SK500152015A3 - Zobrazovací prvok s RGB LED diódami prispôsobený na prekrytie iným zobrazením pri jeho optickom snímaní kamerou, RGB LED dióda a spôsob spracovania obrazu - Google Patents

Abstract

Zobrazovací prvok (1) má RGB LED diódy (2) pravidelne rozmiestnené na vonkajšej ploche, pričom medzi RGB LED diódami (2) alebo vedľa RGB LED diód (2) sú rovnako orientované zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia s vlnovou dĺžkou nad 680 nm. Zdrojom stabilného monochromatického optického žiarenia môže byť infračervená LED dióda (3). RGB LED zobrazovací prvok (1) zobrazuje statický a/alebo dynamický obraz pozorovateľný na mieste, pričom obraz je prispôsobený na prekrytie iným zobrazením pri jeho optickom snímaní a následnom spracovaní. Plocha na prekrytie iným obrazom je identifikovaná podľa monochromaticky nasvietenej plochy, ktorá je ľudským okom neviditeľná, ale je identifikovaná snímačom kamery. Vo výhodnom usporiadaní je použitá RGB LED dióda (2), ktorá má vo svojom puzdre vsadený aj žiarič infračerveného žiarenia. Zobrazovací prvok (1) sa výhodne použije pri televíznych prenosoch, kde sa reklama zobrazená na mieste nahradí reklamou vhodnou pre odlišné okruhy divákov, napríklad na základe teritoriálneho, jazykového alebo záujmového princípu.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zobrazovacieho prvku s RGB LED diódami, ktorý umožňuje, aby po nasnímaní aktívneho zobrazovacieho prvku kamerou bol obraz zo zobrazovacieho prvku nahradený iným zobrazením. Po takomto spracovaní sa odlišuje obraz, ktorý je viditeľný priamym pozorovateľom, od obrazu, ktorý je pozorovaný nepriamo cez kameru. Predmetom vynálezu je aj RGB LED dióda, ktorá zjednodušuje konštrukciu zobrazovacieho prvku.

Doterajší stav techniky

Pri zobrazovaní štúdiových záberov sa často používa monochromatické pozadie, ktoré sa pri spracovaní dát z kamery nahradí požadovaným statickým alebo dynamickým obrazom. Dnešná televízna digitálna technológia vychádza z pôvodnej filmárskej platformy, kde sa nahradením pozadia vytvárali rôzne trikové scény. Moderátor alebo iné osoby sa pohybujú v štúdiovom prostredí, kde sa monochromatické, napríklad zelené alebo modré pozadie vníma ako súčasť prirodzeného pracovného prostredia. V takomto štúdiu nie sú diváci, pre ktorých by bolo potrebné na mieste vytvárať obraz priamo na pozadí, alebo si diváci v štúdiu výsledný obraz pozerajú na obrazovke, kde je pozadie už dotvorené. Existujú však situácie, najmä v exteriéri, kde nie je prípustné, aby plocha určená na zámenu obrazu bola monochromatická, pretože sa jedná o reklamne drahú plochu, napríklad sa môže jednať o reklamné bannery po okrajoch futbalového ihriska.

Zverejnenie US2015015743 z 15.01.2015 opisuje billboard, ktorý na identifikáciu svojej plochy v záberoch využíva infračervené žiarenie. Obraz na billboarde sa pri spracovaní obrazových dát nahradí zobrazením odlišným od obrazu na billboarde, ako ho vníma pozorovateľ priamo na mieste. Problémom je dosiahnutie vhodného infračerveného nasvietenia billboardu. Infračervené svetlo musí byť schopné prejsť cez prvú vrstvu billboardu s naneseným obrazom a nemá ovplyvňovať farebnosť obrazu. Toto zverejnenie opisuje riešenie, kedy je obraz natlačený

Ú O f*) f? Ί U / s použitím len zložiek OMY (cyan, magenta, yellow) bez K (čiernej) zložky. Zverejnenie opisuje použitie dvoch odlišných pásiem infračerveného žiarenia 780-810 nm a 820-900 nm, ktoré majú medzi sebou dostatočný odstup a sú oddeliteľné pomocou príslušných optických filtrov. Žiarenie z jedného pásma je absorbované špeciálnym povrchom billboardu, na identifikáciu plochy sa teda použije rozdiel medzi dátami pre dve rozdielne pásma infračerveného žiarenia. Toto riešenie je komplikované a pri každej výmene billboardu je potrebné výsledok vnímaný na mieste a tiež aj nahradený obraz skontrolovať, billboard a obraz na ňom musí spĺňať viaceré obmedzujúce podmienky.

Je žiadané a nie je známe také riešenie, ktoré bude jednoduchšie, nebude náročné na tvorbu, tlač obrazu, ktorý je viditeľný na mieste, a ktoré nebude potrebovať rôzne oddelené pásma žiarenia a pritom umožní dosiahnuť aspoň rovnaké alebo aj lepšie možnosti, ako sú opísané v stave techniky.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje zobrazovací prvok so sústavou RGB LED diód, ktoré sú pravidelne rozmiestnené na ploche a ich vyžarovanie svetla je orientované smerom z plochy podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že má zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia s vlnovou dĺžkou nad 680 nm, kde tieto zdroje sú smerovo orientované rovnako ako RGB LED diódy, pričom tieto zdroje sú v podstate pravidelne rozmiestnené na ploche zobrazovacieho prvku medzi RGB LED diódami alebo povedľa RGB LED diód. Optickým žiarením sa v tomto opise označuje optická radiácia, svetlo, optické vlnenie. Na okraji zobrazovacieho prvku sú zdroje umiestnené povedľa RGB LED diód, teda vedľa na vonkajšej strane plochy, v rámci plochy sú rozmiestnené medzi RGB LED diódami.

