具有虛擬圖像顯示的電子設備的制作方法

專利名稱：具有虛擬圖像顯示的電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有顯示器的電子設備。
背景技術：
諸如移動電話的電子設備已知具有各種設計特征部件，包括顯示器。對于電子設備的用戶來說，從因特網或其他來源接收文件、圖像和內容的需要在不斷增長。由于許多圖像和文件具有大顯示屏幕要求，很難用移動電話的液晶顯示器(LCD)面板所提供的顯示來識別和捕捉所有信息。
需要一種改進的電子設備，其可以提供具有大視野的圖像，允許用戶觀看來自因特網或其他來源的圖像和文件。此外，這樣的電子設備需要在實體上被設計為方便用戶，使得用戶即使在執行這些電子設備上的其他功能時也能夠觀看這樣的圖像。


將附圖以及下面的詳細描述一起并入本申請文件，并形成本申請的一部分，用來進一步說明各種實施例以及解釋根據本發明的所有各種原理和優勢。
圖1顯示根據第一實施例的具有虛擬圖像顯示元件的電子設備。
圖2顯示根據第二實施例的具有虛擬圖像顯示元件的電子設備。
圖3顯示根據第三實施例的具有兩個機身和一虛擬顯示元件的移動通信設備。
圖4描繪用戶使用圖3的移動通信設備來觀看虛擬顯示。
圖5顯示描繪在電子設備中的虛擬圖像生成方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明可以體現于若干形式和方式。下面提供的描述以及附圖顯示了本發明的示例實施例。本領域技術人員將認識到，本發明可以體現于下面沒有示出的其他形式和方式。本發明應該具有權利要求的完整范圍，并且不應該被下面示出的實施例限制。
進一步應該理解，關系術語的使用，如果有的話，諸如第一、第二、頂和底、前和后等，只是用來區分一個實體或動作與另一實體或動作，不必要求或暗示這樣的實體或動作之間的任何這樣的實際關系或順序。大多數發明功能和許多發明原理是通過電子和光學設備及裝備來實現的。期望本領域普通技術人員，盡管可能付出顯著努力和許多設計選擇，當由這里所公開的概念和原理所指導時，將能夠以最少的試驗生成這樣的電子設備。因此，為了簡短，并且最小化使得根據本發明的原理和概念混淆的風險，對這樣的電子設備的進一步的討論，如果有的話，將被限制于關于優選實施例內的原理和概念的重點。
技術上的改進使得可能獲得高速數據傳輸速率。因此，需要高速數據傳輸速率的數據，諸如多媒體，可以經過網絡傳送，而沒有顯著延遲。這使得有可能在電子設備上，包括在移動電話上，觀看到高清晰度多媒體數據。但是，在電子設備，諸如移動電話的例子中，電子設備的尺寸是主要的制約因素，其限制了顯示區域。考慮到移動電話和其他這樣的電子設備不斷增長地用來訪問網絡或任何這樣的類似服務的速率，需要協調兩個沖突的需要，即具有小的顯示尺寸，同時提供高清晰度圖像觀看工具。高清晰度多媒體可以通過提供具有增加視野的顯示器來顯示。已經提議了若干方法來獲得更大的視野，諸如利用襯底內部的放大望遠鏡，或者利用棱鏡放大鏡等等。但是，通過這些方法，視野只可以被改善到有限范圍，并且通常具有尺寸和重量方面的缺點。
電子設備具有顯示元件，用于提供虛擬圖像，使得顯示元件能夠在相對于電子設備的第一機身的至少一個平面內移動。因此，電子設備能夠通過顯示元件提供具有大視野的虛擬圖像，顯示元件可以相對設備的第一機身進行移動和旋轉，使用戶能夠使用該顯示，同時進行設備上的其他功能。一個實施例涉及便攜通信設備，其包括具有圖像生成裝置和光學系統的機身，以及用于提供具有大視野的虛擬圖像的顯示元件，使得顯示元件能夠在相對于第一機身的至少一個平面內移動。因此，用戶可以滿意于具有虛擬圖像顯示或顯示元件的電子設備，其提供質量更好的圖像、大視野以及方便用戶，同時能夠以各種不同位置觀看虛擬圖像，保持設備的所需的尺寸。而且，當不使用時，顯示元件可以被便攜通信設備保護。此外，顯示元件可以以多種方向觀看，因此適合左手和右手兩種類型的用戶。
根據圖1，電子設備100的第一實施例包括顯示元件105和第一機身110。在這個實施例中，電子設備100是移動通信設備，但是其也可以是另外類型的電子設備，諸如視頻游戲機、個人數字助理(PDA)、筆記本電腦、車載導航系統等等。電子設備100具有第一機身110，其包含圖像生成裝置140和光學系統150；以及用于提供虛擬圖像的顯示元件105，可移動地附連到第一機身110，使得顯示元件105能夠在平行于第一機身110的至少一個平面內移動。
