通过背景光源的红外照明的制作方法

红外(ir)相机需要红外照明，该红外照明可通常经由被添加到诸如平板或蜂窝电话之类的设备的附加光源来提供。附加的照明源可能由于附加组件和所需空间而增加设备的总成本。附加的光源还可增加工业、电子和软件设计的复杂度。各组件可能需要适配于设备的人体工程学和风格设计内，电气和/或软件协同以及对附加光源的控制可导致对设备的现有组件和程序或者新组件和/或程序的额外任务。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述不旨在专门标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

各实施例涉及通过背景光源提供红外照明。在一些示例中，ir图像捕捉设备的激活可以在包括显示器以提供红外照明的计算设备处被检测。期望的或合适的ir照明图案可基于用户输入或ir图像捕捉类型(诸如面部识别、视网膜识别或场景捕捉)来确定。与显示器的可见光led穿插在一起的irled可接着根据ir照明图案来被激活，其中irled的激活可例如通过以下而在空间上或者在时间上被控制：led分布的布置、显示器的光提取特征的布置、或者irled在所显示的帧的子集期间的激活。irled可以在ir图像捕捉的完成之际被停用。

通过阅读以下详细描述及审阅相关联的附图，这些以及其他特征和优点将显而易见。应当理解，以上一般描述及以下详细描述两者均是说明性的，而非限制所要求保护的各方面。

附图简述

图1是例示示例计算设备的显示图，其中显示器还用作集成相机的照明源；

图2a是例示显示面板的白色发光二极管(led)阵列和导光板设计的显示图；

图2b是例示显示面板的led和导光板的截面的显示图，其示出了用于将光引导到显示器的期望区域的光照提取特征；

图3是例示根据实施例的示例可见光led阵列和具有与可见光led相邻的irled的显示面板的导光板设计的显示图；

图4a是例示根据实施例的ir照明图案的生成的显示图，该ir照明图案通过在光导中穿插在可见光led之间的irled而更集中在中心。

图4b是例示根据实施例的另一ir照明图案的生成的显示图，该另一ir照明图案通过在光导中穿插在可见光led之间的irled而更均匀地分布；

图5是例示根据实施例的具有像素图案的显示器的显示图，该像素图案包括在暗背景上以ir光照明的文本消息；

图6是解说与经ir照明的帧交织在一起的可见帧的显示图；

图7是根据实施例的示例计算设备的框图，该示例计算设备可被用于通过背景光源提供红外照明；以及

图8是解说根据实施例的用于通过背景光源提供红外照明的过程的逻辑流程图。

详细描述

如以上简要描述的，各实施例涉及通过背景光源的ir照明。一些示例涉及在显示器的光导中与可见光源(例如，led)穿插在一起的诸如irled之类的ir光源。光导的irled配置和/或光提取特征可被选择成使得期望的ir照明图案(例如，更集中或更均匀的图案)可被实现。在其他示例中，irled的激活(接通/断开)可被用来生成期望的ir照明图案。irled可以由与可见光led相同的电路系统来驱动，或者由专用驱动电路系统来驱动。此外，irled可以以与可见光led交织在一起的形式来被激活(例如，帧流中的所选择的各帧)，以在显示内容的同时提供ir照明。

在以下详细描述中，参考了构成详细描述的一部分以及作为解说示出了各具体实施例或示例的附图。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以组合这些方面，可以利用其他方面，以及可以作出结构上的改变。因此，下面的详细描述并不旨在进行限制，并且本发明的范围由所附权利要求书以及其等效方案来限定。

尽管将在与运行在个人计算机上的操作系统上的应用程序一起执行的程序模块的一般上下文中来描述一些实施例，但是本领域的技术人员将认识到，这些方面也可以与其他程序模块相结合地实现。

一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构及其他类型的结构。而且，本领域的技术人员将领会，各实施例可以用其他计算机系统配置来实现，包括手持设备、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费者电子设备、小型计算机、大型计算机及类似的计算设备。各实施例也可以在分布式计算环境中实现，在分布式计算环境中，多个任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程的存储器存储设备两者中。

一些实施例可以被实现为计算机实现的过程(方法)、计算系统、或者作为诸如计算机程序产品或计算机可读介质之类的制品。计算机程序产品可以是能由计算机系统读取的以及对包括用于致使计算机或计算系统执行(多个)示例进程的指令的计算机程序进行编码的计算机存储介质。计算机可读存储介质是计算机可读存储器设备。计算机可读存储介质可以例如经由易失性计算机存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、闪存驱动器、软盘或压缩盘以及类似硬件介质中的一个或多个来实现。

