ДИСПЛЕЙ Российский патент 2019 года по МПК G09G3/00 

Область изобретения.

Настоящее изобретение относится к устройству отображения, а именно - к дисплеям. В частности, изобретение относится к дисплею с применением эффекта инертности зрительного восприятия.

Уровень техники.

Инертность зрительного восприятия представляет собой явление, при котором последовательность инертных визуальных образов воспринимается мозгом и формируется как движущееся изображение. На применении такого эффекта основаны анимационные флип-книги и кинематограф. Другие описанные варианты изобретения включают создание двумерного изображения путем быстрого перемещения одномерного изображение вдоль линии или по круговой траектории, например, вращающееся колесо с фейерверками воспринимается как круговое изображение.

Конкретным воплощением этого эффекта является отображение неподвижного или движущегося изображения на вращающемся колесе. В качестве примера можно привести устройство, описанное в WO 2013/122602 A1 (Goldwater Dan) 17.02.2012, характеризующееся тем, что содержит четыре световых массива, которые соединены между собой и прикреплены к спицам колеса велосипеда. При вращении колеса, датчиками, установленными на световых массивах, определяется их положение и далее осуществляется освещение соответствующим образом. Если скорость вращения достаточна, чтобы вызвать эффект инерции зрительного восприятия, изображение будет отображаться на велосипедное колесо. Эффект инерции зрительного восприятия активируется, как правило, при 10 кадрах в секунду. В примере с вращающимся колесом количество кадров в секунду рассчитывается как количество раз любой из световых массивов проходит через конкретную точку, и, таким образом, восприятие зависит не только от скорости вращения колеса, но и от количества световых массивов. В предшествующем уровне техники, устройство ограничено использованием четырех массивов, что соответствует примерно 2,5 оборотам в секунду, чему соответствует велосипед с диаметром колеса 670 мм, движущийся со скоростью около 19 километров в час. Эта скорость может быть слишком быстрой для восприятия стационарным зрителем, чтобы иметь возможность оценить отображение.

В предшествующем уровне техники используют электрическую шину для упрощения управления устройством. Однако это означает, что если один массив выходит из строя или отрывается, все устройство перестает работать.

Дополнительной характеристикой дисплеев с применением эффекта инертности зрительного восприятия является возможность передачи цвета. В примере с вращающимся колесом, эта возможность, а так же диапазон способных отображаться цветов, определяется числом отдельных светоизлучающих элементов на каждом массиве. Известное из предшествующего уровня техники устройство ограничено в обоих этих отношениях габаритными размерами и мощностью обработки, необходимыми для управления большим количеством отдельных элементов в короткие сроки.

Таким образом, для усовершенствования подобного дисплея требуется устранить, по меньшей мере, некоторые из вышеупомянутых недостатков.

В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения предложен дисплей с применением эффекта инертности зрительного восприятия, включающий, процессорный блок, множество световых массивов, независимо друг от друга электрически соединенных с указанным процессорным блоком, при этом процессорный блок выполнен с возможностью управления выведенным отображением в каждом массиве независимо от другого путем предоставления данных и/или инструкций каждому массиву; и в котором процессорный блок содержит вычислительную систему, функционирующую в реальном масштабе времени; и в котором указанная вычислительная система выполнена с возможностью управления работой одного или нескольких световых массивов в масштабе реального времени, процессорный блок выполнен с такими формой и размерами, чтобы быть смонтированным вокруг ступицы колеса в форме подковы и содержит средство для определения ориентации устройства дисплея с магнитным датчиком, расположенным на одном или нескольких из указанных световых массивов.

В частном случае, световые массивы выполнены с возможностью перемещения таким образом, чтобы формировать инерцию зрительного восприятия изображения, и в котором указанное перемещение представляет собой преимущественно вращательное движение. В частном случае, процессорный блок выполнен с возможностью управления выведенным отображением в каждом массиве путем предоставления данных и/или инструкций каждому массиву. В частном случае, процессорный блок содержит вычислительную систему, функционирующую в реальном масштабе времени; и в котором указанная вычислительная система выполнена с возможностью управления работой одного или нескольких световых массивов в масштабе реального времени. В частном случае, вычислительная система, функционирующая в реальном масштабе времени, выполнена в виде Программируемой пользователем вентильной матрицы (ППВМ). В частном случае, процессорный блок дополнительно включает центральный процессор, который предоставляет данные и/или инструкции для вычислительной системы. В частном случае, центральный процессор включает вычислительную систему. В частном случае, каждый световой массив независимо от другого механически соединен с процессорным блоком. В частном случае, электрическое соединение между каждым световым массивом и процессорным блоком обеспечивается посредством ленточного кабеля.

