專利名稱：列車行進(jìn)于隧道內(nèi)時(shí)呈現(xiàn)旅客固定影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種列車行進(jìn)于隧道內(nèi)時(shí)，呈現(xiàn)給乘客靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像的系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
乘客能觀望窗外景色為眾所皆知的事，然而夜間或當(dāng)列車通過隧道時(shí)，沒有宜人景色可供乘客觀賞，對(duì)地下化都市大眾交通系統(tǒng)，如地下鐵、捷運(yùn)而言是普遍的現(xiàn)象，乘客搭乘時(shí)能看到的也僅止于一片漆黑的隧道墻。
先前的于列車行進(jìn)中呈現(xiàn)給乘客影像的技術(shù)系統(tǒng)是由Shigetomi于1999年1月13日于美國申請(qǐng)，US20020003510(U.S.class 345/31)。Shigetomi使用許多能借著背光瞬間顯示靜態(tài)畫面的液晶顯示器面板(LCD panels)，并利用速度偵測(cè)控制靜態(tài)畫面的顯示時(shí)間。
然而，此技術(shù)系統(tǒng)由于液晶顯示器面板(LCD panels)昂貴，故費(fèi)用頗高。再則，影像大小受限于液晶顯示器面板尺寸，且以現(xiàn)有的技術(shù)而言，液晶顯示器比列車窗戶小的多。另外，列車移動(dòng)及視覺暫留效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致明顯的水平影像失真。失真的程度取決于列車速度與背光開啟時(shí)間，列車速度越快越失真，背光開啟時(shí)間越短影像越暗。此外，先前的技術(shù)系統(tǒng)展示給列車上乘客的為同一無變化的靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像。
另一系統(tǒng)由英國The MotionPosters Company Limited所使用，該公司利用固定在隧道一側(cè)邊墻的排列印刷紙板，并讓閃光燈在車窗與紙板成一直線的瞬間被點(diǎn)亮。然而，該系統(tǒng)不允許動(dòng)態(tài)影像作頻繁的變化，而且有與前述相同的明顯水平失真，又該系統(tǒng)展示給車上乘客的每一車窗的動(dòng)態(tài)連續(xù)影像皆相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明此發(fā)明目的是提供一個(gè)能夠呈現(xiàn)靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像，給在行進(jìn)中的列車的乘客觀賞的設(shè)備裝置。
大部分載客列車，尤其是在城市的大眾交通系統(tǒng)，如地下鐵或捷運(yùn)，為統(tǒng)一型式，窗戶的長(zhǎng)度、位置、尺寸與外形一致。上述的列車按程序依規(guī)定的速度極限內(nèi)行駛。以上信息與列車速度位置檢測(cè)器所得的信息足以偵測(cè)每扇窗戶邊緣到達(dá)發(fā)光光條的時(shí)刻，并根據(jù)車速調(diào)整發(fā)光光條燈光以創(chuàng)造當(dāng)車內(nèi)乘客望向窗戶時(shí)可見的影像。
以行進(jìn)中列車上的乘客的觀點(diǎn)來看，是一發(fā)光光條在瞬間以高速通過。但人們的雙眼因受限于窗戶框架視野及發(fā)光光條的高速移動(dòng)，而產(chǎn)生視覺暫留的現(xiàn)象，故前述的乘客看到的為一完整平面影像而非單一移動(dòng)的發(fā)光光條。
垂直可見影像的大小，視發(fā)光光條高度而定；水平可見影像的大小，則視顯示時(shí)間而定。原則上，乘客可見的影像大小僅受窗戶框的限制。
