发光单元及具有多个发光单元的装置的制作方法
专利名称：发光单元及具有多个发光单元的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光单元。
背景技术：
在日本特开2004-264383号公报中记载有提供一种能够用气泡表现均勻性、清晰性优异的美丽图像的显示装置。该文献的显示装置排列有多个长度方向在上下方向上的多个细长容器，在细长容器内收容水，在用于自各细长容器的底部送出空气的与各细长容器相对应的空气供给管中，沿输送方向依次设有电磁阀、流量调整部和单向阀，上述电磁阀由控制器进行开闭控制且用于输送及停止输送自气泵供给的空气，上述流量调整部能够将输送的空气的流量维持为规定量，并且在上述空气供给管的末端设有气泡石(air stone)，自气泡石的大致外周的过滤器产生微小气泡而显示由气泡形成的图像。希望有一种能够使用气泡表现更加美丽以及/或者多彩的图像的装置。
发明内容
本发明的一技术方案的发光单元包括细长的透明的容器，其用于收容液体；以及发光起泡单元，其安装于容器的基部。发光起泡单元包括多个发光元件，其以沿容器的侧壁的内表面的方式配置；以及气体排放用的多个喷嘴，其配置于多个发光元件的内侧。在该发光单元中，能够利用从发光起泡单元的多个发光元件发出的单色或多色的光，照亮容器的侧壁。并且，能够利用容器的侧壁的反射，沿细长的容器引导来自多个发光元件的光。而且，能够利用自多个喷嘴排放出来的气体的气泡，使沿容器被引导的单色或多色的光散射。因而，在该发光单元中，能够利用容器侧壁的颜色的变化、通过了侧壁的气泡的动作、以及由于气泡的移动而产生的光的变化，来进行多彩的表现或显示。在发光起泡单元中，多个发光元件优选具有各种颜色、例如R (红色)、G (绿色)及 B (蓝色)的发光元件，典型的发光元件为LED。由此，能够控制颜色和时间(时刻)地发出多色的照明光。另外，也可以利用将多个发光元件控制为与旋转的滤色器(color filter) 同步等其他方法，控制颜色和时间地发出多色的照明光。而且，通过控制自多个喷嘴排放气体的时刻，也能控制自发光起泡单元排放多个气泡的时刻。因此，能够利用气泡的动作和照明光的变化，沿该发光单元的细长的容器获得多彩的表现或显示。在该发光单元中，容器可以具有基部板，该基部板透明且在中央设有开口，发光起泡单元可以包括凸部，其从基部板的开口的下侧插入到该开口中；以及凸缘部，其用于在凸部的周围密封基部板的开口。发光起泡单元的多个喷嘴可以设于凸部，多个发光元件以与基部板相面对的方式配置于凸缘部的周围。只要将发光起泡单元的凸部插入到容器的基部板中，就能组合发光单元。另外，也能够相对于基部板装卸发光起泡单元，从而容易进行发光起泡单元的维护。另外，通过更换发光起泡单元，能够改变气体排放用的喷嘴的直径、 配置而输出不同尺寸或动作的气泡，或者能够获得不同组合的颜色的照明光。而且，发光起泡单元优选具有圆筒状的空心部，该空心部贯穿凸缘部一直形成至凸部，且在凸部的前端形成分隔壁，多个喷嘴优选以实质性地沿圆筒状的空心部的内周面的延伸方向的方式形成。包括多个喷嘴的加工在内能够从凸缘部侧加工向多个喷嘴供给气体的路径，从而能够以低成本提供发光起泡单元。此外，圆筒状的空心部的前端优选为球圆拱形。由于圆筒状的空心部的前端的与多个喷嘴相连的部分，是整体鼓出的易于积存气体的形状，因此易于利用自多个喷嘴排放的气体产生稳定的气泡。本发明的另一技术方案的装置包括发光块，其排列有多个上述的发光单元；控制单元，其用于控制多个发光单元的各自的发光起泡单元的颜色发出时刻和气泡产生时亥IJ。多个发光单元的容器可以排列成直柱或圆柱状，或者扭转排列成螺旋状，从而能够提供具有各种形状的发光块的装置。典型的发光块是多个发光单元的容器以构成壁体的方式排列的发光块，能够利用各种颜色的光照亮各容器和在该各容器中上升的气泡。另外，能够利用在各容器中上升的气泡来显示文字、图像，将发光块用作显示器。在相邻地配置容器的发光块中，可以采用多个发光单元的容器的侧壁的一部分兼作相邻的容器的侧壁的结构。此外，发光块优选具有第1连通路，其用于连通相邻的容器的基部侧；以及第2连通路，其用于连通相邻的容器的前端侧的液体区域。能够将相邻的容器利用为连通管，因此能够抑制由气泡的形成以及上升所产生的容器内的液体压力的变动，从而能够抑制气泡的上升速度的变动。另外，也使向多个容器内初始注入液体变得容易ο此外，优选为第2连通路的截面积比第1连通路的截面积大。由于形成气泡的基部的压力变动较大，因此通过使第1连通路的截面积相对较小，能够减轻基部的压力变动波及到相邻的容器的程度。此外，控制单元优选包括多个发光控制单元，其用于分别控制多个发光起泡单元的颜色的发出；以及多个起泡控制单元，其用于分别控制多个发光起泡单元的气泡的产生， 多个发光控制单元和多个起泡控制单元最好利用DMX数据链路(data link)连接为菊花链(daisy chain)。 DMX(DMX512-A， Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories，灯光控制数据传输协议)是主要用于控制舞台照明、演出设备的通信协议，能够将多个控制对象设备连接为菊花链。因而，能够利用按照DMX协议控制设备的控制器，控制多个发光起泡单元的颜色的发出和气泡的产生，从而能够利用简易结构的控制系统控制发光块的显示或表现。
图1是表示显示装置1的大概结构的图，图1的(a)是主视图，图1的(b)是右视图，图1的(c)是俯视图。图2是显示装置1的主视图，表示与图1不同的显示内容的例子。图3是用水平的平面剖切显示装置1而得到的III-III剖视图。图4是用铅垂的平面剖切显示装置1而得到的IV-IV剖视图。图5是用铅垂的平面剖切显示装置1而得到的V-V剖视图。图6是隔着显示装置1的基部板放大表示发光起泡单元的图。
