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CN1685389A - 旋转可视表面上的信息可视化装置 - Google Patents

旋转可视表面上的信息可视化装置 Download PDF

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Abstract

该装置可用在机器，附属装置，车辆，电扇等的旋转可视表面上。其特征是较高质量的图像显示，可靠性，和增强的信息能力。它包括：N个光源，均匀地设置在柔性基片(2)上，并借助于驱动器(3)连接到基片(2)上安装的有独立电源(5)的微控制器(4)。同步传感器(6)连接到微控制器(4)。光源可以是单色或三色(RGB)LED。同步传感器(6)在安装到旋转表面上时，若其旋转轴不垂直于地球表面，则它响应于重力；或者，若其旋转轴垂直于地球表面，则在相对于给定不动点的位置上被激励。光传感器(7)连接到与控制面板(8)连接的微控制器(4)。传感器(6和7)和控制面板(8)设置在基片(2)上。微控制器(4)有串行接口(9)。

Description

旋转可视表面上的信息可视化装置
技术领域
本发明涉及信息可视化装置，用在机器，装置，运输车辆，电扇等旋转可视表面上。
背景技术
一种已知的信息可视化装置包括：N个光源，即，单色发光二极管(LED)，在硬质均匀基片上均匀地排列成阵列，其输入端连接到独立电源供电并固定到基片的控制电路。基片本身是径向设置在自行车轮两个相邻幅条之间。控制电路是由离心控制开关构成，其输出端连接到时延控制器的输入端，时延控制器的第一输出端连接到可视图形选择器的输入端，它的第二个输出端连接到设定延迟时间的控制器。可视图形选择器和时延控制器的输出端连接到可控电源的输入端，可控电源的输出端连接到发光控制器。当自行车轮转动时，离心控制开关被触发接通，并接通可视图形选择器。形成的图形是从图形选择器存储的图形集合中预选的。设定延迟时间的控制器分配不同的闪光时间给每个单独的二极管。发光二极管在不同时间的闪光产生准度量场，它显示瞬变视觉增强的二维单色图像[US5800039]。
这种装置的一个缺点是，形成的图像连续地漂移，因为它与车轮的转速不同步。此外，由于它仅仅产生二维单色图像，因此，它有较低的信息能力。另一个缺点是，该装置在车轮旋转时一直在工作，与环境光的强度无关。这导致降低的图像感受能力，特别是在白天或明亮侧光的情况下。这种冗余工作模式导致快速消耗独立的电源，从而需要频繁地更换。该装置的另一个缺点是它的有限范围，因为它仅仅适用于自行车，以及仅在安装到自行车幅条之间的特定位置才起作用。
现有技术中已知的另一种信息可视化装置专门设计成用于运输车辆。它是由一组或M组光源构成，每组光源包含均匀地排列成阵列的N个发光二极管。每组LED安装在单独硬质的均匀基片上。基片上所有的二极管有相同的颜色。它们连接到有独立电源的各个控制电路。基片是径向设置在有相等角距离的旋转物体上，例如，自行车轮。各组的控制电路连接到中央微控制器的串行输出总线。它是有独立电源，控制面板，和存储器的微控制器。中央微控制器可以安装在一个基片上，因此，它与基片上的发光二极管组有共同的电源。磁铁固定到机器的稳定部分，例如，自行车的前叉。同步传感器固定在车辆旋转部分上的合适位置，例如，车轮，并在每次通过磁铁时被触发。这种检测器的输出端连接到微处理器的信息输入端口。可以看到的图像模式是由控制面板预先选择。当自行车轮旋转时，微处理器被检测器激励，并开始发送控制信号到各组二极管。与此同时，微处理器设定车轮的转速，并基于转速确定二极管闪光的时刻，为的是在相同的位置形成图像。所以，由于瞬变视觉，发光二极管在不同时间的发光产生准度量场，它显示M组二维单色图像，每组图像有不同的颜色[PCT/US00/25098]。
