DE102005059492A1 - Anordnung zur Erzeugung von zufällig verteilten Lichtimpulsen für Anwendungen in Schmuck- und Werbebereich - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Bereiche Werbung und Schmuck. Die Erfindung betrifft eine Treiberschaltung, typisch ausgeführt als integrierte Schaltung, die in Verbindung mit einer oder mehreren Licht emittierenden Dioden (LED), einer Batterie und einem Trägersubstrat in zufälliger zeitlicher Verteilung Lichtimpulse ebenfalls zufällig verteilter Dauer und Intensität erzeugt, wobei die Parameter für die Verteilung des Zeitabstandes und der Dauer der Impulse erfindungsgemäß elektrisch durch Beschaltung des ICs oder durch Programmierung vorgegeben werden können. In einer Anordnung ist die Schaltung erfindungsgemäß so programmiert, dass die Lichtimpulse gerade an der Aufmerksamkeitsschwelle des Beobachters statistisch variiert auftreten, so dass die Aufmerksamkeit des Betrachters unwillkürlich angezogen wird. Eine Erweiterung der Erfindung betrifft die Erzeugung von Lauflichtsignalen, wobei eine Gruppe von LED so angesteuert wird, dass der Effekt eines "laufenden Lichts" entsteht, wobei dieser Effekt entweder "leiterförmig" oder "zyklisch" räumlich verteilte Muster erzeugt. Die LEDs können unterschiedlicher Farbe und Anordnung sein. Bei einer weiteren Ausführung kann die Erfindung so programmiert werden, dass sehr starke Gruppen von Impulsen die Aufmerksamkeit sofort erregen, zwischen beiden Extremen sind beliebige Variationen einstellbar.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von zufällig verteilten Lichtimpulsen für eine Anwendung im Werbe und Schmuckbereich.
• Es ist der Sinn von Werbung, Aufmerksamkeit des Kunden auf das angebotene Produkt zu erregen. Dies gilt auch im weiteren Sinne für Schmuck, der in Verbindung mit dem Auftreten einer Person ein Bild bzw. eine „Message" im Sinne der Werbebranche vermitteln soll. Die Aufmerksamkeit wird klassisch durch besondere Formen und Farben, die Signalcharakter besitzen, erregt. Bei Schmuck dienen insbesondere hoch brechende Materialien (Diamanten) mit entsprechendem Schliff, aber auch einfache Spiegelelemente dazu, das Licht der Umgebung zu reflektieren und auf Grund der zufälligen Bewegung der Person, zeitlich zufällig zu modulieren. Bei geschliffenen Diamanten sind diese Effekte wegen der hohen Brechkraft und der damit verbundenen Totalreflektion im Stein besonders ausgeprägt in Räumen mit punktförmiger Beleuchtung (Kandelaber), da dann die generierten Lichtimpulse sehr kurz und sehr intensiv sind. Ähnliche Effekte sind auch in Verbindung mit Rubin und einfacheren Materialien wie Zirkon, Quarz, Glas erreichbar.
• Ein neuartiger Ansatz ist die künstliche Erzeugung von Lichteffekten durch hochintegrierte Schaltungen, wobei das Licht aktiv durch eine lichtemitierende Diode (LED) aus einer Batteriequelle versorgt wird. Dabei wird der grundsätzlichen Idee, Aufmerksamkeit durch Modulation des Lichts zu erregen, dadurch entsprochen, daß entsprechende zeitliche Muster von der Elektronik erzeugt werden. Batterie, Treiberelektronik, und LED 6, 9 sind in der Beispielhaften Ausführungen als Amulett 5 bzw. als Namensschild 7, 8 sehr klein und können direkt in den Schmuck bzw. das Schild integriert werden.
• Ein weiterer Anwendungsbereich ist der Werbebereich, wo Ware oder Regale für Ware mit entsprechenden Anordnungen ausgerüstet werden sollen. Weiterhin können Werbeschilder, Preisauszeichnungsschilder, Namensschilder, Warenanhänger sowie andere Werbemittel mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehen werden.
