顯示系統和用於向不平坦表面上投影的方法
2023-10-06 15:15:14 4
顯示系統和用於向不平坦表面上投影的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於將可變電子內容（例如視頻或數字靜態圖像）投影到曲面上的系統。所述系統包括殼體、在所述殼體內的反射器和投影儀。所述殼體具有外表面和內部空間。所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到其上的電子內容，並且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內部空間的孔。所述投影儀位於所述孔的附近，用於穿過所述孔將內容投影到所述反射器。當所述投影儀接收到轉換的內容並穿過所述孔將所述轉換的內容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉換的內容無失真地顯示給觀看者。所述系統還可提供用於在具有與品牌對應的形狀的產品容器上顯示品牌內容。
【專利說明】顯示系統和用於向不平坦表面上投影的方法
【背景技術】
[0001]消費者對購買點處的靜態圖像內容變得應接不暇。靜態圖像內容通常推廣或提供關於產品的信息以嘗試影響消費者的購買決策。然而，確定此類靜態圖像內容的有效性可能是困難的。因此在向消費者提供廣告或其他產品促銷內容方面需要新的方式以吸引消費者的注意。一種方法涉及將這些靜態表面轉換為視頻表面並提供視頻內容用於廣告，從而嘗試通過活動型的內容吸引消費者的注意。通常在推廣的產品的附近或鄰近所述推廣的產品的平面屏幕顯示裝置(例如液晶顯示裝置)上提供此視頻內容。當消費者只是觀看潛在購買產品，而未觀看顯示器時，此類廣告的有效性可能有限。因此，需要一種新的方式來在特別是可能與實際產品容器相似的曲面上遞送視頻內容。
【發明內容】
[0002]符合本發明的一種用於將可變電子內容投影到曲面上的系統包括殼體、所述殼體內的反射器、以及投影儀。所述殼體具有外表面和內部空間。所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到其上的可變電子內容，並且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內部空間的孔。所述投影儀位於所述孔的附近，用於穿過所述孔將內容投影到所述反射器。或者，所述投影儀可位於所述殼體的內部，在這樣的實施例中，不需要孔。當所述投影儀接收到轉換的內容並穿過所述孔將所述轉換的內容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉換的內容無失真地顯示給觀看者。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0003]附圖包含在本說明書中並構成本說明書的一部分，並且它們結合【具體實施方式】闡明本發明的優點和原理。在附圖中，
[0004]圖1是用於在曲面上提供可變電子內容的投影系統的分解示意圖；
[0005]圖2是用於投影系統的顯示表面的示例性組件的示意圖；
[0006]圖3是示出用於投影系統的殼體的側視圖；
[0007]圖4是用於投影系統的殼體的側面剖視圖；
[0008]圖5是用於投影系統的殼體的頂視圖；
[0009]圖6是用於投影系統的殼體的底視圖；
[0010]圖7是用於投影系統的殼體的分解透視圖；
[0011]圖8是用於投影系統的殼體的替代實施例的側視圖；
[0012]圖9a和圖9b是用於實例的光學平臺裝置構型的示意圖；
[0013]圖1Oa-1Oc是用於實例的顯示屏幕構型的示意圖；
[0014]圖11是示出用於實例的從投影儀到錐形反射鏡到顯示屏幕的光線跟蹤的示意圖；
[0015]圖12是示出用於實例的瓶形顯示器中的投影儀和錐形反射鏡構型的示意圖；
[0016]圖13是用於實例的背投膜的表徵的曲線圖；[0017]圖14是用於實例的轉向膜透鏡的剖視圖；
[0018]圖15是用於實例的轉向膜的歸一化亮度的曲線圖；
[0019]圖16是用於實例的轉向膜的歸一化亮度的曲線圖；
[0020]圖17是如實例中所使用的用於轉換內容以顯示到曲面上的圖像重映射算法的流程圖；
[0021]圖18是用於實例的樣本輸入和輸出圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明的實施例可提供購買點投影顯示系統，其意在將靜態表面轉換為電子顯示表面以顯示視頻或可變電子靜態圖像。這些表面可包括品牌特定內容在品牌特定形狀上的投影。視頻或其他電子內容在曲面上，特別是在品牌特定形狀上的投影允許有新類型的廣告、產品推廣和信息遞送。
