[发明专利]用于模拟火焰的设备

说明书

本申请是申请号为200980102545.0、申请日为2009年8月20日、申请人为迪斯尼实业公司、发明名称为“动态火焰装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及用于动画形式发光的方法和系统，尤其涉及用于模拟提供动态光移动的闪烁火焰的系统、装置和方法。

背景技术

对于专业效果艺术家的困难挑战是模拟单独一个的烛光火焰。模拟大火诸如壁炉或摄影棚布景中的火焰比较容易设计，因为它们一般是从远处观看的，大火的大部分效果包括发光发热和灰烬，这些都是容易模拟的。但是，单独一个烛光通常是从短距离观看的，效果的焦点落在灯芯上动态地或随意地移动的单独火焰的闪烁的光上。

火焰是火的可见的、发光的部分。单独的火焰是燃料、温度渐变度、对流和周围空气流的复杂的动态相互作用。这些相互作用产生连续且随意移动的光，具有不同颜色的松散限定的区域，其中，各个区域在空间中动态地或者以不可预测的方式改变尺寸和形状。虽然具有复杂性，但是人们也非常熟悉自然火焰的外观，使得难于实现令人信服的、对于观看者来说外观真实或者自然的模拟，尤其是在观看距离只有短短的几英尺或更少的情况下。

基于燃烧的烛光由于存在火焰和热量而会在许多环境下造成安全问题。这些传统的烛光是需要高度维护的，并且不适于在不进行持续维护的情况下长期使用在诸如宗教建筑物、主题公园、纪念碑、橱窗展示、博物馆等中。另一方面，传统的蜡制烛光产生的光会吸引很多人并且容易被制造出来用于很多种应用情况，诸如桌台照明、房间照明、墙壁灯台、宗教仪式、剧场照明、装饰性照明以及假日和特殊活动的照明。因此，一直需要一种人工的火焰模拟器，能够比传统的蜡或燃烧烛光使用得更加安全并且需要更少的维护，人工火焰模拟器或装置应当产生单独火焰的令人兴奋和实际的模拟并且可适合于各种形状因素。

存在许多的火焰仿造创新性产品，使用各种方法来为展示的目的模拟真实火焰，诸如美国专利No.7,125,142、No.6,454,425、No.4,550,363中所公开的装置。具体地说，美国专利No.7,125,142记载一种使用多种颜色光固定至半透明壳体的装置，它们根据计算机程序而启用，尝试在不采用移动部件的情况下使光栩栩如生。美国专利No.6,454,425公开一种烛光火焰模拟装置，包括吹气装置，用于产生空气流并且将流动的空气朝向火焰状的柔性部件导引，从而吹气并且振荡或者振动火焰状柔性部件从而模拟烛光。美国专利No.4,550,363公开一种装配有可透光和光散射灯外壳的电灯泡。这些和其他尝试所得到的火焰展示对于真实火焰的模拟来说具有相对较差的效果并且尚未被商业或零售市场广泛采用。另外，这种装置一般需要大量的能量输入并且需要频繁地更换电池，这会增加采购和操作成本并且为了持续使用需要比较麻烦的维护。

发明内容

本发明通过设置动态（kinetic）火焰装置以及提供用于制造以及使用这种动态火焰装置的方法而解决上述和其他问题，该动态火焰装置产生由真实但是不规则的物理移动驱动的点火效果。本发明的一些实施例可包括驱动机构，该驱动机构促进和/或干扰重力、质量、电磁场强度、磁场、空气阻力和光之间的复杂相互作用从而实现动态或不规则的火焰效果，但是，有趣的是，复杂的相互作用不会被直接地调制或控制从而减小控制和/或驱动要求或部件。由动态火焰装置产生的移动和光能够产生令人信服地再现单独闪烁火焰的动态光输出的光，诸如可通过传统燃烧或蜡制蜡烛形成的火焰。

更具体地说，设置一种设备来模拟火焰，诸如蜡烛等的火焰。该火焰模拟设备可包括具有一个或多个侧壁的外壳（或外壳部分），限定具有第一级和第二级的内部空间（或上部空间和下部空间）。可设置诸如电线圈的驱动机构从而产生延伸入第一级的随着时间改变的电磁场。该设备也可包括枢转地安装在第一级的内部空间中的第一级摆锤部件。第一级摆锤部件可包括第一端上的第一磁体（例如，嵌入的或附接的永磁体）和第二端上的第二磁体（例如，嵌入的或附接的永磁体）。在一些情况下，第一端定位成相邻于该驱动机构，使得第一磁体与随着时间改变的磁场相互作用从而随着时间（或者跨过驱动机构的操作时间段/在驱动机构的操作时间段期间）动态地移动（或者按照不规则的方式移动）该第一级摆锤部件。