專利名稱：利用視頻顯示器作為信號源用于環(huán)境照明的有源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻顯示器及其環(huán)境照明效果的產(chǎn)品。尤其，本發(fā)明涉及利用視頻顯示光和/或顯示視頻信號作為光源、信號或內(nèi)容資源用于控制并產(chǎn)生環(huán)境分布的照明效果的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，該環(huán)境分布包括顯示光空間和色度的轉(zhuǎn)換用于產(chǎn)生不能由常規(guī)視頻顯示單元或透光設(shè)備提供的效果。
背景技術(shù)：
工程師已經(jīng)長時間探索拓寬通過消耗視頻容量，例如通過擴(kuò)大屏幕和投射區(qū)域，對于逼真的3維效果調(diào)制聲音，以及改進(jìn)視頻圖像，包括更寬的視頻色域、分辨率，以及圖像縱橫比，例如具有高清晰度(HD)數(shù)字電視和視頻系統(tǒng)而獲得的感覺經(jīng)驗。此外，電影、電視和視頻產(chǎn)物還試圖利用視聽設(shè)備，例如通過巧妙地使用顏色、場景剪輯、視角、周圍場景以及計算機(jī)輔助圖形表示來影響觀眾的感受。這一點(diǎn)還將包括劇場舞臺照明。照明效果，例如通常與視頻或演出場景同時被記錄，并在儀器或計算機(jī)的幫助下再現(xiàn)，該儀器或計算機(jī)被編程有期望的方案編碼的合適的場景劇本。照明對于場景中，尤其是未計劃或未記錄的場景中的快速變化的自動適應(yīng)通常是不可能的。
飛利浦公司(荷蘭)和其它公司已經(jīng)公開了用于改變環(huán)境或周圍照明以增加典型的家庭或商業(yè)應(yīng)用的視頻容量的裝置，但是其對于多種應(yīng)用典型地包括利用獨(dú)立的光源，而不是視頻顯示器，以及期望的照明效應(yīng)的改進(jìn)的腳本或編碼的一些類別。已經(jīng)示出了加入到視頻顯示器或電視的環(huán)境照明用于減小觀眾的疲勞并改進(jìn)體驗的真實性和深度。然而在顯示輸出緊附近的環(huán)境照明的建立實際上已經(jīng)被證實是有問題的。
這個發(fā)明利用有源框架和有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，使用從視頻顯示單元本身捕獲的視頻顯示光或視頻顯示信號來產(chǎn)生光氛圍和光效應(yīng)。視頻顯示單元可用使用任何技術(shù)或平臺，例如CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)、PDP(等離子體顯示面板)、FED(場致發(fā)光顯示器)或其它技術(shù)。對于視頻或視覺信息的傳送甚至可以使用任何傳送介質(zhì)，例如建筑物的窗戶中能找到的。為了清楚地討論，為了說明目的視頻顯示器將在這里被使用。
感覺經(jīng)驗無疑是人類視覺某一方面的一種功能，其利用非常復(fù)雜的感覺和神經(jīng)組織產(chǎn)生顏色和光效應(yīng)的感知。人類能區(qū)分大約一千萬種不同的顏色。在人的眼睛中，對于顏色接收或光適應(yīng)力，存在三組大約為兩百萬個稱為錐體的感覺體，它們具有尖鋒值為445、535和565nm的光波，并具有大量的交迭的吸收分布。這三種錐體類型形成所謂的三色系統(tǒng)，出于歷史原因稱為B(藍(lán)色)、G(綠色)和R(紅色)；該尖鋒值不必要與顯示器中使用的任何基色，例如通常使用的RGB磷光體相匹配。對于微光體，或稱為視網(wǎng)膜桿的所謂的夜視體也存在相互作用。人類的眼睛典型地具有一億兩千萬個視網(wǎng)膜桿，這影響到視覺體驗，尤其對于例如在家庭影院中找到的低照度狀態(tài)。
建立彩色視頻是基于人類視覺的原理，且已知的人類視覺的三色和對立通道理論已經(jīng)加入到我們對于如何影響眼睛看到期望的顏色以及對于原始或預(yù)定的圖像具有高保真的效果的理解。在多數(shù)的彩色模式和空間中，三維或座標(biāo)用于描述人類的視覺體驗。
彩色視頻完全依賴位變異構(gòu)現(xiàn)象，其利用小數(shù)目的基準(zhǔn)色質(zhì)允許彩色感覺的產(chǎn)生，而不是期望顏色和字符的實際光。這樣，在人類的頭腦中利用有限個數(shù)目的基準(zhǔn)色質(zhì)，例如在全世界視頻再現(xiàn)中使用的已知的RGB(紅、綠、藍(lán))三色系統(tǒng)來再現(xiàn)顏色的整個色域。例如，通過在各像素或像元中產(chǎn)生大致相等數(shù)目的紅色和綠色光，幾乎所有的視頻顯示器顯示黃色景物光。像素相對于它們對著的立體角而言較小，且眼睛被愚弄而感知黃色；而并不是感知其實際傳播的綠色或紅色。
存在多種彩色模式以及確定顏色的方法，包括已知的CIE(國際照明委員會(Commission Interationale de I’eclairage))彩色座標(biāo)系統(tǒng)用于描述和確定視頻再現(xiàn)的顏色。在此公開中沒有任何東西排除顯示器或彩色空間使用雙色或四色系統(tǒng)，或產(chǎn)生多種基準(zhǔn)色質(zhì)的系統(tǒng)。在本發(fā)明中可以使用任何數(shù)目的彩色模式，包括使用對立顏色空間，例如CIEL*U*V*(CIELUV)或CIE L*a*b*(CIELAB)系統(tǒng)。建于1931年的CIE是一個對于所有彩色管理和再現(xiàn)的機(jī)構(gòu)，其成果是利用x、y和z三個座標(biāo)的色品圖。該三維系統(tǒng)中最大亮度的區(qū)域根據(jù)x和y通常用于描述顏色，且相信稱為1931x，y色品圖的該曲線能夠描述人類感知的所有顏色。這就和色彩再現(xiàn)形成了顯著的對比，在彩色再現(xiàn)中位變異構(gòu)現(xiàn)象用于愚弄眼睛和大腦。今天使用多種彩色模式或空間用于通過立體三基色或磷光體，其中有ISO RGB、Adobe RGB、NTSC RGB等來再現(xiàn)顏色。
然而，注意到這一點(diǎn)是很重要的，即利用這些三色系統(tǒng)的視頻系統(tǒng)展示的所有可能的顏色的范圍是有限的。NTSC(國際電視標(biāo)準(zhǔn)委員會)RGB系統(tǒng)具有相對較寬的可用的顏色范圍，但是該系統(tǒng)僅能再現(xiàn)人類感知的所有顏色的一半。利用傳統(tǒng)視頻系統(tǒng)的可行的范圍不能足夠地再現(xiàn)多種藍(lán)色和紫色、藍(lán)-綠色以及橙/紅色。
此外，人類的視覺系統(tǒng)被賦予了補(bǔ)償和識別的能力，對其的理解對于設(shè)計任何視頻系統(tǒng)是必須的。人類的色彩出現(xiàn)在表現(xiàn)的多種模式中，其中有目標(biāo)模式和發(fā)光模式。
在目標(biāo)模式中，光刺激作為目標(biāo)反射從光源發(fā)出的光而被感知。在發(fā)光模式中目光刺激作為光源被感知。發(fā)光模式包括在復(fù)雜域中的刺激，該刺激遠(yuǎn)比其它的刺激更明亮。其不包括作為光源，例如視頻顯示器已知的刺激，其亮度和照度小于或等于視力的場景或區(qū)域的全部亮度，因此該刺激表現(xiàn)為目標(biāo)模式。
特別的，有多種顏色只出現(xiàn)在目標(biāo)模式中，其中，褐色、橄欖色、栗色、灰色以及淺褐肉色。例如不存在諸如作為褐色發(fā)光源的物體，例如褐色的交通標(biāo)志燈。
出于這種原因，試圖增加目標(biāo)顏色的視頻系統(tǒng)的補(bǔ)充利用直接光源不能做到這一點(diǎn)。在近范圍的亮紅和綠色LED(發(fā)光二極管)的組合不能再現(xiàn)褐色或栗色，這一點(diǎn)在相當(dāng)大程度上限制了選擇。只有在亮度和飽和度不同的彩虹的光譜顏色能夠通過發(fā)光光源的直接觀察而再現(xiàn)。
這個發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)僅依賴于視頻輸入，該視頻輸入不具有環(huán)境照明編碼需要的腳本或附加的通訊，且有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可以利用視頻的多種輸入以改進(jìn)視頻圖像的真實性和保真度。
視圖將光引入到外部空間的現(xiàn)有的系統(tǒng)通常需要一獨(dú)立的信息通道用于系統(tǒng)運(yùn)行，例如Lys等的美國專利6166496種公開的照明娛樂系統(tǒng)中所需的獨(dú)立的娛樂控制信號，或者Dowling等的美國專利2003/0057884中公開的運(yùn)行環(huán)境照明所需的計算機(jī)代碼或計算機(jī)應(yīng)用程序。在任何模擬波形空間中不存在虛擬的視頻廣播系統(tǒng)的空間環(huán)境照明代碼或指令，例如NTSC廣播系統(tǒng)中垂直的消隱期，且沒有虛擬的數(shù)字圖像系統(tǒng)(例如DVD格式、MPEG4等)或在任何子代碼中沒有空間環(huán)境照明代碼，例如DVD子代碼或合成的數(shù)字視頻輔助空間。
多種現(xiàn)有的環(huán)境照明系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)在于使用的光源不能在目標(biāo)模式中顯示視頻信息，因此通過它們不可生產(chǎn)人類色彩空間的巨大擴(kuò)張。
另一缺點(diǎn)在于大致位于視頻傳送裝置附近的環(huán)境照明的當(dāng)前描述，或顯示器利用已知的人類視覺系統(tǒng)的特性悲劇性地導(dǎo)致失去的機(jī)會，利用有源光源避免環(huán)境照明實現(xiàn)物理上靠近視頻顯示單元的一個可能的原因通常是不切實際、不合時宜，并且是難以捉摸的。
通常，驅(qū)動它們以產(chǎn)生環(huán)境光的現(xiàn)有的光源和方法與視頻顯示器的質(zhì)量和細(xì)微差別基本上不匹配。在其它情況下，取決于虛擬圖像空間的分類的來源用于基本上創(chuàng)建環(huán)境光產(chǎn)品的另一視頻顯示器—例如Akashi的美國專利6611297中公開的。其中盡管建議顯示器周圍的框架可用于偽光發(fā)射或目標(biāo)模式，需要獨(dú)立來源的照明控制數(shù)據(jù)，且沒有給出教導(dǎo)以提供令人滿意的且真實的輸出，該輸出可用的色彩空間與顯示器本身匹配—或遠(yuǎn)離顯示器—利用便宜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不需要創(chuàng)建獨(dú)立的記錄照明控制數(shù)據(jù)體現(xiàn)的虛擬圖像空間或不需要總計為追加的視頻顯示器。
因此不必須承擔(dān)創(chuàng)建虛擬圖像空間是優(yōu)選的，該空間基本上創(chuàng)建用作照明框架的第二顯示器，且不需要獨(dú)立得來的照明控制數(shù)據(jù)，而只取決于視頻顯示單元可直接得來的數(shù)據(jù)。超過傳統(tǒng)光源可用的色域以及超過典型的三色視頻顯示系統(tǒng)可能再現(xiàn)的色域也是優(yōu)選的。還希望利用人類眼睛的特性，例如通過利用有源框架系統(tǒng)調(diào)制或者改變發(fā)送到視頻用戶的顏色，作用光等級的函數(shù)的不同色彩的相對亮度的改變，該框架系統(tǒng)用于好優(yōu)勢的補(bǔ)償效應(yīng)、靈敏度和人類視覺的其它特性，它們最好用于圍繞顯示器的框架中，或提供與視頻顯示器相近關(guān)聯(lián)的環(huán)境光。還希望使這一系統(tǒng)向后與現(xiàn)存的廣播和NTSC、SECAM、PAL和MPEG4產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。
圍繞視頻屏幕的現(xiàn)有的框架不能按這里所述的本發(fā)明捕獲、改變方向以及傳播光的方式來行駛功能。相比于多種現(xiàn)有的設(shè)計，本發(fā)明不涉及顯示器內(nèi)部的側(cè)光，例如傳統(tǒng)的CRT。本發(fā)明僅捕獲來自于前顯示表面的光，例如，與R.M.Bowie的US專利2837734環(huán)境光結(jié)構(gòu)相比較，該專利中來自于透明玻璃22的光帶的CRT側(cè)光被平面透明部件30所捕獲。
包括視頻再現(xiàn)的人類視覺、色彩科學(xué)和感知、色彩空間、比色法和圖像著色的信息可以在下面的參考中找到，在此結(jié)合它們的全部內(nèi)容作為參考參考[1]Color Perception，Alan R.Robertson，PhysicsToday，1992年12月，45卷，12號，24-29頁；參考[2]The Physics andChemistry of Color，第二版，Kurt Nassau，John Wiley & Sons公司，紐約2001；參考[3]Principles of Color Technology，第3版，Roy S.Berns，John Wiley & Sons公司，紐約2000；參考[4]StandardHandbook of Video and Television Engineering，第4版，JerryWhitaker和K.Blair Benson，McGraw-Hill，紐約2003。
本發(fā)明涉及一種視頻顯示單元的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的設(shè)備和方法，該視頻顯示單元在不必須創(chuàng)建另一虛擬圖像空間的情況下提供高真實性和自由度以創(chuàng)建希望的(新的)色度，例如用于驅(qū)動另一補(bǔ)充的顯示器的獨(dú)立得到并記錄的亮度控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明涉及用于視頻顯示單元將環(huán)境光傳播到外部空間的有源擴(kuò)散器框架的設(shè)備和方法，其中該系統(tǒng)利用定尺寸、定位并選擇性地形成任何數(shù)目的可控制光源用于指引從其自身的輸出光以產(chǎn)生環(huán)境光。包括多種類型的照明設(shè)備或照明陣列的光源被形成和構(gòu)建以利用至少一個有源擴(kuò)散器框架允許控制環(huán)境光從視頻顯示單元自身輸入得到以增加保真度和真實性?？梢允褂萌齻€單獨(dú)的有源框架輸入或它們?nèi)我獾慕M合[a]無源光學(xué)輸入來自于視頻顯示單元的顯示輸出光；[b]利用顯示器光傳感器無源感應(yīng)來自于視頻顯示單元的顯示輸出光；以及[c]驅(qū)動視頻顯示單元的有源視頻信號的至少一部分。來自于顯示器的顯示輸出光可與來自于可控光源的光混和。在觀眾目標(biāo)模式中，通過有源擴(kuò)散器框架或在有源擴(kuò)散器框架內(nèi)部產(chǎn)生的輸出光利用分配的外部框架或框架光調(diào)制器被傳播到環(huán)境空間中以將輸出光分配到環(huán)境空間中。
