ПОРТАТИВНОЕ ОКОНЕЧНОЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ И ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА Российский патент 2023 года по МПК G03H1/22 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по закону 35 в Своде законов США, §119(e) согласно предварительной заявке на патент США № 62/816,811, именуемой «ПОРТАТИВНОЕ ОКОНЕЧНОЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЕЦИРОВАНИЯ И ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА», поданной 11 марта 2019 г., содержание которой включено в настоящую заявку во всей своей полноте во всех отношениях.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Изобретение относится к системам отображения для портативных электронных устройств и, в частности, к вспомогательным системам отображения для использования в таких устройствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки/настольные компьютеры и прочие электронные устройства стали важнейшими пользовательскими устройствами. В последние годы введение разработки и реализации программного обеспечения Дополненной Реальности (AR) позволило разработчикам создавать среды с погружением и интерактивные среды. Однако и использование электронной техники общего назначения, и программное обеспечение AR зависят от технологии двумерных экранов и управления камерой для создания этих сред, вследствие чего возникают сложности у разработчиков и разочарование у потребителей.

[0004] В целях дальнейшего совершенствования взаимодействия с электронной техникой созданы также очки или гарнитуры Виртуальной Реальности (VR) и AR. Однако у разработчиков систем VR и AR возникло множество проблем, таких как сложность программирования, интенсивное использование CPU, сложность изготовления и т.п. Применение систем AR и VR может также иметь негативные последствия для потребителей. Например, некоторые пользователи оборудования VR и AR испытывают зрительное утомление, головные боли, мигреневые боли, тошноту и, возможно, просто испытывают в основном неприятные ощущения при использовании такого оборудования.

[0005] С возрастанием сложности программного обеспечения AR и желания массового пользователя получать удовольствие от сред дополненной реальности появилась необходимость в повышении функциональных возможностей проецирования и восприятия AR для дальнейшего ускорения развития систем расширенной реальности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В данном документе раскрывается вспомогательное устройство на основе складного голографического интерактивного дисплея для использования с вычислительным устройством и/или устройством связи. Раскрываемое портативное, складное, оконечное устройство отображения может принимать данные, вводимые, например, от портативного электронного устройства, такого как сотовый телефон, цифровой телефон, персональный компьютер или планшетный компьютер, и проецировать принимаемые входные данные на некоторое поле голографического дисплея. В сочетании с программным обеспечением Дополненной Реальности (AR) создается голографическая проекция AR. Это позволяет пользователю воспринимать голографическую среду или объект, находящийся в среде, окружающей пользовательское портативное вычислительное устройство. Вспомогательное устройство интерактивного дисплея выполнено с возможностью приема вводимых пользователем данных, например, посредством сенсорного экрана, расположенного в поле голографического дисплея или вблизи него. Это предусматривает множество функций программирования высокого уровня и пользовательского ввода, принимаемых вспомогательным средством интерактивного отображения и выдаваемых в присоединенное к нему вычислительное устройство (например, пользовательский цифровой телефон). Устройство содержит голографическое поле зрения, использующее отражающую прозрачную поверхность, причем экран вспомогательного средства может быть расположен над областью зрения электронного устройства для создания голографического эффекта. Голографическая система отображения, реализованная с помощью данного вспомогательного средства, может содержать экран защитного кожуха, фольгу или прозрачную отражающую поверхность, такую как светоделитель, сенсорный экран и проектор. Проектор может состоять из Жидкокристаллического (LCD) экрана, экрана на Органических Светодиодах (OLED), проектора изображений или другого типа устройства проецирования изображений. Вспомогательное устройство интерактивного дисплея предпочтительно выполнено со складными шарнирами, тем самым позволяя голографическому полю зрения уменьшаться до подходящего и удобного для пользователя размера, а затем вновь раскрываться.

[0007] Реализации вспомогательного устройства легко адаптируются с незначительными изменениями размеров и могут применяться в целом ряде устройств: мобильных телефонах, планшетах, персональных компьютерах (PC) и любом вычислительном устройстве, способном отправлять внешний видеосигнал. Видеосигнал может отправляться через любой стандартный порт ввода электронного сигнала в каждом устройстве, Универсальную Последовательную Шину (USB), USB-C, разъем Lightning, HDMI и переноситься вспомогательным средством на голографический дисплей.

[0008] Вспомогательное устройство может использоваться для обеспечения комфортного поля зрения для любой применяющейся в настоящее время функции мобильного телефона, планшета или PC, такой как проведение игр, передача сообщений, проведение видеоконференций, разработка программного обеспечения, просмотр и дизайн веб-страниц, а также взаимодействие с социальными сетями. Вспомогательное средство содержит «плавающий» сенсорный экран, фиксируемый отдельным опорным шарниром и обеспечивающий пользователям сенсорное управление, которое при отправке назад в операционную систему прикрепляемого устройства позволяет управлять голографически проецируемой средой.

[0009] В некоторых вариантах осуществления вспомогательное устройство содержит внутреннюю батарею для электропитания и вспомогательного средства проецирования, и электронного устройства, с котором соединено вспомогательное устройство. Когда шарниры голографического дисплея раскрываются до своих полных углов зрения, они также служат в качестве идеальной подставки для мобильных телефонов, чтобы улучшить восприятие и при наблюдении обычного экрана, и при голографическом наблюдении при использовании функций телефона.

[0010] В одной реализации узел голографического дисплея вспомогательного средства содержит фольгу голографического проецирования, поддерживаемую защитным полимерным слоем с изгибом в вершине угла поворота оси. В некоторых вариантах осуществления к защитному полимеру может быть добавлено отражающее покрытие с высоким коэффициентом преломления для формирования второй голографической проекции позади исходной голографической фольги, благодаря чему в проецируемом изображении создается дополнительная глубина. Еще в одном варианте осуществления может быть добавлен просветляющий слой для исключения всего проецируемого светового излучения и возврата системы к проецированию отдельных изображений. Изогнутая фольга и подстилающий защитный полимер соединены посредством второго шарнира с проектором изображений, следовательно, проектор соединен на своей противоположной стороне с самим узлом кожуха.

