專利名稱:顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于顯示可視信息的顯示裝置。
在當(dāng)前的信息社會中,存在大量顯示可視信息的需求如圖形顯示材料。顯示可視信息的例子諸如廣告牌、信息面板、屏幕等等。廣告牌通常包含可以或不能在確定的廣告裝置中采用多種形式以改變廣告內(nèi)容的靜態(tài)(印刷)信息。帶有可變信息的信息面板通常是由可置換面板部件或單獨(dú)可控光像素所構(gòu)成??梢酝ㄟ^置換面板部件和/或使用或不使用特定光像素驅(qū)動來顯示確定信息。這種面板的分辨率通常是有限的并且它們所包含的信息通常也是有限的(例如,僅僅一些數(shù)字和字母)。屏幕有一個(gè)好處是存在這樣的可能性;圖象信息所展現(xiàn)的實(shí)際上是沒有限制的。但是,缺點(diǎn)是屏幕的形狀基本上是平坦的,并且需要從后面能夠看見的結(jié)構(gòu)或不得不遠(yuǎn)距離照射它。使用的權(quán)限因此是有限的。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于顯示可視信息的顯示裝置,該裝置可以將圖象構(gòu)成形式的極大自由度與改變圖象的靈活性相結(jié)合。
本發(fā)明出于此目的而提供一種用于顯示可視信息的顯示裝置,其中包括-至少一個(gè)圖象形成元件,-至少一個(gè)用于產(chǎn)生光束的光源,其中該光源與圖象形成元件一起作用以產(chǎn)生一個(gè)照亮的圖象;-用于處理所述光束和/或照亮圖象的光學(xué)裝置,以及-用于接收所述照亮圖象的一個(gè)投影面,其中,該圖象形成元件是平坦的,并且該投影面至少構(gòu)成圓柱體墻的一部分。該光學(xué)裝置最好包括至少一個(gè)反射器,該反射器可以采用這樣的形式圓錐形面或角錐體的至少一部分。另外,還可以使用一種圓錐體和角錐體的一種中間形式,例如一個(gè)多邊形。使用這種顯示裝置,可以在具有彎曲形狀的投影面上以任意大小顯示一個(gè)被照亮的圖象,一種極端的情況是該投影面可以是一個(gè)圓柱形殼。這樣的一種投影面的好處是對于廣范圍的應(yīng)用,比如廣告柱、視頻會議顯示、虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的柱子等,它可以產(chǎn)生很有吸引力外觀。這里應(yīng)該注意,如同所希望的,其內(nèi)側(cè)或外側(cè)被認(rèn)為是主要的投影面。在所述廣告柱的應(yīng)用中,例如,大的事件、展覽會、以及購物中心內(nèi)、體育場以及機(jī)場,柱子的特定外部是相對的投影面。在虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的柱子應(yīng)用中,其使用與此相反,使其內(nèi)側(cè)作為投影面以便于至少部分被圓柱形墻面環(huán)繞的人可以置身于對于不同環(huán)境的幻想中。另一個(gè)選擇可以包括使至少一部分投影面作為所謂的“觸摸屏”,由此可以通過觸摸所述屏幕來改變被投影的可視信息。由于使用根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置來顯示諸如圖片材料這樣的可視信息的這個(gè)全新的概念,許多當(dāng)前不可能存在的應(yīng)用都將變成可能。通過使用反射器形式的光學(xué)裝置,可以限制其成本。使用圓錐體或角錐體形狀的反射器,此外結(jié)合圓柱形墻形投影面可以實(shí)現(xiàn)一種簡單的結(jié)構(gòu)。這里的另一個(gè)好處是,使用所述反射器,可以控制由于圖象形成元件所產(chǎn)生的圖象失真。
最好將該反射器設(shè)置得靠近確定該圓柱形墻的圓柱形的端側(cè)面。借助于這種結(jié)構(gòu),可以使用整個(gè)圓柱形墻或幾乎全部來顯示可視信息,從而可以實(shí)現(xiàn)一種小型顯示裝置。
