CN101568866A - 光投影系统和显示设备 - Google Patents

光投影系统和显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101568866A
CN101568866A CNA2007800478473A CN200780047847A CN101568866A CN 101568866 A CN101568866 A CN 101568866A CN A2007800478473 A CNA2007800478473 A CN A2007800478473A CN 200780047847 A CN200780047847 A CN 200780047847A CN 101568866 A CN101568866 A CN 101568866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
projection system
photoconduction
display device
subclass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800478473A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101568866B (zh
Inventor
T·F·E·M·奥弗雷斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TP Vision Holding BV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101568866A publication Critical patent/CN101568866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101568866B publication Critical patent/CN101568866B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/005—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect using light guides
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/73—Colour balance circuits, e.g. white balance circuits or colour temperature control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及与显示设备(40)结合使用的光投影系统(10)。光投影系统包括用于发射由显示设备(40)的视频和/或音频内容调制的光的光源，和光导(20)。纵向光导基本沿着纵向轴(26)引导由光源发射的光，并将传播贯穿纵向光导的光投影在投影表面(50)上。纵向光导包括：光输入窗口和多个向外耦合光元件。多个向外耦合光元件通过包括向外耦合光元件子集(70a，70d)的向外耦合光元件将光投影在投影表面上。特定的子集(70a，70d)被设置用于基本照亮投影表面(50)的特定区域(50a，50d)。由特定的子集发射的发光强度取决于沿着在特定的子集与特定区域之间的直线的距离(da，dd)，和/或取决于在该直线与投影表面的法线之间的角度。根据本发明的措施的效果是在特定区域上光强度的变化得以减小。

