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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-02
(54)【発明の名称】表示機器及び電子装置
(51)【国際特許分類】
   H04N 5/74 20060101AFI20240925BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20240925BHJP
   G03B 21/14 20060101ALI20240925BHJP
   G06F 3/042 20060101ALI20240925BHJP
   B60R 11/02 20060101ALI20240925BHJP
   G02B 27/01 20060101ALN20240925BHJP
【FI】
H04N5/74 Z
G09F9/00 366A
G03B21/14 Z
G09F9/00 359
G09F9/00 313
G06F3/042
B60R11/02 C
G02B27/01
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024513245
(86)(22)【出願日】2022-08-03
(85)【翻訳文提出日】2024-04-03
(86)【国際出願番号】 CN2022110100
(87)【国際公開番号】W WO2023029868
(87)【国際公開日】2023-03-09
(31)【優先権主張番号】202110999055.8
(32)【優先日】2021-08-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.HDMI
2.BLUETOOTH
(71)【出願人】
【識別番号】503433420
【氏名又は名称】華為技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】Huawei Administration Building, Bantian, Longgang District, Shenzhen, Guangdong 518129, P.R. China
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100229448
【弁理士】
【氏名又は名称】中槇 利明
(72)【発明者】
【氏名】チン,ジェンタオ
(72)【発明者】
【氏名】マオ,レイ
(72)【発明者】
【氏名】ホワーン,ジーヨーン
【テーマコード(参考)】
2H199
2K203
3D020
5C058
5G435
【Fターム(参考)】
2H199DA03
2H199DA20
2K203FA24
2K203FA32
2K203FA44
2K203FA54
2K203FA62
2K203FA82
2K203FA83
2K203FA92
2K203GB34
2K203GB62
2K203KA43
2K203KA60
2K203KA67
2K203KA89
2K203MA23
3D020BA04
3D020BB01
3D020BC02
5C058BA18
5C058BA24
5C058BA35
5C058EA02
5C058EA13
5C058EA14
5G435AA00
5G435AA18
5G435BB17
5G435BB19
5G435DD02
5G435DD04
5G435DD11
5G435EE49
5G435FF05
5G435FF06
5G435GG08
5G435GG09
5G435GG11
5G435LL04
5G435LL17
(57)【要約】
本願は、表示機器に関する。表示機器は、ピクチャ生成ユニット、拡大表示ユニット、及びタッチ制御ユニットを含む。ピクチャ生成ユニットは、ソース画像を生成するように構成される。拡大表示ユニットは、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を拡大するように構成される。さらに、ピクチャ生成ユニットは、タッチスクリーンを生成して投影するようにさらに構成される。タッチ制御ユニットは、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答するように構成される。本願で提供する表示機器では、ピクチャ生成ユニットは、タッチ制御ユニットと協働して、タッチスクリーンを投影し、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答することにより、タッチ制御機能を実現する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピクチャ生成ユニット、拡大表示ユニット、及びタッチ制御ユニットを含む表示機器であって、
前記ピクチャ生成ユニットは、ソース画像を生成するように構成され、
前記拡大表示ユニットは、前記ソース画像を拡大して拡大仮想画像を形成するように構成され、
前記ピクチャ生成ユニットは、タッチスクリーンを生成して外に向けて投影するようにさらに構成され、及び
前記タッチ制御ユニットは、ユーザが前記タッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答するように構成される、
表示機器。
【請求項2】
前記ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含み、
前記第1の光源は、第1の光ビームを前記第1の画像化モジュールに出力し、第2の光ビームを前記第1のタッチ投影モジュールに出力するように構成され、
前記第1の画像化モジュールは、前記第1の光ビームに基づいて前記ソース画像を生成するように構成され、及び
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記第2の光ビームに基づいて前記タッチスクリーンを生成して投影するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項3】
前記ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含み、
前記第2の光源は、光ビームを前記第2の画像化モジュールに出力するように構成され、
前記第2の画像化モジュールは、入力される前記光ビームに基づいて前記ソース画像及び前記タッチスクリーンを生成するように構成され、及び
前記第2のタッチ投影モジュールは、前記タッチスクリーンを投影するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項4】
前記第1のタッチ投影モジュールは投影レンズ及び光フィルタを含み、前記第2の光ビームは前記投影レンズに入射し、及び前記光フィルタは前記投影レンズの光出射側に位置する、請求項2に記載の表示機器。
【請求項5】
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記光フィルタと前記投影レンズとの間の距離を調整するための機構をさらに含む、請求項4に記載の表示機器。
【請求項6】
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記第2の光ビームを前記投影レンズに反射するように構成されたリフレクタを含む、請求項4に記載の表示機器。
【請求項7】
前記タッチ制御ユニットは、制御信号を生成し、該制御信号を前記ピクチャ生成ユニット及び/又は前記拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項8】
前記タッチ制御ユニットは、信号送信モジュール及び信号検出モジュールを含み、前記信号送信モジュールは、赤外線信号又はレーザ信号を前記タッチスクリーンに送信するように構成され、前記信号検出モジュールは、前記ユーザが前記タッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項9】
前記信号検出モジュールは、制御信号を生成し、該制御信号を前記ピクチャ生成ユニット及び/又は前記拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される、請求項8に記載の表示機器。
【請求項10】
前記拡大表示ユニットは曲面ミラーを含み、該曲面ミラーは、前記生成したソース画像を拡大して前記拡大仮想画像を形成するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項11】
前記拡大表示ユニットは拡散素子をさらに含み、該拡散素子は、前記ピクチャ生成ユニットが生成した前記ソース画像を受け取り、該ソース画像を前記曲面ミラーに拡散反射させるように構成される、請求項10に記載の表示機器。
【請求項12】
当該表示機器は偏光フィルムをさらに含み、該偏光フィルムは前記拡散素子の後ろに位置する、請求項11に記載の表示機器。
【請求項13】
当該表示機器は指向性拡散フィルムをさらに含み、該指向性拡散フィルムは前記拡散素子の後ろに位置しており、前記指向性拡散フィルムは、拡散反射を行うことによって得られた前記ソース画像の横散乱角を拡大するように構成される、請求項10に記載の表示機器。
【請求項14】
前記曲面ミラーは、多焦点曲面ミラー又は任意曲面ミラーである、請求項10乃至13のいずれか一項に記載の表示機器。
【請求項15】
前記ソース画像は、前記第2の画像化モジュールの第1の領域で生成され、前記タッチスクリーンは、前記第2の画像化モジュールの第2の領域で生成される、請求項3に記載の表示機器。
【請求項16】
前記第2の画像化モジュールは、前記ソース画像及び前記タッチスクリーンを時分割方式で交互に表示する、請求項3に記載の表示機器。
【請求項17】
前記ピクチャ生成ユニットは、前記生成したソース画像を第3の領域に投影し、前記タッチスクリーンを第4の領域に投影する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の表示機器。
【請求項18】
前記第3の領域は前記第4の領域と重なるか、又は前記第3の領域には前記第4の領域が含まれる、請求項16に記載の表示機器。
【請求項19】
請求項1乃至18のいずれか一項に記載の表示機器を含む電子装置。
【請求項20】
請求項1乃至18のいずれか一項に記載の表示機器を含む輸送手段。
【請求項21】
前記表示機器は、前記輸送手段の座席に取り付けられる、請求項20に記載の輸送手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、2021年8月28日に中国国家知識産権局に提出した“DISPLAY APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICE”という名称の中国特許出願第202110999055.8号に対する優先権を主張するものであり、この中国出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本願は、画像表示の分野に関し、特に表示機器に関する。
【背景技術】
【0003】
仮想画像(virtual image)表示機器は、仮想画像ディスプレイとも呼ばれ、画像距離を長くすることでソース画像を効果的に拡大して、拡大したソース画像を表示することができ、それにより通常のディスプレイを近くで見ることによる視覚疲労を軽減することができる。仮想画像ディスプレイは近年急速に発展している。
【0004】
仮想画像ディスプレイの原理は、ソース(source)画像が表示要素の焦点内に配置されると、遠くに位置する直立した拡大仮想画像がソース画像の同じ側に形成され得ることである。ソース画像が徐々に焦点に近づくと、仮想画像は大きくなる。最終的に、ソース画像が焦点にあるとき、仮想画像は光学的に無限の距離にある。
【0005】
既存の仮想画像表示機器は、通常、マンマシン(human-machine)インタラクションに物理ボタンを使用する。物理ボタンは、体積が大きく、インタラクションインターフェイスを柔軟に構成できない。そのため、インタラクション効率が低く、エクスペリエンスも乏しい。
【発明の概要】
【0006】
これを考慮して、本願の実施形態は、タッチ制御機能を提供するための表示機器、輸送手段、及び電子装置を提供する。
【0007】
第1の態様によれば、本願で提供する表示機器は、ピクチャ生成ユニット、拡大表示ユニット、及びタッチ制御ユニットを含むことができる。
【0008】
ピクチャ生成ユニットは、ソース画像を生成するように配置される(ように構成される)。拡大表示ユニットは、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を拡大するように配置される(ように構成される)。さらに、ピクチャ生成ユニットは、タッチスクリーンを生成して投影するようにさらに構成される。タッチ制御ユニットは、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出し、これに応答するように配置される(ように構成される)。
【0009】
本願で提供する表示機器では、ピクチャ生成ユニットはタッチ制御ユニットと協働してタッチスクリーンを投影し、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答することにより、タッチ制御機能を実現する。
【0010】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化(imaging)モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含む。第1の光源は、第1の光ビームを画像化モジュールに出力し、第2の光ビームをタッチ投影モジュールに出力するように構成される。第1の画像化モジュールは、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成するように構成される。第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成して投影するように構成される。
