УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОГО ЦВЕТОВОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ЗВУКОВЫХ СТЕРЕОСИГНАЛОВ Российский патент 2013 года по МПК H04S1/00 

Изобретение относится к устройствам цветомузыки и может быть использовано для сопровождения двухканальной стереофонии объемным цветовым отображением.

Прототипом принято устройство объемного цветового отображения звуковых стереосигналов на двух экранах [1], содержащее два канала, каждый из которых включает последовательно соединенные предварительный усилитель, блок полосовых фильтров звуковой частота /ЗЧ/, включающий девять активных полосовых фильтров звуковой частоты, блок детекторов, содержащий девять амплитудных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу своего активного полосового фильтра ЗЧ в блоке полосовых фильтров ЗЧ, включает девять АЦП, вход каждого из которых подключен к своему выходу в блоке детекторов, включает девять накопителей кодов звука, девять блоков импульсных усилителей, каждый из которых содержит по 8×10⁶ импульсных усилителей и включает неподвижный плоскопанельный экран. Второй канал включает правый подвижный плоскопанельный экран. Полоса звуковых частот в каждом канале в блоке полосовых фильтров ЗЧ разделяется на девять соответствующих диапазонов. Левый и правый экраны размещаются в каркасе, нижняя часть которого под правым экраном имеет опорные ролики для небольшого перемещения по ним правого экрана влево и вправо, экраны идентичны, каждый содержит матрицу из элементов, которых в экране по числу разрешения 10⁶ /1000×1000/. Каждый элемент матрицы формирует пиксел от девяти излучающих ячеек и включает непрозрачный корпус, объединяющий в себе девять излучающих ячеек, расположенных в три ряда. Каждая ячейка содержит корпус, в переднем торце которого расположена микролинза, в выходном торце корпуса соответствующего цвета цветной светофильтр, а между микролинзой и цветным светофильтром расположен корпус диафрагмы с восемью прорезями, в которых расположены по числу разрядов в коде восемь нейтральных микросветофильтров, прикрепленных к своим микропьезоэлементам. Принцип действия излучающей ячейки в том, что каждый нейтральный микросветофильтр ослабляет поток излучения после микролинзы соответственно веса своего разряда в коде. Излучения девяти ячеек смешиваются на выходе элемента матрицы, формируется пиксел яркостью и цветовым тоном соответственно девяти кодов. Излучения элементов матриц создают цветовые образы звуков на двух экранах, которые зритель наблюдает через очки раздельных полей зрения. По цветовым и временным разницам на двух экранах зритель воспринимает цветное отображение музыки объемным. Недостатками прототипа являются сложность устройства с девятью участками звуковых частот, выполнение элементов матриц из девяти излучающих ячеек ограничивает разрешение экранов и увеличивает их размеры.

Цель изобретения - упрощение устройства, повышение разрешающей способности экранов, уменьшение их размеров, создание устройства, пригодного для массового использования в быту.

Сущность заявляемого устройства, содержащего генератор тактовых импульсов и делитель частоты, в том, что каждый канал устройства включает последовательно соединенные блок полосовых фильтров из трех активных полосовых фильтров, блок детекторов из трех амплитудных детекторов, три АЦП, три накопителя кодов звука и три блока импульсных усилителей, и в каждый канал вводятся три преобразователя «двоичный код - код яркости», каждый элемент матрицы из одной излучающей ячейки, излучающей за период кадра три цветных излучения красного, зеленого и синего цвета.

Техническими результатами являются упрощение состава устройства, повышение разрешающей способности экранов, снижение их размеров и возможность использования устройства в быту совместно с любым звуковоспроизводящим устройством.

Структурная схема устройства на фиг.1, схема преобразователя «двоичный код - код яркости» на фиг.2, блок ключей на фиг.3, накопитель кодов звука на фиг.4_1-3, блок регистров на фиг.5 и 6, общий вид элемента матрицы и излучающая ячейка на фиг.7, принцип работы излучающей ячейки на фиг.8.

Видеорежим на экранах 1000_строк×1000_отсч×25 Гц. Частота дискретизации кодов звуковых сигналов в АЦП составляет

f_д=1000×1000×25 Гц=25 МГц,

где 1000 - число строк в кадре /в экране/,

1000 - число отсчетов в строке, 25 Гц - частота кадров.

