EP2030190A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Anzeigevorrichtung

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Publication number
EP2030190A1
EP2030190A1 EP07720093A EP07720093A EP2030190A1 EP 2030190 A1 EP2030190 A1 EP 2030190A1 EP 07720093 A EP07720093 A EP 07720093A EP 07720093 A EP07720093 A EP 07720093A EP 2030190 A1 EP2030190 A1 EP 2030190A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
display device
hollow body
display
dimensional
elements
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07720093A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martina Eberle
Christoph Niederberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horao GmbH
Original Assignee
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ filed Critical Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Publication of EP2030190A1 publication Critical patent/EP2030190A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G09G2358/00—Arrangements for display data security

Definitions

  • the invention relates to a display device for displaying still and or moving images and / or patterns, comprising a plurality of individual, in the manner of grid points of a grid or grid-like arranged, spaced-apart display elements and a drive means by which the display elements individually and / or in groups can be activated for lighting. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a display device.
  • Display devices through which still or moving images or patterns are displayed so that they are perceptible by a viewer are known in various forms.
  • a three-dimensional cubic display of 1000 white light-emitting diodes is arranged, which are arranged as grid points of a freestanding 10 ⁇ 10 ⁇ 10 matrix of wire.
  • a three-dimensional cubic arrangement with colored LEDs as 3x3x3 or 4x4x4 or 8x8x8 light emitting diode array is known for artistic purposes. Presentation of the invention
  • the invention is based on the object to improve display devices of the type mentioned.
  • the display elements are formed on the one hand by opaque, translucent hollow bodies that the hollow body on the other hand in each case contain at least one provided with a translucent housing light source, which in dependence on the control to light in one of a variety of Colors and with selectable brightness is formed, and that the drive means for displaying images and / or patterns by means of the light sources is configured.
  • each hollow body contains two or more such light sources.
  • the opaque but translucent hollow body containing in its cavity at least one, preferably two or more controllable to represent a variety of colors, each provided with its own housing light source (s), and, preferably Forming r.undum, diffuse and colored radiating display elements, which are preferably arranged as a three-dimensional grid, a display device can be provided with the standing and moving images and patterns for the viewer, for which the term image sequences is used below, are better represented.
  • the hollow bodies offer the possibility of determining the size of the luminous display elements as a function of the size of the entire display device and the distances between the individual hollow bodies, which makes it possible to display images at a large viewing distance, which results in the formation of large display devices allows.
  • the hollow bodies have a curved surface, in particular spherical or cylindrical or have a polyhedral shape and in particular cubic, cuboid or pyramid-shaped. They have, for example, a diameter or a smallest side length of more than 2 cm and in particular more than 3 cm and particularly preferably from 3.5 to 5 cm.
  • the distance between the hollow bodies is preferably 1.5 to 5 times their diameter or longest side and preferably 2 to 3 times and especially approximately 2.5 times.
  • the display device is designed so that the display elements are mounted either hanging on an upper side of the display device or directly hanging on the ceiling of the room, or the display element standing on a bottom of the display device or directly to the bottom of the room are attached.
  • the display device is divided into individual modules, each forming a transportable and mountable unit.
  • transparent struts connect individual display elements and / or suspended parts or upright parts to one another.
  • the suspended parts can be designed as printed circuit boards, which then take over both the electrical and mechanical connection of the display elements.
  • the light sources in the hollow bodies are preferably RGB light-emitting diodes, in particular exactly two or more than two light-emitting diodes per hollow body.
  • a two-dimensional, high-resolution image can be displayed on a three-dimensional arrangement.
  • the invention is further the task
  • a two-dimensional, high-resolution image can be displayed on a three-dimensional display device according to the invention.
  • a two-dimensional image is processed as an input signal by the drive circuit in such a way that a 2-dimensional image is represented by the three-dimensional hollow body arrangement from a specific viewing location, which is essentially only recognizable to the viewer from the viewing location, the 2-dimensional image Image is reproduced in a resolution that is greater than the predetermined by the arrangement of the display elements in a plane of the display device resolution.
  • Figure 1 is a schematic overview of a display device according to the invention.
  • FIG. 2 is an illustration of a module of the display device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view of two hollow bodies;
  • FIG. 4 is a block diagram of a drive device
  • FIG. 5 shows a further block diagram of a part of the drive device
  • FIG. 6 shows a further block diagram of a
  • FIG. 8 shows its representation on the display device
  • Figure 9 seen the display device from another viewing location;
  • Figure 10 is a schematic representation of
  • Figure 11 is another illustration of the preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows a very schematic overview of the basic structure of a preferred embodiment of the display device 1.
  • This consists of a large number of modules 2, each having a plurality of display elements, as will be explained in more detail.
  • Such a module is shown in more detail in the lower left corner of the display device; the other modules are indicated only by the subdivision of the upper side of the display device in the figure 1.
  • Each module 2 may have, for example, a dimension at its top of 0.5 mx 0.5 m.
  • Such a module may comprise 250 in this embodiment configured as a hollow body display elements.
  • such modules are arranged in the length, so that the entire display device has a length of 10 m, and 6 modules are provided in the width, resulting in a width of 3 m.
  • the hollow bodies are preferably arranged suspended from the upper side of each module and extend approximately 1 m downwards from the upper side, so that the display device 1 has a height of 1 m.
  • 30'000 display elements designed as hollow bodies can be provided, which are arranged in the form of uniformly arranged grid points within the stated volume of 10 mx3 mxlm.
  • the display device can be made both larger and smaller and the number of display elements designed as a hollow body may be different. It would also be possible to implement such a display device only as a two-dimensional display device, in which, for example, only the foremost layer of the display elements would be present.
  • the hollow bodies can then be arranged, for example, in front of a wall.
  • the display device is explained on the basis of a three-dimensional structure, which is preferred. A two-dimensional structure is included.
  • all modules 2 are identical except for one module, which simplifies the construction of such a display device.
  • This part of the control device may be formed by one or more control computers 3, which are connected to the input module, for example via an Ethernet bus connection. The further connection then takes place from module to module, so that the simple structure shown results. This is only an example. It would also be possible for the control computer 3 to be individually connected to each module, whether via a wired or wireless connection.
  • FIG. 2 shows, as an example, a module 2, which has an upper carrier arrangement 20, from which the display elements 21, which in this example are designed as spherical hollow bodies, are arranged suspended.
  • a module 2 which has an upper carrier arrangement 20, from which the display elements 21, which in this example are designed as spherical hollow bodies, are arranged suspended.
