显示系统中的屏幕破损检测的制作方法

专利名称：显示系统中的屏幕破损检测的制作方法
技术领域：
本专利文件涉及显示屏、显示设备和系统。
背景技术：
显示系统被设计为用屏幕显示图像。例如，等离子体面板电视激发等离子像素化 单元发射可见光来成像。液晶显示(IXD)面板电视通过具有IXD像素化单元的IXD面板发 射光线来对光进行调制以成像。显示系统还可以用激光在屏幕上生成图像。

发明内容
本文描述但并不限于基于屏幕的显示系统、设备和技术的实现以及检测屏幕破损 并且当检测到屏幕破损时中断操作的装置。在一方面，所描述的显示设备包括显示屏组件，响应于一个或者多个屏幕控制信 号而产生图像，所述显示屏组件包括在空间上分布在所述显示屏组件的不同位置的屏幕传 感器，所述屏幕传感器相互连接以形成一个或者多个连续的传导路径，每个传导路径携带 表征所述显示屏组件是否在该传导路径处或者其附近存在中断的传感器信号；以及屏幕控 制单元，接收由所述一个或者多个屏幕传感器携带的所述传感器信号，并且对到所述显示 屏组件的所述一个或者多个屏幕控制信号进行影响，以阻止在所述传感器信号表明存在中 断的各传导路径区域产生图像。在另一方面，所描述的显示系统包括光源单元，产生一个或者多个扫描光束，所 述扫描光束具有携带图像信息的光脉冲；显示屏，定位为从所述光源单元接收所述一个或 者多个扫描光束，并包括吸收所述一个或者多个扫描光束以发射形成图像的可见光的不同 发光区域，所述显示屏包括屏幕传感器，所述屏幕传感器包括空间上分布在所述显示屏的 不同位置的电导元件，所述电导元件相互连接以形成连续的电导路径从而携带传感器信 号，所述传感器信号在所述屏幕的受损中断了所述屏幕传感器的所述传导路径时表明所述 显示屏的受损；以及光线终止控制单元，从所述屏幕传感器接收所述传感器信号，并且在所 述传感器信号表明所述显示屏受损时控制所述光源以终止所述一个或者多个扫描光束。仍然在另一方面，描述了一种在显示屏组件中检测图像不连续性的方法。所述方 法包括激励显示屏中的一个或者多个传导路径以形成屏幕传感器，所述一个或者多个传 导路径通过将在空间上分布于所述显示屏组件的不同位置的传导分段相连而形成，所述屏 幕传感器携带指示所述一个或者多个传导路径中的一个或者多个中断的传感器信号；以及 当所述传感器信号指示在所速显示屏组件中存在一个或者多个中断时，响应于所述传感器 信号，控制所述显示屏组件以基本去除显示在所述显示屏组件上的相应位置处的图像。这些方面和其它方面，以及相关的特征和实现在附图具体实施方式
和权利要求 书中进行了详细说明。


图1示出了一种显示屏组件的示例，所述显示屏组件具有检测屏幕破损的屏上传 感装置。图2示出了一种激光显示系统的示例，所述激光显示系统实现检测屏幕破损的屏 上传感器以及响应于屏幕破损停止扫描光束的控制器。图3示出了一种屏上传感器的示例，所述屏上传感器连接空间分布的电阻来检测 屏幕损坏。图4示出了基于图3中屏上传感器和控制器的扫描光束激光显示设备。图5示出了屏幕传感器的示例，所述屏幕传感器基于图4中的荧光型屏幕设计并 具有发光荧光条。图6示出了屏幕传感器的另一示例，所述屏幕传感器基于图4中的荧光型屏幕设 计，并具有发光荧光条以及将颜色滤波层作为对比度增强层。图7示出了另外一种屏幕传感器的示例，所述屏幕传感器基于图4中的荧光型屏 幕设计并具有发光荧光条。图8示出了一种与屏上传感器连接的激光控制电路的示例。图9示出了用于图4中系统的荧光型屏幕以及屏幕中实现屏上传感器的相关各分 层的示例
具体实施例方式各种电视和显示系统的显示屏可能由于各种原因而损坏，如由于屏幕与其它物体 的碰撞、屏幕温度和湿度的重大变化或者屏幕的一个或者多个元器件老化。当这种屏幕用 来显示图像时，这样的损坏可能导致有害的结果发生。例如等离子体或LCD面板屏幕的损 伤可能在屏幕加电时引起电子伤害。接收携带图像的调制光来显示图像的屏幕在损坏时可 能造成对观众的光泄露。泄露的光线可能对观众造成伤害，如对眼睛或者皮肤造成光线引 起的烧伤。因此，在各种显示系统中，实现嵌入在屏幕中来检测屏幕损伤或破裂是否发生的 屏幕传感器是可取的。当屏幕传感器检测到屏幕的损伤时，中断对屏幕的操作以避免发生 由于屏幕受损所引起的电子或光学的伤害。图1示出了具有屏幕101的显示屏组件的实施例，屏幕101响应于来自屏幕控制 单元120的一个或者多个屏幕控制信号122而生成图像。显示屏组件包括在空间上分布在 显示屏101上不同位置的屏幕传感器，并且这些传感器相连接以形成一个或者多个连续的 传导路径110。