用于便携式设备的全息显示扩展及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于便携式设备的全息显示扩展及其制造方法。本发明涉及一种用于具有显示器的设备的显示扩展，该显示扩展包括基本上透明的屏幕和适于将该基本上透明的屏幕定位成相对于显示器呈锐角的定位装置，所述基本上透明的屏幕包括至少一个反射率增加的区域。本发明还涉及一种显示全息幻影的方法，该方法包括在设备的显示器上显示照片或视频，同时上述显示扩展被定位成将该基本上透明的屏幕保持成相对于所述显示器呈锐角。本发明还涉及一种用于制造上述显示扩展的方法，以及涉及可被形成为这一显示扩展的基本上透明的薄片。
【专利说明】用于便携式设备的全息显示扩展及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像投影领域，具体而言涉及引起全息幻影的图像投影。
【背景技术】
[0002] 人们普遍拥有可被用来观看储存在其上或通过网络（具体而言，经由移动因特网 连接）流传输过来的数字照片和视频的设备。这些设备包括移动电话（具体而言是所谓的 智能电话）、平板计算机、以及膝上型计算机。虽然这些设备的显示器的视频质量在过去几 年间不断改进，但它们仍受限于示出二维视频。因此，这些设备不提供完全令人满意的方式 来观看表示本质上三维场景的视频数据，如三维模型的与不同的观看点和观看角度相对应 的分开呈现的视图。
【发明内容】
[0003] 本发明的实施例的一个目标是至少部分地克服这一缺点。
[0004] 根据本发明的一方面，向具有显示器的设备提供了显示扩展，该显示扩展包括基 本上透明的屏幕和适于将该基本上透明的屏幕定位成相对于显示器呈锐角的定位装置，该 基本上透明的屏幕包括至少一个反射率增加的区域。
[0005] -种以"佩拍尔幻象（Pepper' s Ghost) "为人所知的技术已被用来在最初空白的 场景中产生突然出现了虚幻人物的幻影。该技术通过使得观看者透过倾斜的透明窗格玻璃 观看空白场景来工作，该倾斜的透明窗格玻璃的存在没有被观察者察觉。要出现在场景中 的人物定位在观察者的直接视野外部的暗区中，但以如下方式定位：一旦该人物被足够照 亮，它在透明窗格玻璃上的倒影就将变得可见。因此，可通过增加或降低施加到该人物的光 照的量来使得该人物出现或消失。很明显，这一技术的应用要求对要被反射的人物以及背 景场景的光照的精细控制。
[0006] 本发明尤其基于发明人的如下洞察：佩珀尔幻象技术可被应用于显示在上述类型 的设备上的图像。
[0007] 本发明还尤其基于发明人的以下洞察：全息幻影的质量由反射图像与所传送的背 景场景的混合来确定。
[0008] 为了改进这一混合，本发明使用具有可变反射率的屏幕。
[0009] 发明人还发现，尽管缺少对环境光照条件的紧密控制，也可以通过使用具有至少 一个反射率增加的区域的屏幕来获得适当的佩珀尔幻象。
[0010] 基本上透明的屏幕可以例如由玻璃、玻璃纸、或透明塑料制成。优选地，它是薄片 或薄膜术语"透明"是相关于可见频谱的光来使用的。虽然每一足够平滑的表面呈现了某种 程度的反射性，但如果有可能透过屏幕来清楚地看到，则它将被认为是基本上透明的。0. 8 或更大的可见光透射系数是优选的；〇. 9或更大的可见光透射系数是更加优选的。反射率 增加的区域优选地具有0. 2或更大的最大反射系数；它可以是0. 4或更大；或者甚至0. 6或 更大。 toon] 反射率增加的区域可通过在局部使用具有不同折射率的材料、通过将一层反射率 更大的材料叠在透明基板上、通过施加涂层、或通过类似手段来提供。
