专利名称：直观显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及寻呼机、手持游戏机、钟表等便携装置的显示功能。
图1、2A和2B示出了现有技术的此类装置。图1中，液晶单元22包括显示段27a，由电驱动而阻断光束，示出数字和位数；非显示段27b，由电驱动而透过光束；以及背景区27C，无电驱动而总是透过光束。一块遮片21，其上有视觉上固定的显示图形31，例如以适当色彩表示的字符、固定刻度、边框、图案等打印图形；还有其他部分的窗口区32，它是透明的。光束源23为面发射光源。
参看图2A，说明从外面进来的在显示部分中的光束流。光束24b穿过遮片21的窗口区32而到达液晶单元22的显示段27a时，显示段27a阻断和吸收了光束，这时从外面(图中左侧)观看，感觉是暗的部分。
光束25b穿过遮片21的窗口区32而到达液晶单元22的非显示段27b或背景区27c时，光束能透过液晶单元22，其自身损失很小，光束到达面光源23时被反射，再透过液晶单元22和遮片21，并以光束25c而射到外面。因此，外面显出的光束25c看上去是面光源23的表面色彩。
到达遮片21的固定显示图形31上的光束26b不能透过遮片21，并被固定显示图形31反射回来(光束26c)。于是，看上去反射光束26c呈现固定显示图形31的色彩。
参看图2B，说明从里面来的在显示部分中的光束流。由面光源23发出的光束28到达液晶单元22的显示段27a时，显示段27a阻断和吸收了光束，这时从外面(图中左侧)观看，感觉是黑的或暗的部分。
由面光源23发出的光束29到达液晶单元22的非显示段27b或背景区27c时，光束能透过液晶单元22，其自身损失很小，光束穿过遮片21的窗口区32而射到外面。因此，射出的光束29看上去是明亮色彩的面光源23。
由面光源23发出的光束30透过液晶单元22的背景区27c到达遮片21的固定显示图形31时，光束被固定显示图形31阻断、吸收或反射，结果不能射到外面。因此，从外面观看，它是黑的或暗的部分。
如上所述，在利用外面光线观看显示部分的情况下，可能看到的是面光源23的表面色彩明亮处的明亮显示，而显示段27a造成的光线阻断部分是暗的，还可看到固定显示图形31产生的彩色显示。
另一方面，在利用里面光线观看显示部分的情况下，可能识别的仅是面光源23发光时产生明亮光处的明亮显示，而显示段27a和固定显示部分产生的光阻断部分是暗的。
这种常规的直观显示装置的第一个问题是，画在遮片固定显示部分上的彩色打印图形变得意义不大，因为显示部分给出的仅是在其被观看时的明亮显示部分。
由于打印图形有阻断光束的性能，因此不能将后面射出的彩色光信息向前传送。
第二个问题是，遮片上的打印图形受到其自身所在位置自由度的限制，因为须要将其制得不遮挡液晶单元的显示部分。
这是因为打印图形会阻挡光束，因此，如果液晶显示单元的显示部分位于打印图形后面时就会受到其遮挡。
即使遮片放在液晶单元与表面光源之间而这时可看见液晶单元的显示部分，但其仍然是重叠在遮片上，打印图形阻挡了来自面光源的光束，实际上阻碍了液晶单元显示部分明亮的光显示。
第三个问题是由以下原因造成的，即打印图形不能总是成为适应液晶单元的图形，因为液晶单元的可视内容是变化的。
理由在于，遮片上的图形是液晶单元显示部分的装饰性图形，是一种固定的显示图形，它适合用于相对来说不大变化的液晶单元显示内容，或者说遮片上的这种简单而可接受的图形应当不损害液晶单元上的显示内容。