每个传导路径110用来携带表明在各个传导路径及其附近显示屏是否存在 不连续性的传感器信号112。传导路径110的一个实施例是电导路径。屏幕传感器的传导 路径110在空间上与显示屏101的图像显示区域重叠，并且在结构上不干扰图像在显示屏 101上的显示。传导路径110可以被设计成在正常的观看条件下对于观众来说是不可见的 或者不可感知的。在图1中，显示屏101和屏幕传感机制可以基于各种显示技术实现，如液 晶显示面板、发射形成要显示图像的可见光的发光像素元件(例如等离子体、LED和OLED面 板)、以及激光显示设备。在操作过程中，屏幕控制单元120产生使屏幕101显示图像的一个或者多个屏幕 控制信号122。在一些实现中，屏幕控制信号122可以是如等离子面板电视、LCD面板电视或者LED面板电视中的电信号。在另外一些实现中，如在一些背投电视和直接将激光投射 到屏幕上的激光显示器中，屏幕控制信号122可以是经过调制而载有图像的光学信号。屏 幕控制单元120与由屏幕101上的屏幕传感器构成的一个或者多个传导路径110通信，以 接收屏幕传感器信号112。作为对屏幕传感器信号112的响应，屏幕控制单元120对到显示 屏101的一个或者多个屏幕控制信号122进行作用，以在传感器信号112表明不连续性的 各传导路径110的区域内中断图像的产生。当传导路径110是电传导路径时，引起导电性发生变化的损伤可能导致屏幕控制 单元120即使在受到影响的传导路径110没有断路的情况下也进行中断操作。例如，没有 开路的屏幕传感器中，流过屏幕传感器的电流的变化可能触发安全响应。图2示出了一种激光型显示系统的实施例，该显示系统采用屏上传感器来检测屏 幕的破裂并且当检测到破裂时提供光源的自动关闭操作。屏幕201从激光器单元210接收 激光220 (如一个或多个扫描光束120)，并且利用激光220生成图像，所述图像由来自屏幕 201的图像光线203表示。值得注意的是，屏幕201包括屏幕传感器202，屏幕传感器202 被嵌入在屏幕201的层中并且在空间上分布在系统运行时屏幕201上出现图像光线203的 区域中的不同位置。屏幕传感器202具有嵌入在屏幕分层中的、在空间上分布的传感器元 件。当屏幕202的屏幕层发生损伤时，在屏幕层的损伤区域处的一个或者多个传感器元件 在物理上受到损坏、改变或者断裂，以产生表明屏幕受到损坏的传感器信号212。在空间上 分布的传感器元件互相连接而形成了空间分布的传感器元件的网络，并且对一个或者多个 相邻传感器元件的损伤可以由传感器信号212表征。例如，空间上分布的传感器元件可以 是电导元件，对一个或者多个相邻传感器元件的损伤会引起由传感器信号212表征的、局 部区域断路或者导电性的改变。当然，其它类型的导通性也可用作传感器202的传感机制。 传感器202位于屏幕201中，因此是一种屏上型的屏幕破损检测传感器。图2还示出了光线终止控制单元220，光线终止控制单元220用来接收传感器202 的输出信号212并对接收到的传感器输出信号212进行处理来控制激光器单元210。光线 终止单元220基于所接收的传感器输出信号212是否表明屏幕201受损，来产生并且发送 控制信号222到激光器单元210。当传感器输出信号212表示受到了损伤时，激光器单元 210对光线终止控制单元220发出的控制信号222进行响应并终止一个或者多个光束220。屏幕传感器202可被嵌入在屏幕201的分层中。例如，屏幕传感器202可位于朝 向观众的前基底或者其它层上。被嵌入的屏幕传感器202可以是具有分布在屏幕201上的 一个或者多个电传导路径的电传感器，并且电传导路径的中断可被用来表明屏幕受到了损 伤。在这种设计方式中，屏幕传感器是的电阻传感器，其测量与屏幕传感器202是否受到损 伤相关的、屏幕传感器202的电阻。因为传感器202的电传导路径分布在屏幕201上，所以 用作传感器202的电传导材料可为光学透明的，例如是铟锡氧化物(ITO)。在其它实现中，激光终止控制器202被激光安全控制单元取代，所述激光安全控 制单元控制激光器单元使得激光束220重新定向为偏离被确定的可疑区域而不终止激光。图3示出了屏幕传感器是电阻传感器的示例性实现。在屏幕101或者201的某一 分层中，屏上电阻310是空间上分布的传感器元件并被布置为横跨至少覆盖屏幕101或者 201成像区域的被选区域。电阻310可按图3中示例所示的纵列排列并且电串联。屏上电 阻310当然可以按照其它方式排列。已连接的电阻网络中的两个端子311和312被连接到图2的实施例中的激光终止控制器220上或者是图1示例中的屏幕控制单元120上。