图7是发光起泡单元安装在基部板上的状态的局部剖视图。图8是展开表示发光起泡单元的图。图9是表示发光起泡单元的起泡部的结构的图，图9的(a)是起泡部的俯视图，图 9的(b)是起泡部的剖视图，图9的(c)是起泡部的仰视图。
具体实施例方式图1表示作为本发明的实施方式之一的显示装置的大概结构。图1的(a)是显示装置1的主视图，图1的(b)是显示装置1的右视图，图1的(C)是显示装置1的俯视图。 该显示装置1包括发光块5，其以构成壁面6的方式排列有多个发光单元10 ；基座7，其用于支承发光块5。多个发光单元10各自具有细长的容器11。在基座7中收纳有与各发光单元10相对应的发光起泡单元。各发光起泡单元利用多色光照亮发光单元10的细长的容器11，且向收纳在容器11中的液体(典型的是水)51中排放气体(典型的是空气)而形成气泡52。发光块5的上端fe由盖8覆盖，且设有排气口 8a，该排气口 8a用于将在多个发光单元10的容器11的内部作为气泡52上升了的空气排放到外部空气中。典型的发光单元10的容器11利用透明的丙烯酸制的前后的侧壁12a、12b，和作为间壁的侧壁12c包围四周，该容器11在内部形成有水平方向的截面为四边形的空间，该空间沿上下方向延伸。因而，容器11为细长的筒(方筒)状，能够在内部收纳液体51。该显示装置1的发光块5具有以相邻的方式排列成一排的16个容器11，相邻的容器11的侧壁 (间壁)12c利用共用的丙烯酸板构成。因而，在该发光块5中，利用多张丙烯酸板分隔壁状的水槽，形成多个容器11。各容器11的尺寸的一例是收容液体的内部的截面为边长是 34mm的正方形，上下方向的长度为1000mm。该发光块5的承受水压的前后的壁(侧壁)12a、 12b和左右的侧壁12d是厚度为5mm 6mm的透明的丙烯酸板，作为间壁的侧壁12c是厚度为3mm 4mm的透明的丙烯酸板。上述各值只是一例，也可以利用17个以上或15个以下的容器11构成发光块5。 各容器11的尺寸也不限定于上述尺寸。另外，也可以利用多个发光块5或多个显示装置1 构成更大的壁面。构成侧壁1 12d的材料只要是透明或透光性材料即可，也并不限定于丙烯酸板，可以是玻璃板。为了抑制气泡附着在容器11的内表面上，获得良好的泡界，将含有少量的界面活性剂等成分的水溶液作为液体51收容于容器11内也是有效的。该显示装置1通过连接空气源和控制台70，能够利用气泡52和照明光的颜色使发光块5演示出各种状态，上述空气源用于供给形成气泡52的气体，例如是压缩机60，上述控制台70用于供给对照明用的电力及显示装置1进行控制的信号。例如在图1中，连续向发光块5的所有容器11中导入气泡52，用各种颜色照亮容器11的内表面，从而能够将发光块 5作为以多彩的颜色闪耀的壁面使用。另外，如图2所示，通过控制向各容器11中导入气泡52的时刻和量，也能在发光块5上描绘以单色或多色闪耀的图像、文字。图3 图7利用剖视图和放大图表示显示装置1的更详细的结构。图3是用水平的平面剖切发光块5而得到的剖视图，能够看见基部板13，该基部板13构成各发光单元10 的容器11的基部(基端、底板)，该发光单元10用于构成发光块5。基部板13也是透明的丙烯酸板，在中央设有开口 14。
图4是利用沿着发光块5的宽度方向的铅垂的平面剖切发光块5和基座7而得到的剖视图。在基座7中收纳有各发光单元10的发光起泡单元20，各发光起泡单元20从各发光单元10的基部板13的开口 14的下侧安装于该开口 14。此外，在基座7中收纳有控制单元80，该控制单元80用于控制多个发光单元10的各自的发光起泡单元20的颜色发出时刻和气泡产生时刻。图5是利用沿着发光块5的厚度方向(与宽度方向正交的方向)的铅垂的平面剖切发光块5和基座7而得到的剖视图。在构成各发光单元10的容器11的侧壁中的、位于相邻的容器11之间的间壁侧壁12c上，形成有用于使相邻的容器间连通的第1连通路18 和第2连通路19。第1连通路18设在容器11的基部侧、即基部板13的正上方。第2连通路19设在容器11的上端17的近旁且靠近液体51充满的上限的位置。在该显示装置1 中，第2连通路19是直径为14mm 16mm左右的孔，第1连通路18是直径为4mm 6mm左右的孔。上述连通路18、19用于抑制容器11的内部的液体51的压力变动。例如，若向容器(小室)11内喷出气泡52，则液体51的体积会增加。因此，在容器11的上侧设置第2连通路19，从而使液体51流到相邻的容器11中。下侧的连通路18对于使施加到每个容器 11的压力分散，让压力均勻化是有用的。另外，利用该下侧的第1连通路18使多个容器11 在下侧液体相通。因此，这些连通路18在向构成发光块5的多个容器11中注入液体51， 或将液体51自多个容器11排出的方面，也是有效的。但是，在气泡喷出52时，邻近的容器 11的压力可能会急剧变动。即，当气泡52产生时的压力通过第1连通路18直接传播到相邻的容器11中时，将成为使在相邻的容器11内上升的气泡52的图案混乱的主要原因。因此，通过缩小下侧的第1连通路18的口径(截面积)来抑制压力变动的传播速度。利用上述连通路18、19使相邻的容器11相通，在容器11自身的内部的上下确保液体51的流通，从而抑制容器11的内部的压力变动。因而，即使在将大量的气泡52排放到容器11中时，也能抑制容器11的内压的变动，能够使气泡52沿容器11以均勻的速度顺利上升。图6表示透过容器11的透明的基部板(底板)13，从各发光起泡单元20的上方观察该各发光起泡单元20的状态。图7利用局部剖视图表示在基部板13上安装了发光起泡单元20的状态。另外，图8表示将发光起泡单元20展开成起泡部21和发光部22的状态。发光起泡单元20包括起泡部21和发光部22，发光部22安装在起泡部21的周围。 起泡部21是由聚碳酸酯等树脂形成的圆筒状的塞柱。起泡部21也可以由其他树脂材料构成。起泡部21整体为圆筒状，在起泡部21的中央部分形成有台阶，且设有相对于周围M 向上方伸出的凸部23。另外，在凸部23的周围形成有外螺纹25。在基部板13的中央的开口 14形成有与起泡部21的外螺纹25相对应的内螺纹15。因此，通过将起泡部21的凸部 23从下侧插入(螺纹连接)到基部板13的开口 14中，能够将发光起泡单元20安装于基部板13。相反，也可以自基部板13卸下发光起泡单元20。在将发光起泡单元20的凸部23从下侧插入到基部板13中时，起泡部21的凸部 23的周围(凸缘部)M夹着密封件(0型密封圈) 与基部板13的下侧的表面紧密接触。 因而，通过在基部板13的开口 14处安装发光起泡单元20，能够利用起泡部21的凸部23和凸缘部M密封开口 14。因此，仅将发光起泡单元20从基部板13的下侧进行安装，就能完
