一種模擬火焰燃燒圖像的裝置的製作方法

2023-05-18 03:27:21

專利名稱：一種模擬火焰燃燒圖像的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子技術模擬火焰圖像的方法和相關的裝置，它應用於電壁 爐、裝飾性壁燈、壁畫及部分顯示屏。
背景技術：
隨著科學技術的發展和環保要求的日益提高，傳統的實物燃燒壁爐已經逐步被清 潔、安全、方便和衛生的電壁爐所取代。現代家庭裝修也更需要具有動感，富有生命力 的裝飾物品。而過去模仿燃燒火焰的方法，大多採用普通燈泡有限的光源經過透射、反 射、衍射、折射和投射等方法產生，亮度不夠，畫面呆板且缺少真實火焰燃燒時所應有 的各種變化，仿真度不高，外部箱體往往比較厚重，電機噪音大。如美國專利號為4890600的模仿火焰燃燒圖像的裝置(Fir印lace burning simulator unit, January 2, 1990)，其特徵是殼體底部前面設置的燈泡，殼體底部後 面設有由電動機帶動旋轉的反光刷條，反光刷條的前面設有背面使光線散射的成像屏如 幕牆玻璃，燈泡發出的光線通過反光刷條的不規則反射，在成像屏上形成了徐徐上升的 火焰圖像，這種裝置產生的圖像，由於光線是靠反光刷反射燈泡的光線形成的，所以光 線的強度不夠，火焰的亮度有限，使火焰不夠通紅，而且火焰呈現圖案化，不夠逼真自 然。如中國專利號為ZL01113160.8的模仿火焰燃燒圖像的裝置，其採用閃爍光源進行直 接投射的，就是在成像屏如幕牆玻璃後面設置有動態光源，動態光源的內部是燈泡，燈 泡外面是由電動機帶動旋轉的中空的柱狀透光罩，透光罩上布滿透光孔。燈泡的光通過 火焰孔板上透光孔照到成像屏上，從而使成像屏上的光點變成了徐徐上升的火焰。由於 光線是直射的，所以光線的強度比較高，火焰的也就比較明亮，具有比較大的進步，但 是，依然存在火焰圖案不夠活潑的問題，而且，採用了電動機帶動柱式透光罩旋轉結構， 所以，體積比較大，厚度不夠薄，電動機噪音比較大，需要進一步改進。綜合前述，上面幾種火焰仿真裝置雖然各有千秋，但是有一個共同的缺點，閃爍光 源都需要機械部件進行傳動或帶動，形成光源閃爍，從而造成火焰飄動效果，所以整體 機械結構比較大，厚度不夠薄，重量相對比較重，特別是電動機使用時間一長，容易產生噪音，對於採用火焰孔板的裝置，由於其發光的光源是固定不變的，造成火焰形狀的圖案化，顯得單板，不夠活潑生動，不能滿足消費者的欣賞火焰的要求。另査專利號為200610006411. 7的中國專利"火焰模擬裝備"公開了一種裝置，包括模擬燃料床；前表面靠近模擬燃料床，後表面位於前表面相對位置的屏幕；和火焰 影片放映機，用於把火焰的電影投射在後表面上，以便在前表面顯示火焰的電影。屏幕 的前表面是部分反射的，以便給出模擬燃料床的反射像，使該反射像至少部分地似乎在 前表面顯示的火焰電影的後面，其缺陷在於體積大，厚度不夠薄，而且有機械噪音。專 利號為200610008599.9的中國專利"包括空氣過濾器的火焰模擬組件"，它包括一外殼， 該外殼包括一頂部面板、兩塊或多塊支撐著頂部面板的側面板、連接所述側面板的後面 板以及一塊或多塊基本上相對於後面板設置的前面板，還有，該組件具有一模擬燃料床、 設置在模擬燃料床後面的一屏幕以及用於在屏幕上提供火焰圖像的火焰圖像子組件，該 屏幕、外殼和模擬燃料床限定一內部腔室，該組件還包括設置成提供從一個或多個進氣 孔穿過腔室流向讓所述空氣離開腔室的一個或多個排氣孔的氣流的一風扇和一個或多 個用來過濾在空氣流中的至少一部分空氣的空氣過濾器。