В частном случае, каждый световой массив снабжен независимым питанием. В частном случае, каждый световой массив включает в себя держатель батареи. В частном случае, каждый световой массив выполнен с возможностью разделять ресурс питания с другим световым массивом.

В частном случае, устройство содержит средство для определения скорости вращения. В частном случае, средство для определения скорости вращения устройства содержит магнитный датчик на процессорном блоке.

В частном случае, средство для определения скорости вращения устройства содержит магнитный датчик, расположенный на одном или более из указанных световых массивов. В частном случае, данные блока скорости (указанного средства для определения скорости) передаются в процессорный блок для определения угловой скорости устройства.

В частном случае, данные блока скорости (указанного средства для определения скорости) передаются в вычислительную систему для определения угловой скорости устройства.

В частном случае, процессорный блок выполнен с возможностью включения устройства, когда скорость вращения превышает заранее определенное пороговое значение.

В частном случае, процессорный блок выполнен с возможностью отключения устройства, когда скорость вращения ниже заранее определенного порогового значения.

В частном случае, процессорный блок содержит средство для определения ориентации устройства.

В частном случае, средство для определения ориентации устройства содержит акселерометр, расположенный на процессорном блоке.

В частном случае, средство для определения ориентации устройства содержит магнитный датчик, расположенный на одном или нескольких из указанных световых массивов.

В частном случае, средство для определения ориентации устройства содержит магнитный датчик, расположенный на процессорном блоке.

В частном случае, данные блока ориентации передаются в процессорный блок для определения положения одного или более массивов.

В частном случае, данные блока ориентации передаются в вычислительную систему для определения положения одного или более массивов.

В частном случае, процессорный блок содержит отдельную панель управления, содержащую упомянутый центральный процессор и, по меньшей мере, одну процессорную панель, на которой установлена указанная вычислительная система.

В частном случае, процессорный блок содержит две процессорные панели, каждая из которых снабжена вычислительной системой, функционирующей в масштабе реального времени.

В частном случае, каждая процессорная панель выполнена с возможностью управления множеством световых массивов.

В частном случае, каждая процессорная панель выполнена с возможностью управления в диапазоне от 2 до 64, предпочтительно, в диапазоне от 4 до 32 световых массива, и наиболее предпочтительно 8 или 16 световых массивов.

В частном случае, в котором панель управления включает в себя соединения для обеспечения механической связи с упомянутыми процессорными панелями таким образом, чтобы располагаться между упомянутыми двумя процессорными панелями.

В частном случае, устройство содержит двигатель с возможностью вращения упомянутых световых массивов.

В частном случае, устройство содержит кольцо скольжения, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать питанием упомянутые световые массивы.

В частном случае, устройство содержит кольцо скольжения, выполненное с возможностью передачи сигнала управления на упомянутые световые массивы.

В частном случае, каждый световой массив состоит из двух или более групп светящихся элементов, каждая группа независимо друг от друга электрически соединена с указанным процессорным блоком.

В частном случае, каждая группа светящихся элементов соответствует продольно соединенному световому массиву.

В частном случае, световой массив выполнен с возможностью располагаться вокруг центра вращения устройства.

В соответствии с вышесказанным еще одним вариантом заявленного изобретения является световой массив для дисплея с применением эффекта инертности зрительного восприятия, включающий: множество светящихся элементов, расположенных в массиве; соединитель, примыкающий к передовому краю массива для электрического соединения массива с процессорным блоком.

В частном случае, световой массив дополнительно включает в себя держатель батареи.

В частном случае, котором каждый световой массив работает таким образом, чтобы совместно использовать ресурс питания с другим световым массивом.

Изобретение распространяется на любой новый вариант или признаки, описанные и/или проиллюстрированные в настоящем документе. Прочие признаки данного изобретения, охарактеризованы в других независимых и зависимых пунктах заявленной формулы изобретения.

Любая характеристика одного из вариантов реализации заявленного изобретения может сочетаться с другой характеристикой настоящего изобретения в любом соответствующем сочетании. В частности, характеристики способа могут быть применены к устройству, и наоборот.

Кроме того, функции, реализованные в аппаратном обеспечении, могут быть реализованы в программном обеспечении, и наоборот. Любые ссылки на программные и аппаратные функции в данном документе должны толковаться соответствующим образом.

Изобретение также относится к компьютерной программе и компьютерному программному продукту, включающим в себя программный код, адаптированным для устройств обработки данных, применимым для любого из способов, описанных в настоящей заявке, в том числе в любом соответствующем их сочетании.

