專利名稱：旋轉(zhuǎn)可視表面上的信息可視化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息可視化裝置，用在機(jī)器，裝置，運(yùn)輸車輛，電扇等旋轉(zhuǎn)可視表面上。
背景技術(shù)：
一種已知的信息可視化裝置包括N個(gè)光源，即，單色發(fā)光二極管(LED)，在硬質(zhì)均勻基片上均勻地排列成陣列，其輸入端連接到獨(dú)立電源供電并固定到基片的控制電路?；旧硎菑较蛟O(shè)置在自行車輪兩個(gè)相鄰幅條之間?？刂齐娐肥怯呻x心控制開關(guān)構(gòu)成，其輸出端連接到時(shí)延控制器的輸入端，時(shí)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(gè)輸出端連接到設(shè)定延遲時(shí)間的控制器。可視圖形選擇器和時(shí)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(fā)光控制器。當(dāng)自行車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離心控制開關(guān)被觸發(fā)接通，并接通可視圖形選擇器。形成的圖形是從圖形選擇器存儲(chǔ)的圖形集合中預(yù)選的。設(shè)定延遲時(shí)間的控制器分配不同的閃光時(shí)間給每個(gè)單獨(dú)的二極管。發(fā)光二極管在不同時(shí)間的閃光產(chǎn)生準(zhǔn)度量場，它顯示瞬變視覺增強(qiáng)的二維單色圖像[US5800039]。
這種裝置的一個(gè)缺點(diǎn)是，形成的圖像連續(xù)地漂移，因?yàn)樗c車輪的轉(zhuǎn)速不同步。此外，由于它僅僅產(chǎn)生二維單色圖像，因此，它有較低的信息能力。另一個(gè)缺點(diǎn)是，該裝置在車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)一直在工作，與環(huán)境光的強(qiáng)度無關(guān)。這導(dǎo)致降低的圖像感受能力，特別是在白天或明亮側(cè)光的情況下。這種冗余工作模式導(dǎo)致快速消耗獨(dú)立的電源，從而需要頻繁地更換。該裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)是它的有限范圍，因?yàn)樗鼉H僅適用于自行車，以及僅在安裝到自行車幅條之間的特定位置才起作用。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的另一種信息可視化裝置專門設(shè)計(jì)成用于運(yùn)輸車輛。它是由一組或M組光源構(gòu)成，每組光源包含均勻地排列成陣列的N個(gè)發(fā)光二極管。每組LED安裝在單獨(dú)硬質(zhì)的均勻基片上。基片上所有的二極管有相同的顏色。它們連接到有獨(dú)立電源的各個(gè)控制電路?；菑较蛟O(shè)置在有相等角距離的旋轉(zhuǎn)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(dú)立電源，控制面板，和存儲(chǔ)器的微控制器。中央微控制器可以安裝在一個(gè)基片上，因此，它與基片上的發(fā)光二極管組有共同的電源。磁鐵固定到機(jī)器的穩(wěn)定部分，例如，自行車的前叉。同步傳感器固定在車輛旋轉(zhuǎn)部分上的合適位置，例如，車輪，并在每次通過磁鐵時(shí)被觸發(fā)。這種檢測器的輸出端連接到微處理器的信息輸入端口?？梢钥吹降膱D像模式是由控制面板預(yù)先選擇。當(dāng)自行車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，微處理器被檢測器激勵(lì)，并開始發(fā)送控制信號(hào)到各組二極管。與此同時(shí)，微處理器設(shè)定車輪的轉(zhuǎn)速，并基于轉(zhuǎn)速確定二極管閃光的時(shí)刻，為的是在相同的位置形成圖像。所以，由于瞬變視覺，發(fā)光二極管在不同時(shí)間的發(fā)光產(chǎn)生準(zhǔn)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(gè)缺點(diǎn)是，它降低圖像感受能力，因?yàn)樗鼉H產(chǎn)生二維單色圖像。該裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)是，它的機(jī)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)樗鄠€(gè)借助于活動(dòng)導(dǎo)線互聯(lián)的獨(dú)立元件。由于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(gè)缺點(diǎn)是，它永恒的工作模式導(dǎo)致能量損失。另一個(gè)缺點(diǎn)是，產(chǎn)生高質(zhì)量圖像要求各個(gè)發(fā)光源非常精確地定位在車輛的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。
