RU2678658C2

RU2678658C2 - Дисплей, помещающий физический объект в пределах трехмерного объемного пространства

Info

Publication number: RU2678658C2
Application number: RU2016137684A
Authority: RU
Inventors: Гарет Пол БЕЛЛ
Original assignee: Гарет Пол БЕЛЛ
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-01-30
Also published as: US10262450B2; US20170287204A9; RU2016137684A3; US20170365088A1; US8149353B2; US20140362076A1; RU2016137684A; JP2017513044A; US10410402B2; US9922445B2; NZ514500A; US20050062410A1; US20120307182A1; WO2003032058A1; US20170330368A1; US8687149B2; US9721378B2; US20160012630A1

Abstract

Изобретение относится к блоку визуального отображения, создающему трехмерное объемное пространство. Технический результат заключается в повышении освещенности дисплеев, не ухудшая контрастность. Блок визуального отображения включает в себя первый экран в первой фокальной плоскости, отображающий первое изображение, второй экран во второй фокальной плоскости, отображающий второе изображение, при этом второй экран по меньшей мере частично перекрывает первый экран. Блок визуального отображения включает в себя физический объект, который расположен между первым экраном и вторым экраном, при этом первое и второе изображения отображаются в ответ на расположение физического объекта. Блок визуального отображения также включает в себя излучающий слой, содержащий лист, который расположен между первым экраном и вторым экраном и выполнен с возможностью обеспечения света для первого экрана и физического объекта. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[001] По этой заявке на патент испрашивается приоритет международной заявки на патент с порядковым номером PCT/NZ02/0213, имеющей международную дату подачи заявки 11 октября 2002, по которой испрашивается приоритет заявки на патент Новой Зеландии № 514500, поданной 11 октября 2001, обе из которых полностью включены в настоящее описание по ссылке. Кроме того, эта заявка является продолжением и по ней испрашивается приоритет заявки на патент США № 10/492624, озаглавленной «ОСВЕЩЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО ДИСПЛЕЙНОГО БЛОКА», поданной 20 октября 2004, которая полностью включена в настоящее описание по ссылке, по которой испрашивается приоритет упомянутой выше международной заявки на патент с порядковым номером PCT/NZ2002/00213 и заявки на патент Новой Зеландии № 514500. Кроме того, эта заявка является частичным продолжением и по ней испрашивается приоритет заявки на патент США № 13/438833, озаглавленной «ОСВЕЩЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО ДИСПЛЕЙНОГО БЛОКА», поданной 3 апреля 2012, которая полностью включена в настоящее описание по ссылке, по которой испрашивается приоритет упомянутой выше заявки на патент США № 10/492624. Кроме того, по этой заявке испрашивается приоритет заявки на патент США 14/192619, озаглавленной «ДИСПЛЕЙ, ПОМЕЩАЮЩИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ В ПРЕДЕЛАХ ТРЕХМЕРНОГО ОБЪЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА», поданной 27 февраля 2014, которая полностью включена в настоящий документ по ссылке.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] Настоящее изобретение относится к средству для освещения блоков визуального отображения, в частности, к портативному вычислительному средству, в том числе типа, известного как персональные цифровые помощники (PDA).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[003] Неослабевающая волна технологических улучшений компьютерных систем неотвратимо привела к мощнейшим за всю историю компьютерам с наименьшими за всю историю объемами. В последнее время это приводит к постепенно уменьшающимся воплощениям персональных компьютеров (ПК), то есть настольных компьютеров, портативных компьютеров и ноутбуков. Несмотря на уменьшенные физические размеры по сравнению с их предшественниками, каждый из них сохранил традиционную клавиатуру как основное средство ввода данных.

[004] Однако, появление персональных вычислительных устройств еще меньшего размера, то есть карманного компьютера или персонального цифрового помощника (PDA), уже делает невозможным использование полноразмерной клавиатуры. Кроме того, области дисплея у таких устройств в равной степени ограничены их миниатюрным размером. PDA обычно имеют размер кисти руки пользователя, что требует того, чтобы пользовательский интерфейс был спроектирован так, чтобы операции ввода были не слишком сложны, и чтобы было доступно достаточно пространства для отображения информации. Эти факторы часто применимы к множеству других портативных вычислительных средств, таких как мобильные телефоны, часы, калькуляторы, регистраторы данных и т.д., и как таковые эти устройства включены по ссылке в настоящее описание.

[005] Эти пространственные ограничения привели к встраиванию сенсорных экранов в качестве средства, объединяющего функции и ввода данных, и отображения информации. На прозрачно-отражающий жидкокристаллический дисплей накладывается прозрачный сенсорный экран, способный обнаруживать местоположение точки стилуса, которым на него нажимают. Стилус может использоваться для выбора различных значков и/или меню, чтобы давать инструкции операционной системе и вводить рукописные данные. Оптимизированные версии популярных программ для работы с электронными таблицами, программ для обработки текстов и организационных программ доступны для PDA в дополнение к другим специальным приложениям, предназначенным для использования с учетом ограничений аппаратного обеспечения PDA.

[006] Большинство систем, присутствующих в традиционном ПК, присутствует в PDA. Они включают в себя энергозависимое/оперативное и постоянное устройства хранения информации или память и логический процессор. В отличие от ПК операционная система PDA является обычно проприетарной и хранится в ROM на плате. Загруженные в дальнейшем пользователем приложения сохраняются в твердотельной «флэш-памяти», а не на вращающихся запоминающих носителях (магнитных или оптических), как правило используемых в ПК.

[007] Прозрачно-отражающие дисплеи типичных PDA состоят из двоякопреломляющей жидкости с киральной добавкой, запертой между проводящими слоями, притертой тканью или аналогом для выравнивания молекул жидкого кристалла подходящим образом. Двойное лучепреломление жидкого кристалла может быть переключено на нуль путем приложения электрического поля, перпендикулярного выровненным слоям. Для достижения этого один из проводящих слоев разбивается на маленькие квадратные или прямоугольные адресуемые электроды, упорядоченные в виде мозаики для формирования матрицы, в то время как другой формирует плоскость опорного напряжения. Над электродами могут быть добавлены цветовые фильтры для улучшения эффекта.

[008] Эта конструкция затем помещается между листами поляризационной пленки с совпадающими или перпендикулярными осями поляризации, располагается перед полупосеребренным зеркалом и обеспечивается освещением. Поскольку полупосеребренное зеркало пропускает 50% и отражает 50% падающего света, дисплей может освещаться с любой стороны, то есть освещаться с передней стороны или с задней стороны.

[009] Большие, прозрачные жидкокристаллические дисплеи (LCD) производятся аналогичным образом, как и прозрачно-отражающие дисплеи, за исключением полупосеребренного зеркала. Подсветка обеспечивается с помощью флуоресцентных трубок с холодными катодами в комбинации с оптическим волноводом, также известным как световод и рассеиватель.

[0010] Узлы световода подсветки предшествующего уровня техники выполнены из световодной панели с границами, практически совпадающими с краями LCD панели (как правило, прямоугольной), обычно они производятся из пластмассы на основе полиакрилатов с оптическими свойствами, аналогичными таковым для боросиликата. Пара миниатюрных трубок флуоресцентного излучения устанавливается в соответственно спроектированные отражающие свет крепления (то есть располагается в фокусах параболических отражателей) вдоль противоположных краев листа на основе акрилового пластика.

[0011] Функция трубок флуоресцентного излучения заключается в производстве и направлении некогерентного света во внутреннюю часть световодной панели, в пределах которой свет, как правило, ограничен с помощью хорошо известного принципа «полного внутреннего отражения». В идеальных условиях свет не будет исходить из поверхностей листа пластмассы на основе полиакрилатов. Однако свет может быть извлечен или его можно заставить исходить из поверхности световода путем формирования на нем царапин, неровностей или с помощью любого другого средства локального изменения критического угла для полного внутреннего отражения. Извлеченный свет может использоваться для целей подсветки, например, описанной выше подсветки LCD панели. Отражатель размещается за задней поверхностью световода, чтобы отражать излучаемый назад свет через LCD, усиливая подсветку дисплея.

[0012] Чтобы скомпенсировать уменьшение интенсивности света в световоде как функцию расстояния от флуоресцентных трубок, на одной или обеих поверхностях световодной панели неудаляемо формируется шаблон извлечения света. Как правило, шаблон извлечения света реализуется как шаблон точек, неудаляемо выгравированный или нанесенный пескоструйным образом на переднюю поверхность световодной панели на основе акриловых полимеров.

[0013] Для обеспечения компенсации интенсивности света вдоль световодной панели плотность шаблона точек может быть выполнена так, чтобы увеличиваться квадратично с расстоянием от трубок флуоресцентного излучения. Эта конструкция обеспечивает постоянную яркость подсветки на всей световодной панели. Альтернативное средство поддержания равномерной интенсивности излучения света на всей поверхности световода состоит в формировании панели с коническим профилем поперечного сечения.

[0014] Чтобы интегрировать (то есть рассеять) точечное распределение света, излучаемого из шаблона извлечения света к LCD панели, поверх световодной панели размещается рассеивающий свет лист. Рассеиватель является, как правило, тонким листом прозрачного материала из пластика или стекла, на одной поверхности которого отпечатаны маленькие (≈10^-6 м) выступы и впадины, он размещается на лицевой стороне световода, приводя к тонкой, яркой, равномерно светящейся ламбертовской поверхности. Также между дисплеем и подсветкой могут быть помещены призматические пленки, чтобы увеличить ее эффективность.

[0015] Второй рассеивающий свет лист размещается над задней поверхностью световодной панели в большинстве коммерческих конструкций «световода» подсветки для рассеивания точечного распределение света, испускаемого из сформированного неудаляемо диффузионного шаблона точек на задней поверхности, обращенной к отражающей поверхности, расположенной позади световодной панели.

[0016] Комбинация световодной панели, трубок флуоресцентного излучения, рассеивающих листов и отражающих слоев вместе образует плоскость подсветки, имеющую равномерную пространственную интенсивность для освещения LCD панели, прикрепленной к панели подсветки.

[0017] Прозрачно-отражающие конструкции дисплея используются в большинстве устройств PDA из-за их пониженной возможности накопления энергии и их потребности функционировать вне помещений и/или в условиях яркого окружающего света.

[0018] Поэтому устройства PDA, в общем, могут быть охарактеризованы как имеющие недостаток области дисплея/входного интерфейса и ограниченную возможность использовать энергоемкие устройства, такие как дисплеи с высокой яркостью.

[0019] Одним средством решения проблемы недостатка области дисплея/входного интерфейса является наложение дополнительной прозрачной области дисплея над существующим дисплеем PDA. Этот тип технологии (как описано в одновременно находящихся на рассмотрении патентных заявках PCT/NZ98/00098 и PCT/NZ99/00021 авторов настоящего изобретения, включенных в настоящий документ по ссылке) позволяет осуществить с помощью различных средств укладку плоскостей изображений стопкой на заданных расстояниях. Эти конфигурации обеспечивают естественный параллакс движения, при котором изменяется расстояние x и y между объектами, отображаемыми на различных плоскостях, в зависимости от угла обзора, бинокулярных признаков глубины и раздельных фокальных плоскостей, которые могут быть приведены или выведены из фокуса в зависимости от того, где зритель фиксирует его или ее внимание.

[0020] Однако, добавление дополнительного экрана дисплея, наложенного на существующий экран устройства типа PDA приводит к значительно затемненному объединенному дисплею. Это связано, отчасти, с естественным ослаблением света, проходящего через дополнительные слои дополнительного дисплея и с непрактичностью увеличения яркости подсветки из-за энергетических ограничений, обсуждавшихся выше.

