CN106406785B - 为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种为人机交互提供光色氛围渲染的方法和装置，该方法包括如下步骤：基于预设的反馈模式，光学装置的控制器生成控制指令给独立于人机交互界面之外的光源；以及人机交互界面显示图像时，光源基于所述控制指令同步地发光以提供光色氛围渲染光效。该装置适合于为任意一个人机交互界面显示的图像提供背景光功能。

Description

为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法和装置

技术领域

本发明涉及一种光学方法及其装置，尤其涉及为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其通过独立于人机交互界面的光学装置产生背景光，从而为人机交互提供增强的图像颜色扩展效果。

背景技术

随着多媒体技术的广泛应用，各种具有显示屏的电子设备，例如电脑、手机、平板、电视等走进了千家万户，成为人们的日常家庭用品或办公用品。对于这些设备，现有技术中有提供相应的背景光光源，使得使用者在观看视频的时候，能够在背景光的烘托下，看到色彩丰富、美轮美奂的画面。

例如在现有技术的一个实例中，提供背光照明的系统包括监视单元和控制单元，其中所述监视单元用于监视信息用于监视信息信号，并至少部分基于所述信息信号中的信息产生信号；所述控制单元基于所述信号和系统中每个照明区域的位置，控制从系统中至少两个照明区域发射的辐射光的特性和取决于系统中每个照明区域的位置的每个照明区域的积分时间。并且所述照明区域的响应时间是基于它与显示区域的距离，它对应于所述信号对时间的积分。

在上述实例的另外变形中，所述信号可以是包括景像改变的信息，并且所述照明区域的反应时间响应于所述视频信号内容的至少两帧，并且当在所述信号中检测到景象改变时，所述照明区域的反应时间被改变为与视频信号内容帧同步。所述照明区域的反应时间可以等于关于所述信号的积分时间或积分因子，如信息信号的若干帧。关于所述信号的积分可以涉及关于信息信号的若干帧的颜色总和。

另外，根据现有技术的一个控制背景光显示的方法，其通过接收器接收主信息的描述信息，然后通过过滤装置滤出所述描述信息，从而基于所述描述信息控制一体集成于电子显示器的灯具而提供背景光。

可以看出，在上述现有技术的实例中，具有如下的缺点：处理信号的反应处理信号的反应时间较长，图像或视频中不同的显示区域对应的反应时间会有不同，用户体验差；照明区域与图像或视频信号变化不同步，有较明显的延迟渲染；只提出照明区域的反应时间应与图像或视频信号同步思路，但没有提出合理的解决方案；只提出了用图像的色彩特征来改变背景光的特征的方法；但并没有提出光源部分的设计。

另外，在上述现有技术和产品中，通常的做法是将具有根据图像生成背景光功能的显示器上集成可以变色的LED光源，并可直接从其显示的视频信号中提取图像帧，经处理后控制内置的光源变色。这种传统装置的缺点主要是根据图像色彩特征产生背景光的功能都是针对并集成到一个单一的显示器中的，不能为其它显示器提供背景光功能或提供照明功能。而且，集成式的背景光装置产生的背景光线的投射角度是固定的，不能根据需要调整，从而并不能以较佳的角度到达人眼。

然而，现有的显示设备，越来越向轻薄化发展，这使得在体积和尺寸都有限的电子设备中，难以安装提供背景光的具有电路控制模块和内置光源的背景光系统。而且即使勉强安装了背景光系统，这也使得这些电子设备显示屏的尺寸受到影响而可能得不到较佳的观看效果，而如果保证了显示屏的尺寸足够大和宽，则内置光源需要设置在显示屏周围的有限空间内，其又不能提供较佳的背景光效果，即在有限尺寸的显示设备中，无法合适地设计显示屏和背景光源的尺寸比例而获得较佳的画面效果。另外，这种一体式结构也引发了万一这种提供背景光功能的装置如光源损坏的话需要整体维修整个显示器，这无疑增加了维修和保养成本。还值得注意的是，这种具有提供背景光功能的显示器其使用的光源是专门用于背景光的集成光源，所以在选择的范围上比较窄，制造成本上比较高，相应地在整个显示器的成本上都相对较高，急需改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置可以为人机交互装置提供光色氛围渲染功能，达到增强图像颜色扩展的效果。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述人机交互装置可以实施为用于人机交互的电子显示器，所述光学装置的光源独立于电子显示器之外，所述光学装置的光效控制装置可以集成在电子显示器设备中，或者也是外置式从而所述光学装置适合于为任意一个电子显示器的图像提供背景光功能。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置与所述人机交互装置的人机交互界面相对空间位置可以是任意的，优选地，从人眼位置看，该光学装置不遮挡所述人机交互界面从而不影响所述人机交互界面的图像显示。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置可以位于所述人机交互界面的前侧，周侧或后侧，其位置只要使得其光源产生的光线可以到达人眼而提供光色氛围渲染的功能即可。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置的所述光源提供的发光面优选地位于所述人机交互界面的周围，从而方便使用者观看。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置的所述光源包括一个或多个发光元件，其中多个所述发光元件可以提供相同或不同的亮度和颜色，可以同时发光也可以按预定次序发光，从而提供多样的光色氛围渲染效果。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置的控制器可以根据预定程序控制所述光源进行发光，也可以基于所述人机交互界面提供的图像信息调节所述光源的发光样式。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置的所述光源可以直接或间接地经过额外的光学作用如反射或透射后到达人眼，从而提供光色氛围渲染的功能。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述光学装置被配置有投射幕，并且优选地，从使用者视角看，两者不遮挡所述人机交互界面，并且能够方便地将光线导引至人眼容易观看的位置。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述投射幕可以是环境表面，以用来反射来自所述光源装置的光线，或所述投射幕由透光、导光或反光材料制成，从而将来自所述光学装置的光线经反射或透射等作用后方便地到达人眼。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中优选地，在所述人机交互界面周围形成无暗区渲染，从而增强整体渲染效果。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中优选地，通过支架可拆卸地安装所述光学装置和提供所述人机交互界面的显示器，并且位置关系可调节，从而方便地使所述光学装置和所述人机交互界面安装至合适的位置以得到较佳的光色渲染效果。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中优选地，所述支架可以是分段式拼接安装结构，从而更容易地配置成可以容纳不同尺寸的显示器，从而方便对于不同类型的显示器配置光色渲染方案。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述方法可以为所述人机交互界面提供与所述人机交互界面的图像的主颜色大致相同的颜色，也可以根据实际需要提供预定烘托效果的颜色，从而可以针对各种应用情景提供需要的光色氛围渲染效果。

本发明的另一目的在于提供一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法及其装置，其中所述方法和装置还可以用于为油画、自然场景、商品、艺术品、文物、盆景、花卉等提供背景光。

为达到以上目的，本发明提供一种为人机交互提供光色氛围渲染的方法，其包括如下步骤：

(a)基于预设的反馈模式，光学装置的控制器生成控制指令给独立于人机交互界面之外的光源；以及

(b)所述人机交互界面显示图像时，所述光源基于所述控制指令同步地发光以提供光色氛围渲染光效。

优选地，在上述方法中，其中在所述步骤(a)中，包括步骤：所述控制器基于其输入端提供的预设的编程信号生成所述控制指令。

优选地，在上述方法中所述步骤(a)中，包括步骤：所述控制器接收将所述人机交互界面需要显示的图像的信息并基于预设的算法针对所述图像的信息计算得到所述控制指令，以实时地针对所述图像提供所述光色氛围渲染光效。

优选地，在上述方法中，所述控制器与提供所述人机交互界面的人机交互装置集成或所述控制器外置于所述人机交互装置。

优选地，上述方法包括步骤：所述控制器控制所述光源的一个或多个发光元件产生的光线的颜色和/或亮度的变化。

优选地，在上述方法中，所述发光元件是LED发光元件，并且所述光源通过有线或无线连接方式可工作地与所述控制器相联接。

优选地，在上述方法中，所述光学装置不遮挡所述人机交互界面，并且所述方法包括步骤：相对于人眼的位置，所述光源的所述发光元件从所述人机交互界面的前侧向所述人眼投射光线；或/和所述发光元件从所述人机交互界面的周侧向所述人眼投射光线；或/和所述发光元件从所述人机交互界面的后侧向所述人眼投射光线。

