本發(fā)明屬于醫(yī)療顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

顯示器滿足了人們生活、工作中對畫面顯示的需求。顯示器使用的場景不同，則對圖像顯示的要求不同、對顯示的圖像所采用的校正方法不同。

醫(yī)療顯示器是一種專門用于醫(yī)療領(lǐng)域的專業(yè)顯示器，與其他顯示器相比，它有自己不同的特點：亮度高、分辨率高、穩(wěn)定性高以及滿足醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通信標(biāo)準(zhǔn)DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信)第14部分的灰度顯示標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)等等。如：診斷類顯示器用于顯示灰階圖像，往往要求高分辨率、高對比度、高亮度、及經(jīng)過DICOM校正；手術(shù)室用顯示器面向內(nèi)窺鏡等前端成像設(shè)備，用于顯示手術(shù)輔助信息等彩色圖像，要求分辨率適中、亮度一般，及經(jīng)過GAMMA(伽馬)校正。

一幅醫(yī)學(xué)灰階圖像可能被印在膠片上，也有可能存儲在電腦主機上被不同的電子顯示設(shè)備顯示，如何確保一幅醫(yī)學(xué)灰階圖像在不同的設(shè)備上顯示出來，且使顯示出的信息和效果都一樣，這就需要一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。為此，1984年，由美國放射學(xué)會(ACR)和國際電氣制造業(yè)協(xié)會(NEMA)組成的醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通訊標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會，推出了“醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)”，簡稱DICOM標(biāo)準(zhǔn)。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第14部分給出了一個“灰度標(biāo)準(zhǔn)顯示函數(shù)”(GSDF)，該函數(shù)依據(jù)人眼的視覺特性，給出了一個醫(yī)療顯示器的亮度與JND指數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。

為了達(dá)到圖像亮度要求，醫(yī)療顯示器背光系統(tǒng)需使用大量大功率發(fā)光元件，因此，背光系統(tǒng)占顯示器的絕大部分功率消耗。為了節(jié)能降耗，現(xiàn)一般都是從背光上入手，想辦法降低背光的亮度。有一種技術(shù)將背光劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域的背光亮度根據(jù)對應(yīng)區(qū)域所需顯示的圖像亮度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。這種方法能夠通過降低背光亮度達(dá)到節(jié)能的效果，但背光亮度降低后，圖像整體亮度也降低了，用戶看到的圖像效果變差，部分圖像細(xì)節(jié)也會損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)和控制方法，背光控制系統(tǒng)包括傳感器模塊及其外圍電路、主芯片、DDR控制器模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊，通過傳感器模塊探測使用人員是否在感應(yīng)范圍內(nèi)，從而控制主芯片對醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平或低電平，實現(xiàn)了對醫(yī)療顯示器背光的節(jié)能控制，有效延緩顯示器在亮度、對比度上的衰弱，同時保證醫(yī)療圖像的最佳顯示。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，包括：

傳感器模塊及其外圍電路，用于采集人體運動紅外信號，并將信號傳輸至主芯片；

主芯片，用于接收并處理傳感器模塊傳輸來的人體運動紅外信號，獲得人體運動紅外數(shù)據(jù)，并將該信號和數(shù)據(jù)傳輸給DDR控制器模塊，并控制電源轉(zhuǎn)換模塊向顯示器輸出所需電壓；

DDR控制器模塊，用于存儲人體運動紅外信號和人體運動紅外數(shù)據(jù)；

電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為主芯片和醫(yī)療顯示器的液晶屏所需電壓并輸出；

輸出控制模塊，用于輸出液晶屏驅(qū)動信號和背光控制信號；

所述電源轉(zhuǎn)換模塊、DDR控制器模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊及其外圍電路均與主芯片相連，電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊均與醫(yī)療顯示器的液晶屏相連。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述主芯片為BIS0001芯片。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述傳感器模塊包括熱釋電紅外傳感器。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述熱釋電紅外傳感器設(shè)置有光學(xué)系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)為菲涅爾透鏡。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述傳感器模塊的外圍電路包括放大電路、濾波電路、信號處理電路和接口電路，所述放大電路、濾波電路、信號處理電路和接口電路均與傳感器模塊相連。

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，包括以下步驟：

步驟1：傳感器模塊探測在感應(yīng)范圍內(nèi)是否有使用人員，并將該探測結(jié)果傳輸至主芯片，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)有使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟2，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)無使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟2：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平，液晶屏正常工作，同時主芯片開啟延時模式；

步驟3：若使用人員一直在傳感器模塊感應(yīng)范圍內(nèi)，則主芯片保持輸出高電平，當(dāng)使用人員離開傳感器模塊感應(yīng)范圍時，主芯片設(shè)置延時時間并開始延時計時，延時計時結(jié)束時，主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊關(guān)閉高電平并向液晶屏輸出低電平，轉(zhuǎn)到步驟1；

