发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种效果独特的彩色图像形成方法,为室内墙体装饰、广告、电子产品外饰提供新颖的图像方案,并且能实现体积超薄、节能的优势。
根据本发明的目的提出的一种彩色图像形成方法,包括步骤:
1)对具体的彩色图像做色彩分析,将彩色图像按颜色分布分解成多个像素区,每一像素区代表一种颜色;
2)对每个像素区的颜色进行数值计算,得出组成每个像素区颜色的三基色比例;
3)根据上述三基色比例设计三种导光膜的导光网点分布密度,并在三种导光膜上制作出导光图像;
4)把所述三种导光膜组合在一起,并在每片导光膜的侧面安装上对应颜色的光源装置。
可选的,在所述步骤3)中,导光网点的分布规则为:在同一片导光膜上,不同颜色的像素区对应的导光网点的密度按照出光量的比例进行设计;不同导光膜上,同一像素区对应的导光网点的密度按照三基色的比例进行设计。
可选的,所述光源装置上设有外加电路,用以动态控制该光源装置的开关,以形成动态发光的彩色图像。
可选的,当所述彩色图像为立体图像时,还包括对该立体图像的不同部分按照前后位置进行分层,并在所述步骤3)中,将不同导光膜上的导光图像按前后关系制作成对应所述立体图像的不同部分。
可选的,所述导光膜为透明PC或PMMA材料。
可选的,所述导光膜的厚度在0.1mm-1mm之间。
可选的,所述光源装置为单颗LED、多颗LED或冷阴极荧光灯管。
可选的,所述三基色为红色、绿色、蓝色。
上述的彩色图像形成方法中,通过分析彩色图像的颜色组合,在对应的导光膜上制作对应颜色的导光图像,然后将这些导光图像重新组合后,形成完整的彩色发光图像。特别的,当加入光源装置的开关控制后,还能实现具有动态变化效果的彩色图像;当各个导光图像具有前后位置上的对应关系时,还可以用本发明的发光装置形成立体彩色图像。由于本发明的彩色图像形成方法使用的是比较轻薄的导光膜材料作为发光图像的载体,因此具有体积轻薄、成本低廉且更具美感的优点,可以运用在诸如平面广告、室内装饰等各种场合。
具体实施方式
本发明提供了一种彩色图像形成方法。该彩色图像形成方法是通过由多片导光膜重叠组合而成的发光装置为图像载体进行实施的。每一片导光膜上设有导光图像和光源装置,该光源装置用以发出特定颜色的光,并经导光膜传输之后,从导光图像中导出,使该导光膜表面形成一幅单一颜色的发光图像。当将多片导光膜重叠组合后,由多幅单色发光图像拼接组合成一幅完整的彩色图像。特别的,当上述多幅单一颜色的发光图像具有重叠的部分,且在这些重叠部分上的光线强度具有灰度上的变化时,则拼接出来的彩色图像可以产生多种颜色的搭配,从而使形成的彩色图像更加丰富和生动。由于本发明采用非常轻薄的导光膜材料作为彩色发光图像的载体,因此通过本发明方法得到的的彩色图像相比现有的一些通过自身发光的装置形成的彩色图像而言,具有体积轻薄、成本低廉且更具美感的优点,可以运用在诸如平面广告、室内装饰等各种场合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。需要说明的是,以下各种实施方式中,所列举的导光膜数量,仅是一种常规的选择,但是不代表本发明的导光膜数量就限制于此。
实施方式一:
第一实施方式是以形成静态彩色图像为例来介绍本发明的彩色图像形成方法的工作原理。为了便于理解,首先对本发明的方法所涉及到的发光装置做简单介绍。参见图1,图1为本发明第一实施方式下的彩色图像形方法所涉及的发光装置。如图所示,该发光装置包括三片导光膜,所述每片导光膜上设有对应的光源装置,分别为导光膜12及位于其一侧的光源装置11、导光膜14及位于其一侧的光源装置13和导光膜16及位于其一侧的光源装置15。