根據實施例，顯示元件105是襯底引導(substrate guided)光學元件。襯底引導光學元件能夠以大視野投射虛擬圖像，同時仍控制元件的厚度。由Lumus開發的襯底引導光學元件是一種平坦且較小的透明體，其能夠減小到眼鏡鏡片的尺寸。這項技術有助于實現非常緊湊、個人的、屏幕較小的、高清晰度和高亮度的圖像顯示。當與微顯示源相結合時，其直接向用戶的眼睛投射高質量圖像。盡管投射元件很小，卻能夠通過它觀看很大的圖像。當與第一機身110中的微顯示器相結合時，襯底引導光學元件直接向用戶眼睛投射高質量圖像。盡管在離眼睛很近的距離觀看虛擬圖像，當與常規光學系統，諸如光學波導相比較時，襯底引導光學元件允許更大的視野，還使得設備體積減小40％。使用光導光學元件技術等的另一個優勢是由于降低了對于光學組件的要求而降低了成本。
根據實施例，顯示元件105由透明材料制成，諸如玻璃或塑料。這個特征提供了有趣的設計特點，因為顯示材料是透明的，低于顯示元件105的第一機身110的其他特征部件也因此是可見的。在一個實施例中，顯示元件105包圍在一個由不透明材料制成的框中(未示出)。在示出的實施例中，顯示元件105是無框的。
圖像生成裝置140具有微顯示器120，其具有背光115，使微顯示器120所產生的圖像變亮。可用LCD替換微顯示器120。背光115照亮微顯示器120產生的真實圖像，并且通過聚光鏡125發射該真實圖像。聚光鏡125通過放大或縮小圖像來對其進行處理，并且將其指引到放置于聚光鏡125之前的反射鏡130，反射鏡130進一步將圖像指引到瞄準儀135，瞄準儀135使真實圖像的光線互相平行。這些平行線從第一機身110指引出來，提供了在顯示元件105中的虛擬圖像。在實施例中，反射鏡130是棱鏡的表面。
根據這個實施例，顯示元件105安置為使得顯示元件105可以在平行于第一機身110的平面內滑動，如圖1所示。如所示，顯示元件105能夠沿著圖中所示的軌跡155移動。顯示元件被示出為已經相對于第一機身110移動到預定打開位置。
電子設備還具有開關(未示出)，其在顯示元件105達到相對于第一機身110的至少一個預定位置時啟動圖像生成裝置140。顯示元件105的預定位置是關于第一機身110的位置，有助于顯示元件105中的圖像生成。當顯示元件105達到預定位置時，由于光學系統150的預定位置，微顯示器120產生的圖像到達反射鏡130和瞄準儀135，并且在顯示元件105上顯示。預定位置的意義在于如果第一機身110和顯示元件105沒有對準，真實圖像的光線將不能正確地入射到顯示元件105中。當顯示元件105不在相對于第一機身110的預定位置時，開關(未示出)關閉圖像生成裝置140。關閉圖像生成裝置140限制了微顯示器的不必要的使用，減小了功耗，并且還防止微顯示器120和第一機身110不必要地升溫。
圖2顯示根據第二實施例的具有虛擬圖像顯示元件的電子設備200。根據第二實施例，電子設備200具有顯示元件205，其可以在相對于第一機身210的平行平面內旋轉多達全部360°。這個實施例中，除了顯示元件205之外，在第一機身210中還具有液晶顯示器255。而且，可以在顯示元件205上安裝耳機揚聲器，或在第一機身210上安裝耳機揚聲器并且通過顯示元件205而導出。
與結合圖1所述的相同，電子設備還具有開關(未示出)，其在顯示元件205到達相對于第一機身210的至少一個預定位置時啟動圖像生成裝置。顯示元件205的預定位置是關于第一機身210的位置，其有助于在顯示元件205中的圖像生成。預定位置的意義在于如果第一機身210和顯示元件205沒有對準，真實圖像的光線將不能正確地入射到顯示元件205中。與結合圖1所述的相類似，當顯示元件205不在相對于第一機身210的預定位置時，開關(未示出)關閉圖像生成裝置。關閉圖像生成裝置限制了如圖1所示的微顯示器的不必要的使用，減小了功耗，并且還防止微顯示器和第一機身210不必要地升溫。
