專利名稱：動態(tài)顯示夜燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及插入家用AC電流的夜燈，特別涉及提供輸出讓觀察者感到愉快和舒服的動態(tài)光顯示的夜燈。
發(fā)明的背景通常在每個家庭中都會發(fā)現(xiàn)有夜燈。本質(zhì)上它們都是直接插入安裝在墻壁上的AC電源插座中的大約15瓦的AC白熾燈。只要打開這種電燈，它就輸出光(和熱)。盡管這種燈足以提供舒適水平的光，它們沒有其他作用。雖然小孩看這種燈是很安全的，但是這種燈本身不能使看燈光的小孩和其他人感到舒服。
需要一種夜燈，能使觀察者感到愉快和舒適，同時只輸出光。優(yōu)選這種夜燈應(yīng)該輸出動態(tài)的光顯示，但是可以由用戶在設(shè)計的燈圖形中凍結(jié)。
本發(fā)明提供這種夜燈。
本發(fā)明的概要本發(fā)明提供的夜燈包括適于直接插入家用型AC插座中的外殼、光發(fā)射器陣列、ACDC電壓轉(zhuǎn)換器、設(shè)置在外殼內(nèi)的相關(guān)電子設(shè)備、和輸出來自光源陣列的柔和光線的散光器。
優(yōu)選光源陣列包括由外殼內(nèi)的電子設(shè)備驅(qū)動的幾個不同顏色發(fā)光二極管(LEDs)，因而通過散光器觀察到的陣列輸出是動態(tài)改變的光圖形。顯示的光圖形從單色到不同顏色的復(fù)合光平穩(wěn)和連續(xù)地變化，在60秒左右的一個周期內(nèi)重復(fù)上述循環(huán)。優(yōu)選電子設(shè)備包括微控制器單元，在圖形循環(huán)的各個部分過程中，該單元執(zhí)行使光驅(qū)動器單元接通各個光發(fā)射器的指令序列。在該循環(huán)周期過程中，用戶可以在任何時候啟動一個開關(guān)以“凍結(jié)”輸出光的特別吸引人的圖形。被“凍結(jié)”的光圖形將顯示到用戶又啟動那個開關(guān)為止(或關(guān)閉夜燈，或者斷開電源)。然后觀察者可以啟動同一開關(guān)，以便“解凍”輸出光圖形，并允許電子設(shè)備再次驅(qū)動LEDs以產(chǎn)生在顏色和亮度上逐漸被調(diào)制的連續(xù)變化的光圖形。優(yōu)選使用紅LED、藍LED和綠LED，并且驅(qū)動電子設(shè)備優(yōu)選被決定本發(fā)明輸出的光圖形的微控制器(或等效部件)控制。
通過下面的關(guān)于結(jié)合附圖詳細介紹優(yōu)選實施例的描述使本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點更明顯。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的透視圖；和圖2是用在本發(fā)明中的電子電路的一般化方框圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的夜燈10的透視圖。夜燈10包括優(yōu)選的塑料外殼20，光源陣列30設(shè)置在塑料外殼20中，通過優(yōu)選某種半透明元件40例如散光塑料透鏡發(fā)射可見光。在優(yōu)選實施例中，光源陣列30包括幾個發(fā)光二極管(LEDs)。外殼20還包括電子設(shè)備50，其具有ACDC功率轉(zhuǎn)換器及控制和驅(qū)動LED陣列30內(nèi)的LEDs的部件。在該優(yōu)選實施例中，夜燈10包括間隔開的兩個插頭的插腳60，它們與普通墻壁安裝式AC插座80中的插孔70匹配并直接插入插孔70中。外殼還20包括開關(guān)S1，該開關(guān)允許用戶在任何時候“凍結(jié)”特定光輸出圖形，或者“解凍”由陣列30輸出的先前凍結(jié)的光顯示圖形。當夜燈10插入插座80時，電子設(shè)備50被激活并從LED陣列30輸出變化的光圖形，直到用戶按壓開關(guān)S1為止。
當按壓或激活S1時，光輸出的動態(tài)圖形被凍結(jié)，夜燈20將顯示由用戶在S1被激活時選擇的穩(wěn)定圖形。這個穩(wěn)定圖形將保持顯示，直到后來S1被再次啟動為止(或者夜燈10被關(guān)閉。如果需要，系統(tǒng)10還可以包括ON/OFF開關(guān)和/或外界光傳感器S2，以至于夜燈10可在任何時候保持為插入插座80中，而且只在該單元被轉(zhuǎn)換到ON時或者在檢測到外界光是某種程度的黑暗時輸出光。
