本申请大致涉及机载发射器/接收器阵列，及相关的系统和方法，包括 能够被软式飞艇携带并用于视频显示的面板阵列。

机载转播工具已经长时间用于显示广告信息和其它目的。例如，固定 翼飞机已经用来牵引机载标语，且软式飞艇已经用于显示灯光标语。近来， 软式飞艇也已经用于显示移动图像。用于软式飞艇的现有显示系统包括数 千个像素的阵列，该阵列连接至软式飞艇的外表面，并由视频控制装置以 与在体育场内的大的视频屏幕相同的方式进行驱动。虽然这种结构已经证 明对于显示视频图像是相当有效的，但是在许多情况下它是难以或不方便 进行安装和/或维护的。因此，需要改善的机载显示设备。
附图说明
图1是根据本发明实施例的包括由软式飞艇携带的显示设备的机载显 示系统的局部示意性的、侧视图。
图2是图1示出的机载显示系统的仰视图。
图3是图2示出的显示设备的实施例的仰视图，为了图解说明的目的 进行了拉伸。
图4是根据本发明实施例的与其它显示单元组合形成显示设备的显示 单元的局部示意性的、等距图。
图5是根据本发明实施例的形成图4中示出的显示单元的一部分的像 素载体的等距图。
图6是根据本发明实施例的用来将显示单元支撑部件连接至表面的紧 固件的等距图。
图7A-7E示出根据本发明的几个实施例配置的连接结构。
图8是根据本发明实施例的配置为控制机载显示的控制装置和相关子 系统的局部示意性的、等距图。

本发明大致涉及机载发射器/接收器阵列，及相关的系统和方法。以下 在由软式飞艇携带的视频显示设备的上下文中，参照图1-8描述本发明的 几个实施例的详细细节，以提供对这些实施例的充分的理解。在其它实施 例中，本发明可以具有其它结构。为了简短的目的，公知的且经常与显示 设备相关的描述的结构或工艺的个别细节没有在下文描述中提及。而且， 虽然下文公开了本发明不同方面的几个实施例，与在该部分所描述的相 比，本发明的其它实施例具有不同的结构或不同的组件。同样地，本发明 可具有包括附加元件或不包括以下参照图1-8描述的个别元件的其它实施 例。
图1是根据本发明实施例配置的机载显示系统100的侧视图。系统100 可以包括软式飞艇101，该软式飞艇101具有包含氦或另外的有浮力的气 体的气囊102。显示设备110共形地连接至气囊102的弯曲的外表面103， 且可以配置为在控制装置120的控制下显示视频图像。控制装置120(及软 式飞艇飞行员和，可选地，其它人)可以位于气球吊篮104内。气球吊篮 104可采用悬链索105固定至软式飞艇101。
图2是软式飞艇101的仰视图，展示一部分显示设备110及气球吊篮 104。如图2所示，显示设备110可仅安装在软式飞艇101的一侧上。因 此，显示设备110的重量可能导致软式飞艇101向一侧轻微摇摆。通过提 供足够的控制能力控制软式飞艇101而不管基线摇摆偏移，并通过调整软 式飞艇101的特定系统以解决摇摆偏移，可以抵消这种影响。这样的系统 包括指示灯，该指示灯可特意进行定向，以解决软式飞艇101的基线摇摆 偏移。当然，在其它实施例中，软式飞艇101可以包括其它结构，包括与 显示设备110相对的位于软式飞艇101侧面上的压舱物，或两个显示设备 110，在软式飞艇101的各个侧面分别设置一个。
图3是图2示出的软式飞艇101的一部分的放大图，其中软式飞艇的 外表面103打开或拉伸，使得整个显示设备110是可见的。显示设备110 可以包括电互连显示单元130的阵列。显示单元130可设置成行111和列 112的直线阵列。在图3示出的实施例中，显示设备110包括15行111 和35列112的阵列。每个显示单元130可约为两英尺宽和两英尺高，使 得所示出的显示设备110的整体尺寸从前至后约为70英尺，且从上至下 约为30英尺。在其它实施例中，每个显示单元130的尺寸和形状可以不 同。行111和列112的数目也可以不同，和/或显示设备110可具有不同于 图3示出的直线形状的形状。在这些实施例中的任何一个中，单独的显示 单元130在初始安装期间可以容易地连接至外表面103，且在日常维护期 间可以容易地修理和/或更换。特别地，显示单元130可以具有如随后参照 图4-7更详细地描述的模块结构。
