CN110832435A - 基于眼睛移动旋转微led显示器 - Google Patents

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Abstract

示例微发光二极管(LED)控制装置包括基底、操作地连接到基底的马达、连接到马达的支承体台架、在支承体台架上的支承体托板以及在支承体托板上的微LED，其中马达被设置为使支承体台架旋转。马达可以使支承体台架在关于二维旋转平面的每个横向方向上旋转大约45°。支承体台架可以包括子像素驱动电路。

Description

基于眼睛移动旋转微LED显示器
背景技术
出于隐私和安全的目的，一些显示屏幕提供视场控制以尤其在公共环境中使挨着用户坐的人在视觉上不可看到。微发光二极管(LED)显示技术利用安装在每个微LED上的像素，其中微LED作为像素光源。
附图说明
图1是图示根据示例的微LED控制装置的示意图。
图2是图示根据示例的微LED控制装置的旋转的示意图。
图3是根据示例的微LED像素显示系统的示意图。
图4是图示根据另一示例的微LED控制装置的旋转的示意图。
图5是图示根据示例的微LED控制装置的独立旋转的示意图。
图6是根据另一示例的微LED像素显示系统的示意图。
图7是图示根据示例的方法的流程图。
图8是根据在此的示例的控制系统的框图。
具体实施方式
在此描述的示例提供了用以使用虹膜识别软件来检测用户的眼睛并且基于用户的眼睛的位置和移动来提供显示屏幕照明可见性的机构。该机构使用连接到微LED显示器的传感器，所述传感器被由使保持微LED显示器的支承体旋转的马达支承。旋转支承体允许对屏幕可视性进行控制以使得屏幕是基于用户的眼睛的位置/角度而仅对于用户可见的。保持微LED显示器的旋转支承体结构能够旋转以确保用户即使在他/她成角度地远离屏幕的情况下也能够维持与屏幕的视觉连接。
图1是微LED控制装置30的示意图，微LED控制装置30包括基底25、操作地连接到基底25的马达35、连接到马达35的支承体台架40、在支承体台架40上的支承体托板45以及在支承体托板45上的微LED 50，其中马达35被设置为使支承体台架40旋转。基底25可以是刚性的或柔性的，并且可以包括例如蓝宝石、碳化硅、硅和氮化镓材料中的任何一种。马达35可以是微电机。除了其它类型的马达之外，微电机的示例还包括线性谐振致动器(LRA)、行星和正齿减速齿轮马达、低电压振动马达和包括无刷马达的DC马达。
支承体台架40被配置为结构框架，其可以包括导电材料。在一个示例中，支承体台架40包括非晶态金属合金。可以使用可用于将支承体台架40结构化地连接到马达35的转子的任何合适的机构来将支承体台架40连接到马达35。转子未在附图中示出，但是将容易地显见为包括马达35的驱动所连接的支承体台架40的旋转的运动部分。支承体台架40到马达35的连接可以是直接连接或者是利用中间组件的间接连接。在一个示例中，支承体托板45可以包括导电材料。在另一示例中，除了其它类型的材料之外，支承体托板45还可以包括玻璃或其它类型的透明材料，诸如石英、塑料、半导体。
参照图1，图2是图示根据在此的示例的微LED控制装置30的旋转的示意图。图2中的图示描绘了微LED控制装置30围绕单个轴的旋转。使用图2中示出的x-y坐标平面作为参考平面，微LED控制装置30仅在x-y平面内旋转，旋转是围绕z轴的。z轴横越x轴和y轴中的每个。马达35被设置为使支承体台架40在关于二维旋转平面x-y的每个横向方向上旋转四十五度(45°)。图2的左侧示出了被旋转到y轴的左侧的微LED控制装置30，而图2的右侧示出了被旋转到y轴的右侧的微LED控制装置30。马达35是关于旋转可控制的，以使得微LED控制装置30可以以达到45°的任何角度θ旋转，如在图2中示出那样，并且包括根本没有旋转(0°)，诸如在图1中示出那样。