在一 种实现中，激光终止控制器220将监控电流注入通过电阻网络。当监控电流消失时，激光终 止控制器220用激光终止控制信号222断开激光器单元210。电阻以外的其它电路元件也 可以作传感器元件。传感器元件以及相应电路的选择被设计为能够提供灵敏的检测。图2中的激光型显示系统是扫描光束显示系统，其中，一个或者多个光束扫过屏 幕而在屏幕上成像。所述一个或者多个扫描光束可以是激光器产生的、用来提供足够的光 学能量以在屏幕上获得期望的显示亮度的激光束。在这种显示系统的一些实现中，屏幕是 不发光并通过对一个或者多个扫描光束的光线进行反射、漫射或者散射来成像的被动式屏 幕。在另外一种实施中，这种显示系统的屏幕可具有吸收一个或者多个光束的光线并发射 形成图像的新光线的发光材料，并且所述一个或者多个扫描光束的光线不直接用于形成观 众所见的图像。在各种扫描光束显示系统中，扫描光束可以通过例如一个或者多个光束扫 描仪来获得。一些激光显示系统使用具有多反射面的多边形扫描仪来提供水平扫描，并使 用垂直扫描镜(如采用galvo镜)来提供垂直扫描。在实际操作中，当多边形扫描仪旋转 改变面的方向和位置时，多边形扫描仪的一个面扫描一条水平线，下一个面扫描下一条水 平线。水平扫描和垂直扫描互相同步而将图像投影到屏幕上。图4示出了背投结构的扫描光束显示系统400的实施例，其中光源和观众在显示屏 的两个相反方向。该系统包括产生一个或者多个扫描光束420的光线单元410，扫描光束420 以光栅扫描的方式沿着两个不同的方向(如水平方向和垂直方向)在屏幕401上进行扫描。 光线单元410内部的光束扫描装置在水平和垂直方向扫描光束420，以在屏幕401上同时渲 染生成图像框架。光线单元410还包括信号调制装置来调制每个光束420以携带红色、绿色 和蓝色的图像通道信息。屏幕401在其一侧接收一个或者多个扫描光束420的光线，并且在 另一侧(即，观众侧)输出图像光线403。在屏幕401观众一侧的观众接收图像光线403来 观看由图像光线103携带的图像。光线单元410可以是具有一个或者多个激光器的激光器单 元，所述一个或者多个激光器产生扫描到屏幕401上的光束420的激光。这种系统的一些实 现采用单扫描激光束420，而另外一些实现采用两个或者多个扫描激光束420。扫描光束显示系统400可以采用被动式屏幕，所述被动式屏幕直接使用接收到的 一个或者多个光束的光线来形成图像，而不发射新的光线。作为一个实施例，红色、绿色和 蓝色的激光光束420被扫描到这种被动式屏幕401上，并且屏幕401对红色、绿色和蓝色的 激光光束420进行散射，从而在屏幕401的另外一侧产生彩色图像的图像光线401。在另外 一种扫描束显示系统400的实施例中，屏幕401可包括发光材料或者荧光材料，该材料在接 收到的一个或者多个扫描光束420光线的激发下发射新的光线，从而在观众方向产生可见 图像光线403。在这种设计方式中，屏幕401的发光材料或者荧光材料以不同于一个或者多 个扫描光束420的光线的波长发射图像光线402。如已经示出的内容所述，扫描光束420是定向波束，并且屏幕401在扫描光束420 的照明下输出的图像光线403是朝向屏幕观众一侧提供广角观察的广角散射光线。图像光 线403被维持在足够的强度上来获得期望的显示亮度，同时保持在与一个或者多个激光安 全标准一致的阈值强度水平内。一些激光安全标准的示例是将激光指定为美国国家标准协 会(ANSI)Z136. 1标准(Z136. 1-2000)的四个广义危害级别1，2，3a，3b和4中的一种，设备 仪器与放射健康中心(CDRH)的联邦激光产品性能标准(FLPPS)，以及国际电子协会(IEC)激光安全标准60825-1。由于系统400是安全商业产品，系统400中屏幕401输出的图像 光线403可以设计为低于ANSI的1级或者IEC标准所规定的强度，使得图像光线403在系 统400的正常操作中不会引起眼睛或者皮肤的伤害。与图像光线403不同，为了获得屏幕 401产生的图像的期望亮度，扫描光束420必须具有足够高的强度，当人直接暴露在扫描光 束420之下时可能引起眼睛或者皮肤伤害。为了防止一个或者多个扫描光束420与观众直 接接触，屏幕401被设计为阻挡扫描光束420的光线而同时允许图像光线403到达观众侧。 另外，在系统400中提供显示器外壳403来封闭激光器单元410、扫描光束420在激光器单 元410和屏幕401之间的光学路径、和其它系统组件，以使一个或多个扫描光束420的光线 不会被泄露而造成对靠近系统400人员的有害后果。