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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit Pixelelementen, die als eine Pixelmatrix angeordnet sind. Eine Steuereinrichtung kann die Pixelelemente ansteuern, um im Bereich der Pixelmatrix mittels jedes Pixelelements jeweils einen einzelnen Bildpunkt in Bezug auf seine Farbe und/oder Leuchtstärke einzustellen. Mittels der Anzeigevorrichtung soll eine ortsaufgelöste Verteilung oder Konzentration zumindest einer Kenngröße (z.B. Temperatur, Strahlung) eines Fluids (Gas oder Flüssigkeit) als Anzeigeinhalt angezeigt werden.
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Bei der Messung einer Kenngröße in einem Fluid, also in einem Gas oder einer Flüssigkeit, kann man daran interessiert sein, die örtliche Verteilung oder ortsaufgelöste Verteilung oder Konzentration der Kenngröße als Anzeigeinhalt auf einer Anzeigevorrichtung grafisch darzustellen. Handelt es sich bei der Kenngröße beispielsweise um eine Konzentration eines bestimmten Gases, beispielsweise Kohlendioxid, in dem Fluid, so wird als Anzeigeinhalt auf der Anzeigevorrichtung dargestellt, wie hoch oder groß die Kenngröße, also beispielsweise die Konzentration, an unterschiedlichen Orten in dem Fluid ist. Zum Messen der ortsaufgelösten Verteilung einer Kenngröße kann in dem zu vermessenden Bereich entsprechend eine Anordnung aus mehreren Sensoren, also beispielsweise ein Sensor-Array, angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung selbst ist in der Regel in einem Messgerät bereitgestellt, das mit den Sensoren verbunden ist. Ein Benutzer des Messgeräts ist dann gezwungen, durch Betrachten des Anzeigeinhalts der Anzeigevorrichtung indirekt einen Rückschluss auf die ortsaufgelöste Verteilung der gemessenen Kenngröße in dem vermessenen Bereich zu ziehen, da die Anzeigevorrichtung getrennt von dem vermessenen Bereich angeordnet ist. Hierbei kann es zu Fehlern bei der (geistigen) Interpretation und Übertragung des Anzeigeinhalts auf den vermessenen Bereich kommen.
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Eine Anwendung, bei welcher ein Sensor in einem Fluid angeordnet ist, um als Kenngröße eine Luftgüte einer einströmenden Außenluft zu messen, ist aus der
DE 10 2008 014 401 A1 bekannt. Darin ist beschrieben, dass ein Sensor eine Kenngröße in Form von Feinstaub messen kann, der eine Partikelgröße kleiner als 1 Mikrometer aufweist. Die gemessene Kenngröße kann dann mittels einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, die beispielsweise in einem Parkdistanz-Modul integriert sein kann. Liest ein Benutzer an diesem Parkdistanzkontroll-Modul den Wert der Luftgüte ab, so muss der Benutzer wissen, dass diese Luftgüte nicht im Bereich des Innenraums des Kraftfahrzeugs gemessen wurde, sondern im Bereich des Luftkanals, in welchem der zugehörige Sensor angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2016 004 155 A1 ist eine Anzeigevorrichtung zum Visualisieren einer Luftqualität bekannt. Die Anzeigevorrichtung kann in zwei unterschiedlichen Farben leuchten, um hierdurch die gemessene Luftqualität anzuzeigen. Diese kann mittels eines Sauerstoffsensors oder Schadstoffsensors oder mittels einer Kamera, welche die Trübheit der Luft erfasst, gemessen werden. Der Sensor und die Anzeigevorrichtung sind getrennt voneinander angeordnet, sodass ein Benutzer beim Ablesen der Anzeigevorrichtung wissen muss, wo die Luftqualität mittels des Sensors gemessen wurde. Eine Erleichterung hierzu wird geschaffen, indem die Anzeigevorrichtung kreisförmig ausgestaltet ist und um einen Lüftungsschlitz einer Klimaanlage angeordnet ist, damit der Benutzer wenigstens weiß, dass sich der Anzeigeinhalt auf den einströmenden Luftstrom bezieht.
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Aus der
WO 2011/017726 A1 ist ein Sensor mit farbveränderlicher sensorischer Oberfläche bekannt. Ein Material des Sensors reagiert auf eine Kenngröße der Luft dahingehend, dass der Sensor in seiner optischen Eigenschaft verändert wird, sodass ein Benutzer durch Betrachten des Sensors anhand von dessen Farbe feststellen kann, welchen Wert die Kenngröße am Sensor aktuell aufweist. Welche Reaktion der Sensor auf eine Veränderung der Kenngröße aufweist, ist durch die Bauweise des Sensors festgelegt und kann nicht im Nachhinein umkonfiguriert werden. Dies macht den farbveränderlichen Sensor unflexibel in Bezug auf seinen Anwendungsbereich.
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Die
EP 3 285 236 A1 beschreibt eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise den Bildschirm einer Armbanduhr, auf dem vorbestimmte Bereiche für Nachrichten eines vorbestimmten Typs vorgesehen oder reserviert sind.
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Die
US 2012/0206421 A1 beschreibt eine Anzeigevorrichtung mit einem Display, wobei ein Array von Steuer- und/oder Rechenschaltungen in das Display integriert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels einer Anzeigevorrichtung eine ortsaufgelöste Verteilung zumindest einer Kenngröße eines Fluids als Anzeigeinhalt anzuzeigen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände des unabhängigen Patenanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung mit Pixelelementen bereitgestellt, die zu einer Pixelmatrix oder als Pixelmatrix angeordnet sind. Unter einem Pixelelement ist hier ein Bildpunktelement zu verstehen, das selbstleuchtend betrieben werden kann, indem es mit elektrischer Energie versorgt wird und durch eine Steuereinrichtung angesteuert wird, um die Helligkeit und/oder die Leuchtfarbe einzustellen. Entsprechend weist die Anzeigevorrichtung auch eine Steuereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Pixelelemente anzusteuern. Mittels der Anzeigevorrichtung kann somit durch Einstellen der jeweiligen Leuchtzustände der Pixelelemente in der Pixelmatrix ein Anzeigeinhalt eingestellt werden, der eine ortsaufgelöste Verteilung von Messwerten von mindestens einer Kenngröße als Anzeigeinhalt oder zumindest als einen Teil eines Anzeigeinhalts anzeigt.