本發(fā)明的目的是建立一種信息可視化裝置，它可以提供較高質(zhì)量的生成圖像，可靠性，和增強(qiáng)的信息能力。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的是通過提供一種用于顯示圖像的信息可視化裝置，包括多個(gè)光源，即，發(fā)光二極管，均勻地設(shè)置在基片上，并借助于驅(qū)動(dòng)器連接到有獨(dú)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(zhuǎn)表面上時(shí)，若其旋轉(zhuǎn)軸不垂直于地球表面，則它響應(yīng)于重力；若其旋轉(zhuǎn)軸垂直于地球表面，則同步傳感器在相對(duì)于給定不動(dòng)點(diǎn)的位置上被激勵(lì)。光傳感器連接到與控制面板連接的微控制器。兩個(gè)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(shù)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(yù)設(shè)圖形。
基片2的底部可以覆蓋粘性箔。
基片2可以是硬質(zhì)并有預(yù)設(shè)外形的基片。
該信息可視化裝置的優(yōu)點(diǎn)是，它可以提供較高質(zhì)量的生成圖像，可靠性，并有增強(qiáng)的信息能力。


附圖展示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明的裝置圖1是裝置的方框圖；圖2是有單個(gè)LED陣列的裝置投影圖；圖3是有三個(gè)均勻排列LED陣列的裝置投影圖；圖4是有三個(gè)排列成棋盤式圖形LED陣列的裝置投影圖；圖5是有三個(gè)對(duì)角LED陣列的裝置投影圖；圖6是有單個(gè)RGB LED陣列的裝置投影圖；圖7是有三個(gè)對(duì)角LED陣列的裝置投影圖，每個(gè)LED陣列放置在與基片不同的距離上；圖8是有預(yù)設(shè)外形的硬質(zhì)基片2的裝置投影圖；圖9是安裝在輪緣13的旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生的準(zhǔn)度量圖像的樣本表示；圖14是安裝在圓柱14旋轉(zhuǎn)外表面上的裝置投影圖。
具體實(shí)施例方式
一種用于顯示圖像的信息可視化裝置，包括多個(gè)光源，即，N個(gè)發(fā)光二極管1，在基片2上均勻地排列成陣列，并借助于驅(qū)動(dòng)器3連接到有獨(dú)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(zhuǎn)表面上時(shí)，若其旋轉(zhuǎn)軸不垂直于地球表面，則它響應(yīng)于重力；若其旋轉(zhuǎn)軸垂直于地球表面，則同步傳感器在相對(duì)于給定不動(dòng)點(diǎn)的位置上被激勵(lì)。光傳感器7連接到與控制面板8連接的微控制器4。兩個(gè)傳感器6和7和控制面板設(shè)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(shù)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(yù)設(shè)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(zhì)基片并有預(yù)設(shè)的外形(圖8)。
電源中的電池放置在與活動(dòng)頂蓋12密封的機(jī)殼11內(nèi)。機(jī)殼11還安裝在基片上。
該裝置的電子元件設(shè)置在基片寬廣部分的合適位置上，該裝置可以安裝在輪緣13上(圖9)。
在有該裝置的物體旋轉(zhuǎn)期間，該裝置產(chǎn)生圖10至13所示的準(zhǔn)矩陣圖像14。
該裝置可以安裝在旋轉(zhuǎn)物體15的外表面上(圖14)。
本發(fā)明的應(yīng)用微控制器4包含多個(gè)不同可視圖形的庫，在微控制器制作之前記錄在它的存儲(chǔ)器上，例如，圖像，文字，燈光效應(yīng)，或以上三種的組合。在利用該裝置時(shí)，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(chǔ)器中添加其他的圖形庫。外部源可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，膝上型計(jì)算機(jī)，筆記本計(jì)算機(jī)，或配置軟件并支持該裝置通信協(xié)議，以及輸入和處理數(shù)據(jù)的專用裝置。根據(jù)操作員的優(yōu)先選擇，這允許他在現(xiàn)場，聯(lián)機(jī)方式等反復(fù)地重編程該裝置。
借助于粘性箔10，該裝置可以固定地設(shè)置在物體的旋轉(zhuǎn)部分，例如，輪緣13。我們建議，該裝置是相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的徑向設(shè)置。電池放置在機(jī)殼11內(nèi)，在此之后密封活動(dòng)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后，按照相反的順序完成替換。
該裝置設(shè)定成在電池放入之后即刻運(yùn)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(yùn)動(dòng)傳感器6接收到信號(hào)時(shí)，微控制器4“蘇醒”并檢查光傳感器7。在明亮的白天，微控制器4切換到低功率消耗模式以節(jié)省能量。在黑暗時(shí)間，即，在夜間狀態(tài)下，微控制器4激勵(lì)其有預(yù)設(shè)時(shí)間的內(nèi)置定時(shí)器，與此同時(shí)，它發(fā)送信號(hào)到發(fā)光二極管1。