[0012] 本领域技术人员将理解，反射率增加的区域是通过相对于屏幕的其余部分的反射 率相对差异来定义的。反射率增加的区域因而也可通过将屏幕的其余部分进行处理以降低 其反射率来获得。同样，这一降低的反射率可通过将一层抗反射的合适材料叠加或涂敷在 基板上来实现。
[0013] 优选地，反射率增加的区域位于屏幕的中心；这允许在各个方向将反射图像混合 到背景中。优选地，该区域是圆形或椭圆形，因为锐角可能吸引注意，而这会降低幻影的质 量。优选地，反射率的变化是渐进的，以进一步改进混合效果。
[0014] 在根据本发明的显示扩展的实施例中，该至少一个反射率增加的区域包括其中已 将涂层施加到屏幕上的区域。
[0015] 增加基本上透明的基板对可见光的反射率的若干涂层在本领域中是已知的。由于 涂层可容易地在局部施加，因此使用涂层是产生本发明所需要的反射率变化的特别合适的 方式。涂层特别适合提供反射率的渐进变化。
[0016] 在根据本发明的显示扩展的实施例中，该至少一个反射率增加的区域是通过对屏 幕的其余部分施加抗反射涂层来获得的。
[0017] 降低基本上透明的基板对可见光的反射率的若干涂层在本领域中是已知的。由于 涂层可容易地在局部施加，因此使用涂层是产生本发明所需要的反射率变化的特别合适的 方式。涂层特别适合提供反射率的渐进变化。
[0018] 在根据本发明的显示扩展的实施例中，透明屏幕和定位装置由一个薄片制成，该 定位装置由该薄片的弯曲或折叠部分构成。
[0019] 这一实施例的优点是屏幕更自然地混合到其环境中，因为定位装置也是透明的， 从而提高了视觉幻影的效果。最优选地，该薄片的形成定位装置的那一部分也使用抗反射 涂层来处理。
[0020] 这一实施例的另一优点是显示扩展可按非常简单的方式来制造。具体而言，适当 制备的薄片可被提前制备，并且连同折叠指导一起提供给最终用户以获得显示扩展。
[0021] 在根据本发明的显示扩展的一实施例中，该薄片是塑料片。
[0022] 若干类型的透明塑料是已知的，如聚碳酸酯和PMMA。它们相对便宜并且在选择适 当的片厚度的情况下能够经受住弯曲或折叠。通常，几微米到几百微米数量级的片厚度提 供刚性与可折叠性之间的良好平衡。
[0023] 在一特定实施例中，薄片按截角倒金字塔形的形状来折叠，并且至少一个反射率 增加的区域包括在该金字塔的每一面上的反射率增加的区域。
[0024] 这一实施例的优点是在人物的若干视图同时显示在显示器的适当位置处时，用户 可以绕该幻影走动并看到该人物在各几何一致的角度下的不同全息视图。
[0025] 在根据本发明的显示扩展的实施例中，所述屏幕的四周边缘是弄圆的。
[0026] 这一实施例的优点是屏幕更自然地混合到其环境中，从而提高视觉幻影的效果。 最优选地，屏幕的四周边缘也用抗反射涂层来处理。
[0027] 根据本发明的一方面，提供了一种显示全息幻影的方法，该方法包括在设备的显 示器上显示照片或视频，同时上述显示扩展被定位成将该基本上透明的屏幕保持成相对于 所述显示器呈锐角。
[0028] 这一方法的技术效果和优点与上述显示扩展的那些技术效果和优点的必要改动 相对应。
[0029] 根据本发明的一方面，提供了一种用于制造用于具有显示器的设备的显示扩展的 方法，该方法包括：
[0030] -提供具有至少一个反射率增加的区域的一片基本上透明的材料；
[0031] -弯曲或折叠该薄片，以形成适于将该基本上透明的薄片的平面部分定位成相对 于显示器呈锐角的定位装置，并且使得该至少一个反射率增加的区域存在于该平面部分 中。
[0032] 该方法提供了制造根据本发明的一实施例的显示扩展的特别高效的方式。
