СИСТЕМА ОКРУЖАЮЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОЕКТОРОВ
SYSTEM FOR AMBIENT ILLUMINATION BASED ON PROJECTORS

Настоящая система имеет отношение к устройствам визуального отображения, имеющим эффекты окружающего освещения, в которых эффекты окружающего освещения производятся посредством множества проекторов изображения, расположенных вокруг рамки устройства отображения.
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Филипс) (Koninklijke Philips Electronics N.V. (Philips)) и другие компании раскрыли средство для изменения окружающего или периферийного освещения, чтобы улучшить отображение видеоинформации для типичного бытового и коммерческого применения. Было показано, что окружающее освещение, добавленное к монитору или телевизору, уменьшает утомляемость зрителя и улучшает реалистичность и глубину восприятия. В настоящее время компания Филипс (Philips) имеет серию телевизоров, в том числе плоских телевизоров с окружающим освещением, в которых рамка вокруг телевизора включает в себя источники окружающего света, проецирующие окружающий свет на заднюю стену, которая поддерживает телевизор или находится около него. Кроме того, также можно управлять отдельными от телевизора источниками освещения, чтобы произвести окружающий свет, которым можно управлять аналогичным образом.
Заявка на патент PCT WO 2004/006570, включенная в настоящий документ по ссылке во всей своей полноте, раскрывает систему и устройство для управления эффектом окружающего освещения на основе цветовых характеристик отображаемой информации, таких как оттенок, насыщенность, яркость, цвет, скорость изменений сцены, распознанные персонажи, обнаруженное настроение и т.д. При работе система анализирует принятое содержание и может использовать распределение содержания, например, усредненный по всему изображению цвет, или использовать части отображаемого содержания, которые располагаются около рамки дисплея, чтобы управлять элементами окружающего освещения. Функциональность окружающего света обычно использует видеоинформацию непосредственно дисплея для формирования эффекта окружающего освещения на основе каждого кадра вместе с усреднением по времени для сглаживания временных переходов элементов окружающего освещения.
Задача настоящей системы состоит в том, чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники и/или усовершенствовать его.
Настоящая система обеспечивает способ и устройство отображения для проецирования множества частей окружающего изображения. Устройство отображения включает в себя множество проекторов изображения и дисплей. При работе устройство отображения выдает принятое содержание на дисплей и выдает сигналы изображения множеству проекторов изображения. В ответ на выданные сигналы изображения множество проекторов изображения проецируют изображения на часть области отображения, которая является отдельной от дисплея. В одном варианте осуществления процессор функционально соединен с множеством проекторов изображения, дисплеем и устройством захвата изображения. Процессор анализирует содержание и выдает сигналы изображения в зависимости от проанализированного содержания. Сигналы изображения могут быть выданы в ответ на содержание, которое отображается на дисплее, принятый сценарий окружающего эффекта и/или другие данные. В этом же или другом варианте осуществления множество проекторов изображения интегрировано в устройство отображения.
Множество устройств захвата изображения может быть размещено вокруг рамки устройства отображения и может работать во время процедуры калибровки и/или выравнивания множества проекторов изображения. Множество проекторов изображения может проецировать на поверхность отображения области окружающего изображения, которые имеют область наложения изображений. Устройство захвата изображения может захватывать изображение, которое включает в себя область наложения изображений. Захваченное изображение может быть проанализировано для калибровки и/или выравнивания проецируемых областей окружающего изображения на основе проанализированного захваченного изображения.
Далее следует описание иллюстративных вариантов осуществления, которые при рассмотрении вместе со следующими чертежами продемонстрируют упомянутые выше, а также дополнительные признаки и преимущества. В последующем описании для иллюстрации излагаются конкретные подробности, такие как специфическая архитектура, интерфейсы, методики и т.д., с целью объяснения, а не ограничения. Однако специалистам в области техники будет очевидно, что другие варианты осуществления, которые отклоняются от этих конкретных подробностей, по-прежнему будут считаться находящимися в рамках объема приложенной формулы изобретения. Кроме того, с целью ясности опускаются подробные описания известных устройств, схем и способов, чтобы не затруднять понимание описания настоящей системы.