[0023]圖1是用於在曲面上提供可變電子內容的投影系統10的分解示意圖。系統10包括內容源12、控制器14、投影儀16、彎曲顯示表面18和錐形反射器20。控制器14從內容源12接收內容並將其提供給投影儀16以經由錐形反射器20投影在顯示表面18上。可變電子內容可包括電子視頻內容或可變電子(數字)靜態圖像。
[0024]控制器14可用計算機或其他基於處理器的裝置來實現，並且內容源12可用存儲裝置來實現。控制器14可包括與投影儀16的有線或無線連接，並且它可包括與多個投影儀的連接以用於將內容顯示在組裝到不同的殼體中的許多投影系統上。控制器14可轉換待顯示的內容，或者接收已經轉換的內容。這種轉換是彎曲顯示表面18所需要的以將轉換的內容無失真地顯示給觀看者，這意味著它就像原始內容預期在平坦顯示器上看起來的那樣顯示電子內容。
[0025]錐形反射器20優選具有使得投影的內容均勻地顯示在整個顯示表面18上的錐角，如由線22和24所表示的。錐形反射器20可用例如反射鏡膜來實現，所述反射鏡膜層合或以其他方式附著到用於機械支撐的基底，以將反射鏡膜保持在期望的構型。或者，反射器可以是可熱成形的反射鏡。
[0026]錐形反射器20可具有完整錐形反射鏡以用於將內容投影到完整360°的彎曲顯示表面18上(如圖所示)，或者可具有部分錐形反射鏡以用於僅在彎曲顯示表面18的一部分上投影和顯示內容。任選地，除了徑向之外，錐形反射器20可在軸向上彎曲，從而與凸錐或曲邊錐相似，並且反射器可任選地為截頂錐。另外，在此實施例中，可使用任何旋轉對稱的表面來實現反射器。實例提供了用於計算反射器的錐角以便基本上均勻地顯示轉換內容的方法。儘管彎曲顯示表面18被示出為圓柱形表面，但其他類型的彎曲顯示表面也是可以的，包括用於顯示表面的平坦表面和不平坦表面的組合。另外，多個反射器或反射器系統可任選地與顯不表面一起使用。
[0027]圖2是用於投影系統的彎曲顯示表面18的示例性組件的示意圖。在此實施例中，顯示表面18包括轉向膜26、支撐基底28和背投膜(RPF) 30。作為RPF30的替代形式，可使用其他膜，例如具有小透鏡陣列、雙凸透鏡(lenticular)陣列、微型菲涅耳透鏡陣列或微型菲涅耳雙凸透鏡陣列的膜。轉向膜26從反射器20接收投影的內容並對投影的光重新導向，以按照期望視角提供內容。支撐基底28可用例如透明聚合物膜或玻璃柱體來實現，並為轉向膜26和背投膜30提供機械支撐。支撐基底28是可選的，因為對於某些實施例，轉向膜和顯示表面本身可具有足夠的機械支撐。彎曲顯示表面18的組件可層合或以其他方式附著在一起。或者，顯示表面可為可熱成形的屏幕。
[0028]彎曲顯示表面18可任選地在背投膜30的觀看者一側上包括另一轉向膜。可針對彎曲顯示表面的期望主視角設計轉向膜，例如觀看者直視顯示表面，仰視顯示表面，或者俯視顯示表面。另外，轉向膜可被設計為使得在偏離期望視角的軸線處，顯示表面看起來更暗。
[0029]圖3-7概念性地示出了用於容納圖1和圖2的投影系統的殼體。圖3-7分別是帶有投影系統的殼體的側視圖、側面剖視圖、頂視圖、底視圖和分解透視圖。如圖3-7所示，此實施例中的殼體包括封蓋40、與顯示表面18對應的彎曲顯示表面42、基座44和錐形反射器48。反射器48由環46支撐，所述環具有擱在顯示表面42的頂部邊緣55上的部分54。封蓋40具有底部邊緣41，所述底部邊緣可適配在環46的邊緣47上，並通過摩擦固定就位。封蓋40還具有中空空間49。基座44具有頂部環52，並且顯示表面42的底部邊緣43可適配在環52的邊緣53上，並通過摩擦固定就位。如圖所示，顯示表面42還適配在基座44的頂部上。基座44包括內壁46、外壁51以及介於壁46和51之間的中空空間45。基座44的內壁46形成孔，使得投影儀50可穿過所述孔將內容投影到反射器48，以將所述內容反射並顯示在顯示表面42上，如圖1所示。或者，投影儀可位於殼體的內部，並且在該實施例中不需要孔。殼體的組件連同顯示表面可以是可移除的(如圖7所示)，或者它們可使用例如粘合劑固定在一起。或者，殼體可由一體式外罩形成，並且殼體可形成完整的外罩或部分的外罩。
