CN110300999A - 用于将动态矩阵显示投影在外壳的外表面上的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种动力设备，该动力设备包括：第一光源(202A)，第一光源(202A)被布置在具有外表面的外壳(205)中；第一掩模(204)，第一掩模(204)被布置在外壳中的第一光源周围、并且包括与第一光源相对应的第一腔室(207A)；以及透射式显示器，透射式显示器被布置在第一光源与外壳的外表面之间，从第一光源所发出的光(214)在到达外壳的外表面之前到达透射式显示器、并且将多个图像(212)投影在外壳的外表面上的第一区域(140、216)上。

Description

用于将动态矩阵显示投影在外壳的外表面上的系统和方法

本申请是于2016年3月23日所提交的美国临时专利申请62/311,982的部分延续案，该案的内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开通常涉及用于通过透射式显示器引导从外壳内的一个或多个光源所发出的光以将一个或多个图像投影在外壳的外表面的一个或多个区域上的系统和方法。

背景技术

存在用于各种电子装置的几种类型的显示系统。例如，用于电动牙刷的常规显示系统包括：通过激光烧蚀所产生的白色或彩色显示。用于电子装置的其他显示系统包括：例如在闹钟的面上的以白色或红色的投影显示。

然而，这种显示系统在显示动态方面是有限的和/或使用相对大的“用户界面实际可用面积”，并且显示系统元件中的每个显示系统元件被限制为分别被彼此相邻地投影。常规显示系统不提供在(白色或彩色涂覆/绘涂的)装置的完全相同的点或公用区域中显示多个图标或其他设计的能力。这可能是有问题的，特别是在其中人们想要在具有有限的“用户界面实际可用面积”的单个装置(诸如某些手持式动力设备)的表面上显示多个图标的情况下。

通常，箔被用于在装置的表面上显示静态图标。然而，使用箔的这种显示系统在显示动态方面受到限制，因为箔包括固定的预定静态图标。

因此，在本领域中需要用于引导从外壳内的一个或多个光源所发出的光，以将包括动态图像的许多种图像投影在外壳的外表面的一个或多个区域上的系统和方法。

发明内容

本公开涉及用于通过由掩模形成的腔室(该腔室中的一个或多个腔室可以是成角度的)和通过透射式显示器引导从外壳内的一个或多个光源所发出的光以将任何数目的图像(同时地或顺序地)投影在可以是白色或彩色绘涂的主体的外壳的外表面的一个或多个区域上的创新的系统和方法。投影可以发生在外壳的“皮肤”上，其中皮肤由绘涂或亚光纹理等产生(如本领域的普通技术人员结合对本公开的综述所应理解到的)。例如，第一投影图像和第二投影图像的组合可以在表面上产生动态混合图像。备选地，投影图像可以在尺寸方面改变。进一步地，第一图像可以转换成第二图像。进一步地，在第一图像的投影已经停止之后，第二图像可以被投影在表面上。叠加后的图像也可以以多色来投影。多路复用(或时间共享)的使用便于混合投影以控制被独立地投影在单个区域或多个区域上的多个图像。

本文所公开的投影系统和方法的优点在于，透射式显示器提供将与利用预定固定箔所投影的静态图标相反的动态图像投影的能力。

外壳可以是任何动力设备(手持或者非手持)(诸如，保健装置和包括电动牙刷的牙科/口腔护理装置)的部分。使用本文中的实施例和实施方式，例如可以从本质上改进刷牙行为和清洁牙齿，并且用户可以随时了解他/她的电动牙刷的状态。

在一些实施例中，图像可以被投影在外壳的至少部分地围绕外壳(其中外壳至少部分是弯曲的)的弯曲的外表面的外表面上。该“围绕”特征可以通过掩模布置来完成，该掩模布置隔离以发散方式从多个光源所发出的光，以隔开在外壳的弯曲的外表面上的区域。换而言之，环绕和形成容纳光源中的每个光源的腔室的掩模可以以特定方式/配置在外壳内成角度，以提供“围绕”特征(通过将与透射式显示器的所限定的透明区域相对应的图像部分地投影在外壳的弯曲的外表面上)。

通常在一个方面中，提供了一种动力设备。该动力设备包括：第一光源，被布置在具有外表面的外壳中；第一掩模，布置在外壳中的第一光源周围、并且包括与第一光源相对应的第一腔室；以及透射式显示器，被布置在第一光源与外壳的外表面之间，从第一光源所发出的光在到达外壳的外表面之前到达透射式显示器、并且将多个图像投影在外壳的外表面上的第一区域上。

根据一个实施例，第一光源是单色发光二极管。

根据一个实施例，第一光源是多色发光二极管。

根据一个实施例，透射式显示器是透射式矩阵显示器或透射式段显示器。

根据一个实施例，投影图像被产生在半透明绘涂系统上。

根据一个实施例，动力设备还包括第二光源，该第二光源被布置为接近第一光源并且在第一腔室内。

根据一个实施例，第一光源和第二光源包括相应的纵向轴线，并且从第一光源所发出的在外壳的第一区域上的光与从第二光源所发出的光至少部分地重叠。

根据一个实施例，动力设备还包括：第二光源，该第二光源被布置在外壳中；以及第二腔室，该第二腔室被布置在外壳中的第二光源周围，从第二光源所发出的光在到达外壳的外表面之前到达透射式显示器、并且将第二多个图像投影在外壳的外表面上的第二区域上，其中，第一腔室和第二腔室不成角度。

通常在另一方面中，提供了一种动力设备。该动力设备包括：多个光源，该多个光源被布置在具有外表面的外壳中；掩模，该掩模被布置在外壳中的多个光源中的每个光源周围、并且包括与多个光源相对应的多个腔室；以及透射式显示器，该透射式显示器被布置在多个光源与外壳的外表面之间，从多个光源中的每个光源所发出的光在到达外壳的外表面之前到达透射式显示器、并且将多个图像投影在外壳的外表面上的至少两个单独区域上。