  • the display elements 21 which in this example are designed as spherical hollow bodies, are arranged suspended.
  • the display elements are arranged, for example, on rod-shaped holders.
  • a lateral protrusion of a support or a wall is possible.
  • the support arrangement 20 preferably has the elements required for driving the respective display elements 21 of the module, eg data multiplexer and at least one power supply. Furthermore, interfaces to the other modules.
  • FIG 2 also shows the preferred arrangement in which the individual display elements 21 are arranged uniformly along a plurality of hanging strands.
  • each strand comprises 10 display elements 21.
  • the respective module comprises z. B. 5 x 5 strands and thus a total of 250 display elements 21.
  • the power supply for the light sources of the display elements 21 is performed by the support assembly down to the last display element, as well as the control signals for the individual display elements are guided along the strand, which will be explained in more detail.
  • the strands are freely suspended, but it is preferable to provide at least one strut, as shown in Figure 2 with the strut 22. This preferably acts on the strand joints 24 between the display elements 21 and is preferably a transparent strut 22, e.g. Plexiglas, which disturbs the viewing of the display elements of the display as little as possible.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the display elements 21.
  • these include on the one hand opaque but translucent hollow body.
  • the hollow body is spherical.
  • Other hollow body shapes such as cylinders or polyhedra, such as cubes or cuboids or pyramids are also possible.
  • the opacity of the respective hollow body which is preferably formed of plastic, may be due to a coating of a transparent hollow body . its outside and / or its inside result. It can also result from an admixture of light-scattering material in the transparent plastic or can result from a processing of the plastic surface of the inside and / or the outside of the hollow body, which causes a strong light scattering.
  • a light source which is disposed within the hollow body, preferably substantially centrally, at least one provided with its own light-transmissive housing light-generating element, preferably at least one light-emitting diode 30, is provided.
  • At least two light-emitting diodes and in particular exactly two LEDs 30 are provided, which are each arranged on both sides of a circuit board 31 in order to give the most uniform possible illumination of the hollow body.
  • the light sources are designed such that they can be controlled by the control device both in their brightness as well as in their color.
  • the light-emitting diodes used are preferably so-called RGB light-emitting diodes, which can display the colors red, green and blue at the same time, so that any colors can be represented by mixing the colors are.
  • RGB light-emitting diodes which can display the colors red, green and blue at the same time, so that any colors can be represented by mixing the colors are.
  • the strands 24 are formed by printed circuit boards, which are provided with conductors for the power supply of the light sources and with signal conductors for driving them. In the area of each
  • the hollow bodies 21 are preferably constructed of shells, as can be seen in FIG. At the respective attachment point of the hollow body shells on strand 24 any attachment and / or securing means may be provided and preferably the hollow body against the strand 24 are sealed against water entry, which allows the use of the display device outdoors and also their purification with water.
  • material for the hollow bodies in particular plastic material comes into question, as already mentioned, and preferably a formation of polycarbonate (Lexan®) and e.g. an embodiment in which the hollow body is transparent to 98.5% and colored to 1.5% white, which leads to the achievement of the mentioned desired effect of opacity with high light transmission at the same time.
  • Display device 1 is preferably identical within the individual strand as well as laterally from strand to strand. However, these distances can also be chosen differently.
  • FIG. 3 and FIG. 2 show a distance a within each strand 24 and the same distance a between the strands.
  • the size of the distance a is approximately 1.5 times the diameter.
  • sers b of a hollow body to about 5 times the diameter b of a hollow body.
  • the distance a is 2 times to 3 times and in particular approximately 2.5 times the diameter of the hollow body.
  • the diameter of the body 21 is preferably in the range of 2 cm to 6 cm. For example, a diameter of 4 cm and a distance a of 10 cm is preferred.
  • the interface of the control device which connects the control computer 3 of the control device to the first module, is preferably a fast Ethernet interface.
  • the data volume may e.g. 4 bytes of data per light source or per hollow body, further 4 bytes of control information, resulting in for example 10 display elements 21 of each strand 44 bytes. Assuming 20 Hz operation, this results in 880 bytes per line per second. For the 25 strands of each module, this results in a size of 22 kbytes per second per module and for the 120 modules of the display device shown as an example, a data volume of 2.64 Mbytes per second.
  • Such a data volume can be easily transmitted with a fast Ethernet interface between the computer 3 and the input module. Transmission can be done using standard IP (UDP) protocols.
  • the data multiplexers on the modules are all provided with a Fast Ethernet interface and combined with several switches and connected to the control computer 3.
  • FIG. 4 shows a block diagram of such an arrangement.
  • the Fast Ethernet connections are all point-to-point connections.
  • the data multiplexers on the modules (120 in the example) can thus be connected to the computer 3 via switches. It will be a
  • Main switch used on the computer side, which copes with the highest data throughput. Preference is given to a from Calculator 3 separate synchronization generator 5 used, for example, every 25 msec. sends out a synchronization signal. This is used to trigger the precise time display of image data on the strands 24 in the individual hollow bodies 21. In this way, the images displayed by the display device 1 can be displayed very precisely simultaneously without putting high real-time demands on the computer 3.
  • the individual modules and the individual strands and therein the individual display elements are provided with addresses and the computer 3 sends the data with the corresponding addresses, so that the image to be displayed can be displayed by activating the appropriate display elements.
  • the individual light sources or light-emitting diodes are preferably driven by a constant current driver.
  • FIG. 5 shows the block diagram of a data multiplexer as it can be used in the modules.
  • the data multiplexers receive the data over the Fast Ethernet and distribute it to the 25 threads 24 assigned to them.
  • a data multiplexer basically consists of a lOOBaseT MAC and an FPGA, which buffers the data and splits it onto the LED strings.
  • the strands are each connected to the FPGA via a serial interface.
  • the data multiplexer is simultaneously the cabling of the 25 strands.
  • the data lines to the individual strings are fed as differential (RS422 / RS485) signals.
  • Each module is functionally and electrically separated from the other modules.
  • FIG. 6 further shows the electrical structure of the light source in each display element 21, for which corresponding constant-current drivers are provided in the hollow bodies, which have a serial interface built-in.
  • the display elements 21 can thus be connected in a daisy-chain configuration with two signals and one clock. to be connected.
  • the clock signal is preferably reprocessed at each hollow body, so that only point-to-point connections are, which only have to bridge the distance a.
  • the images or patterns to be displayed on the display device can be calculated and stored in advance, after which the images or patterns or image sequences are read out of the storage medium by the control computer and transmitted to the individual luminous elements.