【0011】
この実施態様では、第1の画像化モジュール及び第1のタッチ投影モジュールが、第1の光源を共有し、それぞれソース画像及びタッチスクリーンを生成することにより、全体のスペースを節約し、コストを削減する。
【0012】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含む。第2の光源は、光ビームを第2の画像化モジュールに出力するように構成され、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成するように構成され、及び第2のタッチ投影モジュールは、タッチスクリーンを投影するように構成される。
【0013】
この実施態様では、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成することができる。この解決策では、第2の画像化モジュールの機能が最大限に活用され、タッチスクリーン及びソース画像を生成するために独立した要素が必要ないため、全体のスペースが節約され、コストが削減される。
【0014】
第2の態様によれば、本願は表示機器をさらに提供する。表示機器は、ピクチャ生成ユニット及びタッチ制御ユニットを含む。ピクチャ生成ユニットは、ソース画像及びタッチスクリーンを生成し、ソース画像及びタッチスクリーンを外に向けて投影するように構成される。
【0015】
タッチ制御ユニットは、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれ応答するように構成される。
【0016】
第3の態様によれば、本願は電子装置を提供する。電子装置は、第1の態様又は第2の態様に係る表示機器を含む。
【0017】
第4の態様によれば、本願は、ピクチャ生成ユニット(ライト(light)マシンと呼ばれ得る)をさらに提供する。ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含む。
【0018】
第1の光源は、第1の光ビームを第1の画像化モジュールに出力し、第2の光ビームを第1のタッチ投影モジュールに出力するように構成される。第1の画像化モジュールは、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成するように構成される。第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成して投影するように構成される。
【0019】
第5の態様によれば、本願は別のピクチャ生成ユニットを提供する。ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含む。第2の光源は、光ビームを第2の画像化モジュールに出力するように構成され、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成するように構成され、第2のタッチ投影モジュールは、タッチスクリーンを投影するように構成される。
【0020】
第6の態様によれば、本願は表示機器をさらに提供する。表示機器は、第4の態様又は第5の態様に係るピクチャ生成ユニットを含む。
【0021】
第7の態様によれば、本願はさらに輸送手段を提供する。輸送手段は、第1の態様に係る表示機器を含む。
【0022】
表示機器は、輸送手段の座席に取り付けられる。
【0023】
以下の実施態様は、前述の態様のいずれか1つに係る実施形態に適用可能であり得る。
【0024】
可能な実施態様では、第1の光源は、3色の光源と、半反射半透過波長板とを含む。半反射半透過波長板は、3色の光源によって出力される3色の光の光路上に位置しており、3色の光源が放射する3色の光を透過及び反射するように構成される。反射光は第1の光ビームであり、透過光は第2の光ビームである。
【0025】
可能な実施態様では、半反射半透過波長板は、単色の半反射半透過波長板である。
【0026】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは投影レンズ及び光フィルタを含み、第2の光ビームは投影レンズに入力され、光フィルタは投影レンズの発光側に配置される。このようにして、投影レンズは、光フィルタを使用してタッチスクリーンを投影する。
【0027】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは、光フィルタと投影レンズとの間の距離を調整するための機構をさらに含む。調整機構を使用することにより、投影されるタッチスクリーンのサイズを調整することができる。
【0028】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームを投影レンズに反射するように構成されたリフレクタを含む。リフレクタによって、光の屈曲が実現され、表示機器が占めるスペースがさらに縮小される。
【0029】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは、制御信号(又は操作命令)を生成し、次に、制御信号をピクチャ生成ユニット及び/又は拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される。
【0030】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは、信号送信モジュール及び信号検出モジュールを含み、信号送信モジュールは、赤外線信号又はレーザ信号をタッチスクリーンに送信するように構成され、信号検出モジュールは、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される。
【0031】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは信号処理モジュールをさらに含む。信号処理モジュールは、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号であって、信号検出モジュールによって検出される信号を受信し、検出した信号を処理して制御信号(又は動作命令)を生成する。
【0032】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニット内の信号検出モジュールは、制御信号を生成し、送信された信号に基づいて制御信号をピクチャ生成ユニット及び/又は拡大表示ユニットに送信して、例えば、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像のコンテンツ、又はピクチャの明るさ及びコントラストを調整するために、表示機器の表示制御を実施することができる。
【0033】
可能な実施態様では、表示機器内の拡大表示ユニットは曲面ミラーを含み、曲面ミラーは、生成したソース画像を拡大及び反射して拡大仮想画像を形成するように構成される。
【0034】
可能な実施態様では、表示機器内の拡大表示ユニットは投影レンズを含み、投影レンズは、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を外に向けて投影するように構成される。
【0035】
可能な実施態様では、拡大表示ユニットは拡散素子をさらに含み、拡散素子は、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を受け取り、ソース画像を曲面ミラーに拡散反射させるように構成される。この実施態様では、拡散素子が追加されるため、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像が曲面ミラーに均一に反射され、それによりディスプレイ効果が向上する。
【0036】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは投影アセンブリを含み、投影レンズはソース画像を投影スクリーンに投影するように構成される。
【0037】
可能な実施態様では、表示機器は偏光フィルムをさらに含む。偏光フィルムは拡散素子の後ろに位置しており、環境の迷光をフィルタ除去することができる。
【0038】
可能な実施態様では、表示機器は指向性拡散フィルムをさらに含み、指向性拡散フィルムは拡散素子の後ろに位置しており、指向性拡散フィルムは、拡散反射を行うことによって得られるソース画像の横散乱角(transverse scattering angle)を拡大し、表示装置の視野角を拡げるように構成される。
【0039】
可能な実施態様では、曲面ミラーは、多焦点曲面ミラー又は任意(arbitrarily)曲面ミラーである。
【0040】
可能な実施態様では、ソース画像は第2の画像化モジュールの第1の領域で生成され、タッチスクリーンは第2の画像化モジュールの第2の領域で生成される。
【0041】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールの第1の領域及び第2の領域にロードされる位相情報は異なり、第2の画像化モジュールの第1の領域及び第2の領域は、それぞれ異なる位相情報を使用して変調され、異なるコンテンツを生成する、つまり、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。
【0042】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールはソース画像及びタッチスクリーンを交互に表示する。換言すれば、第2の画像化モジュールは、ソース画像及びタッチスクリーンを時分割多重方式で生成する。
【0043】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールは、生成したソース画像を第3の領域に投影し、タッチスクリーンを第4の領域に投影する。
【0044】
可能な実施態様では、第3の領域は第4の領域と重なる、又は第3の領域及び第4の領域は互いに独立している、又は第3の領域には第4の領域が含まれる。
【0045】
可能な実施態様では、第1の画像化モジュール又は第2の画像化モジュールは、表示回路及び画像化コンポーネントを含む。表示回路は、復号化した画像信号を受信し、画像化コンポーネントを駆動(又は制御)して、第1の光源又は第2の光源によって発せられた光ビームに対して光電変換を実行し、視覚画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【0046】
図1a】本願の一実施形態による、通常のディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1b】本願の一実施形態による、テレビとして使用される表示機器の概略図である。
図1c】本願の一実施形態による、車載ディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1d】本願の一実施形態による、ヘッドアップディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1e】本願の一実施形態による、投影装置として使用される表示機器の概略図である。
図2】本願の一実施形態による表示機器の構造を示す概略図である。
図3】本願の一実施形態によるピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
図4】本願の一実施形態による別のピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
図5】本願の一実施形態による表示機器内のピクチャ生成ユニットの画像化を示す概略図である。
図6a】本願の一実施形態による表示機器の回路を示す概略図である。
図6b】本願の一実施形態による表示機器内のタッチ制御ユニットの回路を示す概略図である。
図7】本願による表示機器によって提供されるタッチスクリーンの概略図である。
図8】本願の一実施形態によるさらに別の表示機器の構造を示す概略図である。
図9】本願の一実施形態による表示機器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0047】
本願は、表示機器を提供する。表示機器は、仮想画像表示を実現することができ、さらに、仮想画像表示を実現するいくつかの光学アセンブリを再利用して、タッチ制御機能を実現することができる。表示機器は、通常のディスプレイ(図1aにおいて100aで示される)としてオフィスワークに使用することができ、又はホームエンターテイメントのためのテレビ(図1bにおいて100bで示される)として使用することができ、又は車載ディスプレイ(図1cにおいて100cで示され、表示機器は車両の座席に取り付けられる)として使用することができ、又は車両に取り付けられるヘッドアップディスプレイ(head-Up Display, HUD)(図1dにおいて100dで示される)として使用することができる。さらに、実施形態で提供する表示機器は、図1eにおいて100eで示されるように、プロジェクタ(投影機)としても使用することができる。表示機器の物理的なサイズ、ディスプレイサイズ、及び解像度は、適用シナリオに応じて調整することができる。実施形態の表示機器がHUDとして使用される場合に、表示機器は、車両のメーター情報、及び/又は走行指標情報等を表示することができる。表示機器によって表示されるコンテンツ(例えば、画像ソース)は、フロントガラスによって人間の目に反射され、人間の目は表示されたコンテンツを見ることができる。本願で提供する表示機器は、タッチ制御機能を実現することができる。
【0048】
本願において、表示機器は、表示システム又は仮想画像表示機器とも呼ばれ得る。表示機器に含まれるユニット又はモジュールは、アセンブリ又は機構と呼ばれ得る。
【0049】
図2は、本願の一実施形態による表示機器の構造を示す概略図である。
