光学预处理装置、氛围灯控制设备以及氛围灯系统的制作方法

本申请涉及照明控制领域，尤其涉及光学预处理装置、氛围灯控制设备以及氛围灯系统。

背景技术：

1、氛围灯系统作为智能灯具，主要是通过识别显示设备如电视、投影仪或游戏机屏幕设定区域的内容和颜色，特别是显示屏幕边缘处的颜色，然后根据屏幕边缘处的颜色智能地调整萦绕在显示屏幕周围灯光的色彩、亮度和动态效果，使得灯光效果与屏幕边缘的颜色实现同步，以烘托视频画面的视觉效果，从而给用户提供沉浸式的视觉体验。

2、目前，氛围灯控制设备获取屏幕设定区域的内容和颜色主要通过以下两种方式：

3、1、通过视频信号采集的方式。具体是通过将视频设备的视频信号通过hdmi等数据线输出至图像处理设备（fpga等），图像处理设备对视频信号进行图像处理，识别出画面中边缘处的颜色。这种方式虽然延迟较低，但是需要购买安装额外的图像处理设备，成本比较高，而且同一图像处理设备不一定能够适配不同的视频设备，兼容性较差。

4、2、通过外部摄像头获取视频画面的方式。具体是，通过外部摄像头拍摄视频设备的视频画面，然后将实时的视频画面传输到图像处理器，图像处理器通过复杂的图像处理算法如图像分割、畸变矫正、颜色采样等对图像进行处理，获取视频画面的边缘色彩。这种方式的缺点是需要大量的算力，延迟比较高，增加了生产成本，且因为摄像头采集的缘故，容易受到环境光线干扰。

5、综上所述，氛围灯控制设备目前存在计算复杂、成本较高以及兼容性的问题。

技术实现思路

1、本申请提供光学预处理装置、氛围灯控制设备以及氛围灯系统，能够解决现有技术方案采用采集视频信号或者通过外部摄像头获取视频画面的方式所存在的算法复杂、成本高以及兼容性差等问题。

2、根据本申请的第一方面，本申请提供一种光学预处理装置，其用于对显示设备屏幕的设定区域进行采样，其包括：光学采集模块，其用于捕获显示设备设定区域发出的光线，并形成中间像面；静态光学阵列，其设置于中间像面的光路上，用于对来自中间像面的光束进行调制或空间选通，以形成由多个离散光斑组成的光斑阵列。

3、优选地，光学采集模块包括至少一个反射镜，中间像面为虚像平面，反射镜设置于显示设备的发光平面前方的设定位置，通过将发光平面反射并成像于虚像平面。

4、优选地，静态光学阵列包括微透镜阵列，其用于对来自中间像面的光束进行调制。

5、优选地，静态光学阵列包括至少一菲涅尔透镜和至少一孔径阵列，其用于对来自中间像面的光束进行空间选通。

6、根据本申请的第二方面，一种氛围灯控制设备，其用于控制氛围灯，包括：如上所述的光学预处理装置；光电传感阵列，其设置于光斑阵列形成的位置，用于接收光斑阵列并将光斑阵列的光强度和颜色分量转换为电信号；主控模块，其连接光电传感阵列，其用于接收并将电信号转换为灯效驱动信号，以实现对氛围灯的控制。

7、优选地，光电传感阵列包括对应离散光斑设置的光电二极管以及颜色滤光片或者颜色传感器。

8、优选地，光电传感阵列包括对应离散光斑设置的颜色传感器。

9、根据本申请的第三方面，本申请提供一种氛围灯系统，其包括：如前所述的氛围灯控制设备以及氛围灯，氛围灯控制设备连接并控制氛围灯发光。

10、本申请的有益效果在于：1、零计算或低计算开销：通过光学采集方式采集到设定区域如屏幕边缘的颜色，这与现有技术需要通过摄像头采集图像，并依赖高性能处理器运行复杂的图像处理算法（如图像切割、主色调提取，以及区分暗光像素和非暗光像素）或者通过图像处理器如fpga芯片通过复杂的算法对视频信号进行采样、解码等形成鲜明的对比。因为无需依赖高性能处理器运行复杂的ai模型或图像处理算法，大大降低了硬件成本和功耗。2、超低延迟：光信号的处理是纯粹的物理过程，几乎无延迟。整个系统的延迟仅取决于主控模块的采样周期，能够实现远低于任何基于软件图像处理方案的计算延迟，同时实现了天然平滑的柔和灯效。3、高鲁棒性与抗干扰性：光学采集模块（如反射镜）在物理结构上具有方向选择性，对环境光线不敏感，因为只有来自特定方向（经反射镜反射）的光才能有效进入光学系统。且不受屏幕内容快速闪烁的影响，输出信号天然平滑，这优于现有技术必须依赖算法（如暗光阈值）来软件过滤复杂光线的方式。4、高可靠性：整个光学系统由反射镜、微透镜阵列等无源光学元件构成，无活动部件，电子部分仅为简单的光电传感器和mcu，全固态设计，相比依赖复杂软件和高性能处理器的系统，故障率更低，稳定性更高。5、成本更低。整个系统无需布置昂贵的摄像头，亦无需性能强大的图像处理芯片，极大地降低了产品成本。

11、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

1.一种光学预处理装置，其特征在于，其用于对显示设备屏幕的设定区域进行采样，其包括：

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学采集模块包括至少一个反射镜，所述中间像面为虚像平面，所述反射镜设置于所述显示设备的发光平面前方的设定位置，通过将所述发光平面反射并成像于所述虚像平面。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述静态光学阵列包括微透镜阵列，其用于对来自所述中间像面的光束进行调制。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述静态光学阵列包括至少一菲涅尔透镜和至少一孔径阵列，其用于对来自所述中间像面的光束进行空间选通。

5.一种氛围灯控制设备，其特征在于，其用于控制氛围灯，包括：

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光电传感阵列包括对应所述离散光斑设置的光电二极管以及颜色滤光片或者颜色传感器。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光电传感阵列包括对应所述离散光斑设置的颜色传感器。

8.一种氛围灯系统，其特征在于，其包括：如权利要求5至7任一项所述的氛围灯控制设备以及氛围灯，所述氛围灯控制设备连接并控制所述氛围灯发光。