Description

光投影系统和显示设备
技术领域
本发明涉及结合显示设备使用的光投影系统。
本发明还涉及显示设备。
背景技术
在显示技术方面的最近发展是当观看显示在显示设备上的内容时使用环境光照明系统来增强视觉体验的环境光效果的增加。该环境光效果使用与当前在显示设备上显示的图像内容相关联的光来照亮显示设备(例如电视)的周围环境。例如，使用是显示设备一部分的环境光系统来生成环境光效果。该照明系统能够使用与图像内容相关联的光照亮在显示设备后面的墙。可选地，显示设备可与位于远程的照明系统相连接，以远程地生成与图像内容相关联的光。当显示设备显示图像序列(例如作为部分视频内容的视频帧序列)时，在序列中显示的图像内容通常随着时间改变，这导致与图像序列相关联的光也随着时间改变。
这样的投影系统在WO2005/076602中被公开，它公开了在显示装置后部用于背景照明的装置。用于背景照明的装置包括在显示装置右边和左边提供的两个照明单元。照明单元被形成为基本垂直放置的、包括用于向外耦合光的装置的纵向光导。在光导末端的至少一个上具有光源。光源优选地包括有色LED。
已知环境光系统的缺点是表面照明不均匀(homogeneous)。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改善投影表面均匀度的光投影系统。
根据本发明的第一方面，使用与显示设备结合使用的光投影系统该目的得以实现，该光投影系统包括：
-用于发射由显示设备的视频和/或音频内容调制的光的光源，和
-用于基本沿着纵向轴引导由光源发射的光和用于在投影表面投影通过光导传播的光的纵向光导，纵向光导包括设置在纵向光导尾部的光输入窗口，光输入窗口被设置用于基本沿着纵向轴将来自光源的光耦合至纵向光导，和
-多个用于在投影表面上投影光的向外耦合光(lightout_coupling)元件，多个向外耦合光元件包括向外耦合光元件的子集，特定的子集被设置用于基本地照亮投影表面的特定区域，由特定的子集发射的发光强度取决于沿着特定的子集和特定区域之间的直线的距离，和/或取决于该直线和投影表面的法线之间的角度。
根据本发明措施的效果是通过使发光强度取决于特定的子集和特定区域之间的距离和/或取决于直线和投影表面的法线之间的角度，在特定区域上的光分布可被影响，它使得在特定区域上的发光强度的变化(variation)能够被均匀化。如果向外耦合光元件的特定子集与特定区域之间的距离变化了和/或如果直线与投影表面的法线之间的角度变化了，每区域的发光强度改变，因此投影表面的照明不均匀。在根据本发明的光投影系统中，从特定子集发射的光的发光强度取决于特定子集与特定区域之间的距离和/或取决于直线与投影表面的法线之间的角度，这使能了投影表面照明的均匀化。
在已知的系统中，照明单元包括具有圆柱状形式的纵向光导，其中当从光源到向外耦合区域的距离增加时，向外耦合区域的宽度增加。向外耦合元件的这种设置的效果是向外耦合的光的量在光导的长度范围内基本保持不变。由于在纵向光导长度范围内不变的光发射，在基本平行于已知纵向光导纵向轴的方向上投影表面的照明将相对地均匀，而在基本垂直与已知纵向光导纵向轴的方向上投影表面的照明明显地不均匀，导致投影表面的整体不均匀的照明。在根据本发明的光投影系统中，从向外耦合元件向投影表面发射的发光强度是取决于特定子集与由特定子集照亮的特定区域之间的距离，和/或取决于直线与投影表面的法线之间的角度，而不是取决于特定子集与光源的距离。因此由根据本发明的投影系统取得的效果明显不同，因为它实现了投影表面、以及在基本垂直与纵向轴方向上的更均匀的照明。
在光投影系统的实施例中，当沿着特定子集和特定区域之间的直线的距离增加时，和/或当在该直线与投影表面的法线之间的角度增加时，由特定子集发射的发光强度增加。典型地由特定子集照亮的区域大小取决于特定子集与特定区域之间的距离，和/或取决于直线与投影表面的法线之间的角度。当距离增加时，照亮的特定区域增加。当角度增加时，照亮的特定区域增加。当发光强度不变时，发射的光必须在更大的特定区域上被传播开，导致减少在特定区域上的强度。在根据本发明的光投影系统中，当特定子集与特定区域之间的距离增大时，和/或当角度增大时，由特定子集发射的发光强度增加，因此平衡(leverage)了归因于导致投影表面的均匀照明的增大的距离增大的特定区域的增大。
在光投影系统的实施例中，由特定子集发射的发光强度取决于在特定子集中向外耦合光元件的密度，或者取决于在特定子集中向外耦合光元件的尺寸(dimension)。向外耦合光元件特定子集的发光强度受在向外耦合光元件特定子集内向外耦合光元件密度的改变的影响。例如，增加向外耦合光元件的密度将引起每单位区域的更多光或将从特定子集发射的更多量，反之亦然。可选地，向外耦合光元件特定子集的发光强度可受在特定子集中向外耦合光元件的尺寸的影响。例如，增加向外耦合光元件的尺寸将再次引起每单位区域的更多光或将从特定子集发射的更多量，反之亦然。
