專利名稱：呈現(xiàn)二維和三維圖像的便攜式設(shè)備顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及便攜式電子設(shè)備，并且更具體而言，涉及一種用于在諸如翻蓋式電話的蛤殼式設(shè)備中顯示圖像的方法及裝置。
背景技術(shù)：
例如蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)以及音樂放音設(shè)備 (MP3)的個(gè)人便攜式電子設(shè)備的市場是很有競爭性的。制造商、經(jīng)銷商、服務(wù)提供商及第三方提供商都企圖尋找那些能夠吸引消費(fèi)者的特色。制造商堅(jiān)持不懈地改進(jìn)他們每一型號的產(chǎn)品，以希望其能夠比競爭對手的產(chǎn)品更能吸引消費(fèi)者。這些制造商的改進(jìn)常常與該產(chǎn)品的功能性并不直接相關(guān)?，F(xiàn)在，個(gè)人便攜式電子設(shè)備的外觀和感覺是一個(gè)關(guān)鍵的產(chǎn)品區(qū)分因素，也是消費(fèi)者選擇特有型號的最重要原因之一。從商業(yè)立場看，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)(樣式和外觀)可以增加市場份額和利潤。尺寸更大和色彩更豐富的高分辨率顯示器已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)消費(fèi)者選擇產(chǎn)品的重要因素。顯示器的任何改進(jìn)會對消費(fèi)者需求有很大的影響。從顯示器中呈現(xiàn)三維圖像在先前已經(jīng)被公開，例如在美國專利6，069，650 ；然而，為了從二維圖像轉(zhuǎn)變到三維圖像，需要在光學(xué)元件內(nèi)嵌入包含附加層的電子電路。這些附加的電路和層增加了成本和復(fù)雜性。因此，需要提供一種簡單、低成本的、在電子設(shè)備上提供感知三維圖像的裝置和方法。此外，根據(jù)隨后的結(jié)合附圖和本背景技術(shù)所作的詳細(xì)說明及所附的權(quán)利要求，將容易看出本發(fā)明的其他期望的特征及特性。


此后，結(jié)合下面的附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，以及圖1是移動(dòng)通信設(shè)備的第一示例性實(shí)施例在打開位置的頂視圖；圖2是第一示例性實(shí)施例在閉合位置的頂視圖；圖3是第一示例性實(shí)施例的橫截面示意圖；圖4是移動(dòng)通信設(shè)備的第二示例性實(shí)施例在閉合位置的頂視圖；圖5是移動(dòng)通信設(shè)備的第三示例性實(shí)施例在打開位置的透視圖；以及圖6是第三示例性實(shí)施例在閉合位置的頂視圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)說明在實(shí)質(zhì)上僅僅是舉例，并不是意圖限制本發(fā)明或本申請以及本發(fā)明的使用。此外，也沒有被前述的背景技術(shù)或以下的詳細(xì)說明提出的任何理論所約束的意圖。雖然在此描述的裝置和方法可以用于任何類型的電子設(shè)備，但是在此示出的示例性實(shí)施例包括移動(dòng)通信設(shè)備。雖然將移動(dòng)通信設(shè)備例舉為翻蓋式和滑蓋式蜂窩電話，實(shí)施例也可以實(shí)現(xiàn)為具有其他殼體式樣的蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、電視遙控器、錄像帶播放器、陸上線路電話以及其他電子設(shè)備。在此描述的電子設(shè)備具有在殼體內(nèi)部的顯示器，其允許操作者在顯示器上通過選擇符號、數(shù)字等來提供對該電子設(shè)備的輸入，以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。蓋與殼體機(jī)械地耦合，并可以移動(dòng)以覆蓋在顯示器上。蓋包括諸如透明透鏡材料的光學(xué)元件，通過該光學(xué)元件可以觀看該顯示器。顯示器呈現(xiàn)二維圖像，并當(dāng)蓋處于“打開”時(shí)，操作者看到顯示的二維圖像，例如圖表和文字。然而，當(dāng)蓋處于“閉合”時(shí)，操作者感知通過光學(xué)元件呈現(xiàn)為三維的圖像。