便携式光学信号设备的制作方法

专利名称：便携式光学信号设备的制作方法
便携式光学信号设备
本发明涉及一种便携式光学信号设备，尤其涉及一件衣服或一面旗或 一把火炬，包括 一个能在一个初级状态和一个次级状态之间转换的信号 部件，信号部件的第一状态与第二状态间有一个显著的差异， 一个或多个 用于确定信号设备或其信号部件的位置及/或其变化的传感器，和一个连接 信号部件和一个或多个传感器的控制构件，该控制构件设计为在初级状态 和次级状态间转换信号部件以响应一个或多个传感器确定的一个位置上 的改变及/或其带来的变化。
本发明涉及一种便携式信号设备，更涉及一种将一个光学、可视信号 发射至其周围环境中的光学信号设备。本发明更尤其涉及一种便携式信号 设备或构件表现为照明火炬、旗、三角旗、旗帜、橫幅、缎带、军旗、板、 活动屏幕、扇子、丝巾、帽子等形式用于表达个体及/或集体情感。
在有大量观众参加的活动中，例如体育比赛和流行音乐会，人们要求 能够表达所包含的个人感受、激动、偏爱或群体特征让第三方获知。本质 上这种表达可以是个体的，也可以是集体的。 一个众所周知的例子是一种 "墨西哥波浪"，其中观众们各自坐在一个露天大型运动场的看台上，例 如，以一个群体表演顺次站起然后坐下，给人一个可视的传遍整个看台的 波浪动作。这种表现方式通常伴有摇动或移动那些具有一个远距离可视表 面，能被一个或多个观众在空中移动的物体，如旗、三角旗、横幅、缎带、 军旗、木板、丝巾、帽子或其它纺织条。
当被作为一种表现构件使用时，旗或三角旗常被一起移动，以一种被 设计的舞蹈动作的方式或其它方式，通过摇动这些旗给旁观者一个舒适的 可视效果。与此相关的是体操中给的使用，其中体操运动员或舞者运动时 移动一个带有一根彩色长缎带的支撑物，使缎带在空中充满艺术美感地移 动。
在空中移动的发光物体，如灯和火炬以及"围栏棍"也常在活动中以 运动表现方式被使用。这些照明的表现方式具有在黑暗的环境中可见的优点，并且那样的快速运动使它们显现留下一条"光迹"。这些表现方式因 此被用在舞蹈中，例如被迪斯科舞者使用。
常见运动表现方式的一个缺点是它的表现能力对于一个使用者来说 是有限的，需要依靠诸如使用者手动控制和操作等方面来实现。
本发明的一个目的是改进这个方面。
为此，本发明使用了一种如权利要求l所述的便携式信号设备。从属 权利要求描述了它的优选实施方式。
本发明的一个初级方面是，它包括一个便携式信号设备，尤其是一件 衣服或一面旗或一个火炬，包括
一个能在一个初级状态和一个次级状态之间转换的信号部件，信号部 件的第一状态与第二状态间有一个显著的差异，
一个或多个用于确定信号设备或其信号部件的位置及/或其变化的传 感器，和
一个连接信号部件和传感器的控制构件，该控制构件设计为在初级状 态和次级状态间转换信号部件以响应一个或多个传感器确定的一个位置 上的改变及/或其带来的变化。
较之常用的信号设备，本发明所述的一种信号设备是可活动、可控制 的，这种控制优选是自动的，如通过一个或多个传感器的一个位置上的改 变及/或其带来的变化的作用。这里使用的一个或多个传感器优选地应该包 括一个位置传感器、速度传感器、加速度传感器、 一个高度或角度测量仪。
该便携式信号设备的一个实施也包括一个与控制构件相连的接收器 或发射器，它们将具有所述的该信号设备的控制构件与一个或多个其它信 号设备的控制构件相连。
接收器及/或发射器允许一组本发明所述的信号设备被集体控制从而 使单独活动的表现物之间相互作用。较之常用的信号设备，本发明所述的 信号设备适用于通过一组信号设备来显示图案的一种集体通讯的模式，通 过集体控制一组信号设备以允许该组中各种各样的变化的可视状态，例 如，通过改变一个或多个信号设备的颜色、反射系数及/或光亮度。
信号设备的一个实例中包括一个接收器及可能的一个发射器以允许它被远距离控制。这样的控制优选是通过两个或两个以上信号设备的绝对 及/或相对位置的一个作用。
便携式信号设备的一个实例中也包括一个与信号设备的控制构件相 连的接收器或发射器，从而将所述的该信号设备的控制构件与一个中央控 制器及/或外网连接。在一个实例中，信号设备被中央控制器或容量管理器 控制处理材料提供的来源及/或设计所达到的可视效果，并为信号发射装置 调整选择光、色彩及/或图像片段。优选地，中央控制器发出的数字或模拟 信号通过无线电网络到达信号设备。此外，还优选一种确定信号设备的绝 对及/或相对位置的方式，并且这些位置信息被输入到容量管理器中的构 件。
容量管理器优选控制单独的信号设备在一组单独的信号设备的相互 作用下产生静止或变化的图案及/或色彩效果。这种如本发明所述的设备具 有优点单独信号设备在艺术指导的控制下相互作用的优点，例如一个视听 容量管理器完成色彩，光及造型的动态表演组合的可视效果。这里所有的 单独信号设备有效地构建了一个尺寸可变的大型移动屏。显示在组合屏上 的图案可以是彩色的绘画图案，如一面国旗的图案，也可以是一个彩色的 移动图案，如传遍整个看台的"墨西哥波浪"。