[0021] Поэтому существует потребность в обеспечении увеличенной области дисплея устройств типа PDA (как было задано выше), не испытывая пагубных потерь в яркости изображения на дисплее.

[0022] Все ссылки, в том числе любые патенты или заявки на патент, цитируемые в этом описании, включены в настоящий документ по ссылке. Не делается никаких допущений, что любая ссылка представляет собой уровень техники. Обсуждение ссылок констатирует не более того, что было заявлено их авторами, и авторы настоящего изобретения сохраняют за собой право оспорить точность и уместность процитированных документов. Следует четко понимать, что хотя в настоящем документе может быть дано множество ссылок на публикации уровня техники, эта ссылка не является признанием того, что любой из этих документов формирует часть общедоступных сведений уровня техники в какой-либо стране.

[0023] Задачей настоящего изобретения является решение приведенных выше проблем или по меньшей мере предоставление общественности полезного выбора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечен способ адаптации блока визуального отображения, имеющего первый экран в первой фокальной плоскости, путем добавления одного или более по меньшей мере частично прозрачных экранов дисплея, по меньшей мере частично перекрывающих упомянутый первый экран и расположенных в фокальных плоскостях, отличающийся тем, что

между упомянутым первым экраном и по меньшей мере одним упомянутым дополнительным экраном дисплея обеспечен по меньшей мере частично прозрачный излучающий слой.

[0025] В настоящем описании термин «излучающий слой» включает в себя любой оптический компонент, способный излучать свет при стимуляции с помощью внешнего ввода, любого из электрического, оптического, механического, магнитного или другого.

[0026] В настоящем документе термин «блок визуального отображения» включает в себя, но не ограничивается только этим, персональные цифровые помощники (PDA), вычислительные средства, в том числе портативные и/или карманные устройства, мобильные телефоны, часы, калькуляторы, регистраторы данных, камеры, приборные доски, телевизоры и любые другие электронные средства отображения.

[0027] В соответствии с дополнительным вариантом осуществления обеспечен блок визуального отображения, произведенный с помощью описанного выше способа.

[0028] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения имеется блок визуального отображения, имеющий два или более по меньшей мере частично перекрывающихся экрана дисплея, расположенных в отличающихся фокальных плоскостях, причем по меньшей мере один упомянутый экран является по меньшей мере частично прозрачным; отличающийся тем, что между упомянутыми экранами обеспечен по меньшей мере частично прозрачный излучающий слой.

[0029] Поэтому можно заметить, что блок визуального отображения, такой как PDA, может быть выполнен с возможностью включать в себя дисплеи с множеством фокальных плоскостей и излучающим слоем или на начальном этапе изготовления, или устанавливаться при модернизации как отдельный аксессуар.

[0030] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения упомянутый излучающий слой является листом с практически плоскими верхней и нижней поверхностями и периферийной границей заданной толщины, упомянутый лист сформирован из материала так, что лучи света, падающие от упомянутой периферийной границы, удерживаются между упомянутыми плоскими поверхностями посредством полного внутреннего преломления под углами меньше критического угла.

[0031] Предпочтительно, по меньшей мере одна упомянутая плоская поверхность листа имеет множество заданных элементов поверхности, расположенных на нем, способных преломлять упомянутые удерживаемые лучи света, падающие на упомянутый элемент поверхности под углом, большим упомянутого критического угла полного внутреннего отражения, достаточным, чтобы выйти из упомянутого листа через одну из упомянутых плоских поверхностей.

[0032] Предпочтительно, упомянутые элементы поверхности включают в себя диффузионные точки, заранее заданные царапины, вдавленные канавки, выступы, регулярные или нерегулярные шероховатости и т.п.

[0033] Предпочтительно, по меньшей мере один источник света, такой как флуоресцентная трубка с холодным катодом, расположен вдоль упомянутого периферийного края.

[0034] В альтернативном варианте осуществления упомянутый источник света является массивом светодиодов.

[0035] Предпочтительно, упомянутый излучающий слой выполнен с возможностью преломления оси луча света на упомянутой периферийной границе, так что периферийная граница между смежными экранами не видима вдоль линии взгляда упомянутого зрителя.

[0036] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения упомянутые признаки распределены с увеличивающейся плотностью как функция расстояния (например, как квадратичная функция) от упомянутого источника света.

[0037] В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутая заданная толщина излучающего листа уменьшается как функция расстояния от упомянутого источника света.

[0038] Упомянутые выше конфигурации упомянутого распределения особенностей и толщины излучающего листа обе обеспечивают средство вывода равномерной интенсивности света, избегая уменьшения интенсивности с расстоянием от источника света.

[0039] В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутый излучающий слой сформирован из световода.

[0040] В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения упомянутый излучающий слой сформирован из узла прозрачного органического светодиода (TOLED).

[0041] TOLED излучает свет равномерно с обеих сторон и не обязательно требует описанного выше средства управления распределением интенсивности света посредством упомянутых заданных элементов поверхности и т.п.

[0042] Однако, тот факт, что свет испускается с обеих сторон TOLED может сам по себе вызвать ухудшение изображения, видимого зрителем. Это происходит вследствие того, что свет, испускаемый вверх через прозрачные части передней LCD панели к зрителю, будет пропускаться с одинаковой интенсивностью, независимо от того, отображает ли задняя LCD панель чистую или черную область в какой-либо данной точке на заднем экране.

[0043] Хотя это не является недостатком для прозрачных частей заднего экрана, черные области (например, текст) кажутся серыми с уменьшенным контрастом к смежной прозрачной области. Для света, излучаемого от TOLED, нет никакого средства для того, чтобы непосредственно его варьировать в соответствии с тем, совпадает ли он или накладывается на часть черного текста на заднем экране.

[0044] Этот недостаток преодолевается путем использования поляризатора из проволочной сетки и поляризованного TOLED, то есть TOLED, излучающего поляризованный свет. Необязательно, также может быть встроена оптическая фазовая пластинка. Эта комбинация (описанная ниже) эффективно рециркулирует свет, излучаемый непосредственно вверх от TOLED, и переориентирует поляризацию света для максимизации освещения дисплеев без ухудшения контраста дисплеев.

[0045] Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый излучающий слой является поляризованным излучающим слоем TOLED, расположенным между передним экраном и задним экраном, при этом между TOLED и передним экраном помещен поляризатор из проволочной сетки.

[0046] В настоящем документе передний и задний экраны задаются относительно физической близости к пользователю, наблюдающему дисплеи традиционным образом, то есть передний экран ближе к пользователю, чем задний экран. Один или более дополнительных экранов могут быть расположены между упомянутыми передним и задним экранами.

[0047] Поляризованный свет излучается с обеих поверхностей TOLED, с направленным вверх/наружу излучением, потенциально ухудшающим четкость, контраст и/или эффективность составного изображения, формируемого всеми перекрывающимися экранами дисплея.

[0048] Поляризаторы из проволочной сетки задаются в настоящем описании так, что они включают в себя любой поляризатор, способный к пропусканию P поляризованного света, при этом отражая S поляризованный свет или наоборот.

[0049] Поляризация задается относительно плоскости падения, то есть плоскости, которая содержит падающий и отраженные лучи, а также нормаль к поверхности образца.

[0050] S поляризацией является поляризация, в которой электрическое поле перпендикулярно плоскости падения, в то время как для P поляризации электрическое поле параллельно плоскости падения.

[0051] Поляризаторы из проволочной сетки могут быть сформированы из множества материалов и с помощью множества технологий производства, хотя они, как правило, включают в себя регулярные образования из разнесенных линий, сформированных на прозрачной подложке или пленке.

[0052] Полоски могут быть массивом проволочек из чрезвычайно тонкого металла, расположенных на поверхности оптически прозрачного окна, таких как KRS-5 или ZnSe. Так как электрическое поле света, ориентированного вдоль направления проволочек, может индуцировать электрические токи вдоль проволочек, проволочная сетка выступает в качестве металлической поверхности, отражающей практически все излучение с поляризацией вдоль направления проволочек. Электрическое поле, перпендикулярное направлению проволочек, не может индуцировать электрический ток в проволочной сетке. Таким образом, свет проходит через поляризатор только с потерями на отражение от окна подложки.

[0053] В альтернативных конструкциях точно разнесенные канавки выгравированы непосредственно в тщательно отполированной подложке из CaF₂ или ZnSe, которая затем алюминируется. Также могут использоваться голографические способы для создания канавок для голографических проволочных сеток.

[0054] Таким образом, проволочные сетки имеют такое свойство, что падающий свет данной поляризации может пройти через поляризатор, в то время как свет ортогональной поляризации к упомянутой данной поляризации соответственно отражается. Поэтому из этого следует, что если поляризатор из проволочной сетки освещается светом, поляризованный в том же самом направлении, что и ось поляризации сетки, весь свет будет отражен. И наоборот, поляризованный свет, ориентированный ортогонально оси поляризации проволочной сетки, будет проходить через сетку. Однако поляризованный свет падает на поляризатор из проволочной сетки.

[0055] Поэтому в одном варианте осуществления ось поляризации проволочной сетки расположена так, чтобы отражать поляризованный свет, излучаемый от TOLED назад через TOLED к заднему экрану.

[0056] Предпочтительно, упомянутый задний экран является холестерическим жидкокристаллическим (LCD) дисплеем.

[0057] В одном варианте осуществления отраженный свет проходит через четвертьволновую фазовую пластинку, прежде чем отразиться упомянутым задним экраном. Это создает четвертьволновой сдвиг в свете, который затем отражается и циркулярно-поляризуется задним дисплеем. Однако следует понимать, что могут использоваться фазовые пластинки, создающие другие фазовые сдвиги в зависимости от характеристик падающего света и экранов дисплея.

[0058] Свет, отраженный задним дисплеем, проходит через четвертьволновую фазовую пластинку во второй раз перед прохождением через TOLED во второй раз к поляризатору из проволочной сетки. Фазовая пластинка вносит дополнительный четвертьволновой сдвиг, приводящий к линейно-поляризованному свету. Области, обозначающие текст или графику на заднем дисплее, то есть области, предотвращающие пропускание света, остаются неосвещенными областями в свете, отраженном от заднего экрана на зрителя.

[0059] Линейно поляризованный свет затем проходит через поляризатор из проволочной сетки и поляризатор переднего экрана.

[0060] Таким образом, описанная выше конфигурация эффективно рециркулирует свет, излучаемый от верхней поверхности TOLED, который в противном случае ухудшал бы контраст и яркость изображения, видимого зрителем.

[0061] В альтернативном варианте осуществления фазовая пластинка может быть целиком опущена. В таких вариантах осуществления свет, излучаемый от TOLED непосредственно к заднему экрану (10) плюс свет, отраженный от поляризатора из проволочной сетки, непосредственно отражается задним экраном (10), прежде чем пройти через поляризатор из проволочной сетки и передний экран.

[0062] Степень, в которой отраженный свет от заднего дисплея проходит через поляризатор из проволочной сетки, зависит от его поляризации, которая в свою очередь зависит от поляризации света, падающего на задний экран. Холестерический задний LCD экран ведет себя практически как циркулярный поляризатор. Следовательно, для трех возможных поляризаций света, падающего на задний экран, отраженный свет имеет следующую поляризацию:

i. падающий свет является хаотично-поляризованным, в этом случае отраженный свет будет циркулярно-поляризованным;

ii. падающий свет является линейно-поляризованным, в этом случае он окажется циркулярно-поляризованным;

iii. падающий свет является эллиптически-поляризованным, в этом случае он окажется эллиптически-поляризованным.