此三維呈現(xiàn)是通過低成本的沒有電-光切換電路的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。蓋在顯示器上的閉合可以致使顯示器呈現(xiàn)預(yù)定的圖像，例如圖片、藝術(shù)設(shè)計(jì)或公司標(biāo)識。雖然在例舉的示例性實(shí)施例中描述的是透鏡材料，但諸如柵陣列(barrier array)和微偏振薄膜的其他材料系統(tǒng)，也可以用于提供三維圖像。參照圖1，移動(dòng)通信設(shè)備100具有第一殼體102或蓋以及通過鉸鏈106可移動(dòng)地連接的第二殼體104。第一殼體102及第二殼體104在打開位置(圖1)和閉合位置(圖2) 之間樞轉(zhuǎn)。天線(未示出)發(fā)送與接收射頻(RF)信號，用于與諸如蜂窩基站的互補(bǔ)通信設(shè)備進(jìn)行通信?？蛇x的功能按鈕108可以呈現(xiàn)例如開/關(guān)按鈕、功能按鈕、手寫識別模式按鈕和電話模式按鈕。麥克風(fēng)112接收傳輸?shù)穆曇簦话仓贸山尤朐跉んw102的第一側(cè)110上的音頻揚(yáng)聲器114將音頻信號傳輸給用戶。顯示器116被包括在第二殼體104中。在示例性實(shí)施例中，顯示器116實(shí)現(xiàn)作為 LCD觸摸屏，可以顯示姓名、電話號碼、發(fā)送與接收的信息、用戶界面命令、滾動(dòng)菜單、圖片、 視頻以及其他信息。在顯示器116上呈現(xiàn)的一種圖像包括標(biāo)準(zhǔn)的、十二鍵電話鍵盤。其他圖像可以包括例如“清除”按鈕、電話簿模式按鈕和“確定”按鈕。附加的或不同的圖像、表示模式的按鈕或圖標(biāo)以及命令按鈕、圖片或視頻可以使用顯示器116來實(shí)現(xiàn)。每一圖像是直接驅(qū)動(dòng)像素，并且該無鍵的輸入設(shè)備使用具有對準(zhǔn)的光間和背光單元的顯示器，從而有選擇地展現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)圖像，并提供在低亮度和高亮度條件下的展現(xiàn)圖像的對比度。根據(jù)第一示例性實(shí)施例，光學(xué)元件120被設(shè)置，例如被制模或?qū)訅涸诘谝粴んw102 內(nèi)。光學(xué)元件120允許光通過，從顯示器116到達(dá)殼體102 (圖2、的一側(cè)122，用于觀看(圖 2)。盡管顯示器116呈現(xiàn)二維圖像，光學(xué)元件120改變通過其觀看的圖像以作為三維顯示。 光學(xué)元件120是多個(gè)透鏡，優(yōu)選地由聚合物微透鏡(polymer lenticule)制成，但也可以是其他類型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，例如，電濕潤透鏡或視差柵(parallax barrier) 0當(dāng)移動(dòng)通信設(shè)備100處于“打開”時(shí)(圖1)，在顯示器116上的圖像作為二維對象被觀看。這些圖像可以包含諸如陰影、透視、遮擋及大小差異等三維提示(cue)。然而，它們不包含諸如呈現(xiàn)給每只眼睛不同的信息的立體提示或運(yùn)動(dòng)視差。這些作為三維對象的重要特征的提示，不能通過標(biāo)準(zhǔn)顯示技術(shù)進(jìn)行呈現(xiàn)。當(dāng)移動(dòng)通信設(shè)備100處于“閉合”時(shí)(圖 2)，在顯示器116上的圖像經(jīng)由光學(xué)元件120被觀看為三維對象。這意味著觀看者獲得立體提示和/或運(yùn)動(dòng)視差信息。當(dāng)?shù)谝粴んw102閉合覆蓋在第二殼體104上時(shí)，可選的傳感器124，例如所示的推動(dòng)按鈕開關(guān)，被激活，使得預(yù)定的圖像呈現(xiàn)在顯示器116上。其他類型的傳感器可被設(shè)想用來代替該開關(guān)124，并且可以并入到鉸鏈124中?？蛇x的傳感器132可以設(shè)置在第二殼體中并與電路相耦合，該電路確定第一殼體102何時(shí)處于閉合位置。這一點(diǎn)可以用于確定在顯示器116上呈現(xiàn)的圖像?？商孢x地，該傳感器132可以設(shè)置在第一殼體102中。