CN203537612U - 智能背景照明系统 - Google Patents

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刘康俊
彭盛
蒯曙光
周薇溪
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Abstract

本实用新型公开了一种智能背景照明系统，该系统包括产生相对于显示终端的背景照明的光源和控制系统。控制系统包括：第一获取单元，其获取显示终端的亮度并且生成第一信号；第二获取单元，其获取由光源产生的背景照明的亮度并且生成第二信号；控制单元，其基于由第一信号表示的显示终端的亮度来获得所需背景亮度，并且基于所需背景亮度和由第二信号表示的当前背景亮度来判定是否需要对当前背景亮度进行调节，当需要对当前背景亮度进行调节时，该控制单元生成控制信号，并且将该控制信号输出至光源。响应于由控制单元输出的控制信号，光源将当前背景亮度调节为所需背景亮度。

Description

智能背景照明系统
技术领域
本实用新型涉及一种智能背景照明系统，具体而言，涉及一种对背景照明的亮度进行调节的智能背景照明系统。
背景技术
在过去的几十年里，包括计算机屏幕在内的各种显示终端已广泛应用于家庭当中，并显著地改变了人类的生活方式和工作方式。相对于阅读纸质书籍和文档，越来越多的人在他们的日常生活中花费更长的时间来观看各种显示终端。因此，关于显示终端导致的视觉疲劳的抱怨在不断增加。
之前的研究表明，超过半数的频繁使用计算机的用户忍受着各种计算机视觉综合症（CVS），例如眼睛干涩、眼睛刺激、视力模糊以及复视（double vision）等。这些综合症不仅影响工作生产率，而且损害人们的健康。如何减轻CVS并预防近视仍然是一个未解决的且引起极大关注的问题。
通过显示终端（例如，计算机屏幕）进行阅读与通过纸张进行阅读在许多方面都有所不同。其中一个不同点是计算机屏幕本身是一个光源，而纸张只能反射周围的环境光。对于纸张阅读来说，阅读区域和背景之间的亮度差异仅仅取决于材料的反射系数，通常这种亮度差并不很大。相反，计算机屏幕和背景的亮度对比会更强，这是因为计算机屏幕是自发光的。亮度的改变在计算机屏幕的边缘处非常强烈。这样的亮度变化是造成视觉不适的重要因素。
实用新型内容
为了解决使用显示终端进行阅读时所产生的上述问题，发明人进行了大量研究。基于研究发现，显示终端的用户在使用显示终端进行阅读时喜欢将背景光调节至某一亮度水平，并且优选的背景亮度与显示终端的显示亮度相关。
基于上述认识提出了本实用新型的构思。根据本实用新型的智能背景照明系统，首先获取显示终端的亮度信息，基于显示终端的亮度获得最佳背景亮度，并且基于所获得的最佳背景亮度对当前背景亮度进行调节。
根据本实用新型的实施例，提供了一种智能背景照明系统，该系统包括产生相对于显示终端的背景照明的光源和控制系统。控制系统包括：第一获取单元，其获取所述显示终端的亮度并且生成第一信号；第二获取单元，其获取由所述光源产生的背景照明的亮度并且生成第二信号；控制单元，其基于由第一信号表示的显示终端的亮度来获得所需背景亮度，并且基于所需背景亮度和由第二信号表示的当前背景亮度来判定是否需要对当前背景亮度进行调节，当需要对当前背景亮度进行调节时，该控制单元生成控制信号，并且将该控制信号输出至所述光源。响应于由所述控制单元输出的控制信号，所述光源将当前背景亮度调节为所需背景亮度。
根据本实用新型的智能背景照明系统，能够自动获取显示终端的亮度和当前的背景亮度，并且根据显示终端的亮度将当前的背景亮度调节至最佳的背景亮度。
根据本实用新型的实施例，所述第一获取单元可以通过读取所述显示终端的RGB信号或者通过亮度传感器来生成所述第一信号，并且所述第二获取单元可以通过亮度传感器生成所述第二信号。
根据本实用新型的实施例，所述控制单元可以根据公式计算所需背景亮度。
根据本实用新型的实施例，所述智能背景照明系统还可以包括存储单元，其存储显示终端的亮度与所需背景亮度之间的对应关系表，并且所述控制单元以查表的方式通过所述对应关系表来获得所需背景亮度。在此情况下，当由第一信号表示的显示终端的亮度没有包括在所述对应关系表中时，所述控制单元以内插或外插的方式通过所述对应关系表来计算所需背景亮度。