在光投影系统的实施例中，由子集发射的发光强度在纵向轴周围的切线方向上改变。例如，当投影表面被设置为平行于已知光投影系统中纵向光导的纵向轴时，在基本平行于纵向轴的方向上投影表面的照明典型地是不均匀的。照亮特定区域的特定子集典型地被设置为在切线方向上邻近于照亮另一个特定区域的另一个特定子集。与另一个特定子集和另一个特定区域之间的距离相比，特定子集与特定区域之间的距离是不同的。通过改变在切线方向上由子集发射的发光强度，可以减少由距离不同引起的在投影表面特定区域和另一个特定区域照明方面的变化，从而改善了投影表面照明的均匀度。
在光投影系统的实施例中，多个向外耦合光元件被设置在纵向光导的壁处，该壁被设置为基本平行于纵向轴。该实施例的优点是向外耦合光元件可相对容易地应用于纵向光导。进一步地，通过改变应用于纵向光导壁的向外耦合光元件的分布和/或尺寸，可以相对容易地完成多个向外耦合光元件分布和/或尺寸的改变。
在光投影系统的实施例中，设置在纵向光导壁处的多个向外耦合光元件被设置在纵向轴背对远离投影表面的一侧。该实施例的优点是向外耦合光元件不需要是透明的，这增加了在根据本发明的光投影系统中可被选取的向外耦合光元件的选择。甚至生漆和/或油漆(paint)可被应用于纵向光导壁以便向外耦合光。
在光投影系统的实施例中，纵向光导由对由光源发射的光基本透明的固体材料构成。该实施例的优点是纵向光导的固体材料像透镜一样操作。由纵向光导构成的透镜典型地表现为圆柱状透镜，在基本平行于纵向轴的方向上传播并均匀化由向外耦合光元件发射的光，同时在垂直于纵向轴的方向上准直由向外耦合光元件发射的光。纵向光导横截面的形状确定了在垂直于纵向轴方向上纵向光导的确切透镜特性。纵向光导的横截面可以是圆的、椭圆的、多边形的或者其他形状。
在光投影系统的实施例中，另一个向外耦合光元件的另一个子集被设置用于发射光远离投影表面。该实施例的优点是它使由在投影表面上显示设备的视频和/或音频内容调制的光的投影与例如在朝向观看者方向上该调制光的漫射(diffuse emission)能结合在一起。
在光投影系统的实施例中，向外耦合元件从包括划痕(scratch)、喷砂(sandblasted)结构、印刷结构、凹槽(indent)、裂缝(slit)、漆器(lacquer)和粘模(sticker)的组中选取。
在光投影系统的实施例中，光源包括多个发光元件，每个发光元件发射原色的光。该实施例的优点是通过光输入窗口耦合至纵向光导的光可包括不同的颜色。进一步地，通过改变发光元件对耦合至光导的光的贡献，由多个发光元件发射的不同颜色的不同混合光可由光源生成，并且能被耦合至纵向光导。
原色光包括特定波长周围预定义光谱带宽的光。典型地使用三种原色，例如，红、绿和蓝。通过选择红、绿和蓝光的特定组合，基本每种颜色都能由发光元件生成，包括白色。其他原色组合也可被用于能生成基本每种颜色(例如，红、绿、蓝、青和黄)的光投影系统。在光投影系统中使用的原色数目可改变。
在环境光投影系统的实施例中，纵向光导包括包括另一个光源的另一个尾部。该实施例的优点是耦合至纵向光导、将被投影到投影表面的光的强度可增加。进一步地，另一个光源可耦合不同颜色和/或强度的光至光导。结果，与由设置在另一个尾部附近的向外耦合光元件发射的光相比，由设置在尾部附近的向外耦合光元件发射的光可以是不同的。当例如光投影系统被设置为接近显示设备图像显示区域时，与在接近另一个尾部的图像显示区域上显示的图像的另一个区域相比，在接近尾部的图像显示区域上显示的图像的区域可显示不同的颜色和/或强度。通过使用另一个光源，根据本发明的光投影系统可适应通过单个纵向光导在图像显示区域上显示的图像的不同区域处的颜色和/或强度的差异。当观看在显示设备的图像显示区域上显示的图像时，这进一步增强了观看者的视觉体验。
本发明还涉及包括显示区域和包括根据本发明的光投影系统的显示设备。
在显示设备的实施例中，该显示设备进一步包括控制单元，用于从视频和/或音频内容中提取颜色和/或强度信息，和用于根据提取的颜色和/或强度信息调制由光源发射的光。该实施例的优点是光投影系统可直接从视频和/或音频图像或从视频和/或音频信号中提取颜色信息。这使得即使当例如用户转换频道时，也能够连续调适投影光。该实施例还使得当没有分开地提供特定环境光信号时，能够根据视频和/或音频内容调制投影光。特定的环境光信号可以例如指示与视频和/或音频内容相关的相应颜色和/或强度。
在显示设备的实施例中，光投影系统和图像显示区域被设置在设置于不同地方的分开的物理对象上。典型地，环境光系统被集成在显示设备中。于显示图像的图像显示区域相比，根据本发明的光投影系统被设置在分开的物理对象上。光投影系统，例如可以是用于房间普通照明的、例如设置在房间的墙壁上或房间的天花板上的照明单元。照明单元可以具有特别设计的外观或者可以是内部装饰的发光元件。光投影系统，例如接收来自显示设备的控制单元的控制信号，以产生在颜色和/或强度上正由显示设备的视频和/或音频内容调制的光。例如，这可以通过家庭网络，或通过在光投影系统与被设置在例如显示设备图像显示区域附近的控制单元之间的无线连接来完成。
