CN201106798Y - 一种模拟火焰燃烧图像的装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟火焰燃烧图像的装置，其特征在于包括有：LED播放器，播放编录的火焰燃烧视频图像，通过由众多的发光二极管组成的成像屏显示这些火焰燃烧的图像；光学模糊处理层在成像屏之前，对图像进行修整、校色和模糊化处理；显示屏在光学模糊处理层之前，展示火焰燃烧图像，从而产生火焰燃烧效果。结构简单实用，经济，模拟火焰图像自然逼真，并能简化机械结构，使装置轻型薄壁化。

Description

一种模拟火焰燃烧图像的装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子技术模拟火焰图像的方法和相关的装置，它应用于电壁炉、装饰性壁灯、壁画及部分显示屏。

背景技术

随着科学技术的发展和环保要求的日益提高，传统的实物燃烧壁炉已经逐步被清洁、安全、方便和卫生的电壁炉所取代。现代家庭装修也更需要具有动感，富有生命力的装饰物品。而过去模仿燃烧火焰的方法，大多采用普通灯泡有限的光源经过透射、反射、衍射、折射和投射等方法产生，亮度不够，画面呆板且缺少真实火焰燃烧时所应有的各种变化，仿真度不高，外部箱体往往比较厚重，电机噪音大。

如美国专利号为4890600的模仿火焰燃烧图像的装置(Fireplace burningsimulator unit，January 2，1990)，其特征是壳体底部前面设置的灯泡，壳体底部后面设有由电动机带动旋转的反光刷条，反光刷条的前面设有背面使光线散射的成像屏如幕墙玻璃，灯泡发出的光线通过反光刷条的不规则反射，在成像屏上形成了徐徐上升的火焰图像，这种装置产生的图像，由于光线是靠反光刷反射灯泡的光线形成的，所以光线的强度不够，火焰的亮度有限，使火焰不够通红，而且火焰呈现图案化，不够逼真自然。

如中国专利号为ZL01113160.8的模仿火焰燃烧图像的装置，其采用闪烁光源进行直接投射的，就是在成像屏如幕墙玻璃后面设置有动态光源，动态光源的内部是灯泡，灯泡外面是由电动机带动旋转的中空的柱状透光罩，透光罩上布满透光孔。灯泡的光通过火焰孔板上透光孔照到成像屏上，从而使成像屏上的光点变成了徐徐上升的火焰。由于光线是直射的，所以光线的强度比较高，火焰的也就比较明亮，具有比较大的进步，但是，依然存在火焰图案不够活泼的问题，而且，采用了电动机带动柱式透光罩旋转结构，所以，体积比较大，厚度不够薄，电动机噪音比较大，需要进一步改进。

综合前述，上面几种火焰仿真装置虽然各有千秋，但是有一个共同的缺点，闪烁光源都需要机械部件进行传动或带动，形成光源闪烁，从而造成火焰飘动效果，所以整体机械结构比较大，厚度不够薄，重量相对比较重，特别是电动机使用时间一长，容易产生噪音，对于采用火焰孔板的装置，由于其发光的光源是固定不变的，造成火焰形状的图案化，显得单板，不够活泼生动，不能满足消费者的欣赏火焰的要求。

另查专利号为200610006411.7的中国专利“火焰模拟装备”公开了一种装置，包括：模拟燃料床；前表面靠近模拟燃料床，后表面位于前表面相对位置的屏幕；和火焰影片放映机，用于把火焰的电影投射在后表面上，以便在前表面显示火焰的电影。屏幕的前表面是部分反射的，以便给出模拟燃料床的反射像，使该反射像至少部分地似乎在前表面显示的火焰电影的后面，其缺陷在于体积大，厚度不够薄，而且有机械噪音。专利号为200610008599.9的中国专利“包括空气过滤器的火焰模拟组件”，它包括一外壳，该外壳包括一顶部面板、两块或多块支撑着顶部面板的侧面板、连接所述侧面板的后面板以及一块或多块基本上相对于后面板设置的前面板，还有，该组件具有一模拟燃料床、设置在模拟燃料床后面的一屏幕以及用于在屏幕上提供火焰图像的火焰图像子组件，该屏幕、外壳和模拟燃料床限定一内部腔室，该组件还包括设置成提供从一个或多个进气孔穿过腔室流向让所述空气离开腔室的一个或多个排气孔的气流的一风扇和一个或多个用来过滤在空气流中的至少一部分空气的空气过滤器。内部腔室除了进气孔和排气孔之外基本上是气密的。其缺陷在于在屏幕与火焰图像子组件之间没有任何光学模糊处理组件，要在屏幕上获得比较逼真的图像，势必需要采用高质量的火焰图像电子组件，造成成本上升，不够经济实用。