系统100的屏幕401受到损伤而引起一个或者多个破裂后，一个或者多个扫描光 束420可能穿过破裂处而到达人员所在的位置。破裂的受损屏幕401可能使得定向光束420 部分或者全部穿过破裂处而到达观众一侧。这种情况是有害的，因为光束420可能引起对 系统400的观众或者观众一侧的人员的伤害。这种不期望的情况可以通过提供图1-3示出 的被嵌入在屏幕401中来检测破裂是否出现的屏幕传感器和当屏幕传感器检测到屏幕401 的破裂时断开激光器单元410的激光控制装置来避免。这种嵌入在屏幕401中的屏幕传感 器可以被设计为在屏幕401上分布多个传感器部分，并且多个传感器部分被嵌入为使得屏 幕401的破裂能够在物理上破坏或者损坏屏幕传感器一个或者多个传感器部分。对屏幕传 感器的一个或者多个传感器部分的物理破坏或者损坏可用来产生表示屏幕401受到损伤 的传感器信号。一旦传感器信号表明屏幕401受到损伤，则断开系统400中用来产生一个 或者多个扫描光束420的光源。嵌入在屏幕401中的屏幕传感器对屏幕101的损伤进行检 测，而不是对屏幕101中泄露出来的一个或者多个扫描光束420的光线进行检测。因此，一 旦传感器信号表明屏幕401受到损伤，而不管一个或者多个扫描光束420是否实际泄露，都 会将一个或者多个扫描光束420关闭。因此，这种屏幕损伤传感装置在本质上是预防性的， 并且能够比对受损屏幕401的一个或者多个扫描光束420的光泄露做出反应的激光安全装 置提供更好的安全性保护。作为图4中系统的具体实施例，屏幕401可以是由激光可激发的发光材料(如荧 光粉)制造而成的发光屏幕，所述发光材料在载有要被显示的图像信息的扫描激光光束 420的激发下以不同的可见波长发射彩色光(如红、绿和蓝)。可以采用具有发光或者荧光 材料的屏幕设计的各种实施例。在一种实现中，例如，可由激光束光学激发分别产生了适合 形成彩色图像的红色、绿色和蓝色的光线的三种不同颜色的磷光粉可在屏幕上形成为像素 点或者平行重复的红、绿、蓝荧光带。磷光粉是一种荧光材料。也可以使用其它光学激发的、 发光的、不是磷光粉的荧光材料。例如，量子点材料能够在适当的光学激发下发光，因此可 以被用作本申请中系统和设备的荧光材料。扫描激光束420携带图像但不直接产生观众可 见的可见图像光403。相反，屏幕401上的彩色发光荧光材料吸收扫描激光束420的能量并 发射红绿蓝或者其它颜色的可见光而产生观众可见的实际彩色图像。采用具有足够能量的一个或者多个激光束对荧光材料进行激发使得荧光材料发 光或者发冷光是各种光学激发形式中的一种。在另外一种实现中，光学激发通过具有足够 能量来激发屏幕中的荧光材料的非激光源产生。非激光激发光源的示例包括各种发光二极 管(LEDs)、灯泡、和能够以一定波长或者频谱产生光线来激发荧光材料以将高能量光线转化为可见光范围内低能量光线的其它光源。对屏上荧光材料进行激发的激发光束在频率或 者频谱上可比荧光材料发射的可见光频率高。因此，激发光束的波长在400纳米到470纳 米之间。作为一个实施例，屏幕401在垂直方向具有平行的彩色荧光带，并且两个相邻的 荧光带由发射不同颜色光线的不同荧光材料制成。红色荧光材料吸收激光而发射红光，绿 色荧光材料吸收激光而发射绿光，蓝色荧光带吸收激光而发射蓝光。相邻的三色荧光带具 有三种不同的颜色。所述带的一种特定空间颜色序列是红、绿、蓝。也可以采用其它的颜色 序列。激光束420的波长在彩色带的光学吸收带宽之内，并且通常比用于彩色图像可见的 蓝、绿、红色的波长短。激光器单元410可包括产生光束420的一个或者多个激光设备(如 紫外二极管)、在水平和垂直方向扫描光束420来同时在屏幕401上渲染生成图像框架的 光束扫描装置420、以及对光束420进行调制来携带红色、绿色和蓝色图像通道信息的信号 调制装置。图1扫描激光显示系统中的各种特征、单元和部件的实施例在以下专利申请中 进行了说明2006年5月2号提交的、名称为“具有光学荧光材料屏幕的显示系统和设备” 的第10/578，038号美国专利申请(美国专利公开号US 2008/0291140A1) ；2007年2月15 号提交的、名称为“采用荧光屏的伺服扫描光束显示系统”的第PCT/US2007/004004号PCT 专利申请(PCT专利公开号WO 2007/095329) ；2007年5月4号提交的、名称为“用于扫描 光束显示器的荧光化合物”的第PCT/US2007/068286号PCT专利申请(PCT专利公开号WO 2007/131195) ；2007年5月15号提交的、名称为“用于扫描光束显示系统的多层荧光屏”的 第 PCT/US2007/68989 号 PCT 专利申请(PCT 专利公开号 WO 2007/134329) ；2006 年 10 月 25 号提交的、名称为“荧光屏扫描光束显示系统的光学设计”的第PCT/US2006/041584号PCT 专利申请(PCT专利公开号W02007/050662)。