圖3顯示根據第三實施例具有兩個機身和一虛擬顯示元件的移動通信設備300。根據第三實施例，電子設備是移動通信設備300，其進一步包括可移動附連到第一機身305的機身310。在這個實施例中，移動通信設備300具有第一機身，其上具有類似于結合圖1所述的圖像生成裝置和光學系統，移動通信設備300還具有第二機身310，其可移動地附連到第一機身305，其中第二機身310提供液晶顯示器350。顯示元件315可移動地附連到第一機身305，并且能夠在相對于第一機身305的平行平面內滑動。當顯示元件315滑出到預定位置320時，顯示元件315安置為能夠以一相對于第一機身305的角度旋轉325，以達到至少一個替換位置。
如圖4所示，移動通信設備300允許用戶在距離眼睛很近的距離以大視野330觀看圖像，同時在移動通信設備300上交談。
如前面結合圖1和圖2所述，電子設備進一步包括開關(未示出)，其當顯示元件到達相對于第一機身的至少一個預定位置時啟動圖像生成裝置。在電子設備是蛤殼式電話的這個實施例中，當用戶使用電話時出現預定位置。換句話說，預定位置適合于用戶在移動電話上交談，同時在顯示元件315上觀看圖像，如圖4所示。
圖5顯示描繪具有顯示元件的電子設備中虛擬圖像生成的方法的流程圖500。電子設備100、200、300可以是前面所述的任何實施例。該方法包括在相對于電子設備的第一機身的至少一個平面中移動顯示元件510；以及，當顯示元件處于預定位置時，啟動第一機身中的圖像生成裝置520。該方法進一步包括當顯示元件處于預定位置時顯示虛擬圖像530。
根據進一步的實施例，移動步驟510包括在相對于第一機身的平行平面中滑動顯示元件515。在另一實施例中，移動步驟進一步包括在相對不平行于第一機身的平面中旋轉顯示元件517。該方法進一步包括當顯示元件不處于相對第一機身的預定位置時關閉圖像生成裝置。
本發明的各種實施例使用戶可以滿足于具有增強圖像觀看能力的電子設備。在實施例中，用戶能夠使用具有虛擬圖像顯示或顯示元件的移動通信設備，其提供具有更大視野的虛擬圖像，而不會犧牲通信設備的緊湊度。用戶還能夠滿意于，在離眼睛很近的距離，以各種位置觀看顯示的靈活性。
本公開想要解釋怎樣形成和使用根據本發明的各種實施例，而不是想要限制其真實的、預期的和公正的范圍和精神。前面的討論不想窮舉或限制本發明為所公開的精確形式。根據上述教導，可以有許多修改或變形。選取并描述這些實施例是為了提供對本發明原理和實際應用的最好說明，以及使本領域普通技術人員能夠在各種實施例中且以適合于考慮中的特定使用的各種修改來利用本發明。所有這樣的修改和變形都在由所附權利要求及等價物所確定的本發明的范圍中，權利要求可能在本專利申請的審查過程被修改，而本發明的范圍應當根據權利要求公正、合法和公平地所具備的寬度來解釋。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種電子設備，包括第一機身，具有圖像生成裝置和光學系統；以及襯底引導光學顯示元件，用于提供虛擬圖像，其可移動地附連到所述第一機身，使得所述襯底引導光學顯示元件能夠在相對于所述第一機身的至少一個平面中移動；以及開關，當所述襯底引導光學顯示元件在相對于所述第一機身的預定位置時，啟動所述圖像生成裝置，而當所述襯底引導光學顯示元件不在相對于所述第一機身的預定位置時，關閉所述圖像生成裝置。
2.權利要求1的設備，其中所述預定位置是所述襯底引導光學顯示元件關于所述第一機身的位置，該位置有助于所述襯底引導光學顯示元件中的圖像生成。
3.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括瞄準儀。
4.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括聚光鏡。
5.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括至少一個反射表面。
6.權利要求5的設備，其中所述至少一個反射表面是棱鏡的表面。
7.權利要求1的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中移動。