仍然参照图3，外表面103可以包括背衬层118(如，乙烯基贴花膜 (vinyl decal))，该背衬层118可以为黑色的或者可以具有另外的暗色， 以与显示设备110展现的图像形成鲜明的对比。显示设备110还可以包括 在显示设备110的圆周周围延伸的圆周避雷电缆116。圆周避雷电缆116 可以包括前部部分116a、上部部分116b、尾部部分116c和下部部分116d。 下部部分116d可以与前部电缆导线114和尾部电缆导线115合并。电缆 导线114、115一起分别向位于前部和尾部列112内的显示单元150供给 电力和信号。前部电缆导线114和尾部电缆导线115收集在通信电缆导线 113中。通信电缆导线113连接至控制装置120(在图3中示意性地示出)， 该控制装置120安放在气球吊篮104中。以下将参照图4-7描述显示单元 130的更多细节，且以下将参照图8描述控制装置120的更多细节。
图4是图3中示出的显示单元130中的一个的等距图。显示单元130 可以包括多个载体(如，像素载体)150，每个载体装载多个像素151。在所 展示的实施例中，像素载体150形成“软百叶窗(Venetian blind)”结构。 作为举例说明的目的，以下在承载像素151的像素载体的上下文中讨论载 体。在其它实施例中，载体可以承载其它信号设备，例如，雷达发射器或 太阳能电池。在载体150承载像素151的实施例中，每个像素151可包括 多个光源152(如，LED)。在特殊的实施例中，每个像素载体150包括8 个像素151，且每个显示单元130包括8个像素载体150，每个显示单元 130总共64个像素151。在其它实施例中，每个载体150上的像素151的 数目和/或每个显示单元130上的载体的数目可以不同。单独的像素151 可以以选择为观众提供合适的分辨率的距离相互分隔开(在水平和垂直两 个方向上)。例如，当显示单元130由在显示工作期间飞行约1000英尺高 度的软式飞艇携带时，像素151可以以约3英尺的距离水平和垂直地分隔 开，以向地面上的观众提供良好的分辨率。
信号线132和电源线133分别向每个像素151传送信号和电力，且可 以向着显示单元130的一个侧面聚集在一起。线132、133可以在位于显 示单元130上部和下部的对应的电连接装置131处终止。随后位于显示单 元130顶部的连接装置131连接至位于刚好位于在图3中示出的该显示单 元130上方的相邻显示单元(未示出)的底部的对应的连接装置。位于显示 单元130底部的连接装置131连接至位于刚好位于在图3中示出的该显示 单元130下方的另一相邻显示单元(未示出)的上部的对应的连接装置。
每个显示单元130还可以包括一个或多个柔韧支撑部件140(图4中示 出两个，分别为第一柔韧支撑部件140a和第二柔韧支撑部件140b)。每个 柔韧支撑部件140可以由塑料涂覆泡沫材料或其它合适的弹性材料形成。 柔韧支撑部件140可以大致由用于便携式的体育场坐垫、水橇救生工具和 饮料杯绝热器的材料类似的材料形成。每个柔韧支撑部件140可以包括伸 长的基座141和从基座141向外延伸的多个支座(stand-off)142。基座141 可以包括靠近软式飞艇外表面103的第一表面143。基座141可以包括用 于将支撑部件140连接至外表面103的安装孔148，以下将参照图7A-7B 进行更详细的描述。