數(shù)個(gè)發(fā)光光條連續(xù)通過觀察者的窗口，并顯示動(dòng)態(tài)連續(xù)影像，形成一部觀察者可見的短片。如果所有發(fā)光光條顯示相同影像，則觀察者看到的是一穩(wěn)定的靜態(tài)影像而非動(dòng)態(tài)連續(xù)影像。
播放的總時(shí)間視發(fā)光光條數(shù)目、發(fā)光光條的間距及列車行進(jìn)的速度而定。
每個(gè)發(fā)光光條儲(chǔ)存數(shù)個(gè)不同的影像，目的為了在不同時(shí)間內(nèi)，于不同的列車及車窗顯示不同影像，以增加乘客興趣并與廣告商分擔(dān)系統(tǒng)與維修費(fèi)用。
只要所有的影像皆為電子式儲(chǔ)存，便可輕易地藉由有線或無線的數(shù)據(jù)傳輸，來新增或更新顯示內(nèi)容。如此能使此系統(tǒng)更彈性，并可傳送緊急消息或商業(yè)內(nèi)容。


圖1是一隧道垂直縱切面的透視圖，說明顯示系統(tǒng)配置原理；圖2是一隧道垂直橫剖面圖，說明隧道內(nèi)列車通過顯示系統(tǒng)的情形；圖3是說明當(dāng)列車通過顯示系統(tǒng)時(shí)，乘客所看到的影像；圖4A至圖4C是在隧道內(nèi)，列車通過顯示系統(tǒng)時(shí)，一發(fā)光光條構(gòu)成″S″符號(hào)的示意圖；圖5A至圖5D是俯視圖，說明不同階段的顯示系統(tǒng)的動(dòng)作；圖6是一方框圖，說明列車的速度位置檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與動(dòng)作原理；圖7是說明一發(fā)光光條的原理的方框圖。
附圖標(biāo)記說明11～14發(fā)光光條；21列車速度位置檢測(cè)器；22訊號(hào)線；23鐵軌；24隧道；31～32列車車窗上看到的影像；33從列車車門的窗戶上看到的影像；51～52列車車門上的窗戶；53～54列車上的窗戶；61列車車箱；62列車的輪子；63列車速度位置檢測(cè)器的光束發(fā)射器；64列車速度位置檢測(cè)器的光束接收器；65時(shí)鐘產(chǎn)生器；66計(jì)數(shù)器；67處理器；68是一個(gè)脈沖訊號(hào)，指出列車抵達(dá)檢測(cè)器的時(shí)刻；69是像素的時(shí)鐘訊號(hào)，相當(dāng)于列車的行進(jìn)速度；70鏡子；71一排的發(fā)光組件，由數(shù)個(gè)發(fā)光組件排列而成；72驅(qū)動(dòng)器；73調(diào)制器；74影像內(nèi)存；75配置內(nèi)存；76接收器。
具體實(shí)施例方式
圖1是安裝處的列車隧道垂直縱剖面局部透視圖。數(shù)個(gè)發(fā)光光條11、12、13、14……等等位于隧道24一側(cè)邊墻上。列車速度位置檢測(cè)器21置于與列車車輪23一般高的隧道一邊墻上，所有發(fā)光光條由訊號(hào)線22連接至列車速度位置檢測(cè)器21。
發(fā)光光條11～14和其它發(fā)光光條結(jié)構(gòu)皆相同，依指定間隔垂直安置，并沿著隧道墻排成一列。所有發(fā)光光條安置的位置，相對(duì)于鐵軌23的相對(duì)高度相同，而此高度是依據(jù)圖2的列車61的窗戶高度而定。
圖4A至圖4C說明列車在隧道內(nèi)通過顯示系統(tǒng)時(shí)，發(fā)光光條構(gòu)成符號(hào)″S″的不同階段。列車上觀察者與列車一起移動(dòng)，相對(duì)于固定于隧道邊墻的發(fā)光光條11移動(dòng)。從觀察者的觀點(diǎn)，窗戶是固定的，而發(fā)光光條11以列車速度與列車行進(jìn)方向相反通過窗戶。發(fā)光光條11的光依據(jù)符號(hào)S與列車速度位置檢測(cè)器21所取得的當(dāng)時(shí)列車速度調(diào)整。由于視覺暫留效果，觀察者看到的是符號(hào)S而非移動(dòng)的光條。符號(hào)S于窗戶水平置中，是根據(jù)列車速度位置檢測(cè)器21取得的列車抵達(dá)檢測(cè)器的時(shí)刻及已知的列車外形尺寸等。