Следует явно подразумевать, что чертежи включены в настоящий документ в иллюстративных целях и не представляют объем настоящей системы. На сопроводительных чертежах аналогичные номера для ссылок на разных чертежах определяют аналогичные элементы.
Фиг.1 показывает устройство в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящей системы.
Фиг.2 показывает блок-схему последовательности операций в соответствии с вариантом осуществления настоящей системы.
Фиг.3 показывает подробности устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящей системы.
Фиг.1 показывает устройство 100 отображения, размещенное перед поверхностью 150 отображения, такой как стена, потолок, пол, экран, например, расположенный вокруг дисплея, специализированная проекционная поверхность и/или любая другая система/способ обеспечения изображения. Устройство 100 отображения включает в себя обрамление 110 (например, рамку), которое обычно окружает область 120 отображения, в которой отображается содержание, такое как аудиовизуальная информация, информация изображения, телевизионная информация, компьютерное изображение, информация фотографии, видеопотоки и/или любое другое изображение. Устройство отображения также включает в себя множество проекторов изображения (показанных на фиг.3 как проекторы 340A, 340B, 340C изображения), размещенных или выполненных с возможностью проецировать множество частей 145A, 145B, 145C окружающего изображения на поверхность 150 отображения. Например, проекторы 340A, 340B, 340C изображения могут быть обращены к задней стороне устройства 100 отображения, с тем чтобы части 145A, 145B, 145C окружающего изображения отображались на поверхности 150 отображения, которая размещена вблизи от задней стороны устройства 100 отображения. В этом или других вариантах осуществления проекторы 340 изображения могут быть размещены вдоль обрамления 110 и/или встроены в обрамление 110 для облегчения размещения проекторов 340 изображения. Эти или другие проекторы изображения также могут быть размещены вдоль других частей устройства 100 отображения, например, расположены вдоль обрамления 110 для обеспечения возможности проецировать эти или дополнительные части окружающего изображения на различные части поверхности 150 отображения и/или дополнительные поверхности отображения, например, находящую сверху поверхность отображения (например, потолок).
Проекторы изображения могут являться проекторами любого вида, которые имеют возможность проецировать изображение, в том числе проекторами на основе технологии жидкокристаллических дисплеев (LCD), технологии светоизлучающих дисплеев (LED), лазерной технологии и т.д. Каждый проектор 340A, 340B, 340C изображения может отображать одинаковые или различные части изображения по желанию, как описано более подробно ниже. На фигурах иллюстративно показаны только три проектора 340A, 340B, 340C изображения лишь с целью упрощения диаграммы и облегчения описания настоящей системы. Большее количество проекторов изображения, рассредоточенных вокруг устройства 100 отображения, безусловно, находится в пределах объема настоящей системы и допускает проецирование частей окружающего изображения, которые окружают более значительную часть устройства 100 отображения, например, боковые стороны и/или верх устройства 100 отображения.
Более узкие проекции (например, с уменьшенным рассеянием) от проекторов 340 изображения дают возможность уменьшить потребление энергии каждым отдельным проектором изображения при поддержании безопасных для пользователя (например, для глаз пользователя) частей окружающего изображения. Кроме того, несколько проекторов 340 изображения, например несколько сканирующих лазерных мини-проекторов, позволяют получать очень детализированные изображения с достаточной яркостью, четкостью и глубиной резкости на поверхности 150 отображения независимо от угла падения частей 145 окружающего изображения относительно поверхности (поверхностей) 150 отображения.
Как показано, части 145A, 145B, 145C окружающего изображения имеют области 160A, 160B наложения изображений, в которых соседние части окружающего изображения накладываются друг на друга. Например, часть 145A окружающего изображения накладывается на часть 145B окружающего изображения в области 160A наложения изображений. Часть 145B окружающего изображения накладывается на часть 145C окружающего изображения в области 160B наложения изображений. Площадь областей наложения изображений зависит от расположения проекторов 340A, 340B, 340C изображения относительно друг друга, характеристик рассеяния изображения проекторов 340A, 340B, 340C изображения и близости проекторов 340A, 340B, 340C изображения к поверхности 150 отображения и угла падения на нее.