  • the image sequences are generated directly in real time from input data or input signals.
  • acoustic events can be converted via a microphone into electrical input signals for the control computer, which then converts these acoustic events into image sequences in the form of patterns and / or images and correspondingly controls the lighting elements or image input data from a camera can be sent directly be converted into the control of the lighting elements.
  • the display of images on the display device can be carried out in such a way that images are generated on the individual planes of the display elements, which together form a stationary and / or moving image or pattern, which can be recognized by different viewing points.
  • the corresponding control of the display elements can be made by the skilled person readily and will not be explained further here.
  • the control device is designed or the operation of the display device such that it calculates the projection of 2-dimensional input data into the display device so that only from a specific location (hot spot) from the mapping of the input data can be recognized. This is done with a significantly higher resolution than the mentioned approach, which places the data in axis-parallel planes.
  • FIGS. 7, 8 and 9 on the one hand show a 2-dimensional image in FIG. which is - as explained in detail below - prepared with the control device or according to the preferred operating method and displayed on the display device according to the invention that from a viewing point of view, in particular from a viewing point of view, not on one of the side surfaces of Viewing device, the relatively high-resolution image of Figure 8 results.
  • FIG. 7 shows a 2-dimensional image in FIG. which is - as explained in detail below - prepared with the control device or according to the preferred operating method and displayed on the display device according to the invention that from a viewing point of view, in particular from a viewing point of view, not on one of the side surfaces of Viewing
  • FIGS. 10 and 11 show the display device with the image from another viewing location, from which the image can not be recognized. In the following it will be explained how the display device is controlled by means of the drive device in order to obtain this representation of a two-dimensional image in the three-dimensional display device. Reference is made to FIGS. 10 and 11.
  • the algorithm is a function F (J) 1 , p s , K, u, T), according to FIG. 10
  • K whose configuration of the installation, where K contains the 3D positions p x of the filaments relative to P 1 , as well as their diameter d. K is completely predetermined for any installation in advance. The distance between the luminaries is implicitly in p ⁇ given.
  • the projection matrix is defined by £> 7 , p B and u and can be calculated using the gluLookAt (P 31 P 1 -P ⁇ 1 U) method available in the freely available glut library.
  • P now describes the mapping (projection) of a three-dimensional point x -b the position of a lighting element of the installation - into the two-dimensional coordinate system of a virtual inplane II (in which the input / comes to lie), which is perpendicular to the connection between p ⁇ and p B is located.
  • p x P -p ⁇ is the projected position of the installation.
  • I-S is perpendicular to P 3 P 1

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Abstract

Eine Anzeigevorrichtung wird aus einer Vielzahl von Modulen (2) gebildet, die jeweils eine grosse Zahl von Anzeigeelementen (21) aufweisen, die von diffus strahlenden Hohlkörpern gebildet sind. Deren Lichtquellen sind einzeln in Helligkeit und Farbe steuerbar. Auf diese Weise lassen sich grosse Anzeigevorrichtungen für Hallen und Stadien aufbauen.

Description

Anzeigevorrichtung
Hinweis auf verwandte Anmeldungen Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
Schweizer Patentanmeldung Nr. 0813/06, die am 18. Mai 2006 eingereicht wurde und deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.
Hintergrund
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung stehender und oder bewegter Bilder und/oder Muster, umfassend eine Vielzahl einzelner, in der Art von Gitterpunkten eines Gitters oder gitterähnlich angeordneter, voneinander beabstandeter Anzeigeelemente sowie eine Ansteuereinrichtung, durch welche die Anzeigeelemente einzeln und/oder in Gruppen zum Leuchten aktivierbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Ver- fahren zum Betrieb einer derartigen Anzeigevorrichtung.
Stand der Technik
Anzeigevorrichtungen, durch welche stehende oder bewegte Bilder oder Muster darstellbar sind, so dass diese durch einen Betrachter wahrnehmbar sind, sind in verschiedenen Formen bekannt. Insbesondere ist eine dreidimensionale kubische Anzeige aus 1000 weissen Leuchtdioden bekannt, die als Gitterpunkte einer freistehenden 10 x 10 x 10 Matrix aus Draht angeordnet sind. Ferner ist eine dreidimensionale kubische Anordnung mit farbigen Leuchtdioden als 3x3x3 oder 4x4x4 oder 8x8x8 Leuchtdiodenanordnung zu künstlerischen Zwecken bekannt. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Anzeigevorrichtungen der eingangs genannten Art zu verbessern. Dies wird dadurch erreicht, dass die Anzeigeelemente einerseits von undurchsichtigen, lichtdurchlässigen Hohlkörpern gebildet sind, dass die Hohlkörper andererseits in ihrem Inneren jeweils mindestens eine mit einem lichtdurchlässigen Gehäuse versehene Lichtquelle enthalten, welche in Abhängigkeit von der Ansteuerung zum Leuchten in einer von einer Vielzahl- von Farben und mit wählbarer Helligkeit ausgebildet ist, und dass die Ansteuereinrichtung zur Darstellung von Bildern und/oder Mustern mittels der Lichtquellen ausgestaltet ist. Vor- zugsweise enthält jeder Hohlkörper zwei oder mehrere derartige Lichtquellen.
Es hat sich gezeigt, dass durch die undurchsichtigen aber lichtdurchlässigen Hohlkörper, die in ihrem Hohlraum die mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere, zur Darstellung einer Vielzahl von Farben ansteuerbare, jeweils mit einem eigenen Gehäuse versehene Lichtquelle (n) enthalten, und die, vorzugweise r.undum, diffus und farbig strahlende Anzeigeelemente bilden, die bevorzugt als dreidimensionales Gitter angeordnet sind, eine Anzeigevorrichtung bereitstellbar ist, mit der für den Betrachter stehende und bewegte Bilder und Muster, für welche nachfolgend auch der Begriff Bildsequenzen verwendet wird, besser darstellbar sind. Insbesondere bieten die Hohlkörper die Möglichkeit die Grosse der leuchtenden Anzeigeelemente in Abhängigkeit von der Grö- sse der ganzen Anzeigevorrichtung und den Abständen der einzelnen Hohlkörper festzulegen, womit erst eine Darstellung von Bildern bei einem grossen Betrachtungsabstand möglich ist, was die Bildung von grossen Anzeige- Vorrichtungen ermöglicht. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Hohlkörper eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, insbesondere kugelförmig oder zylindrisch oder eine polyedrische Form aufweisen und insbesondere kubisch, quaderförmig oder pyramidenförmig sind. Sie weisen z.B. einen Durchmesser oder eine kleinste Seitenlänge von mehr als 2 cm und insbesondere mehr als 3 cm und insbesondere bevorzugt von 3,5 bis 5 cm auf. Der Abstand der Hohlkörper voneinander beträgt vorzugsweise das 1,5 bis 5-fache von deren Durchmesser oder längster Seite und bevorzugt das 2 bis 3-fache und besonders ca. das 2,5-fache.
