ЦВЕТОЗВУКОВАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2005 года по МПК H04N1/00 

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в качестве устройства формирования цветных зрительных ощущений у людей, лишенных зрения.

Известна промышленная телевизионная установка ПТУ-О-М, содержащая передающее устройство, включающее в себя оптическую систему, передающую трубку, предварительный видеоусилитель, смеситель импульсов, видеоприемное устройство, включающее в себя видеоприемную трубку, блокинг-генератор кадровой развертки, выходной каскад кадровой развертки, блокинг-генератор строчной развертки, выходной каскад строчной развертки, схему формирования строчных гасящих импульсов, смеситель гасящих импульсов /Справочник радиолюбителя под ред. Д.А.Куликовского, изд. 3, Государственное энергетическое издательство, М.-Л., 1961, с.368, 369, табл. 17-21/.

Недостатком известной телевизионной установки ПТУ-О-М является невозможность передачи зрительной информации людям, лишенным зрения.

Указанный недостаток обусловлен конструкцией промышленной телевизионной установки ПТУ-О-М.

Известна также телевизионная установка, содержащая передающее устройство, закрепленное посредством ремней на голове человека, видеоприемное устройство с лазерным кинескопом, закрепленное на теле человека и электрически соединенное с передающим устройством, блок управления и блок питания, выполненные в одном корпусе, закрепленным на поясе и электрически соединенных с передающим и видеоприемным устройствами, насадку к объективу передающего устройства с набором тестовых карточек /Патент РФ №2187211, кл. Н 04//1/00, опубл. 10.08.2002, Бюл. №22/.

Телевизионная установка по патенту РФ №2187211 как наиболее близкая по технической сущности и достигаемому полезному результату принята за прототип.

Недостатком известной телевизионной установки по патенту №2187211, принятой за прототип, является невозможность распознавания цветных зрительных образов.

Указанный недостаток обусловлен конструкцией известной телевизионной установки по патенту РФ №2187211.

Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности распознавания цветной зрительной информации.

Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что одноцветное развертывающее устройство заменено многоцветным развертывающим устройством, представляющим собой плату, разбитую на кадровые и строчные линии, в узлах которых размещены фотоприемники, каждый из которых представляет собой восемь фоторезисторов, выполненных в форме нескольких параллельных полос, вписанных в окружность и изолированных друг от друга, на семь из которых нанесены специальные покрытия, пропускающие к первому фоторезистору только фиолетовые лучи света, ко второму фоторезистору - только голубые лучи света, к третьему фоторезистору - только синие лучи света, к четвертому фоторезистору только зеленые лучи света, к пятому фоторезистору - только желтые лучи света, к шестому фоторезистору - только оранжевые лучи света, к седьмому фоторезистору - только красные лучи света, а к восьмому фоторезистору, который не имеет специального покрытия, обычные белые лучи света, причем каждый фоторезистор включен в цепь отдельной фотоячейки, состоящей из транзистора, ограничительного и нагрузочного резисторов, размещенных на противоположной стороне платы, причем выводы цветовых фотоячеек всех фотоприемников развертывающего устройства подключены через коммутирующие устройства к соответствующим общим цветовым шинам, а видеоячейки всех фотоприемников развертывающего устройства подключены через коммутирующие устройства к общей видеошине, цветозвуковой установкой, состоящей из детектора, представляющего собой семь отдельных оптронов, светодиоды которых через токовые усилители подключены к соответствующим общим цветовым динам, а фоторезистор каждого из них включен в цепь питания соответствующего генератора низкой звуковой частоты, семи генераторов низкой звуковой частоты, каждый из которых выполнен на базе операционного усилителя по мостиковой схеме со стабилизацией частоты посредством терморезистора, а частоты распределены следующим образом: генератор фиолетового цвета 2,0 кГц, генератор голубого цвета 2,5 кГц, генератор синего цвета 3,0 кГц, генератор зеленого цвета 3,5 кГц, генератор желтого цвета 4,0 кГц, генератор оранжевом цвета 4,5 кГц, генератор красного цвета 5,0 кГц, усилителя низкой звуковой частоты, выполненного четырехкаскадным на транзисторах с обратной связью на эмиттер второго каскада, причем выходы генераторов низкой звуковой частоты подключены ко входу усилителя низкой звуковой частоты, устройства распознавания цвета, выполненного в форме головного телефона, подключенного к выходу усилителя низкой звуковой частоты, тестовых карточек к насадке объектива, выполненных из прозрачного материала с нанесенными на них цветными знаками и символами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены общий вид телевизионной установки и ее размещение на теле человека, на фиг.2 - блок-схема цветозвуковой телевизионной установки, на фиг.3 - функциональная схема цветозвуковой телевизионной установки, на фиг.4 - общий вид передающего устройства, на фиг.5 - вид сбоку на передающее устройство, на фиг.6 - вид на передающее устройство в разрезе, на фиг.7 - общий вид насадки к объективу передающего устройства, на фиг.8 - общий вид блока управления и блока питания, на фиг.9 - вид сбоку на блок управления и блок питания с частичным разрезом, на фиг.10 - общий вид платы фотоэлектронного преобразователя развертывающего устройства, на фиг.11 - устройство фотоприемника развертывающего. устройства, на фиг.12 - устройство цветового фоторезистора, на фиг.13 - устройство фоторезистора видеоячейки развертывающего устройства, на фиг.14 - электрическая схема цветовых фотоячеек и видеоячейки, на фиг.15 - схема соединения цветовых фотоячеек и видеоячеек с кадровыми дешифраторами, на фиг.16 - блок-схема соединения цветовых фотоячеек и видеоячеек с коммутирующими устройствами и соединение последних со строчными дешифраторами, на фиг.17 - устройство коммутаторов и их соединение со строчными дешифраторами, на фиг.18 - общий вид видеоприемного устройства, на фиг.19 - общий вид лазерного кинескопа в разрезе, на фиг.20 - разрез по А-А фиг.19, на фиг.21 - схема питания лазерного кинескопа, на фиг.22 - схема соединения блока кадровых генераторов прямоугольных импульсов с кадровыми дешифраторами и функциональная схема одного из генераторов прямоугольных импульсов, на фиг.23 - устройство и схема соединения коммутаторов с видеоячейками и со строчными дешифраторами, на фиг.24 - примерная временная диаграмма работы кадровых генераторов прямоугольный импульсов, на фиг.25 - примерная временная диаграмма работы строчных генераторов прямоугольных импульсов, на фиг.26 - электрическая схема генератора прямоугольных импульсов, на фиг.27 - электрическая схема предварительного видеоусилителя, на фиг.28 - электрическая схема блока градации яркости, на фиг.29 - электрическая схема видеоусилителя, на фиг.30 - блок-схема цветозвукового устройства, на фиг.31 - электрическая схема соединения лазерного кинескопа с выходом видеоусилителя, на фиг.32 - электрическая схема управления лучом лазерного кинескопа в направлении Y-Y, на фиг.33 - электрическая схема управления лучом лазерного кинескопа в направлении Х-X, на фиг.34 - функциональная схема блока питания, на фиг.35 - электрическая схема системы охлаждения, на фиг.36 - схема токового усилителя, на фиг.37 - схема цветового генератора низкой звуковой частоты, на фиг.38 - электрическая схема широкополосного усилителя низкой звуковой частоты, на фиг.39 - схема наложения звуковой картинки на тепловое изображение, на фиг.40 - тестовая карточка с наклонной голубой полосой, на фиг.41 - тестовая карточка с тремя горизонтальными полосами зеленого, фиолетового и красного цветов, на фиг.42 - буква "Н" желтого цвета, на фиг.43 - тестовая карточка с крестом красного цвета, на фиг.44 - тестовая карточка с крестом оранжевого цвета, на фиг.45 - тестовая карточка с треугольником синего цвета.

