CN102737563A - 可弯曲移动显示 - Google Patents

可弯曲移动显示 Download PDF

Info

Publication number
CN102737563A
CN102737563A CN2012100795809A CN201210079580A CN102737563A CN 102737563 A CN102737563 A CN 102737563A CN 2012100795809 A CN2012100795809 A CN 2012100795809A CN 201210079580 A CN201210079580 A CN 201210079580A CN 102737563 A CN102737563 A CN 102737563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
demonstration
multilayer
layer
focus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100795809A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102737563B (zh
Inventor
许峰雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microsoft Technology Licensing LLC
Original Assignee
Microsoft Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microsoft Corp filed Critical Microsoft Corp
Publication of CN102737563A publication Critical patent/CN102737563A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102737563B publication Critical patent/CN102737563B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/58—Projection screens collapsible, e.g. foldable; of variable area
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/602—Lenticular screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G03B21/625—Lenticular translucent screens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

一般而言，如此处所述“可弯曲移动显示”提供用于实现移动电话或其它手持或便携式电子或计算设备的可弯曲显示的各种技术，这些可弯曲显示在各个实施例中可折叠和/或可卷起。因此，可弯曲移动显示在用户可展开的小形状因素中提供了大显示。有利地，可弯曲移动显示的生产使用各种当前可用的生产技术的修改版，且预期生产成本相对较低。另外，在各个实施例中，可弯曲移动显示还包括低成本触摸或多触摸传感机制，该机制可容易地集成到总体系统中。

