專利名稱：帶有嵌入式投影器的小型信息處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有數(shù)據(jù)顯示性能的小型設(shè)備。此外，本發(fā)明還涉及提供一種信息處理和顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于展示文本和畫面信息及數(shù)據(jù)的部件，并且該系統(tǒng)適用于把圖象投影到遠距離顯示表面上。另外，本發(fā)明涉及一種使用小型信息處理設(shè)備的方法，其中該設(shè)備含有把數(shù)據(jù)投影到遠距離表面上的投影器。
有時，難以通過小型投影器中介物把圖象投影到諸如屏幕、平花板、墻壁等的遠距離平面上，其中該投影器具有便于手提或易于攜帶的結(jié)構(gòu)特性。
從而，依據(jù)本發(fā)明提供一種信息處理和圖象顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可含有至少一個或者可能多個具有用于觀看數(shù)據(jù)的小型顯示器的嵌入式或封裝的數(shù)據(jù)處理部件。該系統(tǒng)的一個嵌入模塊易于把數(shù)據(jù)投影到遠距離屏幕或表面上，因此還可提供一個控制部件并且它適用于通過投影儀模塊處理數(shù)據(jù)，從而操縱或者控制在其上投影著數(shù)據(jù)或畫面展示的表面上的顯示質(zhì)量。
為了達到上述，依據(jù)本發(fā)明，由該信息處理和顯示系統(tǒng)裝備的小型物體可以是一個適當(dāng)?shù)男”銛y件；例如，PDA、鐘、含有顯示屏幕的便攜電話、web電話、智能電話、尋呼機、智能皮夾、智能鑰匙、手表或懷表、或者大量其它物品中的類似件。
嵌入式數(shù)據(jù)處理部件含有一個投影器模塊，后者裝備著一個激光器部件用于生成和投射高質(zhì)量強度差圖象；并且其中一個控制部件通過測量環(huán)境或周圍條件的中間傳感器組便利改變圖象質(zhì)量、彩色亮度、清晰度和反差。這些條件基本是投影器模塊附近的照明條件，在其上投影圖象的屏幕附近的照明條件，以及對風(fēng)、雨、離屏幕的距離的附加測量和對屏幕的邊界和范圍的測量。
此外，該控制部件可裝備一個幫助對屏幕上的圖象聚焦的聚焦系統(tǒng)，并且還可含有一個根據(jù)從測量環(huán)境或周圍條件的各傳感器導(dǎo)出的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)圖象質(zhì)量、彩色亮度以及圖象反差的子系統(tǒng)，這樣的聚焦是按自動激勵方式采納的。
從而，本發(fā)明的一個目的是提供一個信息處理和顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可嵌入到或封裝到小型化的或小尺寸的便攜的制成器中，并且適用于把高質(zhì)量數(shù)據(jù)或畫面展示投影到遠距離屏幕或表面上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個上述類型的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)中含有一個用于測量環(huán)境條件的控制部件，該控制部件可響應(yīng)從系統(tǒng)中包含的傳感器組導(dǎo)出的數(shù)據(jù)改變屏幕上的投影顯示的圖象質(zhì)量、彩色亮度、清晰度和反差。
再一個目的是提供一種包含在該信息處理和顯示系統(tǒng)中的投影器模塊，后者包括一個用于產(chǎn)生高質(zhì)量反差圖象的激光器部件，該反差圖象適用于投影到遠距離屏幕或表面上。
此外，本發(fā)明還涉及一種方法，用于利用包含著嵌入式投影器的小型部件把圖象投影到遠距離平面上或物體上。
另外，再一個目的是提供一種使用該信息處理和顯示系統(tǒng)的方法，其中該系統(tǒng)含有一個用于生成高質(zhì)量強反差圖象的激光投影器模塊和一個用于根據(jù)傳感器檢測的環(huán)境及周圍條件調(diào)節(jié)和改變圖象質(zhì)量、色彩、清晰度和反差的控制部件。
現(xiàn)連帶附圖參照下述對本發(fā)明的各優(yōu)選實施例的詳細說明；附圖中

