蜡烛。

背景技术

这种无焰蜡烛包括模拟观察者可见的人造火焰元件上的闪烁效果的蜡烛。

发明内容

根据本文所述的某些技术，一种无焰蜡烛包括蜡烛主体、光源和火焰元件。蜡烛主体包括内部区域和包括孔的上表面。光源被选择性地通电和断电以控制是否发射光。光源可以位于蜡烛主体的内部区域中。火焰元件具有内部区域、内表面和外表面。光源发射的光朝向火焰元件的内部区域发射，使得其穿过内部区域并到达内表面上。火焰元件是至少部分透明或半透明的，使得其允许光穿过火焰元件并从外表面向外传播。火焰元件在内表面和/或外表面上可以具有至少一个脊部。这种脊部使光扭曲。在发射光的同时，火焰元件相对于蜡烛主体的非移动部分移动。

火焰元件可以通过漂浮在流体上而移动。这种流体可以是液体或强制空气。同样在操作期间，在发射光的同时，火焰元件的至少一部分延伸穿过上表面中的孔。当不发射光时，火焰元件的较小部分或没有部分可以延伸穿过该孔。

如果流体是强制空气，则蜡烛可以包括风扇，在蜡烛的操作期间，该风扇迫使空气朝向火焰元件。可以使用偏转器，其中偏转器包括至少一个倾斜定向部分(即，不垂直于或不平行于蜡烛的主轴)。在空气冲击火焰元件之前，偏转器在强制空气中引起湍流。蜡烛可以包括具有中空区域的气流导向器。在风扇打开后，火焰元件可以上升通过中空区域。当火焰元件达到预定高度(在气流导向器的内部或外部)时，火焰元件停止上升并开始悬停。应理解，悬停可以覆盖当火焰元件瞬间上升和下降时的活动。换句话说，在此使用的悬停并不意味着火焰元件在蜡烛的操作期间具有完全恒定的高度。火焰元件可以基于气流导向器中的至少一个空气再循环特征的定位而开始悬停在预定高度处。

代替空气，流体可以是液体。无焰蜡烛可以具有在发射光的同时扰动液体的部件。这导致火焰元件移动。

蜡烛可以具有联接到火焰元件的第一磁体和配置为排斥第一磁体的第二磁体，使得火焰元件悬浮在第二磁体上方。

蜡烛还可以具有光管，该光管将来自光源的光至少部分地在向上方向上导向火焰元件。根据一些技术，在发射光的同时，光源相对于蜡烛主体的非移动部分移动。

根据本文所述的某些技术，一种无焰蜡烛具有蜡烛主体、光源、风扇和火焰元件。蜡烛主体具有内部区域和带有孔的上表面。当光源被通电或断电时，其选择性地发射光。在发射光的同时，风扇迫使空气向上。火焰元件例如在火焰元件的内表面或外表面上接收光。火焰元件还接收空气。在发射光的同时，火焰元件漂浮在空气上。火焰元件在发射光的同时与无焰蜡烛的任何其他部分分离。蜡烛还可以包括偏转器，该偏转器包括至少一个倾斜定向部分，其中，偏转器在空气被火焰元件接收之前在空气中引起湍流。蜡烛还可以包括具有中空区域的气流导向器，其中，在风扇打开后，火焰元件上升通过气流导向器的中空区域的至少一部分，使得当火焰元件达到预定高度时，火焰元件停止上升并开始悬停。该预定高度可以由气流导向器中的至少一个空气再循环特征(例如凹口或孔)确定。气流导向器的上轮廓可以包括斜切表面。

附图说明

图1A和图1B分别示出了根据本文公开的技术的当无焰蜡烛在关闭和打开时的无焰蜡烛的透视图。当无焰蜡烛打开时，火焰元件漂浮在空气中。

图2示出了根据本文公开的技术的图1A和图1B中所示的无焰蜡烛的底视图。

图3A示出了根据本文公开的技术的图1A的无焰蜡烛的剖视图。

图3B示出了根据本文公开的技术的图1B的无焰蜡烛的剖视图。图3B示出了如由某些箭头指示的物理分量和气流。

图3C示出了根据本文公开的技术的图1A和图1B的无焰蜡烛的一部分的分解图，该无焰蜡烛包括火焰元件和风扇。

图4示出了根据本文公开的技术的火焰元件的透视图。

图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12示出了根据在此公开的技术的不同的无焰蜡烛的透视图，该无焰蜡烛包括漂浮在液体上的火焰元件。

图13A、图13B、图14和图15示出了根据本文公开的技术的具有磁悬浮的火焰元件的无焰蜡烛的透视图。

图16、图17、图18、图19、图20、图21和图22示出了根据本文公开的技术的不同的无焰蜡烛的透视图，该无焰蜡烛包括漂浮在液体上的火焰元件。

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及本申请的某些技术的以下详细描述。为了说明的目的，在附图中示出了某些技术。然而，应理解，权利要求不限于附图中所示的布置和手段。此外，附图中所示的外观是可以用来实现系统的所述功能的许多装饰性外观中的一种。

具体实施方式

本文所述的技术提供了比某些现有无焰蜡烛更真实的火焰运动。许多这种现有的蜡烛使用具有人造火焰元件的枢轴或磁体来再现真实蜡烛火焰的外观。这种结构可能限制火焰元件的移动程度。本文所述的技术允许火焰元件在无焰蜡烛的操作期间以高达五度(或更多)的运动移动。这种运动能力可以更真实地模仿自然蜡烛火焰的运动。考虑到真实火焰是流体，并且因此其根据流体动力学定律表现。本文所述的某些技术还采用流体来模拟真实的蜡烛火焰，并且可以改进幻觉的效果。

本文所述的技术提供了一种具有在操作期间漂浮在流体(空气或液体)上的火焰元件的蜡烛。此外，本文所述的技术还提供了一种具有移动火焰元件的蜡烛，该移动火焰元件在内部区域中接收光并从其外表面向外发射光。

