CN110520203B

CN110520203B - 用于产生三维视觉效果的装置，和用于这种装置的烟雾发生器设备

Info

Publication number: CN110520203B
Application number: CN201780085782.5A
Authority: CN
Inventors: 米歇尔·周
Original assignee: Wu Ruikui; Ruke Ruan
Current assignee: Wu Ruikui; Ruke Ruan
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: FR3059811A1; FR3059789B1; CN110520203A; EP3551306C0; WO2018104863A1; KR20190104332A; CA3051576A1; EP3551306B1; FR3059789A1; KR102481345B1; JP7341062B2; US11478723B2; JP2020513964A; EP3551306A1; ES2962710T3; US20200261822A1

Abstract

本发明提供了一种用于产生三维视觉效果的装置，其特征在于，其组合地包括：受控的烟雾发生器（10），其包括合成烟雾源和用于定向推动由发生器产生的烟雾以便形成沿某一方向伸长的烟雾束的器具，和受控的光发生器（20），其能够在烟雾束中并沿所述烟雾束的伸长方向产生一个或多个光束，所述一个或多个光束基本上包含在所述烟雾束中。尤其应用于实现“激光剑”型的视觉效果，并且更一般地应用于各种三维光效。

Description

用于产生三维视觉效果的装置，和用于这种装置的烟雾发生器设备

技术领域

本发明一般涉及用于产生三维光图案的装置领域。它特别适用于意图为特殊效果、游戏、演出等而重现“激光剑”式假的轻武器的设备。

背景技术

从文献WO2006064190A1已知一种烟雾发生器，其使用蠕动泵作为供给待蒸发的液体的泵。

从文献WO2014030987A1中已知一种烟雾发生器。它的主要缺点是尺寸大，这使得它笨重且不便携。它还必须插入主电源，这排除了任何游牧式的使用。

还从文献EP2837987A2中已知一种烟雾发生器，其允许掌控烟雾参数然而并不联接至光投射器设备。

从文献WO2013049901A1中已知一种便携设备，其将烟雾产生系统与光源相关联，然而是在两个不同的装备中并且没有任何相关性。

最后，从文献FR 2 671 871 A1，FR 2 794 990 A1和US 2015/105167 A1中已知设备，其在同一壳体中将烟雾发生器与光发生器相关联，而在它们之间没有任何特定的相关性。

发明内容

本发明试图通过限定具有有限几何空间的合成烟雾空间，以特定预期的方式实现三维视觉效果，该合成烟雾空间用作用于一个或多个光源的投射介质。

因此，根据本发明提供了一种用于产生三维视觉效果的装置，其特征在于，其组合地包括：

受控的烟雾发生器，其包括合成烟雾源和用于定向推动由发生器产生的烟雾以形成沿某一方向伸长的烟雾束的器具，以及

受控的光发生器，其能够在烟雾束中并沿烟雾束的伸长方向产生一个或多个光束，所述一个或多个光束基本上包含在所述烟雾束中。

该装置可选地进一步包括以下附加特征，单独地或以本领域技术人员将认为是技术上兼容的任何组合进行考虑：

*合成烟雾源包括设有加热器具的喷嘴，该喷嘴被供应有在升温时能够形成浓密烟雾的液体物质。

*喷嘴包括纤维管状元件，其能够形成用于所述液体物质的缓冲储存区域。

*加热器具包括围绕所述纤维管状元件的电阻丝。

*电阻丝夹紧纤维管状元件，以便有助于纤维管状元件的机械凝聚力。

*喷嘴和加热器具由一般气密的盲端式护套围绕。

*推动器具包括涡轮机。

*涡轮机绕轴线旋转，该轴线一般与喷嘴的轴线重叠。

*推动器具还包括用于集中涡轮机流的集中设备。

*该集中设备限定了环形通道，该环形通道具有一般恒定的外部宽度和可变的内部宽度。

*光发生器包括至少一个固定光源。

*光发生器包括安装在可移动元件上的至少一个光源。

*可移动元件包括由电动马达驱动的旋转构件。

*一个或多个光源与旋转构件的旋转同步地进行强度控制。

*旋转构件以高于约10转/秒的转速被驱动。

*光发生器包括用于光集中的至少一个光学元件。

*光发生器包括至少一个发光二极管类型的光源。

*光发生器包括至少一个激光二极管类型的光源。

*该装置包括能够动态控制烟雾发生器和光发生器的控制单元。

*控制单元能够控制以下参数中的全部或部分：

- 合成烟雾密度，

- 合成烟雾推动，

- 光的颜色，

- 光的强度，

- 光的移动。

本发明使得能够经由限定的蒸汽体积（一般为甘油蒸气）以精确且高度可见的方式在该空间上印刷三维图像。一个或多个光源的运动（以及视情况而定的它们的强度和颜色控制）允许出现三维形状，例如圆柱、圆锥、束、金字塔或更复杂的形状，例如火焰。利用不同颜色的光源，该装置允许产生多颜色视觉效果，当它们混合在一起时，产生颜色谱。