Предлагаемая цветозвуковая телевизионная установка содержит видеопередающее устройство 1, видеоприемное устройство 2, блок управления 3, выполненный заодно с блоком питания 4 и цветозвуковое устройство 5. Видеопередающее устройство представляет собой прямоугольный корпус 6, внутри которого размещены фотопреобразователь 7 и платы 8 с радиодеталями и монтажом. К передней части корпуса прикреплен объектив 9, внутри которого расположены линзы 10 и управляемая диафрагма 11, фотоэлемент 12, который расположен вокруг объектива на его передней стороне, и механизм управления диафрагмой, расположенный в небольшом отделении 13 в верхней части корпуса. Механизм управления диафрагмой в зависимости от освещенности широко известен и на чертежах не показан. Объектив типа "анастигмат" выполнен с большой глубиной резкости. В верхней части и по бокам корпуса выполнены скобки 14 для крепления ремней 15, а к задней части прикреплена прокладка 16. Насадка к объективу содержит корпус 17, в задней части которого установлена лампочка 18 с отражателем 19 и матовым стеклом 20. В средней части корпуса выполнена боковая щель 21 для установки тестовых карточек, каждая из которых представляет собой прозрачную пластину 22, на которую нанесен цветной символ 23. Кроме объектива и насадки видеопередающее устройство содержит развертывающее устройство 24, блок кадровых генераторов прямоугольных импульсов 25, блок строчных генераторов прямоугольных импульсов 26, блок кадровых дешифраторов 27, блок строчных дешифраторов 28, дешифратор "конец кадра" 29, дешифратор "конец строки" 30, предварительный видеоусилитель 31 и блок градации яркости 32. Развертывающее устройство представляет собой плату, разбитую на кадровые и строчные линии, в узлах которых размещены фотоприемники 33, каждый из которых представляет собой восемь фоторезисторов 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, выполненных в форме нескольких параллельных полос, вписанных в окружность и изолированных друг от друга. На первые семь фоторезисторов нанесены специальные покрытия 42, пропускающие к первому фоторезистору только фиолетовые лучи света, ко второму фоторезистору только голубые лучи света, к третьему фоторезистору только синие лучи света, к четвертому фоторезистору только зеленые лучи света, к пятому фоторезистору только желтые лучи света, к шестому фоторезистору только оранжевые лучи света, к седьмому фоторезистору только красные лучи света, а к восьмому фоторезистору, который не имеет специального покрытия, обычные белые лучи света. Концы каждого цветового фоторезистора включены в цепь отдельной фотоячейки 43, состоящей из транзистора 44, ограничительного 45 и нагрузочного 46 резисторов, размещенных на противоположной стороне платы. Выводы цветовых фотоячеек всех фотоприемников развертывающего устройства через коммутирующие устройства 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, собранных в блок 54, подключены к общим цветовым шинам 55, причем цепи управления коммутирующих устройств связаны со строчными дешифраторами. Фоторезистор видеоизображения, также входящий в фотоячейку, включен в цепь, состоящую из транзистора 56, ограничительного 57 и нагрузочного 58 резисторов, и подключен через коммутирующее устройство 59 к общей видеошине 60, а от нее ко входу предварительного видеоусилителя. Питание к фотоячейкам развертывающего устройства подается через кадровые дешифраторы блока кадровых дешифраторов. Блок кадровых дешифраторов состоит из ста отдельных дешифраторов 61 и одного дешифратора "конец кадра". Каждый из них представляет собой участок электрической цепи, состоящей из транзисторов 62, эмиттеры и коллекторы которых соединены между собой последовательно, а база каждого из них подключена к выходу одного из кадровых генераторов прямоугольных импульсов в соответствии с временным кодом. Блок кадровых генераторов прямоугольных импульсов состоит из тактового генератора 63, длительность импульса которого определяет продолжительность каждой из фотоячеек и кодовых генераторов, имеющих различную длительность и частоту следования импульсов. Прохождение этих импульсов через блок кадровых дешифраторов в различном временном сочетании обеспечивает включение того или иного кадрового дешифратора и соответственно того или иного кадрового ряда фотоячеек и подачи на них питания от источника тока. Все генераторы прямоугольных импульсов имеют одинаковое устройство и представляют собой две логические схемы 64, 65, связанные друг с другом конденсаторами 66, 67, задающими длительность импульсов и имеющими резистор 68, регулирующий длительность импульсов и резистор, 69, регулирующий скважность импульсов. Электрическая схема генератора прямоугольных импульсов может быть выполнена на микросхеме К511А1, в состав которой входят четыре элемента 2И-НЕ. Одной микросхемы достаточно для двух генераторов. От этих генераторов могут быть получены импульсы длительностью от нескольких микросекунд до нескольких секунд /Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский, Н.А.Барканов и др. Справочник по интегральным микросхемам, изд. 2, М., Энергия, 1981, с.330, 634, 635/. Примерная временная диаграмма работы кадровых генераторов прямоугольных импульсов может выглядеть так, как представлено на фиг.24. Блок строчных генераторов прямоугольных импульсов содержит тактовый генератор, длительность импульса которого определяют время передачи сигналов от фотоячеек одной строки и кодовые генераторы, имеющие различную длительность и частоту следования импульсов. Примерная диаграмма работы строчных генераторов прямоугольных импульсов представлена на фиг.25. Прохождение этих импульсов через блок строчных дешифраторов обеспечивает подключение каждой строки развертывающего устройства через электронные коммутирующие устройства к общей видеошине и к общим цветовым шинам. По конструкции строчные генераторы прямоугольных импульсов отличаются от кадровых генераторов прямоугольных импульсов только номиналами конденсаторов, задающих длительность импульсов и резисторов, регулирующих длительность и скважность импульсов. Блок строчных дешифраторов также состоит из ста отдельных строчных дешифраторов 70 и одного дешифратора "конец строки" такими же по конструкции, что и кадровые дешифраторы. Каждый из них представляет собой часть электрической цепи, состоящей из транзисторов 71, эмиттеры и коллекторы которых соединены между собой последовательно и подключены через резисторы к базам транзисторов цветовых и видеокоммутирующих устройств и к источнику тока. Базы транзисторов строчных дешифраторов подключены к выводам строчных генераторов прямоугольных импульсов. Все коммутирующие устройства одинаковы по конструкции и каждый из них представляет собой усилитель, выполненный на одном транзиоторе 72 по схеме с общим эмиттером, питание в цепи коллектор - эмиттер которого осуществляется от источника тока. Вход каждого из них подключен к выходу соответствующей строки через ограничительный резистор 73, выход цветовых коммутационных устройств подключен к общим цветовым шинам, а выходы видеокоммутационных устройств подключены к общей видеошине. Предварительный видеоусилитель выполнен на микросхеме 119 УИ 1 или К 119 УИ 1 и представляет собой двухкаскадный усилитель на двух транзисторах типа n-р-n (там же, с.352). Вход предварительного видеоусилителя соединен с общей видеошиной, а выход соединен с входом блока градации яркости, состоящего из вторичной цепи, имеющей источник тока, переменный резистор 74, фоторезистор 75, закрытый полупроницаемой пластиной 76, фотодиод 77 и первичной цепи, состоящей из двух светодиодов 78, 79, первый из которых спектрально согласован и оптически связан с фоторезистором, а второй спектрально согласован и оптически связан с фотодиодом. Назначение блока градации яркости - обеспечить на выходе сигнал, соответствующий трем градациям яркости: а) максимальные ток и напряжение соответствуют максимальной яркости объекта; б) ток и напряжение примерно в два раза меньше максимального и соответствует полутону; в) отсутствие тока и напряжения на выходе, что соответствует темновому фону - отсутствие какого-либо сигнала от фотоячейки.

