波导镜显示器系统的制作方法

本公开大体上涉及一种发射显示器系统，且更具体地说，涉及一种具有电光装置的发射显示器系统。

背景技术：

电光组合件用于各种车辆和建筑物应用中，例如，用在后视显示装置和可变透射窗内。这些组合件在各种应用中的使用会受到成本、美学和功能考虑的限制。因此，尤其考虑到减少材料和处理成本、改善美观性和/或增强功能性，需要新的电光组合件设计、配置和装配以及制造它们的方法。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，公开一种车辆显示器系统。所述系统包括电光装置，所述电光装置包括第一基本透明衬底、第二基本透明衬底和电光介质。所述第一基本透明衬底具有安置在其相对侧上的第一和第二表面。所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括第一导电层。所述第二基本透明衬底具有安置在其相对侧上的第三和第四表面。所述第三表面和所述第四表面中的至少一个包括第二导电层。所述电光介质安置于形成在所述第一基本透明衬底与所述第二基本透明衬底之间的腔中。所述电光介质具有可变透射性。

所述系统进一步包括邻近于所述电光装置安置的基本透明显示器和至少一个显示器驱动器，所述至少一个显示器驱动器被配置成在所述基本透明显示器上显示图像数据。控制器与所述电光装置和所述至少一个显示器驱动器通信。所述控制器可操作以控制所述电光装置在透明状态与不透明状态之间的透射状态，并控制所述显示器驱动器在所述基本透明显示器上显示所述图像数据。

根据本公开的另一方面，公开一种车辆显示器系统。所述系统包括电光装置，所述电光装置包括第一基本透明衬底、第二基本透明衬底和电光介质。所述第一基本透明衬底具有安置在其相对侧上的第一和第二表面。所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括第一导电层。所述第二基本透明衬底具有安置在其相对侧上的第三和第四表面。所述第三表面和所述第四表面中的至少一个包括第二导电层。所述电光介质安置于形成在所述第一基本透明衬底与所述第二基本透明衬底之间的腔中。所述电光介质具有可变透射性。所述系统进一步包括邻近于所述电光装置安置的基本透明显示器。所述电光装置被配置成在透明状态与不透明状态之间转换所述电光装置的透射状态。

根据本公开的又另一方面，公开一种车辆显示设备。所述设备包括电致变色装置，所述电致变色装置包括反射元件。所述反射元件被配置成反射来自车辆的后向指向视场的反射视图。所述设备进一步包括邻近所述电光装置安置的基本透明显示器和至少一个显示器驱动器。所述显示器驱动器被配置成在所述基本透明显示器上显示图像数据。所述设备进一步包括与所述电光装置和所述至少一个显示器驱动器通信的控制器。所述控制器可操作以控制电光元件以响应于电光元件的透射状态而选择性控制所述电致变色装置的镜状态和基本透明状态，且控制所述显示器驱动器在所述基本透明显示器上显示所述图像数据。

在研究了下面的说明书、权利要求书和附图之后，所属领域的技术人员将理解和了解本公开的这些和其他方面、目标和特征。还应理解的是，本文中所公开的各实施例的特征可结合其它实施例的特征使用或作为后者的替代。

