本實(shí)用新型總體上涉及一種用于模擬能夠包含用戶特定期望的蠟燭明火的方法和系統(tǒng)。特別地，本實(shí)用新型涉及一種借助于一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來模擬蠟燭明火的可見光圖案和相關(guān)運(yùn)動的方法和系統(tǒng)，所述一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：包含在其中以模擬火焰的電子和機(jī)械控制單元，以及用于將光從至少一個光源引導(dǎo)到火焰顯示器的光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

蠟燭明火遵循基本物理學(xué)原理，其中它的火焰被看作是火的可見、氣體部分。它由在稀薄區(qū)域中發(fā)生的高度放熱反應(yīng)導(dǎo)致。當(dāng)蠟燭被點(diǎn)燃時，燭蠟中的燃料分子被允許蒸發(fā)。在該狀態(tài)下，它們?nèi)缓罂梢匀菀椎嘏c空氣中的氧反應(yīng)，在隨后的放熱反應(yīng)中釋放足夠的熱量以蒸發(fā)更多的燃料，因而維持固定的火焰。火焰中足夠的能量將在一些瞬態(tài)反應(yīng)中間體中激發(fā)電子，導(dǎo)致可見光的發(fā)出，原因是這些物質(zhì)釋放它們過量的能量。在火焰中發(fā)生的化學(xué)動力學(xué)過程是非常復(fù)雜的，并且通常涉及大量的化學(xué)反應(yīng)和中間物質(zhì)，其中大多數(shù)是自由基。

蠟燭明火模擬的挑戰(zhàn)在于保真度，要表現(xiàn)出以不同火焰燃燒的蠟燭具有許多不同含義和功能的微妙概念。蠟燭燃燒的方式可以具有隱藏的意義，因?yàn)樗鼈冊诓煌那榫诚?例如，禮儀情境、儀式情境、象征性情境和功利性情境或同時的所有情境)可以發(fā)亮光或發(fā)暗光。

在本技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)存在一些類似的模擬燭。例如，在美國專利6,616,308中，提供了由具有透光性質(zhì)的諸如石蠟的半透明材料制成的仿燭裝置。所述仿燭裝置包括光漫射體，光漫射體具有永久性外表面、在光漫射體內(nèi)的腔以及在腔內(nèi)的小的高密度光源，所述外表面包括具有通過熔化而看上去降低的凹陷中心部分的上表面，所述小的高密度光源從凹陷中心部分的底部下方的照射比光漫射體的其它表面更亮。它可以具有能夠在白天時間關(guān)閉光的光感測功能和允許三到四個不同光級的閃爍電路，所述光級以偽隨機(jī)方式變化，以便提供與被柔和氣流干擾的燭火相似的光輸出的真實(shí)變化。由于本專利的光源體放置在腔中的表面附近并且來自小區(qū)域，因此要求光源極亮，以使得光可以在燭體各處漫射。它也可以僅僅通過在一個或多個低頻振蕩器下改變到LED的電流來改變光源的亮度水平。然而，燭火的光圖案不能由該裝置模擬。

在美國專利7,837,355中，提供了一種產(chǎn)生閃爍火焰效應(yīng)的裝置，其包括殼體，所述殼體包含有時變電磁場驅(qū)動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動在兩端具有磁體的第一鐘擺構(gòu)件，以便與該機(jī)構(gòu)相互作用來產(chǎn)生第一鐘擺運(yùn)動，接著與具有磁體的第二鐘擺構(gòu)件相互作用，以便對從第二鐘擺構(gòu)件延伸的火焰輪廓產(chǎn)生磁耦合效應(yīng)。光源適于將光傳輸?shù)交鹧孑喞?。第一和第二鐘擺構(gòu)件的運(yùn)動的方向、幅度和頻率受各種因素限制，包括：重力、用于驅(qū)動機(jī)構(gòu)的時變電磁場的幅度和頻率、第一和第二鐘擺構(gòu)件上的磁體的取向、第一和第二鐘擺構(gòu)件的質(zhì)量、形狀和尺寸、干預(yù)鐘擺的運(yùn)動的任何附加元件、作用于鐘擺的運(yùn)動的空氣阻力等。為了驅(qū)動火焰輪廓的運(yùn)動，該裝置需要驅(qū)動機(jī)構(gòu)、兩個鐘擺和任何其它中間元件之間的復(fù)雜的相互作用，這使其在制造和操作上變得復(fù)雜。