这种装置的一个缺点是，它降低图像感受能力，因为它仅产生二维单色图像。该装置的另一个缺点是，它的机构相当复杂，因为它包含多个借助于活动导线互联的独立元件。由于存在与磁铁和检测器的耦合，从而降低了它的可靠性。
这种装置的另一个缺点是，它永恒的工作模式导致能量损失。另一个缺点是，产生高质量图像要求各个发光源非常精确地定位在车辆的转动部分。
本发明的目的是建立一种信息可视化装置，它可以提供较高质量的生成图像，可靠性，和增强的信息能力。
发明内容
实现这个目的是通过提供一种用于显示图像的信息可视化装置，包括：多个光源，即，发光二极管，均匀地设置在基片上，并借助于驱动器连接到有独立电源的微控制器。微控制器安装在基片上。同步传感器连接到微控制器。LED是单色或三色(RGB)LED，基片是柔性基片。在同步传感器6安装到旋转表面上时，若其旋转轴不垂直于地球表面，则它响应于重力；若其旋转轴垂直于地球表面，则同步传感器在相对于给定不动点的位置上被激励。光传感器连接到与控制面板连接的微控制器。两个传感器和控制面板固定到基片上。微控制器有串行接口。
基片可以容纳包含相同或不同数目LED的附加P组LED，这些LED有相同或不同的颜色，或者，它们是RGB LED。这些LED组可以排列成阵列，棋盘式图形，或在与基片相同平面上或不同距离上的任何其他预设图形。
基片2的底部可以覆盖粘性箔。
基片2可以是硬质并有预设外形的基片。
该信息可视化装置的优点是，它可以提供较高质量的生成图像，可靠性，并有增强的信息能力。
附图说明
附图展示的本发明优选实施例详细地描述本发明的装置：
图1是装置的方框图；
图2是有单个LED阵列的装置投影图；
图3是有三个均匀排列LED阵列的装置投影图；
图4是有三个排列成棋盘式图形LED阵列的装置投影图；
图5是有三个对角LED阵列的装置投影图；
图6是有单个RGB LED阵列的装置投影图；
图7是有三个对角LED阵列的装置投影图，每个LED阵列放置在与基片不同的距离上；
图8是有预设外形的硬质基片2的装置投影图；
图9是安装在轮缘13的旋转表面和外表面上的装置投影图；
图10至图13是利用该装置产生的准度量图像的样本表示；
图14是安装在圆柱14旋转外表面上的装置投影图。
具体实施方式
一种用于显示图像的信息可视化装置，包括：多个光源，即，N个发光二极管1，在基片2上均匀地排列成阵列，并借助于驱动器3连接到有独立电源5的微控制器4。微控制器4安装在基片2上。同步传感器6连接到微控制器4。LED 1是单色或三色(RGB)LED，基片2是柔性基片，和同步传感器6在安装到旋转表面上时，若其旋转轴不垂直于地球表面，则它响应于重力；若其旋转轴垂直于地球表面，则同步传感器在相对于给定不动点的位置上被激励。光传感器7连接到与控制面板8连接的微控制器4。两个传感器6和7和控制面板设置在基片2上。微控制器4有串行接口9。
基片可以容纳包含相同或不同数目LED的附加P组LED(图2，3，4，5，7)，这些LED有相同或不同的颜色，或者是RGB LED(图6)。这些LED组可以排列成阵列，棋盘式图形，或在与基片2相同平面上或不同距离上的任何其他预设图形。
基片2的底部可以覆盖粘性箔10(图2至7)。
基片2是可以硬质基片并有预设的外形(图8)。
电源中的电池放置在与活动顶盖12密封的机壳11内。机壳11还安装在基片上。
该装置的电子元件设置在基片宽广部分的合适位置上，
该装置可以安装在轮缘13上(图9)。
在有该装置的物体旋转期间，该装置产生图10至13所示的准矩阵图像14。
该装置可以安装在旋转物体15的外表面上(图14)。
本发明的应用
微控制器4包含多个不同可视图形的库，在微控制器制作之前记录在它的存储器上，例如，图像，文字，灯光效应，或以上三种的组合。在利用该装置时，接口9和外部源(在附图中没有画出)允许在微控制器的存储器中添加其他的图形库。外部源可以是个人计算机，膝上型计算机，笔记本计算机，或配置软件并支持该装置通信协议，以及输入和处理数据的专用装置。根据操作员的优先选择，这允许他在现场，联机方式等反复地重编程该装置。