[0033] 根据本发明的一方面，提供了一种基本上透明的薄片，包括至少一个反射率增加 的区域以及折叠标记，所述折叠标记被安排成使得该薄片在根据所述折叠标记折叠时构成 上述显示扩展。
[0034] 这一实施例的优点是显示扩展可以按非常简单的方式来制造。具体而言，适当地 制备的薄片可提前制备，并与折叠指导一起提供给最终用户以获得显示扩展。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 现在将参考附图更详细地描述本发明的这些和其他技术效果和优点，在附图中：
[0036] 图1示意性地示出通过使用根据本发明的一实施例的显示扩展所产生的全息幻 影；
[0037] 图2提供了根据本发明的一实施例的方法的流程图；
[0038] 图3示出了根据本发明的另一实施例的薄片；以及
[0039] 图4示出通过使用根据本发明的另一实施例的显示扩展所产生的全息幻影。
【具体实施方式】
[0040] 如图1所示，本发明的一个实施例是用于具有显示器110的设备100的显示扩展。
[0041] 显示扩展包括基本上透明的屏幕130和适于将基本上透明的屏幕130定位成相对 于显示器110呈锐角的定位装置140。基本上透明的屏幕130包括至少一个反射率增加的 区域150。
[0042] 显示扩展可被用来显示全息幻影。这通过以下来实现：在设备100的显示器110 上显示照片或视频，同时显示扩展被定位成使得基本上透明的屏幕130保持成相对于所述 显不器110呈锐角。
[0043] 设备100被示为具有大型平面显示器110的基本上平坦的设备。可被用于这一目 的的设备包括常见的智能电话和平板计算机。显示器110优选地倾斜离开观察者（由该附 图的左手侧的眼睛来示意性地表示）以增强幻影。为此，不失一般性，所示设备100搁靠在 翻折类护套120上，该护套部分地折叠在设备100的背面底下。
[0044] 在设备100的显示器110上显示的图像被基本上透明的屏幕130在锐角下反射。 示例性光线从显示器110经由基本上透明的屏幕130到达观察者，以示出对于观察者而言 所显示图像的反射199将出现在何处。
[0045] 因为基本上透明的屏幕130在反射率增加的区域150外部的非反射性，幻象199 将看起来混合到背景中，包括屏幕130后的任何对象或场景99。
[0046] 定位装置140通过三角形被示意性地示出。在一优选实施例中，如下文更详细地 描述的，定位装置140包括构成基本上透明的屏幕的同一薄片的折叠部分。这些折叠部分 可搁靠在设备100的边缘上或显示器110上，或折叠在它下方。或者，定位装置140可包括 屏幕的支持物，附连到允许固定屏幕130相对于显示器110的位置的脚、吸帽、夹子、或其他 元件。
[0047] 本发明的各实施例可被用来通过全息幻影显示3维信息以用于各种目的。所显示 的主题可以是信息或教育性质，它可被呈现以用于娱乐，或者它们的组合。本发明可用于任 何可用环境中。通过将本发明与2维视频场景（它可被显示在反射图像199后面，在图1 中由平面屏幕显示器99的存在来示意性地表示的设置）组合，体验可被增强。
[0048] 图2提供了用于制造根据本发明的一实施例的显示扩展的方法的流程图。该方法 包括：提供210具有至少一个反射率增加的区域的一片基本上透明的材料；以及弯曲或折 叠220该薄片以形成适于将该基本上透明的薄片的平面部分定位成相对于显示器呈锐角 的定位装置，并且使得该至少一个反射率增加的区域存在于该平面部分中。
