CN1938750A - Z轴冗余显示器/多层显示器 - Google Patents

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Abstract

一种呈现一个或多个平面的显示信息的显示器系统。该显示器系统可包括以基本沿着垂直于显示器模块的显示面的Z轴的堆叠形式、用彼此隔开的关系来放置的两个或多个显示器模块。每个显示模块可被选择性地激活以显示图像或者停用成处于静止状态。此外，当激活显示器模块以显示观察图像时，可通过被停用成处于静止状态的在前的显示器模块来观察所需观察的图像。

Description

Z轴冗余显示器/多层显示器
(1)技术领域
本发明主要涉及场或者平板显示器，尤其涉及面对着潜在器件故障情况下希望和/或需要在冗余系统中实现保持连续显示性能的场或者平板显示器。本发明也可以应用于多层安全应用，它可直接采用在各个显示屏上显示不同类别层次信息(例如，不同安全层次的硬件分离)的显示器。本发明也可以应用于三维(3D)图像应用，在该应用中，清楚的Z轴信息可以通过覆盖重现而不用籍助于立视镜技术乃至“真实覆盖”功能就可以直接观察。
(2)背景技术
在显示系统必须具有最小级别故障容错的各种不同关键性应用(太空任务、飞行任务、空间任务)中，平板显示器和它们基于CRT的显示器可以通过相邻前后的双重安装获得冗余。在安装显示器的控制台表面上像常规一样布置了附加区域用于安装备用显示器和仪器仪表设备。在许多应用(例如，航空电子设备、军用交通工具部署等)中，诸如“真实状态”都是非常珍贵的，这就使得拥有主要和辅助显示器的拥挤控制台浪费了宝贵的控制台表面区域。
传统的方法是通过在控制台的X-Y表面上设置另外区域来获得冗余。由于所有这类显示器器件通常都具有不透明结构的一种因素，从而只能要求在X-Y方向上延伸。因为它们都具有固有的不透明结构，所以就不可能使用Z轴来开发冗余显示解决方案。于是，在本领域中就需要使用z轴来代替更多地消耗X-Y控制台表面区域的显示系统，这将产生许多显著的优点。
(3)发明内容
使用Z轴的本发明的第一项优点是，通过使用Z轴获得的冗余将直接释放显示器控制台的表面区域。第二项优点是空间的节省可迅速转换成更大、更容易读取的显示器。第三项优点是系统的引线路径将更短并因此而更加可靠。第四项优点是在航空电子工学中特别明显的人机工程学的优点。由于备份显示器会占据控制台的确切相同的位置，所以使用者不用将他的视线转移到控制台的其它位置上来获取重要的信息。所有的信息都可以在所有的条件下显示在同一位置上。
如果平板显示器是透明的，则原则上就不会阻止它在Z轴上以成对或者三组等方式堆叠在一起。有利于这类结构的平板显示器必须呈现出四项性能：它们必须是固有透明的，它们必须是在“关闭模式”是失效的从而避免不需要的重叠，它们必须沿着Z轴是相当薄的，以及它们必须满足要求冗余实现的特殊环境的生存标准(例如，需要冗余的环境或许是要经受温度的极限、它在初期阶段会对液晶显示器的配置产生不利影响。某些关键配置可以需要能够经受得住电磁脉冲)。
在目前的显示器技术中，事实上还没有能够呈现出所需的透明度。因此，还没有研究使用冗余显示部件的Z轴配置来获得冗余的可能性。该问题仍旧没有解决，尽管它确实是十分紧迫。
称之为Z轴冗余显示器/多层显示器的本发明，可获得能够满足上述四项标准的显示器的专有目标。在真正满足这些标准、并借助于它们来实现Z轴冗余显示器/多层显示器的显示器技术中，有一项技术是在第5,319,491号美国专利中揭示的显示器，其通过整体引用包括在此。
第5,319,491号美国专利的显示器(下文中称之为“TMOS显示器”)被认为是系统的配置到Z轴冗余显示器中的适用候选方案。它呈现出所需的透明度，它在没有动力的关闭模式中是失效的，并且它可满足与通过器件冗余要求故障容错的应用相关的性能/环境/耐受性的标准。
本发明将TMOS显示器视为在较大架构结构的模块元件。该结构，被广泛认为，涉及到采用彼此空间分开的关系来配置两个或多个TMOS显示器，所述关系保持了所有组分TMOS显示器的平面是平行的。当TMOS显示器作为重现的目标模块(按照推荐)使用时，它们之间的空隙空间在名义上是大于在各个TMOS显示器波导中所传输的最低频率光的波长，以避免由于瞬息的耦合所引起的显示器之间的串扰。该空隙间隙不能采用具有高的折射系数的材料来填充，因为TMOS显示器使用的是受抑内全反射的原理以产生图像。该间隙可以采用空气来填充或者采用与空气所呈现的折射系数(1.00-1.06)非常接近的材料来填充。本发明可以包括除满足上述标准的TMOS显示器之外的显示器；在这些可替换的候选者中所固有的限制将直接影响结构的几何尺寸。从这些观点出发，术语“模块”可以认为是TMOS显示器或者是满足本文所阐述的关键生命力标准的一般等效可替换候选者。术语“结构”是指具有空间上分开关系的两个或多个模块的系统的组成物，从而保证产生这样的组成物的利益。