內部腔室除了進氣孔和排氣孔 之外基本上是氣密的。其缺陷在於在屏幕與火焰圖像子組件之間沒有任何光學模糊處理 組件，要在屏幕上獲得比較逼真的圖像，勢必需要採用高質量的火焰圖像電子組件，造 成成本上升，不夠經濟實用。目前幾乎所有的模擬火焰，大多採用白熾燈作為光源，而白熾燈是一種高耗能的落 後產品，許多國家都在限制白熾燈的使用，因此利用高效節能的LED (發光二極體)來模 擬火焰燃燒，應用前景廣闊。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種模擬火焰燃燒圖像的裝置，結構簡單實 用，經濟，模擬火焰圖像自然逼真，並能簡化機械結構，使裝置輕型薄壁化。本實用新型解決上述技術問題的技術方案是 一種模擬火焰燃燒圖像的裝置，其特 徵在於一種模擬火焰燃燒圖像的裝置，其特徵在於包括有播放編錄的火焰燃燒視頻圖像的LED播放器，播放器連接到由眾多的發光二極體組成的成像屏，顯示這些火焰燃燒 的圖像；對圖像進行修整、校色和模糊化處理的光學模糊處理層在成像屏之前；展示火焰燃燒圖像從而產生火焰燃燒效果的顯示屏在光學模糊處理層之前。作為改進，所述的LED播放器中的面狀成像屏根據產品的屏幕大小採用多塊LED模塊 進行組裝連接起來；或者直接使用由多個LED模塊組成的單元板，單元板可以是一個或多個並列組裝連接起來，以簡化結構，降低製造成本。作為改進，所述的成像屏採用平面、弧面、波浪面或及其一些不規則的曲面構成。 使成像屏上的火焰圖像能發生自然的彎曲和變形，更加接近自然的燃燒火焰。作為改進，所述的光學模糊處理層至少包括有透明或半透明的補色膜，利用補色膜 上的顏色與成像屏上的發光二極體色彩進行互補，用黑白圖片的播放再現真實物體燃燒 時火焰的顏色。必要時候補色膜可以做成曲面形狀，使圖像產生自然的扭曲變形，更接 近自然的火焰圖案。作為進一步改進，所述的補色膜下面為透明綠色，上面為透明白色，為拱形漸變補 色膜，與紅色的二極體進行配合，使得火焰下面的圖像變為金黃色，上面為漸變紅色的 效果。再改進，所述的光學模糊處理層還包括有透明或半透明的散光膜，利用散光膜對光 的局部散色，使火焰燃燒的圖像更加接近自然的火焰顏色。必要時候散光膜也可以做成 曲面形狀，使圖像產生自然的扭曲變形，更接近自然的火焰圖案。再進一步改進，所述的光學模糊處理層還至少包括有透明或半透明的偏光膜，利用 偏光膜對光的局部偏光處理，使火焰燃燒的圖像層次更加豐富，更富有立體感。必要時 候偏光膜也可以做成曲面形狀，使圖像產生自然的扭曲變形，更接近自然的火焰圖案。所述的顯示屏離成像屏的間距在20-100毫米之間。總有一點效果最好。最後，所述的顯示屏前面下方有炭火燈組件，組件為兩排以上的發光二極體，交替 閃爍，其快慢有數檔，檔位的調節與火焰燃燒速度的調節同步。所述的LED播放器增加 有音頻組件，播放物體燃燒時產生的各種聲音，或加配與火焰燃燒速度和節奏相匹配的 音樂。與現有技術相比，本實用新型的優勢在於使用LED播放器，可以將全色彩連續的 視頻素材轉變成所需的單幅黑白圖片，簡化了整體裝置，使得播放器的製造成本更低； 利用光學模糊處理層對成像屏上的火焰圖案進行處理，降低了裝置對成像像素的要求， 可以採用價格比較低廉的LED單元板，更加經濟實用；單一顏色的LED通過光學模糊處 理層的調整，成像亮度及回放速度的多種選擇，再加上音頻效果的使用，完全可以實現 各種真實物體燃燒火焰的再現，也更加逼真自然；燃燒物體種類和燃燒速度的多種選擇， 火焰逼真自然且富有人性化，更適應不同的消費群體和使用環境。整體裝置不需要使用 機械動力，輕型薄壁，製造簡單，適合在電壁爐、裝飾性壁燈、壁畫及部分顯示屏上應 用。