在显示设备的实施例中，光投影系统可以围绕纵向轴旋转。该实施例的优点是例如当显示设备没有被设置为与投影表面基本平行时，从纵向光导发射的光的投影的总体方向可被调整。光投影系统可被旋转以照亮在所需地方的投影表面。
在显示设备的实施例中，显示设备包括多个被设置在图像显示区域外围周围的光投影系统。
附图说明
通过参考在下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面是显而易见的并且将得以解释。
在图中：
图1显示了根据本发明的包括光投影系统的显示设备的横截面图，
图2A、2B和2C显示了从投影表面看根据本发明的光投影系统的几个实施例，
图3显示了包括多个光投影系统的显示设备的正视图，
图4显示了应用了根据本发明的光投影系统的几个实施例的房间的俯视图。
附图是示意性的，并非依比例作出。特别地，为了清楚，一些尺寸被夸张地放大。在图中相同的部件尽可能地由相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1显示了根据本发明包括光投影系统10的显示设备40的横截面图。图1中所示的光投影系统10包括由固体材料，例如由聚甲基丙烯酸甲酯(也被称为PMMA)或由玻璃构成的圆柱状光导20。圆柱状光导20被设置在显示设备40远离图像显示区域42的一侧，并且被设置为用于将光投影在投影表面50上。投影光的颜色和/或强度由显示设备40的视频和/或音频内容调制。光导20包括多个用于将光投影在投影表面50上的向外耦合光元件60、62、64(参见图2)。多个向外耦合光元件60、62、64包括向外耦合光元件60、62、64的子集70a、70d。第一子集70a被设置为用于照亮第一区域50a，第二子集70d被设置为用于照亮投影表面50的第二区域50d。子集70a、70d被设置为发射通过光导20引导的光的发光强度。由特定子集70a、70d发射的发光强度取决于沿着在特定子集70a、70b与由子集70a、70d照亮的各个区域50a、50d之间的直线的距离da、dd。为了获得由来自光导20的光投影的投影表面50的基本均匀照明，当沿着在特定子集70a、70b与相应照亮区域50a、50d之间的直线的距离da、dd增加时，由特定子集70a、70d发射的发光强度增加。因为第一距离da(第一子集70a与第一区域50a之间的距离)比第二距离dd(第二子集70d与第二区域50d之间的距离)大，由第一子集70a发射的发光强度大于由第二子集70d发射的发光强度。在沿着光导20的纵向轴26周围的切线方向27改变的、由子集70a、70b发射的发光强度方面的该差异减少了在投影表面50上的照明变化，实现了投影表面50更均匀的照明。
图1中显示的光导20具有具有基本圆形的横截面的圆柱状形状。光导20的其他形状也是可能的，并且不同的横截面也是可能的，例如椭圆形(未示出)或多边形的形状(未示出)。横截面形状和连同向外耦合光元件60、62、64(参见图2)的分布一起可由本领域技术人员选取，以获取在投影表面50上投影光的特定所需模式。
根据本发明的光投影系统10经一步包括光源30(参见图2)。光源30被设置在光输入窗口28(参见图2)处，光输入窗口28被设置在光导20的尾部。光源30可包括任意发光元件34、36、38(参见图2)，例如白炽灯(未示出)、荧光灯(未示出)、发光二极管(参见图2)和/或发光激光器(未示出)。优选地，光源30能够发射不同颜色的光，以便由光源30发射的光的颜色能够由显示设备40的内容的视频和/或音频内容调制。这可以通过颜色可调发光元件(未示出)得以实现，或优选地，这可使用至少三个发光元件34、36、38(每个发射不同原色R、G、B的光)得以实现。光源30可改变每个发光元件34、36、38的贡献，从而改变对光贡献的原色R、G、B的贡献，这样确定由光源30通过光输入窗口28发射至光导20、投影向投影表面50的光的颜色。
原色R、G、B的光包括在特定波长周围预定义光谱带宽的光。典型地使用三原色，例如，红R、绿G和蓝B。通过选取红R、绿G和蓝B光的特定组合，基本每种颜色都能由光源30生成，包括白色。在光投影系统10中还可以使用原色R、G、B、C、Y的其他组合，这实现了基本每种颜色的生成，例如，红R、绿G、蓝B、青C和黄Y。在光投影系统10中使用的原色R、G、B、C、Y数目可以改变。青C和黄Y的添加典型地增大了定义能够由光投影系统生成的不同颜色的颜色空间，并实现了由光投影系统投影的光的颜色饱和度的增加。
由光源30通过光输入窗口28发射到光导20的光典型地通过全内反射(也被称为TIR)传播经过光导20。当使用TIR时，一个优点是通过光导的光的传播基本是无损耗的，这导致了根据本发明的光投影系统10相当高的效率。
