CN101313242B - 电响应柱面显示装置和方法 - Google Patents

Abstract

集成电响应柱面显示装置(300)包括与至少一个电响应光发射图案(202)整体结合的柱面透镜(301)。电响应光发射图案(202)是印刷的电响应光发射图案。印刷图案可以直接印刷到柱面透镜(301)上或者印刷到衬底(502)上，所述衬底(502)然后附着到柱面透镜(301)。电响应光发射图案(202)可以与另一图案(203)交织。这另外的图案(203)可以包括另一电响应光发射图案或者非电响应光发射图案。

Description

电响应柱面显示装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用来显示一个或多个图像的柱面显示装置(lenticular display apparatus)。

背景技术

典型的柱面显示装置包括柱面透镜(lenticular lens)和柱面图像(lenticular image)。典型的柱面透镜包括整体结合的透镜阵列。一般的，这个阵列包括多个细长凸透镜，所述多个细长凸透镜构造成互相邻近和平行的行或者列。柱面图像包括至少两个交织(interleaved)或者交错(interlaced)的图像，这些图像还可以被称为空间多元图像。这个柱面图像一般直接布置在柱面透镜的背面上或者布置在附着在透镜背面的衬底上。如此设置，包含柱面透镜的透镜阵列随着观察者的感知角度相对于其的改变而投射不同的可感知图像。

而且，采用作为背光的照明光源与这样的柱面显示装置结合是公知的。当在明亮照明的环境之外使用时，背光照亮显示器。更进一步的，提供具有包含荧光材料的图像的柱面显示装置是公知的。例如荧光墨水的荧光材料包括暴露在紫外光时发光的磷。

虽然上述柱面显示装置已经具有运转成功的一定水平，但是它们的应用受到了限制。比如说，尽管背光使得柱面显示器可以在黑暗环境下可视，但是它一般照明整个柱面图像。背光缺乏锐利和分立地照明交织图像的其中一个而不照明其他图像的能力。而且，背光有时缺乏锐利和分立地照明一个或多个交织图像的一部分的能力。此外，尽管荧光材料可以加强柱面显示器的视觉吸引力，但是荧光材料需要紫外光的存在来激发其中的磷。提供紫外光需要对环境的控制，这不总是实际可行的。

附图说明

通过提供一种根据本发明原理的将在后面的详细描述中、尤其是结合附图分析的时候被描述的电响应柱面显示装置和方法，上述问题至少部分的被处理，其中：

图1包括制造按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的方法的流程图；

图2包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的结构图；

图3包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的柱面图像的示意平面图；

图4包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的示意横截面图；

图5包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的示意横截面图；

图6包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的片段横截面图；

图7包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的示意横截面图；

图8包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的结构图；

图9包括按照本发明多个实施方案配置的集成电响应柱面显示装置的用户可操作接口的平面图。

本领域的技术人员将理解：为了简单清楚而举例说明图中的元件，元件不必须画得成比例。例如，图中一些元件的尺寸和/或相对位置可能相对于其他元件来说被放大了，依此来帮助提高对本发明各实施方案的理解。同样，通常的，但是易于理解的，商业上可行的实施方案中有用或者必须的元件常不做描述，以利于对本发明的这些多个实施方案较少障碍地明了。更进一步可理解的是，某些操作和/或发生顺序可能以特定顺序被描述或描写，但是本领域技术人员将理解，关于顺序的这些特征实际上不是必须的。还可以理解的是，除非其中说明另有特殊含义，其中使用的术语和表达具有与研究和学习相关的各自领域的这些术语和表达一致的通用含义。

具体实施方式

一般来讲，依照这些不同的实施方案，集成电响应柱面显示装置包括与至少一个图案整体结合的柱面透镜。至少一部分图案包括电响应光发射图案。电响应光发射图案可以包含透过柱面透镜可视的一部分图像，整个图像或者多个图像。在本发明的一方面，电响应光发射图案是印刷的电响应光发射图案。印刷图案可以直接印刷到柱面透镜上或者印刷到附着在柱面透镜的衬底上。在一个实施方案中，电响应光发射图案可以与另一图案交织。这另外的图案可能包括另一电响应光发射图案或者非电响应光发射图案。在又一个实施方案中，电响应光发射图案与非电响应光发射图案是分层的，以提供背光到分立的段或者整个图像上。

如此设置，相对便宜的印刷步骤和材料可以用来生产在任何明亮或不明亮环境下的可选择激发的柱面显示器。该印刷的电响应光发射图案材料使其产生锐利的，分立的，和限定的照明图案。这些图案可以包括通过柱面透镜显示的完整图像，多重图像，单个图像的部分，和/或其他信息内容。另外的，这样的照明图案可以和非照明图案互补或者对照来产生图像，多重图像，单个图像的部分，和/或其他信息内容。由于这些教导仅提供了相对较少的费用来实现，这样的集成电响应柱面显示装置可以实现为智能广告材料，无线控制识别标签，海报，零售包装，新奇项目，和/或任何其他现在已经知道或今后将会发展的应用。