Dôležitým znakom vynálezu je, že zobrazovací prvok zahrňuje aj zdroj svetla, ktorý nie je viditeľný ľudským okom. Zdrojom monochromatického optického žiarenia bude vo výhodnom usporiadaní infračervený zdroj svetla, ktorý má vlnovú dĺžku medzi 680 nm a 1 mm, resp. energiu fotónov medzi 0,0012 a 1,63 eV, v princípe sa môže použiť akékoľvek ľudským okom neviditeľné žiarenie, ktoré nie je zdraviu škodlivé a je v optickom pásme, teda dá sa pozorovať optickými prístrojmi so snímačmi citlivými na príslušné spektrum. Výhodné bude, ak zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia majú vlnovú dĺžku 760 nm až 1 mm, obzvlášť výhodne 780 nm až 900 nm. Zdroj neviditeľného svetla bude stabilný a monochromatický, tým sa má na mysli, že zdroj neviditeľného svetla bude vyžarovať nemeniacu sa farbu počas času aktivity zobrazovacieho prvku. Zdroj žiarenia sa od RGB LED diód teda odlišuje v dvoch základných znakoch, zdroj žiarenia má spektrum v ľudsky neviditeľnej oblasti a zdroj žiari stabilne, s časovo nemeniacim sa výsledkom oproti RGB LED diódam, ktoré sú prispôsobené a riadené na dosiahnutie meniaceho sa výsledného obrazu. Zdroje žiarenia prirodzene v rámci rôznych prevádzkových tolerancií (teplotné zmeny, výkyvy napájania) môžu nepodstatne meniť svoju intenzitu a tiež presnú vlnovú dĺžku, budú však vo všeobecnosti mať len dva režimy - zapnuté, vypnuté, nemusia mať teda riadenie ako RGB LED diódy, ktoré sa dynamicky riadia tak, aby sme na zobrazovacom prvku dosiahli požadovaný meniaci sa obraz.

Zobrazovací prvok má základné RGB LED diódy, ktorými sa zobrazuje obraz viditeľný ľudským okom. Ľudským okom neviditeľné optické žiarenie, najmä infračervené žiarenie je pozorovateľné snímačom kamery s príslušnou citlivosťou. Výsledkom je stav, kedy sa jedna plocha zobrazovacieho prvku vníma s rôznym výsledkom podľa toho, či ju vnímame ľudským okom alebo kamerou citlivou na neviditeľné žiarenie. Ľudské oko bude na zobrazovacom prvku vnímať obraz podľa dát, ktorými sa riadia RGB LED diódy, kamera bude zobrazovací prvok vidieť ako ucelenú jednofarebnú plochu. Takáto jednoliata jednofarebná plocha so známou farebnosťou poskytuje možnosť nahradiť ju pri spracovaní obrazu odlišným zobrazením. Pritom sa môžu použiť známe princípy digitálneho spracovania (color keying), aké sú známe napr. z oblasti spracovania štúdiových záberov. V prípade štúdiového spracovania sa v štúdiu používa pasívna jednofarebná, napríklad zelená alebo modrá plocha, pred ktorou je moderátor, ktorý podľa možnosti nemal mať oblečenie v rovnakej farebnosti. Jednofarebná plocha musela byť vhodne nasvietená, osoby pred ňou nemajú na ňu vrhať tieň.

Napájanie a/alebo riadenie zdrojov stabilného monochromatického optického žiarenia môže byť spoločné pre aspoň časť zobrazovacieho prvku, zvyčajne bude spoločné pre jednotlivé moduly, z ktorých sa zobrazovací prvok skladá.

Použitie aktívneho zdroja žiarenia v neviditeľnom spektre, kde žiarenie neprechádza cez nosič s obrazom viditeľným na mieste, odstraňuje technické obmedzenia billboardu zo stavu techniky ako aj obmedzenia a problémy s nasvietením billboardu. Jednotlivé bodové zdroje žiarenia v neviditeľnom spektre sú umiestnené medzi RGB LED diódami alebo povedľa RGB LED diód, netvoria teda spodné podsvietenie billboardu, kedy by mohlo dochádzať k interferencii s obrazom viditeľným na mieste. Stav techniky podľa US2015015743 v jednom z vyhotovení používa LED diódy v pozadí billboardu, ale tieto vyslovene slúžia na podsvietenie vo viditeľnom spektre, teda na zobrazenie billboardu pre divákov na mieste. V našom vynáleze zdroje neviditeľného žiarenia nie sú v zadnej rovine za nosičom viditeľného obrazu, ale sú v rovine, kde sa zobrazuje viditeľný obraz pomocou RGB LED diód. To prináša okrem zjednodušenia celého systému aj možnosť (oproti stavu techniky) dynamicky meniť obraz pozorovateľný na mieste, napríklad obraz pre divákov na futbalovom štadióne.

