TWI551186B - Operation method of runner developing device - Google Patents

Description

轉輪顯像裝置之操作方法

本發明有關於一種轉輪顯像裝置之操作方法，尤指一種可經由波寬調變使LED燈條顯現多樣色彩之轉輪顯像裝置之操作方法。

近年來環保意識提昇，為減少汽機車所造成的交通汙染，而產生大眾運輸或自行車等替代方案取代汙染較重的汽機車。為進一步提高夜間騎乘自行車的安全性，通常會在自行車上貼上反光條、或藉由使用者踩踏令車輪旋轉而產生的電力作為醒目發光之用，在自行車隊的比賽等活動中，亦可以利用自行車的車輪輪轉顯示作為廣告之用。

中華民國公告第M436623號新型專利即提供一種智慧型輪框顯像裝置，尤指一種可隨時變換圖形影像之輪框顯像裝置，其至少包含有一處理模組、至少一發光模組及一手持裝置所組成，該處理模組與手持裝置分設有相對之無線傳輸單元，其中手持裝置內建有可編輯圖案之圖形編輯程式，且處理模組具有一連接該等發光模組之影像轉換單元，而發光模組係由列設於車輪輪框上的LED燈所構成以呈現不同的圖樣，並利用手持裝置匯入圖案克服以往需連接至電腦中更新、編輯圖像所造成的不便與困擾。

然而，先前技術之智慧型輪框顯像裝置完全處理轉輪之轉速 以運算發光模組所須發出的閃爍頻率及延遲時間，而直接操控LED燈的變化，使所能呈現的彩度層次僅限制於LED本身的色彩上，若須要加裝多種顏色的LED，不僅體積龐大亦造價不斐，在使用上缺乏色彩的變化性與層次感，難以達到利用轉輪顯像裝置時所需傳達特異視覺功效。是以，先前技術實有改良之必要。

本發明之目的，在於解決上述先前技術中LED燈組無法呈現多種不同層次色調的問題。

為達上述目的，本發明提供一種轉輪顯像裝置之操作方法，該轉輪顯像裝置包含有一輪軸，一樞設於該輪軸之輪框，一轉速感測器，以及複數個沿徑向設置於該輪框上的顯示器，其中該輪框以該轉軸為中心區分為複數個旋轉角位，所述之轉輪顯像裝置之操作方法包含有以下步驟：致能一操作模式，該操作模式係選自遠端模式以及手動模式其一者，並依據該操作模式取得一圖像資料；透過該轉速感測器取得該輪框之旋轉速度，依據該旋轉速度計算一時序資料，該時序資料包含有於該輪框樞轉時其中一該顯示器對應於其中一該旋轉角位之時間；依據該圖像資料以及該時序資料產生複數個分別對應於每一該旋轉角位之呈像資訊，並對每一該呈像資訊產生進行脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)取得複數個顯示訊號；依據該時序資料傳送每一該顯示訊號至每一該顯示器。

進一步地，該轉速感測器包含有一設置於該輪框上的子感測器，以及一於該輪框旋轉時相對該輪軸靜止之母感測器，該子感測器與其中一該顯示器設置於該輪框之同一徑向上，並界定該顯 示器為基準顯示器。

進一步地，該時序資料表示該基準顯示器所對應之旋轉角位，且每一該顯示器之間具有一角位差。

進一步地，所述之轉輪顯像裝置之操作方法更包含有以下步驟：於該子感測器對應於該母感測器時產生一零點角位；傳送對應於該零點角位之顯示訊號至該基準顯示器，並依序傳送對應於該零點角位上數倍該角位差之顯示訊號至其餘該些顯示器；累加該零點角位並重複前一步驟，直到該零點角位累計值等於該些旋轉角位之數量。

進一步地，該些顯示器數量為3個，該角位差為120度。

進一步地，計算該時序資料之步驟包含有以下步驟：將該輪框之轉動周期除以該些旋轉角位的數量以取得一轉動單位時間，並依據該轉動單位時間產生一角位進位時間；設置一隨時間累加漸增之系統時間，並判斷當該系統時間大於該角位進位時間時產生該時序資料。

進一步地，致能該操作模式之步驟包含有以下步驟：若該操作模式係為手動模式，則依據一輸入裝置產生該圖像資料；以及若該操作模式係為遠端模式，則資訊連結至一遠端裝置並取得該圖像資料。

進一步地，每一該呈像資訊分別包含有對應於該些顯示器之一色彩值，該色彩值係編碼為串列數位訊號形式。

進一步地，該些旋轉角位的數目為360個。

是以，本發明較先前技術具有以下有益功效：

1.本發明轉輪顯像裝置之操作方法透過脈衝寬度調變處理傳送至每一該顯示器上的顯示訊號，藉由控制通過的電壓電流大小改變LED的色彩亮度及層次，藉此可由色彩較少的LED模組混成多種不同顏色的LED模組效果，達到節省成本之優點。

