专利名称：具有影像扫描功能的扫描型显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描型显示装置，用来借助影像滞留效应在空中显示影像。它通过手动或机械操作，扫描一直线形式的显示器件(发光元件阵列)，其中有多个发光元件呈直线排列。更具体地说，本发明涉及具有从印刷的或绘制的原图中扫描和读取要被显示的影像的功能的扫描型显示装置。
在欧洲专利首次公开No.0546844，
公开日为1993年6月16日(相应于美国专利申请序列号No.07/991,547，申请日1992，12，11)中已经提出了一种扫描型显示装置。所披露的挥动或扫描型空中显示系统适用于空中显示所需的图像，其中利用了运动发光阵列的影像滞留效应。为了使在所述运动的发光阵列的运动和在发光阵列中发光元件的发光定时之间同步，对系统的运动行为进行监视，并且驱动各个发光元件的发光定时被相对于被监视的发光阵列的运动行为进行控制，使得所需的图像以希望的位置和希望的结构显示出来。该空中显示系统包括显示控制电路，它具有存储要被显示影像的影像数据存储器。显示控制电路接收传感器的输出信号，该传感器监视发光阵列的挥动，从而选择地使各个发光元件与此挥动同步地发光，从而在空中显示图像。即，显示控制电路以预定顺序以合适的速度逐行地读出一小帧的影像数据，以便根据各行的亮暗图形与主体挥动相同步地驱动各个元件发光或变暗。然后，由于影像滞留效应，便在空中显示出影像。
此外，一种转动扫描型显示装置也已公知。这种显示装置包括发光元件阵列和驱动机构，例如电机等，用来使发光元件沿垂直于阵列的纵向方向转动。在转动期间，进行与前例类似的前述的显示输出控制，使显示转换速度和转动速度同步。这样，以前例相同的原理，就可在空中显示影像。
在这种类型的显示装置中，借助于重写存储在显示控制电路中的存储器的影像数据，便可以显示任意的影像。这在个人计算机或类似设备中利用影像处理技术是容易作到的。在这种情况下，用微机等设备处理过的影像数据可以通过合适的接口传递给显示控制电路的存储器。另外，处理过的影像数据可以从微机或其它影像数据源以存储卡或软盘的形式传递到扫描型显示装置中。
不过，上述重写或更新显示控制电路存储器中的影像数据的方法由于成本太高而不能实行，因为它必须有一个昂贵的影像处理系统，用来产生被存储的影像数据，还必须有用来在这种影像处理系统和显示装置之间连接的接口。尤其是当这种显示系统用于玩具或其它不贵重的物品时确是如此。
因此，本发明的目的在于，提供一种扫描型显示装置，它具有扫描或读取原图上的影像的功能，并能把扫描或读出的影像存储在存储器中。
本发明的另一个目的在于，提供一种扫描型显示装置，其中可以以低的成本借助于利用扫描型显示装置的基本功能来实现影像扫描和读取功能。
按照本发明的一个方面，扫描型显示装置具有一个装置本体，其中多个发光元件排成一行，用来扫描空间的平面，借助于影像滞留效应显示所需的影像。发光元件按照存储在存储器中的数据，和显示装置的运动同步进行选择地发光，包括在装置本体上的至少一个光接收元件，它和发光元件在位置关系上被如此设置，使得当被采样的含有影像的影像载体对着发光元件阵列放于其附近，并且在发光元件阵列中的发光元件有选择的发光时，来自影像载体的反射光被光接收元件接收到，从而对影像载体上的影像进行采样。并且，当影像载体对着发光元件阵列位于其附近时，使每个发光元件按次序发光，以便局部地照亮影像载体，从而读取光接收元件的输出，以便对直线影像片段的影像数据进行采样，并且借助于相对地移动影像载体和发光阵列，对另一行直线影像片段的影像数据进行采样，从而建立一个二维影像的影像数据。
