CN103236235B - 移动式显示牌及其显示控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动式显示牌及其显示控制方法。该显示控制方法用于控制移动式显示牌，所述显示牌上设置有发光器件阵列；该方法包括如下步骤：检测移动式显示牌的运动状态并产生感测信号；接收感测信号并基于感测信号确定所述显示牌的运动状态；基于运动状态，控制发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。实施本发明，通过检测显示牌运动状态特征，可以同步、精确地控制发光器件阵列的发光时序，从而得到清晰的图文显示效果。另外，由于在运动状态下进行动态显示，使得有效显示面积得以增大。进一步地，通过在发光器件(例如LED)阵列前安装透镜，可以使用较小的发光器件实现较大的视觉效果。

Description

移动式显示牌及其显示控制方法

技术领域

本发明涉及发光装置，更具体地说，涉及一种可动、静态显示的移动式显示牌及其显示控制方法。

背景技术

目前利用视觉暂留的手持挥动式图文显示棒作为演唱会气氛表达工具应用已经非常广泛，如申请号为200620125704.2的中国实用新型专利所公开的挥动式显示棒，利用水银开关或滚珠开关作为双向传感器进行的控制，然后利用单片机计时及可调定时的方式控制LED显示图文；申请号为201120116267.9的中国实用新型专利公开了一种单向传感器及按键，以及单片机计时及可调定时方式控制双面LED显示图文。这种利用开关来检测的方式，在显示控制上很难做到精确，因此必须在开始和结束的显示段留下较多的显示余量，否则容易出现显示混乱或异常的现象，而且晃动速度的快慢也必须保持不变，否则显示的图形或文字会变形。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的挥动式图文显示装置所存在的图文显示控制精度差，容易出现显示混乱或异常的缺陷，提供一种用于控制移动式显示牌的显示控制方法。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的挥动式图文显示装置所存在的图文显示控制精度差，容易出现显示混乱或异常的缺陷，构造一种移动式显示牌。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种显示控制方法，用于控制移动式显示牌，所述显示牌上设置有发光器件阵列，所述方法包括如下步骤：

检测移动式显示牌的运动状态并产生感测信号；

接收所述感测信号并基于所述感测信号确定所述显示牌的运动状态；

基于所述运动状态，控制所述发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。

在本发明所述的显示控制方法中，所述显示包括静态显示或动态显示，所述运动状态包括静止状态和移动状态；其中，所述方法包括：在静止状态控制所述发光器件阵列进行静态显示，在移动状态控制所述发光器件阵列进行动态显示。

在本发明所述的显示控制方法中，所述预定的方向为垂直于地平面向上的方向。

在本发明所述的显示控制方法中，还包括基于所述运动状态，控制所述发光器件阵列显示的图文的尺寸和/或颜色。

在本发明所述的显示控制方法中，

所述静止状态包括：静止不动地正置、倒置、左横置、右横置以及斜置；

所述移动状态包括：正置左右移动、倒置左右移动、正置上下移动，左横置上下移动、右横置上下移动、正置且以竖直方向为轴旋转、以及正置且在与发光器件阵列所在的平面内画圈移动。

在本发明所述的显示控制方法中，所述发光器件包括LED。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种移动式显示牌，包括

阵列排布的多个发光器件，

用于控制所述发光器件的开关状态的控制单元，及

用于检测所述显示牌运动状态的运动传感器；

所述控制单元包括：

运动状态确定模块，用以基于所述运动传感器的感测信号确定所述显示牌的运动状态；及

显示控制模块，用以基于所述运动状态控制发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述运动状态包括静止状态和移动状态；且所述显示控制模块包括：

静态显示控制模块，用以在静止状态控制所述发光器件阵列进行静态显示；及

动态显示控制模块，用以在移动状态控制所述发光器件阵列进行动态显示。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述预定的方向为垂直于地平面向上的方向。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述显示控制模块包括：

显示尺寸控制模块，用以控制所述发光器件阵列显示的图文的尺寸；和/或

显示颜色控制模块，用以控制所述发光器件阵列显示的图文的颜色。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述发光器件阵列包括LED阵列，所述LED阵列前安装有透镜。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述控制单元连接有存储器及用于与外部进行数据交互的数据输入/输出接口。

在本发明所述的移动式显示牌中，所述运动传感器包括加速度传感器和/或陀螺仪。

在本发明所述的移动式显示牌中，其上设置有喇叭，所述喇叭与所述控制单元连接。

实施本发明的移动式显示牌及其显示控制方法，具有以下有益效果：由于在显示牌中设置了运动传感器，从而能感测到显示牌的运动状态特征。依据该运动状态特征，可以同步、精确地控制发光器件阵列的发光时序，从而得到清晰的图文显示效果。