优选地，在上述方法中，所述光学装置不遮挡所述人机交互界面，所述光源产生的光线从所述人机交互界面的环形周边区域的部分或全部区域朝向人眼的方向投射。

优选地，在上述方法中，所述光源形成的发光面是连续式环形或多段式构型。

优选地，在上述方法中，所述光源形成的所述发光面与所述人机交互界面的图像显示面大致共面。

优选地，在上述方法中还包括步骤：所述发光元件发出的光线进一步地通过所述光源的光学部件的反射和/或折射作用后再到达人眼。

优选地，在上述方法中，还包括步骤：所述光源产生的光线经过投射幕的光学作用后到达人眼。优选地，所述投射幕将来自所述光源的光线反射或/和折射。

优选地，所述投射幕是环境表面，或者所述投射幕具有反射材料形成的反射面，或透射材料形成的透镜，或导光材料形成的导光体。优选地，相对于人眼，所述投射幕位于所述人机交互界面的周围或后侧。

优选地，在上述方法中，还包括步骤：所述发光元件发出的光线进一步地通过所述光源的光学部件的反射和/或折射作用后再到达到所述投射幕。

优选地，在上述方法中，所述控制器和所述光源安装于一支架，其中所述方法还包括步骤：调整所述支架的位置使所述光源提供合适的所述光色氛围渲染光效。

优选地，在上述方法中，还包括步骤：在人机交互过程中，识别所述人机交互界面的预设触发条件，所述光学装置显示匹配的预设光效反馈以在预设空间内投射形成所述光色氛围渲染光效，其中所述预设触发条件选自对当前所述人机交互界面的图像内容识别结果、所述人机交互界面的控制设备的预设操作、声音识别、界面变化和根据所述人机交互界面的交互过程预设绑定相应的光效设定中的一种或几种。

优选地，在上述方法中，所述控制设备的预设操作选自实体或虚拟的键盘、鼠标、和触摸屏的输入操作，体感设备输入操作，智能可佩戴设备输入操作、智能遥控器输入操作中的一种或几种。

优选地，在上述方法中，图像内容识别结果选自对所述人机交互界面显示的所述图像的部分或全部图像进行颜色模拟。

优选地，在上述方法中，所述人机交互界面播放视频时，在所述视频中预先内嵌光效设定，所述内嵌光效设定根据所述视频的时间轴进行节点设置以匹配视频播放时的时间节点上的情节并进行预设光效渲染。

根据本发明的另外一方面，本发明提供一种为人机交互提供光色氛围渲染的装置，其包括：一光学装置，其中所述光学装置包括一光源，以及一控制器，其中所述光源外置于一人机交互界面，并且可工作地连接于所述控制器，所述控制器基于预设的反馈模式生成控制指令发给所述光源，从而在所述人机交互界面显示图像时，所述光源基于所述控制指令同步地发光，以提供光色氛围渲染光效。

优选地，所述光源包括一个或多个发光元件，其适合于布置于所述人机交互界面的附近并且通过其产生的光线的颜色和/或亮度的变化提供所述光色氛围渲染光效。

优选地，多个所述发光元件排列成一个或多个发光阵列，各个所述发光阵列形成一个像素点，所述控制器控制所有像素点整体变色或单个所述像素点变。

优选地，所述光源还包括一个或多个光学元件，所述光学元件选自反射元件和折射元件中的一种或几种，其中各个所述发光元件产生的光线到达所述光学元件并且经反射或/和折射作用。

优选地，所述装置还包括一投射幕，其中所述投射幕选自反射幕、折射幕和导光幕中的一种或几种，其中来自所述光源的光线经所述投射幕的光学作用后到达人眼。

优选地，所述投射幕设置于与所述人机交互界面中心平面大致共面的位置或设置于所述人机交互界面后侧。

优选地，所述装置还包括一支架，其中所述光源和所述控制器安装于所述支架，并且提供所述人机交互界面的显示器可拆卸地安装于所述支架。

优选地，所述支架包括一支架主体和连接于所述支架主体的一个或多个组装架，各个所述组装架形成一限位槽，其中所述显示器的外边框定位于所述限位槽。

优选地，各个所述组装架包括一体地连接的一连接部和一组装部，以用于形成所述限位槽，其中所述连接部具有调节孔，所述支架主体具有组装架安装孔，其中所述支架还包括一个或多个连接元件穿过所述组装架安装孔和所述调节孔并且沿所述调节孔长度方向调节位置以安装所述组装架于所述支架主体并且调节所述支架主体的位置从而调整所述光源的高度位置。

优选地，所述支架还包括一个或多个调节元件，其中所述支架主体具有一个或多个对应的调节元件安装孔，各个所述调节元件穿过所述调节元件安装孔并抵压所述显示器背面，以调节所述支架主体和所述显示器之间的配合间隙。

优选地，多个所述调节元件分别设置于所述支架主体的角落的位置，并且各自包括一旋柄以及延伸于所述旋柄的螺纹杆，其中所述螺纹杆与所述调节元件安装孔内壁形成螺纹配合。

优选地，所述支架主体的外周表面形成发光元件安装面，以用于安装所述光源的所述发光元件，其中当所述光源还包括光学元件时，所述光学元件是反射元件，用于反射所述发光元件发出的光线。

优选地，当所述支架主体和所述显示器沿竖直方向地布置，并且到达所述反射元件的光线到达环境表面被反射再到达人眼时，设定D为所述发光元件发光中心到所述显示器边框的竖直距离；设定L为所述发光元件的发光中心到环境表面的水平距离；设定θ＝arctan(D/L)，所述反射元件的反射面形状是以所述发光元件发光中心为焦点，与过所述焦点且与水平面夹角为θ的直线为对称轴的抛物面，并且标记单个所述发光元件在水平面成θ时的发光半光强全角为φ；不同所述像素点相邻所述发光元件中心间距为S，在S、D、φ确定后，标记所述环境表面像素点光斑完全分离第一临界点记为L1，相应地，单个所述发光元件在水平面成θ1时的发光半光强全角为φ1；并且标记所述环境表面像素点光斑完全重合的第二种临界点记为L2，相应地，单个所述发光元件在水平面成θ2时的发光半光强全角为φ2，则有

L1＝((S/2/tan(φ1/2))2–D2)1/2；

L2＝((S/tan(φ2/2))2–D2)1/2；

其中L的范围：((S/2/tan(φ1/2))2–D2)1/2<L<((S/tan(φ2/2))2–D2)1/2。

优选地，所述支架还包括从所述支架主体凸起地延伸的发光元件安装面，以用于安装所述光源的所述发光元件。

优选地，投射幕可拆卸地安装于所述支架主体，以用于反射或/和折射来自所述光源的光线。

优选地，所述支架主体是一整体的环形支架，或多段式拼接结构，以拼接成环形结构，从而适合为不同尺寸的所述人机交互界面安装匹配的所述光学装置。

优选地，所述支架主体包括多个可拆卸的直角架和弯角架，并且所述直角架和所述弯角架互相插接，以形成尺寸可调的环形支架。

优选地，所述控制器集成于提供所述人机交互界面的人机交互装置或所述控制器外置于所述人机交互装置。

优选地，所述发光元件是LED发光元件。当然本领域技术人员可以理解的是其他合适的发光元件也可以应用在本发明中。

附图说明

图1是根据本发明的第一个优选实施例的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图2是根据本发明的上述第一个优选实施例的一个变形实施方式的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图3是根据本发明的上述第一个优选实施例的另一个变形实施方式的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图4是根据本发明的第二个优选实施例的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图5是根据本发明的上述第二个优选实施例的一个变形实施方式的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图6是根据本发明的上述第二个优选实施例的另一个变形实施方式的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图7是根据本发明的上述第二个优选实施例的另一个变形实施方式的光学装置与人机交互界面的位置关系示意图。

图8是根据本发明的第三个优选实施例的光学装置和投射幕与人机交互界面的位置关系示意图。

图9是根据本发明的第三个优选实施例的变形实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面的位置关系示意图。

图10是根据本发明的第三个优选实施例的一个具体实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面组成的系统的结构示意图。

图11是根据本发明的第三个优选实施例的另一个具体实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面组成的系统的结构示意图。

图12是根据本发明的第三个优选实施例的另一个具体实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面组成的系统的结构示意图。

图13是根据本发明的第三个优选实施例的另一个具体实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面组成的系统的结构示意图。