光接收元件可以位于发光元件阵列的一端，并且有能复盖发光元件阵列前方区域的视野。
本扫描型影像显示装置可以包括一透明的导光件，它有一入射面，沿发光元件阵列延伸，并有一出光面，位于光接收元件附近。
在本发明的一个实施例中，显示装置是一种手动扫描型显示装置，其中装置本体用手握持并挥动，以便在空中显示平面上扫描发光元件阵列，它包括检测影像载体和发光元件阵列之间沿垂直于发光元件排列方向相对位移的装置，该检测装置可以包括一个滚轮，它根据影像载体和发光元件阵列之间的相对运动转动，以及转动传感器，用来检测滚轮的转动角位移。
另外，检测装置可以包括同步记号检测装置，用来检测在影像载体上的同步记号。在这种情况下，在装置本体的前部可以设置导向件，影像载体沿着导向件相对于发光元件阵列移动。同步记号可以是位于影像载体边缘上的缺口。并且，同步记号检测装置可以包括开关机构，它具有可动簧片，开关机构借助于使可动簧片与影像载体的边缘接触响应缺口进行操作。
本发明的另一实施例是一种转动驱动扫描型显示装置，其中装置本体在驱动机构驱动下转动。借助于把影像载体沿发光元件阵列的转动轨迹放置进行影像扫描，影像载体上的影像通过转动发光元件阵列被扫描。驱动机构可以装有转动传感器，用来检测转动的角度，并且通过转动传感器检测在影像扫描期向发光元件阵列在影像载体上的转动。
最好有多个光接收元件。例如，光接收元件的数量可以等于发光元件数量的一半。在这种情况下，光接收元件间的间隔等于发光元件间隔的两倍。并且光接收元件阵被平行地设置在发光元件阵列附近。
按照本发明的另一方面，扫描型检测装置可以包括操作支轴件，它通过轴承机构并通过装置本体安装在装置本体的一端，并可沿垂直于装置本体的方向转动；转动检测装置，用来获得相对于装置本体的角位置和角速度信息；显示控制装置，用来和转动检测装置的检测信号同步，按照影像数据使发光元件阵列中的发光元件选择地发光；以及控制装置，用来通过对发光元件的发光控制，从而扫描影像载体上的影像，并进行读取光接收元件的输出的读出控制。
按照本发明的另一方面，一种空中显示装置包括一个基本上呈直长棒形的装置本体；安装在装置本体上的发光元件阵列，它具有多个排成一行的发光元件；至少一个反射光接收元件，装在装置本体上，位于发光元件阵列附近；运动检测装置，检测装置本体的物理运动，并发出代表该运动的信号；控制器，包括存储器，用来存储要在空中显示的影像数据，并可以以显示方式操作，从而根据被显示的影像中的分离的行的图形选择地驱动发光元件，进行图形显示，并与装置本体的运动相同步地改变显示图形。还可以以影像扫描方式操作，通过驱动发光元件阵列，使发光元件中的每个元件顺序地发光，从而把光照到分离行图形的一点上，对被采样的影像的分离行图形进行扫描、采样并保持代表照亮点的影像的数据，并且改变分离的行，从而与要被采样的影像和发光元件阵列之间的相对位移同步地进行扫描，借以采样并保持二维影像的影像数据。
本发明从下面结合附图给出的说明中会得到更完整的理解。不过，这些实施例不应该理解为是对本发明的限制，仅仅是对本发明的解释而已。其中
图1是本发明的手持扫描型显示装置最佳实施例的示意图，它说明了本发明的使用方式；图2是手持扫描型显示装置的最佳实施例的控制系统的方块图；图3是表明手持扫描型显示装置的最佳实施例的内部结构透视图；图4是手持扫描型显示装置的截面图，表明其光学系统的设置；图5是本发明手持扫描型显示系统中使用的光学系统的另一种实施例的截面图；图6是一个透视图，表明在手持扫描型显示装置中的原图二次扫描检测传感器的细节；图7(A)、7(B)是在手持扫描型显示装置中的原图二次扫描检测装置的另一实施例的主要部分的透视图及局部截面图；图8是一个透视图，表明本发明应用于转动扫描型显示装置的整体结构；图9是表明转动扫描型显示装置的控制系统的方块图；图10是应用本发明的手持转动扫描型显示装置的外观图；图11是图10的手持扫描型显示装置的控制系统的方块图。