圖2是表示電子設(shè)備50和包括夜燈10的相關(guān)部件的方框圖。當夜燈被插入AC插座80時，間隔開的插腳60將110VAC施加給系統(tǒng)10。ACDC整流器和電壓調(diào)節(jié)器單元90將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，該DC電壓(約15VDC)被電容器C1濾波。這種ACDC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計和實施是本領(lǐng)域公知的，這里不必詳細介紹。
在優(yōu)選實施例中，LED陣列30包括三個分離的LEDs紅LED、綠LED和藍LED，如圖2所示的。每個LED可獨立于其它LED被LED驅(qū)動器100提供的適當邏輯高或低狀態(tài)驅(qū)動。在優(yōu)選實施例中，三個不同顏色的LEDs是串聯(lián)的，串聯(lián)疊置體的底部的電壓由穩(wěn)壓二極管Vz建立，它提供的相對穩(wěn)定的電壓VDD作為LED驅(qū)動器100和微控制器單元(MCU)110的工作電壓。MCU110優(yōu)選通過燒錄一個或多個遮蔽層(burning one or more masklayers)被如下編程寫入進行具有控制LED驅(qū)動器100按照所要求的光圖形序列驅(qū)動LED陣列30的效果的指令集。LED驅(qū)動器和MCU單元是電路設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知的，這里不再詳細說明了。電容器C2用于過濾出穩(wěn)壓二極管輸出電平中的噪聲分量。穩(wěn)壓二極管下面的節(jié)點用做電子設(shè)備50的接地節(jié)點。
提到的開關(guān)S2可以是用戶能夠按壓或以其他方式動作的常規(guī)機械ON/OFF開關(guān)，或者S2可以是通過散光器40檢測外界光的光傳感器。如果傳感器S2檢測到暗的外界光條件，S2將關(guān)閉電路，如果S2檢測到明亮的外界光條件，S2將打開電路。機械開關(guān)和/或光傳感器S2對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。
如圖2所示，優(yōu)選LED驅(qū)動器100在MCU110的控制下工作，在大概60秒左右的一個循環(huán)周期過程中，MCU(除非被開關(guān)S1中斷)將循環(huán)通過一序列編程指令(示為120)。MCU110和LED驅(qū)動器100之間的多路連接通過驅(qū)動信號的各種組合使驅(qū)動器100步進(step)，其中驅(qū)動信號耦合到包括陣列30的LEDs。
例如，在MCU110的控制下，LED驅(qū)動器100可以只讓藍色LED接通，或者在一個循環(huán)周期的某部分時間內(nèi)接通。或者只有綠色或紅色LED在一個循環(huán)周期的某部分時間內(nèi)接通，例如一般為幾秒鐘，在該時間內(nèi)產(chǎn)生來自陣列30的光輸出圖形，然后開始重復(fù)運行。應(yīng)該理解MCU110可以使LED驅(qū)動器100同時打開一個以上的LED，并且每個LED的實際負載循環(huán)可以不同。例如，可以比綠色和藍色LEDs更高的負載循環(huán)驅(qū)動紅色LED，以至于紅色是被用戶通過散光器40觀察到的最突出的顏色。圖2示出了包括串聯(lián)光源的陣列30，如果需要，可使用并聯(lián)光源代替(或附加)。
實際上MCU110將已經(jīng)用至少一個指令集120預(yù)編程了以輸出連續(xù)變化的MCU信號圖形。這些信號導(dǎo)致LED驅(qū)動器100驅(qū)動各個LEDs以動態(tài)輸出令人愉快的顏色組合的公知圖形，在該組合中顏色和亮度將在某預(yù)定時間例如約1分鐘內(nèi)平穩(wěn)和逐漸地改變。
這樣，向看夜燈10的觀察者展示了平穩(wěn)和連續(xù)改變顏色圖形的彩色圖面。光顯示可以從深藍色開始，逐漸變成淺藍紫色，然后是淡紫-粉紅色，逐漸變成桔紅色。桔紅色逐漸變成深紅-粉紅色，再逐漸變成淺紫色，再逐漸變成藍色，然后回到深藍色，如此重復(fù)循環(huán)。