图1(a)所示的是导光膜12和光源装置11。其中导光膜12的材料是透明PC、PMMA等类似材料,厚度在0.1mm-1mm。在该导光膜12至少一表面,分布有导光图像121、122。这些导光图像中,通过纳米压印、印刷等方法,形成了具有一定密度分布的导光网点。当光源装置11打开时,由光源装置11发出的光进入导光膜12后,从所述导光网点中导出,使得导光膜11表面看上去在设有导光图像121、122的地方形成一幅发光图像,而其它地方则为透明;当光源装置11关闭时,则整面导光膜都变现为透明。具体制作该导光网点的方法,可以参考公开号为CN101034183的中国专利,此处不作展开。
该光源装置11可以由单颗LED或多颗LED芯片构成,也可以由细的冷阴极荧光灯管构成。特别的,当光源装置为LED时,由于LED芯片的厚度小于1mm,可以嵌入到导光膜的侧边或中间,而不增加导光膜的整体厚度,且LED的相对能耗也比较少,起到更加节能的效果。
相似的,导光膜14和导光膜16的表面也分布有导光图像141、142和161、162。将导光膜12、14、16重叠组合后,每片导光膜上的部分导光图像形成重叠区域,而另外部分则分散在不同区域,以此组合成一幅完整的彩色图像。比如导光图像121、141、161具有相同的形状和大小,且位于各自导光膜上的位置也相同,因此当三片导光膜重叠后,这三个导光图像也相应的重叠在一起,形成导光图像171。而导光图像122、142、162由于位置、形状等不同,因此当三片导光膜重叠后,各自分散在相应的区域。
此时,如果光源装置11、13、15分别发出不同颜色的光的话,则在三片导光膜组合而成的整体导光装置表面可以看到,导光图像171发出由三种颜色混合而成的光,导光图像122、142、162则发出各自光源颜色的光。需要指出的是,图示中的导光图像仅是为了便于说明而列举的一些简单图像,在不同的应用场合,各个导光膜表面会根据需要来制作上面的导光图像。
下面,再说明利用上述装置形成彩色图像的方法。为了便于理解,首先对颜色的形成原理做阐述。
请参见图2,图2(a)-2(c)分别为R、G、B三种颜色的单层导光膜示意图,图2(d)是将三种颜色的导光膜重叠之后的示意图。这里所说的R、G、B三种颜色的导光膜是指导光膜上配置的光源装置发出的光的颜色为红色、蓝色或绿色,导光膜本身是透明没有颜色的。在R、G、B三中颜色的导光膜重叠后,各自表面的导光图像有部分重叠的区域和部分不重叠的区域。重叠的区域又分为两两重叠以及三个一起重叠。如图所示,R、G、B三种光导光膜表面分别具有导光图像24、26、28,将三种导光膜重叠后,各自的表面图像形成了不重叠区域241、261和281,两两重叠区域242、262和282,以及三个重叠区域27。假设每一片导光膜上配置的光源装置发出的光线强度是一样,同时每一片导光膜上的导光图像的导光能力也是一样的。则可以预见,不重叠区域241依旧发出红色光,不重叠区域261依旧发出绿色光,不重叠区域281依旧发出蓝色光;而由红光+绿光形成的重叠区域242发出黄光,绿光+蓝光形成的重叠区域262发出青光,蓝光+红光形成的重叠区域282发出紫光,而重叠区域27则发出白光,由此配色方案可以形成共7种颜色的光,如果要表达的图像为一些简单图像或者图像中的色彩全涵盖在上述7种颜色中,则根据上述配色方案就可以制作出简单的平面发光彩色图像。
更进一步的,需要表达复杂色彩的图像时,必须要具备除了上述几种基本色彩之外的其他颜色。这就要求增加构成图像的导光膜的数量或者增加单个导光膜的颜色灰度变化。对于增加导光膜的数量,通过不同颜色的导光膜及其混合来表达图像中大量的颜色信息。这样做的缺点是:第一成本增加;第二整个产品的厚度增加。这两点对于生产单位来说都是无法接受的,因而使单个导光膜具有灰度变化的能力成了形成复杂图像的关键因素。