根据一个实施例，多个腔室中的至少一个腔室包括成角度的表面和未成角度的表面。

根据一个实施例，多个光源包括具有有限角度相关强度分布的发光二极管。

根据一个实施例，被投影在外壳的外表面上的多个图像围绕外表面。

根据一个实施例，一个或多个光源被布置在外壳内的平坦或弯曲的基板上。

根据一个实施例，被投影在外壳的弯曲的外表面上的多个图像产生围绕弯曲的外表面的动态混合图像。

通常在另一方面中，提供了一种在动力设备的一个或多个区域上显示多个图像的方法。该方法包括以下步骤：提供包含第一光源的外壳、被布置在第一光源周围并且包括第一腔室的掩模、以及被布置在第一光源与动力设备的一个或多个区域之间的透射式显示器；使光从第一光源发出，所发出的光在到达一个或多个区域之前到达透射式显示器；以及通过在透射式显示器中限定一个或多个透明区域选择性地阻碍所发出的光以将多个图像投影在动力设备的一个或多个区域上。

根据一个实施例，该方法还包括：根据透射式显示器的子单元按照以下的顺序的激活和第一光源，使两个图像投影在外壳的一个或多个区域上：投影第一图像；关断第一图像；投影第二图像；以及在关断第二图像之前投影第一图像以产生第一图像和第二图像的动态混合。

根据一个实施例，该方法还包括：根据透射式显示器的子单元按照以下的顺序的激活和第一光源，使两个图像投影在外壳的一个或多个区域上：投影第一图像；关断第一图像的投影；投影第二图像；以及在再次投影第一图像之前关断第二图像以产生第一图像和第二图像的动态混合。

根据一个实施例，选择性地阻碍所发出的光的步骤包括：交替地投影第一图像和第二图像，使得它们看起来是被同时投影的。

如本文中出于本公开的目的所使用的，“LED”应当被理解为包括任何电致发光二极管或其他类型的能够响应于电信号而生成辐射的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于各种响应于电流而发出光的基于半导体的结构、发光聚合体、有机发光二极管(OLED)、激光二极管、电致发光带等。还应当理解的是，术语LED并不限制LED的物理和/或电气封装类型。

术语“光源”应当被理解为指代各种辐射源中的任意一种或多种，包括但不限于基于LED的源(包括如上面所定义的一个或多个LED)、白炽源(例如，灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸汽、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光和其他类型的电致发光源。

如本文中出于本公开的目的所使用的，术语“控制器”通常被用来描述与流探针装置、系统或方法的操作相关的各种装置。控制器能够以多种方式(例如诸如利用专用硬件)来实施以执行本文中所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，该控制器采用可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行本文所讨论的各种功能的一个或多个微处理器。控制器可以在采用或不采用处理器的情况下被实施，并且还可以被实施为用于执行一些功能的专用硬件以及用于执行其他功能的处理器(例如，一个或多个经编程的微处理器和相关联的电路系统)的组合。可以在本公开的各个实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于：常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(通常地在本文中被称作“存储器”，例如，易失性和非易失性计算机存储器)相关联。在一些实施方式中，存储介质可以利用一个或多个程序进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，该程序执行本文中所讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内或者可以是可运输的，使得在其上所存储的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中，以便实施本文中所讨论的本公开的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中一般意义上用以指代能够被用来对一个或多个处理器或控制器编程的任意类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

如本文中所使用的术语“用户界面”是指人类用户或操作者与一个或多个装置之间的界面，其实现了该用户与(多个)装置之间的通信。可以在本公开的各种实施方式中采用的用户界面的示例，包括但不限于开关、电位计、按钮、表盘、滑动器、追踪球、显示屏、各种类型的图形用户界面(GUI)、触摸屏、麦克风以及可以接收某种形式的人类生成的刺激并且响应于此而生成信号的其他类型的传感器。

应当理解，前述概念以及下文中更详细地讨论的附加概念的所有组合(倘若这样的概念不相互矛盾)可以被设想为本文中所公开的发明主题的部分。特别地，出现在本公开的末尾处的所要求保护的主题的所有组合可以被设想为本文中所公开的发明主题的部分。

本发明的这些和其他方面是显而易见的，并且将参照下文中所描述的(多个)实施例加以阐明。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在不同的视图中通常指代相同的部分。而且，附图并不一定按比例绘制，而是通常强调图示本发明的原理。