6成发光起泡单元20的安装。而且，使起泡部21的上端(凸部23的上端)23a与基部板13 的上表面对齐的操作也极容易进行。在凸部23的上端(上表面)23a形成有气体排放用的3个喷嘴观。通过从各喷嘴 28吹出空气，能够向容器11的内部导入多个气泡52。因而，在该发光单元10中，能够使气泡52自基部板13的上方升起。发光部22包括基板31和多个LED 30，该基板31支承这些LED 30，并且将这些 LED 30电连接起来。基板31具有与容器11的截面相同程度的尺寸、即在本例中是一边为 34mm的正方形或与容器11内接的圆盘状。在基板31的周围呈环状排列有多个LED 30，在基板31的中央设有供起泡部21通过的开口。因而，在利用发光部22和起泡部21组合发光起泡单元20时，使多个LED 30排列在具有喷嘴观的凸部23的周围。而且，在将发光起泡单元20安装在基部板13的开口 14处时，多个LED 30以沿容器11的侧壁12a、12b、12c 的内表面的方式配置。多个LED 30包括多个红色(R) LED、多个绿色(G) LED和多个蓝色(B) LED,多个LED 30以适当的平衡且以沿侧壁12a、12b、12c的内表面的方式安装在基板31上。S卩，根据彩色平衡对发出R、G、B的各颜色的LED (发光元件)30的数量进行选择，且以能利用各颜色的 LED 30平衡良好地照亮各侧壁12a、12b、12c的方式配置于发光起泡单元20。相对于收容在容器11中的液体(典型的是水或水溶液)51折射率而言，通常，玻璃或丙烯酸等透明的侧壁12a、12b、12c、12d(以下以侧壁1 为代表进行说明)的折射率大。例如，水的折射率为1.33左右，丙烯酸的折射率为1.45左右。因而，照亮容器11内的液体51的光35不会在侧壁12a的内表面进行全反射。但是，通过增大照明光35相对于侧壁12a的内表面的入射角，能够提高在侧壁12a的内表面的反射率。并且，能够利用自侧壁 1 漏出的光使侧壁1 呈现颜色，且能够沿细长的容器11高效地引导照明光35。如图7所示，在该发光单元10中，在将发光起泡单元20安装于容器11的基部板 13时，以沿侧壁12a的内表面的方式配置多个LED (发光元件)30。因而，来自多个LED 30 的照明光35透过透明的基部板13，以相对于侧壁1 的内表面入射角较大的状态照射到该侧壁12a的内表面。因此，能够利用来自基部板13的照明光35照射侧壁12a，并且能够沿细长的容器11高效地向上方引导照明光35。在发光起泡单元20中，多个喷嘴观配置在多个LED 30的内侧。在自多个喷嘴观排放气体时，几乎同时形成多个气泡52。由于这些多个气泡52的体积急剧变大，因此不会集中在容器11的中心，而是以扩散至侧壁1 等的近旁的状态上升。而且，形成气泡52的气体(典型的是空气)的折射率为1.0，比液体(水或水溶液)51的折射率小。因而，根据照明光35的相对于气泡52的表面的入射角度的不同，气泡52有可能使照明光35全反射。 这样，自发光起泡单元20排放的多个气泡52同样地从发光起泡单元20输出，成为高效地使沿细长的容器11走行的照明光35向各种方向反射的散射光。因此，能够利用照明光35 对气泡52进行照射，该照射是从在容器11内上升的气泡52的周围进行的。并且，能够使气泡52 —边闪耀一边沿细长的容器11上升。在构成显示装置1的发光块5的多个发光单元10中，能够对如下两项分别独立地控制，即，在各发光单元10的容器11内上升的气泡52的输出时刻、和照亮容器11以及气泡52的照明光35的颜色、强弱及时刻。因而，在发光块5中，多个发光单元10的各自的表现能够在气泡52和照明光35的作用下独立且多彩地变化。因此，能够利用发光块5显示 (表现)多种多样的颜色、光、图案和图像等。对发光起泡单元20的颜色发出时刻和气泡产生时刻进行控制的控制单元80具有分别对多个发光起泡单元20的各个发光起泡单元进行控制的控制箱85。各控制箱85包括发光控制单元82，其用于控制相对应的发光起泡单元20的颜色的发出；起泡控制单元 81，其用于控制相对应的发光起泡单元20的气泡的产生；连接器83，其与DMX规格相对应。 因而，能够利用与DMX规格相对应的链路电缆(link cable) 86，将多个控制箱85连接为菊花链，能够利用DMX数据链路将收纳在各控制箱85中的发光控制单元82和起泡控制单元 81连接起来。发光控制单元82与发光部22的基板31相连接，向发光部22的各LED 30供电， 并且在期望的时刻点亮各LED 30。因而，能够利用发光控制单元82控制照亮各容器11的颜色、时刻和强度。起泡控制单元81与控制阀(典型的是电磁阀)87相连接，该控制阀87 能够开启/关闭自压缩机60供给到起泡部21中的压缩空气的供给。因而，利用起泡控制单元81在期望的时刻开启/关闭控制阀87，控制自起泡部21的喷嘴观输出的气体的量和时刻，由此能够控制在容器11的内部产生的气泡52的大小和时刻。链路电缆86与符合DMX规格的照明用的控制台70相连接。