在另一個(gè)最佳實(shí)施例中,將該圖象形成元件與用于控制其的計(jì)算機(jī)相連。圖象形成元件的控制使得可以使按照需要來改變投影的圖象。因此,可以使可視信息適應(yīng)實(shí)際情況。還可以用該圖象形成元件來顯示移動圖象。計(jì)算機(jī)控制的另一個(gè)好處是,可以在光學(xué)裝置中對由圖象形成元件所產(chǎn)生的圖象進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)了解了光學(xué)裝置的失真時(shí),可以借助于標(biāo)準(zhǔn)化處理來控制該圖象形成元件以便于投影的圖象能獲得所需形式。因此,可以借助于標(biāo)準(zhǔn)化變換來補(bǔ)償光學(xué)裝置的失真。借助于計(jì)算機(jī)控制的另一個(gè)好處是,可以借助于電纜或遠(yuǎn)程接收機(jī)使該計(jì)算機(jī)程序化從而投影所需圖象。因此可以在遠(yuǎn)距離進(jìn)行顯示的圖象的改變而不需要使其移動到該顯示裝置處。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中,通過諸如帶有液晶的顯示器即被稱為液晶顯示屏(L.C.D.)這樣的光通過顯示屏來構(gòu)成圖象形成元件。另一種變型是被稱為鐵電液晶顯示器(F.L.D)。這種光通過顯示屏最好被設(shè)置在光源和光學(xué)裝置之間。可以通過黑-白以及彩色形式來提供以及獲得這種光通過顯示屏。這種顯示裝置可以被構(gòu)造得非常簡單,當(dāng)例如投影機(jī)這樣的光源投射一束光穿過光通過顯示屏,由此被照亮的圖象通過該光學(xué)裝置隨后直接被投射在投影面上??梢赃@樣制造這種顯示裝置,其主要部分可以使用容易獲得的元件來構(gòu)成。實(shí)際上,通??梢詫⒐馔ㄟ^顯示屏放置在投影機(jī)中以便于使其位于光源和投影機(jī)的透鏡之間。這種解決方法另外還使裝置簡潔并易于安裝。
在另一個(gè)最佳實(shí)施例中,通過一些部分的組合的反射面來構(gòu)成所述的圖象形成元件,其中的各部分可以單獨(dú)定位,比如數(shù)字鏡像裝置(D.M.D)。這種圖象形成元件反射投射到其上的光束,該反射光束構(gòu)成一個(gè)照亮的圖象。還可以使用計(jì)算機(jī)來控制D.M.D。這種圖象形成元件因其數(shù)字光處理(D.L.P.)這個(gè)名字而被了解。
最好用透明材料來制造投影面以便于可以在圓柱形墻的外部可以看到投射在該圓柱形墻內(nèi)部的圖象。這里的這個(gè)投影面最好有一個(gè)完整的圓柱形墻形狀。最好將圖象形成元件、光源以及光學(xué)裝置全部都設(shè)置在由投影面所確定的圓柱體中。這樣構(gòu)成的顯示裝置可以使其外部是圓柱面的而沒有相關(guān)元件位于該圓柱體的外部。這樣可以提供帶有美學(xué)上有吸引力外觀的顯示裝置并且可以在各種環(huán)境中使用這種顯示裝置。根據(jù)對于圓柱形墻材料的選擇和/或保護(hù)性外殼的安排,該顯示裝置能耐破壞的。另外的好處是,這種顯示裝置中的投影裝置不占用圓柱體外部空間,也能增加應(yīng)用的可能性。
在一個(gè)特定實(shí)施例中,該顯示裝置帶有部分反射球,經(jīng)過該球,由投影機(jī)發(fā)射的光束被投影在圓柱形殼體形式存在的投影面上。當(dāng)該裝置采用多種形式時(shí)其中,該反射球的兩個(gè)相互面對的部分被設(shè)置在以圓柱形殼體形式存在的投影面上,并且?guī)в衅渖习才庞兄醒腴_口以便于由兩個(gè)投影機(jī)發(fā)出的光束通過,可以獲得非常好的結(jié)果。使用這種實(shí)施例,在實(shí)際中可以獲得很好的效果,在圓柱形墻的整個(gè)面上可以獲得明亮的圖象。