Es können dadurch grosse Anzeigen ausgeführt werden, die z.B. zur Betrachtung in Stadien oder Hallen geeignet sind. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Anzeige- Vorrichtung so ausgeführt ist, dass die Anzeigeelemente entweder hängend an einer Oberseite der Anzeigevorrichtung oder direkt hängend an der Decke des Raumes befestigt sind, oder die Anzeigeelement stehend auf einer Unterseite der Anzeigevorrichtung oder direkt am Boden des Raumes befestigt sind. Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung in einzelne Module aufgeteilt, die jeweils eine für sich transportier- und montierbare Einheit bilden. Weiter ist es bevorzugt - insbesondere bei einer Ausführung mit hängend oder stehend in einzelnen Strängen ange- ordneten Anzeigeelementen - wenn transparente Verstrebungen einzelne Anzeigeelemente und/oder Hängeteile bzw. Stehteile miteinander verbinden. Die Hängeteile können als Leiterplatten ausgeführt sein, welche dann sowohl die elektrische als auch mechanische Verbindung der Anzeigee- lemente übernehmen.
Bevorzugt sind die Lichtquellen in den Hohlkörpern RGB-Leuchtdioden, insbesondere genau zwei oder mehr als zwei Leuchtioden pro Hohlkörper . Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auf einer dreidimensionalen Anordnung ein zweidimensionales, hochauflösendes Bild darstellbar. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu
Grunde ein Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung gernäss der Erfindung zu schaffen, welches eine besonders gute Darstellung von Bildern erlaubt. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäss
Anspruch 22 gelöst.
Mit diesem bevorzugten Betriebsverfahren ist auf einer dreidimensionalen Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung ein zweidimensionales, hochauflösendes Bild darstellbar. Es wird dabei ein zweidimensionales Bild als Eingangssignal durch die Ansteuerschaltung derart aufbereitet, dass von einem bestimmten Betrachtungsstandort durch die dreidimensionale Hohlkörperanordnung ein 2- dimensionales Bild dargestellt wird, das für den Betrach- ter im Wesentlichen nur vom Betrachtungsstandort erkennbar ist, wobei das 2-dimensionale Bild in einer Auflösung wiedergegeben wird, die grösser ist als die durch die Anordnung der Anzeigeelemente in einer Ebene der Anzeigevorrichtung vorgegebene Auflösung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Übersichtsdarstellung einer Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung;
Figur 2 eine Darstellung eines Moduls der Anzeigevorrichtung von Figur 1; Figur 3 eine Ansicht zweier Hohlkörper;
Figur 4 ein Blockdiagramm einer Ansteuereinrichtung;
Figur 5 eine weitere Blockdarstellung eines Teils der Ansteuereinrichtung; Figur 6 eine weitere Blockdarstellung eines
Teils der Ansteuereinrichtung;
Figur 7 ein darzustellendes Bild; Figur 8 dessen Darstellung auf der Anzeigevorrichtung;
Figur 9 die Anzeigevorrichtung von einem anderen Betrachtungsort gesehen; Figur 10 eine schematische Darstellung zur
Erläuterung einer bevorzugten Darstellungsart; und
Figur 11 eine weitere Darstellung zur bevorzugten Ausführungsart.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt in einer sehr schematischen Übersicht den grundsätzlichen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 1. Diese besteht aus einer grossen Anzahl Module 2, welche je eine Vielzahl von Anzeigeelementen aufweisen, wie dies noch näher erläutert wird. Ein solches Modul ist in der linken unteren Ecke der Anzeigevorrichtung genauer dargestellt; die weiteren Module sind nur durch die Unterteilung der Ober- seite der Anzeigevorrichtung in der Figur 1 angedeutet. Jedes Modul 2 kann z.B. eine Abmessung an seiner Oberseite von 0,5 m x 0,5 m aufweisen. Ein solches Modul kann in dieser Ausführungsform 250 als Hohlkörper ausgestaltete Anzeigeelemente aufweisen. Bei der als Beispiel gezeigten Vorrichtung sind in der Länge 20 derartige Module angeordnet, so dass die ganze Anzeigevorrichtung eine Länge von 10 m aufweist, und sind in der Breite 6 Module vorgesehen, was eine Breite von 3 m ergibt. Die Hohlkörper sind vorzugsweise von der Oberseite jedes Moduls herab- hängend angeordnet und erstrecken sich ca. I m von der Oberseite nach unten, so dass die Anzeigevorrichtung 1 eine Höhe von 1 m aufweist. Bei dieser beispielsweise gezeigten Anzeigevorrichtung können somit 30'0OO als Hohlkörper ausgebildete Anzeigeelemente vorgesehen sein, wel- che in der Form von gleichmässig angeordneten Gitterpunkten innerhalb des genannten Volumens von 10 m x 3 m x l m angeordnet sind. Diese Massangaben sind natürlich nur beispielhaft zu verstehen und die Anzeigevorrichtung kann sowohl grösser als auch kleiner ausgeführt werden und die Anzahl der als Hohlkörper ausgeführten Anzeigeelemente kann anders sein. Auch wäre es möglich eine solche Anzei- gevorrichtung nur als zweidimensionale Anzeigevorrichtung auszuführen, bei der also z.B. nur die vorderste Schicht der Anzeigeelemente vorhanden wäre. Die Hohlkörper können dann z.B. vor einer Wand angeordnet sein. Im folgenden wird die Anzeigevorrichtung aber anhand eines dreidimen- sionalen Aufbaues erläutert, welcher bevorzugt ist. Ein zweidimensionaler Aufbau ist aber mitumfasst.
