CN109426130A - 发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结合在钟表装置中的全息显示装置，所述钟表装置包括在其外周端部具有光源(3，4，103)的至少一个可移动指针(1，2，101)以及在其周边处包括至少一个全息图(8，9，108，209)的表镜(5)，所述光源(3，4，103)布置在指针(1，2，101)上，以便当指针移动到表镜的预定角度区段时重建所述全息图(8，9，108)。

Description

发光显示装置
技术领域
本发明涉及用于手表或时钟的发光显示装置。
背景技术
钟表业一直致力于改善手表和时钟的显示，特别是在黑暗环境或黑暗中的显示。例如，通过使用用于夜间显示的磷光标记或按需激活的内部照明，以用于照亮小时符号和指针。此外，原始显示装置还使手表制造商能够从竞争对手中脱颖而出。
举例来说，欧洲专利文献EP 2950167和EP 2950166提出了通过直接设置在指针上或指针内的光源进行照明。在该文献中，光源直接设置在指针的外周端部或者设置在旋转轴线附近。在后一种情况下，指针包括用于沿指针引导光的波导。
WO专利No.86/05269提出使用从外部光源重建的全息图代替小时符号。该文献的主要目的是通过在与指针相同的平面中放置符号的虚拟重建图像的平面来消除视差读取误差。
发明内容
本发明涉及一种结合在钟表装置中的全息显示装置，该钟表装置包括在其外周端部具有光源的至少一个可移动指针，以及在其周边包括至少一个全息图的表镜，所述光源设置在指针上，使得当光源移动到表镜的预定角度区段时，重建所述全息图。
有利地，多个全息图设置在至少一个周向区域上，使得当指针移动到相应的角度区段中时连续重建全息图。该多个全息图包括例如手表的小时或分钟符号。
当钟表装置包括第一指针和第二指针时，每个指针上有利地设置一个光源，并且多个全息图设置在第一周向区域和第二周向区域上，使得设置在第一周向区域上的全息图通过来自第一指针的光被连续地重建，设置在第二周向区域上的全息图通过来自第二指针的光被连续地重建。
有利地，显示装置表镜包括至少一个衍射光栅，该衍射光栅布置在表镜的内表面上以大于全反射临界角的角度衍射光，至少一个全息图设置在表镜上以便通过经衍射的光束来重建，优选地在表镜的外表面处全反射之后来重建。
优选地，衍射光栅是闪耀光栅或全息光栅。
有利地，多个衍射光栅设置在至少第一周向区域上，多个全息图设置在第二周向区域上，指针的外周端部的光源设置成在使用期间连续照射第一周向区域的衍射光栅，衍射光在第二周向区域上连续地重建相应的全息图。
在后一实施例中，当存在第二指针时，它还优选地包括第二光源，该第二光源被布置成在使用期间连续地照射设置在第三周向区域上的多个衍射光栅，衍射光连续地重建设置在第四周向区域上的多个全息图。
有利地，光源包括选自由发光二极管(LED)、激光二极管和垂直腔激光二极管构成的组的主光源。该主光源优选是单色光源。
根据本发明的一个实施例，不同指针的光源发射不同波长，使得相同角度区段中的指针通过它们的颜色而不是通过全息图的位置来区分。
根据本发明的优选实施例，光源包括容纳在指针内的波导。
有利地，全息图和/或衍射光栅包括浮凸部分(或由其构成)，所述浮凸部分蚀刻、冲压、压印或模制在表镜的内表面上。
附图说明
-图1示意性地示出本发明的示例实施例。
-图2示出本发明的另一简化示例实施例。
-图3示出本发明的优选实施例的横截面。
-图4示出根据本发明的手表的正视图。
具体实施方式
本发明涉及一种动态全息显示装置，其利用在手表指针的端部处的光源3、4的移动。
在其最简单的实施例中，如图2所示，设置在指针101端部处的光源103给设置在表镜105的一个表面上的全息图108提供背光。(以合适的角度和波长)配置光源103，从而当指针移动到确定的角度区段时，通过全息图108重建期望的虚拟显示图像112。
有利地，多个全息图设置在周向区域上，以便当指针在这些全息图中的每一个下面通过时连续重建所述多个全息图。例如，这些全息图中的每一个对应于一天中的一小时。
优选地，全息图设置在两个周向区域上，一个周向区域设置为面向时针而另一周向区域设置为面向分针，第一周向区域包括小时符号全息图，第二周向区域包括分钟符号。
可以使用适合于重建全息图的任何光源。然而，从小型化的观点以及从发光类型的观点来看，最合适的光源是LED(发光二极管)和VCSEL(垂直腔面发射激光器)。这些光源具有足够的空间和时间相干性来重建全息图。
有利地，一个或多个全息图8、9、108、209设置在表镜5的内表面上。这种布置避免了在操作手表时由于磨损或污垢而损坏全息图。
优选地，全息图通过表镜表面上的浮凸部分获得，这使得可以使用批量生产工具，例如冲压、模制、蚀刻工具等。
上述实施例的一个缺点是，在手表的情况下，指针101与表镜105的内表面之间的非常短的距离是非常有限的，因此光源照射的区域是有限的，这事实上限制了所见全息图108的大小。
为了克服这个缺点，图1、3和4的优选实施例使用间接照明，其允许使用更大的全息图来重建期望的虚拟显示图像12、13。
在该实施例中，指针的光源不再直接照射全息图8、9，而是衍射光栅6、7以预定角度衍射光。有利地，该衍射角大于全反射的临界角，使得衍射光束11形成反射光束10，所述反射光束10然后照射全息图8和9。这种几何构造具有许多优点，包括重建的全息图不叠置在光源上的事实，这避免直接眩光。然后还使用与Y.Denisyuk发明的全息几何相关联的技术来读取全息图，这使得可以避免在虚拟图像上叠加真实图像。
如图4所示，本发明的装置优选地包括设置在第一周向区域216上的多个衍射光栅215，其将由指针1的端部处的光源发射的光朝向设置在第二周向区域214上的相应的全息图209衍射。
多个衍射光栅可以有利地由圆形衍射光栅代替，该圆形衍射光栅由形成光栅的同心环构成。该光栅可以由圆形或略微变形的环形成，以便当指针设置在两个全息图之间时以优选的方式照射全息符号区域。
有利地，衍射光栅是闪耀光栅或全息光栅，其使折射光以预定角度最大化(即，折射模式中引起所需折射角的光的比例最大化)。
与全息图一样，衍射光栅优选地设置在表镜的内表面上并且由三维浮凸部分形成，该三维浮凸部分可以为模制的、蚀刻的、压印的等等。
在本发明最详尽的实施例中，不同直径的几个指针照射不同的衍射光栅，这些衍射光栅照射对应于例如小时和分钟(或秒)的全息图。
有利的替代方案并非在空间上对应于不同指针分离全息图，而是在不同指针的光源中使用不同的波长。在这种情况下，小时、分钟(以及可能的秒)不仅会以不同的颜色出现，而且会以不同的大小出现，重建图像的大小是波长的函数(即，与波长有关)。