Zobrazovací prvok prostredníctvom RGB LED diód zobrazuje okom viditeľný obraz podľa vstupných dát a zároveň vyžaruje na rovnakej ploche ľudským okom neviditeľné žiarenie, ktoré priamy pozorovateľ na mieste nevidí, ale je viditeľné pre kameru s príslušne vlnovo citlivým snímaním. Obrazové dáta z kamery sa analyzujú, pričom sa dá rozpoznať plocha svietiaca monochromaticky v očakávanom spektre. Podľa priestorového uhla medzi kamerou a zobrazovacím prvkom má analyzovaná plocha rôzny priestorový priemet, čo sa dá spoľahlivo vyhodnotiť, keďže vonkajší tvar plochy je stabilný a je vopred známy, zvyčajne to bude obdĺžnik. Z dát získaných kamerou sa teda dá spoľahlivo určiť vonkajší obrys a priestorová transpozícia. Takto vieme určiť, do ktorej plochy v celkovom obraze a s akou maticovou transformáciou máme vložiť požadovaný nový obraz. Ak sa pred zobrazovacím prvkom nachádza optická prekážka, napríklad pohybujúci sa hráč na ihrisku, lopta, konštrukcia bránky a podobne, dáta z kamery túto informáciu obsahujú vo forme zmeneného tvaru plochy. Monochromaticky svietiaca plocha je tvarovo prerušená, zaclonená príslušným predmetom a pri spracovaní sa novým obrazom prekrýva opäť len plocha, ktorá je z nasnímaných dát rozpoznaná ako aktuálne strojovo opticky videná. Na základe týchto údajov môže prebehnúť spracovanie obrazu tak, že na miesto obrazu skutočne zobrazovaného zobrazovacím prvkom na mieste sa do prenášaných obrazových dát vkladá iný obraz, napríklad teritoriálne alebo záujmovo cielená reklama, pričom tento nový obraz sa navonok javí, akoby bol zobrazený aj na mieste, odkiaľ je obraz prenášaný. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami, ktorý je podľa tohto vynálezu prispôsobený na prekrytie iným zobrazením, je určený najmä na zobrazovanie reklamy v exteriérovom prostredí, napríklad pri športových podujatiach. Diváci na štadióne pozorujú na zobrazovacom prvku reklamu, ktorá môže byť lokálne orientovaná. Reklama pritom môže byť dynamická, čo oproti statickým bannerom podstatne zvyšuje jej účinok. Bolo by neefektívne, aby lokálne orientovaná reklama, napríklad reklama na rodinnú reštauráciu vedľa štadióna bola vysielaná do teritoriálne širšej oblasti. Vďaka tomuto vynálezu môžeme vo vysielaných dátach zameniť lokálnu reklamu za globálne využiteľnú reklamu alebo tiež môžeme vysielané dáta upravovať pre každú krajinu alebo región samostatne. V každej krajine alebo regióne tak budú pri prenose športového podujatia vidieť odlišnú reklamu, pričom sa vytvorí dojem, že táto reklama je viditeľná aj na štadióne a je teda rovnako viditeľná aj v iných krajinách, kam sa prenos vysiela. Vytváranie dojmu o globálnom charaktere značky sa v reklamnom priemysle považuje za veľmi hodnotné, čo zvyšuje ekonomický prínos tohto technického riešenia. V prípade internetového prostredia sa môže zámena riadiť aj dátami o preferenčnom správaní diváka, napríklad sa zobrazí reklama, ktorá súvisí s poslednými vyhľadávacími úlohami z danej IP adresy.

Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa tohto vynálezu sa môže .použiť aj v interiérovom prostredí, napríklad v štúdiu. Zobrazovací prvok bude slúžiť ako čítačka alebo podobná pomôcka pre moderátora, kamera však túto plochu bude analyzovať ako plochu, ktorú nahradí požadovaným pozadím. V inej aplikácií môže byť zobrazovací prvok súčasťou optického prenosu informácií v ľudsky neviditeľnej oblasti, napríklad vo verejných priestoroch môže slúžiť na uľahčenie orientácie pre zrakovo postihnutých, ktorý pomocou jednoduchého snímača príslušného žiarenia so zvukovým výstupom, môžu podľa stabilne umiestnených zobrazovacích prvkov na nástupištiach získavať priestorovú orientáciu.

Je výhodné, ak zdrojom stabilného monochromatického optického žiarenia je infračervená LED dióda. Môže byť umiestnená medzi RGB LED diódami na spoločnej PCB doske alebo na samostatnej PCB doske umiestnenej za PCB doskou s RGB LED diódami. Vtákom prípade časti infračervených LED diód predchádzajú cez otvory v PCB doske s RGB LED diódami.

Infračervené LED diódy použité do zobrazovacieho prvku podľa tohto vynálezu môžu byť selektované tak, aby vyžarovali vo zvolenom úzkom pásme vlnovej dĺžky.

Jednotnosť vyžarovacej vlnovej dĺžky zjednoduší identifikáciu plochy v obrazových dátach. Selekcia môže byť dosiahnutá výberom, pri ktorom sa individuálne zmeria vyžarovacie spektrum každej infračervenej LED diódy.

