CN105027001B - 用于显示图像的显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于显示图像(10)的显示系统。该系统包括：投影仪(3)，包括至少一个准直光源；以及控制器(8)，用于接收图像数据并控制准直光源，控制器被配置为使得在使用中将代表图像(10)的图像数据列的阵列被顺序地投射至反射器(2)上。图像数据在被反射(6)进入观看者(7)的眼睛中时由于视觉残留彼此而重叠出现，使得当观看者的眼睛在与所投射的列的定向方向垂直的方向上移动时，该观看者(7)可观看该图像(10)。

Description

用于显示图像的显示系统

技术领域

本发明涉及一种显示系统。

背景技术

在本技术领域中各种显示系统广为人知。这些系统的范围可从简单的广告牌到更复杂的图像投射及发光系统。这样的显示系统具有从提供简单信息直至更复杂的图像显示和提供广告内容的广泛应用范围。

虽然若干显示系统技术已完善建立并被普遍使用，但是经常出现与之关联的缺陷。例如，虽然传统广告牌显示系统简单并且成本低收效大，但不是特别与众不同。此外，许多显示系统需要大型结构以支撑它们以及大量装置供它们操纵并经常需要高度维护，尤其是如果它们显示的信息定期更新时。尤其是在需要显示非常大规模的图像的显示系统的情况下，诸如在建筑的顶部或侧部上提供以使得它们从远距离可见的传统广告牌或电子显示广告。

本发明谋求克服这些问题中的至少一些问题。

发明内容

根据本发明，提供用于显示图像的显示系统，该系统包括：包括至少一个准直光源的投影仪；以及用于接收图像数据并控制光源的控制器，该控制器被配置为使得在使用中将代表图像的图像数据列的阵列顺序地投射至反射器上，在图像数据列被反射进入观看者的眼睛中时以由于视觉残留而彼此重叠出现，使得当观看者的眼睛在与所投射的列的定向方向垂直的方向上移动时，该观看者可观看该图像。

通过本发明的布置，在不需要高级维护或不需要显示部件的复杂结构的情况下，经由一维或超过一维线信息而不是二维窗格并以大规模通过与众不同的方式显示图像系是可能的。也易于调适该信息并将其以成本低收效大和有效的方式更新。此外，如果显示系统需要反射器，则仅需要以单线提供相对窄的反射器，其可易于被支撑在建筑的结构或独立结构上且可被构建以使得不阻碍来自该建筑内部的视野或进入其内部的光或不在该建筑的外部上产生任何显著的视觉冲击。这样的反射器提供以下方法，通过该方法仅需要一维的基础设施而不是占据更多物理空间的传统二维广告牌。

本发明可以适于将观看者眼睛的数据处理速度(即，扫视运动)与观看者的大脑保留图像的速率(即，感官记忆)关联。例如，人的眼扫视运动可以在高达每秒500度的速度下发生，并且人脑可以保留图像长达0.25秒。如将在下文所描述的，根据这个信息，可能算出应该刷新图像数据以允许观看者观看该图像的速率。

当由观看者的静态眼睛观看时，投射的数据行彼此重叠出现。但是，由于显示该投射数据的速度及交错方法，根据刷新率而结合人视觉性质中固有的视觉残留现象，当观看者在与投射数据行的定向方向垂直的方向上移动时，该观看者可以暂时观看完整的图像作为他们视网膜中的痕迹。在一些实施例中，图像数据的刷新率可以在每秒3,000至10,000行的频率范围内。本发明利用混合技术，将视觉残留的效果与图像合并，产生用于视觉通信的非常与众不同的效果。

虽然是优选地，但是不必要同步该显示系统以使得观看者始终观看所显示的整个图像。在一些实施例中，所显示的图像可以是徽标、词语或易于识别的其他内容。通过这种方式，观看者可以不需要观看整个图像而接收其含义。但是，优选地，本发明的显示系统可在跨越数据行的人眼扫视移动期间投射该图像至少两次，以使得观看者可以观看整个图像。因此，数据行的显示时序无须与观看者的眼睛移动时序关联用于观看者观看该图像。