Видеоприемное устройство содержит видеоусилитель 80, лазерный кинескоп 81, генератор пилообразного напряжения кадровой развертки 82, генератор пилообразного напряжения строчной развертки 83, блок управления яркостью луча кинескопа 84 и блок управления лазером 85. Видеоприемник содержит корпус 86, имеющий скобки 87 для крепления ремней, привернутый к каркасу 88, имеющему боковые отверстия 89 для прохода воздуха. Внутри каркаса размещены охлаждающие элементы 90, одинаковые по конструкции и каждый из них содержит два диска, соединенных своими боковыми поверхностями друг с другом и выполненных из металла 91 и полупроводника 92. Все охлаждающие элементы соединены между собой последовательно таким образом, что при движении электрического тока он поступает сначала в металл, а затем в полупроводник. В цепь охлаждающих элементов включен регулятор, содержащий гофрированный цилиндр 93, заполненный легкокипящей жидкостью, один конец которого неподвижно закреплен, а другой - подвижный - соединен штоком 94 с подвижным контактом 95, установленным на изоляционной втулке 96 и контактирующим с резистором 97. Внутри корпуса размещены платы 98 с радиодеталями и кинескоп 99. Кинескоп содержит стеклянный баллон 100, внутри которого размещены катод 101 с подогревателем 102, модулятор 103, ускоряющий электрод 104, первый 105 и второй 106 аноды, горизонтальные отклоняющие пластины 107 и вертикальные отклоняющие пластины 108. Экран кинескопа смещен вправо и вниз таким образом, что при отсутствии напряжения на отклоняющих пластинах электронный луч автоматически устанавливается на крайнюю точку начала кадра и начала строки. Экран кинескопа выполнен в форме лазера, представляющего собой твердотельный квантовый генератор на полупроводниках, изготовленный на основе гетероструктур с накачкой электронным лучом и содержит верхнее оптическое зеркало 109, нижнее оптическое зеркало 110 и заключенный между ними активный элемент 111, выполненный в форме прямоугольной пластины, которые образуют два гетероперехода, один типа р-n, инжектирующий электроны, и другой типа p-n, ограничивающий диффузное растекание носителей заряда из активного слоя, изготовленные из многокомпонентных твердых растворов с одинаковым периодом кристаллической решетки (О полупроводниковых лазерах см. Физический энциклопедический словарь под ред. А.М.Прохорова, М., Советская энциклопедия, 1985, с.570-572). Выход блока градации яркости подключен к входу видеоусилителя, содержащего четыре транзистора типа n-р-n и пять резисторов, выполненного на микросхеме К 118 УП 1(А, Г) /Б.В.Тарабрин, С.В.Якубовский и др. Справочник по интегральным микросхемам, ред. Б.В.Тарабрин, изд. 2, М., Энергия, 1981, с.349/. Блок управления лазером представляет собой диодный оптрон, светодиод 112 которого подключен к выходу видеоусилителя, а фотодиод 113 соединен с источником тока и с оптическими зеркалами лазера кинескопа.