Изобретение также относится к компьютерной программе и компьютерному программному продукту, включающим в себя программный код, которые при выполнении на устройстве обработки данных, функционируют на любом из устройств, описанных здесь.

Изобретение также относится к компьютерной программе и компьютерному программному продукту, имеющим операционную систему, которая поддерживает компьютерную программу для выполнения любого из способов, описанных здесь, и/или для воплощения любой из функций устройства, описанных здесь.

Данное изобретение также относится к считываемому компьютером носителю, имеющему сохраненную на нем компьютерную программу, как указано выше.

Изобретение также относится к сигналу, передаваемому компьютерной программой, как сказано выше, и к способу передачи такого сигнала.

Любой из признаков устройства, охарактеризованных в данной заявке, также может быть использован в качестве признака способа, и наоборот. Как следует из описания, средства и функции могут быть выражены в качестве альтернативы с точки зрения их соответствующей структуры, например, соответствующим образом запрограммированный процессор с соответствующей памятью.

Следует также учитывать, что конкретные комбинации различных признаков, описанных и определенных в любых частях настоящего изобретения, могут реализовываться и/или поставляться и/или использоваться независимо друг от друга.

В данном описании слово "или" может быть истолковано в исключительном или включающем смысле, если не указано иное.

Изобретение по существу относится к способам и/или устройствам как это следует из описания со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Далее заявленное изобретение будет описано исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг. 1 показан дисплей с применением эффекта инертности зрительного восприятия, выполненный с возможностью прикрепления к колесу;

На фиг. 2 представлена принципиальная аппаратная схема устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия;

На фиг. 3(а) показана часть одной стороны светового массива;

На фиг. 3(б) показана противоположная сторона светового массива, проиллюстрированного на фиг. 3(а);

На фиг. 4 показана плата управления;

На фиг. 5 показана центральная плата управления;

На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении части колеса совместно с прикрепленным к нему устройством;

На фиг. 7 показан вид в поперечном сечении устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия, выполненного с возможностью вращения от электродвигателя;

На фиг. 8 - вид устройства спереди совместно с изображением, показанным на фиг. 7;

На фиг. 9 показан увеличенный вид соединения между двумя световыми массивами;

На фиг. 10 показана панель управления устройства, изображенного на фиг. 7 или 8;

На фиг. 11 показан пример центрального светового массива для устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия, показанного на фиг. 7 или 8;

На фиг. 12 показан вид спереди устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия;

На фиг. 13 показан вид сзади устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия;

На фиг. 14 показан пример вида в перспективе устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия, установленного на двигателе;

На фиг. 15 показан разобранный вид в перспективе устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия по фиг. 14.

Подробное описание.

Устройство 50 с применением эффекта инертности зрительного восприятия выполнено с возможностью прикрепления к поворотной конструкции, такой как колесо (см. фиг. 1). Устройство содержит множество равноудаленных друг относительно друга панелей световых массивов 106, и процессорный блок 10. Более подробное описание, относящееся к каждому из этих отдельных компонентов, приводится ниже со ссылками на фиг. 3-5.

При использовании процессорный блок 10 распознает вращение посредством магнитного датчика, установленного на устройстве 50, проходящего через магнит, смонтированный на неподвижной части. Такой способ определения скорости вращения хорошо известен в данной области техники. В одном варианте осуществления изобретения, магнитный датчик прикреплен к одному или более световому массиву 106 и электрически соединен с процессорным блоком 10. В частном случае осуществления, магнитный датчик прикреплен непосредственно к процессорному блоку 10.

Процессорный блок 10 снабжен средством измерения угла позиционирования устройства. В частном случае выполнения устройства, таким средством является акселерометр для определения ориентации устройства 50 относительно силы тяжести. В другом варианте осуществления, определение ориентации устройства может быть осуществлено посредством магнитного датчика, расположенного на устройстве 50, в момент прохождения им относительно зафиксированного магнита. Если имеется несколько магнитных датчиков на устройстве 50 (например, на каждом световом массиве 106), ориентация может быть определена с большей точностью. При использовании такого способа устройство 50, предпочтительно, должно быть откалибровано, так как ориентация дисплея будет зависеть от углового положения неподвижного магнитного элемента.

Используя ориентацию каждого массива 106 и скорость вращения (угловую скорость) вращающейся конструкции, процессорный блок 10 может определять ориентацию каждого светового массива 106 и активировать светящиеся элементы (такие как светоизлучающие диоды (СИД)) на каждом массиве 106 соответственно, таким образом, чтобы обеспечить эффект инертности зрительного восприятия. Информация относительно ориентации устройства может не потребоваться, если она не имеет решающего значения для изображения, которое будет отображаться по определенной траектории (например, по круговой схеме).