Безусловно, расположение и характеристики рассеяния проекторов 340A, 340B, 340C изображения могут быть известны и/или являться фиксированными. Однако обычно расположение и угол падения отображения 100 относительно окружающих поверхностей, таких как стены, пол и т.д., заранее не известны и часто не являются фиксированными. Например, часто устройство 100 отображения не присоединено ни к одной из поверхностей. В соответствии с этим трудно заранее знать угол падения частей 145 окружающего изображения, и каким образом части 145 окружающего изображения накладываются друг на друга. Все же, когда это приемлемо, может являться желательным получить на поверхности 150 отображения согласованное изображение из частей 145 окружающего изображения, хотя, безусловно, это может не требоваться, например, когда части 145 окружающего изображения отображают лишь цвет без дополнительных элементов изображения. Чтобы облегчить получение согласованного изображения из частей 145 окружающего изображения, желательно определить конфигурации отражения отдельных проекторов 340 изображения относительно поверхности (поверхностей) 150 отображения, поскольку согласованное изображение может зависеть от объединенных частей 145 окружающего изображения.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящей системы устройство 100 отображения может включать в себя одно или более устройств захвата изображения, таких как камеры 130 (например, камеры 130A, 130B, 130C), интегрированные в устройство отображения или просто расположенные вокруг устройства отображения, как, например, домашние камеры слежения, камеры, используемые в мобильных телефонах, и/или камеры любого другого типа, которые делают возможным захват и запрос изображения для частей 145 окружающего изображения, как описано здесь далее. Поскольку время от времени может быть желательно выявлять, каким образом накладываются друг на друга две или более частей 145 окружающего изображения, во время процедуры калибровки одна или более камер 130 могут захватывать одну или более частей 145 окружающего изображения. В соответствии с настоящей системой может использоваться большее или меньшее количество камер 130.
Фиг.2 показывает блок-схему 200 последовательности операций процедуры калибровки и выравнивания в соответствии с вариантом осуществления настоящей системы. На этапе 210 процедура калибровки и выравнивания начинается. Начало калибровки и выравнивания может быть инициировано во время процедуры установки устройства отображения, например, когда устройство отображения включается после его перемещения, или во время первой настройки. Процедура калибровки и выравнивания может быть инициирована посредством выбора пользователя через устройство ввода и/или отображаемый интерфейс пользователя на устройстве 100 отображения. Кроме того, процедура калибровки и выравнивания может инициироваться автоматически в ответ на обнаруженное изменение ориентации устройства отображения или может инициироваться периодически для гарантии того, что поддерживается выравнивание частей окружающего изображения. В любом случае во время калибровки и выравнивания на этапе 220 двум или более проекторам изображения дают возможность сформировать части окружающего изображения, которые формируют одну или более областей наложения изображений. Изображения, проецируемые двумя или более проекторами изображения, выбираются так, чтобы обеспечить достаточные элементы изображения для выявления каждой отдельной части окружающего отображаемого изображения в области наложения изображений. В одном варианте осуществления проецируемые изображения могут иметь различные образы, цвета, идентифицирующие объекты и т.д. для возможности выявления различных частей окружающего отображаемого изображения. В любом случае на этапе 230 одна или более камер захватывают одно или более изображений на поверхности отображения, включающие в себя область (области) наложения изображений.
На этапе 240 выполняется определение характеристик отображения и выравнивание проектора изображения индивидуально и относительно другого проектора изображения (например, относительно информации о выравнивании) с использованием захваченных изображений, включающих в себя область (области) наложения изображений. Например, характеристики отображения одного или более проекторов изображения на поверхности отображения могут указывать неподходящий цвет, оттенок, насыщенность, яркость (например, чрезмерную или недостаточную яркость) и т.д. одной или более частей окружающего изображения. Характеристики отображения могут зависеть от проекторов изображения и/или от поверхности отображения. На этапе 250 информация калибровки и выравнивания сохраняется, чтобы облегчить проецирование согласованного изображения из двух или более частей окружающего изображения. Следует понимать, что эта процедура калибровки и выравнивания может быть немедленно выполнена повторно для подтверждения калибровки и выравнивания и/или может быть выполнена повторно для дополнительных частей изображения. Кроме того, безусловно, любая из процедур калибровки и выравнивания может быть выполнена отдельно от другой процедуры калибровки и выравнивания. В любом случае, в некоторый момент процедура калибровки и выравнивания заканчивается на этапе 260.