使单个导光膜的单一色彩具有灰度变化,一种可能的方式是改变光源发出的光的强弱。基于现代先进的半导体生产工艺及IC控制能力,可以实现单颗LED下,通过改变输入电流的强弱来达到实现LED发光能力的控制。但是这种控制仍旧有缺点:第一,通过改变输入电流的强弱,只能从宏观上改变LED的发光强度,但是这种方式是没有办法精确实现LED发光强度的控制;第二,对于本实施方式中的静态图像来说,由于光源控制着整个导光膜的发光强度,因此如果改变光源的强弱,则导光膜上所有导光图像的发光强度都相应的改变,这就等于为了实现某部分图像上的色彩而牺牲了其他部分图像的色彩,这样做是得不偿失的。
因而在本发明中提出了通过改变导光图像中,不同位置上的导光网点的密度来实现发光强度的改变。众所周知,导光网点密集的地方,其导光能力越强,发出的光越亮,而导光网点稀疏的地方,则导光能力较弱,发出的光也越暗。因而如果在设计每一片导光膜上的导光图像时,加入导光网点密度上的变化,就能实现单片导光膜上不同区域发出光强的不同,使得每片导光膜具有颜色灰度变化的能力。
请参见图3,图3是在图2的基础上,增加了灰度变化之后的R、G、B三层导光膜及其组合的示意图。如图所示,导光膜R、G、B具有不同导光网点密度的导光图像34、36、38,在将三片导光膜重叠后,两两重叠的区域342、362、382以及三个重叠区域37上的色彩与图2(d)中的有所不同,比如342上的颜色因导光图像34的导光网点密度更密集,因此表现出来的颜色变成橙色。如此,如果将一副导光图像设计成具有不同密度分布的多个导光网点区域,则可以实现出来的色彩,也会因此增加。
根据上述思路,本发明的第一实施方式中,可以通过下述的方法来形成静态彩色图像。
请参见图4和图5,图4是本发明第一实施方式中彩色图像的形成方法步骤图,图5是采用具体模型对图4中的方法进行说明。如图所示,该方法包括步骤:
S11,对具体的彩色图像做色彩分析,将彩色图像分解成多个像素区,所述每个像素区按颜色来区分。比如图5(a)中,图像50是一副包含4个颜色矩形的图形,因此将图像50分解成四个像素区,其中像素区571的颜色为红色,像素区572中的颜色为橙色,像素区573中的颜色为白色,像素区574中的颜色为蓝灰色。
S12,对每个像素区的颜色进行数值计算,得出组成每个像素区颜色的三基色比例。所述三基色是指三种不同色区的颜色,按照调色原理,把颜色分成红色色区、绿色色区和蓝色色区,每个色区通常包括一定波段范围内的颜色光波。比如红色色区除了红色以外,还具有橙红、品红、深红等等。在本实施例中,为了便于理解,把三基色简单的定义成红色、绿色、蓝色即R、G、B三种颜色,但是应当理解,在实际应用中应包括更多的颜色。比如图5(a)中,像素区571的三基色比例为:红色100%+绿色0%+蓝色0%;像素区572的三基色比例为:红色70%+绿色30%+蓝色0%;像素区573的三基色比例红色33%+绿色33%+蓝色33%,像素区574的三基色比例红色25%+绿色25%+蓝色50%。