• Entsprechende Anordnungen sind für die obigen Zwecke seit langem bekannt und in Anwendung. Insbesondere sind zahlreiche Ausführungen zur Erzeugung von Blinksignalen bekannt, auch in Schmuckform, als Binde, als Bestanteil von Warenverpackungen usw. Ebenfalls bekannt sind Ausführungen, bei denen Lichtmuster aus mehreren LED, die in zeitlicher Reihenfolge angesteuert werden und Lauflicht- oder Leiterlicht-Effekte oder auch bildhafte Muster erzeugen, bekannt. Hierzu gehören auch in allgemeiner Weise alle Formen von Displays, die aus einzelnen LED zusammengesetzt sind. In der Patentschrift US 200 40 256 999 wird eine Treiberschaltung für Lichtquellen, die unterschiedliche Zeitmuster erzeugen kann, beschrieben mit der Hauptanwendung des Einbaus in Schuhe. Aus der Offenlegungsschrift D 2217693 ist zudem eine Reklame und Spielvorrichtung, bei der eine auf Zufall beruhende Kombination von Leuchten angesteuert wird. Darüber hinaus sind Gebrauchsmuster bekannt 9105604, in denen Blinklichter zur Erregung der Aufmerksamkeit für Werbezwecke geschützt sind.
• Gemeinsam ist diesen bekannten Anordnungen, daß die Lichtsignale in einer regelmäßigen zeitlichen Anordnung erzeugt werden, die nach einer gewissen Zeit eine Gewöhnung des Betrachters hervorruft und damit die Wirksamkeit abschwächt oder sogar als störend empfunden wird. Die entsprechenden Ausführungen gelten deshalb auch als „grell" und werden nur von Jugendlichen verwendet. Einfache Blinker haben zudem Ähnlichkeit mit Alarmen und sind deshalb für Werbung eigentlich nicht nutzbar, da in der Wirkung zu grob. Bei D 2217693 handelt es sich um die Generierung von Zufallsanzeigen für Spielzwecke mit einer völlig anderen Zielrichtung, wobei die Zufälligkeit dem Spielzweck entspricht und auf das generierte Anzeigemuster bezieht, sich jedoch nicht auf die zeitliche Impulsfolge der Blinksignale erstreckt.
• Es ist ferner bekannt, das diese Signale durch integrierte Schaltungen erzeugt werden, die von einer Batterie versorgt wird und die über einen Oszillator und die notwendige Steuerung verfügt ( US 200 40 256 999 ). Entsprechende Schaltungen sind auf dem freien Markt erhältlich.
• Eine Anordnung, die erfindungsgemäß diesen negativen Effekt vermeidet, arbeitet subtil an der Aufmerksamkeitsschwelle des Kunden, sodaß er das Blinken nur aus dem Augenwinkel und nicht bewußt wahrnimmt. Personen sind gegenüber Lichtwechseln im nicht fokussierten Bereich des Auges besonders empfindlich und reagieren instinktiv durch Hinsehen. Die nicht vorhersehbar unregelmäßige Pulsfolge vermeidet eine Gewöhnung an einen Rhythmus. Dabei können unterschiedliche Farben und zeitliche Modulationsmuster sehr effektiv sein.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einer hierfür besonders gefertigten integrierten Schaltung 4 (ASIC), einer Batterie 1 und einer oder mehrerer LED 2, die auf einem Trägersubstrat 3 angeordnet sind. Die Anordnung kann zudem noch optional über einen Ein/Aus-Schalter verfügen.