图1A和图1B分别示出了无焰蜡烛100在关闭和打开构造下的透视图。无焰蜡烛100模拟传统蜡烛(即，具有真实火焰的蜡烛)。无焰蜡烛100包括仿真火焰元件130，当蜡烛100处于如图1A所示的关闭构造时，该仿真火焰元件缩回到蜡烛100的内部中，使得站在蜡烛100侧面的观察者看不到整个火焰元件130。在关闭构造下，可能仅火焰元件130的一部分可见，或者根本看不到任何部分。当蜡烛100处于如图1B所示的打开构造时，火焰元件130向上延伸，使得观察者可看到火焰元件130的模拟真实火焰的部分的全部或大部分。火焰元件130上升和下降以形成打开和关闭构造。火焰元件130的上升和下降是通过选择性地将空气吹到火焰元件130或联接到火焰元件130的部件上而引起的。

无焰蜡烛100包括蜡烛主体110。蜡烛主体110具有观察者可见的外表面。外表面包括围绕无焰蜡烛100的主轴线的横向(或周向)表面、无焰蜡烛100下方的下表面、以及无焰蜡烛100的上表面111。上表面111包括孔112。孔112可以基本上在上表面111的中心。例如，无焰蜡烛100的主轴线可以穿过孔112。孔112也可以偏离上表面111的中心。上表面111可以是扁平的，或者可以具有另一种几何形状，例如具有如图所示的凹形凹部的几何形状。无焰蜡烛100可以具有边缘113，上表面111从该边缘朝向孔112至少部分地向下和向内延伸。根据某些构造，上表面111可以覆盖边缘113的上表面，即，边缘113的外表面的部分可以与上表面111共同延伸。蜡烛主体110还具有内部区域，无焰蜡烛100的一个或多个其他部件部分地或全部地容纳在该内部区域内。内部区域可以是基本上中空的。

蜡烛主体110可以容纳电源180(例如AA或C电池或可再充电电池)，或者电源180可以位于蜡烛主体的外部(例如，电连接到蜡烛100的电气系统的变压器)。

无焰蜡烛100还可以包括底面，如图2所示，该底面可以包括电池盖114和用户接口元件190。可以打开电池盖114以将电池移除/放置到无焰蜡烛100中。用户接口元件190允许用户与蜡烛100交互以控制其一个或多个操作。

图3A示出了图1A的蜡烛100的剖视图(即，蜡烛100处于关闭构造)。当蜡烛100处于关闭构造时，中空内部内没有气流(或减少的气流)。图3B示出了图1B的蜡烛100的剖视图(即，蜡烛100处于打开构造)。当蜡烛处于打开构造时，风扇140迫使空气通过蜡烛的内部。除了物理部件之外，图3B示出了蜡烛100内的这种气流(箭头)。

如图3A和图3B的实施方式所示，无焰蜡烛100包括蜡烛主体110、光源120、护套121、火焰元件130、风扇140、气流导向器160、电路170和电源180。用户接口190在图2中示出。无焰蜡烛100还可以包括遥控器(未示出)和蜡烛上的接收器(例如，红外接收器或其他类型的天线)，以远程控制本文描述的操作。无焰蜡烛100还可以包括未示出的其他部件，例如传感器、指示器或扬声器。下面描述这些部件的功能。

当用户与用户接口190或遥控器交互时，蜡烛100工作。用户接口190可以包括一个或多个致动器。致动器可以允许用户打开或关闭蜡烛100。可能通过致动器可控制的其他特征包括控制风扇140的速度、光源120发射的光的强度或特性、定时器的实现、在感测到传感器输入时采取的动作、和/或其他特征。这些特征和功能在这里描述，并且不需要在这里重复。用户交互也可以通过与用户接口190结合或代替该用户接口的遥控器来实现。

用户导致风扇140和/或光源120打开或关闭。当风扇打开时，迫使空气到达火焰元件130或附接到其的部件上。这导致火焰元件130上升并延伸穿过上表面111的孔112。光从光源120投射到火焰元件133的内表面上，使得其投射穿过火焰元件130并向外投射到观察者的眼睛。随后，用户可以关闭风扇140和光源120，从而导致火焰元件130落下，使得蜡烛100不再看起来具有可见火焰，并且蜡烛的幻影停止。

光源120可以包括LED或白炽灯装置。光源120还可以包括影响所发射的光的特性的电路。这种电路可以包括嵌入LED封装(例如ASIC)中的电路和/或外部电路，例如下面讨论的电路170。根据一些技术，电路包括影响或控制由光源120发射的光的特性的处理器。这种处理器执行存储在存储器中的机器可读指令以操作光源120，如本文所述。

光源120可以发射具有不同颜色的光或仅发射单一颜色的光。光源120的相关电路可以导致不同颜色的光同时发射和/或在不同时间发射。可以发射由于相关电路的操作而随着时间改变强度的光。例如，光源120可以发射模仿真实闪烁火焰的光。替代地或另外地，光源120可以发射具有恒定强度的光——可能处于可控制或可选择的强度水平。

光源120可以包括一个或多个发光部件(例如，不同位置的多个LED封装和/或单个LED封装中的多个管芯)。例如，光源120可以包括多个发光部件，例如多个LED封装或单个LED封装内的多个管芯。如果发光部件发射具有不同颜色的光，则可以控制其以实现具有选定颜色的总体光输出。可以改变发光部件的输出强度以达到不同的选定颜色。

当光源120包括多个发光部件时，不同的发光部件可以定向为使得发射的光束撞击火焰元件130的内表面133的不同位置。在这种构造中，光束的强度和/或颜色可以不同的方式随时间变化，使得对观看火焰元件130的观察者模拟真实火焰的运动。