[0030]圖8是用於投影系統的殼體的替代實施例的側視圖。在此替代實施例中，投影儀60位於殼體的上方。殼體包括封蓋66、與顯不表面18對應的彎曲顯不表面68、以及基座70。封蓋66包括孔78和圍繞所述孔的中空空間80。環76可擱在顯示表面68的頂部邊緣上，並包括下環部分81以適配在顯示表面68的內部並通過摩擦將環76固定就位。封蓋66也可抵靠環76並通過摩擦固定就位。基座70包括中空空間82 (類似於基座44)，並且還包括環74。反射器72安裝在環74上，並且顯示表面68可通過摩擦抵靠環74固定就位。在使用中，投影儀60通過利用反射鏡62反射內容來穿過孔78投影內容，如線64所示。反射鏡62是可選的，因為對於某些實施例，投影儀可將內容直接投影到殼體中。投影的內容被反射器72反射以由顯示表面68顯示，如圖1所示，不同的是按照反轉的構型。此替代實施例可提供用於例如天花板安裝型投影儀。
[0031]彎曲顯示表面可位於殼體中的各種位置處。在圖3-8中，示出彎曲顯示表面位於封蓋與基座之間。然而，彎曲顯示表面可位於封蓋的位置處或基座下方。另外，基座和封蓋的高度可變化，以改變彎曲顯示表面的垂直位置。將彎曲顯示表面設置在基座與封蓋之間提供了用於顯示標籤或其他靜態內容的許多產品容器所使用的位置，這意味著由彎曲顯示表面顯示的內容在外表面與產品容器相似的殼體上的近似位置將與實際產品容器上的位置相同。
[0032]在圖3-8中，將用於投影系統的殼體示出為圓柱體僅用於示例性目的。根據例如待顯示的內容，殼體可具有各種三維形狀。殼體形狀可與帶殼體的品牌形狀對應，因此與具有指示容納於其內的產品的品牌或型號的形狀的實際產品容器相似。對於各種殼體形狀，基座和封蓋中的中空空間可用於容納實際產品。例如，中空空間可容納與殼體所相似的產品容器的品牌形狀對應的產品。這樣，殼體可看起來就像帶有產品的實際產品容器一樣，因為將無法穿過中空空間中的產品看見孔。在其他實施例中，殼體不需要具有中空空間，而是相反可通過在其上刷油漆或具有靜態內容來模擬產品。
[0033]如果殼體與品牌產品容器相似，則可基於品牌形狀來選擇內容所需的轉換類型。控制器可存儲與特定品牌形狀相關的轉換算法，並選擇在特定品牌形狀上無失真地顯示內容所需的算法。作為替代，控制器可將與特定形狀相關聯的彎曲顯示表面數位化，以便針對特定數位化彎曲顯示表面選擇轉換內容的算法。數位化表面可通過例如尺寸、高度和形狀的參數來表徵。選擇的算法可針對彎曲顯示表面的特定形狀執行內容的像素重映射。內容可被轉換並存儲以便於稍後顯示，或者可根據算法基本上實時地轉換。
[0034]實例提供了用於實現殼體和投影系統的示例性材料和組件，但也可使用其他類型的材料和組件。另外，實例提供了用於像素重映射以進行圖像轉換的示例性算法，所述算法可存儲在軟體或固件中並由控制器執行。或者，所述算法可存儲在硬體(例如定製的集成電路晶片)或者硬體和軟體的組合中。
[0035]實M
[0036]為了說明為顯示可變電子內容而進行的靜態表面到數字曲面的轉換，我們下面詳細描述向兩升(2L)可口可樂汽水瓶(可口可樂公司(Coca-Cola Company))上投影的程序。此實例不是限制性的，而是可廣泛適用於多種圓柱形或成型表面。
[0037]光學平臺裝置
[0038]光學平臺配有Minolta LS-100亮度計(柯尼卡美能達美洲公司(Konica MinoltaSensing Americas, Inc.))> FOSTEC Ace 光源(肖特公司(SCHOTT Corporation))和光纖光導。將光導聯接到旋轉臺上的樣本夾持器。類似地將亮度計適配到獨立的旋轉臺上。除非另外指明，否則使用約3平方英尺的測試樣本。圖9示出了使用的兩個光學平臺裝置，其中如圖所示，投影屏幕位於光源與檢測器之間。圖10示出了例如檢查的各種顯示屏幕構型。使用市售3M MProieO微型投影儀(3M公司)作為顯示器的視頻源。
[0039]光線跟蹤
[0040]上述圖1是投影儀、反射性錐形反射鏡以及將轉換為數字表面的360°視野標籤的建議設計布局。光線跟蹤用在設計過程中，並利用MATLAB程序(MathWorks公司)或Excel程序(微軟公司)來實現，以跟蹤ΜΡι.ο160微型投影儀光路。圖11示出了位於坐標(0，0)處的投影儀所使用的參數。我們將所有光線看作源自點光源(坐標(0，O))，所述點光源位於投影儀透鏡後面距離P1 (其中P1=4.3mm)處。距離P1由投影儀的投射直徑的公式來確定，並被定義為零投射直徑處的投射距離。
[0041 ] 投射直徑(mm) =0.50 (投射距離)+2.15 (MPro 160微型投影儀)
[0042]從投影儀到反射鏡的投射距離是生成與瓶的直徑相等的圓形圖像的距離。此直徑被選擇為105mm=2R，其中R是錐形反射鏡的基座的半徑。
[0043]然後我們定義下列參數。
[0044]H=從點光源(0，0)到錐形反射鏡的基座的垂直距離。
[0045]P2=從投影儀的前面到錐頂的距離。
[0046]對於錐的每一不同的底角ai，以下是固定變量。[0047]a3=90° -B1
[0048]a2=90° -B1