贯穿本说明书，术语“平台”可以是用于通过背景光源提供红外照明的软件和硬件组件的组合。平台的示例包括但不限于在多个服务器上执行的托管服务、在单个计算设备上执行的应用、设备操作系统以及类似的系统。术语“服务器”一般是指通常在联网环境中执行一个或多个软件程序的计算设备。以下提供了关于这些技术和示例操作的更多细节。

如本文中所使用的计算设备是指包括至少一个存储器以及一个或多个处理器的设备，该设备包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、车载计算机或可穿戴计算机。存储器可以是计算设备的可移动或不可移动组件，其被配置成储存将由一个或多个处理器执行的一个或多个指令。处理器可以是计算设备的组件，其耦合到存储器并且被配置成与由存储器储存的指令相结合地执行程序。本文中所描述的动作或操作可以在单个处理器上、在(单个机器中的或者分布在多个机器上的)多个处理器上、或者在多核处理器的一个或多个核上被执行。操作系统是被配置成管理提供公共服务和应用的计算设备的硬件和软件组件的系统。集成模块是应用或服务的组件，其被集成在该应用或服务内使得该应用或服务被配置成执行该组件。计算机可读存储器设备是经由易失性计算机存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、闪存驱动器、软盘或压缩盘中的一个或多个实现的物理计算机可读存储介质，以及其上包括用于将内容自动地保存到某位置的指令的类似的硬件介质。用户体验是指用户藉此与应用或服务交互的与该应用或服务相关联的可视显示。用户动作是指用户与应用的用户体验或由服务提供的用户体验之间的交互，其包括触摸输入、姿势输入、语音命令、眼睛跟踪、陀螺仪输入、笔输入、鼠标输入、和键盘输入之一。应用编程接口(api)可以是用于应用或服务的一组例程、协议和工具，其允许该应用或服务与由分开的实体管理的一个或多个其他应用和服务交互或通信。

通过背景光源提供红外照明的技术优势可尤其包括：通过减少的设计和组件复杂度、增强的ir相关的功能性来增加具有ir相机的计算设备的效率和可靠性，以及通过允许ir相机操作凭借基于背景光照的照明而得到简化来改善用户体验。

图1是例示示例计算设备的显示图，其中显示器还用作集成相机的照明源。

在诸如平板电脑、智能电话等计算设备中使用红外相机可提供诸如生物计量认证、姿势识别等有用的特征。在常规设备中，诸如irled之类的ir照明源通常被提供作为用于ir相机的照明源。这些led光源可以与光导或其他光学器件一起使用，以提供更有效和均匀的照明。而且，irled通常具有其自己的驱动电路系统和布线。出于这些原因，将irled包括在内可能涉及在时常拥挤的设备中的大量附加的空间。对附加空间的需求对于具有纤薄形状因子的移动设备而言可能特别具有挑战性。

图100示出了一移动设备使用配置。被机械地耦合到设备的主体102的显示器104经由光导和其他组件用led从背后照明。被照明的显示器104还用作通过背景光110照明目标区域108的照明源。相机106可利用该照明来捕捉目标区域。

显示器104可利用精细的光导管(lightpiping)和分配组件来为显示面板提供均匀和有效的照明。在使用结合附加的一个或多个led管芯的相同系统的情况下，可以在诸如面部识别、虹膜识别、姿势识别等应用中为红外相机提供红外照明。

图2a是例示显示面板的白色发光二极管(led)阵列和导光板设计的显示图。

图200a示出了背光显示器照明系统的可见光led阵列204和导光板202。可见光led204经由图2b中所示的导光板202和其他反射或折射部件来提供照明。被用于背景光照的可见光led可通常以均匀的方式分布，因为均匀的背光在显示器中是合需的。

图2b是例示显示面板的led和导光板的截面的显示图，其示出了用于将光引导到显示器的期望区域的光照提取特征。

如图200b所示，导光板可包括多个层，诸如反射层214。来自光源204(例如，led)的光212可通过传输层输送并通过光提取特征216在所选择的位置处被反射。经反射的光束可穿过一个或多个偏振滤光器层218，并且垂直于顶层222处的显示器的表平面被发射为光束220。光提取特征216和偏振滤光器层218可以以受控制的方式实现对来自(诸)led的光的定向，使得显示面板被均匀地照明。光源204可基于显示面板的配色方案来包括白色led、红绿蓝(rgb)led或类似的光源。