На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства 50, где процессорный блок 10 содержит центральную панель 103 управления и две отдельных панели 100. Панель 103 центрального управления содержит центральный процессор 120, память 122, средство 130 для определения скорости, средство 132 для определения ориентации устройства, и соединение 124 для передачи данных. Средство 130 для определения скорости принимает информацию о скорости (например, импульсы тока от магнитного датчика) и передает эту информацию в процессор 120, который определяет, является ли скорость вращения устройства 50 превышающей определенное пороговое значение (например, соответствующее около 6 километрам в час), прежде чем активировать дисплей. Аналогичным образом, процессор может отключить дисплей, когда скорость вращения падает ниже заданного порогового значения (которое, в одном примере, также может быть около 6 километров в час). Информация о скорости со средства 130 для определения скорости также посылается в каждую программируемую пользователем вентильную матрицу (ППВМ) 126, которые выполнены с возможностью расчета положения каждого массива 106 в режиме реального времени. В одном примере средство 130 для определения скорости содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и другие соответствующие схемы для преобразования детектированных "импульсов" в цифровой сигнал, пригодный для обработки процессором 120 и каждой ППВМ (FPGA) 126.

Средство 132 принимает сигналы ориентации (например, импульсы тока от магнитного датчика, или данные акселерометра) и передает эту информацию в каждую ППВМ 126, которая определяет ориентацию устройства 50. Аналогичным образом, средство 132 может содержать АЦП и другую подходящую схему. В одном варианте осуществления, с аналогичными комплектующими используют и средство 132 для определения ориентации, и средство 130 для определения скорости.

При использовании, данные, относящиеся, по меньшей мере, к одному шаблону отображения (например, изображения и/или видео), будут отображаться с помощью устройства 50, при этом компьютерный код способствует упомянутому шаблону отображения, которое будет выводиться на дисплей, сохраняться в памяти 122. Перед загрузкой в устройство 50, графика обрабатывается, чтобы соответствовать разрешению экрана, например, с помощью программного обеспечения на персональном компьютере (ПК) или смартфоне. В качестве альтернативы, эта обработка может выполняться процессором 120.

ППВМ 126 может быть специальным образом сконфигурирована в зависимости от типа и/или количества массивов 106 и выполнена с возможностью управления. Эта двойная (разделенная) система управления, которая обеспечивается центральным процессором 120, соединенным с одной или более ППВМ 126, позволяет системе быть модульной, в результате чего дополнительные / улучшенные световые массивы 106 могут быть добавлены как и когда требуется. Каждая процессорная панель 100 показана имеющей одну ППВМ 126, но может быть предусмотрено и несколько ППВМ 126 (или одна панель с одной ППВМ 126).

Информация может быть запрограммирована в память 122 через соединение 124 для передачи данных. Это может быть проводное соединение (например, соединение универсальной последовательной шины (USB)), так что пользователь может запрограммировать память конкретными изображениями и/или видео данными с помощью пользовательского интерфейса на персональном компьютере. В качестве альтернативы, соединение может быть беспроводным, (например, Bluetooth®, WiFi® или Near Field Communication) и для программирования памяти 122 могут быть использованы мобильные устройства (например, смартфон или планшет). Эта альтернатива может быть особенно полезна, когда тип отображаемой информации требуется часто менять, или вдали от проводной линии связи. Беспроводное подключение к сети также может быть использовано для управления работой устройства 50, например: для переключения между предварительно сохраненными изображениями / видео, для изменения яркости / контрастности дисплея, для включения или выключения дисплея. В качестве альтернативы или в дополнение для выполнения аналогичных задач могут быть использованы ручные устройства ввода, такие как кнопки, тумблеры или циферблаты. Устройство 50 может дополнительно включать в себя блок глобальной системы определения местоположения (GPS), так что отдельные системы могут быть удаленно загружены и управляться. Такие устройства также могут быть запрограммированы для отображения местоположения, например, объявлений относительно туристических услуг, когда вблизи расположены достопримечательности, или информации о местных предприятиях.

Память 122, предпочтительно, энергонезависима для того, чтобы информация, хранящаяся в памяти 122, не терялась, когда устройство 50 выключено. Примером такой энергонезависимой памяти может служить электрически стираемое программируемое постоянно запоминающее устройство (ЭСППЗУ) или флэш-память (что предпочтительнее).