这种方式允许在持有本发明所述的信号设备的观众，在一个露天大型 运动场的看台上形成一个大屏幕以显示光和声音的图案，甚至在观众不以 一个号称"墨西哥波浪"的动作移动的时候。这里的表演者即是观众，同 时也是使用者。这样有利于让观众更加热情。
本发明所述的设备的另一个优点是组合屏通过依赖信号设备的总数、 彼此间的相对位置以及相对于它们所处空间的绝对位置能够采用一个完 全可变的大小、形状和空间维度。如果一组带有信号设备的人相互排列成 一个圆圈或矩形的形状，这样所有信号设备分别显示一个大圆屏或矩形 屏。如果这时该组中一些人走动并站在锥形平台的另一个高度上，设备的 布景将变成一个锥形屏。
可以清楚地发现这种方式使放在一起的屏幕，通过调整排列的高度， 宽度和深度，其形状和尺寸有无穷的变化。
在一个实例中，信号设备包括一个或多个传感器， 一个支撑并移动信 号设备的支撑物，该支撑物适于一种电流控制构件以及一种存储也可能是 产生电能提供给信号设备的构件，加上一种在支撑物中或固定在其中的信 号构件。在这种情形下， 一个或多个传感器能够被设置在支撑物或信号构 件中，并与之相连。电控制构件既与一个或多个传感器相连，又与信号构 件相连，因此它能在一个或多个传感器记录的数据的作用下，转换信号构 件的可视状态。这样信号设备的运动速度、方向和位置， 一方面与光度之 间，及/或另一方面与信号构件的色彩之间形成了一个直接的联系。
这样的优点是本发明所述的一种信号设备的使用者能在运动中表现并 强调他们单独的情感及他们的力量。例如， 一个单独的信号设备当移动到 左边时显示红色，移动到右边时显示蓝色。当用力向上移动一个信号设备 时，它也能够从一个黑暗状态活动到一个明亮状态。如果大量使用者依次 表演这个动作，那么无论在黑暗或是微光的环境中，都能显示出已知的"墨 西哥波浪"的效果，例如在夜晚，通过传遍整个露天大型运动场的被照亮 的摇动构建一个可视效果，也可以使用一种交替改变的颜色。
一种本发明所述的设备的另一个优点是可以获得一种便携的，优选是 被照亮的信号设备，它的信号发射与运动直接连接，当被使用时，如舞蹈、 体操、运动操或摇旗时，能产生一个充满艺术美感的可视图像。 一种本发 明所述的设备也能被用于功能性信号，例如用于警察指示交通方向。
如本发明所述的信号设备的运动被一组使用者调整为一种表现方式， 例如流行音乐会的观众，提供一个来自单独使用者和第三方的一致的可视 效果，从而使得这种表现方式的使用者也能感觉到那些能提高自身感受中 的一部分。
在一个实例中， 一个或多个传感器包括一种被设计为通过一个空间参 照网来确定一个空间位移，尤其是一个相对位移的传感器。基于此，控制 构件应该优选设置用于将信号构件从第一状态转换为第二状态，以响应探 测到的一个空间位移。传感器应该优选包括一个位置传感器，如例如一个
GPS (全球定位系统)传感器及其类似物。
在一个实例中， 一个或多个传感器包括一个被设计为确定一个局部动
作，尤其是一个在现场上的摇动动作的传感器。基于此，控制构件应该优 选设置用于将信号构件从第一状态转换为第二状态，以响应探测到的一个 局部动作。传感器应该优选包括一个速度或加速度传感器。
在一个实例中， 一个或多个传感器包括一个被设计为确定相对于一个 信号设备的位置另。基于此，控制构件应该优选设置用于将信号构件从第 一状态转换为第二状态，以响应探测到的一个相对位移。
每个信号设备适于一组记录被使用者运动的信号设备的传感器。这样 的设置包括上述三个实施例中的一个或多个。
在一个简单的实施例中，这样一种传感器排列适于一个测量方向改变 的单独低价的轴承传感器，或一个单独的加速计，尤其是一种压电材料制 成的，如一条箔片。这样设置传感器的优点是它们比较便宜，并且能简易 地将动作变化转换为一种电信号，该信号能被处理器转换成一个选择将信 号设备的信号部件开或关或其它的动作。在另一个实例中，传感器排列是 被一个回转仪提供的。
在另一个实例中，这种传感器装置包括压力箔或压力纤维传感器，如
PVDF箔或纤维，这些传感器被用于一个信号部件的一个表面，例如一面 旗。这些压力传感器能进行转换并将旗的运动转换成作为一种动作指示器 及/或加速度指示器的电信号，且所述的信号能通过控制构件控制信号设 备。
在另一个变化的实例中，传感器设备包括一组既可以确定运动强度， 又可以确定运动方向的传感器。
信号设备能根据环境采用不同的状态水平的，垂直的或倾斜的。因 此位置的确定能与下述部件分离开
位置的确定
高度的确定
角度测量
测量高度可以使用下述选择基于dGPS和CAIROS的高度测量。通 过使用现有的CAIROS系统，信号设备的高度的测量值可以精确到厘米 级。
传感器系统能被用于测量角度，诸如一种回转仪、电磁角度测量仪、 单一转动角度测量仪和光学角度测量仪之类。优选倾角传感器和球轴承传 感器的联合使用，既简单又便宜。