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Um hiermit nun die ortsaufgelöste Verteilung zumindest einer Kenngröße eines Fluids anzuzeigen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der Pixelmatrix, also zwischen und/oder vor und/oder hinter den Pixelelementen, Sensoren zum jeweiligen lokalen Messen zumindest einer vorbestimmten Kenngröße eines die Sensoren umgebenden Fluids (also eines Gases oder einer Flüssigkeit) angeordnet sind. Bei der Kenngröße handelt es sich um eine Eigenschaft des Fluids selbst, also eine mit den Molekülen oder Partikeln des Fluids zusammenhängenden Größe. Es kann auch eine Feldrichtung gemessen werden, z.B. die Feldrichtung eines elektrischen oder insbesondere magnetischen Felds. Damit kann man wie mit Eisenstaub einen Verlauf eines Magnetfelds darstellt. Es geht bevorzugt nicht um Sensoren, die eine elektrische Feldstärke oder eine magnetische Feldstärke messen. Die Sensoren sind dazu eingerichtet, zu messen, ob oder in welcher Konzentration Partikel zumindest eines vorbestimmten Partikeltyps vorhanden sind und/oder welche Eigenschaft, beispielsweise Temperatur und/oder Druck, die Partikel aufweisen. Die Sensoren erzeugen jeweils ein Sensorsignal, welches mit dem Messergebnis, das heißt mit der zumindest einen Kenngröße korreliert oder diese in Bezug auf einen Wert der jeweiligen Kenngröße beschreibt.
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Es wird also zu einer einzigen Kenngröße oder zu mehreren Kenngrößen jeweils ein Messsignal am jeweiligen Ort der Sensoren gemessen. Da sich um jeden Sensor herum jeweils zumindest ein Pixelelement befindet, kann an jedem Ort, an dem ein Messsignal erzeugt wurde, das Messsignal visualisiert werden. Die besagte Steuereinrichtung zum Ansteuern der Pixelelemente ist entsprechend dazu eingerichtet, aus den jeweiligen Sensoren jeweils das Sensorsignal zu empfangen und jeweils diejenigen Pixelelemente, welche in einer vorbestimmten lokalen Messumgebung um den jeweiligen Sensor angeordnet sind, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des jeweiligen Sensors anzusteuern, um mittels der Pixelmatrix die ortsaufgelöste Verteilung der zumindest einen Kenngröße als Anzeigeinhalt anzuzeigen. Um jeden Sensor herum ist also eine lokale Messumgebung definiert, die beispielsweise angeben kann, dass die dem Sensor unmittelbar benachbarten Pixelelemente und/oder eine vorbestimmte Anzahl um den jeweiligen Sensor und die angeordneten Pixelelementen Bestandteil der Messumgebung sind. Die Anzahl kann beispielsweise angeben, dass in jeder Richtung nur eine Anzahl N von Pixelelementen in der lokalen Messumgebung enthalten ist, wobei N kleiner als 100 oder kleiner als 50 oder kleiner als 10 oder kleiner als 5 sein kann, was je nach einem Größenverhältnis und Gesamtanzahl der Pixelelemente und einem Zahlenverhältnis von Pixelelementen zu Sensoren festgelegt werden kann. Die Messumgebung schließt dabei insbesondere nicht die gesamte Pixelmatrix ein, sondern jedem Sensor ist nur eine Teilmenge der Pixelelemente zugeordnet oder als Messumgebung vorgesehen. Diese Pixelelemente der Messumgebung des Sensors werden in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des jeweiligen Sensors angesteuert. Hierdurch ergibt sich also eine räumlich korrelierte Ansteuerung der Pixelelemente durch ein Sensorsignal, welches im Bereich der Messumgebung durch den jeweiligen Sensor erzeugt oder gemessen wurde. Indem in der jeweiligen Messumgebung der Sensor ein Sensorsignal erzeugt, das durch die Steuereinrichtung dahingehend interpretiert oder ausgewertet wird, dass die Ansteuerung der Pixelelemente in der lokalen Messumgebung des Sensors angesteuert werden, kann in der Steuereinrichtung eine Darstellungsfunktion, welche das jeweilige Sensorsignal auf ein Ansteuersignal für die Pixelelemente abbildet, schaltungstechnisch und/oder programmiertechnisch angepasst oder vorgegeben werden, wodurch die Anzeigevorrichtung eine Darstellung der ortsaufgelösten Verteilung der zumindest einen Kenngröße flexibel einstellbar und/oder dynamisch änderbar macht.
