Выходное оптическое устройство светомузыкальной установки Советский патент 1986 года по МПК A63J17/00 

Изобретение относится к светомузыке, а именно к устройствам для создания световых эффектов в светомузыкальных установках, и может быть использовано в динамических светоэффектных устройствах, в рекламе.

Целью изобретения является уменьшение теплового излучения потребления электроэнергии при одновременном расширении ху- дожественрю-изобразительных возможностей светомузыкального устройства.

На фиг. 1 представлено выходное онти- ческое устройство светомузыкальной установки, разрез; на фиг. 2 - вариант несущего диска, вид сверху.

Выходное онтическое устройство светомузыкальной установки (фиг. 1) содержит источник света 1 с отражателем 2, трафарет 3 теневой проекции, содержащий светофильтры 4 и формообразующие элементы 5. Экран 6 установлен за трафаретом 3 теневой проекции параллельно ему. Несущий диск 7, выполненный из светонепроницаемого материала и установленный межд источником света 1 и трафаретом 3 теневой проекции иараллельно последнему, содержит (фиг. 2) центральное и боковые отверстия 8, положительные линзы 9, закрепленные между центральным и боковыми отверстиями 8 так,что их оптические оси параллельны плоскости диска 7. Светоотражательные элементы 0 установлены на конце несущего диска 7 перед боковыми отверстиями 8 под углом 42-60° к плоскости.несущего диска 7. Нер- вый выход электромотора 11 соединен с первым кинематическим блоком 12, с вторым кине 1атическим блоком 13, причем первый и второй выходы первого кинематического блока 12 жестко связаны с трафаретом 3 теневой проекции и несущим диском 7 соответственно, а выход второго кинематического блока 13 механически связан с патроном источника света 1.

Выходное оптическое устройство светомузыкальной установки работает следующим образом.

Источник света 1 излучает свет во все стороны. Часть светового потока от источника света 1 излучается вдоль оси источника света 1 перпендикулярно плоскости трафарета 3 теневой проекции и через центральное отверстие 8 в несущем диске 7, светофильтр 4 и формообразующий элемент 5 проецируется в виде светового образа на экран 6. Часть светового потока, излучаемого источником света 1 в противоположную от экрана 6 сторону, возвращается отражателем 2 в сторону экрана 6 и также через формообразующий элемент 5 проецируется на экран 6.

Световой поток, излучаемый источником света I в боковые стороны, вдоль трафарета 3 теневой проекции или под неболь- HJHM углом к нему, собирается положитель

0

5

0

5

0

5

ными линза.ми 9 и узким гзучко.м света направляется на светоотражательный элемент 10. который поворачивает этот ПУЧОК света в сторону трафарета 3 теневой проекции и через боковые отверстия 8, формообразуюпхий элемент, 5 проецируется на экран 6.

Для: цветовой окраски световых образов на трафарете 3 теневой проекции установлены светофильтры 4, которые движутся вместе с трафаретом 3.

Светофильтры 4 выполнены в виде отдельных секторов и закреплены на трафарете 3 в спектральной последовательности, например красный - желтый - зеленый - гюлу- бой - красный. Таким образо.м, можно получать не только чисть е, но и промежуточные цвета, когда мимо источника света 1 проходит 1 раница двух соседних светофильтров.

Несущий диск 7 и трафарет 3 теневой проекции приводятся в движение с электромотором 11 через кинематический блок 12 и вращаются друг относите, 1ьно друга в противоположных направлениях, чтобы на экране 6 не наблюдалось постоянного однонаправленного пере.меп;ения световых образов.