【0050】
図2に示されるように、表示機器は、ピクチャ生成ユニット(Picture Generation Unit, PGU)10、拡大表示ユニット(拡大表示ユニット21、22、23を含む場合もある)、及びタッチ制御ユニット30を含む。ピクチャ生成ユニット10は、入力ビデオ信号を受信し、ソース画像を生成することができる。拡大表示ユニットは、ソース画像を拡大し、拡大仮想画像を形成する。また、ピクチャ生成ユニット10は、タッチスクリーン40をさらに生成して投影する。タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作を検出してこれに応答して、タッチ制御機能を実現する。
【0051】
具体的には、タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作に基づいて制御信号を生成し、次に、その制御信号をピクチャ生成ユニット10に送信することができる。ピクチャ生成ユニット10は、制御信号に基づいて生成したタッチ操作を調整する、例えば、寸法(サイズ)、明るさ、及びコントラストを調整する。
【0052】
引き続き図2を参照すると、拡大表示ユニットは、具体的には、生成したソース画像を拡大及び反射して拡大仮想画像を形成するように構成された曲面ミラー21を含むことができる。また、拡大表示ユニットは、拡散素子22及び偏光フィルム23をさらに含むことができる。拡散素子22は、ピクチャ生成ユニット10が生成したソース画像を受け取り、ソース画像を曲面ミラー21に拡散反射させる。偏光フィルム23は、拡散素子22の後ろに位置しており、環境干渉光を除去するように構成され、環境干渉光が曲面ミラー21によって吸収されるのを防ぐ。
【0053】
本願で提供する表示機器は、指向性拡散フィルム(図2には図示せず)をさらに含むことができる。指向性拡散フィルムは、拡散素子22の後ろに位置しており(例えば、拡散素子22と偏光フィルム23との間に位置しており)、拡散反射して得られるソース画像の横散乱角を拡大するように構成される。
【0054】
本願で提供する表示機器では、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像及び生成したタッチスクリーンを同じ領域又は異なる領域に投影することができる。図2に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像を左側に投影し、生成したタッチスクリーンを右側に投影する。生成したソース画像と生成したタッチスクリーンとは互いに分離される。あるいはまた、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像及びタッチスクリーンを同じ領域に投影してもよい。タッチスクリーンはソース画像に重なる、又はソース画像と交差する場合がある。この場合に、タッチスクリーンは、オン・スクリーン・ディスプレイ(On Screen Display, OSD)方式でソース画像にオーバーレイされる。
【0055】
図3は、本願の一実施形態によるピクチャ生成ユニット(ライト(light)マシンと呼ばれ得る)の構造を示す概略図である。
【0056】
図3に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、光源101a、画像化モジュール102、第1のタッチ投影モジュール(第1のタッチ投影モジュール1031、1032、及び1033を含む場合もある)を含む。ピクチャ生成ユニット10は、上述した表示機器で使用しもよく、又は単独で使用してもよい。
【0057】
この実施形態における光源101aは、第1の光ビーム(光ビーム1)を画像化モジュール102に出力し、光源101aはさらに、第2の光ビーム(光ビーム2)を第1のタッチ投影モジュールに出力する。画像化モジュール102は、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成し、第1のタッチ投影モジュールは、入力された第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成してこれを投影することができる。
【0058】
具体的には、この実施形態における第1のタッチ投影モジュールは、投影レンズ1031及び光フィルタ1033を含む。光源101aによって発せられた光ビーム2は投影レンズ1031に入力され、光フィルタ1033は投影レンズの光出射側に配置される。光ビーム2が光フィルタ103を通過した後に、タッチスクリーン40、例えばキーボード操作インターフェイスが投影され得る。また、光路を折り曲げてスペースを節約するために、第1のタッチ投影モジュールは、リフレクタ1032をさらに含んでもよい。リフレクタ1032は、光ビーム2を投影レンズ1031に反射する。
【0059】
具体的には、この実施形態における画像化モジュール102は、液晶オン・シリコン(Liquid Crystal On Silicon, LCOS)ディスプレイ、有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode, OLED)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display, LCD)、デジタル光処理(Digital Light Processing, DLP)ディスプレイ、又は微小電気機械システム(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)ディスプレイであってもよい。
【0060】
この実施形態の光源101aは、3色の光源(青色光源1011、緑色光源1012、及び赤色光源1013)を含んでもよい。3色(three-color)の光源(3色(tricolor)の光源と呼ばれ得る)により発せられる単色光を混合した後に出力される白色光が第1の光ビームであり、第1の光ビームは画像化モジュール102に入力されてソース画像を生成する。3色の光源は、さらに単色光又は白色光を出力してもよい。例えば、赤色光源1013は、赤色光(第2の光ビーム)を出力する。単色光は第1のタッチ投影モジュールに入力され、単色タッチスクリーン40を投影する。光源101aは、第1の波長板1014及び第2の波長板(半反射及び半透過の波長板)1015をさらに含んでもよい。青色光源1011、緑色光源1012、及び赤色光源1013は、発光ダイオード(Light-Emitting Diode, LED)光源であってもよく、又はレーザダイオード光源であってもよい。
【0061】
第1の波長板1014は、光源1011、1012により出力された光の光路上に位置しており、光を透過及び反射するように構成される。例えば、第1の波長板1014は、光源1011が発する青色光を透過し、光源1012が発する緑色光を反射する。反射光及び透過光は混合されて、次に第2の波長板1015に入射する。
【0062】
第2の波長板1015も、3色の光源(1011、1012、及び1013)により出力された3色の光の光路上に位置しており、3色の光を透過及び反射するように構成される。例えば、第2の波長板1015は、光源1011が発する青色光を透過し、光源1012が発する緑色光を透過し、光源1013が発する赤色光を反射及び透過する。反射した赤色光及び透過光(青色光及び緑色光)の2つの経路は、第1の光ビームに混合される。光源1013から発せられ、第2の波長板1015を透過した赤色光が第2の光ビームである。
【0063】
さらに、第2の波長板1015は、単色の波長板であってもよく、第2の波長板1015の色は、光源1013によって発せられる光の色と一致する。例えば、第2の波長板1015は、赤の波長板である。
【0064】
図4は、本願の一実施形態による別のピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
【0065】
図4に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、光源101b、画像化モジュール102(破線のボックス内に示される)、及び第2のタッチ投影モジュール(タッチ投影レンズ1035であってもよい)を含む。ピクチャ生成ユニット10は、上述した表示機器で使用してもよく、又は単独で使用してもよい。
【0066】
光源101bは、光ビーム(白色光であり得る)を画像化モジュール102に出力し、画像化モジュール102は、入力した光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーン(例えば、キーボードインターフェイス)を生成する。
【0067】
具体的には、ソース画像は画像化モジュール102の第1の領域1021に生成され、タッチスクリーンは第2の領域1022に生成される。第1の領域1021に生成したソース画像は、外部に、例えば表示機器の表示レンズ50に出力される。第2の領域1022に生成したタッチスクリーンは、外部に、例えば第2のタッチ投影モジュールに出力される。
【0068】
第2のタッチ投影モジュールは、具体的には、タッチ投影レンズ1035であり得る。タッチ投影レンズ1035は、ユーザが使用できるように、入力されたタッチスクリーンを外部に、例えば表示機器が配置されるデスクトップに投影する。
【0069】
上記は、画像化モジュール102の異なる領域(1021及び1022)にソース画像及びタッチスクリーンを生成するための解決策を提供する。画像化モジュール102は、ソース画像及びタッチスクリーンを時分割方式で、つまり画像化モジュール102の時分割多重化ソリューションで代替的に表示してもよい。
【0070】
図3に示される実施形態と比較すると、この実施形態では、ソース画像及びタッチスクリーンは、同じ画像化モジュール102を使用することによって生成され、それにより全体のスペースを節約し、コストを削減する。
【0071】
図5を参照すると、画像化モジュール102がLCOSチップである例が使用され、図5を参照して、ピクチャ生成ユニットの画像化原理図について説明する。
【0072】
LCOS変調光路は、LCOSチップ上で光変調、例えば位相変調を行って画像を表示するように構成される。LCDの変調原理はLCOSの変調原理と同様であるため、ここでは詳細について再び説明しない。図の破線のボックスに示されるように、LCOS変調光路には、半反射半透過素子105、反射素子106、及びLCOSチップ(又はLCOSディスプレイと呼ばれる)が含まれる。光源101bから入力された光(太い矢印で示される)は、半反射半透過素子105によって反射された後に、LCOSチップの表面に入射し、LCOSチップは入力光に基づいて画像化を行い、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。
【0073】
図5に示されるように、ソース画像はLCOSの一部で生成され、タッチスクリーンはLCOSの他の部分で生成される。図5において、ソース画像は上半分の領域に生成され、タッチスクリーンは下半分の領域に生成される。別のシナリオでは、ソース画像はLCOSの左側の領域に生成され得、タッチスクリーンは右側の領域に生成され得る。換言すれば、異なる画像が異なる領域で生成される。これは実施形態では限定されない。
【0074】
ソース画像の光1011は、半反射半透過素子105を通過した後に、表示機器の表示レンズ50に出力され、表示レンズ50はさらに光を拡大表示ユニットに透過してもよい。タッチスクリーンの光1012は、半反射半透過素子105を通過した後に、反射素子106によって反射され、次にタッチ投影レンズ1035に入射する。タッチ投影レンズ1035はさらにタッチスクリーンを外に向けて投影することができる。
【0075】
図6a及び図6bを参照されたい。図6aは、本願による表示機器の回路を示す概略図であり、図6bは、本願による表示機器内のタッチ制御ユニットの回路を示す概略図である。
【0076】
図6aに示されるように、表示機器内の回路は、主に、プロセッサ201、外部メモリインターフェイス202、内部メモリ203、オーディオモジュール204、ビデオモジュール205、電源モジュール206、無線通信モジュール207、I/Oインターフェイス208、ビデオインターフェイス209、タッチ制御ユニット30、表示回路1028、画像化コンポーネント1029等を含む。プロセッサ201と、外部メモリインターフェイス202、内部メモリ203、オーディオモジュール204、ビデオモジュール205、電源モジュール206、無線通信モジュール207、I/Oインターフェイス208、ビデオインターフェイス209、タッチ制御ユニット30、及び表示回路1028等の周辺要素とは、バスを使用して接続してもよい。プロセッサ201は、フロントエンドプロセッサと呼ばれ得る。
【0077】
さらに、本願の実施形態における概略回路図は、表示機器に対する特定の限定を構成するものではない。本願の他のいくつかの実施形態では、表示機器は、図に示されるものよりも多い又は少ない部品を含んでもよく、又は一部の部品を結合してもよく、一部の部品を分割してもよく、又は異なる部品配置を使用してもよい。図に示される部分は、ハードウェア、ソフトウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せによって実装することができる。
【0078】
プロセッサ201は、1つ又は複数の処理装置を含む。例えば、プロセッサ201は、アプリケーションプロセッサ(Application Processor, AP)、モデムプロセッサ、グラフィックス処理装置(Graphics Processing Unit, GPU)、画像信号プロセッサ(Image Signal Processor, ISP)、コントローラ、ビデオコーデック、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor, DSP)、ベースバンドプロセッサ、及び/又はニューラルネットワーク処理装置(Neural Network Processing Unit, NPU)を含み得る。異なる処理装置は、独立したコンポーネントであってもよく、或いは1つ又は複数のプロセッサに統合してもよい。