На фигурах 3 показан вид спереди (а) и вид сзади (б) панелей со световыми массивами 106. Каждая панель со световым массивом 106 включает, по меньшей мере, один ряд светящихся элементов 107 на своей внешней поверхности; предпочтительно, это светодиоды, более предпочтительно, многоцветные светодиоды. Расположение светящихся элементов 107 по всей длине массива позволяет изображению заполнить максимальную область в пределах дисплея. Расстояние между индивидуальными светящимися элементами 107 и абсолютный размер элементов определяют максимально достижимое разрешение. Разнообразие цветов, способных отображаться кроме того ограничено плотностью размещения светящихся элементов 107, при этом каждый светящийся элемент 107 может отобразить индивидуальное количество цветов. Поэтому целесообразно размещать как можно больше светящихся элементов 107 на каждом массиве, чтобы достичь отображения крупного изображения с высоким разрешением. В одном варианте осуществления предусмотрено более чем 32 (предпочтительно, от 32 до 256) светодиодов 107, каждый выполнен с возможностью излучать 24-битный цвет. Использование ППВМ 126 с отдельными электрическими проводящими путями для каждого светового массива 106 (или группы светодиодов 107) минимизирует обработку, необходимую для управления большим количеством отдельных светящихся элементов 107, что позволяет добиться высокого качество изображения, которое будет отображаться с малой задержкой.

Из изображенного на фиг. 1 видно, что световые массивы 106 по отдельности и независимо соединены с процессорным блоком 10, таким образом, образуя вокруг него сеть в форме «звезды». Эта сеть позволяет соединителям 109, подключаться к соответствующим соединителям 101, расположенными на процессорной панели 100 процессорного блока 10 (смотри фиг. 4). Эти соединения 109 выполнены с возможностью электрического соединения световых массивов 106 с процессорным блоком 10. Это соединение может быть в виде кабеля (например, ленточного кабеля) или более жесткого соединения, которое также обеспечивает механическое соединение между световым массивом 106 и процессорным блоком 10. Таким образом, все устройство не выйдет из строя, если будет сломан конкретный световой массив 106.

Кроме того, на обратной стороне каждого светового массива 106 предусмотрена батарея 110. Она расположена в центральной части для того, чтобы свести к минимуму угловой момент устройства. В одном варианте осуществления, устройство снабжают отдельной батареей для каждой пары светящихся массивов 106, а другую батарею устанавливают на процессорный блок 10; при соединении они работают параллельно, эффективно образуя один источник питания для всего устройства 50. Эти батареи могут заряжаться отдельно или параллельно.

В качестве альтернативы может быть использован внешний источник питания.

Каждый световой массив 106 является «автономным» элементом системы с возможностью отдельной, независимой связи с процессорным блоком 10. Включение каждого светового массива или исключение его из устройства 50 не оказывает влияния на работу любой другой части указанного устройства 50; если один световой массив 106 испорчен, это не влияет на работу какой-либо другой части устройства 50.

На фиг. 4 изображена схема, на которой представлена форма процессорной панели 100 и соединения, расположенные на панели.

Соединитель 101, соответствующий «отсутствующей» стороне восьмиугольника предусмотрен на внутренней стороне подковообразной формы. Световой массив 106, выполненный с возможностью подключаться к этому соединителю 101, может быть снабжен соединителем, расположенным под другим углом. В качестве альтернативы, все световые массивы 106 могут быть снабжены регулируемыми соединителями, угол наклона которых можно регулировать, а затем фиксировать, таким образом, что любой массив может быть подключен к этому соединителю 101. Эта подвижность необходима в том случае, если массивы механически прикреплены к процессорной панели 100 с помощью соединителей 101. В одном варианте осуществления каждая процессорная панель 100 содержит, по меньшей мере, одну ППВМ 126 и взаимодействующую с ней RAM (Random Access Memory - память с произвольной выборкой) 128, как описано выше со ссылкой на фиг. 2.

Панель 100 имеет форму правильного восьмиугольника, что обеспечивает следующее преимущество: каждый световой массив 106 отстоит от своих соседей на одинаковый угол. Выполнение панели 100 в форме других правильных многоугольников, имеющих различное число сторон (и, следовательно, световых массивов 106) в равной степени возможно. Для достижения эффекта инертности зрительного восприятия требуется наибольшее число световых массивов 106, снижающих минимальную скорость.

В варианте осуществления, в котором используется одна процессорная панель 100, соединители 101 предусмотрены на обеих поверхностях панели 100 таким образом, что шестнадцать световых массивов 106 могут быть электрически соединены с той же панелью 100.

Еще один соединитель 102 предусмотрен для механического и электрического соединения процессорной панели 100 к панели 103 управления.