Устройство объемного цветового отображения звуковых стереосигналов содержит /фиг.1/ последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты и блок 13 ключей, два идентичных канала, каркас 3, в котором расположены два плоскопанельных экрана, и очки 4 раздельных полей зрения. Первый канал включает /фиг.1/ последовательно соединенные предварительный усилитель 5, вход которого является первым информационным входом устройства, блок 6 полосовых фильтров звуковой частоты /ЗЧ/, содержащий три активных полосовых фильтра ЗЧ, диапазоны полос, выделяемые полосовыми фильтрами, в таблице 1, включает блок 7 амплитудных детекторов, содержащий три амплитудных детектора, вход каждого из которых подключен к выходу своего активного полосового фильтра ЗЧ в блоке 6, выходы трех амплитудных детекторов являются первым-третьим выходами блока 7, включает три АЦП 8_1-3, вход каждого из которых подключен к своему выходу в блоке 7 амплитудных детекторов, включает три преобразователя 9_1-3 «двоичный код - код яркости", первый-восьмой входы каждого из них подключены соответственно к первому-восьмому выходам своего АЦП 8, включает три накопителя 10_1-3 кодов, первый-восьмой входы каждого подключены соответственно к первому-восьмому выходам своего преобразователя 9, включает три блока 11_1-3 импульсных усилителей, каждый из которых содержит 9×10⁶ импульсных усилителей и включает левый неподвижный плоскопанельный экран 12, входы которого подключены к выходам трех блоков 11 импульсных усилителей, экран 12 имеет 27×10⁶ входов /3×9×10⁶/.

Таблица 1. Диапазоны, Гц 50-900 900-6000 6000-12000 Цвет излучения красный зеленый синий

Второй канал включает /фиг.1/ последовательно соединенные предварительный усилитель 14, вход которого является вторым информационным входом Uзв2 устройства, блок 15 полосовых фильтров ЗЧ, содержащий три активных полосовых фильтра ЗЧ, диапазоны полос идентичны диапазонам полосовых фильтров в блоке 6, включает блок 16 амплитудных детекторов, содержащий три амплитудных детектора, вход каждого из которых подключен к выходу своего полосового фильтра ЗЧ в блоке 15, выходы трех амплитудных детекторов являются выходами блока 16, включает три АЦП 17_1-3, вход каждого подключен к своему выходу в блоке 16 амплитудных детекторов, включает три преобразователя 18_1-3 «двоичный код - код яркости", первый-восьмой входы каждого из них подключены соответственно к первому-восьмому выходам своего АЦП 17, включает три накопителя 19_1-3 кодов, первый-восьмой входы каждого подключены соответственно к первому-восьмому выходам своего преобразователя «двоичный код - код яркости» 18_1-3, включает три блока 20_1-3 импульсных усилителей, каждый из которых содержит 9×10⁶ импульсных усилителей, и включает правый подвижный плоскопанельный экран 21, входы которого подключены к выходам 27×10⁶ трех блоков 20_1-3 импульсных усилителей. Левый 12 и правый 21 экраны расположены в каркасе 3, нижняя часть которого под правым экраном 21 имеет опорные ролики 22 для перемещения по ним правого экрана 21 влево или вправо на 15 см. Преобразователи 9_1-3 и 18_1-3 выполнены идентично, каждый содержит /фиг.2/ непрозрачный корпус 23, в котором расположены по числу разрядов в коде звука восемь ключей 24_1-8, световой импульсный излучатель 25, представляющий матрицу из восьми светодиодов белого излучения, скрепленные в соответствующем корпусе, входы импульсных светодиодов подключены к выходам своих ключей 24, первые управляющие входы U_от которых являются информационными входами преобразователя 9 и 18 и подключены к выходам соответственно первого-восьмого разрядов АЦП 8 /17/. Сигнальные входы ключей 24_1-8 объединены и являются управляющим входом преобразователя 9 /18/, который подключен к второму выходу 25 МГц делителя 2 частоты, выходы ключей 24_1-8 подключены к входам своих светодиодов, импульсы с ключей запитывают светодиоды. Выход каждого ключа 24 подключен и к своему второму управляющему входу U_з, закрывая его после прохода импульса в светодиод. Каждый импульсный светодиод на излучающей стороне имеет нейтральный светофильтр с коэффициентом ослабления излучения соответственно обслуживаемого им разряда кода, коэффициенты ослабления в таблице 2. Преобразователь 9 /18/ включает внутренний непрозрачный корпус 26, в верхней части которого закреплен объектив 27, оптическая ось которого совпадает с оптической осью светового импульсного излучателя 25. По оптической оси объектива 27 под углом 45° к ней расположены последовательно друг за другом на соответствующем расстоянии и жестко закреплены восемь полупрозрачных микрозеркал 28_1-8, каждое из которых имеет светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному на следующее микрозеркало как 1:0,5 2.

Таблица 2 № разряда 1 2 3 4 5 6 7 8 % пропуска светофильтра 100% 50% 25% 12,5% 6,25% 3,12% 1,56% 0,78% Коэффициент ослабления излучения 0 0,5 0,75 0,87 0,937 0,968 0,984 0,992 Кратность светофильтра 0^х 2^х 4^х 8^х 16^х 32^х 64^х 128^х

