專利名稱：雙重顯示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙重顯示，以及，更具體地涉及一種雙重顯示器，其具有成像穿孔膜，用于在第一光照條件下觀看第一圖像；以及投影/漫射系統(tǒng)，用于在第二光照條件下觀看第二圖像或者圖像系列。
背景技術(shù)：
廣告客商需要能夠在多種多樣的表面上顯示圖形和/或信息圖像的性能。近年來，透明表面如窗、墻壁等作為用于廣告媒體的基層很引人注意。在有些應用中，當從基層一側(cè)觀看時，施加在透明基層上的圖形圖像是可見的，而從基層另一側(cè)觀看時，則基層仍保持基本透明。
達到這種效果的圖形制品通常為多層膜，在一個表面上具有不透明(淺色，通常是白色的)膜，適合于承載圖像，而光吸收(深色，通常是黑色)膜或者油墨則施加在相對的表面上。在深色膜或者墨水上施加壓敏膠粘劑以及活動背襯或載體材料，使得可以對印制的圖形進行處理并將其貼到窗上。
大量穿過膜層的穿孔產(chǎn)生透過圖形制品的“透明”光幻視。穿孔的尺寸和間隔制成為，使得從圖像一側(cè)觀看時，觀看者有看見圖像的傾向。然而，當從相對較暗的一側(cè)觀看時，觀看者則有看透圖形制品的傾向，保持他們的視野通透。另外，已經(jīng)熟知，當從環(huán)境光相對明亮的區(qū)域向相對較暗的區(qū)域觀看時，窗看起來是較暗或者不透明的。當從環(huán)境光相對較暗的區(qū)域向相對明亮的區(qū)域觀看時，窗看起來是透明的。通過這種效果增強圖形制品的單向效應，這使在相對較暗區(qū)域諸如在車輛或建筑物內(nèi)部的觀看者，能夠看透單向圖形制品，而在環(huán)境光相對明亮中的觀看者則看到印制的圖形。
在美國專利題為“Method for Making Unidirectional GraphicArticle”，專利號為No.6,254,711中，詳細描述了單向圖形制品的設計與生產(chǎn)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本申請相同的受讓人。
盡管在許多顯示環(huán)境中單向圖形制品是非常有用的，但這些圖形制品通常提供的僅僅是在第一光照條件下一種顯示選擇方案，而在第二光照條件下的觀看選擇方案則為無顯示(透明)。就是說，在高亮度條件下如白晝時可以看到圖像(從制品的觀看側(cè))，而在低亮度條件下如夜晚時則看不到圖像(從制品的觀看側(cè))。此外，更多種的顯示系統(tǒng)在本技術(shù)中是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種雙重顯示系統(tǒng)，包括在第一光照條件下(如白晝)提供第一顯示的圖形制品，以及在第二光照條件下(如夜晚)提供第二顯示的投影系統(tǒng)。在示例性實施方式中，圖形制品是穿孔的成像膜，而投影系統(tǒng)則包括投影器和漫射屏(擴散屏)。


圖1是圖示示例性現(xiàn)有技術(shù)的單向圖形制品的圖。
圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式配置的雙重顯示系統(tǒng)的圖。
圖3是圖示雙重顯示制品的第一種示例性配置的圖。
圖4是圖示雙重顯示制品的第二種示例性配置的圖。
圖5是圖示雙重顯示制品的第三種示例性配置的圖。
圖6是圖示雙重顯示制品的第四種示例性配置的圖。
圖7是雙重顯示制品的可選擇實施方式的圖。
盡管上述圖中提出了幾種示例性實施方式，但也可考慮本發(fā)明的其他實施方式，如下面討論中所提及的。本文所做披露以示例方式非限制性地給出了本發(fā)明說明性的實施方式。不脫離本發(fā)明原理的范圍和精神，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出許多其他的修改和實施方式。
具體實施例方式
圖1是示例性圖示現(xiàn)有技術(shù)單向圖形制品10的圖，如由美國明尼蘇達州圣保羅市3M公司制造的產(chǎn)品。由3M公司制造的多種商品名為“穿孔窗圖形膜(Perforated Window Graphic Film)”，包括8671、8674、8174、RG8171和IJ8171。將圖1中所示的制品10粘附在透明基層12如窗上，以及，制品10包括膠粘層14、可成像膜層16、圖像層18、以及顏料層20和22。小孔24延伸穿過制品10的多個層，并且以這樣的方式隔開，使得觀看者26看透制品10和透明基層12，而觀看者28則看見在圖像層18上形成的圖像。在美國專利No.6,254,711中可以找到制品10結(jié)構(gòu)的具體描述。如在美國專利No.6,254,711中所披露的，小孔24一般占據(jù)制品圖像層表面積的約10％至70％。