使用一个确定的相对面(如地面)能够测量各种拐角的高度来确定倾 角，或通过适于信号设备的角度测量仪组合至少两个尤其是三个拐角的位 置从而获得一个更精确的角度测量。
在一个实例中，信号设备适于装有接收器，且/或发射器，以及确定信 号设备(或它的信号部件)的位置及/或其变化的一个或多个传感器。
在一个实例中，信号部件包括一个或多个光源，尤其是一种电致发光
材料如LED，有机LED及/或电致发光箔。
在一个变化了的实例中，信号设备包括一个信号部件，其第一状态的 反射率及/或传输与第二状态的有显著地改变。在一个实例中，信号部件包 括一禾中LCD，极小型LCD (nano-LCD)，胆固醇型LCD和/或一种电润湿 或电泳材料。既然这些材料本身不能发出光，因此使用这类信号部件的信 号设备能够节能，这有利于延长通常是电池供能的便携式信号设备的使用 寿命。
在一个实例中，信号部件包括一种双稳态材料，如一种电泳材料。这 样第f和第二状态都是这种材料的一个基础稳定状态。即这种材料一旦进 入第一或第二状态，仅需要使用一个最小能量就能保持这个状态。优选地， 在第一或第二状态时均需要基础非能量保持这些双稳定态材料。即依照本 实施例制备的信号设备节能非常好。
在一个变化了的实施例中，信号部件在第一状态的彩色、灰度值及/ 或亮度均不同于第二状态的彩色、灰度值及/或亮度。
在另一个变化了的实例中，信号部件包括一个屏幕，优选一种矩阵屏。 这使得信号设备的信号部件上可以显示图像或局部图像。
另一个方面，本发明还包括一种中央控制器用于控制一个或多个如上 所述的信号设备，其中控制器包括一种发射器发送一个控制信号到一个或 多个信号设备。优选地，该设备也应该有一个空间参照网来确定信号设备 的位置。
在一个变化了的实例中，空间参照网包括一些发射器，优选无线电频率(RF)发射器，以一个固定的模式排列，每个发射器被设计为通过网络 仅将发送者的空间位置传输给一个邻近发射器的信号设备。诸如此类有一 个参照网的中央控制器尤其适用在一个组合系统中，其中控制信号被传送 给所有的信号设备，并且这些信号设备中的控制构件包括一种选择构件从 适于并计划用于控制一个传送器附近的信号设备的控制信号中采集数据。
这种安排的优点之一是它们能够便宜地实行。另一个优点是它是由独 立的实际活动信号设备组成，因此是可以替代的。
这种组合系统的一个例子是，对于一个露天大型运动场看台上的观 众，适于一种一类短频RF发射器，以便第一 RF发射器发出的信号仅能 被靠近于所述的发射器的信号设备接收。在一个这样的位置上，能够提前 预测信号设备可能的位置。这种一类发射器优选放在看台的座位下，这样 座位可以保护它们不受天气和人为因素的影响。这种一类发射器优选是以 一种匹配于看台上的座位布置的模式放置的。每个这种一类短频发射器规 则地发射一个能被附近的一个信号设备接收的识别信号。这些有一类发射 器的信号设备能够使用这种识别信号来确定它的位置。
中央控制器有一个电力强劲的RF发射器来发送一个控制信号给附近 所有的信号设备。控制数据由色彩、光度、声音、振动等数据组成。 一个 中央容量管理器将这些数据收集起来，然后由一个覆盖较大面积的广播传 输传输到整个露天大型运动场中。容量管理获知座位下所有一类RF发射 器的位置，从而信号设备能被作为一种屏幕被控制成普通模式。这个电力 强劲的发射器使用的频率应该优选不同于座位下一类RF发射器使用的频 率，以避免相互干扰。控制发射器产生的数据以这样的方式(例如作为 一个DMX简单信号)构成，这样那些需要从广播信号中确定它们位置的 信号设备就能过滤掉这些数据。
一类RF发射器的发射天线应该优选是被定向且屏蔽了的，这样它们 就能定向于信号设备的使用者并在尽可能小的位置中互相交迭，以减少相 互干扰。 一类RF发射器优选一个(锂)电池供电使得发射器能持续工作 几年。 一个选择是通过一个滴流控制机械装置充电；这样能量能通过一个
外源提供而不需要电线。
信号设备优选包括一些子系统。每个信号设备实际上包括一个有两个RF接收器的装置。第一接收器用于接收座位下的一类RF发射器传输的信 号。第二接收器原则上用于接收在露天大型运动场中的一个电力强劲RF 发射器发出的广播信号。微控制器能使用从第一接收器获得的位置数据来 确定位置，过滤去往广播数据之外的特殊信号设备的数据。 一个信号发射 装置中的微控制器这时处理这个数据并在一个预定延误时或之后执行指 示。这能使所有的信号设备达到同步。
在一个实例中，微控制器能计算出附近位置区域的位置数据然后缓冲 相应的控制数据。如果信号设备的使用者此时从一个矩阵位置移动到另一 个，将立刻启用新的控制指示。
关于一类RF发射器的一个实例是在一个棋盘模式发射中以不同频率 交替的RF发射器，并且信号设备中的第一接收器能同时接收两种频率的 信号。这样降低了发射器之间的干扰。此外，第一接收器能被编程使用两 种信号中更强的来找回位置数据。第一 RF接收器接收的信号包括传送到 微控制器的位置数据。