[0049]B5=B1
[0050]M=Rtan (ax)
[0051]F= (R2+M2)1/2
[0052]如圖11所示，源自點光源(0，0)的長度Z1的光線以角度a6入射在反射鏡上。下列參數取決於此光線的方向。
【權利要求】
1.一種用於將可變電子內容投影到曲面上的系統，包括: 殼體，所述殼體具有外表面和內部空間，其中所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到所述彎曲顯示表面上的可變電子內容，並且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內部空間的孔； 反射器，所述反射器位於所述殼體的所述內部空間內；和 投影儀，所述投影儀位於所述孔的附近，用於穿過所述孔將電子內容投影到所述反射器， 其中當所述投影儀接收到轉換的電子內容並穿過所述孔將所述轉換的電子內容投影到所述反射器時，所述彎曲顯示表面將所述轉換的電子內容無失真地顯示給觀看者。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述彎曲顯示表面具有圓柱形形狀。
3.根據權利要求1所述的系統，其中所述反射器包括錐。
4.根據權利要求3所述的系統，還包括附接到所述錐的基座的環。
5.根據權利要求1所述的系統，其中所述殼體具有封蓋和容納所述孔的基座，並且其中所述彎曲顯示表面位於所述基座與所述封蓋之間。
6.根據權利要求5所述的系統，其中所述基座具有作為所述殼體的所述外表面的一部分的外壁、圍繞所述孔的內壁以及介於所述外壁與所述內壁之間的中空空間。
7.根據權利要求5所述的系統，其中所述封蓋具有內部中空空間。
8.根據權利要求5所述·的系統，其中所述封蓋能夠從所述彎曲顯示表面移除，並且所述基座能夠從所述彎曲顯示表面移除。
9.根據權利要求1所述的系統，其中所述彎曲顯示表面包括: 支撐基底； 背投膜；和 轉向膜。
10.根據權利要求1所述的系統，其中所述封蓋容納所述孔。
11.根據權利要求1所述的系統，還包括控制器，所述控制器聯接到所述投影儀，用於將所述轉換的電子內容提供給所述投影儀。
12.根據權利要求1所述的系統，其中顯示在所述彎曲顯示表面上的內容與所述殼體的所述外表面的形狀有關。
13.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變電子內容包括電子視頻內容。
14.根據權利要求1所述的系統，其中所述可變電子內容包括可變電子靜態圖像。
15.一種用於將可變電子內容投影到曲面上的方法，包括: 接收與特定產品有關的可變電子內容； 選擇與和所述特定產品相關聯的容器相似的殼體，其中所述殼體包括外表面和內部空間，其中所述外表面的至少一部分是彎曲顯示表面，所述彎曲顯示表面能夠顯示投影到所述彎曲顯示表面上的所述可變電子內容，並且所述外表面的至少一部分具有穿過所述外表面到所述內部空間的孔； 基於所述特定產品確定用於所述可變電子內容的轉換類型，使得當按照所述轉換類型轉換的內容穿過所述孔投影到所述彎曲顯示表面時，所述彎曲顯示表面將所述轉換的內容無失真地顯示給觀看者。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產品有關的可變電子內容的步驟包括接收標識所述特定產品的內容。
17.根據權利要求15所述的方法，其中所述選擇與和所述特定產品相關聯的容器相似的殼體的步驟包括選擇具有介於所述外表面與所述內部空間之間的中空空間的殼體，其中所述中空空間能夠容納所述特定產品。
18.根據權利要求15所述的方法，其中所述選擇與和所述特定產品相關聯的容器相似的殼體的步驟包括選擇容納反射器的殼體，所述反射器用於將所述轉換的內容從所述投影儀向所述彎曲顯示表面重新導向。
19.根據權利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產品有關的可變電子內容的步驟包括接收電子視頻內容。
20.根據權利要求15所述的方法，其中所述接收與特定產品有關的可變電子內容的步驟包括接收可變電子靜態圖像。
【文檔編號】G09F19/18GK103597406SQ201280028232
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月21日 優先權日:2011年6月22日
【發明者】拉爾夫·R·羅伯茨, 格倫·E·卡斯納, 布雷特·J·西特爾, 簡·K·瓦爾達納, 布賴恩·T·韋伯, 肯尼思·A·愛潑斯坦, 馬丁·B·沃爾克, 派屈克·A·託馬斯 申請人:3M創新有限公司