RU2172983C2

RU2172983C2 - Electronic-and-mechanical light panel

Info

Publication number: RU2172983C2
Application number: RU99113715A
Authority: RU
Inventors: С.В. Махоткин; В.Е. Махоткин; А.Я. Моссаковский; В.А. Спичкин
Original assignee: Махоткин Сергей Вячеславович
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: data display facilities including advertising ones. SUBSTANCE: light panel designed to produce fully chromatic multilayer image by means of limited number of active elements has rotor revolving at adequate angular velocity that carries on its lugs light-emitting diodes grouped in specifically arranged triads. EFFECT: enlarged area of images. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам отображения информации и предназначено, помимо всего прочего, для использования в сфере рекламы. The invention relates to means for displaying information and is intended, inter alia, for use in the field of advertising.

В настоящее время электронно-механические табло применяются в самых различных сферах и целях, и повсеместно имеет место тенденция постоянного увеличения размеров демонстрационных экранов. В исключительных случаях площадь отдельных экранов - например на стадионах - превышает сотни квадратных метров и на них выводятся полноцветные изображения. Currently, electronic-mechanical displays are used in a wide variety of fields and purposes, and there is a general tendency to constantly increase the size of demonstration screens. In exceptional cases, the area of individual screens - for example, in stadiums - exceeds hundreds of square meters and full-color images are displayed on them.

Эта тенденция абсолютно закономерна, так как "один взгляд стоит тысячи слов". Но достигается этот рекламный эффект дорогой ценой: количество отдельных элементов демонстрационных экранов должно быть больше числа элементов демонстрируемого изображения. Особенно это относится к передаче текстовой информации, когда избыточность элементов экрана по отношению к числу элементов текста может достигать ста и даже тысячи крат!
Задачей данного изобретения является создание устройства для демонстрации изображений большой площади с помощью ограниченного числа активных элементов, количество которых должно быть на несколько порядков величины меньше количества элементов демонстрируемого изображения.This tendency is absolutely logical, as “one look is worth a thousand words”. But this advertising effect is achieved at a high price: the number of individual elements of the demonstration screens must be greater than the number of elements of the displayed image. This especially applies to the transmission of textual information, when the redundancy of screen elements in relation to the number of text elements can reach one hundred and even thousands of times!
The objective of the invention is to provide a device for displaying images of a large area using a limited number of active elements, the number of which should be several orders of magnitude less than the number of elements of the displayed image.