这些和其他益处可通过对下面详细描述的通览和研究变得更清楚。现在参考附图，特别是图1，用于制造集成电响应柱面显示装置的步骤100首先包括提供柱面透镜的步骤101。柱面透镜可以是本领域公知的各种柱面透镜中的任意一种，并不局限于在附图中特定描述或者下文中结合以后实施方案描述的的柱面透镜。

在提供柱面透镜以后，步骤100包括将电响应光发射图案与柱面透镜整体结合的步骤102。参考图2，应该理解的是整体结合电响应光发射图案202的步骤102可以包括将电响应光发射图案202与第二图案203交织以形成一对交织图像201。第二图案203可以包括另一电响应光发射图案或者非电响应光发射图案。每个图像对201可以基本上包括任何设计图案，比如符号，文字与数字的字符，商标，艺术透视图(artistic rendering)，照片，象形文字(pictograph)，条形码，标签，认证印章(authentic seal)，或者视觉上可辨认的或不可辨认的特征的任何组合。此外，图像对201的每一个可以定义分离的不相关的图像或者一对相关的图像描绘，例如，一系列事件。更进一步地，应该理解的是虽然这里描述了一对图像201，根据柱面显示装置300的原理可以实现任何数量的交织的图像。又，应该理解的是虽然图2示意性的描述一对图像201为直接交织，可供选择的实施方案可以包括交织的图像对201之间的间隔。在又一个实施方案中，这间隔可以包括缓冲材料，其本身可以形成了又一个交织图像。

图3描述了包括电响应光发射图案202和柱面透镜301的集成柱面显示装置300的结构图。电响应光发射图案202通过柱面透镜301来投射，如参考数字303指示的箭头所描述。应该理解的是此图案是本领域内通常公知的并且意指基本上包括任意的和所有的设计图案。例如，可预期的是这样的图案包括混合内容的任何组合，该混合内容含有艺术透视图和符号信息内容，比如是书写文本。还可以理解的是多个上述图案可以提供作为任何特殊应用的需要。

又，应该理解的是，在一实施方案中，电响应光发射图案202包括包含至少一个能量发射材料的功能墨水。该能量发射材料最好是可由应用来自电源的电场而激发，此电源诸如电池，光伏装置(photovoltaic device)，燃料电池，基于交流电的电源，或其他可以作为电源的装置。功能墨水的有用例子包括，但不局限于，包括磷或者有机光发射二极管或者导电的、电阻的、绝缘的或半导体材料的功能性墨水。一般来说，作为墨水安放、当被电场激发时能够选择性发光的的任何合适材料被确定为在本发明的范围之中。

此外，特别可预期的是将电响应光发射图案202和柱面透镜301整体结合的步骤102包括印刷电响应光发射图案202。应该理解的是其中使用的“印刷”包括但不局限于任何接触或非接触类型的印刷步骤。接触印刷步骤的例子包括但是不局限于丝网印刷步骤(screen printingprocess)，苯胺印刷步骤(flexography printing process)，凹版印刷步骤(gravure printing process)，微接触印刷步骤(micro-contact printingprocess)，和胶版印刷步骤(offset printing process)。非接触印刷步骤的例子包括但是不局限于墨水分配印刷步骤(ink dispensing printingprocess)，喷墨印刷步骤(ink jet printing process)，幕涂印刷步骤(curtain coating printing process)。又，应该理解的是印刷电响应光发射图案202还可以包括根据用于特定实施方案的特殊材料和技术来与功能墨水协同印刷介电和导电层。

图4示意性的描述了包括柱面透镜301的柱面显示装置300的一个实施方案，该柱面透镜301具有直接印刷在其背面上的电响应光发射图案202。图5示意性的描述了包括柱面透镜301和图像部件501的柱面显示装置300的另一个实施方案。图像部件501包括其上印刷有电响应光发射图案202的衬底502。图像部件501附着在柱面透镜301的背面来组成柱面显示装置300。

应该理解的是上述提到的图像部件501的衬底502可以包括任何适于印刷的介质，这些介质包括但不局限于纸衬底，纸板(cardboard)衬底，基于聚合体的衬底，玻璃衬底，纺织布衬底，金属衬底，或者任何其他适合的材料。因此，如此配置的柱面显示装置300结构进一步包括将图像部件501附着到柱面透镜301的背面。在一实施方案中，将图像部件501附着到柱面透镜包括用合适的粘合剂将图像部件501粘合到柱面透镜301的背面。然而，应该理解的是根据特定应用的特殊需要和要求的其他合适的固定方式被确定在本发明的范围之内。