圖2是圖示雙重顯示系統(tǒng)的圖，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式配置的雙重顯示制品30。雙重顯示制品30由單向圖形制品10和漫射屏32構(gòu)成。在示例性實施方式中，單向圖形制品10(通常按照上文相對于圖1描述的方式進行配置)具有可以由觀看者36看到的圖像，并且由該圖像提供第一顯示。可選擇地，可以采用光阻廓影圖案(light restricting silhouette pattern)制品作為圖形制品，配置如美國專利No.6,507,413中所述，該專利已轉(zhuǎn)讓給本申請相同的專利受讓人。漫射屏32則以本領(lǐng)域公知的方式配置，以接收從投影器34投射的圖像或者圖像系列，并顯示這些圖像，用于由觀看者36觀看，提供第二顯示。許多可能的漫射屏設計和配置都可以使用。例如，由美國明尼蘇達州圣保羅市3M公司制造的合適的漫射屏，商品名為3M漫射膜3635-70和3635-30。另外，在美國專利No.6,417,966(a rearprojection screen using internal reflection)、No.6,519,087(a rearprojection screen employing refracting beads)、以及No.6,567,215(arear projection screen having tunable performance by employing amixture of multiple types of microbeads)、美國專利申請公開No.2002/0080484A1(a microstructured rear projection screenemploying tapered waveguides)、和2002/0163719A1(a projectionscreen having multiple polymeric materials for asymmetric lightscattering)、以及PCT公開No.WO99/13378(a rear projection displayemploying a polarization sensitive beam splitter)(全部轉(zhuǎn)讓給與本申請相同的專利受讓人)，其中披露的透光屏都適合用于漫射屏32的設計。其他的漫射屏配置對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是公知的，諸如膠粘劑涂覆的漫射膜、帶有或者沒有膠粘層的半透明膜、剛性塑料漫射體、各種珠屏、毛玻璃等。在這里描述的雙重顯示系統(tǒng)中，可以采用具有約20-90％透射度的漫射屏。
單向圖形制品10與帶投影器34的漫射屏32的配置，提供了一種雙重顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供第一顯示，在第一光照條件下向觀看者36顯示第一圖像(成像在單向圖形制品10上)，并提供第二顯示，在第二光照條件下向觀看者36顯示第二圖像或者圖像系列(由投影器34投射并聚焦在漫射屏32上)。更準確地，在第一光照條件下，即當單向圖形制品10的觀看者36所在側(cè)環(huán)境比較明亮，而單向圖形制品10的觀看者36相反側(cè)比較暗時(如在日光狀態(tài)下)，第一圖像是可見的。在這些條件下，第一圖像因此而提供第一顯示。在第二光照條件下，當單向圖形制品10的觀看者36所在側(cè)的環(huán)境比較暗，而單向圖形制品10的觀看者36相反側(cè)比較明亮時(如夜晚狀態(tài)下)，第一圖像是不可見的。于是，在第二光照條件下，由投影器34投射并聚焦在漫射屏32上的圖像，透過單向圖形制品10對觀看者36是可見的，并因此提供第二顯示。在一種實施方式中，第一光照條件由窗基層外的日光提供，而第二光照條件則由投影器34提供，該投影器34將圖像或圖像系列投射在漫射屏32上，比單向圖形制品10觀看者36所在側(cè)環(huán)境光線條件更亮。
通常，投影器34將圖像投射并透過漫射屏32上。由投影器34投射的圖像被聚焦在漫射屏32的平面中。透過單向圖形制品10的小孔，在第二光照條件下，由投影器34投射的圖像是可見的，以提供第二顯示。