本发明将结合附图按最佳实施例进行详细说明。为了彻底地理解本发明，在下面的说明中例举了若干细节。然而，对本领域的技术人员来说，本发明实际上显然不会局限于这些特定细节。在其它例子中，为简明起见，已公知的细节便设有详述。
图1说明了本发明的手持扫描型显示装置的外貌及使用方式，是本发明的一个实施例。
如图1所示，扫描型显示装置包括LED阵3，由一组LED2构成，它们处于棒状的主体1的前部。在主体1内，有一检测挥动方向的传感器。握着主体1下方的柄部显示装置被分别朝向右右挥动。传感器检测这一挥动。在主体1内的显示控制电路接收传感器的输出，使LED2分别与挥动同步地发光，从而在空中显示所需的图像。就是说，显示控制电路以合适的速度逐行地按预定顺序读出一小帧的影像数据，从而根据在各行中亮暗的图形驱动LED2与主体的挥动同步地变亮或变暗。然后由于影像滞留效应，便在空中显示出图像。
在本发明中，扫描型显示装置使用了低成本的紧凑型的影像扫描器。该影像扫描器用LED阵3作为原像照射光源。由于使用了这种内装的影像扫描功能，本发明的扫描型显示装置可以存储要被显示的影像数据，而不需外部的影像数据源，如下所述。
图2所示为显示控制电路的结构，它是图1中的手持扫描型显示装置的控制系统。由图2可见，该控制电路包括与可重写存储器5相连的单片机6。存储器5可以是可重写的并且非易失的存储器，例如EPROM，EEPROM等等。被显示的影像数据存在存储器5中。因此，存储器5应当有存储至少一场的存储容量。在所示实施例中，单片机6从存储器5中逐行地读出形成一个显示行或一扫描行的影像数据段，并驱动各个LED2，进行显示控制。此外，单片机6进行影像扫描或读出控制，以便进行读出的影像扫描，并且更新存储器5中的数据。下面将把单片机6驱动LED2以便显示影像的操作称为“显示方式操作”。把扫描或读出影像数据以及更新存储器5中的数据的操作称“扫描方式操作”。在显示方式操作中，单片机6从存储器5中读出影像数据以串行数据输入给位移寄存器串7。影像数据通过位移寄存器7位移，并被分别和每一具有预定位数的位移寄存器7相连的锁存电路8锁存住。通过分别锁存各个具有预定位数的影像数据，串行数据被转换成用于显示一行的并行数据。建立起来的并行影像数据被传递到驱动器9，用来选择地驱动各个发光元件LED使其发光。
在另一方面，单片机6与挥动传感器11、方式检测开关10、原图二次扫描检测器12，光接收元件(光二极管)13a和13b相连，以便根据原图读出数据。
方式选择开关10是一个手动操作的开关，用来选择单片机6的操作方式。就是说，方式选择开关10可以置于显示方式位置和扫描方式位置。在显示方式位置时，单片机6按显示方式起动，以便根据从存储器5中读出的数据显示图像；在扫描方式时，单片机6以影像扫描方式起动，以便根据原图读出数据并更新存储器5中的数据。挥动传感器10监测主体的挥动，如图1所示，并输出代表挥动方向和速度的挥动检测信号。在显示方式下，单片机6完成显示定时控制，以便和挥动同步地进行影像中各行的显示或扫描。
影像数据的各个显示行相对于主体挥动的显示定时的同步控制方式在上述的欧洲专利首次公开No.0546844和美国专利申请序列号No.07/991,547中已详细说明了，为了便于理解，再把整个说明列于此处。
