專利名稱：快速相對運動中的圖形顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種計算機控制顯示裝置，特別是指一種在快速的相對運動中實現(xiàn)圖形顯示的裝置。
信息時代的飛速發(fā)展，使得信息傳播媒體日趨重要。報紙、電臺、電視，甚至于如今的計算機、INTERNET等等，而傳統(tǒng)的傳播媒體，如廣告欄、廣告牌仍占據(jù)一席重要的地位。目前，這一類傳播媒體多數(shù)用于在靜止地點顯示靜止的圖像，至多是圖像可以不斷刷新。同時廣告大戰(zhàn)使得這一類的傳播媒體日益受到空間的限制。因此，開發(fā)新的傳播空間和新的傳播方式已顯得尤為迫切。
已公告的專利號為95210756．2的“隧道影像式連續(xù)廣告畫欄”即為這一類發(fā)明。但它的設(shè)計缺乏類似電影中的單幀顯示的定格功能及與之相匹配的區(qū)分幀與幀顯示所需的快門功能，因此在視覺效果上達不到電影動畫的效果。同時，由于安裝較為復(fù)雜，且只能顯示固定內(nèi)容的畫面。當(dāng)需要更換顯示內(nèi)容時，則要更換幾十塊板塊，無形中加大了廣告成本。
本實用新型的目的就在于提供一種安裝簡便的、由計算機控制的、在快速的相對直線運動中實現(xiàn)不同圖形顯示的裝置。
本實用新型所依據(jù)的原理是人眼的視覺暫留，當(dāng)人和物體做較高速的相對運動時，物體會在人眼中留下一系列圖像，如果該物體是一條和運動方向垂直的直線，那么它就會留下一幅平面圖形。為了實現(xiàn)本實用新型所稱的發(fā)明目的，本實用新型由速度檢測部分、計算機控制部分和顯示部分組成，裝置于相對于人的視線為直線運動的物體之上，計算機控制部分包括一個主控制單元和復(fù)數(shù)個從控制單元，主控制單元可以由常用的單片微處理器(CPU)來構(gòu)成，控制整個系統(tǒng)的工作。速度檢測部分的輸出端接入計算機控制部分的輸入端口，用以判斷相對直線運動的速度。計算機控制部分的輸出端連接于它的顯示部分，顯示部分由一系列直線LED顯示器組成，每列直線LED顯示器由8個以上的LED數(shù)碼管組成，數(shù)碼管的排列方向與相對直線運動方向垂直，每列直線LED顯示器上設(shè)置一控制單元，每兩列直線LED顯示器的間隔距離按直線運動的平均速度和人眼的視覺暫留時間的相乘積所設(shè)置。CPU接收到速度信號后，通過計算控制該系統(tǒng)的輸出直線LED顯示器，使它的顯示對人眼而言是一幅正常的圖像。這主要是通過直線顯示器所顯示內(nèi)容的不斷更新而達到的，每當(dāng)顯示器移動了一個象素間距的距離時，CPU就向它發(fā)出一個指令，把下一列顯示內(nèi)容更新上去。由于視覺暫留，這一列列的顯示就構(gòu)成了一個平面圖形。對于高速運動的的物體，往往經(jīng)過由一列直線LED顯示器形成的圖形時間太短了，給人留不下什么印象，這時就需要多個顯示器形成的多組畫面疊加來增加顯示時間。
所述的直線LED顯示器可以由單色LED數(shù)碼管組成，也可由彩色LED數(shù)碼管及相應(yīng)的控制模塊組成。
當(dāng)上述的裝置該圖形顯示裝置的物體為地鐵隧道時，所述的速度檢測部分安裝于隧道的壁上，它的速度檢測部分可以由兩對紅外線發(fā)射接收晶體管組成，發(fā)光二極管和光敏三極管分別安裝于隧道的兩側(cè)。
當(dāng)上述裝置該圖形顯示裝置的物體為行駛中的機動車輛，所述的速度檢測部分可為該機動車的速度檢測部分，直接連接于計算機控制部分的輸入端口。
由于以上之設(shè)計，本實用新型利用單列直線LED顯示器實現(xiàn)了圖像的顯示，利用數(shù)列直線LED顯示器實現(xiàn)了增加圖像顯示時間和電影動畫的顯示效果，能夠在快速的相對直線運動中實現(xiàn)不同圖形的顯示。同時，由于圖像的顯示是由計算機通過軟件程序輸出一定的數(shù)據(jù)控制直線LED顯示器顯示實現(xiàn)的，因此，若需要顯示不同的內(nèi)容時，只需更換不同的預(yù)制程序，具有方便、快捷、成本低的特點，一次性投資，永久受益，確為一種較佳的信息傳播方式，為信息傳播開發(fā)了新的傳播空間和媒體。
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。


圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖；圖2為本實用新型的顯示原理圖；圖3為本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的安裝示意圖；圖4為本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的電路原理圖；圖5為本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的主控制CPU軟件流程圖；圖6為本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的從控制CPU軟件流程圖。
請參見圖1，本實用新型的系統(tǒng)框圖。速度檢測部分的信號連接到主控制單元的輸入端，主控制單元和從控制單元之間有同步信號相連，可使從控制單元與主控制單元同步將數(shù)據(jù)送到輸出端口，控制直線LED顯示器的顯示。
請參見圖2，本實用新型的顯示原理圖。設(shè)要顯示如圖所示的寬×高=a×b的矩形圖形，按顯示的精度要求量化此圖，設(shè)為N(行)×M(列)，則每列寬度為a／M。若用N×M的發(fā)光二極管(LED)點陣，通過控制不同的亮滅則可靜止地顯示此幅圖形。若只用一列LED，使之快速從左向右移動，同時切換LED的亮滅，使它在經(jīng)過的每個a／M間隔內(nèi)與原圖相應(yīng)列的亮滅相同，由于視覺暫留現(xiàn)象，最后一個a／M間隔顯示完時，以前每個間隔的圖像都還未消失，于是，一幅與用N×M點陣顯示效果相同的圖像就閃現(xiàn)在眼前了。把這樣閃過一次形成的圖像稱為一幀。若不斷從第一列位置使LED持續(xù)閃過，形成一系列的幀，且每幀位置、亮滅都相同，在上幀消失之前刷新上一幀，視覺效果就是一幅持續(xù)顯示的靜止圖形了。若象電影膠片一樣準(zhǔn)備多幀活動變化的圖像，采用彩色的列顯示器，即可得到電影的效果。
本實用新型有兩個主要的實施例。一是在地鐵隧道中沿墻壁按一定的間隔設(shè)置一系列的直線LED顯示器，請參見圖3，當(dāng)列車駛過時，根據(jù)其速度在駛過的每個a／M間隔的時間切換LED的明暗分布，則乘客可看到穩(wěn)定的圖像。只要顯示器數(shù)目較多，在很長時間內(nèi)，車中乘客都可以看到所顯示的圖形。這時，將程序設(shè)定為列車每運行24分之一秒(人的視覺暫留時間)所對應(yīng)的顯示更新一幀，就實現(xiàn)了電影一樣的效果。顯示效果和圖形尺寸有關(guān)，如果列車通過和圖形寬度相同的距離所用的時間不足24分之一秒，效果最好。這個實施方案中的速度檢測部分為兩對紅外線發(fā)射接收晶體管，發(fā)光二極管33和光敏三極管34分別安裝于隧道31的兩側(cè)，這兩對晶體管平行放置在隧道中，沒有列車經(jīng)過時處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)有列車32經(jīng)過時兩對晶體管被分別斷路，根據(jù)這兩對晶體管被斷路的時間差和它們之間的距離，可以判斷出列車的運行速度，從而控制直線LED顯示器35的顯示，達到所需的效果。這個實施例中的主、從控制器均由單片微處理器來構(gòu)成。
具體工作過程如下設(shè)列車速度V，人的視覺暫留時間取二十四分之一秒，直線LED顯示器的間隔距離等于V×1／24。為達到每幀二十四分之一秒的較好的顯示效果，顯示圖形的寬度a一般須小于或等于V×1／24(如需更大尺寸的圖形顯示，則可以多列直線LED顯示器通過軟件控制來加速圖形的刷新實現(xiàn))。
檢測列車速度V，確定每個a／M間隔的顯示時間TC設(shè)兩對紅外線發(fā)射接收晶體管在隧道中的距離為d，CPU檢測到列車通過d的時間為T，則車速V=d／T，TC=a/MV=a/Md/T=aTdM]]>確定每個LED循環(huán)顯示的次數(shù)Counts從乘客來看是下一個LED刷新上一個的圖像，但對單列LED來講，它總是循環(huán)顯示每個a／M間隔的圖像，使地鐵列車上的任意位置的人都可看到相同的圖像顯示，循環(huán)次數(shù)Counts由列車長度、要求圖像的延續(xù)時間等因素確定。