• Erfindungsgemäß werden die Lichtsignale in einem nicht vorhersehbaren, (pseudo-)-zufälligen zeitlichen Muster abgegeben, wobei auch die Dauer der Impulse zeitlich variiert, was zu dem Eindruck unterschiedlicher Impulsstärken führt. Die Parameter maximale zeitliche Abstände zwischen Impulsen t2max und maximale Impulsdauer t1max bzw. Wirkungsintensivität können programmiert werden. Bild 3 veranschaulicht die Bedeutung der Parameter. Eine Periode von Zeitpunkt 10 bis 15 (t2) wird von einem Pseudo-Zufallsgenerator bestimmt, der gleichzeitig auch die Impulszeit t1 definiert. Die entsprechenden Zeitgeber für t2 und t1 werden somit von der gleichen Zufallszahl abgeleitet. Der maximale Wert des Zufallsgenerators entspricht dabei t1max bzw. t2max. Allerdings werden die Taktfrequenzen der Zeitgeber unterschiedlich gewählt, wobei die Taktfrequenz für die Periode t2 sehr viel niedriger ist als die Taktfrequenz des Zeitgebers für die Impulszeit. Hieraus ergibt sich ein vergleichsweise großes Zeitintervall von 3 ... 60 sec für t2 während t1 nur zwischen 0,1 ... 1 sec variiert. Die Grundtaktfrequenzen, die damit das physiologische Verhalten bestimmen, können in physiologisch sinnvollen Stufen programmiert werden. Die Periode t2 bestimmt damit im wesentlichen die Häufigkeit, mit der der Blinkvorgang erfolgt. Die Periode t1 ist durch Verwendung der gleichen Zufallszahl mit t2 verbunden, sodaß bei einem kurzen Intervall auch nur ein kurzer Impuls ausgelöst wird, bei langem Intervall ein vergleichsweise langer Impuls.
• Die Intensität der Wirkung wird noch bei entsprechender Programmierung durch einen Blitz-Modus gesteigert Bild 4, in dem mehrere starke Impulse 16, 18, 20 in kurzem Abstand 17 t0 hintereinander abgegeben werden. Die Anzahl der Impulse 19 wird ebenfalls vom Zufallsgenerator abgeleitet, t0 entspricht in einer Ausführung t1 und wird ebenfalls für die jeweilige Periode aus der Zufallszahl abgeleitet, wodurch die Blinkfrequenz ebenfalls variiert. Mit gleicher Zeit für Einschalten t1 und Ausschalten t0 ergibt sich ein typisches Blitzmuster mit einem regelmäßigen 1:1 Einschaltverhältnis. Nach Ablauf der Periode t2 wiederholt sich der Blinkvorgang, jedoch mit variierter Blinkfrequenz, variierter Anzahl der Impulse 31, 32 und einer neuen Periode.
• Wird mehr als eine LED verwendet, kann durch gegenseitige Kopplung der Steuerungen unterschiedliche Muster angezeigt werden. Vorgesehen sind erfindungsgemäß:
• – parallele Ansteuerung aller LEDs gleichzeitig,
• – reihenweise Ansteuerung der LEDs Bild 5, wobei der Effekt einer leiterförmigen Fließbewegung entsteht.
• – Zyklische Ansteuerung der LEDs, wobei nach Aufleuchten des letzten LEDs der Gruppe als nächstes das vorletzte LED angesteuert wird usw.
• Die Zahl der betriebenen LEDs soll erfindungsgemäß aus 1, 2, 4 oder 8 selektierbar sein, so daß die Ansteuerschaltung für verschiedene Einsatzfälle verwendet werden kann.
• Der Zufallscharakter wird dabei durch einen digitalen Pseudozufallsgenerator einer Periode von P = 2¹³ – 1 oder länger erreicht, mit dem die Parameter in einem eingeschränkten Bereich variiert werden. Der Zufallsgenerator liefert eine Gleichverteilung, wobei das Auftreten eines Ereignisses zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Bereiches gleichwahrscheinlich ist. Zufallsfolgen dieser Art sind praktisch nicht vorhersehbar, wenn die Periode ausreichend groß ist. Dies ist bei der obigen Wahl sicher erfüllt, da das gleiche Muster erst nach mehr als 8000 Anzeigen erneut auftritt. Der Zufallsgenerator kann als rückgekoppeltes Schieberegister in diskreter Form ausgeführt sein, es ist aber auch die Programmierung auf einem einfachen Controller möglich. Dies gilt auch für alle anderen Bestandteile der Integrierten Schaltung, die angeführte Darstellung Bild 6: ist nur beispielhaft und funktionsmäßig zu sehen.
