CN102187269B

CN102187269B - 一种显示装置的环境照明系统

Info

Publication number: CN102187269B
Application number: CN200980140974.7A
Authority: CN
Inventors: C·W·奎斯特霍特; T·F·E·M·奥维雷斯; P·G·J·M·纽延斯
Original assignee: TP Vision Holding BV
Current assignee: Top Victory Investments Ltd
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2029-10-12
Also published as: US20110194274A1; RU2011119633A; KR20110084255A; KR101617905B1; ES2534052T3; WO2010044043A1; CN102187269A; RU2512123C2; EP2335115A1; BRPI0914094B1; JP2012506064A; JP5534472B2; EP2335115B1; US8702260B2; BRPI0914094A2

Abstract

本发明涉及一种用于把环境光发射到显示装置后面的墙壁上的显示装置的环境照明系统。光源与反射器一起被放置在显示装置的后侧，其中光源和反射器的内部排列使得当显示装置被放置在墙壁的附近时，由至少一个光源发射的光被反射器变得朝着墙壁反射，以使得被反射的光至少部分地在外围围绕显示装置的观看区域。

Description

一种显示装置的环境照明系统

技术领域

本发明涉及一种显示装置的环境照明系统，用于把环境光发射到显示装置后面的墙壁上。

背景技术

近年来，所谓的AmbiLight电视已经被引入市场。这种电视包括布置在电视周围的光源，该光源把环境光发射到电视后面的墙壁上，以使得所发射的光与正在被显示的图像相匹配。其效果是更大的虚拟屏幕和更富沉浸感的观看体验。

第一代AmbiLight电视要求把AmbiLight系统放置在电视边缘附近并且指向贴近电视机的墙壁。为了降低热点可见度，随后采取保持这个位置但把它们指向电视机后面的墙壁的措施，并使用反射器把光投射到贴近电视机的墙壁上。这些组件的内部排列使得环境光被发射到电视后面的墙壁上。

图1a）和b）图解地描述了放置在与墙壁107距离d处的现有技术的AmbiLight电视104的两个变体，且包括位于电视背面的较厚的中央部分11和周围部分10。正如这里所示的那样，环境照明系统20包括印刷电路板（PCB）13、向墙壁107上发射环境光的发光二极管（LED）15、反射器14、出射窗12以及在边缘处的ambilight模块20。所有这些组件都被集成到电视机的边缘。

WO2008/081387A1公开了一种带有环境光的显示设备，其中光源和反射器被布置在显示装置的边缘部分并围绕屏幕。反射器具有能够使来自光源的光拆分成两部分的窗口部分。一半或更多的光被指引到显示设备的背景，而一半或更少的光经由bezel扩散器被指引到显示设备的前面。

WO2005/076602A1公开了一种带有背景照明的显示设备，其中在显示设备的边缘部分提供了带有光导的光源。光导包括用于耦出光的装置。可以在突出的光导中封装一反射体。

如今，超薄电视正变得越来越流行。由于一些原因，不能在超薄电视中使用如图1a）和b）中描述的这种当前方式。第一个原因是把光系统定位在电视边缘显然会使电视边缘比不具有这种AmbiLight系统的电视更厚。此外，当把电视靠向墙壁移动时（更薄的电视青睐这种做法），到达墙壁的光路就变得越来越短。当例如LED的光源的数目不期望被增加时，这种做法会与所需的光路长度发生矛盾。最后，电视靠向墙壁的移动降低了增加反射器的可能性。作为这种做法的结果，热点可见度将会增加。

发明内容

本发明的目的是通过提供适用于超薄显示装置的环境照明系统而克服如上所述的缺陷。

根据一个方面，本发明涉及一种显示装置，包括用于把环境光发射到显示装置后面的墙壁上的环境照明系统，其包括：

- 至少一个被放置在显示装置的后侧的光源，以及

- 至少一个位于显示装置的后侧的反射器，

其中所述至少一个光源位于显示装置的中央后侧内的区域中，且至少一个反射器位于显示装置的后侧的外围，以使得当显示装置被放置在墙壁的附近时，由所述至少一个光源发射的光通过反射器被至少部分地朝着墙壁反射，以使得被反射的光至少部分地在外围围绕显示装置的观看区域。

相应地，在一个实施例中光源包括发光二极管（LED），而反射器不被集成到前部而是在后部，这一事实使得在超薄显示装置中实现环境照明系统成为可能。此外，可能选择所述至少一个光源和反射器之间的内部排列，以使得虽然显示装置被放置得非常靠近墙壁，但是反射器和到墙壁之间的光路也将足够长，即，这个照明系统允许更多的设计自由度。这意味着所有不期望的照明效果，例如LED点，变得不可见，并且满足了使光源的数目最小化所必需的光路长度。此外，通过把光源从显示装置的边缘移开并例如朝着显示装置的中央后侧内的区域移动，环境光源将被隐藏免于直接观看。

