专利名称：列车行进于隧道内时呈现旅客固定影像或动态连续影像的系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种列车行进于隧道内时，呈现给乘客静态影像或动态连续影像的系统与方法。
背景技术：
乘客能观望窗外景色为众所皆知的事，然而夜间或当列车通过隧道时，没有宜人景色可供乘客观赏，对地下化都市大众交通系统，如地下铁、捷运而言是普遍的现象，乘客搭乘时能看到的也仅止于一片漆黑的隧道墙。
先前的于列车行进中呈现给乘客影像的技术系统是由Shigetomi于1999年1月13日于美国申请，US20020003510(U.S.class 345/31)。Shigetomi使用许多能借着背光瞬间显示静态画面的液晶显示器面板(LCD panels)，并利用速度侦测控制静态画面的显示时间。
然而，此技术系统由于液晶显示器面板(LCD panels)昂贵，故费用颇高。再则，影像大小受限于液晶显示器面板尺寸，且以现有的技术而言，液晶显示器比列车窗户小的多。另外，列车移动及视觉暂留效应会导致明显的水平影像失真。失真的程度取决于列车速度与背光开启时间，列车速度越快越失真，背光开启时间越短影像越暗。此外，先前的技术系统展示给列车上乘客的为同一无变化的静态影像或动态连续影像。
另一系统由英国The MotionPosters Company Limited所使用，该公司利用固定在隧道一侧边墙的排列印刷纸板，并让闪光灯在车窗与纸板成一直线的瞬间被点亮。然而，该系统不允许动态影像作频繁的变化，而且有与前述相同的明显水平失真，又该系统展示给车上乘客的每一车窗的动态连续影像皆相同。
发明内容
本发明此发明目的是提供一个能够呈现静态影像或动态连续影像，给在行进中的列车的乘客观赏的设备装置。
大部分载客列车，尤其是在城市的大众交通系统，如地下铁或捷运，为统一型式，窗户的长度、位置、尺寸与外形一致。上述的列车按程序依规定的速度极限内行驶。以上信息与列车速度位置检测器所得的信息足以侦测每扇窗户边缘到达发光光条的时刻，并根据车速调整发光光条灯光以创造当车内乘客望向窗户时可见的影像。
以行进中列车上的乘客的观点来看，是一发光光条在瞬间以高速通过。但人们的双眼因受限于窗户框架视野及发光光条的高速移动，而产生视觉暂留的现象，故前述的乘客看到的为一完整平面影像而非单一移动的发光光条。
垂直可见影像的大小，视发光光条高度而定；水平可见影像的大小，则视显示时间而定。原则上，乘客可见的影像大小仅受窗户框的限制。
数个发光光条连续通过观察者的窗口，并显示动态连续影像，形成一部观察者可见的短片。如果所有发光光条显示相同影像，则观察者看到的是一稳定的静态影像而非动态连续影像。
播放的总时间视发光光条数目、发光光条的间距及列车行进的速度而定。
每个发光光条储存数个不同的影像，目的为了在不同时间内，于不同的列车及车窗显示不同影像，以增加乘客兴趣并与广告商分担系统与维修费用。
只要所有的影像皆为电子式储存，便可轻易地藉由有线或无线的数据传输，来新增或更新显示内容。如此能使此系统更弹性，并可传送紧急消息或商业内容。
图1是一隧道垂直纵切面的透视图，说明显示系统配置原理；图2是一隧道垂直横剖面图，说明隧道内列车通过显示系统的情形；图3是说明当列车通过显示系统时，乘客所看到的影像；图4A至图4C是在隧道内，列车通过显示系统时，一发光光条构成″S″符号的示意图；图5A至图5D是俯视图，说明不同阶段的显示系统的动作；图6是一方框图，说明列车的速度位置检测器的结构与动作原理；图7是说明一发光光条的原理的方框图。
附图标记说明11～14发光光条；21列车速度位置检测器；22讯号线；23铁轨；24隧道；31～32列车车窗上看到的影像；33从列车车门的窗户上看到的影像；51～52列车车门上的窗户；53～54列车上的窗户；61列车车箱；62列车的轮子；63列车速度位置检测器的光束发射器；64列车速度位置检测器的光束接收器；65时钟产生器；66计数器；67处理器；68是一个脉冲讯号，指出列车抵达检测器的时刻；69是像素的时钟讯号，相当于列车的行进速度；70镜子；71一排的发光组件，由数个发光组件排列而成；72驱动器；73调制器；74影像内存；75配置内存；76接收器。
具体实施例方式
图1是安装处的列车隧道垂直纵剖面局部透视图。数个发光光条11、12、13、14……等等位于隧道24一侧边墙上。列车速度位置检测器21置于与列车车轮23一般高的隧道一边墙上，所有发光光条由讯号线22连接至列车速度位置检测器21。
发光光条11～14和其它发光光条结构皆相同，依指定间隔垂直安置，并沿着隧道墙排成一列。所有发光光条安置的位置，相对于铁轨23的相对高度相同，而此高度是依据图2的列车61的窗户高度而定。
图4A至图4C说明列车在隧道内通过显示系统时，发光光条构成符号″S″的不同阶段。列车上观察者与列车一起移动，相对于固定于隧道边墙的发光光条11移动。从观察者的观点，窗户是固定的，而发光光条11以列车速度与列车行进方向相反通过窗户。发光光条11的光依据符号S与列车速度位置检测器21所取得的当时列车速度调整。由于视觉暂留效果，观察者看到的是符号S而非移动的光条。符号S于窗户水平置中，是根据列车速度位置检测器21取得的列车抵达检测器的时刻及已知的列车外形尺寸等。