В одном варианте осуществления проекторы изображения во время обычной работы устройства отображения могут воспроизводить на поверхности отображения согласованное изображение, которое получается из содержания изображения, отображаемого на устройстве отображения, или определяется из сценариев окружающего освещения, которые могут выполняться синхронно с отображенным содержанием изображения. В других вариантах осуществления проекторы изображения могут воспроизводить альтернативное содержание изображения, которое является отдельным и отличным от содержания изображения, воспроизводимого на устройстве отображения, и/или может быть использовано для воспроизведения альтернативного содержимого изображения, когда устройство отображения отображает содержимое изображения, и/или даже в то время, когда устройство отображения не отображает содержимое изображения. Например, альтернативное содержимое изображения может включать в себя информацию идентификации вызова для вызывающего абонента с использованием подходящего рабочего соединения (не показано), информацию о времени/дате, данные изображения из другого доступного содержимого, например, обычно отображаемого в окне "картинка в картинке", информацию электронной программы передач (EPG) и т.д. Альтернативное содержимое изображения может быть определено из сценария окружающего эффекта, который является отдельным от содержимого изображения. Например, сценарий окружающего эффекта может быть выполнен с возможностью создавать настроение и/или отображать сцену, которая связана или не связана с содержимым изображения.
Фиг.3 показывает устройство 300 отображения в соответствии с вариантом осуществления настоящей системы. Устройство имеет процессор 310, функционально соединенный с памятью 320, проекторы 340 изображения, устройства 330 захвата изображения и устройство 370 пользовательского ввода для управления устройством 300 отображения и/или инициирования процедуры калибровки. Память 320 может являться устройством любого типа для хранения данных прикладной программы, а также других данных, например, информации выравнивания и сценариев окружающего эффекта. Данные прикладной программы и другие данные принимаются процессором 310, чтобы процессор 310 выполнил рабочие действия в соответствии с настоящей системой. Рабочие действия включают в себя управление устройством 300 отображения для отображения содержания и управление проекторами 340 изображения для отображения частей окружающего изображения в соответствии с настоящей системой, которые могут относиться к содержанию изображения и/или могут не относиться к содержанию изображения. Устройство 370 пользовательского ввода может включать в себя клавиатуру, мышь, устройство дистанционного управления или другое устройство, в том числе сенсорный дисплей, которое может быть автономным или являться частью системы, например, частью персонального компьютера, карманного компьютера, и устройства отображения, например, телевизора, для взаимодействия с процессором через линию связи любого типа, например, проводную или беспроводную линию связи.
Способы настоящей системы особенно подходят для выполнения посредством компьютерной программы, такая компьютерная программа предпочтительно содержит модули, соответствующие отдельным этапам или действиям способов. Такое программное обеспечение, безусловно, может быть осуществлено в машиночитаемом носителе, таком как интегрированная микросхема, периферийное устройство или память, например, память 320 или другая память, соединенная с процессором 310.
Машиночитаемый носитель и/или память 320 могут представлять собой любой носитель с возможностью записи (например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ; RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ; ROM), сменную память, компакт-диск, предназначенный только для чтения (CD-ROM), накопители на жестких дисках, цифровой универсальный диск (DVD), гибкие диски или карты памяти) или могут представлять собой передающую среду (например, оптоволоконную сеть, всемирную сеть, кабели или беспроводной канал с использованием множественного доступа с временным разделением, множественного доступа с кодовым разделением или другой радиочастотный канал) или любую их комбинацию. Например, в варианте осуществления, в котором устройства захвата изображения не интегрированы в устройство отображения, память 320 может включать в себя память, связанную с устройствами захвата изображения. Память 320 также может хранить сценарий окружающего эффекта. Любая известная или разработанная передающая среда, которая может хранить подходящую для использования процессором информацию, может использоваться в качестве машиночитаемого носителя и/или памяти 320.