此外，多個(gè)配準(zhǔn)設(shè)備134可以設(shè)置在第一和第二殼體上，用于確保顯示器116內(nèi)的像素(未示出)與光學(xué)器件120對準(zhǔn)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，對準(zhǔn)可僅采取機(jī)械對準(zhǔn)的方式。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)設(shè)備134可以是傳感器，其檢測在第一或第二殼體的另一個(gè)殼體上的配準(zhǔn)設(shè)備的精確位置。然后，來自傳感器中的輸入用于重新定位該顯示器116上的圖像，以與光學(xué)器件120對準(zhǔn)。圖3示出在閉合位置時(shí)覆蓋在顯示器116上的光學(xué)元件120的簡單示意圖。顯示器116包括被布置成行和列的陣列(圖中僅顯示一列)的多個(gè)IXD像素330，IXD像素330 具有由IXD顯示分辨率確定的間距332。光學(xué)元件120，在該示例性實(shí)施例中是透鏡材料，包括厚度等于最小焦距336的透明聚合材料334，以及多個(gè)伸延的、平行的具有間距340的透鏡元件338。透鏡元件338是圓柱狀會聚的微透鏡(透鏡)，以一種已知的方式將分開的圖像提供到距離346處向下看透鏡元件338的觀看者的眼睛344?！?Multiview 3D—LCD"， C. van Berkel,SPIE Proceedings Vol. 2653，pg. 32 以及英國專利 GB-A-2196166 提供透鏡設(shè)備操作的詳細(xì)說明。在其他實(shí)施例中，雙凸透鏡的鏡片具有球形或其他幾何形狀。間距340被確定為使得每一個(gè)像素330的中央被投影到視平面344的中央。該間距340由等式1 = 2i(z-f)/z確定，其中1=間距 340，i =像素330間距，f =焦距336，以及ζ =在像素330與視平面342之間的距離。每一透鏡元件338覆蓋兩列或更多列的像素330，以提供相應(yīng)數(shù)目的視圖。每一透鏡元件338提供在某一角度方向的來自像素330的離散光束，其被觀看者感知為三維圖像。在如圖4所示的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，光學(xué)元件420僅占據(jù)殼體102的第一部分，同時(shí)透明材料421占據(jù)第二部分。此實(shí)施例允許顯示器116呈現(xiàn)經(jīng)由光學(xué)元件420被觀看的三維圖像以及經(jīng)由透明材料421被觀看的二維圖像。透明材料421優(yōu)選是諸如聚合物或玻璃的剛性材料。為了使透鏡元件提供三維視圖，在位于下方的顯示器116上顯示的光學(xué)信息必須是用于透鏡元件的正確形式。典型地，用于右眼和用于左眼的視圖在顯示器116的像素上是空間交錯(cuò)的。然后，匹配的光學(xué)元件120將此信息恰當(dāng)?shù)亟馕龅矫恳谎劬?。在一個(gè)實(shí)施例中，在“打開”翻蓋位置中，整個(gè)的顯示器116在整個(gè)顯示器上產(chǎn)生典型的二維圖像。當(dāng)該翻蓋被“閉合”時(shí)，由傳感器1 檢測位置的改變，然后至少部分屏幕上的信息內(nèi)容變化為三維圖像所需的空間交錯(cuò)格式。為了使空間交錯(cuò)三維數(shù)據(jù)正確地經(jīng)由光學(xué)元件120顯示，該光學(xué)元件必須被很好地對準(zhǔn)到顯示器116像素。這可以通過使用包圍顯示器116的多個(gè)像素的大透鏡元件來實(shí)現(xiàn)，從而消除對準(zhǔn)的靈敏度。在另一個(gè)實(shí)施例中，從機(jī)械角度設(shè)計(jì)翻蓋以便極其精確地配合。例如，在閉合狀態(tài)下，翻蓋可以對準(zhǔn)到多個(gè)配準(zhǔn)特征。在又一個(gè)實(shí)施例中，在翻蓋或光學(xué)元件上的配準(zhǔn)特征可以通過電子設(shè)備內(nèi)部的傳感器來檢測。這些傳感器傳送數(shù)據(jù)到處理器，處理器將下方顯示器116上的數(shù)據(jù)移動(dòng)到合適的配準(zhǔn)中。在另一個(gè)實(shí)施例中，來自傳感器的數(shù)據(jù)可以觸發(fā)用于機(jī)械地調(diào)諧翻蓋位置的致動(dòng)器。參照圖5和6，第三示例性實(shí)施例示出一種電子設(shè)備500，具有第一殼體502和第二殼體504。