另外，由于在移动状态下进行动态显示，使得有效显示面积得以增大。进一步地，通过在发光器件(例如LED)阵列前安装透镜，可以使用较小的发光器件实现较大的视觉效果。

再有，可以根据运动速度的变化及方向有效控制图形及字体的大小；能够检测显示牌顶部上下左右朝向的区分，自动变换图形及字体的方向、颜色，从而可实现多种应用方式，扩大应用范围。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明移动式显示牌的电路结构框图；

图2是本发明移动式显示牌中的控制单元的逻辑框图；

图3是本发明显示控制方法的流程图；

图4a是本发明移动式显示牌在静止状态的显示面积的示意图；

图4b是本发明移动式显示牌在移动状态的有效显示面积的示意图。

具体实施方式

本发明构思一种移动式显示牌及其显示控制方法。在静止状态下，该移动式显示牌静态显示图文；在移动状态下，该移动式显示牌动态显示图文，使得有效显示范围增大。为进一步增大有效显示范围，还可在显示牌上设置透镜。

如图1和图2所示，本发明的移动式显示牌包括控制单元1及与其连接的发光器件阵列2、运动传感器3、存储器4、数据输入/输出接口5及喇叭6。其中，控制单元1包括运动状态确定模块12和显示控制模块14。进一步地，显示控制模块14包括静态显示控制模块141、动态显示控制模块143、显示尺寸控制模块145和显示颜色控制模块147。

在使用过程中，运动传感器3检测移动式显示牌的运动状态以产生感测信号，并将感测信号发送给控制单元1。控制单元1根据感测信号确定显示牌的运动状态，并基于显示牌的运动状态控制发光器件阵列2在显示牌的运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。

存储器4用于存放数据及程序，例如，欲展示的图文的数据及显示控制程序。数据输入/输出接口5用于与外部设备进行数据交互，例如可以与电脑连接，以便利用电脑编辑图像或文字，并通过数据输入/输出接口写入存储器4。喇叭6用于播放声音，例如可以播放与显示牌所显示的图文相对应的声音信号。

需要说明的是，在本发明的移动式显示牌中，存储器4、数据输入/输出接口5和喇叭6是可选单元，在图1中用虚线框表示。在一些实施例中，为简化结构、降低成本，也可以不设置存储器4、数据输入/输出接口5和喇叭6。例如，存储器可集成在控制单元1中。

更进一步地，本发明的移动式显示牌中，运动状态确定模块12基于运动传感器3的感测信号确定显示牌的运动状态。显示控制模块14基于该运动状态控制发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。具体来说，在静止状态下，例如当使用者手举显示牌不动时，静态显示控制模块141控制发光器件阵列进行静态显示。而在移动状态下，动态显示控制模块143控制发光器件阵列进行动态显示。

根据使用者挥动显示牌的速度及方向，显示尺寸控制模块145可控制发光器件阵列显示的图文的尺寸，和/或显示颜色控制模块147可控制发光器件阵列显示的图文的颜色。在本发明的移动式显示牌中，显示尺寸控制模块145和显示颜色控制模块147是可选单元，在图2中用虚线框表示。也就是说，在一些实施例中，也可以不设置显示尺寸控制模块145和显示颜色控制模块147。

作为选择，发光器件阵列可以是LED阵列。但本发明不限于此，还可以使用其他现有的发光器件或将来的发光器件来实现。另外，LED阵列前还可安装透镜，以便使用较小LED实现较大的视觉效果。

在本发明的移动式显示牌中，运动传感器3可由加速度传感器和/或陀螺仪来实现。控制单元1可采用单片机运算单元、微处理器等实现。显示牌包括一外壳，发光器件阵列2设置在外壳表面，控制单元1、运动传感器3和存储器4安装在外壳内部，数据输入/输出接口5及喇叭6安装在外壳上。显示牌还设置有手持部，以供使用者把握。

本发明中，利用运动传感器检测显示牌的运动状态来决定显示方式，静止状态下，控制单元以显示牌实际发光器件(例如LED)阵列来作为显示范围，通过实际阵列扫描方式点亮LED阵列，实现静态显示；当传感器检测到显示牌运动，如显示牌在头顶左右挥动、手臂垂下左右挥动、手臂伸直上下挥动、头顶旋转挥动等多种运动方式时，控制单元根据传感器检测的显示牌运动速度、运动幅度大小及挥动方式判断出显示牌有效显示范围及需要显示的方式。