本發(fā)明允許來自于視頻顯示器的原始顯示光可用于有源框架系統(tǒng)中，從而例如分配的外部框架發(fā)光或輔助發(fā)光。在一個實施例中，顯示器本身的有源干涉通過利用后者的兩個有源框架輸入可能增加顯示器的貢獻(xiàn)，以利用處理器驅(qū)動視頻顯示器選擇的輸出像素以產(chǎn)生提供給視頻顯示單元的基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號。這驅(qū)動位于基準(zhǔn)區(qū)域中的視頻顯示單元中的基準(zhǔn)輸出像素以產(chǎn)生框架直接使用的調(diào)制的顯示光，并可能與來自于可控光源的光混和。
本發(fā)明還可以包括空間狀態(tài)傳感器和框架接觸傳感器，該空間狀態(tài)傳感器感應(yīng)視頻顯示單元周圍環(huán)境空間的環(huán)境狀態(tài)，例如空間光傳感器、空間聲音傳感器，框架接觸傳感器允許感應(yīng)空間狀態(tài)和用戶優(yōu)選輸入以明智地利用人類視覺的特定性質(zhì)以及在例如艷麗的和柔和的有源框架輸出模式之間聯(lián)系和選擇。
該分配的外部框架可以是光學(xué)裝置或例如光學(xué)擴(kuò)散器、框架光調(diào)制器和光致發(fā)光器的裝置。
處理器能采集并儲存用戶的喜好以影響環(huán)境光的控制并提供圖形用戶界面到有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的外表面用于進(jìn)一步記錄喜好并給出系統(tǒng)狀態(tài)。處理器還能控制光源使得環(huán)境光的特性受到有源框架輸入的影響，且該處理器還包括框架輸出存儲器以存儲并利用有源框架光控制信號的歷史以進(jìn)一步控制光源。這一點(diǎn)允許調(diào)整有源框架產(chǎn)生的環(huán)境光以說明附近的場景光，例如亮度刺激使得環(huán)境光輸出更令人愉快且并不引人注意。
光源可包括LED(發(fā)光二極管)、電致發(fā)光裝置、熒光燈、粒子放電燈、激光、FED(場致發(fā)光顯示器)、LCD(液晶顯示器)、框架光調(diào)制器以及光致發(fā)光發(fā)射器，且這一點(diǎn)可以與利用光導(dǎo)獲得的顯示器輸出光結(jié)合。
光導(dǎo)還可能形成為通過來自于表面的反射分開在有源框架輸入中來自視頻顯示單元的要被改變方向的部分顯示輸出光，并且其它顯示輸出光基本上向外通過觀眾作為成像光，因此觀眾仍然能看見顯示器上的全部圖像。
有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可以包括提供光源的光譜調(diào)制的光致發(fā)光器從而變換有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的至少一部分發(fā)射的環(huán)境光的顏色。選擇該光致發(fā)光器使得產(chǎn)生的環(huán)境光包括至少一種新的顏色，該顏色在獨(dú)立于有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的視頻顯示器本身可產(chǎn)生的顯示輸出光的色域之外。
其它實施例包括測角光度元件的使用，其允許有源框架發(fā)出環(huán)境光，該環(huán)境光是測角光度的，即改變特性作為有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的觀察角(N，2)的函數(shù)，或者尤其，該環(huán)境光是測角光度的，即改變顏色作為有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的觀察角的函數(shù)。該測角光度元件可以包括下述材料，例如金屬薄片、玻璃薄片、塑料玻片、顆粒物質(zhì)、石油、魚鱗精華、鳥嘌泠的薄片、2烏嘌呤、云母、磨砂玻璃、磨砂塑料、珠光材料、斑銅礦以及孔雀銅礦。
另一實施例利用與來自于視頻顯示單元的顯示輸出光進(jìn)行光通訊的光導(dǎo)，給出視頻顯示單元的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)用于將環(huán)境光傳播到環(huán)境空間中；以及與光導(dǎo)、框架光調(diào)制器進(jìn)行光通訊的框架光調(diào)制器，該框架光調(diào)制器如此形成并構(gòu)造使得利用至少該顯示輸出光來影響環(huán)境光的特性。
本發(fā)明包括利用由視頻顯示單元輸入的有源框架，將環(huán)境光傳播到來自于有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的視頻顯示單元周圍的環(huán)境空間的方法，其包括[1]獲得來自于視頻顯示單元的有源框架輸入，該視頻顯示單元選自[a]來自于視頻顯示單元的顯示輸出光的無源光輸入，其利用定尺寸、形成并定位以允許與視頻顯示單元進(jìn)行光通訊的光導(dǎo)，從而捕獲來自于其的顯示輸出光；[b]來自于視頻顯示單元的輸出光的無源感知，其利用顯示光傳感器通過有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)將來自于視頻顯示單元的輸出光轉(zhuǎn)換使用；以及[c]控制視頻顯示單元的有源視頻信號的至少一部分；以及[2]利用有源框架輸入控制環(huán)境光，該輸入利用可控光源，該光源被如此定尺寸、定位并光學(xué)形成以使得引導(dǎo)來自于自身的輸出光從而變?yōu)榘l(fā)射的環(huán)境光，以及[3]為了分布到外部空間，由通過分配的外部框架(AF)的通道混合輸出光。
其它可能的步驟包括在有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的至少一部分中通過將來自于光源的輸出光傳遞到光致發(fā)光器，和/或通過測角光度元件傳遞來自于光源的輸出光改變環(huán)境光的顏色，測角光度元件被形成和放置成提供是測角光度的或測角色度的環(huán)境光。
該方法還包括基于任何或所有數(shù)目的因素，例如環(huán)境空間中的光亮度、環(huán)境空間中的聲音、有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)中的接觸感知、有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)運(yùn)行的歷史，通過利用存儲器存儲并使用處理器中的歷史，以及處理器存儲器中擁有的用戶的喜好，利用與光源進(jìn)行通訊的處理器以影響環(huán)境光的控制。對于特定的實施例，處理器還可選擇性地從有源框架輸入中得到基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號以及將該信號的信息增加到控制視頻顯示單元的視頻信號上，從而驅(qū)動位于基準(zhǔn)區(qū)域中的視頻顯示單元中的多個基準(zhǔn)輸出像素，該基準(zhǔn)區(qū)域用于將實際顯示光抽取到有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)中。


圖1示出具有應(yīng)用于環(huán)境照明的產(chǎn)品的基準(zhǔn)區(qū)域的矩形視頻顯示器的正面視圖；圖2示出圖1的顯示器中常規(guī)的RGB視頻像素的正面示意圖；圖3和圖4分別示出配備有根據(jù)本發(fā)明的一個有源擴(kuò)散器框架的陰極射線管顯示器和平板顯示器的截面?zhèn)纫晥D；圖5示出圖4的截面的上部分的特寫圖，其表示整體的光通量；圖6示出配備有根據(jù)本發(fā)明的廣義塊狀有源框架的顯示器的右上部分的傾斜示意圖；圖7示出利用有源框架將顯示場景光傳播到外部環(huán)境的顯示器的正面示意圖；圖8示出與圖5類似的特寫圖，但是對于有源框架不截斷來自于視頻顯示單元的光的非截斷性實施例；圖9示出與圖6類似的視圖，但是示出對于圖8的實施例的表面示意圖；圖10示出與圖7類似的正面示意圖，但是對于圖8和9的非截斷性實施例；圖11示出根據(jù)本發(fā)明有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的上部的截面示意圖，本發(fā)明利用有源框架輸入顯示光傳感器無源感知來自于視頻顯示單元的顯示輸出光，且還包括測角光度元件；圖12示出圖10的測角光度的有源擴(kuò)散器框架實施例的局部上側(cè)正面視圖；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的非截斷性有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的上部的截面示意圖，本發(fā)明利用施加于視頻顯示單元的有源視頻信號以控制其內(nèi)部的光源；圖14示出與圖13類似的視圖，但是對于另一實施例，其中有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)對于傳遞給視頻顯示單元的有源視頻信號的有源框架輸入利用電磁耦合器；圖15示出與圖13類似的視圖，但是對于光源輸出通過光調(diào)制器調(diào)制的另一實施例；圖16示出與圖15類似的視圖，但是對于利用局部截斷性結(jié)構(gòu)的另一實施例；圖17和18分別示出圖15和16所示的實施例中用于說明光通量的基本示意性的原理圖，其中光源和/或顯示器發(fā)出的光通過光導(dǎo)傳遞，并被調(diào)制以移除綠色光，在額外的混合之后出現(xiàn)以變成品紅色的環(huán)境光；圖19示出與圖16類似的視圖，但是對于另一實施例，其中有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)產(chǎn)生基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號以補(bǔ)償提供給視頻顯示單元的視頻信號用于產(chǎn)生調(diào)制的視頻顯示光，且還包括測角光度元件；圖20根據(jù)本發(fā)明另一實施例具有配備有有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的分光棱鏡的顯示器的上部的截面特寫圖，其包括光導(dǎo)和分配的外部框架，其利用臨界表面處的部分內(nèi)部反射改變環(huán)境分布的光的方向，同時還提供光向前傳遞使得具有所示的示意光線的顯示成像光能看見，包括框架成像光，且其中用于環(huán)境分布引導(dǎo)的光通過框架光調(diào)制器；圖21示出與圖18功能上類似的本發(fā)明的另一實施例，在臨界表面利用局部反射器替代內(nèi)部反射器，并利用正面反射器以改進(jìn)環(huán)境光的后側(cè)分離；圖22示出與圖21中示出的功能類似的本發(fā)明的另一實施例，特別示出配備有在環(huán)境釋放之前進(jìn)一步調(diào)制光的光致發(fā)光器的上部；圖23示出與圖15中示出的功能類似的本發(fā)明的另一實施例，額外地包括在環(huán)境釋放之前進(jìn)一步調(diào)制光的光致發(fā)光器；圖24示出圖23中給出的實施例的說明性的光通路的基本原理示意圖，其中有源擴(kuò)散器框架利用插入框架光調(diào)制器和分配的外部框架表面之間的光致發(fā)光器執(zhí)行色彩變換以利用光致發(fā)射器中熒光顏料的刺激和再發(fā)光產(chǎn)生具有原本并不存在于原始視頻圖像中的新的顏色的環(huán)境光；
圖25示出根據(jù)本發(fā)明的圖24的色彩變換與顯示器常規(guī)的視頻色彩產(chǎn)生的色彩變換之間的比較，利用三原色R、G和B示意性地示出原始視頻圖像以產(chǎn)生顯示器本身不能產(chǎn)生的新的橙色，并比較利用顯示器本身產(chǎn)生的光產(chǎn)生最近的色度。該圖示出根據(jù)本發(fā)明利用光致發(fā)光器的有源擴(kuò)散器框架產(chǎn)生的光在色度上能超出MacAdam限制。
圖26一般性地示出本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架利用熒光產(chǎn)生視頻顯示器原本產(chǎn)生的顏色的色域之外的顏色這一過程的原理圖；圖27示出對于圖22-26所示的實施例中可用的典型的熒光材料，激勵、反射、熒光以及總輸出光譜分布的現(xiàn)有的曲線圖；圖28示出簡單分光棱鏡的傾斜截面圖，有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的有源擴(kuò)散器框架元件包括在環(huán)境釋放之前調(diào)制光源輸出光的框架光調(diào)制器和光致發(fā)光器；圖29示出標(biāo)準(zhǔn)CIE彩色地圖上兩種可能的顏色或色度座標(biāo)，該座標(biāo)位于PAL/SECAM、NTSC和Adobe RGB顏色產(chǎn)生方法所獲得的色域之外；圖30示出與圖28中所示的類似的本發(fā)明的另一實施例，其中有源擴(kuò)散器框架還包括測角色度元件以產(chǎn)生不同的光顏色、亮度和特性作為視角Theta和Phi的函數(shù)。有源擴(kuò)散器框架以傾斜截面示出，其包括與測角色度元件進(jìn)行光通訊的光導(dǎo)、光致發(fā)光器和框架光調(diào)制器；圖31和32分別示出對于圖30說明的測角色度的實施例，產(chǎn)生的環(huán)境光的主導(dǎo)顏色波長相對于視角Phi和Theta的笛卡兒曲線圖；圖33示出對于圖30說明的測角色度的實施例，產(chǎn)生的環(huán)境光的相對亮度相對于視角Phi的直角坐標(biāo)曲線圖。