1‧‧‧轉輪顯像裝置

111‧‧‧輪軸

112‧‧‧輪框

120‧‧‧轉速感測器

121‧‧‧母感測器

122‧‧‧子感測器

130‧‧‧顯示器

2‧‧‧遠端裝置

3‧‧‧輸入裝置

B‧‧‧自行車

P‧‧‧平面圖像

S1~S4‧‧‧步驟

第1圖：為本發明之使用示意圖。

第2圖：為本發明轉輪顯像裝置之方塊圖。

第3-1圖及第3-2圖：為本發明轉輪顯像裝置之作動示意圖。

第4圖：為本發明轉輪顯像裝置操作方法之流程圖。

茲就本申請案的技術特徵暨操作方式舉數個較佳實施態樣，並配合圖示說明謹述於后，俾提供審查參閱。再者，本發明中之圖式，為便於說明其比例未必按實際比例繪製，圖式中之比例並不用以限制本發明所欲請求保護之範圍。

關於本發明之技術，請參照第1圖及第2圖所示，本發明係為一種轉輪顯像裝置1之操作方法，用於控制一轉輪顯像裝置1，其係設置於如自行車B等載具之車輪上，當車輪旋轉時使該轉輪顯像裝置1呈現不同的色彩與發光次序，當其他使用者觀察車輪時，由於人眼具有視覺暫留的特性，進而使殘影於該車輪上聯合構成一平面圖像P。於本發明實施態樣中，該轉輪顯像裝置1可透過無線網路模組資訊連接於一遠端裝置2如手機、平板電腦等，以令使用者決定該車輪上所顯示之該平面圖像P，本發明亦可藉由連接一輸入裝置3如手寫輸入裝置(Handwriting input)、鍵盤、 開關等，令使用者可直接編輯控制所欲構成之該平面圖像P。

更詳言之，參照第3-1圖及第3-2圖所示該轉輪顯像裝置1包含有一輪軸111，一樞設於該輪軸111之輪框112，一轉速感測器120，以及複數個沿徑向設置於該輪框112上的顯示器130，其中該輪框112以該輪軸111為中心區分為複數個旋轉角位。

本創作之技術用語「旋轉角位」具體是將對應該輪框112上欲構成該平面圖像P的圓形平面，以對應於其圓心的兩割線依照圓周角區分為多個扇型區塊，每一該顯示器130在該輪框112旋轉時，會依序通過每個旋轉角位，藉由車輪的旋轉速度預估每一該顯示器130通過每一該旋轉角位的時間，即可推估每一該顯示器130在任一該旋轉角位上發光時，相對於旁觀者而言其所見到光源是位在該車輪的哪一個平面位置上，以利模擬出每一該顯示器130於每一該旋轉角位上應顯示出何種色調、亮度或次序，並使該些顯示器130的連續動態構成該平面圖像P。

於本實施態樣中，該轉速感測器120可為磁感應器、每一該顯示器130為數個發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)燈珠排列成條狀所構成，當車輪高速旋轉時，每一該顯示器130會在極短的時間內在該車輪上作圓周運動。以下詳述該轉輪顯像裝置1之操作方法，本實施態樣中該方法流程具體可透過ARM Cortex-M3微控制器的架構下加以運算控制據以實現，但微控制器的選擇並不以此為限。請一併參照第4圖所示，本發明之方法包含有以下步驟：

步驟S1：致能一操作模式，該操作模式係選自遠端模式以及 手動模式其一者，並依據該操作模式取得一對應於該平面圖像P之圖像資料。其中，致能該操作模式之步驟包含有以下步驟：若該操作模式係為手動模式，則依據該輸入裝置3產生該圖像資料；若該操作模式係為遠端模式，則資訊連結至一遠端裝置2並取得該圖像資料。該輸入裝置3係可為鍵盤、或電性連接於該些顯示器130之開關等，令使用者可進行手動操作進而決定點亮或關閉該些顯示器130的某些部份，藉以編輯該車輪上的該平面圖像P。

步驟S2：透過該轉速感測器120取得該輪框112之旋轉速度，並依據該旋轉速度計算一時序資料，該時序資料包含有於該輪框112樞轉時其中一該顯示器130對應於其中一該旋轉角位之時間。

於本實施態樣中，該轉速感測器120包含有一設置於該輪框112上的子感測器122，以及一於該輪框112旋轉時相對該輪軸111靜止之母感測器121，該子感測器122與其中一基準顯示器130設置於該輪框112之同一徑向上，且每一該顯示器130之間具有一等量之角位差。於本實施態樣中，該些顯示器130數量為3個，該角位差為120度，而該輪框112被區分為360個旋轉角位，以便於車輪旋轉而每一該顯示器130輪流轉動至每一該旋轉角位上時，傳送不同的色彩或閃爍資訊給該些顯示器130，構成該平面圖像P。

進一步地，本發明之轉輪顯像裝置1之操作方法更包含有以下步驟：於該子感測器122對應於該母感測器121時產生一零點角位；及傳送對應於該零點角位之顯示訊號至該基準顯示器130,並依序傳送對應於該零點角位上數倍該角位差之顯示訊號至其餘該些顯示器130；累加該零點角位並重複前一步驟，直到該零點角位累計值等於該些旋轉角位之數量。是以，該微控制器僅須知曉 該基準顯示器130的位置，便能由角位差推知其他顯示器130的位置，再針對每個顯示器130發送出呈像資訊，藉以達到目的。

