CN101461147B - 具有人体工程学图像投影系统的便携式电话 - Google Patents

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Abstract

一种便携式电话(10)包含手持送受话器(12)和图像投影系统(44)，所述图像投影系统(44)经配置以在双向对话期间在用户(14)可观看的观看表面(48)上形成数据的视觉图像(46)，例如等待中的呼叫方ID数据。所述手持送受话器(12)还包含扬声器(26)、麦克风(28)、常规电话电路(38)及键盘(32)。所述图像投影系统(44)经配置以从所述电话电路(38)接收信号，以产生代表所述数据的图案(46″)，以将所述图案(46″)处理成所述视觉图像(46)的镜像图像(46′)，且从所述手持送受话器(12)的底部端面(20)投影所述镜像图像(46′)。所述图像投影系统(44)包含用于产生所述图案的光电系统(45)，以及用于将所述镜像图像(46′)投影到所述观看表面(48)上的光学系统(66)。

Description

具有人体工程学图像投影系统的便携式电话
技术领域
本发明涉及便携式通信装置，特别涉及便携式电话，例如无线电话和蜂窝式电话。 
背景技术
现有技术中，人们广泛使用便携式电话在用户之间传送和传输信息。便携式电话包含无线电话，其从在相对短范围上受用户控制的基站接收信号，通常在900MHz、2.4Ghz或5.8GHz的频率上。便携式电话也包含用于较大距离的蜂窝式电话，其通常使用各种平台从电信网络接收信号，所述平台例如是ANALOG、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址接入)、TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址接入)和GSM(Global System for Mobilecommunication，全球移动通信系统)。便携式电话也包含卫星电话，其中便携式电话直接向绕地球轨道运行的通信卫星传输或从其传输，所述卫星例如是“GLOBAL STAR”系统和“IRIDIUM”系统。 
有些便携式电话采用手持送受话器(handset)，其经配置以固持在一只手中，并抵靠着用户的头部而放置。常规的用于便携式电话的手持送受话器包含经配置以放置在靠近耳边的扬声器，以及经配置以放置在靠近嘴边的麦克风。 
手持送受话器也可包含具有小键盘的面，以及经配置以用文字数字或视频格式来显示数据的视觉图像的直接观看显示器(direct view display)。有些类型的可在直接观看显示器上以视觉形式显示的数据为“等待中的呼叫方ID”数据。此外，即使当用户正在用抵靠着头部而固持的手持送受话器进行双向对话时也可显示数据。举例来说，在双向对话期间，数据可包含传入呼叫的发起的电话号码。 
常规手持送受话器的一个限制在于，用户在将手持送受话器抵靠着头部而固持时无法看到直接观看显示器。在双向对话期间，为了观看数据，用户必须 将手持式送受话器从耳部拿开，并将直接观看显示器放置在眼前至少若干英寸处。这需要中断双向对话，以便在对话期间从第三方读取数据，例如等待中的呼叫方ID数据。虽然此问题可通过扬声器电话来避免，但这一方法具有限制，因为保密性和声音保真度降低，而且环境噪音的传输增加。 
本发明针对一种便携式电话，其具有数据投影系统，所述数据投影系统经配置以产生数据的视觉图像并将其投影到观看表面上，所述观看表面紧密靠近用户，且容易由用户观看。这准许即使用户在抵靠头部而固持手持式送受话器的情况下也可以人体工程学观看所述视觉图像。因此，可在不中断并不具有扬声器电话的限制的情况下进行双向电话对话。 
发明内容
本发明实施例提供了一种便携式电话及一种在便携式电话中显示数据的方法。 
所述便携式电话包含经配置以固持在用户手中并在双向对话期间抵靠着头部而放置的手持送受话器。所述手持送受话器包含位于其前表面上的扬声器、麦克风、小键盘及直接观看视觉显示器。此外，所述手持送受话器包含位于其底部端面上的电池和用于所述电池的一对充电触点。此外，所述手持送受话器包含常规电话电路，其经配置以产生和在直接观看视觉显示器上显示数据的第一视觉图像。 
所述手持送受话器还包含图像投影系统，其经配置以在观看表面(例如用户的身体部分)上形成第二视觉图像，其在电话对话期间、在手持送受话器抵靠着头部而固持的情况下容易看到。此外，图像投影系统可通过操纵手持送受话器且通过选择和操纵观看表面来操作，以便可将第二视觉图像聚焦、放大、压缩、移动或移动到另一观看表面。 
所述图像投影系统包含光电系统，其经配置以产生对应于第二视觉图像的图案。所述图像投影系统还包含光学系统，其经配置以将所述图案处理成镜像图像，并将所述镜像图像投影到观看表面上，其接着反射到用户以形成第二视觉图像。所述图像投影系统是手持送受话器的一体式固定元件，这使得无需额外机械元件，并允许使用用户对手或其它身体部分的细微且直觉的操纵而容易定位第二视觉图像。在此方面，图像投影系统在光学上经配置以沿着受到手持 送受话器在用户头的周围操纵的控制的向量，以便可将第二视觉图像投影到用户的视野中，同时扬声器靠近耳部而麦克风靠近嘴部。换句话说，可操纵手持送受话器以及观看表面，以提供紧密靠近用户的集中且可读的第二视觉图像。然而，也可操纵手持送受话器以在需要时提供隐私或不可读的第二视觉图像，或者使第二视觉图像可供除用户之外的人观看。 
在第一实施例中，光电系统包含与第一组光学器件和光阀成光连通的光源，例如液晶显示器(LCD)，其经配置以产生图案。在第二实施例中，光电系统包含发射显示器，例如可寻址的经图案化LED显示器、电致发光显示器、阴极射线管或场发射显示器，其经配置以产生图案。所述光学系统包含第二组光学器件，其可包含单个光学元件(例如，正凸透镜、正菲涅耳透镜)或多个光学元件，其经配置以将来自光电系统的图案处理成第二图像的镜像图像，并将所述镜像图像投影到观看表面上。 
所述图像投影系统还可经配置以定向第二视觉图像，使其可由用户从左向右读取，不论手持送受话器是抵靠着左耳还是右耳固持。由此，图像投影系统可包含感测装置，其经配置以感测手持送受话器的定向，并依据手持送受话器的定向作用来定向第二视觉图像。举例来说，在手持送受话器抵靠着左耳固持在用户的左手中(即，左手定向)时，第二视觉图像可定向成供在用户的右手、手腕或前臂上从左向右读取。类似地，在手持送受话器抵靠着右耳固持在用户的右手中(即，右手定向)时，第二视觉图像可定向成供在用户左手、手臂或前臂上从左向右读取。 
图像投影系统还可包含脉冲电路，其经配置以将第二视觉图像从明亮图像脉冲成低图像或无图像。脉冲电路减少图像投影系统的电力消耗和热量产生。然而，因为人类眼睛察觉和处理光的方式的缘故，从高到低的脉冲感测导致用户察觉到的亮度高于脉冲上平均的实际亮度。 
所述显示数据的方法包含以下步骤：提供具有图像投影系统的手持送受话器，抵靠着用户头部而固持手持送受话器、在抵靠着头部而固持手持送受话器的情况下进行双向对话、在双向对话期间将数据传输到图像投影系统、使用图像投影系统形成代表数据的图案、使用图像投影系统将图案处理成第二视觉图像的镜像图像，且随后使用图像投影系统将镜像图像从手持送受话器投影到观看表面上。
所述方法还可包含以下步骤：在对话期间将手持送受话器在头部周围而移动，以便在观看表面或另一选定观看表面上定位第二视觉图像。此外，所述方法还可包含以下步骤：提供具有感测系统的手持送受话器，使用感测系统感测手持送受话器的定向，且随后将第二视觉图像投影到具有取决于感测到的手持送受话器的定向的定向观看表面上。作为感测系统的替代，用户可手动地选择用于第二视觉图像的左手或右手定向。 
附图说明
图1A是根据本发明实施例构造的具有图像投影系统的便携式电话的前方正视图； 
图1B是本发明实施例便携式电话的背面正视图； 
图1C是本发明实施例便携式电话的底端视图； 