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Erfindungsgemäß ist die Pixelmatrix mit ihren Sensoren als durchlässige Gitterstruktur mit Durchgangsöffnungen ausgestaltet, die das Fluid durch die Anzeigevorrichtung hindurchströmen lassen. Somit kann also die Pixelmatrix mit ihren Sensoren von dem Fluid durchströmt werden. Die Anzeigevorrichtung kann also beispielsweise als Lüftungsgitter ausgestaltet sein. Als durchlässige Gitterstruktur kann die Anzeigevorrichtung beispielsweise als Bestandteil einer Mauer oder einer Wand oder einem Kühlergrill bereitgestellt sein. Wird dann die Anzeigevorrichtung von Luft durchströmt, kann ortsaufgelöst eine Kenngröße der durchströmenden Luft angezeigt werden.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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In einer Ausführungsform umfasst die zumindest eine Kenngröße, die mittels der Sensoren ortsaufgelöst in der Pixelmatrix erfasst wird, zumindest eine der folgenden: eine Luftfeuchtigkeit, eine Gaskonzentration zumindest eines Gases (beispielsweise Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid und/oder ein Stickstoffdioxid), einen Partikelgehalt (beispielsweise einen Feinstaubgehalt), eine Fließgeschwindigkeit (oder Strömungsgeschwindigkeit des Fluids), einen Gasdruck (im Falle eines gasförmigen Fluids) oder einen Flüssigkeitsdruck (im Falle eines flüssigen Fluids, beispielsweise Wasser oder Benzin), eine Temperatur, eine Schalllautstärke (eines sich im Fluid ausbreitenden Schalls), eine Strahlungsdichte radioaktiver Strahlungspartikel (beispielsweise a-Strahlung und/oder β-Strahlung oder γ-Strahlung), einen pH-Wert, eine Feldrichtung eines elektrischen oder magnetischen Felds, eine Feldstärke des elektrischen oder magnetischen Felds. Durch die Anzeigevorrichtung wird somit zu der zumindest einen Kenngröße jeweils im Bereich der Sensoren mittels der Pixelelemente in der jeweiligen lokalen Messumgebung der Sensoren der jeweilige Wert (Konzentration und/oder Dichte und/oder Amplitude der zumindest einen Kenngröße) angezeigt, wie er sich in den jeweiligen lokalen Messumgebung in der Pixelmatrix ergibt. Bei Messungen mehrerer unterschiedlicher Kenngrößen des Fluids kann ein Sensor oder es können mehrere Sensoren unterschiedlichen Sensortyps zum jeweiligen lokalen Messen vorgesehen sein.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, Sensorsignale zwischen zwei Sensoren zu interpolieren, das heißt diese Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, solche Pixelelemente, die zwischen zumindest zwei der Sensoren angeordnet sind, in Abhängigkeit von den mehreren Sensorsignalen dieser zumindest zwei Sensoren (zwischen denen das jeweilige Pixelelement angeordnet ist) anzusteuern. Mit anderen Worten wird ein solches Pixelelement dazu genutzt, das Messergebnis, das heißt das jeweilige Sensorsignal, aus unterschiedlichen lokalen Messorten anzuzeigen. Hierbei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, mittels einer Interpolation die Sensorsignale der zumindest zwei Sensoren, zwischen denen das jeweilige Pixelelement angeordnet ist, in Abhängigkeit von einem Abstand des Pixelelements zu dem jeweiligen Sensor zu gewichten. Je näher ein Pixelelement also an einem der umgebenden benachbarten Sensoren angeordnet ist, desto größer ist ein Anteil oder eine Gewichtung oder ein Einfluss des Sensorsignals dieses Sensors auf die Ansteuerung des Pixelelements in Bezug auf dessen Helligkeit und/oder Leuchtfarbe und/oder Blinkrate. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, weniger Sensoren als Pixelelemente in der Pixelmatrix bereitzustellen oder zu nutzen. In einer alternative Ausführungsform ist die umgekehrte Verteilung (mehr Sensoren als Pixel) vorgesehen, z.B. wenn davon ausgegangen werden kann, dass die räumliche Auflösung nebensächlich ist und/oder Sensoren für unterschiedliche Kenngrößen vorgesehen sind und pro Pixelelement mehrere unterschiedliche Kenngrößen signalisiert werden.
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In einer Ausführungsform sind die Sensoren dazu eingerichtet, durch das lokale Messen jeweils mehrere unterschiedliche Kenngrößen zu messen oder zu erfassen. Die Steuereinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, beim Ansteuern der Pixelelemente jeweils eine steuerbare Anzeigegröße des jeweiligen Pixelelements in Abhängigkeit von nur einer der Kenngrößen einzustellen, um hierbei insgesamt die unterschiedlichen Kenngrößen jeweils durch eine andere Anzeigegröße zu repräsentieren. Mögliche Anzeigegrößen sind hierbei insbesondere eine Leuchtfarbe, ein Farbanteil (z.B. Rotanteil, Grünanteil, Blauanteil), eine Leuchthelligkeit, eine Blinkrate, eine Farbtonsättigung (Grauanteil der Leuchtfarbe). Jede dieser Anzeigegrößen kann jeweils durch eine andere Kenngröße oder das Messergebnis einer anderen Kenngröße gesteuert werden. Hierdurch können mehrere unterschiedliche Kenngrößen mittels eines einzelnen Pixelelements optisch trennbar repräsentiert werden.
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Indem die Sensoren eine Luftfeuchtigkeit oder einen Dampfgehalt in dem Fluid Luft messen, kann allgemein durch entsprechendes Anzeigen eines graphisch nachgeahmten Beschlags oder eines kondensierten Wasserdampfs mittels der Pixelelemente ein Beschlagen einer kalten Scheibe simuliert werden. Haucht ein Benutzer die Pixelmatrix an, so wird durch die Steuereinrichtung mittels der Pixelelemente durch Eintrüben oder durch Überlagern eines Grauschleiers simuliert oder grafisch nachgeahmt, dass die Anzeigevorrichtung beschlägt. Mittels zusätzlicher Bilddaten kann hierbei zum Beispiel eine Nachricht sichtbar gemacht werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann simuliert werden, dass ein durch Bilddaten vorgegebener Anzeigeinhalt überall dort „weggepustet“ wird, also gelöscht wird, wo ein vorbestimmter Kohlendioxidgehalt und/oder eine vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit der Luft gemessen wird. In einer Ausführungsform wird dabei die Dauer der Strömung berücksichtigt. Somit kann ein Wassertropfen von einem kondensierten Wasserdampf (durch Anhauchen) unterschieden werden. Ein Wassertropfen benötigt länger um zu verdunsten, je größer er ist. Ein Hauch würde dazu nicht ausreichen.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Pixelelemente zusätzlich in Abhängigkeit von Bilddaten anzusteuern, die von den Sensorsignalen unabhängig sind. Mit anderen Worten kann die Anzeigevorrichtung mittels der Pixelmatrix zusätzlich auch Bilddaten als weiteren Teil des Anzeigeinhalts darstellen oder anzeigen. Die Bilddaten können in an sich bekannter Weise der Steuereinrichtung als Eingabedaten vorgegeben werden, beispielsweise als anzuzeigendes Bild und/oder anzuzeigender Text und/oder anzuzeigendes Symbol.