附图说明

根据详细描述和附图，将更完全理解本公开，在附图中：

图1是包括显示器系统的车辆的乘客室的投影视图；

图2a是根据本公开的一个方面的显示器组合件的前视图；

图2b是根据本公开的方面的图2a的显示器组合件的侧横截面视图；

图3a是根据本公开的另一方面的在显示状态中的显示器组合件的详细横截面视图；

图3b是根据本公开的另一方面的在透明或镜状态中的显示器组合件的详细横截面视图；

图3c是根据本公开的另一方面的在混合镜显示状态中的显示器组合件的详细横截面视图；

图4a是展示用于显示器组合件的波导的显示器驱动器的配置的显示器组合件的前视图；

图4b是展示用于显示器组合件的波导的显示器驱动器的配置的显示器组合件的前视图；

图4c是展示用于显示器组合件的波导的显示器驱动器的配置的显示器组合件的前视图；以及

图5是根据本公开的显示器系统的框图。

具体实施方式

当前所说明的实施例主要以涉及电光装置的方法步骤和设备部件的组合存在。因此，已在适当时通过图式中的常规符号表示设备部件和方法步骤，这仅示出与理解本公开的实施例有关的那些具体细节以免混淆本公开，本公开具有将对所属领域的技术人员容易地显而易见且具有本文中的描述的益处的细节。此外，描述和图式中的相同编号表示相同元件。

在本文档中，关系术语，例如第一和第二、顶部和底部等，仅用于区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不必需要或意指此类实体或动作之间的任何实际此类关系或次序。术语“包括(comprises/comprising)”或其任何其它变型意图涵盖非排它的包含物，使得包括一系列元件的过程、方法、物件或设备不仅仅包含那些元件，而且可包含并未明确地列出的或并非此类过程、方法、物件或设备固有的其它元件。在没有更多约束的情况下，在“包括…一个”前面的元件并不排除包括所述元件的过程、方法、物件或设备中的额外相同元件的存在。

参考图1-3，描绘了包含基本透明显示器的发射显示器系统10。基本透明显示器可对应于波导显示器12或其它发射显示装置。发射显示器系统10可操作以从如图3a中所展示的显示状态14改变操作状态到图3b中所展示的透明状态16。在显示状态14中，显示器系统10的观察表面18可被配置成朝向观察者20向外投射图像数据。在透明状态16中，显示器12可以是基本透明的，从而允许反射表面22充当镜装置24。如本文中进一步所论述，显示器12可提供显示图像数据和/或反射光的各种组合，所述组合展示车辆28后方的场景。举例来说，显示器12可包括被配置成在显示状态14与透明状态16之间提供各种水平的透射的光学装置。

如本文中所描述，用于描述波导显示器12或波导显示元件和本文中所论述的其它部件的术语基本透明可描述被配置成将光透射通过其的物体的相对透射率。举例来说，如果所述元件(例如，波导显示器12)允许大多数光照射在表面上以穿过所述物体，那么可认为所述物体基本透明。因此，基本透明元件可被配置成将光的一个或多个波长有效地透射通过其，使得进入一侧的光在相对侧上是可见的。在示例性实施例中，所述基本透明元件可对应于被配置成透射大于50％的接收到的光的波导显示器12。在一些实施例中，所述波导显示器12可被配置成透射大于60％、80％或90％。

在示例性实施例中，显示器系统10可被配置成充当车辆28的后视显示器26。在显示状态14中，波导显示器12可在观察表面18上显示图像数据。图像数据可由与显示器系统10通信的一个或多个成像器捕获。参考图5进一步论述此类成像器，且此类成像器可被配置成捕捉乘客室30的各种视野和/或邻近车辆28的场景的各种视野的图像数据。以此方式，显示器系统10可选择性显示图像数据、反射场景或图像数据与反射场景的组合。反射场景与叠加或以其它方式组合的图像数据的组合可提供反射场景和图像数据或图形数据的混合或增强显示，其可用来增强反射场景。

显示器系统10的显示器组合件32可实施为内部后视显示器26、侧面镜显示器和/或各种其它镜像装置。尽管参考汽车车辆论述，但显示器系统10可用于各种应用，包含但不限于交通车辆、航海船舶、飞行器等。因此，所公开的实施例可组合或修改成在不脱离本公开的精神的情况下适应各种应用。

在一些实施例中，显示器组合件32可实施为平视显示器33，其可固定或层合到车辆28的挡风玻璃35。在此配置中，本文中所论述的电光装置42可被配置成基本透明。此配置可利用对应于第一电极58和第二电极60的基本透明电极。此类电极可包括基本透明导电材料，例如氧化铟锡(ito)和其它类似材料。在此配置中，电光装置42的控制器可被配置成选择性地控制电光装置42的透射率以控制挡风玻璃35与显示器组合件32之间的对比度。以此方式，控制器可控制电光装置42的透射率，以提供对比度以改善显示在观察表面18上的图像数据和/或图形的可见性。