Bevorzugterweise sind alle Module 2, abgesehen von einem Modul, identisch ausgeführt, was den Aufbau einer derartigen Anzeigevorrichtung vereinfacht. Ein ein- ziges Modul, in Figur das in der linken hinteren Ecke der Anzeigevorrichtung nur mit der Unterteilung dargestellte Modul 2', bildet die Verbindung für denjenigen Teil der Ansteuereinrichtung, der sich nicht bei den Modulen 2 befindet, sondern zentral angeordnet ist und eine Bedie- nungsmöglichkeit für die Anzeigevorrichtung 1 bildet. Dieser Teil der Ansteuereinrichtung kann von einem oder mehreren Steuerrechnern 3 gebildet sein, welche mit dem Eingangsmodul z.B. über eine Ethernet-Busverbindung verbunden sind. Die weitere Verbindung erfolgt danach von Modul zu Modul, so dass sich die dargestellte einfache Struktur ergibt. Dies ist indes nur als Beispiel zu verstehen. Es wäre auch möglich, dass der Steuerrechner 3 einzeln mit jedem Modul verbunden ist, sei dies über eine drahtgebundene oder auch drahtlose Verbindung. Weiter ist es auch möglich, dass der Steuerrechner 3 auf einem der Module angeordnet ist und somit die Verbindung 4 wegfällt. Die Ethernet-Verbindung erfolgt auf bekannte Weise über das Media Access Control (MAC) Protokoll . Figur 2 zeigt nun als Beispiel ein Modul 2, welches eine obere Trägeranordnung 20 aufweist, von welcher die Anzeigeelemente 21, die in diesem Beispiel als kugelförmige Hohlkörper ausgeführt sind, hängend angeordnet sind. Dies ist als bevorzugtes Beispiel zu verstehen und erlaubt die einfache Befestigung der einzelnen Module und damit der gesamten Anzeigevorrichtung an der Decke eines Raumes, z.B. einer Halle oder eines Stadions. Es ist indes auch möglich, die Anzeigevorrichtung mit von einer Grundplatte sich nach oben erstreckenden Anzeigeelementen 21 auszuführen. Anstelle der sich als Stränge hängend nach unten erstreckenden Abfolge von Anzeigeelementen 21 ergibt sich dann ein Abstehen nach oben, wobei die Anzeigeelemente z.B. an stabförmigen Haltern angeordnet sind. Weiter ist auch ein seitliches Abstehen von einem Träger oder einer Wand möglich. Die Traganordnung 20 weist bevorzugt die zur Ansteuerung der jeweiligen Anzeigeelemente 21 des Moduls benötigten Elemente auf, z.B. Datenmultiplexer und mindestens eine Stromversorgung. Ferner Schnittstellen zu den weiteren Modulen.
Figur 2 zeigt auch die bevorzugte Anordnung, bei welcher die einzelnen Anzeigeelemente 21 gleichmässig entlang einer Vielzahl von hängenden Strängen angeordnet sind. Im gezeigten Beispiel umfasst jeder Strang 10 Anzeigeelemente 21. Das jeweilige Modul umfasst z. B. 5 x 5 Stränge und somit insgesamt 250 Anzeigeelemente 21. In jedem Strang wird die Speisung für die Lichtquellen der Anzeigelemente 21 von der Traganordnung ausgehend nach unten bis zum letzten Anzeigelement geführt, ebenso werden die Steuersignale für die einzelnen Anzeigeelemente entlang des Stranges geführt, was noch näher erläutert wird. Die Stränge sind frei hängend, es ist aber bevorzugt mindestens eine Verstrebung vorzusehen, wie dies in Figur 2 mit der Verstrebung 22 dargestellt ist. Diese wirkt vorzugsweise an den Strangverbindungen 24 zwischen den Anzeigeelementen 21 und ist vorzugsweise eine transparente Verstrebung 22, z.B. aus Plexiglas, welche die Betrachtung der Anzeigeelemente der Anzeigevorrichtung möglichst wenig stört.
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Anzeigeelemente 21. Diese umfassen gemäss der Erfin- dung einerseits undurchsichtige aber lichtdurchlässige Hohlkörper. Beim Beispiel von Figur 3 ist der Hohlkörper kugelförmig. Andere Hohlkörperformen wie z.B. Zylinder oder Polyeder, wie z.B. Würfel oder Quader oder Pyramiden sind ebenfalls möglich. Die Undurchsichtigkeit des jeweiligen Hohlkörpers, der vorzugsweise aus Kunststoff gebildet ist, kann sich durch eine Beschichtung eines transparenten Hohlkörpers auf. seiner Aussenseite und/oder seiner Innenseite ergeben. Sie kann sich auch durch eine Beimi- schung von lichtstreuendem Material in den transparenten Kunststoff ergeben oder kann sich durch eine Bearbeitung der KunststoffOberfläche der Innenseite und/oder der Aussenseite des Hohlkörpers ergeben, welche eine starke Lichtstreuung hervorruft. Durch diese oder andere dem Fachmann bekannte Massnahmen ergibt sich ein Effekt, wie er von getrübtem Glas, insbesondere Milchglas, bekannt ist, bei dem zwar Licht von der Lichtquelle innerhalb des Hohlkörpers nach aussen dringt, so dass der Hohlkörper als im wesentlichen gleichmässig diffus strahlender Körpper wahrgenommen wird, bei welchem aber die Lichtquelle nicht innerhalb des Hohlkörpers als Punktlichtquelle sichtbar ist. Als Lichtquelle, die innerhalb des Hohlkörpers, vorzugsweise im Wesentlichen zentral, angeordnet ist, ist mindestens ein mit einem eigenen licht- durchlässigen Gehäuse versehenes lichterzeugendes Element, vorzugsweise mindestens eine Leuchtdiode 30, vorgesehen. Bevorzugterweise sind mindestens zwei Leuchtdioden und insbesondere genau zwei Leuchtdioden 30 vorgesehen, welche je auf beiden Seiten einer Platine 31 angeordnet sind, um ein möglichst gleichmässiges Leuchten des Hohlkörpers zu ergeben. Die Lichtquellen sind so ausgestaltet, dass sie durch die Ansteuereinrichtung sowohl in ihrer Helligkeit wie auch in ihrer Farbe gesteuert werden können. Als Leuchtdioden finden dabei bevorzugt sogenann- te RGB-Leuchtdioden Verwendung, welche die Farben Rot, Grün und Blau gleichzeitig darstellen können, so dass durch Mischung der Farben beliebige Farben darstellbar sind. Zur Ansteuerung können beliebige dem Fachmann bekannte Schaltungen verwendet werden. Es können bei allen Ausführungsformen der Erfindung beliebige andere Lichtquellen anstelle der erwähnten Leuchtdioden verwendet werden, so insbesondere auch organische Leuchtdioden (OLED) .