Прототипом предлагаемого устройства является промышленное изделие, продемонстрированное на Ганноверской ярмарке 1999 года. Это устройство (см. Фиг. 1) состоит из неподвижного корпуса 1, в котором помещен электродвигатель 2 с вертикально расположенным валом 3. На валу закреплен плоский ротор 4, на периферии которого установлен блок (матрица) одноцветных светодиодов 5. При подаче на светодиоды напряжения они мгновенно засвечиваются; при снятии напряжения - гаснут. При "поджигании" светодиодов во время вращения ротора 4 с достаточной угловой скоростью светящиеся светодиоды "рисуют" кольцевую полосу, число строк которой равно числу светодиодов в матрице 5. При подаче на любой светодиод последовательности двоичных сигналов включения-выключения в одинаковой фазе по отношению к некому реперному мгновенному положению ротора на сетчатке глаза наблюдателя возникает "стоячее" изображение нарисованной этим светодиодом строки, состоящее из засвеченных и затемненных участков, соответствующих заданной двоичной последовательности сигналов включения-выключения. Минимальный размер светящихся участков можно уменьшить до размера светодиодов. При достаточно большом количестве строк и синхронизированной с угловым положением ротора 4 подаче единой параллельной двоичной последовательности сигналов на все светодиоды матрицы на кольцевой полосе будет нарисовано стоячее изображение с максимальным числом пикселей, равным произведению числа строк на длину окружности кольцевой полосы, деленному на диаметр светодиодов. Угловое положение ротора 4 определяется по отношению к реперу, роль которого может выполнять светодиод 7, установленный на корпусе устройства, свет которого в свою очередь улавливается светоприемником 8, установленным на роторе 4. Очевидно, что в устройство также входят формирователь синхросигнала 6, опорный генератор 9, процессор 10, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 11 и буферная матрица 12. В зависимости от фазового сдвига подаваемой последовательности воспроизводимое изображение можно заставить "плыть" по воображаемой строке в любую сторону. The prototype of the proposed device is an industrial product demonstrated at the 1999 Hanover Fair. This device (see Fig. 1) consists of a fixed housing 1, in which an electric motor 2 with a vertically located shaft 3 is placed. A flat rotor 4 is mounted on the shaft, on the periphery of which a block (matrix) of single-color LEDs 5 is installed. When voltage is applied to the LEDs they flash instantly; when stress is removed - go out. When the LEDs are “ignited” during rotation of the rotor 4 with a sufficient angular velocity, the glowing LEDs “draw” an annular strip, the number of rows of which is equal to the number of LEDs in the matrix 5. When a binary on-off signal sequence is supplied to any LED in the same phase with respect to a certain The reference instant position of the rotor on the retina of the observer’s eye produces a “standing” image of the line drawn by this LED, consisting of illuminated and darkened areas corresponding to a given two a sequence of on-off signals. The minimum size of luminous areas can be reduced to the size of LEDs. With a sufficiently large number of lines and a single parallel binary sequence of signals synchronized with the angular position of the rotor 4, a standing image with a maximum number of pixels equal to the product of the number of lines and the circumference of the ring strip divided by the diameter of the LEDs will be drawn on all matrix LEDs. The angular position of the rotor 4 is determined with respect to the benchmark, the role of which can be played by the LED 7 mounted on the device’s body, the light of which is in turn captured by the light receiver 8 mounted on the rotor 4. Obviously, the clock driver 6, the reference generator 9 are also included in the device , processor 10, read-only memory (ROM) 11 and buffer matrix 12. Depending on the phase shift of the supplied sequence, the reproduced image can be made to "float" along an imaginary line in any south side.

Недостатками данного устройства-прототипа являются его малая информативность и низкие демонстрационные возможности, поскольку вся информация представляется только на одной единственной полосе, "рисуемой" единственной светодиодной матрицей, а также недостаточная цветовая вариативность демонстрируемого изображения, определяемая характером свечения установленных в матрице светодиодов. Эти минусы резко снижают эффективность использования известного устройства. The disadvantages of this prototype device are its low information content and low demonstration capabilities, since all information is presented on only one single strip, "drawn" by a single LED matrix, as well as insufficient color variability of the displayed image, determined by the nature of the glow installed in the matrix of LEDs. These disadvantages dramatically reduce the efficiency of using the known device.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, позволяющего создавать многослойное, полноцветное изображение. The technical task of the invention is the creation of a device that allows you to create a multilayer, full-color image.

