CN101377609A

CN101377609A - 箱型显示装置

Info

Publication number: CN101377609A
Application number: CNA2007101871086A
Authority: CN
Inventors: 崔海龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-03-04
Also published as: JP2009053644A; GB2452347A; GB0720864D0

Abstract

本发明公开一种箱型显示装置。该装置包括具有上壳体和下壳体的箱型壳体、具有焦点的弯曲反射屏幕以及小型投影仪。反射屏幕安装在上壳体的内表面上并具有4％－50％的反射率。反射屏幕是弯曲的或球形的反射屏幕或菲涅耳反射屏幕，以笔直地反射从位于其焦点位置的小型投影仪投射出来的光，从而避免亮斑并且实现高达常规屏幕4－50倍的屏幕亮度。投影仪使用LED作为光源，并具有常规投影仪四分之一的重量和体积。投影仪在使用时位于反射屏幕的以反射屏幕的曲率为基础的焦点位置处，并在携带时容纳在箱型壳体中。

Description

箱型显示装置

技术领域

本发明涉及视频会议装置，具体涉及一种箱型显示装置(bag typepresentation apparatus)，其中具有弯曲或球形反射面的屏幕安装在箱型的壳体中，以反射从使用二极管作为光源的小型投影仪所投射出来的光，该小型投影仪位于所述屏幕的焦点位置，借此该屏幕可以获得良好的亮度和鲜明度。

背景技术

常规上，已经开发出许多与适合安装于箱型结构中的屏幕相关的技术。不过，大部分与箱型结构一起使用的常规屏幕是平的或透射屏，并且亮度低，不适合用在明亮的地方。进一步地，大部分常规投影仪都存在的问题是由于尺寸比箱大而且质量重，所以非常不利于携带。

目前，对视频会议装置的需要不断增加，这些视频会议装置用在诸如保险业务、售车业务之类的各种商务活动中或者用在演讲活动或军事操练活动中以展示根据情况需要的图像和其它数据。

常规视频会议装置都是使用尺寸为15-17英寸的膝上型计算机。然而，膝上型计算机的屏幕尺寸小，亮度低，因此不太实用。

此外，如果使用体积大且质量重的投影仪，那么常规视频会议装置需要支架。在这种情况下，由于投影仪的重量为3kg或更多，保护箱的重量为1kg或更多，屏幕的重量为5-10kg或更多，屏幕台的重量为5kg或更多，而且膝上型计算机的重量约为2kg，所以整个视频会议装置的总重量可能超过20kg。此外，大量伴随而来的物品使得用户很难携带视频会议装置。

已知的是，等离子体显示面板(PDP)和液晶显示器(LCD)不可能用作便携式设备，这是因为例如在它们的尺寸为26英寸时，重量约为14kg，而在它们的尺寸为30-40英寸时，重量约为30kg。PDP和LCD也只具有大约300cds/m²的平均亮度，而且在明亮的地方很难提供鲜明的图像，因此不能取得满意的图像显示效果。

发明内容

因此，本发明考虑了上述和/或其它问题，且本发明的目的是提供一种箱型显示装置，其由于使用箱型壳体而便于携带，并且不仅能获得2倍或更多倍于常规LCD屏幕亮度的高屏幕亮度，而且能获得超过常规LCD屏幕尺寸2倍的21-40英寸的大屏幕尺寸，同时显著减少了常规LCD屏幕重量的大约一半的重量，因此可以用在诸如室内商店、办公室、亮度好的房间之类的明亮地方。

本发明的另一目的是提供一种箱型显示装置，其中投影仪、屏幕、屏幕台、膝上型计算机等安装在单个箱子结构中，从而实现重量轻和便于携带。

这里，需要注意的是，适于上述构成的投影仪的尺寸应该大约是正常箱子的一半，优选地是正常箱子的大约四分之一的尺寸。

投影仪的代表示例包括小型投影仪，例如具有适于放进箱子中的尺寸的迷你投影仪，或具有适于放进口袋中的尺寸的口袋投影仪。

不过，在迷你投影仪的情况下，由于对安装能冷却光源的冷却系统的限制，所以它不能使用发出大量热的灯。因此，迷你投影仪的亮度低至大尺寸投影仪亮度的大约1/4-1/10。而且，尽管口袋投影仪主要使用LED或激光二极管，并且不发热，但是口袋投影仪的亮度也低至大尺寸投影仪亮度的大约1/10-1/50。