На стороне корпуса 26, к которому повернуты микрозеркала 28 расположены восемь соответствующих фотоприемников 29_1-8, принимающих отраженное излучение и выдающих электрические импульсы в свои импульсные усилители 32, которых в блоке 30 восемь 32_1-8 и девять ключей 33_1-9, блок 30 имеет второй непрозрачный корпус 31. Выходы ключей 33_1-8 являются информационными первым-восьмым выходами преобразователя 9 /18/. Выход импульсного усилителя 32₁ подключен к первому управляющему входу U_от первого ключа 33₁ и параллельно подключен к второму управляющему входу U_з второго ключа 33₂, также подключены импульсные усилители 32_3-7 к ключам 33_2-8, выход последнего импульсного усилителя 32₈ подключен параллельно к первым управляющим входам U_от ключей 33₈ и 33₉. Сигнальные входы ключей 33_1-8 объединены и подключены к выходу ключа 33₉, второй управляющий вход U_з которого подключен к своему выходу, прошедший импульс закрывает ключ 33₉. Сигнальный вход ключа 33₉ подключен к управляющему входу преобразователя «двоичный код-код яркости», закрывается ключ 33₉ сразу же после прохода импульса 25 МГц на сигнальные входы ключей 33.

Работа преобразователя «двоичный код - код яркости».

Сигналы с выходов разрядов АЦП 8 /17/ синхронно открывают ключи 24_1-8, через которые проходит импульс 25 МГц с блока 2 и запитывает светодиоды белого излучения в излучателе 25. Светодиоды синхронно выдают световые импульсы с яркостью соответственно весам обслуживаемых ими разрядов кожа, таблица 2. Суммарный поток светового импульса через объектив 27 поступает на центры полупрозрачных микрозеркал 28, а отраженные излучения поступают в фотоприемники 29, с выходов которых электрические импульсы поступают в свои импульсные усилители 32_1-8, с них импульсы поступают на первые управляющие входы U_от своих ключей 33_1-8 и на вторые управляющие входы U_з предыдущих ключей 33 и закрывают их. А импульс с импульсного усилителя 32₈ открывает ключ 33₉. Процесс идет со скоростью распространения света. Яркость луча после каждого микрозеркала 28 ослабляется в два раза, что соответствует принципу двоичного кода, кода, к моменту поступления последнего отраженного луча, например, от полупрозрачного микрозеркала 28₃ /фиг.2/ ключи с 33₈ по 33₄ уже будут закрыты, а ключи 32₂, 32₁ еще не будут открыты: яркость луча ослабла после прохождения микрозеркал 28_8-3 настолько, что фотоприемники 29₂ и 29₁ уже не срабатывают. Ключ 33₉ открывается сигналом U_от с выхода импульсного усилителя 32₈ при прохождении лучом первого микрозеркала 28₈ и остается открытым до прихода импульса 25 МГц с блока 2. С приходом импульса 25 МГц он поступает параллельно на сигнальные входы всех ключей 33_8-1, из которых к этому моменту открыт только один ключ 33₃, ключи 33_8-4 будут уже закрыты, ключи 33_2-1 еще не будут открыты, импульс пройдет черев открытый ключ 33₃ на выход преобразователя 9, на выходе которого будет код 00100000. На выходах преобразователей 9, 18 коды будут с сигналом «1» в одном разряде, в остальных разрядах нули. Накопители 10_1-3 и 19_1-3 кодов идентичны, каждый содержит /фиг.4_1-3/ блоки 37_1-1000 регистров по числу строк в кадре. Информационными первым-восьмым входами являются поразрядно объединенные первый-восьмой входы всех блоков 37 регистров, а девятые информационные блоков 37 регистров тоже объединены и подключены к управляющему входу 2 блока 10_1-3 /фиг.4_1-3/. Выходами накопителей 10_1-3 и 19_1-3 кодов являются параллельные выходы с первого по 9000-й всех блоков 37 регистров, всего выходов с накопителей кодов 9×10⁶ /9000×1000/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_к 25 Гц первого блока 37₁ регистров /фиг.4₁/, вторым - объединенные вторые управляющие входы U_д 25 МГц блоков 37 регистров, третьим - объединенные третьи управляющие входы U_выд 75 Гц блоков 37 регистров, причем третьи управляющие входы блоков 10_1-3 регистров первого канала подключены соответственно к выходам 1, 2 и 3 в блоке 13 ключей /фиг.1/, а третьи управляющие входы U_выд в блоках 19_1-3 второго канала тоже подключены к выходам 1, 2 и 3 в блоке 13 ключей, четвертым - объединенные четвертые управляющие входы блоков 37 регистров, подключенные к выходу последнего блока 37₁₀₀₀ регистров. Управляющий вход каждого предыдущего блока 37 регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока 37 регистров. Блоки 37 регистров идентичны, каждый включает /фиг.5, 6/ первый 38 и второй 39 ключи, распределитель 40 импульсов и девять регистров 41_1-9, каждый из тысячи разрядов по числу отсчетов в строке. Информационными входами блока 37 являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов девяти регистров 41. Выходами являются параллельные выходы всех разрядов девяти регистров 41, всего выходов 9000: 9 разр×1000. Параллельные выходы трех накопителей кодов 10_1-3 и 19_1-3 в каждом канале составляют 3×9×10⁶=27×10⁶. Управляющими входами блока 37 регистров /фиг.5/ являются: первым - первый управляющий вход U_от первого ключа 38, вторым - сигнальный вход U_д ключа 38, третьим - сигнальный вход U_выд 75 Гц ключа 39, подключенный к соответствующему выходу в блоке 13 ключей /фиг.1/, четвертым - первый управляющий вход U_от ключа 39. Выход первого ключа 38 подключен к входу распределителя 40 импульсов, выходы которого, начиная с первого, последовательно подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно девяти регистрам 41, последний выход 1000-й подключен к входу U_з первого ключа 38 и является управляющим выходом в следующий блок 37₂ регистров. Выход второго ключа 39 подключен параллельно к вторым входам разрядов девяти регистров 41 и к второму управлявшему входу U_з второго ключа 39, один прошедший импульс U_выд закрывает ключ 39. Выходы накопителей кодов 10_1-3 и 19_1-3 подключены соответственно к входам блоков 11_1-3 и 20_1-3 импульсных усилителей, каждый из которых включает импульсных усилителей по числу выходов с блока 10 и 19:9×10⁶. Выходы трех блоков 11_1-3 и трех блоков 20_1-3 составляют каждые по 27×10⁶ /3×9×10⁶/, подключены соответственно к стольким же входам 27×10⁶ своих экранов 12 и 21.

