CN1873766A - 以发光体的光迹形成图像的显示装置 - Google Patents

Abstract

现有技术中的以旋转的多排发光体的光迹形成图像的显示装置的屏幕表面只能显示图像，而不能对照射到显示面上的外界光线进行识别和处理。本发明通过在旋转体上的多排发光体(2)之间设置至少一行与光传感控制电路相连接的光传感元件(14)，形成可以扫描屏幕外光线或图象的图象获取面，使图像显示面同时具备了实时感知外界光照变化的功能，从而为各种仿真射击游戏或军事演习，以及激光教鞭式鼠标器和屏幕光笔的使用提供了条件；甚至能够让用户可以在屏幕上直接拷贝纸面图形。

Description

以发光体的光迹形成图像的显示装置

本发明为本申请人在2005年5月31日提出的名称为《一种图像显示装置》、申请号为200510026330.9的发明专利申请的分案申请。

技术领域：

本发明属于一种图像显示装置，尤其涉及一种以发光体的光迹形成图像的显示装置。

背景技术：

作为可以应用本发明的现有技术，主要是记载在名称为《时空分割旋转式电子显示屏幕》、申请号为85202605的台湾专利中的一种以多个发光体的旋转光迹形成图像的显示装置。这种现有技术的必要技术特征可以概括为以下6条：

a)可在驱动机构作用下连续进行旋转运动的旋转体，设置在旋转体表面上的至少一条由多个发光体排列而成的发光带，每个发光体的有效发光面的面积不大于像素面积；

b)具有可根据接收到的图像信号同时控制上述发光带的各个发光体的发光状态的显示驱动电路；

c)运动中的发光带的各个发光体可在图像信号中的对应行信号的调制下同时发光；

d)运动中的发光带的各个发光体的光迹共同拼合成图像显示面，组成图像显示面的所有像素均位于上述发光体的光迹上；

e)在任意0.06秒时间段内，图像显示面中至少有一条发光带通过，并且，任意像素位置至少有一个发光体通过；

f)在上述的显示驱动电路的控制下，任意一个运动中的发光体在通过其光迹上的任意两个相邻像素位置时，可以根据图像信号改变发光状态。

上述a)条中所述的驱动机构是指利用电机动力系统或者以其他可控的动力发生装置为动力来源的传动机构。所述的发光体是指有效发光面积至少不大于预定像素面积的小型发光体，如LED发光体、场致发光体、等离子发光体等等。

上述b)条中所述的图像信号是指用于控制图像显示面的各像素显示状态的电信号。这种电信号可以是目前的通用电视信号，也可以是经过特殊程序处理后生成的专用图像信号。

处于运动中的发光体的电源可以采用电极相互摩擦接触而输送电力的方式获得，也可以采用相对转动的感应线圈感应取电，还可以采用事先充入电池并使电池与发光体一同运动的方式获得。或者，在某些应用场合，还可以考虑采用与发光体同步运动的太阳能电池板，甚至直接利用循环运动体本身获得的动能通过发电装置发电。

所述的显示驱动电路可以和发光体直接集成在电路板上，并同步运动。图像信号可以通过电极摩擦接触方式接入到运动中的显示驱动电路，也可以通过设置在显示驱动电路上的无线电接收器件直接接收到外部发射的无线电图像信号，还可以通过光电发射与接收器件从外部信号光源读入，或者通过电磁感应技术非接触传入。

上述已知技术方案中公开的显示器的屏幕表面只能显示图像，而不能对照射到显示面上的外界光线进行识别和处理。若在显示面前面设置触摸屏，也仅能感知接触物的接触坐标和轨迹，而不能感知光线变化。