在一实施例中，利用安装有加速度传感器和/或陀螺仪的传感器检测被挥动的显示牌的动作特征，通过单片机运算后，根据运算结果精确控制显示，可以达到很好的控制效果。由于可以精确同步，可以增加有效显示面积，可以根据运动速度的不同改变图形或字体的大小或颜色，可利用加速度传感器对地的敏感实现不同方位不同的指示。

图3所示为本发明移动式显示牌的显示控制方法的流程图。如图3所示，在开始步骤之后，在步骤31，运动传感器3检测移动式显示牌的运动状态并产生感测信号。之后，在步骤33，控制单元1接收所述感测信号并基于所述感测信号确定所述显示牌的运动状态。然后，在步骤35，控制单元1基于所述运动状态，控制发光器件阵列2在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。在一实施例中，该预定的方向为垂直于地平面向上的方向，即文字和图片正置的方向，以便于观众正常观看。

在一具体实施例中，由加速度传感器和/或陀螺仪感测挥动显示牌或发光棒或发光装置的运动，并将感测数据出送给单片机，由单片机运算后得到挥动运动的角速度、角位移、加速度、速度、位移、运动方向及姿态角的数据，通过与内部数据库对比判断，然后由单片机控制LED阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示图片或文字。静止状态或移动状态时都可以显示文字或图形。挥动时利用其中一列或多列进行显示，利用人的视觉暂留而显示出预先设定的图片或文字。单片机的运算可以包含多种数据融合及滤波运算。其中在设置有陀螺仪的情况下，角速度和角位移可精确得出。

在本发明中，静止状态包括：静止不动地正置、倒置、左横置、右横置以及斜置(例如与竖直方向偏离一角度)等。例如，当使用者按上述方式手持显示牌保持不动的情况下，单片机根据加速度传感器和/或陀螺仪的感测信号得到显示牌与竖直向上方向(即垂直于地平面向上的方向)的偏离量，据此控制LED阵列按照预定的方向(例如垂直于地平面向上的方向)显示图文。

移动状态包括：正置左右移动、倒置左右移动、正置上下移动，左横置上下移动、右横置上下移动、正置且以竖直方向为轴旋转、以及正置且在与发光器件阵列所在的平面内画圈移动等。例如，使用者1)在身前向上举起棒左右挥动或身前左右水平挥动(即正置左右移动)；2)在身侧上下挥动(即左横置上下移动或右横置上下移动)；3)手放下在身前左右挥动(即倒置左右移动)；4)在身前方垂直方向上画圈(即正置且在与发光器件阵列所在的平面内画圈移动)；5)在头顶旋转(即正置且以竖直方向为轴旋转)。

在一实施例中，检测显示牌状态的方式包括：首先定义显示牌顶端向上为标准位置，垂直方向为Z轴，左右方向为X轴，前后方向为Y轴。

利用加速度传感器的Z轴能够始终检测到重力加速度并判断显示牌的方向。通过检测Z轴加速度值为正、为零还是负，来判断显示牌是上举、水平还是向下。

当显示牌开始从左向右挥动时，随着显示牌的左右倾斜，Z轴的重力加速度值会发生变化，由小变大再变小，X轴的加速度值会变大，通过积分计算得到运动速度，运动中速度会从零变大再变小，反向挥动时，速度以负值的形式由零变大在变小。由于能够辨认方向及速度的变化，特别是能够有效判断显示牌顶端向上还是向下，所以单片机能够准确判断起始动作位置与中途的速度变化，及时通过单片机调整外部显示的变化。并且自动改变图片或字体的方向或角度。如以方式1)挥动时，文字正向；以方式2)挥动时，文字将左或右旋转90度；以方式3)挥动时，所有文字不仅要左右交换，还需要上下翻转，才能保证文字从左到右，并且文字没有颠倒。挥动方式1)～5)都可以采用这种检测方法。

还可以单独采用陀螺仪来感测各种挥动方式下显示牌的状态,这种情况下需要利用按键来改变显示的方向。因为单独用陀螺仪检测时，只能检测旋转方向及旋转角速度，并不能判断方位，或者判断不准确，所以需要增加按键，手动来改变文字显示方向，例如可设置成按一下旋转90度，再按一下，再转90度。另外，也可以两种传感器同时使用，这样精度会更高、效果更好。