Блок управления яркостью луча кинескопа содержит корпус 114, из которого также, как и из корпуса кинескопа, выкачан воздух, внутри которого установлен катод 115 с подогревателем, модулятор 116, электрически соединенный с движком переменного резистора 117, подключенного к источнику тока, не показанному на чертежах, анод 118, соединенный с термостойким резистором 119. Отклоняющие пластины 120, 121, установленные внутри корпуса, соединены с выходом видеоусилителя, а анод и катод включены в цепь модулятора кинескопа. Схема управления лучом кинескопа в направлении Y-Y содержит генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами кинескопа. Цепь питания генератора подключена к источнику тока через прерыватель 122, управляющая цепь которого подключена к источнику тока через дешифратор "конец кадра". Прерыватель выполнен на микросхеме К 162 КТ 1 (там же, с.386). Управление лучом кинескопа в направлении Х-X осуществляется посредством схемы Дарлингтона (см. Дж. Э.Фишер, Х.Б.Гетланд, Электроника - от теории к практике, М., Энергия, 1980, с. 337, рис. 9-56). Выход схемы Дарлингтона подключен к вертикальным отклоняющим пластинам кинескопа, а вход соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов 123, вход которого соединен через прерыватель, управляющая цепь которого соединена с источником тока через дешифратор "конец отроки".

Цветозвуковое устройство содержит семь токовых усилителей 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, каждый из которых выполнен на базе операционного усилителя, вход каждого из которых соединен с соответствующей общей цветовой шиной, детекторное устройство 131, состоящее из семи оптопар 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, светодиоды 139 которых подключены к выходам соответствующих токовых усилителей, семь генераторов низкой звуковой частоты 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, в цепь питания каждого из которых включен соответствующий фоторезистор 147 детекторного устройства. Каждый из генераторов низкой звуковой частоты выполнен по мостиковой схеме на базе операционного усилителя со стабилизацией частоты с помощью терморезистора. Упомянутые генераторы низкой звуковой частоты отличаются друг от друга только номиналами и частотой. Ввиду того, что человеческое ухо наиболее хорошо воспринимает звуки частотой от 1 до 5 кГц, каждый из генераторов низкой звуковой частоты вырабатывает только одну частоту, соответствующую какому-либо одному цвету. Для передачи цветов выбраны следующие частоты (см. таблицу):

ЦветДлина волны, АЧастота, кГцОбозначениеФиолетовый3800-45002,0Голубой4500-48002,5Синий4800-51003,0Зеленый5100-55003,5ΔЖелтый5750-58504,0Оранжевый5850-62004,5+Красный6200-76005,0