【0079】
メモリは、プロセッサ201内にさらに配置してもよく、命令及びデータを記憶するように構成される。いくつかの実施形態では、プロセッサ201内のメモリはキャッシュである。メモリは、プロセッサ201によって使用されたばかり、又は周期的に使用された命令又はデータを記憶することができる。プロセッサ201が命令又はデータを再び使用する必要がある場合に、プロセッサ201は、メモリから命令又はデータを直接呼び出すことができ、それにより反復的なアクセスを回避し、プロセッサ201の待ち時間を短縮し、システム効率を向上させることができる。
【0080】
いくつかの実施形態では、表示機器は、プロセッサ201に接続された複数の入出力(Input/Output, I/O)インターフェイス208をさらに含むことができる。インターフェイス208は、集積回路間(Inter-Integrated Circuit, I2C)インターフェイス、集積回路間サウンド(Inter-Integrated Circuit Sound, I2S)インターフェイス、パルス符号変調(Pulse Code Modulation, PCM)インターフェイス、ユニバーサル非同期受信機/送信機(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)インターフェイス、モバイル産業プロセッサインターフェイス(Mobile Industry Processor Interface, MIPI)、汎用入出力(General-Purpose Input/Output, GPIO)インターフェイス、加入者IDモジュール(Subscriber Identity Module, SIM)インターフェイス、及び/又はユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus, USB)インターフェイス等を含むことができる。I/Oインターフェイス208は、マウス、タッチパッド、キーボード、カメラ、スピーカ/ラウドスピーカ、又はマイクロフォン等の装置に接続することができ、又は表示機器の物理ボタン(音量ボタン、明るさ調整ボタン、電源オン/オフボタン)に接続することができる。
【0081】
外部メモリインターフェイス202は、表示機器の記憶能力を拡張するために、外部メモリカード、例えば、マイクロSDカードと接続されるように構成され得る。外部記憶カードは、外部メモリインターフェイス202を介してプロセッサ201と通信し、データ記憶機能を実現する。
【0082】
内部メモリ203は、コンピュータ実行可能プログラムコードを記憶するように構成することができ、実行可能プログラムコードは命令を含む。内部メモリ203は、プログラム記憶領域及びデータ記憶領域を含んでもよい。プログラム記憶領域には、オペレーティングシステム、及び少なくとも1つの機能(例えば、通話機能又は時刻設定機能)に必要なアプリケーションプログラム等が記憶され得る。データ記憶領域には、表示機器の使用中に作成されたデータ(電話帳、世界時間等)等が記憶される。さらに、内部メモリ203は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、例えば、少なくとも1つの磁気ディスク記憶装置、フラッシュメモリ、又はユニバーサルフラッシュストレージ(Universal Flash Storage, UFS)等の不揮発性メモリをさらに含んでもよい。プロセッサ201は、内部メモリ203に記憶した命令及び/又はプロセッサ201に配置されたメモリに記憶した命令を実行して、表示機器の様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行する。
【0083】
表示機器は、オーディオモジュール204、及びアプリケーションプロセッサ等を使用して音楽再生及び通話等のオーディオ機能を実現することができる。
【0084】
オーディオモジュール204は、出力のためにデジタルオーディオ情報をアナログオーディオ信号に変換するように構成され、また、アナログオーディオ入力をデジタルオーディオ信号に変換するように構成される。オーディオモジュール204はさらに、オーディオ信号を符号化及び復号化し、例えば音声の再生又は録音を実行するように構成することができる。いくつかの実施形態では、オーディオモジュール204をプロセッサ101内に配置してもよく、又はオーディオモジュール204内のいくつかの機能モジュールをプロセッサ101内に配置してもよい。
【0085】
ビデオインターフェイス209は、外部からオーディオ及びビデオ入力を受信することができ、具体的には、高品位マルチメディアインターフェイス(High Definition Multimedia Interface, HDMI)、デジタルビジュアルインターフェイス(Digital Visual Interface, DVI)、ビデオグラフィックスアレイ(Video Graphics Array, VGA)、及びディスプレイポート(Display Port, DP)等であってもよい。ビデオインターフェイス209は、さらにビデオを外部に出力してもよい。
【0086】
ビデオモジュール205は、ビデオインターフェイス209に入力されたビデオを復号化する、例えば、H.264復号化を実行することができる。ビデオモジュールは、表示機器が収集したビデオをさらに符号化することができ、例えば、外部カメラが収集したビデオに対してH.264符号化を実行することができる。さらに、プロセッサ201は、ビデオインターフェイス209に入力されるビデオを復号化し、次に、復号化した画像信号を表示回路に出力することもできる。
【0087】
表示回路1028及び画像化コンポーネント1029は、対応する画像を表示するように構成される。実施形態では、ビデオインターフェイス209は、外部入力ビデオソース信号を受信する。ビデオモジュール205は、復号化及び/又はデジタル化処理を実行し、次に、画像信号を表示回路1028に出力する。表示回路1028は、入力画像信号に基づいて画像化コンポーネント1029を駆動し、光源101a又は101bから発せられる光ビームに対する画像化を実行して、視覚画像を生成する。例えば、画像化コンポーネント1029は、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。表示回路1028及び画像化コンポーネント1029は画像化モジュール102内の電子素子であり、表示回路1028は駆動回路と呼ばれ得る。
【0088】
電源モジュール206は、入力電力(例えば、直流)に基づいてプロセッサ201及び光源101に電力を供給するように構成される。電源モジュール206は、充電式バッテリを含むことができ、充電式バッテリは、プロセッサ201及び光源101に電力を供給することができる。光源101によって放射された光は、画像化のために画像化コンポーネント1029に伝達され、画像光信号を形成することができる。光源101は、上記実施形態における光源101a、101bであってもよい。
【0089】
無線通信モジュール207は、表示機器が外部と無線通信を行うことを可能にし、無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network, WLAN)(無線忠実度(Wireless Fidelity, Wi-Fi)ネットワーク等)、Bluetooth(Bluetooth, BT)、全地球航法衛星システム(Global Navigation Satellite System, GNSS)、周波数変調(Frequency Modulation, FM)、近距離無線通信(Near Field Communication, NFC)技術、及び赤外線(Infrared, IR)技術等の無線通信ソリューションを提供することができる。無線通信モジュール207は、少なくとも1つの通信処理モジュールを統合する1つ又は複数のコンポーネントであってもよい。無線通信モジュール207は、アンテナを介して電磁波を受信し、電磁波信号に対して周波数変調及びフィルタリングを実行し、処理した信号をプロセッサ201に送信する。無線通信モジュール207はさらに、送信すべき信号をプロセッサ201から受信し、この信号に対して周波数変調及び増幅を行うことができる。増幅した信号は電磁波に変換され、アンテナを介して放射される。
【0090】
さらに、ビデオインターフェイス209を使用してビデオモジュール205が復号化したビデオデータを入力することに加えて、ビデオデータは、無線通信モジュール207を使用することによって無線方式で受信され得るか、又は外部メモリから読み出され得る。例えば、表示機器は、車両内の無線ローカルエリアネットワークを使用して端末装置又は車載エンターテインメントシステムからビデオデータを受信することができ、また、表示機器は、外部メモリに記憶したオーディオ及びビデオデータを代替的に読み出すこともできる。
【0091】
タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作に基づいて制御信号(例えば、明るさ/コントラスト調整信号)を生成し、次に、プロセッサ201を使用して制御信号を表示回路1028に送信することができる。表示回路1028は、制御信号に基づいて画像化コンポーネント1029の画像化を調整して、表示されるタッチスクリーン及び/又は表示されるソース画像を変更する。
【0092】
図6bに示されるように、タッチ制御ユニット30は、信号送信モジュール31、信号検出モジュール32、及び信号処理モジュール33を含むことができる。信号送信モジュール31は、赤外線信号又はレーザ信号をタッチ領域(タッチスクリーンを覆う)に送信することができる。指又は他の物体がタッチ領域に触れると、赤外線信号又はレーザ信号が物体の表面で散乱される。赤外線信号又はレーザ信号の一部は、信号検出モジュール32によって受信され、次に、処理のために信号処理モジュール33に送られて、例えば座標又は動き傾向等の情報に変換される。信号処理モジュール33は、処理した信号をプロセッサ201にフィードバックする。プロセッサ201は、入力信号(例えば、座標情報又は動き傾向)に基づいて画像信号を表示回路1028に送信し、画像化コンポーネント1029は受信した画像信号を表示する。
【0093】
タッチ制御ユニット30内の信号検出モジュール32及び信号処理モジュール33は、一緒に統合してもよい。換言すれば、統合モジュールは信号検出機能及び処理機能を同時に実施する。さらに、実施形態におけるタッチ制御ユニット30は、スペースを節約するためにピクチャ生成ユニットと統合してもよい。
【0094】
図7は、本願の一実施形態による表示機器のタッチスクリーンの概略図である。
【0095】
タッチスクリーンは、表示機器の制御パネルであってもよい。図7(A)に示されるように、ユーザがタッチ制御パネルを使用して明るさ又はコントラストを調整し、次に、タッチ制御ユニット30内の信号検出モジュール32がユーザの操作を検出した後に、信号処理モジュール33は、調整命令を生成し、調整命令をプロセッサ201に入力する。プロセッサ201は、調整命令に基づいて対応する調整信号を表示回路1028に送信し、それによって画像化コンポーネント1029は表示画像の明るさ又はコントラストを調整する。あるいはまた、本願で提供する表示機器は、サウンドを内蔵していてもよい。制御パネル上の音量ボタンをスライドさせることにより、対応する操作命令が信号処理モジュール33によりプロセッサ201を用いてスピーカ/ラウドスピーカに出力され、音量制御が行われる。
【0096】
さらに、タッチ投影インターフェイスは、キーボード及び/又はマウス制御ボードであってもよい。図7(B)に示されるように、投影されたキーボード及びマウスによって実際のキーボード及びタッチパッドを置き換えることができる。ユーザがキーボードのキーに触れると、対応するキーボード命令がプロセッサ201に出力され処理される。このアプリケーションでは、表示機器によって提供されるタッチスクリーンは、プロセッサ201上で実行されるアプリケーションの制御配置領域又は小画面配置領域(例えば、図7(C)の音楽制御)をさらに含むことができ、対応する動作命令は、信号検出モジュール32によってプロセッサ201にフィードバックされ処理される。実施形態で提供する表示機器は、エンターテインメント機能を実現することができる。
【0097】
図8及び図9を参照されたい。図8は、一実施形態による別の表示機器の概略図であり、図9は、図8の表示機器の側面図である。
【0098】
本願の実施形態で提供する表示機器は、ハウジング(図8及び図9には図示せず)と、ハウジング内に位置する拡大表示ユニット70、ピクチャ生成ユニット80、及びタッチ制御ユニット90とを含む。
【0099】
図示されるように、拡大表示ユニット70は、曲面ミラー71及び拡散スクリーン72を含む。ピクチャ生成ユニット80が生成したソース画像は、拡散スクリーン72によって乱反射され、次に、曲面ミラー71によって人間の目に反射される。曲面ミラー71は、ユーザが注視する窓であってもよい。表示機器を使用する過程で、ユーザは、曲面ミラー71を使用して数倍に拡大された仮想画像を見ることができる。
【0100】
また、ピクチャ生成ユニット80は、タッチスクリーンをさらに生成し、外部(例えば、図8において指が位置する長方形の領域)に投影する。
【0101】
タッチ制御ユニット90は、ピクチャ生成ユニット80と統合してもよい。タッチ制御ユニット90は、信号送信モジュール92及び信号検出モジュール91を含む。信号送信モジュール92は、赤外線又はレーザ信号をタッチスクリーンに送信するように構成される。信号検出モジュール91は、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される。タッチ制御ユニット90は、信号処理モジュールをさらに含み、このモジュールは、信号検出モジュール91によって検出した信号を処理して、制御信号(操作命令)を生成するように構成される。制御信号には、位置情報(例えば、座標)及び/又はクリック情報が含まれ得る。実施形態では、信号処理モジュールは表示機器のハウジング内に配置されており、図示していない。