图14是根据本发明的第三个优选实施例的另一个具体实施方式的光学装置和投射幕与人机交互界面组成的系统的结构示意图。

图15是根据本发明的第三个优选实施例的上述另一个具体实施方式的光学装置和投射幕工作时的示意图。

图16是根据本发明的上述优选实施例中光学装置与人机交互装置的框图结构示意图。

图17是根据本发明的上述优选实施例中光学装置提供光色渲染的流程示意图。

图18是根据本发明的第四个优选实施例的光学装置与人机交互装置组装结构示意图。

图19是根据本发明的第四个优选实施例的光学装置与人机交互装置分解结构示意图。

图20是根据本发明的第四个优选实施例的光学装置的光源的发光体的组装结构示意图。

图21是根据本发明的第四个优选实施例的光学装置与支架组装的侧面结构示意图。

图22是根据本发明的第四个优选实施例的支架背面的结构示意图。

图23是根据本发明的第四个优选实施例的光学装置工作时的示意图。

图24是示意本发明的第四个优选实施例的光学装置安装位置的结构示意图。

图25是示意本发明的第四个优选实施例的限位架的结构示意图。

图26是示意本发明的第四个优选实施例的高度调节元件的结构示意图。

图27是示意本发明的第四个优选实施例的控制器的结构示意图。

图28是根据本发明的第五个优选实施例的光学装置与人机交互装置组装结构示意图。

图29是根据本发明的第五个优选实施例的光学装置与人机交互装置分解结构示意图。

图30是根据本发明的第五个优选实施例的支架的分解和组装结构示意图。

图31是根据本发明的第五个优选实施例的支架的各种安装孔位的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图3是根据本发明的第一个优选实施例的结构示意图。在这个优选实施例中，本发明的为人机交互提供反馈光色氛围渲染的装置包括一光学装置10，其工作时可以为人机交互装置40提供反馈光色渲染效果。所述人机交互装置40包括一人机交互界面41，当所述人机交互界面41在展示图像时，所述光学装置10可以为所述图像提供光色渲染效果，从而为所述人机交互界面41提供了图像扩展效果，增强使用者的视觉体验。

所述人机交互装置40使使用者能够与机器之间交流、传递信息、或互动。根据应用场景，例如所述人机交互装置40可以是智能手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、电子游戏机、个人数字助理、电视机、监视器、电影放映设备或其他具有显示屏的家电或办公电器等。所述人机交互界面41相应地可以是上述人机交互装置40的显示屏，其可以根据应用场合用于显示需要的图像。例如，以手机或电脑为例，其显示屏提供了所述人机交互界面41，并且其可以用来显示图片、视频、或应用程序界面等。相应地，使用者可以通过观看视频和图片来实现人机交互，也可以通过其输入设备来输入控制信号，如借助于语音输入、健盘鼠标输入、体感设备输入、触摸屏输入、智能手环或指环输入、智能遥控器输入等来完成与手机或电脑的各种交互应用，如运行手机APP或电脑的各种智能软件来供使用者娱乐游戏或工作。当然，上述交互实例只作为举例，而不限制本发明，本领域技术人员可以理解的是，各种人机交互装置的通过显示图像进行交互的应用都包含在本发明中。

所述光学装置10用来提供光色渲染光线，其不需要完全和所述人机交互装置40集成为一体结构，在本发明中，所述光学装置10可以部分或全部独立于所述人机交互装置40之外，从而本发明的所述光学装置10可以可拆卸地与所述人机交互装置40相组装或布置在所述人机交互装置40的周围，这样，所述光学装置10能够搭配不同尺寸和形状的所述人机交互装置40的所述人机交互界面41，并为其提供光色渲染效果，而且根据不同需要设计所述光学装置10所能提供的光色样式，从而使本发明的为人机交互提供反馈光色氛围渲染的装置的通用性和可扩展性得到显著增强。

所述光学装置10与所述人机交互界面41的相对空间位置可以是任意的，但优选的情况是从使用者的观看位置看，所述光学装置10不遮挡所述人机交互界面41，从而不影响所述人机交互界面41的图像显示功能。

更具体地，如图1中所示，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41的前侧不遮挡所述人机交互界面41的位置，即使用者在观看时，所述光学装置10可以位于人眼和所述人机交互界面41之间的位置，如图中所示的例子中，三者位置相连可以形成大致三角形。所述光学装置10的位置可以适当调节，如可以调节其与所述人机交互界面41之间的距离，从而得到较佳的光色氛围渲染效果。相应地，所述光学装置10产生的光线相对于使用者的眼睛的夹角也可以适当地布置或调节，从而这些光线以较佳的入射角到达使用者的眼睛。

例如，当所述人机交互界面41是竖直方向地布置时，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41的前上方或前下方。以图1中所示为所述光学装置10位于所述人机交互界面41的前上方为例，所述光学装置10相对于所述人机交互界面41在竖直方向和水平方向的距离分别可以调整到适宜位置，并且所述光学装置10光线投射角度也可以适当调整如可以是朝向正前方投射也可以朝前下方投射，从而以较佳的入射角度达到使用者的眼睛。

例如在一个示例中，所述人机交互界面41可以是手机或电脑的显示屏，所述光学装置10可以布置在其显示屏的前上方，并朝前下方的方向投向渲染光；所述人机交互界面41可以是电影放映设备的电影银幕，可以布置多个所述光学装置10，或者所述光学装置10配置多个发光件，这些光线可以朝向正前方投射，也可以以不同的倾斜向下或倾斜向上的角度投射，从而使离所述电影银幕不同距离的人都以合适的角度接收到所述光学装置10提供的渲染光。

当然，本领域技术人员可以理解的是，所述人机交互界面41在实际使用时，也可以沿水平方向布置或倾斜方向布置，一个或多个所述光学装置10可以位于前上方或前下方，也可以前上方或前下方都设置有所述光学装置并环绕所述人机交互界面41。所述光学装置10可以可拆卸地与所述人机交互装置40相组装，或者所述光学装置10可以放置于环境表面或固定于环境中，从而与所述人机交互装置40相分离。

如图2中所示，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41的周侧不遮挡所述人机交互界面41的位置，即使用者在观看时，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41顶侧、底侧、左侧或底侧，或各侧都设置所述光学装置10。如图2中所示的例子中，所述光学装置10的位置可以位于所述人机交互界面41顶侧并与所述人机交互界面41顶表面距离适宜的距离，从而得到较佳的光色氛围渲染效果。类似地，所述光学装置10产生的光线相对于使用者的眼睛的夹角也可以适当地布置或调节，从而这些光线以较佳的入射角到达使用者的眼睛。优选地，如图2中所示，所述光学装置10与所述人机交互界面41中心平面共面，更优选地，所述人机交互界面41在显示图像时，所述光学装置10从与所述图像所在平面的位置附近投射出渲染光。

例如在一个例子中，所述人机交互界面41可以是电视的显示屏，所述光学装置10可以布置在电视显示屏的正上方，并朝向前方的方向投向渲染光，类似地，可以布置多个所述光学装置10，或者所述光学装置10配置离电视显示屏外周表面具有不同距离的多个发光件，这些光线可以朝向正前方投射，也可以以不同的倾斜向下或倾斜向上的角度投射，从而使离所述电影银幕不同距离的人都以合适的角度接收到所述光学装置10提供的渲染光。

如图3中所示，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41的后侧位置，即使用者在观看时，所述光学装置10与人眼分别位于所述人机交互界面41的相反侧的位置，如图3中所示的例子中，所述人机交互界面41位于人眼和所述光学装置10之间的位置。类似地，所述光学装置10的位置可以适当调节，如可以调节其与所述人机交互界面41之间的距离，从而得到较佳的光色氛围渲染效果。相应地，所述光学装置10产生的光线相对于使用者的眼睛的夹角也可以适当地布置或调节，从而这些光线以较佳的入射角到达使用者的眼睛。

例如，当所述人机交互界面41是竖直方向地布置时，所述光学装置10可以位于所述人机交互界面41的后上方或后下方或正后方。以图3中所示为所述光学装置10位于所述人机交互界面41的后下方为例，同样地，所述光学装置10相对于所述人机交互界面41在竖直方向和水平方向的距离分别可以调整到适宜位置，并且所述光学装置10光线投射角度也可以适当调整如可以是朝向正前方投射也可以朝前上方投射，从而以较佳的入射角度达到使用者的眼睛。