Bevorzugterweise werden auch die Stränge 24 von Leiterplatten gebildet, welche mit Leitern für die Energieversorgung der Lichtquellen und mit Signalleitern zu deren Ansteuerung versehen sind. Im Bereich jedes
Hohlraums der Hohlkörper ist dann vorzugsweise die Leiterplatte 24 zur Platine 31 vergrössert um die Bauelemente zum Betrieb und zur Steuerung der Lichtquelle 30 aufzunehmen. Die Hohlkörper 21 sind vorzugsweise aus HaIb- schalen aufgebaut, wie dies in Figur 3 ersichtlich ist. An der jeweiligen Befestigungsstelle der Hohlkörperschalen am Strang 24 können beliebige Befestigungs- und/oder Sicherungsmittel vorgesehen sein und bevorzugterweise sind die Hohlkörper gegenüber dem Strang 24 gegen Was- sereintritt abgedichtet, was die Verwendung der Anzeigevorrichtung auch im Freien und auch deren Reinigung mit Wasser erlaubt. Als Material für die Hohlkörper kommt insbesondere Kunststoffmaterial in Frage, wie bereits erwähnt, und bevorzugterweise eine Ausbildung aus Polycar- bonat (Lexan®) und z.B. eine Ausgestaltung, bei der der Hohlkörper zu 98,5 % durchsichtig und zu 1,5 % weiss eingefärbt ist, was zur Erzielung des erwähnten erwünschten Effekts der Undurchsichtigkeit bei gleichzeitig hoher Lichtdurchlässigkeit führt. Der Abstand einzelner Anzeigeelemente 21 der
Anzeigevorrichtung 1 ist vorzugsweise innerhalb des einzelnen Stranges als auch seitlich von Strang zu Strang identisch. Diese Abstände können indes auch unterschiedlich gewählt werden. Figur 3 und Figur 2 zeigen einen Ab- stand a innerhalb jedes Stranges 24 sowie den selben Abstand a zwischen den Strängen. Bevorzugterweise liegt die Grosse des Abstandes a beim ca. 1,5-fachem des Durchmes- sers b eines Hohlkörpers bis zum ca. 5-fachem des Durchmesser b eines Hohlkörpers. Insbesondere beträgt der Abstand a das 2-fache bis 3-fache und insbesondere ca. das 2,5-fache des Durchmessers des Hohlkörpers. Ist der Hohl- körper nicht kugelförmig oder zylindrisch, so wird anstelle des Durchmessers von der grössten Seitenlänge des Körpers ausgegangen. Der Durchmesser des Körpers 21 liegt vorzugsweise im Bereich von 2 cm bis 6 cm. Bevorzugt ist z.B. ein Durchmesser von 4 cm und ein Abstand a von 10 cm.
Die Schnittstelle der Ansteuereinrichtung, welche den Steuerrechner 3 der Ansteuereinrichtung mit dem ersten Modul verbindet, ist bevorzugt eine Fast- Ethernet-Schnittstelle. Das Datenvolumen kann z.B. 4 Byte Daten pro Lichtquelle bzw. pro Hohlkörper umfassen, weiter 4 Byte Steuerinformationen, was für die beispielsweise 10 Anzeigeelemente 21 jedes Stranges 44 Byte ergibt. Geht man von einem Betrieb mit 20 Hz aus, so ergeben sich 880 Byte pro Strang pro Sekunde. Für die 25 Stränge jedes Moduls ergibt sich somit eine Grosse von 22 kByte pro Sekunde pro Modul und für die 120 Module der als Beispiel gezeigten Anzeigevorrichtung eine Datenmenge von 2,64 Mbyte pro Sekunde . Eine derartige Datenmenge kann ohne weiteres mit einer Fast-Ethernet-Schnittstelle zwischen dem Rechner 3 und dem Eingangsmodul übertragen werden. Die Übertragung kann mit üblichen IP (UDP) Protokollen erfolgen. Die Datenmultiplexer auf den Modulen werden alle mit einer Fast-Ethernet-Schnittstelle versehen und mit mehreren Switches zusammengefasst und mit dem Steuerrech- ner 3 verbunden.
Figur 4 zeigt ein Blockdiagramm einer solchen Anordnung. Die Fast-Ethernet-Verbindungen sind alles Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Die Datenmultiplexer auf den Modulen (im Beispiel 120 Stück) können somit über Swit- ches mit dem Rechner 3 verbunden werden. Es wird ein
Main-Switch auf der Rechnerseite eingesetzt, welcher den grössten Datendurchsatz bewältigt. Bevorzugt wird ein vom Rechner 3 getrennter Synchronisationsgenerator 5 eingesetzt, der z.B. alle 25 mSek. ein Synchronisationssignal aussendet. Dieses wird verwendet, um die zeitlich präzise Anzeige von Bilddaten auf den Strängen 24 in den einzel- nen Hohlkörpern 21 auszulösen. Auf diese Weise können die von der Anzeigevorrichtung 1 dargestellten Bilder sehr präzise simultan angezeigt werden, ohne hohe Real-Time- Anforderungen an den Rechner 3 zu stellen. Die einzelnen Module und die einzelnen Stränge und darin die einzelnen Anzeigeelemente sind mit Adressen versehen und der Rechner 3 sendet die Daten mit den entsprechenden Adressen, so dass das darzustellende Bild durch Aktivierung der zutreffenden Anzeigeelemente zur Darstellung gebracht werden kann. Die einzelnen Lichtquellen bzw. Leuchtdioden werden bevorzugt mit einem Kontantstrom-Treiber angesteuert. Bevorzugt sind 10 Bit-Auflösung pro Farbe, was einer Farbtiefe von- 30 Bit (eine Milliarde Farben) entspricht. Figur 5 zeigt das Blockschaltbild eines Da- tenmultiplexers, wie er bei den Modulen eingesetzt werden kann. Die Datenmultiplexer empfangen die Daten über das Fast-Ethernet und verteilen sie auf die 25 Stränge 24, welche ihnen zugeteilt sind. Ein Datenmultiplexer besteht im wesentlichen aus einem lOOBaseT MAC und einem FPGA, welches die Daten puffert und auf die LED-Stränge auf- teilt. Die Stränge sind jeweils über ein serielles Interface mit dem FPGA verbunden. Bevorzugterweise ist der Datenmultiplexer gleichzeitig die Verkabelung der 25 Stränge. Die Datenleitungen zu den einzelnen Strängen werden als differentielle (RS422/RS485) Signale geführt. Jedes Modul ist dabei funktional und elektrisch von den anderen Modulen getrennt.