【0102】
信号送信モジュール92によって送信される赤外線又はレーザ信号によってカバーされる領域は、図8の三角形の領域に示される。この領域には、タッチスクリーンが位置する領域(すなわち、指が位置する長方形の領域)が含まれる。
【0103】
本願の実施形態では、小型ディスプレイ及びピクチャ生成ユニットの利点を参照して、ソース画像が曲面ミラーを使用して拡大され、それにより超大画面の視聴体験が実現され、タッチ制御機能が実現され、及びユーザエクスペリエンスが向上する。
【0104】
本願の実施形態における曲面ミラーは、多焦点の任意の曲面ミラーであってもよい。多焦点で任意に湾曲したリフレクタは、複数人での観察を実現するように設計される。
【0105】
本願の実施形態における輸送手段は、車両、飛行機、船舶、又はロケット等の既知の輸送手段であってもよく、又は将来の新たな輸送手段であってもよい。車両は、電気車両、燃料車両、又はハイブリッド動力車両、例えば純粋な電気車両、強化された電気車両、ハイブリッド電気車両、燃料電池車両、又は新エネルギー車両であってもよい。これは、本願では特に限定されない。また、本願の実施形態における電子装置は、表示機器が取り付けられた装置を含み、上述の輸送手段を含むものであってもよく、又は医療装置、オフィスエンタテインメント装置、産業用制御装置であってもよい。これは実施形態では限定されない。
【0106】
本願における「第1、第2、第3、第4」等の用語は、類似の物体を区別することを意図しているが、必ずしも特定の順番又は順序を示すものではない。このように使用されるデータは、適切な場合に交換可能であるため、本明細書で説明にする実施形態は、本願で説明していない順序で実施することができることを理解されたい。異なる実施形態におけるアセンブリ同士の間の関係をより明確に反映するために、本願では、異なる実施形態において同じ又は類似の機能を有するアセンブリを表すために同じ参照符号が使用される。
【0107】
特に明記しない限り、一実施形態における一部の技術的特徴の詳細な説明は、別の実施形態で言及する対応する技術的特徴の説明にも適用され得ることにさらに留意されたい。
【0108】
本願の様々な実施形態における同一又は同様の部分については、各実施形態を参照されたい。特に、図8及び図9の実施形態の場合に、実施形態は図1図5に対応する実施形態に基づいているため、説明は簡素である。関連する部分については、図1図5に対応する実施形態における部分的な説明を参照されたい。
【0109】
最後に、前述の説明は単に本願の特定の実施態様に過ぎず、本願の保護範囲を限定することを意図したものではないことに留意されたい。本願に開示した技術的範囲内で当業者によって容易に想起されるあらゆる変形又は置換は、本願の保護範囲内に含まれるものとする。
図1a
図1b
図1c
図1d
図1e
図2
図3
図4
図5
図6a
図6b
図7
図8
図9
【手続補正書】
【提出日】2024-04-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピクチャ生成ユニット、拡大表示ユニット、及びタッチ制御ユニットを含む表示機器であって、
前記ピクチャ生成ユニットは、ソース画像を生成するように構成され、
前記拡大表示ユニットは、前記ソース画像を拡大して拡大仮想画像を形成するように構成され、
前記ピクチャ生成ユニットは、タッチスクリーンを生成して外に向けて投影するようにさらに構成され、及び
前記タッチ制御ユニットは、ユーザが前記タッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答するように構成される、
表示機器。
【請求項2】
前記ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含み、
前記第1の光源は、第1の光ビームを前記第1の画像化モジュールに出力し、第2の光ビームを前記第1のタッチ投影モジュールに出力するように構成され、
前記第1の画像化モジュールは、前記第1の光ビームに基づいて前記ソース画像を生成するように構成され、及び
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記第2の光ビームに基づいて前記タッチスクリーンを生成して投影するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項3】
前記ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含み、
前記第2の光源は、光ビームを前記第2の画像化モジュールに出力するように構成され、
前記第2の画像化モジュールは、入力される前記光ビームに基づいて前記ソース画像及び前記タッチスクリーンを生成するように構成され、及び
前記第2のタッチ投影モジュールは、前記タッチスクリーンを投影するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項4】
前記第1のタッチ投影モジュールは投影レンズ及び光フィルタを含み、前記第2の光ビームは前記投影レンズに入射し、及び前記光フィルタは前記投影レンズの光出射側に位置する、請求項2に記載の表示機器。
【請求項5】
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記光フィルタと前記投影レンズとの間の距離を調整するための機構をさらに含む、請求項4に記載の表示機器。
【請求項6】
前記第1のタッチ投影モジュールは、前記第2の光ビームを前記投影レンズに反射するように構成されたリフレクタを含む、請求項4に記載の表示機器。
【請求項7】
前記タッチ制御ユニットは、制御信号を生成し、該制御信号を前記ピクチャ生成ユニット及び/又は前記拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項8】
前記タッチ制御ユニットは、信号送信モジュール及び信号検出モジュールを含み、前記信号送信モジュールは、赤外線信号又はレーザ信号を前記タッチスクリーンに送信するように構成され、前記信号検出モジュールは、前記ユーザが前記タッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項9】
前記信号検出モジュールは、制御信号を生成し、該制御信号を前記ピクチャ生成ユニット及び/又は前記拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される、請求項8に記載の表示機器。
【請求項10】
前記拡大表示ユニットは曲面ミラーを含み、該曲面ミラーは、前記生成したソース画像を拡大して前記拡大仮想画像を形成するように構成される、請求項1に記載の表示機器。
【請求項11】
前記拡大表示ユニットは拡散素子をさらに含み、該拡散素子は、前記ピクチャ生成ユニットが生成した前記ソース画像を受け取り、該ソース画像を前記曲面ミラーに拡散反射させるように構成される、請求項10に記載の表示機器。
【請求項12】
当該表示機器は偏光フィルムをさらに含み、該偏光フィルムは前記拡散素子の後ろに位置する、請求項11に記載の表示機器。
【請求項13】
当該表示機器は指向性拡散フィルムをさらに含み、該指向性拡散フィルムは前記拡散素子の後ろに位置しており、前記指向性拡散フィルムは、拡散反射を行うことによって得られた前記ソース画像の横散乱角を拡大するように構成される、請求項11に記載の表示機器。
【請求項14】
前記曲面ミラーは、多焦点曲面ミラー又は任意曲面ミラーである、請求項10に記載の表示機器。
【請求項15】
前記ソース画像は、前記第2の画像化モジュールの第1の領域で生成され、前記タッチスクリーンは、前記第2の画像化モジュールの第2の領域で生成される、請求項3に記載の表示機器。
【請求項16】
前記第2の画像化モジュールは、前記ソース画像及び前記タッチスクリーンを時分割方式で交互に表示する、請求項3に記載の表示機器。
【請求項17】
前記ピクチャ生成ユニットは、前記生成したソース画像を第3の領域に投影し、前記タッチスクリーンを第4の領域に投影する、請求項1に記載の表示機器。
【請求項18】
前記第3の領域は前記第4の領域と重なるか、又は前記第3の領域には前記第4の領域が含まれる、請求項17に記載の表示機器。
【請求項19】
請求項1乃至18のいずれか一項に記載の表示機器を含む電子装置。
【請求項20】
請求項1乃至18のいずれか一項に記載の表示機器を含む輸送手段。
【請求項21】
前記表示機器は、前記輸送手段の座席に取り付けられる、請求項20に記載の輸送手段。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、画像表示の分野に関し、特に表示機器に関する。
【背景技術】
【0002】
仮想画像(virtual image)表示機器は、仮想画像ディスプレイとも呼ばれ、画像距離を長くすることでソース画像を効果的に拡大して、拡大したソース画像を表示することができ、それにより通常のディスプレイを近くで見ることによる視覚疲労を軽減することができる。仮想画像ディスプレイは近年急速に発展している。
【0003】
仮想画像ディスプレイの原理は、ソース(source)画像が表示要素の焦点内に配置されると、遠くに位置する直立した拡大仮想画像がソース画像の同じ側に形成され得ることである。ソース画像が徐々に焦点に近づくと、仮想画像は大きくなる。最終的に、ソース画像が焦点にあるとき、仮想画像は光学的に無限の距離にある。
【0004】
既存の仮想画像表示機器は、通常、マンマシン(human-machine)インタラクションに物理ボタンを使用する。物理ボタンは、体積が大きく、インタラクションインターフェイスを柔軟に構成できない。そのため、インタラクション効率が低く、エクスペリエンスも乏しい。
【発明の概要】
【0005】
これを考慮して、本願の実施形態は、タッチ制御機能を提供するための表示機器、輸送手段、及び電子装置を提供する。
【0006】
第1の態様によれば、本願で提供する表示機器は、ピクチャ生成ユニット、拡大表示ユニット、及びタッチ制御ユニットを含むことができる。
【0007】
ピクチャ生成ユニットは、ソース画像を生成するように配置される(ように構成される)。拡大表示ユニットは、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を拡大するように配置される(ように構成される)。さらに、ピクチャ生成ユニットは、タッチスクリーンを生成して投影するようにさらに構成される。タッチ制御ユニットは、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出し、これに応答するように配置される(ように構成される)。
【0008】
本願で提供する表示機器では、ピクチャ生成ユニットはタッチ制御ユニットと協働してタッチスクリーンを投影し、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれに応答することにより、タッチ制御機能を実現する。
【0009】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化(imaging)モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含む。第1の光源は、第1の光ビームを画像化モジュールに出力し、第2の光ビームをタッチ投影モジュールに出力するように構成される。第1の画像化モジュールは、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成するように構成される。第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成して投影するように構成される。
【0010】
この実施態様では、第1の画像化モジュール及び第1のタッチ投影モジュールが、第1の光源を共有し、それぞれソース画像及びタッチスクリーンを生成することにより、全体のスペースを節約し、コストを削減する。
【0011】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含む。第2の光源は、光ビームを第2の画像化モジュールに出力するように構成され、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成するように構成され、及び第2のタッチ投影モジュールは、タッチスクリーンを投影するように構成される。
【0012】
この実施態様では、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成することができる。この解決策では、第2の画像化モジュールの機能が最大限に活用され、タッチスクリーン及びソース画像を生成するために独立した要素が必要ないため、全体のスペースが節約され、コストが削減される。
【0013】
第2の態様によれば、本願は表示機器をさらに提供する。表示機器は、ピクチャ生成ユニット及びタッチ制御ユニットを含む。ピクチャ生成ユニットは、ソース画像及びタッチスクリーンを生成し、ソース画像及びタッチスクリーンを外に向けて投影するように構成される。
【0014】
タッチ制御ユニットは、ユーザがタッチスクリーン上で行うタッチ操作を検出してこれ応答するように構成される。
【0015】
第3の態様によれば、本願は電子装置を提供する。電子装置は、第1の態様又は第2の態様に係る表示機器を含む。
【0016】
第4の態様によれば、本願は、ピクチャ生成ユニット(ライト(light)マシンと呼ばれ得る)をさらに提供する。ピクチャ生成ユニットは、第1の光源、第1の画像化モジュール、及び第1のタッチ投影モジュールを含む。