На фиг. 5 изображена схема, на которой представлена форма панели 103 управления и соединения, предусмотренные на ней. Панель управления 103 соответствует форме процессорной панели 100. Это необходимо для создания единого профиля с процессорной панелью 100 и формирования поверхности крепления. Форма показана в виде половины восьмиугольника, но она в равной степени может соответствовать полному восьмиугольнику, подковообразной форме процессорной панели 100. В одном варианте осуществления, панель 103 управления содержит центральный процессор 120 и память 122, как описано выше со ссылкой на фиг. 2.

На фиг. 6 схематично показано поперечное сечение вращающегося дисплея, на котором закреплено устройство 50 с возможностью воспроизведения эффекта инертности зрительного восприятия. Панель 103 управления расположена в центре установки, в то время как процессорные панели 100 расположены по обе стороны от панели 103 управления. Указанные панели механически и электрически соединены с помощью межпанельных соединителей 102, 104 и 105 (см. фиг. 4 и 5).

На фиг. 7-10 показан альтернативный вариант, в соответствии с которым предусмотрен двигатель, который вращает ряд световых массивов, которые не обязательно прикреплены к внешней конструкции. Это создает визуально впечатляющий эффект, при котором отображаемое изображение кажется прозрачным - образ представляется «плавающим» в воздухе. Кроме того, размер дисплея не ограничен размером внешней конструкции. Настоящий вариант осуществления изобретения, в котором массивы не обязательно прикреплены к внешней конструкции, может включать некоторые или все функции, из приведенного выше варианта осуществления, который характеризуется установкой на поворотной конструкции. Например, панель 135 управления может характеризоваться некоторыми или всеми признаками, или конструктивными особенностями, которые присущи панели 103 управления (см. фиг. 2). Световые массивы 133 также могут характеризоваться некоторыми или всеми признаками, или конструктивными особенностями, которые присущи световым массивам 106, описанным выше.

На фиг. 7 показан вид сбоку устройства с эффектом инерции зрительного восприятия, предназначенного для получения прозрачного изображения. Устройство содержит двигатель 137, кольцо 136 скольжения, панель135 управления, ряд световых массивов 133 и центральный световой массив 134. Световые массивы 133 и центральный световой массив 134 являются независимыми друг от друга, электрически соединенными с панелью 135 управления, которая в свою очередь соединена с осью 138. При использовании, двигатель 137 вращает ось 138, которая вращает панель 135 управления и световые массивы 133, 134. Двигатель может приводить в действие ось непосредственно, либо поворачивать устройство путем переключения электромагнитов (в качестве примера). В одном примере, панель 135 управления и световые массивы 133, 134 получают питание от внешнего источника питания (на фиг. не показан) через кольцо 136 скольжения на оси 138. Это устраняет необходимость в батарее или других источниках питания, прикрепляемых к подвижной части дисплея, что улучшает продуцирование прозрачного изображения.

На фиг. 8 показан вид спереди устройства с эффектом инерции зрительного восприятия, предназначенного для получения прозрачного изображения, как показано на фиг. 7. В представленном варианте осуществления показаны восемь рычагов со световыми массивами, каждый рычаг, содержит два отдельных световых массива 133, которые продольно механически соединены друг с другом, но выполнены с независимым друг от друга электрическим соединением с панелью 135 управления. Использование таких «композитных» рычагов упрощает управление - отдельные электрические проводящие пути к каждому световому массиву 133 максимально упрощают управление большим количеством отдельных светящихся элементов 107, что позволяет добиться высокого качества изображения, которое будет отображаться с низкой задержкой. В качестве альтернативного примера, совокупность светящихся элементов 107 на световом массиве 133 может группироваться и быть отдельно электрически соединена с панелью управления 135. Световые массивы 133 выполнены жесткими, ввиду чего не требуют какой-либо внешней поддержки; над каждым световым массивом 133 может быть сформирован прозрачный кожух, таким образом, чтобы обеспечить дополнительную поддержку и/или защиту.

В дополнение, круговой (или иным образом выполненный) световой массив 134 предусмотрен вокруг центра вращения прибора; это позволяет продуцируемому изображению распространяться вплоть до центра устройства, тем самым обеспечивая более реалистичный "плавающий" образ без "дырки" в центре изображения. Этот дополнительный массив 134 независимо электрически соединен с панелью 135 управления, или может быть частью другого светового массива 133 - тем самым, указанный массив 133 становится «главным массивом». Размер отверстия в первую очередь зависит от количества светодиодов массива 133 и ширины массива 133 со светодиодами. Для больших дисплеев потребуется больше светодиодных массивов 133 для уменьшения количества RPM структуры, из-за чего может получиться большее отверстие в середине. В качестве альтернативы или дополнения, массивы 133 могут быть изготовлены таким образом, чтобы составлять мозаику в центре, при этом каждый массив 133 распространяется до центра вращения прибора.

