顯示系統(tǒng)和用于向不平坦表面上投影的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于將可變電子內(nèi)容（例如視頻或數(shù)字靜態(tài)圖像）投影到曲面上的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括殼體、在所述殼體內(nèi)的反射器和投影儀。所述殼體具有外表面和內(nèi)部空間。所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到其上的電子內(nèi)容，并且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內(nèi)部空間的孔。所述投影儀位于所述孔的附近，用于穿過所述孔將內(nèi)容投影到所述反射器。當所述投影儀接收到轉(zhuǎn)換的內(nèi)容并穿過所述孔將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容無失真地顯示給觀看者。所述系統(tǒng)還可提供用于在具有與品牌對應的形狀的產(chǎn)品容器上顯示品牌內(nèi)容。
【專利說明】顯示系統(tǒng)和用于向不平坦表面上投影的方法
【背景技術(shù)】
[0001]消費者對購買點處的靜態(tài)圖像內(nèi)容變得應接不暇。靜態(tài)圖像內(nèi)容通常推廣或提供關(guān)于產(chǎn)品的信息以嘗試影響消費者的購買決策。然而，確定此類靜態(tài)圖像內(nèi)容的有效性可能是困難的。因此在向消費者提供廣告或其他產(chǎn)品促銷內(nèi)容方面需要新的方式以吸引消費者的注意。一種方法涉及將這些靜態(tài)表面轉(zhuǎn)換為視頻表面并提供視頻內(nèi)容用于廣告，從而嘗試通過活動型的內(nèi)容吸引消費者的注意。通常在推廣的產(chǎn)品的附近或鄰近所述推廣的產(chǎn)品的平面屏幕顯示裝置(例如液晶顯示裝置)上提供此視頻內(nèi)容。當消費者只是觀看潛在購買產(chǎn)品，而未觀看顯示器時，此類廣告的有效性可能有限。因此，需要一種新的方式來在特別是可能與實際產(chǎn)品容器相似的曲面上遞送視頻內(nèi)容。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0002]符合本發(fā)明的一種用于將可變電子內(nèi)容投影到曲面上的系統(tǒng)包括殼體、所述殼體內(nèi)的反射器、以及投影儀。所述殼體具有外表面和內(nèi)部空間。所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到其上的可變電子內(nèi)容，并且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內(nèi)部空間的孔。所述投影儀位于所述孔的附近，用于穿過所述孔將內(nèi)容投影到所述反射器?；蛘?，所述投影儀可位于所述殼體的內(nèi)部，在這樣的實施例中，不需要孔。當所述投影儀接收到轉(zhuǎn)換的內(nèi)容并穿過所述孔將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容無失真地顯示給觀看者。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0003]附圖包含在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，并且它們結(jié)合【具體實施方式】闡明本發(fā)明的優(yōu)點和原理。在附圖中，
[0004]圖1是用于在曲面上提供可變電子內(nèi)容的投影系統(tǒng)的分解示意圖；
[0005]圖2是用于投影系統(tǒng)的顯示表面的示例性組件的示意圖；
[0006]圖3是示出用于投影系統(tǒng)的殼體的側(cè)視圖；
[0007]圖4是用于投影系統(tǒng)的殼體的側(cè)面剖視圖；
[0008]圖5是用于投影系統(tǒng)的殼體的頂視圖；
[0009]圖6是用于投影系統(tǒng)的殼體的底視圖；
[0010]圖7是用于投影系統(tǒng)的殼體的分解透視圖；
[0011]圖8是用于投影系統(tǒng)的殼體的替代實施例的側(cè)視圖；
[0012]圖9a和圖9b是用于實例的光學平臺裝置構(gòu)型的示意圖；
[0013]圖1Oa-1Oc是用于實例的顯示屏幕構(gòu)型的示意圖；
[0014]圖11是示出用于實例的從投影儀到錐形反射鏡到顯示屏幕的光線跟蹤的示意圖；
[0015]圖12是示出用于實例的瓶形顯示器中的投影儀和錐形反射鏡構(gòu)型的示意圖；