【0017】
第1の光源は、第1の光ビームを第1の画像化モジュールに出力し、第2の光ビームを第1のタッチ投影モジュールに出力するように構成される。第1の画像化モジュールは、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成するように構成される。第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成して投影するように構成される。
【0018】
第5の態様によれば、本願は別のピクチャ生成ユニットを提供する。ピクチャ生成ユニットは、第2の光源、第2の画像化モジュール、及び第2のタッチ投影モジュールを含む。第2の光源は、光ビームを第2の画像化モジュールに出力するように構成され、第2の画像化モジュールは、入力光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーンを生成するように構成され、第2のタッチ投影モジュールは、タッチスクリーンを投影するように構成される。
【0019】
第6の態様によれば、本願は表示機器をさらに提供する。表示機器は、第4の態様又は第5の態様に係るピクチャ生成ユニットを含む。
【0020】
第7の態様によれば、本願はさらに輸送手段を提供する。輸送手段は、第1の態様に係る表示機器を含む。
【0021】
表示機器は、輸送手段の座席に取り付けられる。
【0022】
以下の実施態様は、前述の態様のいずれか1つに係る実施形態に適用可能であり得る。
【0023】
可能な実施態様では、第1の光源は、3色の光源と、半反射半透過波長板とを含む。半反射半透過波長板は、3色の光源によって出力される3色の光の光路上に位置しており、3色の光源が放射する3色の光を透過及び反射するように構成される。反射光は第1の光ビームであり、透過光は第2の光ビームである。
【0024】
可能な実施態様では、半反射半透過波長板は、単色の半反射半透過波長板である。
【0025】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは投影レンズ及び光フィルタを含み、第2の光ビームは投影レンズに入力され、光フィルタは投影レンズの発光側に配置される。このようにして、投影レンズは、光フィルタを使用してタッチスクリーンを投影する。
【0026】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは、光フィルタと投影レンズとの間の距離を調整するための機構をさらに含む。調整機構を使用することにより、投影されるタッチスクリーンのサイズを調整することができる。
【0027】
可能な実施態様では、第1のタッチ投影モジュールは、第2の光ビームを投影レンズに反射するように構成されたリフレクタを含む。リフレクタによって、光の屈曲が実現され、表示機器が占めるスペースがさらに縮小される。
【0028】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは、制御信号(又は操作命令)を生成し、次に、制御信号をピクチャ生成ユニット及び/又は拡大表示ユニットに送信するようにさらに構成される。
【0029】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは、信号送信モジュール及び信号検出モジュールを含み、信号送信モジュールは、赤外線信号又はレーザ信号をタッチスクリーンに送信するように構成され、信号検出モジュールは、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される。
【0030】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニットは信号処理モジュールをさらに含む。信号処理モジュールは、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号であって、信号検出モジュールによって検出される信号を受信し、検出した信号を処理して制御信号(又は動作命令)を生成する。
【0031】
可能な実施態様では、タッチ制御ユニット内の信号検出モジュールは、制御信号を生成し、送信された信号に基づいて制御信号をピクチャ生成ユニット及び/又は拡大表示ユニットに送信して、例えば、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像のコンテンツ、又はピクチャの明るさ及びコントラストを調整するために、表示機器の表示制御を実施することができる。
【0032】
可能な実施態様では、表示機器内の拡大表示ユニットは曲面ミラーを含み、曲面ミラーは、生成したソース画像を拡大及び反射して拡大仮想画像を形成するように構成される。
【0033】
可能な実施態様では、表示機器内の拡大表示ユニットは投影レンズを含み、投影レンズは、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を外に向けて投影するように構成される。
【0034】
可能な実施態様では、拡大表示ユニットは拡散素子をさらに含み、拡散素子は、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像を受け取り、ソース画像を曲面ミラーに拡散反射させるように構成される。この実施態様では、拡散素子が追加されるため、ピクチャ生成ユニットが生成したソース画像が曲面ミラーに均一に反射され、それによりディスプレイ効果が向上する。
【0035】
可能な実施態様では、ピクチャ生成ユニットは投影アセンブリを含み、投影レンズはソース画像を投影スクリーンに投影するように構成される。
【0036】
可能な実施態様では、表示機器は偏光フィルムをさらに含む。偏光フィルムは拡散素子の後ろに位置しており、環境の迷光をフィルタ除去することができる。
【0037】
可能な実施態様では、表示機器は指向性拡散フィルムをさらに含み、指向性拡散フィルムは拡散素子の後ろに位置しており、指向性拡散フィルムは、拡散反射を行うことによって得られるソース画像の横散乱角(transverse scattering angle)を拡大し、表示装置の視野角を拡げるように構成される。
【0038】
可能な実施態様では、曲面ミラーは、多焦点曲面ミラー又は任意(arbitrarily)曲面ミラーである。
【0039】
可能な実施態様では、ソース画像は第2の画像化モジュールの第1の領域で生成され、タッチスクリーンは第2の画像化モジュールの第2の領域で生成される。
【0040】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールの第1の領域及び第2の領域にロードされる位相情報は異なり、第2の画像化モジュールの第1の領域及び第2の領域は、それぞれ異なる位相情報を使用して変調され、異なるコンテンツを生成する、つまり、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。
【0041】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールはソース画像及びタッチスクリーンを交互に表示する。換言すれば、第2の画像化モジュールは、ソース画像及びタッチスクリーンを時分割多重方式で生成する。
【0042】
可能な実施態様では、第2の画像化モジュールは、生成したソース画像を第3の領域に投影し、タッチスクリーンを第4の領域に投影する。
【0043】
可能な実施態様では、第3の領域は第4の領域と重なる、又は第3の領域及び第4の領域は互いに独立している、又は第3の領域には第4の領域が含まれる。
【0044】
可能な実施態様では、第1の画像化モジュール又は第2の画像化モジュールは、表示回路及び画像化コンポーネントを含む。表示回路は、復号化した画像信号を受信し、画像化コンポーネントを駆動(又は制御)して、第1の光源又は第2の光源によって発せられた光ビームに対して光電変換を実行し、視覚画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【0045】
図1a】本願の一実施形態による、通常のディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1b】本願の一実施形態による、テレビとして使用される表示機器の概略図である。
図1c】本願の一実施形態による、車載ディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1d】本願の一実施形態による、ヘッドアップディスプレイとして使用される表示機器の概略図である。
図1e】本願の一実施形態による、投影装置として使用される表示機器の概略図である。
図2】本願の一実施形態による表示機器の構造を示す概略図である。
図3】本願の一実施形態によるピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
図4】本願の一実施形態による別のピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
図5】本願の一実施形態による表示機器内のピクチャ生成ユニットの画像化を示す概略図である。
図6a】本願の一実施形態による表示機器の回路を示す概略図である。
図6b】本願の一実施形態による表示機器内のタッチ制御ユニットの回路を示す概略図である。
図7】本願による表示機器によって提供されるタッチスクリーンの概略図である。
図8】本願の一実施形態によるさらに別の表示機器の構造を示す概略図である。
図9】本願の一実施形態による表示機器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0046】
本願は、表示機器を提供する。表示機器は、仮想画像表示を実現することができ、さらに、仮想画像表示を実現するいくつかの光学アセンブリを再利用して、タッチ制御機能を実現することができる。表示機器は、通常のディスプレイ(図1aにおいて100aで示される)としてオフィスワークに使用することができ、又はホームエンターテイメントのためのテレビ(図1bにおいて100bで示される)として使用することができ、又は車載ディスプレイ(図1cにおいて100cで示され、表示機器は車両の座席に取り付けられる)として使用することができ、又は車両に取り付けられるヘッドアップディスプレイ(head-Up Display, HUD)(図1dにおいて100dで示される)として使用することができる。さらに、実施形態で提供する表示機器は、図1eにおいて100eで示されるように、プロジェクタ(投影機)としても使用することができる。表示機器の物理的なサイズ、ディスプレイサイズ、及び解像度は、適用シナリオに応じて調整することができる。実施形態の表示機器がHUDとして使用される場合に、表示機器は、車両のメーター情報、及び/又は走行指標情報等を表示することができる。表示機器によって表示されるコンテンツ(例えば、画像ソース)は、フロントガラスによって人間の目に反射され、人間の目は表示されたコンテンツを見ることができる。本願で提供する表示機器は、タッチ制御機能を実現することができる。
【0047】
本願において、表示機器は、表示システム又は仮想画像表示機器とも呼ばれ得る。表示機器に含まれるユニット又はモジュールは、アセンブリ又は機構と呼ばれ得る。
【0048】
図2は、本願の一実施形態による表示機器の構造を示す概略図である。
【0049】
図2に示されるように、表示機器は、ピクチャ生成ユニット(Picture Generation Unit, PGU)10、拡大表示ユニット(拡大表示ユニット21、22、23を含む場合もある)、及びタッチ制御ユニット30を含む。ピクチャ生成ユニット10は、入力ビデオ信号を受信し、ソース画像を生成することができる。拡大表示ユニットは、ソース画像を拡大し、拡大仮想画像を形成する。また、ピクチャ生成ユニット10は、タッチスクリーン40をさらに生成して投影する。タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作を検出してこれに応答して、タッチ制御機能を実現する。
【0050】
具体的には、タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作に基づいて制御信号を生成し、次に、その制御信号をピクチャ生成ユニット10に送信することができる。ピクチャ生成ユニット10は、制御信号に基づいて生成したタッチ操作を調整する、例えば、寸法(サイズ)、明るさ、及びコントラストを調整する。
【0051】
引き続き図2を参照すると、拡大表示ユニットは、具体的には、生成したソース画像を拡大及び反射して拡大仮想画像を形成するように構成された曲面ミラー21を含むことができる。また、拡大表示ユニットは、拡散素子22及び偏光フィルム23をさらに含むことができる。拡散素子22は、ピクチャ生成ユニット10が生成したソース画像を受け取り、ソース画像を曲面ミラー21に拡散反射させる。偏光フィルム23は、拡散素子22の後ろに位置しており、環境干渉光を除去するように構成され、環境干渉光が曲面ミラー21によって吸収されるのを防ぐ。
【0052】
本願で提供する表示機器は、指向性拡散フィルム(図2には図示せず)をさらに含むことができる。指向性拡散フィルムは、拡散素子22の後ろに位置しており(例えば、拡散素子22と偏光フィルム23との間に位置しており)、拡散反射して得られるソース画像の横散乱角を拡大するように構成される。
【0053】
