ИСКУССТВЕННЫЙ КАМИН
ARTIFICIAL FIREPLACE

Область техники
Изобретение относится к искусственному камину, создающему эффект живого огня (такого, например, как пламя горящих дров) или раскаленных камней.
Уровень техники
Из уровня техники известны искусственные камины, а также их практическое применение. Они выполняются с подсветками в комбинации с искусственными дровами или искусственными раскаленными камнями, в большинстве случаев имитирующими белое каление. Свет взаимодействует с дровами или камнями, создавая впечатление их раскаленности. По сравнению с реальными каминами искусственные камины имеют несколько преимуществ. В частности, считается, что они более безопасны, сберегают энергию, избавляют пользователя от необходимости применять реальные дрова, не требуют установки дымоходов и чистки, надежны и не нуждаются в повседневном обслуживании, легко устанавливаются на место и применимы в различных обстоятельствах, требуют небольших капитальных или текущих расходов, не создают остаточного тепла, а также безопасны для окружающей среды вследствие отсутствия выделений в виде двуокиси углерода и тонкодисперсной пыли. Сконструированные надлежащим образом, искусственные камины не противоречат требованиям, предъявляемым со стороны страховщиков, и без всяких осложнений могут поставляться в страны с различными нормативными требованиями.
Попытки конструирования таких искусственных каминов продолжаются непрерывно. В частности, цели, поставленные перед изобретением, сводятся к решению проблемы создания такого усовершенствованного искусственного камина, который воспроизводил бы один или более эффектов, имитирующих пламя и топливо.
Раскрытие изобретения
Согласно изобретению предлагается искусственный камин, охарактеризованный в независимых пунктах формулы. В зависимых пунктах приведены его предпочтительные признаки.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается искусственный камин, в который встроено дихроичное зеркало, а за зеркалом на линии прямой видимости наблюдателя помещено средство, формирующее изображение. Перед дихроичным зеркалом установлено средство для создания изображения задней части камина, выполненное с возможностью отражать посредством зеркала это изображение на линию прямой видимости наблюдателя. Путем изменения взаимного положения средства для создания изображения задней части камина и средства, формирующего изображение, достигается большое преимущество по сравнению с известными искусственными каминами. Предлагаемый камин имеет корпус (или портал), причем описанная конфигурация требует меньшей глубины и при этом обеспечивает возможность наблюдать искусственное пламя в пределах большего поля зрения. Кроме того, предусмотрена возможность выбрать конфигурацию, обеспечивающую более естественное впечатление от поленьев/камней, или установить перед создаваемым искусственным пламенем другое средство, создающее эффект присутствия топлива.
Средство, формирующее изображение, может быть выполнено с применением различных технологий и, соответственно, различных элементов. Например, оно может содержать монитор, в частности 3D монитор. В одной из конструкций, использующих такой монитор, между средством, формирующим изображение, и дихроичным зеркалом установлена маска, параметры которой выбраны так, что по сравнению с центральными зонами маски ее периферийные зоны выполнены менее прозрачными. В результате наблюдатель видит изображение искусственного огня, отличающееся плавным переходом между абсолютно темной внутренней частью портала и открытым или прозрачным окном. Предусмотрена возможность так выполнить зону этой иррегулярной оптической прозрачности, проходящую по плоской поверхности маски, чтобы получить оптимальный эффект созданного искусственного пламени.
Изобретение обеспечивает много преимуществ. В одной из оптимальных конструкций средство, обеспечивающее изображение задней части камина, установлено в верхней зоне портала, причем так, что посредством отражения изображения задней части камина дихроичным зеркалом это изображение переносится на линию прямой видимости наблюдателя.
Другая позитивная особенность изобретения связана с применением в его контексте реальных предметов, которые можно видеть в поле прямой видимости наблюдателя как объекты, отраженные дихроичным зеркалом и/или видимые сквозь него. Это помогает создать естественное общее впечатление, соответствующее горящим дровам или другому эффекту горящего топлива, например в виде раскаленных камней, если используется именно этот материал.
Следующее преимущество заключается в том, что корпус или портал снабжен одним или более источников света, обеспечивающих такое внутреннее освещение, которое может быть полезным образом использовано при подсветке упомянутых реальных предметов, в том числе для активной подсветки элементов очага, чтобы создать, например, эффект тлеющих углей.
Наконец, еще одно преимущество является следствием применения по меньшей мере одного из указанных источников света, чтобы получить свет, выходящий наружу через открытое или прозрачное окно. Это преимущество может быть полезным образом использовано для усиления эффекта, который можно было бы ожидать от светового излучения, исходящего при горении реальных дров от раскаленных камней или от других топливных элементов, создающих соответствующий эффект.
Согласно другому аспекту изобретения предлагается система управления, подключенная к источникам света. Она позволяет варьировать функционирование источников света в соответствии с регулировкой, осуществляемой данной системой. Это варьирование может выполняться, например, синхронно с пламенем, демонстрируемым посредством системы, формирующей изображение. В результате появляется возможность скомбинировать два источника для имитации эффекта, ожидаемого от реального живого огня.