优选地，显示系统的刷新率可以是可调整的。在大规模应用中本发明的使用可以涉及到观看者在远离显示系统的大距离的情况。在这种情况下，刷新率的频率可比当观看者距离该显示系统较近时具有对所产生的图像更大的影响。因此，可调谐本发明的系统以有利地确保系统的刷新率向观看者提供最佳视野。该刷新率例如可以使用在显示系统的控制电子器件中的软件计算。

在显示系统的控制电子器件中的软件也可以在计算数据行的显示的期望布置中起作用。在一些实施例中，数据行可以被分为数据的像素。在该实施例中，软件可以例如使用数学算法计算数据的每个顺序像素所需的投射角度，以使得每个像素以一致的方式(例如，大小、亮度)呈现给观看者。软件也可以计算光源的脉冲率和/或快门率，以使得其与旋转的扫描镜协调，从而光的输出光束投射在期望的像素位置处。

在一些实施例中，显示系统的投影仪可同时投射一整行像素。在其他实施例中，显示系统的投影仪可以顺序地投射每个像素。在这种情况下，在图像包括100乘100像素的实施例中，可投射超过约每秒200,000点。更多数量的像素可能需要每秒投射更多数量的点。在其他实例中，显示系统可以包括多个投影仪，在该多个投影仪中一次可以投射单一或多个像素。

优选地，准直光源可以是激光。该光源的准直性质以及在任何时候仅投射单一行数据的显示系统特性可有利地仅产生(例如，LED广告板的)部分光污染。

在一些实施例中，系统的投影仪可以包括准直电磁辐射源而不是准直光源，具体地，是微波激射器(maser)或射频激光。

优选地，系统还可以包括反射器。该反射器可以具有弯曲的或U形的或琢面的截面以控制反射光和图像的视角。优选地，反射器可以具有用于系统性衍射和/或折射的微观表面结构以控制反射光和图像的视角。有利地，由本发明的显示系统产生的图像可以如从垂直视角同样地从钝视角观看。作为比较，上述效果通过诸如LED显示器的显示系统不可实现，其中在极端视角处图像可能模糊。

反射器的特性以及光源的准直性质使得由显示系统产生的图像可以在尺寸上是高度可缩放的。例如，本发明的系统适于大规模应用，诸如将图像投射至建筑或广告牌等上。由本发明的系统产生的图像的可缩放性有利地不需要可能昂贵并易受损害的额外基础设施。

本显示系统的投影仪可以包括多个光源。

优选地，产生图像的光可以包括光波长范围，该图像由显示系统产生。优选地，图像可以是移动的图像。这有利地提供用于该显示系统的交互性的方法。

附图说明

将参考附图描述本发明的一个实施例，其中：

图1是根据本发明的显示系统的侧面示意图；

图2是代表结合本发明的系统使用的反射器的可能横截面的一系列图；以及

图3是示出创建数据的方法的示意图，该数据用于指示图1的投影仪显示图像。

具体实施方式

参考图1，根据本发明的显示系统包括投影仪3和支撑部件4。还选择性地提供反射器2。投影仪3包括一个或多个光源，在使用中它们由控制电子器件控制以投射光5至(在本实施例中)反射器2上。反射器2是安装在可以例如是摩天楼、桥、塔或独立结构的结构1上的伸长条。该反射器优选地垂直安装以优化显示效应。在一些情况下，结构1可具有这样的部件，该部件具有反射属性并可以替代反射器2用于接收和反射光5。

在本实施例中，投影仪光源3是能够以三种颜色发射的激光二极管源，但也可以是气体激光或其他相关激光或否则是准直光源并可以由多个光源形成。可以使用合适的准直光源作为激光光源的替代，诸如聚光灯阵列、数字投影仪或LED阵列。

在使用中，投射光源3通过底座4安装，以使得其可以将光5投射至反射器2或结构1的表面上，并且或者直接安装在该结构上，或者可以安装在远离结构1一些距离的结构上。在任一种情况下投射光5朝向观看者7反射6回来。如图2所示，如果设置反射器2，则可能提供适于系统的设计视角的反射器2的轮廓。可见反射器2实际上是单一的薄条材料，该反射器2基于其几何形状和/或反射材料性质、折射材料性质以及衍射材料性质可用来增加、减少或塑形反射光6的角度，以改进该系统的效率并或许避免反射进入邻近建筑中的扰人反射或如果需要则提供减少的或增加的图像视角。