[0063] Отраженный свет может проходить через проволочную сетку без изменений, если ориентация его поляризации соответствует оси прозрачности проволочной сетки, то есть является линейно-поляризованной.

[0064] Если отраженный свет является циркулярно-поляризованным, полезно использовать соответствующую фазовую пластинку для коррекции согласования поляризации, чтобы она совпадала с поляризацией поляризатора из проволочной сетки.

[0065] Предпочтительно, упомянутые экраны являются жидкокристаллическими дисплеями. Однако следует понимать, что возможны альтернативные конструкции, и изобретение не обязательно ограничено использованием LCD.

[0066] Основными критериями для заднего дисплея является то, что он отражает падающий свет по меньшей мере в некоторой степени. Альтернативы LCD дисплеям, подходящие для этой цели, включают в себя недавно разработанную «электронную бумагу». Эта область представляет большой интерес в кругах, исследующих дисплеи, с целью создания изделия, образующего электронную альтернативу традиционной бумаге с очень тонким, недорогим, с низким потреблением энергии дисплеем для текста и статических изображений. Это электронная бумага предназначена для обеспечения продукта, который используется таким же образом, как и настольный дисплей, но без таких больших размеров.

[0067] Задействованные технологии включают в себя интерферометрические модуляторы, которые формируются с помощью переключаемого массива оптических резонаторов, микроинкапсулированных электрофорезных дисплеев, которые используют электрически управляемые пигменты, а также хорошо развитые отражающие и прозрачно-отражающие жидкокристаллические технологии.

[0068] Эти и любой другой тип дисплея, который отражает между 10% и 100% падающего света, были бы пригодны для использования в качестве заднего дисплея в настоящем изобретении.

[0069] Следовательно, посредством встраивания по меньшей мере частично прозрачного излучающего слоя может быть реализован практичный блок визуального отображения с множеством фокальных плоскостей, такой как PDA. Прозрачные свойства излучающего слоя позволяют сохранить конструкции прозрачно-отражающих дисплеев и, таким образом, обойтись без необходимости в дополнительном питаемом освещении дисплея в условиях высокой внешней освещенности. Когда дополнительное освещение требуется в закрытом помещении или в окружении с низкой освещенностью, излучающий слой обеспечивает средство малой мощности для обеспечения необходимого освещения.

[0070] Дополнительно следует понимать, что описанная выше конфигурация, использующая TOLED в качестве излучающего слоя, не обязательно должна применяться между двумя экранами дисплея.

[0071] Вместо этого конфигурация может использоваться как переднее средство освещения в других однослойных или многослойных дисплеях отдельно или в комбинации с другой подсветкой и/или излучающими слоями, расположенными между дисплеями.

[0072] Таким образом, в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечен узел освещения блока визуального отображения, включающий в себя:

- поляризованный прозрачный органический светодиод (TOLED) и поляризатор из проволочной сетки, расположенный между TOLED и зрителем, наблюдающим блок визуального отображения.

[0073] Необязательно, упомянутый узел освещения включает в себя оптическую фазовую пластинку, расположенную между TOLED и задним дисплеем. Величина фазового сдвига (например, четвертьволновая фазовая пластинка) может быть задана в соответствии с вариацией между поляризацией света, излучаемого TOLED и отраженного от заднего экрана(ов) дисплея, и поляризационной осью прозрачности поляризатора из проволочной сетки. Следует понимать, что величина фазового сдвига, обеспечиваемого оптической фазовой пластинкой, должна быть равна половине полного требуемого фазового сдвига, поскольку свет проходит через фазовую пластинку дважды.

[0074] Упомянутый узел освещения может использоваться перед блоком визуального отображения, состоящим из одного или более экранов, хотя ослабление света последовательными экранами накладывает ограничение на число слоев экранов. Узел освещения может также быть расположен между двумя экранами в многослойном дисплее, как описано в упомянутых выше вариантах осуществления.

[0075] Узел освещения блока визуального отображения может, таким образом, быть прикреплен к передней стороне многослойного дисплея, такого как блок LCD дисплея с двумя экранами, в качестве замены традиционной подсветки. Узел освещения может также использоваться в приложениях, где пользователь должен смотреть на объект/сцену в значительной степени с того же самого направления, что и источник освещения, направленный на сцену/объект, например, свет стоматолога или ювелира с центральной прозрачной увеличительной секцией.

[0076] Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения раскрывают блок визуального отображения, создающий трехмерное объемное пространство. Дисплей включает в себя первый экран в первой фокальной плоскости, при этом первый экран отображает первое изображение. Дисплей включает в себя второй экран во второй фокальной плоскости, отличающейся от первой фокальной плоскости, при этом второй экран отображает второе изображение, и при этом второй экран по меньшей мере частично перекрывает первый экран. Дисплей включает в себя физический объект, расположенный между первым экраном и вторым экраном, при этом по меньшей мере одно из первого и второго изображений отображается в ответ на расположение физического объекта.

[0077] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения раскрыт способ адаптации блока визуального отображения, при этом способ включает в себя создание трехмерного (3D) объемного пространства с изображениями. Способ включает в себя обеспечение первого экрана в первой фокальной плоскости, при этом первый экран отображает первое изображение. Способ включает в себя обеспечение второго экрана во второй фокальной плоскости, отличающейся от первой фокальной плоскости, при этом второй экран отображает второе изображение, и при этом второй экран по меньшей мере частично перекрывает первый экран. Способ включает в себя обеспечение физического объекта, расположенного между первым экраном и вторым экраном, при этом по меньшей мере одно из первого и второго изображений отображают в связи с физическим объектом.

[0078] В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения раскрыт способ адаптации блока визуального отображения, при этом способ включает в себя создание трехмерного объемного пространства с изображениями. Способ включает в себя обеспечение первого экрана в первой фокальной плоскости, при этом первый экран отображает первое изображение. Способ включает в себя обеспечение второго экрана во второй фокальной плоскости, отличающейся от первой фокальной плоскости, при этом второй экран отображает второе изображение, и при этом второй экран по меньшей мере частично перекрывает первый экран. Способ включает в себя создание 3D объемного пространства путем связывания первого изображения и второго изображения. Способ включает в себя помещение физического объекта в пределах 3D объемного пространства, при этом по меньшей мере одно из первого и второго изображений отображают в связи с физическим объектом.

[0079] Эти и другие задачи и преимущества различных вариантов осуществления настоящего раскрытия будут понятны специалистам в области техники после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления, которые изображаются на различных чертежах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0080] Дополнительные аспекты настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания, которое дается только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[0081] фиг. 1 показывает схематичный вид сбоку в поперечном сечении узла световода подсветки дисплеев уровня техники;

[0082] фиг. 2 показывает вид сверху диффузионного точечного дисперсионного шаблона, распределенного на поверхности световода;

[0083] фиг. 3 показывает схематичный вид в разборе первого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

[0084] фиг. 4 показывает схематичное поперечное сечение известного дисплея PDA;

[0085] фиг. 5 показывает схематичное поперечное сечение еще одного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

[0086] фиг. 6 показывает схематичное поперечное сечение TOLED в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0087] фиг. 7 показывает схематичное поперечное сечение варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг. 3, 5 и 6;

[0088] фиг. 8 показывает схематичное поперечное сечение TOLED в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0089] фиг. 9 показывает схематичное поперечное сечение TOLED в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0090] фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций, изображающей способ интеграции физического объекта в пределах блока визуального отображения, имеющего два или более экранов, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0091] фиг. 11A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0092] фиг. 11B является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 11A, при просмотре вдоль направления линии взгляда зрителя, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0093] фиг. 11C является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 11A, сохраняющего визуальную глубину после того, как признак глубины был удален, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0094] фиг. 12A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, включающими в себя информацию, относящуюся к физическому объекту, и информацию, не относящуюся к физическому объекту, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0095] фиг. 12B является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 12A, при просмотре вдоль направления линии взгляда зрителя, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0096] фиг. 13A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, при этом один дисплей имеет информацию, связанную с физическим объектом, а второй дисплей имеет информацию, не связанную с физическим объектом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0097] фиг. 13B является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 13A, при просмотре вдоль направления линии взгляда зрителя, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0098] фиг. 14A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями так, что множество единиц информации отображаются отдельно каждая в различных слоях, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0099] фиг. 14B является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[00100] фиг. 14C является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, но с другим расположением, чем показано на фиг. 14B, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[00101] фиг. 14D является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, но с убранным из дисплея физическим объектом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия; и

[00102] фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций, изображающей способ интеграции физического объекта в пределах трехмерного объемного пространства, заданного многослойным дисплеем, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[00103] Фиг. 1-7 изображают предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения в форме персонального цифрового помощника (PDA) или его части. Однако следует понимать, что настоящее изобретение одинаково применимо к множеству блоков визуального отображения, в том числе портативному и/или карманному вычислительному средству, такому как мобильные телефоны, часы, калькуляторы, регистраторы данных и т.п., и они охватываются этим изобретением для целей этого описания.

[00104] Существующие устройства, включающие в себя портативные блоки визуального отображения, такие как PDA, имеют строгие ограничения по потреблению энергии их компонентами из-за ограниченной емкости аккумулятора. Следовательно, широко распространено использование прозрачно-отражающих дисплеев и использование световодов или оптических волноводов как части узла подсветки. Фиг. 1 показывает типичный узел (1) подсветки, используемый в компьютерах типа ноутбука, включающий в себя световод (2) в форме прямоугольного прозрачного листа на основе акрилового пластика с практически плоской верхней и нижней поверхностью с рассеивателем (3) и отражателем (4), соответственно прикрепленными к нему или расположенными рядом.

[00105] Световод имеет вдоль одного периферийного края флуоресцентную трубку (5) с холодным катодом, помещенную в параболический отражатель (6), который отражает освещение через периферийную граничную стену световода (2), которое удерживается посредством полного внутреннего отражения. Какая-либо или обе плоских поверхностей световода (2) могут быть снабжены множеством диффузионных точек (7). По существу, световод (2) обеспечивает источник освещения и не является частью оптического сегмента дисплея.

[00106] Как показано на виде сверху на фиг. 2, диффузионные точки (7) являются локализованными областями, в которых свет, ограниченный в пределах световода, попадая в диффузионные точки (7) превышает критический угол для полного внутреннего преломления и испускается из плоской поверхности. Для поддержания равномерного распределения яркости поперечный профиль световода (2) сужается с расстоянием от флуоресцентной трубки (5). Противоположный периферийный край к флуоресцентной трубке (5) снабжен концевым отражателем (8).

[00107] Узел подсветки, показанный на фиг. 1, располагается в самой задней части типичных экранов дисплея компьютеров типа ноутбука.

[00108] Область дисплея и/или пользовательского интерфейса ввода является высококачественной в PDA из-за их размера. Фиг. 3 показывает схему поперечного сечения существующей конфигурации PDA (1), оснащенного дополнительным дисплеем (20), который параллелен и располагается на расстоянии от исходного дисплея (10).

[00109] Обращаясь конкретно к фиг. 3, поляризованный источник (11) подсветки (известного типа), находящийся позади дисплея (10), размещается позади составной последовательности слоев, состоящей из, последовательно, полупосеребренного зеркала (12), стеклянной подложки (13), притертого проводящего заземленного слоя (14) ITO, жидкого кристалла (15), слоя ITO с шаблоном электродов и последующим притертым полиимидным слоем (16), стеклянной основы (17) и анализатора (18). Эта конструкция является типичной для прозрачно-отражающих LCD, как известно специалистам в области техники, и она не обсуждается более подробно. Исходный дисплей (10) можно улучшить путем прикрепления второго дисплея (20), который прикрепляется к плоской лицевой стороне исходного дисплея (10) и является практически совпадающим с ним.