在美國專利8,070,319(其是美國專利7,837,355的部分繼續(xù)申請)中，進(jìn)一步提供了具有一個鐘擺構(gòu)件的單級實(shí)施例以及兩級殼體的實(shí)施例，該兩級殼體具有殼體容納的照明組件和側(cè)壁磁體，用于成形和實(shí)現(xiàn)火焰體或第二鐘擺構(gòu)件的運(yùn)動。根據(jù)單級實(shí)施例的一個實(shí)現(xiàn)方式，可以具有能夠彼此配準(zhǔn)的一個或超過一個的光源。當(dāng)火焰輪廓在正常操作中與連接的鐘擺構(gòu)件一起移動時，其相對于光源的角度和反射光的強(qiáng)度以復(fù)雜的動力學(xué)方式連續(xù)地改變。在兩級實(shí)施例中，殼體容納的照明組件可以提供圍繞火焰輪廓上的點(diǎn)的尺寸/形狀的光束。除了由于時變磁場驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的與下部或第一鐘擺構(gòu)件的相互作用而導(dǎo)致的動力學(xué)運(yùn)動之外，側(cè)壁磁體被配置成將第二動力學(xué)運(yùn)動提供給上部鐘擺構(gòu)件。可以在磁體的數(shù)量、磁體在殼體中相對于上部鐘擺構(gòu)件的位置、磁體的形狀等方面修改側(cè)壁磁體，以便產(chǎn)生與動態(tài)磁場相互作用的靜態(tài)磁場，從而產(chǎn)生火焰體的期望運(yùn)動。在該專利的兩級實(shí)施例中的附加照明組件和側(cè)壁磁體可以提供更類似于實(shí)際開放火焰的增強(qiáng)照明效果和運(yùn)動模式，但是問題在于仍然受到原始設(shè)計(jì)的磁場驅(qū)動機(jī)構(gòu)固有的因素的限制。該專利中的新實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上仍然復(fù)雜，導(dǎo)致制造和操作的復(fù)雜性。

在美國專利8,342,712(其是美國專利8,070,319的部分繼續(xù)申請)中，還提供了一種光引擎控制器，以控制在火焰輪廓的相對側(cè)或在其相同側(cè)提供光的至少兩個照明裝置/組件。所述至少兩個照明裝置/組件可以提供相同或不同顏色的光，或者可以是單色或多色光源。光引擎控制器可以控制來自照明裝置/組件的光的亮度或強(qiáng)度，并且提供驅(qū)動或控制信號。控制器可以包括處理器和電源，其中處理器可以管理包含火焰照明程序的存儲器，所述火焰照明程序可由處理器執(zhí)行，以使處理器從照明裝置/組件傳輸用于驅(qū)動或操作光源的各種效果的控制信號。根據(jù)該專利的不同實(shí)施例的程序的模擬算法似乎更集中于改變兩個照明裝置/組件的亮度/強(qiáng)度，以便隨時間產(chǎn)生期望的著色效果。盡管控制器被說成可由手動控制替換，但是似乎預(yù)先安裝在控制器中的程序或手動控制并不能夠提供相應(yīng)的可見光圖案來與火焰體相對于流動通過火焰體的氣流的往復(fù)運(yùn)動一致。換句話說，在該系列的美國專利中變化的著色效果和火焰體的運(yùn)動之間沒有關(guān)聯(lián)。

因此，本領(lǐng)域中，存在著一種還未得到滿足的需求，即，需要一種無焰燭，其能夠通過感測和響應(yīng)于無焰燭周圍的氣流變化，而模擬具有不同火焰圖案的燃燒的蠟燭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型的一個目的是通過具有一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的無焰燭系統(tǒng)來模擬蠟燭明火的可見光圖案和相關(guān)運(yùn)動，所述一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：包含在其中以模擬蠟燭明火的電子和機(jī)械單元，以及用于將至少一個光源引導(dǎo)到火焰顯示器的光學(xué)裝置。