Работа накопителей кодов 19 и 10, фиг.4, 5.

Сигналы первого-восьмого разрядов с преобразователей 9_1-3, 18_1-3 поступают на первый-восьмой информационные входы блоков 37 регистров /фиг.5/, на девятый информационный вход блоков 37 поступают импульсы 25 МГц с второго управляющего входа накопителя кодов U_д, которые являются управляющими импульсами введения в поток излучения /фит.7/ цветного микросфетофильтра для окрашивания исходящего из элемента матрицы излучения. Заполнение регистров 41_1-9 кодами первой строки начинается с открытием сигналом U_к 25 Гц первого ключа 38 в первом блоке 37₁ регистров /фиг.5/. Ключ 38 пропускает импульсы U_д 25 МГц на вход распределителя 40 импульсов, тактовые импульсы с которого последовательно поступают на тактовые входы девяти регистров 41. По заполнении регистров 41 кодами звука первой строки с последнего выхода блока 40 сигнал U_з закрывает ключ 38 и с выходным сигналом открывает ключ 38 в следующем блоке 37₂ регистров, регистры 41_1-9 которого заполняются кодами второй строки. За период кадра 40 мс заполняются кодами звуков все регистры 41 во всех блоках 37_1-1000 регистров. С последнего блока 37 выходной сигнал поступает на четвертые управляющие входы всех блоков 37 регистров и открывает в них ключи 39, которые пропускают один импульс U_выд 75 Гц /с блока 13 фиг.12/, который выдает синхронно из всех блоков 37 регистров коды звуков в блоки 11_1-3 и 20_1-3 импульсных усилителей. Девятиразрядные коды с блоков импульсных усилителей поступают на 27×10⁶ входы экранов 12 и 21. Плоскопанельные экраны 12 и 21 идентичны, каждый содержит матрицу элементов по числу разрешения 10⁶ /1000×1000/. Каждый элемент матрицы формирует пиксел тремя последовательными излучениями за период кадра 40 мс красным, зеленым и синим, каждый продолжительностью 13 мс. Человеческий глаз при частоте облучения менее 0,1 с /100 мс/ сохраняет на малое время образ видимого цвета. Изображение объекта подряд в красном, зеленом и синем цветах последовательно накладываются в сетчатке глаза одно на другое по 13 мс /0,013 с/ и создают в мозгу человека изображение объекта в натуральных цветах [3 c.79]. Частота повтора цветных изображений трех цветов R, G, B на экранах 75 Гц /по 13 мс/ при длительности периода кадра 40 мс /25 Гц/. Все элементы матрицы экрана излучают параллельно последовательно по 13 мс три цветовых однотонных изображения: первые 13 мс идет излучение изображения кадра только в красном цвете с яркостью кодов R, все вторые 13 мс идет излучение изображения только в зеленом цвете с яркостью кодов G, в третьи 13 мс идет излучение изображения только в синем B цвете с яркостью кодов B. Общий вид элемента матрицы на фиг.7 /вверху/ и включает непрозрачный корпус 42 формой параллелепипеда из изоляционного материала, он же является и корпусом излучающей ячейки, в которой во входном торце со стороны облучения расположена микролинза 43, выполняющая роль микрообъектива, после микролинзы последовательно друг с другом расположены семь с 44₂ по 44₈ нейтральных микросветофильтров, обслуживающие второй-восьмой разряды поступающих кодов звука и три цветных микросветофильтра 44_R, 44_G, 44_B, обслуживающие только девятый разряд поступающих кодов.