根据本实用新型的实施例，所述光源可以集成在所述显示终端的背面。此外，所述光源也可以是所述显示终端所在的环境内的环境照明光源。
根据本实用新型的实施例，所述光源可以与所述控制系统集成在同一照明设备当中。在此情况下，所述照明设备可以是台式灯、墙灯或落地灯等当中的一种，并且所述照明设备还可以包括支撑部分。所述光源可以安装在所述支撑部分上，并且所述光源所产生的光的角度、范围和颜色均为可调节的。
根据本实用新型的实施例，所述显示终端可以是台式机、笔记本计算机、移动电话、智能手机、个人数字助理、便携式多媒体播放器、数码相机、音乐播放器、便携式游戏控制台、电视机、车载GPS等当中的任何一种的显示器。
附图说明
通过以下结合附图的详细说明，本实用新型的上述以及其他方面的特征、优点以及效果将得以呈现，在附图中：
图1是示出了根据本实用新型的实施例的智能照明系统的结构框图；以及
图2至图5示例出了应用了根据本实用新型的实施例的智能照明系统的各种应用场景的示例。
具体实施方式
图1是示出了根据本实用新型的实施例的智能照明系统100的结构框图。
参考图1，根据本实用新型的实施例的智能照明系统100包括光源110和控制系统130。光源110产生相对于显示终端150的背景照明。控制系统130包括第一获取单元131、第二获取单元132以及控制单元133。第一获取单元131获取显示终端150的亮度L1并且生成第一信号S1。第二获取单元132获取光源110产生的背景照明的亮度L2并且生成第二信号S2。控制单元133基于由第一信号S1表示的显示终端150的亮度L1来获得所需的背景亮度，并且基于所需的背景亮度和由第二信号S2表示的当前背景亮度L2来判定是否需要对当前背景亮度L2进行调节。当需要对当前背景亮度L2进行调节时，控制单元133生成控制信号SC，并且将控制信号SC输出至光源110。响应于控制信号SC，光源110将当前背景亮度L2调节至所需背景亮度。
此外，如图1所示，根据本实用新型的一个实施例的智能照明系统100还可以包括存储单元134，用于存储显示终端150的亮度与所需背景亮度之间的对应关系表。控制单元133以查表的方式通过该对应关系表来获得所需背景亮度。
第一获取单元131可以通过读取显示终端150的RGB信号来生成表示的显示终端150的亮度L1的第一信号S1。读取显示终端150的RGB信号的方式可以是通过有线连接的方式进行读取，也可以是通过无线通信的方式进行读取。可替换地，第一获取单元131可以包括亮度传感器，并且通过亮度传感器感测显示终端150的亮度L1并生成第一信号S1。此外，第二获取单元132可以包括亮度传感器，并且通过亮度传感器感测由光源110产生的背景照明的当前背景亮度L2并生成第二信号S2。
控制单元133基于由第一信号S1表示的显示终端150的亮度L1来获得所需的背景亮度。根据本实用新型的一个实施例，控制单元133根据公式计算所需背景亮度。
基于研究，发明人发现，显示终端的用户在使用显示终端进行阅读时喜欢将背景光调节至某一亮度水平，并且优选的背景亮度与显示终端的亮度相关。
在研究中，调查了当观看计算机显示器时背景亮度对视觉舒适度的影响。具体而言，发明人发现健康的成年人会在不同的屏幕亮度水平下选择他们认为优选的背景亮度。
此外，根据不同的参考年龄组（例如，成人或儿童），所呈现出的相关性也会有所不同。根据本实用新型的一个实施例，显示终端的用户可以在使用智能背景照明系统之前设定其所属的年龄组，控制单元133可以基于用户的设定计算出针对该用户的优选背景亮度（即，所需背景亮度）。
此外，控制单元133所采用的计算公式是按照统计学方法采用众数的结果。考虑到个体使用者之间的差异性，控制单元133所采用的计算公式可以包括以用户自定义的方式表述的各种系数。也就是说，在使用根据本实用新型的智能背景照明系统之前，用户可以自定义用于计算优选背景亮度的公式的各个参数。