以上被引用的专利申请的全部内容通过引用 并入本文。在具有荧光带的屏幕401中，荧光带可被电导材料(如铬)制成的带分隔件分隔 并且被同样由电导材料制成的边界包围。因此，带分隔件的两端可电短路而形成图2和3 中所示的屏上传感器。相邻的带分隔件被分组在一起并且电短路而形成与其它分组的带分 隔件串联的一个屏上传感器元件。上述屏幕实施例中不同传感器元件之间的连接可以采用不同的结构。图5示出了 一种屏上传感器的一个实施例，其中不同传感器元件之间用蛇管形式连接。在此实施例中， 由电导材料(如铬)制成的相邻五个带分隔件在在其顶端和底端短路而形成单一的传感器 元件。顶传导接头510和底传导接头520被用于连接传感器元件，其中每个传感器元件都 由五个相邻的带分隔件构成。在一种实施方式中，顶传导接头和底传导接头是与带分隔件 相同的铬。对于位于两个相邻传感器元件之间的传感器元件来说，中间的传感器元件被顶 传导接头连接到一个相邻的传感器元件上，同时被底传导接头520连接到另外一个相邻传 感器元件上。这种设计使得顶传导接头510和底传导接头520形成了蛇管形状。这种设计 的一个好处是减少了传感器的总电阻。一些屏幕可被实现为包括对比度增强层，所述对比度增强层具有选择性地吸收红 色、绿色和蓝色光的光学滤波器。该对比度增强层可以被用在各种屏幕设计中。图6示出了 在图4的扫描激光显示设备中的荧光层620的观众一侧使用对比度增强层610的屏幕600 的实施例。荧光层420包括平行的荧光带。因此，对比度增强层610也包括由不同材料制成的匹配平行带。对于响应于激发光(如紫外光或者紫光)的激发而发出红光的红色荧光 带而言，对比度增强层610的匹配带由“红色”材料制成，所述“红色”材料在覆盖红色荧光 发射的红光的波谱范围内发送光线，并且吸收或者用其它方式阻挡包括绿光和蓝光在内的 其它颜色的可见光。相同地，对于响应于紫外光的激发而发出绿光的绿色荧光带而言，对比 度增强层610的匹配带由“绿色”材料制成，所述“绿色”材料在覆盖绿色荧光发射的绿光的 波谱范围内发送光线，并且吸收或者以其它方式阻挡包括红光和蓝光在内的其它颜色的可 见光。对于响应于紫外光的激发而发出蓝光的蓝色荧光带而言，对比度增强层610的匹配 带由“蓝色”材料制成，所述“蓝色”材料在覆盖蓝色荧光发射的绿光的波普范围内发送光 线，并且吸收或者一其它方式阻挡包括红光和绿光在内的其它颜色的可见光。在图6中，对 比度增强层610中的这些匹配平行带被分别标识为“R”、“G”和“B”。因此，对比度增强层 610包括在空间上与荧光区域相匹配的不同滤波区域，并且每个滤波区域发送由对应的匹 配荧光区域发射的彩色光并阻挡其它颜色的光线。层610中的这些不同滤波区域由吸收不 同于其发射光线的颜色的其它颜色光线的材料制成。合适的材料的实施例包括染料着色剂 和颜料着色剂。另外，对比度增强层610中的每个R、G和B材料可以是形成具有期望传输 频带的带通滤波器的多层结构。各种设计方法和技术可以被用来设计和构造这种滤波器。 例如，名称为“在某一基底上具有黑色矩阵以及红色和/或蓝色滤波器，并且在相反方向基 底上具有绿色以及红色和/或蓝色滤波器的三色IXD”的美国第5，587，818号专利申请以 及名称为“具有由多层薄膜构成的颜色滤波器的彩色液晶显示器”的美国第5，684，552号 专利申请描述了可以应用于图6设计中的红色、绿色和蓝色滤波器。在操作过程中，紫外激发光进入荧光层620以激发不同的荧光来发出不同颜色的 可见光。发出的可见光传入对比度增强层610而到达观众一侧。入射到屏幕中的环境光进 入对比度增强层610并且环境光的一部分再次穿过对比度增强层610而被反射给观众。因 此，被反射给观众的环境光经过了对比度增强层610因而被二次滤波。对比度增强层610 的滤波作用将被反射的环境光减少了三分之二。作为实施例，绿色和蓝色部分包括了能够 进入红色子像素的环境光线大约三分之二的通量。绿色和蓝色被对比度增强层610阻挡。 环境光中仅位于对比度增强层610中红色滤波器材料的传输频带之内的红色部分被反射 回观众。这些被反射的环境光基本上是与底层彩色荧光带产生的子像素相同的颜色，因而 颜色对比度不会受到不利影响。