当使用多个发光部件时，相关电路可以独立地控制由不同发光部件(例如两个部件)投射的光的一个或多个不同方面。例如，电路可以能够单独地控制每个发光部件的强度和/或颜色。可以通过改变提供给给定发光部件的脉冲编码调制信号或脉冲宽度调制信号来调节每个发光部件的强度。相关电路可以导致每个发光部件随着时间的推移而发射具有不同强度序列的光。这种序列可以包括随机序列、半随机序列或预定序列。序列可以包括重复的环(例如，5-10秒的环)。这种序列可以包括彼此异相的频率。例如，一个预定序列可以应用于第一发光部件，并且相同的预定序列可以应用于第二发光部件，但是是异相的。作为另一实例，第一预定序列可以应用于第一发光部件，并且第二预定序列可以同步地应用于第二发光部件。第二预定序列可以由过滤或调节第一预定序列产生。这种过滤可以包括高通和低通滤波，并且这种调节可以包括衰减第一预定序列的幅值。

序列可以由其他因素或输入动态地影响。例如，来自光传感器(未示出)的输出信号可由相关电路接收，该相关电路进而可以根据光传感器输出信号按顺序调节强度水平(例如，在较高光下提升强度)。作为另一实例，来自声音传感器(未示出)的输出信号可由相关电路接收，该相关电路进而可以根据声音传感器输出信号按顺序调节强度水平(例如，响应于所接收的声音的特性而调节强度变化的频率)。

根据一个实例，可能为每个发光部件提供不同的电路。每个不同的电路可以集成到容纳发光二极管的环氧树脂外壳中。两个不同的电路可以通过在不同电路之间传送的信号来同步或协调。

光源120也可以包括改变直接从发光部件发出的光的形状、颜色或强度的部件。这种改变部件可以包括一个或多个透镜、准直器、过滤器和/或其他光学器件。这种光学器件可以具有静态位置和/或可以在发射光的同时移动，以导致随时间变化的强度(例如，模仿真实蜡烛火焰闪烁的效果)。

如将进一步讨论的，光源120可以容纳在蜡烛主体110的内部区域中，或者可以在外部。如果光源120容纳在蜡烛主体110的内部区域中，则其可以通过孔112发射光。光源120可以替代地定位在上表面111中的孔112上方，但是可以由火焰元件130包围，如图3A和图3B所示。光源120可以将光投射到光管(未示出)中，该光管将光从光源120引导到合适的位置。这种光管可以包括诸如光纤(例如，由玻璃或塑料形成的纤维)或丙烯酸的材料。使用光导管可以允许光源120定位在各种合适位置中的任何一个处。光管可以在上表面111中的孔112的上方或下方终止。光管可以终止于火焰元件130内或下方，使得光从火焰元件130内部投射。

护套121可以围绕光源120的所有或部分横向部分。护套121可以提供防风屏障。护套121还可以为光源120提供支撑。如图所示，护套121包围光源120(其被描绘为LED)的引线。护套121可以提供光源120安置在其上的特征。

火焰元件130可以具有类似蜡烛火焰形状(即火焰形状)的部分131。如进一步描述的，火焰元件130除了火焰形状部分131之外还可以包括其他部分。火焰形状部分131可以成形和定位成接收从光源120和/或光管125发射的光。火焰形状部分131的至少一部分从上表面111或孔112向上延伸。例如，火焰形状部分131(或其一部分)可以在发射光的同时延伸穿过孔112，使得观察者可以观察火焰形状部分131。

火焰形状部分131可以在火焰元件130的外表面132或内表面133上接收光。在火焰元件130在内表面133上接收光的情况下，其包括光首先穿过的内部区域。在此构造中，火焰形状部分131可以是透明或半透明的。可以将光导向火焰元件130的内部区域。火焰元件130的内部区域可以是至少部分(或全部)中空的。光可以穿过内部区域，到达火焰元件130的内表面上。火焰元件130然后可以允许光传播通过火焰元件130并从外表面向外传播。

火焰元件130的内部区域可以包括将光通过内部区域引导到外表面132的光管。火焰元件130的部分可以用作光管，使得光可从火焰元件130下方(或火焰元件130的一部分下方)传递到火焰元件130的表面上的选定位置。

在火焰元件130在外表面132上接收光的情况下，火焰元件130可以具有或不具有中空的内部区域。在此构造中，火焰形状部分131可以是基本上不透明或半透明的。

如图4所示，火焰元件130可以包括在火焰元件130的内表面和/或外表面上的一个或多个特征134。这种特征可以包括脊部、肋、或凸起/凹部。如图4所示，特征134是位于火焰元件130外表面上的肋。特征134成形和定位成通过根据需要使光扭曲来增强真实火焰的幻觉。例如，当光行进通过火焰形状部分131时，特征134可以使光扭曲，使得其看起来更漫射。特征134可以具有锯齿、弓形和/或菲涅耳透镜形式。特征134可以是垂直和/或水平定向的。特征134可以是这些形式的混合或其他形式。特征134可以是浮雕的、雕刻的或放置在火焰元件130上方。火焰元件130和/或特征134可以包括颜料以产生期望的光效果。

根据一种技术，可将磷光体应用于火焰元件130。蓝色LED可将光发射到磷光体上，从而产生白色。磷光体涂料可在制造期间注入火焰元件130中，或者涂在火焰元件130的内部或外部。根据一种技术，火焰元件130的仅一部分可以涂覆或浸渍有磷光体。例如，火焰元件130的上部区域可以具有磷光体，而下部区域不具有磷光体。这可以导致真实蜡烛火焰的幻觉，其中火焰元件130的下部区域为蓝色区域，上部区域为白色区域。