[0016]圖13是用于實例的背投膜的表征的曲線圖；[0017]圖14是用于實例的轉(zhuǎn)向膜透鏡的剖視圖；
[0018]圖15是用于實例的轉(zhuǎn)向膜的歸一化亮度的曲線圖；
[0019]圖16是用于實例的轉(zhuǎn)向膜的歸一化亮度的曲線圖；
[0020]圖17是如實例中所使用的用于轉(zhuǎn)換內(nèi)容以顯示到曲面上的圖像重映射算法的流程圖；
[0021]圖18是用于實例的樣本輸入和輸出圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的實施例可提供購買點投影顯示系統(tǒng)，其意在將靜態(tài)表面轉(zhuǎn)換為電子顯示表面以顯示視頻或可變電子靜態(tài)圖像。這些表面可包括品牌特定內(nèi)容在品牌特定形狀上的投影。視頻或其他電子內(nèi)容在曲面上，特別是在品牌特定形狀上的投影允許有新類型的廣告、產(chǎn)品推廣和信息遞送。
[0023]圖1是用于在曲面上提供可變電子內(nèi)容的投影系統(tǒng)10的分解示意圖。系統(tǒng)10包括內(nèi)容源12、控制器14、投影儀16、彎曲顯示表面18和錐形反射器20?？刂破?4從內(nèi)容源12接收內(nèi)容并將其提供給投影儀16以經(jīng)由錐形反射器20投影在顯示表面18上?？勺冸娮觾?nèi)容可包括電子視頻內(nèi)容或可變電子(數(shù)字)靜態(tài)圖像。
[0024]控制器14可用計算機或其他基于處理器的裝置來實現(xiàn)，并且內(nèi)容源12可用存儲裝置來實現(xiàn)?？刂破?4可包括與投影儀16的有線或無線連接，并且它可包括與多個投影儀的連接以用于將內(nèi)容顯示在組裝到不同的殼體中的許多投影系統(tǒng)上?？刂破?4可轉(zhuǎn)換待顯示的內(nèi)容，或者接收已經(jīng)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容。這種轉(zhuǎn)換是彎曲顯示表面18所需要的以將轉(zhuǎn)換的內(nèi)容無失真地顯示給觀看者，這意味著它就像原始內(nèi)容預期在平坦顯示器上看起來的那樣顯示電子內(nèi)容。
[0025]錐形反射器20優(yōu)選具有使得投影的內(nèi)容均勻地顯示在整個顯示表面18上的錐角，如由線22和24所表示的。錐形反射器20可用例如反射鏡膜來實現(xiàn)，所述反射鏡膜層合或以其他方式附著到用于機械支撐的基底，以將反射鏡膜保持在期望的構(gòu)型?；蛘?，反射器可以是可熱成形的反射鏡。
[0026]錐形反射器20可具有完整錐形反射鏡以用于將內(nèi)容投影到完整360°的彎曲顯示表面18上(如圖所示)，或者可具有部分錐形反射鏡以用于僅在彎曲顯示表面18的一部分上投影和顯示內(nèi)容。任選地，除了徑向之外，錐形反射器20可在軸向上彎曲，從而與凸錐或曲邊錐相似，并且反射器可任選地為截頂錐。另外，在此實施例中，可使用任何旋轉(zhuǎn)對稱的表面來實現(xiàn)反射器。實例提供了用于計算反射器的錐角以便基本上均勻地顯示轉(zhuǎn)換內(nèi)容的方法。盡管彎曲顯示表面18被示出為圓柱形表面，但其他類型的彎曲顯示表面也是可以的，包括用于顯示表面的平坦表面和不平坦表面的組合。另外，多個反射器或反射器系統(tǒng)可任選地與顯不表面一起使用。
[0027]圖2是用于投影系統(tǒng)的彎曲顯示表面18的示例性組件的示意圖。在此實施例中，顯示表面18包括轉(zhuǎn)向膜26、支撐基底28和背投膜(RPF) 30。作為RPF30的替代形式，可使用其他膜，例如具有小透鏡陣列、雙凸透鏡(lenticular)陣列、微型菲涅耳透鏡陣列或微型菲涅耳雙凸透鏡陣列的膜。轉(zhuǎn)向膜26從反射器20接收投影的內(nèi)容并對投影的光重新導向，以按照期望視角提供內(nèi)容。支撐基底28可用例如透明聚合物膜或玻璃柱體來實現(xiàn)，并為轉(zhuǎn)向膜26和背投膜30提供機械支撐。支撐基底28是可選的，因為對于某些實施例，轉(zhuǎn)向膜和顯示表面本身可具有足夠的機械支撐。彎曲顯示表面18的組件可層合或以其他方式附著在一起。或者，顯示表面可為可熱成形的屏幕。
[0028]彎曲顯示表面18可任選地在背投膜30的觀看者一側(cè)上包括另一轉(zhuǎn)向膜?？舍槍澢@示表面的期望主視角設(shè)計轉(zhuǎn)向膜，例如觀看者直視顯示表面，仰視顯示表面，或者俯視顯示表面。另外，轉(zhuǎn)向膜可被設(shè)計為使得在偏離期望視角的軸線處，顯示表面看起來更暗。