在一些实施例中，平视显示器33可对应于可安装或附接到车辆28的仪表板或控制台的独立装置。在此类实施例中，平视显示器33可对应于可选择性地从仪表板延伸或缩回的弹出显示器。在操作中，根据由控制器控制的操作配置，平视显示器33可以是基本透明的。因此，所述控制器可被配置成选择性地调整电光装置42的透射率或透明度，以调整显示在平视显示器33上的图像数据和/或图形的对比度。

现在参考图2a和2b，分别示出显示器组合件32的正视图和侧面横截面视图。在一些实施例中，本公开可提供显示器系统10的各种实施例，所述显示器系统可操作以选择性地充当在显示状态14中的数字图像显示器和在透明状态16中的镜装置24。波导显示器12可以是基本透明的并且包括至少一个波导34。举例来说，所述至少一个波导34可对应于多个波导34，所述多个波导可被配置成显示红色、绿色和/或蓝色图像数据。

在一些实施例中，多个波导34中的第一波导34a可被配置成显示红色和蓝色，而第二波导34b可被配置成显示绿色。在此类实施例中，至少一个波导34可对应于两个波导。在一些实施例中，至少一个波导34可被配置成从单个波导(例如，第一波导34a)显示红色、绿色和蓝色。在此类实施例中，波导的总数可基于显示图像数据所需的数量而变化。尽管数个示例性实施例中展示三个波导(例如，34a、34b和34c)，但波导的数量可根据发射通过至少一个波导34的颜色的特定组合而变化。因此，本公开提供一种灵活解决方案，其可包括各种配置以适应所需应用。

在示例性实施例中，多个波导34可包括第一波导34a、第二波导34b和第三波导34c。多个波导34可被配置成通过观察表面18引导图像数据。波导显示器12可进一步包括被配置成将图像数据投射到多个波导34中的每个波导中的多个显示器驱动器36。显示器驱动器36中的每一个可包括微显示器、激光模块、光束扩展、准直器和被配置成投射图像数据的中继光学器件。参考图3a、3b和3c论述关于波导显示器12的更多细节。

镜元件38可相对于观察者20的观察方向40安置在波导显示器12的前面或后方。镜元件38可包括电光装置42，其被配置成响应于从控制器传达的所施加的电压或控制信号而改变反射率。镜元件38可包含第一(或前部)元件50和第二(或后部)元件52。第一元件50和第二元件52可以可密封地结合和间隔开以限定腔室54。前部元件50具有前表面50a和后表面50b。后部元件52具有前表面52a和后表面52b。出于进一步参考，前部元件50的前表面50a可被称为第一表面，并且前部元件50的后表面50b可被称为第二表面。后部元件52的前表面52a可被称为第三表面，并且后部元件52的后表面52b可被称为第四表面。在示例性实施例中，两个元件50和52可对应于通过密封构件56可密封地结合的基本透明衬底。在一些实施例中，波导34c可用作或形成第一元件50或第二元件52。

镜元件38可包含携载在第二表面50b和第三表面52a中的一个上的第一电极58。第二电极60可安置在第二表面50b和第三表面52a中的一个上。第一电极58可包括一个或多个层并且可充当颜色抑制涂层。第二电极60可以是反射性的、半透射半反射性，或在第四表面52b上包括反射层62。在此类实施例中，第二电极60可以是基本透明的。在示例性实施例中，第二电极60是反射性的或半透射半反射性的且被配置成反射车辆28后方的场景。