当方式选择开关10处于扫描方式时，单片机6被启动，从而一个一个地接通各个LED2，使其朝着含有要被扫描的影像的原图发光。在此操作之前，原图就放在LED阵3的正前方。从原图反射的光被光接收元件13a、13b检测到。然后，单片机6读出各个光接收元件的13a、13b的输出作为各个像素数据。通过使读出的像素数据排成一行，单片机6就对一个显示行形成了一直线的影像数据。原图二次扫描检测器12检测垂直于LED阵3的纵向的原图的位移，从而输出二次扫描检测信号、单片机6响应二次扫描检测信号，终止当前显示行的像素数据的采样，并开始对下一显示行的像素数据进行采样和排列。借助于重复这些过程，对所有显示行或扫描行的直线影像数据便都被采样，从而形成两维的影像数据。在此之后，单片机6就把这影像数据写入存储器5中。
下面详细说明影像扫描系统的结构和操作。图3、4表明了LED阵3和光接收元件13a、13b在主体1内的位置关系。LED2在印刷电路板14的表面上排成直线，并被装于主体1内，每个LED被调整使其光轴向外通过前窗部分15。沿着LED阵3的一侧，印刷电路板14被切开，使得通过前窗15进入主体的入射光可以到达印刷电路板14的背后。在印刷电路板14的背面，在其缺口的两个横向边沿附近设置光接收元件13a、13b。光接收元件被倾斜地校准。使得可捕捉到经前窗进入的光线。
利用上述的设置便建立起如下的位置关系。如图4所示，在原图16盖住前窗15的情况下，使在LED阵3中的一个LED2发光。从LED2发出的光照到原图16上，并有一反射光从原图16通过前窗15反射进入主体1内。一部分反射光成为光接收元件13a、13b上的入射光，如箭头所示。
当使一个LED2发光时，光局部地照到原图16上，并且来自局部照射部分的反射光被光接收元件13a、13b接收到。被接收到的反射光的强度根据被局部照射的影像而不同。因此，光接收元件13a、13b的输出值也根据被局部照射部分的黑白程度而不同。因而通过把光接收传感器13a、13b的输出值和预定的作为黑、白基准的门限值进行比较，便可识别被局部照亮部分的影像的黑白度。结果，由单片机6就得到代表被局部照射部分的黑白影像的数字像素数据。通过按顺序使每个LED2发光，便可重复地采样像素数据。通过采样全部的LED2的像素数据(在所示实施例中，使用了16个LED2构成LED阵3)，在原像16中对于一个显示行的直线影像就被分成16个像素数据，每个对应于LED阵3中的一个LED2。
如图2所示，两个光接收元件13a、13b，通过由晶体管Tr和电阻R1、R2、R3构成的前置放大器与单片机6并联连接。如上所述，光接收元件13a、13b可以复盖住前窗15的整个区域，从而通过其倾斜调整可接收任何的入射光。正如所知道的那样，每个光接收元件13a、13b的光灵敏度在其视野的中心部分为最大。接收元件13a、13b被这样调整，使得它具有朝向远距离部分的(即接近相对侧的另一个光接收元件的部分，和前窗15的中心部分相比而言)最大灵敏度轴线，而在接近于本身的部分有相对低的灵敏度。按这种方向性，光接收元件13a、13b被调整好后，光接收元件的灵敏度值就在整个前窗15的范围内基本上对地均匀了。
尽管光接收元件13a、13b可以调整使其具有方向性，但是对整个前窗15的区域要建立完全均匀的灵敏度仍然是困难的。因此，建立了第一读出通路(输入端口P3)，用来对前置放大器的电阻梯形电路R1、R2、R3的最低部分输出的光值进行编码，并读出二进制数据，第二读出通路(输入端口P2)，用来对前置放大器的中间部分输出的接收到的光值进行编码，并读出二进制数据，以及第三读出通路(输入端口P1)，用来对前置放大器最上面的部分输出的光值进行编码并读出二进制数。根据发光的LED2的位置来选择第一至第三通路之一。与此相应，相对于被选择的读出通路，门限值也改变，从而使得扫描影像的灵敏度可更加均匀。