Светоотражательный элемент 10 и формообразующий элемент 5 трафарета 3 теневой проекции расположены оптически соосно. При перемещении трафарета 3 теневой проекции относительно источника света 1 на экране 6 наблюдаются плавно трансформирующиеся световые образы. За счет использования п положительных линз 9 и п све- тоотражательных элементов 10 создается соответствующее количество (п) перемещающихся мнимых источников света, в результате чего световые эффекты, создавае.мые выходным оптически.м устройством, не повторяются и получаются разнообразными по цвету, фактуре, конфигурации, местоположению. С помопдью второго кинематического блока 13 дополнительно предус.мотрено управление масщтабом изображения путем перемещения источника света 1 относительно центрального отверстия несущего диска 7 в пределах его размеров параллельно кости несущего диска 7, а также )еме- щение источника света I перпендикулярно плоскости несущего диска 7 в пределах размеров положительных линз 9.

Так, например, когда источник света 1 перемоцается параллельно п,;1оскости песу- щег о диска 7, то изображение от источника света 1 па экране 6 увеличивается в размерах при приб.лижении его к положительным линзам 9 и уменьшается при уда- лепии от линз 9, а в случае перемещения источника света 1 перпендикулярно плоскости несущего диска 7 изображение от него на экране 6 то приближается к центру (источник света 1 приближается к диску 7), то смещается к краям несущего диска 7 (источник света I удаляется от диска 7).

Таким образом, при одновременном движении источника света 1 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на экране 6 наблюдаются одновременные перемещения, трансформации, изменения масштабов проецируемого изображения, что и создает на экране 6 постоянно меняющиеся по рисунку, фактуре, местоположению световые эффекты.

Все описанные трансформации световых образов наблюдаются при наклоне свето- отражающих элементов 10 на угол 42-бО к плоскости несущего диска 7.

В выходных оптических устройствах с трафаретами 3 теневой проекции положительные линзы зачастую используются и как дополнительные формообразующие элементы 5, трансформирующие изображение светящегося тела источника света 1 (лампы накаливания) при ее проекции на экран 6, т. е. как анаморфозные преобразователи. При этом трансформации формы и мас- щтаб проецируемого тела очень сильно зависят от относительного размещения линзы, используемой в качестве формообразующего элемента 5 между источником света 1 и экраном 6, ее фокусного расстояния и углового смещения формообразующего элемента 5 (которым является линза) относительно неподвижной нити накала источника света 1.

Масштаб изображения на экране 6 изменяется вследствие изменения пропорциональных соотноц.ений расстояний между источником света 1, линзой, используемой в качестве формообразующего элемента 5, и экраном 6. Например, при уменьшении расстояния между источником света 1 и формообразующим элементом 5 с помощью блока 13 проекция изображения на экране 6 увеличивается в размерах, а при увеличении -- уменьшаться. Аналогичная картина наблюдается при проекции изображения через центральное отверстие 8, когда источник света 1 перемещается перпендикулярно плоскости несущего диска 7.

При одновре.менном перемещении источника света 1 в параллельной и перпендикулярной плоскостях относительно несущего диска 7 на экране 6 наблюдается одновременное из.менение раз.меров и конфигурации изображения.

При конкретной реализации число источников света 1.В выходном оптическом устройстве зависит от числа каналов схемы формирования управляющих сигналов светому- зыкальной установки. При использовании широко распространенных 3-4-канальных схем формирования управляющих сигналов светомузыкальной установки соответственно в выходном оптическом устройстве устанавливается 3-4 источника света 1. Мини- мальное количество источников света 1 - один при применении простейшей схемы формирования управляющих сигналов светому

5

0

0

5

0

Q 5

0

5

5

зыкальной установки с использованием огибающей звукового сигнала. Световые образы при этом не станут менее зрелищными, поскольку формируется большее количество мнимых источников света.

Для получения дополнительных световых эффектов отражатель 2 может иметь заданную или произвольно текстурированную поверхность.

Фор.мообразующий элемент 5 может быть также выполнен прорезным с орнаментально-декоративным рисунком и т.п.

Положительные линзы 9 располагаются в зависимости от конструктивных размеров выходного оптического устройства на расстоянии (0,4 - 0,8)t, где f/ - фокусное расстояние линзы (размеры даны по оптической оси), источник света 1 - на расстоянии (0,3-2)f от главной плоскости линзы.

Положительные линзы 9 могут быть расположены одновременно на разных расстояниях от источника света 1.