由第一元件50和第二元件52形成的腔室54可被配置成保留电光介质64，所述电光介质64被配置成响应于通过第一电极58和第二电极60从控制器接收的电压而在透射率上变化。电光介质64可对应于电致变色介质。电光镜构造的实例在下列中公开：1995年1月18日授予f.t.bauer等人的标题为“并有光管的自动后视镜(automaticrearviewmirrorincorporatinglightpipe)”的美国专利第5,434,407号；1995年9月5日授予w.l.tonar的标题为“汽车车辆的外部自动后视镜(outsideautomaticrearviewmirrorforautomotivevehicles)”的美国专利第5,448,397号；1995年9月19日授予j.h.bechtel等人的标题为“电子控制系统(electroniccontrolsystem)”的美国专利第5,451,822号；1998年10月6日授予jeffreya.forgette等人的标题为“并有第三表面金属反射器的电致变色后视镜(electrochromicrearviewmirrorincorporatingathirdsurfacemetalreflector)”的美国专利第5,818,625号；和2000年12月5日申请的标题为“用于电致变色装置的改善的密封(improvedsealforelectrochromicdevices)”的美国专利第6,157,480号。这些专利和专利申请案中的每一个与本发明共同转让，并且每个专利和专利申请案的公开内容，包含其中含有的参考文献，以全文引用的方式并入本文中。

在示例性实施例中，电光装置42可以是中性颜色。举例来说，电光装置42可对应于中性颜色的电致变色元件。中性颜色的元件可以灰度级变暗，这可防止显示在观察表面18上的图像数据变色。中性颜色的电致变色元件的实例在2000年2月1日授予的标题为“能够产生预先选择的颜色的电致变色介质(electrochromicmediumcapableofproducingapre-selectedcolor)”的美国专利第6,020,987号中描述，所述专利的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

现在参考图3a、3b和3c，显示器组合件32的侧面横截面视图在显示状态14、透明状态16(例如透明配置)或镜状态76(例如镜配置)和组合式镜-显示状态80中展示。组合式镜-显示状态80可对应于反射场景和图像数据或图形数据的混合显示配置或增强显示，其可用来增强反射场景。如先前论述，在一些实施例中，波导显示器12可包括至少一个或多个波导34。多个波导34可对应于第一波导34a、第二波导34b和第三波导34c。第一波导34a可被配置成从至少一个显示器驱动器36接收第一图像数据。显示器驱动器36的数目可对应于波导34的数目。举例来说，第一波导34a可被配置成从第一显示器驱动器36a接收第一图像数据，第二波导34b可被配置成从第二显示器驱动器36b接收第二图像数据，且第三波导34c可被配置成从第三显示器驱动器36c接收第三图像数据。

如参考第一显示器驱动器36a、第二显示器驱动器36b和第三显示器驱动器36所描述，显示器驱动器36中的每一个可被配置成投射不同颜色的光。然而，如先前论述，波导34的数目可对应于一个或多个。在此类实施例中，显示器驱动器36的数目可类似地变化，并且因此可操作以将一种或多种颜色的光(例如，红色和蓝色、红色、绿色和蓝色等)发射到至少一个波导34中。另外，至少一个显示器驱动器36可被配置成包括用于所透射的每种颜色的单独显示器驱动器36。举例来说，第一显示器驱动器36a可被配置成投射对应于红色光的第一图像数据，第二显示器驱动器36b可被配置成投射对应于绿色光的第二图像数据，且第三显示器驱动器36c可被配置成投射对应于蓝色光的第三图像数据。

描述光可如何投射到波导中的另外细节在转让给kaiseropticalsystems,inc.的标题为“促进眼神接触视频通信的设备(apparatusfacilitatingeye-contactvideocommunications)”的美国专利第5,856,842号中公开，所述专利以全文引用的方式并入本文中。显示器驱动器36可在每个波导34的输入处包括衍射元件。衍射元件可包括体积全息元件或光栅。在一些实施例中，所述光栅可包括布拉格光栅(bragggrating)。对应于投射到波导34中的每一个中的图像数据或图形内容的光可由准直器准直以便在其沿着观察表面18传播时维持图像内容。通过利用此过程，显示在观察表面18上的图像数据可看起来聚焦于无限。看起来聚焦于无限的图像数据的投射可由于显示器组合件32与在操作车辆28时通常观察到的远处对象的距离之间的调节而限制观察者20的所感知眼睛疲劳。