Description

可弯曲移动显示
技术领域
“可弯曲移动显示”提供了用于移动电话或其它手持或便携式计算设备的薄型可弯曲显示，该显示在不损害可弯曲显示的光学特性的情况下可折叠和/或可卷起，以便在紧凑的用户可展开形状因素中提供大型显示器。
背景技术
对当今的移动电话或其它手持式或便携式计算设备的最大的抱怨之一是有限的显示尺寸。作为对此抱怨的一个可能的解决方案建议了可折叠显示。然而，许多提议的或原型可折叠显示解决方案可能是不实际的，因为沿折叠的机械应力可能太过于极端而不允许许多折叠环上的可靠操作。可卷起显示的建议也引起了多个潜在的问题。例如，可卷起显示的大多数提议使用有源矩阵以便提供视频能力。不幸的是，有源矩阵对可卷起显示引起了严重的材料问题，因为晶体管往往会在由于卷起显示而导致的反复弯曲的情况下发生故障。
一般而言，可卷起显示可被分成发射和反射类型。OLED是所提议的主要的发射类型。OLED有多个问题。最严重的问题之一是OLED不能忍受水汽，并要求严格的气密封。对可卷起OLED显示，这成为了要解决的非常困难的材料问题。OLED当与无机LED比较时还具有相对较低的光发射效率。与OLED是Lambertian光发射器且不具有定向增益的事实结合，可卷起OLED显示将消耗大量的功率，从而限制了其对便携式设备的效用。反射型可卷起显示一般具有比OLED低的气密封要求，且可比OLED显示更为实际。然而，尤其在给定了大多数显示需要有源矩阵驱动的事实的情况下，可制造性和持久性问题仍然存在。而且，对大多数显示，视频速率操作和良好的色彩再现仍是未被解决的问题。
作为对有源矩阵型显示的替换，存在潜在可卷起但有其它问题的若干无源矩阵显示。例如，可被视作具有空气介质的电泳显示的一项最近技术使用驻极体微粒(具有半永久电荷的微粒)且可为较小矩阵实现视频速率。该技术遭受有限的反射率(尤其在彩色模式中)、受限的色域以及潜在的持久性问题。此外，驻极体微粒可能遭受因电极的影响而造成的电荷损失。此外，已知湿度改变会影响适当的无源矩阵操作所需的阈值电压。
被称为MEMS的另一类型的无源矩阵显示是双稳态的且提供有限的灰度能力。然而，色域相对较小。不幸的是，这样的显示的技术相对不成熟，且目前甚至对固定版本的制造仍处于规划阶段。因而，尽管MEMS型显示在将来可提供可行的方案，当前没有可折叠或可卷起形式的这样的显示是商业上可用的。
发明内容
提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
一般而言，如此处所述的“可弯曲移动显示”提供用于实现可弯曲显示的各种技术，在各个实施例中，可弯曲显示是可折叠和/或可卷起的，与基于光学或激光的微或微微投影仪相组合以提供移动电话或其它手持或便携式计算设备的用户可展开显示。在各个实施例中，短距微微或微投影仪用于减少可弯曲移动显示的大小要求，因为短距投影仪与常规或长距投影仪相比，可安置地与显示屏靠近得多。然而，短距投影仪的使用不是必需的。因为可弯曲移动显示是可折叠和/或可卷起的，所以它可使用各种设计和配置在非常小的形状因素内实现，以提供在移动设备中使用的可展开显示屏，移动设备包括但不限于，便携式或移动通信设备或者蜂窝式电话、移动游戏设备、移动计算设备、电子书、电子阅读器、遥控设备等。
可弯曲移动显示的显示屏是可卷起和/或可折叠的，在微微投影仪的本机色彩范围中产生高对比度图像，提供可任选的定向增益，且可易于制造。此外，通过将照相机或红外检测器置于共享投影仪的光路的反向的位置，可弯曲移动显示也提供显示表面上的触摸敏感度和/或有限的成像能力两者。也注意到，诸如二色性镜的波长选择分光束镜可在光路中使用以将光输入的特定频率范围(例如可见和红外)定向至特定设备，从而允许这些设备与微微投影仪的直接光路偏离。此外，可任选的基于压力或电容触摸传感器可被添加到可弯曲移动显示的显示表面作为基于红外的触摸传感的备选。
有利地，可弯曲移动显示的生产使用当前可用的生产技术的修改版，且预期生产成本相对较低。另外，在各个实施例中，可弯曲移动显示也包括低成本的触摸或多触传感机制，该机制可容易地集成到总体系统(使用各种传感技术，例如包括红外、压力、电容等)。此外，可弯曲移动显示的另一优点在于它足够小使得它能容易地集成到特定移动设备中，或可经由有线或无线视频或数据接口耦合到现有设备。有线接口的示例包括但不限于：VGA、DVI、HDMI、显示端口、IEEE 1394、以太网等。无线接口的示例包括但不限于：各种802.11标准或其它基于射频的接口。
此外，因为它是如此小，所以在被展开来供观看之前，可弯曲移动显示本身可被视作可与取决于具体实现而具有用于视频、I/O和/或电源的合适接口的任何其它便携式设备耦合的便携式设备。此外，可弯曲移动显示的屏幕或显示器(此处一般被称为可弯曲移动显示的“可弯曲多层显示”部分)是无源的，使得仅相关联的投影仪需要电源。然而，根据一个实施例，可弯曲多层显示可包括某些低功耗电子器件(例如，基于电容的触摸检测)。因此，可弯曲移动显示的能量效率也是非常高的。注意能量效率可来自若干源。例如，对屏幕光学器件的对比度提高(例如，经由拒绝环境光)和因狭窄的光输出角度导致的屏幕的光增益均将减少用于显示高对比度图像的能量要求。用于投影到任意表面的典型的微微投影仪通常消耗大约3瓦左右。然而，可弯曲移动显示的一个优点在于，当投影到可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分上时，微微投影仪的功率要求显著减少，同时实现了等效的对比度水平。
鉴于以上概述，显然此处描述的可弯曲移动显示提供了用于实现用于移动电话或其它手持式或便携式计算设备的可折叠和/或可卷起的可弯曲显示的各种技术。除了刚才所描述的好处之外，从结合附图所考虑的以下详细描述中将清楚该可弯曲移动显示的其它优点。
附图说明
参考以下描述、所附权利要求书以及附图，将更好地理解所要求保护的主题的具体特征、方面和优点，附图中：
图1示出了如此处所述的典型菲涅耳(Fresnel)透镜的横截面图和等效功率的常规平凸透镜的横截面图。
图2示出了如此处所述的“可弯曲移动显示”的可弯曲多层显示部分的抽象横截面侧视图，显示了基于微反射镜阵列的实现。
图3示出了如此处所述的“可弯曲移动显示”的可弯曲多层显示部分的替换实施例的抽象横截面侧视图，显示了基于微透镜阵列的实现。
图4提供了以闭合姿态示出的如此处所述的可弯曲移动显示的可折叠和可展开实施例的示例性体系结构视图。
图5提供了以部分打开姿态示出的如此处所述的可弯曲移动显示的可卷起和可展开实施例的示例性体系结构视图。
图6提供了以部分打开姿态示出的如此处所述的可弯曲移动显示的可卷起和可展开实施例的替换实施例的示例性体系结构视图。
图7提供了以完全打开状态示出的如此处所述的可弯曲移动显示的可展开实施例的示例性体系结构视图。
图8提供了以完全打开状态示出的如此处所述的图6的可弯曲移动显示的可展开实施例的示例性体系结构视图。
图9提供了如此处所述的集成到移动设备的可弯曲移动显示的可折叠实施例的示例。
图10提供了如此处所述的耦合到移动设备的可弯曲移动显示的可卷起实施例的示例。
图11提供了以展开姿态示出显示可弯曲多层显示部分的如此处所述的可弯曲移动显示的可卷起实施例的示例。
图12示出了如此处所述的可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的抽象截面图。
图13示出了如此处所述的可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的聚焦面部分。
图14示出了如此处所述的“可弯曲移动显示”的可弯曲多层显示部分的替换实施例的抽象横截面侧视图，显示了基于菲涅耳透镜与微透镜阵列的组合的实现。
图15示出了如此处所述的“可弯曲移动显示”的可弯曲多层显示部分的替换实施例的抽象横截面侧视图，显示了基于菲涅耳透镜与微透镜阵列的组合的实现。
具体实施方式
在对所要求保护的主题的各实施方式的以下描述中，对附图进行了参考，附图构成了实施方式的一部分且在其中作为说明示出了可在其中实践所要求保护的主题的各具体实施方式。应当理解，可以利用其他实施方式，并且可以作出结构上的改变而不背离所要求保护的主题的范围。
1.0介绍：
一般而言，如此处所述的“可弯曲移动显示”提供用于实现可弯曲显示的各种技术，在各个实施例中，可弯曲显示是可折叠和/或可卷起的，与光学或基于激光的微或微微投影仪相组合以提供诸如移动电话或其它手持或便携式计算设备等移动设备的用户可展开显示。在各个实施例中，短距微微或微投影仪用于减少可弯曲移动显示的大小要求，因为短距投影仪与常规或长距投影仪相比，可安置地与显示屏靠近得多。然而，短距投影仪的使用不是必需的，且可在各个实施例中结合用于定向投影的一个或多个镜子使用较长距投影仪。注意，短距投影仪和常规或长距投影仪之间的差别是本领域技术人员所公知的，且将不在此详细描述。
