Патент на изобретение №2349944

(54) КАЛЕЙДОСКОП

(57) Реферат:

Заявляемое устройство может быть использовано в детских игрушках, а также для получения красочных изображений, используемых при создании декоративных мозаик, многоцветных витражей, в приборах в комнатах психологической разгрузки. Калейдоскоп содержит трехгранную зеркальную призму и герметичную камеру с разноцветными узорообразующими элементами различного удельного веса, например, из пластика и стекла. Эта камера заполнена вязкой прозрачной жидкостью. В корпусе на уровне размещения герметичной камеры выполнены радиально направленные отверстия для дополнительного освещения узорообразующих элементов боковым светом. Корпус калейдоскопа может быть выполнен цельным или раздельным, состоящим из двух соосных частей с возможностью поворота одной части с герметичной камерой относительно другой с трехгранной призмой. Технический результат: создание плавного противонаправленного движения узорообразующих элементов в пространстве герметичной камеры с вязкой жидкостью. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в детских игрушках, а также для получения красочных изображений, используемых при создании декоративных мозаик, многоцветных витражей, в приборах в комнатах психологической разгрузки.

Известен калейдоскоп, содержащий цилиндрический корпус, с одного торца имеющий смотровое отверстие, а с другого – камеру со стенками из светопроницаемого материала с формообразующими (узорообразующими) элементами. Внутри корпуса размещена полая призма с зеркальной внутренней поверхностью. Имеется дополнительный формообразующий элемент, перемещающийся вдоль одной из граней призмы в виде ленты [а.с. СССР №1365024, МПК G02B 27/08, 1986 г.].

Недостатком является слишком быстрая смена калейдоскопических узоров, что создает «эффект ряби».

Известен калейдоскоп, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещена пустотелая призма с внутренней зеркальной поверхностью. Устройство имеет смотровое окно с одного торца, а с другого – камеру с формообразующими (узорообразующими) элементами, при этом призма состоит из нескольких последовательно расположенных вдоль оси калейдоскопа полых призм с внутренней зеркальной поверхностью, установленных с возможностью вращения вокруг оси калейдоскопа независимо или совместно друг с другом [а.с. СССР №1735793, МПК G02B 27/08, 1992 г.].

Недостаток калейдоскопа состоит в слишком быстрой смене плоских узоров, обусловленной перемещением формообразующих элементов, и в сложности конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является калейдоскоп, в котором объектом, создающим изображение, служит сосуд, наполненный жидкостью с кусочками различных веществ, находящихся во взвешенном состоянии [а.с. СССР №67862, НПК 42h, 24; приоритет 01.07.1944, автор В.В.Аршинов]. Этот калейдоскоп состоит из горизонтальной картонной круглой трубки с зеркалами обычного калейдоскопа, снабженной поляроидом анализатором, в которой размещены черное зеркало-поляризатор и сосуд с элементами для калейдоскопических изображений (узорообразующими элементами). Сосуд (герметичная камера) из прозрачной пластмассы заполнен прозрачной вязкой или тяжелой однопреломляющей жидкостью с плавающими в ней двоякопреломляющими твердыми кристаллами. В этом калейдоскопе бесцветные узорообразующие элементы, например, из кусочков слюды, находясь во взвешенном состоянии в жидкости, за счет интерференции поляризованного света дают изображения, окрашенные в красивые яркие цвета. Эти цвета можно менять, не меняя рисунка изображения, вращением поляроида-анализатора вокруг трубки калейдоскопа. Находясь во взвешенном состоянии, узорообразующие элементы при вращении или при встряхивании калейдоскопа медленно перемещаются в центральной части камеры, окрашенные в яркие интерференционные цвета, наблюдаемые в смотровое отверстие.

Недостаток известного калейдоскопа заключается в сложности конструкции за счет использования специального оптического прибора – поляроида-анализатора и в создании изображений, медленно изменяющихся только в центральной части камеры вследствие того, что узорообразующие элементы всегда находятся во взвешенном состоянии.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции и расширение демонстрационных возможностей устройства.

Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, – создание плавного противонаправленного движения узорообразующих элементов в пространстве герметичной камеры с вязкой жидкостью. В результате этого движения тяжелые элементы из стекла опускаются вниз, а легкие из пластика поднимаются вверх и, отражаясь в зеркальной призме, создают движущуюся в пространстве разноцветную калейдоскопическую картинку.

Поставленная задача решается тем, что в калейдоскопе, состоящем из светонепроницаемого цилиндрического корпуса со смотровым отверстием в торце, расположена полая трехгранная призма с внутренней зеркальной поверхностью, а за ней в другой части корпуса установлена герметичная камера из прозрачного пластика. Эта камера заполнена вязкой жидкостью и в ней размещены узорообразующие элементы, причем выполнены они из разноцветных кусочков стекла и пластика. В корпусе на уровне размещения герметичной камеры выполнены радиально направленные отверстия для дополнительного освещения узорообразующих элементов боковым светом. Кроме того, корпус может быть выполнен цельным или разъемным, состоящим из двух коаксиально (соосно) расположенных частей, с возможностью поворота по часовой или против часовой стрелки части корпуса с герметичной камерой относительно части корпуса с зеркальной призмой. Для этого на одной части корпуса выполнено кольцевое углубление, а на другой – соответствующий ему выступ.

Для усиления зрелищности эффекта на часть корпуса с герметичной камерой установлена насадка, включающая плату со светодиодами и элементами питания.

Для создания хорошего настроения дополнительно в насадку введено миниатюрное музыкальное устройство.

На фиг.1 представлен общий вид разъемного калейдоскопа в разрезе; на фиг.2 – вид сбоку, разрез по А-А; на фиг.3 в разрезе представлена конструкция калейдоскопа с насадкой.

На представленных фигурах указаны следующие позиции:

1 – смотровое отверстие;

2 – герметичная камера;

3 – трехгранная призма;

4 – легкие узорообразующие элементы;

5 – тяжелые узорообразующие элементы;

6 – радиально направленные отверстия;

7 – часть корпуса с герметичной камерой;

8 – часть корпуса с зеркальной призмой;

9 – кольцевое углубление;

10 – выступ, соответствующий кольцевому углублению;

11 – насадка;

12 – плата;

13 – светодиоды;

14 – элементы питания;

15 – миниатюрное музыкальное устройство.

Калейдоскоп состоит из светонепроницаемого цилиндрического корпуса, имеющего с одного торца небольшое смотровое отверстие 1 для наблюдения калейдоскопических картинок, закрытое прозрачным стеклом, с другого – герметичную камеру 2 из прозрачного пластика. Между ними внутри корпуса расположена полая трехгранная призма 3 с зеркальной внутренней поверхностью. Внутрь камеры 2 помещены разноцветные кусочки различных веществ, так называемые «узорообразующие элементы» с различным удельным весом – одни элементы 4 легкие, например, из цветного пластика, другие элементы 5 тяжелые, например, из стекла. Герметичная камера 2 заполнена вязкой прозрачной жидкостью, например глицерином, причем тяжелые узорообразующие элементы 5 лежат снизу, а легкие элементы 4 находятся в верхнем слое вязкой жидкости.

Герметичная камера 2 с узорообразующими элементами 4 и 5 может быть заполнена двумя типами несмешивающихся жидкостей, например силиконовой (полиметилсилоксановой) и водой. В этом случае тяжелые элементы 5 лежат внизу, а легкие элементы 4 находятся в верхнем слое силиконовой жидкости, граничащем с нижним слоем воды.

Жидкости и материалы узорообразующих элементов подбираются экспериментально, важно чтобы часть узорообразующих элементов в данной жидкости опускалась вниз, а другая часть всплывала вверх.

Если средняя плотность узорообразующего элемента меньше плотности жидкости, то он будет погружен в жидкость только частично, если же плотность узорообразующего элемента будет существенно больше плотности жидкости, то этот элемент будет находиться внизу на дне герметичной камеры 2.