现在参考图3a、3b和3c，所述控制器可操作以在多个状态中选择性地启动显示器组合件32。在第一状态(例如，显示状态14)中，显示器组合件32可被配置成充当被配置成显示图像数据的显示屏。显示状态14在图3a中展示，并且所述显示状态可包括控制器启动显示器驱动器36中的一个或多个以显示图像数据，同时控制电光装置42的透射率以限制或阻挡所接收的光82的透射以免于照射在镜元件38上。

举例来说，在显示状态14中，控制器可控制电光装置42的透射率以响应于透射控制信号或电压电平而使电光装置42变暗。以此方式，可实现高对比度以提供深色背景，在所述深色背景上，波导34可将图像数据显示为生成光84。在示例性实施例中，电光装置42可使不透明度变暗或增加，使得镜元件38可小于4％的反射率。在一些实施例中，电光42装置可将镜元件的有效反射率限制为小于2％。电光装置42的对比度可确保在不显示从镜元件38接收到的光82的情况下清楚地可见生成光84。如本文中所论述，显示状态14可提供图像数据的显示，并且可由与显示器系统10通信的一个或多个成像器接收以辅助车辆28的操作。

在第二状态(例如，透明状态16或镜状态76)中，控制器可控制电光装置42的透射率以允许所接收的光82穿过电光介质64。在此配置中，控制器可进一步停用显示器驱动器36，使得波导34是基本透明的。因此，所接收的光82可透射通过波导34，并且丝毫未减弱地到达镜元件38。所接收的光82可作为反射光86从镜元件38反射。在此配置中，反射光86可对车辆的操作者或乘客可见，使得类似于常规后视镜，可看到车辆28后方的场景。

在第三状态中，显示器系统10可被配置成在组合式镜-显示状态80中起作用。类似于透明状态16，在此状态中，控制器可操作以控制电光装置42的透光率以允许所接收的光82穿过电光介质64。在此配置中，所接收的光82可透射通过波导34，并且反射光86可对车辆28的操作者可见。另外，控制器可被配置成启动波导显示器12的波导34中的一个或多个以叠加图形或图像数据，因为反射光86上方的生成光84展示后向导向的场景。图形和/或图像数据可对应于被配置成辅助车辆28的操作的各种信息，如参考图5进一步论述。

现参考图2a、4a、4b和4c，显示器系统10的各种配置示出为展示波导显示器12的显示器驱动器的配置。在图2a中，显示器驱动器36示出为沿着显示器组合件32的上部部分94延伸。在图4a中，显示器驱动器36示出为沿着显示器组合件32的上部部分94和下部部分96延伸。上部部分94和下部部分96可对应于显示器组合件32相对于图1中所说明的显示器组合件32的定向的水平周边部分。如图4a所示出，显示器驱动器36和/或各种对应驱动电路或硬件中的至少一个可沿着上部部分94和下部部分96分布以提供分布式边缘安装显示器。

在图4b中，显示器驱动器36示出为沿着显示器组合件32的第一侧部分98和第二侧部分100延伸。在图4c中，显示器驱动器36示出为沿着显示器组合件32的第二侧部分100延伸。第一侧98和第二侧100可对应于显示器组合件32相对于图1中所说明的显示器组合件32的定向的竖直周边部分。如图4c所示出，显示器驱动器36和/或各种对应驱动电路或硬件中的至少一个可沿着第一部分98和第二部分100分布以提供分布式边缘安装显示器。