在定時(shí)器工作時(shí)，從微控制器4發(fā)送信號(hào)到LED 1是受運(yùn)動(dòng)傳感器6的控制。在車輛輪緣13或物體15的每次轉(zhuǎn)動(dòng)期間，這個(gè)傳感器發(fā)送一個(gè)短脈沖到微控制器4。微控制器4記錄該傳感器下一次激勵(lì)之前的時(shí)間，為的是產(chǎn)生準(zhǔn)矩陣中準(zhǔn)行和準(zhǔn)列的可視圖形，在正確的后續(xù)時(shí)刻和所需的持續(xù)時(shí)間使LED 1閃光。這是在一定角速度下完成的，為了能使遠(yuǎn)處觀察者從準(zhǔn)矩陣場14感受信息，表現(xiàn)的形式是發(fā)射的閃光效應(yīng)。由于人的瞬變視覺，觀察者的眼睛能夠感受形成的視覺效應(yīng)，它廣泛地應(yīng)用于諸如電影，電視，頻閃觀察等的其他技術(shù)領(lǐng)域。準(zhǔn)矩陣場14產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在微控制器4中。有以下兩種方法可以記錄這種數(shù)據(jù)到微控制器的存儲(chǔ)器中第一種方法數(shù)據(jù)預(yù)先記錄在微控制器的存儲(chǔ)器并在以后階段不能改變。
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(shù)據(jù)。微控制器4在它的非易失性存儲(chǔ)器中保存這個(gè)數(shù)據(jù)并按照以上描述的方式檢索數(shù)據(jù)。外部源可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，膝上型計(jì)算機(jī)，筆記本計(jì)算機(jī)，或配置所需軟件，支持該裝置的通信協(xié)議，以及輸入和處理數(shù)據(jù)的專用裝置。這就允許反復(fù)地重編程該裝置，包括“在現(xiàn)場”和根據(jù)你的優(yōu)先選擇。
當(dāng)光傳感器7檢測到?jīng)]有光時(shí)，微控制器4的定時(shí)器在它每次從運(yùn)動(dòng)傳感器6接收到信號(hào)時(shí)重設(shè)它的數(shù)值，從而給裝置提供足夠的工作時(shí)間，因此，若車輛偶然地點(diǎn)亮(由于另一個(gè)運(yùn)輸車輛的前燈，廣告牌，路燈等)或者，若運(yùn)動(dòng)傳感器6沒有發(fā)射信號(hào)(例如，當(dāng)車輛停止在十字路口時(shí))，則LED 1在短暫時(shí)刻仍保持激活。按照這種方法，在車輛通過照亮區(qū)時(shí)，該效應(yīng)是可見的。此外，該裝置的這個(gè)特征可以使停止車輛更加清晰可見，因?yàn)橛^察者能夠看到單個(gè)光陣列，它可以閃爍發(fā)光以告知其他駕駛員有別的車輛。所以，這個(gè)特征可以保障黑暗時(shí)刻的交通安全。該裝置的另一個(gè)功能與使用定時(shí)器有關(guān)，在車輛停止時(shí)，它允許你監(jiān)測電池電平。若LED在車輛停止以后繼續(xù)發(fā)光，則電池已耗盡功率。
在長時(shí)間停留或在明亮的環(huán)境下，定時(shí)器不復(fù)位。所以，微控制器4發(fā)送終止LED電源的信號(hào)，并在該裝置的下一次激活之前切換到低功率備用模式。
權(quán)利要求
1.一種信息可視化裝置，包括N個(gè)發(fā)光二極管的光源，在基片上均勻地排列成陣列，并借助于驅(qū)動(dòng)器連接到有獨(dú)立電源并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，其特征是，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(zhuǎn)表面上時(shí)，若其旋轉(zhuǎn)軸不垂直于地球表面，則它響應(yīng)于重力，或者，若其旋轉(zhuǎn)軸垂直于地球表面，則同步傳感器在相對(duì)于給定不動(dòng)點(diǎn)的位置上被激勵(lì)，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(gè)傳感器(6和7)和控制面板8設(shè)置在基片2上，和微控制器4有串行接口9。
2.按照權(quán)利要求1的信息可視化裝置，其特征是，基片可以容納包含相同或不同數(shù)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(yù)設(shè)圖形。
3.按照權(quán)利要求1的信息可視化裝置，其特征是，基片2是硬質(zhì)基片并有預(yù)設(shè)的外形。
4.按照權(quán)利要求1的信息可視化裝置，其特征是，基片的底部覆蓋粘性箔10。
全文摘要
該裝置可用在機(jī)器，附屬裝置，車輛，電扇等的旋轉(zhuǎn)可視表面上。其特征是較高質(zhì)量的圖像顯示，可靠性，和增強(qiáng)的信息能力。它包括N個(gè)光源，均勻地設(shè)置在柔性基片(2)上，并借助于驅(qū)動(dòng)器(3)連接到基片(2)上安裝的有獨(dú)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(zhuǎn)表面上時(shí)，若其旋轉(zhuǎn)軸不垂直于地球表面，則它響應(yīng)于重力；或者，若其旋轉(zhuǎn)軸垂直于地球表面，則在相對(duì)于給定不動(dòng)點(diǎn)的位置上被激勵(lì)。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(shè)置在基片(2)上。微控制器(4)有串行接口(9)。
文檔編號(hào)G09G3/14GK1685389SQ02829750
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者斯特凡·內(nèi)得夫·基瓦羅夫, 約瑟夫·埃爾丹·舒蘭斯 申請(qǐng)人:斯特凡·內(nèi)得夫·基瓦羅夫, 約瑟夫·埃爾丹·舒蘭斯