图1中所示的光投影系统10被设置在显示设备40背对图像显示区域42的那一侧。光投影系统10可形成显示设备40的整体部分。可选地，光投影系统10也可被设置为与显示设备40分离，例如，被设置为投影表面50处的分离物理对象，或者甚至位于房间里的其他任何地方的灯(参见图4)或内部装饰元件。包括根据本发明的光投影系统10的灯或内部装饰元件可以操作的第一模式运行，根据用户需要照亮房间的普通照明装置，在操作的第二模式中，由该灯或内部装饰元件投影的光的颜色和/或强度由显示设备40的视频和/或音频内容调制。远离显示设备40的光投影系统10可通过有线或通过诸如家庭网络(未示出)这样的无线连接从控制单元44(参见图4)接收颜色信息。可选地，光投影系统10可例如模仿由附接于显示设备40的光投影设备10投影的光的颜色和/或强度，或可通过例如从图像显示区域42或从部分图像显示区域42感应特定颜色和/或强度的传感器确定颜色和/或强度。
图2A、2B和2C显示了从投影表面50看根据本发明光投影系统10、12、14的几个实施例。如上所述，向外耦合光元件60、62、64的分布和/或大小，以及同样地由子集70a、70b、70c、70d、72a、72d、74a、74d发射的发光强度可沿着光导20纵向轴26周围的切线方向27(参见图1)变化，以实现更均匀的投影表面50照明。图2A、2B和2C显示了获得沿着切线方向27的这种变化的不同实施例。
并且，向外耦合光元件60、62、64的分布可沿着纵向轴26变化，例如以保持沿着纵向轴26向外耦合的光基本不变，正如在已知纵向光导中公开的那样。然而，当使用由固体材料构成的圆柱状纵向光导20时，纵向光导20基本充当圆柱状透镜，在基本平行与纵向轴26的方向上传播由每个向外耦合光元件60、62、64发射的光，同时在基本垂直于纵向轴26的方向上准直使由每个向外耦合光元件60、62、64发射的光。在基本平行于纵向轴26的方向上光的传播减少了沿着纵向轴26向外耦合光元件60、62、64变化的需要。
图2A显示了包括光导22和光源30的光投影系统12。光源30包括多个发光二极管34、36、38，每个发射不同原色R、G、B的光。光导22包括设置在线62中的向外耦合光元件62的设置，其中向外耦合光元件62的长度沿着纵向轴26周围的切向方向27改变。光源30的光通过光输入窗口28被发射至光导22，并优选地通过TIR被分布贯穿光导22。当光撞击在向外耦合光元件62上时，光将被投影到投影表面50。光导22被分为几个子集72a、72d，其中第一子集72a照亮第一区域50a(参见图1)，其中第二子集72d照亮第二区域50d(参见图1)。当然，本领域技术人员可改变光导22分为72a、72d的划分，例如，增加子集72a、72d的数目。并且，向外耦合光元件62长度的变化可更加逐渐地改变，以便向外耦合光元件62例如可被设置于包括向外耦合光元件62的三角形中(参见图3)。在这样的设置中，向外耦合光元件的每个子集例如包括单一向外耦合光元件62。
图2B显示了包括光导20、光源30和另一个光源32的光投影系统10。光源30和另一个光源32的每一个包括多个发光二极管34、36、38，每个发光二极管发射不同原色R、G、B的光。光导20包括设置为基本大小相等的点60的向外耦合光元件60的设置，其中向外耦合光元件60的密度沿着纵向轴26周围的切线方向27改变。两个光源30、32的光都通过光输入窗口28被发射至光导20，并且再一次地优选地通过TIR被传递贯穿光导20。当光撞击在向外耦合光元件60上时，光将被投影到投影表面50。光导20被分为几个子集70a、70b、70c、70d，其中第一子集70a照亮第一区域50a(参见图1)，其中第二子集70d照亮第二区域50d(参见图1)。当然，本领域技术人员可改变将光导分为子集70a、70b、70c、70d的划分，例如增加子集70a、70b、70c、70d的数量。并且，向外耦合光元件60密度的变化可更加逐渐地改变，以便向外耦合光元件60，例如向外耦合光元件的每个子集，例如包括单条线的向外耦合光元件60。
在图2B所示的实施例中，光投影系统10包括光源30和另一个光源32。光源30被设置在光导20的第一末端21处，另一个光导32被设置在光导20的第二末端19处。在优选实施例中，由光源30发射的光的颜色和/或强度不同于由另一个光源32发射的光。由光投影系统10投影在投影表面50上的光可沿着光导20的纵向轴26改变颜色和/或强度。由光源30发射的光可例如由表现在图像显示区域42上显示的图像的第一图像区域42a(参见图3)的视频和/或音频内容调制，由另一个光源32发射的光可例如由被显示在图像显示区域42上的图像的第二图像区域42b表现的视频和/或音频内容调制。使用另一个光源32，投影的光可更紧密的与在图像显示区域42上显示的图像相关，从而当观看显示设备40时，加强了用户的视觉体验。