火焰元件130还可以包括延伸部135。延伸部135可以与火焰元件130的其他部分形成一体、附接到该其他部分或连接到该其他部分。延伸部135可以至少在水平维度上远离火焰元件130的其他部分延伸。延伸部135可以具有环形形状，并且延伸部135的中心孔可以围绕火焰元件130配合(并且可能配合到火焰元件130中的凹部中)，例如，如图3A、图3B和图3C所示。根据某些技术，延伸部135可以用于接收空气以通过接收空气而促进火焰元件130漂浮在空气上。

在光源120发射光的同时，火焰元件130可以移动。火焰元件130也可以在发射光的同时与蜡烛100的所有其他非移动部分分离。在发射光的同时，火焰元件130可以多个自由度(例如，俯仰、滚转、偏航、上、下、向后和/或向前、或其任何子集)移动。火焰形状部分131的这种运动可以类似于真实蜡烛火焰的运动。

火焰元件130和/或延伸部135从风扇140接收强制空气。风扇140的出口定位成使得风扇140将空气向上吹到火焰元件130和/或延伸部135上。在任何情况下，在蜡烛100的操作期间，由风扇140或其他方式产生的空气压力的变化导致火焰元件130向上升起。风扇140可以是如图所示的离心式风扇，或者其可以是另一类型的风扇，例如轴流式风扇或横流式风扇。蜡烛100中的示例性气流在图3B中用箭头示出，没有列举。如所描绘的，风扇140的出口迫使空气向上通过气流导向器160，这将在下面讨论。如进一步描述的，在通过气流导向器160之后，使强制空气循环通过风扇140的横向定位的进气口。风扇140从电源接收电能，并且可以由电路170控制。风扇140可以与光源120一起或独立地操作。根据一种技术，风扇140和光源120基本上同时一起接通/断开。以此方式，当风扇140打开且火焰元件130漂浮时，光源120发射光。相反，当风扇关闭且火焰元件130停止漂浮时，光源120不发射光。

与光源120类似，风扇140可以提供随时间变化的不均匀输出。例如，风扇140的速度可以变化，使得应用于火焰元件130和/或延伸部135的空气的压力在操作期间随时间变化。这种不均匀导致火焰元件130上升和下降(并且可能如所讨论的那样在其他维度或自由度上移动)，以增强真实蜡烛火焰的幻觉(特别是与真实火焰相互作用的气流的幻觉)。例如，风扇140可以立即停止，从而允许火焰元件130下落，从而类似于蜡烛上的真实火焰(在某些条件下)。类似地，风扇140可以导致火焰元件140立即上升，如同真实火焰那样。此外，风扇140可以可变速度操作，从而控制火焰元件130上下移动的速率。这种变化可以与改变光源120的输出相协调的方式来执行。或者，改变风扇140的速度可以独立于光源120来执行。例如，风扇140可以改变速度，但是光源120可以保持恒定输出。根据一种技术，光源120在给定时间提供闪烁光输出，并且同时地，改变风扇140的速度以增强闪烁蜡烛的幻觉。风扇140的速度和光源120的输出也可以是恒定的，但是周期性地变化(一起或独立地)。根据这种技术，从蜡烛100发射的光的外观在蜡烛100的恒定操作期间可以周期性地或非周期性地变化，由此由光源120输出的光和/或火焰元件130的位置在一个阶段期间是恒定的，而在另一阶段期间变化。

风扇140和/或光源120可以响应于定时器而操作，使得其在预定时间段之后自动关闭。风扇140和/或光源120也可以在预定时间段之后自动打开。例如，一旦起动，风扇140和/或光源120就可以在5小时后自动关闭。然后，19小时后，风扇140和/或光源120可以自动打开。这种自动开关可以作为一个周期继续。当用户在定时器模式下打开蜡烛时，可以激活基于定时器的开关(循环的或非循环的)。用户可以通过用户接口或遥控器来启用或禁用定时器模式。

气流导向器160包括中空内部区域，其在气流导向器160的下部区域处接收来自风扇140的出口的强制空气。如图3A和图3B所示，光源120和护套121向上延伸穿过气流导向器160。如图3A中进一步最清楚地示出的，火焰元件130和延伸部135沿着水平面的外径小于气流导向器160的中空内部区域的内径。以此方式，火焰元件130和/或延伸部135可沿着垂直维度(向上和向下)行进通过气流导向器160的至少一部分。气流导向器160还可以包括在中空内部区域内或下方的一个或多个偏转器161。偏转器161可倾斜定向或以其他方式构造为引起由风扇140输出的空气的湍流或非层流。以这种方式，到达火焰元件130和/或延伸部135的空气可导致火焰元件130以不规则的方式移动。火焰元件130的这种不规则运动可以提供真实蜡烛火焰在空间中不规则运动的幻觉。尽管未示出，但是偏转器161的角度或位置可以手动或自动地调节，以在蜡烛100的操作期间动态地改变湍流的程度和火焰元件130的不规则运动的所得程度。

气流导向器160还可以包括一个或多个气流再循环特征162，其是形成中空内部区域的壁中的开口或凹口。气流再循环特征162的设计可以控制火焰元件130的高度和/或运动。当火焰元件130和/或延伸部135上升通过中空内部区域时，空气压力可以基本上恒定。当火焰元件130和/或延伸部135从中空内部区域的顶部出来时，空气压力突然下降。气流再循环特征162可以定位成控制或影响空气压力下降的程度。

在打开操作期间，气流可以通过气流再循环特征162和形成在气流导向器160的侧壁与延伸部135之间的间隙排出。根据一种技术，大部分空气可以由气流再循环特征162排出，而少量空气通过气流导向器160和延伸部135之间的间隙排出。

气流再循环特征162也可以控制或影响火焰元件130漂浮的高度。例如，如图3B所示，气流再循环特征162允许延伸部135漂浮在其仍然至少部分地在中空内部区域内的高度处。以此方式，由于延伸部135的横向运动受到气流导向器160的中空内部区域的侧壁的限制，所以可限制火焰元件130的横向运动。