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Dies kann dann in einer Ausführungsform durch den die Sensorsignale bestimmten Anzeigeinhalt überlagert werden. Somit ist der Anzeigeinhalt der Bilddaten mehr oder weniger gut zu erkennen, je nach gemessenem Wert der zumindest einen Kenngröße. Bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass die Bilddaten in Kombination mit den Sensorsignalen angezeigt werden, indem eine Darstellungsfunktion durch die Bilddaten angepasst oder konfiguriert oder verändert oder gesteuert wird. Die Darstellungsfunktion beschreibt, wie das jeweilige Pixelelement abhängig von zumindest einem jeweiligen Sensorsignal angesteuert wird (also die Reaktion oder Sensibilität zumindest einer Anzeigegröße des Pixelelements, wie Farbe oder Helligkeit, in Bezug auf das zumindest eine Sensorsignal). Je nach Wert oder Inhalt der Bilddaten reagiert also ein Pixelelement anders auf das zumindest eine Sensorsignal, in dessen Abhängigkeit es angesteuert wird. So kann beispielsweise erreicht werden, dass beim Anhauchen der Anzeigevorrichtung, wenn die Luftfeuchtigkeit im Fluid „Luft“ steigt, ein Feuchtigkeitsbeschlag angezeigt wird, aber im Bereich der Bilddaten (z.B. einem Text), der Feuchtigkeitsbeschlag nur schwächer als in der Umgebung oder gar nicht erzeugt wird, sodass der Anzeigeinhalt der Bilddaten sichtbar wird. Mit anderen Worten erfolgt die Ansteuerung des Pixelelements in Abhängigkeit von dem zumindest einen Sensorsignal zusätzlich auch in Abhängigkeit von den Bilddaten. Hierzu wird die Abbildungsfunktion oder Darstellungsfunktion, welche angibt, wie stark oder auf welchem Wert eine Anzeigegröße des Pixelelements in Abhängigkeit von einem aktuellen Signalwert des Sensorsignals oder der Sensorsignale eingestellt wird, in Abhängigkeit oder mittels der Bilddaten konfiguriert oder angepasst.
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Geben die Bilddaten beispielsweise die beschriebene Nachricht an, also beispielsweise einen Text oder eine Zeichnung oder ein Symbol, so kann in einer Ausführungsform insbesondere vorgesehen sein, dass die Nachricht auf der Anzeigevorrichtung nur angezeigt wird, falls mittels der Sensoren detektiert wird, dass die zumindest eine Kenngröße des Fluids eine vorbestimmte Anzeigebedingung erfüllt, also beispielsweise eine Konzentration größer als einen Schwellenwert signalisiert oder aufweist. Wird beispielsweise als Kenngröße ein Kohlendioxidgehalt oder ein Gehalt an Luftfeuchtigkeit gemessen, so kann die Anzeigevorrichtung in dem Fall, dass ein Benutzer die Anzeigevorrichtung, insbesondere die Pixelmatrix anhaucht oder anpustet, in diesem Fall die Nachricht angezeigt werden, weil die zumindest eine Kenngröße die Anzeigebedingung erfüllt, also eine Konzentration an Luftfeuchtigkeit und/oder Kohlendioxid größer als ein jeweiliger Schwellenwert ist. Die Nachricht ist also nur dann angezeigt, wenn ein Benutzer die Pixelmatrix oder allgemein die Anzeigevorrichtung anhaucht. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Geheimnachricht übertragen werden.
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In einer Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung zumindest eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer manuellen Nutzerinteraktion auf, das heißt die Erfassungseinrichtung sensiert oder erkennt, dass ein Nutzer mit der Anzeigevorrichtung manuell interagiert. Die Erfassungseinrichtung kann hierzu berührungssensitiv und/oder näherungssensitiv (beispielsweise mittels kapazitiver Näherungssensoren) und/oder drucksensitiv (beispielsweise mittels einer Widerstandsmatrix, die auf Druck hin einen elektrischen Widerstand am Druckpunkt verändert) ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung ist entsprechend dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einem die Nutzerinteraktion beschreibenden Erfassungssignal der Erfassungseinrichtung den Anzeigeinhalt zu verändern. Hierdurch kann beispielsweise ein „Wegwischen“ einer Nachricht und/oder eines Beschlags aus nachgebildetem kondensierten Wasserdampf nachgeahmt werden. Mit anderen Worten kann ein Nutzer durch Interagieren mit der Anzeigevorrichtung beispielsweise zunächst die Anzeigevorrichtung durch Anpusten oder Anhauchen dahingehend ansteuern, dass die Steuereinrichtung Pixelelemente in Abhängigkeit von einem erkannten Feuchtigkeitsgehalt und/oder Kohlendioxidgehalt durch Ansteuern der Pixelelemente einfärbt und grafisch ein Beschlagen der Anzeigevorrichtung nachbildet, damit der Nutzer dann durch Interagieren mit der Anzeigevorrichtung, also durch die manuelle Nutzerinteraktion beispielsweise durch Malen oder Zeichnen mit dem Finger auf der Anzeigevorrichtung, eine Nachricht in den grafisch dargestellten kondensierten Dampf schreibt, was den Benutzer durch entsprechendes Ansteuern der Pixelelemente als „wegwischen“ an der jeweiligen Berührstelle signalisiert wird. So entsteht eine Zeichenspur oder Berührungsspur auf der Anzeigevorrichtung.
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In einer nicht von der Erfindung umfassten Ausführungsform ist die Pixelmatrix mit ihren Sensoren als eine geschlossene Scheibe ausgebildet. Mit anderen Worten blockiert die Pixelmatrix als geschlossene Scheibe eine Strömung oder einen Strom des Fluids. Als geschlossene Scheibe kann beispielsweise ein Bildschirm mit der Pixelmatrix und den Sensoren vorgesehen sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Benutzer den Bildschirm durch Anhauchen oder durch Wedeln mit der Hand bedienen kann. In einer alternativen und ebenfalls nicht von der Erfindung umfassten Ausführungsform ist die Pixelmatrix mit ihren Sensoren als eine flexible Folie oder als flexibles Tuch oder flexibler Stoff ausgestaltet. In dieser Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung beispielsweise als ein Bestandteil eines Kleidungsstücks oder als flexibler Überzug für ein Bauteil, beispielsweise ein Verkleidungsteil in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs, ausgestaltet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzeigevorrichtung in einem Kleidungsstück oder an einem Gegenstand integriert werden kann. Als geschlossene Scheibe kann die Anzeigevorrichtung beispielsweise als Bildschirm (Display) oder als Deckenbeleuchtung ausgestaltet sein. Als Deckenbeleuchtung kann dann beispielsweise auch in einem Raum ein Kohlendioxidgehalt angezeigt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Pixelmatrix als eine flächige 2D-Anordnung (2D - zweidimensional) von Pixelelementen und Sensoren in einer einzigen Pixelebene ausgestaltet. Hierdurch sind dann alle Sensoren zum Erfassen der zumindest einen Kenngröße an der Oberfläche der Anzeigevorrichtung nutzbar. In einer alternativen Ausführungsform ist die Pixelmatrix als eine räumliche 3D-Anordnung mit mehreren Pixelebenen ausgestaltet (3D - dreidimensional). Mit anderen Worten sind die Sensoren und die Pixelelemente in alle drei Raumrichtungen verteilt angeordnet. Hierdurch kann die ortsaufgelöste Verteilung als Volumenverteilung erfasst werden. Somit kann ein Raumvolumen in Bezug auf die ortsaufgelöste Verteilung der zumindest einen Kenngröße analysiert und als Anzeigeinhalt dargestellt werden. Ein Pixelabstand kann je nach Einsatzgebiet der Anzeigevorrichtung variieren. Der Pixelabstand kann für ein Objekt, wie beispielsweise eine Mauer oder Wand, in einem Bereich von 10 cm bis 1 m liegen. Der Pixelabstand kann insbesondere kleiner als 50 cm, insbesondere kleiner als 10 cm vorgesehen sein, wenn beispielsweise die Anzeigevorrichtung auch zum Anzeigen von Bilddaten genutzt wird. Im Zusammenhang mit einem Bildschirm kann der Pixelabstand kleiner als 0,5 cm gewählt werden, wie es von herkömmlichen Bildschirmen bekannt ist.