微LED 50可以包括单色或多色的微LED 50。支承体台架40包括子像素驱动电路55。在一个示例中，子像素驱动电路可以包括电气控制电路，其在不进行限制的情况下可以包括数字到模拟转换器、多路复用器、运算电路、以及逻辑模块，其由电压源供电并且传输电信号以驱动像素的显示动作。
参照图1和图2，图3是根据在此的示例的微LED像素显示系统10的示意图。微LED像素显示系统10包括多个传感器15、与多个传感器15相邻的显示屏幕20，其中显示屏幕20包括基底25和微LED控制装置30。多个传感器15可以包括红外虹膜识别传感器，并且可以位于电子装置12上的各种位置处。在各种示例中，传感器15可以位于显示屏幕20的前面或背面上。虽然各图将电子装置12描绘为膝上型计算机，但是在此的示例不仅仅局限于膝上型计算机。因此，依照在此描述的示例，可以利用具有显示器的其它类型的电子装置。在一个示例中，基底25可以包括显示屏幕20的基底，其中微LED控制装置30被构建在该基底25上并且包括该基底25。在其它示例中，基底25可以构成与微LED控制装置30分离的分立组件。
支承体构件31操作地将马达35连接到基底25。在一个示例中，支承体构件31可以包括焊接部。可以包括红外虹膜识别传感器的多个传感器15被设置为检测用户17的眼睛移动，在一个示例中，多个传感器15扫描用户17的眼睛，并且使用数学模式识别软件——其被本地存储在电子装置12上或者被使用固件远程地传递到电子装置12——以标识用户17的眼睛模式、形状、颜色等。一旦多个传感器15视觉地检测到用户17的眼睛，多个传感器15就基于检测到的用户17的眼睛移动向子像素驱动电路55传递诸如电信号的信号。在这方面，多个传感器15不仅检测用户17的眼睛的外观，而且还检测用户17的眼睛的移动。更特别地，当用户17以相关于电子装置12的各种角度移动他/她的头部时，多个传感器15检测用户17的眼睛的对应的移动。在一个示例中，如果传感器15被精细地调谐，则那么即使当用户不移动他/她的头部并且简单地使他们的眼睛移动时，传感器15也可以检测用户17的眼睛移动。因此，用户17根本不必移动他/她的头部，并且替代地可以在检测用户17的眼睛相对于电子装置12的位置和定位上的改变时使电子装置12关于静止的用户17移动。像这样，多个传感器15类似地试图检测用户17的眼睛。
在多个传感器15将信号传递到子像素驱动电路55之后，于是子像素驱动电路55指令马达35基于用户17的眼睛相关于显示屏幕20的位置来在规定方向上旋转。更具体地，子像素驱动电路55将诸如电信号的对应的信号发送到马达35以开始倾斜；即，在朝向所检测到的用户17的眼睛的位置的指定方向上旋转。例如，如果用户17位于电子装置12的显示屏幕20的左侧，则那么传感器15除了检测用户17的眼睛之外还将用户17的眼睛的相对位置检测为在电子装置12的左侧，并且向子像素驱动电路55发送对应的第一电信号，该子像素驱动电路55进而向马达35发送对应的第二电信号以开始朝向用户17的位置旋转；即，马达35开始向左旋转。图3图示了最初以笔直配置定位的微LED控制装置30的示例；即0°旋转，并且然后基于用户17——其被描绘为在电子装置12的左边——的对应的位置对应地向左旋转大约45°。
显示屏幕20包括像素区域60，该像素区域60包括像素50a、50b、50c的阵列65，其中像素50a、50b、50c的阵列65的每个像素区域60包括多个微LED控制装置30a、30b、30c。微LED控制装置30a、30b、30c分别包括关于从特定的装置30a、30b、30c发射的光的不同的色彩。在一个示例中，每个微LED控制装置30a、30b、30c包括分别对应于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的不同的半透明的色彩过滤器32a、32b、32c，以使得当如在图4中描绘那样来自微LED 50的光被通过过滤器32a、32b、32c发射时，所发射的光变为对应的色彩；即红色、绿色或蓝色。