气流导向器160的上表面或轮廓可以被倒角以使应用于火焰元件130和/或延伸部135的气压稳定。倒角轮廓提供了沿着表面高度的锥形半径，使得表面的下部区域具有比上部区域小的半径。当火焰元件130和/或延伸部135上下行进时，那些部件接收的空气量改变。在下部区域中，应用相对更大的压力。在上部区域中，应用相对更小的压力。此构造可以提高火焰元件130和/或延伸部135的稳定性。当那些部件向上行进时，其接收到较小的力，从而允许其减速。最后，火焰元件130可以达到基本上稳定的高度，使得重力和从强制空气接收的力抵消。

电路170可以控制如本文描述的光源120和/或风扇140的一些或全部操作。电路170还可以接收来自各种传感器、用户接口190中的致动器和/或本文描述的遥控器的输入。电路170可以包括执行存储在非易失性存储器中的一组计算机可读指令以实现本文描述的功能的处理器。

图5至图22示出了不使用风扇来导致火焰元件漂浮在空气上的实施方式。相反，这些图描绘了无焰蜡烛的实施方式，其中火焰元件漂浮在液体上或由于磁力而悬浮。对于火焰元件漂浮在液体上的实施方式，这种液体可以是水或油(例如香油)或任何其他合适的液体。该液体也可以是凝胶或其他类型的半液体材料，其以合适的方式传导机械力以促进在物理空间中移动的真实蜡烛火焰的幻觉。在这些实施方式中，使液体选择性地扰动以产生运动。下面描述扰动液体的各种不同的机制。液体中的运动也导致漂浮的火焰元件移动。火焰元件的运动可以是不规则的，并且可以模拟真实的蜡烛火焰。光可以从火焰元件内投射或投射到火焰元件的外表面上。

对于火焰元件磁悬浮的实施方式，火焰元件联接到磁体。相对的磁体选择性地定位在火焰元件磁体的下面以导致悬浮。在一些实施方式中，相对的磁体可以是电磁体。附加的电磁体(除了用于悬浮的电磁体之外)可以用于扰动漂浮的磁体以导致火焰元件以各种附加方式移动。

图5描绘了无焰蜡烛200的实施方式，其包括容纳电路290和电源291的蜡烛主体201。电路290从电源291接收电力，并且控制蜡烛200的电操作和机械操作。电路290在许多方面可以类似于在图3A至图3C的上下文中讨论的电路170。电源291在许多方面可以类似于在图3A至图3C的上下文中讨论的电源180。尽管未示出，但是蜡烛200可以具有用户接口、遥控器、各种传感器、和/或在图1至图4的上下文中讨论的其他部件和特征。应理解，不同实施方式的特征可根据设计偏好来混合。例如，来自基于风扇、基于液体和基于悬浮的实施方式的特征可以混合，并且不需要针对每个实施方式完全重复。

蜡烛主体201包括容纳液体220的储存器210。火焰元件230联接到漂浮在液体220上的漂浮部件240。或者，漂浮部件240可以与火焰元件230集成(即，火焰元件230自身漂浮)。为了实现漂浮，火焰元件230和/或漂浮部件240可以包括诸如聚丙烯、LDPE、MDPE、HDPE或聚氯丁二烯的材料。

火焰元件230可以类似于火焰元件130。例如，火焰元件230可以具有特征，例如脊部、肋，或凸起/凹部，其可根据需要扭曲从火焰元件230发射的光。火焰元件230包括中空的内部区域。光源250(例如，诸如光源120的光源)定位在火焰元件230的中空内部区域内，使得在发射光的同时，其从火焰元件230内投射。光源250由从储存器210的下表面向上延伸的支撑件260支撑。支撑件260(或光源250)可以限制火焰元件230的横向运动。光源250包括向上延伸穿过储存器210的下表面并穿过支撑件260的导体。除了为光源250提供机械支撑之外，支撑件260可以用于将导体与湿气隔离。导体将电力输送到光源250的发光部分，并且这种电力可以从电路290传输。

在储存器210的下面是容纳在蜡烛主体201内部中的电磁体280。电磁体280可以包括线圈，该线圈包括导体，例如印刷电路板上的导线或迹线。电磁体280电联接到电路290，该电路可能能够通过在电磁体280上施加合适的电压来控制由电磁体280产生的磁场的极性和强度。电路290可以改变磁场以导致火焰元件230以期望的但不规则的方式移动。

在储存器210和液体220内，存在磁体270，其响应于由电磁体280施加的磁力。当磁体270接收到此力时，其在液体220内移动。此运动进而扰动液体220，从而导致火焰元件230移动。磁体270可以具有环形形状或者具有位于支撑件260上的孔。根据此布置，可固定磁体270，使得磁联接更有效，并且可防止磁体270过度横向运动。磁体270可以替代地具有其他形状，例如棒、杆或不规则形状。

图6所示的蜡烛200类似于图5的蜡烛，除了提供了附加的上表面202之外。上表面202包括孔，火焰元件230穿过该孔延伸。上表面202可以与蜡烛主体201集成，或者其可以是可移除的。上表面202可以减少液体220的不期望的泄漏。

图7示出了与上面讨论并在图5和图6中描绘的那些相似的无焰蜡烛300的一部分。蜡烛300包括容纳液体320的储存器310。火焰元件330联接到漂浮在液体320上的漂浮部件340。电磁体380定位在储存器310下方。磁体370位于储存器310中，并且电磁体380与磁体370磁性地相互作用以扰动液体320。在这些方面中，蜡烛300类似于图5和图6的蜡烛200。然而，在蜡烛300中，光源350定位在火焰元件330的内部区域下方。光管355从光源350向上延伸并进入火焰元件330的内部区域。光管355引导从光源350发射的光，并且将光传送到火焰元件330的中空内部区域中。因此，光管355提供了关于光源350可以位于何处的灵活性。光管355进一步用于限制火焰元件330的横向移动。光管355也可以位于磁体370的孔中，以限制磁体370的横向运动，类似于关于蜡烛200描述的技术。