因而，能够利用以往的照明用的控制台70自如地控制构成发光块5的各发光单元10的气泡52的输出时刻、照亮各发光单元10的颜色、时刻以及强度等，或者编程包含有上述的时刻、强度的模式。因此， 能够极容易地控制发光块5的显示，从而能够在发光块5上显示各种情形、信息和图像等。图9表示发光起泡单元20的起泡部21的构造。如图9的(b)的剖视图所示，起泡部21具有圆筒状的空心部27，该空心部27贯穿凸缘部M —直形成至凸部23，且在凸部 23的前端23a形成分隔壁23w。如图9的(a)所示，3个喷嘴观以贯穿圆筒状的空心部27 的内周面27c的延伸方向的分隔壁23w的方式、且以等角度间隔形成。因而，这些喷嘴观是以实质性地沿该内周面27c的延伸方向的方式形成的。因此，如图9的(c)所示，3个喷嘴28形成为能够自起泡部21的背面侧21b经由空心部27进行开孔而成，还包括空心部27 的加工在内的起泡部21的开孔加工都能从背面侧21b进行处理。因而，能够以低成本提供起泡部21。而且，圆筒状的空心部27的前端27a加工成圆拱形，喷嘴观自前端27a的四周延伸。因而，成为在各喷嘴观的基部有空气积存的状态，能够自3个喷嘴观大致均等地排放空气。因此，即使不用气泡石等，也能利用由树脂制成的起泡部21在容器11中大致均等地形成期望大小的多个气泡52。这样，该显示装置1利用在多个发光单元10的各发光单元中上升的气泡52和照明光35的组合，在发光块5上显示图像、文字等信息。并不限定于图像、文字，在发光块5 中能够利用气泡52和照明光35进行各种显示、表现或演出。因此，该显示装置1能够以多种多样的目的使用于舞台装置、照明、图像显示装置、信息的显示装置及传递装置等。该显示装置1以形成一张壁面的方式排列多个发光单元10，但也能以构成柱或圆柱的方式排列多个发光单元10。另外，也可以排列像波浪的形状的多个发光单元10，构成像墙壁的发光块5。也可以将多个发光单元10排列成螺旋状并收拢而构成柱状的发光块 5，显示装置1的形状并不限定于上述形状。
8
另外，上述发光部22的发光元件采用了 LED，但也可以使用有机EL、半导体激光等其他发光元件或发光器件。另外，为了控制照明，现在使用较多的DMX链路作为显示装置1的控制系统较好，但数据链路方法并不限定于DMX，也可以采用有线LANdocal area network，局部区域网络)或无线LAN等利用其他协议的通信方式的数据链路。
权利要求
1.一种发光单元，包括细长的透明的容器，其用于收容液体；以及， 发光起泡单元，其安装于上述容器的基部，上述发光起泡单元包括多个发光元件，其以沿上述容器的侧壁的内表面的方式配置； 以及气体排放用的多个喷嘴，其配置于上述多个发光元件的内侧。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其中，上述容器具有基部板，该基部板透明且在中央设有开口 ；上述发光起泡单元包括凸部，其从上述基部板的开口的下侧插入到该开口中；以及凸缘部，其用于在上述凸部的周围密封上述基部板的开口，上述多个喷嘴设于上述凸部，上述多个发光元件以与上述基部板相面对的方式配置于上述凸缘部的周围。
3.根据权利要求2所述的发光单元，其中，上述发光起泡单元具有圆筒状的空心部，该空心部贯穿上述凸缘部一直形成至上述凸部，且在上述凸部的前端形成分隔壁，上述多个喷嘴以实质性地沿着上述圆筒状的空心部的内周面的延伸方向的方式形成。
4.根据权利要求3所述的发光单元，其中， 上述圆筒状的空心部的前端为圆拱形。
5.根据权利要求1所述的发光单元，其中，上述多个发光元件具有发出不同颜色的光的多个LED。
6.一种装置，包括发光块，其是排列有多个权利要求1 5中任意一项所述的发光单元而构成的；以及， 控制单元，其用于控制上述多个发光单元的各发光起泡单元的颜色发出时刻和气泡产生时刻。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，在上述发光块中，以构成壁体的方式排列上述多个发光单元的上述容器。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，在上述发光块中，上述多个发光单元的上述容器的侧壁的一部分兼作相邻的容器的侧壁。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，上述发光块具有第1连通路，其用于连通相邻的上述容器的基部侧；以及第2连通路，其用于连通上述相邻的容器的前端侧的液体区域。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，上述第2连通路的截面积比上述第1连通路的截面积大。
11.根据权利要求6所述的装置，其中，上述控制单元包括多个发光控制单元，其用于分别控制多个上述发光起泡单元的颜色的发出；以及多个起泡控制单元，其用于分别控制上述多个发光起泡单元的气泡的产生， 上述多个发光控制单元和上述多个起泡控制单元利用DMX数据链路连接为菊花链。
全文摘要
本发明提供发光单元及具有多个发光单元的装置。提供发光单元(10)，该发光单元(10)包括细长的透明的容器(11)，其用于收容水(51)；发光起泡单元(20)，其安装于容器(11)的基部板(13)。发光起泡单元(20)包括多个LED(30)，其以沿容器(11)的侧壁(12a～12c)的内表面的方式配置；气体排放用的多个喷嘴(28)，其配置于多个LED(30)的内侧。提供显示装置(1)，该显示装置(1)将多个发光单元(10)以容器(11)相邻的方式排列而构成壁状的发光块(5)，能够利用气泡(52)和照明光(35)显示图像、信息。
文档编号G09F9/00GK102483892SQ20108003533
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月6日 优先权日2009年8月10日
