移動(dòng)圖像顯示器的制造方法
【專利摘要】移動(dòng)圖像顯示裝置包括：背光顯示設(shè)備、環(huán)境光聚集器、用于輸出圖像信號(hào)至背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏上以形成圖像的圖像形成設(shè)備，和由不透明的外罩形成的圖像觀看室。其中環(huán)境光聚集器用來(lái)從外部環(huán)境中聚集環(huán)境光以向背光顯示設(shè)備提供背面照明。
【專利說(shuō)明】移動(dòng)圖像顯不器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)圖像顯示器，更具體地說(shuō)，涉及適合室外使用的移動(dòng)圖像顯示器。本發(fā)明還涉及包含移動(dòng)圖像顯示器的可穿戴式通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)用戶在移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)圖像顯示器有利于促進(jìn)用戶視覺(jué)信息的交流。這種圖像顯示器對(duì)于正在進(jìn)行快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的用戶而言尤其有用，例如，騎自行車、游泳，滑雪，滑翔傘或者諸如此類的需要高度集中注意力的運(yùn)動(dòng)。
[0003]傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)一般包括通常適于處理和存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和參數(shù)的低端微處理器。例如，跑步計(jì)算機(jī)用于跟蹤慢跑或者快跑的步數(shù)和距離，自行車計(jì)算機(jī)跟蹤騎行速度和踩踏頻率，游泳計(jì)算機(jī)跟蹤來(lái)回、劃水次數(shù)和計(jì)時(shí)，滑雪計(jì)算機(jī)跟蹤滑雪的速度和距離。
[0004]隨著微處理器和移動(dòng)通信設(shè)備的多功能性和小型化的不斷加強(qiáng)，加上成本的大幅降低，配備有移動(dòng)通信前端的現(xiàn)代移動(dòng)運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)變得更便攜、更實(shí)惠，因此也更受歡迎。移動(dòng)通信設(shè)備納入到現(xiàn)代的運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)中意味著可獲得越來(lái)越多的信息，并且實(shí)時(shí)的信息交換也變得可行。例如，運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)現(xiàn)在普遍配備了 GPS，能夠輕易獲得運(yùn)動(dòng)者的位置、路徑和地理信息，這些信息被處理為自用和他人使用。同樣地，運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)經(jīng)常配備有生理傳感器，以捕捉諸如心率、心電圖、血氧水平的生理信息，運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)還配備有環(huán)境傳感器，用來(lái)捕獲微觀天氣信息諸如溫度、濕度、亮度或污染物水平。本地捕獲的數(shù)據(jù)或信息可以與外部數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，進(jìn)行路徑規(guī)劃或者安排，外部數(shù)據(jù)例如位置、路徑、風(fēng)速、風(fēng)向、日出時(shí)間，日落時(shí)間、漲潮時(shí)間、退潮時(shí)間、或者其它宏觀天氣信息。
[0005]例如，指導(dǎo)者或教練可以基于本地捕獲到的天氣、性能和/或生理數(shù)據(jù)，并結(jié)合外部數(shù)據(jù)，然后將指令傳送至運(yùn)動(dòng)者。
[0006]對(duì)于許多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，尤其是高速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)最理想是包括免手持的可視信息顯示器，讓用戶無(wú)需手動(dòng)操作就能夠查看運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)的信息顯示，以減輕分心或干預(yù)。