图2A是本发明实施例便携式电话的沿图1B的线2A截取的放大背面正视图，其说明便携式电话的盖子已移除且图像投影系统位于舱内的内部舱； 
图2B是本发明实施例说明图像投影系统的组件的放大透视图； 
图2C是本发明实施例说明替代实施例的图像投影系统的与图2A等效的放大背面正视图； 
图3A是本发明实施例展示为将视觉图像投影到观看表面上的图像投影系统的示意图，其出于说明目的而包括手，所述手已从正常观看位置旋转90°； 
图3B是沿图3A的线3B-3B截取并旋转90°的视图，其说明观看表面上的视觉图像； 
图3C是本发明实施例具有弯曲的字母数字字元的替代实施例的视觉图像的与图3B等效的视图； 
图3D是与图1C等效的底端视图，其说明在退出便携式电话后的视觉图像的镜像图像的第一和第二定向； 
图3E是本发明实施例图像投影系统的定向感测系统的电气示意图； 
图3F是本发明实施例说明图像投影系统的操作的示意图； 
图4A是本发明实施例正在进行电话对话的用户的平面图，其中用左手抵靠着头部固持便携式电话，且视觉图像投影到右手或替代地投影到右前臂上； 
图4B是图4A的侧面正视图；
图4C是沿图4A的线4C-4C截取的放大图，其说明在用户的右手或替代地在用户的右前臂上的视觉图像； 
图5A是本发明实施例正在进行电话对话的用户的平面图，其中用右手抵靠着头部固持便携式电话，且视觉图像投影到左手或替代地投影到左前臂上； 
图5B是图5A的侧面正视图； 
图5C是沿图5A的线5C-5C截取的放大图，其说明在用户的左手或替代地在用户的左前臂上的视觉图像； 
图6A是本发明实施例图像投影系统的光阀组件的前视图； 
图6B是图6A的侧面正视图； 
图6C是本发明实施例光阀组件的放大图，其说明字元框； 
图7A是本发明实施例用于图像投影系统的控制单元及其与常规电话电路的接口的电气方框图； 
图7B是本发明实施例用于图像投影系统的替代实施例的控制电路的电气方框图； 
图8是本发明实施例含有用于图像投影系统的控制电路的接口板的平面图； 
图9是本发明实施例控制电路的可编程微控制器的示意性平面图； 
图9A-9D分别是本发明实施例微控制器的沿图9的线9A、9B、9C和9D截取的放大部分； 
图10是本发明实施例控制电路的微控制器配置EPROM的电气示意图； 
图11是本发明实施例控制电路的微控制器电缆的电气示意图； 
图12是本发明实施例控制电路的振荡器(OSC)的电气示意图； 
图13是本发明实施例控制电路的电位计的电气示意图； 
图14是本发明实施例控制电路的去耦电容器的电气示意图； 
图15是本发明实施例控制电路的去耦电容器的电气示意图； 
图16是本发明实施例用于控制电路的微控制器的2.5V线性调节器的电气示意图；及 
图17是本发明实施例图像投影系统的脉冲电路的电气示意图。 
具体实施方式
参看图1A-1C、图2A-2C及图3A-3F，说明根据本发明构造的便携式电话10。在以下描述中，参考标号的图形有时候在参考标号后的圆括号中指示。然而，每一参考编号在各图中出现若干次，且不只是在带圆括号的图中说明。 
便携式电话10(图1A)可采用无线电话或蜂窝式电话的形式。在所说明的实施例中，便携式电话10包括日本东京的友利公司(Uniden Corporation)制造的友利EXI-976 900mhz型无线电话，其已经过修改而包含图像投影系统44(图1B)。然而，本发明不限于友利无线电话，因为本文中的概念可适应任何类型的无线电话或蜂窝式电话的构造。同样，在本发明实施例中，便携式电话10具有单一构造。然而，本发明的概念适用于具有铰接或枢接构造的便携式电话。 
便携式电话10(图1A)包含手持送受话器12(图1A)，其由例如模制塑料等刚性材料形成。手持式送受话器12包括中空支撑结构，其适于含有便携式电话10的各种组件(图1A)，且具有适合于供用户14固持的大小和形状(图4A)。此外，手持送受话器12包含前表面16(图1A)、后表面18(图1B)、底部端面20(图1C)和纵轴54(图4B)。手持送受话器12还包含内部舱22(图1B)，其具有可移除的盖子24(图1B)。内部舱22靠近手持送受话器12的底部端面20(图1C)，且盖子24(图1B)形成手持送受话器12的后表面18(图1B)的一部分。手持送受话器12(图1C)可包括单一组合件，其大致如图所示，或者替代地可包含一个或一个以上可分离的铰接或枢接零件。 
便携式电话10还包含扬声器26(图1A)和麦克风28(图1A)，其具有在手持送受话器12的前表面16(图1A)上的通道开口。此外，便携式电话10包含天线30(图1A)，其经配置以发送和接收信号。此外，便携式电话10包含位于手持送受话器12(图1A)的前表面16(图1A)上的小键盘32(图1A)，其经配置以供用户14(图4A)操纵，用于输入数据和执行便携式电话10的各种功能。 
便携式电话10还包含：位于手持送受话器12中的电话电路38(图1B)，其经配置以产生数据(例如等待中的呼叫方ID数据)，以及位于手持送受话器12的前表面16上的直接观看显示器34(图1A)，其经配置以显示数据的第一视觉图像35(图1A)。电话电路38可包括使用此项技术中已知的协议构造和操作的常规无线或蜂窝式电话电路。举例来说，以引用形式并入本文中的美国 专利第6,418,209号、第6,125,277号和第5,987,330号揭示了代表性电话电路。 
便携式电话10还包含电池42(图1B)，其与电话电路38(图1B)成信号连通，电话电路38经配置以为便携式电话10的各种组件提供电力。位于手持送受话器12的底部端面20(图1C)上的一对外部触点36(图1C)经配置以用于与手持送受话器插座(未图示)形成相配的电啮合，以便为电池42(图1B)充电。电池42(图1B)可包括常规的可再充电电源，例如镍铬电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池或燃料电池，其经配置以在选定的时间周期内提供选定量的电力。在所说明的实施例中，电池42(图1B)经配置以提供3.4到4.0伏特和600-900mAh。 
便携式电话10还包含位于内部舱22(图1B)中的图像投影系统44(图1B)和经配置以开关图像投影系统44(图1B)的开/关按钮40(图1A)。图像投影系统44(图1B)经配置以产生代表数据(例如等待中的呼叫方ID数据)的第二视觉图像46(图3B)并将其投影到观看表面48(图3B)上。在本发明实施例中，图像投影系统44(图1B)经配置以沿着光轴52(图3A)投影第二视觉图像46(图3B)，光轴52从手持送受话器12的底部端面20(图2B)投影。虽然可使用其它布置，但本说明性布置便在抵靠着用户14(图4A)的头部80(图4A)固持便携式电话10时移动和聚焦第二视觉图像46(图3B)。在使用时，便携式电话10可在用户14(图4A)的耳部92周围(图4A)或94(图5A)旋转，以便第二视觉图像46(图4C)可方便地在用户14(图4A)的一只或两只眼睛102、104(图4A)前定位和聚焦。 
如图3D所述，在本发明实施例中，图像投影系统44(图1B)经配置而以某一定向投影第二视觉图像46的镜像图像46′，使得手持送受话器10大体上垂直于或正交于手持送受话器12的前表面16和后表面18。在此情况下，图像投影系统44(图1B)还包含定向感测装置106(图3E)，其经配置以感测手持送受话器10的定向(即，左手或右手)，并以定向A(图3D)或定向B(图3D)来定向第二视觉图像46的镜像图像46′，使得第二视觉图像46在两种情况下均在观看表面48(图3B)上从左到右读。 
如图1B所示，图像投影系统44(图1B)包含底座56(图1B)，其经配置以将系统的各种组件安装在手持送受话器12的内部舱22(图1B)内。底座56(图1B)可包括具有所需的大小和形状的电绝缘材料，例如塑料。此外，可使 用多个紧固件62(图1B)(例如带螺纹的螺丝、塑料焊点、搭扣或插脚来将底座56(图1B)附接到手持送受话器12。 
