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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Apparat und ein Verfahren zum Bereitstellen eines linearen
Effekts. Die Erfindung betrifft im Besonderen einen Apparat und
ein Verfahren zum Bereitstellen eines linearen, farbigen Beleuchtungseffekts.
Im ganz Besonderen betrifft die Erfindung einen Apparat und ein
Verfahren zum Bereitstellen einer unbeugsamen bzw. steifen oder
verformbaren bzw. ungestaltbaren linearen Lichtquellenanordnung,
die fähig
ist, einen breiten Bereich von Beleuchtungseffekten zu produzieren.
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Es gibt verschiedene Arten von architektonischen
und Anzeige-Beleuchtungsapparaten, die zur Verwendung bei der Bereitstellung
von Beleuchtungsanzeigen bekannt sind, wie z. B. bei Theatern und
außen
liegenden Geschäften
und anderen Einzelhandelsgeschäften.
Bekannte Apparate schließen Neon-
und Fluoreszenz-Lichter, Seillichter bzw. Lichter am Band und sogar
in letzter Zeit die Verwendung von optischen Fasern ein. Alle leiden
jedoch an einer Anzahl von Nachteilen.
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Neon- und fluoreszierenden Lichter
sind in weit verbreiteter und fast universeller Verwendung und werden
in einem großen
Bereich von Farben zur Verfügung
gestellt. Neon- und Fluoreszenz-Lichter sind jedoch unbeugsam bzw.
steif und ihre Form kann entsprechend den Bedürfnisänderungen des Benutzers nicht
geändert
werden. Weiter ist jedes individuelle Neon- oder Fluoreszenz-Licht
in typischer Weise nur in einer einzelnen Farbe erhältlich.
Um zwei oder mehr farbige Effekte zu erhalten, benötigt man
zwei oder mehr separate Lichter.
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Seillichter bzw. Lichter am Band
können
in langen, flexiblen Längen
hergestellt werden, aber da diese aus Punktlichtquellen mit beabstandeten
bzw. regelmäßigen Intervallen
bestehen, ist die Lichtausgabe nicht gleichförmig. Seillichter bzw. Lichter
am Band sind somit für
viele Zeichen bzw. Schilder nicht geeignet. Bei einigen Seillichtem
bzw. Lichtern am Band ist es möglich,
eine begrenzte Anzahl von Kanälen
zu jagen bzw. zu verfolgen, aber dies ist die Grenze der erreichbaren
Effekte. Als letztes, während
es bekannt ist, ein Seillicht bzw. ein Licht am Band bereitzustellen,
das aus einer Anzahl von Punktlichtquellen von verschiedenen Farben
hergestellt ist, ist die Farbe des Lichtes auf Grund der Beabstandung
der individuellen Lichter an jedem einzelnen Ort in dem Seil bzw.
in dem Band auf die Farbe der Lichtquelle in der unmittelbaren Umgebung
beschränkt.
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Alle oben erwähnten Lichter, Neon-, Fluoreszenz-
und Seillichter benötigen
hohe Spannungen mit dem Ergebnis, dass in gewissen Umständen besondere
Gesundheits- und
Sicherheitsfaktoren berücksichtigt
werden müssen,
wenn derartige Lichter verwendet werden.
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Eine Anzahl von beleuchteten Anzeigesystemen
sind bekannt, die LEDs in zweidimensionalen, pixelunterteilten Anzeigen
verwenden, wobei einzelne LEDs oder Gruppen von LEDs unter unabhängiger Steuerung
sind. Beispiele von derartigen Anzeigen schließen jene ein, die in den US-Patenten 4,845,481,
4,887,074, 5,134,387, 5,184,114, 5,410,328 und 5,420,482 beschrieben
sind. Eine Unterhaltungs- und andere Verwendung von diesen Anzeigen
ist eher begrenzt bzw. ziemlich begrenzt.
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Eine optische Faser bzw. ein Lichtwellenleiter
bietet die Perspektive eines Beleuchtungseffekts, in der die Fasern
selbst spannungsfrei sind. Nichtsdestoweniger ist die Lichtquelle
selbst heiß und
hat eine hohe Spannung, wenn sie betrieben wird. Zusätzlich blendet
die Lichtintensität
entlang der Länge der
Fasern ab und die Fasern selbst weisen eine geringe Lichtausgabe
auf, die von begrenzter Anwendung ist. Eine Farbe kann bei der Quelle
gewählt
werden, aber die Farbe wird dieselbe entlang der Länge der
Faser sein.
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Ein anderer LED-basierender Beleuchtungsapparat
ist der Gegenstand der WO-A-99/10867,
die nach dem Prioritätsdatum
der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht
wurde, in der LEDs als Lichtquellen verwendet werden, um z. B. glühende Quellen bzw.
Glühlampenquellen
in Spotlichtern und Taschenlampenglühbirnen bzw. Taschenlampenglühlampen
zu ersetzen.
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Die US-A-5,559,681 beschreibt ein
flexibles, selbstklebendes, modulares Beleuchtungssystem. Die LEDs
sind in Licht aussendendem Material befestigt bzw. angeordnet, das
in Segmente von unterschiedlichen Längen geschnitten werden kann.
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Die GB-A-2,264,555 beschreibt eine
Flammeneffektanzeige, die LEDs verwendet, die gesteuert werden können, um
in Gruppen ein- bzw. an- und auszugehen, um die Erscheinung einer
flackernden Flamme zu reproduzieren.
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Die US-A-5,570,525 beschreibt ein
flexibles Zeichen bzw. Schild mit einer lichtdurchlässigen Vorderwand
und einer Vielzahl von Punktlichtquellen, die hinter der Wand in
Kombination mit einem Reflektor beabstandet sind.
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In Flugzeugen und auf Schiffen ist
es üblich, Notfallleitsysteme
bereitzustellen, um Passagiere zu den Ausgängen zu leiten, und zwar in
dem Fall eines Feuers oder eines anderen Notfalls. In Flugzeugen ist
diese Notfallführung
bzw. dieses Notfallleiten typisch durch ein lineares Lichterfeld
bereitgestellt, aber ihre Ausgänge,
die aus fester Farbe sind, können
in dem Fall von Feuer durch Rauch gedimmt bzw. gedämpft werden
und schnell verdunkelt werden. Notfallleitsysteme sind auf Kreuzfahrtschiffen bekannt,
aber diese haben das Bestreben bzw. neigen dazu, statische Anzeigen
zu sein, wobei keine Anzeige der Richtung, in welcher die Passagiere
gehen sollten, um den Ausgang zu finden, gegeben wird. Diese Arten
von Notfalllichtern leiden ferner an gedämpften Ausgaben und sind wahrscheinlich
im dicken Nebel oder Rauch unsichtbar.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren und einen Apparat bereitzustellen, um einen linearen
Effekt bereitzustellen, der zumindest bei bevorzugten Ausführungsformen
Probleme, wie z. B. jene, die bei Beleuchtungs- und Leit systemen
vom Stand der Technik identifiziert sind, vermeidet oder verbessert,
und um ein neues Werkzeug für
Beleuchtungsdesigner, Architekten, Toningenieuren und alle anderen
bereitzustellen, die bei Anzeige-, architektonischen, Sicherheits-
oder Unterhaltungsbeleuchtung oder Toneffekten involviert sind.