[0007]美國(guó)專利號(hào)7，192，137公開了在護(hù)目鏡鏡身上安裝信息顯示器的運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡。該信息顯示器包括液晶、陰極射線管(CRT)、半導(dǎo)體設(shè)備、發(fā)光二極管(LED)、電致發(fā)光器或微反射鏡器件(DMD)。然而，由于運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡經(jīng)常在室外使用，為了使圖像可見而需要的高屏幕照度導(dǎo)致高功率消耗水平，而高功率消耗水平又導(dǎo)致護(hù)目鏡過(guò)重或者運(yùn)行時(shí)間過(guò)短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種移動(dòng)圖像顯示裝置，包括:背光顯示設(shè)備、環(huán)境光聚集器、用于輸出圖像信號(hào)至背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏上以形成圖像的圖像形成設(shè)備，和由不透明的外罩形成的圖像觀看室。其中環(huán)境光聚集器用來(lái)從外部環(huán)境中聚集環(huán)境光以向背光顯示設(shè)備提供背面照明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0009]下面將借助示例并參照繪圖或附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，其中:
[0010]圖1是安裝有圖像顯示器的帽子的俯視圖，
[0011]圖1A是從圖1的下方看過(guò)去的透視圖，
[0012]圖1B是圖1的帽子的后視圖，
[0013]圖1C是圖1的分解圖，
[0014]圖2是沒(méi)有圖像顯示器和其它附件的圖1的帽子的立體圖，
[0015]圖3是從圖1所示的帽子的圖像顯示組件上方看過(guò)去的立體圖，
[0016]圖3A是從圖3的下方看過(guò)去的立體圖，
[0017]圖3B是圖3的圖像顯示組件的第一分解圖，
[0018]圖3C是圖3的圖像顯示組件的第二分解圖，
[0019]圖3D是沿圖3B中的線AA得到的圖像顯示組件的剖視圖，
[0020]圖3E是圖3的圖像顯示組件的一部分的放大頂部透視圖，
[0021]圖4是描繪圖3的圖像顯示組件的另一部分的放大圖，
[0022]圖5是說(shuō)明圖像顯示組件的導(dǎo)光的放大透視圖，
[0023]圖6是說(shuō)明圖3的圖像顯示組件的示例性電子電路的框圖，以及
[0024]圖7是說(shuō)明圖6的電子電路的典型操作流程的示例性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明提供的移動(dòng)圖像顯示裝置包括背光顯示設(shè)備、環(huán)境光聚集器、用于輸出圖像信號(hào)至背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏幕上以形成圖像的圖像形成裝置和由不透明外罩形成的圖像觀看室。其中，環(huán)境光線聚集器用來(lái)從外部環(huán)境中聚集環(huán)境光為背光顯示設(shè)備提供背面照明。環(huán)境光聚集器為顯示設(shè)備提供背面照明意味著需要攜帶的便攜式電源較少。
[0026]在實(shí)施例中，觀看室提供了光隔離環(huán)境，為背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏屏蔽來(lái)自外部環(huán)境的環(huán)境光。具有光隔離環(huán)境功能的觀看室意味著使圖像可視所需的背面照明的水平較低。
[0027]觀看室可以包括朝圖象顯示屏的前方延伸的筒狀部分，以形成觀察端和觀察軸，觀察端安裝有觀察透鏡，當(dāng)聚集到的環(huán)境光從背面照亮背光顯示設(shè)備時(shí)，用戶通過(guò)觀察透鏡能看到圖像顯示屏上的圖像。
[0028]在實(shí)施例中，該裝置包括遮光體，其為光學(xué)結(jié)構(gòu)的觀察端遮蔽外部環(huán)境的環(huán)境光。