圖34示出類似于圖15示出的類似的本發(fā)明的另一實施例，還包括在分配的外部框架的外表面上的框架接觸傳感器；圖35示出與圖9類似的實施例，但是還包括光傳感器和聲音傳感器；圖36示出根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的另一實施例的上部的示意性的截面的特寫圖，其中使用了多個光源，包括提供圖形用戶界面的電致發(fā)光顯示器；圖37示出根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的控制的功能示意圖，其包括用于影響任何數(shù)目的光源運(yùn)行的視頻內(nèi)容分析器；圖38示出根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的控制的功能示意圖，其包括利用多個有源框架輸入，且其中利用環(huán)境狀況和用戶的喜好；圖39示出根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的控制的功能示意圖，包括視頻框架的分析以及圖形用戶界面的使用；圖40示出與圖1所示類似的視頻顯示單元，但是其中基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號被提供給視頻顯示單元以驅(qū)動位于基準(zhǔn)區(qū)域中的輸出像素從而產(chǎn)生調(diào)制的顯示光；圖41示出結(jié)合加入原始視頻信號的視頻框架信息與在視頻顯示單元中驅(qū)動所選擇的像素的基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號的一般示意性的視圖；圖42示出利用與圖10中所示類似的有源框架的顯示器的正面示意圖，其中有源框架環(huán)境光示出響應(yīng)視頻內(nèi)容，作為時間的函數(shù)分別波動并顯示出移動的傳播模式；圖43示出對于有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)相關(guān)的亮度與時間的笛卡兒曲線圖，該有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)響應(yīng)視頻內(nèi)容分析器對于自身調(diào)制局部化的或通常的輸出，包括視頻內(nèi)容任何組成的音頻部分。
具體實施例方式
全文自始至終將使用下述定義-有源擴(kuò)散器框架-意思是包圍視頻顯示器等等、在其附近或與其分享環(huán)境空間的任何傳播光的結(jié)構(gòu)，其包括發(fā)出環(huán)境光的可控光源，環(huán)境光的特性同樣來自于或受到視頻內(nèi)容的影響，該視頻內(nèi)容被發(fā)送到視頻顯示器，或由視頻顯示器發(fā)出，或表示為視頻顯示器。當(dāng)視覺的中心固定在顯示器的任何部分或邊緣上時，有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)或發(fā)光的環(huán)境光將典型地被形成、定尺寸、定位以位于觀眾的視網(wǎng)膜視覺范圍之內(nèi)。
-環(huán)境光-意思是包圍、環(huán)繞顯示器的光或顯示器周圍或附近發(fā)射的光，例如從有源框架發(fā)出的或分離到墻壁上的或顯示器后方通常向外發(fā)出的光。這與顯示器通過其本身的設(shè)計向外發(fā)出的光形成對比。其不排除補(bǔ)充的顯示器的使用或提取發(fā)送給視頻顯示器的視頻容量的顯示器，并提供顯示器原本不提供的環(huán)境光。
-環(huán)境空間-表示任意的或所有的材料實體或者視頻顯示單元外部的氣體或空間。
-控制-在附加權(quán)利要求中，由于控制光源涉及直接或間接控制光源，從而輸出光的特性發(fā)生改變，例如通過改變色彩、飽和度、亮度或其它側(cè)角光度質(zhì)量，例如鏡像反射特性、回饋反射特性等的任何一種。這將包括控制多個光產(chǎn)生裝置的通/斷工作周期，改變框架光調(diào)制器的傳播特性，改變電致發(fā)光裝置的亮度輸出，調(diào)整側(cè)角光度元件的效率(例如改變側(cè)角光度元件的角度例如圖30中側(cè)角光度元件AN的前面FF)，或任何一種改變環(huán)境光特性作為有源框架輸出的函數(shù)的改變。帶著這種定義，控制將不簡單地表示位于視頻顯示單元周圍的一組熒光或其它燈的開/關(guān)，其中當(dāng)觀看視頻顯示器時只有施加控制用于轉(zhuǎn)換該燈?？刂茖⒃谒降臋?quán)利要求上下文得到解釋，其中其至少部分通過利用以顯示器輸出光或驅(qū)動視頻顯示器的視頻內(nèi)容(例如視頻顯示信號RF)的形式從視頻顯示器的有源框架輸入來定義，該顯示器輸出光可以直接獲得或感知。
-擴(kuò)散-表示光相互作用的性質(zhì)，光相互作用是非圖像傳送和亮度或照度中稍微典型的或基本上的各向同性。這里給出的通常的描述使用更通常設(shè)置的意思、含義分布，而不必要移除圖像。上下文將因此形成。
-顯示光傳感器-應(yīng)該包括以智能方式利用來自于顯示器D的光的任一或所有裝置，其不僅包括常用的光電單元和電荷耦合裝置，還包括根據(jù)本發(fā)明利用從顯示器獲得的光以幫助控制光源的光學(xué)電路。
-分配的外部框架-表示有源擴(kuò)散器框架的一部分，其轉(zhuǎn)播從光源獲得的光，該光源可以包括光導(dǎo)。分配的外部框架可以是遠(yuǎn)距離的，例如與光源或光導(dǎo)例如光纖或光導(dǎo)管進(jìn)行光通訊的光學(xué)實體。該分配的外部框架典型地是形成有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的外表面的材料實體。然而，以最通常的形式，這里將定義分配的外部框架，且在所附的權(quán)利要求中，最終的有源擴(kuò)散器框架組件作為顯示器周圍的環(huán)境空間的界面，其可能包括具有有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的人類觀眾或用戶，即，最終的有源擴(kuò)散器框架組件在通過空間分發(fā)或傳播到人類觀眾或環(huán)境表面，例如有源擴(kuò)散器框架附近任何物體或墻壁之前處理或傳播光。因此有源外部框架不應(yīng)該包括任何“后壁”或其它這種環(huán)境表面，本發(fā)明的有源框架發(fā)出的環(huán)境光撞擊在該環(huán)境表面上。對于目標(biāo)模式和發(fā)光模式分配的外部框架允許環(huán)境光產(chǎn)生的光混合。
-框架光調(diào)制器-表示將圖像形成或不形成的特性給予同樣的事物的入射光的任意調(diào)制器。其可以包括已知的調(diào)節(jié)器，例如TFT(薄膜晶體管)LCD(液晶顯示器)，并且還可以包括反射吸收器或透射吸收器。這種框架光調(diào)制其還包括輔助光源，使調(diào)制器在光源的右側(cè)?？蚣芄庹{(diào)制器還包括其它裝置，例如測角光度裝置或組件。
-測角光度計-表示給出不同光亮度、透光性和/或顏色作為視角或觀察角的函數(shù)的性質(zhì)，例如珠光、閃光或逆反射現(xiàn)象中出現(xiàn)的。
-測角色度-表述給出不同顏色或色度作為視角或觀察角的函數(shù)的性質(zhì)，例如彩虹產(chǎn)生的顏色。
-成像光-成像光是允許標(biāo)準(zhǔn)的觀察者或任何其它的觀察者識別顯示器描繪的外觀或狀態(tài)，例如根據(jù)本發(fā)明的一個實施例通過分光棱鏡的光，允許視頻顯示圖像的原始狀態(tài)被傳遞到觀眾。
-光導(dǎo)-根據(jù)本發(fā)明表示從光源接收光的有源擴(kuò)散器框架的任何結(jié)構(gòu)或部分。光導(dǎo)能與顯示單元機(jī)械接觸，例如安裝于其前面的Lucite棱鏡，或其可以被懸掛或遠(yuǎn)程設(shè)置，且僅用于與顯示器、或光源例如LED板或電致發(fā)光裝置進(jìn)行光通訊。以棱鏡塊形式的有源擴(kuò)散器框架可與光導(dǎo)和分配的外部框架整合在一起。它們不必是單獨(dú)的組件。以更通常的形式，這里以及所附的權(quán)利要求中將定義光導(dǎo)，不論是光學(xué)實體或材料實體，或甚至是排空的空間或氣體空間-根據(jù)本發(fā)明其作為光源與框架中另一組件，例如框架光調(diào)制器、分配的外部框架、光致發(fā)光器或它們的組合的界面。
-光源-表示設(shè)計為可控的光源，即基于有源框架輸入能改變輸出，且在缺少對于控制裝置任何獨(dú)立的描述的情況下，包括該控制操作所需的任何處理器或電路，以及影響控制所需的任何調(diào)制器。例如，通過光導(dǎo)LG從視頻顯示單元連接的顯示輸出光K或K+可以利用框架光調(diào)制器AM控制(參見例如圖11、16、28和30)。在該光源中的光產(chǎn)生組件可以包括任意數(shù)目的已知的發(fā)光源，包括冷陰極熒光燈、激光、FED(場致發(fā)光顯示器)、PDP(等離子顯示板)、LED(發(fā)光二極管)、電致發(fā)光裝置、或子顯示器，還可以包括直接從本發(fā)明提供的視頻顯示單元獲得無源光，或框架光調(diào)制器產(chǎn)生或調(diào)制的光。即使說明書中列舉并示出作為獨(dú)立部件的光源LS，但是例如LCD顯示器或調(diào)制光用于轉(zhuǎn)播的其它設(shè)備的框架光調(diào)制器調(diào)制的顯示光在附加權(quán)利要求中將被作為光源。
-輸出光-與光源連接，表示原始由光源發(fā)出的光，例如視頻顯示光或LED光，但是其可以順序地被調(diào)制，例如通過視圖框架光調(diào)制器或光致發(fā)光器。
-無源光輸入-表示顯示光通過本發(fā)明沒有的處理器輸入到有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)。
-處理器-不僅包括利用傳統(tǒng)電子技術(shù)和構(gòu)造的所有處理器，例如CPU的(中央處理單元)，還包括能允許改變產(chǎn)生的環(huán)境光的特性作為有源框架輸入的函數(shù)的任何智能裝置，例如數(shù)字光學(xué)裝置或執(zhí)行相同功能的模擬電路。
-透明的-包括稍微透明的，以及幾乎100％透明的。
-視頻-表示任意視覺或光產(chǎn)生裝置，或者是對于產(chǎn)生光需要能量的有源裝置，或者傳遞圖像信息的任何傳播媒介，例如辦公大樓中的窗戶，或者遠(yuǎn)程獲得圖像信息的光導(dǎo)。
-視頻信號-表示被發(fā)送用于控制視頻顯示單元的信號或信息，包括任何音頻部分。因此預(yù)料到視頻內(nèi)容分析器包括用于音頻部分的可能的音頻內(nèi)容分析器。
這里描述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的不同的實施例向視頻顯示單元周圍的環(huán)境空間發(fā)出環(huán)境光。有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可以使用任何或所有的三種有源框架輸入，其可能包括用于控制光源內(nèi)部本身的顯示器視頻信號。該公開將覆蓋不同的可能和說明性的物理實施例，以及隨后的不同的說明性的功能輸入和有源框架光源的控制。
現(xiàn)在參考圖1，示出了矩形視頻顯示器D的正面視圖，如所示的，其具有總有源或發(fā)光正面面積DA，DA等于高度h和寬度w的乘積。如圖所示顯示器D可以包括產(chǎn)生顯示輸出光K的像元或像素數(shù)目U。出于說明性的目的，表示為FA的周圍面積用作致力于利用本發(fā)明的一個實施例產(chǎn)生和分配環(huán)境光的參考面積。
現(xiàn)在參考圖2，示出了圖1的顯示器中常規(guī)RGB視頻像素的正面示意圖。如大多數(shù)顯示器一樣，從部分像素U的子像素或組分的顯示輸出光K是多方向的，使得視頻顯示器D能從較寬的視角范圍內(nèi)被看到。輸出的多方向性通常是優(yōu)選的，例如圖20中描述的實施例中出現(xiàn)的。
現(xiàn)在參考圖3和4，分別示出陰極射線管顯示器和平板顯示器的截面示意圖。在各圖中，顯示器D被定向，使得顯示輸出光K以所示的普通輸出光向外方向D(K)被射向多個方向到達(dá)所示的頁面上的右側(cè)。根據(jù)本發(fā)明各顯示器D配備有一個有源擴(kuò)散器框架A，使得其與顯示器進(jìn)行光通訊，如圖1所示捕獲從基準(zhǔn)區(qū)域FA的光。為了清楚起見，這里只示出顯示器的有源部分，從而如所示的顯示器的整個高度h是有效的。在大致D(K)方向的一定距離處是觀察者或觀眾Q，示意性地示出作為眼睛部分。
現(xiàn)在參考圖5，示出了圖4的截面部分的上部的特寫圖。顯示器D的上部被示出與有源擴(kuò)散器框架A光學(xué)相連。有源擴(kuò)散器框架A能機(jī)械地安裝到顯示器D上，出于該目的，有源擴(kuò)散器框架可以包括凸緣和容易裝卸的幾何形狀，或者其可以被懸掛起來僅用于與顯示器D之間進(jìn)行光通訊。有源擴(kuò)散器框架A可由多種通常使用的透明或半透明材料以及所知其它的聚合物樹脂制成，透明或半透明材料例如透明塑膠，如Lexan、Lucite，聚合物樹脂如PET和ABS樹脂，并利用已知的制造技術(shù)形成。任何已知的，具有必須的機(jī)械和光學(xué)特性的穩(wěn)定的光透射材料可以被使用。允許顯示輸出光K進(jìn)入并光學(xué)連接于有源擴(kuò)散器框架A的有源擴(kuò)散器框架A的部分被稱為光導(dǎo)；用作轉(zhuǎn)播光使得變?yōu)榄h(huán)境光的部分被稱為分配的外部框架(示出為AF)，其將在下文描述，例如在本公開的定義部分。如圖所示，分配的外部框架AF可以包括分配的框架外表面AS。顯示輸出光K被改變方向，顯示為被改變方向的光J，從而變成環(huán)境光M。環(huán)境光M可以向任何方向發(fā)射，例如所示的朝向觀眾Q，還以與通常輸出光向外方向D(K)相反的方向發(fā)射，例如遠(yuǎn)離觀眾Q的分離光(所示，分離)。在該示例中，示出環(huán)境光分離到顯示器D后方的環(huán)境空間中的后壁N上，變?yōu)榄h(huán)境反射光MR，其沿著原本由通常的輸出光向外的方向D(K)傳送的顯示成像光可以被觀眾Q看到。取決于期望的視覺效應(yīng)，有源擴(kuò)散器框架A，尤其分配的框架外表面AS可以包含產(chǎn)生光混合的擴(kuò)散器效應(yīng)以及半透明或其它現(xiàn)象，例如磨砂或光滑表面AS；或有棱紋的玻璃或塑料；或帶孔的結(jié)構(gòu)，例如通過利用金屬或其它內(nèi)部阻斷劑。為了清楚起見，這里只示出簡單的有源擴(kuò)散器框架A。如下面所示的，有源擴(kuò)散器框架A不必利用原本的顯示光。