Также могут быть использованы дополнительные блоки памяти. Машиночитаемый носитель, память 320 и/или любые другие блоки памяти могут являться долговременными, кратковременными или комбинацией долговременных и кратковременных блоков памяти. Эти блоки памяти конфигурируют процессор 310 для осуществления раскрытых здесь способов, рабочих действий и функций. Блоки памяти могут являться распределенными или локальными, и процессор 310, в случаях, когда могут быть предоставлены дополнительные процессоры, также может являться распределенным, например, размещаться в пределах элементов окружающего освещения, или может являться единственным. Блоки памяти могут быть реализованы как электрическая, магнитная, или оптическая память, или любая их комбинация, или другие типы запоминающих устройств. Кроме того, термин "память" должен рассматриваться достаточно широко, чтобы охватывать любую информацию, которую можно прочитать или записать по адресу в адресуемом пространстве, к которому получает доступ процессор. При этом определении информация в сети по-прежнему находится в пределах памяти 320, например, поскольку процессор 310 может извлекать информацию из сети для работы в соответствии с настоящей системой. Так как память может включать в себя внешнюю память, которая может являться доступной через сеть, сетевой интерфейс в устройстве отображения для получения доступа к внешней памяти и/или сценариям, работающим в соединенном с сетью устройстве, также может интерпретироваться в качестве упоминаемой здесь памяти.
Процессор 310 и память 320 могут являться процессором/ контроллером и памятью любого типа, такими как описаны в патенте США № 2003/0057887, который включен в настоящий документ по ссылке во всей своей полноте. Процессор 310 может выдавать управляющие сигналы и/или выполнять операции в ответ на входные сигналы от устройства 370 ввода-вывода и выполнять команды, хранящиеся в памяти 320. Процессор 310 может представлять собой специализированную или универсальную интегральную схему (схемы). Кроме того, процессор 310 может являться специализированным процессором для выполнения операций в соответствии с настоящей системой или может являться универсальным процессором, в котором только одна из многих функций выполняет операции в соответствии с настоящей системой. Процессор 310 может управлять использованием части программы, нескольких сегментов программы или может являться аппаратным устройством, использующим специализированную или многоцелевую интегральную схему.
Безусловно, следует понимать, что любой из представленных выше вариантов осуществления или процессов может быть объединен с одним или с одним или большим количеством других вариантов осуществления или процессов для обеспечения дополнительных усовершенствований в соответствии с настоящей системой.
Наконец, подразумевается, что представленное выше описание является лишь иллюстративным для настоящей системы и не должно рассматриваться как ограничение приложенной формулы изобретения каким-либо конкретным вариантом осуществления или группой вариантов осуществления. Таким образом, хотя настоящая система была описана с конкретными подробностями со ссылкой на конкретные иллюстративные варианты ее осуществления, также следует понимать, что специалистами в области техники могут быть разработаны многочисленные модификации и альтернативные варианты осуществления без отступления от более общих и предполагаемых сущности и объема настоящей системы, изложенных в следующей далее формуле изобретения. Например, размещение проекторов изображения и устройств захвата изображения иллюстративно показано на фиг.1, 3, однако альтернативное размещение проекторов изображения и/или устройств захвата изображения может быть использовано подходящим образом. Кроме того, хотя поверхность отображения рассматривается здесь для отображения окружающих проецируемых изображений, как должно быть понятно из представленного выше обсуждения, подразумевается, что термин "поверхность" широко охватывает любую систему, средство и т.д. отображения окружающих проецируемых изображений. В соответствии с этим описание и чертежи должны быть расценены как иллюстративные и не предназначены для ограничения объема приложенной формулы изобретения.
При интерпретации приложенной формулы изобретения следует понимать, что:
a) слово "содержащий" не исключает наличие других элементов или действий, кроме перечисленных в данном пункте формулы изобретения;
b) использование слова, обозначающего элемент, в единственном числе не исключает наличие множества таких элементов;
c) любые знаки ссылки в пунктах формулы изобретения не ограничивают их объем;
d) несколько "средств" могут быть представлены посредством одного и того же элемента или осуществленной с помощью аппаратного оборудования или программного обеспечения структуры или функции;
e) любой из раскрытых элементов может состоять из аппаратных частей (в том числе, например, отдельной и интегрированной электронной схемы), программных частей (например, компьютерной программы) и любой их комбинации;
f) аппаратные части могут состоять из аналоговых и/или цифровых частей;
g) любые из раскрытых устройств или их частей могут быть объединены вместе или разделены на дополнительные части, если специально не заявлено иначе; и
h) никакая конкретная последовательность действий или этапов не предусматривается обязательной, если специально не указано.