為了增加圓柱形殼體上圖象的亮度,最好由圓柱形菲涅耳透鏡來構(gòu)成該投影面。這種結(jié)構(gòu)其特征在于在圓柱形殼體的表面上有外槽,以便于在橫截面中出現(xiàn)帶有以唯一方式互連的鋸齒的鋸齒形結(jié)構(gòu)。因此,限制了光束在圓柱形菲涅耳透鏡內(nèi)側(cè)垂直方向上(即,平行于圓柱體墻形投影面的軸方向)的延伸角度,該透鏡是平滑的并在一個(gè)最佳實(shí)施例中覆蓋有所謂的高增益材料。其結(jié)果導(dǎo)致在剩余光圓錐體中有更多的光,并因此導(dǎo)致一個(gè)因子為2的更尖銳的圖象。這種高增益材料的一個(gè)例子是全息光漫射體。由菲涅耳透鏡發(fā)射的光束撞擊在環(huán)繞透鏡放置的漫射體屏幕上。
來自投影機(jī)的光束通常是呈線性偏振。由于菲涅耳透鏡的效能是依賴于偏振,因此,在以相對大角度即在圓柱形殼體的種不和邊緣之間發(fā)生不同偏振光的偏轉(zhuǎn)過程中,可以產(chǎn)生相當(dāng)多的顏色改變。為了消除上述現(xiàn)象,最好使用消偏振元件使其放置在投影機(jī)和反射球之間。這樣的例子是1/4板、楔形消偏振鏡和菲涅耳菱形鏡。這種元件對于所有光顏色而言都提供相同的偏振度(或沒有),由此就不再發(fā)生顏色的改變。
出于保護(hù)的目的,外部的圓柱體最好以這種方式環(huán)繞投影面放置即由菲涅耳透鏡構(gòu)成的圓柱形殼體以及環(huán)繞其放置的漫射體屏幕。當(dāng)該外部圓柱形的內(nèi)外部帶有透鏡結(jié)構(gòu)時(shí),可以確保源于菲涅耳透鏡的光束是從圓柱形殼體特別是從與軸正交的方向是傳播過來的,即,當(dāng)該圓柱體垂直放置時(shí)的水平方向。
將參考附圖中所示非限制性實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明,其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的部分切開透視圖,圖2示出了根據(jù)本發(fā)明裝置的一個(gè)可替換實(shí)施例的部分切開透視圖,圖3示出了穿過根據(jù)本發(fā)明顯示裝置的一個(gè)最佳實(shí)施例的示意性截面圖,
圖4示出了穿過以帶有“菲涅耳結(jié)構(gòu)”圓柱形殼體形式的部分投影面的截面圖,以及圖5示出了如圖3所示的顯示裝置實(shí)施例的外部三維圖。
圖1示出了其中設(shè)置有一個(gè)投影機(jī)2的顯示裝置1。由該投影機(jī)2發(fā)出的光束經(jīng)光通屏幕3傳送。光通屏幕3與計(jì)算機(jī)4相連以便于可以以簡單的方式連續(xù)或不連續(xù)地改變光通屏幕3上的圖象。經(jīng)光通屏幕3傳送的光束被投射到圓錐體反射器5上,之后將該反射光投射到圓柱形墻6的內(nèi)側(cè)上。該圓柱形墻6是一種透明材料以便于可以在外部看見投射到其內(nèi)部的圖象。因此,可以從圓柱形墻6的外部看見與光通屏幕3上的圖象相符的圖象7。顯然,由于反射器5的反射以及圓柱形墻6的形狀會使光通屏幕3上的圖象失真。所導(dǎo)致的附加問題是,如果不校正,則位于圓柱形墻6頂部的照射密度將隨圓柱形墻6底部的光強(qiáng)度而變化。可以借助于光通屏幕3的智能控制以及屏幕3的形狀來補(bǔ)償所述的失真以及光密度的改變。顯示裝置1因此形成一種帶有任意所需顯示圖象7并且可以任意使其在圓柱形墻6中移動或不移動的柱形結(jié)構(gòu)。
圖2示出了一種顯示裝置8。該裝置8由由圓柱體結(jié)構(gòu)9組成,其中將門10安排得使參觀者11可以進(jìn)入圓柱體9的內(nèi)部。投影機(jī)12懸掛在圓柱體9中。由投影機(jī)12發(fā)出的光束經(jīng)光通屏幕13傳送并由反射器14反射回圓柱體結(jié)構(gòu)9的內(nèi)側(cè)。光通屏幕13必須與用于控制目的的計(jì)算機(jī)相連,在圖中沒有示出該計(jì)算機(jī)。借助于連接桿15將投影機(jī)12和光通屏幕13懸掛在圓柱體9中。