在该结构中的主显示器可以是最上面/最前面的模块，并带有作为位于它下面/后面的一个或多个模块的备份显示器。在一个实施例中，仅仅只有主显示器在工作，而备份显示器处于静止状态。在主显示器出现故障时，适当的电路可检测到这一事实或者可以由操作者通知适当的电路，以切断主显示器的电源，启动下一个备份显示器，并将视频信号路由至后者。如果要获得简单以上的冗余，则辅助显示器的故障将触发第三显示器的启动等，于是就可以确保所需要的冗余。
本发明不依赖于以正确空间关系将模块固定在结构中的任何特定安装技术。它广泛地覆盖所有显示器冗余实施方式，其中在此所公开的显著特征是明显的。较好的是，在这样便于在结构内实现模块替换的安装技术中有多级混杂。在如何将信息从出现故障的主显示器路由到备份显示器(从一个模块路由到另一个模块)中也会有许多变化。本发明揭示了从其导出的这种现在和将来的混杂的成拱形架构的意义和效用。
为了达到在具有不同安全性/分类级别的数据之间的所谓“硬件分离”，可以采用相同平行模块的配置。在这种情况下，驱动电路不适合于冗余，而是要保持所显示的具有特殊安全性许可级别的数据仍在模块“堆”中的特定模块上。缺乏适当安全性许可的这类系统的用户将接受不到限定到相应模块的信息，因为该模块将是停用的或者呈现出静止的。在该模块堆中，只有用户具有许可级别的模块才能被启动并允许显示信息。
在堆是由相当多的模块所组成时，通过将这些目标的两维投影横截面编码成模块所表示的各个平面，就有可能仿真明确的三维目标。在该仿真方案下的Z轴间隔尺寸的级别将于组成堆的模块数量成正比而与模块之间的间隔成反比。
通过将所披露的结构原理应用于预期的器件就能够较容易地获得将冗余应用于“真实覆盖”的应用(例如，头盔式透视显示器)。由于两个模块都是透明的，因此在显示可视图像的结构中，真实覆盖的标准(通过显示器来观察真实世界的能力，这通常是在观察者的眼睛附近)保持在使用主显示器的标准工作模式或者在紧急情况下保持在辅助显示器的备份模式。
在真实覆盖显示器的应用情况下，就不存在着包括结构精细部分的不透明层，因为这一层与这种系统核心部分的“透视”标准不符。然而，这种不透明(黑)层可以用于提供与所产生的图像相反的参考黑背景。在该结构中实施这种不透明的背景有两种方法：(1)如果不透明的背景是静止固定的(黑色是固定的和不变的)，诸如它是碳纳米泡沫的延伸平整薄片的情况，则该层必须放在所有其它模块之后；(2)如果不透明的背景是动态的(能够在透明和不透明模式之间切换)，则该层可以如同(1)放在上面，或者将其自己在各个模块后面重现，使得该结构的各层都具有它自己的动态黑色背景。
以上已经相当广泛地勾画了本发明的一个或多个实施例的特性和技术优点，以便于能够更好地理解本发明的下列详细描述。在下文中将描述构成本发明权利要求主题的本发明的其它特性和优点。
(4)附图说明
当结合以下附图来考虑下列详细的描述时，就能够获得对本发明的更好理解。
图1示出了使用根据本发明一个实施例的两个模块结构的单级冗余；
图2示出了使用根据本发明一个实施例的三个模块结构的双级冗余；
图3示出了使用根据本发明一个实施例的n个模块结构的任意级冗余；
图4示出了根据本发明一个实施例在模块堆的末端具有单层静止不透明层的双模块结构；
图5示出了根据本发明一个实施例在模块堆的各个模块后面具有单层动态不透明层的双模块结构；
图6是用于获得根据本发明一个实施例在具有静止不透明元件的堆中包括两个模块的结构的冗余的方法的流程图；
图7是用于获得根据本发明一个实施例在各个模块后面具有动态不透明元件的堆中包括两个模块的结构的冗余的方法的流程图；
图8示出了根据本发明一个实施例的“硬件分离”多级安全性方框图；
图9示出根据本发明一个实施例具有任意间隔尺寸的明确的Z轴准三维结构；
图10示出了根据本发明一个实施例呈现出与图1、2和3所示结构相一致的冗余的“真实覆盖”系统；
图11是根据本发明一个实施例的基于图8所示典型结构以不同安全性分类实现数据的硬件分离的方法的流程图；