[0029]在實(shí)施例中，環(huán)境光聚集器包括聚光板，該聚光板具有用于聚集環(huán)境光的聚光面，聚光板將從預(yù)設(shè)的入射角度照射到聚光面上的光收集起來(lái)，并將聚集到的光在與聚光面相平行的方向傳送。
[0030]作為實(shí)施例，聚光板可以包含位于聚光面下的導(dǎo)光層，該導(dǎo)光層包括導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)光結(jié)構(gòu)引導(dǎo)聚光面所聚集到的光跟隨聚光板的輪廓移動(dòng)并在光輸出端離開該導(dǎo)光層。
[0031]作為實(shí)施例，該導(dǎo)光結(jié)構(gòu)終止于該導(dǎo)光層的邊緣，該導(dǎo)光層的邊緣形成該聚光板的輸出端，使得聚光面所聚集的光以與聚光板的光輸出端相切的方向離開聚光板。
[0032]作為實(shí)施例，聚光板在光輸出端逐漸變細(xì)，為背光顯示設(shè)備的背面照明提供集中的光輸出。
[0033]作為實(shí)施例，聚光板為遮光體的一部分，并在光聚集端彎曲為背光顯示設(shè)備提供背面照明。
[0034]例如，聚光板的聚光面可以與觀察軸成銳角。
[0035]作為實(shí)施例，聚光面和導(dǎo)光層是一體形成。
[0036]導(dǎo)光面板可以是塑料膜，例如聚碳酸酯膜，最好是柔性塑料膜，例如柔性聚碳酸酯膜。采用柔性塑料膜來(lái)形成導(dǎo)光面板提供了以簡(jiǎn)單的光和緊湊的光學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)捕獲環(huán)境光以提供背光。
[0037]導(dǎo)光層的厚度可以小于1mm，例如，在0.2mm至0.5mm之間。
[0038]在實(shí)施例中，導(dǎo)光層被設(shè)置為通過(guò)全內(nèi)反射將聚集到的環(huán)境光保持于導(dǎo)光層內(nèi)，直到從光輸出端的邊緣射出。
[0039]為了提高效率，導(dǎo)光層可以摻雜熒光著色劑，該熒光著色劑用于將入射光轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。
[0040]在實(shí)施例中，不透明的外罩形成了支撐聚光板的支撐板，該支撐板也形成了為光學(xué)的觀察端遮蔽來(lái)自外部環(huán)境的環(huán)境光的遮光體。
[0041]在實(shí)施例中，支撐板和觀看室成為一體，使得觀看室依附支撐板朝下懸垂并突出。
[0042]在實(shí)施例中，背光顯示設(shè)備可以包括液晶顯示屏，例如負(fù)性液晶顯示屏。
[0043]作為實(shí)施例，該裝置包括接收信息的無(wú)線前端和通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)的指令來(lái)處理接收到的信息以在圖像顯示屏上顯示的處理器。
[0044]作為實(shí)施例或者替代，該裝置可包括用來(lái)收集用戶的前、后或者側(cè)面的信息的鏡頭，讓用戶只需看一眼就能快速得到環(huán)境信息而無(wú)需轉(zhuǎn)頭。
[0045]本發(fā)明還提供了頭戴物或眼戴物，該頭戴物或眼戴物帶有前述移動(dòng)圖像顯示裝置和與用戶綁定的帽檐，其中移動(dòng)圖像顯示裝置安裝在帽檐上和/或懸浮在帽檐外。
[0046]在實(shí)施例中，光聚集器安裝在帽檐上，而聚光面則暴露帽檐外。
[0047]在實(shí)施例中，當(dāng)戴上頭戴物或者眼戴物時(shí)，圖像觀看室位于帽檐的下面。
[0048]在實(shí)施例中，圖像顯示單元位于用戶的視線水平的正上方，使得圖像顯示單元不會(huì)阻擋用戶的視線。
[0049]在實(shí)施例中，光聚集器的導(dǎo)光層在聚光面和圖像顯示屏的中間。
[0050]在實(shí)施例中，頭戴物包括便帽、頭盔或者禮帽，眼戴物包括諸如泳鏡或者滑雪用護(hù)目鏡。
[0051]在實(shí)施例中，背光顯示設(shè)備適于用近端眼睛來(lái)觀看，頭戴物還包括遠(yuǎn)端眼睛視線模塊，當(dāng)近端眼睛移動(dòng)來(lái)觀看顯示單元時(shí)，遠(yuǎn)端眼睛視線模塊會(huì)阻擋遠(yuǎn)端眼睛的視線。
[0052]遠(yuǎn)端眼睛視線模塊包括遮光體，該遮光體從所述帽檐下側(cè)朝下突出，該遮光體的長(zhǎng)度使得遠(yuǎn)端眼睛的視線不被遮擋，除非遠(yuǎn)端眼睛的眼球與近端眼睛的眼球同步進(jìn)行向上移動(dòng)。