每个支座142可以包括靠近像素载体150并远离第一表面143朝向的 第二表面144。第二表面144可以具有相对于第一表面143选定的倾斜方 向。以这种方式，每个像素载体150(或像素载体150组)的方向可以被选 择并在安装时被固定。当显示单元130安装在弯曲外表面103时，如在外 表面103形成软式飞艇的气囊的情况时，这个特征可以具有特殊的价值。 在特殊的例子中，朝向显示设备110的中部(图3)定位的显示单元130具 有与第一表面143大致平行的第二表面144。由于该位置处的外表面103 的弯曲，这些显示单元130的像素载体150可以以低于水平线的约45°向 下朝向。显示设备110中部上方的显示单元130可以具有在一个方向逐渐 增加(如，相对于外表面103向上增加+37.5°)的倾斜方向，且显示设备110 中部下方的显示单元130可以具有以相反方向逐渐增加(如，相对于外表面 103向上增加-37.5°)的倾斜方向。明显地，对于具有不同尺寸和/或方向的 显示设备110，且对于具有不同弯曲度的外表面103，前述范围将会不同。 在前述实施例中的任意一个中，依赖于可以包括观众对由像素151发射的 光中的角度变化的敏感度，和/或对像素151最佳发光的角度范围的敏感度 的因素，第二表面144的倾斜方向可以与给定显示单元130中的所有支座 142的倾向方向相同，或者可以在给定显示单元130中进行变化。
每个像素载体150可以连接至具有带子134(例如，电缆带或其它合 适的装置)的支座142。因此，相对于柔韧支撑部件140，像素载体150 保持在适当的位置。如随后将描述的，柔韧支撑部件140的柔顺的特性能 够适应外表面103形状的变化。第一和第二柔韧支撑部件140a、140b可 以具有大致相似的结构，第二柔韧支撑部件140b承载电源线133和信号 线132。在其它实施例中，每个显示单元130可以包括多于两个的柔韧支 撑部件140，或者在特殊的情况中，仅有单个柔韧支撑部件140。例如， 在特殊的实施例中，柔韧支撑部件可以包括可拆卸地支撑像素载体150的 单个的易弯曲板或带层。
图5是图4中示出的像素载体150中的一个的等距图。由像素载体150 承载的每个像素151可以包括多个光源152，在一个实施例中，光源152 包括LED，且在其它实施例中，包括其它装置。在图5示出的结构中，每 个像素151可以包括设置为在各种条件下提供彩色显示的11个光源152。 例如，每个像素151可以包括用于夜晚的彩色视频或用于低光度使用的红 色LED、绿色LED和蓝色LED。每个像素151还可以包括特别提供为白 天使用的8个附加的红色LED。在操作中，3色“RGB”LED在晚上使用 或在低光度条件期间使用，且8个红色LED在白天使用，因为在白天使 用期间希望用红色提供更好的视觉对比。在其它实施例中，依赖于包括光 源特性和/或对像素151所想要的使用的因素，每个像素151可以具有其它 LED组合或其它光源。
像素载体150可以由合适的基板，例如电路板153形成，该电路板153 还包括用于从信号线132(图4)向像素传递信号的电路。电路可依次包括解 释到来的信号以确定哪个像素151将被供电和每个像素中的哪个光源将被 供电的电子元件。以大致类似于网络上的个别计算机仅获取用于那些个别 计算机的信号的方式，这些元件还能够相应地将用于一个显示单元130(图 4)的信号和用于另一个的信号区分开。电路板153可以具有切口155或其 它降低它的重量的减轻特征。切口155可从电路板153的边缘向内延伸， 和/或可以包括位于电路板153内部的孔。电路板153中电路迹线相应地在 切口155周围进行布线。电路板153还可以极其薄。因此，在某些情况中， 像素载体150可以包括加强件154，以避免薄的电路板153摆动或另外的 在使用期间以不希望的方式偏斜。加强件154还可以由电路板材料制成， 该电路板材料被焊接或另外地粘接于电路板153。在其它实施例中，加强 件154可以包括也提供加强件功能的其它轻质材料。除了增加像素载体 150的强度之外，加强件154可以从像素载体150的向外朝向的表面突出， 并作为用于防护的遮光板，或者至少部分地防护像素151不受由环境光线 引起的干涉的影响。因此，可以设计加强件154的大小以执行前述功能中 一个或两个。在这些实施例中的任一个中，像素载体150可以涂敷有合适 的环境涂层，以降低由于暴露于多样化的和/或恶劣的天气条件引起的退 化。
