УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕТОВОГО И ЗВУКОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A63J17/00 F21P3/00 F21V11/00 

Изобретение предназначено для получения световых и звуковых изображений в объеме трехмерного пространства в зрелищных залах, ресторанах, в релаксационных комнатах, на стадионах, в квартире, для игры света и звуков в виде сполохов, имитирующих природный эффект северное сияние.

Известно устройство для светового распределения (заявка Великобритании N 2258525, кл. F 21 P 3/00, 1993 г.), которое принято за прототип и содержит электросиловое оборудование, распределенные в трехмерном пространстве источники света и источник звука, подключенных к микропроцессору, управляемому музыкальной характеристикой.

Однако это устройство ограничивает зрелищность из-за конечного числа круглых каркасов и конечного числа источников света на каркасах. Светящиеся источники света переключаются только в одном направлении вектора в объеме пространства, туда и обратно, вдоль колец-каркасов с закрепленными на них световыми источниками, а управление светом производится только мелодией через микропроцессор в режиме цветомузыки.

Изобретение направлено на увеличение зрелищности, динамичности, диапазона изменений и разнообразия игры света и звуков в объеме заданного светового и звукового трехмерного пространства.

Обеспечиваемый изобретением технический результат достигается тем, что устройство для получения светового и звукового изобретения, содержащее систему управления, электросиловое оборудование, множество распределенных в трехмерном пространстве источников света и источник звука, подключенных к системе управления, согласно изобретению снабжено распределенным в трехмерном пространстве множеством источников звука, связанных с системой управления, включающей пульт управления, управляющую электронно-вычислительную машину с программой управления, источники света и звука выполнены точечными, при этом множество источников света и звука образуют единичный объемный излучатель, а также тем, что единичный объемный излучатель выполнен из множества точечных источников света и, кроме того, тем, что единичный объемный излучатель выполнен из множества линейных источников света.

Кроме того, технический результат достигается также тем, что устройство имеет дополнительные единичные объемные излучатели с системами управления, при этом множество единичных объемных излучателей с системами управления подключено к дополнительной системе управления.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема управления единичным объемным излучателем; на фиг. 2 изображено примерное распределение точечных источников излучения в единичном объемном излучателе; на фиг. 3 - изображено распределение 512 источников излучения на основе контроллера с восьмью разрядными выходами ППЗУ; на фиг. 4 представлено распределение линейных источников излучения в объеме трехмерного пространства; на фиг. 5 изображена схема контролера, на ППЗУ с "M" количеством корпусов на "H" разрядов; на фиг. 6 приведена блок-схема на ППЗУ на 512 точечных источников излучения; на фиг. 7 показана схема дискретного управления силой света и звука; на фиг. 8 изображена блок-схема управления " "θ" " количеством дополнительных единичных объемных излучателей; на фиг. 9 показано изображение передвижения объемного креста из точечных источников света в пространстве; на фиг. 10 приведено изображение развертывания объемного креста из точечных источников света вокруг вертикальной оси; на фиг. 11 - фиг. 20 показано изображение передвижения объемной плоскости из линейных источников света с одной стороны пространства до другой стороны; на фиг. 21 и 22 показаны варианты использования данного изобретения.

Устройство для получения светового и звукового изображения состоит из пульта управления 1, управляющей электронно-вычислительной машины 2, электросилового оборудования 3, объемного излучателя света и звука 4.

Объемный излучатель света и звука 4 состоит из множества точечных источников света 5 и точечных источников звука 6 или линейных источников света 7 и линейных источников звука 8, распределенных в объеме трехмерного пространства по осям "H" X "M" X "P" и образующих единичный объемный излучатель.

Точечный источник света 4 состоит из малоинерционных электрических ламп без цоколя (с малогабаритным цоколем) с зеленым фильтром 9, с синим фильтром 10, красным фильтром 11 и желтым фильтром 12, находящимися рядом, вплотную друг к другу. Каждая малоинерционная электролампа подключена проводником в управляемому вентилю. Управляющий электрод вентиля подключен к выходу "n"-го разряда управляющей ЭВМ 2 или светового контроллера (фиг. 5 и 6). В варианте на фиг. 2 и 3 каждый точечный источник излучения света 5 и звука 6 подвешен с помощью подводящего электропитание тонких проводников и имеет свое фиксированное место в объеме пространства единичного излучателя. В качестве точечных излучателей света могут быть применены люминесцентные малогабаритные лампы типа ТЛГ, ТЛК, ТЛЗ, ТЛО или точечные электролюминисцентные элементы широкого спектра излучения, по принципу смешения трех цветов. К подвеске из проводников между точечными источниками света присоединены источники мелодичных звуков, например, колокольчики или металлофоны, которые излучают звук с помощью электромагнита, управляемого ЭВМ или звуковым контроллером через управляемый вентиль. В качестве точечного источника звука возможно применение звуковых головок малогабаритных с широким диапазоном излучения, подключенных к программированному звуковому синтезатору.

