具有變化的照明的視覺顯示系統的製作方法
2023-10-08 20:42:04
專利名稱：具有變化的照明的視覺顯示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及視覺顯示系統，並且尤其涉及包括一個或多個照明源的 視覺顯示系統。此外，本發明涉及操作視覺顯示系統的方法。
背景技術：
視覺顯示設備是眾所周知的，並且包括影院電影放映機、電視機、
監視器、等離子體顯示器、液晶顯示器(LCD)電視以及投影儀等等。 這樣的設備通常用來將圖像或圖像序列呈現給觀看者。在20世紀60年 代，由於電視需要"更暗的"房間以便進行最佳的觀看這一事實，引入 了背光照明。背光照明的最簡單的形式是白色光，其從例如燈泡發射， 投射到視覺顯示設備之後的表面上。背光照明被建議用來使虹膜鬆弛並 且降低眼睛疲勞。近年來，背光照明技術變得更加複雜，並且市場上存 在具有集成的背光照明特徵的若干顯示設備，其允許根據顯示設備上呈 現的視覺信息發射具有不同亮度的顏色。通常，背光照明的益處包括 更深切的和更身臨其境的觀看體驗、用於最佳畫面質量的改善的顏色、 對比度和細節以及用於更寬舒的觀看的降低的眼睛疲勞。
EP1551178A1公開了一種與顯示設備一起使用的輔助視覺顯示系 統，所述顯示設備包括用於將圖像呈現給觀看者的圖像顯示區域。該顯 示系統包括至少部分地從外圍包圍圖像顯示區域的 一個或多個照明源。 這種系統以及現有技術的其他系統被開發用於在有效的(active)模式 下，即當在顯示設備的屏幕上呈現圖像時操作所述輔助視覺顯示系統。
本發明的發明人已經意識到，可以用於顯示設備的關斷狀態下的改 進的視覺顯示系統將是有益的，並且因而設計了本發明。
發明內容
本發明的發明人認識到，包括一個或多個用於背光照明的照明源的 一見覺顯示系統也可以有利地用於顯示設備的失活(inactive)狀態下。優 選地，本發明單獨地或者以任意組合地緩解、減輕或消除了一個或多個 上述或者其他缺點。
4依照本發明的第 一方面，提供了與包括圖像顯示區域的顯示設備一 起使用的視覺顯示系統，該顯示設備具有有效的狀態和失活的狀態，所
述系統包括
- 一個或多個照明源，其以一定配置設置，使得從其輻射的照明照 射照明區域，該照明區域可視地呈現給觀看者以至少部分地從外圍包圍 圖像顯示區域；以及
-控制單元，其被配置成控制所述一個或多個照明源以便在顯示設 備的失活狀態下改變照明區域的照明，該控制單元還被配置成使照明區 域的變化的照明與顏色方案同步。
被動式背光照明是一種選項，其允許進行房間照明，而不必接通顯 示設備，即處於有效的狀態。典型地，被動式背光照明提供了對於顯示 設備(例如電視機)之後的屏幕或壁的靜態低亮度照明。然而，由於光 源的退化，尤其是LED的退化，可能存在小的色差，使得因而可能難以 實現具有平滑均勻的照明效果的被動式背光照明。
依照第 一 方面，本發明特別地但非排他性地有利於提供允許在顯示 設備的失活狀態下進行背光照明的系統，其中光源的退化以及導致的不 同光源的非均勻照明不是問題，因為通過驅動光源提供變化的照明，任 何退化以及導致的顏色平移都不可見。
此外，變化的照明可以提供舒適的低亮度房間照明以及房間的有趣 的照明。本發明的實施例因而可以向諸如電視^幾之類的顯示設備添加功 能，使得依照本發明的顯示系統的擁有者除了擁有顯示設備之外，也接 收了用於高級房間照明的生動而有吸引力的光源。
在本發明的實施例中，基於來自顏色方案的輸入操作光源。從屬權 利要求中限定了如何訪問以及產生這種顏色方案的有利實施例。
在本發明的實施例中，所述視覺顯示系統還可以包括光敏傳感器和 /或輸入埠，以用於提供能夠從外部源(即該視覺顯示系統外部的源) 接收指令(例如調製信號或顏色方案)的多功能(versatile )系統。