Figur 6 zeigt weiter den elektrischen Aufbau der Lichtquelle in jedem Anzeigeelement 21, wozu in den Hohlkörpern entsprechende Konstantstrom-Treiber vorgese- hen sind, welche ein serielles Interface eingebaut haben. Die Anzeigeelemente 21 können somit in einer Daisy-Chain- Konfiguration mit zwei Signalen und einem Clock miteinan- der verbunden werden. Das Clock-Signal wird vorzugsweise bei jedem Hohlkörper neu aufbereitet, so dass nur Punkt- zu-Punkt-Verbindungen sind, welche nur jeweils den Abstand a zu überbrücken haben. Die auf der Anzeigevorrichtung darzustellenden Bilder oder Muster können im Voraus berechnet und abgespeichert werden, wonach die Bilder oder Muster bzw. Bildsequenzen vom Steuerrechner aus dem Speichermedium ausgelesen und zu den einzelnen Leuchtelementen übertra- gen werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden dahingegen die Bildsequenzen direkt in Echtzeit aus Eingangsdaten oder Eingangssignalen erzeugt. So können zum Beispiel akustische Ereignisse über ein Mikofon in elektrische Eingangssignale für den Steuerrechner um- gewandelt werden, der diese akustische Ereignisse dann in Bildsequenzen in der Form von Mustern und/oder Bildern umwandelt und die Leuchtelemente entsprechend ansteuert oder es können Bildeingangsdaten von einer Kamera direkt in die Ansteuerung der Leuchtelemente umgesetzt werden. Die Darstellung von Bildern auf der Anzeigevorrichtung kann derart erfolgen, dass Bilder auf den einzelnen Ebenen der Anzeigeelemente erzeugt werden, welche zusammen ein stehendes und/oder sich bewegendes Bild oder Muster ergeben, welches von verschiedenen Betrach- tungsStandpunkten erkennbar ist. Die entsprechende Ansteuerung der Anzeigeelemente kann vom Fachmann ohne weiteres vorgenommen werden und wird hier nicht weiter erläutert. Bei einer bevorzugten Ausführung ist indes die Ansteuereinrichtung derart ausgebildet bzw. erfolgt der Betrieb der Anzeigevorrichtung derart, dass sie die Projektion von 2-dimensionalen Eingangsdaten in die Anzeigevorrichtung so berechnet, dass nur von einem bestimmten Standort (Hot-Spot) aus die Abbildung der Eingangsdaten erkannt werden kann. Dies erfolgt mit einer bedeutend hö- heren Auflösung als beim erwähnten Ansatz, der die Daten in achsenparallelen Ebenen legt. Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen einerseits in Figur 7 ein 2-dimensionales Bild, das - wie nachfolgend im Detail erläutert - mit der Ansteuereinrichtung bzw. gemäss dem bevorzugten Betriebsverfahren so aufbereitet und auf der erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung zur Darstellung gebracht wird, dass sich von einem Betrachtungsstandpunkt aus, insbesondere von einem Betrachtungsstandpunkt aus, von dem nicht auf eine der Seitenflächen der Anzeigevorrichtung geblickt wird, das relativ hoch aufgelöste Bild von Figur 8 ergibt. Figur 9 zeigt die Anzeigevorrichtung mit dem Bild von einem anderen Betrachtungsort aus, von dem aus das Bild nicht erkennbar ist. Im folgenden wird erläutert, wie die Anzeigevorrichtung mittels der Ansteuereinrichtung angesteuert wird, um diese Darstellung eines zweidimensionalen Bildes in der dreidimensionalen Anzeigevor- richtung zu erhalten. Dabei wird auf die Figuren 10 und 11 Bezug genommen.
Der Algorithmus ist eine Funktion F (J)1, ps,K,u, T), wobei gemäss Figur 10
• p- die vorgegebene 3D-Position der Installation, üblicherweise das Zentrum
• pB die frei wählbare 3D-Position der Augen des Betrachters,
• K deren Konfiguration der Installation, wobei K die 3D-Positionen px der Leuchtkörper relativ zu P1 , sowie deren Durchmesser d beinhaltet. K ist für eine beliebige Installation im Voraus vollständig vorgegeben. Der Abstand zwischen den Leuchtkörpern ist implizit in- pχ gegeben.
• u der so genannte Up-Vector, welcher die Drehung der Projektion um den zentrierten Sehstrahl definiert. Dies ist üblicherweise ein vertikaler Vektor beliebiger Länge.
• / ein zweidimensionales Inputsignal. Üblicherweise handelt es sich hierbei um ein digitales Bild oder ein Video, aber auch eine kontinuierlich definierte Funktion ist möglich. In letzterem Falle beinhaltet I auch eine Rastergrösse R1.
Der Algorithmus arbeitet nun folgende Schritte nacheinander ab:
1. Initialisierung der 4x4 Projektionsmatrix P .-
Die Projektionsmatrix wird durch £>7 , pB und u definiert und kann mittels der in der frei verfügbaren glut Library vorhandenen gluLookAt ( P31 P1 -P^ 1U ) Methode berechnet werden.
P beschreibt nun die Abbildung (Projektion) eines dreidimensionalen Punktes x -z.B. die Position eines Leuchtelements der Installation - in das zweidimensionale Koordinatensystems einer virtuellen lnputebene II (in welcher der Input / zu liegen kommt), welche senkrecht auf der Verbindung zwischen pτ und pB liegt. px = P -pχ ist die projizierte Position der Installation.
2. Da nach wird/ür alle Leuchtkörper px e K
a. Der Positionsvektor p = p2 +px mit der Projektionsmatrix multipliziert: p =P -p , wobei p nun die projizierte Position des Leuchtkörpers auf die lnputebene beschreibt Da es sich bei p um einen dreidimensionalen Vektor handelt, muss, um die tatsächlichen 2D-Bildkoordinaten zu erhalten, dieser noch auf die z-i Ebene projiziert werden: x
JPx -Px 1 } Pz> Py ~Py ) Pz und px =l. Damit hat p die Form p - y , wobei x und y die
Position der Projektion in der 2D lnputebene II beschreiben. b. Um die Ausdehnung des Leuchteiements in der Bildebene zu kennen, muss noch der Radius der Kugelprojektion berechnet werden:
Zu P1 + px wirdein auf dem Strahl pBp: orthogonal stehender Vektor r addiert, welcher die Länge des Leuchtkörperradius <*/ hat:
I- S steht senkrecht auf P3P1
d r J / ii. r = — TTTiT ist derauf <% normierte Vektorr , wobei d der Leuchtkörper- 2 \\r \\ / λ
Durchmesser und |r'| die Länge von r ist.
iii. Nun kann mittels pr =P'(jpI + px + r) analog zu Schritt a die Projektion des Randpunktes pr — pz + px + r in die Inputbildebene berechnet werden.