如上簡述，雙重顯示制品30可以采用具有的穿孔在10％至70％之間的單向圖形制品，并可以采用具有20％至90％之間的透射度的漫射屏。更好的是，單向圖形制品具有的穿孔在40％至50％之間，以及漫射屏具有50％至70％之間的透射度。優(yōu)選的是，單向圖形制品具有約40％的穿孔，以及漫射屏具有約60％的透射度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解所列的百分比是近似值(并包括約±3％的公差)，而且，給出這些百分比是為了告知本領(lǐng)域技術(shù)人員在雙重顯示制品30各種實施方式中可以使用的性能參數(shù)的類型。
由圖2所示的雙效顯示系統(tǒng)提供多用途，使其可用于許多不同應用。廣告是一種示例性應用，其中，雙效顯示系統(tǒng)尤其有用。對于白天觀看，例如，在單向圖形制品10上可以設置一種圖像(提供第一顯示)，在商店開門營業(yè)期間，呈現(xiàn)有關(guān)商店正在特價促銷的信息、目前商店可以供應的商品、或者與消費者具體相關(guān)的其他信息。在夜間，或許當商店不營業(yè)時，由投影器34投射在漫射屏32上的圖像或者圖像系列，提供第二顯示。在營業(yè)時間之外的其他時段，該圖像或圖像系列可以顯示與消費者更關(guān)切的信息，諸如商店營業(yè)時間表、與商店的產(chǎn)品系列(種類)有關(guān)的廣告，或者可以吸引消費者在其他時間回商店的其他信息。在夜間商店營業(yè)的時段，圖像可以起到吸引消費者進入商店的作用。這些圖像可以是固定圖像、系列固定圖像、或者是全動視頻，以及，在示例性實施方式中，投影器34是受計算機控制的。
與簡單的投影顯示相比，單向圖形制品與投影屏幕顯示的結(jié)合提供了許多優(yōu)點。理論上，可以編程投影屏幕顯示，以在白天顯示某些類型的信息，而在夜晚顯示另外類型的信息。然而，在高亮度條件如日光下常常難以看清投影顯示。通常這些顯示在日光條件下效果不明顯，或者必須使用高能耗來克服日光條件下環(huán)境的亮度。通過在投影顯示漫射體前采用單向圖形制品，獲得白天更經(jīng)濟有效并更能引起注意的顯示，在高亮度條件下，單向圖像制品提供固定的顯示，而在投影顯示最吸引人且最有效的低亮度條件下，則能夠看見投影顯示。在不同亮度條件下顯示不同圖像的能力，對于許多其他應用也是有用的。
投影器34的控制可以采取各種形式?？梢酝ㄟ^計算機控制投影器34，以顯示例如靜態(tài)圖像、圖像系列或者幻燈片，或者全動視頻。這些顯示可以用定時器啟動，使其在一天中特定時間顯示，或者可簡單地以連續(xù)方式進行顯示，使得僅在某些光照條件下可以透過單向圖形制品10看到這些顯示。用于控制操作投影器34定時的其他可選方式是采用一個或者更多的光電管，來感測單向圖像制品10相反兩側(cè)的光線亮度差。投影器34的控制也可以是這樣的，使得投射并聚焦在漫射屏32上的圖像與在單向圖形制品10上示出的圖像對準并交織在一起，以在光照條件從第一光照條件(觀看者側(cè)更明亮)向第二光照條件(投影器側(cè)更明亮)轉(zhuǎn)變時，提供組合顯示，反之亦然。在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，也可考慮投影器34控制的其他可選方式。例如，在另一種實施方式中，可以將附加投影器放置在雙重顯示制品30中與觀看者36相同的一側(cè)，以投影第一顯示(包括圖像、圖像系列、或者全動視屏)，使其聚焦在單向圖形制品10上，在投影器34與附加投影器之間進行協(xié)同控制的情況下，給觀看者提供更復雜的圖像和/或視頻。
圖3是圖示雙效顯示制品30的第一種示例性配置的圖。圖3中所示的實施方式具有附加于透明窗基層38內(nèi)表面上的單向圖形制品10。漫射屏32附加于制品10后面。在本實施方式中，雙效顯示制品30的所有零部件均位于窗基層的內(nèi)側(cè)，從而提供保護，以免在窗基層38外側(cè)可能發(fā)生的元件損壞或者其他潛在損壞手段(諸如紫外線輻射、破壞行為、或者物理損壞)。
圖4是圖示雙效顯示制品30的第二種示例性配置的圖。圖4中所示的實施方式具有附加于窗基層38外表面上的單向圖形制品10。漫射屏32附加于窗基層38的內(nèi)表面上。在本實施方式中，單向圖形制品10與漫射屏32是分開的零部件，可以獨立地進行改變或者更換。在想要周期性地改變由單向圖形制品10顯示的圖像的情況下，這是有益的。漫射屏32不需要經(jīng)常更換，而且更換單向圖形制品10時，可以使漫射屏保持不變。