因此，本发明的又一目的是提供一种箱型显示装置，其中即使使用诸如迷你投影仪或口袋投影仪的小型投影仪，安装在箱型结构中的屏幕也能获得现有技术亮度的4-50倍的亮度，以在明亮的地方展现鲜明和清晰的图像。

根据本发明，可以通过提供箱型显示装置实现上述和其它目的，该装置包括:具有规则曲率的反射屏幕；位于该反射屏幕的焦点位置以实现常规屏幕亮度的4-50倍亮度的小型投影仪；和用于容纳该反射屏幕和小型投影仪以确保便于携带的箱型壳体。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述中，本发明的这些和/或其它方面以及优点将变得清楚并更加容易理解，其中:

图1是根据本发明的箱型显示装置的外观透视图；

图2是携带状态下的箱型显示装置的视图；

图3是示出小型投影仪结构的解释性视图；

图4是示出常规平面屏幕中引起的亮斑的解释性视图；

图5是示出通过使用球形反射屏幕和位于该反射屏幕的焦点位置处的投影仪来消除亮斑的解释性视图；

图6a-6c是示出具有规则曲率的弯曲反射屏幕操作的解释性视图；

图7a和图7b是示出具有规则曲率的球形反射屏幕操作的解释性视图；

图8是使用状态下的本发明的解释性视图；

图9是示出根据本发明实施例的箱型显示装置的解释性视图；

图10a是示出根据本发明另一实施例的箱型显示装置的解释性视图；

图10b是使用图10a所示装置的解释性视图；

图11a是示出根据本发明又一实施例的箱型显示装置的解释性视图；以及

图11b是使用图11b所示装置的解释性视图。

具体实施方式

首先，参考附图描述根据本发明的箱型显示装置的结构。

如图1和图3所示，本发明的箱型显示装置包括:由上壳体2和下壳体3组成的箱型壳体1；安装在上壳体2的内表面上的反射屏幕4；以及容纳在设置于下壳体3中的多个存储箱6中的一个存储箱中的小型投影仪7。存储箱6由诸如海绵之类的减振材料制成。

除了用于容纳小型投影仪7之外，存储箱6还用于容纳诸如膝上型计算机的小型计算机、诸如DVD播放器的图像显示设备、小型放大器以及扬声器等。

角度调节器8设置在上壳体2和下壳体3之间，以调节安装在上壳体2上的反射屏幕4的竖直反射角度。保护面板5也设置在上壳体2和下壳体3之间，以保护反射屏幕4的表面，使之免受安装在下壳体3中的小型投影仪7损坏。

如图3所示，小型投影仪7包括光源7a，例如发光二极管(LED)或激光二极管。

如图3所示，小型投影仪7进一步包括数字光处理(DLP)芯片7b、投影透镜7c和驱动电路(未示出)。由于用在小型投影仪7中的光源7a的尺寸小于用在常规投影仪中的金属卤化物灯、汞灯等的尺寸的十分之一，所以根据本发明的小型投影仪7具有适于放在箱子中的尺寸。此外，光源7a不发热，因此不需要散热风扇等。因此，小型投影仪7的整个重量可以减小到常规投影仪重量的五分之一。

结果，根据本发明的小型投影仪7适于安装在公文包形的下壳体3中，从而形成箱型显示装置。

不过，小型投影仪7受到投射足够亮的光的限制。具体地，从小型投影仪7投射出来的光只具有常规投影仪的光的十分之一到五分之一的亮度。因此，为了在即使使用小型投影仪7时也能实现足够亮的图像，有必要提供具有高亮度的特殊屏幕。作为特殊屏幕的示例，图4示出具有高反射率的屏幕9。

然而，在图4所示的屏幕9的情况下，如果小型投影仪7将光投射到平面型屏幕9的反射面上，那么亮斑f1、f2和f3出现在属于入射角∠B的逆角和反射角∠A的区域。亮斑是使周围图像不可见的区域，并且是因为整个屏幕只有局部区域亮所引起。