目前几乎所有的模拟火焰，大多采用白炽灯作为光源，而白炽灯是一种高耗能的落后产品，许多国家都在限制白炽灯的使用，因此利用高效节能的LED(发光二极管)来模拟火焰燃烧，应用前景广阔。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟火焰燃烧图像的装置，结构简单实用，经济，模拟火焰图像自然逼真，并能简化机械结构，使装置轻型薄壁化。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种模拟火焰燃烧图像的装置，其特征在于：

一种模拟火焰燃烧图像的装置，其特征在于包括有：播放编录的火焰燃烧视频图像的LED播放器，播放器连接到由众多的发光二极管组成的成像屏，显示这些火焰燃烧的图像；对图像进行修整、校色和模糊化处理的光学模糊处理层在成像屏之前；展示火焰燃烧图像从而产生火焰燃烧效果的显示屏在光学模糊处理层之前。

作为改进，所述的LED播放器中的面状成像屏根据产品的屏幕大小采用多块LED模块进行组装连接起来；或者直接使用由多个LED模块组成的单元板，单元板可以是一个或多个并列组装连接起来，以简化结构，降低制造成本。

作为改进，所述的成像屏采用平面、弧面、波浪面或及其一些不规则的曲面构成。使成像屏上的火焰图像能发生自然的弯曲和变形，更加接近自然的燃烧火焰。

作为改进，所述的光学模糊处理层至少包括有透明或半透明的补色膜，利用补色膜上的颜色与成像屏上的发光二极管色彩进行互补，用黑白图片的播放再现真实物体燃烧时火焰的颜色。必要时候补色膜可以做成曲面形状，使图像产生自然的扭曲变形，更接近自然的火焰图案。

作为进一步改进，所述的补色膜下面为透明绿色，上面为透明白色，为拱形渐变补色膜，与红色的二极管进行配合，使得火焰下面的图像变为金黄色，上面为渐变红色的效果。

再改进，所述的光学模糊处理层还包括有透明或半透明的散光膜，利用散光膜对光的局部散色，使火焰燃烧的图像更加接近自然的火焰颜色。必要时候散光膜也可以做成曲面形状，使图像产生自然的扭曲变形，更接近自然的火焰图案。

再进一步改进，所述的光学模糊处理层还至少包括有透明或半透明的偏光膜，利用偏光膜对光的局部偏光处理，使火焰燃烧的图像层次更加丰富，更富有立体感。必要时候偏光膜也可以做成曲面形状，使图像产生自然的扭曲变形，更接近自然的火焰图案。

所述的显示屏离成像屏的间距在20-100毫米之间。总有一点效果最好。

最后，所述的显示屏前面下方有炭火灯组件，组件为两排以上的发光二极管，交替闪烁，其快慢有数档，档位的调节与火焰燃烧速度的调节同步。所述的LED播放器增加有音频组件，播放物体燃烧时产生的各种声音，或加配与火焰燃烧速度和节奏相匹配的音乐。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：使用LED播放器，可以将全色彩连续的视频素材转变成所需的单幅黑白图片，简化了整体装置，使得播放器的制造成本更低；利用光学模糊处理层对成像屏上的火焰图案进行处理，降低了装置对成像像素的要求，可以采用价格比较低廉的LED单元板，更加经济实用；单一颜色的LED通过光学模糊处理层的调整，成像亮度及回放速度的多种选择，再加上音频效果的使用，完全可以实现各种真实物体燃烧火焰的再现，也更加逼真自然；燃烧物体种类和燃烧速度的多种选择，火焰逼真自然且富有人性化，更适应不同的消费群体和使用环境。整体装置不需要使用机械动力，轻型薄壁，制造简单，适合在电壁炉、装饰性壁灯、壁画及部分显示屏上应用。

附图说明

图1为模拟火焰燃烧图像的装置立体图；

图2为模拟火焰燃烧图像的装置电路模块图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-2所示意，一种模拟火焰燃烧图像的装置，其包括有：LED播放器微处理器控制电路输出播放编录的火焰燃烧视频图像，通过众多的发光二极管组成的面状成像屏1显示这些火焰燃烧的图像；光学模糊处理层2在成像屏1之前，对图像进行修整、校色和模糊化处理；显示屏3在光学模糊处理层2之前，展示火焰燃烧图像，从而产生火焰燃烧的效果。