Первый старший разряд в коде звука 1000000 никаким нейтральным микросветофильтром не обслуживается, так как пропуск 100% излучения из излучающей ячейки идет, когда все нейтральные микросветофильтры не ослабляют ноток излучения после микролинзы 43, и он проходит излучающую ячейку насквозь до цветного микросветофильтра. Девятиразрядные коды с импульсных усилителей имеют в кодах только два импульса: один в одном из второго-восьмого разрядов кода, который управляет одним соответствующим нейтральным микросветофильтром 44_2-8, второй импульс присутствует всегда в девятом разряде и управляет одним из трех цветных микросветофильтров 44_R, 44_G, 44_B. Включение нейтральных и цветных микросветофильтров соответственно поступающих кодов проиллюстрировано в таблице 3.

Таблица 3. Поступающий код Включаемый нейтральный микросветофильтр Цветной микросветофильтр 1-8 коды звука 9 разряд код цвета 00000001 1 44₈ 44_R или 44_G, или 44_B 00000010 1 44₇ то же 00000100 1 44₆ то же 00001000 1 44₅ -«- 00010000 1 44₄ -«- 00100000 1 44₃ -«- 01000000 1 44₃ -«- 10000000 1 44₁ отсутствует 44_R или 44_G, или 44_B

Каждый нейтральный и цветной микросветофильтры прикреплены к свободному /второму/ концу своего микропьезоэлемента 45_2-8 и 45_R, 45_G, 45_B, первые концы микропьезоэлементов с управляющими входами жестко закреплены в корпусе 42 элемента матрицы. Нейтральные микросветофильтры 44_2-8 имеют коэффициенты ослабления излучения соответственно принципа двоичного кода и приведены в таблице 4. Коэффициенты ослабления у цветных микросветофильтров должны быть минимальными и близкими по величине друг другу. За период кадра 40 мс микропьезоэлементы 45_2-8 срабатывают три раза по длительности 13 мс , микропьезоэлементы цветных микросветофильтров 45_R, 45_G, 45B срабатывают за период по одному разу.

Таблица 4. нейтральный микросветофильтр 44₁ 44₂ 44₃ 44₄ 44₅ 44₆ 44₇ 44₈ коэффициент ослабления - 0,5 0,75 0,875 0,937 0,968 0.984, 0,992 % пропуска излучения 100% 50% 25% 12,5 16,25% 3,12% 1,56 0,78 плотность светофильтра - 2^х 4^х 8^х 16^х 32^х 64^х 128^х

Принцип работы излучающей ячейки на фиг.8 приведен момент выдачи ячейкой синего излучения B при коде яркости 000100001: в поток излучения введены нейтральный микросветофильтр 44₄, пропускающий 12,5% излучения соответственно кода звука 00010000, затем поток окрашивается в синий цвет цветным микросфетофильтром 44_B, управляющим сигналом для ввода в поток цветного светофильтра 44_B является единица в девятом разряде общего кода 000100001. Излучающая ячейка выполняется максимально миниатюрной, в элементе матрице она одна, в прототипе их девять, следовательно, размеры экранов 12 и 21 при том же разрешении, что и в прототипе, будут в три раза меньше по длине и по высоте. Облучение микролинз 43 элементов матриц выполняется светодиодами белого свечения, расположенными в соответствующем количестве и в соответствующем порядке внутри корпуса экрана. Устройство содержит очки раздельных полей зрения /фиг.1/, которые представляют оправу с дужками для ушей, окна очков без стекол, между собой соединены подвижно вертикальной осью для разворота окон относительно друг друга, каждое окно имеет конусную бленду на конце под форму экрана, каждая бленда из двух частей: первая часть вкручивается в окно, вторая часть подвижная, выдвигается или вдвигается в первую для изменения ее длины. В течение первого периода кадра идет сосредоточение кодов звука в накопителях 10_1-3 и 19_1-3 кодов звука. С окончанием периода первого кадра 40 мс коды в параллельном виде выдаются из накопителей в свои блоки 11_1-3 и 20_1-3 импульсных усилителей: первым выдаются сигналом с первого выхода блока 13 /Фиг.1/ коды звука для цвета R с накопителей 10₁ и 19₁ в блоки соответственно 11₁ и 20₁, с которых усиленные импульсы до соответствующей величины и длительностью 13 мс поступают на управляющие входы всех элементов матриц экранов 12 и 21, на экранах в течение 13 мс высвечивается изображение звуков только в красном R цвете, вторым сигналом со второго выхода блока 13 выдаются коды звука для цвета G с накопителей 10₂, 19₂ в блоки 11₂ и 20₂, с которых усиленные и длительностью 13 мс импульсы кодов поступают на управляющие входы всех элементов матриц обоих экранов, на которых в течение 13 мс высвечиваются изображения звуков только в зеленом цвете G, третьим видаются сигналом с третьего выхода блока 13 коды звуков для цвета B синего с накопителей 10₃ и 19₃ в блоки 11₃ и 20₃, с которых усиленные импульсы кодов длительностью 13 мс поступают на управляющие входы всех элементов матриц экранов 12 и 21, на них в течение 13 мс высвечиваются изображения только в синем цвете. В результате накладки цветов одного и того же кадра на сетчатку глаз зритель видит изображение звуков на экранах в натуральных цветах, а через очки 4 он воспринимает их в объемном виде. Блок 13 ключей /фиг.3/ включает первый 34, второй 35, третий 36 ключи, сигнальные входы ключей объединены и подключены к третьему выходу делителя 2 частоты 75 Гц /фиг.1/, управляющим входом блока 13 ключей является первый управляющий вход U_ОТ первого ключа 34, подключенный к выходу 1 /фиг.1/ 25 Гц делителя 2 частоты. Выход ключа 34, подключенный к третьему управляющему входу накопителя 10₁ кодов звука в первом канале /фиг.1/ и к третьему управляющему входу накопителя 19₁ кодов звука второго канала и подключен параллельно к своему второму управляющему входу U_з и к первому управляющему входу U_от второго ключа 35, выход которого подключен к третьему управляющему входу накопителя 10₂ кодов звука в первом канале и к третьему управляющему входу накопителя 19₂ кодов звука во втором канале и подключен параллельно к своему второму управляющему входу U_з и к первому управляющему входу U_от ключа 36, выход которого подключен к третьему управляющему входу накопителя 10₃ кодов звука в первом канале и к третьему управляющему входу накопителя 19₃ во втором канале и подключен параллелью к своему второму управляющему входу U_з. С приходам переднего фронта импульса U_от 25 Гц в блок 13 ключей в накопители кодов звука следуют с частотой 75 Гц три сигнала U_выд.