Infračervené LED diódy môžu byť selektované aj tak, že na ploche nám vyžarujú v dvoch rozdielnych vlnových spektrách, prípadne k tomuto cieľu môžeme použiť aj absorpčné filtre, ktoré potlačia jednu časť vyžarovaného spektra. To môže byť výhodné napríklad vtedy, ak chceme, aby sa plocha zobrazovacieho prvku podľa tohto vynálezu dala identifikovať starším systémom podľa stavu techniky. Obraz v infračervenom spektre sa bude snímať tak, aby sme získali obrazové dáta pre jedno a druhé spektrum vyžarovania, v týchto dátach sa práve plocha zobrazovacieho prvku bude javiť odlišne. Tento kontrast sa využije ako identifikátor plochy zobrazovacieho prvku.

Je možné tiež usporiadanie, kde infračervené LED diódy žiaria v jednom zvolenom spektre a druhé spektrum je potlačené, to napríklad znamená, že infračervená LED dióda nevyžaruje v druhom spektre a okolité žiarenie v tomto druhom spektre je absorbované vhodným povlakom na ploche zobrazovacieho prvku. Označenie prvé a druhé spektrum nevyjadruje, ktoré je nižšie alebo vyššie, prvé spektrum môže byť vyššie alebo aj nižšie ako druhé spektrum. Takto nasvietená plocha zobrazovacieho prvku sa pre snímač nastavený na citlivosť prvom spektre bude javiť ako svetlá, žiariaca, ale rovnaký záber videný snímačom citlivým na druhé spektrum sa bude javiť ako tmavá, studená, nežiariaca. Rozdiel v zobrazení bude slúžiť ako presná identifikácia plochy zobrazovacieho prvku. Prvé spektrum označuje žiarenie detegovateľné pre prvý snímač kamery, druhé spektrum je detegovateľné druhým snímačom kamery. Výhodne môžu dve oddelené spektrá mať pásma 680820 nm a 820-980 nm.

Pokiaľ v stave techniky sa využíva existujúce prirodzené infračervené žiarenie z okolia a na identifikáciu plochy sa používa účelová absorpcia žiarenia v nastavenom spektre, v našom vynáleze používame aktívny zdroj infračerveného žiarenia na ploche určenej k identifikovaniu. To zjednodušuje identifikáciu, aktívne žiariaca plocha je pre snímač kamery jasnejšie viditeľná.

S cieľom rozpoznať viaceré zobrazovacie prvky medzi sebou, ak sa nachádzajú na jednom podujatí, môžu infračervené LED diódy plniť aj dodatočnú identifikačnú funkciu. V jednom z vyhotovení môžu infračervené LED diódy svietiť, resp. blikať s frekvenciou, ktorá je v rozsahu snímacej frekvencie kamery. Rôzne zobrazovacie prvky budú používať rôznu frekvenciu, a tým sa budú dať rozlíšiť v obrazových dátach bez toho, že by sme ich brali do úvahy pôvod z príslušnej lokálnej kamery. Dodatočná identifikačná funkcia môže byť v inom vyhotovení zabezpečená tak, že rôzny jas a/alebo rôzna vlnová dĺžka infračervených LED diód bude na ploche vytvárať identifikačný obrazec, opäť v neviditeľnom spektre. Obrazec môže mať rôzny geometrický tvar. Bude výhodné, ak obrazec bude na ploche vytvorený opakovane, aby sa dal vyhodnotiť aj pri čiastočne clonenej ploche zobrazovacieho prvku.

Na zabezpečenie identifikácie môže byť zobrazovací prvok opatrený infračervenými LED diódami aj mimo plochy s RGB LED diódami. Napríklad môže mať okolo obvodu pás s infračervenými LED diódami, ktoré svietia, nastavený identifikačný znak. Aj bez použitia takejto dodatočnej identifikačnej funkcie sa môžu viaceré zobrazovacie prvky na jednom mieste identifikovať na základe vopred pripraveného plánu tvorby záberov z podujatia, kedy je vopred známe v akom poradí konkrétny zobrazovací prvok vchádza do záberu.

V prípade, že RGB LED zobrazovací prvok má vysokú hustotu rozmiestnenia RGB LED diód, teda má raster s malým rozmerom mriežky oproti rozlišovaciemu uhlu predpokladaného pozorovateľa, môže sa vytvoriť usporiadanie, kedy je určitá časť RGB LED diód nahradená infračervenými LED diódami. Takto je možné vytvoriť požadovaný efekt bez väčšieho zásahu do architektúry PCB dosiek, riadenie bude upravené tak, aby infračervené LED diódy svietili stabilne. Hustota RGB LED diód zostane pri tomto usporiadaní vyššia alebo rovnaká ako je viditeľné rozlíšenie vnímané príslušným pozorovateľom, to znamená, že pozorovateľ pri danej aplikácií a pri príslušnej vzdialenosti nevníma infračervené LED diódy ako diery alebo medzery v rastri s RGB LED diódami. Pri návrhu zobrazovacieho prvku sa teda môže najskôr zvýšiť hustota rastru, aby sa tento dal potom využiť na čiastočnú náhradu zobrazovacích LED za infračervené LED.