[0029]圖3-7概念性地示出了用于容納圖1和圖2的投影系統(tǒng)的殼體。圖3-7分別是帶有投影系統(tǒng)的殼體的側(cè)視圖、側(cè)面剖視圖、頂視圖、底視圖和分解透視圖。如圖3-7所示，此實施例中的殼體包括封蓋40、與顯示表面18對應的彎曲顯示表面42、基座44和錐形反射器48。反射器48由環(huán)46支撐，所述環(huán)具有擱在顯示表面42的頂部邊緣55上的部分54。封蓋40具有底部邊緣41，所述底部邊緣可適配在環(huán)46的邊緣47上，并通過摩擦固定就位。封蓋40還具有中空空間49?；?4具有頂部環(huán)52，并且顯示表面42的底部邊緣43可適配在環(huán)52的邊緣53上，并通過摩擦固定就位。如圖所示，顯示表面42還適配在基座44的頂部上?；?4包括內(nèi)壁46、外壁51以及介于壁46和51之間的中空空間45?；?4的內(nèi)壁46形成孔，使得投影儀50可穿過所述孔將內(nèi)容投影到反射器48，以將所述內(nèi)容反射并顯示在顯示表面42上，如圖1所示。或者，投影儀可位于殼體的內(nèi)部，并且在該實施例中不需要孔。殼體的組件連同顯示表面可以是可移除的(如圖7所示)，或者它們可使用例如粘合劑固定在一起。或者，殼體可由一體式外罩形成，并且殼體可形成完整的外罩或部分的外罩。
[0030]圖8是用于投影系統(tǒng)的殼體的替代實施例的側(cè)視圖。在此替代實施例中，投影儀60位于殼體的上方。殼體包括封蓋66、與顯不表面18對應的彎曲顯不表面68、以及基座70。封蓋66包括孔78和圍繞所述孔的中空空間80。環(huán)76可擱在顯示表面68的頂部邊緣上，并包括下環(huán)部分81以適配在顯示表面68的內(nèi)部并通過摩擦將環(huán)76固定就位。封蓋66也可抵靠環(huán)76并通過摩擦固定就位。基座70包括中空空間82 (類似于基座44)，并且還包括環(huán)74。反射器72安裝在環(huán)74上，并且顯示表面68可通過摩擦抵靠環(huán)74固定就位。在使用中，投影儀60通過利用反射鏡62反射內(nèi)容來穿過孔78投影內(nèi)容，如線64所示。反射鏡62是可選的，因為對于某些實施例，投影儀可將內(nèi)容直接投影到殼體中。投影的內(nèi)容被反射器72反射以由顯示表面68顯示，如圖1所示，不同的是按照反轉(zhuǎn)的構(gòu)型。此替代實施例可提供用于例如天花板安裝型投影儀。
[0031]彎曲顯示表面可位于殼體中的各種位置處。在圖3-8中，示出彎曲顯示表面位于封蓋與基座之間。然而，彎曲顯示表面可位于封蓋的位置處或基座下方。另外，基座和封蓋的高度可變化，以改變彎曲顯示表面的垂直位置。將彎曲顯示表面設(shè)置在基座與封蓋之間提供了用于顯示標簽或其他靜態(tài)內(nèi)容的許多產(chǎn)品容器所使用的位置，這意味著由彎曲顯示表面顯示的內(nèi)容在外表面與產(chǎn)品容器相似的殼體上的近似位置將與實際產(chǎn)品容器上的位置相同。
[0032]在圖3-8中，將用于投影系統(tǒng)的殼體示出為圓柱體僅用于示例性目的。根據(jù)例如待顯示的內(nèi)容，殼體可具有各種三維形狀。殼體形狀可與帶殼體的品牌形狀對應，因此與具有指示容納于其內(nèi)的產(chǎn)品的品牌或型號的形狀的實際產(chǎn)品容器相似。對于各種殼體形狀，基座和封蓋中的中空空間可用于容納實際產(chǎn)品。例如，中空空間可容納與殼體所相似的產(chǎn)品容器的品牌形狀對應的產(chǎn)品。這樣，殼體可看起來就像帶有產(chǎn)品的實際產(chǎn)品容器一樣，因為將無法穿過中空空間中的產(chǎn)品看見孔。在其他實施例中，殼體不需要具有中空空間，而是相反可通過在其上刷油漆或具有靜態(tài)內(nèi)容來模擬產(chǎn)品。
[0033]如果殼體與品牌產(chǎn)品容器相似，則可基于品牌形狀來選擇內(nèi)容所需的轉(zhuǎn)換類型?？刂破骺纱鎯εc特定品牌形狀相關(guān)的轉(zhuǎn)換算法，并選擇在特定品牌形狀上無失真地顯示內(nèi)容所需的算法。作為替代，控制器可將與特定形狀相關(guān)聯(lián)的彎曲顯示表面數(shù)字化，以便針對特定數(shù)字化彎曲顯示表面選擇轉(zhuǎn)換內(nèi)容的算法。數(shù)字化表面可通過例如尺寸、高度和形狀的參數(shù)來表征。選擇的算法可針對彎曲顯示表面的特定形狀執(zhí)行內(nèi)容的像素重映射。內(nèi)容可被轉(zhuǎn)換并存儲以便于稍后顯示，或者可根據(jù)算法基本上實時地轉(zhuǎn)換。
[0034]實例提供了用于實現(xiàn)殼體和投影系統(tǒng)的示例性材料和組件，但也可使用其他類型的材料和組件。另外，實例提供了用于像素重映射以進行圖像轉(zhuǎn)換的示例性算法，所述算法可存儲在軟件或固件中并由控制器執(zhí)行?；蛘?，所述算法可存儲在硬件(例如定制的集成電路芯片)或者硬件和軟件的組合中。
[0035]實M