微LED 50可以位于过滤器32a、32b、32c之下，或者如果过滤器32a、32b、32c被配置为类似胶囊的机构，则可以位于过滤器32a、32b、32c之内。参照图1至图3，图4图示了微LED控制装置30关于用户17的眼睛的移动或位置的旋转。微LED 50位于过滤器32a、32b、32c中以朝向用户17发射光，因为微LED控制装置30是朝向用户17定位的。在另一示例中，微LED 50可以包括不同的多色LED，以使得过滤器32a、32b、32c可以不必依照红色、绿色、蓝色配置而带有色彩。在另一示例中，微LED 50是多色的，并且过滤器32a、32b、32c也依照红色、绿色、蓝色配置来带有色彩。单色/多色LED 50与非色彩或色彩过滤器32a、32b、32c的各种组合分别控制从像素50a、50b、50c发射的整体色彩。
参照图1至图4，图5图示了多个微LED控制装置30a、30b、30c，其包括第一微LED控制装置30a、第二微LED控制装置30b和第三微LED控制装置30c，该多个微LED控制装置30a、30b、30c可以关于彼此独立地运动。例如，第一微LED控制装置30a可以旋转到第一角度θ1，第一微LED控制装置30a可以旋转到第二角度θ2，并且第一微LED控制装置30a可以旋转到第三角度θ3，以使得第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3可以彼此不同。在其它示例中，多个微LED控制装置30a、30b、30c彼此一致地运动；即，以使得第一角度θ1、第二角度θ2和第三角度θ3相同。
参照图1至图5，图6是图示如下的系统10a的示意图，该系统10a包括：多个红外虹膜识别传感器15；电路55，被设置为从多个红外虹膜识别传感器15接收第一组电信号；导电支承体框架，例如支承体台架40，其包括电路55；微LED像素50a、50b、50c，其附接在导电支承体框架40上；以及微电机35，其操作地连接到电路55和导电支承体框架40，其中微电机35在接收到基于从多个红外虹膜识别传感器15接收的第一组电信号的、来自电路55的第二组电信号时使导电支承体框架40和附接的微LED像素50a、50b、50c旋转。
微电机35被设置为使导电支承体框架40在关于二维旋转平面x-y的每个横向方向上旋转大约四十五度(45°)。多个红外虹膜识别传感器15被设置为检测计算机化装置的用户17的眼睛移动。第一组电信号包括与用户17的眼睛关于多个红外虹膜识别传感器15的方向位置相关的编码数据。第二组电信号包括使微电机35的旋转方向对应于用户17的眼睛的方向位置的编码数据。系统10可以包括电力单元75，其被设置为在多个红外虹膜识别传感器15未能检测到计算机化装置的用户17的眼睛时使微LED 50断电。系统10a包括系统10的所有特征，然而，与在图3中的多个成对的传感器15相比，在系统10a中仅提供一对红外虹膜识别传感器15。在各种示例中，该对红外虹膜识别传感器15可以位于屏幕20的前面或背面上。此外，在一个示例中，电力单元75也可以是系统10的一部分。
系统10a可以包括显示屏幕20，其中多个传感器15被设置为基于所检测到的用户17的眼睛移动来将第一组电信号传递到电路55，并且其中电路55基于用户17的眼睛关于显示屏幕20的位置来指令微电机35在规定的方向上旋转。