图3是例示根据实施例的示例可见光led阵列和具有与可见光led相邻的irled的显示面板的导光板设计的显示图。

如图300所示，irled306可以以在导光板302中与可见光led304穿插在一起的方式来被布置。取决于显示器类型、设备设计参数(例如，功率消耗、期望的显示器亮度等)以及可适用的ir照明需求，irled的布置和/或数量可被选择。例如，在一些实施例中，相同数量的irled和可见光led可以以基本上均等的分布来进行布局。在其他实施例中，可针对特定的ir照明在可见光led的各分组之间放置更少的irled。

在一些示例中，irled306可以由专用驱动电路系统来控制。然而，在其他示例中，irled306可以由与可见光led304类似或相同的驱动电路系统来控制。可见光led304可包括白光led或其他颜色led。例如，在单色显示器中，可见光led304可具有特定的颜色。替代地，可见光led304可包括rgb配色方案显示器中的多种基色，诸如红色、绿色和蓝色。irled306可被配置成使得来自irled306的ir光以与来自可见光led304的光相同的方式被引导离开显示器的前部。

图4a是例示根据实施例的ir照明图案的生成的显示图，该ir照明图案通过在光导中穿插在可见光led之间的irled而更集中在中心。

在图400a中所示的示例ir光提取图案中，圆形区域404包括允许ir光被从显示器发射的光提取特征，这与典型的可见(例如，白色)光特征的光提取特征形成对比。

用于可见光和ir光的光提取特征可取决于波长而具有不同的光提取效率。在示例照明图案中，ir光提取特征可以在近ir波长中具有高反射率，以重定向来自irled406的ir光，使得圆形ir照明图案被实现。圆形中心区域外部(区域402)的可见光提取特征可以在可见光波长中具有高反射率以重定向可见光。示例照明图案可被用于视网膜标识或类似的聚焦式ir应用。

图4b是例示根据实施例的另一ir照明图案的生成的显示图，该另一ir照明图案通过在光导中穿插在白色led之间的irled而更均匀地分布。

图400b示出了例如用于面部标识应用的产生均匀的ir照明的另一提取特征图案。光提取特征可被布置成使得显示器(区域402)的边缘附近的中央矩形区域和矩形带对可见光具有高效率；而矩形带区域414包括用于可见光和ir光两者的高效光提取特征。以此方式，整个显示器可以以基本上均匀的方式发射可见光，同时ir光也被均匀地发射。

图5是例示根据实施例的具有像素图案的显示器的显示图，该像素图案包括在暗背景上以ir光照明的文本消息。

当使用具有ir照明的ir相机时，提供背景照明的底层显示器可以以不同模式操作。一种模式可包括显示器的典型使用，并且当设备用于诸如生物计量认证之类的特殊用途时，只要显示器像素正显示将允许大量ir光通过的图像，登陆屏幕就可以开启。替代地，显示图像可采用可以提供有效照明图案的预定图案。在又一种模式中，该图案还可向用户携带诸如覆盖在原始显示内容502上的“ir照明和ir相机开启”之类的附加信息504，如图500所示。显示内容502(以及附加信息504)可以由可见光led304提供，而(通过所显示的图案或文本的)ir照明可以由irled306提供。

图6是解说与ir照明的帧交织在一起的可见帧的显示图。

如以上所讨论，用于为ir图像捕捉设备提供背景光照的ir照明可以在无需显示可见内容的情况下被提供，或者可以通过不同led的空间布置和激活来与可见内容同时地被提供在显示器上。

在其他实施例中，ir照明可通过irled的激活的时间布置来被提供。例如，如图600中所示，可见内容可被显示为帧(602、604、608和610)。ir照明可作为帧606被插入到各可见内容帧之间。在一些示例中，可见内容可以在帧606期间被关闭，并且帧606的历时可被选择成使得其对用户而言不明显。在其他示例中，可见内容和ir照明两者可以在帧606期间被提供。

文本方案、图形方案、动画方案、着色方案、突出显示方案和/或阴影方案可被采用以通过与本文中所描述的功能性相结合的显示器背光系统提供ir照明。

图7是根据实施例的示例计算设备的框图，该示例计算设备可被用于通过背景光源提供红外照明。

例如，计算设备700可被用作台式计算机、便携式计算机、智能电话、专用计算机或类似设备。在示例基本配置702中，计算设备700可包括一个或多个处理器704和系统存储器706。存储器总线708可被用于处理器704与系统存储器706之间的通信。示例基本配置702可以在图7中通过内部虚线内的那些组件来解说。

取决于所期望的配置，处理器704可以是任何类型的，包括但不限于微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信号处理器(dsp)、或其任何组合。处理器704可包括诸如分级高速缓存存储器712之类的一级或多级高速缓存、一个或多个处理器核714以及寄存器716。一个或多个处理器核714可(各自)包括算术逻辑单元(alu)、浮点单元(fpu)、数字信号处理核(dsp核)、或其任何组合。示例存储器控制器718也可以与处理器704一起使用，或者在一些实现中，该示例存储器控制器718可以是处理器704的内部部件。