Работа устройства, фиг.1, 2, 7.

На входы предварительных усилителей 5 и 14 поступают стереосигналы звуков 3в1 и 3в2, которые после соответствующего усиления поступают на входы блоков 6, 15 полосовых фильтров ЗЧ, выделяющие на первом-третьем выходах блоков 6, 15 сигналы трех диапазонов звуковой частоты соответственно таблицы 1, которые детектируются в блоках 7 и 18 и поступают в свои АЦП 8_1-3 и 17_1-3, выдающие восьмиразрядные коды звуков, поступающие в свои преобразователи «двоичный код - код яркости» и 9_1-3 и 18_1-3, восьмиразрядные коды поступают в свои накопители 10_1-3 и 19_1-3. За первый период кадра 40 мс кеду звуков сосредотачиваются в накопителях кодов звука. По окончании первого периода с блока 13 следует три сигнала U_выд с частотой 75 Гц, выдающие с интервалом 13 мс с блоков 10₁ и 19₁ коды звука для цвета R, с блоков 10₂ и 19₂ коды звуков для цвета G и с блоков 10₃ и 19₃ для цвета B синего в блоки соответственно 11_1-3 и 20_1-3, где импульсы формируются соответствующей амплитуды и длительностью в 13 мс и поступают управляющими сигналами в элементы матрицы экранов 12, 21, излучение из элементов матриц создают на двух экранах цветовые образы звуков, которые зритель наблюдает через очки 4 раздельных полей зрения: левый глаз с экрана 12, правый глаз с экрана 21. Точная подстройка окон очков 4 добавляется разворотом окон и изменением длин бленд. Соответственно цветовым и временным изменением двух цветовых изображений звуковых сигналов на двух экранах 12 и 21 мозг зрителя воспринимает цветовое отображение звуковых сигналов еще и объемным.

Предлагаемое устройство пригодно для широкого индивидуального использования в дополнение к бытовым звуковоспроизводящим приборам и аппаратуре звуковоспроизведения, может быть существенным цветовым дополнением при исполнении музыкальных произведений в концертных залах при оснащении их экранами и будут не бесполезны в работе и подготовке профессиональных музыкантов.

Использованные источники

1. Патент РФ №2438747 C1, кл. A63J 17/00, G10L 21/06, бюл. №1 от 10.01.12 г.

2. Б.Н.Бегунов, Н.П.Заказнов, Теория оптических систем, М., 1973, с.22.

3. Г.И.Ашкенази. Цвет в природе и технике. М., 4-е изд-е, 1985, 4-е изд-е, 1985, с.79.

4. А.Ф.Плонский, В.И.Теаро. Пьезоэлектроника. М., 1979, с.26, 27.

Изобретение относится к устройствам цветомузыки и может быть использовано для перевода двухканальной стереофонии в цветовые образы. Техническим результатом является реализация цветового отображения стереозвуков на двух экранах и пригодность устройства для массового использования в быту. Технический результат достигается упрощением состава устройства использованием трех полосовых фильтров звуковой частоты, введением в каждый канал преобразователя «двоичный код - код яркости» и исполнением элементов матриц в экранах из одной соответствующей излучающей ячейки. 4 табл., 10 ил.