圖1示出嵌入到小型制造件中的投影系統(tǒng)的示意性總體電路方塊圖；圖2示出從一個具有嵌入式投影系統(tǒng)的手表投影圖象，該嵌入式投影系統(tǒng)用于信息處理和把圖象顯示投影到房間天花板的表面上；圖3a和3b分別示出采用用于單色投影的激光器和小型弧光燈的投影模塊；圖4示出一個適用于包含到小型制成器中的帶有一個激光投影模塊的PDA的頂、側(cè)、底視圖5a和5b分別示出一個彩色投影模塊使用激光器和小型弧光燈；圖6示出適宜于和依據(jù)本發(fā)明的小型化部件一起使用的一個帶有弧光燈投影模塊的PDA的頂、側(cè)、底視圖。
參照圖1和2中的細節(jié)，手表10具有在其中嵌入的一個PDA12和顯示器14，并且包括一個運行上和PDA部件12連接的控制單元或模塊16。此外，投影器模塊15包括一個自動聚焦器18和用于感測外部環(huán)境和周圍條件的多個傳感器20。
圖象質(zhì)量模塊22運行上和控制模塊20連接，并且其中適宜于從投影器投射或發(fā)射激光束LB以在遠距離屏幕24上提供圖象；在該情況下，顯示鐘和其它數(shù)據(jù)的展示，如概括地示出那樣。
如圖2中所示，激光束LB可投射到房間的天花板26上，天花板26實質(zhì)上構(gòu)成屏幕或遠距離觀看表面，從而顯示出圖象；即，時鐘或時間，在圖1中以放大的形式示出。自然地，其它表面，例如垂直墻面、地板、標(biāo)準(zhǔn)投影屏幕、紙張或任何其它適當(dāng)表面，不論是平的還是有些彎曲的，都適用于通過本投影系統(tǒng)在其上投影圖象和數(shù)據(jù)。
如所示，投影器模塊15裝配著用于生成激光束LB以把數(shù)據(jù)顯示器14的高質(zhì)量圖象投射到遠距離屏幕上的激光器部件30。
如圖1中所示，控制單元或模塊16適用于根據(jù)感測和測量環(huán)境或周圍條件的傳感器組20的作用提供改變圖象質(zhì)量、彩色亮度、清晰度和反差上的控制，其中環(huán)境或周圍條件例如為投影器模塊附近的照明條件、在其上投影數(shù)據(jù)和圖象的遠距離屏幕附近的照明條件、諸如刮風(fēng)和下雨的天氣條件、投影器模塊或激光器部件離屏幕的距離以及對屏幕邊界的提供。
通過提供一個能夠適當(dāng)?shù)貙h距離屏幕上的圖象或數(shù)據(jù)聚焦的系統(tǒng)并且還可能裝備著一個子系統(tǒng)的自動聚焦部件18實現(xiàn)圖象的聚焦，其中該子系統(tǒng)用于根據(jù)從感測和測量環(huán)境或周圍條件的傳感器組接收到的數(shù)據(jù)自動地和同時地控制圖象質(zhì)量、彩色亮度和反差。如所指示，最好自動控制聚焦18。
此外，控制單元或模塊16還可裝備一個還適用于調(diào)節(jié)或控制屏幕上的顯示的邊界形式，例如方形、圓形、橢圓、多邊形或任何其它的適當(dāng)布局的形狀，的子系統(tǒng)。該控制子系統(tǒng)可響應(yīng)從傳感器組接收到的數(shù)據(jù)自動地運行。
如示意地指示那樣，傳感器組20可包括一個視頻攝象機或者任何其它類型的攝象機系統(tǒng)。
盡管把小型部件示范成是一個手表10，它也可以是PDA、鐘、帶有顯示屏幕的電話、web電話、智能電話、尋呼機、智能皮夾、智能鑰匙、懷表或手表、以及其它按需要可由人身戴上或攜帶的、可以方便形式攜帶的(例如公文包中)或安裝在家中、辦公室中、汽車中的適當(dāng)小尺寸或小型物體。參照附圖3a、3b和4，其中圖3a中示出采用激光器照射系統(tǒng)的投影模塊，圖3b中示出采用弧光燈照射系統(tǒng)的投影模塊，而圖6中示出從嵌入式系統(tǒng)中把日期顯示投射到屏幕上。
圖5a和5b分別示出采用激光照射系統(tǒng)和小型弧光燈照射系統(tǒng)的彩色投影模塊，其中按可應(yīng)用那樣，不是單種顏色而是存在投射紅、綠、蘭的固態(tài)激光器件或者電子彩色濾波器。
本質(zhì)上，投影器模塊可包括一個照明源、照明光學(xué)器件、一個圖象形成模塊以及一個投射透鏡。照明源可以是小型固態(tài)激光器或者是諸如金屬鹵化弧光燈的小型高亮度燈。對于燈照明，照明光學(xué)器件還可包括用來提供具有最優(yōu)效率的偏振光的偏振化轉(zhuǎn)換光學(xué)器件。通過照明光學(xué)器件把照明光引到圖象形成模塊。圖象形成模塊是一個小型光閥門，例如傳輸式或反射式液晶光閥門。當(dāng)今可在市場上購到直徑小到0.25”的液晶傳輸型光閥門(Kopin公司)。使用一個透鏡放大并把圖象從光閥門投射到屏幕上。