图12是根据本发明一个实施例的基于图9所示结构准三维图像产生方法的流程图；
图13示出了根据本发明一个实施例的平板显示器的透视图；
图14A示出了根据本发明一个实施例所处于未激活状态的像素的侧视图；
图14B示出了根据本发明一个实施例所处于激活状态的像素的侧视图；以及，
图15是根据本发明一个实施例适用于不同的模块上显示不同类别信息的方法的流程图。
(5)具体实施方式
在以下描述中，阐述了众多的具体细节，以提供对本发明的整体理解。然而，很显然，对于本领域中的熟练技术人员而言，本发明可以在没有这些细节的条件下实践。在其它实例中，以方框图的方式已经显示了众所周知的电路和算法，以便于不使本发明在一些不需要的细节显得不明显。对于大部分来说，可以忽略有关涉及时间考虑等等的细节，因为这些细节并不是获得对本发明的完整理解所必需的，并且都是在相关技术中的熟练技术人员的技能之内的。
正如在背景信息部分中所阐述的，沿着Z轴以空间分开的关系所设置的透明显示器的补充可以结合改良的人性因素工程提供有效的系统冗余特性(对于任何所给定的仪器仪表都给出主要和备份显示器的相同位置)。正如以上所述，无论是基于TMOS显示器还是基于具有所需特性的等效替换技术的透明显示器，都可以称之为模块，而多个模块组成的系统称之为结构。本发明一个实施例的基本原理如图1所示。该结构可以包括主模块100和副备份模块101，它们的主要平面表面可以由任意选择的安装机械(未显示)保持充分平行空间分开的关系。(值得注意的是，本发明并不限制于这类平行结构，它也可以应用于以相互成角度放置的模块。)本发明涉及获得有用的显示器冗余，并因此而推广适用于以正确的几何关系来安装显示器的装置。这种安装机械可以包括防震减震机械、信号互连等。在安装模块方面，本发明与任何这类混杂共存；事实上，安装机械的目的是最终选择本发明的任何给定实现。可以选择距离102来提供在正常和备份显示工作模式(例如，当100显示所需图像时，和当100已经出现故障或者已经禁止而101显示所需图像时，它可以通过现在静止的模块100来观察)的结构所需的可视性。距离102可以在尺寸上为零或者大于零。
如图13所示，各个模块100，101都可以包括通常称之为像素或者图像元素的光学快门矩阵。图13示出了模块100和101是由光导基板1301所构成，1201可进一步包括像素1302的平面矩阵。在光导基板1301的后面和与基板1301保持平行关系可以是透明的(例如，玻璃、塑料等)基板1303。值得注意的是，模块101和101可以包括图示说明之外的其它元件，诸如在第5,319,491号美国专利中所揭示的，其通过整体引用包括在此。还值得注意的是，本文所讨论的每个模块可以是图13所揭示的结构。
如图14A和14B所示，各个像素1302，可以包括玻璃基板1303、光导基板1401、透明的导电接地屏1402、可变形的弹性层1403，以及透明电极1404。
像素1302还可以包括透明的元件，为了便于描述可以由盘1405来显示(但并不限制于盘形)，它设置在电极1404的上面，并且是由高折射率的材料所制成，较佳的是与光导基板1401相同的材料所制成。
在该特殊实施例中，需要非常精确地控制在光导基板1401和盘1405之间的距离。特别是，已经发现在静止状态中，在光导基板1401和盘1405之间的距离应该大约等于光导的光波长的1.5倍，但是在任何情况下，该距离都必须保持大于一个波长。于是，据此来调整接地屏1402、变形弹性层1403和电极1404的相对厚度。在激活状态，正如以下所讨论的，盘1405必须由电容作用才能被拉倒离光导基板1401的上表面小于一个波长的距离。
在工作中，像素1302采用渐消失的耦合效应，由此通过改变变形弹性体层1403的几何尺寸使得在电容吸引效应下形成凹陷1406(如图14B所示)，可使TIP(内全反射)在像素1302受到干扰。这导致凹陷1406将盘1405带入光导基板渐渐消失的场的限度之内(一般从光导基板1401向外延伸一个波长的距离)。光的电磁波特性使得光“跳”到插入的低折射系数覆层，即变形弹性体层1403，穿过依附于静电激励的动态凹陷1406的盘1405，由此克服了光导条件和TIR。光线1407(如图14A所示)表示了静止的、光导状态。光线208(如图14B所示)表示了将光耦合到光导基板1401之外的激活状态。