图1是根据一个实施例的具有投影显示系统的电动牙刷的正视图。

图2是根据一个实施例的电动牙刷的投影显示系统的示意图。

图3是根据一个实施例的在图1的电动牙刷的主体部分/手柄内的投影显示系统的剖视图。

图4是根据一个实施例的在图1的电动牙刷的主体部分/手柄内的投影显示系统的剖视图。

图5是根据一个实施例的在图1的电动牙刷的主体部分/手柄内的投影显示系统的剖视图。

图6是根据一个实施例的在图1的电动牙刷的主体部分/手柄内的投影显示系统的剖视图。

图7是根据一个实施例的在图1的电动牙刷的主体部分/手柄内的投影显示系统的剖视图。

图8是根据一个实施例的共享在一个或多个位置的多个图像的时间的曲线图。

图9是根据一个实施例的共享在一个或多个位置的多个图像的时间的曲线图。

图10A是根据一个实施例的在一个方向上的LED光源的角度相关的强度分布的曲线图。

图10B是根据实施例的在一个方向上的LED光源的角度相关的强度分布的曲线图。

图11A是根据一个实施例的具有投影显示系统的动力设备的示意图。

图11B是根据一个实施例的具有投影显示系统的动力设备的示意图。

图12A是根据一个实施例的具有投影显示系统的动力设备的示意图。

图12B是根据一个实施例的具有投影显示系统的动力设备的示意图。

图12C是根据一个实施例的具有投影显示系统的动力设备的示意图。

具体实施方式

本公开涉及基于在外壳和透射式显示器内的由至少一个掩模形成的一个或多个腔室内的一个或多个光源的配置将多个图像投影在外壳的外表面的一个或多个区域上。通过对透射式动态矩阵显示器进行背光照射，图像可以被投影以产生动态混合或堆叠图像。除了投影固定的预定图标之外，通过利用或不利用附加镜头和以相同的颜色或不同的颜色来产生某些独立的角投影，任何数目的图像可以被投影在主体上和/或在主体中的所绘涂的功能按钮或单独面板上的独立点和/或多个点处。角显示掩模可以促进角投影。使用本文中的各个实施例和实施方式，区域上的投影图像可以包括用户受益的刷牙信息/指示。有利地，本文所公开的投影系统和方法使用外壳内的透射式显示器而不是包含静态图标的箔来投影动态图像。

利用本文中的实施例和实施方式的特定非限制性目标是为了向电动牙刷(例如，飞利浦Sonicare^TM牙刷(由Koninklijke Philips Electronics,N.V.制造))的用户提供刷牙信息/指示。这种信息例如可以与错误或警告消息(例如，更换电池/为电池充电、更换刷头)、与电动牙刷的正确使用相关的指令或指示、计时器、感官结果消息(例如，完全清洁的牙齿、部分清洁的牙齿、良好的刷牙行为、不良的刷牙行为、菌斑形成)相关。根据其他实施例和实施方式，相关信息/指示可以被提供给电动的医疗、牙科、剃须、美容、母婴保健装置(手持和非手持)的用户，例如，这些装置可以包括本文所描述的配置和功能(如本领域的普通技术人员结合对本公开的综述所应该理解到的)。

实施例的优点是通过以下对包括投影显示系统200的示例性电动牙刷100实施例的描述来说明。然而，本说明书中所记载的其特定部件、用途、功能和数量以及其他条件和细节将被解释为广泛应用于本领域并且不应该被认为是以任何方式过度约束或限制了本发明。

转到图1，根据一个实施例，示出了电动牙刷的正视图。通常以100所示的电动牙刷一般包括主体部分112、颈部部分114和具有刷毛的刷头部分116。主体部分/手柄112包括驱动组件/电路118、控制单元120和用于产生适合于牙齿的有效清洁的刷头运动的电源122(例如，电池或电源线)。说明性元件被表现地示出，因为它们在电动牙刷的领域中是常见的。牙刷本身的操作被接通/关断关124控制。图1中所示的特定配置和布置仅是示例性的，并且不限制下面公开的实施例的范围。

电动牙刷100可以包括位于牙刷上或牙刷内的一个或多个传感器126。传感器126在图1中被示出为靠近主体部分/手柄112的顶部，但是可以位于装置上的任何地方，包括，例如，在颈部部分114或刷头部分116上，以感测刷牙信息。处理器130优选地位于牙刷内并且被配置为处理从传感器126所获得的信息。可能位于牙刷上并且与牙刷上和/或牙刷内的投影显示系统200(下面还参照图3至图7讨论)相关联的显示区域140可以响应处理器并且被配置为将刷牙信息/指示传递给用户。在一些实施例中，显示区域140可以位于开关124上和/或开关124内。备选地，显示区域140可以位于主体中的所绘涂的功能按钮或单独面板上。在一些实施例中，可以包括用于存储刷牙信息的存储系统/存储器132，以用于进一步分析信息。

许多类型的传感器可以与本公开一起使用。在一些实施例中，例如，力传感器可以被用于检测对牙齿所施加的刷毛压力、负载或力。这种力传感器可以采取各种形式，包括例如霍尔效应传感器或者其他已知的机械或磁性传感器。在其他实施例中，菌斑检测传感器可以被用于检测牙齿上的菌斑的存在。例如，压力传感器可以被配置为测量来自被施加至牙齿表面的空气的反馈，以描述牙齿表面的特性。在一些实施例中，齿龈检测传感器可以被用于检测刷毛件是否正在刷齿龈，而不是牙齿。在另外的实施例中，MEMS(微电子机械系统)陀螺仪和加速计可以被定位在刷头上以在操作期间检测刷头的转动速度以及刷头在嘴中的定向。在其他实施例中，红外传感器可以被用于确定刷毛件在用户嘴中的位置。特定形式的传感器不是本系统的必要部分，只要传感器是精确的。

参照图2，提供了投影显示系统200的基本控制部件的示意图。如本文所描述的，投影显示系统200可以被编程和/或被配置为通过可选择性地控制的透射式显示器来引导从动力设备的外壳内的一个或多个LED光源所发出的光，以将一个或多个图像投影在外壳的外表面的一个或多个区域上。根据一个实施例，投影显示系统200的控制部件包括控制器142，该控制器142被编程和/或被配置为分析信息/数据，将信息/数据和/或命令(控制信号)发射至投影显示系统200的其他相应的部件或可能适合执行本文中所描述的功能和方法的外部部件/装置中的每一个/从投影显示系统200的其他相应的部件或可能适合执行本文中所描述的功能和方法的外部部件/装置中的每一个接收信息/数据和/或命令(控制信号)(如本领域普通技术人员结合对本公开的综述所应该理解到的)。能够被控制器142分析和/或使用以执行本文中所描述的功能和方法的信息/数据可以是从一个或多个传感器部件接收的，并且控制器142可以被编程和/或被配置为由于从一个或多个传感器接收到的(并且可选地，下文中被分析的)信息/数据而实现一个或多个图像在外壳的外表面的一个或多个区域上的投影(如本文所描述的)。