根据本发明的装置可以是紧凑的、便携的和手持的。

通过使用产生力反馈效果的振动马达和音频系统可以增加用户体验。

根据另一方面，根据本发明提供一种合成烟雾发生器，包括设有加热器具的喷嘴，所述喷嘴被供应有在升温时能够形成浓密烟雾的液体物质，其特征在于，所述喷嘴包括纤维管状元件，其能够形成用于所述液体物质的缓冲储存区域。

该设备的可选方面如下：

*加热器具包括围绕所述纤维管状元件的电阻丝。

*喷嘴和加热器具由一般气密的盲端式护套围绕。

附图说明

本发明的其它方面、目的和优点将从以下作为非限制性示例并且参考附图给出的优选实施例的详细描述中变得更加明显，其中：

- 图1是根据本发明的实施例的装置的主要部件的整体示意的且轴向分解的视图，

- 图2是装置的整体视图，

- 图3是可能在图1和图2的装置中设有的烟雾引导设备的侧视图，

- 图4A和图4B是根据图3中的设备的两个不同视角的两个分解透视图，

- 图5是与图1类似的整体示意视图，其具有图3、图4A和图4B中的引导设备，且

- 图6是装置的喷嘴的特定实施例的细节的放大比例视图。

具体实施方式

首先参照图1，根据本发明的三维光效产生装置首先包括烟雾产生设备10，烟雾产生设备10包括由加热电阻器12围绕的喷嘴11。

由电阻器12产生的热量允许使甘油蒸发。有利地，该电阻器由电阻丝制成，该电阻丝具有数十欧姆/米的电阻率，能够在喷嘴11中产生大约180℃至250℃的温度，该温度优选地是可调节的。电阻器由中央单元50驱动，中央单元50是由微控制器驱动的电子板形式，这将在后面进行描述。装置的整体由可充电电池60供电。

通过在中央单元50处通过控制而改变加热温度，根据所需的视觉效果而改变甘油蒸汽的密度。在基本实施例中，可以仅通过选择性地接通或断开电阻器12的受控开关来进行该控制。也可以通过改变电阻器的电源电压，借助于脉冲宽度调制PWM等来调节所输出的功率。

在未示出的方式中，电阻器12由例如矿棉类型的热绝缘体围绕，并且整体由刚性护套保护，例如穿孔金属护套，通过加热而产生的甘油蒸汽可以以或多或少浓密烟雾的形式穿过该护套而离开。

烟雾发生器设备10还包括涡轮机17，涡轮机17用于推动所产生的甘油蒸气并由中央单元30驱动。通过调节涡轮机的转速，可以以稳定或可变的方式将烟雾推动至距离喷嘴11的可变距离，这取决于所需的视觉效果。

由金属制成以便耐热的喷嘴11经由例如由硅树脂制成的管道13连接至甘油分配泵14。甘油分配泵14经由另一管道15连接至甘油贮存器16，甘油贮存器16设有塞盖（未示出）以允许将其填满。

从中央单元50驱动的泵14允许从贮存器16向喷嘴11供给甘油。该驱动以与通过电阻器12的加热协调的方式进行，以便根据待获得的视觉效果而在喷嘴11处产生所需的蒸汽密度。

