旋轉可視表面上的信息可視化裝置的製作方法
2023-09-13 20:39:15
專利名稱：旋轉可視表面上的信息可視化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及信息可視化裝置，用在機器，裝置，運輸車輛，電扇等旋轉可視表面上。
背景技術：
一種已知的信息可視化裝置包括N個光源，即，單色發光二極體(LED)，在硬質均勻基片上均勻地排列成陣列，其輸入端連接到獨立電源供電並固定到基片的控制電路。基片本身是徑向設置在自行車輪兩個相鄰幅條之間。控制電路是由離心控制開關構成，其輸出端連接到時延控制器的輸入端，時延控制器的第一輸出端連接到可視圖形選擇器的輸入端，它的第二個輸出端連接到設定延遲時間的控制器。可視圖形選擇器和時延控制器的輸出端連接到可控電源的輸入端，可控電源的輸出端連接到發光控制器。當自行車輪轉動時，離心控制開關被觸發接通，並接通可視圖形選擇器。形成的圖形是從圖形選擇器存儲的圖形集合中預選的。設定延遲時間的控制器分配不同的閃光時間給每個單獨的二極體。發光二極體在不同時間的閃光產生準度量場，它顯示瞬變視覺增強的二維單色圖像[US5800039]。
這種裝置的一個缺點是，形成的圖像連續地漂移，因為它與車輪的轉速不同步。此外，由於它僅僅產生二維單色圖像，因此，它有較低的信息能力。另一個缺點是，該裝置在車輪旋轉時一直在工作，與環境光的強度無關。這導致降低的圖像感受能力，特別是在白天或明亮側光的情況下。這種冗餘工作模式導致快速消耗獨立的電源，從而需要頻繁地更換。該裝置的另一個缺點是它的有限範圍，因為它僅僅適用於自行車，以及僅在安裝到自行車幅條之間的特定位置才起作用。
現有技術中已知的另一種信息可視化裝置專門設計成用於運輸車輛。它是由一組或M組光源構成，每組光源包含均勻地排列成陣列的N個發光二極體。每組LED安裝在單獨硬質的均勻基片上。基片上所有的二極體有相同的顏色。它們連接到有獨立電源的各個控制電路。基片是徑向設置在有相等角距離的旋轉物體上，例如，自行車輪。各組的控制電路連接到中央微控制器的串行輸出總線。它是有獨立電源，控制面板，和存儲器的微控制器。中央微控制器可以安裝在一個基片上，因此，它與基片上的發光二極體組有共同的電源。磁鐵固定到機器的穩定部分，例如，自行車的前叉。同步傳感器固定在車輛旋轉部分上的合適位置，例如，車輪，並在每次通過磁鐵時被觸發。這種檢測器的輸出端連接到微處理器的信息輸入埠。可以看到的圖像模式是由控制面板預先選擇。當自行車輪旋轉時，微處理器被檢測器激勵，並開始發送控制信號到各組二極體。與此同時，微處理器設定車輪的轉速，並基於轉速確定二極體閃光的時刻，為的是在相同的位置形成圖像。所以，由於瞬變視覺，發光二極體在不同時間的發光產生準度量場，它顯示M組二維單色圖像，每組圖像有不同的顏色[PCT/US00/25098]。
這種裝置的一個缺點是，它降低圖像感受能力，因為它僅產生二維單色圖像。該裝置的另一個缺點是，它的機構相當複雜，因為它包含多個藉助於活動導線互聯的獨立元件。由於存在與磁鐵和檢測器的耦合，從而降低了它的可靠性。
這種裝置的另一個缺點是，它永恆的工作模式導致能量損失。另一個缺點是，產生高質量圖像要求各個發光源非常精確地定位在車輛的轉動部分。
本發明的目的是建立一種信息可視化裝置，它可以提供較高質量的生成圖像，可靠性，和增強的信息能力。
發明內容
實現這個目的是通過提供一種用於顯示圖像的信息可視化裝置，包括多個光源，即，發光二極體，均勻地設置在基片上，並藉助於驅動器連接到有獨立電源的微控制器。微控制器安裝在基片上。同步傳感器連接到微控制器。LED是單色或三色(RGB)LED，基片是柔性基片。在同步傳感器6安裝到旋轉表面上時，若其旋轉軸不垂直於地球表面，則它響應於重力；若其旋轉軸垂直於地球表面，則同步傳感器在相對於給定不動點的位置上被激勵。光傳感器連接到與控制面板連接的微控制器。兩個傳感器和控制面板固定到基片上。微控制器有串行接口。