Устройство объемного цветового отображения звуковых стереосигналов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, два идентичных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные предварительный усилитель, вход которого является одним их двух входов устройства, блок полосовых фильтров звуковых частот (ЗЧ), блок детекторов, вход каждого детектора подключен к соответствующему выходу блока полосовых фильтров ЗЧ, соответствующее число аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход каждого АЦП подключен к соответствующему выходу блока детекторов, управляющие входы U_д АЦП объединены и подключены к второму входу делителя частоты, включает соответствующее число накопителей кодов, каждый из которых имеет первый-восьмой информационные входы, одноименные первые и вторые управляющие входы накопителей кодов объединены и подключены к первому и второму выходам делителя частоты, включает соответствующее число блоков импульсных усилителей, каждый ив которых содержит импульсные усилители по числу выходов накопителя кодов, входы блоков импульсных усилителей подключены к соответствующим выходам своего накопителя кодов, первый канал включает неподвижный плоскопанельный экран, второй канал включает правый подвижный плоскопанельный экран, оба экрана размещены в каркасе, нижняя часть которого под правым экраном имеет опорные ролики для перемещения по ним правого экрана влево и вправо, правый и левый плоскопанельные экраны идентичны, каждый содержит матрицу элементов по числу разрешения экрана 10⁶ (1000×1000), элементы матрицы подключены к выходам блоков импульсных усилителей своего канала, облучение матриц выполняется сверхъяркими светодиодами белого излучения, размещенными в соответствующем количестве и в соответствующем порядке на тыльной внутренней стороне корпуса экрана, излучающая ячейка, расположенная в корпусе элемента, содержит микролинзу со стороны облучения, после микролинзы размещено соответствующее число нейтральных микросветофильтров, прикрепленных к своим микропьезоэлеметам, первые концы которых с управляющим входом жестко закреплены в корпусе элемента, к вторым свободным их концам прикреплены нейтральные микросветофильтры, каждый с соответствующим коэффициентом поглощения излучения потока облучения, значения которых соответствуют принципу двоичного кода, микросветофильтры расположены последовательно друг за другом, устройство содержит очки раздельных полей зрения, представляющие оправу с дужками для ушей, окна очков без стекол, между собой соединены подвижно вертикальной осью, каждое окно имеет конусную бленду на конце под форму экрана, бленды из двух частей: первая часть вкручивается в окно очков, вторая часть подвижная, выдвигается и вдвигается в первую, меняя длину бленды, накопители кодов идентичены, каждый содержит блоки регистров по числу строк (1000) в экране, информационными входами являются поразрядно объединенные первые-восьмые информационные входа блоков регистров, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_к (25 Гц) первого блока регистров, вторым - объединенные вторые управляющие входы U_д (25 МГц) блоков регистров, третьим - объединенные третьи управляющие входы U_выд блоков регистров, четвертым - объединенные четвертые управляющие входы блоков регистров, выходами накопителя кодов являются параллельные выходы всех блоков регистров, управляющий выход каждого предыдущего блока регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока регистров, управляющий выход последнего блока регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков регистров, блоки регистров идентичны, каждый содержит первый и второй ключи, распределитель импульсов и восемь регистров, каждый из тысячи разрядов по числу отсчетов в строке, поразрядно объединенные третьи входы разрядов восьми регистров являются первым-восьмым информационными входами блока регистров, управляющими входами которого являются: первым - первый управляющий вход U_от первого ключа, вторым - сигнальный вход U_д первого ключа, третьим - сигнальный вход второго ключа U_выд, четвертым - первый управляющий вход U_от второго ключа, выход первого ключа подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого последовательно, начиная с первого, подключены к первым (тактовым) входам разрядов параллельно восьми регистров, последний, тысячный, выход распределителя импульсов подключен к второму управляющему входу U_з первого ключа и является первым управляющим выходом блока регистров, подключенным к первому управляющему входу следующего блока регистров, выход второго ключа подключен параллельно к вторым входам разрядов восьми регистров и к второму управляющему входу второго ключа, выходами блока регистров являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров, отличающееся тем, что в каждый канал устройства введены три преобразователя «двоичный код - код яркости», в каждом канале блок полосовых фильтров ЗЧ выполнен из трех активных полосовых фильтров ЗЧ, блок детекторов выполнен из трех амплитудных детекторов, вход каждого из которых подключен к выходу своего активного полосового фильтра ЗЧ, выходы трех амплитудных детекторов являются первым-третьим выходами блока детекторов, к каждому из которых подключен вход АЦП, первый-восьмой выходы каждого АЦП подключены соответственно к первому-восьмому входам своего преобразователя «двоичный код - код яркости», каждый канал содержит три накопителя кодов, информационные первый-восьмой входы которого подключены к первому-восьмому выходам своего преобразователя «двоичный код - код яркости», каждый накопитель кодов имеет 9×10⁶ выходов (3×3×10⁶), которые подключены к стольким же входам соответствующего блока импульсных усилителей, а выходы трех блоков импульсных