根据另一实施例，投影显示系统200的控制部件还可以包括例如传感器126、电源144和显示器140。电源144可以与牙刷100的电源122相同，或者可以是单独的电源。传感器126可以是本文中所描述或其他所设想的传感器中的任一传感器，并且被编程和/或被配置为获得关于刷牙过程期间用户嘴里的一个或多个方面的传感器数据。例如，传感器可以获得关于牙齿表面、菌斑水平、刷牙区域、刷牙强度、刷牙角度、总体刷牙有效性和/或如本文中其他地方所描述的口腔卫生的多种其他方面的信息/数据。传感器数据还可以与电动牙刷100的操作状态(接通/关断状况、正常状况、异常状况、电池寿命和马达的速度)以及其他有关数据相关。

控制器142可以实时或周期性地接收来自传感器126的传感器数据。例如，传感器126可以将持续的传感器数据流发送至控制器142以用于存储和/或分析，或者可以在将数据发送至控制器142之前暂时地存储和聚集或者处理数据。一旦被控制器接收，则来自刷牙过程的传感器数据可以被处理器150处理。处理器150可以与处理器130相同，或者可以是单独的处理器。根据一个实施例，处理可以包括以下步骤中的一个或多个：(i)使传感器数据标准化或者另外对传感器数据处理以用于进一步的分析；(ii)从存储器132检索所存储的预先编程的或者用户定义的刷牙标准(其可以被输入到电动牙刷100中，如本领域的普通技术人员结合对本公开的综述所应该理解到的)；(iii)将传感器数据与检索到的标准进行比较；(iv)确定是否存在与检索到的标准明显不同(超过预定义阈值)的任何传感器数据；(v)基于所存储的标准来确定不同的传感器数据是否触发到用户的输出；以及(vi)以关于触发传感器数据的到显示器140的投影的形式将数据输出至用户。换而言之，可以将传感器数据与预先编程的标准进行比较以确定待被投影在外壳的外表面的一个或多个区域(例如，显示区域140)上的特定图像是否被授权(warranted)。附加地，特定图像在显示区域140上的投影的定时可以是实时的或周期性地的。如本文中进一步描述，多个图像可以通过使用单色或多色LED的图像多路复用，借由混合投影在显示区域或多个区域上被混合或被堆叠。

作为一个示例，传感器数据可以是刷牙强度或是关于用户如何用力地、温和地和/或有效地刷他/她的牙齿的信息。控制器142可以使用传感器数据来确定用户如何用力地刷他/她的牙齿。处理器150可以从存储器132拉出预先编程的刷牙强度水平、并且将其与所获得的传感器数据进行比较，以确定用户没有足够用力地刷他/她的牙齿。换而言之，从传感器数据所获得的强度水平低于该用户和/或一日内的该时间的强度水平的预先确定的最小阈值。例如，不同用户和一日中的不同时间或者一周中的不同日可能需要不同的刷牙强度水平，并且它们中的每一个可以被存储在存储器132中以用于适当的记起。时钟152可以被控制器142用来确定刷牙时间、持续时间和日期，并且可以被控制器142用来记起来自存储器132的适当标准。处理器150还可以基于所存储的信息来确定什么反应对于不适当的刷牙强度水平可能是必要的，并且可以从存储器132中拉出待被投影在显示器140上的适当的(多个)图像。例如，如果刷牙强度太低，则控制器142可以被编程和/或被配置为实现在显示器140上的向上箭头的选择性投影(以指示用户增加他/她的刷牙强度)。

控制器可以被编程和/或被配置为实现动态图像(例如，动面部表情，即，用于指示用户是否呈现出健康或不良的刷牙行为和/或菌斑形成)在显示器140上的选择性投影。脸可以在指示健康或不良的刷牙行为和/或菌斑形成的表情之间转换。例如，当用户没有刷他/她的牙齿时，投影图像可以包括具有中性表情的脸。当用户正在刷他/她的牙齿时，脸部的投影图像可以变成具有积极表情(用于指示健康的行为)的脸部或者具有消极表情(用于指示不良的行为)的脸部。脸部的投影图像还可以变成指示不同程度的健康或不良的行为。通过另一示例，聚光灯可以被显示在一个位置并且然后再次被如此快速地显示在另一位置，使得聚光灯看起来像是被放置在表面上的单个聚光灯投影。备选地，白色图符和红色准心可以以交替的方式被显示在单个公用区域中，使得它们看起来是使用掩模的单个腔室中的单个多色LED被同时投影的。

投影显示系统200还可以包括用于将传感器数据发射至无线收发器(未示出)的无线通信器148。例如，无线通信器148可以经由通过互联网或内联网的WiFi连接将传感器数据发射至牙科专家、数据库或者其他位置。备选地，无线通信器148可以经由或其他无线技术将传感器数据发射至本地装置、数据库或者其他收发器。无线通信器148允许用户保存传感器数据以用于长期存储，从而发射传感器数据以用于进一步的分析，或者与牙科专家共享数据等。无线通信器148还可以是能够接收包括上面所引用的标准的用户输入信息的收发器(如本领域的普通技术人员结合对本公开的综述所应理解到的)。

投影显示系统200还可以包括传感器158，该传感器158被配置为检测用户已经拿起牙刷或从支架上移除牙刷以及正打算使用牙刷，然后可以激活投影显示系统200。传感器158可以是例如检测牙刷正被拿起和/或被定位以使用的运动传感器。例如，传感器158可以使用各种不同的运动检测传感器来检测运动，并且可以将用户已经拿起牙刷并且适当的图像在刷牙事件期间在适当的时候被投影在显示器140上的信号发送至处理器150(尽管关于电动牙刷100本身的信息(诸如，充电状态)可以被任一传感器126或158感测到并且在任何时间被投影在显示器140上)。

根据一个实施例，历史上所收集的数据可以被传感器126和/或传感器158感测到，被收集和被存储在存储器132中。例如，牙刷可以包含存储器，该存储器可以存储例如每日(例如，刷牙强度)、每周、每月等的平均值。特定图像可以被投影在显示区域140上以向用户指示他/她的刷牙强度随着时间的推移已经提高或变得更糟。