反射器14的形狀是圓錐體并且在內(nèi)部可以被照亮。將由反射器14反射的光束投影在圓柱體9的內(nèi)側(cè)墻上,因此而形成一個(gè)投影面。即,從內(nèi)側(cè)觀察根據(jù)圖2的顯示裝置8與如圖1中所示的顯示裝置的情況相反。進(jìn)入圓柱體9的觀察者11因此可以置身于這樣一種情況之中似乎他處于不同的現(xiàn)實(shí)中。
圖3示出了一種顯示裝置16,其中安排有兩部分反射球17、18,它們都帶有中央開口19、20。將反射球的這些部分以圓柱形殼體的形式放置在投影面21中,其上可以有能發(fā)射圖象的兩個(gè)投影機(jī)22、23。投影機(jī)22因此可以將圖象發(fā)射在反射球18的一部分上,該圖象隨后被反射回處于圓柱形殼體形式的圖3中的投影面21的較低部分上。投影機(jī)23經(jīng)開口20將光束發(fā)射到部分反射球17上,該光束然后被反射到處于圓柱形殼體形式的投影面21的上部。借助于光束24示意性地示出了后一種投影情況。因此,最好同步操作投影機(jī)22、23。
圖4示出了經(jīng)過部分圓柱形殼形投影面21的一個(gè)截面,其中可以清楚地看見,該圓柱形殼體的內(nèi)側(cè)25是平滑的,這與帶有多個(gè)槽26的圓柱形殼體投影面21的外側(cè)不同。在該圖中所示的“菲涅耳結(jié)構(gòu)”有一個(gè)好處是,以不同角度發(fā)射在投影面21上的光束27、28被或多或少與投影面21軸垂直的形式投影。位于環(huán)繞投影面21放置的漫射屏幕31上的圖象的光強(qiáng)度因此相對于兩側(cè)平滑的投影面而言更大。平滑的內(nèi)側(cè)25最好還涂覆有所謂的高增益材料,這在圖中沒有示出。
最后,圖5示出了組合形式的顯示裝置16。這里最好是出于保護(hù)目的,環(huán)繞圓柱形殼體投影面21和圓柱形漫射屏幕31放置外部圓柱體。圖中清楚地示出了部分反射球17、18,其中去掉了在圖中沒有示出的投影機(jī)22、23。將如圖3所示的整個(gè)單元放置在底部29上,其中安排了一個(gè)控制部分。在這種情況中,還可以借助于一個(gè)蓋子30來安裝投影面的頂部。
盡管參考了幾個(gè)實(shí)施例來描述了本發(fā)明,但是顯然,本發(fā)明的全部不局限于所述和所示的這些實(shí)施例。相反,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,在不脫離本發(fā)明范圍的情況下,可以有其它變型。因此,可以改變反射器的形狀,可以提供多個(gè)反射器裝置,使用用于不同顏色的不同光源和/或投影面部件,以及等等。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示可視信息的顯示裝置,包括-至少一個(gè)圖象形成元件,-至少一個(gè)用于產(chǎn)生光束的光源,其中該光源與圖象形成元件一起作用以產(chǎn)生一個(gè)照亮的圖象;-用于處理所述光束和/或照亮圖象的光學(xué)裝置,以及-用于接收所述照亮圖象的一個(gè)投影面,其中,該圖象形成元件是平滑的,并且該投影面至少構(gòu)成圓柱體墻的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置,其中該光學(xué)裝置包括至少一個(gè)反射器。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置,其中該反射器可以采用這樣的形式至少是圓錐形面的一部分。
4.如權(quán)利要求2或3所述的顯示裝置,其中該反射器是角錐形。