視覺效果是讓人感到愉快和舒適，并且可以促進睡眠，包括促進孩子睡眠。輸出足夠的光以用于夜燈目的，而且輸出光不是單色燈類的單色光，而是逐漸地和令人愉快地改變的動態(tài)的千變?nèi)f化的景色。
在任何時候用戶都可以按下開關(guān)S1，使MCU110在指令集120內(nèi)的目前指令下凍結(jié)。這將使MCU110凍結(jié)在耦合到LED驅(qū)動器100的輸出信號的目前組合狀態(tài)。結(jié)果是紅色、綠色和藍色LED將保持由所要求的目前凍結(jié)的信號圖形所驅(qū)動，并且在開關(guān)S1被按壓或激活的時候?qū)⑤敵鲇脩舾械绞娣娜魏晤伾M合。
在后來的某一時刻，用戶可以再次按壓S1，將使MCU110繼續(xù)它的正常指令集，并又使LED驅(qū)動器100驅(qū)動LED陣列30輸出一系列改變的光圖形。如果需要，MCU110可以被編程，以至于當S1被按壓以“解凍”先前“凍結(jié)”的圖形時，MCU110內(nèi)的下一個指令將是初始的，不是指令集中的下一個指令。
雖然上面已經(jīng)用包括三個LED的光源陣列介紹了本發(fā)明，但是也可以使用更多個或更少的LED。如果需要，可以使用在被適當驅(qū)動信號驅(qū)動時輸出不同顏色的LED。實際上，也可以使用LED以外的光源，例如帶有不同顏色濾光片的白熾燈泡。
在不脫離由下列權(quán)利要求書限定的本發(fā)明主題和精神范圍內(nèi)可以對公開的實施例做各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種夜燈，包括含有間隔開的AC插腳的外殼，其中AC插腳適于與提供AC工作電壓的AC插座匹配；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的光源陣列，它能夠根據(jù)驅(qū)動信號動態(tài)輸出不同顏色光的不同圖形；用于驅(qū)動所述光源陣列的裝置，從而產(chǎn)生所述不同顏色光的不同圖形，所述驅(qū)動裝置設(shè)置在所述外殼內(nèi)；和凍結(jié)用戶要求的不同顏色光的不同圖形之一的控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括被編程以執(zhí)行操作序列的微控制器；和驅(qū)動器單元，被設(shè)置成以接收來自所述微控制器單元的至少一個輸出，并被設(shè)置成以根據(jù)所述微控制器的輸出驅(qū)動所述光源陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，其特征在于所述光源陣列包括至少一個發(fā)光二極管(LED)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，其特征在于所述光源陣列包括紅色發(fā)光二極管(LED)、藍LED和綠LED的至少兩個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，還包括可連接于所述外殼的散光器，用戶通過該散光器可觀察到所述陣列發(fā)射的至少某些光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，還包括ACDC整流器，它被設(shè)置成以從所述間隔開的AC插腳接收AC，并給所述光源陣列的至少一個和所述驅(qū)動裝置輸送DC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，其特征在于所述驅(qū)動裝置控制從由下列項構(gòu)成的組中選擇的至少一個參數(shù)(a)耦合到所述陣列中的光源的驅(qū)動信號的負載循環(huán)和(b)耦合到所述陣列中的光源的驅(qū)動信號的導(dǎo)通部分重復(fù)率，和(c)耦合到所述陣列中的光源的驅(qū)動信號的相對幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，還包括用戶可操作的ON-OFF開關(guān)，控制給所述夜燈的AC操作電壓的輸送。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的夜燈，還包括光傳感器，它設(shè)置在所述外殼內(nèi)以檢測外界光，并允許AC工作電壓作為檢測到的外界光的函數(shù)輸送給所述夜燈。