[00110] Второй дисплей (20) также состоит из множества слоев, которые последовательно от передней стороны исходного дисплея (10) состоят из излучающего прозрачного рефрактора (21), заднего анализатора/поляризатора (22), стеклянной подложки (23), притертого проводящего заземленного слоя ITO и последующего полиимидного выравнивающего слоя (24), второго жидкого кристалла (25), притертого полиимидного выравнивающего слоя и последующего шаблона (26) электродов ITO, передней стеклянной подложки (27), переднего анализатора (28) и рассеивателя (29). Рассеиватель (17) может быть нанесен на поверхность слоя (30) сенсорного экрана. Фиг. 3 показывает вариант осуществления, в котором две сборки дисплеев (10, 20) объединяются на этапе изготовления в однородный блок.

[00111] Альтернативно, второй дисплей (20) может быть в качестве модернизации добавлен как отдельный блок с передней стороны дисплея (10) PDA, как изображено на фиг. 4 и 5, где элементы, идентичные таковым, показанным на фиг. 3, пронумерованы таким же образом.

[00112] Фиг. 4 показывает существующий дисплей (10) PDA с дополнительным (относительно изображенного на фиг. 3) слоем (19) сенсорного экрана, к которому может быть прикреплен слой рассеивателя (18). Фиг. 5 показывает вторичный экран (20) дисплея, который присоединяется к исходному экрану (10) с помощью соответствующих крепежных зажимов (не показаны) и соединяется с процессором PDA через соответствующую управляющую электронику и источник питания, сопряженные через слот расширения, как правило присутствующий в известных PDA. Такие соединения хорошо известны специалистам в области техники и, следовательно, не обсуждаются дополнительно в настоящем документе.

[00113] Излучающий слой или излучающий прозрачный рефрактор (21) формируется в одном варианте осуществления из листа пластмассы на основе полиакрилатов, известной как световод (2) или оптический волновод, как описано со ссылкой на фиг. 1. Световод, как правило, состоит из листа с двумя практически плоскими противоположными поверхностями, на которых расположено множество заданных элементов поверхности, таких как диффузионные точки (7). Световод освещается одним или более источниками света, например, флуоресцентными трубками (5) с холодным катодом, расположенными с периферийного края световода (21) таким же образом, как показано на фиг. 1.

[00114] Конфигурация излучающего слоя (21) практически соответствует непосредственно световоду (2), показанному на фиг. 1, за исключением того, что опущен нижний отражатель (4). Свет может излучаться с обеих плоских поверхностей из излучающего прозрачного световода (21) для непосредственной подсветки обоих LCD дисплеев (10, 20). Однако, предпочтительно, только нижняя плоская поверхность световода (2) снабжена множеством диффузионных точек (7), чтобы ограничить испускаемое освещение только задним дисплеем (10). Свет затем отражается от кристалла холестерического жидкого кристалла в заднем дисплее (10) и пропускается через излучающий слой (21) и передний экран (20) дисплея.

[00115] Ограничение излучения света, таким образом, гарантирует, что области текста или графики на заднем экране (10) не совпадают непосредственно со светом, излучаемым непосредственно от излучающего дисплея (21) через передний дисплей (20) к зрителю с соответствующим уменьшением контрастности и появлением серой окраски/появлением блеклости оттенков.

[00116] В альтернативном варианте осуществления световод (21) может быть заменен источником (30) света на основе прозрачных органических светодиодов (TOLED). Фиг. 6 показывает существующую подсветку (30) TOLED, состоящую из следующего множества слоев в форме: прозрачного анода (31), стеклянной пластины (32), слоя (33) введения дырок, слоя (34) с дырочной проводимостью, слоя (35) с электронной проводимостью, генерирующего свет слоя (36) и катода (37).

[00117] Органические светодиоды являются новым прорывом в области технологии изготовления дисплеев, они обеспечивают множество полезных характеристик для использования в осветительных приложениях. Однако TOLED большой площади в настоящий момент не доступны, поэтому предоставляется подсветке TOLED для LCD небольшой площади и т.п. Принцип действия TOLED (30), как изображено на фиг. 6, основан на электронно-дырочной рекомбинации. Стеклянная пластина (32), содержащая прозрачный анод (31) (как правило, ITO) используется как подложка для осаждения небольших молекул в последовательности органических слоев (33-36). Электроны вводятся в органические слои (33-36) катодом при приложении напряжения постоянного тока (DC) выше критического порогового напряжения. Дырки, соответственно, вводятся в органические слои (33-36) анодом (31). Электроны, перемещающиеся через слой (35) с электронной проводимостью, встречаются с дырками от анода (31) через слой (33) источника дырок и слой (34) с дырочной проводимостью. Рекомбинация электронов с дырками в генерирующем свет слое (36) создает «экситоны» (возбужденная нейтральная молекула), которые впоследствии возвращаются в основное состояние, таким образом, высвобождая энергию рекомбинации в форме видимого излучения.

[00118] Генерирующий свет слой (36) может быть легирован малым количеством конкретных органических молекул (легирующими примесями), чтобы улучшить эффективность генерируемого света. Генерирующий свет слой (36), использующий легирующие примеси, как правило называется слоем-«материала-основы». Соответствующий выбор легирующих примесей и материалов-основ может приводить к генерации света различного цвета; белый свет может быть создан с помощью двух слоев материалов-основ и легирующих примесей.

[00119] Чтобы использовать TOLED (30), изображенный на фиг. 6, в качестве излучающего прозрачного рефрактора (21) (в противоположность его роли в качестве подсветки), необходимо уточнить, что катод (37) является прозрачным, чтобы излучаемый свет мог освещать оба экрана (10, 20) LCD. Возможные конфигурации вариантов осуществления, использующих TOLED (30) вместо световода (2) в качестве излучающего слоя (21), соответствуют вариантам осуществления, показанным на фиг. 3-5, с заменой на TOLED (30) излучающего прозрачного рефрактора (21).

[00120] Создавая видимость, что задний экран (10) увеличен относительно переднего экрана (20), преломляющие свойства излучающего прозрачного отражателя (21) препятствуют доступу линии взгляда зрителя для обнаружения фактических границ краев заднего дисплея (10) при малых углах падения. Это можно видеть на фиг. 7, где лучи (38 и 39) испускаемого света, возникающие в точках (42, 43) объекта соответственно, как кажется, возникают в точках (40, 41) изображения соответственно. Это не позволяет зрителю видеть периферийные края части объединенного дисплея, расположенной между отдельными блоками (10, 20) LCD. Это также увеличивает трехмерное качество всего дисплея (10, 20).

[00121] Следует иметь в виду, что могут быть сделаны различные изменения и перестановки показанных узлов дисплеев, не отступая от объема изобретения. Например, два или более дополнительных дисплея (20) могут быть добавлены к существующему дисплею (10), чтобы обеспечить дополнительную доступную область отображения, каждый дисплей с или без соответствующего излучающего прозрачного рефрактора (21).

[00122] Хотя упомянутые выше варианты осуществления относятся к использованию жидкокристаллических дисплеев, следует иметь в виду, что они не являются существенными, и что могут использоваться любые альтернативные технологии дисплеев, неизлучающие или самоизлучающие, при условии, что каждый передний дисплей по меньшей мере частично прозрачен.

[00123] Фиг. 8 показывает еще один вариант осуществления настоящего изобретения, позволяющий преодолеть недостатки описанного выше варианта осуществления на основе TOLED. Поскольку свет излучается одинаково от обеих поверхностей TOLED, области TOLED, перекрывающие области текста или графики на заднем экране (10) будут казаться серыми (в случае дисплея, использующего монохромные экраны LCD) вместо черных из-за дополнительной яркости, испускаемой по направлению к зрителю прозрачным органическим светодиодом (TOLED). Поскольку свет, испущенный TOLED через передний экран (20), никак не взаимодействует с задним дисплеем (20), невозможно преодолеть этот недостаток, не вмешиваясь в оптический путь света. В отличие от световода (2), трудно ограничить испускание света только на одну поверхность, не затрагивая прозрачность TOLED (30).

[00124] Эта трудность преодолевается в варианте осуществления, показанном на фиг. 8, путем встраивания поляризатора (44) из проволочной сетки между TOLED (30) и передним экраном (20) и оптической фазовой пластинки (45), расположенной между TOLED (30) и задним экраном (10).

[00125] Распространение света, испускаемого слоем TOLED (30), описывается со ссылкой на этапы 46-53 со ссылкой на соответствующие вектора и матрицы Джонса.

[00126] В этом варианте осуществления TOLED (30) выполнен с возможностью испускания поляризованного света. Первоначально свет испускается (этап 46) с обеих сторон TOLED (30) к переднему (20) и заднему (10) дисплеям, каждый из которых представлен вектором (46) Джонса в виде

.

[00127] Свет (47), испускаемый по направлению к переднему дисплею (20), отражается от поляризатора (44) из проволочной сетки и проходит обратно через TOLED (30), суммируясь со светом (48), первоначально испущенным к заднему экрану (10) (той же самой поляризации), при этом результирующий свет (49) имеет вектор Джонса в виде

.

[00128] Результирующее линейно поляризованное освещение (49) проходит через оптическую фазовую пластинку (45), которая осуществляет соответствующий фазовый сдвиг. В показанном варианте осуществления фазовая пластинка (45) производит четвертьволновой фазовый сдвиг, как это обозначено ее соответствующей матрицей Джонса

..

[00129] Результирующее пропускание дается уравнением:

[00130] Результирующий свет (50) со сдвигом по фазе отражается жидким кристаллом заднего холестерического дисплея (10), который ведет себя практически как циркулярный поляризатор. Учитывая, что матрица Джонса заднего дисплея имеет вид

, результирующий отраженный свет (51) описывается уравнением:

[00131] Отраженный свет (51) затем повторно проходит через фазовую пластинку (45) с дополнительным четвертьволновым сдвигом по фазе с результирующим линейно-поляризованным выходом, который дается уравнением:

[00132] Свет (51), прошедший через фазовую пластинку (45), снова проходит через слой (30) TOLED. Поскольку матрица Джонса TOLED (30) является единичной матрицей

, результирующий эффект прохождения, как это дается уравнением:

оставляет результирующий свет (53) без изменений.

[00133] Свет (53), повторно прошедший через TOLED (30), затем проходит через поляризатор (44) из проволочной сетки, описываемый матрицей Джонса

, с результирующим прошедшим светом (54), который дается уравнением:

[00134] Результирующий свет (54), прошедший через поляризатор (44) из проволочной сетки, сохраняет все поляризационные атрибуты каждой части любого изображения, генерируемого на заднем экране (10), сохраняя относительную яркость между затемненными и светлыми областями. В варианте осуществления, показанном на фиг. 8, этот свет (54) затем проходит через передний экран (20).

[00135] Однако, в альтернативных вариантах осуществления комбинация TOLED (30), поляризатора (44) из проволочной сетки и (необязательно) оптической фазовой пластинки (45), вместе формирующих узел (55) освещения, может быть расположена перед многоэкранным дисплеем или даже использоваться как прозрачное средство освещения, позволять пользователю освещать сцену, при этом просматривая сцену с той же самой оси, что и источник освещения.