如图所示，可塑形反射器以将反射光引导在特定方向的范围中，以增加或减少反射视角或也许将反射光向下(或甚至作为替代向上)引导以被观看。反射器2可以是单一的连续条8或可以由具有不同轮廓的部件组成以准确地选择将光引导至哪里。

反射器2可以由具有微观表面结构以提供衍射质量或折射质量和/或改善反射。也可以布置该反射器以过滤光被反射处的波长或包括荧光属性以提供将待观看的荧光输出光。例如，投影仪可以具有准直电磁辐射源，诸如微波激射器或射频激光。

参考图3，将说明用于由控制电子器件控制投影仪3的数据结构的方式。图像10被提供至控制电子器件并且首先分为一系列X数量的列，每一列具有一些像素y。一旦图像10分解为多列，则其接着被细分为与从图像的顶部至图像的底部的每一个像素关联的像素数据。接着将用于每一列图像的数据连续提供至控制电子器件，该控制电子器件轮流将该数据提供至投影仪3。在投影仪3中的光源投射期望颜色和强度的光5以对应在列中的像素，并且将引导至反射器2上的光投射至对应于像素分配和图像的具体实体位置空间。接着按顺序将用于每列的信息轮流投射至反射器2上。如果在观看者7的眼睛与反射器2之间的垂直于该反射器的方向上不存在相对移动，则投射率使得观看者的视觉残留导致该观看者观看到单纯类似于来自反射器2的单一条反射光。但是，如果存在相对移动，则由于该视觉残留效应，观看者可以观看到所有图像如同他们的眼睛扫描通过反射器。

这导致与众不同的效果，其中由于当观看者的眼睛静止时所感知的连续光线现在将随眼睛移动而被感知为图像，因此观看者的注意力被吸引至显示器。

应该理解，通过适当的处理，可以投射移动的图像。

还应该理解，在投影仪3内的光源和控制电子器件都可以被构造为用于待提供的单色及多色图像。可以由能够发射宽范围波长的光源或由多个光源提供上述要求。甚至认为该光源可能以非可见的波长发射光源并且构造反射器以提供从该反射器接收的光的适当调适，从而由观看者7观看的光可见并及以具体方式调制或过滤。

因此，本发明提供一种显示系统，在不需要在光5投射于其上的建筑1上提供大量部件或额外结构特征的情况下，该显示系统易于构建及安装。实际上，如果结构自身不具有适当的反射部件则所有需要的是轻且易于安装的单一条的反射材料。此外，通过本发明的布置，非常易于改变所显示的图像，且存在最小数量的维护部件。本发明还使得能够提供与众不同且不寻常的图像，该图像引人注目并且因此特别有利于广告主。

Claims (6)

1.一种用于显示图像的显示系统，所述显示系统包括：

投影仪，包括至少一个准直光源；以及

控制器，用于接收所述图像，其中所述图像被分解为多列，所述控制器将用于每列图像的图像数据轮流地提供给所述投影仪，所述控制器被配置为在使用中控制所述准直光源投射光以对应所述每列图像的图像数据而将所述每列图像的图像数据顺序地投射至反射器上，从而使得所述每列图像在被反射进入观看者的眼睛中时彼此重叠出现，并且使得当所述观看者的眼睛在与所投射的列的定向方向垂直的方向上移动时，由于视觉残留而使所述观看者能够观看所述图像。

2.如权利要求1所述的显示系统，还包括所述反射器。

3.如权利要求2所述的显示系统，其中，所述反射器具有弯曲的或U形的或琢面的截面以控制反射光和所述图像的视角。

4.如权利要求2或3所述的显示系统，其中，所述反射器具有用于系统性衍射和/或折射的微观表面结构以控制反射光和所述图像的视角。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的显示系统，其中，所述投影仪包括多个光源。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的显示系统，其中，所述图像是移动的图像。