参照图3至图7，示出了图1的主体部分/手柄112内的投影显示系统200的剖视图。投影显示系统200包括一个或多个LED光源202A、202B和202C，它们被定位在基板209上的外壳205内。例如，基板209可以是平坦的或弯曲的，诸如，柔性印刷电路板组件。LED光源202A、202B和202C中的每一个包括相应的纵向轴线213A、213B和213C，并且被外壳205内的掩模204环绕，掩模形成每个相应的LED光源202A、202B和202C的腔室207A、207B和207C。腔室隔离相应的光源。在图3和图4所示的示例实施例中，存在未成角度的单个腔室。在图5所示的示例实施例中，存在三个未成角度的腔室207A、207B和207C。在图6所示的示例实施例中，腔室207A和207C被定位为相对于从每个LED 202A和202C朝向腔室207B的位置的相应的纵向轴线213A和213C成角度。腔室207B未被示出为被定位为与纵向轴线213B成角度。在图7所示的实施例中，腔室207A和207C中的每个腔室包括未成角度的表面和成角度的表面，其中成角度的表面朝向腔室207B延伸。尽管未示出，但是可以设想成角度的和未成角度的腔室的各种组合，只要从一个或多个LED通过透射式显示器所发出的光的投影图像形成在外壳205的外表面上的一个或多个区域上即可。备选地，显示器可以是外壳205的单独面板或者接通/关断按钮或其他功能按钮(如本领域的普通技术人员结合对本公开的综述所应该理解到的)。

透射式显示器206可以由一个或多个LED光源背光照射的并且提供投影图像的任何合适的显示器。例如，透射式显示器206可以是包括形成数字、字母或任何其他图像的部分的段的液晶显示器。段可以是点或像素并且可以被排列成行和列。段可以被单独地“接通”和“关断”(或者被选择性地阻止)以阻止或允许光穿过。当段被阻止时，光不会穿过。当段未被阻止时，光穿过以在无阻碍的光路中将光投影在其中形成图像的半透明绘涂系统上。作为示例，透射式显示器206可以是无源或有源矩阵液晶显示器。示例透射式显示器206包括显示屏、驱动电子器件、控制电子器件、机械封装和电源。显示屏可以利用任何合适的替换物来代替。显示屏可以包括电极和用于将驱动电子器件连接至每个电极的接触垫。驱动电子器件可以是供应电流以驱动电极的集成电路。每个像素可以通过两条导线的交叉来控制。当在交叉点处产生电位差时，液晶流体可以通过在交叉点处产生“接通”状态(一般也称为像素)来作出回应。合适的示例透射式显示器在每个像素中包括红色、绿色和蓝色的子像素。示例透射式线显示器可以是弯曲的柔性基板。

示例透射式显示器206包括使用光刻工艺或丝网印刷工艺由氧化铟锡制成的透明电极图案。然而，也可以使用任何合适的替代物。

在图3中，单个LED光源202A被定位在单个腔室207A内。光214A是通过透射式显示器206沿着纵向轴线213A从LED光源202A发出的。LED光源202A可以是单色LED或多色LED。腔室207A将所发出的光引导至透射式显示器206。透射式显示器206被电场诱导以形成阻止或允许光穿过其的图案(或透明区域)。被允许穿过每个子像素的光被控制以产生包括各种不同的颜色的任何图片。例如，如果光源202A是多色LED，则包括红色准星的白色图符可以由单个光源通过使白色图符和红色准星如此快速地交替使得它们看起来像是被同时投影来投影。因此，任何数目的图像可以被投影在外壳205的外表面上的区域216A上。附加地，混合的或堆叠的图像可以使用透射式显示器206和时间共享而被投影在区域216A上，如下面进一步描述。

除非另有注明，否则上面的讨论适用于图4。在图4中，两个光源202A和202B被定位在单个腔室207A内。光路214A和214B是通过可以选择性地阻碍导致所发出的光的投影的光路的透射式显示器206发出的。在一个示例实施例中，光源202A可以是第一颜色，以及光源202B可以是第二颜色，该第二颜色可以与第一光源202A的颜色相同或不同。因为每个光源202A和202B沿着相同的腔室207A内的独立的相应的纵向轴线213A和213B发出光，所以当两个光源同时发出光时，透射式显示器206所产生的图像可以在不同的角度下被投影两次，从而产生不期望的双图像。为了避免由单个腔室内的多个光源驱动的不期望的双图像的投影，图像可以通过独立控制光源以交替的方式被投影。

除非另有注明，否则上面的讨论适用于图5。在图5中，多个图像216A、216B和216C由多个LED 202A、202B和202C(每一个分别在单独的腔室207A、207B、207C中的)驱动。在该实施例中，三个图像可以被投影到外壳205的外表面上，并且被独立地控制。在备选实施例中，更多的或更少的图像可以通过更多的或更少的LED被投影到不同的区域上。

与上面所描述的并且在图3至图5中所示出的示例实施例不同，图6所示的示例实施例将由多个LED 202A、202B、202C驱动的多个图像投影到外壳205的外表面上的单个位置216A。时间共享没被使用，因为每个LED被定位在不同的腔室207A、207B、207C中。每个腔室将从对应的LED所发出的光与从其他LED所发出的光隔离。如图6中所示，LED光源202A和202C被定位在相应的成角度的腔室207A和207C内。光路214A和214C是与相应的纵向轴线213A和213C成角度并且通过透射式显示器206从LED光源202A和202C发出的。成角度的腔室207A和207C被形成为与相应的纵向轴线成参考角度来隔离和引导从LED光源202A和202C所发出的光。每个LED光源202A和202C也可以被定位在表面或基板上，该表面或基板与成角度的腔室207A和207C内的相应的纵向轴线213A和213C成角度(优选地，在成角度的腔室207A和207C的相同方向上)。LED光源202B被定位在腔室207B内。光是沿着纵向轴线213B并且通过透射式显示器206从LED光源202B发出的。从LED光源202A、202B和202C所发出的光可以穿过载体208和绘涂系统210以根据成角度的腔室207A和207C(以及另外或者可选地经由上述成角度的表面)和未成角度的腔室207B的配置在外壳205的外表面上的区域216A上形成对应的投影图像。