[00136] Включение фазовой пластинки (45) является необязательным, в зависимости от отражающих свойств заднего дисплея (10). Фазовая пластинка (45), таким образом, используется для коррекции плоскости колебаний электрического поля (то есть поляризации), чтобы гарантировать, что возможное прохождение через поляризатор (44) из проволочной сетки осуществляется с минимумом потерь на поглощение.

[00137] В упомянутом выше примере задний дисплей (10) является холестерическим прозрачно-отражающим жидким кристаллом, который действует как циркулярный поляризатор. В зависимости от поляризации падающего света (49), свет, отраженный от заднего экрана (10), может быть одним из следующего:

[00138] Фазовая пластинка (45), таким образом, встраивается, только если необходимо изменить ориентацию поляризации света, отраженного от заднего экрана (10), перед его прохождением или отражением поляризатором (44) из проволочной сетки.

[00139] Фиг. 9 показывает вариант осуществления настоящего изобретения, идентичный показанному на фиг. 8, за исключением того, что опущена оптическая фазовая пластинка (45). Такие же компоненты (10, 20, 44, 47) пронумерованы таким же образом. Аналогично, преобразование света (46, 47, 48, 49), испущенного TOLED (30), отраженного от проволочной сетки (44), прошедшего через TOLED (30) и падающему на задний экран (10) идентично таковому для показанного на фиг. 8 с такой же нумерацией ссылочных позиций. Векторы Джонса, ассоциированные со светом (46, 47, 48, 49) и матрицы Джонса, характеризующие передний экран (20), задний экран (10), TOLED (30) и поляризатор (44) из проволочной сетки, также идентичны предыдущему варианту осуществления.

[00140] Таким образом, рассматривая ситуацию, следующую за падением света (49) на задний экран (10), который не прошел через фазовую пластинку (45), последующие переходы имеют следующий вид:

[00141] Падающий свет (49), характеризуемый вектором Джонса

, отражается задним экраном (10) с результирующим преобразованием, которое дается уравнением:

[00142] Отраженный свет (56) затем снова проходит через TOLED (30). Поскольку матрица Джонса для TOLED (30) является единичной матрицей

, результирующий эффект прохождения, который дается уравнением:

оставляет результирующий свет (57) без изменений.

[00143] Свет (57), прошедший через TOLED (30), затем проходит через проволочную сетку (44), характеризуемую матрицей Джонса

, с результатом, даваемым уравнением:

[00144] В соответствии с общераспространенными условными обозначениями, мнимая составляющая рассматривается лишь как математическое средство для выражения ориентации поляризации. Результирующий выход (58) дает вектор Джонса

в сравнении с вектором Джонса

для соответствующего выхода (54) света, производимого в варианте осуществления, включающем в себя фазовую пластинку (45). Эта разница является лишь фазовым сдвигом на 180 градусов относительно другого. Так как глаз интегрирует по времени, он не может отличить эту разницу, и результирующая яркость обоих вариантов осуществления кажется одинаковой.

[00145] Таким образом, при использовании заднего дисплея (10) из холестерического жидкого кристалла или другого дисплея с такими же отражающими свойствами фазовая пластинка (45) может быть без ущерба опущена. Если, однако, задний дисплей (10) и/или любые дополнительные оптические компоненты, которые могут быть помещены в световом пути от TOLED (30) к переднему экрану (20), приводят к рассогласованию между осью поляризации проволочной сетки (44) и света, падающего на него, может использоваться фазовая пластинка (45) для коррекции рассогласования.

[00146] Подсветки блока визуального отображения и другие такие источники освещения вырабатывают тепло, которое может быть трудно рассеять без ограничений на конструкцию корпуса и/или потребности в активном охлаждении, таком как вентиляторы. Размещение источника освещения перед передним экраном может облегчить такие проблемы с нагревом. Таким образом, узел освещения может, например, использоваться с дисплеями с одним экраном для замены подсветки в таких применениях, как портативные компьютеры и т.п.

[00147] В таких случаях поляризатор (44) из проволочной сетки формируется на внутренней поверхности подложки или между слоями подложки в слоистой конструкции для защиты чувствительной проволочной сетки.

[00148] Аспекты настоящего изобретения были описаны только в качестве примера, и следует понимать, что в нем могут быть сделаны модификации и дополнения, не отступая от объема изобретения.

Физические объекты, помещенные в 3D объемное пространство

[00149] Варианты осуществления настоящего изобретения реализуются в дисплеях, имеющих два или более по меньшей мере частично перекрывающихся экранов дисплеев, расположенных в различных фокальных плоскостях, например, дисплеи, описанные выше в настоящем документе на фиг. 1-9, и других однослойных или многослойных дисплеях, использующих различные формы освещения (например, подсветку и/или излучающие слои, расположенные между дисплеями и т.д.).

[00150] Фиг. 10 является блок-схемой 1000 последовательности операций, иллюстрирующей способ интеграции одного или более физических объектов в пределах блока визуального отображения, имеющего два или более экранов, таких как многослойный дисплей, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Например, варианты осуществления настоящего изобретения применимы ко множеству блоков визуального отображения, в том числе портативным и/или карманным вычислительным средствам, таким как мобильные телефоны, часы, калькуляторы, регистраторы данных и т.п. Другие варианты осуществления настоящего изобретения одинаково применимы к большим блоками визуального отображения, таким как приборные панели, дисплеи транспортных средств, игровые устройства, телевизионные экраны, мониторы и т.п.

[00151] На этапе 1010 способ включает в себя обеспечение первого экрана в первой фокальной плоскости блока визуального отображения, при этом упомянутый первый экран отображает первое изображение. На этапе 1020 способ включает в себя обеспечение второго экрана во второй фокальной плоскости блока визуального отображения, при этом второй экран отображает второе изображение. Фокальные плоскости являются различными, так что изображения в этих двух фокальных плоскостях обеспечивают трехмерное объемное пространство, в пределах которого проецируются изображения. В одном варианте осуществления изображения отображаются так, что обеспечивается общее изображение, которое имеет глубину, реальную и увеличенную при просмотре зрителем.

[00152] В одном варианте осуществления блок визуального отображения содержит два или более экрана, каждый из которых отображает соответствующее изображение. Один или более экранов являются по меньшей мере частично прозрачными. Таким образом, изображения на задних экранах видны через по меньшей мере один или более частично прозрачных передних экранов.

[00153] В одном варианте осуществления первый экран и второй экран частично перекрываются. Таким образом, изображения на двух экранах выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом для обеспечения усиленного трехмерного эффекта для зрителя. В другом варианте осуществления первый экран и второй экран не перекрываются. Изображения на двух экранах обеспечивают трехмерный эффект для зрителя посредством того, что экраны дисплея лежат в различных фокальных плоскостях. Однако изображения не обязательно должны взаимодействовать друг с другом, и могут обеспечиваться изображения, которые независимы друг от друга.

[00154] На этапе 1030 способ включает в себя обеспечение физического объекта в местоположении, которое связано с первым экраном и вторым экраном. Кроме того, по меньшей мере одно из первого или второго изображений отображается в связи с или в сочетании с физическим объектом. Например, по меньшей мере одно из первого или второго изображений может взаимодействовать с некоторым аспектом физического объекта. Например, изображение может взаимодействовать с присутствием физического объекта; может взаимодействовать с местоположением физического объекта; может взаимодействовать с движением физического объекта; может взаимодействовать с исчезновением физического объекта; и/или различными другими аспектами физического объекта.

[00155] В одном варианте осуществления физический объект располагается позади первого экрана и второго экрана, при этом по меньшей мере одно из упомянутых первого или второго изображений отображается с связи с упомянутым физическим объектом. В других вариантах осуществления физический объект располагается между первым и вторым экранами, с одним или более дополнительными экранами, расположенными в некоторой конфигурации относительно первого и второго экранов, в том числе позади экранов, между экранами, перед экранами или некоторой комбинации этого. В другом варианте осуществления физический объект располагается перед первым и вторым экранами. В других вариантах осуществления физический объект располагается перед первым и вторым экранами, с одним или более дополнительными экранами, расположенными в некоторой конфигурации относительно первого и второго экранов, в том числе позади экранов, между экранами, перед экранами или некоторой комбинации этого. В другом варианте осуществления физический объект располагается позади первого и второго экранов. В других вариантах осуществления физический объект располагается позади первого и второго экранов, с одним или более дополнительными экранами, расположенными в некоторой конфигурации относительно первого и второго экранов, в том числе позади экранов, между экранами, перед экранами или некоторой комбинации этого.

[00156] В одном варианте осуществления физический объект является частично прозрачным, так что изображения, отображаемые за физическим объектом, видны через физический объект. В другом варианте осуществления физический объект является непрозрачным. Хотя физический объект может блокировать изображения, которые отображаются за объектом, эти изображения по меньшей мере частично видны, потому что объект может быть подвижным или движущимся по дисплею и/или небольшим по размеру, так что закрытая часть изображений за объектом является незначительной.

[00157] В одном варианте осуществления интеграция физических объектов и двух или более экранов дисплея создает составную или расширенную дополненную реальность (MAR), причем несколько слоев дисплея, отображающих цифровую информацию, дополняют и/или модифицируют реальность, представленную в форме одного или более физических объектов. Это использование составной дополненной реальности является особенно привлекательным, потому что зрителю представляется вид, включающий в себя реальный объект. Для зрителя реальный объект может обеспечить ощущение нормальности или надежности. Например, дисплей составной дополненной реальности из вариантов осуществления настоящего изобретения может включать в себя физический объект, который включает в себя части аналогового спидометра, наряду с дополнительными цифровыми порциями информации, которые могут быть связаны или не связаны с физическим объектом. Зритель заведомо доверяет реальному аспекту дополненной реальности, потому что зритель привык к аналоговым спидометрам. В противоположность этому зритель может заведомо не доверять полностью цифровым спидометрам, потому что они новы, или могут создавать впечатление сбоя из-за дефектов программного обеспечения, или других личные мотивов. В связи с этим и из-за физической реальности зритель также может в большей степени доверять результирующей, составной дополненной реальности, обеспеченной блоком визуального отображения.

[00158] Фиг. 11A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Как показано, блок 1100A визуального отображения включает в себя первый экран 1110 и второй экран 1130. Как было описано выше, блок визуального отображения состоит из двух или более экранов дисплея, каждый из которых выполнен с возможностью отображения соответствующего изображения. Изображения, рассматриваемые зрителем, сконфигурированы так, чтобы создавать ощущение трехмерного изображения в пределах трехмерного пространства, при этом 3D изображение может быть реальным и/или воображаемым, и 3D пространство также может быть реальным и/или воображаемым.

[00159] Как показано на фиг. 11A, блок 1100A визуального отображения включает в себя первый экран 1110 (например, дисплей, экран дисплея и т.д.) в первой фокальной плоскости. Например, первая фокальная плоскость задается как плоскость в пределах системы 1101 координат. Первый экран 1110 и первая фокальная плоскость показаны относительно направления 1105 линии взгляда. Например, направление 1105 линии взгляда может показать точку просмотра зрителя при просмотре блока 1100A визуального отображения. Первая фокальная плоскость может содержать изображение переднего плана блока 1100A визуального отображения.

[00160] В одном варианте осуществления первый экран 1110 отображает первое изображение. Например, первое изображение включает в себя круговую шкалу 1107. Одна или более рисок 1109 размещены на круговой шкале 1107. Как показано, риски 1109 равномерно распределены по круговой шкале 1107 и могут использоваться в качестве шкалы. Например, риски могут показывать все большие скорости на спидометре.