图8示出了与上面讨论并在图5和图6中描绘的那些相似的无焰蜡烛400的一部分。蜡烛400包括容纳液体420的储存器410。火焰元件430联接到漂浮在液体420上的漂浮部件440。光源450定位在火焰元件430的中空内部区域内，并且光源450由支撑件460支撑。电磁体480定位在储存器410下方。在这些方面中，蜡烛400类似于图5和图6的蜡烛200。然而，蜡烛400中的磁体470不是围绕支撑件460定位。相反，磁体470定位在臂405上，该臂可旋转地附接到蜡烛400的另一部分。电磁体480与磁体470相互作用，从而移动磁体470和臂405。磁体470和臂405的运动扰动液体420，从而导致火焰元件430移动并模拟真实的蜡烛火焰。

图9示出了与上面讨论并在图5和图6中描绘的那些相似的无焰蜡烛500的一部分。其包括储存器510、液体520、火焰元件530、漂浮部件540、光源550、支撑件560和磁体570。然而，蜡烛500具有两个电磁体581和582，而不是具有一个电磁体。每个电磁体581、582可由电路单独控制。不同的电磁体581、582可以被控制或配置为与磁体570的不同磁极相互作用。例如，电磁体581可以被设计和控制为与磁体570的北极相互作用，而电磁体582可以被设计和控制为与磁体570的南极相互作用。通过对电磁体581、582的适当控制，可能导致磁体570摆动、垂直移动、和/或径向旋转(即，围绕支撑件560旋转)。

图10示出了与上面讨论并在图5和图6中描绘的那些相似的无焰蜡烛600的一部分。其包括储存器610、液体620、火焰元件630、漂浮部件640、光源650、支撑件660、磁体670和电磁体680。无焰蜡烛600的不同之处在于，储存器610的下表面611是弹性膜或隔膜。此外，磁体670联接到下表面611。因此，磁体670的运动将运动传递到下表面611。所有这种运动都扰动液体620，并且火焰元件630响应地移动。

图11示出了与上面讨论并在图5和图6中描绘的那些相似的无焰蜡烛700的一部分。蜡烛700包括储存器710、液体720、火焰元件730、漂浮部件740、光源750、支撑件760、磁体770和电磁体780。然而，磁体770现在联接到火焰元件730和/或漂浮部件740。电磁体780与磁体770相互作用，这导致火焰元件730移动而不需要扰动液体720的中间步骤。如图所示，磁体770可联接在火焰元件730和漂浮部件740之间。磁体770可以可选地仅附接到漂浮部件740。在此构造中，漂浮部件740将附接到框架元件730(或与其集成)，而磁体770将附接到漂浮部件740，使得其将从漂浮部件740向外延伸。

图12示出了无焰蜡烛800的一部分，其类似于上面讨论并在图11中描绘的蜡烛700。蜡烛800包括储存器810、液体820、火焰元件830、漂浮部件840、光源850、支撑件860、磁体870和电磁体880。如所描述的，漂浮部件840和磁体870堆叠，使得磁体870定位在漂浮部件840上方。此外，将漂浮部件840描述为与火焰元件830集成。

图13A和图13B示出了可与图5和图6所示的总体结构一起使用的无焰蜡烛900的一部分。图13A和图13B示出了通过使火焰元件930磁性地悬浮而操作的无焰蜡烛900。图13A示出了处于打开状态的无焰蜡烛900，并且图13B示出了处于关闭状态的无焰蜡烛900。与基于液体的蜡烛相似，漂浮蜡烛900包括凹部910、火焰元件930、光源950和支撑件960。与蜡烛700和800(图11和图12)一样，磁体970联接到火焰元件930。然后，磁体970的移动直接导致火焰元件930的移动。磁体970和火焰元件930的一部分位于凹部910中。在凹部910下方，杆995从底座990向上延伸。联接到杆995的是配置为排斥磁体970的磁体975。杆995和/或磁体975可以是可旋转的，如图13A和图13B所示。杆995和/或磁体975可以经由通过电路(未示出)或手动装置(未示出)控制的电机而旋转。当磁体975旋转使得其在磁体970下方时，磁体970然后由于排斥磁力而悬浮。以此方式，蜡烛900与蜡烛100的相似之处在于，当蜡烛900打开时，火焰元件930上升，并且当蜡烛900关闭时，火焰元件930向下回落。因此，关于蜡烛100的许多相同原理同样适用于蜡烛900(例如，当蜡烛打开时，火焰元件930可向上延伸穿过蜡烛上表面中的孔，凹部910可限制磁体970和所附接的火焰元件930的横向移动，等等)。蜡烛900还包括电磁体980。与基于液体的蜡烛一样，电磁体980与磁体970相互作用，从而导致火焰元件930以期望的方式移动。因此，三个磁体970、975和980可彼此相互作用，以导致火焰元件930模拟真正蜡烛火焰的运动。

图14示出了在许多方面与前述蜡烛类似的无焰蜡烛1000的一部分。与蜡烛900类似，其通过磁悬浮的原理工作。类似地，悬浮蜡烛1000包括凹部1010、火焰元件1030、光源1050、支撑件1060。磁体1070联接到火焰元件1030。然后，磁体1070的运动直接导致火焰元件1030的运动。磁体1070和火焰元件1030的一部分位于凹部1010中。在蜡烛1000中，存在两个电磁体1081和1082。电磁体1081、1082可以如图所示定位在凹部1010内或定位在凹部1010外(例如，在凹部1010下方)。与蜡烛500一样(图9)，每个电磁体1081、1082可以由电路单独控制。不同的电磁体1081、1082可以被控制或配置为与磁体1070的不同磁极相互作用。例如，电磁体1081可以被设计和控制为与磁体1070的北极相互作用，而电磁体1082可以被设计和控制为与磁体1070的南极相互作用。通过协调电磁体1081、1082的操作，火焰元件1030的运动可以期望的方式被引起。