[0053]將參照下面的實(shí)施方式來(lái)說(shuō)明該裝置的特征。
[0054]圖1以及圖1A至IC中描繪可穿戴式通信裝置100包括帽子、通信前端設(shè)備和圖像顯示組件。圖2中更加詳細(xì)地示出了作為頭戴物的示例的帽子，其包括頭戴部和從頭戴部向前突出的帽檐部。頭戴部由硬質(zhì)和彈性塑料一體安裝而成，并包括位于第一臂部104和第二臂部106中間的前額部102。前額部、第一臂和第二臂按照使用者的頭部的輪廓形狀一體模壓成型，使得在用戶在做諸如騎車、滑雪或者水上運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)時(shí)該裝置能夠被戴上并保持在用戶的頭部。
[0055]帽檐部108包括硬的或偏硬的遮光突出部，遮光突出部朝頭戴部的前額部前方延伸，以遮蔽外部的陽(yáng)光尤其是頭上方或迎頭的陽(yáng)光。帽檐部108由不透明或半透明的塑料材料一體模制而成，并包括容納聚光板的第一插座和容納眼睛遮擋物的基部的第二插座。
[0056]圖像顯示組件120包括由液晶顯示器(“IXD”)單元組成的顯示面板122、為顯示面板提供背面照明的背光裝置和用于在顯示面板上成像的圖像處理電路。該背光裝置包括用于聚集環(huán)境光并為輸出集中環(huán)境光的聚光板124,和將聚光板124聚集和集中的光稱合并運(yùn)送到顯示面板的導(dǎo)光機(jī)構(gòu)126。成像電路由紐扣電池供電，例如CR2032電池，并包括圖像處理器，該圖像處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的指令，將從外部數(shù)據(jù)源無(wú)線接收到的信息轉(zhuǎn)換為顯示在顯示面板上的文字或圖形。
[0057]圖像顯示組件的零部件由硬質(zhì)塑料制成的殼體130固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｓ操|(zhì)塑料殼體包括安裝到帽檐部上的上部，和從上部下垂并形成圖像觀看室的下部。該上部包括基座板件132,該基座板件具有從該插座各向一側(cè)延伸的側(cè)向部分和從者兩個(gè)側(cè)向部分之間突出的前端部分。前端部分上形成有孔134，以形成聚光板輸出端的通道。具有直立壁的上部外邊緣位于該上部的外圍周圍。該直立壁具有跟隨帽檐的輪廓，當(dāng)圖像顯示組件綁定到帽檐上且硬質(zhì)殼體上部被固定到帽檐的下表面時(shí)，該直立臂形成電路保持室。
[0058]聚光板124安裝在帽檐的上部并位于兩個(gè)側(cè)向部分中間，且由防護(hù)罩128覆蓋。當(dāng)圖像顯示組件固定到帽檐上時(shí)，聚光板通過(guò)由帽檐上的容器110所形成的窗口暴露于環(huán)境光中。承載成像電路和電池142的印刷電路板140安裝在電路保持室中，信號(hào)電纜144穿過(guò)位于硬質(zhì)殼體的前端部上的孔將成像電路和顯示屏相互連接。
[0059]圖像觀看室包括光室，該光室實(shí)際上為黑暗的空間，以使得顯示面板上的圖像即使在微弱背光的情況下也可以通過(guò)觀察透鏡被觀察到。光室包括不透明的筒狀部136，該筒狀部從最遠(yuǎn)離頭戴部分的前端部分的端部向用戶延伸包圍導(dǎo)光結(jié)構(gòu)和顯示面板。不透明筒狀部136形成了觀察軸(view ing axis),顯示屏安裝在該觀察軸上,導(dǎo)光結(jié)構(gòu)126從背后提供支持。觀察透鏡138放置在距離用戶最近的筒狀部的端部，以方便用戶觀看圖像。
[0060]為了方便無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，以便帽子和圖像顯示組件可作為移動(dòng)數(shù)據(jù)通信和顯示裝置，印刷電路板上也裝有微處理器操作的無(wú)線通信前端設(shè)備。該無(wú)線通信前端設(shè)備可以是GPS前端，或設(shè)有2G、3G或LTE規(guī)格用于接收諸如地域或位置數(shù)據(jù)、指令、路徑或者策略建議和/或競(jìng)爭(zhēng)信息等信息的移動(dòng)通訊前端。成像電路和無(wú)線通信前端可采用單個(gè)的處理器。
[0061]如圖3至圖3E中更詳細(xì)地示出，背光裝置包括由0.3_厚度的聚碳酸酯膜形成的聚光板124。聚碳酸酯膜包括聚光面124A和位于聚光面124A下的導(dǎo)光層124B。聚光面124A和導(dǎo)光層124B由聚碳酸酯一體模制而成，并且導(dǎo)光層124B被配置為使得聚光面124A所聚集的環(huán)境光因全內(nèi)反射而困在導(dǎo)光層124B內(nèi)并且在導(dǎo)光層124B內(nèi)傳播直到最終在導(dǎo)光層124B的邊緣射出。