图6描述了根据本发明原理的柱面显示装置300的片段横截面图。根据以上描述的步骤，柱面显示装置300包括具有印刷在其背面的电响应光发射图案202和非电响应光发射图案203的柱面透镜301。电响应光发射图案202和非电响应光发射图案203定义了第一和第二交织的图像602，605。非电响应光发射图案203与柱面透镜301结合形成第一图像602。电响应光发射图案202与柱面透镜301结合形成第二图像605。应该理解的是非电响应光发射图案203可以包括任何适合图像的材料，例如墨水，涂料，染料，或其他材料。

因此，当观察者从由参考数字601指示的箭头所示的第一角度位置观看柱面显示装置300时，观察者看到第一图像602。在此简单例子中第一图像602包括全部由非电响应光发射图案203组成的圆603。可选择的，当观察者从由参考数字604指示的箭头所示的第二角度位置观看柱面显示装置300时，观察者看到第二图像605。在本例中，第二图像605与第一图像602不同。出于本例子的目的，第二图像605包括星星606和盒子607。在图6中，星星606和盒子607都包括电响应光发射图案202。然而，应该理解的是，在可选择的实施方案中，星星606和盒子607中的其中一个可以包括非电响应光发射材料来与包括电响应光发射材料的另一个对比。

如上所述，应该理解的是尽管图6描述的是只包括两个交织的图像602，605的柱面显示装置300，柱面显示装置300可以包括任何数量的交织的或者非交织的图像。例如，柱面装置300可以包括三个交织的图像。如此设置，当用户从不同于上述图6中的箭头601，604的角度观察柱面透镜301时，可以观察到从柱面透镜301投射的第三个图像。又，应该理解的是尽管图6包括完全独立、不同和不相关的两个图像602、605，但是柱面显示装置300可以包括多个相关的图像。例如，柱面显示装置300可以包括多个图像，以使当观察者观察柱面显示装置300的角度相对其变化时，柱面显示装置300投射出一系列图像来显示运动。运动可以呈现例如飞机从天空飞过或者棒球运动员挥动球棒。

现在参考图7描述的示意图，柱面显示装置300的另一实施方案包括对电响应光发射图案202和第二图案701分层。在一个例子中第二图案701包括非电响应光发射图案。如此设置，直接位于非电响应光发射图案701的任何部分之下的电响应光发射图案202的任何部分不能通过柱面透镜301直接看见。因此，电响应光发射图案202作为背光来通过柱面透镜投射非电响应光发射图案701，如图7中由参考数字702指示的箭头所显示。不像传统的背光，图7中柱面显示装置300提供的背光可以根据特定应用产生锐利的，分立的，和限定的背光到整个非电响应光发射图案701或者其中的选定部分。

又，应该理解的是，柱面显示装置300设置为提供背光，如图7示意性的描述，也可以与传统的背光结合。传统背光可以包括任何类型的位于电响应光发射图案202后面的传统照明光源。传统背光可以通过柱面透镜301来投射整个柱面图像或者图像的一部分。类似的，传统背光可以与在此描述的其他实施方案结合。此外，应该理解的是，尽管在图7中示意性描述的实施方案已在提供背光到柱面显示装置300的上下文中被描述，它可以选择地不提供背光。更确切的，同参考图4和图5的上述描述的实施方案类似，图7的柱面显示装置300可以仅仅提供包括电响应光发射图案202和非电响应光发射图案701的柱面图像。在图7中示意性描述的实施方案和在图4和图5中示意性描述的那些实施方案之间的差别是两个图案202，701被提供在不同的层上。此外，应该理解的是，图7示意性描述的柱面显示装置300可以选择地和衬底结合，与图5示意性的描述类似。

现在参考图8和9，柱面显示装置300的另一实施方案包括柱面透镜301，电响应光发射图案202，电源801，控制器802，和无线接口803。与以上描述的一样，电响应光发射图案202和柱面透镜301整体结合。电源801和控制器802与电响应光发射图案202串联连接来对其提供能量和控制。无线接口803以信号的形式从控制器802接收操作信息和/或向控制器802发射操作信息。

在一实施方案中，电源801与电响应光发射图案202分离且电耦合。电源801可以包括一电池，光伏装置，燃料电池，基于交流电的电源，或耦合以提供选择性激发的电场到电响应光发射图案202上的任意其他装置。在另一实施方案中，电源801与电响应光发射图案202整体结合。如此设置，电源801可以直接印刷到柱面透镜301上或者印刷到作为图5中示意性描述的图像部件502的部分的衬底202上。印刷的电源801可以印刷在电响应光发射图案202后面的层上或者柱面显示装置300上的不容易通过柱面透镜301看到的部分上。这样印刷的电源在本领域是公知的，这里不需要进一步的详述。