发明者渡边克 申请人:株式会社兔创造
技术领域：
本发明涉及一种发光单元。
背景技术：
在日本特开2004-264383号公报中记载有提供一种能够用气泡表现均勻性、清晰性优异的美丽图像的显示装置。该文献的显示装置排列有多个长度方向在上下方向上的多个细长容器，在细长容器内收容水，在用于自各细长容器的底部送出空气的与各细长容器相对应的空气供给管中，沿输送方向依次设有电磁阀、流量调整部和单向阀，上述电磁阀由控制器进行开闭控制且用于输送及停止输送自气泵供给的空气，上述流量调整部能够将输送的空气的流量维持为规定量，并且在上述空气供给管的末端设有气泡石(air stone)，自气泡石的大致外周的过滤器产生微小气泡而显示由气泡形成的图像。希望有一种能够使用气泡表现更加美丽以及/或者多彩的图像的装置。
发明内容
本发明的一技术方案的发光单元包括细长的透明的容器，其用于收容液体；以及发光起泡单元，其安装于容器的基部。发光起泡单元包括多个发光元件，其以沿容器的侧壁的内表面的方式配置；以及气体排放用的多个喷嘴，其配置于多个发光元件的内侧。在该发光单元中，能够利用从发光起泡单元的多个发光元件发出的单色或多色的光，照亮容器的侧壁。并且，能够利用容器的侧壁的反射，沿细长的容器引导来自多个发光元件的光。而且，能够利用自多个喷嘴排放出来的气体的气泡，使沿容器被引导的单色或多色的光散射。因而，在该发光单元中，能够利用容器侧壁的颜色的变化、通过了侧壁的气泡的动作、以及由于气泡的移动而产生的光的变化，来进行多彩的表现或显示。在发光起泡单元中，多个发光元件优选具有各种颜色、例如R (红色)、G (绿色)及 B (蓝色)的发光元件，典型的发光元件为LED。由此，能够控制颜色和时间(时刻)地发出多色的照明光。另外，也可以利用将多个发光元件控制为与旋转的滤色器(color filter) 同步等其他方法，控制颜色和时间地发出多色的照明光。而且，通过控制自多个喷嘴排放气体的时刻，也能控制自发光起泡单元排放多个气泡的时刻。因此，能够利用气泡的动作和照明光的变化，沿该发光单元的细长的容器获得多彩的表现或显示。在该发光单元中，容器可以具有基部板，该基部板透明且在中央设有开口，发光起泡单元可以包括凸部，其从基部板的开口的下侧插入到该开口中；以及凸缘部，其用于在凸部的周围密封基部板的开口。发光起泡单元的多个喷嘴可以设于凸部，多个发光元件以与基部板相面对的方式配置于凸缘部的周围。只要将发光起泡单元的凸部插入到容器的基部板中，就能组合发光单元。另外，也能够相对于基部板装卸发光起泡单元，从而容易进行发光起泡单元的维护。另外，通过更换发光起泡单元，能够改变气体排放用的喷嘴的直径、 配置而输出不同尺寸或动作的气泡，或者能够获得不同组合的颜色的照明光。而且，发光起泡单元优选具有圆筒状的空心部，该空心部贯穿凸缘部一直形成至凸部，且在凸部的前端形成分隔壁，多个喷嘴优选以实质性地沿圆筒状的空心部的内周面的延伸方向的方式形成。包括多个喷嘴的加工在内能够从凸缘部侧加工向多个喷嘴供给气体的路径，从而能够以低成本提供发光起泡单元。此外，圆筒状的空心部的前端优选为球圆拱形。由于圆筒状的空心部的前端的与多个喷嘴相连的部分，是整体鼓出的易于积存气体的形状，因此易于利用自多个喷嘴排放的气体产生稳定的气泡。本发明的另一技术方案的装置包括发光块，其排列有多个上述的发光单元；控制单元，其用于控制多个发光单元的各自的发光起泡单元的颜色发出时刻和气泡产生时亥IJ。多个发光单元的容器可以排列成直柱或圆柱状，或者扭转排列成螺旋状，从而能够提供具有各种形状的发光块的装置。典型的发光块是多个发光单元的容器以构成壁体的方式排列的发光块，能够利用各种颜色的光照亮各容器和在该各容器中上升的气泡。另外，能够利用在各容器中上升的气泡来显示文字、图像，将发光块用作显示器。在相邻地配置容器的发光块中，可以采用多个发光单元的容器的侧壁的一部分兼作相邻的容器的侧壁的结构。此外，发光块优选具有第1连通路，其用于连通相邻的容器的基部侧；以及第2连通路，其用于连通相邻的容器的前端侧的液体区域。能够将相邻的容器利用为连通管，因此能够抑制由气泡的形成以及上升所产生的容器内的液体压力的变动，从而能够抑制气泡的上升速度的变动。另外，也使向多个容器内初始注入液体变得容易ο此外，优选为第2连通路的截面积比第1连通路的截面积大。由于形成气泡的基部的压力变动较大，因此通过使第1连通路的截面积相对较小，能够减轻基部的压力变动波及到相邻的容器的程度。此外，控制单元优选包括多个发光控制单元，其用于分别控制多个发光起泡单元的颜色的发出；以及多个起泡控制单元，其用于分别控制多个发光起泡单元的气泡的产生， 多个发光控制单元和多个起泡控制单元最好利用DMX数据链路(data link)连接为菊花链(daisy chain)。 DMX(DMX512-A， Asynchronous Serial Digital Data Transmission Standard for Controlling Lighting Equipment and Accessories，灯光控制数据传输协议)是主要用于控制舞台照明、演出设备的通信协议，能够将多个控制对象设备连接为菊花链。因而，能够利用按照DMX协议控制设备的控制器，控制多个发光起泡单元的颜色的发出和气泡的产生，从而能够利用简易结构的控制系统控制发光块的显示或表现。
图1是表示显示装置1的大概结构的图，图1的(a)是主视图，图1的(b)是右视图，图1的(c)是俯视图。图2是显示装置1的主视图，表示与图1不同的显示内容的例子。图3是用水平的平面剖切显示装置1而得到的III-III剖视图。图4是用铅垂的平面剖切显示装置1而得到的IV-IV剖视图。图5是用铅垂的平面剖切显示装置1而得到的V-V剖视图。图6是隔着显示装置1的基部板放大表示发光起泡单元的图。