在智能照明系统100包括存储单元134的情况下，存储单元134可以存储显示终端150的亮度与所需背景亮度之间的对应关系表，并且控制单元133可以按照查表的方式通过该对应关系表来获得所需背景亮度。此外，如上所述，可以按照不同的年龄组对所述对应关系表进行划分，控制单元133可以基于用户的设定在相应的对应关系表中进行查找，以获得针对该用户的所需背景亮度。
此外，当由第一信号S1表示的显示终端150的亮度L1没有包括在对应关系表中时，控制单元133可以按照内插或外插的方式通过所述对应关系表来计算所需背景亮度。
图2至图5示例出了应用了根据本实用新型的实施例的智能照明系统的各种应用场景的示例。
下面，将参考图2至图5对可以应用根据本实用新型的实施例的智能照明系统的各种应用场景进行例举。然而，本领域普通技术人员将会认识到，根据本实用新型的智能照明系统还可以应用于除了所示例的应用场景之外的需要对背景亮度进行调节的各种应用场景。本实用新型的保护范围不受所示示例的限制。
参考图2，根据本实用新型的实施例的智能照明系统可以实现为护眼台灯200。如图2所示，光源110与控制系统130集成在同一照明设备（即，护眼台灯200）当中。显示终端150例如可以是笔记本计算机的显示器。
集成在护眼台灯200中的控制系统130可以包括第一获取单元131。第一获取单元131可以通过有线或无线的方式获取笔记本计算机的显示器的RGB信号，以便生成表示该显示器的亮度L1的第一信号S1。此外，集成在护眼台灯200中的控制系统130可以包括第二获取单元132。第二获取单元132可以包括亮度传感器，并且通过亮度传感器感测由集成在护眼台灯200中的光源110产生的背景照明的当前背景亮度L2并生成第二信号S2。
护眼台灯200还可以包括支撑部分，光源110可以安装在支撑部分上并且在任意维度上旋转。此外，集成在护眼台灯200中的控制系统130的控制单元133可以对光源110所产生的光的角度、范围和/或颜色进行调节，以便将光源110所产生的光的背景亮度调节至所需背景亮度。
图2仅仅是以台式灯作为示例来描述将光源110与控制系统130集成在同一照明设备中的技术方案。然而，该照明设备可以为除台式灯以外的其他照明设备，例如，墙灯、落地灯等。图2仅以示例的方式示出了光源110在支撑部分上的安装位置，但本实用新型并不限于此。相反，本领域技术人员可以根据实际需要将光源110安装在任何适当的位置处。
参考图3，在图3所示的实施例中，光源110集成在显示终端150的背面。如图3所示，光源110集成在作为显示终端150的笔记本计算机的显示器的背面。在图3所示的实施例中，光源110被示出为两个独立的光源，并且定位在显示器背面的上部。然而，光源110的数量和具体位置并没有被限定为所示出的数量和具体位置。此外，光源110可以直接实现在显示器的背面，或者光源110可以作为独立的部件附接至显示器的背面。根据本实用新型的智能照明系统的控制系统130同样也可以集成在图3所示的笔记本计算机当中，或者可以提供为独立的部件。当控制系统130集成在笔记本计算机当中时，控制系统130的第一获取单元131可以直接读取笔记本计算机的显示器的RGB信号，以便生成表示的该显示器的亮度L1的第一信号S1。特别地，在图3所示的实施例中，控制系统130的第一获取单元131可以实现为软件和/或硬件模块。此外，控制系统130的控制单元133可以集成在笔记本计算机的中央处理单元（CPU）中，或者提供为独立的软件和/或硬件模块。
参考图4，当显示终端150为诸如智能电话之类的便携式移动终端的显示器时，这些便携式终端可以方便地发送无线控制信号至该便携式终端所在的环境内的环境照明光源（即，光源110）。此时，光源110为显示终端150所在的环境内的环境照明光源，并且控制系统130可以集成在诸如智能电话之类的便携式移动终端中。控制系统130的第一获取单元131可以直接读取便携式终端的显示器的RGB信号，以便生成表示该显示器的亮度L1的第一信号S1。特别地，在图4所示的实施例中，控制系统130的第一获取单元131可以实现为软件和/或硬件模块，并且控制系统130的控制单元133可以集成在便携式终端的中央处理单元（CPU）中，或者提供为独立的软件和/或硬件模块。此外，控制系统130的控制单元133还可以通过无线的方式将控制信号SC发送至光源110。