[0011] При использовании проектора на LCD, OLED или дисплее иного типа над экраном может быть установлено горизонтальное поляризующее стекло для предотвращения наблюдения пользователем проекции от ее исходного источника, благодаря чему улучшается общее восприятие голограммы.

[0012] В некоторых вариантах осуществления голографическая проекция отображается с помощью одной или более увеличивающих линз или на множестве отражающих экранов под переменными углами для отображения проецируемого светового излучения, тем самым создавая большее поле зрения и изменяя или преобразуя проецируемые изображения для создания различных систем наблюдения.

[0013] При раскрытии сложенной голографической области из своего сложенного положения второй шарнир, соединяющий панель OLED- или LCD-проектора с голографической фольгой и защитным кожухом, может быть переведен в горизонтальную позицию для наблюдения или в вертикальную в качестве опорной подставки для улучшения наблюдения.

[0014] В одном аспекте изобретение относится к голографической системе отображения для портативного электронного устройства. Система отображения содержит корпус, выполненный с возможностью размещения портативного электронного устройства, и проектор, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом. Проектор содержит проекционный экран для формирования изображений. Отражающий элемент соединен с проектором вторым шарнирным элементом. Отражающий элемент ориентирован таким образом, чтобы отражать свет от изображения с целью создания голографических изображений, видимых пользователю портативного электронного устройства. Корпус может содержать разъем для приема от портативного электронного устройства видеосигнала, формирующего изображения.

[0015] Голографическая система отображения может дополнительно содержать по существу прозрачный сенсорный экран, прикрепленный к первому шарнирному элементу. По существу прозрачный сенсорный экран может являться перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся на одной оптической оси с голографическими изображениями, и сложенным состоянием, по существу параллельным поверхности проекционного экрана. Проекционный экран может являться перемещаемым между вытянутым состоянием, по существу перпендикулярным дисплейному экрану портативного электронного устройства, и сложенным состоянием, по существу параллельным задней поверхности портативного электронного устройства. Отражающий элемент может являться перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся под острым углом к проекционному экрану, и сложенным состоянием, по существу параллельным проекционному экрану. Отражающий элемент может быть по существу прозрачным. В одной реализации отражающий элемент может содержать голографическую фольгу, поддерживаемую защитным кожухом.

[0016] Еще в одном аспекте изобретение относится к голографической системе отображения для портативного электронного устройства, которое содержит корпус и складное голографическое проекционное устройство. Корпус выполнен с возможностью размещения портативного электронного устройства и складного голографического проекционного устройства, соединенного с корпусом. Складное проекционное устройство выполнено с возможностью установки в вытянутое состояние и сложенное состояние. При эксплуатации системы отображения складное голографическое проекционное устройство выполнено с возможностью генерирования голографических изображений, видимых пользователю портативного электронного устройства при установке складного голографического проекционного устройства в вытянутое состояние. При установке в сложенное состояние складное голографическое проекционное устройство принимает в основном плоскую форму, по существу параллельную задней поверхности корпуса.

[0017] Складное голографическое проекционное устройство может содержать проектор, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом. Проектор содержит проекционный экран для генерирования изображений. Складное голографическое проекционное устройство может дополнительно содержать отражающий элемент, соединенный с проектором вторым шарнирным элементом, причем отражающий элемент ориентирован таким образом, чтобы отражать свет от изображений с целью создания голографических изображений. По существу прозрачный сенсорный экран может быть прикреплен к первому шарнирному элементу и являться перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся на одной оптической оси с голографическими изображениями, и сложенным состоянием, по существу параллельным поверхности проекционного экрана.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Для получения более полного представления о характере и целях различных вариантов осуществления изобретения следует обратиться к нижеследующему подробному описанию, приводимому вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0019] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид спереди проекционного вспомогательного средства со вставленным телефоном.

[0020] Фиг. 2 представляет собой перспективный вид варианта осуществления голографической системы отображения, на котором узел голографического дисплея находится в закрытом положении, при этом телефон или иное портативное электронное устройство вставлено в корпус системы отображения.

[0021] На фиг. 3 изображена точка наблюдения пользователей и угол проецирования, когда система является работающей.

[0022] Фиг. 4A-4D иллюстрируют ряд видов снизу варианта осуществления голографической системы отображения, на которых узел голографического дисплея переводится из полностью сложенного состояния в частично и полностью развернутые состояния.

[0023] На фиг. 5 изображен вид сверху варианта осуществления голографической системы отображения, показанного на перспективном виде на фиг. 2.

[0024] На фиг. 6 изображен вид сверху показанной на фиг. 2 голографической системы отображения после завершения первого движения, соединенного с раскрытием сложенного узла голографического дисплея.

[0025] На фиг. 7 изображен вид сверху показанной на фиг. 2 голографической системы отображения после завершения второго движения, соединенного с раскрытием сложенного узла голографического дисплея.

[0026] На фиг. 8 изображен вид сверху показанной на фиг. 2 голографической системы отображения после завершения третьего движения, соединенного с раскрытием сложенного узла голографического дисплея.

[0027] На фиг. 9 изображен вид сверху показанной на фиг. 2 голографической системы отображения, при этом узел голографического дисплея находится в полностью раскрытом состоянии.

[0028] Фиг. 10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример набора компонентов, входящих в состав варианта осуществления голографической системы отображения для портативного электронного устройства в соответствии с изобретением.