Claims (11)

1.一种结合在钟表装置中的全息显示装置，所述钟表装置包括至少一个可移动的指针(1，2，101)以及表镜(5)，所述指针(1，2，101)在其外周端部具有光源(3，4，103)，所述表镜(5)在其周边处包括至少一个全息图(8，9，108，209)，所述光源(3，4，103)布置在所述指针(1，2，101)上，以便当指针进入表镜的预定角度区段时重建所述全息图(8，9，108)。
2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，多个全息图(8，9，108)设置在至少一个周向区域(214)上，当所述指针进入相应的角度区段时，连续地重建所述全息图(8，9，108，209)。
3.根据权利要求2所述的全息显示装置，其特征在于，所述钟表装置包括第一指针(1)和第二指针(2)，每个指针上设置一个光源，并且所述多个全息图设置在第一周向区域和第二周向区域上，使得设置在第一周向区域上的全息图通过来自第一指针的光连续地重建，并且设置在第二周向区域上的全息图通过来自第二指针的光连续地重建。
4.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述表镜包括至少一个衍射光栅(6，7)，所述衍射光栅布置在所述表镜的内表面上，以大于全反射临界角的角度来衍射光，所述至少一个全息图设置在表镜(5)上，以便通过衍射光束(11)来重建所述至少一个全息图，优选地在所述表镜(5)的外表面处的全反射之后。
5.根据权利要求3所述的全息显示装置，其特征在于，所述衍射光栅是闪耀光栅或全息光栅。
6.根据权利要求4所述的全息显示装置，其特征在于，多个衍射光栅(215)设置在至少第一周向区域(216)上，并且多个全息图(209)设置在第二周向区域(214)上，在所述指针(1，2)的外周端部处的光源布置成在使用期间连续照射第一周向区域上的衍射光栅，并且衍射光在第二周向区域上连续地重建相应的全息图。
7.根据权利要求6所述的全息显示装置，其特征在于，包括第二指针，所述第二指针包括第二光源，所述第二光源布置成在使用期间连续照射设置在第三周向区域上的多个衍射光栅，其中，衍射光连续地重建设置在第四周向区域上的多个全息图。
8.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源包括选自由发光二极管(LED)、激光二极管和垂直腔激光二极管构成的组的主光源。
9.根据权利要求8所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源是单色的。
10.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源包括容纳在所述指针内的波导。
11.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述全息图包括在所述表镜(5)的内表面上蚀刻、冲压、压印或模制的三维结构。
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