[00161] Как показано на фиг. 11 A, блок 1100A визуального отображения включает в себя второй экран 1130 во второй фокальной плоскости. Например, вторая фокальная плоскость задается как плоскость в пределах системы 1101 координат. Вторая фокальная плоскость 1130 отличается от первой фокальной плоскости, так что эти две фокальных плоскости смещены друг относительно друга. Важно заметить, что многослойный дисплейный блок может содержать два или более экрана дисплея в других вариантах осуществления. В одном варианте осуществления первый экран содержит прозрачный дисплей на переднем плане, а второй экран содержит непрозрачный дисплей.

[00162] В частности, в пределах блока 1100A визуального отображения первый экран 1110 и второй экран 1130 являются компонентами в пределах многослойного дисплейного блока в одном варианте осуществления. Таким образом, первая фокальная плоскость 1110 и вторая фокальная плоскость 1130 приблизительно параллельны друг другу. Кроме того, в одном варианте осуществления второй экран 1130 частично перекрывает первый экран 1110. В других вариантах осуществления два экрана не обязательно перекрываются. Первое изображение, отображаемое на первом экране 1110, и второе изображение, отображаемое на втором экране 1130, сконфигурированы давать зрителю ощущение трехмерного изображения в одном варианте осуществления.

[00163] В одном варианте осуществления второй экран 1130 отображает второе изображение. Например, второе изображение включает в себя последовательность чисел 1135, которые увеличиваются от 10 до 150 с шагом 10. Кроме того, второе изображение включает в себя другую круговую шкалу 1137. Первое изображение и второе изображение сконфигурированы создать ощущение трехмерного изображения. То есть второй экран может конфигурироваться так, чтобы отображать второе изображение в ответ на отображение первого изображения. Например, первое и вторые изображения сконфигурированы создавать спидометр. Изображения спидометра используется везде в этой заявке просто с целями иллюстрации. Таким образом, блок визуального отображения может быть сконфигурирован для создания любого трехмерного изображения, как это подтверждается вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, блок визуального отображения может быть сконфигурирован как игровая консоль или система, такая как дисплей на игровом автомате, автомате для игры в пинбол, игровом автомате с шариковыми подшипниками (например, пачинко и т.д.), в котором физический объект включает в себя сферический шарик.

[00164] Как показано на фиг. 11A, физический объект 1125 располагается между первым экраном 1110 и вторым экраном 1130. Например, физический объект 1125 располагается в плоскости 1120, то есть, по меньшей мере частично, располагается между первой фокальной плоскостью и второй фокальной плоскостью. В другом варианте осуществления физический объект 1125 располагается перед первым экраном 1110 и вторым экраном. В еще одном варианте осуществления физический объект 1125 располагается за первым экраном 1110 и за вторым экраном 1130.

[00165] Только для целей иллюстрации, физический объект 1125 показан как стрелка, которая вращается вокруг точки 1126 вращения. Например, стрелка, как физический объект 1125, входит в состав спидометра, создаваемого первым изображением и вторым изображением, описанного выше. Физический объект 1125 может включать в себя другие предметы, такие как скошенный край как часть полого цилиндра, что создает иллюзию защитного кожуха или корпуса и т.д.

[00166] Кроме того, в другом варианте осуществления по меньшей мере одно из первого или второго изображений отображается в ответ на расположение упомянутого физического объекта 1125. То есть изображение отображается так, чтобы взаимодействовать или дополнять физический объект 1125. Например, изображение, отображаемое в ответ на расположение физического объекта 1125, используется для дополнения реальности, представленной физическим объектом 1125. Например, комбинация физического объекта 1125 и изображений, отображаемых на первом экране 1110 и втором экране 1130, обеспечивает усиленный эффект глубины. То есть при размещении большего количества информации в пределах направления 1105 линии просмотра в нескольких слоях зритель способен легко воспринимать глубину в трехмерном объемном пространстве, которое создается.

[00167] Фиг. 11B является иллюстрацией физического объекта 1125, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 11A, при просмотре вдоль направления 1105 линии взгляда пользователя в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Как показано, блок 1100A визуального отображения представлен вдоль направления 1105 линии взгляда, которое обеспечивает точку просмотра зрителя. Общее изображение, представленное блоком 1100A визуального отображения, является трехмерным изображением, которое в комбинации представляет собой лицевую круговую шкалу спидометра и стрелку, которая указывает скорость. То есть первое и второе изображения совмещены для создания трехмерного спидометра. Например, лицевая круговая шкала включает в себя внешнюю круговую шкалу 1107, обеспеченную первым экраном 1110. Лицевая круговая шкала также включает в себя внутреннюю круговую шкалу 1137 и нумерацию 1135 шкалы, обеспеченные вторым экраном 1130. Таким образом, первое и второе изображения, обеспеченные первым экраном 1110 и вторым экраном 1130, объединяются для представления трехмерного лицевой круговой шкалы. Например, нумерация 1135 совмещена с рисками 1109 на круговой шкале 1107 для создания изображения спидометра. Кроме того, стрелка 1125 центрируется в пределах изображения спидометра и вращается вокруг точки 1126 для указания показаний скорости. То есть по меньшей мере одно из первого или второго изображений отображается в ответ на физический объект 1125 (например, для создания спидометра). Например, стрелка 1126 указывает на окрестности числа 50, что дает приблизительную скорость 50.

[00168] Фиг. 11C является иллюстрацией физического объекта 1125, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 11A, сохраняя при этом визуальную глубину общего изображения (например, показанного на фиг. 11B) после того, как признак глубины был удален, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. То есть, глубина общего изображения может быть создана или увеличена с помощью признака глубины. Например, признаком глубины может быть первое изображение (например, круговая шкала 1107 и риски 1109), как отображено на первом экране 1110. Как только глубина общего изображения создана, один или более признаков глубины удаляются, при этом сохраняя другие элементы общего изображения. Например, нумерация 1135 и внутренняя круговая шкала 1137, как отображено на втором экране 1130, могут быть сохранены, так же как стрелка 1125 в качестве физического объекта. Таким образом, общее изображение спидометра, так же как информация, сообщаемая спидометром, по-прежнему представляется зрителю. Кроме того, зритель может сохранить усиленное восприятие глубины, обеспеченное признаком или признаками глубины, и может воспринимать трехмерный спидометр даже при том, что части общего изображения могли быть удалены. Это может обеспечить большую ясность и/или позволить добавить другие порции информации.

[00169] Фиг. 12A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, включающими в себя информацию, связанную с физическим объектом и информацию, не связанную с физическим объектом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Добавление информации, не связанной с физическим объектом, представляется с использованием спидометра и изображений, уже представленных на фиг. 11A-C, исключительно с целями иллюстрации. Предполагается, что одинаково пронумерованные элементы на фиг. 11A-C и 12A-B описываются аналогично.

[00170] Как показано, блок 1200A визуального отображения включает в себя первый экран 1110 и второй экран 1230, при этом блок 1200A визуального отображения состоит из двух или более экранов дисплея, каждый из которых выполнен с возможностью отображения соответствующего изображения. Изображения, просматриваемые зрителем, сконфигурированы так, чтобы создавать ощущение трехмерного изображения в пределах трехмерного пространства, при этом 3D изображение может быть реальным и/или воображаемым, и 3D пространство также может быть реальным и/или воображаемым.

[00171] Как было описано выше, блок 1200A визуального отображения генерирует трехмерное общее изображение, которое является спидометром. Трехмерное изображение (например, спидометр) состоит из первого изображения, отображаемого на первом экране 1110, расположенном в первой фокальной плоскости системы 1201 координат. Первое изображение содержит круговую шкалу 1107, и одна или более инкрементных рисок 1109 наложены на круговую шкалу 1107. Кроме того, первое изображение содержит уведомление 1270, которое указывает, что имеется входящее телефонное сообщение от человека XYZ. Трехмерное изображение состоит из второго изображения, отображаемого на втором экране 1130, расположенном во второй фокальной плоскости, которая отличается от первой фокальной плоскости, так что эти две фокальных плоскости приблизительно параллельны друг другу с некоторым смещением. Второе изображение включает в себя внутреннюю круговую шкалу 1137 и последовательность чисел 1135, которые увеличиваются от 10 до 150 с шагом 10 и сконфигурированы так, чтобы совмещаться с рисками 1109 при просмотре зрителем. Первое изображение и второе изображение сконфигурированы так, чтобы создать восприятие трехмерного изображения, такого как спидометр. Кроме того, физический объект 1125 располагается между первым экраном 1110 и вторым экраном 1130, например, в плоскости 1120, то есть по меньшей мере частично располагается между первой фокальной плоскостью и второй фокальной плоскостью.

[00172] В одном варианте осуществления второй экран 1130 частично перекрывает первый экран 1110. В других вариантах осуществления два экрана не обязательно перекрываются. В других вариантах осуществления блок 1200A визуального отображения может содержать два или более экрана дисплея. В частности, в одном варианте осуществления в блоке 1200A визуального отображения первый экран 1110 и второй экран 1130 являются компонентами в многослойном дисплейном блоке.

[00173] Изображения, формирующие спидометр, связаны друг с другом и с расположением и движением физического объекта или стрелки 1125. То есть общее трехмерное изображение спидометра создается из связанных изображений, отображаемых на одном или более экранах дисплея, которые отображаются в связи с физическим объектом 1125. В одном варианте осуществления по меньшей мере одно из изображений на первом экране 1110 или втором экране 1130 отображается в ответ на расположение физического объекта. Например, изображения отображаются в связи с физическим объектом 1125 для создания трехмерного спидометра.

[00174] В другом варианте осуществления по меньшей мере одно из изображений на первом экране 1110 или втором экране 1130 динамически отображается в связи с движением физического объекта 1125. Например, нумерация 1135 на втором экране 1130 на спидометре может быть динамически изменяемой, чтобы показывать, куда указывает стрелка в настоящий момент. То есть число 50 может быть выделено (например, выделено жирным или более крупным шрифтом), чтобы указать, что стрелка указывает на окрестности числа 50. Кроме того, круговая шкала 1107 на первом экране 1110 может также быть увеличена, тем самым создавая эффект увеличения, фокусирующий на части спидометра, куда указывает стрелка. В этом случае и первое изображение, и второе изображение отображаются в связи с местоположением и/или местоположением физического объекта 1125.

[00175] В другом варианте осуществления первое и второе изображения динамически генерируются в ответ на движение физического объекта. Например, блок визуального отображения может быть выполнен как машина пачинко, при этом один или более шариковых подшипников движутся по игровой поверхности и падают в отверстия, тем самым генерируя очки. По мере движения шарика изображения, отображаемые на соответствующих экранах, могут реагировать на движение. Например, если движение означает что-то положительное для игрока, изображения могут показывать оптимистичное общее изображение (например, 2D, 3D и т.д.). С другой стороны, если движение означает что-то отрицательное для игрока, изображения могут показать печальное изображение. В любом случае изображения отображаются как реакция на движение физического объекта.

[00176] Кроме того, часть первого изображения не связана с физическим объектом 1125 и/или вторым изображением. Например, уведомление 1270 предупреждает, что зритель имеет «ВХОДЯЩИЙ ВЫЗОВ ОТ ЧЕЛОВЕКА XYZ». Таким образом, уведомление не связано с информацией о скорости, предоставляемой трехмерным спидометром, но оно предоставляет зрителю дополнительную и отдельную информацию.

[00177] Фиг. 12B является иллюстрацией физического объекта 1125, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 12A, при просмотре вдоль направления линии взгляда (не показано) пользователя, при этом по меньшей мере часть изображения, используемого для генерации трехмерного объемного пространства, не связана с физическим объектом и/или не связана с общим трехмерным изображением, создаваемым в трехмерном объемном пространстве, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Как показано, блок 1200A визуального отображения обеспечивает точку просмотра зрителем, например, прямо сверху.