圖1為模擬火焰燃燒圖像的裝置立體圖；圖2為模擬火焰燃燒圖像的裝置電路模塊圖；具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1-2所示意， 一種模擬火焰燃燒圖像的裝置，其包括有LED播放器微處理器 控制電路輸出播放編錄的火焰燃燒視頻圖像，通過眾多的發光二極體組成的面狀成像屏 l顯示這些火焰燃燒的圖像；光學模糊處理層2在成像屏1之前，對圖像進行修整、校 色和模糊化處理；顯示屏3在光學模糊處理層2之前，展示火焰燃燒圖像，從而產生火 焰燃燒的效果。LED播放器具有彩色或黑白圖片的存儲驅動輸出功能；成像屏1是由象素為32X64的 LED單元板兩個並聯組成。成像屏l在上端部位可以呈適當的凹凸扭曲狀，與火焰扭曲變 形相配合一致。播放器可以存儲多種物體燃燒的視頻素材，最好是3個左右，我們選定 了2種，供用戶選擇使用；火焰燃燒視頻是在一定的長度內循環播放，單元長度一般在2 秒以上，播放動畫或圖片，選用的畫面為數幅至數千幅之間；我們將每種視頻素材按24 幀/秒幀幅分解成黑白火焰圖片，採用24幀/秒、18幀/秒、12幀/秒三檔回放速度，分別 表現的是火焰燃燒的快、中、慢；每種視頻素材回放的時間分別為ll秒、15秒、20秒左 右，當然時間越長越好；成像屏l的亮度可以分為多個等級，以適應於不同的使用環境 及用戶的愛好，這裡也分亮、中、暗3個等級；火焰視頻最好是全色彩，這樣發光二極 管和控制電路均為全色彩的，成本會很高，我們這裡將視頻轉換成帶有數級灰度的黑白 圖片，降低了對硬體的要求，這樣發光二極體可以選擇或單紅、或單白、或單黃、或單 藍，或各色彩的組合，顏色以金黃加紅色為宜(藍色火焰以紅黃藍為佳)，這裡我們選 擇的是單一的紅色LED，顯示屏3後我們還使用了白色的散光膜2c和偏光膜2b，還安裝使 用了下面為透明綠色上面為透明白色的拱形漸變補色膜2a，使得火焰下面的圖像變為金 黃色，上面為漸變紅色的效果，更像真實的火焰。音頻功能中我們選擇播放錄製的松木 燃燒時發出的噼噼啪啪聲，並與松木火焰燃燒圖像的速度和節奏一致。炭火燈組5通常 為兩排以上的高亮度發光二極體組成，數量的多少取決於仿真木炭4的大小和炭火亮度 的要求， 一般分兩組交替閃爍，節奏與顯示屏3火焰燃燒的速度相近似，速度也分有與 成像屏相同的檔位，檔位的調節也要和成像屏上的火焰同步，LED的顏色我們採取的也 是紅色。機器的控制面板我們使用的是附帶有電壁爐發熱部分控制的手動按鍵和遙控兩 種方法。補色膜2a (片、板)、偏光膜2b (片、板)、散光膜2c (片、板)通常為透明的， 散光膜(片、板)等通常為半通明的，材質一般或玻璃、或塑料、或紙、或其他透明或 半透明或上述材料的複合。整個顯示屏3離成像屏1的間距與成像質量關係非常大，通 常在20-100毫米之間，總有一點畫面質量相對效果好的最佳點，具體在什麼位置，取 決於像素的多少、LED的亮度大小、膜片的種類和數量等。顯示屏的作用就是通過調整各種膜片的組合，確定與成像屏的間距，使得播放的畫面質量達到線條流暢、層次豐富、 亮度適合的要求。具體電路模塊圖見圖2， LED播放器中微處理器將有關火焰燃燒視頻圖像的LED數 據輸出連接到成像屏，同時，溫度控制接口去連接電壁爐中的溫度傳感器，而發熱體控 制接口去連接控制電壁爐中的發熱體，控制發熱體按照人們需要進行發熱，微處理器的 炭火燈組接口去連接控制仿真木炭下的炭火燈組進行照明閃爍，當然，微處理器另有接 口連接遙控模塊和按鍵模塊電路，便於進行遙控控制和按鍵控制，這些都是傳統的電路 結構，請參見數字電路和LED顯示相關技術。整機結構簡單成本低，播放的模擬火焰逼真自然。