也如图1B所示，图像投影系统包含光电系统45，其经配置以响应于来自电话电路38(图1B)的信号而产生代表第二视觉图像46(图3B)的图案46＂(图3F)。光电系统45(图1B)包含光源58(图1B)，其可为具有400到800纳米的波长的多色或单色光源。 
在本发明实施例中，光源58(图1B)包括发光二极管(LED)，其从安装到底座56(图2B)的密封封围物78(图2B)突出。如图3F所示，光源58还包含基板136、由软胶140包围的LED芯片138、将光向前引导以供在图像投影系统44中进一步处理和使用的透镜142及用于安装透镜142的透镜安装块144。基板136经配置以提供用于光源58的组合件平台和对LED芯片138的电馈送。此外，基板136直接从LED芯片138以及从LED芯片138穿过凝胶140到基板136来提供用于LED芯片138的散热器。 
凝胶140将LED芯片138发射的热量引导到安装块144和基板136，热量在此处耗散。此外，凝胶140提供抵抗LED芯片138的CTE失配破裂的减震垫以及用于将LED芯片138的光输出有效耦合到光学链的光学指数匹配媒介。在使用时，凝胶140、安装块144和基板136改进光源58的性能。这允许图像投影系统44以暗淡或明亮设置形成第二视觉图像46(图3B)，且观看表面48(图3B)具有不规则的轮廓和低反射性。关于改进的性能，基板136与LED芯片138的背面具有直接的物理/热接触，且包含在其背面上的金属层(未图示)，所述金属层用作LED芯片138的散热器。 
安装块144由经过反射涂层处理的固体铜制成。对于基板136，安装块144还用作LED芯片138的散热器。此外，为了用作散热器和用于安装透镜142的结构，安装块144还提供用于凝胶140的空穴以及用于传输在从透镜142回到凝胶140的轨迹上的光的反射机构。同样在本发明实施例中，将柔性导热衬垫(未图示)抵靠着光源58放置以便进一步增强冷却。合适的导热衬垫是由飞适电子公司(Fisher Electronik GmBH)制造的“WSF 16”和“WSF 32”产品，其在美国通过亚利桑那州、凤凰市的ICS国际搜克斯销售公司(ICS InternationalCircus Sales，Inc.of Phoenix，AZ)具有销售代表。 
一个合适的光源58包括高亮度、凝胶增强的LED光源。在本发明实施例 中，光源58包含多个散热器(基板136和安装块144)，其中基板136与LED芯片138紧密接触，且安装块144通过半透明的凝胶140与LED芯片138热连通。此外，LED芯片138与放置在LED芯片138和第一组光学器件60之间的半透明凝胶140紧密接触。举例来说，光源58必须产生至少约4流明的光，优选约6或更多流明，且在FSTN LCD光阀的情况下为约10或更多流明。此外，光源58应具有LED芯片138的每平方毫米表面积至少18流明的光密度。 
一个合适的光源58包括Xlamp，其零件编号为XL 7090-L100-RED，Bin#R2H，是由南卡罗来纳州、达勒姆市的克里公司(Cree，Inc.，Durham，SC.)制造的。然而应了解，此制造商和零件名称以及下文的制造商和零件名称只是示范性的，且可用其它等效的组件来代替。对于光源58，LED芯片138包括基于InGaAlP的LED晶片，其经配置以产生红光，且具有1毫米x1毫米x0.16毫米的尺寸。 
除了以上要求之外，光源58优选具有大于约每瓦特24流明的发光效率。以上提到的XL 7090-L100-RED，Bin#R2H光源58产生具有Lambertion空间图案和大约100度锥角的光发射的光输出，并且当在25℃环境中操作并汲取大约330毫安的电流时产生大约20.8+/-2.7流明的光。在本发明实施例中，已用高达约500毫安的电流来驱动光源58。 
存在若干用于驱动光源58(图1B)的选项。第一选项是使用与光源58(图1B)串联的电阻器将电流限制成可接受的电平。在此情况下，光源58(图1B)将在光源58(图1B)打开期间具有100％的工作循环。 
第二选项是用有限的工作循环来脉冲光源58(图1B)。在脉冲模式下，人眼察觉的所产生的亮度大于所产生的平均值。相对于以恒定电流操作，这可以减少的电力消耗和减少的发热导致图像质量方面所察觉的改进。在此情况下，可在短暂的时间周期内以较高电流脉冲光源58(图1B)，以便使第二视觉图像46(图3B)对于用户14(图4A)显得更明亮。此外，第二视觉图像46(图3B)显得比以下布置明亮：其中光源58在连续周期内以低于脉冲的峰值电流但高于脉冲的低点的电流操作。如将进一步解释，图17说明用于实施第二选项的示范性脉冲电路108。 
第三选项是使用用于光源58(图1B)的驱动芯片。此外，用于驱动光源58(图1B)的机构可包括用于更改第二视觉图像46的亮度及光源58的电力消 耗的受用户控制的调整。此外，用于驱动光源58的机构可含有来自制造商的预设时间或由用户14设置的可调整时间，其确定当呼叫等待信号作用时光源58持续多久。举例来说，示范性时间周期可为约15秒。 
如图3A所示，光源58(图3A)与接口板74(图3A)上含有的控制电路76(图3A)成信号连通。此外，控制电路76(图3A)与电话电路38(图3A)成信号连通。如将进一步解释，控制电路76(图3A)经配置以响应于来自电话电路38(图3A)的信号而控制图像投影系统44的元件。 
光电系统45(图1B)还包含第一组光学器件60(图1B)，其经配置以收集和处理来自光源58(图1B)的光，以便改进第二视觉图像46(图3B)的亮度、对比度或图像质量。此外，第一组光学器件60(图1B)可经配置以处理来自光源58(图1B)的光以改进光的准直度，且可经配置以在大小、形状或形态因数方面操纵光。第一组光学器件60(图1B)可包括单个光学元件或多个光学元件，且可包含集成到光源58(图1B)中的元件。第一组光学器件60的光学元件可包括折射光学元件、反射光学元件、衍射光学元件、光导管元件或其组合。光源58(图1B)与第一组光学器件60(图1B)之间的示范性间隔可为约8毫米。也可通过光导管、光通道(light channeling)、折射、反射或衍射元件来处理光源58(图1B)。在一些情况下，这些元件相对于处于一定距离的具有物理上阻挡的框架的光源可提供优异的结果。 
在本发明实施例中，第一组光学器件60(图1B)包括折射光学元件，其采用包含在安装到底座56的框架61(图2B)上的菲涅耳透镜的形式。一种合适的菲涅耳透镜可从新泽西州、巴灵顿市的爱德蒙德光学公司(Edmund Optics Inc.of Barrington，NJ)获得，零件编号为Y43-022，透镜直径为0.5英寸、焦距为0.4英寸、透镜总厚度为0.06英寸，且以每英寸250个凹槽的形式形成菲涅耳图案。透镜是模制的丙烯酸透镜，其折射指数为1.49。将此透镜放置成其光滑面侧面向光源58，而形成轮廓的无限共轭侧面向光阀64。 
光电系统45(图1B)还包含光阀64(图1B)，例如LCD(液晶显示器)或其它具有透明或半透明像素的显示器。光阀64(图1B)经配置以从光源58(图1B)和第一组光学器件60(图1B)接收光并产生图案46＂(图3F)，其响应于电子信号而能形成第二视觉图像46(图3B)。在本发明实施例中，图案46＂依据电子信号的作用而变化。然而，光阀64(图1B)也可经配置以产生固定 图案或具有可变和固定元素两者的图案。如图3A所示，光阀64(图3A)与接口板74(图3A)上含有的控制电路76(图3A)成信号连通。此外，光阀64(图1B)与第一组光学器件60(图1B)之间的代表性间隔可为约5.5毫米。当退出第一组光学器件60的光具有高准直度时，光阀64与第一组光学器件60之间的间隔距离可显著变化，而不会对第二视觉图像46产生显著影响。此外，用高度准直的光可更容易克服组合件未校准。 