[0029] Фиг. 11A-11C иллюстрируют пример развертывания и использования варианта осуществления голографической системы отображения настоящего изобретения вместе с портативным электронным устройством.

[0030] Фиг. 12A-12D иллюстрируют пример прототипа варианта осуществления голографической системы отображения для использования с портативным электронным устройством в соответствии с изобретением.

[0031] Фиг. 13 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую процедуру для развертывания узла голографического дисплея в соответствии с вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0032] Несмотря на то, что в данном документе описываются различные варианты осуществления, следует понимать, что они представлены лишь в качестве примера, а не ограничения. Они не претендует на исчерпывающий характер или ограничение формулы изобретения точными раскрываемыми формами. Безусловно, в свете изложенного в данном документе возможны различные варианты осуществления. Варианты осуществления выбраны и описаны с целью наилучшего объяснения принципов описываемых систем и способов и их практических применений, благодаря чему они позволяют другим специалистам в данной области техники наилучшим образом использовать описываемые системы и способы, а также различные варианты осуществления с различными модификациями, подходящие для конкретного предполагаемого применения.

[0033] Варианты осуществления настоящей системы рассматриваются ниже применительно к фиг. 1-13. Необходимо отметить, что иллюстрации на чертежах являются лишь типичными образцами и выполнены не в масштабе, вместе с тем, особое внимание уделено наглядному иллюстрированию принципов изобретения и его раскрываемых вариантов осуществления. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что представленное в данном документе подробное описание этих чертежей приведено в пояснительных целях, поскольку изобретение выходит за рамки этих ограниченных вариантов осуществления.

[0034] В вариантах осуществления, раскрываемых в данном документе, предлагается голографическая система отображения, содержащая защитный корпус для портативного электронного устройства. Узел складного голографического проектора, прикрепленный к корпусу, может содержать отражающий или частично отражающий экран для проецирования виртуальных (например, свободно плавающих) изображений от прикрепляемого снаружи дисплейного экрана или проектора. Экраны с переменными коэффициентами отражения используются для увеличения величины отражаемого светового излучения и тем самым повышения воспринимаемой пользователем яркости или интенсивности воспринимаемого изображения. Отражающий экран размещается также в складной шарнирной системе для уменьшения размеров и для портативности, чтобы улучшить восприятие и функцию пользователя. Для дополнительной пользы голографическая система отображения не только содержит корпус для обеспечения защитного, декоративного или текстурированного покрытия для электронного устройства, возможности голографического дисплея системы могут также дополнить и улучшать впечатление пользователей от просмотра. Раскрываемая система также содержит внутреннюю перезаряжаемую батарею, способную и осуществлять электропитание функционирования голографического дисплея, и служить в качестве дополнительной батареи для присоединенных электронных устройств. Раскрываемая система хорошо подходит для стационарных питаемых электронных устройств (настольных компьютеров) и, в частности, питающихся от батареи, переносных, портативных электронных устройств, таких как ноутбуки или планшетные компьютеры (PC, Mac, linux, Chromebook и т.д.), портативных мультимедийных проигрывателей, смартфонов, гибридных устройств планшет-смартфон и портативных игровых устройств.

[0035] Фиг. 1-9 иллюстрируют голографическую систему 100 отображения для портативного электронного устройства 10 (например, смартфона) в соответствии с изобретением. Как описывается в данном документе, голографическая система 100 отображения содержит основную часть 111 корпуса для размещения электронного устройства 10 и узел 120 голографического дисплея. Узел 120 голографического дисплея содержит складную шарнирную систему для установки в определенное положение внешнего видеопроектора, такого как дисплейный экран 203, относительно отражающего или частично отражающего экрана 200. Основная часть 111 корпуса выполнена с возможностью установки и надежного удержания портативного электронного устройства 10.

[0036] Далее рассмотрим, в частности, фиг. 1, которая представляет собой перспективное отображение спереди голографической системы 100 отображения, прикрепленной к электронному устройству 10. На фиг. 1 узел 120 голографического дисплея находится в полностью развернутом и включенном состоянии. При эксплуатации видеосигнал отправляется в голографическую систему 100 отображения из внешнего подключаемого порта прикрепленного электронного устройства 10 посредством USB, USB-C, Lightning или иного распространенного кабеля со штепсельным соединением, способного и передавать энергию, и отправлять/принимать информационные сигналы. В некоторых вариантах осуществления это кабельное соединение во время изготовления адаптируют исходя из характеристик интерфейса кабель-штепсель устройства 10, в котором должна применяться система 100 отображения. В сложенном состоянии голографическая шарнирная система свободно умещается на задней стороне корпуса устройства 100 для удобства использования. Складная шарнирная система узла 120 голографического дисплея прикреплена к основной части 111 корпуса посредством прикрепленной, выступающей основной части 112a шарнира, которая сформирована в самом материале корпуса и, следовательно, соединяется посредством дисплейной панели 203 со вторым, плавающим шарниром 113a с центральным разделителем 113b, на котором защитная панель 201 и отражающий экран 202 прикреплены для вращения.

[0037] Как показано на фиг. 1, в полностью развернутом состоянии видеопроектор в виде дисплейного экрана 203 подвешен под углом 90° относительно прикрепленного шарнира 112a корпуса 111. Когда визуальный контент 210 отображается на дисплейном экране 203 в соответствии с видеосигналом от электронного устройства 10, свет, проецируемый дисплейным экраном 203, отражается вперед от отражающего или частично отражающего экрана 202 таким образом, чтобы формировать виртуальное изображение 211 (т.е. голограмму), соответствующее контенту 210. Пользователь устройства 10 будет воспринимать виртуальное изображение 211 висящим или плавающим над электронным устройством 10. В одном варианте осуществления виртуальное изображение 211 образует голограмму на основе эффекта призрака Пеппера, формируемую путем ориентации отражающего экрана 202 под углом приблизительно 45 градусов относительно дисплейного экрана 203. Экран 202 предпочтительно является по существу прозрачным и тем самым невидимым человеку-наблюдателю.

