СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СВЕТОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА Российский патент 2003 года по МПК G09F19/18 

Изобретение относится к области физики, к средствам демонстрации и рекламирования.

Известен способ представления световых изображений, включающий генерацию лучей света в визуально воспринимаемом диапазоне частот, направление лучей на поверхность оптически рассеивающей среды в атмосфере планеты и управляемое перемещение лучей по оптически рассеивающей среде с получением проекции изображения, а также устройство представления световых изображений, содержащее искусственный спутник планеты, выполненный с возможностью размещения на геостационарной орбите, и установленную на спутнике лазерную проекционную систему с дистанционным управлением (DE 19903879, G 09 F 19/18, 2000г.).

Недостатком известного способа и устройства является высокая стоимость технических средств обеспечения реализации способа и неэффективность проектирования изображения с обеспечением возможности его визуального восприятия с поверхности планеты.

Более доступными по затратам и эффективности передачи изображения являются способ представления световых изображений, включающий генерацию лучей света в визуально воспринимаемом диапазоне частот и воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду, а также устройство для реализации упомянутого способа, содержащее источники направленного света, связанные средством позиционирования, и механизм направления и перемещения лучей (DE 19607490, G 09 F 19/18, 1997г.).

Однако указанный способ и устройство не обеспечивают создание эффекта динамического цветного изображения, что существенно снижает эффективность и зрелищность рекламы, и имеет ограничения по пространственным и атмосферным условиям.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание средств представления динамического цветного изображения, доступного для визуального восприятия на территориях значительной протяженности и в любых рассеивающих средах.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении заявляемого способа, является повышение эффективности, информативности и зрелищности представления световых изображений.

Указанный технический результат достигается способом представления световых изображений, включающим генерацию лучей света в визуально воспринимаемом диапазоне частот и воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду за счет того, что воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду осуществляют посредством сведения лучей света в по меньшей мере одну точку пространства рассеивающей среды, при этом лучи света генерируют с мощностью излучения менее порога визуальной светочувствительности, а суммарную мощность излучения в зоне сведения лучей доводят до величины не менее порога визуальной светочувствительности.

А также за счет того что сведение лучей производят в различные точки пространства рассеивающей среды с образованием эффекта кадровой и строчной разверток изображения.

А также за счет того что генерацию лучей света осуществляют с выделением лучей R-, G- и В-областей спектра света.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении заявляемого устройства, является реализация заявляемого способа представления световых изображений.

Данный технический результат достигается устройством представления световых изображений, содержащим источники лучей направленного света и механизм перемещения лучей, связанные средством позиционирования, за счет того что каждый источник лучей направленного света выполнен в виде совокупности генераторов светового потока с частотой излучения, соответствующей, например, R-, G- и В-областям спектра света, при этом механизм перемещения лучей выполнен в виде подвижных зеркальных отражателей с индивидуальными приводами и с системой синхронизированного управления приводами и световым потоком, а зеркальные отражатели расположены с расстояниями между ними и ориентацией относительно генераторов светового потока, обеспечивающими возможность сведения лучей по меньшей мере в одну точку пространства.

А также за счет того что совокупность генераторов светового потока выполнена в виде совокупности монохроматических лазеров.

А также за счет того что совокупность генераторов светового потока выполнена в виде совокупности лазеров с перестраиваемой частотой излучения.

А также за счет того что зеркальные отражатели выполнены с возможностью управляемого изменения оптических параметров отражающей поверхности.

Под "точкой пространства" подразумевается определенное место в пространстве, где расположена (образована) зона сведения лучей.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - блок-схема устройства сведения лучей в точки кадровой и строчной разверток изображения;
на фиг. 2 - принципиальная схема источника лучей направленного света с концентрическим расположением генераторов светового потока и зеркальных отражателей;
на фиг. 3 - принципиальная схема источника лучей направленного света с линейным расположением генераторов светового потока и зеркальных отражателей;
на фиг.4 - схема сведения лучей R-, G- и В-областей спектра световых потоков монохроматических лазеров в точку пространства;
на фиг.5 - схема сведения лучей R-, G- и В-областей спектра световых потоков лазеров с перестраиваемой частотой излучения в точку пространства.

Реализация способа представления световых изображений осуществляется устройством представления световых изображений, которое содержит источники 1 лучей направленного света и механизм перемещения лучей, связанные средством 2 позиционирования, в качестве которого может служить либо общая платформа 3, либо совокупность (не показана) индивидуальных платформ 3, размещенных в пространстве с привязкой взаимного положения к системе координат.

Каждый источник 1 выполнен в виде совокупности генераторов 4 светового потока с частотой излучения, соответствующей R-, G- и В-областям спектра светового потока, как совокупность лазеров (не показаны), либо монохроматических, либо с перестраиваемой частотой излучения (фиг.5).

Здесь и далее обозначения R, G и В соответствуют начальным латинским буквам наименований красного, зеленого и синего основных цветов (компонентов) общепринятых в колориметрии (см., например, Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Основы цветного телевидения. М.: Радио и связь, 1983, с.6-7).

Примерами таких генераторов светового потока могут быть: монохроматические газовые лазеры гелий-неоновыйе или криптоновый для красного цвета, аргоновый для зеленого и гелий-кадмиевый для синего цвета, а также жидкостные лазеры с перестраиваемой частотой излучения на радомине-6.

Каждый генератор 4 ориентирован на соответствующий подвижный зеркальный отражатель 5 с индивидуальным приводом 6 (например, электротехнический, электромагнитный и др.), связанный с источником питания 7 (например, электроэнергией) и системой 8 синхронизированного управления приводами и световым потоком. Последняя включает в себя подсистему 9 синхронизации движения точек, подсистему 10 управления прерыванием светового потока и подсистему 11 ввода покадровой информации.