图3是说明当列车通过显示系统时乘客看到窗户的影像。每个发光光条于不同车窗显示不同影像，这是可能的，因为列车型式相同，车窗位置与尺寸已预先决定，且藉列车速度位置检测器21取得列车抵达检测器的时刻。图3为范例，影像31显示于窗户54；影像32显示于窗户53；影像33显示于车门的窗户52，其垂直和水平尺寸与影像31、32不同。
图5A到图5D是上视图，说明显示系统不同阶段的运作。
图5A说明当列车行进靠近显示系统时的状况。列车位置尚未被侦测到时，所有发光光条是暗的，未发光状态。
图5B说明当列车的速度及位置已被侦测到的状况；发光光条11开始显示车窗51的第一个画面，发光光条12、13、14和其它的仍为黑暗状态，未发光状态。
图5C说明当发光光条12开始显示窗户51的第二个画面时的状况。此刻发光光条11结束显示窗户52的第一个画面。发光光条13、14及其它的仍为黑暗状态，未发光状态。
图5D说明当发光光条14结束显示最后一个车窗的第四个画面时的状况。发光光条11、12、13已为黑暗状态，其它发光光条继续依列车位置显示影像。列车已完全通过列车速度位置检测器21，检测器21根据先前测量的车速与加速度继续将速度资料输到发光光条，直到列车离开显示系统装置。
若总系统长度比列车长，而且在该位置列车速度经常大量改变，可安装数个相间的列车速度位置检测器，且检测器的间距要比列车的长度短。
图6说明列车速度位置检测器的运作构造及原理。列车速度位置检测器21有一光束发射器(light beam transmitter)63。发射器63的高度位置低于列车车箱，约为列车轮子的高度，其发射的光束将穿过隧道而到达装置在对面隧道墙24上的镜子70，此时镜子70将反射此光束至接收器(receiver)64。当列车61通过系统装置时，车轮62会中断光束一段时间。而时钟产生器(clock generator)65与计数器(counter)66就是用来更精确的测量出光束被车轮所中断的时间。列车速度值便能藉由车轮的弦长除以光束被车轮所中断的时间而得知。所以处理器67将执行演算。列车速度位置检测器21将输出二个讯号讯号68是一个脉冲，指出列车抵达检测器的时刻；讯号69是像素时钟(pixel clock)与列车速度相当。譬如当车速为60km/h，像素间距(pixel pitch)为3.6mm，则像素时钟的频率等于4,630Hz。
图7是发光光条11的方框图。接收器(receiver)76接收上述68与69讯号。配置内存(configuration memory)75以像素单位储存车窗的起始位置、水平尺寸与从列车速度位置检测器到该发光光条的距离。影像号码与此刻该被显示的影像内栏号可根据以上资料以及从侦测到列车开始起算的像素总数来作计算。
影像内存(image memory)74以位映像(bitmap)方式储存影像。调制器(modulator)73读取目前影像的栏号来显示影像，并透过驱动器(driver)72散布光强度讯息。每个驱动器72驱动数个发光组件，而构成一排发光组件71。
发光光条11的适当高度有以下几种选择依据简单计算得到的车窗可见区域、需求影像尺寸、需求影像垂直分辨率与每个发光组件尺寸。
发光光条的间距选择依据很广，大多取决于需求影像水平宽度与分辨率、在此处隧道的平均车速、发光组件的实际亮度。
发光光条实际数量视需求展示时间以及发光光条的间距而定。
为在列车两侧显示静态影像与动态连续影像，可在隧道对面的边墙上装置另一排发光光条。另一排可独立拥有自己的列车速度位置检测器，或使用装在隧道另一边的列车速度位置检测器的讯号。
权利要求
1.一种在载客列车行经隧道时，于列车窗户上呈现静态影像与动态连续影像的方法，包括在隧道一侧边墙设置许多垂直安装的发光光条，其高度与列车窗户等高，并且沿着列车行进方向，以特定间隔排成一列；该发光光条根据需求影像、每个车窗起始时间及列车速度改变光线，并利用车上观察者相对于发光光条的移动，可见上述静态影像或动态连续影像。
2.一种安装在一列车隧道的一侧边墙上的系统，包括列车速度位置检测器；许多垂直安装的发光光条，所述发光光条与列车窗户一般高，并且沿着列车行进方向，以固定间距排成一列，每个发光光条包含控制电路与数个以特定间距排成一排的发光组件，每个发光组件为数个全彩的发光二极管；讯号线，将列车速度位置检测器连接至发光光条，用于使发光光条根据列车速度位置检测器的结果随列车速度及位置进行同步变化。
全文摘要
本发明公开了一种列车行进于隧道内时，呈现旅客静态影像或动态连续影像的系统与方法。该系统包括许多垂直安装的发光光条，沿着列车行进方向，以固定间距于隧道一侧边墙排成一列。每个发光光条皆依据需求的影像、列车上每个窗户起始时间及列车速度而改变发光。观察者－列车上的乘客，其相对于发光光条的行进移动，因此可以看见发光光条形成的可见静态影像或动态连续影像。显示的影像内容可能与同部车上的其它乘客所位于的其它车窗不同。
文档编号B61B13/10GK1503050SQ0214912
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月25日 优先权日2002年11月25日
发明者游亚力 申请人:游亚力