替代地，可以如圖3B、5、6中所示使PDA或投影器模塊裝備弧光燈照明系統(tǒng)而不是激光器，它在運行上和激光照明相似但在這種情況下使用弧光燈系統(tǒng)。
對于彩色應(yīng)用，可以采用二種類型的投影器。第一種使用一個其中每個顯示的象素由三個子象素，每個子象素用于一種彩色分量(紅、綠、蘭)，的光閥門。三個子象素中的每一個包括一個不同的彩色濾波器，即一個綠的、一個紅的和一個蘭的。從而光閥門中的子象素數(shù)量為顯示的象素乘以3。在這種模式下，白色光照明用于照明該光閥門。發(fā)射光被濾波成紅、綠、蘭以形成全色彩的圖象。
盡管示出和說明了所認(rèn)為的本發(fā)明的各優(yōu)選實施例，但是當(dāng)然應(yīng)理解在不背離本發(fā)明的精神下在形式上或細節(jié)上容易做出各種修改和改變。從而，本發(fā)明既不受限制于本文中示出和說明的具體形式和細節(jié)，也不受限制于整體上小于附屬權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．一種信息處理-顯示系統(tǒng)，由嵌入到封裝著一個或多個數(shù)據(jù)處理部件的小型件中構(gòu)成，其中包括一個用于觀看數(shù)據(jù)的小型顯示器；一個用于把數(shù)據(jù)投影到遠距離屏幕上的投影器模塊；以及一個用于通過所述投影器模塊處理數(shù)據(jù)和用于控制所述屏幕上的投影顯示的質(zhì)量的控制部件。
2．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述嵌入式數(shù)據(jù)處理部件是從由PDA、鐘、帶有屏幕的電話、web電話、智能電話、尋呼機、智能皮夾、智能鑰匙、手表以及和該嵌入式部件連接的眼鏡組成的組中選擇的。
3．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述投影器模塊裝備著一個用于把高質(zhì)量強反差圖象投射到所述屏幕上的激光器部件。
4．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件改變投影到屏幕上的圖象質(zhì)量、彩色的亮度以及圖象的清晰度和反差。
5．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件裝備著用于感測和測量環(huán)境條件的傳感器。
6．權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述環(huán)境條件是投影器模塊附近的照明、屏幕附近的照明、刮風(fēng)、下雨、離屏幕的距離、或屏幕的邊界形狀。
7．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件裝備著一個用于把投射的圖象聚焦在所述屏幕上的聚焦系統(tǒng)。
8．權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件裝備著一個子系統(tǒng)，其用于根據(jù)從感測和測量環(huán)境條件的各傳感器得到的數(shù)據(jù)自動地控制投影圖象的質(zhì)量、彩色的亮度和反差。
9．權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中自動地調(diào)節(jié)聚焦。
10．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中屏幕是從由標(biāo)準(zhǔn)投影儀屏幕、紙張、地板、天花板、墻壁、任何形狀如矩形、圓、橢圓、多邊形的任何封面所組成的組中選擇的。
11．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制部件裝備著一個便利控制屏幕上的顯示邊界形狀，例如矩形、圓、橢圓或多邊形，的子系統(tǒng)。
12．權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中利用從各傳感器得到的數(shù)據(jù)自動地操作所述子系統(tǒng)。