第一殼體502可移動(dòng)地安裝到第二殼體504，并且可以在方向505上移動(dòng)到如圖5的透視圖所示的打開位置以及如圖6的頂視圖所示的閉合位置。顯示器516被包括在第二殼體504中。在該示例性實(shí)施例中，顯示器516被實(shí)現(xiàn)為觸摸屏。在顯示器516上呈現(xiàn)的一個(gè)示例性圖像包括標(biāo)準(zhǔn)QWERTY鍵盤。其他圖像可以包括，例如，菜單和正在播放的音樂的音樂家的照片。附加的或不同的圖像、表示模式的按鈕或圖標(biāo)以及命令按鈕或視頻可以使用顯示器516來實(shí)現(xiàn)。每一圖像是直接驅(qū)動(dòng)像素，并且此無鍵輸入設(shè)備使用具有對準(zhǔn)的光間和背光單元的顯示器，從而有選擇性展現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)圖像，并提供在低亮度和高亮度條件下的展現(xiàn)圖像的對比度。根據(jù)第三示例性實(shí)施例，光學(xué)元件520被安置在第一殼體502中。光學(xué)元件520允許光通過，從顯示器516到殼體502的一側(cè)522 (圖6)。盡管顯示器516以二維呈現(xiàn)圖像， 光學(xué)元件520改變通過其觀看的圖像以三維顯示。該光學(xué)元件520是多個(gè)透鏡，優(yōu)選地由聚合物微透鏡制成，但也可以是其他類型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，例如電濕潤透鏡或視差柵。當(dāng)電子設(shè)備500處于“打開”時(shí)(圖5)，在顯示器516上的圖像作為二維對象被觀看。當(dāng)移動(dòng)通信設(shè)備500處于“閉合”時(shí)(圖6)，在顯示器516上的圖像經(jīng)由光學(xué)元件520 被觀看為三維對象。當(dāng)電子設(shè)備處于閉合位置時(shí)，可選的開關(guān)(未示出)使得預(yù)定圖像呈現(xiàn)在顯示器516上。雖然在舉例說明的示例性實(shí)施例中描述的光學(xué)元件120、420、520是透鏡材料，但諸如視差柵格(parallax barrier grid)或微偏振薄膜的其他的材料系統(tǒng)也可以用來提供三維圖像。具有透明和不透明區(qū)域的視差柵格被放置在液晶面板的前面，以便使觀察者的左眼僅可觀看立體象對的左半邊，觀察者的右眼僅可觀看立體象對的右半邊，結(jié)果觀看者感測到三維圖像。當(dāng)光線透過該視差柵格中若干相鄰的縫隙時(shí)，產(chǎn)生適合于左側(cè)和右側(cè)觀看(立體象對)的多個(gè)附加的視窗。此技術(shù)方案可以包含多個(gè)觀看縫隙，范圍從密集的柵格到單個(gè)垂直縫隙。微偏振薄膜依賴于被構(gòu)圖的偏振器和延遲器陣列。不同的偏振方向與交替的像素相聯(lián)系。由LCD模塊顯示的立體數(shù)據(jù)在偏振中被編碼。通過使用一系列堆疊的微偏振器元件建立可切換的視差柵，利用偏振的微偏振器設(shè)計(jì)被配置成具有自動(dòng)立體鏡的模式。該設(shè)計(jì)利用從LCD模塊輸出的偏振光，在LCD模塊之上建立被構(gòu)圖的延遲器膜陣列。最后偏振層被放置在延遲器陣列之上，有效地建立前部視差柵并因此建立三維微光學(xué)元件。線偏振過濾器使光水平地或垂直地偏振，其中在顯示器處透過一個(gè)過濾器的光僅能在閉合蓋中透過相應(yīng)的過濾器。上述詳細(xì)說明已經(jīng)呈現(xiàn)了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)該理解還可以存在許多變形。還應(yīng)該理解的是，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是舉例，并不是意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或構(gòu)造。