[0038] Фиг. 2 представляет собой перспективный вид варианта осуществления голографической системы 100 отображения, на котором узел 120 голографического дисплея находится в закрытом положении, при этом телефон или иное портативное электронное устройство 10 вставлено в основную часть 111 корпуса системы отображения. Чтобы не затруднять использование любых камер и датчиков устройства 10, выемки в посадочном месте 114 внешнего корпуса основной части 111 корпуса размещаются таким образом, чтобы у камер было достаточно пространства для обеспечения ими полной видимости при функционировании. Предусмотрено также достаточно большое пространство 116 выреза, чтобы обеспечить место для положений какого-либо объектива или датчика устройства 10. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что посадочное место 114 корпуса может быть выполнено таким образом, чтобы оно могло включать в себя выемки, вырезы и т.п. для размещения камер и датчиков различных типов и моделей портативных электронных устройств. Боковые стороны 115 корпуса 111 могут быть предназначены и рассчитаны по размеру для равномерного, безукоризненного прилегания вокруг электронного устройства 10 благодаря использованию текстуры мягкого силикона или резины для надевания на угловые ребра устройства 10.

[0039] На фиг. 3 изображено положение V пользовательского устройства 10 относительно отражающего или частично отражающего экрана 202. В случае, когда отражающий экран 202 и защитный кожух 201 находятся под углом 45°, идеальный угол наблюдения составляет от 110° до 180°, когда узел 120 голографического дисплея и электронное устройство 10 обращены к наблюдателю. Отражающий или частично отражающий экран 202 может представлять собой стекло, решетку, акриловую смолу, ткань, иметь с глянцевое покрытие и т.п. Может также использоваться множество слоев (например, клееных). В некоторых вариантах осуществления для реализации отражающего или частично отражающего экрана 202 может использоваться зеркальное стекло или листовая сталь. В одном варианте осуществления экран 202 реализуется с использованием светоделителя, состоящего из множества оптически прозрачных материалов, например, пластмассы, полимера, акриловой смолы или иных акриловых материалов (таких как полиамидные акриловые соединения, полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонат, сополимер метилметакрилата и стирола, стиролакрилонитрил, акрилонитрил-бутадиен-стирол), либо иных соединений из аналогичных подгрупп. В некоторых вариантах осуществления экран 202 содержит акриловый полимер, например, продаваемый под торговой маркой ПЛЕКСИГЛАС или ЛЕКСАН. Коэффициент преломления отражающего полимера предпочтительно превышает 1,3. В некоторых вариантах осуществления могут добавляться покрытия на основе полимера с высоким коэффициентом преломления или глянцевые покрытия для увеличения преломления света или увеличения интенсивности света, проецируемого в поле зрения. В некоторых вариантах осуществления оптически прозрачный материал может быть адаптирован и/или покрыт самыми разными оптическими покрытиями.

[0040] Фиг. 4A-4D иллюстрируют последовательность видов снизу голографической системы 100 отображения, на которых узел 120 голографического дисплея переводится из полностью сложенного состояние в частично и полностью развернутые состояния. Как показано на чертежах, на фиг. 4A и фиг. 5 изображена голографическая система 100 отображения, при этом узел 120 голографического дисплея находится в полностью сложенном состоянии.

[0041] Далее, в соответствии с фиг. 4B и фиг. 6, чтобы раскрыть сложенную голографическую область наблюдения, соединенный опорный шарнир 112a поворачивается на угол 90° относительно корпуса 111. При этом второй шарнир 113a устанавливается в свое плавающее положение, соединенное небольшой надставкой 205, проходящей от ее подвижного щитка 204, который закреплен на нижней стороне дисплейной панели 203.

[0042] На фиг. 4C и фиг. 7 плавающий шарнир 113a последовательно поворачивается для корректировки защитного экрана 201 и отражающего экрана 202 с целью установки отражающего экрана под углом 45° относительно дисплейного экрана 203. Предпочтительно плавающий шарнир 113a содержит положение упора, которое позволяет отражающему экрану поворачиваться только между углами 0° и 45° относительно дисплейного экрана 203.

[0043] На фиг. 4D и фиг. 8 после того, как отражающий экран 202 раскрывается в свое изогнутое положение под углом 45°, стеклянный или аналогичный сенсорный экран (например, емкостный сенсорный экран) 206, который прикреплен к центральному разделителю 112b опорного шарнира 112a, поворачивается в свое раскрытое положение под углом 90° относительно дисплейного экрана 203. Сенсорный экран 206 является необязательным, и другие варианты осуществления могут не содержать сенсорный экран. В вариантах осуществления, в которых сенсорный экран не используется, голографическая отражающий экран 202 может достигать своего оптимального угла наблюдения с помощью вспомогательного подпружиненного шарнира, либо он может быть установлен вручную в свое фиксированное положение под углом 45°. В качестве альтернативы, другие варианты осуществления могут содержать «не стеклянные» сенсорные экраны, такие как не стеклянное сенсорное поле, реализуемое с использованием инфракрасного (IR) источника.