現(xiàn)在參考圖6和7，直觀地示出通常的效果。圖6示出配備有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通常的塊狀有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的顯示器D的右上部分的傾斜表面示意圖。如圖6所示，有源擴(kuò)散器框架A實質(zhì)上期望是，但不必須是外圍設(shè)備，其可以使用-但不是必須使用-來自于顯示器外圍上或任何理想?yún)^(qū)域中的基準(zhǔn)區(qū)域FA的光。為了清楚起見僅示出部分框架。注意到環(huán)境光M如何在環(huán)境空間Z中以與通常的向外輸出光的方向D(K)相反的方向發(fā)射，該方向包括顯示器D的側(cè)面和頂面。如所示的，觀眾Q從顯示器的非基準(zhǔn)區(qū)域接收最初的顯示成像光1，以及從所示的有源擴(kuò)散器框架A產(chǎn)生的環(huán)境光M。這里或圖5中未示出的是有源擴(kuò)散器框架A內(nèi)部的有源框架可控光源(LS)，該有源擴(kuò)散器框架A基于顯示器輸出光K或其它有源框架輸入可局部受控。這一點(diǎn)將在下面示出。
圖7說明性地示出通常的效果，其中示出利用有源擴(kuò)散器框架A的顯示器D的正面示意圖，如圖1所示，有源擴(kuò)散器框架A從基準(zhǔn)區(qū)域FA捕獲部分顯示場景光(示出太陽光和基本的地面特征)。利用光導(dǎo)(未示出)捕獲該光用于被有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)使用以便將從分配的外部框架AF(示出)出來的光發(fā)送到環(huán)境空間中作為環(huán)境光M。在分配的外部框架AF的幾何形狀上沒有限制，這里示出具有大于圖1中所示的有源顯示器D的表面區(qū)域DA的高度h和寬度w的高度H和寬度W。
現(xiàn)在參考圖8、9和10，與圖5、6和7類似示出非截斷性有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的實施例。圖8示出類似于圖5的特寫圖，但是對于產(chǎn)生其自身光的有源框架不阻斷來自于視頻顯示單元的光的非阻斷性實施例?，F(xiàn)在示出的有源擴(kuò)散器框架A具有所示的光源LS，其產(chǎn)生表示為示出的光線LJ光，該光提供產(chǎn)生所示的環(huán)境光M的輻射能量。光源LS可以包括下述的任何一種[1]LED(發(fā)光二極管)，[2]電致發(fā)光裝置，[3]熒光燈，[4]離子放電燈，[5]激光，[6]LCD(液晶顯示器)，[7]框架光調(diào)制器，[8]光致發(fā)光器，或包括自身功能類似顯示器的陣列的任何數(shù)目的已知的可控光源。
圖9示出類似圖6的視圖，但是示出圖8的非阻斷性實施例的表面示意圖。注意到有源擴(kuò)散器框架A不遮蓋或阻斷原始顯示成像光1。利用有源擴(kuò)散器框架A的顯示器D的類似的正面示意圖示出在圖10中，其中，正如看到的，有源擴(kuò)散器框架A不阻斷或直接利用原始的顯示光。
這里示意性地示出的分配的外部框架AF包括改變產(chǎn)生的環(huán)境光特性的擴(kuò)散器?？梢允褂萌魏螖?shù)目的已知的擴(kuò)散或散射材料，包括從擴(kuò)散器實體內(nèi)部分散的小的懸浮粒子；硬質(zhì)泡沫、有云紋的塑料或樹脂，利用膠體、乳劑、1-5∶m或更小例如小于1∶m的液滴的配制品，包括壽命長的有機(jī)混合物、凝膠和溶膠，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的產(chǎn)品和制造物?？梢栽O(shè)計散射現(xiàn)象包括可見光波長，例如環(huán)境光的藍(lán)色增加的藍(lán)色產(chǎn)物的Rayleigh散射。所產(chǎn)生的顏色可以按照區(qū)域定義，例如在特定區(qū)域中整體的藍(lán)色色調(diào)或者區(qū)域色調(diào)，例如產(chǎn)生藍(lán)色光的頂部。
現(xiàn)在參考圖11和12，示出了本發(fā)明的另一實施例，其中有源擴(kuò)散器框架A具有測角光度的功能，并用作無源感知來自于視頻顯示單元的顯示輸出光的有源框架輸入，利用顯示光傳感器或感應(yīng)器。圖11以與圖5類似的方式示出根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的上部的截面示意圖，其中，正如可以看到的，來自于顯示器D的顯示輸出光K利用光導(dǎo)(為了清楚起見沒有明顯地示出)被傳送到顯示光傳感器DS。顯示光傳感器DS包括一個單獨(dú)的傳感器，或包括多個傳感器，例如感應(yīng)塊，該感應(yīng)塊能使用任何數(shù)目的已知的感應(yīng)光轉(zhuǎn)換設(shè)備，例如光電單元或利用未示出處理器將顯示輸出光K轉(zhuǎn)換為電或其它信號用于控制所示的光源LS的電荷耦合設(shè)備。如所示的，顯示光傳感器DS利用所示的分隔器S包裝在有源擴(kuò)散器框架A的內(nèi)部以防止光和/或熱從光源LS通到顯示光傳感器DS。光源LS產(chǎn)生框架光，現(xiàn)在清楚地示出其通過光導(dǎo)LG作為所示的有源框架光線LJ。光導(dǎo)LG將來自于光源LS的光引導(dǎo)進(jìn)入分配的外部框架AF，環(huán)境光被示出為傳遞進(jìn)入顯示器D的環(huán)境空間中的框架非成像光3。注意到框架非成像光3又在附圖上向左側(cè)傳遞使向后分離，如圖5中所示。
有源擴(kuò)散器框架A，尤其此處的，為了說明目的-分配的外部框架AF-被示出配備有已知類型的測角光度元件AN，這里示出為圓柱形棱鏡或透鏡，其可以形成在光導(dǎo)LD內(nèi)部，整合到光導(dǎo)LG中或插入光導(dǎo)LG中和/或，如這里所示分配的外部框架AF。這允許提供特定的效應(yīng)，其中產(chǎn)生的框架非成像光3的特性改變作為觀眾位置的函數(shù)。圖11表示測角光度效應(yīng)，其給出不同的光亮度以及作為觀眾視角的函數(shù)的框架非成像測角光度光4的特性。如所示的，來自于光源LS的光通過光導(dǎo)LG進(jìn)入圓柱形棱鏡或測角光度元件AN。在所示的采樣光線中，光非各向同性地改變方向射出測角光度元件AN-取決于如所示的使用的圓柱形棱鏡的圓柱形表面上的進(jìn)入點(diǎn)-如所示的，取決于圓柱形棱鏡的圓柱形表面上的進(jìn)入點(diǎn)-以如所示的處于中間有利點(diǎn)的觀眾或人類觀察者Q將比正下方的觀察者-Q以及上方的觀察者+Q接收不同的測角光度元件PN的光亮度。例如，該效果可以允許用戶或觀眾看到從椅子上站起的效果，或允許用戶對于觀察位置作一小的調(diào)整以獲得接收的光能級或亮度不同于測角光度元件AN的光?；谟^察位置的小的改變，這允許基于個人愛好改變產(chǎn)生的環(huán)境光的亮度。可以使用其它的光學(xué)形狀及形式，包括矩形、三角形或不規(guī)則形狀的棱鏡或形狀，且它們可以如所期望的置于或整合于分配的外部框架AF上。不同于各向同性的輸出，這里獲得的效果可能是投射到周圍墻壁、物體以及位于顯示器D的表面的感興趣的光的波段，使得一種光顯示在黑色房間中作為顯示器上場景元素、顏色以及亮度的變化?？梢允褂玫臏y角光度元件的數(shù)目和類型幾乎是無限的，包括多塊塑料、玻璃以及由蝕刻和適度破壞的制造技術(shù)生產(chǎn)的視覺效果。對于不同的戲劇效果，有源擴(kuò)散器框架A可以是唯一的，甚至也可以是互換的。
有源擴(kuò)散器框架A和顯示器D的外觀示出在圖12中，其中類似于圖7的正面示意圖示出圖11的測角光度有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)。如所示的顯示器D發(fā)出原始顯示成像光1。在帶有具有擴(kuò)散器芯或特征的分配的外部框架AF的情況下，環(huán)境光M采用如所示的框架非成像光3的形式，并且還采用圖10的截面圖中示出的從測角光度元件AN發(fā)出的框架非成像測角光度光4的形式。
現(xiàn)在參考圖13和14，示出根據(jù)本發(fā)明的非阻斷性有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的上部的通常的截面示意圖，其利用施加于視頻顯示單元的有源視頻信號以控制有源擴(kuò)散器框架A內(nèi)部的光源LS。在圖13中，示意性地示出視頻顯示信號RF作為以任何已知的方式從顯示器D獲得的，包括利用提供給消費(fèi)者的適配器或一些完整的方法獲得信號的傳感器，在該方法中信號從顯示器D內(nèi)部獲得，包括已知的感應(yīng)感覺或大規(guī)模的信號線或傳送線，其包括任何共軸線、光纖、或提供視頻信息和任意相關(guān)的數(shù)據(jù)到顯示器D的任何其它的信號源和位流。這可以包括所示的從顯示器D到處理器CPU的紅外、藍(lán)牙或脈寬調(diào)制通訊。已知的壓縮技術(shù)可用于這種通訊中。接進(jìn)視頻顯示信號RF的數(shù)據(jù)可包括模擬信號，例如NTSC、PAL或SECAM波形，或由數(shù)字信息組成，包括信源編碼和任何子代碼或輔助數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。然后處理器CPU利用視頻和電視工程領(lǐng)域已知的原理使用視頻顯示信號RF，這里示出為與所示的有源擴(kuò)散器框架A整合在一起或者固定到有源擴(kuò)散器框架A上。可替換地，處理器CPU可加入到顯示器D中，或可以獨(dú)立于有源擴(kuò)散器框架A或顯示器D存在。如前所述，從光源LS的輸出光通過光導(dǎo)LG射出到分配的外部框架AF，產(chǎn)生框架非成像光3。
在圖14中，示出另一實施例，其中對于發(fā)送到視頻顯示單元的視頻顯示信號RF的有源框架輸入，有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)利用遠(yuǎn)程感應(yīng)，例如電磁耦合器EC1和EC2。在該實施例中，視頻顯示信號RF，其一部分，和來自于視頻顯示信號RF的信號被直接和間接使用，利用電子和電氣領(lǐng)域已知的技術(shù)，以這種方式驅(qū)動電磁耦合器EC1以編碼來自于視頻顯示信號RF的預(yù)期的信息。如果需要，存在一些簡化視頻信號的處理方法，例如僅取樣顯示器中像素的子集，均化技術(shù)，或可能允許任何所需的驅(qū)動器(未示出)的數(shù)據(jù)負(fù)載減少以供給電磁耦合器EC1的其它的壓縮取樣技術(shù)。以類似的方式，處理器CPU可以利用電磁耦合器EC2電感或電磁接收的信號，該電磁耦合器EC2與電磁耦合器EC1進(jìn)行電磁通訊。這允許有源擴(kuò)散器框架A，尤其對于平板顯示器(非CRT)具有便攜性。電磁耦合器EC2采取天線的形式，或可以是公開的光學(xué)裝置，例如那些本領(lǐng)域通?？捎玫那乙阎模绢I(lǐng)域利用IRED(紅外光發(fā)光二極管)或類似的發(fā)射器編碼并傳遞信號信息?？梢允褂萌魏螖?shù)目的配置。例如，電磁耦合器EC1可以是顯示器D的一部分，或固定到顯示器D或與顯示器D相關(guān)聯(lián)，而電磁耦合器EC2是有源擴(kuò)散器框架A的一部分，從而提供了便攜性和可互換性。
現(xiàn)在參考圖15，示出根據(jù)類似于圖13所示的另一實施例的有源擴(kuò)散器框架A，其中來自于光源LS的輸出光由框架光調(diào)制器AM調(diào)制。正如所看到的，框架光調(diào)制器AM現(xiàn)在是分配的外部框架AF的一部分，并位于光源LS和分配的外部框架表面AS之間，從而光源LS產(chǎn)生的光的特性，例如亮度、色度和飽和度可以在環(huán)境分布之前被改變，變?yōu)檫@里稱為調(diào)制的環(huán)境光3M，如所示的。這允許任何數(shù)目的光效應(yīng)，其執(zhí)行由有源框架輸入，例如視頻顯示信號RF得到的內(nèi)容來確定?？蚣芄庹{(diào)制器AM可以包括改變傳遞或生產(chǎn)量作為時間或位置的函數(shù)的單獨(dú)的裝置，或一組裝置，例如這種設(shè)備如LCD(液晶顯示器)中出現(xiàn)的平面陣列，或允許光通過其自身，且自身是有源光，例如FED(場致發(fā)光顯示器)或PDP(等離子顯示板)的組合裝置。
作為另一示例，現(xiàn)參考圖16，示出圖15類似的視圖，但是對于利用部分阻斷性結(jié)構(gòu)的另一實施例，其中還允許一些顯示輸出光K進(jìn)入光導(dǎo)LG，與圖11所示的實施例中一樣。在該實施例中，顯示輸出光K和光源LS的輸出光都通過光導(dǎo)LG，并向外通過分配的外部框架AF到達(dá)環(huán)境空間。為了清楚起見這里不示出處理器CPU。
利用框架光調(diào)制器AM，場景可以被投射到分配的外部框架AF上，該框架以令人滿意的方式補(bǔ)充顯示器D的內(nèi)容。產(chǎn)生該內(nèi)容的控制信號的來歷從視頻顯示單元D得到的有源框架輸出中開始，并不必須來自于視頻顯示信號RF的腳本或子代碼或?qū)ｉT的數(shù)據(jù)空間。
由分配的外部框架AF改變方向的光可以是非成像的且被混合，允許三原色或其它顏色的組合。這允許諸如圖24所示的混合，從而來自于顯示器上兩種不同的場景區(qū)域的兩種顏色A和B可以形成未示出在原始圖像上的色度C，但是對于眼睛是令人愉悅的，就像從原始圖像內(nèi)容中得到的一樣。因此，雖然提供給分配的外部框架AF的光可以是截然不同的，例如單獨(dú)的紅色和綠色區(qū)域，有源擴(kuò)散器框架產(chǎn)生的環(huán)境光3M可以是黃色的，提供令人感興趣的戲劇效果。當(dāng)分配的外部框架AF包括擴(kuò)散器時尤其改進(jìn)了這一點(diǎn)。這一點(diǎn)能從很難產(chǎn)生褐色的光源，例如LED陣列中產(chǎn)生目標(biāo)模式顏色，例如褐色。