可弯曲移动显示的屏幕是与微微投影仪或其它小图像投影设备或机制相组合来工作以向用户提供高分辨率显示设备的多层无源显示器。该无源显示屏在以下讨论中一般被称为可弯曲移动显示的“可弯曲多层显示”部分或替换地被称为“多层无源显示”部分。取决于可弯曲移动显示的各个实施例的具体实现，多层屏幕的总厚度大约在50到250微米左右。出于比较的目的，人类头发的直径范围通常在约50到100微米。可弯曲移动显示的解决方案部分取决于投影仪的能力和多层无源显示的微反射镜阵列组件的密度，但可容易地达到或超过250DPI(每英寸点数)。
更具体地，可弯曲移动显示的多层无源显示由若干层组成，这些层中的一些是可选的。此外，各层中可在各个实施例里被组合成一层的两层尤其重要：“光重定向层”和“聚焦层”。
光重定向层起到在用户的一般方向上重定向来自投影仪的光的作用，且该光然后由聚焦层进一步定向和聚焦。注意到，尽管常规凸透镜(例如，图1的元件100)可用于重定向光，但菲涅耳透镜(图1的元件110)提供了用于实现光定向层的显著更薄的透镜。一般，如果投影仪处于图1中的凸透镜100的左焦点处，光输出将在水平方向上被校准到图1中凸透镜100的右侧。诸如比如微棱镜、镀银微镜、或仅是具有可接受的折射率的某些材料等反射表面也可在光重定向层中用于光重定向目的。
聚焦层用于修改视角，且在各个实施例中用于拒绝来自除投影仪以外的来源的环境光。微透镜阵列或微镜阵列均可用于该目的(聚焦层中所有这样的实施例在以下一般被称为“微反射镜的阵列”或“微反射镜阵列”)。一般而言，相对于在阵列域中有缝隙的类似阵列，这些类型的阵列中的任一种的无缝隙实现将最大化光输出。然而，如果传入光相对于阵列具有足够大的入射角，那么无缝隙微透镜或微反射镜阵列不是必需的，因为透镜/镜的阴影将会盖住缝隙。取决于所使用的几何形状，这种情况在使用短距投影仪时可能存在。此外，通过使用这种几何形状，可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的构造较为简单，因为与无缝隙阵列相比，有缝隙的阵列构造起来要容易得多。实际上，具有缝隙的阵列可通过诸如使用例如适于在平坦表面上“打印”熔融聚合物液滴阵列的喷墨打印技术等各种方法制成，从而创建有缝隙的透镜阵列。
至于阵列几何形状，阵列例如可以是六边形、矩形、同心或任何其它所需的图案的。注意到阵列元素的同心构成通常在光重定向层和聚焦层被组合成单层时使用。然而，应理解可使用各种阵列几何形状来实现特定的效果。如上所述，在各个实施例中，为改进对环境光的拒绝，应用自对准平板印刷步骤来在聚焦层的顶部上构造聚焦面。一般而言，如以下更详细描述(参考图2)地，该自对准步骤使用来自投影仪的光来在聚焦面上对光学敏感材料进行曝光，使得透明区域被蚀刻成否则将不透明的聚焦面。
在各个实施例中，透明层被置于聚焦层顶部上以提供用于前述“聚焦面”的座落在距聚焦层的微反射镜阵列一适当距离处的间隔，使得否则不透明的聚焦面的孔或透明区域对应于聚焦层中微反射镜的每一个中的焦点。换言之，由于透明层提供的间隔，焦点将与构成聚焦面的表面重合(而非高于或低于聚焦面)。最后，可任选的透明保护层座落在聚焦面的顶部上。还注意到聚焦面也可仅是座落在聚焦层顶部上的否则将是透明的层的顶面，而非单独的层。图2到图5(在章节1.1中描述)示出了显示用于实现可弯曲移动显示的多层无源显示的各层的不同组合和次序的各个替换实施例。此外，章节2.7中讨论的图14和15示出了可弯曲移动显示的替换实现，它们示出了可如何以显著不同的方式使用相似的组件来实现可弯曲移动显示的各个实施例。
一旦构造了可弯曲移动显示的多层无源显示，投影仪将图像和/或视频投影到光重定向的底侧(取决于具体实施例，或者是直接地，或经由镜子)。进入光重定向层的底部的光首先在观看者的大体方向上向上重定向，并进入聚焦层的微反射镜阵列。光然后离开聚焦层，行进通过透明层，然后通过聚焦面中的相应的透明区域或孔。在每一光线离开聚焦面时，离开聚焦面的光然后在多层无源显示的顶面上变为对用户可见。也注意到，如有需要，透明或保护膜可被置于显示的任何各层之上或之间。
在另外的实施例中，如以下将更详细讨论地，对可弯曲移动显示的多层无源显示的一个或多层进行了各种增强。例如，一个这样的增强涉及使微反射镜的背面是非反射性的，使得来自不想要的源或方向的、撞击微反射镜背面的杂散光线将不会被进一步无意地反射到邻近微反射镜的正面上。这一增强的结果是来自除投影仪以外的任何源或方向的不想要或不期望的光线较不可能通过聚焦面发射以对用户可见并从而潜在破坏聚焦面所提供的显示面的一个或多个“像素”或点。
如上所述，可弯曲移动显示包括大约50到250微米左右厚的可弯曲多层无源显示。然而，应理解，如有需要，可弯曲移动显示的可弯曲多层无源显示与所述范围相比可或者更薄或者更厚，并取决于所使用的材料和显示器的各层的厚度。这样的明显结果是较薄的显示器往往将较可弯曲且潜在地较脆弱，而较厚的显示器往往将较僵硬且较不脆弱，但这两种情况均取决于用于构造可弯曲移动显示的多层无源显示的特定材料。
更具体地，可弯曲多层无源显示因反复弯曲或卷起所造成的潜在压力相关的折断和损坏可能往往在显示器的厚度或者增加或者减少时增加，这取决于用于制成可弯曲移动显示的具体材料。在任何情况中，应理解，由于可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分是无源的，且没有移动部分或电子器件(在大多数实施例中，如下将更详细描述)，因此在假定所附连的投影仪仍可起作用且处于与可弯曲多层无源显示的正确的相对对准状态中的情况下，可弯曲移动显示的可弯曲多层无源显示将潜在地在具有某种程度的降级(甚至在具有相对显著的损坏)的情况下继续操作。
以下将更详细讨论的另一增强涉及使用置于投影仪附近的照相机和/或红外传感器来捕捉可见或红外范围中沿(或大致沿)从投影仪投影的光所采用的反向路径行进的光。注意到，诸如二色性镜或其它设备等波长选择分光束镜可在光路中使用以将光输入的特定频率范围(例如可见和红外)定向至特定设备(例如红外传感器)，从而允许这些设备与微微投影仪的直接光路稍微偏离。这些增强允许各种应用，从触摸或多触摸应用到基本照相机功能(对在可弯曲多层无源显示的观看表面上或与其非常接近的对象)。例如，照相机或红外检测器中的任一个或两者均可用于标识用户在可弯曲移动显示的多层无源显示的顶面上的触摸的特定位置和动作，从而允许任何基于数个触摸或多触的应用。注意到，可使用用户手指或诸如笔或指示笔等其它定点设备来启用这样的基于触摸的应用。
此外，将照相机置于投影仪的反向光路上允许可弯曲移动显示基于从在可弯曲移动显示的多层无源显示的观看表面上或与之非常接近的对象反射、然后行进通过聚焦面并因此碰撞可任选照相机的光线来捕捉这些对象的图像。尽管不期望这样的图像的光学分辨率与典型的数码SLR照相机同等，但分辨率将足以按照相对高的分辨率来捕捉图像。实际上，期望分辨率将足以允许诸如文本识别、条形码读取、文档扫描等应用。
而且，重要的是注意到，基于触摸的应用和基于照相机的应用均可与图像或视频的投影并发地进行，或者图像或视频的投影被显示在可弯曲移动显示的多层无源显示上，而触摸、照相机或投影功能彼此没有干扰。
最后，应清楚，上述示例性应用仅是如下将进一步详细描述的可弯曲移动显示所启用的众多应用周功能的一些。
1.1系统概览：
如上所述，“可弯曲移动显示”提供用于实现可弯曲显示的各种技术，在各个实施例中，可弯曲显示是可折叠和/或可卷起的，与基于光学或激光的微微或微投影仪相组合以提供移动电话或其它手持或便携式电子或计算设备的用户可展开显示。以上概述的若干实施例和过程由图2的概括系统图示出。具体地，图2的系统图示出了如此处所述的可弯曲移动显示的多层无源显示部分的抽象横截面侧视图。此外，尽管图2的系统图示出可弯曲移动显示的各实施例的高层视图，但图2不旨在提供贯穿本文全文描述的可弯曲移动显示的每一可能实施例的穷尽或完全的图示。
一般而言，如图2所示，可弯曲移动显示的显示部分由若干层构成，且最上层即“观看表面”200提供来自微或微微投影仪210投影的图像215和/或视频。投影仪210将图像或视频投影到可弯曲移动显示的透明底面220上。可弯曲移动显示的最底层或者是可任选光重定向层225以及随后的聚焦层230，或者仅是单独的聚焦层。