[0044] После того, как сенсорный экран 206 повернут в свое раскрытое положение, плавающий шарнир 113a и соединенная с ним надставка 205 укладываются внутрь, чтобы уместиться внутри подвижного щитка 204, закрепленного под нижней стороной дисплейного экрана 203. Скользящее движение обеспечивается с помощью скоб по сторонам дисплейного экрана 207, чтобы закрепить на своем месте положение всех углов. Изгиб 209 в верхней части защитного экрана 201 со стыком отражающего экрана 202 с защитным экраном 208 образует точку обхвата для сенсорного экрана 206, тем самым запирая все необходимые изогнутые плоскости в некотором положении. Когда необходимость в дисплее отпадает, все плоскости в голографической системе 200 могут быть уложены в порядке, обратном движениям раскрытия экранов, для возврата в свое сложенное состояние позади электронного устройства 10.

[0045] На фиг. 9 изображен вид сверху приведенной на фиг. 2 голографической системы отображения, при этом узел голографического дисплея находится в полностью раскрытом состоянии. В некоторых вариантах осуществления позади голографического оборудования устанавливается черный экран или затемненный задний фон, чтобы увеличить видимость оптического отражения, благодаря чему улучшается голограмма. В таких вариантах осуществления затемненная задняя панель (не показана) может быть прикреплена к плавающему шарниру 113a и размещена позади отражающего экрана 202. То есть такая задняя панель может поворачиваться шарниром 113a, например, на угол приблизительно 90° относительно дисплейного экрана 203 (приблизительно 45° относительно отражающего экрана 202 в развернутом состоянии).

[0046] Фиг. 10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример набора компонентов, входящих в состав вариант осуществления голографической системы 500 отображения для портативного электронного устройства 510 в соответствии с изобретением. Как показано на чертеже, голографическая система 500 отображения содержит узел 520 голографического дисплея, содержащий дисплей 530 на органических светодиодах (OLED) и сенсорный экран 540. В приведенном на фиг. 10 варианте осуществления отражающая поверхность и складной шарнирный механизм узла 520 голографического дисплея не являются электронными компонентами и вследствие этого не показаны. Элемент 550 концентратора и устройства управления дисплеем традиционно управляет OLED-дисплеем 530 в соответствии с изображением или видеосигналом, выдаваемым портативным электронным устройством 510. В альтернативных вариантах осуществления голографическая система 500 отображения может содержать память (не показана) для кэширования данных изображений или видео, выдаваемых в OLDED-дисплей 530. Элемент 550 концентратора и устройства управления дисплеем также принимает соединенные с касаниями данные от сенсорного контроллера 560, функционально соединенного с сенсорным экраном 540. В некоторых вариантах осуществления элемент 550 концентратора и устройства управления дисплеем может выдавать эти соединенные с касаниями данные в портативное электронное устройство 510, которое может быть выполнено с возможностью, например, корректировки или модификации изображения или видеосигнала, выдаваемого им в элемент 550 концентратора и устройства управления дисплеем. В других вариантах осуществления элемент 550 концентратора и устройства управления дисплеем может быть выполнен с возможностью изменения изображения, создаваемого OLED-дисплеем 540 в ответ на соединенную с касаниями информацию иным способом, например, образуя наложенное на OLED-дисплей 530 изображение видеосигнала. В одном варианте осуществления голографическая система 500 отображения дополнительно содержит внешнюю батарею 570 для подачи электропитания в свои электронные компоненты.

[0047] Фиг. 11A-C иллюстрируют пример развертывания и использования варианта осуществления голографической системы 600 отображения настоящего изобретения вместе с портативным электронным устройством 610. Как показано на чертеже, портативное электронное устройство 610 может быть вставлено в гибкий корпус 611 системы 600 отображения путем передвижения нижнего конца 616 портативного электронного устройства в продольном направлении L до тех пор, пока оно не сядет на нижнюю кромку 618 корпуса 611. В одном варианте осуществления голографические изображения, формируемые системой 600 отображения, могут занимать голографическое поле 630 зрения, двумерное сечение которого имеет площадь, соизмеримую с площадью дисплейного экрана 640 портативного электронного устройства 610. На фиг. 11A и 11B изображен контур голографического поля 630 зрения, чтобы показать полезную область голографического экрана по сравнению с дисплейным экраном 640.

[0048] Фиг. 11C иллюстрирует, что поле 630 зрения может использоваться вместе с дисплейным экраном 640 для представления изображений и/или выбираемых элементов пользовательского интерфейса (например, пиктограмм приложений). Например, изображения, воспроизводимые дисплейным экраном 640, могут быть расширены на поле 630 зрения (таким образом, чтобы такие изображения воспроизводились совместно с помощью дисплейного экрана 640 и поля 630 зрения). В качестве альтернативы, дисплейный экран 640 может отображать некоторые изображения, а другие голографические изображения могут отдельно и независимо от них воспроизводиться с помощью поля 630 зрения.

[0049] Фиг. 12A-12D иллюстрируют пример прототипа варианта осуществления голографической системы 700 отображения для использования с портативным электронным устройством 710 в соответствии с изобретением. Система отображения содержит корпус 714, складной узел 720 голографического дисплея, имеющий дисплейный экран 730, отражатель 734 и по существу прозрачный сенсорный экран 738. Корпус 714 надежно удерживает портативное электронное устройство 710 и соединен со складным узлом 720 голографического дисплея одним или более шарнирами описываемого в данном документе типа. На фиг. 12A приведен вид спереди голографической системы 700 отображения и портативного электронного устройства 710, на котором узел 720 голографического дисплея находится в раскрытом, т.е. не сложенном состоянии. Фиг. 12B представляет собой вид спереди голографической системы 700 отображения и портативного электронного устройства 710, на котором узел 720 голографического дисплея находится в сложенном, закрытом состоянии. Фиг. 12C иллюстрирует вид в изометрии голографической системы 700 отображения и портативного электронного устройства 710, на котором узел 720 голографического дисплея находится в раскрытом, т.е. не сложенном, состоянии. Фиг. 12D иллюстрирует вид в изометрии голографической системы 700 отображения и портативного электронного устройства 710, на котором узел 720 голографического дисплея находится в сложенном, закрытом состоянии.