現(xiàn)在參考圖17和18，分別給出了圖15和16所示的實施例中為了說明光通量的基本原理示意圖。在圖17中，光源(示出，光源)和圖18中，光源和一些顯示光(示出顯示)產(chǎn)生RGB分量光，或如附加權(quán)利要求中所稱的框架光，且在兩種情況中該光都通過所示的光導(dǎo)LG，并向上到達(dá)所示的框架光調(diào)制器AM，其被示出移動部分綠色光(G)，如表示透過綠光的減弱的箭頭所示。該調(diào)制光通過分配的外部框架AF，且在該說明性的實施例中，其混合在一起以形成傳播到環(huán)境空間中的品紅色光(示出，品紅色)。利用從一個或多個有源框架輸入中收集的，控制框架光調(diào)制器AM作為顯示器D的動作的已知方法，該色度選擇可以被調(diào)制為分配的框架外表面AS上的位置的函數(shù)，以及時間的函數(shù)。
圖19示出與圖16中示出的部分方式類似的另一實施例，但是其中有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)補(bǔ)充提供給視頻顯示單元的視頻信號以產(chǎn)生調(diào)制過的視頻顯示光，還包括圖11所示的說明性的測角光度元件。本發(fā)明的該實施例允許處理器CPU(為了清楚起見未示出)可以利用顯示輸出光K的無源檢測或視頻顯示信號RF以產(chǎn)生基準(zhǔn)區(qū)域的視頻信號(下面討論)，該視頻信號被提供給視頻顯示單元D以驅(qū)動或增加(或如果需要則壓縮亮度)視頻顯示單元中所選擇的輸出像素，該視頻顯示單元位于圖1所示的基準(zhǔn)區(qū)域FA中以產(chǎn)生所示的調(diào)制過的顯示光(K+)。例如，這一點(diǎn)允許光產(chǎn)量的增加，因為現(xiàn)在存在關(guān)于原始顯示器D的兩種新的光源有源擴(kuò)散器框架A的光源LS和來自于所示的顯示器D的調(diào)制過的顯示光K+。如前所述，調(diào)制過的顯示光K+和來自于光源LS的輸出光通過光導(dǎo)LG，并向上通過框架光調(diào)制器AM和分配的外部框架AF。在該說明性的示例中該光的一部分通過測角光度元件AN，產(chǎn)生現(xiàn)在所示的框架非成像測角光度光4M，其能改變作為所示的視角函數(shù)的特性。
在本發(fā)明的另一實施例中，光導(dǎo)LG同時允許原始顯示光從基準(zhǔn)區(qū)域FA傳遞給觀眾，且通過使用有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)還允許抽取和利用顯示光。
現(xiàn)在參考圖20，利用顯示器D的上部的截面特寫圖示出這一實施例，其示出配備有有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的基準(zhǔn)區(qū)域(為了清楚起見未加標(biāo)簽)。這里的光導(dǎo)LG采取所示的直角棱柱的形式，并如此形成使得提供在其上發(fā)生100％內(nèi)部反射的臨界表面。
特別地，光導(dǎo)LG和/或分配的外部框架AF形成為所示的以允許臨界表面CS存在于整個內(nèi)部反射的臨界角處或附近。示出在圖的右側(cè)的分配的外部框架AF的正面成斜角以形成臨界表面CS，該臨界表面CS的法向矢量大約從容易看到的普通輸出光向外方向D(K)偏離45度。由于大部分粒子的內(nèi)部反射的臨界角典型的大約為42度，這提供了一種將光分離進(jìn)入到光導(dǎo)LG的機(jī)會，因為所選擇的幾何形狀，如所示的，幾乎一半進(jìn)入的光將超過臨界角以變成內(nèi)部反射輸出光KX，當(dāng)其通過所示的頂部安裝的框架光調(diào)制器AM時，后來變成框架調(diào)制環(huán)境光3M-而光進(jìn)入光導(dǎo)LG的另一半不被改變方向，而將向前變?yōu)楸粋鬟f的輸出光KT，且變成如所示框架成像光2。因此，觀眾將接收或識別在基準(zhǔn)區(qū)域FA中的原始顯示圖像的原始特征，然而，同時對于環(huán)境分布，光可用來從分配的外部框架AF向上發(fā)射。因此透亮的或透明的有源擴(kuò)散器框架A允許在整個顯示區(qū)域在減小的亮度下看到原始的顯示圖像，這一點(diǎn)由于人類視覺系統(tǒng)本身的補(bǔ)償特性而沒有特別注意到。為了清楚起見，對于傳遞的輸出光KT沒有示出直接出口處小的差別。
因此變向的內(nèi)部反射輸出光KX可用作有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的輸入，可能用框架光調(diào)制器AM替代顯示光傳感器DS，或兩者的任意組合，以進(jìn)一步提供信息給有源擴(kuò)散器框架A和任何相關(guān)的處理器CPU(未示出)。
還示出了另一特征，即使用正面反射器或反射表面T以反射光導(dǎo)LG內(nèi)部的反射光以變成環(huán)境分離光(示出，分離)。該光能照亮圖8中所示的后壁。
作為圖20中所示的分光棱鏡實施例的可替換實施例，圖21利用局部反射表面T2替代臨界表面CS處的內(nèi)部反射。如前所述，部分光，即內(nèi)部反射輸出光KX向上反射用作有源擴(kuò)散器框架A的輸入，例如通過所示的框架光調(diào)制器AM，和/或可替換的，顯示光傳感器DS(未示出)。如前所述其它光被傳遞以變?yōu)楸粋鬟f的輸出光KT?，F(xiàn)在加入到一個物理塊組件的光導(dǎo)和分配的外部框架AF如所示大部分是中空的，并具有圖20中前面所示的光通路。利用部分反射表面T2可以是優(yōu)選的，因為當(dāng)具有圖20中所示的折射內(nèi)部反射時，在越過臨界表面CS要識別的圖像上沒有折射移位效應(yīng)；然而，利用局部反射表面具有在反射表面引入部分光損失的缺點(diǎn)，而圖20的臨界表面CS處的100％的內(nèi)部反射時絕對的。如圖20前面所述，正面反射器T用于增強(qiáng)越過顯示器D頂部所示的環(huán)境光的后側(cè)分離。作為連續(xù)的局部反射表面T2的可替換實施例，在小的物理刻度上可以使用選擇反射器和局部反射器，其單獨(dú)地反射且改變部分顯示光的方向以變得分離，而其它光通過這些選擇反射器之間以增加框架成像光2。
通常，這里給出的教導(dǎo)還可應(yīng)用于多個方面。對于光導(dǎo)LG和/或分配的外部框架AF的分光棱鏡的幾何形狀可包括整個框架單獨(dú)的平面，可替換的，分光棱鏡可以包括四個平面，每個對應(yīng)于顯示基準(zhǔn)邊界的每側(cè)(參見圖1)，即頂部、底部、左側(cè)和右側(cè)?？商鎿Q的，可能存在區(qū)域棱鏡或小棱鏡，甚至像素尺寸的棱鏡以獲得小規(guī)模上相同的影響。
分配的外部框架AF還可以包括一個或多個光導(dǎo)管(未示出)，為了進(jìn)一步輸出或分配環(huán)境光到環(huán)境空間中特定的位置，或為了未示出的特定的目的。例如，在圖20或21中光導(dǎo)管可以固定在分配的外部框架AF的后側(cè)，鄰近于所示的分離光向后輸出的位置。從這些光導(dǎo)管中產(chǎn)生的環(huán)境光M被光學(xué)抽取到其它光結(jié)構(gòu)中供其它地方使用，例如為了特殊的效果安裝光學(xué)分配器(未示出)或頂板濺落單元(未示出)的地板。為了環(huán)境分布光導(dǎo)管還可用作傳遞光用于放大。
本發(fā)明可獲得的功能之一是通過從原始顯示圖像光1獲得的，而不是實際存在的色度的有源框架的產(chǎn)物。這一點(diǎn)在不依賴于熱的或有源的光源的情況下進(jìn)行，例如LED，即使當(dāng)基色被組合時，如先前所述其色度很難被控制。例如，原始顯示成像光1可以被色彩轉(zhuǎn)換或色彩調(diào)制。這一點(diǎn)允許利用人類眼睛和視覺系統(tǒng)的特性。必須注意到對于不同的視覺波長給出檢測靈敏度的人類視覺系統(tǒng)的光度功能作為亮度級的函數(shù)發(fā)生改變。
例如，依賴于視網(wǎng)膜桿的暗視覺或夜視覺對于藍(lán)色光或綠色光傾向于更敏感。利用視網(wǎng)膜錐體的亮視覺更適用于檢測較長的波長，例如紅色和黃色。在黑暗的家庭影院環(huán)境中，作為亮度級的函數(shù)的不同顏色的相對發(fā)光度的這些變化在環(huán)境空間中通過調(diào)制或改變傳送給視頻用戶的顏色被抵消。這一點(diǎn)利用框架光調(diào)制器AM，或通過利用圖22中所示的本發(fā)明的另一實施例的教導(dǎo)采用顏色相減步驟被實現(xiàn)，圖22示出圖21的頂部，但是配備有增加的部件，即在環(huán)境釋放之前進(jìn)一步調(diào)制光的光致發(fā)光器。當(dāng)前面圖21中所示的內(nèi)部反射輸出光KX在圖22中向上形成時，其如前所述通過框架光調(diào)制器AM，然后進(jìn)一步通過光致發(fā)光器PE，該光致發(fā)光器PE如所示的應(yīng)用于、或固定到，或與框架光調(diào)制器AM整合在一起。作為另一實施例，現(xiàn)在參考圖23，本發(fā)明的另一的實施例功能上類似于圖15中所示的實施例，此外還包括置于框架光調(diào)制器AM和分配的框架外表面AS之間的光致發(fā)光器PE。在這種情況下，來自于光源LS的輸出光通過光導(dǎo)LG，然后通過框架光調(diào)制器AM使得由分配的外部框架AF傳播到環(huán)境空間中用于環(huán)境釋放?？商鎿Q的，光致發(fā)光器PE可以與分配的外部框架AF整合在一起。
光致發(fā)光器PE通過吸收或經(jīng)歷從光源LS輸入的光或從顯示輸出的光K(例如KX)的激勵執(zhí)行色彩的轉(zhuǎn)變，然后再發(fā)射更期望的波長的光。由光致發(fā)光器，例如熒光顏料的該激勵和再發(fā)射可以允許提供在原始視頻圖像或光源中原本不存在的新的顏色，也許還可能不在運(yùn)行顯示器D本身固有的顏色或色域的范圍內(nèi)。
圖24示出對于例如圖23中給出的實施例這一過程的說明光通量的基本原理示意圖。來自于光源(示出顯示器或光源)的RGB光通過框架光調(diào)制器AM例如TFT LCD顯示器，然后到達(dá)光致發(fā)光器PE上，其中不同波長范圍的激勵或吸收通過另外的混合(例如在分配的框架外表面AS處)產(chǎn)生橙色O，其提供一種原本在顯示器或光源中不存在的新的顏色(示出，橙色增加)。
新的顏色的產(chǎn)生可以提供新的且令人感興趣的視覺效果。該說明性的示例可以是橙色光的產(chǎn)物，例如稱為搜索器的橙色，對于其可以使用已知的熒光顏料(參見ref[2])。該給出的示例涉及熒光色彩，其與熒光通常的現(xiàn)象和相關(guān)的現(xiàn)象相反，對于這一點(diǎn)該圖另外地致力于搜索器橙色特定的示例之外。換句話說，任何光致發(fā)光化合物、物質(zhì)或材料可用于光致發(fā)光器PE，只要其具有相應(yīng)于有源擴(kuò)散器框架A內(nèi)部的光源或能源的激活或激勵能量即可。
利用熒光橙色或其它熒光染色種類可特別地用于低照度狀態(tài)，其中對于長波長的光，紅色和橙色光的增加可以抵消暗視覺的減小的靈敏度。
熒光染色可以包括染料種類中已知的染色，例如二萘嵌苯、萘酰亞胺、香豆素、噻噸、蒽醌、硫靛以及所有的染料種類，例如由美國俄亥俄州克利夫蘭市的Day-Glo彩色公司制造的染料?？捎玫念伾ò⑴疗觞S色、底格里斯河黃色、大草原黃色、Pocono黃色、莫霍克黃色、波拖馬可河黃色、萬壽菊橙色、渥太華紅色、伏爾加河紅色、橙粉色、哥倫比亞藍(lán)色。這些染料種類可以利用已知的程序加入到樹脂，例如PS、PET和ABS中。
熒光染料和材料具有改進(jìn)的視覺效果，因為它們被設(shè)計為比相同色度的非熒光材料亮很多。用于通常的熒光色的傳統(tǒng)的橙色顏料的所謂的使用期限的問題在最近二十年內(nèi)得到了解決，因為技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)導(dǎo)致了耐用的熒光顏料的發(fā)展，該熒光顏料當(dāng)暴露在陽光下能保持它們鮮明的顏色7-10年。因此這些顏料在UV射線入口最小的家庭影院的環(huán)境中幾乎是破壞不了的。
可替換的，可以利用熒光感光色素，它們通過吸收短波光，并且重新發(fā)射作為長波例如紅色或橙色的光而工作。技術(shù)進(jìn)步的無機(jī)顏料現(xiàn)在容易地可使用且利用可見光經(jīng)受刺激，例如藍(lán)色光和紫色光，波長為400-440nm光。
高度熒光材料作為已知的熒光產(chǎn)生單色光，熒光彩色現(xiàn)象的心理物理感知，該單色光發(fā)出看起來不自然的亮度。
當(dāng)該現(xiàn)象前所未有地大量地保持時，作為色度函數(shù)的最大理論可獲得亮度(相對于白色)數(shù)量上由MacAdam建模，并在色彩科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)作為MacAdam限制為人們所知。已經(jīng)建議熒光可以由Y/YMacAdam(x，y)描述，其中Y是熒光彩色激勵的相對反射系數(shù)或表面上的反射系數(shù)，YMacAdam(x，y)是熒光彩色激勵的色度坐標(biāo)(x，y)的MacAdam限制。
圖25示出根據(jù)本發(fā)明圖24的彩色轉(zhuǎn)變過程與對于最近可用的色度，由顯示器或常規(guī)光源產(chǎn)生的常規(guī)的視頻彩色產(chǎn)物的彩色轉(zhuǎn)變過程之間的比較。如圖左側(cè)所示的，利用基色R、G和B的原始視頻圖像或光源產(chǎn)生顯示器或光源本身不可產(chǎn)生的新的橙色，如圖24所示。該色域之外的光示出為環(huán)境光M+。將這一點(diǎn)和通過利用顯示器或光源本身產(chǎn)生的光相比較，最近色度的相同彩色的產(chǎn)物，其中作為說明性的示例，包括高亮度的紅色光(示出為R)和低亮度的綠色光(示出為g)的光通過框架光調(diào)制器AM相減地被過濾以產(chǎn)生橙色(示出，橙色)，該橙色光仍然在與有源擴(kuò)散器框架A相關(guān)的顯示器或光源本身產(chǎn)生的色域之內(nèi)。該解示出顯示根據(jù)本發(fā)明利用光致發(fā)光發(fā)光器，有源擴(kuò)散器框架產(chǎn)生的光可以超出該色度的MacAdam限制。
圖26示出了形成該過程的原理示意圖，通過該過程本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架可以使用熒光以產(chǎn)生視頻顯示器本身產(chǎn)生的色域之外的顏色。來自于顯示器色域(RGB)的RGB光被允許激勵光致發(fā)光器PE之內(nèi)的熒光物質(zhì)，允許分配的外部框架AF產(chǎn)生顯示器D或光源LS的固有操作可用的色域之外的顏色。這一點(diǎn)圖解性地示出在圖26中，其中熒光導(dǎo)致色域顏色之外的產(chǎn)物。