取决于所期望的配置，系统存储器706可以是任何类型的，包括但不限于易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者其任何组合。系统存储器706可包括操作系统720、图像捕捉应用722以及程序数据724。图像捕捉应用722可包括相机控制模块726和显示控制模块727，其可在通过背景光源提供红外照明时执行各种任务。程序数据724可尤其包括与选择ir照明图案相关联的图案/时序数据728。

计算设备700可具有附加特征或功能性以及用于促成示例基本配置702与任何期望的设备和接口之间的通信的附加接口。例如，总线/接口控制器730可被用来促成示例基本配置702与一个或多个数据存储设备732之间经由存储接口总线734的通信。数据存储设备732可以是一个或多个可移动存储设备736、一个或多个不可移动存储设备738或者其组合。可移动存储和不可移动存储设备的示例可包括诸如软盘驱动器和硬盘驱动器(hdd)之类的磁盘设备、诸如压缩盘(cd)驱动器或数字多功能盘(dvd)驱动器之类的光盘驱动器、固态驱动器(ssd)以及带驱动器(仅举数例)。示例计算机存储介质可包括以供存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。

系统存储器706、可移动存储设备736和不可移动存储设备738都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于，ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)、固态驱动器或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或可被用来储存所需信息且可由计算设备700访问的任何其他介质。任何此类计算机存储介质都可以是计算设备700的一部分。

计算设备700还可包括接口总线740，以用于促成经由总线/接口控制器730从各种接口设备(例如，一个或多个输出设备742，一个或多个外围接口744、以及一个或多个通信设备746)到示例基本配置702的通信。一个或多个输出设备742中的一些包括图形处理单元748和音频处理单元750，其可被配置成经由一个或多个a/v端口752与诸如显示器或扬声器之类的各种外部设备通信。该一个或多个外围接口744可包括串行接口控制器754或并行接口控制器756，其可被配置成经由一个或多个i/o端口758与诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等)之类的外部设备或其他外围设备(例如，打印机、扫描仪等)进行通信。示例通信设备766包括网络控制器760，其可被布置成促成经由一个或多个通信端口764通过网络通信链路与一个或多个其他计算设备762的通信。该一个或多个其他计算设备762可包括服务器、计算设备以及类似设备。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质可通常由计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制等已调数据信号中的其他数据来体现，并且可包括任何信息递送介质。“已调数据信号”可以是使其特性中的一者或多者以对信号中的信息进行编码的方式来被设置或改变的信号。作为示例而非限制，通信介质可包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声、射频(rf)、微波、红外(ir)和其他无线介质之类的无线介质。

示例实施例还可包括用于通过背景光源提供红外照明的方法。这些方法可以以任何数量的方式来实现，包括本文中所描述的结构。一种这样的方式可通过本公开中所描述的类型的设备的机器操作进行。另一种任选方式可以是该方法的各个个体操作中的一个或多个操作被与执行所述操作中的一些操作的一个或多个人类操作员相结合地执行，同时其他操作可通过机器来执行。这些人类操作员不需要彼此位于同处，然而每个人类操作员可以仅与执行程序的一部分的一台机器位于同处。在其他实施例中，人类交互可诸如通过可被机器自动化的预选准则来被自动化。

图8是解说根据实施例的用于通过背景光源提供红外照明的过程的逻辑流程图。过程800可通过在具有ir图像捕捉能力的移动或固定计算设备上执行的图像捕捉应用、类似设备的操作系统或被配置成控制类似设备的显示功能性的模块来实现。

过程800可开始于操作810，其中ir图像捕捉设备的激活可以在包括用于提供红外照明的显示器的计算设备处被检测。在操作820处，期望的或合适的ir照明图案可被接收自用户，或者基于ir图像捕捉设备的类型、环境光照状态(例如，暗环境、被明亮地照明的环境等)或诸如面部识别、视网膜识别或场景捕捉之类的ir图像捕捉类型来被自动地选择。

在操作830处，可根据ir照明图案来激活与显示器的可见光led穿插在一起的irled。在操作840处，irled的激活可例如通过以下而在空间上或者时间上被控制：led分布的布置、显示器的光提取特征的布置、或者irled在所显示的帧的子集期间的激活。在操作850处，irled可以在ir图像捕捉的完成之际被停用。