基片可以容納包含相同或不同數目LED的附加P組LED，這些LED有相同或不同的顏色，或者，它們是RGB LED。這些LED組可以排列成陣列，棋盤式圖形，或在與基片相同平面上或不同距離上的任何其他預設圖形。
基片2的底部可以覆蓋粘性箔。
基片2可以是硬質並有預設外形的基片。
該信息可視化裝置的優點是，它可以提供較高質量的生成圖像，可靠性，並有增強的信息能力。
附圖展示的本發明優選實施例詳細地描述本發明的裝置圖1是裝置的方框圖；圖2是有單個LED陣列的裝置投影圖；圖3是有三個均勻排列LED陣列的裝置投影圖；圖4是有三個排列成棋盤式圖形LED陣列的裝置投影圖；圖5是有三個對角LED陣列的裝置投影圖；圖6是有單個RGB LED陣列的裝置投影圖；圖7是有三個對角LED陣列的裝置投影圖，每個LED陣列放置在與基片不同的距離上；圖8是有預設外形的硬質基片2的裝置投影圖；圖9是安裝在輪緣13的旋轉表面和外表面上的裝置投影圖；圖10至圖13是利用該裝置產生的準度量圖像的樣本表示；圖14是安裝在圓柱14旋轉外表面上的裝置投影圖。
具體實施例方式
一種用於顯示圖像的信息可視化裝置，包括多個光源，即，N個發光二極體1，在基片2上均勻地排列成陣列，並藉助於驅動器3連接到有獨立電源5的微控制器4。微控制器4安裝在基片2上。同步傳感器6連接到微控制器4。LED 1是單色或三色(RGB)LED，基片2是柔性基片，和同步傳感器6在安裝到旋轉表面上時，若其旋轉軸不垂直於地球表面，則它響應於重力；若其旋轉軸垂直於地球表面，則同步傳感器在相對於給定不動點的位置上被激勵。光傳感器7連接到與控制面板8連接的微控制器4。兩個傳感器6和7和控制面板設置在基片2上。微控制器4有串行接口9。
基片可以容納包含相同或不同數目LED的附加P組LED(圖2，3，4，5，7)，這些LED有相同或不同的顏色，或者是RGB LED(圖6)。這些LED組可以排列成陣列，棋盤式圖形，或在與基片2相同平面上或不同距離上的任何其他預設圖形。
基片2的底部可以覆蓋粘性箔10(圖2至7)。
基片2是可以硬質基片並有預設的外形(圖8)。
電源中的電池放置在與活動頂蓋12密封的機殼11內。機殼11還安裝在基片上。
該裝置的電子元件設置在基片寬广部分的合適位置上，該裝置可以安裝在輪緣13上(圖9)。
在有該裝置的物體旋轉期間，該裝置產生圖10至13所示的準矩陣圖像14。
該裝置可以安裝在旋轉物體15的外表面上(圖14)。
本發明的應用微控制器4包含多個不同可視圖形的庫，在微控制器製作之前記錄在它的存儲器上，例如，圖像，文字，燈光效應，或以上三種的組合。在利用該裝置時，接口9和外部源(在附圖中沒有畫出)允許在微控制器的存儲器中添加其他的圖形庫。外部源可以是個人計算機，膝上型計算機，筆記本計算機，或配置軟體並支持該裝置通信協議，以及輸入和處理數據的專用裝置。根據操作員的優先選擇，這允許他在現場，聯機方式等反覆地重編程該裝置。
藉助於粘性箔10，該裝置可以固定地設置在物體的旋轉部分，例如，輪緣13。我們建議，該裝置是相對於轉軸的徑向設置。電池放置在機殼11內，在此之後密封活動頂蓋12，例如，利用螺絲擰緊以確保電池安全。但在電池消耗完功率之後，按照相反的順序完成替換。
該裝置設定成在電池放入之後即刻運行，而微控制器4是在低功率備用模式下開始工作，為的是延長電池的壽命。在運動傳感器6接收到信號時，微控制器4「甦醒」並檢查光傳感器7。在明亮的白天，微控制器4切換到低功率消耗模式以節省能量。在黑暗時間，即，在夜間狀態下，微控制器4激勵其有預設時間的內置定時器，與此同時，它發送信號到發光二極體1。