Реалистичный характер воспроизведения огня можно дополнительно улучшить, используя аудиосредство, в предпочтительном варианте регулируемое системой управления и выполненное так, чтобы обеспечивался эффект, совпадающий с ожидаемым впечатлением от акустики живого огня.
Далее изобретение будет разъяснено более подробно на примерах конкретных конструкций, однако, должно быть понятно, что эти примеры приведены исключительно с целью пояснения изобретения и их не следует интерпретировать как ограничивающие объем изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен, в сечении, на виде сбоку, искусственный камин согласно изобретению.
На фиг. 2 приведен пример другой конструкции искусственного камина согласно изобретению.
На фиг. 3 приведен еще один пример конструкции искусственного камина согласно изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 представлен искусственный камин, содержащий портал 2 с открытым или прозрачным окном 3, через которое внутрь портала 2 проходит линия прямой видимости наблюдателя (человека). Внутри портала 2 скомбинированы средство 4, формирующее изображение для имитации пламени, средство 5 для создания изображения задней части камина и дихроичное зеркало 6, сводящее вместе изображения задней части камина и пламени, чтобы создать у наблюдателя впечатление живого огня (в данном примере это огонь горящих дров). Как показано на фиг. 1, средство 4, формирующее изображение пламени, расположено на линии прямой видимости наблюдателя, находясь за дихроичным зеркалом 6. Средство 5 для создания изображения задней части камина установлено с передней стороны зеркала 6 и выше него, причем так, что свет от данного средства отражается зеркалом 6 через открытое или прозрачное окно 3 на линию прямой видимости наблюдателя. Средством, формирующим изображение, может быть любое средство, пригодное для этой цели, но предпочтителен монитор, в частности 3D монитор. Чтобы уменьшить глубину всей конструкции, предпочтительно придать данному средству форму плоской панели.
В предпочтительном варианте между средством 4, формирующим изображение пламени, и дихроичным зеркалом 6 установлена маска 15, параметры которой выбраны так, что по сравнению с центральной частью маски ее внешняя, периферийная зона имеет меньшую прозрачность.
На фиг. 1 показано, что, как уже упоминалось, средство 5 для создания изображения задней части камина расположено в верхней части портала 2, обеспечивая возможность видеть данное изображение после его отражения дихроичным зеркалом 6 через открытое или прозрачное окно 3 на линию прямой видимости наблюдателя.
Кроме того, следует отметить, что в портале 2 предпочтительно разместить реальные объекты 7, 8, которые находятся на линии прямой видимости наблюдателя при отражении идущего от них излучения дихроичным зеркалом 6 (объект 8) или сквозь данное зеркало (объект 7).
На фиг. 1 представлен первый вариант изобретения, в котором в портале 2 размещены один или более источников 9-12 света. Этими источниками, помимо других предметов, подсвечиваются реальные объекты 7, 8, чтобы их можно было видеть через дихроичное зеркало 6 или при отражении идущего от них излучения от данного зеркала. Объект 7 подсвечивается снаружи источником 11, а объект 8 - источниками 9 и 10. На фиг. 1 видно также, что источник 9 света излучает свет, проходящий через открытое или прозрачное окно 3. Кроме того, на этой фигуре показана система 13 управления, к которой подключены источники 9-12 света, что позволяет улучшить общее впечатление активного (живого) огня (в данном примере это огонь горящих дров), варьируя интенсивность света, излучаемого названными источниками. Наконец, необходимо отметить следующее: желательно, чтобы портал 2 содержал средство, производящее акустическое впечатление активного огня (в данном примере такое средство представлено в виде динамика 14).
На фиг. 2 приведен другой пример искусственного камина, выполненного согласно изобретению. В данном случае для компонентов или элементов, уже описанных со ссылками на фиг. 1, будут использованы те же цифровые обозначения. Как показано на чертеже, в предлагаемой конструкции камин имеет корпус (портал) 2, в котором установлен оптический элемент 6. Внутри корпуса вертикально установлен первый участок 8а очага. В этой схеме участок 8а расположен на внутренней поверхности 200 корпуса. Таким образом, для наблюдателя, находящегося перед камином и глядящего через окно 3, в обычных условиях участок 8а очага виден не будет. Оптический элемент имеет протяженность от нижней части 220 окна вверх и внутрь в сторону задней части 260 корпуса. В данном случае этот элемент ориентирован относительно горизонтали под углом примерно 42 градуса. Реальную ориентацию можно варьировать, причем типичный интервал углов к горизонтали составляет примерно 35-50 градусов.
Для демонстрации изображений пламени предусмотрен вертикально ориентированный экран 4, который в данном случае параллелен участку 8а очага. Оптический элемент выполнен с возможностью переноса изображения первого участка очага в, по существу, горизонтальную зону, прилегающую к экрану. Это мнимое изображение показано на фиг. 2 в виде линии 230; оно формирует совмещенный с экраном виртуальный очаг, создавая у пользователя впечатление исходящего из него живого огня. Сформированный таким образом виртуальный очаг 230 прилегает к задней стороне экрана 4. Поскольку имеется также второй участок 7а очага, расположенный перед экраном, изображения языков пламени, спроектированные на экран 4, воспринимаются как исходящие изнутри увеличенного очага, сформированного визуальным впечатлением от комбинации реального участка 7а очага и виртуального очага 230.