13．權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括照相機或視頻攝象機。
14．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中小型顯示器充當(dāng)投影器光束的輸出裝置。
15．權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中顯示器是眼鏡。
16．一種信息處理一顯示方法，在嵌入到封裝著一個或多個數(shù)據(jù)處理部件的小型件中構(gòu)成，其中包括一個用于觀看數(shù)據(jù)的小型顯示器，一個把數(shù)據(jù)投影到遠距離屏幕上的投影器模塊；以及一個通過所述投影器模塊處理數(shù)據(jù)的用于控制所述屏幕上的投影顯示的質(zhì)量的控制部件。
17．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述嵌入式數(shù)據(jù)處理部件是從由PDA、鐘、帶有屏幕的電話、web電話、智能電話、尋呼機、智能皮夾、智能鑰匙、手表以及和該嵌入式部件連接的眼鏡組成的組中選擇的。
18．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述投影器模塊裝備著一個用于把高質(zhì)量強反差圖象投射到所述屏幕上的激光器部件。
19．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述控制部件改變投影到屏幕上的圖象質(zhì)量、彩色的亮度以及圖象的清晰度和反差。
20．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述控制部件裝備著用于感測和測量環(huán)境條件的傳感器。
21．權(quán)利要求20所述的方法，其中所述環(huán)境條件是投影器模塊附近的照明、屏幕附近的照明、刮風(fēng)、下雨、離屏幕的距離、或屏幕的邊界形狀。
22．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述控制部件裝備著一個用于把投射的圖象聚焦在所述屏幕上的聚焦系統(tǒng)。
23．權(quán)利要求20所述的方法，其中所述控制部件裝備著一個子系統(tǒng)，其用于根據(jù)從感測和測量環(huán)境條件的各傳感器得到的數(shù)據(jù)自動地控制投影圖象的質(zhì)量、彩色的亮度和反差。
24．權(quán)利要求22所述的方法，其中自動地調(diào)節(jié)聚焦。
25．權(quán)利要求16所述的方法，其中屏幕是從由標(biāo)準(zhǔn)投影儀屏幕、紙張、地板、天花板、墻壁、任何形狀如矩形、圓、橢圓、多邊形的任何封面所組成的組中選擇的。
26．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述控制部件裝備著一個用來調(diào)節(jié)所述屏幕上的顯示邊界的形狀，例如矩形、圓、橢圓或多邊形，的子系統(tǒng)。
27．權(quán)利要求26所述的方法，其中利用從各傳感器得到的數(shù)據(jù)自動地操作所述調(diào)節(jié)子系統(tǒng)。
28．權(quán)利要求20所述的方法，其中所述傳感器包括照相機或視頻攝象機。
29．權(quán)利要求16所述的方法，其中小型顯示器充當(dāng)投影器光束的輸出裝置。
30．權(quán)利要求16的方法，其中顯示器是眼鏡。
全文摘要
包含著數(shù)據(jù)顯示特性的小型部件含有信息處理和顯示系統(tǒng),其包括用于展示文本以及畫面信息和數(shù)據(jù)的部件并且適用于把圖象投影到遠距離顯示表面上,還公開一種應(yīng)用包含著用于把數(shù)據(jù)投影到遠距離表面上的投影器的小型信息處理部件的方法。
文檔編號G09G3/00GK1296192SQ0013389
公開日2001年5月23日 申請日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者法德·埃里亞斯·多恩, 迪米特里·肯奈斯基, 克里弗德·A·皮克維爾, 亞歷山大·茲萊特森 申請人:國際商業(yè)機器公司