[0050] Рассмотрим далее фиг. 13, представляющую собой структурную схему, иллюстрирующую процедуру развертывания узла голографического дисплея в соответствии с вариантом осуществления. Процедура включает в себя создание голографической системы отображения, содержащей узел голографического дисплея, который имеет проекционный экран, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом, отражающий элемент, соединенный с проектором вторым шарнирным элементом, и прозрачный сенсорный экран, шарнирно закрепленный на корпусе (этап 1302). Первый шарнирный элемент поворачивается для установления проекционного экрана под первым заданным углом относительно поверхности корпуса (этап 1304). Процедура включает в себя поворот второго шарнирного элемента для установления отражающего элемента под вторым заданным углом относительно проекционного экрана (этап 1308). Прозрачный сенсорный экран, шарнирно закрепленный на корпусе, поворачивается в третий заданный угол относительно проекционного экрана (этап 1312). Процедура дополнительно включает в себя передвижение плавающего шарнира и надставки второго шарнирного элемента в подвижный щиток, расположенный под нижней стороной проекционного экрана (этап 1316).

[0051] В случаях, когда вышеописанные способы указывают на некоторые события, происходящие в некотором порядке, порядок некоторых событий может быть изменен. Кроме того, некоторые из событий могут осуществляться по возможности одновременно в параллельном процессе, а также осуществляться последовательно, как описано выше. Хотя различные модули в различных устройствах изображены расположенными в процессорах устройства, они могут также располагаться/храниться в памяти устройства (например, программных модулях) и могут быть доступными и исполняться процессорами. В этой связи, описание предполагает охват всех таких модификаций и изменений раскрываемых вариантов осуществления, находящихся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.

[0052] В предшествующем описании для объяснения использована конкретная система наименований, чтобы обеспечить полное понимание заявляемых систем и способов. Однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что для осуществления описываемых в данном документе систем и способов конкретные детали не требуются. Таким образом, предшествующие описания конкретных вариантов осуществления описываемых систем и способов представлены для наглядности и описания. Они не предполагают исчерпывающую полноту или ограничение формулы изобретения точными раскрываемыми формами; в свете вышеизложенного ясно, что возможны различные варианты осуществления данного изобретения. Варианты осуществления выбраны и описаны с целью наилучшего объяснения принципов описанных систем и способов и их практических применений, они тем самым позволяют другим специалистам в данной области техники наилучшим образом использовать описанные системы и способы, а также различные варианты осуществления с различными модификациями, подходящие для конкретного предполагаемого применения. Предполагается, что нижеследующая формула изобретения и ее эквиваленты определяют объем систем и способов, описываемых в данном документе.

[0053] Различные способы или процессы, излагаемые в данном документе, могут кодироваться как программное обеспечение, исполнимое на одном или более процессорах, которые используют любую из целого ряда операционных систем или платформ. Кроме того, такое программное обеспечение может быть написано с использованием любого из ряда подходящих языков программирования и/или инструментальные средства программирования или составления сценариев, а также может компилироваться в виде исполнимой системы команд вычислительной машины или промежуточного кода, который исполняется на программной инфраструктуре или виртуальной машине.

[0054] Примеры машинного кода включают в себя, помимо прочего, микропрограмму или микрокоманды, машинные команды, такие как создаваемые компилятором, код, используемый для создания веб-сервиса, и файлы, содержащие команды более высокого уровня, которые исполняются компьютером с использованием интерпретатора. Например, варианты осуществления могут быть реализованы с использованием императивных языков программирования (например, C, Fortran и т.д.), функциональных языков программирования (Haskell, Erlang и т.д.), языков логического программирования (например, Prolog), объектно-ориентированных языков программирования (например, Java, C++ и т.д.) или иных подходящих языков программирования и/или средств разработки приложений. Дополнительные примеры машинного кода включают в себя, помимо прочего, управляющие сигналы, зашифрованный код и сжатый код.

[0055] В связи с этим, различные идеи изобретения могут быть осуществлены в виде машиночитаемого носителя (или множества машиночитаемых носителей) (например, компьютерной памяти, одного или более гибких дисков, компакт-дисков, оптических дисков, магнитных лент, блоков флэш-памяти, схемотехнических структур в Программируемых Логических Интегральных Схемах или иных полупроводниковых устройствах, либо иного энергонезависимого носителя или физического компьютерного носителя) кодированного с помощью одной или более программ, которые при исполнении на одном или более компьютеров или иных процессоров осуществляют способы, реализующие различные варианты осуществления рассмотренного выше изобретения. Машиночитаемый носитель или носители могут являться переносимыми, благодаря чему хранящаяся на ней программа или программы могут загружаться в один или более различных компьютеров или иных процессоров для реализации различных аспектов настоящего изобретения, как отмечалось выше.

[0056] Термины «программа» или «программное обеспечение» используются в данном документе в общем смысле для обозначения любого типа машинного кода или набора исполнимых компьютером команд, которые могут использоваться для программирования компьютера или иного процессора для реализации различных аспектов вариантов осуществления, как отмечалось выше. Кроме того, следует понимать, что в соответствии с одним аспектом одна или более компьютерных программ, которые при исполнении осуществляют способы настоящего изобретения, не обязательно должны находиться на одном компьютере или процессоре, а могут быть распределены в виде модулей по множеству различных компьютеров или процессоров для реализации различных аспектов настоящего изобретения.