LED播放器具有彩色或黑白图片的存储驱动输出功能；成像屏1是由像素为32×64的LED单元板两个并联组成。成像屏1在上端部位可以呈适当的凹凸扭曲状，与火焰扭曲变形相配合一致。播放器可以存储多种物体燃烧的视频素材，最好是3个左右，我们选定了2种，供用户选择使用；火焰燃烧视频是在一定的长度内循环播放，单元长度一般在2秒以上，播放动画或图片，选用的画面为数幅至数千幅之间；我们将每种视频素材按24帧/秒帧幅分解成黑白火焰图片，采用24帧/秒、18帧/秒、12帧/秒三档回放速度，分别表现的是火焰燃烧的快、中、慢；每种视频素材回放的时间分别为11秒、15秒、20秒左右，当然时间越长越好；成像屏1的亮度可以分为多个等级，以适应于不同的使用环境及用户的爱好，这里也分亮、中、暗3个等级；火焰视频最好是全色彩，这样发光二极管和控制电路均为全色彩的，成本会很高，我们这里将视频转换成带有数级灰度的黑白图片，降低了对硬件的要求，这样发光二极管可以选择或单红、或单白、或单黄、或单蓝，或各色彩的组合，颜色以金黄加红色为宜(蓝色火焰以红黄蓝为佳)，这里我们选择的是单一的红色LED，显示屏3后我们还使用了白色的散光膜2c和偏光膜2b，还安装使用了下面为透明绿色上面为透明白色的拱形渐变补色膜2a，使得火焰下面的图像变为金黄色，上面为渐变红色的效果，更像真实的火焰。音频功能中我们选择播放录制的松木燃烧时发出的噼噼啪啪声，并与松木火焰燃烧图像的速度和节奏一致。炭火灯组5通常为两排以上的高亮度发光二极管组成，数量的多少取决于仿真木炭4的大小和炭火亮度的要求，一般分两组交替闪烁，节奏与显示屏3火焰燃烧的速度相近似，速度也分有与成像屏相同的档位，档位的调节也要和成像屏上的火焰同步，LED的颜色我们采取的也是红色。机器的控制面板我们使用的是附带有电壁炉发热部分控制的手动按键和遥控两种方法。

补色膜2a(片、板)、偏光膜2b(片、板)、散光膜2c(片、板)通常为透明的，散光膜(片、板)等通常为半通明的，材质一般或玻璃、或塑料、或纸、或其他透明或半透明或上述材料的复合。整个显示屏3离成像屏1的间距与成像质量关系非常大，通常在20-100毫米之间，总有一点画面质量相对效果好的最佳点，具体在什么位置，取决于像素的多少、LED的亮度大小、膜片的种类和数量等。显示屏的作用就是通过调整各种膜片的组合，确定与成像屏的间距，使得播放的画面质量达到线条流畅、层次丰富、亮度适合的要求。

具体电路模块图见图2，LED播放器中微处理器将有关火焰燃烧视频图像的LED数据输出连接到成像屏，同时，温度控制接口去连接电壁炉中的温度传感器，而发热体控制接口去连接控制电壁炉中的发热体，控制发热体按照人们需要进行发热，微处理器的炭火灯组接口去连接控制仿真木炭下的炭火灯组进行照明闪烁，当然，微处理器另有接口连接遥控模块和按键模块电路，便于进行遥控控制和按键控制，这些都是传统的电路结构，请参见数字电路和LED显示相关技术。

整机结构简单成本低，播放的模拟火焰逼真自然。

Claims (10)

1、一种模拟火焰燃烧图像的装置，其特征在于包括有：播放编录的火焰燃烧视频图像的LED播放器，播放器连接到由众多的发光二极管组成的成像屏,显示这些火焰燃烧的图像；对图像进行修整、校色和模糊化处理的光学模糊处理层在成像屏之前；展示火焰燃烧图像从而产生火焰燃烧效果的显示屏在光学模糊处理层之前。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的LED播放器中的面状成像屏根据产品的屏幕大小采用多块LED模块进行组装连接起来；或者直接使用由多个LED模块组成的单元板，单元板是一个或多个并列组装连接起来的。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的成像屏采用平面、弧面、或波浪面。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的光学模糊处理层至少包括有透明或半透明的、与成像屏上的发光二极管色彩进行互补的补色膜。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的补色膜下面为透明绿色，上面为透明白色，为拱形渐变补色膜，与红色的二极管进行配合。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的光学模糊处理层还包括有透明或半透明的、对光的局部散色的散光膜。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的光学模糊处理层还至少包括有透明或半透明的、对光的局部散色的偏光膜。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述的显示屏离成像屏的间距在20-100毫米之间。

9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的显示屏前面下方有炭火灯组件，组件为两排以上的发光二极管，交替闪烁，其快慢有数档，档位的调节与火焰燃烧速度的调节同步。

10、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的LED播放器增加有音频组件，播放物体燃烧时产生的各种声音，或加配与火焰燃烧速度和节奏相匹配的音乐。

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