Световые массивы 133 могут быть двухсторонним, так что изображение отображается с обеих сторон. В одном варианте световые массивы являются по существу прозрачными, таким образом, увеличивая прозрачность отображаемого изображения.

Установка на устройстве средства для определения скорости (130 на фиг. 2) не обязательна, так как скорость вращения управляется с помощью двигателя; таким образом, скорость вращения может быть точно определена непосредственно по количеству мощности, подаваемой на двигатель (после калибровки). Однако может возникнуть необходимость в определении ориентации устройства, например, если необходимо определенным образом сориентировать отображаемое изображение. Определение ориентации устройства может быть выполнено любым способом, описанным выше (например, с использованием магнитов и/или акселерометров) или по относительной ориентации двигателя и оси устройства.

На фиг. 9 показан увеличенный фрагмент соединения между двумя световыми массивами 133. Светящиеся элементы 107 образуют линейный массив с каждой стороны соединения. Размер дисплея ограничивается не размером колеса, а скорее механическими и технологическими ограничениями. Количество обработанной / переданной информации в единицу времени зависит от угловой скорости конструкции, длины светодиодного массива 133, абсолютных размеров светодиодов и количества светодиодов 107. Размер каждого массива 133 ограничен размерами промышленных печатных плат (РСВ).

На фиг. 10 показана панель 135 управления для устройства с эффектом инертности зрительного восприятия, адаптированного для получения прозрачного изображения. Указанная панель отличается от изображенной на фиг. 4 тем, что она выполнена иной формы нежели "подкова". В одном варианте осуществления предусмотрена только одна панель, устанавливаемая с внешней стороны вращающейся конструкции. На панели управления предусмотрено соединение 202 для питания и данных для получения питания и инструкций посредством кольца 136 скольжения (см фиг. 7). Инструкции и/или питание могут быть переданы к устройству по беспроводной сети. Панель 135 управления может альтернативно иметь бортовую обработку, например одну или несколько ППВМ 126 и RAM 128 (см. фиг. 2).

На фиг. 11 показан пример осуществления центрального светового массива 134, который выполнен с механическим соединением с другими световыми массивам 133 и поддерживается рамой 142. Центральный световой массив 134 соответствует форме устройства с эффектом инертности зрительного восприятия (в данном примере показано расположение «спицами» с количеством рычагов, равным количеству световых массивов 133) - такое расположение уменьшает площадь устройства, которая не занята светоизлучающими элементами, тем самым обеспечивая более полное изображение.

На фиг. 12 изображен общий вид спереди в перспективе устройства с эффектом инертности зрительного восприятия, на котором показаны центральный световой массив 134, световые массивы 133 и рама 142, поддерживающая их.

На фиг. 13 изображен общий вид сзади в перспективе устройства с эффектом инертности зрительного восприятия, соответствующего варианту на фиг.12, на котором показаны кольцо 136 скольжения для соединения с осью для вращения (например, посредством двигателя).

На фиг. 14 показан альтернативный вариант, в котором не предусмотрено наличие центрального светового массива 134, точнее сказать, световые массивы 133 мозаично расположены так, чтобы обеспечить распространение изображения вплоть до центра вращения прибора. В примере показано устройство с эффектом инертности зрительного восприятия, соединенное с двигателем 137, установленным на раме 139.

На фиг. 15 показан разнесенный вид в перспективе конструкции устройства с эффектом инертности зрительного восприятия, представленного на фиг. 14. Дополнительно представлены такие конструктивные элементы, как панель 135 управления, кольцо 136 скольжения и осевой соединитель 140.

Альтернативы и модификации.

Различные другие модификации будут очевидны для специалистов в данной области техники, например, информация, относящаяся к скорости вращения, может быть получена от внешних устройств, таких, как другие датчики скорости, расположенные на велосипеде.

Соединители 101, 102, 104, 105 и 109 описанные выше, обеспечивают механическое и электрическое соединение между двумя компонентами устройства 50. В альтернативном варианте эти элементы обеспечивают лишь один из указанных видов связи, при этом другой вид обеспечивается отдельным элементом.

Приведенное выше описание относится к программируемой пользователем вентильной матрице 126, используемой для управления работой световых массивов 106 в режиме реального времени, однако и другие вычислительные модули могут в равной степени быть использованы, например, интегральная схема специального назначения (ASIC), или программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС).