泵优选地是蠕动泵或柱塞泵，当然也可以使用其他类型的泵。

选择甘油的原因在于其粘度和在加热时产生可能非常浓密的烟雾的其众所周知的物理化学性质。它是无毒的并且尤其广泛用于制药工业中。当然可以使用具有类似性质的其他物质。

该装置还包括光发生器设备20。设备20包括旋转板21，一个或多个光源22固定在旋转板21上，一个或多个光源22优选地是发光二极管LED型或激光二极管型。

激光二极管类型的选择是根据所需的光功率和潜在的规则限制做出的。

该光源或每个光源产生或多或少集中的光束。

旋转板21通过由中央单元50驱动的马达减速器23在轴线（未示出）处被驱动，以便能够在对应于装置总轴线的轴线上旋转，以优选可调节的速度旋转。

该速度一般在每秒10至30转之间，使得所获得的视觉效果由于人眼的持久性而看起来稳定。可替代地，可以提供更慢的和/或不规则的运动以便获得其他类型的视觉效果。

光发生器设备还包括由一个或多个透镜制成的光学组件24，用于将由光源产生的光束（或由多个光源产生的光束）引导向装置的产生烟雾的区域（喷嘴区域11）。优选地，离开光学组件24的光束或每个光束是具有尖锐边缘的细光束，使得当光穿过烟雾时光与烟雾的协作可以产生各种视觉效果（特别是取决于烟雾强度、烟雾被推动至的距离、光强度、如果光源允许改变光的颜色的话光的颜色等等），而不是用太漫射的光获得的简单光晕。

该装置还可以包括设有扬声器31的声音发生器设备30或其他声换能器，声音的产生优选地在中央单元XX处执行。它还可以包括机械振动发生器40（在游戏和玩具领域中被称为“力反馈”机构），以便呈现（例如在装置的手柄中，图1中未示出）与装置的某些运动相关联的机械动作。

有利地，该装置还包括运动传感器（一般是惯性单元或一组加速度计），以非明确示出的方式并且优选地集成至中央单元50的电子板。

如前所述，中央单元50通过经由一组电导体51-57连接至所有上述元件而驱动所有上述元件。

电池60有利地是具有适当的电压和容量的锂离子型电池。

图2是根据本发明的装置A的整体视图。

上述所有元件都容纳在装置的手柄P中。可替代地，某些元件容纳在手柄P中，并且其中尤其有烟雾发生器的喷嘴11和涡轮机的其他元件容纳在作为手柄P的延伸部分的部件P'中。

在该部件P'中形成的开口O允许合成烟雾FS离开，形成被一个或多个光束FL穿过的柱，一个或多个光束FL借助于旋转板21而移动，从而在此呈现光柱的视觉效果。

现在将描述该装置的操作。

在启动阶段期间，喷嘴11的加热设备12被加热一段时间，一般是几秒钟，同时致动泵14以供应甘油。

一旦足量的烟雾从喷嘴11出来，光源22就被打开并且由马达减速器23使光源22开始移动，同时涡轮机17被开动以推动烟雾并形成FS柱（合成烟雾柱）直到受控距离，以便由此构成蒸汽包络线，在其中三维图像将通过一个或多个光束而实现。

在稳定操作中，加热设备12、泵14、涡轮机17和光源（关于由马达减速器23而导致的其运动以及如果适用的话，颜色和/或强度方面）的驱动允许广泛地改变所获得的视觉效果。

现在参考图3、图4A和图4B，已经示出了烟雾发生器设备的附加元件，其包括由大致管状的外部元件182和内部元件182形成的引导件18，内部元件182的宽度优选地但是非限制性地根据所示轮廓，从邻近涡轮机17的入口区域直至出口区域逐渐增加。因此限定了具有一般恒定的外部宽度和可变的内部宽度的环形通道C。径向定向的间隔件183允许元件181、182的轴到轴对准，同时沿轴线引导流。

应当理解的是，该引导件允许在其出口处产生环形横截面的层流，并且已经观察到这样的流允许获得保持具有基本恒定的宽度和在一大段距离上基本均匀的烟雾柱FS，以获得特别逼真的“激光剑”型视觉效果（与围绕板21的轴线转动的一组平行光束相结合）。在该实施例中，光发生器20容纳在由引导件18限定的内部空间中，以便获得良好的紧凑性。烟雾以围绕光发生器20的环的形式从引导件18外围地出来。

图5是类似于图1的视图，其中根据该变型已经集成了引导设备。在该图中，与图1中的元件或部件相同的元件或部件用相同的附图标记表示，并且不再描述。

观察到在该实施例中，引导设备18位于喷嘴11的下游，在那里产生甘油蒸汽，并且光发生器20位于所述引导设备的下游。

在图6中示出了根据本发明的喷嘴11的结构的放大视图。

喷嘴11包括玻璃纤维管110，玻璃纤维管110由形成加热电阻器的电阻丝12围绕。玻璃纤维管具有一定的孔隙率，允许液态甘油在径向方向上从管110的内部（由泵14供应甘油）朝向外部移动，在外部处其在电阻丝12的作用下形成烟雾。管110的该孔隙率允许管构成用于甘油的小缓冲储备，调节烟雾的产生。