[0062]為了提高可見光的輸出，聚碳酸酯膜中摻雜有用于將入射光轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的熒光著色劑。，聚碳酸酯膜可從Bayer?:旗下品牌Makrofol--得到，型號(hào)為DEl-1CC(LISA)作為這種聚光產(chǎn)品的示例，將該產(chǎn)品的說(shuō)明書通過(guò)引用的方式并入本文。典型的聚碳酸酯熒光膜的最大吸收波長(zhǎng)為藍(lán)色(370nm)、綠色(442nm)、黃色(462nm)、橙色(521nm)、紅色(507nm)、暗紅色(519)，相應(yīng)的最大發(fā)射波長(zhǎng)分別在440、521、590、595、623和635nm。因此，背光的顏色可以根據(jù)合適的背光顏色來(lái)選擇和/或混合。在合適白色背光的環(huán)境，則采用非熒光的聚碳酸酯膜。
[0063]聚碳酸酯膜被切成聚光片且放置時(shí)讓它的最寬面朝上。該朝上的表面形成了聚光面124A，當(dāng)用戶戴上并使用時(shí)，其在面向外圍環(huán)境或天空時(shí)可接收最多的光量。如圖3至圖3E中更詳細(xì)地示出，聚光膜具有不規(guī)則形狀的光聚集表面和錐形的出口端124C。該狹窄的出口端124C具有將在導(dǎo)光層124B內(nèi)聚集到的光集中在光出口端124C射出。保護(hù)罩128被置于聚光面124A之上來(lái)保護(hù)聚碳酸酯聚光面124A。聚碳酸酯膜被放置在帽子100的帽檐108上，并作為帽檐108的一部分。聚碳酸酯膜從帽檐108的后方或近側(cè)邊緣向前延伸，并在帽檐108的前側(cè)邊緣附近彎曲以穿過(guò)孔134并進(jìn)入光室。由于聚碳酸酯膜在前偵帽檐邊緣處的彎曲反向，聚碳酸酯膜的變窄的出口端124C位于帽檐108的下方并朝向用戶。聚碳酸酯膜的彎曲的、錐形的輸出端由導(dǎo)光模塊上的橫向槽所接收，以將聚集到的光傳導(dǎo)至如圖5中描繪的導(dǎo)光模塊。
[0064]為了傳導(dǎo)從聚碳酸酯膜的狹窄端124C上的輸出邊緣射出的光,導(dǎo)光模塊126被放置在聚碳酸酯膜的光出口和LCD顯示器之間。該導(dǎo)光模塊126適于將背光投影到LCD顯示器(IXD)的背側(cè)，使得IXD屏幕122上的由成像電路產(chǎn)生的圖像可見。
[0065]IXD顯示器122安裝在光絕緣的硬質(zhì)塑料殼體130內(nèi)。塑料殼體130形成隧道狀的腔室，其中帶有位于觀察端且面向用戶的眼睛的觀察透鏡138。如圖3D中所描繪的，LCD顯不器位于觀察透鏡138的后面,導(dǎo)光模塊126位于IXD屏122的后面,來(lái)自于聚光板124的光被投射到LCD屏122的背側(cè)以提供背面照明。硬質(zhì)塑料殼體130具有不透明的壁，以最小化來(lái)自外界的光污染，并在通過(guò)觀察透鏡138觀看時(shí)提供良好的對(duì)比度。
[0066]負(fù)性IXD屏122被用來(lái)提高圖像的對(duì)比度。由于顯示在負(fù)性IXD屏122上的圖像在不透明的背景上是明晰的，所以負(fù)性LCD屏122提供了良好的圖像對(duì)比度，尤其是在僅有有限的背光照明的時(shí)候。
[0067]使用時(shí)，用戶戴上裝置100，讓IXD屏122位于用戶的眼睛的上前方的位置。裝置由用戶啟動(dòng)后，微處理器將運(yùn)行無(wú)線前端設(shè)備以獲得來(lái)自例如GPS或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等外部資源的數(shù)據(jù)并處理接收到的數(shù)據(jù)和信息，并促成LCD屏122上信息的顯示。由于聚碳酸酯膜在放置時(shí)讓其最寬的聚光面124A面朝上，所以，環(huán)境光被聚集并集中以在錐形光出口端124C的邊緣輸出。表現(xiàn)或者生理數(shù)據(jù)或者其他諸如指令、建議的路徑和地圖以及策略路線的相關(guān)數(shù)據(jù)由微處理器產(chǎn)生并顯示在IXD屏122上，并且借助背光照明在IXD屏122上變得可見。為了觀看信息顯示，用戶只需短時(shí)地向上移動(dòng)眼球就能觀看顯示的信息，然后在運(yùn)動(dòng)時(shí)將眼球移動(dòng)回到正常位置。