圖3是說明當(dāng)列車通過顯示系統(tǒng)時(shí)乘客看到窗戶的影像。每個(gè)發(fā)光光條于不同車窗顯示不同影像，這是可能的，因?yàn)榱熊囆褪较嗤?，車窗位置與尺寸已預(yù)先決定，且藉列車速度位置檢測(cè)器21取得列車抵達(dá)檢測(cè)器的時(shí)刻。圖3為范例，影像31顯示于窗戶54；影像32顯示于窗戶53；影像33顯示于車門的窗戶52，其垂直和水平尺寸與影像31、32不同。
圖5A到圖5D是上視圖，說明顯示系統(tǒng)不同階段的運(yùn)作。
圖5A說明當(dāng)列車行進(jìn)靠近顯示系統(tǒng)時(shí)的狀況。列車位置尚未被偵測(cè)到時(shí)，所有發(fā)光光條是暗的，未發(fā)光狀態(tài)。
圖5B說明當(dāng)列車的速度及位置已被偵測(cè)到的狀況；發(fā)光光條11開始顯示車窗51的第一個(gè)畫面，發(fā)光光條12、13、14和其它的仍為黑暗狀態(tài)，未發(fā)光狀態(tài)。
圖5C說明當(dāng)發(fā)光光條12開始顯示窗戶51的第二個(gè)畫面時(shí)的狀況。此刻發(fā)光光條11結(jié)束顯示窗戶52的第一個(gè)畫面。發(fā)光光條13、14及其它的仍為黑暗狀態(tài)，未發(fā)光狀態(tài)。
圖5D說明當(dāng)發(fā)光光條14結(jié)束顯示最后一個(gè)車窗的第四個(gè)畫面時(shí)的狀況。發(fā)光光條11、12、13已為黑暗狀態(tài)，其它發(fā)光光條繼續(xù)依列車位置顯示影像。列車已完全通過列車速度位置檢測(cè)器21，檢測(cè)器21根據(jù)先前測(cè)量的車速與加速度繼續(xù)將速度資料輸?shù)桨l(fā)光光條，直到列車離開顯示系統(tǒng)裝置。
若總系統(tǒng)長(zhǎng)度比列車長(zhǎng)，而且在該位置列車速度經(jīng)常大量改變，可安裝數(shù)個(gè)相間的列車速度位置檢測(cè)器，且檢測(cè)器的間距要比列車的長(zhǎng)度短。
圖6說明列車速度位置檢測(cè)器的運(yùn)作構(gòu)造及原理。列車速度位置檢測(cè)器21有一光束發(fā)射器(light beam transmitter)63。發(fā)射器63的高度位置低于列車車箱，約為列車輪子的高度，其發(fā)射的光束將穿過隧道而到達(dá)裝置在對(duì)面隧道墻24上的鏡子70，此時(shí)鏡子70將反射此光束至接收器(receiver)64。當(dāng)列車61通過系統(tǒng)裝置時(shí)，車輪62會(huì)中斷光束一段時(shí)間。而時(shí)鐘產(chǎn)生器(clock generator)65與計(jì)數(shù)器(counter)66就是用來更精確的測(cè)量出光束被車輪所中斷的時(shí)間。列車速度值便能藉由車輪的弦長(zhǎng)除以光束被車輪所中斷的時(shí)間而得知。所以處理器67將執(zhí)行演算。列車速度位置檢測(cè)器21將輸出二個(gè)訊號(hào)訊號(hào)68是一個(gè)脈沖，指出列車抵達(dá)檢測(cè)器的時(shí)刻；訊號(hào)69是像素時(shí)鐘(pixel clock)與列車速度相當(dāng)。譬如當(dāng)車速為60km/h，像素間距(pixel pitch)為3.6mm，則像素時(shí)鐘的頻率等于4,630Hz。
圖7是發(fā)光光條11的方框圖。接收器(receiver)76接收上述68與69訊號(hào)。配置內(nèi)存(configuration memory)75以像素單位儲(chǔ)存車窗的起始位置、水平尺寸與從列車速度位置檢測(cè)器到該發(fā)光光條的距離。影像號(hào)碼與此刻該被顯示的影像內(nèi)欄號(hào)可根據(jù)以上資料以及從偵測(cè)到列車開始起算的像素總數(shù)來作計(jì)算。