本實(shí)用新型公開了一種用于模擬蠟燭明火的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括保持器和基座，所述保持器包括陀螺懸浮單元、光學(xué)裝置、第一光源、火焰顯示器、配重和基于機(jī)電的致動器；所述基座包括第二光源、處理器和電源，其中所述陀螺懸浮單元包括安裝在所述保持器的側(cè)壁上的至少一個外平衡環(huán)和與所述光學(xué)裝置物理地安裝以實(shí)現(xiàn)正交旋轉(zhuǎn)軸線的至少一個內(nèi)平衡環(huán)；所述光學(xué)裝置的一端與所述火焰顯示器物理地連接，并且所述光學(xué)裝置的另一端與所述配重物理地連接；所述基于機(jī)電的致動器定位在所述配重下方以及在所述光學(xué)裝置和所述第二光源之間的空間處；所述第一光源安裝在所述保持器的側(cè)壁處，向所述火焰顯示器提供側(cè)向照明，而所述第二光源定位在所述基座上，通過所述光學(xué)裝置向所述火焰顯示器提供向上照明，使得顯示在所述火焰顯示器上的火焰圖像的強(qiáng)度是來自所述第一光源和所述第二光源的所述照明的組合；所述基于機(jī)電的致動器、所述第一光源和所述第二光源由從所述處理器生成的脈沖寬度調(diào)制信號調(diào)制，使得所述基于機(jī)電的致動器的動態(tài)運(yùn)動與來自所述第一光源和所述第二光源的組合照明的亮度的變化模式一致。

所述光學(xué)裝置可以包括用于將來自所述第二光源的照明引導(dǎo)到所述火焰顯示器的凸透鏡和光導(dǎo)。

所述光導(dǎo)可以由包括丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂和/或其它光學(xué)照明材料的光學(xué)級材料制成。

所述其它光學(xué)照明材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯。

所述基于機(jī)電的致動器可以由雙金屬材料制成。

所述雙金屬材料可以包括由鎳和鈦的不同晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的、以線形式配置的鎳-鈦合金。

所述基于機(jī)電的致動器可以對所述陀螺懸浮單元施加致動力以干擾所述陀螺懸浮單元的平衡，以便產(chǎn)生朝著所述火焰顯示器的三軸錐形鐘擺運(yùn)動。

所述處理器可以包括受控信號發(fā)生器，用于控制電流的開關(guān)占空比以生成脈沖寬度調(diào)制信號，以便調(diào)制所述基于機(jī)電的致動器、所述第一光源和所述第二光源。

本實(shí)用新型還公開了一種用于模擬蠟燭明火的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括保持器和基座，所述保持器包括光學(xué)裝置、第一光源、火焰顯示器、配重和基于機(jī)電的致動器；所述基座包括第二光源、處理器和電源，其中所述光學(xué)裝置的一端與所述火焰顯示器物理地連接，并且所述光學(xué)裝置的另一端與所述配重物理地連接；所述基于機(jī)電的致動器定位在所述配重上方并且能夠沿著從所述光學(xué)裝置延伸的突起水平地移動，以便為所述光學(xué)裝置和所述火焰顯示器提供旋轉(zhuǎn)動態(tài)運(yùn)動；所述第一光源安裝在所述保持器的側(cè)壁處，向所述火焰顯示器提供側(cè)向照明，而所述第二光源定位在所述基座上，通過所述光學(xué)裝置向所述火焰顯示器提供向上照明，使得顯示在所述火焰顯示器上的火焰圖像的強(qiáng)度是來自所述第一光源和所述第二光源的所述照明的組合；所述基于機(jī)電的致動器、所述第一光源和所述第二光源由從所述處理器生成的脈沖寬度調(diào)制信號調(diào)制，使得所述基于機(jī)電的致動器的動態(tài)運(yùn)動與來自所述第一光源和所述第二光源的組合照明的亮度的變化模式一致。

所述光學(xué)裝置可以包括用于將來自所述第二光源的照明引導(dǎo)到所述火焰顯示器的凸透鏡和光導(dǎo)。

所述光導(dǎo)可以由包括丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂和/或其它光學(xué)照明材料的光學(xué)級材料制成。

所述其它光學(xué)照明材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯。

所述基于機(jī)電的致動器可以由雙金屬材料制成。

所述雙金屬材料可以包括由鎳和鈦的不同晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的、以線形式配置的鎳-鈦合金。

所述光學(xué)裝置可以配置成具有突起，所述突起允許所述線形式的基于機(jī)電的致動器沿著所述突起水平移動，以便產(chǎn)生朝著所述火焰顯示器的兩軸錐形鐘擺運(yùn)動。

所述處理器可以包括受控信號發(fā)生器，用于控制電流的開關(guān)占空比以生成脈沖寬度調(diào)制信號，以便調(diào)制所述基于機(jī)電的致動器、所述第一光源和所述第二光源。