本发明的目的在于提供一种直观显示装置，该显示装置可通过在产生液晶显示的液晶单元(LCD)、装饰该显示的可视信息和常规直观显示装置用的光源中变换其组成和位置，使之可清楚和容易地被看到。
按照本发明提出的一种直观显示装置包括显示器件，用于显示由透过光束的一个表面外面驱动的显示信息；装饰器件，含有一个装饰图象，以便在显示器件后面的一表面上提供静止的装饰性或辅助性显示；透明的照明器件，配置在显示器件与装饰器件之间，具有面发射光源的功能；以及反射表面，处在最后面的位置。因为显示器件是从外面用电驱动的，因此通常采用LCD(液晶单元)。至于透明的照明器件，凡可透光且具有表面照明的任何器件都可用，特别是，可用一种发光片，在该发光片周边侧面放置一光源，通过发光片透过来自光源的光束和通过发光片表面对光束的折射，使该发光片成为一种拟表面发射光源。在所述直观显示装置中，还可设一个替换器件，它可从装置中取出装饰器件而将其换成另一个装饰器件，另外，也可利用能改变图象内容的LCD(液晶单元)产生的动态图象信息来形成装饰器件中的装饰图象。
此外，也可从直观显示装置中连同反射器件一起取出装饰器件，这样构成替换器件。
按照上述结构，本发明的直观显示装置能够提供一装饰性图象，即使在显示信息重叠的部分上出现有装饰图形，也不会失去显示信息的内容或阻断来自照明器件的光束。
图1是一分解图，示出常规直观显示装置一个实施例的结构；图2A是图1所示常规直观显示装置受到外面来的光束照射情况下光束流的示意图2B是图1所示常规直观显示装置受到外面来的光束照射情况下光束流的示意图；图3是一分解图，示出本发明第一实施例的直观显示装置的结构；图4是第一实施例的直观显示装置处在外面来的光束照射情况下光束流的示意图；图5是第一实施例的直观显示装置处在里面来的光束照射情况下光束流的示意图；图6A是一分解图，示出本发明的第二实施例；图6B是一剖视图，示出本发明第二实施例的显示段；图6C是一剖视图，示出本发明第二实施例中更换图象信息片的情况；图7是一分解图，示出本发明的第三实施例。
以下参照附图对本发明进行说明。图3的分解图示出本发明第一实施例的结构。
为了能够提供一装饰性图象，使得即使在显示信息重叠的部分上出现有装饰性图象时也不会失去显示信息的内容或阻断来自照明器件的光束，第一实施例的直观显示装置包括了作为显示器件的LCD2，使其能透过光束而显示出显示信息；作为装饰器件的图象信息片5，位于显示信息的后面且对其起装饰作用；作为光发射器件的光束源4，用以对显示信息和装饰图象进行照明；作为光束引导器件的光束引导片3，用以对光束引向和使其散射；作为遮片的屏1；以及作为反射器件的反射片6。
第一实施例的直观显示装置的组成，在从本发明便携装置的外面看时，依次配置为屏1、LCD2、光束引导片3、图象信息片5和反射片6，另外，作为附加到光束引导片3上的一个元件，采用了一个自己不能发光的元件，但该元件可对引导片3侧面处的光束源4发出的光束加以引导和折射。
按照以上所述，由于从该便携装置的外面看显示部分时图象信息片5位于显示信息的后面，因此永远不会出现图象信息被遮挡和损害显示信息内容的情况。另外，参看照明情况，由于在照明元件与显示信息之间没有阻碍，因此照明可遍布显示信息部分的整个范围。
参看附图，进一步对本发明的实施例作详细说明。
图3的透视图示出第一实施例的直观显示装置的结构。从该便携装置外面看，第一实施例的直观显示装置是由下列部分依次串接配置而构成的屏1(遮片)，装饰显示内容但不阻挡它；LCD2(液晶单元)，按照对其内部液晶元件的电驱动控制信号控制内部液晶元件而在阻挡和透过光束之间转换；光束引导片3，由透光材料制成，借助其经加工的表面，折射来自侧面光源的被引导的光束，起到拟面发射光源的作用；光束源4，从光束引导片3侧面发出光束；图象信息片5，对LCD2显示的信息起装饰作用，呈现出辅助信息；反射片6，通过反射穿过图象信息片5的光束明显地加强了直观显示装置内的亮度信息。