Расстояние между источниками излучения должно быть такое, чтобы можно было видеть одновременно большее количество источников излучения с переднего плана и до дальнего плана, а подводящие энергию проводники были достаточно незаметны.

На фиг. 4 изображены линейные источники света 7 и звука 8, распределенные в площади пространства излучателя 4 по осям "M" X "M", а по оси "P" объем определяет длина линейного источника излучения. Линейные источники света представляют собой последовательно соединенные малоинерционные электролампы 7 с фильтром, например, зеленого цвета, расположенные рядом и включающиеся все одновременно в линию. В качестве линейных источников света примкнены распределенные в линию электролюминесцентные лампы типа ТЛГ-1-2, ТЛК, ТЛЗ, ТЛО, светодиоды или электролюминесцентые световые нити.

Цвет линейного источника света в этом случае меняется по методу смешения цветов в цветных телевизионных трубках при подаче соответствующих питающих напряжений на ленты в различных сочетаниях. Таким же образом получают точечный источник света с широким спектром цветового излучения в виде шара 17 с пятиугольными спектрами с люминесцентными веществом и проводниками - зеленого 14, синего 15, красного 16 цвета излучения в прозрачной пластмассе. Возможно получить точечный источник света при скручивании в клубок люминесцентных нитей трех-четырех цветов. При достаточном удалении от источника широкого спектра излучения из люминесцентных нитей при смешении цветов сливается в белый цвет или любой другой по заданной программе, а в целом меняется цвет всего единичного объемного излучателя в различных частях пространства по заданной программе.

Для управления игрой света и звука в объемном излучателе 4 применяется управляющая электронно-вычислительная машина 2 или световой и звуковой контроллер (фиг. 5) на микросхемах памяти ППЗУ К173РФ5 с блоком управления на счетчиках и тактовым генератором "I" и дискретным управлением силой света на фиг. 7 для малоинерционных электроламп переменным током с частотой 50 Гц. На фиг. 6 изображена блок-схема для управления 512 точечными источниками света и звука в единичном объемном излучателе. Для управления четырьмя цветами: синим, желтым, красным, зеленым ламп 9, 10, 11, 12 нужно четыре таких блока. Для управления звучанием в объемном излучателе точечными источниками звука, например, металлофонами с электромагнитным ударным механизмом и различным спектром звучания достаточно одного блока звукового контроллера или подключить параллельно к какой-либо группе ламп одного цвета или различных цветов для получения смешения случайных звуковых сочетаний в разных частях звукового пространства.

Для увеличения объема излучателя - управляемого звукового и светового пространства и разнообразия игры света и звука - производят увеличение единичного объемного излучателя 4 в "θ" раз путем подключения дополнительных единичных объемных излучателей 4 с пультами управления 1, управляющими ЭВИ 2 или контроллерами (фиг. 6) с электросиловым оборудованием 3, подключенным к дополнительной управляющей электронно-вычислительной машине 21 с пультом управления 22. Увеличение объема излучателя может производиться как с точечным источниками света по осям векторов объема "H" X "M" X "P" или с линейными источниками света по осям векторов "H" X "M", образующих площадь подвески линейных источников света. При этом она увеличивается в "θ" раз. По оси "P", которая определяет объем единичного объемного излучателя за счет длины линейного источника света, ее оставляют такой длины или увеличивают некоторое количество раз (в "θ" раз).

Устройство для получения светового и звукового изображения работает следующим образом.