值得注意的是，上述屏上传感器，如图5中荧光层中的传感器，可以通过颜色滤波 器的对比度增强层610中的传导的滤波器分隔件660而实现。基于图5中的实施例，传导 的滤波器分隔件660可互相连接而由平行的传导滤波分隔件660形成蛇管形状。图7示出了用于连接荧光层、滤波器层或者其它屏幕层中的平行分隔件的蛇管连 接形状而形成屏上传感器的实施例。三个蛇管形绳索XC50、XC51和XC52同时被配置为采 用铬滤波器分隔件设计具体的传导电流中断检测灵敏度电路。传导的分隔件除了沿着带的 侧面设置外，还可以通过与附加的铬带交错而穿过该带本身。如图5所示，通过将荧光带与 铬分隔带510和520交错，可引入新的电流传导路径以增加中断检测的传导路径，同时仍然 保持了紫外线颜料型荧光带最大程度发光的能力。在图7示出的实施例中，蛇管形绳索2XC51具有输入/输出路径XC54和XC55。输 入/输出路径XC54铬传导路径与多个铬滤波器分隔件XA5交错并且使电流分流通过多个铬滤波器分隔件XA5。为了保证正常的传导路径用于蛇管形绳索2XC51传导路径的正常中 断检测，按照在输入/输出路径XC54和输入/输出路径XC55之间不形成短路的方式，输入 /输出路径XC55铬传导路径与多个铬滤波器分隔件XA5交错并且电流分流通过多个铬滤波 器分隔件XA5。这是通过以下方式获得的在与输入/输出路径XC54和XC55交错的铬滤 波器分隔件XA5线路中引入电路中断，在输入/输出路径XC54和XC55之间沿着与两个输 入/输出路径重叠的相应铬滤波器分隔件XA5的方向引入开路。参考图4中使用一个或者多个激光二极管产生一个或者多个激光束420以点亮屏 幕401的系统，基于屏上传感器的激光终止装置可以通过图8示出的激光控制电路实现。在 此实施例中，因为放射能量必须被控制在直接依赖于暴露时间长短的一定水平内，所以通 过控制激光流量而不是关闭电源来改变对激光的控制。在这种情况中，为了使产品满足激 光安全标准，切换时间要小于100纳秒。当屏幕传感器中的传导路径被中断时，通过将激光 切换到低激发强度的方式对激光进行控制。如图所示，数模转换器(DAC)XB30驱动激光光 源驱动器的正常控制操作。DAC XB30用于控制从电流源XB35提供到激光器XB34的电流。 在正常操作过程中，DAC XB30为激光激发驱动器XB31设置电压值。激光激发驱动器XB31 控制提供给激光XB34的电流大小，最大为电流电源XB35的最大电流值。依赖于激光器的 预期电流，DAC发送OV信号给激光激发驱动器作为不激发激光的激励设置，发送0. 6V信号 给激光激发驱动器作为最大激发激光激励设置。当检测到了传导路径中存在中断时，FPGA XB32接收由于中断导致的中断检测器组件的传导电流的改变而引起的电流改变。FPGA接 收的电流改变是中断已经发生的信号，其结果是使激光器必须立即减小其电流。到激光器 的电流的减小减少了激光器发射的光线。关闭激光器或者充分减小激光器的电流防止了激 光器的能量泄漏。当FPGA XB32从中断检测器组件的传导电流中检测到了变化时，其断开 电流开关XB33。电流开关的断开使激光激发驱动器XB31的电流变为0。这导致激光器的 电流也相应地非常快速地改变为0。采用大概20纳秒响应时间的激光激发驱动器XB31以 及大概2纳秒响应时间的电流开关XB33，从检测到中断到阻止激光发射的时间在22纳秒之 内，这满足了由安全标准给出的屏幕上的激光功率和密度。可以将检测屏幕破损的屏上传感器嵌入在具有荧光条的荧光屏幕的分层中。图9 示出了基于三组屏幕元素的这种屏幕的设计示例。每一组可包括一个或者多个屏幕。组1 是荧光层(如图6中的层620)，其包含可由紫外线激光器激发的三色发光荧光材料。组2 是与RGB荧光层匹配的RGB颜色滤波器(如图6中的层610)。组3是紫外线阻挡滤波器， 其阻挡任何激光紫外线的外溢从而保护观众的眼睛免受到伤害。破损项是要被确认是否受 到损伤的目标对象。破损项是组3或者紫外线阻挡件。紫外线阻挡件是紫外线阻挡材料， 其滤波紫外线并且因此而阻止了紫外线通过。紫外线阻塞层可以是相对较厚或者较薄的丙 烯酸层或者作为薄膜直接置于组2上。在所有情况下，紫外线阻挡层都被制造为不太容易 受到损伤，但是如果直接置于组2上就直接取决于组2的损伤情况。紫外线激发层组1是 紫外线到可见光的激发层。紫外线XA12激发了紫外线到可见光的荧光组1。荧光体受到紫 外线的照射并通过光子发光来生成可见光。该可见光可以是任何颜色的光。例如在一种实 施方式中，受到激发的荧光产生红色、绿色和蓝色的可见光。光线滤波器组2进一步对可见 光中不期望的可见光进行滤波。