在电极1404和接地屏1402之间的距离可以是相当小的，例如，1微米，并且可以由诸如室温下硫化硅的薄的沉积的变形层1403来占据。尽管电压是小的，但是在电容器平行板之间的电场(事实上，电极1404和接地屏1402形成了平行板电容器)是高的，足以产生变形力使得弹性体层1403变形，正如图14B所示。在光导基板1401中被光导的光将以大于当前折射系数临界角度的入射角度撞击变形，并将通过电极1404和盘状1405耦合出基板1401。
在电容器平行板之间的电场可以通过电容器的充电和放电来控制，这将在电极1404和接地屏1402之间有效地产生吸引。通过对电容器的充电，在平板之间的静电力强度就会增加，使得弹性体层1403变形通过电极1404和盘状1405如图14B所示将光耦合出基板1401。通过对电容器的放电，弹性体1403重新返回到它的原始几何状态，从而停止将光耦合出光导基板1401，如图14A所示。第5,319,491号美国专利揭示了与像素功能有关的其它细节，其通过整体引用包括在此。
返回图1，图1示出了呈现出简单冗余(一个备份模块)的结构，图2示出了具有双冗余结构的本发明的一个实施例(采用第二和第三模块作为主模块的备份)。主模块200与第一备份模块201是平行的空间分开关系，而第一备份模块201又与第二备份模块202是平行的空间分开关系。在主模块和第二模块之间的距离(203)和在第二和第三备份模块之间的距离(204)处处满足图1原先所揭示的标准。
图3将本发明概括为根据本发明一个实施例的任意级系统冗余和故障容错。主显示器300具有形成空间分开关系302的其它显示器，使得它形成串联的层叠序列，直至在该层叠中由最后一个模块所表示的最后级别的冗余301。在该结构中的各个元件之间的间隔301满足适用于图1所示这类空隙间隔所建立的标准。在该层叠中的任何模块都可以用于主显示器。此外，可以同时激励大于一个的模块。
图4示出了带有根据本发明一个实施例的具有附加静态不透明(黑色)平面背景的图1所示结构。模块400与备份模块401具有平行空间分开的关系403，而静态不透明平面背景402自身与备份模块402之间具有空间分开关系404。平面背景402称之为静态的是因为考虑到它一直是不透明的，并且不能够在不透明的和透明的状态之间动态移动。它为整个结构提供了比较背景，当400工作时为400，当401被激活时为401，并且显示馈送至结构的以视频信号编码的图像。
图5示出了带有根据本发明一个实施例具有附加的至少一个动态不透明(黑色)平面背景的图1所示结构。主模块500与备份模块502具有平行空间分开的关系，而500和502具有相互平行空间分开关系的有关联的不透明平面背景(分别为501和503)，使得501位于500和502之间，而503位于离开501的502的正面上。不透明的平面背景501必须能够从不透明的状态动态转换到透明的状态，而502可以是静止的或者动态的不透明的平面背景。当500工作时，501可以处于不透明(黑色)的状态。若500失效或者未工作，元件501随后将变成透明的，以便于备份模块502可以通过500和501的组合被观察到，而如果503的特性是动态的而不是静止的则可以将它设置成不透明的。
图6示出了诸如图1所示结构的简单冗余结构的算法的本发明的一个实施例。该算法应用于包括如图4所示的静止平面背景的实例。参考图6，若在步骤601中检测到主显示器出现故障，就可以确定简单冗余结构的算法600。如果没有检测到故障，则在步骤602中确定是否操作者启动切换到备份显示器。如果操作者没有启动切换到备份显示器，则在步骤603，系统时钟启动周期性轮询主显示器故障检测和操作者命令。之后，系统时钟启动周期性轮询主显示器故障检测和操作者命令，以便于在步骤601中确定是否已经检测到主显示器的故障。
如果已经检测主显示器的故障，则在步骤604，主显示器就不工作，使得主显示器处于静止的、完全透明的状态。参考步骤603，如果操作者启动切换到备份显示器，则在步骤604，使得主显示器不工作处于静止的、完全透明的状态。
在步骤605，副显示器被激活并且视频信号路由至副显示器而不再是主显示器。
这是就实现了动态平面背景，可以利用图7所示的改进算法。应该理解的是，两种算法(图6和图7)都可以容易地扩展，并因此可由本领域的任何知识进行改进，以便于对更加详细的结构掌握更高程度的系统冗余，正如图2或图3所揭示的那样。