图6示出紧固件160，该紧固件160可用于将上述参照图4描述的弹 性组件140连接至软式飞艇外表面103。每个紧固件160可以包括用粘合 剂165连接至软式飞艇外表面103的紧固件基体161。每个紧固件160还 可以包括一个或多个突起166(在所示的实施例中示出两个)，其中的每一 个具有杆部162和头部163。头部163可以包括接纳带子的通孔164，该 带子将紧固件160连接至一个支撑部件140(图4)。在实际中，紧固件160 可以定位在位于同一列112(图3)的两个显示单元130(图3)之间的接合点 处。以下将参照图7A-7E描述用于将支撑部件140连接至紧固件160的 更详细的结构。
图7A示出粘附地连接至软式飞艇外表面的紧固件160。紧固件160 可拆卸地连接至两个第一柔韧支撑部件140a的端部，每个第一柔韧支撑 部件140a形成位于同一列112(图3)中的显示单元130的一部分。作为举 例说明的目的，由第一支撑部件140a承载的像素载体150在图7A中未示 出。每个第一柔韧支撑部件140a包括在对应的一个紧固件头部163上伸 展的安装孔148。向着图7A右侧的第一柔韧支撑部件140a随后延伸至右 侧并连接至图7A中未示出的另一紧固件160。定位于向着图7A的左侧的 第一柔韧支撑部件140a延伸至左侧并图7A中未示出的另一对应的紧固件 160。因此，每个第一柔韧支撑部件140a可以在图7A中可见的紧固件160 和定位至图7A的右侧和左侧的对应的紧固件之间保持为拉紧。两个第一 柔韧支撑部件140a可以在接合点146邻接。
每个第一柔韧支撑部件140a还可以用带子134固定至紧固件160，该 带子134通过紧固件头部163的通孔164，并通过位于每个柔韧支撑部件 140a的支座142中的支撑部件孔147。每个支座142可以具有相对于第一 连接表面143以倾角145倾斜的第二表面144。如上所述，倾角145从一 个支撑部件140至另一个(或从一个支座142至另一个)是可以变化的，以 将邻近的像素载体以合适的观察角度进行定向。
图7B示出连接至共同紧固件160并在对应的接合点146邻接的两个 支撑部件140b。每个第二支撑部件140b采用大致与上述参照图7A示出 的第一支撑部件140a描述的技术类似的技术连接至紧固件160。紧固件 160还可以支撑电缆。特别地，紧固件160可以(用带子134)连接至摇篮 135，且摇篮135可以依次保持承载连接装置131的支撑环136。列避雷电 缆137也可以用对应的带子134由摇篮135支撑。分离的列避雷电缆137 可以提供至每列112(图3)，以对由圆周避雷电缆116(图3)提供的避雷装置 进行补充。
紧固件160还可以定位在沿着第一支撑部件140a或第二支撑部件 140b的长度的中间位置。例如，图7C示出具有位于第一支撑部件140a 相对侧上的每个突起166的紧固件160。挠性且弹性的第一支撑部件140a 挤压在对应的突起166的杆部162之间，且还可以由带子134限制运动， 该带子穿过每个头部163的通孔164。
图7D示出定位在图3示出的列112之一的底部的第一柔韧支撑部件 140c的端部。这个特殊的第一柔韧支撑部件140c可以支撑前部电缆导线 115，该前部电缆导线115沿着显示设备110(图3)的底部铺设。前部电缆 导线115可以包括额外编织物(overbraiding)117，该额外编织物117形 成圆周避雷电缆116(图3)的下部部分116d。