图7是发光起泡单元安装在基部板上的状态的局部剖视图。图8是展开表示发光起泡单元的图。图9是表示发光起泡单元的起泡部的结构的图，图9的(a)是起泡部的俯视图，图 9的(b)是起泡部的剖视图，图9的(c)是起泡部的仰视图。
具体实施例方式图1表示作为本发明的实施方式之一的显示装置的大概结构。图1的(a)是显示装置1的主视图，图1的(b)是显示装置1的右视图，图1的(C)是显示装置1的俯视图。 该显示装置1包括发光块5，其以构成壁面6的方式排列有多个发光单元10 ；基座7，其用于支承发光块5。多个发光单元10各自具有细长的容器11。在基座7中收纳有与各发光单元10相对应的发光起泡单元。各发光起泡单元利用多色光照亮发光单元10的细长的容器11，且向收纳在容器11中的液体(典型的是水)51中排放气体(典型的是空气)而形成气泡52。发光块5的上端fe由盖8覆盖，且设有排气口 8a，该排气口 8a用于将在多个发光单元10的容器11的内部作为气泡52上升了的空气排放到外部空气中。典型的发光单元10的容器11利用透明的丙烯酸制的前后的侧壁12a、12b，和作为间壁的侧壁12c包围四周，该容器11在内部形成有水平方向的截面为四边形的空间，该空间沿上下方向延伸。因而，容器11为细长的筒(方筒)状，能够在内部收纳液体51。该显示装置1的发光块5具有以相邻的方式排列成一排的16个容器11，相邻的容器11的侧壁 (间壁)12c利用共用的丙烯酸板构成。因而，在该发光块5中，利用多张丙烯酸板分隔壁状的水槽，形成多个容器11。各容器11的尺寸的一例是收容液体的内部的截面为边长是 34mm的正方形，上下方向的长度为1000mm。该发光块5的承受水压的前后的壁(侧壁)12a、 12b和左右的侧壁12d是厚度为5mm 6mm的透明的丙烯酸板，作为间壁的侧壁12c是厚度为3mm 4mm的透明的丙烯酸板。上述各值只是一例，也可以利用17个以上或15个以下的容器11构成发光块5。 各容器11的尺寸也不限定于上述尺寸。另外，也可以利用多个发光块5或多个显示装置1 构成更大的壁面。构成侧壁1 12d的材料只要是透明或透光性材料即可，也并不限定于丙烯酸板，可以是玻璃板。为了抑制气泡附着在容器11的内表面上，获得良好的泡界，将含有少量的界面活性剂等成分的水溶液作为液体51收容于容器11内也是有效的。该显示装置1通过连接空气源和控制台70，能够利用气泡52和照明光的颜色使发光块5演示出各种状态，上述空气源用于供给形成气泡52的气体，例如是压缩机60，上述控制台70用于供给对照明用的电力及显示装置1进行控制的信号。例如在图1中，连续向发光块5的所有容器11中导入气泡52，用各种颜色照亮容器11的内表面，从而能够将发光块 5作为以多彩的颜色闪耀的壁面使用。另外，如图2所示，通过控制向各容器11中导入气泡52的时刻和量，也能在发光块5上描绘以单色或多色闪耀的图像、文字。图3 图7利用剖视图和放大图表示显示装置1的更详细的结构。图3是用水平的平面剖切发光块5而得到的剖视图，能够看见基部板13，该基部板13构成各发光单元10 的容器11的基部(基端、底板)，该发光单元10用于构成发光块5。基部板13也是透明的丙烯酸板，在中央设有开口 14。
图4是利用沿着发光块5的宽度方向的铅垂的平面剖切发光块5和基座7而得到的剖视图。在基座7中收纳有各发光单元10的发光起泡单元20，各发光起泡单元20从各发光单元10的基部板13的开口 14的下侧安装于该开口 14。此外，在基座7中收纳有控制单元80，该控制单元80用于控制多个发光单元10的各自的发光起泡单元20的颜色发出时刻和气泡产生时刻。图5是利用沿着发光块5的厚度方向(与宽度方向正交的方向)的铅垂的平面剖切发光块5和基座7而得到的剖视图。在构成各发光单元10的容器11的侧壁中的、位于相邻的容器11之间的间壁侧壁12c上，形成有用于使相邻的容器间连通的第1连通路18 和第2连通路19。第1连通路18设在容器11的基部侧、即基部板13的正上方。第2连通路19设在容器11的上端17的近旁且靠近液体51充满的上限的位置。在该显示装置1 中，第2连通路19是直径为14mm 16mm左右的孔，第1连通路18是直径为4mm 6mm左右的孔。上述连通路18、19用于抑制容器11的内部的液体51的压力变动。例如，若向容器(小室)11内喷出气泡52，则液体51的体积会增加。因此，在容器11的上侧设置第2连通路19，从而使液体51流到相邻的容器11中。下侧的连通路18对于使施加到每个容器 11的压力分散，让压力均勻化是有用的。另外，利用该下侧的第1连通路18使多个容器11 在下侧液体相通。因此，这些连通路18在向构成发光块5的多个容器11中注入液体51， 或将液体51自多个容器11排出的方面，也是有效的。但是，在气泡喷出52时，邻近的容器 11的压力可能会急剧变动。即，当气泡52产生时的压力通过第1连通路18直接传播到相邻的容器11中时，将成为使在相邻的容器11内上升的气泡52的图案混乱的主要原因。因此，通过缩小下侧的第1连通路18的口径(截面积)来抑制压力变动的传播速度。利用上述连通路18、19使相邻的容器11相通，在容器11自身的内部的上下确保液体51的流通，从而抑制容器11的内部的压力变动。因而，即使在将大量的气泡52排放到容器11中时，也能抑制容器11的内压的变动，能够使气泡52沿容器11以均勻的速度顺利上升。图6表示透过容器11的透明的基部板(底板)13，从各发光起泡单元20的上方观察该各发光起泡单元20的状态。图7利用局部剖视图表示在基部板13上安装了发光起泡单元20的状态。另外，图8表示将发光起泡单元20展开成起泡部21和发光部22的状态。发光起泡单元20包括起泡部21和发光部22，发光部22安装在起泡部21的周围。 起泡部21是由聚碳酸酯等树脂形成的圆筒状的塞柱。起泡部21也可以由其他树脂材料构成。起泡部21整体为圆筒状，在起泡部21的中央部分形成有台阶，且设有相对于周围M 向上方伸出的凸部23。另外，在凸部23的周围形成有外螺纹25。在基部板13的中央的开口 14形成有与起泡部21的外螺纹25相对应的内螺纹15。因此，通过将起泡部21的凸部 23从下侧插入(螺纹连接)到基部板13的开口 14中，能够将发光起泡单元20安装于基部板13。相反，也可以自基部板13卸下发光起泡单元20。在将发光起泡单元20的凸部23从下侧插入到基部板13中时，起泡部21的凸部 23的周围(凸缘部)M夹着密封件(0型密封圈) 与基部板13的下侧的表面紧密接触。 因而，通过在基部板13的开口 14处安装发光起泡单元20，能够利用起泡部21的凸部23和凸缘部M密封开口 14。因此，仅将发光起泡单元20从基部板13的下侧进行安装，就能完