屏幕的反射率越大，亮斑的尺寸越小，但是亮斑的亮度越大(参见亮斑f3)。相反，屏幕的反射率越小，亮斑的尺寸越大，但是亮斑的亮度越大(参见亮斑f1和f2)。

如图5所示，为了消除这种亮斑，本发明提出反射屏幕4具有弯曲或球形面，并且小型投影仪7位于反射屏幕4的焦点位置F。这里，反射屏幕4的弯曲或球形面的曲率R以及反射屏幕4的焦点位置F被确定为满足等式F＝R/2。

利用上述的结构，即使反射屏幕4具有相当高的表面反射率，反射屏幕4也能沿着笔直的方向A反射从位于其焦点位置F的小型投影仪7投射出来的光。因此，属于反射角∠A的逆角的区域G具有均匀的亮度，从而形成没有亮斑的明亮屏幕。

在本发明中，应该注意到反射屏幕4的弯曲或球形面必须具有类似透镜的规则曲率R。

反射屏幕4必须具有规则曲率R的原因在于:屏幕具有比常规屏幕高的表面反射率，因此在不规则曲率条件下容易显示不均匀的亮度，从而造成操作失常。

以下详细描述反射屏幕4的优选实施例。

(第一实施例)

在本实施例中，提供有弯曲反射面4a。

在常规平面屏幕9的情况下，如图6a所示，由于限定在屏幕表面的反射面而引起了亮斑x。

参见图6b，当水平散射线10形成在屏幕9的表面上以散射水平方向的光时，亮斑x只沿着水平方向扩大。

在本实施例中，提供了具有竖直弯曲面的屏幕，该屏幕具有水平散射线10，竖直弯曲面具有规则曲率R，如图6c所示。而且，还提出将小型投影仪7定位在具有规则曲率R的弯曲反射屏幕的焦点位置F。利用这种结构，由散射线10水平扩大的亮斑x也被竖直放大，从而实现了具有均匀亮度的屏幕。

在这种情况下，作为引入弯曲反射屏幕4a的光被水平散射和竖直扩大的结果，弯曲反射屏幕4a具有4-10倍增益(Gain)的亮度，即常规屏幕亮度的4-10倍。

这里，由于散射线10只形成在水平方向和竖直方向中的一个方向上以散射光，所以弯曲反射屏幕4a的亮度低于8倍增益。

与上述实施例相反，应该理解，即使当散射线10竖直地形成且屏幕水平弯曲时，也能获得相同的结果。

简而言之，本实施例具有如下特征:散射线10形成在屏幕的水平方向和竖直方向中的一个方向上，且屏幕以规则曲率沿另一方向弯曲。

散射线10可以用各种方式获得，例如通过提供各种压印图案给屏幕表面或通过向屏幕表面涂覆扩散材料获得。

由于根据本实施例的具有规则曲率的弯曲反射屏幕4a安装在箱型壳体1的上壳体2上，所以可以实现箱型显示装置。

(第二实施例)

参见图7a和图7b，提供具有规则曲率的球形反射屏幕4b。在本实施例中，球形反射屏幕4b的表面反射率为4％-50％，且球形反射屏幕4b的曲率R被确定为小型投影仪7的投影距离的2倍。如图8所示，利用这种结构，通过将小型投影仪7定位在反射屏幕4的曲率R的一半位置R/2处，从小型投影仪7投射到球形反射屏幕4b的光被笔直地反射，如图8所示，从而实现没有亮斑x的明亮屏幕。

本实施例的屏幕可以获得4-50倍增益的亮度，即常规屏幕1倍增益的4-50倍。这里，1倍增益意味着1％的反射率。

由于根据本实施例的具有规则曲率的球形反射屏幕4b安装在箱型壳体1的上壳体2上，所以可以实现箱型显示装置。

(第三实施例)