图2C显示了包括光导24和光源30的光投影系统14。光源30包括多个发光二极管34、36、38，每个发光二极管发射不同原色R、G、B的光。光导24包括被设置为点64的向外耦合光元件64的设置，其中向外耦合光元件64的大小沿着纵向轴26周围的切线方向27变化。光源30的光通过光输入窗口28被发射至光导24，并且被分布贯穿光导24。当光撞击在向外耦合光元件64上时，光将被投影到投影表面50。光导24被划分为几个子集74a、74d，其中第一子集74a照亮第一区域50a(参见图1)，其中第二子集74d照亮第二子集50d(参见图1)。当然，本领域技术人员可改变将光导分为子集74a、74d的划分，例如增加子集74a、74d的数量。并且，向外耦合光元件64大小的变化可更加逐渐地改变，以便向外耦合光元件64，例如向外耦合光元件的每个子集，例如包括单条线的光耦合元件64。
图3显示了根据本发明包括多个光投影系统12的显示设备40的正视图。在该正视图中，光投影系统12被画为是可见的，尽管所示实施例中的这些光投影系统12被设置成为显示设备40后面的观看者所不可见。光投影系统12被设置在图像显示区域42外围周围。多个光投影系统12中的每一个投影由投影表面50上显示设备的视频和/或音频内容调制的光。每个光投影系统12包括光源30和另一个光源32。由光源30发射的光可不同于由另一个光源32发射的光，从而沿着纵向轴26(参见图2)的颜色和/或强度变化基本相应于在图像显示区域42上所显示图像上的颜色和/或强度变化。为此，图像显示区域42可被划分为第一图像区域42a、第二图像区域42b、第三图像区域42c和第四图像区域42d。优选地，由光源30或另一个光源32发射的光由被设置为接近于部分光导22的图像区域42a、42b、42c、42d的音频内容和视频内容调制，通过光导22光被投影向投影表面50。
图4显示了房间80的俯视图，其中应用了根据本发明光投影系统10、16、18的几个实施例。房间80包括显示设备40，显示设备40包括图像显示区域42、控制单元44和被设置在图像显示区域42每一侧的一对光投影系统16。控制单元44从例如来自不同图像区域42a、42b、42c、42d(参见图3)的视频和/或音频内容提取颜色和/或强度信息。提取的颜色和/或强度信息被随后用于调制由光投影系统10、16、18的光源30、32(参见图3)发射的光。在图4所示的实施例中，控制单元包括天线45，并将与提取的颜色和/或强度相关的信息发射给远程放置的光投影系统10、18。调制的光被随后投影在投影表面50、52上。房间80可进一步包括家具，例如沙发84、两把椅子82和桌子86。例如，桌子86可包括装饰物88，例如DeltaPatents的5周年纪念礼物。
根据本发明光投影系统16的第一实施例被附接至显示设备40上，并且被设置在图像显示区域42的任意一侧上。紧接着如图2所示的任何向外耦合光元件60、62、64，光投影系统16进一步包括附加的向外耦合光元件66，向外耦合光元件66被设置为远离投影表面50直接向位于方向80中的观看者(未示出)发射光。
根据本发明光投影系统10的第二实施例被设置为分离的物理对象，例如灯、例如所谓的洗墙灯(wall-washer)或者例如内部装饰元件。光投影系统10还可以投影部分光到房间80的天花板上。光投影系统10包括发射由显示设备40的视频和/或音频内容调制的光的光源。例如，光投影系统10可接收由控制单元44通过天线45发射的无线信号，根据该接收信号确定需要向投影表面50投影什么颜色和/或强度的光。可选地，控制单元44可通过有线连接，例如通过家庭网络或者例如通过电线通信系统，向光投影系统10提供信息。可选地，光投影系统10可包括传感器，通过传感器光投影系统10确定在投影表面50上投影的光所需的颜色和/或强度。
根据本发明光投影系统18的第三实施例被再次设置为分离的物理对象，例如加了灯罩的灯(shaded lamp)81，其中光投影系统18将调制的光投影到灯罩52上。可选地，光投影系统18还可以将部分光投影到房间80的天花板上。在图4所示的实施例中，其中灯罩52具有基本正方形的横截面，由设置在光投影系统18中的子集发射的光强度在切线方向上改变，其中该变化沿着切线方向每90度旋转基本重复一次。其他形状的灯罩52也许要求不同的发光强度变化，以获得基本均匀的照明。光投影系统18可接收由控制单元44发射的无线信号，或者可通过有线连接，例如通过家庭网络或者例如通过电线通信系统接收信息。
根据本发明的光投影系统10、18的第二和第三实施例的设置使得房间80中的光能够由显示设备40的视频和/或音频内容调制。
应当注意上述实施例解释而不是限制了本发明，本领域的技术人员将能够设计许多可供选择的实施例而不脱离附加权利要求书的范围。
在权利要求书中，任何放置在括号间的附图标记不应当被解释为限制权利要求。动词“包括”的使用和它的变形不排除除了在权利要求中陈述的元件或步骤之外其他元件或步骤的出现。在元件前的术语“一个”不排除多个这样的元件的出现。本发明可借助包括多个分开元件的硬件得以实现。在列举了多个装置的设备权利要求中，这些装置的一些可通过一个或相同数目的硬件来实现。在相互不同的从属权利要求中叙述的特定措施这一事实并非指示这些措施的结合是不能用来产生良好结果的。