以下说明有上述结构的实施例的工作。
图4示出该实施例的直观显示装置处在外面来的光束照射情况下的光束流。
图4中，标号7a、7b和7c分别表示出LCD2相应的内部状态，其中显示段7a表示受电驱动控制液晶处于阻断光束状态下的部分；非显示段7b表示受电驱动控制液晶处于透过光束状态下的类似部分；背景区7c表示不受电控制影响的部分，保持为透光状态。标号8a-8b、9a-9e和10a-10e示出光束流，表示外面的光束如何进入显示部分和如何穿过显示部分，特别是其中的反射和吸收情况。8a-8b、9a-9e和10a-10e的每一个标号都表示出各自的光束流，其中第一组光束流射向处于阻断光束状态下的显示段7a，第二组光束流射向透过光束状态下的非显示段7b，第三组光束流射向不受电控的背景区7c。
射向因电控LCD2而处于阻断光束状态下的显示段7a的光束8a从本发明便携装置的外面穿过屏1到达LCD2(光束8b)。到达LCD2的光束受到处于光阻断状态的显示段7a的阻挡而被吸收和反射。结果，从外面观看，显示段7a部分看上去是黑的或暗的。
射向因电控LCD2而处于透光状态下的非显示段7b的光束9a穿过屏1、LCD2和光束引导片3到达图象信息片5(光束9b)。已到达图象信息片5的光束9b的一部分光谱分量被图象信息片5吸收，另一部分透过(光束9d)并被反射(光束9e)。透过图象信息片5的分量光束9d受到反射片6的阻挡并作为反射光束9e返回到图象信息片5。由图象信息片5反射的光束9c和透过图象信息片5而成为其一部分的光束9e分量构成的合成光束穿过光束引导片3、LCD2和屏1射向本发明便携装置的外面。因此，非显示段这部分看上去显出图象信息片5的色彩。
再看射向总是处于可透光状态下的LCD背景区7c的光束10a，它也象射向非显示段7b的光束9a一样地流动。从外面看，背景区7c这部分看上去同样显出图象信息片5的色彩。
按照上述光束流，借助外部光束以观看显示部分时，能识别出LCD2的暗信息和图象信息片5的图形。
以下描述显示部分受到内部光束照射时的情形。
图5示出该实施例的直观显示装置处在里面来的光束照射情况下的光束流。
图中，以与图4情况下的相同方式，标号11、12a-12f、13a-13f和14a-14f分别表示出光束流，指出内部光束流如何进入显示部分和如何穿过显示部分，特别是如何在其中反射和被吸收。每个标号都代表各自的光束流，其中标号11表示由光源4发出并射向光束引导片3的光束；标号12a-12f表示在光束引导片3中折射并射向处于光阻断状态的显示段7a的光束；类似地，标号13a-13f表示在光束引导片3中折射并射向处在透光状态的非显示段7b的光束；类似地，标号14a-14f表示在光束引导片3中折射并射向不受电控的背景区7c的光束。
在从光束源4射出并在光束引导片3中折射最终射向因电控LCD2而处于光阻断状态的显示段7a的光束12a中，其一部分(12b)因折射而转向位于装置里侧的图象信息片5，另一部分(12f)转向位于装置外侧的LCD2。在已到达图象信息片5的光束12b中，其一部分光谱分量被图象信息片5吸收，另一部分局部被反射、另一局部被吸收。透过图象信息片5的分量光束12d受到反射片6的阻挡并作为反射光束12e返回到图象信息片5。由图象信息片5反射的光束12b的分量和透过图象信息片5的光束分量12e形成的合成光束12c穿过光束引导片3，进一步与光束引导片3中转向外面的光束12f形成一组合光束并射到LCD2上。这样到达LCD上的光束被处于光阻挡状态的显示段阻挡，于是被其吸收和反射。按照以上所述，显示段7a这部分看上去是黑的或暗的部分。