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Dementsprechend stellt die Erfindung
einen Apparat bereit, um einen Beleuchtungseffekt bereitzustellen,
der eine Vielzahl von Lichtquellen einer ersten Farbe und eine Vielzahl
von Lichtquellen einer zweiten Farbe aufweist, die in einer Linie
und in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, einem länglichen
Diffusor entlang der Länge
des Apparats und ein Mittel zum unabhängigen Steuern einer jeden
Lichtquelle, wobei der Diffusor das Licht von der Vielzahl von Quellen
zerstreut, so dass das Licht von dem Diffusor eine Vielfalt von
Farben haben kann und als im Wesentlichen homogen und nicht in Bildpunkten
unterteilt wahrgenommen wird.
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Ferner ist durch die Erfindung bereitgestellt ein
Verfahren zum Bereitstellen eines Beleuchtungseffekts, das Folgendes
umfasst: auf einer Seite eines länglichen
Diffusors wird eine Linie bzw. Zeile einer Vielzahl von Lichtquellen
einer ersten Farbe und einer Vielzahl von Lichtquellen einer zweiten
Farbe montiert; Licht wird von einer Vielzahl der Quellen der ersten
und zweiten Farbe simultan über
den Diffusor ausgegeben, wobei die Lichtquellen so angeordnet sind,
dass Licht von den Quellen durch den Diffusor zerstreut wird, eine
Vielfalt von Farben haben können und
als im Wesentlichen homogen und nicht in Bildpunkten unterteilt
wahrgenommen werden; und jede Lichtquelle wird unabhängig gesteuert.
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Die Erfindung kann sowohl Lichtquellen
als auch Transducer bzw. Umwandler aufweisen, die Ton ausgeben,
wobei alle als Transmitter bzw. Übertrager oder
Sender bezeichnet sind.
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Dementsprechend stellt die Erfindung
einen Apparat bereit, um nur eine Lichtausgabe oder Licht- und Tonwellenausgabe
bereitzustellen.
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Die Übertrager- bzw. Transmitteranordnung ist
ein lineares Array bzw. Feld, in dem die Übertrager in einer langen Linie
bzw. Leitung einer nach dem anderen angeordnet sind, obwohl jeder
typisch in naher Umgebung bzw. Nachbarschaft zu dem nächsten Übertrager
bzw. Sender in der Linie bzw. Zeile ist. Die lineare Anordnung kann
steif bzw. unbeugsam oder flexibel sein und ist optisch verformbar
bzw. umgestaltbar, so dass sie in eine gewünschte Form durch den Nutzer
der verformt bzw. umgestaltet werden kann. Die Anordnung bzw. das
Array ist vorzugsweise im Wesentlichen eindimensioniert, in der
der Ausgabefluss des angrenzenden Senders eine Richtung nur in einer
Dimension, wie z. B. links nach rechts oder rechts nach links, anzeigen
kann.
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Die Sender sind Lichtquellen. Einige
Sender können
ferner optional Übertrager
bzw. Sender von Tonwellen sein und können somit Transducer bzw. Umwandler
sein, um elektrische Signale von dem Steuermittel in Ton umzuwandeln.
Noch einmal, es ist bevorzugt, dass die Tonausgabe von jedem Umwandler
sowohl variable Tonstufen bzw. Abstände und variable Lautstärke bzw.
variables Volumen aufweist. Anhand von Beispielen können sie
d.c.-Buzzer bzw. d.c.-Summer sein (betrieben mit Gleichstrom).
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Bezugnehmend auf eine Vielzahl von
Sendern, die vorzugsweise anzeigen, dass der Apparat zumindest 10
Sender in einem linearen Array bzw. Feld aufweist, und weiter bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung zumindest 30, 50 und bevorzugter zumindest 70 oder
100 Sender in einem linearen Array aufweist. Diese Sender sind typisch
in einer nahen Umgebung zueinander angeordnet, so dass bei Abstand
von dem Apparat die Ausgabe von zwei oder mehr angrenzenden Sendern
wahrgenommen wird, eine im Wesentlichen kontinuierliche Ausgabe von
einem einzelnen länglichen
Sender eher als die Ausgabe von diskreten individuellen pixelähnlichen Sendern
zu sein.
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Bei der typischen Anwendung und speziell, wenn
die Ausgabe entlang des Apparats fließt, ist die Distanz bzw. der
Abstand eines Beobachters oder Zuhörers oder von Erfassungsmitteln
von dem Sender derart, dass die Ausgabe von einem individuellen bzw.
einzelnen Sender in die Ausgabe des nächsten oder von einem angrenzenden
Sender streut, so dass die jeweiligen individuellen Ausgaben nicht
unterschieden werden können
und stattdessen die Ausgabe als eine enge, längliche lineare Ausgabe wahrgenommen
wird. Der Umfang bzw. die Menge der Zerstreuung bzw. Streuung, um
diesen Effekt zu erreichen, variiert umgekehrt proportional zu dem
Abstand von der Ausgabe, wobei typischerweise auf komplette diffuse
bzw. zerstreute und vermischte Ausgaben bei einer langen Distanz
bzw. bei großem Abstand
abgezielt wird. Der Apparat schließt eine Zerstreuungsoberfläche bzw.
Diffusorfläche
oder ein Medium ein, um die Diffusion bzw. Streuung zu verbessern.
In dem Fall von Licht kann das menschliche Auge Punktquellen bei
relativ großer
Distanz unterscheiden und ein Diffusor bzw. Streuer kann ein lichtdurchlässiges Zerstreuen
des Substrats beinhalten, das um oder vor den Quellen und mit ausreichendem Abstand
von den einzelnen Lichtquellen angebracht ist, so dass die Ausgabe
von dem Diffusor bzw. Zerstreuer als im Wesentlichen homogen und
nicht pixelunterteilt wahrgenommen wird. Im Fall von Ton kann das
menschliche Ohr zwischen Punkttonquellen nicht so akkurat bzw. geeignet
unterscheiden und bei den Quellen, die ausreichend nahe zusammen
angeordnet sind, wird eine zerstreute einzelne Ausgabe wahrgenommen.
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Das Steuermittel in elektrischer
Verbindung mit jedem der Sender ist fähig, die Ausgabe jedes Senders
einzeln zu steuern. Der Apparat wird dadurch fähig, einen breiten Bereich
von Effekten bereitzustellen. Die Ausgabe der Sender kann entlang der
Länge des
Apparats von einem Sender zum nächsten
fließen,
so dass die Ausgabe wahrgenommen wird, sich linear entlang des Senderarrays
bzw. Senderfeldes zu bewegen. Dieser Ausgabefluss kann den Eindruck
von Bewegung oder Richtung oder sowohl Bewegung als auch Richtung
geben, und er ist vorteilhaft beim Führen bzw. Leiten eines Beobachters
in die Richtung der wahrgenommenen Bewegung der Ausgabe. Dieser
Effekt ist erreichbar, falls die Steuerung über jeden einzelnen Sender
die Fähigkeit
ist bzw. aufweist, bloß jeden
Sender individuell ein- oder auszuschalten.
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Es ist bevorzugt, dass das Steuermittel
fähig ist,
ferner die Intensität
der Ausgabe von jedem Sender zu variieren. Falls die Intensität von Sender
zu Sender entlang der Länge
des Apparates ansteigt, dann kann dies wieder Richtungsinformation
an einen Beobachter mitteilen bzw. weitergeben. Zum Beispiel kann
ein Ansteigen der Lautstärke
der Tonausgabe oder ein Ansteigen von Helligkeit des Lichts entlang
der Länge
des Apparates benutzt werden, um einen Beobachter zu dem Punkt der
lautesten Lautstärke
oder des hellsten Lichtes zu führen
bzw. zu leiten, der bei einem Notfallausgang bzw. Notausstieg lokalisiert
bzw. angeordnet werden kann.