例如在一个示例中，所述人机交互界面41可以是电子游戏机的显示屏，所述光学装置10可以布置在其显示屏的后方，并朝前方的方向投向渲染光，从而给显示屏显示的游戏场景添加背景光渲染效果。相应地，本领域技术人员可以理解的是，所述人机交互界面41在实际使用时，也可以沿水平方向布置或倾斜方向布置，一个或多个所述光学装置10可以位于后上方或后下方，也可以整个后方区域都设置有所述光学装置10。类似地，所述光学装置10可以可拆卸地与所述人机交互装置40相组装，或者所述光学装置10可以放置于环境表面或固定于环境中，从而与所述人机交互装置40相分离。

所述光学装置10可以实施为灯具，并且提供预定模式的发光样式，从而配置给对应的所述人机交互界面41以为其提供光色氛围渲染效果。即所述人机交互装置40工作时，所述人机交互界面41显示图像，同时，所述光学装置10按照预先设定的发光样式发光，为所述人机交互界面41显示的图像提供额外的渲染光效。

值得一提的是，所述光学装置10不仅是图1至图3所示仅分别位于所述人机交互界面41的前侧，周侧或后侧这三个区域，也可能整个所述光学装置10跨过所述人机交互界面41的前侧，周侧或后侧中的两个或三个区域，或者多个所述光学装置10分别位于所述人机交互界面41的前侧，周侧或后侧中的两个或三个区域。另外，所述人机交互界面41指所述人机交互装置40的显示屏，在所述人机交互装置40实施为电脑、电视等设备时，其显示屏具有外框架，所述光学装置10也可能沿着显示屏的外框架进行布置。

如图16所示，所述光学装置10可以实施为针对所述人机交互装置40的所述人机交互界面41显示的图像进行反馈，即基于所述人机交互界面41显示的图像来提供所需要的背景渲染光效。更具体地，所述光学装置10包括一电源驱动11，一控制器12，和一光源13。其中，所述光学装置10可以连接至市用交流电源，也可以包括充电电池，这样所述电源驱动11用于向所述控制器12和所述光源13进行供电，所述控制器12基于所述人互交互界面需要显示的图像来控制所述光源13发出预设样式的渲染光。

所述光源13包括一个或多个发光元件131，并且所述光源定义一发光面133。在一些实施例中，所述发光面133可以是所述发光元件131的至少部分表面。另外所述光源13也可能包括对应于所述发光元件131的一个或多个光学元件132，其中各所述发光元件131与对应的一个所述光学元件131对应，也可能多个所述发光元件131与一个所述光学元件132对应。各所述发光元件131产生光线，所述光学元件132用于改变对应的所述发光元件131发出的光线的光束形态，如其可以实施为反射器或透镜等。即，所述光学元件132是反射器时，所述发光元件131发出的光经所述反射器的反射，然后到达所述光源13的发光面133并从所述发光面133射出；当所述光学元件132是透镜时，所述发光元件131发出的光经所述透镜的折射，到达所述透镜面向人眼的那一侧表面，然后继续射出，这样，在这个实施例中，所述发光面133可以实施为所述光源的所述透镜的面向人眼的那一面。所述透镜可以使光产生折射，在一些实施例中所述透镜进一步地可以起到聚光作用，或者在另外一些实施例中，所述透镜可以起到滤光的作用，如将白光LED灯发出的光线过滤成彩色光。本领域技术人员可以理解的是，所述光源13也可以配置其他光学部件如扩散罩或光线分配罩等。

值得一提的是，这些所述发光元件131的型号、尺寸和种类可以相同也可以不同，其形成的所述发光面133的尺寸和形状也可以相同或不同，取决于实际需要。所述发光元件131可以是白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯、LED灯等，在本发明的这个优选实施例，所述发光元件131优选地是LED灯。所述发光元件131在所述控制器12的控制下根据需要发光，从而给所述人机交互界面41提供渲染光效。

相应地，结合图1至图3，所述光源13设置在所述人机交互界面41的周围的适宜位置，不遮挡所述人机交互界面41即可。例如所述光源13可以全部位于所述人机交互界面41的前侧，周侧或后侧，如图1至图3所示，所述光源13中也可以多个所述发光元件131排列在所述人机交互界面41的不同侧。所述发光元件131和所述电源驱动11和所述控制器12可以相对于所述人机交互界面41位于相同侧，也可以位于所述人机交互界面41的不同侧。也就是说，所述光学装置10的这些部件可以以任何合适的布置方式设置于所述人机交互界面41的附近，并且只要不妨碍人眼观看所述人机交互界面41即可。

在本发明中，所述光源13相对于所述人机交互界面41是外置式部件，即没有和所述人机交互装置40集成在一起，所以所述光源13可以为任意的所述人机交互界面41提供光色渲染效果。所述电源驱动11和所述控制器12可以是集成于所述人机交互装置40，也可以是外置式，所述控制器12可访问所述人机交互界面41需要显示的图像信息，并且根据所述图像信息产生反馈，从而控制所述光源13产生需要的渲染光。

如图4至图7所示是根据本发明的第二个优选实施例的所述光学装置10与所述人机交互界面41的位置关系示意图。在这个优选实施例中，所述光源13的所述发光面133位于所述人面交互界面41的周围，从而方便使用者观看。

更具体地，如图4所示，所述光学装置10的所述光源13的两段式条形所述发光面133互相平行地设置，并且分别位于所述人机交互界面41的左右两侧，即所述人机交互界面41在显示图像时，所述光源13在所述人机交互界面41左右两侧分别提供渲染光效给观看者。所述发光面133可以与所述人机交互界面41共面，也可以稍微靠前或靠后。

如图5所示，所述光学装置10的所述光源13的三段式所述发光面132分别位于所述人机交互界面41的顶侧和左右两侧，当所述人机交互界面41在显示图像时，所述光源13在所述人机交互界面41左右两侧以及顶侧分别提供渲染光效给观看者。

如图6所示，所述光学装置10的所述光源13的整体呈倒置U形的所述发光面132并位于所述人机交互界面41的顶侧和左右两侧，当所述人机交互界面41在显示图像时，所述光源13在所述人机交互界面41左右两侧以及顶侧分别提供渲染光效给观看者。

如图7所示，所述光学装置10的所述光源13的具有环形的所述发光面132，其环绕在所述人机交互界面顶侧、底侧和左右两侧，从而当所述人机交互界面41在显示图像时，所述光源13在所述人机交互界面41的四周分别提供渲染光效给观看者。

也就是说，所述人机交互界面41外周可以提供一段、两段、三段、四段以上的间断或连续的所述光源13的所述发光面133，优选地，所述发光面133呈单个环绕的方式设置在所述人机交互界面41的四周。可以理解的是，在一些实施例中，一个或多个所述发光元件131排列在所述人机交互界面41的周围，从而形成所述发光面133。例如一个整体的所述发光元件13环绕在所述人机交互界面41，或多个所述发光元件13环绕状地排列在所述人机交互界面41的四周，或多个所述发光元件13呈阵列状排列在所述人机交互界面41外周的部分或全部区域。

本领域技术人员可以理解的是，上述图4至图7中设置在所述人机交互界面41的所述发光面133的样式只作为举例，而并不限制本发明，在应用中，还可以有其他的所述发光面133的布局方案。

这些所述发光元件131可以发出相同颜色和亮度的光线，也可以发出不同颜色和亮度的光线。所述控制器12可工作地连接于所述发光元件131，以控制所述发光元件131的发光操作以及发光样式，如在所述控制器12的控制下，所有的所述发光元件131可以同时发出相同颜色和亮度的光线；也可以按照预设次序，使这些所述发光元件131有规律的依次发光，如环形布置的所述发光元件131沿顺时针或逆时针方向依次发光；也可以一部分所述发光元件131发出一种颜色和亮度的光线，另外的所述发光元件131发出具有另外的颜色和亮度的光线等。

本发明的所述发光装置10适合于针对所述人机交互界面41显示的图像提供反馈光色氛围渲染效果。更具体地，其反馈流程如下：所述控制器12设置有预设反馈模式，并且根据输入端提供的信号，控制所述光源13的所述发光元件发出光线，以提供渲染效果。如图17所示，在另外的反馈流程中，所述控制器12设置有预设的反馈模式，并且接收所述人机交互界面41将要显示的图像信息的数据，然后针对上述数据基于预设的算法进行处理并生成控制指令，所述控制指令能够控制所述光源13的所述发光元件131的亮度和颜色，从而提供了反馈的光色氛围渲染效果。因为所述人机交互界面41将要显示的图像信息是变化的，所述控制器12对应地根据上述图像信息的数据生成不同的控制指令，从而所述发光元件131的亮度和颜色也对应地发生变化，从而提供反馈光效，即所述光学装置10实时地针对所述人机交互界面41将要显示的图像信息提供变化的反馈光效。