在本实施例中，提供一种菲涅耳(fresnel)反射屏幕4C。

已知的是，菲涅耳膜11通常是平坦的薄膜，并与折射透镜类似，用作折射从其焦点位置投射出来的光。

如图9所示，保护面板5设置在上壳体2和下壳体3之间的箱型壳体1的中间区域，而菲涅耳反射屏幕4C安装在保护面板的前表面上。反光镜14和小型投影仪7可以安装在下壳体3的后端区域，或者只有小型投影仪7可以设置在菲涅耳反射屏幕4C的焦点位置F，而没有反光镜14。在本实施例中，菲涅耳反射屏幕4C可以安装在上壳体3的内表面上，且上壳体3竖直地使用。

如图9所示，菲涅耳反射屏幕4C在菲涅耳膜11的后表面上具有反射面12，并且反射面12的反射率为4％-50％。

菲涅耳反射屏幕4C的反射面12对于笔直地反射从焦点位置F投射出来的图像非常有效，因此能取得4％-50％的高反射率。

利用上述结构，当来自小型投影仪7的图像从焦点位置F投射出来时，由于菲涅耳膜11的折射和反射面12的反射，具有常规屏幕4-50倍亮度的菲涅耳反射屏幕4C可以笔直反射图像。

简而言之，反射面12和菲涅耳膜11一起展现了反射和折射功能，而且菲涅耳膜11具有规则曲率为R的球形面。

由于根据本发明的具有反射和折射功能的菲涅耳反射屏幕4C安装在箱型壳体1的上壳体2上，所以可以实现箱型显示装置。

(第四实施例)

即使当菲涅耳反射屏幕4C设置在保护面板5的后表面上时，也能获得与上述第三实施例相同的效果。

在本发明中，重要的是将小型投影仪7定位在反射屏幕4的焦点位置F。因此，需要一种用于自动使投影仪的投影距离与屏幕的焦点位置F重合的方法。

投影仪的投影距离由投影透镜的状况确定。例如，在投影仪系统的屏幕尺寸为40英寸且投影距离为1m的情况下，如果屏幕的曲率R为2,000R，那么屏幕的焦点位置F与屏幕相距1m。因此，当光在1m的投影距离下投射到40英寸的屏幕上时，投影距离自动与焦点位置重合。

总之，在投影距离自动设置成屏幕曲率R的一半的假定下，通过根据屏幕尺寸确定投影仪的投射距离，投影仪的位置可以自动设置在具有曲率R的屏幕的焦点位置F。

上述原理可以类似地应用到菲涅耳膜11的焦点位置和投影距离。

(第五实施例)

如图10a和图10b所示，反射屏幕4设置在箱型壳体1的上壳体2的外侧表面，而作为投射盖的保护面板5连接到反射屏幕4，以通过其的枢轴旋转打开或关闭反射屏幕4。

反射屏幕4可以从上述的弯曲反射屏幕4a、球形反射屏幕4b、菲涅耳反射屏幕4c和其它屏幕中选择，使得如图10b所示，反射屏幕4具有规则曲率为R且反射率为4％-50％的球形面。

在利用本实施例时，如图10a和图10b所示，箱型壳体1竖直设置，并且保护面板5打开。而且，小型投影仪7位于反射屏幕4的曲率R的一半距离R/2处，即位于反射屏幕4的焦点位置。携带时，保护面板5关闭反射屏幕4。

反射屏幕4的操作效果与上述反射屏幕4a、4b和4c的相同。

(第六实施例)

如图11a所示，从上述的弯曲反射屏幕4a、球形反射屏幕4b、菲涅耳反射屏幕4c和其它屏幕中选择的反射屏幕4，通过使用枢轴旋转的支架13设置在箱型壳体1的上壳体2的外表面上。

反射屏幕4具有曲率为R且反射率为4％-50％的球形表面。

在利用本实施例时，如图11b所示，反射屏幕4枢转地打开。携带时，如图11a所示，反射屏幕4关闭。因此，反射屏幕4可以构成便携式箱型显示装置的一部分。

从以上描述显而易见的是，本发明提供以下若干效果。

首先，如图6所示，由于通过水平散射线和具有规则曲率的竖直弯曲反射面的光散射效应，弯曲反射屏幕4a能消除亮斑，所以本发明能实现4-10倍增益的屏幕亮度。因此，即使当所使用的小型投影仪7的亮度低至200