[0049] 图3示出了根据本发明的另一实施例的薄片。薄片130优选地由透明塑料膜制 成。尽管所示薄片130是矩形，但本领域技术人员将明白，可以使用不同形状的薄片获得等 效效果。薄片130设置有反射率增加的区域150,该区域被示为基本上置于中心的大致椭圆 形的区域。形状和位置的选择纯是示例性的；根据预期应用，可以使用其他形状和位置。
[0050] 薄片130还设置有折叠标记160,折叠标记160被安排成使得薄片130在根据这 些折叠标记130折叠时构成根据本发明的一实施例的显示扩展。确实，可以看到，通过将薄 片130的左和右部分沿垂直虚线向内折叠90°并且将左下角和右下角沿斜虚线向外折叠 90°，就获得了简单的向前倾斜屏幕，它可被置于图1所示的安排中的屏幕显示器之上或 上方。
[0051] 图4提供了与图1的设置相类似的设置，但具有显示扩展的不同实施例。相同的 参考标号被用来指示相同的元素。在这一实施例中，薄片130按照截角倒金字塔的形状来 折叠。定位装置140包括截角金字塔的窄端处的肋状物（并且可任选地，这些肋状物界定 了一表面）。至少一个反射率增加的区域150包括倒金字塔的一个或多个侧面上的各区域。 优选地，这些反射率增加的区域在所有侧面上提供。在这种情况下，在人物的若干视图被同 时显示在显示器110的适当位置上时，用户可以绕金字塔走动并看到该人物在各几何一致 的角度上的不同全息视图。通过根据金字塔的尺寸来适当地调整所显示的图像，所观看的 对象199将看起来存在于金字塔内部。
[0052] 尽管在此已经参考若干实施例描述了本发明，但这是出于说明而非限制本发明来 完成的，本发明的范围由所附权利要求来确定。
【权利要求】
1. 一种用于具有显示器的设备的显示扩展，所述显示扩展包括基本上透明的屏幕和适 于将所述基本上透明的屏幕定位成相对于所述显示器呈锐角的定位装置，所述基本上透明 的屏幕包括至少一个反射率增加的区域。
2. 如权利要求1所述的显示扩展，其特征在于，所述至少一个反射率增加的区域包括 其中涂层已被施加到所述屏幕的区域。
3. 如权利要求1所述的显示扩展，其特征在于，所述至少一个反射率增加的区域是通 过对所述屏幕的其余部分施加抗反射涂层来获得的。
4. 如前述权利要求中的任一项所述的显示扩展，其特征在于，所述透明屏幕和所述定 位装置由一个薄片制成，所述定位装置由所述薄片的适当地弯曲或折叠的部分构成。
5. 如权利要求4所述的显示扩展，其特征在于，所述薄片是塑料薄片。
6. 如权利要求4或5所述的显示扩展，其特征在于，所述薄片折叠成截角倒金字塔的形 状，并且其中所述至少一个反射率增加的区域包括所述金字塔的每一面上的反射率增加的 区域。
7. 如前述权利要求中的任一项所述的显示扩展，其特征在于，所述屏幕的四周边缘是 弄圆的。
8. -种显示全息幻影的方法，所述方法包括在设备的显示器上显示照片或视频，同时 如前述权利要求中的任一项所述的显示扩展被定位成将所述基本上透明的屏幕保持成相 对于所述显示器呈锐角。
9. 一种用于制造用于具有显示器的设备的显示扩展的方法，所述方法包括： -提供具有至少一个反射率增加的区域的一片基本上透明的材料； -弯曲或折叠所述薄片，以形成适于将所述基本上透明的薄片的平面部分定位成相对 于所述显示器呈锐角的定位装置，并且使得所述至少一个反射率增加的区域存在于所述平 面部分中。
10. -种基本上透明的薄片，包括至少一个反射率增加的区域和折叠标记，所述折叠标 记被安排成使得所述薄片在根据所述折叠标记折叠时构成如权利要求4所述的显示扩展。
【文档编号】G02B27/22GK104216125SQ201410238582
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】A·格罗齐尼斯 申请人:4D动力学有限公司