Список фигур чертежей:
Фиг. 1. Блок-схема известного устройства
Фиг. 2. Блок-схема предлагаемого устройства
Фиг. 3. Формирование изобразительного пространства
Фиг. 4. Остановка ротора с помощью стробоскопической подсветки
На фиг. 1 - 4 использованы следующие условные обозначения составных элементов:
1 - корпус устройства
2 - двигатель
3 - вал двигателя
4 - ротор
5 - светодиодная матрица
6 - формирователь синхросигнала
7 - светодиодный датчик
8 - фотоприемник
9 - опорный генератор
10 - процессор
11 - ПЗУ
12 - буферная матрица
13 - блок питания
14 - стробоскопический блок
Для обеспечения указанного технического результата предложено устройство, блок-схема которого представлена на фиг. 2, содержащее формирователь синхросигнала, опорный генератор, процессор, ПЗУ и буферную матрицу, а также вращающийся плоский ротор с установленными на его внешнем периметре матрицами светодиодов, засвечиваемых в соответствии с заданной параллельной двоичной последовательностью сигналов включения-выключения, что совпадает с существенными признаками известного устройства. Причем ротор устройства выполнен из множества лепестков, на внешнем периметре которых, а также внутри вырезов в них установлены сгруппированные в триады светодиодные матрицы, расположенные таким образом, что кольцевые поверхности вращения матриц одной триады совпадают построчно, при этом светодиоды отдельных строк триады матриц светятся соответственно комплементарными красным, зеленым или синим цветом, а периодичность и характер свечения светодиодов, рисующих общие строки триад, заданы с учетом мгновенных угловых координат данного элемента таким образом, что на сетчатке глаз смотрящего на вращающийся ротор возникает полноцветное изображение.List of drawing figures:
FIG. 1. Block diagram of a known device
FIG. 2. The block diagram of the proposed device
FIG. 3. The formation of visual space
FIG. 4. Rotor stop using strobe light
In FIG. 1 to 4, the following conventions are used for the constituent elements:
1 - device housing
2 - engine
3 - engine shaft
4 - rotor
5 - LED matrix
6 - a shaper of a clock signal
7 - LED sensor
8 - photodetector
9 - reference generator
10 - processor
11 - ROM
12 - buffer matrix
13 - power supply
14 - stroboscopic unit
To ensure the specified technical result, a device is proposed, the block diagram of which is shown in FIG. 2, comprising a clock driver, a reference generator, a processor, a ROM and a buffer matrix, as well as a rotating flat rotor with an array of LEDs installed on its external perimeter, illuminated in accordance with a given parallel binary sequence of on-off signals, which coincides with the essential features of the known device . Moreover, the rotor of the device is made of many petals, on the outer perimeter of which, as well as inside the cutouts, LED matrices are arranged in triads, arranged in such a way that the annular surfaces of rotation of the matrices of one triad coincide line by line, while the LEDs of individual rows of the matrix triad glow correspondingly complementary red, green or blue, and the frequency and nature of the glow of the LEDs that draw the common lines of the triads are given taking into account the instantaneous angular coordinates of this element in such a way that a full-color image appears on the retina of the eye of the person looking at the rotating rotor.

Кроме того, в зависимости от фазового сдвига подаваемой последовательности сигналов включения-выключения светодиодов воспроизводимое отдельными триадами изображение "плывет" по воображаемой строке в любую сторону. In addition, depending on the phase shift of the supplied sequence of LED on-off signals, the image reproduced by individual triads “floats” along an imaginary line in any direction.

Кроме того, на корпусе установлен блок стробоскопической подсветки, фазово-синхронизированные вспышки которого "останавливают" ротор в глазах наблюдателя в любом положении ротора. In addition, a stroboscopic illumination unit is installed on the body, phase-synchronized flashes of which “stop” the rotor in the eyes of the observer in any position of the rotor.

Работа предлагаемого устройства аналогично прототипу основана на инерции зрительного восприятия при вращении многолепесткового ротора 4 с размещенными на нем светодиодами матрицы 5, закрепленного на оси 3 двигателя 2, установленного в корпусе 1. Свечением светодиодов матрицы 5 управляет процессор 10, организующий передачу потенциала зажигания от ПЗУ 11 на светодиоды матрицы 5 через буферную матрицу 12. Тактовые импульсы, управляющие работой процессора 10, поступают на вход последнего с выхода опорного генератора 9, который синхронизируется формирователем синхросигнала 6, выполненного в виде разомкнутой оптронной пары, состоящей из светодиода 7 и фотоприемника 8. Блок питания 13 обеспечивает работу электродвигателя 2 и стробоскопического блока 14. Фиг. 3 поясняет принцип формирования объемного цветного изображения в предлагаемом устройстве, а фиг.4 - эффект визуально наблюдаемой остановки ротора 4 при его стробоскопической подсветке блоком 14. The operation of the proposed device, similarly to the prototype, is based on the inertia of visual perception during rotation of the multi-leaf rotor 4 with matrix LEDs 5 mounted on it and mounted on axis 3 of engine 2 installed in the housing 1. The LEDs of matrix 5 are controlled by a processor 10 that organizes the transmission of the ignition potential from ROM 11 to the LEDs of the matrix 5 through the buffer matrix 12. The clock pulses controlling the operation of the processor 10 are fed to the input of the latter from the output of the reference generator 9, which is synchronized rmirovatelem clock 6, made in the form of open-loop optocoupler comprising the LED 7 and a photodetector 8. The power supply 13 provides electric motor 2 and stroboscopic operation unit 14. Fig. 3 illustrates the principle of forming a volumetric color image in the proposed device, and FIG. 4 shows the effect of a visually observed stop of the rotor 4 during its stroboscopic illumination by block 14.