[0036]為了說明為顯示可變電子內(nèi)容而進行的靜態(tài)表面到數(shù)字曲面的轉(zhuǎn)換，我們下面詳細描述向兩升(2L)可口可樂汽水瓶(可口可樂公司(Coca-Cola Company))上投影的程序。此實例不是限制性的，而是可廣泛適用于多種圓柱形或成型表面。
[0037]光學平臺裝置
[0038]光學平臺配有Minolta LS-100亮度計(柯尼卡美能達美洲公司(Konica MinoltaSensing Americas, Inc.))> FOSTEC Ace 光源(肖特公司(SCHOTT Corporation))和光纖光導。將光導聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)臺上的樣本夾持器。類似地將亮度計適配到獨立的旋轉(zhuǎn)臺上。除非另外指明，否則使用約3平方英尺的測試樣本。圖9示出了使用的兩個光學平臺裝置，其中如圖所示，投影屏幕位于光源與檢測器之間。圖10示出了例如檢查的各種顯示屏幕構(gòu)型。使用市售3M MProieO微型投影儀(3M公司)作為顯示器的視頻源。
[0039]光線跟蹤
[0040]上述圖1是投影儀、反射性錐形反射鏡以及將轉(zhuǎn)換為數(shù)字表面的360°視野標簽的建議設(shè)計布局。光線跟蹤用在設(shè)計過程中，并利用MATLAB程序(MathWorks公司)或Excel程序(微軟公司)來實現(xiàn)，以跟蹤ΜΡι.ο160微型投影儀光路。圖11示出了位于坐標(0，0)處的投影儀所使用的參數(shù)。我們將所有光線看作源自點光源(坐標(0，O))，所述點光源位于投影儀透鏡后面距離P1 (其中P1=4.3mm)處。距離P1由投影儀的投射直徑的公式來確定，并被定義為零投射直徑處的投射距離。
[0041 ] 投射直徑(mm) =0.50 (投射距離)+2.15 (MPro 160微型投影儀)
[0042]從投影儀到反射鏡的投射距離是生成與瓶的直徑相等的圓形圖像的距離。此直徑被選擇為105mm=2R，其中R是錐形反射鏡的基座的半徑。
[0043]然后我們定義下列參數(shù)。
[0044]H=從點光源(0，0)到錐形反射鏡的基座的垂直距離。
[0045]P2=從投影儀的前面到錐頂?shù)木嚯x。
[0046]對于錐的每一不同的底角ai，以下是固定變量。[0047]a3=90° -B1
[0048]a2=90° -B1
[0049]B5=B1
[0050]M=Rtan (ax)
[0051]F= (R2+M2)1/2
[0052]如圖11所示，源自點光源(0，0)的長度Z1的光線以角度a6入射在反射鏡上。下列參數(shù)取決于此光線的方向。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將可變電子內(nèi)容投影到曲面上的系統(tǒng)，包括: 殼體，所述殼體具有外表面和內(nèi)部空間，其中所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到所述彎曲顯示表面上的可變電子內(nèi)容，并且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內(nèi)部空間的孔； 反射器，所述反射器位于所述殼體的所述內(nèi)部空間內(nèi)；和 投影儀，所述投影儀位于所述孔的附近，用于穿過所述孔將電子內(nèi)容投影到所述反射器， 其中當所述投影儀接收到轉(zhuǎn)換的電子內(nèi)容并穿過所述孔將所述轉(zhuǎn)換的電子內(nèi)容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉(zhuǎn)換的電子內(nèi)容無失真地顯示給觀看者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述彎曲顯示表面具有圓柱形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述反射器包括錐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括附接到所述錐的基座的環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述殼體具有封蓋和容納所述孔的基座，并且其中所述彎曲顯示表面位于所述基座與所述封蓋之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述基座具有作為所述殼體的所述外表面的一部分的外壁、圍繞所述孔的內(nèi)壁以及介于所述外壁與所述內(nèi)壁之間的中空空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述封蓋具有內(nèi)部中空空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述·的系統(tǒng)，其中所述封蓋能夠從所述彎曲顯示表面移除，并且所述基座能夠從所述彎曲顯示表面移除。