Vo všetkých uvedených prípadoch môže byť výhodné použiť difúzor, ktorý rozvedie monochromatické optické žiarenie z bodových zdrojov na plochu zobrazovacieho prvku. Difúzor, výhodne v podobe platne, môže mať otvory, ktoré svojou veľkosťou a polohou zodpovedajú RGB LED diódam. V inom vyhotovení môže byť difúzor súvislý, bude plochu zobrazovacieho prvku prekrývať celistvo aj s RGB

LED diódami. Použitím vhodného difúzora sa môže znížiť počet infračervených LED diód. Platňa difúzora môže mať celistvý obvod, aby sa zjednodušila identifikácia obvodu zobrazovacieho prvku pri zhoršenej viditeľnosti, pripadne môže byť obvodový okraj zobrazovacieho prvku za týmto účelom vybavený vyššou hustotou súvislo umiestnených infračervených LED diód.

Obzvlášť výhodné je, ak je zdroj neviditeľného monochromatického optického žiarenia umiestnený priamo do puzdra RGB LED diódy. Týmto dosiahneme kompaktné riešenie, pri ktorom sa zmenšujú nároky na zmenu okolitých dielov zobrazovacieho prvku. Pôvodná RGB LED dióda sa nahradí RGB + IR LED diódou podľa tohto vynálezu, osadí sa do pôvodnej mriežky. RGB zložky diódy sú riadené pôvodným spôsobom a na prídavný kontakt pre IR zložku sa privádza stabilné napájanie. Podľa typu pôvodnej konštrukcie LED diódy môže byť zdroj neviditeľného monochromatického optického žiarenia umiestnený s rôznou pozíciou. V prípade, že pôvodná konštrukcia LED mala tri obsadené štvrtiny puzdra s R, G a B zložkami, zdroj neviditeľného monochromatického optického žiarenia sa môže umiestniť do voľnej štvrtiny puzdra. Voľnou štvrtinou sa má na mysli doteraz neobsadená štvrtina plochy puzdra, kde tri štvrtiny sú obsadené R, G a B žiaričmi.

Aj keď je samotná infračervená LED dióda známa, jej spojenie do jedného telesa s RGB LED diódu je nové. Infračervené LED diódy sa používajú na dátové prenosy, napr. v diaľkových ovládačoch alebo na medicínske účely. Spojenie infračervenej RGB LED, ktorá zobrazuje dynamicky meniaci sa obraz vo viditeľnom spektre s IR LED diódu, ktorá stabilne svieti v neviditeľnom spektre, je nové a prináša synergickú výhodu pri použití v zobrazovacom prvku podľa tohto vynálezu. Výhodou predloženého vynálezu je tiež schopnosť využiť existujúce prostriedky, hardvér a softvér používaný na vykľúčovanie monochromatického pozadia.

Predložený vynález v obrazových dátach kamery jednoduchým spôsobom identifikuje plochu určenú na zámenu obrazu, pričom zároveň funguje ako dynamický zobrazovač na mieste.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 19. Vyobrazené príklady obrazov, reklám alebo textov majú len ilustratívny účel, nie sú predmetom ochrany.

Použitá mierka zobrazenia a pomer veľkostí zobrazovacieho prvku a jednotlivých častí, najmä LED diód nemusí zodpovedať skutočnosti alebo je zámerne upravený pre zvýšenie prehľadnosti.

Na obrázku 1 je detail zobrazovacieho prvku s RGB LED diódami podľa stavu techniky. Na obrázku 2 je usporiadanie s infračervenými LED diódami, ktoré sú umiestnené na samostatnej PCB doske. Obrázok 3 zobrazuje prierez cez PCB dosku a masku s RGB LED diódami podľa stavu techniky, následne na obrázku 4 je prierez so znázornenými infračervenými LED (IR LED) diódami na samostatnej PCB doske.

Obrázok 5 predstavuje usporiadanie, pri ktorom sú IR LED diódy umiestnené priamo na PCB doske s RGB LED diódami a vyžarovacia časť IR LED diód je prekrytá difúzorom na ploche zobrazovacieho prvku. Na obrázku 6 je priečny prierez časťou takéhoto zobrazovacieho prvku.

Obrázok 7 znázorňuje pohľad na zobrazovací prvok, kde sú IR LED diódy umiestnené v pôvodnej mriežke na miestach vynechaných RGB LED diód.

Na obrázkoch 8 až 15 je zobrazený postup pri vykľučovaní pôvodného obrazu.

Obrázok 8 zachytáva priestorový pohľad na RGB ' LED zobrazovací prvok s reklamou, ako ju vníma pozorovateľ na štadióne. Rovnaký zobrazovací prvok je na obrázku 9 v podobe, ako ho sníma kamera s optickým snímačom citlivým . na infračervené žiarenie.

Na obrázku 9 je znázornené infračervené videnie kamery spolu s prekrytým pôvodným okolím.

Na obrázku 10 a 11 je plocha zobrazovacieho prvku s pôvodným obrazom nahradená novým obrazom v nemeckej a francúzskej verzii vysielania. Zaclonenie plochy zobrazovacieho prvku hráčom s loptou, ako ho vníma pozorovateľ na štadióne, je znázornené na obrázku 12, následne obrázok 13 zachytáva snímanie kamery v zhodnom momente, kde je vyobrazená len plocha zobrazovacieho prvku v infračervenom pásme bez okolia.