圖5是圖示雙效顯示制品30的第三種示例性配置的圖。圖4中所示的實施方式具有附加于窗基層38外表面上的漫射屏32。單向圖形制品10與窗基層38相反附加于漫射屏32。
圖6是圖示雙效顯示制品30的第四種示例性配置的圖。圖4中所示的實施方式具有附加于窗基層38a外表面上的單向圖形制品10。在該示例性實施方式中，窗基層38a由諸如渾濁或者半透明普萊玻璃的漫射材料制成，起到漫射屏的作用，由投影器34將圖像投射并聚焦在其上。
圖7是雙重顯示制品的可選擇實施方式的圖，其采用電視機或者計算機顯示器40(通過電纜42供電)作為投影系統(tǒng)來提供投射的圖像，而單向圖形制品10則附加于電視機顯示器40的前表面上。在本實施方式中，第一顯示由單向圖形制品10上的圖像提供，而第二顯示則由電視機或者計算機顯示器40提供的投射圖像提供。顯示器40的示例性形式可以是LCD顯示器、等離子屏電視機、或者任何數(shù)量其它可以粘貼單向圖形制品10的適用顯示器。與前述實施方式相比，實現(xiàn)本實施方式很可能更昂貴，尤其是對大面積顯示而言，但這例示了本發(fā)明概念和原理的另一種潛在應用。
本文描述的雙效顯示系統(tǒng)提供了一種多用途顯示，其中，在第一光照條件下，第一圖像是可見的，而在第二光照條件下，第二圖像或者圖像系列是可見的。在示例性實施方式中，單向圖形制品(如穿孔膜)在高亮度條件下顯示第一圖像，而在低亮度則是透明的。操作投影系統(tǒng)和漫射體，以在低亮度條件下顯示第二圖像或者圖像系列，在那些條件下，可以透過單向圖形制品看見這些圖像。結(jié)果，在所有的亮度條件下，都可以看見有效的和有吸引力的圖像，而且，隨著亮度條件改變，可對圖像做出不同選擇。
實例參照圖4所示配置進行制造，測試不同光照條件下雙重顯示制品清晰顯示圖像的能力。對不同的穿孔百分比(單向圖形制品10穿有小孔的區(qū)域所占百分比)和漫透射率(經(jīng)漫射屏32透射光線的百分比)進行了主觀測試，以確定有效組合。主觀測試揭示，單向圖形制品10穿孔面積在10％至70％之間是有效的，而20％至90％之間的漫透射率是有效的。主觀測試還揭示，約40％的穿孔和約60％的漫透射率提供最佳的觀看特性。通過采用3M公司制造的ScotchcalTM穿孔窗圖形膜8147-10白/黑作為單向圖形制品10、以及通過采用3M公司生產(chǎn)的漫射膜3635-70作為漫射屏32，獲得了這些特性(40％穿孔和60％漫射)。在所測試的實施方式中，將投影器34設置于離漫射屏32約6英尺處(但高達約12英尺的更大距離也是可能的)，并使投射的圖像聚焦在漫射屏32上。
盡管參照實施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，不脫離本發(fā)明的精神和范圍可在形式和細節(jié)上進行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種雙重顯示系統(tǒng)，包括圖形制品，在第一光照條件下提供第一顯示；以及投影系統(tǒng)，在第二光照條件下提供第二顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述圖形制品是單向圖形制品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述圖形制品是穿孔成像膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述第一光照條件是高亮度觀看條件，而所述第二光照條件是低亮度觀看條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述投影系統(tǒng)包括投影器和漫射屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述投影器由計算機控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述圖形制品附著在窗基層的內(nèi)表面上，而所述漫射屏則附加于所述圖形制品與所述投影器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述圖形制品附加于窗基層的外表面上，而所述漫射體則附加于窗基層的內(nèi)表