[00178] Общее изображение, представленное блоком 1200A визуального отображения, включает в себя трехмерное изображение, которое представляет лицевую круговую шкалу спидометра и стрелку, которая указывает скорость. То есть первое и второе изображения объединяются и совмещаются для создания трехмерного спидометра, в котором лицевая круговая шкала включает в себя внешнюю круговую шкалу 1107, обеспеченную первым экраном 1110, и включает в себя внутреннюю круговую шкалу 1137 и нумерацию 1135 шкалы, обеспеченные вторым экраном 1130. В частности, нумерация 1135 совмещена с рисками 1109 на круговой шкале 1107 для создания изображения спидометра, а физический объект 1125 (например, стрелка) центрирована в пределах изображения спидометра и вращается для указания показаний скорости.

[00179] Кроме того, общее изображение, представленное блоком 1200A визуального отображения, включает в себя другую информацию, которая не связана с другой информацией (например, трехмерным спидометром). То есть блок 1200A визуального отображения может отображать две или более отдельных порции информации. Как показано, блок 1200A визуального отображения включает в себя уведомление 1270, которое отображается вместе со спидометром. В одном варианте осуществления другая информация не перекрывается, так что уведомление 1270 отображается так, что отсутствует перекрытие со спидометром. Таким образом, зритель может видеть обе порции информации без каких-либо помех от изображений.

[00180] В другом варианте осуществления отдельные порции информации, которые не связаны друг с другом, перекрываются при отображении на блоке визуального отображения. Например, фиг. 13A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, при этом один дисплей имеет информацию, связанную с физическим объектом, а второй дисплей имеет информацию, не связанную с физическим объектом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[00181] Как показано, блок 1300A визуального отображения включает в себя первый экран 1310 и второй экран 1330, при этом блок 1300A визуального отображения состоит из двух или более экранов дисплея, каждый из которых выполнен с возможностью отображения соответствующего изображения. Изображения, рассматриваемые зрителем, сконфигурированы так, чтобы создавать ощущение трехмерного изображения в пределах трехмерного пространства, при этом 3D изображение может быть реальным и/или воображаемым, и 3D пространство также может быть реальным и/или воображаемым.

[00182] Блок 1300A визуального отображения включает в себя первый экран 1310, расположенный в первой фокальной плоскости системы 1301 координат. Первый экран 1310 отображает первое изображение, которое содержит уведомление 1305, которое предупреждает зрителя о входящем вызове от человека XYZ.

[00183] Кроме того, блок 1300A визуального отображения генерирует трехмерное изображение. Для иллюстрации, как показано на фиг. 13A, трехмерное изображение является спидометром. Трехмерное изображение (например, спидометр) состоит из второго изображения, отображаемого на втором экране 1230, расположенном во второй фокальной плоскости системы 1301 координат. Вторая фокальная плоскость отличается от первой фокальной плоскости, так что эти две фокальных плоскости приблизительно параллельны друг другу с некоторым смещением. Второе изображение включает в себя внутреннюю круговую шкалу 1337 и последовательность чисел 1335, которые увеличиваются от 10 до 150 с шагом 10, такие как используются в шкале, указывающей скорость. Кроме того, физический объект 1325 расположен между первым экраном 1310 и вторым экраном 1330, например, в плоскости 1320, то есть по меньшей мере частично расположен между первой фокальной плоскостью и второй фокальной плоскостью. В результате второе изображение на втором дисплее 1330 отображается в связи с физическим объектом 1325, чтобы обеспечить трехмерный спидометр при просмотре зрителем. Усовершенствованный вид спидометра также может быть обеспечен путем использования признака глубины, по меньшей мере в течение короткого периода времени, как было описано выше. В этом случае зритель может воспринимать больше глубины в трехмерном общем изображении, даже если сигнал глубины мог быть удален.

[00184] Фиг. 13B является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 13A, при просмотре вдоль направления линии взгляда пользователя, при этом различные и несвязанные порции информации по меньшей мере частично перекрываются при просмотре общего трехмерного изображения, создаваемого в трехмерном объемном пространстве, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Как показано, блок 1300A визуального отображения обеспечивает точку просмотра зрителем, например, прямо сверху.

[00185] Общее изображение, представленное блоком 1300A визуального отображения, включает в себя трехмерное изображение, которое представляет собой лицевую круговую шкалу спидометра и стрелку, которая указывает скорость. То есть внутренняя круговая шкала 1337 и нумерация 1335 второго изображения второго дисплея и совмещенный физический объект 1325 объединяются и совмещаются для создания трехмерного спидометра, который дает показания скорости.

[00186] Кроме того, общее изображение, представленное блоком 1300A визуального отображения, включает в себя другую информацию, которая не связана с другой информацией (например, трехмерным спидометром). То есть, блок 1300A визуального отображения включает в себя уведомление 1370, которое отображается вместе со спидометром. В одном варианте осуществления другая информация по меньшей мере частично перекрывается, так что уведомление 1370 может перекрывать части спидометра. В этом случае роль спидометра может быть преуменьшена посредством уменьшения яркости или изменения размера, чтобы позволить зрителю сфокусироваться на более срочном уведомлении 1370. Таким образом, зритель может видеть обе порции информации без помех.

[00187] Фиг. 14A является иллюстрацией физического объекта, размещенного между двумя или более дисплеями так, что несколько элементов информации отображаются отдельно каждый в различных слоях, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. В частности, блок 1400A визуального отображения включает в себя различные порции информации, каждая из которых отображается в соответствующем слое, при этом порции информации отделены друг от друга при отображении.

[00188] Как показано, блок 1400A визуального отображения включает в себя первый экран 1410 и второй экран 1430. Как было описано выше, блок визуального отображения состоит из двух или более экранов дисплея, каждый из которых выполнен с возможностью отображения соответствующего изображения. В примере, представленном на фиг. 14A, в одном варианте осуществления каждый экран дисплея сконфигурирован отображать различные и несвязанные изображения. В другом варианте осуществления экраны дисплея могут отображать связанную информацию, как было описано выше. Изображения при просмотре зрителем сконфигурированы создавать восприятие трехмерного многослойного изображения в трехмерном пространстве, при этом 3D изображение может быть реальным и/или воображаемым, и 3D пространство может также быть реальным и/или воображаемым. То есть зритель может видеть различные порции информации в различных физических слоях, как показано на фиг. 14A.

[00189] В частности, блок 1400A визуального отображения включает в себя первый экран 1410 в первой фокальной плоскости, такой как плоскость, заданная в системе 1401 координат. Первая фокальная плоскость может содержать изображение переднего плана блока 1400A визуального отображения.

[00190] В одном варианте осуществления первый экран 1410 отображает первое изображение. Например, первое изображение включает в себя индикатор расхода батареи 1415. В частности, изображение предоставляет зрителю информацию относительно оставшегося времени работы от батареи. Следуя примеру автомобильного дисплея в качестве блока 1400A визуального отображения, индикатор 1415 батареи может быть связан со временем работы от батареи электрического или гибридного транспортного средства, и он указывает, что у системы батарейного питания осталось более 50 процентов времени работы от батареи.

[00191] Как показано на фиг. 14A, блок 1400A визуального отображения включает в себя второй экран 1430 во второй фокальной плоскости, которая отличается от первой фокальной плоскости, так что эти две фокальных плоскости смещены друг относительно друга. Важно отметить, что в других вариантах осуществления многослойный дисплейный блок 1400A может содержать два или более экрана дисплея. В одном варианте осуществления блок 1400 визуального отображения может содержать первый экран 1410 и второй экран 1430, которые являются компонентами в многослойном дисплейном блоке. Таким образом, первая фокальная плоскость 1110 и вторая фокальная плоскость 1130 приблизительно параллельны друг другу. Кроме того, в одном варианте осуществления второй экран 1430 частично перекрывает первый экран 1410. В других вариантах осуществления два экрана не обязательно перекрываются.

[00192] В одном варианте осуществления второй экран 1430 отображает второе изображение. Например, второе изображение может быть визуализацией, видеопотоком человека или некоторым другим визуальным представлением человека или лица. Второе изображение может быть обеспечено в связи с видеоконференцией, проводимой между зрителем и человеком, отображаемым на втором изображении на втором экране 1430.

[00193] Кроме того, второй экран 1430 включает в себя вертикальные разделители 1440A и 1440B. Эти вертикальные линии помогают разграничить и разделить три различных области блока 1400A визуального отображения при просмотре зрителем.

[00194] Как дополнительно показано на фиг. 14A, физический объект 1425 расположен между первым экраном 1410 и вторым экраном 1430. Например, физический объект 1425 расположен в плоскости 1420, то есть по меньшей мере частично расположен между первой фокальной плоскостью и второй фокальной плоскостью. В другом варианте осуществления физический объект 1425 расположен перед первым экраном 1410 и вторым экраном 1430. В еще одном варианте осуществления физический объект 1425 расположен за первым экраном 1410 и за вторым экраном 1430.

[00195] Как показано на фиг. 14A, физический объект содержит спидометр, который включает в себя корпус, индикатор с круговой шкалой, нумерацию и риски для указания скорости. В одном варианте осуществления физический объект является трехмерным. В другом варианте осуществления физический объект является двумерным.

[00196] Фиг. 14B является иллюстрацией физического объекта 1425, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда (не показано) зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Как показано, различные и несвязанные порции информации не перекрываются при просмотре общего трехмерного изображения, создаваемого путем размещения информации слоями в трехмерном объемном пространстве. Как показано, блок 1400A визуального отображения обеспечивает точку просмотра зрителем, например, прямо сверху.

[00197] Общее изображение, представленное блоком 1400A визуального отображения, разделено на три секции: первую секцию 1431, вторую секцию 1432, и третью секцию 1433. Первая секция 1431 включает в себя изображение индикатора 1415 расхода батареи. Вторая секция 1432 включает в себя физический объект или спидометр 1425. Третья секция 1433 включает в себя видеопоток 1435 человека, участвующего в видеоконференции. Как показано, три различных секции включают в себя объекты и/или изображения, которые отделены друг от друга. Таким образом, различные порции информации не перекрываются и обеспечивают не заслоненный вид каждой порции информации для зрителя.

[00198] Фиг. 14C является иллюстрацией физического объекта 1425, размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда (не показано) зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, но с другим расположением, чем показанное на фиг. 14B, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. То есть в один момент времени блок 1400A визуального отображения может иметь одну конфигурацию (например, конфигурацию, которую можно видеть на фиг. 14B), в то время как в другой момент времени блок 1400A визуального отображения может иметь другую конфигурацию (например, конфигурацию, которую можно видеть на фиг. 14C). Таким образом, блок визуального отображения может реконфигурировать порядок изображений и объектов, связанных с каждой секцией 1431, 1432 и 1433.

[00199] Например, как показано на фиг. 14C, общее изображение, представленное блоком 1400A визуального отображения, включает в себя физический объект или спидометр 1425 в первой секции 1431. То есть физический объект 1425 перемещен относительно других изображений, которые должны быть показаны, в первую секцию 1431 при просмотре зрителем. Вторая секция 1432 включает в себя видеопоток 1435 человека, участвующего в видеоконференции. То есть второй экран 1430 сконфигурирован отображать изображение видеопотока 1435 в первой секции 1431, как показано на фиг. 14C, вместо третьей секции 1433, как показано на фиг. 14A-B. Третья секция 1433 включает в себя изображение индикатора 1415 расхода батареи. То есть первый экран 1410 сконфигурирован отображать изображение индикатора 1415 расхода батареи в третьей секции 1433 (как показано на фиг. 14C) вместо первой секции 1431 (как показано на фиг. 14A-B).