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Es ist ferner bevorzugt, dass das
Steuermittel die Frequenz der elektromagnetischen Wellenausgabe
von den Sendern variieren kann oder die Frequenz der Tonwellenausgabe
von den Tonumwandlern variieren kann. Das Variieren der Frequenz auf
diesem Weg ist ein alternatives Mittel, um Bewegung und/oder Richtungsinformation
mitzuteilen bzw. zu geben. Zum Beispiel kann ein Ansteigen bei der Tonhöhe benutzt
werden, um die Richtung eines Notfallausgangs bzw. Notausstiegs
anzuzeigen.
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Es ist weiter bevorzugt, dass das
Steuermittel einen Speicher einschließt, in dem die Steuersignale
für ein
oder mehrere voreingestellte Ausgaben des Apparates gespeichert
sind. Eine derartig voreingestellte bzw. eingestellte Ausgabe ist
ein Muster von ein- und ausschalten der Sender, um die Ausgabe entlang
des Apparates fließen
zu lassen. Bei der Verwendung wird dieses Muster durch einen Bediener gewählt und
die Ausgabe wird entlang des Apparats durch das Steuermittel fließen, das
von dem Speicher die gespeicherten Muster des Signals liest, die benötigt werden,
um diesen Effekt zu erreichen. Eine andere voreingestellte Ausgabe
ist, in dem Fall, dass der Apparat Lichtquellen von verschiedenen
Farben aufweist, eine Serie von Ausgaben, wobei die kombinierten
Transmissionen bzw. Sendungen von unterschiedlichen farbigen Lichtquellen
eine Farbwahl bereitstellen, die größer ist als die Anzahl von
Farben von individuellen Lichtquellen. Bei der Verwendung wird eine
Farbe für
das Ganze oder einen Teilabschnitt bzw. Unterabschnitt des Apparates
gewählt und
die Lichtquellen, die zu betreiben sind und ein Beleuchtungsniveau
für jede,
die gebraucht wird, um die Farbe zu erhalten, wird von dem Speicher
gelesen.
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Die Hilfsstruktur bzw. Trägerstruktur
ist in geeigneter Weise zusammengesetzt aus oder weist eine Platine
wie z. B. eine Leiterplatte auf, durch welche elektrische Verbindungen
von jedem der Sender zu dem Steuermittel hergestellt werden können und optional
die Stromversorgung angeschlossen wird. Sie kann mit einer weiteren
Basiseinheit bzw. Grundeinheit eingebaut sein, auf der andere optionale Komponenten
des Apparates angeordnet sein können,
und zwar einschließlich
eines Diffusors, einer Abdeckung oder einem Schild, um gegen Abreibung zu
schützen,
oder Verbinder zur Oberflächenbefestigung.
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Der weite Bereich der Ausgaben, der
von dem Apparat und der Steuerung verfügbar ist, die durch jeden Sender
ausführbar
ist, der individuell adressierbar ist, stellt einen Apparat mit
einem breiten Bereich von vorteilhaften Verwendungen und Anwendungen
bereit.
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In einer Ausführungsform der Erfindung liegt der
Apparat auf oder ist in einer Straßenoberfläche inkorporiert und die Ausgabe
von dem Sender wird verwendet, um treiberlose bzw. führerlose
Fahrzeuge entlang des Kurses zu führen, der dem linearen Apparat
der Erfindung folgt. Die Variation bei der Ausgabe von individuellen
Sendern wird verwendet, um die Geschwindigkeit der treiberlosen
bzw. führerlosen Fahrzeuge
zu variieren. Im Allgemeinen kann der Fluss der Ausgabe entlang
des Apparates benutzt werden, um den Verkehr und/oder die Geschwindigkeit
z. B. über
Einfügen
in die Straßenbahnen
bzw. Straßenoberflächen zu
steuern.
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Die Sender zur Ausgabe des Tons können optional
piezoelektrische Lautsprecher sein. Dieser Apparat ist vorteilhaft
entlang des Notfallleitkorridors in einem Flugzeug oder auf Schiffen
gelegt und fuhrt im Betrieb die Passagiere zu den Notausgängen bzw. Notausstiegen
und ohne durch Rauch verdunkelt zu sein. Wie vorher erwähnt, wird
der Fluss von Ton und Licht entlang der Länge des Apparates in geeigneter Weise
verwendet, um die Richtung des Notausgangs bzw. Notausstiegs anzuzeigen,
und eine alternative Variation in der Tonhöhe der Ausgabe zeigt die Richtung
des Ausgangs an. Eine andere geeignete Verwendung der Erfindung
ist für
die Toneffekte innerhalb eines Auditoriums. Eine Länge des
Apparates wird um die Wände
eines Auditoriums gelegt und Ton und Licht kann dann um das Auditorium
fließen,
das den Effekt der Bewegung zu dem Zuhörer gibt.
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Die Erfindung stellt einen Apparat
bereit, der eine Vielzahl von Lichtquellen in naher Umgebung zueinander
aufweist, um einen Beleuchtungseffekt bereitzustellen, so dass das
zerstreute bzw. gestreute Licht wahrgenommen wird, nicht von einer
Vielzahl von Lichtquellen zu sein bzw. zu kommen, sondern von einer
einzelnen im Wesentlichen kontinuierlichen Quelle ist bzw. kommt.
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Die Lichtquellen werden ausreichend
nahe zueinander angeordnet, dass bei der Verwendung ein Betrachter
Licht von einzelnen Lichtquellen nicht unterscheiden kann, sondern
stattdessen eine fast bzw. nahe kontinuierliche Lichtausgabe wahrnehmen kann,
als ob es eine im Wesentlichen kontinuierliche längliche Lichtquelle gäbe. Bei
einem Apparat der vorliegenden Erfindung sind die Lichtquellen von
unterschiedlichen Farben und geben Licht aus, das während es
eine Mischung von verschiedenen Farben ist, als einzelne Farbe wahrgenommen
wird. Der Apparat umfasst weiter einen Diffusor zum Zerstreuen bzw.
Streuen des Lichtes von der Vielzahl von Lichtquellen, und zwar
in geeigneter Weise mit einer ausreichenden Distanz von den individuellen
Lichtquellen, so dass die Ausgabe von dem Diffusor als im Wesentlichen
homogen und nicht pixelunterteilt wahrgenommen wird.
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Beim Betrieb gibt der Apparat vorteilhafterweise
Licht aus, das als die erste Farbe oder die zweite Farbe oder wenn
sowohl die erste als auch die zweite Quelle betrieben werden, als
eine unterschiedliche Farbenform oder ein unterschiedlicher Farbton
wahrgenommen wird, wobei das eine Beimengung bzw. ein Zusatz der
zwei Farben ist. Indem separate Quellen in naher Umgebung zueinander und
in einer wiederholenden linearen Anordnung angeordnet werden, kann
der Apparat beim Verwenden Licht von einer Vielfalt von Farben,
Formen oder Farbtönen
mit im Wesentlichen gleichförmiger
Ausgabe ausgeben.
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Der Apparat weist vorzugsweise zumindest rote,
grüne und
blaue Lichtquellen und ferner optional weiße Lichtquellen auf. Bei einem
Betrieb von allen oder einer Auswahl dieser Quellen in einer simplen Ein-/Aus-Art
und -Weise hat der Benutzer die Wahl von sieben Farben und wobei
das Einschließen
von weißem
Licht ferner die Lichtausgabeoptionen für den Nutzer erhöht. Dies
ist ein signifikanter Fortschritt über Neonröhren vom Stand der Technik
im Bereich von Farben, die von einem einzelnen Apparat verfügbar sind.