本願で提供する表示機器では、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像及び生成したタッチスクリーンを同じ領域又は異なる領域に投影することができる。図2に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像を左側に投影し、生成したタッチスクリーンを右側に投影する。生成したソース画像と生成したタッチスクリーンとは互いに分離される。あるいはまた、ピクチャ生成ユニット10は、生成したソース画像及びタッチスクリーンを同じ領域に投影してもよい。タッチスクリーンはソース画像に重なる、又はソース画像と交差する場合がある。この場合に、タッチスクリーンは、オン・スクリーン・ディスプレイ(On Screen Display, OSD)方式でソース画像にオーバーレイされる。
【0054】
図3は、本願の一実施形態によるピクチャ生成ユニット(ライト(light)マシンと呼ばれ得る)の構造を示す概略図である。
【0055】
図3に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、光源101a、画像化モジュール102、第1のタッチ投影モジュール(第1のタッチ投影モジュール1031、1032、及び1033を含む場合もある)を含む。ピクチャ生成ユニット10は、上述した表示機器で使用しもよく、又は単独で使用してもよい。
【0056】
この実施形態における光源101aは、第1の光ビーム(光ビーム1)を画像化モジュール102に出力し、光源101aはさらに、第2の光ビーム(光ビーム2)を第1のタッチ投影モジュールに出力する。画像化モジュール102は、第1の光ビームに基づいてソース画像を生成し、第1のタッチ投影モジュールは、入力された第2の光ビームに基づいてタッチスクリーンを生成してこれを投影することができる。
【0057】
具体的には、この実施形態における第1のタッチ投影モジュールは、投影レンズ1031及び光フィルタ1033を含む。光源101aによって発せられた光ビーム2は投影レンズ1031に入力され、光フィルタ1033は投影レンズの光出射側に配置される。光ビーム2が光フィルタ103を通過した後に、タッチスクリーン40、例えばキーボード操作インターフェイスが投影され得る。また、光路を折り曲げてスペースを節約するために、第1のタッチ投影モジュールは、リフレクタ1032をさらに含んでもよい。リフレクタ1032は、光ビーム2を投影レンズ1031に反射する。
【0058】
具体的には、この実施形態における画像化モジュール102は、液晶オン・シリコン(Liquid Crystal On Silicon, LCOS)ディスプレイ、有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode, OLED)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display, LCD)、デジタル光処理(Digital Light Processing, DLP)ディスプレイ、又は微小電気機械システム(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)ディスプレイであってもよい。
【0059】
この実施形態の光源101aは、3色の光源(青色光源1011、緑色光源1012、及び赤色光源1013)を含んでもよい。3色(three-color)の光源(3色(tricolor)の光源と呼ばれ得る)により発せられる単色光を混合した後に出力される白色光が第1の光ビームであり、第1の光ビームは画像化モジュール102に入力されてソース画像を生成する。3色の光源は、さらに単色光又は白色光を出力してもよい。例えば、赤色光源1013は、赤色光(第2の光ビーム)を出力する。単色光は第1のタッチ投影モジュールに入力され、単色タッチスクリーン40を投影する。光源101aは、第1の波長板1014及び第2の波長板(半反射及び半透過の波長板)1015をさらに含んでもよい。青色光源1011、緑色光源1012、及び赤色光源1013は、発光ダイオード(Light-Emitting Diode, LED)光源であってもよく、又はレーザダイオード光源であってもよい。
【0060】
第1の波長板1014は、光源1011、1012により出力された光の光路上に位置しており、光を透過及び反射するように構成される。例えば、第1の波長板1014は、光源1011が発する青色光を透過し、光源1012が発する緑色光を反射する。反射光及び透過光は混合されて、次に第2の波長板1015に入射する。
【0061】
第2の波長板1015も、3色の光源(1011、1012、及び1013)により出力された3色の光の光路上に位置しており、3色の光を透過及び反射するように構成される。例えば、第2の波長板1015は、光源1011が発する青色光を透過し、光源1012が発する緑色光を透過し、光源1013が発する赤色光を反射及び透過する。反射した赤色光及び透過光(青色光及び緑色光)の2つの経路は、第1の光ビームに混合される。光源1013から発せられ、第2の波長板1015を透過した赤色光が第2の光ビームである。
【0062】
さらに、第2の波長板1015は、単色の波長板であってもよく、第2の波長板1015の色は、光源1013によって発せられる光の色と一致する。例えば、第2の波長板1015は、赤の波長板である。
【0063】
図4は、本願の一実施形態による別のピクチャ生成ユニットの構造を示す概略図である。
【0064】
図4に示されるように、ピクチャ生成ユニット10は、光源101b、画像化モジュール102(破線のボックス内に示される)、及び第2のタッチ投影モジュール(タッチ投影レンズ1035であってもよい)を含む。ピクチャ生成ユニット10は、上述した表示機器で使用してもよく、又は単独で使用してもよい。
【0065】
光源101bは、光ビーム(白色光であり得る)を画像化モジュール102に出力し、画像化モジュール102は、入力した光ビームに基づいてソース画像及びタッチスクリーン(例えば、キーボードインターフェイス)を生成する。
【0066】
具体的には、ソース画像は画像化モジュール102の第1の領域1021に生成され、タッチスクリーンは第2の領域1022に生成される。第1の領域1021に生成したソース画像は、外部に、例えば表示機器の表示レンズ50に出力される。第2の領域1022に生成したタッチスクリーンは、外部に、例えば第2のタッチ投影モジュールに出力される。
【0067】
第2のタッチ投影モジュールは、具体的には、タッチ投影レンズ1035であり得る。タッチ投影レンズ1035は、ユーザが使用できるように、入力されたタッチスクリーンを外部に、例えば表示機器が配置されるデスクトップに投影する。
【0068】
上記は、画像化モジュール102の異なる領域(1021及び1022)にソース画像及びタッチスクリーンを生成するための解決策を提供する。画像化モジュール102は、ソース画像及びタッチスクリーンを時分割方式で、つまり画像化モジュール102の時分割多重化ソリューションで代替的に表示してもよい。
【0069】
図3に示される実施形態と比較すると、この実施形態では、ソース画像及びタッチスクリーンは、同じ画像化モジュール102を使用することによって生成され、それにより全体のスペースを節約し、コストを削減する。
【0070】
図5を参照すると、画像化モジュール102がLCOSチップである例が使用され、図5を参照して、ピクチャ生成ユニットの画像化原理図について説明する。
【0071】
LCOS変調光路は、LCOSチップ上で光変調、例えば位相変調を行って画像を表示するように構成される。LCDの変調原理はLCOSの変調原理と同様であるため、ここでは詳細について再び説明しない。図の破線のボックスに示されるように、LCOS変調光路には、半反射半透過素子105、反射素子106、及びLCOSチップ(又はLCOSディスプレイと呼ばれる)が含まれる。光源101bから入力された光(太い矢印で示される)は、半反射半透過素子105によって反射された後に、LCOSチップの表面に入射し、LCOSチップは入力光に基づいて画像化を行い、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。
【0072】
図5に示されるように、ソース画像はLCOSの一部で生成され、タッチスクリーンはLCOSの他の部分で生成される。図5において、ソース画像は上半分の領域に生成され、タッチスクリーンは下半分の領域に生成される。別のシナリオでは、ソース画像はLCOSの左側の領域に生成され得、タッチスクリーンは右側の領域に生成され得る。換言すれば、異なる画像が異なる領域で生成される。これは実施形態では限定されない。
【0073】
ソース画像の光1011は、半反射半透過素子105を通過した後に、表示機器の表示レンズ50に出力され、表示レンズ50はさらに光を拡大表示ユニットに透過してもよい。タッチスクリーンの光1012は、半反射半透過素子105を通過した後に、反射素子106によって反射され、次にタッチ投影レンズ1035に入射する。タッチ投影レンズ1035はさらにタッチスクリーンを外に向けて投影することができる。
【0074】
図6a及び図6bを参照されたい。図6aは、本願による表示機器の回路を示す概略図であり、図6bは、本願による表示機器内のタッチ制御ユニットの回路を示す概略図である。
【0075】
図6aに示されるように、表示機器内の回路は、主に、プロセッサ201、外部メモリインターフェイス202、内部メモリ203、オーディオモジュール204、ビデオモジュール205、電源モジュール206、無線通信モジュール207、I/Oインターフェイス208、ビデオインターフェイス209、タッチ制御ユニット30、表示回路1028、画像化コンポーネント1029等を含む。プロセッサ201と、外部メモリインターフェイス202、内部メモリ203、オーディオモジュール204、ビデオモジュール205、電源モジュール206、無線通信モジュール207、I/Oインターフェイス208、ビデオインターフェイス209、タッチ制御ユニット30、及び表示回路1028等の周辺要素とは、バスを使用して接続してもよい。プロセッサ201は、フロントエンドプロセッサと呼ばれ得る。
【0076】
さらに、本願の実施形態における概略回路図は、表示機器に対する特定の限定を構成するものではない。本願の他のいくつかの実施形態では、表示機器は、図に示されるものよりも多い又は少ない部品を含んでもよく、又は一部の部品を結合してもよく、一部の部品を分割してもよく、又は異なる部品配置を使用してもよい。図に示される部分は、ハードウェア、ソフトウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せによって実装することができる。
【0077】
プロセッサ201は、1つ又は複数の処理装置を含む。例えば、プロセッサ201は、アプリケーションプロセッサ(Application Processor, AP)、モデムプロセッサ、グラフィックス処理装置(Graphics Processing Unit, GPU)、画像信号プロセッサ(Image Signal Processor, ISP)、コントローラ、ビデオコーデック、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor, DSP)、ベースバンドプロセッサ、及び/又はニューラルネットワーク処理装置(Neural Network Processing Unit, NPU)を含み得る。異なる処理装置は、独立したコンポーネントであってもよく、或いは1つ又は複数のプロセッサに統合してもよい。
【0078】
メモリは、プロセッサ201内にさらに配置してもよく、命令及びデータを記憶するように構成される。いくつかの実施形態では、プロセッサ201内のメモリはキャッシュである。メモリは、プロセッサ201によって使用されたばかり、又は周期的に使用された命令又はデータを記憶することができる。プロセッサ201が命令又はデータを再び使用する必要がある場合に、プロセッサ201は、メモリから命令又はデータを直接呼び出すことができ、それにより反復的なアクセスを回避し、プロセッサ201の待ち時間を短縮し、システム効率を向上させることができる。
【0079】
いくつかの実施形態では、表示機器は、プロセッサ201に接続された複数の入出力(Input/Output, I/O)インターフェイス208をさらに含むことができる。インターフェイス208は、集積回路間(Inter-Integrated Circuit, I2C)インターフェイス、集積回路間サウンド(Inter-Integrated Circuit Sound, I2S)インターフェイス、パルス符号変調(Pulse Code Modulation, PCM)インターフェイス、ユニバーサル非同期受信機/送信機(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)インターフェイス、モバイル産業プロセッサインターフェイス(Mobile Industry Processor Interface, MIPI)、汎用入出力(General-Purpose Input/Output, GPIO)インターフェイス、加入者IDモジュール(Subscriber Identity Module, SIM)インターフェイス、及び/又はユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus, USB)インターフェイス等を含むことができる。I/Oインターフェイス208は、マウス、タッチパッド、キーボード、カメラ、スピーカ/ラウドスピーカ、又はマイクロフォン等の装置に接続することができ、又は表示機器の物理ボタン(音量ボタン、明るさ調整ボタン、電源オン/オフボタン)に接続することができる。
【0080】
外部メモリインターフェイス202は、表示機器の記憶能力を拡張するために、外部メモリカード、例えば、マイクロSDカードと接続されるように構成され得る。外部記憶カードは、外部メモリインターフェイス202を介してプロセッサ201と通信し、データ記憶機能を実現する。
【0081】