S13,根据上述三基色比例设计三种导光膜的导光网点分布密度,并通过纳米压印或印刷等方法制作该三种颜色的导光膜。如图5(b)-5(d)所示,R、G、B三片导光膜上的导光图像,根据实现各像素的颜色所需的比例进行导光网点的制作。即在同一片导光膜上,不同颜色的像素区对应的导光网点的密度按照出光量的比例进行设计;不同导光膜上,同一像素区对应的导光网点的密度按照三基色的比例进行设计。比如在红光导光膜上,红色像素区571和橙色像素区572虽然都需要红光,但是由于橙色像素区572还包含了部分绿色,橙色像素区572对红光的出光量显然要比红色像素区571的少,因此在红色导光膜上制作这两个像素区时,就要将导光网点设计成红色像素区571对应的地方要密集,而橙色像素区572对应的地方要稀疏一点。同样,在同一个像素区,比如在蓝灰色像素区574,由于红光和绿光的出光量要求比蓝光的少,因此在红光导光膜和绿光导光膜上对应该像素去地方制作的导光网点密度要比在蓝色导光膜上更加稀疏。
S14,最后把三种导光膜组合在一起,并在每片导光膜的侧面安装上对应颜色的光源装置。三个光源装置可以安装在同一方向的侧面上,也可以安装在不同方向的侧面,可以只在一个侧面上安装光源装置,也可以在多个侧面上安装光源装置。
需要指出的是,在上述实施方式中,导光膜的数量可以进行自由选择,以最少2片导光膜组合为例,只要在不同像素区制作出的导光网点密度不一样,就能实现丰富的色彩。同时,本发明选择的光源装置也不限于R、G、B三种颜色,其他任何颜色都能实现自由组合。
于实际应用中,通过本发明的方法形成的静态彩色发光图像可以运用在平明广告、室内装饰照明、电子产品外饰等场合,作为一种新型的彩色发光产品,本发明由于采用超薄导光膜作为图像载体,其整体厚度可以控制在毫米级别上,相比较现有的一些装饰照明用的产品,大大减小了厚度,同时由于采用低功率的光源装置进行发光,达到美观、节能的目的。
以上实施方式描述的是如何形成静态彩色发光图像,进一步的,如果对光源装置施加一个调制信号,则本发明的发光装置还可以用来形成动态的彩色发光图像。
第二实施方式:
请参见图6,图6是本发明的第二实施方式的彩色图像形成方法所涉及的发光装置。如图6所示,该实施方式以最简单的只有R、G、B三种颜色的导光图像为例,来说明形成动态彩色发光图像的方法。图6(a)为红色导光膜上的导光图像,图6(b)为绿色导光膜上的导光图像,图6(c)为蓝色导光膜上的导光图像;三层导光图像组合后形成图6(d)所示的彩色图像。通过外加电路(图中未示出)控制图6(a)、6(b)、6(c)中用以发光的R、G、B三色光源装置进行以下变化:当分别依次单独开启时,可以得到红色、绿色、蓝色图像按照先后顺序发光;或者同时开启三色中的两种颜色,可以获得红色、绿色、蓝色两两组合的动态发光;或者三色同时开启,获得红色、绿色、蓝色同时发光。进一步的,如果将第一实施方式中的色彩调配方法运用到本实施方式中,还可以形成色彩更加丰富的动态发光图像。
第三实施方式:
请参见图7,图7是本发明的第三实施方式的的彩色图像形成方法所涉及发光装置。如图7所示,该实施方式以三层图像为例表述连续动态发光图像的形成方法,图(a)、7(b)、7(c)分别由侧光LED照明,每个单层图像有相同图形构成,但是图形的角度不同,图7(b)为图7(a)顺时针旋转22.5度,图7(c)为图7(a)逆时针旋转22.5度。通过控制三层图像照明的LED发光的时序,可以获得连续动态发光的图像。该实施例中三层图像照明的LED可以为相同的颜色也可以为不同的颜色。
以上三个实施方式中,无论是用来形成静态彩色图像还是用来形成动态彩色图像,所运用的光源装置都是侧光式的光源装置。然而本发明并不局限于此种方式的光源装置,在另外的一些应用中,本发明的光源装置还可以是顶发光式的光源装置。
第四实施方式:
