[實用新型]具有塑膠鏡的空中顯示器系統

無效

• 申請號: 200620136605.4
• 申請日: 2006-09-06
• 公開（公告）號: CN201044012Y
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 瓦辰·杰弗里;桑頓·庫帝斯
• 申請（專利權）人: 浦比俊引特艾克堤夫科技公司
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G09F19/16
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本實用新型的實施例涉及空中顯示器系統。更確切地說，本實用新型的實施例涉及用于具有低成本塑膠球面鏡的消費性顯示器應用的最優化空中顯示器系統。

背景技術

在空中呈現物體圖像的空中圖像顯示器不論何時看到都極具吸引力。空中圖像的實例可在以下環境中找到：實例1：其中有骷髏在跳舞的幽宅的主題公園；實例2：外觀上有懸浮的頭的魔術舞臺表演；實例3：描繪幽靈形象的電影幻象。

通常，觀察者無法接觸這些圖像且這些圖像被認為是幻象且短暫的，從而觀察者不會仔細觀察。很少精確并詳細地產生這些圖像來使觀察者確信它們是真實顯示的物體。同樣，它們很少(如果曾經有過的話)在觀察者可接觸到的范圍內顯示，來讓觀察者可試著觸摸它們，且在意識到三維圖像懸掛在半空中時感到驚訝。因此，有了術語“空中圖像”。同樣，就我所知，不可能產生這樣的物體的空中圖像：站在一個位置的觀察者可在不實際接觸物體的情況下看到物體在他眼前旋轉并對其進行仔細觀察。

以下專利中揭示了空中系統的實例：D.Krause的1999年8月31日申請的美國專利第5,944,403號，和M.Dotsko的1982年9月7日申請的美國專利第4,348,187號。

在展示零售商品的例子中，珠寶交易中通常反復出現的問題是允許潛在消費者從所有側面在視覺上觀察商品(例如，珠寶)但不觸摸珠寶。應意識到，在促銷過程中，在大多數情況下觸摸珠寶迄今為止是有必要的。

使用精制珠寶的空中圖像可消除非潛在購物者觸摸珠寶的需要，并且為實際的珠寶提供安全性，同時允許隨意的觀察者和潛在消費者充分觀看珠寶，如同他們將珠寶握在他們手中一樣。

同樣在珠寶領域，晚上大多數零售商必須將精制珠寶從陳列櫥或陳列窗中移走，并從而放棄了使珠寶處于安全或遙遠位置的同時通過展覽窗或展覽櫥展示精制珠寶的機會。

在娛樂領域，可使用空中圖像顯示器來在觀察者可接觸的范圍內但觀察者卻不會接觸的空間中提供自然物體的完全現實的圖像。圖像看上去是真實物體但當試圖觸摸時卻沒有觸覺感知的效果讓人感到非同尋常。

在交易展覽中，可在相同的位置陳列物體并快速更換物體，且觀看者看到空中圖像，但并不和陳列實際物體時的情況一樣看到其身邊的實際物體。

在視頻游戲領域，可在視頻熒屏上描繪出相當高度的真實性，但正是因為屏幕的存在性，所以游戲者強烈地意識到整個場景是在視頻熒屏上。已試圖來提高或偽裝直接觀看到的視頻顯示(通常是CRT)，但結果不如人意。

在交通(尤其是飛機和汽車)領域，“抬頭”顯示器的使用正變得流行。其涉及將儀表顯示在飛機的座艙罩或汽車的擋風玻璃上的復雜的光學組件。根據本實用新型，此幻覺圖像可在飛行員或駕駛員的眼睛與座艙罩或擋風玻璃之間顯示。

這些是本實用新型的應用的少數幾個實例，且絕不是可應用本實用新型的全部應用。

在需要為許多觀察者精確地顯示物體的任何情況下，可應用本實用新型的空中圖像顯示器。其它實例包含從小學到大學的各個教育階段。在科研和醫療機構中，根據本實用新型的空中圖像顯示器可以是理想的教學工具，來同時向許多學生提供詳細內容，學生中的任何一者能夠指出對應于其它觀察者整個視線中顯示的物體區域的空中圖像區域。

根據本實用新型，光學組件在產生現實圖像方面極其精確，且并不過分復雜，從而本實用新型的空中圖像顯示器可合并到家庭周圍的主要用作個人用途的日常物體中。實例為臥室時鐘，其在附近的空間中顯示時鐘表面，且如果觀察者進入圖像空間也不會對其有任何干擾。

另外，對于顯示器常使用的球面鏡，過去一直都是使用玻璃制作。最重要的原因之一是因為，塑料技術還沒有像如今這樣發達。換句話說，工具和材料還不像今天這樣可用。金屬模具公差和成品部件可規定并保持在一英寸的上萬分之一以內。今天所用的材料更為復雜精密；塑料的熱穩定性和耐久性已經能趕上玻璃，并且能夠承受住過去只有玻璃才能承受的操作環境。

由于在鏡表面加熱成型或坍落成型后需要二次操作來制備鏡表面，因此玻璃球面鏡很昂貴。這些二次操作包含退火、研磨和拋光。退火過程用于加固玻璃，使得其足夠堅硬，以承受住研磨和拋光操作，同時添加在使用期間抵抗破損所需的額外強度。由于玻璃成型模具的容差能力和玻璃的物理性質的限制，研磨和拋光步驟是必需的。遺憾的是，研磨和拋光步驟需要大量的手工加工來生產成品，因此，它們通常被認為是半自動工藝。