Кроме того, положительные линзы 9 могут иметь одинаковые и различные фокусные расстояния.

Наиболее интересные зрелищные эффекты получаются (прн удалении экрана 6 до 0.7 м) с линза.ми 9 с фокусш51м расстоя1П1ем f 30-140 мм. Кроме того, при одновременном вращешш линзы 9 и отражательного элемента 10 вместе с диском 7 вокруг источника света 1 (в простейснем случае неподвижного) размеры световог о пятна на экране б ностоянно изменяются из-за то1Ч), что нить накала источника света 1 имеет малый диаметр и большую д,чину. У выбрт - ного источника света 1, например лампы типа БК220-100, нить накала выполнена в виде почти прямолипейного элемента, длина его приб,1из1 тельно равна 20 мм, диаметр 1 мм. Когда плоскость ,1инзы 9 параллел1 па плоскости 1П1ТП пакала источника света 1, то площадь светового пятна от нее наибо.чь- (ная, и наоборот, когда плоскость линзы 9 встанет перпендикулярно плоскости нити накала источника света 1, то нлощадь проецируемого светового пятна на экране 6 наименьшая. Естественно, что при плавном вращении линзы 9 вокруг нити накала па экране б источника света 1 происходит, одновременно с изменением конфигурации светового пятна и изменение его площади, которое также воспринимается как изменение масп1таба изображепия (считаем, что в рассматриваемый ггериод времени источник света 1 остается, например, «неподвижным).

Таким образом, при работе рассматриваемого устройства, когда одновременно происходит относительное перемещение псточ- ника света 1, формообразующих э.тементов (линз) 9, светоотражательных элементов 10, на экране наблюдается одновременное изменение конфигурации светового образа, его размера, направления движения, что способствуст в конечном итоге достижению ностав- .ченной цели.

В предлагаемом устройстве при использовании, например, бытовой ламиы типа БК 220-100 моплностью 100 Вт световой поток равен 1450 лм, диаметр колбы 61 мм, длина 105 мм, диаметр линз выбран равным 0,8 - 1,2 диаметра лампы. Удаление линзы 9 от центральной оптической оси выбрано, исходя из параметров оптимального телесного угла (90-75°) с учетом отклонения источника света 1 кинематическим блоком 13 на 15 мм в любую сторону от центральной оптической оси. При этом наименьшее удаление линзь 9--50 мм, }1аибольшее 80 мм. Фокусное расстояние линзы 9 выбирается из известного соотногнения, выражающего зависимость между этим фокусным расстоянием - расстоянием от предмета до главной плоскости линзы и от главной плоскости линзы до экрана

f « i - A 2--ei

Светоотражательные элементы 10 установлены под углом 42-60° так, что между верхней кромкой его и линзой 9 образуется

зазор в 15 мм. Исходя из рассмотренных соотношений размеров, диаметр несущего диска 7 и трафарета 3 теневой проекции берутся в пределах мм.

Металлический отражатель 2, например, для лампы параболической формы с внешним диаметром 80 мм и высотой 60 мм имеет центральное отверстие диаметром 38 мм с зажимом для крепления патрона тина Е27Н12П лампы и другим зажимом для крепления рычага кинематического блока 13. Трафарет 3 теневой проекции толщиной 1,5 .мм и несущий диск 7 толп-1иной 3 мм имеют диа- .метр 350 мм, выполнены из сплава Д16Т, покрыты черной оксидной пленкой, приче.м диа.метр центральног о отверстия 8 в несущем диске 7 равен 80 мм, боковые отверстия 8 имеют диаметр 65 мм, а светоотражатель- ный элемент 10, размещенньЕЙ над ни.м -- например, зеркало прямоугольной формы размером 70X90 мм или, соответствующих

размеров, прямоугольная поворотная призма.

В качестве кинематического блока 12 может быть использован, например, редуктор, в качестве кинематического блока 13 - кри- вошипно-шатунный, например, механизм с двухстепенным движением рабочего органа.

8