在图7中，多个LED 202A、202B和202C被定位在相应的腔室207A、207B和207C内。多个图像可以被投影在单个区域216B上(如关于图6中的区域216A所描述的)。另外，在图7中，图像也可以被投影在多个位置216A、216B和216C。因此，多个图像由一个或多个位置处的多个LED驱动。单个LED光源202A被定位在单个腔室207A内，并且光路214A和214A’分别地由通过透射式显示器206沿着纵向轴线213A和通过透射式显示器206、并且以与相应的纵向轴线213A成角度地从LED光源202A所发出的光形成。同样地，单个LED光源202C被定位在单个腔室207C内并且光路214CA和214C’分别地由通过透射式显示器206沿着纵向轴线213C和与纵向轴线213C成角度地从LED光源202C所发出的光形成。因此，LED 202A可以将第一图像投影到区域216A上，并且将第二图像投影到216B上。在一个示例实施例中，通过足够快地从被投影到区域216A上的第一图像切换到被投影到区域216B上的第二图像，对于用户，看起来图像沿着表面从区域216A移动到区域216B。

根据另一实施例，出于将附加的投影图像的选项提供至一个或多个区域或者单独的区域以提供附加的指示(例如，电池低电量)的目的，设想在相应的附加的成角度的腔室内的附加LED光源。

在图8中，图示了共享在一个或多个位置处的多个图标的时间的曲线图。共享多个图标的时间产生动态图像的外观。随着时间的推移示出了“图标1”和“图标2”的投影。“0”指示关断状态并且“1”指示接通状态。在图8中，开始时，图标1被投影，而图标2未被投影。随着时间的推移，图标1被关断，然后投影图标2。之后，图标2被关断，然后图标1被再次投影。这种模式重复。在这种类型的时间共享中，当图标1被投影时，图标2绝不会被投影。图标1被投影的时间段比图标2被投影的时间段更长。

图9示出了共享在一个或多个位置处的多个图像的时间的另一曲线图。在图9中，(类似于图8所示的示图)开始时，图标1被投影，而图标2未被投影。随着时间的推移(同样类似于图8所示的示图)，图标1被关断，然后图标2被投影。之后，与图8所描绘的相反，在图标2仍然被投影时图标1被投影，并且在图标1仍然被投影时图标2被关断。然后，图标1被关断，同时图标2被关断。接着，图标2被接通，同时图标1被关断。在图标2被投影时，图标1然后被接通。这种模式重复。在这种类型的时间共享中，存在图标1和图标2二者被同时投影的时间段。图标2被投影的时间段比图标1被投影的时间段更长。

根据另一实施例，可能有利于LED光源与在两个方向上的有限角度相关的强度分布一起使用，从而可以实现混合LED光源投射之间的最大光强度/亮度均匀度。参照图10A和图10B，示出了在关于图像212和对投影图像强度的影响的两个方向上的LED光源的角度相关的强度分布的曲线图。示出了被用来投影图像的所发出的光的方向性对与相对强度，其中，示出了透射式显示器的水平、白色半透明漆的水平和投影图像轮廓/宽度。特定30度范围的光发出角度被示出为对于有利的最大光强度/亮度均匀度是理想的，这会提供最宽且最有利的投影图像轮廓。任何大于该30度范围的东西会表明相对亮度降低，尽管仍然可以使用。

例如，如图10A所示，为了在维持混合LED光源投影之间的最大光强度/亮度均匀度的同时而获得可能的投影图像的最宽轮廓，LED光源可以这样或哪样的方式在从零位置的一个平面上成15度的角(其中，例如，零位置在作为沿着纵向轴线213B的LED光源202B时直接对准公用区域，并且LED光源202A和202C可以对准公用区域并且从相应的纵向轴线214A和214C成15度或更小的角，例如，如图6和图7中所示)，这会将每个LED光源的理想的相对强度分布维持在90％至100％之间。相应的腔室207A和207C的角度、LED离公用区域的距离(在观看图6和7时向左或向右)以及(是否成角度的)表面(LED光源202A和202C被定位在该表面上)，每个影响LED光源202A和202C的相对强度分布。

上面所讨论的电动牙刷投影显示系统200的结构配置和功能允许多个显示配置以及向电动牙刷的用户提供各种刷牙信息/指示(如上文所描述的)。

转到图11A至图11B，示出了多个图像被显示在动力设备的管状体的相同公用区域上。例如，主体部分/手柄112包括显示区域140，该显示区域140包括被投影的图像1(面朝一侧的箭头)。在图11B中，示出了不同的图像(图像2(面朝下的箭头))被投影在显示区域140中。为了在图像1与图像2之间和在图像2与图像1之间转换，在改变角度的情况下阻止或允许光穿过的步骤中透射式显示器206的段被单独地“接通”和“关断”。在一个示例实施例中，图像1和图像2在可比较的强度水平下转换。图像转换次序可以改变，并且每个图像的颜色可以转换成另一图像的颜色。