Es ist ferner bevorzugt, dass individuelle Quellen moduliert oder
gedämpft
werden können,
so dass jede mehr als ein Niveau von Intensitätsausgabe haben kann, wobei
der Bereich der verfügbaren
Effekte ansteigt bzw. erhöht
wird und die Steuerung über
die Farben ansteigt bzw. erhöht
wird, so dass viele weitere Farben dem Bediener zur Verfügung stehen.
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Der Apparat schließt Mittel
zur individuellen Adressierung jeder Lichtquelle ein, wobei die
Steuerung einer oder mehrerer Lichtquellen einen statischen oder
bewegenden, gefärbten
Beleuchtungseffekt erzeugt. Da der Apparat einen länglichen
Diffusor entlang der Länge
des Apparates aufweist, ist ein breiter Bereich von Beleuchtungseffekten
erzielbar. Unterschiedliche Abschnitte des Apparates können unterschiedlich
gefärbtes
Licht ausgeben. Der ganze Apparat kann Licht von einer Farbe ausgeben
und kann so geändert
werden, dass der ganze Apparat dann Licht einer unterschiedlichen
Farbe ausgibt. Farben können
entlang des Apparates fließen
und unterschiedliche Farben können
entlang des Apparates gejagt werden. Die Lichtquellen des Apparates sind
vorzugsweise im Wesentlichen durch zerstreuendes oder nicht lichtdurchlässiges Material
umgeben, so dass im Wesentlichen kein Licht von dem Apparat anders
als über
den Diffusor ausgegeben wird. Diese Anordnung verhindert, dass die
Beleuchtungseffekte durch nicht zerstreutes Licht, das die Ausgabe
des Apparates kontaminiert, beschädigt bzw. verunziert wird.
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Die unabhängige Steuerung von jeder Lichtquelle
wird in geeigneter Weise unter Verwendung eines Prozessors erreicht.
Der Apparat kann Mittel zur Verbindung an die Schaltung zur Steuerung
der Beleuchtung der Lichtquellen, wie z. B. eine RS232 Computerschnittstelle,
beinhalten. Der Apparat selbst kann einen Prozessor beinhalten,
der programmiert ist, um jede Lichtquelle unabhängig zu steuern, und zwar eingebaut
in dem Apparat. Eine Anzahl von vorprogrammierten Routinen sind
geeigneterweise in dem Prozessor eingeschlossen.
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Der Apparat der Ausführungsformen
der Erfindung kann, wie im weiteren Detail unten beschrieben wird,
ein wiederholendes lineares Array bzw. Feld von unterschiedlichen,
gefärbten
Lichtquellen aufweisen, wobei die Quellen auf eine Leiterplatte
in naher Umgebung zueinander angeordnet bzw. befestigt sind und
die Lichtausgabe von den Quellen durch einen lichtdurchlässigen Diffusor
geleitet wird, der im Wesentlichen die Länge des Apparats abläuft.
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Die Lichtquellen werden angeordnet,
so dass bei einer Distanz bzw. einem Abstand von dem Diffusor der
Betrachter die Ausgabe von dem Diffusor wahrnimmt, im Wesentlichen
eben bzw. glatt zu sein, als ob das Licht nicht von Punktquellen
ausgestrahlt wird, sondern von einer länglichen kontinuierlichen oder
nahen bzw. fast kontinuierlichen Lichtquelle. Wenn Quellen von unterschiedlichen
Farben betrieben werden, nimmt der Betrachter zerstreutes Licht bzw.
Streulicht einer einzelnen Farbform oder eines einzelnen Farbtons
eher war, als begrenzt individuelle Lichtquellen von unterschiedlichen
Farben in naher Umgebung. Die Lichtquellen werden von LED, Glühlampen,
Entladelampen, elektrolumineszenten Lampen, Xenon-Typ-Blitzlampen
oder irgendeiner anderen geeigneten Lichtquellen emittierenden Strahlung
geeignet ausgewählt.
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Der Diffusor kann aus Licht durchlässigem, zerstreuenden
Material hergestellt sein, das so befestigt ist, dass die Lichtausgabe
von dem Apparat durch den Diffusor gelangt, bevor es durch einen
Beobachter wahrgenommen wird. Der Diffusor kann somit im Wesentlichen
die Lichtquellen umgeben und röhrenähnlich sein.
Polymere, wie z. B. PTFE und Polyethylen, sind geeignet. Der Diffusor
kann alternativ sein oder einen Reflektor aufweisen, der unter den Lichtquellen
befestigt ist. Die Lichtausgabe wird durch den Reflektor reflektiert
und zerstreut. Etwas Licht kann direkt ausgegeben werden, ohne zerstreut zu
werden, aber der allgemeinen Effekt ist es, die Lichtausgabe bereitzustellen,
die als im Wesentlichen kontinuierlich und/oder eine Beimengung
bzw. einen Zusatz von verschiedenen Farben wahrgenommen wird. Alternativ
verhindert ein lichtdichtes Glied die Ausgabe von anderem Licht,
als das durch bzw. via den Reflektor reflektierte und zerstreute.
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In einer spezifischen Ausführungsform
der Erfindung, die im weiteren Detail unten beschrieben ist, sind
die Lichtquelle Licht emittierende Dioden (LEDs). Ein Vorteil dieser
Ausführungsform
der Erfindung, die LEDs beinhaltet, ist jener, dass diese typisch
eine Niederbetriebsspannung benötigen,
wobei dadurch die Gesundheits- und Sicherheitsbetrachtungen vermieden
werden, die beim Betrieb von Hochspannungsausrüstung verbunden ist. Dies erhöht signifikant
die Flexibilität
und Leichtigkeit der Installation und Verwendung des Apparates der
Erfindung. Die Lichtausgabe von Hochintensitäts-LEDs ist hell und LEDs haben
ein langes Leben, wobei somit der Apparat für die Verwendung in einem breiten
Bereich von Beleuchtungseffekten verwendbar ist und geeignet ist
zur Anwendung bei einem Display, bei tektonischer und Unterhaltungsbeleuchtung.
Die Lichtausgabe kann vergleichbar zu der von Neon- und Fluoreszenz-Röhren sein
und somit ist der Apparat entsprechend der Erfindung für alle Anwendungen,
wo Neon- und Fluoreszenz-Lichter bisher gewählt wurden, geeignet. Ferner
ist die Ausgabe im Wesentlichen gleichförmig entlang der Länge des Apparates.
Die LEDs können
ferner bei variierenden Winkeln zwischen voll nach oben gerichtet
und 90° zu
der Vertikalen, typischerweise von 15° bis 60° zu der Vertikalen, befestigt
sein, um die Lichtausgabe zu maximieren. Ähnlich kann das Beabstanden
von LEDs variieren. Der normale Betrachtungswinkel von LEDs ist
sehr eng, wobei er ungefähr
bei 60° liegt. Das
Befestigten der LEDs mit einem Winkel erhöht das Überlappen zwischen der Ausgabe
von angrenzenden LEDs und wird somit mit gewinkelten bzw. angewinkelten
LEDs die Ebenheit bzw. Gleichmäßigkeit
der Ausgabe verbessern und/oder die Beabstandung bzw. das Beabstanden
zwischen den LEDs kann erhöht
bzw. gesteigert werden.
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Es ist eine weitere Option für Komponenten des
Apparates der Erfindung, die Lichtquellen und einen Diffusor aufweist,
verformbar bzw. umgestaltbar zusammen befestigt zu sein, so dass
sie in eine benötigte
Anzeigenform konfiguriert werden können, z. B. indem sie auf eine
verformbare bzw. umgestaltbare Trägerstruktur befestigt werden.