在本发明实施例中，光阀64(图1B)包括玻璃上芯片(COG)负图像，薄膜补偿超扭转向列(FSTN)液晶显示器(LCD)，其经配置以用于将第二视觉图像46(图3B)产生为具有所要大小、间隔和形状的字母数字字元。或者不是字元数字字元，而是光阀64(图1B)可经配置以将第二视觉图像46(图3B)产生为图片、字元、图画、符号、照片或视频信息。此外，第二视觉图像46可代表任何类型的数据，包含但不限于音乐、股票、体育、天气、交通、新闻和大标题数据。此外，可在可观看区段中呈现数据，使用小键盘32(图1A)上的按钮将所述可观看部分滚动到适当位置，或者所述可观看部分以自动收报机的方式自动流动。 
参看图6A到6C，单独展示光阀64。在本发明实施例中，光阀64包括玻璃上芯片液晶显示器(LCD)。光阀64包含透明基板120(图6A)，其具有与基板120(图6A)上的迹线(未图示)成电连通的终端引线122(图6A)。终端引线122(图6A)将光阀64电连接到用于图像投影系统44(图1B)的控制电路76(图8)。光阀64还包含驱动器芯片124(图6A)，其与终端引线122(图6A)成电连通。一个合适的驱动器芯片124(图6A)包括经配置以包含合适的驱动电路的Novatek NT7605芯片。或者，代替驱动器芯片124(图6A)，驱动电路可包含由集成到基板120(图6A)中的非晶硅或多晶硅薄膜晶体管或单晶晶体管制造的电路。 
光阀64还包含有效区域126(图6A)，其包括字元块128的阵列(图6A)。有效区域126可具有选定的宽度和长度(例如，2.07毫米×6.87毫米)。此外，偏光镜132、134(图6B)位于有效区域126的相对侧上。 
在本发明实施例中，有效区域126(图6A)包括两行十二个字元块128(图6A)，其中每一块由5×7的矩形像素点130的阵列(图6C)组成。通过此布置，有效区域126具有大约840个像素。为了表示一个电话号码，需要十二位 数字，包含区域代码、前缀和数字之间的空格或破折号以及实际的十个数字。在本发明实施例中，字元块128包括像素点或像素区段，其用来产生数字或字母。之所以需要数字或字母能力，是因为第二视觉图像46(图3B)在电话10的左手定向(图5A到5C)的情况下顶行将在右手定向(图4A到4C)的情况下变成底行。即使使用了十六个区段字元块的不大美观的选项，所述两行十二个字元的显示仍将由至少384个像素组成。具有此数目的可寻址像素的小光阀(例如在本发明实施例中使用的小光阀)需要经由直接图案化或玻璃上芯片(COG)技术整合到光阀基板中的电路。 
一个合适的光阀64是LCD，零件编号为C10695 Rev 1，其是由加里福尼亚州、钻石吧市的太平洋显示装置(Pacific Display Devices ofDiamond Bar，CA)为电话10定制的。定制的LCD包括负图像COG FSTN LCD，其具有2.07毫米×6.87毫米的有效区域和13毫米×15毫米的总基板120(图6A)尺寸。C10695LCD的有效区域内的矩形像素为0.09毫米宽和0.13毫米高，字元块内的像素之间的间距为0.01毫米。C10695 LCD的有效区域内的字元块在字元块之间具有0.15毫米的垂直间距，且行内的字元块之间的水平间距为0.09毫米。 
如图2C所示，替代实施例的发射光电系统44A包含可寻址的发射显示器64A，例如可寻址的图案化LED显示器、有机发光二极管(OLED)、电致发光显示器、阴极射线管(CRT)显示器、真空荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)或其它具有发光像素的显示器。在此情况下，可消除光源58(图2B)和第一组光学器件60(图2B)。 
作为另一替代方案，可用反射显示器来代替可寻址的发射显示器64A，所述反射显示器例如是反射液晶显示器、数字镜面显示器(DMD)、反射LCOS显示器、反射电致变色显示器或其它具有反射像素而使得像素反射的量或方向为可变的显示器。在采用反射显示器的实施例中，光源58(图2A)和第一组光学器件60(图2A)将经定位以使得光将施加在反射显示器的与离开的光相同的侧上。 
图像投影系统44(图2A)还包含具有第二组光学器件66(图2A)的形式的光学系统，其经配置以接收已由光阀64(图2A)形成的图案46＂(图3F)，以便将图案46＂(图3F)处理成第二视觉图像46(图3B)的镜像图像46′(图3D)，并朝观看表面48(图3B)投影镜像图像46′(图3D)。接着，将镜像图 像46′作为第二视觉图像46(图3B)从观看表面48反射给用户14(图4B)。 
在本发明实施例中，第二组光学器件66(图2B)包含在阶梯状管68(图2B)中，所述阶梯状管68具有附接到光阀64(图2B)的安装凸缘70(图2B)和附接到底座56(图2B)的安装凸缘72(图2B)。此外，手持送受话器12(图2B)的底部端面20(图2B)包含用于第二光学系统66(图2B)的开口114(图2B)。此外，如图2B所示，第二组光学器件66可凹陷在手持送受话器12内，使得底部端面20中的开口114具有轮缘69，其保护第二组光学器件66。第二组光学器件66因此在使用和储存期间不太可能因手持送受话器12的移动而被刮伤或损坏。 
第二组光学器件66(图2A)可包含单个光学元件(例如正凸透镜)或多个经配置以朝观看表面48(图3B)投影镜像图像46′(图3D)的光学元件。用于第二组光学器件66的光学元件可包括折射光学元件、反射光学元件、衍射光学元件、光导管元件或其组合。此外，第二组光学器件66(图2A)可包含聚焦机构(未图示)，其经配置以手动地聚焦第二视觉图像46(图3B)，使得当第二组光学器件66(图3A)与观看表面48(图3A)相距距离D(图3A)时，第二视觉图像46处于用户的眼睛102、104(图4B)中的至少一个眼睛的可读焦点内。这允许用户14设置适应其特定视觉和品位的偏移。此外，第二组光学器件66可包含具有电可调谐焦距长度的透镜，例如法国里昂的Varioptic生产的PAM-1000可调谐透镜。 
在本发明实施例中，第二组光学器件66(图3A)包括正光学透镜。一种用于构造第二组光学器件66的合适的透镜是可从新泽西州、巴灵顿市的爱德蒙德工业光学器件(Edmund Industrial Optics，of Barrington，NJ)获得的消色差透镜，零件编号为Y45-092，直径为9毫米，有效焦距为27毫米，且背面焦距为24.22毫米。此透镜经配置且定位在图像投影系统44中，以沿着与观看表面相距约8到16英寸的距离D(图3A)的光轴52(图3A)进行投影。 
第二视觉图像46(图3B)上的各个字元的代表性高度H1(图3B)可为3.5毫米到21.5毫米，典型为9毫米。视距离D、有效区域126(图6A)的尺寸以及第二组光学器件66(图3A)的配置而定，第二视觉图像46(图3B)的代表性宽度W(图3B)可为25毫米到152毫米，典型为64毫米。第二视觉图像46(图3B)的代表性高度H2可为7.6毫米到46.2毫米，典型为19.3毫 米。代表性宽高比可大于1.5:1，其中本发明实施例为3.3:1。 
图3C说明替代实施例的第二视觉图像46A，其沿着曲线形成。此布置压缩第二视觉图像46A，使得第二视觉图像46A的宽度W2小于第二视觉图像46的宽度W(图3B)。 
在本发明实施例中，从左到右地读第二视觉图像46(图3B)。此外，便携式电话10可包含定向感测装置106(图3E)，其经配置以感测便携式电话10的定向为相对于用户14(图4A)是“左手”还是“右手”，并用从左到右的读取格式来定向第二视觉图像46，而不论使用的是电话10的左手定向还是右手定向。举例来说，便携式电话10可如图4A到4C所示固持在左手82中(左手定向)或如图5A到5C所示固持在右手84中(左手定向)。在任一情况下，定向感测装置106(图3E)将第二视觉图像46定向成供用户14从左向右地观看。换句话说，定向感测装置106(图3E)经配置以使左手定向(图4A到4C)中的第二视觉图像46相对于右手定向(图5A到5C)中的第二视觉图像46旋转180°。 