請參見圖4，本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的電路原理圖。兩個光敏三極管34的輸出信號經(jīng)主控制CPU的I1、I2口進入CPU，I1、I2為CPU的輸入／輸出端口。在CPU檢測到I1信號變化時，送出同步信號start，檢測到I2信號變化時，停止送同步信號start，CPU通過讀I1口、I2口可得到車通過距離d的時間T，從而計算出V=d／T及TC。顯而易見時間T與start信號的持續(xù)時間相同，因此，其它CPU檢測到同步信號start后，由start信號的持續(xù)時間可計算出車速，執(zhí)行與CPU同樣的送圖像數(shù)據(jù)到LED的程序。以后，每次循環(huán)都與CPU相同，達到幀同步的效果。
請參見圖5、圖6，本實用新型應(yīng)用于地鐵隧道的主控制CPU和從控制CPU的軟件流程圖。
另一個實施例是在運行的機動車輛上安裝復(fù)數(shù)列直線LED顯示器，這時系統(tǒng)的速度檢測輸入端口可直接接入機動車的速度檢測輸出端口，速度檢測輸出端口接到計算機控制部分的輸入端，CPU接收到速度信號后，通過計算控制該系統(tǒng)的輸出直線LED顯示器，這樣一來，夜間，就會在機動車經(jīng)過的地方，出現(xiàn)很多幅畫面。
權(quán)利要求1.一種快速相對運動中的圖形顯示裝置，由速度檢測部分、計算機控制部分和顯示部分組成，其中，計算機控制部分包括一個主控制單元和復(fù)數(shù)個從控制單元，主、從控制單元之間通過同步信號相連，其特征在于該圖形顯示裝置裝置于相對于人的視線為直線運動的物體之上，它的速度檢測部分的輸出端接入計算機控制部分的輸入端口，計算機控制部分的輸出端連接于它的顯示部分，所述的顯示部分由復(fù)數(shù)個直線LED顯示器組成，每列直線LED顯示器由8個以上的LED數(shù)碼管組成，數(shù)碼管的排列方向與相對直線運動方向垂直，每列直線LED顯示器上設(shè)置一控制單元，每兩列直線LED顯示器的間隔距離按直線運動的平均速度和人眼的視覺暫留時間的相乘積所設(shè)置。
2.一種如權(quán)利要求1所述的快速相對運動中的圖形顯示裝置，其特征在于所述的直線LED顯示器可以由單色LED數(shù)碼管組成。
3.一種如權(quán)利要求1所述的快速相對運動中的圖形顯示裝置，其特征在于所述的直線LED顯示器可以由彩色LED數(shù)碼管及相應(yīng)的控制模塊組成。
4.一種如權(quán)利要求1所述的快速相對運動中的圖形顯示裝置，其特征在于所述的裝置該圖形顯示裝置的物體為地鐵隧道，所述的速度檢測部分為安裝于隧道的壁上。
5.一種如權(quán)利要求4所述的快速相對運動中的圖形顯示裝置，其特征在于所述的速度檢測部分由兩對紅外線發(fā)射接收晶體管組成，發(fā)光二極管和光敏三極管分別安裝于隧道的兩側(cè)，光敏三極管的輸出端分別接入計算機控制部分的輸入端口。
6.一種如權(quán)利要求1所述的快速相對運動中的圖形顯示裝置，其特征在于所述的裝置該圖形顯示裝置的物體為行駛中的機動車輛，所述的速度檢測部分可為該機動車的速度檢測部分，直接連接于計算機控制部分的輸入端口。
專利摘要本實用新型公開了一種在快速的相對運動中實現(xiàn)圖形顯示的裝置。該裝置由速度檢測部分、計算機控制部分和顯示部分組成,裝置于相對于人的視線為直線運動的物體之上,例如地鐵隧道的壁上、行駛中的機動車輛等,顯示部分由一系列直線LED顯示器組成,每兩列直線LED顯示器的間隔距離按直線運動的平均速度和人眼的視覺暫留時間的相乘積所設(shè)置。利用單列直線LED顯示器實現(xiàn)了圖像的顯示,數(shù)列直線LED顯示器實現(xiàn)了增加圖像顯示時間和電影動畫的顯示效果,能夠在快速的相對直線運動中實現(xiàn)不同圖形的顯示,為信息傳播開發(fā)了新的傳播空間和媒體。
文檔編號H04N1/00GK2303410SQ9725058
公開日1999年1月6日 申請日期1997年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月8日
發(fā)明者寧震威 申請人:寧震威