為了說明目的，圖27示出對于圖22、23、28和30示出的實施例可以使用的熒光材料(搜索器的橙色)，激活、反射、熒光和總輸出的現(xiàn)有的頻譜分布圖(來自于ref[2]，第365頁)。該示例中的光致發(fā)光器PE由所示為E的較短光波激勵。R示出的普通的反射過程由F示出的熒光發(fā)射光譜的分布來補(bǔ)充，相加得到HO所示的高輸出的總發(fā)射，其可以位于顯示器D本身的色域之外。
圖28示出部分簡單的分光棱鏡分布的外部框架AF的傾斜截面圖，AF與光導(dǎo)LG整合在一起。來自于光源，例如光源LS(未示出)和顯示輸出光K(未示出)的部分光被改變方向使得不變成框架成像光2，例如所示的藍(lán)色光?？商娲?，該光被內(nèi)部反射并在圖中向上傳送到框架光調(diào)制器AM，且隨后通過分配的外部框架AF頂端所示的光致發(fā)光器PE的襯墊。這一點(diǎn)以與圖27的頻譜分布中所示的相同的方式將輸出光(例如藍(lán)色光)轉(zhuǎn)變?yōu)樯蛑獾某壬?，作為所示的框架非成像?顯現(xiàn)到環(huán)境空間中。
該過程能夠容易地產(chǎn)生顯示器D本身的色域之外的環(huán)境光?，F(xiàn)在參考圖29，示出為M+的兩種可能的環(huán)境顏色或色度坐標(biāo)可以在標(biāo)準(zhǔn)CIE x-y色度圖表或彩色地圖上找到。該地圖示出作為色度坐標(biāo)x和y的函數(shù)的最大亮度的所有已知的顏色，為了參考示出具有納米波長的光以及CIE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光的白點(diǎn)。容易示出環(huán)境彩色M+的色度位于所示的PAL/SECAM、NTSC和Adobe RGB三色激勵產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)可獲得的色域之外。
光致發(fā)光器PE可以加入反射的熒光材料，具有被形成并用于利用反射作為有源擴(kuò)散器框架A內(nèi)部的彩色調(diào)制方法的分配的外部框架AF，不僅僅是吸收和再發(fā)射。
還必須注意到具有較長張馳時間的任何數(shù)目的已知的光致發(fā)光材料(例如比10^-8秒長，例如1秒)可以由光致發(fā)光器PE中的熒光材料替代或添加于其中。這一點(diǎn)能夠考慮到特技效果，例如當(dāng)場景元件在顯示器D上播放出時，有源擴(kuò)散器框架A的發(fā)光過程中的時間延遲或拖拉。這一效果使得環(huán)境光輸出看起來象事先準(zhǔn)備好的。
在本發(fā)明的另一實施例中，圖30示出簡單的分光棱鏡分配的外部框架AF的另一傾斜截面的視圖，分配的外部框架AF與光導(dǎo)LG整合在一起，但是還包括測角光度元件和測角色度元件AN以產(chǎn)生不同光的顏色、亮度以及如所示的作為視角Theta和Phi的函數(shù)的特性。Phi沿水平方向被測得，Theta沿垂直方向被測得。如所示的，示出作為光導(dǎo)LG和分配的外部框架AF的組合的簡單的分光棱鏡用來接收來自于光源(未示出)，例如光源LS或顯示輸出光K的輸入光R、G和B。如前面圖28所示的，部分RGB光在內(nèi)部向上反射以通過框架光調(diào)制器AM和光致發(fā)光器PE，兩者都是可選擇的。然而，這里光導(dǎo)LG與分配的外部框架AF的部分，這里示出為前表面FF的測角光度元件AN進(jìn)行光通訊。光致發(fā)光器PE產(chǎn)生的光可以直接從前面FF出去，或從幫助將光從前面FF導(dǎo)向出去的后側(cè)反射器RR反射。正如可以看到的，多種色彩差別效應(yīng)可以構(gòu)建為視角的函數(shù)，這里示意性地示出所示的光線，例如低亮度綠色光g和高亮度黃色光Y、橙色光O、紅色光R和藍(lán)色光B。為了實現(xiàn)該效應(yīng)，以前面FF的形式的測角光度元件AN可以單獨(dú)的或者其組合地使用多種測角光度計元件和測角色度元件，例如金屬及珍珠透光著色劑；利用已知的衍射或薄膜干涉效應(yīng)的彩虹色材料，例如，利用魚鱗精華烏嘌呤的薄片，或具有防腐劑的2烏嘌呤。優(yōu)選地，云母或其它物質(zhì)可以被使用，例如由氧化層組成的珍珠材料，斑銅礦或孔雀銅礦；金屬薄片、玻璃薄片、塑料薄片，顆粒物質(zhì)、石油、磨砂玻璃以及磨砂塑料。
前表面FF可以用作、形成為或評分用來提供測角色度效應(yīng)。例如，前表面FF包括鋸齒狀、凸紋、磨砂區(qū)域、內(nèi)含物，包括被捕獲的氣體或粒子，例如樹脂或玻璃塊。測角光度效應(yīng)可以通過使用反射或透射材料來實現(xiàn)，這一點(diǎn)將為本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到。還必須注意到圖11描述的實施例由于使用棱鏡或透鏡可用到的散射現(xiàn)象可以適度地被測角色度。
這種有源擴(kuò)散器框架A的效果可以是戲劇元件，其選擇性地改變光特性作為觀眾位置的函數(shù)，例如看到藍(lán)色火花，然后當(dāng)從椅子上站起來或改變觀測位置時看到紅色光。
為了說明這一點(diǎn)，圖31和32分別對于圖39示出的測角色度的實施例，利用彩虹色的正面FF，示出產(chǎn)生的環(huán)境光的占主導(dǎo)顏色的波長相對于視角Phi和Theta的笛卡兒曲線。光的波長或顏色分別作為Phi和Theta的函數(shù)而改變。
正面FF的評分或其它評價，包括這里小彩色元件的內(nèi)含物允許光亮度按照圖33所示測角光度發(fā)生改變，圖33對于圖30示出的另一測角色度的實施例，示出產(chǎn)生的環(huán)境光的相對光亮度相對于視角Phi的笛卡兒曲線。
通常，多種包括小元件的光學(xué)元件可以用作給分配的外部框架的多種供應(yīng)。為了說明目的，這里選擇的簡單的結(jié)構(gòu)不應(yīng)該認(rèn)為是以任何方式的限制。例如，可以使用具有引導(dǎo)光到分配的框架外表面AS上的特定位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)小光源LS。
根據(jù)本發(fā)明有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可以包含在整個系統(tǒng)較大的范圍中，例如娛樂中心或計算機(jī)外圍設(shè)備。如上所述用于控制光源LS，或調(diào)制顯示輸出光K，或創(chuàng)建調(diào)制的顯示光K+的處理器等等位于顯示器D內(nèi)部，有源擴(kuò)散器框架A內(nèi)部-例如任何光源LS內(nèi)部、光導(dǎo)LG內(nèi)部或分配的外部框架AF內(nèi)部-或可選擇地，可以固定到它們中的任何一個上，或位于它們中的任何一個之外。
有源擴(kuò)散器框架A中光源的控制可以作為多種物體的函數(shù)，包括一個或多個從視頻顯示單元的有源框架輸入(來自于顯示光變換器，例如顯示光傳感器DS的顯示光、信號以及視頻顯示信號RF收集的視頻內(nèi)容)，且可選擇地包括作為觀眾房間或環(huán)境空間狀況的輸入，或類似于預(yù)先記錄或傳遞的劇本的其它可選的信息。
圖34示出類似于圖15的本發(fā)明的另一實施例，但是還包括分配的外部框架AF的外表面AS上的框架接觸傳感器ST?？蚣芙佑|傳感器ST基本上可以是透明的，且利用已知的技術(shù)，例如壓力敏感的半導(dǎo)體薄膜、電容性傳感器、麥克風(fēng)技術(shù)或平面開關(guān)，且可以利用已知的形式，采取不同于所示的形式，例如以離散的加速計的形式，例如固定于有源擴(kuò)散器框架A的壓電加速計(未示出)，或可替換地，以純電容性傳感器的形式，其不直接測量振動，而是與導(dǎo)電體接觸，例如手工接觸的人體。利用框架接觸傳感器ST用于將接觸、輕打或其它振動轉(zhuǎn)換為短暫的或其它的電信號或光信號，用戶能就關(guān)于某一喜好通知處理器(未示出)。
例如，接觸或輕打有源擴(kuò)散器框架A可能導(dǎo)致產(chǎn)生的環(huán)境框架光的特性在分配的外部框架AF上的亮的、快速移動的光模式之間切換，以得到更低的模式和亮度以及完全沒有環(huán)境光。情況還可以被監(jiān)控在顯示器D的環(huán)境空間中，以允許有源擴(kuò)散器框架A對于期望的效果適應(yīng)其周圍的輸出。圖35示出圖9中類似的實施例，但是還包括光傳感器和聲音傳感器。光傳感器SL說明性地示出在面對觀眾的分配的框架外表面AS上，且可以包括硒光電元件和其它的光電元件，例如硅-鍺感光元件，和其它已知的感光設(shè)備。同樣地，包括麥克風(fēng)或任何已知的類型的聲音變換器的聲音傳感器SS可加入到有源擴(kuò)散器框架A中，例如在所示的正面上。
在有源擴(kuò)散器框架A的分配的外部框架AF上方或后方，存在包括平面陣列或顯示器的多個光源，該平面陣列或顯示器是有源框架的一部分。示出在上述圖中的框架光調(diào)制器AM可以采用有背光或沒有背光(未示出)的LCD顯示器的形式。
現(xiàn)在參考圖36，示出使用兩個光源的有源擴(kuò)散器框架的另一實施例上部分的截面視圖的特寫圖。在該圖的左上部分，光源LS，例如LED陣列位于允許環(huán)境光M的產(chǎn)物如所示的向上或向后(在該頁上向左)發(fā)射，而在有源擴(kuò)散器框架A的正面，電致發(fā)光裝置EL被提供以產(chǎn)生在該頁上向右的朝向觀眾(未示出)的框架電致發(fā)光的光3EL。如所示的，框架接觸傳感器ST又可加入其中。電致發(fā)光裝置EL可以包括平面陣列或顯示器，以及任何其它的發(fā)光的顯示器，例如LCD，因此可以被取代。可以使用已知的電致發(fā)光設(shè)備，例如Shirasaki等人的US專利5895692中示出的電致發(fā)光設(shè)備，其中熒光層應(yīng)用于電致發(fā)光設(shè)備的頂部。電致發(fā)光設(shè)備EL可以包括氣體放電燈或等離子顯示板，或可以使用直接的電致發(fā)光，例如使用利用已知的Destriau效應(yīng)磷光體的顯示器，或可以使用任何數(shù)目的已知的電荷注入的電致發(fā)光設(shè)備。
此外，電致發(fā)光設(shè)備EL可以如此設(shè)計、形成并訪問，使得允許如所示的圖形用戶界面GUI可以提供到有源擴(kuò)散器框架A的正面，或任何其它面上，且框架接觸傳感器ST可以是已知設(shè)計的觸敏屏幕，其允許用戶進(jìn)行菜單選擇或其它場敏感輸入。
圖37、38和39給出更功能性的描述，且可以參考提供某些方式的說明以影響本發(fā)明的實施例的處理模塊或子組件。可能存在多種構(gòu)造，正如電子設(shè)計領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以預(yù)想的。這里給出的功能組件可以單獨(dú)地或一起位于電控模型、芯片或處理器上，或位于多組件電路板上，且可以包括軟件、存儲器，以及與外部處理器接口連接，例如通過與網(wǎng)卡進(jìn)行通訊提供。
圖37示出根據(jù)本發(fā)明的控制包括一個有源框架輸入的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的功能示意圖，該有源框架輸入包括視頻內(nèi)容分析器，其隨后用于影響任何數(shù)目的光源的運(yùn)行。帶箭頭的實線可以表示控制或信號，例如電或光信號。圖37說明圖38所示的某些功能，并涉及光放大器及產(chǎn)品。簡言之，在附圖中，處理器從前面的組件圖中所示的顯示器D接收視頻顯示信號RF，并能執(zhí)行視頻內(nèi)容分析器以產(chǎn)生或得出期望的有源框架光控制信號或用于控制光源的信號(示出為功能或物理模型或單元，視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號)，例如平面LED顯示器或框架光調(diào)制器。這能包括簡單的模擬信號，例如調(diào)整LED裝置的輸出的驅(qū)動器電壓，或復(fù)雜的波形或在它們的右側(cè)由視頻信號組成的數(shù)字幀或包，例如用于控制LED或LCD的平面陣列的視頻信號。合成的有源框架光控制信號或數(shù)據(jù)(具有高位速率的典型地較大數(shù)目的數(shù)據(jù)，由雙箭頭表示)被提供給所示的光放大器+產(chǎn)品板。該光放大器和產(chǎn)品板能包括其自身的微處理器以依次控制(參見雙箭頭)對于要傳播的環(huán)境光產(chǎn)生期望的視頻產(chǎn)物的界面(示出為視頻界面)。該界面可能包括已知的驅(qū)動器，包括需要控制任意數(shù)目的光源的功率管，且如示例中所示，該界面控制LED光源(示出為LED)，其它有源光源，例如等離子顯示板和激光組(示出為其它有源光源)以及電致發(fā)光裝置(示出為電致發(fā)光裝置)，所有已知的設(shè)計。可以預(yù)想從這些光源，例如LED陣列的電流消耗中能獲得自身引用的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)回送到所示的光放大器+產(chǎn)品板中(見單箭頭)。
如所示的，光放大器+產(chǎn)品板還可控制LCD調(diào)制器和其它框架光調(diào)制器，且能控制如所示的分離單元，其可包括一組光源、燈、LED或激光，它們意味著以特定的方式或特定的方向傳播，例如前面圖中所示的(分離)。在該示例中，還已知數(shù)據(jù)能從光放大器+產(chǎn)品板向后流動到視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號單元，例如為了編輯傳播環(huán)境光的歷史的目的。
圖38示出根據(jù)本發(fā)明控制包括利用多個有源框架輸入的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的功能示意圖，其中利用了環(huán)境狀況和用戶喜好。如前所述利用實線示出控制和其它信號的傳遞，而光和電信號的傳遞利用虛線示出。如前所述，示出功能模型、軟件模型和硬件模型，視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號接收如所示的六個輸入中的任意一個或所有的顯示光的無源感應(yīng)、有源視頻信號傳感器、空間狀況的感應(yīng)(光和聲音)、框架接觸和振動感應(yīng)、用戶喜好和有源框架輸出歷史。在該示例中該模型還產(chǎn)生兩個輸出-一個為控制光放大器+產(chǎn)品模型，例如前面圖37所描述的，另一個為所示的特殊標(biāo)記的基準(zhǔn)區(qū)域信號FAS。基準(zhǔn)區(qū)域信號FAS被提供到包括在有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)中或在顯示器D內(nèi)部中的模塊，以幫助驅(qū)動位于基準(zhǔn)區(qū)域FA(所示為驅(qū)動顯示輸出像素)中的顯示器輸出像素。在顯示器D中基于一個以上的有源框架輸入以產(chǎn)生調(diào)制的顯示輸出光的驅(qū)動顯示像素的可選擇的過程描述在圖19、40和41中。