例如，主要产生红色可见光的荧光还可具有不合适的其它 颜色的可见光。滤波器将滤掉不想要的非红色的其它可见光。侵入荧光组1的紫外线能量也通过可见光滤波器组2 (被衰减)并进入紫外线阻挡层组3。在图9中屏幕的一种实施方式中，滤波器组2是具有颜色滤波器的薄玻璃片，所述 颜色滤波器被物理上传导的铬线分隔。玻璃薄片大约1毫米厚。这些铬滤波器分隔件的铬 是黑色的，因而吸收了可见光和紫外光，否则这些光线将传播给观众。铬也是传导材料，当 在各种结构中互相连接后成为图像中断检测系统的一部分。玻璃薄片组2比保护层组3更 容易受到损伤或者破碎。当面板受到一些外来物理力量作用而处于图像破损状态时，由于 玻璃薄片组2和组3相互接近并由于玻璃薄片的易碎性，可能造成铬分隔件的传导路径的 中断。作为一种选择，只要组1将首先中断，可以在组1的RGB荧光带之间放置传导的分隔 层。在另外一种RGB滤波器没有被传导的铬分隔的实施方式中，可以通过掩模操作将 透明ITO层直接形成在组3上。提供透明性是为了避免由于ITO引起的任何图像透印或者 模糊效应，可选地，ITO可以配合RGB线条之间的分隔而进行放置。虽然本文包含了许多具体细节，这不应该被解释为对本发明或者专利要求范围的 限制，而应该看作是对本发明某种实施方式特征细节的描述。本文在不同实施方式上下文中描述的某些特征也可以实现在单个实施方式中。相 反，在单个实施方式上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中或者在任何合 适的子组合体中实现。然而，尽管上述特征被描述为作用于某个组合体中，并且甚至初始就 这样要求，被要求组合体的一个或者多个特征在一些情况下可以从组合体中分离出来，并 且被要求的组合体可以是子组合体或者子组合体的变体。本文仅公布了一部分实施形式，然而，可以基于本文所描述和所示出的内容对所 述实施形式以及其它实施形式进行改变和改进。
权利要求
一种显示设备，包括显示屏组件，响应于一个或者多个屏幕控制信号而产生图像，所述显示屏组件包括在空间上分布在所述显示屏组件的不同位置的屏幕传感器，所述屏幕传感器相互连接以形成一个或者多个连续的传导路径，每个传导路径携带表征所述显示屏组件是否在该传导路径处或者其附近存在中断的传感器信号；以及屏幕控制单元，接收由所述一个或者多个屏幕传感器携带的所述传感器信号，并且对到所述显示屏组件的所述一个或者多个屏幕控制信号进行影响，以阻止在所述传感器信号表明存在中断的各传导路径区域产生图像。
2.如权利要求1中所述的设备，其中所述屏幕传感器嵌入在所述显示屏中的分层中。
3.如权利要求1中所述的设备，其中所述屏幕传感器的所述传导路径与所述显示屏显示图像的区域重叠，而不会影响图像 的显示，并且所述屏幕传感器对于观众来说是不可知的。
4.如权利要求1中所述的设备，其中每个屏幕传感器都是测量所述屏幕传感器的电阻的电阻传感器，所述屏幕传感器的电 阻与所述屏幕传感器中是否存在中断相关联。
5.如权利要求4中所述的设备，其中所述电阻传感器包括位于所述显示屏组件的不同位置处的电导元件。
6.如权利要求5中所述的设备，其中所述电导元件是光学透明的。
7.如权利要求4中所述的设备，其中所述电阻传感器包括所述显示屏组件上的电导平行带，并且所述平行带电互连而形成 一个或者多个传导路径。
8.如权利要求7中所述的设备，其中所述电导平行带被划分为不同分组的相邻的电导平行带，其中，每组相邻电导平行带 的第一端被电短路以形成第一组端子，并且每组相邻电导平行带的相对的第二端被电短路 以形成第二组端子；并且不同组的相邻电导平行带互相电串联。
9.如权利要求1中所述的设备，包括光源单元，产生一个或者多个扫描光束，所述扫描光束具有携带将要在所述显示屏组 件上显示的图像的成像数据的光脉冲；其中，所述显示屏组件包括平行发光带和电导带分隔件，所述平行发光带吸收所述一 个或者多个扫描光束的光线以发出可见光来产生由所述一个或者多个扫描光束携带的图 像，所述带分隔件与所述发光带平行并在空间上交错，并且每个带分隔件位于两个相邻的 带之间；以及所述电导带分隔件电连接而形成所述屏幕传感器。
10.如权利要求1所述的设备，包括光源单元，产生一个或者多个扫描光束，所述扫描光束具有携带将要在所述显示屏组 件上显示的图像的成像数据的光脉冲；发光材料层，位于所述显示屏组件中，吸收所述一个或者多个扫描光束的光线以发出 形成图像的可见光；以及屏幕滤波器层，位于所述显示屏组件中与面向光源的一侧相反的一侧，使得所述发光 材料层位于所述光源和所述屏幕滤波器层之间，所述屏幕滤波器层被构造为传送由所述发 光材料发出的可见光而阻挡由所述光源发出的所述一个或者多个光束的光线，其中，每个屏幕传感器都嵌入在所述屏幕滤波器层中，并且通过所述屏幕滤波器层中 连接的传导元件而构成。