值得一提的是，在一些实施例中，所述控制器12可工作地连接至所述人机交互装置40，并且使用者借助于所述人机交互界面41的显示操作从而可以设定所述光学装置10的反馈模式。例如，在一个示例中，所述人机交互装置40可以是手机或平板电脑等，使用者打开一个关于所述光学装置10的应用软件，输入针对要显示的图像相匹配的提供渲染光效的所述光源13的颜色和亮度的方案，从而完成预设反馈模式的设计。

另外，所述光源13可工作地所述控制器12相联接，所述控制器12适合于将所述人机交互界面41需要显示的图像信息的数据进行分析处理，并且根据所述图像信息的数据的处理结果将控制指令发送给所述光源13，从而所述光源13的所述发光元件131基于所述控制指令发光，以为所述人机交互界面41提供光色氛围渲染。

例如，在一个实例中，所述控制器可以包括：用于采集和解码所述图像信息的数据的图像信号采集解码模块，用于将所述图像信号采集解码模块输出的信号进行色度分析的图像处理模块，用于从所述图像处理模块提取的像素中提取目标色彩特征的图像色彩特征提取模块，用于对所述目标色彩特征进行查表或计算得到与所述目标色彩特征相匹配的驱动所述光源13的所述发光元件131发光的驱动信号，并发送所述控制指令的光色匹配模块，用于接收所述光色匹配模块发送的所述控制指令并处理，然后发送给所述光源13，并控制相应的所述发光元件131发光的调光控制模块。另外，所述控制器可能还包括图像信号编码模块，其编码所述图像信号采集解码模块传输的信号用于所述人机交互界面41显示所述图像信息。所述控制器是独立于所述显示器的外置控制器，或者集成于具有所述人机交互界面41的人机交互装置的内置控制器。

所述发光元件131可以实施为LED发光元件，并且可以通过有线或无线连接的方式与所述控制器12可工作地相联接。例如所述LED发光元件131可以包括相应的通信模块，处理器，驱动器和LED芯片等，其中所述通信模块接收所述调光控制模块发送的控制指令，所述处理器将所述控制指令转换为调光信号发送给所述驱动器，所述驱动器向所述LED芯片输出具有所述控制指令规定的幅值或均值的驱动电流，得以使所述LED发光元件进行调色。相应地，所述LED芯片可以被设计成同色的、或具有两种或多种光谱、或具有两种或多种颜色、或具有两种或多种色温。如采用RGB或RGBW的LED光源颗粒。

在一些实施例中，其中色彩特征提取步骤中还包括步骤：将对应所述人机交互界面41的显示屏图像划分为几个区域；给所述区域中预定数目的区域配备相应的所述发光元件131，所述发光元件131的色彩由其相匹配的图像区域的色彩决定；和提取图像的主色彩。然后在光色匹配步骤中，根据上述主色彩信息，设计所述发光元件131对应的匹配渲染光型。

值得一提的是，在采集所述人机交互界面41将要显示的图像信息的数据时，可以分成两份，一份由所述控制器12保存处理，另一份进行分析处理而生成所述控制指令，并且最后在所述人机交互界面41显示所述图像信息时，所述光学装置同步地提供光色氛围渲染光效。

相应地，参照图1至图7，本发明的一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法，包括如下步骤：

(a)基于预设的反馈模式，所述光学装置10的所述控制器12生成控制指令给独立于所述人机交互界面41之外的所述光源13；以及

(b)所述人机交互界面41显示图像时，所述光源13基于所述控制指令同步地发光并提供光色氛围渲染光效。

在一些实施例中，所述预设的反馈模式使所述光源可以提供大致固定不变的光色氛围渲染光效。在另外的实施例中，所述控制器12接收所述人机交互界面41需要显示的所述图像的数据，并基于所述图像的数据得出相匹配的所述光源13的发光样式的所述控制指令，并进一步地驱动所述光源13产生所述发光样式，从而提供实时的变化的所述光色氛围渲染光效。

其中，在一些实施例中，所述光学装置10产生的光线从所述人机交互界面41的前侧投射向观看者；或者所述光学装置10产生的光线从所述人机交互界面41的后侧投射向观看者；或者所述光学装置10产生的光线从所述人机交互界面41的顶侧、底侧、左侧或右侧投射向观看者；或者所述光学装置10产生的光线从所述人机交互界面41的前侧、后侧、顶侧、底侧、左侧或右侧中的多个侧面投射向观看者。

其中，优选地，在一些实施例中，所述光学装置10的发光面133从所述人机交互界面41外周的部分或全部区域朝向观看者发射光线。

相应地，在所述光学装置10实时地提供变化的光色氛围渲染光效时，所述预设的反馈模式可以是预先设计针对所述图像中的色彩提供对应匹配的所述光源13的发光样式模式，如所述发光样式可以是显示与所述图像的主色彩一致或其他起烘托功能的样式。所述光学装置10提供反馈时，反应为所述光色氛围渲染光效中所述光源13的所述发光元件131产生光线的颜色以及亮度的变化。相应地，当具有多个所述发光元件131，其可显示相同亮度和颜色，也可以是分区域显示不同颜色和不同亮度。

如图8至图15是根据本发明的第三个优选实施例的为人机交互提供反馈光色氛围渲染的装置，其还包括至少一投射幕20，以用于调整所述光学装置10的所述光源13产生的光线的投射方向。相应地，所述光学装置10，所述投射幕20和所述人机交互界面41的相对空间位置可以是任意，优选地，其布置结构使得从人眼位置看，所述光学装置10和所述投射幕20不遮挡人眼观看所述人机交互界面41显示的图像。更优选地，在一些实施例中，所述投射幕20和所述人机交互界面41可以接近同一平面，或相对于观看者，位于所述人机交互界面后侧。

如图8所示，根据一种实施方式，所述投射幕20位于与所述人机交互界面41大致共面的位置，所述光学装置10可以位于类似图1至图3中所示的位置以及其他未示出的可能位置或位置组合。

更具体地，当所述光学装置10位于所述人机交互界面41和人眼将要观看的位置之间，即所述光学装置10位于所述人机交互界面41前侧时，所述光学装置10的所述光源13发出的光线部分或全部地到达到所述投射幕20后被反射，然后到达人眼。当所述光学装置10位于所述人机交互界面41周围时，所述光学装置10的所述光源13发出的光线部分或全部地到达到所述投射幕20后被反射或折射，然后到达人眼。当所述光学装置10位于所述人机交互界面41后侧时，所述光学装置10的所述光源13发出的光线部分或全部地到达到所述投射幕20后被折射，然后到达人眼。

所述投射幕20构造成可以反射来自所述光学装置10的所述光源13的光线，或折射来自所述光学装置10的所述光源13的光线，或既反射又折射来自所述光学装置10的所述光源13的光线，从而调整来自所述光学装置10的所述光源13的光线的投射方向。另外，所述投射幕20也可能起到聚光的作用，即所述光源13产后的光线经所述投射幕20的作用后，汇聚成束并沿预设方向朝向人眼地投射。

如图9所示，所述投射幕20相对于观看者位于所述人机交互界面41的后侧，此时，相对于不使用所述投射幕20的实施例中，所述光学装置10的位置可以更多样化，如可以位于所述人机交互界面41的正后侧，并且位于所述人机交互界面41和所述投射幕20之间，而所述光学装置10的所述光源13的所述发光元件131发出的光，可以经所述投射幕20的反射作用而到达观看者的眼睛，例如在一个实施例中，所述投射幕20可以形成反光碗，所述光学装置10的所述光源13位于其大致焦点的位置，从而所述光源13的光线经所述投射幕20的反光作用后得到汇聚并同时调整了光线的投射方向，然后到达观看者的眼睛。

而当所述投射幕20位于所述人机交互界面41和所述光学装置10之间时，即所述光学装置10位于所述投射幕20后侧时，所述光学装置10的所述光源13发出的光线，经所述投射幕20的折射作用，然后到达观看者的眼睛。

可以理解的是，本发明所述的为人机交互提供反馈光色氛围渲染的装置在一些实施例中可能包括多个所述投射幕，并且各自对应于所述光源13的所述发光元件131地设置，这些投射幕20可以对所述发光元件131起到相同的作用，如相同的反射或折射作用，也可能一些投射幕20对一些所述发光元件131起到反射作用，而另一些投射幕20对另一些所述发光元件131起到折射作用；或者所述发光元件131产生的光线先经过一些投射幕20的反射作用后再经过另外一些投射幕20的折射作用，或者所述发光元件131产生的光线先经过一些投射幕20的折射作用后再经过另外一些投射幕20的反射作用。