下面说明在两维影像的扫描情况下的结构和操作。为了扫描并读出两维影像，以垂直于LED阵3的排列方向相对于前窗15把原图16间歇地移动一预定距离。然后进行前述的直线扫描操作。这称为二次扫描。由于二次扫描与前述的直线扫描同步进行，就可以扫描或读出二维影像。在具体操作中，原图16可放在平板上，例如桌面上，然后主体1的前窗15与原图16紧密配合。然后把主体1沿垂直于LED阵列3的方向移动一个距离。与此同时，原图二次扫描检测传感器12检测主体1相对于原图16的位移，并输出二次扫描检测信号。在每次发出二次扫描信号时，单片机6就进行直线扫描操作。
图6表示的是图3中的原图二次扫描检测器12的详细结构。如图所示。它包括转动轮12a，它与原图16接触，并可根据主体1和原图16的相对运动而转动；以及由动触点12c和静触点12d组成的开关，动触点12c是一固定在基块12b上的弹簧片。在滚轮12a的外圆上有一缺口12e。动触头12a的末端借助于本身的弹性压在滚轮12a的外圆周上。滚轮12a每转一定的角度，动触头12c的末端就落进缺口12e内。在此位置，由动触头12c和静触头12d构成的开关是断开的。就是说，原图16每移动一预定距离，原图二次扫描检测器12的输出就接通和断开一次。单片机16根据这一通/断信号完成影像处理操作，从而按顺序把扫描或读出的影像数据存储在存储器5中。
下面说明本发明的另一实施例。图5中表示另一实施例的LED阵3和光接收元件之间的位置关系。在此例中，一个光接收元件13被安装在印刷电路板14的背面。此外，一透明的塑料导光件50安装在主体1内。导光件50有一平行于LED阵3延伸的入射面50a。入射面50a靠近LED阵3，并向着前窗15。导光件50的另一端呈锥形并在输出面50b终止，而50b与光接收元件13的光接收面相对，并位于其附近。利用这种光学位置关系，当原图16盖住前窗15并使一个LED2发光时，LED2发出的光被照到原图上并被反射。反射光通过前窗入射。一部分反射光通过导光件50到达光接收元件13，如箭头所示。
图7(A)表示原图二次扫描检测装置的另一个实施例。在图7(A)的实施例中，在主体1的前面上有两个用于原图16的相对的导槽70。导槽70分别位于LED阵3的两端附近，并沿垂直于LED阵排列方向的方向延伸。原图16的宽度基本上等于导槽70的宽度，它被插进其间并沿槽移动，直到整个原图16通过主体1为止。利用这种操作原图16在与前窗15保持紧密配合的情况下移动。沿原图16的一边需要设置相隔一定间距的几个凹口16a。相应地，在一个导件70内，接收有凹口的原图的一边。二次扫描检测装置被如此设置，使得借助于检测凹口16a可以检测原图16的移动。
如图7(B)所示，在本实施例中，二次扫描检测传感器12包括安装在导槽70侧壁内侧上的可动触点12f和静触点12g。在导槽70的侧壁上有孔70a。可动触点12f由弹簧片制成，它具有一通过孔70a稍向外伸的弯曲部分。当原图16沿导槽70移动时，动触头12f的弯曲部分与原图16的侧边接触，从而使其弯曲部分在原图16的侧壁上的每一凹口16a处发生变形，如箭头所示，使开关接通和关闭。
在上述实施例中，原图16的凹口作为机械同步记号，并且二次扫描检测传感器作为同步记号检测装置，它由动触点12f和静触头12g构成。不过，同步记号并不限于机械结构，可以是磁敏感记号，光敏感记号等等。在这种情况下，二次扫描检测传感器可以是磁性传感器、光电传感器等。