11.如权利要求1所述的设备，其中 所述显示屏组件是液晶显示面板。
12.如权利要求1所述的设备，其中 所述显示屏组件是等离子显示面板。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述显示屏组件是包含发光像素元件的面板，所述发光像素元件发射形成要被显示的 图像的可见光。
14.一种显示系统，包括光源单元，产生一个或者多个扫描光束，所述扫描光束具有携带图像信息的光脉冲； 显示屏，定位为从所述光源单元接收所述一个或者多个扫描光束，并包括吸收所述一 个或者多个扫描光束以发射形成图像的可见光的不同发光区域，所述显示屏包括屏幕传感 器，所述屏幕传感器包括空间上分布在所述显示屏的不同位置的电导元件，所述电导元件 相互连接以形成连续的电导路径从而携带传感器信号，所述传感器信号在所述屏幕的受损 中断了所述屏幕传感器的所述传导路径时表明所述显示屏的受损；以及光线终止控制单元，从所述屏幕传感器接收所述传感器信号，并且在所述传感器信号 表明所述显示屏受损时控制所述光源以终止所述一个或者多个扫描光束。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述屏幕传感器是测量所述传导路径的电阻的电阻传感器。
16.如权利要求14所述的系统，其中 所述电导元件是光学透明的。
17.如权利要求14所述的系统，其中所述显示屏的所述不同发光区域包括平行发光带和电导带分隔件，所述平行发光带吸 收所述一个或者多个扫描光束的光线以发射可见光来生成由所述一个或者多个扫描光束 携带的图像，所述电导带分隔件平行于所述发光带并在空间上与所述发光带交错，并且所 述带分隔件位于两个相邻的带之间，并且所述电导带分隔件在电互连而形成所述屏幕传感器的所述传导路径。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述电导带分隔件被分为不同分组的相邻电导带分隔件，其中每组相邻电导带分隔件 的第一端被短路以形成第一组端子，并且每组相邻电导带分隔件的相反的第二端被短路以 形成第二组端子；以及不同组的相邻电导带分隔件相互电串联以形成所述电阻传感器。
19.如权利要求14所述的系统，其中，所述显示屏包括发光材料层，在吸收所述一个或者多个光束的光线后发射形成图像的可见光；以及屏幕滤波器层，位于所述屏幕上与面向所述光源的一侧相反的一侧，以使所述发光材 料层位于所述光源和所述屏幕滤波器层之间，所述屏幕滤波层被构造为传输由所述发光材 料发出的可见光而阻挡由所述光源发出的所述一个或者多个光束的光线，其中，所述屏幕 滤波器层包括电导部分，所述电导部分被连接以形成所述屏幕传感器的所速传导路径，从 而使所述屏幕传感器嵌入在所述屏幕滤波器层中的。
20.一种检测显示屏组件中的中断的方法，包括激励显示屏中的一个或者多个传导路径以形成屏幕传感器，所述一个或者多个传导路 径通过将在空间上分布于所述显示屏组件的不同位置的传导分段相连而形成，所述屏幕传 感器携带指示所述一个或者多个传导路径中的一个或者多个中断的传感器信号；以及当所述传感器信号指示在所速显示屏组件中存在一个或者多个中断时，响应于所述 传感器信号，控制所述显示屏组件以基本去除显示在所述显示屏组件上的相应位置处的图 像。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述显示屏组件通过接收携带图像的光线来产生图像，并且控制所述显示屏组件以基本去除图像包括终止来自存在中断处的携带图像的光线或 将其重新定向为远离存在中断的位置。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述显示屏组件包括被电激励以产生图像的屏幕像素；并且控制所述显示屏组件以基本去除图像包括断开所述屏幕像素的电源。
全文摘要
一种基于屏幕的显示系统、设备和技术以及检测屏幕的破损并且在检测到屏幕破损时中断屏幕操作的装置。
文档编号G09G5/00GK101958110SQ20101014043
公开日2011年1月26日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年3月27日
发明者大卫·L·肯特, 町田晶弘, 罗杰·A·哈贾 申请人:Prysm公司