[0057] Исполнимые компьютером программы могут во многих формах, таких как программные модули, исполняться одним или более компьютерами или иными устройствами. Как правило, программные модули включают в себя подпрограммы, программы, объекты, компоненты, структуры данных и т.д., которые выполняют конкретные задачи или реализуют конкретные абстрактные типы данных. Как правило, функциональность программных модулей может быть произвольно объединена или распределена в различных вариантах осуществления.

[0058] Кроме того, структуры данных могут храниться на машиночитаемых носителях в любой подходящей форме. Для упрощения иллюстрации структуры данных могут быть показаны как имеющие поля, которые соединены через местоположение в структуре данных. Такие связи могут аналогичным образом достигаться путем выделения памяти для полей, местоположения которых в машиночитаемом носителе передают связь между полями. Однако для установления связи между информацией в полях структуры данных может использоваться любой подходящий механизм, в том числе, посредством использования указателей, меток, либо иные механизмы, которые устанавливают связь между элементами данных.

[0059] Кроме того, различные идеи изобретения могут быть осуществлены в виде одного или более способов, пример которых приведен выше. Действия, выполняемые при осуществлении способа, могут располагаться в определенном порядке любым подходящим способом. В этой связи, могут быть созданы варианты осуществления, в которых действия выполняются в порядке, отличном от иллюстрированного, который может включать в себя выполнение некоторых действий одновременно даже в том случае, если они изображены как последовательные действия в иллюстративных вариантах осуществления.

[0060] Следует понимать, что все определения, описанные и используемые в данном документе, имеют преимущественное право по отношению к словарным определениям, определениям в документах, включенным посредством ссылки, и/или обычным значениям описанных терминов.

[0061] Под неопределенными артиклями, используемыми в данном документе в описании и формуле изобретения, если прямо не указано обратное, следует понимать «по меньшей мере один».

[0062] Под фразой «и/или» в контексте данного документа в описании и формуле изобретения следует понимать «любой из двух или оба вместе» из объединяемых таким образом элементов, т.е. элементов, которые конъюнктивно присутствуют в некоторых случаях и дизъюнктивно присутствуют в других случаях. Множество элементов, перечисленных с «и/или», следует рассматривать аналогичным образом, т.е. «один или более» из объединяемых таким образом элементов. При необходимости могут присутствовать элементы, отличные от элементов, специально определенных выражением «и/или», независимо от того, относятся ли они к указанным специально определенным элементам. Так, в качестве неограничительного примера, ссылка на «A и/или B» при использовании вместе с открытой формулировкой, такой как «включающий в себя», может относиться в одном варианте осуществления только к A (при необходимости включая элементы, отличные от B); еще в одном варианте осуществления только к B (при необходимости включая элементы, отличные от A); еще в одном варианте осуществления и к A, и к B (при необходимости включая другие элементы); и т.д.

[0063] В контексте данного документа в описании и формуле изобретения «или» следует понимать как имеющее то же значение, что «и/или», как описано выше. Например, при разделении элементов в списке «или» или «и/или» следует рассматривать как являющиеся включающими, т.е. как включение по меньшей мере одного, но также включающими более одного, из некоторого числа или списка элементов, и, при необходимости, дополнительных неперечисленных элементов. Только термины, прямо указанные как имеющие противоположный смысл, такие как «только один из» или «ровно один из», либо, при использовании в формуле изобретения, «состоящий из», будут означать включение ровно одного элемента из некоторого числа или списка элементов. Как правило, термин «или» в контексте данного документа следует рассматривать только как указывающий исключающие альтернативы (т.е. «один или другой, но не оба») если ему предшествуют термины исключительности, такие как «любой» «один из», «только один из» или «ровно один из». «Состоящий по существу из» при использовании в формуле изобретения имеет свое обычное значение в том смысле, в каком он употребляется в области патентного права.

[0064] В контексте данного документа в описании и формуле изобретения под фразой «по меньшей мере один» при ссылке на список из одного или более элементов следует понимать по меньшей мере один элемент, выбираемый из любого одного или более элементов в списке элементов, но не обязательно включая по меньшей мере один из абсолютно всех элементов, специально перечисленных в списке элементов и не исключая любые комбинации элементов в списке элементов. Это определение также допускает возможность того, что при необходимости могут присутствовать элементы, отличные от элементов, специально определенных в списке элементов, к которым относится фраза «по меньшей мере один», независимо от того, относятся ли они к этим специально определенным элементам. Так, в качестве неограничительного примера, «по меньшей мере один из A и B» (или, что то же, «по меньшей мере один из A или B», или, что то же, «по меньшей мере один из A и/или B») может относиться в одном варианте осуществления, по меньшей мере к одному, при необходимости включая более одного A, в отсутствие B (и при необходимости включая элементы, отличные от B); еще в одном варианте осуществления по меньшей мере к одному, при необходимости включая более одного B, в отсутствие A (и при необходимости включая элементы, отличные от A); еще в одном варианте осуществления по меньшей мере к одному, при необходимости включая более одного A, и по меньшей мере одному, при необходимости включая более одного B (и при необходимости включая другие элементы); и т.д.

[0065] В формуле изобретения, а также в приведенном выше описании все переходные фразы, такие как «содержащий», «включающий», «несущий», «имеющий», «состоящий», «использующий», «заключающий в себе», «составленный из» и т.п. следует понимать как открытые, т.е. означающие «в том числе, но не исключительно». Только переходные фразы «состоящий из» и «состоящий по существу из» являются закрытыми или полузакрытыми переходными фразами, соответственно, как изложено в Руководстве по методике патентной экспертизы патентного ведомства США, раздел 2111.03.