[0068]為了進(jìn)一步改善圖像，提供了遠(yuǎn)側(cè)眼睛模塊。如圖中所示，顯示單元適于左眼觀看。相對(duì)于顯示單元左眼為近端眼，右眼為遠(yuǎn)端眼，為了減輕由于右眼的圖像接收或者圖像攝取所導(dǎo)致的不良視覺(jué)干擾，光遮擋物150作為光模塊的示例，在與右眼的向前突出相對(duì)應(yīng)的位置處從帽檐108向下垂掛。該光屏蔽層150由不透明材料制成并從帽檐108向下延伸。這種向下的延伸使得其不會(huì)在右眼的正?；顒?dòng)期間阻擋右眼的正常視覺(jué)，而將在右眼球與左眼球同步移動(dòng)觀看屏幕時(shí)阻礙右眼的視覺(jué)。當(dāng)左眼在看顯示屏?xí)r，這種光模塊具有與閉上右眼類似的的功能。
[0069]圖6所示的示例性的方塊圖描述了圖3所示的圖像顯示組件120的示例性電子電路。該電子電路包括連接到例如微處理器的微控制器單元(MCU)的液晶顯示器。MCU是由可充電電池供電，并連接到諸如GPS模塊、移動(dòng)電話模塊或WiFi模塊等電信前端的RF前端。設(shè)置鍵盤來(lái)提供MCU的手動(dòng)接口，例如，用于改變運(yùn)行模式或顯示模式，用于設(shè)定或進(jìn)入設(shè)定數(shù)據(jù)，或用于重置設(shè)備。USB數(shù)據(jù)接口也連接到MCU，以方便與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。USB也可作為電池充電端口，方便外部電池充電器對(duì)電池進(jìn)行充電。光學(xué)單元為顯示器提供背光照明。作為備選，當(dāng)環(huán)境光線不可用或者不足以用于屏幕照明時(shí)，電池也可以作為一個(gè)背光源，為顯示器提供可選的備用背光。因此，光顯示器可以由來(lái)自于環(huán)境光聚集器的光、或由內(nèi)部電池驅(qū)動(dòng)的背光源、或者二者的組合來(lái)提供背面照明。
[0070]如圖7所示，當(dāng)電子電路上電時(shí)，MCU將初始化顯示單元和RF前端。初始化包括顯示在LCD屏122上的默認(rèn)消息，其圖像在背光照明啟動(dòng)后變得可見。MCU將設(shè)備設(shè)置為預(yù)定的默認(rèn)運(yùn)行模式，如慢跑模式、登山模式、滑雪模式和騎車模式。在設(shè)備已初始化后，MCU將等待進(jìn)一步的適當(dāng)?shù)逆I輸入。
[0071]在另一個(gè)例子中，該裝置包括用于采集前方、后方或者用戶周圍的圖像的鏡頭，如攝像機(jī)鏡頭，使得用戶無(wú)需扭轉(zhuǎn)頭部就能從顯示器能夠看到前方、后方或者用戶周圍的情況。鏡頭可以附加到無(wú)線通信設(shè)備上或者替代該無(wú)線通信設(shè)備。
[0072]盡管以上參考實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的示例，但是，實(shí)施例是用來(lái)闡明本發(fā)明的非限制性的示例，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍。例如，雖然上述實(shí)施例是參照熒光聚碳酸酯膜來(lái)說(shuō)明的，但應(yīng)該可以理解為，不失一般性，可以使用其他的聚光產(chǎn)品。同樣地，雖然導(dǎo)光模塊126被用來(lái)將來(lái)自聚光元件的光耦合到LCD屏122，但是應(yīng)理解的是，導(dǎo)光模塊126是可選的，并且可以替換為從聚光板上伸出的整體的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。此外，在實(shí)施例中采用了負(fù)性IXD顯示器，但是應(yīng)理解的是，不失一般性，也可以采用常規(guī)的或正性IXD屏122。雖然以便帽的形式說(shuō)明了裝置100，但是，不失一般性，便帽可由頭盔、禮帽、護(hù)目鏡取代，例如游泳護(hù)目鏡或滑雪風(fēng)鏡，以適應(yīng)不同的用途。
[0073]此外，雖然上面描述的實(shí)施例包括附加的光遮擋物150作為眼睛模塊，用于在右眼球響應(yīng)于左眼球的移動(dòng)向上移動(dòng)時(shí)阻擋右眼上的入射光，但是，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員會(huì)理解該附加的光遮擋物150不是必需的。