iv. Der projizierte Radius R ergibt sich nun mittels
c. Die Farbe des aktuellen Leuchtkörpers ergibt sich nun aus den gemittelten Farbwerten aller lnputdaten P1, fürweiche Ä ≥ljJ-jJjl gilt. Es wird S = O5C = O gesetzt Dabei hängt die
Wahl der zu testenden J)1 vom lnput J ab:
i. Im Falle eines gerasterten Inputs I = f(x,y),xe N,ye N , z.B. digitale Bilder, Videos, werden für Jp1 die vorgegebenen Pixel verwendet. Damit ergibt sich R1 = 1 und die Ausführung wie im Fall ii)
i. Im Falle eines Inputs der Form 7 = f(x,y), X &R,y ^R, also kontinuierlich definierte Funktionen, muss dieser noch gerastert werden. Der benutzerdefinierte Parameter R1 definiert dabei die Schrittweite, mit welcher pf erzeugt werden. Nun
werden die Werte / ( pTest .X , pTesi .y ) , pTest = p + k' k = -Rl Rj...RI R1J ^-RI Rr..RI R1 auf die Distanz \p -pTest getestet und mit R verglichen. Nurwenn die Distanz ||j> -JJn8J kleiner oder gleich R ist, wird der Wert in S = S + f(pTesrx, Ptest-y) aufsummiert und c = c + 1. d. Der Farbwert von px s /C ergibt sich nun aus Sic . 3. Somit haben alle Leuchtkörper px e d einen Farbwert, welcher dem Mittel der von der projizierten Kugel abgedeckten Inputdaten aus / entspricht.
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des ümfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigevorrichtung (1) zur Darstellung stehender und oder bewegter Bilder und/oder Muster, umfassend eine Vielzahl einzelner, in der Art von Gitterpunkten eines Gitters oder gitterähnlich angeordneter, voneinander beabstandeter Anzeigeelemente (21) sowie eine Ansteuereinrichtung (3,4), durch welche die Anzeigeele- mente einzeln und/oder in Gruppen zum Leuchten aktierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeelemente undurchsichtige, lichtdurchlässige Hohlkörpern umfassen, in denen jeweils mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere, mit einem lichtdurchlässigen Gehäuse und xninde- stens einem lichterzeugenden Element versehene Lichtquelle (n) (30) enthalten ist bzw. sind, welche in Abhängigkeit von der Ansteuerung zum Leuchten in einer von einer Vielzahl von Farben und mit wählbarer Helligkeit ausgebildet ist, und dass die Ansteuereinrichtung zur Darstel- lung von Bildern und/oder Muster mittels der Lichtquellen ausgestaltet ist.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeelemente in der Art von Gitterpunkten eines dreidimensionalen Gitters oder dreidimenstional gitterähnlich angeordnet sind.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeelemente in der Art von Gitterpunkten eines zweidimensionalen Gitters oder zweidimensional gitterähnlich angeordnet sind.
4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper mindestens eine gekrümmte Oberfläche aufweisen und vorzugsweise Kugeln oder Zylinder sind.
5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprü- che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper Polyeder sind, insbesondere Würfel oder Quader oder Pyramiden.
6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper aus transparentem Kunststoffmaterial bestehen und durch eine Beschichtung und/oder Beifügung eines Materials zum Kunststoffmaterial und/oder durch eine Bearbeitung der Innen- und/oder Aussenwandung des Hohlkörpers undurchsichtig gemacht sind.
7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Aussenwandungen der Hohlkörper voneinander das 1,5-fache bis 5-fache und insbesondere das 2-fache bis 4-fache und insbesondere ca. das 2,5-fache des Durchmessers oder der grössten Seitenlänge des Hohlkörpers beträgt.
8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprü- che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper einen Durchmesser oder eine kleinste Seitenlänge von mehr als 2 cm und insbesondere mehr als 3 cm und insbesondere von 3,5 bis 5 cm aufweisen.
9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprü- che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper hängend oder stehend als Einzelstränge (24) mehrerer miteinander verbundener Hohlkörper angeordnet sind, welche Stränge insbesondere an einem Tragelement (20) befestigt sind.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement die Ansteuereinrichtung oder einen Teil derselben trägt.
11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelstränge durch Verstrebungen (22) , insbesondere transparente Verstrebungen, miteinander verbunden sind.
12. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus ei-ner Mehrzahl von identischen Modulen (2) aufgebaut ist, welche Module jeweils eine Anzahl Hohlkörper (21) und einen Teil der Aunsteuereinrichtung umfassen.
13. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragele- mente zur Befestigung an einer Decke eines Raumes ausgestaltet sind.
14. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen von RGB-Leuchtdioden (30) gebildet sind.
15. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Stränge (24) die elektrische Leistungszuleitung und die Signalzuleitung zu den Lichtquellen erfolgt.
16. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung einen oder mehrere Steuerrechner (3) umfasst und vorzugsweise eine von diesen separate Synchronisationsanordnung (5) .
17. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Steuerrechner in der Lage sind, eine Bildsequenz an die einzelnen Hohlkörper zu übertragen.
18. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildsequenz synchronisiert von allen Hohlkörpern wiedergebbar ist.
19. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildsequenz zum Voraus berechenbar und abspeicherbar ist und dass durch den oder die Steuerrechner die Bildsequenz vom Speichermedium lesbar und zu den einzelnen Leuchtelemen- ten übertragbar ist, oder dass Bildsequenzen in Echtzeit aus Eingangsdaten erzeugbar und zu den einzelnen Leuchtelementen übertragbar sind
20. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildse- quenz im Steuerrechner berechenbar ist.
21. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild durch die Ansteuerschaltung derart aufbereitbar ist, dass von einem bestimmten Betrachtungsstandort durch die dreidimensionale Hohlkörperanordnung ein hochauflösendes 2- dimensionales Bild darstellbar ist.
22. Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweidimensionales Bild als Eingangssignal durch die Ansteuerschaltung derart aufbereitet wird, dass von einem bestimmten Betrachtungsstandort durch die dreidimensiona- Ie Hohlkörperanordnung ein 2-dimensionales Bild dargestellt wird, das für den Betrachter im Wesentlichen nur vom Betrachtungsstandort erkennbar ist, wobei das 2- dimensionale Bild in einer Auflösung wiedergegeben wird, die grösser ist als die durch die Anordnung der Anzeige- elemente in einer Ebene der Anzeigevorrichtung vorgegebene Auflösung.
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