通过玻璃纤维中的毛细作用而保留的甘油的小储备还允许通过随着温度增加而蒸发甘油来使电阻丝的温度稳定，且从而降低液态甘油自燃的风险。实际上，已经观察到，使用干燥喷嘴（其不保留甘油），电阻丝更加强烈地升温，并且当甘油到达时，甘油与过热电阻器的第一次接触可以使其点燃。

护套110在其上端111处闭合，甘油被约束为径向地朝向电阻丝12流动。

喷嘴还包括外护套112，外护套112优选地由金属制成，其中容纳有封闭管110和电阻丝12。护套112在其自由端（图中的顶部）处是敞开的，以允许烟雾朝向涡轮机17逸出。该护套112还允许限制围绕管110的空气的体积，使得在甘油开始燃烧时，用空气中的氧气供应燃烧受到阻碍，且燃烧因此自然地停止。

这里应注意，管110的孔隙率可有利地通过用电阻丝加热使喷嘴“磨合”一段时间来获得，其中一般将玻璃纤维合并在一起的树脂消耗自身以在纤维之间留出空隙，从而导致其孔隙。同时，尽管树脂劣化，但夹紧护套的电阻丝12有助于其机械凝聚力。

如果需要，预设例如部分围绕护套110的金属管（未示出）的结构元件，以给予组件足够的强度。

当然，本发明绝不限于所描述和示出的实施例，而本领域技术人员将能够带来许多变型和改变。

Claims

1.一种用于产生三维视觉效果的装置，其包括：

受控的烟雾发生器，其包括合成烟雾发生器和用于定向推动由所述合成烟雾发生器产生的烟雾以形成沿伸长方向的烟雾束的推动器具，以及

受控的光发生器，其用于在所述烟雾束中并沿所述烟雾束的伸长方向产生一个或多个光束，所述一个或多个光束包含在所述烟雾束中；

其中，所述合成烟雾发生器包括由管状的外部元件和内部元件形成的引导件，所述内部元件具有的宽度从邻近所述推动器具的入口区域朝向出口区域逐渐增加，从而在出口区域产生烟雾束的层流。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，合成烟雾发生器包括设有加热器具的喷嘴，所述喷嘴被供应有在升温时形成浓密烟雾的液体物质。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述喷嘴包括形成用于所述液体物质的缓冲储存区域的纤维管状元件。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述加热器具包括围绕所述纤维管状元件的电阻丝。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述电阻丝夹紧所述纤维管状元件，以便有助于所述纤维管状元件的机械凝聚力。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述喷嘴和所述加热器具由气密的盲端式护套围绕。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述推动器具包括涡轮机。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述涡轮机围绕轴线旋转，所述轴线与所述喷嘴的轴线重叠。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述推动器具包括用于集中涡轮机流的设备。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，用于集中涡轮机流的设备限定环形通道，所述环形通道具有恒定的外部宽度和可变的内部宽度。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控的光发生器包括至少一个固定光源。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控的光发生器包括安装在可移动元件上的至少一个光源。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述可移动元件包括由电动马达驱动的旋转构件。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述至少一个光源与所述旋转构件的旋转同步地进行强度控制。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述旋转构件以高于约10转/秒的转速被驱动。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控的光发生器包括用于光集中的至少一个光学元件。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控的光发生器包括至少一个发光二极管类型的光源。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控的光发生器包括至少一个激光二极管类型的光源。

19.根据权利要求1所述的装置，其还包括用于动态地控制所述受控的烟雾发生器和所述受控的光发生器的控制单元。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述控制单元控制以下参数的至少一个：

合成烟雾的密度，

合成烟雾的推动，

光的颜色，

光的强度，或

光的移动。

21.一种合成烟雾发生器设备，包括：

喷嘴和加热器具，其被供应有在升温时形成浓密烟雾的液体物质，其中，所述喷嘴包括形成用于所述液体物质的缓冲储存区域的纤维管状元件；以及

由管状的外部元件和内部元件形成的引导件，所述内部元件具有的宽度从邻近推动器具的入口区域朝向出口区域逐渐增加，从而当由推动器具定向推动浓密烟雾以形成沿伸长方向的烟雾束时在出口区域产生烟雾束的层流。

22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述加热器具包括围绕所述纤维管状元件的电阻丝。

23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述电阻丝夹紧所述纤维管状元件，以便有助于所述纤维管状元件的机械凝聚力。

24.根据权利要求21所述的设备，其中，所述喷嘴和所述加热器具由气密的盲端式护套围绕。