在本實(shí)用新型中提供了兩個實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例。

在第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括：用于容納陀螺懸浮結(jié)構(gòu)、基于機(jī)電的致動器、第一光源、用于引導(dǎo)來自第二光源的光的光學(xué)裝置以及配重的保持器；以及用于容納處理器、電源和所述第二光源的基座。所述陀螺懸浮結(jié)構(gòu)包括具有正交旋轉(zhuǎn)軸線的兩個旋轉(zhuǎn)輪，其中每個旋轉(zhuǎn)輪具有一個其自身就自由到呈現(xiàn)任何取向的旋轉(zhuǎn)軸線。在實(shí)施例中，所述陀螺懸浮結(jié)構(gòu)包括具有彼此相互垂直的樞軸線的外平衡環(huán)和內(nèi)平衡環(huán)。所述外平衡環(huán)安裝在所述保持器上以圍繞其自身平面中的軸線樞轉(zhuǎn)，并且具有一個旋轉(zhuǎn)自由度。所述內(nèi)平衡環(huán)安裝在所述陀螺懸浮結(jié)構(gòu)的所述外平衡環(huán)中，從而圍繞其自身平面中的垂直于所述外平衡環(huán)的樞軸線的軸線樞轉(zhuǎn)，并且所述內(nèi)平衡環(huán)具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度，其模擬開放空間中的蠟燭明火運(yùn)動。

在本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，陀螺懸浮結(jié)構(gòu)被配置為框架以驅(qū)動燭火形狀片材或薄膜或顯示器的運(yùn)動，以便顯示由兩個光源中的一個直接生成的、或從來自光學(xué)裝置的引導(dǎo)光源間接生成的、或其組合生成的模擬火焰圖案。燭火顯示器在一端連接到所述光學(xué)裝置，而所述光學(xué)裝置的另一端是來自第二光源的光的接收端，所述第二光源定位在容納處理器和電源的基座上。來自第二光源的光的接收端包括凸透鏡，用于生成將透射通過光學(xué)裝置的更加聚焦的光。在優(yōu)選實(shí)施例中，光學(xué)裝置包括由光學(xué)級材料(例如，丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂和/或其它光學(xué)照明材料)制成的光導(dǎo)。在其它實(shí)施例中，第一和第二光源是尺寸、形狀、顏色和亮度變化的發(fā)光二極管(LED)。第一和/或第二光源的亮度變化可以通過使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)數(shù)字地控制。優(yōu)選地，通過使用內(nèi)置在所述處理器中的受控信號發(fā)生器來改變第一和/或第二光源的亮度。第一光源優(yōu)選地安裝在保持器的內(nèi)側(cè)壁上，以從火焰顯示器的旁側(cè)提供光；而第二光源定位在基座上，以通過光導(dǎo)內(nèi)部的全內(nèi)反射向火焰體提供向上的光信號。在第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，基于機(jī)電的致動器配置成通過干擾陀螺懸浮結(jié)構(gòu)的平衡向火焰體提供動態(tài)運(yùn)動。在優(yōu)選實(shí)施例中，基于機(jī)電的致動器呈線的形式，并且兩端在彼此相對的位置作為樞軸安裝在保持器的側(cè)壁上。基于機(jī)電的致動器由當(dāng)溫度改變時能夠收縮和膨脹的雙金屬材料制成。用于所述雙金屬材料的合適的候選材料之一是，以線形式并且與鎳和鈦的不同晶體結(jié)構(gòu)組合構(gòu)建的鎳-鈦合金。在0.076mm直徑的線的樣品尺寸中，對于200mA的通過電流，其能夠在1秒內(nèi)在長度上縮短約5％。在電流被切斷以允許其溫度冷卻之后，它能夠返回其原始長度。通過使用這樣的雙金屬材料來制造基于機(jī)電的致動器并且向致動器施加開關(guān)占空比類型的電流，線狀結(jié)構(gòu)的長度可以變化，以便干擾陀螺懸浮結(jié)構(gòu)的平衡。由基于機(jī)電的致動器施加的致動力的程度和頻率可以取決于施加到基于機(jī)電的致動器的電流的振蕩頻率和幅度。為了提供這樣的開關(guān)占空比類型的電流，處理器包括受控信號發(fā)生器，從而操縱由電源向基于機(jī)電的致動器生成的電流的開關(guān)占空比。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于控制到基于機(jī)電的致動器的電流的開關(guān)占空比的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是用于數(shù)字地控制第一和/或第二光源的亮度的相同發(fā)生器。換句話說，流過基于機(jī)電的致動器的電流允許往復(fù)線性運(yùn)動，該往復(fù)線性運(yùn)動與顯示在由處理器的相同信號發(fā)生器管理的火焰體上的可見光圖案一致。在其它實(shí)施例中，用于控制到基于機(jī)電的致動器的電流的開關(guān)占空比的信號發(fā)生器不同于用于數(shù)字地控制第一和/或第二光源的亮度的信號發(fā)生器。在第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，基于機(jī)電的致動器定位在配重下方，而該配重接近于接收來自第二光源的光的光學(xué)裝置的端部。