参照图1至图6，图7是图示如在方框101中示出那样包括感测与电显示屏幕20相邻的区域的环境光强度的方法100的流程图。接着，在方框103中，方法100包括使用被定位为相邻于电显示屏幕20的虹膜识别检测传感器15来检测用户17的瞳孔。方框105提供用于将电信号传递到嵌入在电显示屏幕20中的微LED像素显示器60，其中电信号包括与用户17的瞳孔关于电显示屏幕20的位置相对应的编码数据。方框107提供用于根据与用户17的眼睛的移动有关的电信号来控制微LED像素显示器60的旋转，并且方框109示出方法100包括以多个角度旋转微LED像素显示器60以调整针对电显示屏幕20的视场。方法包括使微LED像素显示器60在关于二维旋转平面x-y的每个横向方向上旋转大约四十五度(45°)。可以在大约一秒内出现微LED像素显示器60的完整的90°的旋转角度。例如，参照图4，微LED控制装置30可以在大约一秒内从在图4的左侧上示出的倾斜位置转变到在图4的右侧上示出的倾斜位置，其中在图4中可以出现从左侧图像到右侧图像的完整的90°的旋转角度。
通过旋转，微LED控制装置30能够使来自LED 50的光朝向用户17的方向发射。在这方面，如果用户位于电子装置12一侧，则那么传感器15试图搜索用户17的眼睛。一旦传感器15作出与用户17的眼睛的视觉接触，于是就出现电信号的对应传输；即从传感器15到子像素驱动电路55，并且然后从子像素驱动电路55到马达35，引起马达35和对应地连接的支承体台架40、支承体托板45以及微LED50的朝向用户17的旋转。
在一个示例中，因为微LED 50仅在一个方向上成角度；即朝向用户17，当以未与用户17对准的角度观看时，显示屏幕20将呈现为暗或者另外具有较小的视觉敏度。因此，如果用户17位于挨着另外一人并且用户17向左或向右移动他/她的头部，则那么传感器15通过检测用户17的眼睛的移动和位置来检测该移动，并且因此使微LED控制装置30旋转。位于挨着用户17的相邻的人在试图观看显示屏幕20时将看到暗的屏幕，因为微LED 50并未在相邻的人的方向上进行发射。在另一示例中，当传感器15未能检测到用户17的眼睛时，在预定的时间段之后，电力单元75可以使微LED 50断电。这造成显示屏幕20变暗，并且因此在相对于显示屏幕20的任何角度下显示屏幕20上的数据或图像都是不可观看的。
参照图1到图7，图8图示控制系统120的方框图，控制系统120通过如下来提供用于自动屏幕观看角度调整解决方案：通过红外虹膜识别和标识传感器15以及对应的虹膜识别软件模块123来检测并且识别在用户17的眼睛瞳孔上的收缩响应和扩张响应的差异程度，以便基于用户的眼睛的方向移动和位置而具有对显示屏幕20的自动的并且实时的微LED目光接触控制。如由微LED控制装置30所使能的那样，微引擎控件122可以把由接收传感器15所提供的数据的传感器模块125所编译的数据与存储在存储器124中的针对给定的用户17的自动生物标识信息进行组合，以提供针对电子装置12的安全访问以及在屏幕20上显示的内容的用户验证。因此，当用户17从不同的方向读取和操作屏幕20时，微引擎控件122提供对显示屏幕20的增强的和安全的观看。例如，用户17可能正在阅读一本书或一份文件并且不断地在显示屏幕20和该份文件之间来回扫视。微引擎控件122评估用户17何时实际地注视屏幕20，并且对应地调整来自微LED 50的光的方向和发射。这允许像素50a、50b、50c仅在对应的角度下——在该角度上定位了用户17的眼睛/用户17的眼睛与屏幕20对准——可观看。为了增强的信息保护和安全目的，可以对虹膜识别模块123编程以通过包括密码输入和/或面部识别或其它生物识别处理的安全认证处理来仅识别先前已经利用系统10、10a登录的特定用户17的眼睛。
虹膜识别模块123和传感器模块125可以包括硬件元素和软件元素以使得能够进行所检测到的用户17的眼睛与存储在存储器124中的用户17的眼睛的图像的适当的模式匹配。因此，在此的各种示例可以包括硬件元素和软件元素这两者。以软件实现的示例包括但是不限制于固件、驻留软件、微代码等。其它示例可以包括被配置为包括预先配置的指令集的计算机程序产品，当执行该指令集时，可以造成如与上面描述的方法结合地说明的动作。在示例中，预先配置的指令集可以被存储在包含软件代码的有形的非暂态计算机可读介质或程序存储装置上。