• In Bild 6 wird von einem hochfrequenten Taktgenerator 55 der Takt 37 einer Programmier- und Teilerbaugruppe zugeführt, die wiederum einen Takt 38 an einen Pseudo-Zufallsgenerator 48 weiterleitet. Dieser liefert Zufallszahlen an die Timer t1, t0, und t2, die wiederum mit den Takten 40, 41 angesteuert werden. Diese Takte werden durch Programmierung in 39 über die Eingänge 32, 33 aus einer Teilerkette des Taktes 37 abgeleitet. Die Timer werden durch die Steuerung 51 über die Signal 45 gestartet und melden den Ablauf der Verzögerungszeit t1 mit 46 an die Steuerung zurück (für t0 und t2 gilt das in gleicher Weise). Die Steuerung schaltet dann für die Zeit t1 die LED 53 an. Durch Programmieren der Eingänge 34, 35, 36 wird die Betriebsart der Steuerung gewählt. Timer und Steuerung sind bei mehreren Ausgängen entsprechend oft ausgeführt 56, 57, wobei die Steuerungen miteinander kommunizieren, um die Lauflichteffekte zu erzeugen. Die zusätzlichen Kanäle verwenden den gleichen Zufallsgenerator. Die Eingänge 30 und 31 programmieren weitere Betriebsarten, z.B. kann die Variabilität von t1 oder t2 eingeschränkt werden.
• Durch Wahl einer anderen Taktfrequenz werden die Muster zeitlich gestreckt oder verkürzt, was physiologisch große Unterschiede macht. Die Parameterstufen werden nicht linear, sonder eher in einem logarithmischen Maße gewählt. Die Einstellung der Parameter kann erfindungsgemäß über Auswahlkontakte oder über das in Registern gespeicherte Bitmuster erfolgen. Mit einer Taste kann z.B. ein Parameter verstärkt (+) oder reduziert (–) werden. Die Taste kann auch zur Aktivierung des Systems (Einschaltfunktion) dienen, wobei nur grobe Stufen bei konstanter Taktfrequenz beeinflußt werden können
• Das oben beschriebene Blinkmuster wird an einer einzelnen LED, einer Gruppe von 2 LED, 4 LED oder 8 LED in der beschriebenen Ausführung angezeigt, je nach gewünschter Programmierung. Dabei können alle LEDs gleichzeitig (parallel), oder nacheinander angesteuert werden, wobei für den Fall „nacheinander" noch die Optionen „Muster leiterförmig" von LED 0 ... 7, dann wieder LED 0 ... 7 usw., oder „Muster zyklisch" zuerst LED 0 ... 7, dann LED 7, 6, ... 0, dann wieder LED 0, 1 ... 7 usw. programmier werden können. Diese Varianten eigenen sich besonders mit farbigen LED.
• Eine weitere Ausführung der Erfindung kann durch einen Schaltung nach Bild 7 erfolgen, wobei die Muster in einem reprogrammierbaren Festwert-Datenspeicher 62 gespeichert sind, der von einem Taktgenerator 62 über einen Zähler 63 angesteuert wird (sog. Sequenzer). Der Zähler adressiert dabei den Speicher. Die Ausgangssignale des Speichers treiben direkt die LEDs, deren Anzahl je nach Breite des Speichers variiert. Îst die Speichertiefe groß genug (z.B. größer 4kByte), können beliebig komplexe Muster programmiert werden, die als zufällig erscheinen. Die Variation der Muster erfolgt durch Neuprogrammierung des Speichers 62, wobei der Zufallsgenerator dabei im Programmieralgorithmus enthalten ist. Diese Lösung ist nur bei sehr einfachen Mustern mit geringer zeitlicher Dynamik (Unterschied zwischen kürzestem und längstem Impuls) von Interesse, kann aber wegen ihrer Einfachheit insbesondere für Werbezwecke ausreichend sein. Ein Vorteil dieses Konzepts ist, daß nur wenige Anschlüsse benötigt werden, insbesondere wenn zur Programmierung 60 die JTAG Anschlüsse (Testanschlüsse) 64 verwendet werden und die Daten damit seriell eingelesen werden. Bei anspruchsvolleren Mustern wird der Speicher allerdings leicht sehr groß, was die Chipfläche unattraktiv vergrößert. Reprogrammierbare (Flash)-Speicher sind zudem technologisch relativ aufwendig und verteuern den Chip.