如图1B所示，定向感测装置106包含在安装于手持送受话器12(图1B)内的电路板112上。此外，定向感测装置106与用于图像投影系统44的控制电路76(图8)的微控制器U2(图8)成电连通。如图3E所示，定向感测装置106包含输出引脚P1和P2。来自输出引脚P1和P2的输出依据感测装置106的定向而变化。在图3E中，将定向感测装置106展示成相对于手持送受话器12的纵轴54成五种不同的位置，并说明来自输出引脚P1和P2的对应输出。 
如图3E中说明的，引脚PT1/PT2的输出将为高或低，这取决于定向感测装置106的定向。基于来自引脚PT1/PT2的输入，控制电路76(图8)的微控制器U2(图8)控制光阀64(图1B)，以在位置A(图3D)或位置B(图3D)中定向第二视觉图像46(图3D)的镜像图像46′。一种合适的定向感测装置106可从华盛顿州、卡马斯市的美国夏普电子公司(Sharp Electronics of the Americasof Camas，WA)获得，且其指定为用于检测倾斜方向的光斩波器(photointerrupter)，零件编号为GP1S36。或者，可使用手动开关、语音命令开关、软键或序列键来改变第二视觉图像46(图3B)的定向。 
参看图3F，说明图像投影系统44的操作。图像投影系统44包含光电系统45，其包括光源58、第一组光学器件60和光阀64，其经配置以响应于来自控 制电路76(图8)的控制信号而产生图案46＂。此外，图像投影系统44包含第二组光学器件66，其经配置以将图案46＂处理成第二视觉图像46的镜像图像46′，并将镜像图像46′(图3D)投影到观看表面48上。 
在图3F中，第二组光学器件66与观看表面48上的第二视觉图像46之间存在虚线146。需要用虚线146来展示相对比例而不必展示距离D的实际长度，距离D是第二组光学器件66与观看表面48之间的距离。此外，将第二视觉图像46描绘成其将在边缘视图中出现，并将其说明成箭头，因为其尺寸可依据距离D而改变。也将由光阀64产生的图案46＂描绘成箭头。箭头提供由光阀64产生的图案46＂相对于第二视觉图像46的定向比较。此外，箭头展示第二视觉图像46的尺寸大于由光阀64产生的图案46＂。根据本发明，手持送受话器12和观看表面48可由用户14(图4A)操纵，以便改变距离D，以提供对第二视觉图像46的符合人体工程学且可读的观看。 
如图3F所示，光源58产生具有相对大角度的光线148的发射圆锥。在图3F中，将由光源发射的光线148展示为实线，在其进入光阀64的点处有箭头。将虚线的光学追踪线152(图3F)和154(图3F)展示为从图案46＂的末端朝第二组光学器件66(图3F)收敛，其中线越过第二组光学器件66，且接着将所述线展示为从第二组光学器件66(图3F)朝观看表面48(图3F)发散。 
有些来自光源58的光线148如所指示那样分散。使用由第一组光学器件60朝光阀64的有效区域126集中、校准和引导的光线148来产生图案46＂。在穿过第一组光学器件60之后将变成校准的窄角度光线的光线148将比来自光源58的宽角度光更有效地穿过光阀64，从而导致第二视觉图像46具有改进的亮度、对比度或图像质量，尤其在光阀64包括LCD时。此外，校准光线148和减少光的散布将浪费较少的光。这是因为较多的光将落在光阀64(图3F)的有效区域126上，而较少的光将落在有效区域126外部。从第一组光学器件66行进到光阀64的校准的光线148的射束的横截面越几乎匹配于有效区域126的尺寸和形状，第二视觉图像46将越明亮。 
如上文解释的，可将第二视觉图像46的镜像图像46′(图3F)从观看表面48反射到用户14的眼睛102、104(图4A)，观看表面48可为身体的部分(例如，手82、84)或其它方便的或在人体工程学方面有益的表面。此布置虽然有效，但在光学性能方面受到损害，原因在于身体部分的反射率相对低，且身体 部分的表面轮廓不平直、光滑和平坦。由于因观看表面48不甚理想而引起的对光学性能的损害，第一组光学器件60在提高第二视觉图像46的亮度方面起到关键作用。控制电路76(图8)也可在手持送受话器12上包含电路元件和外部控制件，其经配置以提高或降低光源58和第二视觉图像46的亮度。控制电路76(图8)也可包含电路元件和外部感测器，其经配置以感测周围亮度，然后依据周围亮度而提高或降低光源58和第二视觉图像46的亮度。 
在光阀64(图3F)的有效区域126(图3F)的宽度大于其高度的情况下，第一组光学器件60(图3F)可经配置以不对称地处理来自光源58(图3F)的光线148(图3F)，在一个维度上将射束扩展得比在另一维度上大，或者替代地在一个维度上将其缩减得比在另一维度上大。可采用任何数目的使用折射、衍射、反射和光导管的光学元件的方法。一种此方法将是在第一组光学器件60中采用折射光学元件或折射光学表面，其沿着光阀64的宽度轴和高度轴具有不同焦距。另一种此方法将是在第一组光学器件60中采用圆形到矩形的锥形光纤束。示范性的圆形到矩形的锥形光纤束可通过马萨诸塞州、南桥市的斯科特北美公司(Schott NorthAmerica Inc.，ofSouthbridge，MA)获得，且称为熔融光纤锥(fused fiber optic taper)。其它实例可从康涅狄格州、泊幕府赖特市的光纤科技公司(Fiber Optics Technology Inc.，ofPomfret，CT)获得。 
使用来自控制电路76(图8)的控制信号的光阀64(图3F)将光线148转变为图形46″(图3F)，其在由第二组光学器件66(图3F)处理之后变成第二视觉图像46的镜像图像46′(图3D)。镜像图像46′(图3D)由第二组光学器件66(图3F)投影到观看表面48上，并反射离开观看表面48以成为第二视觉图像46。如上文所述，观看表面48与第二组光学器件66之间的距离D可经选择而为用户14提供人体工程学上可观看的第二图像46。 
可使用缩短光阀64(图3F)与第二组光学器件66(图3F)的最末元件之间的距离来提供手持送受话器12内部的更多可用空间以用于便携式电话10的其它组件和系统。这在蜂窝式电话中可尤其有益，蜂窝式电话通常是最小的便携式电话。第二组光学器件66(图3F)的光学元件可经配置以相对于单个正透镜来实现光阀64(图3F)与第二组光学器件66(图3F)的最末光学元件之间更短的距离。此外，第二组光学器件66(图3F)可经配置以在大致相同的距离D处维持第二视觉图像46的相同尺寸。虽然此方法可向第二组光学器件66添 加成本和复杂性，但可实现空间节省方面的总体益处。 
一种此方法是远离第二组光学器件66而投影收敛的图像，这与图3F所示的发散的图像相反。收敛的图像到达第二组光学器件66与观看表面48之间的交叉点，图像在此处反转并开始扩展。另一种用于减小从光阀64到第二组光学器件66的距离的方法是采用具有较短焦距的单个折射正透镜和具有较小的有效区域的光阀64。当由光阀64形成的图案46＂的宽度大于其高度且单个正透镜用于第二组光学器件66时，可利用透镜的矩形或椭圆形形状的外圆周，从而导致尺寸相对于具有固定直径的透镜减小，并且大体上不会对第二视觉图像46的质量造成影响。 
参看图4A到4C，说明在左手定向时在电话对话期间用户14在使用便携式电话10。在图4A到4C中，定向感测装置106(图4A)感测到手持送受话器12的左手定向，并以定向A(图3D)来定向从第二组光学器件66(图3D)投影的第二视觉图像46(图4C)的镜像图像46′(图3D)。在此情况下，以大约90°的定向从第二组光学器件66(图3D)向表面16、18(图3D)投影镜像图像46′(图3D)，且在从背表面18(图3D)朝手持送受话器12(图3D)的前表面16(图3D)延伸的方向上读字母数字字元。 