Цветозвуковое устройство содержит также усилитель низкой звуковой частоты 148, выполненный четырехкаскадным на транзисторах о обратной связью на эмиттер второго каскада. Выходы всех генераторов низкой звуковой частоты подключены ко входу усилителя низкой звуковой частоты. В качестве устройства распознавания цвета использован головной телефон 149, который электрически соединен с выходом усилителя низкой звуковой частоты. Блок управления и блок питания выполнены в одном корпусе 150, закрытым крышкой 151. На корпусе имеются скобки 152 для крепления поясного и плечевого ремней. На крышке корпуса установлены ручка регулятора яркости 153, ручка регулятора контрастности 154, ручка регулятора яркости свечения лампочки насадки на объектив 155, которая подключается к розетке 156. Там же размещены регулятор громкости 157, розетка 158 для подключения головного телефона, переключатель цветов 159 для тренировки, кнопка 160 включения головного телефона при тренировке, включатель телевизионной установки 161, включатель цветозвуковой установки 162. В нижней части корпуса размещено аккумуляторное отделение 163, закрытое крышкой 164, в котором размещен аккумулятор 165. Там же размещены электронный преобразователь постоянного тока в переменный ток 166, высоковольтное повышающее устройство 167, которое повышает напряжение до 1000 вольт и подает его на высоковольтный выпрямитель 168, а с него на цепочку резисторов 169, 170, 171, 172 для питания кинескопа видеоприемного устройства. С другой стороны ток от преобразователя постоянного тока в переменный ток поступает на низковольтное повышающее устройство 173, а с него на низковольтный выпрямитель 174. С низковольтного устройства ток поступает на выходные устройства 175, 176, 177, 178, где проходит через ограничительные резисторы, сглаживающие фильтры, стабилизаторы, не показанные на чертежах, а затем поступает для питания передающего устройства, видеоприемного устройства, блока управления и цветозвукового устройства.