在本發明的第二方面中，提供了操作視覺顯示系統的方法，該視覺 顯示系統包括
-包括圖像顯示區域的顯示設備，該顯示設備具有有效的狀態和失 活的狀態；
- 一個或多個照明源，其以一定配置設置，使得從其輻射的照明照射照明區域，該照明區域可賴L地呈現給觀看者以至少部分地,人外圍包圍
圖l象顯示區域；以及
-控制單元，其被配置成控制所述一個或多個照明源，
其中通過操作控制單元以便在顯示設備的失活狀態下產生照明區
域的變化的照明來操作視覺顯示系統，並且其中照明區域的變化的照明
與顏色方案同步。
一般而言，可以在本發明的範圍內以任何可能的方式對本發明的各
個方面進行組合和耦合。本發明的這些和其他方面、特徵和/或優點根據
以下描述的實施例將是清楚明白的，並且將參照這些實施例進行闡述。
下面將僅通過舉例的方式參照附圖描述本發明的實施例，其中 圖l示出了視覺顯示系統的實施例；
圖2示出了從外圍包圍壁安裝平板(flat screen)電視機的變化的照 明的實例；
圖3示出了包括揚聲器、麥克風和光敏傳感器的顯示系統；
圖4示意性地示出了採用LED的光源的實施例；
圖5示出了操作視覺顯示系統的實施例中執行的步驟的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了依照本發明的視覺顯示系統1的實施例。該圖示出了配 備背光照明系統2-5的電視機。作為一個實例，該視覺顯示系統可以是 具有Philips銷售的AmbilightTM背光照明的平板電視3。在下文中，著 眼於電視機形式的視覺顯示系統的實施例，其具有至少部分外圍背光照 明的系統，然而，本發明並不限於這樣的系統，相反地，本發明的實施 例可以用於任何類型的採用了背光照明的視覺顯示系統中。
圖1示出了與具有圖像顯示區域10 (即電視屏幕)的顯示設備11 一起使用的視覺顯示系統1。 一個或多個照明源2-5以一定配置設置， 使得從其輻射的照明照射一定照明區域，該照明區域可視地呈現給觀看 者以至少部分地從外圍包圍所述圖像顯示區域。在示出的這個實施例 中，存在4個光源，即頂部光源2、底部光源5以及兩個側面光源，即 右光源3和左光源4。其他的光源配置包括但不限於具有頂部和側面光源2-4的3個光源以及2個為側面光源3、 4的光源。在典型的情況下， 所述照明區域為電視機之後的屏幕或壁，該屏幕或壁由這些光源照明。 所述顯示設備具有有效的狀態(即打開狀態)和失活的狀態(即備用或 關斷狀態)。所述視覺顯示系統包括用於控制光源的控制單元6。而且， 可以提供數據處理器單元7,其用於檢驗到控制單元的輸入信號。該數 據處理器單元可以連接到用於存儲或者獲取數據的存儲器12。控制單元 6、數據處理器單元7、存儲器12以及可能的其他單元可以是電視機的 電子元件8的一部分。這樣的元件典型地置於電視機的外殼中，位於電 視屏幕或圖像顯示區域10之後。而且，電視機可以連接到一個或多個 輔助設備9，例如DVD播放器、藍光播放器、遊戲機、硬碟記錄器(hard recorder), 盤等等。
在不同的實施例中，光源2-5可以是不同類型的光源，這些光源可 以例如是冷陰極螢光燈(CCFL)或者發光二極體(LED),但是並不限 於這樣的光源。對於CCFL類型的光源而言，所述控制單元將包括燈驅 動器，其包括用於操作CCFL光源的燈逆變器(inverter),而對於包括 LED的光源而言，所述控制單元將包括用於操作LED光源的燈驅動器。 光源的其他實施例結合圖4進行了討論。