过程800中所包括的操作是用于解说的目的。通过背景光源提供红外照明可以通过具有更少或附加步骤的类似过程以及按使用本文中所描述的原理的不同次序的操作来实现。除了其他示例之外，本文中所描述的操作可通过在一个或多个计算设备上操作的一个或多个处理器、一个或多个处理器核、专用处理设备和/或通用处理器来执行。

根据一些示例，描述了一种用于为红外(ir)图像捕捉提供背景ir照明的计算设备。该计算设备可包括：被配置成呈现可见内容和ir照明的显示器；被配置成储存指令的存储器；以及被配置成执行显示控制模块的处理器。显示控制模块可被配置成检测与计算设备相关联的ir图像捕捉设备的激活，并且根据ir照明图案激活穿插在多个可见光发光二极管(led)之间的多个irled，其中该ir照明图案可基于irled的布置和显示器的光提取特征的布置之一而在空间上被定义或者通过irled在ir照明帧期间的激活而在时间上被定义，该ir照明帧的之前和之后是多个可见照明帧。显示控制模块还可被配置成在ir图像捕捉的完成之际停用irled。

根据其他示例，显示器上的ir照明图案的形状和位置可基于ir图像捕捉设备的类型、ir图像捕捉的类型和环境光照状态中的一者或多者来选择。ir照明图案可通过在ir波长附近具有高效率的光提取特征的第一子集以及在可见光波长附近具有高效率的光提取特征的第二子集的空间布置来被定义。显示控制模块可被进一步配置成在ir照明帧期间显示可见内容和ir照明的组合。

根据进一步的示例，irled可以通过与可见光led的驱动电路不同的驱动电路来被激活。irled的数量可以小于可见光led的数量。irled的数量还可以约等于可见光led的数量。ir照明图案可通过显示器上的均匀可见背景图案上的所显示的文本或形状来提供。显示控制模块可以是独立模块、图像捕捉应用的一部分或者操作系统的一部分。ir图像捕捉设备可以与计算设备集成在一起。可见光led可根据显示器的配色方案来包括白光led、单色led或彩色led。

根据其他示例，描述了一种在计算设备处执行以针对红外(ir)图像捕捉提供背景ir照明的方法。该方法可包括检测与计算设备相关联的ir图像捕捉设备的激活；确定ir照明图案；根据该ir照明图案来激活与计算设备的显示器的可见光发光二极管(led)穿插在一起的多个irled，其中irled的激活在空间上或者在时间上被控制；以及在ir图像捕捉的完成之际停用irled。

根据一些示例，确定ir照明图案可包括接收ir照明图案定义或者从多个ir照明图案中选择该ir照明图案。该方法可进一步包括基于ir图像捕捉设备的类型、ir图像捕捉的类型和环境光照状态中的一者或多者来从多个ir照明图案中选择该ir照明图案。ir图像捕捉的类型可包括面部识别、视网膜识别和/或场景捕捉。激活该多个irled可包括在ir照明帧期间打开irled，其中该ir照明帧的之前和之后可以是多个可见照明帧。

根据进一步的示例，描述了一种用于为红外(ir)图像捕捉提供背景ir照明的显示设备。该显示设备可包括显示面板；被电耦合且光耦合到显示面板的导光面板，其中该导光面板可包括光提取层、多个可见光发光二极管(led)，以及穿插在可见光led之间的多个irled；以及处理器。该处理器可被配置成检测耦合到显示设备的ir图像捕捉设备的激活；根据ir照明图案激活多个irled，其中该ir照明图案可基于irled的布置和光提取特征的布置之一而在空间上被定义；以及在ir图像捕捉的完成之际停用irled。

根据又一其他示例，irled和可见光led可以在空间上被布置在导光面板中以生成经确定的ir照明图案。光提取层可包括多个光提取特征，并且该光提取特征中对ir光提取具有高效率的子集可以在空间上被布置成生成经确定的ir照明图案。该显示设备可进一步包括多个驱动电路，其中该驱动电路可被配置成基于来自处理器的指令激活irled和可见光led。

根据一些示例，描述了一种用于为红外(ir)图像捕捉提供背景ir照明的装置。该装置可包括用于检测与计算设备相关联的ir图像捕捉设备的激活的装置；用于确定ir照明图案的装置；用于根据该ir照明图案来激活与计算设备的显示器的可见光发光二极管(led)穿插在一起的多个irled的装置，其中irled的激活在空间上或者在时间上被控制；以及用于在ir图像捕捉的完成之际停用irled的装置。

以上说明、示例和数据提供了对各实施例的组成的制造和用途的完整描述。尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本发明主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于以上所描述的具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求和实施例的示例形式公开的。