Работа цветозвуковой телевизионной установки

Практическому использованию цветозвуковой телевизионной установки должен предшествовать период освоения, привыкания, тренировки и выработки необходимых навыков в распознавании зрительных цветных образов. Кроме того, необходимо довести до автоматизма и быстроты распознавание цветов посредством звуков определенной высоты. Далее необходимо посредством ремней, не показанных на чертежах, закрепить на обнаженном теле видеоприемное устройство 2 таким образом, чтобы каркас 88 плотно и неподвижно прилегал к коже. Необходимо выбирать участки тела, обладающие наибольшей чувствительностью, лишенные волосяного покрова и имеющие гладкую и ровную поверхность. Наиболее подходящими для этого могут быть участки на верхней правой части груди или на верхней части живота, причем проецируемое изображение не должно быть перевернутым. Верхняя часть изображения должна соответствовать верхней части тела, а нижняя часть изображения должна соответствовать нижней части тела. Корпус 150 блока питания и блока управления закрепляется на боку поясным и плечевым ремнями таким образом, чтобы можно было легко включить прибор и управлять его регуляторами 153, 154, 155, 157. Видеопередающее устройство 1 закрепляется с помощью ремней 15 на голове так, как показано на фиг.1. Прежде всего необходимо научиться различать посредством звуков определенной частоты тот или иной цвет. Для этого следует надеть головной телефон 149, вставить вилку телефона в розетку 158, включателем 162 включить цветозвуковую установку 5 и регулятором звука 157 установить желаемую громкость. После этого установить переключатель цвета 159 в одно из положений и нажать кнопку 160. При этом в наушниках головного телефона возникнет человеческий голос, который станет называть цвет, установленный переключателем 159, и возникнет звук, соответствующий этому цвету. Звук и голос записаны на электронное запоминающее устройство, не показанное на чертежах, которое предназначено лишь для тренировки и запоминания соответствия звука цвету. Затем снова повернуть переключатель 159 в другое положение и нажать кнопку 160. Будет назван новый цвет и воспроизведен его звуковой аналог и т.д. Когда человек научится распознавать цвет посредством звука определенной частоты и доведет этот процесс до автоматизма, можно будет приступить к тренировкам с помощью насадки на объектив 9 и тестовых карточек 22. Для этого необходимо надеть на объектив 9 корпус 17 насадки, вставить вилку в розетку 156, вставить вилку телефона 149 в розетку 158, повернуть переключатель 159 в положение. "Выключено" и перемещением включателей 161 и 162 включить цветозвуковую установку и телевизионную установку. Вставить в щель корпуса 17 насадки одну из имеющихся цветных тестовых карточек 22, например, ту, что показана на фиг.43. Регулятором 155 добиться необходимой яркости свечения лампочки 18. Для начала необходимо пользоваться тестовыми карточками 22, имеющими наиболее простые символы 23, и постепенно переходить к более сложным. При этом свет от лампочки 18 проходит через матовое стекло 20, тестовую карточку 22, объектив 9 и на плате 7 развертывающего устройства будет проецироваться цветное изображение красного креста, представленного на фиг.43. Кадровые и строчные блоки генераторов прямоугольных импульсов 25, 26 станут посылать в кадровый 27 и строчный 28 блоки дешифраторов свои импульсы в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг.24, 25. В результате каждый кадровый ряд фотоячеек, начиная с первого, и каждая строка, начиная с первой, станут подключаться к источнику тока 176 за счет срабатывания дешифраторов 61, 70, на базы транзисторов 62, 71 которых станут подаваться отрицательные импульсы от блоков генераторов прямоугольных импульсов 25, 26, и через цепи эмиттер-коллектор пойдет ток. При проецировании изображения тестовых карточек 22 часть резисторов фотоприемников 33 оказывается освещенной обычным белым светом, а другая часть, как в случае, показанном на фиг.43, красным светом. В каждом фотоприемнике 33 возникают два разных тока. Первый - это ток, возникающий в фотоячейке 43 видеоканала при освещении обычным белым светом фоторезистора 41, а второй - это ток, возникающий при освещении фоторезистора 40, специальный слой 42 которого пропускает красный свет. В первом случае ток от источника проходит через кадровый дешифратор 61, ограничительный резистор 57, фоторезистор 41 на базу транзистора 56, который открывается и в цепи эмиттер-коллектор через нагрузочный резистор 58 начинает протекать ток, который снимается с нагрузочного резистора и через коммутирующее устройство 59 подается на общую видеошину 60. В то же время красный свет от символа 23 освещает фоторезистор 40, проходя через специальный слой 42, уменьшая сопротивление фоторезистора. Возникший ток от источника движется через тот же кадровый дешифратор 61, ограничительный резистор 45, фоторезистор 40 на базу транзистора 44. Возникший при открытии транзистора в цепи эмиттер-коллектор ток течет через нагрузочный резистор 46, снимается с него и подается на общую красную шину 55 через коммутирующее устройство 53, а о нее на токовый усилитель красного цвета 130. Все остальные фоторезисторы 34, 35, 36, 37, 38, 39 не освещены так, как специальный слой 42 не пропускает к ним красного цвета, у них большое сопротивление и ток через них не проходит. Усиленный предварительным видеоусилителем 31 сигнал с общей видеошины 60 поступает на блок градации яркости 32. В момент отсутствия сигнала на входе, что соответствует отсутствию света на фоторезисторе 41 фотоячейки 43, ток через светодиоды 78, 79 не проходит и во вторичной цепи также тока нет, так как фотодиод 77 закрыт (соответствует темновому фону). При подаче импульса на светодиоды 78, 79, соответствующего яркостному сигналу, они излучают свет и под его воздействием фотодиод 77 увеличивает свою проводимость, а сопротивление фоторезистора 75 уменьшается, при этом световой поток от светодиода 78 достаточен, чтобы преодолеть полупроницаемую пластину 76. Ток во вторичной цепи, устанавливаемый переменным резистором 74, значительный по величине, подается на вход видеоусилителя 80, что соответствует максимальной яркости объекта. При поступлении в первичную цепь блока градации яркости сигнала, меньшего по величине, чем яркостный сигнал, светодиоды 78, 79 посылают световые потоки на фоторезистор 75 и фотодиод 77 менее яркие. Во вторичной цепи возникает меньший по величине ток, что соответствует сигналу полутени объекта. Сигналы по величине, меньшие сигнала полутени, не пропускаются. Это сделано в связи с, тем, что кожа человека менее чувствительна, чем глаз, и она не сможет воспринять все оттенки света и от этого будет усложняться восприятие изображения. Сигнал, поступающий на вход видеоусилителя 80, усиливается и с его выхода подается на отклоняющие пластины 120,121 блока управления яркостью луча 84. Сигнал от видеоусилителя 80 отсутствует и электронный луч регулятора яркости от катода 115 через модулятор 116, фокусирующий этот луч посредством переменного резистора 117, поступает на анод 118 и далее замыкает цепь модулятора 103 кинескопа 100. При отсутствии сигнала от видеоусилителя 80 отрицательное напряжение на модуляторе 116 выше, чем на катоде 115, и последний запирается. При подаче сигнала максимальной яркости луч, проходящий от катода 115, отклоняется вправо отклоняющими пластинами 120, 121 и попадает на термостойкий резистор 119, а с него на анод 118, в результате чего увеличивается сопротивление в цепи модулятора 103 кинескопа 100 и уменьшается отрицательное напряжение модулятора относительно катода 101. Электронный луч кинескопа проходит с максимальной яркостью через ускоряющее устройство 104, первый 105 и второй 106 аноды и попадает на активный элемент 111, а на зеркала 109, 110 одновременно подается напряжение от источника 178, так как светодиод 112 включает фотодиод 113 диодного оптрона 85. Электронный луч, попадая на активный элемент 111, генерирует непрерывное когерентное точечное излучение внутрь каркаса 88 на кожу человека, нагревая