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In einer Ausführungsform ist die besagte Steuereinrichtung zum Ansteuern der Pixelelemente als eine von der Pixelmatrix separate elektronische Schaltung ausgestaltet, also beispielsweise als ein Steuergerät zum Steuern der Pixelelemente der Pixelmatrix. Ein Beispiel für so eine Steuereinrichtung ist eine Grafikkarte, wie sie in einem Computer vorgesehen sein kann. Alternativ dazu ist einer Ausführungsform die Steuereinrichtung als eine in die Pixelmatrix integrierte verteilte Schaltung ausgestaltet, das heißt durch die Steuereinrichtung sind jeweils einer der Sensoren mit den durch die lokale Messumgebung mit den jeweiligen Sensoren verbundenen Pixelelementen verbunden. Für jeden Sensor kann also eine jeweilige Teilschaltung der Steuereinrichtung in der Pixelmatrix vorgesehen sein. Es kann dann hierbei eine analoge oder eine digitale Ansteuerung der Pixelelemente vorgesehen sein. Die Pixelelemente können jeweils gemäß einer Ausführungsform auf der Grundlage zumindest einer OLED (Organic Light Emitting Diode) und/oder einer Mikro-LED (LED-Leuchtdiode) ausgestaltet sein. Dies weist den Vorteil auf, dass die Pixelelemente selbstleuchtend ausgestaltet sein können. Jedes Pixelelement kann zum Erzeugen einer monochromen oder einfarbigen Leuchtfarbe oder zum Darstellen einer einstellbaren Leuchtfarbe (RGB - Rot-Grün-Blau) mit einem einstellbaren RGB-Anteil ausgestaltet sein.
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Die Steuereinrichtung kann auf der Grundlage einer analogen elektronischen Schaltung und/oder auf der Grundlage einer digitalen Schaltung mit zumindest einem Logikbaustein und/oder einer Recheneinrichtung, wie beispielsweise einem Mikrocontroller und/oder einem Mikroprozessor, ausgestaltet sein. Im Zusammenhang mit der Nutzung einer Recheneinrichtung kann die Steuereinrichtung zusätzlich einen mit dem Prozessor gekoppelten Datenspeicher aufweisen, welcher Programminstruktionen aufweist, welche bei Ausführen durch den zumindest einen Prozessor die Pixelelemente in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der Sensoren ansteuert.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einer separaten elektronischen Schaltung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Pixelmatrix der Anzeigevorrichtung von 1 mit einem integriertem Sensor;
- 3 eine schematische Darstellung der Pixelmatrix mit einem Anzeigeinhalt, der in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors eingestellt wird;
- 4 eine schematische Darstellung der Anzeigevorrichtung mit einer zusätzlichen Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Nutzerinteraktion;
- 5 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung als durchlässige Gitterstruktur;
- 6 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung als eine Wand mit der durchlässigen Gitterstruktur von 5.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine Anzeigevorrichtung 10, die beispielsweise als ein Bildschirm oder als eine durchlässige Gitterstruktur oder als eine Folie oder als Tuch oder flexibler Stoff ausgestaltet sein kann. Die Anzeigevorrichtung kann eine Pixelmatrix 11 aufweisen, die mehrere Pixelelemente 12 aufweisen kann, von denen der Übersichtlichkeit halber in der Figur nur einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. Des Weiteren kann eine Steuereinrichtung 13 bereitgestellt sein, die in 1 als von der Pixelmatrix 11 separate elektronische Schaltung 14 dargestellt ist. In die Pixelmatrix 11 können zwischen den Pixelelementen 12 Sensoren 15 angeordnet sein, die Sensorsignale 16 betreffend ein die Pixelmatrix 11 und damit die Sensoren 15 umgebendes Fluid 17, also Luft oder eine Flüssigkeit, betreffen. Die Sensoren 15 messen zumindest eine Kenngröße des Fluids 17 und signalisieren jeweils einen Gehalt oder einen Messwert betreffend die zumindest eine Kenngröße, beispielsweise den Dampfgehalt und/oder Feinstaubgehalt und/oder eine Konzentration eines vorbestimmten Stoffes, beispielsweise Kohlendioxid oder einen PH-Wert und/oder eine Feldrichtung eines elektrischen oder magnetischen Felds und/oder eine Feldstärke des elektrischen oder magnetischen Felds. Die Steuereinrichtung 13 kann die Sensorsignale 16 empfangen und in Abhängigkeit von den Sensorsignalen 16 mittels einer Abbildungsfunktion oder Darstellungsfunktion 18 zum jeweils aktuellen Wert eines Sensorsignals 16 für die Pixelelemente 12 ein jeweiliges Ansteuersignal 19 erzeugen, sodass zumindest eine Anzeigegröße des jeweiligen Pixelelements 12 in Abhängigkeit von einem jeweiligen aktuellen Wert der gemessenen zumindest einen Kenngröße eingestellt wird. Beispielsweise kann eine Leuchthelligkeit eines Pixelelements 12 umso heller sein, je größer ein Wert einer Kenngröße, beispielsweise eine Konzentration, ist. Die Steuereinrichtung 13 kann zusätzlich über eine Kommunikationseinrichtung 20 Bilddaten 21 empfangen, in deren Abhängigkeit die Pixelelemente 12 zusätzlich angesteuert werden können, das heißt die Ansteuersignale 19 für die Pixelelemente 12 können zusätzlich in Abhängigkeit von Bilddaten 21 eingestellt werden. Es kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von Bilddaten 21 die Darstellungsfunktion 18 konfiguriert oder eingestellt wird. Die Kommunikationseinrichtung 20 kann für kabellose oder kabelgebundene datenübertragende Bilddaten 21 ausgestaltet sein. Dargestellt ist eine kabellose Verbindungstechnologie, die beispielsweise auf Bluetooth oder WLAN (Wireless Local Area Network) basieren kann.