在一个示例实施例中，与不同的图像之间的转换相反，图像的尺寸可以随时间而改变。例如，箭头最初可以以第一尺寸被投影，并且在一段时间内增加或减小尺寸。

参照图12A至图12C，示出了合并/混合图像被显示在动力设备的管状体的相同公用区域上。例如，主体部分/手柄112包括在图12A中的“关断”位置中(没有图像被投影)的显示区域140。在图12B中，图像1(等号)被示出为在显示区域140上并且被投影在显示区域140上。在图12C中，附加图像2(斜线)被示出为在显示区域140处的图像1上并且被投影在该图像1上。图像中的一个图像的颜色可以与另一图像的颜色合并/混合。

即使在本文中示出和描述了图像的多个示例性实施例，但是设想可以向动力设备的用户提供关于装置或其用途的信息/指示的许多其他图像。而且，类似于上面所讨论的图像，单色、褪色或过渡颜色和/或合并或混合颜色可以提供所设想的信息/指示。

公开了一种在动力设备的一个或多个区域上显示多个图像的方法。外壳可以被设置并且被配置为包含(i)第一光源，(ii)被布置在第一光源周围、并且包括第一腔室的掩模，以及(iii)被布置在第一光源与动力设备的表面之间的透射式显示器。从第一光源所发出的光可以在到达动力设备的表面之前到达透射式显示器、并且将多个图像投影在一个或多个区域上。所发出的光选择性地被在透射式显示器中所限定的一个或多个透明区域阻碍。

在一种动力设备的一个或多个区域上显示多个图像的示例方法中，根据透射式显示器的子单元按照以下操作的激活和第一光源，使至少两个图像被投影在一个或多个区域上：(i)第一图像被投影；(ii)第一图像被关断；(iii)第二图像被投影；以及(iv)在第二图像被关断之前第一图像被投影，以产生第一图像和第二图像的动态混合。

在一种动力设备的一个或多个区域上显示多个图像的示例方法中，根据透射式显示器的子单元按照以下操作的激活和第一光源至少两个图像被投影在一个或多个区域上：(i)第一图像被投影；(ii)第一图像被关断；(iii)第二图像被投影；以及(iv)在第一图像被再次投影之前第二图像被关断，以产生第一图像和第二图像的动态混合。

公开了一种根据一个实施例的选择性地在外壳的一个或多个表面上显示图像的方法。外壳可以被设置并且被配置为包含以下组件：(i)一个或多个光源；(ii)被布置在一个或多个光源中的每个光源周围、并且包括与一个或多个光源相对应的一个或多个腔室的掩模；以及(iii)被布置在一个或多个光源与一个或多个表面之间的透射式显示器。光是从一个或多个光源中的第一光源发出的。从一个或多个光源中的第一光源所发出的光在到达表面之前可以到达透射式显示器，并且可以将相应的第一图像投影在表面上的一个或多个区域上。

在一种外壳的一个或多个表面上选择性地显示图像的示例方法中，光是从一个或多个光源中的第二光源发出的。从一个或多个光源中的第二光源所发出的光在到达表面之前可以到达透射式显示器，并且可以将对应的第二图像投影在表面上的一个或多个区域上。第一图像和第二图像的组合可以在表面上的一个或多个区域上产生混合图像。备选地，第一图像可以转换成第二图像，或者第一图像和第二图像的组合可以产生运动图像的外观。

本文中所讨论的投影图像可以被投影在动力设备的平面的表面或动力设备的弯曲的表面上。当图像被投影在弯曲的表面上时，图像被投影以部分地围绕外壳205的弯曲的外表面，即，提供大角度显示器。该“围绕”特征可以通过掩模布置来完成，该掩模布置以发散方式将从多个光源所发出的光指向外壳的弯曲的外表面上的单独区域。备选地，外壳的外表面可以至少包括一个平坦表面。换而言之，环绕和形成容纳光源中的每个光源的腔室的掩模可以以特定方式/配置在外壳205内成角度，以提供“围绕”特征(通过将与单独区域中的透射式显示器相对应的图像部分地投影在外壳205的弯曲的外表面上)。

投影显示系统200的掩模204可以通过注塑成型来形成。掩模204可以在包括被铰接在一起的两个部分的打开位置中被注塑成型。可以利于在打开位置中对掩模204进行注塑成型，因为可以更容易地从模具移除掩模。在移除之后，可以通过将掩模的打开位置折叠在一起来组装掩模204。

如本文所定义和使用的所有定义应当被理解为控制字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义的术语的普通含义。

如本文在说明书和权利要求中所使用的不定冠词“一”和“一个”应当被理解为意指“至少一个”，除非清楚地相反指示。

如本文在说明书和权利要求中所使用的短语“和/或”应当被理解为意指这样结合的元件中的“任一者或两者”，即，在某些情况下相结合地存在以及在其他情况下分开存在的元件。应以相同的方式理解利用“和/或”所列出的多个元件，即，这样结合的元件中的“一个或多个”。可选地，除了由“和/或”子句具体地标识的元件之外可存在其他元件，无论与具体地所标识的那些元件有关还是无关。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的，“或”应当被理解成具有与如上文所定义的“和/或”相同的意义。例如，当分开列表中的项目时，“或者”或“和/或”应当被解释为包括在内的，即，包括许多元件或元件列表中的至少一个，但也包括超过一个，以及任选地、附加的未列出的项目。只有明确地相反指示的术语，诸如“中的仅一个”或“中的仅有一个”或当在权利要求中使用时，“由......组成”指代包括许多元件或元件列表的仅有一个元件。一般地，当前面为排他性术语，例如“任一”、“之一”、“中的仅一个”或“中的仅有一个”时，如本文所使用的术语“或”应当仅被解释为指示唯一的备选方案(即“一个或另一个但并非两者”)。

如本文在说明书和权利要求中所使用的，提及一个或多个元件列表的短语“至少一个”应当被解释为意指选自元件列表中的元件中的任何一个或多个的至少一个元件，但并不一定包括在元件列表内被具体列出的每个和每一个元件中的至少一个，并且不排除元件列表中的元件的任何组合。这个定义还允许可以任选地存在除了短语“至少一个”对其提及的元件列表内被具体标识的元件外的元件，无论与具体标识的那些元件有关还是无关。