在定時器工作時，從微控制器4發送信號到LED 1是受運動傳感器6的控制。在車輛輪緣13或物體15的每次轉動期間，這個傳感器發送一個短脈衝到微控制器4。微控制器4記錄該傳感器下一次激勵之前的時間，為的是產生準矩陣中準行和準列的可視圖形，在正確的後續時刻和所需的持續時間使LED 1閃光。這是在一定角速度下完成的，為了能使遠處觀察者從準矩陣場14感受信息，表現的形式是發射的閃光效應。由於人的瞬變視覺，觀察者的眼睛能夠感受形成的視覺效應，它廣泛地應用於諸如電影，電視，頻閃觀察等的其他技術領域。準矩陣場14產生的圖像數據存儲在微控制器4中。有以下兩種方法可以記錄這種數據到微控制器的存儲器中第一種方法數據預先記錄在微控制器的存儲器並在以後階段不能改變。
第二種方法微控制器4利用串行接口9從外部源(在附圖中未畫出)得到數據。微控制器4在它的非易失性存儲器中保存這個數據並按照以上描述的方式檢索數據。外部源可以是個人計算機，膝上型計算機，筆記本計算機，或配置所需軟體，支持該裝置的通信協議，以及輸入和處理數據的專用裝置。這就允許反覆地重編程該裝置，包括「在現場」和根據你的優先選擇。
當光傳感器7檢測到沒有光時，微控制器4的定時器在它每次從運動傳感器6接收到信號時重設它的數值，從而給裝置提供足夠的工作時間，因此，若車輛偶然地點亮(由於另一個運輸車輛的前燈，廣告牌，路燈等)或者，若運動傳感器6沒有發射信號(例如，當車輛停止在十字路口時)，則LED 1在短暫時刻仍保持激活。按照這種方法，在車輛通過照亮區時，該效應是可見的。此外，該裝置的這個特徵可以使停止車輛更加清晰可見，因為觀察者能夠看到單個光陣列，它可以閃爍發光以告知其他駕駛員有別的車輛。所以，這個特徵可以保障黑暗時刻的交通安全。該裝置的另一個功能與使用定時器有關，在車輛停止時，它允許你監測電池電平。若LED在車輛停止以後繼續發光，則電池已耗盡功率。
在長時間停留或在明亮的環境下，定時器不復位。所以，微控制器4發送終止LED電源的信號，並在該裝置的下一次激活之前切換到低功率備用模式。
權利要求
1.一種信息可視化裝置，包括N個發光二極體的光源，在基片上均勻地排列成陣列，並藉助於驅動器連接到有獨立電源並安裝在基片上的微控制器；和與微控制器連接的同步傳感器，其特徵是，LED1是單色或三色(RGB)LED，基片2是柔性基片，和在同步傳感器6安裝到旋轉表面上時，若其旋轉軸不垂直於地球表面，則它響應於重力，或者，若其旋轉軸垂直於地球表面，則同步傳感器在相對於給定不動點的位置上被激勵，且光傳感器7連接到與控制面板8連接的微控制器4，兩個傳感器(6和7)和控制面板8設置在基片2上，和微控制器4有串行接口9。
2.按照權利要求1的信息可視化裝置，其特徵是，基片可以容納包含相同或不同數目LED的附加P組LED，這些LED有相同或不同的顏色，或是RGB LED，其中這些LED組可以排列成陣列，棋盤式圖形，或在與基片2相同平面上或不同距離上的任何其他預設圖形。
3.按照權利要求1的信息可視化裝置，其特徵是，基片2是硬質基片並有預設的外形。
4.按照權利要求1的信息可視化裝置，其特徵是，基片的底部覆蓋粘性箔10。
全文摘要
該裝置可用在機器，附屬裝置，車輛，電扇等的旋轉可視表面上。其特徵是較高質量的圖像顯示，可靠性，和增強的信息能力。它包括N個光源，均勻地設置在柔性基片(2)上，並藉助於驅動器(3)連接到基片(2)上安裝的有獨立電源(5)的微控制器(4)。同步傳感器(6)連接到微控制器(4)。光源可以是單色或三色(RGB)LED。同步傳感器(6)在安裝到旋轉表面上時，若其旋轉軸不垂直於地球表面，則它響應於重力；或者，若其旋轉軸垂直於地球表面，則在相對於給定不動點的位置上被激勵。光傳感器(7)連接到與控制面板(8)連接的微控制器(4)。傳感器(6和7)和控制面板(8)設置在基片(2)上。微控制器(4)有串行接口(9)。
文檔編號G09G3/14GK1685389SQ02829750
公開日2005年10月19日 申請日期2002年11月29日 優先權日2002年9月11日
發明者斯特凡·內得夫·基瓦羅夫, 約瑟夫·埃爾丹·舒蘭斯 申請人:斯特凡·內得夫·基瓦羅夫, 約瑟夫·埃爾丹·舒蘭斯