在另一个变化了的实例中，空间参照网包括一些发射器/接收器装置， 优选构建一个以固定模式排列的无线电频率发射器的WLAN/网络。发射 器/接收器装置被安装用于接收一个信号并将该信号传送到一个近邻。发射 器/接收器装置从而构建了一个无线网络，其中发射器/接收器相互通讯诸 如使用一个ZigBee协议。发射器/接收器与一类短频RF发射器相连接， 它被设计用于将那些适于且计划用于一个靠近空间邻近的信号设备的数 据传送给一类发射器。
像这样的一种中央控制器尤其适于使用在一个组合系统中，其中中央 控制器或一类发射器有一个构件之前先选择那些适于并计划用于控制一 个信号设备的数据，然后将这个数据发送给所述的信号设备。
一个例子是在一个露天大型运动场中使用的这样一种组合系统适用 于露天大型运动场中有一类短频RF小发射器的看台。这些一类发射器排 列为一个图形中以构建一个统一的矩阵。在这个例子中，给露天大型运动
场中的看台布线为座位下的一类RF发射器供电。 一类RF发射器也可以 是固定的或是通过无线广播网与容量管理器相连，使得它们被选定。 一类 发射器优选被设计为非常节能的，并能用一个单独电池工作数年。
每个一类发射器以诸如ZigBee协议之类的方式与相互通讯的发射器/ 接收器相连。
如上述实施例所述的，控制器确定控制数据。然后通过一个广播网穿 过各个合适的设置在座位下的发射器/接收器。这些发射器/接收器此时将 穿过它到达一类短频RF发射器，从而连接所述的发射器/接收器。最后， 数据从这个一类RF发射器发送给信号设备。
这个变化了的实施例也可以优选使用限制干扰的方法，如屏蔽和/或定 向天线，使用不同的频率将控制数据传输给信号设备(例如上述棋盘结构) 等等。
在这个变化了的实例中，信号设备是一个有一个单独RF接收器的信号 设备。这个接收器用于接收座位下的一类RF发射器传输的信号。然后， 信号设备中的一个微控制器处理这个数据，并在一个预定延误发生之时或 之后执行指示。这使所有的信号设备同步。
在另一个实施例中，空间参照网包括一些以一个固定的模式排列的异 频雷达收发机(如RFID标记)，每个异频雷达收发机被设计为穿过它在网 络中的空间位置到一个位于异频雷达收发机附近的信号设备。这样的一个 步骤尤其适于在一个组合系统中使用，其中接收器和/或发射器被设计用于 读取一个信号设备附近的异频雷达收发机并且其中的控制器包括一个构 件选择那些适于并计划用于控制发射器附近的一个信号设备的控制信号 中的数据。
在一个变化了的实施例中，中央控制器也包括一个接收器用于接收单 独信号设备发出的数据，优选注意它们的位置及/或其变化。控制器优选被 设计为将一个单独的控制信号发送给每个信号设备，单独控制信号优选依 靠单独信号设备的位置或其变化。
这样一个控制器尤其适用在一个组合系统中，其中信号设备包括一个 异频雷达收发机来识别各个信号设备并且其中控制器中的发射器/接收器
被设置为读取信号设备中的异频雷达收发机发出的数据以确定它们的位 置和/或其变化。为此，中央控制器优选有一个构件之前先选择那些适于并 计划用于控制一个在特定位置的信号设备的数据，然后将这个数据发送给 所述的信号设备。
本发明的另一个方面是包括了一种控制连带或单独的多信号设备的 通讯器。这个通讯器确保多信号设备中的每个都显示一个特殊类型的光、 色彩或(局部)图案，对显示的光、色彩或(局部)图案的控制也是依靠 多信号设备的绝对空间位置或它们之间的相对位移。
正是由于多信号发射装置被同样的单独的组成，以及每个单独信号设 备的光或图案被控制器控制，因此有益于将给组的信号设备变换成一种尺 寸可变的屏幕。
优选的通讯器包括-
一个中央容量管理器指示处理所提供的材料源及/或规划所实现的可 视效果，并调整及定位信号设备上的光、色彩和/或图案，
一个无线广播网将数字或模拟信号从中央控制器或容量管理器传输 给信号设备，
一个用于确定信号设备的绝对及相对位置的机械装置，
其中定位装置连续地测量和/或确定移动着的信号设备的绝对和相对 位置，并将正确的信息传递给容量管理器，
并且其中容量管理器将显示在所有信号设备上的图案或信号再细分 成图案的单独部分或信号通讯到设备的数量和它们的绝对及相对位置，基 于从定位器传输过来的信息，且
其中一个无线广播网将这些局部图案或信号从一个靠近或在容量管 理器中的发射器传送到单独的信号设备。
一个使用无线电和/或数字构件的通讯网络被提供用来确定多个信号设备的绝对位置及其之间的相对位置。定位器由诸如GSM、 UMTS或 GPRS调解的RFID标记，GPS或(d)GPS、 GPS等已知技术的组合构成。 这也能通过己知的如被CAIROS所定义的定位系统被使用。
另一个选择中，定位器能使用那个被称为一种"视频采集系统"，其中信号设备的单独或成组使用者的移动被一个摄像机记录下来，这些移动 被一个处理器和适宜的软件记录下来并划分为一种实际的位置区别，其中 使用者位于有效间隔里，有效间隔的移动和变化被转化为一种信号，如一