10.一種夜燈，包括含有間隔開的AC插角的外殼，其中AC插腳適于與AC插座匹配；設(shè)置在所述外殼內(nèi)的光源陣列，它能夠根據(jù)驅(qū)動信號動態(tài)輸出不同顏色光的不同圖形；微控制器控制驅(qū)動單元，設(shè)置在所述外殼內(nèi)并被耦合成以給所述光源陣列輸送驅(qū)動信號，從而產(chǎn)生不同顏色光的不同圖形；凍結(jié)用戶要求的不同顏色光的不同圖形之一的控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，其特征在于所述光源陣列包括(a)紅色光源、(b)藍色光源和(c)綠色光源的至少兩個。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，其特征在于所述光源陣列包括(a)紅色發(fā)光二極管(LED)、(b)藍LED和(c)綠LED的至少兩個。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，其特征在于所述光源陣列包括紅色發(fā)光二極管(LED)、藍色LED和綠色LED。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，還包括由用戶使用的ON/OFF開關(guān)，從而將所述夜燈打開和關(guān)閉。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，還包括響應(yīng)所述夜燈附近的外界光的光傳感器，所述光傳感器的輸出將打開和關(guān)閉所述夜燈。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的夜燈，還包括ACDC電源，它被設(shè)置成以便將處于所述AC插腳的AC電壓轉(zhuǎn)換成被所述夜燈使用的DC電壓。
17.提供輸出彩色光的動態(tài)顯示的夜燈的方法，該方法包括下列步驟(a)提供具有間隔開的AC插腳的外殼，它適于與AC插座匹配；(b)在所述外殼內(nèi)設(shè)置光源陣列，以便能根據(jù)驅(qū)動信號輸出不同顏色光的不同圖形；(c)給所述陣列產(chǎn)生和耦合驅(qū)動信號以產(chǎn)生所述不同顏色光的不同圖形；(d)使用戶凍結(jié)用戶所要求的所述不同顏色光的不同圖形之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于步驟(b)包括設(shè)置(a)紅色光源、(b)藍色光源和(c)綠色光源的至少兩個。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于步驟(c)包括提供編程的微控制器以執(zhí)行指令序列產(chǎn)生所述驅(qū)動信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，還包括允許用戶凍結(jié)由所述微控制器對所述指令序列的執(zhí)行，以便從所述夜燈產(chǎn)生光輸出的穩(wěn)定圖形。
全文摘要
自成一體的夜燈,設(shè)置在外殼內(nèi),外殼有與AC插座匹配的AC插腳。外殼包含不同顏色、優(yōu)選為發(fā)光二極管的陣列。光源根據(jù)驅(qū)動信號動態(tài)輸出不同顏色光的不同圖形。微控制器執(zhí)行指令序列,使控制器輸出不同信號序列,它們耦合到驅(qū)動光源的驅(qū)動器單元。結(jié)果是陣列動態(tài)產(chǎn)生不同顏色光的不同圖形。用戶可操作的控制器允許觀察者“凍結(jié)”任何所需光圖形,直到復(fù)位為止,該夜燈將繼續(xù)輸出穩(wěn)定的彩色圖形。該夜燈可包括手動的或光－檢測ON/OFF開關(guān)。
文檔編號F21V23/04GK1348324SQ0113717
公開日2002年5月8日 申請日期2001年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者劉錫暉, 小愛德華·C·麥金尼, 理查德·J·塔爾海默 申請人:夏珀影像公司