5.如權(quán)利要求2-4中任一個(gè)所述的顯示裝置,其中將該反射器設(shè)置得靠近確定圓柱形墻的圓柱的一個(gè)端部表面。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中將圖象形成元件與用于控制它的計(jì)算機(jī)相連。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中由一個(gè)諸如帶有液晶顯示這樣的光通屏幕來構(gòu)成所述圖象形成元件。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置,其中將該光通屏幕設(shè)置在光源和光學(xué)裝置之間。
9.如權(quán)利要求1-6中任一個(gè)所述的顯示裝置,其中通過由若干部分構(gòu)成的一個(gè)反射面來形成所述圖象形成元件,其中諸如D.M.D.這樣的所述部分可以單獨(dú)設(shè)置。
10.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中用一種透明材料來制造所述投影面,以便于在圓柱形墻的外部可以看見投影在該圓柱形墻內(nèi)側(cè)上的圖象。
11.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中投影面具有完全的圓柱形墻形狀。
12.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置,其中將圖象形成元件、光源以及光學(xué)裝置全部設(shè)置在由投影面所確定的圓柱體上。
13.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中該裝置帶有反射球的一部分,經(jīng)該反射球?qū)⒂赏队皺C(jī)發(fā)出的光束投影在圓柱形殼體的投影面上。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置,其中將該反射球的兩個(gè)相對部分設(shè)置在圓柱形殼體的投影面上,并且具有安排在其上用于由兩個(gè)投影機(jī)所發(fā)出光束的經(jīng)過的中央開口。
15.如前面任一權(quán)利要求所述的顯示裝置,其中由圓柱殼體形的菲涅耳透鏡來構(gòu)成所述投影面。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置,其中環(huán)繞圓柱殼體形菲涅耳透鏡放置一個(gè)漫射屏幕。
17.如權(quán)利要求15或16所述的顯示裝置,其中圓柱殼體形的菲涅耳透鏡的內(nèi)側(cè)是平滑的并且涂覆由所謂的高增益材料。
18.如權(quán)利要求15-17中的任一個(gè)所述的顯示裝置,其中在投影機(jī)和反射球的一部分之間放置一個(gè)消偏振元件。
19.如權(quán)利要求15-18中的任一個(gè)所述的顯示裝置,其中外圓柱體以由菲涅耳透鏡所構(gòu)成的圓柱形殼體形式環(huán)繞投影面放置。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示裝置,其中外部圓柱體的內(nèi)側(cè)或外側(cè)帶有透鏡結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于顯示可視信息的顯示裝置,該裝置包括:至少一個(gè)圖象形成元件;至少一個(gè)用于產(chǎn)生光束的光源,其中該光源與圖象形成元件一起作用以產(chǎn)生一個(gè)照亮的圖象;用于處理所述光束和/或照亮圖象的光學(xué)裝置,以及用于接收所述照亮圖象的一個(gè)投影面,其中,該圖象形成元件是平滑的,并且投影面至少構(gòu)成圓柱體墻的一部分。
文檔編號G03B21/00GK1311888SQ99809110
公開日2001年9月5日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者安東尼奧·歸瑟普·皮拉, 約翰尼斯·匡特 申請人:創(chuàng)新技術(shù)專利股份有限公司