下面参照图8、9说明本发明应用于一个旋转扫描型显示装置的情况。图8所示的装置有一透明壳体21。在壳体21内。可转动地安装着由电机23驱动的转盘22。显示装置的主体24被垂直地安装在转盘22上。主体24的结构基本上和图3、图4所示的结构相同。具体地说，在主体24的前表面内，限定了一窄缝状的前窗25，LED阵3就设置在前窗25内、在主体24内的印刷电路板上，安装有光接收元件13a、13b，分别靠近LED阵3的两端。光接收元件13a、13b对于LED阵3的位置和调整与图3、4的相同。就是说，当在原图16刚好跨过透明壳体21而处于前窗25的前方的情况下，并使一个LED2发光时，发出的光局部地照到原图16上。从原图反射出的光入射进入透明壳体21，从而进入主体24。然后，一部分反射光到达光接收元件13a、13b。图9所示的控制系统的结构也与图2的相似。即，控制系统包括进行总体控制的单片机16，存储影像数据的存储器15，位移寄存器7和锁存电路8，它们用来选择地驱动LED阵3中的各个LED2发光，驱动器9，方式选择开关10，以及用于光接收元件13a、13b的前置放大器(Tr1和R3)。
此外，控制系统还包括驱动电机23的电路，以及转动检测器(转动编码器27)，用来检测转盘22的角位移。单片机6与转动检测器27的输出信号同步地进行下述处理。
在显示方式下，单片机6高速地驱动电机23，从影像数据存储器5中读出数据，传递到显示输出系统(位移寄存器7，锁存电路8，以及驱动器9)，它以转动传感器27的输出信号作为同步信号来选择地驱动LED阵3中的各个LED2发光。这样，随着主体24的转动轨迹，在圆柱表面上就显示影像。
在扫描方式下，首先，把含有要被扫描的影像的原面向内放在透明壳体21的外圆面上。然后，按扫描方式操作。单片机6以预定的低速度驱动电机，同时，与转动检测器27的输出同步，进行扫描或读出过程。即，使在LED阵3中的每个LED2按顺序发光，以便照亮原图。然后，原图的反射光被接收元件13a、13b检测。根据反射光的强度，接收元件13a、13b发出二进制信号。通过逐个地使全部LED发光，可以完成直线扫描。对承载主体24的转盘22的每一预定的角位移，重复这种直线扫描操作。因此，可以扫描二维影像的全部区域，并以二进制数据形式存放在存储器5中。
图10、11表明本发明的另一实施例，这是一种手动的转动型扫描显示装置。如图10所示主体1类似于一个扁棒。在其前表面上，以恒定间隔按直线设置多个(此处为16个)LED2。8个光接收元件13和LED阵3并行地设置。一排LED阵3和一排光接收元件13的阵列离开一定间隔。在实际结构中，光接收元件13之间的间距为LED2之间的间距的2倍。即每一光接收元件13位与一对LED2相邻。
作为手动扫描显示装置中的转动操作的支轴件，在主体1的底部设有转动环91。它可相对于主体1转动，并且其内径可容纳一个手指。当使用这种显示装置时，把手指插入转环91内，并使手指基本朝水平方向伸出。在这种情况下，主体1处于松动地悬挂状态。然后，以圆圈形式使手指运动，即使手指尖划出一圆圈，主体1就被驱动绕着插入转环91的手指转动。与此同时，转环91被固定在手指上，主体1便绕转环91转动。如上所述，转环91使主体1作旋转运动。
为了检测转环91相对于主体1的角位移，提供一和图9中的转动传感器27基本相同的转动传感器。如图11所示，转动传感器27包括发光二极管(LED)27a和光晶体管27b。LED27a和光晶体管27b对着转动记号板(没有画出)设置。转动记号板可随转动环91旋转，从而可对转动记号板的转动进行光电检测。
如图11所示，该装置的控制及信号处理包括有选择地驱动LED进行发光的控制，以及读出光接收元件13a、13b的读出控制。这些都由单片机6完成。开关92作为装置的电源开关，也作为方式选择开关。因此，开关92输出代表单片机运行方式的输出信号。因此，通过开关92的操作，可以进行操作方式和扫描方式的转换。
