CN2303410Y

CN2303410Y - 快速相对运动中的图形显示装置

Info

Publication number: CN2303410Y
Application number: CN 97250585
Authority: CN
Inventors: 宁震威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2007-08-08

Abstract

本实用新型公开了一种在快速的相对运动中实现图形显示的装置。该装置由速度检测部分、计算机控制部分和显示部分组成,装置于相对于人的视线为直线运动的物体之上,例如地铁隧道的壁上、行驶中的机动车辆等,显示部分由一系列直线LED显示器组成,每两列直线LED显示器的间隔距离按直线运动的平均速度和人眼的视觉暂留时间的相乘积所设置。利用单列直线LED显示器实现了图像的显示,数列直线LED显示器实现了增加图像显示时间和电影动画的显示效果,能够在快速的相对直线运动中实现不同图形的显示,为信息传播开发了新的传播空间和媒体。

Description

快速相对运动中的图形显示装置

本实用新型涉及一种计算机控制显示装置，特别是指一种在快速的相对运动中实现图形显示的装置。

信息时代的飞速发展，使得信息传播媒体日趋重要。报纸、电台、电视，甚至于如今的计算机、INTERNET等等，而传统的传播媒体，如广告栏、广告牌仍占据一席重要的地位。目前，这一类传播媒体多数用于在静止地点显示静止的图像，至多是图像可以不断刷新。同时广告大战使得这一类的传播媒体日益受到空间的限制。因此，开发新的传播空间和新的传播方式已显得尤为迫切。

已公告的专利号为95210756．2的“隧道影像式连续广告画栏”即为这一类发明。但它的设计缺乏类似电影中的单帧显示的定格功能及与之相匹配的区分帧与帧显示所需的快门功能，因此在视觉效果上达不到电影动画的效果。同时，由于安装较为复杂，且只能显示固定内容的画面。当需要更换显示内容时，则要更换几十块板块，无形中加大了广告成本。

本实用新型的目的就在于提供一种安装简便的、由计算机控制的、在快速的相对直线运动中实现不同图形显示的装置。

本实用新型所依据的原理是人眼的视觉暂留，当人和物体做较高速的相对运动时，物体会在人眼中留下一系列图像，如果该物体是一条和运动方向垂直的直线，那么它就会留下一幅平面图形。为了实现本实用新型所称的发明目的，本实用新型由速度检测部分、计算机控制部分和显示部分组成，装置于相对于人的视线为直线运动的物体之上，计算机控制部分包括一个主控制单元和复数个从控制单元，主控制单元可以由常用的单片微处理器(CPU)来构成，控制整个系统的工作。速度检测部分的输出端接入计算机控制部分的输入端口，用以判断相对直线运动的速度。计算机控制部分的输出端连接于它的显示部分，显示部分由一系列直线LED显示器组成，每列直线LED显示器由8个以上的LED数码管组成，数码管的排列方向与相对直线运动方向垂直，每列直线LED显示器上设置一控制单元，每两列直线LED显示器的间隔距离按直线运动的平均速度和人眼的视觉暂留时间的相乘积所设置。CPU接收到速度信号后，通过计算控制该系统的输出：直线LED显示器，使它的显示对人眼而言是一幅正常的图像。这主要是通过直线显示器所显示内容的不断更新而达到的，每当显示器移动了一个象素间距的距离时，CPU就向它发出一个指令，把下一列显示内容更新上去。由于视觉暂留，这一列列的显示就构成了一个平面图形。对于高速运动的的物体，往往经过由一列直线LED显示器形成的图形时间太短了，给人留不下什么印象，这时就需要多个显示器形成的多组画面叠加来增加显示时间。

所述的直线LED显示器可以由单色LED数码管组成，也可由彩色LED数码管及相应的控制模块组成。

当上述的装置该图形显示装置的物体为地铁隧道时，所述的速度检测部分安装于隧道的壁上，它的速度检测部分可以由两对红外线发射接收晶体管组成，发光二极管和光敏三极管分别安装于隧道的两侧。

当上述装置该图形显示装置的物体为行驶中的机动车辆，所述的速度检测部分可为该机动车的速度检测部分，直接连接于计算机控制部分的输入端口。

由于以上之设计，本实用新型利用单列直线LED显示器实现了图像的显示，利用数列直线LED显示器实现了增加图像显示时间和电影动画的显示效果，能够在快速的相对直线运动中实现不同图形的显示。同时，由于图像的显示是由计算机通过软件程序输出一定的数据控制直线LED显示器显示实现的，因此，若需要显示不同的内容时，只需更换不同的预制程序，具有方便、快捷、成本低的特点，一次性投资，永久受益，确为一种较佳的信息传播方式，为信息传播开发了新的传播空间和媒体。

以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的显示原理图；

图3为本实用新型应用于地铁隧道的安装示意图；

图4为本实用新型应用于地铁隧道的电路原理图；

图5为本实用新型应用于地铁隧道的主控制CPU软件流程图；

图6为本实用新型应用于地铁隧道的从控制CPU软件流程图。

请参见图1，本实用新型的系统框图。速度检测部分的信号连接到主控制单元的输入端，主控制单元和从控制单元之间有同步信号相连，可使从控制单元与主控制单元同步将数据送到输出端口，控制直线LED显示器的显示。