参考图7，图7示出了本发明一个实施例的算法，其中实现了动态平面背景。在步骤701，确定是否已经检测到主显示器故障。如果没有检测到故障，则在步骤702确定是否操作者启动切换到备份显示器。如果操作者没有启动切换到备份显示器，则在步骤703，系统时钟启动周期性轮询主显示器故障检测和操作者的命令。之后，系统时钟启动周期性轮询主显示器故障检测和操作者的命令，以在步骤701确定是否已经检测到主显示器的故障。
如果已经检测到主显示器的故障，则在步骤704，主显示器就不工作而处于静止的、完全透明的状态。参照步骤703，如果操作者启动切换到备份显示器，则在步骤704，主显示器就不工作而处于静止的、完全透明的状态。
在步骤705，主显示器的动态不透明黑色层未被激活，从而使得主显示器的动态不透明层透明。此外，在步骤705，副显示器的动态底层被激活使得辅助显示器的动态底层不透明。
在步骤706，副显示器被激活并且将视频信号路由至副显示器而不是主显示器。
图8示出了本发明一个实施例的应用，其中需要显示的信息硬件分离以获得多级安全。为了说明的目的，可以假设模块800硬连线成显示所谓“不保密”信息，而模块801硬连线成显示所谓“保密”信息，而802硬连线成显示所谓“隐私”信息。具有作为部件的三层结构的信息系统是通过用户密码分析来确定哪些显示器将被激活和哪些显示器不被激活，于是可以在敏感信息的显示中提供有效的安全级别的硬件分离。平行的空间分离关系803和804遵循以上所讨论的这类空隙距离的基本原则。以下将讨论在不同模块上显示不同类别信息的方法。
图15是本发明一个实施例的方法1500的流程图，根据本发明的一个实施例，该方法适用于在不同的模块上显示不同类别的信息。
参考图15，在步骤1501，第一模块，例如模块800(图8)，被硬连线成显示不保密的信息。在一个实施例中，第一模块可硬连线成显示不保密的信息，只有当用户输入所指定的密码时才允许用户检索不保密的信息。
在步骤1502，第二模块，例如模块801(图8)，被硬连线成显示保密信息。在一个实施例中，第二模块可硬连线成显示保密信息，只有当用户输入所指定的密码时才允许检索保密的信息。该允许用户检索保密信息的密码可不同于允许用户检索不保密信息的密码。
在步骤1503，第三模块，例如模块802(图8)，被硬连线成显示隐私信息。在一个实施例中，第三模块可硬连线成显示隐私信息，只有当用户输入所指定的密码时才允许检索隐私信息。该密码可不同于允许用户检索不保密信息和保密信息的密码。
参考图9，图9示出了使用根据本发明一个实施例的由许多模块(900，901，以及在它们之间以虚线方式所表示的所有模块)所构成的任意复杂结构的可能性。各个模块都与在堆中相邻的模块形成平行的空间分开的关系902。所产生的三维图像的质量正比于模块的数量而反比于距离902，该距离决定了结构Z轴的间隔尺寸。采用适当的编码信息，就有可能产生使用该结构的准三维图像。图9所建议的实例是一个实心圆柱体，它的中心轴垂直于构成该结构的900到901的平面表面。在构成结构的堆中的各个模块显示在所要显示的三维目标和模块平面之间的交叉线。对于这一原因，所显示的在900和901之间的模块可以只显示圆柱体的外环。光输出功率的多余方向性将会损坏在结构限制中所显示的固体目标所需要的效果。
图10示出了根据本发明一个实施例包括简单(单层)冗余的“真实重叠”显示系统。在正常的工作中，观察者可以通过两个模块1000和1001来观察世界。模块1000是主显示器，它可以或不可显示叠加在通过模块所看到时的真实世界图像上的信息。呈现在1000上的这类所显示的信息可以是警示信息，或者它可以包括目标的网格线、数字增强图像等等。若模块1000出现故障或者由观察者分离，模块1001，它与模块1000具有平行空间分开关系1002，将被激活，并且观察者会再次通过模块1000和1001观察到真实世界，但在1001而不是1000的表面上发射出重叠的信息。通过定义，真实重叠显示应用不能包括任何不透明元件，诸如在本文其它显示器应用中可以发现的不透明元件。
图11是方法1100的流程图的本发明的一个实施例，该方法用于使用如图8描述中所说明的硬件分离来实现多级安全。各种不同的术语(注册、轮询，等等)都不构成限制的情景，但是广泛地与系统安全领域的任何技术人员所公知的基本原理保持一致。