在一个实施例中，环境照明系统进一步包括被放置在至少一个光源和至少一个反射器之间的至少一个光学元件，以使得所发射的光通过光学元件。

这种光学元件可以被用于传输、弯曲、聚集或发散所发射的光束。通过把至少一个光源朝着中央背部定位以及在后侧外围处定位反射器，现有环境照明系统中通常使用的大体积ambilight部件（PCB、LED）从边缘移走，移到已经为较厚的电视背面的中央区域，同时使较小的反射器留在边缘处。如上所述的那样，重要的条件是现在所述光变得在光源和反射器之间的更长距离上被传输而不碰到电视后面的墙壁。因此，这种光学元件的插入是特别有利的。

在一个实施例中，所述至少一个光学元件是光导。在另一个实施例中，所述至少一个光学元件是准直仪。还可以组合使用光导和准直仪。

在一个实施例中，所述光学元件选择自：

- 楔型镜，或者

- 漫射器，或者

- 聚集器，或者

- 扩散器，或者

- 平面镜，或者

- 任意曲面镜，或者

- 其组合。

这些元件的一个或多个也可以和所述的光导和/或准直仪组合。

在一个实施例中，反射器本身是显示装置的背部。因此，显示装置的反射器和背部作为同一元件，这导致了构造的复杂度和厚度被减小。

在一个实施例中，在显示装置的后侧的外围处的反射器的末端被弯曲地成形，指向远离显示装置后面的墙壁。因此，能够避免墙壁上的突然的亮度并因此改善了观看体验。

在一个实施例中，反射器被至少部分地弯曲地成形，其中该成形适于所述至少一个光源的内部位置，以使得由至少一个光源发射的光分布到墙壁上的某些区域。用那种方式能够实现最佳的光分布。

在一个实施例中，反射器包括如下中的一个或多个：

- 适于实现墙壁上的图案的纹理，

- 漫射组件。

因此，纹理的使用允许制造一些可能更适合不同使用者的特定图案。扩散修饰可以被用于使得被反射的光更“柔和”并且因此可以避免由影子或镜子的不规则性引起的不想要的光图案。

根据另一个方面，本发明涉及一种墙壁安装系统，包括用于把环境光发射到显示装置后面的墙壁上的环境照明系统，所述墙壁安装系统被安装在所述显示装置上，所述墙壁安装系统包括：

- 至少一个光源，以及

- 至少一个反射器,

其中所述至少一个光源位于显示装置的中央后侧内的区域中，且至少一个反射器位于显示装置的后侧的外围，当所述墙壁安装系统被安装到所述显示装置时，以使得当具有所述墙壁安装系统的显示装置被放置在墙壁的附近时，由所述至少一个光源发射的光通过反射器被至少部分地朝着墙壁反射，以使得被反射的光至少部分地在外围围绕显示装置的观看区域。

在一个实施例中，显示装置选择自：

- LCD装置，

- 等离子装置，

- 有机发光二极管（OLED）装置，

- 投影屏。

可以把本发明的各方面和任何其他方面加以组合。本发明的这些和其他方面将从此后描述的实施例变得显而易见，并且将参考此后描述的实施例阐明本发明的这些和其他方面。

附图说明

将参照附图仅通过举例的方式来描述本发明的实施例，其中

图1a）和b）图解地描述了现有技术中的AmbiLight电视的两种变体，

图2显示了根据本发明的显示装置的环境照明系统，

图3显示了在超薄显示装置中实现环境照明系统的一个实施例，以及

图4-6显示了在超薄显示装置中实现环境照明系统的另一个实施例。

具体实施方式

图2显示了根据本发明的显示装置104的环境照明系统100，其中环境照明系统100适于把由箭头106指示的环境光发射到显示装置104后面的墙体107上。显示装置可以从LCD装置、等离子装置、有机发光二极管（OLED）、投影屏、计算机监视器等等中选择。术语墙壁的意思是朝着位于显示装置104的前面的观看者105反射光的任何种类的表面。

环境照明系统100包括至少一个光源（L_S）101和一反射器（R）102，而二者都被设置在显示装置107的后侧。在一个实施例中，环境照明系统100进一步包括位于所述至少一个光源（L_S）101和反射器（R）102之间的至少一个光学元件（O_E）103，以使得光束的光进入光学元件。