Claims (16)

1.与显示设备(40)结合使用的光投影系统(10，12，14，16，18)，该光投影系统(10，12，14，16，18)包括：
-光源(30)，用于发射由所述显示设备(40)的视频和/或音频内容调制的光，和
-纵向光导(20，22，24)，用于基本沿着纵向轴(26)引导由所述光源(30)发射的光，和用于将传播通过所述纵向光导(20，22，24)的光投影在投影表面(50，52)上，纵向光导(20，22，24)包括：
-被设置在所述纵向光导(20，22，24)尾部的光输入窗口(28)，所述光输入窗口(28)被设置用于基本沿着所述纵向轴(26)将来自所述光源(30)的光耦合到所述纵向光导(20，22，24)中，和
-多个向外耦合光元件(60，62，64)，用于将光投影在投影表面(50，52)上，所述多个向外耦合光元件(60，62，64)包括向外耦合光元件(60，62，64)的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)，多个子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)被设置用于基本照亮所述投影表面(50，52)的特定区域(50a，50d)，由所述特定的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)发射的发光强度取决于沿着所述特定的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)与特定区域(50a，50d)之间的直线的距离(da，dd)，和/或取决于该直线与所述投影表面(50，52)的法线之间的角度。
2.如权利要求1所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中当沿着所述特定的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)与特定区域(50a，50d)之间的直线的距离(da，dd)增加时，和/或当该直线与所述投影表面(50，52)的法线之间的角度增加时，由所述特定的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)发射的发光强度增加。
3.如权利要求1或2所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中由所述特定的子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)发射的发光强度取决于在特定的子集(70a，70d)中向外耦合光元件(60)的密度，或者取决于在特定的子集(72a，72d；74a，74d)中向外耦合光元件(62，64)的尺寸。
4.如权利要求1、2或3所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中由子集(70a，70d；72a，72d；74a，74d)发射的发光强度在纵向轴(26)周围的切线方向(27)上变化。
5.如权利要求1、2、3或4所示的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中所述多个向外耦合光元件(60，62，64)被设置在纵向光导(20，22，24)的壁上，该壁被设置为基本平行于纵向轴(26)。
6.如权利要求5所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中被设置在所述纵向光导(20，22，24)的壁处的多个向外耦合光元件(60，62，64)被设置在所述纵向轴(26)背对所述投影表面(50，52)的一侧。
7.如权利要求6所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中所述纵向光导(20，22，24)由对由所述光源(30)发射的光基本透明的固体材料构成。
8.如权利要求6所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中另外的向外耦合光元件(66)的另外的子集被设置用于远离所述投影表面(50)而发射光。
9.如前述任一项权利要求所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中所述向外耦合元件(60，62，64)从包括划痕、喷砂结构、印刷结构、凹槽、裂缝、漆器和粘模的组中选取。
10.如前述任一项权利要求所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中所述光源(30)包括多个发光元件(34，36，38)，每个发光元件(34，36，38)发射原色(R，G，B)的光。
11.如前述任一项权利要求所述的光投影系统(10，12，14，16，18)，其中所述纵向光导(20，22，24)包括包括另外的光源(32)的另外的尾部(19)。
12.显示设备(40)，包括图像显示区域(42)，和包括如在前任意权利要求所述的光投影系统(10，12，14，16，18)。
13.如权利要求12所述的显示设备(40)，其中所述显示设备(40)进一步包括控制单元(44)，该控制单元(44)用于从视频和/或音频内容提取颜色和/或强度信息，并且用于根据提取的颜色和/或强度信息调制由所述光源(30)发射的光。
14.如权利要求12和13所述的显示设备(40)，其中所述光投影系统(10，12，14，16，18)和图像显示区域(42)被设置在设置于不同位置的分离物理对象中。
15.如权利要求12和13所述的显示设备(40)，其中所述光投影系统(10，12，14，16，18)可围绕所述纵向轴(26)旋转。
16.如权利要求12和13所述的显示设备(40)，其中所述显示设备(40)包括设置在所述图像显示区域(42)外围周围的多个光投影系统(10，12，14，16，18)。
CN2007800478473A 2006-12-21 2007-12-13 光投影系统和显示设备 Expired - Fee Related CN101568866B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06126814.0 2006-12-21
EP06126814 2006-12-21
PCT/IB2007/055077 WO2008078226A1 (en) 2006-12-21 2007-12-13 Light projection system and display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101568866A true CN101568866A (zh) 2009-10-28
CN101568866B CN101568866B (zh) 2012-10-10