Из приведенного рассмотрения работы предлагаемого устройства следует, что технический результат предлагаемого изобретения обеспечен именно существенными отличиями последнего, состоящими в том что:
- ротор выполнен многолепестковым, "объемным";
- установка множества матриц светодиодов на внешней периферии лепестков ротора, а также в вырезах этих лепестков позволяет "рисовать" разнообразные тела вращения;
- матрицы светодиодов сгруппированы в триады и установлены - на одном или на разных лепестках таким образом, что образуемые матрицами одной триады кольцевые поверхности вращения совпадают построчно;
- светодиоды, рисующие общие строки триад, светятся разными комплементарными цветами, а именно красным, зеленым и синим цветом;
- фазовые по отношению к реперному мгновенному положению ротора периоды включения-выключения светодиодов, рисующих общие строки, определяется с учетом мгновенных координат каждого светодиода таким образом, чтобы на сетчатке глаза наблюдателя сформировался "стоячий" полноцветный элемент изображения.From the above consideration of the operation of the proposed device, it follows that the technical result of the invention is provided with significant differences of the latter, consisting in the fact that:
- the rotor is multi-petal, "surround";
- the installation of many LED arrays on the outer periphery of the rotor petals, as well as in the cutouts of these petals allows you to "draw" a variety of bodies of revolution;
- the matrix of LEDs are grouped into triads and installed on one or on different petals in such a way that the circular surfaces of revolution formed by the matrices of one triad coincide line by line;
- LEDs that draw the common lines of the triads glow with different complementary colors, namely red, green and blue;
- the on-off periods of the LEDs drawing common lines with respect to the reference instantaneous position of the rotor are determined taking into account the instantaneous coordinates of each LED so that a “standing” full-color image element is formed on the observer’s retina.

Техническая задача изобретения достигается тем, что размещение на лепестках вращающегося с достаточной угловой скоростью ротора потриадно сгруппированных матриц светодиодов позволяет создать квазиобъемное, полноцветное и многослойное изображение, что усиливает выразительность информационного 20 пространства и позволяет реализовать разнообразные зрительные эффекты. The technical problem of the invention is achieved in that the placement on the petals of a rotor rotating with a sufficient angular speed of the triadically grouped matrix of LEDs allows you to create a quasi-volume, full color and multi-layer image, which enhances the expressiveness of the information space 20 and allows you to realize a variety of visual effects.

С помощью стробоскопической подсветки с фазовой регулировкой по отношению к реперному мгновенному положению ротора вращающийся ротор можно "остановить" в глазах наблюдателя в любом положении. Using stroboscopic illumination with phase adjustment in relation to the reference instantaneous position of the rotor, the rotating rotor can be “stopped” in the eyes of the observer in any position.

Claims

1. An electronic-mechanical display panel containing a reference oscillator synchronized by means of a clock generator for controlling the operation of a processor designed to transmit the ignition potential from a permanent storage device through a buffer matrix to LEDs mounted on the outer periphery of the petal rotating with a rotor angular velocity sufficient to provide inertia of visual perception and illuminated in accordance with a given parallel binary sequence of switching signals - Shutdowns, characterized in that the rotor is made up of a plurality of petals with cutouts in them, while the LEDs are grouped into triads and mounted on the outer periphery of these petals and inside the cutouts in them and are arranged so that the annular surfaces of rotation of the LEDs of one triad coincide, The LEDs of individual triads shine with complementary red, green, blue colors, the frequency and nature of LED illumination in the triads are set taking into account the instantaneous angular coordinates of these LEDs so that a full-color image appears in the eyes of the observer, and a parallel binary sequence of on / off signals is set with a phase shift so that the image formed by the corresponding LEDs “floats” in any direction.

2. The electronic-mechanical display according to claim 1, characterized in that it is equipped with a strobe illumination unit, phase-synchronized flashes of which "stop" the said rotor in the eyes of the observer in any position.