参考图11，在步骤1101，确定是否对第一安全级别设置了注册标识。如果没有对第一安全级别设置了注册标识，则确定是否对第二安全级别设置了注册标识。如果没有对第二安全级别设置了注册标识，则确定是否对第三安全级别设置了注册标识。如果没有对第三安全级别设置了注册标识，则在步骤1104，就使所有的安全显示器不再工作，并返回到注册模式。在步骤1105，用户注册系统以设置确定那一个显示器在工作的安全标识。一旦设置了确定那一个显示器正在工作的安全标识，就在步骤1101，可确定是否对第一安全级别设置了注册标识。
如果对第一安全级别设置了注册标识，则在步骤1106，激活与第一级别的安全许可有关联的显示器800(图8)。在步骤1109，用户注销系统或者激活其它用于表示不工作的标识的信号量。一旦注销了系统或者激活了不在工作的标识，则所有的安全显示器都不再工作并且回到步骤1104到注册模式。
图12是方法1200的本发明的一个实施例，该方法用于使用图9所建议的多层重叠显示来实现准三维图像。为了保持投影的能量正比于在该系统中正在显示的目标的表面轮廓，仅仅只产生目标的表面。该表面与在显示器900和901之间的各个元件所产生的虚拟平面的交叉(即，包括900和901自身)提供编码的框架，该框架用于将适当的信息以图9所预期的结构馈送至各个元件。
参考图12，在步骤1201，对与在900(图9)和901(图9)之间所设置的多层中的各个显示器，确定3D目标表面与显示虚拟平面的交叉。在步骤1202，确定是否所计算的交叉都存在和能进行编码。
如果所计算的交叉都存在并能进行编码，则在步骤1203，对在3D固体目标和所选择显示器虚拟平面之间的交叉线进行编码，并且在显示器上产生图像。在步骤1204，确定是否在900和901之间的所有显示器都已经被轮询了。
然而，如果所计算的交叉都不存在和/或都不能进行编码，则在步骤1204，确定是否在900和901之间的所有显示器都已经被轮询了。
如果在900和901之间的所有显示器还没有被轮询，则在步骤1201，对在900和901之间所设置的多个显示器中的各个显示器，确定3D目标表面与显示器虚拟平面之间的交叉。
然而，如果在900和901之间的所有显示器都已经被轮询了，则在步骤1205，接受包含用于描述3D目标的数据的图像数据帧。一旦接受图像数据帧，就在步骤1201，对在900和901之间所设置的多个显示器中的各个显示器，确定3D目标表面与显示器虚拟平面之间的交叉。
尽管结合几个实施例描述了系统和方法，但是它并不旨在限制本文所阐述的特殊形式，恰恰相反，本发明旨在覆盖这类变更、改进和等效物，只要它们合理地包括在如附属权利要求中所定义的本发明的精神和范围内。

Claims (35)

1.一种显示器系统，该系统包括：
第一视觉透明的显示器模块；以及
第二显示器模块，所述第二显示器模块以基本沿着垂直于所述第一显示器模块的显示面的Z轴的堆叠形式、用与所述第一显示器模块彼此隔开的关系来放置；
其中，各个显示器模块都可以被选择性地激活以显示视觉图像或停用成处于静止状态，并且，其中当所述第二显示器模块被激活以显示观察图像时，所述观察图像可以通过所述第一显示器模块来观察。
2.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，还包括以基本沿着所述Z轴的堆叠形式、用与所述第二显示器模块彼此隔开的关系来放置的第三显示器模块。
3.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，当所述第二显示器模块处于显示观察图像的工作状态时，所述第一显示器模块在静止状态是视觉透明的。
4.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，在一个时间点可激活单个显示器模块以显示图像。
5.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，在一个时间点可激活大于一个的显示器模块以显示图像。
6.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的静止的不透明层，其中所述第二显示器模块是视觉透明的。
7.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的动态的不透明层，其中可使所述动态的不透明层激活成处于不透明的视觉状态和停用成处于透明的视觉状态。