图7E示出定位在图3示出的列112之一的顶部的第一柔韧支撑部件 140d。该第一支撑部件140d可以连接至避雷支座138，该避雷支座138 依次支撑圆周避雷电缆116，该圆周避雷电缆116沿着图3示出的显示设 备110的上部边缘延伸。
当与现有的系统相比时，上述参照图1-7E描述的前述结构的各方面 可以提供多个好处。例如，带状像素载体150结构在重量上相对较轻。有 助于减轻重量的特征包括在相邻带之间的宽的空间、带的薄度和带中切 口。在特定的实施例中，显示设备110可以具有仅为相似尺寸的、地基设 备(如，体育场显示器)的4％的重量。而且，随着自动化电路板设备的出现， 带状电路板(如，具有约1英寸×23英寸的尺寸)可以相对容易地制造。
上述参照图1-7E描述的某些前述实施例的另一特征在于，显示(或其 它信号设备)单元130可以是模块化的。例如，每个显示单元130在电学上 可以是相同的，且每个像素载体150在电学上可以是相同的。因此，如果 像素载体150存在缺陷，则很容易将其从显示设备110上移除并进行更 换。如果整个显示单元130存在缺陷，它也可以容易的移除并进行更换。 因为不同的显示单元130可具有包括以不同角度定向的第二表面144的支 撑部件140，则用户可以用具有恰当定向的第二表面144的支撑部件140 简单地更换现有的支撑部件140。在一个实施例中，支撑表面144可以具 有15个预定角度方向中的一个。在其它实施例中，依赖于(例如)显示设备 110的尺寸和/或其所安装的表面的弯曲度，这个数目可以更多或更少。在 这些实施例中的任何一个中，通过将支撑部件140从紧固件160上分离， 可以容易地移除并更换支撑部件140。在特定的实施例中，紧固件160可 以在支撑部件140和连接支撑部件140的安装表面之间提供唯一的直接连 接。因此，当进行更换时，用户不需要扰乱安装表面。
至少一些前述实施例的另一特征在于支撑部件140是弹性的。这允许 支撑部件140容易地与具有空间曲率的表面相适应。结果，对应的显示单 元130的形状可以从矩形形状至另一形状(如，平行四边形形状)进行变化， 以适应下面的外表面103的曲率。支撑部件140还可以是弹性有回力的， 这可以允许它们在对应的紧固件160之间连接时进行延伸。延伸支撑部件 140使紧固件头部163完全通过支撑部件安装孔148可以牢固地连接支撑 部件140，且使带子134穿过这些组件可以进一步固定连接。支撑部件140 的弹性和回弹性还允许显示单元130适应外表面的形状和尺寸的变化，例 如，当软式飞艇101中的气体膨胀、收缩或进入或退出软式飞艇101时。 即使当软式飞艇101改变形状时，相邻像素载体150之间的空间可以保持 为一致。换句话说，虽然相邻像素载体150之间的距离可能变化，但任何 相邻的两个像素载体150之间的距离将与任何其它两个之间的距离大致相 同，这至少是由于支撑部件140的回弹性特性。
上述参照图1-7E描述的设备的某些实施例的另一特征在于，它们可 以包括避雷装置，例如，通过圆周避雷电缆116和/或列避雷电缆137。电 缆116、137可以为大尺寸的(如6个标准规格)，以处理大电流负载。通过 电学非传导支撑部件140，电缆116、137可以偏离软式飞艇外表面103(与 显示设备110的其它电学/电子元件一样)，使得在雷击事件中，降低或消 除对外表面103损伤的可能性。在特定的实施例中，偏离距离可以为从约 1英寸至约4英寸，且在其它实施例中，偏离可以具有其它值。在这些实 施例中的任何一个中，避雷电缆可以接地至气球吊篮框架。通过在显示面 板110周围和整个的常见位置提供避雷电缆，雷电可以被引导远离显示面 板110的电子元件并引导至地。