所述控制單元被配置成在顯示設備的失活狀態下控制照明區域的 變化的照明。該變化的照明基於一定顏色方案而同步或產生。因此，在 顯示設備的失活狀態下，可以驅動光源，使得變化的照明照射至少部分 包圍顯示設備的區域，從而可以產生沿著熔巖燈(lava-lamp)的直線的 照明效果。圖2中提供了從外圍包圍壁安裝平板電視機21的變化的照 明20的實例。圖2僅僅作為變化的照明的模式的示例性實例而被提供。 可實現的模式類型並不限於所示的該模式，相反地，通過本發明可獲得 各種各樣的模式。
所述變化的照明基於一定顏色方案而被驅動。顏色方案是對於每個 所述光源的光的顏色和強度的時間演化的規定。在一個典型的實施例 中，該顏色方案是數據文件的形式，其由電視機中的數據處理器進行處 理。
該顏色方案可以規定所述照明區域的變化的照明的有限持續時間， 通過配置控制單元以便在循環中重複該顏色方案可以獲得重複的或無 窮循環的變化的照明。所述存儲器可以存儲一個或多個預先安裝的顏色方案以供選擇或 自動選擇。電視機的用戶可以例如使用遙控器來設置光源的模式操作。 然而，除了預先安裝的顏色方案之外或者代替預先安裝的顏色方案的 是，也可以提供非預先安裝的顏色方案。
在一個實施例中，當顯示設備處於有效的狀態下時，可以基於圖像 數據來產生顏色方案，所述圖像數據例如電視屏幕上顯示的電影、電視 屏幕上播放和觀看的比賽。可以通過從圖像數據中提取顏色和/或強度來 產生該顏色方案。用戶可以例如請求從圖像數據的特定序列中產生顏色 方案，或者所述顯示系統可以被設置成從圖像數據的觀看的序列中自動 地產生顏色方案。然後，產生的顏色方案可以用於在顯示設備的失活狀 態下改變照明。
圖3示出了依照本發明的實施例的顯示系統，該顯示系統包括揚聲
器31、麥克風32以及光敏傳感器33。
在一個實施例中，可以在顯示設備的有效狀態下基於伴隨在該顯示 設備上顯示的圖像數據的音頻數據來產生所述顏色方案。該音頻數據可 以由顯示設備30的外殼中存在的揚聲器呈現給觀看者。在這樣的實施 例中，可以通過從音頻數據中提取音頻參數或音頻特徵來產生該顏色方 案。這些音頻參數可以直接從音頻數據文件中提取，例如從直接輸入到 所述處理器單元中的MPEG電影的音頻數據或者其他類型的音頻數據 中提取。可替換地，可以通過在麥克風32上接收呈現的音頻數據來提 取這些音頻參數，將來自麥克風32的音頻信號輸入到所述處理單元中 以便提取所述顏色方案。
在一個實施例中，可以基於從所述系統的周圍環境中記錄的音頻數 據來產生所述顏色方案。可以通過電視機的外殼中存在的麥克風32接 收該音頻數據，並且可以通過從接收的音頻數據中提取音頻參數來產生 所述顏色方案。周圍環境的音頻可以例如是單獨的音樂播放器處播放的 音樂。例如，關於聚會，可以基於播放的音樂產生變化的照明，其例如 由播放的音樂的音調(pitch)、拍子(beat)等等調製。
在一個實施例中，所述視覺顯示系統包括用於檢測該顯示系統周圍 的光照水平的光敏傳感器33。輻射的照明的強度可以由光敏傳感器的檢 測的信號的強度進行調製。通過對環境光照水平進行反應，可以提供印 象(mood)增強器，因為在低環境光照的情況下，可以提供暗的或低強度的變化的照明，使得變化的照明的總強度反映環境光照水平。
在一個實施例中，所述一見覺顯示系統包括用於將顏色方案輸入到該 系統中的數據輸入埠 34。該輸入埠可以例如用於連接到存儲顏色方 案的計算機系統，所述顏色方案可以裝載到電視機的存儲器中。在若干 實施例中，電視機可以包括足夠用於將電視機直接連接到網際網路的處理 能力，可以使這種連接通過所述輸入埠 ，從而使得通過網際網路直接從 電 一見機訪問顏色方案成為可能。