由此由顯示器D產(chǎn)生調(diào)制的顯示輸出光K+利用點(diǎn)線示出使得視覺上有助于所示的從顯示器的無源光輸入，在一個反饋回路中，自然地，基準(zhǔn)區(qū)域FA中顯示輸出象素的驅(qū)動如所示地有助于將相關(guān)的輸入提供給所示的顯示光的無源感應(yīng)和有源視頻信號傳感器。
從顯示器的無源光輸入可提供所示的用于無源光轉(zhuǎn)播的光，且該光可以直接變?yōu)閭魉偷剿龅挠^察者Q的環(huán)境光，和/或該光可有助于，或由所示的光放大器+產(chǎn)品模型調(diào)制，例如其中無源光順序地由框架光調(diào)制器AM調(diào)制。光放大器+產(chǎn)品模型可提供三種光輸出其一，在圖38中未清楚地示出，通過光源，例如利用LED，描述在圖37中；其二，如所示的，通過功能/物理模型例如光致發(fā)光器PE以提供所示的熒光增強(qiáng)器、色域拓寬器；其三，通過功能/物理模型例如測角光度元件AN以提供所示的測角光度+測角色度效應(yīng)。最終由這些模型產(chǎn)生的輸出光或環(huán)境光示出在圖38的左下方，正對觀眾或觀眾可利用。當(dāng)然，沒有任何東西阻礙調(diào)制測角光度元件以改變由此產(chǎn)生的光的特性，例如機(jī)動化的測角光度元件AN，其響應(yīng)有源框架光控制信號改變內(nèi)部光的角度，例如圖30中的正面FF的安裝角度。
圖39示出類似于圖38的控制根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的類似的功能示意圖，但是其還包括視頻框架分析和圖形用戶界面的使用。如前所述，示出了功能模塊、軟件模塊或硬件模塊，視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號能接收所示的六種輸入先前討論的任意一種或所有的。然而，這里，如所示的，利用已知的存儲裝置或多個裝置的框架輸出存儲器通知六種輸入，現(xiàn)在被標(biāo)記為所示的有源框架輸出歷史表?？蚣茌敵龃鎯ζ饕来潍@得加入到視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型的監(jiān)控功能所需的信息，其可被設(shè)計和/或編程以編碼或否則記錄并輸出其提供的環(huán)境光控制的歷史。
該歷史功能響應(yīng)近來顯示器D產(chǎn)生的場景光可用于改變環(huán)境光(例如顏色緩沖或補(bǔ)償)，或在特定的色彩刺激之后在有源擴(kuò)散器框架A上被看到，或者如果亮光一瞬間被引入到黑暗的家庭影院的環(huán)境空間中。已知的同時制的彩色對比度補(bǔ)償可能受到這種方式的影響。例如，如果亮的白光被投射到顯示器上(其可由例如光傳感器SL的空間狀況傳感器檢測到)，該顯示器均勻地發(fā)出低亮度的藍(lán)色光，該白色光將顯現(xiàn)明黃色，且藍(lán)色光將具有比如果兩種刺激單獨(dú)存在時更灰的色光。實質(zhì)上，補(bǔ)充的色調(diào)被鄰近的亮度或刺激所感應(yīng)。這一點(diǎn)類似于連續(xù)的色彩對比度，例如其中較強(qiáng)的顏色刺激將下一次曝光中的補(bǔ)充色調(diào)感應(yīng)為認(rèn)為是色適應(yīng)的刺激。這一點(diǎn)對于家庭娛樂是重要的，且有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可用于補(bǔ)充環(huán)境空間光事件，例如近來的亮光以影響框架的顏色和亮度，且有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)還可使用框架輸出存儲器以保持近來顏色和亮度連續(xù)的記錄提供到顯示器上，從而以有利的方式影響有源框架的動作。因此，包括藍(lán)光的黑暗場景跟隨的亮白光的最近的視頻場景能影響有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)在觀眾視覺暫留的過程期間使用較高飽和度的藍(lán)色一短段時間。
現(xiàn)示出的用戶喜好模塊包括兩種輸入能記錄并保留用戶喜好的用戶喜好值(存儲器)；以及所示的框架表面上圖形用戶界面，通過其設(shè)計，其將提供編碼的個人喜好。在較大系統(tǒng)的范圍中，圖示的用戶喜好和類似的數(shù)據(jù)可以利用從中央服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)，例如衛(wèi)星系統(tǒng)上下載到其存儲器或另一有源框架系統(tǒng)存儲器中。
光放大器和產(chǎn)品(具有相關(guān)的光源)和顯示光的無源光轉(zhuǎn)播沒有示出在圖39中，但是可以看到視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型現(xiàn)在由所示的視頻框架抓取器+分析單元和內(nèi)容轉(zhuǎn)換單元通知。視頻框架抓取器+分析單元提供視頻顯示信號RF的一些期望的特征，從而提供多半簡化的數(shù)據(jù)給所示的內(nèi)容轉(zhuǎn)換單元，這一點(diǎn)能包括視頻顯示信號RF的獨(dú)立視頻框架的分析，不論是射頻信號或MPEG供給。這種分析來自于作為視頻內(nèi)容的平均值的通常的色度和飽和度，且對于期望的效果能加入規(guī)則。
內(nèi)容轉(zhuǎn)換單元提供必要的數(shù)據(jù)給視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型，其允許容易地得到未示出的光源的有源框架光控制信號。這一點(diǎn)能包括將任意特定的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^使用光源所提供的色彩空間中的顏色。內(nèi)容轉(zhuǎn)換單元可使用所示的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(存儲器)模型，用于從所需的只讀存儲器(ROM)中裝載轉(zhuǎn)換矩陣或等價物，以及在產(chǎn)生的環(huán)境光中提供期望的顏色或特征轉(zhuǎn)換所需的任何光源特有的或內(nèi)容特有的信息。
例如，如果如所期望的通常的或局部的邊緣效應(yīng)，例如分配的框架外表面AS具有最接近于顯示器的邊緣是調(diào)光器，或具有比外邊緣更低的飽和色度的光，一個適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換可存儲在變換數(shù)據(jù)存儲器中，一個服從用戶的喜好。此外，變換數(shù)據(jù)可用于影響考慮到局部光效應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)，例如從較大輸入面積的光匯聚到框架上特定的區(qū)域中，或把光抽入到側(cè)面用于將透射到環(huán)境空間或分離到后壁上。
正如所提及的，根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)能允許使用這里所述的有源框架輸入，使得視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型產(chǎn)生用于影響顯示器D的基準(zhǔn)區(qū)域信號FAS。圖40示出類似于圖1中所示的視頻顯示單元，但是其中基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號FAS提供到視頻顯示單元D中以驅(qū)動所示的位于基準(zhǔn)區(qū)域FA中的基準(zhǔn)輸出像素UF，但是在施加基準(zhǔn)區(qū)域信號FAS之后，驅(qū)動顯示器的視頻顯示信號RF被補(bǔ)償，從而產(chǎn)生前面提及的調(diào)制的顯示光K+。該調(diào)制的顯示光可用于增加顯示輸出光K的亮度輸出以加強(qiáng)進(jìn)入光導(dǎo)LG的無源顯示光。圖41示出將加入原始視頻信號RF的視頻框架信號與基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號FAS合并的通常的示意圖，用于驅(qū)動視頻顯示單元中所選擇的基準(zhǔn)輸出像素UF。在模擬波形的情況下，利用已知方法增加基準(zhǔn)區(qū)域信號FAS和視頻顯示信號RF；對于例如用于MPEG標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)字幀和數(shù)據(jù)包，例如處理器CPU和其它處理器(未示出)的處理器可結(jié)合或連接信號以以期望的方式驅(qū)動顯示像素U。
除了利用從顯示器D收集的視頻信息之外，視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型能分析提供有視頻顯示信號RF的聲音，并相應(yīng)地根據(jù)一些期望的方案-例如，在用戶可能選擇的模式中-調(diào)制環(huán)境光M的總亮度作為視頻程序內(nèi)容中聲音等級的函數(shù)，改變來自于有源擴(kuò)散器框架A的環(huán)境光M的特性。因此，圖42示出利用圖10所示類似的有源框架A的正面示意圖，其中有源框架環(huán)境光M示出傳播模式，其能作為時間的函數(shù)且響應(yīng)視頻內(nèi)容波動以及表現(xiàn)為移動。例如，一種模式能表現(xiàn)在框架上，其響應(yīng)聲音模式執(zhí)行關(guān)于框架的旋轉(zhuǎn)，例如音樂會上的低音敲擊或鼓敲擊。有源擴(kuò)散器框架A示出一種模式，其尺寸和方向可以作為時間的函數(shù)發(fā)生改變。
圖43示出有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的相對亮度相對于時間的笛卡兒曲線圖，該系統(tǒng)響應(yīng)視頻內(nèi)容分析器，例如視頻內(nèi)容的音頻組成部分，對于其自身調(diào)制局部或通常的環(huán)境光輸出。該所示的波動的亮度變化可以響應(yīng)(不是同步的，這里沒有操作有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)所需的描述)視頻信號RF的音頻內(nèi)容?？商鎿Q地，圖35中示出的聲音傳感器SS可以感應(yīng)環(huán)境空間中較大的音樂，且響應(yīng)該音樂啟動其亮度。在任一種情況下，視頻內(nèi)容聲音中的低音敲擊、鼓敲擊或其它通常的或可檢測的模式，或存在與環(huán)境空間中類似可檢測的聲音模式有有源擴(kuò)散器框架A模仿，其將表示為以自己的方式參與聲音模式。
以類似的方式，聲音傳感器SS可用于檢測較大的聲音或維持較高的噪聲級，且該信息被視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型使用以引起有源擴(kuò)散器框架A產(chǎn)生的環(huán)境光中期望的效應(yīng)。例如，較大的聲音或者甚至更大的聲音都可由視頻程序內(nèi)容(本地的視頻程序內(nèi)容聲音可由模型電路中未示出的減法單元減去)提供的聲音傳感器SS檢測到，且這一點(diǎn)能感應(yīng)環(huán)境光M中的火焰或高飽和色度，分配的外部框架AF中快速滾動或移動模式示出在圖42中，或波動亮度示出在圖43中。類似的火焰效應(yīng)可響應(yīng)光傳感器SL檢測的環(huán)境空間的高亮度級作為觸發(fā)的結(jié)果。該火焰還包括允許火焰顏色由光致發(fā)光器PE產(chǎn)生的程度，例如通過調(diào)整圖23的實施例中框架光調(diào)制器AM的使用，以增加或減少允許撞擊到光致發(fā)光器上的激活光的數(shù)量。
如圖36所描述的圖形用戶界面可用于改變關(guān)于系統(tǒng)動作的喜好，例如改變期望的顏色保真程度；改變火焰，包括被傳遞到環(huán)境空間中的任何火焰顏色或色域之外的顏色；接通/斷開有源框架；或改變有源擴(kuò)散器框架A的通常的亮度級。
關(guān)于有源擴(kuò)散器框架A的夸張或浮華的操作相對于減小的、低亮度操作的用戶喜好可包括有源框架快速或大大地響應(yīng)視頻內(nèi)容的改變，例如通過擴(kuò)大視頻內(nèi)容分析器+有源框架光控制信號模型接收和分析的視頻內(nèi)容中亮度和其它改變的質(zhì)量。
高級的內(nèi)容分析器能夠使得對于電影或特定特征的內(nèi)容具有減少的品味。在內(nèi)容中包括多種黑暗場景的視頻內(nèi)容能影響有源框架中光源的行為，導(dǎo)致傳播的環(huán)境光變暗，而浮華的或明亮的色調(diào)能用于其它特定的內(nèi)容，例如多個肉色或明亮的場景(陽光海灘、大草原上的老虎等)。
通常，有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)能包括選擇的輔助的屏幕或各種顯示器，例如補(bǔ)充顯示器或環(huán)境顯示器，為了該目的還可使用電致發(fā)光裝置，其消除了LCD板對于背光的需要，并允許補(bǔ)充顯示器D的用戶化的、較小尺寸，例如2厘米寬的框架。
這里給出說明使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能實現(xiàn)本發(fā)明。利用本發(fā)明采用不同的結(jié)構(gòu)是可能的，這里給出的結(jié)構(gòu)和設(shè)置僅是說明性的，尤其為了清楚起見被簡化。事實上，根據(jù)本發(fā)明的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)可以表現(xiàn)為較大系統(tǒng)的一部分，例如娛樂中心或家庭影院。