参考图5，根据本实用新型的实施例的智能背景照明系统集成在诸如电视机之类的家用电器当中，显示终端150为家用电器的显示器。光源110为家用电器所在的环境内的环境照明光源。此时，控制系统130可以集成在家用电器当中，或者可以集成在家用电器的遥控器当中。当控制系统130集成在遥控器当中时，用户还可以通过手动的方式对背景照明的亮度进行调节。根据本实用新型的实施例的智能背景照明系统可以通过用户的手动控制调节数据来学习用户的使用习惯，并且生成针对该特定用户的显示终端的亮度与所需背景亮度之间的对应关系表。
虽然在附图和前面的描述中详细图示并描述了本实用新型，但是这样的图示和描述应被视为说明性或示例性而非限制性的；本实用新型不限于所公开的实施例。通过研究附图、本公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本实用新型时可以理解并实施针对所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤的存在，并且“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中引述某些措施并不意味着不能使用这些措施的组合来获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制其范围。

Claims (10)

1.一种智能背景照明系统，其特征在于，所述系统包括：
光源，其产生相对于显示终端的背景照明；以及
控制系统，其包括：
      第一获取单元，其获取所述显示终端的亮度并且生成第一信号；
      第二获取单元，其获取由所述光源产生的背景照明的亮度并且生成第二信号；
      控制单元，其基于由第一信号表示的显示终端的亮度来获得所需背景亮度，并且基于所需背景亮度和由第二信号表示的当前背景亮度来判定是否需要对当前背景亮度进行调节，当需要对当前背景亮度进行调节时，该控制单元生成控制信号，并且将该控制信号输出至所述光源，
响应于由所述控制单元输出的控制信号，所述光源将当前背景亮度调节为所需背景亮度。
2.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，
所述第一获取单元通过读取所述显示终端的RGB信号或者通过亮度传感器来生成所述第一信号；
所述第二获取单元通过亮度传感器生成所述第二信号。
3.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，所述控制单元根据公式计算所需背景亮度。
4.根据权利要求1的智能背景照明系统，还包括：
存储单元，其存储显示终端的亮度与所需背景亮度之间的对应关系表，并且
所述控制单元以查表的方式通过所述对应关系表来获得所需背景亮度。
5.根据权利要求4的智能背景照明系统，其特征在于，当由第一信号表示的显示终端的亮度没有包括在所述对应关系表中时，所述控制单元以内插或外插的方式通过所述对应关系表来计算所需背景亮度。
6.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，所述光源集成在所述显示终端的背面。
7.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，所述光源为所述显示终端所在的环境内的环境照明光源。
8.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，所述光源与所述控制系统集成在同一照明设备当中。
9.根据权利要求8的智能背景照明系统，其特征在于，所述照明设备为台式灯、墙灯或落地灯之一，所述照明设备还包括支撑部分，所述光源安装在所述支撑部分上，并且所述光源所产生的光的角度、范围和颜色均为可调节的。
10.根据权利要求1的智能背景照明系统，其特征在于，所述显示终端为台式机、笔记本计算机、移动电话、智能手机、个人数字助理、便携式多媒体播放器、数码相机、音乐播放器、便携式游戏控制台、电视机和车载GPS中之一的显示器。
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