可以例如從圖像數據序列中通過以下方式提取顏色方案對於每幅 圖像，提取代表強度和顏色的參數，並且在數據處理器中將這些參數轉 化成光源驅動器的操作參數。例如，可以將圖像屏幕劃分成一定數量的 子區域，例如右邊部分的強度和總顏色被提取並且投射到右光源3,對 於其他的光源，反之亦然。可以從圖像序列的強度調製和顏色調製中提 取隨著時間的強度調製和顏色調製。
可以使顏色方案與一定的印象關聯。這些顏色方案可以攜帶關聯的 印象，作為可以由終端消費者識別的標籤。
實例包括但不限於以下的印象以及關聯的表徵特徵的列表
印象 表徵特徵
海洋波 淺藍色的，以或多或少結構化的方式變化
日出和日落 黃色緩慢變化到橙色並且再變化回來，混合了
皙白(living white )接近蠟白狀顏色，緩慢變化
迪斯科(disco ) 圍繞所述裝置(set)的亮顏色(用於4側或像
圖4示意性地示出了採用LED的光源的實施例。在圖4A中，4個 光源4i_44中的每一個包括光導45和2個位於該光導的每端處的LED 單元46、 47。可替換地，可以使用置於任一側或者沿著光導的點處的單 個LED單元。LED單元46、 47可以包括顏色為紅色、綠色和藍色的3 個LED。通過改變每個LED的輸入電流，可以呈現與RGB標準相應的 可見顏色的光語。
在圖4B中，4個光源401-404中的每一個包括LED單元405帶或
森林 泡沫
隨機效果
綠色，強度隨機變化 所有種類的顏色，緩慢且隨機變化
素化背光照明(例如圖4B))列。同樣地，LED單元405可以包^fe顏色為紅色、鄉錄色和藍色的3個 LED。可以單獨地或者成組地控制這些LED單元。在其他的實施例中， 代替單個帶的是，可以應用更多行LED單元，從而允許產生更加高級的 照明模式。
在本發明的範圍內，不同於LED的光源同樣是可能的。因此，本 文中使用的術語LED應當被理解為能夠接收電信號並且響應於該信號 產生一定顏色的光的發光系統，例如發光聚合物、響應於電流產生光的 半導體管芯、有機LED、電致發光帶、發射光的基於矽的結構以及其他 這樣的系統。此外，其他類型的光源也是可能的，例如白熾光源(如白 熾燈)、光致發光源(如氣體放電源)、螢光源、磷光源、雷射器(例 如二極體雷射器)等等。
所述變化的照明除了根據 一 定顏色方案驅動所述顯示系統的光源 之外，還可以包括使反射鏡或者能夠進一步控制發射的光的其他光學元 件運動。其他的實例包括若干光學元件，其能夠通過在元件兩端施加電 壓，從而通過調製元件兩端的電壓進一步調製發射的光，來調節折射率、 透明度或其他參數。
圖5示出了操作包括失活狀態的顯示設備的視覺顯示系統的實施例 中執行的步驟的流程圖。
接收或訪問顏色方案50。在若干實施例中，該顏色方案可以例如從 存儲器中完全地被接收51,通過計算機系統或者網際網路等等訪問。可替 換地，可以通過數據處理器單元從輸入或參數中產生52該顏色方案。 例如，對於從圖像數據或音頻數據等等中提取的參數。該顏色方案由處 理器單元訪問，以便將該顏色方案的數據轉化53成光源的控制參數。 可替換地，可以由控制參數表示該顏色方案，並且將這些控制參數轉化 53成光源的設置。接著，操作控制單元以便驅動54光源，從而產生所 述照明區域的變化的照明。因此，該照明區域的變化的照明與所述顏色 方案同步。
可以以包括硬體、軟體、固件或者它們的任意組合的任何適當的形 個或多個數據處理器和/或數位訊號處理器上的計算機軟體。可以從物理 和部件。實際上，可以在單個單元中、在多個單元中或者作為其他功能單元的一部分來實現所述功能。因此，可以在單個單元中實現本發明， 或者本發明可以從物理上和功能上分布在不同的單元和處理器之間。