8.權利要求1的設備，其中所述顯示元件安置為使得所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中滑動。
9.權利要求8的設備，其中所述顯示元件能夠以一相對于所述第一機身的角度旋轉。
10.權利要求1的設備，進一步包括具有液晶顯示器的第二機身，其通過鉸鏈附連到所述第一機身。
11.權利要求10的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的后面滑出。
12.權利要求11的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的后面滑出到預定位置，并且從所述預定位置旋轉到相對于所述第一機身的至少一個替換位置。
13.權利要求10的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的底部滑出到預定位置。
14.權利要求13的設備，其中所述顯示元件能夠從所述預定位置旋轉到相對于所述第二機身的至少一個替換位置。
權利要求
1.一種電子設備，包括第一機身，具有圖像生成裝置和光學系統；以及顯示元件，用于提供虛擬圖像，其可移動地附連到所述第一機身，使得所述顯示元件能夠在相對于所述第一機身的至少一個平面中移動；以及開關，當所述顯示元件在相對于所述第一機身的預定位置時，啟動所述圖像生成裝置，而當所述顯示元件不在相對于所述第一機身的預定位置時，關閉所述圖像生成裝置。
2.權利要求1的設備，其中所述顯示元件包括襯底引導光學元件。
3.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括瞄準儀。
4.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括聚光鏡。
5.權利要求1的設備，其中所述光學系統包括至少一個反射表面。
6.權利要求5的設備，其中所述至少一個反射表面是棱鏡的表面。
7.權利要求1的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中移動。
8.權利要求1的設備，其中所述顯示元件安置為使得所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中滑動。
9.權利要求8的設備，其中所述顯示元件能夠以一相對于所述第一機身的角度旋轉。
10.權利要求1的設備，進一步包括具有液晶顯示器的第二機身，其通過鉸鏈附連到所述第一機身。
11.權利要求10的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的后面滑出。
12.權利要求11的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的后面滑出到預定位置，并且從所述預定位置旋轉到相對于所述第一機身的至少一個替換位置。
13.權利要求10的設備，其中所述顯示元件能夠在平行于所述第一機身的平面中從所述第一機身的底部滑出到預定位置。
14.權利要求13的設備，其中所述顯示元件能夠從所述預定位置旋轉到相對于所述第二機身的至少一個替換位置。
全文摘要
一種電子設備(100)包括第一機身(110)，具有圖像生成裝置(140)和光學系統(150)；以及顯示元件(105)，用于提供虛擬圖像，其可移動地附連到第一機身(110)，使得顯示元件(105)能夠在相對于第一機身(110)的至少一個平面中移動。另一實施例涉及移動通信設備(300)，包括第一機身(305)，具有圖像生成裝置和光學系統；第二機身(310)，具有液晶顯示器(350)，移動附連到第一機身(305)；以及顯示元件(315)，用于提供虛擬圖像，其可移動地附連到第一機身(305)，使得顯示元件(315)能夠在相對于第一機身(305)的至少一個平面中移動。
文檔編號H04M1/02GK101091377SQ200680001618
公開日2007年12月19日 申請日期2006年1月3日 優先權日2005年1月4日
發明者特奧多雷·R·阿內松, 約翰·C·諾伊曼, 邁克爾·L·沙利耶 申請人:摩托羅拉公司