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2 veranschaulicht eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Pixelmatrix 11. Durch die Pixelmatrix 11 kann in der Anzeigevorrichtung 10 eine einzelne Pixelebene 22 oder es können mehrere Pixelebenen 22 bereitgestellt sein. Dargestellt ist, wie in einer Pixelebene 22 oder zwischen zwei Pixelebenen 22 die Sensoren 15 zum jeweiligen lokalen Messen der zumindest einen Kenngröße des Fluids 17, das auf die Sensoren 15 trifft oder die Sensoren 15 umgibt, vorgesehen sind. Die Steuereinrichtung 13 kann in Abhängigkeit von den Sensorsignalen 16 der Sensoren 15 die Pixelelemente 12 ansteuern, um durch Einstellen zumindest einer Anzeigegröße der Pixelelemente (beispielsweise Leuchtfarbe und/oder Leuchthelligkeit und/oder Blinkrate und/oder Farbsättigung) einen jeweiligen aktuellen Wert des Sensorsignals 16 zumindest eines Sensors 15 pro Pixelelement 12 darzustellen. Hierbei ist ein lokaler Bezug des angesteuerten Pixelelements 12 zu zumindest einem Sensor 15 vorgesehen, indem diejenigen Pixelelemente 12, die sich in einer vorbestimmten lokalen Messumgebung 23 um den jeweiligen Sensor 15 befinden, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal 16 des jeweiligen Sensors 15 angesteuert werden. Insbesondere werden nur diese Pixelelemente 12 angesteuert. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Messumgebung 23 alle unmittelbar benachbarten Pixelelemente 12 um den Sensor 15 umfasst sind. Ein Durchmesser der Messumgebung 23 ist insbesondere derart beschaffen, dass nur ein Teil einer Außenabmessung der Pixelmatrix 11, beispielsweise nur ein Bereich kleiner als 30 %, insbesondere kleiner als 20 % der gesamten Fläche der Pixelebene 22, in welcher sich der Sensor 15 und/oder die Pixelelemente 12 befinden, von der jeweiligen Messumgebung 23 umfasst ist. Für den Fall, dass sich ein Pixelelement zwischen zwei Sensoren 15 befindet, was in 2 für ein Pixelelement 24 dargestellt ist, kann dieses Pixelelement 24 in Messumgebungen 23 beider Sensoren 15, das heißt in einem Überschneidungsbereich 24' angeordnet sein und damit durch die Sensorsignale 16 beider Sensoren 15 angesteuert werden. Hierbei kann eine Interpolation des sich ergebenden, virtuellen Sensorsignals, dass eine Überlagerung der Sensorsignale 16 der Sensoren 15 darstellt, in Abhängigkeit von einem jeweiligen Abstand des Pixelelements 24 von den Sensoren 15, zwischen denen es angeordnet ist, erfolgen.
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2 zeigt unabhängig von der bisherigen Beschreibung zusätzlich auch, wie eine alternative Steuereinrichtung 13' als verteilte Schaltung in die Pixelmatrix 11 integriert sein kann, sodass eine direkte schaltungstechnische Verbindung zwischen den Sensoren 15 und den Pixelelementen 12 der Messumgebung 23 innerhalb der Pixelmatrix 11 durch die integrierte Steuereinrichtung 13' bereitgestellt ist.
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Durch das Bereitstellen mehrerer Pixelebenen 22 kann eine Messung entlang einer Tiefenrichtung 26 senkrecht zur jeweiligen Pixelebene 22 erfolgen.
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3 veranschaulicht, wie mittels der Sensoren 15 und der Ansteuerung der zugehörigen Pixelelemente 12 in der jeweiligen Messumgebung 23 eine lokale oder ortsaufgelöste Verteilung 27 der zumindest einen gemessenen Kenngröße als ein Anzeigeinhalt 28 angezeigt werden kann. Dargestellt ist, wie auf die Pixelmatrix 11 das Fluid 17 beispielsweise als eine Dampfwolke 29 auftrifft und hierdurch ein Auftreffbereich 30 in einem Teilbereich der Pixelmatrix 11 auftrifft, wo sich die Kenngröße ändert, beispielsweise der Dampfgehalt und/oder die Luftfeuchtigkeit und/oder die Windgeschwindigkeit oder Flussgeschwindigkeit des Fluids. Dies wird von den Sensoren 15 erfasst und mittels der Sensorsignale 16 signalisiert. Daraufhin kann durch die Steuereinrichtung 13 für die Pixelelemente 12 in der jeweiligen Messumgebung der Sensoren 15 eine Ansteuerung mittels Ansteuersignalen 19 erfolgen. Hierbei können unterschiedliche Anzeigegrößen, beispielsweise ein Leuchtfarbe und eine Leuchthelligkeit, zum Darstellen unterschiedlicher, gemessener Kenngrößen genutzt werden, in dem vorliegenden Beispiel beispielsweise die Luftfeuchtigkeit einerseits und die Bewegungsgeschwindigkeit des Fluids oder die Flussgeschwindigkeit de Fluids andererseits.
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4 veranschaulicht, wie zum einen auf Grundlage der Bilddaten 21 eine Nachricht 31 mittels der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt werden kann. Unabhängig davon veranschaulicht 4, wie mittels einer Erfassungseinrichtung 32 eine Nutzerinteraktion 33 eines Nutzers 33' erfasst und darauf der Anzeigeinhalt 28 angepasst werden kann.