Eine besondere Ausführungsform
des Apparates hat einen verformbaren bzw. umgestaltbaren, röhrenförmigen Diffusor, der
teilweise oder ganz eine Zeile bzw. Reihe von LEDs umgibt, der in
eine gewünschte
Form deformiert werden kann, z. B. in die Ausdrucksweise bzw. in
den Wortlaut für
ein Zeichen bzw. ein Schild, in einen Beleuchtungseffekt um einen
Eingang bzw. eine Türöffnung,
oder der in einer langen Linie bzw. Leitung um den Umriss eines
Fensters oder Gebäudes jagt
bzw. läuft.
Dies bietet eine Verbesserung über die
Vorrichtungen vom Stand der Technik, da der Apparat der Erfindung
in unterschiedliche Formen und Konfigurationen verformt bzw. um gestaltet
werden kann, während
sie den Farbmix, die Änderung,
den Fluss und die Jagdoptionen haben, die bereits diskutiert sind.
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Es ist ferner optional für den Apparat,
so konfiguriert zu sein, dass die Längen zusammen verkettet sein
können,
um einen längeren
Apparat auszubilden. Das distale und proximale Ende des Apparates können elektrische
Verbindungen aufweisen, so dass eine Vielzahl von Apparaten zusammengeschlossen werden
können.
Vorzugsweise schließt
der Apparat elektrische Verbinder bzw. Verbindungen für die Verwindung
des Apparats an eine Leistungsversorgung bzw. Stromversorgung ein,
wobei dadurch in einer Kette von einer Vielzahl von Apparaten jeder
oder eine Anzahl der Apparate separat an eine Leistungsversorgung
bzw. Stromversorgung oder Stromversorgungen bzw. Leistungsversorgungen
angeschlossen sein kann. Die Steuersignale können ähnlich angeschlossen sein.
Jede individuelle Länge
des Apparates kann zumindest 20 oder bevorzugter zumindest 50 Sender
aufweisen. Das Zusammenverketten der Längen kann viele Hunderte von
Sendern in einem linearen Array bzw. Feld bereitstellen.
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In einem Beispiel der Erfindung bei
der Verwendung wird der Apparat, der eine Vielzahl von Lichtquellen
aufweist, verwendet, um einen Notausgangsweg bzw. eine Notausgangsroute
anzuzeigen. Änderungen
der Farbe können
das Niveau des Notfalls anzeigen, und zwar entsprechend der Schwere bzw.
des Ernstes, wie z. B. Amber bzw. Gelb für mittlere und Rot für volle
Notfallevakuierungsprozeduren. Der Ausgabefluss von Lichtquellen
entlang des Apparates wird vorzugsweise verwendet, um die Richtung
des Ausgangs anzuzeigen und die Variation der Farbe wird geeigneterweise
verwendet, um den Abstand bzw. die Distanz zum Ausgang anzuzeigen, wobei
die Farbe sich ändert,
wenn der Ausgang erreicht wird.
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Es wird besonders bevorzugt, dass
die Sender im Apparat der Erfindung sowohl Lichtquellen als auch
Umwandler, die Ton ausgeben, aufweisen. Der Apparat der Erfindung
kann somit sowohl Ton- als auch Lichtausgabe mit allen Fluss-, Jagd-
und Frequenzvariationseffekten bereitstellen, die diskutiert sind.
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In einem anderen Beispiel der Erfindung
bei der Verwendung wird ein Apparat, der eine Vielzahl von Lichtquellen
aufweist, auf oder entlang der Seite oder in die Straßenoberfläche inkorporiert
bzw. eingefügt.
Der Ausgabefluss von den Lichtquellen wird gesteuert, um die Steuerung
der Geschwindigkeit des Verkehrs zu unterstützen. Somit unterstützt der Lichtfluss
entlang des Apparates bei z. B. 50 mph (ungefähr 80 km/h) bei der Beschränkung der
Geschwindigkeit von Autos und anderen Fahrzeugen. Die gesteuerte
Abnahme bei der Geschwindigkeit des Lichtausgabeflusses entlang
des Apparates kann bei der Erreichung eines gesteuerten Abbremsens
von Verkehr, Vermeiden von Unfällen
auf Grund der Wellendichte des Verkehrs bzw. Straßenverkehrs und
plötzlichen Änderungen
der Geschwindigkeit unterstützen.
Eine alternative Verwendung ist für den Apparat der Erfindung
das Ausgeben des Lichts, das verwendet wird, um Bahnbegrenzungen
bzw. Straßenbegrenzungen
zu definieren, z. B. in separaten Bahnen bei einer Autobahn oder
einem Swimmingpool. In letzterem Fall kann die Geschwindigkeit des Ausgabeflusses
eine geführte
Geschwindigkeit bzw. geleitete Geschwindigkeit für Schwimmer bereitstellen,
die einem besonderen Trainingssystem bzw. einer besonderen Trainingsordnung
folgen. Ein weiteres Beispiel der Erfindung in der Anwendung ist
für den
Apparat der Erfindung, die Lichtausgabe, das um die Peripherie eines
Kreisverkehrs angewendet wird, um die korrekte Richtung des Verkehrsflusses
anzuzeigen.
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Die unabhängige Steuerung von jedem Sender
ermöglicht
einen breiten Bereich und eine Vielfalt von Effekten, die zu erhalten
sind. Die Natur der Sender und der Steuerung davon ist wie anderswo
hierin beschrieben. Zum Beispiel kann das Verfahren das Fließen oder
Jagen bzw. Verfolgen der Ausgabe der Sender aufweisen und kann das
Variieren der Frequenz oder Intensität der Ausgabe aufweisen.
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Vorzugsweise weist das Array bzw.
das Feld ferner Lichtquellen einer dritten Farbe auf, die unterschiedlich
ist von der ersten und zweiten Farbe, wobei die Lichtquellen derart
angeordnet sind, dass, wenn beliebige zwei oder mehr der Lichtquellen
betrieben werden, Licht von den Quellen durch den Diffuser zerstreut
wird und durch ein menschliches Auge als beinhaltend oder aufweisend
von Licht einer unterschiedlichen Farbe, Form oder Farbton wahrgenommen
wird.
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Es ist ein Vorteil der Erfindung,
dass durch Kombinieren unterschiedlicher Farben von Lichtquellen
der Bereich der Farben, die ausgegeben werden können, nicht begrenzt ist auf
die einzelnen Farben der Lichtquellen, sondern ferner die Kombinationen von
unterschiedlichen Farben einschließt. Somit, unter Verwendung
von roten, grünen
und blauen Lichtquellen, kann eine Auswahl von sieben Farben erhalten
werden.
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Die Steuerung der Ausgabe von den
einzelnen Sendern ermöglicht
einen breiten Bereich von Effekten, der zu erreichen ist, wie bereits
oben beschrieben wurde. Die Steuerung der einzelnen Sender wird
geeigneterweise unter Verwendung einer Computersoftware mit einer
RS232 oder einer anderen geeigneten Schnittstelle an bzw. mit dem
Apparat erreicht. Es ist optional, bei der Computersoftware eine
Anzahl von vorprogrammierten Anzeigeeffekten bereitzustellen, wie
z. B. das Scrollen durch die unterschiedlichen Ausgaben, wie z.
B. Farben, die verfügbar
sind, das Jagen bzw. Verfolgen der Ausgabe der Sender entlang der
Länge des
Apparates und das Ausgeben unterschiedlicher Frequenzen von unterschiedlichen
Sektionen bzw. Abschnitten des Apparates. Das Verfahren kann ferner
das Speichern einer oder mehrerer voreingestellter Betriebsmuster bzw.
Operationsmuster in einem Speicher und das Lesen des Speichers aufweisen,
um die gewünschten
Muster auszugeben.