6成发光起泡单元20的安装。而且，使起泡部21的上端(凸部23的上端)23a与基部板13 的上表面对齐的操作也极容易进行。在凸部23的上端(上表面)23a形成有气体排放用的3个喷嘴观。通过从各喷嘴 28吹出空气，能够向容器11的内部导入多个气泡52。因而，在该发光单元10中，能够使气泡52自基部板13的上方升起。发光部22包括基板31和多个LED 30，该基板31支承这些LED 30，并且将这些 LED 30电连接起来。基板31具有与容器11的截面相同程度的尺寸、即在本例中是一边为 34mm的正方形或与容器11内接的圆盘状。在基板31的周围呈环状排列有多个LED 30，在基板31的中央设有供起泡部21通过的开口。因而，在利用发光部22和起泡部21组合发光起泡单元20时，使多个LED 30排列在具有喷嘴观的凸部23的周围。而且，在将发光起泡单元20安装在基部板13的开口 14处时，多个LED 30以沿容器11的侧壁12a、12b、12c 的内表面的方式配置。多个LED 30包括多个红色(R) LED、多个绿色(G) LED和多个蓝色(B) LED,多个LED 30以适当的平衡且以沿侧壁12a、12b、12c的内表面的方式安装在基板31上。S卩，根据彩色平衡对发出R、G、B的各颜色的LED (发光元件)30的数量进行选择，且以能利用各颜色的 LED 30平衡良好地照亮各侧壁12a、12b、12c的方式配置于发光起泡单元20。相对于收容在容器11中的液体(典型的是水或水溶液)51折射率而言，通常，玻璃或丙烯酸等透明的侧壁12a、12b、12c、12d(以下以侧壁1 为代表进行说明)的折射率大。例如，水的折射率为1.33左右，丙烯酸的折射率为1.45左右。因而，照亮容器11内的液体51的光35不会在侧壁12a的内表面进行全反射。但是，通过增大照明光35相对于侧壁12a的内表面的入射角，能够提高在侧壁12a的内表面的反射率。并且，能够利用自侧壁 1 漏出的光使侧壁1 呈现颜色，且能够沿细长的容器11高效地引导照明光35。如图7所示，在该发光单元10中，在将发光起泡单元20安装于容器11的基部板 13时，以沿侧壁12a的内表面的方式配置多个LED (发光元件)30。因而，来自多个LED 30 的照明光35透过透明的基部板13，以相对于侧壁1 的内表面入射角较大的状态照射到该侧壁12a的内表面。因此，能够利用来自基部板13的照明光35照射侧壁12a，并且能够沿细长的容器11高效地向上方引导照明光35。在发光起泡单元20中，多个喷嘴观配置在多个LED 30的内侧。在自多个喷嘴观排放气体时，几乎同时形成多个气泡52。由于这些多个气泡52的体积急剧变大，因此不会集中在容器11的中心，而是以扩散至侧壁1 等的近旁的状态上升。而且，形成气泡52的气体(典型的是空气)的折射率为1.0，比液体(水或水溶液)51的折射率小。因而，根据照明光35的相对于气泡52的表面的入射角度的不同，气泡52有可能使照明光35全反射。 这样，自发光起泡单元20排放的多个气泡52同样地从发光起泡单元20输出，成为高效地使沿细长的容器11走行的照明光35向各种方向反射的散射光。因此，能够利用照明光35 对气泡52进行照射，该照射是从在容器11内上升的气泡52的周围进行的。并且，能够使气泡52 —边闪耀一边沿细长的容器11上升。在构成显示装置1的发光块5的多个发光单元10中，能够对如下两项分别独立地控制，即，在各发光单元10的容器11内上升的气泡52的输出时刻、和照亮容器11以及气泡52的照明光35的颜色、强弱及时刻。因而，在发光块5中，多个发光单元10的各自的表现能够在气泡52和照明光35的作用下独立且多彩地变化。因此，能够利用发光块5显示 (表现)多种多样的颜色、光、图案和图像等。对发光起泡单元20的颜色发出时刻和气泡产生时刻进行控制的控制单元80具有分别对多个发光起泡单元20的各个发光起泡单元进行控制的控制箱85。各控制箱85包括发光控制单元82，其用于控制相对应的发光起泡单元20的颜色的发出；起泡控制单元 81，其用于控制相对应的发光起泡单元20的气泡的产生；连接器83，其与DMX规格相对应。 因而，能够利用与DMX规格相对应的链路电缆(link cable) 86，将多个控制箱85连接为菊花链，能够利用DMX数据链路将收纳在各控制箱85中的发光控制单元82和起泡控制单元 81连接起来。发光控制单元82与发光部22的基板31相连接，向发光部22的各LED 30供电， 并且在期望的时刻点亮各LED 30。因而，能够利用发光控制单元82控制照亮各容器11的颜色、时刻和强度。起泡控制单元81与控制阀(典型的是电磁阀)87相连接，该控制阀87 能够开启/关闭自压缩机60供给到起泡部21中的压缩空气的供给。因而，利用起泡控制单元81在期望的时刻开启/关闭控制阀87，控制自起泡部21的喷嘴观输出的气体的量和时刻，由此能够控制在容器11的内部产生的气泡52的大小和时刻。链路电缆86与符合DMX规格的照明用的控制台70相连接。因而，能够利用以往的照明用的控制台70自如地控制构成发光块5的各发光单元10的气泡52的输出时刻、照亮各发光单元10的颜色、时刻以及强度等，或者编程包含有上述的时刻、强度的模式。