种MIDI信号，来控制控制器。
在一个实施例中，信号设备包括一个屏幕，优选一个矩阵屏幕，信号 设备本身适于那些广播信号的接收器来接收图像和声音。
本发明的另一个方面是它包括一种便携式信号设备，尤其是一面旗或 一个火炬，包括.-
一个能在初级状态和次级状态之间转换的信号部件，信号部件的第一 状态与第二状态间有一个显著的差异，
一个用于转换信号部件状态的控制构件，和
一个与控制构件相连从而将信号设备的控制构件与一个或多个其它 信号设备相连，并连接到一个中央控制器及/或一个外网的接收器及/或发 射器。
本发明的另一个方面是它包括一种便携式光学信号设备，尤其是一件
衣服， 一面旗或一个火炬，包括
一个能在一个初级状态和一个次级状态之间转换的信号部件，信号部 件的第一状态与第二状态间有一个显著的差异，
一个用于转换信号部件状态的控制构件，和
一个与控制构件相连从而将信号设备的控制构件连接到一个中央控 制器上的接收器，这里的控制构件被设计用于通过被接收装置接收的信号 控制信号部件。
在一个实例中，信号设备也包括一个或多个传感器来确定信号设备 (或它的信号部件)的位置和/或其变化，其中一个或多个传感器与控制构 件连接，且控制构件被设计用于将信号部件在第一和第二状态之间转换， 以响应被一个或多个传感器确定的位置及其变化的改变。
在本申请中描述和证明的方面和方式也可以彼此单独的使用。单独方 面如传感器，网络控制和中央控制器和结构和其它方面也可以是本发明权 利要求的目的。
本发明将通过使用下述这些附图中的实施例来进一步解释。如下显示 的是


图1是本发明所述的一个火炬的代表性示意图2是一面旗帜信号设备的示意图3是本发明所述的一种围巾或体操锻带的示意图4是本发明所述的一种扇子的示意图5是图6所示设备的展开示意图6是本发明所述的一面旗的局部示意图7是图2所示设备被看台上一组使用者展开的示意图。
图8是控制一组本发明所述设备的控制示意图；及
图9是本发明所述一件衣服的示意图，尤其是一对袜子或一幅手套。
在图1所示的第一实施例中，信号设备包括一个适有一个光源107的 火炬或照明棒100，尤其是以一种或几种颜色的发冷光元素形成，如LED, PLED, OLED等。这些发冷光元素107靠近于支撑物100的一端。
火炬100包括一个手柄101，以便一个使用者能够举起火炬100。 一 个光源107位于手柄101的对边。
这个光源107发出的光至少能够部分地被反射或散射面102加强，例 如一面镜子和/或一扇窗户，使得能从几个面看到光源107发出的光。
圆柱形支撑物100有一个存储和分配能量构件104。这个实施例包括 能记录支撑物100的一个动作的传感器106。传感器106与一个形式为一 个处理器103的控制器连接，以便当传感器探测到运动时，能将信号发射 给处理器103。
此外，手柄101有一个开关105用来开关火炬100。处理器103也与 光源107连接从而可以控制它。
在另一个延深的实例中，火炬或照明棒ioo被设置了一个可以容纳一 种饮料的凹面位置。凹面位置优选打开在手柄101的相对端且被定型如像 一个啤酒玻璃杯。在处于或邻近于支撑物100周围的散射面102的位置可 以使用一种电致发光箔。
在图2所示的第二个实施例中，信号设备由一个便携式的，具有一个能改变它的发光度、颜色或图像的发光面201的基础刚面板200组成。在 一个简单的实例中，一个透明马特面板200由聚丙烯或其它塑料材料制成， 其分散光包括一种或多种LED206或其它光源，尤其是一种或多种彩色灯 源如LED，加上一个芯片208用来修正色彩和/或发光度。这些屏幕200 适于本发明所述的用于测量速度、高度、方向和动作的传感器207。屏幕 200也有角度传感器209和210被用在面板200的至少两个拐角上。能量 的存储由一种外部存储构件205如一个电池或类似物，优选由一种内部存 储构件如一个钮扣电池组成。传感器207、 209和210及其发送给控制顺 208的信号使得屏幕200在不同的位置202、 203、 204受到不同的控制。 例如，屏幕图像的亮度是一个屏幕200的高度函数，这样它可以从一个低 点202上长虹到一个高点204。
在一个更复杂的实例中，这个面板200由一个具有一个如TFT或 LCD，或变形屏幕如OLED， PLED或其它类型的刚面的相似类型的平板 屏幕组成。
在图3所示的第三个实施例中，信号设备由具有一种含有如电致发光 聚合物等发冷光的材料的机织织物或非机织织物纺织品的一片刚箔，薄膜 或布料，围巾， 一块布或缎带300组成。
这些纺织品能潜在地被用于衣服附件如一条由如电致发光聚合物等 发光材料组成的围巾，它能在初级黑暗状态和次级发光状态之间转换。围 巾的电致发光部分能如图3所示的被定位并形成一个符号或标记。
围巾300中的内置传感器(未显示)和第二实施例中的传感器、控制 和电池一样被排列，使得被控制的发光材料在不同的位置303、 304有不 同的视觉效果。这使围巾300在第一位置303显示白色而在第二位置显示 红色。