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Das Material des Diffusors und das
Material des flexiblen Trägermaterials
bzw. Unterstützungsmaterials,
wo dies von dem Diffusor separiert ist, ist geeigneterweise aus
wasserfestem Kunststoffmaterial, wobei somit ein niederspannungs-wasserfester Apparat
bereitgestellt wird, der besonders geeignet für die Außenverwendung ist.
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Andere optionale Anordnungen und
Konfigurationen sind für
den Apparat und das Verfahren der Erfindung ferner geeignet. Die
Sender können
parallel oder in gestaffelte Linien bzw. Zeilen von ähnlichen
oder unterschiedlichen Sendern angeordnet sein, wobei eine Linie
bzw. Leitung oder Zeile eine Linie von Lichtquellen ist und eine
andere eine Linie von Tonwandlern ist, oder entlang einer einzelnen
Linie können
Lichtquellen alternierend oder auf andere Weise mit den Tonwandlern
verschachtelt sein. Die Sender können
auf einer Leiterplatte montiert bzw. befestigt sein oder können mit
dieser verbunden sein, die optional verformbar bzw. umgestaltbar
ist oder entlang ihrer Länge
gefaltet ist, um die allgemeine Tiefe des Apparates zu reduzieren.
Der Sender kann im Wesentlichen in derselben Ebene wie die Leiterplatte
oder in der Ebene, die senkrecht zu jener der Leiterplatte ist,
befestigt sein.
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Eine weitere Option für die Sender
ist es, dass die Leiterplatte und der Diffusor zusammen und innerhalb
einer Kunststoffextrusion eingeschlossen, verformbar bzw. umgestaltbar
befestigt ist. In einer weiteren Ausführungsform ist es eine Option
für den zweiten
separaten Diffusor, an den Apparat angehängt zu sein. Eine Alternative
für die
Sender ist es, die PCB bzw. Leiterplatte und den Diffusor zusammen
befestigt und in einem zerstreuenden Material mit extrudiert zu
sein.
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In einem Beispiel des Apparates in
der Verwendung kann der Apparat vorteilhaft für einen Anschluss an temporären Strukturen,
wie z. B. Barrieren, das Straßenbarrieren
einschließt,
oder Verkehrskonusse bzw. Verkehrsengstellen angepasst sein.
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Individuelle Längen des Apparates der Erfindung
können
zusammen angeschlossen sein, und zwar geeignet über elektrische Verbindungen,
und zwar für
Leistungs- bzw. Strom- und/oder Steuerungssignale an ihren jeweiligen
proximalen und distalen Enden. Die Leistungs- bzw. Strom- und/oder
Signalleiter können
angeordnet sein, um für
eine Isolierungs-Verschiebungs-Verbindung verfügbar zu sein. Die Leiter können angeordnet
sein, um für
eine Verbindung an einem lokalen Eingang von den Sensoreinrichtungen,
wie z. B. Thermometer, Nanometer, Rauch- oder Gasdetektoren, Dehnungsmessstreifen oder
derart ähnliche
Einrichtungen, verfügbar
zu sein. Die Leiter können
für eine
Verbindung an einem lokalen Eingang von einer Notfallserviceausrüstung angeordnet
sein, die für
die Verwendung bei der Verkehrssteuerung oder der Steuerung von
Massen bzw. Menschenmengen geeignet ist. Die Vorrichtung kann ferner
eine Schaltung aufweisen, um telemetrisch Signale zu empfangen und
zu dekodieren.
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Der Apparat kann ferner eine oder
mehrere Solarzellen aufweisen und kann ferner eine oder mehrere
elektrische Speichervorrichtungen aufweisen, wie z. B. wiederaufladbare
Batterien, die in und zwischen den individuellen Sendern integriert
sind.
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Diese sind von besonderem Vorteil
bei der langfristigen Verwendung im Außenbereich, wie z. B. bei Verwendung
im Verkehr und architektonischer Verwendung des Apparates.
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Bei einer spezifischen Ausführungsform
der Erfindung ist der Apparat in der Form einer flexiblen Röhre, die
ungefähr
25 mm bis 100 mm (1–4
Inch) im Durchmesser aufweist und ist in Längen verfügbar, die zusammen aneinander
gekettet werden können, um
eine totale Länge
bzw. Gesamtlänge
von bis zu 100 m bereitzustellen. Die Leistungsversorgungen bzw.
Stromversorgungen können
periodisch entlang der Länge
einer derartigen Kette platziert werden und die Kette ist flexibel
genug, um sich bis zu einem Radius von 150 mm (6 Inches) ohne Betriebsfehler
bzw. Fehloperation zu biegen. Rote, grüne und blaue LEDs werden bereitgestellt
und der Betrieb von diesen erfolgt über ein einfaches Steuerpaneel
mit Optionen, um die Farbe, Flussgeschwindigkeit, Richtung und das
Muster der Beleuchtung der LEDs einzustellen. Eine Anzahl von vorprogrammierten
Mustern und Verfolgungen können
durch einen Nutzer ausgewählt
werden und das Steuerpaneel schließt die Option für neue Muster,
die über
eine PC-Schnittstelle einprogrammiert
werden, ein. Das Steuerpaneel arbeitet bei 100 bis 240 Volt dc,
50/60 Hz, während
der Apparat selbst bei keiner größeren als
30 Volt dc arbeitet.
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Der Apparat und die Verfahren der
Erfindung sind somit geeignet, um eine direkte und/oder aktive bewegende
Ausgabe bereitzustellen, um die Richtung und/oder Geschwindigkeit
anzuzeigen und um die Richtung und/oder Geschwindigkeit zu steuern. Die
Erscheinung kann von einer Licht- oder Tonquelle gegeben werden,
die beweglich ist. Eine flexible Unterstützungsstruktur bzw. Trägerstruktur
ermöglicht einer
linearen Vorrichtung der Erfindung, an irgendeine gewünschte Form
angepasst zu sein, z. B. um irgendeiner gegebenen Linie oder irgendeinem
gegebenen Profil zu folgen. In einer alternativen Ausführungsform
werden ein oder mehrere Sender durch Quellen aus Geruchsmaterial
bzw. olfaktorischem Material ersetzt, und zwar unter individueller
Steuerung gemäß anderen
Ausführungsformen.
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Die Sender sind vorzugsweise in einem
länglichen
linearen Array bzw. Feld angeordnet, das Sender aufweist, die in
einer Linie angeordnet sind, die ein oder zwei Sender breit und
viele Sender lang ist, vorzugsweise ein Sender breit ist. Eine weitere
Option ist es, ein oder mehrere Overlays bzw. Überlagerungen oder Auflagen
an den Apparat, z. B. auf den Diffusor, permanent oder entfernbar
anzubringen bzw. anzuhängen.
Diese können
Text oder Grafiken sein und können
aus lichtundurchlässigem,
transparentem oder lichtdurchlässigem
Material hergestellt sein. Diese Option fügt weitere Anwendungen und Effekte
hinzu, die unter Verwendung der Erfindung möglich sind.
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Die Erfindung ist in spezifischen
Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
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1 zeigt
eine schematische isometrische Ansicht des Apparates der Erfindung;
-
2 zeigt
eine schematische Schnittansicht entlang A-A von 1;
-
3 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Abschnitts des Apparates
von 1;
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4 bis 8 zeigen schematische Diagramme
des Apparates und seiner Steuerelektronik und Leistungsversorgung
bzw. Stromversorgung; und
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9 zeigt
schematisch Längs-
bzw. Frontal- und teilweise Querschnittsansichten eines weiteren
Apparates der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf die 1, 2 und 3, ist der Apparat der vorliegenden
Erfindung im Allgemeinen als 1 gezeigt (und ferner als "Flusslicht" bezeichnet) und
weist einen länglichen
Diffusor 2 auf, der aus unbeugsam bzw. steifem, lichtdurchlässigem,
zerstreuendem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Der Diffusor wird
auf der Basis 3 befestigt, die ferner eine Leiterplatte 4 unterstützt bzw.
trägt.