[0074]附圖標(biāo)記:
[0075]100可穿戴通信裝置
[0076]102前額部
[0077]104第一臂部分
[0078]106第二臂部分
[0079]108帽檐部
[0080]110 容器
[0081]120圖像顯示組件
[0082]122顯示面板
[0083]124聚光板
[0084]126導(dǎo)光結(jié)構(gòu)
[0085]128 防護(hù)罩
[0086]130塑料模制殼體[0087]132基座板件
[0088]134孔
[0089]136筒狀部分
[0090]138觀察透鏡
[0091]140印刷電路板
[0092]142電池
[0093]144信號(hào)電纜
[0094]150光遮擋物`
【權(quán)利要求】
1.一種移動(dòng)圖像顯示裝置，包括:背光顯示設(shè)備、環(huán)境光聚集器、用于輸出圖像信號(hào)至背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏上以形成圖像的圖像形成設(shè)備，和由不透明的殼體形成的圖像觀看室，其中環(huán)境光聚集器用來(lái)從外部環(huán)境中聚集環(huán)境光以向背光顯示設(shè)備提供背面照明。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，觀看室提供光隔離環(huán)境，為背光顯示設(shè)備的圖像顯示屏遮蔽來(lái)自外部環(huán)境的環(huán)境光。
3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，觀看室包括朝圖像顯示屏的前方延伸的筒狀部分，筒狀部分形成觀察端和觀察軸，觀察端安裝有觀察透鏡，當(dāng)聚集到的環(huán)境光從背后照亮背光顯示設(shè)備時(shí)，用戶通過(guò)觀察透鏡能看到圖像顯示屏上的圖像。
4.如權(quán)利要求2或3所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，該裝置包括遮光體，其為光學(xué)結(jié)構(gòu)的觀察端遮蔽外部環(huán)境的環(huán)境光。
5.如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，其中環(huán)境光聚集器包括聚光板，該聚光板具有用于聚集環(huán)境光的聚光面，聚光板將從預(yù)設(shè)的入射角度照射到聚光面上的光收集起來(lái)，并將聚集到的光在與聚光面相平行的方向傳送。
6.如權(quán)利要求5所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，聚光板包含位于聚光面下的導(dǎo)光層，該導(dǎo)光層包括導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)光結(jié)構(gòu)引導(dǎo)聚光面所聚集到的光跟隨聚光板的輪廓移動(dòng)并在光輸出端離開該導(dǎo)光層。
7.如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)終止于該導(dǎo)光層的邊緣，該導(dǎo)光層的邊緣形成該聚光板的輸出端，使得聚光面所聚集的光以與聚光板的光輸出端相切的方向離開聚光板。
8.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，聚光板在光輸出端逐漸變細(xì)，為背光顯示設(shè)備的背面照明提供集中的光輸出。
9.如權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，聚光板為遮光體的一部分，并在光聚集端彎曲為背光顯示設(shè)備提供背面照明。
10.如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，聚光板的聚光面與觀察軸成銳角。
11.如權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的圖像顯示裝置，其特征在于，聚光面和導(dǎo)光層是一體形成。
12.如權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的圖像顯示組件，其特征在于，導(dǎo)光面板是塑料膜，例如聚碳酸酯膜。