图15示出了在许多方面与前述蜡烛类似的无焰蜡烛1100的一部分，特别是蜡烛1000。与蜡烛1000类似，其通过磁悬浮的原理工作。类似地，悬浮蜡烛1100包括凹部1110、火焰元件1130、光源1150、支柱1160。磁体1170联接到火焰元件1130。磁体1170的运动然后直接导致火焰元件1130的运动。磁体1170和火焰元件1130的一部分位于凹部1110内。在蜡烛1100中，存在两个电磁体1181和1182。电磁体1181、1182可以如图所示定位在凹部1110内或定位在凹部1110外(例如，在凹部1110下方)。与蜡烛1000一样，每个电磁体1181、1182可以由电路单独控制。不同的电磁体1181、1182可以被控制或配置为与磁体1170的不同磁极相互作用。例如，电磁体1181可以被设计和控制为与磁体1170的北极相互作用，而电磁体1182可以被设计和控制为与磁体1170的南极相互作用。通过协调电磁体1181、1182的操作，火焰元件1130的运动可以期望的方式被引起。

然而，与蜡烛1000不同，光源1150定位成使得光发射到火焰元件1130的外表面上。除了其在蜡烛1100中的位置之外，光源1150可以类似于上述光源。附加光源可位于火焰元件1130周围的其他位置，使得火焰元件1130接收来自多个不同角度的光。

图16示出了与上述液基蜡烛类似的液基蜡烛1200的一部分。然而，与蜡烛1100一样，将光投射到火焰元件的外表面上。与某些其他液基蜡烛类似，蜡烛1200包括储存器1210、液体1220、火焰元件1230、漂浮部件1240、光源1250、磁体1270和电磁体1280。多个光源1250可以可选地围绕火焰元件1230。与其他液基蜡烛一样，电磁体1280将运动传递到磁体1270，其进而扰动液体1220，从而导致火焰元件1230移动。火焰元件1230可以包括延伸到液体中的部分。此向下延伸的部分可以被从磁体1270或储存器1210的下表面向上伸出的一个或多个部分限制横向移动。火焰元件1230可以具有或不具有中空内部区域。如图所示，火焰元件1230不具有中空内部区域。与光线在内部投射的火焰元件不同，火焰元件1230可以是不透明的。

图17示出了与蜡烛1200类似的液基蜡烛1300的一部分。与蜡烛1200类似，蜡烛1300包括储存器1310、液体1320、火焰元件1330、漂浮部件1340、光源1350、磁体1370和电磁体1380。与其他液基蜡烛一样，电磁体1380将运动传递到磁体1370，其进而扰动液体1320，从而导致火焰元件1330移动。火焰元件1330可以包括延伸到液体中的部分。此向下延伸的部分可以被从磁体1370或储存器1310的下表面向上伸出的一个或多个部分限制横向移动。火焰元件1330可以具有或不具有中空内部区域。如所描绘的，火焰元件1330不具有中空内部区域。在图17所示的实施方式中，火焰元件1330的向下延伸部分用作光管。光源1350将光投射到光管中，并且其从火焰元件1330的上部向上并向外传输。

图18示出了与蜡烛300(图7)相似的液基蜡烛1400的一部分。蜡烛1400包括储存器1410、液体1420、火焰元件1430、漂浮部件1440、光源1450、磁体1470和电磁体1480。与其他液基蜡烛一样，电磁体1480将运动传递到磁体1470，其进而扰动液体1420，从而导致火焰元件1430移动。与蜡烛300类似，采用光管1455。在蜡烛1400中，光源1450位于储存器1410下方。光管1455将光从光源1450向上引导到火焰元件1430的内部区域中。

图19示出了与蜡烛1400(图18)相似的液基蜡烛1500的一部分。蜡烛1500包括储存器1510、液体1520、火焰元件1530、漂浮部件1540、光源1550、磁体1570和光管1555。光源1550位于储存器1510下方。光管1555将光从光源1550向上引导到火焰元件1530的内部区域中。与其他液基蜡烛一样，将运动传递到磁体1570，其进而扰动液体1520，从而导致火焰元件1530移动。然而，在蜡烛1500中，不采用电磁体。相反，磁体1580安装到电机。当电机打开时，磁体1580旋转或移动(例如，顺时针和/或逆时针旋转360度或仅旋转其一部分)。这进而导致磁体1570移动(并因此导致火焰元件1530移动)。电机电联接到控制电机以实现期望结果的电路。

图20示出了与蜡烛600(图10)相似的液基蜡烛1600的一部分。蜡烛1600包括储存器1610、液体1620、火焰元件1630、漂浮部件1640、光源1650、支撑件1660、磁体1670、电磁体1680。无焰蜡烛1600具有包括弹性膜或隔膜或者是弹性膜或隔膜的下表面1611的储存器1610。与蜡烛600类似，磁体1670联接到下表面1611。因此，磁体1670的运动将运动传递到下表面1611。所有这种运动都扰动液体1620，并且火焰元件1630响应地移动。在蜡烛1600中(与蜡烛600不同)，磁体1670位于下表面1611下面。

图21示出了与蜡烛800(图12)相似的液基蜡烛1700的一部分。蜡烛1700包括储存器1710、液体1720、火焰元件1730、漂浮部件1740(与火焰元件1730集成)、光源1750、支撑件1760、磁体1770和电磁体1780。如图所示，漂浮部件1740和磁体1770堆叠，使得磁体1770定位在漂浮部件1740上方。蜡烛1700与蜡烛800的不同之处在于电磁体1780位于储存器1710内。