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述彎曲顯示表面包括: 支撐基底； 背投膜；和 轉(zhuǎn)向膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述封蓋容納所述孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器聯(lián)接到所述投影儀，用于將所述轉(zhuǎn)換的電子內(nèi)容提供給所述投影儀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中顯示在所述彎曲顯示表面上的內(nèi)容與所述殼體的所述外表面的形狀有關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述可變電子內(nèi)容包括電子視頻內(nèi)容。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述可變電子內(nèi)容包括可變電子靜態(tài)圖像。
15.一種用于將可變電子內(nèi)容投影到曲面上的方法，包括: 接收與特定產(chǎn)品有關(guān)的可變電子內(nèi)容； 選擇與和所述特定產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的容器相似的殼體，其中所述殼體包括外表面和內(nèi)部空間，其中所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到所述彎曲顯示表面上的所述可變電子內(nèi)容，并且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內(nèi)部空間的孔； 基于所述特定產(chǎn)品確定用于所述可變電子內(nèi)容的轉(zhuǎn)換類型，使得當按照所述轉(zhuǎn)換類型轉(zhuǎn)換的內(nèi)容穿過所述孔投影到所述彎曲顯示表面時，所述彎曲顯示表面將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容無失真地顯示給觀看者。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產(chǎn)品有關(guān)的可變電子內(nèi)容的步驟包括接收標識所述特定產(chǎn)品的內(nèi)容。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述選擇與和所述特定產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的容器相似的殼體的步驟包括選擇具有介于所述外表面與所述內(nèi)部空間之間的中空空間的殼體，其中所述中空空間能夠容納所述特定產(chǎn)品。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述選擇與和所述特定產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的容器相似的殼體的步驟包括選擇容納反射器的殼體，所述反射器用于將所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)容從所述投影儀向所述彎曲顯示表面重新導向。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產(chǎn)品有關(guān)的可變電子內(nèi)容的步驟包括接收電子視頻內(nèi)容。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產(chǎn)品有關(guān)的可變電子內(nèi)容的步驟包括接收可變電子靜態(tài)圖像。
【文檔編號】G09F19/18GK103597406SQ201280028232
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】拉爾夫·R·羅伯茨, 格倫·E·卡斯納, 布雷特·J·西特爾, 簡·K·瓦爾達納, 布賴恩·T·韋伯, 肯尼思·A·愛潑斯坦, 馬丁·B·沃爾克, 帕特里克·A·托馬斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司