还应当理解的是，除非明确地相反指示，在包括超过一个步骤或动作的在本文中所要求保护的任何方法中，本方法的步骤或动作的次序不一定局限于用来叙述该方法的步骤或动作的次序。

在权利要求以及上文说明书中，所有过渡短语例如“包括(comprising)”、“包括(including)”、“携带(carrying)”、“具有(having)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”、“由......组成(composed of)”等应被理解为开放式的，即意指包括但不限于。仅过渡短语“由......组成(consisting of)”和“基本上由......组成(consistingessentially of)”应分别地为封闭式或半封闭式过渡短语，如美国专利局专利审查程序手册(United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures)，2111.03章中所示。

虽然本文中已经描述和说明了若干创造性的实施例，但是本领域的普通技术人员将容易地设想各种用于执行功能和/或获得结果和/或本文所描述的一个或多个优点的其他的方法和/或结构，并且这样的变型和/或修改中的每一个被认为是在本文所描述的创造性的实施例的范围内。更一般地说，本领域的技术人员将容易地意识到，本文所描述的所有参数、尺度、材料和配置意指示例性的，并且实际参数、尺度、材料和/或配置将取决于使用了创造性教导的一个或多个具体应用。本领域的技术人员将认识到或者能够使用不超过常规实验来确定本文所描述的具体的创造性的实施例的许多等同方案。因此，应理解的是，前述实施例仅通过示例来呈现，并且在所附的权利要求及其等同物的范围内，创造性的实施例可不同于具体描述和权利要求而实践。本公开的创造性实施例针对本文所描述的每一个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是互相矛盾的，那么两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合被包括在本公开的创造性的范围内。

Claims (15)

1.一种动力设备，包括：

第一光源(202A)，被布置在具有外表面的外壳(205)中；

第一掩模(204)，被布置在所述外壳中的所述第一光源周围、并且包括与所述第一光源相对应的第一腔室(207A)；以及

透射式显示器(206)，被布置在所述第一光源与所述外壳的所述外表面之间，从所述第一光源所发出的光(214A)在到达所述外壳的所述外表面之前到达所述透射式显示器、并且将多个图像(212)投影在所述外壳的所述外表面上的第一区域(140、216)上。

2.根据权利要求1所述的动力设备，其中所述第一光源是单色发光二极管。

3.根据权利要求1所述的动力设备，其中所述第一光源是多色发光二极管。

4.根据权利要求1所述的动力设备，其中所述透射式显示器是透射式矩阵显示器或透射式段显示器。

5.根据权利要求1所述的动力设备，其中所投影的所述图像是在半透明绘涂系统(210)上产生的。

6.根据权利要求1所述的动力设备，还包括第二光源(202B)，所述第二光源(202B)被布置为接近所述第一光源并且在所述第一腔室内。

7.根据权利要求6所述的动力设备，其中所述第一光源和所述第二光源包括相应的纵向轴线，并且从所述第一光源所发出的在所述外壳的所述第一区域上的光与从所述第二光源所发出的在所述外壳的所述第一区域上的光至少部分地重叠。

8.根据权利要求1所述的动力设备，还包括第二光源(202B)，所述第二光源(202B)被布置在所述外壳的第二腔室(207B)中，从所述第二光源所发出的光(214B)在到达所述外壳的所述外表面之前到达所述透射式显示器、并且将第二多个图像投影在所述外壳的所述外表面上的第二区域(216B)上，其中所述第一腔室和所述第二腔室不成角度。

9.一种动力设备，包括：

多个光源(202A、202B、202C)，被布置在具有外表面的外壳(205)中；

多个腔室(207A、207B、207C)，与所述多个光源相对应；

掩模(204)，被布置在所述外壳中的所述多个光源和所述腔室中的每一个的周围；以及

透射式显示器(206)，被布置在所述多个光源与所述外壳的所述外表面之间，其中从所述多个光源中的每个光源所发出的光(214A)在到达所述外壳的所述外表面之前到达所述透射式显示器、并且将多个图像(212)投影在所述外壳的所述外表面上的至少两个单独区域(216A、216B、216C)上。

10.根据权利要求9所述的动力设备，其中所述多个腔室中的至少一个腔室包括：成角度的表面和未成角度的表面。

11.根据权利要求9所述的动力设备，其中被投影在所述外壳的所述外表面上的所述多个图像围绕所述外表面。

12.一种在动力设备的一个或多个区域上显示多个图像的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包含第一光源(202A)的外壳(205)、被布置在所述第一光源周围并且包括第一腔室(207A)的掩模(204)、以及被布置在所述第一光源与所述动力设备的所述一个或多个区域(216)之间的透射式显示器(206)；

使光(214)从所述第一光源发出，所发出的所述光在到达所述一个或多个区域之前到达所述透射式显示器；以及

通过在所述透射式显示器中限定一个或多个透明区域来选择性地阻碍所发出的所述光，以将多个图像投影在所述动力设备的所述一个或多个区域上。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

根据所述透射式显示器的子单元按照以下顺序的激活和所述第一光源，使两个图像投影在所述外壳的所述一个或多个区域上：

投影第一图像；

关断所述第一图像；

投影第二图像；以及

在关断所述第二图像之前投影所述第一图像，以产生所述第一图像和所述第二图像的动态混合。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

根据所述透射式显示器的子单元按照以下顺序的激活和所述第一光源，使两个图像投影在所述外壳的所述一个或多个区域上：

投影第一图像；

关断所述第一图像；

投影第二图像；以及

在再次投影所述第一图像之前关断所述第二图像，以产生所述第一图像和所述第二图像的动态混合。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述选择性地阻碍所发出的所述光的步骤包括：交替地投影第一图像和第二图像，使得它们看起来是被同时投影的。