С пульта управления 1 записывается программа игры света и звука или изображение света и звука в динамике в память ЭВМ 2 или жестко зашивается в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) (фиг. 5) светозвукового контроллера. Например, изображение объемного креста для точечных источников зеленого цвета в ППЗУ К173РФ5 на фиг. 6 и 9, двигающегося справа налево в объемном излучателе "8X8X8" (фиг. 3). Допустим, в первом такте тактового генератора излучатель не светится. При втором такте записываем в соответствующие ячейки ППЗУ (или в память ЭВМ микропроцессора) единицы и ноли в соответствующие изображения креста в боковой плоскости. При третьем такте в те же самые ячейки опять записываем изображение креста и продвигаем изображение креста по разряду вглубь объемного излучателя. Получаем объемное светящееся изображение креста на два разряда, причем видны все точечные излучатели видимо и "невидимого" контуров креста. Возможно погасить источники света "невидимых граней" креста или изменить цвет видимых и "невидимых" граней. При четвертом такте на первых разрядах оставляем пустое место, "нуль" на соответствующих разрядах (первый разряд ППЗУ), первая плоскость, в которой началось свечение креста, перестала светиться, а изображение креста зеленого цвета продвигаем в объеме двух разрядов памяти ППЗУ или двух плоскостей светящихся источников света в виде креста, соответственно, с четвертого по седьмой (фиг. 5). Таким образом, продвигается крест до конца объемного излучателя и пропадает из объема излучателя. Возможно его возвратить обратно. Для этого следует сделать либо реверс по адресам управления, либо записать в остальные адреса памяти ППЗУ или ЭВМ - возврат креста. Также можно крутить изображение в любые стороны с любой частью тактов переключения (фиг. 10). Таким же образом ведется запись звуковых изображений в объеме пространства объемного излучателя.

Единичный объемный излучатель с линейными источниками света работает следующим образом.

К потолочному пространству (к потолку) подведены линейные источники света на некотором расстоянии друг от друга таким образом, чтобы глаз субъекта восприятия видел наибольшее количество линейных источников света но всей глубине объема излучателя. На фиг. 11 показано расположение линейных источников света в потолочном пространстве. Один линейный источник излучения состоит из трех скрученных люминесцентных нитей трех цветов, зеленого 14, синего 15, красного 16. В нулевом такте линейные источники не светятся. В первом такте засветился первый ряд нитей на дальнем плане излучателя (фиг. 12). Во втором такте (фиг. 13) засветился второй ряд линейных источников света (ЛИС), ближе к переднему плану. При третьем такте засветился третий ряд ЛИС, а первый погас, перестал светиться. Получился некоторый объем из двух рядов ЛИС (фиг. 14). В четвертом такте засветился четвертый ряд, а второй перестал светиться - объемная стенка из светящихся нитей передвинулась к субъекту восприятия на один ряд ЛИС. Таким образом, по мере переключения адресов памяти в ЭВМ 2 или контроллере (фиг. 6) ряде ЛИС в виде объемной стенки продвигается к переднему плану, к субъекту восприятия (фиг. 16, 17). Затем по программе, записанной в памяти ЭВМ 2, доходит до переднего ряда (фиг. 18). Двойной ряд светящихся нитей распадается на две половины (фиг. 19), и двойные светящиеся ряды, переключаясь по тактам на один ряд, расходятся направо и налево (фиг. 19) от глаз субъекта восприятия. Две светящиеся стенки из двух рядов ЛИС по тактам, включаясь у стены с правой стороны плоскости излучателя и с левой стороны, и выключаясь, соответственно, по тактам, на переднем плане излучателя, расходятся на две части и доходят до заднего плана и здесь останавливаются (фиг. 20).

В объемном излучателе можно изменять в каждом источнике излучения силу света путем ограничения подачи энергии, длину волны излучения источника путем переключения малоинерционных электроламп с соответствующим фильтром или путем смешения цветов при использовании электролюминесцентных источников - изменять количество источников света и звука, переключать в различных направлениях источники излучения по принципу бегущих огней или звуков, изображать из источников излучения простейшие предметы в объеме - такие как, например, объемные кубы, шары, цилиндры, пирамиды, крутящиеся плоскости, и перемещать их из одной стороны пространства излучателя в другую, или крутить на месте вокруг оси, изменять объеме переключения источников излучения в пределах объемного излучателя.

В случае применения объемного излучателя с линейными источниками света возможна имитация природного эффекта - "северное сияние" в виде сполохов, путем переключения отдельных источников излучения, групп различных цветов во всех направлениях объема излучателя по принципу бегущих огней с различной частотой тактов переключения или их смешения. Чем больше заданное пространство объемного излучателя и количество точечных или линейных источников излучения, тем больше динамика изменения светового диапазона, эффектов в объеме пространства. В случае применения в объемном излучателе точечных источников света в эффекте типа сполохов возможно получение более красочных эффектов, так как группы источников света имеют возможность переключаться по вертикали.

Управление игрой света в объемном излучателе возможно и от музыкальной мелодии, подключенной ко входу управляющей ЭВМ с программой, преобразующей изменения музыкальных характеристик в изменение световых характеристик, в объеме излучателя.