этот участок кожи на 6-8°С выше температуры человеческого тела. Длительность нагрева равна длительности сигнала, поступившего от видеоусилителя 80. То же самое происходит при поступлении полутонового сигнала, когда импульсный ток меньше яркостного тока. При этом луч с катода 115 проходит через модулятор 116 и отклоняется пластинами 120, 121 на меньший угол и термостойкий резистор 119 создает меньшее сопротивление. Вследствие чего отрицательное напряжение на модуляторе 103 увеличивается и, как следствие этого, уменьшается яркость луча кинескопа. Нагрев кожи будет при этом на 3-4°С выше температуры тела, что будет соответствовать полутону. При необходимости температура нагрева кожи может быть увеличена или уменьшена посредством переменного резистора 169 при помощи ручки регулятора яркости 153, установленной на крышке 151 корпуса 150 блока управления и блока питания, но в любом случае не должно быть ожогов и теплового повреждения кожи. Контрастность или разница между температурой максимальной яркости и температурой полутона может изменяться в ту или иную сторону посредством переменного резистора 171 при помощи ручки регулятора контрастности 154. При отсутствии сигнала на выходе видеоусилителя 80 напряжение на зеркала 109, 110 не подается и излучения не происходит независимо от того, попадает или нет электронный луч кинескопа на активный элемент 111. Нагрева соответствующего участка кожи в этом случае не происходит. Генератор 123 посылает свои прямоугольные импульсы на вход генератора пилообразного напряжения строчной развертки 83, с выхода которого импульсы пилообразного напряжения поступают на вертикальные отклоняющие пластины 108 и передвигают электронный луч кинескопа вправо в направлении Х-Х синхронно с включением соответствующего коммутирующего устройства. Когда на кинескоп 100 поступят все сто сигналов с одной строки, включается дешифратор 30 "Конец строки". Ток от источника 178 через дешифратор 30 поступает на прерыватель 124, который разрывает цепь питания генератора прямоугольных импульсов 123, он перестает подавать прямоугольные импульсы на вход генератора пилообразного напряжения строчной развертки 83 и тем самым прекращает подавать пилообразные импульсы на вертикальные отклоняющие пластины 108. В результате, как только пропадает воздействие на электронный луч со стороны вертикальных пластин 108, он автоматически выпрямляется и возвращается в исходное положение к началу отроки. После чего дешифратор 30 "Конец строки" отключается, прерыватель 124 вновь включает генератор прямоугольных импульсов 123 и все повторяется сначала (фиг.33). При этом не требуется гашения луча кинескопа, потому что лазер включается только в момент поступления яркостного или полутонового сигнала на вход блока управления яркостью луча 84, а при перемещении луча и отсутствии сигнала он выключен. При развертке изображения в видеоприемном устройстве 2 генератор пилообразного напряжения кадровой развертки 82 подает со своего выхода пилообразные импульсы на горизонтальные отклоняющие пластины 107 и перемещает луч кинескопа вниз в направлении Y-Y, обеспечивая создание теплового изображения на коже человека посредством лазера. После окончания кадра включается дешифратор 29 "конец кадра" и ток от источника поступает через дешифратор 29 на управляемую цепь прерывателя 122, который разрывает цепь питания генератора. В результате электронный луч поднимается вверх в исходное положение к началу кадра. Таким образом активный элемент 111 создает на коже человека позитивное точечное тепловое изображение символа 23, расположенного на тестовой карточке 22. Для лучшего восприятия необходимо, чтобы верхней части тела соответствовала верхняя часть изображения. По мере появления навыка к распознаванию наиболее простых символов следует переходить к более сложным и далее к сюжетам и образам, наблюдаемым через объектив 9 при снятой насадке. Для начала нужно научиться узнавать простые неподвижные предметы, а затем движущиеся объекты. При этом работа цветозвуковой телевизионной установки ничем не отличается от описанной выше. Во время работы цветозвуковой телевизионной установки внутри каркаса 88, вследствие нагрева лазером поверхности кожи, будет нагреваться и воздух, заключенный в нем, что станет затруднять распознавание окружающих предметов. Для охлаждения воздуха и создания его циркуляции, а также понижения температуры внутри каркаса на 1-2°С ниже температуры тела предназначена система охлаждения. Она работает сразу после включения цветозвуковой телевизионной установки. При движении тока через охлаждающие элементы (от металла 91 к полупроводнику 92) на основании эффекта Пельтье происходит охлаждение внутри каркаса 88 и циркуляция воздуха через отверстия 89. Поддержание необходимой температуры происходит автоматически. Легкокипящая жидкость заставляет перемещаться гофрированный цилиндр 93 в ту или иную сторону и через шток 94, изоляционную втулку 96 передвигать подвижный контакт 95, изменяя сопротивление резистора 97 и регулируя ток в цепи. Наряду с этим, как говорилось выше, электрический ток с общей красной шины снимается и подается на вход детектора 131, где протекает по светодиоду 139, освещаемому фоторезистор 147 оптрона 138. Вследствие бликов или отражений вместе с основным красным сигналом может подаваться один или несколько ослабленных сигналов других цветов. Основной красный сигнал, освещая посредством светодиода 139 фоторезистор 147, уменьшает сопротивление в цепи питания генератора низкой звуковой частоты 146, включая его, а другие ослабленные помеховые цветовые сигналы не могут заставить светодиод 139 светиться и уменьшить сопротивление в цепях питания других генераторов низкой звуковой частоты и потому не проходят. С выхода генератора низкой звуковой частоты 146 сигнал поступает на вход усилителя низкой звуковой частоты 148, а затем с выхода его на головные телефоны 149, где и воспроизводится звук низкой звуковой частоты определенного тона, по которому человек распознает, какого цвета точка, воспроизведенная лазерным кинескопом на теле человека. Таким образом каждой точке, воспроизводимой на теле человека, соответствует определенный звуковой сигнал, соответствующий тому или иному цвету. В результате произойдет наложение цветозвуковой картинки на тепловое изображение. Например, на фиг.39 показано, что каждой точке изображения соответствует звук определенной частоты и на ней изображен желтый дом с красной крышей, голубой трубой и зеленой травой. Чем ярче свет, тем сильнее сигнал и тем громче звук. Слушая различные по высоте и амплитуде звуки, привязывая их к изображению, слепой человек может таким образом не только распознавать предметы, но и различать их окраску. Воспроизведение других цветов аналогично воспроизведению красного цвета, рассмотренного выше, при этом другие источники цветного света воздействуют на фоторезисторы 34, 35, 36, 37, 38, 39 каждого из фотоприемников и, возникшие сигналы через токовые усилители 124, 125, 126, 127, 128, 129, оптроны 132, 133, 134, 135, 136, 137, соответствующие генераторы низкой звуковой частоты 140, 141, 142, 143, 144, 145 и через усилитель низкой частоты 148 приводят в действие телефон 149, который и воспроизводит строго определенный звук, соответствующий определенному цвету. Положительный эффект: обеспечение возможности распознавания цветной зрительной информации.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано людьми, лишенными зрения, для распознавания цветных и черно-белых объектов. Техническим результатом является разработка цветозвуковой телевизионной установки для слепых людей, позволяющая получать большую информацию об объектах окружающей среды через кожные ощущения и слуховое восприятие, что дает возможность повысить трудоспособность, безопасность на улицах, получать большую информацию об окружающем пространстве и вести более здоровый образ жизни. Телевизионная установка снабжена дополнительной насадкой для тренировки и обучения посредством тестовых карточек с нанесенными на них цветными буквами и символами. 6 з.п. ф-лы, 45 ил., 1 табл.