图8示意性地示出根据本发明实施例的连同用于组成控制装置120的 代表性布局的显示设备110。控制装置120可以包括一起向显示设备110 提供输入信号的计算机127和视频控制装置126。用户可以在输入端128 输入指令和/或信息，以控制呈现在显示设备110上的信息。在一个实施例 中，呈现在显示设备110上的信息可以基于来源于软式飞艇101(图1)船上 的内容。例如，该内容可以由软式飞艇101携带的照相机提供，或者由计 算机127获取的船上计算机可读介质提供。在其它实施例中，该内容可以 通过合适的遥感测量和/或其它无线通信链接从软式飞艇101外的源导入。 例如，软式飞艇101可以装备有从位于地面或别处的照相机接收向上链接 的电视信号的天线。在其它实施例中，可以通过无线电线路从因特网或其 它源(如，个人、团体或机构)直接获得该内容。这样的链接包括RF链接、 IR链接、微波链接或其它链接。
在特定的实施例中，视频控制装置126可以包括电压传感器，该电压 传感器可操作地连接至自动变暗开关。自动变暗开关可以是软件设备、固 件设备或硬件设备。在这些实施例中的任何一个中，如果用于以正常亮度 水平呈现内容的供电要求超过用于预定时间周期的阈值水平，自动变暗开 关可以自动地降低向显示设备110的供电。这个特征(除下文描述的电容器 之外或者代替电容器)可以降低对机载电源发电机过度使用的可能性和/或 降低可用于其它机载系统的功耗。
信号和电源由可以穿过气球吊篮104的壁106到达显示设备110的前 部和尾部电缆导线114、115提供。壁106可以连接或邻接设备机架125， 该设备机架支撑用于提供和调整传递至显示设备的电源和信号的其它设 备。这些其它设备可以包括接地端带子124、电源电路断路器盒子122和 滑脱保护装置123。滑脱保护装置123可以提供附加的避雷防护，以对由 避雷电缆116、137(分别在图1和图7B中)提供的避雷防护进行补充。
电源通过电源导线121提供，该电源导线121也可以可操作地连接至 电容器或一组电容器170。在特定实施例中，电容器170可以包括超电容 器(ultracapacitor)，如根据加利福利亚圣地亚哥麦克斯韦技术(Maxwell Technologies of San Diego，California)是可以利用的。电容器170可以相应 地消除放置在软式飞艇电源上的波动的负载，该电源通常是发电机。这些 可能由显示设备110的很大地改变电源需求产生。例如，如果呈现在显示 设备110的视频图像整个是白的(如，用于雪景或爆炸场景)，所有的像素 和每个像素的所有光发射器通常会要求供电。相反，如果在显示设备110 是显示黑暗场景，没有任何像素会需要供电，或需要以低电平供电。通过 快速地储存和快速地释放大量电能，超电容器可以避免供电需求如此快速 的改变而不利地影响发电机。例如，代表性的超电容器可以以5000安培 的速度和28伏特电势储存和释放电能。这种结构不但能够避免发电机面 临极大的电源需求波动，也能够储存用于软式飞艇上的其它电学系统的电 能。
根据前述描述，应当明白，为了举例说明的目的，在此已经描述了本 发明的具体实施例，但是在不偏离本发明的前提下，可进行各种修改。例 如，显示设备可以由其它类型的信号发射器阵列代替，其它类型的信号发 射器阵列包括但不限于定相雷达结构。还在其它实施例中，信号发射器可 以由其它类型的信号设备，例如信号接收器代替。在特定的实施例中，信 号接收器可以包括太阳能电池。在特定实施例的上下文中描述的本发明的 某些方面可在其它实施例中组合或取消。而且，虽然已经在这些实施例的 上下文中描述了与本发明的某些实施例相关的优点，其它实施例也可展示 出这样的优点，并且并不是所有的实施例都需要所示出的这样的优点才落 入本发明的保护范围。