8.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的不透明层，和在所述第一显示器模块和所述第二显示器模块之间放置的动态的不透明层，其中可使所述动态不透明层激活成处于视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
9.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，所述第一和第二显示器模块是沿着其X和Y轴相互充分平行的。
10.如权利要求1所述的显示器系统，其特征在于，所述第一和第二显示器模块沿着其X和Y轴相互不平行，但是相互对准，使得所述第二显示器模块所显示的观察图像可以通过所述第一显示器模块观察到。
11.一种操作显示器系统的方法，该方法包括以下步骤：
提供第一视觉透明的显示器模块，其中所述第一视觉透明的显示器模块可被激活成显示图像和停用成处于静止状态；
提供第二显示器模块，所述第二显示器模块以基本沿着垂直于所述第一显示器模块的显示表面的Z轴的堆叠形式、用与所述第一显示器模块彼此隔开的关系来放置，其中所述第二显示器模块可以被选择性地激活成显示图像和停用成处于静止状态；以及
激活显示器模块以显示视觉图像，其中当激活所述第二显示器模块以显示观察图像时，所述观察图像可以通过所述第一显示器模块来观察。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括提供以基本沿着所述Z轴的堆叠形式、用与所述第二显示器模块彼此隔开的关系来放置的第三显示器模块，其中所述第三显示器模块可以被选择性地激活成显示图像和停用成处于静止状态，其中当激活所述第三显示器模块以显示所观察的图像时，所述观察图像可以通过所述第一和第二显示器模块来观察。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在一个时间点激活单个显示器模块以显示图像的步骤，其中当激活所述第二显示器模块以显示图像时，所述第一显示器模块是视觉透明的、处于静止状态。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括激活大于一个的显示器模块以显示图像的步骤。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还提供沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的静态的不透明层，其中第二显示器模块是视觉透明的。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还提供沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的动态的不透明层，其中可使所述动态的不透明层激活成处于不透明的视觉状态和停用成处于透明的视觉状态。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括将所述动态不透明层激活成处于不透明视觉状态的步骤。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括将所述动态不透明层停用成处于透明视觉状态的步骤。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还提供沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的不透明层，和在所述第一显示器模块和所述第二显示器模块之间放置的动态的不透明层，其中可使所述动态不透明层激活成处于视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
激活所述第一显示器模块以显示图像；以及
激活动态不透明层使其处于不透明视觉状态。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
激活所述第一显示器模块以显示图像；以及
停用动态不透明层使其处于视觉上透明的状态。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
激活所述第二显示器模块以显示图像，其中所述第一显示器模块是视觉透明的、处于静止状态，以及所述动态不透明层处于停用的、视觉上透明的状态。