在图4所示的第四实施例中，信号设备的外形是一把扇子400，尤其 是能够以常用样式在支点402周围折叠的。扇子400应该优选至少由部分 的纺织材料制成。扇子400能被用于产生一个气流使使用者感觉凉快。扇 子400有被用在信号部件403上的发光或颜色可变材料，一旦信号设备400 中的传感器406和407探测到一个动作，信号部件403就会被一个控制器404控制。
扇子400具有用于确定动作的传感器，例如使用一种加速计407，和 定位，例如使用一个角度探测仪406。这些优选是被织入的压力传感器。 控制器404和用来存储能量的电池405是在支撑物401中。
在图6所示的第五个实施例中，信号设备的外形是一面旗帜600。在 另一+实例中，旗600也可以是一面三角旗或旗帜。旗600有一个带一个 刚面的信号部件603——优选由电聚合物、OLED， PLED、 一种电泳材料 (机织织物或非机织织物)和/或一个类似纺织品的LED光网孔制成-被使 用在一个载体602。
这些旗帜600的优点是当它们与风互相作用时，优美地弯曲和移动， 它们能显示一个直到数字视频的全部或局部元素的变化颜色及/或绘 像的改变的图像。在风中以一个组合移动该实例，能够构建由一组观众远 距离可视的一个变化的数字图像组成的一个丰富图形表现，如图5所示， 其中不同旗502和503可以被控制以便局部图案合并在一起为观众显示所 设计的图案504。
旗600包括一个附有载体602的支撑物601。通过适合旗帜600的一 个压力传感器604 (例如作为压力细线的一片箔，薄膜或矩阵)，运动速度 和信号部件603的方向变化能被正确记录。微处理器605也能记录有多少 被测量变化点。例如，如果旗帜600被使用者前后挥舞多次，然后传感器 604能记录变化数量并且该数据能被处理器605使用，结果在一个预定数 量改变之后通过图像控制设备606引起颜色或亮度的改变。即积极移动信 号设备600会引起图像或可视信号的改变。
图6所示的旗600中，处理器605和图像控制器606及发射器和/或接 收器609设置在旗的棒上。发射及/或接收器609靠近于旗棒608上支撑物 相对601的一端，有一个无线电台发射和/或接收一个中央控制器发送的信 号。
在这个实施例中，旗有三个角度传感器608、 609和610用于确定旗 600的空间方位。其中，两个角度传感器608和609均靠近于旗枳棒的末 端而第三个角度传感器610靠近于载体602上相对棒的一端。
压力传感器604也能用于探测一个红外线信号，它能作为一个激发物 用来例如开关信号部件603。以这种方式传输一个信号的优点是它有一个 非常小的带宽并能简易地被使用，尤其是如果一个压力传感器604已经用 于测量信号部件603的加速度。
用于集合的旗600的控制器包括一个高质量的无线广播收集器适于经 视频传输技术中常见的WIMAX、DAB视频或其它协议发送诸如数字视频 之类视听材料。
图7显示了一组本发明所述的信号设备的一种应用，尤其是上述第二 实施例中所述的一种用于实现一个"墨西哥波浪"的信号设备。本发明所 述的设备的其它变化也能用于这。看台700上的观众被鼓励持续地反复上 下移动信号设备，以一个摇动的动作比传遍整个看台700。向上的动作被 信号设备701探测到后它们被转换到一个第一可视状态。同样的，通过一 个向下的动作，信号设备702被转换到第二可视状态。显然地，这个主题 中可以有大量的变化。
图8所示的实施例是一个有一个网络和一些信号设备的通讯设备。因 此， 一个处理来源材料802的中央容量管理器801通过一个发射器/接收器 装置803与一个无线广播网络连接。图中的定位器由那些连带地形成一个 参照网的无线电发射器804、 805、 806和807提供。
无线电发射器804、 805、 806和807规则地发射仅能被一个构建在使 用者8U、 812、 813举起的信号设备808、 809、 810中的接收器通过短频 读取的无线电信号，通过一个短频通过一个接收器构建在信号发射装置中 被使用者。每个信号设备808、 809、 810因此接收关于它的位置的信息通 过参照网。
通讯器的无线广播网中，发射器/接收器803这时发射一个信号给信号 设备808、 809、 810，这样一个信号被编码作为被单独的信号设备808、 809、 810和定位器804、 805、 806和807接收的位置信号的一个函数。如 果信号设备808例如从定位设备804中接收信号Pl，它可以转变成例如红 色。如果信号设备809例如从定位设备805中接收信号P 2，它可以转变 成例如绿色。如果信号设备810例如从定位设备806中接收信号P 3，它
可以转变成例如蓝色。以这种方式，每个信号设备808、 809、 810都能作 为一个大屏幕中的一个像素。