图22示出了蜡烛1800的一部分，其结合了液体型和悬浮型技术。在蜡烛1800中，整个储存器1810悬浮和摇动。蜡烛1800包括储存器1810、液体1820、火焰元件1830、漂浮部件1840、光源1850、支撑件1860、磁体1870、磁体1875、以及一个或多个电磁体1880。储存器1810位于磁体1870上，通过与磁体1875的排斥相互作用而使其悬浮。由于磁体1870是悬浮的，因此储存器1810也是悬浮的。支柱向上延伸穿过磁体1870并进入储存器1810的底面上的凹部中。支柱限制储存器1810的横向和向下移动。电磁体1880是可控制的(一起或单独地)以扰动磁体1870，从而导致其移动。作为响应，储存器1810移动，从而导致液体1820移动。进而火焰元件1830移动。磁体1875可以可选地是电磁体，并且可以选择性地打开或关闭以升高或降低火焰元件1830。

如将理解的，本文描述的各种技术可以一起使用，即使未明确陈述。例如，磁体可以被替换为电磁体，反之亦然。作为另一实例，可以用光管来代替(或者反之亦然)并且重新定位光源。具有内部投影的火焰元件可以替代那些经由外部投影照亮的火焰元件。作为另一实例，磁体和/或电磁体可以与基于空气的蜡烛技术结合使用。这些仅是一些实例，并且将理解，给定特征不是仅适用于具体描述的实施方式。将理解，这些特征可以混合。另外，本文公开的蜡烛可以结合例如在液体中或经由风扇的气流被赋予给环境的香料释放元件。

本申请要求于2020年1月9日提交的美国临时申请62/959,028的优先权和权益，将其整体通过引用结合于此。

本领域技术人员应理解，在不脱离本申请中公开的新颖技术的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物进行替换。另外，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应于新颖技术的教导而不脱离其范围。因此，旨在使新颖技术不限于所公开的特定技术，而是其将包括落入所附权利要求的范围内的所有技术。

Claims (16)

1.一种无焰蜡烛，包括：

蜡烛主体，包括内部区域和包括孔的上表面；

光源，配置为通过通电和断电而选择性地发射光；

火焰元件，包括内部区域、内表面和外表面，其中，所述火焰元件配置为允许所述光首先穿过所述内部区域并然后到达所述内表面上，并且所述火焰元件还配置为允许所述光穿过所述火焰元件并然后从所述外表面向外传播，以及，

风扇，所述风扇配置为在发射光的同时迫使空气朝向所述火焰元件，

其中，所述火焰元件配置为接收由所述风扇所迫使的空气并且响应地上升且开始悬停在该迫使的空气上，因此在发射光的同时相对于所述无焰蜡烛的非移动部分移动，并且不联接至所述无焰蜡烛的任何所述非移动部分，并且

其中，在发射光的同时，所述火焰元件的至少一部分延伸穿过所述上表面中的所述孔。

2.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，还包括气流导向器，所述气流导向器包括中空区域，其中，所述火焰元件配置为在所述风扇打开后上升通过所述气流导向器的所述中空区域的至少一部分，使得当所述火焰元件达到预定高度时，所述火焰元件停止上升并开始悬停。

3.根据权利要求2所述的无焰蜡烛，其中，所述预定高度由所述气流导向器中的至少一个空气再循环特征确定。

4.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，其中，所述火焰元件的至少一部分包括磷光体颜料。

5.根据权利要求4所述的无焰蜡烛，其中，所述光源包括蓝色LED。

6.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，其中，所述光源位于所述蜡烛主体的所述内部区域中。

7.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，还包括偏转器，所述偏转器包括至少一个倾斜定向部分，其中，所述偏转器配置为在空气冲击所述火焰元件之前在空气中引起湍流。

8.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，其中，所述火焰元件在所述火焰元件的所述内表面和所述外表面中的至少一个上包括至少一个脊部，其中，所述至少一个脊部配置为使光扭曲。

9.根据权利要求1所述的无焰蜡烛，还包括光管，所述光管配置为将来自所述光源的光至少部分地在向上方向上导向所述火焰元件。

10.一种无焰蜡烛，包括：

蜡烛主体，包括内部区域和包括孔的上表面；

光源，配置为通过通电和断电而选择性地发射光；

风扇，配置为在发射光的同时迫使空气向上；以及

火焰元件，包括火焰形状部分和在水平维度上向外延伸的延伸部，其中，所述火焰形状部分配置为接收光，并且所述延伸部配置为接收由所述风扇所迫使的空气，

其中，在发射光的同时，所述火焰元件配置为上升且开始悬停在该迫使的空气上，使得所述火焰元件不联接至所述无焰蜡烛的任何非移动部分。

11.根据权利要求10所述的无焰蜡烛，还包括气流导向器，所述气流导向器包括中空区域，其中，所述火焰元件配置为在所述风扇打开后上升通过所述气流导向器的所述中空区域的至少一部分，使得当所述火焰元件达到预定高度时，所述火焰元件停止上升并开始悬停。

12.根据权利要求11所述的无焰蜡烛，其中，所述预定高度由所述气流导向器中的至少一个空气再循环特征确定。

13.根据权利要求11所述的无焰蜡烛，其中，所述气流导向器的上部轮廓包括倒角表面。

14.根据权利要求10所述的无焰蜡烛，还包括偏转器，所述偏转器包括至少一个倾斜定向部分，其中，所述偏转器配置为在空气由所述火焰元件接收之前在空气中引起湍流。

15.根据权利要求10所述的无焰蜡烛，其中，所述光源布置为朝向所述火焰元件的内表面投射光。

16.根据权利要求10所述的无焰蜡烛，其中，所述光源布置为朝向所述火焰元件的外表面投射光。