至于从光束源4发出并在光束引导片3中折射而进一步射向处于透光状态的非显示段7b的光束13a，类似地，其中一部分(13b)因折射转向位于装置内侧的图象信息片5，另一部分(13f)转向位于装置外侧的LCD2。在已到达图象信息片5的光束13b中，其一部分光谱分量被图象信息片5吸收，另一部分局部被反射、另一局部被吸收。透过图象信息片5的分量光束13d受到反射片6的阻挡并作为反射光束13e返回到图象信息片5。由图象信息片5反射的光束13b的分量和透过图象信息片5的光束分量13e形成的合成光束13c穿过光束引导片3，进一步与光束引导片3中转向外面的光束13f形成一组合光束，再穿过LCD2和屏1射到本发明便携装置的外面。因此，从外面观看，非显示段7b看上去呈现图象信息片5的色彩。
关于从光束源4发出并在光束引导片3中折射而进一步射向总是处于可透光状态的LCD2的背景区7c的光束14a，与射向非显示段7b的光束13a的流向类似(14b-14f)，从外面观看，背景区7c这部分看上去同样呈现图象信息片5的色彩。
按照上述光束流，借助外部光束以观看显示部分时，能识别出LCD2的暗信息和图象信息片5的图形。
以下描述本发明的第二实施例。
图6A、6B和6C分别是第二实施例的分解图和剖视图。在本发明便携装置的矩形盒体15和16之间有一狭缝，其尺寸使得可从其中拉出图象信息片5和反射片6，并且，插到一块引导片19中的反射片6带有用来固定图象信息片5的固定膜17和用以拉出反射片6的钮18。按照这种结构，即使该装置成为组装在一起的状态，通过拉出钮18仍可将图象信息片5连同反射片6一起取出，如图6c所示，于是，打开固定膜17就可换上另一块图象信息片5。本实施例中的屏1、LCD2、光束引导片3和光束源4都与第一实施例中的各相应部件相同，故不再重复描述。
以下描述本发明的第三实施例。
图7的透视图示出此第三实施例。不同于LCD2的另一个LCD20另外作为图象信息片5之用。LCD20可产生动态图象。因此，LCD2和LCD20两者单独产生的信息内容合在一起呈现出来自显示部分的一个信息。作为图象信息片用的LCD20在LCD2产生的信息内容每次变化时，起到了适当的装饰背景作用。本实施例中的屏1、LCD2、光束引导片3和光束源4都与第一实施例中的各相应部件相同，故不再重复描述。
另外，如果在LCD20中用了未加到LCD2中的颜色，那么即使在LCD2例如为单色的LCD，也能利用LCD2和LCD20的组合图象构成双色或多色画面。
再有，由于LCD2的厚度与观看点的位置有关，因此LCD2和LCD20的图象之间会出现某些微妙的偏移，因此LCD2和LCD20两者的组合图象中LCD20的图象分量看上去好象处在深层位置，利用这种现象有可能以虚幻方式实现有某种深层感的图象。
从上述各实施例看，本发明的第一优点是，任何显示内容都不会损失并可得到装饰图象，而不会因照明阻挡任何光束。
其原因是，装饰图象位于显示信息的后面；利用侧面发出的光来照明显示部分；照明器件设在显示信息和装饰图象之间，因此，无论是显示信息还是装饰图象都能得到照明，而不会减弱照明光。
第二个优点是，本装置的使用者可自由地更换装饰图象和选取最适合的装饰背景。