Приведенное выше описание относится к конкретному варианту осуществления, характеризующемуся наличием двух процессорных панелей 100 и отдельной панели 103 управления; в других вариантах осуществления, две или более из этих панелей могут быть объединены. Например, обе процессорные панели 100 могут быть объединены в одну (потенциально имеющую одну ППВМ) или функциональные возможности центральной панели 103 могут быть включены в одну из процессорных панелей 100, либо одна панель, может соответствовать всему процессорному блоку 10.

Кроме того, панели 100, 103 не обязательно выполнены в форме «подковы». Другие формы, такие как форма «V», или сегмент круга (например, форма «Рас-Man») в равной степени возможны.

Следует отметить, что настоящее изобретение было описано выше исключительно в качестве примера, и модификации деталей могут быть сделаны в пределах объема настоящего изобретения.

Ссылочные позиции приведены в формуле изобретения только в качестве иллюстрации и не имеют ограничивающего влияния на объем формулы изобретения.

Изобретение относится к устройству отображения, а именно - к дисплеям. Технический результат заключается в расширении средств визуализации. В заявленном дисплее применяют эффект инертности зрительного восприятия. Дисплей включает процессорный блок, множество световых массивов, независимо друг от друга электрически соединенных с указанным процессорным блоком, при этом процессорный блок выполнен с возможностью управления выведенным отображением в каждом массиве независимо от другого. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Дисплей с применением эффекта инертности зрительного восприятия, включающий процессорный блок, множество световых массивов, независимо друг от друга электрически соединенных с указанным процессорным блоком, при этом процессорный блок выполнен с возможностью управления выведенным отображением в каждом массиве независимо от другого путем предоставления данных и/или инструкций каждому массиву; и в котором процессорный блок содержит вычислительную систему, функционирующую в реальном масштабе времени; и в котором указанная вычислительная система выполнена с возможностью управления работой одного или нескольких световых массивов в масштабе реального времени, процессорный блок выполнен с такими формой и размерами, чтобы быть смонтированным вокруг ступицы колеса в форме подковы, и содержит средство для определения ориентации устройства дисплея с магнитным датчиком, расположенным на одном или нескольких из указанных световых массивов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что световые массивы выполнены с возможностью перемещения таким образом, чтобы формировать инерцию зрительного восприятия изображения, и в котором указанное перемещение представляет собой вращательное движение.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый световой массив независимо от другого механически соединен с процессорным блоком.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый световой массив снабжен независимым питанием, и в котором каждый световой массив выполнен с возможностью разделять ресурс питания с другим световым массивом.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит средство для определения скорости вращения устройства.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что средство для определения скорости вращения устройства содержит магнитный датчик на процессорном блоке.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что средство для определения скорости вращения устройства содержит магнитный датчик, расположенный на одном или более из указанных световых массивов.

8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что данные блока скорости передаются в вычислительную систему для определения угловой скорости устройства.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для определения ориентации устройства содержит акселерометр, расположенный на процессорном блоке.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что процессорный блок содержит отдельную панель управления, содержащую упомянутый центральный процессор и по меньшей мере одну процессорную панель, на которой установлена указанная вычислительная система.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что процессорный блок содержит две процессорные панели, каждая из которых снабжена вычислительной системой, функционирующей в масштабе реального времени.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что каждая процессорная панель выполнена с возможностью управления множеством световых массивов.

13. Устройство по любому из пп. 10 или 11, отличающееся тем, что панель управления включает в себя соединения для обеспечения механической связи с упомянутыми процессорными панелями таким образом, чтобы располагаться между двумя процессорными панелями.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит двигатель с возможностью вращения упомянутых световых массивов.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит кольцо скольжения, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать питание упомянутого светового массива.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что дополнительно содержит кольцо скольжения, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать передачу сигнала управления на упомянутые световые массивы.

17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый световой массив состоит из двух или более групп светящихся элементов, при этом каждая группа независимо друг от друга электрически соединена с указанным процессорным блоком.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что каждая группа светящихся элементов соответствует продольно соединенному световому массиву.

19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит световой массив, выполненный с возможностью располагаться вокруг центра вращения устройства.

20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что упомянутый световой массив, расположенный вокруг центра вращения устройства, выполнен с возможностью механического крепления к указанному множеству световых массивов.

21. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что указанный световой массив, расположенный вокруг центра вращения устройства, выполнен в форме, соответствующей форме устройства с применением эффекта инертности зрительного восприятия.

22. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что упомянутый световой массив, выполненный с возможностью располагаться вокруг центра вращения устройства, содержит, по существу, такое же количество рычагов, какое и у упомянутых световых массивов.

23. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что упомянутое множество световых массивов выполнено такой формы, чтобы группироваться в центре вращения устройства.

24. Колесо для использования дисплея по п. 1, содержащее устройство по любому из предыдущих пунктов.