這里給出的宗旨通過將這里所述的元件和特征加入其中可應(yīng)用于設(shè)計和構(gòu)建視頻顯示器和與視頻顯示器相關(guān)的光透射裝置。例如，顯示器的正面可以由這里所述的整體特征構(gòu)成。由此可以應(yīng)用這里的宗旨，從而有源擴(kuò)散器框架不必是獨(dú)立于顯示器D的元件。
基于這些宗旨，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改這里所述的以及要求的設(shè)備和方法，因此，例如形態(tài)上和拓?fù)渖现匦略O(shè)置或改造元件用于適應(yīng)特定的應(yīng)用，以及這里為了說明目的可能承受稍類似于那些所選擇的創(chuàng)建的組件。
利用上述示例公開的本發(fā)明可以僅通過利用上述部分特征來實現(xiàn)。例如可以使用LED陣列和平面電致發(fā)光陣列裝置，它們作為光源LS，且在沒有使用任何其它的框架光調(diào)制器時還作為分配的外部框架AF。
此外，這里所述的以及要求的都不排除在其它附加的結(jié)構(gòu)和功能元件之外。
明顯地，根據(jù)上述宗旨，本發(fā)明的多種修改和變化是可能的。因此可以理解，在附加權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，本發(fā)明可以通過除這里所述的和建議的之外的方法來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于視頻顯示單元(D)的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)(A)，其將環(huán)境光傳播到環(huán)境空間中，包括可控光源(LS、EL、3EL、D和AM一起、LS和AM一起、LS和AN一起)，對其設(shè)定尺寸、定位、且光學(xué)形成以使得引導(dǎo)來自于自身的輸出光，從而變成作為至少部分所述的環(huán)境光(M)發(fā)射；所述光源被形成并構(gòu)成為允許利用至少一個從所述視頻顯示單元獲得的有源框架輸入來控制所述環(huán)境光，所述有源框架輸入從下述組中選擇([a]來自所述視頻顯示單元的顯示輸出光(K)的無源光輸入；[b]從所述視頻顯示單元中無源感應(yīng)顯示輸出光(K)，其中所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)還包括顯示光傳感器(DS)，其通過使用所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)轉(zhuǎn)換來自于所述視頻顯示單元的所述顯示輸出光，對所述顯示光傳感器設(shè)定尺寸、形成并定位以允許與所述視頻顯示單元進(jìn)行光通訊；以及[c]驅(qū)動所述視頻顯示單元的至少部分有源視頻信號(RF))；分配的外部框架(AF)，用于將所述輸出光混合并分配到環(huán)境空間中。
2.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，還包括使用除了所述輸入[a]之外的所述有源框架輸入的處理器(CPU)，以產(chǎn)生提供給視頻顯示單元的基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號(FAS)，用于驅(qū)動所述視頻顯示單元中的基準(zhǔn)輸出像素(UF)，該視頻顯示單元位于基準(zhǔn)區(qū)域(FA)中以產(chǎn)生調(diào)制的顯示光(K+)。
3.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，還包括在視頻顯示單元周圍的環(huán)境空間中感應(yīng)環(huán)境狀況的空間狀況傳感器，所述空間狀況傳感器從下述組中選擇[1]空間光傳感器(SL)，[2]空間聲音傳感器(SS)，和[3]框架接觸傳感器，對所述框架接觸傳感器被形成并定位成使得與所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械通訊；所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)還被設(shè)計為使用來自于所述空間狀況傳感器的信號以進(jìn)一步控制所述環(huán)境光。
4.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述分配的外部框架包括由下述組成的一組光學(xué)設(shè)備中選擇的光學(xué)設(shè)備擴(kuò)散器、框架光調(diào)制器(AM)和光致發(fā)光器(PE)。
5.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，還包括處理器(CPU)，其被設(shè)計并編程為收集并存儲影響所述環(huán)境光的控制的用戶喜好，且其中所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)被配置成使得提供圖形用戶界面(GUI)到所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的外表面(AS)上，所述圖形用戶界面被設(shè)計成有效地影響對所述環(huán)境光的控制。
6.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，還包括處理器(CPU)，其被設(shè)計并編程為產(chǎn)生有源框架光控制信號以控制所述光源，從而使所述環(huán)境光的特性受到所述有源框架輸入的影響。
7.如權(quán)利要求6所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述處理器還包括框架輸出存儲器，且該處理器進(jìn)一步被編程為利用相同的存儲并利用所述有源框架光控制信號的歷史以進(jìn)一步控制所述光源。
8.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述光源包括從下述組中選擇的設(shè)備[1]LED(發(fā)光二極管)，[2]電致發(fā)光設(shè)備(EL)，[3]熒光燈，[4]離子放電燈，[5]激光，[6]FED(場致發(fā)光顯示器)，[7]LCD(液晶顯示器)，[8]框架光調(diào)制器(AM)，[9]光致發(fā)光器；且還包括利用光導(dǎo)(LG)獲得的顯示輸出光(K)，對該光導(dǎo)設(shè)定尺寸、形成并定位成允許與所述視頻顯示單元進(jìn)行光通訊，從而從其捕獲所述顯示輸出光。
9.如權(quán)利要求1所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中有源擴(kuò)散器框架被形成為通過表面(CS)的反射來分離來自于所述有源框架輸入[a]中的所述視頻顯示單元的要被改變方向(KX)的部分顯示輸出光，并且允許其它顯示輸出光作為成像光(2)從其基本向外通過。
10.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)包括至少一個光致發(fā)光器(PE)以提供所述光源的光譜調(diào)制，從而改變從所述至少一部分有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)發(fā)射的所述環(huán)境光的顏色。
11.如權(quán)利要求10所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述光致發(fā)光器被選擇成使得產(chǎn)生的所述環(huán)境光包括至少一種新的顏色(M+)，該顏色在獨(dú)立于有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的所述視頻顯示單元本身可產(chǎn)生的顯示輸出光的色域之外。
12.如權(quán)利要求1所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，還包括測角光度元件(AN)，其關(guān)于所述光源被形成并定位成提供環(huán)境光，該環(huán)境光是測角色度的，即改變特性作為所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的觀察角(N，2)的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述測角光度元件被形成為測角色度的，即作為所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的觀察角(N，2)的函數(shù)改變顏色。
14.如權(quán)利要求12所述的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)，其中所述測角光度元件包括從下述組中選擇的材料金屬薄片、玻璃薄片、塑料薄片、顆粒物質(zhì)、石油、魚鱗精華、鳥嘌呤的薄片，2烏嘌呤、云母、磨砂玻璃、磨砂塑料、珍珠材料、斑銅礦和孔雀銅礦。
15.一種用于視頻顯示單元(D)的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)(A)，其將環(huán)境光(M)傳播到環(huán)境空間中，包括與來自于所述視頻顯示單元的顯示輸出光(K)進(jìn)行光通訊的光導(dǎo)(LG)；與所述光導(dǎo)進(jìn)行光通訊的框架光調(diào)制器(AM)；所述框架光調(diào)制器被形成和配置成利用至少顯示輸出光來影響環(huán)境光的特性。
16.一種將環(huán)境光(M)從有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)傳播到視頻顯示單元周圍的環(huán)境空間中的方法，利用視頻顯示單元的有源框架輸入，包括以下步驟[1]從所述視頻顯示單元獲得有源框架輸入，所述有源框架輸入從下述組成的組中選擇([a]來自所述視頻顯示單元的顯示輸出光(K)的無源光輸入，利用被設(shè)定尺寸、形成并定位以允許與所述視頻顯示單元進(jìn)行光通訊的光導(dǎo)(LG)，從而從其捕獲所述顯示輸出光；[b]從所述視頻顯示單元中無源感應(yīng)顯示輸出光(K)，利用顯示光傳感器(DS)，其通過使用所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)轉(zhuǎn)換來自于所述視頻顯示單元的所述輸出光；以及[c]控制所述視頻顯示單元的至少部分有源視頻信號(RF))；以及[2]利用至少所述有源框架輸入控制所述環(huán)境光，利用可控光源(LS、EL、3EL、D和AM一起、LS和AM一起、LS和AN一起)，其被設(shè)定尺寸、定位、且光學(xué)形成為使得引導(dǎo)來自于自身的輸出光，從而變成被發(fā)射的環(huán)境光(M)；[3]通過用于分配的外部框架(AF)將所述輸出光混合到環(huán)境空間中。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過將所述輸出光(RGB)從所述光源傳遞到在所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的至少一部分中的光致發(fā)光器(PE)而改變所述環(huán)境光的顏色的步驟。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過測角光度元件(PN)從所述光源傳遞所述輸出光(RGB)，該測角光度元件被形成并定位為提供環(huán)境光，該環(huán)境光是測角光度的，即作為所述有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的觀察角(N，2)的函數(shù)改變特性的步驟。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括利用處理器與所述光源進(jìn)行指令通訊，以基于下述因素組成的組中選擇的因素影響所述環(huán)境光的控制的步驟[1]環(huán)境空間中的光亮度；[2]環(huán)境空間中的聲音；[3]有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)中接觸感應(yīng)；[4]通過存儲和利用所述利用存儲器的處理器中的歷史，有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)的運(yùn)行歷史；以及[5]處理器存儲器中保存的用戶喜好。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括從所述有源框架輸入中獲得基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號(FAS)；并從所述基準(zhǔn)區(qū)域視頻信號增加信息到控制視頻顯示單元的視頻信號，從而驅(qū)動在所述視頻顯示單元中的多個基準(zhǔn)輸出像素(UF)的步驟，該視頻顯示單元位于基準(zhǔn)區(qū)域(FA)中。
全文摘要
用于視頻顯示器(D)的有源擴(kuò)散器框架系統(tǒng)在觀眾目標(biāo)模式中提供環(huán)境照明，并僅依據(jù)不具有所需的獨(dú)立的照明腳本實時的視頻輸入。該系統(tǒng)使用可控光源和多個輸入以改進(jìn)真實性和保真度。視頻輸入包括實際顯示光；顯示光的感應(yīng)；以及視頻顯示信號?？蚣芸梢园ü庹{(diào)制器，或測角光度或測角色度元件以改變作為視角函數(shù)的環(huán)境光的特性(亮度、顏色)，或顯示器色域之外的新的色度的光致發(fā)光器?？蚣苣茉谟^眾和框架輸入之間分離光，并能得到附加的視頻信號以驅(qū)動所選擇的顯示像素將顯示光的輸出增加到框架中。
文檔編號H05B37/00GK1977209SQ200580021962
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者E·M·A·迪德里克斯, M·J·埃爾廷 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司