其原因是，本发明中不存在装饰图象用的光束流是由其反射的还是其透射的这类问题，因此不必限制装饰图象的材料，这使得装饰图象可以更换，只要附设一个便于更换装饰图象的器件，就不会失去上述第一个优点。
第三个优点是，可采用两个LCD，使装饰图象随着变化的图象内容出现。另外，即使两个LCD各为单色的，也可利用它们彼此不同的单色实现双色或多色显示。再有，利用对应于两个LCD的厚度的位置偏移，以虚幻方式可实现具有某种深层感的显示。
其原因是，与上述第二个原因类似，永远不会出现内设的LCD是透射型的还是反射型的这类问题，并且，即使LCD显示部分上有相当大的阻挡区或暗区，也很少损害照明光束。
权利要求
1．一种直观显示装置，包括显示器件，用于透过光束而显示出显示信息；装饰器件，设在显示器件的后面，具有一个装饰图象，用于对显示信息起装饰作用；光束引导器件，设在显示器件与装饰器件之间，用于引导由配置在该光束引导器件侧面的一个发光器件发出的光束，使之射向显示器件和装饰器件以进行照明；以及反射器件，设在装饰器件后面。
2．如权利要求1所述的直观显示装置，其特征在于，所述显示器件是一个LCD。
3．如权利要求1所述的直观显示装置，其特征在于，所述光束引导器件是一块光束引导片，它能利用对透过光束引导器件侧面的光束源发出的光束的材料表面中光束的折射，以虚拟方式实现光的面发射。
4．如权利要求1所述的直观显示装置，其特征在于，还包括一个替换器件，用于从所述显示器件中取出装饰器件，以便对其进行更换。
5．如权利要求1所述的直观显示装置，其特征在于，由所述装饰器件提供的装饰图象是由可改变图象内容的一个LCD提供的动态图象。
6．如权利要求4所述的直观显示装置，其特征在于，所述替换器件做成适于将装饰器件同反射器件一起取出。
7．一种直观显示装置，包括屏，用于防止外来碰撞；液晶单元，用于在外部驱动下阻挡和透过光束；光束引导片，具有透光性能，用以实现面发射；图象信息片，用以显示一静止的辅助信息；以及反射片，用作背景；它们按上面叙述的顺序排列，并且还包括一个光束源，用于从所述光束引导片的侧面向其内提供光束。
8．如权利要求7所述的直观显示装置，其特征在于，所述图象信息片是可更换的构件。
9．如权利要求7所述的直观显示装置，其特征在于，所述反射片是可去除的构件，并用以附着一膜状图象信息片或以夹层方式附装一图象信息片到膜之间。
10．如权利要求7所述的直观显示装置，其特征在于，所述图象信息片用于呈现动态图象，该动态图象是由一个液晶单元提供的。
11．一种直观显示装置，包括屏，用于防止外来碰撞；第一液晶单元，用于在外部驱动下阻挡和透过光束；光束引导片，具有透光性能，用以实现面发射；第二液晶单元，用于在与第一液晶单元相同位置的外部驱动下阻挡和透过光束，以及反射片，用作背景；并且还包括一个光束源，用于从所述光束引导片的侧面向其内提供光束。
全文摘要
一种直观显示装置,包括遮片、液晶单元(LCD)和照明光源,其显示内容在装饰图象叠在显示信息上时也不丢失,装饰时不阻挡照明光,装饰图象可更换以改变其内容。从外看,其顺序为屏1(遮片)、LCD2、照明片3(光束引导片)、图象信息片5(装饰片)和反射片6。片3不自发光而是引导折射侧面光。片5可做成易更换的,该片在LCD2后面,故图象信息不被挡住,内容无任何损失。光束引导器件与LCD2间无阻挡,因而显示内容都能得到照明。
文档编号G02F1/13GK1224176SQ9811552
公开日1999年7月28日 申请日期1998年6月25日 优先权日1998年6月25日
发明者一花昌宏 申请人:日本电气株式会社