正如将要在图3和4中更详细地讨论的那样，至少一个光源（L_S）101和反射器（R）102的内部排列使得当把显示装置104放在墙壁107的附近时，由至少一个光源（L_S）101发射的光106就变成被反射器（R）102朝着墙壁107反射，以使得被反射的光106至少部分地在外围围绕显示装置104的观看区域，例如在左和右侧，或者在左和右侧和上和下侧，以使它围绕观看区域。

图3显示了实现图2中所示的、被放置在与墙壁107的距离d 18处的例如是电视机的超薄显示装置104中的环境照明系统100的一个实施例。虽然没有在这里显示，但是图3中的前部10比通常的现有技术的将环境照明系统集成在前部的AmbiLight电视的前部10更薄。此外，因为在环境照明系统100中获得了足够大的光路（这与图1中显示的现有技术的系统的情况不同），所以图3中的距离d 18通常比图1中显示的更短。本发明基于使用由虚线显示的空间302，该空间由于用于容纳环境照明系统100的较厚中央背部11而形成在显示装置104的背面上，而不是把环境照明系统100集成到如图1所示的显示装置104的前部10中。在实施例中，印刷电路板（PCB）13和光源（L_S）101被放置在背部11的侧面。在背部11的外围，通过将它安装在显示装置104的背面的方式定位薄反射器（R）14。这个反射器14可以围绕着显示装置104的外围延伸。被放置在光源（L_S）101和反射器（R）14之间的光学元件（O_E）103在这个实施例中是光导201，其作用是把来自光源（L_S）101的光朝着反射器（R）14引导，并防止光碰到显示装置104后面的墙壁107。假设光源是LED，LED和良好的均匀性之间的良好的混合是通过光导的长度获得的，即使光导出口紧靠墙壁。

图4图解地描述了根据本发明的环境照明系统100的一个实施例，其中反射器（R）102本身就是显示装置104的背面。由此，选择显示装置背面的合适元件，或者可以用合适的元件覆盖该背面以获得必要的反射属性。正如这里所描述的那样，该一个或多个光源（L_S）101可以是诸如LED那样的点状光源。

反射器（R）102可以由适合于以合适方式反射光的材料制成，例如，反射器可以是用于向墙壁107漫射和/或扩散所发射的光106并可以因此给出柔和光的漫射器。这种漫射器可以从毛玻璃漫射器、聚四氟乙烯漫射器、全息漫射器、乳白玻璃漫射器、灰玻璃漫射器等等中选择。

在一个实施例中，反射器（R）102具有向上并朝着墙壁延伸的弯曲成形末端，以避免墙壁上突然的亮度变化，和/或被成形以在墙壁上的某个区域内集中光并实现最佳光分布，和/或包括（宏观）纹理以实现墙壁上的图案。除了镜子以外，还可以使用具有漫射组件的反射器（R）102来实现更“柔和”的光，并避免由在反射器侧面处的非平面镜引起的不想要的光图案被弯曲地成形指向显示装置104后面的墙壁。反射器（R）102的其他变体还可以被例如部分地成形的反射器实现，其中该成形适于所述至少一个光源的内部位置，以把由所述至少一个光源发射的光集中到墙壁的某些区域。

图5描述了来自图4的实施例，显示了其中一附加光学元件（O_E）201被放置在至少一个光源101和反射器（R）102之间的光束的光路中（另见图2）。除了将光导作为如图3所描述的光学元件使用，光学元件能够例如是准直仪。除了其他方面，准直仪适于准直来自至少一个光源101，例如来自LED的朗伯光。最终的光线被指向反射器102，该反射器如前所述能够是显示装置104的背面。反射器随后引导光106向后朝着墙壁107。这种两步法提供了长的光路。同时，相比当把从准直仪直接发射的光106或光束朝着墙壁107指向，它允许光从更大的角度碰到墙壁。这导致了墙壁结构的更好的可视度。

正如这里所示的那样，环境照明系统100被定位在中央背部11周围的相同区域内，其中定位了其他电子设备。目前仍然需要这个区域把从外部盒子进入到显示器的信号转换成正确的信号。即使当这个区域变得多余的时候，环境照明系统100在这个位置的定位也不会影响薄电视机的设计方面。

使用光学元件（O_E）201，即在这个情况中是准直仪，来准直朗伯光。通过向光学元件（O_E）103，例如准直仪的光出口点增加角度，最终的平行光线被指向显示装置104的背面。在显示装置104的背面，光被再次朝着墙壁107反射，以形成从观看者105的视野来看基本上或者完全围绕显示装置104的环境照明区域（AmbiLight）。

光学元件（O_E）201的属性可以适于各种实现。例如，如果光学元件是准直仪，可以选择准直仪以使得所发射的光能够被改变，以在电视机的背面上产生聚焦的光束或者产生轻微扩散的光束（以使得扩散效果会在此后继续）。