如图10所示，根据本发明的使用投射幕20的一个具体实施方式，所述光学装置10的所述光源13位于所述人机交互界面41前侧，所述投射幕20与所述人机交互界面41的位置接近同一平面，并且实施为一反射幕，当所述光学装置10的所述光源13产生光线时，光线到达实施为反射幕的所述投射幕20并被反射，而朝向观看者的方向投射，从而为所述人机交互界面41显示的图像显示光色氛围渲染效果。

相应地，所述光源13的所述发光面133朝向所述投射幕20的方向布置，所述投射幕20具有面向观看者方向和所述发光面133的反射面，其由合适的反射性材料制成，来自所述光学装置10的所述光源13的光线在所述反射面上产生反射，再到达人眼。值得一提的是，所述光学装置10的所述光源13的光线投射向所述投射幕20的所述反射面的方向可以根据需要调节，所述投射幕20的所述反射面的延伸方向也可以适当调节，从而所述投射幕20不仅起到反射光线的作用，还可能起到导引光线投射方向或汇聚光线的作用。

如图11所示，根据另外的实施例，所述投射幕20实施为一透射幕，并且所述投射幕20位于所述人机交互界面41和所述光学装置10之间，这样所述光学装置10的所述光源13产生的光线穿过实施为透射幕的所述投射幕20，然后越过所述人机交互界面41投射向观看者。例如，在图11所示的具体示例中，所述投射幕20是相对于所述光学装置10的所述光源13凸起的透镜，所述光学装置10相对于所述人机交互界面41的位置可以没有布置所述发光体131，或者说所述光学装置10相对于所述人机交互界面41没有布置所述发光面133，这样不用浪费所述光源13的光线。

如图中所示，作为一个示例，所述光学装置10两侧如顶侧和底侧形成有所述发光面133，中间部位没有设置所述发光面13，两侧的光线到达实施为凸透镜的所述投射幕20产生折射，并且朝向观看者的方向投射。这些光线可以从所述人机交互界面41周围朝向中心汇聚的方向投射。在另外的实施例中，所述投射幕20也可以构造成相对于所述光学装置10的所述光源13是凹透镜，产生的光线也可以互相布置成平行地从所述人机交互界面41的周围向观看者投射。

可以理解的是，如图11中所示，根据这个实施例，所述投射幕20高度大于所述人机交互界面41的高度，所述投射幕20可以形成一个内部容纳腔，而所述人机交互界面41位于所述投射幕20的所述内部容纳腔。

值得一提的是，所述投射幕20可以形成一个整体的透射镜，也可能这个技术方案中包括多个透射镜，以形成多个所述投射幕20，这些所述投射幕20可以相连接也可以独立，这些投射幕20对应于所述光学装置10的所述光源13的多个所述反光面133地设置，可能布置成使所述光源13的光线经过一次折射，也可能经过多次折射。

如图12所示，根据另外的实施例，所述投射幕20可以实施为一导光幕，如图中所示的例子中，所述光学装置10的所述光源13相对于观看者位于所述人机交互界面41后侧并位于所述导光幕20的底侧，并且所述光源13产生的光线，朝向上方投射，到达实施为导光幕的所述投射幕20的入光区域，并且在所述导光幕内全反射地传递，并且从所述导光幕的出光面投射出去，从而到达观看者的眼睛。可以理解的是，上述导光幕的位置及结构只作为举例，而并不限制本发明。在其他的实施例中，所述光学装置10的底侧还可以设置另外的导光幕，这样使所述人机交互界面41的周围都有渲染光。所述导光幕也可以不是类似图12中所示意的竖直方向地布置，也可能水平或倾斜地布置。

如图13所示，根据另外的实施例，所述光学装置10的所述光源13位于所述人机交互界面41和所述投射幕20之间，这里所述投射幕20实施为一反射幕，其可以具有由反射性材料制成的反射面，或是不吸光的环境表面，如白色墙面等。相应地，所述光源13产生的光线，朝向所述投射幕20地投射并被所述投射幕20反射，然后光线进一步地从所述人机交互界面41的周围越过并达到所述人机交互界面41前方的观看者的眼睛。

如图中所示，所述光源13的所述发光体131进一步地设置有实施为反射元件的光学元件132，这样所述发光体131产生的光线经所述光学元件132的反光作用后进一步到达所述投射幕20后再被反射。

如图14和图15所示，根据另外的实施例，为了实现对所述人机交互界面41的较佳渲染效果，所述光学装置10提供与所述人机交互界面41边界大小相匹配的环状发光面133。具体地，如图中所示，当从人眼看去，所述人机交互界面41为四边形时，所述光学装置10也优选地具有四边形的环状发光面133，图14中阴影部分是所述光学装置10照亮的实施为反射幕的所述投射幕的区域，人眼可以直接观察到。所述光学装置10的所述发光面133的布置方式可以是连续的，或多个所述发光面133中每个所述发光面照亮预设的一块区域，这些区域优选地是相连的，从而实现无暗区渲染。

也就是说，所述为人机交互提供光色氛围渲染的装置能够提供环形光照样式，观看者在观看所述人机交互界面41显示的图像时，所述图像的周围提供了由所述为人机交互提供光色氛围渲染的装置形成的环状光效。

相应地，根据本发明的第三个实施例，本发明的一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法，包括如下步骤：

(A)基于预设的反馈模式，所述光学装置10的所述控制器12生成控制指令给独立于所述人机交互界面41之外的所述光源13；

(B)基于所述控制指令，所述光源13产生光线；以及

(C)所述投射幕20将所述光源13产生的所述光线导向观看者的眼睛，以在所述人机交互界面41显示图像时，同步地提供光色氛围渲染光效。

相应地，在所述步骤(C)中，所述投射幕20将所述光源13产生的所述光线反射；或者所述投射幕20将所述光源13产生的所述光线折射；或者所述投射幕20是导光幕，所述光源13产生的所述光线经所述导光幕的导光作用到达观看者的眼睛。所述投射幕20相应地可以是环境表面，用来反射来自所述光源13的光线，或者所述投射幕20具有反射性材料形成的反射面，或者由透射性材料制成，或者实施为导光体。

如图18至图27所示是根据本发明的第四个优选实施例的为人机交互提供光色氛围渲染的装置，其包括一光学装置10，和一支架30。所述光学装置10安装于所述支架30，并且所述支架30可拆卸地组装于所述人机交互装置40。

更具体地，所述人机交互装置40包括一显示器42，其用于提供所述人机交互界面41。其中相对于观看者，所述人机交互界面41位于所述显示器42前侧，所述支架30组装于所述显示器42的后侧，以用于组装所述光学装置10。

在这个优选实施例中，类似上述实施例地，所述光学装置10包括一电源驱动11，一控制器12和一光源13。所述光源13包括多个LED发光元件131并且呈LED阵列地布置。多个所述LED发光元件131，可以排列成多组，每组形成一个LED像素点，各个所述像素点可以包括一个或多个所述LED发光元件131，如图22中所示的三个LED灯珠，相邻的两个所述LED像素点之间距离适当，并且这些LED灯珠呈环状排列，以在所述人机交互界面41周围形成无暗区渲染光效。当然，图中所示的LED的数量和阵列形状的例子只作为举例，而并不限制本发明。

所述电源驱动11用于给所述控制器12和所述光源13提供预设电压的电力供应。所述控制器12用于控制所述光源13的发光操作。更具体地，如图27中所示，所述控制器12包括一电路主板121，设于所述电路主板121的一个或多个输入接口122，输出接口123，和电子元件124，按键125和用于与所述支架主体31相固定的定位孔126。所述输入接口122包括但不限于电源驱动接口、程序下载接口、图像信号输入接口；所述输出接口123包括但不限于接线端子，连接于LED电源的电源接口和控制信号输出接口。