请参见图8,图8是本发明的第四实施方式的的彩色图像形成方法所涉及发光装置。如图所示,该实施方式以2层导光膜组合为例来说明采用顶发光LED照明的彩色图像的结构。图8(a)由导光膜81、导光图像82、通孔83构成,顶发光LED84置于通孔83处,入光处为通孔边缘;通孔832是预留给与其他层组合时按照LED所用。图8(b)由导光膜85、导光图像86、通孔871构成,顶发光LED88置于通孔871处,入光处为通孔边缘。图8(a)所示的单层图像与图8(b)所示的单层图像组合后,如图8(c)所示。LED84、LED88可具有不同颜色,可以动态控制发光。由于顶发光LED比侧发光LED成本低,更适合于手机等电子产品的小面积装饰。
第五实施方式:
下面,再说明如何通过本发明的装置形成立体彩色图像的方法。
现实生活中,人们观察空间物体时,由于物体的不同部分以及不同物体具有左右、前后空间位置上的差异,体现为立体感。本发明通过多层结构,实现物体的空间位置上的差异来实现立体图像效果。
请参见图9,图9是本发明的第五实施方式的的彩色图像形成方法所涉及发光装置,该实施方式以附图9所示的2个不同物体91、92为例来说明立体图像的实现过程,物体91在前,92在后。为了表达彩色,对每个物体的图像分别以实施方式一中的方法进行R、G、B分色。物体91分色后形成的三色图示分别为图9(a1)、(a2)、(a3)所示;物体92分色后形成的三色图示分别为图9(b1)、(b2)、(b3)所示。将分层后的各图像进行组合,914表示具有图9(a1)图像的导光膜,采用R颜色LED 911照明,获得红色图像;915表示具有图9(a2)图像的导光膜,采用G颜色LED 912照明,获得绿色图像。916表示具有图9(a3)图像的导光膜,采用B颜色LED 913照明,获得蓝色图像。组合<914、915、916>表示物体91的彩色图像。
924表示具有图9(b1)图像的导光薄膜,采用R颜色LED 921照明,获得红色图像;925表示具有图9(b2)图像的导光薄膜,采用G颜色LED 922照明,获得绿色图像;926表示具有图9(b3)图像的导光薄膜,采用B颜色LED923照明,获得蓝色图像;组合<924、925、926>表示物体92的彩色图像。
组合<914、915、916>与组合<924、925、926>之间的距离可以需要表达的物体之间的空间感进行调整。以上组合实现了不同物体之间的立体感,还可将同一物体的不同部分按照前后位置进行分层,然后将不同导光膜上的导光图像按前后关系制作成对应所述立体图像的不同部分,实现单一立体图像。此类,还可以通过,控制LED灯的开关频率,来获得动态立体效果的彩色图像。
以上实施例一到五中所列举的用本发明的彩色图像形成方法所形成的彩色发光图像,可以直接应用于电子产品、室内装饰。还可以依次排列后形成大面积彩色发光图像,该图像可以由相同的模块拼接,也可以有不同的模块拼接形成。图10是将实施例二中的彩色图像模块拼接而成的阵列。可以作为公共场所如酒店、KTV、会议厅的墙体装饰。
综上所述,本发明提出了一种彩色发光图像形成方法,该形成方法利用多片导光膜叠加,在不同的导光膜上设置不同颜色的光源装置和导光图像,使每片导光膜可以形成不同颜色的发光图像,将这些发光图像叠加组合后,形成一个整体的彩色发光图像。该方法通过分析彩色图像的颜色组合,在对应的导光膜上制作对应颜色的导光图像,然后将这些导光图像重新组合后,形成完整的彩色发光图像。特别的,当加入光源装置的开关控制后,还能实现具有动态变化效果的彩色图像;当各个导光图像具有前后位置上的对应关系时,还可以用本发明的发光装置形成立体彩色图像。由于本发明的发光装置使用的是比较轻薄的导光膜材料作为发光图像的载体,因此具有体积轻薄、成本低廉且更具美感的优点,可以运用在诸如平面广告、室内装饰等各种场合。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。