Упомянутое техническое решение управления может быть реализовано модулем XDSP-3MP фирмы ЗАО "СКАН Инжиниринг-телеком" (Инструкция по эксплуатации. Воронеж, 2000). При установке его в слот PCI персонального компьютера и при наличии нескольких цифровых и аналоговых входов обеспечивается формирование цифровых и аналоговых сигналов (любой формы) управления питанием генераторов 4 и движением индивидуальных приводов 6.

Зеркальные отражатели 5 расположены, например, на платформе 3 или в пространстве таким образом, что расстояния "А" (фиг.2) между ними и ориентация относительно генераторов 4 (например, за счет различий угла наклона генератора 4 (на фиг.3) обеспечивают возможность сведения лучей 12 по меньшей мере в одну точку (например, 13 или 14) пространства.

Для этой цели может быть реализовано как концентрическое расположение генераторов 4 и отражателей 5 относительно общей оси 15 (фиг.2), так и линейное их расположение (фиг.3). Дополнительные возможности формирования эффекта изображения могут быть также созданы выполнением зеркальных отражателей 5 с возможностью управляемого изменения оптических параметров отражающей поверхности, например, за счет применения пьезоэлектрического эффекта.

Зеркальные отражатели 5 вместе с приводами 6, источником 7 питания приводов и с системой 8 образуют механизм перемещения лучей.

Устройство работает следующим образом.

Генераторы 4 генерируют световые излучения с выделением лучей 12, например, R- G- и В-областей спектра светового потока и направляют их через соответствующие зеркальные отражатели 5 в пространство рассеивающей среды, при этом выделение лучей R-, G- и В-областей спектра осуществляют посредством настройки и включения системой 8 соответствующих генераторов 4 или настройки частоты лазеров, обеспечивающих выделение лучей в одной из указанных областей видимой части спектра светового потока.

Поскольку мощность лучей 12 менее порога визуальной светочувствительности, они невидимы для наблюдателя независимо от его местоположения.

В качестве рассеивающей среды могут быть использованы искусственные или естественные молекулярные флуктуации воздуха, фрагменты жидкости в различном фазовом состоянии, а также аэрозоли, обладающие, например, коэффициентом атмосферного рассеивания при ясной погоде σ=0,25 км^-1 и объемом рассеивания порядка 100 м³.

В результате программируемого подсистемой 11 ввода покадровой информации и подсистемой 9 синхронизации движения точек производят управляемое сведение лучей 12 изменением положения отражателей 5 под воздействием привода 6 и воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду с образованием светящейся зоны сведения за счет доведения соответствующим количеством лучей суммарной мощности излучения в ней до величины не менее порога визуальной светочувствительности (например, при энергии излучения 0,5 Вт, 80 генераторах светового потока и уровне рассеяния упомянутой выше среды суммарная мощность излучения составит 1,25•10^-2•80=1Вт, что достаточно для визуального восприятия в ночных условиях).

Сведением лучей R-, G- и В-областей спектра светового потока получают светящуюся зону необходимого для изображения цвета.

При динамическом сведении лучей в виде групп 16 от различных источников 1 в различные точки пространства рассеивающей среды такое воздействие образует эффект кадровой и строчной разверток цветного изображения.

Изобретение относится к средствам демонстрации и рекламирования. Его применение в проекционных устройствах представления изображения позволяет получить технический результат в виде повышения зрелищности и информативности представления световых изображений, возникающих в рассеивающих средах и воспринимаемых на больших расстояниях. Этот результат достигается благодаря тому, что воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду осуществляют посредством сведения лучей света в по меньшей мере одну область оптически рассеивающей среды, при этом лучи света генерируют с мощностью излучения, меньшей порога визуальной светочувствительности, а суммарную мощность излучения в области сведения лучей доводят до величины, большей порога визуальной светочувствительности. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ представления световых изображений, включающий генерацию лучей света в визуально воспринимаемом диапазоне частот и воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду, отличающийся тем, что воздействие лучами света на оптически рассеивающую среду осуществляют посредством сведения лучей света в по меньшей мере одну точку пространства оптически рассеивающей среды, при этом лучи света генерируют с мощностью излучения менее порога визуальной светочувствительности, а суммарную мощность излучения в зоне сведения лучей доводят до величины не менее порога визуальной светочувствительности. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сведение лучей производят в различные точки пространства оптически рассеивающей среды с образованием эффекта кадровой и строчной разверток изображения. 3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что генерацию лучей света осуществляют с выделением лучей R-, G- и В-областей спектра света. 4. Устройство представления световых изображений, содержащее источники лучей направленного света и механизм перемещения лучей, связанные средством позиционирования, отличающееся тем, что каждый источник лучей направленного света выполнен в виде совокупности генераторов светового потока с частотой излучения, соответствующей R-, G- и В-областям спектра светового потока, при этом механизм перемещения лучей выполнен в виде подвижных зеркальных отражателей с индивидуальными приводами и с системой синхронизированного управления приводами и световым потоком, а зеркальные отражатели расположены с расстояниями между ними и ориентацией относительно генераторов светового потока, обеспечивающими возможность сведения лучей по меньшей мере в одну точку пространства. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что совокупность генераторов светового потока выполнена в виде совокупности монохроматических лазеров. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что совокупность генераторов светового потока выполнена в виде совокупности лазеров с перестраиваемой частотой излучения. 7. Устройство по одному из пп.4-6, отличающееся тем, что зеркальные отражатели выполнены с возможностью управляемого изменения оптических параметров отражающей поверхности.