在本发明的显示控制方法中，还可基于显示牌的运动状态，控制发光器件阵列显示的图文的尺寸和/或颜色。

作为一种应用举例，本发明可以应用于交通警察的指挥棒。将LED阵列环绕设置在指挥棒上，当指挥棒在头顶挥动时全部变为红色，在身侧上下挥动时变为黄色，手臂垂下左右挥动时变成绿色。或者依据交通指挥手势而产生不同的颜色，方便晚上指挥交通。

本发明通过控制LED阵列进行动态显示使得显示牌的有效显示面积得以增大。如图4a所示在静止状态，有效显示面积为A×B，如图4b所示，在移动状态下，显示牌的有效显示面积为A×B’，其中B’取决于挥动的幅度，在移动状态下，B’大于B。

利用安装有加速度传感器和/或陀螺仪的传感器检测可挥动的发光装置的动作特征，通过单片机运算后，更具运算结果精确控制显示，可以达到很好的控制效果，由于可以精确同步，可以增加有效显示面积，可以根据运动速度的不同改变图形或字体的大小或颜色，可利用加速度传感器对地的敏感实现不同方位不同的指示。

精确同步，有效增大显示范围；检测运动速度的变化及方向有效控制图形及字体的大小；能够检测上下区分，自动变换图形及字体的方向、颜色。实现多种应用方式，扩大应用范围。

Claims (13)

1.一种显示控制方法，用于控制移动式显示牌，所述显示牌上设置有发光器件阵列，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

采用加速度传感器和陀螺仪检测移动式显示牌的运动状态并产生感测信号；

接收所述感测信号，并基于所述感测信号运算后得到运动的角速度、角位移、加速度、速度、位移、运动方向及姿态角的数据，通过与内部数据库对比判断确定所述显示牌的运动状态；

基于所述运动状态，控制所述发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文；

其中，运动时利用发光器件阵列中一列或多列进行显示。

2.根据权利要求1所述的显示控制方法，其特征在于，所述显示包括静态显示或动态显示，所述运动状态包括静止状态和移动状态；其中，所述方法包括：在静止状态控制所述发光器件阵列进行静态显示，在移动状态控制所述发光器件阵列进行动态显示。

3.根据权利要求2所述的显示控制方法，其特征在于，所述预定的方向为垂直于地平面向上的方向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示控制方法，其特征在于，还包括基于所述运动状态，控制所述发光器件阵列显示的图文的尺寸和/或颜色。

5.根据权利要求2或3所述的显示控制方法，其特征在于，

所述静止状态包括：静止不动地正置、倒置、左横置、右横置以及斜置；

所述移动状态包括：正置左右移动、倒置左右移动、正置上下移动，左横置上下移动、右横置上下移动、正置且以竖直方向为轴旋转、以及正置且在与发光器件阵列所在的平面内画圈移动。

6.根据权利要求4所述的显示控制方法，其特征在于，所述发光器件包括LED。

7.一种移动式显示牌，包括

阵列排布的多个发光器件，

用于控制所述发光器件的开关状态的控制单元，其中，运动时利用发光器件阵列中一列或多列进行显示，及

用于检测所述显示牌运动状态的运动传感器，其中，所述运动传感器包括加速度传感器和陀螺仪；

其特征在于，所述控制单元包括：

运动状态确定模块，用以基于所述运动传感器的感测信号运算后得到运动的角速度、角位移、加速度、速度、位移、运动方向及姿态角的数据，通过与内部数据库对比判断确定所述显示牌的运动状态；及

显示控制模块，用以基于所述运动状态控制发光器件阵列在其运动轨迹面内以预定的方向显示出欲展示的图文。

8.根据权利要求7所述的移动式显示牌，其特征在于，所述运动状态包括静止状态和移动状态；且所述显示控制模块包括：

静态显示控制模块，用以在静止状态控制所述发光器件阵列进行静态显示；及

动态显示控制模块，用以在移动状态控制所述发光器件阵列进行动态显示。

9.根据权利要求7所述的移动式显示牌，其特征在于，所述预定的方向为垂直于地平面向上的方向。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的移动式显示牌，其特征在于，所述显示控制模块包括：

显示尺寸控制模块，用以控制所述发光器件阵列显示的图文的尺寸；和/或

显示颜色控制模块，用以控制所述发光器件阵列显示的图文的颜色。

11.根据权利要求7所述的移动式显示牌，其特征在于，所述发光器件阵列包括LED阵列，所述LED阵列前安装有透镜。

12.根据权利要求7所述的移动式显示牌，其特征在于，所述控制单元连接有存储器及用于与外部进行数据交互的数据输入/输出接口。

13.根据权利要求7所述的移动式显示牌，其特征在于，其上设置有喇叭，所述喇叭与所述控制单元连接。