Die Leiterplatte ist an die Steuerelektronik und Leistungsversorgungen
angeschlossen, das in den 1 bis 3 nicht veranschaulicht ist.
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Ein lineares Array bzw. Feld von
LEDs 5 ist auf der Leiterplatte befestigt und elektronisch
mit der Leiterplatte verbunden. Die LEDs sind in naher Umgebung
zuein ander und sind in einem wiederholenden Muster von rot, grün, blau,
rot, grün,
blau usw. entlang der Länge
des Flusslichtes. Jede LED wird einzeln gesteuert, so dass jede
nach Belieben an- oder ausgeschaltet werden kann und jede kann ihre Helligkeit
haben, die unabhängig
von allen anderen LEDs variiert. Der Diffusor in Kombination mit
der Basis umgibt die LEDs komplett und folglich kann das Licht nur
von dem Apparat über
den Diffusor ausgegeben werden. Beim Betrieb, wenn eine Vielzahl
der LEDs beleuchtet ist, wird das Licht von diesen zerstreut und
durch einen entfernten Betrachter als von einer kontinuierlichen
linearen Lichtquelle ausstrahlend wahrgenommen, eher als von individuellen Punktlichtquellen.
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Der Apparat der vorliegenden Erfindung
ist somit ein optisches Effektsystem, das aus einem Array bzw. Feld
von mehrfachen optischen Emittern (Lichtquellen) mit einem regelmäßigen Abstand
bzw. mit einer regelmäßigen Tonhöhe, mit
individueller Steuerelektronik, um jede Quelle zu steuern, besteht.
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Eine Länge der Flusslinie entlang
mit seinen Leistungsversorgungen bzw. Stromversorgungen wird eine
Steuerung bzw. Controller und seine Leistungsversorgung bzw. Stromversorgung
schematisch in 4 veranschaulicht.
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Indem die Information, die durch
den Controller bzw. durch die Steuerung an die LED-Treiberelektronik
gesandt wird, gesteuert wird, ist es möglich, die Beleuchtung jeder
Quelle einzeln bzw. individuell zu steuern. Das Variieren der Zeit
bzw. des Taktes der Beleuchtung angrenzender Quellen gibt den Effekt
der scheinbaren Bewegung an die Ausgabe des Apparates. Das Array
bzw. Feld von LEDs ist mehrfarbig, in einer wiederholenden Rot-,
Blau-, Grünsequenz
entlang der Länge
des Apparates, und innerhalb des Diffusors eingeschlossen, obwohl
es ferner eine Option für
die mehrfachen Farben ist, in Gruppen angeordnet zu sein. Die LEDs
werden einer neben dem anderen fest angeordnet bzw. lokalisiert,
so dass, wenn zwei oder mehr in naher Umgebung beleuchtet werden,
die Wahrnehmung des Betrachters ist, dass die Lichtausgabe von dem
Diffusor kontinuierlich bzw. gleichmäßig ist – das heißt, eine Farbe, die eine Beimengung
bzw. einen Zusatz der individuellen LEDs ist oder in dem Fall, dass
alle LEDs, die beleuchtet werden, dieselbe Farbe haben, eine kontinuierliche
bzw. gleichmäßige gefärbte Ausgabe.
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Die Elektroniken werden gesteuert,
um die LEDs in einer programmierten Art und Weise zu erhellen bzw.
zum Leuchten zu bringen und zur Verfügung stehende Muster schließen die
Quelle für
die Steuerinformation ein, die eine reguläre bzw. regelmäßige An-/Aus-Sequenz
ist oder komplette Zustände
bei einer kontrollierten Rate ausgegeben werden.
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Falls LED-Zustände mit geringen Änderungen
zwischen ihnen ausgegeben werden, ist es möglich, dem Auge den Eindruck
einer Bewegung zu geben. Falls die Gruppe von vier Zuständen wiederholt wird:
dann wird eine Anzeige von
drei aus, einem an, entlang des Apparates rippeln bzw. wellenförmig den Apparat
umkreisen. Um die Anzeige weiter zu verbessern, wird die Intensität für jeden
Emitter variiert.
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Die Steuerelektronik bzw. Steuerelektroniken
des Apparates bestehen aus dem Controller bzw. der Steuerung, seiner
Leistungsversorgung und dem Aufbau von LEDs und einer oder mehreren
Strom- bzw. Leistungsversorgungen für die LEDs. Da die Leistungsverschwendung
bzw. der Leistungsverlust von LEDs hoch ist, ist es gegenwärtig nötig, Leistung in
dem linearen Feld bzw. Array von Lichtquellen an regelmäßigen Punkten
einzuspeisen bzw. einzuführen.
Die Distanz bzw. der Abstand zwischen diesen Punkten wird durch
die Größe der Stromleiter
bzw. Leistungsleiter, der Stromverschwendung bzw. des Stromverlustes
und dem Grad, zu welchem der Spannungsabfall auf das Licht einwirkt,
das emittiert wird, bestimmt.
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Die Steuerung ist verantwortlich
für die
sequenzielle Datenausgabe an die LEDs. Dieser Datenstrom wird in
einem temporären
Speicher platziert, der an jeder LED angehängt ist, die eine Zeit für all die
Steuerinformationen erlaubt bzw. gewährt, die auszuscannen bzw.
abzutasten sind. Ein einzelnes Steuersignal kann dann die Daten
zu einem zweiten Speicher transferieren, der verwendet wird, um
die LEDs anzutreiben bzw. zu treiben. Diese Anordnung kann auf verschiedenen
Wegen realisiert werden. Der erste ist, ein Schieberegister zu haben,
in dem die Daten eingeschlossen bzw. getaktet werden können, und
zwar mit den Ausgängen
jeder Stufe, die an einen Speicherlatch bzw. Signalspeicher oder
Haltespeicher mit einem Lasteingang bzw. Ladeeingang wie in 5 angeschlossen ist.
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Dasselbe Ergebnis wird mittels der
Elektronik erreicht, die Daten für
eine voreingestellte Anzahl von LEDs empfängt und dann diese Information
speichert bis ein Lastbefehl bzw. Ladebefehl empfangen wird. Zu
diesem Zeitpunkt wird die neue Information an die Emitter ausgegeben,
die in einer Matrix angeordnet sind und sequenziell durch die Elektronik
wie in 6 abgetastet
ist.
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Die Steuerung selbst ist eine mikroprozessorgesteuerte
Einheit mit einer CPU, einem RAM und EPROM oder Flash-EPROM, um
sowohl das Programm als auch die Datenbilder zu speichern. Ferner sind
an die CPU angehängt,
eine serielle Schnittstelle, um zu einer externen Programmierausrüstung zu verbinden
und das Interface bzw. die Schnittstelle zu dem Apparat selbst.
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Die 7 zeigt
eine Steuerung in einem Blockformat. Die Schnittstelle zu der Flusslinie
wurde konfiguriert, um das Schieberegistersystem zu treiben bzw.
anzutreiben.
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Darum gibt es eine Datenausgabelinie
bzw. Datenausgabeleitung zusammen mit einer Taktleitung bzw. Taktlinie.