Природа материалов, используемых для создания первого и второго участков 8а, 7а очага, может быть одинаковой или различной. В данном примере первый участок 8а сформирован для имитации поленьев, а второй участок 7а - для имитации углей. Следует иметь в виду, что предусмотрена возможность изменять природу материалов в зависимости от желаемого оптического (визуального) эффекта.
Кроме того, предусмотрена возможность получить также изображение задней части камина. Как и в варианте, описанном со ссылками на фиг. 1, в данном случае это изображение формируется в верхней зоне корпуса 2. В такой схеме оно располагается на верхней, по существу горизонтальной, поверхности 240 корпуса. Однако, как можно видеть на фиг. 2, ориентация этой поверхности, в отличие от примера по фиг. 1, не строго горизонтальна, т.е. данная поверхность расположена относительно горизонтали под углом примерно 6 градусов. Аналогично тому, как оптический элемент отражает участок 8а очага, чтобы сформировать за экраном 4 вертикальное изображение, изображение 250 задней части камина тоже отражается так, что оказывается сзади экрана 4 и становится видимым сквозь данный экран. Как показано на фиг. 2, оно кажется расположенным в вертикальной плоскости, по существу, параллельной экрану 4.
Поскольку конфигурация по фиг. 2 имитирует огонь, имеющий ограниченную глубину, она хорошо подходит для подвешивания на стене.
Схема, изображенная на фиг. 3, представляет собой пример конструкции, которая может успешно применяться, воспроизводя конфигурацию свободно стоящей печки. Должно быть понятно, что такая конфигурация соответствует устройству, которое стоит без посторонней поддержки, не требуя прикрепления к стене или к другой опорной структуре. Для сходных компонентов снова будут использованы одни и те же цифровые обозначения. В данной конструкции, в добавление к первому и второму участкам 8а, 7а очага, использован третий участок 300 такого же назначения. Он установлен в нижней части корпуса перед вторым участком 7а. Формирование изображения первого участка 8а на плоскости 230 создает впечатление глубокого очага, проходящего от третьего участка 300 через второй участок 7а к мнимому изображению 230 первого участка. Экран 4, опять-таки ориентированный, по существу, вертикально, находится внутри корпуса и кажется наблюдателю, стоящему перед корпусом, находящимся в середине очага, усиливая тем самым эффект искусственного камина.
В этой конфигурации первый участок 8а очага снова расположен в верхней зоне корпуса. Однако в данной конструкции, хотя угловое смещение участка 8а относительно второго участка 7а очага сохранено, ориентирован он неперпендикулярно второму участку. В данном контексте и в любых упоминаниях о перпендикулярности следует иметь в виду, что хотя в характерных конструкциях может оказаться востребованной, по существу, взаимная перпендикулярность первого и второго участков очага, это условие не должно рассматриваться как обязательное ограничение взаимной ориентации участков именно углом 90 градусов. Конкретно, соответствующий взаимный разворот можно выбирать в интервале 70-110 градусов, предпочтительно 80-100 градусов, а выбор угла 90 градусов представляет собой просто дополнительное ограничение.
В данном примере поверхность 310, на которую опирается первый участок 8а очага, ориентирована с наклоном назад под углом примерно 14 градусов. На поверхности 310 между участком 8а и изображением 5 задней части камина установлено зеркало 320, в рабочем состоянии камина отражающее это изображение вниз, в результате чего увеличивается иллюзионный эффект сформированной виртуальной задней части 250 камина. Внутри корпуса размещены один или более светодиодов (СД) 340 или других излучателей света, которые обеспечивают в этом внутреннем объеме подсветку одного или более компонентов/элементов. Для создания усложненного эффекта подсветки можно скомбинировать СД в виде гирлянд, которые целесообразно разместить следующим образом:
1) гирлянду красных СД - под вторым участком 7а очага,
2) гирлянду СД, излучающих "теплый" белый свет вниз, на третий участок 300 очага, - перед экраном 4,
3) гирлянду СД - с возможностью излучать "теплый" белый свет вверх, в сторону изображения 5 задней части камина и первого участка 8а очага.
Следует иметь в виду, что приведенные варианты искусственных каминов должны рассматриваться как иллюстрирующие тип конфигурации, пригодной для использования в контексте изобретения. Применяя для формирования виртуального изображения горящего объекта оптический элемент, можно создать иллюзию пламени внутри относительно компактного корпуса.
Должно быть понятно, что изобретение не ограничено примерами конструкций, описанных со ссылками на чертежи, и возможны многочисленные модификации, связанные с добавлением или удалением признаков без выхода за границы изобретения. Таким образом, испрашиваемый объем защиты определяется только прилагаемой формулой, тогда как описанные конкретные технические решения приведены исключительно для прояснения любой возможной неопределенности, а также для облегчения быстрого понимания сущности изобретения.