Способ создания световых эффектов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для создания световых эффектов. Целью изобретения является повышение выразительных возможностей путем создания иллюзии движения объекта в среде фоновой структуры. В способе, включающем получение на поверхности экрана фоновой структуры путем пространственной интерференции пучка лазерного излучения на среде с элементами оптической неоднородности и совмещение с ней изображения объекта, непрерывно изменяют геометрические размеры изображения объекта и одновременно осуществляют процесс непрерывного вырастания фоновой структуры из точки к периферии экрана или наоборот. В устройстве, включающем размещенные на оптической оси источник когерентного излучения, оптический узел формирования пространственного распределения излучения, среду с элементами оптической неоднородности и экран, оптический узел формирования пространственного распределения излучения выполнен в виде расположенных на расстоянии l₁ длиннофокусного и короткофокусного элементов, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга и среды с элементами оптической неоднородности, размещенной на расстоянии l₂ от второй фокальной плоскости оптического узла, при этом расстояния определяются из соотношений l₁ f₁+f₂, где f₁ и f₂ - фокусные расстояния оптических элементов, а l₂ f_m, где f_m - минимальное значение фокусного расстояния оптического узла. 1 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптическим устройствам, генерирующим разнообразные световые эффекты и может быть использовано для создания световых эффектов на сцене, рекламных визуальных программ, а также для решения ряда прикладных задач. Целью изобретения является повышение выразительных возможностей путем создания иллюзии движения объекта в среде фоновой структуры. На чертеже представлена схема устройства. Устройство для создания световых эффектов содержит канал 1 построения изображения объекта, канал 2 для создания фоновой структуры и проекционный экран 3. Канал 1 включает источник 4 излучения, блок формирования изображения объекта, состоящий из последовательного соединения двухкоординатной сканирующей системы 5, двухканального усилителя 6, узла объекта и генератора 8. Канал 2 состоит из лазера 9, оптического узла формирования пространственного распределения излучения, образованного длиннофокусным элементом 10 и короткофокусным элементом 11, а также элемента среды 12 с оптической неоднородностью, число которых не более трех. На чертеже приняты следующие обозначения: l₁ - расстояние между оптическими элементами 10 и 11; l₂ - расстояние между задней главной плоскостью оптического узла и средой 12; f₁ - фокусное расстояние оптического элемента 10; f₂ - фокусное расстояние оптического элемента 11, f - фокусное расстояние оптического узла. Позициями обозначены: 13 - изображение объекта, 14 - фоновая структура, создаваемые на экране 3. 15 - зона взаимодействия излучения со средой 12, 16 и 17 - пучки излучения лазеров соответственно 4 и 9. Устройство работает следующим образом. Зрелищный образ на экране 3 образуют наложением изображения 13 объекта на фоновую структуру 14, которые строят независимо друг от друга каналом 1 и каналом 2 соответственно, а затем изменяют величину изображения 13 объекта и создают движение типа вырастная фоновая структура 14 из точки и периферии экрана 3 или наоборот. В канале 1 пучок 16 излучения лазера 4 подают на двухкоординатную сканирующую систему 5, посредством которой пучок 16 сканируют с частотой f_ск 16 Гц по одной траектории, и таким образом за счет инерционных свойств глаза образуют на экране 3 изображение 13 объекта. Электрический сигнал, который управляет сканирующей системой 5, подают на усилитель 6 от генератора 8 через двухканальный регулятор 7 уровня. Размер изображения 13 объекта изменяют посредством регулятора 7 одновременно по каналам Х и Y величину сигнала, поступающего на усилитель 6 от генератора 8. В канале 2 пучок 17 излучения лазера 9 взаимодействует с материалом среды 12 после прохождения сквозь оптические элементы 10 и 11. Перемещая оптические элементы 10 и 11 один относительно другого и среды 12, изменяют пространственное распределение излучения в зоне 15 его взаимодействия со средой. Когда расстояние l₁ = f₁ + f₂, то f стремится к и расходимость излучения на выходе оптических элементов 10, 11 минимальная (определяется расходимостью излучения пучков 17 лазера 9 и отношением f₁, f₂, и размер зоны 15 становится практически равным сечению пучка излучения на выходе оптических элементов 10, 11. В этом случае изменение расстояния l2 мало влияет на характер создаваемой на экране 3 фоновой структуры 14. Когда расстояние l₁ < f₁ + f₂, то по мере сближения оптических элементов 10 и 11 f уменьшается, а расходимость излучения на выходе оптических элементов 10, 11 увеличивается. При l₂ = f точка фокуса совмещается со средой 12. В этом случае размер зоны 15 минимален. Усиливая неравенство l₂ > f, получают все большие размеры зоны 15. Таким образом, изменением величин l₁ и l₂ даже при неподвижной среде 12 создают существенно разные и непрерывно переходящие один в другой условия взаимодействия излучения пучков 17 со средой 12, что обусловливает создание на экране 3 зрелищного процесса непрерывной трансформации новой структуры. Если положить начальное состояние канала 2 как l₁ = min, l₂/f = max, а затем перемещением оптических элементов 10 и 11 уменьшить величину l₁ и l₂ > f вплоть до l₂ = f, что равносильно изменению размеров зоны 15 от максимального, включающего несколько оптических неоднородностей, до минимального, определяемого сечением пучка в точке фокуса, то возникает зрелищный эффект вырастания интерференционной структуры из центра к периферии экрана 3. Величина l₂/f = max и соответственно максимальный размер зоны 15 ограничиваются тем, что наложение на экране изображений от нескольких оптических неоднородностей приводит к размытию фоновой структуры 14 и к потере ее зрелищного качества. При совмещении изображения 13 и 14, обеспечиваемом одновременной работой каналов 1 и 2, осуществление описанных процессов приводит к возникновению у зрителя иллюзии движения изображаемого объекта 13 в среде фоновой структуры 14. Когда же скорость изменения размеров объекта существенно превышает скорость движения фоновой структуры, возникает иллюзия масштабности последней, ее оторванности и удаленности от объекта.

Формула изобретения

СПОСОБ СОЗДАНИЯ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1. Способ создания световых эффектов, включающий получение на поверхности экрана фоновой структуры путем пространственной интерференции пучка лазерного излучения на среде с элементами оптической неоднородности и совмещения с ней изображения объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения выразительных возможностей путем создания иллюзии движения объекта в среде фоновой структуры, одновременно изменяют геометрические размеры изображения объекта и расходимость пучка лазерного излучения в зоне его взаимодействия со средой. 2. Устройство для создания световых эффектов, содержащее экран, канал формирования изображения объекта, включающий источник излучения, блок формирования изображения объекта и блок изменения его размеров, и канал формирования фоновой структуры, включающий размещенные на одной оптической оси источник когерентного излучения, оптический узел формирования пространственного распределения излучения и элемент с оптической неоднородностью, отличающееся тем, что, с целью повышения выразительных возможностей путем создания иллюзии движения объекта в среде фоновой структуры, оптический узел формирования пространственного распределения излучения содержит последовательно размещенные по направлению когерентного излучения длиннофокусный и короткофокусный оптические элементы, установленные с возможностью перемещения один относительно другого до максимального расстояния между ними, равного сумме их фокусных расстояний, и относительно элемента с оптической неоднородностью до минимального расстояния от нее короткофокусного оптического элемента, равного минимальному фокусному расстоянию оптического узла.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.05.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---