在显示方式时，转动传感器27的输出信号根据转环相对于主体1的转动而改变。转动检测信号被输入给单片机6作为参考信号。单片机6按顺序从存储器5中读出一小帧的影像数据。根据读出的影像数据。以分时方式控制LED2进行选择地发光。结果，借助于转动扫描与主体1绕手指转动同步(即角位置和速度)，影像便可以由于影像滞留效应而在空中显示出来。
在扫描或读出方式下，通过把图形印在合适的载体上，并把显示装置安置在图形载体(原图)上，使LED3阵列和光接收元件13的阵列与图形载体相对地设置。转环91的法兰盘91a从主体表面凸出，且有一凸出部分1a位于主体的末端，因此可以使图形载体和LED阵列以及光接收元件阵列之间保持合适的距离。从LED2发出的并且从载体上反射的光可由光接收元件13接收。通过使LED2逐个地发光进行读出。如前所述，因为每个光接收元件相应于两个LED2，所以只有当相应的一个LED2发光时才读取某一光接收元件13的输出。就是说，当左方的一个LED发光时，相应的第一个光接收元件13的输出被读取。此外，当使第二个LED发光时，相应的第一个光接收元件13的输出也被读取。然而，当第三个LED发光时，则与第三第四个LED相应的第二个光接收元件13的输出被读取。以类似方式，后面的LED按顺序发光，并且相应的光接收元件的输出被读取。因此，作为一个显示行的直线影像就被采样成为16个点像素。
为了扫描两维图像，在转环91上的方向记号91b与扫描开始行的方向对准。然后，转环91由手指定位。接着，主体1以相当低的速度在所需的角度范围内绕转环91转动。与此同时，转动检测器27发出转动检测信号。单片机6则响应转动检测信号进行操作，从而在各个预定的角位置与主体的运动同步完成直线影像的采样。这样，便得到了分别具有16个点像素数据的一小帧图像数据。
利用上述结构，本发明实现了扫描型显示装置，它可以存储或重写要被显示的影像数据，而不需外部的影像数据源，其中使用了影像扫描功能。进而，本发明实现了低成本的内装的影像扫描功能。
虽然本发明参照实施例进行了说明，应当理解，本领域的技术人员在不脱离本发明构思的前提下可作出各种改型，包括省略或增加某些部分。因此，本发明不应当理解为只限于上述特定的实施例，而是包括了所有可能的实施例，只是它们包括在所附的权利要求的范围内即可。
权利要求
1.一种扫描型显示装置，具有带有发光元件阵列的装置本体，在该本体内，多个发光元件设置成一排，通过扫描空间平面，并且使所述发光元件根据存储在存储器中的影像数据与所述装置本体的运动同步进行有选择地进行发光，借助于影像滞后效应来显示所需的影像，包括位于装置本体上的至少一个光接收元件，它和所述光发射元件阵的位置关系是，当含有要被采样的影像的影像载体对着所述发光元件阵列放置且与其靠近时，并且所述发光元件阵列中的发光元件有选择地发光时，来自影像载体的反射光被光接收元件接收，从而采样影像载体上的影像，并且，当影像载体对着发光元件放置且与其靠近时，使每个发光元件按次序发光，从而局部地照亮影像载体，以便读取光接收元件的输出，从而对一行影像片断的影像数据进行采样，并且借助于使影像载体和发光元件阵列进行相对位移，对另行影像片段的影像数据进行采样，从而建立起二维的影像数据。
2.如权利要求1的扫描型显示装置，其中所述光接收元件位于发光元件阵列的一端，光接收元件具有复盖光发射元件阵列前方区域的视野。
3.如权利要求1的扫描型显示装置，其中还包括透明的导光件，它具有入射面，沿所述发光元件阵列延伸，还具有位于光接收元件附近的出光面。
4.如权利要求1的扫描型显示装置，其中所述显示装置是一种手动扫描型显示装置，所述装置本体用手握持着进行挥动，从而在空中显示平面上扫描所述发光元件阵列。