在本實(shí)用新型的第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，除了沒有陀螺懸浮結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括與第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中相同的電子和機(jī)械部件。另一個結(jié)構(gòu)差異是，根據(jù)第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的保持器中的基于機(jī)電的致動器相對于基座的位置相對高于根據(jù)第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的位置。在第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中的基于機(jī)電的致動器優(yōu)選地位于配重上方。在基于機(jī)電的致動器呈線形式并且其兩端安裝在保持器側(cè)壁上的彼此相對位置中的實(shí)施例中，與根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的、通過陀螺懸浮結(jié)構(gòu)與基于機(jī)電的致動器的組合實(shí)現(xiàn)的三軸錐形鐘擺運(yùn)動相比，光學(xué)裝置被配置成具有附加突起，該附加突起允許線沿著突起水平運(yùn)動，以便實(shí)現(xiàn)朝著火焰顯示器的兩軸鐘擺運(yùn)動模式。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的、示出其結(jié)構(gòu)的無焰燭的剖視透視圖。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的、示出其結(jié)構(gòu)的無焰燭的剖視透視圖。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的、示出其結(jié)構(gòu)的無焰燭的另一剖視透視圖。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的、示出其結(jié)構(gòu)的無焰燭的另一剖視透視圖。

圖5是示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的、用于LED光源的電子控制單元的電路圖。

圖6A是顯示根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的示意圖，其顯示使用光導(dǎo)來引導(dǎo)來自LED光源的光的基本原理。

圖6B是顯示根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的示意圖，其顯示將LED的工作模型插入到光導(dǎo)中以形成光學(xué)裝置。

具體實(shí)施方式

參考如圖1中所示的本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)施例，無焰燭系統(tǒng)包括保持器105和基座111。保持器105用作殼體，并且包括火焰顯示器101、光學(xué)裝置102、陀螺懸浮單元103、配重104、第一光源106和基于機(jī)電的致動器107?；?11包括電源108、處理器109和第二光源110。光學(xué)裝置102的一端物理地連接到火焰顯示器101，并且光學(xué)裝置的另一端與配重104物理地連接。基于機(jī)電的致動器107定位在配重104下方，并且在光學(xué)裝置102和第二光源110之間的空間處。陀螺懸浮單元103分別物理地安裝在光學(xué)裝置102和保持器105的側(cè)壁上，并且因此其作用得像是包含光學(xué)裝置102的框架。所述陀螺懸浮單元103包括外平衡環(huán)和內(nèi)平衡環(huán)，其是具有正交旋轉(zhuǎn)軸線的兩個旋轉(zhuǎn)輪。外平衡環(huán)安裝在保持器105上并且其呈現(xiàn)任何取向的運(yùn)動自由度。由于它也提供用于支撐內(nèi)平衡環(huán)的樞轉(zhuǎn)軸線，因此如此形成的雙自由度的相互垂直運(yùn)動是本實(shí)用新型的主要特征之一，通過該主要特征陀螺懸浮單元103適于驅(qū)動火焰顯示器101。在操作中，根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的陀螺懸浮單元103能夠?qū)崿F(xiàn)圓錐形的立體角類型的鐘擺形狀，其用于通過其周圍的氣流來模擬蠟燭明火運(yùn)動。