В корпусе на уровне размещения герметичной камеры 2 выполнены радиально направленные отверстия 6 с целью дополнительного бокового освещения и более четкого отражения в зеркалах призмы 3 узорообразующих элементов 4 и 5. Кроме того, корпус может быть выполнен цельным или разъемным, состоящим из двух коаксиально расположенных частей 7 и 8, с возможностью поворота части корпуса с герметичной камерой 7 относительно части корпуса с зеркальной призмой 8. Для этого на части корпуса 8 выполнено кольцевое углубление 9, а на части корпуса 7 имеется соответствующий ему выступ 10. На корпус со стороны расположения герметичной камеры 2 может быть установлена насадка 11, имеющая вмонтированную плату 12 со светодиодами 13, например импульсными красного свечения типа ВВ-В-61В71-С, ВХ 1174 или разного цветового свечения типа L-474 (красный, желтый); L-493 (красный, зеленый); L-1394 и L-13 (красный, зеленый, желтый) [«Промэлектроника», каталог 2005 г. Электронные компоненты для производства]. Светодиоды 13 размещены как с внешнего торца герметичной камеры 2, так и напротив отверстий 6 для бокового освещения узорообразующих элементов 4 и 5. В плате 12 имеются элементы питания 14 и может быть установлено миниатюрное музыкальное устройство 15, обеспечивающее музыкальное сопровождение при просмотре калейдоскопических картинок.

Устройство работает следующим образом: при встряхивании или повороте калейдоскопа относительно продольной оси в герметичной камере 2, заполненной прозрачной вязкой жидкостью, узорообразующие элементы 4 из пластика, то есть легкие, медленно поднимаются и всплывают вверх, а более тяжелые элементы 5 из стекла медленно опускаются вниз, отражаясь зеркалами трехгранной призмы 3. Плавное и противонаправленное перемещение цветных узорообразующих элементов 4 и 5 дает возможность наблюдать в смотровое отверстие 1 изменение калейдоскопических цветных узоров в динамике. Калейдоскопическая картинка, образованная расположенными в пространстве разноцветными узорообразующими элементами, как бы «оживает». Зрелищность увеличивают лучи света, проходящие в камеру 2 сквозь боковые отверстия 6.

Разъемная конструкция корпуса позволяет вращать часть корпуса с герметичной камерой 7 с имеющимся выступом 10 относительно части корпуса с зеркальной призмой 8 с выполненным кольцевым углублением 9 по часовой или против часовой стрелки и наблюдать за неповторимыми, необычайно красивыми цветными узорами, плавно изменяющимися в пространстве под действием вращения части корпуса герметичной камерой.

С целью расширения демонстрационных возможностей на корпус устанавливают насадку 11 с вмонтированной платой 12, на которой размещены светодиоды 13 разного цветового свечения с элементами питания 14. Свет, импульсно излучаемый светодиодами 13, направленный по оси калейдоскопа и в радиально направленные отверстия 6, дает дополнительный зрелищный эффект при наблюдении за изменением цветных калейдоскопических картинок в пространстве с созданной подсветкой.

Цвета узорообразующих элементов 4 и 5, удивительные по красоте композиции, их освещение светодиодами 13 оказывают на человека целительное воздействие, помогают улучшить самочувствие. Чтобы создать хорошее настроение, просмотр «ускользающих узоров» может сопровождаться приятной мелодией, звучащей из миниатюрного музыкального устройства 15.

Формула изобретения

1. Калейдоскоп, включающий цилиндрический корпус, внутри которого расположены заполненная жидкостью герметичная камера с узорообразующими элементами и зеркальная призма, отличающийся тем, что в качестве узорообразующих элементов использованы разноцветные кусочки стекла и пластика, а в корпусе на уровне размещения герметичной камеры выполнены радиально направленные отверстия, при этом корпус может быть выполнен цельным или разъемным, состоящим из двух коаксиально расположенных частей, с возможностью поворота части корпуса с герметичной камерой относительно части корпуса с зеркальной призмой.

2. Калейдоскоп по п.1, отличающийся тем, что на корпусе в месте расположения герметичной камеры установлена насадка, включающая плату со светодиодами и элементами питания.

3. Калейдоскоп по п.2, отличающийся тем, что в насадку введено миниатюрное музыкальное устройство.

РИСУНКИ