Wenn die Daten auf der Datenausgabelinie bzw. Datenausgabeleitung
stabil sind, wird der Zustand der Taktleitung bzw. Taktlinie geändert, um
die Daten in das Schieberegister zu schieben. Alle existierenden
Daten werden dann entlang zum nächsten
Register bewegt. Wenn das Schieberegister mit dem gewunsch ten Bit-Bild
geladen ist, wird eine Ladesteuerungsleitung bzw. Ladesteuerungslinie
aktiviert, um die Daten von dem Schieberegister-Temporärspeicher
zu dem Ausgabespeicher zu transferieren. Zu diesem Zeitpunkt werden
die neuen Daten die LEDs steuern. Abschließend gibt es eine Freigabeleitung,
um alle Ausgabetreiber auszuschalten, so dass die Anzeige abgeschaltet
bzw. gelöscht
werden kann. Dies kann für
einen gesteuerten Start benutzt werden, wenn die Leistung angelegt wird,
um zu verhindern, dass merkwürdige
Daten sichtbar werden, um die Anzeige an- und aus- aufleuchten zu
lassen und schließlich
um eine Systemüberwachungsvorrichtung
anzuschließen,
so dass es die Anzeige abschalten kann, falls die Steuerung einen
Fehler aufweist.
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Die Takt- und Ladesteuerleitungen
schließen alle
LED-emittierende Seiten an, wobei sie deshalb eine große Ladung
bzw. Last auf einem langen System haben und sie mit regelmäßigen Intervallen
bzw. Abständen
gepuffert werden müssen.
Dies wird in geeigneter Weise an den Punkten getan, an denen die
Leistung an jede Sektion bzw. jeden Abschnitt angelegt wird. Für die EMC
bzw. EMV-Erfüllung
bzw. – Übereinstimmung
werden die Flanken bzw. Kanten dieses Signals gesteuert, um die
Menge bzw. den Umfang der RFI- bzw. Höchstfrequenzstörungs-Energie
zu begrenzen, die emittiert wird.
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In einem alternativen Treiberverfahren
hat die Steuerung einen zweiten seriellen Port bzw. Anschluss und
die Daten für
jede Sektion werden an diesem ausgegeben. Mittel für jede Sektion,
um zu identifizieren, welche Daten zu benutzen sind, sind ferner
hinzugefügt.
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Ein Externer-Schnittstellen-Serieller-Port bzw.
-Anschluss ist eine andere Option und erlaubt das neu programmieren
des Flash-EPROMS mit neuen Bilddaten. Diese könnten z. B. von einem Personal-Computer
heruntergeladen werden.
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Farbe wird auf verschiedene Art und
Weise gehandhabt. Ein Weg ist es, für jede emittierende Seite eine
Anzahl von individuellen gefärbten
Quellen zu haben, und zwar jede mit ihrer eigenen Treiberelektronik.
Jede Farbe hat ihr eigenes Schieberegister und ihren eigenen Signalspeicher
bzw. Haltespeicher und die Anzahl der Datenausgänge auf dem Controller bzw.
der Steuerung würde
ansteigen. Die Takt- und Ladeleitungen gehen gemeinsam zu allen Schieberegistern.
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Die andere Möglichkeit ist es, entweder
eine Sektion des Apparates in verschiedenen Farben zu haben oder
die LEDs in einer nacheinander folgenden Farbreihenfolge zu haben – z. B.
rot, grün,
rot, grün,
rot usw. Dies lässt
das Beabstanden bzw. die Beabstandung zwischen jeder ähnlichen
Farbe ansteigen. Die Programmierung würde dann darauf Rücksicht
nehmen, welche Farbe zu benutzen ist. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise
ist es, die Elektronik an einem einzelnen Schieberegister zu halten bzw.
beizubehalten.
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Die Helligkeit jeder LED kann ferner
gesteuert werden. Auf demselben Weg wie die Steuerung von Farbe,
können
mehrfache Schieberegister mit jedem benutzt werden, die einen Teil
des Antriebs geben, das heißt
zwei Schieberegister würden
drei Helligkeitsniveaus plus aus geben, vier mögliche Zustände. Falls eine LED durch eine
Anzahl von Ausgängen
an einem Schieberegister getrieben bzw. angetrieben wird, kann dann
wieder die Helligkeit gesteuert werden.
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Die allgemeine Helligkeit kann entweder durch
das Variieren der Zufuhrspannung bzw. Versorgungsspannung an die
Anzeige oder durch ihr An-/Ausschalten mit hoher Geschwindigkeit,
so dass das Verhältnis
von An- zu- Aus-Zeit (Marke -zu- Raum bzw. Zeichen -zu- Abstand)
die Helligkeit bestimmt, gesteuert werden. Dieses benötigt ein
sorgfältiges
Design bzw. einen sorgfältigen
Aufbau, um die EMC- bzw. EMV-Probleme
beim Schalten von hohem Strom mit hoher Geschwindigkeit zu begrenzen.
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Ein typischer Satz von Treiberelektronik,
der mit den LEDs zusammengepackt ist, wird in 8 gezeigt.
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Bezugnehmend auf 9 wird ein weiterer Apparat der Erfindung
im Allgemeinen als 11 gezeigt und weist einen länglichen äußeren Diffusor 12 auf, der
auf der Basis 13 befestigt ist. Eine Leiterplatte 14 ist
ferner auf der Basis befestigt und an die Steuerelektronik und die
Leistungsversorgungen bzw. Stromversorgungen angeschlossen, die
nicht in dieser Figur veranschaulicht sind.
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Ein lineares Array bzw. Feld von
LEDs 15 ist auf der Leiterplatte befestigt und elektrisch
an die Leiterplatte angeschlossen. Die Zeichnung ist eher schematisch,
wobei das Beabstanden der LEDs zur Bequemlichkeit übertrieben
ist. Der Betrieb von und die Wahl der Farben der LEDs ist wie vorher
beschrieben.
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Die LEDs 15 werden befestigt,
um in einem Winkel von ungefähr
45° zu der
Vertikalen in der Richtung der longitudinalen Achse des Apparates, wie
im besonderen durch die Schnitt-Seitenansicht von A-A gezeigt ist,
zu sein. Sie sind ferner auf der Basis eines Reflektors 16 befestigt.
Diese ist unterhalb der LEDs angeordnet und erstreckt sich zum Teil nach
oben zur Innenseite des Tunnels, der durch den Diffusor erzeugt
wird. Der Reflektor dient dazu, um zu helfen, die Lichtausgabe zu
maximieren, indem Lichtverluste z. B. durch das Absorbieren in der
PCB bzw. Leiterplatte, reduziert werden. Das anwinkeln der LEDs
dient dazu, um bei der Bereitstellung einer gleichmäßigen Ausgabe
von dem Apparat zu unterstützen.
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Ferner ist auf der Basis der innere
Diffusor 17 befestigt, der einen lichtdurchlässigen oberen
Abschnitt 18 und einen unteren Abschnitt 19 aufweist, der
in Schlitze bzw. Nuten 20 auf der Basis angeordnet ist.
Der innere Diffusor ist typischerweise aus anderen Materialien als
der äußere Diffusor
und 3M's optischer
Lichtfilm, wie er in ihrer "Light
Pipe" bzw. "Lichtleitung" (registriertes Warenzeichen)
benutzt wird, der auf einem im Wesentlichen transparenten Träger befestigt
ist, ist im Besonderen geeignet. Es ist optional, den äußeren oder
inneren Diffusor auszuschließen. Ähnlich ist
der Reflektor optional und in gewissen Ausführungsformen, die den Reflektor
beinhalten, wird weder der innere noch der äußere lichtdurchlässige Diffusor
benötigt.
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Die vorliegende Erfindung stellt
somit einen Apparat und Verfahren bereit, um einen linearen Beleuchtungseffekt
oder Licht- und Toneffekt bereitzustellen.