所述控制器12根据所述输入接口122提供的信号，控制所述LED光源13的各个所述LED发光元件131形成的所述像素点的亮度和颜色；或者根据所述人机交互界面41需要显示的图像的信息，如AV、USB、HDMI、PAL等格式的视频数据信息，基于预设的算法，即预先设定的反馈模式，生成匹配的控制指令，以控制所述LED光源13的各个所述LED发光元件131形成的所述像素点的亮度和颜色，从而提供光色氛围渲染光效。例如在一个实施例中，所述预设的算法得到所述人机交互界面41需要显示的图像的主色彩特征，并且生成控制所述LED光源提供与所述主色彩特征一致的颜色的控制指令。值得一提是，在获取所述主色彩特征时，可以针对全部图像的颜色模拟，也可以是针对该图像的局部的一个或多个区域进行颜色模拟，渲染效果也可以是提供有别于所述主色彩的其他具有背景烘托效果的光效颜色。

另外，在本发明中所述的预设反馈模式较佳实施方式还包括通过软件识别所述人机交互界面41的光效触发条件，以对软件内预设的光效进行选取并执行，以匹配当前人机交互界面中的交互效果。

其中所述光效触发条件包括：对当前人机交互界面上的图片内容识别结果、控制设备操作(实体或虚拟的键盘鼠标触摸屏的操作、体感设备输入、智能可佩戴设备如智能手环、指环或眼镜输入操作、智能遥控器输入操作等)、声音识别、界面变化(包括但不限于交互界面的显示的控制选项窗口、菜单、工具栏、任务栏以及不同工作模式的切换等)，或直接根据所述人机交互界面41的交互过程预设绑定相应的光效设定等方式如提示是否执行某项命令，例如命令信息为“是”时，显示一种光效，“否”时，显示另一种光效，或不同选项命令，对应不同种光效，以上为实现方式之一，此处并未穷举。

在另一种实施例中若所述人机交互界面41播放视频时可在该视频中预先内嵌灯效格式，该内嵌方式可根据所述视频的时间轴进行节点设置以匹配视频播放时的某时间节点上的情节并进行预设光效渲染。

所述支架30，在这个实施例中实施为一个环形结构支撑元件，并且优选地，其由导热塑料制成，从而重量轻又利于散热。所述支架30包括环形支架主体31，连接于所述支架主体31的一个或多个组装架32，如图中所示的两个所述组装架32，并且其各自实施为一挂架，所述组装架32可以与所述支架主体31一体成形，也可以是通过连接元件如相匹配的螺钉螺母等组装在一起。

所述支架主体31形成有LED发光元件安装面311，控制器安装孔312，投射幕安装孔313，间隙调节元件安装孔314和组装架安装孔315。在这个优选实施例中，所述LED发光元件安装面311实施为所述支架主体31的外周表面，所述LED发光元件131通过粘贴或者其他方式固定在所述支架主体31的所述外周表面，并且可以呈环形地布置。所述光源13进一步地包括环形地布置的光学元件132，其实施为一个反射元件，用于反射所述LED发光元件131发出的光线，如图21至图24中所示。

另外，所述光源13产生的光线进一步地到达墙面形成的投射幕20或安装于所述投射幕安装孔313的投射幕20，并被所述投射幕20反射，然后从所述人机交互界面41的周围投射向观看者的眼睛。所述反射元件，邻近所述LED发光元件131地设置，用于将所述LED发光元件产生的光线最大程度地反射到所述人机交互界面41背后的墙面或所述投射幕20，并且从所述人机交互界面41的正面看，最后形成的光斑大部分位于人机交互界面41的外围，便于人观看，从而起到增强渲染光效的作用。

优选的，实施为所述反射元件的光学元件132的反射面1321采用高反射率的工艺，如涂覆高反射率涂层，如白色硫酸钡微粒涂层等。设定D为所述LED元件131的发光中心到所述人机交互界面41边框即所述显示器42的边框的竖直距离；L是所述LED元件131的LED发光中心到墙面的水平距离，可以得到

θ＝arctan(D/L)。

优选地，所述反射元件的光学元件132的所述反射面1321的形状：以LED发光中心为焦点，与过该焦点且与水平面夹角为θ的直线为对称轴的抛物面。

已知单颗LED发光元件131在水平面成θ时的发光半光强全角为阵列不同像素点相邻灯珠中心间距为S，如果S、D、确定后，有两种临界情况：一、L如果过小，则会导致墙面像素点光斑分离太明显，没有过度；二、L如果过大，则会导致墙面像素点光斑重合，颜色变化不明显；这两种情况会导致效果不佳；

相应的，第一种情况时，临界点记为L₁，相应的单颗LED发光元件131在水平面成θ₁时的发光半光强全角为第二种情况时，临界点记为L₂，相应的单颗LED在水平面成θ₂时的发光半光强全角为

L有优选范围：

在本发明的这个优选实施例中，所述组装架32包括一连接部321以及延伸于所述连接部321的组装部322。其中所述连接部321包括连接部主体3211以及形成于所述连接部主体3211的调节孔3212。其中所述连接部321用于与所述支架主体31可拆卸地并且可活动地安装。更具体地，通过连接元件34如相匹配的螺钉螺母穿过所述支架主体31的组装架安装孔315和所述调节孔3212，可以将所述光学装置10的所述光源13安装至适当的位置。

所述组装部322，在这个优选实施例中，实施为一个限位架结构，用于可拆卸地组装于所述显示器42的外边框。例如，所述组装部322用于形成一个U形限位槽3221，所述显示器42的外边框定位于所述限位槽3221，从而使整个所述支架30悬挂在所述显示器42的背后。如图中所示，所述组装部322更进一步地包括一横向地延伸于所述连接部321的连接板3222和垂直地延伸于所述连接板3222的限位板3223，所述限位板3223和所述连接部321大致互相平行地布置，从而形成所述限位槽3221。

值得一提的是，依靠所述光学装置10的重力，两个所述组装部322抵压于所述显示器42的外边框，并且可沿着所述显示器42的外边框移动，从而调节所述光学装置10的左右方向的位置，从而整个结构使得所述光学装置10在所述人机交互界面41的高度方向和宽度方向都能够得到调节，从而找到较佳的位置。

如图19和图26所示，本发明的这个实施例中，所述支架30进一步地包括一个或多个间隙调节元件33，如四个位于角落的所述间隙调节元件33，其在这个实施例中各自实施为一个调节螺杆，并且包括旋柄331和延伸于旋柄331的螺纹杆332，所述支架的间隙调节元件安装孔314周围形成有与所述螺纹杆322相匹配的内螺纹，从而通过两者之间的螺纹匹配，控制所述旋柄331顶住所述人机交互界面41高度的长短，并且控制所述光学装置10与所述显示器42之间的配合间隙。

相应地，本发明提供了一种为所述人机交互装置40的显示器42配置提供光色氛围渲染光效的装置的方法，所述装置为所述人机交互装置40的所述显示器42提供的所述人机交互界面41显示的图像提供光色氛围渲染光效。更具体地，所述方法可以包括如下步骤：

将所述控制器12与所述电源驱动11可工作地相组装，并且将所述控制器12安装于所述支架30的所述支架主体31的安装孔312。

将所述光源13与所述控制器12可工作地相组装以使所述控制器12控制所述发光元件131的发光操作，如有线连接或无线连接并且通过通信模块实现通信。并且所述发光元件131安装于所述支架主体31的外周的安装面311，将实施为反射元件的发光元件132邻近所述发光元件131的布置以用于将来自所述发光元件131的光线进行反射，相应地，所述发光元件131呈环状地布置并且形成多组阵列，以提供多个像素点。

将所述支架30安装于所述显示器42的背后，使所述显示器42的边框定位于组装架32的限位槽3212，并且通过连接元件34穿过所述限位槽3212和所述支架主体31的安装孔315将所述组装架32与所述支架主体31相固定，并且相应地通过所述连接元件34在竖直方向的所述限位槽3212的位置确定所述发光元件131的高度位置以及通过形成所述限位槽3212的所述组装架332沿着所述显示器42的外边框滑动后的位置确定所述发光元件131的水平方向的位置。

通过将间隙调节元件33的螺纹杆332插入所述支架主体31的安装孔314并且进一步旋转所述旋柄331，通过所述螺纹杆332与所述安装孔314周围的螺纹相匹配，控制所述光学装置10与提供所述人机交互界面41的所述显示器42的配合间隙。

另外，上述方组装方法为了示意本发明上述第四个实施例的结构，并且只作为举例而并不限制本发明，其中一些组装步骤并没有严格的先后顺序。

相应地，本发明的第四个优选实施例提供了一种为人机交互提供反馈光色氛围渲染的光学方法，包括如下步骤：

(i)基于预设的反馈模式，安装于所述支架30的所述支架主体31的所述光学装置10的所述控制器12生成控制指令给独立于所述人机交互界面41之外的所述光源13，其中所述支架30可拆卸地与所述显示器42相组装；