因此， 能够极容易地控制发光块5的显示，从而能够在发光块5上显示各种情形、信息和图像等。图9表示发光起泡单元20的起泡部21的构造。如图9的(b)的剖视图所示，起泡部21具有圆筒状的空心部27，该空心部27贯穿凸缘部M —直形成至凸部23，且在凸部 23的前端23a形成分隔壁23w。如图9的(a)所示，3个喷嘴观以贯穿圆筒状的空心部27 的内周面27c的延伸方向的分隔壁23w的方式、且以等角度间隔形成。因而，这些喷嘴观是以实质性地沿该内周面27c的延伸方向的方式形成的。因此，如图9的(c)所示，3个喷嘴28形成为能够自起泡部21的背面侧21b经由空心部27进行开孔而成，还包括空心部27 的加工在内的起泡部21的开孔加工都能从背面侧21b进行处理。因而，能够以低成本提供起泡部21。而且，圆筒状的空心部27的前端27a加工成圆拱形，喷嘴观自前端27a的四周延伸。因而，成为在各喷嘴观的基部有空气积存的状态，能够自3个喷嘴观大致均等地排放空气。因此，即使不用气泡石等，也能利用由树脂制成的起泡部21在容器11中大致均等地形成期望大小的多个气泡52。这样，该显示装置1利用在多个发光单元10的各发光单元中上升的气泡52和照明光35的组合，在发光块5上显示图像、文字等信息。并不限定于图像、文字，在发光块5 中能够利用气泡52和照明光35进行各种显示、表现或演出。因此，该显示装置1能够以多种多样的目的使用于舞台装置、照明、图像显示装置、信息的显示装置及传递装置等。该显示装置1以形成一张壁面的方式排列多个发光单元10，但也能以构成柱或圆柱的方式排列多个发光单元10。另外，也可以排列像波浪的形状的多个发光单元10，构成像墙壁的发光块5。也可以将多个发光单元10排列成螺旋状并收拢而构成柱状的发光块 5，显示装置1的形状并不限定于上述形状。
8
另外，上述发光部22的发光元件采用了 LED，但也可以使用有机EL、半导体激光等其他发光元件或发光器件。另外，为了控制照明，现在使用较多的DMX链路作为显示装置1的控制系统较好，但数据链路方法并不限定于DMX，也可以采用有线LANdocal area network，局部区域网络)或无线LAN等利用其他协议的通信方式的数据链路。
权利要求
1.一种发光单元，包括细长的透明的容器，其用于收容液体；以及， 发光起泡单元，其安装于上述容器的基部，上述发光起泡单元包括多个发光元件，其以沿上述容器的侧壁的内表面的方式配置； 以及气体排放用的多个喷嘴，其配置于上述多个发光元件的内侧。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其中，上述容器具有基部板，该基部板透明且在中央设有开口 ；上述发光起泡单元包括凸部，其从上述基部板的开口的下侧插入到该开口中；以及凸缘部，其用于在上述凸部的周围密封上述基部板的开口，上述多个喷嘴设于上述凸部，上述多个发光元件以与上述基部板相面对的方式配置于上述凸缘部的周围。
3.根据权利要求2所述的发光单元，其中，上述发光起泡单元具有圆筒状的空心部，该空心部贯穿上述凸缘部一直形成至上述凸部，且在上述凸部的前端形成分隔壁，上述多个喷嘴以实质性地沿着上述圆筒状的空心部的内周面的延伸方向的方式形成。
4.根据权利要求3所述的发光单元，其中， 上述圆筒状的空心部的前端为圆拱形。
5.根据权利要求1所述的发光单元，其中，上述多个发光元件具有发出不同颜色的光的多个LED。
6.一种装置，包括发光块，其是排列有多个权利要求1 5中任意一项所述的发光单元而构成的；以及， 控制单元，其用于控制上述多个发光单元的各发光起泡单元的颜色发出时刻和气泡产生时刻。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，在上述发光块中，以构成壁体的方式排列上述多个发光单元的上述容器。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，在上述发光块中，上述多个发光单元的上述容器的侧壁的一部分兼作相邻的容器的侧壁。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，上述发光块具有第1连通路，其用于连通相邻的上述容器的基部侧；以及第2连通路，其用于连通上述相邻的容器的前端侧的液体区域。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，上述第2连通路的截面积比上述第1连通路的截面积大。
11.根据权利要求6所述的装置，其中，上述控制单元包括多个发光控制单元，其用于分别控制多个上述发光起泡单元的颜色的发出；以及多个起泡控制单元，其用于分别控制上述多个发光起泡单元的气泡的产生， 上述多个发光控制单元和上述多个起泡控制单元利用DMX数据链路连接为菊花链。
全文摘要
本发明提供发光单元及具有多个发光单元的装置。提供发光单元(10)，该发光单元(10)包括细长的透明的容器(11)，其用于收容水(51)；发光起泡单元(20)，其安装于容器(11)的基部板(13)。发光起泡单元(20)包括多个LED(30)，其以沿容器(11)的侧壁(12a～12c)的内表面的方式配置；气体排放用的多个喷嘴(28)，其配置于多个LED(30)的内侧。提供显示装置(1)，该显示装置(1)将多个发光单元(10)以容器(11)相邻的方式排列而构成壁状的发光块(5)，能够利用气泡(52)和照明光(35)显示图像、信息。
文档编号G09F9/00GK102483892SQ20108003533
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月6日 优先权日2009年8月10日
发明者渡边克 申请人:株式会社兔创造
最新回复(0)