聚焦层230由包括微反射镜235的整体平面阵列的透明材料组成，微反射镜的这一阵列用于将在阵列中的每一反射镜上碰撞的光线无源地聚焦到聚焦面240上。取决于投影仪210的位置，且因此导致的来自投影仪的光的传入角度，微反射镜235可能足以或可能不足以将光线定向到聚焦面240上的所需位置。因此，是否包括可任选光重定向层225的选择是基于聚焦层230是否能够以足够陡峭的角度弯曲光以将光从投影仪210传递到聚焦面240上的所需位置。
在使用可任选光重定向层225的情况下，它用于将传入光线从投影仪210重定向到更适于允许微反射镜235将传入光定向到聚焦面240上的所需位置的角度。注意到，存在当来自投影仪的图像从空气中移动到用于构造反射镜层230的透明材料时自然发生的某一固有量的折射。在某些情况中，取决于组件安置的几何形状和自然折射的量，该自然折射可能足以消除对光重定向层225的需求。见章节2.5，以及对这些概念的进一步讨论的图12和图13的相关联讨论。
透明层245被置于聚焦层230的顶部上以提供用于聚焦面240的座落在距微反射镜235阵列的一适当距离处的间隔，使得聚焦面的孔或透明区域对应于聚焦层230中微反射镜的每一个中的焦点。注意到，微反射镜235的阵列和屏幕上的各个功能部件是用高于所需显示分辨率的分辨率来构造的。通常，当微反射镜235阵列和屏幕上的各个功能部件的密度大约大两倍左右时，实现可接受的分辨率结果，而在这一比率增加时，看到改进的结果。例如，假定微反射镜235的阵列具有50微米的节距，则在假定2∶1的比率的情况下，该显示器的有效DPI将是最大250DPI。
注意到，聚焦面240与微反射镜235的阵列的焦点的对准是通过首先构造微反射镜的平面阵列，然后将透明层245和不透明聚焦面(或仅是具有不透明表层的透明层)耦合到聚焦层230来实现的。对聚焦面240的光蚀刻是在随后通过将聚焦面暴露在来自于投影仪210所处的大致位置处的光源或激光的光来执行的。这确保，聚焦面240的透明区域的孔中的每一个将匹配来自阵列中微反射镜235之一的相应的焦点。这种类型的自对准光学蚀刻的另一优点在于，它显著地提高了显示在屏幕上的图像和视频的对比度，因为屏幕的不透明区域往往会阻塞来自除投影仪以外的源的不想要的光线。如上所述，这些透明区域对应于聚焦面的焦点。一般而言，聚焦面的这些透明区域构成否则不透明的聚焦面的大约10％或更少。注意，在聚焦面的透明区域对比不透明区域的百分比增加时，改进了对环境光的拒绝。例如，具有1％透明区域的聚焦面与具有10％透明区域的聚焦面相比，将拒绝更多的环境光。
还注意到，如有需要，聚焦面240可被构造成允许两个或多个(聚焦层230的微反射镜235阵列的)焦点存在于聚焦面的单个透明区域内。在这种情况下，将存在比微反射镜235少的透明区域，且可弯曲移动显示的总分辨率将下降。此外，由于微反射镜235中的轻微差异或瑕疵，不期望聚焦面240的对应透明区域完美地对称分布。然而，在大约250DPI左右的分辨率处，对于无辅助人眼而言，检测因微反射镜235中的轻微差异或瑕疵导致的聚焦面240的透明区域中的任何不对称将是非常困难的。
注意到，可执行其它蚀刻或材料移除技术来构造聚焦面240，但是用于其它目的的光蚀刻是可容易地适于构造此处所述的聚焦面且同时允许聚焦层230的微反射镜235阵列的焦点直接匹配聚焦面240的对应透明区域的广泛使用技术。
最后，为了完成可弯曲移动显示的多层无源显示部分，将可任选的透明保护层260耦合或联结到聚焦面240的顶部。一般而言，可任选保护层260的用途是保护聚焦面240免受抓伤或其它损害。此外，在各个实施例中，透明保护层260可包括用于保护和触摸传感这双重目的的电容触摸传感能力。然而，如上所述且如下在章节2.6中进一步详细讨论地，可使用光学和/或红外方法在可弯曲移动显示的无源显示部分的表面上提供触摸传感，这些方法使用从投影仪210发出的光线所遵循的光路的反向。
一旦使用上述各层构造了可弯曲移动显示的多层无源显示之后，投影仪210就将图像215和/或视频投影到可弯曲移动显示的透明底面220上。进入底面220的光然后由光重定向层225朝聚焦层230的微反射镜235的阵列方向重定向。该光随后由微反射镜230的阵列向上反射通过透明层245，并在随后通过聚焦面240中的相应的透明区域或孔，其中在每一光线离开聚焦面时，光变为在可弯曲移动显示的顶部或观看表面200上对用户可见。
图3的系统图示出了如此处所述的可弯曲移动显示的多层无源显示部分的替换实现的抽象横截面侧视图。此外，尽管图3的系统图示出可弯曲移动显示的各实施例的高层视图，但图3不旨在提供贯穿本文全文描述的可弯曲移动显示的每一可能实施例的穷尽或完全的图示。
具体地，类似于图2，图3示出了可任选光重定向层310，它与图2的实施例不同，是使用菲涅耳透镜实现的。如上所述，菲涅耳透镜可以显著较薄的形状因素提供与传统透镜大致等效的聚焦能力。如同图2的光重定向层235，图3光重定向层310执行将来自投影仪210的传入光线重定向到更适于允许聚焦层230将传入光定向到聚焦面240上的所需位置的角度的功能。然而，尽管图3的聚焦层230执行与图2的聚焦层230相同的功能，但在图3的实施例中，聚焦层230是使用微透镜300的平面阵列来实现的。图3的其余元件，包括透明层245、聚焦面240、可任选保护层260、以及观看表面200，以如参考图2所述的相同方式执行相同功能，并因此使用相同的参考编号。
2.0 可弯曲移动显示的操作细节：
上述元件用于实现可弯曲移动显示的各个实施例。如上所述，可弯曲移动显示提供用于实现可弯曲显示的各种技术，在各个实施例中，可弯曲显示是可折叠和/或可卷起的，与基于光学或激光的微微或微投影仪相组合以提供移动电话或其它手持或便携式电子或计算设备的用户可展开显示。以下章节提供了对可弯曲移动显示的各实施例的操作以及用于实现在章节1中参考图2和图3描述的各元件的示例性方法的更详细讨论。具体而言，以下各章节提供可弯曲移动显示的各实施例的示例和操作细节，包括：可弯曲移动显示的操作概览；可弯曲移动显示的示例性可折叠和可卷起实施例；与各个移动设备一起使用的可弯曲移动显示的示例；可任选的方向性光拒绝和光学增益；可弯曲显示屏的各个实施例的示例性操作讨论；对可弯曲移动显示的基于触摸的界面的添加；以及可弯曲移动显示的替换实现。
2.1操作概览
对拥有可弯曲的显示物理器件、电气连接和开关的需求是为何具有有源电子器件的可弯曲显示如此难以实现和制造的主要原因。在另一方面，可弯曲投影屏幕已经存在了数十年。制作可弯曲光学器件与解决可弯曲显示问题相比是个简单得多的问题。微微投影仪模块的成本已经下降到大约每个50美元，且预期在成本上将进一步下降。这使得将微微投影仪与移动设备上的相关联屏幕集成成为有高度吸引力的解决方案，只要这样的系统消耗低功率且提供高对比度图像。优选地，这样的系统也应提供良好的多触传感能力。不幸的是，当前没有存在的已知常规显示屏满足这些准则。另一方面，如此处所述的可弯曲移动显示能够满足这些和更多的准则。
当今市场上的微微投影仪对于用作蜂窝式电话的主显示器而言，消耗过多功率。主要原因是使用诸如白色墙壁或纸等典型反射表面实现的低对比度。减少功耗的一种方式是增加屏幕的“增益”，即减少视角。可通过使屏幕拒绝和/或吸收环境光来实现进一步的改进。将这些想法结合起来可将微微投影仪的功耗且因此将可弯曲移动显示的功耗最多减少至1/100。
可将投影系统分成正面投影和背面投影类型。对于具有触摸屏的移动设备，背面投影类型是较佳的，以使得在当用户与显示交互时不会干扰所投影的图像。在各个实施例中，可弯曲移动显示提供使用无外壳背面投影系统的背面投影系统来减少重量和机械复杂度。然而，如有需要，投影仪和可任选照相机或红外检测器可被纳于外壳中。
2.2 示例性可折叠和可卷起实施例：
图4示出了从侧面查看的以闭合姿态或状态示出的可弯曲移动显示的可折叠和可展开实施例的示例性抽象体系结构视图。更具体地，图4示出了拉手400或拉环以及可展开支撑杆410，它们是以可折叠形式实现的可弯曲移动显示的多层无源显示430部分的可伸缩支撑机构的部分。注意到，为易于操作起见而提供拉手400或拉环，且因此它们被认为是可弯曲移动显示的可任选组件。可展开支撑杆410类似于从典型的手提行李箱中引申出的可伸缩把手/杆系统。如图所述，支撑杆410经由铰链或允许可弯曲移动显示在不使用时被折叠到相对较小的形状因素的其它附连类型耦合到主体420。注意到，图4中所示的实施例不旨在将可弯曲移动显示的使用限于所示的精确形状，且该实施例仅作为用于将可弯曲移动显示置于紧凑用户可展开形状因素的各种方法的示例之一来提供。