(ii)基于所述控制指令，所述光源13产生光线；以及

(iii)所述投射幕20将所述光源13产生的所述光线导向观看者的眼睛，以在所述人机交互界面41显示图像时，同步地提供光色氛围渲染光效。

相应地，在上述方法中，优选地，所述控制器根据所述显示器42提供的所述人机交互界面41将要显示的图像的信息计算得到控制所述光源13的所述发光元件131的发光样式的控制指令。

其中，所述光源13的所述发光元件131产生的光线，经过所述光学元件132的反射或折射作用，并且再经过所述投射幕的反射或折射作用，到达观看者的眼睛。

并且所述方法还可以包括步骤：通过控制连接元件34在所述组装架32的限位孔3212中的位置，调节所述支架主体31的高度以及通过所述组装架32沿所述显示器42的外边框的滑动控制所述支架主体31沿所述显示器42的宽度方向的位置，从而调节产生的渲染光型的位置。

如图28至图31是根据本发明的第五个优选实施例，其结构和上述第四个优选实施例类似，即类似地，其包括一光学装置10，和一支架30’。在某些实施例中，还可能提供有投射幕20。所述光学装置10安装于所述支架30’，并且所述支架30’可拆卸地组装于所述人机交互装置40。

所述支架30’，在这个实施例中包括一个拼接式环形支架主体31’，类似地，优选地，其由导热塑料制成，从而重量轻又利于散热。所述拼接式环形支架主体31’包括一个或多个直角架如图30中所示的两个沿水平方向排列的第一直角架301’，两个沿竖直方向排列的第二直角架302’和四个位于角落的弯角架303’。所述直角架301’和302’呈长条状。所述弯角架303’各自由两段构成，并且两段之间形成呈直角的夹角。

所述直角架301’和302’与所述弯角架303’拼接方式可以是合适的任意拼接方式，如所述直角架301’和302’两端部内形成有插槽，所述弯角架303’的两端部分别插入对应的所述插槽；或者，所述弯角架303’的两端部分别形成插槽，而所述直角架301’和302’的两端部分别插入所述弯角架303’的两端部分别形成的所述插槽。

另外，拼接完成后构成环形结构，其中，第一直角架301’的长度与所述人机交互界面41长边相匹配；所述第二直角架302’的长度与所述人机交互界面41宽边相匹配；所述弯角架303’达到连接所述直角架301’和302’的目的。另外，值得一提的是，所述直角架301’和302’都是长短可截断的型材，本身长短可调，另外所述直角架301’和302’和所述弯角架303’的接插长度可调，从而达到了支架主体31’整体的长宽可调。因此针对不同尺寸的所述人机交互界面41，只需要调节上述两个因素，就可以结合用户的喜好达到很好的效果。

值得一提的是，以上述直角架301’为例，其具有与所述弯角架303’相插接的接合部3011’，并且还包括与所述接合部3011’一体成形的定位部3012’，所述LED元件安装面311’凸起地延伸于所述直角架301’，以用于安装所述LED元件131，所述接合部3011’的外表面可以实施为反射面，或者另外其他其他的反射元件用来反射所述LED元件131产生的光线。另外，所述定位部3012’还形成有组装架安装孔315’、间隙调节安装孔314’、控制器安装孔312’等。

在这个优选实施例中，所述LED发光元件安装面311’实施为所述支架主体31’直角架301’[和302’的向外凸起的表面，所述LED发光元件131通过粘贴或者其他方式固定在所述支架主体31的所述安装面311’，并且可以呈环形地布置。

另外，类似地，所述光源13产生的光线进一步地到达墙面形成的投射幕20或安装于所述投射幕安装孔的投射幕20，并被所述投射幕20反射或折射，然后从所述人机交互界面41的周围投射向观看者的眼睛。值得一提的是，本领域技术人员可以理解的是，上述安装孔以及发光元件安装方式等结构只作为举例而并不限制本发明。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (13)

1.一种为人机交互提供光色氛围渲染的装置，其特征在于，包括：一光学装置，其中所述光学装置包括一光源，以及一控制器，其中所述光源外置于一人机交互界面，并且可工作地连接于所述控制器，所述控制器基于预设的反馈模式生成控制指令发给所述光源，从而在所述人机交互界面显示图像时，所述光源基于所述控制指令同步地发光，以提供光色氛围渲染光效；

其中所述光源包括一个或多个发光元件，其适合于布置于所述人机交互界面的附近并且通过其产生的光线的颜色和/或亮度的变化提供所述光色氛围渲染光效；

其中多个所述发光元件排列成一个或多个发光阵列，各个所述发光阵列形成一个像素点，所述控制器控制所有像素点整体变色或单个所述像素点变；

还包括一支架，其中所述光源和所述控制器安装于所述支架，并且提供所述人机交互界面的显示器可拆卸地安装于所述支架；

其中所述支架包括一支架主体和连接于所述支架主体的一个或多个组装架，各个所述组装架形成一限位槽，其中所述显示器的外边框定位于所述限位槽；

其中所述支架主体的外用表面形成发光元件安装面，以用于安装所述光源的所述发光元件，其中当所述光源还包括光学元件时，所述光学元件是反射元件，用于反射所述发光元件发出的光线；

当所述支架主体和所述显示器沿坚直方向地布置，并且到达所述反射元件的光线到达环境表面被反射再到达人眼时，设定D为所述发光元件发光中心到所述显示器边框的坚直距离；设定L为所述发光元件的发光中心到环境表面的水平距离；设定θ＝arctan(D/L)，所述反射元件的反射面形状是以所述发光元件发光中心为焦点，与过所述焦点且与水平面夹角为θ的直线为对称轴的抛物面，并且标记单个所述发光元件在水平面成θ时的发光半光强全角为不同所述像素点相邻所述发光元件中心间距为S，在S、D、确定后，标记所述环境表面像素点光斑完全分离第一临界点记为L₁，相应地，单个所述发光元件在水平面成θ₁时的发光半光强全角为并且标记所述环境表面像素点光斑完全重合的第二种临界点记为L₂，相应地，单个所述发光元件在水平面成θ₂时的发光半光强全角为则有

其中L的范围：

2.根据权利要求1所述的装置，还包括一个或多个光学元件，所述光学元件选自反射元件和折射元件中的一种或几种，其中各个所述发光元件产生的光线到达所述光学元件并且经反射或/和折射作用。

3.根据权利要求1或2所述的装置，还包括一投射幕，其中所述投射幕选自反射幕、折射幕和导光幕中的一种或几种，其中来自所述光源的光线经所述投射幕的光学作用后到达人眼。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述投射幕设置于与所述人机交互界面中心平面共面的位置或设置于所述人机交互界面后侧。

5.根据权利要求1所述的装置，其中各个所述组装架包括一体地连接的一连接部和一组装部，以用于形成所述限位槽，其中所述连接部具有调节孔，所述支架主体具有组装架安装孔，其中所述支架还包括一个或多个连接元件穿过所述组装架安装孔和所述调节孔并且沿所述调节孔长度方向调节位置以安装所述组装架于所述支架主体并且调节所述支架主体的位置从而调整所述光源的高度位置。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述支架还包括一个或多个调节元件，其中所述支架主体具有一个或多个对应的调节元件安装孔，各个所述调节元件穿过所述调节元件安装孔并抵压所述显示器背面，以调节所述支架主体和所述显示器之间的配合间隙。

7.根据权利要求6所述的装置，其中多个所述调节元件分别设置于所述支架主体的角落的位置，并且各自包括一旋柄以及延伸于所述旋柄的螺纹杆，其中所述螺纹杆与所述调节元件安装孔内壁形成螺纹配合。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述支架还包括从所述支架主体凸起地延伸的发光元件安装面，以用于安装所述光源的所述发光元件。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括一投射幕，其可拆卸地安装于所述支架主体，以用于反射或/和折射来自所述光源的光线。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述支架主体是一整体的环形支架，或多段式拼接结构，以拼接成环形结构，从而适合为不同尺寸的所述人机交互界面安装匹配的所述光学装置。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述支架主体包括多个可拆卸的直角架和弯角架，并且所述直角架和所述弯角架互相插接，以形成尺寸可调的环形支架。

12.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述控制器集成于提供所述人机交互界面的人机交互装置或所述控制器外置于所述人机交互装置。

13.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述发光元件是LED发光元件。