23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，放置在所述第二显示器模块后面的不透明层是动态不透明层，其中所述动态不透明层可以被激活成视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
24.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还提供沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第三显示器模块后面放置的动态的不透明层，其中可使所述动态的不透明层激活成处于不透明的视觉状态或停用成处于透明的视觉状态。
25.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还提供沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第三显示器模块后面放置的不透明层，和在所述第一显示器模块和所述第二显示器模块之间放置的动态的不透明层，其中可使所述动态不透明层激活成处于视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
26.一种显示器系统，该系统包括：
具有显示面的第一视觉透明的显示器模块；和，
具有显示面的第二显示器模块；
其中，所述显示器模块以基本沿着垂直于所述第一显示器模块的所述显示面的Z轴的堆叠形式来放置，以及所述显示器模块面在相同的X-Y平面上不对准；
其中，每个显示器模块都可被选择性地激活以显示视觉图像或停用成处于静止状态，并且，其中当所述第二显示器模块被激活以显示观察图像时，所述观察图像可以通过所述第一显示器模块来观察。
27.如权利要求26所述的显示器系统，其特征在于，还包括具有显示面的第三显示器模块，所述第三显示器模块以基本沿着所述Z轴的堆叠形式、用与所述第二显示器模块彼此隔开的关系来放置，以及，其中所述显示器模块面在相同X-Y平面上不对准。
28.如权利要求26所述的显示器系统，其特征在于，所述显示器模块面是沿着其X和Y轴相互充分平行的。
29.如权利要求26所述的显示器系统，其特征在于，所述显示器模块面沿着其X和Y轴相互不平行，但是相互对准，使得所述第二显示器显示的观察图像可通过所述第一显示器模块观察到。
30.如权利要求26所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的动态的不透明层，其中可使所述动态的不透明层激活成处于不透明的视觉状态和停用成处于透明的视觉状态。
31.如权利要求26所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第二显示器模块后面放置的不透明层，和在所述第一显示器模块和所述第二显示器模块之间放置的动态的不透明层，其中可使所述动态不透明层激活成处于视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
32.如权利要求27所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第三显示器模块后面放置的动态的不透明层，其中可使所述动态的不透明层激活成处于不透明的视觉状态和停用成处于透明的视觉状态。
33.如权利要求27所述的显示器系统，其特征在于，还包括沿Z轴在所述第一显示器模块远端的所述第三显示器模块后面放置的不透明层，和在所述第一显示器模块和所述第二显示器模块之间放置的动态的不透明层，其中可使所述动态不透明层激活成处于视觉上不透明的视觉状态和停用成处于视觉上透明的状态。
34.一种显示器系统，该系统包括：
多个显示器模块，所述多个显示器模块以基本沿着Z轴的堆叠形式来放置，其中所述多个显示器模块中的每一个都以彼此相互隔开的关系来放置；以及
在所述多个显示器模块中显示的三维图像，其中所述多个显示器模块中的每一个显示所述三维图像和它的显示器模块的平面之间的交叉线。
35.一种显示器系统，该系统包括：
配置成显示第一类型信息的第一显示器模块；和
与所述第一显示器模块以隔开关系放置的第二显示器模块，其中所述第二显示器模块被配置成显示第二类型信息；
其中，一旦接收到第一密码就显示所述第一类型信息，其中，一旦接收到第二密码就显示所述第二类型信息。
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