13.如權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的圖像顯示組件，其特征在于，導(dǎo)光層的厚度小于1mm，例如，在0.2mm至0.5mm之間。
14.如權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的圖像顯示組件，其特征在于，導(dǎo)光層被設(shè)置為通過(guò)全內(nèi)反射將聚集到的環(huán)境光保持于導(dǎo)光層內(nèi)，直到從光輸出端的邊緣射出。
15.如權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的圖像顯示組件，其特征在于，導(dǎo)光層摻雜熒光著色劑，該熒光著色劑用于將入射光轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，不透明的外罩形成了支撐聚光板的支撐板，該支撐板也形成了為光學(xué)結(jié)構(gòu)的觀察端遮蔽來(lái)自外部環(huán)境的環(huán)境光的遮光體。
17.如權(quán)利要求16所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，支撐板和觀看室成為一體，使得觀看室依附支撐板朝下懸垂突出。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，背光顯示設(shè)備包括液晶顯示屏，例如負(fù)性液晶顯示屏。
19.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置，其特征在于，該裝置包括接收信息的無(wú)線前端和通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)指令來(lái)處理接收到的信息以在圖像顯示屏上顯示的處理器。
20.一種包括如前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的移動(dòng)圖像顯示裝置的頭戴物或眼戴物及與用戶綁定的帽檐，其中所述移動(dòng)圖像顯示裝置安裝在帽檐上和/或懸浮在帽檐外。
21.如權(quán)利要求20所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，光聚集器安裝在帽檐上，而聚光面則暴露在帽檐外。
22.如權(quán)利要求20或21所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，當(dāng)戴上頭戴物或者眼戴物時(shí)，圖像觀看室位于帽檐的下面。
23.如權(quán)利要求22所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，圖像顯示單元位于用戶的視線水平的正上方，使得圖像顯示單元不會(huì)阻擋用戶的視線。
24.如權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，光聚集器的導(dǎo)光層在聚光面和圖像顯示屏的中間。
25.如權(quán)利要求20至24中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，所述頭戴物包括便帽、頭盔或者禮帽，所述眼戴物包括護(hù)目鏡，例如泳鏡和滑雪用護(hù)目鏡。`
26.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，背光顯示設(shè)備適于用近端眼睛來(lái)觀看，頭戴物還包括遠(yuǎn)端眼睛視線模塊，當(dāng)近端眼睛移動(dòng)來(lái)觀看顯示單元時(shí)，遠(yuǎn)端眼睛視線模塊會(huì)阻擋遠(yuǎn)端眼睛的視線。
27.如權(quán)利要求26所述的頭戴物或眼戴物，其特征在于，遠(yuǎn)端眼睛視線模塊包括遮光體，該遮光體從所述帽檐下側(cè)朝下突出，該遮光體的長(zhǎng)度使得遠(yuǎn)端眼睛的視線不被遮擋，除非遠(yuǎn)端眼睛的眼球與近端眼睛的眼球同步進(jìn)行向上移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G02F1/13GK103492934SQ201280011275
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月3日
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