Использование: для создания голографического изображения с помощью портативного электронного устройства. Сущность изобретения заключается в том, что система отображения содержит корпус, выполненный с возможностью размещения портативного электронного устройства, и проектор, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом. Проектор содержит проекционный экран для формирования изображений. Отражающий элемент соединен с проектором вторым шарнирным элементом. Отражающий элемент ориентирован таким образом, чтобы отражать свет от изображений с целью создания голографических изображений, видимых пользователю портативного электронного устройства. Корпус может содержать разъем для приема от портативного электронного устройства видеосигнала, формирующего изображения. Голографическая система отображения может дополнительно содержать по существу прозрачный сенсорный экран, прикрепленный к первому шарнирному элементу. Технический результат: повышение функциональных возможностей проецирования и восприятия дополненной реальности за счет обеспечения возможности создания голографического изображения в портативном электронном устройстве. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Голографическая система отображения для портативного электронного устройства, причем система отображения содержит:

корпус, выполненный с возможностью размещения портативного электронного устройства;

проектор, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом, причем проектор содержит проекционный экран для формирования изображений; и

отражающий элемент, соединенный с проектором вторым шарнирным элементом, причем отражающий элемент ориентирован таким образом, чтобы отражать свет от изображений с целью создания голографических изображений, видимых пользователю портативного электронного устройства.

2. Голографическая система отображения по п. 1, в которой корпус содержит разъем для приема видеосигнала от портативного электронного устройства, причем видеосигнал формирует изображения.

3. Голографическая система отображения по п. 1, дополнительно содержащая по существу прозрачный сенсорный экран, прикрепленный к первому шарнирному элементу.

4. Голографическая система отображения по п. 3, в которой по существу прозрачный сенсорный экран соединен с первым шарнирным элементом и является перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся на одной оптической оси с голографическими изображениями, и сложенным состоянием, по существу параллельным поверхности проекционного экрана.

5. Голографическая система отображения по п. 1, в которой проекционный экран является перемещаемым между вытянутым состоянием, по существу перпендикулярным дисплейному экрану портативного электронного устройства, и сложенным состоянием, по существу параллельным задней поверхности портативного электронного устройства.

6. Голографическая система отображения по п. 1, в которой отражающий элемент является перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся под острым углом относительно проекционного экрана, и сложенным состоянием, по существу параллельным проекционному экрану.

7. Голографическая система отображения по п. 1, в которой отражающий элемент содержит голографическую фольгу, поддерживаемую защитным кожухом.

8. Голографическая система отображения по п. 1, в которой отражающий элемент является по существу прозрачным.

9. Голографическая система отображения по п. 1, в которой проекционный экран представляет собой один из жидкокристаллического дисплейного экрана и дисплейного экрана на органических светодиодах.

10. Голографическая система отображения по п. 1, в которой второй шарнирный элемент содержит плавающий шарнир и надставку, соединенную с плавающим шарниром, причем надставка соединена с возможностью скольжения с проекционным экраном.

11. Голографическая система отображения для портативного электронного устройства, причем система отображения содержит:

корпус, выполненный с возможностью размещения портативного электронного устройства; и

складное голографическое проекционное устройство, соединенное с корпусом, причем складное проекционное устройство размещается таким образом, чтобы устанавливаться в вытянутое состояние и сложенное состояние;

причем складное голографическое проекционное устройство выполнено с возможностью формирования голографических изображений, видимых пользователю портативного электронного устройства при установлении его в вытянутое состояние, и принятия в основном плоской формы, по существу параллельной задней поверхности корпуса, при установлении его в сложенное состояние.

12. Голографическая система отображения по п. 11, в которой складное голографическое проекционное устройство содержит:

проектор, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом, причем проектор содержит проекционный экран для формирования изображения; и

отражающий элемент, соединенный с проектором вторым шарнирным элементом, причем отражающий элемент ориентирован таким образом, чтобы отражать свет от изображений с целью создания голографических изображений.

13. Голографическая система отображения по п. 12, дополнительно содержащая по существу прозрачный сенсорный экран, прикрепленный к первому шарнирному элементу.

14. Голографическая система отображения по п. 13, в которой по существу прозрачный сенсорный экран соединен с первым шарнирным элементом и является перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся на одной оптической оси с голографическими изображениями, и сложенным состоянием, по существу параллельным поверхности проекционного экрана.

15. Голографическая система отображения по п. 12, в которой проекционный экран является перемещаемым между вытянутым состоянием, по существу перпендикулярным дисплейному экрану портативного электронного устройства, и сложенным состоянием, по существу параллельным задней поверхности портативного электронного устройства.

16. Голографическая система отображения по п. 12, в которой отражающий элемент является перемещаемым между вытянутым состоянием, находящимся под острым углом относительно проекционного экрана, и сложенным состоянием, по существу параллельным проекционному экрану.

17. Способ развертывания узла голографического дисплея голографической системы отображения, причем узел голографического дисплея содержит проекционный экран, соединенный с корпусом первым шарнирным элементом, и отражающий элемент, соединенный с проектором вторым шарнирным элементом, причем способ включает в себя:

поворот первого шарнирного элемента для установки проекционного экрана под первым заданным углом относительно поверхности корпуса;

поворот второго шарнирного элемента для установки отражающего элемента под вторым заданным углом относительно проекционного экрана; и

поворот прозрачного сенсорного экрана, шарнирно закрепленного на корпусе, в третий заданный угол относительно проекционного экрана.

18. Способ по п. 17, в котором прозрачный сенсорный экран соединен с центральным разделителем первого шарнирного элемента.

19. Способ по п. 17, в котором второй шарнирный элемент содержит плавающий шарнир и надставку, соединенную с плавающим шарниром, причем способ дополнительно включает в себя перемещение надставки в подвижный щиток, расположенный под нижней частью проекционного экрана.

20. Способ по п. 17, в котором первый заданный угол составляет 90 градусов, второй заданный угол составляет 45 градусов, а третий заданный угол составляет 90 градусов.