5.如权利要求4的扫描型显示装置，还包括用来检测所述影像载体和发光元件阵列沿垂直于发光元件排列方向的相对位移的装置，所述检测装置包括影像载体和发光元件阵列之间的相对运动而转动的滚轮，以及用于检测所述滚轮转动角位移的转动传感器。
6.如权利要求4的扫描型显示装置，还包括用来检测影像载体和发光元件阵列沿垂直于发光元件的排列方向的相对位移的装置，所述检测装置包括用来检测形成在影像载体上的同步记号的同步记号检测装置。
7.如权利要求6的扫描型显示装置，其中所述装置本体的前端有一导向件，所述载体沿此导向件相对于发光元件阵列移动。
8.如权利要求7的扫描型显示装置，其中所述同步记号是一个形成在影像载体边缘上的缺口，并且同步记号检测装置包括具有一可动簧片的开关机构，所述开关机构借助于使所述可动簧片与所述影像载体接触来响应所述缺口而动作。
9.如权利要求1的影像扫描型显示装置，其中的显示装置是一种转动驱动扫描型显示装置，其中所述装置本体被一驱动机构转动地驱动。
10.如权利要求9的扫描型显示装置，其中通过把所述影像载体沿发光元件阵列的转动轨迹放置，并且利用发光元件阵列的转动对影像载体上的影像进行扫描，从而完成影像扫描。
11.如权利要求10的扫描型显示装置，其中所述驱动机构具有转动传感器，用来检测转动角位移，并且在影像载体上进行影像扫描期间，发光元件阵列的转动也被所述转动传感器检测。
12.如权利要求1的扫描型显示装置，其中所述光接收元件有多个，其数量上等于发光元件的一半，所述光接收元件以2倍于发光元件间距的间距设置，并且光接收元件阵列以平行关系位于发光元件阵列的附近。
13.如权利要求1的扫描型显示装置，还包括操作支轴件，借助轴承可绕垂直于所述装置本体的纵向的轴线转动地安装在所述装置本体的一端；转动检测装置，用来获得所述操作支轴件相对于所述装置本体的角位置和角速度信息；显示控制装置，用来与转动检测装置的检测信号同步，使发光元件阵列中的发光元件根据所述影像数据有选择地发光；以及控制装置，借助于在所述装置本体在影像载体上转动期间，与所述转动检测装置的检测信号同步，对所述发光元件进行发光控制，并进行用来读取光接收元件的输出的读出控制，从而进行影像载体上影像的扫描。
14.一种空中显示装置，包括呈直长棒形的装置本体；安装在所述装置本体上的发光元件阵列，它有多个排成一排的发光元件；至少一个装在装置本体上与所述发光元件阵列相邻的反射光接收元件；检测所述装置本体的物理运动并发出运动指示信号的运动传感器；控制器，包括存储要被在空中显示的影像数据的存储器，并可以以显示方式操作，用来根据要被显示的影像的分离的行的图形来选择地驱动发光元件，并和所述装置本体的运动同步地改变显示图形，还可以以影像扫描方式操作，用来通过驱动发光元件阵列，按顺序地使每个发光元件发光，从而局部地照亮分离行图形上的点，以便扫描要被采样的影像的分离行图形，并且采样并保持代表被照射点的影像的数据，以及与要被采样的影像和发光元件阵列之间的相对移动同步地改变被扫描的分离行图形，从而采样和保持二维影像数据。
全文摘要
一种扫描型显示装置，具有一带有发光元件阵列的装置本体，其中多个发光元件排成一行，用来扫描空中平面，借助于影像滞后效应显示所需影像。发光元件根据存储器中的影像数据，与本体的运动同步进行选择地发光。显示装置还有至少一个光接收元件，装在本体上，它与发光元件阵列的位置关系是当含有要显示的影像的载体靠近放在发光元件阵列对面，使阵列中的发光元件选择地发光时，影像载体上的反射光被光接收元件接收，从而采样了该影像。
文档编号G09F9/33GK1127391SQ9411954
公开日1996年7月24日 申请日期1994年12月20日 优先权日1994年9月26日
发明者时本丰太郎, 矢岛弘史 申请人:埃维克斯株式会社