借助于粘性箔10，该装置可以固定地设置在物体的旋转部分，例如，轮缘13。我们建议，该装置是相对于转轴的径向设置。电池放置在机壳11内，在此之后密封活动顶盖12，例如，利用螺丝拧紧以确保电池安全。但在电池消耗完功率之后，按照相反的顺序完成替换。
该装置设定成在电池放入之后即刻运行，而微控制器4是在低功率备用模式下开始工作，为的是延长电池的寿命。在运动传感器6接收到信号时，微控制器4“苏醒”并检查光传感器7。在明亮的白天，微控制器4切换到低功率消耗模式以节省能量。在黑暗时间，即，在夜间状态下，微控制器4激励其有预设时间的内置定时器，与此同时，它发送信号到发光二极管1。
在定时器工作时，从微控制器4发送信号到LED 1是受运动传感器6的控制。在车辆轮缘13或物体15的每次转动期间，这个传感器发送一个短脉冲到微控制器4。微控制器4记录该传感器下一次激励之前的时间，为的是产生准矩阵中准行和准列的可视图形，在正确的后续时刻和所需的持续时间使LED 1闪光。这是在一定角速度下完成的，为了能使远处观察者从准矩阵场14感受信息，表现的形式是发射的闪光效应。由于人的瞬变视觉，观察者的眼睛能够感受形成的视觉效应，它广泛地应用于诸如电影，电视，频闪观察等的其他技术领域。准矩阵场14产生的图像数据存储在微控制器4中。有以下两种方法可以记录这种数据到微控制器的存储器中：
第一种方法：数据预先记录在微控制器的存储器并在以后阶段不能改变。
第二种方法：微控制器4利用串行接口9从外部源(在附图中未画出)得到数据。微控制器4在它的非易失性存储器中保存这个数据并按照以上描述的方式检索数据。外部源可以是个人计算机，膝上型计算机，笔记本计算机，或配置所需软件，支持该装置的通信协议，以及输入和处理数据的专用装置。这就允许反复地重编程该装置，包括“在现场”和根据你的优先选择。
当光传感器7检测到没有光时，微控制器4的定时器在它每次从运动传感器6接收到信号时重设它的数值，从而给装置提供足够的工作时间，因此，若车辆偶然地点亮(由于另一个运输车辆的前灯，广告牌，路灯等)或者，若运动传感器6没有发射信号(例如，当车辆停止在十字路口时)，则LED 1在短暂时刻仍保持激活。按照这种方法，在车辆通过照亮区时，该效应是可见的。此外，该装置的这个特征可以使停止车辆更加清晰可见，因为观察者能够看到单个光阵列，它可以闪烁发光以告知其他驾驶员有别的车辆。所以，这个特征可以保障黑暗时刻的交通安全。该装置的另一个功能与使用定时器有关，在车辆停止时，它允许你监测电池电平。若LED在车辆停止以后继续发光，则电池已耗尽功率。
在长时间停留或在明亮的环境下，定时器不复位。所以，微控制器4发送终止LED电源的信号，并在该装置的下一次激活之前切换到低功率备用模式。

Claims (4)

1.一种信息可视化装置，包括：N个发光二极管的光源，在基片上均匀地排列成阵列，并借助于驱动器连接到有独立电源并安装在基片上的微控制器；和与微控制器连接的同步传感器，其特征是，LED1是单色或三色(RGB)LED，基片2是柔性基片，和在同步传感器6安装到旋转表面上时，若其旋转轴不垂直于地球表面，则它响应于重力，或者，若其旋转轴垂直于地球表面，则同步传感器在相对于给定不动点的位置上被激励，且光传感器7连接到与控制面板8连接的微控制器4，两个传感器(6和7)和控制面板8设置在基片2上，和微控制器4有串行接口9。
2.按照权利要求1的信息可视化装置，其特征是，基片可以容纳包含相同或不同数目LED的附加P组LED，这些LED有相同或不同的颜色，或是RGB LED，其中这些LED组可以排列成阵列，棋盘式图形，或在与基片2相同平面上或不同距离上的任何其他预设图形。
3.按照权利要求1的信息可视化装置，其特征是，基片2是硬质基片并有预设的外形。
4.按照权利要求1的信息可视化装置，其特征是，基片的底部覆盖粘性箔10。
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