步驟4：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向液晶屏輸出低電平，液晶屏進(jìn)入待機狀態(tài)，同時主芯片設(shè)置傳感器封鎖時間并開始計時，在封鎖時間內(nèi)，傳感器模塊不進(jìn)行探測，封鎖時間計時結(jié)束時，轉(zhuǎn)到步驟1。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，步驟3中的延時時間為10秒。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，步驟4中的封鎖時間為10秒。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明的背光控制系統(tǒng)采用傳感器模塊采集數(shù)據(jù)并控制主芯片的電平輸出，實現(xiàn)了對醫(yī)療顯示器背光的節(jié)能控制；

2、本發(fā)明的背光控制方法采用傳感器封鎖時間，實現(xiàn)了傳感器感應(yīng)和封鎖間隔工作，能夠有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的干擾；

3、本發(fā)明的背光控制方法采用主芯片延時模式，實現(xiàn)了傳感器感應(yīng)的重復(fù)觸發(fā)；

4、本發(fā)明的背光控制方法能夠有效延緩醫(yī)療顯示器在亮度和對比度上的衰弱，有助于醫(yī)療圖像的最佳顯示。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的主芯片原理圖；

圖3是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的背光控制原理圖；

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括傳感器模塊及其外圍電路、主芯片、DDR控制器模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊、DDR控制器模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊及其外圍電路均與主芯片相連，電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊均與醫(yī)療顯示器的液晶屏相連。其中：

傳感器模塊及其外圍電路，用于采集人體運動紅外信號，并將信號傳輸至主芯片。傳感器模塊包括熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器設(shè)置有光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)為菲涅爾透鏡，可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測元上，同時也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電紅外傳感器要求信號不斷變化的特性。熱釋電紅外傳感器是本發(fā)明方法中的核心器件，它可以把人體的運動紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以供熱釋電紅外傳感器模塊外圍電路使用。

外圍電路包括放大電路、濾波電路、信號處理電路和接口電路，所述放大電路、濾波電路、信號處理電路和接口電路均與傳感器模塊相連，外圍電路可接收熱釋電紅外傳感器發(fā)出的電信號并將該信號進(jìn)行處理并發(fā)送至主芯片。

放大電路和濾波電路把熱釋電紅外傳感器輸出的微弱的電信號分別進(jìn)行放大和濾波處理，信號處理電路對電信號進(jìn)行延遲、比較處理并輸出給接口電路，接口電路將電信號以電平信號方式發(fā)到主芯片，通過主芯片的數(shù)據(jù)處理輸出控制信號，對顯示器背光進(jìn)行控制，最終實現(xiàn)節(jié)能控制。

主芯片為BIS0001芯片，如圖2所示，BIS0001芯片由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰Ｋ鲋餍酒糜诮邮詹⑻幚韨鞲衅髂K傳輸來的人體運動紅外信號，獲得人體運動紅外數(shù)據(jù)，并將該信號和數(shù)據(jù)傳輸給DDR控制器模塊，并控制電源轉(zhuǎn)換模塊向顯示器輸出所需電壓。

主芯片的工作過程為：首先，根據(jù)實際需要利用運算放大器OP1組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大，然后耦合給運算放大器OP2，再進(jìn)行第二級放大，同時將直流電位抬高為VM≈0.5VDD后，將輸出信號V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，當(dāng)VDD＝5V時，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。COP3是一個條件比較器，當(dāng)輸入電壓Vc<VR(VR≈0.2VDD)時，COP3輸出為低電平封住了與門U2，禁止觸發(fā)信號Vs向下級傳遞；而當(dāng)Vc>VR時，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時周期。當(dāng)A端接“0”電平時，在Tx時間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時間結(jié)束時，Vo下跳回低電平，同時啟動封鎖時間定時器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)，即高電平，可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。

DDR控制器模塊，用于存儲人體運動紅外信號和人體運動紅外數(shù)據(jù)。

電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為主芯片和醫(yī)療顯示器的液晶屏所需電壓并輸出。

輸出控制模塊，用于輸出液晶屏驅(qū)動信號和背光控制信號。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提出一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，如圖3所示，包括以下步驟：

步驟1：傳感器模塊探測在感應(yīng)范圍內(nèi)是否有使用人員，并將該探測結(jié)果傳輸至主芯片，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)有使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟2，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)無使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟2：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平，液晶屏正常工作，同時主芯片開啟延時模式；

步驟3：若使用人員一直在傳感器模塊感應(yīng)范圍內(nèi)，則主芯片保持輸出高電平，當(dāng)使用人員離開傳感器模塊感應(yīng)范圍時，主芯片設(shè)置延時時間10秒并開始延時計時，延時計時結(jié)束時，主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊關(guān)閉高電平并向液晶屏輸出低電平，轉(zhuǎn)到步驟1；

步驟4：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向液晶屏輸出低電平，液晶屏進(jìn)入待機狀態(tài)，同時主芯片設(shè)置傳感器封鎖時間10秒并開始計時，在封鎖時間內(nèi)，傳感器模塊不進(jìn)行探測，封鎖時間計時結(jié)束時，轉(zhuǎn)到步驟1。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。