如果使用者现在从点P3移动到点P4，信号设备810中的接收器现在 自动地从定位设备807中接收一个不同的信号。此时这个信号设备810从 发射器803中接收一个适于该点的不同信号。即信号设备810中的信号部 件的颜色被修正与相应信号相符，例如它再次变成红色。这使信号设备 808、 809、 810的使用者通过参照网804、 805、 806和807能自由地移动， 当容量管理器801仍然能够将正确信号814、 815、 816、 817发射给相应 的信号设备808、 809、 810结合预定位置的P1、 P2、 P3和P4，从而获得 所设计的通讯图像或视听效果。
最后，图9显示了另一个实施例，其中信号设备901包括一件衣服或 能保护一部分身体的覆盖物，如一副能套在手上的手套或棒球手套902或 是一个能穿在部分手臂904上，既可以为一个单独的衣服附件或是一件衣 服，如毛线衫或夹克的一部分的袖子903。
袖子903由一个有橡皮带或相似物的编织套组成，它有一个具有一个 或多个可转换结构905、 906、907的信号部件904。袖子903也有一个或 多个传感器如动作探测仪，加速度及/或角度测量仪加上一个能量储存器 909和一个处理器910和能量存储909、处理器910、传感器908和信号部 件904之间的布线，和一个手动开关信号设备901的开关9U。袖子能用 于支持信号活动中使用身体904所述部分的手势动作，例如通过一个(交 通)警察或空中交通控制器，他们使用手臂动作指示诸如汽车等交通工具 被设计的方向或驱动器或驾驶者的位面。
例如，该设备可以由下述部分组成 手臂上举红色
手臂伸出绿色
手臂下落橙色及其相近的。
其优点是给信号指示产生了一个自然的支撑，而不需要诸如一盏灯或 一个火炬之类被举在手上的一类，使手可以自由地作其它动作。
可以清楚地看出本发明的上述实例仅是本发明预计的一种实施方式，而非限制性的。 一个专家的确能够设计出本发明实质上的实施例以及权利 要求中所保护的实施例。
权利要求
1.一种便携式光学信号设备，尤其是一件衣服或一面旗或一把火炬，包括一个能在一个初级状态和一个次级状态之间转换的信号部件，信号部件的第一状态与第二状态间有一个显著的差异，一个或多个用于确定信号设备或其信号部件的位置及/或其变化的传感器，和一个连接信号部件和一个或多个传感器的控制构件，该控制构件设计为在初级状态和次级状态间转换信号部件以响应一个或多个传感器确定的一个位置上的改变及/或其带来的变化。
2. 如权利要求1所述的一种信号设备，还包括一个与控制构件连接的接 收器或发射器，用于将信号设备中的控制构件与一个或多个其它信号设备 的控制构件相连。
3. 如权利要求1或2所述的一种信号设备，还包括一个与控制构件连接的接收器或发射器，用于将信号设备的控制构件与一个中央控制器及/或外 网相连。
4. 如权利要求2或3中任一所述的一种信号设备，其特征在于控制构件 被设计用于使用传输装置发送一种识别信号设备状态及/或位置及/或其变 化的信号。
5. 如权利要求2、 3或4中任一所述的一种信号设备，其特征在于控制构 件被设计用于在一个被接收器接收的信号的基础上控制信号部件。
6. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于一个或多个传 感器包括一种被设计用于确定空间位移，尤其是一个相对于一个空间参照 网的相对位移的传感器。
7. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于一个或多个传 感器包括一个被设计为确定一个局部动作，尤其是一个在现场上的摇动动 作的传感器。
8. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于一个或多个传 感器包括一种被设计为确定一个相对于至少一个其它信号设备的单独或 相对位移的传感器。
9. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于一个或多个传感器包括一个位置传感器、速度传感器、 一种加速度传感器、 一个高度传感器、 一个回转仪或角度测量仪。
10. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于信号部件包括一个或多个光源。
11. 如权利要求10所述的一种信号设备，其特征在于信号部件包括一种电致发光材料如LED，有机LED及/或电致发光箔。
12. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于信号部件在薄一状态的反射或传输均不同于第二状态的反射或传输。
13. 如权利要求12所述的一种信号设备，其特征在于信号部件包括一种 LCD，极小型LCD，胆固醇型LCD和/或一种电润湿或电泳材料。
14. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于信号部件包括一种双稳态材料。
15. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于信号部件在第一状态的彩色、灰度值及/或亮度均不同于第二状态的彩色、灰度值及/或亮度。
16. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于一个屏幕，优选一个矩阵显示器。
17. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于包括一个支撑物，其中有控制构件，而信号部件位于支撑物的里面或上面。
18. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于信号设备有一个用于信号部件的基础透明保护套，优选散射光。
19. 如上述任一权利要求所述的一种信号设备，其特征在于设备形如一个火炬， 一个奖杯或一个瓶子。
20. 如上述权利要求1-18中任一所述的一种信号设备，其特征在于该信号设备有一面旗，所述的旗被信号部件覆盖了一边或两边都被覆盖。
21. 如上述权利要求1-18中任一所述的一种信号设备，其特征在于信号设备覆盖了一部分身体，如头、躯干、手臂或手，并且其中的信号设备位于保护套的身体接触面的相对面。
22. 如权利要求21或22所述的一种信号设备，其特征在于旗或覆盖物优选由一种电纺织制成，优选由电泳或电致发光材料线纺织而成。
23. —种用于控制多个如权利要求2-22中任一所述的信号设备之一的中央控制器，其特征在于控制器有一个用于将一个控制信号传送给一个或多个 信号设备的发射器。
24. 如权利要求23所述的一种中央控制器，其特征在于还包括一种空间参照网。
25. 如权利要求24所述的一种中央控制器，其特征在于所述的空间参照 网包括一些发射器，优选短频发射器，以一个固定的模式排列，每个发射 器被设计为通过网络仅将发送者的空间位置传输给一个邻近发射器的信 号设备。
26. —个包括一些如权利要求2-22中任意一个所述的信号设备以及一个如 权利要求25所述的中央控制器的组合信号系统，其特征在于信号设备中 的中央控制构件有一个构件选择那些适于并计划用于控制发射器附近的 一个信号设备的控制信号中的数据。
27. 如权利要求24所述的一种控制器，其特征在于所述的空间参照网包 括一个一类发射器，优选互相通讯的射频发射器，优选使用一个ZigBee 协议完成，以一个固定的模式排列， 一类发射器被设计用于发送那些适于 并计划用于控制一个邻近发射器的信号设备的数据。
28. 如权利要求24所述的一种控制器，其特征在于所述的空间参照网包 括一些以一个固定的模式排列的异频雷达收发机，每个异频雷达收发机被 设计为穿过它在网络中的空间位置到一个位于异频雷达收发机附近的信 号设备。
29. —个包括一些如权利要求2-22中任意一个所述的信号设备以及一个如权利要求28所述的中央控制器的组合信号系统，其特征在于信号设备的 接收器和/或发射器被设计用于读取一个信号设备附近的异频雷达收发机并且其中的控制器包括一个构件选择那些适于并计划用于控制发射器附 近的一个信号设备的控制信号中的数据。
30. 如权利要求23所述的一种控制器，其特征在于还包括一个接收器用 于接收单独信号设备发出的数据，优选注意它们的位置及/或其变化。
31. 如权利要求30所述的一种控制器，其特征在于控制器优选被设计为 将一个单独的控制信号发送给每个单独的信号设备，单独控制信号优选依 靠单独信号设备的位置或其变化。
32. —个包括一些如权利要求2-22中任意一个所述的信号设备以及一个如 权利要求30或31所述的中央控制器的组合信号设备，其特征在于信号设 备包括一个异频雷达收发机来识别各个信号设备并且其中控制器中的发 射器和接收器被设计为读取信号设备中的异频雷达收发机发出的数据以 确定它们的位置和/或其变化。
33. —种适于一种或多种如所附描述和附图所述的方式的便携式信号设 备。
34. —种适于一种或多种如所附描述和附图所述的方式的中央控制器。
35. —种工作方法包括一个或多个如相关描述及附图所述的特征步骤。
全文摘要
本发明涉及一种便携式光学信号设备，尤其涉及一件衣服或一面旗或一把火炬，包括一个能在一个初级状态和一个次级状态之间转换的信号部件，信号部件的第一状态与第二状态间有一个显著的差异，一个或多个用于确定信号设备或其信号部件的位置及/或其变化的传感器，和一个连接信号部件和一个或多个传感器的控制构件，该控制构件设计为在初级状态和次级状态间转换信号部件以响应一个或多个传感器确定的一个位置上的改变及/或其带来的变化。
文档编号G09F19/00GK101203898SQ200680021935
公开日2008年6月18日 申请日期2006年5月29日 优先权日2005年5月26日
发明者H·S·瓦格特尔, J·T·A·A·韦比克 申请人:梦想控制有限责任公司