基于機(jī)電的致動器107是本實(shí)用新型中的另一個關(guān)鍵的創(chuàng)新特征。它利用諸如鎳鈦合金(也稱為鎳鈦諾)的雙金屬線的性質(zhì)，該鎳鈦合金通過利用來自鎳和鈦金屬的晶體結(jié)構(gòu)的組合而構(gòu)建。這些結(jié)構(gòu)變化的解釋在于原子級，其形狀由于固體中的晶體結(jié)構(gòu)的重排而變化。當(dāng)施加約200mA的電流時，其能夠“收縮”大約5％，然后一旦它冷卻，或者當(dāng)其與電源斷開時，能夠“膨脹”以再次返回其全長。由開關(guān)占空比類型的電流啟動的致動器107的“來回”旋轉(zhuǎn)動態(tài)運(yùn)動可以干擾陀螺懸浮單元103的平衡。該開關(guān)占空比類型的電流可以由專用電子控制器控制。另一個創(chuàng)新特征是通過使用光導(dǎo)技術(shù)以及傳統(tǒng)的光投射原理來實(shí)現(xiàn)燭火。第一光源106(優(yōu)選為LED)通過使用用于控制火焰的亮度的脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)數(shù)字控制，并且通過使用根據(jù)運(yùn)動控制生成的同步控制信號產(chǎn)生其閃爍效應(yīng)。第二光源110(也優(yōu)選為LED)與光學(xué)裝置102(優(yōu)選為光導(dǎo))關(guān)聯(lián)，以將來自第二光源的LED光向上輸送到火焰顯示器101的下部分。圖3顯示光導(dǎo)102的結(jié)構(gòu)的放大圖。在接收來自第二光源110的光的端部，光導(dǎo)102包括凸透鏡102a，用于在將光傳輸?shù)焦鈱?dǎo)102中之前尋求產(chǎn)生聚焦光。光導(dǎo)102由丙烯酸樹脂材料制成，并且可以通過保持光通量的全內(nèi)反射(如圖6A中所示)或通過將LED光源耦合到光導(dǎo)中(如圖6B中所示)而保證光傳輸有效性。來自光源的光借助于全內(nèi)反射通過光導(dǎo)傳輸。光導(dǎo)被設(shè)計(jì)成由諸如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂或其它光學(xué)照明材料(如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS))的光學(xué)級材料制成。

圖2顯示本實(shí)用新型的第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例，其是第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的簡化版本，其中有限的雙自由度運(yùn)動在基于機(jī)電的致動線107中是有效的、專用松弛。根據(jù)第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例的系統(tǒng)不包括如第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中的所述陀螺懸浮單元103。因此，基于機(jī)電的致動器107起到如第一實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中的陀螺懸浮單元的作用，以在火焰顯示器上施加動態(tài)運(yùn)動，但由于配置，運(yùn)動自由度被限制為雙度。在第二實(shí)現(xiàn)方式實(shí)施例中，基于機(jī)電的致動器107的兩端作為樞軸安裝在保持器105的側(cè)壁處。如圖4中所示，光學(xué)裝置102被配置成具有圍繞致動器線107的中途的突起102b，以便允許致動器107沿著突起102b水平運(yùn)動，導(dǎo)致兩軸鐘擺運(yùn)動模式。

為了控制光源106,110的亮度并且將基于機(jī)電的致動器107的“來回”動態(tài)運(yùn)動與光源的亮度的變化一致，處理器109包括集成電路(IC)(例如8引腳IC)，其具有用于生成控制信號(例如，可編程脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號)的信號發(fā)生器，以啟用或禁用根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的基于機(jī)電的致動器107。

圖5顯示處理器109的8引腳IC的電路圖：

引腳1：用于電源108，與作為電壓調(diào)節(jié)器的電容器連接以在裝置的操作期間穩(wěn)定電壓；

引腳2至引腳4：用于裝置的可膨脹特征；

引腳5：用于提供可編程PWM信號，其又使晶體管網(wǎng)絡(luò)能夠通過開關(guān)占空比類型的電流啟用/禁用基于機(jī)電的致動器107的合金線；

引腳6：用于施加下拉信號以驅(qū)動第一光源106，并且與用于過電流保護(hù)的電阻器連接；

引腳7：用于施加下拉信號以驅(qū)動第二光源110，并與用于過電流保護(hù)的電阻器連接；

引腳8：作為系統(tǒng)的公共接地。

通過本實(shí)用新型的信號發(fā)生器，基于用于生成控制信號(例如，偽隨機(jī)數(shù)、偽噪聲序列、快速數(shù)字計(jì)數(shù)器和白化序列)的線性反饋移位寄存器(LFSR)來控制LED光源的亮度及其振蕩的量。由于所傳送的平均功率與調(diào)制占空比成比例，因此脈沖串被設(shè)計(jì)為具有足夠高的調(diào)制率并被濾波以產(chǎn)生蠟燭明火的期望效果。

盡管已針對各種實(shí)施例描述了前述實(shí)用新型，但是這樣的實(shí)施例不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解許多變化和修改。這樣的變化和修改被認(rèn)為包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。