而是，上述詳細(xì)說明將為本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供便利的路線圖，可以理解，在沒有偏離所附的權(quán)利要求闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，示例性實(shí)施例中描述的功能和元件配置可進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備(100、400、500)，包括殼體(104,504)顯示器(116、516)，所述顯示器被安置在所述殼體(104、504)內(nèi)，所述顯示器(116、 516)能夠呈現(xiàn)圖像；蓋(102、502)，所述蓋可移動(dòng)地安裝于所述殼體(104、504)，并且能夠呈打開位置和閉合位置；以及光學(xué)元件(120、420、520)，所述光學(xué)元件被設(shè)置在所述蓋(102、502)內(nèi)，其中，當(dāng)所述蓋(102、502)處于所述打開位置時(shí)，可以直接地觀看所述顯示器(116、516)，并且當(dāng)所述蓋 (102,502)處于所述閉合位置時(shí)，可以經(jīng)由所述光學(xué)元件(120、420、520)觀看所述顯示器 (116,516)的至少一部分，所述光學(xué)元件(120、420、520)將所述顯示器(116、516)上呈現(xiàn)的圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括透鏡材料。
3.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括偏振薄膜。
4.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述光學(xué)元件包括視差柵格。
5.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，還包括傳感器，所述傳感器檢測所述蓋何時(shí)處于閉合位置并且致使預(yù)定圖像顯示在所述顯示器上。
6.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述殼體包括第一多個(gè)配準(zhǔn)特征，并且所述蓋包括第二多個(gè)配準(zhǔn)特征，其中在所述蓋呈閉合位置時(shí)，所述第一和第二配準(zhǔn)特征對準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述電子設(shè)備還包括傳感器，并且所述蓋包括由所述傳感器檢測的配準(zhǔn)特征，用于將所述圖像與所述光學(xué)元件對準(zhǔn)。
8.一種在電子設(shè)備(100、400、500)上顯示圖像的方法，所述電子設(shè)備(100、400、500) 包括在殼體(104、504)內(nèi)設(shè)置的顯示器(116、516)以及在蓋(102、502)內(nèi)設(shè)置的光學(xué)元件 (120、420、520)，所述蓋(102、502)可移動(dòng)地安裝于所述殼體(104、504)，所述方法包括移動(dòng)所述蓋(102、50幻到第一位置，其中操作者可以觀看由所述顯示器(116、516)呈現(xiàn)的圖像；以及移動(dòng)所述蓋(102、50幻到第二位置，其中所述操作者可以通過所述光學(xué)元件(120、 420,520)觀看在所述顯示器(116、516)上呈現(xiàn)的圖像，所述光學(xué)元件(120、420、520)將所述圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像。
全文摘要
一種電子設(shè)備(100、400、500)包括在殼體(104、504)內(nèi)安置的用于呈現(xiàn)二維圖像的顯示器(116、516)。蓋(102、502)可移動(dòng)地安裝于殼體(104、504)，并且能夠呈打開位置和閉合位置。光學(xué)元件(120、420、520)設(shè)置在蓋(102、502)內(nèi)，其中當(dāng)蓋(102、502)處于打開位置時(shí)，可以直接地觀看顯示器(116、516)，并且其中當(dāng)蓋(102、502)處于閉合位置時(shí)，可以經(jīng)由光學(xué)元件(120、420、520)觀看顯示器(116、516)，光學(xué)元件(120、420、520)使在顯示器(116、516)上的二維圖像產(chǎn)生三維顯示。
文檔編號H04B1/38GK102165753SQ200980137497
公開日2011年8月24日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者伯納德·F·科爾, 肯尼斯·迪安 申請人:摩托羅拉移動(dòng)公司