在所示实施例中，可弯曲移动显示的多层无源显示430部分以折叠状态示出，而可弯曲移动显示处于闭合姿态。注意到，尽管图2中示出了多层无源显示430的摺状或打褶型折叠，但是可出于此目的使用任何类型的折叠，而折叠不应如此尖锐以至弄皱或损坏多层无源显示。在操作中，当拉手400用于将支撑杆410展开到其最完整姿态时，可弯曲移动显示的多层无源显示430部分将打开、展开并展平。此外，投影仪440耦合到当要使用可弯曲移动显示时向外折叠至固定姿态的投影仪台架450。多层无源显示430然后在缩回支撑杆410时将自动返回到折叠状态。注意到，本领域技术人员所公知地，有各种材料能够进行形状记忆。这些类型的材料中的某些在从材料移除张力时会自动返回到默认状态或形状(例如折叠状态)。这是当缩回支撑杆410时多层无源显示430的该实施例的情况，缩回支撑杆410将张力从多层无源显示移除，从而允许多层无源显示在缩回可展开支撑杆时自动返回到其折叠状态。
图5示出了可弯曲移动显示的类似实施例，其中图4和图5之间的主要区别在于，在图5中，可弯曲移动显示的多层无源显示510部分以可卷起形式而非图4中所示的可折叠形式提供。在图5中，以部分打开的姿态示出可弯曲移动显示，且投影仪台座450向外折叠到其固定姿态以供使用。此外，支撑杆410相对于主体420向外折叠或旋转，但尚未展开。在此示例中，当展开支撑杆410时，可弯曲移动显示的多层无源显示510部分将从绕其包裹或缠绕多层无源显示的弹簧承载杆520或轴摊开。
注意在各个实施例中，多层无源显示510或者是绕弹簧承载轴520或杆包裹而没有任何附加保护，或者弹簧承载轴或杆以及所包裹的多层无源显示被封装在存储管等(未示出)中，存储管具有允许多层无源显示在展开支撑杆410时从管中展开的槽。还注意到，代替弹簧承载，在各个实施例中，绕其缠绕多层无源显示510的杆520或轴可配备有把手等(未示出)以允许在不使用时手动反绕或缩回多层无源显示。该实施例允许在不使用弹簧承载杆时操作，以及允许在弹簧承载杆520的弹簧组件故障的情况下操作。
图6提供了以部分打开姿态示出的如此处所述的可弯曲移动显示的可卷起和可展开实施例的替换实施例的另一示例性抽象体系结构视图。大体上，图6的实施例类似于参考图5所述的实施例。然而，这些实施例之间的一个主要区别在于，在图6的情况中，代替图5所示的投影仪设置镜子610或反射透镜。类似于图5的投影仪，图6的镜子被耦合到当要使用可弯曲移动显示时向外折叠到固定姿态的镜台架630。
在这种情况中，投影仪(未示出)被纳于可弯曲移动显示的主体620内。图6所示的主体620与图5的对应组件的区别在于，主体620包括允许组成的投影仪通过主体的表面投影到镜子610上的投影仪窗口640。镜子610然后按照类似于图5的投影仪直接投影到多层无源显示上的方式将投影反射到多层无源显示510上。该实施例优于图5的实施例的一个优点在于，投影仪被封装在主体620内，因此比图5无掩蔽的投影仪的情况得到更好的保护。
图6中示出的可弯曲移动显示的其余组件，包括拉手400、可展开支撑杆410和弹簧承载杆520以同参考图5所述的相同的方式执行相同功能，且因此使用相同的参考编号。
图7提供了类似于图4和图5的可弯曲移动显示的实施例的示例。在此情况中，如下所述，从底部以完全打开的状态示出准备好使用的可弯曲移动显示，以及若干可任选组件。
更具体地，在图7的示例中，以完全展开的状态示出多层无源显示700(在此示例中，或是可折叠的或是可卷起的)。也以完全展开的姿态示出可展开支撑杆410。注意到当展开时，图4或图5中任一个的多层无源显示(即，分别是元件430和510)将采取与图7中所示的多层无源显示700类似的姿态和配置。因此，图7未明确示出可弯曲移动显示的可折叠或可卷起实施例，因此该附图旨在以完全打开的状态示出可弯曲移动显示的各个实施例的配置。如同图5一样，图7也示出了已向外折叠至其固定姿态以供使用的投影仪台架450。
此外，在该示例中，投影仪台架450也包括并支持可任选照相机和/或红外检测器720。如上所述，通过安置照相机或红外检测器720来利用投影仪的反向光路，基于光学和/或红外触摸或多触的功能可在可弯曲移动显示中实现。此外，使用被安置成利用投影仪的反向光路的照相机使得多层无源显示700能够担当该照相机的透镜，从而允许可弯曲移动显示作为显示设备和照相机两者的并发操作。
然而，如上所述，使用多层无源显示作为照相机的透镜允许可弯曲移动显示仅捕捉在可弯曲移动显示的多层无源显示的观看表面上或与其非常接近的对象的图像。因此，这样的实施例可用于诸如文本识别、条形码读取、文档扫描等目的。注意到，为了捕捉更远距离对象的高质量图像，可将可任选的面向正面的照相机(未示出)集成到如此所述的任何实施例中。对面向正面的照相机的使用允许附加功能，诸如双向视频聊天(取决于使用可弯曲移动显示的底层电子设备的功能)。
最后，图7示出了对可用于保持摊开或展开多层无源显示410被适当拉紧从而足够平整的可任选张力线710的使用。还注意到，张力线或诸如可弯曲拉紧杆的其它类型的拉紧设备可用于上述任何实施例，包括图4、图5和图6的实施例。
类似于图7，图8提供了以完全打开状态示出的可弯曲移动显示的另一可展开实施例的示例性体系结构视图。在此情况中，如下所述，图8以完全打开的状态示出了准备好使用的图6的可弯曲移动显示，以及若干可任选组件。大体上，图8的实施例示出了安置在镜子台架630上、展开至用于反射来自纳于可弯曲移动显示的主体620内的投影仪(未示出)的投影的姿态的镜子610或反射透镜。如参考图6所讨论地，主体620包括允许组成的投影仪通过主体的表面投影到镜子610上的投影仪窗口。如上所述，镜子610然后将该投影反射到多层无源显示510的底侧上。
图8中示出的可弯曲移动显示的其余组件，包括拉手400、可展开支撑杆410和可任选张力线710以同参考图4和图7所述的相同的方式执行相同功能，且因此使用相同的参考编号。
2.3  移动设备中可弯曲移动显示的示例：
鉴于以上参考图1到图8提供的讨论，应清楚可弯曲移动显示可以按照各种形状因素和大小实现以用于各种移动或电子设备。可弯曲移动设备可用于的设备的示例包括但不限于：便携式或移动通信设备或蜂窝式电话、移动游戏设备、移动计算设备、电子书、电子阅读器、遥控设备、腕戴手表、孩子的玩具、或任何其它可展开显示可使用的固定、便携式或移动计算设备。
图9和图10示出了其中可实现可弯曲移动显示的移动设备的简单示例。同样，这些附图仅作为示例提供，而不旨在限制如此处所述的可弯曲移动显示的用途或范围。
例如，图9示出了诸如蜂窝式电话等便携式通信设备900。在此示例中，诸如图4所示的可弯曲移动显示910的可折叠实施例(具有如虚线所示的轨迹)被耦合或集成到便携式通信设备。显然，存在其中可弯曲移动显示910可被集成到便携式通信设备900的多种方式。一个示例是将可弯曲移动显示910安装或附连至便携式通信设备900的底部，然后通过拉动如上参考图4所述的拉手400或拉环来展开可弯曲移动显示以供使用。在便携式通信设备500内提供可弯曲移动显示910的另一方式是将便携式通信设备构造为打开以展示内部可弯曲移动显示910的蛤壳式设备，通过拉动如参考图4所述的拉手400或拉环来展开它以供使用。
图10提供类似于图9的示例。然而，在图10的示例中，可弯曲移动显示1010的可卷起实施例被耦合到诸如游戏控制器等便携式电子设备1000的一侧。在此示例中，通过拉动如参考图5所述的拉手400或拉环来展开可弯曲移动显示1010以供使用。拉动拉环400会打开可弯曲移动显示1010同时展开如参考图5所讨论的可展开支撑杆410并摊开多层无源显示。
一般而言，无需将可弯曲移动显示绑定于特定设备。实际上，可弯曲移动显示可按照自包含形式构造成类似于计算机监视器的单机显示设备，这种显示设备仅要求视频信号输入和电源即可操作。因此，如图11所示，应该清楚，在单机实施例中，可弯曲移动显示可按照各种形状因素构造。例如，图11示出了可弯曲移动显示的单机可卷起实施例，其中使用拉手或拉环1100将多层无源显示1110的弹簧承载可卷起实施例从诸如存储管1130等外壳中展开。在此实施例中，在多层无源显示1110被展开之后，刚性或板刚性支撑杆1115被锁定到位以在使用期间在适当位置保持住多层无源显示，然而，如有需要，也可使用前述可展开杆。这些支撑杆1115然后被移除以允许多层无源显示710可在不使用时被缩回存储管1130中。
与前述每一实施例一样，可弯曲移动显示的单机实施例包括微或微微投影仪1120。此外，类似于上述各个实施例，可弯曲移动显示的该实施例也可包括可任选的照相机1150和/或可任选的红外检测器1160。然而，与前述实施例不同，可弯曲移动显示的该单机实施例也包括用于接收/发送视频和/或触摸或照相机数据的视频/数据IO端口1140以及用于接收投影仪1120、照相机1150和红外检测器1160的电力的电源端口1145。
2.4  可任选方向性光拒绝和光学增益：
在各个实施例中，可弯曲多层显示内的光学器件被设计成解决若干参数，包括通过重定向光以及限制视角来无源地产生方向性增益而适当地拒绝环境光以及定向投影仪输出光，从而在不需要增加投影仪能量消费的情况下改进对比度水平。