已经参照前述的示例性实现示出并且描述了本公开。虽然在此已经说明和描述了具体的示例，但是明显意图的是要求保护的主题的范围仅由随后的权利要求及其等同物限制。然而，要理解可以在不脱离在随后的权利要求中限定的本公开的精神和范围的情况下作出其它的形式、细节和示例。

Claims (15)

1.一种微发光二极管(LED)控制装置，包括：
基底；
操作地连接到基底的马达；
连接到马达的支承体台架；
在支承体台架上的支承体托板；以及
在支承体托板上的微LED，
其中，马达被设置为使支承体台架旋转。
2.根据权利要求1所述的微LED控制装置，其中马达被设置为使支承体台架在关于二维旋转平面的每个横向方向上旋转大约45°。
3.根据权利要求1所述的微LED控制装置，其中支承体台架包括子像素驱动电路。
4.一种系统，包括：
多个红外虹膜识别传感器；
电路，其被设置为从所述多个红外虹膜识别传感器接收第一组电信号；
包括电路的导电支承体框架；
微发光二极管(LED)像素，其附接在导电支承体框架上；以及
微电机，其操作地连接到电路和导电支承体框架，其中微电机在接收到基于从所述多个红外虹膜识别传感器接收到的第一组电信号的、来自电路的第二组电信号时使导电支承体框架和附接的微LED像素旋转。
5.根据权利要求4所述的系统，其中微电机被设置为使导电台架框架在关于二维旋转平面的每个横向方向上旋转大约45°。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个红外虹膜识别传感器被设置为检测计算机化装置的用户的眼睛移动。
7.根据权利要求6所述的系统，其中第一组电信号包括与用户的眼睛关于所述多个红外虹膜识别传感器的方向位置相关的编码数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其中第二组电信号包括使微电机的旋转方向对应于用户的眼睛的方向位置的编码数据。
9.根据权利要求4所述的系统，包括电力单元，电力单元被设置为在所述多个红外虹膜识别传感器未能检测到计算机化装置的用户的眼睛时使微LED断电。
10.根据权利要求7所述的系统，包括显示屏幕，其中所述多个传感器被设置为基于所检测到的用户的眼睛移动来将第一组电信号传递到电路，并且其中电路基于用户的眼睛关于显示屏幕的位置来指令微电机在规定方向上旋转。
11.根据权利要求4所述的系统，包括：
包括像素区域的显示屏幕；以及
相邻于显示屏幕的微LED控制装置，
其中，微LED控制装置包括电路、导电支承体框架、微LED像素和微电机，
其中，像素区域包括像素阵列，以及
其中，每个像素区域包括多个微LED控制装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述多个微LED控制装置包括第一微LED控制装置、第二微LED控制装置和第三微LED控制装置，并且其中第一微LED控制装置、第二微LED控制装置和第三微LED控制装置相对于彼此独立地运动。
13.一种方法，包括：
感测与电显示屏幕相邻的区域的环境光强度；
使用被定位为相邻于电显示屏幕的虹膜识别检测传感器来检测用户的瞳孔；
将电信号传递到嵌入在电显示屏幕中的微发光二极管(LED)像素显示器，其中电信号包括与用户的瞳孔关于电显示屏幕的位置相对应的编码数据；
根据与用户的眼睛的移动有关的电信号来控制微LED像素显示器的旋转；以及
以多个角度旋转微LED像素显示器以调整针对电显示屏幕的视场。
14.根据权利要求13所述的方法，包括使微LED像素显示器在关于二维旋转平面的每个横向方向上旋转45°。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在大约一秒内出现微LED像素显示器的完整的90°的旋转角度。
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