发明内容：

本发明的目的是使上述以发光体的光迹形成图像的显示装置的图像显示面具备实时感知外界光照变化的功能。

本发明是这样实现的：

这是一种以同步旋转的多个发光体的光迹形成图像的显示装置，其已知的必要技术特征包括：

a)可在驱动机构作用下连续进行循环运动的循环运动物，设置在循环运动物表面上的至少一条由多个发光体排列而成的发光带，每个发光体的有效发光面的面积不大于像素面积；

b)具有可根据接收到的图像信号同时控制上述发光带的各个发光体的发光状态的显示驱动电路；

c)运动中的发光带的各个发光体可在图像信号中的对应行信号的调制下同时发光；

d)运动中的发光带的各个发光体的光迹共同拼合成图像显示面，组成图像显示面的所有像素均位于上述发光体的光迹上；

e)在任意0.06秒时间段内，图像显示面中至少有一条发光带通过，并且，任意像素位置至少有一个发光体通过；

f)在上述的显示驱动电路的控制下，任意一个运动中的发光体在通过其光迹上的任意两个相邻像素位置时，可以根据图像信号改变发光状态；

在前述技术特征的基础上，本发明的独特之处在于：

a)所述的循环运动物上除设置了发光体之外，还设置了至少一组与光传感控制电路相连接的光传感元件；

b)这组光传感元件在循环移动中各自形成的扫描轨迹共同拼合成图像获取面，该图像获取面与所述的图像显示面平行且接近重合；

c)当循环运动物正常运行时，计算机可以根据每个光传感元件的物理坐标位置变化规律和受光状态变化实时地检测出图像获取面范围内任意局部位置的受光变化，以及发生受光变化的局部位置的具体方位数据。

比如，当一条光束照射到图像获取面上时，系统会根据经过照射点处的光传感元件的物理坐标位置，确定此刻的照射点的坐标位置。由于所有的光传感元件的安装位置和运动轨迹是已知并且恒定不变的，因此系统可以根据已知参数实时地直接计算出任何时刻的任何光传感元件的坐标位置。

这种功能的主要用途是用于激光教鞭式鼠标器、屏幕光笔和射击仿真程序。

所谓激光教鞭式鼠标器就是一种专用的光束发射器，由于根据上述技术措施，系统可以实时确定光束发射器照射到图像获取面上的照射点的坐标位置，从而使专用程序能够不断地根据这些实时获取的数据在图像显示面上的相对应的坐标位置实时地显示出鼠标指针影像，使鼠标指针能够实时地根据光束发射器在图像获取面上的照射点的位置变化而变化。使用者还能通过这种激光教鞭式鼠标器上的无线信号发射器以按键动作随时向主机的系统程序传送单击、双击等操作信号。

屏幕光笔的原理与激光教鞭式鼠标器类似。当屏幕光笔的笔尖在图像显示面前面的玻璃板上接触时，屏幕光笔发射的光束会在图像获取面上形成照射点，从而使系统能够根据经过此处的光电传感元件检测到屏幕光笔的笔触变化，并据此实时地转换成图像显示面上的笔迹图像变化。

显然，根据相同的原理，在射击仿真程序方面，本发明提供的图像显示面能够很容易实现更加逼真的模拟射击情景。从仿真枪中发射的激光光束在图像显示面上的照射点(也就是弹着点)的精确坐标位置能够实时地传送给系统程序，使系统能够即时地转换成弹着点位置的逼真的动态模拟景象。显然，与现有的类似技术相比，本发明的这种功能不论应用在电脑游戏中还是应用在军事仿真演习中，都具有很突出的优势。

如果在上述特征中进一步加入如下特征，会使图像显示面同时具备屏幕直接扫描获取纸面图文的功能：

a)所述的每个光传感元件均配有近距离照明元件；

b)在循环运动物正在循环运行的情况下，控制系统可依据指令开启上述照明元件，并通过每个光传感元件在照明元件的照射下实时地分别检测出靠近其受光面前部的物体表面的局部反射光参数，从而扫描获取被检测物表面的影像数据。

这相当于将现有的扫描仪产品的扫描窗与电脑的显示屏直接结合为一体。

这样，用户可以随时将纸张文字直接覆盖在屏幕上，让屏幕直接扫描纸张上的图文影像。而系统程序可以将扫描到的图文影像立即按一比一的比例在相同的位置显示出来，如同直接印在屏幕上。

本发明的优点是使以发光体的光迹形成图像的显示装置的图像显示面具备了实时感知外界光照变化的功能，从而为各种仿真射击游戏或军事演习，以及激光教鞭式鼠标器和屏幕光笔的使用提供了方便条件；甚至能够让用户可以在屏幕上直接拷贝纸面图形。

本发明的其他技术特征和积极效果将在下面的具体实时方式中结合附图做进一步的详细描述。

附图说明：

图1是一种能够用屏幕直接获取图像的圆盘形图象显示装置的正视图。

具体实施方式：

图1所示的是一种能够用屏幕直接获取图像的圆盘形图象显示装置。它的圆盘形旋转体(1-5)表面嵌入安装了三条用于显示影像的发光带(2-1)、(2-2)、(2-3)和三条用于获取影像的扫描行(14-1)、(14-2)、(14-3)。由旋转的发光带(2-1)、(2-2)、(2-3)构成的图象显示面与旋转的扫描行(14-1)、(14-2)、(14-3)构成的图像获取面相互重合。