在一实施方案中，控制器802与电响应光发射图案202分离且电耦合。控制器802可以包括输入，输出，处理器，存储器，或者任何其他作为特定应用所需要的部件。控制器802提供与电响应光发射图案202的选择性激发相联系的控制和/或处理。在另一实施方案中，控制器802包括与电响应光发射图案202整体结合的控制器802。如此设置，控制器802可以直接印刷到柱面透镜301上或者印刷到作为图5中示意性描述的图像部件501的部分的衬底502上。与以上描述的集成电源801类似，集成的控制器802可以印刷在电响应光发射图案202后面的层上或者柱面显示装置300上的不容易通过柱面透镜301看到的部分上。

又，控制器802可以包括用户可操作接口901，如图9所示。在一实施方案中，用户可操作接口901可以包括，例如，键区(keypad)(或者更特殊的，键区的接触感应描绘(contact-sensitive depiction))。用户可操作接口901可以使用户控制对电响应光发射图案202的选择性激发或者去激发。例如，在一实施方案中，柱面显示装置300可以要求用户来对控制器802输入诸如安全密码的密码从而使电源801能激发电响应光发射图案202。在另一实施方案中，柱面显示装置300包括动态显示，使得用户输入用户密码进入用户可操作接口901来改变动态显示工作的频率或者占空比。

更进一步的，无线接口803可以包括无线射频识别(RFID)装置。这可以使得，例如，从无线传输装置来选择性地激发电响应光发射图案202。例如，在一实施方案中，诸如一件衣物的产品可以具有附着在其上的柱面显示装置300。当售货员扫描附着到衣物上的条形码来获得价格信息时，无线RFID装置接收信号来指示控制器802允许电源801激发电响应光发射图案202。这种应用例如在决定货物来源和/或真实性并帮助识别假冒货物中是有用的。

此外，应该理解的是，尽管以上所述的实施方案包括电源801和控制器802，可选择的实施方案可以仅仅包括电源801。在此情况下，可以预见的提供具有开关机械装置的电源801用于选择性的激发电响应光发射图案202。又，应该理解的是，尽管以上所述的实施方案包括无线接口803，可选择的实施方案可以包括有线接口。更进一步的可选择的实施方案可以根本不包括接口。如此设置，控制器802或者电源801可以包括处理能力来根据预先编程的算法或者一些其他固定或者动态进程(dynamic process)来独立地运行柱面显示装置300。

更进一步的，尽管这里未对电响应光发射图案和非电响应光发射图案包括任何特殊颜色或者颜色组合作出描述，应该理解的是任何上述实施方案中的这些图案的任意一个或者两个都可以包括一种或多种颜色来增加美观或者功能上的吸引力。

因此，可以理解的是这些教导提供了一种经济的，高柔性的和有吸引力的柱面显示器。这样的柱面显示装置300提供了多个交织图像和/或单个图像内的特定图案的锐利和分立照明的显示。因此，可以理解的是这样的装置提供了令人兴奋的和高效的显示器用于广告活动，防伪测量，新奇装置，或者任何其他可想到的商业或者非商业的物品。

又，本领域技术人员可以认识到在不偏离本发明的精神和范围的情况下，根据上述的实施方案能进行大范围的多种改造、替换和组合，这些改造、替换和组合都将被视为在本发明概念的范围之内。

Claims (6)

1.一种装置，包括：

柱面透镜，包括多个基本上平行的透镜；

第一电响应光发射图案，该第一电响应光发射图案与柱面透镜整体结合并且包括第一图像，该第一图像从第一观察者角度位置通过所述柱面透镜是可视的；

包括第二图像的至少一个额外图案，该第二图像不同于所述第一图像并且从与所述第一观察者角度位置不同的额外观察者角度位置通过所述柱面透镜是可视的，其中所述至少一个额外图案包括与所述柱面透镜整体结合的至少一个非光发射图案，并且其中，所述至少一个非光发射图案与所述第一电响应光发射图案交织，以及

元件，该元件包括下述各项中的至少一个：在操作中耦合到所述第一电响应光发射图案的电响应光发射图案控制器；以及，在操作中耦合到所述第一电响应光发射图案的电源。

2.如权利要求1的装置，其中所述第一电响应光发射图案包括功能性墨水。

3.如权利要求1的装置，其中：

所述至少一个额外图案包括：与所述柱面透镜整体结合的至少一个额外的光发射图案，其中所述至少一个额外的光发射图案与所述第一电响应光发射图案交织。

4.如权利要求1的装置，其中相对所述柱面透镜非整体化地设置所述元件。

5.如权利要求1的装置，其中相对所述柱面透镜整体化地设置所述元件。

6.如权利要求1的装置，其中所述电响应光发射图案控制器进一步包括用户可操纵的接口。

Images