Субъект восприятия может находиться внутри объемного излучателя или вне его.

Таким образом, с помощью предложенного устройства для получения световых и звуковых изображений затрагиваются сенсорные ощущения и проявляется чувственное восприятие.

После записи программы изображений или игры света и звуков в управляющую ЭВМ включают устройство в режим работы изображений или игры света и звуков в непрерывном программном режиме, или извлекают из памяти ЭВМ запрограммированные изображения или переливы света и звука с помощью пульта управления.

Получение эффекта в виде сполохов из одиночных линейных источников света происходит следующим образом.

К потолочному пространству (фиг. 21) подвешены гибкие электролюминесцентные источники света (см. патент РФ N 2000678, кл. H 05 B 33/26, 1991) диаметром 2 мм четырех цветов, синего, зеленого, желтого и красного (оболочка нитей бесцветная), на некотором расстоянии друг от друга (допустим от 0,2-0,5 м), длина нити ЛИС от 1,0-2,5 м в зависимости от расстояния от пола до потолка или от стойки бара до потолка. Возможна также замена гибких электролюминесцентных источников света на ряд малоинерционных электроламп или светодиодов одного цвета излучения, закрепленных к проводнику, подводящему электропитание для свечения и подвешенных к потолку. Такой ряд ламп включается и гаснет одновременно в линию. На фиг. 21 показаны только крайние ЛИС по периметру потолка (см. позиции, 1, 2, 3, ..., 56). Середина потолочного пространства тоже заполнена ЛИС (не показано).

Допустим, подается энергия на свечение в первом такте на линейный источник света в левом ближнем углу (фиг. 21) под номером один, а остальные источники ЛИС не светятся. Во втором такте засветился ЛИС под номером два, а первый погас. В следующем такте начнет светиться ЛИС под номером три, а второй погаснет. Таким образом, по порядку будут поочередно светиться и гаснуть ЛИС по периметру площади потолка, согласно программе, записанной в управляющую ЭВМ 2 или светового контроллера (фиг. 6), вкруговую от ближнего угла к дальнему против солнца с различной частотой переключения тактов, величиной меандра или с задержкой времени затухания свечения ЛИС. Одиночное свечение ЛИС переходит в свечение "столба света", состоящего из свечения четырех рядом находящихся ЛИС (фиг. 22). В первом такте засветился "столб" под номером один, во втором такте засветился "столб" под номером 2, а первый "столб света" погас. В третьем такте засветился столб номер три, а номер 2 гаснет. Таким образом, свечение "столбов света" переходит по тактам из одной площади пространства потолка по программе с N 1 по N 16 по кругу, переходящему в спираль, или по всем направлениям площади потолка, меняя цвет ЛИС, количество ЛИС в "столбе света", количество "столбов света" или их давление.

Использование изобретения увеличивает зрелищность, динамичность, диапазон изменений и разнообразия игры света и звуков в объеме заданного светового и звукового трехмерного пространства.

Изобретение предназначено для получения световых и звуковых изображений в объеме трехмерного пространства в зрелищных залах, ресторанах, в релаксационных комнатах, на стадионе, в квартире. Сущность изобретения заключается в том, что оно содержит систему управления, электросиловое оборудование, множество распределенных в трехмерном пространстве источников света и звука, связанных с системой управления, включающей пульт управления, управляющую электронно-вычислительную машину с программой управления, источники света и звука выполнены точечными, при этом множество источников света и звука образуют единичный объемный излучатель. Использование изобретения позволяет увеличить зрелищность, динамичность и диапазон изменений и разнообразия игры света и звуков в объеме заданного светового и звукового трехмерного пространства. 3 з.п ф-лы, 22 ил.

1. Устройство для получения светового и звукового изображения, содержащее систему управления, электросиловое оборудование, множество распределенных в трехмерном пространстве источников света и источник звука, подключенных к системе управления, отличающееся тем, что оно снабжено распределенными в трехмерном пространстве множеством источников звука, связанных с системой управления, включающий пульт управления, управляющую электронно-вычислительную машину с программой управления, источники света и звука выполнены точечными, при этом множество источников света и звука образуют единичный объемный излучатель. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что единичный объемный излучатель выполнен из множества точечных источников света. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что единичный объемный излучатель выполнен из множества линейных источников света. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет дополнительные единичные объемные излучатели с системами управления, при этом множество единичных объемных излучателей с системами управления подключено к дополнительной системе управления.