[00200] Фиг. 14D является иллюстрацией физического объекта (например, объекта 1425), размещенного между двумя или более дисплеями, как показано на фиг. 14A, вдоль направления линии взгляда зрителя, так что каждая единица информации отделена от других единиц информации, но с убранным из дисплея физическим объектом, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. То есть зритель может в один момент времени просматривать общее изображение, как отображено на фиг. 14B, с индикатором 1415 расхода батареи в первой секции 1431 и видеопотоком человека в видеоконференции 1435 в третьей секции 1433. Физический спидометр 1425 располагается во второй секции 1432. В другой момент времени, например, позже, физический объект 1425 убирается из общего изображения, рассматриваемого зрителем. В одном варианте осуществления место физического объекта 1425 занимает замещающее изображение. В других вариантах осуществления также может не генерироваться никакого замещающего изображения, так что одна секция остается пустой, или две другие секции расширяются для заполнения общего изображения без каких-либо промежутков.

[00201] Например, как показано на фиг. 14D, общее изображение, представленное блоком 1400A визуального отображения, включает в себя индикатор 1415 расхода батареи в первой секции 1431 и видеопоток 1435 человека, участвующего в видеоконференции, в третьей секции 1433. Кроме того, средняя или вторая секция 1432 теперь отображает новое изображение карты 1440, такой как карта с поддержкой глобальных навигационных спутников (GPS), которая непрерывно обновляется в соответствии с местоположением 1490 пользователя.

[00202] Фиг. 15 является блок-схемой 1500 последовательности операций, изображающей способ интеграции физического объекта в трехмерное объемное пространство, заданного многослойным дисплеем, имеющим два или более экрана дисплея, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[00203] На этапе 1510 способ включает в себя обеспечение первого экрана в первой фокальной плоскости блока визуального отображения, при этом упомянутый первый экран отображает первое изображение. На этапе 1520 способ включает в себя обеспечение второго экрана во второй фокальной плоскости блока визуального отображения, при этом второй экран отображает второе изображение. Фокальные плоскости являются различными, так что изображения в этих двух фокальных плоскостях обеспечивают трехмерное объемное пространство, в пределах которого проецируются изображения. В одном варианте осуществления изображения отображаются так, что обеспечивается общее изображение, которое имеет глубину, реальную и увеличенную при просмотре зрителем.

[00204] В одном варианте осуществления блок визуального отображения содержит два или более экрана, каждый из которых отображает соответствующее изображение. Один или более экранов являются по меньшей мере частично прозрачными. Таким образом, изображения на задних экранах видны через по меньшей мере один или более частично прозрачных передних экранов. Кроме того, в одном варианте осуществления первый экран и второй экран частично перекрываются.

[00205] На этапе 1530 способ включает в себя создание трехмерного объемного пространства путем связывания первого изображения и второго изображения. Таким образом, изображения на двух экранах выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом для обеспечения усиленного трехмерного эффекта для зрителя. В другом варианте осуществления первый экран и второй экран не перекрываются. Изображения на двух экранах обеспечивают трехмерный эффект для зрителя посредством того, что экраны дисплея лежат в различных фокальных плоскостях. Однако изображения не обязательно должны взаимодействовать друг с другом, и могут обеспечиваться изображения, которые независимы друг от друга.

[00206] На этапе 1530 способ включает в себя помещение физического объекта в пределах трехмерного объемного пространства, при этом по меньшей мере одно из первого или второго изображений отображается в связи с или в сочетании с физическим объектом. Например, по меньшей мере одно из первого или второго изображений может взаимодействовать с некоторым аспектом физического объекта, например, взаимодействуя с присутствием физического объекта; взаимодействуя с местоположением физического объекта; взаимодействуя с движением физического объекта; взаимодействуя с исчезновением физического объекта; и/или различными другими аспектами физического объекта.

[00207] Физический объект располагается в пределах трехмерного объемного пространства. Например, в одном варианте осуществления физический объект располагается перед первым и вторым экранами, при этом по меньшей мере одно из упомянутых первого и второго изображений отображается в связи с упомянутым физическим объектом. В других вариантах осуществления физический объект располагается между первым и вторым экранами, с одним или более дополнительными экранами, расположенными в некоторой конфигурации относительно первого и второго экранов, в том числе позади экранов, между экранами, перед экранами или некоторой комбинации этого. В другом варианте осуществления физический объект располагается за первым и вторым экранами. В других вариантах осуществления один или более дополнительных экранов могут быть расположены перед или за физическим объектом.

[00208] Таким образом, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия описаны системы и способы, обеспечивающие двухфакторную аутентификацию с поддержкой видео, в том числе реализуемую человеком видео аутентификацию агентов, расположенных на удаленной рабочей станции.

[00209] Хотя приведенное выше раскрытие описывает различные варианты осуществления с использованием конкретных блок-схем, блок-схем последовательности операций и примеров, каждый компонент блок-схемы, этап блок-схемы последовательности операций, операция и/или компонент, описанный и/или изображенный в настоящем описании, может быть реализован, индивидуально и/или в совокупности, используя широкий диапазон конфигураций аппаратного обеспечения, программного обеспечения или микропрограммного обеспечения (или любой их комбинации). Кроме того, любое раскрытие компонентов, содержащихся в других компонентах, следует рассматривать как примеры, потому что может быть реализовано множество других архитектур для достижения такой же функциональности.

[00210] Параметры процессов и последовательность этапов, описанных и/или изображенных в настоящем описании, даются только в качестве примера и могут варьироваться по желанию. Например, хотя этапы, изображенные и/или описанные в настоящем описании, могут быть показаны или могут обсуждаться в определенном порядке, эти этапы не обязательно должны выполняться в изображенном или обсуждаемом порядке. Различные иллюстративные способы, описанные и/или изображенные в настоящем описании, могут также пропускать один или более этапов, описанных или изображенных в настоящем описании, или включать в себя дополнительные этапы в дополнение к раскрытым.

[00211] Хотя различные варианты осуществления были описаны и/или изображены в настоящем описании в контексте полностью функциональных вычислительных систем, один или более этих иллюстративных вариантов осуществления может распространяться как программный продукт во множестве различных форм, независимо от конкретного типа машиночитаемых носителей, используемых для фактического выполнения распространения. Варианты осуществления, раскрытые в настоящем описании, могут также быть реализованы с использованием программных модулей, которые выполняют некоторые задачи. Эти программные модули могут включать в себя сценарии, пакетные или другие исполняемые файлы, которые могут быть сохранены на машиночитаемом носителе данных или в вычислительной системе. Эти программные модули могут конфигурировать вычислительную систему для выполнения одного или более иллюстративных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем описании. Один или более программных модулей, раскрытых в настоящем описании, могут быть реализованы в среде «облачных» вычислений. Среды «облачных» вычислений могут предоставлять различные сервисы и приложения через Интернет. Эти «облачные» сервисы (например, программное обеспечение как сервис, платформа как сервис, инфраструктура как сервис и т.д.) могут быть доступны через веб-браузер или другой удаленный интерфейс. Различные функции, описанные в настоящем описании, могут быть обеспечены посредством среды удаленного рабочего стола или любой другой «облачной» вычислительной среды.

[00212] Приведенное выше описание с целью объяснения было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако иллюстративные обсуждения, приведенные выше, не являются исчерпывающими или ограничивающими изобретение конкретными раскрытыми формами. Возможно множество модификаций и вариаций с учетом изложенных выше идей. Варианты осуществления были выбраны и описаны для того, чтобы наилучшим образом объяснить принципы изобретения и его практические применения, чтобы, таким образом, позволить другим специалистам в области техники наилучшим образом использовать изобретение и различные варианты осуществления с различными модификациями, которые могут подходить для конкретного планируемого использования.

[00213] Таким образом, описываются варианты осуществления в соответствии с настоящим раскрытием. Хотя настоящее раскрытие было описано в конкретных вариантах осуществления, следует понимать, что раскрытие не должно рассматриваться как ограниченное этими вариантами осуществления, а вместо этого рассматриваться в соответствии с приведенной ниже формулой изобретения.

Claims

1. Блок визуального отображения, содержащий:

первый экран в первой фокальной плоскости, при этом упомянутый первый экран отображает первое изображение;

второй экран во второй фокальной плоскости, отличающейся от упомянутой первой фокальной плоскости, при этом упомянутый второй экран отображает второе изображение, и при этом упомянутый второй экран по меньшей мере частично перекрывает упомянутый первый экран;

физический объект, расположенный между упомянутым первым экраном и упомянутым вторым экраном, при этом по меньшей мере одно из упомянутых первого и второго изображений отображается в ответ на расположение упомянутого физического объекта; и

излучающий слой, содержащий лист, обеспеченный между упомянутым первым экраном и упомянутым вторым экраном и выполненный с возможностью обеспечения света для упомянутого первого экрана и упомянутого физического объекта.

2. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый первый экран выполнен с возможностью отображения упомянутого первого изображения в ответ на движение упомянутого физического объекта.

3. Блок визуального отображения по п. 2, причем упомянутый второй экран выполнен с возможностью отображения упомянутого второго изображения в ответ на отображение упомянутого первого изображения.

4. Блок визуального отображения по п. 2, причем упомянутый второй экран выполнен с возможностью отображения упомянутого второго изображения в ответ на движение упомянутого физического объекта.

5. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый физический объект выполнен с возможностью движения в ответ на по меньшей мере одно из упомянутых первого изображения и второго изображения.

6. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый физический объект является непрозрачным.

7. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый физический объект является прозрачным.

8. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый физический объект содержит сферу.

9. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутый физический объект содержит аналоговую стрелку.

10. Блок визуального отображения по п. 1, причем упомянутая первая фокальная плоскость содержит передний план.

11. Блок визуального отображения по п. 10, причем упомянутый первый экран содержит прозрачный дисплей, и причем упомянутый второй экран содержит непрозрачный дисплей.

12. Способ адаптации блока визуального отображения, содержащий:

обеспечение первого экрана в первой фокальной плоскости, при этом упомянутый первый экран отображает первое изображение;

обеспечение второго экрана во второй фокальной плоскости, отличающейся от упомянутой первой фокальной плоскости, при этом упомянутый второй экран отображает второе изображение, и при этом упомянутый второй экран по меньшей мере частично перекрывает упомянутый первый экран, причем каждый из упомянутого первого и второго экранов содержит включающий жидкие кристаллы экран дисплея;

обеспечение физического объекта, расположенного между упомянутым первым экраном и упомянутым вторым экраном, при этом по меньшей мере одно из упомянутых первого и второго изображений отображается в связи с упомянутым физическим объектом; и

обеспечение излучающего слоя, содержащего лист между упомянутым первым экраном и упомянутым вторым экраном и выполненного с возможностью обеспечения света для упомянутого первого экрана и упомянутого физического объекта.

13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий:

отображение упомянутого первого изображения на упомянутом первом экране в ответ на движение упомянутого физического объекта.

14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий:

отображение упомянутого второго изображения на упомянутом втором экране в ответ на отображение упомянутого первого изображения.

15. Способ по п. 13, дополнительно содержащий:

отображение упомянутого второго изображения на упомянутом втором экране в ответ на движение упомянутого физического объекта.

16. Способ по п. 12, дополнительно содержащий:

перемещение упомянутого физического объекта в ответ на по меньшей мере одно из упомянутых первого изображения и второго изображения.