同样在图4A到4C中，用户14将手持送受话器12固持在左手82中，而扬声器26抵靠着或靠近左耳92而固持。此外，将镜像图像46′(图3D)投影到观看表面48(图4C)上，观看表面48包括右手84(图4C)的打开的手掌86(图4C)。相对于手持送受话器12的前表面16(图3D)沿着向量156(图4A和4B)正交地投影镜像图像46′(图3D)，向量156在从扬声器26(图1A)朝手持送受话器12的麦克风28(图1A)的方向上延伸。换句话说，向量156具有从手持送受话器12的底部行进远离的方向。用户14通过在头部80和耳部94周围移动送受话器12来控制向量156的方向。同时，用户14可移动观看表面48，使得镜像图像46＂(图3D)的投影与观看表面48交叉。图像投影系统44(图1B)在手持送受话器12中的唯一配置在控制第二视觉图像46的位置、尺寸和焦点方面允许更大的灵活性。这是因为，图像投影系统44(图1B)固定地附接到手持送受话器12，在手持送受话器12中具有固定的定向，这使得无需用额外的机械装置来控制向量156的方向。图像投影系统44是手持送受话器12的有效部分，且由手持送受话器12的移动来控制。
用户14可通过操纵手持送受话器12(图4B)来控制第二视觉图像46(图4C)的位置、大小和焦点，例如通过在左耳92周围(图4B)旋转手持送受话器12(图4B)和通过相对于头部80(图4B)倾斜手持送受话器12(图4B)的纵轴54(图4B)。手持送受话器12(图4B)也可在X、Y和Z方向上少量移动，并且围绕纵轴54(图4B)稍微旋转。此外，用户14的右手84(图4C)也可在X、Y和Z方向上移动并旋转，使得第二视觉图像46(图4C)定位和聚焦在眼睛102、104(图4B)的前方并与第二光学系统66(图4A)相距距离D(图4A)的位置，这准许清楚地观看第二视觉图像46(图4A)。手持送受话器12和图像投影系统44在手持送受话器12中的配置提供用于在观看表面48处指向和投影镜像图像46＂(图3D)的机构。 
举例来说，图像投影系统44(图3A)的光轴52(图4B)可构造成相对于手持送受话器12(图4B)的纵轴54(图4B)成0°到45°的角度X(图4B)，大约0°为优选。此外，图像投影系统44(图3A)可构造成使得第二视觉图像46的角度Y(图4A)可为5°到75°，其中11°到28°为优选。 
或者，可将镜像图像46′(图3D)投影到另一身体部分上，例如手腕88(图4C)或前臂90(图4C)。镜像图像46′(图3D)可不投影到身体部分上，而可投影到另一表面上，例如衣服或家具，例如飞机座位的背面或附接到座位上的铰接式餐桌。就此而言，观看表面48(图3A)可包括在便携式电话10在电话对话期间使用时紧密靠近用户的眼睛102、104(图4B)和手持送受话器12(图4B)的任何表面。此外，观看表面48(图3A)优选在扬声器26(图1A)靠近用户的耳部92(图4B)时处于用户眼睛102、104(图4B)的直视视线内。 
此外，手持送受话器12(图4B)和图像保护系统44(图3A)可在用户14(图4B)在坐着、站着、躺着或移动时使用。除了在电话对话期间提供用户14(图4B)的人体工程学观看之外，观看表面48(图4C)还可定位成使得可减少或大致消除背光和闪光。此外，手持送受话器12(图4B)受到手的控制，且可由用户14(图4B)快速移动和操纵，以使得第二视觉图像46(图4C)被聚焦且可读。手持送受话器12(图4B)因图像投影系统44(图3A)在手持送受话器12内的放置和功能而变成用户14的另一附件。 
此外，观看表面48(图4C)可定位成使得用户14(图4B)可容易地观看第二视觉图像46(图4C)，而其它人无法看到第二视觉图像46(图4C)。这提 供了某种保密措施，特别是在例如语音盒(voice box)等系统上。此外，可实现保密，因为用户14(图4B)可控制观看表面48(图4C)以及第二视觉图像46(图4C)的焦点。因此，如果用户14(图4B)想让另一个人观看视觉图像46(图46)，则可移动观看表面48，或可选择另一观看表面48，使得可共享数据，而又不会中断电话对话。 
参看图5A到5C，说明用户14在右手定向的情况下在电话对话期间使用便携式电话10。在右手定向的情况下，用户14在右手84(图5B)中固持手持送受话器12(图5B)，而扬声器26(图1A)抵靠着或靠近右耳94(图5B)而固持。此外，用户14移动左手82(图5B)以在向量156的方向上定位和聚焦图像46(图5C)，大致如前所述。在左手定向(图4A到4C)的情况下，从左向右读第二视觉图像46。这要求定向感測装置106(图5A)将镜像图像46′(图3D)从定向A(图3D)到定向B(图3D)旋转180°。此外，第二视觉图像46(图3D)的镜像图像46′以大约90°从第二光学系统66(图3D)投影到表面16、18(图3D)，且在从前表面16(图3D)朝手持送受话器12(图3D)的背表面18(图3D)延伸的方向上读一行字母数字字元。 
参看图7A，方框图说明控制电路76与常规电话电路38的接口。在本发明实施例中，常规电话电路38包含直接观看LCD和微控制器，其经配置以产生用于电话直接观看显示器34(图1A)的视觉数据。 
控制电路76包含在安装于便携式电话10内的接口板74上。此外，如将进一步解释，控制电路76包含可编程的微控制器U2(图8)。控制电路76与常规电话电路38成电连通，且将用来产生用于直接观看显示器34(图1A)的视觉数据的相同信号转换成适合用于驱动图像投影系统44(图1B)的光阀64(图1B)的格式。 
在本发明实施例中，之所以需要控制电路76是因为来自常规电话电路38的信号无法直接驱动图像投影系统44(图3A)的光阀64(图1B)。在本发明实施例中，先前指出的友利无线电话的常规电话电路38使用四线串行配置，其由控制电路76转换成适合用于驱动光阀64(图1B)的四位并行接口。然而，控制电路76可经构造以转换来自包含2、3或4线串行配置的任何常规电话电路的信号。 
参看图7B，方框图说明使用来自常规电话电路38的信号来直接驱动图像 投影系统44(图1B)的光阀64(图1B)的替代接口。在此情况下，直接观看显示器34(图1A)和光阀64(图1B)使用相同接口。作为另一替代方案，如果直接观看显示器34(图1A)使用不同于光阀64(图1B)的接口，那么可编程微控制器U2可经编程以转换驱动光阀64(图1B)所需的信号。 
参看图8，说明接口板74和控制电路76。控制电路76在图像投影系统44操作期间执行若干种功能。控制电路76的第一功能是在启动时初始化光阀64(图1B)并加载正确的寄存器设置。就此而言，光阀64(图6A)的驱动器芯片124(图6A)具有用于显示第二图像46(图3B)的不同选项，且控制电路76用来在启动时选择和加载这些选项。 
控制电路76的第二功能是从电话电路38(图1B)取得串行数据，并将此数据转换成光阀64(图1B)所需的串行格式。 
控制电路76的第三功能是控制光源58(图1B)的活化。如果需要，可在初始接收等待中的呼叫方ID信号之后的设置时间周期(例如，若干秒或更长时间)之后活化光源58(图1B)。 
控制电路76包含现场可编程门阵列(FPGA)微控制器U2和支撑组件。EPROM U1包括用于微控制器U2的可再编程配置的PROM。在启动期间，将软件加载到EPROM U1中，并将其加载到微控制器U2中。振荡器X1是为微控制器U2提供连续时钟信号和系统时钟的振荡器。可替代地使用来自电话电路38(图1B)的时钟信号，但振荡器X1提供已知的时钟信号。 
控制电路76还包含2.5伏特的线性调节器U4，其向微控制器U2提供电力。在本发明实施例中不使用组件U3。在接口板74上也存在六个引脚，其连接到EPROM U1。这些引脚允许通过连接到计算机(未图示)的电缆(未图示)来下载新软件，计算机允许更新软件。接口板74还包含与电话电路38(图1B)电连通的输入垫。接口板74还包含与光阀64(图1B)和光源58(图1B)电连通的输出垫。 
下表I指出接口板74上的组件。此外，图8中的虚线电路迹线说明接口板74上的组件的互连。在表I中，供应商“Digi-Key”是明尼苏达州、贼河瀑布市的Digi-Key公司(Digi-Key Corporation，of Thief River Falls，MN)。 