又，為了在該些顯示器130轉動至該些旋轉角位前修正並預估角位的轉動幅度，計算該時序資料之步驟包含有以下步驟：將該輪框112之轉動周期除以該些旋轉角位的數量以取得一轉動單位時間，並依據該轉動單位時間產生一角位進位時間；設置一隨時間累加漸增之系統時間，並判斷當該系統時間大於該角位進位時間時產生該時序資料。藉此，可精確地知曉每一該顯示器130於不同時間點上的位置，並透過該輪框112的旋轉速度將預估值做進一步的修正。

步驟S3：依據該圖像資料以及該時序資料產生複數個分別對應於每一該旋轉角位之呈像資訊，並對每一該呈像資訊產生進行脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)取得複數個顯示訊號。其中每一該呈像資訊分別包含有對應於該些顯示器130之一色彩值，該色彩值係編碼為串列數位訊號形式，而可透過脈衝寬度調變之方式將色彩值的串列數位訊號調變為平滑的波形，藉此可調製脈波的寬度和數目，達到控制該些顯示器130中該些LED燈珠的電壓電流值，進而使LED燈珠除硬體預設的色彩外可混合展現出不同色調、亮度的色彩，而可在不變更硬體的前提下擴充了可顯示的樣式。

步驟S4：依據該時序資料傳送每一該顯示訊號至每一該顯示器130。藉由前述計算出的時序資料，該微控制器可知目前每一該顯示器130所處在的該旋轉角位，並依據人眼的視覺暫留時間(約是1/16秒)及該輪框112的旋轉速度計算出每一該顯示器130於每一該 旋轉角位上閃爍的時間與色彩值，進而利用視覺暫留的原理，與快速旋轉的顯示器130在不同旋轉角位上發出不同程度的光，令使用者觀看時可見不同樣式的平面圖像P。

綜上所述，本發明轉輪顯像裝置之操作方法可藉由脈衝寬度調變顯視訊號，使原有的LED燈珠可呈現出不同亮度、色調的色彩，而不須擴充硬體為具更多色彩的LED，不僅節省成本，更具有節省能源之功效，且本發明可透過外部中斷的方式，藉由手機等遠端裝置對圖樣進行控制，或是透過輸入裝置由使用者直接控制圖樣的型態，而可供使用者可自由採用個性化的圖樣。

S1~S4‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種轉輪顯像裝置之操作方法，用於利用該轉輪顯像裝置呈現一平面圖像，該轉輪顯像裝置包含有一輪軸，一樞設於該輪軸之輪框，一轉速感測器，以及複數個沿徑向設置於該輪框上的顯示器，其中該輪框以該轉軸為中心區分為複數個旋轉角位，所述之轉輪顯像裝置之操作方法包含有以下步驟：致能一操作模式，該操作模式係選自遠端模式以及手動模式其一者，並依據該操作模式取得一對應於該平面圖像之圖像資料；透過該轉速感測器取得該輪框之旋轉速度，並依據該旋轉速度計算一時序資料，該時序資料包含有於該輪框樞轉時其中一該顯示器對應於其中一該旋轉角位之時間；其中，計算該時序資料之步驟包含有以下步驟：將該輪框之轉動周期除以該些旋轉角位的數量以取得一轉動單位時間，並依據該轉動單位時間產生一角位進位時間；設置一隨時間累加漸增之系統時間，並判斷當該系統時間大於該角位進位時間時產生該時序資料；依據該圖像資料以及該時序資料產生複數個分別對應於每一該旋轉角位之呈像資訊，並對每一該呈像資訊產生進行脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)取得複數個顯示訊號；以及依據該時序資料傳送每一該顯示訊號至每一該顯示器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中，該轉速感測器包含有一設置於該輪框上的子感測器，以及一於該 輪框旋轉時相對該輪軸靜止之母感測器，該子感測器與其中一基準顯示器設置於該輪框之同一徑向上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中，每一該顯示器之間具有一等量之角位差。
4. 如申請專利範圍第3項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，更包含有以下步驟：於該子感測器對應於該母感測器時產生一零點角位；以及傳送對應於該零點角位之顯示訊號至該基準顯示器，並依序傳送對應於該零點角位上數倍該角位差之顯示訊號至其餘該些顯示器；以及累加該零點角位並重複前一步驟，直到該零點角位累計值等於該些旋轉角位之數量。
5. 如申請專利範圍第3項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中該些顯示器數量為3個，該角位差為120度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中，致能該操作模式之步驟包含有以下步驟：若該操作模式係為手動模式，則依據一輸入裝置產生該圖像資料；以及若該操作模式係為遠端模式，則資訊連結至一遠端裝置並取得該圖像資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中，每一該呈像資訊分別包含有對應於該些顯示器之一色彩值，該色彩值係編碼為串列數位訊號形式。
8. 如申請專利範圍第1項所述之轉輪顯像裝置之操作方法，其中，該些旋轉角位的數目為360個。