可按照两种方式实现环境光拒绝：“威尼斯百叶窗”方法和微透镜阵列方法。在威尼斯百叶窗方法中，屏幕的背面嵌有指向投影仪的空心支柱。支柱的外表面是吸光的。以与空心支柱相同的角度进入的投影仪光简单地无阻碍地通过支柱的空心中央，而按照不同于来自投影仪的光的角度的环境光被支柱的外表面吸收。在微透镜阵列方法中，投影仪光首先遇到微透镜阵列(注意到，也可为此目的使用微镜、微棱镜、菲涅耳透镜等，这取决于可弯曲移动显示的总体几何形状和厚度)，且在聚焦面上聚焦。如果使聚焦面的焦点透明，而使聚焦面的其余部分为黑色或不透明(诸如通过如上所述在暴露于来自投影仪的光之后对聚焦面光蚀刻)，则可实现显著的环境光拒绝。注意到，可组合这两个方法以得到比单独使用时更好的环境光拒绝。而且，由于聚焦动作，微透镜(或微镜)阵列可用于调节视角。
适当地定向来自投影仪的输出光包括两个部分：视角调节和在观看者方向上重定向光。视角调节可用按照前述可任选折射层(见图2和图3以及以上相关联讨论，以及图12及以下相关联讨论)所述的微透镜、微棱镜、或微镜阵列实现。或者，通常在可任选光重定向层进行光重定向之后，也可使用弱散射体来调节视角。
使用如上所述的光拒绝和定向技术，可按照具有不同复杂度和性能水平的各种形式来实现可弯曲移动显示。
例如，如果使用威尼斯百叶窗方法，则多层无源显示可具有从背面(来自投影仪的光首先到达之处)开始的各层，包括用于环境光拒绝的威尼斯百叶窗层，用于重定向的微棱镜或微镜层(即前述的“光重定向层”)，继之以微透镜阵列或弱散射体(即前述“聚焦层”)。在某些情况下，如果微镜阵列或各种类型的微透镜阵列用于光重定向(即前述的“光重定向层”)，则在假定光重定向层的微镜或微透镜具有足够的光强度(聚焦能力)来产生所需的视角的情况下，可移除聚集层。注意到，这是其中光重定向层和聚焦层基本上组合成单层的以上在章节1.0中讨论的前述情况的示例。或者，威尼斯百叶窗层，继之以具有可任选俯角环境光拒绝(即，前述“聚焦层”)的微透镜阵列，最后是用于光重定向的微棱镜或微镜层(即，前述“光重定向层”)。换言之，取决于几何形状，聚焦层和光重定向层可在光路上被颠倒。注意到，下述图13和图14示出了这种类型的层颠倒的抽象示例。
或者，如果微透镜阵列方法用于环境光拒绝或吸收，则可通过从背侧开始使用微透镜或微镜阵列层(或菲涅耳透镜层)和具有微棱镜或微镜阵列的光重定向层来形成多层无源显示。再一次，如果第一层是微镜层，则第二层可以是不必要的，这取决于该层的几何和光学特性。
当几何形状允许时，多层无源显示的最简单结果仅使用单个微镜阵列(即前述“聚焦层”)而没有任何附加微透镜或微棱镜阵列(即，前述“光重定向层”)，且没有威尼斯百叶窗层。在此情况中，可弯曲移动显示的多层无源显示部分的最简单实施例仅包括聚焦层和聚焦面，以及取决于几何形状的聚焦面与聚焦层之间可能的透明层。在章节2.5中详细讨论的图12示出了可弯曲移动显示的此最小配置的示例。
2.5 可弯曲移动显示的操作讨论：
如图12所示，来自投影仪(未示出)的光线1210首先击中可弯曲移动显示的底面220。在各个实施例中，如上在章节2.4所述，此底面220(其对于用户而言是屏幕的背面)可以使用常规技术来进行反-反射处理以改进光吸收和/或发射。还注意到，如有需要，底面可被实现为透明保护膜。在通过可任选光重定向层225之后，传入光线1210被折射或重定向到更适于微反射镜235的平面阵列中的反射镜或透镜的角度。
如上所述，一旦光线1210撞击聚焦层230中的微反射镜235的阵列的反射性表面，则这些微反射镜聚焦光线，并向上通过内部反射朝向聚焦面240重定向光线。在各个实施例中，微反射镜的背表面1215涂敷有非反射性涂层，或者使用各种常规技术以其它方式使其为非反射性的。通过使微反射镜的背表面1215为非反射性的，来自不想要的源或方向的光可进一步被减少或消除。无论是否使微反射镜的背表面1215为非反射性的，来自投影仪的光线1210由微反射镜135在聚焦面240的特定焦点1220聚焦。在由微反射镜135反射之后在到达焦点820之前，光线通过透明层145，如果使用透明层，则透明层被设置为仅将聚焦面140与微反射镜隔开足够远，使得微反射镜的焦点与聚焦面的透明区域重合。
注意到，每一焦点1220表示聚焦面240的透明区域1240。还注意到，图12示出的聚焦面240为清楚起见仅在聚焦面的有限部分上示出这些透明区域1240。此外，还应理解，尽管这些透明区域1240被示为直线图案的，焦点1220的实际图案或排列取决于可弯曲移动显示的前述各层的几何形状。具体地，如下所述，用于将焦点的透明区域从否则不透明的聚焦面清除的自对准平板印刷过程确保，这些点对应于从聚焦层230的配置和几何形状得到的任何几何结果。例如，在光重定向层225或聚焦层230中使用菲涅耳透镜的情况中，得到的聚焦面可具有透明焦点1220的同心环。
具体地，如上所述，聚焦面240对于焦点是透明的，而对于其它区域是黑色或不透明的。如下所述，通过将自对准平板印刷技术(例如，光蚀刻)应用于初始不透明聚焦面240来形成这些不透明和透明区域。具体地，通过将光源(例如，光学或激光)置于当可弯曲移动显示的构造完成时投影仪将处的位置或其附近，来创建聚焦面240的不透明和透明区域。聚焦面240涂敷有光敏材料，且然后通过如上所述将经涂敷的聚焦层经由光路暴露于光源来使用标准图案开发手段来处理不透明和透明区域(即，对于底面220的光源通过可任选光重定向层225，通过聚焦层，然后通过透明层245至聚焦面240上得到的焦点1220)。
如上所述，聚焦面240可涂敷有可任选的保护层260，而如有需要，保护层由可经反-反射处理。如上所述，整个屏幕厚度在大约50到250微米左右。
上述实施例提供若干优点。例如，通过聚焦面中仅接受来自微微投影仪的光以便输出到屏幕的正面的不透明/透明图案化的环境光拒绝改进了所投影的图像的总对比度，因此在实现可接受的对比度水平时减少了投影仪的功率要求。另一优点在于，关键的光学表面(例如，可任选光重定向层和聚焦层)通过处于屏幕“内”而得到保护，而屏幕的外表面仅是简单的平滑表面(或上述可任选的保护层或膜)。最后，由于光路是可逆的，因此触摸屏幕正面的对象(包括手指、指示笔等)可将光(可见或红外波长的)向微微投影仪或置于与投影仪足够近的红外或光学照相机反射回以捕捉所反射的光。处理光按照此反向光路行进的结果是可在可弯曲移动显示中包括高度准确和触摸敏感的传感器，而不需要可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的任何层或表面中的任何电子器件。此概念的简单示例有观看表面200上用户触摸的任意点1230可沿从投影仪到可任选光学照相机或红外检测器(未示出)的光的反向光路反射可见或红外光1240。注意到，任意点1230的位置可用足够的精度来检测以实现不会干扰被投影到可弯曲移动显示上的任何图像的高度准确的基于触摸的用户界面。
2.5.1 聚焦面：
一般而言，鉴于上述讨论，应清楚聚焦面包括由不透明区域围绕的透明焦点的平面区域。图13示出了聚焦面240的一部分。如图所示，聚焦面包括多个透明区域240，它们对应于前述可弯曲移动显示的多层显示部分的聚焦层内的反射镜或透镜的焦点。不透明区域1320围绕聚焦面240的透明区域1240。如上所述，对于可弯曲移动显示的各个实施例，聚焦面的分辨率(即透明区域的间隔)大约在250DPI左右，尽管在实践中，如上所述，该分辨率将与可弯曲移动显示的多层显示部分的各个层的几何形状有关。
此处所述的可弯曲移动显示的构造过程的一个优点在于，在可弯曲移动显示的多层显示部分的各个层被联结或结合在一起之后，将聚焦面240的透明区域1240与聚焦层的焦点对准。具体地，如上所述，通过将可弯曲移动显示的多层显示部分暴露于来自微微投影仪将处于的大致位置的光源或激光的光，在聚焦面被联结至可弯曲移动显示的多层显示部分的之前的层(即，透明层、聚焦层和可任选光重定向层)之后执行聚焦面的光蚀刻(例如，照相平板印刷)。这确保聚焦面240的透明区域1240中的每一个精确地匹配来自聚焦层中微反射镜或透镜中的一个(或多个)的相应的焦点。此外，由于聚焦面240的其余部分是不透明的，由微微投影仪通过聚焦面投影的图像的对比度得以显著改进。
2.6  示例性基于触摸的界面：
如上所述，在各个实施例中，可弯曲移动显示包括用于在显示图像和/或视频的可弯曲移动显示的同一表面上实现基于触摸和/或多触的用户界面的触摸传感能力。此外，这些触摸传感能力可与图像和/或视频在可弯曲移动显示的多层显示部分上的投影并发地操作。