Obrázky 14 a 15 ukazujú výsledné prekrytie novým obrazom v nemeckom a francúzskom vysielaní.

Obrázok 16 a 17 znázorňuje teleso RGB LED diódy, v ktorej je zapuzdrený aj zdroj infračerveného žiarenia. Na obrázku 16 je infračervený sektor vo voľnej štvrtine puzdra, na obrázku 17 sú dva infračervené žiariče povedľa radu s RGB žiaričmi, naďalej však v rámci spoločného vonkajšieho puzdra.

Obrázok 18 vyobrazuje viaceré zobrazovacie prvky, ktoré sú v infračervenom spektre odlíšené identifikačnými obrazcami s rôznou intenzitou žiarenia alebo s odlišnou vlnovou dĺžkou. Tento obrázok zodpovedá pohľadu z obrázku 9.

Na obrázku 19 je znázornený príklad difúzora s celistvým povrchom, kde sú RGB LED diódy znázornené bodkovanou líniou a infračervené LED diódy sú znázornené šedou výplňou. Všetky LED diódy sú pritom umiestnené pod platňou difúzora.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

V tomto príklade podľa obrázkov 2, 4, 8 až 15 je využitá pôvodná konštrukcia RGB LED zobrazovacieho prvku J. Predná plastová maska 7 tvorí raster s RGB LED diódami 2, ktoré sú SMD montážou pripojené na PCB dosku 4. Do plastovej masky 7 sú vytvorené priechodzie otvory v pravidelných rozstupoch. Otvory na valcové puzdro infračervenej LED diódy 3 sú v každom rohu na rastri plastovej masky 7.

Za PCB doskou 4 s RGB LED diódami 2 je umiestnená samostatná PCB doska 6, ktorá drží infračervené LED diódy 3. Tie prechádzajú cez PCB dosku 4 a zapadajú do otvorov v prednej plastovej maske 7. Infračervené LED diódy 3 sú napájané spoločným napájaním, ktoré má v tomto príklade len dve základné polohy vypnuté a zapnuté.

RGB LED zobrazovací prvok 1 je v tomto príklade súčasťou bočných reklamných panelov na futbalovom štadióne. Na samotnom štadióne zobrazovací prvok 1 zobrazuje lokálne orientovanú reklamu, napríklad v anglickom jazyku pre anglického spotrebiteľa. RGB LED zobrazovací prvok 1 je v priestore umiestnený tak, že podľa priebehu hry sa vyskytuje v zábere kamier, na obrázku 8 je znázornená len jedna, statická kamera. RGB LED zobrazovací prvok 1 v čase, kedy nie je podujatie nikam ďalej vysielané zobrazuje bežným spôsobom plnofarebnú dynamickú reklamu, pracuje ako bežná obrazovka. V prípade televízneho prenosu sa na RGB LED zobrazovacom prvku 1 zapnú do činnosti aj infračervené LED diódy, čo diváci na štadióne nepostrehnú. Kamery majú optické snímače citlivé na infračervenú zložku svetla, preto budú aktívny zobrazovací prvok 1 vnímať ako súvislú monochromatickú plochu podľa obrázku 9. Takto definovaná plocha je identifikovaná ako určená na náhradu iným zobrazením. Podľa priemetu známej obdĺžnikovej plochy RGB LED zobrazovacieho prvku 1 sa pre každý záber vypočíta priestorová transpozícia nového obrazu a ten sa vloží do monochromaticky ohraničenej plochy z obrázku 9.

Náhrada novým zobrazením sa vykonáva oddelene pre rôzne geografické zóny. Pre nemeckého diváka je zobrazovaná reklama podľa obrázku 10, pre francúzskeho podľa obrázku 11, pričom všetky ostatné plochy v zobrazení sú spoločné pre všetky prenášané obrazové vetvy.

V prípade, že do priestoru medzi príslušnou kamerou a RGB LED zobrazovacím prvkom 1 sa dostane tieniaci predmet, napríklad hráč s loptou podľa obrázku 12, dochádza nielen kzacloneniu obrazu na RGB LED zobrazovacom prvku 1, ale aj kzacloneniu infračerveno žiariacej plochy. Na obrázku 13 je zachytená aktuálne identifikovaná infračervená plocha. Následne na obrázkoch 14 a 15 sú výsledné zobrazenia pre nemeckého a francúzskeho diváka.

Príklad 2

V tomto príklade podľa obrázku 5 a 6 a 8 až 15 je RGB zobrazovací prvok 1 vyrobený tak, že infračervené LED diódy 3 sú umiestnené priamo na PCB doske 4, na ktorej sú pripojené aj RGB LED diódy 2. Na maske 7 je umiestnený difúzor 5, ktorý prekrýva infračervené LED diódy 3. Má podobu platne s otvormi, ktoré sú umiestnené priľahlo k RGB LED diódam 2. Na obrázku 5 sú infračervené LED diódy 3 zobrazené čiarkovanou líniou, keďže sú pri tomto pohľade prekryté platňou difúzora 5.