内部メモリ203は、コンピュータ実行可能プログラムコードを記憶するように構成することができ、実行可能プログラムコードは命令を含む。内部メモリ203は、プログラム記憶領域及びデータ記憶領域を含んでもよい。プログラム記憶領域には、オペレーティングシステム、及び少なくとも1つの機能(例えば、通話機能又は時刻設定機能)に必要なアプリケーションプログラム等が記憶され得る。データ記憶領域には、表示機器の使用中に作成されたデータ(電話帳、世界時間等)等が記憶される。さらに、内部メモリ203は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、例えば、少なくとも1つの磁気ディスク記憶装置、フラッシュメモリ、又はユニバーサルフラッシュストレージ(Universal Flash Storage, UFS)等の不揮発性メモリをさらに含んでもよい。プロセッサ201は、内部メモリ203に記憶した命令及び/又はプロセッサ201に配置されたメモリに記憶した命令を実行して、表示機器の様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行する。
【0082】
表示機器は、オーディオモジュール204、及びアプリケーションプロセッサ等を使用して音楽再生及び通話等のオーディオ機能を実現することができる。
【0083】
オーディオモジュール204は、出力のためにデジタルオーディオ情報をアナログオーディオ信号に変換するように構成され、また、アナログオーディオ入力をデジタルオーディオ信号に変換するように構成される。オーディオモジュール204はさらに、オーディオ信号を符号化及び復号化し、例えば音声の再生又は録音を実行するように構成することができる。いくつかの実施形態では、オーディオモジュール204をプロセッサ201内に配置してもよく、又はオーディオモジュール204内のいくつかの機能モジュールをプロセッサ201内に配置してもよい。
【0084】
ビデオインターフェイス209は、外部からオーディオ及びビデオ入力を受信することができ、具体的には、高品位マルチメディアインターフェイス(High Definition Multimedia Interface, HDMI)、デジタルビジュアルインターフェイス(Digital Visual Interface, DVI)、ビデオグラフィックスアレイ(Video Graphics Array, VGA)、及びディスプレイポート(Display Port, DP)等であってもよい。ビデオインターフェイス209は、さらにビデオを外部に出力してもよい。
【0085】
ビデオモジュール205は、ビデオインターフェイス209に入力されたビデオを復号化する、例えば、H.264復号化を実行することができる。ビデオモジュールは、表示機器が収集したビデオをさらに符号化することができ、例えば、外部カメラが収集したビデオに対してH.264符号化を実行することができる。さらに、プロセッサ201は、ビデオインターフェイス209に入力されるビデオを復号化し、次に、復号化した画像信号を表示回路に出力することもできる。
【0086】
表示回路1028及び画像化コンポーネント1029は、対応する画像を表示するように構成される。実施形態では、ビデオインターフェイス209は、外部入力ビデオソース信号を受信する。ビデオモジュール205は、復号化及び/又はデジタル化処理を実行し、次に、画像信号を表示回路1028に出力する。表示回路1028は、入力画像信号に基づいて画像化コンポーネント1029を駆動し、光源101a又は101bから発せられる光ビームに対する画像化を実行して、視覚画像を生成する。例えば、画像化コンポーネント1029は、ソース画像及びタッチスクリーンを生成する。表示回路1028及び画像化コンポーネント1029は画像化モジュール102内の電子素子であり、表示回路1028は駆動回路と呼ばれ得る。
【0087】
電源モジュール206は、入力電力(例えば、直流)に基づいてプロセッサ201及び光源101に電力を供給するように構成される。電源モジュール206は、充電式バッテリを含むことができ、充電式バッテリは、プロセッサ201及び光源101に電力を供給することができる。光源101によって放射された光は、画像化のために画像化コンポーネント1029に伝達され、画像光信号を形成することができる。光源101は、上記実施形態における光源101a、101bであってもよい。
【0088】
無線通信モジュール207は、表示機器が外部と無線通信を行うことを可能にし、無線ローカルエリアネットワーク(Wireless Local Area Network, WLAN)(無線忠実度(Wireless Fidelity, Wi-Fi)ネットワーク等)、Bluetooth(Bluetooth, BT)、全地球航法衛星システム(Global Navigation Satellite System, GNSS)、周波数変調(Frequency Modulation, FM)、近距離無線通信(Near Field Communication, NFC)技術、及び赤外線(Infrared, IR)技術等の無線通信ソリューションを提供することができる。無線通信モジュール207は、少なくとも1つの通信処理モジュールを統合する1つ又は複数のコンポーネントであってもよい。無線通信モジュール207は、アンテナを介して電磁波を受信し、電磁波信号に対して周波数変調及びフィルタリングを実行し、処理した信号をプロセッサ201に送信する。無線通信モジュール207はさらに、送信すべき信号をプロセッサ201から受信し、この信号に対して周波数変調及び増幅を行うことができる。増幅した信号は電磁波に変換され、アンテナを介して放射される。
【0089】
さらに、ビデオインターフェイス209を使用してビデオモジュール205が復号化したビデオデータを入力することに加えて、ビデオデータは、無線通信モジュール207を使用することによって無線方式で受信され得るか、又は外部メモリから読み出され得る。例えば、表示機器は、車両内の無線ローカルエリアネットワークを使用して端末装置又は車載エンターテインメントシステムからビデオデータを受信することができ、また、表示機器は、外部メモリに記憶したオーディオ及びビデオデータを代替的に読み出すこともできる。
【0090】
タッチ制御ユニット30は、ユーザがタッチスクリーン40上で行うタッチ操作に基づいて制御信号(例えば、明るさ/コントラスト調整信号)を生成し、次に、プロセッサ201を使用して制御信号を表示回路1028に送信することができる。表示回路1028は、制御信号に基づいて画像化コンポーネント1029の画像化を調整して、表示されるタッチスクリーン及び/又は表示されるソース画像を変更する。
【0091】
図6bに示されるように、タッチ制御ユニット30は、信号送信モジュール31、信号検出モジュール32、及び信号処理モジュール33を含むことができる。信号送信モジュール31は、赤外線信号又はレーザ信号をタッチ領域(タッチスクリーンを覆う)に送信することができる。指又は他の物体がタッチ領域に触れると、赤外線信号又はレーザ信号が物体の表面で散乱される。赤外線信号又はレーザ信号の一部は、信号検出モジュール32によって受信され、次に、処理のために信号処理モジュール33に送られて、例えば座標又は動き傾向等の情報に変換される。信号処理モジュール33は、処理した信号をプロセッサ201にフィードバックする。プロセッサ201は、入力信号(例えば、座標情報又は動き傾向)に基づいて画像信号を表示回路1028に送信し、画像化コンポーネント1029は受信した画像信号を表示する。
【0092】
タッチ制御ユニット30内の信号検出モジュール32及び信号処理モジュール33は、一緒に統合してもよい。換言すれば、統合モジュールは信号検出機能及び処理機能を同時に実施する。さらに、実施形態におけるタッチ制御ユニット30は、スペースを節約するためにピクチャ生成ユニットと統合してもよい。
【0093】
図7は、本願の一実施形態による表示機器のタッチスクリーンの概略図である。
【0094】
タッチスクリーンは、表示機器の制御パネルであってもよい。図7)に示されるように、ユーザがタッチ制御パネルを使用して明るさ又はコントラストを調整し、次に、タッチ制御ユニット30内の信号検出モジュール32がユーザの操作を検出した後に、信号処理モジュール33は、調整命令を生成し、調整命令をプロセッサ201に入力する。プロセッサ201は、調整命令に基づいて対応する調整信号を表示回路1028に送信し、それによって画像化コンポーネント1029は表示画像の明るさ又はコントラストを調整する。あるいはまた、本願で提供する表示機器は、サウンドを内蔵していてもよい。制御パネル上の音量ボタンをスライドさせることにより、対応する操作命令が信号処理モジュール33によりプロセッサ201を用いてスピーカ/ラウドスピーカに出力され、音量制御が行われる。
【0095】
さらに、タッチ投影インターフェイスは、キーボード及び/又はマウス制御ボードであってもよい。図7)に示されるように、投影されたキーボード及びマウスによって実際のキーボード及びタッチパッドを置き換えることができる。ユーザがキーボードのキーに触れると、対応するキーボード命令がプロセッサ201に出力され処理される。このアプリケーションでは、表示機器によって提供されるタッチスクリーンは、プロセッサ201上で実行されるアプリケーションの制御配置領域又は小画面配置領域(例えば、図7)の音楽制御)をさらに含むことができ、対応する動作命令は、信号検出モジュール32によってプロセッサ201にフィードバックされ処理される。実施形態で提供する表示機器は、エンターテインメント機能を実現することができる。
【0096】
図8及び図9を参照されたい。図8は、一実施形態による別の表示機器の概略図であり、図9は、図8の表示機器の側面図である。
【0097】
本願の実施形態で提供する表示機器は、ハウジング(図8及び図9には図示せず)と、ハウジング内に位置する拡大表示ユニット70、ピクチャ生成ユニット80、及びタッチ制御ユニット90とを含む。
【0098】
図示されるように、拡大表示ユニット70は、曲面ミラー71及び拡散スクリーン72を含む。ピクチャ生成ユニット80が生成したソース画像は、拡散スクリーン72によって乱反射され、次に、曲面ミラー71によって人間の目に反射される。曲面ミラー71は、ユーザが注視する窓であってもよい。表示機器を使用する過程で、ユーザは、曲面ミラー71を使用して数倍に拡大された仮想画像を見ることができる。
【0099】
また、ピクチャ生成ユニット80は、タッチスクリーンをさらに生成し、外部(例えば、図8において指が位置する長方形の領域)に投影する。
【0100】
タッチ制御ユニット90は、ピクチャ生成ユニット80と統合してもよい。タッチ制御ユニット90は、信号送信モジュール92及び信号検出モジュール91を含む。信号送信モジュール92は、赤外線又はレーザ信号をタッチスクリーンに送信するように構成される。信号検出モジュール91は、ユーザがタッチスクリーンに触れた後に反射された信号を検出するように構成される。タッチ制御ユニット90は、信号処理モジュールをさらに含み、このモジュールは、信号検出モジュール91によって検出した信号を処理して、制御信号(操作命令)を生成するように構成される。制御信号には、位置情報(例えば、座標)及び/又はクリック情報が含まれ得る。実施形態では、信号処理モジュールは表示機器のハウジング内に配置されており、図示していない。
【0101】
信号送信モジュール92によって送信される赤外線又はレーザ信号によってカバーされる領域は、図8の三角形の領域に示される。この領域には、タッチスクリーンが位置する領域(すなわち、指が位置する長方形の領域)が含まれる。
【0102】
本願の実施形態では、小型ディスプレイ及びピクチャ生成ユニットの利点を参照して、ソース画像が曲面ミラーを使用して拡大され、それにより超大画面の視聴体験が実現され、タッチ制御機能が実現され、及びユーザエクスペリエンスが向上する。
【0103】
本願の実施形態における曲面ミラーは、多焦点の任意の曲面ミラーであってもよい。多焦点で任意に湾曲したリフレクタは、複数人での観察を実現するように設計される。
【0104】
本願の実施形態における輸送手段は、車両、飛行機、船舶、又はロケット等の既知の輸送手段であってもよく、又は将来の新たな輸送手段であってもよい。車両は、電気車両、燃料車両、又はハイブリッド動力車両、例えば純粋な電気車両、強化された電気車両、ハイブリッド電気車両、燃料電池車両、又は新エネルギー車両であってもよい。これは、本願では特に限定されない。また、本願の実施形態における電子装置は、表示機器が取り付けられた装置を含み、上述の輸送手段を含むものであってもよく、又は医療装置、オフィスエンタテインメント装置、産業用制御装置であってもよい。これは実施形態では限定されない。
【0105】
本願における「第1、第2、第3、第4」等の用語は、類似の物体を区別することを意図しているが、必ずしも特定の順番又は順序を示すものではない。このように使用されるデータは、適切な場合に交換可能であるため、本明細書で説明にする実施形態は、本願で説明していない順序で実施することができることを理解されたい。異なる実施形態におけるアセンブリ同士の間の関係をより明確に反映するために、本願では、異なる実施形態において同じ又は類似の機能を有するアセンブリを表すために同じ参照符号が使用される。
【0106】
特に明記しない限り、一実施形態における一部の技術的特徴の詳細な説明は、別の実施形態で言及する対応する技術的特徴の説明にも適用され得ることにさらに留意されたい。
【0107】
本願の様々な実施形態における同一又は同様の部分については、各実施形態を参照されたい。特に、図8及び図9の実施形態の場合に、実施形態は図1図5に対応する実施形態に基づいているため、説明は簡素である。関連する部分については、図1図5に対応する実施形態における部分的な説明を参照されたい。
【0108】
最後に、前述の説明は単に本願の特定の実施態様に過ぎず、本願の保護範囲を限定することを意図したものではないことに留意されたい。本願に開示した技術的範囲内で当業者によって容易に想起されるあらゆる変形又は置換は、本願の保護範囲内に含まれるものとする。
【国際調査報告】