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In Bezug auf die Nachricht 31 kann vorgesehen sein, dass die Bilddaten 21 die Nachricht beispielsweise als Text oder Grafik beschreiben. Wird nun mittels der Sensoren 15 eine Kenngröße des Fluids 17 gemessen, beispielsweise ein Dampfgehalt oder eine Luftfeuchtigkeit des Fluids Luft, so kann durch eine entsprechende Darstellungsfunktion 18 beispielsweise eine Eintrübung den Anzeigebereich der Pixelmatrix 11 eingestellt werden, indem beispielsweise in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt ein Weißwert oder eine Weißfärbung der Leuchtfarbe der Pixelelemente 12 eingestellt wird. Hierdurch ergibt sich der Effekt, als würde aufgrund der Feuchtigkeit oder des Dampfs des Fluids 17 die Pixelmatrix 11 beschlagen, da kondensierter Nebel als Anzeigeinhalt 28 angezeigt wird. Hierbei kann durch die Pixeldaten oder Bilddaten 21 vorgesehen sein, dass die Zuordnung zum Feuchtigkeitsgehalt oder Dampfgehalt hin zu einer Anzeigegröße der Pixelelemente lokal in einem Bereich der Nachricht 31 anders eingestellt ist als im übrigen Anzeigebereich der Pixelmatrix 11, sodass aufgrund des Beschlags 34 des grafisch dargestellten kondensierten Dampfs die Nachricht 31 sichtbar wird.
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4 veranschaulicht unabhängig davon, wie die Pixelmatrix 11 als ein digitaler Spiegel genutzt werden kann, indem der Nutzer 33' beispielsweise mittels einer Kamera 35 gefilmt wird und als Bilddaten 21 ein Spiegelbild oder Kamerabild 33" des Nutzers 33' dargestellt wird. Hierbei kann eine Überlagerung durch die Darstellung der Sensorsignale, insbesondere des beschriebenen Beschlags 34 an kondensiertem Wasserdampf erfolgen, wie es beispielhaft in 4 dargestellt ist. Mittels der Erfassungseinrichtung 32 kann als Nutzerinteraktion 33 beispielsweise eine Wischbewegung 36 erkannt werden, durch welche der Nutzer 33' auf eine Oberfläche der Pixelmatrix 11 signalisiert, dass er den Beschlag 34 lokal löschen möchte. In einer Frontaldarstellung 37 ist dies noch einmal aus Sicht des Nutzers 33' gezeigt, indem durch die Wischbewegung 36 ein inaktiver Bereich 38 erzeugt wird, in welchem die Darstellung der Bilddaten 21 der Kamera 35 unabhängig von den Sensorsignalen erfolgt, das heißt eine klare Darstellung, während im verbleibenden Bereich 39, der von der Wischbewegung 36 unerfasst geblieben ist, weiterhin der Beschlag 34 als Anzeigeinhalt 28 angezeigt wird.
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5 veranschaulicht, wie die Pixelelemente 12 und/oder Sensoren 15 in einer Gitterstruktur 40 angeordnet sein können, welche Durchgangsöffnungen 41 für das Fluid 17 aufweist, sodass das Fluid die Pixelmatrix 11, das heißt die Gitterstruktur 40 durch die Durchgangsöffnungen 41 hindurch durchströmen kann. Die Pixelelemente 12 und/oder die Sensoren 15 können dabei in einer Stützstruktur und/oder Isolierung 42 eingefasst sein.
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6 veranschaulicht, wie mittels einer solchen durchlässigen Gitterstruktur 40 als Pixelmatrix 11 eine Wand 43 bereitgestellt sein kann, die beispielsweise, wie in 6 dargestellt, einen Straßenbereich 44 begrenzen kann, der hier durch einen Fußweg 45 und eine Straße 46 repräsentiert ist. Die Wand 43 kann alternativ auch als geschlossene Scheibe ausgestaltet sein kann, das heißt für ein Fluid 17 nicht durchlässig oder undurchlässig dargestellt ist, wie durch das Fluid 17 Luft auf die Pixelmatrix 11 treffen kann und in der Luft ortsabhängig eine Konzentration einer Kenngröße 47, beispielsweise eines Feinstaubgehalt variieren kann. Dargestellt sind Wolken 48, in welchen die Kenngröße 47 einen anderen Wert aufweist als im übrigen Bereich des Fluids 17, also beispielweise der Luft. Trifft das Fluid 17 auf die Pixelmatrix 11, kann durch die beschriebene lokale Messung der Anzeigeinhalt 28 derart dargestellt oder erzeugt werden, dass die Konzentration oder der aktuelle lokale Wert der Kenngröße als ortsaufgelöste Verteilung 27 dargestellt wird. So kann ein Betrachter der Pixelmatrix 11 erkennen oder angezeigt bekommen, in welchem örtlichen Bereich welcher Wert der Kenngröße 47 an der Pixelmatrix 11 erfasst oder gemessen wurde.
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Aktuelle Anzeigevorrichtung oder Displays reagieren nicht auf Hauch, Dampf, oder in Medien (Gas/Fluide) vorkommende Stoffe (Pheromone, Gerüche, Partikel, ...) oder sind nicht selbst zur Erfassung von Zustandsänderungen ihrer Messumgebung ausgestattet.
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Man kann deshalb ein heutiges Display nicht „anhauchen“, um es „anlaufen“ zu lassen, also eine Beschlag 34 zu erzeugen. Genauso wenig kann man auf ein Display blasen, um eine Anzeige für die im Luftstrom enthaltenen Stoffe zu bekommen. Die natürliche Reaktion einer Oberfläche auf einen äußeren Einfluss (abgesehen von einer Berührung) bleibt somit aus. Dies hemmt die Interaktion zwischen Nutzer und Maschine.
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Bei der Anzeigevorrichtung 10 ist dagegen die Erfassung, Auswertung und Anzeige auftreffender oder hindurchwirkender Stoffe (Partikel, Moleküle, ...) auf einer Pixelmatrix als einem Anzeigemedium in Form eines „digitalen oder graphischen Beschlags“ 34 vorgesehen. Diese Darstellung verbindet die analoge mit der digitalen Welt und ermöglicht bisher nicht dagewesene Interaktionsmöglichkeiten - als ernsthafte Visualisierung, als künstlerische Darstellung oder aber als Spiel.