權利要求1、一種模擬火焰燃燒圖象的裝置，其特徵在於包括有播放編錄的火焰燃燒視頻圖象的LED播放器，播放器連接到由眾多的發光二極體組成的成像屏，顯示這些火焰燃燒的圖象；對圖像進行修整、校色和模糊處理的光學模糊處理層在成像屏之前；展示火焰燃燒圖象，從而產生火焰燃燒效果的顯示屏在光學模糊處理層之前。
2、 根據權利要求l所述的裝置，其特徵在於所述的LED播放器中的面狀成像屏根據 產品的屏幕大小採用多塊LED模塊進行組裝連接起來；或者直接使用由多個LED模塊組成 的單元板，單元板是一個或多個並列組裝連接起來的。
3、 根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於所述的成像屏釆用平面、弧面、或 波浪面。
4、 根據權利要求l所述的裝置，其特徵在於所述的光學模糊處理層至少包括有透明 或半透明的、與成像屏上的發光二極體色彩進行互補的補色膜。
5、 根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述的補色膜下面為透明綠色，上面為 透明白色，為拱形漸變補色膜，與紅色的二極體進行配合。
6、 根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述的光學模糊處理層還包括有透明或 半透明的、對光的局部散色的散光膜。
7、 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於所述的光學模糊處理層還至少包括有透 明或半透明的、光的局部偏光處理的偏光膜。
8、 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述的顯示屏離成像屏的間距在20-100毫米之間。
9、 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的顯示屏前面下方有炭火燈組件， 組件為兩排以上的發光二極體，交替閃爍，其快慢有數檔，檔位的調節與火焰燃燒速度 的調節同步。
10、 根據權利要求l所述的裝置，其特徵在於所述的LED播放器增加有音頻組件，播 放物體燃燒時產生的各種聲音，或加配與火焰燃燒速度和節奏相匹配的音樂。
專利摘要一種模擬火焰燃燒圖像的裝置，其特徵在於包括有LED播放器，播放編錄的火焰燃燒視頻圖像，通過由眾多的發光二極體組成的成像屏顯示這些火焰燃燒的圖像；光學模糊處理層在成像屏之前，對圖像進行修整、校色和模糊化處理；顯示屏在光學模糊處理層之前，展示火焰燃燒圖像，從而產生火焰燃燒效果。結構簡單實用，經濟，模擬火焰圖像自然逼真，並能簡化機械結構，使裝置輕型薄壁化。
文檔編號G09F9/33GK201106798SQ20072011451
公開日2008年8月27日 申請日期2007年8月31日 優先權日2007年8月31日
發明者王志潮, 鄒德清 申請人:王志潮;鄒德清