Family

ID=39399233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800478473A Expired - Fee Related CN101568866B (zh) 2006-12-21 2007-12-13 光投影系统和显示设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8167434B2 (zh)
EP (1) EP2097779A1 (zh)
JP (1) JP2010514126A (zh)
CN (1) CN101568866B (zh)
RU (1) RU2444772C2 (zh)
WO (1) WO2008078226A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430239A (zh) * 2014-11-12 2017-12-01 3M创新有限公司 包括光导的照明系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008065614A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. A rim system for a display
US8475010B2 (en) 2008-05-30 2013-07-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device comprising a collimator
US8804321B2 (en) 2012-05-25 2014-08-12 Steelcase, Inc. Work and videoconference assembly
DE102012111268A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lichtleiter
EP3218647A1 (en) * 2014-11-12 2017-09-20 3M Innovative Properties Company Illumination system including lightguide
AT517295B1 (de) * 2015-06-09 2018-02-15 Zkw Group Gmbh Lichtleiter für ein Kraftfahrzeug
WO2017211579A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 Philips Lighting Holding B.V. Lighting device
CN114390261B (zh) * 2020-10-20 2023-10-24 深圳海翼智新科技有限公司 投影系统及其梯形校正方法、具有存储功能的装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2153515B (en) 1984-01-27 1987-12-09 Michael Anthony Vann Illuminator utilising a solid light guide
US5339382A (en) 1993-02-23 1994-08-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Prism light guide luminaire with efficient directional output
US5661839A (en) 1996-03-22 1997-08-26 The University Of British Columbia Light guide employing multilayer optical film
JPH09325221A (ja) * 1996-04-04 1997-12-16 Hitachi Cable Ltd 照明装置
US5845038A (en) * 1997-01-28 1998-12-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical fiber illumination system
RU2242037C2 (ru) * 1999-07-08 2004-12-10 АРСЕНИЧ Святослав Иванович Проекционная система
JP2001067901A (ja) * 1999-08-26 2001-03-16 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置
US6612729B1 (en) 2000-03-16 2003-09-02 3M Innovative Properties Company Illumination device
JP2001281457A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Stanley Electric Co Ltd 導光棒
JP2001291403A (ja) * 2000-04-06 2001-10-19 Tomoko Kaneko 照明器具
JP2002231006A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置
JP2002343119A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置および配光制御パネル
JP3674568B2 (ja) * 2001-10-02 2005-07-20 ソニー株式会社 強度変調方法及びシステム並びに光量変調装置
JP2003141904A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Bridgestone Corp 線状発光体
US6915062B2 (en) 2002-03-06 2005-07-05 Federal-Mogul World Wide, Inc. Illuminating waveguide
JP2004151675A (ja) * 2002-09-06 2004-05-27 Oki Electric Ind Co Ltd 画像表示装置、投射スクリーン及びその製造方法
FR2850731B1 (fr) * 2003-01-30 2005-09-09 Valeo Vision Guide de lumiere equipe de reflecteurs
KR101132350B1 (ko) * 2004-01-07 2012-04-05 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 디스플레이 장치
US7374313B2 (en) 2006-03-02 2008-05-20 Energy Focus, Inc. Luminaire with improved lateral illuminance control
JP2006338038A (ja) * 2006-06-29 2006-12-14 Canon Inc 投射光学系及びそれを用いた投射型表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430239A (zh) * 2014-11-12 2017-12-01 3M创新有限公司 包括光导的照明系统
CN107430239B (zh) * 2014-11-12 2021-06-08 3M创新有限公司 包括光导的照明系统

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009128033A (ru) 2011-01-27
US8167434B2 (en) 2012-05-01
RU2444772C2 (ru) 2012-03-10
WO2008078226A1 (en) 2008-07-03
CN101568866B (zh) 2012-10-10
US20100014055A1 (en) 2010-01-21
EP2097779A1 (en) 2009-09-09
JP2010514126A (ja) 2010-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101568866B (zh) 光投影系统和显示设备
CN102844612B (zh) 具有利用可控的中间扩散灯组的背景照明的led灯具
CN101313171B (zh) 具有多组光源的照明系统
CN101310142B (zh) 灯组件
CN102844613B (zh) 具有突出的漫射盖罩和多个光源的摇头灯具
KR101132350B1 (ko) 디스플레이 장치
US20100091193A1 (en) Ambilight displaying arrangement
CN101473256B (zh) 用于基于led的环境光的对称光导结构
US20090268455A1 (en) Led lighting device
TW200639526A (en) Illumination system and display device using the same
CN104755831A (zh) 照明设备和照明系统
US20120159818A1 (en) Method and apparatus for providing a simulated neon sign
CN101490466A (zh) 用于led基流光溢彩的双层光导结构
CN201298890Y (zh) 一种电视机
CN101655638B (zh) 液晶显示装置
US20100080018A1 (en) compensating light guide
CN102985751A (zh) 具有光导引件和反射器的光输出装置
KR100929164B1 (ko) 통신 컨버젼스를 통한 ｌｅｄ 전광판 및 그 방법
KR20140056906A (ko) 디스플레이 장치 및 이를 구비하는 공기청정기
CN217464305U (zh) 一种电子设备
KR101900015B1 (ko) 점발광용 조명구조체
KR101954606B1 (ko) 전시조명장치
CN116753482A (zh) 动态效果点亮系统、车灯及车辆
KR101009689B1 (ko) 광섬유를 이용한 표시장치
KR20040080248A (ko) 적색, 녹색, 청색 발광 다이오드를 이용한 백라이트 유니트

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TP VISION HOLDING B.V.

Free format text: FORMER OWNER: ROYAL PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 20120822

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20120822

Address after: Holland Ian Deho Finn

Applicant after: Tp Vision Holding B. V.

Address before: Holland Ian Deho Finn

Applicant before: Koninklijke Philips Electronics N.V.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121010

Termination date: 20141213

EXPY Termination of patent right or utility model