ANSI时，也能实现亮度高达800-1800ANSI的明亮屏幕。

其次，当提供如图7所示的具有规则曲率的球形反射屏幕4b时，球形反射屏幕的表面反射率可以增加至常规屏幕反射率(即1倍增益)的1-50倍。因此，即使当所使用的小型投影仪的亮度低至200ANSI(63cds/m²)时，也能没有亮斑风险地实现高达2,000-10,000ANSI的屏幕亮度。

具体地，由于上述亮度等于630cds/m²-3,184cds/m²的值，所以屏幕可以实现为常规膝上型计算机亮度(即300cds/m²)2-10倍的亮度。因此，使用明亮屏幕的箱型显示装置可以用在各种地方，例如，在用于军事操练的户外、办公室和展示厅，以提供即使在明亮环境下的鲜明图像。

第三，当使用如图9所示的菲涅耳反射屏幕4c时，可以获得是常规屏幕反射率4-50倍的反射率，即4-50倍增益的亮度。

具体地，根据本发明，通过调节反射屏幕4的表面反射率和曲率R，有可能使得从位于反射屏幕4的焦点位置F处的小型投影仪7投射出来的低亮度光，通过焦点位置F处的折射得到显著提高。

第四，本发明能实现24英寸至40英寸的大尺寸屏幕。这个尺寸是常规17英寸屏幕的2-5.5倍。

作为测量根据本发明的整个箱型显示装置的重量的结果，26英寸屏幕和小型投影仪7的总重量只有4.5kg。这个重量仅是常规26英寸LCD 14kg重量的三分之一。

第五，由于小型投影仪7使用LED或激光二极管作为光源7a，所以小型投影仪7的体积可以减小至常规投影仪体积的十分之一。因此，小型投影仪适于安装在箱子结构中，并形成易于携带和储存的箱型显示装置。

总之，易于携带的箱型显示装置广泛用于各种目的。例如，箱型显示装置作为商务人员所使用的便携式显示装置，作为用在学校和公司中的便携式教育装置，作为用在展示厅和陈列室中的便携式图像显示装置，以及作为军用野外装备以及军用简报装置。

尽管已经为了图示目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解在不偏离公开在所附权利要求书中的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换都是可能的。

Claims

1、一种箱型显示装置，包括:

箱型壳体，其包括上壳体和下壳体；

反射屏幕，其安装在上壳体的内表面，并具有弯曲或球形反射面，该反射面具有规则曲率和4％-50％的反射率，并且该反射面实现光反射/折射功能；以及

小型投影仪，其在使用时位于所述反射屏幕的以所述反射屏幕的曲率为基础的焦点位置处，并在携带时容纳在箱型壳体中。

2、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中，所述小型投影仪包括诸如发光二极管或激光二极管之类的光源，以具有适于安装在所述箱型壳体中的最小体积。

3、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中，

所述反射屏幕是具有规则曲率和4％-10％表面反射率的弯曲反射屏幕，散射线形成在所述屏幕的水平方向和竖直方向二者中的一个方向上，且所述屏幕沿着另一方向弯曲，并且，

所述弯曲反射屏幕笔直地反射从一根据所述弯曲反射屏幕的曲率和表面反射率所确定的焦点位置处投射出来的图像。

4、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中，

所述反射屏幕是具有规则曲率和4％-50％表面反射率的球形反射屏幕，并且

所述球形反射屏幕笔直地反射从一根据所述球形反射屏幕的曲率和表面反射率所确定的焦点位置处投射出来的图像。

5、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中，所述反射屏幕是具有规则曲率的菲涅耳反射屏幕，并且该菲涅耳反射屏幕包括具有4％-50％表面反射率和菲涅耳膜的反射面。

6、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中，

所述具有规则曲率的反射屏幕设置在所述箱型壳体的上壳体的外表面上，并且

所述箱型显示装置进一步包括一覆盖所述反射屏幕的保护面板。

7、根据权利要求1所述的箱型显示装置，其中所述反射屏幕设置在所述箱型壳体的上壳体的外表面上，以沿着竖直方向枢转。