在各个实施例中，这些触摸传感能力以各种不同方式实现。例如，如上所述，来自投影仪的光的反向光路可用于确定用户是否触摸(或在何处触摸)可弯曲移动显示的多层显示部分的上表面。如上所述，这一判断通过评估响应于因用户手指或触摸设备(例如指示笔等)触摸可弯曲移动显示的多层显示部分的表面(或在其附近)反射的光而沿反向光路行进到照相机或红外检测器的光或红外线来作出。
基于光学或红外的触摸传感能力的分辨率可通过使用照相机或红外检测器来映射特定的触摸位置和/或特定的多触模式而与聚焦面的分辨率一样高(例如，大约250DPI左右)。一旦由与照相机或红外检测器相关联的软件接收并映射了所反射的光或红外线，则该信息被传递给响应于任何特定触摸事件而执行任何合适动作的常规的基于触摸的处理机制。以此方式，基于触摸的界面的光学或红外实施例对用户显现为与典型电容式基于触摸的界面的相同方式运行，诸如在许多常规“智能电话”等的屏幕或显示器上看到的那些。
实际上，在各个实施例中，透明电容触摸型层可被添加到可弯曲移动显示的多层显示部分的表面，以便向可弯曲移动显示提供常规的电容式基于触摸的界面。注意到，这种类型的电容层可使用常规界面技术来向可弯曲移动显示提供电容式基于触摸或多触的界面。
2.7  可弯曲移动显示的替换实现：
图14和图15均提供了“可弯曲移动显示”的可弯曲多层显示部分的替换实施例的抽象横截面侧视图。一般而言，图14和图15均示出了与微透镜阵列组合使用菲涅耳透镜的替换实施例。然而，这些元件的安排和使用在所示的两个实施例中显著不同。
具体地，图14示出了可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的实施例的抽象横截面侧视图，示出了与低折射率透明缓冲层1420组合的用于实现可任选光重定向层的菲涅耳透镜1410，它们一起将来自投影仪的传入光朝向包括微透镜阵列1430的聚焦层重定向。如上参考各个实施例所述，该微透镜阵列1430然后反射或聚焦传入光通过聚焦面240和可任选保护层260，使得来自投影仪的光在可弯曲移动显示的观看表面200上对用户可见。
有趣的是，图15示出了其中菲涅耳透镜1530和微透镜阵列1520执行对参考图14的相似元件所述的功能的颠倒的可弯曲移动显示的实施例。具体地，图15示出了可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分的实施例的抽象横截面侧视图，示出了与覆盖底面的可任选低折射率保护层1510组合的微透镜阵列1520以用于实现可任选光重定向层。微透镜阵列1520与保护层1510一起将来自投影仪的传入光朝向聚焦面240重定向。离开聚焦面240的光然后由菲涅耳透镜1530通过可任选低折射率保护层1540聚焦在可弯曲移动显示的观看表面200上。
鉴于上述参考图14和图15所述的替换实施例，并进一步鉴于本公开全文所述的各个实施例，应清楚，可按照使用各种组件(例如，透镜、棱镜、反射性材料、折射性材料、光吸收材料等)来形成可弯曲移动显示的各个层(例如，光重定向层，聚焦层以及聚焦面)以及该显示的任一表面上的可任选的保护层的各种方式构造可弯曲移动显示的可弯曲多层显示部分。
以上对灵活移动显示的的描述是出于说明和描述的目的而提出的。这并不旨在穷举所要求保护的主题或将其限于所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变型都是可能的。此外，应当注意，可以按所需的任何组合使用上述替换实施例的任一个或全部以形成可弯曲移动显示的另外的混合实施例。本发明的范围并不旨在由该“具体实施方式”来限定，而是由所附权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种便携式显示设备，包括：
相对于多层显示的透明底面(220)放置以便投影(215)到所述多层显示的透明底面上的微微投影仪(210)；
其中所述多层显示包括构成所述多层显示的合成底层的聚焦层(230)和光重定向层(225)以及构成所述多层显示的顶层的聚焦面(240)；
其中所述聚焦面(240)包括被不透明区域(1320)围绕的透明区域(1240)的平面区域；
其中所述多层显示的所述合成底层(230和225)将从微微投影仪(210)撞击所述多层显示的所述透明底面(220)的传入光线(1210)聚焦和定向到所述聚焦面(240)的相应的透明区域(1240)，从而使得来自所述多层显示的底部的所述微微投影仪的投影(215)通过所述聚焦面的透明区域(1240)显现在所述多层显示的顶部(200)上。
2.如权利要求1所述的便携式显示设备，其特征在于，所述微微投影仪是短距投影仪。
3.如权利要求1所述的便携式显示，其特征在于，使用自对准光学蚀刻来创建所述聚焦面的透明区域，使得这些透明区域与所述聚焦层内的微反射镜阵列的焦点对准。
4.如权利要求1所述的便携式显示，其特征在于，还包括置于所述聚焦面和合成底层之间的透明层，以使所述聚焦层内的微反射镜与所述聚焦面隔开足以确保每一微反射镜的焦点与所述聚焦面的透明区域重合的距离。
5.如权利要求1所述的便携式显示设备，其特征在于，所述便携式显示设备耦合至移动计算设备，且其中所述便携式显示设备是用户可展开和用户可伸缩的。
6.如权利要求1所述的便携式显示设备，还包括相对于微微投影仪放置的照相机，以便捕捉按照光路的反向行进通过所述多层显示的光线，所述光路是光线从所述微微投影仪的投影行进的光路。
7.如权利要求6所述的便携式显示设备，其特征在于，还包括基于触摸的用户界面，其中所述照相机被用于经由按照所述光路的反向行进的对应光线跟踪所述多层显示顶部上的任何用户触摸。
8.一种用于构造无源多层显示的方法，包括以下步骤：
将构成无源多层显示的底层的聚焦层(230)联结至所述无源多层显示的光重定向层(225)的底面；
将不透明聚焦面(240)联结至所述光重定向层(225)的顶面；
使用被安置成将光(1210)投影到所述聚焦层(230)的底面上的光源，所述被投影的光由所述聚焦层(230)内的微反射镜(235)的平面阵列的微反射镜聚焦于所述光重定向层(225)中，所述光还由所述光重定向层定向到与不透明聚焦面(1320)上的位置重合的焦点，所述光然后被用于通过在与所述焦点重合的位置处对所述聚焦面进行光蚀刻来构造所述不透明聚焦面上的透明区域(1240)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括用于代替所述光源安置短距投影仪以将视频投影到所述聚焦层的底面上，其中被投影的视频通过所述聚焦面的透明区域在所述无源多层显示的顶面上可见。
10.一种具有用户可展开显示的移动计算设备，包括：
安置在移动计算设备(900)内的多层可弯曲显示(910)；
其中所述多层可弯曲显示的底层包括光重定向层(225)；
其中所述多层可弯曲显示的中间层包括联结至所述光重定向层(225)的顶面的聚焦层(230)；
其中所述多层可弯曲显示的顶层包括联结至所述聚焦层(230)的顶面的聚焦面(240)；
其中通过使用被安置成将光(1210)投影到所述光重定向层(225)的底面的光源来在一开始不透明的聚焦面(240)中创建透明区域(1240)，所述被投影的光由所述光重定向层重定向到所述聚焦层(230)内的微反射镜(235)平面阵列中的微反射镜上，所述光还被所述微反射镜反射到所述不透明聚焦面(240)上的焦点，然后对所述聚焦面进行创建对应于反射到所述焦点的光的透明区域(1240)的光蚀刻过程；以及
安置在所述移动计算设备内的投影仪(210)，其中所述投影仪将视频(215)投影到所述光重定向层的底面上，所述光重定向层将被投影的视频的光定向到所述微反射镜，所述微反射镜然后通过所述聚焦面(240)的透明焦点(1240)反射所述投影使其在从所述移动计算设备(900)内展开所述多层可弯曲显示(910)时在所述多层可弯曲显示的顶层上可见。
CN201210079580.9A 2011-03-23 2012-03-22 可弯曲移动显示 Active CN102737563B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/070,336 2011-03-23
US13/070,336 US9022575B2 (en) 2011-03-23 2011-03-23 Flexible mobile display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102737563A true CN102737563A (zh) 2012-10-17
CN102737563B CN102737563B (zh) 2016-08-24