усилителей 27×10⁶ (3×9×10⁶) подключены к стольким же входам плоскопанельного экрана своего канала, преобразователи «двоичный код - код яркости» идентичны, каждый содержит непрозрачный корпус, в котором расположены по числу разрядов кода звука восемь ключей, содержит световой импульсный излучатель, представляющий матрицу из восьми импульсных светодиодов белого излучения, скрепленных в соответствующем корпусе, входы первого-восьмого импульсных светодиодов подключены к выходам соответственно первого-восьмого ключей, первые управляющие входы U_от которых являются первым-восьмым информационными входами преобразователя «двоичный код - код яркости» и подключены к выходам первого-восьмого разрядов своего АЦП, сигнальные входы восьми ключей объединены и являются управляющим входом преобразователя, подключенным к второму выходу 25 МГц делителя частоты, выход каждого ключа подключен к своему второму управляющему выходу U_з, каждый импульсный светодиод на стороне излучения имеет нейтральный светофильтр с коэффициентом ослабления излучения соответственно веса обслуживаемого им разряда кода по принципу двоичного кода, преобразователь «двоичный код - код яркости» содержит первый внутренний непрозрачный корпус, в верхней части которого закреплен объектив, оптическая ось которого совпадает с оптической осью светового импульсного излучателя, по оптической оси объектива и под углом 45° к ней расположены последовательно друг за другом на соответствующем расстоянии и жестко закреплены восемь идентичных по размерам полупрозрачных микрозеркал, каждое из которых имеет светоделительное покрытие, выполняющее соответственно принцип двоичного кода отношение отраженного излучения к пропущенному на следующее за ним полупрозрачное микрозеркало как 1:0,5, на стороне корпуса, к которому повернуты полупрозрачные микрозеркала, расположены восемь соответствующих фотоприемников, принимающих отраженные излучения, преобразователь «двоичный код - код яркости» включает второй внутренний непрозрачный корпус, в котором расположены с первого по восьмой импульсные усилители и с первого по девятый ключи, входы восьми импульсных усилителей подключены к выходам соответствующих фотоприемников, выходы первого-седьмого импульсных усилителей подключены одинаково к первому управляющему входу U_от одноименного ключа и к второму управляющему входу U_з предыдущего по нумерации ключа, выход восьмого импульсного усилителя подключен параллельно к первым управляющим входам U_от восьмого и девятого ключей, сигнальный вход девятого ключа подключен к управляющему входу преобразователя (25 МГц), а выход его подключен параллельно к сигнальным входам первого-восьмого ключей и к своему второму управляющему входу U_з, выходы первого-восьмого ключей являются информационными выходами преобразователя «двоичный код - код яркости», поразрядно объединенные первый-восьмой информационные входы блоков регистров подключают восьмиразрядные коды звука и являются первым-восьмым информационными входами каждого накопителя кодов и подключены к первому-восьмому выходам соответствующего преобразователя «двоичный код - код яркости», девятые информационные входы блоков регистров объединены и подключены к второму управляющему входу U_д (25 МГц) накопителя кодов, поставляя сигнал цветового кода в девятый разряд совместно с первым-восьмым разрядами кода звука в блоки регистров накопителей кодов, в каждый блок регистров введен девятый регистр из тысячи разрядов, первые входы разрядов девятого регистра подключены последовательно к 1-1000 выходам распределителя импульсов, вторые входы разрядов девятого регистра подключены параллельно к выходу второго ключа U_выд блока регистров, третьи входы разрядов девятого регистра объединены и являются девятым информационным входом в каждом блоке регистров, в устройство введен блок ключей, содержащий первый, второй и третий ключи, сигнальные входы которых объединены и подключены к третьему выходу 75 Гц делителя частоты, управляющим входом блока ключей является первый управляющий вход U_от первого ключа, подключенный к первому выходу 25 Гц делителя частоты, выход первого ключа является первым выходом блока ключей и подключен к третьим управляющим входам в первых накопителях кодов первого и второго каналов и подключен параллельно к своему второму управляющему входу U_з и к первому управляющему входу U_от второго ключа, выход которого подключен к третьим управляющим входам вторых накопителей кодов в первом и втором каналах и параллельно подключен к своему второму управляющему входу и к первому управляющему входу U_от третьего ключа, выход которого подключен параллельно к третьим управляющим входам третьих накопителей кодов в первом и втором каналах и параллельно к своему второму управляющему входу U_з, элементы матриц в обоих плоскопанельных экранах выполнены идентично, каждый элемент матрицы содержит непрозрачный корпус формой параллелепипеда из изоляционного материала, в котором размещена одна излучающая ячейка, производящая за период кадра последовательно три излучения трех цветов - красного, зеленого и синего, в излучающей ячейке после облучаемой микролинзы расположены последовательно с седьмого по первый нейтральные микросветофильтры с коэффициентами ослабления потока излучения соответственно весов второго-восьмого разрядов двоичных кодов и три цветных микросветофильтра трех основных цветов R, G, В, окрашивающих излучение на выходе из элемента матрицы, нейтральные микросветофильтры обслуживают разряды кодов звука со второго по восьмой, поступающие за период три раза на управляющие входы соответствующих микропьезоэлементов, цветные микросветофильтры обслуживают только один девятый разряд кодов и срабатывают по одному разу за период кадра.