请参见图2，本实用新型的显示原理图。设要显示如图所示的宽×高=a×b的矩形图形，按显示的精度要求量化此图，设为N(行)×M(列)，则每列宽度为a／M。若用N×M的发光二极管(LED)点阵，通过控制不同的亮灭则可静止地显示此幅图形。若只用一列LED，使之快速从左向右移动，同时切换LED的亮灭，使它在经过的每个a／M间隔内与原图相应列的亮灭相同，由于视觉暂留现象，最后一个a／M间隔显示完时，以前每个间隔的图像都还未消失，于是，一幅与用N×M点阵显示效果相同的图像就闪现在眼前了。把这样闪过一次形成的图像称为一帧。若不断从第一列位置使LED持续闪过，形成一系列的帧，且每帧位置、亮灭都相同，在上帧消失之前刷新上一帧，视觉效果就是一幅持续显示的静止图形了。若象电影胶片一样准备多帧活动变化的图像，采用彩色的列显示器，即可得到电影的效果。

本实用新型有两个主要的实施例。一是在地铁隧道中沿墙壁按一定的间隔设置一系列的直线LED显示器，请参见图3，当列车驶过时，根据其速度在驶过的每个a／M间隔的时间切换LED的明暗分布，则乘客可看到稳定的图像。只要显示器数目较多，在很长时间内，车中乘客都可以看到所显示的图形。这时，将程序设定为列车每运行24分之一秒(人的视觉暂留时间)所对应的显示更新一帧，就实现了电影一样的效果。显示效果和图形尺寸有关，如果列车通过和图形宽度相同的距离所用的时间不足24分之一秒，效果最好。这个实施方案中的速度检测部分为两对红外线发射接收晶体管，发光二极管33和光敏三极管34分别安装于隧道31的两侧，这两对晶体管平行放置在隧道中，没有列车经过时处于导通状态，当有列车32经过时两对晶体管被分别断路，根据这两对晶体管被断路的时间差和它们之间的距离，可以判断出列车的运行速度，从而控制直线LED显示器35的显示，达到所需的效果。这个实施例中的主、从控制器均由单片微处理器来构成。

具体工作过程如下：设列车速度V，人的视觉暂留时间取二十四分之一秒，直线LED显示器的间隔距离等于：V×1／24。为达到每帧二十四分之一秒的较好的显示效果，显示图形的宽度a一般须小于或等于V×1／24(如需更大尺寸的图形显示，则可以多列直线LED显示器通过软件控制来加速图形的刷新实现)。

检测列车速度V，确定每个a／M间隔的显示时间T_C：设两对红外线发射接收晶体管在隧道中的距离为d，CPU检测到列车通过d的时间为T，则车速V=d／T，

T_{C} = \frac{a / M}{V} = \frac{a / M}{d / T} = \frac{aT}{dM}

确定每个LED循环显示的次数Counts：从乘客来看是下一个LED刷新上一个的图像，但对单列LED来讲，它总是循环显示每个a／M间隔的图像，使地铁列车上的任意位置的人都可看到相同的图像显示，循环次数Counts由列车长度、要求图像的延续时间等因素确定。

请参见图4，本实用新型应用于地铁隧道的电路原理图。两个光敏三极管34的输出信号经主控制CPU的I₁、I₂口进入CPU，I₁、I₂为CPU的输入／输出端口。在CPU检测到I₁信号变化时，送出同步信号start，检测到I₂信号变化时，停止送同步信号start，CPU通过读I₁口、I₂口可得到车通过距离d的时间T，从而计算出V=d／T及T_C。显而易见时间T与start信号的持续时间相同，因此，其它CPU检测到同步信号start后，由start信号的持续时间可计算出车速，执行与CPU同样的送图像数据到LED的程序。以后，每次循环都与CPU相同，达到帧同步的效果。

请参见图5、图6，本实用新型应用于地铁隧道的主控制CPU和从控制CPU的软件流程图。

另一个实施例是在运行的机动车辆上安装复数列直线LED显示器，这时系统的速度检测输入端口可直接接入机动车的速度检测输出端口，速度检测输出端口接到计算机控制部分的输入端，CPU接收到速度信号后，通过计算控制该系统的输出：直线LED显示器，这样一来，夜间，就会在机动车经过的地方，出现很多幅画面。

Claims

1、一种快速相对运动中的图形显示装置，由速度检测部分、计算机控制部分和显示部分组成，其中，计算机控制部分包括一个主控制单元和复数个从控制单元，主、从控制单元之间通过同步信号相连，其特征在于：该图形显示装置装置于相对于人的视线为直线运动的物体之上，它的速度检测部分的输出端接入计算机控制部分的输入端口，计算机控制部分的输出端连接于它的显示部分，所述的显示部分由复数个直线LED显示器组成，每列直线LED显示器由8个以上的LED数码管组成，数码管的排列方向与相对直线运动方向垂直，每列直线LED显示器上设置一控制单元，每两列直线LED显示器的间隔距离按直线运动的平均速度和人眼的视觉暂留时间的相乘积所设置。

2、一种如权利要求1所述的快速相对运动中的图形显示装置，其特征在于：所述的直线LED显示器可以由单色LED数码管组成。

3、一种如权利要求1所述的快速相对运动中的图形显示装置，其特征在于：所述的直线LED显示器可以由彩色LED数码管及相应的控制模块组成。

4、一种如权利要求1所述的快速相对运动中的图形显示装置，其特征在于：所述的装置该图形显示装置的物体为地铁隧道，所述的速度检测部分为安装于隧道的壁上。

5、一种如权利要求4所述的快速相对运动中的图形显示装置，其特征在于：所述的速度检测部分由两对红外线发射接收晶体管组成，发光二极管和光敏三极管分别安装于隧道的两侧，光敏三极管的输出端分别接入计算机控制部分的输入端口。

6、一种如权利要求1所述的快速相对运动中的图形显示装置，其特征在于：所述的装置该图形显示装置的物体为行驶中的机动车辆，所述的速度检测部分可为该机动车的速度检测部分，直接连接于计算机控制部分的输入端口。