Family

ID=46877778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210079580.9A Active CN102737563B (zh) 2011-03-23 2012-03-22 可弯曲移动显示

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9022575B2 (zh)
CN (1) CN102737563B (zh)
HK (1) HK1177545A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104847A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 三星显示有限公司 显示装置、便携式装置及操作便携式装置的方法
CN106575348A (zh) * 2014-03-31 2017-04-19 讯宝科技有限责任公司 在成像扫描仪的照明系统中使用的光学透镜
CN108139656A (zh) * 2015-10-02 2018-06-08 三星电子株式会社 可重构移动装置
CN108813858A (zh) * 2018-05-21 2018-11-16 浙江吉利控股集团有限公司 拉杆箱及拉杆箱系统
CN110140352A (zh) * 2016-01-26 2019-08-16 图象公司 具有高帧内对比度的立体图像投影
US11889234B2 (en) 2017-11-14 2024-01-30 Imax Theatres International Limited Light conditioning of direct view display for cinema

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9170416B2 (en) * 2011-04-22 2015-10-27 Ic Optix Scrolling thin film magnifier device
US8970794B2 (en) * 2012-02-15 2015-03-03 Mario Signore Portable video enhancement apparatus
CA2889053A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 Milestone Av Technologies Llc Integrated projection screen
US9553963B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-24 Gregory A. Piccionielli Wrist phone
WO2014178864A1 (en) * 2013-05-02 2014-11-06 Thomson Licensing Rear projection system with a foldable projection screen for mobile devices
US10120506B2 (en) 2013-11-12 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-touch capacitive sensing surface
KR101632008B1 (ko) * 2014-04-30 2016-07-01 엘지전자 주식회사 이동단말기 및 그 제어방법
JP6458924B2 (ja) * 2014-08-05 2019-01-30 大日本印刷株式会社 投影ユニット、プロジェクター
US10534414B2 (en) * 2015-02-12 2020-01-14 International Business Machines Corporation Disaggregated mobile client
US9519206B1 (en) 2015-06-25 2016-12-13 X Development Llc High contrast projection screen with stray light rejection
US9769942B2 (en) 2015-06-25 2017-09-19 Frederick Longo Retractable display assembly
KR102025924B1 (ko) 2015-07-31 2019-09-26 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
US9772550B2 (en) 2015-08-04 2017-09-26 X Development Llc Apparatus, system and method for mitigating contrast artifacts at an overlap region of a projected image
US10061346B2 (en) * 2015-10-22 2018-08-28 Dell Products L.P. Folded continuous multielement touch display
US10338753B2 (en) 2015-11-03 2019-07-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Flexible multi-layer sensing surface
US10955977B2 (en) 2015-11-03 2021-03-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Extender object for multi-modal sensing
US10649572B2 (en) 2015-11-03 2020-05-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-modal sensing surface
KR102488461B1 (ko) * 2015-11-24 2023-01-13 엘지전자 주식회사 플렉서블 디스플레이 장치 및 그의 동작 방법
JP6904398B2 (ja) * 2015-11-25 2021-07-14 株式会社リコー 光学システム、画像表示装置及び物体装置
JP6606998B2 (ja) * 2015-11-25 2019-11-20 株式会社リコー スクリーン、画像表示装置及び物体装置
TWI689204B (zh) * 2017-09-08 2020-03-21 恆景科技股份有限公司 影像擷取裝置以及用於影像放大的影像擷取方法
CN110955106B (zh) * 2018-09-27 2021-11-12 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6594079B1 (en) * 1999-08-04 2003-07-15 Agilent Technologies, Inc. Image screen and method of forming anti-reflective layer thereon
CN1577069A (zh) * 2003-07-01 2005-02-09 三菱电机株式会社 背面投影屏幕用的扩散构造板及背面投影屏幕
US20070297051A1 (en) * 2004-07-06 2007-12-27 Yu Huang Total internal reflection fresnel lens systems, assemblies, and methods
US20100045569A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Leonardo William Estevez Display Systems and Methods for Mobile Devices
US20100165303A1 (en) * 2008-12-25 2010-07-01 Victor Company Of Japan, Limited Screen assembly and rear-projection type graphic display device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8337020B2 (en) 2008-11-02 2012-12-25 Citizen Finetech Miyota Co., Ltd. Polarization conversion and color-combination techniques for pico projector illuminators

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6594079B1 (en) * 1999-08-04 2003-07-15 Agilent Technologies, Inc. Image screen and method of forming anti-reflective layer thereon
CN1577069A (zh) * 2003-07-01 2005-02-09 三菱电机株式会社 背面投影屏幕用的扩散构造板及背面投影屏幕
US20070297051A1 (en) * 2004-07-06 2007-12-27 Yu Huang Total internal reflection fresnel lens systems, assemblies, and methods
US20100045569A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Leonardo William Estevez Display Systems and Methods for Mobile Devices
US20100165303A1 (en) * 2008-12-25 2010-07-01 Victor Company Of Japan, Limited Screen assembly and rear-projection type graphic display device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104847A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 三星显示有限公司 显示装置、便携式装置及操作便携式装置的方法
CN106575348A (zh) * 2014-03-31 2017-04-19 讯宝科技有限责任公司 在成像扫描仪的照明系统中使用的光学透镜
CN106575348B (zh) * 2014-03-31 2019-03-15 讯宝科技有限责任公司 在成像扫描仪的照明系统中使用的光学透镜
CN108139656A (zh) * 2015-10-02 2018-06-08 三星电子株式会社 可重构移动装置
CN108139656B (zh) * 2015-10-02 2021-06-15 三星电子株式会社 可重构移动装置
CN110140352A (zh) * 2016-01-26 2019-08-16 图象公司 具有高帧内对比度的立体图像投影
CN110140352B (zh) * 2016-01-26 2021-07-27 图象公司 具有高帧内对比度的立体图像投影
US11889234B2 (en) 2017-11-14 2024-01-30 Imax Theatres International Limited Light conditioning of direct view display for cinema
CN108813858A (zh) * 2018-05-21 2018-11-16 浙江吉利控股集团有限公司 拉杆箱及拉杆箱系统
US11315444B2 (en) 2018-05-21 2022-04-26 Zhejiang Geely Holding Group Co., Ltd. Suitcase and suitcase system

Also Published As

Publication number Publication date
HK1177545A1 (zh) 2013-08-23
CN102737563B (zh) 2016-08-24
US20120244910A1 (en) 2012-09-27
US9022575B2 (en) 2015-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102737563A (zh) 可弯曲移动显示
JP4655368B2 (ja) 移動体端末
TWI474101B (zh) 可攜式顯示裝置
CN102016713B (zh) 将图像投射至有形用户界面上
CN102693046B (zh) 互动显示设备中的悬停检测
CN100498504C (zh) 投影式显示装置
US8430515B2 (en) Systems and methods for projecting
US8585209B2 (en) Projection apparatus with linear fresnel lens and transparent screen therefor
JP5137386B2 (ja) コンパクトな背面投射ディスプレイ
CN108495103B (zh) 一种电子设备
WO2017075247A2 (en) Apparatus and method to record a 360 degree image
CN106842797B (zh) 一种激光投影屏幕
JP2015062059A (ja) 表示装置
US20160261301A1 (en) Portable information device case and video picture display device case
CN110175494A (zh) 光学指纹感测装置
CN108139656B (zh) 可重构移动装置
US9877002B2 (en) Reconfigurable mobile device
US8608321B2 (en) Systems and methods for projecting in response to conformation
WO2023085069A1 (ja) 空中浮遊映像表示装置
US20240081008A1 (en) Display device
WO2023115231A1 (es) Sistema magnificador portátil e interactivo, para amplificar imágenes desde un dispositivo electrónico móvil
RU2403602C1 (ru) Оптическая проекционная система
KR20100032096A (ko) 투사 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1177545

Country of ref document: HK

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MICROSOFT TECHNOLOGY LICENSING LLC

Free format text: FORMER OWNER: MICROSOFT CORP.

Effective date: 20150727

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150727

Address after: Washington State

Applicant after: Micro soft technique license Co., Ltd

Address before: Washington State

Applicant before: Microsoft Corp.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1177545

Country of ref document: HK