影像內(nèi)存(image memory)74以位映像(bitmap)方式儲(chǔ)存影像。調(diào)制器(modulator)73讀取目前影像的欄號(hào)來顯示影像，并透過驅(qū)動(dòng)器(driver)72散布光強(qiáng)度訊息。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器72驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)發(fā)光組件，而構(gòu)成一排發(fā)光組件71。
發(fā)光光條11的適當(dāng)高度有以下幾種選擇依據(jù)簡(jiǎn)單計(jì)算得到的車窗可見區(qū)域、需求影像尺寸、需求影像垂直分辨率與每個(gè)發(fā)光組件尺寸。
發(fā)光光條的間距選擇依據(jù)很廣，大多取決于需求影像水平寬度與分辨率、在此處隧道的平均車速、發(fā)光組件的實(shí)際亮度。
發(fā)光光條實(shí)際數(shù)量視需求展示時(shí)間以及發(fā)光光條的間距而定。
為在列車兩側(cè)顯示靜態(tài)影像與動(dòng)態(tài)連續(xù)影像，可在隧道對(duì)面的邊墻上裝置另一排發(fā)光光條。另一排可獨(dú)立擁有自己的列車速度位置檢測(cè)器，或使用裝在隧道另一邊的列車速度位置檢測(cè)器的訊號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種在載客列車行經(jīng)隧道時(shí)，于列車窗戶上呈現(xiàn)靜態(tài)影像與動(dòng)態(tài)連續(xù)影像的方法，包括在隧道一側(cè)邊墻設(shè)置許多垂直安裝的發(fā)光光條，其高度與列車窗戶等高，并且沿著列車行進(jìn)方向，以特定間隔排成一列；該發(fā)光光條根據(jù)需求影像、每個(gè)車窗起始時(shí)間及列車速度改變光線，并利用車上觀察者相對(duì)于發(fā)光光條的移動(dòng)，可見上述靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像。
2.一種安裝在一列車隧道的一側(cè)邊墻上的系統(tǒng)，包括列車速度位置檢測(cè)器；許多垂直安裝的發(fā)光光條，所述發(fā)光光條與列車窗戶一般高，并且沿著列車行進(jìn)方向，以固定間距排成一列，每個(gè)發(fā)光光條包含控制電路與數(shù)個(gè)以特定間距排成一排的發(fā)光組件，每個(gè)發(fā)光組件為數(shù)個(gè)全彩的發(fā)光二極管；訊號(hào)線，將列車速度位置檢測(cè)器連接至發(fā)光光條，用于使發(fā)光光條根據(jù)列車速度位置檢測(cè)器的結(jié)果隨列車速度及位置進(jìn)行同步變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列車行進(jìn)于隧道內(nèi)時(shí)，呈現(xiàn)旅客靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像的系統(tǒng)與方法。該系統(tǒng)包括許多垂直安裝的發(fā)光光條，沿著列車行進(jìn)方向，以固定間距于隧道一側(cè)邊墻排成一列。每個(gè)發(fā)光光條皆依據(jù)需求的影像、列車上每個(gè)窗戶起始時(shí)間及列車速度而改變發(fā)光。觀察者－列車上的乘客，其相對(duì)于發(fā)光光條的行進(jìn)移動(dòng)，因此可以看見發(fā)光光條形成的可見靜態(tài)影像或動(dòng)態(tài)連續(xù)影像。顯示的影像內(nèi)容可能與同部車上的其它乘客所位于的其它車窗不同。
文檔編號(hào)B61B13/10GK1503050SQ0214912
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者游亞力 申請(qǐng)人:游亞力