• Zur Erfindung gehört auch die Ausführung der Elektronik in einer sehr stromsparenden Technologie, da die Anordnung aus einer Batterie über einen längeren Zeitraum betrieben werden soll. Die Anordnung soll zudem zu einem sehr niedrigen Preis massenproduzierbar sein, was nur in integrierte Technologie wirtschaftlich möglich ist.

Claims (11)

1. Anordnung zur Erzeugung von zufällig verteilten Lichtmustern für Werbe- und Schmuckanwendungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmuster durch den Zeitabstand zwischen zwei Lichtimpulsen und die Impulsdauer bestimmt ist, wobei Zeitabstand ebenso wie Zeitdauer durch einen konfigurierbaren Pseudozufallsgenerator, der mit fester Taktfrequenz betrieben wird, bestimmt sind, wobei die Zufallsfolgen so dimensioniert sind, daß ein Lichtimpulsmuster erzeugt wird, welches für den Beobachter physiologisch nicht vorhersehbar ist.
2. Anordnung wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter Zeitabstand t2max, der den maximalen Zeitabstand der ansonsten zufällig bestimmten Zeitabstände zwischen zwei Impulsen kennzeichnet, und der Parameter maximale Impulsdauer t1max, der die maximale Einschaltzeit der ansonsten zufällig bestimmten Impulsdauer der Lichtquelle kennzeichnet, sowie die Taktfrequenz programmierbar sind.
3. Anordnung wie Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierung der Parameter in Stufen erfolgt, wobei die Stufen durch elektrische Beschaltung oder durch Setzen von Bits in einem Speicher gewählt werden.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter Zeitabstand t2max und Impulslänge t1max so gewählt werden, daß physiologisch die Blinkhäufigkeit an oder unter der Aufmerksamkeitsschwelle liegt, so daß ein unaufmerksamer Beobachter den Blinkvorgang nicht bewußt wahrnimmt.
5. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtquellen in einem vorgegebenen zeitlichen Muster angesteuert werden, wobei die Ansteuerung wählbar bei sequentieller Anordnung der Lichtquellen den Effekt von Lauflichtern mit Leiterverhalten oder zyklischem Verhalten erzeugt.
6. Anordnung wie zuvor, dadurch gekennzeichnet, daß wählbar anstelle eines Einzelimpulses Lichtimpulsgruppen (Blitze) erzeugt werden, die ebenfalls zufällig verteilt sind.
7. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik zusammen mit dem Taktgenerator in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) integriert ist.
8. Anordnung wie zuvor, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik aus einem programmierbaren Festwertspeicher besteht, der durch einen Adreßzähler angesteuert und ausgelesen wird, wobei die Datenbits direkt die Lichtquellen ansteuern und die Programmiereinrichtung Zufallsgeneratoren mit den in Anspruch 1 beschriebenen Eigenschaften enthält.
9. Anordnung wie zuvor, dadurch gekennzeichnet, daß die obigen Funktionen durch Programmierung eines integrierten Controllers erzielt werden.
10. Anordnung wie zuvor, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung auch noch Mittel zur Erzeugung der Betriebsspannung und Stromregelung für eine oder mehrere LED enthält, um unterschiedliche LED oder ein Kette von in Reihe geschalteter LED an einer niedrigen Betriebsspannung zu betreiben.
11. Anordnung wie zuvor, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter durch einfache Betriebsmittel, z.B. eine Taste mit mehrfacher Betätigung, während des Betriebs eingestellt werden, wobei diese Taste auch zum Einschalten/Ausschalten dient und durch das angezeigte Lichtmuster jeweils eine Bestätigung für den Programmiervorgang signalisiert.