儘管已經結合特定的實施例描述了本發明，但是本發明並非意在限 於這裡所述的特定形式。相反地，本發明的範圍僅由所附的權利要求進 行限定。在權利要求中，措詞"包括"並沒有排除其他的元件或步驟的 存在。此外，儘管單獨的特徵可能包含於不同的權利要求中，但是可以 有利地對這些特徵進行組合，並且包含於不同的權利要求中並不意味著 特徵的組合不是可行的和/或有利的。此外，單數引用並沒有排除複數。 因此，對"一"、"一個"、"第一"、"第二"等等的引用並沒有排 除複數。此外，權利要求中的附圖標記不應當被視為對範圍的限制。
權利要求
1.一種與包括圖像顯示區域(10)的顯示設備(11，21，30)一起使用的視覺顯示系統(1)，所述顯示設備具有有效的狀態和失活的狀態，所述系統包括-一個或多個照明源(2-5，41-44，401-404)，其以一定配置設置，使得從其輻射的照明照射照明區域，該照明區域可視地呈現給觀看者以至少部分地從外圍包圍所述圖像顯示區域；以及-控制單元(6)，其被配置成控制所述一個或多個照明源以便在所述顯示設備的失活狀態下改變所述照明區域的照明，該控制單元還被配置成使所述照明區域的變化的照明(20)與顏色方案(50)同步。
2. 依照權利要求l的視覺顯示系統，其中所述顏色方案規定所述照 明區域的變化的照明的有限持續時間，並且其中所述控制單元被配置成 通過在循環中重複該顏色方案來重複所述變化的照明。
3. 依照權利要求l的視覺顯示系統，其中在該視覺顯示系統的存儲 器(12)中預先安裝了一個或多個顏色方案。
4. 依照權利要求l的視覺顯示系統，其中在所述顯示設備的有效狀 態下基於所述顯示區域上呈現的圖像數據來產生所述顏色方案，該顏色 方案通過從該圖像數據中提取顏色和/或強度來產生。
5. 依照權利要求l的視覺顯示系統，其中在所述顯示設備的有效狀 態下基於伴隨在所述顯示區域上呈現的圖像數據的音頻數據來產生所 述顏色方案，該顏色方案通過從該音頻數據中提取音頻參數來產生。
6. 依照權利要求l的視覺顯示系統，其中基於從該系統的周圍環境 中記錄的音頻數據來產生所述顏色方案，該顏色方案通過從該音頻數據 中提取音頻參數來產生。
7. 依照權利要求l的視覺顯示系統，還包括光敏傳感器，其中輻射 的照明的強度由該光敏傳感器(33)的檢測的信號的強度進行調製。
8. 依照權利要求l的視覺顯示系統，還包括用於將顏色方案輸入到 該系統中的數據輸入埠 (34)。
9. 一種操作視覺顯示系統的方法，該視覺顯示系統(1)包括-包括圖像顯示區域的顯示設備(11, 21, 30),該顯示設備具有有 效的狀態和失活的狀態；- 一個或多個照明源(2-5, 41-44, 401-404)，其以一定配置設置，使得從其輻射的照明照射照明區域，該照明區域可^L地呈現給觀看者以至少部分地從外圍包圍所述圖像顯示區域；以及-控制單元(6),其被配置成控制所述一個或多個照明源， 其中通過操作控制單元(6)以便在所述顯示設備的失活狀態下產 生所述照明區域的變化的照明來操作(54)所述視覺顯示系統，並且其 中所述照明區域的變化的照明與顏色方案(60)同步。
全文摘要
本發明涉及與顯示設備(21)一起使用的視覺顯示系統，該系統包括用於照明包圍圖像顯示區域的區域的一個或多個照明源，以及用於控制所述照明源以便在所述顯示設備的失活狀態下改變所述照明的控制單元，該控制單元5還被配置成使變化的照明(20)與一定顏色方案同步。本發明提供了用於顯示設備的失活狀態下的高級背光照明的系統。
文檔編號H04N5/64GK101558641SQ200780045921
公開日2009年10月14日 申請日期2007年12月7日 優先權日2006年12月11日
發明者G·A·盧伊滕, S·E·卡迪克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司