Difúzor 5 homogenizuje hustotu rozloženia jasu infračervených LED diód 3. Môže byť vyhotovený v celku s maskou 7.

Príklad 3

Zobrazovací prvok 1. má dvojnásobnú hustotu rozloženia LED diód, než je postačujúce pre konkrétnu aplikáciu, to znamená pre danú celkovú veľkosť a vzdialenosť pozorovateľa. Maska 7 má raster zodpovedajúci zvolenej vyššej hustote LED diód. Namiesto vybraných RGB LED diód 2 sú na PCB dosku 4 pripevnené infračervené LED diódy 3, na obrázku 7 sú znázornené šedým kruhom.

V tomto príklade je zvolené šachovnicové striedanie RGB LED diód 2 a infračervených LED diód 3, v inom usporiadaní môže byť zámena odlišná, napríklad pri okrajoch môžu byť infračervené LED diódy 3 umiestnené v súvislom páse. Infračervené LED diódy 3 sú na PCB doske 4 spojené do spoločného napájacieho obvodu.

Spôsob spracovania obrazových dát pri vykľúčovaní plochy zobrazovacieho prvku 1 podľa obrázkov 8 až 15 je podobný ako v predchádzajúcich príkladoch.

Príklad 4

RGB + IR LED dióda podľa obrázku 16 vznikla z pôvodnej RGB LED diódy 2, ktorá mala v optickej časti puzdra pôvodne využité tri štvrtiny plochy na jednotlivé zložky R, G a B svetla. Do voľnej štvrtiny je vložený infračervený žiarič a z telesa je vyvedený aspoň jeden ďalší kontakt.

Výhodou takejto RGB + IR LED diódy je jednoduchá aplikácia v doterajších maskách 7 zobrazovacích prvkov 1. Dizajn PCB dosky 4 je upravený len mierne, aby sa vytvorilo spoločné napájanie pre prídavný kontakt RGB + IR LED diódy. V inom prípade môže byť na IR zložku použité napájanie z ktorejkoľvek z R, G alebo B zložky, v takom prípade sa ale nebude dať IR zložka žiarenia vypnúť alebo zapnúť bez väzby na ostatné zložky, to znamená, že infračervené žiarenie bude zapnuté pri každom zapnutí RGB LED diódy 2.

Príklad 5

Infračervený žiarič v podobe malej infračervenej LED diódy 3 je podľa obrázku 17 umiestnený vedľa žiaričov s R, G a B zložkami svetla. Obe tieto skupiny sú pritom spolu umiestnené v optickom puzdre. S cieľom znížiť ovplyvňovanie R, G a B zložiek svetla blízko umiestneným infračerveným žiaričom je medzi nimi malá optická prepážka.

Príklad 6

Infračervené LED diódy 3 sú selektované do troch skupín podľa vrcholu vlnovej dĺžky, v ktorej žiaria pri referenčnej teplote a stabilnom napájaní. V prvej a druhej skupine sú vyselektované infračervené LED diódy 3 s prvou a druhou vlnovou dĺžkou s toleranciou + - 5%. Ostatné sú v tretej skupine, ktoré sa pri montáži nepoužijú. Infračervené LED diódy 3 sú na povrch zobrazovacieho prvku 1 osadené tak, aby jedna skupina vytvárala opakujúci sa obrazec, napríklad štvorec na pozadí s infračervenými LED diódami 3 z vyselektovanej druhej skupiny.

Takýmto vytváraním grafických obrazcov podľa obrázku 18 je možné identifikovať viaceré zobrazovacie prvky 1 v zábere kamery.

Príklad 7

V tomto príklade podľa obrázku 19 sú použité výkonné infračervené LED diódy 3 , s menšou hustotou rozloženia na ploche zobrazovacieho prvku 1. Difúzor 5 má celistvý povrch s premenlivou hrúbkou tak, aby sa infračervené žiarenie rozviedlo na plochu zobrazovacieho prvku L

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto riešenia je možné priemyselne a opakovane vyrábať a používať RGB + IR LED diódy a tiež zobrazovací prvok s RGB LED diódami, kde obraz pozorovaný na mieste zobrazovacieho prvku sa dá prekryť iným zobrazením.

Claims (22)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami, kde RGB LED diódy (2) sú pravidelne rozmiestnené na ploche a ich vyžarovanie je orientované z tejto plochy smerom k divákovi, čím zobrazujú statický a/alebo dynamický obraz pozorovateľný na mieste, pričom obraz je prispôsobený na prekrytie iným zobrazením pri jeho optickom snímaní kamerou a následnom spracovaní, vyznačujúci sa tým, že že má zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia s vlnovou dĺžkou nad 680 nm, tieto zdroje sú smerovo orientované rovnako ako RGB LED diódy (2), pričom tieto zdroje sú rozmiestnené na ploche zobrazovacieho prvku (1) medzi RGB LED diódami (2) a/alebo povedľa RGB LED diód (2).

2. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku, Ivyznačujúci sa tým, že zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia pri okraji plochy zobrazovacieho prvku (1) sú rozmiestnené povedľa RGB LED diód (2).

3. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že zdroje stabilného monochromatického optického žiarenia majú vlnovú dĺžku 760 nm až 1 mm, výhodne 780 nm až 900 nm.

4. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov ·1 až 3, vyznačujúci sa tým, že napájanie a/alebo riadenie zdrojov stabilného monochromatického optického žiarenia je spoločné pre aspoň časť zobrazovacieho prvku (1).

5 vyznačujúci sa tým, že infračervené LED diódy (3) sú umiestnené v rastri RGB LED diód (2), pričom výsledná hustota RGB LED diód (2) je vyššia alebo rovnaká ako je viditeľné rozlíšenie vnímané pozorovateľom.

5. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že zdroj stabilného monochromatického optického žiarenia je infračervená LED dióda (3).

6. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že infračervené LED diódy (3) sú pripevnené na PCB doske (4), na ktorej sú umiestnené RGB LED diódy (2).

7. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že infračervené LED diódy (3) sú pripevnené na samostatnej PCB doske ^-5 i ! ^: -·- 7? 2 ; O \ >· (6) umiestnenej za PCB doskou (4) s RGB LED diódami (2), aspoň časť telesa infračervených LED diód (3) prechádza cez otvory v PCB doske (4) s RGB LED diódami (2).

8. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6,

9. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že je na prednej ploche opatrený difúzorom (5)

10. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že je difúzor (5) má tvar platne s celistvým povrchom.

10 na prenos žiarenia z bodových zdrojov infračervených LED diód (3) na plochu zobrazovacieho prvku (1).

11 .Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa nároku 10, vyznačujúci sa

12. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 11, vyznačujúci sa tým, že infračervené LED diódy (3) použité do zobrazovacieho prvku (1) majú požadovanú vlnovú dĺžku podľa skutočne

13. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že zdroj stabilného monochromatického optického žiarenia má vyžarovacie spektrá v aspoň dvoch oddelených pásmach, výhodne v pásmach 680-820 nm a 820-980 nm.

25 14. Zobrazovací prvok s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 13, vyznačujúci sa tým, že infračervené LED diódy (3) jedného spektra sú usporiadané do skupín na vytvorenie identifikačného obrazca na ploche zobrazovacieho prvku (1), ktorý sa odlišuje od obrazca iného zobrazovacieho prvku (1), výhodne sa tento obrazec na ploche zobrazovacieho prvku (1) opakuje.

30 15. RGB LED dióda v zobrazovacom prvku (1) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až

14, vyznačujúca sa tým, že vo svojom tele má umiestnený zdroj monochromatického optického žiarenia s vlnovou dĺžkou nad 680 nm, ktorého vyžarovanie je orientované rovnako ako R a/alebo G a/alebo B zložky žiarenia.

15 tý m , že difúzor (5) má otvory, ktoré svojou veľkosťou a polohou zodpovedajú RGB LED diódam (2).

16. RGB LED dióda podľa nároku 15, vyznačujúca sa tým, že zdroj monochromatického optického žiarenia je infračervený s vlnovou dĺžkou 760 nm až 1 mm, výhodne 780 nm až 900 nm.

17. RGB LED dióda podľa nároku 15 alebo 16, v y z n a č u j ú c a sa tým, že zdroj monochromatického optického žiarenia s vlnovou dĺžkou nad 680 nm je umiestnený v spoločnom svetlovodivom puzdre s časťami vyžarujúcimi RGB zložky.

18. RGB LED dióda podľa nároku 17, vyznačujúca sa tým, že zdroj monochromatického optického žiarenia je umiestnený v štvrtine puzdra v rade s R, G a B zložkami.

19. Spôsob spracovania obrazu zobrazovacieho prvku s RGB LED diódami podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14, pri ktorom sa obraz na zobrazovacom prvku (1) s RGB LED diódami (2) nasníma kamerou a následne sa obrazové dáta spracovávajú a prenášajú, v y z n a č u j ú c i sa tým, že zobrazovací prvok (1) prostredníctvom RGB LED diód (2) zobrazuje okom viditeľný obraz a zároveň vyžaruje na rovnakej ploche ľudským okom neviditeľné monochromatické žiarenie, ktoré je viditeľné pre kameru s príslušne vlnovo citlivým snímaním, obrazové dáta z kamery sa analyzujú, pričom sa rozpozná monochromaticky svietiaca plocha, určí sa jej vonkajší obrys a do tohto obrysu sa vloží obraz odlišný od obrazu zobrazovaného zobrazovacím prvkom (1).

20. Spôsob spracovania obrazu podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že k prenášaným obrazovým dátam sa pripoja údaje o rozpoznanej polohe zobrazovacieho prvku (1).

20 nameraného vyžarovania pri referenčných podmienkach.

21. Spôsob spracovania obrazu podľa nároku 19 alebo 20, vyznačujúci sa tým, že do obrysu jednej rozpoznanej monochromatickej svietiacej plochy sa pre odlišné geografické zóny prenosu vkladajú vzájomné odlišné obrazy.

22. Spôsob spracovania obrazu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 19 až 21, vyznačujúci sa tým, že pri vysielaní obrazových dát cez internet sa

T- CbĽ- !*)<pri voľbe obrazu, ktorý sa vkladá do obrysu rozpoznanej monochromatickej svietiacej plochy, zohľadňuje záujmový profil diváka podľa predtým zozbieraných informácií.