表I 接口板组件
代号        描述                              供应商               零件编号 
VR1         10K 欧姆 3MM 电位计               Digi-Key             303UC103ECT-ND 
R2          5.6K 欧姆 0603 SMT电阻器          Digi-Key             3115.6KGCT-ND 
R57         5.6K 欧姆 0603 SMT 电阻器         Digi-Key             3115.6KGCT-ND 
C1          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C2          未使用 
C3          未使用 
C4          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key           PCC2277CT-ND 
C5          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C6          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C7          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C8          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C9          603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C10         603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C11         603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C12         603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C13         805 1微法陶瓷电容器               Digi-Key             PCC2314CT-ND 
C14         805 1微法陶瓷电容器               Digi-Key             PCC2314CT-ND 
C15         603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
C16         603 0.1微法陶瓷电容器             Digi-Key             PCC2277CT-ND 
J1          电话连接器无组件0.05＂间距垫                           焊丝 
J2          LCD连接器无组件0.05＂间距垫                            焊丝 
J3          头部连接器0.100＂间距             Digi-Key             A26508-ND 
U1          Xc18V512S020C配置PROM             Digi-Key             122-1240-ND 
U2          Xilinx Spartan II                 Digi-Key             122-1219-ND 
U3          未使用 
U4          2.5V线性调节器                    Digi-Key             LP39851M5-2.5CT-ND 
X1          8.0MHz振荡器                      Digi-Key             300-7204-1-ND 
在图9中，单独说明微控制器U2。在本发明实施例中，微控制器U2包括XilinxSpartan II，其由加利福尼亚州的圣何塞的西林克斯公司(XilinxCorporation of San Jose，CA)制造。微控制器U2是现场可编程的，使得可实现与电话电路38的所要介接。 
在图9A到9C中，说明微控制器U2的放大图，其说明引脚输出和引脚输入配置。 
在图10中，单独说明微控制器EPROM U1的电气示意图。 
在图11中，单独说明微控制器电缆J3的电气示意图。 
在图12中，单独说明OSC X1(振荡器)的电气示意图。 
在图13中，单独说明电位计VR1的电气示意图。
在图14中，说明去耦电容器C10的电气示意图。 
在图15中，说明去耦电容器C6的电气示意图。 
在图16中，说明用于微控制器U2的2.5伏特线性调节器U4的电气示意图。 
参看图17，说明用于脉冲光源58的脉冲电路108。脉冲电路108经配置以脉冲去往光源58的驱动电流，使得高电流后紧接低电流或无电流。此将第二视觉图像46(图3B)从第一强度(即明亮)脉冲到第二强度(即暗淡)。这相对于恒定电流减少了电力消耗和热量产生。脉冲电路108包含晶体管Q1，其经配置以响应于控制信号而将电流循环到光源58。在本发明实施例中，晶体管Q1包括用于LED控制的N沟道MOSFET，其可从Digi-Key获得，零件编号为IRLL-2705CT-ND。 
因此，本发明提供一种改进的便携式电话和用于在便携式电话中显示数据的改进的方法。虽然已参看特定优选实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将明白，在不偏离由所附权利要求书界定的本发明的范围的情况下可作出特定改变和修改。

Claims (25)

1.一种便携式电话，其包括：
手持送受话器，其经配置以用于靠近用户的耳朵而固持，以用于进行双向对话；
投影系统，其在所述手持送受话器上，所述投影系统具有光阀且经配置以从手持送受话器投射视觉图像的镜像图像在观看表面上，在所述用户靠近所述耳朵而固持所述手持送受话器的情况下，该可被用户观看的观看表面完全地与手持送受话器分离，而不会中断所述对话，所投射的所述视觉图像由所述用户的双眼观看；
定向感测装置，其在所述手持送受话器上，所述定向感测装置经配置以五个不同位置感测所述手持送受话器的定向的变化；以及
投影控制电路，经配置以与所述手持送受话器上的所述投影系统电连通，且与所述手持送受话器上的所述定向感测装置电连通，
其中所述投影控制电路响应于来自所述定向感测装置的输出而被配置，且所述投影系统响应于所述投影控制电路而被配置，
其中所述手持送受话器及所述投影系统经配置以对用户所观看的所述视觉图像的所述镜像图像定位并通过在所述用户耳朵周围操纵手持送受话器而控制所述镜像图像的位置、大小及焦距，以及
其中所述投影控制电路基于来自所述定向感测装置的所述输出，来控制所述光阀对所述视觉图像的所述镜像图像进行定向，并且所述投影系统固定地附接到所述手持送受话器且在所述手持送受话器中具有固定定向。
2.根据权利要求1所述的电话，其中所述投影系统包含一组光学器件，其固定地附接到所述手持送受话器，且经配置以与所述手持送受话器一起移动，以便在选定距离沿着从所述手持送受话器朝观看表面的向量延伸来投射视觉图像。