现在参考图5，示出了显示器系统10的框图。如本文中所论述，显示器系统10的控制器102可与至少一个成像器104通信。在一些实施例中，成像器104可对应于互补金属氧化物半导体(cmos)，例如，cmos有源像素传感器(aps)或电荷耦合装置(ccd)。在此配置中，控制器102可操作以处理从成像器104以模拟或数字形式供应的图像数据。

控制器102可进一步可操作以输出由波导显示器12上的成像器104捕捉的图像数据。波导显示器12可包括被配置成在显示窗口上引导图像数据的多个波导34。波导显示器12可进一步包括被配置成将图像数据和/或图形投射到多个波导34中的每个波导中的多个显示器驱动器36。显示器驱动器36中的每一个可包括微显示器、激光模块、光束扩展、准直器和被配置成投射图像数据的中继光学器件。关于波导显示器12的附加信息在标题为“透明波导显示器(transparentwaveguidedisplay)”的美国专利申请公开案第2014/0140654a1号中公开，所述公开案以全文引用的方式并入。

控制器102可进一步可操作以控制电光装置42，以控制所接收的光82的反射。电光装置42可包括电光介质64，所述电光介质64被配置成响应于通过第一电极58和第二电极60从控制器102接收的透射控制信号或电压电平而在透射率上变化。电光介质64可对应于电致变色介质。控制器102可包括处理器106，所述处理器可操作以处理如从成像器104以模拟或数字格式供应的图像数据。在各种实施例中，处理器106可实施为多个处理器、多核处理器，或处理器、电路和外围处理装置的任何组合。

控制器102可进一步包括存储器108。存储器108可包括各种形式的存储器，例如，随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)和被配置成存储数字信息的其它形式的存储器。存储器108可被配置成存储来自成像器104的图像数据以供处理。处理图像数据可包括缩放和裁剪以及呈现图形数据以在波导显示器12上显示。在一些实施例中，存储器108可进一步被配置成存储额外编程信息，所述额外编程信息包含用于显示器系统10的操作的方法和过程。

控制器102可进一步与来自各种车辆系统的多个输入通信，例如，速度输入110和车辆总线112。速度输入110可提供通过速度计或可操作以测量和传达对应于车辆28的速度的数据的任何装置传达车辆28的速度的信号。车辆总线112可使用任何合适的标准通信总线，例如，控制器区域网络(can)总线、本地互连网络(lin)总线等实施。车辆总线112可被配置成向控制器102提供多种额外信息。此类信息可对应于一个或多个车辆状态或状态指示符或指示，例如，档位选择、乘客占位、前灯启动等，其可由控制器102利用以控制图像数据的显示器12和/或电光装置42的透射状态。

应了解，本文中所描述的本公开的实施例可由一个或多个常规处理器和独特的存储程序指令构成，所述存储程序指令控制一个或多个处理器以结合某些非处理器电路实施如本文中所描述的图像传感器系统和其方法的功能中的某些、大部分或所有。非处理器电路可包含但不限于信号驱动器、时钟电路、电源电路和/或用户输入装置。或者，一些或所有功能可通过不具有存储程序指令的状态机实施，或在一个或多个专用集成电路(asic)中实施，其中每个功能或功能的一些组合实施为定制逻辑。当然，可使用两个途径的组合。因此，本文中已经描述用于这些功能的方法和装置。此外，且不管可能付出巨大努力以及由例如可用时间、当前技术和经济考量促动的许多设计选择，预期技术人员在由本文中所公开的概念和原理引导时将能够很容易地利用最少实验产生此类软件指令和程序以及ic。

所属领域的技术人员应了解，上述部件可按本文中未明确描述的补充或替代方式组合。所属领域的技术人员和应用本公开的教示的技术人员可想到对本公开的各种实施方案的修改。因此，应理解，在图式中所示出且在上文所描述的实施例仅用于说明性目的，且并非旨在限制本公开的范围，本公开的范围由如根据包含等同原则的专利法的原理解释的所附权利要求书限定。