此外，反射器（R）102能够被调谐到全部应用，其中反射器能够是一反射镜，该反射镜可以是在显示装置104的背面上作为包围电视机的反射环的设计元件。反射器（R）102还能够是如前所述的背盖属性本身的一部分。这将会是这样的情况：显示装置104的中央背部11的一部分或者全部中央背部11是有光泽的白色。

在一个实施例中，反射器（R）102不是全反射性的，而应当具有一些漫射属性以隐藏光学系统的瑕疵并对墙壁107上的环境光（的边缘）进行柔和（平滑）。反射器（R）102（显示装置104的背盖）的反射和漫射属性之间的优化可以适于不同的应用。

除了光导和准直仪，其他类型的光学元件（O_E）103包括楔型镜、漫射器、聚集器、扩散器、平面镜、任意曲面镜，或其组合。

在一个实施例中，环境照明系统100（LED、准直仪、外壳和反射区域）还能够被集成到墙壁安装系统601a-c（例如，VESA系统）中，如图6所示。

在这里，为了解释而不是限制的目的提出了所公开的实施例的某些特定细节，以提供对本发明的清楚和透彻的理解。但是，本领域技术人员应当理解的是，在不明显违背本公开的精神和范围的情况下，本发明可以在不准确遵循在此提出的细节的其他实施例中实践。另外，在此上下文中，以及为了简洁和清楚的目的，已经省略了公知的设备、电路和方法的详细描述，以避免不必要的细节和可能的混淆。

权利要求中包括了参考符号，但是参考符号的包括仅仅是由于清楚的原因，而不应当被解释成是对权利要求范围的限制。

Claims

1.一种显示装置，包括用于把环境光（106）发射到显示装置（104）后面的墙壁（107）上的环境照明系统（100），所述环境照明系统包括：

- 至少一个被放置在显示装置的后侧的光源（101），以及

- 至少一个位于显示装置（104）的后侧的反射器（102），

其中所述至少一个光源（101）位于显示装置（104）的中央后侧内的区域中，且至少一个反射器（102）位于显示装置（104）的后侧的外围，以使得当显示装置（104）被放置在墙壁（107）的附近时，由所述至少一个光源发射的光被反射器（102）至少部分地朝着墙壁（107）反射，以使得反射光（106）至少部分地在外围围绕显示装置（104）的观看区域。

2.根据权利要求1的显示装置，其中所述环境照明系统进一步包括被放置在所述至少一个光源（101）和至少一个反射器（102）之间的至少一个光学元件（103），以使得所发射的光通过所述光学元件（103）。

3.根据权利要求2的显示装置，其中所述至少一个光学元件（103）是光导。

4.根据权利要求2的显示装置，其中所述至少一个光学元件（103）是准直仪。

5.根据权利要求2的显示装置，其中所述光学元件（103）选择自：

- 楔型镜，或者

- 漫射器，或者

- 聚集器，或者

- 扩散器，或者

- 平面镜，或者

- 任意曲面镜，或者

- 其组合。

6.根据权利要求1的显示装置，其中所述至少一个光源（101）是发光二极管（LED）。

7.根据权利要求1的显示装置，其中所述反射器（102）本身是显示装置（104）的背面。

8.根据权利要求1或7的显示装置，其中在显示装置的后侧的外围的反射器的末端被弯曲地成形，指向远离显示装置（104）后面的墙壁。

9.根据权利要求1或7的显示装置，其中反射器（102）被至少部分地弯曲地成形。

10.根据权利要求1的显示装置，其中所述反射器（102）包括如下中的一个或多个：

- 适于实现墙壁上的图案的纹理，

- 漫射组件。

11.根据权利要求1的显示装置，其中该显示装置选择自：

- LCD装置，

- 等离子装置，

- 有机发光二极管（OLED）装置，

- 投影屏。

12.一种墙壁安装系统，包括用于把环境光（106）发射到显示装置（104）后面的墙壁（107）上的环境照明系统（100），所述墙壁安装系统（601a-c）被安装在所述显示装置（104）上，所述墙壁安装系统包括：

至少一个光源（101），以及

至少一个反射器（102）,

其中所述至少一个光源（101）位于显示装置（104）的中央后侧内的区域中，且至少一个反射器（102）位于显示装置（104）的后侧的外围，当所述墙壁安装系统（601a-c）被安装到所述显示装置（104），以使得当具有所述墙壁安装系统（601a-c）的显示装置（104）被放置在墙壁（107）的附近时，由所述至少一个光源发射的光通过反射器（102）被至少部分地朝着墙壁（107）反射，以使得被反射的光（106）至少部分地在外围围绕显示装置（104）的观看区域。