3.根据权利要求1所述的电话，其中所述投影系统的所述光阀是液晶显示器，并且经配置以接收来自发光二极管光源，其中所述发光二极管光源经配置以与所述投影控制电路成信号连通，其中所述五个不同位置是相对于所述手持送受话器的纵轴，使得所述投影系统建构成产生所投影的所述镜像图像的角度为11度到28度。
4.根据权利要求1所述的电话，其中所述光阀经配置以产生代表所述视觉图像的图案；以及至少一组包含光导管元件的光学器件，其经配置以将所述图案处理成所述视觉图像的镜像图像，并将所述镜像图像投影到所述观看表面上。
5.根据权利要求1所述的电话，其中所述观看表面包括身体部分、衣服或家具。
6.根据权利要求1所述的电话，其中所述手持送受话器具有扬声器、麦克风和前表面，并且所述投影系统，其经配置以大体上正交于所述前表面且实质上在沿着从所述扬声器朝所述麦克风的方向上延伸的光轴，而投影所述视觉图像。
7.根据权利要求1所述的电话，其进一步包括脉冲电路，其经配置以脉冲所述视觉图像的亮度。
8.根据权利要求1所述的电话，其中所述观看表面与所述手持送受话器相距8到16英寸，且其中所述投影系统，其经配置以形成具有25毫米到152毫米的宽度和7.6毫米到46.2毫米的高度的图像。
9.一种便携式电话，其包括：
手持送受话器，其经配置以用于靠近用户的头部而固持；
感测装置，其在所述手持送受话器上，所述感测装置经配置以提供输出，所述输出响应于所述手持送受话器的定向的变化而变化；
控制电路，其在所述手持送受话器上，其包括经配置以处理代表数据的信号的微控制器；
反射显示器，其在所述手持送受话器上，其与所述控制电路成信号连通，所述反射显示器具有经配置以响应于所述信号而形成图案的多个反射像素；以及
一组光学器件，其在所述手持送受话器上，其与所述反射显示器成光连通，其经配置以将所述图案处理成镜像图像，并从所述手持送受话器投影所述镜像图像到观看表面上，所述观看表面完全地与所述手持送受话器分离，所投影的所述镜像图像由所述用户的双眼观看，
其中，所述反射显示器受到所述控制电路的控制，以基于来自所述感测装置的所述输出，来对所述镜像图像进行定向，
其中所述感测装置及所述手持送受话器响应于所述手持送受话器的所述定向的五个不同变化中的每一个变化来提供所述输出，以及
其中所述一组光学器件在所述手持送受话器中具有固定定向。
10.根据权利要求9所述的电话，其中所述投影系统包含光源，其光源经配置以产生至少10流明的光；以及至少一个光学元件，其经配置以准直与引导光至反射像素上。
11.根据权利要求9所述的电话，其中每一个所述反射像素经配置以形成字母或数字。
12.根据权利要求9所述的电话，其中所述反射像素在具有至少840个像素的所述反射显示器上形成有效区域。
13.根据权利要求10所述的电话，其中所述光源提供光至所述反射显示器且包括配置成散热器的基板、在所述基板芯片上由软凝胶覆盖的LED，以及与所述凝胶物理接触的透镜。
14.根据权利要求9所述的电话，其中所述反射显示器包括玻璃上芯片显示器。
15.根据权利要求9所述的电话，其进一步包括光源与所述反射显示器光连通，且其中控制电路包含经配置以脉冲光源的脉冲电路。
16.一种用于显示便携式电话中的数据的方法，其包括：
提供手持送受话器，所述手持送受话器经配置以用于靠近用户的耳朵而固持，以用于进行双向对话；
在所述手持送受话器上提供投影系统，所述投影系统具有光阀且经配置以投射所述数据的视觉图像的镜像图像在观看表面上，在具有笔直视线的所述用户靠近所述耳朵而固持所述手持送受话器情况下，可被用户观看的观看表面完全地与手持送受话器分离，而不会中断所述对话；
在所述手持送受话器上提供感测器，所述感测器经配置以五个不同位置感测所述手持送受话器的定向的变化；
提供投影控制电路，所述投影控制电路经配置以与所述手持送受话器上的所述投影系统电连通，且与所述手持送受话器上的所述感测器电连通；以及
在所述双向对话期间使用所述投影系统在所述观看表面上投影所述视觉图像，
其中所述投影控制电路响应于来自所述手持送受话器上的所述感测器的输出而被配置，且所述投影系统经配置以响应于所述投影控制电路，以及
其中所述投影控制电路基于来自所述感测器的所述输出，来控制所述光阀对所述视觉图像的所述镜像图像进行定向，并且所述投影系统固定地附接到所述手持送受话器且在所述手持送受话器中具有固定定向。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述投影系统包括：光阀，其经配置以产生代表所述视觉图像的图案；以及至少一组光学器件，其经配置以将所述图案处理成所述视觉图像的所述镜像图像，并将所述镜像图像投影到所述观看表面上。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述手持送受话器包含前表面、麦克风和扬声器，且在所述投影步骤期间大体上正交于所述前表面且在从所述扬声器朝所述麦克风延伸的方向上投影所述视觉图像。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述手持送受话器包含开口，通过所述开口投影所述视觉图像。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述观看表面包括身体部分、衣服或家具。
21.一种用于显示便携式电话中的数据的方法，其包括：
向所述便携式电话提供数据投影系统，所述数据投影系统具有光阀且经配置以投影代表所述数据的图像的镜像图像在观看表面上，其观看表面在用户使用所述便携式电话的电话对话期间，完全地与具有可观看、可读的图像的手持送受话器分离；
将所述便携式电话靠近用户的耳朵而固持；
在固持期间以五个不同位置感测所述便携式电话的方位的变化；
在所述固持步骤期间进行双向对话；
在执行所述固持和进行步骤期间，沿着从所述便携式电话至观看表面的向量延伸，该观看表面通过所述便携式电话在所述耳朵周围移动来控制，而从具有取决于所述感测步骤的第二定向的便携式电话投影所述图像至观看表面上；以及
通过响应于来自所述感测步骤的输出对所述镜像图像进行定向，来控制所述镜像影像从所述便携式电话的所述投影，
所述数据投影系统固定地附接到所述手持送受话器且在所述手持送受话器中具有固定定向。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述观看表面包括用户的身体部分，且进一步包括在所述投影步骤期间移动身体部分或电话来在身体部分上聚焦或是定位影像。
23.一种图像投影系统，经配置以附接至具有手持送受话器的便携式电话，其包括：
光电系统，其附接至手持送受话器，包括以二极管为基础的光源与散热器热连通，光阀与所述光源光连通，所述光阀经配置以产生代表数据的图案，且一组光学器件，其经配置以将所述图案处理成视觉图像的镜像图像，并将所述镜像图像投影到观看表面上以远离所述图像投影系统，所述观看表面完全地与所述图像投影系统分离，
其中所述图像投影系统被配置使得被投影到完全分离的所述观看表面上的所述镜像图像由用户的双眼观看，所述手持送受话器具有扬声器、麦克风和感测装置，所述感测装置经配置以五个不同位置感测所述手持送受话器的定向的变化，以及
其中所述光阀经配置以基于来自所述感测装置的输出对所述镜像图像进行定向，并且所述图像投影系统在所述手持送受话器中具有固定定向。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述光阀包括具有至少840个像素的有效区域的液晶显示器LCD。
25.根据权利要求23所述的系统，其中所述光源包括具有整合散热器的LED芯片，所述LED芯片经配置以产生光，所述光具有所述LED芯片的每平方毫米表面积至少18流明的密度，且具有大于每瓦特24流明的发光效率；
所述光源进一步包括指数匹配媒介，所述指数匹配媒介经配置以将来自所述LED芯片的所述光耦合至第一组光学器件；
所述图像投影系统进一步包括反射显示器，所述反射显示器包括多个反射像素。
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