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述漫射屏是漫射的窗基層，而所述圖形制品則附加于所述窗基層的外表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述投影系統(tǒng)是電視機/計算機顯示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，由所述投影系統(tǒng)提供的所述第二顯示是至少一幅固定圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，由所述投影系統(tǒng)提供的所述第二顯示是全動視頻。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重顯示系統(tǒng)，其中，所述第一顯示傳播與所述第一光照條件關(guān)聯(lián)時段有關(guān)的信息，而所述第二顯示則傳播與所述第二光照條件關(guān)聯(lián)時段有關(guān)的信息。
14.一種用于附加于窗基層上的雙重顯示制品，包括圖形制品，在高亮度條件下提供第一顯示；以及漫射體，附加于所述圖形制品上，用于在低亮度條件下接收并顯示投影。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品是單向圖形制品。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品是穿孔成像膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品具有10％-70％的穿孔，以及所述漫射屏具有20％-90％的透射度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品具有40％-50％的穿孔，以及所述漫射屏具有50％-70％的透射度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品具有約40％的穿孔，以及所述漫射屏則具有約60％的透射度。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雙重顯示制品，其中，所述高亮度條件是白晝，以及所述低亮度條件是夜晚。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雙重顯示制品，其中，所述圖形制品可附加于所述窗基層的內(nèi)表面上，以及所述漫射體與窗基層相反附加于所述圖形制品上。
22.一種在不同光照條件下顯示多種圖像的方法，包括將載有第一顯示的穿孔圖像膜附加于透明基層的第一側(cè)上，所述第一顯示在第一光照條件下是可見的；將漫射屏附加于與所述透明基層第一側(cè)相反的第二側(cè)上；透過所述漫射屏投影第二顯示，所述第二顯示在第二光照條件下是可見的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述第一光照條件是高亮度條件，以及所述第二光照條件是低亮度條件。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過計算機控制的投影器執(zhí)行透過所述漫射屏投射所述第二顯示。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過電視機/計算機顯示器執(zhí)行透過所述漫射屏投射所述第二顯示。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述第二顯示是至少一幅固定圖像。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述第二顯示是全動視頻。
全文摘要
一種雙重顯示系統(tǒng)，包括圖形制品(10)，在第一光照條件(如白晝)提供第一顯示；以及投影系統(tǒng)(24、34)，在第二光照條件(如夜晚)提供第二顯示。在示例性實施方式中，圖形制品是穿孔成像膜，而投影系統(tǒng)包括投影器和漫射屏。
文檔編號B44F1/00GK1902543SQ200480039392
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者埃倫·O·艾利恩, 保羅·L·阿奇托, 林登·E·布魯克斯三世 申請人:3M創(chuàng)新有限公司