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Ein Kühlergrill eines Fahrzeugs könnte sich entsprechend der vom vorderen Fahrzeug ausgestoßenen Abgase verfärben (2). Man könnte Flächen (Plakate, Absperrungen, Mauern, oder ähnliches) mit live Luftqualitätsmessungen bespielen (6). Es ließen sich CO2-Sensoren für Besprechungsräume erstellen. Man könnte Spiele im Fahrzeuginnenraum gestalten, bei denen Kinder etwa eine Seitenscheibe „anpusten“ müssen um danach TicTacToe am digitalen Beschlag 34 spielen zu können (4). Man könnte Smart Mirrors mit Botschaften versehen, die der Sender per „digitalem Beschlag“ verfässt und der Empfänger erst nach dem „anpusten“ wieder zu sehen bekommt (wie beim echten Spiegel im Badezimmer). Es könnten räumliche Abbildungen Luftmassen, mit unterschiedlicher Zusammensetzung, Temperatur oder ähnlichem visualisiert werden. Man kann Atemqualitätsmessgeräte mit intuitiver Anzeige realisieren. Es ließen sich auch austretende Gase, radioaktive Partikel oder ähnliches anzeigen oder damit suchen (indem die Konzentration sowie die Ausbreitung angezeigt werden könnten.)
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Es wird hierzu in einer Pixelmatrix 11 ein Array aus Pixeln oder Pixelelementen 12 und Sensoren 15 erstellt (2), wobei die Pixelanzahl nicht der Sensoranzahl entsprechen muss und die Sensorebene muss nicht direkt der Pixelebene entsprechen. Es wären auch mehrere Pixelebenen (RGB) und oder mehrere Sensorebenen (Gas, Partikel, Licht, Temperatur, ...) denkbar. Vorzugsweise erhält jeder Pixel eine eigene Sensoreinheit um eine möglichst hohe Auflösung zu erzielen. Ist die Anzahl der Sensoren geringer als die der Pixel, wird die Verteilung der Messwerte anhand der vorhandenen Sensordaten interpoliert und ggf. hochgerechnet. Die Darstellung der Daten erfolgt über die Pixel, wobei jeder Pixel in Helligkeit und Farbe variiert werden kann. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Konzentrationen unterschiedlicher Partikel oder Moleküle anzeigen (1, 6).
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Das Array aus Pixeln und Sensoren kann - je nach Anwendungsbereich - auch durchlässig für diverse Medien (Gase, Fluide) ausgeführt und ggf. aus mehreren Ebenen (leicht vorzustellen als LED-Cube) aufgebaut sein. Beispielsweise wäre eine flächige jedoch undurchlässige Ausführung für eine Integration als Spielfläche in einer Fahrzeug-Interieurfläche möglich, oder aber als durchlässige Ausführung zur Anzeige von Schadstoffen in einem sogenannten Mannanströmer (Lüftungsauslassdüse) eines Kraftfahrzeugs.
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Die verwendeten Sensoren sind ausschlaggebend für die spätere Anwendbarkeit. Beispielsweise wären Gassensoren für die Darstellung der Luftgüte geeignet, und Feuchtigkeitssensoren für die Erfassung von Hauch, Lichtsensoren für die Erfassung von Helligkeitsunterschieden, Partikelsensoren für die Luftgüte, Elektromagnetische Sensoren für Elektromagnetische Felder, Hitzdrahtsensoren für Windgeschwindigkeiten, RGB-Sensoren für die Farbe, usw. usf.
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Wird ein Partikel von einem Sensor erfasst, meldet der Sensor dies an eine Steuereinheit, die sich um die Berechnung der Darstellung kümmert und das Bild zurück an die Pixel liefert (1). Wie vorhin bereits beschrieben, kann ein Mangel an Sensorauflösung durch die Interpolation mehrerer Messergebnisse ausgeglichen werden, auch wenn dies mit einem Verlust an Auflösung einhergeht.
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Die Pixel- und Sensordichte ist Anwendungsspezifisch. So können für großflächige Anwendungen - etwa Plakatwände - die Pixeldichte verringert und die Sensoranzahl reduziert werden.
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Die Darstellung an Animation der Messwerte kann nach Bedarf erfolgen, wobei die Koppelung von Messung und Darstellung zu einer analogeren (und damit natürlicheren) Darstellung verhilft. Durch die analogen Messwerte, lassen sich bekannte Muster (Hauch = Beschlag 34) einbauen und somit Vertrauen zwischen Nutzer und System schaffen. Dies vereinfacht die Interaktion zwischen Nutzer und Maschine.
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Zudem muss die Darstellung der Daten nicht zwangsweise an die ermittelten Daten gekoppelt sein (siehe Beispielvideo). Im Video wird der CO2-Gehalt der Luft über den Widerstand eines Sensors ermittelt und - für den Laien verständlich - als Partikel/Pixel (1/1) angezeigt. Die Darstellung der Messwerte entspricht jedoch nicht der Realität, sondern zeigt stark vereinfachte eine Zunahme der CO2-Konzentration in der Luft. Durch die natürliche Interaktion mit dem Gerät, wird dies jedoch als adequate Repräsentation akzeptiert.
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Um die Funktionen des Arrays zu erweitern, können weitere Umwelteinflüsse oder Nutzerinteraktionen angedacht werden. So könnten der Atmosphärendruck (Hoch/Tief), die Aktienkurse, (...) Einfluss auf die Datenaufbereitung oder Darstellung haben.
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Ebenfalls ist es von Vorteil, die Pixel druck-, berührungs- und oder näherungsempfindlich zu machen. Dadurch lassen sich Spiele (etwa das Zeichnen auf „angehauchten“ Flächen) oder Kommunikation (auf bedampften Spiegeln im Badezimmer) realisieren.
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Zuletzt können die Steuereinheiten die erfassten Daten für weitere Anwendungen Speichern oder Verteilen, etwa über GSM, WLAN, LAN oder Bluetooth, um nur Beispiele zu nennen. Auch die Vernetzung mehrerer Steuergeräte oder die direkte Interaktion mit einem Array (etwa durch Beacons / Barken) wäre möglich. Es ließen sich auch die Daten eines Sensor-Arrays auf einem entkoppelten Pixel-Array darstellen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Beschlagen eines Displays, insbesondere eines durchlässigen Displays, digital nachgeahmt werden kann.