扫描行(14-1)、(14-2)、(14-3)由细密排列的高灵敏度光传感元件和外围电路组成。

当圆盘旋转时，除了发光带(2-1)、(2-2)、(2-3)形成的图象显示面能够正常显示影像之外，在任意一段约百分之一秒的时间段内，扫描行(14-1)、(14-2)、(14-3)都能够记录到投射到图像获取面范围内的任意位置的一个或多个特殊亮光光点的坐标数据。这种特殊亮光可以是低功率激光光束照射后形成的光点。系统可以根据获取的光点坐标数据，按着具体程序的要求实时地转换成某种局部图形标志并显示在图像显示面的对应位置上。比如鼠标指针标志，或者弹着点的动态仿真痕迹。

扫描行(14)获取的光点对象的坐标数据精度取决于构成扫描行(14)的光传感元件的密度和中央处理器计算特定光传感元件的位置坐标的精确度。计算特定光传感元件的位置坐标的依据包括圆盘状旋转体(1-5)的额定转速和起始角度、扫描行(14)的安装方位数据、扫描行(14)与圆盘状旋转体(1-5)的起始角度之间的相对安装夹角、光传感元件的预定密度和位置次序等已知参数。其原理有些类似于目前的旋转式雷达原理。

这种具有图像获取面的显示装置的用途非常多。比如射击类游戏或者军事演练用的仿真射击场。利用3D软件，可以实时地给出弹着点(激光照射点)的精确位置，并利用软件实时地模拟出弹着点变化的逼真景象。

对于屏幕光笔和激光教鞭式鼠标器，则可以非常方便地实时显示出笔触变化或给出鼠标指针位置。

在扫描行(14)上，还可以设置一组与光传感元件平行安装的白色LED照明组件。并且，为了获取更清晰的图像，在光传感元件的前部设置具有预定焦距的微型聚光镜片。在图像显示面上覆盖一层玻璃板。并让微型聚光镜片的一侧焦点位于玻璃板外表面，另一侧位于光传感元件的感光区上。这样，当用户将纸张盖在图像显示面前面的玻璃板上，并执行特定的按键动作后，系统会将上述照明组件同时开启，在旋转中跟随扫描行一起依次照亮被扫描到的报纸表面，并通过各行扫描行上的光传感元件获取报纸表面图文的反光数据。如果光传感器件的灵敏性达不到要求，可以在仅做图像显示运行时，让圆盘以3600转/分钟的速度旋转，而作图像获取运行时，将圆盘转速降低到更符合光传感器件要求的速度。

Claims (2)

1.一种以发光体的光迹形成图像的显示装置，该装置的构成包括：

a)可在驱动机构作用下连续进行旋转运动的旋转体(1)，具有设置在旋转体(1)表面上的至少一条由多个发光体排列而成的发光带(2)，每个发光体的有效发光面的面积不大于像素面积；

b)具有可根据接收到的图像信号同时控制上述发光带(2)的各个发光体的发光状态的显示驱动电路；

c)运动中的发光带(2)的各个发光体可在图像信号中的对应行信号的调制下同时发光；

d)运动中的发光带(2)的各个发光体的光迹共同拼合成图像显示面，组成图像显示面的所有像素均位于上述发光体的光迹上；

e)在任意0.06秒时间段内，图像显示面中至少有一条发光带(2)通过，并且，任意像素位置至少有一个发光体通过；

f)在上述的显示驱动电路的控制下，任意一个运动中的发光体在通过其光迹上的任意两个相邻像素位置时，可以根据图像信号改变发光状态；

其特征是：

a)所述的旋转体(1)上除设置了发光体(6)之外，还设置了至少一组与光传感控制电路相连接的光传感元件；

b)这组光传感元件在循环移动中各自形成的扫描轨迹共同拼合成图像获取面，该图像获取面与所述的图像显示面平行且接近重合；

c)当旋转体(1)正常运行时，计算机可以根据每个光传感元件的物理坐标位置变化规律和受光状态变化实时地检测出图像获取面范围内任意局部位置的受光变化，以及发生受光变化的局部位置的具体方位数据。

2.如权利要求1所述的一种以发光体的光迹形成图像的显示装置，其特征是：

a)所述的每个光传感元件均配有近距离照明元件；

b)在旋转体(1)正在循环运行的情况下，控制系统可依据指令开启上述照明元件，并通过每个光传感元件在照明元件的照射下实时地分别检测出靠近其受光面前部的物体表面的局部反射光参数，从而扫描获取被检测物表面的影像数据。

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