1. Цветозвуковая телевизионная установка, содержащая видеопередающее устройство, включающее в себя развертывающее устройство в форме фотоприемников, каждый из которых содержит фотоячейку с фоторезистором, блок кадровых генераторов прямоугольных импульсов, соединенных с блоками питания и управления, блок кадровых дешифраторов, входы которых соединены с выходами кадровых генераторов прямоугольных импульсов, а выходы включены в цепи питания фотоячеек, блок строчных генераторов прямоугольных импульсов, подключенных к блокам питания и управления, блок строчных дешифраторов, входы которых электрически подключены к выходам строчных генераторов прямоугольных импульсов, а выходы электрически связаны с управляющими цепями коммутирующих устройств, выход которых соединен с общей видеошиной, предварительный видеоусилитель, вход которого подключен к общей видеошине, блок градации яркости, вход которого электрически соединен с выходом предварительного видеоусилителя, видеоприемное устройство, включающее в себя видеоусилитель, вход которого подключен к выходу блока градации яркости, лазерный кинескоп, блок управления яркостью луча лазерного кинескопа, вход которого электрически соединен с выходом видеоусилителя, а выход связан с модулятором лазерного кинескопа, блок управления лазером, вход которого электрически соединен с выходом видеоусилителя, а выход электрически связан с верхним и нижним оптическими зеркалами лазера, генератор пилообразного напряжения кадровой развертки, подключенный к блоку питания, выход которого соединен с горизонтальными отклоняющими пластинами лазерного кинескопа, а в цепь питания его включен прерыватель, цепь управления которого соединена с дешифратором "конец кадра", генератор пилообразного напряжения строчной развертки, подключенный к блоку питания, выход которого соединен с вертикальными отклоняющими пластинами лазерного кинескопа, причем в цепь питания генератора пилообразного напряжения строчной развертки включен прерыватель, управляющая цепь которого электрически соединена с дешифратором “конец строки”, блок питания и блок управления, выполненные в одном корпусе, насадку к объективу, имеющую лампу освещения с отражателем, подключенную к блоку питания, и тестовые карточки с символами, вставляемые в боковую прорезь насадки, отличающаяся тем, что цветозвуковая телевизионная установка, соединенная с блоками питания и управления, содержит цветовое развертывающее устройство, выполненное заодно с видеопередающим устройством, коммутирующие устройства, токовые усилители, детектор, генераторы звуковой частоты, усилитель низкой звуковой частоты и устройство распознавания цвета, причем цветовое развертывающее устройство через коммутирующие устройства электрически соединено с общими цветовыми шинами, к каждой из которых подключен вход соответствующего токового усилителя, выход которого связан с входом соответствующей оптопары детектора, выход которой подключен к цени питания одного из генераторов низкой звуковой частоты соответствующего цвета, а выходы всех генераторов низкой звуковой частоты подключены ко входу усилителя низкой звуковой частоты, выход которого электрически связан с входом устройства распознавания цвета.2. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1, отличающаяся тем, что развертывающее устройство представляет собой плату, разбитую на кадровые и строчные линии, в узлах которых размещены фотоприемники, каждый из которых представляет собой восемь фоторезисторов, выполненных в форме нескольких параллельных полос, вписанных в окружность и изолированных друг от друга, на семь из которых нанесены специальные покрытия, пропускающие к первому фоторезистору фиолетовые лучи света, ко второму фоторезистору - голубые лучи света, к третьему фоторезистору синие лучи света, к четвертому фоторезистору - зеленые лучи света, к пятому фоторезистору - желтые лучи света, к шестому фоторезистору - оранжевые лучи света, к седьмому фоторезистору - красные лучи света, а к восьмому фоторезистору, не имеющему специального покрытия, - обычные белые или лучи любого другого цвета, причем каждый фоторезистор включен в цепь отдельной фотоячейки, состоящей из транзистора, ограничительного и нагрузочного резисторов.3. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что детектор содержит семь отдельных оптронов, светодиоды которых оптически согласованы с фоторезисторами.4. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что каждый из семи генераторов низкой звуковой частоты выполнен на базе операционного усилителя по мостиковой схеме со стабилизацией частоты посредством терморезистора, а частоты распределены следующим образом: генератор фиолетового цвета 2,0 кГц, генератор голубого цвета 2,5 кГц, генератор синего цвета 3,0 кГц, генератор зеленого цвета 3,5 кГц, генератор желтого цвета 4,0 кГц, генератор оранжевого цвета 4,5 кГц, генератор красного цвета 5,0 кГц.5. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что усилитель низкой звуковой частоты выполнен четырехкаскадным на транзисторах с обратной связью на эмиттер второго каскада.6. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство распознавания цвета выполнено в форме головного телефона.7. Цветозвуковая телевизионная установка по п.1 или 6, отличающаяся тем, что знаки и символы на тестовых карточках выполнены цветными.